在高职中开展嵌入式教学的探索
杜力分享
摘要：嵌入式技术是当今计算机技术中发展最快最热门的技术，嵌入式技术几乎涵盖了计算机技术所有的软硬件知识，具有很强的综合性和实践性。高职学生掌握嵌入式技术需要迈上一个很高的台阶，作者从多方面探讨了在高职中开展嵌入式教学方法。
关键词：嵌入式技术； 教学方法
0前言
嵌入式技术是当今计算机技术中发展最快最热门的技术，嵌入式技术在当今得到了极其广泛的应用，已深入到各个应用领域，几乎是无所不及，主导应用的潮流，以致一些学者断言嵌入式技术将成为后PC时代的主宰。另伴随着巨大的产业需求，我国嵌入式系统产业的人才需求量也一路高涨，嵌入式开发将成为未来几年最热门最受欢迎的职业之一。嵌入式课程也在各个高校中逐步展开，我校《嵌入式技术与应用》课程在2009年12月作为校级精品课程申报，于2010年3月被批准为校级在建的精品课程，精品课程的建设过程中遇到许多的困难与问题，精品课程的建设过程也是我们解决这些问题与困难的过程。我们主要从以下几个方面做了一些工作。
1有针对性的制定培养目标，确定对学生的职业能力要求
嵌入式技术的涉及领域有几个方面常见的智能仪表、工业控制领域，机顶盒、路由器等方面的应用，个人电子产品的应用（这些产品往往需要友好的GUI图形界面），高端智能设备（涉及到智能机器人，医疗仪器、军事领域，航空航天领域）。为此，我们基于本专业学生毕业后大多就业于珠三角和长三角及湖北地区的中小型企业的现实，我们将学生将来就业的定位于中小型企业，经过我们专业教师的调研，我们对这些企业技术部门设置的岗位及岗位要求有了较好的认识，我们对每一个嵌入式行业相关必需具备的职业能力进行分解，然后再分析选取相应的教学内容，对不同的应用岗位所对应的不同的能力与知识要求作出了归纳与总结（如图1），为教学目标与教学内容的确定提供了依据。
图1职业岗位与能力要求
2让课程具有非常强的时效性,本课程是近来才刚刚设立的一门新兴课程，应该让学生接触与掌握社会上最新和最前沿的应用技术
IT领域的新技术发展令人应接不暇，虽然大学生在校期间需要学习的都是一些基础知识，但他们毕业走向社会后，必然要面对这些新技术，如果我们的教学内容陈旧，就会加长学生毕业后的适应周期；如果我们能够提供给学生更多接触这些新知识、新技术的机会，就会使学生毕业后能够迅速地融入到社会实际中。同时也能使我们的教学内容与这些新技术基本保持同步。
例如，在以往单片机的学习中只涉及到静态存储器的扩展，而在嵌入式系统中就会使用到动态存储器DDR技术，DDR技术的动态刷新、行列扫描和地址线的接法上都是比较新又比较有有用的技术，会让一些没有经验的学生感到困惑，在教学过程中，我们利用S3C44B0X芯片来构建最小系统的过程中来教给学生动态存储器的使用（如图2）。
图2 SDRAM HY57V641620与S3C44B0X的硬件接口电路
3本课程是一门综合性的课程，要学会它，必须能够综合应用计算机专业中所学的几乎所有软硬件技术
本课程会应用到计算机专业中所学的几乎所有软硬件技术、模拟电子技术、数字电子技术、计算机组成原理、C语言程序设计、单片机技术、微机原理、面向对象的程序设计、计算机操作系统原理、LINUX操作系统的应用等多种知识，这些知识在嵌入式系统中都会有所应用，嵌入式系统就是这些知识的综合体，实际上，嵌入式系统为学生掌握计算机技术提供了一个非常好的平台，要想很好地掌握嵌入式技术也必须掌握好这些知识。要让学生掌握这么多的知识就必须在项目中去学习，对教学内容与方法进行设计。针对学习的不同阶段，设计不同的项目与其对应（如图3），让学生在实践中体会这些知识的作用，掌握这些内容，以避免教学内容的枯燥。
