關(guān)于嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)改革探索論文.doc

關(guān)于嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)改革探索論文 前言 隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制系統(tǒng)、航天軍事、信息家電等領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用雖然幾乎所有的高等院校都開(kāi)設(shè)了嵌入式系統(tǒng)課程然而由于嵌入式系統(tǒng)是一門(mén)綜合性極強(qiáng)的課程涉及到數(shù)電、模電、計(jì)算機(jī)和通信、微機(jī)原理等多學(xué)科的知識(shí);尤其是嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐性很強(qiáng)而且發(fā)展迅速新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)因此傳統(tǒng)的嵌入式教學(xué)體系、授課方式、實(shí)驗(yàn)方法已經(jīng)不能滿足信息時(shí)代的培養(yǎng)嵌入式人才的需求因此本文針對(duì)傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在著的弊端提出了一系列的改革和創(chuàng)新辦法旨在培養(yǎng)出適應(yīng)時(shí)代發(fā)展和市場(chǎng)需求的嵌入式工程師 1傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中存在的弊端 傳統(tǒng)的嵌入式教學(xué)中普遍存在著以下問(wèn)題：(1)教材陳舊內(nèi)容過(guò)時(shí)不能適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的需求而且教材普遍以生硬的講概念說(shuō)原理為主(2)傳統(tǒng)的授課方式以老師灌輸為主學(xué)生只能被動(dòng)地接受知識(shí)從而感到枯燥無(wú)法激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣;而且教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)脫節(jié)(3)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以驗(yàn)證性內(nèi)容為主缺乏設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力另一方面實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊和實(shí)際生活嚴(yán)重脫節(jié)(4)傳統(tǒng)的考核方式只重視筆試成績(jī)不能反映嵌入式系統(tǒng)這種實(shí)踐性強(qiáng)的課程的特點(diǎn)無(wú)法體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力 2嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革的探索 為了提高嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的效果培養(yǎng)出符合時(shí)代發(fā)展需求的嵌入式人才本文針對(duì)傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)模式下存在的問(wèn)題進(jìn)行了深入的調(diào)查研究和實(shí)踐活動(dòng)提出了一系列的教學(xué)改革的方案 2.1教學(xué)內(nèi)容選擇針對(duì)性和合理性 嵌入式是技術(shù)與應(yīng)用結(jié)合的領(lǐng)域也是交叉學(xué)科領(lǐng)域涉及微電子、集成電路和計(jì)算機(jī)組成原理等覆蓋范圍廣發(fā)展速度快其特點(diǎn)決定了嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容也需要做到與時(shí)俱進(jìn)雖然我們無(wú)法向?qū)W生傳授所有新的處理器總線協(xié)議、嵌入式技術(shù)不是我們應(yīng)當(dāng)在教學(xué)內(nèi)容上保持必要的開(kāi)放性向?qū)W生闡述嵌入式德理念讓他們具備嵌入式的大腦授之以漁 在教材的選擇上盡量選擇系統(tǒng)性連續(xù)的、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新穎和實(shí)際緊密結(jié)合的教材即便如此在實(shí)際教學(xué)中也應(yīng)當(dāng)取消或者調(diào)整教材中內(nèi)容陳舊思想過(guò)時(shí)的部分老師應(yīng)該有能力做到把教學(xué)內(nèi)容和行業(yè)內(nèi)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)保持一致甚至把自己平常在嵌入式科研項(xiàng)目上的一些知識(shí)有機(jī)地融入到教學(xué)內(nèi)容中盡量保持保持教學(xué)內(nèi)容的鮮活生命力和可持續(xù)發(fā)展性 