民辦院校嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革研究

盛光磊　徐志寧

摘 要：嵌入式系統(tǒng)是設(shè)計(jì)完成復(fù)雜功能的硬件和軟件，并使其緊密耦合在一起的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，為了盡快提高教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，該文針對(duì)目前民辦院校嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的特點(diǎn)以及存在的問(wèn)題，從授課方式、教學(xué)內(nèi)容、師資培養(yǎng)等幾個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革研究，并提出了相應(yīng)的解決方案。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng) 教學(xué)內(nèi)容 師資培養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP368.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）02（a）-0092-02

嵌入式系統(tǒng)是設(shè)計(jì)完成復(fù)雜功能的硬件和軟件，并使其緊密耦合在一起的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[1]。嵌入式技術(shù)可應(yīng)用在工業(yè)控制、交通管理、信息家電、家庭智能化管理、網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和機(jī)器人等方面。隨著物聯(lián)網(wǎng)以及智能家居的發(fā)展，嵌入式方向的人才需求量與日俱增[2]。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)能力，學(xué)院于2013年創(chuàng)建了嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，面向系里的電子信息工程、物聯(lián)網(wǎng)工程、通信工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，開(kāi)設(shè)了嵌入式系統(tǒng)這門(mén)課程。但是傳統(tǒng)的教學(xué)手段與方法并不適用于這門(mén)課，主要存在如下問(wèn)題：（1）理論課時(shí)偏多；（2）課程設(shè)置與實(shí)驗(yàn)大綱沒(méi)有結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況；（3）師資力量薄弱。為了盡快提高教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革。

1 合理安排理論課時(shí)數(shù)

嵌入式課程是實(shí)踐操作很強(qiáng)的課程，不能像傳統(tǒng)的教學(xué)那樣，以教師為核心的課堂上講解，學(xué)生都是被動(dòng)接受知識(shí)。學(xué)習(xí)一段時(shí)間后，由于學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，也就漸漸失去了興趣[3]。針對(duì)這樣的情況，應(yīng)加大實(shí)踐課時(shí)數(shù)。首先，理論課時(shí)和實(shí)踐課時(shí)要達(dá)到1∶1，原先，筆者所在系采用的教學(xué)方式是2節(jié)課在多媒體教室進(jìn)行理論教學(xué)，2節(jié)課在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，雖然理論與實(shí)踐課時(shí)數(shù)達(dá)到要求，但是這樣做相當(dāng)于把理論與實(shí)驗(yàn)割裂開(kāi)，有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象由于多媒體教室不具備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，教師只能干講，沒(méi)辦法讓學(xué)生看到實(shí)驗(yàn)效果。學(xué)生上完理論課，有的時(shí)候要過(guò)一兩天才能安排實(shí)驗(yàn)課，理論課講的內(nèi)容基本忘得差不多了。所以，教學(xué)效果不太好。后來(lái)想到，嵌入式實(shí)驗(yàn)室配備有32臺(tái)高性能電腦，可利用凌波或其他教學(xué)軟件以屏幕廣播的方式來(lái)進(jìn)行教學(xué)，所以，如今系里的嵌入式系統(tǒng)課程全部在實(shí)驗(yàn)室上課，這樣做有如下好處：首先，可以滿(mǎn)足理論教學(xué)的需要，采用傳統(tǒng)大屏幕，播放PPT的方式，坐在后面的同學(xué)可能看不清，采用屏幕廣播則不存在此問(wèn)題。其次，老師在講授的過(guò)程中，隨時(shí)可根據(jù)需要，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不用必須等到實(shí)驗(yàn)課在實(shí)驗(yàn)室才能做實(shí)驗(yàn)。采用這樣的方式，理論與實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)比例實(shí)際可達(dá)到1∶3，這樣的教學(xué)方式受到學(xué)生的好評(píng)。

2 根據(jù)學(xué)生情況安排教學(xué)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

嵌入式系統(tǒng)所包含的領(lǐng)域非常廣闊，需要學(xué)生對(duì)許多技術(shù)都有深入的了解。要求學(xué)生既要懂得硬件，也要懂得軟件，相關(guān)的課程，比如電路、數(shù)字邏輯電路、軟件工程、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等[4]。筆者曾經(jīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)調(diào)查，普遍的學(xué)生認(rèn)為硬件比軟件學(xué)習(xí)起來(lái)要難。另外，系里和河南智游公司有相關(guān)的培訓(xùn)合作，智游公司主要從事蘋(píng)果IOS的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，學(xué)生經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后，公司負(fù)責(zé)安排就業(yè)，很多學(xué)生第一份工作的月薪過(guò)萬(wàn)。有這樣的學(xué)長(zhǎng)做榜樣，學(xué)生更愿意從事嵌入式系統(tǒng)頂層應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，不愿意進(jìn)行底層的驅(qū)動(dòng)和電路板的設(shè)計(jì)。而傳統(tǒng)的教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)大綱或者是相關(guān)教材，面向硬件相關(guān)的內(nèi)容比較多，與之對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也是面向硬件的內(nèi)容較多，所以，學(xué)生學(xué)起來(lái)比較吃力，而且學(xué)習(xí)積極性不高。針對(duì)這樣的情況，從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，改變授課的相關(guān)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也主要面向軟件層面。在實(shí)際教學(xué)中，主要以ARM9系列S3C2410微處理器為核心，以Linux為主要平臺(tái)來(lái)講授[5]，講授過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生沒(méi)有Linux基礎(chǔ)，又增加了很多關(guān)于Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)容，此學(xué)期實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如表1所示。

