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篇1

1、概述

1.1 嵌入式系統(tǒng)定義

我國(guó)對(duì)嵌入式系統(tǒng)的定義是，以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等要求嚴(yán)格的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序4個(gè)部分組成，具有對(duì)其他設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、控制或管理等功能。

1.2 嵌入式技術(shù)人才需求

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)及集成電路技術(shù)的發(fā)展，嵌入式技術(shù)日漸普及，在通訊、網(wǎng)絡(luò)、工控、醫(yī)療和電子等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，并伴隨著巨大的產(chǎn)業(yè)需求。據(jù)權(quán)威部門(mén)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)嵌入式人才缺口每年為20萬(wàn)人左右，隨著“三網(wǎng)融合”不斷提速，3G網(wǎng)絡(luò)全面鋪開(kāi)，這一數(shù)字還將成倍增長(zhǎng)。

2012年，素有國(guó)內(nèi)嵌入式及移動(dòng)開(kāi)發(fā)培訓(xùn)風(fēng)向標(biāo)之稱(chēng)的華清遠(yuǎn)見(jiàn)教育集團(tuán)，在廣泛采集數(shù)據(jù)、深入調(diào)研的基礎(chǔ)上推出《2010-2011年中國(guó)嵌入式開(kāi)發(fā)從業(yè)人員調(diào)查報(bào)告》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《報(bào)告》）?！秷?bào)告》顯示，目前從事嵌入式開(kāi)發(fā)“不到1年”和“1-2年”的工程師所占比例分別為35%和20%，占總參與調(diào)查人數(shù)一半以上（55%）；78%左右參與調(diào)查的工程師表示，自己公司目前急缺此領(lǐng)域開(kāi)發(fā)方面的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才?？梢钥闯?，在整個(gè)行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，嵌入式人才仍然供不應(yīng)求。

1.3 高校嵌入式教育現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)大部分普通高校把嵌入式專(zhuān)業(yè)課程當(dāng)作選修課，沒(méi)有把它設(shè)為專(zhuān)業(yè)或方向；而一些重點(diǎn)高校的嵌入式教學(xué)主要是在研究生層次和科研實(shí)驗(yàn)室中。因此，國(guó)內(nèi)高校的嵌入式教育還沒(méi)有形成一套比較科學(xué)、系統(tǒng)的課程體系，在人才培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)水平方面普遍存在著如下問(wèn)題。

1）嵌入式人才培養(yǎng)目標(biāo)與實(shí)際需求脫節(jié)。

當(dāng)前高校嵌入式技術(shù)人才培養(yǎng)跟不上行業(yè)技術(shù)發(fā)展潮流，與實(shí)際工程應(yīng)用需求脫節(jié)，導(dǎo)致在國(guó)內(nèi)嵌入式人才市場(chǎng)上，大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)困難，而用人單位招聘不到符合標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)人員。究其原因，主要有以下幾個(gè)方面：一是高校開(kāi)設(shè)的相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容與培養(yǎng)目標(biāo)不完全一致，缺乏系統(tǒng)性與結(jié)構(gòu)化，教材知識(shí)難以遷移到實(shí)踐中；二是相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容重視知識(shí)介紹，輕視能力培養(yǎng)，不能滿(mǎn)足新技術(shù)變革的需要；三是相關(guān)課程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)置隨意，因人施教現(xiàn)象嚴(yán)重；四是教學(xué)方法與配套資源缺失，沒(méi)有與實(shí)際工程應(yīng)用需求配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)施以及相關(guān)實(shí)踐性課程，嵌入式人員創(chuàng)新意識(shí)薄弱，實(shí)踐能力不強(qiáng)。

2）師資嚴(yán)重不足。

嵌入式技術(shù)學(xué)科是研究如何在一個(gè)特定的硬件環(huán)境上開(kāi)發(fā)與構(gòu)建特定的可編程軟件系統(tǒng)，應(yīng)用性強(qiáng)。在教學(xué)方面，除了要重視理論教學(xué)外，更要注重實(shí)踐教學(xué)，而且在實(shí)踐教學(xué)中一般要求以項(xiàng)目為導(dǎo)向；在師資隊(duì)伍方面，要求教師軟硬件知識(shí)兼通，且需要具有很深的專(zhuān)業(yè)背景和工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，這樣才有可能以項(xiàng)目為導(dǎo)向，讓項(xiàng)目貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生充分發(fā)揮主體作用，達(dá)到“做中學(xué)”的目的。目前，大部分普通高校在嵌入式系統(tǒng)方面師資有限，特別是軟硬件知識(shí)兼通的師資嚴(yán)重不足，具有企業(yè)工作經(jīng)歷的專(zhuān)業(yè)教師更是缺乏，教師隊(duì)伍的封閉性決定了“雙師型”教師比例不高。因?yàn)?，不少碩士或博士畢業(yè)后直接踏上教學(xué)崗位，很少有機(jī)會(huì)進(jìn)行工程實(shí)踐，并且熟悉軟件的對(duì)硬件了解不夠，或熟悉硬件的不一定熟悉軟件。

2、嵌入式課程體系的建立

2.1 計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)嵌入式人才培養(yǎng)目標(biāo)

嵌入式系統(tǒng)知識(shí)學(xué)科融合性強(qiáng)，不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生各有其局限性。自動(dòng)化、測(cè)控和電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)較好，程序設(shè)計(jì)偏弱，偏硬件；而計(jì)算機(jī)類(lèi)的學(xué)生程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)好，電子設(shè)計(jì)能力偏弱，偏軟件?？紤]到高校傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，應(yīng)該重點(diǎn)培養(yǎng)嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)人才。

《報(bào)告》調(diào)查企業(yè)對(duì)嵌入式軟硬件人員的工作安排，如圖1所示。

《報(bào)告》認(rèn)為，在大部分從事嵌入式產(chǎn)品研發(fā)的企業(yè)中，基本都是軟硬件人員分工合作完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)（接近60%）。在排名前3位的企業(yè)人才需求中，軟件開(kāi)發(fā)人才的需求高于硬件開(kāi)發(fā)人才，這一點(diǎn)與2009-2010年度的調(diào)查數(shù)據(jù)相比基本沒(méi)有太大變化。

從各大招聘網(wǎng)站的搜索數(shù)據(jù)中也可以看出，目前嵌入式軟件開(kāi)發(fā)人才的需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于硬件開(kāi)發(fā)人才。嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目研發(fā)80%以上的工作量是在軟件部分，軟件是嵌入式系統(tǒng)最核心的部分，也是體現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)最關(guān)鍵的部分，企業(yè)對(duì)嵌入式軟件開(kāi)發(fā)人才的需求必將持續(xù)上漲。

因此，綜合考慮嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用對(duì)不同層面的人才需求特點(diǎn)和高校傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，嵌入式課程體系的培養(yǎng)目標(biāo)是：在嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用的4個(gè)層面中，培養(yǎng)除硬件設(shè)計(jì)以外的嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)、嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和嵌入式驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)3個(gè)層面有一定基礎(chǔ)的人才，重點(diǎn)培養(yǎng)嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)人才。

2.2 嵌入式課程體系建設(shè)依據(jù)

近年來(lái)，企業(yè)在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中對(duì)軟件平臺(tái)、硬件平臺(tái)和軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的選擇情況，依據(jù)上述《報(bào)告》公布的結(jié)果如圖2-4所示。

圖2反映了嵌入式開(kāi)發(fā)硬件平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)。在嵌入式開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，ARM處理器毫無(wú)疑問(wèn)占據(jù)了嵌入式處理器90%以上的市場(chǎng)份額，ARM9系列仍是ARM市場(chǎng)占有率最高的處理器（45%）。為了嵌入式軟件開(kāi)發(fā)服務(wù)，我們選擇ARM處理器作為嵌入式硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)設(shè)基于ARM9處理器的相關(guān)課程，培養(yǎng)在ARM9處理器硬件平臺(tái)上進(jìn)行嵌入式應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的能力。

圖3可以看出，在軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的選擇上，嵌入式Linux占據(jù)了明顯的優(yōu)勢(shì)（48%），Linux以其開(kāi)源成本低的優(yōu)勢(shì)受到眾多嵌入式企業(yè)的歡迎。排名二、三的是Windows.CE和Android，所占比例分別是17%和9%。作為智能手機(jī)的主流嵌入式操作系統(tǒng)Android，漸漸成為各大手機(jī)廠(chǎng)商新的選擇。基于3G移動(dòng)平臺(tái)（特別是Android平臺(tái)）的研發(fā)需求將快步增長(zhǎng)。因此，在嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和嵌入式驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)的層面來(lái)看，我們以開(kāi)設(shè)嵌入式Linux操作系統(tǒng)、WinCE操作系統(tǒng)、嵌入式Android操作系統(tǒng)等課程為主。從嵌入式應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)層面來(lái)看，我們應(yīng)著重培養(yǎng)在Linux、WinCE、Android等系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行嵌入式應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的能力。

圖4顯示在軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的使用上，C語(yǔ)言作為嵌入式開(kāi)發(fā)最經(jīng)常使用的語(yǔ)言主導(dǎo)地位是毋庸置疑的，所占比例高達(dá)67%；C++所占比例為15%，位居第2；Java所占比例為8%，位居第3。從這組數(shù)據(jù)也可以看出，傳統(tǒng)的嵌入式開(kāi)發(fā)主要基于c語(yǔ)言，不管在工業(yè)控制領(lǐng)域、通信領(lǐng)域，還是消費(fèi)電子領(lǐng)域，C語(yǔ)言均是首選。隨著3G技術(shù)的推動(dòng)，在2009年，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，C++、Java等高級(jí)語(yǔ)言也得到廣泛應(yīng)用。因此，從嵌入式應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)層面來(lái)看，我們應(yīng)著重培養(yǎng)C語(yǔ)言、c++和Java等高級(jí)語(yǔ)言的應(yīng)用能力。

2.8 嵌入式方向課程體系模型構(gòu)建

通過(guò)對(duì)目前主流技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)需求分析看，為與市場(chǎng)緊密銜接，達(dá)到培養(yǎng)合格嵌入式人才的目標(biāo)，按照計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)嵌入式方向?qū)W生大學(xué)4年所需能力，我們需建立“2+1+1”三段式4年制的人才培養(yǎng)課程體系模式，即前2學(xué)年重基礎(chǔ)，第3學(xué)年精方向，第4學(xué)年重實(shí)踐，堅(jiān)持工程能力和素質(zhì)培養(yǎng)4年不斷線(xiàn)的原則，將工程項(xiàng)目教學(xué)法貫穿整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和工程實(shí)踐能力。課程體系模型劃分為程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)（第1學(xué)年）、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)能力培養(yǎng)（第2學(xué)年）、嵌入式方向能力培養(yǎng)（第3學(xué)年）和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)（第4學(xué)年）4個(gè)階段，如表1所示。每個(gè)階段均設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容以達(dá)到能力培養(yǎng)目的。

3、嵌入式課程體系的實(shí)施

3.1 師資培養(yǎng)

由于嵌入式系統(tǒng)所需知識(shí)具有學(xué)科融合性強(qiáng)、軟硬結(jié)合和應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)，要培養(yǎng)出符合企業(yè)需求的嵌入式人才，除了要有與最新行業(yè)技術(shù)配套的實(shí)驗(yàn)設(shè)備外，還應(yīng)當(dāng)具備一支教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、軟硬件知識(shí)兼通且具有一定的專(zhuān)業(yè)背景和工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的師資隊(duì)伍。因此，加強(qiáng)嵌入式課程教師隊(duì)伍建設(shè)，應(yīng)當(dāng)考慮：一是與企業(yè)合作，邀請(qǐng)企業(yè)中具有嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的工程師來(lái)校助教，擔(dān)任部分授課、課程設(shè)計(jì)和學(xué)生畢業(yè)論文的指導(dǎo)工作；二是從企業(yè)直接引入具有嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的工程師；三是學(xué)校要為年輕教師提供更多培訓(xùn)與學(xué)習(xí)交流機(jī)會(huì)，選派骨干教師定期到專(zhuān)業(yè)的嵌入式開(kāi)發(fā)企業(yè)進(jìn)行培訓(xùn)，或到基層掛職鍛煉，積累工程實(shí)踐方面的經(jīng)驗(yàn)，掌握最前沿的技術(shù)；四是與嵌入式開(kāi)發(fā)企業(yè)合作開(kāi)發(fā)嵌入式項(xiàng)目，進(jìn)一步將理論與實(shí)際需求相結(jié)合。

3.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)

根據(jù)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)嵌入式方向課程的設(shè)置和培養(yǎng)目標(biāo)，選擇ARM處理器作為嵌入式硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，原因如下：①ARM處理器功能強(qiáng)大，應(yīng)用靈活，是嵌入式技術(shù)發(fā)展的主流，被廣泛應(yīng)用于智能家電、手機(jī)、汽車(chē)電子、機(jī)頂盒等方面。目前ARM市場(chǎng)占有率居第一位，在技術(shù)上可以得到廠(chǎng)商較好的支持。②ARM處理器與市場(chǎng)需求聯(lián)系緊密，以刪芯片為核心的實(shí)驗(yàn)設(shè)備很多，基于ARM構(gòu)架的處理器涉及從微控制器（MCU）、微處理器（MPU）到多核的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），在價(jià)格和應(yīng)用需求上可以滿(mǎn)足學(xué)校的選擇要求。③ARM處理器支持的功能模塊多，可擴(kuò)展性好，能夠提供盡可能多的硬件資源，這樣可以滿(mǎn)足學(xué)生完成大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)，也可以進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)、創(chuàng)新課題和畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題。

3.3 教學(xué)模式改革

鑒于嵌入式技術(shù)涉及的知識(shí)面廣、應(yīng)用性強(qiáng)和新技術(shù)推出周期短的特點(diǎn)，嵌入式教學(xué)除了要重視理論教學(xué)外，更要注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的采用。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上，教師應(yīng)以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，根據(jù)市場(chǎng)主流技術(shù)不斷更新或設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，有層次、由淺入深地安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。首先安排基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)；其次安排設(shè)計(jì)性的內(nèi)容和項(xiàng)目，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立解決問(wèn)題的能力；第三，隨著專(zhuān)業(yè)知識(shí)內(nèi)容的深入，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)該以綜合性、系統(tǒng)性為主，目的是鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

篇2

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599(2011)23-0000-01

Curriculum Study for Computer Undergraduate Embedded System

Li Biyun,Shi Junping,Li Zongshou

(College of Information Science&Engineering,Jishou University,Jishou 416000,China)

Abstract:For the lag teaching and training in higher education embedded system,this article analyzes the development characteristics of the embedded system,identify curriculum thinking and personnel training objectives of building embedded systems of major computer science in colleges,a new curriculum system with theory and practice of the embedded system is proposed based on the courses of major in computer.

Keywords:Embedded system;Talents training objective;Computer undergraduate;

Curriculum system

一、引言

嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為核心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積和功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它由包括微處理器、定時(shí)器、微控制器、存儲(chǔ)器、傳感器等一系列微電子芯片與器件，和嵌入在存儲(chǔ)器中的微型操作系統(tǒng)、控制應(yīng)用軟件組成，共同實(shí)現(xiàn)諸如實(shí)時(shí)控制、監(jiān)視、管理、移動(dòng)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理等各種自動(dòng)化處理任務(wù)。嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，以微電子技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)硬件軟件的協(xié)同性與整合性，軟件與硬件可剪裁，以滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)功能、成本、體積和功耗等要求[1]。

嵌入式系統(tǒng)已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、信息家電、通信設(shè)備、醫(yī)療儀器、智能儀器儀表等眾多領(lǐng)域，如手機(jī)、PDA、MP3、手持設(shè)備、智能電話(huà)、機(jī)頂盒等，可以說(shuō)嵌入式技術(shù)無(wú)處不在。由于社會(huì)對(duì)掌握嵌入式技術(shù)人才的大量需求，使嵌入式軟硬件工程師成為未來(lái)幾年最為熱門(mén)的職業(yè)之一。

目前，隨著嵌入式技術(shù)越來(lái)越熱，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的高校陸續(xù)開(kāi)設(shè)了相關(guān)課程，并建立了嵌入式實(shí)驗(yàn)室。但是通過(guò)各種渠道反映出，很多高校嵌入式課程開(kāi)設(shè)的情況不理想，很多學(xué)校建立了優(yōu)良的嵌入式實(shí)驗(yàn)室，卻很難達(dá)到理想的授課效果。歸結(jié)其原因主要有兩點(diǎn)：一、沒(méi)有完善的課程體系；二、需要合適的師資力量。吉首大學(xué)作為一所辦在民族地區(qū)的省屬高校，其辦學(xué)宗旨之一就是為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。吉首大學(xué)計(jì)算機(jī)系一直就是秉承此種宗旨來(lái)發(fā)展和培養(yǎng)應(yīng)用型人才的。從目前的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)不僅要面向計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)，更應(yīng)與嵌入式系統(tǒng)方向相結(jié)合，與人才培養(yǎng)模式和人才需求相結(jié)合進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，從理論及實(shí)踐課程體系、師資能力到人才培養(yǎng)模式進(jìn)行整體規(guī)劃，以適應(yīng)當(dāng)前應(yīng)用廣泛的嵌入式系統(tǒng)人才需要。

二、計(jì)算機(jī)本科專(zhuān)業(yè)嵌入式方向的人才培養(yǎng)目標(biāo)

