嵌入式应用系统课程教学改革研究与买践(精)

总第２１５期
课程教材
ＤＯＩ编码：１０．３９６９６．ｉｓｓｎ．１００７－００７９．２０１１．２８．０４３
嵌入式应用系统课程教学改革研究与实践
单芳芳李晓楠
摘要：针对嵌入式应用系统课程教学，分析了目前教学过程中普遍存在的问题，探索了一些新的教学改革措施，并从课程定位、教学内容、 教学模式、实践教学和过程考核等方面对教学改革进行了深入研究。实践表明，所提出的教改措施对提高课程的教学质量和教学效果有明显
４．考核方式不全面
多数学校对嵌入式应用系统这门课程采用大作业的方式进行 考核，部分学生通过网络获取现成的大作业。稍作加工便上交。教 师在批改大作业中还时常会发现完全雷同的情况。这样的考核方式 并不能全面考查学生的知识掌握情况。同时，由于忽视了对教学过 程的考核，该方式不能很好地调动学生的积极性，影响了学生对该 课程的学习兴趣。 二、课程教学改革措施 针对嵌入式应用系统课程存在的上述问题，结合教学实践，笔 者提出一些教学改革措施。 １．精心准备教学内容，合理安排实验 该课程是面向计算机学院高年级本科生开设的专业课，是一 门以计算机各种专业知识综合应用为主要特色的课程，涉及到的学 科有操作系统、体系结构、接口与通信和计算机网络等等。 目前．多数嵌入式系统方面的教程在设置上通常是：第一章对 嵌入式系统做整体概述；第二章介绍一种常用处理器（女１１ＡＲＭ）的 体系结构；第三章接着介绍处理器的指令集；然后介绍一些嵌入式 系统常用的外设，如存储器、系统总线及常用外设等。接下来通常 是嵌入式系统的常用开发工具等等。内容多，包罗万象，有些知识 讲解过于深入，不利于学生理解和掌握。
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万方数据
中国电由教育
笔者主张在嵌入式应用系统课程授课过程中采用项目教学法。 不局限于现有课本。教师先选取目前嵌入式系统开发中一个典型案 例，认真研究，将其分解为多个关键部分。将每个部分涉及到的嵌 入式相关知识作为理论课的主要教学内容在课堂上讲授。例如，选 择数字相框作为教学项目。与该项目相关的教学内容设置如下：数 字相框嵌入式系统概述、开发环境结束、相关硬件知识（处理器、 存储器、ＬＣＤ显示屏及触摸屏等）、嵌入式操作系统（Ｌｉｎｕｘ）、驱动 程序等。 对于实验部分，首先是增加课时。原来的课程设置为４８学时， 其中理论授课３６学时、实验课１２学时。将学时调整为理论授课２４学 时，实验课２４学时。实验课时的增加为学生的动手实践提供时间保 证。实验内容的选择要与理论授课内容相关。在时间安排上，理论 课和实验课交替进行。例如，理论课讲解Ｌｉｎｕｘ驱动程序的相关知 识后，实验课安排一个字符类型的驱动程序设计。这样，学生通过 实验能进一步加深对理论知识的理解，同时提高动手能力。通过项 目式教学，学生经过理论课学习和实验课的动手实践，到学期结束 时已完成一个完整的嵌入式项目。学生对整个嵌入式系统的理解 更加深入，对嵌入式相关课程学习的积极性也会大大提高。 ２．充实实验内容 教师将典型嵌入式系统项目分解为多个实验科目。分解后的科 目安排遵循循序渐进、由易到难的原则。与理论课配合，学生在实 验的过程中能加深对理论知识的理解。例如，可将一个嵌入式项目 分解为如下实验科目：开发工具的安装及使用、ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ的实现 及认识、嵌入式操作系统的编译及下载、驱动程序开发、一个简单 应用。开发工具的安装及使用实验中让学生用两次课（４个课时） 的时间分别练习使用集成开发工具、交叉工具链及仿真工具等。 在ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ的实现及认识的实验中，安排学生通过网络下载需要 的ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ源代码并对其进行研究。