通信工程嵌入式培养篇1
摘要：本文针对“嵌入式系统设计”的教学实践，将“嵌入式系统设计”系列课程实践教学分为三个层面，对课程内容、实践教学方案和实践教学环节等进行探索，确保学生在掌握专业知识的同时，提高自主学习与自主创新的工程实践能力，真正做到学以致用。
关键词：嵌入式系统设计；实践教学；创新
中图分类号：G6420.0文献标识码：a
嵌入式系统是相对于通用计算机系统提出的“嵌入式计算机系统”，它是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物，是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统，被广泛应用于通信设备、信息家电、工业控制和交通等方面。作为“嵌入式系统设计”的教学应是以应用为中心，结合实践与应用的一系列课程教学，它是本科生在四年学习中进行创新性实践的有力保证。“嵌入式系统设计”需要设计者具有较强的综合理论知识和动手能力，是对设计者综合能力与创新能力的考查。因此，在以“应用型”人才培养为目标的理工科院校的实践教学中应特别重视学生嵌入式系统设计能力的培养，加强实践教学环节，提高学生实践能力、职业技能与就业能力。在此结合地方高校通信工程专业的特点对学生“嵌入式系统设计”能力培养的相关课程内容、实践教学方案和实践教学环节等进行探索，探讨地方高校理工科学生创新型人才培养体系，培养出理论与实践相结合的创新性人才。
1嵌入式系统设计实践教学层面
嵌入式系统设计是复合型的新兴技术[1][2]。基于嵌入式系统设计的课程既与计算机、电子、通信、自动控制技术相关的专业课程有关，又与具体的应用背景有关。理工科各专业需结合专业特点和嵌入式系统在专业中的应用进行嵌入式系统设计的研究与教学，根据专业特色开设先进的、具有深入内容的嵌入式系统设计课程，使学生具备创新能力和解决实际问题的能力，所以在进行嵌入式系统设计人才培养时必须重点把握实践和创新这两个方面，注意科学对技术所起的基础支持作用，要从嵌入式系统设计动态发展出发，开设具有嵌入式系统设计体系的课程，开设有关含有信息论、系统理论及控制理论等基本内容交叉融合的课程，拓宽学生在专业学习中视野与思维的深度和广度，这样才能培养出学生的创新能力。根据嵌入式系统设计的实践可以按照图1所示三个层面进行相关课程的配置。
层面一是培养学生具备能够针对某个具体嵌入式系统软、硬件平台进行二次开发的能力。要求学生掌握应用系统的设计和开发技能，属于嵌入式系统教学的最低层。集中在微处理器(如mCS51系列、tmS320系列、aRm系列)的体系结构及其语言、接口的工作原理；嵌入式应用系统开发工具、开发语言、交叉编译环境和调试工具的使用。在此
方面以单片机芯片及其开发应用、DSp芯片及其开发应用和aRm微处理器及其开发应用展开教学，并在实践环节对学生动手制作自已所期望的单片机、DSp和aRm的应用系统进行作品展示，并将作品作为成绩考核的依据。
层面二是培养学生具备能够进行嵌入式系统平台设计与开发的能力。不仅要求学生掌握硬件系统的设计与开发技能，还应该掌握软件系统的设计与开发技能。促使学生掌握嵌入式系统体系结构后，掌握嵌入式操作系统的原理及其在特定硬件平台上的移植。使学生具备特定硬件平台下的嵌入式系统裁剪、移植，板载资源的初始化与驱动及外设驱动程序的设计和嵌入式数据库系统开发技能，注重嵌入式系统图形界面和网络通信的设计与开发。在层面一的基础上进行嵌入式操作系统及应用软件开发的教学，并在实践环节对学生动手制作自已所期望的具有图形界面操作、外设驱动和数据信息管理等功能的单片机、DSp和aRm应用系统进行作品展示，并将作品作为成绩考核的依据。
层面三是培养学生具备能够进行基于SopC嵌入式系统ip内核设计和开发的能力。要求学生在掌握前两层面的基础上，让学生能够进行基于FpGa的SoC系统的设计与开发训练，并结合嵌入式系统的发展进行有关计算机体系结构等理论研究。促使学生结合eDa设计、嵌入式系统优化、计算机体系结构理论、微电子等学科知识，将微处理器等以ip内核的方式植入FpGa中，利用FpGa的可编程逻辑资源，按照系统功能需求来添加接口功能模块，既能实现目标系统功能，又能降低系统的成本和功耗。这样就使得FpGa灵活的硬件设计与处理器的强大软件功能有机地结合在一起，高效地实现SopC嵌入式系统。实践环节以学生参加嵌入式系统设计竞赛、科研创新、发明制作等实践进行作品展示，并将作品作为创新学分修读的依据。
2嵌入式系统设计实践教学方案
(1)学生实践能力设计
“嵌入式系统设计”系列课程的教学内容应包括嵌入式系统硬件与软件的设计，在以电路与系统集成、计算机信息系统集成及计算机辅助设计与仿真为工程设计基础教学的同时，加强学生在工程设计能力方面的培养，提高学生的电路设计和软件开发能力。因而，通信工程本科专业的实践教学可在基于现代电子技术进行信息的采集、传输、处理、检测、控制和现代通信网工程应用的同时，以信息与通信工程技术为主线，融电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程技术于一体，构建通信与信息系统和信号与信息处理学科方向，使学生实践能力结构如图2所示。
(2)实践教学方案
在教学中注重理论与实践课程相结合，加强实践与设计课程，设置完善的实践课程体系，强化学生的技能训练，开展工程设计。低年级课程要特别强调基础理论的学习，基本技能的训练；高年级逐步加强技术性，实用性课程，关注信息工业发展的需要。可结合本校学术研究、参与企事业科研及就业市场的方向，分设若干个课程组及专题设计，有利于学生专业化水平的提高，并缩小大学教育与企业要求之间的期望差距。其实践教学具体实施可参考图3进行。
第一学期培养学生认识、发现、探索实践的主动创新思维模式。如通过军事理论的学习，注重介绍通信技术在现代军事中的应用；通过工程制图的学习，以电子CaD为导引学习autoCaD、protel等绘图软件的应用；通过认识实习，下企业进行现代通信方式及通信器械的认识学习。
第二学期培养学生工程创新中结构设计及可视化界面编写能力。如在以部级计算机等级考核展开教学的同时，注重学生计算机语言编程基础能力的培养，注重VB、VC、VF、Delphi、Java等编程的导向学习。
第三学期培养学生可视化界面及数据库管理信息系统的开发设计能力，进行有线与无线通信中电子测量仪器设备的使用。
第四学期培养学生基于单片机与eDa的嵌入式系统设计开发能力。在加强电子工艺实践的同时，以数字系统与逻辑设计教学为基础，加强硬件描述语言与电子技术系统级的融合，基本实现计算机软件到硬件的实践创新技能。
第五学期培养学生基于DSp的嵌入式系统设计开发能力，加强生产实践实习。在各专业课程学习的过程中，以计算机硬件与计算机软件设计来体现信息与通信工程学科下通信与信息系统和信号与信息处理学科方向共性的实践操作创新设计。
第六学期培养学生基于aRm的嵌入式系统设计开发能力。以通信与信息系统和信号与信息处理学科方向构建专业综合课程设计。
第七学期培养学生基于SopC的嵌入式系统设计开发能力。在通信与信息系统学科方向以现代通信网络系统为导向，构建有线通信与无线通信的通信系统课程设计。在信号与信息处理学科方向以语音、图像等多媒体信号与信息为导向，构建语音与图像信号与信息工程应用的通信系统课程设计。
第八学期培养学生综合的嵌入式系统设计开发能力。通过专题进行企事业单位上岗实践，加强毕业设计的理论与实践相结合，为毕业后就能上岗打下基础。
在以上各环节中除了完成课程实践教学外，还要求学生在课外必须参与科技实践及各项竞赛活动或提供自已的创意作品以取得一定的创新学分。因此在“嵌入式系统设计”实践教学与创新型人才培养体系建设中，要综合考虑实验、实习、课程设计、毕业设计及课外科技实践活动等实践环节，统筹实践教学体系，使学生能从课内到课外，充分发挥课外科技活动提高自身工程素质。
3嵌入式系统设计实践教学支持
以嵌入式系统设计为指引，将理论与实践进行有效合理的整合，应用现代教育技术，结合工程实践进行分解，变成可供实际推广操作的学习任务，辅以必要的教育技术支持手段(开发教材、课件、培训计划、教学设计、实验设计、必要的评估手段)强调学生自主学习，在实际工程环境中掌握和内化工程的理念。
(1)开放实验室
在以“学生是主体，教师是主导”的基础上，为了使学生在高等教育中获取更多的实用知识和创新技能，开辟与课程配套的网上资源系统，鼓励学生遇到问题后上网查找资料，采用基于web的开放实践教学管理系统[3]。对实验室教学信息进行综合分析，建立开放式实践教学平台和开放式实践教学管理体系，通过web页完成学生开放实验的各个环节管理，提高教学质量和办学效益。使学生由实验申请到实验结束完全网络化管理，有利于实验设备的充分利用，也有利于学生思维能力、设计能力、知识综合运用能力和创新能力的培养。
实验室开放的对象为所有在校学生，主要以设计性、综合性及研究创新性的实验项目开放为主，培养学生综合运用所学基础理论和专业知识解决复杂问题的能力。在实验室内部的各实验分室可根据自身特点和教学实际需要，采取定时开放与网上预约开放两种不同的模式向学生开放。
所谓定时开放是根据教学安排，在指定时间内向学生全面开放。理论课教师和实践课教师根据实验室仪器设备情况，结合课程内容，确定教学计划以外的自选实践项目。学生可以根据自己的兴趣爱好对实践项目进行创新设计组合成综合型、设计型实践课题，在课外独立完成自己的课题方案设计并经指导教师审核通过，在实践过程中学生必须独立完成实践并撰写上传实验报告。
所谓网上预约开放是学生提前申请拟做实践项目和所需仪器设备及元器件，由实验室根据学生人数、实践内容和网上预约时间安排实践设备、器材和指导教师。学生根据实验室的仪器设备的条件自行拟定科技活动课题并提供方案，在网上预约相应的实验室与指导教师，开展创新发明、科技制作、论文撰写等实践活动。在实践过程中学生都必须进行独立的思考，查阅相关文献资料，综合多方面的知识和技能，在实践设备和操作环节上不受任何限制的情况下自行分析、设计和调试实践系统，最终得出实践结果并撰写上传实践报告或论文。
(2)实践教学组织
联系专业提供工程设计课题，结合前面所讲的教学层面与科研、科技竞赛工作开展学生设计性实践项目，激发学生的创新热情，如将行走机器人的制作分解为语音识别、图像识别、高精密电机进给控制等实践项目。强化实践过程，选派具有实践经验的教师参与指导，有助于培养学生的创新能力，如通过提供的对比示例来启发学生，增强学生的自信心。在实验方法与实验措施上实现多元化，使学生在不断改进、反复锻炼中提高分析问题、解决问题的能力，在实践过程中真正做到举一反三。
学生须进行嵌入式系统的软硬件设计，为了使实践内容和教学内容联系得更紧密，可结合前面所讲的教学层面要求学生设计实践核心板与扩展板。核心板提供相对应微处理器的最小系统，包括了处理器、Ram、Rom、寄存器接口等；扩展板提供电源、LCD显示、串口、USB、以太网口等模块。
改革课程考核方式，加强学生动手能力的培养，单片机技术、DSp技术、eDa技术、嵌入式系统、可视化程序设计等技术课程的考核成绩全部采用实践环节，实验占总成绩的40%，课程设计(要求有硬件和软件制作)占总成绩的40%，创意制作占总成绩的20%。学生在完成实验基础上，完成选定题目的课程设计，实验与课程设计题目每年不断更新，学生可以根据自身掌握的程度选择不同难度的题目，分值依据题目难易程度而定。
这样将“嵌入式系统设计”系列课程实践教学融合到地方理工科院校的人才培养体系中。通过加强开放实验与科技制作及科技竞赛等创新学分的管理，改革相关课程考核方式，综合考虑知识、能力和素质三者的关系，统筹实践教学体系，提供丰富的工程设计课题，加强学生对“嵌入式系统设计”的工程训练，促进大学教育的创新性人才培养。
参考文献
[1]沈连丰,宋铁成,叶芝慧等.嵌入式系统及其开发应用[m].北京：电子工业出版社,2005.
