基于全國大學生電子設計競賽的嵌入式系統課程教學改革

廣東理工學院電氣工程系 張曉亞 唐東成 王雁平

全國大學生電子設計競賽是目前大學生能夠參與的重要學科競賽之一。針對歷年參賽題目的研究分析，本文主要探討根據《嵌入式系統原理及應用》課程的特點結合競賽具體提出幾點課程改革相關的思路和方法。

一、引言

全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽，主要考查大學生在校期間的理論知識和實踐創新動手能力。比賽會在奇數年份的9月份舉辦，賽期4天，每支參賽隊由3名學生組成。同時會在偶數年份，根據全國競賽組委會及相關賽區組織開展專題性競賽。給在校大學生提供了一個展示自我專業能力的平臺。各院校也會舉辦一些小型的比賽為全國大學生電子設計競賽選拔人員，例如智能運動控制大賽、畢業設計大賽、電子協會社團賽等等，也會有些校企結合的比賽，例如藍橋杯大賽、飛思卡爾大賽等等。本文主要討論比賽中核心控制部件——嵌入式系統。該課程涉及內容比較綜合，并且也是一門實踐性比較強的學科。在實際的教學過程中，很難在有限的課時內，讓學生學的更深入些。傳統的教學過程中，大多院校以仿真為主，且課程內容往往滯后現代科技的新發展，做實物的較少，學生很難有機會開發出一套完整的系統。全國大學生電子設計競賽集科技發展的最新平臺，結合大學生在校學習的理論知識，并充分發揮自己的主觀能動性和創新能力，鼓勵著大學生積極參加這一課外活動，在這個過程中，同樣能夠培養大學生的自學能力和團隊合作意識。

二、嵌入式系統實踐教學改革

針對傳統教學中存在的一些弊端，例如課程內容往往滯后于科學技術的發展，實踐練習內容比較缺乏趣味性，學生學習的積極性不高，導致學生感覺課程難學，或直接放棄學習。該學科是工科類眾多學科的交叉，例如會涉及到數字電子技術、C語言程序設計、單片機原理及應用、Linux操作系統等等（王君.以電子設計競賽,促嵌入式技術實踐教學改革[J].金陵科技學院學報,2009,25(4):37-39）。如果基礎不好的同學，嵌入式的學習更是難上加難。這要求學生有很強的求知意識才能真正學好嵌入式系統，能夠主動地接受該課程，吸引他們的興趣，激發他們的求知欲。而全國大學生電子設計競賽就是一個很好的平臺。

1.搭建實踐動手平臺

我院系教師主動組織一些相關的比賽，以全國大學生電子設計競賽為目標，在系部舉行的相關智能運動控制大賽為其選擇優秀的人才，這部分學生能夠堅持下來的就比較主動承擔比賽項目的要求，并且該比賽連續舉辦了三次，比賽成績比較突出的同學有相應的獎金和獎品作為獎勵。并且這部分同學也有幸參加全國大學生電子設計競賽，也取得了一定的成績。

在系部舉行類似小型的比賽，主要是給學生提供一個相對比較自由的場地，并且在正式比賽之前，會由組織者給學生做一個簡單的培訓。例如我們第一屆智能運動控制大賽，主要是以自動駕駛為模型，以小車為平臺，完成相應的要求。我們會在全校范圍內發布通知海報，吸引有興趣的同學，這無關乎基礎，有些是大二的同學，在簡單培訓以后，學生如果想更深層次了解，他們會主動通過各種渠道查閱資料學習各個模塊。即便是編寫程序，他們也會一點一點解決困難，加上老師的指導，多少會有些收獲。

2.教學內容的選擇

大部分同學在上該課程之前應該都不是很了解該課程，并且由于該課程比較綜合，大部分院校會把該課程放到大三下學期或者大四上學期進行學習。大部分學生并不能做好實踐練習達到預期的目標，另外加上教學課時非常有限，讓學生自由發揮的創新實驗更加難以完成。所以在課程教學過程中，課程內容的選擇非常重要，必須是在能夠提起學生的好奇心和興趣的同時，也能完成教學任務。這樣學生在課堂上即便是不能完成的實驗，也可以在課下有充分的時間得以完成。另外學生不能只停留在仿真的層面上，應該給學生自己動手完成硬件操作的機會，自己設計或老師根據學生的具體情況來設計。訓練的內容最好能夠跟歷屆全國大學生電子設計競賽的課題相關，這樣就能結合最新的發展技術，彌補教學課程滯后現代技術發展的缺點，當然其內容要能夠適合自己的教學進度（張震,吳娛,李殷.淺談獨立院校大學生電子設計競賽的組織與實踐——以北京郵電大學世紀學院為例[J].大學教育,2016,11:64-66）。

另外大學生學習相關的理論知識，最重要的就是可以用到實際當中，避免出現眼高手低，動手能力差等不足之處。我院系會在每個學期的都舉辦一次智能運動控制大賽，每次的比賽的主題都不盡相同，同學們也都很愿意參與進來，另外參加比賽的大多都是大二和大三的同學，做的比較好的是大三的同學，主要原因是該部分學生在大二的時候就已經參加，涉及到的軟件和硬件都比較熟悉，所以越早接觸鍛煉的機會就越多，做起東西來就會更加嫻熟。在參加比賽之前，大部分同學是沒有機會涉足這些技術含量比較高的比賽，所以我們會針對同學的具體情況對大家進行簡單的培訓，讓同學先有一個簡單的了解（鄒甲,王洋.大學生電子設計競賽促進實踐教學改革[J].中國現代教育裝備,2015,12(231):70-72）。

在比賽的過程中，每個同學學習的程度不一樣，并且其目的也不盡相同，我們比賽均鼓勵組隊參加，但是會出現一些不良的現象，一些同學有報名，但是全程并未參與，沒有恒心，沒有毅力，遇到困難就否定自己，能否獲得名次，全憑運氣。還有些同學是為自己日后評獎學金等等榮譽才來的，像這種有自己的小心思的同學，是不會花精力花時間去研究比賽的。我們希望同學能夠通過參加比賽學到一些課本上沒有的，擴展自己的眼界。

三、總結

全國大學生電子設計競賽為嵌入式系統的教學提供了一個很好的參考平臺，讓課程教學內容更加多樣化、靈活化。不僅能夠充分調動學生的積極性，培養學生的創造性，更為重要的是能夠提高學生的軟硬件的開發水平，為以后的學習工作奠定堅實的基礎。