序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇嵌入式課程總結(jié)范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

【論文摘要】介紹嵌入式系統(tǒng)的概念和發(fā)展狀況，以及目前國內(nèi)外嵌入式系統(tǒng)在獨立學院教育的現(xiàn)狀，根據(jù)多年的教學實踐，結(jié)合目前本校開展嵌入式系統(tǒng)教學的教學經(jīng)驗，總結(jié)出適合我國獨立學院開展嵌入式系統(tǒng)課程的教學模式。

1.引言

目前，國內(nèi)開設有關(guān)嵌入式系統(tǒng)課程的獨立學院極少，培養(yǎng)出的基于Linux平臺上的嵌入式軟件開發(fā)人員更是鳳毛麟角。所以，注重應用能力培養(yǎng)的獨立院校，特別是有計算機、電子技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的工科獨立院校，應該盡早引入嵌入式系統(tǒng)的教育，結(jié)合自己專業(yè)特點，大力開展嵌入式系統(tǒng)的教學工作。

2.嵌入式系統(tǒng)簡介

嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，而是指小型、專用的計算機系統(tǒng)。它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲器及外設器件和I/O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（要求實時和多任務操作）和應用程序編程。有時設計人員把這兩種軟件組合在一起，應用程序控制著系統(tǒng)的運作和行為；操作系統(tǒng)控制著應用程序編程與硬件的交互作用。

3.國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)教學的現(xiàn)狀

國內(nèi)教育界將嵌入式系統(tǒng)的教學大致分為三類：軟件學院專業(yè)嵌入式教學；計算機專業(yè)嵌入式教學；電子、自動化等相關(guān)專業(yè)嵌入式教學，對于嵌入式系統(tǒng)的教學研討從嵌入式課程體系的設置、嵌入式理論教學的開展、嵌入式實驗教學的開展、嵌入式綜合設計與學生工程實訓等幾方面展開。

4.嵌入式系統(tǒng)教學模式的探討

綜觀國內(nèi)外，長期以來都沒有專門針對嵌入式系統(tǒng)專業(yè)的學科設置，從事該領(lǐng)域的研發(fā)人員都來自不同專業(yè)背景，例如自控、電子工程、通信工程、計算機應用等專業(yè)。由于知識結(jié)構(gòu)不能完全滿足嵌入式系統(tǒng)工程的要求，需要經(jīng)過較長的再培訓才能勝任嵌入式系統(tǒng)工程師的工作。嵌入式系統(tǒng)教育給傳統(tǒng)計算機、電子信息工程教育帶來了巨大的沖擊和挑戰(zhàn)，也帶來了歷史的發(fā)展機遇。嵌入式系統(tǒng)工程（ESE）是一個全新的專業(yè)，需要企業(yè)和社會的認知過程，課程體系需要經(jīng)歷設計、發(fā)展、完善的過程。

通過與國內(nèi)其他高校的專家的探討與學習，結(jié)合西部高校普遍存在的資金非常缺乏，實驗條件的局限，以及電子信息工程專業(yè)學生的特點，我們積累和總結(jié)出關(guān)于嵌入式系統(tǒng)教育教學模式的一些想法，列舉如下：

4.1 建立一套適合學校特點的課程體系

嵌入式課程是近幾年來建立的一門新課程，有它自身的特點、規(guī)律。嵌入式的課牽扯面很廣，包括研究生的課程、本科生的課程、技能課程的培訓等。由于該課程與實際結(jié)合得非常緊密，容易教成短期培訓，而作為一門課程要有自己的規(guī)律，不要把這個課程做成嵌入式系統(tǒng)教學的技能培訓，要結(jié)合獨立學院的自身培養(yǎng)目標特點制定出相應的教學計劃以及實施方案。例如在我校，針對電子信息工程專業(yè)，目前師資力量等都不能滿足直接建立一個嵌入式系統(tǒng)的專業(yè)，設想把嵌入式系統(tǒng)設定為電子信息工程專業(yè)本科主修方向，在低年級時開設相關(guān)的專業(yè)選修課，讓有意于此方向的學生打好基礎(chǔ)，在本科高年級進一步學習。作為電子信息工程專業(yè)，在教學中一定不能光注重應用，也要將清楚計算機本身的規(guī)律在什么地方，為什么發(fā)展嵌入式，有什么原理進行探討，從而建立一套適合我們特點的課程體系。

4.2 課程應該分層次

嵌入式系統(tǒng)教學的層面應不同，有研究生、本科生高年級、重點大學、普通大學、獨立學院等的分別，在授課時有所區(qū)別。在本學院推行這門課，考慮到針對的是電子信息工程專業(yè)，和其他學院的側(cè)重點是不同的，但作為電子信息專業(yè)中的一個主修方向，在教學中應該突出原理與應用的緊密結(jié)合且能體現(xiàn)出理論和實踐并重的特點，在教材的選定上應該包括有關(guān)嵌入式處理器、操作系統(tǒng)（linux或ubantu）、開發(fā)平臺和應用，重點學習原理及相關(guān)應用。

4.3 主動去獲得更多的支持

由于學校在技術(shù)、經(jīng)驗、資金等方面有很多的困難，所以應該主動尋求以獲得更多的幫助，例如主動跟國內(nèi)外相關(guān)公司索取資料、設備，要求一些技術(shù)支持等，積極組織教師參加全國范圍的各種嵌入式系統(tǒng)教學研討會、及到各知名企業(yè)進修，讓教師深入了解技術(shù)發(fā)展。

4.4 可利用仿真軟件、書籍內(nèi)容輔助實驗教學

如果讓理論知識能讓學生達到所見即所得是本課程教學的重點和難點，由于資金的缺乏，現(xiàn)成的實驗板很昂貴，應采用仿真和實驗相結(jié)合的方法，一部分學生在SkyEye、microwindows仿真環(huán)境下做實驗，一部分學生在實驗板上面做實驗，在實驗之后再一起互相討論。

4.5 利用互聯(lián)網(wǎng)進行教學交流

由于教師對嵌入式系統(tǒng)課程不熟悉，在教學中要自己一邊學習一邊講課，應該充分利用極其豐富的網(wǎng)絡資源，例如教學課件及背景資料都可以從網(wǎng)站上下載，教師和學生均可通過論壇交流。

4.6 全國高校大學生電子競賽及行業(yè)相關(guān)競賽

通過組織學生參加全國高校大學生電子競賽來深入了解和學習嵌入式系統(tǒng)。雖現(xiàn)在的電子競賽還沒有直接用到嵌入式系統(tǒng)，但是我們必須現(xiàn)在開始在思想上有所改變，主要是使學生多搞創(chuàng)新想法，而不僅僅是產(chǎn)品創(chuàng)新。

5.結(jié)語

嵌入式系統(tǒng)工程是一個全新的專業(yè)，目前的關(guān)鍵是怎樣與現(xiàn)有專業(yè)學科融合，以及怎樣進行現(xiàn)有課程體系的改革和調(diào)整。我國在嵌入式系統(tǒng)教育方面起步較早的是北京大學軟件與微電子學院的嵌入式系統(tǒng)系，他們已經(jīng)形成了較為完善的課程體系、專業(yè)水平較高的師資隊伍和與國際技術(shù)接軌的嵌入式系統(tǒng)工程實踐環(huán)境，目前，嵌入式系統(tǒng)系在我院本科生達到480人。獨立學院由于很多因素的制約在教育上也比較落后，但已經(jīng)積極行動起來，投身到嵌入式系統(tǒng)教育中去，為我國嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展輸送更多的優(yōu)秀人才。

參考文獻

[1]馬忠梅.嵌入式系統(tǒng)教學模式探討[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2008（11）：5-37.

