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嵌入式系统设计教学方法的研究与实践

作者:未知

  摘 要:嵌入式系统所涉及的知识综合性强,涉及计算机、电子、机械等多个学科,嵌入式是计算机科学与技术专业的主流方向之一,各个专业对嵌入式系统教学所侧重的内容不同,单个学习者很难掌握当前嵌入式系统开发的全部知识和技能。目前,嵌入式軟硬件平台、嵌入式操作系统平台和开发工具多种多样,如何掌握最佳的教学方法,在诸多的技术中进行教学内容的选择,如何在有限的时间内提高学生的创新能力以及综合应用所学知识的能力,是本文首先需要探讨的问题。
  关键词:嵌入式 系统平台 教学方法
  一、引言
  从计算机专业的角度分析,嵌入式系统涉及计算机体系结构、嵌入式原理和接口技术、实时操作系统以及嵌入式软件等诸多知识内容,教学内容不可能在有限的学时中完全覆盖,而且嵌入式系统的技术发展迅速,接口和总线、新的CPU等不断出现或者升级,新的软件协议、标准和开发方法也在不断地发展与更新。因此,在教学内容和教学方法上,必须保持开放性的特点。
  二、嵌入式系统设计是一个综合性设计体系
  国外嵌入式人才的培养主要是通过具体的项目的实施来实现的。欧美国家各院校嵌入式课程的教学主要就是通过项目化嵌入式教学方法来完成的,并且取得了很好的效果。鉴于嵌入式人才培养的特点、人才培养的迫切以及嵌入式技术的发展,传统的嵌入式教学方法的所暴露出来的缺点已越来越明显,很多高校都进行了嵌入式教学改革,国内很多知名高校也在实践以项目为驱动的嵌入式教学方法,有些高校甚至出台政策。为配合该教学方法,必须具有嵌入式科研项目的教师才能承担嵌入式方向的教学任务。我们了解到,这些学校出来的学生独立工作能力和实践创新能力都很强。
  嵌入式系统课程体系的综合性和实践性这两大特点所反映出来的问题对于传统的嵌入式教学方法来说很难给出一个完善的解决方案。为进一步加强实践环节,重点培养学生的动手能力和创新能力,嵌入式综合设计拟引入项目驱动的教学方法,即:以项目为引导、以需求学理论、以实践为主导。
  三、构建嵌入式系统设计新思路、新目标
  (一)目前,嵌入式系统设计存在师资的配置和管理问题
  项目化驱动嵌入式综合设计不像传统的课堂教学,教师要以指导老师的身份从学生的选题到项目的实施全程参与,能够对各阶段可能出现的问题及时给予积极的引导。因而,如何配置老师,如何管理,如何更好地发挥老师的监督、协调和指导等作用,将是一个必须解决好的关键问题。
  (二)选题
  选题最好来源于教师的科研项目,或者学生感兴趣的一些工程项目,这样能够紧密联系实际,激发学生的学习热情;同时,项目题材难易适当,要因材施教。
  四、为达嵌入式系统设计新目标,需要重点探讨的几个问题:
  (一)嵌入式系统设计项目选题研究
  1.本科生完成相关基础课程之后,可在大三上学期,利用一周左右的时间,给嵌入式方向的学生设定明确的项目目标,例如多媒体播放系统、GPS导航系统、Android系统开发等嵌入式系统;要求学生组建团队,团队规模一般在3人左右。
  2.采用导师制,组建指导教师团队。老师介绍嵌入式项目开发的一般过程,以及各阶段所需要的知识。
  (二)以需求学理论的方法研究
  课程开展之前,将项目对应的需求摆在学生面前,鼓励学生根据项目要求,对所学理论知识进行总结合回顾,加深对已有理论的学习和实际应用。
  (三)以实践为主导的方法研究
  以项目统一多种实践环节;
  教师以导师形式全程跟踪项目实施过程;
  课程设计完成功能验证设计;
  团队内部分工合作,提倡自我管理;
  按项目设计说明书格式撰写设计报告。
  (四)相关保障体制的研究和建立
  逐步建立和完善这种教学方法下的指导教师职责体系和学生管理体制,探讨既能促教、又能促学,充分保障这种教学方法实施的原则。
  通过上述方法研究,解决嵌入式方向学生理论与实践相结合、理论基础扎实,而创新性、实践性不足的问题;培养学生的团队意识和精神。建立以项目为引导、以需求学理论、以实践为主导的嵌入式工程设计教学方法及其相关的保障制度;
  建立服务于项目驱动化嵌入式工程设计教学方法的科学完整的管理制度和办法;
  建立若干个项目驱动化嵌入式工程设计教学方法所需要的开发项目,形成较为完整的开发文档:包括项目任务书、进度安排、开发环境等等;建设嵌入式工程设计指导教师队伍。
  结语
  通过制定嵌入式系统设计新方案以及方案的实施,可以提高嵌入式系统课程体系的教学效果;以学生为中心,强调团队的合作和自主学习,注重培养系统工程分析能力、团队协作交流能力、专业技术应用能力和自我提升能力,以及系统调控能力。全面培养学生在个人与专业素质、科学技术、人际交流等各个方面的能力,从而在本科层次培养出具备终身学习能力的高素质计算机开发和应用人才;所培养的学生将具有项目开发背景,能够即时胜任嵌入式方面的开发工作,在就业方面会具有较大优势。
  参考文献
  [1]R.Rajsuman.SoC设计与测试[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.
  [2]杜春雷.ARM体系结构与编程[M].北京:清华大学出版社,2003.
  [3]Jan Axelson.USB大全[M].北京:中国电力出版社,2005.
  [4]詹荣开.嵌入式系统Boot Loader技术内幕[EB/OL].
  [5]何立民.嵌入式系统的定义与发展历史[EB/OL].
论文来源:《新教育时代·教师版》 2019年15期
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