通信工程嵌入式培养篇2
关键词：嵌入式系统；人才培养；课程体系
0、引言
嵌入式技术是21世纪最有活力和生命力的新技术之一，近年来已逐渐成为it行业的核心方向。我们有理由相信在未来20年内，全球将进入嵌入式时代和移动互联网时代。特别是最近几年，随着嵌入式软硬件技术的迅猛发展，嵌入式产品已经迅速渗入各个行业，生活中随处可见嵌入式技术的产品及应用，例如智能家电、智能手机、各类导航设备、数码相机、高清电视、视频监控等。智能机器人、医疗仪器、航空航天等领域同样离不开嵌入式系统。嵌入式系统产品开发已经成为当前最有发展前途的行业之一。
1、嵌入式系统人才需求状况
嵌入式系统是指在产品或设备内部以微控制器为核心，实现数字化和智能化功能的软件系统。嵌入式系统的意义在于对设备进行智能控制，实现其创新价值。嵌入式系统人才行业需求分布如表1所示。
目前，我国嵌入式系统人才培养的特点有以下几个方面。
1）人才储备不足。嵌入式系统产业的蓬勃发展带动了社会工业化和信息化的快速发展，对经济增长起到积极地促进作用。生产嵌入式系统产品和设备的企业也不断增加，相关人才的需求量也随之增加。但是学校和社会教育培训机构对嵌入式系统人才的培养机制和规模还不够完善，造成了人才奇缺的状况。
2）专业基础门槛高。从事嵌入式系统开发的人员必须具备一定的系统领域专业基础，要掌握软件的底层开发技术和硬件工作原理。所以在进行嵌入式系统学习之前，首先要熟悉软硬件的基础知识。
3）技术人员就业面广。嵌入式系统的相关产业分布较广，不同的行业又有不同的软硬件侧重点。例如，通信工程、电子工程方向的嵌入式系统开发人员主要从事硬件设计工作，嵌入式操作系统、内核剪裁程序和驱动开发相关的嵌入式系统开发人员主要从事软件设计与实现工作。所以嵌入式系统人才培养的就业面很广，要根据实际情况进行定向培养。
2、嵌入式系统人才培养模式
培养合格的嵌入式系统人才，是一项科学的系统工程。经过多年的理论研究和教学改革，我们探索出一套符合嵌入式系统人才培养要求的培养体系，具体内容包括教学方法改革、课程体系改革、教学环境建设、师资队伍建设、校企联合办学等。
1）教学方法改革。我们采用基于建构主义教学理论的任务驱动式教学方法作为嵌入式系统课程的基本教学方法。任务驱动式教学法的核心思想就是以学生为中心展开课程，把任务作为主线，教师作为向导，引导和调动学生的主观能动性。在课程展开过程中设置一系列能够体现综合设计能力的教学任务，学生通过完成这些任务来掌握课内外知识，同时养成独立思考和实践创新的良好习惯。
2）课程体系改革。嵌入式系统课程体系的最大特点就是突出实践环节，因为嵌入式系统人才的培养是面向工程的。学生只有在校内外完成足够的实践内容才能真正掌握嵌入式系统开发的能力。嵌入式系统专业中几乎所有的专业课程都有实验环节，重要的课程还专门设置了课程设计环节，由学生组成小型团队完成与课程相关的项目。
3）教学环境建设。为了更好地展开教学，学校投入专项资金建设了嵌入式实验室，购买了实验教学设备。以此为契机，计算机科学与信息工程学院设置了众多大、中、小型实验室，并配以不同的等级。对于大型a级实验室，主要供全院学生进行专业基础课程实验使用；对于中型B级实验室，主要功能为专业方向课的课程设计实验场所；对于小型的C级实验室，主要供学生组建的小型项目研发小组使用。不同的实验室有不同的管理办法，这一措施有力地保障了学生对实验教学的不同需求，对促进教学起到了非常积极的作用。
4）师资队伍建设。建立一支熟练掌握嵌入式专业技术的师资队伍是提高教学质量的关键因素之一。学校采用“双师型”教师队伍建设的方法，选派教师和研究人员到企业实地考察、学习和工作，参与企业的产品开发和项目建设。经过一段时间的锻炼后，教师的专业技能得到了更新或提升，并且明确了企业用人的原则，真正实现“努力做到企业需要什么，我们的教师就精通什么，我们的学生就会什么。”
5）校企联合办学。为了让教学更加贴近工程应用实际，学校定期邀请企业精英来学校开展技术讲座。通过介绍行业动态和前沿技术的发展现状，让学生了解就业形势和技术学习的方向。另外学校还和国内外知名嵌入式系统开发企业签订联合培养协议，企业派遣专业人员到校内进行课程辅导，学校派遣教师和学生到企业顶岗实习。
3、嵌入式系统人才培养实践
3.1教学体系改革
嵌入式系统专业在依托校内办学优势和当地嵌入式技术产业资源优势的基础上，响应学校应用型人才培养改革的号召，分阶段地实施嵌入式系统教学体系改革。嵌入式系统专业教学体系改革示意图如图1所示。
准备阶段，我们建立了嵌入式系统专业教研室和相关教师队伍，组织教师进行理论研究和培训，同时结合学校应用型人才培养的要求制定嵌入式系统人才培养方案；合作阶段，利用校企合作平台的优势，建设一批校内外实习基地，同时为嵌入式系统专业教学配备软硬件教学环境；实践阶段，采用任务驱动教学法展开面向实践与创新的职业技能培养课程，同时利用校内外的企业合作资源进行定向培养；拓展阶段，在完成教学目标的同时，要敏锐捕捉企事业单位的人才需求信息，以组织就业指导和企业见面会的形式来拓展教学理念。最后还要不断完善人才培养体系，把建设过程中的宝贵经验应用到其他专业的教学中去。
3.2课程体系改革
在明确教学体系的基础上，哈尔滨师范大学对嵌入式系统专业的课程体系也作了较大修改，如表2所示。
课程体系中主要包括以下5类课程。
1）公共基础课：是本科生必修的基础课程，如高等数学、外语、体育、计算机基础等。
2）专业基础课程：计算机相关专业人才学习的基础课程，包括c语言程序设计、模拟电子技术、数字电子技术、电子线路CaD、单片机原理及应用、数据结构、面向对象程序设计、微机原理与接口技术、软件工程导论、JaVa程序设计等。
3）专业方向课程：该类课程主要培养学生成为合格的嵌入式系统工程设计人才，主要课程有嵌入式程序设计基础、嵌入式系统体系与结构、嵌入式操作系统、嵌入式软件设计、嵌入式系统设计与开发、嵌入式Linux驱动开发、winCe操作系统开发基础等。
4）课程设计：为培养学生掌握嵌入式系统专业相关课程而开设的课程设计，包括c语言课程设计、数据结构课程设计、CaD课程设计、数据结构课程设计、JaVa课程设计、嵌入式程序设计课程设计、winCe操作系统课程设计等。
5）企业实践：主要包括专家讲座、工程实践、企业实习、毕业设计等。这些课程不同于校内课程，需要依托校企合作平成。这类课程直接面向就业，对学生的职业技能和就业去向有较大影响。
3.3校企合作建设
学校根据嵌入式系统专业培养模式的要求，结合学校和企业联合培养学生的实践探索，积极建设资源共享、技术交流、就业定向培养等联合培养体系。学校聘请企业精英到校内任教或辅导，同时还派学生到企业参加技术培训和产品开发工作。哈尔滨师范大学的“数字电路”课程就是和当地电子科技企业合作开设的，任课教师是对方资深开发工程师，完成该门课程学习的学生可以签署专业人才就业协议，优先被企业录用。这种合作形式充分利用了学校和企业的资源优势。学生通过努力学习可以获得就业机会，这也激发了其主动学习的积极性，可谓一举两得。学校嵌入式软件系统培养模式具体内容还包括：
1）建立校企合作培养联盟。学校和当地嵌入式行业协会、知名企业共建“嵌入式技术人才培养校企联盟”，学校和企业按照行业规定和相关政策的要求，提供必要的教学资源，建立嵌入式系统技术人才储备基地。校企联盟的任务就是完善教育培训机制，建立“嵌入式应用技术”、“嵌入式产品运维服务”等专业领域的课程群和培训体系，把企业的理念引入学校，用行业标准规范教学体系。
2）在校内组建以学生为主体的嵌入式技术研究团队，成立“学生创新团队”和“学生工作室”等团体，定期举办技能大赛和技术交流论坛。这些团体的骨干人员可以优先和企业签订就业意向协议，为学生提前就业和企业人才储备做准备。
3）嵌入式系统专业的课程除了包含基础知识、专业知识等内容外，还设置了与职业素质培养相关的课程，培养学生的团队意识、交流技巧以及职业精神，提高学生的综合就业能力。
通信工程嵌入式培养篇3
关键词：应用型本科；嵌入式软件；课程体系
中图分类号：G文献标识码：B
文章编号：1672-5913（2007）07-0035-03
嵌入式系统已被广泛地应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器等众多领域，“嵌入式无处不在”已成为现实。而社会对掌握嵌入式技术人才的大量需求，使嵌入式软硬件工程师成为未来几年最为热门的职业之一。2004年6月，美国电气及电子工程师学会计算机协会（ieee-CS）和美国计算机学会（aCm）公布了“计算教程2004”(ComputingCurriculum2004，简称CC2004)。CC2004对原“计算教程CC2001”四个专业方向进行了修改和扩充，并给出了新的评述，其中在计算机工程专业课程中将嵌入式系统作为一门核心课程，分两个学期进行学习。可见，国内外将嵌入式技术人才的培养已经作为一个重点方向。本文根据江苏技术师范学院以培养应用型本科人才的教学体系，对在计算机科学与技术专业中增设嵌入式软件专业方向进行探讨。
1增设嵌入式软件专业方向的可行性
20世纪70年代，随着微处理器的出现，计算机的发展出现了历史性的变化。以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性特点，迅速应用在智能化控制领域中，这使计算机失去了原来的形态与通用计算机功能。为了区别于原有的通用计算机系统，把嵌入到对象体系中，实现对象体系智能化控制的计算机，称为嵌入式计算机系统，简称嵌入式系统。
嵌入式系统所涉及到的知识有电子工程、通信工程和计算机技术等多种学科。在嵌入式系统应用领域中，人才可分为两类，一类主要是搞硬件设计，他们大多数在本科阶段学习电子类或通信类专业；另一类主要从事嵌入式操作系统和应用软件的开发，他们大多数在本科阶段学习计算机专业。嵌入式产品硬件设计完成后，后期工作主要靠软件技术人员进行开发与设计，不同的软件体现不同的功能，在嵌入式系统设计中软件开发与设计占总工作量的80%左右，所以在嵌入式系统设计和开发中需要更多的嵌入式软件开发人才。
目前，我校从事嵌入式应用方向研究的教师有16人，其中副高以上5人，讲师5人，助教6人，获得硕士以上学位的教师有8人，在读研究生4人。与嵌入式相关的实验室有计算机组成、接口实验室，以51序列为主的嵌入式实验室，以aRm7为主的嵌入式实验室，正在筹备的以aRm9为核心的嵌入式实验室。
从社会需求、师资力量、实验室建设等多方面可得出，在我校计算机科学与技术专业中增设嵌入式软件专业方向是可行的。
2嵌入式软件人才培养目标与规格
2.1培养目标
嵌入式软件专业方向是以应用为主的专业，其培养目标是：德、智、体、美全面发展，掌握计算机基础理论和软件开发的过程，掌握必需的嵌入式软件理论、主流嵌入式系统硬件架构，和嵌入式软件编程的技术、方法和工具，基本具备本领域分析问题解决问题的能力，具备一定的工程实践能力，并具备良好外语运用能力，从事嵌入式软件设计与开发的应用型人才。
2.2培养规格
计算机科学与技术专业（嵌入式软件方向）的学制一般为4年，授予工学学士学位。学生在专业知识的学习、实践能力以及职业素质的培养过程中，逐步提高自身的获取知识的能力、应用知识能力、创新能力以及团队合作的能力。
（1）职业素质
现代企业需要的人才是职业化的专业人才，企业选拔、考核人才主要从德、能、勤、绩四个方面考核，德排在首位，因此，职业素质是培养嵌入式软件人才的基础。在计算教程CC2004报告中，各专业方向的知识领域中都包含社会和职业生涯方面的知识，涉及与计算相关的哲学、历史、社会、职业和道德责任、知识产权、隐私和公民自由、计算机犯罪等内容。通过这些知识体培养学生的思想品德、职业道德和社会责任。一个合格的人才首先要具备良好的职业素质。
（2）专业能力
嵌入式系统专业方向知识结构比较庞大，为了在本科阶段培养出合格的嵌入式软件专业人才，需要将计算机知识、嵌入式系统知识、相关交叉学科（电子、通信）基础知识结合起来，形成嵌入式软件专业方向领域知识。
（3）实践能力
培养嵌入式软件人才，工程实践能力非常重要，因为嵌入式系统是以应用为中心，要求学生能借助于硬件开发平台进行实际的研究与开发，并且要求学生具有独立设计产品的能力，同时也要求学生具有团队合作的能力，这就需要在实践技能训练过程中，加强学生的动手能力、团队合作能力的培养。
3课程体系结构
从企业实际用人需求出发，分析现阶段嵌入式相关产业领域、行业人才需求特点及发展趋势，合理地安排课程，是培养优秀人才的关键。根据培养嵌入式人才的能力构成将所学课程归纳为如下五个模块：
人文社科模块（a模块）：在于强化学生的思想道德素质、文化素质和职业素质，让学生对社会环境有所认识和了解。可安排政治思想、形势与政策、法律等人文社科方面的课程，大学语文、英语、体育、心理学、经营管理等方面的课程，以及培养学生团队合作精神和沟通能力相关的课程也放在该模块中。
基础学科模块（B模块）：在于为学生打下扎实的基础知识，主要安排高等数学、大学物理、计算机基础等方面的基础课程。
专业知识模块（C模块）：是体现本专业业务能力和素质的核心、涉及专业基础课程、专业核心课程。
专业基础课程主要有离散数学、电路与电子学、逻辑设计、计算机组成原理、汇编语言程序设计、高级语言程序设计、数据结构、嵌入式系统概论和学科前沿讲座。
专业核心课程主要有操作系统、数据库系统原理、嵌入式微处理器原理与接口技术、计算机网络、算法设计与分析、软件工程方法学、Java语言程序设计。
实践教学模块（D模块）：培养学生实际工作能力和操作技能，主要安排为实验、实习、课程设计、实训、毕业设计、职前培训或案例分析等环节。
专业扩展模块（e模块）：是培养学生专业知识和职业适应能力，该模块课程设置为选修课程，可分为专业必修课程和专业任选课程。必修课程主要有嵌入式实时操作系统、嵌入式网络技术、嵌入式系统设计方法、嵌入式系统体系结构、DSp软件开发技术、单片机原理与应用。专业任选课程可安排多种不同要求的选修课，任选课有windows环境与编程、面向对象技术、无线局域网、计算机控制系统、计算机安全技术、J2me、移动通信、家庭网关技术、计算机系统结构、winCe操作系统、嵌入式Linux操作系统、传感器概论等。
4实验室建设
为了让学生能够深入地理解和掌握嵌入式软件开发与设计技术，必须建立嵌入式软件实验室，在建立嵌入式软件实验实之前，首先要对嵌入式实验课程内容、实验体系、实验室师资队伍等诸多方面进行详细设计和规划，以保证嵌入式软件实验室能够满足学生掌握嵌入式软件开发与设计的要求。根据培养目标，实验室要配备相应的硬件开发环境和软件。硬件包括开发板、仿真器等必须的硬件设备，最好采用以aRm9为核心的实验开发平台，软件包括常用的Linux、μC/oS、Vxworks、winCe等常用操作系统，以及相应的软件开发工具。实验室要有经验丰富的、具有项目开发经验的教师进行实验指导。
5结束语
在计算机科学与技术专业中设置嵌入式软件专业方向是可行的，它符合社会发展的需要。由于嵌入式系统将多种学科交织在一起,所以在制订教学计划，专业知识结构和课程体系时要充分考虑各学科的知识点，形成嵌入式软件专业方向人才培养的独特体系。
参考文献：
[1]魏洪兴,王田苗.软件专业嵌入式系统课程体系研究[C].第三届全国高等院校嵌入式系统教学研讨会论文集，北京:清华大学出版社,2005.
