嵌入式系统应用课程教学方法实践

嵌入式系统应用课程教学方法实践

嵌入式系统应用课程教学方法实践

摘要: 嵌入式系统应用课程具有综合性强和实践性强的特点,如何有效开展嵌入式系统教学,培养合格的嵌入式技术人才,成了高校普遍关注的焦点。针对这些特点,本文在讨论了如何设置嵌入式系统应用课程上,分析了传统教学方法存在的不足,并给出了一种新的教学方法,同时给出了该教学方法实施的步骤;最后,将两种教学方法进行了调查对比研究。教学实践证明,新的教学方法更能有机的把理论和实践结合起来,取得的教学效果更为显著。

关键字: 网络多媒体技术嵌入式系统应用课程教学方法

DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.20XX.09.052

随着信息化,智能化,网络化的发展,嵌入式系统技术也获得了广阔的发展空间。嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。它的发展给社会带来了巨大的经济效益,与此同时,社会对嵌入式专业人才的需求也逐步扩大。据有关部门不完全统计,国内每年嵌入式系统技术人才紧缺达40多万人左右[1]。

为社会培养人才正是高校办学的宗旨,嵌入式系统作为一个新兴的技术领域,正逐渐成为许多高校的重点建设课程,如何尽快培养出满足社会发展需要的各种嵌入式技术高级人才,是高校从事嵌入式技术教学的老师必须面临的问题[2]。已有嵌入式系统教育工作者在嵌入式系统教学现状[3]和教学模式[4]方面做了一些研究。

但对嵌入式系统教学方法的研究也不容忽视,好的教学方法会起到事半功倍的效果。嵌入式系统可以认为是软件和硬件的综合体,它涉及计算机体系结构、操作系统、微机原理、接口技术、计算机编程等诸多知识内容,是一门综合性和实践性都很强的课程。如何有效的提高课堂教学效果,达到预期的教学目标,是高校教师应该思考的问题。

1 嵌入式系统应用课程设置

嵌入式系统应用课程[5]是整个嵌入式系统教学中最重要的部分,其设置的合理性,直接关系到嵌入式系统教学的成败。嵌入式系统应用课程的设置要具有

针对性,下面就这一问题从以下四个方面进行讨论。

(1) 嵌入式微处理器的选择

嵌入式技术发展到今天,嵌入式微处理器的种类也日益繁多,单从嵌入式微处理器的架构来讲,目前市场上流行的就有ARM、MIPS、PowerPC以及68000等架构。

但在高校教学领域推广十分广泛的就属ARM架构嵌入式微处理器,它是由ARM(Advanced RISC Machines)公司推出的32位RISC处理器。毫无疑问,ARM芯片嵌入式微处理器中的佼佼者,是很多数字电子产品的核心。如95%的手机里面的核心处理器使用的都是ARM芯片,而ARM在整个手持市场上占有90%以上的份额,这是一个惊人的比例。目前,全球已有超过700多家的软硬件系统公司加入了ARM Connected Community,其中中国本土公司也已有超过70多家公司加入了ARM生态伙伴系统[6]。

而且ARM公司提供了一套完整的产业链,确保了ARM芯片的开放性和通用性。因此,高校开设嵌入式系统专业课程,ARM芯片应是首选的学习对象,其相关的学习资料和开发工具较多。比如三星公司ARM7内核的S3C44B0X,以及ARM9内核的S3C2410等。

(2) 嵌入式操作系统的选择

嵌入式操作系统是嵌入式系统的灵魂,它使得嵌入式系统的应用更加广泛。目前在市场上流行的嵌入式操作系统多达十几种,常见的有uC/OS II,ucLinux,Arm-Linux,Windows CE,VxWorks,Palm OS,Symbian,Windows Mobile,Android等等。

在嵌入式系统教学上,应从市场对人才需求来考虑,这里建议选择Linux操作系统作为教学内容。因为该操作系统是内核代码开源的,可以免费下载使用。可根据应用情况进行内核裁剪,具有很好的移植性。

(3) 实验平台的选择

嵌入式系统实验平台是嵌入式系统教学不可缺少的教学资源,目前推广嵌入式系统实验教学平台的公司也比较多,比如北京博创兴业科技有限公司、英蓓特信息技术有限公司、亿道电子技术有限公司等。

每个公司所推出的实验平台有所不同,主要是所采用的处理器平台、操作系

统平台、以及外围硬件资源的不同。在教学实验平台的选择上,应根据教学培养目标来进行选择。建议在嵌入式系统基础实验上要重点考虑。

(4) 应用课程教材的选择

在嵌入式系统教学中,嵌入式系统应用课程教材的选择也尤为重要。目前市场上关于嵌入式系统的教材可以说是琳琅满目、百家争鸣。选择一本合适的教材,对于学生学习和掌握嵌入式系统起着关键的作用。如果所选教材太难,或者太简单,那么学生会觉得学习起来没有意思,缺乏激情。所以,教材内容的难易度,要根据教学目标和学生的实际情况来进行选择,并且应与嵌入式系统实验平台相配合,通过实验加深对知识的理解和掌握。

2 传统的教学方法

嵌入式系统应用课程是嵌入式系统专业的核心课程,它具有综合性强和实践性强的特点。不仅在课程设置上对教学提出了挑战,更是在教学方法上提出了更高的要求。采用何种教学方法以达到较好的教学效果,成为了嵌入式系统教学成败的关键。

教学方法是指教师在教学过程中为完成教学目的、任务而采取的活动方式的总称。但它不是教师孤立单一的活动方式,它包括教师“教”的活动方式,还包括学生在教师指导下“学”的方式,是“教”的方法与“学”的方法的统一。

讲台—实验室教学方法是一种传统的教学方法,它注重的是在新知识的传授过程中,以老师讲授为主,老师的注意力集中在自己“教”的内容上,而无暇顾及学生实际“学”的情况。而是教学之后,通过实验来巩固所学知识。在这样的教学过程中,学生就会觉得十分乏味,以致对嵌入式的学习产生厌倦的情绪。而且,学生在真正做实验的时候,已经是很被动的去完成相关任务,而失去了挑战新知识的动力。

3 一种新的教学方法

改进教学方法[7],提高教学质量是教育界一直都关注的问题。面对嵌入式系统应用课程综合性和实践性的特点,传统的教学方法显得心有余而力不足。高校培养合格的嵌入式技术人才是高校办学的宗旨。结合嵌入式系统应用课程特点和学院实际情况,通过研究讨论,提出了一种创新型的教学方法——网络多媒体技术教学方法,该教学方法有别于一般的多媒体教学法。