嵌入式系统平台课程的体系教学的方法探析.doc

嵌入式系统平台课程的体系教学的方法探析 　　摘要：主要分析了目前测控技术与仪器专业课程设置，提出了嵌入式系统平台课程体系建设的教学方法。根据多年专业课程的教学及科研实践，对嵌入式系统平台课程的设置及实施进行了分析论述。这种教学方法的实施，改进了教学内容，强化了实践环节，教学效果有明显提高。 　　关键词：测控技术与仪器；嵌入式；平台课程；教学方法 　　作者简介：蒋书波（1975-），女，黑龙江鸡西人，南京工业大学自动化与电气工程学院，副教授；王晓荣（1972-），男，江苏盐城人，南京工业大学自动化与电气工程学院仪器科学与技术系主任，副教授。（江苏 南京 211816） 　　中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）02-0116-02 　　测控技术与仪器专业隶属于信息技术领域的仪器科学与技术学科，是该学科下设的唯一本科专业。[1]近几年，该专业呈现出招生和分配良好的状态。既社会的需求量较大，也是因为企事业单位对该专业教育的认同。其以光、机、电、算为学科基础的人才知识结构，符合人才市场的需求，也顺应信息技术蓬勃发展的势头。南京工业大学测控技术与仪器专业，依托过程检测、自动化装置和仪器仪表方面相关的学科优势，经过几年来的探索和实践，逐渐明确了以信息测量、信息控制为重点，以在线成份分析仪器和虚拟仪器研发和应用技术为主要内容的办学方向。 　　课程体系突出在以下几个方面：符合仪器仪表类专业规范，在学校通识教育要求的前提下，以“大化工”为特色；在“传感器与检测技术”课程中，除讲授传统的传感器和检测技术外，还重点讲授目前国内外先进的成分分析传感器的构造、原理和检测技术；在信息控制类课程中，除讲授传统的以51为核心的单片机原理及应用、接口技术等课程外，还讲授嵌入式系统设计课程，介绍ARM系统的设计；在专业课程中，讲授“分析仪器设计”、“虚拟仪器设计”、“智能仪器设计”等本校特色课程；本专业共建设了三个校内实习基地和四个校外实习基地。把实习基地建设成为规模合理、设备先进、管理科学、教学领先、有工业大学特色的现代化实习基地。 　　一、嵌入式系统平台课程体系建设 　　目前高校普遍开设“微机原理与接口技术”和“单片机微机原理与接口技术”课程。但“微机原理与接口技术”课程普遍存在以下问题，从应用角度考虑：8086/8088及其配套芯片，已经淘汰，目前已经无人采用该芯片进行实际系统地设计；从教学角度考虑：8086的原理较为复杂，不适合作为微机原理的入门教学；从实训角度考虑：仿真工具较贵，难以实现学生人手一套，不利于学生课余时间的实训练习。 　　“单片微机原理与接口技术“课程存在的问题有：以汇编语言为编程语言；授课与实验环节脱离，理论脱离、落后实际；无后续课程衔接。 　　在测控技术与仪器专业一直以来的课程体系中，“微机原理”（32学时）、“单片机原理及应用”（48学时）、“接口技术”（32学时）、“嵌入式系统设计”（40学时），是作为专业课程的必备基础课程，但由于这些课程存在上述的一些问题，导致虽然讲授了156学时，但在专业课及毕业设计中，未能将其作用发挥出来。鉴于以上情况，对上述课程进行改革势在必行。依托于测控技术与仪器专业，变单纯的课堂教学为系统的课程建设，以优质资源为课程教学提供整体解决方案。广泛吸收先进的教学经验，通过学生创新训练和学科竞赛，将所学知识与社会发展需要相结合，创新教学方法，改进教学手段，满足学生自主化学习、个性化学习和创新性探索的需求。[2]提出了“嵌入式系统”平台课程体系的建设， 　　嵌入式系统平台课程体系内容包括个五个环节。以“电子实习”为起点，“单片微机原理与接口技术”课程为基础，“单片机应用实习”为巩固，“嵌入式系统设计与应用”课程为深化，“嵌入式系统实习”为升华。 　　二、教学内容及方法 　　与传统的学科导向课程体系不同，平台课程体系以学科为主，把项目穿插其中；教师之间团结合作，分工协调，将实习、项目开发与授课穿插进行。下面对嵌入式系统平台课程体系的五个环节进行详细说明。 　　第一个环节：“电子实习”，开设时间为二年级上学期的期末，2周。实习内容为焊接电子元件练习：万用表焊接（MF47万用表）、51学习板套件焊接（伟煌S51V板），电子实习的作品作为后续课程的实验设备使用。因此，学生在焊接练习时的责任心很强，收到了较好的实践效果。 　　第二个环节：“单片微机原理及接口技术”课程，开设时间为三年级上学期，64学时。在课程内容安排上的模式为，通过教师讲授，利用万用表和51学习板学习和演练各种案例。课程内容包括单片微机原理：计算机数据格式、MCS51内核技术、存储器、中断技术和定时器；接口技术：I/O接口、数码显示/液晶显示、AD/DA转换、各种接口电路；总线和