導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇嵌入式課程總結(jié)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

中圖分類號(hào)：G642

0 引 言

大規(guī)模在線開(kāi)放課程（massive open online course， MOOC）是基于課程與教學(xué)以及網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)智能技術(shù)發(fā)展起來(lái)的新興在線課程形式。MOOC是一種全新的、更公平的教育模式，它借助互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)MOOC平臺(tái)的課程講座視頻、嵌入式課程進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估以及師生在線互動(dòng)，教與學(xué)隨時(shí)隨地都可以發(fā)生[1]。然而，MOOC在迅速發(fā)展的同時(shí)，由于其自身存在的一些不可避免的問(wèn)題，使得MOOC飽受爭(zhēng)議。沒(méi)有規(guī)模限制、沒(méi)有先修條件、MOOC注冊(cè)率高而完成率低以及師生不能深入交流等問(wèn)題日漸凸顯，且難以得到有效解決[2]。因此，MOOC被不斷改進(jìn)，許多新的教學(xué)模式應(yīng)用到MOOC中，彌補(bǔ)之前MOOC的不足，超越了原有的MOOC模式，MOOC已經(jīng)進(jìn)入后MOOC時(shí)代。

在后 MOOC時(shí)代涌現(xiàn)的一些新樣式中，SPOC最為典型。SPOC（small private online courses，小規(guī)模限制性在線課程）表示小型的、私有的、在線課程，它是針對(duì)MOOC來(lái)說(shuō)的，這一概念最早是由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的阿曼多??？怂菇淌谔岢龅腫3]。與 MOOC相比，SPOC吸收和傳承 MOOC的先進(jìn)思想，將 MOOC的潛能更好地發(fā)揮出來(lái)，變革傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)行課堂的有效翻轉(zhuǎn)，最終提高教學(xué)質(zhì)量。SPOC把學(xué)習(xí)的人數(shù)進(jìn)行了限制，通常限定在幾十人到幾百人之間，不同于MOOC同一課程擁有注冊(cè)人數(shù)幾十萬(wàn)甚至幾百萬(wàn)，另外，SPOC在MOOC的基礎(chǔ)上增加了教師和學(xué)生面對(duì)面的交流。相比之下， SPOC的學(xué)習(xí)活動(dòng)更加靈活高效，能滿足學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求[4]。

嵌入式課程是信息技術(shù)行業(yè)的核心課程，在國(guó)外信息類人才培養(yǎng)中尤其得到重視。目前，嵌入式軟件市場(chǎng)的規(guī)模劇增，已形成一個(gè)充滿商機(jī)的巨大產(chǎn)業(yè)，并且成為整個(gè)軟件業(yè)的發(fā)展支柱[5]。在家電、手機(jī)、各種數(shù)碼產(chǎn)品等都向智能化方向發(fā)展的今天，嵌入式技術(shù)越來(lái)越成為當(dāng)前最熱門(mén)、最具發(fā)展前景的IT應(yīng)用領(lǐng)域，吸引越來(lái)越多的工程師投入到這一行業(yè)[6]。本文研究嵌入式課程教學(xué)模式，通過(guò)SPOC充分利用MOOC平臺(tái)上的教學(xué)視頻資源，并與翻轉(zhuǎn)課堂有機(jī)結(jié)合應(yīng)用到課堂教學(xué)中。SPOC與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的方式可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，使學(xué)生能夠獨(dú)立地進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和編程。

1 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問(wèn)題

嵌入式課程是計(jì)算機(jī)課程的重要組成部分，嵌入式課程包含Linux系統(tǒng)應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和嵌入式系統(tǒng)案例分析等實(shí)踐性較強(qiáng)的多門(mén)課程，這些課程采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在以下問(wèn)題：

（1）在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，老師的授課時(shí)間有限，只能單方面把課程的內(nèi)容傳授給學(xué)生，沒(méi)有與學(xué)生交流的機(jī)會(huì)。

（2）部分學(xué)生存在惰性，老師講多少就聽(tīng)多少，并不實(shí)際動(dòng)手練習(xí)，導(dǎo)致僅理解理論內(nèi)容，卻不會(huì)實(shí)際應(yīng)用。

（3）大部分學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中虎頭蛇尾，一遇到困難就輕易放棄，沒(méi)有解決難題的決心，從而也無(wú)法真正的掌握和理解所學(xué)知識(shí)。

（4）傳統(tǒng)的教學(xué)模式只重視成績(jī)和分?jǐn)?shù)，泯滅了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的欲望，導(dǎo)致學(xué)生缺乏創(chuàng)新能力。

SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的教學(xué)模式提供一個(gè)新的思路：如果學(xué)生能夠在課前完成相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，就會(huì)減少教師課堂講授時(shí)間，從而留給學(xué)生更多的時(shí)間進(jìn)行實(shí)踐、參與交流討論和獲得教師的指導(dǎo)，解決學(xué)生只停留在對(duì)理論內(nèi)容的理解、動(dòng)手機(jī)會(huì)少、不會(huì)將所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到實(shí)際的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中去的問(wèn)題。

2 基于SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂的嵌入式課程教學(xué)方法

基于SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂的嵌入式課程教學(xué)方法可以分為四個(gè)階段：前端分析、課程設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)和評(píng)價(jià)，具體模式如圖1所示。

2.1 前端分析

任何課程開(kāi)始前都必須進(jìn)行前端分析，這樣設(shè)計(jì)出的教學(xué)資源才具有針對(duì)性、個(gè)性化，因此，前端分析對(duì)一門(mén)課程設(shè)計(jì)的成功與否起到非常關(guān)鍵的作用。本文中，前端分析涉及3個(gè)要素，分別為學(xué)習(xí)對(duì)象、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)環(huán)境。

學(xué)習(xí)對(duì)象主要包括學(xué)生年級(jí)、學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)的相關(guān)課程以及對(duì)學(xué)過(guò)課程的掌握情況。嵌入式課程分為硬件課程和軟件課程，因此課程的設(shè)置應(yīng)該分為3個(gè)階段：第1階段為嵌入式硬件開(kāi)發(fā)，作為嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的平臺(tái)基礎(chǔ)；第2階段為嵌入式軟件開(kāi)發(fā)；第3階段為嵌入式綜合開(kāi)發(fā)實(shí)踐。單片機(jī)原理等基礎(chǔ)理論課程是學(xué)好嵌入式硬件開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，嵌入式軟件課程包括嵌入式操作系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)應(yīng)用等課程，只有將以上課程學(xué)好才能進(jìn)行嵌入式綜合開(kāi)發(fā)實(shí)踐。

教學(xué)內(nèi)容研究應(yīng)該從理論和實(shí)際開(kāi)發(fā)能力兩方面入手。理論方面，對(duì)于C語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、單片機(jī)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等前導(dǎo)課程，教師要在保證理論授課學(xué)時(shí)的前提下，適當(dāng)增加或強(qiáng)調(diào)嵌入式開(kāi)發(fā)中必需的知識(shí)基礎(chǔ)，以保證后續(xù)嵌入式開(kāi)發(fā)課程的順利進(jìn)行。在實(shí)際開(kāi)發(fā)能力方面，教師要強(qiáng)化和規(guī)范嵌入式硬件課程、嵌入式軟件課程、嵌入式綜合開(kāi)發(fā)實(shí)踐課程中的實(shí)踐環(huán)節(jié)，為學(xué)生配備齊全的軟、硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境，讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐掌握所學(xué)的內(nèi)容。

學(xué)習(xí)環(huán)境主要包括傳統(tǒng)的課堂教學(xué)環(huán)境和基于MOOC的在線學(xué)習(xí)環(huán)境，將課堂教學(xué)和在線學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.2 課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)主要包括教學(xué)視頻、教學(xué)大綱、拓展資源、測(cè)試作業(yè)幾個(gè)部分。根據(jù)教學(xué)需要，教師可以充分利用MOOC平臺(tái)上優(yōu)質(zhì)豐富的教學(xué)資源，對(duì)其進(jìn)行編輯和整合，設(shè)計(jì)成富有邏輯結(jié)構(gòu)的視頻資源上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。教師還可以將電影錄像、電子書(shū)、其他資料等作為拓展資源提供給學(xué)生。測(cè)試作業(yè)包含測(cè)試題和大作業(yè)，測(cè)試題至關(guān)重要，學(xué)生可以帶著問(wèn)題去觀看教?W視頻，也可以看完教學(xué)視頻后做測(cè)試題，這樣有助于學(xué)生對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)的理解與掌握，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量；大作業(yè)用來(lái)綜合性的測(cè)試學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，需要由一組學(xué)生來(lái)共同完成，大家一起討論，相互激發(fā)靈感，這種方式可以提高學(xué)生們的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

2.3 課堂教學(xué)

課堂教學(xué)階段在整個(gè)教學(xué)模式中的地位十分重要。在課程開(kāi)始前，根據(jù)學(xué)生原有的知識(shí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)個(gè)性和風(fēng)格等信息將學(xué)生進(jìn)行異質(zhì)分組，并選出每個(gè)學(xué)習(xí)小組的組長(zhǎng)。

課堂教學(xué)的實(shí)施過(guò)程借鑒翻轉(zhuǎn)課堂模式，翻轉(zhuǎn)課堂是推動(dòng)師生互動(dòng)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有力手段，真正體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教育理念。本文將翻轉(zhuǎn)課堂分為兩種形式：一種側(cè)重于分析本次課的重點(diǎn)和難點(diǎn)；另一種側(cè)重于對(duì)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行分析和講解。

第一種形式要求學(xué)生在課前通過(guò)MOOC平臺(tái)上提供的教學(xué)視頻，學(xué)習(xí)嵌入式課程的基礎(chǔ)知識(shí)，然后，通過(guò)完成測(cè)試題驗(yàn)證對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。在課堂教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生針對(duì)教師在課前提出的問(wèn)題進(jìn)行討論，并采用輪流的方式對(duì)本次課的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行講解。在該門(mén)課程的課堂教學(xué)中，每名學(xué)生至少有一次機(jī)會(huì)講解知識(shí)點(diǎn)。最后，教師對(duì)課程內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明，并對(duì)知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)化的總結(jié)和梳理。

第二?N形式通過(guò)大作業(yè)的方式，以小組為單位，共同完成一個(gè)項(xiàng)目。大作業(yè)是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)本門(mén)課程的綜合性考察，嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的作業(yè)可以是多進(jìn)程程序編寫(xiě)、管道通信、Linux環(huán)境下“生產(chǎn)者與消費(fèi)者”的實(shí)現(xiàn)等。嵌入式實(shí)踐開(kāi)發(fā)的作業(yè)可以是智能家居、智能停車場(chǎng)等。在課堂教學(xué)過(guò)程中，小組組內(nèi)成員之間、各小組成員之間針對(duì)大作業(yè)的內(nèi)容相互討論，并每組選出一個(gè)代表對(duì)自己組的作業(yè)完成情況進(jìn)行匯報(bào)展示，學(xué)生之間共同鑒賞、互相評(píng)價(jià)。教師可以在每名學(xué)生展示作品或?qū)W習(xí)成果后進(jìn)行逐一評(píng)價(jià)，也可在所有學(xué)生成果展示完畢后做最后的總結(jié)，教師最終對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)。

課后主要是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固，檢驗(yàn)自己掌握知識(shí)的情況，分享課中學(xué)習(xí)的感悟與收獲。教師則針對(duì)大家課上提出的問(wèn)題進(jìn)行反思和總結(jié)，對(duì)課程知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)化的梳理和總結(jié)，并根據(jù)學(xué)生課上的表現(xiàn)、反應(yīng)以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的意見(jiàn)對(duì)課前、課中階段進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

2.4 評(píng) 價(jià)

評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)既要體現(xiàn)評(píng)價(jià)主體的多元化又要注重評(píng)價(jià)樣式的多樣化，關(guān)注學(xué)生的效果，采用形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)兩種評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式。

形成性評(píng)價(jià)包括多個(gè)因素：登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的次數(shù)、下載教學(xué)視頻的次數(shù)、課堂出勤情況、課堂討論的積極程度以及小組成員間互評(píng)等多個(gè)方面。小組成員間互評(píng)主要從學(xué)生與對(duì)小組其他成員討論問(wèn)題的情況、參與小組活動(dòng)情況以及對(duì)小組的貢獻(xiàn)等方面出發(fā)，對(duì)自己和小組成員作出評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)方式有利于學(xué)生更好地參與到小組學(xué)習(xí)活動(dòng)中，能夠提高組內(nèi)成員間合作學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)，教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)也同等重要，教師應(yīng)該根據(jù)以上因素對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，給出學(xué)生的平時(shí)成績(jī)。

總結(jié)性評(píng)價(jià)則主要包括學(xué)生的平時(shí)測(cè)驗(yàn)、作業(yè)完成質(zhì)量和期末考試成績(jī)。最后，教師根據(jù)形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)的一定比例給學(xué)生最終量化分?jǐn)?shù)。

篇2

關(guān)鍵詞： 嵌入式系統(tǒng) ARM μC/OS-Ⅲ

引言

嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)很寬泛的概念，我們一般將以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為嵌入式系統(tǒng)。近十年來(lái)，隨著當(dāng)前各行各業(yè)對(duì)單片機(jī)能力的要求越來(lái)越高，如主頻高、功耗低、外設(shè)多、互連方便、支持操作系統(tǒng)等，嵌入式處理器市場(chǎng)正在32位化，ARM芯片以其高性價(jià)比取代51芯片成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新寵，同時(shí)μC/OS-Ⅲ嵌入式操作系統(tǒng)因源碼獲取方便成為嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)的首選對(duì)象。

在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)：（1）學(xué)生拘泥于嵌入式軟硬件知識(shí)細(xì)節(jié)，不能從嵌入式產(chǎn)品的系統(tǒng)層面和設(shè)計(jì)過(guò)程中整體地動(dòng)態(tài)地了解、理解和掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)；（2）學(xué)生太過(guò)依賴學(xué)院實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的嵌入式實(shí)驗(yàn)箱或自己購(gòu)買(mǎi)的嵌入式開(kāi)發(fā)板，不敢或很少嘗試設(shè)計(jì)并制作自己的嵌入式開(kāi)發(fā)板；（3）學(xué)生對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)了解有限，忽視相關(guān)開(kāi)發(fā)工具的使用與掌握。

本文將從嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)板DIY（Do It Yourself）開(kāi)始，探索課程實(shí)驗(yàn)板DIY自主實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法，嘗試通過(guò)適當(dāng)?shù)倪m度的DIY實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)，訓(xùn)練學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)和有限的成本下制作自己的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)板，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)一步自主探索學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)知識(shí)的興趣。

1.研究目標(biāo)與關(guān)鍵問(wèn)題

1.1研究目標(biāo)

依據(jù)《嵌入式系統(tǒng)》課程教學(xué)內(nèi)容，研究課程實(shí)驗(yàn)板DIY教學(xué)方法，制定課程實(shí)驗(yàn)板DIY指導(dǎo)手冊(cè)，指導(dǎo)學(xué)生逐步DIY自主制作自己的課程實(shí)驗(yàn)板，讓學(xué)生在實(shí)踐課程實(shí)驗(yàn)板DIY過(guò)程中親身領(lǐng)會(huì)并掌握嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)方法，并最終基于ARM Cortex-M3微處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-III搭建嵌入式系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)，完成課程實(shí)驗(yàn)并定制特色功能。

1.2關(guān)鍵問(wèn)題

（1）如何讓學(xué)生快速設(shè)計(jì)、投板、焊接并調(diào)試自己的ARM實(shí)驗(yàn)板，并且時(shí)間和成本可控。

（2）如何讓學(xué)生在自己的ARM實(shí)驗(yàn)板上主動(dòng)探索來(lái)完成課程實(shí)驗(yàn)，并且及時(shí)總結(jié)相關(guān)問(wèn)題和對(duì)應(yīng)的解決方案。

2.《嵌入式系統(tǒng)》DIY實(shí)踐

借助當(dāng)前便利的電路板PCB制作與生產(chǎn)工藝，在課程實(shí)驗(yàn)板DIY指導(dǎo)手冊(cè)幫助下，指導(dǎo)學(xué)生逐步完成課程實(shí)驗(yàn)板DIY實(shí)踐。

值得一提的是，當(dāng)前電路板PCB打樣雙面板價(jià)格50元/款起，尺寸大小10cm*10cm以內(nèi)，完全滿足課程實(shí)驗(yàn)板制作要求。

