導(dǎo)語：如何才能寫好一篇嵌入式課程總結(jié)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

中圖分類號：G642

0 引 言

大規(guī)模在線開放課程（massive open online course， MOOC）是基于課程與教學(xué)以及網(wǎng)絡(luò)和移動智能技術(shù)發(fā)展起來的新興在線課程形式。MOOC是一種全新的、更公平的教育模式，它借助互聯(lián)網(wǎng)，通過MOOC平臺的課程講座視頻、嵌入式課程進(jìn)行測試與評估以及師生在線互動，教與學(xué)隨時隨地都可以發(fā)生[1]。然而，MOOC在迅速發(fā)展的同時，由于其自身存在的一些不可避免的問題，使得MOOC飽受爭議。沒有規(guī)模限制、沒有先修條件、MOOC注冊率高而完成率低以及師生不能深入交流等問題日漸凸顯，且難以得到有效解決[2]。因此，MOOC被不斷改進(jìn)，許多新的教學(xué)模式應(yīng)用到MOOC中，彌補(bǔ)之前MOOC的不足，超越了原有的MOOC模式，MOOC已經(jīng)進(jìn)入后MOOC時代。

在后 MOOC時代涌現(xiàn)的一些新樣式中，SPOC最為典型。SPOC（small private online courses，小規(guī)模限制性在線課程）表示小型的、私有的、在線課程，它是針對MOOC來說的，這一概念最早是由美國加州大學(xué)伯克利分校的阿曼多??？怂菇淌谔岢龅腫3]。與 MOOC相比，SPOC吸收和傳承 MOOC的先進(jìn)思想，將 MOOC的潛能更好地發(fā)揮出來，變革傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)行課堂的有效翻轉(zhuǎn)，最終提高教學(xué)質(zhì)量。SPOC把學(xué)習(xí)的人數(shù)進(jìn)行了限制，通常限定在幾十人到幾百人之間，不同于MOOC同一課程擁有注冊人數(shù)幾十萬甚至幾百萬，另外，SPOC在MOOC的基礎(chǔ)上增加了教師和學(xué)生面對面的交流。相比之下， SPOC的學(xué)習(xí)活動更加靈活高效，能滿足學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)的需求[4]。

嵌入式課程是信息技術(shù)行業(yè)的核心課程，在國外信息類人才培養(yǎng)中尤其得到重視。目前，嵌入式軟件市場的規(guī)模劇增，已形成一個充滿商機(jī)的巨大產(chǎn)業(yè)，并且成為整個軟件業(yè)的發(fā)展支柱[5]。在家電、手機(jī)、各種數(shù)碼產(chǎn)品等都向智能化方向發(fā)展的今天，嵌入式技術(shù)越來越成為當(dāng)前最熱門、最具發(fā)展前景的IT應(yīng)用領(lǐng)域，吸引越來越多的工程師投入到這一行業(yè)[6]。本文研究嵌入式課程教學(xué)模式，通過SPOC充分利用MOOC平臺上的教學(xué)視頻資源，并與翻轉(zhuǎn)課堂有機(jī)結(jié)合應(yīng)用到課堂教學(xué)中。SPOC與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的方式可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、增強(qiáng)學(xué)生的動手能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，使學(xué)生能夠獨(dú)立地進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)和編程。

1 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

嵌入式課程是計(jì)算機(jī)課程的重要組成部分，嵌入式課程包含Linux系統(tǒng)應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和嵌入式系統(tǒng)案例分析等實(shí)踐性較強(qiáng)的多門課程，這些課程采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在以下問題：

（1）在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，老師的授課時間有限，只能單方面把課程的內(nèi)容傳授給學(xué)生，沒有與學(xué)生交流的機(jī)會。

（2）部分學(xué)生存在惰性，老師講多少就聽多少，并不實(shí)際動手練習(xí)，導(dǎo)致僅理解理論內(nèi)容，卻不會實(shí)際應(yīng)用。

（3）大部分學(xué)生在實(shí)踐活動中虎頭蛇尾，一遇到困難就輕易放棄，沒有解決難題的決心，從而也無法真正的掌握和理解所學(xué)知識。

（4）傳統(tǒng)的教學(xué)模式只重視成績和分?jǐn)?shù)，泯滅了學(xué)生動手實(shí)踐的欲望，導(dǎo)致學(xué)生缺乏創(chuàng)新能力。

SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的教學(xué)模式提供一個新的思路：如果學(xué)生能夠在課前完成相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，就會減少教師課堂講授時間，從而留給學(xué)生更多的時間進(jìn)行實(shí)踐、參與交流討論和獲得教師的指導(dǎo)，解決學(xué)生只停留在對理論內(nèi)容的理解、動手機(jī)會少、不會將所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到實(shí)際的項(xiàng)目開發(fā)中去的問題。

2 基于SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂的嵌入式課程教學(xué)方法

基于SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂的嵌入式課程教學(xué)方法可以分為四個階段：前端分析、課程設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)和評價，具體模式如圖1所示。

2.1 前端分析

任何課程開始前都必須進(jìn)行前端分析，這樣設(shè)計(jì)出的教學(xué)資源才具有針對性、個性化，因此，前端分析對一門課程設(shè)計(jì)的成功與否起到非常關(guān)鍵的作用。本文中，前端分析涉及3個要素，分別為學(xué)習(xí)對象、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)環(huán)境。

學(xué)習(xí)對象主要包括學(xué)生年級、學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的相關(guān)課程以及對學(xué)過課程的掌握情況。嵌入式課程分為硬件課程和軟件課程，因此課程的設(shè)置應(yīng)該分為3個階段：第1階段為嵌入式硬件開發(fā)，作為嵌入式軟件開發(fā)的平臺基礎(chǔ)；第2階段為嵌入式軟件開發(fā)；第3階段為嵌入式綜合開發(fā)實(shí)踐。單片機(jī)原理等基礎(chǔ)理論課程是學(xué)好嵌入式硬件開發(fā)的基礎(chǔ)，嵌入式軟件課程包括嵌入式操作系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)應(yīng)用等課程，只有將以上課程學(xué)好才能進(jìn)行嵌入式綜合開發(fā)實(shí)踐。

教學(xué)內(nèi)容研究應(yīng)該從理論和實(shí)際開發(fā)能力兩方面入手。理論方面，對于C語言、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、單片機(jī)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等前導(dǎo)課程，教師要在保證理論授課學(xué)時的前提下，適當(dāng)增加或強(qiáng)調(diào)嵌入式開發(fā)中必需的知識基礎(chǔ)，以保證后續(xù)嵌入式開發(fā)課程的順利進(jìn)行。在實(shí)際開發(fā)能力方面，教師要強(qiáng)化和規(guī)范嵌入式硬件課程、嵌入式軟件課程、嵌入式綜合開發(fā)實(shí)踐課程中的實(shí)踐環(huán)節(jié)，為學(xué)生配備齊全的軟、硬件開發(fā)環(huán)境，讓學(xué)生通過動手實(shí)踐掌握所學(xué)的內(nèi)容。

學(xué)習(xí)環(huán)境主要包括傳統(tǒng)的課堂教學(xué)環(huán)境和基于MOOC的在線學(xué)習(xí)環(huán)境，將課堂教學(xué)和在線學(xué)習(xí)結(jié)合起來，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.2 課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)主要包括教學(xué)視頻、教學(xué)大綱、拓展資源、測試作業(yè)幾個部分。根據(jù)教學(xué)需要，教師可以充分利用MOOC平臺上優(yōu)質(zhì)豐富的教學(xué)資源，對其進(jìn)行編輯和整合，設(shè)計(jì)成富有邏輯結(jié)構(gòu)的視頻資源上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。教師還可以將電影錄像、電子書、其他資料等作為拓展資源提供給學(xué)生。測試作業(yè)包含測試題和大作業(yè)，測試題至關(guān)重要，學(xué)生可以帶著問題去觀看教?W視頻，也可以看完教學(xué)視頻后做測試題，這樣有助于學(xué)生對重點(diǎn)、難點(diǎn)的理解與掌握，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量；大作業(yè)用來綜合性的測試學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，需要由一組學(xué)生來共同完成，大家一起討論，相互激發(fā)靈感，這種方式可以提高學(xué)生們的創(chuàng)新意識和團(tuán)隊(duì)意識。

2.3 課堂教學(xué)

課堂教學(xué)階段在整個教學(xué)模式中的地位十分重要。在課程開始前，根據(jù)學(xué)生原有的知識基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)個性和風(fēng)格等信息將學(xué)生進(jìn)行異質(zhì)分組，并選出每個學(xué)習(xí)小組的組長。

課堂教學(xué)的實(shí)施過程借鑒翻轉(zhuǎn)課堂模式，翻轉(zhuǎn)課堂是推動師生互動、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有力手段，真正體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教育理念。本文將翻轉(zhuǎn)課堂分為兩種形式：一種側(cè)重于分析本次課的重點(diǎn)和難點(diǎn)；另一種側(cè)重于對實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行分析和講解。

第一種形式要求學(xué)生在課前通過MOOC平臺上提供的教學(xué)視頻，學(xué)習(xí)嵌入式課程的基礎(chǔ)知識，然后，通過完成測試題驗(yàn)證對知識點(diǎn)的掌握情況。在課堂教學(xué)過程中，學(xué)生針對教師在課前提出的問題進(jìn)行討論，并采用輪流的方式對本次課的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行講解。在該門課程的課堂教學(xué)中，每名學(xué)生至少有一次機(jī)會講解知識點(diǎn)。最后，教師對課程內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行說明，并對知識內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)化的總結(jié)和梳理。

第二?N形式通過大作業(yè)的方式，以小組為單位，共同完成一個項(xiàng)目。大作業(yè)是對學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的綜合性考察，嵌入式軟件開發(fā)的作業(yè)可以是多進(jìn)程程序編寫、管道通信、Linux環(huán)境下“生產(chǎn)者與消費(fèi)者”的實(shí)現(xiàn)等。嵌入式實(shí)踐開發(fā)的作業(yè)可以是智能家居、智能停車場等。在課堂教學(xué)過程中，小組組內(nèi)成員之間、各小組成員之間針對大作業(yè)的內(nèi)容相互討論，并每組選出一個代表對自己組的作業(yè)完成情況進(jìn)行匯報展示，學(xué)生之間共同鑒賞、互相評價。教師可以在每名學(xué)生展示作品或?qū)W習(xí)成果后進(jìn)行逐一評價，也可在所有學(xué)生成果展示完畢后做最后的總結(jié)，教師最終對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行總結(jié)和評價。

課后主要是學(xué)生對學(xué)習(xí)進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固，檢驗(yàn)自己掌握知識的情況，分享課中學(xué)習(xí)的感悟與收獲。教師則針對大家課上提出的問題進(jìn)行反思和總結(jié)，對課程知識進(jìn)行系統(tǒng)化的梳理和總結(jié)，并根據(jù)學(xué)生課上的表現(xiàn)、反應(yīng)以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的意見對課前、課中階段進(jìn)行及時調(diào)整。

2.4 評 價

評價環(huán)節(jié)既要體現(xiàn)評價主體的多元化又要注重評價樣式的多樣化，關(guān)注學(xué)生的效果，采用形成性評價和總結(jié)性評價兩種評價相結(jié)合的方式。

形成性評價包括多個因素：登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的次數(shù)、下載教學(xué)視頻的次數(shù)、課堂出勤情況、課堂討論的積極程度以及小組成員間互評等多個方面。小組成員間互評主要從學(xué)生與對小組其他成員討論問題的情況、參與小組活動情況以及對小組的貢獻(xiàn)等方面出發(fā)，對自己和小組成員作出評價。這種評價方式有利于學(xué)生更好地參與到小組學(xué)習(xí)活動中，能夠提高組內(nèi)成員間合作學(xué)習(xí)的積極性，同時，教師對學(xué)生的評價也同等重要，教師應(yīng)該根據(jù)以上因素對學(xué)生進(jìn)行評價，給出學(xué)生的平時成績。

總結(jié)性評價則主要包括學(xué)生的平時測驗(yàn)、作業(yè)完成質(zhì)量和期末考試成績。最后，教師根據(jù)形成性評價和總結(jié)性評價的一定比例給學(xué)生最終量化分?jǐn)?shù)。

篇2

關(guān)鍵詞： 嵌入式系統(tǒng) ARM μC/OS-Ⅲ

引言

嵌入式系統(tǒng)是一個很寬泛的概念，我們一般將以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為嵌入式系統(tǒng)。近十年來，隨著當(dāng)前各行各業(yè)對單片機(jī)能力的要求越來越高，如主頻高、功耗低、外設(shè)多、互連方便、支持操作系統(tǒng)等，嵌入式處理器市場正在32位化，ARM芯片以其高性價比取代51芯片成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新寵，同時μC/OS-Ⅲ嵌入式操作系統(tǒng)因源碼獲取方便成為嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)的首選對象。

在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)：（1）學(xué)生拘泥于嵌入式軟硬件知識細(xì)節(jié)，不能從嵌入式產(chǎn)品的系統(tǒng)層面和設(shè)計(jì)過程中整體地動態(tài)地了解、理解和掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識；（2）學(xué)生太過依賴學(xué)院實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的嵌入式實(shí)驗(yàn)箱或自己購買的嵌入式開發(fā)板，不敢或很少嘗試設(shè)計(jì)并制作自己的嵌入式開發(fā)板；（3）學(xué)生對嵌入式操作系統(tǒng)了解有限，忽視相關(guān)開發(fā)工具的使用與掌握。

本文將從嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)板DIY（Do It Yourself）開始，探索課程實(shí)驗(yàn)板DIY自主實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法，嘗試通過適當(dāng)?shù)倪m度的DIY實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)，訓(xùn)練學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)和有限的成本下制作自己的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)板，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)一步自主探索學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)知識的興趣。

1.研究目標(biāo)與關(guān)鍵問題

1.1研究目標(biāo)

依據(jù)《嵌入式系統(tǒng)》課程教學(xué)內(nèi)容，研究課程實(shí)驗(yàn)板DIY教學(xué)方法，制定課程實(shí)驗(yàn)板DIY指導(dǎo)手冊，指導(dǎo)學(xué)生逐步DIY自主制作自己的課程實(shí)驗(yàn)板，讓學(xué)生在實(shí)踐課程實(shí)驗(yàn)板DIY過程中親身領(lǐng)會并掌握嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)方法，并最終基于ARM Cortex-M3微處理器和實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OS-III搭建嵌入式系統(tǒng)的軟硬件平臺，完成課程實(shí)驗(yàn)并定制特色功能。

1.2關(guān)鍵問題

（1）如何讓學(xué)生快速設(shè)計(jì)、投板、焊接并調(diào)試自己的ARM實(shí)驗(yàn)板，并且時間和成本可控。

（2）如何讓學(xué)生在自己的ARM實(shí)驗(yàn)板上主動探索來完成課程實(shí)驗(yàn)，并且及時總結(jié)相關(guān)問題和對應(yīng)的解決方案。

2.《嵌入式系統(tǒng)》DIY實(shí)踐

借助當(dāng)前便利的電路板PCB制作與生產(chǎn)工藝，在課程實(shí)驗(yàn)板DIY指導(dǎo)手冊幫助下，指導(dǎo)學(xué)生逐步完成課程實(shí)驗(yàn)板DIY實(shí)踐。

