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關鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；課程體系；實踐教學

中圖分類號：G434文獻標識碼：A文章編號：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計算機協(xié)會和ACM共同制定的計算機類課程體系中，嵌入式系統(tǒng)被列為核心課程之一[1]。嵌入式系統(tǒng)是一門涉及電子科學與技術、計算機科學與技術、微電子學等眾多領域的綜合性課程。從技術角度來看，嵌入式系統(tǒng)可以看作是軟件產(chǎn)業(yè)、信息處理產(chǎn)業(yè)的綜合。從學科角度來看，嵌入式系統(tǒng)是計算機科學與技術、信息與通信工程、控制科學與工程等相關學科的交叉學科，是當前最有發(fā)展?jié)摿蛻米顬閺V泛的稀缺專業(yè)方向。隨著國家大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，推進三網(wǎng)融合，以及對環(huán)境污染監(jiān)測與控制的日趨關注，信息家電的普及推廣，嵌入式系統(tǒng)專業(yè)學生的就業(yè)前景非常廣闊。與巨大的市場潛力和產(chǎn)業(yè)需求相比，我國嵌入式系統(tǒng)工程人才培養(yǎng)相對落后，進而影響到該產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。在這種背景下，許多高校的電子信息類專業(yè)針對市場需求，開設了嵌入式系統(tǒng)相關課程[2]。但由于專業(yè)背景不同，需求各異，課程內(nèi)容相差較大。

本文針對電子類專業(yè)開設嵌入式系統(tǒng)課程，以及相關先修課程與基礎知識的準備、教學內(nèi)容的選擇、實驗教學等問題進行研究，以期達到既能體現(xiàn)課程特點和精華，同時又兼顧培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新意識。

一、電子專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程體系建設

雖然電子專業(yè)嵌入式系統(tǒng)的培養(yǎng)目標側(cè)重于硬件基礎平臺的設計，但嵌入式系統(tǒng)是一個涉及多技術領域的知識范疇。在以學生就業(yè)為導向的背景下，嵌入式人才培養(yǎng)不但要掌握電子技術方面的基礎知識，而且對計算機體系結(jié)構(gòu)也要有比較深入的理解。這就要求電子專業(yè)在嵌入式專業(yè)課程教學前，除了開設電子類基礎知識課程外，還必須開設相關的計算機專業(yè)基礎知識課程，以形成符合嵌入式系統(tǒng)發(fā)展方向、系統(tǒng)、完善的課程體系，使得學生在開始系統(tǒng)學習嵌入式知識以前，具備學習的基礎。通過嵌入式專業(yè)課程，讓學生們認識到模擬電路、數(shù)字電路、微機接口技術、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、程序設計、計算機網(wǎng)絡、信號與系統(tǒng)等課程不再是獨立的課程，而是一個有機的“整體”。根據(jù)嵌入式系統(tǒng)知識體系雜、多、亂的特點，以及一般高等院校學生的特點（同時借鑒了參考文獻[3]-[6]），我們對嵌入式系統(tǒng)知識點進行裁剪與優(yōu)化組合，構(gòu)建軟、硬件有機結(jié)合的完整知識體系，如圖1所示。

該課程體系注重課程的前后銜接與層次劃分，可滿足不同用戶的需要和學生的個性發(fā)展需要。學生可根據(jù)自己的基礎、能力及興趣選擇不同的教學內(nèi)容及配套實驗，實現(xiàn)教學的層次性和多樣性，滿足各類人員的需要。以圖1為例，可以有三個選擇方案。方案一側(cè)重于嵌入式系統(tǒng)的硬件設計，所選課程為嵌入式系統(tǒng)原理及相應的綜合課程設計；方案二側(cè)重于嵌入式系統(tǒng)的軟件設計，所選課程為嵌入式系統(tǒng)軟件設計及相應的綜合課程設計；如果軟硬兼修，則可選擇第三個方案，所選課程為嵌入式系統(tǒng)原理、嵌入式系統(tǒng)軟件設計及相應的綜合課程設計。另外在該課程體系中，除了與嵌入式系統(tǒng)知識點有直接關聯(lián)的課程外，我們還安排兩門專業(yè)選修課：Web技術和互動多媒體。安排這兩門課程的目的是，考慮到一般高等院校的電子專業(yè)學生中，有一定的比率是女生，她們的硬件設計/高級應用程序程序的動手設計能力相對比較薄弱，而這兩門選修課都是入門比較容易，而且學生也比較容易上手的課程。通過這兩門選修課的學習，既能為后續(xù)的課程設計提供相關的基礎知識，又能為以后的就業(yè)提供一點新的就業(yè)方向。

二、教學模式改革

嵌入式系統(tǒng)的教學有這樣一些特點[7]：1.涉及的領域非常廣泛，基礎性強；2.軟件和硬件設計完美結(jié)合，綜合性強；3.理論與實踐緊密結(jié)合，實踐性強；4.嵌入式技術日新月異，潮流性強。針對嵌入式系統(tǒng)課程特點，在實際的教學中，我們要注重學生自學能力的培養(yǎng)，要鼓勵學生敢于提出新思想、新方案、新辦法，逐漸培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

“做-中-學”（”learn-by-doing”）理念是由美國卡內(nèi)基•梅隆大學率先提出的一種教學模式。這種教學模式旨在強化工科學生全面的實踐能力和工程素養(yǎng)?！癓earning by doing”就是要學生在“做”的過程中，通過自己的體會，對獲取的知識進行歸納與總結(jié)，達到“學”的目的。同濟大學軟件學院是國內(nèi)最早將“Learning by doing”這種先進的教學理念引入嵌入式課程教學。他們以實際嵌入式項目的開發(fā)過程和方法為主線，采用“項目驅(qū)動、案例導向”模式進行啟發(fā)式教學，將“邊做邊學、以做促學”的教學思想貫穿于整個教學過程中[8]。在“Learning by doing”的教學模式中，學生不僅能加深對嵌入式相關概念和原理的理解，而且最終有可能完成一個比較完整的，甚至有創(chuàng)造性的嵌入式作品。在嵌入式系統(tǒng)的課程中，引入“Learning by doing”教學理念，使嵌入式系統(tǒng)真正成為一門學生看得見摸得著的實實在在的生動課程，而不再是對理論的死記硬背。

三、實踐教學改革

嵌入式系統(tǒng)是面向應用的，實踐是整個嵌入式系統(tǒng)課程體系中非常重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)實踐教學大多只停留在利用實驗箱進行一些基礎的、驗證性的實驗，無法給學生提供自由發(fā)揮的空間，不能較好的提高學生的動手創(chuàng)新能力。為了加強學生動手能力及提高學生對嵌入式開發(fā)的興趣，我們從實踐環(huán)節(jié)中對嵌入式系統(tǒng)的教學進行相應的改革。實驗內(nèi)容的安排由淺入深、由易到難，使學生逐步建立學習的成就感，并利用市場上一些成熟的嵌入式產(chǎn)品給學生做實驗，從而培養(yǎng)學生對嵌入式學習的興趣，同時也希望能促進大學教育的創(chuàng)新性人才培養(yǎng)。

根據(jù)學生的學習能力以及培養(yǎng)目標，我們將實踐教學分為3個層次，便于不同類型的學生選擇。1.基礎性實驗：這是相關課程中最基本的實驗，要求所有學生都必須掌握。如無仿真器程序開發(fā)、GPIO、中斷、DMA、UART；基于Linux的實驗環(huán)境搭建、基本驅(qū)動程序設計、簡單應用程序設計等。2.綜合性實驗：在基礎性實驗的基礎上，綜合整個課程體系的知識，充分利用實驗系統(tǒng)上的硬件資源，構(gòu)造一個具有實際意義的嵌入式系統(tǒng)，綜合性實驗有多個題目供學生選做。如無操作系統(tǒng)下的音頻錄放、俄羅斯方塊，或基于操作系統(tǒng)的類似程序設計等。3.創(chuàng)新設計性實驗：創(chuàng)新設計性實驗主要提供給學習能力較強并對嵌入式系統(tǒng)感興趣的學生。利用市場上成熟的嵌入式產(chǎn)品，由學生對成熟產(chǎn)品進行功能的擴展、或者是系統(tǒng)（應用程序）的升級等工作。通過這類實驗的練習，除了提高學生的研究能力和實踐能力，還讓他們能更進一步理解不同課程之間知識的有機聯(lián)系并深入體會嵌入式系統(tǒng)面向應用的含義。

四、結(jié)論

嵌入式技術日新月異，巨大的市場潛力和產(chǎn)業(yè)需求使得嵌入式技術方面的發(fā)展和研究越來越受到重視，許多高校都在不斷探索“嵌入式系統(tǒng)”課程的教學與實踐方法。我們從“嵌入式系統(tǒng)”課程的體系構(gòu)建、教學模式的改革，以及實驗教學的設置提出一些建議和意見?！扒度胧较到y(tǒng)”課程教學還有其他許多值得深入探討和研究的內(nèi)容，本文的建議僅是一家之言，希望對同行能有一定的參考價值，也歡迎同行批評指正。

參考文獻：

[1]The Joint Task Force on Computer Engineering puter Engineering 2004[R].IEEE Computer Society Association for Computing Machinery,2004./education/education/curric_vols/CE-Final-Report.pdf

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篇2

關鍵詞： 項目驅(qū)動 嵌入式系統(tǒng) 教學改革

1.引言

嵌入式系統(tǒng)是以微控制器為核心，將其嵌入到產(chǎn)品或設備中以實現(xiàn)功能數(shù)字化和智能化的系統(tǒng)。應用領域十分廣泛，覆蓋了消費類電子、智能家電、工業(yè)控制、儀器儀表、汽車電子等行業(yè)。嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為后PC時代研究和應用的熱點，國家及企業(yè)對嵌入式人才的需求巨大。嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為電子信息學科的一個新的重要分支，國內(nèi)許多高校已經(jīng)開設了相關課程。

在本科階段如何培養(yǎng)具有專業(yè)工程意識，較強實踐能力的大學生是當前二十一世紀高等教育人才培養(yǎng)中的一個重要研究課題[1]。嵌入式系統(tǒng)課程體系所涉及的知識具有綜合性強、實踐性強兩大特點。傳統(tǒng)教學模式采用的還是一些重理論、輕實踐的授課方式，工程背景不強，綜合訓練程度不夠，無法培養(yǎng)學生學習的興趣，實踐動手能力普遍較弱，使得學生在課程結(jié)束后面對一個實際的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)問題，仍然無從下手。針對上述問題，本文結(jié)合嵌入式系統(tǒng)課程體系的特點，從激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生自主學習能力，提高學生實踐能力、創(chuàng)新能力的角度，提出采用項目驅(qū)動法對嵌入式系統(tǒng)課程體系進行實踐教學改革[2]。

2.嵌入式課程體系內(nèi)容

將本專業(yè)或跨專業(yè)培養(yǎng)方案中若干門在知識、方法、問題等方面有邏輯聯(lián)系的課程加以整合而形成的課程體系，因而課程體系所含的各門課程應具有相關性和整合性[2]。本科階段的課程體系既要重視基礎理論的學習，又要重視實踐性[3]。嵌入式系統(tǒng)課程體系包括專業(yè)基礎課、核心課及實踐課，其中基礎課程包括《電路》、《模擬電路》、《數(shù)字電路》、《C語言基礎》、《傳感器技術》、《電子線路CAD-PROTEL》等；核心課程包括《單片機原理及應用》、《ARM嵌入式系統(tǒng)原理》、《微機原理》等；實踐課包括核心課程的實驗和課程設計等?？梢姡度胧较到y(tǒng)課程體系綜合性強，涉及的知識面廣，實踐性強，因此在實踐教學的時候必須將這些課程有機地組合在一起，綜合應用，從而融會貫通[4]。

