基于項目驅(qū)動的《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用》課程教學(xué)探討

陳琛++馬旭

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機慢慢在人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中普及，計算機專業(yè)已經(jīng)成為大多數(shù)高校的熱門專業(yè)。在計算機的專業(yè)課程當(dāng)中《截嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用》課程占有相當(dāng)大的比例。在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程教學(xué)當(dāng)中，傳統(tǒng)的教學(xué)方式具有很大的弊端，學(xué)生學(xué)習(xí)效率不高，同時對知識的掌握程度相對而言也比較低。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，教師開始在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用當(dāng)中引入“項目驅(qū)動”的教學(xué)方法，進一步提高課堂教學(xué)效率，推動教學(xué)，對學(xué)生項目開發(fā)能力的提升有著積極的促進作用。本文首先對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容進行簡略的分析，讓教師進一步了解嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程教學(xué)，然后分析了目前存在于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用當(dāng)中的問題，引起教師的反思，最后對基于“項目驅(qū)動”的《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用》課程教學(xué)進行探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：項目驅(qū)動 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用 課程教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（c）-0215-03

隨著計算機信息技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)開始信息化改革，社會對于人才的需求類型也隨之發(fā)生變化。高素質(zhì)的計算機專業(yè)人才成為社會急需的人才種類，因此，許多高校的計算機專業(yè)成為熱門專業(yè)。為了更好的培養(yǎng)計算機專業(yè)技術(shù)人才，國家提出了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”。該計劃的提出與實行，主要是為了讓本科院校改變傳統(tǒng)研究型人才的培養(yǎng)策略，更注重于培養(yǎng)應(yīng)用型和復(fù)合型人才，以適應(yīng)社會對于人才的需求。所以，在本科院校計算機專業(yè)當(dāng)中，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該更加偏重技術(shù)的應(yīng)用，在教學(xué)過程中，教師也應(yīng)該注重學(xué)生實踐能力和動手能力的培養(yǎng)，從而為國家和社會培養(yǎng)出更多應(yīng)用型和復(fù)合型人才。在計算機專業(yè)當(dāng)中，軟件的開發(fā)與應(yīng)用是主要教學(xué)內(nèi)容，而社會對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方面人才需求量十分大，“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用”課程幾乎成為絕大多數(shù)本科院校計算機專業(yè)學(xué)生的必學(xué)課程。在教學(xué)過程中，教師往往采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，更加注重于知識點的傳授，從而忽略了學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，這種教學(xué)方式十分不利于學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用的相關(guān)知識和技能，對于學(xué)生計算機技術(shù)的提升幫助不大。因此，在開展嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程教學(xué)時，應(yīng)該積極思考全新的教學(xué)手段，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，進一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

1 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程主要的教師目標(biāo)，第一，為了讓學(xué)生能夠?qū)η度胧较到y(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用進行一定的了解，包括其基本原理、設(shè)計方法、最新發(fā)展等[1]。第二，對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用當(dāng)中的ARM的體系結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)以及軟件開發(fā)的基本流程和方法等需要初步了解和掌握。第三，通過嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠熟練地將嵌人式Limix系統(tǒng)移植到ARM平臺上，并根據(jù)實際需求，對Linux內(nèi)核進行裁剪。第四，通過嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠熟練的構(gòu)建適合嵌入式平臺的根文件系統(tǒng)，同時構(gòu)建嵌入式Limix的交叉開發(fā)平臺。第五，通過嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠進行嵌入式Lillux的應(yīng)用程序和驅(qū)動程序開發(fā)。

2 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程是計算機專業(yè)學(xué)生必修的課程之一，也是提升學(xué)生計算機能力的重要課程之一[2]。但是目前很多高校的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程教學(xué)當(dāng)中，存在著一定的問題。第一，過于注重知識點的教學(xué)。大部分教師將知識點作為主線，貫穿于整個理論教學(xué)與實踐教學(xué)當(dāng)中。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)理論教學(xué)、課內(nèi)實驗教學(xué)、課程設(shè)計教學(xué)等依然是大多數(shù)教師比較青睞的教學(xué)方式，教學(xué)內(nèi)容主要以知識點為主，對于軟件系統(tǒng)的項目背景、開發(fā)技術(shù)等相關(guān)方面的介紹比較少，對于學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)十分不利，學(xué)生的實踐能力也普遍較差，難以滿足社會對人才的需求[3]。第二，教學(xué)內(nèi)容陳舊，缺乏創(chuàng)新。研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，本科院校的學(xué)生畢業(yè)后參加工作，能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識運用于實際工作當(dāng)中的不超過40%，大部分學(xué)生缺乏將知識運用于工作，轉(zhuǎn)化為工作能力的技能，導(dǎo)致工作效率低下，難以滿足企業(yè)對計算機人才的需求。第三，實踐教學(xué)以理論知識的驗證為主，缺乏實用的項目背景。目前，大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程教學(xué)當(dāng)中，教師的教學(xué)內(nèi)容主要以理論教學(xué)為主，對于學(xué)生的實踐能力以及動手能力的培養(yǎng)沒有充分重視，實踐教學(xué)部分內(nèi)容缺乏，不利于學(xué)生實踐能力的提升，更不利于學(xué)生畢業(yè)后工作能力的提升。

