嵌入式課程總結(jié)匯總十篇

序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇嵌入式課程總結(jié)范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1.引言

目前，國內(nèi)開設(shè)有關(guān)嵌入式系統(tǒng)課程的獨立學(xué)院極少，培養(yǎng)出的基于Linux平臺上的嵌入式軟件開發(fā)人員更是鳳毛麟角。所以，注重應(yīng)用能力培養(yǎng)的獨立院校，特別是有計算機、電子技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的工科獨立院校，應(yīng)該盡早引入嵌入式系統(tǒng)的教育，結(jié)合自己專業(yè)特點，大力開展嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)工作。

2.嵌入式系統(tǒng)簡介

嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，而是指小型、專用的計算機系統(tǒng)。它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲器及外設(shè)器件和I/O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（要求實時和多任務(wù)操作）和應(yīng)用程序編程。有時設(shè)計人員把這兩種軟件組合在一起，應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運作和行為；操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。

3.國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的現(xiàn)狀

國內(nèi)教育界將嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)大致分為三類：軟件學(xué)院專業(yè)嵌入式教學(xué)；計算機專業(yè)嵌入式教學(xué)；電子、自動化等相關(guān)專業(yè)嵌入式教學(xué)，對于嵌入式系統(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)的開展、嵌入式實驗教學(xué)的開展、嵌入式綜合設(shè)計與學(xué)生工程實訓(xùn)等幾方面展開。

4.嵌入式系統(tǒng)教學(xué)模式的探討

綜觀國內(nèi)外，長期以來都沒有專門針對嵌入式系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)科設(shè)置，從事該領(lǐng)域的研發(fā)人員都來自不同專業(yè)背景，例如自控、電子工程、通信工程、計算機應(yīng)用等專業(yè)。由于知識結(jié)構(gòu)不能完全滿足嵌入式系統(tǒng)工程的要求，需要經(jīng)過較長的再培訓(xùn)才能勝任嵌入式系統(tǒng)工程師的工作。嵌入式系統(tǒng)教育給傳統(tǒng)計算機、電子信息工程教育帶來了巨大的沖擊和挑戰(zhàn)，也帶來了歷史的發(fā)展機遇。嵌入式系統(tǒng)工程（ESE）是一個全新的專業(yè)，需要企業(yè)和社會的認(rèn)知過程，課程體系需要經(jīng)歷設(shè)計、發(fā)展、完善的過程。

通過與國內(nèi)其他高校的專家的探討與學(xué)習(xí)，結(jié)合西部高校普遍存在的資金非常缺乏，實驗條件的局限，以及電子信息工程專業(yè)學(xué)生的特點，我們積累和總結(jié)出關(guān)于嵌入式系統(tǒng)教育教學(xué)模式的一些想法，列舉如下：

4.1 建立一套適合學(xué)校特點的課程體系

嵌入式課程是近幾年來建立的一門新課程，有它自身的特點、規(guī)律。嵌入式的課牽扯面很廣，包括研究生的課程、本科生的課程、技能課程的培訓(xùn)等。由于該課程與實際結(jié)合得非常緊密，容易教成短期培訓(xùn)，而作為一門課程要有自己的規(guī)律，不要把這個課程做成嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的技能培訓(xùn)，要結(jié)合獨立學(xué)院的自身培養(yǎng)目標(biāo)特點制定出相應(yīng)的教學(xué)計劃以及實施方案。例如在我校，針對電子信息工程專業(yè)，目前師資力量等都不能滿足直接建立一個嵌入式系統(tǒng)的專業(yè)，設(shè)想把嵌入式系統(tǒng)設(shè)定為電子信息工程專業(yè)本科主修方向，在低年級時開設(shè)相關(guān)的專業(yè)選修課，讓有意于此方向的學(xué)生打好基礎(chǔ)，在本科高年級進(jìn)一步學(xué)習(xí)。作為電子信息工程專業(yè)，在教學(xué)中一定不能光注重應(yīng)用，也要將清楚計算機本身的規(guī)律在什么地方，為什么發(fā)展嵌入式，有什么原理進(jìn)行探討，從而建立一套適合我們特點的課程體系。

4.2 課程應(yīng)該分層次

嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的層面應(yīng)不同，有研究生、本科生高年級、重點大學(xué)、普通大學(xué)、獨立學(xué)院等的分別，在授課時有所區(qū)別。在本學(xué)院推行這門課，考慮到針對的是電子信息工程專業(yè)，和其他學(xué)院的側(cè)重點是不同的，但作為電子信息專業(yè)中的一個主修方向，在教學(xué)中應(yīng)該突出原理與應(yīng)用的緊密結(jié)合且能體現(xiàn)出理論和實踐并重的特點，在教材的選定上應(yīng)該包括有關(guān)嵌入式處理器、操作系統(tǒng)（linux或ubantu）、開發(fā)平臺和應(yīng)用，重點學(xué)習(xí)原理及相關(guān)應(yīng)用。

4.3 主動去獲得更多的支持

由于學(xué)校在技術(shù)、經(jīng)驗、資金等方面有很多的困難，所以應(yīng)該主動尋求以獲得更多的幫助，例如主動跟國內(nèi)外相關(guān)公司索取資料、設(shè)備，要求一些技術(shù)支持等，積極組織教師參加全國范圍的各種嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研討會、及到各知名企業(yè)進(jìn)修，讓教師深入了解技術(shù)發(fā)展。

4.4 可利用仿真軟件、書籍內(nèi)容輔助實驗教學(xué)

如果讓理論知識能讓學(xué)生達(dá)到所見即所得是本課程教學(xué)的重點和難點，由于資金的缺乏，現(xiàn)成的實驗板很昂貴，應(yīng)采用仿真和實驗相結(jié)合的方法，一部分學(xué)生在SkyEye、microwindows仿真環(huán)境下做實驗，一部分學(xué)生在實驗板上面做實驗，在實驗之后再一起互相討論。

4.5 利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行教學(xué)交流

由于教師對嵌入式系統(tǒng)課程不熟悉，在教學(xué)中要自己一邊學(xué)習(xí)一邊講課，應(yīng)該充分利用極其豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，例如教學(xué)課件及背景資料都可以從網(wǎng)站上下載，教師和學(xué)生均可通過論壇交流。

4.6 全國高校大學(xué)生電子競賽及行業(yè)相關(guān)競賽

通過組織學(xué)生參加全國高校大學(xué)生電子競賽來深入了解和學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)。雖現(xiàn)在的電子競賽還沒有直接用到嵌入式系統(tǒng)，但是我們必須現(xiàn)在開始在思想上有所改變，主要是使學(xué)生多搞創(chuàng)新想法，而不僅僅是產(chǎn)品創(chuàng)新。

5.結(jié)語

嵌入式系統(tǒng)工程是一個全新的專業(yè)，目前的關(guān)鍵是怎樣與現(xiàn)有專業(yè)學(xué)科融合，以及怎樣進(jìn)行現(xiàn)有課程體系的改革和調(diào)整。我國在嵌入式系統(tǒng)教育方面起步較早的是北京大學(xué)軟件與微電子學(xué)院的嵌入式系統(tǒng)系，他們已經(jīng)形成了較為完善的課程體系、專業(yè)水平較高的師資隊伍和與國際技術(shù)接軌的嵌入式系統(tǒng)工程實踐環(huán)境，目前，嵌入式系統(tǒng)系在我院本科生達(dá)到480人。獨立學(xué)院由于很多因素的制約在教育上也比較落后，但已經(jīng)積極行動起來，投身到嵌入式系統(tǒng)教育中去，為我國嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展輸送更多的優(yōu)秀人才。

參考文獻(xiàn)

篇（2）

[中圖分類號]G434 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

一、引言

在上個世紀(jì)七十年代前后，出現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的概念，當(dāng)時，還沒有出現(xiàn)操作系統(tǒng)（OS），僅有監(jiān)控系統(tǒng)及匯編語言，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用需求，將OS引入了嵌入式系統(tǒng)，嵌入式的編程以C語言為主，并有了強大的嵌入式開發(fā)平臺。我國嵌入式軟件應(yīng)用規(guī)模為世界第三，在中國軟件前10家企業(yè)中，嵌入式軟件產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)占了6家。數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢將使傳統(tǒng)設(shè)備逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榍度胧皆O(shè)備，因此嵌入式軟件對改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有重大作用。 中國工程院院士倪光南強調(diào)，我國IT行業(yè)應(yīng)大力發(fā)展嵌入式軟件，提升我國IT產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，其軟硬件可配置，對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格約束的一種專用系統(tǒng)。所使用的計算機為嵌入式計算機。嵌入式系統(tǒng)一般可由嵌入式微處理器、硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序四部分組成，嵌入式系統(tǒng)一般嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中[1]。

廣義而言，可將計算機技術(shù)作為一種技術(shù)，嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中，計算機技術(shù)又經(jīng)常是一種核心技術(shù)。對一般用戶而言，嵌入式系統(tǒng)是透明的。

對于處于高速發(fā)展時期的嵌入式技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時代，嵌入式系列課程的教學(xué)也在各大院校中開展起來。要設(shè)置適應(yīng)社會需求的嵌入式技術(shù)人才，在設(shè)置嵌入式系列課程時，需要解決以下問題：

1.課程體系設(shè)置

嵌入式課程目前開展最多的還是在研究生階段，但隨著嵌入式市場需求的增加，一些高校在本科階段開始設(shè)置嵌入式方向體系課程。那么怎樣設(shè)置適合本科在校生學(xué)習(xí)的課程是現(xiàn)在亟需解決的問題。

2.實驗教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置

嵌入式技術(shù)對學(xué)生動手能力要求很高，而且嵌入式系統(tǒng)是軟硬件結(jié)合的產(chǎn)物，對學(xué)生能力要求很高，既要會硬件設(shè)計又要會軟件設(shè)計。

二、嵌入式系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

1.嵌入式處理器

（1）嵌入式微處理器：對應(yīng)通用計算機CPU。

（2）嵌入式微控制器：對應(yīng)用單片計算機。

（3）嵌入式DSP：應(yīng)用于數(shù)字信號處理，數(shù)字濾波，F(xiàn)FT譜分析，圖象處理等領(lǐng)域。

2.微內(nèi)核結(jié)構(gòu)

微內(nèi)核結(jié)構(gòu)是指僅提供基本的功能，任務(wù)調(diào)度，通信及同步，內(nèi)存管理，對外管理等。嵌入式系統(tǒng)一般配有操作系統(tǒng)。OS分為內(nèi)核層與應(yīng)用層兩個層次。內(nèi)核僅提供基本功能，建立及管理進(jìn)程，I/O、文件系統(tǒng)由應(yīng)用層完成。其它屬于應(yīng)用組件，如網(wǎng)絡(luò)功能，文件系統(tǒng)，GUI等，工作在用戶，系統(tǒng)可裁剪，即用戶可選擇需要的組件。

3.任務(wù)調(diào)度

在嵌入式系統(tǒng)中，任務(wù)即線程，大多數(shù)嵌入式OS支持多任務(wù)。

多任務(wù)運行是指靠CPU在多個任務(wù)之間切換、調(diào)度，每個任務(wù)有優(yōu)先級。不同任務(wù)的優(yōu)先級不同，調(diào)度方式可分為三種方式：

（1）不可搶占式調(diào)度：一旦某個任務(wù)獲得CPU，就獨占CPU，除非某種原因（任務(wù)完成、等待資源），它才放棄CPU。

（2）可搶占式調(diào)度：基于任務(wù)優(yōu)先級，當(dāng)前運行的任務(wù)，隨時可讓位于優(yōu)先級更高的處于就緒態(tài)的任務(wù)。

