項目驅動的嵌入式系統(tǒng)原理與應用課程項目設計

孫 靜

（吉林師范大學計算機學院，吉林省四平市 136000）

項目驅動的嵌入式系統(tǒng)原理與應用課程項目設計

孫 靜

（吉林師范大學計算機學院，吉林省四平市 136000）

通過以項目驅動方式改革嵌入式系統(tǒng)原理與應用課程教學，項目設計遵循知識點依次增加的原則，最后實現(xiàn)知識綜合應用的實驗項目。把理論知識點和知識體系融合到實踐中講解、領會、消化。實踐證明，應用這種項目教學法，提高了學生的學習興趣、團隊合作精神，分析問題和解決問題的能力。

項目驅動；嵌入式系統(tǒng)；項目設計

本文著錄格式：孫靜. 項目驅動的嵌入式系統(tǒng)原理與應用課程項目設計[J]. 軟件，2016，37（12）：166-168

0 引言

嵌入式系統(tǒng)被廣泛應用于信息家電、智能儀器、醫(yī)療儀器、交通、軍事等領域，尤其物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，市場對嵌入式人才的需求更加旺盛[1,2]。為了滿足社會對嵌入式系統(tǒng)應用人才的需求，高校許多專業(yè)加大了對嵌入式系統(tǒng)原理與應用課程的教學投入。高校教師不斷總結經驗，改進教學方法，創(chuàng)新培養(yǎng)模式。本文結合計算機科學與技術專業(yè)方向，課程特點和教學現(xiàn)狀，把項目驅動的教學方式運用到嵌入式系統(tǒng)原理及應用課程，通過不同的項目模塊的開發(fā)、實現(xiàn)，學習知識體系和知識點[3,4]。

2 嵌入式系統(tǒng)原理及應用課程特點和教學現(xiàn)狀

嵌入式系統(tǒng)原理與應用課程綜合性較強[5]，涉及到的知識包括硬件基礎知識，硬件接口，嵌入式操作系統(tǒng)（Linux操作系統(tǒng)或實時操作系統(tǒng)），C語言程序設計，網(wǎng)絡知識，操作系統(tǒng)下驅除了綜合性的理論知識外，嵌入式系統(tǒng)的學習需要不斷地在實踐中摸索，根據(jù)硬件構成，實際系統(tǒng)需要，是否需要移植操作系統(tǒng)，確定使用嵌入式Linux操作系統(tǒng)還是實時操作系統(tǒng)。項目的實現(xiàn)上編寫驅動程序和應用程序，反復調試，顯示結果。這些特點決定了嵌入式系統(tǒng)原理及應用課程的實踐性極強。因而對嵌入式的學習必須改變傳統(tǒng)的以講授為主的教學思路，從“做中學”[6,7]，把理論知識應用到實踐，反過來又推動對理論知識的理解。

嵌入式技術是當前應用的熱門技術，目前各個高校不同專業(yè)都開設嵌入式系統(tǒng)原理及應用課程，如自動化、機械自動化、計算機科學與技術等。每個專業(yè)都有自己的學科特點和學習特長，對嵌入式系統(tǒng)的學習目標各不相同。我校的計算機科學與技術專業(yè)的教學目標定位在嵌入式應用工程師，重點學習嵌入式系統(tǒng)上的編程開發(fā)。

3 課程項目設計

3.1 實驗平臺的選擇

實驗平臺是進行課程項目的基礎。目前社會應用基于ARM平臺的開發(fā)應用較多，結合我院的教學目標，選擇了基于OMAP3530實驗系統(tǒng)作為學生的實驗平臺。該平臺應用OMAP3530處理器，移植了嵌入式Linux2.6內核，既有核心板，又有擴展板。既能滿足學生學習嵌入式知識的入門需求，又能從事嵌入式項目的開發(fā)、設計。