教师指导学生对ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ 进行编译、下载，然后启动嵌入式系统，观察ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ的运行效 果。在嵌入式操作系统的编译及下载科目中，教师重点指导学生对 典型的嵌入式操作系统（比如嵌人式Ｌｉｎｕｘ）进行配置、编译及下载 操作。驱动程序开发则选取嵌入式系统中最常用最典型的字符驱 动程序让学生学习。入门之后，学生可自行研究其他类型的驱动程 序。这样安排实验内容能更好地避免实验过程中的空洞和形式化 问题。 ３．科学合理地选择教学模式 在任何一门课程中，教学内容的选择是核心，其次是教学模式 的选用，在课程的教学过程中选用科学合理的教学模式能使教学过 程达到事半功倍的效果，嵌入式应用系统也不例外。采用“计算机 ＋幻灯片”的教学模式，一方面可以形象直观地教学，使学生更容 易理解教学内容，另一方面可以提供更多的信息。这种教学模式的 好处是显而易见的，但也存在一些问题。由于对幻灯片的依赖，会 存在教师在备课过程中不像采用板书这种方式那样认真严谨。教
的作用。
关键词：嵌入式应用系统；教学改革；教学实践 作者简介：单芳芳（１９８４一），女，河南郑州人，中原工学院计算机学院，助教；李晓楠（１９８３－），女，河南淅川人，中原工学院计算机学院，讲
师。（河南郑州４５０００７） 中图分类号：Ｇ６４２．４２１
文献标识码：Ａ
Hale Waihona Puke 文章编号：１００７－００７９（２０１１）２８—００８７—０２
近几年来，嵌入式系统产品已经渗透到了人们生活的各个方 面，其市场需求日益扩大。据了解，我国每年对嵌入式系统产品的 需求高达千亿元，该需求所带动的相关工业产值超过万亿元。“１越 来越多的企业、研究机构纷纷加入到嵌入式系统开发的行列。与国 外相比，国内嵌人式行业开发人才的培养严重跟不上产业的发展。 为了培养更多嵌入式系统工程人ｊ扎全国各高校纷纷开设嵌入式系 统类课程。［２１ 嵌入式系统是将先进的计算机科学、半导体技术、电子技术和 各个学科的具体应用相结合后的产物。该课程需要学习的知识点 较多，难度较大，并且对学生的要求较高，再加之该课程的学时较 少，传统的教学工作又存在很多问题，容易导致该课程的教学质量 不高，教学效果不理想。【３“１ 如何对该课程进行教学改革，使得在有限的学时内最大限度 地讲授嵌入式应用系统的研究内容，提高学生的学习兴趣，培养学 生的问题求解能力，这是非常值得研究的。本文结合笔者的教学实 践。从多个方面进行了嵌入式系统课程的教学改革。以期提高教学 质量，力求达到理想的教学效果。 一、现有课程存在的问题 嵌入式应用系统是一门涉及知识面宽、实践性强的课程，在 高校的实践教学过程中会遇到各种各样的问题，主要表现在四个 方面。 １．教学过程中偏重理论讲解，对实验重视程度不够 嵌入式应用系统课程是相对较新的课程，对于一般学校而荟Ｌ 由于经费投入不足，实验设备不完善，加上师资有限，使得课程教 学过程中，偏重理论讲解，真正的实验课时安排不足，实验内容不 充实。同时，在实验过程中，相对重视软件编程，对于硬件方面重视 不足。导致学生对接口设计、驱动程序编写等方面动手能力明显不 足。‘７１ ２块验教学过于形式化。多数为验证性试验 大部分学校的实验依赖于随教材提供的实验指导书，内容安 排过于单一，并且多为验证性实验。学生机械地按照实验步骤进行
操作，得到既定结果。对于每一步为什么这么做一无所知。实验过 程中若稍出差错，或者实验环境与指导书稍有出入，学生更是无所 适从。同时。学校安排实验内容多年不更新，与行业新动向相差甚 远。这样培养出来的学生不易得到社会认可。 ３．教学模式单一 通常情况下，嵌入式应用系统这门课采用常见的“计算机＋幻 灯片”的教学模式。教师多通过播放幻灯片的方式讲解内容，甚至 连课本都不用带。在这种情况下，教师多对幻灯片依赖性强，上课 过程中容易缺乏激情。同时，师生之间的互动过程少。课堂气氛不 活跃。播放幻灯片过程中通常需要讲教室窗帘拉上，教室光线暗 淡，学生容易困倦，影响教学效果。