2.1實(shí)踐任務(wù)布置

在《嵌入式系統(tǒng)》授課之初，強(qiáng)調(diào)嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)踐的重要性，引導(dǎo)學(xué)生思索如何動(dòng)手實(shí)踐。然后課程設(shè)計(jì)任務(wù)，要求自己動(dòng)手制作ARM最小系統(tǒng)板，運(yùn)行μC/OS-III操作系統(tǒng)，滿足課程各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求，定制開(kāi)發(fā)自己的特色功能。

說(shuō)清楚兩個(gè)限制：（1）必須使用ARM Cortex-M3微處理器和μC/OS-Ⅲ實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；（2）必須在一學(xué)期內(nèi)完成（大約3個(gè)月）并且成本可控（100元左右）。

2.2實(shí)驗(yàn)板硬件制作

針對(duì)選定微處理器芯片（如ARM STM32F103），提供課程實(shí)驗(yàn)板原理圖，僅涉及最小系統(tǒng)板硬件（包括ARM芯片、晶振、SWD調(diào)試、USB供電模塊）和課程實(shí)驗(yàn)所需硬件支持（包括基于GPIO的LED和KEY，以及UART模塊）。芯片管腳全部基于排線引出，便于學(xué)生后續(xù)的擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)?？紤]到學(xué)生可能初次進(jìn)行PCB制版，因此實(shí)驗(yàn)板PCB圖提供半成品，完成最后的布線。

當(dāng)然，學(xué)生完全可以部分或全部修改實(shí)驗(yàn)板原理圖和PCB圖，前提是學(xué)生必須有電路板制版經(jīng)歷。強(qiáng)烈建議初學(xué)者不要做太多的修改，而是完成剩下的PCB布線，并投板、焊板，進(jìn)而編程與調(diào)試。

本階段計(jì)劃時(shí)間兩周，可階段驗(yàn)收成果為：（1）絲印學(xué)生姓名的PCB空板；（2）焊接完成的ARM實(shí)驗(yàn)板。

2.3實(shí)驗(yàn)板程序練習(xí)

實(shí)驗(yàn)板程序分為兩部分，本著簡(jiǎn)單易學(xué)和循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)原則，依據(jù)《嵌入式系統(tǒng)》課程教學(xué)內(nèi)容，僅涉及LED、KEY和UART三個(gè)常見(jiàn)外設(shè)，訓(xùn)練內(nèi)容包括ARM裸板程序和操作系統(tǒng)程序兩部分，下表僅列舉部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

在此過(guò)程中，為了調(diào)動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)性，可以實(shí)行一定的獎(jiǎng)勵(lì)措施，如通過(guò)額外的平時(shí)分鼓勵(lì)學(xué)生，將在硬件制作與軟件編程實(shí)踐過(guò)程中遇到的問(wèn)題和對(duì)應(yīng)的解決辦法記錄下來(lái)，并通過(guò)教師確認(rèn)后集中給各位學(xué)生以參考。

本階段時(shí)間持續(xù)整個(gè)學(xué)期，可階段驗(yàn)收成果為課后作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.4特色功能實(shí)現(xiàn)

學(xué)生通過(guò)在ARM實(shí)驗(yàn)板硬件基礎(chǔ)上擴(kuò)展功能模塊，基于μC/OS-III任務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)自己的特色功能，如紅外測(cè)距、溫濕度采集、小車控制等，并完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。

課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容包括：（1）課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述，闡述目的、內(nèi)容和意義；（2）需求分析，闡述功能需求、技術(shù)指標(biāo)、設(shè)計(jì)約束；（3）總體方案設(shè)計(jì)，涉及系統(tǒng)框圖、功能框圖、業(yè)務(wù)流程圖等；（4）硬件設(shè)計(jì)，涉及硬件框圖、器件選型、模塊電路圖等；（5）軟件設(shè)計(jì)，涉及軟件框圖、關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、核心模塊流程圖等；（6）系統(tǒng)測(cè)試，包括測(cè)試目的、測(cè)試步驟、測(cè)試結(jié)果、結(jié)果分析；（7）附錄，主要包括擴(kuò)展的功能原理圖和關(guān)鍵代碼。

本階段時(shí)間為學(xué)期的最后兩周，可階段驗(yàn)收成果為課程設(shè)計(jì)實(shí)物和報(bào)告。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)近三年的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)實(shí)踐，初步形成一套比較完整的自主實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法和對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)板DIY指導(dǎo)手冊(cè)，已成功指導(dǎo)百余名學(xué)生制作自己的ARM實(shí)驗(yàn)板，并實(shí)現(xiàn)自己設(shè)計(jì)的特色功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]石海貝，任秀峰.淺談嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)[J].信息與電腦：理論版，2010（2）.

[2]江維，桑楠.面向高等教育的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2011（16）.

[3]王振華，劉慧芳.嵌入式軟件開(kāi)發(fā)實(shí)踐教學(xué)改革與探索[J].教育教學(xué)論壇，2016（34）.

篇3

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)踐教程，創(chuàng)新性，嵌入式系統(tǒng)

【中圖分類號(hào)】G420

1.研究現(xiàn)狀和選題意義

1.1 研究現(xiàn)狀

高等職業(yè)教育是高等教育的重要組成部分，它是根據(jù)一定職業(yè)崗位實(shí)際業(yè)務(wù)活動(dòng)范圍的要求，培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用性或職業(yè)性人才。如何培養(yǎng)高技能型人才來(lái)滿足社會(huì)快速發(fā)展的需要？教學(xué)是關(guān)鍵！而實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高等職業(yè)教育的主要形式，它不同于理論課教學(xué)，它不但要使學(xué)生掌握理論知識(shí)的同時(shí)，怎么能快速地應(yīng)用到社會(huì)社會(huì)生活之中來(lái)滿足人們生活的需要，那這就要求我們要以實(shí)踐教學(xué)為主，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，免得把學(xué)生培養(yǎng)成一個(gè)書(shū)呆子，不會(huì)學(xué)以致用。這就要求各高校要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，那么我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中，采取什么樣的教學(xué)方法才能真正提高學(xué)生的技能，達(dá)到高職教育人才培養(yǎng)的目標(biāo)？

1.2選題意義

“嵌入式系統(tǒng)”課程作為電子信息專業(yè)中的一個(gè)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(shí)踐并重的特點(diǎn)，剛開(kāi)始講述“嵌入式系統(tǒng)”課程時(shí)，由于并沒(méi)有太多的經(jīng)驗(yàn)，還是依照課堂理論、課下實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)教學(xué)方式。但是隨著教學(xué)的深入，發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)過(guò)程中存在很多問(wèn)題，主要體現(xiàn)在：

（1）《嵌入式系統(tǒng)》的前導(dǎo)課程比較多，例如：《C語(yǔ)言》、《微機(jī)原理》、《單片機(jī)原理與設(shè)計(jì)》，如果學(xué)生們對(duì)這些課程學(xué)的不扎實(shí)，理論及實(shí)踐基礎(chǔ)太差的話，那嵌入式系統(tǒng)技術(shù)課程對(duì)他們來(lái)說(shuō)更是頭疼。

（2）課程內(nèi)容涉及面廣，知識(shí)內(nèi)容多。以蔣建春編寫(xiě)的《嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)》為例，此書(shū)介紹嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件知識(shí)、嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)建、ARM嵌入式處理器的體系結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)常用模塊設(shè)計(jì)、嵌入式操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)OS-Ⅱ、嵌入式軟件測(cè)試基礎(chǔ)知識(shí)等。在有限的課時(shí)內(nèi)，很多內(nèi)容只能淺顯地介紹，一個(gè)學(xué)期下來(lái)，一部分學(xué)生看上去了解了嵌入式系統(tǒng)的許多內(nèi)容，但是一到具體的應(yīng)用實(shí)際就會(huì)發(fā)現(xiàn)還欠缺很多知識(shí)和技能。

（3）傳統(tǒng)的以教師為核心的課堂上，在講解這門(mén)綜合性實(shí)踐性很強(qiáng)的課程時(shí)，很多學(xué)生都是被動(dòng)接受知識(shí)。又因?yàn)檫@門(mén)課本身就比較枯燥乏味，內(nèi)容復(fù)雜，需要掌握的知識(shí)又很繁瑣，學(xué)習(xí)一段時(shí)間后，也就漸漸失去了興趣。

（4）由于學(xué)時(shí)數(shù)有限，又加上需要很多理論知識(shí)的講解，不可能安排很多的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，在相對(duì)較短的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)，學(xué)生需要熟悉開(kāi)發(fā)的軟硬件環(huán)境，如開(kāi)發(fā)工具、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、了解試驗(yàn)內(nèi)容，讀懂實(shí)驗(yàn)程序。在這期間，學(xué)生自主的實(shí)踐動(dòng)手能力得不到充分地鍛煉，某種程度上也就僅僅是熟練了一種開(kāi)發(fā)工具而已。

針對(duì)以上關(guān)于嵌入式系統(tǒng)教學(xué)存在的問(wèn)題，逐步對(duì)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行教學(xué)改革，把以項(xiàng)目應(yīng)用的教學(xué)理念逐步引入到課堂當(dāng)中。其目的是在課堂教學(xué)中把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.轉(zhuǎn)變后的實(shí)踐教學(xué)課程的實(shí)施方法

2.1 實(shí)踐課程的實(shí)施方法

（1）知識(shí)技能檢測(cè)法。把學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，每組四個(gè)學(xué)生，老師命題，學(xué)生選題的方式，對(duì)學(xué)生的知識(shí)技能進(jìn)行檢測(cè)，最后老師通過(guò)知識(shí)提問(wèn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，給學(xué)生打分。能通過(guò)此實(shí)驗(yàn)的組數(shù)進(jìn)行表?yè)P(yáng)，沒(méi)有通過(guò)的組數(shù)讓他們查找原因。對(duì)完成較好好者給予獎(jiǎng)勵(lì)，這樣激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能，他們都想成為老師眼中的佼佼者。最后大家一起總結(jié)討論，這樣學(xué)生記憶深刻，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)。

（2）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法。在“嵌入式系統(tǒng)”的前期授課中布置課程設(shè)計(jì)，也可以課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容讓學(xué)生結(jié)合自己的興趣愛(ài)好自行擬訂，學(xué)生在已有的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上，選擇一個(gè)自己感興趣的題目作為本學(xué)期的課程設(shè)計(jì)來(lái)完成。這樣學(xué)生會(huì)帶著自己的問(wèn)題在剛開(kāi)始學(xué)習(xí)這門(mén)課就要深入了解課程的內(nèi)容，同時(shí)課下查詢相關(guān)的資料，這比課堂被動(dòng)地接受知識(shí)更能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。學(xué)生自己設(shè)計(jì)、畫(huà)原理圖、程序流程圖、開(kāi)發(fā)調(diào)試、固化芯片、查閱整理資料等，一方面培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，另一方面培養(yǎng)了學(xué)生開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的能力，為以后工作打下良好的基礎(chǔ)。

2.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要完成性

實(shí)驗(yàn)成果的要求為一個(gè)類似標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的嵌入式系統(tǒng)，要求學(xué)生完成從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)的所有步驟，根據(jù)實(shí)際功能需要，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，選擇單片機(jī)及元器件，用Proteus進(jìn)行電路仿真，然后制作印制版電路，最后做出調(diào)試板，進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試，最后每位學(xué)生均需要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)總結(jié)和體會(huì)。這樣，學(xué)生就掌握了工程實(shí)踐系統(tǒng)的總體開(kāi)發(fā)流程。

2.3 由任課老師進(jìn)行一體化的教學(xué)指導(dǎo)

首先，任課教師要選用一本好的教材，最好選以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為主題思路編寫(xiě)的教材，例如：郭志勇主編的《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目教程》就是一本優(yōu)秀的教材，突出實(shí)踐技能培養(yǎng)在課程中的主題地位，用實(shí)際項(xiàng)目來(lái)引領(lǐng)理論，使理論從屬于技能實(shí)踐。教師的主要教學(xué)工作需要圍繞實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行。任課教師需要提前在課程教學(xué)中進(jìn)行周密的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和講解，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效率。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，任課教師親自指導(dǎo)學(xué)生，前提條件教師對(duì)整本書(shū)的內(nèi)容有全面的理解和認(rèn)識(shí)，這樣遇到問(wèn)題可以有的放矢，從而取得更好的效果，同學(xué)們漁業(yè)有信心和目標(biāo)學(xué)好這門(mén)課程，這樣一方面培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，另一方面，也鍛煉了學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)踐能力。

篇4

1 教學(xué)模式研究的主要內(nèi)容和重點(diǎn)目標(biāo)

美國(guó)學(xué)者喬伊斯和韋爾認(rèn)為：“教學(xué)模式是構(gòu)成課程和作業(yè)、選擇教材、提示教師活動(dòng)的一種范式或計(jì)劃”[4]。也有人認(rèn)為：“教學(xué)模式可定義為在一定教學(xué)思想或教學(xué)理論指導(dǎo)下建立起來(lái)的較為穩(wěn)定的教學(xué)活動(dòng)結(jié)構(gòu)框架和活動(dòng)程序”[5]。任何教學(xué)模式都需要指向和完成一定教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)目標(biāo)在教學(xué)模式結(jié)構(gòu)中處于核心地位。筆者以應(yīng)用能力?樽鈧匾?目標(biāo)，主要考慮研究理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課余教學(xué)和測(cè)試考核四個(gè)子模式，明確教學(xué)模式研究四個(gè)重點(diǎn)目標(biāo)，如圖1所示。從教學(xué)過(guò)程角度，按照理論―實(shí)驗(yàn)―課余―考核的環(huán)節(jié)順序可形成完整的順序教學(xué)過(guò)程；從教學(xué)模式結(jié)構(gòu)角度，各子模式對(duì)應(yīng)模塊功能既相對(duì)獨(dú)立又彼此促進(jìn)。要真正實(shí)現(xiàn)四個(gè)子模式及重點(diǎn)目標(biāo)，最終達(dá)到培養(yǎng)良好應(yīng)用能力這一最重要目標(biāo)，必須進(jìn)行教學(xué)模式改革。

2 理論教學(xué)模式改革措施及教學(xué)內(nèi)容安排

（1）設(shè)計(jì)從硬到軟多層次的可與其他多學(xué)科融合的通用型可自適應(yīng)的嵌入式開(kāi)發(fā)教學(xué)內(nèi)容體系：按照從底層硬件、中層軟件到高層應(yīng)用的思路，從整體上規(guī)劃嵌入式課程教學(xué)內(nèi)容體系，使其涵蓋嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)生命周期（開(kāi)發(fā)環(huán)境建立和熟悉、嵌入式處理器開(kāi)發(fā)、嵌入式操作系統(tǒng)移植、基于嵌入式操作系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)、嵌入式軟件中間件開(kāi)發(fā)、嵌入式綜合應(yīng)用開(kāi)發(fā)）。同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容體系考慮以模塊化組合方式自適應(yīng)地涵蓋或擴(kuò)展多方面基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)（ARM、DSP、C語(yǔ)言、匯編、單片機(jī)、EDA等），既兼顧軟硬件兩方面的基礎(chǔ)內(nèi)容，又具有和其他專業(yè)課融合應(yīng)用的通用性和靈活性。

（2）建立立體優(yōu)化可共享的復(fù)合型集成型多媒體教學(xué)資源庫(kù)：通過(guò)分批分類分級(jí)建立可重復(fù)可共享的、多角度多媒體的、豐富優(yōu)化的、嵌入式相關(guān)的多方位多課程復(fù)合型教學(xué)素材庫(kù)、資源庫(kù)、課件庫(kù)，構(gòu)建學(xué)生全面互聯(lián)的綜合知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，以擴(kuò)大理論教學(xué)廣度、深度，擴(kuò)大學(xué)生學(xué)習(xí)選擇面和自由度。

（3）建立在線/離線可學(xué)的綜合型集成型近遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)：針對(duì)嵌入式課程群（ARM、 DSP、單片機(jī)、EDA等），充分應(yīng)用多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)，建立可在線離線學(xué)習(xí)的混合型可集成的、可近遠(yuǎn)程多終端（PC，移動(dòng)端，網(wǎng)絡(luò)等）的按權(quán)限訪問(wèn)和共享的教學(xué)平臺(tái)。

