面向实践与创新能力的嵌入式课程教改探讨

曲培新

摘 要：嵌入式系统是一门目前工程实践性、综合性非常强的热门技术，是通信工程和电子信息工程的核心课程之一，它对培养学生的工程创新实践能力和就业能力具有十分重大的意义。为此，本文对目前嵌入式系统的课程特点和存在的问题作了相应分析，与教学实践相结合，对该课程的教学方法进行了探索改革，初步建立了“面向应用的自主式实践教学体系”，实际教学实践证明此方法具有很好的应用效果。

关键词：嵌入式系统；教学方法；创新实践；自主实践

1 前言

嵌入式系统是一项集计算机、通信、电子信息和微电子等技术为一体，具有面向特定应用、技术密集和发展迅速等特点的综合性技术。在教学过程中，笔者发现，目前来看国内嵌入式系统的教学主要是在讲述某个处理器硬件系统、处理器体系结构和指令系统，而在学生动手的能力培养方面的讲述则较少， 因此，若能进行“面向应用的嵌入式系统的教学改革和方法研究”，加大实践课程教学，特别是将具体实际工程案例引入嵌入式系统教学，将能提高学生动手能力、设计能力和创新能力。同时若能研究出一套旨在提高学生嵌入式应用开发能力的教学方法和教学体系，不仅可以提高学生学习兴趣、实践技能，同时对“卓越工程师”建设和本科教学改革也能有一定的贡献。

2 嵌入式课程存在的问题

2.1 教材的问题

由于嵌入式系统是最近几年的新开课程，优秀的嵌入式系统的教材非常少。有的教材非常理论化，没有相应的实验和案例与之配套；有的教材却像产品说明书，而理论和实践结合得很好的教材相当少。

2.2 嵌入式系统课程定位方面的问题

根据电子信息工程和通信工程本科教学计划安排，在开设嵌入式系统课程之前这两个专业分别先后开设了《微机原理与接口技术》和《单片机原理与应用》等课程，学生选修《嵌入式系统》，希望看到教学内容的不同之处，但是遗憾的是，在教学内容上三者之间的同质化非常高。

2.3 学时安排上的问题

嵌入式系统这门课程的特色和学生的兴趣点在于嵌入式操作系统和嵌入式系统的工程开发，但由于在学生之前有上过《微机原理与接口技术》和《单片机原理与应用》这两门必修课程，所以，嵌入式系统这门课总学时偏少。

2.4 课程实验太过注重验证性，从而缺乏设计性

课程实验往往注重单项基础实验，缺乏设计和创新环节。

2.5 课程教学与实际工程脱节

嵌入式技术日新月异，嵌入式课程具有很强的工程应用前景。学习这门课程的目的，也是为了在实际的工程实践中来应用它。但是，工程开发要依据一系列规范的步骤包括分析、设计、调试、运行一系列过程，但是我们的教学特别是实践教学中缺失这一环节。

3 对嵌入式课程进行改革的思路

近几年来，教育部积极倡导“卓越人才”教育和培养，各高校对此响应积极。在建设过程中，“卓越人才”培养的根本在于面向应用实践的创新能力培养，它的建设的成功与否关系到国民经济结构转型和创新性经济的建立，所以，在《嵌入式系统》的教学中，基于这一指导思想，我们建立了一种面向应用的嵌入式系统教学方法和体系：以培养和提高学生应用实践能力为基本出发点，夯实基础，实践和创新，改革课程体系，建立多层式多环节的实验和实践体系，将产学研引入课堂教学。

4 实施嵌入式课程改革的措施

面对嵌入式系统本科教学中存在的上述问题，在建设思路的指导下，近几年我们对嵌入式系统教学方法和实验教学进行了一些改革探索，取得了较好的效果，具体措施包括：

4.1 选择合适的教材

在对我国《嵌入式系统》教材进行广泛调研的基础上，我们最终选择的教材是北京航空航天大学出版社出版的、周立功编著的《ARM嵌入式系统基础教程》。选用的主要依据是：一是该教材通俗易懂，适合入门教学；二是有相配套的教辅和相应的实验教程、案例丰富。

4.2 学时分配改革

在总学时不变的前提下，我们当缩短理论课授课课时。课堂实验课时应当由原来的6学时增加到16学时。实验不该分课上课下，只要课后有兴趣都可以申请进入实验室。

4.3 建立面向应用的“多层次”实践环节

经过近几年的教学改革实践，本课程初步建立起了涵盖“基础实验”、“综合实验”、“创新小制作”、“大学生创新计划和学科竞赛”、“产学研”等多层次、立体化的面向应用的课程实验和实践环节。课程实验应该与电子设计大赛或嵌入式系统竞赛等相结合。为了提高学生的动手能力、创新和设计能力，我们必须改革课程考核办法，不能让学生死记硬背。

5 结束语

嵌入式课程教改存在着较多的问题：第一大类问题有教材上的问题、嵌入式系统课程定位方面的问题、学时安排上的问题；第二大类问题是课程实验上的问题，其太过注重验证性，从而缺乏设计性；第三大类问题是课程教学上的问题，其与实际工程脱节。我们应当致力于培养学生的动手能力、设计能力和创新能力，建立起面向应用的“多层次”实践环节。

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