3.項目驅(qū)動法的特點

項目驅(qū)動教學是一種建立在教學理論基礎上的實踐教學新方法，它是以學生為中心，在整個教學過程中由教師充當導師的角色，利用老師科研課題、各類創(chuàng)新課題或競賽項目同時具有嵌入式系統(tǒng)代表性的題目對學生進行實踐訓練，充分發(fā)揮學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，最終達到使學生有效地實現(xiàn)對所學知識進行鞏固的目的[5]。在這種模式中，學生是知識的主動建構(gòu)者；教師是教學過程的組織者、指導者。與傳統(tǒng)的教學方法相比，“項目驅(qū)動法”能更大地激發(fā)學生的學習興趣和求知欲望，促使學生主動學習，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學生的工程思維能力、實踐動手能力及團隊協(xié)作能力。

4.單片機課程項目驅(qū)動法教學的實施

4.1實施方法

項目實施時，一般由3人組成1個團隊，由教師下達統(tǒng)一的任務書，每人分工各有側(cè)重，如分別負責機械設計及制造、控制系統(tǒng)硬件設計、軟件設計、系統(tǒng)搭建與調(diào)試等部分。實施過程中，要求團隊成員通力協(xié)作，最終形成一套完整的裝置。項目選題是項目驅(qū)動法教學重要的研究內(nèi)容之一，應滿足應用性、趣味性和啟發(fā)性的要求，精選適合學生實踐訓練的若干具體實際工程項目，例如2011年的實踐訓練項目為：激光自動循跡智能車、鍋爐自動給水系統(tǒng)、智能超聲波測距系統(tǒng)、智能門窗防盜應用系統(tǒng)、火車站臺警戒線警示應用系統(tǒng)、滾動電梯節(jié)能控制系統(tǒng)、商場客流量導購系統(tǒng)、單片機MP3系統(tǒng)。

通過解決具體工作任務，經(jīng)歷嵌入式系統(tǒng)開發(fā)必需的幾個典型工作過程：設計要求分析、解決方案、硬件電路設計、軟件設計、仿真調(diào)試、PCB設計、軟硬件聯(lián)調(diào)、撰寫設計任務書、項目驗收答辯等。

4.2項目驅(qū)動法案例

在實踐教學中，選擇“激光自動循跡智能車”作為訓練項目是切實可行的。智能車的組成包括：機械和控制兩大組成部分。其中機械部分包括激光傳感器的支架設計、電路板的支架設計、舵機的轉(zhuǎn)向機構(gòu)設計等；控制部分包括轉(zhuǎn)向控制、驅(qū)動控制、無線通信等，跑道有直線、直角彎、蛇形彎，智能車可通過安裝在車身上的激光組自動識別跑道上的黑線，確定自身位置，然后調(diào)整轉(zhuǎn)向和速度，不偏離跑道以最快速度跑完全程。該項目的控制系統(tǒng)以MC9S12G單片機為核心[6]，[7]，設計將涉及“電子技術”、“傳感與測試技術”、“自動控制基礎”、“微機原理與應用”、“計算機接口技術”等課程知識。該項目強調(diào)多門課程知識的有機融合，可以給學生提供較大的發(fā)揮空間。

智能車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，硬件設計主要包括：①主控板；②用于識別跑道的激光傳感器模塊；③控制智能車轉(zhuǎn)向的舵機模塊；④控制智能車速度的電機控制模塊；⑤鍵盤和液晶顯示器的人機交互模塊；⑥智能車與計算機通信的無線發(fā)射模塊。

圖1 智能車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

總控軟件采用模塊化設計思想，如圖2所示。主程序系統(tǒng)初始化后，執(zhí)行一次鍵盤掃描程序，然后反復運行液晶顯示程序，當2ms、4ms、6ms定時程序到時，則進入各自的中斷服務程序。

圖2 軟件設計原理框圖

經(jīng)過學生和老師的共同努力，該項目已在09級學生中完成車模機械制作、電路板設計及制作、軟件開發(fā)、順利調(diào)試通過。圖3為已調(diào)試成功的實物裝置。

圖3 智能車實物圖

5.教學效果

“興趣激發(fā)、項目驅(qū)動、實踐教學”，讓學生親自動手完成工程領域的具體項目，最終完成產(chǎn)品開發(fā)的全過程，使學生通過項目實施促進對理論知識的掌握，并融會貫通，提高工程實踐能力和創(chuàng)新能力是項目驅(qū)動法最大的優(yōu)勢。經(jīng)過近年來的研究與實踐，我校測控專業(yè)學生在嵌入式系統(tǒng)課程實踐環(huán)節(jié)取得了較好的教學效果，學生的綜合素質(zhì)得到大幅度提高，表現(xiàn)在學習主動性、積極性、動手能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作精神和協(xié)調(diào)能力等的全方面提高。測控專業(yè)的學生從2011年起組隊參加“飛思卡爾全國智能車競賽”以來取得了二等獎兩項，三等獎三項的好成績。

6.結(jié)語

通過項目驅(qū)動法實施嵌入式系統(tǒng)實踐教學改革，可全面培養(yǎng)學生在科學技術、個人與專業(yè)素質(zhì)、人際能力等各個方面的能力，從而培養(yǎng)出本科層次的具備終身學習能力的高素質(zhì)測控及機電專業(yè)應用和開發(fā)人才。

參考文獻：

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[6]王威.HCS12微控制器原理及應用[M].北京：北京航空航天大學出版社，2007，10.

篇3

關鍵詞:嵌入式系統(tǒng);課群建設;教學改革;教學方法

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

1前言

嵌入式是近幾年發(fā)展最為迅速的IT領域之一,人才市場的需求量極大,因此,包括北京大學、北京航空航天大學、同濟大學、浙江大學等著名大學在內(nèi)的全國很多高校及高職院所都紛紛開設了嵌入式系統(tǒng)專業(yè)。如何提高教學質(zhì)量,培養(yǎng)專業(yè)人才,是擺在專業(yè)建設負責人和任課教師面前的重要課題。要解決好這個問題,必須首先認清嵌入式系統(tǒng)的特點,以及目前存在的問題,通過分析成功的經(jīng)驗做法,在結(jié)合自身特點及現(xiàn)實情況的基礎上制定一套適合自己的教學體系。

2專業(yè)特點

(1) 專業(yè)涉及面太廣、綜合性太強。嵌入式系統(tǒng)是一門“軟硬兼施”、涉及多門專業(yè)基礎類課程內(nèi)容并具有較強應用針對性的課程,不僅要求學習者具有較好的計算機軟、硬件基礎知識,還要求其具有其他門類專業(yè)的常規(guī)知識(如通信,自動控制,傳感器技術等),被業(yè)界認為是一科入門門檻較高的學科。

(2) 在此之前,學生在算法設計、應用層編程上接觸較多,而嵌入式系統(tǒng)需要大量的理解底層硬件和外設的工作原理,以及內(nèi)核和驅(qū)動的工作原理,涉及到復雜的C語言和操作系統(tǒng)的概念,學生一下子無法接受,甚至產(chǎn)生畏難情緒。

(3) 嵌入式系統(tǒng)往往與應用相關,處理器、操作系統(tǒng)等種類繁多,熟悉這些內(nèi)容,僅僅靠課內(nèi)有限的學時是遠遠不夠的,這無疑要求學生們拿出大量的課外時間加以自學,這對他們的自學能力提出了很高的要求,而自學能力的培養(yǎng)普遍沒有得到足夠的重視或訓練。

3存在的問題

(1) 隨著高校的擴招,包括重點大學在內(nèi)的生源質(zhì)量普遍下降。很多學生只愿學馬上能用、容易上手的知識,這種現(xiàn)象在除重點大學之外的其他高校普遍存在。學生的學習興趣和積極性亟待提高,沒有這一點作為基礎,任何教學改革都是無源之水,天方夜譚。

(2) 由于涉及的知識面廣,綜合性強,這就對任課教師提出了更高的要求。一般的教師很難做到軟、硬件都精通,很多老師都是在接受短期培訓之后就給學生授課的,對相關基礎缺乏全面足夠的了解,實踐經(jīng)驗有限。因此,目前學生實踐活動普遍停留在應用程序開發(fā)的階段上,底層內(nèi)核移植、驅(qū)動程序的開發(fā)相對較少。

(3) 現(xiàn)有的嵌入式實驗教學平臺所配的實驗,幾乎都配備了詳細的實驗指導書,雖然老師們準備實驗講義的工作量減輕了,但學生們按照實驗指導書的步驟一步一步按部就班地重復實驗內(nèi)容,不僅無創(chuàng)新可言,實驗本身的效果也大打折扣。

(4) 有限的課內(nèi)學時,無法滿足實踐教學,尤其是綜合性、設計性實踐的需要。由于管理體制的原因,很多院校的實驗室并未完全開放,教師指導學生課外實踐的積極性沒有完全調(diào)動起來,課內(nèi)安排的實驗更多的是為了配合課內(nèi)理論教學的內(nèi)容,一個實驗一個模塊,缺乏系統(tǒng)性,學生無法建立完整的系統(tǒng)概念。

4成功的做法

縱觀國內(nèi)高校的成功做法,有以下幾點值得借鑒。

(1) 普遍采取基于項目(Project-Organized)的學習方法,基于問題(Problem-Based)的教學方法。由此產(chǎn)生的實踐教學目標明確,效率高。縱觀實踐教學成功的例子,普遍都是“Learning by Doing”,而不是“Doing by Learning”。

(2) 重視與博創(chuàng)、周立功、Altera、Xilinx、Microsoft、Intel、ARM等知名企業(yè)的合作,以獲得最直接的技術支持。既能彌補課程資源的不足,也能有效地培養(yǎng)師資隊伍。

(3) 重視和參加各種嵌入式大賽。很多學校,如北京工業(yè)大學,同濟大學,北京航空航天大學,電子科技大學在全球性的嵌入式大賽中都取得了驕人的成績,學生們在大賽中得到了極大的錘煉,這些經(jīng)驗和積累也充實到教學改革中。在歷屆的“博創(chuàng)杯”全國嵌入式大賽中,哈爾濱工程大學多次獲得特等獎,足以看出該校已經(jīng)形成了良好的競賽氛圍,也積累了豐富的大賽經(jīng)驗和技術成果,并非一蹴而就。

5思考

看到一些理工科重點大學的成功做法,我們切記一定不能完全照搬,必須充分認識本校的特點,認真思考并選擇屬于自己的道路。

5.1教師隊伍建設

嵌入式是最近幾年才逐漸發(fā)展起來的新專業(yè),教師的教學經(jīng)驗普遍不足,教師隊伍建設十分關鍵。建議形成以專業(yè)負責人為核心,全員參與的教學隊伍。由于實踐輔導的強度非常大,一名教師往往也無法解決實踐過程中,尤其是創(chuàng)新實踐過程中涉及的所有內(nèi)容,因此我們要探索一門課以一位老師為主導、由多位老師講授或輔導的模式。協(xié)同指導,既能減輕教師的負擔,又能提高輔導的效果。所有教師都要苦練內(nèi)功,豐富自己的理論水平和實踐經(jīng)驗,并真正投入到實踐輔導的隊伍中。周立功曾說,與他合作的研究生導師必須親自參與到科研項目中,不能只是指導。