[2]ieeeComputerSociety/aCmtaskForceonComputingCurriculum.ComputingCurricula-Computerenginnering“iron-manDraft”.June8,2004(/ece/CCCe/).
[3]康一梅.嵌入式软件工程人才系统化教育探索[C].第三届全国高等院校嵌入式系统教学研讨会论文集.北京:清华大学出版社,2005.
[4]2006年第三届全国高等院校嵌入式系统教学研讨会第一届全国嵌入式系统学术交流会论文集.北京:北京航空航天大学出版社,2006.
通信工程嵌入式培养篇4
关键词：计算机专业；嵌入式方向；课程体系建设
1、概述
1.1嵌入式系统定义
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、功耗等要求严格的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、硬件设备、嵌入式操作系统和应用程序4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嵌入式技术人才需求
近年来，随着计算机及集成电路技术的发展，嵌入式技术日渐普及，在通讯、网络、工控、医疗和电子等领域发挥着越来越重要的作用，并伴随着巨大的产业需求。据权威部门统计，目前我国嵌入式人才缺口每年为20万人左右，随着“三网融合”不断提速，3G网络全面铺开，这一数字还将成倍增长。
2012年，素有国内嵌入式及移动开发培训风向标之称的华清远见教育集团，在广泛采集数据、深入调研的基础上推出《2010-2011年中国嵌入式开发从业人员调查报告》（以下简称《报告》）。《报告》显示，目前从事嵌入式开发“不到1年”和“1-2年”的工程师所占比例分别为35%和20%，占总参与调查人数一半以上（55%）；78%左右参与调查的工程师表示，自己公司目前急缺此领域开发方面的专业技术人才。可以看出，在整个行业发展过程中，嵌入式人才仍然供不应求。
1.3高校嵌入式教育现状
目前，国内大部分普通高校把嵌入式专业课程当作选修课，没有把它设为专业或方向；而一些重点高校的嵌入式教学主要是在研究生层次和科研实验室中。因此，国内高校的嵌入式教育还没有形成一套比较科学、系统的课程体系，在人才培养目标和教学水平方面普遍存在着如下问题。
1）嵌入式人才培养目标与实际需求脱节。
当前高校嵌入式技术人才培养跟不上行业技术发展潮流，与实际工程应用需求脱节，导致在国内嵌入式人才市场上，大学毕业生就业困难，而用人单位招聘不到符合标准的开发人员。究其原因，主要有以下几个方面：一是高校开设的相关课程教学内容与培养目标不完全一致，缺乏系统性与结构化，教材知识难以迁移到实践中；二是相关课程教学内容重视知识介绍，轻视能力培养，不能满足新技术变革的需要；三是相关课程和教学内容设置随意，因人施教现象严重；四是教学方法与配套资源缺失，没有与实际工程应用需求配套的实验教学设施以及相关实践性课程，嵌入式人员创新意识薄弱，实践能力不强。
2）师资严重不足。
嵌入式技术学科是研究如何在一个特定的硬件环境上开发与构建特定的可编程软件系统，应用性强。在教学方面，除了要重视理论教学外，更要注重实践教学，而且在实践教学中一般要求以项目为导向；在师资队伍方面，要求教师软硬件知识兼通，且需要具有很深的专业背景和工程项目经验，这样才有可能以项目为导向，让项目贯穿整个教学过程，引导学生充分发挥主体作用，达到“做中学”的目的。目前，大部分普通高校在嵌入式系统方面师资有限，特别是软硬件知识兼通的师资严重不足，具有企业工作经历的专业教师更是缺乏，教师队伍的封闭性决定了“双师型”教师比例不高。因为，不少硕士或博士毕业后直接踏上教学岗位，很少有机会进行工程实践，并且熟悉软件的对硬件了解不够，或熟悉硬件的不一定熟悉软件。
2、嵌入式课程体系的建立
2.1计算机专业嵌入式人才培养目标
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。自动化、测控和电子类专业学生电子设计基础较好，程序设计偏弱，偏硬件；而计算机类的学生程序设计基础好，电子设计能力偏弱，偏软件。考虑到高校传统的计算机专业特点，应该重点培养嵌入式应用开发人才。
《报告》调查企业对嵌入式软硬件人员的工作安排，如图1所示。
《报告》认为，在大部分从事嵌入式产品研发的企业中，基本都是软硬件人员分工合作完成产品开发（接近60%）。在排名前3位的企业人才需求中，软件开发人才的需求高于硬件开发人才，这一点与2009-2010年度的调查数据相比基本没有太大变化。
从各大招聘网站的搜索数据中也可以看出，目前嵌入式软件开发人才的需求量远远大于硬件开发人才。嵌入式系统项目研发80%以上的工作量是在软件部分，软件是嵌入式系统最核心的部分，也是体现嵌入式系统优势最关键的部分，企业对嵌入式软件开发人才的需求必将持续上涨。
因此，综合考虑嵌入式系统设计与应用对不同层面的人才需求特点和高校传统计算机专业的特点，嵌入式课程体系的培养目标是：在嵌入式系统与应用的4个层面中，培养除硬件设计以外的嵌入式应用开发、嵌入式操作系统开发和嵌入式驱动开发3个层面有一定基础的人才，重点培养嵌入式应用开发人才。
2.2嵌入式课程体系建设依据
近年来，企业在嵌入式系统开发中对软件平台、硬件平台和软件开发语言的选择情况，依据上述《报告》公布的结果如图2-4所示。
图2反映了嵌入式开发硬件平台的发展趋势。在嵌入式开发领域，aRm处理器毫无疑问占据了嵌入式处理器90%以上的市场份额，aRm9系列仍是aRm市场占有率最高的处理器（45%）。为了嵌入式软件开发服务，我们选择aRm处理器作为嵌入式硬件实验平台，开设基于aRm9处理器的相关课程，培养在aRm9处理器硬件平台上进行嵌入式应用程序开发的能力。
图3可以看出，在软件开发平台的选择上，嵌入式Linux占据了明显的优势（48%），Linux以其开源成本低的优势受到众多嵌入式企业的欢迎。排名二、三的是windows.Ce和android，所占比例分别是17%和9%。作为智能手机的主流嵌入式操作系统android，渐渐成为各大手机厂商新的选择。基于3G移动平台（特别是android平台）的研发需求将快步增长。因此，在嵌入式操作系统开发和嵌入式驱动开发的层面来看，我们以开设嵌入式Linux操作系统、winCe操作系统、嵌入式android操作系统等课程为主。从嵌入式应用程序开发层面来看，我们应着重培养在Linux、winCe、android等系统平台上进行嵌入式应用程序开发的能力。
图4显示在软件开发语言的使用上，C语言作为嵌入式开发最经常使用的语言主导地位是毋庸置疑的，所占比例高达67%；C++所占比例为15%，位居第2；Java所占比例为8%，位居第3。从这组数据也可以看出，传统的嵌入式开发主要基于c语言，不管在工业控制领域、通信领域，还是消费电子领域，C语言均是首选。随着3G技术的推动，在2009年，移动互联网发展迅速，C++、Java等高级语言也得到广泛应用。因此，从嵌入式应用程序开发层面来看，我们应着重培养C语言、c++和Java等高级语言的应用能力。
2.8嵌入式方向课程体系模型构建
通过对目前主流技术及其发展趋势和市场需求分析看，为与市场紧密衔接，达到培养合格嵌入式人才的目标，按照计算机专业嵌入式方向学生大学4年所需能力，我们需建立“2+1+1”三段式4年制的人才培养课程体系模式，即前2学年重基础，第3学年精方向，第4学年重实践，坚持工程能力和素质培养4年不断线的原则，将工程项目教学法贯穿整个教学环节，提高学生的学习兴趣，增强学生的工程意识和工程实践能力。课程体系模型划分为程序设计能力培养（第1学年）、专业基础能力培养（第2学年）、嵌入式方向能力培养（第3学年）和工程实践能力培养（第4学年）4个阶段，如表1所示。每个阶段均设计相应的教学内容以达到能力培养目的。
3、嵌入式课程体系的实施
3.1师资培养
由于嵌入式系统所需知识具有学科融合性强、软硬结合和应用广泛的特点，要培养出符合企业需求的嵌入式人才，除了要有与最新行业技术配套的实验设备外，还应当具备一支教学经验丰富、软硬件知识兼通且具有一定的专业背景和工程项目经验的师资队伍。因此，加强嵌入式课程教师队伍建设，应当考虑：一是与企业合作，邀请企业中具有嵌入式系统开发经验的工程师来校助教，担任部分授课、课程设计和学生毕业论文的指导工作；二是从企业直接引入具有嵌入式系统开发经验的工程师；三是学校要为年轻教师提供更多培训与学习交流机会，选派骨干教师定期到专业的嵌入式开发企业进行培训，或到基层挂职锻炼，积累工程实践方面的经验，掌握最前沿的技术；四是与嵌入式开发企业合作开发嵌入式项目，进一步将理论与实际需求相结合。
3.2实验平台建设
根据计算机专业嵌入式方向课程的设置和培养目标，选择aRm处理器作为嵌入式硬件实验平台，原因如下：①aRm处理器功能强大，应用灵活，是嵌入式技术发展的主流，被广泛应用于智能家电、手机、汽车电子、机顶盒等方面。目前aRm市场占有率居第一位，在技术上可以得到厂商较好的支持。②aRm处理器与市场需求联系紧密，以删芯片为核心的实验设备很多，基于aRm构架的处理器涉及从微控制器（mCU）、微处理器（mpU）到多核的数字信号处理器（DSp），在价格和应用需求上可以满足学校的选择要求。③aRm处理器支持的功能模块多，可扩展性好，能够提供尽可能多的硬件资源，这样可以满足学生完成大多数嵌入式系统基础知识的实验，也可以进行综合设计、创新课题和毕业设计的课题。
3.3教学模式改革
鉴于嵌入式技术涉及的知识面广、应用性强和新技术推出周期短的特点，嵌入式教学除了要重视理论教学外，更要注重实践环节，包括实验内容的安排和实验教学方法的采用。
在实验教学内容上，教师应以市场需求为导向，根据市场主流技术不断更新或设计新的实验内容，有层次、由浅入深地安排实验内容。首先安排基本技能训练实验，为后续实验和设计打下基础；其次安排设计性的内容和项目，锻炼学生独立思考、独立解决问题的能力；第三，随着专业知识内容的深入，实验内容应该以综合性、系统性为主，目的是锻炼学生综合运用知识的能力以及团队协作精神。
在实际的实验教学中，对理论基础及其实践基本技能的训练，要采用传统的教学方式，培养学生的实践动手能力。对综合应用技能的训练，要体现项目教学、学中做、做中学等教学思想，应突出能力培养，体现知识与能力培养的一体化融合。
通信工程嵌入式培养篇5
《计算机教育》：蒋老师，您好！非常感谢您接受计算机教育杂志社的采访。我们知道您一直是“微软――同济大学移动及嵌入式中心”的负责人，能不能请您首先为我们介绍一下中心的成立过程？
蒋昌俊：同济大学与微软是国内建立高校合作联系最早的校企之一。每一年，微软都会有一批代表世界一流研究水平的研究员到我们学校做学术交流活动，这其中还包括微软亚洲研究员历任和时任的各位院长，张亚勤博士、沈向洋博士、洪小文博士等。1999年在上海的时候，时任微软亚洲研究院院长的张亚勤博士与同济大学校长万刚(现科技部部长)、教育部吴启迪副部长进行了会面交流，他们就中国高校计算机嵌入系统的研究、软件的开发以及嵌入式人才培养等话题讨论了很多，言谈甚欢，创建“微软――同济大学移动及嵌入式中心”的想法也由此而来。中心从2003年开始筹备，2005年4月18日正式挂牌成立。
《计算机教育》：中心自2005年成立以来，主要做了哪些工作，同济大学以及微软双方在这个合作的过程中获得了什么样的成果？
蒋昌俊：“微软――同济大学移动及嵌入式中心”主要以车辆交通、地面交通工具装备、交通服务为背景，着重研究其中的嵌入式系统技术、软件技术以及大规模计算技术、服务计算技术。中心先后承担了国家863重大专项项目、国家发改委重大项目、上海市重大科技攻关项目、973和国家自然基金委的重大研究计划项目等近三十多项重大课题，取得的成果是有目共睹的，同济大学与微软研究院为之付出了巨大的努力。可以说，中心为微软windowsCe的发展以及在行业中的应用，特别是在汽车电子领域中的应用起到了引领的作用。
《计算机教育》：张亚勤博士在建立中心之初曾说过，中心的建立是为了满足市场发展的需要，在提高中国高校嵌入式系统的基础研究水平的同时，亦积极推动嵌入式研发人才的培养。可以说中心的宗旨一是提高研究水平，二是培养人才，围绕这几个方面，中心做了哪些工作，为同济的师生们带来了什么变化？
