[摘要]嵌入式有別于其他計算機類課程，該課程不僅涉及硬件平臺的開發(fā)，還對軟件應(yīng)用有一定的要求，可見嵌入式教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容相對繁雜、抽象性較強，為了克服該教學(xué)過程的不足，提升教學(xué)質(zhì)量，以Arduino開源開發(fā)平臺為例，探討了提升嵌入式教學(xué)的相關(guān)策略，從優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的有效應(yīng)用以及實例化教學(xué)三個方面進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的探討，為提升嵌入式教學(xué)有效性提供參考。

[關(guān)鍵詞]Arduino；嵌入式教學(xué)；策略

[中圖分類號]G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2096-0603（2017）27-0141-01

一、嵌入式教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）嵌入式課程教學(xué)難度較大

嵌入式教學(xué)具有較強的實踐性和操作性，其教學(xué)難度較大，一方面是由于其課程內(nèi)容的復(fù)雜，需要學(xué)生具備相應(yīng)的前置基礎(chǔ)，例如，操作系統(tǒng)、微機原理、匯編語言以及相應(yīng)的編程基礎(chǔ)等課程作為前導(dǎo)課程。另一方面，嵌入式教學(xué)是一門實踐性要求較高的課程，僅僅通過教師課堂上的簡單簡述教學(xué)任務(wù)是難以完成的，還需要學(xué)生進(jìn)行大量的課后實驗，再加之由于嵌入式教學(xué)既涉及底層的驅(qū)動編程，也涵蓋應(yīng)用層的開發(fā)，整個知識結(jié)構(gòu)和層次是相對抽象的，因此，嵌入式教學(xué)難度較之傳統(tǒng)的其他教學(xué)內(nèi)容更大。

（二）學(xué)生計算機基礎(chǔ)薄弱

各大院校在大一、大二階段往往是進(jìn)行基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)，而專業(yè)性學(xué)科往往與嵌入式教學(xué)同步進(jìn)行，學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)存在缺失，學(xué)生缺乏對計算機知識體系的全局性把握，嵌入式教學(xué)的前導(dǎo)課程的學(xué)習(xí)效果也往往不盡如人意，再加之其學(xué)習(xí)難度較大、學(xué)習(xí)的抽象性較強，學(xué)生極容易在簡單接觸之后失去興趣，導(dǎo)致教學(xué)原動力缺乏，無法完成正常的教學(xué)任務(wù)。

二、基于Arduino硬件平臺的嵌入式教學(xué)策略探討

Arduino是一款開源嵌入式平臺，該平臺包括了完整的硬件設(shè)備以及軟件支撐，其中硬件設(shè)備包括各種類型的Arduino開發(fā)板，而軟件支撐主要是指Arduino IDE。Arduino具有以下幾個特點：（1）其平臺的開源性，Arduino整個平臺的硬件電路圖（原理圖）、軟件核心庫等都是開源的，開發(fā)人員可以根據(jù)自身的意愿進(jìn)行高度的定制開發(fā)，對于初學(xué)者而言具有十分優(yōu)越的平臺優(yōu)勢。（2）Arduino IDE支持主流操作系統(tǒng)、具有良好的跨平臺性，開發(fā)人員可以實現(xiàn)一次開發(fā)多次運行。（3）該平臺易于上手，其開發(fā)所利用的wiring（基于avr-gcc封裝），對學(xué)習(xí)人員的編程基礎(chǔ)要求較低，易于上手。（4）Arduino發(fā)展極其迅速，其易于學(xué)習(xí)的優(yōu)點使其快速流行，全球范圍內(nèi)擁有廣泛的用戶群體，為技術(shù)的拓新、交流提供了便利。鑒于Arduino的優(yōu)勢，結(jié)合大學(xué)嵌入式教學(xué)現(xiàn)狀，建議采取以下的教學(xué)策略。

（一）教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化處理

從上文的論述可以看出嵌入教學(xué)涉及的教學(xué)內(nèi)容相對豐富，需要大量的前置課程，教師采取傳統(tǒng)的講授式的教學(xué)，從嵌入式指令結(jié)構(gòu)、匯編指令集等人手，學(xué)生往往會感覺到無所適從，因此，教師應(yīng)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，從嵌入式教學(xué)應(yīng)用人手，先解決學(xué)生對平臺的應(yīng)用問題，使學(xué)生能清晰地了解嵌入式平臺的功能、意義和知識結(jié)構(gòu)，再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)知識內(nèi)容的補充和完善處理，使學(xué)生能從結(jié)構(gòu)性、全局性對嵌入式教學(xué)有一個宏觀性的認(rèn)識，緩解知識結(jié)構(gòu)缺失的困境，做到從整體到部分的學(xué)習(xí)任務(wù)細(xì)化處理，例如，可以先利用系統(tǒng)庫函數(shù)進(jìn)行應(yīng)用層的編程，屏蔽直接對底層硬件的操作，在有了一定基礎(chǔ)之上再進(jìn)行驅(qū)動程序開發(fā)、指令集調(diào)用等更加深入的學(xué)習(xí)。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方法

正所謂授之以魚不如授之以漁，對于學(xué)習(xí)方法的教授同樣十分關(guān)鍵，在此Arduino平臺優(yōu)勢就得以顯現(xiàn)，因此，該平臺具有開源優(yōu)勢，其所需要的各種資源可以在互聯(lián)網(wǎng)上方便的獲取到，教師通過簡單地指導(dǎo)就可以極其快速上手，這對學(xué)生有效地利用該開源平臺具有十分重要的意義。另外，根據(jù)嵌入式教學(xué)的特點，實踐性往往必不可少，因此，建議從實例化教學(xué)人手，提升學(xué)生的動手能力，以一些簡單而有益的教學(xué)案例為代表，將教學(xué)內(nèi)容融入其中，學(xué)生以案例代替枯燥的理論學(xué)習(xí)，將抽象的教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)閷崒嵲谠诘慕虒W(xué)案例，這對提升學(xué)生的直觀認(rèn)識、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有較大的幫助。另外，在學(xué)生掌握了一定的學(xué)習(xí)方法之后，還可以大膽地嘗試小組式教學(xué)，按照開發(fā)流程讓學(xué)生自由配對，通過團隊協(xié)作的形式提升教學(xué)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（三）調(diào)整實踐教學(xué)比例

嵌入式教學(xué)與其他學(xué)科最大的區(qū)別在于實踐動手能力的提升，建議在實際的教學(xué)應(yīng)用過程中從實驗環(huán)節(jié)以及課后自主練習(xí)兩個方面予以提升，通過反復(fù)的實踐練習(xí)，將理論教學(xué)內(nèi)容爛熟于心。另外，為提升實驗教學(xué)的有效性，建議減少驗證性的實驗比例，通過創(chuàng)新性實驗進(jìn)行實驗內(nèi)容的展開，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，尊重學(xué)生實驗主體，不斷提升實驗有效性。為了克服學(xué)生課后練習(xí)成本問題，學(xué)?？筛鶕?jù)自身的實際情況進(jìn)行實驗教室的開放，可通過有償或者無償?shù)姆绞教峁嶒炂鞑?，以解決實驗成本問題。

綜上所述，嵌入式教學(xué)應(yīng)緊扣學(xué)科特點，利用Arduino等開源平臺所提供的便利性，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及實踐教學(xué)比例等方面進(jìn)行綜合性的提升。