嵌入式课程体系第1篇

关键词：嵌入式系统；课程体系；实践教学

中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 13-0000-02

The System Research of the Embedded System Course for the Electronic Major

Lin Guimin,Liu Tianjian,Chen Xiyao

(Minjiang University,Fujian350108,China)

Abstract:With the rapid development of embedded technology,it’s necessary to improve students’abilities of analyzing and solving practical problems in embedded system application.According to the characteristics of the knowledge system for the embedded systems,and the situation for electronic major students from ordinary colleges and universities,we integrate and optimize the curriculum of pre-courses of embedded systems.We focus on the convergence of knowledge between a course and its previous ones,on the stratification and classification,and also on the integrity of knowledge structure.According to their groundwork,ability and interests,students can choose different teaching contents and related experiments.There is adequate space for individual development of students,so as to meet the different needs of embedded talents from different areas.

Keywords:Embedded system;Course system;Practical teaching

在2004年IEEE计算机协会和ACM共同制定的计算机类课程体系中，嵌入式系统被列为核心课程之一[1]。嵌入式系统是一门涉及电子科学与技术、计算机科学与技术、微电子学等众多领域的综合性课程。从技术角度来看，嵌入式系统可以看作是软件产业、信息处理产业的综合。从学科角度来看，嵌入式系统是计算机科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程等相关学科的交叉学科，是当前最有发展潜力和应用最为广泛的稀缺专业方向。随着国家大力发展物联网，推进三网融合，以及对环境污染监测与控制的日趋关注，信息家电的普及推广，嵌入式系统专业学生的就业前景非常广阔。与巨大的市场潜力和产业需求相比，我国嵌入式系统工程人才培养相对落后，进而影响到该产业的快速发展。在这种背景下，许多高校的电子信息类专业针对市场需求，开设了嵌入式系统相关课程[2]。但由于专业背景不同，需求各异，课程内容相差较大。

本文针对电子类专业开设嵌入式系统课程，以及相关先修课程与基础知识的准备、教学内容的选择、实验教学等问题进行研究，以期达到既能体现课程特点和精华，同时又兼顾培养学生实践能力和创新意识。

一、电子专业嵌入式系统课程体系建设

虽然电子专业嵌入式系统的培养目标侧重于硬件基础平台的设计，但嵌入式系统是一个涉及多技术领域的知识范畴。在以学生就业为导向的背景下，嵌入式人才培养不但要掌握电子技术方面的基础知识，而且对计算机体系结构也要有比较深入的理解。这就要求电子专业在嵌入式专业课程教学前，除了开设电子类基础知识课程外，还必须开设相关的计算机专业基础知识课程，以形成符合嵌入式系统发展方向、系统、完善的课程体系，使得学生在开始系统学习嵌入式知识以前，具备学习的基础。通过嵌入式专业课程，让学生们认识到模拟电路、数字电路、微机接口技术、操作系统、数据库、程序设计、计算机网络、信号与系统等课程不再是独立的课程，而是一个有机的“整体”。根据嵌入式系统知识体系杂、多、乱的特点，以及一般高等院校学生的特点（同时借鉴了参考文献[3]-[6]），我们对嵌入式系统知识点进行裁剪与优化组合，构建软、硬件有机结合的完整知识体系，如图1所示。

该课程体系注重课程的前后衔接与层次划分，可满足不同用户的需要和学生的个性发展需要。学生可根据自己的基础、能力及兴趣选择不同的教学内容及配套实验，实现教学的层次性和多样性，满足各类人员的需要。以图1为例，可以有三个选择方案。方案一侧重于嵌入式系统的硬件设计，所选课程为嵌入式系统原理及相应的综合课程设计；方案二侧重于嵌入式系统的软件设计，所选课程为嵌入式系统软件设计及相应的综合课程设计；如果软硬兼修，则可选择第三个方案，所选课程为嵌入式系统原理、嵌入式系统软件设计及相应的综合课程设计。另外在该课程体系中，除了与嵌入式系统知识点有直接关联的课程外，我们还安排两门专业选修课：Web技术和互动多媒体。安排这两门课程的目的是，考虑到一般高等院校的电子专业学生中，有一定的比率是女生，她们的硬件设计/高级应用程序程序的动手设计能力相对比较薄弱，而这两门选修课都是入门比较容易，而且学生也比较容易上手的课程。通过这两门选修课的学习，既能为后续的课程设计提供相关的基础知识，又能为以后的就业提供一点新的就业方向。

二、教学模式改革

嵌入式系统的教学有这样一些特点[7]：1.涉及的领域非常广泛，基础性强；2.软件和硬件设计完美结合，综合性强；3.理论与实践紧密结合，实践性强；4.嵌入式技术日新月异，潮流性强。针对嵌入式系统课程特点，在实际的教学中，我们要注重学生自学能力的培养，要鼓励学生敢于提出新思想、新方案、新办法，逐渐培养学生的创新意识和创新能力。

“做-中-学”（”learn-by-doing”）理念是由美国卡内基•梅隆大学率先提出的一种教学模式。这种教学模式旨在强化工科学生全面的实践能力和工程素养。“Learning by doing”就是要学生在“做”的过程中，通过自己的体会，对获取的知识进行归纳与总结，达到“学”的目的。同济大学软件学院是国内最早将“Learning by doing”这种先进的教学理念引入嵌入式课程教学。他们以实际嵌入式项目的开发过程和方法为主线，采用“项目驱动、案例导向”模式进行启发式教学，将“边做边学、以做促学”的教学思想贯穿于整个教学过程中[8]。在“Learning by doing”的教学模式中，学生不仅能加深对嵌入式相关概念和原理的理解，而且最终有可能完成一个比较完整的，甚至有创造性的嵌入式作品。在嵌入式系统的课程中，引入“Learning by doing”教学理念，使嵌入式系统真正成为一门学生看得见摸得着的实实在在的生动课程，而不再是对理论的死记硬背。

三、实践教学改革

嵌入式系统是面向应用的，实践是整个嵌入式系统课程体系中非常重要的环节。传统的嵌入式系统实践教学大多只停留在利用实验箱进行一些基础的、验证性的实验，无法给学生提供自由发挥的空间，不能较好的提高学生的动手创新能力。为了加强学生动手能力及提高学生对嵌入式开发的兴趣，我们从实践环节中对嵌入式系统的教学进行相应的改革。实验内容的安排由浅入深、由易到难，使学生逐步建立学习的成就感，并利用市场上一些成熟的嵌入式产品给学生做实验，从而培养学生对嵌入式学习的兴趣，同时也希望能促进大学教育的创新性人才培养。

根据学生的学习能力以及培养目标，我们将实践教学分为3个层次，便于不同类型的学生选择。1.基础性实验：这是相关课程中最基本的实验，要求所有学生都必须掌握。如无仿真器程序开发、GPIO、中断、DMA、UART；基于Linux的实验环境搭建、基本驱动程序设计、简单应用程序设计等。2.综合性实验：在基础性实验的基础上，综合整个课程体系的知识，充分利用实验系统上的硬件资源，构造一个具有实际意义的嵌入式系统，综合性实验有多个题目供学生选做。如无操作系统下的音频录放、俄罗斯方块，或基于操作系统的类似程序设计等。3.创新设计性实验：创新设计性实验主要提供给学习能力较强并对嵌入式系统感兴趣的学生。利用市场上成熟的嵌入式产品，由学生对成熟产品进行功能的扩展、或者是系统（应用程序）的升级等工作。通过这类实验的练习，除了提高学生的研究能力和实践能力，还让他们能更进一步理解不同课程之间知识的有机联系并深入体会嵌入式系统面向应用的含义。

四、结论

嵌入式技术日新月异，巨大的市场潜力和产业需求使得嵌入式技术方面的发展和研究越来越受到重视，许多高校都在不断探索“嵌入式系统”课程的教学与实践方法。我们从“嵌入式系统”课程的体系构建、教学模式的改革，以及实验教学的设置提出一些建议和意见。“嵌入式系统”课程教学还有其他许多值得深入探讨和研究的内容，本文的建议仅是一家之言，希望对同行能有一定的参考价值，也欢迎同行批评指正。

参考文献：

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[6]李军,袁满,刘彦军.嵌入式系统教学体系及方式探讨.计算机教育[J],2010,6:97-99

[7]徐慧,金敏.“三点一线”教学方法在“嵌入式系统”课程中的应用[J].计算机教育,2009,10:39-41

[8]何宗键.同济大学软件学院“嵌入式软件开发导论”课程介绍.计算机教育[J],2006,8:4-6

嵌入式课程体系第2篇

关键词:嵌入式系统;课程体系;实践

嵌入式计算技术的发展可以追溯到20世纪50年代,美国空军率先利用高性能嵌入式计算机进行空中预警[1]。随着半导体与微处理器技术的发展,20世纪80年代以后,嵌入式系统迅速普及,极大地提高了各行各业的信息化水平,成为信息化社会的重要基础。随着嵌入式计算技术的蓬勃发展,嵌入式系统开发设计人才需求越来越旺盛。

1嵌入式系统课程教学的发展历程

上世纪90年代,美国科罗拉多州立大学、华盛顿大学等一些世界著名大学陆续开设了嵌入式系统课程。本世纪初,我国一些院校也相继开设了嵌入式课程,由于专业背景不同,需求各异,课程内容相差较大。清华大学、北京航天航空大学、同济大学软件学院较早开设了嵌入式系统课程[1-4]。浙江大学、天津大学从2002年开始建设嵌入式课程,已经取得了良好的教学效果[5-6]。北京工业大学对嵌入式系统课程的建设非常重视,2003年设置了嵌入式系统专业培养方向,以嵌入式体系结构作为教学的重点[7]。最初,该课程的教材缺乏,主要是原版引进或翻译,仅有少量自编教材。2005年以来,教材与参考书籍如雨后春笋般冒出来,基本上分为侧重应用型、侧重嵌入式操作系统型、侧重嵌入式处理器与操作系统结合型三种类型。

国防科技大学计算机学院从2002年开始面向本科生开设嵌入式系统课程及嵌入式系统综合课程设计,旨在使学生掌握嵌入式系统的基本知识,具有嵌入式系统的设计能力。经过几年的建设,该课程日趋成熟,2007年11月,我校出版了国家“十一五”规划教材《嵌入式系统原理与设计》[8],2009年,该课程被评为教育部―英特尔精品课程。

下面重点谈谈我校在嵌入式系统课程体系创新建设及实践方面的一点体会。

2一般嵌入式系统课程体系

嵌入式系统一般由嵌入式处理器、硬件、嵌入式操作系统及应用程序等四个部分组成,用于实现对机器或设备的控制、监视和管理等功能。它是计算机技术、通信技术、微电子技术等集成的产物,面向特定应用,技术密集,资金密集,发展迅速,已成为信息化社会的重要基础。作为一门专业课程,嵌入式系统课程着重培养学员嵌入式系统设计方法和嵌入式系统设计能力。

因此,在现有本科课程体系中,支撑嵌入式系统设计与应用的基础课程包括电工与电路基础、数字电子技术基础、模拟电子技术基础、信号与系统、通信原理、自动控制原理、计算机程序设计、计算机原理、操作系统、微机接口与控制等,核心课程为嵌入式系统,如图1所示[9]。