值得一提的是，當(dāng)前電路板PCB打樣雙面板價格50元/款起，尺寸大小10cm*10cm以內(nèi)，完全滿足課程實(shí)驗(yàn)板制作要求。

2.1實(shí)踐任務(wù)布置

在《嵌入式系統(tǒng)》授課之初，強(qiáng)調(diào)嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)踐的重要性，引導(dǎo)學(xué)生思索如何動手實(shí)踐。然后課程設(shè)計(jì)任務(wù)，要求自己動手制作ARM最小系統(tǒng)板，運(yùn)行μC/OS-III操作系統(tǒng)，滿足課程各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求，定制開發(fā)自己的特色功能。

說清楚兩個限制：（1）必須使用ARM Cortex-M3微處理器和μC/OS-Ⅲ實(shí)時操作系統(tǒng)；（2）必須在一學(xué)期內(nèi)完成（大約3個月）并且成本可控（100元左右）。

2.2實(shí)驗(yàn)板硬件制作

針對選定微處理器芯片（如ARM STM32F103），提供課程實(shí)驗(yàn)板原理圖，僅涉及最小系統(tǒng)板硬件（包括ARM芯片、晶振、SWD調(diào)試、USB供電模塊）和課程實(shí)驗(yàn)所需硬件支持（包括基于GPIO的LED和KEY，以及UART模塊）。芯片管腳全部基于排線引出，便于學(xué)生后續(xù)的擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)?？紤]到學(xué)生可能初次進(jìn)行PCB制版，因此實(shí)驗(yàn)板PCB圖提供半成品，完成最后的布線。

當(dāng)然，學(xué)生完全可以部分或全部修改實(shí)驗(yàn)板原理圖和PCB圖，前提是學(xué)生必須有電路板制版經(jīng)歷。強(qiáng)烈建議初學(xué)者不要做太多的修改，而是完成剩下的PCB布線，并投板、焊板，進(jìn)而編程與調(diào)試。

本階段計(jì)劃時間兩周，可階段驗(yàn)收成果為：（1）絲印學(xué)生姓名的PCB空板；（2）焊接完成的ARM實(shí)驗(yàn)板。

2.3實(shí)驗(yàn)板程序練習(xí)

實(shí)驗(yàn)板程序分為兩部分，本著簡單易學(xué)和循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)原則，依據(jù)《嵌入式系統(tǒng)》課程教學(xué)內(nèi)容，僅涉及LED、KEY和UART三個常見外設(shè)，訓(xùn)練內(nèi)容包括ARM裸板程序和操作系統(tǒng)程序兩部分，下表僅列舉部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

在此過程中，為了調(diào)動學(xué)生積極主動性，可以實(shí)行一定的獎勵措施，如通過額外的平時分鼓勵學(xué)生，將在硬件制作與軟件編程實(shí)踐過程中遇到的問題和對應(yīng)的解決辦法記錄下來，并通過教師確認(rèn)后集中給各位學(xué)生以參考。

本階段時間持續(xù)整個學(xué)期，可階段驗(yàn)收成果為課后作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報告。

2.4特色功能實(shí)現(xiàn)

學(xué)生通過在ARM實(shí)驗(yàn)板硬件基礎(chǔ)上擴(kuò)展功能模塊，基于μC/OS-III任務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)自己的特色功能，如紅外測距、溫濕度采集、小車控制等，并完成課程設(shè)計(jì)報告。

課程設(shè)計(jì)報告內(nèi)容包括：（1）課程設(shè)計(jì)簡述，闡述目的、內(nèi)容和意義；（2）需求分析，闡述功能需求、技術(shù)指標(biāo)、設(shè)計(jì)約束；（3）總體方案設(shè)計(jì)，涉及系統(tǒng)框圖、功能框圖、業(yè)務(wù)流程圖等；（4）硬件設(shè)計(jì)，涉及硬件框圖、器件選型、模塊電路圖等；（5）軟件設(shè)計(jì)，涉及軟件框圖、關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、核心模塊流程圖等；（6）系統(tǒng)測試，包括測試目的、測試步驟、測試結(jié)果、結(jié)果分析；（7）附錄，主要包括擴(kuò)展的功能原理圖和關(guān)鍵代碼。

本階段時間為學(xué)期的最后兩周，可階段驗(yàn)收成果為課程設(shè)計(jì)實(shí)物和報告。

結(jié)語

經(jīng)過近三年的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)實(shí)踐，初步形成一套比較完整的自主實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法和對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)板DIY指導(dǎo)手冊，已成功指導(dǎo)百余名學(xué)生制作自己的ARM實(shí)驗(yàn)板，并實(shí)現(xiàn)自己設(shè)計(jì)的特色功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]石海貝，任秀峰.淺談嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用與開發(fā)[J].信息與電腦：理論版，2010（2）.

[2]江維，桑楠.面向高等教育的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2011（16）.

[3]王振華，劉慧芳.嵌入式軟件開發(fā)實(shí)踐教學(xué)改革與探索[J].教育教學(xué)論壇，2016（34）.

篇3

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)踐教程，創(chuàng)新性，嵌入式系統(tǒng)

【中圖分類號】G420

1.研究現(xiàn)狀和選題意義

1.1 研究現(xiàn)狀

高等職業(yè)教育是高等教育的重要組成部分，它是根據(jù)一定職業(yè)崗位實(shí)際業(yè)務(wù)活動范圍的要求，培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用性或職業(yè)性人才。如何培養(yǎng)高技能型人才來滿足社會快速發(fā)展的需要？教學(xué)是關(guān)鍵！而實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高等職業(yè)教育的主要形式，它不同于理論課教學(xué)，它不但要使學(xué)生掌握理論知識的同時，怎么能快速地應(yīng)用到社會社會生活之中來滿足人們生活的需要，那這就要求我們要以實(shí)踐教學(xué)為主，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，免得把學(xué)生培養(yǎng)成一個書呆子，不會學(xué)以致用。這就要求各高校要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，那么我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，采取什么樣的教學(xué)方法才能真正提高學(xué)生的技能，達(dá)到高職教育人才培養(yǎng)的目標(biāo)？

1.2選題意義

“嵌入式系統(tǒng)”課程作為電子信息專業(yè)中的一個主修方向，在教學(xué)中應(yīng)該突出原理與應(yīng)用的緊密結(jié)合且能體現(xiàn)出理論和實(shí)踐并重的特點(diǎn)，剛開始講述“嵌入式系統(tǒng)”課程時，由于并沒有太多的經(jīng)驗(yàn)，還是依照課堂理論、課下實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)教學(xué)方式。但是隨著教學(xué)的深入，發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)過程中存在很多問題，主要體現(xiàn)在：

（1）《嵌入式系統(tǒng)》的前導(dǎo)課程比較多，例如：《C語言》、《微機(jī)原理》、《單片機(jī)原理與設(shè)計(jì)》，如果學(xué)生們對這些課程學(xué)的不扎實(shí)，理論及實(shí)踐基礎(chǔ)太差的話，那嵌入式系統(tǒng)技術(shù)課程對他們來說更是頭疼。

（2）課程內(nèi)容涉及面廣，知識內(nèi)容多。以蔣建春編寫的《嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)》為例，此書介紹嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件知識、嵌入式系統(tǒng)平臺的構(gòu)建、ARM嵌入式處理器的體系結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)常用模塊設(shè)計(jì)、嵌入式操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)OS-Ⅱ、嵌入式軟件測試基礎(chǔ)知識等。在有限的課時內(nèi)，很多內(nèi)容只能淺顯地介紹，一個學(xué)期下來，一部分學(xué)生看上去了解了嵌入式系統(tǒng)的許多內(nèi)容，但是一到具體的應(yīng)用實(shí)際就會發(fā)現(xiàn)還欠缺很多知識和技能。

（3）傳統(tǒng)的以教師為核心的課堂上，在講解這門綜合性實(shí)踐性很強(qiáng)的課程時，很多學(xué)生都是被動接受知識。又因?yàn)檫@門課本身就比較枯燥乏味，內(nèi)容復(fù)雜，需要掌握的知識又很繁瑣，學(xué)習(xí)一段時間后，也就漸漸失去了興趣。

（4）由于學(xué)時數(shù)有限，又加上需要很多理論知識的講解，不可能安排很多的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，在相對較短的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)，學(xué)生需要熟悉開發(fā)的軟硬件環(huán)境，如開發(fā)工具、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、了解試驗(yàn)內(nèi)容，讀懂實(shí)驗(yàn)程序。在這期間，學(xué)生自主的實(shí)踐動手能力得不到充分地鍛煉，某種程度上也就僅僅是熟練了一種開發(fā)工具而已。

針對以上關(guān)于嵌入式系統(tǒng)教學(xué)存在的問題，逐步對實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行教學(xué)改革，把以項(xiàng)目應(yīng)用的教學(xué)理念逐步引入到課堂當(dāng)中。其目的是在課堂教學(xué)中把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。

2.轉(zhuǎn)變后的實(shí)踐教學(xué)課程的實(shí)施方法

2.1 實(shí)踐課程的實(shí)施方法

（1）知識技能檢測法。把學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，每組四個學(xué)生，老師命題，學(xué)生選題的方式，對學(xué)生的知識技能進(jìn)行檢測，最后老師通過知識提問和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，給學(xué)生打分。能通過此實(shí)驗(yàn)的組數(shù)進(jìn)行表揚(yáng)，沒有通過的組數(shù)讓他們查找原因。對完成較好好者給予獎勵，這樣激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能，他們都想成為老師眼中的佼佼者。最后大家一起總結(jié)討論，這樣學(xué)生記憶深刻，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)。

（2）項(xiàng)目驅(qū)動法。在“嵌入式系統(tǒng)”的前期授課中布置課程設(shè)計(jì)，也可以課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容讓學(xué)生結(jié)合自己的興趣愛好自行擬訂，學(xué)生在已有的專業(yè)知識基礎(chǔ)上，選擇一個自己感興趣的題目作為本學(xué)期的課程設(shè)計(jì)來完成。這樣學(xué)生會帶著自己的問題在剛開始學(xué)習(xí)這門課就要深入了解課程的內(nèi)容，同時課下查詢相關(guān)的資料，這比課堂被動地接受知識更能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。學(xué)生自己設(shè)計(jì)、畫原理圖、程序流程圖、開發(fā)調(diào)試、固化芯片、查閱整理資料等，一方面培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際動手能力，另一方面培養(yǎng)了學(xué)生開發(fā)項(xiàng)目的能力，為以后工作打下良好的基礎(chǔ)。

2.2實(shí)驗(yàn)過程需要完成性

實(shí)驗(yàn)成果的要求為一個類似標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的嵌入式系統(tǒng)，要求學(xué)生完成從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)的所有步驟，根據(jù)實(shí)際功能需要，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，選擇單片機(jī)及元器件，用Proteus進(jìn)行電路仿真，然后制作印制版電路，最后做出調(diào)試板，進(jìn)行測試和調(diào)試，最后每位學(xué)生均需要寫出實(shí)驗(yàn)總結(jié)和體會。這樣，學(xué)生就掌握了工程實(shí)踐系統(tǒng)的總體開發(fā)流程。

2.3 由任課老師進(jìn)行一體化的教學(xué)指導(dǎo)

首先，任課教師要選用一本好的教材，最好選以項(xiàng)目驅(qū)動為主題思路編寫的教材，例如：郭志勇主編的《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目教程》就是一本優(yōu)秀的教材，突出實(shí)踐技能培養(yǎng)在課程中的主題地位，用實(shí)際項(xiàng)目來引領(lǐng)理論，使理論從屬于技能實(shí)踐。教師的主要教學(xué)工作需要圍繞實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行。任課教師需要提前在課程教學(xué)中進(jìn)行周密的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和講解，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效率。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，任課教師親自指導(dǎo)學(xué)生，前提條件教師對整本書的內(nèi)容有全面的理解和認(rèn)識，這樣遇到問題可以有的放矢，從而取得更好的效果，同學(xué)們漁業(yè)有信心和目標(biāo)學(xué)好這門課程，這樣一方面培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，另一方面，也鍛煉了學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)踐能力。

篇4

1 教學(xué)模式研究的主要內(nèi)容和重點(diǎn)目標(biāo)

美國學(xué)者喬伊斯和韋爾認(rèn)為：“教學(xué)模式是構(gòu)成課程和作業(yè)、選擇教材、提示教師活動的一種范式或計(jì)劃”[4]。也有人認(rèn)為：“教學(xué)模式可定義為在一定教學(xué)思想或教學(xué)理論指導(dǎo)下建立起來的較為穩(wěn)定的教學(xué)活動結(jié)構(gòu)框架和活動程序”[5]。任何教學(xué)模式都需要指向和完成一定教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)目標(biāo)在教學(xué)模式結(jié)構(gòu)中處于核心地位。筆者以應(yīng)用能力?樽鈧匾?目標(biāo)，主要考慮研究理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課余教學(xué)和測試考核四個子模式，明確教學(xué)模式研究四個重點(diǎn)目標(biāo)，如圖1所示。從教學(xué)過程角度，按照理論―實(shí)驗(yàn)―課余―考核的環(huán)節(jié)順序可形成完整的順序教學(xué)過程；從教學(xué)模式結(jié)構(gòu)角度，各子模式對應(yīng)模塊功能既相對獨(dú)立又彼此促進(jìn)。要真正實(shí)現(xiàn)四個子模式及重點(diǎn)目標(biāo)，最終達(dá)到培養(yǎng)良好應(yīng)用能力這一最重要目標(biāo)，必須進(jìn)行教學(xué)模式改革。

2 理論教學(xué)模式改革措施及教學(xué)內(nèi)容安排

（1）設(shè)計(jì)從硬到軟多層次的可與其他多學(xué)科融合的通用型可自適應(yīng)的嵌入式開發(fā)教學(xué)內(nèi)容體系：按照從底層硬件、中層軟件到高層應(yīng)用的思路，從整體上規(guī)劃嵌入式課程教學(xué)內(nèi)容體系，使其涵蓋嵌入式系統(tǒng)開發(fā)生命周期（開發(fā)環(huán)境建立和熟悉、嵌入式處理器開發(fā)、嵌入式操作系統(tǒng)移植、基于嵌入式操作系統(tǒng)的軟件開發(fā)、嵌入式軟件中間件開發(fā)、嵌入式綜合應(yīng)用開發(fā)）。同時，教學(xué)內(nèi)容體系考慮以模塊化組合方式自適應(yīng)地涵蓋或擴(kuò)展多方面基礎(chǔ)知識和技術(shù)（ARM、DSP、C語言、匯編、單片機(jī)、EDA等），既兼顧軟硬件兩方面的基礎(chǔ)內(nèi)容，又具有和其他專業(yè)課融合應(yīng)用的通用性和靈活性。

（2）建立立體優(yōu)化可共享的復(fù)合型集成型多媒體教學(xué)資源庫：通過分批分類分級建立可重復(fù)可共享的、多角度多媒體的、豐富優(yōu)化的、嵌入式相關(guān)的多方位多課程復(fù)合型教學(xué)素材庫、資源庫、課件庫，構(gòu)建學(xué)生全面互聯(lián)的綜合知識結(jié)構(gòu)體系，以擴(kuò)大理論教學(xué)廣度、深度，擴(kuò)大學(xué)生學(xué)習(xí)選擇面和自由度。