（3）時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度：當(dāng)兩個以上的任務(wù)，優(yōu)先級相同，一個進(jìn)程在用完自已的時間片，就將cpu讓位于同優(yōu)先級的另一個進(jìn)程。

嵌入式系統(tǒng)大多數(shù)OS采用優(yōu)先級不同時用搶占式和優(yōu)先級相同時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度法。

4.硬實時系統(tǒng)與軟實時系統(tǒng)

一般嵌入式系統(tǒng)對時間要求較高，即要求在較短的時間內(nèi)，對提交的任務(wù)作出響應(yīng)，稱之為實時系統(tǒng)（μS級）。

硬實時系統(tǒng)對響應(yīng)時間有嚴(yán)格要求，軟實時系統(tǒng)可在較寬時間范圍內(nèi)完成。

5.內(nèi)存管理

用MMU，使用虛擬存儲器概念，大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)MMU，從而采用實地址管理模式，這樣，存儲保護(hù)技術(shù)也相應(yīng)降低。然而，隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展及需求的牽引，近來不少嵌入式系統(tǒng)中也在加強存儲管理，引入虛擬存儲器概念，引入MMU，同時也在加強存儲保護(hù)。

6.內(nèi)核加載方式

OS內(nèi)核既可在FLASH中運行，也可在片內(nèi)RAM中運行，一般而言，在片內(nèi)RAM中運行，可獲得更快的速度，但RAM是易失性的，故無論內(nèi)核還是應(yīng)用程序，都應(yīng)放在FLASH中，以免揮發(fā)。故在實際加載時，就存在兩種方式，一是在FLASH中直接運行；另一是運行在@FLASH中的加載程序，將內(nèi)核裝入片內(nèi)RAM，然后再運行裝入RAM的內(nèi)核。

7.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的有關(guān)技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)，比一般在Windows下開發(fā)要復(fù)雜一些，它與硬件平臺有關(guān)。

開發(fā)平臺分為宿主機與目標(biāo)機。

（1）宿主機（一般用通用PC機）：主要功能是編譯、鏈接、定址，還進(jìn)行調(diào)試期間的運行控制。

目標(biāo)機（硬件平臺-目標(biāo)板）：運行嵌入式軟件。

第一過程：用交叉編譯器。所謂交叉，是在一個計算機平臺，為另一個計算機平臺產(chǎn)生代碼的編譯器。

第二過程：鏈接，將所有目標(biāo)程序鏈接為一個目標(biāo)文件。

第三過程：定址，將目標(biāo)文件分配到物理存儲器的相應(yīng)地址。

這一過程與目標(biāo)機硬件結(jié)構(gòu)有關(guān)，即與各存儲器的起始地址有關(guān)。

（2）宿主機的調(diào)試功能

宿主機的第二個功能為支持調(diào)試目標(biāo)機上的應(yīng)用程序。應(yīng)用交叉調(diào)試器，采用宿主機與目標(biāo)機聯(lián)合調(diào)試。首先下載，將宿主機中的內(nèi)核及應(yīng)用程序下載至目標(biāo)板；然后，分別對目標(biāo)板源碼級、匯編級進(jìn)行調(diào)試。

目標(biāo)監(jiān)控器是對目標(biāo)機上的應(yīng)用程序進(jìn)行控制的，它事先被固化在FLASH中，宿主機與目標(biāo)監(jiān)控器相聯(lián)接，完成調(diào)試控制過程，其步驟為：下載程序至目標(biāo)板，控制其運行，并隨時檢測返回狀態(tài)[2]。

三、嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計

嵌入式技術(shù)在中國的發(fā)展已經(jīng)有十幾年的歷史，根據(jù)嵌入式系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)，其涵蓋的課程非常廣泛，有《嵌入式操作系統(tǒng)》、《嵌入式系統(tǒng)及其應(yīng)用》、《嵌入式組件設(shè)計》，《嵌入式Linux設(shè)計》等，目前這些課程基本是各大院校電子類相關(guān)專業(yè)的必修或選修課程。通過這些課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠獨立完成嵌入式系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計和軟件設(shè)計。

《嵌入式操作系統(tǒng)》主要介紹實時內(nèi)核原理、多個常用OS（UCOS、UCLinux、WIN CE、VXWorks、Nucleus）的比較、實時時效的分析與提高、實時OS的設(shè)計方案。

《嵌入式軟件設(shè)計》主要結(jié)合匯編、C（C++）、JAVA等語言的嵌入式實現(xiàn)精華，體現(xiàn)實時OS的移植，低、高級語言的集成應(yīng)用。

《嵌入式系統(tǒng)及其應(yīng)用》講解嵌入式系統(tǒng)的定義、發(fā)展、分類、組成、特點、開發(fā)調(diào)試方法、嵌入式處理器等概念性的介紹，幫助建立系統(tǒng)的概念和特征，完成應(yīng)用層編程。

《嵌入式Linux設(shè)計》涉及嵌入式Linux驅(qū)動程序的設(shè)計，包括I/O口、CAN總線、觸摸屏、IIC、PS/2、異步串口、音頻、顯示、USB、以太網(wǎng)及Flash的使用及驅(qū)動程序的編寫。在ARM Linux的中斷處理、BootLoader和內(nèi)核上電啟動過程。

為了更好的體現(xiàn)嵌入式門課的實用性，在課程之后配有一個為期兩周的課程設(shè)計《嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用課程設(shè)計》。在前面實踐能力基礎(chǔ)上，面向某一領(lǐng)域的應(yīng)用，以嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)計實現(xiàn)相應(yīng)功能系統(tǒng)。提高了學(xué)生的實際動手能力與綜合能力。學(xué)生要將嵌入式操作系統(tǒng)移植到智能手機中，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，完善智能手機的功能。包括電話簿、記事本、日程、計算器、日歷和時間顯示、游戲軟件（包括俄羅斯方塊、五子棋、拼圖、高爾夫球、沙壺球等）、音頻功能（包括播放MP3等歌曲）、手機攝像頭以及手機通訊功能（包括GPS通訊、GPRS通訊、紅外通訊、藍(lán)牙無線通訊等）。我校電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)嵌入式方向自2002年創(chuàng)建至今，已有六屆畢業(yè)生。由于創(chuàng)建之初嵌入式還是個新興的技術(shù)，所以無論從課程內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)順序設(shè)置以及教學(xué)環(huán)節(jié)的配合都很不成熟，師資和實驗設(shè)備嚴(yán)重短缺。但在不斷探索和調(diào)整中我們總結(jié)出一套嵌入式課程體系建設(shè)的方案，科學(xué)合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容、從實際出發(fā)調(diào)整教學(xué)順序、各教學(xué)環(huán)節(jié)相互配合。

由于嵌入式相關(guān)課程涉及的范圍甚廣，尤其隨著現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)及許多新技術(shù)的興起，針對嵌入式課程體系的建設(shè)，包括教學(xué)內(nèi)容的體系化建設(shè)和教學(xué)環(huán)節(jié)的體系化建設(shè)，是教學(xué)過程中需要解決的問題，需要提出相應(yīng)的解決方案[3]。

由于嵌入式系統(tǒng)面向應(yīng)用的主要特點，在課程設(shè)置別強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生動手實踐的能力。以教師科研環(huán)境和專業(yè)實驗室為基地，開展課外學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力；知識講解與主流嵌入式系統(tǒng)實例結(jié)合，搞好課程教材體系的配套建設(shè)；配有課程設(shè)計，加強學(xué)時在工程設(shè)計方面的能力；多位教師授課，充分發(fā)揮每位教師優(yōu)勢，使新技術(shù)能貫穿在教學(xué)中；與學(xué)生實際相結(jié)合，對學(xué)生畢業(yè)找工作和再學(xué)習(xí)有很大幫助；設(shè)計了多種等級實驗，學(xué)生通過循序漸進(jìn)設(shè)計能提高綜合設(shè)計實驗?zāi)芰Α?/p>

基于嵌入式系列課程的教學(xué)改革與探索能解決好課程間的聯(lián)系、銜接問題。從理論教學(xué)、實驗教學(xué)到課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計統(tǒng)籌安排，形成一個整體，使學(xué)生的學(xué)習(xí)層次化、階梯化。建立嵌入式實驗平臺，提高學(xué)生參加相關(guān)競賽的積極性，培養(yǎng)學(xué)生對嵌入式相關(guān)課程的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生自學(xué)能力和解決問題能力的提高，突出學(xué)生的能力建設(shè)、知識探究和人格養(yǎng)成。

四、嵌入式系統(tǒng)研究方向

嵌入式系統(tǒng)有著廣泛的市場前景。市場需求方面：中國具有世界最大嵌入式技術(shù)市場。手持儀器設(shè)備、信息家電、城市建設(shè)、工業(yè)控制、軍事應(yīng)用等，嵌入式技術(shù)無處不在。企業(yè)人才需求方面：軟硬件設(shè)計人才，應(yīng)用開發(fā)人才，綜合性人才，培訓(xùn)增加，工資待遇逐漸上升。技術(shù)發(fā)展趨勢要求方面：8位單片機到16位單片機主要用于不需要操作系統(tǒng)的只需要處理簡單任務(wù)的控制系統(tǒng)，但現(xiàn)在的手機、智能家居等系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足于簡單的控制了，多個任務(wù)并發(fā)出現(xiàn)時，需要具有實時操作系統(tǒng)的32位嵌入式微控制器的解決。圖1概況了現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)的主要研究方向。

圖1 嵌入式系統(tǒng)研究方向

五、總結(jié)

未來幾年，市場對嵌入式人才尤其是嵌入式Linux人才的需求旺盛。而目前熟練的嵌入式Linux應(yīng)用人才只有幾千名。這意味著各大跨國公司及國內(nèi)消費類電子巨頭企業(yè)都面臨著人才嚴(yán)重短缺的挑戰(zhàn)。所以設(shè)置好嵌入式系列課程，培養(yǎng)出優(yōu)秀的具有嵌入式技術(shù)人才是迫在眉睫的事情，希望我們的努力能對我國嵌入式市場帶來新的生機與活力。

基金項目：本文系“北京市教委科技發(fā)展計劃面上項目”（項目編號：KM201110772018）的研究成果。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李金芳.嵌入式教學(xué)的案例分析與分享[C].圖書館聯(lián)盟建設(shè)與發(fā)展，2012-10-01

篇（3）

【中圖分類號】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）03-0235-01

一、我校嵌入式系統(tǒng)專業(yè)的立足點以及嵌入式行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品日益豐富，市場呈現(xiàn)快速增長趨勢，尤其在家電、汽車、通信、網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控、工業(yè)自動化等領(lǐng)域應(yīng)用更加廣泛。全國范圍內(nèi)對嵌入式人才需求量非常大，因此全國很多高校、職業(yè)技術(shù)學(xué)院和培訓(xùn)機構(gòu)紛紛開展了嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)和培訓(xùn)，我校立足東莞松山湖高科技產(chǎn)業(yè)園，而東莞松山湖科技產(chǎn)業(yè)園正在以信息家電、汽車電子、裝備控制為切入點努力來打造國家級開發(fā)和應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)基地，因此我校在建校之初就在電子工程系開設(shè)嵌入式系統(tǒng)類課程。

