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嵌入式系统方面有关论文写作资料范文 跟电子信息专业嵌入式系统的实践教学改革模式有关论文范文

主题:嵌入式系统论文写作 时间:2023-12-18

电子信息专业嵌入式系统的实践教学改革模式,本文是有关嵌入式系统论文范文跟嵌入式系统和教学改革和实践类毕业论文格式模板范文.

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摘 要:结合电子行业技术特点,提出电子信息专业嵌入式系统课程创新实践教学的改革模式,通过设计项目化、分梯度的教学策略,改变了传统教学的弊端,提升了嵌入式系统的教学质量.

关键词:电子信息专业;嵌入式;教学改革;首课引导;项目模块化

0引言

为适应市场需求与时展,国内外海量互联网公司急需科研开发人员,因此高校电子专业均开设了嵌入式系统相关课程.然而,由于传统人才培养模式、课程体系以及嵌入式系统课程的特点,嵌入式系统课程[1]存在较多问题,无法达到预期培养目标,对单片机、EDA、微机原理等相关课程的关联性和区分度不明确,内容多且杂乱,导致本科毕业生科研能力不足、创新性较弱,部分学生毕业后选择再培训的方式以提升嵌入式产品开发能力.因此,电子类嵌入式系统课程的教学由“传统”向“创新实践”的改革模式势在必行[2].

1传统教学现实状态分析

目前,高校嵌入式系统课程教学存在明显不足,传统教学的弊端主要体现在以下几方面.

1.1嵌入式系统课程设置不完善

嵌入式系统是一门具有实践性和应用性强、入门难、知识点分散、理论课抽象等特点的课程,传统教学均以理论课教学为主、实践课为辅.理论课的学时数在50课时左右,而实践课的课时在10课时左右.在理论课教学中,教师偏向“照本宣科”,按照教材的编排,从嵌入式的发展、硬件结构、操作系统等几方面传授知识,学生学习非常枯燥,无法与已学课程衔接,期末考核也几乎从概念着手.实践课的教学与理论课严重脱节,学生在实验室无法将上课所学知识与实验内容融会贯通,严重影响学生实践创新能力和学习主动性的提高.

1.2教师相关研发经验缺乏

科技飞速发展,电子类产品更新速度飞快,嵌入式系统的研发集成了多门学科,该课程对相关教师的研发设计能力与经验有较高的要求.然而,高校的专业教师缺乏企业项目研发经验,实践课主要以A/D、LCD、数码管、键盘等验证性实验为主,因此,学生对课程延续、对市场电子产品研发的理解缺乏[3].

2创新实践教学改革方案

针对当前高等教育嵌入式系统课程的诸多不足,笔者对课程特点、人才培养目标、科技市场的实时发展需求进行了详细的调查与研究,在学生先修C语言、汇编语言、单片机、DSP等专业课基础上,构建出嵌入式系统课程创新实践的教学改革方案(如图1所示).

2.1课前调研

嵌入式系统课程与C语言、汇编语言、单片机、DSP、微机原理、EDA等课程之间存在紧密的关联,以上课程均与电子产品行业的技术密切相关.为避免与当下科学技术脱节,该课程教学设计需要不断进行修改.课前调研分为学生调研和教师调研:学生调研包含对专业的认知、嵌入式系统课程在时下科技中的发展现状和以往相关课程的掌握程度;教师调研涵盖市场电子产品的技术分析、对其他关联课程的了解程度、根据“校企联合”“产学合作”等政策深入企业进行项目联合研发的能力,以及进行嵌入式系统的联合培训和技能培训.在以上两方面的调研基础上,笔者对教学大纲以及教学内容再设计,以便提高嵌入式系统的教学效率与质量[4].