随着嵌入式计算技术的迅猛发展及各行各业信息化的迫切需求,嵌入式系统知识体系日趋庞大,复杂性日益增加。有的系统面向低成本应用,精打细算,分分计较;也有的系统面向高性能嵌入式计算,只求满足功能要求,不计成本。有的系统仅需要嵌入式处理器与简单操作系统就可以完成计算需求,重量只有几十克,体积不到1立方厘米,功耗只有几十毫瓦;也有的系统需要ASIC、FPGA及多处理器并行计算系统才能满足应用需求,重量达到数百公斤,体积达到几个立方米,功耗要求几千瓦。因此,仅仅靠上述嵌入式系统课程体系已经难以满足各个领域的不同需要,学生针对具体嵌入式系统的分析设计能力需要进一步加强。我们换位思考,从用人单位的角度出发,以嵌入式应用型人才培养为牵引,实现嵌入式系统课程体系的调整与优化。

3嵌入式系统课程体系的优化

结合CC2004[10],并根据嵌入式系统知识体系杂、多、乱的特点,我们对知识点进行裁剪与优化组合,构建了软、硬件有机结合的完整知识体系。

具体地说,在课程内容上设置了基础部分和高级部分,如图2所示。基础部分包括嵌入式系统导论、嵌入式系统设计工程、嵌入式系统综合课程设计。主要知识点有嵌入式系统的基本概念;嵌入式系统的设计方法、设计过程及实例分析;嵌入式处理器的基本情况及处理器的编程模型;典型存储器、总线、基本I/O接口部件;嵌入式操作系统与实时操作系统、典型嵌入式操作系统;实时编程结构、BSP设计、Bootloader设计及嵌入式系统的开发模式。高级部分包括高性能嵌入式计算及嵌入式系统高级实验。主要知识点有高性能嵌入式计算概述;嵌入式多处理器、多处理器体系结构、多处理器设计方法;实时多处理器操作系统;软硬件系统设计平台、软硬件协同综合算法、软硬件协同仿真;高性能嵌入式计算的案例分析。

该课程体系注重高低搭配、层次划分,满足不同用户的需要和学生的个性发展需要。我们还增加了选修课程高性能嵌入式计算,该课程是前面知识的大综合,直接面向深空探索、预警探测等高性能嵌入式计算领域需求,从系统的角度看待嵌入式系统的设计过程,极大地拓宽了学生视野。美国麻省理工学院林肯实验室就是高性能嵌入式计算研究中的佼佼者,与美国空军关系极为密切,它的使命就是以技术支撑国家安全。上个世纪50年代以来,该实验室就致力于高性能嵌入式计算的研究及其在尖端武器装备中的应用,例如机载预警雷达中的信号处理装置,计算量接近万亿次,还要满足体积、重量、功耗的约束。

学生可根据自己的基础、能力及兴趣选择不同的教学内容及配套实验,实现教学的层次性和多样性,满足各类人员的需要。以图2为例,可以有三个选择方案。方案一侧重于嵌入式系统的硬件设计,所选课程为嵌入式系统导论及相应的综合课程设计;方案二侧重于嵌入式系统的软件设计,所选课程为嵌入式系统设计工程及相应的综合课程设计;如果软硬兼修,则可选择第三个方案,所选课程为嵌入式系统导论、嵌入式系统设计工程及相应的综合课程设计。如果需要继续深造,可在上述三个方案之一的基础上,继续选择高性能嵌入式计算及嵌入式系统高级实验。

嵌入式系统的知识体系发展迅猛,知识更新快,应用面广,学科交叉度高。这就要求教学内容更新快,学生的专业面要宽,基础要扎实,同时更应注意提高适应学科发展和广阔应用面的能力,感受、理解知识产生和发展的过程,具有自主学习、拓展知识的能力和可持续发展的能力。

4实践教学与案例分析

嵌入式系统是一门实践性很强的课程,只有做过才能理解。为了全面加强学生动手能力的培养,实践教学分为3个层次。第1个层次是验证实验,与课程内容基础部分相呼应,仅要求学生按照实验指导书和课堂演示一步一步作实验,熟悉软硬件开发环境、加深理解知识及实验体验。第2个层次是综合课程设计实验,是嵌入式系统课程体系的大综合,由教师提供元器件,学生根据要求搭建实验平台,完成实验,进行系统方案设计、硬件设计、元器件装焊、固件设计及系统集成及调试等工作。学生要走完一个项目的全过程(例如智能温度采集系统设计与实现),重视方案设计、节点检查、全过程培养。第3个层次是高性能嵌入式计算实验,与课程内容高级部分相呼应,是应用学科与高性能计算技术的大综合,要求基于Xscale或凌动(Atom)等高性能开发板作一个复杂嵌入式系统实验(例如基于多处理器的合成孔径雷达成像处理系统设计与实现),实现在体积、重量和功耗约束下求解满足功能需求的高性能专用计算系统。

通过近20个班次的实验教学,大部分学生均能顺利完成基础工作,达到课程实验的基本要求,少部分学生作了一些特色发挥,学生普遍反映方案设计能力、动手能力得到了提高。我们的做法是:重视实验,集中时间作实验,让学生有充分的时间完成实验;大量使用助教,并要求助教首先完成相关实验,这样指导学生才能得心应手;重视系统设计,重视方案设计。

在教学过程中,我们还尽可能引入科研项目的典型案例,让学生理解方案设计在项目实施过程的重要作用。图3就是实际案例“数字中短波收音机”的功能框图,其分析过程充分展示了从用户需求到系统分析、系统设计及系统测试的全过程,突出体系架构设计、嵌入式处理器和嵌入式操作系统的选型,这些都是嵌入式系统教学的基本要素。在方案设计阶段,教师还着重介绍了处理流程的形成过程、计算量分析(滤波、傅立叶变换、Viterbi译码);在系统测试阶段,通过大量的测试,教师以图表形式说明了系统实时性的分析过程,这些都是普通教学中难以体现的地方。实践教学与案例分析还是教学科研相结合的有效途径,教师可从科研活动中获取丰富的教学素材,学生亦可参与到真实的科研工作中去。

5结语

回顾嵌入式系统课程体系的发展历程,可以用“与时俱进,开拓创新”来总结。对嵌入式系统相关课程体系的调整和优化,改善了现有课程体系的一些不足,尽可能满足学科发展的需要,也让学生具有更多的个性发展空间,以满足不同领域嵌入式应用的需要。

然而,嵌入式计算技术发展迅速,日新月异,如何在现有教学内容中体现最新的发展成果,培养出满足社会发展需要的高素质人才,是我们面临的新挑战。希望上述教学及科研工作的心得体会能起到抛砖引玉的作用,希望能与同行们进行更广泛的交流。

注:本研究受到国防科技大学“十一五”教育教学研究课题支持,在此表示感谢。

参考文献:

[1] Martinez David R,Bond Robert A,Michael Vai M. High Performance Embedded Computing Handbook-A Systems Perspective[M]. The USA Florida Boca Raton:CRC Press,2008

[2] 王田苗. 嵌入式系统设计与实例开发[M]. 北京:清华大学出版社,2003.

[3] 尚利宏. 北京航空航天大学“嵌入式系统设计”精品课程建设[J]. 计算机教育,2006(8):7-9.

[4] 何宗键. 同济大学软件学院嵌入式软件开发导论课程介绍[J]. 计算机教育,2006(8):4-6.

[5] 陈天洲. 嵌入式系统精品课程建设[J]. 高校计算机教学与研究,2007,1(10):1-4.

[6] 王金刚. 天津大学“嵌入式”精品课程介绍[J]. 计算机教育,2006(8):10-11.

[7] 韩德强,孙燕英. 北京工业大学嵌入式系统精品课程建设[J]. 计算机教育,2006(8):12-14.

[8] 王志英,李宗伯,王苏峰,等. 嵌入式系统原理与设计[M]. 北京:高等教育出版社,2007.

[9] 王苏峰,肖侬,唐玉华,等. 嵌入式系统的多样性教学探讨[J]. 计算机教育,2008(14):53-54.

[10] The Joint Task Force on Computer Engineering Curricula. Computer Engineering 2004[R]. IEEE Computer Society Association for Computing Machinery,2004[2009-08-30]. /education/education/curric_vols/ CE-Final-Report.pdf.

Embedded System Course System and Its Exploration of Innovative Practice

WANG Su-feng, NING Hong, LU Hong-yi, HOU Fang-yong, WANG Jin

(Computer School, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)

嵌入式课程体系第3篇

关键词：智慧农业 嵌入式系统 体系建设

中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）01（a）-0141-02

随着计算机信息技术的发展，我国传统农业正在加快向现代农业转型，而智慧农业将成为现代农业未来发展的趋势。智慧农业将农业看成一个有机联系的系统，依托嵌入式技术、感知技术、互联互通技术、智能化技术等综合、全面、系统地应用到农业系统的各个环节，使得农业系统的运转智能化、多功能，大力推进农业科技创新。

智慧农业所涉及的关键技术包括嵌入式技术、检测技术、通信技术等。嵌入式是当前发展最快、应用最广、最有发展前景的信息技术应用领域之一。目前，许多高等院校的计算机、电子、软件等专业针对市场需求，开设了嵌入式系统相关课程，也在逐步完善适应社会需求的嵌入式系统的教学体系。本文基于智慧农业背景，结合都市型现代农业开设嵌入式课程的经验，对农林院校嵌入式课程教学改革进行了探讨。

1 智慧农业物联网嵌入式系统

智慧农业是最近兴起的一个概念，出现的时间很短，目前还没有一个公认的定义。中国农业大学李道亮教授认为： 智慧农业是以最高效率地利用各种农业资源，最大限度地降低农业成本和能耗、减少农业生态环境破坏以及实现农业系统的整体最优为目标，以农业全产业、全过程智能化的泛在化为特征，以全面感知、可靠传输和智能处理等物联网技术为支撑和手段，以自动化生产、最优化控制、智能化管理、系统化物流和电子化交易为主要生产方式的高产、高效、低耗、优质、生态和安全的一种现代农业发展模式与形态。

要建设智慧农业，就要依托物联网等先进的科学技术。物联网（The Internet of Things，简称IOT）的概念是在1999年提出的，2005年国际电信联盟（ITU）的ITU互联网报告，对物联网做了如下定义：通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

智慧农业物联网唯一的物联源头是嵌入式系统。随着嵌入式系统的各个领域应用需求的多样化，嵌入式技术已成为当今电子技术发展的主流。

本文基于嵌入式技术，针对农林院校计算机专业嵌入式系统方向课程体系的特点， 通过一系列教学尝试，对计算机专业嵌入式系统方向的课程体系建设进行了一些探索，使学生在保证专业原有课程的基础上，根据专业方向的不同，侧重点有所差别，将智慧农业贯彻课程体系始终，使学生在软件和硬件设计方面都得到很好的锻炼，最终为都市型现代农业培养全方位的信息技术人才。

