嵌入式課程總結
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嵌入式課程總結范文第1篇
關鍵詞：項目驅動 嵌入式系統 實驗教學改革
中圖分類號：TP301 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）05（a）-0023-02
隨著不斷更新的嵌入式技術在智能通訊、消費電子、醫療儀器、航天航空等領域的廣泛應用，嵌入式技術正在成為高校學科方向建設或開設為選修課程，課程教學和實驗內容緊跟技術前沿有了更高的要求，如何對嵌入式系統課程的理論與實驗教學進行改革，期望形成適合本院校特色的課程內容和教學方法是當前各類院校共同探索的重點[1]。
本文結合本校應用型人才培養方案的教學實際，提出以項目驅動的嵌入式系統實驗創新實踐教學模式，圍繞綜合實驗項目展開，培養學生掌握嵌入式系統的硬件基本體系和結構、系統運行模式、嵌入式軟件開發流程、系統調試、驗證和測試方法等，使學生具備基本的嵌入式項目開發知識和能力。
1 嵌入式系統實驗教學現狀
1.1 嵌入式系統實驗教學的目標和特點
全面了解嵌入式系統實驗教學特點對教學和改革非常必要，其主要特點有：（1）實踐性。學生必須親自實踐，設計方案，動手操作，才能真正將知識為已所用，若沒有認真完成實驗，嵌入式系統課程學習猶如紙上談兵；（2）系統性。嵌入式統課程涵蓋面較寬，底層硬件是基本，嵌入式操作系統是重點，多種開發平臺和多種軟件使用是突破口，嵌入式系統開發應用的所涉及到的相關程序設計是關鍵……（3）創新性。嵌入式系統知識技術更新快，在實驗內容上，應該加入創新的元素，學生也應需要在實驗中有自己獨立的見解和想法，而不是單純完成教師分配的任務[2]。
總之，在嵌入式系統教學過程中，把握嵌入式技術應用性強、涉及領域廣、技術更新快等特點，注重理論與實踐教學環節緊密結合，強化實驗教學落到細節，以培養學生動手實踐能力、綜合應用能力和創新能力為主要目標。
1.2 嵌入式系統課程實驗教學的不足
雖然目前眾多高校日益重視嵌入式系統實驗教學，但效果一直欠佳，仍表現出很多薄弱和不足之處。首先，實驗內容安排不合理，實驗內容簡單。驗證性實驗過多，學生自己動手的設計性實驗少；單一性基礎實驗多，綜合性開發實驗少；基礎實驗多，反映嵌入式最先進技術的實驗內容少，從而導致實驗教學流于形式，造成學生學完課程之后不知道如何應用，對嵌入式技術還停留在理論階段。其次，嵌入式實驗設置與實驗室資源配置不合理。部分實驗設備落后，難以與快速發展的嵌入式硬件與軟件開發同步；實驗資源長期閑置，利用率低；實驗室管理制度過于死板，課后作業無法到實驗室完成或繼續學習。再有，很多高校師資力量薄弱，學生知識水平參次不齊，實驗教學往往輔導不到位，導致個別學生無法及時解決問題則中途放棄。最后，嵌入式實驗課程體系陳舊，與企業要求嚴重脫軌，學生畢業后就業形式嚴峻，就業后不能很快進入工作崗位，有的甚至還需要進行第二次培訓[3]……
2 項目驅動的嵌入式系統實驗教學
針對嵌入式系統課程特點和現狀，初步探索與嘗試項目驅動的教學模式，合理設計實驗項目內容和方式，讓項目實踐教學貫穿于課程體系結構，從而提高實驗室資源，調動學生學習主觀能動性，形成教學相長良性局面。具體的說，項目驅動化教學，就是以項目為載體，將課程講授的主要內容穿插其中，注重課程理論體系的完整性，達到理論實踐一體化、傳授知識與培養能力一體化、“教、學、做”一體化的培養工程人才的教學方法，這種教學模式比較適合那些實踐性較強的課程[4～5]。
教師選擇項目應具有實用性、典型性、綜合性、趣味性和可行性，采取“項目引導、任務驅動、邊講邊做、講做結合”的教學模式，且項目精心準備并成功實現，對各細節實現訪求及理論知識比較熟悉。當然，項目化教學方法的實施過程中也存在一定的困難，它要求教學的硬件資源比較齊全，實驗室管理方案合理、師資配備得力等。
3 項目驅動的嵌入式系統實驗教學嘗試
3.1 項目驅動激發學生學習興趣
教育學家斯金納曾言：“在教學中成功的設計問題，有利于激發學生積極主動去思考，有利于學生運用已有知識去獲得新知識或解決新問題。”可見，問題設計是教學活動中促進學生實踐創新能力主動發展的重要環節[5]。這里的項目驅動即是問題設計。
說明與課程相關的完整的項目詳情，詳細描述項目需求、主要功能、預期的目標，及當前項目的基本現狀。重點演示項目實現后的效果，如果受實驗條件或時間等因素的限制，課堂難以逐步展示實現過程時，可靈活借用其他方式，如圖文并茂的詳細文檔、屏幕錄制的視頻、生動形象的動畫片等。利用展示的實現結果為契機，通過生動的描述激發學生的學習興趣，力圖使學生產生強烈的求知欲望，讓他們接下來的學習有目標，方向明確！