图3 不通阶段都有对应的实践
4课程的实践性很强，在传递知识的同时要更加注重培养学生的实践动手能力，让学生积累经验
在教学的各个阶段中都安排有不同实践任务,让学生的能力由初级到高级逐步提升,在教学的最后还安排了课程设计,进行综合的 实践（如图4）。分层次逐步提高，由易到难，逐步综合首先让学生掌握基本的知识与技能，难度大的知识先放一下，在实践教学中通过实例来讲解，使学生更容易理解，采用直观、生动的教学方法 将知识与能力目标融入到具体的项目中以培养高等技术应用型人才为根本任务，将加强应用能力训练作为课程各项改革建设的中心 引导学生将“学”与“做”相结合，以达到学以致用，建立以“递进式模块化”的课程内容 ，初级阶段有基本实验、中级阶段有实训课程、高级阶段有课程设计任务。
图4 由简单到复杂的训练方法
5积极开展课程设计，进行综合性的训练
例如，自制基于S3C4510的嵌入式系统及JTAG下载烧写工具。设计内容：在老师指导下设计S3C4510系统的原理图、PCB板图以及JTAG线缆的原理图与PCB板图，亲自买元件、制版、焊接、调试。编译、固化uClinux;完成JTAG烧写程序的编写，可以用标准C，也可以用VC，也编写LINUX系统下使用的版本。
图5自制基于S3C4510的嵌入式系统及JTAG下载烧写工具
图6 自制JTAG下载烧写工具原理图
6充分利用现代技术进行教学与实践
嵌入式系统所涉及的一些设计与训练都需要比较昂贵的设备和较长的制作周期，这样无疑是增加了教学的难度与成本，在教学中充分利用现代的仿真技术就是一个好的解决途径。例如可以利用微软的WINCE仿真平台进行嵌入式VISUAL C的训练。再例如，在教学中，我们会设计一些小项目让学生去接触这些技术。我们可以利用一个嵌入式LINUX下设计小词典的项目训练来让学生接触QT程序设计的技术。
关键词：嵌入式技术； 教学方法
0前言
嵌入式技术是当今计算机技术中发展最快最热门的技术，嵌入式技术在当今得到了极其广泛的应用，已深入到各个应用领域，几乎是无所不及，主导应用的潮流，以致一些学者断言嵌入式技术将成为后PC时代的主宰。另伴随着巨大的产业需求，我国嵌入式系统产业的人才需求量也一路高涨，嵌入式开发将成为未来几年最热门最受欢迎的职业之一。嵌入式课程也在各个高校中逐步展开，我校《嵌入式技术与应用》课程在2009年12月作为校级精品课程申报，于2010年3月被批准为校级在建的精品课程，精品课程的建设过程中遇到许多的困难与问题，精品课程的建设过程也是我们解决这些问题与困难的过程。我们主要从以下几个方面做了一些工作。
1有针对性的制定培养目标，确定对学生的职业能力要求
嵌入式技术的涉及领域有几个方面常见的智能仪表、工业控制领域，机顶盒、路由器等方面的应用，个人电子产品的应用（这些产品往往需要友好的GUI图形界面），高端智能设备（涉及到智能机器人，医疗仪器、军事领域，航空航天领域）。为此，我们基于本专业学生毕业后大多就业于珠三角和长三角及湖北地区的中小型企业的现实，我们将学生将来就业的定位于中小型企业，经过我们专业教师的调研，我们对这些企业技术部门设置的岗位及岗位要求有了较好的认识，我们对每一个嵌入式行业相关必需具备的职业能力进行分解，然后再分析选取相应的教学内容，对不同的应用岗位所对应的不同的能力与知识要求作出了归纳与总结（如图1），为教学目标与教学内容的确定提供了依据。
图1职业岗位与能力要求