篇(2)

關(guān)鍵詞：案例教學；嵌入式系統(tǒng)安全；教學方法

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）13-0186-02

一、引言

隨著高校培養(yǎng)應用型、復合型人才需求的提出[1]，高校在課程設置、教學模式等方面進行了改革?！肚度胧较到y(tǒng)安全》課程實踐性較強，而傳統(tǒng)教學方法只注重講述理論模型，缺乏創(chuàng)新，加之學生水平參差不齊，導致課程授課目標無法很好完成。為此，探索新的教學培養(yǎng)模式勢在必行。

二、目標

嵌入式系統(tǒng)安全課程內(nèi)容涵蓋了安全體系結(jié)構(gòu)/協(xié)議、認證技術(shù)、病毒與惡意代碼、網(wǎng)絡入侵、入侵檢測與防火墻、嵌入式系統(tǒng)安全等內(nèi)容。課程順應嵌入式系統(tǒng)與移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，快速建立對嵌入式移動互聯(lián)網(wǎng)安全的全貌概覽。學生通過學習，能夠了解嵌入式系統(tǒng)與網(wǎng)絡安全的基本知識和掌握具體應對辦法，獨立學習與初步設計嵌入式系統(tǒng)安全方案，為今后應用嵌入式系統(tǒng)或從事移動互聯(lián)網(wǎng)安全管理打下良好基礎(chǔ)。為了鼓勵學生獨立思考、培養(yǎng)創(chuàng)新思維，在授課過程中，筆者根據(jù)案例教學法的特點，照顧到課程綜合性和實踐性強的特點，逐步采取“案例導向教學+實際的案例分析+實踐操作”的方式實施教學，提高學生學習興趣，取得了良好的教學效果。

三、方法設計

案例教學（CaseTeachingMethod）是由美國哈佛法學院前院長C.C.Langdell于1870年首創(chuàng)[2]，后經(jīng)哈佛企管研究所所長W.B.Doham推廣，被認為是代表未來教育方向的一種成功教育方法。案例教學法對提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有深遠意義[3]。應用到本課程中，在每個技術(shù)專題的講解過程中，采用“知識點鋪墊+案例導向教學+實際的案例分析+小組討論+實踐操作+小組實訓總結(jié)”的教學模式展開試點教學。

四、實施方案

在實際授課過程中，結(jié)合案例教學法和課程實際特點，筆者采用如圖1所示的教學模式展開教學。如在講解網(wǎng)絡攻擊技術(shù)專題時，首先鋪墊知識點。網(wǎng)絡攻擊分為三個階段：預攻擊、攻擊、后攻擊階段。預攻擊階段要收集目標網(wǎng)絡、目標主機的信息。如，獲取網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、主機操作系統(tǒng)類別、開放端口和服務情況等。有了基礎(chǔ)知識的鋪墊，必須輔以實際案例。因此，課堂中為學生演示信息收集過程。通過網(wǎng)絡命令ping、tracert/traceroute、nslookup，或網(wǎng)絡登錄截取banner信息等，推斷目標網(wǎng)絡和目標主機的基本信息。這些都是學生日常使用網(wǎng)絡和計算機中常接觸的命令和操作過程，但沒有理論知識的鋪墊，很少有人能夠聯(lián)想到這類操作可幫助黑客獲取到如此重要的敏感信息。完成了上述內(nèi)容，學生的學習積極性已被調(diào)動起來，接下來進行具體的案例分析。課堂中演示用實際工具，如端口掃描、漏洞掃描軟件，獲得目標主機的系統(tǒng)漏洞和開放端口/服務情況。通過案例解析，讓學生從理論了解到實際操作，有了直觀、具體的認識。在小組討論階段，老師可提出問題：“上述掃描工具的實施原理是什么？能否借助于之前學習過的網(wǎng)絡知識、編程知識，自己設計實現(xiàn)一個類似的軟件工具？”鑒于課堂授課時間有限，接下來的“小組討論”和“實踐操作”階段留在課后完成。但教師需為學生進行小組劃分，并給出具體任務。在“小組討論”和“實踐操作”階段，教師不再是課程知識的傳授者，轉(zhuǎn)而充當指導者的角色，幫助學生完成任務。之后，要求學生在課堂上進行“小組實訓總結(jié)”，通常是以“作品展示+演說答辯”的形式進行。

五、評價準則

課程授課模式發(fā)生了變化，相應地，課程教學效果的評價準則也要做出適當調(diào)整。筆者在教學過程中，通過實踐，總結(jié)出了一套新的綜合評價指標。如圖2所示。由于課程特點，授課內(nèi)容是以專題展開的，教學過程圍繞項目進行，所以評價標準也以項目為單位。評價表的評分標準分為過程評價和結(jié)果評價兩部分。每個部分都充分考慮“案例分析、團隊合作、新知識點理解、辯論/答辯”等階段的學生表現(xiàn)，在評分過程中，教師評分和同學評分的比例也有所調(diào)整。該評價準則，涵蓋了教學過程的各個階段，充分尊重教師和學生的評價結(jié)果，能夠合理、準確地反映出學生的學習情況和學習效果。

六、總結(jié)

篇(3)

摘要:本文從嵌入式軟件專業(yè)教學的現(xiàn)狀和存在的問題出發(fā),闡釋了嵌入式專業(yè)人才培養(yǎng)的現(xiàn)行模式,論述了該人才培養(yǎng)模式的可行性和發(fā)展前景。同時,本文也對構(gòu)建新型嵌入式軟件專業(yè)人才培養(yǎng)模式提出了若干建設性意見,指出只有按照嵌入式系統(tǒng)教學的特點發(fā)揮嵌入式軟件專業(yè)的優(yōu)勢,才是嵌入式專業(yè)教學的成功出路。

關(guān)鍵詞:嵌入式軟件;實驗教學;ARM_Linux

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

1嵌入式軟件專業(yè)發(fā)展和教學現(xiàn)狀

進入90年代以來,以計算機軟硬件技術(shù)和通信技術(shù)為核心的綜合性信息技術(shù)取得了迅猛發(fā)展,從而奠定了嵌入式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。同時,以大量消費電子產(chǎn)品為主的個性化信息終端需求促進了嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用,使之成為信息化進程應用技術(shù)中的一個熱點。

嵌入式系統(tǒng)的定義為“以應用為中心、軟件硬件可裁剪的、適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格綜合性要求的專用計算機系統(tǒng)”,因此,一款嵌入式系統(tǒng)成品可以理解為一款專用計算機系統(tǒng),而嵌入式系統(tǒng)的設計開發(fā)完全以應用為中心:一切軟硬件都是圍繞著實現(xiàn)某種功能進行定制的。因此嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程具有很強的目的性。