二、我校目前嵌入式教學(xué)的現(xiàn)狀

我校開展嵌入式系統(tǒng)教學(xué)已經(jīng)有兩年了，所遇到的問題有很多，主要有：

1.電子專業(yè)主修課程較多，嵌入式系統(tǒng)課程學(xué)時不夠。

學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)必修首先具有單片機的相關(guān)基礎(chǔ)知識，在硬件方面必須先學(xué)習(xí)模數(shù)電，和單片機原理與應(yīng)用等課程，在軟件方面要學(xué)習(xí)C程序設(shè)計、匯編語言、軟件學(xué)和操作系統(tǒng)原理等課程。只有掌握了這些課程的內(nèi)容，才能進(jìn)入嵌入式系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)，高職、高專院校的學(xué)制一般只有3年，而真正學(xué)習(xí)的時間只有2年半左右，學(xué)生學(xué)習(xí)這些課程的時間將非常緊張。嵌入式系統(tǒng)這門課又強調(diào)動手能力，需要很多實驗以及實訓(xùn)來補充才能學(xué)得好，這樣一來就更加導(dǎo)致嵌入式系統(tǒng)的學(xué)時更加不夠。

2.嵌入式系統(tǒng)課程難度大。

嵌入式系統(tǒng)本身的知識點很多，比51單片機所需要的知識點更多，而且也更抽象，學(xué)習(xí)難度上比較大，主要包括嵌入式硬件平臺的設(shè)計和嵌入式軟件平臺的設(shè)計，而軟件平臺就包括Boot loader引導(dǎo)程序、驅(qū)動程序的編寫、操作系統(tǒng)的移植以及應(yīng)用軟件的開發(fā)等，學(xué)習(xí)起來難度很大，這些知識如果在沒有操作系統(tǒng)知識的基礎(chǔ)的情況下，難度更大。

3.高職學(xué)生學(xué)習(xí)能力相對較弱。

我校的學(xué)生都是高考第三批次錄取的。相對本科而言，高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與基礎(chǔ)要相對薄弱，接受能力也相對較差，學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)課程，學(xué)生遇到的困難會更大。高職院校的學(xué)生普遍都有一種自卑心理，再加上電子專業(yè)的知識邏輯性較強，如果沒學(xué)好前一門課程，對后一門課程的影響較大，學(xué)生往往越往后越?jīng)]信心，而嵌入式系統(tǒng)課程又是一門非常綜合的課程，學(xué)生越來越?jīng)]信心學(xué)好嵌入式系課程。

4.缺少合適的教材。

目前很多教材都是以前本科院校教材的縮減，沒有體現(xiàn)高職教育的課程特點，嵌入式技術(shù)又發(fā)展得很迅速，教材跟不上變化，具體來說就是沒有符合我們具體實際情況的教材。

三、教學(xué)方法改革

根據(jù)我校目前的情況，結(jié)合自身從事嵌入式教學(xué)的經(jīng)驗，我認(rèn)為可以在開設(shè)嵌入式課程時采取以下措施：

1.以競賽促進(jìn)教學(xué)。

我校每年都會派出代表隊參加廣東省大學(xué)生電子設(shè)計競賽，以及全國電子設(shè)計競賽，這些競賽的題目都很新穎，很多都用到嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)知識，學(xué)生參與其中也學(xué)到很多項目化的經(jīng)驗。我們每年都會在參賽的題目當(dāng)中拿出一道放到我們嵌入式系統(tǒng)的實訓(xùn)當(dāng)中，以競賽的方式來促進(jìn)教學(xué)，讓學(xué)生親自動手去去實踐，提高能力。

2.采用項目化教學(xué)法。

在傳統(tǒng)的嵌入式課程教學(xué)過程中，教學(xué)內(nèi)容遵照教學(xué)大綱，力求給學(xué)生樹立一個整體和全面的嵌入式系統(tǒng)的知識體系。這種教學(xué)方法能夠保證學(xué)生在學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)課程過程中所掌握的知識是一個前后連貫、相互聯(lián)系的有機整體。但是這種方法學(xué)生產(chǎn)生不了興趣，一旦中間某個環(huán)節(jié)脫節(jié)了，后面內(nèi)容要繼續(xù)下去就困難了?；诖宋艺J(rèn)為采用項目化的教學(xué)方法適合學(xué)生，首先，項目化教學(xué)能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓他們自己去學(xué)，自己去查資料，不是老師逼他們?nèi)W(xué)，改變傳統(tǒng)的教授式方法；第二，把每年電子設(shè)計競賽的幾個題目拿來給他們做為一個項目，讓他們能夠?qū)W以致用。

3.用andriod系統(tǒng)作為例子來講解嵌入式操作系統(tǒng)。

目前流行的智能觸屏手機都是基于谷歌的andriod操作系統(tǒng)，而andriod系統(tǒng)的內(nèi)核又是linux，學(xué)生都對andriod系統(tǒng)很感興趣，可以把這個作為切入點，首先教會大家怎么刷機（重裝手機系統(tǒng)），讓學(xué)生首先能夠接觸到嵌入式系統(tǒng)，這個過程學(xué)生就會對嵌入式系統(tǒng)有個框架性的認(rèn)識，然后再層層剖析，慢慢深入下去講linux系統(tǒng)，這樣一來就避免了直接講授復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)，這樣就會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時跟實際也聯(lián)系緊密。

4.利用現(xiàn)有教學(xué)平臺出版適合學(xué)生的講義。

每所學(xué)校的條件都各不相同，學(xué)生的情況也不盡相同，從各大出版社選的教材都是比較寬泛的教材，每年選的教材跟我們的實際情況還是有些差距，比如，實驗室所用配套試驗箱跟教材所選用的例子以及實驗關(guān)系不大，做實驗時必須要重新編排重新寫程序，這樣就造成了教材跟實驗實訓(xùn)脫節(jié)的情況，費時又費力，所以要根據(jù)學(xué)校的實際情況以及學(xué)生的接受能力來編寫適合自己的教材或者講義，這其中項目化教材是最好的。

四、總結(jié)

目前我校的嵌入式系統(tǒng)的實踐教學(xué)才剛剛起步， 在實際教學(xué)工作中還存在著許多不足， 一些實踐教學(xué)方法的教學(xué)效果還需要時間來驗證， 同時還將有許多新的教學(xué)手段需要我們進(jìn)一步的探討和研究。因此， 在高校嵌入式系統(tǒng)實踐教學(xué)方面迫切需要建立起能夠追隨時代步伐的嵌入式系統(tǒng)實踐教學(xué)體系， 才能夠培養(yǎng)出真正適應(yīng)社會的嵌入式系統(tǒng)人才。

篇（4）

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）13-0186-02

一、引言

隨著高校培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型人才需求的提出[1]，高校在課程設(shè)置、教學(xué)模式等方面進(jìn)行了改革?！肚度胧较到y(tǒng)安全》課程實踐性較強，而傳統(tǒng)教學(xué)方法只注重講述理論模型，缺乏創(chuàng)新，加之學(xué)生水平參差不齊，導(dǎo)致課程授課目標(biāo)無法很好完成。為此，探索新的教學(xué)培養(yǎng)模式勢在必行。

二、目標(biāo)

嵌入式系統(tǒng)安全課程內(nèi)容涵蓋了安全體系結(jié)構(gòu)/協(xié)議、認(rèn)證技術(shù)、病毒與惡意代碼、網(wǎng)絡(luò)入侵、入侵檢測與防火墻、嵌入式系統(tǒng)安全等內(nèi)容。課程順應(yīng)嵌入式系統(tǒng)與移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，快速建立對嵌入式移動互聯(lián)網(wǎng)安全的全貌概覽。學(xué)生通過學(xué)習(xí)，能夠了解嵌入式系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)安全的基本知識和掌握具體應(yīng)對辦法，獨立學(xué)習(xí)與初步設(shè)計嵌入式系統(tǒng)安全方案，為今后應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)或從事移動互聯(lián)網(wǎng)安全管理打下良好基礎(chǔ)。為了鼓勵學(xué)生獨立思考、培養(yǎng)創(chuàng)新思維，在授課過程中，筆者根據(jù)案例教學(xué)法的特點，照顧到課程綜合性和實踐性強的特點，逐步采取“案例導(dǎo)向教學(xué)+實際的案例分析+實踐操作”的方式實施教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，取得了良好的教學(xué)效果。

三、方法設(shè)計

案例教學(xué)（CaseTeachingMethod）是由美國哈佛法學(xué)院前院長C.C.Langdell于1870年首創(chuàng)[2]，后經(jīng)哈佛企管研究所所長W.B.Doham推廣，被認(rèn)為是代表未來教育方向的一種成功教育方法。案例教學(xué)法對提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有深遠(yuǎn)意義[3]。應(yīng)用到本課程中，在每個技術(shù)專題的講解過程中，采用“知識點鋪墊+案例導(dǎo)向教學(xué)+實際的案例分析+小組討論+實踐操作+小組實訓(xùn)總結(jié)”的教學(xué)模式展開試點教學(xué)。

四、實施方案

在實際授課過程中，結(jié)合案例教學(xué)法和課程實際特點，筆者采用如圖1所示的教學(xué)模式展開教學(xué)。如在講解網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)專題時，首先鋪墊知識點。網(wǎng)絡(luò)攻擊分為三個階段：預(yù)攻擊、攻擊、后攻擊階段。預(yù)攻擊階段要收集目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)、目標(biāo)主機的信息。如，獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、主機操作系統(tǒng)類別、開放端口和服務(wù)情況等。有了基礎(chǔ)知識的鋪墊，必須輔以實際案例。因此，課堂中為學(xué)生演示信息收集過程。通過網(wǎng)絡(luò)命令ping、tracert/traceroute、nslookup，或網(wǎng)絡(luò)登錄截取banner信息等，推斷目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)和目標(biāo)主機的基本信息。這些都是學(xué)生日常使用網(wǎng)絡(luò)和計算機中常接觸的命令和操作過程，但沒有理論知識的鋪墊，很少有人能夠聯(lián)想到這類操作可幫助黑客獲取到如此重要的敏感信息。完成了上述內(nèi)容，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性已被調(diào)動起來，接下來進(jìn)行具體的案例分析。課堂中演示用實際工具，如端口掃描、漏洞掃描軟件，獲得目標(biāo)主機的系統(tǒng)漏洞和開放端口/服務(wù)情況。通過案例解析，讓學(xué)生從理論了解到實際操作，有了直觀、具體的認(rèn)識。在小組討論階段，老師可提出問題：“上述掃描工具的實施原理是什么？能否借助于之前學(xué)習(xí)過的網(wǎng)絡(luò)知識、編程知識，自己設(shè)計實現(xiàn)一個類似的軟件工具？”鑒于課堂授課時間有限，接下來的“小組討論”和“實踐操作”階段留在課后完成。但教師需為學(xué)生進(jìn)行小組劃分，并給出具體任務(wù)。在“小組討論”和“實踐操作”階段，教師不再是課程知識的傳授者，轉(zhuǎn)而充當(dāng)指導(dǎo)者的角色，幫助學(xué)生完成任務(wù)。之后，要求學(xué)生在課堂上進(jìn)行“小組實訓(xùn)總結(jié)”，通常是以“作品展示+演說答辯”的形式進(jìn)行。

五、評價準(zhǔn)則

課程授課模式發(fā)生了變化，相應(yīng)地，課程教學(xué)效果的評價準(zhǔn)則也要做出適當(dāng)調(diào)整。筆者在教學(xué)過程中，通過實踐，總結(jié)出了一套新的綜合評價指標(biāo)。如圖2所示。由于課程特點，授課內(nèi)容是以專題展開的，教學(xué)過程圍繞項目進(jìn)行，所以評價標(biāo)準(zhǔn)也以項目為單位。評價表的評分標(biāo)準(zhǔn)分為過程評價和結(jié)果評價兩部分。每個部分都充分考慮“案例分析、團隊合作、新知識點理解、辯論/答辯”等階段的學(xué)生表現(xiàn)，在評分過程中，教師評分和同學(xué)評分的比例也有所調(diào)整。該評價準(zhǔn)則，涵蓋了教學(xué)過程的各個階段，充分尊重教師和學(xué)生的評價結(jié)果，能夠合理、準(zhǔn)確地反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)效果。