按照嵌入式技術(shù)及其密切相關(guān)的電子信息產(chǎn)業(yè)目前及未來(lái)的發(fā)展需求，培養(yǎng)與我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)要求相適應(yīng)的，在德、智、體、美等方面全面發(fā)展，掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)基本理論、基本知識(shí)和基本技能，具有深厚嵌入式理論基礎(chǔ)、能從事嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、集成電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用、無(wú)線(xiàn)通信等實(shí)際工作，具有良好的政治素養(yǎng)、文化科學(xué)素養(yǎng)、較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)和綜合解決實(shí)際問(wèn)題能力的高級(jí)應(yīng)用型人才。嵌入式系統(tǒng)方向重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生嵌入式系統(tǒng)軟件工程實(shí)踐能力，包括軟件工程及各種嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)、調(diào)試和測(cè)試工具[2]，畢業(yè)后學(xué)生將具備嵌入式系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)能力，有能力適應(yīng)巨大的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求，成為嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品企業(yè)所急需的掌握嵌入式系統(tǒng)軟件技術(shù)的人才。

畢業(yè)生具有的知識(shí)、素質(zhì)、能力包括：1.具有良好的思想道德素養(yǎng)和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，熟悉計(jì)算機(jī)方面的有關(guān)法規(guī)，遵紀(jì)守法，善于合作，勇于創(chuàng)新。掌握較豐富的科學(xué)文化知識(shí)、較扎實(shí)的計(jì)算機(jī)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)、系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，了解計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和新進(jìn)展。2.具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力，能夠熟練地運(yùn)用多種方法獲取知識(shí)、理解知識(shí)、掌握知識(shí)，能夠綜合性地提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題；具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用能力和一定的科學(xué)研究能力。3.掌握嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的理論和基本方法，具有嵌入式系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、調(diào)試及維護(hù)的基本能力。具體掌握一種嵌入式操作系統(tǒng)，具有在該操作系統(tǒng)環(huán)境下設(shè)計(jì)、編程及開(kāi)發(fā)的能力。兼具軟件及硬件的協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)能力。4.具有良好的語(yǔ)言表達(dá)和書(shū)面表達(dá)的能力，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的交往溝通方式，具有較強(qiáng)的集體合作和組織協(xié)調(diào)的意識(shí)與能力。5.熟練掌握一門(mén)外語(yǔ),并能順利閱讀本專(zhuān)業(yè)的外文書(shū)刊，了解文獻(xiàn)檢索、資料查詢(xún)的基本方法。能夠較熟練地使用英語(yǔ)從事嵌入式方向的研究與開(kāi)發(fā)。

三、計(jì)算機(jī)本科專(zhuān)業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系建設(shè)思路

嵌入式系統(tǒng)作為一個(gè)完整的智能電子系統(tǒng)，需要掌握有關(guān)電子和計(jì)算機(jī)等相關(guān)領(lǐng)域的硬、軟件綜合知識(shí)。一般而言，自動(dòng)化、測(cè)控和電子類(lèi)的學(xué)生電子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)較好，程序設(shè)計(jì)偏弱；而計(jì)算機(jī)類(lèi)的學(xué)生程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)好，電子設(shè)計(jì)能力偏弱。計(jì)算機(jī)本科專(zhuān)業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系的建設(shè)和規(guī)劃，應(yīng)從以下幾方面結(jié)合進(jìn)行。

（一）計(jì)算機(jī)本科專(zhuān)業(yè)課程與嵌入式系統(tǒng)方向相結(jié)合

嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍可以粗略分為兩大類(lèi)：電子系統(tǒng)的智能化(工業(yè)控制、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、家用電器、汽車(chē)電子、測(cè)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集等)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的延伸(MP3、手機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)設(shè)備等)。從這些應(yīng)用可以看出，要完成一個(gè)以MCU為核心的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)，需要硬件、軟件及行業(yè)領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)。硬件主要有MCU的硬件最小系統(tǒng)、輸入／輸出電路、人機(jī)接口設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)有固化軟件的設(shè)計(jì)，也可能含PC機(jī)軟件的設(shè)計(jì)，這些有關(guān)嵌入式系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計(jì)和測(cè)試也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成部分之一，嵌入式系統(tǒng)知識(shí)體系最主要的三大技術(shù)仍然是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，嵌入式系統(tǒng)方向的課程設(shè)置應(yīng)與這些計(jì)算機(jī)本科專(zhuān)業(yè)課程相結(jié)合，在計(jì)算機(jī)相關(guān)軟硬件知識(shí)基礎(chǔ)進(jìn)一步拓展設(shè)計(jì)和應(yīng)用知識(shí)。

（二）與嵌入式系統(tǒng)自身特點(diǎn)相結(jié)合

嵌入式系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)為基礎(chǔ)，但嵌入式系統(tǒng)也有其自身的特點(diǎn)。按照層次結(jié)構(gòu)看待嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)分為4層：硬件層、驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層，不能片面地從“電子”或“計(jì)算機(jī)軟件”角度認(rèn)識(shí)嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)軟件硬件密切相關(guān)，軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)已經(jīng)成為電子系統(tǒng)級(jí)工具和方法的主要應(yīng)用，是軟件與硬件的綜合體，沒(méi)有對(duì)硬件的理解就不可能寫(xiě)好嵌入式軟件，同沒(méi)有對(duì)軟件的理解也不可能設(shè)計(jì)好嵌入式硬件。軟硬件相結(jié)合進(jìn)行課程設(shè)置是嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)要求之一[3]。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程,作為以應(yīng)用為中心的課程，實(shí)踐教學(xué)是嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的關(guān)鍵，要求理論與實(shí)踐并重，為將學(xué)生的操作能力、分析能力、工程設(shè)計(jì)能力與應(yīng)用實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論與技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)方向課程設(shè)置應(yīng)以培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力為核心。

（三）與市場(chǎng)、企業(yè)需求相結(jié)合

高校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)嵌入式方向從需求的角度，總體培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)人才市場(chǎng)緊缺，企業(yè)需求量大，就業(yè)率高的軟硬結(jié)合的復(fù)合型嵌入式開(kāi)發(fā)工程師。嵌入式系統(tǒng)人才的培養(yǎng)應(yīng)與社會(huì)需求相接軌，充分培養(yǎng)學(xué)生技能水平與職業(yè)素養(yǎng)，使學(xué)生能夠達(dá)到企業(yè)實(shí)際崗位的用人標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足企業(yè)應(yīng)用需求，縮短企業(yè)二次崗前培訓(xùn)，成為具有完備的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技術(shù)能力的應(yīng)用型人才。

四、嵌入式方向課程體系基本內(nèi)容

要完成一個(gè)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)，需要硬件、軟件及行業(yè)領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)與實(shí)踐訓(xùn)練，嵌入式方向人才培養(yǎng)的定位為應(yīng)用型技術(shù)人才，綜合計(jì)算機(jī)本科專(zhuān)業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系建設(shè)的三個(gè)結(jié)合點(diǎn)，制定一套培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的課程體系[4]。

（一）理論課程體系

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程包括電路與模擬電子技術(shù)、數(shù)字邏輯電路、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、微機(jī)原理與接口技術(shù)等硬件課程；C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（Java和C++）、軟件工程等軟件課程；操作系統(tǒng)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理等專(zhuān)業(yè)核心課程，這些課程也應(yīng)該為嵌入式方向的支撐課程群。操作系統(tǒng)考慮嵌入式方向課程設(shè)置，應(yīng)增加Linux操作系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。

在這些計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程基礎(chǔ)上，刪減原來(lái)與嵌入式方向聯(lián)系不大，相對(duì)獨(dú)立的若干專(zhuān)業(yè)課程，適當(dāng)增大嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)方向課程比例，構(gòu)成計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)嵌入式方向理論課程體系?；A(chǔ)課程中增加嵌入式系統(tǒng)概論，硬件層面上增加可編程邏輯器件及描述語(yǔ)言FPGA/VHDL、嵌入式處理器體系結(jié)構(gòu)。軟件層面上增設(shè)Linux下C語(yǔ)言編程、嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、嵌入式應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)；嵌入式系統(tǒng)級(jí)別上考慮軟硬結(jié)合增設(shè)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程，考慮嵌入式發(fā)展方向，增設(shè)WinCE設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、嵌入式軟件測(cè)試技術(shù)課程。

（二）實(shí)踐課程體系

嵌入式系統(tǒng)是面向應(yīng)用的，實(shí)踐是整個(gè)嵌入式系統(tǒng)課程體系中最重要的環(huán)節(jié)，其目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際的嵌入式軟硬件設(shè)計(jì)能力。在嵌入式課程實(shí)踐中，采用多層次專(zhuān)業(yè)實(shí)踐與培訓(xùn)認(rèn)證相結(jié)合的實(shí)踐體系。專(zhuān)業(yè)實(shí)踐包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、綜合項(xiàng)目實(shí)踐、畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)占每門(mén)課總學(xué)時(shí)數(shù)比例不低于30%，課程設(shè)計(jì)包括軟硬件和應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等課程，綜合項(xiàng)目實(shí)踐以項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的形式使學(xué)生得到團(tuán)隊(duì)協(xié)作的訓(xùn)練，畢業(yè)實(shí)習(xí)以校企合作、實(shí)習(xí)基地形式進(jìn)行。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)可使學(xué)生課程理論知識(shí)得到鞏固提高，綜合項(xiàng)目實(shí)踐則培養(yǎng)學(xué)生階段性綜合性實(shí)踐能力，畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)可培養(yǎng)學(xué)生綜合分析設(shè)計(jì)的應(yīng)用能力。目前，在嵌入式專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的知名廠(chǎng)商及相關(guān)認(rèn)證也越來(lái)越為更多的大學(xué)畢業(yè)生及在職工程師所關(guān)注，在實(shí)踐教學(xué)中，引入國(guó)際和國(guó)內(nèi)嵌入式認(rèn)證的培訓(xùn)內(nèi)容和知識(shí)更新體系，增加實(shí)踐動(dòng)手能力，積累項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，增加就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

五、結(jié)束語(yǔ)

在IEEE計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)和ACM共同制定的2004版計(jì)算機(jī)類(lèi)課程體系中，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)被列為核心課程之一。嵌入式系統(tǒng)課程群建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期、艱難的任務(wù)，新知識(shí)更新速度明顯快于傳統(tǒng)學(xué)科，計(jì)算機(jī)本科專(zhuān)業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系的規(guī)劃與建設(shè)，需要明確人才培養(yǎng)目標(biāo)和建設(shè)思路，并在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程基礎(chǔ)上進(jìn)行，既重視融合學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)積累，又強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性，使嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)緊隨嵌入式技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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篇3

20世紀(jì)末，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成電路技術(shù)和智能控制技術(shù)的發(fā)展，單片級(jí)嵌入式系統(tǒng)迅速發(fā)展，企業(yè)對(duì)嵌入式開(kāi)發(fā)人員的需求量極大，因此嵌入式系統(tǒng)課程在高校設(shè)置勢(shì)在必行。同時(shí)，由于近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)更是備受關(guān)注。而嵌入式系統(tǒng)良好的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展機(jī)遇也預(yù)示著對(duì)相關(guān)技術(shù)人才的巨大需求。但由于嵌入式系統(tǒng)涉及的相關(guān)知識(shí)多、硬件和軟件結(jié)合緊密等特點(diǎn)，嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)難度很大，培養(yǎng)這樣的人才對(duì)高校也是個(gè)挑戰(zhàn)。

嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本文針對(duì)學(xué)校的教學(xué)現(xiàn)狀，總結(jié)目前通信工程專(zhuān)業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)的變化特點(diǎn)，依據(jù)課程培養(yǎng)方案，從課程的預(yù)備課程體系、教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃和設(shè)置等方面入手，討論課程的整體系統(tǒng)建設(shè)的內(nèi)容。

一、我院嵌入式課程教學(xué)的特點(diǎn)

2007年電子、通信工程專(zhuān)業(yè)在全院率先開(kāi)設(shè)了嵌入式系統(tǒng)課程，并將其定為電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程，同年引進(jìn)了適合教學(xué)使用的英蓓特 Embest EDUKIT-III多核嵌入式實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)（基于ARM7架構(gòu)的Samsung 3C44B0x和ARM9架構(gòu)Samsung3C2410x嵌入式芯片，實(shí)時(shí)、開(kāi)放源碼的多操作系統(tǒng)μC/OS-II、μCLinux和Linux）。經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，課程的培養(yǎng)計(jì)劃也隨著課程的教學(xué)要求和學(xué)?！凹夹g(shù)立校，應(yīng)用為本”的辦學(xué)指導(dǎo)方針做了一定的調(diào)整，以培養(yǎng)21世紀(jì)電子信息類(lèi)高水平技術(shù)人才為目的，將嵌入式開(kāi)發(fā)與應(yīng)用課程建設(shè)成為我院具有特色的專(zhuān)業(yè)課程。在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)存在一定的問(wèn)題。

（1）課程的體系規(guī)劃不斷變化

自嵌入式系統(tǒng)課程開(kāi)課以來(lái)，課程的培養(yǎng)計(jì)劃也在不斷的變化中，以適應(yīng)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)校人才培養(yǎng)的需求。幾經(jīng)調(diào)整之后，課程的設(shè)置基本穩(wěn)定。因?yàn)榈湫偷能浻布Y(jié)合的特點(diǎn)，課程的設(shè)置主要從理論和實(shí)踐兩方面考慮，理論內(nèi)容安排48課時(shí)3學(xué)分的內(nèi)容，實(shí)踐內(nèi)容安排了32課時(shí)1學(xué)分的實(shí)驗(yàn)，這些是必修的嵌入式教學(xué)內(nèi)容。此外，還可以在學(xué)生科創(chuàng)項(xiàng)目和畢業(yè)設(shè)計(jì)中加入相應(yīng)的選修實(shí)踐內(nèi)容。課程具體內(nèi)容規(guī)劃如圖1所示。

圖1 課程體系規(guī)劃

教學(xué)課時(shí)調(diào)整的同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法也在不斷的變化和改進(jìn)，以適應(yīng)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（2）課程實(shí)踐內(nèi)容設(shè)置不合理

開(kāi)發(fā)與應(yīng)用課程典型的特點(diǎn)就是實(shí)踐性強(qiáng)，如何讓學(xué)生在掌握理論的基礎(chǔ)上形成實(shí)踐能力，是該類(lèi)課程的教學(xué)難點(diǎn)，并且要做到和專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)結(jié)合。主要考慮的就是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容如何設(shè)置，才能和理論有機(jī)結(jié)合，達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。

二、課程系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容

1.建立合理的預(yù)備課程體系

嵌入式系統(tǒng)課程內(nèi)容涉及廣泛，系統(tǒng)性和綜合性強(qiáng)，嵌入式系統(tǒng)本身就是一個(gè)包含軟件和硬件的完整微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。因此，嵌入式系統(tǒng)的原理和應(yīng)用技術(shù)不是一兩門(mén)課程就能講授的，首先需要建立一個(gè)合理的嵌入式系統(tǒng)課程預(yù)備知識(shí)體系的教學(xué)來(lái)支撐嵌入式系統(tǒng)教學(xué)。

結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)要求，需要有兩部分的預(yù)備知識(shí)儲(chǔ)備。一是硬件部分需要模擬電路、數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和微機(jī)原理課程的支持；二是軟件部分需要C語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)的課程支持。這些課程不是為了嵌入式系統(tǒng)而重復(fù)開(kāi)設(shè)的，而是結(jié)合嵌入式系統(tǒng)重新調(diào)整和優(yōu)化，以便于嵌入式系統(tǒng)的課程學(xué)習(xí)。

2.根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置課程教學(xué)內(nèi)容

嵌入式系統(tǒng)課程目前已經(jīng)是各大工科高校必不可少的課程。課程教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)有兩方面：一是學(xué)生通過(guò)課程的學(xué)習(xí)能夠了解嵌入式系統(tǒng)的基本原理，熟悉嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的整體概貌，掌握某種嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建方法，熟悉嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的完整流程。這一部分是嵌入式教學(xué)的基本要求目標(biāo)。二是在專(zhuān)業(yè)知識(shí)背景下能夠完成一個(gè)相對(duì)完整的小型應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，為畢業(yè)后求職或創(chuàng)業(yè)提供一定的基礎(chǔ)。

針對(duì)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與課程的性質(zhì)，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置主要分為兩部分：理論和實(shí)踐，這兩部分應(yīng)該相輔相成，實(shí)踐內(nèi)容幫助理論內(nèi)容的理解，并且理論可在實(shí)踐中得到驗(yàn)證和發(fā)展。如何設(shè)置兩者的內(nèi)容就成了教學(xué)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題。

（1）理論教學(xué)環(huán)節(jié)

嵌入式系統(tǒng)內(nèi)容多而泛，需要理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐環(huán)境一致，才能使教學(xué)達(dá)到目標(biāo)要求。依據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的配備以及與嵌入式主流技術(shù)一致的原則，確定理論教學(xué)環(huán)節(jié)一是掌握ARM嵌入式處理器的體系結(jié)構(gòu)，匯編指令集以及在ARM體系下的嵌入式編程，使學(xué)生掌握基于ARM7和ARM9典型嵌入式處理器的硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，硬件接口開(kāi)發(fā)；二是Linux嵌入式操作系統(tǒng)，嵌入式軟件設(shè)計(jì)，以及Linux嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)舉例；三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中電磁兼容特性的影響和改善的措施。

（2）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容設(shè)置不僅要做到對(duì)理論教學(xué)的支持，還需要能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)意識(shí)，更好的幫助教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)兼顧學(xué)生的特點(diǎn)和專(zhuān)業(yè)方向，達(dá)到“由淺入深，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜”的多層次實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