目前嵌入式系統(tǒng)的硬件開發(fā)以32位嵌入式微處理器為核心,而軟件系統(tǒng)則往往基于一款實時操作系統(tǒng)進行開發(fā),借由操作系統(tǒng),該綜合平臺的處理能力是以往的嵌入式單片機所根本無法比擬的。正因為嵌入式操作系統(tǒng)的存在,使得嵌入式開發(fā)可以獲取更短的開發(fā)周期,更低的開發(fā)資金以及更高的開發(fā)效率,而且隨著嵌入式技術(shù)發(fā)展前景的日益廣闊,越來越多的嵌入式操作系統(tǒng)不斷出現(xiàn),并且基于這些操作系統(tǒng)的應用軟件系統(tǒng)也層出不窮。

嵌入式設備的增值很大程度上取決于嵌入式軟件的開發(fā),越是功能復雜、系統(tǒng)智能的設備,軟件系統(tǒng)越起到關(guān)鍵作用,這是目前的趨勢。嵌入式系統(tǒng)之中軟件成分的逐漸擴大化已經(jīng)成為嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的新方向。因此在高

校嵌入式系統(tǒng)課程之中,引入嵌入式操作系統(tǒng)以及軟件部分的內(nèi)容,其意義舉足輕重。

鑒于嵌入式軟件系統(tǒng)的裁剪性和移植性方面的要求,我們選擇ARM_Linux系統(tǒng)作為嵌入式軟件系統(tǒng)教學的操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)在嵌入式領(lǐng)域很有發(fā)展前景,不僅要求資源和功耗極低,而且其設備驅(qū)動程序要比商業(yè)OS的設備驅(qū)動程序更多且更加適于改造。ARM_Linux具有強大的裁剪性,并且由于其開源的特性,可移植的應用軟件種類繁多,因此非常適合學習和研究。

2嵌入式系統(tǒng)專業(yè)課程特點

與其他計算機專業(yè)課程相比,嵌入式系統(tǒng)專業(yè)課程具有鮮明的技術(shù)特點。首先,嵌入式系統(tǒng)課程要求學生具有較高的專業(yè)基礎(chǔ)。如圖1所示,嵌入式軟件系統(tǒng)的先修課程包括:操作系統(tǒng)、組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、Linux相關(guān)課程組等等。同時,和嵌入式系統(tǒng)課程相關(guān)的還有DSP、面向?qū)ο蟆⒂嬎銠C網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫以及電子電路等相關(guān)課程組。

圖1嵌入式系統(tǒng)課程設置

作者簡介:李永,中國石油大學(華東)計算與通信工程學院專業(yè)實驗室實驗師,從事嵌入式系統(tǒng)方向教學和研究工作。

嵌入式軟件開發(fā)不僅要求對嵌入式操作系統(tǒng)有很好的了解,而且能夠基于操作系統(tǒng)進行驅(qū)動模塊和應用軟件的編寫。因此嵌入式系統(tǒng)具有很強的滲透性,能夠與各種行業(yè)技術(shù)結(jié)合從而滲透到各個領(lǐng)域。

除此之外,嵌入式系統(tǒng)教學對師資的要求也比較高。嚴格意義上講,嵌入式系統(tǒng)不是一門學科,但是它卻從屬于多門學科,這就要求教師不僅能夠在課堂上講述嵌入式系統(tǒng)的理論和外延,而且能夠在實驗室對學生進行具體代碼的演示和實踐。為了適應現(xiàn)在社會的發(fā)展需求,嵌入式指導教師還需要不斷將新鮮的技術(shù)補充到嵌入式系統(tǒng)實驗教學體系之中。

基于以上特點,“實踐”和“創(chuàng)新”是嵌入式軟件系統(tǒng)教學模式的兩個主要特點。實踐是整個嵌入式系統(tǒng)課程體系中的重要基礎(chǔ),而創(chuàng)新的思想則貫穿了整個嵌入式教學的始終。

3嵌入式軟件系統(tǒng)教學模式

鑒于嵌入式軟件開發(fā)的特點,我們的教學模式分為如下三個階段:基礎(chǔ)、應用及提高。如圖2所示。

圖2課程知識結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)實驗旨在培養(yǎng)學生的各種基本能力,因此對于教學模式的基礎(chǔ)部分,可以分化為Linux學習模塊和構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)模塊。由于嵌入式系統(tǒng)實驗課程目的在于培養(yǎng)學生的實踐能力、科學素質(zhì)和創(chuàng)新精神,因此傳統(tǒng)的實驗教學方法需要進行一定的改良。對于嵌入式系統(tǒng)實驗教學的基礎(chǔ)部分,傳統(tǒng)的驗證性實驗能夠牢牢打造好學生的基礎(chǔ);不過對于嵌入式系統(tǒng)的應用部分和提高部分,傳統(tǒng)的實驗教學則存在著一定的弊端:

(1) 傳統(tǒng)實驗教學不利于學生對知識概念的整體把握。因為在傳統(tǒng)的實驗教學方式中,學生往往注意每個單獨的實驗步驟而忽略了對實驗的整體理解。

(2) 傳統(tǒng)實驗教學不利于學生主觀能動性的發(fā)揮。傳統(tǒng)實驗教學往往大多是驗證性實驗,這樣的實驗很容易降低學生的積極性,喪失學生的實驗興趣,從而降低實驗效果。

(3) 傳統(tǒng)實驗教學不利于學生技能的培養(yǎng)。實驗教學目的之一是培養(yǎng)學生實驗技能,可是先入為主的傳統(tǒng)實驗教學方式降低了學生的創(chuàng)造性。學生常常關(guān)注自己期望的實驗結(jié)果是否與書本上的已知結(jié)果一致,而忽略了分析解釋所得數(shù)據(jù)的原因。

綜上所述,我們決定對嵌入式軟件系統(tǒng)教學模式的高級階段采用“案例式”教學方式。由于嵌入式系統(tǒng)實驗教學體系相對比較龐大,因此要求既能保證學生掌握嵌入式軟件編程的基礎(chǔ),又能夠在系統(tǒng)開發(fā)上發(fā)揮自己的主觀能動性。而如何設計相關(guān)“案例”則成了非常關(guān)鍵的問題。按照嵌入式軟件開發(fā)以及ARM_Linux操作系統(tǒng)的相關(guān)特點,我們把整個嵌入式軟件系統(tǒng)的應用部分細化為五個方面的內(nèi)容,如圖3所示。

圖3嵌入式軟件系統(tǒng)應用部分

其中內(nèi)核實驗目的在于使學生充分了解嵌入式系統(tǒng)的精簡性和裁剪操作。在完成該部分的實驗之后,學生將了解如何構(gòu)建擁有自己個性的嵌入式平臺。內(nèi)核實驗能夠起到舉一反三的作用,使得學生能夠?qū)?nèi)核編程和計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理解歸納為一個比較成熟的模型。

驅(qū)動程序?qū)嶒瀼淖詈唵蔚奶摂M設備,到最后的觸摸屏驅(qū)動實驗和攝像頭驅(qū)動實驗,總共有十個實驗之多。該部分能夠使學生在學習嵌入式系統(tǒng)關(guān)于驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,更多地了解驅(qū)動程序的應用價值。對于實驗平臺上豐富的功能,要驅(qū)動相關(guān)的寄存器就需要實現(xiàn)各個功能的驅(qū)動程序。因此,當學生掌握了驅(qū)動程序的模式和規(guī)則之后,只要進行相關(guān)的修改和擴充,就能夠適應不同種類的驅(qū)動環(huán)境。