同時，在項目分析與描述時，根據項目實現的各個環節把課程理論與實踐完整的串連起來，列舉出各章節的重點難點，說明各重點難點在項目中是怎么實現的，學生對照課程目錄及項目實現的過程，能初步理解嵌入式系統開發的基本流程，實現方法等。
3.2 根據項目需求合理安排實驗內容
根據專業側重點不同，隨著理論課的進度，以項目內容和實驗環境等方面，合理安排實驗課，做到簡單實驗與復雜實驗、驗證性實驗與綜合性實驗、課堂實驗與課后實驗全面且有代表性。下以設計實現“遠程視頻監控系統”為例，針對軟件工程專業學生，硬件實驗側重硬件選擇和簡單調試，軟件方面安排嵌入式操作系統（如嵌入式Linux）移植、文件系統移植、Boa服務器配置與移植等，除此而外，環境搭建實驗、程序設計實驗也必不可少[6]。基礎實驗安排不在多，而在于實用性，讓學生順利完成逐個實驗，以此樹立自信，在不斷取得的小成就感支配下，進而主動強化理論學習并利用課后再實踐，直到完成項目。
3.3 分組完成綜合實驗
全班同學完成系列簡單基礎實驗后，綜合實驗則在此基礎上稍做調整，并添加創新的元素，以實現項目主要功能。根據實驗需要，把綜合實驗細分幾大部分，全班同學按能力水平、興趣愛好分組，把基礎實驗過程中發現基礎較好、悟性較高、動手能力較強、在某些方面有優勢的同學任命為小組長。如上項目可嘗試以下分組方案：動手能力相對較弱、語言組織能力較好的學生分為一組，負責書寫整理需求分析和設計文檔，寫文檔時與其他成員相互溝通與交流，因此也可增強實踐能力；操作系統方面基礎較好的同學分為一組，主要搭建實驗環境，并向下一組實驗同學提供環境的詳情，如共享文件（源碼、庫、工具軟件等）放在什么位置，有哪些服務器，什么版本的交叉編譯工具鏈及其他細節；硬件基礎扎實的同學們分為一組，移植嵌入式操作系統內核（一定要在內核中加載USB攝像頭驅動）；軟件應用能力較好的同學們為一組，配置和移植Boa服務器制并作根文件系統；C/C++編程能力較好成為一組負責CGI腳本設計；最后一組是系統測試，這要求各方面能力較強的同學完成……這種分組實現、組長負責的實驗教學方式，遵循因材施教的原則，各小組相互溝通，相互學習，且能增強同學們的團隊精神。
3.4 項目總結與期望
綜合實驗的順利完成并不代表是項目驅動的嵌入式實驗教學的最終目標，對項目進行總結與展望能讓一段時間的理論與實踐學習取得事半功倍的進步。以講座或報告的方式，各小組分別匯報各自的主要工作，各成員的經驗，如何攻克遇到的什么難題，各自關鍵的技術在哪里……匯報的小組主要發言人不一定是小組長，但一定是集各成員的總結與收獲。總結課堂師生暢所欲言，為項目提出新的期望，并討論下一步如何去實現，去完善，為嵌入式系統相關知識再學習導航。
4 結語
本項目驅動的教學模式是嵌入式實驗教學改革的初步探索與嘗試，克服了當前嵌入式實驗中不足的現象，合理安排實驗內容，充分利用實驗資源，且能調動學生積極性，基本做到了因材施教，教學相長。如何不斷的實現項目創新的元素，是嵌入式實驗教學一直追求的重點和難點。
參考文獻
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嵌入式課程總結范文第2篇
關鍵詞：項目驅動；嵌入式系統；物聯網；教學改革
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）24-0101-02
隨著現代電子制造水平和網絡技術的飛速發展，嵌入式系統已經成為汽車電子、家電控制和消費類電子等產品的重要組成部分，由于其硬件部分體積小、價格便宜、集成度高，并且軟硬件都可以進行“按需定制”可裁剪，嵌入式系統有著十分廣闊的發展前景。
同時嵌入式系統中的無線通信技術、傳感器技術和自動化系統控制技術的日益成熟，把傳感器得到的各種數據，通過互聯網的手段傳輸出去，使得世界的聯系從人與人的聯系，逐步轉變成物與人的聯系，物與物的聯系；使得現實世界與信息網絡更加的緊密結合。通過物聯網項目的開發，更好的促進嵌入式系統作為物聯網項目的載體的教學和改革工作。
1嵌入式系統教學的現狀
關于嵌入式系統教學過程中的課程定位、相關先導課程與基礎知識的準備、教學內容（包括硬件平臺和軟件平臺）的選擇、實踐教學與實踐環節組織等問題，在目前，仍然存在爭論和探索。本環節就以下幾個方面進行分析：
1）嵌入式系統的課程定位
由于各個院校對于嵌入式系統的課程定位的不同，不同的院校對于本課程的應用方向也不同。有的院校更加側重于底層硬件和系統文件的裁剪，偏向于基于單片機的應用；有的院校更加側重于嵌入式系統的應用，偏向于軟件開發與調試。
2）嵌入式系統教學的先導課程
基于上述不同院校之間課程定位的不同，嵌入式系統課程的先導課程也有所不同，針對偏硬件設計方向的，硬件電路設計作為重點。針對偏軟件設計方向的，則是把程序設計語言作為重點。