篇（5）

20世紀(jì)末，隨著計算機技術(shù)、集成電路技術(shù)和智能控制技術(shù)的發(fā)展，單片級嵌入式系統(tǒng)迅速發(fā)展，企業(yè)對嵌入式開發(fā)人員的需求量極大，因此嵌入式系統(tǒng)課程在高校設(shè)置勢在必行。同時，由于近年來物聯(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)展機遇也預(yù)示著對相關(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)知識多、硬件和軟件結(jié)合緊密等特點，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)難度很大，培養(yǎng)這樣的人才對高校也是個挑戰(zhàn)。

嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。本文針對學(xué)校的教學(xué)現(xiàn)狀，總結(jié)目前通信工程專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)的變化特點，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

2007年電子、通信工程專業(yè)在全院率先開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)課程，并將其定為電子信息類專業(yè)的一門重要的專業(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多核嵌入式實驗開發(fā)平臺（基于ARM7架構(gòu)的Samsung 3C44B0x和ARM9架構(gòu)Samsung3C2410x嵌入式芯片，實時、開放源碼的多操作系統(tǒng)μC/OS-II、μCLinux和Linux）。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐，課程的培養(yǎng)計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)電子信息類高水平技術(shù)人才為目的，將嵌入式開發(fā)與應(yīng)用課程建設(shè)成為我院具有特色的專業(yè)課程。在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)存在一定的問題。

（1）課程的體系規(guī)劃不斷變化

自嵌入式系統(tǒng)課程開課以來，課程的培養(yǎng)計劃也在不斷的變化中，以適應(yīng)專業(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。因為典型的軟硬件結(jié)合的特點，課程的設(shè)置主要從理論和實踐兩方面考慮，理論內(nèi)容安排48課時3學(xué)分的內(nèi)容，實踐內(nèi)容安排了32課時1學(xué)分的實驗，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)項目和畢業(yè)設(shè)計中加入相應(yīng)的選修實踐內(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)課時調(diào)整的同時，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)的實現(xiàn)。

（2）課程實踐內(nèi)容設(shè)置不合理

開發(fā)與應(yīng)用課程典型的特點就是實踐性強，如何讓學(xué)生在掌握理論的基礎(chǔ)上形成實踐能力，是該類課程的教學(xué)難點，并且要做到和專業(yè)培養(yǎng)結(jié)合。主要考慮的就是實驗教學(xué)內(nèi)容如何設(shè)置，才能和理論有機結(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，嵌入式系統(tǒng)本身就是一個包含軟件和硬件的完整微型計算機系統(tǒng)。因此，嵌入式系統(tǒng)的原理和應(yīng)用技術(shù)不是一兩門課程就能講授的，首先需要建立一個合理的嵌入式系統(tǒng)課程預(yù)備知識體系的教學(xué)來支撐嵌入式系統(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)備知識儲備。一是硬件部分需要模擬電路、數(shù)字電路、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和微機原理課程的支持；二是軟件部分需要C語言、匯編語言、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)開發(fā)的整體概貌，掌握某種嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建方法，熟悉嵌入式系統(tǒng)開發(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)。二是在專業(yè)知識背景下能夠完成一個相對完整的小型應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，為畢業(yè)后求職或創(chuàng)業(yè)提供一定的基礎(chǔ)。

針對專業(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：理論和實踐，這兩部分應(yīng)該相輔相成，實踐內(nèi)容幫助理論內(nèi)容的理解，并且理論可在實踐中得到驗證和發(fā)展。如何設(shè)置兩者的內(nèi)容就成了教學(xué)過程中的關(guān)鍵問題。

（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)容與實踐環(huán)境一致，才能使教學(xué)達(dá)到目標(biāo)要求。依據(jù)實驗環(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發(fā)平臺，硬件接口開發(fā)；二是Linux嵌入式操作系統(tǒng)，嵌入式軟件設(shè)計，以及Linux嵌入式系統(tǒng)開發(fā)舉例；三、系統(tǒng)設(shè)計過程中電磁兼容特性的影響和改善的措施。

（2）實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實踐教學(xué)的內(nèi)容設(shè)置不僅要做到對理論教學(xué)的支持，還需要能夠調(diào)動學(xué)生的主動意識，更好的幫助教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)，同時兼顧學(xué)生的特點和專業(yè)方向，達(dá)到“由淺入深，由簡單到復(fù)雜”的多層次實踐教學(xué)內(nèi)容。

首先是實驗課程教學(xué)，內(nèi)容依照對比驗證、設(shè)計擴展和綜合應(yīng)用三個層次來設(shè)置，這是實踐課程的必修環(huán)節(jié)。對比驗證實踐內(nèi)容主要根據(jù)實驗室的標(biāo)準(zhǔn)配置，掌握嵌入式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、編程方法和開發(fā)環(huán)境的使用等內(nèi)容。設(shè)計擴展實踐內(nèi)容和項目指實驗環(huán)境有擴展的空間，給學(xué)生發(fā)揮的空間。鍛煉學(xué)生獨立思考，獨立解決問題的能力。綜合應(yīng)用實踐內(nèi)容隨著理論知識的積累和基礎(chǔ)實踐的鍛煉，實踐內(nèi)容應(yīng)該以綜合性、系統(tǒng)級的為主，目的是鍛煉學(xué)生綜合運用知識的能力。

其次是可以通過科創(chuàng)、競賽或畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)，此為選修環(huán)節(jié)，針對基礎(chǔ)好的同學(xué)可以在通信專業(yè)方向上設(shè)置實踐內(nèi)容，在這個階段，應(yīng)該在工程和企業(yè)層面來要求學(xué)生，要引入設(shè)計說明書、設(shè)計流程圖、開發(fā)進(jìn)度表、軟件工程控制文檔和測試報告等概念。

嵌入式系統(tǒng)課程體系的建立要從專業(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)過幾屆學(xué)生的教學(xué)活動，該課程體系可以基本達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的要求。但由于師資和實驗設(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)和實驗環(huán)境上加大重視，將課程體系不斷完善，培養(yǎng)出有開發(fā)能力的嵌入式人才。

基金項目：嵌入式開發(fā)與應(yīng)用課程建設(shè)（2012KCJS-11）；上海電機學(xué)院校級重點課程建設(shè)項目。

篇（6）

作者簡介：張曉東（1980-），男，山東青島人，河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院，講師；孫麗君（1968-），女，河南鄭州人，河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院，教授。（河南 鄭州 450001）

基金項目：本文系河南省高等教育教學(xué)改革研究項目（項目編號：2012SJGLX151）、河南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃實驗課題“基于開放實驗室的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革與實踐”（課題編號：[2011]-JKGHAC-0150）、河南工業(yè)大學(xué)高等教育研究項目（項目編號：2012一般項目-15）、河南省“自動化”特色專業(yè)項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）08-0035-02

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著信息技術(shù)特別是嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛滲入到工業(yè)測控儀表、軍事技術(shù)、汽車電子、醫(yī)療儀器、無線通信、智能家居以及消費電子產(chǎn)品等眾多重要行業(yè)，成為“后PC時代”最有前景的研究熱點之一。[1]作為一種新興的技術(shù)領(lǐng)域，嵌入式技術(shù)融合了傳統(tǒng)的計算機軟、硬件技術(shù)以及通信、半導(dǎo)體和微電子技術(shù)，屬于多種學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科。由于嵌入式產(chǎn)品市場的蓬勃發(fā)展以及嵌入式技術(shù)的廣泛應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)軟、硬件開發(fā)工程師等技術(shù)人員在就業(yè)市場上較為緊缺，社會對嵌入式相關(guān)技術(shù)人才有迫切需求。[2，3]因此，嵌入式系統(tǒng)正逐漸成為國內(nèi)相關(guān)高校的重點開設(shè)課程，高校嵌入式相關(guān)人才的培養(yǎng)方案還是一個較為新穎的重要的研究課題。

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)已經(jīng)成為電子信息類工程技術(shù)人員必備的專業(yè)知識和技能。不同領(lǐng)域嵌入式產(chǎn)品的應(yīng)用特點不盡相同，高校不同學(xué)科、專業(yè)的嵌入式教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該各有側(cè)重。河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院自2007年開始面向自動化、電氣工程及其自動化等多個專業(yè)的本科生開設(shè)了“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”等專業(yè)選修課程。運行六年以來，作為省級和地廳級多個教改課題的支持項目，學(xué)院在嵌入式系統(tǒng)系列課程的教學(xué)研究方面進(jìn)行了教學(xué)實踐與深入探索，獲得了一些有益經(jīng)驗。

一、課程體系的目標(biāo)與定位

“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”課程是河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院面向自動化等專業(yè)開設(shè)的結(jié)合ARM體系結(jié)構(gòu)、ARM應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計、實時操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序設(shè)計、SOPC技術(shù)、嵌入式數(shù)據(jù)庫等嵌入式軟、硬件技術(shù)的重要任選課程。[4]該課程旨在使學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)軟、硬件的基本原理，實踐嵌入式系統(tǒng)項目開發(fā)的基本流程。重點培養(yǎng)能夠解決嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域具體應(yīng)用問題且具備的分析、設(shè)計、調(diào)試、運行等實踐動手能力的應(yīng)用型工程技術(shù)人才，為深入開展嵌入式系統(tǒng)相關(guān)的后續(xù)科研開發(fā)奠定良好基礎(chǔ)。

對于選修“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”課程的學(xué)生，要求其具備電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、計算機組成原理、微機原理及接口技術(shù)、C語言程序設(shè)計、軟件技術(shù)基礎(chǔ)等課程的先修基礎(chǔ)。在課程體系的組織上，重點熟悉嵌入式系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和基于ARM9處理器的硬件開發(fā)平臺；掌握嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)部原理及嵌入式Linux系統(tǒng)的裁剪、編譯與移植技術(shù)；學(xué)習(xí)嵌入式開發(fā)環(huán)境的建立和嵌入式Linux應(yīng)用程序開發(fā)與調(diào)試過程；嘗試常用設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)和嵌入式圖形用戶界面的編程；最終使學(xué)生具備獨立設(shè)計一個較為完整的嵌入式系統(tǒng)的初步能力。[5]

根據(jù)美國電氣和電子工程師協(xié)會IEEE的定義，嵌入式系統(tǒng)即為用于控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機器或者工廠運行的裝置。[6]嵌入式系統(tǒng)的主要特點是軟、硬件結(jié)合，面向應(yīng)用；嵌入性、專用性和計算機系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的三個基本要素。[7]因此，“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”是一門綜合性、實踐性以及應(yīng)用性都較強的專業(yè)任選課，必須通過課程實驗、項目開發(fā)、科技競賽等環(huán)節(jié)進(jìn)一步加深對課堂理論內(nèi)容的理解，才能將理論知識與實踐應(yīng)用有機地融合起來。

