時間：2022-10-04 21:04:34
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇嵌入式課程設計總結(jié)，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關鍵詞：獨立學院嵌入式課程設置課程改革優(yōu)化
中圖分類號：G423.04
引言
以我校（武漢長江工商學院）為例，電子信息工程專業(yè)主要培養(yǎng)能在信息通信、電子技術、智能控制、計算機與網(wǎng)絡等領域和行政部門從事各類電子設備和信息系統(tǒng)的科學研究、產(chǎn)品設計、工藝制造、應用開發(fā)和技術管理的應用型工程技術人才，因此，我們以培養(yǎng)應用型人才為目標制定了培養(yǎng)方案。
課程設置現(xiàn)狀
在我們的培養(yǎng)方案中，除了專業(yè)基礎課程（C語言程序設計、電路分析、電工基礎、數(shù)字電路、模擬電路）外，有兩條主線：嵌入式方向與信號處理方向。其它方向如微電子、射頻、無線電等方向，考慮到我們學生的基礎以及培養(yǎng)方案總課時的要求，最終選擇了嵌入式與信號處理兩個方向，當然，隨著社會的不斷發(fā)展，以后的培養(yǎng)方案可能會考慮微電子等較新的方向。
之所以選擇嵌入式硬件方向為我們的一條主線是因為嵌入式系統(tǒng)是當前很熱門而且很有發(fā)展前景并且對于學生而言也是比較好就業(yè)的應用領域之一。嵌入式系統(tǒng)在智能化家居、家電，汽車電子、醫(yī)療、交通等各個方面都有應用，我們的生活已經(jīng)離不開嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是軟硬結(jié)合的技術，我們以硬件設計為主設置了我們的課程如下：
表1：嵌入式方向的課程設置
圍繞ARM嵌入式技術這門課，還有微機原理、單片機、EDA、DSP等課程及相關實驗。
學習了微機原理和單片機這兩門課后再學習嵌入式，學生更容易入門，因為嵌入式本身是從單片機發(fā)展而來，并且在微機原理與單片機這兩門課程中，我們以匯編指令為主，主要是考慮到做嵌入式系統(tǒng)除了了解ARM處理器工作原理和接口技術還要了解ARM的匯編指令系統(tǒng)。
考慮到嵌入式開發(fā)的發(fā)展方向與相關領域，我們還設置了EDA技術與DSP技術兩門課。數(shù)字圖像壓縮技術是嵌入式的應用領域之一，主要是掌握MPEG編解碼算法和技術和DSP技術，另外，為追求更高速的信號處理速度，現(xiàn)在一些速度要求較高場合，有不少公司是將一些DSP算法用硬件來實現(xiàn)，這就涉及到HDL數(shù)字電路設計技術及其FPGA/IP核實現(xiàn)技術。這也是我們將EDA技術與DSP技術這兩門課作為這個方向的專業(yè)課程的原因。
課程改革思路
首先是微機原理與單片機這兩門課，目前我們開設《微機原理與接口技術》理論課54課時，實驗課18課時，《單片機原理及其應用》理論課54課時，實驗課18課時，課程設計36課時。微機原理課程主要是幫助學生理解一款微型計算機的工作原理、結(jié)構、匯編語言編程及其接口電路，為以后的進一步學習不同的CPU以及計算機應用打下基礎。目前我們的教學還是以8086/8088作為微機原理主講芯片，其難度較大，與實驗教學和學生在課外的實際應用（如參加電子設計系列競賽、制作小作品、畢業(yè)論文、課程設計等）脫節(jié)，教學效果不理想。
隨著半導體技術的進步，處理器從單核時代進步到了多核時代，并且將來處理核的數(shù)目將會越來越多。隨著多核技術的發(fā)展，可能不久的將來大多數(shù)的軟件開發(fā)都將以多核芯片為基礎硬件平臺，隨之而來的是編程語言、數(shù)據(jù)結(jié)構、算法理論、軟件工程等都將隨著多核的出現(xiàn)而進行修訂，對我們專業(yè)而言，要考慮的主要是計算機硬件方向的課程設置要進行調(diào)整以適應多核時代的到來。經(jīng)過調(diào)研與研討，我們決定將上述兩門課整合優(yōu)化為《單片機原理與接口技術》54課時及《多核架構與編程技術》54課時。前瞻性的將多核架構及編程技術引入到獨立學院電子信息工程本科培養(yǎng)方案中，將培養(yǎng)方案中的專業(yè)基礎知識進行綜合與升華，幫助學生，順應市場格局變化，接受新技術新理念，建立系統(tǒng)、完整的專業(yè)基礎理論體系，培養(yǎng)學生綜合應用能力與創(chuàng)新型思維，提高動手實踐能力，開拓學生的專業(yè)學術視野。使我們的學生能順應時代的變化，在硬件、軟件方面能夠更好地了解多核思想及編程技術，以適應高新技術的飛速發(fā)展的需要。
其次是EDA技術與數(shù)字電路的整合。目前我們開設《EDA技術》理論課34課時，實驗課18課時，課程設計18課時，《數(shù)字電路》理論課54課時，實驗課18課時，課程設計36課時。這兩門課在實驗和課程設計的內(nèi)容上有一定的重復。我們可以將這兩門課整合成一門課《數(shù)字電路與VHDL》，理論課72，實驗課18，課程設計36課時，改變原有的教學模式和教學內(nèi)容，建立新的實驗體系，讓學生感受2種不同的設計方法，擺脫傳統(tǒng)的人工設計方法與思維模式，提高學生的創(chuàng)新意識與競爭能力，適應市場的需要。
最后是ARM嵌入式技術，目前我們以ARM7進行理論教學，以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境進行實驗，理論課36學時，實驗課18學時，只能滿足低端教學任務。在最初制定教學計劃，大部分ARM系統(tǒng)都是基于ARM7處理器，但是隨著更多應用在嵌入式系統(tǒng)中的實現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)設計向著更高級、更復雜的方向發(fā)展，現(xiàn)在基于ARM9處理器的產(chǎn)品越來越多，我們的教學要與時俱進，教學內(nèi)容也要進行升級為以ARM9進行教學。從ARM體系結(jié)構的教學內(nèi)容上看，ARM9的指令集完全兼ARM7，教學上沒有任何區(qū)別。并且學生們面對的編程模型和架構基礎也保持一致。
本校電子信息工程專業(yè)實行3+1培養(yǎng)模式，所有課程安排在大一到大三完成，大四學生全部參加實習，現(xiàn)有培養(yǎng)方案中，專業(yè)基礎課排在第三、四學期，專業(yè)課基本壓縮在第五、六學期，比如上面提到的微機原理安排在第五學期，單片機、EDA技術、ARM嵌入式技術安排在第六學期。通常在第六學期，一部分學生忙于考研，一部分學生忙于找工作，精力沒有全部用于學習專業(yè)知識上，但是，經(jīng)過上面的整合后，我們可以將單片機以及ARM嵌入式技術提前一個學期，再將EDA技術提前兩學期，讓學生們在整個大學的學習過程中，盡早的接觸到專業(yè)課程，提高學生們的學習興趣，這不僅可以讓一部分想?yún)⒓与娮釉O計系列競賽的同學可以盡早的進行系統(tǒng)學習，也可以讓準備考研和找工作的同學投入更多精力學習專業(yè)知識。
參考文獻
中圖分類號：G642
0 引 言
大規(guī)模在線開放課程（massive open online course， MOOC）是基于課程與教學以及網(wǎng)絡和移動智能技術發(fā)展起來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MOOC平臺的課程講座視頻、嵌入式課程進行測試與評估以及師生在線互動，教與學隨時隨地都可以發(fā)生[1]。然而，MOOC在迅速發(fā)展的同時，由于其自身存在的一些不可避免的問題，使得MOOC飽受爭議。沒有規(guī)模限制、沒有先修條件、MOOC注冊率高而完成率低以及師生不能深入交流等問題日漸凸顯，且難以得到有效解決[2]。因此，MOOC被不斷改進，許多新的教學模式應用到MOOC中，彌補之前MOOC的不足，超越了原有的MOOC模式，MOOC已經(jīng)進入后MOOC時代。
在后 MOOC時代涌現(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MOOC來說的，這一概念最早是由美國加州大學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的先進思想，將 MOOC的潛能更好地發(fā)揮出來，變革傳統(tǒng)的教學結(jié)構，實現(xiàn)對現(xiàn)行課堂的有效翻轉(zhuǎn)，最終提高教學質(zhì)量。SPOC把學習的人數(shù)進行了限制，通常限定在幾十人到幾百人之間，不同于MOOC同一課程擁有注冊人數(shù)幾十萬甚至幾百萬，另外，SPOC在MOOC的基礎上增加了教師和學生面對面的交流。相比之下， SPOC的學習活動更加靈活高效，能滿足學習者個性化學習的需求[4]。
嵌入式課程是信息技術行業(yè)的核心課程，在國外信息類人才培養(yǎng)中尤其得到重視。目前，嵌入式軟件市場的規(guī)模劇增，已形成一個充滿商機的巨大產(chǎn)業(yè)，并且成為整個軟件業(yè)的發(fā)展支柱[5]。在家電、手機、各種數(shù)碼產(chǎn)品等都向智能化方向發(fā)展的今天，嵌入式技術越來越成為當前最熱門、最具發(fā)展前景的IT應用領域，吸引越來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模式，通過SPOC充分利用MOOC平臺上的教學視頻資源，并與翻轉(zhuǎn)課堂有機結(jié)合應用到課堂教學中。SPOC與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的方式可以提高學生的學習主動性、增強學生的動手能力、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，使學生能夠獨立地進行項目開發(fā)和編程。