（4）將以“教授―學(xué)習(xí)”為主的傳統(tǒng)理論教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴白詫W(xué)―引導(dǎo)/指導(dǎo)/輔導(dǎo)”為主的翻轉(zhuǎn)課堂[6-7]模式：通過(guò)充分利用建立的多媒體教學(xué)資源庫(kù)和在線離線可自學(xué)的近遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)，教師采用實(shí)物展示、案例分析、操作演示、視頻參考、同步開(kāi)發(fā)、代碼共享、項(xiàng)目引導(dǎo)[3]、分組討論、互動(dòng)總結(jié)、游戲競(jìng)賽、課堂交流、專題講座等直觀動(dòng)態(tài)、互動(dòng)性強(qiáng)的課堂教學(xué)方法和手段，建立自主學(xué)習(xí)的理論教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能動(dòng)性和積極性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生第一次知識(shí)內(nèi)化[7]和初步建模。

考慮通信、軟件、物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)5個(gè)專業(yè)，針對(duì)ARM和DSP處理器，進(jìn)行理論教學(xué)內(nèi)容模塊化安排設(shè)計(jì)（見(jiàn)表1），以初步建立軟硬多層次的多學(xué)科融合的通用型自適應(yīng)的嵌入式開(kāi)發(fā)教學(xué)內(nèi)容體系。

嵌入式課程理論教學(xué)大致安排6個(gè)內(nèi)容單元模塊，其中，單元模塊2、4、5作為嵌入式課程核心內(nèi)容，應(yīng)安排20～35學(xué)時(shí)的教學(xué)。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革措施及教學(xué)內(nèi)容安排

（1）設(shè)計(jì)從硬到軟多層次的完整的嵌入式開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系：按照從底層到高層、從硬件到軟件、從平臺(tái)到應(yīng)用的思路，從整體上規(guī)劃嵌入式課程實(shí)驗(yàn)體系，使實(shí)驗(yàn)體系完全涵蓋嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)生命周期。

（2）建立整合嵌入式及相關(guān)課程群的復(fù)合型集成型實(shí)驗(yàn)資源庫(kù)：通過(guò)分批分類分級(jí)建立可重復(fù)可共享的、多角度多媒體的、豐富優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)素材、資源、案例項(xiàng)目庫(kù)，培養(yǎng)學(xué)生全面互聯(lián)的綜合應(yīng)用實(shí)踐能力。

（3）建立可依據(jù)學(xué)生層次條件和專業(yè)特長(zhǎng)進(jìn)行模塊化自適應(yīng)伸縮調(diào)節(jié)和階段式進(jìn)度控制的綜合集成型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：采用內(nèi)容模塊化設(shè)計(jì)，分階段設(shè)計(jì)和逐步深入措施，在不同階段（初學(xué)、應(yīng)用、創(chuàng)新）設(shè)計(jì)不同功能實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證型、創(chuàng)新型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)）。采用因材施教方針，根據(jù)基礎(chǔ)不同的各層次學(xué)生（高職、本科、研究生）和特長(zhǎng)不同的各專業(yè)學(xué)生（通信、計(jì)算機(jī)、軟件）適當(dāng)組合操作/實(shí)驗(yàn)?zāi)K，調(diào)節(jié)各階段功能實(shí)驗(yàn)側(cè)重比例，靈活調(diào)整實(shí)踐內(nèi)容和深入程度。

（4）轉(zhuǎn)變“上機(jī)―指導(dǎo)”為主的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降健胺旨?jí)引導(dǎo)―分工開(kāi)發(fā)―團(tuán)隊(duì)討論”為主的合作實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑涸谇度胧綄?shí)驗(yàn)室軟硬件設(shè)備和平臺(tái)支持和嵌入式創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)教師聯(lián)合指導(dǎo)背景下，針對(duì)案例或項(xiàng)目的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)，采用教師―高年級(jí)開(kāi)發(fā)者―低年級(jí)學(xué)習(xí)者（或?qū)煥D研究生―本科生）的跨年級(jí)分級(jí)引導(dǎo)/指導(dǎo)/開(kāi)發(fā)的合作實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑唇處?導(dǎo)師帶領(lǐng)跨年級(jí)學(xué)生團(tuán)隊(duì)，以分工合作競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的形式，采用每周研討式團(tuán)隊(duì)內(nèi)進(jìn)度溝通和實(shí)時(shí)通信等手段，緊緊圍繞案例學(xué)習(xí)或應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)際需求，開(kāi)展嵌入式開(kāi)發(fā)知識(shí)和技能的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)時(shí)教學(xué)及跟蹤指導(dǎo)， 實(shí)現(xiàn)學(xué)生第二次知識(shí)內(nèi)化[7]和深入建模。

針對(duì)ARM和DSP處理器，同樣考慮5個(gè)專業(yè)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容模塊化安排（見(jiàn)表2），以初步建立多層次的涵蓋開(kāi)發(fā)生命周期的復(fù)合型自適應(yīng)的嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系。

嵌入式課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大致安排5個(gè)單元的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，見(jiàn)表2。上述實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)作為必選基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)安排16～28學(xué)時(shí)的實(shí)踐上機(jī)；設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)作為各專業(yè)可選的提升實(shí)驗(yàn)和綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，應(yīng)安排至少14學(xué)時(shí)的實(shí)訓(xùn)練習(xí)。

4 課余教學(xué)模式改革措施

（1）設(shè)計(jì)從硬到軟多層次的完整的嵌入式開(kāi)發(fā)課余教學(xué)內(nèi)容體系：整體上規(guī)劃嵌入式課程課余教學(xué)體系，并結(jié)合其他相關(guān)課程（C語(yǔ)言、匯編、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程、微?C接口、單片機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、DSP、EDA等）設(shè)計(jì)嵌入式交叉復(fù)合應(yīng)用項(xiàng)目課題，以可選可組合可交叉復(fù)合應(yīng)用的模塊化課件/組件形式支持課余碎片化自由化時(shí)間的在線離線式自主學(xué)習(xí)和對(duì)應(yīng)的提示性發(fā)問(wèn)式[8]指導(dǎo)。

（2）建立整合嵌入式及其相關(guān)課程群的復(fù)合型集成型課余資源庫(kù)：通過(guò)分批分類分級(jí)建立豐富共享的課余素材、資源、案例項(xiàng)目庫(kù)，以滿足課余利用豐富資源進(jìn)行參考式學(xué)習(xí)的需求。

（3）構(gòu)建可在線聊天或離線留言的方便自由互動(dòng)交流的社區(qū)或網(wǎng)絡(luò)空間平臺(tái)：在社區(qū)（離線論壇）或網(wǎng)絡(luò)空間（在線聊天室）平臺(tái)開(kāi)展以互動(dòng)探討交流總結(jié)為形式的課余學(xué)術(shù)會(huì)議型討論和教學(xué)指導(dǎo)活動(dòng)，以期實(shí)現(xiàn)在自由討論中獲得結(jié)論、以課余指導(dǎo)補(bǔ)充完善結(jié)論，最終實(shí)現(xiàn)結(jié)論的強(qiáng)效獲取，達(dá)到利用多角度觀點(diǎn)對(duì)比和多沖突觀點(diǎn)碰撞促進(jìn)所學(xué)知識(shí)的快速第三次內(nèi)化[7]和完整建模的目的。

（4）建立可充分復(fù)用實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備的可溝通指導(dǎo)和合作開(kāi)發(fā)的師生課余指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)：通過(guò)三級(jí)（教師―高年級(jí)指導(dǎo)者―低年級(jí)指導(dǎo)者，或?qū)煥D研究生―本科生）師生課余指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)及時(shí)有規(guī)律在線指導(dǎo)（如三級(jí)指導(dǎo)1次/周，二級(jí)指導(dǎo)1次/半周）和定時(shí)參與課余活動(dòng)互動(dòng)討論（如全范圍自由討論1次/周），實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生課余學(xué)習(xí)的泛在式指導(dǎo)和溝通，解決其學(xué)習(xí)疑問(wèn)、促進(jìn)其學(xué)習(xí)進(jìn)展并掌握其學(xué)習(xí)進(jìn)度，進(jìn)而促進(jìn)師生的課余實(shí)踐能力的提高和專業(yè)素質(zhì)的提升。

（5）建立具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的競(jìng)賽型企業(yè)型師生團(tuán)隊(duì)：通過(guò)組建有良好技術(shù)基礎(chǔ)、實(shí)踐項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和創(chuàng)新意識(shí)的課余競(jìng)賽師生團(tuán)隊(duì)，充分復(fù)用實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)設(shè)備，利用開(kāi)放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)機(jī)制和校企合作平臺(tái)或?qū)嵱?xùn)基地，教師帶領(lǐng)學(xué)生承擔(dān)或參與校內(nèi)專業(yè)技能比賽，參加嵌入式橫縱向項(xiàng)目、企業(yè)或國(guó)家專業(yè)競(jìng)賽（如嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)大賽、嵌入式系統(tǒng)大賽等），參與權(quán)威認(rèn)證考試，完成基于競(jìng)賽或項(xiàng)目的課余深度指導(dǎo)性實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生獲取更豐富競(jìng)賽型/項(xiàng)目型實(shí)踐開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的提升和從業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的提高。

5 測(cè)試考核模式改革措施

（1）設(shè)計(jì)從硬到軟多層次分模塊的嵌入式開(kāi)發(fā)測(cè)試考核內(nèi)容體系：測(cè)試考核主要包含理論、實(shí)驗(yàn)、課余三方面。在整體上規(guī)劃測(cè)試考核內(nèi)容體系，并結(jié)合其他相關(guān)課程設(shè)計(jì)測(cè)試考核課題，以可選可組合可交叉復(fù)合應(yīng)用的模塊化測(cè)試組件和進(jìn)度記錄機(jī)制實(shí)現(xiàn)在線/離線式自主或隨堂測(cè)試、平時(shí)和期末考核。

（2）建立整合嵌入式及相關(guān)課程群的復(fù)合型集成型測(cè)試考核資源庫(kù)：通過(guò)分批分類分級(jí)分模塊分進(jìn)度建立豐富共享的測(cè)試和考核素材、資源和案例項(xiàng)目庫(kù)，以滿足多角度測(cè)試考核需求。

（3）建立依賴個(gè)人教學(xué)實(shí)踐完成進(jìn)度和開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)合作能力及貢獻(xiàn)度的分級(jí)測(cè)試考核機(jī)制：構(gòu)建綜合集成型在線離線測(cè)試考核平臺(tái)，充分反映學(xué)生知識(shí)和技術(shù)掌握進(jìn)度，將個(gè)人學(xué)習(xí)進(jìn)展和實(shí)踐能力分級(jí)量化記錄，采用由理論學(xué)習(xí)進(jìn)度和各級(jí)實(shí)驗(yàn)完成度決定的分級(jí)測(cè)試考核，并補(bǔ)充課余互動(dòng)參與度和貢獻(xiàn)度測(cè)試考核，同時(shí)以學(xué)生團(tuán)隊(duì)（3～6人）為主體，引入個(gè)人在團(tuán)隊(duì)中的任務(wù)技術(shù)難度、重要度、工作量、完成度、協(xié)作性等多項(xiàng)測(cè)評(píng)系數(shù)，并加入個(gè)人在團(tuán)隊(duì)的合作能力和團(tuán)隊(duì)貢獻(xiàn)度測(cè)試考核。

（4）建立涵蓋個(gè)人多方面能力的綜合成績(jī)?cè)u(píng)估機(jī)制：在測(cè)試考核平臺(tái)上，將個(gè)人理論學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)開(kāi)發(fā)能力、知識(shí)吸收內(nèi)化能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、團(tuán)隊(duì)貢獻(xiàn)程度和競(jìng)賽創(chuàng)新能力等多方評(píng)估因素納入成績(jī)?cè)u(píng)估，其中，個(gè)人實(shí)踐實(shí)訓(xùn)開(kāi)發(fā)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、競(jìng)賽創(chuàng)新能力應(yīng)給予優(yōu)先重點(diǎn)考慮權(quán)重，力求滿足企業(yè)選擇人才標(biāo)準(zhǔn)。

篇5

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；集中授課；教學(xué)方式

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）49-0182-02

一、引言

隨著信息化與工業(yè)化的融合及工業(yè)4.0國(guó)家戰(zhàn)略的提出，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)有著越來(lái)越廣闊的應(yīng)用空間。目前，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)深入應(yīng)用到了工業(yè)控制、智慧城市、智慧交通、智能家居、智能醫(yī)療、智能穿戴、通信設(shè)備等人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人才的緊迫需要，如今大多數(shù)高校在電子信息工程、自動(dòng)化等專業(yè)開(kāi)設(shè)了嵌入式系統(tǒng)方向[1-3]。在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方向課程教學(xué)中大多高校仍采用傳統(tǒng)的授課方式，即把相關(guān)專業(yè)課分散到三到四個(gè)學(xué)期，每門(mén)課又分散到一個(gè)學(xué)期講授，每周二到三次課。其教學(xué)效果并不理想，學(xué)生普遍感到該課程難以掌握。為了解決上述問(wèn)題，本文給出集中授課方式在嵌入式系統(tǒng)方向教學(xué)中應(yīng)用的一些想法和意見(jiàn)。

二、嵌入式系統(tǒng)方向開(kāi)設(shè)背景及課程介紹

（一）嵌入式系統(tǒng)開(kāi)設(shè)背景

所謂嵌入式系統(tǒng)是軟硬件緊密結(jié)合的綜合系統(tǒng)，一般而言，嵌入式系統(tǒng)由嵌入式硬件和嵌入式軟件組成，它是面向用戶、面向應(yīng)用、面向產(chǎn)品的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)擁有軟件硬件可裁剪，對(duì)可靠性、成本、體積和功耗嚴(yán)格要求的特點(diǎn)?；谇度胧较到y(tǒng)的“專用性”以及“嵌入性”，在各個(gè)領(lǐng)域均有嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。因此當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?、社?huì)需求大量的嵌入式軟硬件工程師。在此背景下，以及遵循培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學(xué)理念下，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)高校紛紛開(kāi)設(shè)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課程。

目前我校的嵌入式系統(tǒng)方向人才培養(yǎng)目標(biāo)是：掌握電子技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用等工程領(lǐng)域的實(shí)踐知識(shí)和技能，具備嵌入式開(kāi)發(fā)、嵌入式系統(tǒng)測(cè)試、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力，能在通信、電子設(shè)備設(shè)計(jì)制造、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、IT業(yè)等部門(mén)從事嵌入式系統(tǒng)軟硬件分析與設(shè)計(jì)、測(cè)試、物聯(lián)網(wǎng)研究與開(kāi)發(fā)、電子信息系統(tǒng)應(yīng)用與維護(hù)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試、銷售及研究等生產(chǎn)和管理第一線需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[4]。

（二）嵌入式系統(tǒng)課程介紹

嵌入式系統(tǒng)課程一般包括：Linux系統(tǒng)、C語(yǔ)言、C++面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)、ARM微處理原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)GUI開(kāi)發(fā)。其中Linux系統(tǒng)為嵌入式系統(tǒng)課程的核心部分，在今后的嵌入式開(kāi)發(fā)編程過(guò)程中大多是在Linux環(huán)境下進(jìn)行；C語(yǔ)言則屬于嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)最基礎(chǔ)也是最重要的編程語(yǔ)言，目前嵌入式系統(tǒng)硬件開(kāi)發(fā)多是基于C語(yǔ)言；C++語(yǔ)言則是屬于面向?qū)ο蟮母呒?jí)編程，嵌入式系統(tǒng)GUI開(kāi)發(fā)則是在Linux環(huán)境下在Qt上使用C++語(yǔ)言進(jìn)行圖形界面的編程設(shè)計(jì)；最后ARM微處理器的原理與應(yīng)用是整個(gè)嵌入式系統(tǒng)課程的精華也是其難點(diǎn)所在，所有的程序都需要在ARM處理器上運(yùn)行，所以學(xué)習(xí)好ARM原理與運(yùn)用無(wú)論以后做硬件工程師還是軟件工程師都有著重要意義[5-7]。

三、嵌入式系統(tǒng)方向教學(xué)方式現(xiàn)狀

目前絕大多數(shù)高校仍然采用傳統(tǒng)的授課方式來(lái)講授嵌入式系統(tǒng)課程，即把相關(guān)專業(yè)課分散到三到四個(gè)學(xué)期，某門(mén)課程在一個(gè)學(xué)期開(kāi)展，分散在15～18個(gè)教學(xué)周，每周講授4～6節(jié)課。從近幾年畢業(yè)生難以適應(yīng)市場(chǎng)的需求來(lái)看，按照傳統(tǒng)的教學(xué)方式對(duì)嵌入式系統(tǒng)課程進(jìn)行教學(xué)顯然有著巨大的不足之處。主要不足是：