二、建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”是一門融合了多學(xué)科內(nèi)容的綜合性課程，所授課程涉及的知識面廣泛，課堂信息量較大。[8]但作為一門專業(yè)選修課程，受制于培養(yǎng)計劃的限制，課內(nèi)理論講授及實驗學(xué)時數(shù)都較少，在有限的學(xué)時內(nèi)教師要盡可能地使學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)更多的內(nèi)容。此外，近年來選課學(xué)生人數(shù)還在持續(xù)增多，大班額導(dǎo)致教學(xué)效果變差的問題也越來越突出。傳統(tǒng)的板書或投影儀授課方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足該課程理論密切聯(lián)系實踐的講授需要。

筆者所在的教學(xué)團隊經(jīng)研討試講后，決定充分利用河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院嵌入式系統(tǒng)實驗室的硬件資源建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，進(jìn)行教學(xué)模式改革探索。利用實驗室電腦以及“電子教室”多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺，教師使用一臺教師機進(jìn)行集中講授，學(xué)生在實驗室近在咫尺的幾十臺網(wǎng)絡(luò)終端旁即可實現(xiàn)理論授課及實驗講解的全程可視化。利用“電子教室”的遠(yuǎn)程傳輸功能，教師可以在實驗課前將相關(guān)的課件、指導(dǎo)書等各種電子資源快速分發(fā)給學(xué)生機；通過“電子教室”的廣播演示功能即可將實驗步驟及實驗過程中發(fā)現(xiàn)的一般性問題清晰準(zhǔn)確地講解給學(xué)生；講解或?qū)嶒炦^程中學(xué)生甚至可以通過“電子舉手”等對話功能將所遇到的問題反映給教師，隨時向教師提問。將傳統(tǒng)講堂搬進(jìn)實驗室，利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行教學(xué)雖然增加了教師的課前準(zhǔn)備時間和課堂工作量，但是大大提高了有限課堂時間內(nèi)的授課效率。授課方式變得活潑生動，學(xué)生對授課及實驗細(xì)節(jié)的掌握程度也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)板書或投影儀授課方式。

三、開放式實驗教學(xué)改革

嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，嵌入式工程技術(shù)人才的培養(yǎng)也離不開實踐環(huán)節(jié)的鍛煉?！扒度胧较到y(tǒng)設(shè)計”課程是一門強調(diào)理論知識聯(lián)系實際應(yīng)用的課程，學(xué)生必須在實驗中通過項目實踐鍛煉才能真正了解嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)知識，掌握嵌入式驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件開發(fā)的主要過程。[9]高校傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式一般采用填鴨式教學(xué)。在教師講解實驗大綱后，學(xué)生根據(jù)其中的實驗?zāi)繕?biāo)和實驗步驟進(jìn)行驗證式實驗。學(xué)生缺乏主觀能動性，難以滿足嵌入式系統(tǒng)課程開設(shè)綜合性設(shè)計性實驗的需要，無法真正激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)其實踐動手能力。

為了解決上述問題，實現(xiàn)河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，必須要進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)課程的實驗教學(xué)改革。為此，實驗室籌措經(jīng)費大力改進(jìn)實驗環(huán)境，購置了多套典型的周立功EasyARM2131開發(fā)套件、博創(chuàng)UP-NETARM2410-S嵌入式實驗平臺以及UP-ICE200仿真器、擴展板、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、嵌入式操作系統(tǒng)、仿真軟件等配套軟硬件，為嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程的開放實驗教學(xué)改革提供了良好的條件。另一方面，在實驗組織形式上采用了開放式實驗教學(xué)模式。開放實驗室為學(xué)生提供了優(yōu)良的硬件設(shè)施和實驗場所。實驗課前教師根據(jù)近期所講授的理論知識制訂部分小型項目課題，學(xué)生可從中選題或自帶課題。在實驗過程中將解決實際應(yīng)用問題的思想作為實驗教學(xué)切入點，以項目驅(qū)動的方式促使學(xué)生分模塊、分任務(wù)針對實際應(yīng)用問題進(jìn)行分析；引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的嵌入式軟硬件開發(fā)方法實現(xiàn)項目提出的軟硬件開發(fā)目標(biāo)或解決開發(fā)過程中的實際應(yīng)用問題。指導(dǎo)教師注意在實驗過程中給予學(xué)生必要的指導(dǎo)并在實驗結(jié)束后及時進(jìn)行總結(jié)點評。經(jīng)過對實驗效果的對比驗證，開放式實驗教學(xué)模式強調(diào)以學(xué)生作為實驗中心，充分發(fā)揮、調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性，是傳統(tǒng)實驗教學(xué)改革的一次有益嘗試。

四、教材和師資隊伍建設(shè)

1.課程教材建設(shè)

教材是課程資源的載體和媒介，在教學(xué)活動中發(fā)揮著至關(guān)重要的核心作用。[10]國內(nèi)高校嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程的開設(shè)時間較短，開課較早的清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)等高校嵌入式系統(tǒng)的授課歷史也只有十年左右。此外，嵌入式系統(tǒng)一般都是“軟硬結(jié)合”，授課內(nèi)容與實驗室中嵌入式實驗平臺所用的微處理器類型密切相關(guān)，因此市場上很難找到合適的嵌入式系統(tǒng)課程通用教材。經(jīng)過歷年的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實踐探索，筆者迫切感覺到該課程教材建設(shè)的重要性。

為此，自嵌入式系統(tǒng)開課之初，筆者就結(jié)合所選的嵌入式硬件實驗平臺編寫了《嵌入式系統(tǒng)實驗指導(dǎo)書》等校內(nèi)講義。在歷經(jīng)多次試用、補充、修改完善并總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，筆者所在的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)團隊積極籌劃高水平教材的建設(shè)，組織優(yōu)秀師資力量編寫了《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計》，并已被列入“普通高等教育電氣工程與自動化（應(yīng)用型）‘十二五’規(guī)劃教材”和“河南工業(yè)大學(xué)校級規(guī)劃教材”的編寫計劃。該教材堅持“基本理論適度、注重工程應(yīng)用”的基本原則，在介紹嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計基本方法的基礎(chǔ)上著重實踐嵌入式系統(tǒng)項目的開發(fā)流程。該配套教材重視知識更新和實用性，具有較強的學(xué)科前沿性和針對性；同時文后增加了工程設(shè)計實例，注重理論與實踐相結(jié)合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中做到理論知識與實踐技能的融會貫通，可有效提高學(xué)生對理論知識的掌握程度和實踐動手能力。

2.師資隊伍建設(shè)

開放式實驗教學(xué)模式改革對師資隊伍的建設(shè)提出了全新的挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式相比，教師課前要布置并不斷更新貼近實際應(yīng)用的開放式項目課題；實驗過程中需要對現(xiàn)場涌現(xiàn)出來的各種問題及時給予解答、指導(dǎo)；由于嵌入式技術(shù)的快速更新，教師在課余也要不斷了解嵌入式系統(tǒng)的最新技術(shù)信息。“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”等系列課程的教學(xué)需要有一支基礎(chǔ)知識扎實、實踐經(jīng)驗豐富的教師隊伍。因此，學(xué)院抽調(diào)精干師資力量組建了嵌入式系統(tǒng)教學(xué)團隊。一方面督促教師不斷提高自己的業(yè)務(wù)素質(zhì)，鼓勵教師多次參加北京博創(chuàng)科技、北京旋極信息等業(yè)內(nèi)知名公司組織的培訓(xùn)、講座；另一方面也提倡教師積極參與嵌入式相關(guān)的企業(yè)橫向課題的研發(fā)工作，提升教師自身的研發(fā)能力。這些措施使得嵌入式系統(tǒng)教學(xué)團隊的業(yè)務(wù)素質(zhì)和授課水平有了較大的提高。

五、結(jié)語

河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”選修課程自2007年開設(shè)以來，選課人數(shù)不斷增加并獲得了學(xué)生的好評。隨著嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展和社會對嵌入式研發(fā)人才要求的不斷提高，電氣工程學(xué)院嵌入式系統(tǒng)教學(xué)團隊十分重視嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)研究和教學(xué)改革，相繼榮獲河南省教育科學(xué)研究優(yōu)秀成果一等獎、河南省素質(zhì)教育理論與實踐教育教學(xué)一等

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獎并培養(yǎng)學(xué)生獲得多個國家級大學(xué)生科技競賽的獎勵。在以往多年教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，教學(xué)團隊積極改革教學(xué)方法，采用多種教學(xué)手段，使學(xué)生掌握好嵌入式系統(tǒng)理論基礎(chǔ)的同時真正做到了理論聯(lián)系實踐和學(xué)以致用，為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)和嵌入式系統(tǒng)課題的研發(fā)打下了良好的基礎(chǔ)。

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篇（7）

關(guān)鍵詞:嵌入式軟件;實驗教學(xué);ARM_Linux

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1嵌入式軟件專業(yè)發(fā)展和教學(xué)現(xiàn)狀

進(jìn)入90年代以來,以計算機軟硬件技術(shù)和通信技術(shù)為核心的綜合性信息技術(shù)取得了迅猛發(fā)展,從而奠定了嵌入式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。同時,以大量消費電子產(chǎn)品為主的個性化信息終端需求促進(jìn)了嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,使之成為信息化進(jìn)程應(yīng)用技術(shù)中的一個熱點。

嵌入式系統(tǒng)的定義為“以應(yīng)用為中心、軟件硬件可裁剪的、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格綜合性要求的專用計算機系統(tǒng)”,因此,一款嵌入式系統(tǒng)成品可以理解為一款專用計算機系統(tǒng),而嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)完全以應(yīng)用為中心:一切軟硬件都是圍繞著實現(xiàn)某種功能進(jìn)行定制的。因此嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程具有很強的目的性。

目前嵌入式系統(tǒng)的硬件開發(fā)以32位嵌入式微處理器為核心,而軟件系統(tǒng)則往往基于一款實時操作系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā),借由操作系統(tǒng),該綜合平臺的處理能力是以往的嵌入式單片機所根本無法比擬的。正因為嵌入式操作系統(tǒng)的存在,使得嵌入式開發(fā)可以獲取更短的開發(fā)周期,更低的開發(fā)資金以及更高的開發(fā)效率,而且隨著嵌入式技術(shù)發(fā)展前景的日益廣闊,越來越多的嵌入式操作系統(tǒng)不斷出現(xiàn),并且基于這些操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件系統(tǒng)也層出不窮。

嵌入式設(shè)備的增值很大程度上取決于嵌入式軟件的開發(fā),越是功能復(fù)雜、系統(tǒng)智能的設(shè)備,軟件系統(tǒng)越起到關(guān)鍵作用,這是目前的趨勢。嵌入式系統(tǒng)之中軟件成分的逐漸擴大化已經(jīng)成為嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的新方向。因此在高

校嵌入式系統(tǒng)課程之中,引入嵌入式操作系統(tǒng)以及軟件部分的內(nèi)容,其意義舉足輕重。

鑒于嵌入式軟件系統(tǒng)的裁剪性和移植性方面的要求,我們選擇ARM_Linux系統(tǒng)作為嵌入式軟件系統(tǒng)教學(xué)的操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)在嵌入式領(lǐng)域很有發(fā)展前景,不僅要求資源和功耗極低,而且其設(shè)備驅(qū)動程序要比商業(yè)OS的設(shè)備驅(qū)動程序更多且更加適于改造。ARM_Linux具有強大的裁剪性,并且由于其開源的特性,可移植的應(yīng)用軟件種類繁多,因此非常適合學(xué)習(xí)和研究。

2嵌入式系統(tǒng)專業(yè)課程特點

與其他計算機專業(yè)課程相比,嵌入式系統(tǒng)專業(yè)課程具有鮮明的技術(shù)特點。首先,嵌入式系統(tǒng)課程要求學(xué)生具有較高的專業(yè)基礎(chǔ)。如圖1所示,嵌入式軟件系統(tǒng)的先修課程包括:操作系統(tǒng)、組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、Linux相關(guān)課程組等等。同時,和嵌入式系統(tǒng)課程相關(guān)的還有DSP、面向?qū)ο?、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫以及電子電路等相關(guān)課程組。