1 傳統(tǒng)教學模式存在的問題
嵌入式課程是計算機課程的重要組成部分，嵌入式課程包含Linux系統(tǒng)應用、嵌入式系統(tǒng)設計和嵌入式系統(tǒng)案例分析等實踐性較強的多門課程，這些課程采用傳統(tǒng)的教學模式存在以下問題：
（1）在傳統(tǒng)的教學模式下，老師的授課時間有限，只能單方面把課程的內(nèi)容傳授給學生，沒有與學生交流的機會。
（2）部分學生存在惰性，老師講多少就聽多少，并不實際動手練習，導致僅理解理論內(nèi)容，卻不會實際應用。
（3）大部分學生在實踐活動中虎頭蛇尾，一遇到困難就輕易放棄，沒有解決難題的決心，從而也無法真正的掌握和理解所學知識。
（4）傳統(tǒng)的教學模式只重視成績和分數(shù)，泯滅了學生動手實踐的欲望，導致學生缺乏創(chuàng)新能力。
SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的教學模式提供一個新的思路：如果學生能夠在課前完成相關知識的學習，就會減少教師課堂講授時間，從而留給學生更多的時間進行實踐、參與交流討論和獲得教師的指導，解決學生只停留在對理論內(nèi)容的理解、動手機會少、不會將所學內(nèi)容應用到實際的項目開發(fā)中去的問題。
2 基于SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂的嵌入式課程教學方法
基于SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂的嵌入式課程教學方法可以分為四個階段：前端分析、課程設計、課堂教學和評價，具體模式如圖1所示。
2.1 前端分析
任何課程開始前都必須進行前端分析，這樣設計出的教學資源才具有針對性、個性化，因此，前端分析對一門課程設計的成功與否起到非常關鍵的作用。本文中，前端分析涉及3個要素，分別為學習對象、教學內(nèi)容和學習環(huán)境。
學習對象主要包括學生年級、學生已經(jīng)學過的相關課程以及對學過課程的掌握情況。嵌入式課程分為硬件課程和軟件課程，因此課程的設置應該分為3個階段：第1階段為嵌入式硬件開發(fā)，作為嵌入式軟件開發(fā)的平臺基礎；第2階段為嵌入式軟件開發(fā)；第3階段為嵌入式綜合開發(fā)實踐。單片機原理等基礎理論課程是學好嵌入式硬件開發(fā)的基礎，嵌入式軟件課程包括嵌入式操作系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)應用等課程，只有將以上課程學好才能進行嵌入式綜合開發(fā)實踐。
教學內(nèi)容研究應該從理論和實際開發(fā)能力兩方面入手。理論方面，對于C語言、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結(jié)構、單片機原理、計算機網(wǎng)絡等前導課程，教師要在保證理論授課學時的前提下，適當增加或強調(diào)嵌入式開發(fā)中必需的知識基礎，以保證后續(xù)嵌入式開發(fā)課程的順利進行。在實際開發(fā)能力方面，教師要強化和規(guī)范嵌入式硬件課程、嵌入式軟件課程、嵌入式綜合開發(fā)實踐課程中的實踐環(huán)節(jié)，為學生配備齊全的軟、硬件開發(fā)環(huán)境，讓學生通過動手實踐掌握所學的內(nèi)容。
學習環(huán)境主要包括傳統(tǒng)的課堂教學環(huán)境和基于MOOC的在線學習環(huán)境，將課堂教學和在線學習結(jié)合起來，提高教學質(zhì)量。
2.2 課程設計
課程設計主要包括教學視頻、教學大綱、拓展資源、測試作業(yè)幾個部分。根據(jù)教學需要，教師可以充分利用MOOC平臺上優(yōu)質(zhì)豐富的教學資源，對其進行編輯和整合，設計成富有邏輯結(jié)構的視頻資源上傳到網(wǎng)絡教學平臺。教師還可以將電影錄像、電子書、其他資料等作為拓展資源提供給學生。測試作業(yè)包含測試題和大作業(yè)，測試題至關重要，學生可以帶著問題去觀看教?W視頻，也可以看完教學視頻后做測試題，這樣有助于學生對重點、難點的理解與掌握，進而提高學生的學習效率和學習質(zhì)量；大作業(yè)用來綜合性的測試學生的學習情況，需要由一組學生來共同完成，大家一起討論，相互激發(fā)靈感，這種方式可以提高學生們的創(chuàng)新意識和團隊意識。
2.3 課堂教學
課堂教學階段在整個教學模式中的地位十分重要。在課程開始前，根據(jù)學生原有的知識基礎、學習個性和風格等信息將學生進行異質(zhì)分組，并選出每個學習小組的組長。
課堂教學的實施過程借鑒翻轉(zhuǎn)課堂模式，翻轉(zhuǎn)課堂是推動師生互動、激發(fā)學生學習興趣的有力手段，真正體現(xiàn)“以學生為中心”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和難點；另一種側(cè)重于對實際項目進行分析和講解。
第一種形式要求學生在課前通過MOOC平臺上提供的教學視頻，學習嵌入式課程的基礎知識，然后，通過完成測試題驗證對知識點的掌握情況。在課堂教學過程中，學生針對教師在課前提出的問題進行討論，并采用輪流的方式對本次課的重點和難點進行講解。在該門課程的課堂教學中，每名學生至少有一次機會講解知識點。最后，教師對課程內(nèi)容的重點、難點進行說明，并對知識內(nèi)容進行系統(tǒng)化的總結(jié)和梳理。
第二?N形式通過大作業(yè)的方式，以小組為單位，共同完成一個項目。大作業(yè)是對學生學習本門課程的綜合性考察，嵌入式軟件開發(fā)的作業(yè)可以是多進程程序編寫、管道通信、Linux環(huán)境下“生產(chǎn)者與消費者”的實現(xiàn)等。嵌入式實踐開發(fā)的作業(yè)可以是智能家居、智能停車場等。在課堂教學過程中，小組組內(nèi)成員之間、各小組成員之間針對大作業(yè)的內(nèi)容相互討論，并每組選出一個代表對自己組的作業(yè)完成情況進行匯報展示，學生之間共同鑒賞、互相評價。教師可以在每名學生展示作品或?qū)W習成果后進行逐一評價，也可在所有學生成果展示完畢后做最后的總結(jié)，教師最終對學生的學習成果進行總結(jié)和評價。
課后主要是學生對學習進行復習和鞏固，檢驗自己掌握知識的情況，分享課中學習的感悟與收獲。教師則針對大家課上提出的問題進行反思和總結(jié)，對課程知識進行系統(tǒng)化的梳理和總結(jié)，并根據(jù)學生課上的表現(xiàn)、反應以及學生在學習過程中的意見對課前、課中階段進行及時調(diào)整。
2.4 評 價
評價環(huán)節(jié)既要體現(xiàn)評價主體的多元化又要注重評價樣式的多樣化，關注學生的效果，采用形成性評價和總結(jié)性評價兩種評價相結(jié)合的方式。
形成性評價包括多個因素：登錄網(wǎng)絡教學平臺的次數(shù)、下載教學視頻的次數(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等多個方面。小組成員間互評主要從學生與對小組其他成員討論問題的情況、參與小組活動情況以及對小組的貢獻等方面出發(fā)，對自己和小組成員作出評價。這種評價方式有利于學生更好地參與到小組學習活動中，能夠提高組內(nèi)成員間合作學習的積極性，同時，教師對學生的評價也同等重要，教師應該根據(jù)以上因素對學生進行評價，給出學生的平時成績。
總結(jié)性評價則主要包括學生的平時測驗、作業(yè)完成質(zhì)量和期末考試成績。最后，教師根據(jù)形成性評價和總結(jié)性評價的一定比例給學生最終量化分數(shù)。
嵌入式系統(tǒng)的研究內(nèi)容較為寬泛，其中主要包括嵌入式硬件設計和軟件設計。嵌入式軟、硬件設計的教學內(nèi)容的選取原則應是適合本科生學習、與課程學時匹配、并具有較好的課堂展示效果。因此嵌入式課程教學內(nèi)容的合理選取對課程授課效率和學生的學習效果起著至關重要的作用。
（一）嵌入式系統(tǒng)課程硬件設計教學內(nèi)容的選取
嵌入式系統(tǒng)硬件是嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分，是嵌入式系統(tǒng)與實際環(huán)境交互的載體，其性能的優(yōu)劣直接影響嵌入式系統(tǒng)的可靠性和實時性，決定嵌入式系統(tǒng)設計的成敗，因此硬件設計在嵌入式系統(tǒng)設計中處于十分重要位置。在嵌入式硬件教學中，嵌入式課程的首先需要向?qū)W生介紹嵌入式系統(tǒng)的硬件在系統(tǒng)中的作用，并以日常生活中常見的嵌入式系統(tǒng)設備為例（例如手機、MP3播放器等等）直觀的講解嵌入式系統(tǒng)硬件結(jié)構，幫助學生建立嵌入式硬件系統(tǒng)的基本概念。在此基礎上，嵌入式系統(tǒng)課程應著重講授嵌入式系統(tǒng)硬件體系結(jié)構，從硬件體系結(jié)構的三個層次給學生講解嵌入式系統(tǒng)硬件設計。
1.嵌入式處理器，它是嵌入式系統(tǒng)的核心部件，負責整個嵌入式系統(tǒng)的運行。嵌入式處理器選型原則是硬件設計的重要教學內(nèi)容之一，嵌入式系統(tǒng)課程應能引導學生了解處理器選型時應考慮的因素，如處理器性能、價格以及可獲得的技術支持等等，培養(yǎng)學生根據(jù)種嵌入式處理器的特點和實際工程需要對處理器選型能力[3]，為其后續(xù)嵌入式硬件設計的學習奠定基礎。
