項(xiàng)目比較法在嵌入式系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式中的應(yīng)用探討

摘 要：本文針對嵌入式系統(tǒng)課程采用實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式中存在的問題，提出了項(xiàng)目比較法在實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式中的應(yīng)用過程，這種方法的運(yùn)用取得了良好的教學(xué)效果并提高了教學(xué)質(zhì)量，并為學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；實(shí)訓(xùn)教學(xué)；項(xiàng)目比較法

為了適應(yīng)市場需求，近幾年，不少高校在IT類專業(yè)中開設(shè)了嵌入式專業(yè)方向，并設(shè)置了與嵌入式系統(tǒng)相關(guān)的課程。在逐步完善課程教學(xué)體系過程中，教學(xué)方法和培養(yǎng)模式還存在一些不足，本文探討一種項(xiàng)目比較法在嵌入式實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式中的應(yīng)用過程，以提高和培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能，實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識。

1 嵌入式系統(tǒng)課程特點(diǎn)

嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)施方案會議成果之一，確定了嵌入式專業(yè)方向的教學(xué)應(yīng)當(dāng)涵蓋的五門核心課程：嵌入式系統(tǒng)概論、嵌入式系統(tǒng)微控制器、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式軟件開發(fā)和嵌入式硬件開發(fā)。

由于嵌入式技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，許多高校相關(guān)學(xué)科都設(shè)置了嵌入式系統(tǒng)課程，同時(shí)各專業(yè)的培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標(biāo)的不同，都突出了嵌入式系統(tǒng)課程具有較強(qiáng)的專業(yè)性。因此在教學(xué)過程中既要講述學(xué)科專業(yè)知識，又要重點(diǎn)突出嵌入式相關(guān)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生把學(xué)習(xí)到的嵌入式相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到本專業(yè)學(xué)科中，為嵌入式在各領(lǐng)域的應(yīng)用打好基礎(chǔ)。

2 嵌入式系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式

嵌入式應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案其體系結(jié)構(gòu)分為理論教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)體系和素質(zhì)教學(xué)體系。我院根據(jù)實(shí)際情況，在嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)中采用實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，它主要分為基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)和企業(yè)實(shí)訓(xùn)。通過以上實(shí)訓(xùn)模式的教學(xué)過程，培養(yǎng)了學(xué)生對嵌入式技術(shù)整體綜合應(yīng)用的能力，有效提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。但是實(shí)訓(xùn)過程中存在著教學(xué)案例單一，項(xiàng)目實(shí)施過程不夠完善，主要采取驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過程，在一定程度上降低了實(shí)訓(xùn)效果和教學(xué)質(zhì)量。

3 項(xiàng)目比較法在實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式下的應(yīng)用

比較教學(xué)方法是不少老師在課堂中喜歡使用的一種教學(xué)方法，它的核心內(nèi)容是求同存異，即分析與已學(xué)課程相同之處，快速理解新內(nèi)容，辨析相異之點(diǎn)，掌握不同特性。

項(xiàng)目比較法則是針對實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的各個(gè)階段對階段性內(nèi)容進(jìn)行案例整合，形成具有相對獨(dú)立的功能模塊，在形成這種項(xiàng)目模塊時(shí)，要選擇兩種或兩種以上不同的實(shí)現(xiàn)方案，其差別體現(xiàn)在嵌入式處理器的選擇上，有無操作系統(tǒng)，以及外圍單元電路的異同，由于處理器或相關(guān)硬件平臺的選型不同，其功能的具體實(shí)現(xiàn)會有差異，學(xué)生在這種學(xué)習(xí)過程中，通過對同一項(xiàng)目不同設(shè)計(jì)方案的比較，學(xué)習(xí)到嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)與開發(fā)的技巧和關(guān)鍵技術(shù)。

下面針對實(shí)訓(xùn)模式的四個(gè)階段進(jìn)行項(xiàng)目比較教學(xué)方法的實(shí)現(xiàn)過程。

3.1 基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)階段

在基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)階段，實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容主要是嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境等。在具體實(shí)施中，選擇ARM CortexM3 LPC1769嵌入式微處理器ARM7 S3C44B0X處理器作為兩種設(shè)計(jì)方案的處理器選型。

在實(shí)訓(xùn)中，針對兩種方案的實(shí)施過程進(jìn)行對比，如在處理器資源、體系結(jié)構(gòu)、指令集、開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具進(jìn)行對比教學(xué)。

3.2 項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)階段

在項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)階段，設(shè)計(jì)了智能節(jié)電綜合控制系統(tǒng)作為案例進(jìn)行教學(xué)，在硬件平臺構(gòu)建之后，如基于LPC1769的軟件設(shè)計(jì)可采用了兩種具體實(shí)現(xiàn)方案，即有無加入嵌入式操作系統(tǒng)，而在加入嵌入式操作系統(tǒng)的方案中選擇uCOSII。沒有加入操作系統(tǒng)的軟件流程如圖1所示，加入uCosII后的軟件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

通過以上的項(xiàng)目比較學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握在沒有操作系統(tǒng)的情況下，嵌入式系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)流程及在有操作系統(tǒng)的情況下，其基于uC/OS-II的任務(wù)框架、uC/OS-II的任務(wù)優(yōu)先級分配、uC/OS-II的軟件層次和uC/OS-II中斷應(yīng)用等知識。

3.3 創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)階段

在創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)階段，通過上述階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生在已掌握的項(xiàng)目開發(fā)基礎(chǔ)上進(jìn)行功能擴(kuò)展，并進(jìn)行分組討論，進(jìn)行功能擴(kuò)展部分的比較學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高學(xué)生掌握知識的水平和對知識的總結(jié)能力，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作水平并達(dá)到舉一反三的效果。

3.4企業(yè)實(shí)訓(xùn)階段

進(jìn)入企業(yè)實(shí)訓(xùn)階段，學(xué)生逐漸提高在企業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對在校期間所學(xué)知識進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整并努力做到融會貫通。經(jīng)過企業(yè)實(shí)訓(xùn)后，可以對在校期間實(shí)訓(xùn)進(jìn)行知識整合，在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)選擇最優(yōu)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升學(xué)生的綜合素質(zhì)能力和水平。

4 結(jié)語

通過項(xiàng)目比較法在實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式中的應(yīng)用，其教學(xué)效果十分明顯。一是加深了基礎(chǔ)知識的掌握并調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；二是通過項(xiàng)目比較使學(xué)生掌握了項(xiàng)目的整體開發(fā)流程和項(xiàng)目之間的差異性，能夠?qū)λ鶎W(xué)知識做到融會貫通。從而更好的培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識。

參考文獻(xiàn)

[1]謝小云，劉會衡，鄧小鴻.以工程項(xiàng)目為中心的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)模式探討[J].江西理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010(04):62-65.

[2]葛芬.項(xiàng)目驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)探討[J].科技信息，2011(33):38-39.

[3]王曉薇，趙雙，姜巖.嵌入式方向工程型人才培養(yǎng)實(shí)訓(xùn)模式的研究與實(shí)踐[J].遼寧教育行政學(xué)院學(xué)報(bào)， 2010(08):72-74.

[4]李文生，鄧春健，呂 .案例驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革探索[J].計(jì)算機(jī)教育，2011(02):28-31.