嵌入式系统的项目化教学方法研究杨凤年何文德周景朱建凯长沙学院计算机科学与技术系【摘要】针对当前嵌入式系统教学与人才培养方面的问题，提出并实践了项目化教学方法。利用真实项目做学习案例，以项目引导和激发学习兴趣，以实际需求学理论，增强学习的主动性，以开发板而非试验箱为实验平台，贴近职场开发环境。实践证明，这种教学方法不仅提高了学生的学习兴趣，而且还大大增强了他们的嵌入式系统开发能力。【关键词】嵌入式系统项目化实践教学【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1674-4810(2009)12-0034-02一、引言以嵌入式计算机为技术核心的嵌入式系统是继计算机网络技术之后，IT领域又一个新的技术发展方向。由于嵌入式系统具有体积小、功能强、功耗低、可靠性高以及面向行业具体应用等特征，目前己经广泛地应用于军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业控制等各个领域。嵌入式的应用可以说无所不在。因此，目前社会对嵌入式技术人才的需求日益旺盛，嵌入式系统研发工程师己经成为IT界最火爆最热门的金领职业之一。但是，相对于旺盛的人才需求，行业内人才的供给状况却不容乐观。二、嵌入式系统教学中存在的问题嵌入式系统是一门实践性很强、特别注重学牛应用能力培养的课程，涉及计算机系统结构、微机原理与接口技术、电子电路、数字电路、操作系统、计算机网络、软件设计等课程内容，在2004年IEEE和ACM确定的计算机专业木科嵌入式系统课程中，包扌舌了嵌入式技术的发展及简介、嵌入式微处理器芯片、嵌入式系统软件设计、实时操作系统、低功耗技术、系统可靠性设计技术、嵌入式系统设计方法学、嵌入式系统设计工具、嵌入式多处理器系统设计、嵌入式系统网络设计、接口设计以及混合信号系统等内容，以培养具有解决实际问题能力和创新精神的嵌入式系统研发人才。然而，嵌入式系统开发要求的知识面广，技术发展迅速，很多软件、硬件技术出现时间不长，知识更新很快，能全面、快速掌握这些新技术的人较少。虽然当前众多高校都开设了嵌入式系统课程，但是由于方方面面的原因，教学效果往往不尽如人意。首先是师资力量不足，由于嵌入式系统课程开设历史短，课程建设仓促，很多高校，特别是地方高校并无足够科研和实践方面的积累，师资力量以年轻教师为主，动手能力比较差，基础比较薄弱，尤其缺乏专业的项目开发经验，培训交流的机会不多，即使有也是大多以短期“扫盲”培训为主。其次是理论教学方法有待改进，目前的嵌入式系统教材大致分为两类：全面型教材和试验箱厂家教材，教师拿到全面型教材往往会不结合案例、不突出重点全面讲授,内容空洞、索然寡味，把学生弄得云里雾里；若拿到厂家教材，教师则会流于数据手册的宣讲，而忽视完整必要的知识结构的传授；同吋，有些学校还存在课吋分配不合理，理论课太多，实践课太少等现象，教学限于纸上谈兵，导致学生动手实践机会少，缺乏学习兴趣；教学内容过于陈I口，部分学校仍然以单片机或ARM7为主教学，从而无法实现学生知识结构与职场需求的无缝对接。最后是实验教学内容远离实际应用，大多数学校的实验内容和项目都是被实验箱制造商牵着鼻子走，多为验证性实验，缺乏综合设计，而II试验箱功能复杂、体积庞人,学生很难全面了解其硬件结构，更无法DIY嵌入式最小系统，因此学生学完该课程后，仍然无法对嵌入式系统有全面系统的认识，碰到实际应用课题依【口无从下手。针对以上存在的问题，笔者根据应用型本科院校计算机相关专业学生的知识结构和专业特点，在嵌入式系统的项目化教学方面进行了一些初步探索和尝试。三、项目化教学方法嵌入式处理器目前主要有Aml86/88>386EX>SC-400>PowerPC>68000>MIPS、ARM等系列。而学校目前已有的实验设备是基于ARM体系结构的S3C2410X和Xscale处理器，因此理论与实验教学均围绕这两款处理器展开电路设计等课程方面的知识相对于电子类专业来说相对薄弱，而在嵌入式系统的应用和编程方面有较好的基础。因此在理论教学方面，重点放在S3C2410X和Xscale处理器的体系结构、针对几个典型应用项目的接口电路分析与程序设计、Linux或WindowsCE操作系统及其与典型应用项目相关的设备驱动...