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摘要：嵌入式系统技术及应用是一门综合性、实践性很强的专业课程，有于学生创新能力的培养。然而在实验过程中，学生打开实验项目工程文件并运行，结果就出来了，这种方式难以激发学生的学习兴趣，更不用说创新能力的培养了。本文提出了一种TOLI的实践教学模式，通过TOLI实践教学模式，学生理论知识的掌握程度和实验实践能力都得到了明显的提升，而且激发了学生的创新欲望，使主动学习成为学生获取知识的主要渠道。实践表明，TOLI实践教学模式有利于提高嵌入式课程的教学质量及学生的创新能力。
关键词：实践教学；TOLI；嵌入式
1引言
随着嵌入式技术的迅猛发展以及应用领域的不断拓宽，企业对嵌入式技术人才的需求也越来越大。这就为嵌入式系统课程体系的建设，尤其是嵌入式实践教学的改革与研究提供了新的机遇和挑战。嵌入式系统及应用是一门实践性相当强的课程，学生在学习了相关理论知识之后，如何能从实践的角度更好地掌握实用的开发方法和技能，是我们完善嵌入式实践教学体系中重点关注的问题。
2 嵌入式课程教学的现状
目前，国内高校大多数电气类专业嵌入式系统课程一般将实验的重点放在嵌入式软件的开发上，但是由教学实验箱生产厂家直接提供的一些验证性的基本接口实验，学生很难系统地掌握嵌入式系统开发的实用技术。作为电气类专业的嵌入式系统实践教学，如何通过实践教学内容与方法的改革，培养符合社会需求的创新型人才是目前迫切需要进行的研究工作。根据嵌入式系统的课程特点，以提高学生创新能力、实践开发能力为目标，本文提出 TOLI实践教学模式，TOLI实践教学模式有利于培养学生的创新意识和实践能力，对提高嵌入式课程的整体教学水平和质量起到了很好的作用。
3 TOLI实践教学模式
TOLI实践教学模式代表移植（Transplant）、优化（Optimization）、库研究（Library research ）、创新（Innovation）。下面分别介绍一下：
（1）移植（Transplant）。各个实验教学平台生产厂家为了增加销量，大都会为实验平台配备一本实验指导书，指导书中对各个实验项目的实验步骤、实验原理、实验代码都有详细的描述，并且还会把各个实验项目做成工程文件。在实验过程中，学生只需要打开对应的实验项目工程文件，一运行结果就出来了，对学生的实际锻炼价值不大。因此，第一步就是训练学生的移植，做法很简单，给现有实验教学平台提供一个工程文件模版和原理图，提供的实验代码是别的实验教学平台的工程文件，要求学生移植成功并得到正确的实验结果。在移植过程中同学们会了解相关的知识如GPIO的输入输出模式、中断和外设使能等的配置，学生学会修改相应的配置等
（2）优化（Optimization）。移植完成并得到正确的实验效果后就要求学生对程序进行优化，优化包括算法优化、代码优化和移植优化等。对于非计算机专业的学生来说，对程序进行算法优化是不现实的，我们只要求学生进行代码优化和移植优化，代码优化主要是涉及到具体的编码技巧。一般而言，代码优化主要是针对循环结构进行分析处理并进行优化如：能把运算放在循环外的尽量提出去放在外部等。移植优化指的是优化程序让程序更容易移植，如把具体的GPIO脚通过宏定义放到头文件，移植的时候只要修改相应的头文件既可等
（3）库研究（Library research ）。ST的STM32系列芯片，ST为开发者提供了非常方便的开发库。我们只要去调用即可。常用的有标准外设库（STD库）和HAL库等。对于学生来说，研究寄存器编程是很有必要的，因为寄存器编程是基础。研究寄存器编程最好的方法就是研究固件函数库，固件函数库为了兼容各种芯片所以有很多根据具体芯片跳转的宏语句等，所以要求学生研究固件函数库的时候一定要把具体函数里核心的语句理解清楚，这样就可以写出高效率的代码了。
（4）创新（Innovation）。要求学生按自己的想法修改例程实现不同的实验效果。修改例程会经常碰到问题，要求学生不能马上就到处求助，应该自己多思考、多查资料然后解决问题，这样才是创新。
4 TOLI模式下的实践教学改革
