淺談如何培養嵌入式方向學生的課程學習及動手能力

摘 要：目前，嵌入式的產品已經無處不在了，越來越多的人會加入到學習嵌入式知識的大軍當中，但是嵌入式系統本身知識覆蓋面較廣，實踐性強，知識更新的速度較快，在教學方面，不能照搬其他科的教學模式，也不能守舊老的教學計劃，應根據嵌入式系統的一些特點，以應用為導向，從授課內容，授課方法，授課手段等多方面進行積極改革;還要培養學生的學習興趣，邏輯思維以及動手實踐能力，從而提高教學質量，加強動手實踐能力，培養出適應行業需要的全方面的嵌入式人才。

關鍵詞：人才培養;計算機系統;嵌入式系統

隨著新時代的不斷進步，計算機領域的不斷創新，嵌入式系統無疑是當前最熱門最有發展前途的IT應用領域之一。那么如何培養嵌入式方向學生的課程學習及動手能力，是我們需要不斷探索的嚴峻問題。

1.目前國內嵌入式系統的發展現狀

嵌入式系統包含的領域非常廣闊，搞嵌入式開發的人有兩類。

一類是學電子工程、通信工程等偏硬件專業出身的人，他們主要是搞硬件設計，有時要開發一些與硬件關系最密切的最底層軟件，如BootLoader、Board Support Package，最初級的硬件驅動程序等[1]。他們的優勢是對硬件原理非常清楚，不足是他們更擅長定義各種硬件接口，但對復雜軟件系統往往力不從心。

另一類則是學軟件、計算機專業出身的人，主要從事嵌入式操作系統和應用軟件的開發。如果我們學軟件的人對硬件原理和接口有較好的掌握，我們完全也可寫BSP和硬件驅動程序。嵌入式硬件設計完后，各種功能就全靠軟件來實現了，嵌入式設備的增值很大程度上取決于嵌入式軟件，這占了嵌入式系統的最主要工作（目前有很多公司將硬件設計包給了專門的硬件公司，稍復雜的硬件都交給臺灣或國外公司設計，國內的硬件設計力量很弱，很多嵌入式公司自己只負責開發軟件，因為公司都知道，嵌入式產品的差異很大程度在軟件上，在軟件方面是最有“花頭”可做的），所以我們搞軟件的人完全不用擔心我們在嵌入式市場上的用武之地，越是智能設備越是復雜系統，軟件越起關鍵作用，而且這是目前的趨勢。

由于嵌入式只是的學習范圍非常廣泛，平臺相關性也很高，因此對于計算機科學與技術專業和軟件工程類專業的學生來說，從事嵌入式軟件開發，像計算機組成原理、嵌入式結構等硬件課程是較重要的。另外，匯編語言、C/C++、數據結構和算法、特別是操作系統等軟件基礎課也是十分重要的。我們的主要目地是能看懂嵌入式系統硬件的工作原理，但重點應是在嵌入式軟件，特別操作系統級軟件，那將是我們的優勢[1]。

2.當前的教育模式及學習方法

目前計算機類的各相關專業采用的基本上還是20世紀80年代的教學模式，培養研究型的人才，重理論、輕實踐。學生在校期間學習理論的時間過多，因為考試主要考查的就是學生對于理論知識的掌握情況，而實踐環節分配的時間較少，并且缺少考核檢驗實際的動手操作能力。導致許多學生空有一肚子的理論知識，在實踐開發中不知道如何運用，最后還要到一些培訓機構去學習，才能順利就業。

學生的學習觀念在大學期間應該有所改變，不能一味的抱著初高中學習的理念不放，老師教什么就學什么，老師不教學生就不學，甚者老師講過后不加思考只會用在一道題上面，不會舉一反三，不加自己的理解生拉硬套。這種保姆式教學是培養不出自主創新型人才的。創新型人才不是老師教出來的，而是自己在實踐中不斷探索出來的。因此在教學中，教師需要引導學生轉變學習觀念，選擇適合自己的學習方法，培養自主的學習能力。