圖形界面采用具有良好發(fā)展前景的Qt,以及在該基礎(chǔ)上擴展出來的手機界面Qtopia。學生能夠在此基礎(chǔ)上使用Linux自帶的工具進行C++編程來完成實驗內(nèi)容,并且可以使用GUI對過去的所有應用程序進行包裝。

軟件移植,是現(xiàn)在軟件編程世界很流行的一個導向。對于Linux豐富的開源軟件來說,將其從X86系統(tǒng)上移植到ARM平臺上是很有挑戰(zhàn)性的工作。我們所移植的軟件包含播放器、網(wǎng)絡服務器、數(shù)據(jù)庫軟件、網(wǎng)絡電話、各種引擎等。在進行眾多的移植操作之后,學生將能夠從中歸納出移植的方法和手段,得到移植過程中的必要體驗和經(jīng)驗。

嵌入式通信內(nèi)容包括串口通信,網(wǎng)絡socket通信,CAN總線通信,藍牙通信等實驗。學生完成這些實驗之后,則能夠把之前的各種單機實驗聯(lián)系起來。學生完成這五個應用部分的學習之后,則已經(jīng)具備了完成嵌入式項目的基礎(chǔ)能力。

在教學模式的提高階段,使用一個獨立的“案例”系統(tǒng)作為學生最后的大作業(yè)。這樣不僅能夠提高學生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新思維,而且可以作為一種考核方式進行總結(jié)。因此案例首先需要有一定的挑戰(zhàn)性,能夠激發(fā)學生的興趣和能動性,而且需要符合專業(yè)培養(yǎng)和考核要求。整個過程按照嵌入式軟件開發(fā)流程進行運作,學生以團隊模式進行開發(fā)。最后提交的成果將采用科技論文的形式,包括中英文的摘要和關(guān)鍵詞、小組成員分工名單、設計功能與設計特色、模塊介紹與使用手冊、體系結(jié)構(gòu)、刻錄光盤和測試結(jié)果性能分析等,同時還要進行系統(tǒng)答辯。這樣可以從產(chǎn)品開發(fā)的角度培養(yǎng)學生一定的項目實踐經(jīng)驗。

案例還要有很強的應用價值。例如我們所設計的案例有“自動取款機”、“手持游戲機”、“可視對講機”、“電梯監(jiān)控系統(tǒng)”、“智能家居系統(tǒng)”、“移動點菜系統(tǒng)”等,這些都是完全以生產(chǎn)產(chǎn)品的角度進行實習教學的。以“基于藍牙的移動點菜系統(tǒng)”為例,設計內(nèi)容包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計、任務策劃、功能實現(xiàn)、各個模塊編碼以及系統(tǒng)測試等幾個步驟。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計中,我們要求完全基于功能進行定制(圖4);之后按照提供的相應系統(tǒng)功能進行任務分配和功能解析(圖5);在完成各個模塊編碼之后,將會對整個系統(tǒng)進行整合并測試(圖6、圖7)。

圖4移動點菜系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)圖

圖5移動點菜系統(tǒng)的功能解析圖

圖6移動點菜系統(tǒng)的工作流程

圖7移動點菜系統(tǒng)的最終效果圖

“教學相長”,學生完成的多個案例對老師的能力培養(yǎng)能夠起到良好的促進作用。由于嵌入式軟件開發(fā)的專業(yè)性和通行性,因此其經(jīng)驗的積累和案例的沉積非常重要。按照這種教學模式進行相關(guān)專業(yè)方向的建設,不僅可以提高教師的實踐能力和項目經(jīng)驗,同時對嵌入式系統(tǒng)教學科研團隊的建設也能夠起到積極作用。

4嵌入式系統(tǒng)教學成果和總結(jié)

在實踐過程中有極高的自由度,就能夠極大地激發(fā)學生學習的主動性。興趣是最好的老師,學生能夠?qū)⒆约焊鞣N創(chuàng)新的想法進行總結(jié)、歸化并且實現(xiàn)出來,無疑是很有成就感的。依靠興趣產(chǎn)生的內(nèi)在驅(qū)動力,能夠把從外界給予的壓力而內(nèi)化到學生自身學習產(chǎn)生的興趣上,往往會引發(fā)學生非常高漲的學習情緒,并能夠形成良好的氛圍和傳統(tǒng)。

按照如上教學模式所培養(yǎng)出來的學生,一般都具有很強的系統(tǒng)架構(gòu)能力和程序分析設計能力。例如在2007年山東省所舉辦的“齊魯軟件大賽”中,我們學院參賽的三個嵌入式組全部獲獎,其中兩個組分獲相關(guān)方向的第一名;2008年全國高?！安﹦?chuàng)杯嵌入式大賽”中,我們學院參賽的三支隊伍全部獲獎,其中兩支分獲相關(guān)方向的一等

獎;2008年的“齊魯軟件大賽”中,我院參賽的兩個嵌入式組也分獲相關(guān)方向的一等獎和二等獎。

另外,我們將這種實驗教學模式應用在“東軟班”和“阿爾卑斯班”的嵌入式教學中,也具有非常顯著的效果。相對于其他院校所培養(yǎng)的學生來說,從這種實驗教學模式下走出來的學生具有更強的實踐能力和更加豐富的編程能力和經(jīng)驗。因此他們一畢業(yè)就能夠直接步入技術(shù)領(lǐng)域,極強的動手能力和“項目構(gòu)造”的設計思想使他們能夠很快得到企業(yè)的認可和好評。

我們與在這種模式下培養(yǎng)出來的畢業(yè)生聯(lián)系,從他們給我們的反饋信息中得知,我們之前所培養(yǎng)的學生,現(xiàn)在幾乎都成了各個所在單位的技術(shù)中堅力量,并且一般都具有非常廣闊的發(fā)展前景。

綜上所述,新型人才培養(yǎng)模式能夠突出嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的特點,發(fā)揮嵌入式系統(tǒng)本身存在的優(yōu)勢,適應當前社會對創(chuàng)新人才的需求,因此值得推廣。

參考文獻:

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[6] 李永,孫峰. 淺談嵌入式系統(tǒng)現(xiàn)狀與相應教學設備的選擇[J]. 今日科苑,2008(11).