前面已经介绍了TOLI实践教学模式，要进行TOLI实践教学必须对实践教学进行改革，因此，应该对实验项目加以改进，具体改进的地方包括：
（1）更改实验指导书的实验要求。给现有实验教学平台提供一个工程文件模版，提供的实验代码是别的实验教学平台的工程文件和现有实验教学平台提供的原理图，更改实验要求，要求学生移植成功并得到正确的实验效果，要求学生自行思考，自行完成软件设计，并在调试过程中积累开发经验，提高动手能力。
（2）减少验证性实验，增加创新性实验。在实验项目的选择上，应该提倡创新能力，如果以验证性内容为主，只把教师在课堂上講的理论知识和范例在实验教学平台上验证，使得学生总是跟着教师的思维走，无法发挥学生的想象力和主观能动性。
（3）基于现有的实验教学平台扩展外部功能模块。现有的实验教学平台往往只具备最基本的通用功能模块，在学生具备了一定的代码编写能力之后，可以适当扩展一些功能模块，如 GPRS 模块、RFID 模块、SD卡模块等，这样既锻炼了学生动手能力，并能更好地与实际应用接轨。高等学校嵌入式课程的改革旨在培养与市场需求接轨的，具备扎实的理论基础和丰富的工程设计经验的嵌入式专业人才。因此，应该特别注重嵌入式人才的实际动手能力和解决问题能力的培养，使学生理论功底扎实，动手能力强劲，以满足社会的需求。
5结束语
嵌入式系统技术及应用是一门综合性、实践性很强的专业课程，本文针对嵌入式系统的实践教学内容与方法进行了改革探索， 根据嵌入式系统实践教学的特点提出了一种TOLI实践教学模式，通过TOLI实践教学模式，使学生在掌握理论知识的同时，提高工程实践的学习能力和研发技能，同时激发了学生的创新欲望，不断拓宽学生的视野，使主动学习成为学生获取知识的主要渠道。经过不断实践，取得了明显的效果。实践表明，此实践教学模式有利于提高课程的教学质量及学生的创新能力，这使得我校的人才培养质量得到了进一步的提高。
参考文献：
[1]周立功.ARM 嵌入式系统基础教程[M].北京 ： 北京航空航天大学出版社，2005.
[2]李萍.嵌入式系统工程专业定位和课程体系设置[J].电气电子教学学报，2010（3）.120.
[3]李宁.项目化嵌入式教学方法研究[J].单片机与嵌入式系统应用，2010，10（ 2） ： 5 - 8.
[4]孙伟.基于卓越工程师计划的“嵌入式系统”教学改革[J].中国科教创新导刊，2014（2）.
[5]吉雪芸.基于嵌入式开发课程体系的高职教育应用型人才培养研究[J].教育与职业，2010（32）.
关键词：实践教学；TOLI；嵌入式
1引言
随着嵌入式技术的迅猛发展以及应用领域的不断拓宽，企业对嵌入式技术人才的需求也越来越大。这就为嵌入式系统课程体系的建设，尤其是嵌入式实践教学的改革与研究提供了新的机遇和挑战。嵌入式系统及应用是一门实践性相当强的课程，学生在学习了相关理论知识之后，如何能从实践的角度更好地掌握实用的开发方法和技能，是我们完善嵌入式实践教学体系中重点关注的问题。
2 嵌入式课程教学的现状
目前，国内高校大多数电气类专业嵌入式系统课程一般将实验的重点放在嵌入式软件的开发上，但是由教学实验箱生产厂家直接提供的一些验证性的基本接口实验，学生很难系统地掌握嵌入式系统开发的实用技术。作为电气类专业的嵌入式系统实践教学，如何通过实践教学内容与方法的改革，培养符合社会需求的创新型人才是目前迫切需要进行的研究工作。根据嵌入式系统的课程特点，以提高学生创新能力、实践开发能力为目标，本文提出 TOLI实践教学模式，TOLI实践教学模式有利于培养学生的创新意识和实践能力，对提高嵌入式课程的整体教学水平和质量起到了很好的作用。
3 TOLI实践教学模式
TOLI实践教学模式代表移植（Transplant）、优化（Optimization）、库研究（Library research ）、创新（Innovation）。下面分别介绍一下：
（1）移植（Transplant）。各个实验教学平台生产厂家为了增加销量，大都会为实验平台配备一本实验指导书，指导书中对各个实验项目的实验步骤、实验原理、实验代码都有详细的描述，并且还会把各个实验项目做成工程文件。在实验过程中，学生只需要打开对应的实验项目工程文件，一运行结果就出来了，对学生的实际锻炼价值不大。因此，第一步就是训练学生的移植，做法很简单，给现有实验教学平台提供一个工程文件模版和原理图，提供的实验代码是别的实验教学平台的工程文件，要求学生移植成功并得到正确的实验结果。在移植过程中同学们会了解相关的知识如GPIO的输入输出模式、中断和外设使能等的配置，学生学会修改相应的配置等