首先是實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，內(nèi)容依照對(duì)比驗(yàn)證、設(shè)計(jì)擴(kuò)展和綜合應(yīng)用三個(gè)層次來(lái)設(shè)置，這是實(shí)踐課程的必修環(huán)節(jié)。對(duì)比驗(yàn)證實(shí)踐內(nèi)容主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)配置，掌握嵌入式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、編程方法和開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用等內(nèi)容。設(shè)計(jì)擴(kuò)展實(shí)踐內(nèi)容和項(xiàng)目指實(shí)驗(yàn)環(huán)境有擴(kuò)展的空間，給學(xué)生發(fā)揮的空間。鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考，獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。綜合應(yīng)用實(shí)踐內(nèi)容隨著理論知識(shí)的積累和基礎(chǔ)實(shí)踐的鍛煉，實(shí)踐內(nèi)容應(yīng)該以綜合性、系統(tǒng)級(jí)的為主，目的是鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

其次是可以通過(guò)科創(chuàng)、競(jìng)賽或畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，此為選修環(huán)節(jié)，針對(duì)基礎(chǔ)好的同學(xué)可以在通信專(zhuān)業(yè)方向上設(shè)置實(shí)踐內(nèi)容，在這個(gè)階段，應(yīng)該在工程和企業(yè)層面來(lái)要求學(xué)生，要引入設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)流程圖、開(kāi)發(fā)進(jìn)度表、軟件工程控制文檔和測(cè)試報(bào)告等概念。

嵌入式系統(tǒng)課程體系的建立要從專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合學(xué)校資源，建立符合相關(guān)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方向的課程體系，以及適當(dāng)?shù)膽?yīng)用環(huán)境，體現(xiàn)課程的綜合性，經(jīng)過(guò)幾屆學(xué)生的教學(xué)活動(dòng)，該課程體系可以基本達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的要求。但由于師資和實(shí)驗(yàn)設(shè)備等的局限，我們的課程體系還存在很多的不足，今后需要在師資培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境上加大重視，將課程體系不斷完善，培養(yǎng)出有開(kāi)發(fā)能力的嵌入式人才。

基金項(xiàng)目：嵌入式開(kāi)發(fā)與應(yīng)用課程建設(shè)（2012KCJS-11）；上海電機(jī)學(xué)院校級(jí)重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目。

篇4

[中圖分類(lèi)號(hào)]G643 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

引言

隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，許多高等院校計(jì)算機(jī)、電子、軟件等專(zhuān)業(yè)針對(duì)市場(chǎng)需求，開(kāi)設(shè)了嵌入式方向相關(guān)課程，然而同嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展和巨大的產(chǎn)業(yè)需求相比，我國(guó)高等教育體系下的嵌入式方向相關(guān)課程設(shè)置存在教學(xué)知識(shí)陳舊，缺乏實(shí)踐鍛煉，無(wú)法適應(yīng)企業(yè)的實(shí)際需要等問(wèn)題，本文首先結(jié)合我校辦學(xué)特色和實(shí)際教學(xué)情況，闡述了基于ARM體系的嵌入式方向課程設(shè)置與教學(xué)方案，進(jìn)而探討了農(nóng)業(yè)院校應(yīng)用型計(jì)算機(jī)類(lèi)嵌入式方向教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，最后對(duì)存在的問(wèn)題給出了一些建議，對(duì)其他地方院校應(yīng)用型嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人才培養(yǎng)將起到一定的借鑒作用。

一、計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)嵌入式方向培養(yǎng)目標(biāo)與課程設(shè)置

（1）計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)嵌入式方向培養(yǎng)目標(biāo)

我校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向培養(yǎng)整體目標(biāo)是注重工程能力培養(yǎng)的嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)目標(biāo)，尤其側(cè)重嵌入式系統(tǒng)工程應(yīng)用編程等軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。根據(jù)學(xué)生的接受能力以及我校的辦學(xué)特色，具體嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)體現(xiàn)層次性、漸進(jìn)性、注重操作性，在教學(xué)中注重培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用能力。

（2）嵌入式方向課程設(shè)置

我校于2012年購(gòu)買(mǎi)了30套基于ARM體系的嵌入式開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)每人一臺(tái)的教學(xué)環(huán)境，其中嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)采用ARM11的UP-Magic6410核心開(kāi)發(fā)板，所以嵌入式方向的課程設(shè)置都是圍繞ARM體系展開(kāi)教學(xué)內(nèi)容。

嵌入式方向課程設(shè)置遵循四個(gè)“1”，即“一種主流嵌入式微處理器、一門(mén)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、一種嵌入式操作系統(tǒng)、一套開(kāi)發(fā)工具”，嵌入式微處理器采用S3C6410X（ARM11），嵌入式開(kāi)發(fā)語(yǔ)言主要以C語(yǔ)言為主，其他如匯編語(yǔ)言、C++語(yǔ)言、Java語(yǔ)言等為輔；嵌入式操作系統(tǒng)采用Linux；集成開(kāi)發(fā)工具以ADS為主，輔助Windows CE開(kāi)發(fā)工具，這樣就能達(dá)到系統(tǒng)學(xué)習(xí)嵌入式技術(shù)的要求。表1是我校嵌入式方向?qū)I(yè)課設(shè)置時(shí)間和學(xué)時(shí)整體情況。

表1：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)及專(zhuān)業(yè)課設(shè)置情況

嵌入式導(dǎo)論課程：介紹嵌入式的主要應(yīng)用領(lǐng)域、嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的基本概念、嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的基本流程和基本方法、嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)。

嵌入式操作系統(tǒng)課程：介紹嵌入式系統(tǒng)基本知識(shí)，嵌入式操作系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的差別。結(jié)合典型的嵌入式操作系統(tǒng)對(duì)操作系統(tǒng)的基本構(gòu)成、工作機(jī)制、系統(tǒng)移植剪裁和實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度等內(nèi)容進(jìn)行介紹。我校根據(jù)具體情況選擇、Linux、WinCE等嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)。

嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：介紹嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法、軟件編程及設(shè)備接口和驅(qū)動(dòng)等。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生了解和掌握必要的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué)的概念、方法和工具嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，掌握嵌入式系統(tǒng)的基本原理與設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)思想，學(xué)生能完成簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。

JAVA開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：介紹Java語(yǔ)言的體系結(jié)構(gòu)、Java語(yǔ)言的基本概念和程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)的思路和方法。培養(yǎng)學(xué)生的編程能力，使學(xué)生能夠運(yùn)用Java語(yǔ)言作為完成應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。

嵌入式接口技術(shù)：介紹鍵盤(pán)接口、LED顯示器接口、觸摸屏、通信接口、中斷接口、A/D和D/A轉(zhuǎn)換、ARM的JTAG接口。

嵌入式高級(jí)編程：介紹Android嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建的方法，項(xiàng)目結(jié)構(gòu)；Android的體系結(jié)構(gòu)，嵌入式軟件開(kāi)發(fā)流程；嵌入式特性開(kāi)發(fā)，多媒體開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)開(kāi)發(fā)，聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)等開(kāi)發(fā)方法，學(xué)生通過(guò)實(shí)踐能達(dá)到獨(dú)立完成開(kāi)發(fā)單機(jī)、網(wǎng)絡(luò)嵌入式軟件的能力。

嵌入式課程是實(shí)操性極強(qiáng)的課程，因此實(shí)踐教學(xué)在嵌入式培養(yǎng)體系中占有重要的地位，既是理論講解的驗(yàn)證與升華，又是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和獨(dú)立分析解決問(wèn)題能力的重要途徑。我校的嵌入式方向?qū)嵺`教學(xué)課程設(shè)置時(shí)間和學(xué)時(shí)大致如下表2所示。

表2：嵌入式課程實(shí)踐教學(xué)設(shè)置情況

嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：典型的嵌入式操作系統(tǒng)的基本構(gòu)成、工作機(jī)制、系統(tǒng)移植剪裁和實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度等。我校根據(jù)具體情況選擇Linux嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)。

嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在現(xiàn)有的嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)上完成嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法、軟件編程及設(shè)備接口和驅(qū)動(dòng)等，學(xué)生掌握必要的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué)的概念、方法和工具嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，掌握嵌入式系統(tǒng)的基本原理與設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)思想，能完成簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。

JAVA開(kāi)發(fā)語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)的思路和方法，學(xué)生能夠運(yùn)用Java語(yǔ)言作為完成應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。

嵌入式接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：包括鍵盤(pán)接口、LED顯示器接口、觸摸屏、通信接口、中斷接口、A/D和D/A轉(zhuǎn)換、ARM的JTAG接口等實(shí)驗(yàn)。

嵌入式高級(jí)編程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：基于Android嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建的方法；Android嵌入式軟件開(kāi)發(fā)流程；嵌入式特性開(kāi)發(fā)，多媒體開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)開(kāi)發(fā)，聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)等開(kāi)發(fā)方法，學(xué)生通過(guò)實(shí)踐能達(dá)到獨(dú)立完成開(kāi)發(fā)單機(jī)、網(wǎng)絡(luò)嵌入式軟件的能力。

二、三位一體的嵌入式課程教學(xué)體系建設(shè)

我校嵌入式系統(tǒng)方向?qū)W習(xí)側(cè)重嵌入式軟件設(shè)計(jì)部分，實(shí)驗(yàn)室選用UP-Magic6410嵌入式實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，著重培養(yǎng)學(xué)生在該平臺(tái)下進(jìn)行嵌入式Linux程序開(kāi)發(fā)的相關(guān)環(huán)境搭建與軟件設(shè)計(jì)方法的能力。針對(duì)各模塊以及物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用背景，按照由淺入深，不同課程層次對(duì)應(yīng)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等原則，循序漸進(jìn)，逐步提高，以滿(mǎn)足不同階段的教學(xué)要求，為學(xué)生提高了動(dòng)手能力，為進(jìn)一步的實(shí)踐開(kāi)發(fā)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)，因此，我們提出了三位一體的嵌入式方向課程教學(xué)體系結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1：嵌入式方向教學(xué)體系結(jié)構(gòu)

（1）基礎(chǔ)型

基礎(chǔ)性包括基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，主要是為了滿(mǎn)足基本的教學(xué)要求和教學(xué)目標(biāo)，課程包括ARM體系的基本知識(shí)、基本技能以及基礎(chǔ)類(lèi)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。

教師在基礎(chǔ)性課程實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)各自的科研項(xiàng)目按照模塊化將案例分解到各個(gè)部分，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)例所采用的技術(shù)和方案進(jìn)行不同角度的評(píng)價(jià)，變被動(dòng)知識(shí)灌輸為主動(dòng)探索思考，使教學(xué)理論知識(shí)與科研實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合在一起。

（2）提高型

提高型包括ARM體系基礎(chǔ)型知識(shí)的深化和提升，包括理論知識(shí)和實(shí)踐內(nèi)容的進(jìn)一步深化，理論知識(shí)包括嵌入式編程的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法的提高，實(shí)踐教學(xué)包括設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)課題規(guī)定1周或更長(zhǎng)的時(shí)間讓學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)嵌入式應(yīng)用程序，在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性知識(shí)掌握的同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新的綜合設(shè)計(jì)。使得學(xué)生既掌握了一些具體的通用的嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法，也能發(fā)揮主觀能動(dòng)性，獨(dú)立設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)較完整的嵌入式系統(tǒng)，激發(fā)學(xué)習(xí)、創(chuàng)造熱情。要求學(xué)生課外查找資料進(jìn)一步地學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)性學(xué)習(xí)，對(duì)某些問(wèn)題進(jìn)行深入的分析研究，進(jìn)而提出自己的設(shè)計(jì)思想，教師全程指導(dǎo)學(xué)生答疑指導(dǎo)工作，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行嵌入式編程，為學(xué)生提供一些解決問(wèn)題的方法。

（3）綜合型

綜合型主要指的是依托科研項(xiàng)目實(shí)踐來(lái)鍛煉和提高學(xué)生動(dòng)手能力。科研項(xiàng)目可以包括教師的科研項(xiàng)目、學(xué)生的科研項(xiàng)目以及依托科研項(xiàng)目或?qū)嵺`基地完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

嵌入式方向課程授課教師可以鼓勵(lì)學(xué)生參與到教師科研項(xiàng)目之中，如筆者主持的嵌入式系統(tǒng)溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用項(xiàng)目，學(xué)生直接參與到前沿的課題和項(xiàng)目中去，成立了興趣小組，將溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)分解成若干子題目，交由各興趣小組，模擬項(xiàng)目的形式實(shí)踐開(kāi)發(fā)，真正做到“在學(xué)中做，在做中學(xué)”，以務(wù)實(shí)的項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐科研能力。

近年來(lái)，北京地區(qū)大學(xué)生課外科技活動(dòng)開(kāi)展的力度逐年加大，筆者指導(dǎo)的學(xué)生主持的北京市大學(xué)生科研計(jì)劃，利用嵌入式平臺(tái)，對(duì)溫室環(huán)境等參數(shù)檢測(cè)，進(jìn)而對(duì)溫室大棚實(shí)現(xiàn)智能化控制，學(xué)生在該課題中，運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，系統(tǒng)的完成了整個(gè)項(xiàng)目，獲得了北京市大學(xué)生科研計(jì)劃成果二等獎(jiǎng)，尤其值得一提的是，畢業(yè)的學(xué)生在擔(dān)任京郊村官期間，將課題成果應(yīng)用于所服務(wù)的村鎮(zhèn)，取得了良好的效果。實(shí)踐證明，鼓勵(lì)學(xué)生參與課外科技活動(dòng)，將會(huì)拓展學(xué)生的知識(shí)體系，并學(xué)以致用，對(duì)進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)興趣以及培養(yǎng)合作精神發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)是所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用的過(guò)程，學(xué)生從事的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)不僅僅是課程實(shí)踐教學(xué)，而且還是從事科學(xué)研究的過(guò)程。為了保證提供充分的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間，提高設(shè)計(jì)論文和專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)質(zhì)量，做到有的放矢，我們將畢業(yè)論文提前到第七學(xué)期安排任務(wù)，進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)的前期準(zhǔn)備及調(diào)試工作。

三、建議

（1）采取層次化的知識(shí)體系

嵌入式方向的理論知識(shí)體系體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)綜合知識(shí)、專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)知識(shí)由易到難的漸進(jìn)性和層次化。

專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)包括嵌入式導(dǎo)論、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等課程，這些課程的學(xué)習(xí)包括嵌入式系統(tǒng)基本概念、典型的嵌入式操作系統(tǒng)的基本構(gòu)成、工作機(jī)制、系統(tǒng)移植剪裁和實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度等；嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法、軟件編程及設(shè)備接口和驅(qū)動(dòng)等內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)這些課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)是掌握必要的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué)的概念、方法和工具嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，掌握嵌入式系統(tǒng)的基本原理與設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)思想，能完成簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。

專(zhuān)業(yè)綜合知識(shí)包括嵌入式高級(jí)編程、通過(guò)實(shí)踐課程獲得的綜合性知識(shí)。這些內(nèi)容包括智能終端的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)方法、編程開(kāi)發(fā)流程；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)開(kāi)發(fā)、聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)等開(kāi)發(fā)方法，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)能達(dá)到獨(dú)立完成開(kāi)發(fā)單機(jī)、網(wǎng)絡(luò)嵌入式軟件的能力。

專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)知識(shí)包括基于行業(yè)背景的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)知識(shí)，這一層次是通過(guò)專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)完成的，也就是通過(guò)實(shí)踐綜合完成的項(xiàng)目后獲得的知識(shí)，這不僅涵蓋了符合社會(huì)需求的嵌入式方向的新知識(shí)、新技術(shù)，還包括企業(yè)的項(xiàng)目實(shí)施機(jī)制等無(wú)法從學(xué)校課本學(xué)習(xí)到的知識(shí)，為學(xué)生順利走向社會(huì)工作崗位提供了重要的支持。

（2）采取多方位的實(shí)踐教學(xué)體系

嵌入式系統(tǒng)作為實(shí)操性極強(qiáng)的課程，通過(guò)強(qiáng)化夯實(shí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、豐富實(shí)踐綜合教學(xué)內(nèi)容，獲取更多的實(shí)踐項(xiàng)目的多方位立體化實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)嵌入式系統(tǒng)人才至關(guān)重要，目前，我院嵌入式實(shí)踐教學(xué)改革還處在起步階段，今后我們將在智慧農(nóng)業(yè)背景下，立足于農(nóng)業(yè)院校發(fā)展特色，將嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系作進(jìn)一步完善，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和獨(dú)立分析解決問(wèn)題能力。

針對(duì)在校學(xué)生缺少行業(yè)背景知識(shí)這一問(wèn)題，需要大力開(kāi)展與企業(yè)的相關(guān)合作，直接把學(xué)生派到企業(yè)進(jìn)行16周的專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)甚至12周的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在工程實(shí)踐項(xiàng)目選擇上，應(yīng)該盡量選擇企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目，盡可能覆蓋嵌入式領(lǐng)域的內(nèi)容，比如嵌入式項(xiàng)目一般包括需求分析、硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)、軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)（包括嵌入式OS的選擇）、應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)與系統(tǒng)測(cè)試等多方面，使學(xué)生能夠通過(guò)查閱一定的資料，利用所學(xué)的知識(shí)解決工程實(shí)際中的問(wèn)題。學(xué)生在實(shí)踐工程項(xiàng)目中完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文，綜合能力得到極大的提升，同時(shí)學(xué)生可以掌握企業(yè)項(xiàng)目的實(shí)施機(jī)制，為畢業(yè)后快速進(jìn)入項(xiàng)目開(kāi)發(fā)打下良好和基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)和社會(huì)需求的無(wú)縫對(duì)接。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著嵌入式技術(shù)的高速發(fā)展，嵌入式方向課程體系也應(yīng)不斷改進(jìn)與之相適應(yīng)。本文從ARM體系的嵌入式方向培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，提出了三位一體的課程體系結(jié)構(gòu)，采取層次化理論知識(shí)和多方位的實(shí)踐教學(xué)方式，使學(xué)生在學(xué)校就具備扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，最后將學(xué)生送入實(shí)訓(xùn)基地做企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目，為學(xué)生走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)，最終達(dá)到計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)嵌入式方向的教學(xué)和培養(yǎng)目標(biāo)。