3.教學方法改革

在教學當中，教師應采用靈活多樣的教學方法來培養學生的學習興趣。嵌入式在我們生活中普遍存在，例如：像我們平常常見到的手機、PDA、電子字典、可視電話、VCD/DVD/MP3 Player、數字相機（DC）、數字攝像機（DV）、U-Disk、機頂盒（Set Top Box）、高清電視（HDTV）、游戲機、智能玩具、交換機、路由器、數控設備或儀表、汽車電子、家電控制系統、醫療儀器、航天航空設備等等都是典型的嵌入式系統的實例。在課程開始的時候教師可以通過身邊的這些真實存在的物件，將產品展現給學生，來激發學生對嵌入式系統的興趣，知道學習好這門課程之后可以做出什么樣的成果。同時在教學當中應采用啟發式教學。將問題拋出，給學生時間思考和探討，從而達到鍛煉學生的思維，養成自主思考的習慣，不要遇到問題就覺得自己不會，做不出來這樣的弊病;通過和同學們的探討還可以培養學生們的團隊意識，加強溝通能力，使得在以后的工作崗位中更加得心應手。

根據嵌入式技術應用性強的特點，還可以結合項目驅動教學法。教師在課程設計時可以將項目實例貫穿到整節課的講解中，通過分析項目需求，項目設計方案，項目如何實施等一步步引導學生學習，是學生充分發揮積極性成為項目主體，從應用出發，把身邊的實例運用到教學當中，提高動手學習能力的同時也可以幫助學生積累一些做項目的實際經驗。

計算機行業中技術發展的速度可謂日新月異，主流的開發平臺幾乎每2～3年就會升級一次，嵌入式方向更是如此，這一領域較新，目前發展太快，很多軟硬件技術出現時間不長或正在出現（如ARM處理器、嵌入式操作系統、MPEG技術、無線通信協議等），掌握這些新技術的人當然很找。嵌入式人才稀缺，其實嵌入式人才稀少，根本原因可能是大多數人無條件接觸，這需要相應的嵌入式開發板和軟件，另外需要有經驗的人進行指導開發流程。掌握新的概念，學習新的技術，解決新的問題，都需要自己動手實踐，通過自己的探索消化吸收。這就是技術型人才在學生時代就需要養成良好的通過自己動手就能解決問題的能力[2]。

在學習嵌入式時，要了解當前嵌入式系統的發展及未來幾年的發展趨勢。選擇適合自己的學習方法，課上配合老師完成學習目標，但不單一的只學習老師課上教授的內容，課下多去圖書館翻閱資料，也可以找一些有科研項目的老師，加入他的實驗項目當中，參與一些科研項目，加強動手能力，團隊協作能力，也為自己積累一些項目經驗。

目前國內外這方面的人都很稀缺。一方面，是因為這一領域入門門檻較高，不僅要懂較底層軟件（例如操作系統級、驅動程序級軟件），對軟件專業水平要求較高（嵌入式系統對軟件設計的時間和空間效率要求較高），而且必須懂得硬件的工作原理，所以非專業IT人員很難切入這一領域[3]。與企業計算等應用軟件不同，嵌入式領域人才的工作強度通常低一些。但是入門起點較高，所用到的技術往往都有一定難度所以學習嵌入式方向，最重要的技術顯然是（實際上很多公司的招聘廣告上就是這樣寫的）：

（1） 掌握主流嵌入式微處理器的結構與原理

（2） 必須掌握一個嵌入式操作系統

（3） 必須熟悉嵌入式軟件開發流程并至少做過一個嵌入式軟件項目。

目前，嵌入式的產品已經無處不在了，越來越多的人會加入到學習嵌入式知識的大軍當中，但是嵌入式系統本身知識覆蓋面較廣，實踐性強，知識更新的速度較快，在教學方面，不能照搬其他科的教學模式，也不能守舊老的教學計劃，應根據嵌入式系統的一些特點，以應用為導向，從授課內容，授課方法，授課手段等多方面進行積極改革;還要培養學生的學習興趣，邏輯思維以及動手實踐能力，從而提高教學質量，加強動手實踐能力，培養出適應行業需要的全方面的嵌入式人才。

參考文獻：

[1]馮月春.淺談如何提高大學生的學習興趣.[J].2019.

[2]黃向宇.嵌入式技術教學中加強學生動手能力的探索與實踐.[J].2011.（28） .

[3]劉黎志.嵌入式技術教學中加強學生動手能力的探索與實踐.[J].2012.

作者簡介：

楊豫嬌（1996年7月），籍貫：黑龍江省齊齊哈爾市，性別：女，學歷：大學本科、學士學位研究方向：計算機基礎、操作系統.