2 嵌入式课程体系建设

（1）我校计算机专业嵌入式系统方向培养和教学目标。

我校计算机专业嵌入式系统方向培养目标培养侧重嵌入式软件设计开发的嵌入式系统开发人员。根据学生的接受能力，嵌入式系统的学习体现层次性、渐进性、注重实践性，尤其侧重培养在农业领域中的嵌入式系统应用能力。（图1）

嵌入式系统课程体系的设置体现“注重工程能力培养的嵌入式系统人才知识体系”，学习侧重嵌入式软件设计部分。嵌入式系统教学体系教学目标是掌握四个“1”，即“一种主流嵌入式微处理器、一门开发语言、一种嵌入式操作系统、一套开发工具”，嵌入式开发语言主要有汇编语言、C和C++语言、Java语言等；嵌入式操作系统主要有Windows CE、Linux等；集成开发工具主要有Windows CE开发工具、ADS等。

（2）嵌入式系统课程体系。

北京农学院计算机与信息工程学院自2011年设置了计算机专业嵌入式系统方向，根据自由选择的原则在大学三年级实施特定方向培养，同期购买了30套嵌入式开发实验平台设备，可实现每人一台的教学环境。

嵌入式系统课程体系大致可分为：基础课程、专业基础课以及专业课。

基础课程在大学一、二年级开设，主要学习理工科的一些基础课程，如高等数学等。

专业基础以及专业课的开设时间以及内容如表1所示。需要特别说明的是根据我校“3+1”本科人才培养模式，大学前六个学期完成的是课内学习，旨在掌握较宽厚的基础知识和扎实的专业知识，最后一学年有计划地到校内外实调基地进行为期一年的实践和实训，所以第七学期和第八学期是专业实习和毕业设计实习环节。

嵌入式导论课程：介绍嵌入式的主要应用领域、嵌入式软件开发的基本概念、嵌入式软件开发的基本流程和基本方法、嵌入式系统的特点。

嵌入式操作系统课程：介绍嵌入式系统基本知识，嵌入式操作系统与通用操作系统的差别。结合典型的嵌入式操作系统对操作系统的基本构成、工作机制、系统移植剪裁和实时任务调度等内容进行介绍。我校根据具体情况选择、Linux、WinCE等嵌入式操作系统进行教学。

嵌入式程序设计基础：介绍嵌入式系统体系结构、嵌入式系统设计的基本方法、软件编程及设备接口和驱动等。通过该课程的学习，学生了解和掌握必要的嵌入式系统设计方法学的概念、方法和工具嵌入式程序设计基础，掌握嵌入式系统的基本原理与设计开发思想，学生能完成简单的嵌入式系统的软硬件设计。

JAVA开发语言：介绍Java语言的体系结构、Java语言的基本概念和程序设计的基础知识、面向对象的程序设计的思路和方法。培养学生的编程能力，使学生能够运用Java语言作为完成应用程序设计。

嵌入式接口技术：介绍键盘接口、LED显示器接口、触摸屏、通信接口、中断接口、A/D和D/A转换、ARM的JTAG接口。

嵌入式高级编程：介绍Android嵌入式开发环境搭建的方法，项目结构；Android的体系结构，嵌入式软件开发流程；嵌入式特性开发，多媒体开发，数据存储开发，联网开发等开发方法，学生通过实践能达到独立完成开发单机、网络嵌入式软件的能力。

3 嵌入式课程实践教学

（1）层次化实验实践教学。

实验室选用UP-Magic6410嵌入式实验开发平台，着重培养学生在该平台下进行嵌入式Linux程序开发的相关环境搭建与软件设计方法的能力。针对各模块以及嵌入式系统的应用背景，按照由浅入深，不同课程层次对应不同实验项目等原则，组织设计了三个层次的实验，循序渐进，逐步提高，以满足不同阶段的实验和实践需求，分别为涉及嵌入式导论的基础性实验、涉及嵌入式程序设计基础的实操性实验、设计嵌入式高级编程的提高性实验。基础性实验多以理论验证为主，在于学习方法；综合性实验和提高性实验则多以应用为主，在于提高能力。三个层次的实验教学内容，为学生提高了动手能力，进一步的实践开发和毕业设计打下了良好的基础。

（2）通过项目案例，强化实践教学。

首先，依托教师实际的科研或工程项目，教师在实验课程实施时，可以按照模块化将案例的分解到各个部分，鼓励学生对实例所采用的技术和方案进行不同角度的评价，变被动知识灌输为主动探索思考，使教学理论知识与科研实践有机地结合在一起。

其次，在设计综合课程设计等综合性实验时，结合教师实际的科研或工程项目，在强调基础性知识掌握的同时，鼓励学生创新的综合设计。使得学生既掌握了一些具体的通用的嵌入式系统的开发方法，也能发挥主观能动性，独立设计并实现较完整的嵌入式系统，激发学习、创造热情。在课程设计综合实验中，考虑到学生水平差异，按照“自由组合、自主选题”的原则，要求学生课外查找资料进一步地学习，引导学生进行主动性学习，对某些问题进行深入的分析研究，进而提出自己的设计思想，此环节中设计思想的原创性也将作为课程考核的重要内容。

（3）鼓励学生参与科研项目，注重培养创新能力。

通过项目实践来锻炼和提高学生动手能力是非常重要的。我校实行导师制指导学生，在参与教师科研项目的过程中，本科生导师负责学生在整个科研期间从理论到具体操作的各个环节的指导工作，加强了指导力度。

学生在家禽食品安全追溯系统的嵌入式系统应用项目中，教师组织学有余力的同学成立兴趣小组，直接参与到前沿的课题和项目中去，将食品安全追溯系统按照生产链的六个环节分解成若干子题目，交由各兴趣小组，模拟项目的形式实践开发，真正做到“在学中做，在做中学”，以务实的项目培养学生的实践科研能力。

（4）鼓励学生积极参与课外科技活动。

近年来，高等院校加大了学生的课外科技活动开展的力度，笔者指导的学生参与了北京市大学生科研计划，利用嵌入式平台，对温室环境等参数检测，进而对温室大棚实现智能化控制，学生在该课题中，运用所学理论知识，系统的完成了整个项目，获得了北京市大学生科研计划成果二等奖，尤其值得一提的是，毕业的学生在担任京郊村官期间，将课题成果应用于所服务的村镇，取得了良好的效果。实践证明，鼓励学生参与课外科技活动，将会拓展学生的知识体系，并学以致用，对进一步提高学习兴趣以及培养合作精神发挥了至关重要的作用。

（5）做好毕业设计及毕业实习

我校实行的是采取“3+1”人才培养模式。以往学生在第八学期进行毕业论文和实习，部分学生在校内机房根据教师给出的题目完成毕业实习和设计论文，学生如果不走出去。就无法完成理论与实践的有机结合，部分同学虽然通过实习单位的学习完成毕业论文，但是毕业设计和论文的时间和质量也难以保证。因此，我们将毕业论文提前到第七学期安排任务，进行设计、论文的前期准备及调试工作，既可以保证充分的毕业设计时间又可以提高学生专业课的学习兴趣和主动性，做到有的放矢.提高设计.论文和专业课的学习质量。

针对在校学生缺少行业背景知识这一缺点，在教学中大力开展了与企业的合作，直接把学生派到相关企业进行实习和毕业设计，使得培养的嵌入式人才能够适应企业的需要，目前我院已经建立了中软、中国农业科学院信息所等校外实习基地，并签订了相关的实习协议。一方面学生在实践工程项目中完成毕业设计和论文，综合能力得到极大的提升，另一方面用人单位在与学校合作办学的过程中也为自己培养了急需的技术人才，实行了定单式培养，最终构筑高校.学生和企业获利的共赢平台，从而实现人才培养和社会需求的无缝对接。从以往经验来看，选择嵌入式系统开发课题并能按时保质保量完成课题的的学生知识面更广，就业面更宽，既可以从事软件开发，也可以适应硬件的开发工作。

4 结语

嵌入式系统作为应用性极强的课程，其教学体系建设是一项复杂而艰巨的任务，包括完整的课程设置体系结构、不断的丰富实践教学内容，获取更多的实践项目等内容。随着嵌入式在现代农业应用的迅猛发展，如何真正立足于农业院校发展特色，培养高素质嵌入式系统农业信息化人才，将是我们今后教学的方向和努力目标。

参考文献

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嵌入式课程体系第4篇

[关键词]ARM体系 嵌入式方向 课程设置

[中图分类号]G643 [文献标识码]A

引言

随着嵌入式系统的广泛应用，许多高等院校计算机、电子、软件等专业针对市场需求，开设了嵌入式方向相关课程，然而同嵌入式技术的飞速发展和巨大的产业需求相比，我国高等教育体系下的嵌入式方向相关课程设置存在教学知识陈旧，缺乏实践锻炼，无法适应企业的实际需要等问题，本文首先结合我校办学特色和实际教学情况，阐述了基于ARM体系的嵌入式方向课程设置与教学方案，进而探讨了农业院校应用型计算机类嵌入式方向教学过程中存在的问题，最后对存在的问题给出了一些建议，对其他地方院校应用型嵌入式系统开发人才培养将起到一定的借鉴作用。

一、计算机专业嵌入式方向培养目标与课程设置

（1）计算机专业嵌入式方向培养目标

我校计算机专业嵌入式系统方向培养整体目标是注重工程能力培养的嵌入式系统人才培养目标，尤其侧重嵌入式系统工程应用编程等软件设计开发。根据学生的接受能力以及我校的办学特色，具体嵌入式系统的学习体现层次性、渐进性、注重操作性，在教学中注重培养在农业领域中的嵌入式系统应用能力。

（2）嵌入式方向课程设置

我校于2012年购买了30套基于ARM体系的嵌入式开发实验平台设备，可实现每人一台的教学环境，其中嵌入式开发平台采用ARM11的UP-Magic6410核心开发板，所以嵌入式方向的课程设置都是围绕ARM体系展开教学内容。

嵌入式方向课程设置遵循四个“1”，即“一种主流嵌入式微处理器、一门开发语言、一种嵌入式操作系统、一套开发工具”，嵌入式微处理器采用S3C6410X（ARM11），嵌入式开发语言主要以C语言为主，其他如汇编语言、C++语言、Java语言等为辅；嵌入式操作系统采用Linux；集成开发工具以ADS为主，辅助Windows CE开发工具，这样就能达到系统学习嵌入式技术的要求。表1是我校嵌入式方向专业课设置时间和学时整体情况。

表1：专业基础及专业课设置情况

嵌入式导论课程：介绍嵌入式的主要应用领域、嵌入式软件开发的基本概念、嵌入式软件开发的基本流程和基本方法、嵌入式系统的特点。

嵌入式操作系统课程：介绍嵌入式系统基本知识，嵌入式操作系统与通用操作系统的差别。结合典型的嵌入式操作系统对操作系统的基本构成、工作机制、系统移植剪裁和实时任务调度等内容进行介绍。我校根据具体情况选择、Linux、WinCE等嵌入式操作系统进行教学。

嵌入式程序设计基础：介绍嵌入式系统体系结构、嵌入式系统设计的基本方法、软件编程及设备接口和驱动等。通过该课程的学习，学生了解和掌握必要的嵌入式系统设计方法学的概念、方法和工具嵌入式程序设计基础，掌握嵌入式系统的基本原理与设计开发思想，学生能完成简单的嵌入式系统的软硬件设计。

