嵌入式技術(shù)教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的探索與實(shí)踐

摘要 嵌入式技術(shù)的特點(diǎn)在于其實(shí)用性，嵌入式技術(shù)教學(xué)的重點(diǎn)也就在于如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。本文論述了在嵌入式技術(shù)教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的一些思考與摸索，包括實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、電子創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)、構(gòu)建多層次實(shí)踐教學(xué)體系等。

關(guān)鍵詞 嵌入式技術(shù)教學(xué) 實(shí)踐動(dòng)手能力 實(shí)驗(yàn)室建設(shè) 多層次實(shí)踐教學(xué)體系

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Exploration and Practice of Emphasizing Practical

Ability in the Teaching of Embedded Technology

HUANG Xiangyu

(Wuchang Branch of Huazhong University of Science and Technology， Wuhan， Hubei 430064)

AbstractThe characteristic of embedded technology is its practicability， and the focus of teaching of embedded technology is how to train practical ability of student. This article discuss some reflections and exploration of enhancingpractical ability of student in teaching of embedded technology， includes laboratory construction， construction of electronics innovation base and construction of multi-level practical teaching system.

Key wordsteaching of embedded technology; practical ability; laboratory construction; multi-level practical teaching system

在過去的十年里，嵌入式技術(shù)的推廣和應(yīng)用得到了飛速的發(fā)展，它已成為目前電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域最為熱門的實(shí)用技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、無線網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制、移動(dòng)通訊及軍事國防等各個(gè)領(lǐng)域。社會(huì)對(duì)掌握嵌入式技術(shù)的人才產(chǎn)生了大量需求，使嵌入式軟、硬件工程師成為近幾年最為熱門的職業(yè)之一。

最近幾年，我系根據(jù)本專業(yè)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)結(jié)合就業(yè)市場反饋信息對(duì)原來的教學(xué)計(jì)劃作了一些調(diào)整，主要是在保留原有的專業(yè)主干課程的基礎(chǔ)上增加了部分嵌入式技術(shù)方面的課程，希望通過必要的基礎(chǔ)理論教學(xué)與大量的實(shí)踐練習(xí)環(huán)節(jié)相結(jié)合，利用先進(jìn)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器、開發(fā)環(huán)境，使學(xué)生了解32位嵌入式應(yīng)用的基本特點(diǎn)，并掌握開發(fā)32位嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)所需的基本技能，成為具有良好的實(shí)際操作能力、設(shè)計(jì)能力，符合社會(huì)需求的開拓型電子應(yīng)用人才。

應(yīng)該說嵌入式教學(xué)在國內(nèi)還是一個(gè)較新的話題，在目前的教學(xué)實(shí)踐中還存在著很多的認(rèn)識(shí)誤區(qū)和疑惑需要解決，其中有一個(gè)問題具有普遍性，即重理論輕實(shí)踐，紙上談兵。這個(gè)問題目前在各學(xué)校逐漸在得到重視，許多高校通過大量的投入改良了實(shí)踐教學(xué)的條件，同時(shí)也逐漸形成了一套提高學(xué)生實(shí)踐能力的教學(xué)方法，我系也正是在這樣一種大的背景下對(duì)建立一個(gè)完善的嵌入式技術(shù)教學(xué)體系作了一些有益的探索，特別是在如何加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力方面作了大量的工作，形成了一套行之有效的方法，具體可總結(jié)為如下幾點(diǎn)：

1 大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

嵌入式技術(shù)屬于一個(gè)交叉學(xué)科，涵蓋了微電子技術(shù)、電子信息技術(shù)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)軟件和硬件等多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)必須要在專用的嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行，基于此點(diǎn)我系在經(jīng)過充分論證的基礎(chǔ)上本著“配套目前理論教學(xué)，著眼未來發(fā)展”的基本原則于2010年成功建立起嵌入式技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，此實(shí)驗(yàn)室目前配備了40套北京博創(chuàng)公司研發(fā)生產(chǎn)在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平的ARM9實(shí)驗(yàn)平臺(tái)UP-TECH S2410及配套的擴(kuò)展模塊，UP-TECH S2410是博創(chuàng)科技推出的國內(nèi)最強(qiáng)配置的嵌入式開發(fā)平臺(tái)，可以滿足不同院校的ARM9嵌入式教學(xué)要求。該平臺(tái)可與博創(chuàng)PXA270核心板兼容，是目前國內(nèi)性價(jià)比較高的一款實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可滿足學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至參加各種競賽活動(dòng)的需求。

