嵌入式系统双语课程教学探索

摘要：提出以项目作为实践主体的嵌入式系统双语教学方法使嵌入式系统双语教学能形成嵌入式体系，并与其他课程相互融合。授课过程中，教师做过的项目根据具体的内容设计成案例，以学生为中心，强调小组的自主学习、培养团队协作能力、专业技术知识的应用能力。

关键词：双语授课；项目案例；嵌入式系统；专业培养

引言

嵌入式系统技术的飞速发展使嵌入式行业对人才的需求也是与日俱增的。国内高校已有很多嵌入式课程开设，有嵌入式系统基础、嵌入式操作系统、嵌入式应用开发等不同层次的课程。但嵌入式系统课程本身的应用性强的特点就对嵌入式人才的实践动手能力有很高的要求。嵌入式方向的课程具有很强的综合性，涉及到电子、计算机、机械等学科的知识，作为嵌入式系统的学习者对嵌入式系统知识的整体性及其全部技能的掌握只能是侧重点不同。另外嵌入式系统技术及其微处理器技术发展迅速，新的微处理器、接口、总线等不断出现新的标准和开发方法。因此，嵌入式方向的课程在授课内容和方法上要与新技术、新发展融合。而新的技术和标准出现都是以英文形式出现，嵌入式系统课程采用双语授课可以与新技术和新标准的数据手册结合就保持了嵌入式系统授课的开放性。嵌入式系统课程是实践性很强的课程，现有的嵌入式系统课程实践课课时占总学时的近一半。另外，嵌入式系统实践课的实验内容和实验方法也各有不同。实践课教材通常是采用嵌入式实验箱厂家提供的实验指导书，所做实验只能是在各自的嵌入式实验箱上实现，不能举一反三。由于实践教材的限制，对于嵌入式系统双语授课的实践课就没有双语环节了，偏离了双语授课的初衷。嵌入式系统课程体系的综合性和实践性的特点对传统的理论+实验的嵌入式教学方法很难有一个完整的解决方案。理论课教学以课堂讲授为主，教学内容单一，各章内容孤立，如果没有一个完整的案例，学生很难将不同内容间的联系建立起来；实验课教学内容大多是与实验箱相结合的，内容不够全面、针对性不强，很难与理论课的内容相结合。针对传统教学模式和方法的不足，在多年来的嵌入式教学过程中，重点培养学生的动手能力和创新能力，利用实践和项目推动嵌入式系统教学，以项目为主线从中找出需要学习的相关理论知识，以实践为主导的嵌入式双语教学方法。

1实践和项目推动嵌入式教学方法的特点

嵌入式系统双语课程以实践和项目推动嵌入式教学的方法中双语教材的选择既要注重双语教学的内容又要符合实践和项目推动的特点。现有双语教材比较少，符合这两个特点的还需要自己编写教材。在编写双语教材时将微处理器、接口、总线等数据手册中的内容加以修改，添加入符合课程内容的项目。另外根据项目和课程内容编写相关的实验指导书，不拘泥一种实验箱，二是不同的项目采用不同的开发板实验指导内容，使学生接触的实践内容多样化，嵌入式设计的灵活性。采用实践与项目推动嵌入式系统教学的第二个特点就是课程掌控比较灵活。授课过程中以学生为主，结合学生动手能力和创新能力，如何利用项目来提升学生的能力、教师如何与学生互动将是实践该方法的一个关键问题。项目的题材选择要符合嵌入式系统课程大纲要求，授课过程中无论是什么课程，学生都对教师的横向项目很感兴趣，能够紧密联系实际、激发学生的听课兴趣。项目题材选择要难易适度，因材施教。结合以上实践与项目推动嵌入式系统教学的特点，以我校嵌入式系统基础教学为例，并结合多年的实践经验和所做的横向项目，构建了嵌入式系统基础课程的体系框架。

2实践和项目推动嵌入式教学方法的主要内容

通过对实践和项目推动嵌入式教学方法的研究和实践，改进传统的以学科为基础的教学法，形成以实践和项目为驱动的嵌入式教学方法。

2.1项目的选择

《嵌入式系统基础》课程的主要内容有：嵌入式系统概述及开发流程、嵌入式微处理器、嵌入式微处理器的可编程输入输出接口、存储系统、系统总线及嵌入式系统的应用程序开发。不同内容设计不同的项目及实践内容，内容设置及项目选择如表1所示。在教学过程中要根据学生的掌握情况进行随时调整，如可编程I/O对网络专业的学生比较使用，因此在授课过程中添加了循环缓冲区在可编程I/O中的使用方法。

2.2课堂的授课

课堂授课过程中采用以学生为主的方法进行。如讲授嵌入式系统开发流程时给出案例GPS的设计后由学生根据每一个开发步骤进行讨论，最后每组讲解一个相应的步骤。这部分内容学生讨论时同一组学生有扮演用户的角色有扮演设计者的角色对项目进行完整的熟悉。课堂授课另一方面对教师也有严格的要求。一方面教师要对英文水平有一定要求；另一方面教师要做过相关的完整的项目。在讲解项目案例的过程使学生对项目的设计有一个完整系统的概念，而不是仅仅的纸上谈兵。另外学生要想实现自主创新、团队合作等目标，实验室实践是必不可少的，因此要求教师在课外提供一个实验室实验时间。

2.3教材的建设

嵌入式系统双语课程现有教材选择是机械工业出版社出版英文版的《嵌入式计算系统设计原理》，采用该书时需要的理论基础比较充分，但是涉及到的项目相关内容比较少。在该需求推动下，教材建设结合嵌入式系统组件的理论基础、项目涉及的相关内容并将实践内容进行融合。在教材建设的过程中要充分利用嵌入式系统中的各部件英文数据手册，并将数据手册作为学生的辅助教材。

2.4考核方法

嵌入式系统课程的主要目标是增强学生的实践动手能力，为将来工作奠定基础。传统的试卷考核方法不能对学生的实践能力、团队合作组织能力进行考察，因此在考核过程中学生团队合作的项目设计、报告与讲解作为主要考核内容。在平时授课过程中完成的每一个小项目都有一个总结，最后每一组要选择一个题目进行设计并在实验箱实现结果并写成报告的形式，并进行答辩。不仅对学生的所学知识进行了总结考核，使学生也熟悉了项目开发的整体流程达到了课程设置的目标。

3教学效果

《嵌入式系统基础》双语课程采用项目和实践驱动教学方法后，激发了学生和教师对课程的热情。学生由被动上课变为主动进行需求分析、规格说明制定、组件设计、联合调试，整体的开发流程使学生对嵌入式项目开发有了一定的掌握。项目设计都是针对嵌入式系统的基本组件设计的，每一个项目都有针对性，因此学生设计了完整的小项目后嵌入式系统的基本组件开发方法就可以完全掌握并推广到今后的项目开发中。

参考文献：

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作者：李建荣 宋波 单位：内蒙古农业大学计算机与信息工程学院 鄂尔多斯机场管理集团有限公司