1.知識(shí)點(diǎn)的講授不連貫，往往在下節(jié)課浪費(fèi)了大量的時(shí)間來(lái)進(jìn)行上次課的補(bǔ)習(xí)。

2.實(shí)踐應(yīng)用少，尤其對(duì)于應(yīng)用開(kāi)發(fā)型的課程，講完理論之后缺失及時(shí)的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)。即使加了實(shí)驗(yàn)課，某些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不能在兩節(jié)課完成[8]。

3.時(shí)間跨度過(guò)大，嵌入式系統(tǒng)課程知識(shí)涉及面廣，僅僅上述的四門(mén)基礎(chǔ)課程按傳統(tǒng)授課計(jì)劃一學(xué)期一門(mén)課來(lái)看，需要兩年才能完成。

4.高校針對(duì)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)知識(shí)落后于當(dāng)下嵌入式技術(shù)發(fā)展，同時(shí)也缺乏有資深嵌入式工作經(jīng)驗(yàn)的教師。

四、集中授課方式在嵌入式系統(tǒng)方向教學(xué)應(yīng)用

集中授課方式是指把某門(mén)課程集中在一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，直到該門(mén)課程進(jìn)行完畢，再開(kāi)展下一門(mén)課程的學(xué)習(xí)。整個(gè)學(xué)習(xí)階段大致是以知識(shí)點(diǎn)做基礎(chǔ)，實(shí)際應(yīng)用做課程案例，開(kāi)發(fā)項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，注重提高學(xué)生的實(shí)際編程能力。這樣能夠及時(shí)有效地進(jìn)行針對(duì)性學(xué)習(xí)，能夠穩(wěn)固知識(shí)點(diǎn)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，而且學(xué)習(xí)時(shí)間跨度大大降低，根據(jù)人類的記憶規(guī)律更能使學(xué)生加深理解記憶，更好地掌握本階段的知識(shí)[9]。

由于嵌入式課程涉及知識(shí)面廣，系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課程我在這里大致分為了四個(gè)階段：

1.嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)篇。首先，進(jìn)行Linux系統(tǒng)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，其主要內(nèi)容為：學(xué)習(xí)Linux系統(tǒng)的理論知識(shí)，如Linux系統(tǒng)簡(jiǎn)介、Linux的文件系統(tǒng)、文件類型及屬性、文本編輯器等；之后進(jìn)行學(xué)習(xí)Linux系統(tǒng)下的常用命令和shell編程；最后也是以后常使用的知識(shí)便是編譯與調(diào)試，學(xué)習(xí)GCC編譯器和GDB調(diào)試器以及make工具，通過(guò)makefile文件來(lái)描述源程序之間的相互關(guān)系并自動(dòng)維護(hù)編譯工作。其次，在學(xué)習(xí)了Linux基礎(chǔ)之后便可以在Linux環(huán)境下進(jìn)行開(kāi)發(fā)，也就意味著進(jìn)入了C語(yǔ)言的高級(jí)編程學(xué)習(xí)中，而在此階段學(xué)習(xí)中不能像傳統(tǒng)教學(xué)一樣僅僅教授C語(yǔ)法基礎(chǔ)，要更深入學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的靈魂知識(shí)――指針的學(xué)習(xí)，之后進(jìn)行C的高級(jí)編程，例如編譯的預(yù)處理、鏈表及操作、樹(shù)和二叉樹(shù)等知識(shí)的學(xué)習(xí)。這樣就基本上完成了本階段的理論學(xué)習(xí)，本階段最后一步是學(xué)生實(shí)戰(zhàn)提高的一項(xiàng)內(nèi)容即C項(xiàng)目系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，在一個(gè)系統(tǒng)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程中幾乎會(huì)用到此前所學(xué)的所有知識(shí)，學(xué)生在開(kāi)發(fā)過(guò)程中也會(huì)看清自己學(xué)習(xí)中所欠缺的知識(shí)。

本階段因?yàn)槭腔A(chǔ)性知識(shí)學(xué)習(xí)，在后期學(xué)習(xí)應(yīng)用中均占有很大的分量，所以用時(shí)也是最長(zhǎng)的一個(gè)階段，約在5～6周方可完成階段性學(xué)習(xí)。

2.嵌入式開(kāi)發(fā)系統(tǒng)篇。在完成了C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)后，便可以開(kāi)始進(jìn)行學(xué)習(xí)Linux系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)，本階段學(xué)習(xí)目標(biāo)便是掌握Linux系統(tǒng)編程和網(wǎng)絡(luò)編程的基本方法，掌握多進(jìn)程和多線程的編程能力。學(xué)習(xí)過(guò)程中主要學(xué)習(xí)進(jìn)程與線程的原理、進(jìn)程間通信的方式、網(wǎng)絡(luò)的基本原理、Socket編程等。在此階段的學(xué)習(xí)中要多鍛煉大型程序和復(fù)雜項(xiàng)目框架的設(shè)計(jì)能力，使得學(xué)生能夠在未來(lái)工作中具備掌控和領(lǐng)導(dǎo)項(xiàng)目的潛力。

在完成本階段性學(xué)習(xí)之后，同樣需要大量的練習(xí)以及系統(tǒng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)訓(xùn)練。本階段主要是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，則需訓(xùn)練諸如局域網(wǎng)OICQ程序設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程終端管理系統(tǒng)之類的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，來(lái)提高學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力。本階段主要學(xué)習(xí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)性開(kāi)發(fā)，大約在四周左右完成。

3.嵌入式開(kāi)發(fā)的軟件應(yīng)用篇。本階段主要進(jìn)行C++面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，學(xué)習(xí)類和對(duì)象的區(qū)別與應(yīng)用，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的三個(gè)基本特征：封裝、繼承和多態(tài)。因其在C語(yǔ)言基礎(chǔ)上演變而來(lái)，故而此階段屬于快速學(xué)習(xí)階段，在一到兩周即可完成。然后學(xué)習(xí)系統(tǒng)GUI開(kāi)發(fā)，主要要求掌握Qt開(kāi)發(fā)的基本流程和Qt提供的類庫(kù)的使用方法。在整個(gè)的軟件應(yīng)用階段會(huì)在兩周內(nèi)完成。

雖然學(xué)習(xí)用時(shí)比較短，項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)練習(xí)依然不可缺少，在未來(lái)工作中這類快速學(xué)習(xí)并加以應(yīng)用的情景有很多，學(xué)生們有必要也必須有快速學(xué)習(xí)的能力。

4.嵌入式開(kāi)發(fā)的硬件篇。本階段在整個(gè)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中屬于難點(diǎn)，需在本階段學(xué)習(xí)ARM微處理原理和應(yīng)用，主要掌握ARM的基本架構(gòu)、指令系統(tǒng)，同時(shí)也要了解ADS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境；嵌入式Linux的系統(tǒng)移植，主要掌握u-boot啟動(dòng)流程、u-boot的移植流程及關(guān)鍵步驟，學(xué)會(huì)構(gòu)建根文件夾系統(tǒng)，掌握整個(gè)嵌入式Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法；學(xué)習(xí)Linux驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)，掌握嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的基本原理、架構(gòu)和設(shè)計(jì)方法以及驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)中常用的機(jī)制和內(nèi)核資源。

該階段主要以實(shí)驗(yàn)為主，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力，熟悉嵌入式的硬件程序開(kāi)發(fā)，該階段也在四周左右。

五、總結(jié)

經(jīng)過(guò)對(duì)社會(huì)上嵌入式系統(tǒng)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的調(diào)研來(lái)看，大多數(shù)機(jī)構(gòu)都是應(yīng)用的此類授課方式專項(xiàng)培訓(xùn)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人才，而經(jīng)過(guò)培訓(xùn)之后的學(xué)員有著扎實(shí)的知識(shí)功底和良好的實(shí)用技能，明顯比高校畢業(yè)生有更高的動(dòng)手能力和崗位適應(yīng)優(yōu)勢(shì)。因而在高校嵌入式系統(tǒng)方向課程的教學(xué)中嘗試使用集中授課方式，對(duì)提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)有重要的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王崴.“嵌入式系統(tǒng)”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，26（1）.

[2]郭銳.嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中若干教學(xué)方法研究與實(shí)踐[J].科技信息，2012，（16）.

[3]彭道剛，李輝，夏飛.基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2013，（28）.

[4]張廣淵，肖海榮，馬昭，梁偉.應(yīng)用科技大學(xué)本科生科研能力培養(yǎng)改革探討[J].大學(xué)教育，2014，（4）.

[5]冀常鵬，馬飛，徐維.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2012，（33）.

[6]鄭廣海，曲英偉.嵌入式系統(tǒng)課程群實(shí)踐教學(xué)優(yōu)化整合與知識(shí)融合的研究[J].2015，18（6）.

篇6

為了強(qiáng)化創(chuàng)新人才培養(yǎng)方法,在該項(xiàng)重大賽事中取得優(yōu)異成績(jī),各高校都積極開(kāi)展了賽前備賽工作,在以比賽促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。武漢大學(xué)以競(jìng)賽為契機(jī),為讓更多的學(xué)生從競(jìng)賽中受益,逐步摸索出了一些通過(guò)積極備賽促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學(xué)思路。

1備賽的意義

競(jìng)賽的目的在于引導(dǎo)高校在嵌入式教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)[3-4];加強(qiáng)動(dòng)手能力和工程實(shí)踐能力的訓(xùn)練;提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際問(wèn)題設(shè)計(jì)和研發(fā)嵌入式系統(tǒng)的能力[5]。

實(shí)踐證明,作為一種重要的教學(xué)途徑和手段,嵌入式競(jìng)賽對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)起到了極大的促進(jìn)作用[6]。但由于競(jìng)賽條件(參賽隊(duì)數(shù)和人數(shù))所限,如果是為競(jìng)賽而競(jìng)賽,最終只能有極少數(shù)學(xué)生真正參與到競(jìng)賽中并獲益,而很大一部分學(xué)生,包括在選拔過(guò)程中因?yàn)榉N種原因被淘汰下來(lái)的,縱然有很大的激情和能力,卻享受不到競(jìng)賽帶給他們的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn),這種強(qiáng)烈反差與競(jìng)賽創(chuàng)辦的主旨及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)是明顯不相適應(yīng)的。有些高校在備賽過(guò)程中忽略了這種矛盾,盲目強(qiáng)調(diào)競(jìng)賽結(jié)果的重要性,使競(jìng)賽成了少數(shù)學(xué)生的“游戲”。

積極備賽,并不僅僅是在競(jìng)賽前積極地組織、選拔和培訓(xùn)優(yōu)秀學(xué)生,取得優(yōu)異成績(jī),更重要的是利用嵌入式競(jìng)賽的契機(jī),主觀能動(dòng)地將比賽的形式和方法貫穿于備賽和競(jìng)賽過(guò)程中,讓更多的學(xué)生真正參與到競(jìng)賽中來(lái),在整個(gè)過(guò)程中得到鍛煉和提高,因?yàn)楣餐M(jìn)步要比一兩個(gè)單純的獎(jiǎng)項(xiàng)有意義得多。

2將備賽作為擴(kuò)大競(jìng)賽受益面的重要手段

武漢大學(xué)嵌入式系統(tǒng)競(jìng)賽備賽工作依托武漢大學(xué)國(guó)家工科基礎(chǔ)課程電工電子教學(xué)基地和國(guó)家電工電子類實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的大共享開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),以武漢大學(xué)―英特爾嵌入式與多核技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、電子綜合實(shí)驗(yàn)室和EDA與DSP技術(shù)實(shí)驗(yàn)室為主體展開(kāi),面向全校電子信息大類的十余個(gè)專業(yè)(電子信息工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)、通信工程和測(cè)控技術(shù)與儀器等)及計(jì)算機(jī)學(xué)院和國(guó)際軟件學(xué)院等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生,為擴(kuò)大競(jìng)賽的受益面,我們從以下幾方面作了積極的探索和實(shí)踐。

2.1從分步淘汰制轉(zhuǎn)變?yōu)榉纸M制

早期的備賽組織就是選拔和淘汰學(xué)生的過(guò)程,即先海選出一批學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行第一階段的培訓(xùn),中期再進(jìn)行一次優(yōu)選,最后在競(jìng)賽前夕優(yōu)中選優(yōu),決定正式參賽學(xué)生,淘汰下來(lái)的學(xué)生只能離開(kāi)。2006年開(kāi)始,我們將這種分步淘汰制轉(zhuǎn)變?yōu)閭滟惙纸M制,即根據(jù)層次差異,將學(xué)生分為研究組和學(xué)習(xí)組。

備賽時(shí)間從比賽前1年的9月份開(kāi)始到正式開(kāi)賽前(以2008年競(jìng)賽為例,備賽時(shí)間為2007年9月～2008年3月),歷時(shí)約6個(gè)月,分為兩個(gè)階段,即前3個(gè)月的第一階段和后3個(gè)月的第二階段。

在第一階段,對(duì)報(bào)名參加的學(xué)生均予以接收,并以3人/隊(duì)為單位進(jìn)行統(tǒng)一管理,教學(xué)工作主要是分批次在嵌入式與多核技術(shù)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。第一階段結(jié)束后進(jìn)行一次綜合考評(píng),然后將學(xué)生分組,研究組的學(xué)生被分配到創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室或電子綜合實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行提高和強(qiáng)化,學(xué)習(xí)組的學(xué)生則可以選擇繼續(xù)現(xiàn)有的學(xué)習(xí)或跟隨研究組的學(xué)生一起進(jìn)階。

在第二階段,研究組的學(xué)生在教師的指導(dǎo)下發(fā)揮特長(zhǎng),針對(duì)具體的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用(如ARM與FPGA混合系統(tǒng)設(shè)計(jì)、GPS應(yīng)用等)展開(kāi)學(xué)習(xí)和研究。第二階段結(jié)束后,學(xué)生提交作品或研究成果等,最終的參賽選手從研究組的學(xué)生中產(chǎn)生,學(xué)習(xí)組的學(xué)生若表現(xiàn)突出亦可加入到研究組中。

2.2強(qiáng)化校企合作,為備賽創(chuàng)造優(yōu)越條件

相對(duì)正常的教學(xué)過(guò)程,備賽的實(shí)踐性很強(qiáng),與企業(yè)間的合作更為重要。通過(guò)強(qiáng)化與企業(yè)間的聯(lián)合,建立高校與企業(yè)更深層次的互助合作關(guān)系,不僅能節(jié)約資金,為擴(kuò)大競(jìng)賽受益面創(chuàng)造條件,更能將企業(yè)的創(chuàng)新意識(shí)、理念和最新科技成果帶進(jìn)校園。

2005年,為促進(jìn)嵌入式教學(xué)發(fā)展,武漢大學(xué)正式加入英特爾大學(xué)合作計(jì)劃,2007年和2009年,在與英特爾公司建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的互助與合作發(fā)展關(guān)系的基礎(chǔ)上,我校分別建立了武漢大學(xué)―英特爾多核技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和武漢大學(xué)―英特爾嵌入式技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,并獲贈(zèng)包括英特爾Xscale架構(gòu)教學(xué)平臺(tái)、英特爾®凌動(dòng)教學(xué)平臺(tái)和多核軟件開(kāi)發(fā)包在內(nèi)的,具有很強(qiáng)實(shí)踐價(jià)值的嵌入式和多核系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)備與軟件,這些硬件環(huán)境為利用備賽擴(kuò)大競(jìng)賽受益面工作的有效實(shí)施創(chuàng)造了優(yōu)越條件。

除了硬件配套設(shè)施的建立,我校還定期邀請(qǐng)企業(yè)專家來(lái)實(shí)驗(yàn)室講學(xué),或組織學(xué)生進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn),或參與學(xué)生設(shè)計(jì)方案的討論等。圖1展示了英特爾公司知名專家來(lái)我校講座的情況。