3）嵌入式系統教學的學時分配
不同院校的不同專業對于嵌入式系統課程的要求不同，有的專業是作為專業核心類課程，有的專業是作為專業通識類課程，有的專業是作為專業選修類課程。因此，對于嵌入式系統教學的學時，有著很大的不同。
4）嵌入式系統教學內容的選擇
嵌入式系統課程由于對前期課程的要求較高，同時現有教學內容中，理論偏多，各種概念和模型較難理解，學生動手去實踐相對較少，學生學習起來非常抽象和枯燥，無法形成自己的知識體系結構，缺乏直觀性，因此學生學習積極性會隨著課程的深入，逐步降低。
同時嵌入式系統教學需結合教學平臺設備來進行開展。在現有市場上，嵌入式系統教學平臺種類繁多，并且配套的軟件操作系統也有所不同，不同院校都根據自身的實際情況進行相應選擇。
2嵌入式系統教學組織
根據本學院“5-3-3”課程體系構建的思想，再結合江蘇省蘇州市吳江區地方經濟具體特點的基礎上，以近年來國際工程教育改革CDIO工程教育模式為思路，將構思、設計、實現和運作貫穿在整個課程體系之中，以產品研發到產品運行的生命周期為載體，結合物聯網的發展，在不同的行業、企業及應用背景下，將物聯網的項目案例，和嵌入式系統的課程體系融會貫通，強調職業教育教學行動的過程屬性，將典型物聯網產品設計案例引入到教學中并進行重構，編排模塊化課程教學內容，組織教學過程。使得學生通過本課程的學習，不僅能了解嵌入式系統的基本原理和設計方法，同時能對嵌入式系統中的ARM體系結構、ARM指令系統進行應用，選擇嵌入式Linux操作系統根據不同的需求進行相應的裁剪、交叉編譯開發和移植應用，同時根據學生的實際情況進行應用程序和驅動程序開發，服務地方經濟。
3傳統教學中存在的問題
傳統教學過程中通常以教師講授為主，以教材對應章節和知識點作為講授單元，理論基礎和實踐環節分離，無法做到“理實一體化”。在有限的課程授課時間內，設置與教學內容配套的實踐環節，通過課后實踐來強化教學內容，激發學生創造性的能力比較有限。
嵌入式操作系統選擇非常多，在嵌入式系統應用中常用的軟件中間件，比如網絡協議棧、嵌入式平臺下的根文件系統和數據庫管理系統、媒體壓縮與解壓縮庫、各種加密算法與協議等，更是令人眼花繚亂。
同時，作為授課對象的學生，由于來自不同的專業方向，前導課程的基礎知識參差不齊。具體表現為：電子類專業方向的學生，軟件基礎較為薄弱，計算機類專業方向的學生，電路與硬件基礎弱。
4基于物聯網項目驅動的嵌入式系統教學
以職業崗位能力為主線的高職教育體系需要構建項目化教學課程體系，同時在物聯網技術快速發展的大背景下，嵌入式系統的課程體系確實應當有所調整，以適應時代的發展和社會的需求。
項目驅動教學的理念認為：學生知識的積累和構建，是在一定的條件下自主構建而成的；學習是知識、技能與行為、態度與價值觀等方面的長進。
同時，以企業中真實的生產、研發和具有實際應用價值的案例作為教學內容的選擇，要求學生能夠通過自身的特點，獲取相關的資訊，指定真實的計劃，通過自身的決策和實施，并且進行檢查和互查來對項目進行評價。
1）項目的具體構建
將嵌入式系統教學課程知識點進行碎片化和重組，以本院的校企合作單位物聯網智能家居企業真實案例為基礎，將整個教學過程以項目的形式開展教學，再將物聯網智能家居項目中分成相應子項目，對相應子項目再進行具體的任務分解。在整個過程中，要求學生能夠以教學主體的身份參與進來，對真實案例從總體上進行把握，明確學習和構建的內容。
2）項目驅動教學組織形式
本院該課程在采用小班化教學的基礎上，對學生進行項目分組，將4～5名學生分配到一個項目團隊。在不同的項目中扮演企業開發過程中的不同角色，同時在不同的子項目中，學生的角色進行輪轉或互換，使得學生在完成本課程的學習之后，能對項目開發的整個過程相對熟悉。
學生在不同的子項目中，可以對項目團隊的不同角色進行體驗，根據自身的實際情況，為更好的走上工作崗位，融入企業項目團隊做準備。
3）具體項目教學的實施
在每一個具體項目教學的實施過程中，以本院的2014級計算機應用技術專業為例，該專業有40人，將學生以5個學生為項目小組進行分組，共8個小組，根據學生的學情和實際情況進行項目任務書下發，將CDIO中的構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）融入進來。
以物聯網智能家居企業真實案例中的智能窗簾子項目為例，通過任務分解，如下圖所示，可以分為嵌入式Linux系統裁剪、直流電機控制、交叉編譯、驅動文件加載和嵌入式平臺下移植應用等五個子任務，同時針對模塊化教學，進行相應學習情境設計和教學方案設計，整合現有教學內容，使得老師的教和學生的學都體現項目驅動模式下理實一體化的緊密結合。
