田沛、朱兵、温淑鸿、苗方、宋金宝
（中国传媒大学信息工程学院电子信息工程系）
摘要：随着嵌入式技术的迅猛发展，嵌入式计算机系统课程建设的重要性日益凸显。本文从课程建设的理念与思路、课程特色等四个方面介绍了中国传媒大学该门课程的建设研究情况。
关键词：嵌入式计算机系统、课程建设
一、前言
近年来，我国嵌入式系统产品发展十分迅猛，中国嵌入式系统市场估计每年将直接创造千亿元的效益，所带动的相关工业产值超过万亿元，成为中国信息产业新的市场增长点。与巨大的市场潜力和产业需求相比，我国嵌入式系统工程人才培养相对落后，并进而影响到该产业的快速发展。在这种背景下，许多高校的计算机、电子、软件等专业针对市场需求，开设了嵌入式系统相关课程。在IEEE计算机协会和ACM共同制订的2004版计算机类课程体系中，嵌入式系统已经被列为核心课程之一。中国传媒大学信息工程学院于2005学年开设了嵌入式计算机系统课程。在几年的时间里，笔者对这门课程的建设进行了相关研究，下面从四个方面介绍该课程的建设研究情况。
二、课程建设的理念与思路
1.课程建设的理念
嵌入式计算机系统课程的建设理念为：求新、务实、抓重点、重能力。即跟踪嵌入式系统的最新发展，不断优化课程结构，及时更新教学内容，保持教学的先进性和主流性；在教学中，兼顾理论，重在实践，注重学生实践动手能力、综合设计能力和创新能力的培养。
2.课程建设的思路
嵌入式计算机系统课程的建设思路分为以下几点：
（1）保持教学内容的合理性和先进性
嵌入式计算机系统技术发展非常迅速，新的技术、新的器件层出不穷。本课程的建设思路是：跟踪嵌入式计算机系统技术的最新发展，跟踪国内外名牌大学的相关课程以及国内精品课程，研究最新的相关教改论文，及时更新教学内容，保持教学内容的合理性和先进性。
（2）以系统级设计为中心，以嵌入式软件设计为重点
现代嵌入式计算机系统越来越复杂，功能越来越强大，系统级设计变得日益重要。
因此我们课程建设的基本思想是以系统级设计为中心，以嵌入式软件设计为重点，以当前最流行的嵌入式Linux系统为软件平台，使学生能够熟练掌握相关嵌入式计算机系统工具，利用嵌入式计算机系统工具和系统级设计思想、设计方法，高效地学习嵌入式计算机系统的设计、开发知识。
（3）加强教材建设
根据课程的具体内容，编著适合的教材。
（4）优化师资队伍
合理配置师资队伍，以多种手段提高教师教学水平和教学质量。
（5）实现网络第二课堂教学
利用网络技术，增加教学手段。
三、课程特色及与国内其他大学同类课程的比较
为了更好地建设本门课程，我们调研、参考了北京航空航天大学、北京大学、天津大学、浙江大学、清华大学、西安交通大学、北京工业大学、电子科技大学、四川大学、西南交通大学、中山大学等多所大学的嵌入式系统课程。调研的重点是课程内容安排、采用的硬件平台、操作系统、学时及分配，部分调研情况见表。
根据我校的行业特点和专业定位，并借鉴兄弟院校该门课程的建设经验，中国传媒大学嵌入式计算机系统具有如下的课程特色：
1.兼顾理论，重在实践
作为一门实践性很强的课程，本课程在不断更新国内外理论知识的同时，非常重视加强实践环节：一是在理论授课部分，讲解了一些设计实例，这些设计实例具有很强的实践性。二是课程设计了大量的实验，实验课时占到了整个课程的三分之二，实验课本身加强了指导力度，由骨干教师加多名具有较强实践能力的助教组成指导队伍，负责整个实验期间从理论到具体操作的各个环节的指导工作，采取小班实验教学。
2.具有较强的实用性和前沿性
课程内容较大程度地体现了嵌入式领域的热点，是企业界普遍关心的核心技术，具有较强的实用性，有利于培养业界需要的人才。课程的前沿性则表现在：一、课程的主讲教师是从事嵌入式系统研究与开发一线的科研人员，能够及时地根据技术发展动向调整教学大纲和教学计划，及时地将最新的技术和设计理念引入到课程中。二、及时地对国内外一些著名大学（目前国内主要是北京航空航天大学、浙江大学，国外是卡耐基·梅隆和普林斯顿大学）相关课程的开设情况进行跟踪分析，对我们的课程安排适时调整。
3.与本科毕业设计紧密结合
上学年，我们开设了十多个嵌入式系统相关本科毕业设计题目。2009年，基于本课程开设的本科毕业设计题目超过了20个。随着课程建设的发展，以后基于本课程开设的本科毕业设计题目将会越来越多。
四、课程结构与内容
1.课程基本情况
（1）学时设置48
（2）理论学时16
（3）实验学时32
（4）硬件平台ARM
（5）操作系统Linux
2.课程内容
（1）理论课教学内容
为了更好地体现课程理念和特色，并从有利于学生能在嵌入式系统开发中尽快入门的角度考虑，经过不断的调研并结合自身的教学实践，我们逐步确定了嵌入式计算机系统课程的主要教学内容。具体的教学内容安排如下：
①嵌入式计算机系统概述（2学时）
②Linux系统使用（4学时）
③Linux下的C编程（2学时）
④嵌入式开发平台的搭建（2学时）
⑤嵌入式系统的移植（4学时）
⑥嵌入式驱动开发（2学时）
（2）实验课教学内容
