基于ARM與Linux的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)項(xiàng)目的研究與探索

課題：基于ARM與Linux的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目教學(xué)研究（JZW590112006）

[摘 要]目前，全國高職院校陸續(xù)增開嵌入式相關(guān)專業(yè)，對于核心課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法的開發(fā)與研討各有特色。本文針對《Linux應(yīng)用開發(fā)》這門嵌入式專業(yè)核心課程的課程建設(shè)及教學(xué)方法做出了一些研討，進(jìn)一步將項(xiàng)目教學(xué)法融入到嵌入式專業(yè)課程教學(xué)之中，以項(xiàng)目為載體，利用任務(wù)驅(qū)動使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。

[關(guān)鍵詞]項(xiàng)目教學(xué) 任務(wù)驅(qū)動 嵌入式Linux ARM

引言：嵌入式Linux是應(yīng)用最廣泛的嵌入式操作系統(tǒng)之一，而ARM處理是嵌入式開發(fā)中所占較大分額的處理器產(chǎn)品。基于ARM與Linux的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)是目前市場嵌入式產(chǎn)品主流開發(fā)模式，嵌入式專業(yè)人才的培養(yǎng)歸根結(jié)底是課程的建設(shè)，而課程建設(shè)的成功與否取決于是否采用了合理的教學(xué)方法。不同的課程，有著不同的教學(xué)方法，開發(fā)一種合理的、配套的教學(xué)方法對于一門課程的建設(shè)顯得尤為重要。

一、企業(yè)、行業(yè)調(diào)研，提供有力依據(jù)

利用近半年時(shí)間，采用問卷調(diào)查、訪談、查閱資料等方式，對吉林省內(nèi)電信、醫(yī)療、汽車、安全、工業(yè)控制和消費(fèi)類等行業(yè)的20家生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研。最終確定嵌入式系統(tǒng)工程專業(yè)《Linux應(yīng)用開發(fā)》課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握Linux的基本操作及系統(tǒng)應(yīng)用、Linux下C語言編程，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程和基于Linux的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用開發(fā)技術(shù)。使學(xué)生具備嵌入式程序員從事嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)的能力。

通過調(diào)研還發(fā)現(xiàn)，為達(dá)到良好的教學(xué)效果，將知識傳授最大化轉(zhuǎn)化為能力培養(yǎng)，最有效的途徑是實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法。采取任務(wù)驅(qū)動方式，能為學(xué)生提供體驗(yàn)實(shí)踐的情境和感悟問題的情境，圍繞任務(wù)展開學(xué)習(xí)，以任務(wù)的完成結(jié)果檢驗(yàn)和總結(jié)學(xué)習(xí)過程等，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，使學(xué)生主動建構(gòu)探究、實(shí)踐、思考、運(yùn)用、解決、高智慧的學(xué)習(xí)體系，由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成主動學(xué)習(xí)，由“為什么要我學(xué)習(xí)”，轉(zhuǎn)變成“我要學(xué)習(xí)”。

二、確定研究方向及內(nèi)容，明確目標(biāo)

經(jīng)過多方論證，確定我校嵌入式系統(tǒng)工程專業(yè)主要面向消費(fèi)類電子、通信、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)與電子技術(shù)、IT 、軍工等領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)助理工程師、嵌入式軟件工程師、系統(tǒng)功能測試工程師與嵌入式系統(tǒng)實(shí)施與維護(hù)員崗位群，培養(yǎng)具備嵌入式系統(tǒng)的軟、硬件開發(fā)與設(shè)計(jì)的基本能力，能夠熟練設(shè)計(jì)、開發(fā)嵌入式系統(tǒng)上層應(yīng)用軟件，完成嵌入式系統(tǒng)測試與維護(hù)的開發(fā)、產(chǎn)品測試、技術(shù)支持等方面的德、智、體全面發(fā)展高素質(zhì)技能型專門人才。因此，確定《Linux開發(fā)應(yīng)用》課程的培養(yǎng)目標(biāo)為：

（1）素質(zhì)培養(yǎng)

1.具有良好的身心素質(zhì)、政治素質(zhì)、人文與科學(xué)素質(zhì)；

2.協(xié)作精神：具有團(tuán)隊(duì)精神和合作意識，具有協(xié)調(diào)工作的能力和組織管理能力；

3.探索改革精神：盡量培養(yǎng)銳意改革、大膽創(chuàng)新精神；

4.具備基本的職業(yè)能力和較強(qiáng)的社會責(zé)任感。

（2）技能培養(yǎng)

1.掌握ARM技術(shù)，了解ARM920T處理器的體系結(jié)構(gòu)、編程模型、指令系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境，主流嵌入式操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，嵌入式處理器結(jié)構(gòu)（ARM架構(gòu)為主），異常處理、系統(tǒng)控制過程、存儲處理、ARM內(nèi)部資源、各種I/O接口；

2.掌握Linux系統(tǒng)內(nèi)核的剪裁和配置、文件系統(tǒng)的構(gòu)建、開發(fā)板的使用、嵌入式應(yīng)用程序的開發(fā)與調(diào)試；

3.掌握Linux系統(tǒng)下設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)技術(shù)，能夠獨(dú)立在Linux操作系統(tǒng)上開發(fā)各種驅(qū)動程序；

《Linux應(yīng)用開發(fā)》是嵌入式專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，是嵌入式系統(tǒng)開中是的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是嵌入式產(chǎn)品開發(fā)的核心步驟之一，因此，開發(fā)一種合理的、有效的教學(xué)方法，是非常有必要的。

三、深入理解項(xiàng)目教學(xué)法

所謂“項(xiàng)目教學(xué)法”，是通過實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動，其目的是在課堂教學(xué)中把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。

整個(gè)教學(xué)過程，可以用下面結(jié)構(gòu)圖來表示：

項(xiàng)目教學(xué)法的載體，是項(xiàng)目，一個(gè)項(xiàng)目又可以劃分多個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目教學(xué)法的關(guān)鍵，是設(shè)計(jì)和制定一個(gè)項(xiàng)目的工作任務(wù)。教師需將原有的知識結(jié)構(gòu)體系打散，分散到各個(gè)項(xiàng)目中，再重新裝載到每個(gè)工作任務(wù)當(dāng)中，使學(xué)生在實(shí)踐過程中，完成任務(wù)的同時(shí)，加深了對理論知識的理解。

同時(shí)，在教學(xué)過程中，由原來以教師講授為主導(dǎo)變成以學(xué)生自主學(xué)習(xí)、交流為主導(dǎo)，教師在學(xué)生完成項(xiàng)目過程中，給予以指導(dǎo)性建議的輔助性幫助，讓學(xué)生的自主創(chuàng)新能力得以發(fā)揮。am h明，可以用下面結(jié)構(gòu)圖天

結(jié)束語：

嵌入式系統(tǒng)無疑是當(dāng)前最熱門最有發(fā)展前途的IT應(yīng)用領(lǐng)域之一。嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，已成為軟件體系的重要組成部分。基于ARM與Linux的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)項(xiàng)目的研究，對嵌入式專業(yè)學(xué)生軟件開發(fā)能力的培養(yǎng)具有著實(shí)用價(jià)值，對于中國嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要而深遠(yuǎn)的意義。