高職院校嵌入式技術實踐教學改革的探討

摘要:該文針對嵌入式技術實踐教學現狀和存在的問題， 從實踐教學內容、 實踐教學模式、手段和實驗室建設等方面提出了一些改革建議， 旨在提高實踐教學效果， 培養學生實踐能力， 確保嵌入式實踐教學質量提高。

關鍵詞:高職;實踐教學;改革;嵌入式技術

中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)32-9011-02

Discussion about embedded Technology in Vocational Practice Teaching Innovation

LI Zeng-ping， LIAO Feng， HU Hua， ZHAO Xue-feng

(Jiangxi Manufacturing Vocational Technical College， Nanchang 330001， China)

Abstract: Based on the current situation and problems of embedded practice teaching，this paper presents some innovation advice from practice contents，teaching modes，teaching means and laboratory construction，so as to improve practice teaching effect and bring up students practice capabilities，finally ensure improvement of embedded practice teaching quality.

Key words: Vocational; Practice Teaching; Innovation; Embedded Technology

21世紀是一個人才競爭激烈的時代，為培養出高素質人才，搶占新世紀經濟戰略的制高點，世界各國都在加快技能型人才的培養，我國也不例外。在高等職業技術院校的教學改革中，尤其要改革人才的培養模式，提高人才培養質量特別要提高學生的實踐工作能力。

嵌入式技術是一門綜合性很強的實踐性課程，而實驗、實訓、實習又是完成學生動手實踐的關鍵環節，隨著嵌入技術在高等職業教育中的深入開展，提高實踐教學質量和學生的實踐動手能力已經成為實踐教學改革的方向。所以本文針對嵌入式技術實踐教學現狀和存在的問題， 從實踐教學內容、 實踐教學方法、實驗室建設等方面提出了一些改革建議， 旨在提高實踐教學效果， 培養學生實踐能力， 確保嵌入式實踐教學質量提高。

1 目前嵌入式技術實踐教學中存在的問題

1.1 實踐指導教師不被重視， 隊伍不穩定

長期以來， 高職院校的實踐指導師資隊伍的建設都得不到應有的重視， 導致了實踐指導師資隊伍水平普遍偏低， 教師的工作積極性不高， 制約了實踐教學的改革和發展。

1.2 對實踐教學的作用認識不足

“ 重理論、 輕實踐” 的傳統觀念， 使實踐教學仍處于從屬理論教學的地位， 實踐教學僅被當作是單純的理論教學驗證和延伸的從屬關系， 很多高校對于實踐都缺乏與理論教學相協調的教學體系。對于提高學生實踐能力的重要性方面認識不夠。

1.3 添鴨式實踐教學多，啟發式實踐教學少

在嵌入式實踐教學中， 多是教師講授操作方法， 再讓學生做。無法保證每個學生都能理解并看清楚操作過程， 學生在實踐教學中積極性不高，盲目性大， 嚴重影響了實踐教學效果。

1.4 任務驅動及項目導向性實驗少，驗證性實驗多

目前， 各門課程的上機實踐大多數是布置書上的例題或課后習題讓學生去驗證， 學生根本得不到能力的鍛煉， 更不要說與實際問題相聯系了。尤其是有些高職院校中硬件方面的實踐訓練，只是在面板上用器件構建小系統， 功能擴展性差， 只能開設數量有限、 技術含量低的驗證性實驗， 學生無法開展自主的綜合性設計， 無法進行創新能力的培養。

2 嵌入式技術實踐教學改革的思路和做法

2.1 改革實踐教學內容

實踐教學內容安排應以實際工作崗位對學生的能力要求為依據，讓學生明白實踐教學的內容就是以后的工作內容、工作規范，這樣提高學生的學習積級性。考慮到嵌入式實踐性教學環節是一門綜合性很強的技術，必須由淺入深、分層設置，我們構建了基礎驗證性實驗→綜合實訓?創新實踐的三層次實踐教學體系結構，對整個實踐內容進行整合。如:放大電路、C語言指針、LINUX安裝、單片機/ARM系統工作流程操作，我們安排作為基礎驗證實驗;定時器/實時時鐘的設計、鍵盤程序的實現、數據采集、網絡通訊、嵌入式圖形用戶界面顯示等我們安排為綜合性實訓;參加大學生電腦/電子設計大賽、參與校外單位實習及科研項目等，我們安排為創新實踐。

2.2 改革實踐教學模式與創新實踐教學手段

在傳統的實踐教學過程中，主要是以書本上章節后的實驗練習為單元，進行單一的驗證性實驗，難以把實踐內容融入到學生以后的工作中去，這樣學生往往在具體的學習過程中學習目的不明確，這就不利于充分發揮與調動學生動手實驗的積極性。那么如何更好地充分利用現有資源加強學生實際動手能力和素質的培養，讓學生從被動學變為主動學習，我們就必須改革實踐教學模式與創新實踐教學手段。

2.2.1 改變傳統的封閉式實踐方式，采用“工學結合”的開放式教學模式

傳統的實驗很多是關起門來做驗證式實驗，學生學習實驗的知識往往與工作應用脫節，他們所具有的知識和能力結構不能滿足用人單位的需要。為了達到學以致用，我們采取“走出去，請進來”的方式，請行業專家參與實踐教學計劃和教學方案的制定;請企業或行業技術骨干做兼職教師，將他們豐富的實際工作經驗傳授給學生。另外到綜合實驗階段，邀請行業專家來校講座;安排學生到企業或實訓基地實習，參與實際工作過程或項目的開發，將理論與實踐結合，提高了學生的職業認知