（2）优化（Optimization）。移植完成并得到正确的实验效果后就要求学生对程序进行优化，优化包括算法优化、代码优化和移植优化等。对于非计算机专业的学生来说，对程序进行算法优化是不现实的，我们只要求学生进行代码优化和移植优化，代码优化主要是涉及到具体的编码技巧。一般而言，代码优化主要是针对循环结构进行分析处理并进行优化如：能把运算放在循环外的尽量提出去放在外部等。移植优化指的是优化程序让程序更容易移植，如把具体的GPIO脚通过宏定义放到头文件，移植的时候只要修改相应的头文件既可等
（3）库研究（Library research ）。ST的STM32系列芯片，ST为开发者提供了非常方便的开发库。我们只要去调用即可。常用的有标准外设库（STD库）和HAL库等。对于学生来说，研究寄存器编程是很有必要的，因为寄存器编程是基础。研究寄存器编程最好的方法就是研究固件函数库，固件函数库为了兼容各种芯片所以有很多根据具体芯片跳转的宏语句等，所以要求学生研究固件函数库的时候一定要把具体函数里核心的语句理解清楚，这样就可以写出高效率的代码了。
（4）创新（Innovation）。要求学生按自己的想法修改例程实现不同的实验效果。修改例程会经常碰到问题，要求学生不能马上就到处求助，应该自己多思考、多查资料然后解决问题，这样才是创新。
4 TOLI模式下的实践教学改革
前面已经介绍了TOLI实践教学模式，要进行TOLI实践教学必须对实践教学进行改革，因此，应该对实验项目加以改进，具体改进的地方包括：
（1）更改实验指导书的实验要求。给现有实验教学平台提供一个工程文件模版，提供的实验代码是别的实验教学平台的工程文件和现有实验教学平台提供的原理图，更改实验要求，要求学生移植成功并得到正确的实验效果，要求学生自行思考，自行完成软件设计，并在调试过程中积累开发经验，提高动手能力。
（2）减少验证性实验，增加创新性实验。在实验项目的选择上，应该提倡创新能力，如果以验证性内容为主，只把教师在课堂上講的理论知识和范例在实验教学平台上验证，使得学生总是跟着教师的思维走，无法发挥学生的想象力和主观能动性。
（3）基于现有的实验教学平台扩展外部功能模块。现有的实验教学平台往往只具备最基本的通用功能模块，在学生具备了一定的代码编写能力之后，可以适当扩展一些功能模块，如 GPRS 模块、RFID 模块、SD卡模块等，这样既锻炼了学生动手能力，并能更好地与实际应用接轨。高等学校嵌入式课程的改革旨在培养与市场需求接轨的，具备扎实的理论基础和丰富的工程设计经验的嵌入式专业人才。因此，应该特别注重嵌入式人才的实际动手能力和解决问题能力的培养，使学生理论功底扎实，动手能力强劲，以满足社会的需求。
5结束语
嵌入式系统技术及应用是一门综合性、实践性很强的专业课程，本文针对嵌入式系统的实践教学内容与方法进行了改革探索， 根据嵌入式系统实践教学的特点提出了一种TOLI实践教学模式，通过TOLI实践教学模式，使学生在掌握理论知识的同时，提高工程实践的学习能力和研发技能，同时激发了学生的创新欲望，不断拓宽学生的视野，使主动学习成为学生获取知识的主要渠道。经过不断实践，取得了明显的效果。实践表明，此实践教学模式有利于提高课程的教学质量及学生的创新能力，这使得我校的人才培养质量得到了进一步的提高。
参考文献：
[1]周立功.ARM 嵌入式系统基础教程[M].北京 ： 北京航空航天大学出版社，2005.
[2]李萍.嵌入式系统工程专业定位和课程体系设置[J].电气电子教学学报，2010（3）.120.
[3]李宁.项目化嵌入式教学方法研究[J].单片机与嵌入式系统应用，2010，10（ 2） ： 5 - 8.
[4]孙伟.基于卓越工程师计划的“嵌入式系统”教学改革[J].中国科教创新导刊，2014（2）.
[5]吉雪芸.基于嵌入式开发课程体系的高职教育应用型人才培养研究[J].教育与职业，2010（32）.