從表1可以看出，對(duì)于硬件的內(nèi)容，并沒(méi)有過(guò)多的涉及，只在最后介紹了一下ARM的I/O和中斷。當(dāng)然，這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并不是一成不變的，教師會(huì)根據(jù)學(xué)生的情況，對(duì)授課內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行更新，因材施教。

3 師資力量薄弱

由于學(xué)院是一所民辦院校，并沒(méi)有財(cái)政投入，學(xué)院的運(yùn)轉(zhuǎn)都是以學(xué)費(fèi)為基礎(chǔ)，每一筆錢(qián)都要用到更需要的地方，學(xué)院對(duì)于教師培訓(xùn)等方面并不是太重視。隨著教育部對(duì)于高校轉(zhuǎn)型的要求，學(xué)院也在向應(yīng)用技術(shù)性大學(xué)轉(zhuǎn)變，但是轉(zhuǎn)變不是一朝一夕就能實(shí)現(xiàn)的。這幾年學(xué)院對(duì)于理工科院系實(shí)驗(yàn)室的投入上力度較大，有了先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室，還要有能上實(shí)驗(yàn)課的教師，這些課程都是由系里的年輕教師擔(dān)任，雖然能滿(mǎn)足日常教學(xué)活動(dòng)，但是，已經(jīng)感覺(jué)到力不從心。系里要求要加大實(shí)習(xí)和實(shí)踐的綜合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，也就是要領(lǐng)著學(xué)生做一些產(chǎn)品或者設(shè)計(jì)，對(duì)教師來(lái)說(shuō)難度很大。教師自己都沒(méi)有做過(guò)相關(guān)的項(xiàng)目或者設(shè)計(jì)，如何引導(dǎo)學(xué)生來(lái)做？解決方法要么引進(jìn)更高水平的人才，要么對(duì)現(xiàn)有的師資進(jìn)行培訓(xùn)，針對(duì)第一種情況，高水平的人才不愿意來(lái)三本院校發(fā)展，那只能從現(xiàn)有的師資來(lái)解決。根據(jù)這樣的情況，系里決定和實(shí)習(xí)基地或者有合作關(guān)系的公司或者校友的企業(yè)來(lái)進(jìn)行師資的培訓(xùn)，讓教師在暑假可根據(jù)需要到相應(yīng)的單位來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，讓教師參與到企業(yè)實(shí)際的項(xiàng)目中去，反過(guò)來(lái)，教師水平提高以后，可以帶著學(xué)生承接企業(yè)的相關(guān)項(xiàng)目，而且也能培養(yǎng)出企業(yè)急需的人才，使得高校的教學(xué)與企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，最終實(shí)現(xiàn)雙贏的目的。

4 未來(lái)工作

下一步，系里準(zhǔn)備開(kāi)設(shè)Linux C程序設(shè)計(jì)課程，一方面解決學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)Linux操作系統(tǒng)，在學(xué)習(xí)嵌入式課程時(shí)還要補(bǔ)基礎(chǔ)知識(shí)的情況；另一方面可加強(qiáng)學(xué)生C語(yǔ)言的編程能力，學(xué)生普遍編程能力不強(qiáng)。這樣的話(huà)嵌入式系統(tǒng)課程體系就更加完善，后續(xù)準(zhǔn)備增加一些QT程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容，主要還是面向軟件層面。再有一點(diǎn)，就是要編寫(xiě)適合于學(xué)院學(xué)生情況的教材。目前市場(chǎng)上的教材并不適合與我院學(xué)生的情況，硬件內(nèi)容比較多，比如現(xiàn)在所采用的教材《ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)——基于S3C2410與Linux（第3版）》，硬件介紹內(nèi)容達(dá)到了1/3強(qiáng)，剩余內(nèi)容又與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)內(nèi)容重復(fù)，所以急需編寫(xiě)一本適合筆者學(xué)院情況的教材。目前，系里的嵌入式系統(tǒng)課程教師很少，教材編寫(xiě)任務(wù)較重，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法解決。學(xué)生想要在課下進(jìn)行嵌入式的學(xué)習(xí)或者開(kāi)發(fā)比較難，主要是因?yàn)殚_(kāi)發(fā)要具有嵌入式開(kāi)發(fā)的試驗(yàn)箱或者開(kāi)發(fā)板，購(gòu)買(mǎi)嵌入式開(kāi)發(fā)板比較昂貴，學(xué)生不愿意花錢(qián)，那就只能從學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室方面想辦法解決，主要是建立開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)室，對(duì)應(yīng)的就要建立配套的實(shí)驗(yàn)室管理機(jī)制，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備和財(cái)產(chǎn)有效進(jìn)行管理，使實(shí)驗(yàn)室能24 h開(kāi)放，以便學(xué)生能隨時(shí)使用實(shí)驗(yàn)室里面的設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)或開(kāi)發(fā)。

5 結(jié)語(yǔ)

嵌入式系統(tǒng)作為應(yīng)用性極強(qiáng)的課程，其教學(xué)體系建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的任務(wù)，包括完整的課程設(shè)置、不斷地改進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，以及更多的實(shí)踐項(xiàng)目[6]。

技術(shù)的發(fā)展日新月異，這就要求教師要及時(shí)更新自己的知識(shí)，對(duì)課程不斷改進(jìn)，只有這樣才能跟上技術(shù)發(fā)展的腳步，才能培養(yǎng)出滿(mǎn)足企業(yè)需要的應(yīng)用技術(shù)型人才。

參考文獻(xiàn)

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