首先要求每個項目小組的學生進行項目分析，將構思（Conceive）采用行動導向中資訊的形式展現出來，給出工作任務，提出任務要求，要求學生應當把前導課程以及已做過的項目中已掌握的知識點和即將開展的項目中需要的知識點進行融合，使得學生溫故知新，同時也學會綜合運用新舊知識的技能；其次要通過實踐的方式，項目和任務必須能夠通過實踐來完成及驗證。
對于設計（Design）則要求學生在項目小組中指定相應計劃，安排時間進度。
而實現（Implement），要求各小組通過決策和實施的方式，分別提出完成該項目的設計方案說明書，每個小組推選1名同學上臺進行本組實施方案的具體表述，授課教師與項目小組成員共同討論，進行分析和優化，最終確定相對合理、科學的最佳方案，并進行下一步的實施。
運作（Operate），則是在之前所做工作的基礎上，結合項目方案說明書，對于項目內容對照完成。在項目完成之后，對照最初提出的工作任務要求，逐項檢查項目完成情況。如存在不符的情況，進行分析和修改，直至滿足相應要求。同時要求項目小組內的同學和不同小組的同學進行自評和互評，進行相應總結和考核。
5總結
基于物聯網飛速發展的技術和應用背景，如何精簡嵌入式系統課程的理論教學內容，并擴寬學生的知識面，讓學生掌握設計與思考的方法，重點把與真實項目案例密切相關的內容進行重構與設計，同時進行層次化的實踐設計，在實踐環節中，讓學生真正參與到前沿發展的企業課題和項目中去，這是在嵌入式系統課程教學改革中要研究和具體實踐的方向。
基于物聯網項目驅動的嵌入式系統教學改革實踐教學過程中，學生對于企業項目開發的整個過程更加熟悉，學生參與項目團隊開發的積極性和主動性得到提高，同時，通過項目驅動的學習方法，學生也認識到團隊合作的重要性。項目驅動教學改革的實施，使學生學習的方式發生了很大的變化，學生能夠主動地去學習，更加善于發現問題和思考問題，解決問題的能力也得到了很大提高，學生的專業技能能力得到系統的鍛煉。項目驅動教學改革，為學生自主學習意識的養成和從學校到畢業頂崗實習、就業更好的“無縫”對接提供了保障。
參考文獻：
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嵌入式課程總結范文第3篇
關鍵詞：軍事院校 嵌入式系統 教學體系 實驗型
1 嵌入式系統教學分析
盡管嵌入式系統已經在當前社會生產生活等各個領域得到廣泛應用，但是許多院校并沒有針對本科教育開設嵌入式系統課程，而只是將其作為碩士研究生的選修課程，或在課題研究或畢業設計時，在老師的指導下，學生進行突擊性地學習，并沒有形成一個教學體系。這與高等教育的要求存在一定差距，且與信息社會的人才需求也不相一致。即便部分開設該課程的院校，面臨的困難較多，例如缺乏合適的教材、嵌入式系統師資力量較弱、設備不能滿足實驗教學需要、創新實驗項目難以實現等。課程如何設置、內容如何安排、實驗如何配套等問題還在困擾著許多開始從事嵌入式系統教學的老師。
2 應用型嵌入式教學體系的內涵
應用型嵌入式教學體系就是以社會需求為導向，以應用能力培養為核心，以“知識能力素質”為主線，培養具有扎實的計算機專業基礎，具有嵌入式專業核心能力和專業能力的實用型人才。
知識，就是學生通過系統地課程學習后，能夠掌握相關的嵌入式基本知識，包括嵌入式系統的基礎知識、編程語言在嵌入式系統開發中的基本應用和基本的嵌入式系統硬件平臺。
能力，就是不同培養層次的學生，經過系統地學習后，具有與其學歷相符合的嵌入式系統開發能力，高職和大中專學生要能夠在別人的指導下具有開發能力，本科學生要具備獨立開發簡單系統的能力，而研究生學生還要具備系統設計能力。
素質，就是不同專業的學生要能夠根據個人的專業，將嵌入式系統開發作為一種基本的工具，能夠解決本專業領域的實際問題。
3 構建應用型嵌入式教學體系的關鍵問題
3.1 改革創新教學方法
嵌入式系統教學的方法與傳統課程有所不同，應更突出研發和應用，要改革創新適應課程特點的教學方法。
采用倒推法授課。第一次上課就讓學生“見識”嵌入式應用實例。以這個典型的嵌入式設備為目標，將產品分解，倒推出一個設備的開發過程。從“設備”到“部件”的倒推，把歸屬于課程不同章節的內容，放到相關的教學單元去講解完成。在每一教學單元中，以設備的“部件”為核心，提出實際開發中要解決的課題。通過在具體的學習解決問題，使學生學習和掌握基于嵌入式系統的應用開發能力。在最后的綜合設計課中，讓學生完成一個正推過程，完成一個從設計思想，到部件，最終到設備的演變過程，從而從整體上建立嵌入式設備的開發規律和方法。
強調實際應用。在講授理論課程時，要貼近實際應用，要舉出實際的應用例子，要提到具體的設備和應用場合，不能泛泛而談，最好能夠將實際的裝備帶到教學現場，如視頻監控系統、對講機、無人機、機器人等。在開設實驗課程時，要盡量開設與生產生活密切相關的實驗內容，如常用到的RS232通信協議、LCD顯示實驗、以太網實驗等。