5.2管理體制改革

很多嵌入式大賽取得優(yōu)異成績的高校,都得益于三個方面,一是學生積極參與,二是教師主動投入,三是領導足夠重視。競賽的主體是學生,由于競賽是自愿性質(zhì)的,面對每年各種各樣的嵌入式大賽,很多高校根本就沒有學生報名。原因是多方面的,除學生的個人基礎外,筆者認為在于引導不夠、宣傳不夠、激勵不夠。北京交通大學的做法是如果要申請保送研究生,必須有這方面的競賽經(jīng)歷甚至獲獎。另外,很多高?？己私處熤饕纯蒲?指導學生實踐活動要占用大量的時間,投入與回報不成正比,很多教師不愿投入精力,而僅靠個別教師指導是無法形成合力的。北京工業(yè)大學在這方面做得很好,不僅有八人的教師梯隊,大部分教師都直接參與指導并有著豐富的實踐經(jīng)驗,學校也十分重視,投入?？罱ǜ傎愑柧毣?。

5.3教學與科研結(jié)合,形成自己的特色

實踐證明,沒有科研的教學是沒有深度的。加州大學伯克利分校規(guī)定,課程教學必須與教師的研究領域緊密相關,他們追求深度甚于廣度。國內(nèi)在嵌入式領域的著名高校,都十分重視與知名企業(yè)的合作,如同濟大學與微軟在移動方面合作,浙江大學與Intel在多核方面合作,都形成了自己的特色。嵌入式系統(tǒng)與特定行業(yè)應用密不可分,泛泛的教學無法激發(fā)學生的興趣。

5.4課群建設,課程整合

我們發(fā)現(xiàn),導致學生失去興趣的另外一個原因是課程太多,壓力太大。如我院近幾年相繼開設了嵌入式系統(tǒng)基礎、嵌入式匯編語言、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式軟件設計、嵌入式軟件測試、課程設計等課程,要通過考試,學生們必須完成相應任課教師布置的大量作業(yè),學生們普遍感覺很累。如果通過一個大的Project,將嵌入式匯編、軟件設計、軟件測試等課程內(nèi)容有機的整合起來,讓學生得到系統(tǒng)級訓練,作為內(nèi)容的提升,可以讓學生在嵌入式軟件的優(yōu)化、功耗的降低、可靠性設計等方面作些研究和實驗,甚至可以延續(xù)為畢業(yè)設計題目。因此,必須以專業(yè)為基礎,進行課群建設。

5.5教學方式改革

嵌入式系統(tǒng)實踐性很強,且有一定難度。建議采取自頂向下(尋根究底)的教學模式,這也符合認識事物的規(guī)律。建議學生們最好有一點單片機的基礎,初期用現(xiàn)成的學習板,盡量簡單,后期可嘗試自己設計,從硬件到軟件完全自己做。不僅要進行軟件的設計,而且還要進行硬件電路的設計和制作,以及軟硬件系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試,使學生建立相關課程之間知識的有機聯(lián)系。讓學生熟悉需求分析、方案設計、原理圖和PCB繪制、元器件采購、電路的焊接和調(diào)試、嵌入式軟件開發(fā)等各個環(huán)節(jié),使他們的工程實踐能力得到真正提高。值得注意的是,項目必須盡可能接近真實世界,因為真實的項目有很多約束,而這正是嵌入式系統(tǒng)的特點?？紤]到學生的基礎參差不齊,必須分層次要求和考核。針對實驗教材過于詳細的問題,建議任課教師對實驗重新進行逐一設計,制造一些問題,盡管工作量很大,但確實十分必要。要發(fā)揮教師指導、教練的作用,強調(diào)學生自學能力的培養(yǎng)和提高。教學中要講思路、思維方式和方法,具體知識讓學生自學,并記錄遇到的問題,長時間無法解決和典型、普遍性的問題再在課堂上統(tǒng)一講授。建立資源庫,尤其是師生互動的教學資源,建立答疑庫,逐漸積累豐富。好的作品建立音視頻錄像永久保存。這樣第二年的項目可在此基礎上再有所發(fā)揮。

5.6教材建設

每個學校都有自己的側(cè)重點,基礎也不一樣,建議自編講義,結(jié)合教學大綱更多地融于自己的研究內(nèi)容,在講授的過程中思路也會更加清晰,從而可以在教學中傳授更多的經(jīng)驗而非簡單的知識,條件成熟時還可以公開出版,很多高校都有類似的做法。

6結(jié)束語

任何一個專業(yè)從新生走向成熟都需要經(jīng)過幾年甚至更長時間的探索與磨合。在建設的過程中,必須針對學校的特點、生源的質(zhì)量制定符合自己的培養(yǎng)計劃,根據(jù)教學反饋,實事求是,不斷調(diào)整。教與學都必須苦練內(nèi)功,不斷積累,切忌急功近利,膚淺浮躁,只有這樣,教學質(zhì)量才能實質(zhì)性的提高。

參考文獻:

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篇4

關鍵詞:嵌入式;課程群;多應用領域;軟件學院

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

1引言

嵌入式系統(tǒng)可以被認為是一種專用的計算機系統(tǒng),其專業(yè)基礎知識主要涵蓋目前較為成熟的半導體技術、電子工程及計算機技術等,是多種先進技術相互融合的產(chǎn)物。由于嵌入式知識涉及多領域,以至目前在此專業(yè)的課程設置上并沒有一個明確的定位。計算機學院的嵌入式方向可能側(cè)重應用軟件的開發(fā),電子及半導體學院可能更偏重硬件方面,而嵌入式專業(yè)開設的目的則是培養(yǎng)軟、硬件相互結(jié)合的復合型人才。專業(yè)自身的特點使得建立一個符合人才市場需求,具有建設性的嵌入式專業(yè)課程體系成為必要解決的問題。

2國內(nèi)外目前嵌入式人才培養(yǎng)及課程設置狀況

目前國內(nèi)有多所高校開設嵌入式系統(tǒng)相關課程,如北京大學、北京航空航天大學等,國外高校如耶魯大學、劍橋大學等的嵌入式課程設置也有很高的借鑒價值。課程的開設幾乎都是針對嵌入式的自身特點,從上層應用軟件開發(fā)到底層硬件平臺搭建被劃分成一系列課程。硬件層次方向比較典型的課程有北京大學的“嵌入式微處理器設計”、北京航空航天大學的“可編程器件”及劍橋大學的“System on Chip Design and Modelling”等;而軟件層次方向的課程如北京大學的“嵌入式軟件設計與編程”、北京航空航天大學的“Windows CE與嵌入式軟件開發(fā)”及劍橋大學的“Low Power Embedded Systems Programming”(低功耗嵌入式系統(tǒng)編程)等。從各高校的課程設置上也可以看出嵌入式技術為系統(tǒng)軟件與硬件的結(jié)合。

3面向多應用領域的嵌入式系統(tǒng)課程體系建設

嵌入式系統(tǒng)是一個涉及多技術領域的知識范疇?；谇度胧较到y(tǒng)本身的特點,人才培養(yǎng)不但要掌握電子技術方面的基礎知識,而且要對計算機體系結(jié)構(gòu)有比較深入的理解,這就給人才的培養(yǎng)增加了難度。一方面,嵌入式系統(tǒng)的應用性強,技術發(fā)展迅速,而更多高校嵌入式專業(yè)課程的開設并沒有形成系統(tǒng)、完善的課程體系,并沒有從最本質(zhì)的角度去建立嵌入式體系的課程群,僅僅是對一些主流的技術進行課程的設置,影響了教學的效果。另外一方面,嵌入式技術為軟、硬件的結(jié)合,而某些高校仍然將傳統(tǒng)的單片機甚至基本的嵌入式理論知識作為授課內(nèi)容,在知識的更新上并沒有符合實際的需求。因此,建立一個既符合嵌入式系統(tǒng)發(fā)展方向,又具有前瞻性的嵌入式系統(tǒng)課程群成為了必要。

本學院針對嵌入式系統(tǒng)本身具有的特點,以“寬基礎,強技能”為原則,設置面向多應用領域的嵌入式系統(tǒng)課程群(如圖1所示)。嵌入式系統(tǒng)本身的特點,使得本專業(yè)學生需要很寬泛的基礎知識,如電子專業(yè)和計算機專業(yè)等的基礎內(nèi)容。因此學院招收的嵌入式方向碩士均為本科專業(yè)為電子、半導體及計算機相關學院就讀的學生。而在嵌入式專業(yè)課程教學前,會對部分學生進行基礎知識的加強,開設“C語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”,“計算機網(wǎng)絡”,“數(shù)據(jù)庫及操作系統(tǒng)”等課程,使得學生在開始系統(tǒng)學習嵌入式知識以前,具備學習的基礎。

3.1理論課程體系

嵌入式系統(tǒng)有知識面廣、應用領域廣等特點,因此多數(shù)計算機、電子及自動化專業(yè)的基礎課程也應該作為先修基礎課程,而本學院面向的學生為研究生層次,因此并沒有在廣義層面上涉及所需要的所有課程,而只是從狹義的范圍進行針對性的設置。課程的開設從嵌入式底層硬件知

識到上層應用程序的開發(fā)都有一個較好的過渡。

在對于硬件平臺方面,不但要掌握基本的、共性的硬件結(jié)構(gòu)知識,還應該具備一些硬件設計的基本流程等,課程安排了如“SOC設計方法”、“EDA技術”等,在此設置上更多側(cè)重對硬件平臺的掌握,使得學生在具備基本的電子專業(yè)類知識的同時,可以對SOC、FPGA等技術有側(cè)重地學習,以及對此類項目的開發(fā)有較深入的理解。

針對操作系統(tǒng)層面的課程開設,學院設置了“嵌入式操作系統(tǒng)”、“Windows CE軟件設計”及“基于Symbian OS的手機開發(fā)與應用”。在此方面“嵌入式操作系統(tǒng)”應該系統(tǒng)介紹主流嵌入式操作系統(tǒng),從主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的角度出發(fā),分析源代碼開放的操作系統(tǒng)Linux,輔以μC/OS Ⅱ、RTems等操作系統(tǒng)。課程將重點介紹進程調(diào)度、進程間通信、內(nèi)存管理和I/O驅(qū)動機制等,使學生具備裁剪操作系統(tǒng)、移植內(nèi)核的能力。而對于基于Windows CE及Symbian操作系統(tǒng)的開發(fā),同時也應屬于應用程序的層面。兩個課程并不是分析兩個操作系統(tǒng),而是基于兩個操作系統(tǒng)的上層軟件設計。Windows CE及Symbian操作系統(tǒng)在手機開發(fā)上占據(jù)主導地位,使得開設此課程成為必要。

在上層應用程序方面,學院開設“基于VxWorks的嵌入式軟件開發(fā)”等課程,并輔助開設部分嵌入式設計方法及工具的相關課程,如“虛擬儀器儀表”、“無線傳感器網(wǎng)絡”等。這些當前較為流行的設計方法與工具可以在某種程度上提高項目開發(fā)的效率。因此,該類課程的開設可以拓展學生的知識面,提高學生研發(fā)的進度。