2让课程具有非常强的时效性,本课程是近来才刚刚设立的一门新兴课程，应该让学生接触与掌握社会上最新和最前沿的应用技术
IT领域的新技术发展令人应接不暇，虽然大学生在校期间需要学习的都是一些基础知识，但他们毕业走向社会后，必然要面对这些新技术，如果我们的教学内容陈旧，就会加长学生毕业后的适应周期；如果我们能够提供给学生更多接触这些新知识、新技术的机会，就会使学生毕业后能够迅速地融入到社会实际中。同时也能使我们的教学内容与这些新技术基本保持同步。
例如，在以往单片机的学习中只涉及到静态存储器的扩展，而在嵌入式系统中就会使用到动态存储器DDR技术，DDR技术的动态刷新、行列扫描和地址线的接法上都是比较新又比较有有用的技术，会让一些没有经验的学生感到困惑，在教学过程中，我们利用S3C44B0X芯片来构建最小系统的过程中来教给学生动态存储器的使用（如图2）。
图2 SDRAM HY57V641620与S3C44B0X的硬件接口电路
3本课程是一门综合性的课程，要学会它，必须能够综合应用计算机专业中所学的几乎所有软硬件技术
本课程会应用到计算机专业中所学的几乎所有软硬件技术、模拟电子技术、数字电子技术、计算机组成原理、C语言程序设计、单片机技术、微机原理、面向对象的程序设计、计算机操作系统原理、LINUX操作系统的应用等多种知识，这些知识在嵌入式系统中都会有所应用，嵌入式系统就是这些知识的综合体，实际上，嵌入式系统为学生掌握计算机技术提供了一个非常好的平台，要想很好地掌握嵌入式技术也必须掌握好这些知识。要让学生掌握这么多的知识就必须在项目中去学习，对教学内容与方法进行设计。针对学习的不同阶段，设计不同的项目与其对应（如图3），让学生在实践中体会这些知识的作用，掌握这些内容，以避免教学内容的枯燥。
图3 不通阶段都有对应的实践
4课程的实践性很强，在传递知识的同时要更加注重培养学生的实践动手能力，让学生积累经验
在教学的各个阶段中都安排有不同实践任务,让学生的能力由初级到高级逐步提升,在教学的最后还安排了课程设计,进行综合的 实践（如图4）。分层次逐步提高，由易到难，逐步综合首先让学生掌握基本的知识与技能，难度大的知识先放一下，在实践教学中通过实例来讲解，使学生更容易理解，采用直观、生动的教学方法 将知识与能力目标融入到具体的项目中以培养高等技术应用型人才为根本任务，将加强应用能力训练作为课程各项改革建设的中心 引导学生将“学”与“做”相结合，以达到学以致用，建立以“递进式模块化”的课程内容 ，初级阶段有基本实验、中级阶段有实训课程、高级阶段有课程设计任务。
图4 由简单到复杂的训练方法
5积极开展课程设计，进行综合性的训练
例如，自制基于S3C4510的嵌入式系统及JTAG下载烧写工具。设计内容：在老师指导下设计S3C4510系统的原理图、PCB板图以及JTAG线缆的原理图与PCB板图，亲自买元件、制版、焊接、调试。编译、固化uClinux;完成JTAG烧写程序的编写，可以用标准C，也可以用VC，也编写LINUX系统下使用的版本。
图5自制基于S3C4510的嵌入式系统及JTAG下载烧写工具
图6 自制JTAG下载烧写工具原理图
6充分利用现代技术进行教学与实践
嵌入式系统所涉及的一些设计与训练都需要比较昂贵的设备和较长的制作周期，这样无疑是增加了教学的难度与成本，在教学中充分利用现代的仿真技术就是一个好的解决途径。例如可以利用微软的WINCE仿真平台进行嵌入式VISUAL C的训练。再例如，在教学中，我们会设计一些小项目让学生去接触这些技术。我们可以利用一个嵌入式LINUX下设计小词典的项目训练来让学生接触QT程序设计的技术。
