曲培新

摘 要：嵌入式系統(tǒng)是一門目前工程實(shí)踐性、綜合性非常強(qiáng)的熱門技術(shù)，是通信工程和電子信息工程的核心課程之一，它對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新實(shí)踐能力和就業(yè)能力具有十分重大的意義。為此，本文對(duì)目前嵌入式系統(tǒng)的課程特點(diǎn)和存在的問題作了相應(yīng)分析，與教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)該課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探索改革，初步建立了“面向應(yīng)用的自主式實(shí)踐教學(xué)體系”，實(shí)際教學(xué)實(shí)踐證明此方法具有很好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；教學(xué)方法；創(chuàng)新實(shí)踐；自主實(shí)踐

1 前言

嵌入式系統(tǒng)是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)、通信、電子信息和微電子等技術(shù)為一體，具有面向特定應(yīng)用、技術(shù)密集和發(fā)展迅速等特點(diǎn)的綜合性技術(shù)。在教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)，目前來看國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)主要是在講述某個(gè)處理器硬件系統(tǒng)、處理器體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，而在學(xué)生動(dòng)手的能力培養(yǎng)方面的講述則較少， 因此，若能進(jìn)行“面向應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)改革和方法研究”，加大實(shí)踐課程教學(xué)，特別是將具體實(shí)際工程案例引入嵌入式系統(tǒng)教學(xué)，將能提高學(xué)生動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)若能研究出一套旨在提高學(xué)生嵌入式應(yīng)用開發(fā)能力的教學(xué)方法和教學(xué)體系，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、實(shí)踐技能，同時(shí)對(duì)“卓越工程師”建設(shè)和本科教學(xué)改革也能有一定的貢獻(xiàn)。

2 嵌入式課程存在的問題

2.1 教材的問題

由于嵌入式系統(tǒng)是最近幾年的新開課程，優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)的教材非常少。有的教材非常理論化，沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)和案例與之配套；有的教材卻像產(chǎn)品說明書，而理論和實(shí)踐結(jié)合得很好的教材相當(dāng)少。

2.2 嵌入式系統(tǒng)課程定位方面的問題

根據(jù)電子信息工程和通信工程本科教學(xué)計(jì)劃安排，在開設(shè)嵌入式系統(tǒng)課程之前這兩個(gè)專業(yè)分別先后開設(shè)了《微機(jī)原理與接口技術(shù)》和《單片機(jī)原理與應(yīng)用》等課程，學(xué)生選修《嵌入式系統(tǒng)》，希望看到教學(xué)內(nèi)容的不同之處，但是遺憾的是，在教學(xué)內(nèi)容上三者之間的同質(zhì)化非常高。

2.3 學(xué)時(shí)安排上的問題

嵌入式系統(tǒng)這門課程的特色和學(xué)生的興趣點(diǎn)在于嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的工程開發(fā)，但由于在學(xué)生之前有上過《微機(jī)原理與接口技術(shù)》和《單片機(jī)原理與應(yīng)用》這兩門必修課程，所以，嵌入式系統(tǒng)這門課總學(xué)時(shí)偏少。

2.4 課程實(shí)驗(yàn)太過注重驗(yàn)證性，從而缺乏設(shè)計(jì)性

課程實(shí)驗(yàn)往往注重單項(xiàng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，缺乏設(shè)計(jì)和創(chuàng)新環(huán)節(jié)。

2.5 課程教學(xué)與實(shí)際工程脫節(jié)

嵌入式技術(shù)日新月異，嵌入式課程具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用前景。學(xué)習(xí)這門課程的目的，也是為了在實(shí)際的工程實(shí)踐中來應(yīng)用它。但是，工程開發(fā)要依據(jù)一系列規(guī)范的步驟包括分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行一系列過程，但是我們的教學(xué)特別是實(shí)踐教學(xué)中缺失這一環(huán)節(jié)。

3 對(duì)嵌入式課程進(jìn)行改革的思路

近幾年來，教育部積極倡導(dǎo)“卓越人才”教育和培養(yǎng)，各高校對(duì)此響應(yīng)積極。在建設(shè)過程中，“卓越人才”培養(yǎng)的根本在于面向應(yīng)用實(shí)踐的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，它的建設(shè)的成功與否關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新性經(jīng)濟(jì)的建立，所以，在《嵌入式系統(tǒng)》的教學(xué)中，基于這一指導(dǎo)思想，我們建立了一種面向應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)方法和體系：以培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用實(shí)踐能力為基本出發(fā)點(diǎn)，夯實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)踐和創(chuàng)新，改革課程體系，建立多層式多環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐體系，將產(chǎn)學(xué)研引入課堂教學(xué)。

4 實(shí)施嵌入式課程改革的措施

面對(duì)嵌入式系統(tǒng)本科教學(xué)中存在的上述問題，在建設(shè)思路的指導(dǎo)下，近幾年我們對(duì)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一些改革探索，取得了較好的效果，具體措施包括：

4.1 選擇合適的教材

在對(duì)我國《嵌入式系統(tǒng)》教材進(jìn)行廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，我們最終選擇的教材是北京航空航天大學(xué)出版社出版的、周立功編著的《ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程》。選用的主要依據(jù)是：一是該教材通俗易懂，適合入門教學(xué)；二是有相配套的教輔和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教程、案例豐富。

4.2 學(xué)時(shí)分配改革

在總學(xué)時(shí)不變的前提下，我們當(dāng)縮短理論課授課課時(shí)。課堂實(shí)驗(yàn)課時(shí)應(yīng)當(dāng)由原來的6學(xué)時(shí)增加到16學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)不該分課上課下，只要課后有興趣都可以申請(qǐng)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。

4.3 建立面向應(yīng)用的“多層次”實(shí)踐環(huán)節(jié)

經(jīng)過近幾年的教學(xué)改革實(shí)踐，本課程初步建立起了涵蓋“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”、“綜合實(shí)驗(yàn)”、“創(chuàng)新小制作”、“大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃和學(xué)科競賽”、“產(chǎn)學(xué)研”等多層次、立體化的面向應(yīng)用的課程實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)。課程實(shí)驗(yàn)應(yīng)該與電子設(shè)計(jì)大賽或嵌入式系統(tǒng)競賽等相結(jié)合。為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新和設(shè)計(jì)能力，我們必須改革課程考核辦法，不能讓學(xué)生死記硬背。

5 結(jié)束語

嵌入式課程教改存在著較多的問題：第一大類問題有教材上的問題、嵌入式系統(tǒng)課程定位方面的問題、學(xué)時(shí)安排上的問題；第二大類問題是課程實(shí)驗(yàn)上的問題，其太過注重驗(yàn)證性，從而缺乏設(shè)計(jì)性；第三大類問題是課程教學(xué)上的問題，其與實(shí)際工程脫節(jié)。我們應(yīng)當(dāng)致力于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力，建立起面向應(yīng)用的“多層次”實(shí)踐環(huán)節(jié)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]周紅波，劉濤.構(gòu)建適應(yīng)就業(yè)需求的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探討[J].軟件導(dǎo)刊，2010，9（1）： 177-179.

[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）：33-36.

[3]朱敏杰，潘張鑫.電子信息工程專業(yè)”嵌入式系統(tǒng)”實(shí)踐教學(xué)探索[J].電氣電氣教學(xué)報(bào)，2012，34（1）：67-69.