2.3以課程為背景,促進(jìn)教學(xué)與備賽的有效結(jié)合

武漢大學(xué)電子信息學(xué)院嵌入式系統(tǒng)與設(shè)計(jì)和多核架構(gòu)及編程技術(shù)兩門(mén)本科生課程對(duì)備賽工作起著支柱性作用,多核架構(gòu)及編程技術(shù)課程還榮獲2007年度“教育部―英特爾精品課程”稱號(hào)。作為英特爾多核課程大學(xué)計(jì)劃三所種子學(xué)校之一,武漢大學(xué)在協(xié)助華中、華西、華西北等三十幾所高校開(kāi)設(shè)多核課程的過(guò)程中,與兄弟院校之間進(jìn)行交流與合作,積累了一定經(jīng)驗(yàn)。不同于嵌入式課程的正常教學(xué),嵌入式競(jìng)賽具有針對(duì)性強(qiáng)的特點(diǎn),在備賽教學(xué)過(guò)程中,課程組的老師從實(shí)踐應(yīng)用的角度出發(fā),結(jié)合最新的嵌入式技術(shù),對(duì)兩門(mén)課程的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了反復(fù)提煉,精煉成“嵌入式系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”和“多核編程與系統(tǒng)優(yōu)化”兩個(gè)課程專題,組織學(xué)生強(qiáng)化訓(xùn)練,學(xué)生在緊張和連續(xù)的短期教學(xué)過(guò)程中收益很大。

除了兩門(mén)課程專題外,我們還聘請(qǐng)校內(nèi)外的技術(shù)專家有針對(duì)性地講解電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)、圖形圖像處理與編程技術(shù)、音視頻處理技術(shù)、Linux操作系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)等,學(xué)生可以選聽(tīng),還可以進(jìn)行實(shí)踐,靈活豐富的教學(xué)活動(dòng)受到學(xué)生的熱烈歡迎。

這些以備賽為基礎(chǔ)的教學(xué)活動(dòng)的深入開(kāi)展,極大激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)作熱情,很多有創(chuàng)意的想法和設(shè)計(jì)作品反過(guò)來(lái)又作為各課程的參考設(shè)計(jì)和實(shí)例引入到教學(xué)中,豐富了相關(guān)課程的建設(shè)與發(fā)展。

2.4將備賽與競(jìng)賽有機(jī)融合

備賽第二階段的結(jié)束,正式參賽選手的確定,并不意味著競(jìng)賽所帶來(lái)的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)對(duì)那些未能選上的學(xué)生就到此停止了。我們把這部分學(xué)生組織起來(lái),除了參賽資格外,讓他們享受跟參賽選手同等的待遇,包括接受競(jìng)賽指導(dǎo)、專題講座和討論、課程免修和研究經(jīng)費(fèi)支持等,淡化競(jìng)賽概念,支持和鼓勵(lì)“非參賽”學(xué)生進(jìn)行參賽作品的設(shè)計(jì)與研究。對(duì)于他們提出的創(chuàng)新想法和設(shè)計(jì),或酌情加入到競(jìng)賽作品并給予豐厚的獎(jiǎng)勵(lì),或推薦申報(bào)國(guó)家級(jí)或校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新科研項(xiàng)目,或作為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)秀作品給予大力支持。

2.5評(píng)價(jià)與考核重在引導(dǎo)和激發(fā)創(chuàng)新潛能

備賽中的評(píng)價(jià)與考核只部分作為選拔的依據(jù),最終目的還是監(jiān)督學(xué)生做好階段性知識(shí)點(diǎn)和成果總結(jié),鼓勵(lì)他們進(jìn)行創(chuàng)新和實(shí)踐。評(píng)價(jià)和考核機(jī)制參考了競(jìng)賽規(guī)章,按照實(shí)際情況進(jìn)行了調(diào)整,根據(jù)學(xué)生(或團(tuán)隊(duì))完成的設(shè)計(jì)作品情況、作品展示、設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告、答辯表現(xiàn)等因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),詳細(xì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)包括:

(1) 設(shè)計(jì)作品的原創(chuàng)性(構(gòu)思、功能、電路、指標(biāo)等方面的創(chuàng)造性等)(15%)。

(2) 設(shè)計(jì)作品的功能、指標(biāo)設(shè)定的合理性和完備性(20%)。

(3) 設(shè)計(jì)作品完成程度(包括主要功能和技術(shù)指標(biāo)等)(30%)。

(4) 答辯過(guò)程中回答問(wèn)題的正確性、準(zhǔn)確性和發(fā)揮(15%)。

(5) 設(shè)計(jì)報(bào)告(20%)。

評(píng)價(jià)將設(shè)計(jì)難度和工作量乘以一定的難度系數(shù),難度系數(shù)在1～1.8之間;以自愿為原則,鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行5～10分鐘的講解,對(duì)表現(xiàn)優(yōu)秀者給予10分以內(nèi)的嘉獎(jiǎng);從分值分布的情況可以看出,我們更強(qiáng)調(diào)體現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新潛能的因素,如設(shè)計(jì)創(chuàng)新性、構(gòu)思獨(dú)特性和合理性等(占35%)。優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品或研究?jī)?nèi)容將被選擇參賽或推薦,教師還就有關(guān)內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生申請(qǐng)國(guó)家級(jí)或校級(jí)大學(xué)生科研創(chuàng)新項(xiàng)目,對(duì)于半成品或未成品,教師會(huì)提出修改意見(jiàn),并提供技術(shù)指導(dǎo)。

3實(shí)踐成果

近幾年來(lái),利用嵌入式競(jìng)賽的機(jī)遇和挑戰(zhàn),通過(guò)組織備賽工作,我校電氣信息、電子信息類專業(yè)學(xué)生在嵌入式系統(tǒng)工程實(shí)踐能力、知識(shí)綜合應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)方面有了極大提高。報(bào)名參加嵌入式競(jìng)賽的人數(shù)逐年增加,2010年已達(dá)到近200人。嵌入式多核技術(shù)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新教育如火如荼,我校成為武漢大學(xué)電子信息學(xué)院“三創(chuàng)”教育先進(jìn)模范之一。以下是我校取得的一些成績(jī):

(1) 以嵌入式系統(tǒng)與綜合設(shè)計(jì)作為重要組成部分之一的電子綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在2009年獲得武漢大學(xué)首屆唯一團(tuán)體杰出教學(xué)貢獻(xiàn)校長(zhǎng)獎(jiǎng);

(2) 我校學(xué)生在近幾年的各項(xiàng)比賽中取得了優(yōu)異成績(jī),在2006年嵌入式競(jìng)賽中獲得全國(guó)三等獎(jiǎng)3項(xiàng);2008年嵌入式競(jìng)賽中獲得全國(guó)一、二、三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。

(3) 我校教師積極探索“備賽中擴(kuò)大嵌入式競(jìng)賽受益面”的教學(xué)方法,促進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的深入開(kāi)展,僅2006～2009年,競(jìng)賽指導(dǎo)小組教師指導(dǎo)本科生全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目5項(xiàng),校級(jí)科研項(xiàng)目30余項(xiàng),部分項(xiàng)目已以優(yōu)異的成績(jī)通過(guò)科技驗(yàn)收。

4結(jié)語(yǔ)

以嵌入式競(jìng)賽為契機(jī),依靠積極備賽所形成的優(yōu)勢(shì)資源、創(chuàng)新環(huán)境及學(xué)生互助機(jī)制等,能讓更多的學(xué)生直接從中受益,促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng),我們將堅(jiān)持不懈地探索下去。

參考文獻(xiàn):

[1] 崔金鐘,盧顯良. 通過(guò)國(guó)家競(jìng)賽促進(jìn)“嵌入式系統(tǒng)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2007(5):39-41.

[2] 以賽促教,以賽促學(xué):“英特爾杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽嵌入式系統(tǒng)專題邀請(qǐng)賽”系列報(bào)道之二[J]. 計(jì)算機(jī)教育, 2008(13):118-119.

[3] 周家倫. 創(chuàng)新型人才培養(yǎng)與大學(xué)生綜合素質(zhì)教育[J]. 中國(guó)高等教育,2006(5):38-39.

[4] 侯曉峰. 嵌入式系統(tǒng)邀請(qǐng)賽:不僅僅對(duì)學(xué)生有益[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2006(5):9-10.

篇7

關(guān)鍵詞 嵌入式系統(tǒng);教學(xué)改革;課程建設(shè)

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1671-489X(2010)18-0039-02

Teaching Reform and Practice for Embedded System Course in Application-oriented Colleges//Zhang Wenfen, Gao ShouPing, Lu Wukui

Abstract This paper introduces the characteristics of embedded system course and the problems embedded system teaching faced in application-oriented colleges. According to the teaching reform and practice of our school, this paper proposes the corresponding reform measurements from the aspects of teaching contents, textbook construction, practice teaching, interest cultivation and teacher staff construction.

Key words embedded system; teaching reform; course construction

Author’s address Faculty of Computer, Xiangnan University, Chenzhou, Hunan, China 423000

嵌入式系統(tǒng)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,對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[1]。20世紀(jì)90年代以來(lái),嵌入式系統(tǒng)軟、硬件技術(shù)發(fā)展迅速,應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大,嵌入式技術(shù)也成為最熱門(mén)、最有發(fā)展前途的計(jì)算機(jī)技術(shù)之一。

隨著嵌入式技術(shù)人才需求量的增加,許多高校的計(jì)算機(jī)、電子、通信、自動(dòng)化等專業(yè)都相繼將嵌入式系統(tǒng)課程列入教學(xué)計(jì)劃。嵌入式系統(tǒng)作為一門(mén)較新的課程,其教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)模式的確定、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織等問(wèn)題,依然處于探索階段。

本文主要針對(duì)應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué),對(duì)湘南學(xué)院在教學(xué)改革過(guò)程中取得的成果和經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié),提出一些改革措施和建議。

1 課程目標(biāo)

目前社會(huì)所需的嵌入式人才是掌握電子設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)的人才,也就是通常所說(shuō)的硬件工程師和軟件工程師,而其中軟件設(shè)計(jì)人才約占80%左右[2]。硬件工程師主要由電子技術(shù)類專業(yè)的人員擔(dān)任,軟件工程師則主要為計(jì)算機(jī)類專業(yè)人員。

對(duì)于應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生,嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)目標(biāo)是:通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解和掌握嵌入式的基本概念、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和嵌入式系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)的基本方法;能夠使用開(kāi)發(fā)工具設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用軟件;為進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究嵌入式系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

2 課程的特點(diǎn)

嵌入式系統(tǒng)是一門(mén)綜合性很高的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程,所需基礎(chǔ)知識(shí)較多,涉及內(nèi)容廣泛,不僅涵蓋軟、硬件技術(shù)的很多方面,而且與通信、自動(dòng)控制、電子等專業(yè)知識(shí)相關(guān)。要求學(xué)生具有較好的計(jì)算機(jī)軟、硬件基礎(chǔ)知識(shí),教學(xué)的難度較大。嵌入式系統(tǒng)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能真正理解和掌握嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的方法。

嵌入式系統(tǒng)具有非壟斷性的特點(diǎn),沒(méi)有哪一個(gè)系列的處理器和操作系統(tǒng)能夠壟斷市場(chǎng)。主流產(chǎn)品的多樣性決定了嵌入式教學(xué)內(nèi)容的多選擇性,各高校講授的處理器和操作系統(tǒng)不盡相同,配備的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)也不一樣。

3 課程改革與實(shí)踐

3.1 教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

基于嵌入式系統(tǒng)課程的上述特點(diǎn),嵌入式系統(tǒng)教學(xué)普遍面臨一些困難,存在一些問(wèn)題,了解這些問(wèn)題有利于在教學(xué)環(huán)節(jié)有針對(duì)性地采取措施進(jìn)行改進(jìn)。主要問(wèn)題有:內(nèi)容多,課時(shí)少;沒(méi)有統(tǒng)一的經(jīng)典教材;實(shí)踐能力培養(yǎng)不夠,實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足,過(guò)于依賴實(shí)驗(yàn)箱;學(xué)生對(duì)此課程的興趣小;師資力量較弱;等等。

3.2 相應(yīng)的課程建設(shè)與改革實(shí)踐

1)教學(xué)內(nèi)容選擇。2004年IEEE和ACM對(duì)計(jì)算機(jī)類本科教育的課程體系進(jìn)行設(shè)置時(shí)指出,嵌入式系統(tǒng)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)、接口和混合信號(hào)系統(tǒng)等。講授全部這些內(nèi)容是不切實(shí)際的。目前,各高校嵌入式系統(tǒng)課程多為32～48課時(shí),湘南學(xué)院為50課時(shí),即便只講授其中的基礎(chǔ)和核心內(nèi)容,課時(shí)安排也非常緊張。

根據(jù)課程目標(biāo)的要求,有所側(cè)重地選擇教學(xué)內(nèi)容,以軟件開(kāi)發(fā)為主,包括應(yīng)用軟件和驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā),放棄硬件設(shè)計(jì)內(nèi)容。并且在多種處理器、操作系統(tǒng)中選擇主流、有發(fā)展前景的ARM微處理器和嵌入式Linux作為主要授課內(nèi)容,不貪多貪全。教學(xué)內(nèi)容包括主要的開(kāi)發(fā)過(guò)程和技術(shù),用少量簡(jiǎn)單例子說(shuō)明各環(huán)節(jié)的相關(guān)知識(shí)和開(kāi)發(fā)方法。不追求多和復(fù)雜,而重視來(lái)龍去脈,既讓學(xué)生有全局觀,便于知識(shí)擴(kuò)展和課后自學(xué),又不會(huì)讓多、難、復(fù)雜的內(nèi)容嚇跑學(xué)生。湘南學(xué)院嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容如表1所示。

2)教材建設(shè)。確定了教學(xué)內(nèi)容之后,應(yīng)該根據(jù)教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生選擇一本合適的教材,教材應(yīng)當(dāng)包含盡可能多的教學(xué)內(nèi)容,并且在教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上有所擴(kuò)展。目前并沒(méi)有統(tǒng)一的經(jīng)典教材可供使用,現(xiàn)有的教材多但不實(shí)用。解決方法:選購(gòu)現(xiàn)有教材+試驗(yàn)箱提供的教材+自己補(bǔ)充內(nèi)容。湘南學(xué)院選用的教材是《基于ARM嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)與實(shí)例教程》[1],補(bǔ)充內(nèi)容主要包括嵌入式系統(tǒng)概述、匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言混合編程、簡(jiǎn)單的啟動(dòng)程序和Linux常用命令,以及一些例子程序。此外,結(jié)合學(xué)院實(shí)際情況,積極展開(kāi)自編教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的相關(guān)工作。

3)實(shí)踐教學(xué)。針對(duì)嵌入式課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)課時(shí)普遍偏少的現(xiàn)狀,引入“Learning by Doing”的教學(xué)思想,適當(dāng)提高實(shí)驗(yàn)課比例。建議將總學(xué)時(shí)的3/4安排為實(shí)驗(yàn)課,把與實(shí)驗(yàn)直接相關(guān)的理論帶到實(shí)驗(yàn)課上講解。理論課占總學(xué)時(shí)的1/4左右,主要講授基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理,比如第一章的全部和第二、三章的大部分內(nèi)容。另外,對(duì)學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室也可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)課時(shí)的不足,提高學(xué)生動(dòng)手能力,特別是對(duì)于進(jìn)行嵌入式課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的高年級(jí)學(xué)生。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在過(guò)于依賴實(shí)驗(yàn)箱的問(wèn)題,學(xué)生只需按照試驗(yàn)箱自帶的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的步驟一步一步操作就可以輕松完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)箱就像一個(gè)“黑盒子”,學(xué)生對(duì)其中的功能實(shí)現(xiàn)不甚了解。針對(duì)這種情況,建議任課教師將實(shí)驗(yàn)箱現(xiàn)有的例子程序作為參考例題,對(duì)題目進(jìn)行一些修改后再作為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)題。包括實(shí)驗(yàn)箱提供的驅(qū)動(dòng)程序,不宜全部作為“黑盒子”直接調(diào)用,而是讓學(xué)生編寫(xiě)最簡(jiǎn)單的一兩種設(shè)備(比如LED和串口)的驅(qū)動(dòng),以了解驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)方法。

4)興趣培養(yǎng)。興趣是最好的老師,只有學(xué)生對(duì)這門(mén)課程有了興趣,才會(huì)有更高的學(xué)習(xí)熱情和積極性,才能有更多收獲。為了提高學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)課程的興趣,采取下面的幾條措施。

①在理論教學(xué)中,選擇簡(jiǎn)單、基礎(chǔ)、易于理解的內(nèi)容及實(shí)際應(yīng)用中最常用到的內(nèi)容來(lái)講解,難以理解和非常用的內(nèi)容則盡量不涉及,以減少學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的挫折感。

②在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),教師布置的實(shí)驗(yàn)題目要集知識(shí)性、趣味性于一體,使學(xué)生能夠把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到解決一些趣味性的問(wèn)題上,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)[3]。