蒋昌俊：首先，“微软――同济大学移动及嵌入式中心”的建立，使我们有了一个非常好的环境可以做研究，可以组织团队，引进一些人才。我们拿到了“嵌入式系统与服务计算”教育部重点实验室，国家集成电路人才培养基地等殊荣，都表明了我们在这个方向的研究基础得到了国内专家的认可。教育部重点实验室嵌入式系统方向当时就这一个，另外我们嵌入式服务计算这个团队在2007年又获得了教育部优秀创新团队，这些都很不容易。
其次，同济大学各学院积极开设windows嵌入式技术相关的课程，软件学院开设的“windows嵌入式系统”系列课程被评为“2005、2006年度教育部――微软精品课程”，并作为组长单位进行嵌入式领域课程网站的建设。同时，中心也积极开展面向教师和开发人员的培训，中心是微软授权的嵌入式培训中心之一，也是Voip在中国的唯一合作伙伴。中心培训了200多位windows嵌入式师资及企业技术人员。这对微软在移动与嵌入式方向的技术、理念在国内高校的宣传与推广起到一个很好的作用。
再有，中心建立了开放基金，每年投入大概20万元，支持教授带领学生团队开展创新活动，比如，创新大赛。我们有学校的实验室公共服务平台，学校里组织一些软件大赛、编程大赛等赛事，学生们可以组队申请，进入中心由老师指导进行工作，再从中选拔出优秀团队参加全国性的大赛，比如微软组织的软件、程序大赛，aCm组织的程序大赛等。以学生的创新活动为主流，教授的科研任务与创新一起来做，有效地利用了资源，同时让学生在科研项目中实践技术，加快了技术的应用和推广，培养了学生的科研和应用开发能力。
另外，微软每年会为我们提供很多技术上、经费上的支持，为学生开展一些实训活动，使同学们的能力得到很大的提高，学生非常喜欢他们到我们学校里来做讲座。正是因为始终坚持培养嵌入式人才的目标，中心真正为企业包括微软输送了具有很强实践能力的人才，而学生也通过中心这个窗口更好地了解了微软、了解了社会所需的人才究竟是什么样。很多优秀的学生会继续到微软实习甚至留在微软工作，这对学生来说也找到了一个很好的位置。这样的交流活动对学校的教师来说，也是难能可贵的一种体验。
《计算机教育》：我们知道“微软――同济大学移动及嵌入式中心”是一个跨学科的开放式实验室，同济大学电子与信息工程学院、汽车学院、软件学院都参与其中，请您为我们具体介绍一下各个学院合作的情况。
蒋昌俊：“微软――同济大学移动及嵌入式中心”的特点之一即跨学科的开放式实验室，电信学院、软件学院、汽车学院等都加入其中，旨在促进学科交叉与融合，建立学校与产业界的桥梁，培养高层次的创新人才。比如嵌入式服务计算这个方向，是由我们电子信息学院领衔，软件学院、其他研究中心的一些人员共同参与；嵌入式CpU这个方向，是由我们微电子中心的教授领衔，有电子信息学院、软件学院的一些教授参加；多媒体通讯是由我们大规模集成电路研究所来领衔，其他学院的老师参与；汽车电子方向，由我们7个学院的教授共同参与。每个方向都是如此，大家各自发挥所长，协同完成各个项目，真正做到了建设有鲜明特色的、开放共享的高水平科研平台。
《计算机教育》：这个中心可以说是一个校企合作的典范，您个人感觉最难忘的合作经历是什么？从工程中心上升到微软与同济大学的合作，您所感知的校企合作是什么，您觉得它的意义何在？
蒋昌俊：从中心建立之初到现在取得了一些成果，我感触颇深。想起我们和微软从结识到互相了解，我们一直有个共同的愿望，就是越来越紧密地推进研究工作，使科研、教学、学科产业形成综合体发展。一方面是为中国it企业的人才，特别是软件人才的培养创造一个新的思路和理念；另一方面，也想为it企业在中国的继续发展提供人才后备。我最难忘的是我们在基于windowsCe的交通车载系统研发和面向上海世博会的交通导航系统的应用开发，从开始一点一滴地筹备到现在取得一些成果，这个过程是其乐无穷的。
我们与微软的合作解决了许多根本的问题，以前不与企业开放式的接触，关着校门，从书本到书本。而现在人才的多样化使我们更加注重创新与实践的要求，教师教书的理念发生了变化，从过去的书本走向了书本与实践互动的过程。所以现在我们在打好基础的同时，通过与微软的合作，给同学们创造了实践的氛围、环境。而从科研方面来说，以往做科研任务都是单一的小任务，现在我们接的都是比较重大的项目，都是需要一些综合性的知识与协作。我们的中心是开放式的实验室，电信学院、软件学院、汽车学院等其他学院都有参与，从而形成了一个很好的交叉、协同平台。结果证明，这样的结合是卓有成效的，也得到了业界的广泛欢迎。
通过接触像微软这样的企业，我们更加清楚了目前就业的形势和需求，并总结出了“一体两翼”的人才培养思想。我们把“本、硕、博”一体化培养，多入口，多出口。进入的时候可以多，出去时可以不同层次的出去。两翼一是指“国际化”，实际上我们已经把同济与微软的合作推广到了一个国际化的模式，建立了“国际研究合作中心”，这是同济大学电子方向的一个研究合作中心。还有一翼，我们叫做“实训化”。“产、学、研”实训化，就是除了强调专业、理论知识的学习之外，还有专业的实践，希望it企业来做研发中心的一些介入，不仅是在学校里，还要在校区周边通过政府、校区、园区、产业研究几区联动，形成一个经济圈。
《计算机教育》：作为中心的负责人，您可能要考虑很多宏观的问题，您觉得您所思考的中心未来的发展方向是什么样的？
蒋昌俊：前年总书记到比尔・盖茨家访问，比尔・盖茨给总书记展示的是未来家庭生活的一个模板，信息家电与高科技技术的应用。目前“微软――同济大学移动及嵌入式中心”希望做到的就是打造未来城市生活的模板，通过高新技术、信息技术改善家庭生活环境、人类生活质量。比如交通堵塞是人们生活中非常头痛的问题，我们用信息技术、电子技术、软件技术、大规模计算技术来解决交通拥堵问题，这就是交通信息网。以前我们没有手机没有邮件，但如今这些都已经是非常普通的事，现在要做的就是让这些技术、这些模式更加贴近群众生活，更加有消费吸引力。
比如我们工程中心在微软的windowsCe嵌入式操作系统平台上开发了三款车载机，目前正和大众等汽车公司交流沟通，希望可以做出很好的应用。另外，国家863重大专项项目“城市交通信息服务应用网格的研究”以及上海市重大科技攻关项目“信息网格在交通信息服务中的应用”这两个很有特色的项目，也已经开始试点应用。在北京亦庄地区，依托此项技术建立了道路监控、视频监控的示范区，而上海市民则可以通过公共设施如触摸屏和大屏幕实时了解主要的路段情况，还可以体验实时互动查询的便捷。未来我们要做的还远不止这些。
《计算机教育》：如何去实现这样的目标，有没有什么样的规划和具体的操作办法？
蒋昌俊：要实现这样的目标，的确需要长期的规划。一是我们在学校要培养这样的基础，这样一个创新的理念。学生是思想、理念和模式创新的主力军，我们要努力通过与企业的合作为学生的培养打造一个环境，同时也希望从更高层次、更大范围来关注这项工作。
通信工程嵌入式培养篇6
在嵌入式、移动互联网、物联网等热门技术日益普及的今天，嵌入式系统产品正不断渗透进各个行业，作为包含在这些硬件产品中的特殊软件形态，其产业增幅不断加大，而且在整个软件产业中所占的比重日趋提高。嵌入式产业不仅是一个技术密集型产业，而且还是一个技术快速革新的产业。这决定了对人才的要求不仅需要扎实的专业基础知识，而且需要根据技术的变革迅速进行知识更新和技能提升。当前，计算机应用技术日新月异，通信设备、终端、软件等产品不断更新换代，这就对从业人员提出了更高要求。嵌入式行业经过近年来的快速发展，已经进入一个稳定的高速发展和成长期，企业人才需求现状依然保持供不应求的整体状态，虽然已经有越来越多的核心技术人员加入到嵌入式专业领域，但依然无法满足企业高速发展对人才的旺盛需求。同嵌入式技术的快速发展相比，我国教育机构技术和培养则相对滞后，一方面有些学生毕业就面临失业；另一方面一些嵌入式企业却有项目需求找不到合适的人才来实现。造成这一现象的原因主要是，部分学校的高等教育和产业发展相对脱节[1]，目前国内的高校教育中不是偏向硬件，就是偏向软件，硬件设计人员通常比较缺乏系统全面整合设计，而软件开发人员则相对缺乏硬件观念；企业真正需要的有动手能力的嵌入式软件人才，还需要经过一段时间的培训才能上岗。
嵌入式系统人才的匮乏还表现在软件业呈现中低端人才过剩、高端人才缺乏的不合理布局。近年来，尽管随着国家政策的重视、市场的整体推动及多渠道的嵌入式人才培养体系的不断完善，嵌入式开发人才需求瓶颈的问题，在逐步得到缓解，但是整个嵌入式专业人才市场的供求关系还是不匹配，据权威部门统计，我国目前嵌入式软件人才缺口每年仍为50万人左右，我省目前嵌入式软件人才缺口也在2万人左右[2]。因此编制高职和本科嵌入式专业人才培养方案和教学标准，促进高职、本科嵌入式专业人才的培养显得非常迫切。
二、嵌入式技术应用专业专本科衔接专业教学标准研制的步骤
1.准备阶段
（1）成立课题领导机构，组建课题组，聘请专家。
（2）收集资料与理论研修，加强国内外嵌入式专业教学资料和学科建设资料收集，加强课程理论、教学设计理论、教学科学研究方面理论方面资料的收集。
（3）调研准备。召开由课题组负责人和课题组成员参加的开题会议，根据教研院的要求写出调研方案，明确调研目的、调研对象以及调研主要内容，落实调研工作任务分工。
2.实施阶段
（1）制定方案。制定整体标准研制方案，设计调查问卷，制定具体调研工作计划，具体到调研的企业、学校和行业协会以及人员安排。在广泛听取意见的基础上，对工作计划进行修改、完善、充实并最终完成调研工作计划和问卷设计。
（2）开展调研。在广东省范围内对高校嵌入式教学活动的情况和嵌入式行业企业开展专题调研，摸清情况。通过调研相关企业、高职院校、应用型本科院校及不同年限的毕业生等，了解嵌入式行业企业的产业结构、现状及未来发展趋势；明确本专业典型的目标工作岗位及相应知识、技能要求，分析不同层次毕业生就业岗位群和职业生涯路径[3]；比较各院校的人才培养方案，分析构建高本一体化人才培养方案在衔接中存在的问题，从而得出相应的解决方案，为嵌入式专业的专业教学标准编制提供依据。
通过调研，查明了已存在的专业方案和课程设置是否合理，是否过时，了解可以改进的地方，并针对发展趋势进行课程的合理增删调整。通过调研，找出了课程设置重叠和不合理的地方。通过调研资料推论出课程设置的合理学期，解决专本教学方案中课程重叠和进阶的问题，找到嵌入式专业高职教育和应用型本科教育衔接的办法。
（3）最后对调研资料进行汇总分析，调研资料包括访谈录音记录，回收的纸质版、电子版问卷，通过QQ、微信等网络访谈记录等等，得出高本衔接计算机应用技术专业（嵌入式技术应用）相关行业现状、企业发展状况及专业职业教育发展情况，以及企业岗位群，岗位专业能力要求、从业人员职业生涯发展路径等结论。
（4）开展企业岗位工作流程研讨会。
3.总结阶段
（1）在理论与实践研究的基础上，分析各类调研数据，收集、整理、汇总研讨研究成果。
（2）撰写研究报告和教学标准研制论文，结集出版研究成果。
（3）结题报告会。组织专题对课题进行评审，聘请有关专家、课题负责人及有关行政领导出席，对标准研制进行评审，鉴定和验收。
三、嵌入式技术应用专本衔接调研的结论和对课程标准建设的指导意义
通过严格设计调研问卷，对问卷主题进行筛选以及反复修正，分别从行业现状与发展、企业基本情况、企业对嵌入式人才的需求、嵌入式岗位能力要求、职业技术标准、毕业生就业情况等方面进行问卷主题分类设计[4]，并考虑到近年来嵌入式技术在物联网、云计算、移动互联网等领域更加深入的应用和发展，专门在本次调研中增加了相关的题目，在此基础上进行数据的汇总、统计和分析得出调研结论[5]。通过这些调研活动和结论对教学标准研制产生指导意义。
企业调研主要结论和高校对嵌入式专业建设的意义如下：
（1）通过调研发现，嵌入式系统应用领域和行业中，中小规模公司占多数，这体现了嵌入式系统和通用计算机系统的区别。一般而言，通用计算机行业的技术常常集中在大中型企业，技术密集，对人才和资金要求比较高，而嵌入式系统的应用领域则分散在各个行业中，不同应用领域的产品需要结合不同的硬件平台和技术，专业性较强，企业专注度更高，充满了竞争、机遇与创新，因此，中小规模的公司能够在某个领域完成特定的嵌入式产品创新，满足市场需求，基于这个原因，催生出一批中小规模的嵌入式领域的企业。因此高校在嵌入式专业人才培养目标定位时，可以定位在培养能满足中小企业需求的嵌入式毕业生上。