2.嵌入式系統(tǒng)的電路，主要包括嵌入式系統(tǒng)存儲器、時鐘電路、數(shù)據(jù)端口、復位電路和系統(tǒng)電源電路等等，其中，時鐘電路、復位電路和系統(tǒng)電源電路為嵌入式系統(tǒng)最基本單元，具有這三個基本單元和處理器單元的系統(tǒng)即可正常工作，也稱其為嵌入式最小系統(tǒng)。嵌入式課程應能幫助學生了解嵌入式系統(tǒng)電路種類、功能及其設計方法，建立嵌入式最小系統(tǒng)的概念。
3.嵌入式系統(tǒng)外部設備，主要是指嵌入式系統(tǒng)與真實環(huán)境交互的各種設備，包括外存儲設備（如FlashCard）、IO設備（如鍵盤、鼠標等）、打印設備（如打印機）。在學生了解嵌入式系統(tǒng)硬件的三個層次的基礎上，嵌入式課程應選擇一款適合課堂教學的處理器，并具體的講解嵌入式硬件的各個電路的設計內(nèi)容、設計方法和設計目標。嵌入式課程硬件教學在選擇處理器作為授課和研究對象時，應該考慮應用廣泛且學習難度較低的嵌入式微控制器。在眾多的嵌入式微處理器中，ST公司于2011年推出的基于Cortex-M4內(nèi)核的STM32F104微處理器具有廣闊的市場應用前景，廣泛應用于工業(yè)控制、多媒體、精密儀器、家電等各個領域，STM32F104微處理器對于初學者來說具有開發(fā)簡單、直觀并且可獲取豐富的網(wǎng)絡支持的特點，因此本文以基于STM32F104微處理器的嵌入式系統(tǒng)為課程硬件教學內(nèi)容，介紹STM32F104微處理器的主要特性，如處理的主頻、字長等，并以框圖形式介紹STM32F104微處理器的內(nèi)部結(jié)構和片上的各個功能模塊，如片上內(nèi)存、片上AD和DA轉(zhuǎn)換器、各種通信接口等。同時，任課教師應指導學生如何閱讀芯片的英文數(shù)據(jù)手冊，掌握英文數(shù)據(jù)手冊的章節(jié)安排和閱讀方法，提高學生英文文獻的閱讀水平，并能從中快速獲取芯片的主要性能指標。在嵌入式系統(tǒng)電路設計教學中，嵌入式課程必須著重強調(diào)系統(tǒng)的電源電路設計、復位電路設計以及時鐘電路設計。
嵌入式電源電路設計教學主要向?qū)W生介紹電源電路的兩種類型，即線性電源和開關電源，以及兩種電源電路的拓撲結(jié)構、工作原理和各自特點以及應用場合，并在此基礎上向?qū)W生介紹2~3種常用的電源控制芯片，如線性電源常采用LM7805、AMS1117-3.3等線性穩(wěn)壓芯片，開關電源則常采用LM2596、MP2359等開關電源芯片，簡單介紹各個電源芯片的主要參數(shù)，如輸入電壓范圍、輸出電流等參數(shù)等。嵌入式系統(tǒng)時鐘電路設計的課程教學主要向?qū)W生介紹兩種類型的時鐘電路，即無源晶體和有源晶振電路，講解這兩種類型時鐘的特點和應用場合以及時鐘電路設計的注意的事項，并用多媒體給出兩種類型電路結(jié)構，向?qū)W生分析電路中各個元件的作用。嵌入式系統(tǒng)復位電路教學需向?qū)W生介紹兩種類型的嵌入式復位電路，即阻容式復位和專用復位芯片復位，介紹兩種電路的特點，同時介紹幾款常用的專用復位芯片(如MAX811)，讓學生掌握嵌入式系統(tǒng)復位電路的設計方法。如果說嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的大腦，那么嵌入式系統(tǒng)的IO設備是嵌入式系統(tǒng)的四肢，是和現(xiàn)實世界交互的設備，嵌入式系統(tǒng)IO設備的教學需引導學生建立嵌入式系統(tǒng)中IO設備的概念，并舉例說明嵌入式系統(tǒng)常用的一些IO設備，如嵌入式顯示屏、鍵盤、打印機等。在IO設備的教學中，課程應首先介紹IO設備與嵌入式處理器的接口技術，分別介紹并行接口和串行接口，指導學生學習接口類型，并根據(jù)實際工程需要選擇不同接口類型的IO設備，同時引導學生掌握各種接口的時序，并能夠熟悉幾種常用的接口類型，如I2C、Intel式并行口、SPI等接口以及各種接口的數(shù)據(jù)傳輸速率和物理接線數(shù)目等。
（二）嵌入式課程軟件設計教學內(nèi)容的選取
嵌入式軟件是嵌入式系統(tǒng)的靈魂，與嵌入式硬件一起作為嵌入式設計的核心內(nèi)容，因此，嵌入式系統(tǒng)軟件設計是嵌入式課程授課的重要內(nèi)容之一。嵌入式軟件教學應注重培養(yǎng)學生的嵌入式軟件開發(fā)能力，向?qū)W生講解嵌入式系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構，即嵌入式軟件可分為應用程序、應用程序接口、嵌入式操作系統(tǒng)、硬件設備驅(qū)動程序，加強學生對各個軟件層次的把握。嵌入式軟件設計授課需要向?qū)W生講授各軟件層的功能與特點、嵌入式軟件開發(fā)所需要具備的先行課程知識，明確嵌入式實時操作系統(tǒng)是嵌入式軟件的核心，引導學生根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構學會軟件設計的分工。嵌入式課程應能夠向?qū)W生介紹幾種目前較為流行的嵌入式操作系統(tǒng)，讓學生對目前常用的嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展狀況及其主要特點有所了解。目前，嵌入式實時操作系統(tǒng)可分為兩種類型，即商用型和免費型，商用型操作系統(tǒng)有Vxworks、Wince、PalmOS等，商用型操作系統(tǒng)功能穩(wěn)定、可靠，有完善的技術支持和售后服務，但是價格昂貴；免費型操作系統(tǒng)在價格方面具有較大的優(yōu)勢，主要以Linux為代表，嵌入式系統(tǒng)課程應要求學生能夠熟悉并掌握一種嵌入式操作系統(tǒng)的基本原理和使用方法。
μC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)是一種規(guī)模較小和源碼開放的嵌入式操作系統(tǒng)，比較適合初學者學習和課堂教學，特別是學生在具備μC/OS-II操作系統(tǒng)基礎和學習經(jīng)驗之后，再學習某些大型的操作系統(tǒng)（如嵌入式Linux）則可大大提高學習效率并獲得較好的學習效果，因此本文選取μC/OS-II操作系統(tǒng)作為嵌入式操作系統(tǒng)的授課內(nèi)容和研究對象，并以μC/OS-II操作系統(tǒng)為例講授基于嵌入式系統(tǒng)的應用程序開發(fā)、驅(qū)動程序開發(fā)以及圖形用戶接口的使用方法。同時，嵌入式軟件教學需向?qū)W生介紹嵌入式軟件開發(fā)工具和開發(fā)平臺，其中主要介紹交叉開發(fā)系統(tǒng)調(diào)試結(jié)構和使用方法。嵌入式交叉開發(fā)系統(tǒng)由宿主機系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和目標機系統(tǒng)構成[4]，嵌入式課程教學需要幫助學生直觀的了解嵌入式軟件開發(fā)的工作形式、嵌入式軟件開發(fā)需要具備哪些條件和做哪些準備工作。同時，嵌入式課程需要向?qū)W生講解1~2種嵌入式微處理器的上位機開發(fā)軟件，目前STM32F104微處理器的軟件開發(fā)普遍采用KeilμVision開發(fā)軟件以及JLINK仿真器，則嵌入式課程需要向?qū)W生介紹KeilμVision開發(fā)環(huán)境設置方法、工程項目的建立方法、JLINK仿真器硬件連接方式以及驅(qū)動程序安裝方法，使得學生能夠自主構建基于STM32F104微處理器的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件開發(fā)平臺，并能在此開發(fā)平臺上新建工程項目、下載程序、仿真運行、斷點跟蹤調(diào)試等。
二、嵌入式系統(tǒng)教學方式的優(yōu)化
在嵌入式系統(tǒng)教學過程中，任課教師必須研究和制定一套有效的教學方式，合理安排課程授課內(nèi)容順序，注重知識的承前啟后，對嵌入式系統(tǒng)的一些先行課的相關章節(jié)知識點需要進行必要的復習，比如在硬件設計中，需復習模擬電路、數(shù)字電路、微機原理及接口技術等課程的相關知識點，在嵌入式軟件設計教學中，需復習C語言程序設計、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構等課程，為嵌入式系統(tǒng)課程作必要的準備。
（一）嵌入式課程硬件設計教學方式改革
嵌入式硬件設計教學中，任課教師可在課堂上準備一些實驗設備[5]，將軟、硬件實驗直接融合到理論課程的教學中，在課堂上首先向?qū)W生展示一塊嵌入式系統(tǒng)硬件電路板，如STM32F104應用開發(fā)電路板，讓學生近距離觀察電路結(jié)構和板上的各種元器件，并作簡要介紹，使得學生能夠直觀的認識嵌入式系統(tǒng)硬件電路，然后以提問的方式引導學生對電路圖如何設計和生成產(chǎn)生興趣，授課教師此時可介紹嵌入式硬件設計步驟以及電路設計的相關軟件，讓學生了解嵌入式硬件原理圖和印制電路板圖（PCB圖）設計過程和設計方法。在此基礎上，授課教師在課堂上以一個簡單的嵌入式電路系統(tǒng)為例，現(xiàn)場安裝Protel電路圖繪制軟件，講解并演示電路原理圖和PCB圖的繪制步驟和方法。在電路圖設計的演示之后，授課教師應給學生講解硬件電路的調(diào)試過程和調(diào)試方法，讓學生掌握嵌入式電源電路、時鐘電路、接口電路的調(diào)試方法，并在課堂上現(xiàn)場演示硬件調(diào)試，最后以處理器的一個IO接口控制的LED燈閃爍為例，編寫LED燈閃爍的例程，讓學生直觀的把握嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法。
（二）嵌入式課程軟件設計教學方式優(yōu)化
