论文基于项目驱动的嵌入式系统课程教学方法，该文是关于嵌入式系统方面本科毕业论文范文与嵌入式系统和教学方法和探索类论文范文资料.
摘 要：嵌入式技术是目前应用最广泛的高新技术之一.针对高等院校嵌入式系统课程教学中存在的种种弊端,提出“以芯为主、软硬结合、项目驱动”的教学改革方法,构建模块化、分层次的教学体系结构.近几年的教学实践证明,项目驱动的教学方式,对提高嵌入式方向学生的学习积极性有较大帮助,为嵌入式系统课程的教学以及创新人才的培养提供新的改革思路,具有积极的现实意义.
关键词：项目驱动；嵌入式；教学改革
中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：1672-7800（2018）07-0079-03
收稿日期：2018-03-12
基金项目：2016年度湖南省职业院校教育教学改革研究项目（ZJGB2016233）；2016年度湖南省物联网学会华为基金项目（WW16ZD002）；教育部高等教育司2017年第二批产学合作协同育人项目(201702135090)；2017年度湖南省自然科学基金科教联合项目（20175036）；2018年广西高校青年教师教学业务能力提升培训项目（师培［2018］03号）
作者简介：王鹏举(1980-),男,硕士,桂林航天工业学院讲师、高级工程师,研究方向为嵌入式产品开发、无线传感器网络；苏秀芝（1981-）,女,硕士,湖南软件职业学院软件工程系讲师,研究方向为软件开发、数据挖掘.
嵌入式技术是目前发展最快、应用最广泛的高新技术之一.嵌入式系统被广泛应用于消费电子、工业控制、医疗电子、汽车电子、公共交通等各个领域［1］.尤其是《物联网发展规划（2016-2020年）》《“十三五”国家信息化规划》等一系列国家政策出台之后,物联网、云计算、大数据、人工智能、机器学习、生物基因工程、5G等高新技术由幕后走向前台,这些技术的发展与应用基本上都是以嵌入式系统为基础.为此,企业对嵌入式系统产品开发人员的需求也日益增多.目前,国内许多高等院校以及高职院校,甚至一些社会培训机构都开设了嵌入式系统相关课程,培养嵌入式技术相关人才［2］.嵌入式系统是建立在多种学科之上,并且是面向特定的应用,具有很强的实践性,学生学习难度较大,对教师的教学要求也比较高［3］.积极探索嵌入式系统的教学方法,提高嵌入式系统的教学效果以及提高学生学习嵌入式系统的兴趣,成为许多高校和教师关心的问题［4］.
1嵌入式系统教学存在的问题
1.1嵌入式系统教学内容问题
嵌入式系统在行业内部的完整定义,并没有明确嵌入式系统采用何种处理器,采用何种编程语言.因此,嵌入式系统课程的教学过程中存在“因师而异”的问题比较严重,有的教师讲解8位的处理器,有的教师讲解16位的处理器,有的教师讲解32位的处理器,没有一个统一的标准.有些教师对嵌入式系统硬件熟悉,只讲解嵌入式系统硬件结构；有些教师对嵌入式软件熟悉,只讲解嵌入式系统软件编程.还有些教师在讲解嵌入式系统编程的时候,还在使用汇编语言,而不是使用移植性较好的C语言.这些问题都严重影响学生对嵌入式系统的理解和学习嵌入式系统的积极性.
1.2实验平台问题
嵌入式系统是一门实践性很强的课程,对学校的教学条件和实验设备要求都比较高［5］.目前,国内许多高校开设的嵌入式系统课程实验,实验平台的选择参差不齐,有以8/16位单片机为核心的实验平台［6］,有以ARM7为核心的实验平台,也有一些以ARM9或者更高档CPU为核心处理器的实验平台.还有一些院校与芯片厂商合作,实验室使用指定厂商的实验平台.这些都使得嵌入式系统课程的教学风格无法统一,嵌入式系统的教学效果也大打折扣.