基于當(dāng)前的嵌入式技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和市場(chǎng)的需求我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容上選擇把“ARM硬件平臺(tái)+嵌入式Linux操作系統(tǒng)”作為主要的教學(xué)內(nèi)容目前市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位的嵌入式系統(tǒng)90%依然是基于ARM處理器的硬件平臺(tái)因此向?qū)W生傳授基于ARM的嵌入式理論知識(shí)不僅可以幫助學(xué)生保持市場(chǎng)就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力對(duì)于學(xué)習(xí)其它的嵌入式系統(tǒng)也是觸類旁通的不如正在蓬勃發(fā)展的基于INTEL處理器的嵌入式系統(tǒng)而在操作系統(tǒng)方面我們選擇了以嵌入式Linux操作系統(tǒng)為主但為了讓學(xué)生充分理解嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)放性對(duì)于WinCE商業(yè)操作系統(tǒng)我們也作了基本的講解這不僅能讓學(xué)生通過(guò)對(duì)比理解不同的嵌式如操作系統(tǒng)的流程和特點(diǎn)發(fā)掘他們之間的共性也給學(xué)生提供了更加廣泛的就業(yè)空間 另外老師可以根據(jù)嵌入式系統(tǒng)課程的知識(shí)體系結(jié)合相關(guān)的的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容把一部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作為教學(xué)內(nèi)容在課堂上利用嵌入式的實(shí)驗(yàn)設(shè)備演示相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 2.2授課方式的改進(jìn) 傳統(tǒng)的嵌入式教學(xué)只是注重于理論知識(shí)的單向傳播且理論課的教學(xué)和學(xué)習(xí)主要限制在課堂而實(shí)驗(yàn)課則被限制在實(shí)驗(yàn)室并按照設(shè)定的實(shí)驗(yàn)程序“依樣畫(huà)葫蘆”學(xué)生完全是被動(dòng)的學(xué)習(xí)和接收這種禁錮在課本和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的封閉式的教學(xué)極大地限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 我們將改變這種傳統(tǒng)的結(jié)論灌輸?shù)牡慕虒W(xué)模式在講解嵌入式的基本理論知識(shí)的時(shí)候我們將強(qiáng)調(diào)嵌入式系統(tǒng)和通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本理論中相同點(diǎn)和不同點(diǎn)結(jié)合學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的單片機(jī)系統(tǒng)微機(jī)原理等基本理論以類比對(duì)照的方法進(jìn)行解析甚至啟發(fā)式地引導(dǎo)學(xué)生把已有的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)知識(shí)和理論進(jìn)行轉(zhuǎn)換、進(jìn)而映射到嵌入式平臺(tái)中來(lái)從而可以更加深刻地體會(huì)和理解嵌入式系統(tǒng)中的一些重點(diǎn)理論和特點(diǎn)比如在講解ARM指令的時(shí)候我們采用啟發(fā)式教學(xué)在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)的8086匯編語(yǔ)言的基礎(chǔ)之上通過(guò)啟發(fā)、對(duì)比和完善把ARM指令和匯編語(yǔ)言的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)分析出來(lái)接著通過(guò)一些典型試驗(yàn)訓(xùn)練讓學(xué)生通過(guò)閱讀和分析程序領(lǐng)會(huì)其精髓這樣既可以節(jié)約課堂授課時(shí)間也可以讓學(xué)生更加深刻的理解到嵌入式平臺(tái)和通用平臺(tái)8086的區(qū)別所在從而加深對(duì)嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)的理解這種啟發(fā)對(duì)比式的授課方式更能讓學(xué)生理解嵌入式技術(shù)的發(fā)展過(guò)程和形成背景這樣比讓學(xué)生單純的死記硬背一些結(jié)論性的概念更有實(shí)際意義 其次我們將推行以實(shí)驗(yàn)為主的教學(xué)方法打破傳統(tǒng)的課堂教學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)課完全獨(dú)立的授課方式將理論知識(shí)的學(xué)習(xí)貫穿到試驗(yàn)中以實(shí)驗(yàn)來(lái)促進(jìn)理論知識(shí)的吸收也就是以實(shí)例、實(shí)驗(yàn)為主線實(shí)行講授與實(shí)驗(yàn)一體化的教學(xué)方法首先在課堂上利用嵌入式仿真器、實(shí)驗(yàn)箱等實(shí)驗(yàn)設(shè)備演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目先讓學(xué)生看到實(shí)驗(yàn)的過(guò)程及其結(jié)果變抽象為具體變枯燥為有趣激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣其次適當(dāng)?shù)貙⒄n堂搬到實(shí)驗(yàn)室充分利用實(shí)驗(yàn)室的資源結(jié)合試驗(yàn)講授理論知識(shí)再次根據(jù)嵌入式系統(tǒng)課程的知識(shí)體系設(shè)計(jì)出與各項(xiàng)內(nèi)容相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一方面在授課的時(shí)候以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為教學(xué)內(nèi)容編成講義以講義為主教材為輔;另一方面在實(shí)驗(yàn)中以實(shí)驗(yàn)的方式鞏固教學(xué)內(nèi)容最后鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)自己去分析實(shí)驗(yàn)中涉及的硬件、編程方法及實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖寣W(xué)生從試驗(yàn)的被動(dòng)接受者變?yōu)閷?shí)驗(yàn)的主動(dòng)構(gòu)建者和創(chuàng)新者讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)試驗(yàn)的樂(lè)趣和魔力激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣 2.3改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法 嵌入式系統(tǒng)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程在嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)是學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的關(guān)鍵通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅可以幫助學(xué)生鞏固理論知識(shí)、增加學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;而且可以幫助學(xué)生理解嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)流程全面掌握嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)、硬件基本體系和結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)行模式嵌入式軟件開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)調(diào)試與驗(yàn)證方法等使學(xué)生具有一定的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)知識(shí)和能力 首先我們要改變的傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課的授課方式打破先上理論課再上試驗(yàn)課的傳統(tǒng)模式將理論課和實(shí)驗(yàn)課結(jié)合起來(lái)邊教學(xué)邊實(shí)驗(yàn)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)練習(xí)充分結(jié)合其次改進(jìn)傳統(tǒng)的的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)一方面結(jié)合教材內(nèi)容設(shè)計(jì)出一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)幫助鞏固理論知識(shí);更重要的是選擇生活中能見(jiàn)到的嵌入式的應(yīng)用實(shí)例設(shè)計(jì)出系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手實(shí)踐的愿望再次進(jìn)一步拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注入一些新穎的與現(xiàn)代企業(yè)嵌入式應(yīng)用技術(shù)緊密聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)課題引導(dǎo)學(xué)生盡可能多地接觸國(guó)內(nèi)外工業(yè)界的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)實(shí)例一方面來(lái)彌補(bǔ)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在內(nèi)容上的不足同時(shí)還能拓展學(xué)生的視野提高就業(yè)能力最后鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容自主查閱整理資料確定實(shí)驗(yàn)主題和試驗(yàn)?zāi)康挠懻摻忸}思路與設(shè)計(jì)原理自主完成程序流程圖、開(kāi)發(fā)程序、上機(jī)調(diào)試等這種自主式的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練不僅鍛煉了學(xué)生的科研、創(chuàng)新和實(shí)際解決問(wèn)題的能力而且也幫助老師豐富了教學(xué)資源也促進(jìn)了老師的提高真正體現(xiàn)了教學(xué)相長(zhǎng)的新型教學(xué)理念 當(dāng)然在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)還是應(yīng)當(dāng)遵循循序漸進(jìn)的方式由易及難由淺入深讓學(xué)生基于對(duì)嵌入式理論的理解從而系統(tǒng)地理解嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程、掌握開(kāi)發(fā)工具和驗(yàn)證方法另外這種實(shí)驗(yàn)改革的創(chuàng)新決不是一味的讓學(xué)生獨(dú)自承擔(dān)創(chuàng)新的任務(wù)老師的作用不僅僅是負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革和創(chuàng)新在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)如果老師能和學(xué)習(xí)一起參與到具體的實(shí)驗(yàn)中一起實