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篇5

嵌入式系統(tǒng)己被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、信息家電、通信設(shè)備、醫(yī)療儀器等眾多領(lǐng)域。隨著社會(huì)的快速發(fā)展，行業(yè)對(duì)嵌入式技術(shù)人才的需求日益增加。嵌入式系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)受到廣大工程技術(shù)人員和教育者的關(guān)注，正成為新興的熱門(mén)領(lǐng)域。與傳統(tǒng)8位單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)相比，以32位微處理器為核心構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是具有自己的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多任務(wù)功能時(shí)具有明顯優(yōu)勢(shì)。兩者在系統(tǒng)構(gòu)成和研發(fā)方式上都明顯不同。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)高校陸續(xù)開(kāi)展嵌入式技術(shù)相關(guān)課程的教學(xué)。但由于嵌入式技術(shù)覆蓋的知識(shí)面較廣，各高校不同專(zhuān)業(yè)對(duì)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的相關(guān)理論教學(xué)內(nèi)容的選擇、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的組織，依然處于不斷探討和修正的階段[1-3]。

本文主要針對(duì)我校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)，從課程定位、課程內(nèi)容、教學(xué)手段、課程考核等方面進(jìn)行探討。

1嵌入式技術(shù)課程體系及其在本專(zhuān)業(yè)的定位研究

嵌入式系統(tǒng)不是一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科。2004年，IEEE和ACM對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)本科教育的課程體系進(jìn)行設(shè)置，并認(rèn)為嵌入式系統(tǒng)的課程應(yīng)包括以下內(nèi)容：嵌入式的發(fā)展歷程和概述、嵌入式微處理器、嵌入式軟件設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、低功耗計(jì)算、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)方法學(xué)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具、嵌入式多處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)、接口和混和信號(hào)系統(tǒng)等[4]。據(jù)此可看出嵌入式技術(shù)是一項(xiàng)綜合性非常強(qiáng)的技術(shù)，涉及的知識(shí)面很廣，既涉及底層微處理器及硬件接口設(shè)計(jì)，又涉及上層應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)，同時(shí)涉及信號(hào)的采集與處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，等等。

除了嵌入式專(zhuān)業(yè)外，相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科階段的嵌入式系統(tǒng)課程學(xué)時(shí)都非常有限，多則48學(xué)時(shí)，少則32學(xué)時(shí)。在有限的學(xué)時(shí)里，完成這么多內(nèi)容，學(xué)生無(wú)法充分消化所學(xué)知識(shí)，老師授課也很困難，由此，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生畏難情緒，影響今后的學(xué)習(xí)。因此，我們認(rèn)為教學(xué)內(nèi)容的選取是課程首先需要解決的問(wèn)題，它取決于課程在本專(zhuān)業(yè)的定位，而定位的重要依據(jù)應(yīng)是用人單位對(duì)嵌入式人才的需求。

一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)典型的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)涉及以下3個(gè)方面。

1) 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)：包括嵌入式處理器及設(shè)備接口硬件平臺(tái)的構(gòu)建和操作系統(tǒng)的裁剪和移植；

2) 嵌入式驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)：包括特定操作系統(tǒng)下設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)；

3) 嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)：包括基于特定軟硬件平臺(tái)的應(yīng)用或控制軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，包括網(wǎng)絡(luò)、圖形等。

因此，相關(guān)企業(yè)也是從嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師、嵌入式驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)工程師、嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)工程師3個(gè)不同方向招收相關(guān)技術(shù)人才。從業(yè)者大多來(lái)自電子類(lèi)和計(jì)算機(jī)類(lèi)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)。

在參加相關(guān)課程教學(xué)研討會(huì)、與兄弟院校教師交流、借鑒先期開(kāi)設(shè)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)校課程設(shè)置，及學(xué)生學(xué)習(xí)效果討論的基礎(chǔ)上，我們結(jié)合上述企業(yè)需求，從學(xué)生特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)本校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程進(jìn)行如下定位。

1) 與計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)相比，自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生的優(yōu)勢(shì)偏硬件，從利于學(xué)習(xí)的角度考慮，我們將課程重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)能力上；

2) 將相關(guān)嵌入式知識(shí)依難易程度劃分成基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和深入進(jìn)階兩個(gè)階段，在本科生和研究生中開(kāi)展系列教學(xué)。根據(jù)學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段的特點(diǎn)和基礎(chǔ)情況，在本科生高年級(jí)階段和研究生階段按不同側(cè)重點(diǎn)安排教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

在本科生高年級(jí)階段，我們以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為主，主要是為學(xué)生今后進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)一般應(yīng)在大三下或大四上安排嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)課程。此時(shí)，學(xué)生一般已具備模電、數(shù)電、單片機(jī)與微機(jī)原理、C語(yǔ)言編程、自動(dòng)控制原理等基礎(chǔ)知識(shí)，但對(duì)于軟件工程和操作系統(tǒng)，特別是嵌入式操作系統(tǒng)的知識(shí)卻相對(duì)比較缺乏，反映到嵌入式系統(tǒng)研發(fā)上，就是缺乏比較完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)，即只了解硬件，不了解軟件，只了解傳統(tǒng)51單片機(jī)系統(tǒng)的編程模式，而缺乏“有操作系統(tǒng)的”嵌入式編程的概念。

因此，我們認(rèn)為學(xué)生沒(méi)有必要在學(xué)習(xí)階段掌握所有和嵌入式相關(guān)的知識(shí)。根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)，本科生階段的課堂講述和相關(guān)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)應(yīng)放在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)上，對(duì)操作系統(tǒng)移植只作一般性介紹，不做重點(diǎn)詳細(xì)講解。教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生了解典型嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)成和研發(fā)方式，特別是開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立和研發(fā)過(guò)程中相關(guān)工具軟件的使用。對(duì)于初學(xué)者暫時(shí)用不到，且目前理解困難的知識(shí)點(diǎn)，教師要用簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明，讓學(xué)生明白這些知識(shí)點(diǎn)是何時(shí)、如何在嵌入式系統(tǒng)研發(fā)過(guò)程中起作用，而更深更細(xì)的內(nèi)容我們不必深究。同時(shí)，我們要讓學(xué)生了解他們正在學(xué)習(xí)的內(nèi)容在整個(gè)嵌入式技術(shù)中所處的位置，了解課上未涉及內(nèi)容的獲取途徑，鼓勵(lì)學(xué)生上網(wǎng)查找資料解決問(wèn)題，教師可提供一些好的學(xué)習(xí)網(wǎng)站供學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)瀏覽。

研究生階段，我們可在本科生教學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步向縱深方向擴(kuò)展各部分內(nèi)容，同時(shí)進(jìn)一步安排若干大作業(yè)，并讓學(xué)生組成項(xiàng)目小組，根據(jù)個(gè)人興趣，組員分別負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，在項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)并體會(huì)工程概念。

有了這樣的課程定位，我們就可進(jìn)一步進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇和安排。

2嵌入式系統(tǒng)理論教學(xué)內(nèi)容的選擇

我們?cè)诶碚摻虒W(xué)內(nèi)容的選擇上應(yīng)側(cè)重系統(tǒng)設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)的相關(guān)知識(shí)。在眾多嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)中，選擇應(yīng)用廣泛的Linux操作系統(tǒng)和ARM處理器作為軟硬件平臺(tái)。

我們應(yīng)以學(xué)生比較了解的硬件為學(xué)習(xí)嵌入式技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)，選擇當(dāng)前主流嵌入式微處理器(如SUNGSAM公司的S3C2410芯片)，讓學(xué)生先掌握底層核心硬件及外設(shè)接口部件的無(wú)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單編程，再將它們組合起來(lái)構(gòu)成一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，其實(shí)，這就是Bootloader的雛形，通過(guò)這種方式使學(xué)生輕松過(guò)渡到理解和編寫(xiě)自己的Bootloader，進(jìn)而編寫(xiě)基于操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序，并有機(jī)會(huì)深入鉆研操作系統(tǒng)內(nèi)核。

對(duì)于系統(tǒng)移植，我們只給出一般性介紹，不做重點(diǎn)詳細(xì)講解。實(shí)驗(yàn)中直接利用移植好的系統(tǒng)。

對(duì)于嵌入式驅(qū)動(dòng)部分，我們?cè)诒究齐A段只進(jìn)行簡(jiǎn)單字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的介紹，讓學(xué)生掌握設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序工作的基本原理、掌握字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的基本架構(gòu)、相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和訪(fǎng)問(wèn)控制，會(huì)編寫(xiě)字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。

大多例程都進(jìn)行無(wú)操作系統(tǒng)和有操作系統(tǒng)兩種情況下的編程，通過(guò)比較簡(jiǎn)單的例程讓學(xué)生更好地理解兩種編程方式，尤其是理解有操作系統(tǒng)時(shí)應(yīng)用程序系統(tǒng)調(diào)用與驅(qū)動(dòng)程序間的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜應(yīng)用的編程。

有些觀點(diǎn)認(rèn)為在高校嵌入式教學(xué)中注重處理器硬件結(jié)構(gòu)和ARM指令的講解上是浪費(fèi)時(shí)間，對(duì)此，我們認(rèn)為要一分為二地看。如果學(xué)習(xí)者主攻方向?yàn)锽ootloader和底層驅(qū)動(dòng)，那么，必須花費(fèi)相當(dāng)?shù)臅r(shí)間和精力才能掌握。目前，嵌入式應(yīng)用的主流處理器在體系結(jié)構(gòu)上采用的哈佛結(jié)構(gòu)和更深流水線(xiàn)架構(gòu)甚至超深流水線(xiàn)、跳轉(zhuǎn)預(yù)測(cè)、單指令多數(shù)據(jù)等復(fù)雜技術(shù)，如果不進(jìn)行詳細(xì)講解，學(xué)生很難理解透徹。當(dāng)沒(méi)有操作系統(tǒng)時(shí)，嵌入式處理器就是一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，完全可以用于工業(yè)控制，那么，只有充分了解相關(guān)處理器的硬件結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制，才能很好地利用它完成所需功能；當(dāng)有操作系統(tǒng)時(shí)，對(duì)開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，不論編寫(xiě)B(tài)ootloader還是驅(qū)動(dòng)程序，都需要對(duì)處理器及其相關(guān)接口具有相當(dāng)?shù)牧私獠拍芡瓿桑坏湫拖到y(tǒng)硬件組成比較復(fù)雜，全部在課堂上講解不可能也沒(méi)有必要。我們認(rèn)為講解嵌入式處理器及其指令系統(tǒng)時(shí)最好結(jié)合Bootloader。將Bootloader第一階段匯編程序部分用到的硬件進(jìn)行比較詳細(xì)的講解，可以為學(xué)生理解和編寫(xiě)B(tài)ootloader創(chuàng)造條件，學(xué)生有了這部分的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)底層硬件中其他部分的自主學(xué)習(xí)也會(huì)變得順利。

3嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)安排

嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)依托本校實(shí)驗(yàn)中心嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室配備多套北京博創(chuàng)公司的UP-NETARM2410-s試驗(yàn)箱，可用于相關(guān)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排與理論教學(xué)內(nèi)容相輔相成，主要是加深對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解。

由于學(xué)生沒(méi)有操作系統(tǒng)的知識(shí)，在課程初期，我們從應(yīng)用角度先簡(jiǎn)單介紹Linux操作系統(tǒng)的安裝和配置方法及主要命令，同時(shí)，讓學(xué)生在課下加以學(xué)習(xí)和體會(huì)，彌補(bǔ)這部分知識(shí)的不足。

在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于無(wú)操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，我們強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己動(dòng)手編寫(xiě)程序，然后調(diào)試，以此熟悉底層硬件的調(diào)試環(huán)境和調(diào)試方法。所涉及的硬件操作應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，主要目的是讓學(xué)生了解方法。

帶操作系統(tǒng)后的程序一般比較龐大，對(duì)這類(lèi)實(shí)驗(yàn)，我們主要強(qiáng)調(diào)對(duì)程序結(jié)構(gòu)的理解，以驗(yàn)證為主，在此基礎(chǔ)上，增加一些簡(jiǎn)單功能，讓學(xué)生熟悉嵌入式系統(tǒng)軟硬件工作機(jī)制和設(shè)計(jì)流程。這樣既可以對(duì)嵌入式系統(tǒng)研發(fā)中所涉及的硬件接口、操作系統(tǒng)移植、底層驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)及流程都有模塊化了解，又可為今后根據(jù)個(gè)人興趣進(jìn)行更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)建立概念。另外，有興趣的同學(xué)也可在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行相關(guān)選題的實(shí)現(xiàn)，繼續(xù)進(jìn)一步學(xué)習(xí)嵌入式技術(shù)。

由于現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠(chǎng)家提供的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)不能完全滿(mǎn)足使用要求，對(duì)此，我們針對(duì)教學(xué)內(nèi)容重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并編制相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，方便學(xué)生學(xué)習(xí)和驗(yàn)證。

4教學(xué)手段和課程考核方式

4.1強(qiáng)調(diào)對(duì)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境、開(kāi)發(fā)工具、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及調(diào)試方法的重視

嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)，然而，嵌入式系統(tǒng)的代碼規(guī)模較大，本科生實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限，課堂實(shí)驗(yàn)應(yīng)多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。因此，學(xué)生必須認(rèn)真對(duì)待基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)熟悉開(kāi)發(fā)環(huán)境、開(kāi)發(fā)工具及程序調(diào)試方法，為自主學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

在嵌入式學(xué)習(xí)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)課對(duì)學(xué)生有非常重要的意義，但是，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中如果只是根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)所描述的原理和步驟，按部就班進(jìn)行操作，那么，他們也只能得到一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，卻無(wú)法了解具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，基本達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的目的。要想通過(guò)實(shí)驗(yàn)真正達(dá)到學(xué)習(xí)的目的，學(xué)生必須扎扎實(shí)實(shí)地從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)做起，不僅要了解實(shí)驗(yàn)原理和步驟，還要認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn)程序，搞清具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，并在開(kāi)發(fā)環(huán)境中利用各種工具對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)加以調(diào)試和驗(yàn)證，從中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題，學(xué)習(xí)別人的編程方法和程序撰寫(xiě)風(fēng)格，逐步建立工程概念，達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。每一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)都有其學(xué)習(xí)重點(diǎn)，或針對(duì)某一具體硬件接口，或針對(duì)某種訪(fǎng)問(wèn)方法，只有掌握了相關(guān)基礎(chǔ)硬件操作方法和實(shí)驗(yàn)方法，才能通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)和研究新器件、新原理、新方法，才能進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)、才能談到創(chuàng)新。本科生嵌入式課程總課時(shí)少、實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限、課下自主學(xué)習(xí)時(shí)間不能保證，因此，認(rèn)真做好基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、熟悉開(kāi)發(fā)環(huán)境和掌握開(kāi)發(fā)調(diào)試實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)學(xué)生今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)非常有益。

對(duì)嵌入式技術(shù)興趣濃厚的學(xué)生，我們可指導(dǎo)其在課余或畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行綜合性項(xiàng)目實(shí)踐，將任務(wù)按處理器及硬件接口設(shè)計(jì)、系統(tǒng)移植、驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)等劃分成若干模塊，讓學(xué)生分工合作，在實(shí)踐過(guò)程中深入學(xué)習(xí)。

4.2通過(guò)學(xué)生自己的設(shè)計(jì)實(shí)例演示激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)信心

嵌入式技術(shù)內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少，學(xué)習(xí)難度大。因此，本科教學(xué)應(yīng)以實(shí)際應(yīng)用為主選擇教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)各占20學(xué)時(shí)。同時(shí)，由于嵌入式系統(tǒng)與特定行業(yè)應(yīng)用密不可分[5]，泛泛的教學(xué)很難激發(fā)學(xué)生的興趣。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，我們可以利用畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生感興趣的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品，如家庭安防系統(tǒng)、mp3、mp4、學(xué)生信息管理系統(tǒng)進(jìn)行先期研發(fā)，并在完善后將其在教學(xué)中給學(xué)生演示，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，并作為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)分析。雖然上述示例中的內(nèi)容學(xué)生比較熟悉，但是，如果它們是由學(xué)生親自動(dòng)手設(shè)計(jì)制作，其意義就不同了，它不僅大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也大大提高了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)積極性。

4.3考核方式設(shè)計(jì)

我們?cè)诳己朔绞缴喜捎霉P試+實(shí)驗(yàn)的形式，筆試題目主要考察基本概念，實(shí)驗(yàn)考核方式則是將實(shí)驗(yàn)題目按難度分成若干等級(jí)，等級(jí)越高分值也越高，學(xué)生可自由選擇實(shí)驗(yàn)等級(jí)，依完成程度在相應(yīng)等級(jí)內(nèi)得分，以此鼓勵(lì)學(xué)生多學(xué)習(xí)、多實(shí)踐。

5課程的長(zhǎng)期建設(shè)問(wèn)題

隨著社會(huì)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)課程越來(lái)越重要。嵌入式系統(tǒng)課程要想持續(xù)發(fā)展，必須具有一支實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師隊(duì)伍，實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練設(shè)備和場(chǎng)所要有保證；同時(shí)，我們應(yīng)鼓勵(lì)教師引導(dǎo)學(xué)生參加嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)大賽，在大賽中鍛煉學(xué)生，也鍛煉教師。目前，我校在這些方面都還處于起步階段，需適當(dāng)加大這些方面的人力物力投入，逐步建立校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地。