嵌入式軟件教學的主要內(nèi)容是嵌入式操作系統(tǒng)的移植方法、使用方法和應用程序編寫。授課教師在講解嵌入式操作系統(tǒng)的使用方法時，可在課堂上利用多媒體教學手段基于μC/OS-II的操作系統(tǒng)編寫應用程序，在操作系統(tǒng)的每個任務的主循環(huán)中添加斷點，讓學生直觀的感受操作系統(tǒng)多任務切換機制，并以一個簡單的軟件例程，要求學生現(xiàn)場進行構思，開展廣泛的交流，然后將學生構思的各種方案在多媒體上進行現(xiàn)場編程實現(xiàn)、輸出結(jié)果，讓學生對自己方案的正確性、合理性有直觀的認識和理解，并促使其對方案進行修正，以使學生迅速掌握μC/OS-II的操作系統(tǒng)的使用方法和應用程序設計方法。
三、嵌入式系統(tǒng)實驗和實踐教學的優(yōu)化
實驗教學和實踐教學是教學過程中重要環(huán)節(jié)，可提高學生對理論知識的理解和把握，培養(yǎng)學生工程實踐能力、獨立思考解決問題的能力。學生可以通過實驗來驗證理論課程知識，對于課堂上的例程，學生可以通過自己的學習和理解對其進行修改，然后進行實驗，驗證其修改正確與否，這是一種極其有效的學習方法。嵌入式系統(tǒng)課程設計是嵌入式系統(tǒng)課程的工程實踐環(huán)節(jié)，旨在訓練學生的動手實踐能力和培養(yǎng)學生的方案論證能力、工程項目設計和開發(fā)能力，適應學生就業(yè)和社會需求。
（一）嵌入式課程實驗教學
嵌入式實驗教學需要向?qū)W生詳細介紹實驗系統(tǒng)的拓撲結(jié)構、電原理圖和系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境，并以一個簡單的例程引導學生熟悉和如何使用實驗系統(tǒng)的硬件電路和軟件開發(fā)環(huán)境以及實驗操作步驟。實驗課程的章節(jié)內(nèi)容安排應遵循由簡入繁的原則，明確實驗方法、實驗步驟和實驗目的，引導學生從一個簡單的IO端口控制LED燈閃爍的例程開始學習，完成從新建工程、編寫程序、下載程序調(diào)試、觀看實驗結(jié)果的實驗過程，再以2~3個難度逐步增加的實驗，明確實驗目標（即實驗成功后應看到的實驗現(xiàn)象），激發(fā)學生的學習和動手實驗的興趣。學生在實驗期間遇到問題，指導教師應積極引導學生檢查問題并解決問題，而并非直接告訴學生答案，培養(yǎng)學生獨立思考和解決問題的能力。在學生正確完成實驗后，指導教師應積極鼓勵學生采用多種不同的軟件算法完成同一個實驗，提高學生的編程能力和拓寬學生的視野。在完成實驗的基礎上，指導教師應鼓勵學生在現(xiàn)有實驗系統(tǒng)的基礎上開發(fā)一些簡單的電子設備，如數(shù)字電子鐘、數(shù)字溫度計、計算器等，讓學生切身的感受到嵌入式技術的廣泛用途。
（二）嵌入式課程設計教學
嵌入式系統(tǒng)作為一門應用性很強的課程，進行項目化教學是課程設計教學改革的必由之路[6]。本文采用項目開發(fā)為驅(qū)動的課程設計形式，引導學生自主學習嵌入式硬件設計、操作系統(tǒng)移植、驅(qū)動設計、應用程序設計，以一個完整的項目開發(fā)作為課程設計任務，讓學生全面掌握嵌入式系統(tǒng)設計的全部過程，鞏固所學的理論知識。在課程設計選題方面，指導教師可提供一定數(shù)量設計課題，設計課題需具備較高的綜合性和可行性，難度適中，要能夠達到訓練學生嵌入式方案論證能力和軟、硬件設計能力的目的。學生也可根據(jù)自身的知識特點擬定課題，經(jīng)指導教師審核修改后進行課程設計，同樣，自擬課題也要達到綜合訓練的目的。課程設計的選題和實施應能培養(yǎng)學生的嵌入式方案論證和制定項目具體實施計劃的能力，規(guī)范學生的嵌入式項目開發(fā)方法和開發(fā)步驟。在嵌入式系統(tǒng)課程設計結(jié)束后，學校應提倡以學院為單位組織嵌入式系統(tǒng)設計大賽，進一步鍛煉學生嵌入式工程實踐能力，達到學以致用的目的。
四、結(jié)論
關鍵詞 嵌入式系統(tǒng);教學改革;課程建設
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B 文章編號: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)是以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟硬件可裁剪,對功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)[1]。20世紀90年代以來,嵌入式系統(tǒng)軟、硬件技術發(fā)展迅速,應用領域逐步擴大,嵌入式技術也成為最熱門、最有發(fā)展前途的計算機技術之一。
隨著嵌入式技術人才需求量的增加,許多高校的計算機、電子、通信、自動化等專業(yè)都相繼將嵌入式系統(tǒng)課程列入教學計劃。嵌入式系統(tǒng)作為一門較新的課程,其教學內(nèi)容的選擇、教學模式的確定、實驗教學的組織等問題,依然處于探索階段。
本文主要針對應用型本科計算機專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課程教學,對湘南學院在教學改革過程中取得的成果和經(jīng)驗加以總結(jié),提出一些改革措施和建議。
1 課程目標
目前社會所需的嵌入式人才是掌握電子設計及計算機相關知識的人才,也就是通常所說的硬件工程師和軟件工程師,而其中軟件設計人才約占80%左右[2]。硬件工程師主要由電子技術類專業(yè)的人員擔任,軟件工程師則主要為計算機類專業(yè)人員。
對于應用型本科計算機專業(yè)學生,嵌入式系統(tǒng)課程的教學目標是:通過本課程的學習,使學生了解和掌握嵌入式的基本概念、系統(tǒng)結(jié)構和嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的基本方法;能夠使用開發(fā)工具設計開發(fā)簡單的嵌入式系統(tǒng)設備驅(qū)動程序和應用軟件;為進一步學習和研究嵌入式系統(tǒng)打下基礎。
2 課程的特點
嵌入式系統(tǒng)是一門綜合性很高的計算機專業(yè)課程,所需基礎知識較多,涉及內(nèi)容廣泛,不僅涵蓋軟、硬件技術的很多方面,而且與通信、自動控制、電子等專業(yè)知識相關。要求學生具有較好的計算機軟、硬件基礎知識,教學的難度較大。嵌入式系統(tǒng)是一門實踐性很強的課程,只有通過實驗才能真正理解和掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的方法。
嵌入式系統(tǒng)具有非壟斷性的特點,沒有哪一個系列的處理器和操作系統(tǒng)能夠壟斷市場。主流產(chǎn)品的多樣性決定了嵌入式教學內(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,配備的實驗平臺也不一樣。
3 課程改革與實踐
3.1 教學中存在的主要問題
基于嵌入式系統(tǒng)課程的上述特點,嵌入式系統(tǒng)教學普遍面臨一些困難,存在一些問題,了解這些問題有利于在教學環(huán)節(jié)有針對性地采取措施進行改進。主要問題有:內(nèi)容多,課時少;沒有統(tǒng)一的經(jīng)典教材;實踐能力培養(yǎng)不夠,實驗課時不足,過于依賴實驗箱;學生對此課程的興趣小;師資力量較弱;等等。
3.2 相應的課程建設與改革實踐
1)教學內(nèi)容選擇。2004年IEEE和ACM對計算機類本科教育的課程體系進行設置時指出,嵌入式系統(tǒng)課程應包括以下內(nèi)容:嵌入式的發(fā)展歷程和概述、嵌入式微處理器、嵌入式軟件設計、實時操作系統(tǒng)、低功耗計算、系統(tǒng)可靠性設計、設計方法學、嵌入式系統(tǒng)設計工具、嵌入式多處理器系統(tǒng)設計、網(wǎng)絡化嵌入式系統(tǒng)、接口和混合信號系統(tǒng)等。講授全部這些內(nèi)容是不切實際的。目前,各高校嵌入式系統(tǒng)課程多為32～48課時,湘南學院為50課時,即便只講授其中的基礎和核心內(nèi)容,課時安排也非常緊張。
根據(jù)課程目標的要求,有所側(cè)重地選擇教學內(nèi)容,以軟件開發(fā)為主,包括應用軟件和驅(qū)動程序開發(fā),放棄硬件設計內(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。教學內(nèi)容包括主要的開發(fā)過程和技術,用少量簡單例子說明各環(huán)節(jié)的相關知識和開發(fā)方法。不追求多和復雜,而重視來龍去脈,既讓學生有全局觀,便于知識擴展和課后自學,又不會讓多、難、復雜的內(nèi)容嚇跑學生。湘南學院嵌入式系統(tǒng)課程的教學內(nèi)容如表1所示。
2)教材建設。確定了教學內(nèi)容之后,應該根據(jù)教學內(nèi)容為學生選擇一本合適的教材,教材應當包含盡可能多的教學內(nèi)容,并且在教學內(nèi)容的基礎上有所擴展。目前并沒有統(tǒng)一的經(jīng)典教材可供使用,現(xiàn)有的教材多但不實用。解決方法:選購現(xiàn)有教材+試驗箱提供的教材+自己補充內(nèi)容。湘南學院選用的教材是《基于ARM嵌入式Linux應用開發(fā)與實例教程》[1],補充內(nèi)容主要包括嵌入式系統(tǒng)概述、匯編語言和C語言混合編程、簡單的啟動程序和Linux常用命令,以及一些例子程序。此外,結(jié)合學院實際情況,積極展開自編教材和實驗指導書的相關工作。
