面向?qū)嵺`與創(chuàng)新能力的嵌入式課程教改探討

曲培新

摘 要：嵌入式系統(tǒng)是一門目前工程實踐性、綜合性非常強的熱門技術(shù)，是通信工程和電子信息工程的核心課程之一，它對培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新實踐能力和就業(yè)能力具有十分重大的意義。為此，本文對目前嵌入式系統(tǒng)的課程特點和存在的問題作了相應(yīng)分析，與教學(xué)實踐相結(jié)合，對該課程的教學(xué)方法進行了探索改革，初步建立了“面向應(yīng)用的自主式實踐教學(xué)體系”，實際教學(xué)實踐證明此方法具有很好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；教學(xué)方法；創(chuàng)新實踐；自主實踐

1 前言

嵌入式系統(tǒng)是一項集計算機、通信、電子信息和微電子等技術(shù)為一體，具有面向特定應(yīng)用、技術(shù)密集和發(fā)展迅速等特點的綜合性技術(shù)。在教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)，目前來看國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)主要是在講述某個處理器硬件系統(tǒng)、處理器體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，而在學(xué)生動手的能力培養(yǎng)方面的講述則較少， 因此，若能進行“面向應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)改革和方法研究”，加大實踐課程教學(xué)，特別是將具體實際工程案例引入嵌入式系統(tǒng)教學(xué)，將能提高學(xué)生動手能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。同時若能研究出一套旨在提高學(xué)生嵌入式應(yīng)用開發(fā)能力的教學(xué)方法和教學(xué)體系，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、實踐技能，同時對“卓越工程師”建設(shè)和本科教學(xué)改革也能有一定的貢獻。

2 嵌入式課程存在的問題

2.1 教材的問題

由于嵌入式系統(tǒng)是最近幾年的新開課程，優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)的教材非常少。有的教材非常理論化，沒有相應(yīng)的實驗和案例與之配套；有的教材卻像產(chǎn)品說明書，而理論和實踐結(jié)合得很好的教材相當(dāng)少。

2.2 嵌入式系統(tǒng)課程定位方面的問題

根據(jù)電子信息工程和通信工程本科教學(xué)計劃安排，在開設(shè)嵌入式系統(tǒng)課程之前這兩個專業(yè)分別先后開設(shè)了《微機原理與接口技術(shù)》和《單片機原理與應(yīng)用》等課程，學(xué)生選修《嵌入式系統(tǒng)》，希望看到教學(xué)內(nèi)容的不同之處，但是遺憾的是，在教學(xué)內(nèi)容上三者之間的同質(zhì)化非常高。

2.3 學(xué)時安排上的問題

嵌入式系統(tǒng)這門課程的特色和學(xué)生的興趣點在于嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的工程開發(fā)，但由于在學(xué)生之前有上過《微機原理與接口技術(shù)》和《單片機原理與應(yīng)用》這兩門必修課程，所以，嵌入式系統(tǒng)這門課總學(xué)時偏少。

2.4 課程實驗太過注重驗證性，從而缺乏設(shè)計性

課程實驗往往注重單項基礎(chǔ)實驗，缺乏設(shè)計和創(chuàng)新環(huán)節(jié)。

2.5 課程教學(xué)與實際工程脫節(jié)

嵌入式技術(shù)日新月異，嵌入式課程具有很強的工程應(yīng)用前景。學(xué)習(xí)這門課程的目的，也是為了在實際的工程實踐中來應(yīng)用它。但是，工程開發(fā)要依據(jù)一系列規(guī)范的步驟包括分析、設(shè)計、調(diào)試、運行一系列過程，但是我們的教學(xué)特別是實踐教學(xué)中缺失這一環(huán)節(jié)。

3 對嵌入式課程進行改革的思路

近幾年來，教育部積極倡導(dǎo)“卓越人才”教育和培養(yǎng)，各高校對此響應(yīng)積極。在建設(shè)過程中，“卓越人才”培養(yǎng)的根本在于面向應(yīng)用實踐的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，它的建設(shè)的成功與否關(guān)系到國民經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新性經(jīng)濟的建立，所以，在《嵌入式系統(tǒng)》的教學(xué)中，基于這一指導(dǎo)思想，我們建立了一種面向應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)方法和體系：以培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用實踐能力為基本出發(fā)點，夯實基礎(chǔ)，實踐和創(chuàng)新，改革課程體系，建立多層式多環(huán)節(jié)的實驗和實踐體系，將產(chǎn)學(xué)研引入課堂教學(xué)。

4 實施嵌入式課程改革的措施

面對嵌入式系統(tǒng)本科教學(xué)中存在的上述問題，在建設(shè)思路的指導(dǎo)下，近幾年我們對嵌入式系統(tǒng)教學(xué)方法和實驗教學(xué)進行了一些改革探索，取得了較好的效果，具體措施包括：

4.1 選擇合適的教材

在對我國《嵌入式系統(tǒng)》教材進行廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，我們最終選擇的教材是北京航空航天大學(xué)出版社出版的、周立功編著的《ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程》。選用的主要依據(jù)是：一是該教材通俗易懂，適合入門教學(xué)；二是有相配套的教輔和相應(yīng)的實驗教程、案例豐富。

4.2 學(xué)時分配改革

在總學(xué)時不變的前提下，我們當(dāng)縮短理論課授課課時。課堂實驗課時應(yīng)當(dāng)由原來的6學(xué)時增加到16學(xué)時。實驗不該分課上課下，只要課后有興趣都可以申請進入實驗室。

4.3 建立面向應(yīng)用的“多層次”實踐環(huán)節(jié)

經(jīng)過近幾年的教學(xué)改革實踐，本課程初步建立起了涵蓋“基礎(chǔ)實驗”、“綜合實驗”、“創(chuàng)新小制作”、“大學(xué)生創(chuàng)新計劃和學(xué)科競賽”、“產(chǎn)學(xué)研”等多層次、立體化的面向應(yīng)用的課程實驗和實踐環(huán)節(jié)。課程實驗應(yīng)該與電子設(shè)計大賽或嵌入式系統(tǒng)競賽等相結(jié)合。為了提高學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新和設(shè)計能力，我們必須改革課程考核辦法，不能讓學(xué)生死記硬背。

5 結(jié)束語

嵌入式課程教改存在著較多的問題：第一大類問題有教材上的問題、嵌入式系統(tǒng)課程定位方面的問題、學(xué)時安排上的問題；第二大類問題是課程實驗上的問題，其太過注重驗證性，從而缺乏設(shè)計性；第三大類問題是課程教學(xué)上的問題，其與實際工程脫節(jié)。我們應(yīng)當(dāng)致力于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，建立起面向應(yīng)用的“多層次”實踐環(huán)節(jié)。

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