李 俊

（1.浙江工業(yè)大學，浙江 杭州 310000；2.江蘇省常州技師學院，江蘇 常州 213000）

要求從業(yè)者掌握相關軟硬件知識。社會對于嵌入式系統(tǒng)設計人才的需求非常大，目前很多高校多個專業(yè)都開展了嵌入式系統(tǒng)這門課程。嵌入式系統(tǒng)技術作為一門綜合交叉性技術,涉及計算機、電子、通信等多門學科，并且與具體行業(yè)背景相結合，嵌入式系統(tǒng)及應用課程教學內(nèi)容較多，硬件上涉及ARM處理器體系機構、接口技術；軟件涉及匯編編程、C編程以及嵌入式操作系統(tǒng)的講解，具有綜合性強、實踐性強的特點。因此，要想更好的發(fā)揮這門課的教學，需要我們在教法上不斷突破創(chuàng)新。

1 課堂理論教學

1.1 比較式教學法

嵌入式系統(tǒng)課程教學內(nèi)容包含軟硬件兩部分。硬件是以ARM處理器為講解對象，這一部分內(nèi)容理論知識偏多、難懂，涉及底層的ARM體系結構。如處理器模式、尋址方式、寄存器組織等；軟件方面涉及匯編語言和C程序設計。其中匯編編程部分相對比較枯燥，也是學生容易產(chǎn)生抵觸情緒的地方。這部分內(nèi)容實際上與以往學過的“微機原理及應用”和“51單片機”課程有著一定聯(lián)系的，這三門課程都是基于不同計算機處理器的教學，應該可以歸為一個課程體系。在這一塊內(nèi)容的教學上引導學生把這三者加以比較，比如三種處理器的堆棧類型、寄存器結構、匯編程序，尤其是51單片機同ARM處理器一樣同屬于嵌入式處理器，在比較中學習會吸引學生注意力，更加印象深刻。而且引導學生站在一定的高度上整體的理解嵌入式系統(tǒng)各種不同類型的處理器，視野更開闊的看待問題，不要僅僅著眼于某一款芯片，更能夠舉一反三，觸類旁通，達到教學目的。

1.2 嵌入式操作系統(tǒng)UCOS-II的教學

嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)容講授的是UCOS-II。操作系統(tǒng)是相對復雜的軟件系統(tǒng)，需要學生具備一定的軟件基礎，而電子專業(yè)學生學過的軟件課程有限,一般只修過C語言程序設計,沒有學過“數(shù)據(jù)結構”、“算法分析”、“操作系統(tǒng)”等軟件課程，這些都為他們學習、理解嵌入式操作系統(tǒng)增加了難度。如何讓這些學生在有限的學時內(nèi)能相對輕松的學習嵌入式操作系統(tǒng)UCOS-II這部分內(nèi)容，是需要解決的問題。在講解UCOS-II前可以先把UCOS源代碼涉及的位圖、鏈表等數(shù)據(jù)結構提出來強調(diào)，有利于為后續(xù)內(nèi)容任務就緒表、任務控制塊鏈表等做好鋪墊。電子課件PPT的制作、講解中盡量使用輕松易懂的風格教授學生，避免一般教材中“一本正經(jīng)”的講述風格，有利于降低這部分內(nèi)容的枯燥性，提高軟件功底不深的非計算機專業(yè)學生的學習興趣。

2 課堂實驗教學

2.1 實驗教學的改進

嵌入式系統(tǒng)課程要求培養(yǎng)學生的實際動手設計、開發(fā)能力。在教學過程中目前主要是依靠課內(nèi)實驗的訓練。目前的實驗教學是采用學校購置的ARM實驗箱，配套有相應的實驗指導書，實驗教學內(nèi)容也就是根據(jù)該實驗指導書安排相應實驗項目。結合實際教學效果來看，本人認為通過這樣的實驗課程，學生的嵌入式系統(tǒng)設計能力不能得到足夠的有針對性的訓練。首先，嵌入式系統(tǒng)是軟硬件結合的整體，既要有一定的軟件編程能力，也要求有硬件電路設計、聯(lián)合調(diào)試能力。目前選用的實驗箱設備硬件上功能單元齊全，但最大的缺點是硬件電路已經(jīng)設計好 并已經(jīng)固定，學生無法自己動手設計、連接硬件單元。實驗箱硬件功能模塊很全，對于初學者未必是好事，除少部分參加過電子大賽有一定基礎的學生，很多學生對于硬件電路的搭建沒有直觀的感受，對于電路原理圖不能去理解甚至不會關心。