JAVA开发语言：介绍Java语言的体系结构、Java语言的基本概念和程序设计的基础知识、面向对象的程序设计的思路和方法。培养学生的编程能力，使学生能够运用Java语言作为完成应用程序设计。

嵌入式接口技术：介绍键盘接口、LED显示器接口、触摸屏、通信接口、中断接口、A/D和D/A转换、ARM的JTAG接口。

嵌入式高级编程：介绍Android嵌入式开发环境搭建的方法，项目结构；Android的体系结构，嵌入式软件开发流程；嵌入式特性开发，多媒体开发，数据存储开发，联网开发等开发方法，学生通过实践能达到独立完成开发单机、网络嵌入式软件的能力。

嵌入式课程是实操性极强的课程，因此实践教学在嵌入式培养体系中占有重要的地位，既是理论讲解的验证与升华，又是培养学生创新思维和独立分析解决问题能力的重要途径。我校的嵌入式方向实践教学课程设置时间和学时大致如下表2所示。

表2：嵌入式课程实践教学设置情况

嵌入式操作系统实验内容：典型的嵌入式操作系统的基本构成、工作机制、系统移植剪裁和实时任务调度等。我校根据具体情况选择Linux嵌入式操作系统进行教学。

嵌入式程序设计基础实验内容：在现有的嵌入式开发平台上完成嵌入式系统设计的基本方法、软件编程及设备接口和驱动等，学生掌握必要的嵌入式系统设计方法学的概念、方法和工具嵌入式程序设计基础，掌握嵌入式系统的基本原理与设计开发思想，能完成简单的嵌入式系统的软硬件设计。

JAVA开发语言实验内容： Java语言程序设计的基础知识、面向对象的程序设计的思路和方法，学生能够运用Java语言作为完成应用程序设计。

嵌入式接口技术实验内容：包括键盘接口、LED显示器接口、触摸屏、通信接口、中断接口、A/D和D/A转换、ARM的JTAG接口等实验。

嵌入式高级编程实验内容：基于Android嵌入式开发环境搭建的方法；Android嵌入式软件开发流程；嵌入式特性开发，多媒体开发，数据存储开发，联网开发等开发方法，学生通过实践能达到独立完成开发单机、网络嵌入式软件的能力。

二、三位一体的嵌入式课程教学体系建设

我校嵌入式系统方向学习侧重嵌入式软件设计部分，实验室选用UP-Magic6410嵌入式实验开发平台，着重培养学生在该平台下进行嵌入式Linux程序开发的相关环境搭建与软件设计方法的能力。针对各模块以及物联网的应用背景，按照由浅入深，不同课程层次对应不同实验项目等原则，循序渐进，逐步提高，以满足不同阶段的教学要求，为学生提高了动手能力，为进一步的实践开发和毕业设计打下了良好的基础，因此，我们提出了三位一体的嵌入式方向课程教学体系结构，如图1所示。

图1：嵌入式方向教学体系结构

（1）基础型

基础性包括基础知识和基本技能，主要是为了满足基本的教学要求和教学目标，课程包括ARM体系的基本知识、基本技能以及基础类实验的开展。

教师在基础性课程实施时，可以根据各自的科研项目按照模块化将案例分解到各个部分，鼓励学生对实例所采用的技术和方案进行不同角度的评价，变被动知识灌输为主动探索思考，使教学理论知识与科研实践有机地结合在一起。

（2）提高型

提高型包括ARM体系基础型知识的深化和提升，包括理论知识和实践内容的进一步深化，理论知识包括嵌入式编程的设计思想和设计方法的提高，实践教学包括设计类实验，每个实验课题规定1周或更长的时间让学生动手设计开发嵌入式应用程序，在强调基础性知识掌握的同时，鼓励学生创新的综合设计。使得学生既掌握了一些具体的通用的嵌入式系统的开发方法，也能发挥主观能动性，独立设计并实现较完整的嵌入式系统，激发学习、创造热情。要求学生课外查找资料进一步地学习，引导学生进行主动性学习，对某些问题进行深入的分析研究，进而提出自己的设计思想，教师全程指导学生答疑指导工作，启发学生进行嵌入式编程，为学生提供一些解决问题的方法。

（3）综合型

综合型主要指的是依托科研项目实践来锻炼和提高学生动手能力。科研项目可以包括教师的科研项目、学生的科研项目以及依托科研项目或实践基地完成的毕业设计项目。

嵌入式方向课程授课教师可以鼓励学生参与到教师科研项目之中，如笔者主持的嵌入式系统温室环境监控系统应用项目，学生直接参与到前沿的课题和项目中去，成立了兴趣小组，将温室环境监控系统分解成若干子题目，交由各兴趣小组，模拟项目的形式实践开发，真正做到“在学中做，在做中学”，以务实的项目培养学生的实践科研能力。

近年来，北京地区大学生课外科技活动开展的力度逐年加大，笔者指导的学生主持的北京市大学生科研计划，利用嵌入式平台，对温室环境等参数检测，进而对温室大棚实现智能化控制，学生在该课题中，运用所学理论知识，系统的完成了整个项目，获得了北京市大学生科研计划成果二等奖，尤其值得一提的是，毕业的学生在担任京郊村官期间，将课题成果应用于所服务的村镇，取得了良好的效果。实践证明，鼓励学生参与课外科技活动，将会拓展学生的知识体系，并学以致用，对进一步提高学习兴趣以及培养合作精神发挥了至关重要的作用。

学生的毕业设计是所学知识的综合运用的过程，学生从事的毕业设计已经不仅仅是课程实践教学，而且还是从事科学研究的过程。为了保证提供充分的毕业设计时间，提高设计论文和专业课的学习质量，做到有的放矢，我们将毕业论文提前到第七学期安排任务，进行设计任务的前期准备及调试工作。

三、建议

（1）采取层次化的知识体系

嵌入式方向的理论知识体系体现专业基础知识、专业综合知识、专业系统知识由易到难的渐进性和层次化。

专业基础知识包括嵌入式导论、嵌入式操作系统、嵌入式程序设计基础等课程，这些课程的学习包括嵌入式系统基本概念、典型的嵌入式操作系统的基本构成、工作机制、系统移植剪裁和实时任务调度等；嵌入式系统设计的基本方法、软件编程及设备接口和驱动等内容。学生通过这些课程的学习目标是掌握必要的嵌入式系统设计方法学的概念、方法和工具嵌入式程序设计基础，掌握嵌入式系统的基本原理与设计开发思想，能完成简单的嵌入式系统的软硬件设计。

专业综合知识包括嵌入式高级编程、通过实践课程获得的综合性知识。这些内容包括智能终端的嵌入式软件开发方法、编程开发流程；数据存储开发、联网开发等开发方法，学生通过学习能达到独立完成开发单机、网络嵌入式软件的能力。

专业系统知识包括基于行业背景的嵌入式软件开发知识，这一层次是通过专业实习和毕业设计的环节完成的，也就是通过实践综合完成的项目后获得的知识，这不仅涵盖了符合社会需求的嵌入式方向的新知识、新技术，还包括企业的项目实施机制等无法从学校课本学习到的知识，为学生顺利走向社会工作岗位提供了重要的支持。

（2）采取多方位的实践教学体系

嵌入式系统作为实操性极强的课程，通过强化夯实基础实验、丰富实践综合教学内容，获取更多的实践项目的多方位立体化实践教学模式对培养高素质嵌入式系统人才至关重要，目前，我院嵌入式实践教学改革还处在起步阶段，今后我们将在智慧农业背景下，立足于农业院校发展特色，将嵌入式系统实验实践体系作进一步完善，重点培养学生的创新思维和独立分析解决问题能力。

针对在校学生缺少行业背景知识这一问题，需要大力开展与企业的相关合作，直接把学生派到企业进行16周的专业实习甚至12周的毕业设计，在工程实践项目选择上，应该尽量选择企业的实际项目，尽可能覆盖嵌入式领域的内容，比如嵌入式项目一般包括需求分析、硬件平台设计、软件平台设计（包括嵌入式OS的选择）、应用程序的开发与系统测试等多方面，使学生能够通过查阅一定的资料，利用所学的知识解决工程实际中的问题。学生在实践工程项目中完成毕业设计和论文，综合能力得到极大的提升，同时学生可以掌握企业项目的实施机制，为毕业后快速进入项目开发打下良好和基础，从而实现人才培养和社会需求的无缝对接。

四、结语

随着嵌入式技术的高速发展，嵌入式方向课程体系也应不断改进与之相适应。本文从ARM体系的嵌入式方向培养目标出发，提出了三位一体的课程体系结构，采取层次化理论知识和多方位的实践教学方式，使学生在学校就具备扎实的专业知识和技能，最后将学生送入实训基地做企业实际项目，为学生走向工作岗位打下良好的基础，最终达到计算机专业嵌入式方向的教学和培养目标。

[参考文献]

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[2]徐远超，张聪霞，关永.嵌入式系统专业课程教学存在的问题与思考[J].计算机教育，2009（18）：85-86.

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[4]李岩，王小玉，孙永春.嵌入式系统教学研究[J].电气电子教学学报，2006，28（3）：45-47，90

[5]李曦，周亦男，周学海."嵌入式系统设计"系列课程建设[J].教育与现代化，2004（4）：48-51

嵌入式课程体系第5篇

关键词：课程体系；ACCP；软件人才培养

0、引言

十一五期间，我国的经济发展转型推动服务外包产业，特别是软件服务外包产业快速发展。江苏作为软件和服务外包强省，拥有3个部级服务外包示范城市和多个省级国际服务外包基地城市，软件和服务外包产业已成为推动江苏创新型经济发展的支柱产业。目前真正适合国内外市场从事软件和软件服务外包的人才极为短缺，人才问题已经成为中国软件外包行业的一大瓶颈。高职院校作为培养高等技术应用型人才的机构责无旁贷。借鉴国外先进软件人才培养理念，嵌入优质课程资源，通过校企合作培养软件人才，提高高职人才培养质量是解决中国软件服务外包行业发展瓶颈，推动江苏软件产业发展的一种有效途径。健雄职业技术学院于2009年10月与北大青鸟IT教育合作，引入ACCP产品，成立北大青鸟特色班，作为实施嵌入式软件人才培养的教学对象，校企合作培养软件人才。

1、ACCP嵌入式软件人才培养的界定

ACCP嵌入式软件人才培养是指高校与北大青鸟IT教育企业合作，引入印度Apteeh计算机教育公司的ACCP（Aptech CertifiedComputer Professional）课程体系，将学历教育与职业培训相结合的全新人才培养模式。ACCP嵌入式软件人才培养目的是提升专业的办学层次和水平，提高软件人才培养质量。ACCP课程采用国际最新的课程设置，能够满足IT行业不断发展的需求，强调实践能力的培养，突出项目经验的积累，注重和强化学生职业习惯和素质的培养。高校引入ACCP国际优质教育资源，将软件专业的相关课程按照ACCP课程体系进行课程置换，利用标准化的ACCP课程体系规范专业人才培养方案。健雄职业技术学院依托北大青鸟IT教育企业培训本校师资，形成以本校师资为主，企业兼职教师为辅的专业教学团队。

