浅谈如何培养嵌入式方向学生的课程学习及动手能力

摘 要：目前，嵌入式的产品已经无处不在了，越来越多的人会加入到学习嵌入式知识的大军当中，但是嵌入式系统本身知识覆盖面较广，实践性强，知识更新的速度较快，在教学方面，不能照搬其他科的教学模式，也不能守旧老的教学计划，应根据嵌入式系统的一些特点，以应用为导向，从授课内容，授课方法，授课手段等多方面进行积极改革;还要培养学生的学习兴趣，逻辑思维以及动手实践能力，从而提高教学质量，加强动手实践能力，培养出适应行业需要的全方面的嵌入式人才。

关键词：人才培养;计算机系统;嵌入式系统

随着新时代的不断进步，计算机领域的不断创新，嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。那么如何培养嵌入式方向学生的课程学习及动手能力，是我们需要不断探索的严峻问题。

1.目前国内嵌入式系统的发展现状

嵌入式系统包含的领域非常广阔，搞嵌入式开发的人有两类。

一类是学电子工程、通信工程等偏硬件专业出身的人，他们主要是搞硬件设计，有时要开发一些与硬件关系最密切的最底层软件，如BootLoader、Board Support Package，最初级的硬件驱动程序等[1]。他们的优势是对硬件原理非常清楚，不足是他们更擅长定义各种硬件接口，但对复杂软件系统往往力不从心。

另一类则是学软件、计算机专业出身的人，主要从事嵌入式操作系统和应用软件的开发。如果我们学软件的人对硬件原理和接口有较好的掌握，我们完全也可写BSP和硬件驱动程序。嵌入式硬件设计完后，各种功能就全靠软件来实现了，嵌入式设备的增值很大程度上取决于嵌入式软件，这占了嵌入式系统的最主要工作（目前有很多公司将硬件设计包给了专门的硬件公司，稍复杂的硬件都交给台湾或国外公司设计，国内的硬件设计力量很弱，很多嵌入式公司自己只负责开发软件，因为公司都知道，嵌入式产品的差异很大程度在软件上，在软件方面是最有“花头”可做的），所以我们搞软件的人完全不用担心我们在嵌入式市场上的用武之地，越是智能设备越是复杂系统，软件越起关键作用，而且这是目前的趋势。

由于嵌入式只是的学习范围非常广泛，平台相关性也很高，因此对于计算机科学与技术专业和软件工程类专业的学生来说，从事嵌入式软件开发，像计算机组成原理、嵌入式结构等硬件课程是较重要的。另外，汇编语言、C/C++、数据结构和算法、特别是操作系统等软件基础课也是十分重要的。我们的主要目地是能看懂嵌入式系统硬件的工作原理，但重点应是在嵌入式软件，特别操作系统级软件，那将是我们的优势[1]。

2.当前的教育模式及学习方法

目前计算机类的各相关专业采用的基本上还是20世纪80年代的教学模式，培养研究型的人才，重理论、轻实践。学生在校期间学习理论的时间过多，因为考试主要考查的就是学生对于理论知识的掌握情况，而实践环节分配的时间较少，并且缺少考核检验实际的动手操作能力。导致许多学生空有一肚子的理论知识，在实践开发中不知道如何运用，最后还要到一些培训机构去学习，才能顺利就业。

学生的学习观念在大学期间应该有所改变，不能一味的抱着初高中学习的理念不放，老师教什么就学什么，老师不教学生就不学，甚者老师讲过后不加思考只会用在一道题上面，不会举一反三，不加自己的理解生拉硬套。这种保姆式教学是培养不出自主创新型人才的。创新型人才不是老师教出来的，而是自己在实践中不断探索出来的。因此在教学中，教师需要引导学生转变学习观念，选择适合自己的学习方法，培养自主的学习能力。

