嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用課程教學(xué)改革探討

1、    嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用課程教學(xué)改革探討    胡晗+張靜摘要：針對嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用課程的特點、教學(xué)中存在的問題，提出以學(xué)生為本、使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中建立自信，提高學(xué)以致用的實踐能力為目標(biāo)，對理論教學(xué)設(shè)計、實驗教學(xué)以及課程設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了有益探討。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；教學(xué)設(shè)計；實踐教學(xué)嵌入式系統(tǒng)是以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可裁剪，為特定應(yīng)用而設(shè)計的電子系統(tǒng)。目前，嵌入式系統(tǒng)大量應(yīng)用在工業(yè)控制、智能儀器儀表、家電、汽車電子、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域1。正是應(yīng)為如此，社會對嵌入式應(yīng)用人才的需求巨大，各類高等院校很多也都在電子信息類專業(yè)中開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課

2、程。這門課程以模擬電子技術(shù)、數(shù)字邏輯電路、c語言程序設(shè)計基礎(chǔ)、微機原理、單片機原理等課程為基礎(chǔ)，是一門綜合性、應(yīng)用性很強的課程，對初學(xué)者來說具有一定難度2-3。如果按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式，有時會讓學(xué)生覺得很難學(xué)習(xí)這門課程，會產(chǎn)生“挫敗感”，逐漸失去學(xué)習(xí)興趣，因此也就無法實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。1 傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用是一門綜合性、應(yīng)用性很強的課程，一般除了理論教學(xué)之外，還安排有實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。按照常規(guī)的教學(xué)安排，理論教學(xué)學(xué)時、實驗教學(xué)學(xué)時的比例通常為2：1，這樣的安排使得理論教學(xué)偏重，而實驗教學(xué)偏輕，不利于對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。除此之外，傳統(tǒng)教學(xué)模式是以教師為主，以多媒體、黑板為載體進(jìn)行理

3、論知識講解，學(xué)生則坐在教室聽講、做筆記等等，這種模式對于理論性強、需要經(jīng)常進(jìn)行公式推導(dǎo)和計算的課程來說，是十分適宜的；但對于嵌入式系統(tǒng)課程這種既有理論，又有應(yīng)用的課程來說，這種教學(xué)方式則通常會使得學(xué)生覺得枯燥乏味，甚至?xí)寣W(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)興趣，使得教學(xué)效果大打折扣4。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)以實驗箱為主，實驗項目多以驗證性實驗為主，對于學(xué)生動手能力培養(yǎng)存在諸多弊端，這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生根本無法適應(yīng)企業(yè)的要求。傳統(tǒng)的考核方式以試卷為主，平時成績考核比例過輕，往往不能有效促進(jìn)學(xué)生平時的學(xué)習(xí)。2 教學(xué)安排及教學(xué)模式改革（1）、教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)時安排根據(jù)嵌入式系統(tǒng)課程的特點以及以學(xué)生為本的教學(xué)指導(dǎo)思想，在課程教學(xué)安排

4、上應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。按照以往對學(xué)生的了解，學(xué)生在具有一定專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，更加偏向于通過動手實踐來學(xué)習(xí)和消化理論知識，因此需要大膽地對教學(xué)安排做出調(diào)整，即減少理論教學(xué)學(xué)時，加大實驗教學(xué)學(xué)時，增加課程設(shè)計這樣的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，建議將課程學(xué)時按照理論、實驗和實踐的學(xué)時比例調(diào)整為1：2：1。實踐證明，這樣的調(diào)整大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并且很好地提高了學(xué)生的動手能力。（2）課堂教學(xué)模式改革課堂理論學(xué)時的壓縮，并不意味著理論教學(xué)不重要，這反而讓教師在講授內(nèi)容選擇上需要精心組織，例如對硬件體系結(jié)構(gòu)中的地址映射、時鐘樹、中斷系統(tǒng)、gpio、dma、定時器、ad轉(zhuǎn)換等與開發(fā)密切相關(guān)的部分需要重點講授。另外，

