第１０卷第４期 ２０１１年ｌ２月 夏工程技术 Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．１０ Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．２０１ｌ 文章编号：１６７１—７２４４（２０１ １）０４—０３９７—０２ “嵌入式系统”课程的教学研究 苏淑霞 （北方民族大学计算机科学与技术学院，宁夏银川 ７５００２１） 摘要：根据“嵌入式系统”课程的特点和性质，提出了以培养嵌入式系统工程师为目标的相关做法和措施，即重 视教材和教学内容的选择，优化实践教学环节的设置，注重学生创新能力的培养以及突出开放性的教学理念．既 巩固了课堂教学的理论知识，又提高了学生实际动手能力，使学生的学习兴趣大大提高，学生的积极性和创造性 得到发挥．同时，该教学模式对其他与嵌入式系统性质类似课程的教学有一定的借鉴作用． 关键词：嵌入式系统；实践教学；创新；开放 中图分类号：ＴＵ４３；０３４４ 文献标志码：Ａ 随着科技的发展和社会需求的推动，以计算机 技术、通信技术为主的信息技术进入到以嵌入式系 统为代表的后Ｐｃ时代．嵌入式技术的发展成为当今 新型技术时代的一个重大标志．嵌入式系统已成为 全球电子市场的一个关键支撑，嵌入式系统产品的 应用已超过整个计算机应用的４０％，市场对嵌入式 开发人员的需求日趋上升．但企业通常不愿花费人 力物力去培养嵌入式系统工程师，由此导致了企业 缺乏合适的嵌入式系统人员，嵌入式的开发公司难 于招聘到精通软硬件的开发人员．造成这种局面的 根本原因是高校教学课程设置与实际应用脱节，且 学生动手能力差Ⅲ． 硬件厂商提供的产品芯片说明、嵌入式操作系统的 源代码、相应软件环境使用说明等资料． “嵌入式系统”是一门综合性很强的课程，不同 专业的嵌人式系统教学的侧重点应不同．比如电子 专业的“嵌入式系统”课程侧重于硬件电路设计，而 计算机专业则侧重于嵌入式系统软件的开发．目前， 嵌入式ＣＰＵ中９０％的产品是以ＡＲＭ作为ＩＰ核， 而嵌入式Ｌｉｎｕｘ又是当前最具发展潜力的嵌入式操 作系统之一 ，且本学院的学生已具有Ｌｉｎｕｘ系统和程 序开发的知识背景，因此在教学内容的选择上，把 ＡＲＭ硬件平台和嵌入式Ｌｉｎｕｘ开源操作系统作为教 学的主要内容．实践证明，这个内容降低了嵌入式学习 的难度，大大消除了学生对嵌入式系统的神秘和惧怕 １课程教学现状 心理，使嵌入式技术被更多学生掌握，也保证了硬件 当前许多高校都已经认识到嵌入式系统的重要 和软件知识的完整性． 性，纷纷开设了与嵌入式系统相关的课程 ］－由于受 ２．２课程实践环节的设置和实施 传统的专业设置、师资和实验设备等条件的限制国 高素质应用型人才的培养要求在教学观念、教 内大多数高校常把“嵌入式系统”课程的教学作为计 学内容和教学管理等方面实现由基础原理向应用实 算机及其相关专业的选修课，且理论课时和实验课 践的转化．在此过程中，实践教学起着决定性作用［ｓ３． 时的分配不合理，导致许多学生学完该课程后，仍无 嵌入式系统实践性强，实践教学已成为嵌入式系统 法完成嵌入式系统的软硬件的开发，无法成为合格 教学体系中重要的一环，也是嵌入式系统教学成败 的嵌入式系统工程师．因此如何改革“嵌入式系统” 的关键． 课程的教学方法，培养具有较强嵌入式系统开发能 通过课堂讲授使学生可以掌握嵌入式系统的基 力的应用型人才，成为一项具有现实意义的课题． 本概念、嵌入式系统开发的基本流程、嵌入式Ｌｉｎｕｘ ２课程教学改革的思路和做法 的特点、ＡＲＭ体系结构、嵌入式驱动程序和应用程 ２．１课程教材和教学内容的选择 序的开发方法等［６１．通过实践环节让学生理解嵌入式 由于嵌入式系统需求量的增加，出版界推出了 系统设计的原理和过程、掌握建立嵌入式系统开发 大量相关教材，但其质量参差不齐，所以，开课之初 环境的方法和过程、掌握Ｌｉｎｕｘ内核的配置和裁减 给学生推荐使用经典教材，然后再引导学生使用由 以及Ｌｉｎｕｘ下应用程序的开发等，学生通过实实在 收稿日期：２０１１－１０—２７ 作者简介：苏淑霞（１９７１一），女，副教授，硕士，主要从事嵌入式系统研究 ３９８ 宁夏工程技术 第１０卷 在的动手操作和实践加深了对课堂教学所涉及的理 论知识的理解，大大提高了学生的嵌人式工程参与 能力，避免了脱离实际空谈理论的片面教学． ２．３注重创新能力的培养 验室上．在实验教学环节，实验内容又可分成基本实 验、综合性实验和自主设计实验３种．实验室对学生 嵌入式系统是面向应用的专用计算机系统，它 与产品和市场有着紧密的联系，系统设计的创新性 直接决定了产品的创新性，加强未来嵌入式系统设 计师的创新素质的培养成为教学的重点之一．具体 做法：（１）课堂只介绍基本原理和方法，而一些具体 全天开放，充分发挥实验设备的效率，鼓励有能力、 基础好的学生组建兴趣小组，设计并实现自己感兴 趣的嵌入式设备，积极参加大学生竞赛活动，锻炼学 生的科研、创新和实践能力． ３改革的教学效果与体会 嵌入式系统是一门综合性强，技术发展十分迅 技术则通过课外参考资料和网络教学平台提供给学 生，让学生根据个人兴趣有选择的进行深入学习和 研究．（２１力Ⅱ强综合性和开放性实验，鼓励和引导学生 提出原创性的设计内容，自主进行实验项目的设计， 充分发挥学生的想象力和创造力，有利于学生个性 和才能的发展，同时通过在项目中的实践，锻炼学生 的自学和解决实际问题的能力．（３）培养学生批判性 的思维方式，在案例分析中，鼓励学生对实例所采用 的技术和方案进行不同角度的分析和评价，变被动 学习为主动思考．ｆ４）积极鼓励学生参加大学生设计 竞赛，通过自由组合进行团队软件项目开发，培养学 生的团队合作能力，让学生在实践中提高发现问题 和解决问题的能力． ２．４突出开放性的教学理念 “嵌入式系统”课程综合性强，不可能在一门课 程中完成所有内容的教学，而且它的技术发展快，相 应的软硬件也在不断地更新，这就要求课程在教学 内容和教学方法上必须保持开放性．