基于全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)改革

廣東理工學(xué)院電氣工程系 張曉亞 唐東成 王雁平

全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是目前大學(xué)生能夠參與的重要學(xué)科競(jìng)賽之一。針對(duì)歷年參賽題目的研究分析，本文主要探討根據(jù)《嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用》課程的特點(diǎn)結(jié)合競(jìng)賽具體提出幾點(diǎn)課程改革相關(guān)的思路和方法。

一、引言

全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽，主要考查大學(xué)生在校期間的理論知識(shí)和實(shí)踐創(chuàng)新動(dòng)手能力。比賽會(huì)在奇數(shù)年份的9月份舉辦，賽期4天，每支參賽隊(duì)由3名學(xué)生組成。同時(shí)會(huì)在偶數(shù)年份，根據(jù)全國(guó)競(jìng)賽組委會(huì)及相關(guān)賽區(qū)組織開(kāi)展專(zhuān)題性競(jìng)賽。給在校大學(xué)生提供了一個(gè)展示自我專(zhuān)業(yè)能力的平臺(tái)。各院校也會(huì)舉辦一些小型的比賽為全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽選拔人員，例如智能運(yùn)動(dòng)控制大賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)大賽、電子協(xié)會(huì)社團(tuán)賽等等，也會(huì)有些校企結(jié)合的比賽，例如藍(lán)橋杯大賽、飛思卡爾大賽等等。本文主要討論比賽中核心控制部件——嵌入式系統(tǒng)。該課程涉及內(nèi)容比較綜合，并且也是一門(mén)實(shí)踐性比較強(qiáng)的學(xué)科。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，很難在有限的課時(shí)內(nèi)，讓學(xué)生學(xué)的更深入些。傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，大多院校以仿真為主，且課程內(nèi)容往往滯后現(xiàn)代科技的新發(fā)展，做實(shí)物的較少，學(xué)生很難有機(jī)會(huì)開(kāi)發(fā)出一套完整的系統(tǒng)。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽集科技發(fā)展的最新平臺(tái)，結(jié)合大學(xué)生在校學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，并充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)著大學(xué)生積極參加這一課外活動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中，同樣能夠培養(yǎng)大學(xué)生的自學(xué)能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

二、嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)改革

針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)中存在的一些弊端，例如課程內(nèi)容往往滯后于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)踐練習(xí)內(nèi)容比較缺乏趣味性，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高，導(dǎo)致學(xué)生感覺(jué)課程難學(xué)，或直接放棄學(xué)習(xí)。該學(xué)科是工科類(lèi)眾多學(xué)科的交叉，例如會(huì)涉及到數(shù)字電子技術(shù)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、Linux操作系統(tǒng)等等（王君.以電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,促嵌入式技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報(bào),2009,25(4):37-39）。如果基礎(chǔ)不好的同學(xué)，嵌入式的學(xué)習(xí)更是難上加難。這要求學(xué)生有很強(qiáng)的求知意識(shí)才能真正學(xué)好嵌入式系統(tǒng)，能夠主動(dòng)地接受該課程，吸引他們的興趣，激發(fā)他們的求知欲。而全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽就是一個(gè)很好的平臺(tái)。

1.搭建實(shí)踐動(dòng)手平臺(tái)

我院系教師主動(dòng)組織一些相關(guān)的比賽，以全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽為目標(biāo)，在系部舉行的相關(guān)智能運(yùn)動(dòng)控制大賽為其選擇優(yōu)秀的人才，這部分學(xué)生能夠堅(jiān)持下來(lái)的就比較主動(dòng)承擔(dān)比賽項(xiàng)目的要求，并且該比賽連續(xù)舉辦了三次，比賽成績(jī)比較突出的同學(xué)有相應(yīng)的獎(jiǎng)金和獎(jiǎng)品作為獎(jiǎng)勵(lì)。并且這部分同學(xué)也有幸參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，也取得了一定的成績(jī)。

在系部舉行類(lèi)似小型的比賽，主要是給學(xué)生提供一個(gè)相對(duì)比較自由的場(chǎng)地，并且在正式比賽之前，會(huì)由組織者給學(xué)生做一個(gè)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)。例如我們第一屆智能運(yùn)動(dòng)控制大賽，主要是以自動(dòng)駕駛為模型，以小車(chē)為平臺(tái)，完成相應(yīng)的要求。我們會(huì)在全校范圍內(nèi)發(fā)布通知海報(bào)，吸引有興趣的同學(xué)，這無(wú)關(guān)乎基礎(chǔ)，有些是大二的同學(xué)，在簡(jiǎn)單培訓(xùn)以后，學(xué)生如果想更深層次了解，他們會(huì)主動(dòng)通過(guò)各種渠道查閱資料學(xué)習(xí)各個(gè)模塊。即便是編寫(xiě)程序，他們也會(huì)一點(diǎn)一點(diǎn)解決困難，加上老師的指導(dǎo)，多少會(huì)有些收獲。