由于一門(mén)課程涵蓋的內(nèi)容有限，因此需要對(duì)嵌入式系統(tǒng)課程體系進(jìn)行深入研究，將嵌入式系統(tǒng)課程體系中的某些內(nèi)容與現(xiàn)有教學(xué)計(jì)劃中相關(guān)課程內(nèi)容進(jìn)行合理拆分和組合融合，或適當(dāng)增加一兩門(mén)選修課，使嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程在自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的教學(xué)更加順暢，學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)更加合理，更加適應(yīng)社會(huì)的需求。

嵌入式技術(shù)綜合性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣，要想在一門(mén)課程里覆蓋所有內(nèi)容不現(xiàn)實(shí)。本文在分析企業(yè)對(duì)嵌入式技術(shù)人才需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合本校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行課程定位，并對(duì)嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)過(guò)程中教學(xué)內(nèi)容選擇、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、教學(xué)手段及考核方式等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行論述。本文提出的方法，在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)本科選修課教學(xué)及畢業(yè)設(shè)計(jì)中進(jìn)行了實(shí)施，學(xué)生在40學(xué)時(shí)的課程學(xué)習(xí)中，對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中包括嵌入式處理器及設(shè)備接口硬件平臺(tái)的構(gòu)建和操作系統(tǒng)的裁剪和移植及Linux下設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的流程和方法有了基本的認(rèn)識(shí)和了解，為后續(xù)進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)，達(dá)到了課程設(shè)置的目的。實(shí)踐表明，本文提出的有關(guān)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)思路和方法切實(shí)可行、行之有效。

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New Thinking on Automation Undergraduate Teaching Issues Related to Embedded Systems

ZHANG Lijun

篇6

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）42-0156-02

《嵌入式應(yīng)用》是許多高職高專(zhuān)電子信息工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)核心課程。該課程的教學(xué)改革是這兩個(gè)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)改革的重要組成部分。由于該課程涉及的教學(xué)內(nèi)容范圍很廣、難度很高，教材各單元之間的邏輯關(guān)系是簡(jiǎn)單的堆砌、繁縟的羅列，所以很多學(xué)生對(duì)該課程產(chǎn)生畏學(xué)、厭學(xué)情緒。本文結(jié)合筆者在教學(xué)實(shí)踐中的改革，基于行動(dòng)體系的教學(xué)模式對(duì)《嵌入式應(yīng)用》課程進(jìn)行開(kāi)發(fā)。讓教師成為學(xué)習(xí)過(guò)程的組織者與協(xié)調(diào)者，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)一系列的動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)而掌握職業(yè)技能、習(xí)得專(zhuān)業(yè)知識(shí)。讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)過(guò)程的中心，即行動(dòng)者，通過(guò)“反思性實(shí)踐”，解決特定的個(gè)人的問(wèn)題，通過(guò)自我調(diào)節(jié)的學(xué)習(xí)行動(dòng)去構(gòu)建知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)體系[1]。

一、課程內(nèi)容設(shè)計(jì)的改革

1.崗位需求及能力分析。通過(guò)對(duì)珠三角等城市的電子企業(yè)進(jìn)行調(diào)查可知，嵌入式應(yīng)用主要涉及的典型工作崗位包括電子產(chǎn)品生產(chǎn)、安裝和調(diào)試員、電子產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)和技術(shù)支持員、PCB設(shè)計(jì)員、嵌入式硬件測(cè)試員、通信和安防技術(shù)員以及家電維修技術(shù)員。

這些崗位要求學(xué)生具有介紹和銷(xiāo)售嵌入式產(chǎn)品能力、繪制和修改嵌入式產(chǎn)品PCB板能力、安裝和維護(hù)嵌入式產(chǎn)品能力、嵌入式產(chǎn)品軟件開(kāi)發(fā)能力、嵌入式產(chǎn)品軟硬件調(diào)試能力等等。（1）介紹和銷(xiāo)售嵌入式產(chǎn)品：要求學(xué)生了解產(chǎn)品的各項(xiàng)功能以及技術(shù)指標(biāo)，并能用流利而清晰的語(yǔ)言表達(dá)出來(lái);與客戶(hù)交流時(shí)表現(xiàn)良好的態(tài)度，以誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)為基本原則推銷(xiāo)產(chǎn)品。（2）繪制和修改嵌入式產(chǎn)品PCB板：要求學(xué)生會(huì)安裝和使用常見(jiàn)的電子CAD軟件，根據(jù)客戶(hù)的要求繪制或修改PCB電路圖。（3）安裝和維護(hù)嵌入式產(chǎn)品：要求學(xué)生根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)把產(chǎn)品正確安裝并運(yùn)行起來(lái);能夠查找、分析故障原因，排除故障。（4）嵌入式產(chǎn)品軟件開(kāi)發(fā)：要求學(xué)生會(huì)安裝和使用常見(jiàn)的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)軟件，在嵌入式軟件工程師的指導(dǎo)下完成一些基本的軟件開(kāi)發(fā)工作。（5）嵌入式產(chǎn)品軟硬件調(diào)試：要求學(xué)生學(xué)會(huì)產(chǎn)品的軟件與硬件的聯(lián)調(diào)方法，在遇到產(chǎn)品調(diào)試問(wèn)題時(shí)，能夠分析和確定是硬件設(shè)計(jì)問(wèn)題還是軟件設(shè)計(jì)問(wèn)題，并指出問(wèn)題的產(chǎn)生原因、發(fā)生過(guò)程以及解決意見(jiàn)。

2.人才培養(yǎng)目標(biāo)。根據(jù)多元智能理論，人類(lèi)智能是多元的，個(gè)體身上獨(dú)立存在著語(yǔ)言智能、音樂(lè)智能、數(shù)理邏輯智能、視覺(jué)窨智能、人際關(guān)系智能、內(nèi)省智能、肢體運(yùn)動(dòng)智能等七大智能[2]。不同的教育對(duì)象因擁有處于不同水平的七大智能結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生較大的差異。對(duì)于技工學(xué)校、職業(yè)高中、中專(zhuān)學(xué)校、職業(yè)中專(zhuān)、高職高專(zhuān)院校以及高等本科院校，不同使用同一教學(xué)模式與教學(xué)方法。高職高專(zhuān)院校傾向于職業(yè)教育，應(yīng)抓對(duì)學(xué)生的智能結(jié)構(gòu)，因材施教，才能培養(yǎng)出滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)高職高專(zhuān)學(xué)校的人才需求。職業(yè)教育的培養(yǎng)對(duì)象，主要能傾為形象思維，培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)為技術(shù)型、技能型、技藝型的人才。依據(jù)多元智能理論，通過(guò)對(duì)職業(yè)院校學(xué)生的智能類(lèi)型的準(zhǔn)確定位，可以得到這樣的結(jié)論：就業(yè)導(dǎo)向的職業(yè)教育課程，應(yīng)以從業(yè)中實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)和策略的習(xí)得為主、以適度夠用的概念和原理的理解為輔，即以過(guò)程性知識(shí)為主、陳述性知識(shí)為輔[3]?！肚度胧綉?yīng)用》課程根據(jù)崗位需求、能力分析以及教育對(duì)象的智能類(lèi)型確定課程目標(biāo)：課程緊緊圍繞著工作任務(wù)、企業(yè)研發(fā)項(xiàng)目和典型產(chǎn)品案例，在學(xué)習(xí)過(guò)程中突出對(duì)學(xué)生職業(yè)能力的訓(xùn)練，讓學(xué)生掌握eclipse等嵌入式開(kāi)發(fā)工具的使用方法，能夠安裝、調(diào)試與維護(hù)基于ARM內(nèi)核的嵌入式產(chǎn)品，能夠設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的Android操作系統(tǒng)APP軟件，并運(yùn)用良好的語(yǔ)言和文字把嵌入式產(chǎn)品的功能和技術(shù)指標(biāo)等信息表達(dá)出來(lái)，學(xué)會(huì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、自主創(chuàng)新、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德。

3.學(xué)習(xí)情境開(kāi)發(fā)。學(xué)習(xí)情境的選擇應(yīng)遵循情境性、科學(xué)性和人本性原則。知識(shí)主要分為兩類(lèi)：陳述性知識(shí)和過(guò)程性知識(shí)。陳述性知識(shí)主要用來(lái)說(shuō)明事物的性質(zhì)、特征和狀態(tài)，主要解決“是什么”和“為什么”的問(wèn)題。過(guò)程性知識(shí)主要用來(lái)指出通過(guò)某種作業(yè)形式間接推測(cè)其存在，主要解決“怎么辦”和“怎么做更好”的問(wèn)題。在實(shí)際工作過(guò)程中，這兩類(lèi)知識(shí)往往是結(jié)合在一起的。最初要理解“是什么”和“為什么”的陳述性知識(shí)，然后再利用過(guò)程性知識(shí)實(shí)現(xiàn)“怎么辦”和“怎么做更好”，最后學(xué)習(xí)者所掌握的過(guò)程性知識(shí)也會(huì)促進(jìn)新的陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，還要注重人本性的體現(xiàn)，培養(yǎng)正確的社會(huì)能力，樹(shù)立正確的人生觀和價(jià)值觀，提高個(gè)體的綜合素質(zhì)能力。

學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)需要對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行知識(shí)序化?！肮ぷ鬟^(guò)程系統(tǒng)化”要求課程開(kāi)發(fā)必須解決兩個(gè)問(wèn)題：一是課程內(nèi)容如何選擇，二是課程內(nèi)容如何排序[4]。教材是教育對(duì)象的重要學(xué)習(xí)資料。在由實(shí)際情境構(gòu)成的以過(guò)程邏輯為中心的行動(dòng)體系的職業(yè)教育中，簡(jiǎn)單地講述教材各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)無(wú)法讓學(xué)生習(xí)得過(guò)程性知識(shí)?；诠ぷ鬟^(guò)程系統(tǒng)化的知識(shí)序化，應(yīng)該根據(jù)課程的教學(xué)目標(biāo)，選擇合適的教學(xué)內(nèi)容。如果教材的內(nèi)容無(wú)法滿(mǎn)足課程的教學(xué)目標(biāo)，就需要將“課外知識(shí)”轉(zhuǎn)變成“課內(nèi)知識(shí)”。這里將嵌入式產(chǎn)品的安裝與調(diào)試等相關(guān)內(nèi)容增加到課程內(nèi)容。將教材各單元的應(yīng)用例子組織成“課內(nèi)線(xiàn)”，再利用教材學(xué)習(xí)到的知識(shí)點(diǎn)再遷移到以酒店管理系統(tǒng)為主題的“應(yīng)用線(xiàn)”，再結(jié)合“課內(nèi)訓(xùn)練―課外項(xiàng)目-企業(yè)實(shí)習(xí)的”技能訓(xùn)練環(huán)和“學(xué)習(xí)指導(dǎo)-論壇交流-海量資源-創(chuàng)新活動(dòng)-進(jìn)階訓(xùn)練-企業(yè)項(xiàng)目”的資源平臺(tái)環(huán)，最終形成“雙線(xiàn)雙環(huán)”教學(xué)模式[5]。以酒店管理系統(tǒng)為主題的綜合應(yīng)用案例遵循由淺入深、循序漸進(jìn)、由易至難、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的原則，包括“歡迎用戶(hù)”、“聯(lián)系酒店”、“員工信息添加”、“員工信息管理”、“消防管理”以及“酒店介紹”六大學(xué)習(xí)情境。雙線(xiàn)教學(xué)模式讓學(xué)生既能掌握教材各單元的知識(shí)與技能，更學(xué)會(huì)知識(shí)與技能的遷移應(yīng)用，并且不是簡(jiǎn)單地重復(fù)學(xué)習(xí)內(nèi)容，而是將知識(shí)與技能應(yīng)用到更為完整的綜合應(yīng)用案例中。

二、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革

1.堅(jiān)持“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)方式，注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。在教學(xué)過(guò)程中，以項(xiàng)目為載體的情境化教學(xué)設(shè)計(jì)教導(dǎo)學(xué)生本單元的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，先學(xué)會(huì)如何實(shí)現(xiàn)“課內(nèi)線(xiàn)”，再引導(dǎo)學(xué)生完成“應(yīng)用線(xiàn)”，讓學(xué)生以學(xué)中做、做中學(xué)、再學(xué)中做的學(xué)習(xí)方式完成學(xué)習(xí)過(guò)程。校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室為課題的“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)方式提供了典型的軟硬件學(xué)習(xí)環(huán)境。

2.堅(jiān)持項(xiàng)目小組教學(xué)法，注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)、語(yǔ)言溝通能力。將學(xué)生以2―3人分為一組，分組時(shí)可以自由組合，但要兼顧學(xué)習(xí)水平較差的學(xué)生不能抱團(tuán)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生可以分組討論、分組講解、相互評(píng)分。分組教學(xué)讓學(xué)生之間能夠相互討論、相互學(xué)習(xí)，在“一人計(jì)短，兩人計(jì)長(zhǎng)”的學(xué)習(xí)氛圍下，學(xué)生更容易完成學(xué)習(xí)項(xiàng)目，自信心也在積累中，學(xué)習(xí)積極性也在不斷提高。組內(nèi)如何領(lǐng)導(dǎo)組員參與學(xué)習(xí)，如何分工完成項(xiàng)目，也能細(xì)分地挖掘?qū)W生的個(gè)人專(zhuān)長(zhǎng)。

3.堅(jiān)持項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，注重培養(yǎng)學(xué)生完成一個(gè)完整作品的綜合能力。許多應(yīng)用例子是從一個(gè)完整作品中分割出來(lái)的，專(zhuān)注某個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行單獨(dú)學(xué)習(xí)。而一個(gè)作品要求學(xué)習(xí)者在考慮問(wèn)題方面更全面，知識(shí)遷移能力更高。學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)“課內(nèi)線(xiàn)”的全部例子是整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的基本要求。在實(shí)際中，企業(yè)不可能要求學(xué)生按照教材內(nèi)容重復(fù)實(shí)現(xiàn)一次。企業(yè)產(chǎn)品不斷在創(chuàng)新，這要求勞動(dòng)者將原來(lái)的知識(shí)應(yīng)用到新的場(chǎng)合中。

四、考核方式的改革

考核方式由過(guò)程性考核、結(jié)業(yè)性考核和綜合性考核組成。過(guò)程性考核主要考查學(xué)生完成每一個(gè)子項(xiàng)目時(shí)的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)效果，占40%;結(jié)業(yè)性考核是隨機(jī)抽取一個(gè)子項(xiàng)目作為期末實(shí)操考核，占40%;綜合性考核主要考查學(xué)生完成一個(gè)完整功能作品時(shí)的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)效果，占20%。在考核過(guò)程中，均要求學(xué)生完成對(duì)嵌入式產(chǎn)品的操作、講解產(chǎn)品的功能和技術(shù)指標(biāo)、上交項(xiàng)目報(bào)告。教師會(huì)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)給出成績(jī)。

經(jīng)過(guò)近幾年的教學(xué)實(shí)踐證明，基于行動(dòng)體系對(duì)《嵌入式應(yīng)用》課程進(jìn)行開(kāi)發(fā)，不僅調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生完成項(xiàng)目的自信心，還提高學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)氛圍。

參考文獻(xiàn)：

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Development and Practice of Embedded Application Curriculum Based on the Action System

LIANG Wen-zhen

篇7

隨著物聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)，嵌入式系統(tǒng)以不可阻擋的勢(shì)態(tài)迅猛發(fā)展，作為進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)橋梁的《嵌入式系統(tǒng)》課程也被高校重視起來(lái)，高校是勞動(dòng)力市場(chǎng)供給方，是培養(yǎng)和供應(yīng)嵌入式技術(shù)人才的重要來(lái)源，高校也都在想方設(shè)法進(jìn)行教學(xué)改革，注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，面向社會(huì)，進(jìn)一步適應(yīng)市場(chǎng)需求，培養(yǎng)社會(huì)所需的技術(shù)人才。強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐性和前沿性，同時(shí)也加大與合作企業(yè)教師引進(jìn)的力度。這里以《嵌入式系統(tǒng)》課程為切入點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)課程教學(xué)模式的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行分析，肯定了面向市場(chǎng)需求的課程教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，總結(jié)出面向市場(chǎng)需求的《嵌入式系統(tǒng)》課程一體化教學(xué)模式的亮點(diǎn)，為其他課程進(jìn)行課程一體化課程教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新提供了理論依據(jù)。

一、傳統(tǒng)課程教學(xué)模式的優(yōu)、缺點(diǎn)

任何事情的發(fā)展都是雙向的，有對(duì)有錯(cuò)，有優(yōu)點(diǎn)也存在缺點(diǎn)，傳統(tǒng)課程教學(xué)方法經(jīng)過(guò)教育教學(xué)工作者的繼承和發(fā)揚(yáng)，有優(yōu)勢(shì)同時(shí)存在不足之處，這里進(jìn)行分析：

（一）傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)點(diǎn)

在信息技術(shù)不成熟的時(shí)代，傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)就體現(xiàn)出來(lái)，教學(xué)老師是占主導(dǎo)地位，由于學(xué)生從外界所能獲取的信息較少，學(xué)生對(duì)老師的依賴(lài)性很強(qiáng)，老師上課過(guò)程中就能很好地體現(xiàn)教師情感；老師上課過(guò)程中所需要的教學(xué)器材成本低，易推廣實(shí)施；老師所講的教學(xué)理念容易實(shí)施，老師上課的權(quán)威性就能發(fā)揮的淋漓盡致；學(xué)生依賴(lài)?yán)蠋熃⑼暾闹R(shí)結(jié)構(gòu)與體系；這種以教學(xué)內(nèi)容的穩(wěn)定性和單一性為基本出發(fā)點(diǎn)，以知識(shí)記憶和再現(xiàn)為基本學(xué)習(xí)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)掌握知識(shí)的數(shù)量和準(zhǔn)確性，強(qiáng)調(diào)對(duì)過(guò)去知識(shí)的記憶，強(qiáng)化知識(shí)的積累過(guò)程，學(xué)生能在此環(huán)境下靜心學(xué)習(xí)，能掌握知識(shí)的要領(lǐng)，對(duì)知識(shí)的記憶的能力得到加強(qiáng)。