③提前布置課程設(shè)計(jì)題目。在課程的前期就把課程設(shè)計(jì)的選題公布給學(xué)生,并且在其后的教學(xué)中盡量以課程設(shè)計(jì)中需要用到的功能作為例題或者實(shí)驗(yàn)題,讓學(xué)生帶著問(wèn)題和需求學(xué)習(xí)。

④注意發(fā)現(xiàn)對(duì)嵌入式系統(tǒng)有興趣的學(xué)生,提議他們將嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題之一。此外,鼓勵(lì)這部分學(xué)生參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽等活動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)大賽,這樣既可以發(fā)掘和進(jìn)一步培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)的人才,又可以通過(guò)這部分學(xué)生帶動(dòng)其他學(xué)生的積極性。

5)師資隊(duì)伍建設(shè)。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展速度快,課程的實(shí)踐性強(qiáng)。嵌入式系統(tǒng)課程教師不僅應(yīng)該具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ),還應(yīng)具有較為豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)教師理論基礎(chǔ)扎實(shí)但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足的情況,學(xué)院采取“把授課教師送出去”的措施,選送教師到公司或者研發(fā)能力強(qiáng)的高校進(jìn)行短則幾天、長(zhǎng)則半年到一年的進(jìn)修學(xué)習(xí)。到目前為止,大部分授課教師都有外出學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的經(jīng)歷,極大地提高了教師的實(shí)踐能力。另外,學(xué)院也在積極爭(zhēng)取“把實(shí)際項(xiàng)目請(qǐng)進(jìn)來(lái)”,由教師組成開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行開(kāi)發(fā),進(jìn)一步豐富教師的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。只有具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),教師才能在教學(xué)中理論聯(lián)系實(shí)際,把握重點(diǎn),激發(fā)學(xué)生的興趣,取得更好的教學(xué)效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

上述改革措施已在學(xué)院的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮了積極作用,顯示出成效,對(duì)各院校的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)模式改革和課程建設(shè)具有一定的借鑒意義。不同院?？梢愿鶕?jù)自身及學(xué)生的特點(diǎn),選擇教學(xué)內(nèi)容,調(diào)整教學(xué)方式,培養(yǎng)出更優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)的人才。

參考文獻(xiàn)

[1]林曉飛,劉彬,張輝.基于ARM嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)與實(shí)例教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007

篇8

關(guān)鍵詞： 嵌入式應(yīng)用 教學(xué)體系 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

嵌入式技術(shù)是21世紀(jì)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。嵌入式技術(shù)的發(fā)展，是當(dāng)今新型技術(shù)時(shí)代的一個(gè)重大標(biāo)志。

在當(dāng)前數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的后PC時(shí)代，技術(shù)的飛速進(jìn)步及市場(chǎng)對(duì)高端智能產(chǎn)品需求的日趨增長(zhǎng)，8/16位微處理器已無(wú)法滿足高端智能產(chǎn)品對(duì)微處理器性能的最低要求。而32位嵌入式微處理器因其高主頻、低功耗、高性價(jià)比、可運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)等特點(diǎn)，已經(jīng)在高端智能產(chǎn)品、工業(yè)控制、信息家電等領(lǐng)域已取得了廣泛應(yīng)用[1，2]。

近年來(lái)，在電子信息學(xué)科單片機(jī)原理及應(yīng)用課程、16位及32位微機(jī)原理及接口電路等課程的教學(xué)中，仍以匯編語(yǔ)言、接口編程等作為主要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講授，現(xiàn)有課程內(nèi)容、教學(xué)設(shè)施和教學(xué)手段與現(xiàn)今嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展嚴(yán)重脫節(jié)，技術(shù)差距在不斷加大，傳統(tǒng)的課程體系和教學(xué)方法已經(jīng)無(wú)法滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。為此，更新嵌入式應(yīng)用相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行課程改革和實(shí)驗(yàn)建設(shè)迫在眉睫。

1.循序漸進(jìn)，構(gòu)建三位一體的課程群體系

目前嵌入式應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)主要有三種形式：面向?qū)崟r(shí)性要求較低、無(wú)需多線程的簡(jiǎn)單系統(tǒng)，一般選用單片機(jī)等8位或16位處理器的解決方案，適用于低端應(yīng)用場(chǎng)合；面向處理速度較快、需要操作系統(tǒng)支持的場(chǎng)合，可選用基于FPGA或ARM的片上系統(tǒng)（SOC）的解決方案，適用于高端應(yīng)用場(chǎng)合；而在如汽車電子、航空航天等工業(yè)級(jí)應(yīng)用場(chǎng)合，一般自主開(kāi)發(fā)專用數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用[3]。

圖1 嵌入式應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)形式

嵌入式應(yīng)用課程群針對(duì)這三個(gè)方向開(kāi)設(shè)三門(mén)主干課程：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用、片上系統(tǒng)與嵌入式應(yīng)用和數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)，《單片機(jī)原理與應(yīng)用》以8051為代表，主要講授8位微處理器的結(jié)構(gòu)和工作原理，讓學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)形成基本概念，學(xué)習(xí)一般微處理器的指令集、工作原理、硬件配置和軟件開(kāi)發(fā)?！镀舷到y(tǒng)與嵌入式應(yīng)用》以FPGA為平臺(tái)，著重講授SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，在先修課程的基礎(chǔ)上逐步深入，讓學(xué)生從這門(mén)課程的講授中既能學(xué)習(xí)到實(shí)用性較強(qiáng)的簡(jiǎn)單數(shù)字系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，又能接觸到如底層驅(qū)動(dòng)程序、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等嵌入式應(yīng)用的前沿技術(shù)。最后，特別針對(duì)本專業(yè)微電子的專業(yè)特點(diǎn)，開(kāi)設(shè)《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》，專門(mén)講授嵌入式處理器數(shù)字IC的開(kāi)發(fā)和使用，培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計(jì)具有自主系統(tǒng)架構(gòu)嵌入式專用IC芯片的能力，形成本專業(yè)特色鮮明的培養(yǎng)模式。

圖2 嵌入式應(yīng)用課程群體系

2.教學(xué)科研并重，不斷更新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

嵌入式領(lǐng)域的技術(shù)更新?lián)Q代速度十分的快，因此，要求教師在教學(xué)過(guò)程中不斷跟蹤新技術(shù)，更新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。在“嵌入式應(yīng)用”課程群建設(shè)的過(guò)程中，我們將課程的教學(xué)內(nèi)容和教師所承擔(dān)各級(jí)科研項(xiàng)目中所獲得的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)緊密結(jié)合起來(lái)，在每個(gè)輪次的教學(xué)中，都會(huì)根據(jù)目前最新的前沿技術(shù)，加入一部分新的教學(xué)內(nèi)容，以達(dá)到更好地提升學(xué)生知識(shí)水平的效果。我們編寫(xiě)了適合我校辦學(xué)特色的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）指導(dǎo)書(shū)、PPT教學(xué)課件、AVI視頻教學(xué)動(dòng)畫(huà)等教學(xué)資料。目前，課程群中三門(mén)課程在教學(xué)內(nèi)容和方法方面都進(jìn)行了有益的探索。

（1）《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程采用目前工程實(shí)踐廣泛采用的C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行描述，改變了以往使用匯編語(yǔ)言講授枯燥、乏味的特點(diǎn)，更易于學(xué)生理解和實(shí)際應(yīng)用。同時(shí)，我們還在課堂教學(xué)中引入了Proteus單片機(jī)仿真軟件進(jìn)行案例教學(xué)。在講授完單片機(jī)的基本原理之后，教師以講授實(shí)際案例為手段訓(xùn)練學(xué)生對(duì)于各知識(shí)點(diǎn)的理解和應(yīng)用能力[4]。在此過(guò)程中，學(xué)生與教師同步在課堂中用自己的計(jì)算機(jī)完成案例的復(fù)現(xiàn)，并用Proteus仿真軟件驗(yàn)證程序運(yùn)行的實(shí)際效果。應(yīng)用案例教學(xué)法，學(xué)生的學(xué)習(xí)不再是一味地聽(tīng)，而轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際動(dòng)手實(shí)踐，在實(shí)踐中嘗試、總結(jié)和提升，學(xué)生學(xué)習(xí)效果顯著強(qiáng)化。

（2）《片上系統(tǒng)與嵌入式應(yīng)用》是一門(mén)新開(kāi)課程，主要講授Nios II軟核處理器的體系結(jié)構(gòu)、設(shè)備和SOPC系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程。在課程內(nèi)容上，側(cè)重嵌入式處理器的應(yīng)用而非原理，避免與單片機(jī)課程重復(fù)。在上一學(xué)期學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)單片機(jī)課程的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講授SDRAM存儲(chǔ)器、Flash存儲(chǔ)器、UART接口等低端單片機(jī)系統(tǒng)不涉及的內(nèi)容和應(yīng)用實(shí)例。在教學(xué)方法上，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)實(shí)例為主體，介紹軟硬件的開(kāi)發(fā)流程，開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用和編程思想，使學(xué)生循序漸進(jìn)，逐步深入[5]。例如：設(shè)計(jì)一個(gè)點(diǎn)陣顯示屏控制器，圍繞這個(gè)任務(wù)讓學(xué)生熟悉構(gòu)建SOPC系統(tǒng)所要用到的外部RAM接口、外部Flash接口、Avalon三態(tài)橋、定時(shí)器、鎖相環(huán)、自定義點(diǎn)陣等外設(shè)的特點(diǎn)和編程方法。這種教學(xué)方法將學(xué)習(xí)的難點(diǎn)分散到各個(gè)任務(wù)中，能使學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí)深刻理解所學(xué)內(nèi)容。

（3）《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》課程以Verilog語(yǔ)言設(shè)計(jì)為切入點(diǎn)，從最簡(jiǎn)單的邏輯電路設(shè)計(jì)開(kāi)始，逐步深入復(fù)雜的微處理器電路設(shè)計(jì)。在教學(xué)內(nèi)容上，針對(duì)嵌入式應(yīng)用課程群的特點(diǎn)，圍繞微處理器的主要結(jié)構(gòu)如ALU、ROM、寄存器組、RISC模型機(jī)等電路的原理和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行講授，學(xué)生在經(jīng)過(guò)這門(mén)課程的學(xué)習(xí)后，可以掌握自己動(dòng)手開(kāi)發(fā)一塊具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專用嵌入式處理器芯片的能力。

3.開(kāi)設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

應(yīng)用型本科人才并不是“狹窄于技術(shù)”的工匠，應(yīng)具有開(kāi)放的辯證思維和創(chuàng)新精神。在嵌入式課程群實(shí)踐體系的建設(shè)過(guò)程中，除了開(kāi)設(shè)常規(guī)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)以外，在《片上系統(tǒng)與嵌入式應(yīng)用》和《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)中開(kāi)設(shè)了一系列的綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，這些課題來(lái)源于實(shí)際的工程設(shè)計(jì)和科研項(xiàng)目，由學(xué)生自行提出可行的設(shè)計(jì)方案，與指導(dǎo)老師共同討論后實(shí)施，整個(gè)過(guò)程由學(xué)生主導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力。我們將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為以下三類。

（1）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。主要是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的指導(dǎo)下將理論課上所掌握的知識(shí)和概念通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行鞏固，通過(guò)直觀、具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證理論結(jié)果，熟悉軟件使用方法和設(shè)計(jì)流程。包括PWM直流電機(jī)控制、標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出設(shè)備字符串流控制、PIO控制流水燈、自定義外設(shè)點(diǎn)陣控制等實(shí)驗(yàn)。

（2）綜合性實(shí)驗(yàn)。這部分實(shí)驗(yàn)區(qū)別于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，并不給出具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，只給出基本原理和大致方案，要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)，周全考慮，自行確定具體的實(shí)驗(yàn)步驟和方法。這部分實(shí)驗(yàn)往往涉及多門(mén)知識(shí)點(diǎn)甚至是多門(mén)課程，包括無(wú)線溫度數(shù)據(jù)采集、μC-OS多任務(wù)操作系統(tǒng)、觸摸屏人機(jī)交互等實(shí)驗(yàn)。

（3）創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。這部分實(shí)驗(yàn)主要面向部分基礎(chǔ)知識(shí)過(guò)硬、動(dòng)手能力強(qiáng)的優(yōu)秀學(xué)生，利用課外時(shí)間提高他們?cè)谇度胧綉?yīng)用方面的實(shí)際能力。這類實(shí)驗(yàn)以省、校兩級(jí)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目為載體，不拘泥于理論和實(shí)驗(yàn)課程的范圍，由學(xué)生自主選題，形成創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，由團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師負(fù)責(zé)。我們成立了開(kāi)放的嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室由老師、實(shí)驗(yàn)員和高年級(jí)學(xué)生共同值班，學(xué)生可以隨時(shí)申請(qǐng)使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這種形式的鍛煉，嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)在省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)電子專業(yè)人才設(shè)計(jì)與技能大賽中都取得了優(yōu)異成績(jī)。

4.結(jié)語(yǔ)

嵌入式應(yīng)用課程群經(jīng)過(guò)以上所述課程體系的調(diào)整、教學(xué)內(nèi)容的豐富及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，不斷增加新知識(shí)，改進(jìn)教學(xué)手段和教學(xué)方法，通過(guò)課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和教學(xué)科研的結(jié)合，在學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)方面進(jìn)行了有益嘗試和探索。未來(lái)我們將在深化教學(xué)改革的過(guò)程中不斷探索，不斷完善，探索出一套適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的嵌入式應(yīng)用教學(xué)培養(yǎng)模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]周立功.SOPC嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

[2]宋彩利，康磊.數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與SOPC技術(shù)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2012.

[3]李蘭英，崔永利，李妍等.基于FPGA技術(shù)的嵌入式應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)體系[J].計(jì)算機(jī)教育，2011（16）：18-21.

[4]陳林，魏淑桃，石林祥等.應(yīng)用型本科“SOPC設(shè)計(jì)與應(yīng)用”課程教學(xué)改革探索[J].計(jì)算機(jī)教育，2012（19）：82-85.

篇9

在嵌入式、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等熱門(mén)技術(shù)日益普及的今天，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品正不斷滲透進(jìn)各個(gè)行業(yè)，作為包含在這些硬件產(chǎn)品中的特殊軟件形態(tài)，其產(chǎn)業(yè)增幅不斷加大，而且在整個(gè)軟件產(chǎn)業(yè)中所占的比重日趨提高。嵌入式產(chǎn)業(yè)不僅是一個(gè)技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，而且還是一個(gè)技術(shù)快速革新的產(chǎn)業(yè)。這決定了對(duì)人才的要求不僅需要扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，而且需要根據(jù)技術(shù)的變革迅速進(jìn)行知識(shí)更新和技能提升。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)日新月異，通信設(shè)備、終端、軟件等產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，這就對(duì)從業(yè)人員提出了更高要求。嵌入式行業(yè)經(jīng)過(guò)近年來(lái)的快速發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)穩(wěn)定的高速發(fā)展和成長(zhǎng)期，企業(yè)人才需求現(xiàn)狀依然保持供不應(yīng)求的整體狀態(tài)，雖然已經(jīng)有越來(lái)越多的核心技術(shù)人員加入到嵌入式專業(yè)領(lǐng)域，但依然無(wú)法滿足企業(yè)高速發(fā)展對(duì)人才的旺盛需求。同嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展相比，我國(guó)教育機(jī)構(gòu)技術(shù)和培養(yǎng)則相對(duì)滯后，一方面有些學(xué)生畢業(yè)就面臨失業(yè)；另一方面一些嵌入式企業(yè)卻有項(xiàng)目需求找不到合適的人才來(lái)實(shí)現(xiàn)。造成這一現(xiàn)象的原因主要是，部分學(xué)校的高等教育和產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)脫節(jié)[1]，目前國(guó)內(nèi)的高校教育中不是偏向硬件，就是偏向軟件，硬件設(shè)計(jì)人員通常比較缺乏系統(tǒng)全面整合設(shè)計(jì)，而軟件開(kāi)發(fā)人員則相對(duì)缺乏硬件觀念；企業(yè)真正需要的有動(dòng)手能力的嵌入式軟件人才，還需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的培訓(xùn)才能上崗。

