基于嵌入式Linux應用開發課程實踐教學研究

[摘 要]本文在分析嵌入式Linux課程實踐教學所面臨的問題基礎上，總結了相應的實踐教學經驗，包括課程的定位及目標、教學環境的組建、教學內容的設計、教學方法與實施和教學效果及考核評價五個方面。

[關鍵詞]嵌入式 Linux 實踐教學

隨著信息技術的迅猛發展，嵌入式產品及物聯網技術的廣泛應用，嵌入式專業技術人才需求量逐年增加。目前很多高校的電子及嵌入式專業都開設了《嵌入式Linux應用開發》這門課程，但由于課程本身的理論深、實踐難、體系復雜等特點，導致授課很難達到理論與實踐很好融合的教學目的，這正是高校教學亟需解決的問題。

一、 課程的定位及目標

嵌入式專業的課程體系是以“ARM+LINUX”為主線，因此只有對 Linux 系統有了較為深刻的掌握，才能在嵌入式 Linux 開發領域得心應手。本課程的教學是為了達到讓學生掌握Linux應用開發的理論及方法，提高“項目設計-開發-測試”的實際職業能力，實現工作態度、職業道德、協作精神的培養。

本門課程應位于嵌入式專業課程體系的中間時段，即學生學習了程序設計基礎、單片機、ARM體系結構及接口設計、嵌入式操作系統等課程之后開設，這樣有助于學生在具備一定的嵌入式專業知識后來學習此門課程。

開設96學時，其中理論32學時，實踐64學時，在傳統的理論教學基礎上更加重視實際動手能力的培養。達到通過本門課程的學習使學生掌握以下職業能力：嵌入式交叉開發環境的搭建、Linux訪問文件編程、進程控制開發、進程間通信、多線程編程、嵌入式Linux網絡編程、QT圖形界面編程。并為后續驅動開發、測試等課程打下良好基礎。

二、 教學環境的組建

嵌入式實踐教學的目的使學生掌握行業企業所需技能并提高就業競爭力，因此嵌入式Linux實驗教學環境應符合前沿技術要求。本嵌入式專業在硬件平臺方面，引進經典的嵌入式ARM9（S3C2410）教學平臺，再現企業實際的項目開發測試環境；在軟件平臺方面，因為進行嵌入式Linux開發從裸機到正常調試嵌入式Linux應用程序，一般都需要Windows和Linux兩種操作系統，因此采用Windows+Vmware+Linux操作系統的組建方案。通過Vmware可以在不破壞原有Windows系統的情況下，虛擬出一臺“真實”的電腦出來，只需要在這臺虛擬的電腦上安裝Linux操作系統，操作這臺機器上的Linux就和操作真實機器上的Linux完全一樣。

三、 教學內容的設計

嵌入式Linux的教學內容繁多，而且實踐性和操縱性要求非常高，采用傳統的課程教學內容設計教學后授課效果不加，學生很難掌握。因此本專業，在調研行業企業中與Linux有關的崗位，并分析各崗位所需的專業能力基礎上，選取適合崗位能力和學生特點的項目，之后劃分學情情境，細化典型的工作任務，采用項目化教學方法達到實踐教學目的。

根據教學目的及教學內容，設計了6個學習情境：學習情境1：搭建嵌入式Linux開發環境；學習情境2：領悟嵌入式文件I/O編程；學習情境3：Linux多任務編程實踐；學習情境4：Linux網絡編程實踐；學習情境5：Linux高級實踐；學習情境6：Qt圖形界面編程實踐。

其中每個學習情境下又劃分典型的工作任務，以學習情境1為例包含8個工作任務，每個任務包括理論和實踐共2個學時，詳細劃分如表1所示。

四、 教學方法與實施

嵌入式Linux這門知識繁多技術難懂，而學生基礎薄并且接受新知識的能力有限，采用“老師先教授學生后模仿”的教學方式也很難達到教學效果，學生大多只是照葫蘆畫瓢。實踐教學表明，學生對簡單的知識掌握起來比較容易并感興趣，做出實驗效果有成就感，從而能增加繼續深入學習的信心。因此，對于一個技能采用“從簡單到稍復雜再到復雜”的教學方法，學生能很快看到自己的實驗效果，并且能對逐步添加的步驟真正理解其作用。

同時通過對學情的分析，采用不同的教學方法做到有針對性的教學。

五、 教學效果及考核評價

考核是檢驗教師教學效果和學生學習成果的重要手段，因此合理的考核方式是非常重要的。本專業根據嵌入式Linux對實際動手能力的要求，把考核形式分為平時考核40%+期末考核60%，其中平時考核包括上課動手能力、組內合作能力、日常出勤紀律情況，期末考核包括筆試理論60%和上機實踐40%兩部分。同時，鼓勵學生考取“國家信息技術應用技能嵌入式Linux應用開發工程師認證”證書 ，到達課證融通的教學目的。

參考文獻：

[1]薛迎霄，王禹.高校Linux課程教學研究[J].廣東技術師范學院學報，2004，（6）：78-79.

[2]朱朝艷.嵌入式Linux實踐教學研究[J].合肥工業大學學報，2010，24（6）：174-176.