基于高等職業教育的嵌入式實驗教學探討

摘 要:嵌入式系統實驗教學是嵌入式系統學科教學體系不可分割的組成部分。嵌入式實驗教學的內容、教學項目以及教學設備，對培養高職學生的知識接受能力與運用能力至關重要。本文將面向高職學生在嵌入式實驗教學的管理體系、教學體系、教學工具等方面進行一些探討。

關鍵詞:嵌入式系統嵌入式實驗教教學體系

中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(c)-0189-01

嵌入式系統是一門理論性與實踐性聯系很強的學科，實驗教學是嵌入式系統關鍵的組成部分。嵌入式教學中實驗所開設的內容，實驗設備的配置，直接影響到高職學生的能力:嵌入式技術的實際應用及當前流行新技術的掌握。

結合高職學生對嵌入式知識的接受能力以及畢業后就業去向，嵌入式學科的實驗教學應當承擔計算機專業學生的“原理圖與制版圖設計、嵌入式接口技術、嵌入式應用編程、嵌入式操作系統”四門學科的教學任務。并且利用課堂以外的業余時間，面向學生開放，充分激發學生的自學能力。嵌入式實驗教學目的就是提高學生的嵌入式知識的接受能力與運用能力，使學生能夠適應嵌入式知識更新的速度并有能力盡快掌握新知識，以適應實際工作的需要。

現在面向高職學生的嵌入式實驗教學體系還沒有形成或照搬本科生的實驗教學內容。沒有考慮到高職學生的知識接受能力以及畢業后的就業去向。從近幾年計算機高職學生就業后的反饋信息看，用人單位普遍認為計算機專業的高職學生欠缺計算機常用工具的學習能力與運用能力。基于此，嵌入式學科的實驗教學必須適應學生對嵌入式技術的接受能力以及社會對高職學生技能的實際需要。

1 創建適合嵌入式系統實驗教學的管理體制

計算機信息技術的嵌入式實驗室原隸屬于計算機硬件教研室。實驗室的指導教師業務方向偏重于數字電路與計算機接口技術。教師知識結構單一、狹窄，缺乏嵌入式系統所需的全面技術和橫向知識體系，制約了嵌入式系統實驗室的發展與創新。同時，由于嵌入式實驗室相對獨立，單一管理。實驗內容多為嵌入式技術中的接口技術與電路設計，欠缺嵌入式系統其它內容，嚴重阻礙指導教師的嵌入式系統業務的提高;導致不健全的嵌入式系統實驗環境，進而影響到學生學習嵌入式技術的積極性。教育部曾經提出“為了提高實驗室的教學質量，實驗室應吸收科研教學新成果，更新實驗內容，改革實驗方法。通過整合學校現有資源，引入新型資源，創建有利于培養學生理論聯系實際的學習環境，培養學生理論聯系實際的學風”。依據教育部的精神，在學校嵌入式技術專家的指導下，撤銷了原嵌入式實驗室的隸屬關系，設立了新的嵌入式系統教研室，建立了新的嵌入式系統實驗室。嵌入式系統實驗室隸屬于學院領導，以嵌入式系統教研室為核心，溶入通信技術教研室、電路技術教研室、硬件接口技術教研室來共同管理嵌入式實驗室，共同協商嵌入式實驗內容。通過管理機制為學生提供嵌入式技術所需的綜合知識環境，使嵌入式系統實驗室具備嵌入式技術所需的全面技術和橫向知識體系，拓寬了學生視野，便于培養學生嵌入式技術的運用能力。

2 創建適合嵌入式系統實驗教學的教學體系

實驗課是檢驗理論的實踐手段。嵌入式技術理論能否被學生認知以及學生是否有興趣學習嵌入式知識，取決于嵌入式技術實驗內容的設定。

嵌入式實驗的目的一是驗證理解理論，二是探索未知領域，三是嵌入式技術創新。并且結合學生的來源與就業去向，對實驗內容進行綜合考慮。

首先，嵌入式技術是多技術、多學科的融合。實驗的內容應盡量溶入計算機技術、通信技術、電子技術、圖像技術等與嵌入式技術有關的其它學科。使嵌入式實驗室成為多領域、多技術相融合的實踐基地。學生依據實驗室，就可基本了解嵌入式技術應用到那些領域;以及嵌入式技術的發展方向。

其次，嵌入式技術也是與社會實踐聯系最為密切的學科。實驗的內容應盡量溶入在當前流行的嵌入式應用技術，比如電子廣告牌，彩燈控制，汽車前后雷達、門的升降等。

再次，嵌入式技術的特點是技術更新速度快。嵌入式系統實驗課程要實時跟蹤嵌入式技術的發展是不可能的。這就要合理安排嵌入式系統實驗的內容，既要包含嵌入式技術的基礎內容，同時又能反映嵌入式技術的更新內容。這就要求將嵌入式系統的實驗教學分為課堂教學與開放教學。課堂教學的實驗內容將全面反映嵌入式系統理論教學，也就是傳統的實驗教學;開放教學的實驗內容將反映當前流行的嵌入式技術以及嵌入式系統前沿技術，由教師指導，學生自主命題，獨立完成。

總之，嵌入式技術實驗內容的更新，將全面提高教師理論與實踐水平，進而提高指導學生學習嵌入式技術的能力。帶動和激發學生學習嵌入式技術的積極性，從而提高學生分析問題、解決問題的實戰能力。

3 自主創建實驗裝置與實驗內容，致力培養學生的嵌入式技術運用能力

嵌入式實驗設備與手段是做好嵌入式系統實驗的必要條件。實驗設備包含必備實驗室設備與自主創新實驗。

必備實驗設備包含計算機，示波器，仿真器，萬用表，嵌入式系統，仿真軟件，嵌入式系統實驗箱等。此外，實驗的內容包括基礎實驗和自主創新實驗。基礎實驗是配合嵌入式系統課堂教學而設置的實驗，用于驗證和理解嵌入式系統課堂教學知識。自主創新實驗為開放實驗，支持教師、學生利用其它空閑時間到實驗室做半自主命題、半自主設計或完全自主命題、自主設計實驗，目的是使學生與教師跟蹤嵌入式技術的發展，以便使畢業生更好的適應社會對嵌入式技術的需求。

基礎實驗內容包括:

匯編語言實驗、C語言實驗、GPIO實驗、外部中斷實驗、定時器實驗、Uart實驗、A/D轉換實驗、D/A轉換實驗。

目前自主創新實驗包含:

(１)基于嵌入式實驗箱的實驗:包括網絡通信實驗，ＬＥＤ實驗，數碼管實驗，ＬＣＤ實驗，GPRS通信實驗，3G通信實驗，電機控制實驗。

(２)基于symbian嵌入式系統實驗:界面編程實驗，對話框編程實驗，ＧＰＲＳ通信實驗，網絡通信實驗。

(３)半自主命題實驗:彩燈控制實驗，電子顯示牌實驗，門禁報警實驗，雷達報警實驗。

(4)擴充實驗:Linux嵌入式內核實驗，UART驅動程序實驗，Uart通信編程實驗

目前，嵌入式實驗的改革初見成效，做實驗的人數明顯增加。師生反映實驗內容設置合理，增強了教師嵌入式技術的橫向交流。刺激了學生學習嵌入式技術的積極性。

參考文獻

[1]曹首軍.深化實驗室體制改革，推動實驗室建設[J].實驗技術管理，2003，20(1):105-107.

[2]何永琪.《嵌入式Linux系統實用開發》電子工業出版社.2010（3）.