（二）傳統(tǒng)教學(xué)缺點(diǎn)

傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是不能否認(rèn)的，但缺點(diǎn)也是不可忽視的，這里要辯證地去對(duì)待，要根據(jù)大環(huán)境的變化實(shí)時(shí)應(yīng)對(duì)，信息時(shí)代下，傳統(tǒng)教學(xué)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代教育教學(xué)的需要，不能重視傳授知識(shí)，忽略學(xué)生個(gè)體發(fā)展能力的培養(yǎng)。在教學(xué)方法上，理論與實(shí)踐的脫離；在教學(xué)內(nèi)容上，單一的教學(xué)內(nèi)容與時(shí)代脫軌；在教學(xué)形式上，單一化、模式化的教學(xué)讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)失去興趣；在師生關(guān)系上，重教師的傳道，忽視學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，這在某一種程度上，壓抑著學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)的潛力，使學(xué)生產(chǎn)生抵觸的學(xué)習(xí)情緒，對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生厭惡感，從而阻擋學(xué)生學(xué)習(xí)的通道。

二、面向市場(chǎng)需求的課程教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)

高校所做的培養(yǎng)方案一定要跟上市場(chǎng)的節(jié)拍，不能忽略市場(chǎng)的需求，對(duì)于高校的人才儲(chǔ)備庫(kù)，要能根據(jù)社會(huì)需求自動(dòng)調(diào)整，而不是傳統(tǒng)的一套，或者把傳統(tǒng)的部分全部丟棄，全部重新洗牌，這種做法都是片面的，要能根據(jù)所需實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整，傳統(tǒng)好的部分是可以借鑒的，做到有智慧地吸取精華，剔除糟粕。根據(jù)社會(huì)的需求進(jìn)行調(diào)整。

（一）所學(xué)有所用

面向市場(chǎng)需求的課程教學(xué)模式重視學(xué)生的全面發(fā)展，要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，興趣能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，開(kāi)發(fā)學(xué)生內(nèi)在的潛能。根據(jù)市場(chǎng)的需求培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的能力，注重學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程，同時(shí)要提升學(xué)生的應(yīng)用能力，使所學(xué)有所用，應(yīng)用價(jià)值得到了體現(xiàn)，學(xué)生就愿意花時(shí)間花精力有目的地學(xué)習(xí)。

（二）超越教材

面向市場(chǎng)需求的課程教學(xué)模式，重視學(xué)生掌握獲取知識(shí)的方法，教學(xué)不脫離社會(huì)與人的發(fā)展的實(shí)際要求，使學(xué)生讀活書(shū)，活讀書(shū)，提升學(xué)生思維和創(chuàng)新能力，超越教師和教材。知識(shí)在內(nèi)容上包含著深刻的思維和豐富的智慧，而在形式上，卻是簡(jiǎn)單、呆板、現(xiàn)成的結(jié)論。傳授知識(shí)絕不意味僅僅展現(xiàn)教材上現(xiàn)成結(jié)論和現(xiàn)成論證在形式上的匯聚，而應(yīng)重在揭示隱含在其中的有豐富內(nèi)容的思維過(guò)程，并引導(dǎo)學(xué)生的思維深入到知識(shí)的發(fā)現(xiàn)或再發(fā)現(xiàn)的過(guò)程中去，惟其如此，學(xué)生才能真正理解和掌握知識(shí)，并把教材上的智慧轉(zhuǎn)化成自己的智慧。

（三）理論融合實(shí)訓(xùn)

把理論與實(shí)訓(xùn)融為一體，讓學(xué)生在真實(shí)的環(huán)境中學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，掌握專(zhuān)業(yè)理論，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技能，從理論到實(shí)訓(xùn)形成一個(gè)完整的、全面的知識(shí)架構(gòu)。

通過(guò)所學(xué)有所用、超越教材、理論融合實(shí)訓(xùn)等環(huán)節(jié)可以使學(xué)生有很好地適應(yīng)工作環(huán)境，并能發(fā)揮出自己最大的優(yōu)勢(shì)，能與市場(chǎng)無(wú)縫的鏈接，更好地融入市場(chǎng)。

三、面向市場(chǎng)需求的《嵌入式系統(tǒng)》課程一體化教學(xué)模式的亮點(diǎn)

嵌入式系統(tǒng)課程是高年級(jí)本科生和研究生的課程，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，嵌入式技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，嵌入式技術(shù)人才的社會(huì)需求越來(lái)越強(qiáng)。高校注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，面向社會(huì)，進(jìn)一步適應(yīng)市場(chǎng)的需要，培養(yǎng)社會(huì)所需要的技術(shù)人才。安徽新華學(xué)院是一所民辦高校，經(jīng)過(guò)近不斷的改革與創(chuàng)新，已經(jīng)探索出教、學(xué)、做、研一體化的教學(xué)模式，具體體現(xiàn)以下4個(gè)方面：

（一）培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣

通過(guò)“校企合作、工學(xué)結(jié)合、產(chǎn)教結(jié)合”新路，讓學(xué)生感覺(jué)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，學(xué)習(xí)知識(shí)不是低年級(jí)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，對(duì)于高年級(jí)的學(xué)生，老師要善于培養(yǎng)學(xué)生點(diǎn)到面的學(xué)習(xí)能力，甚至是由點(diǎn)到面，由面到體的學(xué)習(xí)，這樣能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課的興趣，最大地調(diào)動(dòng)內(nèi)在的潛能。

（二）完善的實(shí)踐教學(xué)體系

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、課外興趣小組、等多個(gè)環(huán)節(jié)建設(shè)，形成較為完善課程的實(shí)踐教學(xué)體系。增加了設(shè)計(jì)型、綜合型、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比重，占總實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比例達(dá)到80%以上。同時(shí)，以培養(yǎng)實(shí)踐能力為目標(biāo)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容建設(shè)。

（三）組建實(shí)踐就業(yè)相結(jié)合的平臺(tái)

利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，不斷引進(jìn)虛擬、仿真實(shí)踐教學(xué)資源，構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室，提供學(xué)生模擬企事業(yè)技能操作環(huán)境的場(chǎng)所。在原有基礎(chǔ)上，精心調(diào)整和設(shè)計(jì)新實(shí)踐教學(xué)體系，從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新試驗(yàn)三個(gè)層次來(lái)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、知識(shí)應(yīng)用及創(chuàng)新能力。

（四）融入CDIO工程理念

在《嵌入式系統(tǒng)》授課過(guò)程中，融入CDIO工程理念，重在培養(yǎng)學(xué)生的終生學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)交流能力和大系統(tǒng)掌控能力。有效地提高學(xué)生的就業(yè)能力和社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力，更好地為社會(huì)作貢獻(xiàn)。組建一支結(jié)構(gòu)合理、基礎(chǔ)扎實(shí)、科研意識(shí)強(qiáng)的師資隊(duì)伍。老師要站在科研和教學(xué)的最前沿，將最前沿的研究成果奉獻(xiàn)給學(xué)生。利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，不斷加強(qiáng)內(nèi)在的能力，將教學(xué)融入到科研中，提升教學(xué)科研水平，打造一支開(kāi)放型、多元化、教學(xué)與科研并重的高水平教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

篇8

高三是學(xué)習(xí)生涯的重要階段，現(xiàn)在普遍反映的是“老師教得很辛苦，學(xué)生學(xué)得很辛苦”。高三語(yǔ)文復(fù)習(xí)是對(duì)學(xué)過(guò)的大量基礎(chǔ)知識(shí)的一再牢記鞏固，但在復(fù)習(xí)課的教學(xué)過(guò)程中，如果老師只是一味地給學(xué)生灌輸課本上的基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生不僅會(huì)逐漸失去獨(dú)立思考的能力，還會(huì)漸漸地對(duì)語(yǔ)文這門(mén)學(xué)科感覺(jué)到厭煩。學(xué)習(xí)要講究效率，高效的復(fù)習(xí)方法，才能帶來(lái)更好的復(fù)習(xí)效果。因此，高三的教師和學(xué)生們應(yīng)該識(shí)別并走出高三語(yǔ)文復(fù)習(xí)課的誤區(qū)，對(duì)新課程的課程觀要有充分的認(rèn)識(shí)和理解，新課程視野下的高三學(xué)生們苦于學(xué)的同時(shí)，更應(yīng)該樂(lè)于學(xué)。

一、新課程的內(nèi)涵

新課程的改革目的是通過(guò)推行素質(zhì)教育，改變傳統(tǒng)教學(xué)太過(guò)注重知識(shí)傳授的機(jī)械記憶，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)參與、勤于思考、樂(lè)于探究的態(tài)度，提倡多學(xué)科綜合教學(xué)，注重學(xué)生實(shí)踐能力的提高?；诘睦砟钍顷P(guān)注學(xué)生發(fā)展、強(qiáng)調(diào)教師的成長(zhǎng)、以學(xué)定教。

新課程的課程觀總結(jié)起來(lái)，主要包括以下幾個(gè)方面[1]：

（一）課程價(jià)值觀：以學(xué)生為本。新課程視野下，基礎(chǔ)教育最重要的價(jià)值是學(xué)生的全面發(fā)展與個(gè)性培養(yǎng)， 尊重學(xué)生的獨(dú)特個(gè)性和學(xué)習(xí)能力的差異，促進(jìn)學(xué)生健康成長(zhǎng)，快樂(lè)學(xué)習(xí)的課程價(jià)值觀。

（二）課程文化觀：科教與人文的結(jié)合。不僅要注重科學(xué)知識(shí)的傳授，也應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)?？茖W(xué)人文主義，應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)科學(xué)與人文彼此關(guān)照、相互包容， 最終達(dá)到二者你中有我、我中有你， 協(xié)調(diào)統(tǒng)一、渾然一體[1]。

（三）課程生態(tài)觀：回歸現(xiàn)實(shí)生活。學(xué)習(xí)高于生活，也源于生活，基礎(chǔ)課程的設(shè)置應(yīng)該突破學(xué)科的束縛，回歸生活，避免學(xué)生一味讀書(shū)，缺乏生活常識(shí)。

（四）課程實(shí)施觀：教學(xué)相長(zhǎng)。新課程背景下，應(yīng)該營(yíng)造一種引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、調(diào)查、探究， 促進(jìn)學(xué)生在教師指導(dǎo)下主動(dòng)地、富有個(gè)性地學(xué)習(xí)的環(huán)境。

二、高三語(yǔ)文復(fù)習(xí)目前存在的問(wèn)題

（一）偏愛(ài)“題?！?戰(zhàn)術(shù)，學(xué)習(xí)任務(wù)重

高三語(yǔ)文教學(xué)過(guò)程中，教師注重提高學(xué)生的應(yīng)試能力，在高三復(fù)習(xí)過(guò)程中，教師偏愛(ài)“題?！睉?zhàn)術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)大量做題，牢記正確答案，寄希望于考試中的撞車(chē)現(xiàn)象的發(fā)生[2]。這樣的復(fù)習(xí)方式，加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)，減少了學(xué)生看書(shū)的時(shí)間，讓學(xué)生只是盲目地做題，并不能真正的掌握知識(shí)，短時(shí)間的強(qiáng)效記憶也并不是很牢靠。

（二）重視復(fù)習(xí)資料，對(duì)教材的重視不夠

高三的復(fù)習(xí)過(guò)程中，會(huì)有很多資料需要學(xué)習(xí)，歷屆的高考真題可以讓學(xué)生了解試卷結(jié)構(gòu)，熟悉考試模式，但太過(guò)依賴(lài)真題、密卷之類(lèi)的命中率，而忽視教材內(nèi)容的學(xué)習(xí)，是常見(jiàn)的教學(xué)復(fù)習(xí)的誤區(qū)，高考試題都是源于教材的，不能本末倒置。

（三）多媒體教學(xué)下，學(xué)生缺乏思考

信息技術(shù)分發(fā)展給教學(xué)帶來(lái)了便利，很大程度上減輕了教師的負(fù)擔(dān)，也調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，但過(guò)分地依賴(lài)課件，忽略教材內(nèi)容，會(huì)讓學(xué)生失去了獨(dú)立思考，自主學(xué)習(xí)的能力。

（四）注重基礎(chǔ)知識(shí)的熟記，忽略了閱讀和寫(xiě)作的重要性

閱讀和寫(xiě)作在語(yǔ)言類(lèi)學(xué)習(xí)中很重要，在高考中也占了很大的一部分分值，但在教學(xué)過(guò)程中教師和學(xué)生容易將復(fù)習(xí)重心放在基礎(chǔ)知識(shí)的識(shí)記上，輕視閱讀與作文的訓(xùn)練，。可能是由于一些生僻的基礎(chǔ)知識(shí)題目比較難，但一段時(shí)間的學(xué)習(xí)后容易產(chǎn)生明顯的效果，而閱讀合作需要長(zhǎng)時(shí)間的積累。

三、新課程視野下提高高三語(yǔ)文復(fù)習(xí)效率的策略

針對(duì)上述問(wèn)題，本文主要給出了以下幾點(diǎn)建議：

（一）營(yíng)造廣泛閱讀、樂(lè)于求知的氛圍

語(yǔ)文課堂教學(xué)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的興趣，只有當(dāng)學(xué)生自己感受到了學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，才會(huì)更愿意學(xué)，學(xué)起來(lái)會(huì)更有效率。應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生在課余時(shí)間廣泛閱讀，關(guān)注一些時(shí)事熱點(diǎn)，將課程知識(shí)和課下的收獲結(jié)合，知識(shí)面更豐富，視野也更廣闊。有教育專(zhuān)家曾指出，復(fù)習(xí)過(guò)程中，讓學(xué)生做一張?jiān)嚲砼c做十張?jiān)嚲硇Ч且粯拥腫3]。可見(jiàn)題海戰(zhàn)術(shù)是不夠科學(xué)的，掌握解題方法比做海量的試題更有效，要學(xué)會(huì)舉一反三。

（二）教材為主，復(fù)習(xí)資料為輔

在復(fù)習(xí)的過(guò)程中，應(yīng)該以教材為主，復(fù)習(xí)資料只是起輔助作用，高考試題源于教材，教材是根據(jù)教學(xué)大綱編制的，應(yīng)該是學(xué)生最重要的復(fù)習(xí)資料。教師對(duì)復(fù)習(xí)資料的把握應(yīng)該要適當(dāng)，同時(shí)也應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材對(duì)復(fù)習(xí)資料進(jìn)行學(xué)習(xí)。但也不能忽視復(fù)習(xí)資料的重要性，復(fù)習(xí)資料能彌補(bǔ)教材內(nèi)容的缺陷，畢竟教材的更新速度比較慢，每年都會(huì)出來(lái)一些新的題型和考點(diǎn)，復(fù)習(xí)資料可以幫助學(xué)生了解新題型和考試重點(diǎn)，結(jié)合起來(lái)學(xué)習(xí)才能夠更有效。

（三）培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的能力

“授之以魚(yú)，不如授之以漁”[3]，不能太依賴(lài)參考答案，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生有自己的學(xué)習(xí)方法，讓學(xué)生自己去探索，并掌握規(guī)律，形成能力。注重對(duì)學(xué)生語(yǔ)感的培養(yǎng)，可以開(kāi)設(shè)閱讀和寫(xiě)作訓(xùn)練課程，讓學(xué)生在練習(xí)過(guò)程中提高自己的語(yǔ)言理解能力，也能積累更多的知識(shí)。

（四）給學(xué)生心理減壓，營(yíng)造輕松的學(xué)習(xí)氛圍

現(xiàn)在經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)有高三的學(xué)生不堪重負(fù)，心理壓力太大不能正常參加高考的新聞。高三的學(xué)習(xí)很重要，時(shí)間很緊張，有時(shí)候家長(zhǎng)和老師就容易在行動(dòng)和語(yǔ)言上給學(xué)生心理暗示，讓他們時(shí)刻想著高考的重要性，這樣會(huì)造成學(xué)生的心理負(fù)擔(dān)，當(dāng)長(zhǎng)期處于高壓狀態(tài)，不利于學(xué)生個(gè)性的健全成長(zhǎng)，反而會(huì)適得其反。所以，在高三語(yǔ)文的復(fù)習(xí)過(guò)程中，老師不僅應(yīng)該少給學(xué)生心理暗示，還需要注意合理引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)高考，幫助學(xué)生減緩心理壓力。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著教學(xué)體制的不斷改革，學(xué)習(xí)效率成了教學(xué)過(guò)程中探索的熱點(diǎn)話(huà)題。教育體制改革的核心是怎樣組織教學(xué)的實(shí)施，而最重要的途徑就是課堂的教學(xué)。語(yǔ)文復(fù)習(xí)的過(guò)程是溫習(xí)學(xué)過(guò)的知識(shí)，不像學(xué)習(xí)新事物那樣讓人有新鮮感，記記背背過(guò)程也比較枯燥，高三學(xué)生的復(fù)習(xí)時(shí)間很緊張，所以提高學(xué)習(xí)效率顯得尤為重要。在高三語(yǔ)文復(fù)習(xí)的過(guò)程中，容易出現(xiàn)一些教學(xué)上的誤區(qū)，比如大搞題海戰(zhàn)術(shù)；重復(fù)習(xí)資料，輕教材；不注重寫(xiě)作閱讀能力的培養(yǎng)，教師和家長(zhǎng)容易給學(xué)生施加心理壓力等，這些都可能導(dǎo)致教師和學(xué)生都很辛苦，但是教學(xué)質(zhì)量不高。所以，本文主要是結(jié)合新課程的一些理念，給出了上述的一些教學(xué)上的建議。

