摘要：論述了嵌入式系統(tǒng)課程的特點(diǎn)，分析了我院計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中存在的問題。結(jié)合我院的特點(diǎn)和實(shí)際，提出了因材施教的層次化教學(xué)模式，并且從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面論述了層次化教學(xué)模式的具體實(shí)施過(guò)程。實(shí)踐證明，該模式能有效提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)模式；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2012）31-7536-03

隨著后PC時(shí)代的來(lái)臨，PC機(jī)的重要性下降，嵌入式系統(tǒng)將變得功能強(qiáng)大、無(wú)處不在。目前，嵌入式系統(tǒng)在消費(fèi)電子、通信設(shè)備、工業(yè)控制等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)作為我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)主旋律，其核心也是嵌入式系統(tǒng)。

與我國(guó)嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的迅猛發(fā)展和巨大的產(chǎn)業(yè)需求相比，嵌入式系統(tǒng)工程人才培養(yǎng)相對(duì)落后[1]。嵌入式系統(tǒng)教學(xué)模式成為眾多高校都在研究的課題。本文主要針對(duì)應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)，結(jié)合我院的具體情況，在教學(xué)內(nèi)容和模式上進(jìn)行一些改革和探討。

1　課程特點(diǎn)

嵌入式系統(tǒng)是一門綜合性很強(qiáng)的課程，幾乎涵蓋了所有基本的軟硬件設(shè)計(jì)技術(shù)。所需基礎(chǔ)知識(shí)較多，前修課程包括：數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)接口原理、單片機(jī)、匯編語(yǔ)言、C語(yǔ)言、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。涉及內(nèi)容廣泛，與通信、自動(dòng)控制、電子等專業(yè)知識(shí)相關(guān)。教學(xué)難度大，學(xué)習(xí)門檻高。

嵌入式系統(tǒng)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。嵌入式技術(shù)是具有工程應(yīng)用性的實(shí)用技術(shù)，只有通過(guò)實(shí)踐才能真正理解和掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的方法。

2　現(xiàn)狀與問題

我校是一所地方性、教學(xué)型本科院校，定位于培養(yǎng)“基礎(chǔ)厚實(shí)、素質(zhì)較高、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力較強(qiáng)”的應(yīng)用型人才。我院計(jì)算機(jī)系共設(shè)有計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、通信工程3個(gè)專業(yè)，所有專業(yè)都在第5個(gè)學(xué)期開設(shè)嵌入式系統(tǒng)課程。另外，在第7個(gè)學(xué)期，學(xué)生可以通過(guò)校企聯(lián)合培養(yǎng)選擇嵌入式作為專業(yè)方向，到企業(yè)學(xué)習(xí)更多嵌入式課程?！肚度胧较到y(tǒng)》是學(xué)生在校期間開設(shè)的唯一一門嵌入式課程，對(duì)于要選修嵌入式開發(fā)專業(yè)方向的學(xué)生來(lái)說(shuō)，是打好基礎(chǔ)的關(guān)鍵，對(duì)于其他絕大部分學(xué)生來(lái)說(shuō)，則是了解嵌入式系統(tǒng)的唯一途徑。在這門課程的教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)主要存在如下問題：

1）課時(shí)少，內(nèi)容多。

2）實(shí)踐能力培養(yǎng)不夠，實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足。

3）前修課不足。3個(gè)專業(yè)都未開設(shè)單片機(jī)、微機(jī)接口原理，網(wǎng)絡(luò)工程和通信工程專業(yè)未開設(shè)匯編語(yǔ)言。

4）學(xué)生的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力參差不齊。到第5個(gè)學(xué)期，學(xué)生分化比較明顯，學(xué)生間的差距較大。

5）學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不同。進(jìn)入大三之后，許多同學(xué)對(duì)專業(yè)方向已有初步選擇，學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)和期望不同。教學(xué)內(nèi)容對(duì)所有學(xué)生來(lái)說(shuō)都是相同的，難以滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的需求[2]。

3　層次化教學(xué)模式的提出

針對(duì)以上問題，我校從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法出發(fā)進(jìn)行了一系列改革，形成了課內(nèi)課外相結(jié)合、注重基礎(chǔ)、因材施教的層次化教學(xué)模式。

第一層面向計(jì)算機(jī)專業(yè)的所有學(xué)生，注重基礎(chǔ)，以《嵌入式系統(tǒng)》課程的課堂內(nèi)學(xué)習(xí)為主、開放性實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)為輔。課程目標(biāo)應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，與大部分同學(xué)的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力相適應(yīng)，不應(yīng)過(guò)高。另外，還考慮到我校開設(shè)的前修課較少，因此，教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為：掌握基礎(chǔ)知識(shí)，了解嵌入式開發(fā)的基本過(guò)程，能夠設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的最小系統(tǒng)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

第二層為嵌入式興趣小組，面向?qū)η度胧接信d趣的學(xué)生，重在提高。主要是對(duì)《嵌入式系統(tǒng)》課程進(jìn)行知識(shí)的擴(kuò)展和加深，開闊學(xué)生視野，培養(yǎng)簡(jiǎn)單嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)能力。

第三層為嵌入式開發(fā)小組，面向有志于從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的學(xué)生。學(xué)習(xí)嵌入式關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)用技術(shù)，培養(yǎng)嵌入式高級(jí)專門人才，注重創(chuàng)新能力。

4　層次化教學(xué)模式的實(shí)施

第一層次以《嵌入式系統(tǒng)》的課程教學(xué)為主，我院《嵌入式系統(tǒng)》總學(xué)時(shí)為72，其中60學(xué)時(shí)為課堂教學(xué)，剩余12學(xué)時(shí)為課程設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容主要是軟件設(shè)計(jì)，未包含硬件部分，以ARM微處理器和嵌入式Linux作為主，包括主要的開發(fā)過(guò)程和技術(shù)，注重連貫性和系統(tǒng)性，用少量簡(jiǎn)單例子說(shuō)明各環(huán)節(jié)的相關(guān)知識(shí)和開發(fā)方法。不追求多和復(fù)雜，而重視來(lái)龍去脈，既讓學(xué)生有全局觀、便于知識(shí)擴(kuò)展和課后自學(xué)，又不會(huì)讓多、難、復(fù)雜的內(nèi)容嚇跑學(xué)生[3]。

在教學(xué)方法上，分為三種形式，一為理論課，采用傳統(tǒng)的講授方式；二為演示與實(shí)踐課，即教師演示講解、學(xué)生跟學(xué)跟做，適用于操作性強(qiáng)的內(nèi)容；三為實(shí)驗(yàn)課，即傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課，主要由學(xué)生自主完成。理論課在多媒體教室進(jìn)行，演示與實(shí)踐課和實(shí)驗(yàn)課在機(jī)房進(jìn)行。不建議將理論課搬入實(shí)驗(yàn)室，實(shí)踐證明，在實(shí)驗(yàn)室上理論課，學(xué)生注意力難以集中，影響教學(xué)效果。教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)安排如表1所示。