綜合使用多種教學手段。為了提高學生的學習，使教學內容更可視化、直白化，應該為嵌入式實驗系統配備相應的實驗手冊和多媒體課件教學系統。使用現代的多媒體教學和傳統的實驗教學相結合，有些分析和試驗性的實驗可以在PC上通過仿真軟件實現，這樣做雖然加大了備課成本，但是提高了教學效率，加快進程，減少重復無意義機械操作。
3.2 統籌教學與科研的協調發展
嵌入式系統涉及的知識面廣、綜合性強，嵌入式系統的教學并不是單純的知識傳授，還涉及設計能力、創新能力的培養，嵌入式系統的教學有一定的難度。教師如果沒有實際的項目開發經歷，很難對嵌入式系統有較深層次的理解，很難教好這門課。教師只有通過科研實踐活動，才能理解、掌握、發展嵌入式的理論，只有結合自己實際的項目開發經驗，才能在教學活動中啟發學生的思維，培養他們的動手能力和創新能力。有時也可以讓學生參與到科研項目的開發中，給他們更多鍛煉的機會。
因此，學校必須大力發展嵌入式系統科研，想盡辦法讓從事嵌入式系統教學的老師多申請嵌入式系統方面的課題，使教學與科研協調發展。
3.3 加強實驗室及實驗課程建設
由于嵌入式系統是一門實踐性很強的課程，實驗是嵌入式系統課程的重要組成部分，缺乏實驗的嵌入式系統課程學習是紙上談兵，學生必須通過大量的實驗和實踐環節，來加深對嵌入式系統理論知識的理解。因此，應大力加強嵌入式系統實驗教學建設，這對嵌入式系統的學習、研究與開發可以起到事半功倍的效果，更好地促進創新型人才的培養。
嵌入式實驗室建設主要包括實驗開發平臺的選擇、儀器儀表的配置以及實驗課程的設置三個方面內容。實驗開發平臺應以學校自主研發為主，研發人員從事課程教學，做到“研教結合”，不僅節約了經費，技術支持也可得到保障，還提高實驗課教學質量。實驗開發平臺的研發需要全方位考慮，教學不用追求高級，但不緊跟時代就有失偏頗；在儀器儀表的配置上，要有一定數量的相關處理器仿真器、萬用表，示波器、邏輯分析儀和信號發生器；實驗課程設置，要立足實際應用，由潛入深，設置“基礎型－綜合設計型－研究型”三個層次的嵌入式系統實驗課程，并采取開發式實驗教學的思路和方法，要少講授理論多指導操作。
要建立開放式實驗環境，就是實驗室全天候開放，學生可以預約實驗時間，在嵌入式系統課程學習結束后，學生仍可以繼續在實驗室做嵌入式系統方面的實踐，包括課外科技創新、畢業設計等實踐環節。這樣實驗設備得到了充分的利用，同時學生可以根據自己的需要來選擇做實驗的時間，為創新性人才的培養提供了條件。
4 總結
隨著嵌入式技術的不斷發展，以及嵌入式系統在社會生產生活中的廣泛應用，在各層次院校開設嵌入式系統課程，并建立科學的應用型教學體系，對學生進行一定的理論教學和實踐能力的培養，使學生了解和掌握嵌入式系統相關知識，乃至能夠獨立承擔一定的嵌入式系統開發任務。
參考文獻:
嵌入式課程總結范文第4篇
1.物聯網背景下的嵌入式系統教學課程
1.1物聯網的概念
物聯網的概念始于20世紀90年代末期。當時的物聯網，主要是針對物與物、人與人之間的互聯互通，提供技術支持。這個新型的概念和技術出現后得到了理論和工業界的充分關注。
1.2嵌入式系統的理論教學內容
嵌入式理論教學內容主要包括ARMffC：入式微處理器、嵌入式操作系統、應用和前沿發展等內容。以嵌入式開發技術掌握為教學目的。具體的授課內容包括；系統概述、微處理器的原理；實用操作、移植交叉開發、物聯網在嵌入式系統教學中的應用等。物聯網應用背景下的嵌入式課程體系框架如圖1所示。
2.物聯網基礎上的嵌入式系統實驗概述
2.1理論結合實踐
物聯網基礎上的嵌入式系統實驗設計采用的是層次化的實驗環節，包含基礎知識、動手能力、創造性思維等等。例如，嵌入式實驗開發平臺上，主流的串行接口和以太網接口，GPS全球定位系統模塊，總線接口等等。這些接口和物聯網的應用背景是通過層次化的實驗設計展開的。內部包含了實驗的要求和實踐階段的不同設置，整體層次的設計從淺顯到深入，實驗層次不同，對應的組織形式也不同。例如基礎性實驗的目的用于熟悉物聯網，實驗層次的循序漸進，為了實踐的開發和設計打下了基礎。而綜合性的實驗和實踐是為了提高物聯網的應用能力。
2.2實踐與合作相結合
在物聯網中間層的嵌入式網關設計中，根據模塊接口的采集，終端的經緯度信息得到無線數據手法模塊中的傳感器的溫度和日照等的環境信息，通過ARM處理器打包成UDP數據包，將之通過以太網網絡接口傳送到基站的服務器中。
整個流程為，從以太網網絡進行接入，將數據傳送到嵌入式處理器，通過GPs模塊接口進行無線數據的收發，再傳送到嵌入式處理器中，最后到達外部存儲器。