如單片機/ARM系統的”宿主機/目標板”開發流程一般包括七個步驟:1)源代碼編寫:編寫源C/C++及匯編程序;2)程序編譯:通過專用編譯器編譯程序;3)軟件仿真調試:在SDK中仿真軟件運行情況;4)程序下載:通過JTAG、USB、UART方式下載到目標板上;5)軟硬件測試、調試:通過JTAG等方式聯合調試程序;6)下載固化:程序無誤，下載到產品上生產;7)文檔資料整理及說明書的編寫。以上步驟我們就用多媒體視頻播放演示，其中有中興公司和聯創光電公司的工程師如何在工作環境中把一個個簡單的電路板設計成智能控制產品的過程，并組織學生到公司參觀學習，讓學生很直觀地就知道在工作中這些開發流程是必須的而且要嚴格遵守的。

2.2.2 采用案例教學法開拓學生的視野

由于現在網絡技術的發達及多媒體技術的成熟，我們收集了很多嵌入式技術開發的經典案例(如WINDOWSCE下的數字機頂盒開發應用控制、會說話會運動的玩具、智能化網絡家電的開發等)通過聲音，圖像的播放讓學生很直觀地了解當前最新的開發規范和技術動態，并組織學生討論分析如何通過嵌入式技術來達到案例中所呈現的效果。這些經典案例開拓了學生的視野，也激發了學生在做綜合性實訓和創新實踐的熱情。

2.2.3 采用“項目引導”、“任務驅動”的教學模式

根據[教高[2006]16號]文件精神，經過我院長期的教學實踐與探索，改革整體實踐教學方案和內容，采用“項目引導”、“任務驅動”的教學模式，我們以培養學生的職業能力為出發點，選取了學生易于理解又跟實際應用密切相關的涵蓋了嵌入式技術開發流程的主要知識點的典型項目，在“做中學、學中做”并結合典型的應用系統進行剖析。

如我們在教學過程中，要求學生完成MP3玩具播放器嵌入式設計與實現的方案，按照以下開發流程分成相應的任務由學生一個個去完成:1) 選擇處理器芯片ATJ2135;2) 電源設計(鋰電池及USB口供電);3) A/D輸入式線控鍵盤接口設計;4) LCD輸出顯示;5) 選擇系統存儲器;6) MP3解碼流程;7) 采用μCOS-Ⅱ操作系統進行軟件移植ATJ2135芯片;8) 軟件編譯與調試;9) 固件生成;10) 系統調試;11) 整理文檔資料及系統說明書;12) 成本核算與市場推廣。通過學生自己對問題的分析思考，學習相關知識，歸納出解決問題、完成任務的步驟和方法，提高了學生的綜合程序設計能力及分析問題和解決問題的能力。

2.2.4 構建網絡化平臺

充分利用計算機網絡進行實踐輔助教學，網絡是一個虛擬的世界，學生都有問問題丟面子或者懼怕老師的心理，另外，網絡化平臺不受時間和空間的限制，很好的解決了教師課后難以久留的問題，增加了師生交流的機會。我院建立了嵌入式課程教學平臺，設有實踐教學視頻播放、在線答疑、在線測試等功能，學生在學習過程中遇到的動手方面的問題都可以在網絡上提出并給予解答，學生還可在網上進行實驗預習，與教師討論問題，教師可在網上批改實踐教學報告，公布實踐教學成績等。網絡化教學會給學生帶來極大的方便，提高了教師的工作效率。

2.2.5 充分利用虛擬機技術，構建仿真實驗環境

針對嵌入式實驗實訓設備投入比較大，學生在學習時設備容易損耗等不良因素的影響，我們采用先進的計算機虛擬技術(EWB、EDA、DAIS-MCS51、Protel、Proteus)建成了高度仿真的嵌入式虛擬實訓環境，學生可以快速方便地在計算機上進行技能訓練。

2.3 加強實驗室及實訓基地建設

我院非常重視嵌入式實踐基地的建設，已建成單片機與嵌入式教學訓室和兩個PLC實驗室，學生即可一人一機實驗也可兩三人一組進行項目實訓。實踐教學有驗證性的、設計性的、綜合性的，上機有由應用軟件來完成的，也有自己動手搭建線路來完成的。同時，我們建立了南昌中興公司和江西聯創光電公司等校外實訓基地，學生經過一段時間的學習再安排他們下廠參觀實習，讓學生了解嵌入式技術在實際中的應用。通過畢業前安排學生進廠頂崗實習和畢業設計，使學生得到一個綜合應用的機會，從而鍛煉學生的學習能力、開發設計能力和適應崗位能力。

3 結束語

高職嵌入式技術實踐教學改革的目的不僅要求學生掌握本課程基礎知識的應用，而且更重要的是讓學生提高自己的實際動手能力，使學生上崗后能盡快融入到工作中去。當然，我們對嵌入式技術實踐教學改革的探討還有許多需要完善的地方，希望行業同仁提出更多寶貴的建議，共同促進嵌入式技術在國內的應用與發展。

參考文獻:

[1] 李廣弟，朱月秀.單片機基礎:修訂本[M].北京:北京航空航天大學出版社，2004.

[2] 羅家奇，張正華. 基于ARM7的溫度采集及控制系統[J].電子工程師，2008(06).

[3] 孫永林.嵌入式數字信號合成器的靜態存儲器設計[J].裝備制造技術，2008(09).

[4] 戚淑芬，邱學.基于嵌入式系統的圖形顯示調節器[J].工業儀表與自動化裝置，2006(04).

[5] 宋喬， 葉念渝，田俊. 基于Java的嵌入式網絡視頻服務器[J].兵工自動化，2006(11).