3.2 項目設計原則和項目內容

嵌入式系統(tǒng)的實驗項目設計原則要求既能有效地提高學生的動手能力，又能加深對理論知識的理解和應用。利用“做中學”的教學方法，科學合理的設計教學實驗項目。項目設計在知識邏輯上由淺入深，動手能力由簡入難。首先從實驗環(huán)境的搭建開始，讓學生理解嵌入式的交叉編譯環(huán)境與其他的課程開發(fā)環(huán)境不一樣的原因，然后動手搭建開發(fā)環(huán)境，并熟練運用。然后以單個知識點，較少知識點開始訓練，使學生逐步學會把理論知識如何應用到開發(fā)平臺上，每個模塊實現(xiàn)成功后進行成果展示。幾個模塊任務完成后，學生編寫程序、調試程序的能力不斷提高，閱讀文獻資料能力也得到加強。基于上述原則，把實驗項目分成基礎性項目（如表1所示）和開發(fā)性項目（如表2所示）。通過基礎性實驗項目熟悉開發(fā)平臺，掌握基于Linux的驅動程序、應用程序編寫方法。通過做這些基礎性的項目單項學習知識點，練習程序調試方法，學習閱讀文獻資料。只有熟練了這些單項模塊的設計開發(fā)，才能進行綜合性的項目開發(fā)。綜合性的開發(fā)一方面由老師引導一些項目，把基礎性的實驗項目綜合成新的綜合性項目，另一方面，學生結合自己的想法設計新的題目，在開發(fā)平臺上設計實現(xiàn)，最后進行成果展示。

3.3 考核方式

表1 基礎性項目設計表

表2 綜合性實驗項目設計表

課程的學習方法以項目模塊驅動方式為主后，考核學生成績的方式也隨之改革。以往的考核方式是平時成績+期末考試成績，以期末考試成績?yōu)橹鳎@樣容易造成學生期末背題而不理解理論知識。“項目驅動”方法實施后，考核貫穿該門課程的學習過程。教師時時了解項目的具體進度，詳細記錄每位學生的表現(xiàn)，及時解決學生遇到的問題[8]。考核方面包括：

（1）學習態(tài)度、團隊合作能力的考核；

（2）閱讀文獻能力的考核；

（3）編寫、調試程序能力的考核；

（4）設計能力的考核；

（5）綜合應用能力的考核。

4 結束語

經過3輪的學習，證明項目驅動教學方法調動了學生的學習積極性，首先學生必須端正學習態(tài)度。每個實驗項目的成功編寫與調試，使學生獲得了成就感。項目實現(xiàn)過程中感覺不理解的地方，必須及時和老師或同學討論，增加了師生間的溝通、同學講的團結合作。結果越討論，思路越清楚，對知識理解越透徹，易于應用到實踐中。

[1] 徐文超, 耿艷香, 陳雷, 閆智. 嵌入式系統(tǒng)原理課程創(chuàng)新型教學改革研究, 計算機教育, 2015(08): 55-57.

[2] 樓旭陽. 嵌入式系統(tǒng)原理及應用教學中學生實踐能力培養(yǎng)問題的探索與實踐, 高等學刊, 2015(05): 73-74.

[3] 晉剛, 胡國英, 劉云學, 王中訓. “嵌入式系統(tǒng)原理及應用”項目引導式實驗教學探究, 現(xiàn)代職業(yè)教育, 2016(17): 6-7.

[4] 田亞楠. 基于CDIO模式的項目教學法在《移動通信網(wǎng)絡優(yōu)化》課程中的應用研究, 物聯(lián)網(wǎng)技術, 2015(12): 93-96.

[5] 王奕翔. 《嵌入式系統(tǒng)原理與應用》課程教學改革與實踐,教育現(xiàn)代化, 2016(9): 51-52.

[6] 查建中. 論“做中學”戰(zhàn)略下的CDIO模式, 高等工程教育研究, 2008(3): 1-6.

[7] 林海艷. 《杜威“做中學”原則及其現(xiàn)實合理性的心理學分析》, http:∥www.lwwzx.com/Freepaper/32377.htm

[8] 韓立華, 周穎, 胡暢霞. CDIO理念下工程項目教學案例開發(fā)與應用實踐, 計算機教育, 2015(24): 139-143.

Project Design of Principles and Applications of Embedded Systems Based on Project-driven

SUN Jing

(School of Computer Science, Jilin normal university Siping Jilin Province, 136000)

This paper reformed the principles and application of embedded systems courses by project-driven. The projects were designed according to knowledge points gradually increased and comprehensive application at last. The theoretical knowledge and knowledge system linked to practice to explain, understand and digestion. Project-driven teaching method improved the students’ interest in learning, spirit of teamwork, ability on analyze and solve problems.

Project-driven; Embedded systems; Project design

G642

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2016.12.035

孫靜(1974-)，女，副教授，主要研究方向：嵌入式系統(tǒng)應用。