篇(4)

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；人才培養(yǎng)模式；課程體系

中圖分類號：G623.58

嵌入式從早期的單片機，到后來的DSP，再到現(xiàn)今的32位的基于ARM架構(gòu)的處理器及以Soc片上系統(tǒng)的應用，嵌入式的應用已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域。嵌入式教育目前在國內(nèi)已經(jīng)形成了足夠的重視，但我們在很多方面所做的工作還不夠，還存在一些問題如：師資力量不夠，教材過于籠統(tǒng)，教學方式陳舊，培養(yǎng)嵌入式專業(yè)技能方面不能滿足社會需求等。

本文將結(jié)合哈爾濱華德學院計算機專業(yè)的實際情況，以“應用型”人才培養(yǎng)為目標，結(jié)合本校學生的特點，探討如何培養(yǎng)出適應社會需要的嵌入式人才。

1.專業(yè)定位

哈爾濱華德學院于2007年在計算機科學與技術(shù)專業(yè)設置嵌入式系統(tǒng)方向，本專業(yè)的定位是培養(yǎng)能夠在消費電子、信息科學、計算機技術(shù)、工業(yè)控制、汽車電子等領(lǐng)域從事嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的軟/硬件設計、開發(fā)、測試等領(lǐng)域具有綜合解決實際問題能力的實用型高等工程技術(shù)人才。

2.課程體系

2004年IEEE和ACM對計算機專業(yè)本科教育的課程系進行的設置認為嵌入式系統(tǒng)的課程應包括以下內(nèi)容：嵌式的發(fā)展歷程和概述、嵌入式微處理器、嵌入式軟件設、實時操作系統(tǒng)、低功耗計算、系統(tǒng)可靠性設計、設計方法學、嵌入式系統(tǒng)設計工具、嵌入式多處理器系統(tǒng)設計、網(wǎng)絡化嵌入式系統(tǒng)、接口和混合信號系統(tǒng)等。

通過市場調(diào)查，針對學生的實際接受知識的情況和社會的需求，本專業(yè)方向課程體系的理論教學分必修課程和選修課程，理論與實踐的比例在6：4。課程體系主要分四個階段：嵌入式原理基礎(chǔ)、嵌入式編程基礎(chǔ)、嵌入式開發(fā)技術(shù)和嵌入式綜合應用。整個課程體系如圖1所示

圖1哈爾濱華德學院計算機專業(yè)嵌入式方向課程體系

課程體系中加強注重“精”，重點強化基礎(chǔ)知識的掌握，課程內(nèi)容較大程度地體現(xiàn)了嵌入式領(lǐng)域的熱點，是企業(yè)界普遍關(guān)心的核心技術(shù)，具有較強的實用性。教學中微處理器介紹MCS-51、ARM、FPGA、DSP，嵌入式操作系統(tǒng)介紹Linux、WinCE，開發(fā)語言介紹C++、Java。四年的教學要求學生做到四個“1”，即“精通1種主流微處理器系統(tǒng)+1套開發(fā)工具+1種嵌入式操作系統(tǒng)+1門開發(fā)語言”。

3.實踐教學體系

嵌入式系統(tǒng)是一門應用性，實踐性很強的的課程。結(jié)合哈爾濱華德學院的實際教學特點，積極開展啟發(fā)式、討論式、案例式等教學方法，激發(fā)學生學習的興趣，考慮到學生的層次不同，在設置實驗內(nèi)容時，由淺入深，進行循序漸進的學習。在設置實踐環(huán)節(jié)時，我們分為課程實驗、課程設計、畢業(yè)設計三個環(huán)節(jié)，另外發(fā)揮發(fā)揮學生社團組織的作用，組織開展課外創(chuàng)新訓練與社會實踐活動。

3.1課程實驗

課程實驗又分為驗證性實驗、綜合性實驗、設計性實驗，一般驗證性實驗是4學時，綜合性實驗是8學時、設計性實驗是4學時。如嵌入式系統(tǒng)原理及應用課程共16學時實驗，4學時的GPIO輸入輸出、中斷實驗；8學時的電機控制、顯示實驗，4學時的電子相框設計。通過這幾個環(huán)節(jié)，學生能夠基本掌握ARM9處理器的應用。

3.2課程設計

課程設計一般都是1周-2周的教學周期，由老師給出題目，學生三人組成一組并選題，完成設計內(nèi)容。此環(huán)節(jié)即鍛煉了學生的綜合應用能力，又鍛煉了學生的團隊合作能力。

3.3畢業(yè)設計

畢業(yè)設計是最后一個實踐環(huán)節(jié)，周期為13周，學生通過前期的教學環(huán)節(jié)，對于自己的特長已經(jīng)有了定位，因此，自由選擇導師并定出研究題目，畢業(yè)設計分為論文開題、中期檢查、末期檢查、論文換審、論文答辯五個環(huán)節(jié)，本專業(yè)方向的畢業(yè)設計要求學生動手制作出實物，然后寫出論文。這個環(huán)節(jié)提高學生的綜合實踐和語言表述的能力，在增強學生理論基礎(chǔ)的同時，提高了實踐能力。

3.4課外實踐

采取“導師制”的方式，組織科研活動小組，指導學生參加各種科技實踐活動，學生在大學生電子競賽、飛思卡爾競賽、ACM大學生競賽等競賽中獲得獎項累計有40余項。

4結(jié)論

基于以上的教學實踐，哈爾濱華德學院開展了一系列嵌入式系統(tǒng)課程的教學，通過教學，學生能夠建立嵌入式系統(tǒng)的思想，掌握嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法，收到了良好的教學效果。

參考文獻

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[2]童英華.應用型本科院校嵌入式教學探討[J].微型電腦應用，2012（5）：1-10.

[3]邱雅.關(guān)于軟件學院嵌入式教學改革的思考[J].電腦知識與技術(shù)，2011（10）：7957-7961.

篇(5)

[摘 要]目前，全國高職院校陸續(xù)增開嵌入式相關(guān)專業(yè)，對于核心課程教學內(nèi)容及教學方法的開發(fā)與研討各有特色。本文針對《Linux應用開發(fā)》這門嵌入式專業(yè)核心課程的課程建設及教學方法做出了一些研討，進一步將項目教學法融入到嵌入式專業(yè)課程教學之中，以項目為載體，利用任務驅(qū)動使學生由被動學習向主動學習轉(zhuǎn)變。

[關(guān)鍵詞]項目教學 任務驅(qū)動 嵌入式Linux ARM

引言：嵌入式Linux是應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，而課程建設的成功與否取決于是否采用了合理的教學方法。不同的課程，有著不同的教學方法，開發(fā)一種合理的、配套的教學方法對于一門課程的建設顯得尤為重要。

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)控制和消費類等行業(yè)的20家生產(chǎn)企業(yè)進行調(diào)研。最終確定嵌入式系統(tǒng)工程專業(yè)《Linux應用開發(fā)》課程的教學目標是使學生掌握Linux的基本操作及系統(tǒng)應用、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)設計與應用開發(fā)技術(shù)。使學生具備嵌入式程序員從事嵌入式系統(tǒng)應用程序開發(fā)的能力。

通過調(diào)研還發(fā)現(xiàn)，為達到良好的教學效果，將知識傳授最大化轉(zhuǎn)化為能力培養(yǎng)，最有效的途徑是實施項目教學法。采取任務驅(qū)動方式，能為學生提供體驗實踐的情境和感悟問題的情境，圍繞任務展開學習，以任務的完成結(jié)果檢驗和總結(jié)學習過程等，改變學生的學習狀態(tài)，使學生主動建構(gòu)探究、實踐、思考、運用、解決、高智慧的學習體系，由被動學習轉(zhuǎn)變成主動學習，由“為什么要我學習”，轉(zhuǎn)變成“我要學習”。