學生無法親自動手參與到硬件電路的設計、焊接及調(diào)試，硬件設計能力的訓練得不到體現(xiàn)。

實驗教學內(nèi)容也是按照實驗箱配套指導書按步驟進行軟件實驗，所以學生在系統(tǒng)接口擴展和電路設計方面能力較弱。另外由于箱體體積大，受到實驗室的時間和位置的限制，學生的課外參與性大打折扣。本人認為可以換一種實驗思路，通過購買小巧的開發(fā)板，涉及到硬件電路的實驗由學生親自動手設計、焊接元件，使學生有直觀的感受，電路設計能力也能達到訓練。開發(fā)板可以學院組織學生自費統(tǒng)一購買，也可以學院考慮資助一部分，課程學完學生歸個人所有。以后可以自己做開發(fā)用，畢業(yè)設計時學生也能基于開發(fā)板做設計，可以說一次投資以后都受用。而且開發(fā)板體積小巧、攜帶方便，下課學生可以帶回宿舍使用，不局限在實驗室。這樣既解決了實驗學時不足的問題，又能使學生做復雜性的實驗項目，使課外實驗更實用、靈活、有效。

2.2 強化實驗操作考核

每次實驗課堂上根據(jù)學生的完成情況，每組學生完成實驗時，通過對他們分別提出針對本次實驗的相關問題。學生有沒有親自動手做實驗，積極思考，結果一目了然，根據(jù)回答情況酌情打分，記錄在平時實驗成績上，最后匯總整個課程成績。通過這種方式給學生以適當壓力，部分學生懶于動手，只等著其他同學作出實驗結果坐享其成的現(xiàn)象得到解決，學生會認真對待實驗項目，真正地投入到動手實驗過程，從而提高實際動手能力。

3 項目化教學

各章教學內(nèi)容講解完后，學生掌握的還只是分散的、孤立的個知識點，嵌入式技術最終要應用到一個具體的系統(tǒng)中。在教學的最后要引入一個具體的嵌入式系統(tǒng)實例，“庖丁解?！钡貙⑾到y(tǒng)分解，將其中的技術分解落實到相關的章節(jié)中，讓學生建立系統(tǒng)的概念，認識到學習這些知識的意義所在，不僅要掌握“學了什么”，更要知道“學了有什么用”，當要設計一個系統(tǒng)時如何下手，會將所學知識整合。

4 第二課堂活動的開展

課程的教學不應該緊緊局限在有限的課堂空間，積極開展有效的第二課堂也是鞏固學生所學的重要并且有效的手段。

4.1 課后科研訓練

在課堂外，引導能力突出的學生參與教師的相關研究課題，申報大學生創(chuàng)新項目，積極參加各類電子設計大賽,如“飛思卡爾”杯全國智能汽車大賽、全國大學生電子設計大賽等。在這些活動中，學生的動手能力、團隊協(xié)作能力、新知識獲取能力能夠得到切實的鍛煉，可以成為課堂教學的有效補充，而這些也是一名嵌入式系統(tǒng)設計人員必須具備的能力。從已有的學生參賽結果情況看，本專業(yè)學生在各類電子設計大賽中積極參與，也取得了不錯的成績。

4.2 畢業(yè)設計

畢業(yè)設計選題可以給出嵌入式系統(tǒng)設計的題目讓學生選擇，讓更多的學生有動手設計嵌入式系統(tǒng)的機會，既鍛煉了學生的嵌入式系統(tǒng)設計的實際能力，也是對課程教學內(nèi)容、教學效果的檢驗。

嵌入式系統(tǒng)技術處于不斷的發(fā)展更新中，高校嵌入式系統(tǒng)課程的教學也應與時俱進，不論是教學內(nèi)容還是教學方法都需要任課教師在教學活動中不斷總結、摸索，找到適合本校本專業(yè)學生的方法，這樣才能培養(yǎng)出適合社會需要的嵌入式設計人才。

［1］謝小云.以工程項目為中心的嵌入式系統(tǒng)教學模式探討[J].江西理工大學學報，2010(4)：58-61.

［2］權寧一.嵌入式系統(tǒng)專業(yè)實驗教學改革的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2011(3):14

［3］李寧.項目化嵌入式教學方法研究[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)，2010(2)：5-7.