3.2實踐課程體系

嵌入式系統(tǒng)知識的實踐性很強。學生在學習了理論知識以后,如何能夠在實踐中掌握并使用所學到的開發(fā)方法和技能,是一個值得關注的問題。為此,學院以培養(yǎng)符合社會需要的嵌入式系統(tǒng)方面的人才為目標,充分考慮嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的關鍵環(huán)節(jié)、嵌入式軟件開發(fā)的特殊性及社會對嵌入式人才知識體系需求的特點等,提出了以多種實踐環(huán)節(jié),多層次實驗項目為主要內(nèi)容的嵌入式實踐課程體系。具體由專業(yè)課實驗、課程項目、工程實踐及畢業(yè)設計組成。

在專業(yè)課實驗設置上,各專業(yè)課程設有相應實驗內(nèi)容,根據(jù)本專業(yè)實踐性強的特點,學院規(guī)定實驗課程學時為理論課程的1/2,以達到在實踐中強化知識,鍛煉綜合能力與檢驗學習的效果。在實驗內(nèi)容設置上,均側(cè)重理論聯(lián)系實踐的本質(zhì),如“嵌入式系統(tǒng)設計”的實驗課程設置如表1所示。

學生需要在S3C2410平臺上完成表1所列實驗。通過實驗的完成,學生能夠?qū)RM開發(fā)板有了一定程度的了解,完成從理論到實踐的轉(zhuǎn)變。同時可以鼓勵學生使用開發(fā)板進行簡單的創(chuàng)新項目開發(fā)。

在課程項目開設上,針對某些課程的特點,對實驗課程的安排除了基本的專業(yè)課程實驗外,輔助安排課程項目,如“虛擬儀器儀表”課程,在學習掌握智能儀器儀表的各種技術和理論的同時,通過循序漸進的若干專業(yè)課程實驗,最終實現(xiàn)對某電工或通訊等方面的大型項目的設計,使得學生對軟件工具Labview平臺有一定程度的掌握。

工程實踐環(huán)節(jié)是實踐課程的重要組成部分,學生需要利用5～6個月的時間完成某中型項目的從可行性分析到綜合測試的所有軟件規(guī)范的過程。其目的是使學生所學各科專業(yè)知識得到整合,并讓學生熟悉軟件工程過程與規(guī)范,提高編程能力。學生在完成工程實踐后需要提交詳細的設計說明書、模塊源代碼、測試報告等,教師須根據(jù)學生提交的文檔及源代碼進行考核。

3.3公共基礎課

學院同時開設了相關的基礎課程,如“管理心理學”、“知識產(chǎn)權(quán)基礎”等。應該說基礎課程的開設是與嵌入式行業(yè)、學生自身的發(fā)展密切相關的,如知識產(chǎn)權(quán)與計算機軟件的關系,而學生長遠的發(fā)展也需要管理者的相關知識。這使得此類課程成為了學生必要的知識儲備。

4教師隊伍建設

建立高水平的師資隊伍是教學改革的又一個重要的任務,也是實現(xiàn)建設目標、提高教學質(zhì)量的關鍵因素。學院通過引進和培養(yǎng)提高的方式增加了師資的數(shù)量,優(yōu)化了師資結(jié)構(gòu),提高了教師素質(zhì),達到合理師生比。學院教師

中1/3為專職教師,1/3為學院聘請海內(nèi)外著名企業(yè)和大學的專家、教授,1/3為其他兄弟院系的教授及優(yōu)秀教師。良好的教師組成結(jié)構(gòu)和不同的學術背景使教師能夠互相交流,取長補短,融合學術思想和教學觀念,對教學起到直接的推動作用。

5總結(jié)

嵌入式系統(tǒng)是近幾年計算機專業(yè)迅速發(fā)展的一個方向,各高校也在越來越多地關注這個產(chǎn)業(yè)及相應的專業(yè)人才培養(yǎng)。建立相應的專業(yè)課程體系、實驗體系以及教師體系成為當前的迫切需求。本文在對本院幾年來嵌入式專業(yè)課程設置及社會對嵌入式人才需求進行分析的基礎上,從社會的實際需求及人才發(fā)展的長遠角度,對嵌入式的專業(yè)課程體系進行了重組,并對教學內(nèi)容進行了改革和優(yōu)化,強化了專業(yè)實驗及工程實踐環(huán)節(jié),多方面地對嵌入式知識體系進行了整合。

參考文獻:

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篇5

【關鍵詞】嵌入式系統(tǒng)；教學模式；獨立學院

1.引言

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

2.嵌入式系統(tǒng)簡介

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

3.國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)教學的現(xiàn)狀

國內(nèi)教育界將嵌入式系統(tǒng)的教學大致分為三類：軟件學院專業(yè)嵌入式教學；計算機專業(yè)嵌入式教學；電子、自動化等相關專業(yè)嵌入式教學，對于嵌入式系統(tǒng)的教學研討從嵌入式課程體系的設置、嵌入式理論教學的開展、嵌入式實驗教學的開展、嵌入式綜合設計與學生工程實訓等幾方面展開。

4.嵌入式系統(tǒng)教學模式的探討

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

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

4.1 建立一套適合學校特點的課程體系

嵌入式課程是近幾年來建立的一門新課程，有它自身的特點、規(guī)律。嵌入式的課牽扯面很廣，包括研究生的課程、本科生的課程、技能課程的培訓等。由于該課程與實際結(jié)合得非常緊密，容易教成短期培訓，而作為一門課程要有自己的規(guī)律，不要把這個課程做成嵌入式系統(tǒng)教學的技能培訓，要結(jié)合獨立學院的自身培養(yǎng)目標特點制定出相應的教學計劃以及實施方案。例如在我校，針對電子信息工程專業(yè)，目前師資力量等都不能滿足直接建立一個嵌入式系統(tǒng)的專業(yè)，設想把嵌入式系統(tǒng)設定為電子信息工程專業(yè)本科主修方向，在低年級時開設相關的專業(yè)選修課，讓有意于此方向的學生打好基礎，在本科高年級進一步學習。作為電子信息工程專業(yè)，在教學中一定不能光注重應用，也要將清楚計算機本身的規(guī)律在什么地方，為什么發(fā)展嵌入式，有什么原理進行探討，從而建立一套適合我們特點的課程體系。

4.2 課程應該分層次

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

4.3 主動去獲得更多的支持

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

4.4 可利用仿真軟件、書籍內(nèi)容輔助實驗教學

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

4.5 利用互聯(lián)網(wǎng)進行教學交流

由于教師對嵌入式系統(tǒng)課程不熟悉，在教學中要自己一邊學習一邊講課，應該充分利用極其豐富的網(wǎng)絡資源，例如教學課件及背景資料都可以從網(wǎng)站上下載，教師和學生均可通過論壇交流。

4.6 全國高校大學生電子競賽及行業(yè)相關競賽

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

5.結(jié)語

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

參考文獻

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[2]徐敏，林瑞金.關健生嵌入式系統(tǒng)教學改革與實踐[J].電氣電子教學學報，2009（3）：13-22.

篇6

關鍵詞：嵌入式系統(tǒng) 獨立院校 課程改革

一、引言

近幾年來，嵌入式技術的應用推動了國防、軍工、航天航空、移動通訊、機器人、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、汽車電子等領域的發(fā)展。社會對相關人才的需求量大，學生學習的積極性很高，因此嵌入式系統(tǒng)正逐漸成為高等院校必開的課程。嵌入式系統(tǒng)有兩個顯著的特點，一個是軟硬件密切聯(lián)系，一個是以應用為中心，獨立院校作為一種新型的高等院校教育單位，作為對普通高校資源的補充，更偏向于實踐應用[1]，因此，如何開設嵌入式系統(tǒng)的相關理論與實踐課程來培養(yǎng)應用型、創(chuàng)新性人才，是獨立學院目前的重點探索之一。

二、嵌入式課程教學存在的問題

目前獨立院校很多專業(yè)都開設了嵌入式系統(tǒng)課程和嵌入式專業(yè)方向，比如電子類、通信類、計算機類、自動化類專業(yè)都開設嵌入式系統(tǒng)的相關課程，結(jié)合企業(yè)對嵌入式人才的要求，存在著很多不足。

1.前期基礎教學安排不合理

從理論教學來看，嵌入式技術是一門綜合性很強的課程，涉及的知識體系有硬件、軟件、網(wǎng)絡等方面的知識，硬件方面要具備模電、數(shù)電、單片機等相關知識，在軟件方面要具備計算機的基礎理論知識如操作系統(tǒng)，程序設計語言基礎，程序的設計思想和方法，在網(wǎng)絡方面要具備網(wǎng)絡語數(shù)據(jù)通信的理論知識體系。但是各專業(yè)的基礎教學并沒有完全開設相關方面的理論教學，如：計算機專業(yè)主要具備了軟件方面的基礎理論，自動化、電信等相關主頁主要設置了硬件方面的知識體系，對軟件方面的知識體系開設較少，主要就是C語言程序設計，而對操作系統(tǒng)，程序設計的思想和方法并沒有開設相關理論課程。

2.缺少足夠?qū)嵺`教學

從實踐教學來看，很多實驗基本上是驗證性實驗，大多數(shù)都只需要按照實驗指導書上的內(nèi)容就可以完成，課程設計與企業(yè)項目實際應用差距較大。眾所周知，實踐是嵌入式系統(tǒng)教學的重要環(huán)節(jié)。嵌入式系統(tǒng)內(nèi)容涉及廣泛，指令編程、驅(qū)動程序設計、內(nèi)核的移植設計和應用程序編寫等知識的學習，都需要學生通過大量的實踐環(huán)節(jié)來加深理解[2]。學生在課程之余沒有更多的實踐機會，嵌入式課程學時完畢后，很多學生就沒有辦法進行后續(xù)的學習。另外，實驗學時不夠。開設的嵌入式系統(tǒng)課程一般為32～40學時，實驗環(huán)節(jié)僅占6～8學時。有限的課內(nèi)學時無法滿足實踐教學，尤其是綜合性、設計性實踐的需要。這使得缺乏足夠?qū)嵺`動手環(huán)節(jié)訓練的學生難以真正了解和熟悉嵌入式開發(fā)過程。

3.各專業(yè)教學內(nèi)容比較單一

從課程體系上來看，大多數(shù)的課程總是偏向兩個方向：方向一偏重硬件設計，例如與電子工程、通信工程、自動化相結(jié)合。這個方向培養(yǎng)出來的學生主要從事硬件設計工作，他們的優(yōu)勢是對硬件原理非常清楚，不足在于這類方向的人才更擅長定義各種硬件接口，但對復雜軟件系統(tǒng)往往力不從心，例如嵌入式操作系統(tǒng)原理和復雜應用軟件等。方向二偏重軟件設計，例如和軟件工程、計算機科學與技術結(jié)合，這個方向培養(yǎng)出來的學生主要從事嵌入式操作系統(tǒng)和應用軟件的開發(fā)。他們對軟件有較好的操縱能力，不足在于對硬件原理和接口沒有較好的掌握，對于嵌入式系統(tǒng)其它的應用也沒有一個全面的概念，如驅(qū)動程序等不太了解。大多數(shù)面向Linux操作系統(tǒng)的應用軟件編程，與企業(yè)的需求來看，內(nèi)容比較單一。