二、確定研究方向及內(nèi)容，明確目標

經(jīng)過多方論證，確定我校嵌入式系統(tǒng)工程專業(yè)主要面向消費類電子、通信、工業(yè)控制、計算機與電子技術(shù)、IT 、軍工等領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與設計助理工程師、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)實施與維護員崗位群，培養(yǎng)具備嵌入式系統(tǒng)的軟、硬件開發(fā)與設計的基本能力，能夠熟練設計、開發(fā)嵌入式系統(tǒng)上層應用軟件，完成嵌入式系統(tǒng)測試與維護的開發(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)應用》課程的培養(yǎng)目標為：

（1）素質(zhì)培養(yǎng)

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

2.協(xié)作精神：具有團隊精神和合作意識，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)能力和較強的社會責任感。

（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、嵌入式應用程序的開發(fā)與調(diào)試；

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

《Linux應用開發(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、有效的教學方法，是非常有必要的。

三、深入理解項目教學法

所謂“項目教學法”，是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動，其目的是在課堂教學中把理論與實踐教學有機地結(jié)合起來，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力。

整個教學過程，可以用下面結(jié)構(gòu)圖來表示：

項目教學法的載體，是項目，一個項目又可以劃分多個任務；項目教學法的關(guān)鍵，是設計和制定一個項目的工作任務。教師需將原有的知識結(jié)構(gòu)體系打散，分散到各個項目中，再重新裝載到每個工作任務當中，使學生在實踐過程中，完成任務的同時，加深了對理論知識的理解。

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

篇(6)

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；教學方法；軟硬件結(jié)合；理論聯(lián)系實際

近年來，為了適應信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)高速發(fā)展的需要，大部分高等院校都開設了嵌入式系統(tǒng)、嵌入式單片機或者嵌入式操作系統(tǒng)等課程。開設此類嵌入式相關(guān)課程的目的主要是使學生能夠在本科階段對該領(lǐng)域及相關(guān)技術(shù)有一個預先的了解，為將來從事該行業(yè)打下良好的理論及實踐基礎(chǔ)。但隨著嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程的開展也逐漸暴露了一些在教學方法方面存在的問題，比如課程內(nèi)容過于偏重原理介紹，忽視了理論與實際的結(jié)合、以軟件編程（操作系統(tǒng)方面）作為主導使嵌入式教學變成了典型的編程語言教學等。因此，本文在上述問題的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)了如下幾個關(guān)于嵌入式系統(tǒng)教學的改進方法和措施。

一、注重對于嵌入式系統(tǒng)硬件的講解

眾所周知，嵌入式系統(tǒng)不是一個簡單的軟件系統(tǒng)或者操作系統(tǒng)，無論是單片機、DSP還是FPGA等都是嵌入式系統(tǒng)的承載媒體或介質(zhì)。脫離了承載的硬件進行嵌入式系統(tǒng)教學容易使學生脫離實際進行理論學習，而且可能使學生產(chǎn)生諸如“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)就是C語言編程嗎？”“嵌入式系統(tǒng)和Windows系統(tǒng)有什么區(qū)別？”“嵌入式系統(tǒng)的硬件就是一塊電路板嗎？”等疑問。因此，本課程在教學過程中應有意識地在每堂課中穿插加入關(guān)于嵌入式系統(tǒng)硬件設計的內(nèi)容，包括GPIO（LED燈、按鍵、PWM）、串行通信接口（RS232、RS485、SPI、I2C）、溫度傳感器、USB、WDG（看門狗）、定時器、液晶顯示、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換、Flash存儲和網(wǎng)絡通信等功能模塊。學生可以在學習嵌入式系統(tǒng)原理的同時更清楚、直觀地認識嵌入式系統(tǒng)的各個硬件組成部分及其功能。這樣，一方面對于已經(jīng)完成的如“數(shù)字邏輯電路”“C語言程序設計”“模擬電路技術(shù)基礎(chǔ)”和“單片機原理”等課程是一種鞏固和加強；另一方面可以使學生對嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)生更加真切的認識，避免出現(xiàn)“學完不知道學的是什么、也不知道用于何處”等諸如此類的問題。

二、在開展嵌入式系統(tǒng)試驗的過程中注重各功能模塊的試驗教學

在嵌入式系統(tǒng)教學的過程中試驗環(huán)節(jié)是必不可少的，學生不僅可以通過試驗對所學的理論知識進行鞏固，而且可以將理論知識運用到實際中去，更真切地理解嵌入式系統(tǒng)的原理。但在以往的教學過程中，試驗的重點更側(cè)重于軟件環(huán)境的搭建、開發(fā)板環(huán)境的搭建、應用程序的移植、內(nèi)核的裁剪移植和根文件系統(tǒng)的制作等。在實際中缺乏對前述的GPIO、串行通信接口、溫度傳感器、USB、WDG、定時器、液晶顯示、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換、Flash存儲和網(wǎng)絡通信等功能模塊進行單獨的、有針對性的試驗訓練和練習，而所缺失的功能訓練環(huán)節(jié)對激發(fā)學生的學習興趣是非常有益的。并且，單個功能模塊的功能調(diào)試相對于整個嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試來說相對比較簡單，學生很容易通過簡單操作看到實際效果，比如LED小燈閃爍、液晶屏顯示溫度以及與電腦進行簡單串行通信等。每實現(xiàn)一個新的功能都會給予學生新的興趣點，這樣可以在一定程度上提高學生學習嵌入式系統(tǒng)的積極性和效果。因此，在嵌入式系統(tǒng)試驗教學的過程中，增加一定的針對嵌入式系統(tǒng)硬件功能模塊的試驗環(huán)節(jié)對于提高教學效果和學生興趣是非常必要的。

三、采用理論授課與實際操作同時進行的方式

作為一類學生比較陌生的操作系統(tǒng)，嵌入式操作系統(tǒng)在學習初期上手的難度較大。特別是其采用命令行操作式的交互方式，與傳統(tǒng)的Windows圖形操作方式有較大的差別。全新的用戶、文件系統(tǒng)、進程、線程的概念以及網(wǎng)絡管理、內(nèi)存管理、進程調(diào)度、進程間通信、網(wǎng)絡接口和虛擬文件系統(tǒng)等內(nèi)核相關(guān)內(nèi)容對于大多數(shù)學生來說理解起來都存在一定的困難。因此，為了實現(xiàn)更好的教學效果，在條件允許的情況下可以選擇在機房授課的方式，通過多媒體教學系統(tǒng)和虛擬機軟件（VMware），在講解的同時進行演示操作并可以隨時方便快捷地解決學生在學習過程中出現(xiàn)的問題。

四、采用課程設計的方式使學生完整地參與一個嵌入式項目的開發(fā)過程

僅有理論教學的嵌入式系統(tǒng)課程很難獲得良好的效果。一個完整的嵌入式項目開發(fā)過程（從設計、編程到調(diào)試、實現(xiàn)的全過程）可以使學生將之前所學的相關(guān)知識綜合運用、融會貫通。美國加州大學伯克利分校從事嵌入式系統(tǒng)教學多年的Edward A. Lee教授認為“在六周的嵌入式相關(guān)教學課程之后，學生須要利用九周甚至更長的時間參與一個課程設計項目，從列表中選擇一個他們感興趣的項目進行研究。而且，在這個研究過程中對學生進行指導的不是講授嵌入式系統(tǒng)課程的教師，而是一些真正從事實際嵌入式項目的技術(shù)人員”。由此可以看出，歐美發(fā)達國家的高等院校在進行嵌入式教學的過程中會利用較長的時間（嵌入式課程理論教學時間的1.5倍）來引導學生參與完整的嵌入式課程設計并接受具有豐富實踐經(jīng)驗的嵌入式專業(yè)技術(shù)人員的指導，這對學生形成完整的知識體系、提高實際動手能力都是很有幫助的。同時，可以采用分組的方式使學生進行團隊合作，充分培養(yǎng)他們的團隊協(xié)作能力和團隊合作精神。因此，我們通過采用更偏重實際的嵌入式課程設計使學生獲得更多的相關(guān)知識和實際經(jīng)驗。