3)實踐教學。針對嵌入式課程實踐性強的特點和實驗課時普遍偏少的現(xiàn)狀,引入“Learning by Doing”的教學思想,適當提高實驗課比例。建議將總學時的3/4安排為實驗課,把與實驗直接相關的理論帶到實驗課上講解。理論課占總學時的1/4左右,主要講授基礎知識、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,對學生開放實驗室也可以彌補實驗課時的不足,提高學生動手能力,特別是對于進行嵌入式課程設計和畢業(yè)設計的高年級學生。
在實驗教學中還存在過于依賴實驗箱的問題,學生只需按照試驗箱自帶的實驗指導書的步驟一步一步操作就可以輕松完成實驗。實驗箱就像一個“黑盒子”,學生對其中的功能實現(xiàn)不甚了解。針對這種情況,建議任課教師將實驗箱現(xiàn)有的例子程序作為參考例題,對題目進行一些修改后再作為學生的實驗題。包括實驗箱提供的驅(qū)動程序,不宜全部作為“黑盒子”直接調(diào)用,而是讓學生編寫最簡單的一兩種設備(比如LED和串口)的驅(qū)動,以了解驅(qū)動程序的開發(fā)方法。
4)興趣培養(yǎng)。興趣是最好的老師,只有學生對這門課程有了興趣,才會有更高的學習熱情和積極性,才能有更多收獲。為了提高學生對嵌入式系統(tǒng)課程的興趣,采取下面的幾條措施。
①在理論教學中,選擇簡單、基礎、易于理解的內(nèi)容及實際應用中最常用到的內(nèi)容來講解,難以理解和非常用的內(nèi)容則盡量不涉及,以減少學生學習時的挫折感。
②在實驗環(huán)節(jié),教師布置的實驗題目要集知識性、趣味性于一體,使學生能夠把所學的知識運用到解決一些趣味性的問題上,變被動學習為主動學習[3]。
③提前布置課程設計題目。在課程的前期就把課程設計的選題公布給學生,并且在其后的教學中盡量以課程設計中需要用到的功能作為例題或者實驗題,讓學生帶著問題和需求學習。
④注意發(fā)現(xiàn)對嵌入式系統(tǒng)有興趣的學生,提議他們將嵌入式系統(tǒng)設計作為畢業(yè)設計的選題之一。此外,鼓勵這部分學生參加大學生電子設計大賽等活動的嵌入式系統(tǒng)設計大賽,這樣既可以發(fā)掘和進一步培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)的人才,又可以通過這部分學生帶動其他學生的積極性。
5)師資隊伍建設。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展速度快,課程的實踐性強。嵌入式系統(tǒng)課程教師不僅應該具備扎實的理論基礎,還應具有較為豐富的實踐經(jīng)驗。針對教師理論基礎扎實但實踐經(jīng)驗不足的情況,學院采取“把授課教師送出去”的措施,選送教師到公司或者研發(fā)能力強的高校進行短則幾天、長則半年到一年的進修學習。到目前為止,大部分授課教師都有外出學習和培訓的經(jīng)歷,極大地提高了教師的實踐能力。另外,學院也在積極爭取“把實際項目請進來”,由教師組成開發(fā)團隊進行開發(fā),進一步豐富教師的項目經(jīng)驗。只有具備豐富的實踐經(jīng)驗,教師才能在教學中理論聯(lián)系實際,把握重點,激發(fā)學生的興趣,取得更好的教學效果。
4 結(jié)束語
上述改革措施已在學院的教學實踐中發(fā)揮了積極作用,顯示出成效,對各院校的嵌入式系統(tǒng)課程教學模式改革和課程建設具有一定的借鑒意義。不同院?？梢愿鶕?jù)自身及學生的特點,選擇教學內(nèi)容,調(diào)整教學方式,培養(yǎng)出更優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)的人才。
參考文獻
[1]林曉飛,劉彬,張輝.基于ARM嵌入式Linux應用開發(fā)與實例教程[M].北京:清華大學出版社,2007
關鍵詞：嵌入式技術； 教學方法
0前言
嵌入式技術是當今計算機技術中發(fā)展最快最熱門的技術，嵌入式技術在當今得到了極其廣泛的應用，已深入到各個應用領域，幾乎是無所不及，主導應用的潮流，以致一些學者斷言嵌入式技術將成為后PC時代的主宰。另伴隨著巨大的產(chǎn)業(yè)需求，我國嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的人才需求量也一路高漲，嵌入式開發(fā)將成為未來幾年最熱門最受歡迎的職業(yè)之一。嵌入式課程也在各個高校中逐步展開，我校《嵌入式技術與應用》課程在2009年12月作為校級精品課程申報，于2010年3月被批準為校級在建的精品課程，精品課程的建設過程中遇到許多的困難與問題，精品課程的建設過程也是我們解決這些問題與困難的過程。我們主要從以下幾個方面做了一些工作。
1有針對性的制定培養(yǎng)目標，確定對學生的職業(yè)能力要求
嵌入式技術的涉及領域有幾個方面常見的智能儀表、工業(yè)控制領域，機頂盒、路由器等方面的應用，個人電子產(chǎn)品的應用（這些產(chǎn)品往往需要友好的GUI圖形界面），高端智能設備（涉及到智能機器人，醫(yī)療儀器、軍事領域，航空航天領域）。為此，我們基于本專業(yè)學生畢業(yè)后大多就業(yè)于珠三角和長三角及湖北地區(qū)的中小型企業(yè)的現(xiàn)實，我們將學生將來就業(yè)的定位于中小型企業(yè)，經(jīng)過我們專業(yè)教師的調(diào)研，我們對這些企業(yè)技術部門設置的崗位及崗位要求有了較好的認識，我們對每一個嵌入式行業(yè)相關必需具備的職業(yè)能力進行分解，然后再分析選取相應的教學內(nèi)容，對不同的應用崗位所對應的不同的能力與知識要求作出了歸納與總結(jié)（如圖1），為教學目標與教學內(nèi)容的確定提供了依據(jù)。
圖1職業(yè)崗位與能力要求
2讓課程具有非常強的時效性，本課程是近來才剛剛設立的一門新興課程，應該讓學生接觸與掌握社會上最新和最前沿的應用技術
IT領域的新技術發(fā)展令人應接不暇，雖然大學生在校期間需要學習的都是一些基礎知識，但他們畢業(yè)走向社會后，必然要面對這些新技術，如果我們的教學內(nèi)容陳舊，就會加長學生畢業(yè)后的適應周期；如果我們能夠提供給學生更多接觸這些新知識、新技術的機會，就會使學生畢業(yè)后能夠迅速地融入到社會實際中。同時也能使我們的教學內(nèi)容與這些新技術基本保持同步。
例如，在以往單片機的學習中只涉及到靜態(tài)存儲器的擴展，而在嵌入式系統(tǒng)中就會使用到動態(tài)存儲器DDR技術，DDR技術的動態(tài)刷新、行列掃描和地址線的接法上都是比較新又比較有有用的技術，會讓一些沒有經(jīng)驗的學生感到困惑，在教學過程中，我們利用S3C44B0X芯片來構建最小系統(tǒng)的過程中來教給學生動態(tài)存儲器的使用（如圖2）。
圖2 SDRAM HY57V641620與S3C44B0X的硬件接口電路
3本課程是一門綜合性的課程，要學會它，必須能夠綜合應用計算機專業(yè)中所學的幾乎所有軟硬件技術
本課程會應用到計算機專業(yè)中所學的幾乎所有軟硬件技術、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、計算機組成原理、C語言程序設計、單片機技術、微機原理、面向?qū)ο蟮某绦蛟O計、計算機操作系統(tǒng)原理、LINUX操作系統(tǒng)的應用等多種知識，這些知識在嵌入式系統(tǒng)中都會有所應用，嵌入式系統(tǒng)就是這些知識的綜合體，實際上，嵌入式系統(tǒng)為學生掌握計算機技術提供了一個非常好的平臺，要想很好地掌握嵌入式技術也必須掌握好這些知識。要讓學生掌握這么多的知識就必須在項目中去學習，對教學內(nèi)容與方法進行設計。針對學習的不同階段，設計不同的項目與其對應（如圖3），讓學生在實踐中體會這些知識的作用，掌握這些內(nèi)容，以避免教學內(nèi)容的枯燥。
圖3 不通階段都有對應的實踐
4課程的實踐性很強，在傳遞知識的同時要更加注重培養(yǎng)學生的實踐動手能力，讓學生積累經(jīng)驗
在教學的各個階段中都安排有不同實踐任務，讓學生的能力由初級到高級逐步提升，在教學的最后還安排了課程設計，進行綜合的 實踐（如圖4）。分層次逐步提高，由易到難，逐步綜合首先讓學生掌握基本的知識與技能，難度大的知識先放一下，在實踐教學中通過實例來講解，使學生更容易理解，采用直觀、生動的教學方法 將知識與能力目標融入到具體的項目中以培養(yǎng)高等技術應用型人才為根本任務，將加強應用能力訓練作為課程各項改革建設的中心 引導學生將“學”與“做”相結(jié)合，以達到學以致用，建立以“遞進式模塊化”的課程內(nèi)容 ，初級階段有基本實驗、中級階段有實訓課程、高級階段有課程設計任務。 轉(zhuǎn)貼于
圖4 由簡單到復雜的訓練方法
5積極開展課程設計，進行綜合性的訓練
例如，自制基于S3C4510的嵌入式系統(tǒng)及JTAG下載燒寫工具。設計內(nèi)容：在老師指導下設計S3C4510系統(tǒng)的原理圖、PCB板圖以及JTAG線纜的原理圖與PCB板圖，親自買元件、制版、焊接、調(diào)試。編譯、固化uClinux;完成JTAG燒寫程序的編寫，可以用標準C，也可以用VC，也編寫LINUX系統(tǒng)下使用的版本。
圖5自制基于S3C4510的嵌入式系統(tǒng)及JTAG下載燒寫工具
圖6 自制JTAG下載燒寫工具原理圖
關鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；實踐教學；ARMCortex―M3
中圖分類號：TP368.1-4
