嵌入式系統設計教學方法的研究與實踐
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摘 要：嵌入式系統所涉及的知識綜合性強，涉及計算機、電子、機械等多個學科，嵌入式是計算機科學與技術專業的主流方向之一，各個專業對嵌入式系統教學所側重的內容不同，單個學習者很難掌握當前嵌入式系統開發的全部知識和技能。目前，嵌入式軟硬件平臺、嵌入式操作系統平臺和開發工具多種多樣，如何掌握最佳的教學方法，在諸多的技術中進行教學內容的選擇，如何在有限的時間內提高學生的創新能力以及綜合應用所學知識的能力，是本文首先需要探討的問題。
關鍵詞：嵌入式 系統平臺 教學方法
一、引言
從計算機專業的角度分析，嵌入式系統涉及計算機體系結構、嵌入式原理和接口技術、實時操作系統以及嵌入式軟件等諸多知識內容，教學內容不可能在有限的學時中完全覆蓋，而且嵌入式系統的技術發展迅速，接口和總線、新的CPU等不斷出現或者升級，新的軟件協議、標準和開發方法也在不斷地發展與更新。因此，在教學內容和教學方法上，必須保持開放性的特點。
二、嵌入式系統設計是一個綜合性設計體系
國外嵌入式人才的培養主要是通過具體的項目的實施來實現的。歐美國家各院校嵌入式課程的教學主要就是通過項目化嵌入式教學方法來完成的，并且取得了很好的效果。鑒于嵌入式人才培養的特點、人才培養的迫切以及嵌入式技術的發展，傳統的嵌入式教學方法的所暴露出來的缺點已越來越明顯，很多高校都進行了嵌入式教學改革，國內很多知名高校也在實踐以項目為驅動的嵌入式教學方法，有些高校甚至出臺政策。為配合該教學方法，必須具有嵌入式科研項目的教師才能承擔嵌入式方向的教學任務。我們了解到，這些學校出來的學生獨立工作能力和實踐創新能力都很強。
嵌入式系統課程體系的綜合性和實踐性這兩大特點所反映出來的問題對于傳統的嵌入式教學方法來說很難給出一個完善的解決方案。為進一步加強實踐環節，重點培養學生的動手能力和創新能力，嵌入式綜合設計擬引入項目驅動的教學方法，即：以項目為引導、以需求學理論、以實踐為主導。
三、構建嵌入式系統設計新思路、新目標
?。ㄒ唬┠壳?，嵌入式系統設計存在師資的配置和管理問題
項目化驅動嵌入式綜合設計不像傳統的課堂教學，教師要以指導老師的身份從學生的選題到項目的實施全程參與，能夠對各階段可能出現的問題及時給予積極的引導。因而，如何配置老師，如何管理，如何更好地發揮老師的監督、協調和指導等作用，將是一個必須解決好的關鍵問題。
?。ǘ┻x題
選題最好來源于教師的科研項目，或者學生感興趣的一些工程項目，這樣能夠緊密聯系實際，激發學生的學習熱情；同時，項目題材難易適當，要因材施教。
四、為達嵌入式系統設計新目標，需要重點探討的幾個問題：
?。ㄒ唬┣度胧较到y設計項目選題研究
1.本科生完成相關基礎課程之后，可在大三上學期，利用一周左右的時間，給嵌入式方向的學生設定明確的項目目標，例如多媒體播放系統、GPS導航系統、Android系統開發等嵌入式系統；要求學生組建團隊，團隊規模一般在3人左右。
2.采用導師制，組建指導教師團隊。老師介紹嵌入式項目開發的一般過程，以及各階段所需要的知識。
?。ǘ┮孕枨髮W理論的方法研究
課程開展之前，將項目對應的需求擺在學生面前，鼓勵學生根據項目要求，對所學理論知識進行總結合回顧，加深對已有理論的學習和實際應用。
?。ㄈ┮詫嵺`為主導的方法研究
以項目統一多種實踐環節；
教師以導師形式全程跟蹤項目實施過程；
課程設計完成功能驗證設計；
團隊內部分工合作，提倡自我管理；
按項目設計說明書格式撰寫設計報告。
（四）相關保障體制的研究和建立
逐步建立和完善這種教學方法下的指導教師職責體系和學生管理體制，探討既能促教、又能促學，充分保障這種教學方法實施的原則。
通過上述方法研究，解決嵌入式方向學生理論與實踐相結合、理論基礎扎實，而創新性、實踐性不足的問題；培養學生的團隊意識和精神。建立以項目為引導、以需求學理論、以實踐為主導的嵌入式工程設計教學方法及其相關的保障制度；
建立服務于項目驅動化嵌入式工程設計教學方法的科學完整的管理制度和辦法；
建立若干個項目驅動化嵌入式工程設計教學方法所需要的開發項目，形成較為完整的開發文檔：包括項目任務書、進度安排、開發環境等等；建設嵌入式工程設計指導教師隊伍。
結語
通過制定嵌入式系統設計新方案以及方案的實施，可以提高嵌入式系統課程體系的教學效果；以學生為中心，強調團隊的合作和自主學習，注重培養系統工程分析能力、團隊協作交流能力、專業技術應用能力和自我提升能力，以及系統調控能力。全面培養學生在個人與專業素質、科學技術、人際交流等各個方面的能力，從而在本科層次培養出具備終身學習能力的高素質計算機開發和應用人才；所培養的學生將具有項目開發背景，能夠即時勝任嵌入式方面的開發工作，在就業方面會具有較大優勢。
參考文獻
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