调研还发现，企业对嵌入式产品研发人才需求量较大，这表明对企业而言，企业急需的是嵌入式开发和嵌入式设计人才。这一调查为高职和应用型本科一体化专业培养方案的研制提供了目标，要求在人才培养方案制定时应考虑更高标准，以嵌入式研发人才的培养为目标，而不是满足于培养能在嵌入式行业就业的技术支持人才和相关行业销售人才。
（2）企业比较看重毕业生的创新能力、协同能力和所学专业的学习能力。其中协同能力主要指的是：要求培养的学生，应对计算机技术有较为全面的了解，以便在企业从事嵌入式研发时，能够具备对项目的全局把握能力，能够在团队开发的过程中有效的协调和沟通。尤其在嵌入式项目的研发过程中，技术层面较多，分工和专业化程度高，如果从事软件开发的对硬件完全不了解，或者从事底层开发的人员对上层应用不明情况，这样在协同开发时会产生很多低效的现象。因此在开展课程教学时，高职/本科阶段都应以这些能力的培养为目标开展有针对性的培养。这方面能力的培养主要应在项目综合实训课程中完成。另外，学科竞赛对创新能力的培养具有重要作用。因此，高校应多为专业大赛提供相应条件，专业技能大赛应在校内、校外、行业、教育主管部门、企业等多级别多层次范围上开展竞赛，以便为更多学生提供训练和培养综合创新能力的机会。
（3）企业对高校计算机类嵌入式技术专业毕业生的要求较高，这需要高校紧密结合行业需求和技术进步的方向，不断改进课程体系，增加最新最能体现社会热点需求与人才培养要求的课程，以使学生毕业就能上岗，充分满足企业对创新型人才的要求。这也要求学校在嵌入式专业上增加投入不断提高师资水平，培养人才，并采用多种形式深化开展校企合作，以使得高职教育能够与社会需求同步，始终站在满足社会需要的嵌入式专业最新技能人才培养的前沿。
企业对毕业生动手能力的要求较高。企业对动手能力的要求主要理解为实践能力，包括焊接、测试，对软硬件设备的使用能力以及实际的开发经验等。
企业对人才处理人际关系的能力也有要求。处理人际关系的能力主要是指：（1）对嵌入式系统的全局理解，以便研发团队内不同技术背景的人员协同从事产品开发工作时能够互相协助。（2）沟通能力，主要是与人交往和默契配合能力，能够提高工作效率和工作热情度。
企业对学生嵌入式专业知识要求较高，专业知识的能力培养主要集中在以下几个方面：编程能力，对嵌入式体系结构和嵌入式接口知识的掌握，电路分析能力，代码调试能力，文档撰写与阅读能力等。
因此，高校在教学培养方案和课程设置时应该以能满足以上企业需求的知识和能力培养为目标，各项知识技能的培养应在课程中得到体现。
建议在课程设置时注意：在专/本阶段主要课程设置中以某项编程语言（对嵌入式专业一般而言是c语言）的掌握和编程能力培养为纲，并在某些具体课程中应有针对性的传授嵌入式硬件知识和技能，如焊接调试技巧，识图画图能力和软硬件编程调试方法。在项目实训课程中培养综合运用知识的能力和团队协同、沟通能力。
为了弥补现有教学方案的不足，根据调研的数据，按照企业对人才能力的要求，我们对原有课程设置进行了调整，调整后的专业教学方案在多门课程中着重按照企业对学生能力的要求非常有针对性地进行人才培养：
在嵌入式接口技术中采用aRmCortexm3芯片讲述接口技术课程，培养学生掌握接口知识，相对于51单片机而言，这样调整后课程难度加大很多，但对学生学习能力的提高大有裨益，而且能满足当前企业对毕业生的要求，缩短了学生毕业后到企业就业后再培训和重新学习的时间。
在嵌入式项目设计综合实训等多门实训课程中培养项目实践经验和协同能力。
在数据结构等语言相关的多门课程中重点培养c语言编程技巧和能力。
在电子电路课程中培养焊接技能、使用仪器技能和电路分析调试能力。
在接口技术等多门课程中都要有针对性的培养专业英语文档阅读能力和技术文档撰写能力。英语水平的要求主要体现在以下几个方面：对嵌入式研发和设计而言，芯片手册（Datasheet&Referencemanual）是最权威的文档，对技术问题的理解常常要落实到英文手册上；提高英语专业阅读能力有助于借助于网络查找疑难问题，找出答案；高职和应用型本科一体化人才培养过程中，学生在升入本科以后有继续深造的可能，英语能力的培养使得学生能够选择更好的职业发展通道。因此，在高职阶段应该打好英语基础，适应专本一体化人才培养的要求。建议在某些课程中开展阅读英文芯片手册的教学过程，逐步使得学生技术文档阅读能力得到提高。
通过对嵌入式教学标准的布局和课程的设计，将企业对人才能力需求分布到各门课程中去，以便培养的毕业生适应用人单位的需要。
（4）企业对嵌入式专业人才知识面“宽”和“精”的要求。虽然企业对编程语言有多种要求，但对于某一个人才的要求常常是专而不是多。因此，作为计算机科学与技术专业大类中的一个非常有针对性的分支，嵌入式技术专业教学标准的设置中应该将某一门语言的“专”作为人才培养的考虑因素。所以在高职嵌入式技术专业教学标准的编制和课程设置中，我们考虑以c语言能力培养为主线，课程中对和c语言相关联的课程安排的多一些，略有兼顾其它语言，以便学生在每个学期都能够以c语言为工具进行嵌入式知识和技能的训练，使得高职阶段有5个学期能够使用c语言进行编程和能力培养，使得学生具备扎实的c语言基础，培养较强的嵌入式编程和实践能力，以便更好的接轨企业和更高一级院校对编程语言熟练程度的要求。
如何把一门编程语言嵌入到5个学期当中？既满足大部分学生对课堂教学内容新鲜感的渴求，不会有太多重复，又能渐进式的推进学生在编程语言的使用上能力的提高和发展？这对教师水平和教学内容提出了要求。建议高校尤其是高职院校在嵌入式专业上增加投入不断提高师资水平，培养教师人才，并采用多种形式深化开展校企合作，将企业的实际项目引入课程作为教学内容，完成课程共建，以使得高职教育能够与社会需求同步，始终站在满足社会需要的嵌入式专业最新技能人才培养的前沿。通过调研，产生如下建议：
一是多让企业在学校开办讲座进行交流。二是需要校企深度合作。目前有些学校校企合作仍处于摸索阶段，对课程教学内容没有深度开发，也没有形成长效机制。有必要在浅层合作的基础上开展进一步的校企共建，在课程共同开发，校企互聘等方面开展深入合作。
四、嵌入式专业教学标准研制和推广的一些建议
嵌入式系统是信息产业走向二十一世纪知识经济时代最重要的经济增长点之一，由于高校刚刚开始专门针对嵌入式工程人才培养的学科设置，从事该行业的师资来自不同专业背景，比如电子工程、软件工程、通信工程、自动控制等，不同学科背景缺乏有机整合，嵌入式知识体系系统性和针对性较差，知识较为陈旧，毕业生缺乏工程实践能力，无法适应企业的实际需要。因此嵌入式方向应重点培养学生嵌入式系统工程实践能力，包括软硬件工程及各种嵌入式系统开发技术，调试和测试工具使用能力。目前广东省高校的软件教育普遍以应用软件为主，学生接触比较多的是.net，java，安卓开发之类应用层面的东西，作为嵌入式开发需要的几个技术支柱：计算机组成原理和体系结构，计算机操作系统，计算机网络的教学内容比较老化，不能跟上最新技术的发展。师资力量的理论基础扎实但实践经验不够，这需要经常性的对师资进行重点专题技术培训（比如网络驱动技术），以便更新教师知识体系，跟随最新技术的发展步伐。
在标准研制过程中我们发现，嵌入式系统专业发展迅速，知识复杂，跨学科。由于各高校嵌入式专业培养目标的广泛性，研制广东省高职嵌入式教学标准，既要有参考意义又不能限定各高校该专业的培养目标在一个单一的范围内。因此，各学校可根据自己学校的生源，师资力量和实验实践条件来开设嵌入式课程，由于嵌入式技术具有起点高、复杂性的特点，对高职起点学科建设而言，建议设定好学科建设和人才培养主要方向，以使学生在有限的求学生涯中能够在主要方向上得到扎实的训练，建立坚实的基础，对主要方向所包含的技术更加深入和精通，技能能够更加熟练掌握，以便更容易满足嵌入式研发企业用人需求和升入本科继续发展。考虑不同师资和实验条件，可以选择较为主流的Stm32+UCoSiii平台，或者aRmCortex-a11+Linux平台中的一种作为学科建设的主要方向，各门课程都围绕人才培养主要方向来开设和进行课程内容设计。不同专业也可以结合自己的传统特色，如电子专业可以在电子电路和嵌入式eDa（FpGa、CpLD）技术等方向上发挥各自优势，不同高校的嵌入式专业培养从事嵌入式领域内不同岗位的学生，提高专业就业率。
五、结语
本文讨论了嵌入式专业专本衔接专业教学标准研制的过程。重点讨论了嵌入式技术专业教学标准调研过程得到的行业现状和结论，以及这些结论对高校嵌入式专业课程标准建设的指导意义。并给出了高职院校嵌入式专业学科建设、课程设置与规划、课程内容教学，专本衔接以及校企合作的一些建议。
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通信工程嵌入式培养篇7
关键词：嵌入式系统；课程体系；实验平台
中图分类号：tp311文献标识码：a文章编号：1009-3044(2012)15-3647-04
物联网、云计算目前已经成为信息产业的主流方向，在这个主流方向中，最核心、最关键的部分是嵌入式系统。调查数据【1】显示，市场对嵌入式人才的需求缺口巨大。就高校而言，培养符合行业要求的人才是高校的职责，而人才的培养又始终离不开切实可行的教学计划和课程体系，制定符合行业实际的教学计划和课程体系，是培养人才的关键。而开设什么样的课程来培养符合行业要求人才，又要依据行业特点和对人才的技术要求来确定，否则就会偏离行业要求，满足不了行业需求。在2008年《普通高等学校高职高专教育指导性专业目录(试行)》里已经规划了嵌入式技术与应用专业(专业代码510121)，但还没有形成一门独立的本科专业，近几年高校中的电子专业、计算机专业以及机电与自动化专业、通信专业都相继开设了嵌入式系统相关课程,大都针对本科高年级学生或者研究生开设了嵌入式系统方向。从国内不同高校不同专业开设的嵌入式系统课程来看，各具特色，有些硬件课程开设的多，有些软件课程开设的多。这主要是由于嵌入式系统本身包含软件与硬件两个层次,在设计与应用方面,又具有软硬件协同工作的特点,既要依据硬件设计软件,又要依据软件确定硬件,不能简单的说哪个更重要,只能从应用的角度讲其侧重点不同。因此对于不同专业开设的嵌入式系统课程，不能一概而论。本文主要从嵌入式从业人员进行嵌入式系统开发所具备的知识要求和技术要求为依据，确立计算机专业本科生从事嵌入式系统开发应具备的基础知识和技能，并着重对计算机专业本科生嵌入式系统的课程体系构建内容及实验平台方案进行探讨和研究。
1嵌入式系统概述
嵌入式系统是以计算机技术为基础、以应用为中心、软件硬件可裁剪并且对系统的功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。从其概念来看，嵌入式系统是专用计算机系统，应该包含硬件系统和软件系统，具体地说，一个嵌入式系统硬件以微处理器为核心集成存储器和系统专用的输入/输出设备；嵌入式系统软件包括初始化代码及驱动、嵌入式操作系统和应用程序等，这些软件有机地结合在一起，形成系统特定的一体化软件。一个典型的嵌入式系统应包含嵌入式硬件、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件三个部分构成。
由于嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物，因此嵌入式系统是应用于特定环境下，针对特定用途来设计的系统，所以不同于通用计算机系统，它的硬件和软件都必须高效率地设计、“量体裁衣”、去除冗余，力争在较少的资源上实现更高的性能。嵌入式系统的基本特点就是“嵌入”、“专用性“和“计算机性”。由于系统的这些特性，导致系统的存在形式是多样的和面向特定应用的，并且对成本、功耗、可靠性和实时性特别关注，因此在嵌入式微处理器和嵌入式操作系统的选择上都要考虑这些特点。
2嵌入式系统专业人才岗位及核心能力分析
2.1嵌入式系统的技术研发岗位划分与设置