（3）建立在線/離線可學(xué)的綜合型集成型近遠(yuǎn)程教學(xué)平臺：針對嵌入式課程群（ARM、 DSP、單片機(jī)、EDA等），充分應(yīng)用多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，建立可在線離線學(xué)習(xí)的混合型可集成的、可近遠(yuǎn)程多終端（PC，移動端，網(wǎng)絡(luò)等）的按權(quán)限訪問和共享的教學(xué)平臺。

（4）將以“教授―學(xué)習(xí)”為主的傳統(tǒng)理論教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴白詫W(xué)―引導(dǎo)/指導(dǎo)/輔導(dǎo)”為主的翻轉(zhuǎn)課堂[6-7]模式：通過充分利用建立的多媒體教學(xué)資源庫和在線離線可自學(xué)的近遠(yuǎn)程教學(xué)平臺，教師采用實(shí)物展示、案例分析、操作演示、視頻參考、同步開發(fā)、代碼共享、項(xiàng)目引導(dǎo)[3]、分組討論、互動總結(jié)、游戲競賽、課堂交流、專題講座等直觀動態(tài)、互動性強(qiáng)的課堂教學(xué)方法和手段，建立自主學(xué)習(xí)的理論教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能動性和積極性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生第一次知識內(nèi)化[7]和初步建模。

考慮通信、軟件、物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)5個專業(yè)，針對ARM和DSP處理器，進(jìn)行理論教學(xué)內(nèi)容模塊化安排設(shè)計(jì)（見表1），以初步建立軟硬多層次的多學(xué)科融合的通用型自適應(yīng)的嵌入式開發(fā)教學(xué)內(nèi)容體系。

嵌入式課程理論教學(xué)大致安排6個內(nèi)容單元模塊，其中，單元模塊2、4、5作為嵌入式課程核心內(nèi)容，應(yīng)安排20～35學(xué)時的教學(xué)。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革措施及教學(xué)內(nèi)容安排

（1）設(shè)計(jì)從硬到軟多層次的完整的嵌入式開發(fā)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系：按照從底層到高層、從硬件到軟件、從平臺到應(yīng)用的思路，從整體上規(guī)劃嵌入式課程實(shí)驗(yàn)體系，使實(shí)驗(yàn)體系完全涵蓋嵌入式系統(tǒng)開發(fā)生命周期。

（2）建立整合嵌入式及相關(guān)課程群的復(fù)合型集成型實(shí)驗(yàn)資源庫：通過分批分類分級建立可重復(fù)可共享的、多角度多媒體的、豐富優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)素材、資源、案例項(xiàng)目庫，培養(yǎng)學(xué)生全面互聯(lián)的綜合應(yīng)用實(shí)踐能力。

（3）建立可依據(jù)學(xué)生層次條件和專業(yè)特長進(jìn)行模塊化自適應(yīng)伸縮調(diào)節(jié)和階段式進(jìn)度控制的綜合集成型實(shí)驗(yàn)平臺：采用內(nèi)容模塊化設(shè)計(jì)，分階段設(shè)計(jì)和逐步深入措施，在不同階段（初學(xué)、應(yīng)用、創(chuàng)新）設(shè)計(jì)不同功能實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證型、創(chuàng)新型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)）。采用因材施教方針，根據(jù)基礎(chǔ)不同的各層次學(xué)生（高職、本科、研究生）和特長不同的各專業(yè)學(xué)生（通信、計(jì)算機(jī)、軟件）適當(dāng)組合操作/實(shí)驗(yàn)?zāi)K，調(diào)節(jié)各階段功能實(shí)驗(yàn)側(cè)重比例，靈活調(diào)整實(shí)踐內(nèi)容和深入程度。

（4）轉(zhuǎn)變“上機(jī)―指導(dǎo)”為主的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降健胺旨壱龑?dǎo)―分工開發(fā)―團(tuán)隊(duì)討論”為主的合作實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑涸谇度胧綄?shí)驗(yàn)室軟硬件設(shè)備和平臺支持和嵌入式創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)教師聯(lián)合指導(dǎo)背景下，針對案例或項(xiàng)目的應(yīng)用和開發(fā)，采用教師―高年級開發(fā)者―低年級學(xué)習(xí)者（或?qū)煥D研究生―本科生）的跨年級分級引導(dǎo)/指導(dǎo)/開發(fā)的合作實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，即教?導(dǎo)師帶領(lǐng)跨年級學(xué)生團(tuán)隊(duì)，以分工合作競爭開發(fā)項(xiàng)目的形式，采用每周研討式團(tuán)隊(duì)內(nèi)進(jìn)度溝通和實(shí)時通信等手段，緊緊圍繞案例學(xué)習(xí)或應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)際需求，開展嵌入式開發(fā)知識和技能的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)時教學(xué)及跟蹤指導(dǎo)， 實(shí)現(xiàn)學(xué)生第二次知識內(nèi)化[7]和深入建模。

針對ARM和DSP處理器，同樣考慮5個專業(yè)，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容模塊化安排（見表2），以初步建立多層次的涵蓋開發(fā)生命周期的復(fù)合型自適應(yīng)的嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系。

嵌入式課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大致安排5個單元的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，見表2。上述實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)作為必選基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)安排16～28學(xué)時的實(shí)踐上機(jī)；設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)作為各專業(yè)可選的提升實(shí)驗(yàn)和綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，應(yīng)安排至少14學(xué)時的實(shí)訓(xùn)練習(xí)。

4 課余教學(xué)模式改革措施

（1）設(shè)計(jì)從硬到軟多層次的完整的嵌入式開發(fā)課余教學(xué)內(nèi)容體系：整體上規(guī)劃嵌入式課程課余教學(xué)體系，并結(jié)合其他相關(guān)課程（C語言、匯編、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程、微?C接口、單片機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、DSP、EDA等）設(shè)計(jì)嵌入式交叉復(fù)合應(yīng)用項(xiàng)目課題，以可選可組合可交叉復(fù)合應(yīng)用的模塊化課件/組件形式支持課余碎片化自由化時間的在線離線式自主學(xué)習(xí)和對應(yīng)的提示性發(fā)問式[8]指導(dǎo)。

（2）建立整合嵌入式及其相關(guān)課程群的復(fù)合型集成型課余資源庫：通過分批分類分級建立豐富共享的課余素材、資源、案例項(xiàng)目庫，以滿足課余利用豐富資源進(jìn)行參考式學(xué)習(xí)的需求。

（3）構(gòu)建可在線聊天或離線留言的方便自由互動交流的社區(qū)或網(wǎng)絡(luò)空間平臺：在社區(qū)（離線論壇）或網(wǎng)絡(luò)空間（在線聊天室）平臺開展以互動探討交流總結(jié)為形式的課余學(xué)術(shù)會議型討論和教學(xué)指導(dǎo)活動，以期實(shí)現(xiàn)在自由討論中獲得結(jié)論、以課余指導(dǎo)補(bǔ)充完善結(jié)論，最終實(shí)現(xiàn)結(jié)論的強(qiáng)效獲取，達(dá)到利用多角度觀點(diǎn)對比和多沖突觀點(diǎn)碰撞促進(jìn)所學(xué)知識的快速第三次內(nèi)化[7]和完整建模的目的。

（4）建立可充分復(fù)用實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備的可溝通指導(dǎo)和合作開發(fā)的師生課余指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)：通過三級（教師―高年級指導(dǎo)者―低年級指導(dǎo)者，或?qū)煥D研究生―本科生）師生課余指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)及時有規(guī)律在線指導(dǎo)（如三級指導(dǎo)1次/周，二級指導(dǎo)1次/半周）和定時參與課余活動互動討論（如全范圍自由討論1次/周），實(shí)現(xiàn)對學(xué)生課余學(xué)習(xí)的泛在式指導(dǎo)和溝通，解決其學(xué)習(xí)疑問、促進(jìn)其學(xué)習(xí)進(jìn)展并掌握其學(xué)習(xí)進(jìn)度，進(jìn)而促進(jìn)師生的課余實(shí)踐能力的提高和專業(yè)素質(zhì)的提升。

（5）建立具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識的競賽型企業(yè)型師生團(tuán)隊(duì)：通過組建有良好技術(shù)基礎(chǔ)、實(shí)踐項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、產(chǎn)品開發(fā)能力和創(chuàng)新意識的課余競賽師生團(tuán)隊(duì)，充分復(fù)用實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)設(shè)備，利用開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)機(jī)制和校企合作平臺或?qū)嵱?xùn)基地，教師帶領(lǐng)學(xué)生承擔(dān)或參與校內(nèi)專業(yè)技能比賽，參加嵌入式橫縱向項(xiàng)目、企業(yè)或國家專業(yè)競賽（如嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)大賽、嵌入式系統(tǒng)大賽等），參與權(quán)威認(rèn)證考試，完成基于競賽或項(xiàng)目的課余深度指導(dǎo)性實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生獲取更豐富競賽型/項(xiàng)目型實(shí)踐開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的提升和從業(yè)競爭力的提高。

5 測試考核模式改革措施

（1）設(shè)計(jì)從硬到軟多層次分模塊的嵌入式開發(fā)測試考核內(nèi)容體系：測試考核主要包含理論、實(shí)驗(yàn)、課余三方面。在整體上規(guī)劃測試考核內(nèi)容體系，并結(jié)合其他相關(guān)課程設(shè)計(jì)測試考核課題，以可選可組合可交叉復(fù)合應(yīng)用的模塊化測試組件和進(jìn)度記錄機(jī)制實(shí)現(xiàn)在線/離線式自主或隨堂測試、平時和期末考核。

（2）建立整合嵌入式及相關(guān)課程群的復(fù)合型集成型測試考核資源庫：通過分批分類分級分模塊分進(jìn)度建立豐富共享的測試和考核素材、資源和案例項(xiàng)目庫，以滿足多角度測試考核需求。

（3）建立依賴個人教學(xué)實(shí)踐完成進(jìn)度和開發(fā)團(tuán)隊(duì)合作能力及貢獻(xiàn)度的分級測試考核機(jī)制：構(gòu)建綜合集成型在線離線測試考核平臺，充分反映學(xué)生知識和技術(shù)掌握進(jìn)度，將個人學(xué)習(xí)進(jìn)展和實(shí)踐能力分級量化記錄，采用由理論學(xué)習(xí)進(jìn)度和各級實(shí)驗(yàn)完成度決定的分級測試考核，并補(bǔ)充課余互動參與度和貢獻(xiàn)度測試考核，同時以學(xué)生團(tuán)隊(duì)（3～6人）為主體，引入個人在團(tuán)隊(duì)中的任務(wù)技術(shù)難度、重要度、工作量、完成度、協(xié)作性等多項(xiàng)測評系數(shù)，并加入個人在團(tuán)隊(duì)的合作能力和團(tuán)隊(duì)貢獻(xiàn)度測試考核。

（4）建立涵蓋個人多方面能力的綜合成績評估機(jī)制：在測試考核平臺上，將個人理論學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)開發(fā)能力、知識吸收內(nèi)化能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、團(tuán)隊(duì)貢獻(xiàn)程度和競賽創(chuàng)新能力等多方評估因素納入成績評估，其中，個人實(shí)踐實(shí)訓(xùn)開發(fā)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、競賽創(chuàng)新能力應(yīng)給予優(yōu)先重點(diǎn)考慮權(quán)重，力求滿足企業(yè)選擇人才標(biāo)準(zhǔn)。

篇5

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；集中授課；教學(xué)方式

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）49-0182-02

一、引言

隨著信息化與工業(yè)化的融合及工業(yè)4.0國家戰(zhàn)略的提出，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)有著越來越廣闊的應(yīng)用空間。目前，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)深入應(yīng)用到了工業(yè)控制、智慧城市、智慧交通、智能家居、智能醫(yī)療、智能穿戴、通信設(shè)備等人們生活的各個領(lǐng)域。為了適應(yīng)社會對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才的緊迫需要，如今大多數(shù)高校在電子信息工程、自動化等專業(yè)開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)方向[1-3]。在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方向課程教學(xué)中大多高校仍采用傳統(tǒng)的授課方式，即把相關(guān)專業(yè)課分散到三到四個學(xué)期，每門課又分散到一個學(xué)期講授，每周二到三次課。其教學(xué)效果并不理想，學(xué)生普遍感到該課程難以掌握。為了解決上述問題，本文給出集中授課方式在嵌入式系統(tǒng)方向教學(xué)中應(yīng)用的一些想法和意見。

二、嵌入式系統(tǒng)方向開設(shè)背景及課程介紹

（一）嵌入式系統(tǒng)開設(shè)背景

所謂嵌入式系統(tǒng)是軟硬件緊密結(jié)合的綜合系統(tǒng)，一般而言，嵌入式系統(tǒng)由嵌入式硬件和嵌入式軟件組成，它是面向用戶、面向應(yīng)用、面向產(chǎn)品的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)擁有軟件硬件可裁剪，對可靠性、成本、體積和功耗嚴(yán)格要求的特點(diǎn)。基于嵌入式系統(tǒng)的“專用性”以及“嵌入性”，在各個領(lǐng)域均有嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。因此當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?、社會需求大量的嵌入式軟硬件工程師。在此背景下，以及遵循培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學(xué)理念下，國內(nèi)絕大多數(shù)高校紛紛開設(shè)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程。

目前我校的嵌入式系統(tǒng)方向人才培養(yǎng)目標(biāo)是：掌握電子技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用與開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用等工程領(lǐng)域的實(shí)踐知識和技能，具備嵌入式開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)測試、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)能力，能在通信、電子設(shè)備設(shè)計(jì)制造、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、IT業(yè)等部門從事嵌入式系統(tǒng)軟硬件分析與設(shè)計(jì)、測試、物聯(lián)網(wǎng)研究與開發(fā)、電子信息系統(tǒng)應(yīng)用與維護(hù)、開發(fā)、測試、銷售及研究等生產(chǎn)和管理第一線需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[4]。

（二）嵌入式系統(tǒng)課程介紹

嵌入式系統(tǒng)課程一般包括：Linux系統(tǒng)、C語言、C++面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)、ARM微處理原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)GUI開發(fā)。其中Linux系統(tǒng)為嵌入式系統(tǒng)課程的核心部分，在今后的嵌入式開發(fā)編程過程中大多是在Linux環(huán)境下進(jìn)行；C語言則屬于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)最基礎(chǔ)也是最重要的編程語言，目前嵌入式系統(tǒng)硬件開發(fā)多是基于C語言；C++語言則是屬于面向?qū)ο蟮母呒壘幊?，嵌入式系統(tǒng)GUI開發(fā)則是在Linux環(huán)境下在Qt上使用C++語言進(jìn)行圖形界面的編程設(shè)計(jì)；最后ARM微處理器的原理與應(yīng)用是整個嵌入式系統(tǒng)課程的精華也是其難點(diǎn)所在，所有的程序都需要在ARM處理器上運(yùn)行，所以學(xué)習(xí)好ARM原理與運(yùn)用無論以后做硬件工程師還是軟件工程師都有著重要意義[5-7]。

三、嵌入式系統(tǒng)方向教學(xué)方式現(xiàn)狀

目前絕大多數(shù)高校仍然采用傳統(tǒng)的授課方式來講授嵌入式系統(tǒng)課程，即把相關(guān)專業(yè)課分散到三到四個學(xué)期，某門課程在一個學(xué)期開展，分散在15～18個教學(xué)周，每周講授4～6節(jié)課。從近幾年畢業(yè)生難以適應(yīng)市場的需求來看，按照傳統(tǒng)的教學(xué)方式對嵌入式系統(tǒng)課程進(jìn)行教學(xué)顯然有著巨大的不足之處。主要不足是：