1.3课时安排问题
嵌入式系统的教学除了让学生深刻理解与掌握嵌入式技术相关的理论知识,更要让学生在实际的工作或项目中运用这些知识［7］,解决工作或项目中的问题,真正使学生“会做”“能做”而不仅仅是“听懂”.因此,嵌入式系统课程实验课时的设置比例至少要占到总课时的一半,而总课时至少要64学时,而有的高校由于实验室资源紧张等原因,普遍达不到这个比例,导致学生最后学习的效果较差.
1.4考核方式问题
传统的嵌入式系统课程考核学生的方式仍然是采用试卷,开卷或闭卷,仅仅是考查学生对嵌入式系统知识点的记忆和理解能力［8］,而不是应用和创新能力,以试卷成绩论“英雄”的考核方式不利于培养学生的实践应用能力和创新能力.嵌入式系统课程需要考核学生对知识点的记忆和理解,更需要考核学生对嵌入式技术相关知识点的应用,尤其是在实际项目中的运用能力［9］.
2基于项目驱动的教学方法改革思路
针对嵌入式系统课程教学中存在的问题,结合近几年的教学经验,本文提出“以芯为主、软硬结合、项目驱动”的教学改革方法［10］.
2.1以芯为主,选取一款性价比较高的嵌入式处理器作为教学实验平台的“芯”
嵌入式处理器芯片有很多种,实验平台选取以Cortex-M3为内核的STM32嵌入式处理器作为“芯”,该芯片是ARM公司采用RISC指令设计的32位处理器,在众多电子类产品中被广泛应用.因该芯片具有低、功耗小、性能高的特点,在目前嵌入式产品设计中应用很广,具有很高的性价比和市场占有率.
2.2软硬结合,以模块化的思想开发一个教学实验平台
本着循序渐进的教学原则,由浅入深的教学方法,实验平台以模块化的设计思想,配置基本、提高、创新三个模块层次,每个层次又分为不同的功能单元.实验平台的硬件基本单元由处理器芯片、流水灯、按键、启动位选择、程序下载、复位电路、电源电路、晶振电路组成；提高模块包括串口数据传输单元电路、AD转换单元电路、LCD显示屏单元电路、DS18B20测温单元电路；创新模块包括超声波测距单元电路、WiFi数据传输单元电路、智能小车控制单元电路.各个单元硬件原理图设计与电路布局相互独立,互不影响,如图1所示.
在完成硬件部分开发之后,再以模块化的思路,编写实验平台软件测试代码.同样地,软件程序的设计也设置基本模块程序、提高模块程序和创新模块程序.基本模块程序包括流水灯单元程序、按键单元程序；提高模块包括串口数据传输单元程序、AD转换单元程序、LCD屏显示单元程序、DS18B20测温单元程序；创新模块包括超声波测距单元程序；Wifi数据传输单元程序；智能小车控制单元程序.模块化的程序代码采用标准的C语言编写,模块之间互不干涉,不但可以独立对一个部分控制,还可以将这些单个的测试程序组合在一起,实现一些复杂的控制功能.
2.3项目驱动,构建模块化、分层次的教学体系结构
按照项目驱动的教学改革思路,在嵌入式系统的具体教学过程中,以该实验平台为设计开发对象,把实验平台当作待设计的一款嵌入式产品,当作一个具体的嵌入式系统产品开发项目.教学的过程分为三个步骤：
（1）验证阶段.教师在理论课上引导学生学习嵌入式系统的组成结构、嵌入式系统的设计方法、嵌入式处理器芯片的选择方法及注意事项,实验平台上基本模块和提高模块的硬件设计原理及软件编程方法.在实验课堂上,由学生在实验平台上验证理论课堂上讲解的知识点,通过具体的实验项目来强化对理论知识的理解,使其对嵌入式系统的软、硬件环境有一个初步的了解和认识,同时使学生掌握一些基本的实验技能.
