嵌入式技術(shù)教學中加強學生動手能力的探索與實踐

摘要 嵌入式技術(shù)的特點在于其實用性，嵌入式技術(shù)教學的重點也就在于如何培養(yǎng)學生的實踐動手能力。本文論述了在嵌入式技術(shù)教學中加強學生動手能力的一些思考與摸索，包括實驗室建設(shè)、電子創(chuàng)新實訓基地的建設(shè)、構(gòu)建多層次實踐教學體系等。

關(guān)鍵詞 嵌入式技術(shù)教學 實踐動手能力 實驗室建設(shè) 多層次實踐教學體系

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

Exploration and Practice of Emphasizing Practical

Ability in the Teaching of Embedded Technology

HUANG Xiangyu

(Wuchang Branch of Huazhong University of Science and Technology， Wuhan， Hubei 430064)

AbstractThe characteristic of embedded technology is its practicability， and the focus of teaching of embedded technology is how to train practical ability of student. This article discuss some reflections and exploration of enhancingpractical ability of student in teaching of embedded technology， includes laboratory construction， construction of electronics innovation base and construction of multi-level practical teaching system.

Key wordsteaching of embedded technology; practical ability; laboratory construction; multi-level practical teaching system

在過去的十年里，嵌入式技術(shù)的推廣和應(yīng)用得到了飛速的發(fā)展，它已成為目前電子產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域最為熱門的實用技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于消費電子、無線網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制、移動通訊及軍事國防等各個領(lǐng)域。社會對掌握嵌入式技術(shù)的人才產(chǎn)生了大量需求，使嵌入式軟、硬件工程師成為近幾年最為熱門的職業(yè)之一。

最近幾年，我系根據(jù)本專業(yè)的最新發(fā)展動態(tài)結(jié)合就業(yè)市場反饋信息對原來的教學計劃作了一些調(diào)整，主要是在保留原有的專業(yè)主干課程的基礎(chǔ)上增加了部分嵌入式技術(shù)方面的課程，希望通過必要的基礎(chǔ)理論教學與大量的實踐練習環(huán)節(jié)相結(jié)合，利用先進的教學實驗儀器、開發(fā)環(huán)境，使學生了解32位嵌入式應(yīng)用的基本特點，并掌握開發(fā)32位嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)所需的基本技能，成為具有良好的實際操作能力、設(shè)計能力，符合社會需求的開拓型電子應(yīng)用人才。

應(yīng)該說嵌入式教學在國內(nèi)還是一個較新的話題，在目前的教學實踐中還存在著很多的認識誤區(qū)和疑惑需要解決，其中有一個問題具有普遍性，即重理論輕實踐，紙上談兵。這個問題目前在各學校逐漸在得到重視，許多高校通過大量的投入改良了實踐教學的條件，同時也逐漸形成了一套提高學生實踐能力的教學方法，我系也正是在這樣一種大的背景下對建立一個完善的嵌入式技術(shù)教學體系作了一些有益的探索，特別是在如何加強學生的實際動手能力方面作了大量的工作，形成了一套行之有效的方法，具體可總結(jié)為如下幾點：

1 大力加強實驗室建設(shè)

嵌入式技術(shù)屬于一個交叉學科，涵蓋了微電子技術(shù)、電子信息技術(shù)、自動控制、計算機軟件和硬件等多項技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，學生的實驗必須要在專用的嵌入式實驗平臺上進行，基于此點我系在經(jīng)過充分論證的基礎(chǔ)上本著“配套目前理論教學，著眼未來發(fā)展”的基本原則于2010年成功建立起嵌入式技術(shù)實驗室，此實驗室目前配備了40套北京博創(chuàng)公司研發(fā)生產(chǎn)在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平的ARM9實驗平臺UP-TECH S2410及配套的擴展模塊，UP-TECH S2410是博創(chuàng)科技推出的國內(nèi)最強配置的嵌入式開發(fā)平臺，可以滿足不同院校的ARM9嵌入式教學要求。該平臺可與博創(chuàng)PXA270核心板兼容，是目前國內(nèi)性價比較高的一款實驗平臺，可滿足學生進行基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性實驗、畢業(yè)設(shè)計乃至參加各種競賽活動的需求。