2.2首课引导

嵌入式系统入门较难,很多学生在第一节课便云里雾里,无法了解该课程的重要性与应用性,从而在之后的学习中失去兴趣,以致放弃了该门课程.一节恰到好处和形式活泼的首课,往往能迅速调节学生情绪,引导学生渐入佳境,激起后续学习热情,收到意想不到的效果.基于此,首课通过实物的展示引导,笔者展示了ADS.1.2开发环境的搭建过程,并在超级终端显示想要的文字内容,还展示了笔者设计制作的实物“基于嵌入式的音频录放系统”,并给学生分发该设计所使用的S3C2410芯片以及控制电路、系统软件程序流程图和使用说明等相关资料.给学生现场演示,介绍系统I/O接口单元、串口模块以及语音处理单元的原理(如图2所示),通过实物的引导增强学生对嵌入式系统的表层认识,使他们对进一步学习嵌入式系统产生浓厚兴趣,笔者进而将该专业与毕业后市场的需求进行分析,使学生建立自己毕业后的长远发展目标.

2.3项目模块化教学

嵌入式系统课程的目标是培养学生的实践开发能力,因此该课程的教学设计围绕两大块内容:基于ARM系统资料模块和基于Linux操作系统模块.

基于ARM系统资料模块的教学将理论课与实践课相结合进行,分为嵌入式硬件系统、基于ADS1.2开发环境下基础实验的设计、基本指令的编译调试等3个项目模块:第一项目模块以理论课授课为主;第二项目模块结合基础实验的设计(ARM的I/O接口、中断、DMA、UART、A/D、键盘、数码管、LCD),深入细化第一模块的内容;第三项目模块侧重指令的编写技巧,如在ADS1.2的CodeWarriorIDE中,把源程序编译、链接生成目标代码和可执行映像文件后,在AXDdebugger中装载映像文件到目标内存,全速执行,同时,可以在CPU窗口中直观观测到每条指令的地址、机器码和源代码,从而了解各条指令占用的空间大小.通过单步执行,在寄存器窗口可以观测各寄存器值的变化.

基于Linux操作系统模块的教学将理论课与实践课相结合进行,避免了理论课和实践课的脱节.该模块分为嵌入式操作系统(以内核为主)、Linux操作系统实验环境的搭建、基于Linux操作系统基本实验的设计(包含BootLoader、移植、内核、文件系统、驱动程序、应用程序)等3个项目模块.基于Linux操作系统模块与基于ARM系统资料模块的可对比学习,学生从而掌握单片机与嵌入式系统的本质区别.

2.4课程考核

嵌入式系统的考核不能局限于书面闭卷的考试,本课程在实际教学改革的课程考核中,从理论课考核和实践课考核两方面入手,采用多环节综合评价的模式.理论课考核嵌入式软硬件结构的基本概念和基本项目的代码设计能力.实践课考核分为上机考核和报告写作.

理论课考核采用开卷形式,在规定时间内学生进行书面作答,占总成绩的60%,从两个角度进行考核:①该课程与单片机、EDA、DSP等相关课程的认识;②设计项目模块的能力.

实践课考核的上机考核占总成绩的20%,在本课程所有实验课结束后,每位学生随机抽取试题进行现场设计、调试,教师根据学生完成的速度和质量进行现场打分,该过程考核学生的实践动手能力和编程逻辑思维能力.在上机考核结束后,将该设计题目以报告的形成完成总结,占总成绩的20%,该过程考核学生撰写报告和论文的能力,为毕业设计打下良好的基础.

3结语

嵌入式系统课程本身具有应用性、实践性较强的特点,课程学习难度较大,为培养具备嵌入式系统开发能力的人才,从课前调研、首课引导、项目模块化教学和课程考核等4个方面创新电子专业嵌入式系统课程实践教学的改革模式,该模式的教学已经进行了两年度4轮的循环教学.在实际教学改革中,运用该策略激发了学生对电子探索和开发的积极性,提高了学生对项目的研发能力,提升了学生解决分析问题的能力.部分学生在毕业论文中能高效地进行相关内容设计,为毕业后进行技术的研发奠定了良好的基础.然而,随着科技的发展,嵌入式系统教学方法还需要与之齐头并进,并且需要时间的进一步验证.因此,嵌入式系统课程的教学改革需要不断地探索和研究.

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