项目驱动的嵌入式系统原理与应用课程项目设计

孙 静

（吉林师范大学计算机学院，吉林省四平市 136000）

项目驱动的嵌入式系统原理与应用课程项目设计

孙 静

（吉林师范大学计算机学院，吉林省四平市 136000）

通过以项目驱动方式改革嵌入式系统原理与应用课程教学，项目设计遵循知识点依次增加的原则，最后实现知识综合应用的实验项目。把理论知识点和知识体系融合到实践中讲解、领会、消化。实践证明，应用这种项目教学法，提高了学生的学习兴趣、团队合作精神，分析问题和解决问题的能力。

项目驱动；嵌入式系统；项目设计

本文著录格式：孙静. 项目驱动的嵌入式系统原理与应用课程项目设计[J]. 软件，2016，37（12）：166-168

0 引言

嵌入式系统被广泛应用于信息家电、智能仪器、医疗仪器、交通、军事等领域，尤其物联网的发展，市场对嵌入式人才的需求更加旺盛[1,2]。为了满足社会对嵌入式系统应用人才的需求，高校许多专业加大了对嵌入式系统原理与应用课程的教学投入。高校教师不断总结经验，改进教学方法，创新培养模式。本文结合计算机科学与技术专业方向，课程特点和教学现状，把项目驱动的教学方式运用到嵌入式系统原理及应用课程，通过不同的项目模块的开发、实现，学习知识体系和知识点[3,4]。

2 嵌入式系统原理及应用课程特点和教学现状

嵌入式系统原理与应用课程综合性较强[5]，涉及到的知识包括硬件基础知识，硬件接口，嵌入式操作系统（Linux操作系统或实时操作系统），C语言程序设计，网络知识，操作系统下驱除了综合性的理论知识外，嵌入式系统的学习需要不断地在实践中摸索，根据硬件构成，实际系统需要，是否需要移植操作系统，确定使用嵌入式Linux操作系统还是实时操作系统。项目的实现上编写驱动程序和应用程序，反复调试，显示结果。这些特点决定了嵌入式系统原理及应用课程的实践性极强。因而对嵌入式的学习必须改变传统的以讲授为主的教学思路，从“做中学”[6,7]，把理论知识应用到实践，反过来又推动对理论知识的理解。

嵌入式技术是当前应用的热门技术，目前各个高校不同专业都开设嵌入式系统原理及应用课程，如自动化、机械自动化、计算机科学与技术等。每个专业都有自己的学科特点和学习特长，对嵌入式系统的学习目标各不相同。我校的计算机科学与技术专业的教学目标定位在嵌入式应用工程师，重点学习嵌入式系统上的编程开发。

3 课程项目设计

3.1 实验平台的选择

实验平台是进行课程项目的基础。目前社会应用基于ARM平台的开发应用较多，结合我院的教学目标，选择了基于OMAP3530实验系统作为学生的实验平台。该平台应用OMAP3530处理器，移植了嵌入式Linux2.6内核，既有核心板，又有扩展板。既能满足学生学习嵌入式知识的入门需求，又能从事嵌入式项目的开发、设计。

3.2 项目设计原则和项目内容

嵌入式系统的实验项目设计原则要求既能有效地提高学生的动手能力，又能加深对理论知识的理解和应用。利用“做中学”的教学方法，科学合理的设计教学实验项目。项目设计在知识逻辑上由浅入深，动手能力由简入难。首先从实验环境的搭建开始，让学生理解嵌入式的交叉编译环境与其他的课程开发环境不一样的原因，然后动手搭建开发环境，并熟练运用。然后以单个知识点，较少知识点开始训练，使学生逐步学会把理论知识如何应用到开发平台上，每个模块实现成功后进行成果展示。几个模块任务完成后，学生编写程序、调试程序的能力不断提高，阅读文献资料能力也得到加强。基于上述原则，把实验项目分成基础性项目（如表1所示）和开发性项目（如表2所示）。通过基础性实验项目熟悉开发平台，掌握基于Linux的驱动程序、应用程序编写方法。通过做这些基础性的项目单项学习知识点，练习程序调试方法，学习阅读文献资料。只有熟练了这些单项模块的设计开发，才能进行综合性的项目开发。综合性的开发一方面由老师引导一些项目，把基础性的实验项目综合成新的综合性项目，另一方面，学生结合自己的想法设计新的题目，在开发平台上设计实现，最后进行成果展示。

3.3 考核方式

表1 基础性项目设计表

表2 综合性实验项目设计表

课程的学习方法以项目模块驱动方式为主后，考核学生成绩的方式也随之改革。以往的考核方式是平时成绩+期末考试成绩，以期末考试成绩为主，这样容易造成学生期末背题而不理解理论知识。“项目驱动”方法实施后，考核贯穿该门课程的学习过程。教师时时了解项目的具体进度，详细记录每位学生的表现，及时解决学生遇到的问题[8]。考核方面包括：

（1）学习态度、团队合作能力的考核；

（2）阅读文献能力的考核；

（3）编写、调试程序能力的考核；

（4）设计能力的考核；

（5）综合应用能力的考核。

4 结束语

经过3轮的学习，证明项目驱动教学方法调动了学生的学习积极性，首先学生必须端正学习态度。每个实验项目的成功编写与调试，使学生获得了成就感。项目实现过程中感觉不理解的地方，必须及时和老师或同学讨论，增加了师生间的沟通、同学讲的团结合作。结果越讨论，思路越清楚，对知识理解越透彻，易于应用到实践中。

[1] 徐文超, 耿艳香, 陈雷, 闫智. 嵌入式系统原理课程创新型教学改革研究, 计算机教育, 2015(08): 55-57.

[2] 楼旭阳. 嵌入式系统原理及应用教学中学生实践能力培养问题的探索与实践, 高等学刊, 2015(05): 73-74.

[3] 晋刚, 胡国英, 刘云学, 王中训. “嵌入式系统原理及应用”项目引导式实验教学探究, 现代职业教育, 2016(17): 6-7.

[4] 田亚楠. 基于CDIO模式的项目教学法在《移动通信网络优化》课程中的应用研究, 物联网技术, 2015(12): 93-96.

[5] 王奕翔. 《嵌入式系统原理与应用》课程教学改革与实践,教育现代化, 2016(9): 51-52.

[6] 查建中. 论“做中学”战略下的CDIO模式, 高等工程教育研究, 2008(3): 1-6.

[7] 林海艳. 《杜威“做中学”原则及其现实合理性的心理学分析》, http:∥www.lwwzx.com/Freepaper/32377.htm

[8] 韩立华, 周颖, 胡畅霞. CDIO理念下工程项目教学案例开发与应用实践, 计算机教育, 2015(24): 139-143.

Project Design of Principles and Applications of Embedded Systems Based on Project-driven

SUN Jing

(School of Computer Science, Jilin normal university Siping Jilin Province, 136000)

This paper reformed the principles and application of embedded systems courses by project-driven. The projects were designed according to knowledge points gradually increased and comprehensive application at last. The theoretical knowledge and knowledge system linked to practice to explain, understand and digestion. Project-driven teaching method improved the students’ interest in learning, spirit of teamwork, ability on analyze and solve problems.

Project-driven; Embedded systems; Project design

G642

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2016.12.035

孙静(1974-)，女，副教授，主要研究方向：嵌入式系统应用。