嵌入式系統(tǒng)的最主要目的是滿足生產(chǎn)過程中的部分特定用途。嵌入式系統(tǒng)的核心在于硬軟件設計協(xié)同性的體現(xiàn)。因此，在有關“嵌入式系統(tǒng)”的教學過程當中，對學生所掌握的硬軟件知識均有著嚴格的要求。本文在對目前我國電子信息工程專業(yè)的教學模式進行深入分析后，從“嵌入式系統(tǒng)”的內(nèi)涵、需求與體系上著手，對電子信息工程“嵌入式系統(tǒng)”實踐教學課程內(nèi)容的相關信息進行進一步的整合，在ARMCortex―M3的基礎下，全面探討“嵌入式系統(tǒng)”實踐教學體系的可行性。
1 “嵌入式系統(tǒng)"教學的相關理論
1.1 “嵌入式系統(tǒng)”教學的人才需求
就現(xiàn)階段電子行業(yè)的發(fā)展狀況看，嵌入式的硬件工程師、系統(tǒng)工程師與應用工程師三種工程師是電子市場所急需的。按照市場需求的相關因素來進一步分析表明：對嵌入式硬件工程師主要技能要求偏向于在電路、驅(qū)動程序和板級支持包；嵌入式應用工程師考核重點是在嵌入式系統(tǒng)下，能對平臺軟件進行可利用式的開發(fā)；而嵌入式系統(tǒng)工程師則要求工程師能在操作技能與移植技能上有所建樹并完成硬件平臺與軟件程序的高效對接。就一般電子信息工程專業(yè)來說，學生對信號與電子設備的掌控程度、對整體知識的運用已屬于最高的要求。就專業(yè)的特性因素來說，三種類型的工程師有內(nèi)在相關度，都屬于嵌入式人才需求類型的方向。經(jīng)過對以往電力型人才的運用經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，在嵌入式中的硬件工程師與系統(tǒng)工程師更為契合，而嵌入式應用工程師則更偏向于計算機科學體系。
1.2 “嵌入式系統(tǒng)”教學改革的主要方向
首先，“嵌入式系統(tǒng)”教學改革需要兼顧理論，關注實踐：“嵌入式系統(tǒng)”教學具有很強的實踐性特征，為了能夠針對不同的嵌入式應用，做出不同的變化與創(chuàng)新，就需要學生掌握堅實的理論基礎。同時，“嵌入式系統(tǒng)”教學也需要以實踐為重點，突出教學過程的實驗性。特別是針對驗證性的實驗教學而言，實驗的結(jié)果并不能作為評價學生的唯一標準，而需要對學生獲取實驗結(jié)果的過程加以突出的關注，使學生能夠在反復進行程序調(diào)試的過程當中，對實驗方法進行合理的改進與調(diào)整，逐步提高學生分析并解決問題的能力。
其次，“嵌入式系統(tǒng)”教學改革需要確保所選取實驗項目的合理性。在“嵌入式系統(tǒng)”的教學過程當中，良好的實驗項目要求體現(xiàn)其綜合性、以及創(chuàng)新性特征，將學生既有的知識點充分調(diào)動起來，解決問題，將被動的應付學習狀態(tài)改變成為主動思考，并積極應對的學習狀態(tài)。同時，所選取的教學試驗項目還應當具有一定的柔韌性，使學生能夠具備彈性化的思維空間，將學生個性充分激發(fā)出來，以達到提高學生思維活躍度、以及創(chuàng)新能力的目的。
2 Cortex-M3 “嵌入式系統(tǒng)原理及應用"教學實踐
2.1 通過對課程內(nèi)容的整合并從信息工程的發(fā)展實際出發(fā)，電子信息工程專業(yè)在經(jīng)過認真思考后選取了以Codex-M3為教學內(nèi)容的內(nèi)核、以STM32處理器為教學實驗對象的教學體系。其主要的教學實踐流程為：在學生充分了解cortex―M3的體系、掌握其結(jié)構的基礎上，在最近研發(fā)的cortex-M3內(nèi)核處理器STM32的有效引導下，對嵌入式操作系統(tǒng)的任務進行合理調(diào)度，在ARM公司“嵌入式系統(tǒng)”的有效經(jīng)驗下，完成51單片機的轉(zhuǎn)化。此實驗的體系有四個組成部分，即： ARM codex―M3體系，STM32系列處理器、內(nèi)核處理器和嵌入式操作系統(tǒng)C/OS―lI。校方以精選的4本教材和特質(zhì)的參考書作為學生學習的模本并全方位擴寬學生查閱資料的渠道。依據(jù)模塊的選擇教科書選用了以下知識模塊：《嵌入式系統(tǒng)設計與實例開發(fā)――基于ARM微處理器與～C/OS―II實時操作系統(tǒng)》、《ARM Codex―M3權威指南》、《STM32系列ARM Coaex―M3微控制器原理與實踐》與《嵌入式實時操作系統(tǒng)》
2.2 實驗平臺的選擇
通過對實施嵌人式實驗進行全面的規(guī)劃，并對此硬件載體深入了解后表明，傳統(tǒng)的實驗箱模式中存在有限制性因素，STM32仿真學習套件STM3210B更符合試驗的要求。該套件采用在核心與性能上都進行了優(yōu)化并支持USB下載程序和供電，因此極具便捷性。另外，此平臺將仿真器與目標有效結(jié)合而極具效益。
2.3 實踐流程的設計
在對有效信息進行整合后發(fā)現(xiàn)，實踐的環(huán)節(jié)分為三個部分即實驗、課程設計和畢業(yè)設計。實驗部分按課時計算有18個，課程設計按天數(shù)計算為兩周。在試驗中，要求學生學習要點中必須具備：計算機的組成、系統(tǒng)的結(jié)構、單片機原理的運用、微機原理與匯編語言程序，并將重點定為對指定ARM系統(tǒng)的編繪，克服嵌入式系統(tǒng)中的各種操作難點。在對老師選擇上，采取試驗課老師與教學課老師交替擔任的模式，最大限度地實現(xiàn)教學與實踐的同步性；在課程設計上，要求學生有效將理論應用于實際，在實驗平臺的要求下，促使具體任務的完成。通過對以往開發(fā)板例程中經(jīng)驗的整合，結(jié)合當今的開發(fā)環(huán)境，分6個部分進行實驗。如下表（表1）所示：
通過實驗發(fā)現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)的程序的龐大性，增加了學生在特定的課時內(nèi)進行透徹掌握的難度。據(jù)此，在試驗時，應對工程模板進行合理的調(diào)整，提醒學生修改編寫關鍵代碼并保持設置的合理性，有序進行試驗并設計分值，根據(jù)實際情況對操作分進行定量選擇。另外，增加學生對Source Insight和BeyondCompare兩個程序的認識并能有效將其運用到文本與軟件中，進一步促使編程效率的提高。整個試驗由兩個部分組成即實際操作、實驗報告，其中，操作占60% ，報告占40%。具體的課程設計內(nèi)容，要求學生在實驗平臺上完成操作系統(tǒng)的移植，有效管理多個系統(tǒng)任務并進行任務調(diào)用。“嵌入式系統(tǒng)”實踐教學根據(jù)醫(yī)生試驗流程運行了兩屆，學生的接受程度有了明顯的提高。但是由于其處于發(fā)展的初步階段，在教學的實踐與結(jié)構上仍需進行持續(xù)的改進。
3 總結(jié)
綜上所述，通過對“嵌入式系統(tǒng)”教學進行相關的試驗后表明，“嵌入式系統(tǒng)”課程是電子信息工程專業(yè)課程經(jīng)過不斷改革后的最具可行性的課程體系，其教學的需求適應時代的發(fā)展、知識的體系利于學生對專業(yè)知識的吸收、內(nèi)容模板更具組合的高效性，因此，“嵌入式系統(tǒng)”教學在電子信息工程專業(yè)中有巨大的研究價值。另外，“嵌入式系統(tǒng)”教學在形成中所存在的弊端，有望于教育者在實踐中進行不斷總結(jié)與改進以促使其動態(tài)體系的形成，爭取讓電子信息工程專業(yè)的學生能用最快的方式、最好的方式去掌握最深層的、最全面的專業(yè)知識。
參考文獻：
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[關鍵詞]RFID射頻識別技術物聯(lián)網(wǎng)教學改革
中圖分類號：D68 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）04-0267-01
0 引言
射頻識別是無線電頻率識別（Radio Frequency Identification，RIFD）的簡稱，即通過無線電波進行識別。[1]RFID射頻識別技術是當前熱點技術之一，也是物聯(lián)網(wǎng)的基礎之一，它能夠在不需要人工干預的情況下，自動完成物品信息的采集、處理和識別等功能，給交通、安全、銷售、管理和物流等領域帶來了巨大的變革，也為我國信息化建設做出了巨大的貢獻。RFID射頻識別技術作為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心課程之一，是一門理論性和實踐性都很強的課程，RFID射頻識別技術不但能夠結(jié)合之前的嵌入式系統(tǒng)應用技術的相關知識，還能為后續(xù)的畢業(yè)設計打下良好地基礎，對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生的實踐能力和理論知識體系的培養(yǎng)至關重要。
1“RFID射頻識別技術”課程的教學模式
1.1 理論教學模式
“RFID射頻識別技術”課程的理論教學方法如下：首先，簡單學習RFID射頻識別技術中的一些基本概念和基本原理，主要包括RFID射頻識別技術的概念、特點、基本工作原理和應用系統(tǒng)構架；其次，重點剖析RFID射頻識別技術的基礎理論和行業(yè)相關標準，主要包括射頻前端電路的原理、編碼和調(diào)制、數(shù)據(jù)校驗、防碰算法、數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩砸约癐SO/IEC標準這幾部分；最后，從應用的角度出發(fā)，分別從軟硬件角度介紹125kHz、13.56MHz、900MHz和2.4GHz@四個頻率下的閱讀器、應答器以及天線的設計方法。