从事嵌入式技术的岗位主要是企业的研发、生产、销售部门，当然还有其它辅助部门，在此主要针对研发部门的岗位进行分析。嵌入式系统研发部门岗位的设置，离不开嵌入式系统的结构和开发过程，设置什么样的岗位、需要何种学历的人才都与嵌入式系统的开发过程紧密相关。就嵌入式系统而言，总体上可划分为硬件和软件两部分，硬件一般由高性能的微处理器和的接口电路组成，软件一般由硬件抽象层、嵌入式操作系统、软件应用平台和应用程序等组成,如图1所示。
硬件层是整个嵌入式操作系统和应用程序运行的平台，包括输入输出接口/驱动电路、处理器、存储器、定时器、串口、中断控制器、外设器件、图形控制器及相关系统电路等部分。对于硬件层的设计开发要有较深的硬件开发经验，这些岗位一般都需要资深的硬件工程师。中间层包括硬件抽象层（HaL）或板级支持包（BSp），负责对各种硬件功能提供软件接口，包括硬件初始化、时钟管理、定时器管理、中断处理、总线管理、内存地址的映射等。它位于底层硬件和操作系统之间，是二者之间的桥梁。这个层次的设计开发不仅要精通底层硬件结构，还要熟悉上层的操作系统，主要工作是开发设备驱动程序。这部分工作需要有丰富的软硬件件研发经验才可以胜任。软件层主要包括操作系统和软件应用平台，操作系统主要是实现资源的访问和管理，完成任务调度，支持应用软件的运行及开发，软件应用平台则是为了提高开发速度与软件质量，一些应用提供商开发了一些可重用的应用平台，封装了一些常用的功能，同时提供api接口，可以在此基础上进行二次开发。这些岗位要求具有丰富的嵌入式操作系统开发经验和软件工程能力。功能层主要指的是应用软件层，位于嵌入式系统层次结构的最顶层，直接与最终用户交互。针对各种特定功能来编写应用程序，实现系统的功能应用。主要是进行大量的C、C++或JaVa语言编程，不需要更多涉及底层硬件，大都是基于操作系统之上的编程。这些岗位要求就有丰富的嵌入式应用软件开发能力。从嵌入式系统开发流程看，还可以对硬件层、中间层、软件层、功能层四个层次的研发工作进一步细化。
2.2技术研发岗位从业人员核心能力分析
对于从事嵌入式系统研发的技术人员而言，必须具有与岗位匹配的核心能力才可以胜任工作。文献[3]就嵌入式整个行业的从业人员在不同岗位应具备的知识和能力进行了描述。由于目前国内就嵌入式人才的评估和认证只有嵌入式工程师认证，因此本文将从硬件设计、软件设计、系统架构、软、硬件测试这五类技术研发岗位进行研究，来确定相应人员应具备的知识和能力要求。对于每一类岗位，将从岗位工作任务、岗位知识能力、主要技能和核心能力这四个方面就行研究，其中岗位工作任务是指该岗位应完成日常基本工作的事务范围，岗位知识能力是指该岗位应具备的基本知识要求，主要技能是指该岗位技术能力的要求范围，核心能力是指该岗位工作主要能力要求。分析结果如表1所示。
2.3技术研发岗位知识要求
表1就目前嵌入式技术人员的五种岗位要求从四个方面进行了分析，从分析的结果看，对于硬件设计及测试人员而言，应具有的知识点：①熟悉或者掌握模拟电子线路、数字电路，单片机等基本的硬件电子电路设计知识；②熟悉和掌握C语言或者C++语言及接口电路程序设计；嵌入式系统硬件的设计、嵌入式系统的程序设计③至少熟悉l到2种基本的eDa工具，如moDeLSim、Quartus?li、protel等；④熟悉各种常用工具和仪器仪表，熟悉电子元器件性能分析。软件设计软件测试人员而言，应具有的知识点：①熟悉Linux，winCe，Vxworks等操作系统的各种软件开发环境；②熟悉GUi开发过程、熟悉网络编程、多任务编程等；③精通C语言、汇编语言；④熟悉嵌入式系统硬件的设计、嵌入式系统的程序设计。⑤熟悉嵌入式软件开发模式及方法，熟悉白盒测试、黑盒测试和回归测试，熟悉单测试、集成测试、系统测试过程及测试的误区的分析。系统架构人员应具有的知识点：①熟悉嵌入式软件工程；②熟悉面向对象和结构化软件开发方法；③精通常用软件开发语言；④熟悉软件架构模式和设计模式，熟悉常用软件建模技术。
3计算机专业嵌入式系统课程体系及实践平台的构建及分析
3.1计算机专业嵌入式系统课程体系及实践平台的构建
从嵌入式系统专业人才岗位及核心能力分析来看，对于计算机专业，在构架课程体系时，应该结合计算机专业特点及嵌入式技术研发岗位和应具备的知识能力出发，可从理论与实践两个方面，去制定切实可行的专业课程体系。本文将从理论课程体系和实践课程体系两个方面阐述课程体系和实践平台的构建。其平台结构如图2所示。
在图2中，计算机专业基础和核心课程体系可依据计算机专业相关培养课程体系及目标确定，本文不再赘述。对于嵌入式系统理论课程体系可分别从硬件课程、语言课程、专业课程三个方面进行构建，其中硬件课程可包含有电路与模拟电子技术、数字逻辑电路、计算机组成与体系结构、微机原理与接口、aRm体系结构与编程、电子线路设计、计算机控制系统、单片机原理与应用、DSp技术及应用、FpGa设计基础等课程；语言课程可包含有C语言程序设计、VC＋＋程序设计、离散数学、数据结构、VB程序设计、C#程序设计、J2ee中间件技术、C语言深入编程、C++/VC++深入编程等课程；专业课程可包含有嵌入式操作系统、Linux设备管理与应用、aRm体系结构与编程、嵌入式系统设计、winCe系统设计与应用开发、面向操作系统的程序设计、多核程序设计等。对于嵌入式系统实践课程体系可从专业实践与认证培训两个方面进行构建，其中专业实践可从课内实践、课程实训、项目团队、专业竞赛、企业实习、毕业实习等方面进行构建。在专业实践中，课内实践和课程实训是对嵌入式专门知识的巩固与提高，综合实践是阶段性综合能力培养的需求，项目实训与毕业设计是综合分析设计能力的保障。而对于培训认证，可参与aRm公司全球认证、中国软件行业协会嵌入式认证、中国电子学会认证、信息产业部认证等机构和部门的培训认证活动。
3.2嵌入式系统课程体系分析
从嵌入式系统课程体系的内容来看，具有三个方面的特点。首先是体系完整，专业特色突出，整个课程体系体现四个方面的能力培养：①编程能力培养，体现在C语言程序设计、C语言深入编程、C++/VC++深入编程及面向操作系统的程序设计等课程。②实践能力培养，体现在嵌入式系统设计与应用开发实践、Linux和winCe操作系统与应用开发实践、嵌入式系统设计与应用综合实训及毕业实习和毕业设计等方面。③应用能力培养，体现在嵌入式系统设计与应用、嵌入式图形界面开发及嵌入式测试技术等方面。④创新能力培养，主要体现在创新团体、嵌入式竞赛、企业实习及一些嵌入式协会等。其次，整个课程体系具有侧重应用，循序渐进，层层递进的特点。从软硬件编程到专业技能培养，再到项目实训和毕业设计是递进式的。软硬件编程是整个能力培养的基础，专业技能是提高，项目实训和毕业设计是综合应用能力培养。最后，整个课程体系涵盖了微软、信产部认证课程。微软认证为微软winCe嵌入式系统工程师认证，其课程主要包括winCe系统设计与应用和嵌入式系统设计。信产部认证为嵌入式系统设计师认证，其主要课程包括嵌入式系统设计、嵌入式测试技术和aRm体系结构与编程。
4计算机专业嵌入式系统实验教学平台的构建
根据嵌入式系统实践课程体系构建的设想，对于教学实践，要根据计算机专业和嵌入式系统开发的技术要求和岗位职责，可进行合理规划。既要让学生掌握坚实的基础知识，又要让学生跟得上主流技术潮流。由于嵌入式系统在构成上可由硬件和软件构成，因此在进行实验教学时，可从硬件和软件两个方面进行构建。根据目前嵌入式系统开发的主流技术来看，在硬件选型上要以X86CpU、单片机和aRm处理器为主，在操作系统的选择上要以winCe、Linux、μC/oS-ii和Vxworks等操作系统为主，可从驱动程序设计、嵌入式系统界面、应用程序等方面进行实验。本文提出了一种可行的实验架构，如图3所示。
图3嵌入式系统课内实验体系
图3从三个层面对实验教学进行了规划，最底层为硬件层，可选择不同的处理器及各种电路及存储设备进行实验，如X86CpU、aRm处理器、单片机、数模转化电路、i/o接口、通用接口、Rom、Ram等。中间为操作系统层，可选择主流嵌入式操作系统进行实验，如winCe、Linux、μC/oS-ii、Vxworks等。最上层为应用层，可从嵌入式驱动层序开发、嵌入式图形用户界面以及应用程序的设计等方面进行实验，其中在程序设计语言的选择上可重点考虑汇编语言、C/C++语言、JaVa为主要训练语言。
5总结
进几年来，市场对嵌入式人才的需求持续走高，但符合企业要求的合格嵌入式从业人员不多，缺口很大。如何缓解人才供需矛盾，是政府和学者们关心的问题。目前就全国高校的普遍情况来看，嵌入式系统还尚未开设本科专业，很多高校只是开设了嵌入式系统方向课程，而且开设的课程五花八门，很难规范。本文从嵌入式系统构成及特点以及嵌入式系统从业人员的职业岗位出发，探讨了嵌入式系统课程体系和实践体系的构建，并针对计算机专业实验教学提出了一种教学结构。通过本文的探讨试图为解决嵌入式课程规范化做出应有贡献，从而加快嵌入式系统开发人员培养，解决市场人才短板而有所作为。
通信工程嵌入式培养篇8
关键词：嵌入式系统；人才培养模式；课程体系
中图分类号：G623.58
嵌入式从早期的单片机，到后来的DSp，再到现今的32位的基于aRm架构的处理器及以Soc片上系统的应用，嵌入式的应用已经渗透到各个领域。嵌入式教育目前在国内已经形成了足够的重视，但我们在很多方面所做的工作还不够，还存在一些问题如：师资力量不够，教材过于笼统，教学方式陈旧，培养嵌入式专业技能方面不能满足社会需求等。
本文将结合哈尔滨华德学院计算机专业的实际情况，以“应用型”人才培养为目标，结合本校学生的特点，探讨如何培养出适应社会需要的嵌入式人才。
1.专业定位
哈尔滨华德学院于2007年在计算机科学与技术专业设置嵌入式系统方向，本专业的定位是培养能够在消费电子、信息科学、计算机技术、工业控制、汽车电子等领域从事嵌入式系统产品的软/硬件设计、开发、测试等领域具有综合解决实际问题能力的实用型高等工程技术人才。
2.课程体系
2004年ieee和aCm对计算机专业本科教育的课程系进行的设置认为嵌入式系统的课程应包括以下内容：嵌式的发展历程和概述、嵌入式微处理器、嵌入式软件设、实时操作系统、低功耗计算、系统可靠性设计、设计方法学、嵌入式系统设计工具、嵌入式多处理器系统设计、网络化嵌入式系统、接口和混合信号系统等。
通过市场调查，针对学生的实际接受知识的情况和社会的需求，本专业方向课程体系的理论教学分必修课程和选修课程，理论与实践的比例在6：4。课程体系主要分四个阶段：嵌入式原理基础、嵌入式编程基础、嵌入式开发技术和嵌入式综合应用。整个课程体系如图1所示
图1哈尔滨华德学院计算机专业嵌入式方向课程体系
课程体系中加强注重“精”，重点强化基础知识的掌握，课程内容较大程度地体现了嵌入式领域的热点，是企业界普遍关心的核心技术，具有较强的实用性。教学中微处理器介绍mCS-51、aRm、FpGa、DSp，嵌入式操作系统介绍Linux、winCe，开发语言介绍C++、Java。四年的教学要求学生做到四个“1”，即“精通1种主流微处理器系统+1套开发工具+1种嵌入式操作系统+1门开发语言”。
3.实践教学体系
嵌入式系统是一门应用性，实践性很强的的课程。结合哈尔滨华德学院的实际教学特点，积极开展启发式、讨论式、案例式等教学方法，激发学生学习的兴趣，考虑到学生的层次不同，在设置实验内容时，由浅入深，进行循序渐进的学习。在设置实践环节时，我们分为课程实验、课程设计、毕业设计三个环节，另外发挥发挥学生社团组织的作用，组织开展课外创新训练与社会实践活动。
3.1课程实验
课程实验又分为验证性实验、综合性实验、设计性实验，一般验证性实验是4学时，综合性实验是8学时、设计性实验是4学时。如嵌入式系统原理及应用课程共16学时实验，4学时的Gpio输入输出、中断实验；8学时的电机控制、显示实验，4学时的电子相框设计。通过这几个环节，学生能够基本掌握aRm9处理器的应用。
3.2课程设计
课程设计一般都是1周-2周的教学周期，由老师给出题目，学生三人组成一组并选题，完成设计内容。此环节即锻炼了学生的综合应用能力，又锻炼了学生的团队合作能力。
3.3毕业设计
毕业设计是最后一个实践环节，周期为13周，学生通过前期的教学环节，对于自己的特长已经有了定位，因此，自由选择导师并定出研究题目，毕业设计分为论文开题、中期检查、末期检查、论文换审、论文答辩五个环节，本专业方向的毕业设计要求学生动手制作出实物，然后写出论文。这个环节提高学生的综合实践和语言表述的能力，在增强学生理论基础的同时，提高了实践能力。
