嵌入式系统教学的改革探索.doc

嵌入式系统教学的改革探索 　　摘 要：文章从嵌入式系统教学现状出发，设计出一种满足不同层次学生要求的教学方案，把理论教学和实践教学都分为基础性和综合性两个层次，并提出了进行嵌入式系统教学改革的策略。 　　关键词：嵌入式系统;教学改革;策略 　　中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）01-0057-02 　　 一、嵌入式系统教学现状与问题 　　 嵌入式系统一般被理解为“以应用为中心， 以计算机技术为基础，软、硬件可裁减，功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用系统”[1]，是典型的软硬件综合体。嵌入式技术被称为后PC时代的核心技术， 是信息电子产品及网络通信产品开发、自动控制、物联网的关键技术。嘉应学院电子信息工程学院早在2005年就开设了“嵌入式系统”课程。特别是随着物联网的发展，“嵌入式系统”更成为电子信息工程、自动化、通信工程专业的一门重要的专业课。但在以往的教学中，发现存在以下问题。 　　 第一，刚开设“嵌入式系统”课程时，比较偏重“硬”的方面，几乎是“单片机和微机原理”课程的重复，都是在讲授硬件结构和汇编语言。近几年，改成以开发应用程序为核心，但学生前面的课程里只学习了“C程序设计”一门编程语言，学生的基础比较薄弱，对程序开发的流程、规范，操作系统的基本概念，数据结构几乎没有涉及，特别是遇到一些抽象的知识点，一些学生继续学习下去的兴趣和信心都受到严重的打击。 　　 第二，在教学的过程中，发现学生学习兴趣两极分化的现象比较严重，大部分C语言和汇编语言基础比较差的学生几乎没兴趣学习;小部分基础比较好的学生，发现linux和嵌入式的世界很精彩、很自由，想法很多，不论是应用开发、驱动程序开发，还是网络应用开发、智能控制都涉猎，造成时间和精力分散，各方面都只学习到一点皮毛。 　　 第三，“挑战杯”、“电子设计大赛”、“博创杯全国大学生嵌入式物联网设计大赛”、“智能汽车大赛”、“大学生创新性实验计划”等国家级、省部级各项赛事的频繁举办，对学生嵌入式系统的知识及能力提出了更高的要求。 　　 二、嵌入式系统教学改革方案 　　 针对以上问题，提出对“嵌入式系统”课程教学改革采取以下的措施与探索。基本思想：在保证达到教学大纲要求的前提下，对不同学习兴趣的学生设计层次不同的教学方案和考核方案，实现教学内容的实践化和差异化。 　　 （一）教学方案设计 　　 教学方案的设计分为理论教学和实践教学，又各分为基础性和综合性两个层次。基础性的内容要求每个学生都必须掌握，综合性的内容主要是针对基础比较好、学习兴趣高的学生设置，不要求每个学生都掌握。 　　 1.理论教学方案。根据教学大纲的要求，把知识点分为基础性和综合性，最终体现在笔试试题注明基础性题目或综合性题目。为保证大部分学生能够掌握课程的基础知识，课堂上着重讲授交叉开发环境的搭建、嵌入式开发环境搭建、linux API等基础知识。综合性的知识点结合学生的专业课程讲授课程里的经典算法和原理如何用嵌入式系统和C语言实现，例如，信息工程专业结合“数字信息处理”，自动化专业结合“自动控制”，通信工程专业结合“通信原理”等。并在结合的过程中讲授软件工程相关的一些知识。 　　 2.实践教学方案。实践教学分为课内实验和课外作品两部分。课内实验是所有学生都必须在实验室内完成的验证性实验。课外作品分为基础作品和综合性作品，基础作品是根据教学大纲要求，与基础知识相配套，并且趣味性比较强的实践项目（如让学生编写五子棋、贪吃蛇等小游戏），采取分组的形式，要求每个学生都必须完成。综合性作品是提高性质的，由学生根据自己的水平和专业确定设计目标，教师结合实际情况确认作品题目，提供开发板和相关的外围模块让学生在课余时间完成。 　　 （二）考核方案设计 　　 改革学生总评成绩的计算方法。改变过去学生总评成绩只由平时成绩占30%，笔试成绩占70%的计算方法。改革后的学生总评成绩由平时成绩、作品成绩、笔试成绩相结合的考核方式确定。笔试试题中基础性题目占85%，综合性题目占15%。改革前后总评成绩比重计算方法如表1所示。 　　表1 改革前后总评成绩比重计算方法 　　 三、嵌入式系统教学改革策略 　　 根据心理学相关研究表明，大二、大三学生在成就感低、行为不当和总倦怠上高于大一学生，大四学生的成就感低好于大一、大二、大三学生，说明大二、大三学生的学习心理更消极[2]。嵌入式系统课程一般开设在大二下学期或大三的上学期，正好处于学习消极期，学生自觉性低。为保证教学方案能顺利进行，学生能够有兴趣、有耐心地坚持学习下去，在教学实施的各环节中采取了一些积极、主动的措施。 　　（一）精选教材 　　 教材与参考书