在实验内容上，经过几年来的教学实践，我们已经形成了一种层次化、模块化的实践教学体系。目前实验内容主要分为两个模块：①软件实验，主要目的是使学生熟悉Linux操作系统，并能在Linux系统中编写基本的应用程序。②硬件实验，学生可以利用硬件实验箱设计完成比较实用的系统，如一个LED灯的驱动显示实现等。
具体的教学内容安排如下：
①Linux安装及基本命令使用（4学时）
②Linux基本命令使用和Linux下编辑器的使用（4学时）
③Linux下的Shell编程（4学时）
④Linux下的C编程（4学时）
⑤嵌入式开发平台的搭建（4学时）
⑥Boot loader和Kernel的编译（4学时）
⑦文件系统的编译及各模块的编写（4学时）
⑧驱动程序的编译（4学时）
五、教学方法与教学手段
1.教学方法
在教学方法上，充分调动学生学习的积极性和参与性，将传统的教学手段和现代教育技术相结合，强调理论教学与实践教学并重，在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。作为一门实践性极强的课程，在教学中我们强调学生的主体地位，坚持“学生为主体，教师为主导”的思想。具体来说，我们采用了以下几种教学方法：
（1）思路式教学方法
在教学过程中，引导学生结合已学的知识和本课程知识，分析和解决问题。引导学生分析问题、抓住问题的本质，尝试用不同的方法解决问题，在解决问题的过程中，培养学生正确的思维方式。
（2）小结式教学方法
每一小阶段理论知识的学习后，都有相应的实践课程，帮助学生理解、验证所学的知识。教师根据学生的报告，找出存在的问题，分析问题，并给出解决的方法。在这一过程中，学生可以牢固地掌握基本知识，学会思考和解决问题。
（3）项目式教学方法
为了全面培养学生的独立设计能力，实验课设置了贴近实际的小项目的分析设计内容。在这个过程中，引导学生参与设计过程，使学生加深理解前面学到的理论知识，增加设计经验，增强独立设计的能力。
2.教学手段
同时，我们采用了多种教学手段进行教学。具体如下：
（1）传统教学手段和多媒体教学手段相结合的方法
采用多媒体教学手段，可以迅速准确地进行展示，大大提高课堂教学的效率，因此本课程全部采用电子课件。但是现代化的教学手段不能替代教师在教学中的主导地位，因此我们选择现代化教学手段和传统教学手段的有机结合，发挥两者各自的优点，达到优势互补。
（2）理论讲解和专项实验相结合的方法
实验可以综合运用所学的有关专业知识，在实验中巩固和提高所学理论知识，增强解决实际问题的能力。
（3）电子课件和应用软件演示相结合的方法
根据本课程的特点，在教学中把电子课件和应用软件相结合。在讲授时，针对具体的工具软件进行演示，使学生对相关知识有感性的认识和理解。
（4）网络教学手段
网络教学是课堂教学的重要补充，目前本课程建立了公共邮箱来交流学习资料和答疑。在未来的课程建设中，我们将建设课程网站，将教学内容制作成视频资料，将其与课件、实验指导、习题库及一些资源链接放在课程网站上。利用网络平台及时与学生进行学习情况的交流，收集意见、答疑解惑，就课程进展及时发布预习信息及参考资料等，充分发挥网络突破空间、距离限制的优势，让学生能够最大限度地利用学习资源，自主地学习和提高。
参考文献
[1]王志军，杨延军，段晓辉，赵建业，张云峰。解构北京大学嵌入式系统课程建设。计算机教育，2006（5）。
[2]慕春棣。清华大学研究生嵌入式系统课程教学———嵌入式系统软/硬件综合设计。计算机教育，2004（9）。
[3]刘红。探索以“嵌入式系统设计”课程为核心培养应用型人才的模式。计算机教育，2007（2）。
[4]韩德强，孙燕英。北京工业大学“嵌入式系统”精品课程建设。计算机教育，2006（8）。
[5]崔金钟，卢显良。通过国家竞赛促进“嵌入式系统”课程实验教学的改革。计算机教育，2007（9）。
[6]段敬红，王磊，段刚龙。嵌入式系统实验教学建设与实践体系的建立。电气电子教学学报，2007（3）。
[7]徐欣，于红旗，卢启中。“嵌入式系统设计技术”课程教学研讨。高等教育研究学报，2004（2）。
[8]凌明，王学香，钟锐。电子类专业嵌入式系统课程体系建设探索。电气电子教学学报，2007（5）。
[9]李凤云。计算机本科专业嵌入式系统课程体系研究与实践。高教论坛，2007（4）。
[10]许童羽，孙国凯，陈春玲。电子信息工程专业强化“嵌入式系统”课程教学的思考。沈阳农业大学学报，2005（7）。
[11]仲伟波，包亚萍，付跃文，李义丰。关于嵌入式系统教学的几点思考。实验室研究与探索，2006（12）。
[12]李耀波，杜丽敬，徐洋。高校嵌入式系统课程群规划的探讨。科技信息，2007（19）。
[13]牛小玲。嵌入式系统实验教学的探讨。实验室科学，2006（4）。
[14]尚利宏。北京航空航天大学“嵌入式系统设计”精品课程建设。计算机教育，2006（8）。
[15]李珍香，李国。以嵌入式系统应用为目的的计算机硬件系列课程实验教学探讨。实验室科学，2008（5）。
[16]邓耀华，吴黎明，汤秀春，朱高峰。单片机课程改革与嵌入式教学的思考。广东工业大学学报，2005（9）。
[17]潘晓宁。高职高专院校嵌入式系统课程教学方法的探讨。职业教育研究，2007（8）。