2.教學(xué)內(nèi)容的選擇

大部分同學(xué)在上該課程之前應(yīng)該都不是很了解該課程，并且由于該課程比較綜合，大部分院校會(huì)把該課程放到大三下學(xué)期或者大四上學(xué)期進(jìn)行學(xué)習(xí)。大部分學(xué)生并不能做好實(shí)踐練習(xí)達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，另外加上教學(xué)課時(shí)非常有限，讓學(xué)生自由發(fā)揮的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)更加難以完成。所以在課程教學(xué)過(guò)程中，課程內(nèi)容的選擇非常重要，必須是在能夠提起學(xué)生的好奇心和興趣的同時(shí)，也能完成教學(xué)任務(wù)。這樣學(xué)生在課堂上即便是不能完成的實(shí)驗(yàn)，也可以在課下有充分的時(shí)間得以完成。另外學(xué)生不能只停留在仿真的層面上，應(yīng)該給學(xué)生自己動(dòng)手完成硬件操作的機(jī)會(huì)，自己設(shè)計(jì)或老師根據(jù)學(xué)生的具體情況來(lái)設(shè)計(jì)。訓(xùn)練的內(nèi)容最好能夠跟歷屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的課題相關(guān)，這樣就能結(jié)合最新的發(fā)展技術(shù)，彌補(bǔ)教學(xué)課程滯后現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的缺點(diǎn)，當(dāng)然其內(nèi)容要能夠適合自己的教學(xué)進(jìn)度（張震,吳娛,李殷.淺談獨(dú)立院校大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的組織與實(shí)踐——以北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院為例[J].大學(xué)教育,2016,11:64-66）。

另外大學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)，最重要的就是可以用到實(shí)際當(dāng)中，避免出現(xiàn)眼高手低，動(dòng)手能力差等不足之處。我院系會(huì)在每個(gè)學(xué)期的都舉辦一次智能運(yùn)動(dòng)控制大賽，每次的比賽的主題都不盡相同，同學(xué)們也都很愿意參與進(jìn)來(lái)，另外參加比賽的大多都是大二和大三的同學(xué)，做的比較好的是大三的同學(xué)，主要原因是該部分學(xué)生在大二的時(shí)候就已經(jīng)參加，涉及到的軟件和硬件都比較熟悉，所以越早接觸鍛煉的機(jī)會(huì)就越多，做起東西來(lái)就會(huì)更加?jì)故臁Ｔ趨⒓颖荣愔埃蟛糠滞瑢W(xué)是沒(méi)有機(jī)會(huì)涉足這些技術(shù)含量比較高的比賽，所以我們會(huì)針對(duì)同學(xué)的具體情況對(duì)大家進(jìn)行簡(jiǎn)單的培訓(xùn)，讓同學(xué)先有一個(gè)簡(jiǎn)單的了解（鄒甲,王洋.大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)改革[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2015,12(231):70-72）。

在比賽的過(guò)程中，每個(gè)同學(xué)學(xué)習(xí)的程度不一樣，并且其目的也不盡相同，我們比賽均鼓勵(lì)組隊(duì)參加，但是會(huì)出現(xiàn)一些不良的現(xiàn)象，一些同學(xué)有報(bào)名，但是全程并未參與，沒(méi)有恒心，沒(méi)有毅力，遇到困難就否定自己，能否獲得名次，全憑運(yùn)氣。還有些同學(xué)是為自己日后評(píng)獎(jiǎng)學(xué)金等等榮譽(yù)才來(lái)的，像這種有自己的小心思的同學(xué)，是不會(huì)花精力花時(shí)間去研究比賽的。我們希望同學(xué)能夠通過(guò)參加比賽學(xué)到一些課本上沒(méi)有的，擴(kuò)展自己的眼界。

三、總結(jié)

全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽為嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)提供了一個(gè)很好的參考平臺(tái)，讓課程教學(xué)內(nèi)容更加多樣化、靈活化。不僅能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性，更為重要的是能夠提高學(xué)生的軟硬件的開(kāi)發(fā)水平，為以后的學(xué)習(xí)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。