在物聯網的技術支持下，學校組織學生成立了第二課堂，組成了以物聯網為主題的學習小組，對項目進行模擬實踐和開發。例如GPS數據采集和處理的課題小組，要對操作系統、網絡協議棧的移植、多任務的GPS模塊的接口數據進行打包，UDP數據包發送到網絡等眾多內容進行實踐。在團結合作中，興趣小組的同學各自有分工合作，最終實現了將終端傳感器傳送了了基站的網絡服務器的實驗目標。
3.嵌入式系統教學的現狀
堅持對嵌入式系統的教學的創新進行探索，包括課程設置、基礎知識的傳授、教學軟硬件平臺的搭設、實踐教學的組織等等。目前在教學中存在以下特點。
在嵌入式系統的教學中，課程定位的方向以及應用不同。有的院校側重于底層和系統文件的構建，有的院校側重于應用以及軟件的開發。
在嵌入式系統教學的課程中，由于院校課程定位的不同，因此在課程設置上也有所不同，有的偏重于硬件的設計，有的以電路設計為主，有的偏重語言程序的設計。
在嵌入式教學的學時分配上，有的院校側重于課程的要求，有的院校側重專業的核心課程，有的院校側重專業的通識課程設置，有的院校將其作為輔修課程，因此在學時的安排上各有不同。
在教學內容上。嵌入式系統課程中理論和概念較多，因此學生容易感到枯燥，對于知識體系的架構來說，積極性不高會導致學習效果不佳，同時嵌入式教學平臺目前的種類偏多，但是配套的操作系統卻沒有跟上。
嵌入式教學體系具有若干缺點，首先，在傳統的教學模式中，教師的主導性地位過強，教師只會將教材中的章節進行講解。但是基礎理論往往于實踐脫鉤，使得理實一體化難以實現。有限的課程中，教學內容多用于理論學習，能夠強化學生實踐能力的實踐課程較少。
嵌入式系統教學中以網路協議棧、文件系統、數據庫管理系統、媒體壓縮和解壓縮系統等等的數據實驗平臺眾多，但是真正能夠以為學生提高學習成效，加強軟件基礎為目標的課程設置不多。
4.基于物聯網項目驅動的嵌入式系統教學架構
當前，高等院校的教育體系中，對教學項目進行構建，對教學課程進行設置，往往是圍繞著工程能力的培養展開的。物聯網技術的發展背景下，嵌入式系統的課程教學體系必須也有相應的調整，才能應對當今時代和社會發展的需要。
企業的生產過程以及實際的應用價值，是教學內容在選擇上參照的依據。高等院校培育的學生，必須要獲取實踐機會，提升決策和實施的能力，并且能夠制定物聯網系統規劃，培養對物聯網項目的u估能力。
嵌入式系統教學的知識點一般較為碎片化，通過學校與企業合作的形式，將這些碎片加以重組。例如，在物聯網企業的要求下，教學項目設立了一個以某企業的產品為主項目的子項目，在子項目中將任務具體化，分解到每個學生身上，學生參與到項目中，成為教學的主體，在真實的企業生產情景下，感受到物聯網學習的氛圍以及學習內容。
項目啟動后，課程被分解為小組學習的模式，學生擔任項目中的角色，大約4～5個學生分為一個項目團隊。項目中，學生成為企業員工，擔任開發程序中的角色。在實習中，學生的角色可以進行輪轉和互換，以便于課程結束后，學生能夠對項目的全部流程有深刻認識。
在項目進行過程中，學生的實際能力表現都是項目考核和評價的內容。每個學生在團隊中的表現以及工作成果都被記錄下來作為將來接受課程評價的依據，學生的能力也通過項目的開展不斷提高，為將來進入社會成為工作崗位的中堅力量打下了牢固的基礎。
在具體的項目教學中，學生以開發成員的身份進入項目小組中，根據實際項目設計目標研究項目任務書，進行項目的需求分析、項目的設計、項目的實現和系統測試。
以具體的項目內容為例，實踐項目要求通過嵌入式uNux系統，進行各個計算機流程的操作，包括系統裁剪、電機控制、驅動文件加載、交叉下移，平臺嵌入式編譯等等。在模塊化教學的情景下，學生可以學習如何設計系統結構和接口，在理實一體化的模式下將項目軟硬件系統通過設計和編碼進行實現。
在項目完成之后，教師、企業、學校組成專門的評價小組，對照工作任務要求，逐項檢查項目完成情況。對不足的部分要求學生進行分析和修改，并要求項目小組內的同學和不同小組的同學開展互相評價、總結，以綜合的考評成績作為對學生的考核結論。
嵌入式課程總結范文第5篇
關鍵詞:嵌入式系統;教學體系;教學方法;教學實踐
中圖分類號:G642文獻標識碼:A
1引言
網絡、通信、多媒體和信息家電時代的到來,無疑為32位嵌入式系統高端應用提供了空前巨大的發展空間;同時,也為力不從心的8位單片機向高端發展起到了接力作用。嵌入式技術及產品的快速成長成了全球IT產業發展的顯著特征,嵌入式技術是二十一世紀最有活力和生命力的新技術之一。然而在中國,嵌入式軟件復合型人才的缺乏,已成為嵌入式產業的可持續發展的瓶頸,作為對新技術研究和探索最活躍的群體之一――高等院校中獨立軟件學院,如何接受嵌入式技術帶來的挑戰,學習嵌入式、研究嵌式、使用嵌入式,已成為一個重要的研究課題,加強與完善高校嵌入式系統教學迫在眉睫。由于國內嵌入式系統教學起步較晚,目前還沒有形成適應高校教學的一個統一的教學體系和教學規范。由此強調要以信息技術為手段,深化教學改革和人才培養模式改革,如何根據社會的實際需要,培養具有一定專業特色的和特定能力強的軟件實用型、復合型人才是我們學院應首要解決的問題。因此必須深入探究嵌入式系統課程體系結構,尋求各專業嵌入式系統實踐教學解決方案,積累教學實踐經驗,建立較規范的嵌入式系統教學體系,使嵌入式系統應用開發技術更好地融入到教學與科研活動中,以適應社會對嵌入式系統人才的需求,對于深化我國高校的教學改革具有重要的現實意義。