1.知識點(diǎn)的講授不連貫，往往在下節(jié)課浪費(fèi)了大量的時間來進(jìn)行上次課的補(bǔ)習(xí)。

2.實(shí)踐應(yīng)用少，尤其對于應(yīng)用開發(fā)型的課程，講完理論之后缺失及時的實(shí)驗(yàn)開發(fā)。即使加了實(shí)驗(yàn)課，某些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不能在兩節(jié)課完成[8]。

3.時間跨度過大，嵌入式系統(tǒng)課程知識涉及面廣，僅僅上述的四門基礎(chǔ)課程按傳統(tǒng)授課計(jì)劃一學(xué)期一門課來看，需要兩年才能完成。

4.高校針對嵌入式系統(tǒng)教學(xué)知識落后于當(dāng)下嵌入式技術(shù)發(fā)展，同時也缺乏有資深嵌入式工作經(jīng)驗(yàn)的教師。

四、集中授課方式在嵌入式系統(tǒng)方向教學(xué)應(yīng)用

集中授課方式是指把某門課程集中在一段時間內(nèi)連續(xù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，直到該門課程進(jìn)行完畢，再開展下一門課程的學(xué)習(xí)。整個學(xué)習(xí)階段大致是以知識點(diǎn)做基礎(chǔ)，實(shí)際應(yīng)用做課程案例，開發(fā)項(xiàng)目為驅(qū)動，注重提高學(xué)生的實(shí)際編程能力。這樣能夠及時有效地進(jìn)行針對性學(xué)習(xí)，能夠穩(wěn)固知識點(diǎn)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動手能力，而且學(xué)習(xí)時間跨度大大降低，根據(jù)人類的記憶規(guī)律更能使學(xué)生加深理解記憶，更好地掌握本階段的知識[9]。

由于嵌入式課程涉及知識面廣，系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程我在這里大致分為了四個階段：

1.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)篇。首先，進(jìn)行Linux系統(tǒng)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，其主要內(nèi)容為：學(xué)習(xí)Linux系統(tǒng)的理論知識，如Linux系統(tǒng)簡介、Linux的文件系統(tǒng)、文件類型及屬性、文本編輯器等；之后進(jìn)行學(xué)習(xí)Linux系統(tǒng)下的常用命令和shell編程；最后也是以后常使用的知識便是編譯與調(diào)試，學(xué)習(xí)GCC編譯器和GDB調(diào)試器以及make工具，通過makefile文件來描述源程序之間的相互關(guān)系并自動維護(hù)編譯工作。其次，在學(xué)習(xí)了Linux基礎(chǔ)之后便可以在Linux環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)，也就意味著進(jìn)入了C語言的高級編程學(xué)習(xí)中，而在此階段學(xué)習(xí)中不能像傳統(tǒng)教學(xué)一樣僅僅教授C語法基礎(chǔ)，要更深入學(xué)習(xí)C語言的靈魂知識――指針的學(xué)習(xí)，之后進(jìn)行C的高級編程，例如編譯的預(yù)處理、鏈表及操作、樹和二叉樹等知識的學(xué)習(xí)。這樣就基本上完成了本階段的理論學(xué)習(xí)，本階段最后一步是學(xué)生實(shí)戰(zhàn)提高的一項(xiàng)內(nèi)容即C項(xiàng)目系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)，在一個系統(tǒng)項(xiàng)目的開發(fā)過程中幾乎會用到此前所學(xué)的所有知識，學(xué)生在開發(fā)過程中也會看清自己學(xué)習(xí)中所欠缺的知識。

本階段因?yàn)槭腔A(chǔ)性知識學(xué)習(xí)，在后期學(xué)習(xí)應(yīng)用中均占有很大的分量，所以用時也是最長的一個階段，約在5～6周方可完成階段性學(xué)習(xí)。

2.嵌入式開發(fā)系統(tǒng)篇。在完成了C語言的學(xué)習(xí)后，便可以開始進(jìn)行學(xué)習(xí)Linux系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)，本階段學(xué)習(xí)目標(biāo)便是掌握Linux系統(tǒng)編程和網(wǎng)絡(luò)編程的基本方法，掌握多進(jìn)程和多線程的編程能力。學(xué)習(xí)過程中主要學(xué)習(xí)進(jìn)程與線程的原理、進(jìn)程間通信的方式、網(wǎng)絡(luò)的基本原理、Socket編程等。在此階段的學(xué)習(xí)中要多鍛煉大型程序和復(fù)雜項(xiàng)目框架的設(shè)計(jì)能力，使得學(xué)生能夠在未來工作中具備掌控和領(lǐng)導(dǎo)項(xiàng)目的潛力。

在完成本階段性學(xué)習(xí)之后，同樣需要大量的練習(xí)以及系統(tǒng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開發(fā)訓(xùn)練。本階段主要是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，則需訓(xùn)練諸如局域網(wǎng)OICQ程序設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程終端管理系統(tǒng)之類的開發(fā)項(xiàng)目，來提高學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)能力。本階段主要學(xué)習(xí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)性開發(fā)，大約在四周左右完成。

3.嵌入式開發(fā)的軟件應(yīng)用篇。本階段主要進(jìn)行C++面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)開發(fā)，學(xué)習(xí)類和對象的區(qū)別與應(yīng)用，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的三個基本特征：封裝、繼承和多態(tài)。因其在C語言基礎(chǔ)上演變而來，故而此階段屬于快速學(xué)習(xí)階段，在一到兩周即可完成。然后學(xué)習(xí)系統(tǒng)GUI開發(fā)，主要要求掌握Qt開發(fā)的基本流程和Qt提供的類庫的使用方法。在整個的軟件應(yīng)用階段會在兩周內(nèi)完成。

雖然學(xué)習(xí)用時比較短，項(xiàng)目的開發(fā)練習(xí)依然不可缺少，在未來工作中這類快速學(xué)習(xí)并加以應(yīng)用的情景有很多，學(xué)生們有必要也必須有快速學(xué)習(xí)的能力。

4.嵌入式開發(fā)的硬件篇。本階段在整個嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中屬于難點(diǎn)，需在本階段學(xué)習(xí)ARM微處理原理和應(yīng)用，主要掌握ARM的基本架構(gòu)、指令系統(tǒng)，同時也要了解ADS集成開發(fā)環(huán)境；嵌入式Linux的系統(tǒng)移植，主要掌握u-boot啟動流程、u-boot的移植流程及關(guān)鍵步驟，學(xué)會構(gòu)建根文件夾系統(tǒng)，掌握整個嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)方法；學(xué)習(xí)Linux驅(qū)動開發(fā)，掌握嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動程序的基本原理、架構(gòu)和設(shè)計(jì)方法以及驅(qū)動開發(fā)中常用的機(jī)制和內(nèi)核資源。

該階段主要以實(shí)驗(yàn)為主，加強(qiáng)學(xué)生動手能力，熟悉嵌入式的硬件程序開發(fā)，該階段也在四周左右。

五、總結(jié)

經(jīng)過對社會上嵌入式系統(tǒng)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的調(diào)研來看，大多數(shù)機(jī)構(gòu)都是應(yīng)用的此類授課方式專項(xiàng)培訓(xùn)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才，而經(jīng)過培訓(xùn)之后的學(xué)員有著扎實(shí)的知識功底和良好的實(shí)用技能，明顯比高校畢業(yè)生有更高的動手能力和崗位適應(yīng)優(yōu)勢。因而在高校嵌入式系統(tǒng)方向課程的教學(xué)中嘗試使用集中授課方式，對提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)有重要的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王崴.“嵌入式系統(tǒng)”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].常州工學(xué)院學(xué)報，2013，26（1）.

[2]郭銳.嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中若干教學(xué)方法研究與實(shí)踐[J].科技信息，2012，（16）.

[3]彭道剛，李輝，夏飛.基于項(xiàng)目驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國電力教育，2013，（28）.

[4]張廣淵，肖海榮，馬昭，梁偉.應(yīng)用科技大學(xué)本科生科研能力培養(yǎng)改革探討[J].大學(xué)教育，2014，（4）.

[5]冀常鵬，馬飛，徐維.項(xiàng)目驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革.電氣電子教學(xué)學(xué)報，2012，（33）.

[6]鄭廣海，曲英偉.嵌入式系統(tǒng)課程群實(shí)踐教學(xué)優(yōu)化整合與知識融合的研究[J].2015，18（6）.

篇6

為了強(qiáng)化創(chuàng)新人才培養(yǎng)方法,在該項(xiàng)重大賽事中取得優(yōu)異成績,各高校都積極開展了賽前備賽工作,在以比賽促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。武漢大學(xué)以競賽為契機(jī),為讓更多的學(xué)生從競賽中受益,逐步摸索出了一些通過積極備賽促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學(xué)思路。

1備賽的意義

競賽的目的在于引導(dǎo)高校在嵌入式教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)[3-4];加強(qiáng)動手能力和工程實(shí)踐能力的訓(xùn)練;提高學(xué)生針對實(shí)際問題設(shè)計(jì)和研發(fā)嵌入式系統(tǒng)的能力[5]。

實(shí)踐證明,作為一種重要的教學(xué)途徑和手段,嵌入式競賽對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)起到了極大的促進(jìn)作用[6]。但由于競賽條件(參賽隊(duì)數(shù)和人數(shù))所限,如果是為競賽而競賽,最終只能有極少數(shù)學(xué)生真正參與到競賽中并獲益,而很大一部分學(xué)生,包括在選拔過程中因?yàn)榉N種原因被淘汰下來的,縱然有很大的激情和能力,卻享受不到競賽帶給他們的機(jī)會和挑戰(zhàn),這種強(qiáng)烈反差與競賽創(chuàng)辦的主旨及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)是明顯不相適應(yīng)的。有些高校在備賽過程中忽略了這種矛盾,盲目強(qiáng)調(diào)競賽結(jié)果的重要性,使競賽成了少數(shù)學(xué)生的“游戲”。

積極備賽,并不僅僅是在競賽前積極地組織、選拔和培訓(xùn)優(yōu)秀學(xué)生,取得優(yōu)異成績,更重要的是利用嵌入式競賽的契機(jī),主觀能動地將比賽的形式和方法貫穿于備賽和競賽過程中,讓更多的學(xué)生真正參與到競賽中來,在整個過程中得到鍛煉和提高,因?yàn)楣餐M(jìn)步要比一兩個單純的獎項(xiàng)有意義得多。

2將備賽作為擴(kuò)大競賽受益面的重要手段

武漢大學(xué)嵌入式系統(tǒng)競賽備賽工作依托武漢大學(xué)國家工科基礎(chǔ)課程電工電子教學(xué)基地和國家電工電子類實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的大共享開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺,以武漢大學(xué)―英特爾嵌入式與多核技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、電子綜合實(shí)驗(yàn)室和EDA與DSP技術(shù)實(shí)驗(yàn)室為主體展開,面向全校電子信息大類的十余個專業(yè)(電子信息工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)、通信工程和測控技術(shù)與儀器等)及計(jì)算機(jī)學(xué)院和國際軟件學(xué)院等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生,為擴(kuò)大競賽的受益面,我們從以下幾方面作了積極的探索和實(shí)踐。

2.1從分步淘汰制轉(zhuǎn)變?yōu)榉纸M制

早期的備賽組織就是選拔和淘汰學(xué)生的過程,即先海選出一批學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行第一階段的培訓(xùn),中期再進(jìn)行一次優(yōu)選,最后在競賽前夕優(yōu)中選優(yōu),決定正式參賽學(xué)生,淘汰下來的學(xué)生只能離開。2006年開始,我們將這種分步淘汰制轉(zhuǎn)變?yōu)閭滟惙纸M制,即根據(jù)層次差異,將學(xué)生分為研究組和學(xué)習(xí)組。

備賽時間從比賽前1年的9月份開始到正式開賽前(以2008年競賽為例,備賽時間為2007年9月～2008年3月),歷時約6個月,分為兩個階段,即前3個月的第一階段和后3個月的第二階段。

在第一階段,對報名參加的學(xué)生均予以接收,并以3人/隊(duì)為單位進(jìn)行統(tǒng)一管理,教學(xué)工作主要是分批次在嵌入式與多核技術(shù)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。第一階段結(jié)束后進(jìn)行一次綜合考評,然后將學(xué)生分組,研究組的學(xué)生被分配到創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室或電子綜合實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行提高和強(qiáng)化,學(xué)習(xí)組的學(xué)生則可以選擇繼續(xù)現(xiàn)有的學(xué)習(xí)或跟隨研究組的學(xué)生一起進(jìn)階。

在第二階段,研究組的學(xué)生在教師的指導(dǎo)下發(fā)揮特長,針對具體的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用(如ARM與FPGA混合系統(tǒng)設(shè)計(jì)、GPS應(yīng)用等)展開學(xué)習(xí)和研究。第二階段結(jié)束后,學(xué)生提交作品或研究成果等,最終的參賽選手從研究組的學(xué)生中產(chǎn)生,學(xué)習(xí)組的學(xué)生若表現(xiàn)突出亦可加入到研究組中。

2.2強(qiáng)化校企合作,為備賽創(chuàng)造優(yōu)越條件

相對正常的教學(xué)過程,備賽的實(shí)踐性很強(qiáng),與企業(yè)間的合作更為重要。通過強(qiáng)化與企業(yè)間的聯(lián)合,建立高校與企業(yè)更深層次的互助合作關(guān)系,不僅能節(jié)約資金,為擴(kuò)大競賽受益面創(chuàng)造條件,更能將企業(yè)的創(chuàng)新意識、理念和最新科技成果帶進(jìn)校園。

2005年,為促進(jìn)嵌入式教學(xué)發(fā)展,武漢大學(xué)正式加入英特爾大學(xué)合作計(jì)劃,2007年和2009年,在與英特爾公司建立長期穩(wěn)定的互助與合作發(fā)展關(guān)系的基礎(chǔ)上,我校分別建立了武漢大學(xué)―英特爾多核技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和武漢大學(xué)―英特爾嵌入式技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,并獲贈包括英特爾Xscale架構(gòu)教學(xué)平臺、英特爾®凌動教學(xué)平臺和多核軟件開發(fā)包在內(nèi)的,具有很強(qiáng)實(shí)踐價值的嵌入式和多核系統(tǒng)開發(fā)設(shè)備與軟件,這些硬件環(huán)境為利用備賽擴(kuò)大競賽受益面工作的有效實(shí)施創(chuàng)造了優(yōu)越條件。

除了硬件配套設(shè)施的建立,我校還定期邀請企業(yè)專家來實(shí)驗(yàn)室講學(xué),或組織學(xué)生進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn),或參與學(xué)生設(shè)計(jì)方案的討論等。圖1展示了英特爾公司知名專家來我校講座的情況。