通過本課程的理論知識的學習，使得學生能夠熟悉RFID射頻識別技術的概念和工作原理，在理論教學的過程當中通過采用典型案例分析的方法，比如學校食堂飯卡、圖書館管理以及公交車刷卡等生活中經(jīng)常使用和隨處可見的案例，使學生通過案例理解進而掌握RFID射頻識別技術在各個領域的應用、設計方法和開發(fā)過程等，逐步培養(yǎng)學生掌握RFID射頻識別技術的系統(tǒng)集成設計以及相應的分析能力，并通過實踐環(huán)節(jié)設計和搭建實際的射頻識別應用系統(tǒng)，為將來的畢業(yè)設計、參加工作和增加就業(yè)競爭力打下良好的基礎。[2]
1.2 實踐教學模式
實踐教學是“RFID射頻識別技術”課程中至關重要的一部分，實踐教學不僅是培養(yǎng)學生應用能力的重要組成部分，而且實踐教學必須以理論教學為依據(jù)，只有兩者相結(jié)合才能讓學生更好地去理解和應用RFID射頻識別技術。實踐教學是在本校的物聯(lián)網(wǎng)實驗室中進行的，主要包括RFID射頻識別技術基礎實驗和RFID射頻識別技術課程設計兩大部分，通過這兩部分的實踐教學來鞏固學生的理論知識并提高學生的實踐能力。
實驗部分的教學一方面由教師向?qū)W生演示物聯(lián)網(wǎng)智能家居中的門禁系統(tǒng)，以及通過原理機基礎實驗和原理機通信協(xié)議實驗的學習，原理機基礎實驗包括通過示波器查看RFID系統(tǒng)載波的產(chǎn)生、RFID系統(tǒng)的編碼、RFID系統(tǒng)的信號功率放大、RFID系統(tǒng)副載波解調(diào)、RFID系統(tǒng)包絡檢波、RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率選擇和RFID系統(tǒng)天線等基礎實驗，原理機通信協(xié)議實驗包括CRC計算實驗、讀單個Block實驗、寫單個Block實驗、讀多個Block實驗、寫多個Block實驗、標簽選擇命令實驗和復位命令實驗，讓學生能夠?qū)FID射頻識別技術的理論知識和實際應用有個直觀的認知；另一方面是讓學生使用應用型RFID實驗箱中的125kHz、13.56MHz、900MHz和2.4GHz這四個頻率模塊分別進行尋找標簽實驗、識別單個標簽實驗、識別多個標簽實驗、讀取標簽實驗、寫入標簽實驗以及標簽的防碰撞實驗，并結(jié)合嵌入式開發(fā)環(huán)境搭建、Qt開發(fā)環(huán)境搭建和嵌入式串口通信這三個嵌入式系統(tǒng)應用技術的相關實驗，通過LCD液晶顯示器觀察不同頻率下的實驗結(jié)果，通過這幾個頻率模塊下的實驗讓學生更好地理解在不同頻率下的應答器和閱讀器的工作原理、通訊協(xié)議、RFID兩個常用標準、選擇方法以及相應的應用領域，還能進一步鞏固之前嵌入式系統(tǒng)應用技術課程的知識。通過實驗部分的學習，一方面鞏固了之前的理論課程的學習，另一方面為后續(xù)的課程設計也打下扎實的基礎。
課程設計部分采用讓學生分組進行一個實際應用設計的方法來加強學生的綜合能力和合作能力，每組學生可以根據(jù)自身的特點選擇自己比較擅長的模塊，課程設計部分的題目如下：圖書館管理系統(tǒng)、超市會員卡管理系統(tǒng)、ETC充值系統(tǒng)、商品溯源系統(tǒng)和校園一卡通系統(tǒng)，通過課程設計部分讓學生掌握RFID射頻識別技術的基本設計原理、流程和方法，學生在這部分的學習當中不但能夠發(fā)揮自己的長處，提高學習興趣、增強自信心，還能夠互相學習和溝通，增加學生之間的感情。實踐教學方案如圖1所示[3]。
2 “RFID射頻識別技術”課程的教學改革與實現(xiàn)
“RFID射頻識別技術”課程的教學改革主要從考核方式這方面進行全面改革，由于傳統(tǒng)的考核方式都是采用期末考試作為檢驗學生掌握情況的標準，這種考核方法嚴重忽略了學生的實踐能力，導致學生在實踐環(huán)節(jié)出現(xiàn)不學習、不認真和不動手的情況。針對這種情況，改革后的“RFID射頻識別技術”課程的考核主要由學生的平時實踐環(huán)節(jié)和最后的筆試環(huán)節(jié)兩部分構成，實踐環(huán)節(jié)不但包括要檢查學生的實驗運行結(jié)果和相應的軟件程序代碼，針對不同的實驗還包括相應的答辯環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)主要要求學生回答教師和其他學生針對于設計提出的問題，通過學生的答辯來檢查學生的學習效果，并計入到最后的考核成績當中。
通過這種考核方式能夠提高學生學習的積極性和學習興趣，能夠讓學生主動參與到教師的教學過程當中，積極與教師和學生進行溝通交流，進而提高學生的實踐能力，也能更好地鞏固理論基礎。當然，教師在整個教學過程中也要多學習，多參加一些相關的培訓和研討會議來提高自身的知識水平和實際應用能力，能夠更好地指導學生，而且針對學生在實際的上課過程當中遇到的問題要及時調(diào)整教學方法，這樣才能更好地幫助和指導學生。
2 總結(jié)
“RFID射頻識別技術”是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心課程之一，該課程不僅對學生之前所學習的知識進行了延續(xù)和鞏固，還對學生的后續(xù)學習、實踐能力、畢業(yè)設計和就業(yè)前景都具有一定的影響。本文結(jié)合我校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生的實際學習情況，從理論教學和實踐教學兩部分對這門課程進行了探索和改革。同時，教師在教學的過程當中也要不斷地總結(jié)教學經(jīng)驗，積極參與相關培訓和研討，與時俱進，緊跟時代步伐，對學生認真負責，以便學生能夠勝任物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的技術和就業(yè)需求。
參考文獻
[1] 單承贛，單玉峰，姚磊.射頻識別（RFID）原理與應用[M].北京：電子工業(yè)出版社.2015（7）.
關鍵詞：嵌入式系統(tǒng)； 應用型人才； 培養(yǎng)模式
中圖分類號：G710 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）03-0163-02
近幾年，嵌入式技術日漸普及，隨著“三網(wǎng)融合”不斷提速，3G網(wǎng)絡全面鋪開，對消費類電子產(chǎn)品市場產(chǎn)生了重大的沖擊，進而為嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來更大的人才需求。嵌入式系統(tǒng)無疑成為當前最熱門、最有發(fā)展前途的IT應用領域之一。在未來相當長的時間內(nèi)，嵌入式軟件人才將是企業(yè)爭奪的目標。
相對強大的市場需求而言，目前，嵌入式人才市場的現(xiàn)狀卻是企業(yè)舉著大把的鈔票卻招不來合適的人才。據(jù)權威部門統(tǒng)計，我國目前嵌入式人才缺口每年為60萬人左右。造成這種情況的原因很多，最重要的原因之一就是，與嵌入式技術的快速發(fā)展相比，我國大部分高等教育機構在嵌入式系統(tǒng)領域的培養(yǎng)模式和教學水平相對滯后，每年輸送到市場上的嵌入式系統(tǒng)人才不多。形成的現(xiàn)狀就是：一方面，有些高校學生畢業(yè)就面臨失業(yè)；另一方面，嵌入式企業(yè)缺乏有經(jīng)驗的人才。
目前，國內(nèi)高等教育機構中開設嵌入式系統(tǒng)教學的學校其實并不少。從教學層次上，可大致分為普通本科院校的嵌入式方向、高職院校的嵌入式專業(yè)以及與嵌入式相關的社會培訓機構。社會培訓機構面向的是有一定的計算機軟硬件專業(yè)知識、想在嵌入式開發(fā)領域進一步深造的專業(yè)技術人員，并不是一個系統(tǒng)完整的人才培養(yǎng)模式。本文主要討論普通本科院校和高職院校的嵌入式教學模式。
普通本科院校的嵌入式教學模式
國內(nèi)普通本科院校在原有計算機學科的基礎上，開設與嵌入式有關的課程是水到渠成的。早在20世紀90年代末，某些重點高校就依托國家級的重點科研項目在研究生層次展開了嵌入式技術的開發(fā)與應用，其中最著名的就是Delta OS，它是電子科技大學和科銀公司聯(lián)合研制開發(fā)的全中文的嵌入式操作系統(tǒng)。隨著嵌入式行業(yè)的飛速發(fā)展，一些重點高校在本科層次也開始引入嵌入式有關的課程，但嵌入式教學的重點還是放在研究生層次和科研實驗室中。
國內(nèi)高等院校的本科層次嵌入式方向教學模式可以總結(jié)為：在計算機類或者電子類原有教學模式的基礎上，為有志于從事嵌入式開發(fā)以及未來在更高層次上學習和工作中繼續(xù)嵌入式開發(fā)的學生進行廣泛的興趣培養(yǎng)。具有如下特點：（1）本科層次的嵌入式專業(yè)課程往往安排在大三，甚至大四，通常作為專業(yè)選修課出現(xiàn)。有些本科生在做畢業(yè)設計時才開始接觸嵌入式開發(fā)。嵌入式系統(tǒng)課程在本科階段多作為專業(yè)知識的拓展或研究生學習的鋪墊，更多出現(xiàn)在研究生培養(yǎng)方案或者所轄的二級學院培養(yǎng)方案中。（2）本科學生入學素質(zhì)高，學制長，理論基礎扎實。由于學生擁有深厚的計算機或者電子技術的理論基礎，往往在接觸嵌入式開發(fā)后可以觸類旁通，學習能力和速度都非常驚人。（3）本科院校的科研實力普遍較強，以科研帶動教學，研發(fā)氛圍非常好。一些重點高校的優(yōu)秀本科生在大三就可以加入到導師的科研團隊中，進行嵌入式產(chǎn)品的實際開發(fā)。（4）本科院校與企業(yè)合作科研的實力較強，一些重點院校與國際知名的公司有長期的合作關系。這無疑大大促進了本科層次嵌入式方向人才的培養(yǎng)。
高職院校的嵌入式教學模式