“嵌入式系统” 课程的教学内容在维持相对稳定的基础上，还应和 业内技术的发展趋势保持一致，可将新技术的相关 知识动态引入，体现企业关心的核心技术，使其具有 较强的使用性，有利于培养业界需要的人才；也可把 教师科研项目中的知识有机的融入到教学中，既丰 富了教学资源，又体现了教学相长的教学理念，长期 保持教学内容的生命力．课程的教学大纲和教学计 划能够及时的根据嵌入式技术的发展方向作相应的 调整，将最新的技术和设计理念引入到课程中．课程 的教学可根据教学内容的不同分别安排在教室或实 速的前沿性和交叉性学科．以面向应用为核心，结合 嵌入式系统教学的客观规律，采取教学内容整合、教 学环节优化、教学理念先进的教学模式，既巩固了理 论知识，又提高了学生的动手能力，使学生的学习兴 趣大大提高，学生的积极性和创造性得到发挥．我院学 生在２００９年全国大学生机器人大赛中获得三等奖； ２０１０年全国大学生机器人大赛中获得二等奖；２０１ １ 年“博创”杯机器人大赛中获得二等奖，教学成果显著． 教学是为了满足应用的需求，嵌入式系统没有 单一、通用的教学模式，正像嵌人式系统是面向对象 领域的专用计算机系统，只有突出自己的专业特点 才能更好地为社会服务．随着嵌入式系统的快速发 展，嵌入式系统的教学迫切要求建立相应的课程体 系、实验体系、教材体系和教师培训体系，在嵌入式 教学的各个环节融入嵌入式的最新技术，保证教学 跟上时代发展步伐． 参考文献： ［１］周德祥．嵌入式系统教学方法分析［Ｊ］．科技信息：学术版， ２００７，３１：９９ ［２】马忠梅，李善平，康慨，等．ＡＲＭ＆Ｌｉｎｕｘ嵌入式系统教程［Ｍ］． 北京：北京航天航空大学出版社，２００４：２－８． 【３］王彦芳，刘永军，井海明．嵌入式系统系列课程建设的教 学研究［Ｊ】．石家庄铁道学院学报：社会科学版，２００９，３（３）： ８２—８４． ［４１彭舰，陈良银，张磊，等．嵌入式系统设计【Ｍ】．重庆：重庆 大学出版社，２００８：２０—４０． 【５］朱朝艳．嵌入式Ｌｉｎｕｘ实践教学研究 合肥工业大学学 报：社会科学版，２０１０，２４（６）：１７４—１７６． 【６］ 马忠梅．嵌入式系统教学模式探讨［Ｊ］．单片机与嵌入式系 统应用，２００８，８（１ １）：５－７． Ｔｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ“ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ” ｓＵ ｓｈｕｘｉａ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｆａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｆｏｒ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｅｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈ ｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｅｏｎｒｓｅ，ｔｈｅ ｗａｙｓ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｉｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｆｏｒｗａｒｄ，ｔｈｅｓｅ ａｒｅ ｐａｙｉｎｇ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈｏｉｃｅ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｅｎｔｓ， ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｓｅｔｔｉｎｇｓ，ｐａｙｉｎｇ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｃｕｈｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｏｐｅｎｉｎｇ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｉｄｅａ・Ｂｏｔｈ ｃｏｎｓ０ｌｉｄａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ０ｆ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｉｎ ｃｌａｓｓｒｏｏｍ ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｌｅａｒｎｉｎｇ ｉｎｔｅｒｅｓｔ ｉｓ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｔｈｅ ｓｔｕｄｅｎｔ ｓ ｅｎｔｈｕｓｉａｓｍ ａｎｄ ｃｒｅａｔｉｖｉｔｙ ｂｒｉｎｇ ｉｎｔｏ ｐｌａｙ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｏｄｅ ｈａｓ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｏｔｈｅｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｃｏｕｒｓｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ；ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ；ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ （责任编辑、校对韩小珍）