2.3以課程為背景,促進(jìn)教學(xué)與備賽的有效結(jié)合

武漢大學(xué)電子信息學(xué)院嵌入式系統(tǒng)與設(shè)計(jì)和多核架構(gòu)及編程技術(shù)兩門本科生課程對備賽工作起著支柱性作用,多核架構(gòu)及編程技術(shù)課程還榮獲2007年度“教育部―英特爾精品課程”稱號。作為英特爾多核課程大學(xué)計(jì)劃三所種子學(xué)校之一,武漢大學(xué)在協(xié)助華中、華西、華西北等三十幾所高校開設(shè)多核課程的過程中,與兄弟院校之間進(jìn)行交流與合作,積累了一定經(jīng)驗(yàn)。不同于嵌入式課程的正常教學(xué),嵌入式競賽具有針對性強(qiáng)的特點(diǎn),在備賽教學(xué)過程中,課程組的老師從實(shí)踐應(yīng)用的角度出發(fā),結(jié)合最新的嵌入式技術(shù),對兩門課程的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了反復(fù)提煉,精煉成“嵌入式系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”和“多核編程與系統(tǒng)優(yōu)化”兩個課程專題,組織學(xué)生強(qiáng)化訓(xùn)練,學(xué)生在緊張和連續(xù)的短期教學(xué)過程中收益很大。

除了兩門課程專題外,我們還聘請校內(nèi)外的技術(shù)專家有針對性地講解電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)、圖形圖像處理與編程技術(shù)、音視頻處理技術(shù)、Linux操作系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)等,學(xué)生可以選聽,還可以進(jìn)行實(shí)踐,靈活豐富的教學(xué)活動受到學(xué)生的熱烈歡迎。

這些以備賽為基礎(chǔ)的教學(xué)活動的深入開展,極大激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)作熱情,很多有創(chuàng)意的想法和設(shè)計(jì)作品反過來又作為各課程的參考設(shè)計(jì)和實(shí)例引入到教學(xué)中,豐富了相關(guān)課程的建設(shè)與發(fā)展。

2.4將備賽與競賽有機(jī)融合

備賽第二階段的結(jié)束,正式參賽選手的確定,并不意味著競賽所帶來的機(jī)會與挑戰(zhàn)對那些未能選上的學(xué)生就到此停止了。我們把這部分學(xué)生組織起來,除了參賽資格外,讓他們享受跟參賽選手同等的待遇,包括接受競賽指導(dǎo)、專題講座和討論、課程免修和研究經(jīng)費(fèi)支持等,淡化競賽概念,支持和鼓勵“非參賽”學(xué)生進(jìn)行參賽作品的設(shè)計(jì)與研究。對于他們提出的創(chuàng)新想法和設(shè)計(jì),或酌情加入到競賽作品并給予豐厚的獎勵,或推薦申報國家級或校級大學(xué)生創(chuàng)新科研項(xiàng)目,或作為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)秀作品給予大力支持。

2.5評價與考核重在引導(dǎo)和激發(fā)創(chuàng)新潛能

備賽中的評價與考核只部分作為選拔的依據(jù),最終目的還是監(jiān)督學(xué)生做好階段性知識點(diǎn)和成果總結(jié),鼓勵他們進(jìn)行創(chuàng)新和實(shí)踐。評價和考核機(jī)制參考了競賽規(guī)章,按照實(shí)際情況進(jìn)行了調(diào)整,根據(jù)學(xué)生(或團(tuán)隊(duì))完成的設(shè)計(jì)作品情況、作品展示、設(shè)計(jì)總結(jié)報告、答辯表現(xiàn)等因素進(jìn)行綜合評價,詳細(xì)評分標(biāo)準(zhǔn)包括:

(1) 設(shè)計(jì)作品的原創(chuàng)性(構(gòu)思、功能、電路、指標(biāo)等方面的創(chuàng)造性等)(15%)。

(2) 設(shè)計(jì)作品的功能、指標(biāo)設(shè)定的合理性和完備性(20%)。

(3) 設(shè)計(jì)作品完成程度(包括主要功能和技術(shù)指標(biāo)等)(30%)。

(4) 答辯過程中回答問題的正確性、準(zhǔn)確性和發(fā)揮(15%)。

(5) 設(shè)計(jì)報告(20%)。

評價將設(shè)計(jì)難度和工作量乘以一定的難度系數(shù),難度系數(shù)在1～1.8之間;以自愿為原則,鼓勵學(xué)生對自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行5～10分鐘的講解,對表現(xiàn)優(yōu)秀者給予10分以內(nèi)的嘉獎;從分值分布的情況可以看出,我們更強(qiáng)調(diào)體現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新潛能的因素,如設(shè)計(jì)創(chuàng)新性、構(gòu)思獨(dú)特性和合理性等(占35%)。優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品或研究內(nèi)容將被選擇參賽或推薦,教師還就有關(guān)內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生申請國家級或校級大學(xué)生科研創(chuàng)新項(xiàng)目,對于半成品或未成品,教師會提出修改意見,并提供技術(shù)指導(dǎo)。

3實(shí)踐成果

近幾年來,利用嵌入式競賽的機(jī)遇和挑戰(zhàn),通過組織備賽工作,我校電氣信息、電子信息類專業(yè)學(xué)生在嵌入式系統(tǒng)工程實(shí)踐能力、知識綜合應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)方面有了極大提高。報名參加嵌入式競賽的人數(shù)逐年增加,2010年已達(dá)到近200人。嵌入式多核技術(shù)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新教育如火如荼,我校成為武漢大學(xué)電子信息學(xué)院“三創(chuàng)”教育先進(jìn)模范之一。以下是我校取得的一些成績:

(1) 以嵌入式系統(tǒng)與綜合設(shè)計(jì)作為重要組成部分之一的電子綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在2009年獲得武漢大學(xué)首屆唯一團(tuán)體杰出教學(xué)貢獻(xiàn)校長獎;

(2) 我校學(xué)生在近幾年的各項(xiàng)比賽中取得了優(yōu)異成績,在2006年嵌入式競賽中獲得全國三等獎3項(xiàng);2008年嵌入式競賽中獲得全國一、二、三等獎各1項(xiàng)。

(3) 我校教師積極探索“備賽中擴(kuò)大嵌入式競賽受益面”的教學(xué)方法,促進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)活動的深入開展,僅2006～2009年,競賽指導(dǎo)小組教師指導(dǎo)本科生全國大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目5項(xiàng),校級科研項(xiàng)目30余項(xiàng),部分項(xiàng)目已以優(yōu)異的成績通過科技驗(yàn)收。

4結(jié)語

以嵌入式競賽為契機(jī),依靠積極備賽所形成的優(yōu)勢資源、創(chuàng)新環(huán)境及學(xué)生互助機(jī)制等,能讓更多的學(xué)生直接從中受益,促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng),我們將堅(jiān)持不懈地探索下去。

參考文獻(xiàn):

[1] 崔金鐘,盧顯良. 通過國家競賽促進(jìn)“嵌入式系統(tǒng)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2007(5):39-41.

[2] 以賽促教,以賽促學(xué):“英特爾杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽嵌入式系統(tǒng)專題邀請賽”系列報道之二[J]. 計(jì)算機(jī)教育, 2008(13):118-119.

[3] 周家倫. 創(chuàng)新型人才培養(yǎng)與大學(xué)生綜合素質(zhì)教育[J]. 中國高等教育,2006(5):38-39.

[4] 侯曉峰. 嵌入式系統(tǒng)邀請賽:不僅僅對學(xué)生有益[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2006(5):9-10.

篇7

關(guān)鍵詞 嵌入式系統(tǒng);教學(xué)改革;課程建設(shè)

中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1671-489X(2010)18-0039-02

Teaching Reform and Practice for Embedded System Course in Application-oriented Colleges//Zhang Wenfen, Gao ShouPing, Lu Wukui

Abstract This paper introduces the characteristics of embedded system course and the problems embedded system teaching faced in application-oriented colleges. According to the teaching reform and practice of our school, this paper proposes the corresponding reform measurements from the aspects of teaching contents, textbook construction, practice teaching, interest cultivation and teacher staff construction.

Key words embedded system; teaching reform; course construction

Author’s address Faculty of Computer, Xiangnan University, Chenzhou, Hunan, China 423000

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),軟硬件可裁剪,對功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[1]。20世紀(jì)90年代以來,嵌入式系統(tǒng)軟、硬件技術(shù)發(fā)展迅速,應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大,嵌入式技術(shù)也成為最熱門、最有發(fā)展前途的計(jì)算機(jī)技術(shù)之一。

隨著嵌入式技術(shù)人才需求量的增加,許多高校的計(jì)算機(jī)、電子、通信、自動化等專業(yè)都相繼將嵌入式系統(tǒng)課程列入教學(xué)計(jì)劃。嵌入式系統(tǒng)作為一門較新的課程,其教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)模式的確定、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織等問題,依然處于探索階段。

本文主要針對應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué),對湘南學(xué)院在教學(xué)改革過程中取得的成果和經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié),提出一些改革措施和建議。

1 課程目標(biāo)

目前社會所需的嵌入式人才是掌握電子設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)相關(guān)知識的人才,也就是通常所說的硬件工程師和軟件工程師,而其中軟件設(shè)計(jì)人才約占80%左右[2]。硬件工程師主要由電子技術(shù)類專業(yè)的人員擔(dān)任,軟件工程師則主要為計(jì)算機(jī)類專業(yè)人員。

對于應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生,嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)目標(biāo)是:通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解和掌握嵌入式的基本概念、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的基本方法;能夠使用開發(fā)工具設(shè)計(jì)開發(fā)簡單的嵌入式系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件;為進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究嵌入式系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

2 課程的特點(diǎn)

嵌入式系統(tǒng)是一門綜合性很高的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程,所需基礎(chǔ)知識較多,涉及內(nèi)容廣泛,不僅涵蓋軟、硬件技術(shù)的很多方面,而且與通信、自動控制、電子等專業(yè)知識相關(guān)。要求學(xué)生具有較好的計(jì)算機(jī)軟、硬件基礎(chǔ)知識,教學(xué)的難度較大。嵌入式系統(tǒng)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,只有通過實(shí)驗(yàn)才能真正理解和掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的方法。

嵌入式系統(tǒng)具有非壟斷性的特點(diǎn),沒有哪一個系列的處理器和操作系統(tǒng)能夠壟斷市場。主流產(chǎn)品的多樣性決定了嵌入式教學(xué)內(nèi)容的多選擇性,各高校講授的處理器和操作系統(tǒng)不盡相同,配備的實(shí)驗(yàn)平臺也不一樣。

3 課程改革與實(shí)踐

3.1 教學(xué)中存在的主要問題

基于嵌入式系統(tǒng)課程的上述特點(diǎn),嵌入式系統(tǒng)教學(xué)普遍面臨一些困難,存在一些問題,了解這些問題有利于在教學(xué)環(huán)節(jié)有針對性地采取措施進(jìn)行改進(jìn)。主要問題有:內(nèi)容多,課時少;沒有統(tǒng)一的經(jīng)典教材;實(shí)踐能力培養(yǎng)不夠,實(shí)驗(yàn)課時不足,過于依賴實(shí)驗(yàn)箱;學(xué)生對此課程的興趣小;師資力量較弱;等等。

3.2 相應(yīng)的課程建設(shè)與改革實(shí)踐

1)教學(xué)內(nèi)容選擇。2004年IEEE和ACM對計(jì)算機(jī)類本科教育的課程體系進(jìn)行設(shè)置時指出,嵌入式系統(tǒng)課程應(yīng)包括以下內(nèi)容:嵌入式的發(fā)展歷程和概述、嵌入式微處理器、嵌入式軟件設(shè)計(jì)、實(shí)時操作系統(tǒng)、低功耗計(jì)算、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)方法學(xué)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具、嵌入式多處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)、接口和混合信號系統(tǒng)等。講授全部這些內(nèi)容是不切實(shí)際的。目前,各高校嵌入式系統(tǒng)課程多為32～48課時,湘南學(xué)院為50課時,即便只講授其中的基礎(chǔ)和核心內(nèi)容,課時安排也非常緊張。

根據(jù)課程目標(biāo)的要求,有所側(cè)重地選擇教學(xué)內(nèi)容,以軟件開發(fā)為主,包括應(yīng)用軟件和驅(qū)動程序開發(fā),放棄硬件設(shè)計(jì)內(nèi)容。并且在多種處理器、操作系統(tǒng)中選擇主流、有發(fā)展前景的ARM微處理器和嵌入式Linux作為主要授課內(nèi)容,不貪多貪全。教學(xué)內(nèi)容包括主要的開發(fā)過程和技術(shù),用少量簡單例子說明各環(huán)節(jié)的相關(guān)知識和開發(fā)方法。不追求多和復(fù)雜,而重視來龍去脈,既讓學(xué)生有全局觀,便于知識擴(kuò)展和課后自學(xué),又不會讓多、難、復(fù)雜的內(nèi)容嚇跑學(xué)生。湘南學(xué)院嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容如表1所示。

2)教材建設(shè)。確定了教學(xué)內(nèi)容之后,應(yīng)該根據(jù)教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生選擇一本合適的教材,教材應(yīng)當(dāng)包含盡可能多的教學(xué)內(nèi)容,并且在教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上有所擴(kuò)展。目前并沒有統(tǒng)一的經(jīng)典教材可供使用,現(xiàn)有的教材多但不實(shí)用。解決方法:選購現(xiàn)有教材+試驗(yàn)箱提供的教材+自己補(bǔ)充內(nèi)容。湘南學(xué)院選用的教材是《基于ARM嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)與實(shí)例教程》[1],補(bǔ)充內(nèi)容主要包括嵌入式系統(tǒng)概述、匯編語言和C語言混合編程、簡單的啟動程序和Linux常用命令,以及一些例子程序。此外,結(jié)合學(xué)院實(shí)際情況,積極展開自編教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的相關(guān)工作。

3)實(shí)踐教學(xué)。針對嵌入式課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)課時普遍偏少的現(xiàn)狀,引入“Learning by Doing”的教學(xué)思想,適當(dāng)提高實(shí)驗(yàn)課比例。建議將總學(xué)時的3/4安排為實(shí)驗(yàn)課,把與實(shí)驗(yàn)直接相關(guān)的理論帶到實(shí)驗(yàn)課上講解。理論課占總學(xué)時的1/4左右,主要講授基礎(chǔ)知識、基本原理,比如第一章的全部和第二、三章的大部分內(nèi)容。另外,對學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室也可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)課時的不足,提高學(xué)生動手能力,特別是對于進(jìn)行嵌入式課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的高年級學(xué)生。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在過于依賴實(shí)驗(yàn)箱的問題,學(xué)生只需按照試驗(yàn)箱自帶的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的步驟一步一步操作就可以輕松完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)箱就像一個“黑盒子”,學(xué)生對其中的功能實(shí)現(xiàn)不甚了解。針對這種情況,建議任課教師將實(shí)驗(yàn)箱現(xiàn)有的例子程序作為參考例題,對題目進(jìn)行一些修改后再作為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)題。包括實(shí)驗(yàn)箱提供的驅(qū)動程序,不宜全部作為“黑盒子”直接調(diào)用,而是讓學(xué)生編寫最簡單的一兩種設(shè)備(比如LED和串口)的驅(qū)動,以了解驅(qū)動程序的開發(fā)方法。

4)興趣培養(yǎng)。興趣是最好的老師,只有學(xué)生對這門課程有了興趣,才會有更高的學(xué)習(xí)熱情和積極性,才能有更多收獲。為了提高學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)課程的興趣,采取下面的幾條措施。

①在理論教學(xué)中,選擇簡單、基礎(chǔ)、易于理解的內(nèi)容及實(shí)際應(yīng)用中最常用到的內(nèi)容來講解,難以理解和非常用的內(nèi)容則盡量不涉及,以減少學(xué)生學(xué)習(xí)時的挫折感。