2嵌入式系統教學體系探究
嵌入式系統作為一個新興的課程體系,目前在教學過程中相關先修課程與基礎知識的準備教學內容(包括硬件平臺與軟件平臺)的選擇、實驗教學與實踐環節組織等問題依然處于爭論和探索階段。國內高校對于嵌入式系統的教學研討從嵌入式課程體系的設置、嵌入式理論教學的開展、嵌入式實驗教學的開展、嵌入式綜合設計與學生工程實訓等幾方面展開。
2.1嵌入式系統教學分析
(1) 從應用角度來分析,具有世界最大嵌入式技術市場的中國,嵌入式系統教學中更多的強調以“應用”為中心。嵌入式系統應用程序的開發還必須具有一定的行業領域知識,教學中最好要在一個實際的應用項目開發環境中去實踐,提高嵌入式軟件開發方面的綜合應用能力。
(2) 從學科專業角度來分析,嵌入式系統涉及多門交叉學科致使將嵌入式系統的教學大致分為三類:軟件學院專業嵌入式教學;計算機專業嵌入式教學;微電子、電子信息工程、自動化等相關專業嵌入式教學。在嵌入式系統教學中應重視不同專業嵌入式課程體系建設、課程目標和內容等方面展開。
(3) 從技術角度來分析,嵌入式系統是軟件和硬件有機的結合體。要考慮什么樣的硬件設計更容易編寫驅動程序,軟件處理效率等因素就必須要學習操作系統和驅動程序開發相關的知識,同時需要考慮如何取舍軟硬件設計。由此嵌入式系統教學中應注重培養同時具備軟件和硬件兩方面及綜合性知識分析能力。
2.2嵌入式系統方向理論課程體系
本科階段的按專業方向課程規劃既要重視基礎理論的學習,又要注重實踐性,既要突出專業自身特點,又要把握嵌入式系統在多學科知識領域中相互滲透的規律。不同專業嵌入式系統方向課程體系如圖1所示。信息工程專業涉及的專業基礎課包括數字電路、微機原理與接口技術、單片機原理與接口技術、計算機組成原理、可編程邏輯器件、EDA設計等課程。而軟件工程專業涉及的專業基礎課則為C/C++語言、數據結構、計算機網絡編成、編譯原理、軟件工程、操作系統等。嵌入式系統課程體系包含兩個專業的相關內容。數字電路的知識是從事嵌入式系統的必備,關鍵要增強邏輯思維能力。C語言作為一種“高級的低級”語言、易移植、易維護、可讀性強、具有強大的內存操作能力,成為嵌入式系統開發的最佳選擇。數據結構與算法在嵌入式系統教學中要作為重點,可適當增加實驗課時,無論學生以后從事嵌入式系統的軟件還是硬件開發,這門課的思想將貫穿其中,這兩門課程教師應當要求學生加強上機實驗的操作,鼓勵相互交流,體會編程的思想。
嵌入式處理器體系結構:在嵌入式領域中廣泛應用的是ARM(Advanced RISC Machines)系列微處理器。ARM公司引發了嵌入式領域的一場革命,在低功耗、低成本的嵌入式應用領域確立了市場領導地位,是目前32位市場中使用最廣泛的微處理器,學習以ARM為架構的嵌入式技術具有非常廣闊的前景。對于嵌入式操作系統:目前比較適合用于本院教學主要有VxWorks、Windows CE、Linux(uClinux)和μC/OS-Ⅱ等。基于Linux內核穩定可靠、源碼免費開放等優勢成了教學和學習嵌入式操作系統的首選。嵌入式的軟件開發從智能手機開發(SYMBIAN)、J2ME程序設計、數字媒體終端等實踐編程。嵌入式軟件開發語言主要有匯編語言、C/C++語言、Java語言等。
2.3嵌入式系統方向實驗課程體系
嵌入式系統是實踐性很強的課程體系,學好嵌入式系統課程不僅有助于學生了解系統設計的基本方法,而且能提高學生對于相關學科的理解和實際應用能力。在嵌入式系統教學中,實驗是最重要的環節之一,是學生掌握嵌入式系統設計技術的關鍵。為滿足不同專業學生的學習要求,我校現有嵌入式系統實驗設備40套(XScale PXA270處理器)及相關配套實驗儀器及測試儀器,實驗教學內容涉及微處理器系統設計、嵌入式實時操作系統開發、嵌入式中間件平臺開發、嵌入式系統應用開發等內容。為達到教學目標,將實驗教學體系分為基礎類實驗、系統設計類實驗和創新類實驗。基礎類實驗:采用理論授課與動手實驗相結合的方式,讓學生了解開發環境和開發流程,掌握實驗開發工具的使用方法,熟悉軟件編程環境,根據實驗指導書的內容進行實驗的調試,讀懂實驗源程序和程序的運行過程,使學生能夠進行修改、組合和補充式的應用編程。包括ARM集成開發環境ADS1.2的使用與仿真調試方法、ARM中的匯編程序與C語言調用的混合編成等15個實驗。