3 基于項目驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程教學(xué)

3.1 項目的構(gòu)建和設(shè)置

在基于項目驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程教學(xué)當(dāng)中，項目的構(gòu)建與設(shè)置是首要教學(xué)目標(biāo)[4]。教師在進行項目的構(gòu)建和設(shè)置過程中，應(yīng)該緊扣教學(xué)大綱，明確構(gòu)建和設(shè)置教學(xué)項目的主要目的是為了完成課程大綱所要求知識的講授，完成教學(xué)任務(wù)，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。因此，教師在進行課堂教學(xué)的過程中，應(yīng)該在第一次上課的時候，將能夠運用的教學(xué)項目展示給學(xué)生，從而將學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣激發(fā)出來，同時，讓學(xué)生明確該課程主要學(xué)習(xí)實際的產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用。然后，將教學(xué)項目分解成各種模塊，每個模塊需要相應(yīng)地對應(yīng)不同教學(xué)單元的不同知識點，通過模塊的方式，幫助學(xué)生構(gòu)建相關(guān)的知識體系，從而更好的了解和掌握相關(guān)知識點。

3.2 項目驅(qū)動教學(xué)的組織

完成項目的構(gòu)建與設(shè)置后，教師接下來應(yīng)該進行項目驅(qū)動教學(xué)的組織，主要包括：首先，明確教師的職責(zé)。在基于項目驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程教學(xué)中，教師應(yīng)該充當(dāng)項目經(jīng)理的角色[5]。因此，在項目開發(fā)的初期，教師的主要職責(zé)就是為學(xué)生制定項目計劃，并且將學(xué)生分成不同的開發(fā)小組，分配相應(yīng)的工作和任務(wù)。明確項目目標(biāo)后、完成工作任務(wù)分配后，教師應(yīng)該全程參與到各開發(fā)小組制定開發(fā)計劃當(dāng)中，并且對各開發(fā)小組之間存在的矛盾進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，在項目后期，各開發(fā)小組之間的技術(shù)能以及默契度已經(jīng)足夠的時候，教師的主要任務(wù)可以變?yōu)榭刂祈椖康倪M度，讓各開發(fā)小組進行自由發(fā)揮。其次，教學(xué)過程中學(xué)生的組織[6]?；陧椖框?qū)動的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程教學(xué)當(dāng)中，學(xué)生是項目實施的主體，因此，教師需要在教學(xué)活動當(dāng)中，充分重視學(xué)生的主體地位，以學(xué)生為中心。在制定目標(biāo)計劃、分配資源以及控制項目實施過程當(dāng)中，應(yīng)該以學(xué)生掌握項目開發(fā)技能為主要參考依據(jù)。根據(jù)學(xué)生不同的能力，分配相應(yīng)的任務(wù)，進一步激發(fā)學(xué)生參與的熱情，并且，教師可以對各小組成員進行技能考評。endprint