②在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),教師布置的實(shí)驗(yàn)題目要集知識性、趣味性于一體,使學(xué)生能夠把所學(xué)的知識運(yùn)用到解決一些趣味性的問題上,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)[3]。

③提前布置課程設(shè)計(jì)題目。在課程的前期就把課程設(shè)計(jì)的選題公布給學(xué)生,并且在其后的教學(xué)中盡量以課程設(shè)計(jì)中需要用到的功能作為例題或者實(shí)驗(yàn)題,讓學(xué)生帶著問題和需求學(xué)習(xí)。

④注意發(fā)現(xiàn)對嵌入式系統(tǒng)有興趣的學(xué)生,提議他們將嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題之一。此外,鼓勵這部分學(xué)生參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽等活動的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)大賽,這樣既可以發(fā)掘和進(jìn)一步培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)的人才,又可以通過這部分學(xué)生帶動其他學(xué)生的積極性。

5)師資隊(duì)伍建設(shè)。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展速度快,課程的實(shí)踐性強(qiáng)。嵌入式系統(tǒng)課程教師不僅應(yīng)該具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ),還應(yīng)具有較為豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。針對教師理論基礎(chǔ)扎實(shí)但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足的情況,學(xué)院采取“把授課教師送出去”的措施,選送教師到公司或者研發(fā)能力強(qiáng)的高校進(jìn)行短則幾天、長則半年到一年的進(jìn)修學(xué)習(xí)。到目前為止,大部分授課教師都有外出學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的經(jīng)歷,極大地提高了教師的實(shí)踐能力。另外,學(xué)院也在積極爭取“把實(shí)際項(xiàng)目請進(jìn)來”,由教師組成開發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行開發(fā),進(jìn)一步豐富教師的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。只有具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),教師才能在教學(xué)中理論聯(lián)系實(shí)際,把握重點(diǎn),激發(fā)學(xué)生的興趣,取得更好的教學(xué)效果。

4 結(jié)束語

上述改革措施已在學(xué)院的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮了積極作用,顯示出成效,對各院校的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)模式改革和課程建設(shè)具有一定的借鑒意義。不同院?？梢愿鶕?jù)自身及學(xué)生的特點(diǎn),選擇教學(xué)內(nèi)容,調(diào)整教學(xué)方式,培養(yǎng)出更優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)的人才。

參考文獻(xiàn)

[1]林曉飛,劉彬,張輝.基于ARM嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)與實(shí)例教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007

篇8

關(guān)鍵詞： 嵌入式應(yīng)用 教學(xué)體系 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

嵌入式技術(shù)是21世紀(jì)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。嵌入式技術(shù)的發(fā)展，是當(dāng)今新型技術(shù)時代的一個重大標(biāo)志。

在當(dāng)前數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的后PC時代，技術(shù)的飛速進(jìn)步及市場對高端智能產(chǎn)品需求的日趨增長，8/16位微處理器已無法滿足高端智能產(chǎn)品對微處理器性能的最低要求。而32位嵌入式微處理器因其高主頻、低功耗、高性價比、可運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)等特點(diǎn)，已經(jīng)在高端智能產(chǎn)品、工業(yè)控制、信息家電等領(lǐng)域已取得了廣泛應(yīng)用[1，2]。

近年來，在電子信息學(xué)科單片機(jī)原理及應(yīng)用課程、16位及32位微機(jī)原理及接口電路等課程的教學(xué)中，仍以匯編語言、接口編程等作為主要知識點(diǎn)進(jìn)行講授，現(xiàn)有課程內(nèi)容、教學(xué)設(shè)施和教學(xué)手段與現(xiàn)今嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展嚴(yán)重脫節(jié)，技術(shù)差距在不斷加大，傳統(tǒng)的課程體系和教學(xué)方法已經(jīng)無法滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。為此，更新嵌入式應(yīng)用相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行課程改革和實(shí)驗(yàn)建設(shè)迫在眉睫。

1.循序漸進(jìn)，構(gòu)建三位一體的課程群體系

目前嵌入式應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)主要有三種形式：面向?qū)崟r性要求較低、無需多線程的簡單系統(tǒng)，一般選用單片機(jī)等8位或16位處理器的解決方案，適用于低端應(yīng)用場合；面向處理速度較快、需要操作系統(tǒng)支持的場合，可選用基于FPGA或ARM的片上系統(tǒng)（SOC）的解決方案，適用于高端應(yīng)用場合；而在如汽車電子、航空航天等工業(yè)級應(yīng)用場合，一般自主開發(fā)專用數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用[3]。

圖1 嵌入式應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)形式

嵌入式應(yīng)用課程群針對這三個方向開設(shè)三門主干課程：單片機(jī)原理與應(yīng)用、片上系統(tǒng)與嵌入式應(yīng)用和數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)，《單片機(jī)原理與應(yīng)用》以8051為代表，主要講授8位微處理器的結(jié)構(gòu)和工作原理，讓學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)形成基本概念，學(xué)習(xí)一般微處理器的指令集、工作原理、硬件配置和軟件開發(fā)?！镀舷到y(tǒng)與嵌入式應(yīng)用》以FPGA為平臺，著重講授SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，在先修課程的基礎(chǔ)上逐步深入，讓學(xué)生從這門課程的講授中既能學(xué)習(xí)到實(shí)用性較強(qiáng)的簡單數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)，又能接觸到如底層驅(qū)動程序、實(shí)時操作系統(tǒng)等嵌入式應(yīng)用的前沿技術(shù)。最后，特別針對本專業(yè)微電子的專業(yè)特點(diǎn)，開設(shè)《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》，專門講授嵌入式處理器數(shù)字IC的開發(fā)和使用，培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計(jì)具有自主系統(tǒng)架構(gòu)嵌入式專用IC芯片的能力，形成本專業(yè)特色鮮明的培養(yǎng)模式。

圖2 嵌入式應(yīng)用課程群體系

2.教學(xué)科研并重，不斷更新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

嵌入式領(lǐng)域的技術(shù)更新?lián)Q代速度十分的快，因此，要求教師在教學(xué)過程中不斷跟蹤新技術(shù)，更新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。在“嵌入式應(yīng)用”課程群建設(shè)的過程中，我們將課程的教學(xué)內(nèi)容和教師所承擔(dān)各級科研項(xiàng)目中所獲得的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)緊密結(jié)合起來，在每個輪次的教學(xué)中，都會根據(jù)目前最新的前沿技術(shù)，加入一部分新的教學(xué)內(nèi)容，以達(dá)到更好地提升學(xué)生知識水平的效果。我們編寫了適合我校辦學(xué)特色的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）指導(dǎo)書、PPT教學(xué)課件、AVI視頻教學(xué)動畫等教學(xué)資料。目前，課程群中三門課程在教學(xué)內(nèi)容和方法方面都進(jìn)行了有益的探索。

（1）《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程采用目前工程實(shí)踐廣泛采用的C程序設(shè)計(jì)語言進(jìn)行描述，改變了以往使用匯編語言講授枯燥、乏味的特點(diǎn)，更易于學(xué)生理解和實(shí)際應(yīng)用。同時，我們還在課堂教學(xué)中引入了Proteus單片機(jī)仿真軟件進(jìn)行案例教學(xué)。在講授完單片機(jī)的基本原理之后，教師以講授實(shí)際案例為手段訓(xùn)練學(xué)生對于各知識點(diǎn)的理解和應(yīng)用能力[4]。在此過程中，學(xué)生與教師同步在課堂中用自己的計(jì)算機(jī)完成案例的復(fù)現(xiàn)，并用Proteus仿真軟件驗(yàn)證程序運(yùn)行的實(shí)際效果。應(yīng)用案例教學(xué)法，學(xué)生的學(xué)習(xí)不再是一味地聽，而轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際動手實(shí)踐，在實(shí)踐中嘗試、總結(jié)和提升，學(xué)生學(xué)習(xí)效果顯著強(qiáng)化。

（2）《片上系統(tǒng)與嵌入式應(yīng)用》是一門新開課程，主要講授Nios II軟核處理器的體系結(jié)構(gòu)、設(shè)備和SOPC系統(tǒng)的開發(fā)流程。在課程內(nèi)容上，側(cè)重嵌入式處理器的應(yīng)用而非原理，避免與單片機(jī)課程重復(fù)。在上一學(xué)期學(xué)生學(xué)習(xí)過單片機(jī)課程的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講授SDRAM存儲器、Flash存儲器、UART接口等低端單片機(jī)系統(tǒng)不涉及的內(nèi)容和應(yīng)用實(shí)例。在教學(xué)方法上，采用任務(wù)驅(qū)動法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以一個簡單的設(shè)計(jì)實(shí)例為主體，介紹軟硬件的開發(fā)流程，開發(fā)環(huán)境的使用和編程思想，使學(xué)生循序漸進(jìn)，逐步深入[5]。例如：設(shè)計(jì)一個點(diǎn)陣顯示屏控制器，圍繞這個任務(wù)讓學(xué)生熟悉構(gòu)建SOPC系統(tǒng)所要用到的外部RAM接口、外部Flash接口、Avalon三態(tài)橋、定時器、鎖相環(huán)、自定義點(diǎn)陣等外設(shè)的特點(diǎn)和編程方法。這種教學(xué)方法將學(xué)習(xí)的難點(diǎn)分散到各個任務(wù)中，能使學(xué)生在完成任務(wù)的同時深刻理解所學(xué)內(nèi)容。

（3）《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》課程以Verilog語言設(shè)計(jì)為切入點(diǎn)，從最簡單的邏輯電路設(shè)計(jì)開始，逐步深入復(fù)雜的微處理器電路設(shè)計(jì)。在教學(xué)內(nèi)容上，針對嵌入式應(yīng)用課程群的特點(diǎn)，圍繞微處理器的主要結(jié)構(gòu)如ALU、ROM、寄存器組、RISC模型機(jī)等電路的原理和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行講授，學(xué)生在經(jīng)過這門課程的學(xué)習(xí)后，可以掌握自己動手開發(fā)一塊具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專用嵌入式處理器芯片的能力。

3.開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

應(yīng)用型本科人才并不是“狹窄于技術(shù)”的工匠，應(yīng)具有開放的辯證思維和創(chuàng)新精神。在嵌入式課程群實(shí)踐體系的建設(shè)過程中，除了開設(shè)常規(guī)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)以外，在《片上系統(tǒng)與嵌入式應(yīng)用》和《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)中開設(shè)了一系列的綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，這些課題來源于實(shí)際的工程設(shè)計(jì)和科研項(xiàng)目，由學(xué)生自行提出可行的設(shè)計(jì)方案，與指導(dǎo)老師共同討論后實(shí)施，整個過程由學(xué)生主導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造力。我們將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為以下三類。

（1）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。主要是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的指導(dǎo)下將理論課上所掌握的知識和概念通過實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行鞏固，通過直觀、具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證理論結(jié)果，熟悉軟件使用方法和設(shè)計(jì)流程。包括PWM直流電機(jī)控制、標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出設(shè)備字符串流控制、PIO控制流水燈、自定義外設(shè)點(diǎn)陣控制等實(shí)驗(yàn)。

（2）綜合性實(shí)驗(yàn)。這部分實(shí)驗(yàn)區(qū)別于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，并不給出具體的實(shí)驗(yàn)過程，只給出基本原理和大致方案，要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，周全考慮，自行確定具體的實(shí)驗(yàn)步驟和方法。這部分實(shí)驗(yàn)往往涉及多門知識點(diǎn)甚至是多門課程，包括無線溫度數(shù)據(jù)采集、μC-OS多任務(wù)操作系統(tǒng)、觸摸屏人機(jī)交互等實(shí)驗(yàn)。

（3）創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。這部分實(shí)驗(yàn)主要面向部分基礎(chǔ)知識過硬、動手能力強(qiáng)的優(yōu)秀學(xué)生，利用課外時間提高他們在嵌入式應(yīng)用方面的實(shí)際能力。這類實(shí)驗(yàn)以省、校兩級大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目為載體，不拘泥于理論和實(shí)驗(yàn)課程的范圍，由學(xué)生自主選題，形成創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，由團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師負(fù)責(zé)。我們成立了開放的嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室由老師、實(shí)驗(yàn)員和高年級學(xué)生共同值班，學(xué)生可以隨時申請使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。通過這種形式的鍛煉，嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)在省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、全國電子專業(yè)人才設(shè)計(jì)與技能大賽中都取得了優(yōu)異成績。

4.結(jié)語

嵌入式應(yīng)用課程群經(jīng)過以上所述課程體系的調(diào)整、教學(xué)內(nèi)容的豐富及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，不斷增加新知識，改進(jìn)教學(xué)手段和教學(xué)方法，通過課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和教學(xué)科研的結(jié)合，在學(xué)生創(chuàng)新意識和實(shí)踐動手能力培養(yǎng)方面進(jìn)行了有益嘗試和探索。未來我們將在深化教學(xué)改革的過程中不斷探索，不斷完善，探索出一套適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的嵌入式應(yīng)用教學(xué)培養(yǎng)模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]周立功.SOPC嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

[2]宋彩利，康磊.數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與SOPC技術(shù)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2012.

[3]李蘭英，崔永利，李妍等.基于FPGA技術(shù)的嵌入式應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)體系[J].計(jì)算機(jī)教育，2011（16）：18-21.

[4]陳林，魏淑桃，石林祥等.應(yīng)用型本科“SOPC設(shè)計(jì)與應(yīng)用”課程教學(xué)改革探索[J].計(jì)算機(jī)教育，2012（19）：82-85.