4.高校師資隊伍實踐經(jīng)驗欠缺

嵌入式系統(tǒng)的教學要求教師具有處理器、匯編語言、接口、操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序開發(fā)、應用程序開發(fā)等各方面豐富的知識，并要有從事嵌入式項目開發(fā)的經(jīng)驗[3] ；但對于大多數(shù)開設嵌入式課程的獨立院校而言，師資隊伍很難跟上。從事嵌入式技術開發(fā)的技術人員，很少愿意到獨立學院執(zhí)教；在嵌入式師資方面，對于年輕的獨立學院而言，承擔嵌入式系統(tǒng)課程的多以青年教師為主，大部分教師并沒有項目經(jīng)驗，有部分老師從單片機教學轉(zhuǎn)型。高校組織的教師培訓，都是提供實驗設備的廠商對實驗設備的培訓，真正的嵌入式系統(tǒng)相關技術的系統(tǒng)培訓缺少。所以，師資隊伍的建設在短期內(nèi)無法跟上嵌入式技術的教學需求。

三、嵌入式課程教學的改革

從理論指導課程體系方面來看，學生不僅要掌握經(jīng)典的計算機基礎理論知識如計算機組成原理、操作系統(tǒng)、匯編語言、C/C++語言、程序設計思想和方法，還要具備嵌入式系統(tǒng)領域特定的知識，包括嵌入式硬件基礎、軟件基礎、操作系統(tǒng)、開發(fā)工具等，我院的很多專業(yè)都是在大二下才開始大量開設相關基礎理論課程，而嵌入式技術這門課程基本上都是大三下學期開始學習，學生要在一年內(nèi)學完這些理論，對學生而言，對知識的理解也是需要一定的時間，因此理論課程應在大一開始逐步開設，結(jié)合學生的學習程度合理安排相關理論課程的學習。

企業(yè)對嵌入式軟件人才的需求有幾個方向：嵌入式引導程序設計，嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核的設計，嵌入式操作系統(tǒng)的驅(qū)動程序的開發(fā)，嵌入式圖形化用戶界面的設計，嵌入式數(shù)據(jù)庫的開發(fā)等，首先幫助學時確定自己從事的方向，并掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的整個流程及其相應的調(diào)試方法。在嵌入式的理論課程學習中應結(jié)合企業(yè)的需求以及基本知識面的結(jié)合；如軟件方向理論教學基本的內(nèi)容應圍繞嵌入式基于Linux操作系統(tǒng)下的應用程序開發(fā)這些方向來確定要學習的課程體系，確定課程體系后可以根據(jù)企業(yè)的需要加入相關驅(qū)動開發(fā)等相關課程內(nèi)容及比較流行的手機開發(fā)也可以納入課程內(nèi)容之一，理論教學的原則壓縮基礎理論課學時，突出實踐性與應用，以達到“學習嵌入式，使用嵌入式”的教學目的和作用，建立起一種由淺入深、梯度型、層次化的教學模式。

從實踐指導課程體系方面來看，應該采用多樣化的課程實踐教學手段，提高學生的動手實踐能力。

1.在實驗環(huán)節(jié)方面，應該大幅提高實驗的課時，達到講一課就能實踐的目的。改革后我院開設嵌入式課程的實驗學生16學時，包括硬件裸機程序編寫6學時，嵌入式開發(fā)環(huán)境搭建與2學時，嵌入式軟件下驅(qū)動程序編寫4學時，嵌入式應用軟件程序編寫4學時，基本上一次理論課上完學生就可以在實驗室進行實踐。

2.通過對市場調(diào)研，了解企業(yè)需求，結(jié)合師資隊伍中存在的教師的項目經(jīng)驗，開發(fā)實訓和實習的項目，結(jié)合項目指導學生結(jié)合理論進行相關學習。這個在嵌入式課程學時結(jié)束后，用1個月左右的時間來指導學生組成項目組完成于企業(yè)結(jié)合比較緊密的項目開發(fā)。

3.舉辦嵌入式系統(tǒng)技術講座：可以根據(jù)學生的需要，邀請來自公司企業(yè)的工程技術人員進行專題講座，使學生能接觸到最新的知識和實用技術，并了解社會對嵌入式系統(tǒng)人才的具體需求。

4.建立開放的實驗室，對有興趣的同學安排實訓和實習課題： 實訓課題實行“三級指導”（全指導，半指導，零指導），使教、學、練緊密結(jié)合。每個實訓課題一般安排兩個項目，第一個項目學生在老師的指導下，實行實訓過程的全指導；第二個項目主要是結(jié)合教師在企業(yè)的項目基礎（實習課題），從項目需求分析開始，先由學生來完成，老師再參與其中，從這個過程慢慢的從半指定到變?yōu)榱阒笇В瑏礤憻拰W生進行項目實施的能力。

四、總結(jié)

從獨立學院立足培養(yǎng)創(chuàng)新，應用型人才出發(fā)，獨立學院嵌入式課程改革目前有了一定的成效，但是開設嵌入式教學還在起步階段，存在著很多不足，這就要求教師緊跟嵌入式技術的發(fā)展，不斷提高教學與教師的實踐能力，努力完善嵌入式課程體系，爭取能達到學生畢業(yè)后迅速從事嵌入式軟件的開發(fā)及設計的目的。

參考文獻

[1] 謝川.應用型本科嵌入式課程教學研究.重慶工商大學學報（自然科學版） ， Journal of Chongqing Technology and Business University（Natural Science Edition）， 2011年04期

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長期以來，嵌入式系統(tǒng)是高等學校電子與信息類專業(yè)的一門主干基礎課程[1]，強調(diào)跨學科、跨專業(yè)的理論、方法與技術的融合應用，是一門理論與實踐結(jié)合緊密、綜合性較強的課程[2]。而對于機械類專業(yè)，在其課程體系設計中雖然包含了部分嵌入式系統(tǒng)先修課程內(nèi)容，但較少開設專門的嵌入式系統(tǒng)課程，也缺乏合適的供機械類專業(yè)本科生使用的嵌入式系統(tǒng)教材。

本文以近幾年的教學實踐經(jīng)驗為基礎，歸納了機械電子工程專業(yè)嵌入式系統(tǒng)的教學特點，并探討了面向機電專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)教學內(nèi)容與方法。

1 機電專業(yè)嵌入式系統(tǒng)教學的特點

在機電類專業(yè)開設嵌入式系統(tǒng)課程是大學本科課程自我更新的一種新的路徑，也是計算機技術發(fā)展而導致的本科課程體系更新過程中的一個自然而然的結(jié)果[3]。嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場應用廣泛，對于機電專業(yè)本科生而言，因其在機電設備開發(fā)、控制于維護方面有著較強的應用背景知識，且具有一定的先修課程基礎，因此嵌入式系統(tǒng)課程較適合機電專業(yè)本科生的學習。

但同時，與電類專業(yè)不同，機械類專業(yè)電基礎較為薄弱，導致了機械電子專業(yè)嵌入式系統(tǒng)教學具有以下特點：

1.1 課程內(nèi)容綜合性強

嵌入式系統(tǒng)是一個軟硬件系統(tǒng)的綜合體[4]，在課程中要向?qū)W生講解嵌入式微處理器的基礎知識以及其他相關硬件知識，包括處理器結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、寄存器設置等，又要講解嵌入式軟件方面的知識，包括Linux系統(tǒng)、交叉編譯、設備驅(qū)動程序、多進程通信等。

1.2 課程的課時有限

作為一門專業(yè)選修課，嵌入式系統(tǒng)課程設置的教學時長為32學時，而電類專業(yè)該課程一般有48學時以上的課時，甚至達到72學時，在這其中，實驗課時又有8個。由于課內(nèi)學時數(shù)偏少，較容易發(fā)生學生能夠聽懂某些細節(jié)但缺乏整體認識，或者能夠把握大框架但實際動手時一籌莫展的情況。

1.3 先修課程基礎薄弱

盡管機電專業(yè)本科生已經(jīng)有C程序語言設計、模擬/數(shù)字電子技術、微機原理、單片機接口技術、電子CAD等先修課程基礎，但受到大學教學活動短學程化的影響，學生在背景知識的掌握上存在不夠全面或不夠深入的情況。特別對于機械類學生而言，不僅計算機硬件基礎較為薄弱，軟件開發(fā)能力和經(jīng)驗欠缺，同時對操作系統(tǒng)方面的知識掌握基本空白，給嵌入式系統(tǒng)課程的教學帶來一定困難。

2 機電專業(yè)嵌入式系統(tǒng)的教學內(nèi)容與方法

根據(jù)機械電子工程專業(yè)嵌入式系統(tǒng)教學現(xiàn)狀與特點，有針對性地確定了課程體系的設置，安排相應的教學內(nèi)容與教學方法。

2.1 教學內(nèi)容選擇

作為專業(yè)選修課，嵌入式系統(tǒng)課程的目標不是為了使學生深入掌握這一領域全面的并得到良好鞏固的知識，而是為了使學生在已有基礎上步入這一新的領域中，概括性的掌握其基本原理與基本方法，并對進一步探索該領域產(chǎn)生濃厚的興趣。

根據(jù)這一思路，針對機械類專業(yè)嵌入式系統(tǒng)的教學特點，應特別注意突出重點，合理分解難點。由于學生已有微機原理和單片機接口相關基礎，在教學中弱化了對ARM芯片作為高檔單片機使用的相關內(nèi)容。在詳述處理器結(jié)構(gòu)、介紹基本指令的基礎上，僅對定時器、中斷、SDRAM、Nand Flash控制器和時鐘系統(tǒng)等資源加以介紹，并多采用C語言程序設計案例，避免學生在繁復的指令系統(tǒng)和寄存器設置體系中迷失方向。

由于機械類學生沒有操作系統(tǒng)相關背景知識，因此在嵌入式系統(tǒng)軟件學習中存在一定困難。嵌入式Linux操作系統(tǒng)及其開發(fā)環(huán)境是嵌入式軟件的基礎，學生需要掌握基本的Linux系統(tǒng)命令和交叉編譯方法，而對shell程序和Makefile文件則通過案例教學呈現(xiàn)。Linux操作系統(tǒng)下設備驅(qū)動的基本思想、程序框架以及編寫步驟是課程的重點之一，體現(xiàn)了軟件與硬件的結(jié)合，因此針對這一部分，不僅安排了較多學時的課內(nèi)講解，也安排了實驗。在Linux操作系統(tǒng)下的線程、進程和進程間通信部分，由于學時限制，弱化了實際編程操作，而主要以案例和演示實驗，使學生掌握基本思想和方法。

2.2 教學方法初探

嵌入式系統(tǒng)是一門應用課程[5]，對于機械電子工程專業(yè)的本科生而言，其意義在于更好地實現(xiàn)機電一體化應用。為此，結(jié)合“卓越工程師”培養(yǎng)計劃的實施，在教學中加入了較多的應用案例，突出了學用結(jié)合的教學模式，重視對學生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)，建立面向工程的思維方式，掌握解決實際工程問題的科學方法。

在課堂教學中，變灌輸式教學為啟發(fā)式教學，特別注意引導學生聯(lián)系以往在微機原理和單片機接口技術課程中接觸到的8051單片機的相關概念與方法，使之對嵌入式系統(tǒng)硬件部分產(chǎn)生邏輯上的繼承和聯(lián)想，有效理解硬件的工作原理。在嵌入式系統(tǒng)軟件部分的教學中，則以學生熟悉的Windows操作平臺為例，講解嵌入式Linux操作系統(tǒng)所要解決的問題和實現(xiàn)方法，促使學生破除對這一未知領域的神秘感，并激發(fā)其進一步深入學習的興趣。