5、還要花一定學(xué)時講授外圍電路設(shè)計，這對于后續(xù)軟件開發(fā)設(shè)計實例講解打下基礎(chǔ)。在講授過程中，部分理論知識仍然按照傳統(tǒng)教學(xué)模式教學(xué)，但軟件開發(fā)方面需要充分利用軟件仿真、實驗開發(fā)板的演示等，將一些實例在課堂上展示出來，不僅可以使學(xué)生掌握原理，而且可以讓學(xué)生了解開發(fā)過程和方法。同時，把抽象的內(nèi)容變得具體，從而有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（3）實驗教學(xué)改革由于嵌入式系統(tǒng)課程屬于綜合性、實踐性很強的課程，因此只有加強實驗教學(xué)才能做到讓學(xué)生在動手實驗的過程中消化吸收課堂上學(xué)到的理論知識。在具體實踐中，把實驗學(xué)時調(diào)整為36學(xué)時（12個實驗項目）。實驗項目分為驗證性、綜合性、設(shè)計性實驗，由淺入深、由簡單到復(fù)雜。學(xué)生在驗

6、證實驗中，通過對原理的理解、簡單程序的分析，最后觀察到實驗現(xiàn)象，得到實驗結(jié)果，這使得學(xué)生會產(chǎn)生一定的“成就感”，進(jìn)而激發(fā)出進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣。學(xué)生通過分層次的實驗，不斷地積累經(jīng)驗，動手能力也不斷地提高。（4）增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)要想使學(xué)生滿足企業(yè)要求，還必須加大對學(xué)生工程方面的訓(xùn)練，因此對嵌入式系統(tǒng)課程增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)就顯得必不可少。在實際教學(xué)中安排了一周的課程設(shè)計，由學(xué)生2-3人一組完成一個簡單的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計。課程設(shè)計的課題建立在各實驗基礎(chǔ)上，并在此基礎(chǔ)上增加一些外圍電路，使得應(yīng)用系統(tǒng)具有一定的功能，例如數(shù)字頻率計設(shè)計、出租車計價器的設(shè)計、轉(zhuǎn)速表設(shè)計、基于電位器控制的pwm輸出設(shè)計、路燈控制

7、系統(tǒng)設(shè)計等等。在這個環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生自己查閱整理相關(guān)資料、繪制出原理圖、程序流程圖、開發(fā)程序、上機調(diào)試、固化芯片等。經(jīng)過訓(xùn)練，學(xué)生初步具備了嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計能力。（5）考核方式改革改變以前舊的考核方式，例如以前的綜合成績考核中，平時成績占30%、期末考試成績占70%，這樣的考核過于側(cè)重期末成績，對學(xué)生的平時學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)要求不夠高，往往造成學(xué)生期末突擊來應(yīng)付考試。這樣的考核方式需要改革，根據(jù)嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)安排，同時也為了加強平時對學(xué)生的約束，需要加大對學(xué)生平時的考核，例如平時成績占40%、實驗成績占30%、期末成績占30%，這使得學(xué)生更加重視平時的學(xué)習(xí)。3 結(jié)語嵌入式的應(yīng)用已經(jīng)深入到生活的各個方面，應(yīng)用范圍廣泛，社會對嵌入式應(yīng)用人才需求很大，如何能與企業(yè)更好地對接，培養(yǎng)出符合企業(yè)要求的高級應(yīng)用型人才是亟待解決的問題。因此對于類似嵌入式系統(tǒng)這樣的課程教學(xué)改革需要不斷進(jìn)行探索，一方面要加強硬件設(shè)施建設(shè)，另一方面還要不斷提高教師素質(zhì)和教學(xué)水平，只有這樣才能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生動手和創(chuàng)新實踐能力。參考文獻(xiàn)：1韋照川，李德明. 嵌入式系統(tǒng)發(fā)展概述j. 科技信息. 2010，1：839-840.2凌明，劉昊，時龍興. 關(guān)于嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)過程中幾個問題的思考j. 電氣電子教學(xué)學(xué)報. 2007，10：94-96.3吳建寧. 面向?qū)嵺`教學(xué)的