2、高职ACCP嵌入式课程体系构建的原则

结合高职教育特点，从健雄职业技术学院近年专业建设的实践从发，构建了ACCP嵌入式课程体系建设中应把握的原则。

1）吻合性原则。

课程设置必须与专业对应的岗位群所要求的职业技能相吻合，把岗位要求与课程知识有机结合起来，使课程结构与职业资格认证对接。在课程体系建设中，要将职业岗位群所涉及的知识技能与素质分解到相关课程中，并与职业资格认证结合，组成教学内容，形成完善的课程体系。

2）岗位分类和特色发展相结合的原则。

课程设置在考虑区域软件与服务外包产业岗位分类的前提下，结合健雄职业技术学院“职业素质、职业发展教育包贯穿，职业技能教育包螺旋递进、灵活拓展”的人才培养特色，在职业技能教育中突显按岗位分类、螺旋递进、灵活拓展的专业核心课程体系。

3）阶段化原则。

高职院校的生源从成绩上看文化知识基础不强，抽象思维能力较弱，对专业知识的接受存在一定难度，但动手能力较强。根据高职学生特点，遵循由浅入深、由基础到综合训练的阶段化设计理念进行课程设置。第1阶段通过公共平台核心基础课程，进行半年的基础技能训练。第2阶段通过嵌入ACCP核心课程，支撑1年的岗位基础技能训练。第3阶段通过岗位项目实战课程体系开展半年的岗位能力综合训练。该阶段面向就业，以企业项目实战训练为主，从技能上讲解业务流程、行业应用、主流框架技术，按照企业常用的开发模式、管理流程组织进行实战训练。第4阶段是企业定岗实习，该阶段为企业一线从业能力适应性训练，由专职教师和企业工程师共同指导完成。

3、课程体系的建设与实施

3.1 ACCP课程体系介绍

Apteeh公司十分重视课程开发，凭借其在软件开发领域的雄厚实力，保证了ACCP课程能够紧随行业变化与需求设计课程内容，并及时反映到教材中。IT技术日新月异，大约每18个月更新换代1次，ACCP产品也应随IT技术的迅速发展不断更新、完善。目前ACCP产品为6.0版本，具有分阶段训练、分术业专攻、分维度培养、分层次深入的特点。

ACCP课程分为S1、S2、Y2共3个阶段，对应3个学期。S1阶段系列课程以提升兴趣，引领入门，加大训练量，训练程序逻辑和写代码的能力，夯实基础为主；S2阶段课程以认识企业编程工作，树立面向对象编程思想，扩大就业技能面为主；Y2阶段课程以专精、实训，解决就业问题为目标。其中在Y2阶段进行分方向学习。在3个学期中全程关注，随时培养项目能力、开发技能和职业素质3个维度。采用初次使用、理解加深和灵活应用3个层次教学方式，逐步深化对技术的学习。ACCP6.0课程体系如图1所示。

3.2 构建ACCP嵌入式的软件技术专业课程体系

软件技术专业是健雄职业技术学院重点建设专业、江苏省“十二五”重点建设专业，ACCP嵌入式软件人才培养是软件技术专业一个主要的方向，也是健雄职业技术学院与北大青鸟IT教育实行校企联合培养软件人才的特色方向。该专业主要面向沿江沿沪产业带，软件及服务外包行业，全方位培养中小企业需要的具备良好职业素养、精湛职业技能和可持续职业发展能力的技术人才。经过网络及企业现场调研，企业主要需求从事软件开发、网站应用开发、数据库管理、软件测试等岗位的软件人才，其中软件开发岗位人才需求量最大。依据吻合性、岗位分类和特色发展相结合、阶段化原则，健雄职业技术学院构建了软件技术专业ACCP嵌入式软件人才培养方向的课程体系，如图2所示。

在该课程体系中，主要将ACCP核心课程嵌入第2阶段的岗位基础训练课程中，这样既可以保证学生在学习ACCP课程前已具备一定的计算机基础知识和技能，同时又保证学生通过ACCP核心课程的训练，不断积累项目经验，达到熟练掌握软件实用技能的目标。同时建雄职业技术学院在该课程体系中增加了若干考证课程，体现了学历教育同职业资格认证相结合的原则。图2中，将人才培养分为基础技能训练阶段、岗位基础技能训练阶段、岗位能力综合训练阶段和企业一线从业能力适应性训练4个螺旋递进的阶段，通过设置专业选修课程的方式，灵活拓展课程体系。通过螺旋递进的阶段训练以及职业素质、职业发展教育课程的贯穿教学，使学生逐步掌握岗位技能、具备较好的职业素质，拥有一定的学习与发展能力，养成良好的生活和工作习惯，顺利完成从“学校人”到“准职业人”和“企业人”的转变。

3.3 ACCP嵌入式课程体系的实施

1）采用串行+并行的排课方式。

每学期职业素质、职业发展教育与职业技能教育为并行排课制。在同一学期中，存在严格次序的职业技能教育课程，通过增加周课时的方式实行串行排课制，其他情况采用并行排课制。这样有助于学生高效、合理地学习专业知识及技能。第3学期的排课示例如表1所示。

2）实施企业的专家请进来，贯彻校内的教师走出去，重视专职教师的内部培养。

邀请企业有实践经验的工程师作为兼职教师，与专职教师共同承担岗位能力综合训练、定岗实习和毕业设计课程。通过联合施教，既提升专业教师实战经验和能力，又反补企业工程师的执教水平不足，最终实现打造“双师”教师队伍的目的。健雄职业技术学院每学期都选派教师去北大青鸟APTECH公司进行课程教学培训，选派青年专业教师下企业进行实践锻炼。青鸟师资培训对教师的知识更新、项目实践经验积累、教学方法改进等方面有很大的帮助。教师下企业锻炼可以掌握企业最新的技术，了解行业标准和工作流程，从实践中总结独特的教学方法，推动专业建设。师资更要重视内部培养，形成1支有经验的改革者带动年轻教师的课程团队，通过课程开发、课程改革、课程实施，提升团队的整体教学能力。

3）专业实训室保障校内教学，校外实习基地保障实习教学。

使用多媒体教室、语音实训室、学训合一的计算机专业实训室保障前2个阶段的基础教学，为便于教学和产业的零距离对接，学生进入健雄职业技术学院的江苏省国际服务外包培训基地完成第3阶段的岗位能力综合训练。学生将在太仓软件园、太仓科技创业园、太仓市留学人员创业园、太仓市国际服务外包园等校外实习基地进行定岗实习，完成第4阶段的企业一线从业能力适应性训练。由于本专业实践性强，健雄职业技术学院在周1至周4晚开放部分计算机实训室，为在校生提供便利的学习实践场所，为教师提供了课外辅导答疑场所。

4）逐步消化吸收青鸟优质教学资源，开发符合ITSS的高职软件服务外包实训教学资源。

北大青鸟ACCP产品拥有较完善的教学资源，包括系列课程的教学指导教材、教学课件、内部测试题库、产品使用标准及产品使用手册。ACCP系列教材采用了“理论+案例”的教学模式，特别强调编码，虽能使学生掌握实用的技能，但学生对软件服务外包行业规范、软件开发的完整流程不清楚，无法零距离对接国际化软件服务外包企业。教师通过多轮教学，不断改造及重构教学项目，设计教学内容，按照ITSS规范及软件工程项目过程化的理念进行本校教材的开发。吸纳学生毕业设计作品、大学生创新训练项目、省级大学生创新训练项目及企业外包项目，充实岗位能力综合训练实战项目库，为第3阶段提供实训教学资源。整合课程资源，建立课程网站，促进学生课下学习。

5）教学以学生为主体，选择行动导向教学法。

通过任务教学法、项目教学法、基于项目的引导教学法、角色扮演法、案例教学法等行动导向的多种教学形式，鼓励学生参与教学过程，变被动学习为主动学习，让学生在动手实践中主动获取知识，掌握职业技能，构建属于自己的经验和知识体系。

6）采取多种考核形式评价学生学习质量。

为充分调动学生学习积极性，使其主动获取课程知识及技能，学校采取以证代考、机考、形成性考核及过程评价+阶段结业考试为主的考核形式。对C语言程序设计、计算机组装与系统维护等课程采用以证代考，学生学完课程后应考取计算机程序设计员（中级）、计算机维修工（中级）职业资格证书；选修课采用形成性考核；ACCP核心课程采用过程评价+阶段结业考试的方式；其他专业课程采用机考方式。

嵌入式课程体系第6篇

引言

随着物联网的推进，嵌入式系统以不可阻挡的势态迅猛发展，作为进军物联网桥梁的《嵌入式系统》课程也被高校重视起来，高校是劳动力市场供给方，是培养和供应嵌入式技术人才的重要来源，高校也都在想方设法进行教学改革，注重对学生创新能力的培养，面向社会，进一步适应市场需求，培养社会所需的技术人才。强化教学内容的实践性和前沿性，同时也加大与合作企业教师引进的力度。这里以《嵌入式系统》课程为切入点，对传统课程教学模式的优、缺点进行分析，肯定了面向市场需求的课程教学模式的优点，总结出面向市场需求的《嵌入式系统》课程一体化教学模式的亮点，为其他课程进行课程一体化课程教学模式的改革与创新提供了理论依据。

一、传统课程教学模式的优、缺点

任何事情的发展都是双向的，有对有错，有优点也存在缺点，传统课程教学方法经过教育教学工作者的继承和发扬，有优势同时存在不足之处，这里进行分析：

（一）传统教学优点

在信息技术不成熟的时代，传统教学的优点就体现出来，教学老师是占主导地位，由于学生从外界所能获取的信息较少，学生对老师的依赖性很强，老师上课过程中就能很好地体现教师情感；老师上课过程中所需要的教学器材成本低，易推广实施；老师所讲的教学理念容易实施，老师上课的权威性就能发挥的淋漓尽致；学生依赖老师建立完整的知识结构与体系；这种以教学内容的稳定性和单一性为基本出发点，以知识记忆和再现为基本学习目标，强调掌握知识的数量和准确性，强调对过去知识的记忆，强化知识的积累过程，学生能在此环境下静心学习，能掌握知识的要领，对知识的记忆的能力得到加强。

（二）传统教学缺点

传统教学的优点是不能否认的，但缺点也是不可忽视的，这里要辩证地去对待，要根据大环境的变化实时应对，信息时代下，传统教学已经不能适应现代教育教学的需要，不能重视传授知识，忽略学生个体发展能力的培养。在教学方法上，理论与实践的脱离；在教学内容上，单一的教学内容与时代脱轨；在教学形式上，单一化、模式化的教学让学生对学习失去兴趣；在师生关系上，重教师的传道，忽视学生学习的主动性，这在某一种程度上，压抑着学生内在学习的潜力，使学生产生抵触的学习情绪，对学习产生厌恶感，从而阻挡学生学习的通道。