嵌入式系統(tǒng)人才的匱乏還表現(xiàn)在軟件業(yè)呈現(xiàn)中低端人才過(guò)剩、高端人才缺乏的不合理布局。近年來(lái)，盡管隨著國(guó)家政策的重視、市場(chǎng)的整體推動(dòng)及多渠道的嵌入式人才培養(yǎng)體系的不斷完善，嵌入式開(kāi)發(fā)人才需求瓶頸的問(wèn)題，在逐步得到緩解，但是整個(gè)嵌入式專業(yè)人才市場(chǎng)的供求關(guān)系還是不匹配，據(jù)權(quán)威部門(mén)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前嵌入式軟件人才缺口每年仍為50萬(wàn)人左右，我省目前嵌入式軟件人才缺口也在2萬(wàn)人左右[2]。因此編制高職和本科嵌入式專業(yè)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)高職、本科嵌入式專業(yè)人才的培養(yǎng)顯得非常迫切。

二、嵌入式技術(shù)應(yīng)用專業(yè)專本科銜接專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制的步驟

1.準(zhǔn)備階段

（1）成立課題領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，組建課題組，聘請(qǐng)專家。

（2）收集資料與理論研修，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外嵌入式專業(yè)教學(xué)資料和學(xué)科建設(shè)資料收集，加強(qiáng)課程理論、教學(xué)設(shè)計(jì)理論、教學(xué)科學(xué)研究方面理論方面資料的收集。

（3）調(diào)研準(zhǔn)備。召開(kāi)由課題組負(fù)責(zé)人和課題組成員參加的開(kāi)題會(huì)議，根據(jù)教研院的要求寫(xiě)出調(diào)研方案，明確調(diào)研目的、調(diào)研對(duì)象以及調(diào)研主要內(nèi)容，落實(shí)調(diào)研工作任務(wù)分工。

2.實(shí)施階段

（1）制定方案。制定整體標(biāo)準(zhǔn)研制方案，設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷，制定具體調(diào)研工作計(jì)劃，具體到調(diào)研的企業(yè)、學(xué)校和行業(yè)協(xié)會(huì)以及人員安排。在廣泛聽(tīng)取意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)工作計(jì)劃進(jìn)行修改、完善、充實(shí)并最終完成調(diào)研工作計(jì)劃和問(wèn)卷設(shè)計(jì)。

（2）開(kāi)展調(diào)研。在廣東省范圍內(nèi)對(duì)高校嵌入式教學(xué)活動(dòng)的情況和嵌入式行業(yè)企業(yè)開(kāi)展專題調(diào)研，摸清情況。通過(guò)調(diào)研相關(guān)企業(yè)、高職院校、應(yīng)用型本科院校及不同年限的畢業(yè)生等，了解嵌入式行業(yè)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)；明確本專業(yè)典型的目標(biāo)工作崗位及相應(yīng)知識(shí)、技能要求，分析不同層次畢業(yè)生就業(yè)崗位群和職業(yè)生涯路徑[3]；比較各院校的人才培養(yǎng)方案，分析構(gòu)建高本一體化人才培養(yǎng)方案在銜接中存在的問(wèn)題，從而得出相應(yīng)的解決方案，為嵌入式專業(yè)的專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)編制提供依據(jù)。

通過(guò)調(diào)研，查明了已存在的專業(yè)方案和課程設(shè)置是否合理，是否過(guò)時(shí)，了解可以改進(jìn)的地方，并針對(duì)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行課程的合理增刪調(diào)整。通過(guò)調(diào)研，找出了課程設(shè)置重疊和不合理的地方。通過(guò)調(diào)研資料推論出課程設(shè)置的合理學(xué)期，解決專本教學(xué)方案中課程重疊和進(jìn)階的問(wèn)題，找到嵌入式專業(yè)高職教育和應(yīng)用型本科教育銜接的辦法。

（3）最后對(duì)調(diào)研資料進(jìn)行匯總分析，調(diào)研資料包括訪談錄音記錄，回收的紙質(zhì)版、電子版問(wèn)卷，通過(guò)QQ、微信等網(wǎng)絡(luò)訪談?dòng)涗浀鹊龋贸龈弑俱暯佑?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)（嵌入式技術(shù)應(yīng)用）相關(guān)行業(yè)現(xiàn)狀、企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及專業(yè)職業(yè)教育發(fā)展情況，以及企業(yè)崗位群，崗位專業(yè)能力要求、從業(yè)人員職業(yè)生涯發(fā)展路徑等結(jié)論。

（4）開(kāi)展企業(yè)崗位工作流程研討會(huì)。

3.總結(jié)階段

（1）在理論與實(shí)踐研究的基礎(chǔ)上，分析各類調(diào)研數(shù)據(jù)，收集、整理、匯總研討研究成果。

（2）撰寫(xiě)研究報(bào)告和教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制論文，結(jié)集出版研究成果。

（3）結(jié)題報(bào)告會(huì)。組織專題對(duì)課題進(jìn)行評(píng)審，聘請(qǐng)有關(guān)專家、課題負(fù)責(zé)人及有關(guān)行政領(lǐng)導(dǎo)出席，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)研制進(jìn)行評(píng)審，鑒定和驗(yàn)收。

三、嵌入式技術(shù)應(yīng)用專本銜接調(diào)研的結(jié)論和對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的指導(dǎo)意義

通過(guò)嚴(yán)格設(shè)計(jì)調(diào)研問(wèn)卷，對(duì)問(wèn)卷主題進(jìn)行篩選以及反復(fù)修正，分別從行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展、企業(yè)基本情況、企業(yè)對(duì)嵌入式人才的需求、嵌入式崗位能力要求、職業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、畢業(yè)生就業(yè)情況等方面進(jìn)行問(wèn)卷主題分類設(shè)計(jì)[4]，并考慮到近年來(lái)嵌入式技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域更加深入的應(yīng)用和發(fā)展，專門(mén)在本次調(diào)研中增加了相關(guān)的題目，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總、統(tǒng)計(jì)和分析得出調(diào)研結(jié)論[5]。通過(guò)這些調(diào)研活動(dòng)和結(jié)論對(duì)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制產(chǎn)生指導(dǎo)意義。

企業(yè)調(diào)研主要結(jié)論和高校對(duì)嵌入式專業(yè)建設(shè)的意義如下：

（1）通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域和行業(yè)中，中小規(guī)模公司占多數(shù)，這體現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)和通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別。一般而言，通用計(jì)算機(jī)行業(yè)的技術(shù)常常集中在大中型企業(yè)，技術(shù)密集，對(duì)人才和資金要求比較高，而嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域則分散在各個(gè)行業(yè)中，不同應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品需要結(jié)合不同的硬件平臺(tái)和技術(shù)，專業(yè)性較強(qiáng)，企業(yè)專注度更高，充滿了競(jìng)爭(zhēng)、機(jī)遇與創(chuàng)新，因此，中小規(guī)模的公司能夠在某個(gè)領(lǐng)域完成特定的嵌入式產(chǎn)品創(chuàng)新，滿足市場(chǎng)需求，基于這個(gè)原因，催生出一批中小規(guī)模的嵌入式領(lǐng)域的企業(yè)。因此高校在嵌入式專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)定位時(shí)，可以定位在培養(yǎng)能滿足中小企業(yè)需求的嵌入式畢業(yè)生上。

調(diào)研還發(fā)現(xiàn)，企業(yè)對(duì)嵌入式產(chǎn)品研發(fā)人才需求量較大，這表明對(duì)企業(yè)而言，企業(yè)急需的是嵌入式開(kāi)發(fā)和嵌入式設(shè)計(jì)人才。這一調(diào)查為高職和應(yīng)用型本科一體化專業(yè)培養(yǎng)方案的研制提供了目標(biāo)，要求在人才培養(yǎng)方案制定時(shí)應(yīng)考慮更高標(biāo)準(zhǔn)，以嵌入式研發(fā)人才的培養(yǎng)為目標(biāo)，而不是滿足于培養(yǎng)能在嵌入式行業(yè)就業(yè)的技術(shù)支持人才和相關(guān)行業(yè)銷售人才。

（2）企業(yè)比較看重畢業(yè)生的創(chuàng)新能力、協(xié)同能力和所學(xué)專業(yè)的學(xué)習(xí)能力。其中協(xié)同能力主要指的是：要求培養(yǎng)的學(xué)生，應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)有較為全面的了解，以便在企業(yè)從事嵌入式研發(fā)時(shí)，能夠具備對(duì)項(xiàng)目的全局把握能力，能夠在團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中有效的協(xié)調(diào)和溝通。尤其在嵌入式項(xiàng)目的研發(fā)過(guò)程中，技術(shù)層面較多，分工和專業(yè)化程度高，如果從事軟件開(kāi)發(fā)的對(duì)硬件完全不了解，或者從事底層開(kāi)發(fā)的人員對(duì)上層應(yīng)用不明情況，這樣在協(xié)同開(kāi)發(fā)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多低效的現(xiàn)象。因此在開(kāi)展課程教學(xué)時(shí)，高職/本科階段都應(yīng)以這些能力的培養(yǎng)為目標(biāo)開(kāi)展有針對(duì)性的培養(yǎng)。這方面能力的培養(yǎng)主要應(yīng)在項(xiàng)目綜合實(shí)訓(xùn)課程中完成。另外，學(xué)科競(jìng)賽對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要作用。因此，高校應(yīng)多為專業(yè)大賽提供相應(yīng)條件，專業(yè)技能大賽應(yīng)在校內(nèi)、校外、行業(yè)、教育主管部門(mén)、企業(yè)等多級(jí)別多層次范圍上開(kāi)展競(jìng)賽，以便為更多學(xué)生提供訓(xùn)練和培養(yǎng)綜合創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì)。

（3）企業(yè)對(duì)高校計(jì)算機(jī)類嵌入式技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生的要求較高，這需要高校緊密結(jié)合行業(yè)需求和技術(shù)進(jìn)步的方向，不斷改進(jìn)課程體系，增加最新最能體現(xiàn)社會(huì)熱點(diǎn)需求與人才培養(yǎng)要求的課程，以使學(xué)生畢業(yè)就能上崗，充分滿足企業(yè)對(duì)創(chuàng)新型人才的要求。這也要求學(xué)校在嵌入式專業(yè)上增加投入不斷提高師資水平，培養(yǎng)人才，并采用多種形式深化開(kāi)展校企合作，以使得高職教育能夠與社會(huì)需求同步，始終站在滿足社會(huì)需要的嵌入式專業(yè)最新技能人才培養(yǎng)的前沿。

企業(yè)對(duì)畢業(yè)生動(dòng)手能力的要求較高。企業(yè)對(duì)動(dòng)手能力的要求主要理解為實(shí)踐能力，包括焊接、測(cè)試，對(duì)軟硬件設(shè)備的使用能力以及實(shí)際的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)等。

企業(yè)對(duì)人才處理人際關(guān)系的能力也有要求。處理人際關(guān)系的能力主要是指：（1）對(duì)嵌入式系統(tǒng)的全局理解，以便研發(fā)團(tuán)隊(duì)內(nèi)不同技術(shù)背景的人員協(xié)同從事產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作時(shí)能夠互相協(xié)助。（2）溝通能力，主要是與人交往和默契配合能力，能夠提高工作效率和工作熱情度。

企業(yè)對(duì)學(xué)生嵌入式專業(yè)知識(shí)要求較高，專業(yè)知識(shí)的能力培養(yǎng)主要集中在以下幾個(gè)方面：編程能力，對(duì)嵌入式體系結(jié)構(gòu)和嵌入式接口知識(shí)的掌握，電路分析能力，代碼調(diào)試能力，文檔撰寫(xiě)與閱讀能力等。

因此，高校在教學(xué)培養(yǎng)方案和課程設(shè)置時(shí)應(yīng)該以能滿足以上企業(yè)需求的知識(shí)和能力培養(yǎng)為目標(biāo)，各項(xiàng)知識(shí)技能的培養(yǎng)應(yīng)在課程中得到體現(xiàn)。

建議在課程設(shè)置時(shí)注意：在專/本階段主要課程設(shè)置中以某項(xiàng)編程語(yǔ)言（對(duì)嵌入式專業(yè)一般而言是c語(yǔ)言）的掌握和編程能力培養(yǎng)為綱，并在某些具體課程中應(yīng)有針對(duì)性的傳授嵌入式硬件知識(shí)和技能，如焊接調(diào)試技巧，識(shí)圖畫(huà)圖能力和軟硬件編程調(diào)試方法。在項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)課程中培養(yǎng)綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)同、溝通能力。

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有教學(xué)方案的不足，根據(jù)調(diào)研的數(shù)據(jù)，按照企業(yè)對(duì)人才能力的要求，我們對(duì)原有課程設(shè)置進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后的專業(yè)教學(xué)方案在多門(mén)課程中著重按照企業(yè)對(duì)學(xué)生能力的要求非常有針對(duì)性地進(jìn)行人才培養(yǎng)：

在嵌入式接口技術(shù)中采用ARM Cortex M3芯片講述接口技術(shù)課程，培養(yǎng)學(xué)生掌握接口知識(shí)，相對(duì)于51單片機(jī)而言，這樣調(diào)整后課程難度加大很多，但對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高大有裨益，而且能滿足當(dāng)前企業(yè)對(duì)畢業(yè)生的要求，縮短了學(xué)生畢業(yè)后到企業(yè)就業(yè)后再培訓(xùn)和重新學(xué)習(xí)的時(shí)間。

在嵌入式項(xiàng)目設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)等多門(mén)實(shí)訓(xùn)課程中培養(yǎng)項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和協(xié)同能力。

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等語(yǔ)言相關(guān)的多門(mén)課程中重點(diǎn)培養(yǎng)c語(yǔ)言編程技巧和能力。

在電子電路課程中培養(yǎng)焊接技能、使用儀器技能和電路分析調(diào)試能力。

在接口技術(shù)等多門(mén)課程中都要有針對(duì)性的培養(yǎng)專業(yè)英語(yǔ)文檔閱讀能力和技術(shù)文檔撰寫(xiě)能力。英語(yǔ)水平的要求主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：對(duì)嵌入式研發(fā)和設(shè)計(jì)而言，芯片手冊(cè)（Datasheet&Reference Manual）是最權(quán)威的文檔，對(duì)技術(shù)問(wèn)題的理解常常要落實(shí)到英文手冊(cè)上；提高英語(yǔ)專業(yè)閱讀能力有助于借助于網(wǎng)絡(luò)查找疑難問(wèn)題，找出答案；高職和應(yīng)用型本科一體化人才培養(yǎng)過(guò)程中，學(xué)生在升入本科以后有繼續(xù)深造的可能，英語(yǔ)能力的培養(yǎng)使得學(xué)生能夠選擇更好的職業(yè)發(fā)展通道。因此，在高職階段應(yīng)該打好英語(yǔ)基礎(chǔ)，適應(yīng)專本一體化人才培養(yǎng)的要求。建議在某些課程中開(kāi)展閱讀英文芯片手冊(cè)的教學(xué)過(guò)程，逐步使得學(xué)生技術(shù)文檔閱讀能力得到提高。

通過(guò)對(duì)嵌入式教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的布局和課程的設(shè)計(jì)，將企業(yè)對(duì)人才能力需求分布到各門(mén)課程中去，以便培養(yǎng)的畢業(yè)生適應(yīng)用人單位的需要。

（4）企業(yè)對(duì)嵌入式專業(yè)人才知識(shí)面“寬”和“精”的要求。雖然企業(yè)對(duì)編程語(yǔ)言有多種要求，但對(duì)于某一個(gè)人才的要求常常是專而不是多。因此，作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)大類中的一個(gè)非常有針對(duì)性的分支，嵌入式技術(shù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置中應(yīng)該將某一門(mén)語(yǔ)言的“專”作為人才培養(yǎng)的考慮因素。所以在高職嵌入式技術(shù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的編制和課程設(shè)置中，我們考慮以c語(yǔ)言能力培養(yǎng)為主線，課程中對(duì)和c語(yǔ)言相關(guān)聯(lián)的課程安排的多一些，略有兼顧其它語(yǔ)言，以便學(xué)生在每個(gè)學(xué)期都能夠以c語(yǔ)言為工具進(jìn)行嵌入式知識(shí)和技能的訓(xùn)練，使得高職階段有5個(gè)學(xué)期能夠使用c語(yǔ)言進(jìn)行編程和能力培養(yǎng)，使得學(xué)生具備扎實(shí)的c語(yǔ)言基礎(chǔ)，培養(yǎng)較強(qiáng)的嵌入式編程和實(shí)踐能力，以便更好的接軌企業(yè)和更高一級(jí)院校對(duì)編程語(yǔ)言熟練程度的要求。