篇8

關鍵詞：嵌入式系統(tǒng) 項目式教學 應用型課程

中圖分類號：G642.4

文獻標識碼：A

嵌入式系統(tǒng)本身是一個外延極廣的名詞，凡是與產(chǎn)品結(jié)合在一起的具有嵌入式特點的控制系統(tǒng)都可以叫嵌入式系統(tǒng)，有時很難以給它下一個準確的定義。正因為嵌入式系統(tǒng)的廣泛性特點，使得嵌入式系統(tǒng)技術成為當前發(fā)展最快、應用最廣、最有發(fā)展前景的信息技術領域之一。目前嵌入式系統(tǒng)已被廣泛應用于工業(yè)控制系統(tǒng)、信息家電、通信設備、醫(yī)療儀器和智能儀器等眾多領域，“嵌入式無處不在”已經(jīng)成為現(xiàn)實。

1 嵌入式系統(tǒng)課程發(fā)展特點

嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術和各個行業(yè)的具體應用相結(jié)合后的產(chǎn)物，這一點就決定了它必然是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。

嵌入式系統(tǒng)是一門綜合性很強的課程。從工程的角度分析，它是涉及了機械、電子、計算機等多個學科的系統(tǒng)，單個學習者很難掌握當前嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的全部知識和技能。因此，各個專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)教學所側(cè)重的內(nèi)容是不同的。比如電子和電氣專業(yè)的嵌入式課程的教學內(nèi)容更多的側(cè)重于硬件電路設計。就計算機專業(yè)的角度分析，嵌入式系統(tǒng)涉及了計算機體系結(jié)構(gòu)、微機原理和接口技術、實時操作系統(tǒng)和計算機編程等諸多知識內(nèi)容。

隨著嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)的不斷改進，嵌入式系統(tǒng)芯片處理能力也在成倍的增強。這使得嵌入式系統(tǒng)能夠完成越來越多的任務，具有實時性的多任務嵌入式系統(tǒng)成為目前主流的應用型系統(tǒng)。對于大學教育而言，學校應該緊跟嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，及時地調(diào)整嵌入式系統(tǒng)課程的體系結(jié)構(gòu)，并能適時地更新嵌入式系統(tǒng)的硬件設備，以滿足課程教學的實踐性要求。

2 嵌入式系統(tǒng)課程本科教育現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)教學模式基本以課程講述為主，有實驗條件的院校也會按照課程計劃開設相應的實驗。但是由于嵌入式系統(tǒng)課程原理講解較為枯燥，學生在做實驗的時候經(jīng)常出現(xiàn)問題，要么只看到實驗現(xiàn)象而不知原理，要么實驗時無從下手。這種狀況下培養(yǎng)出來的學生，很難在社會上找到與嵌入式系統(tǒng)相關的工作。但是由于嵌入式系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，這一方向的工程技術人才又十分緊缺，這就導致了很多大學生畢業(yè)之后繼續(xù)參加社會培訓，以達到用人單位的招聘要求。

如果在嵌入式系統(tǒng)的本科教學工作中能及時地扭轉(zhuǎn)這一現(xiàn)狀，將大大地提高學生對于課程的學習興趣，增強學生的就業(yè)競爭力。因此本文提出了基于項目式教學的嵌入式系統(tǒng)課程體系，并在實際教學中予以實施。

3 嵌入式系統(tǒng)項目式教學方法

所謂的嵌入式系統(tǒng)項目式教學方法，實際就是擺脫原有的課程講述加基礎實驗的教學模式，結(jié)合當前主流的嵌入式系統(tǒng)項目應用，在實驗室現(xiàn)有的條件下完成應用型項目教學。嵌入式系統(tǒng)項目式教學分為兩個階段：第一個階段是結(jié)合實驗平臺對嵌入式系統(tǒng)原理及體系結(jié)構(gòu)進行深入講解。學生在學習課程知識的同時，也能對應嵌入式硬件平臺進行針對性認識。第二個階段就是以具體項目為依托的實踐性教學環(huán)節(jié)。對于嵌入式系統(tǒng)的基礎實驗，在實踐性環(huán)節(jié)進行簡單的講解，給學生更多的時間進行項目研究。當學生在項目研究過程中遇到問題的時候，自然而然地會從基礎理論入手去解決問題，這樣不斷的摸索前進，學生將會受益匪淺。

帶領學生進行完整的項目式教學過程，這對專業(yè)課程教師提出了更高的要求。任課教師應該具有較高的學歷，同時從事過相關系統(tǒng)研究工作，動手能力很強，可以把教學項目中用到的開發(fā)平臺吃透。這樣的教師才能帶給學生更多的指導，項目式教學的效果才會得到體現(xiàn)。

為了提高學生的創(chuàng)新和研究和能力，在嵌入式系統(tǒng)的項目式教學過程中應采用多種教學方法與實施策略。比如，學院接收一定的學生進入教師科研項目；鼓勵學生參與自主設計實驗；在教師指導下，自愿參加學?；蛘邩I(yè)界的一些公司組織的嵌入式比賽。另外，通過課程設計的方式，給學生布置自助研究課題，給學生提供開放的實驗室環(huán)境，充分調(diào)動學生的學習積極性與挑戰(zhàn)欲望，讓學生通過項目研究來實現(xiàn)自我提升。這些措施能讓學生通過實踐體會到嵌入式系統(tǒng)設計的一般流程與主要內(nèi)容，為學生今后的就業(yè)以及深造打下堅實的基礎。

4 嵌入式系統(tǒng)項目式教學模式總結(jié)

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關鍵詞：京津冀一體化；嵌入式校企合作；動漫人才培養(yǎng)模式

中圖分類號：G718 文獻標識碼： A 文章編號：1672-5727（2016）06-0017-04

一、京津冀一體化概述

京津冀位于環(huán)渤海心臟地帶，是現(xiàn)階段我國北方經(jīng)濟規(guī)模最大、最具活力的地區(qū)之一，包括北京市、天津市以及河北省的保定、唐山、石家莊、邯鄲、邢臺、衡水、滄州、秦皇島、廊坊、張家口、承德和安陽，涉及到京津和河北地區(qū)12個地級市，區(qū)域面積約為21.6萬平方公里，人口總數(shù)約為1.1億人。國務院總理在政府工作報告中指出，加強環(huán)渤海及京津冀地區(qū)經(jīng)濟協(xié)作。在聽取京津冀協(xié)同發(fā)展工作匯報時強調(diào)實現(xiàn)京津冀協(xié)同發(fā)展，是面向未來打造新的首都經(jīng)濟圈、推進區(qū)域發(fā)展體制機制創(chuàng)新的需要，是探索完善城市群布局和形態(tài)、為優(yōu)化開發(fā)區(qū)域發(fā)展提供示范和樣板的需要，是探索生態(tài)文明建設有效路徑、促進人口經(jīng)濟資源環(huán)境相協(xié)調(diào)的需要，是實現(xiàn)京津冀優(yōu)勢互補、促進環(huán)渤海經(jīng)濟區(qū)發(fā)展、帶動北方腹地發(fā)展的需要，是一個重大國家戰(zhàn)略，要堅持優(yōu)勢互補、互利共贏、扎實推進，加快走出一條科學持續(xù)的協(xié)同發(fā)展路子來。京津冀一體化的關鍵在于實現(xiàn)三地的科學協(xié)同發(fā)展，而推進京津冀協(xié)同發(fā)展，要立足各自優(yōu)勢、立足現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)分工要求、立足區(qū)域優(yōu)勢互補原則，因此，應大力推進京津冀三地之間的產(chǎn)業(yè)協(xié)同，努力實現(xiàn)優(yōu)勢互補、良性互動、共贏發(fā)展。

二、京津冀一體化背景下高職動漫人才培養(yǎng)模式存在的問題

推進京津冀區(qū)域一體化，為京津冀三地人才交流創(chuàng)造契機，使動漫專業(yè)學生擁有更多更好的就業(yè)機會。動漫人才緊缺促使動漫及相關專業(yè)成為高職院校的熱門專業(yè)，這繁榮景象的背后卻呈現(xiàn)出部分高職院校開設動漫專業(yè)存在盲目性和功利性，由此引發(fā)許多弊端，在實際教學中己經(jīng)愈發(fā)明顯地暴露出問題的普遍性和嚴重性。

（一）人才培養(yǎng)目標不準確

從高職院校動漫人才培養(yǎng)方案中不難發(fā)現(xiàn)動漫專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)范圍非常廣，大部分高職院校都會提出學生畢業(yè)后適合在游戲公司、動畫公司、廣告公司、電影制作公司、電視臺、雜志社、出版社以及培訓學校、自主創(chuàng)業(yè)等方面工作，可以看出很多高職院校在動漫專業(yè)的培養(yǎng)目標上過于寬泛，而且完全沒有針對性。這些空泛的培養(yǎng)目標實際上等于沒有培養(yǎng)目標，造成高職院校對動漫專業(yè)整體理解模糊，教學體系混亂，專業(yè)定位不合理。因此，高職院校在人才培養(yǎng)模式的改革中應深入調(diào)研京津冀地區(qū)動漫人才狀況，有針對性地構(gòu)建適合京津冀區(qū)域發(fā)展的人才培養(yǎng)模式。

（二）人才培養(yǎng)特色不明晰

京津冀區(qū)域經(jīng)濟的快速發(fā)展，為眾多院校開設動漫專業(yè)提供了契機，使得動漫專業(yè)遍地開花。經(jīng)過調(diào)研不難發(fā)現(xiàn)，除北京電影學院動畫學院、中國傳媒大學動畫學院等名牌高等院校外，其他多數(shù)院校動漫專業(yè)都是在近幾年內(nèi)匆匆開設的，在教學體系、師資水平、教學設施等方面存在不足。高職院校在專業(yè)特色人才培養(yǎng)中需要結(jié)合京津冀一體化中北京、天津與河北的功能定位，主動調(diào)整自己的培養(yǎng)方案，明確專業(yè)培養(yǎng)特色，為京津冀一體化建設提供有力支持。

（三）人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)不合理

要實現(xiàn)高等教育效能的最大化，其根本是要保障區(qū)域優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢和特點來設置人才培養(yǎng)模式。若人才培養(yǎng)模式不合理，就會造成高職院校對專業(yè)整體理解模糊，教學體系混亂。有些高職院校在整體課程體系上學科本位思想嚴重，缺乏適合自身特點的改革和創(chuàng)新，課程之間內(nèi)容交叉重復，缺乏有效整合，教學內(nèi)容不明確，課程編排不合理；課程設置與企業(yè)需求聯(lián)系不夠緊密，課程開發(fā)很少參考企業(yè)意見。這種封閉式的課程開發(fā)方法制約學生創(chuàng)意性思維發(fā)展，不能為京津冀一體化建設提供助力。

三、京津冀區(qū)域一體化背景下高職院校動漫人才培養(yǎng)模式探索

隨著京津冀區(qū)域一體化的快速發(fā)展，京津冀地區(qū)高素質(zhì)技能型人才的需求量不斷增加。高等職業(yè)教育作為服務地方經(jīng)濟的一種教育形式，需要根據(jù)京津冀地區(qū)一體化發(fā)展狀況，培養(yǎng)依托區(qū)域發(fā)展的技能型人才，以適應企業(yè)發(fā)展需要。

