《嵌入式系統》課程考試改革的探討

摘 要：本文針對高職電類專業《嵌入式系統》課程的特點，結合教學實際情況，探討了該課程考試改革的必要性和意義，并提出了考試改革的具體方法和手段。實踐教學結果表明，考試改革后能夠大大提高學生學習的熱情和效率，效果顯著。

關鍵詞：嵌入式系統 課程 考試改革

一、課程現狀

《嵌入式系統》課程是高職院校電類專業開設的一門重要的專業課程，一般開設于最后一學年。該課程涉及到電子、計算機、網絡、通信等眾多學科，并將硬件和軟件緊密結合，大大增加了課程的綜合性和復雜性。該課程不適宜采用傳統的期末筆試的考試方式。很多院校通常會采取“課程設計大作業”的方式，預先布置題目，學生課后完成。這種考核方式同樣存在很大的弊端。很多學生沒有學習壓力，最后為了應付考試，直接從網上下載資料，抄襲同學的作業，失去了考核的意義。對于這門涉及交叉學科、軟硬件結合、強調動手實踐的課程來說，考試方法的改革勢在必行。

二、課程內容分析

電類專業的學生有電子電路的基礎，但計算機軟件和操作系統方面接觸不多。因此，一般首先講解ARM Cortex-M3處理器（如STM32），利用學過單片機課程的條件，對芯片先不移植操作系統，開始僅僅當成高級單片機來使用，將學生單片機課程中的項目移植到STM32系列芯片中來，使學生對嵌入式知識的學習有更好的連貫性。

軟件與操作系統方面主要學習uCOS/II，適當降低軟件的學習難度。μCOS操作系統是開源的，可以將內核源碼作為教學案例，講解嵌入式操作系統內核的實現機制和原理。同時將前面所做的把STM32當高級單片機使用的項目通過μCOS操作系統的任務來完成，使學生明白操作系統的特點并使后面的學習有繼承性。由于課時有限，Windows CE部分作為非重點內容，教師可以只做演示講解，讓學生了解Windows CE操作系統應用程序開發的步驟和應用場合，激發學生進一步學習的熱情。

三、考核知識點與考核方法

課程內容及學習知識點因學校專業設置、課程設置以及所用實驗平臺不同，可能會有些差異。本文在此以所在院校的應用電子技術專業為例分析。在學習和部分考核環節中分組進行，每4人為一組，共分為12組，采取3次月考累計總分的方式。考核知識點分為4個主要部分。

1.基礎知識。包括嵌入式系統的基本概念，硬件組成，應用領域，常用的嵌入式處理器及嵌入式OS，操作系統基本概念，嵌入式系統開發流程，所用STM32開發板硬件資源分析，各功能模塊使用方法等。

這部分內容采取選擇、填空、問答題的方式，教師事先編好題目，存入題庫，每次月底在課堂上留下15分鐘用于本月所學基礎知識的考試。由于這種過程性隨堂考試一般只有一位老師監考，為了防止學生互相抄襲，利用電腦的隨機抽簽軟件為每位同學抽題發題。學生在抽簽考試過程中既覺得好玩，又感到了壓力。

2.硬件電路設計。硬件電路設計主要是考查學生掌握嵌入式系統硬件搭建的能力，比如設計基于STM32F103RBT6的多路溫度巡檢系統。通過這項考核，熟悉STM32芯片的引腳分布，掌握STM32外圍電路設計的方法。對于電子技術專業的學生來說，這部分內容相對容易掌握。有些院校以前主要以應用程序開發為主進行嵌入式系統的考核，這樣會大大打擊那些電類專業對程序軟件開發一籌莫展的同學，不利于他們自信心的提升。實際上嵌入式系統本身是軟硬件結合的系統，適當地加強硬件電路設計方面的考核有以利于電類學生的順利學習。此項考核采取上機繪制電路圖的方式，開卷考試，同樣利用抽簽軟件為每位同學抽題發題，每次月底在課堂上留下20分鐘用該項目的考試。

3.操作系統的移植。操作系統本身對于高職電類專業的學生并不是研究重點，但基于ARM Cortex-M3核的操作系統移植是基本內容，屬于電類學生掌握的重點，比如uCOS/II在STM32上的移植。移植流程和步驟以及需要修改的代碼是學生應該掌握的內容。

關于操作系統移植的流程和理論概念在第1部分基礎知識考試里都有體現，此項內容的考核主要是檢驗學生實際動手操作的能力。考核安排在第2、3次月考階段，能力強的學生安排在第2次月考進行，能力差的學生安排在第3次月考。每個學生只考一次，現場操作，教師巡回檢查學生的操作情況，要求每位學生必須都要掌握。

4.應用程序開發和軟硬件調試技術。包括裸機應用程序的開發與調試及基于嵌入式OS的應用程序綜合調試。這部分內容是課程最主要的部分，也是電類專業學生比較頭疼的地方。建議學習和考核分組進行，由組長帶領組員共同完成學習任務。3次月考都要安排，考試項目由簡到難。利用抽簽軟件為每組抽題發題，使得組與組之間無法互相抄襲。

對于考試結果的檢查，采取現場答辯的方式。每組根據表現情況自己內部先排序，如推選張三為組長，李四為副組長，1號組員、2號組員。規定組長基準得分90分，副組長基準得分80分，1號組員70，2號組員60，具體上下可以各浮動10分，由教師根據現場答辯情況核準。如果推選的組長水平較差，教師最后核準分數僅僅為80分，則副組長基準得分下調到70分左右，以此類推，4人基準分數相差至少10分。這樣，如果推選的組長和副組長水平水平太差，可能會導致組員基準分太低而不及格。由于小組同學之間互相比較了解各自的水平，采取這種方式，4人小組會比較公平公正的按能力排好順序，避免了以往筆試中高分低能的現象發生。這種方式鼓勵了小組間同學互相競爭，努力學習，盡力表現，能力差的同學在這種氣氛下也能夠學到更多的知識。

四、結束語

對于這門跨學科難度大的課程，經過改革后，整個學習考核過程既嚴肅認真，又充滿變數，收到了很好的教學效果。教育目的不是考試，如何提高日常學習質量，調動學習積極性，活躍課堂氣氛，是每一位教師應認真思考的課題。