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篇9

中圖分類(lèi)號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1引言

網(wǎng)絡(luò)、通信、多媒體和信息家電時(shí)代的到來(lái),無(wú)疑為32位嵌入式系統(tǒng)高端應(yīng)用提供了空前巨大的發(fā)展空間;同時(shí),也為力不從心的8位單片機(jī)向高端發(fā)展起到了接力作用。嵌入式技術(shù)及產(chǎn)品的快速成長(zhǎng)成了全球IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的顯著特征,嵌入式技術(shù)是二十一世紀(jì)最有活力和生命力的新技術(shù)之一。然而在中國(guó),嵌入式軟件復(fù)合型人才的缺乏,已成為嵌入式產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的瓶頸,作為對(duì)新技術(shù)研究和探索最活躍的群體之一――高等院校中獨(dú)立軟件學(xué)院,如何接受嵌入式技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn),學(xué)習(xí)嵌入式、研究嵌式、使用嵌入式,已成為一個(gè)重要的研究課題,加強(qiáng)與完善高校嵌入式系統(tǒng)教學(xué)迫在眉睫。由于國(guó)內(nèi)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)起步較晚,目前還沒(méi)有形成適應(yīng)高校教學(xué)的一個(gè)統(tǒng)一的教學(xué)體系和教學(xué)規(guī)范。由此強(qiáng)調(diào)要以信息技術(shù)為手段,深化教學(xué)改革和人才培養(yǎng)模式改革,如何根據(jù)社會(huì)的實(shí)際需要,培養(yǎng)具有一定專(zhuān)業(yè)特色的和特定能力強(qiáng)的軟件實(shí)用型、復(fù)合型人才是我們學(xué)院應(yīng)首要解決的問(wèn)題。因此必須深入探究嵌入式系統(tǒng)課程體系結(jié)構(gòu),尋求各專(zhuān)業(yè)嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)解決方案,積累教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),建立較規(guī)范的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)體系,使嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)更好地融入到教學(xué)與科研活動(dòng)中,以適應(yīng)社會(huì)對(duì)嵌入式系統(tǒng)人才的需求,對(duì)于深化我國(guó)高校的教學(xué)改革具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2嵌入式系統(tǒng)教學(xué)體系探究

嵌入式系統(tǒng)作為一個(gè)新興的課程體系,目前在教學(xué)過(guò)程中相關(guān)先修課程與基礎(chǔ)知識(shí)的準(zhǔn)備教學(xué)內(nèi)容(包括硬件平臺(tái)與軟件平臺(tái))的選擇、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)組織等問(wèn)題依然處于爭(zhēng)論和探索階段。國(guó)內(nèi)高校對(duì)于嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)研討從嵌入式課程體系的設(shè)置、嵌入式理論教學(xué)的開(kāi)展、嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展、嵌入式綜合設(shè)計(jì)與學(xué)生工程實(shí)訓(xùn)等幾方面展開(kāi)。

2.1嵌入式系統(tǒng)教學(xué)分析

(1) 從應(yīng)用角度來(lái)分析,具有世界最大嵌入式技術(shù)市場(chǎng)的中國(guó),嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中更多的強(qiáng)調(diào)以“應(yīng)用”為中心。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)還必須具有一定的行業(yè)領(lǐng)域知識(shí),教學(xué)中最好要在一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用項(xiàng)目開(kāi)發(fā)環(huán)境中去實(shí)踐,提高嵌入式軟件開(kāi)發(fā)方面的綜合應(yīng)用能力。

(2) 從學(xué)科專(zhuān)業(yè)角度來(lái)分析,嵌入式系統(tǒng)涉及多門(mén)交叉學(xué)科致使將嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)大致分為三類(lèi):軟件學(xué)院專(zhuān)業(yè)嵌入式教學(xué);計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)嵌入式教學(xué);微電子、電子信息工程、自動(dòng)化等相關(guān)專(zhuān)業(yè)嵌入式教學(xué)。在嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中應(yīng)重視不同專(zhuān)業(yè)嵌入式課程體系建設(shè)、課程目標(biāo)和內(nèi)容等方面展開(kāi)。

(3) 從技術(shù)角度來(lái)分析,嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件有機(jī)的結(jié)合體。要考慮什么樣的硬件設(shè)計(jì)更容易編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序,軟件處理效率等因素就必須要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)相關(guān)的知識(shí),同時(shí)需要考慮如何取舍軟硬件設(shè)計(jì)。由此嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)同時(shí)具備軟件和硬件兩方面及綜合性知識(shí)分析能力。

2.2嵌入式系統(tǒng)方向理論課程體系

本科階段的按專(zhuān)業(yè)方向課程規(guī)劃既要重視基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí),又要注重實(shí)踐性,既要突出專(zhuān)業(yè)自身特點(diǎn),又要把握嵌入式系統(tǒng)在多學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域中相互滲透的規(guī)律。不同專(zhuān)業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系如圖1所示。信息工程專(zhuān)業(yè)涉及的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課包括數(shù)字電路、微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理與接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)組成原理、可編程邏輯器件、EDA設(shè)計(jì)等課程。而軟件工程專(zhuān)業(yè)涉及的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課則為C/C++語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)編成、編譯原理、軟件工程、操作系統(tǒng)等。嵌入式系統(tǒng)課程體系包含兩個(gè)專(zhuān)業(yè)的相關(guān)內(nèi)容。數(shù)字電路的知識(shí)是從事嵌入式系統(tǒng)的必備,關(guān)鍵要增強(qiáng)邏輯思維能力。C語(yǔ)言作為一種“高級(jí)的低級(jí)”語(yǔ)言、易移植、易維護(hù)、可讀性強(qiáng)、具有強(qiáng)大的內(nèi)存操作能力,成為嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的最佳選擇。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法在嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中要作為重點(diǎn),可適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)課時(shí),無(wú)論學(xué)生以后從事嵌入式系統(tǒng)的軟件還是硬件開(kāi)發(fā),這門(mén)課的思想將貫穿其中,這兩門(mén)課程教師應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生加強(qiáng)上機(jī)實(shí)驗(yàn)的操作,鼓勵(lì)相互交流,體會(huì)編程的思想。

嵌入式處理器體系結(jié)構(gòu):在嵌入式領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的是ARM(Advanced RISC Machines)系列微處理器。ARM公司引發(fā)了嵌入式領(lǐng)域的一場(chǎng)革命,在低功耗、低成本的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域確立了市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位,是目前32位市場(chǎng)中使用最廣泛的微處理器,學(xué)習(xí)以ARM為架構(gòu)的嵌入式技術(shù)具有非常廣闊的前景。對(duì)于嵌入式操作系統(tǒng):目前比較適合用于本院教學(xué)主要有VxWorks、Windows CE、Linux(uClinux)和μC/OS-Ⅱ等?；贚inux內(nèi)核穩(wěn)定可靠、源碼免費(fèi)開(kāi)放等優(yōu)勢(shì)成了教學(xué)和學(xué)習(xí)嵌入式操作系統(tǒng)的首選。嵌入式的軟件開(kāi)發(fā)從智能手機(jī)開(kāi)發(fā)(SYMBIAN)、J2ME程序設(shè)計(jì)、數(shù)字媒體終端等實(shí)踐編程。嵌入式軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言主要有匯編語(yǔ)言、C/C++語(yǔ)言、Java語(yǔ)言等。

2.3嵌入式系統(tǒng)方向?qū)嶒?yàn)課程體系

嵌入式系統(tǒng)是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程體系,學(xué)好嵌入式系統(tǒng)課程不僅有助于學(xué)生了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法,而且能提高學(xué)生對(duì)于相關(guān)學(xué)科的理解和實(shí)際應(yīng)用能力。在嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)是最重要的環(huán)節(jié)之一,是學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的關(guān)鍵。為滿(mǎn)足不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)要求,我校現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備40套(XScale PXA270處理器)及相關(guān)配套實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)試儀器,實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容涉及微處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、嵌入式中間件平臺(tái)開(kāi)發(fā)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)等內(nèi)容。為達(dá)到教學(xué)目標(biāo),將實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系分為基礎(chǔ)類(lèi)實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新類(lèi)實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)類(lèi)實(shí)驗(yàn):采用理論授課與動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式,讓學(xué)生了解開(kāi)發(fā)環(huán)境和開(kāi)發(fā)流程,掌握實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)工具的使用方法,熟悉軟件編程環(huán)境,根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的調(diào)試,讀懂實(shí)驗(yàn)源程序和程序的運(yùn)行過(guò)程,使學(xué)生能夠進(jìn)行修改、組合和補(bǔ)充式的應(yīng)用編程。包括ARM集成開(kāi)發(fā)環(huán)境ADS1.2的使用與仿真調(diào)試方法、ARM中的匯編程序與C語(yǔ)言調(diào)用的混合編成等15個(gè)實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn):主要采取精講精練的方式進(jìn)行,使學(xué)生能夠掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。教師指定幾個(gè)設(shè)計(jì)課題,并提供任務(wù)書(shū),任務(wù)書(shū)內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)所涉及的主要內(nèi)容、要實(shí)現(xiàn)的功能說(shuō)明及實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題。學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)程序,選擇硬件接口并調(diào)試,獨(dú)立進(jìn)行課題設(shè)計(jì),并寫(xiě)出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,教師在設(shè)計(jì)過(guò)程中僅起指導(dǎo)作用。包括嵌入式Linux內(nèi)核分析、裁減、移植和燒寫(xiě)在內(nèi)的10個(gè)實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)新類(lèi)實(shí)驗(yàn):為了培養(yǎng)學(xué)生的科研能力、創(chuàng)新思維能力和工程實(shí)踐能力,研究課題和內(nèi)容由他們自己提出,或是來(lái)自教師的科研課題,或是與企業(yè)相結(jié)合的科研項(xiàng)目,學(xué)生自己討論確定研究方法和研究手段,利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和條件進(jìn)行課題研究,教師在一定階段給予必要的指導(dǎo)。

3嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐

(1) 注重理論知識(shí)和實(shí)踐訓(xùn)練相結(jié)合教學(xué),著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

結(jié)合實(shí)例講解理論,使理論來(lái)源于實(shí)踐,又進(jìn)一步指導(dǎo)實(shí)踐。在課堂教學(xué)中,要求教師注重體現(xiàn)工科特色,突出本課程在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中的基礎(chǔ)性作用。由于嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程體系,學(xué)生的動(dòng)手能力的培養(yǎng)是嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。在教學(xué)方式上,注重采用理論與案例相結(jié)合的課堂教學(xué)、系統(tǒng)的多級(jí)課程實(shí)踐、工程實(shí)習(xí)以及前沿技術(shù)講座等多種形式的教學(xué)與實(shí)訓(xùn),使學(xué)生在掌握扎實(shí)的嵌入式軟件基礎(chǔ)理論、開(kāi)發(fā)技術(shù)和工具的基礎(chǔ)上,進(jìn)行嵌入式軟件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)相統(tǒng)一。在實(shí)踐教學(xué)手段上,除了繼續(xù)加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和理論課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)外,還提出了“實(shí)驗(yàn)選修課”的新模式,要求各專(zhuān)業(yè)大學(xué)生必須修滿(mǎn)一定的實(shí)驗(yàn)選修課學(xué)分。實(shí)驗(yàn)選修課面向全校各專(zhuān)業(yè)開(kāi)放,課程強(qiáng)調(diào)以實(shí)踐為主,進(jìn)行綜合性、設(shè)計(jì)性的訓(xùn)練。而該課程的教授中占據(jù)著核心地位的是創(chuàng)新能力的培養(yǎng):采取學(xué)校與企業(yè)合作,企業(yè)中有工程經(jīng)驗(yàn)豐富的一線(xiàn)工程人員和高水平的技術(shù)團(tuán)隊(duì),構(gòu)建這樣一個(gè)高水平的學(xué)生工程實(shí)踐環(huán)境,為學(xué)生提供實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)機(jī)會(huì),完善自身職業(yè)素質(zhì)和工程能力;通過(guò)大學(xué)生嵌入式設(shè)計(jì)競(jìng)賽可以針對(duì)具體問(wèn)題使學(xué)生在實(shí)踐中提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力。

(2) 配套立體化教材,共享嵌入式系統(tǒng)教學(xué)資源。

如果僅僅是購(gòu)買(mǎi)了一個(gè)開(kāi)發(fā)套件而沒(méi)有相應(yīng)的配套技術(shù)資料,可想而知學(xué)習(xí)的效果肯定是很差的,因?yàn)橹挥信涮椎馁Y料才能體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者的原創(chuàng)思想,更為重要的是在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到了困難,配套的技術(shù)資料可以幫助老師和學(xué)生加深理解、解決問(wèn)題。各硬件廠(chǎng)商提供的產(chǎn)品芯片說(shuō)明和開(kāi)發(fā)參考以及嵌入式操作系統(tǒng)的源代碼和相應(yīng)軟件環(huán)境使用說(shuō)明是最好的教材。但資料多為英文,學(xué)生使用起來(lái)比較吃力,所以此時(shí)教材的選擇非常重要,課程開(kāi)始給學(xué)生推薦經(jīng)典的教材,在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生盡快過(guò)渡到英文資料的閱讀和使用上。多媒體教學(xué)比傳統(tǒng)教學(xué)的模式具有更大的優(yōu)勢(shì),多媒體教學(xué)把枯燥的計(jì)算機(jī)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為生動(dòng)的圖像、交互和視聽(tīng)媒體,把教學(xué)內(nèi)容直觀化,有利于學(xué)生更好地接受知識(shí)。同時(shí),加強(qiáng)教師的培訓(xùn),提高教師應(yīng)用網(wǎng)上資源進(jìn)行教學(xué)、整合網(wǎng)上資源的技能。

(3) 總結(jié)教學(xué)方法,提高實(shí)際教學(xué)效益。

運(yùn)用“學(xué)教并重”進(jìn)行課程教學(xué)設(shè)計(jì)、采取了互動(dòng)式教學(xué)、采用啟發(fā)式、范例式課堂教學(xué)、現(xiàn)代與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合,直觀、生動(dòng)的等多種教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)熱情,讓他們成為教學(xué)中的主體,并培養(yǎng)其收集相關(guān)領(lǐng)域信息、拓寬知識(shí)面的能力。將教學(xué)的重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力上。從而達(dá)到能理解嵌入式軟件設(shè)計(jì)文檔;獨(dú)立負(fù)責(zé)嵌入式軟件組件編碼和調(diào)試;執(zhí)行軟件組件的單元測(cè)試;符合嵌入式軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)的入職要求等教學(xué)效益。

4結(jié)語(yǔ)

嵌入式系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)真正得到發(fā)展還是近幾年的事情,還沒(méi)有形成統(tǒng)一的教學(xué)體系和規(guī)范,加之社會(huì)對(duì)高素質(zhì)嵌入式系統(tǒng)人才的需求日益增加,各個(gè)高校迫切要求建立嵌入式系統(tǒng)課程體系、實(shí)驗(yàn)體系、教材體系和教師培養(yǎng)體系,本文所探究的針對(duì)軟件本科專(zhuān)業(yè)的嵌入式系統(tǒng)理論課程體系和實(shí)驗(yàn)課程體系,積累嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)實(shí)踐,融合了社會(huì)企業(yè)的需求和軟件專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn),符合實(shí)際應(yīng)用。當(dāng)然,獨(dú)立軟件學(xué)院的嵌入式方向的教學(xué)還任重道遠(yuǎn),需要從事嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的教師在實(shí)踐中不斷地進(jìn)行研究、不斷地積累經(jīng)驗(yàn),不斷地創(chuàng)新,才能培養(yǎng)出社會(huì)所需要的高素質(zhì)嵌入式技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn):

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The Teaching Research and Practice of Embedded System for the Software Speciality

HE Jian-feng, JIANG Lin, LIU Lin

篇10

0、引言

嵌入式技術(shù)是21世紀(jì)最有活力和生命力的新技術(shù)之一，近年來(lái)已逐漸成為IT行業(yè)的核心方向。我們有理由相信在未來(lái)20年內(nèi)，全球?qū)⑦M(jìn)入嵌入式時(shí)代和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。特別是最近幾年，隨著嵌入式軟硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展，嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)迅速滲入各個(gè)行業(yè)，生活中隨處可見(jiàn)嵌入式技術(shù)的產(chǎn)品及應(yīng)用，例如智能家電、智能手機(jī)、各類(lèi)導(dǎo)航設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、高清電視、視頻監(jiān)控等。智能機(jī)器人、醫(yī)療儀器、航空航天等領(lǐng)域同樣離不開(kāi)嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)前最有發(fā)展前途的行業(yè)之一。

1、嵌入式系統(tǒng)人才需求狀況

嵌入式系統(tǒng)是指在產(chǎn)品或設(shè)備內(nèi)部以微控制器為核心，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能化功能的軟件系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的意義在于對(duì)設(shè)備進(jìn)行智能控制，實(shí)現(xiàn)其創(chuàng)新價(jià)值。嵌入式系統(tǒng)人才行業(yè)需求分布如表1所示。

目前，我國(guó)嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)的特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。

1）人才儲(chǔ)備不足。嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展帶動(dòng)了社會(huì)工業(yè)化和信息化的快速發(fā)展，對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)起到積極地促進(jìn)作用。生產(chǎn)嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品和設(shè)備的企業(yè)也不斷增加，相關(guān)人才的需求量也隨之增加。但是學(xué)校和社會(huì)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)對(duì)嵌入式系統(tǒng)人才的培養(yǎng)機(jī)制和規(guī)模還不夠完善，造成了人才奇缺的狀況。

2）專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)門(mén)檻高。從事嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的人員必須具備一定的系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)I(yè)基礎(chǔ)，要掌握軟件的底層開(kāi)發(fā)技術(shù)和硬件工作原理。所以在進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)之前，首先要熟悉軟硬件的基礎(chǔ)知識(shí)。