3.4课外实践
采取“导师制”的方式，组织科研活动小组，指导学生参加各种科技实践活动，学生在大学生电子竞赛、飞思卡尔竞赛、aCm大学生竞赛等竞赛中获得奖项累计有40余项。
4结论
基于以上的教学实践，哈尔滨华德学院开展了一系列嵌入式系统课程的教学，通过教学，学生能够建立嵌入式系统的思想，掌握嵌入式系统的开发方法，收到了良好的教学效果。
参考文献
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通信工程嵌入式培养篇9
〔关键词〕信息素养；嵌入式；高校
1嵌入式信息素养教学的形成嵌入式信息素养教学是欧美发达国家图书馆学界率先提出的一套信息素养教育理念，是以往图书馆用户教育的一种理念延伸和模式创新。
1.1图书馆用户教育的延伸早在19世纪中期，开展图书馆用户教育的理念就已在欧美出现。进入20世纪，该理念得到进一步发展。20世纪30年代，LouisShores首创“图书馆学院”活动，提出图书馆成为学院及教室的中心，学生在学习过程中共同探讨获取信息的方法并向教师求助，教师需要针对学生的需求就图书馆相关主题资料进行讲解。此后，图书馆用户教育进入到一个繁荣期，图书馆学家开始关注用户自身能力的培养和发展。在最初阶段，这种培训是以图书馆为中心，主要由馆员负责的，培训内容集中在如何利用图书馆资源。此后，针对图书馆用户教育中的问题，一些学者提出了新的理念。1956年，patriciaKnapp指出，图书馆用户教育不应该单独由馆员提供，而应该与院系教师一起，将用户教育融入到学校的整体教学工作中去。1974年，paulZurkowski提出了信息素养概念，图书馆用户教育与信息素质教育逐渐合并。1978年，pearson提出应该将教授学生信息检索的内容放到高等教育的课程中去。与原有模式相比，新理念指导下的用户教育呈现两大变化：一是培训目的由原来的指导用户利用图书馆资源转变为提升用户的综合信息素养；二是培训场景由原来图书馆的课堂切换到用户工作、学习的前沿一线，专业课程及其教员成为信息素养培训的主导，图书馆则发挥辅助支持功能。
1.2嵌入式信息素养教学的提出根据美国大学与研究图书馆协会（aCRL）的界定，嵌入式教学是指把图书馆及其资源的利用教学作为（学科）课程目标的有机组成部分。其基本要求是既要教授专业学科内容，又要培养成功完成与图书馆有关的作业的能力，而且对两方面的学习结果都要进行测试[1]。20世纪90年代末，欧美许多国家普遍开展了将信息素养教育内容嵌入到专业学科课程当中的实践探索，如美国加州大学、威拉努瓦大学、依阿华大学、马里兰大学、新墨西哥大学、纽约市立大学以及澳大利亚昆士兰中央大学等。这些实践基本模式大体相同，从形式上看是将信息素养教育与专业教学合二为一，本质上则体现了图书馆界与教育界的主动合作，该模式的提出并非是对图书馆信息素养培训职能的削弱或取代，而是图书馆自身在服务职能上的外向延伸。
2国内对嵌入式信息素养教学的理论认知目前，国内对嵌入式信息素养教学的研究主要是从介绍欧美国家的实践入手，总结和归纳该模式的内涵及基本特点，并从中获得启示。
2.1关于嵌入式信息素养教学内涵的研究国内对嵌入式信息素养教学内涵的理解尚不统一，主要存在3种观点：第一种与aCRL的界定一致，认为嵌入式信息素养教学就是将信息素养教育融入专业课程的教学模式，又可称为课内教学模式（龚芙蓉2010、陈宁2010），或整合式教学模式（王朴2005、张静波2007、唐艳春2010）；第二种观点是从“嵌入”一词的内涵出发，认为嵌入式信息素养教学就是将专业课的实践要素嵌入到高校文献检索课程中来（单世侠2009、郑玉娟2010）；第三种观点采取了较为宽泛的界定，认为利用先进信息技术将信息素养教育嵌入到用户的计算机或移动通讯等终端以及开展“馆员——教师”协作模式融入专业课堂教学来开展信息素养教育都属于“嵌入式信息素养教育”（赵丽2011）。可以看出，在国内嵌入式信息素养教学模式尚不是一个确定的专有概念，学者对“嵌入”的理解还存在争议，但从总体上说，第一种观点在国内学界占据主流。
2013年3月第33卷第3期现？代？情？报Journalofmoderninformationmar.，2013Vol.33no.32013年3月第33卷第3期关于嵌入式信息素养教学本土化的思考mar.，2013Vol.33no.32.2关于嵌入式信息素养教学模式基本特征的研究从国外高校的嵌入式教学实践出发，国内进行了大量的研究。王朴（2005）专题介绍了美国马里兰大学世博会荣誉课程的开展情况[2]；叶梅（2007）对美国加州大学洛杉矶分校（CSULa）和陶森大学（towsonUniversity）开展信息素质合作教学的实践做法进行了总结[3]；龚芙蓉（2010）对美国马里兰大学、加州大学、瑞典医学图书馆的相关实践进行了综合分析[4]；陈宁（2010）介绍了美国新墨西哥大学医学院以及威拉努瓦大学进行嵌入式信息素养教学的实施案例[5]；胡芳、彭艳（2011）综合比较了美国有关大学开展嵌入式信息素养教学的实践做法[6]。基于上述案例研究，国内学者总结了欧美嵌入式信息素养教学的若干特点，并形成了六特点说（王朴2005）、四特点说（龚芙蓉2010）等不同结论，综合比对各观点，并无实质性的差异，基本上涵盖了以下5个方面的内容：（1）课程融合了专业教学和信息素养教学的双目标与双测评；（2）课程采取问题导向式的教学方式；（3）课程建立在专业教师与图书馆员密切合作的基础上；（4）充分利用各种技术改进教学；（5）学习方式是一种基于资源的学习。上述研究较为全面的揭示了欧美嵌入式信息素养教学的模式特点，但针对以下3个问题的探讨还不够充分：一是从该模式各项特点之间的内在联系入手，深入挖掘影响该模式实践成功的关键性因素；二是将嵌入式教学的个案研究与国外整体的信息素养教育环境结合起来，分析影响该模式实践成功的内外部条件；三是对嵌入式信息素养教学模式的流行所折射出的当代教育理论变迁的研究。理论认识上的不足，对于开展相关实践具有重大影响，目前国内开展的一些嵌入式信息素养教学改革严格遵从欧美嵌入式信息素养教学的概念，在形式上模仿欧美案例，但因未能抓住其内核，从而影响了实践效果。
2.3关于在本土开展嵌入式信息素养教学的建议围绕如何在国内推行嵌入式信息素养教学，学者们大多从以下3个层面提出了一系列建议：在微观层面，强调充分发挥学科教师与图书馆员各自的作用，加强馆员与教师的合作（王2009）；以学生为中心实现基于资源的学习与多层次嵌入（龚芙蓉2010、陈宁2010、回雁雁、周雪2010）；加强课程评估方法研究（王朴2005、涂颖哲、唐艳春2010）。在中观层面，强调加强与管理者、教学以及教学管理部门的合作（回雁雁、周雪2010）；从总体上规划信息素养教学（涂颖哲、唐艳春2010）。在宏观层面，提出建立相应的联合机构，加强对信息素养教学的研究与推广，并设立专门奖项，奖励信息素质教育合作的优秀成果（王朴2005）。上述建议涉及到开展嵌入式信息素养教学的主要问题，但从建议提出的视角来看，多是从该模式的自身特点出发的，对国内外教学环境的差异、学生信息素养水平的差异考虑并不充分，特别是对于国内教学中的一些具体问题实际上没有深入顾及，因此在实践中往往会遭遇一系列困境。
3嵌入式信息素养教学的本土化实践及存在的困境
3.1国内的实践探索目前，国内已有部分高校，在开展嵌入学科的信息素养教育上进行了有益的尝试。北京大学医学部从2004-2005年底，对十余门课程进行了pBL教学改革，实践中，馆员在专业课的教学中为学生进行信息查询授课指导、介绍专题研究可以利用的信息资源，并创建了pBL教学改革网站[7]。2008年，上海交通大学图书馆推出“iC2创新学科服务模式”，将信息素养教育嵌入媒体设计学院、数学系、高等教育研究院、机动学院的多门课程中[8]。2009年，华南理工大学开展“基于信息素养教育与专业课程整合的嵌入式教育模式与应用研究”，以《船舶结构设计》导论为主体课程开展教学实践，以美国aCRL标准为基础，引入模块化课程的概念，从理论、实践和应用来嵌入信息素养教育[9]。此外，汕头大学、宜春学院、重庆工学院、九江学院等高校都开展了一系列有益的实践探索。
3.2实践中存在的主要困境国内嵌入式信息素养教学的实践探索还处于起步阶段，在实际应用中有成功之处，同时也暴露出一系列问题。
3.2.1部分高校的实践表明，嵌入专业课进行信息素养教学的模式，并不足以全面提升学生的信息素养涂颖哲、唐艳春在对华南理工大学开展《船舶结构设计》嵌入式信息素养教学实验进行评估时指出；“从学生提交的调研报告ppt来看，……存在一些问题，如关键词的选取和提炼、不会写文献综述、综述不能紧紧围绕课题研究的‘问题’、所述的已有研究成果与本课题研究相关度不大，部分所列参考文献与主题分析无甚关联，这些问题暴露出信息素养教育单凭几次课不能解决所有的问题，信息分析能力的培养还需要长期的训练和培养。”造成这一困境的直接原因在于，信息素养教学的内容系统而广泛，而在目前的本土化教学实践中，通常只能在专业课中嵌入3～4课时的信息素养教学内容，在这样极为有限的课时内不可能细致、深入的开展信息素养系统化教学。而这种“水土不服”的情况所折射出的更深层次的原因在于目前我国系统性的全民信息素养培养计划的缺失。欧美国家从中小学、甚至幼儿园阶段就开始了系统的信息素养教育，如美国著名的“2061计划”，就是针对美国21世纪的公民应具有的科学素养标准，制订的一个切实可行的科学技术教育普及计划。而相比之下，目前我国还尚未建立起终身性的信息素养培养体系，有关信息素养的正式培训在中小学几乎不存在，各阶段信息素养培训缺乏有效衔接，大学生有关信息素养的基础性知识及技能普遍匮乏，这就导致了现阶段国内开展的嵌入式教学实践，难以达到预期的效果。
3.2.2专业课教师与图书馆员缺乏充分的合作动机，成为制约嵌入式信息素养教学推广的瓶颈实践中，图书馆员往往很难找到有意愿合作的专业课教师，这实际上根源于国内外在专业课教学模式上的重要不同。在欧美各国高校，问题导向的教学模式较为普遍，专业课教师的教学工作需要依赖学生信息素养的提升，因此开展嵌入式信息素养教学合作符合专业课教师的意愿。在国内，北京大学医学部的实践充分验证了这一点。与其他学校不同的是，北京大学医学部的嵌入式信息素养教学是由专业课开展问题导向式教学模式改革引发的，因此其嵌入合作顺理成章。但与之相比，国内高校目前的专业课教学，特别是本科阶段的教学，普遍沿用的仍是“教——学”模式，课堂以教师讲解为主，课程考核以客观性考题笔试为主，这与嵌入式教学所强调的问题导向式教学以及基于资源的学习模式并不相容，开展嵌入式模式无形中给专业课教师带来很大的教学“负担”，对其课程设计、考核方式都形成一定冲击，与高校现有的教学体系也存在冲突，因此专业课教师自然缺乏参与实验的积极性。
3.2.3国内嵌入式信息素养教学的课程设计缺乏依据，教学结果难于评估纵观国外的成功经验，嵌入式信息素养教育是在一整套完备的的信息素养标准的指导下开展起来的，比如澳大利亚与新西兰anZiiL标准，英国SConUL标准，美国中小学的《学生学习的信息素养标准》（简称aaSL标准）、高等院校的《高等教育信息素养标准》（简称aCRL标准）、针对高等教育科技领域的《科技信息素养标准》以及美国科罗拉多州的地区性信息素养标准。这些标准为设计和评估嵌入式信息素养教学提供了科学的参考框架。与之相比，目前国内还没有形成权威的和具有可操作性的信息素养评估标准。2005年的《北京地区高校信息素养能力指标体系》仅是一个地区性的评价体系，还不是一个正式标准。2008年在图工委的组织下制定的“高校大学生信息素质指标体系”也没有普遍应用到实践中去。这就导致了在当前开展的嵌入式教学实践中，图书馆员在信息素养教学内容的设计、嵌入模块的选择以及课程目标的设定上都带有很大的随意性，从长期来看，这种本土化信息素养标准的缺失，会成为全面推广嵌入式信息素养教学的严重阻滞。