圖1嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)置

作者簡介:李永,中國石油大學(xué)(華東)計算與通信工程學(xué)院專業(yè)實驗室實驗師,從事嵌入式系統(tǒng)方向教學(xué)和研究工作。

嵌入式軟件開發(fā)不僅要求對嵌入式操作系統(tǒng)有很好的了解,而且能夠基于操作系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動模塊和應(yīng)用軟件的編寫。因此嵌入式系統(tǒng)具有很強的滲透性,能夠與各種行業(yè)技術(shù)結(jié)合從而滲透到各個領(lǐng)域。

除此之外,嵌入式系統(tǒng)教學(xué)對師資的要求也比較高。嚴(yán)格意義上講,嵌入式系統(tǒng)不是一門學(xué)科,但是它卻從屬于多門學(xué)科,這就要求教師不僅能夠在課堂上講述嵌入式系統(tǒng)的理論和外延,而且能夠在實驗室對學(xué)生進(jìn)行具體代碼的演示和實踐。為了適應(yīng)現(xiàn)在社會的發(fā)展需求,嵌入式指導(dǎo)教師還需要不斷將新鮮的技術(shù)補充到嵌入式系統(tǒng)實驗教學(xué)體系之中。

基于以上特點,“實踐”和“創(chuàng)新”是嵌入式軟件系統(tǒng)教學(xué)模式的兩個主要特點。實踐是整個嵌入式系統(tǒng)課程體系中的重要基礎(chǔ),而創(chuàng)新的思想則貫穿了整個嵌入式教學(xué)的始終。

3嵌入式軟件系統(tǒng)教學(xué)模式

鑒于嵌入式軟件開發(fā)的特點,我們的教學(xué)模式分為如下三個階段:基礎(chǔ)、應(yīng)用及提高。如圖2所示。

圖2課程知識結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生的各種基本能力,因此對于教學(xué)模式的基礎(chǔ)部分,可以分化為Linux學(xué)習(xí)模塊和構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)模塊。由于嵌入式系統(tǒng)實驗課程目的在于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神,因此傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法需要進(jìn)行一定的改良。對于嵌入式系統(tǒng)實驗教學(xué)的基礎(chǔ)部分,傳統(tǒng)的驗證性實驗?zāi)軌蚶卫未蛟旌脤W(xué)生的基礎(chǔ);不過對于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用部分和提高部分,傳統(tǒng)的實驗教學(xué)則存在著一定的弊端:

(1) 傳統(tǒng)實驗教學(xué)不利于學(xué)生對知識概念的整體把握。因為在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式中,學(xué)生往往注意每個單獨的實驗步驟而忽略了對實驗的整體理解。

(2) 傳統(tǒng)實驗教學(xué)不利于學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮。傳統(tǒng)實驗教學(xué)往往大多是驗證性實驗,這樣的實驗很容易降低學(xué)生的積極性,喪失學(xué)生的實驗興趣,從而降低實驗效果。

(3) 傳統(tǒng)實驗教學(xué)不利于學(xué)生技能的培養(yǎng)。實驗教學(xué)目的之一是培養(yǎng)學(xué)生實驗技能,可是先入為主的傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式降低了學(xué)生的創(chuàng)造性。學(xué)生常常關(guān)注自己期望的實驗結(jié)果是否與書本上的已知結(jié)果一致,而忽略了分析解釋所得數(shù)據(jù)的原因。

綜上所述,我們決定對嵌入式軟件系統(tǒng)教學(xué)模式的高級階段采用“案例式”教學(xué)方式。由于嵌入式系統(tǒng)實驗教學(xué)體系相對比較龐大,因此要求既能保證學(xué)生掌握嵌入式軟件編程的基礎(chǔ),又能夠在系統(tǒng)開發(fā)上發(fā)揮自己的主觀能動性。而如何設(shè)計相關(guān)“案例”則成了非常關(guān)鍵的問題。按照嵌入式軟件開發(fā)以及ARM_Linux操作系統(tǒng)的相關(guān)特點,我們把整個嵌入式軟件系統(tǒng)的應(yīng)用部分細(xì)化為五個方面的內(nèi)容,如圖3所示。

圖3嵌入式軟件系統(tǒng)應(yīng)用部分

其中內(nèi)核實驗?zāi)康脑谟谑箤W(xué)生充分了解嵌入式系統(tǒng)的精簡性和裁剪操作。在完成該部分的實驗之后,學(xué)生將了解如何構(gòu)建擁有自己個性的嵌入式平臺。內(nèi)核實驗?zāi)軌蚱鸬脚e一反三的作用,使得學(xué)生能夠?qū)?nèi)核編程和計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理解歸納為一個比較成熟的模型。

驅(qū)動程序?qū)嶒瀼淖詈唵蔚奶摂M設(shè)備,到最后的觸摸屏驅(qū)動實驗和攝像頭驅(qū)動實驗,總共有十個實驗之多。該部分能夠使學(xué)生在學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)關(guān)于驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,更多地了解驅(qū)動程序的應(yīng)用價值。對于實驗平臺上豐富的功能,要驅(qū)動相關(guān)的寄存器就需要實現(xiàn)各個功能的驅(qū)動程序。因此,當(dāng)學(xué)生掌握了驅(qū)動程序的模式和規(guī)則之后,只要進(jìn)行相關(guān)的修改和擴充,就能夠適應(yīng)不同種類的驅(qū)動環(huán)境。

圖形界面采用具有良好發(fā)展前景的Qt,以及在該基礎(chǔ)上擴展出來的手機界面Qtopia。學(xué)生能夠在此基礎(chǔ)上使用Linux自帶的工具進(jìn)行C++編程來完成實驗內(nèi)容,并且可以使用GUI對過去的所有應(yīng)用程序進(jìn)行包裝。

軟件移植,是現(xiàn)在軟件編程世界很流行的一個導(dǎo)向。對于Linux豐富的開源軟件來說,將其從X86系統(tǒng)上移植到ARM平臺上是很有挑戰(zhàn)性的工作。我們所移植的軟件包含播放器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫軟件、網(wǎng)絡(luò)電話、各種引擎等。在進(jìn)行眾多的移植操作之后,學(xué)生將能夠從中歸納出移植的方法和手段,得到移植過程中的必要體驗和經(jīng)驗。

嵌入式通信內(nèi)容包括串口通信,網(wǎng)絡(luò)socket通信,CAN總線通信,藍(lán)牙通信等實驗。學(xué)生完成這些實驗之后,則能夠把之前的各種單機實驗聯(lián)系起來。學(xué)生完成這五個應(yīng)用部分的學(xué)習(xí)之后,則已經(jīng)具備了完成嵌入式項目的基礎(chǔ)能力。

在教學(xué)模式的提高階段,使用一個獨立的“案例”系統(tǒng)作為學(xué)生最后的大作業(yè)。這樣不僅能夠提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新思維,而且可以作為一種考核方式進(jìn)行總結(jié)。因此案例首先需要有一定的挑戰(zhàn)性,能夠激發(fā)學(xué)生的興趣和能動性,而且需要符合專業(yè)培養(yǎng)和考核要求。整個過程按照嵌入式軟件開發(fā)流程進(jìn)行運作,學(xué)生以團隊模式進(jìn)行開發(fā)。最后提交的成果將采用科技論文的形式,包括中英文的摘要和關(guān)鍵詞、小組成員分工名單、設(shè)計功能與設(shè)計特色、模塊介紹與使用手冊、體系結(jié)構(gòu)、刻錄光盤和測試結(jié)果性能分析等,同時還要進(jìn)行系統(tǒng)答辯。這樣可以從產(chǎn)品開發(fā)的角度培養(yǎng)學(xué)生一定的項目實踐經(jīng)驗。

案例還要有很強的應(yīng)用價值。例如我們所設(shè)計的案例有“自動取款機”、“手持游戲機”、“可視對講機”、“電梯監(jiān)控系統(tǒng)”、“智能家居系統(tǒng)”、“移動點菜系統(tǒng)”等,這些都是完全以生產(chǎn)產(chǎn)品的角度進(jìn)行實習(xí)教學(xué)的。以“基于藍(lán)牙的移動點菜系統(tǒng)”為例,設(shè)計內(nèi)容包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、任務(wù)策劃、功能實現(xiàn)、各個模塊編碼以及系統(tǒng)測試等幾個步驟。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中,我們要求完全基于功能進(jìn)行定制(圖4);之后按照提供的相應(yīng)系統(tǒng)功能進(jìn)行任務(wù)分配和功能解析(圖5);在完成各個模塊編碼之后,將會對整個系統(tǒng)進(jìn)行整合并測試(圖6、圖7)。

圖4移動點菜系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)圖

圖5移動點菜系統(tǒng)的功能解析圖

圖6移動點菜系統(tǒng)的工作流程

圖7移動點菜系統(tǒng)的最終效果圖

“教學(xué)相長”,學(xué)生完成的多個案例對老師的能力培養(yǎng)能夠起到良好的促進(jìn)作用。由于嵌入式軟件開發(fā)的專業(yè)性和通行性,因此其經(jīng)驗的積累和案例的沉積非常重要。按照這種教學(xué)模式進(jìn)行相關(guān)專業(yè)方向的建設(shè),不僅可以提高教師的實踐能力和項目經(jīng)驗,同時對嵌入式系統(tǒng)教學(xué)科研團隊的建設(shè)也能夠起到積極作用。

4嵌入式系統(tǒng)教學(xué)成果和總結(jié)

在實踐過程中有極高的自由度,就能夠極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。興趣是最好的老師,學(xué)生能夠?qū)⒆约焊鞣N創(chuàng)新的想法進(jìn)行總結(jié)、歸化并且實現(xiàn)出來,無疑是很有成就感的。依靠興趣產(chǎn)生的內(nèi)在驅(qū)動力,能夠把從外界給予的壓力而內(nèi)化到學(xué)生自身學(xué)習(xí)產(chǎn)生的興趣上,往往會引發(fā)學(xué)生非常高漲的學(xué)習(xí)情緒,并能夠形成良好的氛圍和傳統(tǒng)。

按照如上教學(xué)模式所培養(yǎng)出來的學(xué)生,一般都具有很強的系統(tǒng)架構(gòu)能力和程序分析設(shè)計能力。例如在2007年山東省所舉辦的“齊魯軟件大賽”中,我們學(xué)院參賽的三個嵌入式組全部獲獎,其中兩個組分獲相關(guān)方向的第一名;2008年全國高校“博創(chuàng)杯嵌入式大賽”中,我們學(xué)院參賽的三支隊伍全部獲獎,其中兩支分獲相關(guān)方向的一等

獎;2008年的“齊魯軟件大賽”中,我院參賽的兩個嵌入式組也分獲相關(guān)方向的一等獎和二等獎。

另外,我們將這種實驗教學(xué)模式應(yīng)用在“東軟班”和“阿爾卑斯班”的嵌入式教學(xué)中,也具有非常顯著的效果。相對于其他院校所培養(yǎng)的學(xué)生來說,從這種實驗教學(xué)模式下走出來的學(xué)生具有更強的實踐能力和更加豐富的編程能力和經(jīng)驗。因此他們一畢業(yè)就能夠直接步入技術(shù)領(lǐng)域,極強的動手能力和“項目構(gòu)造”的設(shè)計思想使他們能夠很快得到企業(yè)的認(rèn)可和好評。