2 建立并逐步完善電子創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地

實(shí)驗(yàn)室的工作培養(yǎng)的是學(xué)生的基本動(dòng)手能力，面對(duì)的是全體學(xué)生；對(duì)于優(yōu)秀學(xué)生的選拔、培養(yǎng)及實(shí)踐能力的快速提高則需要一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的平臺(tái)，此平臺(tái)應(yīng)是一個(gè)開放的平臺(tái)，也應(yīng)是一個(gè)持久的平臺(tái)可以提供充裕的時(shí)間與空間給學(xué)生去充分發(fā)揮其才智。我系從上個(gè)學(xué)期即開始建設(shè)電子創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地，在學(xué)校的大力支持下經(jīng)過上學(xué)期的建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地已經(jīng)初具規(guī)模，配備了一些必需的儀器儀表和關(guān)鍵元器件，同時(shí)還設(shè)置了專門的指導(dǎo)老師，此基地的運(yùn)作機(jī)制與實(shí)驗(yàn)室不一樣，首先它是常年開放的，沒有時(shí)間限制，學(xué)生只要愿意可以在這里從早干到晚；其次它的活動(dòng)主體是學(xué)生，指導(dǎo)老師只起一個(gè)輔導(dǎo)作用。將這樣一個(gè)開放的平臺(tái)提供給優(yōu)秀學(xué)生，讓他們?cè)诖似脚_(tái)上自由而充分地發(fā)揮自己的聰明才智，2010年電子專業(yè)的三位同學(xué)參加全國大學(xué)生電子挑戰(zhàn)大賽最終獲得省賽二等獎(jiǎng)就是此實(shí)訓(xùn)基地發(fā)揮作用的明證。

3 構(gòu)建多層次的實(shí)踐教學(xué)體系

在具體的教學(xué)實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于嵌入式技術(shù)這樣一種發(fā)展迅猛、更新快、細(xì)分門類眾多的應(yīng)用技術(shù)來說，只靠傳統(tǒng)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)區(qū)區(qū)幾節(jié)課是很難讓學(xué)生真正掌握嵌入式系統(tǒng)集成開發(fā)能力的，必須構(gòu)建一個(gè)全方位多層次的實(shí)踐教學(xué)體系，通過不同階段、不同形式、不同層次的持久不間斷的訓(xùn)練，培養(yǎng)出具備嵌入式系統(tǒng)，特別是嵌入式軟件系統(tǒng)工程管理、技術(shù)開發(fā)所需要的基礎(chǔ)知識(shí)，熟悉本行業(yè)IT應(yīng)用特點(diǎn)、了解行業(yè)動(dòng)態(tài)、適應(yīng)市場需求、具備團(tuán)隊(duì)精神的研發(fā)型、應(yīng)用型和管理型人才。在對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)方面，我們的具體做法可歸納為以下幾個(gè)方面：

3.1 主要途徑

基本編程訓(xùn)練：結(jié)合其他課程（如C語言設(shè)計(jì)等）

課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)：基本實(shí)踐能力

嵌入式課程設(shè)計(jì)：較大的綜合應(yīng)用系統(tǒng)

課外實(shí)踐活動(dòng)：競賽、創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)

3.2 主要方法

多層次、多方位的實(shí)踐訓(xùn)練；多種手段激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；給不同程度的學(xué)生以不同的發(fā)展空間（差異化教學(xué)）。實(shí)踐能力的培養(yǎng)可分成兩個(gè)層次，一個(gè)層次是基本實(shí)踐能力培養(yǎng)，其中心內(nèi)容是圍繞教學(xué)主線，配合基本實(shí)踐 ，首先是基本原理的理解和復(fù)習(xí)，在此基礎(chǔ)上開設(shè)一些基本的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，如建立交叉開發(fā)環(huán)境，編寫設(shè)備驅(qū)動(dòng)、內(nèi)核調(diào)度實(shí)驗(yàn)等，通過這些學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握基本的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法，同時(shí)還可以增加一些課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，讓學(xué)生獨(dú)自設(shè)計(jì)一個(gè)完整的嵌入式系統(tǒng)（當(dāng)然是較為簡單的），或者在有條件的情況下可以開展一些產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的活動(dòng)拓展學(xué)生的視野，如讓學(xué)生直接到企業(yè)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)等，在這一層次同樣鼓勵(lì)個(gè)性化、自主學(xué)習(xí)，學(xué)生可以根據(jù)自身水平和興趣，選擇適合的訓(xùn)練方式，教師的一個(gè)職責(zé)就是要提供豐富的資源供學(xué)生自學(xué)；另一個(gè)層次是創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)，這里針對(duì)的主要是那些能力較為突出的學(xué)生，在他們學(xué)有余力的情況下鼓勵(lì)其根據(jù)自己的興趣和專長參加一些更加接近社會(huì)實(shí)際的活動(dòng)從而增長自己的創(chuàng)新實(shí)踐能力。一般可以通過兩種形式來進(jìn)行，一是參加校內(nèi)校外舉辦的各種類型的嵌入式應(yīng)用競賽，二是鼓勵(lì)學(xué)生自己建立創(chuàng)新工作組、團(tuán)隊(duì)以項(xiàng)目開發(fā)的形式進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)

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