隨著嵌入式行業(yè)的發(fā)展，近幾年國內(nèi)高職院校的嵌入式教學也以較快速度發(fā)展。其中，深圳職業(yè)技術學院計算機應用專業(yè)起步最早，發(fā)展較快。從2003年首次開設全國高職院校中的第一門嵌入式系統(tǒng)類課程，并創(chuàng)建全國高職院校中第一個嵌入式系統(tǒng)類實驗室“深職院－電子科大嵌入式系統(tǒng)技術實驗室”開始發(fā)展至今，該專業(yè)已有400名左右的嵌入式方向畢業(yè)生，其中大部分都就業(yè)于嵌入式相關行業(yè)，有些學生在企業(yè)工作兩三年后，目前已成為嵌入式專業(yè)方向項目經(jīng)理以上技術人員。總結(jié)這些年來的辦學經(jīng)驗，深職院嵌入式方向教學模式可概括為：以“職業(yè)崗位需求”為核心，教授緊跟當前嵌入式行業(yè)發(fā)展的核心技術，把學生培養(yǎng)成“能工巧匠型大學生”?，F(xiàn)從以下幾方面具體說明。
面向工作崗位，體現(xiàn)核心能力的人才培養(yǎng)計劃 自本專業(yè)創(chuàng)建至今，每年5月定期舉行專業(yè)指導委員會會議，廣泛邀請業(yè)內(nèi)精英企業(yè)的總裁和一線技術負責人討論、修訂當年新生的大學三年教學計劃。來自企業(yè)的聲音使得每一屆學生的培養(yǎng)計劃都源自就業(yè)崗位，符合工作需要。
緊跟行業(yè)技術發(fā)展潮流的課程體系 如圖1所示，按照學生未來的就業(yè)領域和崗位需求設置課程，包括：微控制器高級應用、RSIC嵌入式系統(tǒng)技術、WindowsCE嵌入式操作系統(tǒng)、Linux嵌入式操作系統(tǒng)、DSP技術、智能網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)技術、嵌入式SOPC技術、嵌入式技術應用綜合實訓等。
重視學生動手能力的培養(yǎng) 高職院校素來重視學生動手能力的培養(yǎng)，學生絕大部分的學習在各種實驗（實訓）室進行，并基本保證每人一套業(yè)內(nèi)實用的實驗設備。
與嵌入式知名企業(yè)緊密合作 定期舉行最新行業(yè)技術交流講座，組織學生到企業(yè)生產(chǎn)一線去實習參觀，合作開發(fā)科研項目等。除了前面提到的“專業(yè)指導委員會”，還大力建設相關的校外實訓基地，為學生校外實習、就業(yè)打下良好的基礎。
畢業(yè)生具備國內(nèi)外認可的嵌入式行業(yè)權威認證 引進“ARM中國技術工程師”、“WinCE嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”等國內(nèi)外認可的權威認證，既拓寬了課堂所學知識，又提高了學生的就業(yè)競爭力。
然而，高職院校本身的一些客觀條件也影響和約束了嵌入式系統(tǒng)人才的素質(zhì)，如學生入學基礎較差，學制較短，學歷證書對企業(yè)沒有較大的影響力等等。
應用型本科嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)模式的探討
通過對普通本科院校與高職院校在培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)人才的教學模式上進行仔細分析后，不難發(fā)現(xiàn)兩種模式均有優(yōu)勢和不足。能不能取長避短，探索出一條適應市場需求的嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)模式呢？答案是肯定的?？梢越Y(jié)合普通本科院校與高職院校嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)模式的優(yōu)點，研究并探索一種學制與普通本科一樣，培養(yǎng)目標與高職教育相似但更高的培養(yǎng)模式――應用型本科嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)模式。這種模式和普通本科一樣培養(yǎng)四年制全日制在校大學生，在培養(yǎng)思想和課程體系上有以下特點。
（一）培養(yǎng)思想
直接為企業(yè)培養(yǎng)應用型人才，而不是普通本科院校所培養(yǎng)的應用型與研究型相結(jié)合的人才。根據(jù)企業(yè)工作崗位的需求制定人才培養(yǎng)方案，使得培養(yǎng)出來的學生掌握嵌入式行業(yè)的相關工作技能，能將學校所學直接應用到工作中，很快適應并進入工作角色。
（二）課程體系
課程體系的設置兼具實踐性和理論性，以實踐為主，兼顧理論，使學生在體系化結(jié)構的嵌入式系統(tǒng)知識的基礎上，能基本勝任一線的工作角色，并具備一定的專業(yè)自學能力，在未來的職業(yè)發(fā)展中更有潛力和后勁。
課程設置目標 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)是結(jié)合硬件平臺設計、系統(tǒng)軟件規(guī)劃、應用軟件開發(fā)等一系列環(huán)節(jié)的軟硬件綜合工程。因此，要求應用型嵌入式系統(tǒng)人才必須掌握軟硬件的基礎知識，具備嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的相關技術能力，必須是全方面的軟硬件人才。這和普通本科院校電子專業(yè)或者計算機專業(yè)培養(yǎng)出來的具有一定嵌入式系統(tǒng)開發(fā)能力的人才有本質(zhì)的區(qū)別。
計算機軟件硬件兼顧的四年制課程體系 結(jié)合課程設置的目標，學生必須具備一定的軟硬件專業(yè)基礎知識才能進入32位嵌入式系統(tǒng)課程的學習。在硬件方面，必須先學習數(shù)字電路、模擬電路（高低頻）和單片機原理與應用等課程；在軟件方面，要學習C/C++程序設計、匯編語言、軟件學和操作系統(tǒng)原理等課程。只有掌握了這些課程的內(nèi)容，才能進入32位嵌入式系統(tǒng)課程的學習。而32位嵌入式系統(tǒng)本身的知識點很多，主要包括32位嵌入式芯片的結(jié)構與功能、32位嵌入式硬件體系結(jié)構、硬件平臺的電磁兼容設計、嵌入式軟件中的Bootloader引導程序、驅(qū)動程序的編制與調(diào)試技術、嵌入式實時操作系統(tǒng)平臺的移植與應用軟件的開發(fā)等，因此，必須全面、系統(tǒng)地規(guī)劃應用型嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)的四年制課程體系。
專業(yè)課程中實踐內(nèi)容與理論內(nèi)容的關系 雖說“實踐出真知”，可在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)這一行，沒有扎實深厚的理論基礎是不行的。因此，必須處理好兩者的關系。以 “Windows CE嵌入式系統(tǒng)”課程為例。該課程根據(jù)嵌入式系統(tǒng)助理工程師工作崗位的特點，以一個具體的嵌入式公司的研發(fā)活動展開分析，并確立研發(fā)中的典型工作過程，仔細分析工作過程對嵌入式助理工程師的能力要求，完成課程的初步設計。在經(jīng)過與企業(yè)兼職教師商討后，對課程設計進行調(diào)整，并整理出實用及可操作的教學內(nèi)容，以項目的方式進入教學。根據(jù)PDA研發(fā)過程，將課程分為14個項目、1個課程設計完成學習過程；教學內(nèi)容注重實踐與理論相結(jié)合，其實踐和理論的課時比例為42∶22；全程在專門的實訓室中進行教學，保證每個學生都能在基于IntelPXA270的嵌入式教學平臺上完成學習任務。通過課程學習，學生能較好地掌握Windows CE嵌入式系統(tǒng)的應用與開發(fā)方法，系統(tǒng)掌握Windows CE嵌入式系統(tǒng)驅(qū)動程序的開發(fā)及應用的相關技術。
學完一門課程，掌握一個實際項目的開發(fā)技能 在課程體系中，多加入學習時間集中、實踐動手環(huán)節(jié)為主的整周實訓課（單元課），建立以產(chǎn)品為實體的多種工程技術開發(fā)實訓項目以及相應的實訓室等。如在最后一個學期開設的“專業(yè)技能實訓”課程，該課程集中在2周實施，共56學時，在這2周的學習中，學生在基于IntelPXA270的嵌入式教學平臺上圍繞PDA應用項目完成內(nèi)核及SDK定制、bootload、串口開發(fā)、gprs應用、gps應用等10個實用的實訓項目。通過該課程的學習，學生能較好地掌握針對PDA及相關嵌入式系統(tǒng)的常見應用項目的開發(fā)方法。
像專業(yè)核心課一樣，認真進行畢業(yè)實習工作 普通本科院校一般只在大四安排一個月左右的畢業(yè)實習?？紤]到讓學生多些時間體驗工作崗位，體驗社會角色，從而更好地適應用人企業(yè)的需要，在大四下半學期安排更多的時間進行畢業(yè)實習，甚至可以考慮將畢業(yè)實習和畢業(yè)設計結(jié)合起來，為學生聯(lián)系或者學生自主聯(lián)系嵌入式行業(yè)公司，在適合的工作崗位上實習一個學期，使學生把握住寶貴的就業(yè)機會和實習時間。
此外，與國內(nèi)外的業(yè)內(nèi)知名公司合作，引入有影響力和競爭力的專業(yè)認證，作為學生的課外延伸。
應用型本科嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)模式有別于普通本科教育和高職教育，是滿足嵌入式人才培養(yǎng)需要，面向?qū)嶋H工作崗位，兼顧計算機軟硬件開發(fā)理論和方法的一種新型模式，是嵌入式系統(tǒng)教育從高職層次向應用型本科層次逐步轉(zhuǎn)變的一種探討和嘗試。隨著這種模式的推行和發(fā)展，相信會有更多更好的嵌入式系統(tǒng)人才從校園走向廣闊的就業(yè)市場。
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