我們與在這種模式下培養(yǎng)出來的畢業(yè)生聯(lián)系,從他們給我們的反饋信息中得知,我們之前所培養(yǎng)的學(xué)生,現(xiàn)在幾乎都成了各個所在單位的技術(shù)中堅力量,并且一般都具有非常廣闊的發(fā)展前景。

綜上所述,新型人才培養(yǎng)模式能夠突出嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的特點,發(fā)揮嵌入式系統(tǒng)本身存在的優(yōu)勢,適應(yīng)當(dāng)前社會對創(chuàng)新人才的需求,因此值得推廣。

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篇（8）

【中圖分類號】G642.423 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】2095-3089（2014）20-0022-01

引言

嵌入式系統(tǒng)方向知識更新快、知識的市場周期縮短、技術(shù)門檻要求高，因此嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方向總是需要大量的新生工程應(yīng)用型人才。為了使學(xué)生能從學(xué)校平滑過渡到企業(yè)，滿足市場對人才的渴求，高校不得不改變嵌入式系統(tǒng)方向人才培養(yǎng)的觀念，以培養(yǎng)具有專業(yè)技術(shù)知識與技能、學(xué)習(xí)能力、實踐創(chuàng)新能力、團隊合作與溝通能力的創(chuàng)新人才為目標(biāo)[1]。《單片機原理及應(yīng)用》、《嵌入式可編程片上系統(tǒng)（SOPC）》、《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計》、《EDA技術(shù)及應(yīng)用》等作為嵌入式系統(tǒng)方向的核心課程都被引入到本科教學(xué)中，這些課程包涵了電子設(shè)計的核心技術(shù)，也是學(xué)生從事電子設(shè)計必備的技能，因此建立與實際應(yīng)用緊密相關(guān)的嵌入式系統(tǒng)實驗教學(xué)體系是至關(guān)重要的。

一、傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式

傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)體系一直是以“課堂為主實驗為輔”，教學(xué)和考核過程中老師和學(xué)生都不夠重視實驗教學(xué)[2]。由于實驗學(xué)時及實驗場地、實驗儀器的條件限制，為了能在規(guī)定的時間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，實驗內(nèi)容基本以驗證實驗為主，實驗指導(dǎo)書上規(guī)定了實驗任務(wù)及詳細(xì)的實驗操作步驟，所有的學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)，按照相同的實驗方法、步驟以及由教師提供的源程序來完成實驗。學(xué)生是操作工，將程序輸人計算機，通過編譯后下載到實驗箱驗證實驗結(jié)果。這個實驗過程中，學(xué)生不可能碰到實際的工程設(shè)計問題，也沒有動力去了解實驗箱的硬件電路原理。

二、基于創(chuàng)新應(yīng)用能力培養(yǎng)的CDIO工程教育理念

CDIO工程教育理念是一種主張“做中學(xué)”的教育模式，適合于應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，它是集Conceive（構(gòu)思）一Design（設(shè)計）--Implement（實現(xiàn)）一0perate（運作）等實踐過程于一體。這種教育模式以實踐項目為主要載體，利用大學(xué)現(xiàn)有的各種學(xué)習(xí)資源以及豐富的條件，結(jié)合專業(yè)核心課程教學(xué)。CDIO是一種基于項目的學(xué)習(xí)過程，在整個CDIO過程中不斷提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、團隊合作能力、專業(yè)技術(shù)知識、和工程系統(tǒng)能力。因此，結(jié)合項目化的理論教學(xué)研究基礎(chǔ)，在嵌入式系統(tǒng)課程群的實驗教學(xué)中融入CDIO工程教學(xué)理念，對加強創(chuàng)新應(yīng)用人才培養(yǎng)具有重要意義[3]。

三、實施CDIO模式實驗教學(xué)的資源和條件

CDIO理念不僅繼承和發(fā)展了歐美20多年以來的工程教育大改革的理念，并且從培養(yǎng)計劃、教學(xué)方法、師資、學(xué)生考核以及學(xué)習(xí)環(huán)境、實施過程和結(jié)果檢驗等方面提出了12條標(biāo)準(zhǔn)，要求具有可操作性。

1.開展任務(wù)驅(qū)動的項目化理論教學(xué)模式

實施CDIO模式實驗教學(xué)的前提是開展任務(wù)驅(qū)動的項目化理論教學(xué)模式，這種教學(xué)模式的教學(xué)大綱以實踐項目為載體，按照項目所需要的知識進(jìn)行重組教學(xué)內(nèi)容，課程理論知識體系雖然被打亂，但要保證理論知識能涵蓋到每個教學(xué)項目中。由于嵌入式系統(tǒng)課程群中《單片機原理及應(yīng)用》、《EDA技術(shù)及應(yīng)用》、《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計》這幾門課程涉及電子技術(shù)的共性和特點，項目的選取要根據(jù)工程實踐以及社會的實際需求體現(xiàn)不同技術(shù)和不同方法的特性。

2.利用仿真軟件，建立虛擬實驗系統(tǒng)

要實現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，嵌入式系統(tǒng)課程群必須經(jīng)過大量的實踐，才能在實踐中感悟理論的精髓，逐步提高學(xué)生的編程能力。各種仿真軟件中有豐富的元器件仿真模型，不用焊接真實的硬件電路，既能彌補實驗室元器件的不足，還能提高實驗效率，在硬件系統(tǒng)制作之前，可以通過仿真電路初步驗證硬件電路的可行性和軟件程序的正確性，避免盲目制作，費時費力。

3.自制模塊化的實驗開發(fā)系統(tǒng)

課程群中使用的實驗平臺已經(jīng)由可編程邏輯器件、單片機、嵌入式最小系統(tǒng)開發(fā)板和模塊代替了實驗箱[4]。龐大的實驗箱上雖然器件齊全，看似使用方便，但不利于學(xué)生了解各部分的電路設(shè)計原理，并且隨著主芯片的落后整個實驗箱上的所有元器件將被淘汰，造成資源浪費。采用了模塊化系統(tǒng)之后，課程群中各課程的實驗系統(tǒng)除了最小系統(tǒng)板采用的處理器不同之外，其他的電路模塊可以通用，極大地提高了實驗資源的利用率。

四、分層次設(shè)立“三段式”項目的實驗教學(xué)體系

1.基礎(chǔ)實驗項目

基礎(chǔ)實驗項目是課程教學(xué)大綱規(guī)定的實踐教學(xué)任務(wù)，并使用最小系統(tǒng)板與簡單外設(shè)結(jié)合進(jìn)行實踐訓(xùn)練，目的是讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論。在實施過程中，充分發(fā)揮學(xué)生的能動性，不管任務(wù)大小，實驗項目只提出任務(wù)要求或者實驗?zāi)康?，讓學(xué)生自己選擇元器件甚至設(shè)立實驗項目，要求學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計原理圖，采用自己的編程思想，繪制程序流程圖，根據(jù)現(xiàn)象分析總結(jié)是否達(dá)到實驗?zāi)康摹?/p>

2.團隊合作實驗項目

基礎(chǔ)實驗培養(yǎng)學(xué)生基本的工程能力，通過自學(xué)獲取知識的能力，通過解決問題運用知識的能力。通過團隊合作能挖掘共享知識的能力，通過創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)知識的能力，通過交流溝通傳播知識的能力。團隊項目實施的組織方式一般以4～6名學(xué)生為一個項目小組；項目在課堂外執(zhí)行，以小組為單位進(jìn)行活動；項目在組內(nèi)的任務(wù)分配、交流研討，系統(tǒng)性總結(jié)等均可以作為團隊合作管理評價內(nèi)容；組間活動主要采用項目演示、建議評價等方式促進(jìn)交流學(xué)習(xí)。

3.創(chuàng)新性訓(xùn)練的開放實驗項目

開設(shè)一些面向?qū)嶋H應(yīng)用的創(chuàng)新性項目，作為學(xué)生科研項目于讓本專業(yè)優(yōu)秀的學(xué)生在校內(nèi)實踐教學(xué)基地完成。實際應(yīng)用項目的訓(xùn)練與研發(fā)能夠培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生技術(shù)開發(fā)能力。為了提高同學(xué)的積極性，可以采取學(xué)分、獎金等激勵機制。

五、總結(jié)

自從學(xué)校在2011年開始大力推廣實施基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)模式改革以來，嵌入式系統(tǒng)課程群都經(jīng)過了基于項目化教學(xué)模式改革和學(xué)習(xí)團隊建設(shè)，形成了基于工程教育模式下的新型授課體系，學(xué)生在全國大學(xué)生電子競賽和全國大學(xué)生飛思卡爾智能車競賽中都取得國家級獎項，突破學(xué)校競賽歷史記錄，改革效果良好。

參考文獻(xiàn)

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篇（9）

1.1創(chuàng)新訓(xùn)練項目主要是組織開展各類科學(xué)研究（包括學(xué)生申請科研課題、參與教師課題研究等）、技術(shù)發(fā)明、創(chuàng)新型實驗、開放實驗等活動。學(xué)生個人或團隊在導(dǎo)師指導(dǎo)下，自主完成創(chuàng)新性實驗項目設(shè)計、方法選擇、設(shè)備和材料的準(zhǔn)備、實驗的實施、數(shù)據(jù)處理與分析、總結(jié)報告及論文的撰寫，參加各類電子競賽。

1.2創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目主要是組織開展創(chuàng)業(yè)教育和創(chuàng)業(yè)實踐活動。學(xué)生團隊在導(dǎo)師指導(dǎo)下，團隊中學(xué)生在項目實施過程中扮演不同的角色，通過編制商業(yè)計劃書、開展可行性研究、模擬企業(yè)運行、進(jìn)行一定程度的驗證試驗，撰寫創(chuàng)業(yè)報告等工作。

1.3創(chuàng)業(yè)實踐項目是學(xué)生團隊在學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師共同指導(dǎo)下，以前期創(chuàng)新訓(xùn)練項目或創(chuàng)新性實驗的成果為基礎(chǔ)，提出一項具有市場前景的創(chuàng)新性產(chǎn)品或者服務(wù)，以此為出發(fā)點開展創(chuàng)業(yè)實踐活動。本文主要討論第1階段“創(chuàng)新訓(xùn)練項目”的實施過程，根據(jù)我們專業(yè)現(xiàn)狀及就業(yè)前景，開設(shè)了“嵌入式系統(tǒng)項目實訓(xùn)”的課程，本課程橫跨5個學(xué)期，遵循由淺入深，從易到難，循序漸進(jìn)的原則，逐步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識和能力。

2嵌入式開發(fā)市場現(xiàn)狀

根據(jù)華清遠(yuǎn)見“2013-2014度中國嵌入式開發(fā)從業(yè)人員調(diào)查”的報告，本文主要從以下5個方面說明：

2.1學(xué)歷要求，嵌入式開發(fā)從業(yè)人員的學(xué)歷仍然以本科（65%）和碩士（22%）居多，占所有參與調(diào)查人員的87%，較去年增長4個百分點。從中可以看出：在整個嵌入式行業(yè)的從業(yè)人員中，本科生和研究生憑借其扎實的理論功底和良好的綜合素質(zhì)，依然是嵌入式開發(fā)從業(yè)者的主要群體，并且在未來一段時間內(nèi)也將持續(xù)穩(wěn)居此項調(diào)查的前兩位。