二、面向市场需求的课程教学模式的优点

高校所做的培养方案一定要跟上市场的节拍，不能忽略市场的需求，对于高校的人才储备库，要能根据社会需求自动调整，而不是传统的一套，或者把传统的部分全部丢弃，全部重新洗牌，这种做法都是片面的，要能根据所需实时进行调整，传统好的部分是可以借鉴的，做到有智慧地吸取精华，剔除糟粕。根据社会的需求进行调整。

（一）所学有所用

面向市场需求的课程教学模式重视学生的全面发展，要培养学生学习的兴趣，兴趣能调动学生学习的积极性，开发学生内在的潜能。根据市场的需求培养学生学习的能力，注重学生学习的过程，同时要提升学生的应用能力，使所学有所用，应用价值得到了体现，学生就愿意花时间花精力有目的地学习。

（二）超越教材

面向市场需求的课程教学模式，重视学生掌握获取知识的方法，教学不脱离社会与人的发展的实际要求，使学生读活书，活读书，提升学生思维和创新能力，超越教师和教材。知识在内容上包含着深刻的思维和丰富的智慧，而在形式上，却是简单、呆板、现成的结论。传授知识绝不意味仅仅展现教材上现成结论和现成论证在形式上的汇聚，而应重在揭示隐含在其中的有丰富内容的思维过程，并引导学生的思维深入到知识的发现或再发现的过程中去，惟其如此，学生才能真正理解和掌握知识，并把教材上的智慧转化成自己的智慧。

（三）理论融合实训

把理论与实训融为一体，让学生在真实的环境中学习专业知识，掌握专业理论，培养专业技能，从理论到实训形成一个完整的、全面的知识架构。

通过所学有所用、超越教材、理论融合实训等环节可以使学生有很好地适应工作环境，并能发挥出自己最大的优势，能与市场无缝的链接，更好地融入市场。

三、面向市场需求的《嵌入式系统》课程一体化教学模式的亮点

嵌入式系统课程是高年级本科生和研究生的课程，随着信息技术的发展，嵌入式技术的应用领域越来越广泛，嵌入式技术人才的社会需求越来越强。高校注重学生创新能力的培养，面向社会，进一步适应市场的需要，培养社会所需要的技术人才。安徽新华学院是一所民办高校，经过近不断的改革与创新，已经探索出教、学、做、研一体化的教学模式，具体体现以下4个方面：

（一）培养学生专业课的学习兴趣

通过“校企合作、工学结合、产教结合”新路，让学生感觉专业课学习的乐趣，学习知识不是低年级点对点的学习，对于高年级的学生，老师要善于培养学生点到面的学习能力，甚至是由点到面，由面到体的学习，这样能激发学生学习专业课的兴趣，最大地调动内在的潜能。

（二）完善的实践教学体系

加强实验、课程设计、课外兴趣小组、等多个环节建设，形成较为完善课程的实践教学体系。增加了设计型、综合型、创新性实验项目的比重，占总实验项目的比例达到80%以上。同时，以培养实践能力为目标，强化实验内容建设。

（三）组建实践就业相结合的平台

利用现代化信息技术，不断引进虚拟、仿真实践教学资源，构建虚拟实验室，提供学生模拟企事业技能操作环境的场所。在原有基础上，精心调整和设计新实践教学体系，从基础实验、综合与设计性实验和创新试验三个层次来培养学生实践动手能力、知识应用及创新能力。

（四）融入CDIO工程理念

在《嵌入式系统》授课过程中，融入CDIO工程理念，重在培养学生的终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。有效地提高学生的就业能力和社会竞争力，更好地为社会作贡献。组建一支结构合理、基础扎实、科研意识强的师资队伍。老师要站在科研和教学的最前沿，将最前沿的研究成果奉献给学生。利用现代化信息技术，不断加强内在的能力，将教学融入到科研中，提升教学科研水平，打造一支开放型、多元化、教学与科研并重的高水平教学团队。

在安徽新华学院这所具有特色的民办高校开展面向市场需求的《嵌入式系统》课程一体化教学模式的改革与创新的研究，已经具备教学改革的试验环境，可以用教改实践成果验证课程改革整体解决方案的可行性。

嵌入式课程体系第7篇

人才培养模式通常基于特定的教育理论，体现特定的教育思想，围绕一定的教育目标，针对人才规格，按照科学的教学规律，设定一系列的课程体系、教学内容、教学管理制度以及教学质量衡量标准等， 并将这些要素进行归纳提炼，形成具有一定通用性和一般性的可用于指导类似领域人才培养的模式。因此，人才培养模式应反映特定的教育理论与教育思想，对高校人才培养质量起着重要作用。

1 创新型人才的概念和特点

所谓创新型人才，就是指富于开拓性，具有创造能力，能开创新局面，对社会发展作出创造性贡献的人才。创新型人才具有以下几个特征：

（1）创新型人才有很强的好奇心和求知欲望，善表达，勤思考，主意多。面对问题，创新型人才能够自己开动大脑，以最快的速度反映问题，多角度、多层次、多方面思考，务实地求解问题。

（2）创新型人才有开拓进取、认真执着的精神。创新是一种探索，多半是伴随着逆境成长的，不轻言开始，但更不轻言放弃，不达目的不罢休，孜孜以求，创新不止。总是积极主动去实践，去反复，不断探索，试验新方法，检验新思路，以求得正解。

（3）创新型人才基础理论扎实、科学知识丰富、治学方法严谨，勇于探索未知领域，具备自主获取知识的能力，并掌握未知新知识的探索方法。

（4）创新型人才具备创新型人格、智能和身心三方面基本要素，具有为真理献身的精神和良好的科学道德，是人类优秀文化遗产的继承者、最新科学成果的创造者和传播者、未来科学家的培育者。

2 嵌入式系统教学现状

目前国内开设嵌入式系统课程的民办院校很多，总的来讲嵌入式系统教学是卓有成效的，为国家与行业培养了大批的嵌入式技术人才，但另一方面也应当看到嵌入式系统教学一直存在的问题与不足。

从嵌入式系统教学的课程开设情况来看，许多院校的嵌入式系统教学仍然以传统的单片机课程作为核心课程体系，教学内容陈旧，实验实训课时虽多，实验内容却无针对性，缺乏与行业应用密切相关的综合性设计项目；嵌入式系统课程和与之相关的计算机类、电子类课程，如微机原理、C语言程序设计等传统课程没有形成有机联系；课程开设的时间、课时的安排、教学内容的设计等没有经过深入研究，仔细推敲，造成课程重难点不突出、课程开设前后顺序有误、课程内容不能体现专业特色与行业要求等。从师资情况来看，许多院校缺乏专门从事嵌入式系统研究的专任教师，只能从计算机类、电子类等专业抽调教师教学，又因为缺乏统一的专业教学指导与协调，导致非嵌入式专业教师的授课主要偏重于教师本专业的知识能力及其应用，无法达到嵌入式系统专业课程的教学目的。

3 构建创新型人才培养模式的重要性

创新型人才的培养离不开教育，特别是高等教育。正是因为创新型人才的稀缺性，才使得创新型人才的培养显得十分必要和紧迫。创新是人类文明进步的重要动力，创新能力和创新精神是决定一个国家竞争力和国际地位的重要因素。当今世界，科学技术突飞猛进，知识经济初见端倪，国力竞争日趋激烈。而国力的强弱越来越取决于劳动者的素质，取决于各类人才的质量和数量。从这个意义上讲，切实推进素质教育，着力培养创新型人才就成了高等教育部门乃至全社会面临的紧迫课题。

（1）创新是高等教育的灵魂。创新是科技发展的原动力，人才是创新体系中最根本最活跃的要素，培养创新人才是高校的根本任务，而教学创新是培养创新型人才的重要途径之一。在知识经济时代，创新能力成为国民经济可持续发展的基石，一个民族要屹立于世界之林，一刻也离不开创新能力。

（2）创新是变革我国传统高等教育思想观念的需要。一些有识之士纷纷提出了加强素质教育的观点，其目的就是纠正目前我国大学人才培养存在“过强的功利主义、过窄的专业设置、过弱的文化底蕴”等偏向，坚持知识、能力、素质并重的教育价值取向，构建高校创新型人才培养模式是变革我国高等教育思想观念的必然选择。创新型科技人才的培养是当前我国高等教育发展中亟需突破的一个瓶颈。

（3）要建设创新型国家，教育是基础，科技是关键，人才是核心。高等教育作为创新型国家建设重要主体之一，承担着人才培养、科学研究和社会服务三大基本职能，其中，人才培养是高等学校的根本职能，亦是其区别于其他社会机构的根本所在，在创新型国家的建设中发挥着基础性、战略性和先导性作用。

4 如何构建高校创新型人才培养模式

建设创新型国家需要大批创新型人才，高等学校担负着为国家培养高素质创新型人才的重要责任，如何构建高效创新性人才培养模式，应在以下诸多方面做出努力：

（1）教学：转换角色，强化学生的主体地位

创新型人才培养模式，就是要在教学中实现知识、能力、素质的辩证统一。知识是能力和素质的载体，它包括科学文化知识、专业基础与专业知识、相邻学科知识和人文社会科学知识。能力是在掌握了一定知识基础上经过培养和实践锻炼而形成的本领，丰富的知识可以促进能力的增强，而较强的能力可以促进知识的获取；能力主要包括获取知识的能力、运用知识的能力、创新能力。素质是指人在先天生理基础上，受后天环境教育影响，通过个体自身的认识和社会实践，养成的比较稳定的身心发展的基本品质。高的素质可以使知识和能力更好地发挥作用，促进知识和能力进一步扩展和增强。

（2）实践：整合学校资源，搭建多元化实践平台

1）增加学生的参与性，利用高校科研实践平台优势。

高校是科研实践的重地，是培养学生创新能力和实践能力的重要资源之一。高校学生特别是大三、大四的学生，经过一段时间的理论学习和积累，在基础知识、知识面、人文修养已经具备了参与科研实践的基本素质，可以吸收这部分学生参与到科研项目研究和开发工作，通过参与一些具体性科研工作，诸如资料整理、数据收集、文献检索、论文撰写等环节，提高学生对理论学习的认识，激发学生对科研工作的兴趣。

2）鼓励学生自我实现，发挥第二课堂的平台优势。

嵌入式课程体系第8篇

关键词：计算机专业；嵌入式系统；课程体系；

作者简介：蒋伟杰，男，讲师，研究方向为嵌入式系统。

1概述

1.1嵌入式系统定义及构成

我国对嵌入式系统的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，在实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、硬件设备、嵌入式操作系统以及应用程序等四个部分组成，具有对其他设备进行监视、控制或管理等功能。

1.2嵌入式产业现状

嵌入式系统产品广泛应用于移动通讯、电子消费品、医疗设备、军工航太等领域。目前我国的手机、互联网、有线电视用户数量均居全球第一，我国的嵌入式系统产业在其市场的促进下突飞猛进。根据赛迪顾问的研究显示，2007年中国嵌入式系统产业规模达到2 218.1亿元，增长32.3%。2005年到2007年的复合增长率达到23.1%，增长速度持续高出同期全球嵌入式系统产业的平均增速。另外，据全球著名市场调查公司GFK预测，2009年全球消费电子产品市场销售额将达到6 822亿美元，其中中国的市场将占全球市场的14.5%[1]。IBM、Sybase、Oracle、Intel以及Microsoft等国际公司也纷纷在中国成立专门的嵌入式部门，进军中国的嵌入式市场。