（一）促進京津冀區(qū)域人才發(fā)展，構(gòu)建“1+1嵌入式”校企合作人才培養(yǎng)模式

1.“1+1嵌入式”校企合作人才培養(yǎng)模式內(nèi)涵

“1+1嵌入式”中的第一個“1”指學生所在學校，第二個“1”指企業(yè)?！扒度胧健备拍钭钤邕\用于計算機領域中，指計算機軟件與硬件相結(jié)合，即系統(tǒng)的應用軟件與系統(tǒng)的硬件一體化。高職院校作為高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)機構(gòu)，具備理論知識和專業(yè)技術集聚的特性，企業(yè)則兼?zhèn)鋵I(yè)人才與技術應用，二者存在著“交集”。高職院校與企業(yè)需要選取適當“集合點”，以“嵌入式”合作的形式把院校與企業(yè)各自功能需求嵌入到對方中去，實現(xiàn)學校與企業(yè)“相互依托，緊密結(jié)合”，打破原有學校和企業(yè)的界限，實現(xiàn)學校與企業(yè)間雙向參與、資源共享、優(yōu)勢互補，以共同培養(yǎng)適合生產(chǎn)、建設、管理、服務一線需要的高級應用型人才。“1+1嵌入式”人才培養(yǎng)是將企業(yè)管理、企業(yè)技術和企業(yè)資源等嵌入到院校人才培養(yǎng)過程中，實現(xiàn)院校與企業(yè)合作育人、合作就業(yè)和合作發(fā)展的培養(yǎng)模式，其主要構(gòu)成要素包括“一個平臺、兩個融合”。

“一個平臺”是指企業(yè)真正參與到專業(yè)人才培養(yǎng)過程，學校與企業(yè)共用搭建平臺，建立專業(yè)指導委員會，實現(xiàn)資源優(yōu)化共享的一種新型人才培養(yǎng)模式。通過“嵌入式”校企合作理念，對現(xiàn)有人才培養(yǎng)目標、教學內(nèi)容進行改革，構(gòu)建符合京津冀一體化發(fā)展需要的人才培養(yǎng)模式。

“兩個結(jié)合”是指企業(yè)需求與人才培養(yǎng)模式相結(jié)合，校企雙方共同制定人才培養(yǎng)目標，建立以企業(yè)需求為依據(jù)，以真實工作項目為基礎，以工作過程為導向的模塊化課程體系；企業(yè)環(huán)境與校內(nèi)教育環(huán)境相結(jié)合，努力構(gòu)建校內(nèi)模擬實訓室，模擬真實企業(yè)工作環(huán)境，校外有企業(yè)作為實習基地。通過“兩個結(jié)合”使學校和企業(yè)相互合作、互為補充，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，共同為專業(yè)建設貢獻力量。

2.“1+1嵌入式”校企合作人才培養(yǎng)模式的實施

“1+1嵌入式”校企合作人才培養(yǎng)模式打破了傳統(tǒng)教學模式，以京津冀經(jīng)濟圈為基礎，以企業(yè)人才需求為標準培養(yǎng)企業(yè)“用的上，留得住”的專門人才，企業(yè)全程參與教學，結(jié)合校內(nèi)理論講授改革教法，這種新型人才培養(yǎng)模式既面向就業(yè)市場又服務地方經(jīng)濟。依托京津冀區(qū)域優(yōu)勢，合理構(gòu)建“1+1嵌入式”人才培養(yǎng)模式，無論是院校還是企業(yè)都能充分發(fā)揮自身資源的優(yōu)勢。同時，將理論知識和實踐能力融為一體，能夠?qū)悠髽I(yè)人才需要，使學生與企業(yè)實現(xiàn)無縫對接，實現(xiàn)學校、企業(yè)、學生、家庭和社會多方受益，實現(xiàn)“多贏”局面。

河北旅游職業(yè)學院動漫設計與制作專業(yè)以校企合作為載體，以企業(yè)需要為依據(jù)，以學生就業(yè)為目標， 建立“1+1嵌入式”校企合作動漫人才培養(yǎng)模式，以“校企一體、雙向合作”為平臺，借助京津冀區(qū)域發(fā)展優(yōu)勢，實施校企深度合作，具體實施過程如下。

首先，動漫專業(yè)教學指導委員會每年圍繞人才培養(yǎng)方案和專業(yè)建設至少召開一到兩次會議，根據(jù)當前動漫行業(yè)現(xiàn)狀對動漫人才培養(yǎng)方案進行討論和修改，確定教學核心知識與動漫企業(yè)實際生產(chǎn)項目相符合；企業(yè)需要根據(jù)實際崗位需求制定相應的“人才訂單”，專業(yè)指導委員會根據(jù)“人才訂單”共同討論確定人才培養(yǎng)目標、教學計劃以及專業(yè)理論和實踐教學工作。企業(yè)選派專業(yè)人員擔任兼職教師，指導學生實訓實習，為學院提供校外實習基地。

其次，安排本專業(yè)教師每學期至少兩次到動漫企業(yè)進行走訪，對企業(yè)一線人才需求進行系統(tǒng)翔實的調(diào)研，并在實踐教學中不斷完善現(xiàn)有教學項目，推進動漫專業(yè)教學改革，充分利用現(xiàn)有平臺實現(xiàn)校企資源共享。

再次，在校內(nèi)加大教學硬件設施的投入力度，組建動漫模擬實訓實驗室，將學院內(nèi)部實訓設備進行優(yōu)化重組，構(gòu)建“理論知識――虛擬實訓――企業(yè)合作”三級實踐教學體系。在教學中，嚴格按照專業(yè)指導委員會制定的人才培養(yǎng)計劃統(tǒng)一要求，保證完成學生實習實訓任務。

最后，利用假期選派教師到企業(yè)掛職鍛煉，利用京津冀區(qū)域人才交流合作，將企業(yè)實際工作項目引入課堂教學，根據(jù)動漫企業(yè)項目制作生產(chǎn)流程，完善各崗位實習計劃，從課堂理論教學、學生技能訓練，到日常教學管理，最后到企業(yè)項目實踐的完整教學過程，都與企業(yè)隨時溝通、緊密結(jié)合。同時，企業(yè)內(nèi)部人員也不定時到學校進行培訓、講座、項目指導等，這樣形成學校與企業(yè)雙向合作、互利共贏的局面。

（二）整合京津冀資源優(yōu)勢，優(yōu)化專業(yè)課程體系改革

以京津冀一體化對人才的需求情況為背景，以校企合作為平臺，整合京津冀企業(yè)教學資源優(yōu)勢，根據(jù)動漫專業(yè)崗位能力要求，構(gòu)建基于工作過程導向的模塊化課程體系。對傳統(tǒng)教學方式進行改革，將高職院校與企業(yè)進行有機結(jié)合，實現(xiàn)深層次合作，并形成圍繞技能型人才培養(yǎng)目標構(gòu)建“五層雙軌”適合動漫專業(yè)人才培養(yǎng)需求的“模塊設置、層次銜接、能力遞進”課程體系結(jié)構(gòu)，如圖1所示。通過五個課程模塊的設計實現(xiàn)課程之間的“層次銜接”，與動漫作品制作流程基本保持一致。學生掌握專業(yè)知識與技能按照“能力遞進”的次序，學習相應模塊課程后，按照能力要求能夠完成動漫作品相對應流程。

確定模塊化課程體系后，由專業(yè)指導委員會對專業(yè)課程進行論證，以崗位能力為導向、以職業(yè)能力為核心，將傳統(tǒng)學科理論知識進行分解，按照企業(yè)實際工作任務進行組合，確定課程教學內(nèi)容，努力構(gòu)建以項目為載體、基于工作過程的學習情境。

教學內(nèi)容與項目相結(jié)合，通過京津冀三地合作和優(yōu)勢互補，與京津企業(yè)合作辦學，將企業(yè)真實項目引入課堂營造工作氛圍，進行知識與技能綜合運用，提升學生實際操作能力。實訓項目都是企業(yè)真實案例，項目內(nèi)容不定期更換，實現(xiàn)項目與時俱進。將企業(yè)真實項目引入課堂，學生完成項目的同時也熟悉了企業(yè)生產(chǎn)流程，加強了學生的就業(yè)能力。

（三）改進實踐教學，滿足京津冀一體化需求

根據(jù)京津冀人才需求情況，結(jié)合動漫專業(yè)人才培養(yǎng)目標，改進實踐教學方案，將實踐教學項目具體化，合理配置實習、實訓、畢業(yè)設計等實踐教學環(huán)節(jié)，按“基本技能――專業(yè)技能――綜合應用能力”逐層遞進，將每門課程具體實踐任務落實到企業(yè)真實項目中，使學生從理論到實踐，從實踐再到理論，直到掌握必備的理論知識與實踐技能。

因此，以項目為導向，構(gòu)建模塊化實踐教學體系，改變了傳統(tǒng)結(jié)果導向的理論觀念，是一種由知識傳授向認識傳授的教學變革。通過與企業(yè)領導、行業(yè)專家交流研討，根據(jù)動漫產(chǎn)品設計制作流程，以工作項目為引導，劃分實踐課程模塊，安排教學內(nèi)容，構(gòu)建實踐教學體系，使學生提高了學習興趣，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維，形成關鍵能力。

通過對高職“1+1嵌入式”校企合作動漫人才培養(yǎng)新模式的探索與實踐，采用理論與實踐結(jié)合的教學方法，營造真實的動漫創(chuàng)作工作情境。動漫企業(yè)參與人才培養(yǎng)方案制定和參與設計教學項目流程，整合原有教學過程，利用實際項目教學，有助于學生提前適應工作角色，同時也提高了學生創(chuàng)新意識和學習熱情 。

幾年來，河北旅游職業(yè)學院動漫設計與制作專業(yè)通過“1+1嵌入式”校企合作人才培養(yǎng)新模式和“模塊設置、層次銜接、能力遞進”課程體系的構(gòu)建，在提高學生實踐能力和就業(yè)層次等方面都取得了一些成績。自2008年開設動漫設計與制作專業(yè)以來，許多畢業(yè)生經(jīng)過幾年的職場磨煉，現(xiàn)己成為企業(yè)的骨干，深受用人單位的好評。

要實現(xiàn)“1+1嵌入式”校企合作，必須做到全面了解、認真分析、詳細評估、全面拓展。因此，需要掌握京津冀區(qū)域動漫產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，詳細調(diào)研動漫企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人才需求，準確評估京津冀區(qū)域動漫人才的能力標準，使學校動漫學科教學體系與動漫產(chǎn)業(yè)鏈體系做到彼此對接，培養(yǎng)出企業(yè)真正需要的具有地方特色的動漫人才。

參考文獻：

[1]杜建書，慕欣茹.京津冀協(xié)同視閾下河北職業(yè)教育發(fā)展策略研究[J].石家莊職業(yè)技術學院學報，2015（3）：18-20.