2 建立并逐步完善電子創(chuàng)新實訓基地

實驗室的工作培養(yǎng)的是學生的基本動手能力，面對的是全體學生；對于優(yōu)秀學生的選拔、培養(yǎng)及實踐能力的快速提高則需要一個相對獨立的平臺，此平臺應(yīng)是一個開放的平臺，也應(yīng)是一個持久的平臺可以提供充裕的時間與空間給學生去充分發(fā)揮其才智。我系從上個學期即開始建設(shè)電子創(chuàng)新實訓基地，在學校的大力支持下經(jīng)過上學期的建設(shè)實訓基地已經(jīng)初具規(guī)模，配備了一些必需的儀器儀表和關(guān)鍵元器件，同時還設(shè)置了專門的指導(dǎo)老師，此基地的運作機制與實驗室不一樣，首先它是常年開放的，沒有時間限制，學生只要愿意可以在這里從早干到晚；其次它的活動主體是學生，指導(dǎo)老師只起一個輔導(dǎo)作用。將這樣一個開放的平臺提供給優(yōu)秀學生，讓他們在此平臺上自由而充分地發(fā)揮自己的聰明才智，2010年電子專業(yè)的三位同學參加全國大學生電子挑戰(zhàn)大賽最終獲得省賽二等獎就是此實訓基地發(fā)揮作用的明證。

3 構(gòu)建多層次的實踐教學體系

在具體的教學實踐中我們發(fā)現(xiàn)對于嵌入式技術(shù)這樣一種發(fā)展迅猛、更新快、細分門類眾多的應(yīng)用技術(shù)來說，只靠傳統(tǒng)的課內(nèi)實驗區(qū)區(qū)幾節(jié)課是很難讓學生真正掌握嵌入式系統(tǒng)集成開發(fā)能力的，必須構(gòu)建一個全方位多層次的實踐教學體系，通過不同階段、不同形式、不同層次的持久不間斷的訓練，培養(yǎng)出具備嵌入式系統(tǒng)，特別是嵌入式軟件系統(tǒng)工程管理、技術(shù)開發(fā)所需要的基礎(chǔ)知識，熟悉本行業(yè)IT應(yīng)用特點、了解行業(yè)動態(tài)、適應(yīng)市場需求、具備團隊精神的研發(fā)型、應(yīng)用型和管理型人才。在對學生實踐能力的培養(yǎng)方面，我們的具體做法可歸納為以下幾個方面：

3.1 主要途徑

基本編程訓練：結(jié)合其他課程（如C語言設(shè)計等）

課程實驗教學：基本實踐能力

嵌入式課程設(shè)計：較大的綜合應(yīng)用系統(tǒng)

課外實踐活動：競賽、創(chuàng)新團隊

3.2 主要方法

多層次、多方位的實踐訓練；多種手段激發(fā)學生學習興趣；給不同程度的學生以不同的發(fā)展空間（差異化教學）。實踐能力的培養(yǎng)可分成兩個層次，一個層次是基本實踐能力培養(yǎng)，其中心內(nèi)容是圍繞教學主線，配合基本實踐 ，首先是基本原理的理解和復(fù)習，在此基礎(chǔ)上開設(shè)一些基本的驗證實驗，如建立交叉開發(fā)環(huán)境，編寫設(shè)備驅(qū)動、內(nèi)核調(diào)度實驗等，通過這些學習和實驗使學生掌握基本的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法，同時還可以增加一些課程設(shè)計的內(nèi)容，讓學生獨自設(shè)計一個完整的嵌入式系統(tǒng)（當然是較為簡單的），或者在有條件的情況下可以開展一些產(chǎn)學研相結(jié)合的活動拓展學生的視野，如讓學生直接到企業(yè)進行實訓等，在這一層次同樣鼓勵個性化、自主學習，學生可以根據(jù)自身水平和興趣，選擇適合的訓練方式，教師的一個職責就是要提供豐富的資源供學生自學；另一個層次是創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)，這里針對的主要是那些能力較為突出的學生，在他們學有余力的情況下鼓勵其根據(jù)自己的興趣和專長參加一些更加接近社會實際的活動從而增長自己的創(chuàng)新實踐能力。一般可以通過兩種形式來進行，一是參加校內(nèi)校外舉辦的各種類型的嵌入式應(yīng)用競賽，二是鼓勵學生自己建立創(chuàng)新工作組、團隊以項目開發(fā)的形式進行創(chuàng)新實踐。

參考文獻

[1]桑楠.《嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用》課程建設(shè).成都電子科技大學，2008.

[2]凌明，劉昊，時龍興.關(guān)于嵌入式系統(tǒng)課程教學過程中幾個問題的思考.電氣電子教學學報，2007(10).