1.3嵌入式人才需求

在嵌入式系统产业高速发展的刺激下，相关企业

对嵌入式系统人才的需求与日俱增。在我国较大的两家招聘网站“前程无忧”和“智联招聘”上对嵌入式系统人才的职位需求进行调查，2010年3月20日对嵌入式相关职位的需求分别是6 371个和5 083个[2]，2011年1月2日的需求分别是9 760个和8 146个。不到10个月，其需求的增长分别达到53.2%和60.3%。

近几年，每年都有大量的人才进入嵌入式系统领域。嵌入式系统人才培训机构华清远见在《2009-2010年中国嵌入式开发从业人员调查报告》中指出从事嵌入式开发不到2年的工程师所占的比例是最大的，占总参与调研人数的60%。同时，该报告显示，在接受调查的嵌入式工程师中有80%认为自己公司目前都急缺嵌入式开发方面的人才。

1.4嵌入式高校教育现状

国内大部分高校计算机相关专业和电子通信相关专业只是将嵌入式系统的有关课程作为选修课来开设，并未作为一个专业方向来设置，嵌入式系统课程没有形成体系，因此在嵌入式系统人才的培养上还普遍存在着几个问题。

1.4.1嵌入式系统知识学科融合性强，不同专业的学生各有其局限性

嵌入式系统需要掌握模拟电路、数字电路、EDA设计、微机原理及接口、程序设计、操作系统、软件工程等综合知识。而各专业学生的学科知识参差不齐，自动化、测控和电子类的学生电子设计的基础较好，程序设计偏弱；而计算机类的学生程序设计基础好，电子设计能力偏弱[3]。

1.4.2嵌入式课程知识与实际需求脱节

嵌入式系统知识体系最主要的三大技术是计算机体系结构、计算机操作系统和计算机网络，国内高校这些课程的教学内容老化，不能跟上最新技术的发展[4]。像计算机体系结构的课程大多还停留在8位处理器的层次上，而目前在市场上占主导地位的是32位处理器，毕业生所学的知识与企业需求脱节，导致嵌入式系统人才的缺乏，也制约着高校嵌入式系统课程的发展。

1.4.3师资不足，实验设备匮乏

嵌入式系统课程的教学与传统的教学模式相比，更加注重学生的实际开发能力，在教学过程中一般要求以项目为导向、以开发平台为核心，这不仅要求教育模式和教育方法上的改革，还需要建设相应的实验平台。

一般院校在嵌入式系统方向的师资有限，特别是软硬件知识兼通的师资严重不足，熟悉应用程式开发和操作系统的教师对底层的处理器和驱动了解不够，而熟悉底层硬件的教师却对软件开发比较陌生[5]。另一方面，嵌入式开发需要很强的实践能力，授课的教师需要具有很深的专业背景和工程项目经验[6]才能引导学生进行自学，才能够给出多个项目，让项目贯穿整个教学过程，充分发挥学生的主体作用。

嵌入式系统的学习需要建立在大量的实践基础上，而嵌入式系统的开发板、仿真工具等实验设备价格较高，一般院校的实验设备数量有限，这也在相当程度上限制了学生的实践时间和空间[3]。

2嵌入式课程体系的建立

2.1嵌入式人才培养目标

嵌入式系统的应用可以分为三个层面[7]，从低到高分别是SOC系统设计及开发，嵌入式操作系统的移植、裁剪、驱动开发和平台的设计，嵌入式的应用程序开发。

中国嵌入式系统产业联盟、中华嵌入式人才库在2008年的《首次嵌入式企业人才需求报告》中显示企业对应届毕业生的需求如图1、图2所示。

图1企业岗位需求

图2企业培训需求

图1代表着现在企业需求的现状。从图1数据可以看出，目前企业招收毕业生最多的岗位是与Linux相关的开发工程师以及软件测试师等，而其余的主要是ARM开发工程师与单片机开发工程师，这说明目前企业最需要的是嵌入式应用程序开发这一层面的人才。

图2代表着企业未来的人才需求方向。图2的数据表明企业最希望毕业生接受的培训是嵌入式培训，接下来是ARM、DSP等与嵌入式处理器的培训，其余的主要是FPGA及WindowCE的培训，这说明未来企业最希望接收的人才是具有嵌入式系统多个层面基础知识的通用人才，能够具有软硬件协同开发的能力。而企业对ARM和DSP嵌入式处理器人才及FPGA设计人才的期望则说明了两个可能性，其一是企业对人才的需求向嵌入式系统的底层技术偏移，其

二是企业希望将来的应用程序开发人员具有嵌入式系统硬件基础，了解嵌入式系统的硬件构成，更好为嵌入式软件开发服务。

因此，建立嵌入式课程体系的目标是培养具有嵌入式系统基础知识，即嵌入式应用开发、嵌入式操作系统开发、嵌入式SOC设计三个不同层面都有一定基础的人才，同时在这个基础之上重点培养嵌入式应用开发。

2.2嵌入式课程体系的建设

要达到培养嵌入式人才的目标，可以根据三个不同层面来分析其知识构成及其相关的课程，并根据目前的主流技术及其发展趋势，具体制定课程的主要内容。

从嵌入式SOC设计的层面来看，需要的课程有EDA设计、嵌入式处理器及其接口、SOC设计等。嵌入式的处理器体系可以选择目前应用最广泛的ARM体系结构和DSP处理器结构；嵌入式接口技术方面可以选择用户图形界面、无线通讯等接口模块；而SOC设计方面可以学习Altera公司的基于NiosII的SOPC设计。

从嵌入式的操作系统开发的层面来看，需要的课程有嵌入式操作系统以及嵌入式驱动程序开发等。嵌入式操作系统的学习以嵌入式Linux操作系统、WinCE操作系统、嵌入式Android操作系统等为主。

从嵌入式应用程序开发的层面来看，需要的课程有嵌入式网络技术、嵌入式数据库、嵌入式软件设计等。根据操作系统的教学情况，应着重培养在Linux、WinCE、Android等系统平台上进行嵌入式应用程序开发的能力。

根据目前一般院校的情况，新设置一个嵌入式专业来培养嵌入式人才，在短期内显得不切实际，因此最好的方式就是对原有的计算机相关专业进行改革，在原有的专业基础上增加嵌入式系统方向，具体的做法如下。

专业基础课的调整：在“组成原理”课程中增加ARM体系和DSP处理器的内容，压缩原有的X86架构的内容[7]；在“微机原理和接口”课程中选择以ARM体系及其接口为主的课程内容[8]。调整后的课程如下：计算机导论、C程序设计、基础电路与电子学、离散数学、数字电路、算法与数据结构、组成原理、操作系统、计算机网络与通信、微机原理与接口、数据库、面向对象。嵌入式系统方向的专业课程设置如下：EDA设计技术、嵌入式系统SOPC设计、嵌入式Linux操作系统、嵌入式系统设计。专业选修课中增加两门课程：嵌入式网络技术、嵌入式数据库技术。

调整后前5个学期学习专业基础课，第6个学期开始分方向进行学习。前5个学期的专业课程安排如表1所示。

表1专业课程安排表

3建设嵌入式课程体系的实施

3.1师资培养

除了直接引进嵌入式系统的师资以外，还可以选择加强原有师资力量，培养原来与嵌入式系统相关方向课程的教师，特别是年轻的教师。培养的途径有：让教师参加嵌入式课程培训，了解嵌入式课程体系，掌握最新的嵌入式系统发展趋势，明确教师在嵌入式课程体系中担任的角色；计算机专业与电子专业的教师跨专业合作，利用自身的专业优势取长补短，共同进行嵌入式系统课题的研究；在有条件的情况下，可以参与或申报嵌入式相关的科研项目，以及与企业进行合作，开展类似项目，进一步将理论与实际需求相结合。

由于嵌入式系统的课程学习具有很强的实践性、且与现实生活中的技术发展结合紧密。因此在部分课程的教学过程中，可以考虑建立业师制度，即由企业的嵌入式开发工程师承担课程的部分授课任务。业师可参考三个来源：嵌入式人才较多、需求较大的企业；嵌入式开发板、嵌入式设备厂商；嵌入式系统的培训机构。

3.2实验平台建设

根据嵌入式系统课程的设置，需要的实验平台要有两种类型：一是CPLD/FPGA设计平台，与SOPC课程设计配套。二是基于ARM体系的实验平台，可以进行嵌入式操作系统和嵌入式应用开发的实际课程。

目前市场上相关的嵌入式实验平台有很多，根据制定的培养目标，选择实验平台时要满足以下要求：有足够的输入输出接口，以及多种常用的接口，能够完成大多数嵌入式系统基础知识的实验。如输入需要有指拨开关、按键开关、可调频率的脉冲输入、键盘输入等，另外根据需求可以选择有触摸屏的输入。输出的接口需要含有(双色)LED灯、七段代码显示器、点阵、液晶屏显示器等。其他通信的接口如USB串口、RS-232 串行口、以太网接口、WIFI无线接口、VGA接口等。另外，还要求该实验设备能够支持一定的设计开发，可以进行综合设计，创新课题或者是毕业设计的课题。

3.3教学模式改革

由于嵌入式系统的学习具有很强的实践性，在进行嵌入式课程的教学过程中结合传统的教学方式，主

要采用以项目为导向的教学方式。整个教学过程可以分成两条主线，第一条主线是理论基础及其实践基本技能训练，采用传统的教学方式；第二条主线以引导学生的积极性、开发学生的创新能力为主，在课程中给出多个项目，学生选择感兴趣的项目，在学习理论知识的同时自行分析、设计并完成。

4结语

嵌入式技术已成为当今后PC时代的主流应用，在中国嵌入式产业高速发展的情况下，如何在传统的计算机专业中注入嵌入式系统内涵，培养合格的、适应社会需求的嵌入式人才是现在高校计算机学科竞相研究的一个课题。我们正是针对嵌入式系统人才需求的实际情况，提出在培养嵌入式系统人才的过程中既要注重计算机学科的理论基础也要加强培养学生的实践能力。理论基础的知识要与时俱进，跟上科技发展的主流；实践课程的设置上要以具体的实验平台为依托，以企业的需求为目的，培养出来的嵌入式系统人才在社会上才能够占有一席之地。

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[3] 殷建军,张明武,尹令. 嵌入式系统课程现状分析与对策研究[J]. 计算机教育,2010(14):114-117.

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[5] 高洪志,孟祥莲,梁兴柱. 应用型院校培养嵌入式系统人才的研究[J]. 中国科技纵横,2009(12):145-146.

[6] 杨军. 计算机科学与技术专业嵌入式系统课程建设初探[J]. 科技信息:科学•教研,2007(36):10-11.

[7] 李凤云. 计算机本科专业嵌入式系统课程体系研究与实践[J]. 高教论坛,2007(4):71-73.

[8] 吴方,王震,陈东伟. 独立院校计算机专业嵌入式方向教学改革研究[J]. 计算机教育,2008(8):150-151.