下面以本人在課程設計中采用的嵌入式基站控制系統(tǒng)項目為例進行說明：該系統(tǒng)以實現(xiàn)大量移動通信基站的安保、安防以及遠距離自動無人值守監(jiān)控功能為目的進行設計，可以利用視頻和傳感探測單元等對本地的異常報警事件進行儲存或通過3G無線網(wǎng)絡將實時信息上傳控制中心，從而實現(xiàn)遠程集中監(jiān)控的設計目標。該系統(tǒng)軟件環(huán)境采用Linux嵌入式實時操作系統(tǒng)，硬件采用飛思卡爾IMX.53X系列微處理器作為核心控制單元，通過與多通道視頻控制器（TW2835）相結(jié)合構(gòu)成一個集視頻監(jiān)控、任務調(diào)度、網(wǎng)絡通信和數(shù)據(jù)采集為一體的多功能操控平臺。

考慮到培養(yǎng)學生的動手能力和團隊合作精神，此課程設計以六人為一個小組，每個小組推選一名負責人，負責進行分工和協(xié)調(diào)。根據(jù)嵌入式系統(tǒng)教材的內(nèi)容和教學大綱的要求，將整個嵌入式基站控制系統(tǒng)課程設計分為如下6個部分：1）人機界面：通過LED指示燈和音頻對系統(tǒng)的工作狀態(tài)、報警和故障進行指示以及實現(xiàn)遠程呼叫、對講功能；2）視頻監(jiān)控：采用420線NTSC制式的CCD球式或槍式攝像機CATV型視頻接入，將視頻錄像數(shù)據(jù)進行本地保存并采用覆蓋方式存儲；3）有線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信：通過有線網(wǎng)絡與遠程上位機系統(tǒng)進行視頻數(shù)據(jù)、語音數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)以及指令的交互通信；4）無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信：采用支持CDMA標準的3G通信模塊實現(xiàn)無線網(wǎng)絡通信功能；5）RS-485/RS-232通信：與球式攝像機的云臺、空調(diào)監(jiān)控模塊和UPS等動力環(huán)境監(jiān)控模塊進行通信；6）報警事件本地存儲：將報警事件信息及相應的視頻錄像數(shù)據(jù)保存在本地的Flash或SD卡中，隨時可以遠程對本地存儲的報警數(shù)據(jù)進行管理。

五、采用多種方式對學生的嵌入式系統(tǒng)學習過程進行評價

與傳統(tǒng)的理論教學為主的專業(yè)課程不同，嵌入式系統(tǒng)課程本身更偏重于實踐操作。因此，采用傳統(tǒng)的期末“一張考卷”的成績評定方式對學生的學習效果和能力進行評價并不盡合理，同時也容易影響學生參與嵌入式系統(tǒng)教學、試驗和課程設計的積極性。因此，可以考慮適當降低理論部分在學生嵌入式系統(tǒng)學習成績中的比重，甚至可以考慮取消理論考試，取而代之以試驗考試或者課程設計的表現(xiàn)作為決定學生期末成績的主要依據(jù)。比如，可以將最終評定方式的比例選擇為理論考試占20%、試驗成績占40%、課程設計成績占40%。當然，也可以對上述比例進行適當?shù)恼{(diào)整，但主要的原則應該是鼓勵學生主動地提高自身的動手和試驗操作能力，使其在畢業(yè)后能夠較快地融入到嵌入式領(lǐng)域的工作中。

參考文獻：

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篇(7)

關(guān)鍵詞：ARM嵌入式系統(tǒng)；仿真實驗；項目化教育；創(chuàng)新能力

Research and practice on teaching method of ARM embedded system

Feng Jiqin, Zhu Ge, Chen Gubo

Chongqing university of technology, Chongqing, 400054, China

Abstract: A lot of negative factors are existing in ARM embedded system teaching, such as difficulties in theoretical knowledge of books, insufficient time for experiments, deficiency in innovation ability and so on. In order to make students understand and apply ARM embedded system completely, theoretical knowledge of books, simulation experiments and project education were integrated together and taught students step by step in education reforms. In this way, students' learning interesting could be increased, and operation ability and innovation ability could be improved. As a result, good teaching effects could be obtained.

Key words: ARM embedded system; simulation experiments; project education; innovative ability

近年來，隨著計算機技術(shù)及大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，嵌入式技術(shù)日漸普及，在通訊、網(wǎng)絡、工控、電子等眾多領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。同時隨著嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式人才的需求量也在逐年增加，人才缺口逐漸擴大。對嵌入式系統(tǒng)技術(shù)作為一門新興技術(shù)，涵蓋了電子、信息、計算機等多項技術(shù)的綜合應用，因此對嵌入式系統(tǒng)課程教學也提出更高要求和挑戰(zhàn)。

1 教學現(xiàn)狀

為適應社會需要，我校在原有51單片機課程上開設了ARM嵌入式系統(tǒng)課程，該課程是學生綜合應用其他專業(yè)知識的重要課程，在電類專業(yè)中起著非常重要的作用，很受學生歡迎。我校每年都有近20個班的學生選修ARM嵌入式系統(tǒng)課程，筆者連續(xù)4年都承擔51單片機課程和ARM嵌入式課程的教學任務。為進一步提高該課程的教學質(zhì)量，通過多種形式和學生交流，了解他們的需求，并結(jié)合實際工程開發(fā)中對ARM嵌入式系統(tǒng)的需要，認為該課程目前的教學存在以下問題。

1.1 教材理論知識偏難

因為ARM嵌入式技術(shù)是一門新興技術(shù)，目前該課程的教材偏少，而且大部分教材中的理論知識偏多、難懂，學生課后參考資料極少，因此學生起初熱情大，但后來越學越不懂，導致最后學生不愛聽，教師教學也困難。即便是大部分高校采用的教材《ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程》[1]，書中雖然引入了許多例子，但這些例子多以芯片手冊描述的方法來編寫，很少有完整的例子來講解一個模塊，知識點相對比較孤立。學生學習后很難將這些孤立知識點前后聯(lián)系，而嵌入式系統(tǒng)技術(shù)在應用中又要求對所有知識融會貫通，這樣才能學以致用。學校在近幾年的教學實踐中，仍然選用該教材，但是在教學內(nèi)容順序上做了調(diào)整，使理論學習由淺入深。

