高校計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)探析

1、高校計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)探析論文關(guān)鍵詞:計算機專業(yè)嵌入式教學(xué)論文摘要:為進步高校計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)效果,以適應(yīng)社會對嵌入式人才的要求,在分析嵌入式系統(tǒng)體系構(gòu)造的根底上,分析了高校計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,指出現(xiàn)有教學(xué)過程中存在的缺乏之處,并提出相應(yīng)的解決方案。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心,以計算機技術(shù)為根底,軟硬件可裁減的計算機系統(tǒng),通俗地講,就是具有智能處理功能的電子產(chǎn)品。如今,嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、智能儀表、通信設(shè)備等眾多領(lǐng)域,可以說,嵌入式系統(tǒng)無處不在,人們的生活也離不開嵌入式系統(tǒng)。如今,社會對掌握嵌入式技術(shù)的人才需求量

2、較大,近幾年高校中的自動化類、電子類以及計算機類專業(yè)均開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)課程,社會上也有一些培訓(xùn)機構(gòu)開場開展嵌入式工程師的培訓(xùn)。然而,由于面向?qū)ο?、培養(yǎng)目的以及根底知識的不同,高校中各專業(yè)以及培訓(xùn)機構(gòu)培養(yǎng)出的嵌入式人才的才能也不盡不同。本文結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的體系構(gòu)造和高校計算機專業(yè)的課程構(gòu)造,對高校計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法展開討論,指出現(xiàn)有教學(xué)過程中存在的缺乏之處,并提出相應(yīng)的解決方案。1嵌入式系統(tǒng)的體系構(gòu)造一個完好的嵌入式系統(tǒng)可以分為軟件局部和硬件局部,因此,大體上講,嵌入式工程師可以分為嵌入式軟件工程師和嵌入式硬件工程師。但我們認為,一個合格的嵌入式工程師應(yīng)該既

3、要懂軟件,又要懂硬件,軟件和硬件之間是相輔相成的。嵌入式軟件包含應(yīng)用程序開發(fā)、驅(qū)動程序開發(fā)、操作系統(tǒng)的移植和裁減三個主要方面。然而,并非所有的嵌入式系統(tǒng)都需要進展驅(qū)動程序的開發(fā)以及操作系統(tǒng)的移植和裁減,假如使用的單片機較為簡單,或者開發(fā)的程序較為簡單,那么就沒有必要基于操作系統(tǒng)來進展應(yīng)用程序的開發(fā)。但是,假如基于操作系統(tǒng)來開發(fā)應(yīng)用程序,那么應(yīng)用程序開發(fā)過程和普通的軟件開發(fā)幾乎沒有區(qū)別。嵌入式硬件主要包含pb設(shè)計和原理圖設(shè)計兩個方面。在原理圖設(shè)計階段,工程師需要根據(jù)實際需求選擇適宜的芯片,設(shè)計相應(yīng)的電路圖;而pb設(shè)計主要是指pb的布局和布線。對于高頻電路,在布線完成之后,還需要進展pb電路圖的電

4、磁兼容仿真和分析,以保證消費出的產(chǎn)品可以正常工作。由此可見,嵌入式系統(tǒng)開發(fā)涉及到的知識面較多,這對相應(yīng)的從業(yè)人員提出了較高的要求,因此,要稱為一名合格的嵌入式工程師必須對上述所有方面都有所理解,并精通其中假設(shè)干個方面。2高校計算機專業(yè)的課程構(gòu)造如今,高校計算機專業(yè)的課程構(gòu)造除公共課外,可以分專業(yè)根底課程,專業(yè)必修課程和專業(yè)選修課程。專業(yè)根底課程主要是指電子技術(shù)根底和計算機程序設(shè)計;專業(yè)必修課程主要包括計算機體系構(gòu)造、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)構(gòu)造、軟件工程、計算機網(wǎng)絡(luò)和編譯原理等;專業(yè)選修課包括信息平安、圖像處理、網(wǎng)絡(luò)程序開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)等。從課程構(gòu)造上,我們不難發(fā)現(xiàn),該專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)時存在一定