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的硬件設(shè)計(jì)比如液晶顯示控制實(shí)驗(yàn)當(dāng)學(xué)生看到老師通過(guò)連線、編程可以實(shí)現(xiàn)LCD顯示漢字字符、彩色位圖等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果后自己一定很想試試這樣就大大激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性另外學(xué)校在條件允許的情況下應(yīng)當(dāng)提高更好的嵌入式實(shí)驗(yàn)條件老師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生創(chuàng)造寬松的實(shí)驗(yàn)環(huán)境比如盡可能的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室改變傳統(tǒng)的只能在實(shí)驗(yàn)課做實(shí)驗(yàn)的模式讓學(xué)生充分利用實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)備和環(huán)境等資源來(lái)完成實(shí)驗(yàn)不僅讓學(xué)生享受到實(shí)驗(yàn)成功本身的成就感而且能讓學(xué)生感受到自由創(chuàng)新的自豪感 所有的實(shí)驗(yàn)都是為了提高學(xué)生的知識(shí)水平和實(shí)踐能力培養(yǎng)他們自主創(chuàng)新的能力于是我們鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各種嵌入式競(jìng)賽去證明自己的能力老師則給他們必要的賽前集中培訓(xùn)這種培訓(xùn)不僅僅是簡(jiǎn)單的編程能力的培訓(xùn)更是對(duì)嵌入式系統(tǒng)知識(shí)的升華對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生積極思考、努力探索、和解決實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)變能力都有極大的意義最近幾年我校的學(xué)生參加了不少的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)大賽比如：大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、飛思卡爾智能車大賽、博創(chuàng)杯嵌入式大賽等都取得了不錯(cuò)的成績(jī)這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和積極參與競(jìng)爭(zhēng)的意識(shí)有著重要的意義 2.4改進(jìn)的課程考核辦法 傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)課程的考核由筆試成績(jī)和平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)組成而實(shí)驗(yàn)成績(jī)僅僅通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)考核這種考核方式對(duì)于嵌入式系統(tǒng)這種實(shí)踐性很強(qiáng)的課程缺乏必要的區(qū)分度一方面會(huì)使學(xué)生陷入死記硬背理論知識(shí)的老胡同里另一方面也很容易讓學(xué)生出現(xiàn)重實(shí)驗(yàn)報(bào)告輕實(shí)際操作的弊病不能真正考核學(xué)生的實(shí)際能力因此我們不僅需要改進(jìn)傳統(tǒng)的閉卷考試方式的方法而且也要減少簡(jiǎn)單的理論成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)加成帶來(lái)的弊端基于對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)因此在考核的評(píng)定辦法上我們應(yīng)當(dāng)格外強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)改革的考核辦法如下：(1)平時(shí)成績(jī)以參考實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)為主書(shū)面的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為輔這就要求老師要觀察學(xué)生在試驗(yàn)中的表現(xiàn)而不是僅僅通過(guò)課后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)和結(jié)果來(lái)打分(2)期末評(píng)定時(shí)不僅要減少理論課筆試成績(jī)的比例而且在理論筆試中盡量避免死記硬背的題型測(cè)試并重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度和應(yīng)用能力(3)在期末考試中不僅要增加專門(mén)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試環(huán)節(jié)而且要提高實(shí)驗(yàn)測(cè)試成績(jī)載期末總評(píng)中的比例實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)有學(xué)生當(dāng)場(chǎng)抽取自己的實(shí)驗(yàn)測(cè)試題;實(shí)驗(yàn)測(cè)試題除基本要求外還給學(xué)生提供必要的發(fā)揮空間能讓實(shí)際動(dòng)手能力較強(qiáng)的同學(xué)又充分發(fā)揮表現(xiàn)的空間(4)對(duì)于平時(shí)或者假期參加了嵌入式大賽的學(xué)生或者參加企業(yè)的實(shí)際嵌入式項(xiàng)目實(shí)踐的學(xué)生或者參加了自主