李月潔

摘要：“嵌入式操作系統(tǒng)”這門課是高等院校電子與自動化專業(yè)重要的專業(yè)課，如何提高該課程的教學質(zhì)量與教學效果是一件值得深入探討的問題。該文從實際出發(fā)，根據(jù)課程特點，從培養(yǎng)與激發(fā)學生的學習興趣出發(fā)，模塊化講授，善于運用教學方法：多媒體動畫，比較等方法進行知識點的連接、歸納總結，合理配置課程實驗與課程設計等角度，對該課的教學進行了探討與總結。

關鍵詞：嵌入式操作系統(tǒng)；uC/OS-II；模塊化教學；課程實驗；多媒體動畫

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）16-0154-02

Abstract： Embeded operate system is a very important course for the colleage students whos major is automation or electronic engineering. How to enhance the teaching effect is an important issue to explore and research. The thesis aimed to explore such objects from the actual. How to inspire colleage studentss interesting in this course. The teaching methods mainly inculde modular teaching， teaching of multimedia animation.Multi-methods also include comparation， connectionn， course design and experiments etc. All the teaching methods mentioned is the main content of the paper.

Key words： Embeded Operate System； uC/OS-II； modular teaching； experiments； multime- dia animation

隨著軟件與硬件技術的快速發(fā)展以及電子和自動化設備的日益復雜化，帶操作系統(tǒng)的電子、自動化設備已經(jīng)成為一種趨勢。全國各大高等院校在電子信息類專業(yè)也逐步開設了《嵌入式操作系統(tǒng)》這門課，這門課的開設對于學生今后走入工作崗位，從事電子產(chǎn)品的開發(fā)工作非常有益處。目前嵌入式操作系統(tǒng)種類繁多，例如ucLinux、Linux、Vevorks、Wince等.其中比較適用于本科生教學的嵌入式實時操作系統(tǒng)是uC/OS-II?！肚度胧讲僮飨到y(tǒng)》該門課程，我院采用北航出版社，任哲老師編寫的教材《嵌入式實時操作系統(tǒng)-uC/OS-II》。本人在內(nèi)蒙古大學鄂爾多斯學院從事多年該門課的教學工作，以此為基礎，對該門課的教學提出了以下的思考與探討。

1 培養(yǎng)與激發(fā)學生的學習興趣

我院《嵌入式操作系統(tǒng)》這門課在大三的下學期開設，針對的授課群體是電子信息專業(yè)以及自動化專業(yè)的學生。作為一門課業(yè)選修必選課開設，理論與實驗兩部分開進行，課時間總共一學期，該課程突出的問題就是時間短，任務多。如何高效率利用一學期的時間，把這門有一定難度的課講明白講通透，著實需要在授課方法上多花心思。

本課程前期先導課是，微機原理、單片機、數(shù)據(jù)結構、C語言等。學生雖然有一些編程基礎，但學生的編程經(jīng)驗相對比較少，學習起來相對還是有一定的困難。

針對此情況，開課初期，我會與學生分享一些我在公司做技術開發(fā)時的一些開發(fā)經(jīng)驗。讓學生初步了解嵌入式操作系統(tǒng)在各類電子產(chǎn)品的開發(fā)中的用途，以及公司中與嵌入式操作系統(tǒng)相關的技術開發(fā)職位。讓學生明白這門課的重要性以及實際的用途，從學了有用的角度讓學生對學習該課程產(chǎn)生濃厚的興趣。

2 模塊化講授

在課程講授時，我采用自上而下的方法，從總體知識結構進行剖析，讓學生從框架上了解這門課的重點難點，明確學習目的，了解該門課的學習方法，從而做到理解，進而掌握。該課程的教學可分為三個模塊：

第一模塊：基礎篇（預備知識篇） 包括開發(fā)工具，批處理文件、Makefile文件的編寫以及相關的預備知識。在預備知識部分，前期課程部分系統(tǒng)給學生補習函數(shù)指計部分知識、預編譯指令等內(nèi)容。教學中發(fā)現(xiàn)學生雖已學習過C語言，也進行了單片機實訓，對于函數(shù)指針等部分知識基本，還是理解欠缺。輔以適量的習題，讓學生扎實地掌握基礎篇知識，為本課程后續(xù)的學習打下基礎。因此在本門課的開設過程中，需不斷的補習數(shù)據(jù)結構、計算機組成原理、微機原理等關聯(lián)知識。教授課程的過程中，我以授人以魚不如授人以漁為教學理念，教授課程同時，訓練培養(yǎng)學生良好學習習慣。