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篇10

關鍵詞：三本院校；硬件；教學改革；嵌入式系統(tǒng)

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）07-0171-02

上世紀80年代，我國高校相繼開設了計算機專業(yè)。初始，教學過程中軟件與硬件兩大體系并重。當時流傳這樣一句話：“硬件學接口，軟件學編程?！彪S著大規(guī)模集成電路及門陣列芯片的普及，微機硬件體系中基本上已無分立元器件，學生面對微機硬件體系課程中提到的器件和部件沒有直觀認識，看不見摸不著。硬件課程的教學目標不明確，大多數(shù)只是為了了解計算機體系結(jié)構(gòu)而沒有硬件方面應用的愿望，因為教學內(nèi)容無法在實際工程中得到應用，進而學生不能在硬件方向上就業(yè)。然而近幾年來，嵌入式電子產(chǎn)品蜂擁而來、名目繁多，嵌入式電子產(chǎn)品行業(yè)對人才的需求十分旺盛。這就給計算機硬件教學帶來了挑戰(zhàn)并給計算機專業(yè)學生就業(yè)拓寬了門路，特別是三本院校的情況更是如此。那么，三本院校計算機硬件教學如何適應這種形式?怎樣進行教學改革？這是一個非常緊迫的課題。

一、三本院校計算機硬件教學現(xiàn)狀分析

三本院校其實就是民辦應用型本科院校，其計算機專業(yè)硬件教學現(xiàn)狀比一二本公辦院校更糟糕。他們在教學經(jīng)費、實驗條件、師資水平、教學積淀、科研氛圍等方面更遜一籌。首先是，在理念上輕視硬件教學，認為硬件知識無實用價值，無就業(yè)前景，只是象征性保留兩三門硬件課程，由于實驗條件所限基本只講理論或圖示實驗。學生根本不懂“接口”這一軟硬件結(jié)合的技術，有的甚至放棄了硬件教學，計算機科學與技術專業(yè)變成了名副其實的“軟件工程”。更不可思議的是：面對朝夕相伴的微機系統(tǒng)，絕大多數(shù)計算機學生從未打開過機箱，根本不認識CPU、南北橋芯片、內(nèi)存條，也不知道串、并口在哪里。其次，硬件教學培養(yǎng)目標不明確，隨意性大。課程設置存在兩個誤區(qū)：其一是課程名稱種類繁多，不穩(wěn)定、變動大；其二是盲目套用一二本院校的方案，不適合三本院校的教學、師資條件和學生的學習能力及特點，更談不上特色。在教材選取和教學內(nèi)容剪裁時陳舊過時（部分教師偷懶），仍以18年前就講授的8086體系為主體，不能與時俱進。學生面對現(xiàn)代微機的新理念、新技術、新架構(gòu)很少介紹甚至沒有介紹。比如，微處理器的雙核和多核技術、串口硬盤和并口硬盤有何區(qū)別等等。實際授課時硬件理論講授過多，實際動手實驗太少。例如：詳盡分析pentium處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，學生如墜云霧，而具有實用價值的現(xiàn)代微機的部件原理、性能指標、優(yōu)化組合等又不講。開設的硬件實驗一般都由教師規(guī)定好內(nèi)容和步驟，學生按部就班地在實驗板（箱）上拔插線路，基本都是驗證性實驗，無思考余地，更談不上設計和綜合集成。

二、三本院校計算機硬件教學改革的意義

基于上述三本院校計算機硬件教學的現(xiàn)狀，其教學改革非常必要、刻不容緩。

1.學生就業(yè)是三本院校的生命線。學生就業(yè)是三本院校教學的指揮棒，學生及家長的基本訴求就是要解決就業(yè)問題。就業(yè)好的三本院校社會聲譽高，生源穩(wěn)定，就業(yè)直接關系到三本院校的生存，特別是在其生源已經(jīng)呈現(xiàn)緊張趨勢的今天。大學生就業(yè)的最大障礙是缺乏實際工作經(jīng)驗，這造成了用人單位招不到自己需要的學生，學生找不到工作的怪現(xiàn)象。計算機硬件教學改革的基本意義就是能拓寬就業(yè)的門路。在硬件教學過程中必須面向?qū)嶋H應用，切實加強學生的動手能力，始終圍繞和緊跟主流微機進行教學，摒棄復雜玄妙的原理剖析，粗線條地從實用角度給學生一個整體觀念。這使學生能在IT行業(yè)從事維護、組裝、銷售、網(wǎng)絡工程實施等工作。另一方面，扎實地進行嵌入式系統(tǒng)的教學和實踐，使學生能在電子產(chǎn)品制作、自動控制方向上伸進一條腿。筆者所在的廣東培正學院地處IT行業(yè)十分發(fā)達的珠三角地區(qū)，中小IT企業(yè)星羅棋布，基于嵌入式系統(tǒng)的電子產(chǎn)品數(shù)不勝數(shù)。嵌入式電子產(chǎn)品人才需求十分旺盛。這些企業(yè)特別看重學生的動手能力，學生只要具備基本的電子電路、單片機技術、嵌入式系統(tǒng)基礎，并能使用相關儀器和工具，其就業(yè)之路十分順暢，工資待遇非?？捎^，這種現(xiàn)象已經(jīng)被近幾年就業(yè)市場所證明。

2.硬件教學改革符合三本院校學生的學習特點及要求。大學本科教育現(xiàn)已成為大眾化教育，在此背景下，三本院校學生具有如下特點：①基礎知識和學習能力不及一二本院校學生，這是中學教育及高考決定了的。②對實用的技術技能感興趣，不太習慣理論學習和邏輯思維，這是由二個因素決定的：一是自身長期學習的慣性使然；二是學習目的決定，因為他們中絕大多數(shù)沒有進一步深造（如考研）的要求，只想更好地就業(yè)。③學習上易于沖動，少有恒心和耐力。缺乏自信心，往往遇難而退、望而卻步。④他們興趣廣泛，思維靈活，絕大多數(shù)學生表面看起來不想學習，其實他們的“成就感”愿望極強，迫切想學到他們認為有用的知識和技術。如上所述可知，不能強行按一二本院校學生的要求來強制他們學習，應因勢利導。從應用角度闡述理論，采用案例教學甚至項目驅(qū)動教學。在適量學完微機硬件體系結(jié)構(gòu)后，教學重點放在嵌入式電子產(chǎn)品的基本原理、簡單EDA（Electronc Design Automation）設計、簡單制作方面。使學生能使用常用儀器和工具制作出簡單的電子產(chǎn)品，于是興趣大增、“成就感”油然而生，收到事半功倍的效果。

三、三本院校計算機硬件教學改革的措施

談到改革措施，首先應轉(zhuǎn)變教學理念，以應用和實用為目標設計硬件教學課程體系并剪裁教學內(nèi)容，使之為就業(yè)的二個方面服務；全面改革教學方法使之符合三本學生的學習特點；更新傳統(tǒng)的考試考核方式使之更好地調(diào)動學習積極性。

1.轉(zhuǎn)變教學理念，修改硬件課程體系和教學內(nèi)容。①教學理念與硬件教學體系。在高等教育大眾化的今天，三本院校的教學理念首先要確立培養(yǎng)應用型人才的目標、建立新的教學質(zhì)量評價體系、理論知識為實際應用服務、綜合評價知識、技能和能力等諸多要素。此處能力包括實踐能力和社會適應能力。在調(diào)研了學生就業(yè)狀況和用人單位需求二個方面的前提下設計硬件教學課程體系。如前所述，硬件教學有二個就業(yè)方向，一是以學生面對的主流微機系統(tǒng)知識為背景從事微機系統(tǒng)維護、組裝、銷售、網(wǎng)絡施工等工作；二是以嵌入式系統(tǒng)知識為背景從事電子產(chǎn)品設計、制作、銷售等工作。這二個就業(yè)方向?qū)l主要教學路線：數(shù)字邏輯80386匯編語言計算機組成原理X86體系接口技術windows設備程序開發(fā)。這條路線尾節(jié)點只能作為少數(shù)成績優(yōu)秀學生深造，涉及到深層次技術，可作為選修。數(shù)字邏輯MCS51匯編語言（或ARM匯編）電子電路基礎單片機技術嵌入式系統(tǒng)。而作為知識支撐，還有一條輔線：80386匯編語言（MCS51匯編語言）操作系統(tǒng)（嵌入式操作體統(tǒng)）智能卡芯片操作系統(tǒng)COS（Chip Operating System）。②課程設置與教學內(nèi)容。為了保證教學路線的實施，在課程設置上與教學內(nèi)容上應做精心安排，80386匯編和MCS51匯編作為一門《匯編語言程序設計》開出；X86體系接口和單片機技術合為一門《接口與單片機》開出。二條主線上其余節(jié)點就是課程名稱，共有7門課程。在教學內(nèi)容剪裁上要注重實用與應用，還要注重針對主流機型、設備、部件器件介紹前沿知識。例如：計算機組成原理中避免分析CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復雜機理，從性能與發(fā)展趨勢分析雙核多核CPU；摒棄三塊一線（CPU、存儲器、IO接口、系統(tǒng)總線）傳統(tǒng)的主機板架構(gòu)，引入現(xiàn)代微機的1-3-5-7式（一條總線、三大芯片、五條總線、七個接口）架構(gòu)。接口知識中精簡傳統(tǒng)的且少有實用價值的8253、8255等接口芯片的講解而重點介紹USB接口，USB接口是學生面對的最具實用價值和發(fā)展前景的接口標準。數(shù)字邏輯和電子電路少些邏輯運算和復雜電路分析，加強嵌入式系統(tǒng)中實用的流行的控制芯片的講解，為嵌入式系統(tǒng)學習和電子制作打下基礎。嵌入式系統(tǒng)教學內(nèi)容以ARM嵌入式系統(tǒng)為教材，它應用面廣，最具發(fā)展前景。教學內(nèi)容中實踐部分是落腳點，實訓簡單實用的嵌入式電路板的制作，如何使用常見工具，如：萬用表、示波器、電烙鐵手工焊接及BGA溫控焊接等。電路設計學習EDA，會使用軟件進行設計，如：protel、protus等軟件。

2.改革硬件教學方法和手段。先進合理的教學方法和手段會收到事半功倍的效果，是學生掌握教學內(nèi)容的必要條件?？刹捎萌缦罗k法：①精心制作CAI多媒體課件，對于復雜的數(shù)據(jù)流程一定要動態(tài)演示。②以學生面對的微機系統(tǒng)及設備為講述對象并進行實驗，如：匯編指令in/out是接口技術中最常用的指令，可以用微機CMOS數(shù)據(jù)讀寫（地址口地址為70H、數(shù)據(jù)口地址為71H）為案例進行講解，學生既熟悉實驗環(huán)境又方便操作，若能做成CMOS數(shù)據(jù)保護程序，則學生更有成就感。另外，直接讀寫硬盤扇區(qū)也是很好的接口技術案例。③案例教學法始終貫穿于教學過程中，特別是在嵌入式系統(tǒng)教學和電子電路制作實訓中，刺激學生的學習興趣使其得到“成就感”。當然，好的案例選取是要靠教師具有從業(yè)經(jīng)驗和項目經(jīng)歷并且花大量精力才能實現(xiàn)。④項目驅(qū)動教學，以案例教學為基礎，以合適的實際項目作為實訓對象則教學效果更佳。這可以提高學生分析問題解決問題的能力，還可以培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)及團隊合作精神。

3.革新課程的考試考核方式?？荚囀钦麄€教學過程的最后一個環(huán)節(jié)，是學生學習的指揮棒，事關學生眼前利益，要用考試促進平時學習。硬件教學的傳統(tǒng)考試考核方法一定要改革，否則，改革措施就會落空。應由單一的筆試改成：筆試+實驗制作+參與案例項目+職業(yè)認證+大學生科技比賽等多個環(huán)節(jié)考核、綜合評定。筆試成績只占30%，其余部分是實踐成績，占70%。一個學生不一定能同時得到三個實踐環(huán)節(jié)的成績，但是只要獲得其中一項成績即可。這樣一來，學生不能再一味死記硬背理論知識，必須要將理論知識應用于實例中，主要學習精力自然就放在實踐環(huán)節(jié)中去了。在硬件方向就業(yè)后就不必花過多時間參加崗位培訓。

參考文獻：

[1]李文生，等.案例驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)教學改革探索[J].計算機教育，2011，（2）：22-25.