（2）设计阶段.当学生完全掌握嵌入式系统的基本组成结构和设计思想之后,教师开始带领学生进入嵌入式系统的项目实施阶段.在这个阶段：①学生首先分析设计内容、需要达到的各项指标等参数；②以实验平台的基本单元部分和提高单元部分为设计对象,学生自己动手设计原理图、设计电路板图；③学生自己动手焊接电路板、编写各个功能单元的测试代码［11］.根据老师的引导,学生按照嵌入式系统的开发流程：需求分析—相关功能模块设计—硬件选型与设计—PCB板制作与焊接—项目软硬件调试,进行实验平台项目的设计开发,让学生完成一个较简单的具体工程项目,来巩固和深化课堂上的理论知识.
（3）应用与创新阶段.在前两个层次项目实训的基础上,对于一些学有余力的同学,需要设计一些更为复杂的、综合性更强的嵌入式系统开发项目.选取学生比较感兴趣的智能小车控制模块作为一个综合性的嵌入式系统开发项目,让学生以实验平台上的超声波测距单元、Wifi数据传输单元以及智能小车控制单元为蓝本,自己动手绘制原理图,绘制PCB图,焊接电路板,软硬件功能调试.经过一个完整的嵌入式系统开发过程之后,学生不但能学会相关知识点,而且能运用相关知识点解决实际工作中的问题.学生的软、硬件调试水平、动手设计水平、分析和解决问题的水平也都会得到明显改善［12］.
最后,教师对学生所设计的项目进行检查验收,总结并分析每位同学设计过程中的问题,提交相应的实验报告并给予成绩,以此作为嵌入式系统课程考核的重要依据,改变传统以试卷成绩论“英雄”的弊端.
3结语
经过近两年在嵌入式系统课程理论与实践的研究探索,采用“项目驱动”的教法改革,改变以前的“填鸭式”的教学方法［13］,对提高学生学习嵌入式系统的效果,提高嵌入式方向人才培养的质量,都有很大的帮助.学生普遍感觉学习不再是那么枯燥无味,更有一些学生所开发出的嵌入式系统产品,在“挑战杯”“黄炎培职业教育奖创业规划大赛”等比赛中获得省级和国家级奖项,采用嵌入式系统课程进行教学,学生的知识运用、分析、解决问题的能力都有较大提高,项目开发与工程实践水平有了显著提升.
参考文献：
［1］宋蕊,谢白玉.嵌入式系统设计方法的比较分析［J］.黄河水利职业技术学院学报,2010（4）：47-48.
［2］徐承彬.高职院校嵌入式系统课程探讨［J］.职业技术教育,2008（8）：51-52.
［3］李丹.普通高校嵌入式方向技能型人才培养模式探讨［J］.无线互联科技,2013(5):207-207.
［4］李妍.项目化教学在嵌入式系统实践课程中的探索［J］.实验室科学,2012(5):33-35.
［5］张雯雰,高守平,陆武魁.应用型本科嵌入式系统课程教学改革与实践［J］.中国教育技术装备,2010(18):41-42.
［6］刘科征,黄俊,漆晶.基于STM32的嵌入式系统实验平台设计［J］.数字通信,2013(6):89-91.
［7］许海燕,张卓.基于项目式教学的嵌入式系统课程研究［J］.新课程研究(中旬刊),2014(12):66-67.
［8］张明军.可编程序控制器原理与应用的教学改革及探索［J］.数字技术与应用,2010(8):134-135.
［9］彭高丰.地方教学型院校信息类专业人才培养改革探索［J］.湖南第一师范学院学报,2013(1):71-74.
［10］宋春林,郭爱煌,刘富强.面向应用的“嵌入式系统”教学方法改革和探索［J］.工业和信息化教育,2013(4):42-44.
［11］郝小江,唐宇,范方灵,等.单片机综合设计实验研究与实践［J］.实验科学与技术,2013(6):39-41.
［12］江小平,朱翠涛.面向应用的嵌入式系统实践教学改革［J］.广西轻工业,2010(9):100-101.
［13］孙成富.基于“项目驱动”的《嵌入式系统开发与应用》课程教学［J］.佳木斯教育学院学报,2013(8):175-176.
（编辑：叶璐）
该文总结,该文是关于嵌入式系统和教学方法和探索方面的嵌入式系统论文题目、论文提纲、嵌入式系统论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
参考文献：
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