篇9

在嵌入式、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等熱門技術(shù)日益普及的今天，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品正不斷滲透進(jìn)各個行業(yè)，作為包含在這些硬件產(chǎn)品中的特殊軟件形態(tài)，其產(chǎn)業(yè)增幅不斷加大，而且在整個軟件產(chǎn)業(yè)中所占的比重日趨提高。嵌入式產(chǎn)業(yè)不僅是一個技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，而且還是一個技術(shù)快速革新的產(chǎn)業(yè)。這決定了對人才的要求不僅需要扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，而且需要根據(jù)技術(shù)的變革迅速進(jìn)行知識更新和技能提升。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)日新月異，通信設(shè)備、終端、軟件等產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，這就對從業(yè)人員提出了更高要求。嵌入式行業(yè)經(jīng)過近年來的快速發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入一個穩(wěn)定的高速發(fā)展和成長期，企業(yè)人才需求現(xiàn)狀依然保持供不應(yīng)求的整體狀態(tài)，雖然已經(jīng)有越來越多的核心技術(shù)人員加入到嵌入式專業(yè)領(lǐng)域，但依然無法滿足企業(yè)高速發(fā)展對人才的旺盛需求。同嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展相比，我國教育機(jī)構(gòu)技術(shù)和培養(yǎng)則相對滯后，一方面有些學(xué)生畢業(yè)就面臨失業(yè)；另一方面一些嵌入式企業(yè)卻有項(xiàng)目需求找不到合適的人才來實(shí)現(xiàn)。造成這一現(xiàn)象的原因主要是，部分學(xué)校的高等教育和產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對脫節(jié)[1]，目前國內(nèi)的高校教育中不是偏向硬件，就是偏向軟件，硬件設(shè)計(jì)人員通常比較缺乏系統(tǒng)全面整合設(shè)計(jì)，而軟件開發(fā)人員則相對缺乏硬件觀念；企業(yè)真正需要的有動手能力的嵌入式軟件人才，還需要經(jīng)過一段時間的培訓(xùn)才能上崗。

嵌入式系統(tǒng)人才的匱乏還表現(xiàn)在軟件業(yè)呈現(xiàn)中低端人才過剩、高端人才缺乏的不合理布局。近年來，盡管隨著國家政策的重視、市場的整體推動及多渠道的嵌入式人才培養(yǎng)體系的不斷完善，嵌入式開發(fā)人才需求瓶頸的問題，在逐步得到緩解，但是整個嵌入式專業(yè)人才市場的供求關(guān)系還是不匹配，據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，我國目前嵌入式軟件人才缺口每年仍為50萬人左右，我省目前嵌入式軟件人才缺口也在2萬人左右[2]。因此編制高職和本科嵌入式專業(yè)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)高職、本科嵌入式專業(yè)人才的培養(yǎng)顯得非常迫切。

二、嵌入式技術(shù)應(yīng)用專業(yè)專本科銜接專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制的步驟

1.準(zhǔn)備階段

（1）成立課題領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，組建課題組，聘請專家。

（2）收集資料與理論研修，加強(qiáng)國內(nèi)外嵌入式專業(yè)教學(xué)資料和學(xué)科建設(shè)資料收集，加強(qiáng)課程理論、教學(xué)設(shè)計(jì)理論、教學(xué)科學(xué)研究方面理論方面資料的收集。

（3）調(diào)研準(zhǔn)備。召開由課題組負(fù)責(zé)人和課題組成員參加的開題會議，根據(jù)教研院的要求寫出調(diào)研方案，明確調(diào)研目的、調(diào)研對象以及調(diào)研主要內(nèi)容，落實(shí)調(diào)研工作任務(wù)分工。

2.實(shí)施階段

（1）制定方案。制定整體標(biāo)準(zhǔn)研制方案，設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，制定具體調(diào)研工作計(jì)劃，具體到調(diào)研的企業(yè)、學(xué)校和行業(yè)協(xié)會以及人員安排。在廣泛聽取意見的基礎(chǔ)上，對工作計(jì)劃進(jìn)行修改、完善、充實(shí)并最終完成調(diào)研工作計(jì)劃和問卷設(shè)計(jì)。

（2）開展調(diào)研。在廣東省范圍內(nèi)對高校嵌入式教學(xué)活動的情況和嵌入式行業(yè)企業(yè)開展專題調(diào)研，摸清情況。通過調(diào)研相關(guān)企業(yè)、高職院校、應(yīng)用型本科院校及不同年限的畢業(yè)生等，了解嵌入式行業(yè)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢；明確本專業(yè)典型的目標(biāo)工作崗位及相應(yīng)知識、技能要求，分析不同層次畢業(yè)生就業(yè)崗位群和職業(yè)生涯路徑[3]；比較各院校的人才培養(yǎng)方案，分析構(gòu)建高本一體化人才培養(yǎng)方案在銜接中存在的問題，從而得出相應(yīng)的解決方案，為嵌入式專業(yè)的專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)編制提供依據(jù)。

通過調(diào)研，查明了已存在的專業(yè)方案和課程設(shè)置是否合理，是否過時，了解可以改進(jìn)的地方，并針對發(fā)展趨勢進(jìn)行課程的合理增刪調(diào)整。通過調(diào)研，找出了課程設(shè)置重疊和不合理的地方。通過調(diào)研資料推論出課程設(shè)置的合理學(xué)期，解決專本教學(xué)方案中課程重疊和進(jìn)階的問題，找到嵌入式專業(yè)高職教育和應(yīng)用型本科教育銜接的辦法。

（3）最后對調(diào)研資料進(jìn)行匯總分析，調(diào)研資料包括訪談錄音記錄，回收的紙質(zhì)版、電子版問卷，通過QQ、微信等網(wǎng)絡(luò)訪談記錄等等，得出高本銜接計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)（嵌入式技術(shù)應(yīng)用）相關(guān)行業(yè)現(xiàn)狀、企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及專業(yè)職業(yè)教育發(fā)展情況，以及企業(yè)崗位群，崗位專業(yè)能力要求、從業(yè)人員職業(yè)生涯發(fā)展路徑等結(jié)論。

（4）開展企業(yè)崗位工作流程研討會。

3.總結(jié)階段

（1）在理論與實(shí)踐研究的基礎(chǔ)上，分析各類調(diào)研數(shù)據(jù)，收集、整理、匯總研討研究成果。

（2）撰寫研究報告和教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制論文，結(jié)集出版研究成果。

（3）結(jié)題報告會。組織專題對課題進(jìn)行評審，聘請有關(guān)專家、課題負(fù)責(zé)人及有關(guān)行政領(lǐng)導(dǎo)出席，對標(biāo)準(zhǔn)研制進(jìn)行評審，鑒定和驗(yàn)收。

三、嵌入式技術(shù)應(yīng)用專本銜接調(diào)研的結(jié)論和對課程標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的指導(dǎo)意義

通過嚴(yán)格設(shè)計(jì)調(diào)研問卷，對問卷主題進(jìn)行篩選以及反復(fù)修正，分別從行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展、企業(yè)基本情況、企業(yè)對嵌入式人才的需求、嵌入式崗位能力要求、職業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、畢業(yè)生就業(yè)情況等方面進(jìn)行問卷主題分類設(shè)計(jì)[4]，并考慮到近年來嵌入式技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域更加深入的應(yīng)用和發(fā)展，專門在本次調(diào)研中增加了相關(guān)的題目，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總、統(tǒng)計(jì)和分析得出調(diào)研結(jié)論[5]。通過這些調(diào)研活動和結(jié)論對教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制產(chǎn)生指導(dǎo)意義。

企業(yè)調(diào)研主要結(jié)論和高校對嵌入式專業(yè)建設(shè)的意義如下：

（1）通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域和行業(yè)中，中小規(guī)模公司占多數(shù)，這體現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)和通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別。一般而言，通用計(jì)算機(jī)行業(yè)的技術(shù)常常集中在大中型企業(yè)，技術(shù)密集，對人才和資金要求比較高，而嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域則分散在各個行業(yè)中，不同應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品需要結(jié)合不同的硬件平臺和技術(shù)，專業(yè)性較強(qiáng)，企業(yè)專注度更高，充滿了競爭、機(jī)遇與創(chuàng)新，因此，中小規(guī)模的公司能夠在某個領(lǐng)域完成特定的嵌入式產(chǎn)品創(chuàng)新，滿足市場需求，基于這個原因，催生出一批中小規(guī)模的嵌入式領(lǐng)域的企業(yè)。因此高校在嵌入式專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)定位時，可以定位在培養(yǎng)能滿足中小企業(yè)需求的嵌入式畢業(yè)生上。

調(diào)研還發(fā)現(xiàn)，企業(yè)對嵌入式產(chǎn)品研發(fā)人才需求量較大，這表明對企業(yè)而言，企業(yè)急需的是嵌入式開發(fā)和嵌入式設(shè)計(jì)人才。這一調(diào)查為高職和應(yīng)用型本科一體化專業(yè)培養(yǎng)方案的研制提供了目標(biāo)，要求在人才培養(yǎng)方案制定時應(yīng)考慮更高標(biāo)準(zhǔn)，以嵌入式研發(fā)人才的培養(yǎng)為目標(biāo)，而不是滿足于培養(yǎng)能在嵌入式行業(yè)就業(yè)的技術(shù)支持人才和相關(guān)行業(yè)銷售人才。

（2）企業(yè)比較看重畢業(yè)生的創(chuàng)新能力、協(xié)同能力和所學(xué)專業(yè)的學(xué)習(xí)能力。其中協(xié)同能力主要指的是：要求培養(yǎng)的學(xué)生，應(yīng)對計(jì)算機(jī)技術(shù)有較為全面的了解，以便在企業(yè)從事嵌入式研發(fā)時，能夠具備對項(xiàng)目的全局把握能力，能夠在團(tuán)隊(duì)開發(fā)的過程中有效的協(xié)調(diào)和溝通。尤其在嵌入式項(xiàng)目的研發(fā)過程中，技術(shù)層面較多，分工和專業(yè)化程度高，如果從事軟件開發(fā)的對硬件完全不了解，或者從事底層開發(fā)的人員對上層應(yīng)用不明情況，這樣在協(xié)同開發(fā)時會產(chǎn)生很多低效的現(xiàn)象。因此在開展課程教學(xué)時，高職/本科階段都應(yīng)以這些能力的培養(yǎng)為目標(biāo)開展有針對性的培養(yǎng)。這方面能力的培養(yǎng)主要應(yīng)在項(xiàng)目綜合實(shí)訓(xùn)課程中完成。另外，學(xué)科競賽對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要作用。因此，高校應(yīng)多為專業(yè)大賽提供相應(yīng)條件，專業(yè)技能大賽應(yīng)在校內(nèi)、校外、行業(yè)、教育主管部門、企業(yè)等多級別多層次范圍上開展競賽，以便為更多學(xué)生提供訓(xùn)練和培養(yǎng)綜合創(chuàng)新能力的機(jī)會。

（3）企業(yè)對高校計(jì)算機(jī)類嵌入式技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生的要求較高，這需要高校緊密結(jié)合行業(yè)需求和技術(shù)進(jìn)步的方向，不斷改進(jìn)課程體系，增加最新最能體現(xiàn)社會熱點(diǎn)需求與人才培養(yǎng)要求的課程，以使學(xué)生畢業(yè)就能上崗，充分滿足企業(yè)對創(chuàng)新型人才的要求。這也要求學(xué)校在嵌入式專業(yè)上增加投入不斷提高師資水平，培養(yǎng)人才，并采用多種形式深化開展校企合作，以使得高職教育能夠與社會需求同步，始終站在滿足社會需要的嵌入式專業(yè)最新技能人才培養(yǎng)的前沿。

企業(yè)對畢業(yè)生動手能力的要求較高。企業(yè)對動手能力的要求主要理解為實(shí)踐能力，包括焊接、測試，對軟硬件設(shè)備的使用能力以及實(shí)際的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)等。

企業(yè)對人才處理人際關(guān)系的能力也有要求。處理人際關(guān)系的能力主要是指：（1）對嵌入式系統(tǒng)的全局理解，以便研發(fā)團(tuán)隊(duì)內(nèi)不同技術(shù)背景的人員協(xié)同從事產(chǎn)品開發(fā)工作時能夠互相協(xié)助。（2）溝通能力，主要是與人交往和默契配合能力，能夠提高工作效率和工作熱情度。

企業(yè)對學(xué)生嵌入式專業(yè)知識要求較高，專業(yè)知識的能力培養(yǎng)主要集中在以下幾個方面：編程能力，對嵌入式體系結(jié)構(gòu)和嵌入式接口知識的掌握，電路分析能力，代碼調(diào)試能力，文檔撰寫與閱讀能力等。

因此，高校在教學(xué)培養(yǎng)方案和課程設(shè)置時應(yīng)該以能滿足以上企業(yè)需求的知識和能力培養(yǎng)為目標(biāo)，各項(xiàng)知識技能的培養(yǎng)應(yīng)在課程中得到體現(xiàn)。

建議在課程設(shè)置時注意：在專/本階段主要課程設(shè)置中以某項(xiàng)編程語言（對嵌入式專業(yè)一般而言是c語言）的掌握和編程能力培養(yǎng)為綱，并在某些具體課程中應(yīng)有針對性的傳授嵌入式硬件知識和技能，如焊接調(diào)試技巧，識圖畫圖能力和軟硬件編程調(diào)試方法。在項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)課程中培養(yǎng)綜合運(yùn)用知識的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)同、溝通能力。

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有教學(xué)方案的不足，根據(jù)調(diào)研的數(shù)據(jù)，按照企業(yè)對人才能力的要求，我們對原有課程設(shè)置進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后的專業(yè)教學(xué)方案在多門課程中著重按照企業(yè)對學(xué)生能力的要求非常有針對性地進(jìn)行人才培養(yǎng)：

在嵌入式接口技術(shù)中采用ARM Cortex M3芯片講述接口技術(shù)課程，培養(yǎng)學(xué)生掌握接口知識，相對于51單片機(jī)而言，這樣調(diào)整后課程難度加大很多，但對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高大有裨益，而且能滿足當(dāng)前企業(yè)對畢業(yè)生的要求，縮短了學(xué)生畢業(yè)后到企業(yè)就業(yè)后再培訓(xùn)和重新學(xué)習(xí)的時間。

在嵌入式項(xiàng)目設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)等多門實(shí)訓(xùn)課程中培養(yǎng)項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和協(xié)同能力。

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等語言相關(guān)的多門課程中重點(diǎn)培養(yǎng)c語言編程技巧和能力。

在電子電路課程中培養(yǎng)焊接技能、使用儀器技能和電路分析調(diào)試能力。

在接口技術(shù)等多門課程中都要有針對性的培養(yǎng)專業(yè)英語文檔閱讀能力和技術(shù)文檔撰寫能力。英語水平的要求主要體現(xiàn)在以下幾個方面：對嵌入式研發(fā)和設(shè)計(jì)而言，芯片手冊（Datasheet&Reference Manual）是最權(quán)威的文檔，對技術(shù)問題的理解常常要落實(shí)到英文手冊上；提高英語專業(yè)閱讀能力有助于借助于網(wǎng)絡(luò)查找疑難問題，找出答案；高職和應(yīng)用型本科一體化人才培養(yǎng)過程中，學(xué)生在升入本科以后有繼續(xù)深造的可能，英語能力的培養(yǎng)使得學(xué)生能夠選擇更好的職業(yè)發(fā)展通道。因此，在高職階段應(yīng)該打好英語基礎(chǔ)，適應(yīng)專本一體化人才培養(yǎng)的要求。建議在某些課程中開展閱讀英文芯片手冊的教學(xué)過程，逐步使得學(xué)生技術(shù)文檔閱讀能力得到提高。

通過對嵌入式教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的布局和課程的設(shè)計(jì)，將企業(yè)對人才能力需求分布到各門課程中去，以便培養(yǎng)的畢業(yè)生適應(yīng)用人單位的需要。

（4）企業(yè)對嵌入式專業(yè)人才知識面“寬”和“精”的要求。雖然企業(yè)對編程語言有多種要求，但對于某一個人才的要求常常是專而不是多。因此，作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)大類中的一個非常有針對性的分支，嵌入式技術(shù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置中應(yīng)該將某一門語言的“專”作為人才培養(yǎng)的考慮因素。所以在高職嵌入式技術(shù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的編制和課程設(shè)置中，我們考慮以c語言能力培養(yǎng)為主線，課程中對和c語言相關(guān)聯(lián)的課程安排的多一些，略有兼顧其它語言，以便學(xué)生在每個學(xué)期都能夠以c語言為工具進(jìn)行嵌入式知識和技能的訓(xùn)練，使得高職階段有5個學(xué)期能夠使用c語言進(jìn)行編程和能力培養(yǎng)，使得學(xué)生具備扎實(shí)的c語言基礎(chǔ)，培養(yǎng)較強(qiáng)的嵌入式編程和實(shí)踐能力，以便更好的接軌企業(yè)和更高一級院校對編程語言熟練程度的要求。