4嵌入式信息素养教学本土化的进一步思考嵌入式教学模式是开展信息素养教育的一种重要模式，但这种教学模式的实现不是一蹴而就的。基于上述分析，该模式的成功推广必须建立在完善的信息素养标准体系、系统的信息素养培养计划以及有利于激发图书馆员与专业课教师合作的专业课教学改革等一系列环境要素的基础之上。在目前国内条件尚不完备的情况下，有必要对该模式的本土化问题做进一步思考。反观欧美等国的嵌入式教学实践，在该教学模式的诸多特征中，起关键性作用的是问题导向式教学模式和基于资源的学习模式，这是嵌入成功的关键所在，也是嵌入式信息素养教学模式背后的根本教育理念所在。图书馆员与专业教师的合作以及双重教学目标、双重考核都是以该理念为前提和基础的。而嵌入专业课程本身的作用主要在于创设一种情境，它只是嵌入式信息素养教学的一种载体形式，而非本质特征。换句话说，在符合关键特征的前提下，将专业课要素嵌入到独立的信息素养课程中来，创设出相应情境，同样符合嵌入式信息素养教学的核心要求。实质上，美国马里兰大学的世博会荣誉课程就是这样一种情况。该课程并非该校原有的专业课程，而是为完成信息素养教学围绕特色馆藏文献特别设计的一门“专业课程”。这一案例充分说明，嵌入式信息素养教学在形式上可以是多种多样的。明确这一点对于推动嵌入式信息素养教学本土化具有重要意义。在现有国内环境下，严格实施欧美嵌入式信息素养教学模式未必能够达到其相应的教学效果，因此除鼓励部分高校继续开展相关试点研究以外，对于大部分高校的信息素养教育，可以考虑另一种思路，即保留信息检索课（或文献检索课）独立授课的模式，将不同专业或学科的内容嵌入到信息素养的教学中，在信息检索课内创设一种问题导向式的专业学习情境，以此实现信息素养与学科课程的整合。从本质上说，这种教学模式强调的仍旧是一种基于资源的、探究式的学习，强调学生（下主动探索新知，完成知识构建的过程。同时，这种新的嵌入模式，避免了对专业课教学计划的干扰，能够更广泛的吸引专业课教师参与合作，在学生信息素养基础普遍比较薄弱的情况下，能够满足对信息素养知识传授的完整性和系统性的要求，因此更具可行性和可操作性。同时，这一教学模式还可为未来条件成熟时全面引进欧美嵌入式信息素养教学模式提供必要的教学积累。因此，作为一种本土化的嵌入式信息素养教学改革，值得进一步实践探索。
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通信工程嵌入式培养篇10
关键词：嵌入式系统；教学研究；自动化专业；实践教学
作者简介：张晓东（1980-），男，山东青岛人，河南工业大学电气工程学院，讲师；孙丽君（1968-），女，河南郑州人，河南工业大学电气工程学院，教授。（河南郑州450001）
基金项目：本文系河南省高等教育教学改革研究项目（项目编号：2012SJGLX151）、河南省教育科学“十二五”规划实验课题“基于开放实验室的嵌入式系统教学改革与实践”（课题编号：[2011]-JKGHaC-0150）、河南工业大学高等教育研究项目（项目编号：2012一般项目-15）、河南省“自动化”特色专业项目的研究成果。
中图分类号：G642.0文献标识码：a文章编号：1007-0079（2013）08-0035-02
进入21世纪以来，随着信息技术特别是嵌入式技术的快速发展，嵌入式系统已经广泛渗入到工业测控仪表、军事技术、汽车电子、医疗仪器、无线通信、智能家居以及消费电子产品等众多重要行业，成为“后pC时代”最有前景的研究热点之一。[1]作为一种新兴的技术领域，嵌入式技术融合了传统的计算机软、硬件技术以及通信、半导体和微电子技术，属于多种学科交叉的综合性学科。由于嵌入式产品市场的蓬勃发展以及嵌入式技术的广泛应用，嵌入式系统软、硬件开发工程师等技术人员在就业市场上较为紧缺，社会对嵌入式相关技术人才有迫切需求。[2，3]因此，嵌入式系统正逐渐成为国内相关高校的重点开设课程，高校嵌入式相关人才的培养方案还是一个较为新颖的重要的研究课题。
嵌入式系统设计技术已经成为电子信息类工程技术人员必备的专业知识和技能。不同领域嵌入式产品的应用特点不尽相同，高校不同学科、专业的嵌入式教学内容也应该各有侧重。河南工业大学电气工程学院自2007年开始面向自动化、电气工程及其自动化等多个专业的本科生开设了“嵌入式系统设计”等专业选修课程。运行六年以来，作为省级和地厅级多个教改课题的支持项目，学院在嵌入式系统系列课程的教学研究方面进行了教学实践与深入探索，获得了一些有益经验。
一、课程体系的目标与定位
“嵌入式系统设计”课程是河南工业大学电气工程学院面向自动化等专业开设的结合aRm体系结构、aRm应用系统设计、实时操作系统、驱动程序设计、SopC技术、嵌入式数据库等嵌入式软、硬件技术的重要任选课程。[4]该课程旨在使学生掌握嵌入式系统软、硬件的基本原理，实践嵌入式系统项目开发的基本流程。重点培养能够解决嵌入式系统领域具体应用问题且具备的分析、设计、调试、运行等实践动手能力的应用型工程技术人才，为深入开展嵌入式系统相关的后续科研开发奠定良好基础。
对于选修“嵌入式系统设计”课程的学生，要求其具备电路基础、模拟电子技术、数字电子技术、计算机组成原理、微机原理及接口技术、C语言程序设计、软件技术基础等课程的先修基础。在课程体系的组织上，重点熟悉嵌入式系统的硬件结构和基于aRm9处理器的硬件开发平台；掌握嵌入式操作系统的内部原理及嵌入式Linux系统的裁剪、编译与移植技术；学习嵌入式开发环境的建立和嵌入式Linux应用程序开发与调试过程；尝试常用设备驱动程序的开发和嵌入式图形用户界面的编程；最终使学生具备独立设计一个较为完整的嵌入式系统的初步能力。[5]
根据美国电气和电子工程师协会ieee的定义，嵌入式系统即为用于控制、监视或辅助设备、机器或者工厂运行的装置。[6]嵌入式系统的主要特点是软、硬件结合，面向应用；嵌入性、专用性和计算机系统是嵌入式系统的三个基本要素。[7]因此，“嵌入式系统设计”是一门综合性、实践性以及应用性都较强的专业任选课，必须通过课程实验、项目开发、科技竞赛等环节进一步加深对课堂理论内容的理解，才能将理论知识与实践应用有机地融合起来。
二、建立网络教学平台
“嵌入式系统设计”是一门融合了多学科内容的综合性课程，所授课程涉及的知识面广泛，课堂信息量较大。[8]但作为一门专业选修课程，受制于培养计划的限制，课内理论讲授及实验学时数都较少，在有限的学时内教师要尽可能地使学生掌握嵌入式系统更多的内容。此外，近年来选课学生人数还在持续增多，大班额导致教学效果变差的问题也越来越突出。传统的板书或投影仪授课方式已经远远不能满足该课程理论密切联系实践的讲授需要。
笔者所在的教学团队经研讨试讲后，决定充分利用河南工业大学电气工程学院嵌入式系统实验室的硬件资源建立网络教学平台，进行教学模式改革探索。利用实验室电脑以及“电子教室”多媒体教学网络平台，教师使用一台教师机进行集中讲授，学生在实验室近在咫尺的几十台网络终端旁即可实现理论授课及实验讲解的全程可视化。利用“电子教室”的远程传输功能，教师可以在实验课前将相关的课件、指导书等各种电子资源快速分发给学生机；通过“电子教室”的广播演示功能即可将实验步骤及实验过程中发现的一般性问题清晰准确地讲解给学生；讲解或实验过程中学生甚至可以通过“电子举手”等对话功能将所遇到的问题反映给教师，随时向教师提问。将传统讲堂搬进实验室，利用先进的网络平台进行教学虽然增加了教师的课前准备时间和课堂工作量，但是大大提高了有限课堂时间内的授课效率。授课方式变得活泼生动，学生对授课及实验细节的掌握程度也要远远好于传统板书或投影仪授课方式。
三、开放式实验教学改革
嵌入式系统以应用为中心，嵌入式工程技术人才的培养也离不开实践环节的锻炼。“嵌入式系统设计”课程是一门强调理论知识联系实际应用的课程，学生必须在实验中通过项目实践锻炼才能真正了解嵌入式系统设计的相关知识，掌握嵌入式驱动程序和应用软件开发的主要过程。[9]高校传统的实验教学方式一般采用填鸭式教学。在教师讲解实验大纲后，学生根据其中的实验目标和实验步骤进行验证式实验。学生缺乏主观能动性，难以满足嵌入式系统课程开设综合性设计性实验的需要，无法真正激发学生的创新意识、培养其实践动手能力。
为了解决上述问题，实现河南工业大学电气工程学院应用型工程技术人才的培养目标，必须要进行嵌入式系统课程的实验教学改革。为此，实验室筹措经费大力改进实验环境，购置了多套典型的周立功easyaRm2131开发套件、博创Up-netaRm2410-S嵌入式实验平台以及Up-iCe200仿真器、扩展板、网络摄像头、嵌入式操作系统、仿真软件等配套软硬件，为嵌入式系统相关课程的开放实验教学改革提供了良好的条件。另一方面，在实验组织形式上采用了开放式实验教学模式。开放实验室为学生提供了优良的硬件设施和实验场所。实验课前教师根据近期所讲授的理论知识制订部分小型项目课题，学生可从中选题或自带课题。在实验过程中将解决实际应用问题的思想作为实验教学切入点，以项目驱动的方式促使学生分模块、分任务针对实际应用问题进行分析；引导学生根据所学的嵌入式软硬件开发方法实现项目提出的软硬件开发目标或解决开发过程中的实际应用问题。指导教师注意在实验过程中给予学生必要的指导并在实验结束后及时进行总结点评。经过对实验效果的对比验证，开放式实验教学模式强调以学生作为实验中心，充分发挥、调动了学生的主观能动性和创造性，是传统实验教学改革的一次有益尝试。
四、教材和师资队伍建设
1.课程教材建设
教材是课程资源的载体和媒介，在教学活动中发挥着至关重要的核心作用。[10]国内高校嵌入式系统相关课程的开设时间较短，开课较早的清华大学、上海交通大学、华中科技大学等高校嵌入式系统的授课历史也只有十年左右。此外，嵌入式系统一般都是“软硬结合”，授课内容与实验室中嵌入式实验平台所用的微处理器类型密切相关，因此市场上很难找到合适的嵌入式系统课程通用教材。经过历年的嵌入式系统教学实践探索，笔者迫切感觉到该课程教材建设的重要性。
为此，自嵌入式系统开课之初，笔者就结合所选的嵌入式硬件实验平台编写了《嵌入式系统实验指导书》等校内讲义。在历经多次试用、补充、修改完善并总结多年教学经验的基础上，笔者所在的嵌入式系统教学团队积极筹划高水平教材的建设，组织优秀师资力量编写了《嵌入式系统设计》，并已被列入“普通高等教育电气工程与自动化（应用型）‘十二五’规划教材”和“河南工业大学校级规划教材”的编写计划。该教材坚持“基本理论适度、注重工程应用”的基本原则，在介绍嵌入式系统软、硬件设计基本方法的基础上着重实践嵌入式系统项目的开发流程。该配套教材重视知识更新和实用性，具有较强的学科前沿性和针对性；同时文后增加了工程设计实例，注重理论与实践相结合，使学生在学习过程中做到理论知识与实践技能的融会贯通，可有效提高学生对理论知识的掌握程度和实践动手能力。
2.师资队伍建设
开放式实验教学模式改革对师资队伍的建设提出了全新的挑战。与传统实验教学模式相比，教师课前要布置并不断更新贴近实际应用的开放式项目课题；实验过程中需要对现场涌现出来的各种问题及时给予解答、指导；由于嵌入式技术的快速更新，教师在课余也要不断了解嵌入式系统的最新技术信息。“嵌入式系统设计”等系列课程的教学需要有一支基础知识扎实、实践经验丰富的教师队伍。因此，学院抽调精干师资力量组建了嵌入式系统教学团队。一方面督促教师不断提高自己的业务素质，鼓励教师多次参加北京博创科技、北京旋极信息等业内知名公司组织的培训、讲座；另一方面也提倡教师积极参与嵌入式相关的企业横向课题的研发工作，提升教师自身的研发能力。这些措施使得嵌入式系统教学团队的业务素质和授课水平有了较大的提高。
五、结语
河南工业大学电气工程学院“嵌入式系统设计”选修课程自2007年开设以来，选课人数不断增加并获得了学生的好评。随着嵌入式技术的快速发展和社会对嵌入式研发人才要求的不断提高，电气工程学院嵌入式系统教学团队十分重视嵌入式系统课程的教学研究和教学改革，相继荣获河南省教育科学研究优秀成果一等奖、河南省素质教育理论与实践教育教学一等
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奖并培养学生获得多个部级大学生科技竞赛的奖励。在以往多年教学实践的基础上，教学团队积极改革教学方法，采用多种教学手段，使学生掌握好嵌入式系统理论基础的同时真正做到了理论联系实践和学以致用，为后续相关课程的学习和嵌入式系统课题的研发打下了良好的基础。
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