Research on Embedded Curriculum in Computer Specialty

JIANG Weijie

(Department of Computer Engineering, Sunshine College, Fuzhou University, Fuzhou 350015, China)

嵌入式课程体系第9篇

关键词：嵌入式系统； 应用型人才； 培养模式

中图分类号：G710 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）03-0163-02

近几年，嵌入式技术日渐普及，随着“三网融合”不断提速，3G网络全面铺开，对消费类电子产品市场产生了重大的冲击，进而为嵌入式系统产业带来更大的人才需求。嵌入式系统无疑成为当前最热门、最有发展前途的IT应用领域之一。在未来相当长的时间内，嵌入式软件人才将是企业争夺的目标。

相对强大的市场需求而言，目前，嵌入式人才市场的现状却是企业举着大把的钞票却招不来合适的人才。据权威部门统计，我国目前嵌入式人才缺口每年为60万人左右。造成这种情况的原因很多，最重要的原因之一就是，与嵌入式技术的快速发展相比，我国大部分高等教育机构在嵌入式系统领域的培养模式和教学水平相对滞后，每年输送到市场上的嵌入式系统人才不多。形成的现状就是：一方面，有些高校学生毕业就面临失业；另一方面，嵌入式企业缺乏有经验的人才。

目前，国内高等教育机构中开设嵌入式系统教学的学校其实并不少。从教学层次上，可大致分为普通本科院校的嵌入式方向、高职院校的嵌入式专业以及与嵌入式相关的社会培训机构。社会培训机构面向的是有一定的计算机软硬件专业知识、想在嵌入式开发领域进一步深造的专业技术人员，并不是一个系统完整的人才培养模式。本文主要讨论普通本科院校和高职院校的嵌入式教学模式。

普通本科院校的嵌入式教学模式

国内普通本科院校在原有计算机学科的基础上，开设与嵌入式有关的课程是水到渠成的。早在20世纪90年代末，某些重点高校就依托部级的重点科研项目在研究生层次展开了嵌入式技术的开发与应用，其中最著名的就是Delta OS，它是电子科技大学和科银公司联合研制开发的全中文的嵌入式操作系统。随着嵌入式行业的飞速发展，一些重点高校在本科层次也开始引入嵌入式有关的课程，但嵌入式教学的重点还是放在研究生层次和科研实验室中。

国内高等院校的本科层次嵌入式方向教学模式可以总结为：在计算机类或者电子类原有教学模式的基础上，为有志于从事嵌入式开发以及未来在更高层次上学习和工作中继续嵌入式开发的学生进行广泛的兴趣培养。具有如下特点：（1）本科层次的嵌入式专业课程往往安排在大三，甚至大四，通常作为专业选修课出现。有些本科生在做毕业设计时才开始接触嵌入式开发。嵌入式系统课程在本科阶段多作为专业知识的拓展或研究生学习的铺垫，更多出现在研究生培养方案或者所辖的二级学院培养方案中。（2）本科学生入学素质高，学制长，理论基础扎实。由于学生拥有深厚的计算机或者电子技术的理论基础，往往在接触嵌入式开发后可以触类旁通，学习能力和速度都非常惊人。（3）本科院校的科研实力普遍较强，以科研带动教学，研发氛围非常好。一些重点高校的优秀本科生在大三就可以加入到导师的科研团队中，进行嵌入式产品的实际开发。（4）本科院校与企业合作科研的实力较强，一些重点院校与国际知名的公司有长期的合作关系。这无疑大大促进了本科层次嵌入式方向人才的培养。

高职院校的嵌入式教学模式

随着嵌入式行业的发展，近几年国内高职院校的嵌入式教学也以较快速度发展。其中，深圳职业技术学院计算机应用专业起步最早，发展较快。从2003年首次开设全国高职院校中的第一门嵌入式系统类课程，并创建全国高职院校中第一个嵌入式系统类实验室“深职院－电子科大嵌入式系统技术实验室”开始发展至今，该专业已有400名左右的嵌入式方向毕业生，其中大部分都就业于嵌入式相关行业，有些学生在企业工作两三年后，目前已成为嵌入式专业方向项目经理以上技术人员。总结这些年来的办学经验，深职院嵌入式方向教学模式可概括为：以“职业岗位需求”为核心，教授紧跟当前嵌入式行业发展的核心技术，把学生培养成“能工巧匠型大学生”。现从以下几方面具体说明。

面向工作岗位，体现核心能力的人才培养计划 自本专业创建至今，每年5月定期举行专业指导委员会会议，广泛邀请业内精英企业的总裁和一线技术负责人讨论、修订当年新生的大学三年教学计划。来自企业的声音使得每一届学生的培养计划都源自就业岗位，符合工作需要。

紧跟行业技术发展潮流的课程体系 如图1所示，按照学生未来的就业领域和岗位需求设置课程，包括：微控制器高级应用、RSIC嵌入式系统技术、WindowsCE嵌入式操作系统、Linux嵌入式操作系统、DSP技术、智能网联网技术、嵌入式SOPC技术、嵌入式技术应用综合实训等。

重视学生动手能力的培养 高职院校素来重视学生动手能力的培养，学生绝大部分的学习在各种实验（实训）室进行，并基本保证每人一套业内实用的实验设备。

与嵌入式知名企业紧密合作 定期举行最新行业技术交流讲座，组织学生到企业生产一线去实习参观，合作开发科研项目等。除了前面提到的“专业指导委员会”，还大力建设相关的校外实训基地，为学生校外实习、就业打下良好的基础。

毕业生具备国内外认可的嵌入式行业权威认证 引进“ARM中国技术工程师”、“WinCE嵌入式系统开发”等国内外认可的权威认证，既拓宽了课堂所学知识，又提高了学生的就业竞争力。

然而，高职院校本身的一些客观条件也影响和约束了嵌入式系统人才的素质，如学生入学基础较差，学制较短，学历证书对企业没有较大的影响力等等。

应用型本科嵌入式系统人才培养模式的探讨

通过对普通本科院校与高职院校在培养嵌入式系统人才的教学模式上进行仔细分析后，不难发现两种模式均有优势和不足。能不能取长避短，探索出一条适应市场需求的嵌入式系统人才培养模式呢？答案是肯定的。可以结合普通本科院校与高职院校嵌入式系统人才培养模式的优点，研究并探索一种学制与普通本科一样，培养目标与高职教育相似但更高的培养模式――应用型本科嵌入式系统人才培养模式。这种模式和普通本科一样培养四年制全日制在校大学生，在培养思想和课程体系上有以下特点。

（一）培养思想

直接为企业培养应用型人才，而不是普通本科院校所培养的应用型与研究型相结合的人才。根据企业工作岗位的需求制定人才培养方案，使得培养出来的学生掌握嵌入式行业的相关工作技能，能将学校所学直接应用到工作中，很快适应并进入工作角色。

（二）课程体系

课程体系的设置兼具实践性和理论性，以实践为主，兼顾理论，使学生在体系化结构的嵌入式系统知识的基础上，能基本胜任一线的工作角色，并具备一定的专业自学能力，在未来的职业发展中更有潜力和后劲。

课程设置目标 嵌入式系统的开发是结合硬件平台设计、系统软件规划、应用软件开发等一系列环节的软硬件综合工程。因此，要求应用型嵌入式系统人才必须掌握软硬件的基础知识，具备嵌入式系统开发的相关技术能力，必须是全方面的软硬件人才。这和普通本科院校电子专业或者计算机专业培养出来的具有一定嵌入式系统开发能力的人才有本质的区别。

计算机软件硬件兼顾的四年制课程体系 结合课程设置的目标，学生必须具备一定的软硬件专业基础知识才能进入32位嵌入式系统课程的学习。在硬件方面，必须先学习数字电路、模拟电路（高低频）和单片机原理与应用等课程；在软件方面，要学习C/C++程序设计、汇编语言、软件学和操作系统原理等课程。只有掌握了这些课程的内容，才能进入32位嵌入式系统课程的学习。而32位嵌入式系统本身的知识点很多，主要包括32位嵌入式芯片的结构与功能、32位嵌入式硬件体系结构、硬件平台的电磁兼容设计、嵌入式软件中的Bootloader引导程序、驱动程序的编制与调试技术、嵌入式实时操作系统平台的移植与应用软件的开发等，因此，必须全面、系统地规划应用型嵌入式系统人才培养的四年制课程体系。

专业课程中实践内容与理论内容的关系 虽说“实践出真知”，可在嵌入式系统开发这一行，没有扎实深厚的理论基础是不行的。因此，必须处理好两者的关系。以 “Windows CE嵌入式系统”课程为例。该课程根据嵌入式系统助理工程师工作岗位的特点，以一个具体的嵌入式公司的研发活动展开分析，并确立研发中的典型工作过程，仔细分析工作过程对嵌入式助理工程师的能力要求，完成课程的初步设计。在经过与企业兼职教师商讨后，对课程设计进行调整，并整理出实用及可操作的教学内容，以项目的方式进入教学。根据PDA研发过程，将课程分为14个项目、1个课程设计完成学习过程；教学内容注重实践与理论相结合，其实践和理论的课时比例为42∶22；全程在专门的实训室中进行教学，保证每个学生都能在基于IntelPXA270的嵌入式教学平台上完成学习任务。通过课程学习，学生能较好地掌握Windows CE嵌入式系统的应用与开发方法，系统掌握Windows CE嵌入式系统驱动程序的开发及应用的相关技术。

学完一门课程，掌握一个实际项目的开发技能 在课程体系中，多加入学习时间集中、实践动手环节为主的整周实训课（单元课），建立以产品为实体的多种工程技术开发实训项目以及相应的实训室等。如在最后一个学期开设的“专业技能实训”课程，该课程集中在2周实施，共56学时，在这2周的学习中，学生在基于IntelPXA270的嵌入式教学平台上围绕PDA应用项目完成内核及SDK定制、bootload、串口开发、gprs应用、gps应用等10个实用的实训项目。通过该课程的学习，学生能较好地掌握针对PDA及相关嵌入式系统的常见应用项目的开发方法。

像专业核心课一样，认真进行毕业实习工作 普通本科院校一般只在大四安排一个月左右的毕业实习。考虑到让学生多些时间体验工作岗位，体验社会角色，从而更好地适应用人企业的需要，在大四下半学期安排更多的时间进行毕业实习，甚至可以考虑将毕业实习和毕业设计结合起来，为学生联系或者学生自主联系嵌入式行业公司，在适合的工作岗位上实习一个学期，使学生把握住宝贵的就业机会和实习时间。

此外，与国内外的业内知名公司合作，引入有影响力和竞争力的专业认证，作为学生的课外延伸。

应用型本科嵌入式系统人才培养模式有别于普通本科教育和高职教育，是满足嵌入式人才培养需要，面向实际工作岗位，兼顾计算机软硬件开发理论和方法的一种新型模式，是嵌入式系统教育从高职层次向应用型本科层次逐步转变的一种探讨和尝试。随着这种模式的推行和发展，相信会有更多更好的嵌入式系统人才从校园走向广阔的就业市场。

参考文献：

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