如何把一門編程語言嵌入到5個學(xué)期當(dāng)中？既滿足大部分學(xué)生對課堂教學(xué)內(nèi)容新鮮感的渴求，不會有太多重復(fù)，又能漸進(jìn)式的推進(jìn)學(xué)生在編程語言的使用上能力的提高和發(fā)展？這對教師水平和教學(xué)內(nèi)容提出了要求。建議高校尤其是高職院校在嵌入式專業(yè)上增加投入不斷提高師資水平，培養(yǎng)教師人才，并采用多種形式深化開展校企合作，將企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目引入課程作為教學(xué)內(nèi)容，完成課程共建，以使得高職教育能夠與社會需求同步，始終站在滿足社會需要的嵌入式專業(yè)最新技能人才培養(yǎng)的前沿。通過調(diào)研，產(chǎn)生如下建議：

一是多讓企業(yè)在學(xué)校開辦講座進(jìn)行交流。二是需要校企深度合作。目前有些學(xué)校校企合作仍處于摸索階段，對課程教學(xué)內(nèi)容沒有深度開發(fā)，也沒有形成長效機(jī)制。有必要在淺層合作的基礎(chǔ)上開展進(jìn)一步的校企共建，在課程共同開發(fā)，校企互聘等方面開展深入合作。

四、嵌入式專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制和推廣的一些建議

嵌入式系統(tǒng)是信息產(chǎn)業(yè)走向二十一世紀(jì)知識經(jīng)濟(jì)時代最重要的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)之一，由于高校剛剛開始專門針對嵌入式工程人才培養(yǎng)的學(xué)科設(shè)置，從事該行業(yè)的師資來自不同專業(yè)背景，比如電子工程、軟件工程、通信工程、自動控制等，不同學(xué)科背景缺乏有機(jī)整合，嵌入式知識體系系統(tǒng)性和針對性較差，知識較為陳舊，畢業(yè)生缺乏工程實(shí)踐能力，無法適應(yīng)企業(yè)的實(shí)際需要。因此嵌入式方向應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生嵌入式系統(tǒng)工程實(shí)踐能力，包括軟硬件工程及各種嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，調(diào)試和測試工具使用能力。目前廣東省高校的軟件教育普遍以應(yīng)用軟件為主，學(xué)生接觸比較多的是.net，java，安卓開發(fā)之類應(yīng)用層面的東西，作為嵌入式開發(fā)需要的幾個技術(shù)支柱：計(jì)算機(jī)組成原理和體系結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)內(nèi)容比較老化，不能跟上最新技術(shù)的發(fā)展。師資力量的理論基礎(chǔ)扎實(shí)但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不夠，這需要經(jīng)常性的對師資進(jìn)行重點(diǎn)專題技術(shù)培訓(xùn)（比如網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動技術(shù)），以便更新教師知識體系，跟隨最新技術(shù)的發(fā)展步伐。

在標(biāo)準(zhǔn)研制過程中我們發(fā)現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)專業(yè)發(fā)展迅速，知識復(fù)雜，跨學(xué)科。由于各高校嵌入式專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的廣泛性，研制廣東省高職嵌入式教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，既要有參考意義又不能限定各高校該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)在一個單一的范圍內(nèi)。因此，各學(xué)?？筛鶕?jù)自己學(xué)校的生源，師資力量和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐條件來開設(shè)嵌入式課程，由于嵌入式技術(shù)具有起點(diǎn)高、復(fù)雜性的特點(diǎn)，對高職起點(diǎn)學(xué)科建設(shè)而言，建議設(shè)定好學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)主要方向，以使學(xué)生在有限的求學(xué)生涯中能夠在主要方向上得到扎實(shí)的訓(xùn)練，建立堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對主要方向所包含的技術(shù)更加深入和精通，技能能夠更加熟練掌握，以便更容易滿足嵌入式研發(fā)企業(yè)用人需求和升入本科繼續(xù)發(fā)展?？紤]不同師資和實(shí)驗(yàn)條件，可以選擇較為主流的STM32+UCOSIII平臺，或者ARM Cortex-A11+Linux平臺中的一種作為學(xué)科建設(shè)的主要方向，各門課程都圍繞人才培養(yǎng)主要方向來開設(shè)和進(jìn)行課程內(nèi)容設(shè)計(jì)。不同專業(yè)也可以結(jié)合自己的傳統(tǒng)特色，如電子專業(yè)可以在電子電路和嵌入式EDA（FPGA、CPLD）技術(shù)等方向上發(fā)揮各自優(yōu)勢，不同高校的嵌入式專業(yè)培養(yǎng)從事嵌入式領(lǐng)域內(nèi)不同崗位的學(xué)生，提高專業(yè)就業(yè)率。

五、結(jié)語

本文討論了嵌入式專業(yè)專本銜接專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制的過程。重點(diǎn)討論了嵌入式技術(shù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研過程得到的行業(yè)現(xiàn)狀和結(jié)論，以及這些結(jié)論對高校嵌入式專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的指導(dǎo)意義。并給出了高職院校嵌入式專業(yè)學(xué)科建設(shè)、課程設(shè)置與規(guī)劃、課程內(nèi)容教學(xué)，專本銜接以及校企合作的一些建議。

參考文獻(xiàn)：

[1] 杜怡萍.“二維四步五解”職業(yè)能力分析法的實(shí)踐探索[J].職教論壇，2015（9）：8.

[2] 吳冰.嵌入式軟件人才培養(yǎng)新模式[J].軟件世界，2008（2）： 46-47.

[3] 羅保山.高職計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程的設(shè)置[J].職業(yè)技術(shù)教育，2008（8）：20.

篇10

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；教學(xué)改革；能力提升

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0221-02

嵌入式系統(tǒng)是高等學(xué)校電子信息、計(jì)算機(jī)、自動化等本科高年級學(xué)生的一門專業(yè)技能課程，是以應(yīng)用為核心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、涉及微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、微機(jī)原理等多門學(xué)科的綜合學(xué)科。從各個角度分析嵌入式系統(tǒng)課程中知識框架，與學(xué)生興趣相結(jié)合，真正做到學(xué)以致用，提升學(xué)生能力，是目前所有工科類課程面臨的一個重要問題。為此，筆者針對嵌入式系統(tǒng)教學(xué)過程，開展名為“嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生能力提升探索”的教學(xué)改革嘗試，并初步收到積極效果。該教學(xué)改革理念也可為微機(jī)原理、可編程邏輯器件、DSP技術(shù)原理等類似課程提供參考。

一、課程特點(diǎn)及主要存在問題

嵌入式系統(tǒng)是高年級課程，有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性和知識綜合應(yīng)用性，要求學(xué)生聯(lián)系先修課程，結(jié)合新知識，靈活融匯分析并解決實(shí)際工程問題的能力。教學(xué)中，需要任課老師既重視理論知識的傳授，又要培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力。筆者結(jié)合工作中對嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的體會，對該課程特點(diǎn)及主要存在問題總結(jié)如下：

1.聯(lián)系廣，理解難。要較好地把握嵌入式系統(tǒng)內(nèi)容，必須對先修課程有很好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，能較好地將從低年級以來的專業(yè)課聯(lián)系起來，才能深入理解本門課程內(nèi)容。比如要很好地理解嵌入式系統(tǒng)觸摸屏的原理及編寫相應(yīng)程序，必須理解觸摸屏內(nèi)部結(jié)構(gòu)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖中涉及多個MOS管組成的模擬電路，需要學(xué)生很好理解NMOS、PMOS不同的通斷過程及對電路的影響。如果學(xué)生不熟悉MOS管的通斷原理，而單純靠記憶來使用觸摸屏，則很難做到活學(xué)活用。

由于學(xué)生水平及能力各不相同，為了使大部分學(xué)生能較好地學(xué)懂所講授內(nèi)容，則需要老師在講新知識之前花時間復(fù)習(xí)修課程的相關(guān)內(nèi)容概念。然而這種做法勢必導(dǎo)致第二個問題：占用本來有限的課時。

2.學(xué)時少，內(nèi)容多。近年來，由于推廣素質(zhì)教育，各門課程理論教學(xué)時間不斷縮減。以筆者所講授的嵌入式系統(tǒng)課程為例，理論課時僅僅為22學(xué)時，該學(xué)時遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于專業(yè)必修課，且隨著嵌入式技術(shù)日新月異，該門課程除了課本內(nèi)容外，還需要補(bǔ)充其他與現(xiàn)代技術(shù)接軌的新內(nèi)容。因此，如何精選每節(jié)課授課內(nèi)容，在有限的課堂時間內(nèi)使學(xué)生掌握到盡量多的內(nèi)容，且不感到枯燥無味，是嵌入式系統(tǒng)等工科類課程普遍存在的問題之一。

3.實(shí)驗(yàn)舊，擴(kuò)展難。由于課時安排原因，本門課程僅配套3個實(shí)驗(yàn)，且實(shí)驗(yàn)與理論課程不對應(yīng)，所使用的實(shí)驗(yàn)箱年代較久，不能與現(xiàn)代新技術(shù)接軌，且無法在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，只能進(jìn)行某些簡單的功能性驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)。如何通過實(shí)驗(yàn)輔助理論教學(xué)，提升學(xué)生能力水平，也是課程教學(xué)中需要解決的問題之一。

二、教學(xué)過程學(xué)生能力提升探索

針對上述存在問題，必須在教學(xué)過程中克服客觀困難，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及積極性，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力提升的效果。為此，圍繞嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中的兩大難點(diǎn)，筆者開展了學(xué)生能力提升的探索改革。

1.學(xué)生理論知識與實(shí)踐能力的提升探索。理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐驗(yàn)證理論，因此對于工科學(xué)生來說，不能一味注重實(shí)踐，也不能只懂得紙上談兵的理論，需要理論和實(shí)踐能力相輔相成，才能得到能力提升。然而，筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，由于學(xué)生個體差異，能力傾向不同，有些學(xué)生注重實(shí)踐鍛煉，然而理論知識并未提升，有些同學(xué)只注重理論知識，工程實(shí)踐能力不足。且大部分學(xué)生理論與實(shí)踐知識的反饋提升能力不夠。

以筆者講授嵌入式系統(tǒng)液晶屏內(nèi)容為例，對于使用液晶觸摸屏，設(shè)計(jì)的理論知識包括：液晶屏的分類――TFT屏和STN屏；顯示顏色――單色和彩色；灰度等級――單色、4級、16級；彩色等級――STN屏為256色和4096色，TFT屏非調(diào)色板為64K色和16M色，TFT屏調(diào)色板為256色等等。如果學(xué)生不懂得上述理論知識，在實(shí)際操作中，則不能很好地編寫合適程序調(diào)試出預(yù)期效果。然而，僅僅懂得上述理論內(nèi)容也不夠，還需要考慮其他實(shí)際工程問題，比如：TFT屏的電路連接方式與STN屏是否一致？STN屏的驅(qū)動電流需要多大才合適，且不至于導(dǎo)致液晶屏過亮或過熱？采用何種驅(qū)動器性價比更高？等等。上述問題并不只是理論，而是跟實(shí)際工程實(shí)踐相關(guān)。

鑒于此，針對如何提升學(xué)生的理論知識與實(shí)踐能力的問題，首先，筆者在課堂上對于基礎(chǔ)理論知識，如液晶屏的分類、灰度及彩色等級等內(nèi)容均予以清楚闡述；另外，通過課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)課程等環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的動手能力；最后，針對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題及失敗現(xiàn)象，鼓勵學(xué)生從理論上找到原因后再反復(fù)實(shí)踐驗(yàn)證，達(dá)到理論與實(shí)踐相輔相成且共同提高的目的。

2.學(xué)生硬件與軟件知識的提升探索。對于電子及自動化等專業(yè)學(xué)生來說，嵌入式系統(tǒng)課程不僅要掌握軟件編程，而且要掌握硬件電路設(shè)計(jì)能力，軟硬件知識結(jié)合，才能較好地完成工程項(xiàng)目。

然而，由于先修課程學(xué)生水平及傾向不同，面對同一個系統(tǒng)問題，有些同學(xué)在電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)等課程上掌握較好且較有興趣，會比較傾向使用硬件方法來解決問題，而有些同學(xué)對于C語言程序編程、數(shù)字電路等課程把握較好，會傾向于通過軟件編程方法來處理問題。

對于簡單系統(tǒng)，上述兩種方法均是可取的。但是對于功能復(fù)雜的系統(tǒng)，不可能僅采用單一硬件或者軟件解決問題，需要考慮各方面因素，軟硬件結(jié)合起來應(yīng)用。因此，要求學(xué)生不僅掌握硬件電路設(shè)計(jì)能力，對于軟件編程能力的具備同樣也是必須的。

在提升學(xué)生硬件和軟件綜合設(shè)計(jì)能力問題上，筆者首先在課堂上給出案例，啟發(fā)學(xué)生提出各種不同軟硬件設(shè)計(jì)方案；進(jìn)一步，布置工程案例作為課后作業(yè)，要求學(xué)生設(shè)計(jì)或列舉出多種設(shè)計(jì)方案，綜合比較可行方案；最后，布置一個貫穿本門課程的課程設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)需要涉及硬件電路及軟件編程，通過該課程設(shè)計(jì)的完成，最終達(dá)到提升學(xué)生硬件電路設(shè)計(jì)與軟件編程能力的目的。

三、教學(xué)成效

筆者將上述教學(xué)改革內(nèi)容用于嵌入式系統(tǒng)教學(xué)過程中，收到了較好的效果。通過問卷調(diào)查和課后反饋訪談，學(xué)生普遍反映能將先修電子知識與嵌入式系統(tǒng)聯(lián)系起來，且在此過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力均得到了提升。通過課堂案例引入及分析，提升了學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)的工程應(yīng)用能力和設(shè)計(jì)能力。筆者相信，所開展的教學(xué)改革探索在一定程度上提升了學(xué)生對嵌入式產(chǎn)品進(jìn)行軟硬件綜合設(shè)計(jì)的能力，增強(qiáng)了學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)最新動態(tài)追蹤的興趣、對相關(guān)領(lǐng)域深入學(xué)習(xí)的信心。

四、結(jié)束語

在深入了解嵌入式系統(tǒng)課程特點(diǎn)、現(xiàn)狀和不足的基礎(chǔ)上，筆者結(jié)合自己的實(shí)際教學(xué)切身體會，對嵌入式系統(tǒng)開展了教學(xué)改革探索。著重從理論與實(shí)踐、硬件與軟件上對學(xué)生能力進(jìn)行提升。實(shí)踐表明，該類措施較大程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及其主觀能動性，提升了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]江維，桑楠.面向高等教育的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2011，（16）.

[2]黃連麗，史旅華，王思山.基于CDIO理念的嵌入式系統(tǒng)課程改革[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2013，（7）.

[3]李堅(jiān)強(qiáng)，王志強(qiáng)，薛麗萍.基于CDIO模式的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研究與探討[J].計(jì)算機(jī)教育，2010，12（6）.

[4]彭道剛，李輝，夏飛.基于項(xiàng)目驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國電力教育，2013，（28）.

[5]仲偉波，包亞萍，付躍文，李義豐.關(guān)于嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的幾點(diǎn)思考[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006，25（12）.

[6]李巖，王小玉，孫永春.嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2006，28（3）.

[7]顧佩華，沈民奮，李升平，莊哲民，陸小華，熊光晶.從CDIO到EIP-CDIO――汕頭大學(xué)工程教育與人才培養(yǎng)模式探索[J].高等工程教育研究，2008，（1）.

[8]沈紅.論大學(xué)教師評價的目的[J].高等教育研究，2012，33（11）.