高校計算機專業(yè)嵌入式系統課程的教學探析

1、高校計算機專業(yè)嵌入式系統課程的教學探析論文關鍵詞:計算機專業(yè)嵌入式教學論文摘要:為進步高校計算機專業(yè)嵌入式系統課程的教學效果,以適應社會對嵌入式人才的要求,在分析嵌入式系統體系構造的根底上,分析了高校計算機專業(yè)嵌入式系統的教學現狀、教學內容和教學方法,指出現有教學過程中存在的缺乏之處,并提出相應的解決方案。嵌入式系統是以應用為中心,以計算機技術為根底,軟硬件可裁減的計算機系統,通俗地講,就是具有智能處理功能的電子產品。如今,嵌入式系統已經被廣泛應用于工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、智能儀表、通信設備等眾多領域,可以說,嵌入式系統無處不在,人們的生活也離不開嵌入式系統。如今,社會對掌握嵌入式技術的人才需求量

2、較大,近幾年高校中的自動化類、電子類以及計算機類專業(yè)均開設了嵌入式系統的相關課程,社會上也有一些培訓機構開場開展嵌入式工程師的培訓。然而,由于面向對象、培養(yǎng)目的以及根底知識的不同,高校中各專業(yè)以及培訓機構培養(yǎng)出的嵌入式人才的才能也不盡不同。本文結合嵌入式系統的體系構造和高校計算機專業(yè)的課程構造,對高校計算機專業(yè)嵌入式系統的教學現狀、教學內容和教學方法展開討論,指出現有教學過程中存在的缺乏之處,并提出相應的解決方案。1嵌入式系統的體系構造一個完好的嵌入式系統可以分為軟件局部和硬件局部,因此,大體上講,嵌入式工程師可以分為嵌入式軟件工程師和嵌入式硬件工程師。但我們認為,一個合格的嵌入式工程師應該既

3、要懂軟件,又要懂硬件,軟件和硬件之間是相輔相成的。嵌入式軟件包含應用程序開發(fā)、驅動程序開發(fā)、操作系統的移植和裁減三個主要方面。然而,并非所有的嵌入式系統都需要進展驅動程序的開發(fā)以及操作系統的移植和裁減,假如使用的單片機較為簡單,或者開發(fā)的程序較為簡單,那么就沒有必要基于操作系統來進展應用程序的開發(fā)。但是,假如基于操作系統來開發(fā)應用程序,那么應用程序開發(fā)過程和普通的軟件開發(fā)幾乎沒有區(qū)別。嵌入式硬件主要包含pb設計和原理圖設計兩個方面。在原理圖設計階段,工程師需要根據實際需求選擇適宜的芯片,設計相應的電路圖;而pb設計主要是指pb的布局和布線。對于高頻電路,在布線完成之后,還需要進展pb電路圖的電

4、磁兼容仿真和分析,以保證消費出的產品可以正常工作。由此可見,嵌入式系統開發(fā)涉及到的知識面較多,這對相應的從業(yè)人員提出了較高的要求,因此,要稱為一名合格的嵌入式工程師必須對上述所有方面都有所理解,并精通其中假設干個方面。2高校計算機專業(yè)的課程構造如今,高校計算機專業(yè)的課程構造除公共課外,可以分專業(yè)根底課程,專業(yè)必修課程和專業(yè)選修課程。專業(yè)根底課程主要是指電子技術根底和計算機程序設計;專業(yè)必修課程主要包括計算機體系構造、操作系統、數據構造、軟件工程、計算機網絡和編譯原理等;專業(yè)選修課包括信息平安、圖像處理、網絡程序開發(fā)、嵌入式系統等。從課程構造上,我們不難發(fā)現,該專業(yè)學生在學習嵌入式系統時存在一定

5、難度,主要表達在對電路、數電和模電三門課程的掌握不結實上。要想學好嵌入式系統,首先必須學好上述三門課程。而事實上,通常計算機專業(yè)將上述三門課程合成一門課程來進展講授,并且學時較短。學生經過一個學期的學習,只能對這三門課程有個大概的理解,并不能到達較為靈敏應用的程度。3教學現狀、教學內容和教學手段在教學現狀上,如今高校在講授嵌入式系統時,往往是一個老師會面對幾十個,甚至上百個學生。在人數較多時,授課質量會下降。事實上,社會培訓機構在進展嵌入式系統培訓時,往往會限制學生的數量。在教學內容上,主要是以一些根本概念為主,如單片機構造,linux嵌入式操作系統的原理和移植,linux嵌入式驅動程序的開發(fā)

6、,以及嵌入式軟件的設計方法等。事實上,對于剛接觸嵌入式系統的學生來說,講授這些空洞的根本概念是沒有任何意義的。根據學生的反映,由于他們沒有任何嵌入式方面的根底知識,講授上述內容使得他們陷入一種迷茫的狀態(tài),除了強迫性記住一些概念之外,其它什么都沒有學到。在教學方法上,主要是以老師講課為主,學生處于被動地承受狀態(tài)。學生承受了大量的概念,卻沒有方法真正理解這些概念。盡管學生也會做一些嵌入式系統的實驗,但在進展實驗時,學生往往是根據實驗手冊上的說明,按照實驗步驟一步步進展下去,最終除了能看到一些實驗結果外,幾乎根本無法理解其中的原理。4解決方案為此,我們認為,高校計算機專業(yè)嵌入式系統的教學內容和教學方

7、法必須進展改革,詳細表達在以下三個方面:第一,改變教學內容,注重實際應用。在教學內容上,不應講授空洞的根本概念,不應以復雜的單片機,如ar為例進展講授,不應講授嵌入式操作系統的原理和移植操作,也不應講授驅動程序開發(fā),這些內容都不合適初學者。而應該以一個簡單的單片機,如51為例進展講授。同時,在講授51時,應從一個應用者的角度,而不是一個設計者的角度來進展授課,這一點往往是一些老師沒有注意到的問題。他們往往過于強調單片機的內部原理,而忽略了單片機的應用方法。第二,應以老師教課為輔,學生動手為主的教學方法。由于嵌入式系統是一門理論性很強的課程,對于這類課程,過多的教學是無益的,往往會讓學生對嵌入式

8、失去興趣。而假如可以讓學生動手實驗,學生那么可以很直觀地感受到嵌入式的魅力。第三,在動手理論上,應以一個小型工程為主,基于開發(fā)板實驗為輔的方法。事實上,基于開發(fā)板進展實驗,學生往往只是簡單地對別人的程序進展編譯和下載,并觀看開發(fā)板上的運行效果,并不能主動地研究其中的原理,也無法進步學生解決問題的才能。而假如讓學生開發(fā)一個小型工程,如溫度顯示器等,那么學生不僅可以真正理解嵌入式系統的開發(fā)流程,解決開發(fā)過程中遇到的各種問題,而且可以獲得開發(fā)成功后的成就感,增加學生對嵌入式系統的樂趣。5結語本論文在分析嵌入式系統體系構造的根底上,分析了高校計算機專業(yè)嵌入式系統的教學現狀、教學內容和教學方法,指出現有教學過程中存在的缺乏之處,并提出了相應的解決方案。該方案有利于進步高校計算機專業(yè)嵌入式系統課程的教學效果,以適應社會對嵌入式人才的要求。參考