3）技術(shù)人員就業(yè)面廣。嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)分布較廣，不同的行業(yè)又有不同的軟硬件側(cè)重點(diǎn)。例如，通信工程、電子工程方向的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員主要從事硬件設(shè)計(jì)工作，嵌入式操作系統(tǒng)、內(nèi)核剪裁程序和驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)相關(guān)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員主要從事軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)工作。所以嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)的就業(yè)面很廣，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行定向培養(yǎng)。

2、嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)模式

培養(yǎng)合格的嵌入式系統(tǒng)人才，是一項(xiàng)科學(xué)的系統(tǒng)工程。經(jīng)過(guò)多年的理論研究和教學(xué)改革，我們探索出一套符合嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)要求的培養(yǎng)體系，具體內(nèi)容包括教學(xué)方法改革、課程體系改革、教學(xué)環(huán)境建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)、校企聯(lián)合辦學(xué)等。

1）教學(xué)方法改革。我們采用基于建構(gòu)主義教學(xué)理論的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法作為嵌入式系統(tǒng)課程的基本教學(xué)方法。任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法的核心思想就是以學(xué)生為中心展開(kāi)課程，把任務(wù)作為主線(xiàn)，教師作為向?qū)?，引?dǎo)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。在課程展開(kāi)過(guò)程中設(shè)置一系列能夠體現(xiàn)綜合設(shè)計(jì)能力的教學(xué)任務(wù)，學(xué)生通過(guò)完成這些任務(wù)來(lái)掌握課內(nèi)外知識(shí)，同時(shí)養(yǎng)成獨(dú)立思考和實(shí)踐創(chuàng)新的良好習(xí)慣。

2）課程體系改革。嵌入式系統(tǒng)課程體系的最大特點(diǎn)就是突出實(shí)踐環(huán)節(jié)，因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)人才的培養(yǎng)是面向工程的。學(xué)生只有在校內(nèi)外完成足夠的實(shí)踐內(nèi)容才能真正掌握嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的能力。嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)中幾乎所有的專(zhuān)業(yè)課程都有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，重要的課程還專(zhuān)門(mén)設(shè)置了課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，由學(xué)生組成小型團(tuán)隊(duì)完成與課程相關(guān)的項(xiàng)目。

3）教學(xué)環(huán)境建設(shè)。為了更好地展開(kāi)教學(xué)，學(xué)校投入專(zhuān)項(xiàng)資金建設(shè)了嵌入式實(shí)驗(yàn)室，購(gòu)買(mǎi)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備。以此為契機(jī)，計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息工程學(xué)院設(shè)置了眾多大、中、小型實(shí)驗(yàn)室，并配以不同的等級(jí)。對(duì)于大型A級(jí)實(shí)驗(yàn)室，主要供全院學(xué)生進(jìn)行專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)使用；對(duì)于中型B級(jí)實(shí)驗(yàn)室，主要功能為專(zhuān)業(yè)方向課的課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所；對(duì)于小型的C級(jí)實(shí)驗(yàn)室，主要供學(xué)生組建的小型項(xiàng)目研發(fā)小組使用。不同的實(shí)驗(yàn)室有不同的管理辦法，這一措施有力地保障了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不同需求，對(duì)促進(jìn)教學(xué)起到了非常積極的作用。

4）師資隊(duì)伍建設(shè)。建立一支熟練掌握嵌入式專(zhuān)業(yè)技術(shù)的師資隊(duì)伍是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。學(xué)校采用“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)的方法，選派教師和研究人員到企業(yè)實(shí)地考察、學(xué)習(xí)和工作，參與企業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和項(xiàng)目建設(shè)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的鍛煉后，教師的專(zhuān)業(yè)技能得到了更新或提升，并且明確了企業(yè)用人的原則，真正實(shí)現(xiàn)“努力做到企業(yè)需要什么，我們的教師就精通什么，我們的學(xué)生就會(huì)什么?！?/p>

5）校企聯(lián)合辦學(xué)。為了讓教學(xué)更加貼近工程應(yīng)用實(shí)際，學(xué)校定期邀請(qǐng)企業(yè)精英來(lái)學(xué)校開(kāi)展技術(shù)講座。通過(guò)介紹行業(yè)動(dòng)態(tài)和前沿技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，讓學(xué)生了解就業(yè)形勢(shì)和技術(shù)學(xué)習(xí)的方向。另外學(xué)校還和國(guó)內(nèi)外知名嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)企業(yè)簽訂聯(lián)合培養(yǎng)協(xié)議，企業(yè)派遣專(zhuān)業(yè)人員到校內(nèi)進(jìn)行課程輔導(dǎo)，學(xué)校派遣教師和學(xué)生到企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)。

3、嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)實(shí)踐

3.1 教學(xué)體系改革

嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)在依托校內(nèi)辦學(xué)優(yōu)勢(shì)和當(dāng)?shù)厍度胧郊夹g(shù)產(chǎn)業(yè)資源優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，響應(yīng)學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革的號(hào)召，分階段地實(shí)施嵌入式系統(tǒng)教學(xué)體系改革。嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系改革示意圖如圖1所示。

準(zhǔn)備階段，我們建立了嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)教研室和相關(guān)教師隊(duì)伍，組織教師進(jìn)行理論研究和培訓(xùn)，同時(shí)結(jié)合學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求制定嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)方案；合作階段，利用校企合作平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，建設(shè)一批校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地，同時(shí)為嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)教學(xué)配備軟硬件教學(xué)環(huán)境；實(shí)踐階段，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法展開(kāi)面向?qū)嵺`與創(chuàng)新的職業(yè)技能培養(yǎng)課程，同時(shí)利用校內(nèi)外的企業(yè)合作資源進(jìn)行定向培養(yǎng)；拓展階段，在完成教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)，要敏銳捕捉企事業(yè)單位的人才需求信息，以組織就業(yè)指導(dǎo)和企業(yè)見(jiàn)面會(huì)的形式來(lái)拓展教學(xué)理念。最后還要不斷完善人才培養(yǎng)體系，把建設(shè)過(guò)程中的寶貴經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到其他專(zhuān)業(yè)的教學(xué)中去。

3.2 課程體系改革

在明確教學(xué)體系的基礎(chǔ)上，哈爾濱師范大學(xué)對(duì)嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)的課程體系也作了較大修改，如表2所示。

課程體系中主要包括以下5類(lèi)課程。

1）公共基礎(chǔ)課：是本科生必修的基礎(chǔ)課程，如高等數(shù)學(xué)、外語(yǔ)、體育、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等。

2）專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程：計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程，包括c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電子線(xiàn)路CAD、單片機(jī)原理及應(yīng)用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、軟件工程導(dǎo)論、JAVA程序設(shè)計(jì)等。

3）專(zhuān)業(yè)方向課程：該類(lèi)課程主要培養(yǎng)學(xué)生成為合格的嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)人才，主要課程有嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、嵌入式系統(tǒng)體系與結(jié)構(gòu)、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式軟件設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)、WinCE操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)等。

4）課程設(shè)計(jì)：為培養(yǎng)學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程而開(kāi)設(shè)的課程設(shè)計(jì)，包括c語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、CAD課程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、JAVA課程設(shè)計(jì)、嵌入式程序設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、WinCE操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)等。

5）企業(yè)實(shí)踐：主要包括專(zhuān)家講座、工程實(shí)踐、企業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。這些課程不同于校內(nèi)課程，需要依托校企合作平成。這類(lèi)課程直接面向就業(yè)，對(duì)學(xué)生的職業(yè)技能和就業(yè)去向有較大影響。

3.3 校企合作建設(shè)

學(xué)校根據(jù)嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式的要求，結(jié)合學(xué)校和企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐探索，積極建設(shè)資源共享、技術(shù)交流、就業(yè)定向培養(yǎng)等聯(lián)合培養(yǎng)體系。學(xué)校聘請(qǐng)企業(yè)精英到校內(nèi)任教或輔導(dǎo)，同時(shí)還派學(xué)生到企業(yè)參加技術(shù)培訓(xùn)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作。哈爾濱師范大學(xué)的“數(shù)字電路”課程就是和當(dāng)?shù)仉娮涌萍计髽I(yè)合作開(kāi)設(shè)的，任課教師是對(duì)方資深開(kāi)發(fā)工程師，完成該門(mén)課程學(xué)習(xí)的學(xué)生可以簽署專(zhuān)業(yè)人才就業(yè)協(xié)議，優(yōu)先被企業(yè)錄用。這種合作形式充分利用了學(xué)校和企業(yè)的資源優(yōu)勢(shì)。學(xué)生通過(guò)努力學(xué)習(xí)可以獲得就業(yè)機(jī)會(huì)，這也激發(fā)了其主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，可謂一舉兩得。學(xué)校嵌入式軟件系統(tǒng)培養(yǎng)模式具體內(nèi)容還包括：

1）建立校企合作培養(yǎng)聯(lián)盟。學(xué)校和當(dāng)?shù)厍度胧叫袠I(yè)協(xié)會(huì)、知名企業(yè)共建“嵌入式技術(shù)人才培養(yǎng)校企聯(lián)盟”，學(xué)校和企業(yè)按照行業(yè)規(guī)定和相關(guān)政策的要求，提供必要的教學(xué)資源，建立嵌入式系統(tǒng)技術(shù)人才儲(chǔ)備基地。校企聯(lián)盟的任務(wù)就是完善教育培訓(xùn)機(jī)制，建立“嵌入式應(yīng)用技術(shù)”、“嵌入式產(chǎn)品運(yùn)維服務(wù)”等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的課程群和培訓(xùn)體系，把企業(yè)的理念引入學(xué)校，用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范教學(xué)體系。

2）在校內(nèi)組建以學(xué)生為主體的嵌入式技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)，成立“學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”和“學(xué)生工作室”等團(tuán)體，定期舉辦技能大賽和技術(shù)交流論壇。這些團(tuán)體的骨干人員可以?xún)?yōu)先和企業(yè)簽訂就業(yè)意向協(xié)議，為學(xué)生提前就業(yè)和企業(yè)人才儲(chǔ)備做準(zhǔn)備。

篇11

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1新課程體系模式的基礎(chǔ)改革

1.1 整體設(shè)置課程內(nèi)容，解決體系內(nèi)部課程間的內(nèi)容交叉問(wèn)題

原有的嵌入式課程體系內(nèi)部相關(guān)課程之間各自形成體系，教學(xué)內(nèi)容存在重復(fù)和交叉的問(wèn)題。為此，我們對(duì)課程設(shè)置進(jìn)行了一定的調(diào)整，通過(guò)實(shí)踐項(xiàng)目，將課程體系中的主要內(nèi)容相互銜接與融合，使學(xué)生建立完整的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概念。嵌入式課程體系主要分為“理論課程體系”與“實(shí)踐課程體系”兩部分，其中“，理論課程體系”又分為“基礎(chǔ)理論課程體系”與“面向應(yīng)用的理論課程體系”兩個(gè)子體系。3個(gè)子體系間具有一種階梯式的遞進(jìn)關(guān)系，他們相互補(bǔ)充，相輔相成。其中，“基礎(chǔ)理論課程體系”是“面向應(yīng)用的理論課程體系”的基礎(chǔ)，“面向應(yīng)用的理論課程體系”是“基礎(chǔ)理論課程體系”的提升，通過(guò)“面向應(yīng)用的理論課程體系”的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)“基礎(chǔ)理論課程體系”的全面鞏固，“理論課程體系”是“學(xué)―做―用”一體化教學(xué)模式中“學(xué)”這一環(huán)節(jié)的具體實(shí)施，在該教學(xué)模式中具有重要的指導(dǎo)意義?！皩?shí)踐課程體系”是對(duì)“理論課程體系”的全面提升，是“學(xué)―做―用”一體化教學(xué)中“做”與“用”兩個(gè)環(huán)節(jié)的具體實(shí)施，該體系包括了“專(zhuān)業(yè)實(shí)踐”與“培訓(xùn)認(rèn)證”兩個(gè)方面，其中“專(zhuān)業(yè)實(shí)踐”培養(yǎng)學(xué)生從理論到實(shí)踐的應(yīng)用能力，在此過(guò)程中注重的是不同課程間的內(nèi)容交叉與整合?！芭嘤?xùn)認(rèn)證”環(huán)節(jié)通過(guò)讓學(xué)生參與相關(guān)認(rèn)證，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；另外，一旦通過(guò)認(rèn)證，學(xué)生的就業(yè)前景將會(huì)更加廣泛，這反過(guò)來(lái)也刺激了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與目的性。

1.2 改變教學(xué)模式，解決理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)“骨肉”分離的教學(xué)模式

在理論教學(xué)中，往往采用的都是“粉筆 + 黑板 +PPT”的傳統(tǒng)教學(xué)模式。在這個(gè)過(guò)程中，為了使學(xué)生理解相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教師通常會(huì)通過(guò)PPT 對(duì)相應(yīng)實(shí)例程序進(jìn)行講解、分析。有些學(xué)生看到冗長(zhǎng)的程序后直接放棄，有些雖然能堅(jiān)持聽(tīng)下來(lái)，但對(duì)程序的整體系統(tǒng)思路及實(shí)現(xiàn)過(guò)程不太了解，只有“就事論事”，把這一個(gè)實(shí)例搞清楚，等到實(shí)驗(yàn)課時(shí)直接將示例程序?qū)懭雽?shí)驗(yàn)板中，甚至只照搬實(shí)驗(yàn)書(shū)進(jìn)行簡(jiǎn)單的連線(xiàn)了事。這種“骨肉”分離的理論和實(shí)踐教學(xué)模式難以實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面的掌握與創(chuàng)新。為了解決這一問(wèn)題，課題組老師經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的思考與摸索，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，將每一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分解成多個(gè)子模塊，通過(guò)循序漸進(jìn)的方式，使學(xué)生逐個(gè)完成這些子模塊，最終完成一個(gè)個(gè)的項(xiàng)目。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生會(huì)經(jīng)常用到一些編程工具，所以，這個(gè)過(guò)程學(xué)生對(duì)編程工具的使用會(huì)越來(lái)越熟練，同時(shí)編程能力也得到較大的提高。這樣可以使理論和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)融合，有效地解決這兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)相脫節(jié)的問(wèn)題，徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)分離的教學(xué)方法。

1.3 構(gòu)建“階梯式”的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，提高學(xué)生綜合素質(zhì)

根據(jù)“學(xué)―做―用”一體化的教學(xué)模式，按照分階段、遞進(jìn)式的教學(xué)改革思路，構(gòu)建階梯式的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，創(chuàng)新嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)與實(shí)踐方案。再通過(guò)諸如大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目、科技競(jìng)賽、工程認(rèn)證等創(chuàng)新層的擴(kuò)展鍛煉，經(jīng)歷過(guò)基礎(chǔ)層和應(yīng)用層學(xué)習(xí)鍛煉的學(xué)生的嵌入式系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)能力得到大幅提高。

2“學(xué)―做―用”一體化教學(xué)模式的實(shí)踐效果

2.1調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力

這也是“學(xué)―做―用”一體化教學(xué)模式的主要目的。該教學(xué)模式通過(guò)基礎(chǔ)層、應(yīng)用層及創(chuàng)新層 3 層分階段、遞進(jìn)式的教學(xué)基本思路，能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生真正做到“在學(xué)習(xí)中思考，在思考中鞏固，在鞏固中提高”的總體目標(biāo)。

2.2激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)

通過(guò)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能，并培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。在該教學(xué)模式中，我們?cè)O(shè)置了學(xué)生自我設(shè)計(jì)、自我完成的研究型項(xiàng)目，可有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉他們的動(dòng)手能力，同時(shí)也可培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。

2.3學(xué)會(huì)了合作，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)精神

隨著科學(xué)研究的發(fā)展和深入，建立團(tuán)隊(duì)、相互合作是必然趨勢(shì)，這就要求項(xiàng)目中每一位成員必須具有團(tuán)隊(duì)精神。因此，我們?cè)凇半A梯式”教學(xué)項(xiàng)目中注重培養(yǎng)學(xué)生合作和團(tuán)隊(duì)精神，特別是“應(yīng)用層”和“創(chuàng)新層”兩個(gè)階段的項(xiàng)目需要同學(xué)們分工合作，共同完成這個(gè)項(xiàng)目。

2.4教學(xué)相長(zhǎng)，師生共同提高

通過(guò)“學(xué)―做―用”一體化教學(xué)模式，特別是在“創(chuàng)新層”，學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成一個(gè)個(gè)項(xiàng)目，實(shí)際上是一個(gè)共同合作，相互學(xué)習(xí)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生的創(chuàng)新能力得到提高，導(dǎo)師的科研能力也到了進(jìn)一步的鍛煉。

2.5因材施教，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展

通過(guò)“學(xué)―做―用”一體化教學(xué)模式，教師可以根據(jù)學(xué)生的興趣和綜合素質(zhì)，進(jìn)行不同分工，分別側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的理論水平、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，達(dá)到個(gè)性化發(fā)展。

3結(jié)語(yǔ)

新教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式，對(duì)學(xué)生的理論水平和創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)，有效提高了學(xué)生在嵌入式課程體系中的學(xué)習(xí)效果，提升了其創(chuàng)新能力。雖然該教學(xué)模式取得了一定的成功，但在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中還存在著教學(xué)體系還不夠完善的問(wèn)題，尤其是進(jìn)一步建立和完善“學(xué)―做―用”教學(xué)中實(shí)驗(yàn)室的管理體系，管理制度，安全防范措施等，逐步優(yōu)化適應(yīng)現(xiàn)代學(xué)科發(fā)展的項(xiàng)目?jī)?nèi)容，形成更有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，創(chuàng)新能力的教學(xué)體系。

參考文獻(xiàn)