构建应用型嵌入式系统教学体系初探

摘要：针对信息社会的人才需求，结合当前各高等院校嵌入式教学存在的问题，提出构建应用型嵌入式系统教学体系的方案，即明确教学对象和培养目标，改革创新教学方法，统筹科研和教学发展，加强实验室和实验课程建设，培养和提高学生实际应用能力，适应信息时代的人才培养需要。

关键词：军事院校 嵌入式系统 教学体系 实验型

1 嵌入式系统教学分析

尽管嵌入式系统已经在当前社会生产生活等各个领域得到广泛应用，但是许多院校并没有针对本科教育开设嵌入式系统课程，而只是将其作为硕士研究生的选修课程，或在课题研究或毕业设计时，在老师的指导下，学生进行突击性地学习，并没有形成一个教学体系。这与高等教育的要求存在一定差距，且与信息社会的人才需求也不相一致。即便部分开设该课程的院校，面临的困难较多，例如缺乏合适的教材、嵌入式系统师资力量较弱、设备不能满足实验教学需要、创新实验项目难以实现等。课程如何设置、内容如何安排、实验如何配套等问题还在困扰着许多开始从事嵌入式系统教学的老师。

2 应用型嵌入式教学体系的内涵

应用型嵌入式教学体系就是以社会需求为导向，以应用能力培养为核心，以“知识能力素质”为主线，培养具有扎实的计算机专业基础，具有嵌入式专业核心能力和专业能力的实用型人才。

知识，就是学生通过系统地课程学习后，能够掌握相关的嵌入式基本知识，包括嵌入式系统的基础知识、编程语言在嵌入式系统开发中的基本应用和基本的嵌入式系统硬件平台。

能力，就是不同培养层次的学生，经过系统地学习后，具有与其学历相符合的嵌入式系统开发能力，高职和大中专学生要能够在别人的指导下具有开发能力，本科学生要具备独立开发简单系统的能力，而研究生学生还要具备系统设计能力。

素质，就是不同专业的学生要能够根据个人的专业，将嵌入式系统开发作为一种基本的工具，能够解决本专业领域的实际问题。

3 构建应用型嵌入式教学体系的关键问题

3.1 改革创新教学方法

嵌入式系统教学的方法与传统课程有所不同，应更突出研发和应用，要改革创新适应课程特点的教学方法。

采用倒推法授课。第一次上课就让学生“见识”嵌入式应用实例。以这个典型的嵌入式设备为目标，将产品分解，倒推出一个设备的开发过程。从“设备”到“部件”的倒推，把归属于课程不同章节的内容，放到相关的教学单元去讲解完成。在每一教学单元中，以设备的“部件”为核心，提出实际开发中要解决的课题。通过在具体的学习解决问题，使学生学习和掌握基于嵌入式系统的应用开发能力。在最后的综合设计课中，让学生完成一个正推过程，完成一个从设计思想，到部件，最终到设备的演变过程，从而从整体上建立嵌入式设备的开发规律和方法。

强调实际应用。在讲授理论课程时，要贴近实际应用，要举出实际的应用例子，要提到具体的设备和应用场合，不能泛泛而谈，最好能够将实际的装备带到教学现场，如视频监控系统、对讲机、无人机、机器人等。在开设实验课程时，要尽量开设与生产生活密切相关的实验内容，如常用到的RS232通信协议、LCD显示实验、以太网实验等。

综合使用多种教学手段。为了提高学生的学习，使教学内容更可视化、直白化，应该为嵌入式实验系统配备相应的实验手册和多媒体课件教学系统。使用现代的多媒体教学和传统的实验教学相结合，有些分析和试验性的实验可以在PC上通过仿真软件实现，这样做虽然加大了备课成本，但是提高了教学效率，加快进程，减少重复无意义机械操作。

3.2 统筹教学与科研的协调发展

嵌入式系统涉及的知识面广、综合性强，嵌入式系统的教学并不是单纯的知识传授，还涉及设计能力、创新能力的培养，嵌入式系统的教学有一定的难度。教师如果没有实际的项目开发经历，很难对嵌入式系统有较深层次的理解，很难教好这门课。教师只有通过科研实践活动，才能理解、掌握、发展嵌入式的理论，只有结合自己实际的项目开发经验，才能在教学活动中启发学生的思维，培养他们的动手能力和创新能力。有时也可以让学生参与到科研项目的开发中，给他们更多锻炼的机会。

因此，学校必须大力发展嵌入式系统科研，想尽办法让从事嵌入式系统教学的老师多申请嵌入式系统方面的课题，使教学与科研协调发展。

3.3 加强实验室及实验课程建设

由于嵌入式系统是一门实践性很强的课程，实验是嵌入式系统课程的重要组成部分，缺乏实验的嵌入式系统课程学习是纸上谈兵，学生必须通过大量的实验和实践环节，来加深对嵌入式系统理论知识的理解。因此，应大力加强嵌入式系统实验教学建设，这对嵌入式系统的学习、研究与开发可以起到事半功倍的效果，更好地促进创新型人才的培养。

嵌入式实验室建设主要包括实验开发平台的选择、仪器仪表的配置以及实验课程的设置三个方面内容。实验开发平台应以学校自主研发为主，研发人员从事课程教学，做到“研教结合”，不仅节约了经费，技术支持也可得到保障，还提高实验课教学质量。实验开发平台的研发需要全方位考虑，教学不用追求高级，但不紧跟时代就有失偏颇；在仪器仪表的配置上，要有一定数量的相关处理器仿真器、万用表，示波器、逻辑分析仪和信号发生器；实验课程设置，要立足实际应用，由潜入深，设置“基础型－综合设计型－研究型”三个层次的嵌入式系统实验课程，并采取开发式实验教学的思路和方法，要少讲授理论多指导操作。

要建立开放式实验环境，就是实验室全天候开放，学生可以预约实验时间，在嵌入式系统课程学习结束后，学生仍可以继续在实验室做嵌入式系统方面的实践，包括课外科技创新、毕业设计等实践环节。这样实验设备得到了充分的利用，同时学生可以根据自己的需要来选择做实验的时间，为创新性人才的培养提供了条件。

4 总结

随着嵌入式技术的不断发展，以及嵌入式系统在社会生产生活中的广泛应用，在各层次院校开设嵌入式系统课程，并建立科学的应用型教学体系，对学生进行一定的理论教学和实践能力的培养，使学生了解和掌握嵌入式系统相关知识，乃至能够独立承担一定的嵌入式系统开发任务。

参考文献:

[1]许童羽,孙国凯,陈春玲.电子信息工程专业强化“嵌入式系统”课程教学的思考[J].沈阳农业大学学报(社会科学版),2005,8(7):46-47.

[2]蔡安江,郭师虹,阮晓光.浅谈大学生科研创新能力的培养[J].西安建筑科技大学学报(社会科学版),2006,25（3）：73-76.