2.2嵌入式開發(fā)方向，從事軟件開發(fā)、單片機開發(fā)、硬件設(shè)計等工作，比例分別占38%，33%和16%，占總?cè)藬?shù)的87%。通過這一數(shù)據(jù)，我們可以看出，目前主要從事嵌入式開發(fā)的人群大部分是有一定的軟件或硬件基礎(chǔ)的從業(yè)者，但是也有一定比例的從業(yè)人員是從事IT類非技術(shù)崗位與非IT行業(yè)的。這說明，嵌入式并不像很多學(xué)生想象的那么難，只要是下定決心想要學(xué)習(xí)嵌入式就一定能夠?qū)W會。2.3軟件開發(fā)語言的選擇，C語言仍是在嵌入式產(chǎn)品研發(fā)的軟件開發(fā)語言的使用過程中最普遍使用的語言，其市場份額繼續(xù)保持領(lǐng)先（82%），這一統(tǒng)計結(jié)果再一次表明，無論是在傳統(tǒng)的工業(yè)控制領(lǐng)域、通信領(lǐng)域，還是迅猛發(fā)展的消費電子，安防控制、信息家電等領(lǐng)域，C語言均是嵌入式開發(fā)語言的首選。

2.4軟件開發(fā)調(diào)試工具的選擇，keil和IAR分別以48%、19%的比例成為嵌入式開發(fā)者的主要調(diào)試工具，總計占所有參與調(diào)研人數(shù)的67%。合適的調(diào)試工具的選擇使用，可以大大加快產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度。這也使得在調(diào)試工具層面的技術(shù)支持和發(fā)展成為研發(fā)過程中需要考慮的因素之一。

2.5未來嵌入式操作系統(tǒng)首選，嵌入式Linux仍然是未來幾年內(nèi)，嵌入式工程師認(rèn)可的最具發(fā)展?jié)摿Φ氖走x嵌入式操作系統(tǒng)，所占比例為60%，而Android智能手機操作系統(tǒng)，也受到了越來越多嵌入式工程師的關(guān)注，并對其在移動手機操作系統(tǒng)中廣闊的發(fā)展空間及發(fā)展?jié)摿Τ錆M了期待。由此可見，作為開源系列的兩款優(yōu)秀的嵌入式操作系統(tǒng)（嵌入式Linux及Android），其開源的特性，無疑使其在市場競爭中，具備了最強大的競爭優(yōu)勢及用戶基礎(chǔ)，用戶就是王道。

3“嵌入式系統(tǒng)項目實訓(xùn)”的實施計劃

根據(jù)嵌入式開發(fā)市場需求的現(xiàn)狀，結(jié)合我們專業(yè)的特點和具體情況，制定了分階段的實施計劃，依據(jù)循序漸進(jìn)的原則，每個階段實現(xiàn)不同的目標(biāo)。

3.1基本原則

（1）責(zé)任意識，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注國家、民族、人類社會的重大問題，增強學(xué)生的責(zé)任感和整體意識，提高學(xué)生對社會重大問題的把握能力。（2）興趣驅(qū)動，參與項目的學(xué)生要對科學(xué)研究、技術(shù)發(fā)明和創(chuàng)業(yè)實踐有濃厚興趣，以興趣驅(qū)動，在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成項目。（3）自主實踐，以學(xué)生為中心，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主設(shè)計、自主管理，開發(fā)學(xué)生潛能，引導(dǎo)學(xué)生主動實踐，主動尋找問題和解決問題。（4）重在過程，注重項目的實施過程，在項目實施過程中培養(yǎng)和增強學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的能力。（5）校企合作，鼓勵校企合作項目，逐步推行“雙導(dǎo)師”制，實現(xiàn)學(xué)生早實踐、早科研、早社會，共同培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

3.2階段性計劃

根據(jù)嵌入式系統(tǒng)項目實訓(xùn)大綱，制定了項目實訓(xùn)計劃，如表1所示。

3.3實訓(xùn)要求

選修本課程的學(xué)生必須善于獨立思考、實踐動手能力較強、對科學(xué)研究、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等有濃厚的興趣，具有一定的創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)實踐能力，具備從事創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的基本素質(zhì)，有強烈的求知欲和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，有良好的職業(yè)道德和團結(jié)協(xié)作精神。（1）本實訓(xùn)課程橫跨5個學(xué)期，學(xué)生選修后，必須完成所有實訓(xùn)內(nèi)容才能得到學(xué)分，中途退出則沒有學(xué)分。（2）學(xué)生自由組成實訓(xùn)小組，由指導(dǎo)教師確定每組的人數(shù)，建議每組為3-5人，并選舉1人任組長。指導(dǎo)教師可根據(jù)各個實訓(xùn)小組的實際情況進(jìn)行必要的調(diào)整。（3）在每個學(xué)期實訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)生都要撰寫實訓(xùn)總結(jié)報告，并上交。（4）從書中或從互聯(lián)網(wǎng)中查閱相關(guān)資料，自學(xué)具體實訓(xùn)中涉及到的新知識。

3.4保障措施

（1）學(xué)院已將“嵌入式系統(tǒng)項目實訓(xùn)”做為一門課程納入教學(xué)大綱，并已提供一間實驗室作為“嵌入式系統(tǒng)項目實訓(xùn)”實驗室，為更好開展嵌入式教育提供了條件保障。（2）經(jīng)費保障，學(xué)院目前已投入1萬元的啟動資金，為了保證本課程的持續(xù)開展，還需要后續(xù)的資金支持。（3）鼓勵教師特別是碩士以上教師為指導(dǎo)教師，擔(dān)任“嵌入式系統(tǒng)項目實訓(xùn)”導(dǎo)師，積極聘請企業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練和實踐，為學(xué)生早實踐、早科研、早社會，實現(xiàn)校企培養(yǎng)，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合奠定基礎(chǔ)。

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中圖分類號：G623.58

嵌入式從早期的單片機，到后來的DSP，再到現(xiàn)今的32位的基于ARM架構(gòu)的處理器及以Soc片上系統(tǒng)的應(yīng)用，嵌入式的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域。嵌入式教育目前在國內(nèi)已經(jīng)形成了足夠的重視，但我們在很多方面所做的工作還不夠，還存在一些問題如：師資力量不夠，教材過于籠統(tǒng)，教學(xué)方式陳舊，培養(yǎng)嵌入式專業(yè)技能方面不能滿足社會需求等。

本文將結(jié)合哈爾濱華德學(xué)院計算機專業(yè)的實際情況，以“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)為目標(biāo)，結(jié)合本校學(xué)生的特點，探討如何培養(yǎng)出適應(yīng)社會需要的嵌入式人才。

1.專業(yè)定位

哈爾濱華德學(xué)院于2007年在計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)設(shè)置嵌入式系統(tǒng)方向，本專業(yè)的定位是培養(yǎng)能夠在消費電子、信息科學(xué)、計算機技術(shù)、工業(yè)控制、汽車電子等領(lǐng)域從事嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的軟/硬件設(shè)計、開發(fā)、測試等領(lǐng)域具有綜合解決實際問題能力的實用型高等工程技術(shù)人才。

2.課程體系

2004年IEEE和ACM對計算機專業(yè)本科教育的課程系進(jìn)行的設(shè)置認(rèn)為嵌入式系統(tǒng)的課程應(yīng)包括以下內(nèi)容：嵌式的發(fā)展歷程和概述、嵌入式微處理器、嵌入式軟件設(shè)、實時操作系統(tǒng)、低功耗計算、系統(tǒng)可靠性設(shè)計、設(shè)計方法學(xué)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計工具、嵌入式多處理器系統(tǒng)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)、接口和混合信號系統(tǒng)等。

通過市場調(diào)查，針對學(xué)生的實際接受知識的情況和社會的需求，本專業(yè)方向課程體系的理論教學(xué)分必修課程和選修課程，理論與實踐的比例在6：4。課程體系主要分四個階段：嵌入式原理基礎(chǔ)、嵌入式編程基礎(chǔ)、嵌入式開發(fā)技術(shù)和嵌入式綜合應(yīng)用。整個課程體系如圖1所示

圖1哈爾濱華德學(xué)院計算機專業(yè)嵌入式方向課程體系

課程體系中加強注重“精”，重點強化基礎(chǔ)知識的掌握，課程內(nèi)容較大程度地體現(xiàn)了嵌入式領(lǐng)域的熱點，是企業(yè)界普遍關(guān)心的核心技術(shù)，具有較強的實用性。教學(xué)中微處理器介紹MCS-51、ARM、FPGA、DSP，嵌入式操作系統(tǒng)介紹Linux、WinCE，開發(fā)語言介紹C++、Java。四年的教學(xué)要求學(xué)生做到四個“1”，即“精通1種主流微處理器系統(tǒng)+1套開發(fā)工具+1種嵌入式操作系統(tǒng)+1門開發(fā)語言”。

3.實踐教學(xué)體系

嵌入式系統(tǒng)是一門應(yīng)用性，實踐性很強的的課程。結(jié)合哈爾濱華德學(xué)院的實際教學(xué)特點，積極開展啟發(fā)式、討論式、案例式等教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，考慮到學(xué)生的層次不同，在設(shè)置實驗內(nèi)容時，由淺入深，進(jìn)行循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)。在設(shè)置實踐環(huán)節(jié)時，我們分為課程實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計三個環(huán)節(jié)，另外發(fā)揮發(fā)揮學(xué)生社團組織的作用，組織開展課外創(chuàng)新訓(xùn)練與社會實踐活動。

3.1課程實驗

課程實驗又分為驗證性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗，一般驗證性實驗是4學(xué)時，綜合性實驗是8學(xué)時、設(shè)計性實驗是4學(xué)時。如嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用課程共16學(xué)時實驗，4學(xué)時的GPIO輸入輸出、中斷實驗；8學(xué)時的電機控制、顯示實驗，4學(xué)時的電子相框設(shè)計。通過這幾個環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠基本掌握ARM9處理器的應(yīng)用。

3.2課程設(shè)計

課程設(shè)計一般都是1周-2周的教學(xué)周期，由老師給出題目，學(xué)生三人組成一組并選題，完成設(shè)計內(nèi)容。此環(huán)節(jié)即鍛煉了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，又鍛煉了學(xué)生的團隊合作能力。

3.3畢業(yè)設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計是最后一個實踐環(huán)節(jié)，周期為13周，學(xué)生通過前期的教學(xué)環(huán)節(jié)，對于自己的特長已經(jīng)有了定位，因此，自由選擇導(dǎo)師并定出研究題目，畢業(yè)設(shè)計分為論文開題、中期檢查、末期檢查、論文換審、論文答辯五個環(huán)節(jié)，本專業(yè)方向的畢業(yè)設(shè)計要求學(xué)生動手制作出實物，然后寫出論文。這個環(huán)節(jié)提高學(xué)生的綜合實踐和語言表述的能力，在增強學(xué)生理論基礎(chǔ)的同時，提高了實踐能力。

3.4課外實踐

采取“導(dǎo)師制”的方式，組織科研活動小組，指導(dǎo)學(xué)生參加各種科技實踐活動，學(xué)生在大學(xué)生電子競賽、飛思卡爾競賽、ACM大學(xué)生競賽等競賽中獲得獎項累計有40余項。

4結(jié)論

基于以上的教學(xué)實踐，哈爾濱華德學(xué)院開展了一系列嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)，通過教學(xué)，學(xué)生能夠建立嵌入式系統(tǒng)的思想，掌握嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法，收到了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]楊霞.嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用課程教學(xué)研究與實踐[J].學(xué)科建設(shè)與教學(xué)改革，2008（5）：71-74.

[2]童英華.應(yīng)用型本科院校嵌入式教學(xué)探討[J].微型電腦應(yīng)用，2012（5）：1-10.