如何把一門(mén)編程語(yǔ)言嵌入到5個(gè)學(xué)期當(dāng)中？既滿足大部分學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容新鮮感的渴求，不會(huì)有太多重復(fù)，又能漸進(jìn)式的推進(jìn)學(xué)生在編程語(yǔ)言的使用上能力的提高和發(fā)展？這對(duì)教師水平和教學(xué)內(nèi)容提出了要求。建議高校尤其是高職院校在嵌入式專業(yè)上增加投入不斷提高師資水平，培養(yǎng)教師人才，并采用多種形式深化開(kāi)展校企合作，將企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目引入課程作為教學(xué)內(nèi)容，完成課程共建，以使得高職教育能夠與社會(huì)需求同步，始終站在滿足社會(huì)需要的嵌入式專業(yè)最新技能人才培養(yǎng)的前沿。通過(guò)調(diào)研，產(chǎn)生如下建議：

一是多讓企業(yè)在學(xué)校開(kāi)辦講座進(jìn)行交流。二是需要校企深度合作。目前有些學(xué)校校企合作仍處于摸索階段，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有深度開(kāi)發(fā)，也沒(méi)有形成長(zhǎng)效機(jī)制。有必要在淺層合作的基礎(chǔ)上開(kāi)展進(jìn)一步的校企共建，在課程共同開(kāi)發(fā)，校企互聘等方面開(kāi)展深入合作。

四、嵌入式專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制和推廣的一些建議

嵌入式系統(tǒng)是信息產(chǎn)業(yè)走向二十一世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代最重要的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)之一，由于高校剛剛開(kāi)始專門(mén)針對(duì)嵌入式工程人才培養(yǎng)的學(xué)科設(shè)置，從事該行業(yè)的師資來(lái)自不同專業(yè)背景，比如電子工程、軟件工程、通信工程、自動(dòng)控制等，不同學(xué)科背景缺乏有機(jī)整合，嵌入式知識(shí)體系系統(tǒng)性和針對(duì)性較差，知識(shí)較為陳舊，畢業(yè)生缺乏工程實(shí)踐能力，無(wú)法適應(yīng)企業(yè)的實(shí)際需要。因此嵌入式方向應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生嵌入式系統(tǒng)工程實(shí)踐能力，包括軟硬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)試工具使用能力。目前廣東省高校的軟件教育普遍以應(yīng)用軟件為主，學(xué)生接觸比較多的是.net，java，安卓開(kāi)發(fā)之類應(yīng)用層面的東西，作為嵌入式開(kāi)發(fā)需要的幾個(gè)技術(shù)支柱：計(jì)算機(jī)組成原理和體系結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)內(nèi)容比較老化，不能跟上最新技術(shù)的發(fā)展。師資力量的理論基礎(chǔ)扎實(shí)但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不夠，這需要經(jīng)常性的對(duì)師資進(jìn)行重點(diǎn)專題技術(shù)培訓(xùn)（比如網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)技術(shù)），以便更新教師知識(shí)體系，跟隨最新技術(shù)的發(fā)展步伐。

在標(biāo)準(zhǔn)研制過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)專業(yè)發(fā)展迅速，知識(shí)復(fù)雜，跨學(xué)科。由于各高校嵌入式專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的廣泛性，研制廣東省高職嵌入式教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，既要有參考意義又不能限定各高校該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)在一個(gè)單一的范圍內(nèi)。因此，各學(xué)?？筛鶕?jù)自己學(xué)校的生源，師資力量和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐條件來(lái)開(kāi)設(shè)嵌入式課程，由于嵌入式技術(shù)具有起點(diǎn)高、復(fù)雜性的特點(diǎn)，對(duì)高職起點(diǎn)學(xué)科建設(shè)而言，建議設(shè)定好學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)主要方向，以使學(xué)生在有限的求學(xué)生涯中能夠在主要方向上得到扎實(shí)的訓(xùn)練，建立堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)主要方向所包含的技術(shù)更加深入和精通，技能能夠更加熟練掌握，以便更容易滿足嵌入式研發(fā)企業(yè)用人需求和升入本科繼續(xù)發(fā)展?？紤]不同師資和實(shí)驗(yàn)條件，可以選擇較為主流的STM32+UCOSIII平臺(tái)，或者ARM Cortex-A11+Linux平臺(tái)中的一種作為學(xué)科建設(shè)的主要方向，各門(mén)課程都圍繞人才培養(yǎng)主要方向來(lái)開(kāi)設(shè)和進(jìn)行課程內(nèi)容設(shè)計(jì)。不同專業(yè)也可以結(jié)合自己的傳統(tǒng)特色，如電子專業(yè)可以在電子電路和嵌入式EDA（FPGA、CPLD）技術(shù)等方向上發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，不同高校的嵌入式專業(yè)培養(yǎng)從事嵌入式領(lǐng)域內(nèi)不同崗位的學(xué)生，提高專業(yè)就業(yè)率。

五、結(jié)語(yǔ)

本文討論了嵌入式專業(yè)專本銜接專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制的過(guò)程。重點(diǎn)討論了嵌入式技術(shù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研過(guò)程得到的行業(yè)現(xiàn)狀和結(jié)論，以及這些結(jié)論對(duì)高校嵌入式專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的指導(dǎo)意義。并給出了高職院校嵌入式專業(yè)學(xué)科建設(shè)、課程設(shè)置與規(guī)劃、課程內(nèi)容教學(xué)，專本銜接以及校企合作的一些建議。

參考文獻(xiàn)：

[1] 杜怡萍.“二維四步五解”職業(yè)能力分析法的實(shí)踐探索[J].職教論壇，2015（9）：8.

[2] 吳冰.嵌入式軟件人才培養(yǎng)新模式[J].軟件世界，2008（2）： 46-47.

[3] 羅保山.高職計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程的設(shè)置[J].職業(yè)技術(shù)教育，2008（8）：20.

篇10

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；教學(xué)改革；能力提升

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）15-0221-02

嵌入式系統(tǒng)是高等學(xué)校電子信息、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等本科高年級(jí)學(xué)生的一門(mén)專業(yè)技能課程，是以應(yīng)用為核心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、涉及微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、微機(jī)原理等多門(mén)學(xué)科的綜合學(xué)科。從各個(gè)角度分析嵌入式系統(tǒng)課程中知識(shí)框架，與學(xué)生興趣相結(jié)合，真正做到學(xué)以致用，提升學(xué)生能力，是目前所有工科類課程面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。為此，筆者針對(duì)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)過(guò)程，開(kāi)展名為“嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生能力提升探索”的教學(xué)改革嘗試，并初步收到積極效果。該教學(xué)改革理念也可為微機(jī)原理、可編程邏輯器件、DSP技術(shù)原理等類似課程提供參考。

一、課程特點(diǎn)及主要存在問(wèn)題

嵌入式系統(tǒng)是高年級(jí)課程，有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性和知識(shí)綜合應(yīng)用性，要求學(xué)生聯(lián)系先修課程，結(jié)合新知識(shí)，靈活融匯分析并解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。教學(xué)中，需要任課老師既重視理論知識(shí)的傳授，又要培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力。筆者結(jié)合工作中對(duì)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的體會(huì)，對(duì)該課程特點(diǎn)及主要存在問(wèn)題總結(jié)如下：

1.聯(lián)系廣，理解難。要較好地把握嵌入式系統(tǒng)內(nèi)容，必須對(duì)先修課程有很好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，能較好地將從低年級(jí)以來(lái)的專業(yè)課聯(lián)系起來(lái)，才能深入理解本門(mén)課程內(nèi)容。比如要很好地理解嵌入式系統(tǒng)觸摸屏的原理及編寫(xiě)相應(yīng)程序，必須理解觸摸屏內(nèi)部結(jié)構(gòu)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖中涉及多個(gè)MOS管組成的模擬電路，需要學(xué)生很好理解NMOS、PMOS不同的通斷過(guò)程及對(duì)電路的影響。如果學(xué)生不熟悉MOS管的通斷原理，而單純靠記憶來(lái)使用觸摸屏，則很難做到活學(xué)活用。

由于學(xué)生水平及能力各不相同，為了使大部分學(xué)生能較好地學(xué)懂所講授內(nèi)容，則需要老師在講新知識(shí)之前花時(shí)間復(fù)習(xí)修課程的相關(guān)內(nèi)容概念。然而這種做法勢(shì)必導(dǎo)致第二個(gè)問(wèn)題：占用本來(lái)有限的課時(shí)。

2.學(xué)時(shí)少，內(nèi)容多。近年來(lái)，由于推廣素質(zhì)教育，各門(mén)課程理論教學(xué)時(shí)間不斷縮減。以筆者所講授的嵌入式系統(tǒng)課程為例，理論課時(shí)僅僅為22學(xué)時(shí)，該學(xué)時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于專業(yè)必修課，且隨著嵌入式技術(shù)日新月異，該門(mén)課程除了課本內(nèi)容外，還需要補(bǔ)充其他與現(xiàn)代技術(shù)接軌的新內(nèi)容。因此，如何精選每節(jié)課授課內(nèi)容，在有限的課堂時(shí)間內(nèi)使學(xué)生掌握到盡量多的內(nèi)容，且不感到枯燥無(wú)味，是嵌入式系統(tǒng)等工科類課程普遍存在的問(wèn)題之一。

3.實(shí)驗(yàn)舊，擴(kuò)展難。由于課時(shí)安排原因，本門(mén)課程僅配套3個(gè)實(shí)驗(yàn)，且實(shí)驗(yàn)與理論課程不對(duì)應(yīng)，所使用的實(shí)驗(yàn)箱年代較久，不能與現(xiàn)代新技術(shù)接軌，且無(wú)法在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，只能進(jìn)行某些簡(jiǎn)單的功能性驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)。如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)輔助理論教學(xué)，提升學(xué)生能力水平，也是課程教學(xué)中需要解決的問(wèn)題之一。

二、教學(xué)過(guò)程學(xué)生能力提升探索

針對(duì)上述存在問(wèn)題，必須在教學(xué)過(guò)程中克服客觀困難，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及積極性，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力提升的效果。為此，圍繞嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中的兩大難點(diǎn)，筆者開(kāi)展了學(xué)生能力提升的探索改革。

1.學(xué)生理論知識(shí)與實(shí)踐能力的提升探索。理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐驗(yàn)證理論，因此對(duì)于工科學(xué)生來(lái)說(shuō)，不能一味注重實(shí)踐，也不能只懂得紙上談兵的理論，需要理論和實(shí)踐能力相輔相成，才能得到能力提升。然而，筆者在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于學(xué)生個(gè)體差異，能力傾向不同，有些學(xué)生注重實(shí)踐鍛煉，然而理論知識(shí)并未提升，有些同學(xué)只注重理論知識(shí)，工程實(shí)踐能力不足。且大部分學(xué)生理論與實(shí)踐知識(shí)的反饋提升能力不夠。

以筆者講授嵌入式系統(tǒng)液晶屏內(nèi)容為例，對(duì)于使用液晶觸摸屏，設(shè)計(jì)的理論知識(shí)包括：液晶屏的分類――TFT屏和STN屏；顯示顏色――單色和彩色；灰度等級(jí)――單色、4級(jí)、16級(jí)；彩色等級(jí)――STN屏為256色和4096色，TFT屏非調(diào)色板為64K色和16M色，TFT屏調(diào)色板為256色等等。如果學(xué)生不懂得上述理論知識(shí)，在實(shí)際操作中，則不能很好地編寫(xiě)合適程序調(diào)試出預(yù)期效果。然而，僅僅懂得上述理論內(nèi)容也不夠，還需要考慮其他實(shí)際工程問(wèn)題，比如：TFT屏的電路連接方式與STN屏是否一致？STN屏的驅(qū)動(dòng)電流需要多大才合適，且不至于導(dǎo)致液晶屏過(guò)亮或過(guò)熱？采用何種驅(qū)動(dòng)器性價(jià)比更高？等等。上述問(wèn)題并不只是理論，而是跟實(shí)際工程實(shí)踐相關(guān)。

鑒于此，針對(duì)如何提升學(xué)生的理論知識(shí)與實(shí)踐能力的問(wèn)題，首先，筆者在課堂上對(duì)于基礎(chǔ)理論知識(shí)，如液晶屏的分類、灰度及彩色等級(jí)等內(nèi)容均予以清楚闡述；另外，通過(guò)課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)課程等環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的動(dòng)手能力；最后，針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題及失敗現(xiàn)象，鼓勵(lì)學(xué)生從理論上找到原因后再反復(fù)實(shí)踐驗(yàn)證，達(dá)到理論與實(shí)踐相輔相成且共同提高的目的。

2.學(xué)生硬件與軟件知識(shí)的提升探索。對(duì)于電子及自動(dòng)化等專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)課程不僅要掌握軟件編程，而且要掌握硬件電路設(shè)計(jì)能力，軟硬件知識(shí)結(jié)合，才能較好地完成工程項(xiàng)目。

然而，由于先修課程學(xué)生水平及傾向不同，面對(duì)同一個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題，有些同學(xué)在電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)等課程上掌握較好且較有興趣，會(huì)比較傾向使用硬件方法來(lái)解決問(wèn)題，而有些同學(xué)對(duì)于C語(yǔ)言程序編程、數(shù)字電路等課程把握較好，會(huì)傾向于通過(guò)軟件編程方法來(lái)處理問(wèn)題。

對(duì)于簡(jiǎn)單系統(tǒng)，上述兩種方法均是可取的。但是對(duì)于功能復(fù)雜的系統(tǒng)，不可能僅采用單一硬件或者軟件解決問(wèn)題，需要考慮各方面因素，軟硬件結(jié)合起來(lái)應(yīng)用。因此，要求學(xué)生不僅掌握硬件電路設(shè)計(jì)能力，對(duì)于軟件編程能力的具備同樣也是必須的。

在提升學(xué)生硬件和軟件綜合設(shè)計(jì)能力問(wèn)題上，筆者首先在課堂上給出案例，啟發(fā)學(xué)生提出各種不同軟硬件設(shè)計(jì)方案；進(jìn)一步，布置工程案例作為課后作業(yè)，要求學(xué)生設(shè)計(jì)或列舉出多種設(shè)計(jì)方案，綜合比較可行方案；最后，布置一個(gè)貫穿本門(mén)課程的課程設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)需要涉及硬件電路及軟件編程，通過(guò)該課程設(shè)計(jì)的完成，最終達(dá)到提升學(xué)生硬件電路設(shè)計(jì)與軟件編程能力的目的。

三、教學(xué)成效

筆者將上述教學(xué)改革內(nèi)容用于嵌入式系統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，收到了較好的效果。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查和課后反饋訪談，學(xué)生普遍反映能將先修電子知識(shí)與嵌入式系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，且在此過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力均得到了提升。通過(guò)課堂案例引入及分析，提升了學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)的工程應(yīng)用能力和設(shè)計(jì)能力。筆者相信，所開(kāi)展的教學(xué)改革探索在一定程度上提升了學(xué)生對(duì)嵌入式產(chǎn)品進(jìn)行軟硬件綜合設(shè)計(jì)的能力，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)最新動(dòng)態(tài)追蹤的興趣、對(duì)相關(guān)領(lǐng)域深入學(xué)習(xí)的信心。

四、結(jié)束語(yǔ)

在深入了解嵌入式系統(tǒng)課程特點(diǎn)、現(xiàn)狀和不足的基礎(chǔ)上，筆者結(jié)合自己的實(shí)際教學(xué)切身體會(huì)，對(duì)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)展了教學(xué)改革探索。著重從理論與實(shí)踐、硬件與軟件上對(duì)學(xué)生能力進(jìn)行提升。實(shí)踐表明，該類措施較大程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及其主觀能動(dòng)性，提升了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]江維，桑楠.面向高等教育的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2011，（16）.

[2]黃連麗，史旅華，王思山.基于CDIO理念的嵌入式系統(tǒng)課程改革[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013，（7）.

[3]李堅(jiān)強(qiáng)，王志強(qiáng)，薛麗萍.基于CDIO模式的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研究與探討[J].計(jì)算機(jī)教育，2010，12（6）.

[4]彭道剛，李輝，夏飛.基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2013，（28）.

[5]仲偉波，包亞萍，付躍文，李義豐.關(guān)于嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的幾點(diǎn)思考[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006，25（12）.

[6]李巖，王小玉，孫永春.嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28（3）.

[7]顧佩華，沈民奮，李升平，莊哲民，陸小華，熊光晶.從CDIO到EIP-CDIO――汕頭大學(xué)工程教育與人才培養(yǎng)模式探索[J].高等工程教育研究，2008，（1）.

[8]沈紅.論大學(xué)教師評(píng)價(jià)的目的[J].高等教育研究，2012，33（11）.