3.教学方法改革

在教学当中，教师应采用灵活多样的教学方法来培养学生的学习兴趣。嵌入式在我们生活中普遍存在，例如：像我们平常常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3 Player、数字相机（DC）、数字摄像机（DV）、U-Disk、機顶盒（Set Top Box）、高清电视（HDTV）、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等都是典型的嵌入式系统的实例。在课程开始的时候教师可以通过身边的这些真实存在的物件，将产品展现给学生，来激发学生对嵌入式系统的兴趣，知道学习好这门课程之后可以做出什么样的成果。同时在教学当中应采用启发式教学。将问题抛出，给学生时间思考和探讨，从而达到锻炼学生的思维，养成自主思考的习惯，不要遇到问题就觉得自己不会，做不出来这样的弊病;通过和同学们的探讨还可以培养学生们的团队意识，加强沟通能力，使得在以后的工作岗位中更加得心应手。

根据嵌入式技术应用性强的特点，还可以结合项目驱动教学法。教师在课程设计时可以将项目实例贯穿到整节课的讲解中，通过分析项目需求，项目设计方案，项目如何实施等一步步引导学生学习，是学生充分发挥积极性成为项目主体，从应用出发，把身边的实例运用到教学当中，提高动手学习能力的同时也可以帮助学生积累一些做项目的实际经验。

计算机行业中技术发展的速度可谓日新月异，主流的开发平台几乎每2～3年就会升级一次，嵌入式方向更是如此，这一领域较新，目前发展太快，很多软硬件技术出现时间不长或正在出现（如ARM处理器、嵌入式操作系统、MPEG技术、无线通信协议等），掌握这些新技术的人当然很找。嵌入式人才稀缺，其实嵌入式人才稀少，根本原因可能是大多数人无条件接触，这需要相应的嵌入式开发板和软件，另外需要有经验的人进行指导开发流程。掌握新的概念，学习新的技术，解决新的问题，都需要自己动手实践，通过自己的探索消化吸收。这就是技术型人才在学生时代就需要养成良好的通过自己动手就能解决问题的能力[2]。

在学习嵌入式时，要了解当前嵌入式系统的发展及未来几年的发展趋势。选择适合自己的学习方法，课上配合老师完成学习目标，但不单一的只学习老师课上教授的内容，课下多去图书馆翻阅资料，也可以找一些有科研项目的老师，加入他的实验项目当中，参与一些科研项目，加强动手能力，团队协作能力，也为自己积累一些项目经验。

目前国内外这方面的人都很稀缺。一方面，是因为这一领域入门门槛较高，不仅要懂较底层软件（例如操作系统级、驱动程序级软件），对软件专业水平要求较高（嵌入式系统对软件设计的时间和空间效率要求较高），而且必须懂得硬件的工作原理，所以非专业IT人员很难切入这一领域[3]。与企业计算等应用软件不同，嵌入式领域人才的工作强度通常低一些。但是入门起点较高，所用到的技术往往都有一定难度所以学习嵌入式方向，最重要的技术显然是（实际上很多公司的招聘广告上就是这样写的）：

（1） 掌握主流嵌入式微处理器的结构与原理

（2） 必须掌握一个嵌入式操作系统

（3） 必须熟悉嵌入式软件开发流程并至少做过一个嵌入式软件项目。

目前，嵌入式的产品已经无处不在了，越来越多的人会加入到学习嵌入式知识的大军当中，但是嵌入式系统本身知识覆盖面较广，实践性强，知识更新的速度较快，在教学方面，不能照搬其他科的教学模式，也不能守旧老的教学计划，应根据嵌入式系统的一些特点，以应用为导向，从授课内容，授课方法，授课手段等多方面进行积极改革;还要培养学生的学习兴趣，逻辑思维以及动手实践能力，从而提高教学质量，加强动手实践能力，培养出适应行业需要的全方面的嵌入式人才。

参考文献：

[1]冯月春.浅谈如何提高大学生的学习兴趣.[J].2019.

[2]黄向宇.嵌入式技术教学中加强学生动手能力的探索与实践.[J].2011.（28） .

[3]刘黎志.嵌入式技术教学中加强学生动手能力的探索与实践.[J].2012.

作者简介：

杨豫娇（1996年7月），籍贯：黑龙江省齐齐哈尔市，性别：女，学历：大学本科、学士学位研究方向：计算机基础、操作系统.