系統設計類實驗:主要采取精講精練的方式進行,使學生能夠掌握嵌入式系統設計的基本方法。教師指定幾個設計課題,并提供任務書,任務書內容包括實驗題目、實驗所涉及的主要內容、要實現的功能說明及實驗中應注意的問題。學生自行設計實驗方案,編寫實驗程序,選擇硬件接口并調試,獨立進行課題設計,并寫出設計實驗報告,教師在設計過程中僅起指導作用。包括嵌入式Linux內核分析、裁減、移植和燒寫在內的10個實驗。創新類實驗:為了培養學生的科研能力、創新思維能力和工程實踐能力,研究課題和內容由他們自己提出,或是來自教師的科研課題,或是與企業相結合的科研項目,學生自己討論確定研究方法和研究手段,利用現有的實驗設備和條件進行課題研究,教師在一定階段給予必要的指導。
3嵌入式系統教學實踐
(1) 注重理論知識和實踐訓練相結合教學,著力培養學生創新能力。
結合實例講解理論,使理論來源于實踐,又進一步指導實踐。在課堂教學中,要求教師注重體現工科特色,突出本課程在嵌入式軟件開發中的基礎性作用。由于嵌入式系統是一個實踐性很強的課程體系,學生的動手能力的培養是嵌入式系統教學中的一個非常重要的環節。在教學方式上,注重采用理論與案例相結合的課堂教學、系統的多級課程實踐、工程實習以及前沿技術講座等多種形式的教學與實訓,使學生在掌握扎實的嵌入式軟件基礎理論、開發技術和工具的基礎上,進行嵌入式軟件的設計和開發。實現對嵌入式系統的感性認識和理性認識相統一。在實踐教學手段上,除了繼續加強畢業設計(論文)、畢業實習、課程設計和理論課內實踐教學外,還提出了“實驗選修課”的新模式,要求各專業大學生必須修滿一定的實驗選修課學分。實驗選修課面向全校各專業開放,課程強調以實踐為主,進行綜合性、設計性的訓練。而該課程的教授中占據著核心地位的是創新能力的培養:采取學校與企業合作,企業中有工程經驗豐富的一線工程人員和高水平的技術團隊,構建這樣一個高水平的學生工程實踐環境,為學生提供實際項目開發機會,完善自身職業素質和工程能力;通過大學生嵌入式設計競賽可以針對具體問題使學生在實踐中提高發現問題,解決問題的能力。
(2) 配套立體化教材,共享嵌入式系統教學資源。
如果僅僅是購買了一個開發套件而沒有相應的配套技術資料,可想而知學習的效果肯定是很差的,因為只有配套的資料才能體現出設計者的原創思想,更為重要的是在學習過程中遇到了困難,配套的技術資料可以幫助老師和學生加深理解、解決問題。各硬件廠商提供的產品芯片說明和開發參考以及嵌入式操作系統的源代碼和相應軟件環境使用說明是最好的教材。但資料多為英文,學生使用起來比較吃力,所以此時教材的選擇非常重要,課程開始給學生推薦經典的教材,在此基礎上引導學生盡快過渡到英文資料的閱讀和使用上。多媒體教學比傳統教學的模式具有更大的優勢,多媒體教學把枯燥的計算機內容轉化為生動的圖像、交互和視聽媒體,把教學內容直觀化,有利于學生更好地接受知識。同時,加強教師的培訓,提高教師應用網上資源進行教學、整合網上資源的技能。
(3) 總結教學方法,提高實際教學效益。
運用“學教并重”進行課程教學設計、采取了互動式教學、采用啟發式、范例式課堂教學、現代與傳統教學手段相結合,直觀、生動的等多種教學方法,激發學生主動學習熱情,讓他們成為教學中的主體,并培養其收集相關領域信息、拓寬知識面的能力。將教學的重點放在培養學生發現、分析問題、解決問題能力上。從而達到能理解嵌入式軟件設計文檔;獨立負責嵌入式軟件組件編碼和調試;執行軟件組件的單元測試;符合嵌入式軟件開發企業的入職要求等教學效益。
4結語
嵌入式系統在國內真正得到發展還是近幾年的事情,還沒有形成統一的教學體系和規范,加之社會對高素質嵌入式系統人才的需求日益增加,各個高校迫切要求建立嵌入式系統課程體系、實驗體系、教材體系和教師培養體系,本文所探究的針對軟件本科專業的嵌入式系統理論課程體系和實驗課程體系,積累嵌入式系統的教學實踐,融合了社會企業的需求和軟件專業的特點,符合實際應用。當然,獨立軟件學院的嵌入式方向的教學還任重道遠,需要從事嵌入式系統教學的教師在實踐中不斷地進行研究、不斷地積累經驗,不斷地創新,才能培養出社會所需要的高素質嵌入式技術人才。
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The Teaching Research and Practice of Embedded System for the Software Speciality
HE Jian-feng, JIANG Lin, LIU Lin
(College of Software , East China University of Technology, Nanchang 330013, China)