1.2 實驗時間太少

嵌入式系統(tǒng)類課程最重要的就是實踐，通過實踐，才能將所學知識鞏固并靈活應用。但是目前該課程實驗教學時間開設為16個學時，學生實驗時間太少[2]，不利于知識的消化和吸收。即便是能保證充足的實驗學時，學生所完成的幾個典型實驗也只是驗證性實驗，他們在實驗中大多只是按照指導書給出的實驗步驟完成實驗，不能靈活應用所學知識。這樣的實踐方式使學生在學習過程中仍然是理論與實際脫節(jié)，達不到理想教學效果。如果在課堂教學中引入實驗仿真平臺，更能讓學生將理論和實際聯(lián)系起來；更重要的是，學生在課后能自己建立虛擬實驗平臺，不再拘泥于只在傳統(tǒng)實驗室才能進行實踐學習，而是會擁有更多的課后實踐機會。

1.3 學生對所學知識點不能融會貫通

該課程的核心內(nèi)容大都是以模塊形式來講解的，如GPIO模塊、定時器模塊、PWM模塊等，這些知識在教師講解和學生搭建虛擬平臺實踐后，都能基本被學生掌握。但是學生在學習后，也都把這些模塊當做是孤立的模塊，往往不能前后聯(lián)系，不能靈活應用。因此學生在參加一些電子設計競賽或者科研創(chuàng)新活動時，需要綜合知識。雖然大部分學生嵌入式系統(tǒng)各模塊知識都學得很好，但就是不會靈活應用，不知如何應用所學知識來完成自己的項目。針對這點，在完成教程各模塊內(nèi)容后，將書上知識點串成一些項目，把理論融入項目實踐中講解，調(diào)動了學生的興趣，提高了他們的實踐創(chuàng)新能力。

2 教學方法

針對上述教學現(xiàn)狀，我們提出一套新的ARM嵌入式課程教學方法，而且在實踐中取得了較好的教學效果。

2.1 教學內(nèi)容順序調(diào)整

目前高校開設ARM嵌入式系統(tǒng)這門課程大都使用《ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程》，該教材相對于其他教材而言，更適合工科類學生使用。但是該教材也存在一些缺點。例如在內(nèi)容編排上，該書前部分較多枯燥理論知識，后面章節(jié)才是具體應用，這種編排比較教材工程技術(shù)人員，不太適合高校學生學習。而學生學習教材內(nèi)容宜由淺入深，先提高其對嵌入式系統(tǒng)的興趣，這樣才能對后面的學習起到事半功倍的效果。因此在教學過程中，依據(jù)學生的興趣和心理特點，將教材內(nèi)容進行調(diào)整。

例如第四章和第五章內(nèi)容調(diào)整前后對比(見表1)。

表1 第四章和第五章調(diào)整前后內(nèi)容比較

4.9 向量中斷控制器 4.9 SPI接口

4.10 外部中斷輸入 4.10 I2C 接口

4.11 定時器0和定時器1 4.11 UART0和UART1

4.12 SPI接口 4.12 A/D轉(zhuǎn)換器

4.13 I2C 接口 4.13 看門狗

4.14 UART0和UART1 4.14 脈寬調(diào)制器

4.15 A/D轉(zhuǎn)換器 4.15 實時時鐘

4.16 看門狗 4.16 存儲器尋址

4.17 脈寬調(diào)制器 4.17 系統(tǒng)控制模塊

4.18 實時時鐘 4.18 存儲器加速模塊

5.1 最小系統(tǒng) 4.19 外部存儲器控制器

調(diào)整后內(nèi)容由淺入深，而且內(nèi)容安排順序上和開設的51單片機課程類似，先硬件再軟件，先實物后理論。這樣讓學生從感性到理性的學習，對該課程不再感到枯燥。同時，適合學生學習51單片機后形成的思維模式，更易學習ARM，同時也能更好地將51單片機課程和ARM課程相結(jié)合，尋找其共同點與不同點，做到嵌入式系統(tǒng)學習中“一通百通”的效果。

2.2 虛擬仿真平臺的搭建

傳統(tǒng)的ARM開發(fā)平臺不但價格高昂，一般高校實驗室也不具備每個學生單獨使用1套開發(fā)平臺的條件，并且實際電路連線不可更改。加之實驗教學時間是有限的，學生也無法在短時間內(nèi)將所有實驗消化吸收。如果使用EDA技術(shù)建立嵌入式虛擬仿真平臺，使學生自己可以在課后完成以前必須在實驗室內(nèi)完成的實驗，這樣，他們有充分的時間消化、吸收、再學習，且對自己所學知識實現(xiàn)自我摸索和提升。

虛擬平臺搭建的主要工具是Proteus和Keil軟件。Proteus是由英國Lab Center Electronics公司開發(fā)的EDA工具軟件，它的主要優(yōu)點是能夠進行電路原理圖的設計，可以仿真微處理器及其電路，且提供軟件調(diào)試功能。Keil是國際知名軟件公司Keil公司開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺，是目前嵌入式系統(tǒng)51和ARM微控制器的主流開發(fā)工具。

利用上述兩款軟件，可完成ARM嵌入式系統(tǒng)課程中大部分知識點實驗仿真，如GPIO、外部中斷輸入、定時器0和定時器1等模塊。

例如，在向?qū)W生講解GPIO這部分知識的時候，可以讓學生在計算機上利用Proteus搭建硬件平臺。例如，通過P0.17和P0.18分別連接不同顏色的LED燈，作為輸出口，P0.19口接按鍵作為輸入口。然后通過Keil軟件編寫程序，從而讓學生練習GPIO的輸入輸出功能，以達到掌握GPIO的學習內(nèi)容的目的。

2.3 理論聯(lián)系實際，融入項目化教育方法

即使在該課程中引入虛擬平臺，學生在一定程度上可以很好地消化課堂的理論教學，但是所學知識點不能串在一起，在真正應用的時候也是無從下手，更談不上創(chuàng)新。因此在整個教程內(nèi)容完成后，綜合前5章所有知識點，以一個簡單項目為例，將項目化教育引入課程教學中，使學生能將理論與實際結(jié)合起來，能運用所學知識去解決實際問題，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。

具體在項目化教學過程中，可以將學生分為幾個項目組，讓學生分工合作來完成項目。近幾年的教學過程中，我們實踐過許多小項目，具體實施建議分以下幾步：

(1)確定項目任務；

(2)對學生進行分組，各組進行任務分工，明確各自任務；

(3)方案實施；

(4)項目總結(jié)及經(jīng)驗交流。

在整個項目化教學實施過程中，教師應起引導性作用，及時解決學生在項目設計中所遇到的問題。學生在進行項目設計過程中必須分工合作，具有團隊精神。在項目實施過程中，學生不僅需要將所有知識綜合運用，更需要具有創(chuàng)新能力，這樣才能完成整個項目的設計。

3 結(jié)束語

通過教學順序的調(diào)整，使課程內(nèi)容由難變簡，深入淺出，學生在學習理論過程中循序漸進，與學過的51單片機做比較學習，使學習變得較輕松。在學習過程中，可利用現(xiàn)有條件搭建虛擬平臺，讓學生不僅在課堂上也可在課后進行實驗，讓所學知識得到鞏固。在所有知識點完成后，以一個小項目總結(jié)前面所學知識，這讓學生對該課程更有興趣，既拓寬了學生知識面，又提高了學生的綜合能力和動手能力，使學生在教學教學過程中占主導地位。課程改革的實際應用效果較好，但是教學改革任務艱巨，需根據(jù)實際情況不斷對教學方法進行調(diào)整，以適應學生及社會需要。

參考文獻