第二模塊：操作系統(tǒng)的內(nèi)核及其工作原理。該模塊部分包括：任務、中斷和時鐘、任務的同步與通信、信號量集、動態(tài)內(nèi)存管理。這部分是該門課的核心內(nèi)容。其中中斷和時鐘和任務的切換部分，晦澀難懂，是重中之重。本課程中，教學重點是，講授操作系統(tǒng)內(nèi)核，無友好圖形戶界面，文件系統(tǒng)等模塊?；谡n程的特點，同時學生基礎參差不齊，如何讓學生看得明白代碼，又不被代碼所牽絆，覺得晦澀難懂。確實要設計一個高效的教學方法。

用生活中具象的實例與課程中抽象的知識點相連接，如在講授任務的調(diào)度與切換，任務務同步與通訊中的事件，信號量、消息郵箱、消息隊列等這部分內(nèi)容時，我都會列舉很多生活中的例子。

善于運用比較法、歸納法，在該課程中，會涉及多個控制塊，如任務控制TCB、事件控制OS_EVENT、標志組 OS_FLAG_GRP、內(nèi)存控制塊OS_MEM以及對應的鏈表這些同類的數(shù)據(jù)結構，我都會讓學生進行比較、區(qū)分。重要的概念原理處，讓學生詳細標注該知識點相關原理在課本中的位置，以便學生進行知識點的連接，從而加快理解掌握知識點的速度。

課程講授中除了大量的例程外，輔以多媒體動畫進行講授。在講授理解困難的知識點時，如何做到，既保證教學速度，又保證教學質(zhì)量這兩個約束條件，一直困擾著我。經(jīng)過多次探索實踐對比，我放棄了上課用PPT講授有難度的理論與知識的方法，大量采用動畫的形式去講解晦澀的知識點，因此除了授課中的代碼例程外，我額外開發(fā)了FLASH小動畫課件。這些輔助動畫課件設計中斷和時鐘、任務的切換、就緒表，登記注銷查詢、任務的狀態(tài)、任務的同步與通信、中斷和時鐘等多個重要又難理解的知識點模塊。事實證明采用該教學方法，能快速的讓學生從晦澀的理論中解放出來，收到了很好的教學效果，同時也把教師從過多的語言講授中釋放出來，是一種行之有效的教學方法。學生快速理解了OS內(nèi)部工作原理，再去分析uC/OS-II實現(xiàn)代碼時，就事半功倍了。作為課本的擴展部分，在該門課的最后，通過一個萬年歷的項目設計向?qū)W生介紹了如何進行uC/OS-II程序設計，包括驅(qū)動程序鍵盤、萬年歷、LCD的編寫，多任務編程設計等。

課程實驗在專業(yè)課的學習中非常重要，在理論教學的過程中，實時的安排學生上機實驗。本課程我們安排了四次實驗，實驗的內(nèi)容為：1）任務間通信機制的建立；2）uC/OS-II多任務編程設計；3）uC/OS-II內(nèi)核移植；4）uC/OS-II移植一個TCP/IP協(xié)議棧。

第三模塊：uC/OS-II的移植---在單片機上移植uC/OS-II、在ARM上移植uC/OS-II。

關于uC/OS-II的移植也是難點、重點，學習uC/OS-II最終目的是要把它用起來，用于不臺的硬件平臺中，也就是應用于電子系統(tǒng)中。該部分中，著重講解uC/OS-II的移植中，匯編文件OS_CPU_A的任務切換OSCtxSw（）函數(shù)的編寫，C文件OS_CPU_C.C的堆棧初始化OSTaskInit（）的編寫。通過該部分內(nèi)容，讓學生明白把uC/OS-II移植到不同硬件平臺中，需要改寫哪些代碼，為學生學習使用ucLinux、Vevorks、Wince等其它OS打下堅實基礎。

課程最后理論聯(lián)系實際，本門課的課程設計，學生自選項目以小組的形式完成基于uC/OS-II的課程設計。

本課程的講授分為四個步驟：理論講授（輔以動畫演示），代碼分析，上機實驗，課程設計。通過這四個階段，學生比較好的掌握了嵌入式實時操作系統(tǒng)這門課，從而達到良好的教學效果。通過以上方式，把本來不好講的一門課變成了一門生動的學生愛學的課。

3 課程展望

通過幾年嵌入式操作系統(tǒng)的教學實踐，我深深地體會到教好一門有一定難度的課，確實是一件容易的事情。如何把該門課變成學生愛學、生動的課。我做了大量的教學實驗，一種適用的教學方法，對于一門課的講授所起的作用不可小覷。教學方法在實際的教學中是一件值得花氣力去研究的內(nèi)容，它對于課程的開設所起的作用舉足輕重。

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