浅谈嵌入式系统教学改革与实践

摘要：该文针对目前嵌入式系统的特点以及教学中存在的问题，从教学内容、教学方法、实验教学等几个方面进行教学改革研究，并提出了适合嵌入式系统特点的教学模式。

关键词：嵌入式；教学改革；教学方法

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）28-6735-02

1 概述

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。众所周知，嵌入式系统是目前最热门的技术之一，已经成为带动IT产业发展的新的增长点。目前嵌入式系统已经广泛应用于工业，农业，通信，交通运输，医疗，消费电子及国防等众多领域[1]。因此，在2000年后，为了满足社会对嵌入式领域人才的需求，我国各高校相继设立嵌入式系统相关的课程。但是，由于嵌入式系统对开发者的知识综合性要求很高，实践性很强，同时嵌入式系统的知识更新很快，因此嵌入式教学面临很多困难。我国嵌入式系统的教学并没有跟上嵌入式技术的发展，嵌入式教学仍然在研究与发展中。

在实际教学过程中，目前主要存在以下一些问题：1课程设置不合理，课程的设置应根据培养目标，结合学校自身特点来进行2课程有些内容相对陈旧，跟不上新技术发展的最新趋势3实践教学环节薄弱。对嵌入式系统教学进行改革，从而提高课程的教学质量，达到预期的教学效果是我们急需解决的问题。笔者经过教改探索，认为应从以下几点进行改革。

2 合理安排教学内容

嵌入式系统所包含的领域非常广阔，需要对许多技术都有深入的了解。比如电子学、数字逻辑电路、软件工程、汇编语言程序设计等。在实际开发过程中，由于开发人员的技术分工越来越细化，软件与硬件设计者对彼此领域的技术并没有相当程度的涉猎。然而为了将学生塑造成为嵌入式领域的人才，必须引导他们开阔眼界，全面涉猎嵌入式系统所包含的各个领域的内容。因此在教学内容上，应从体系结构的角度全面介绍嵌入式系统，包括硬件方面的嵌入式处理器，嵌入式存储器系统，常用的I/O接口等；也包括软件方面的设备驱动程序，嵌入式操作系统和应用程序，从而使学生能全面掌握嵌入式系统的组成[2]。

由于嵌入式知识的学习范围很广，平台相关性高，因此学习嵌入式系统要以应用为导向，使学生重点掌握一种主流嵌入式处理器，掌握一门开发语言，一种嵌入式操作系统，以点带面、循序渐进的掌握嵌入式领域的知识，达到更好的教学效果[3]。在我们的实际教学中，主要以ARM系列微处理器为核心，以wince ，linux为主要平台来讲授，使学生在全面掌握各个领域知识的同时有所侧重。

另一方面，课程的内容要注重及时更新。嵌入式系统的发展日新月异，特别是近年物联网的提出为嵌入式系统教学带来了新的挑战。作为教师只有了解、紧跟时展的步伐，不断引入新知识、新技术，及时更新课程内容，才能更好的满足社会和行业的需求。

3 采用灵活多样的教学方法

首先要注重学生学习兴趣的培养。嵌入式技术与我们的日常生活密切相关，mp3、手机、智能家电、医疗仪器等设备都是嵌入式系统的实例。在课程开始的时候可以通过引入这些产品来激发学生的学习兴趣，让学生知道嵌入式技术可以做什么[4]。同时在教学过程中采用启发式教学。启发式教学是教师启发学生积极思维，使学生主动掌握知识的教学方法。启发式教学应做到内容突出，通过“问题”引出重点和难点内容，然后分析问题并启发学生解决问题。比如mp3的播放功能具体如何实现，学生带着问题去学习会有更好的效果。

根据嵌入式技术应用性强的特点，还可以结合项目驱动法教学。教师在授课时为学生举一个项目实例，通过给学生分析项目需求，项目设计方法，项目实施方法等一步一步引导学生学习，使学生充分发挥积极性成为项目的主体，从应用从发，把实例贯穿于教学之中，提高教学质量的同时也使学生积累了做项目的实际经验。

4 实验教学注重学生动手能力的培养

嵌入式系统属于工程性、技术性和实践性都特别强的一门课。因此，在开展好课堂教学的同时，必须对实验教学环节给以足够的重视，要有充足的实验学时，提供性能良好的实验设备，能进行反映主要教学内容的、水平比较高的实验项目。在实验教学中注重培养学生的动手能力，在课程进行到一半的时候给学生布置不同的实验课程设计题目，比如mp3播放器的设计，导航仪的设计等。同时将学生分为不同的实验小组，每个小组在完成设计题目时，既巩固了所学知识，又锻炼了实际动手能力，而且培养了团队协作能力和思考问题的能力。

5 结束语

目前，嵌入式产品已经无处不在，也相应地出现了学习嵌入式知识的热潮，但是嵌入式系统本身知识涵盖面广，实践性强，知识更新快，作为从事嵌入式教学的教师，不能照搬其它学科的教学模式，应根据嵌入式系统的特点，以应用为导向，从课程的内容，授课方法，教学手段等多方面积极进行改革，从而提高教学质量，培养出适应行业需要的嵌入式人才。

参考文献：

[1] Tammy Noergaard嵌入式系统硬件与软件架构[M].北京：人民邮电出版社，2008.

[2] 文全刚. 嵌入式系统接口原理与应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009.

[3] 文全刚， 陈守孔. 嵌入式方向课程设置与教学[J].北京：计算机教育，2007.

[4] 胡海芝， 郭慧玲. 嵌入式系统课程教学存在的问题及对策[J].周口师范学院学报，2012.