基于嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)課程實踐教學(xué)研究

[摘 要]本文在分析嵌入式Linux課程實踐教學(xué)所面臨的問題基礎(chǔ)上，總結(jié)了相應(yīng)的實踐教學(xué)經(jīng)驗，包括課程的定位及目標、教學(xué)環(huán)境的組建、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計、教學(xué)方法與實施和教學(xué)效果及考核評價五個方面。

[關(guān)鍵詞]嵌入式 Linux 實踐教學(xué)

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，嵌入式產(chǎn)品及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，嵌入式專業(yè)技術(shù)人才需求量逐年增加。目前很多高校的電子及嵌入式專業(yè)都開設(shè)了《嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)》這門課程，但由于課程本身的理論深、實踐難、體系復(fù)雜等特點，導(dǎo)致授課很難達到理論與實踐很好融合的教學(xué)目的，這正是高校教學(xué)亟需解決的問題。

一、 課程的定位及目標

嵌入式專業(yè)的課程體系是以“ARM+LINUX”為主線，因此只有對 Linux 系統(tǒng)有了較為深刻的掌握，才能在嵌入式 Linux 開發(fā)領(lǐng)域得心應(yīng)手。本課程的教學(xué)是為了達到讓學(xué)生掌握Linux應(yīng)用開發(fā)的理論及方法，提高“項目設(shè)計-開發(fā)-測試”的實際職業(yè)能力，實現(xiàn)工作態(tài)度、職業(yè)道德、協(xié)作精神的培養(yǎng)。

本門課程應(yīng)位于嵌入式專業(yè)課程體系的中間時段，即學(xué)生學(xué)習(xí)了程序設(shè)計基礎(chǔ)、單片機、ARM體系結(jié)構(gòu)及接口設(shè)計、嵌入式操作系統(tǒng)等課程之后開設(shè)，這樣有助于學(xué)生在具備一定的嵌入式專業(yè)知識后來學(xué)習(xí)此門課程。

開設(shè)96學(xué)時，其中理論32學(xué)時，實踐64學(xué)時，在傳統(tǒng)的理論教學(xué)基礎(chǔ)上更加重視實際動手能力的培養(yǎng)。達到通過本門課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握以下職業(yè)能力：嵌入式交叉開發(fā)環(huán)境的搭建、Linux訪問文件編程、進程控制開發(fā)、進程間通信、多線程編程、嵌入式Linux網(wǎng)絡(luò)編程、QT圖形界面編程。并為后續(xù)驅(qū)動開發(fā)、測試等課程打下良好基礎(chǔ)。

二、 教學(xué)環(huán)境的組建

嵌入式實踐教學(xué)的目的使學(xué)生掌握行業(yè)企業(yè)所需技能并提高就業(yè)競爭力，因此嵌入式Linux實驗教學(xué)環(huán)境應(yīng)符合前沿技術(shù)要求。本嵌入式專業(yè)在硬件平臺方面，引進經(jīng)典的嵌入式ARM9（S3C2410）教學(xué)平臺，再現(xiàn)企業(yè)實際的項目開發(fā)測試環(huán)境；在軟件平臺方面，因為進行嵌入式Linux開發(fā)從裸機到正常調(diào)試嵌入式Linux應(yīng)用程序，一般都需要Windows和Linux兩種操作系統(tǒng)，因此采用Windows+Vmware+Linux操作系統(tǒng)的組建方案。通過Vmware可以在不破壞原有Windows系統(tǒng)的情況下，虛擬出一臺“真實”的電腦出來，只需要在這臺虛擬的電腦上安裝Linux操作系統(tǒng)，操作這臺機器上的Linux就和操作真實機器上的Linux完全一樣。

三、 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計

嵌入式Linux的教學(xué)內(nèi)容繁多，而且實踐性和操縱性要求非常高，采用傳統(tǒng)的課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計教學(xué)后授課效果不加，學(xué)生很難掌握。因此本專業(yè)，在調(diào)研行業(yè)企業(yè)中與Linux有關(guān)的崗位，并分析各崗位所需的專業(yè)能力基礎(chǔ)上，選取適合崗位能力和學(xué)生特點的項目，之后劃分學(xué)情情境，細化典型的工作任務(wù)，采用項目化教學(xué)方法達到實踐教學(xué)目的。

根據(jù)教學(xué)目的及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計了6個學(xué)習(xí)情境：學(xué)習(xí)情境1：搭建嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境；學(xué)習(xí)情境2：領(lǐng)悟嵌入式文件I/O編程；學(xué)習(xí)情境3：Linux多任務(wù)編程實踐；學(xué)習(xí)情境4：Linux網(wǎng)絡(luò)編程實踐；學(xué)習(xí)情境5：Linux高級實踐；學(xué)習(xí)情境6：Qt圖形界面編程實踐。

其中每個學(xué)習(xí)情境下又劃分典型的工作任務(wù)，以學(xué)習(xí)情境1為例包含8個工作任務(wù)，每個任務(wù)包括理論和實踐共2個學(xué)時，詳細劃分如表1所示。

四、 教學(xué)方法與實施

嵌入式Linux這門知識繁多技術(shù)難懂，而學(xué)生基礎(chǔ)薄并且接受新知識的能力有限，采用“老師先教授學(xué)生后模仿”的教學(xué)方式也很難達到教學(xué)效果，學(xué)生大多只是照葫蘆畫瓢。實踐教學(xué)表明，學(xué)生對簡單的知識掌握起來比較容易并感興趣，做出實驗效果有成就感，從而能增加繼續(xù)深入學(xué)習(xí)的信心。因此，對于一個技能采用“從簡單到稍復(fù)雜再到復(fù)雜”的教學(xué)方法，學(xué)生能很快看到自己的實驗效果，并且能對逐步添加的步驟真正理解其作用。

同時通過對學(xué)情的分析，采用不同的教學(xué)方法做到有針對性的教學(xué)。

五、 教學(xué)效果及考核評價

考核是檢驗教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)成果的重要手段，因此合理的考核方式是非常重要的。本專業(yè)根據(jù)嵌入式Linux對實際動手能力的要求，把考核形式分為平時考核40%+期末考核60%，其中平時考核包括上課動手能力、組內(nèi)合作能力、日常出勤紀律情況，期末考核包括筆試理論60%和上機實踐40%兩部分。同時，鼓勵學(xué)生考取“國家信息技術(shù)應(yīng)用技能嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)工程師認證”證書 ，到達課證融通的教學(xué)目的。

參考文獻：

[1]薛迎霄，王禹.高校Linux課程教學(xué)研究[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2004，（6）：78-79.

[2]朱朝艷.嵌入式Linux實踐教學(xué)研究[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，24（6）：174-176.