5、難度,主要表達在對電路、數(shù)電和模電三門課程的掌握不結(jié)實上。要想學(xué)好嵌入式系統(tǒng),首先必須學(xué)好上述三門課程。而事實上,通常計算機專業(yè)將上述三門課程合成一門課程來進展講授,并且學(xué)時較短。學(xué)生經(jīng)過一個學(xué)期的學(xué)習(xí),只能對這三門課程有個大概的理解,并不能到達較為靈敏應(yīng)用的程度。3教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段在教學(xué)現(xiàn)狀上,如今高校在講授嵌入式系統(tǒng)時,往往是一個老師會面對幾十個,甚至上百個學(xué)生。在人數(shù)較多時,授課質(zhì)量會下降。事實上,社會培訓(xùn)機構(gòu)在進展嵌入式系統(tǒng)培訓(xùn)時,往往會限制學(xué)生的數(shù)量。在教學(xué)內(nèi)容上,主要是以一些根本概念為主,如單片機構(gòu)造,linux嵌入式操作系統(tǒng)的原理和移植,linux嵌入式驅(qū)動程序的開發(fā)

6、,以及嵌入式軟件的設(shè)計方法等。事實上,對于剛接觸嵌入式系統(tǒng)的學(xué)生來說,講授這些空洞的根本概念是沒有任何意義的。根據(jù)學(xué)生的反映,由于他們沒有任何嵌入式方面的根底知識,講授上述內(nèi)容使得他們陷入一種迷茫的狀態(tài),除了強迫性記住一些概念之外,其它什么都沒有學(xué)到。在教學(xué)方法上,主要是以老師講課為主,學(xué)生處于被動地承受狀態(tài)。學(xué)生承受了大量的概念,卻沒有方法真正理解這些概念。盡管學(xué)生也會做一些嵌入式系統(tǒng)的實驗,但在進展實驗時,學(xué)生往往是根據(jù)實驗手冊上的說明,按照實驗步驟一步步進展下去,最終除了能看到一些實驗結(jié)果外,幾乎根本無法理解其中的原理。4解決方案為此,我們認為,高校計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方

7、法必須進展改革,詳細表達在以下三個方面:第一,改變教學(xué)內(nèi)容,注重實際應(yīng)用。在教學(xué)內(nèi)容上,不應(yīng)講授空洞的根本概念,不應(yīng)以復(fù)雜的單片機,如ar為例進展講授,不應(yīng)講授嵌入式操作系統(tǒng)的原理和移植操作,也不應(yīng)講授驅(qū)動程序開發(fā),這些內(nèi)容都不合適初學(xué)者。而應(yīng)該以一個簡單的單片機,如51為例進展講授。同時,在講授51時,應(yīng)從一個應(yīng)用者的角度,而不是一個設(shè)計者的角度來進展授課,這一點往往是一些老師沒有注意到的問題。他們往往過于強調(diào)單片機的內(nèi)部原理,而忽略了單片機的應(yīng)用方法。第二,應(yīng)以老師教課為輔,學(xué)生動手為主的教學(xué)方法。由于嵌入式系統(tǒng)是一門理論性很強的課程,對于這類課程,過多的教學(xué)是無益的,往往會讓學(xué)生對嵌入式

8、失去興趣。而假如可以讓學(xué)生動手實驗,學(xué)生那么可以很直觀地感受到嵌入式的魅力。第三,在動手理論上,應(yīng)以一個小型工程為主,基于開發(fā)板實驗為輔的方法。事實上,基于開發(fā)板進展實驗,學(xué)生往往只是簡單地對別人的程序進展編譯和下載,并觀看開發(fā)板上的運行效果,并不能主動地研究其中的原理,也無法進步學(xué)生解決問題的才能。而假如讓學(xué)生開發(fā)一個小型工程,如溫度顯示器等,那么學(xué)生不僅可以真正理解嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程,解決開發(fā)過程中遇到的各種問題,而且可以獲得開發(fā)成功后的成就感,增加學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)的樂趣。5結(jié)語本論文在分析嵌入式系統(tǒng)體系構(gòu)造的根底上,分析了高校計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,指出現(xiàn)有教學(xué)過程中存在的缺乏之處,并提出了相應(yīng)的解決方案。該方案有利于進步高校計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)效果,以適應(yīng)社會對嵌入式人才的要求。參考