01
缘起
当星闪开发板变成课堂上的握手信号
2024年秋天,我带着一块巴掌大的上海海思星闪开发板走进教室。这块板子上集成了星闪(NearLink)无线模组,总价不到一百元。我对学生们说:“今天你们要做的,是用C语言写一段代码,让两块板子隔着数百米握手——握手的瞬间,对面的LED会亮起来。”
我是沈阳理工大学装备工程学院的张东阳,一名普通的高校教师。
过去几年,我和团队一直在做一件事:把上海海思精卫A2MCU和星闪技术嵌入到从大一到大四的嵌入式课程群中,让四门长期“各自为政”的专业课——C语言程序设计、单片机原理与应用、嵌入式技术、课程设计/毕业设计——真正长成一条贯通的能力链。
图|张东阳老师授课
02
痛点
四门课,四座孤岛
几乎所有电子信息类专业的培养方案里,都有这样一条看似连贯的路径:大一学C语言,大二学单片机,大三学嵌入式,大四做课设/毕设。但在实际教学中,这条路径常常断裂成四段互不相干的旅程。
C语言课在PC上写纯软件,学生学了一学期,不知道 volatile关键字有什么用,不知道指针怎么指向一个寄存器的地址。
单片机课还在仅仅使用MCS?51仿真,单片机实验还是用试验箱做验证实验,从未接触过真正的无线通信。
嵌入式课突然跳到ARM+Linux或FreeRTOS,与前面的51体系毫无继承关系,学生靠死记API混过实验。
课设/毕设时,学生发现自己前三年学的东西拼不成一个完整的系统,只好上网搜代码、拼GitHub,最后交上一个“能跑但说不清为什么”的作品。
问题的根源是没有一根能够贯穿四年的技术主线,没有一个能从大一用到毕业的统一硬件平台。
03
破局
星闪技术 + MCU = 贯穿四年的“榫卯”
2024年9月,我第一次接触到星闪模组。星闪(NearLink)是我国新一代短距无线通信标准,具备SLE低功耗,空口时延最低可到微秒级。更重要的是,它的开发门槛并不高——一块搭载Hi3863(WS63)的星闪开发板,支持Keil、GCC以及HiSpark Studio。
我立刻意识到:这就是我要找的那根“贯穿线”!于是,我和团队开始了一场为期两年的课程重构实验。
核心思路只有一句话:用同一块星闪开发板,把四门课从物理拼接变成结构共生。
04
实践
四步走,每一步都踩在前一步的肩膀上
第一步:
C语言课——“脱虚向实”
我们在C语言课程的IF语句之后即插入了星闪HiSpark Studio。
学生仍然学循环、学指针、学结构体、学位运算,但练习的载体从终端窗口变成了星闪开发板上的LED和按键。
学生在C语言课结束时,已经能自豪地说:“我写的代码能控制硬件了。”这种“触手可及”的正反馈,是纯软件练习永远给不了的。
第二步:
单片机课——“与星闪嵌入式有机融于一体”
这门课原本是国家一流课程,有成熟的体系。
我们做的是“拆分+升级”:总共48学时的课程,前32学时深入学习51系列单片机寄存器的工作原理及其应用系统设计,为后续星闪嵌入式课程的学习,奠定坚实的理论基础;后16学时深入学习星闪嵌入式基础驱动应用案例分析和创新设计。
学生在本课程结束时,不仅很好地掌握了单片机寄存器的工作原理及其应用系统设计的基本方法,而且也很清晰地了解了星闪HiSpark Studio统一接口API基于32位寄存器的设计思路和设计方法,对32位嵌入式系统设计,“不仅知其然,更知其所以然!”
第三步:
嵌入式课——“用RTOS撑起星闪组网”
到了嵌入式技术课,学生已经拥有了星闪嵌入式裸机编程和创新实践能力。这时我们引入轻量级RTOS(LiteOS),并以星闪SLE组网为场景,把RTOS的核心概念“讲在刀刃上”。
学生第一次亲手调通一个标准的无线链路:两块开发板,一块做Server广播,一块做Client扫描连接。连接成功后,按键按下→SLE数据包发出→对面LED亮起。
整个过程中,学生看得见协议栈初始化、看得懂事件回调、能抓包看RSSI——这是真正理解了无线通信的底层逻辑。
学生在这门课结束时,已经能搭建一个包含协调器和多个终端节点的星闪通信网络,为后续课程设计/毕业设计奠定了坚实的基础。
图|课程实践
第四步:
课设/毕设——“终极合成”
课程设计和毕业设计不再允许“随便选个题目从头百度”。我们强制要求:必须基于同一块星闪开发板,把前序课程积累的模块合成为一个完整的系统。
典型题目包括:星闪遥操智能小车、分布式环境监测系统、星闪远程遥操夹抓控制系统等。
验收标准也从“跑通就行”升级为量化指标:通信成功率、端到端时延、节点休眠电流、连续运行稳定性等。
今年,大四学生毕业设计利用星闪开发平台设计了一系列应用系统,其中张同学针对传统有线方式在封闭运动体内部布线复杂、占空间、检修难等问题,设计了一套基于星闪无线通信的运动体控制系统,被评为“毕业设计优秀”。
05
成效
从一堂课到二百多所学校
这套“一平台贯通、三阶段递进、一项目牵引”的改革方案,经过两年多的实践,取得了超出预期的效果:
学生能力:实验报告中出现了真实的时延/功耗数据与优化方案。大一学生张同学、赵同学等设计的大创项目《基于华为星闪前沿技术的运动体高可靠性无缆化通信系统》,被评为国家级项目。
教师荣誉:在2025年省高校教师教学创新大赛(第五届)中,新工科赛道作品《单片机原理与应用》斩获一等奖;在2026年大赛(第六届)中,课程思政赛道作品《单片机原理与应用》斩获特等奖并入围全国总决赛。
课程荣誉:《单片机原理与应用》获批国家级一流本科课程、省课程思政示范课程、省创新创业教育特色课程;《嵌入式技术》获批省课程思政精品课程;“能力驱动”核心理念(其“激发/赋能”内核源于单片机“使能/Enable”引脚)被教育部《2025中国智慧教育白皮书》采纳,从课程经验上升为国家普适性智慧教育理念;教学短视频“点一盏灯照亮人生”入围教育部教师风采展示活动,获评省级弘扬教育家精神优秀短视频作品。
辐射推广:课程资源在国家智慧教育等九大平台上线,已在全国200余所高校推广应用,惠及数十万名学生。
图丨 课程推广 (左右滑动查看更多)
06
布道感悟
技术布道的本质是点燃火种
回顾这段历程,我最大的体会是:技术布道不是单向的知识灌输,而是点燃学生和同行心中的火种。
当我看到大一新生第一次用C语言点亮LED时眼睛里的光,当我看到同学们用示波器测出星闪时延后兴奋地喊“真的只有十几微秒”,当我看到外校的老师拿着我们的教案回到自己学校复制出同样的课堂——那种成就感,远超过任何一篇论文或一个奖项。
未来,我会继续沿着这条路走下去:把星闪与OpenHarmony更深度地融合,把更多产业界的真实需求转化为教学案例,让更多学生能在大学四年里,亲手触摸到技术的脉搏。
【文章来源】华为开发者公众号
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