嵌入式系统课程实践教学的方法的研究.doc

嵌入式系统课程实践教学的方法的研究 　　摘要： 　　本文提出了实践性教学活动的基本思想-加深理解理论原理，与工程实践相结合，提高学生动手能力，培养创新能力，针对嵌入式系统安排了实验课程项目，提出以学生为主体，教师仅起引导作用的实践课程的组织方式，以综合性项目设计为主的开放式考核方法。 　　关键词：实践性教学活动；综合性项目设计；开放式考核 　　【中图分类号】G640 　　1、实践教学活动的设计思想 　　实践教学内容本着“加深理解理论原理，与工程实践相结合，提高学生动手能力，培养创新能力”设计思想进行编排，提高研究性、探索性、综合性实验的比例，要求学生在教师的指导下通过查阅文献资料，自主设计实验方案，掌握相关知识。实验过程知识结构如图1所示。 　　图1 实验过程知识结构示意图 　　2、实验项目 　　嵌入式系统实验是嵌入式系统课程的重要组成部分，它在培养学生掌握实验技能、强化概念、提高观察、分析和解决问题的能力方面具有独到之处。实验类型分为基础实验、综合性实验和创新实验三类。 　　表1 实验项目分类表 　　实验项目 描述 基础实验 选作实验 创新实验 　　嵌入式开发环境的建立 交叉开发环境的建立（包括宿主平台及目标平台的软硬件配置，软件工具的安装配置，硬件线路的布局与物流连接，逻辑连接等），掌握开发工具的基本使用，熟悉嵌入式软件运行的载体??嵌入式目标平台 √ 　　嵌入式微处理器基础实验 包括汇编指令实验、C语言程序实验及C语言调用汇编实验、GPIO输入/输出实验、存储器读写实验、中断实验、定时器实验、脉宽调制PWM实验、 模拟比较器、看门狗实验、ADC数据采集实验 √ 　　嵌入式微处理器通信总线实验 UART异步通信实验、互联IC总线实验、同步串口通信实验、CAN现场总线实验、以太网通信实验 √ 　　嵌入式操作系统应用基础实验 嵌入式操作系统uC/OS操作系统的基本管理功能的验证性实验，包括任务管理、任务的设计、信号量机制、消息队列、优先级反转及解决策略、动态内存管理等，要求学生掌握嵌入式系统操作系统的基本原理、特点与使用方法 √ 　　嵌入式系统硬件驱动开发实验 开发板初始化、系统自举（BOOT LODER）、人机接口驱动（键盘、LED显示、LCD显示）、音频视频接口、PWM电机控制等 √ 　　嵌入式系统软件驱动开发实验 源代码开放操作系统（uC/OS-II）的移植实验、移植操作系统到LM3S8962 √ 　　嵌入式操作系统应用综合实验 电脑自动打铃器设计与实现、基于CAN现场总线的数据采集模块以太网数据采集模块 √ 　　嵌入式系统中间件应用实验 ZLG/GUI（图形用户界面）开发应用实验 √ 　　嵌入式系统综合设计开发实验 基于开源软件的应用软件架构设计与实践、逆变电源制作、IEEE国际电脑鼠跑迷宫竞赛、“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛等 √ 　　3、实践时间和方式 　　上述实践内容由简单到复杂，仅靠课内时间难以完全实现。本着“充分发挥个人的学习潜力，目标动态差异化管理，让优秀的学生脱颖而出”的理念，实践课分为四个阶段，即实验课阶段、课外实验阶段、课程设计阶段和项目综合实训阶段。 　　4、实践课程组织形式 　　在整个实践教学过程中，以学生为主体，教师仅起引导作用，教师通过和企业联系与企方工程师共同提出研究的课题和方向，教师提供大量的信息资源（包括网上的和教职工共同采集的），指导学生做出自己的决定并保持足够的目标持续学习。鼓励学生提出问题、思考问题、解决问题。实践课程组织形式如图2所示。 　　图2 实践课程组织形式示意图 　　5、教师指导方法 　　⑴常规的理论验证和设备操作实验，提供1台/1～2人的操作仪器在教师的引导下进行实验。 　　⑵对实验难度较大的实验，教师进行实验难点讲解，学生以3人小组共同讨论，使用网络资源进行e-learning学习，打破了传统学习模式的时空界限，动手实验，自己做决定；在教师的指导下制定工作计划，以保证学生能够顺利地完成实践项目。 　　⑶设计性和创新实验，预先将实验题目告诉学生，要求学生查阅资料，根据所学的理论知识，写出实验原理，设计出具体的实验步骤，然后和教师一同讨论、分析，使学生的综合分析能力得到提高。 　　⑷创新实践的指导方式采用教师讲解和启发式讨论相结合的教学方式，尽量做到理论联系实际，教会他们解决问题的方法，帮助他们在出现分歧时加强沟通，融知识传授、能力培养、素质教育于一体，激发学生的学习热情和主动探索的愿望。 　　6、考试方法与考核内容 　　传统实践教学模式的考试方式还是停留在纸张上，可以说是“一纸定成绩，一纸定能力”的不合理方式。助长死记硬背的应试教育模式，不能够准确反映学生的应用知识和解决实际问题的能力。本门课程的实践