3.3 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程項目驅(qū)動教學(xué)的實施

完成前面兩步的教學(xué)后，最后一步就是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程項目驅(qū)動教學(xué)的實施[7]。首先，教師應(yīng)該設(shè)置合理的教學(xué)項目。教師在設(shè)置教學(xué)項目時，應(yīng)該以教學(xué)大綱為主要參考依據(jù)，設(shè)置出的教學(xué)目標(biāo)也應(yīng)該為學(xué)生能夠完成的教學(xué)目標(biāo)。如果教學(xué)目標(biāo)設(shè)置太大，很容易超出教學(xué)大綱范圍，導(dǎo)致學(xué)生完成不了教學(xué)任務(wù)。同樣的，如果教學(xué)目標(biāo)設(shè)置太小，對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)激情十分不利，也不利于學(xué)生基本能力與技能的鍛煉和培養(yǎng)。因此，在設(shè)置教學(xué)目標(biāo)時，教師應(yīng)該進行綜合的考慮，結(jié)合學(xué)生實際，選取最適合的教學(xué)目標(biāo)[8]。本次課程教學(xué)以遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)作為教學(xué)項目為例。該項目通過wCDMA移動網(wǎng)絡(luò)的擴展，可是實現(xiàn)遠程操控，甚至視頻監(jiān)控。將該系統(tǒng)分散于視頻監(jiān)控點，能夠有效實現(xiàn)跨區(qū)域的視頻存儲、統(tǒng)一監(jiān)控、視頻資源共享。其次，教學(xué)項目的分解。同樣以遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)作為教學(xué)項目為例。想要實現(xiàn)該系統(tǒng)的遠程視頻監(jiān)控功能，應(yīng)該完成以下工作：（1）在USB接口的基礎(chǔ)上，開發(fā)Linux攝像頭驅(qū)動，并在嵌入式Limix系統(tǒng)中移植。（2）為了實現(xiàn)高速地視頻圖像采集，應(yīng)該使用Video4Lillux接口函數(shù)。（3）在嵌入式Lillux系統(tǒng)當(dāng)中，開發(fā)USB接口的無線網(wǎng)卡驅(qū)動程序。（4）完成視頻數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸。（5）將傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)顯示在Pc機。通過分解教學(xué)項目，能夠進一步提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升學(xué)生在課程教學(xué)當(dāng)中的積極性和主動性，學(xué)生為了完成教學(xué)任務(wù)，會主動學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識，同時，將知識運用到實際操作當(dāng)中，學(xué)生的實踐能力、動手能力以及知識靈活運用能力都會有大幅度的提升。其次，項目開發(fā)小組的設(shè)置和主要任務(wù)。為了更好地完成項目開發(fā)，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，教師可以將班上的學(xué)生根據(jù)其自身的不同特點與知識掌握情況等多方面的綜合原因，將這些學(xué)生分成不同的開發(fā)小組，每個小組人數(shù)不宜過多，在6～7人為宜。完成開發(fā)小組的分配后，教師應(yīng)該根據(jù)每個開發(fā)小組的不同特點，為他們分配相應(yīng)的項目開發(fā)任務(wù)。讓每一個小組都負責(zé)遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的一個模塊開發(fā)。在開發(fā)模塊的過程中，教師可以按照開發(fā)流程要求學(xué)生根據(jù)流程安排相應(yīng)的工作，并且進行記錄。最后，開發(fā)小組績效評估和項目的驗收。在開發(fā)教學(xué)項目的過程中，教師充當(dāng)項目經(jīng)理的角色，應(yīng)該掌握好各開發(fā)小組的開發(fā)進度，并且定期要求各開發(fā)小組進行工作總結(jié)，對開發(fā)小組中的成員進行績效考核，進行相應(yīng)的獎勵和懲罰。通過總結(jié)，教師可以充分了解每一個小組具體的工作計劃與工作進度。當(dāng)發(fā)現(xiàn)小組工作出現(xiàn)偏差的時候，教師還可以進行及時糾正，以調(diào)整小組開發(fā)進度。在教學(xué)項目開發(fā)的驗收階段，教師可以根據(jù)每個開發(fā)小組提交模塊的使用源程序、最終的開發(fā)進度表說明、調(diào)試資料、開發(fā)文檔等，讓各小組之間進行自評和互評，最后進行總結(jié)，改進項目驅(qū)動的教學(xué)活動。

4 結(jié)語

綜上所述，在計算機專業(yè)的《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用》課程學(xué)生的必修課程，也是提高學(xué)生計算機能力的主要課程。傳統(tǒng)的教學(xué)方式在《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用》課程教學(xué)當(dāng)中，激發(fā)不了學(xué)生的興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性相對而言也比較低。因此，教師應(yīng)該積極尋找更加先進，更加符合學(xué)生期待的教學(xué)方式?；凇绊椖框?qū)動”的《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用》課程教學(xué)通過讓學(xué)生體驗項目開發(fā)的形式，進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過切身經(jīng)歷系統(tǒng)軟件開發(fā)，自身實踐能力與動手能力也會相應(yīng)地提升。通過教學(xué)，學(xué)生能夠?qū)W會將所掌握的知識運用到實際工作當(dāng)中，提升學(xué)生的工作能力。因此，基于“項目驅(qū)動”的《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用》課程教學(xué)能夠進一步提升教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

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