序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇嵌入式課程設(shè)計總結(jié)范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

[中圖分類號]G434 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

一、引言

在上個世紀(jì)七十年代前后，出現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的概念，當(dāng)時，還沒有出現(xiàn)操作系統(tǒng)（OS），僅有監(jiān)控系統(tǒng)及匯編語言，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用需求，將OS引入了嵌入式系統(tǒng)，嵌入式的編程以C語言為主，并有了強大的嵌入式開發(fā)平臺。我國嵌入式軟件應(yīng)用規(guī)模為世界第三，在中國軟件前10家企業(yè)中，嵌入式軟件產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)占了6家。數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢將使傳統(tǒng)設(shè)備逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榍度胧皆O(shè)備，因此嵌入式軟件對改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有重大作用。 中國工程院院士倪光南強調(diào)，我國IT行業(yè)應(yīng)大力發(fā)展嵌入式軟件，提升我國IT產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，其軟硬件可配置，對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格約束的一種專用系統(tǒng)。所使用的計算機為嵌入式計算機。嵌入式系統(tǒng)一般可由嵌入式微處理器、硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序四部分組成，嵌入式系統(tǒng)一般嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中[1]。

廣義而言，可將計算機技術(shù)作為一種技術(shù)，嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中，計算機技術(shù)又經(jīng)常是一種核心技術(shù)。對一般用戶而言，嵌入式系統(tǒng)是透明的。

對于處于高速發(fā)展時期的嵌入式技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時代，嵌入式系列課程的教學(xué)也在各大院校中開展起來。要設(shè)置適應(yīng)社會需求的嵌入式技術(shù)人才，在設(shè)置嵌入式系列課程時，需要解決以下問題：

1.課程體系設(shè)置

嵌入式課程目前開展最多的還是在研究生階段，但隨著嵌入式市場需求的增加，一些高校在本科階段開始設(shè)置嵌入式方向體系課程。那么怎樣設(shè)置適合本科在校生學(xué)習(xí)的課程是現(xiàn)在亟需解決的問題。

2.實驗教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置

嵌入式技術(shù)對學(xué)生動手能力要求很高，而且嵌入式系統(tǒng)是軟硬件結(jié)合的產(chǎn)物，對學(xué)生能力要求很高，既要會硬件設(shè)計又要會軟件設(shè)計。

二、嵌入式系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

1.嵌入式處理器

（1）嵌入式微處理器：對應(yīng)通用計算機CPU。

（2）嵌入式微控制器：對應(yīng)用單片計算機。

（3）嵌入式DSP：應(yīng)用于數(shù)字信號處理，數(shù)字濾波，F(xiàn)FT譜分析，圖象處理等領(lǐng)域。

2.微內(nèi)核結(jié)構(gòu)

微內(nèi)核結(jié)構(gòu)是指僅提供基本的功能，任務(wù)調(diào)度，通信及同步，內(nèi)存管理，對外管理等。嵌入式系統(tǒng)一般配有操作系統(tǒng)。OS分為內(nèi)核層與應(yīng)用層兩個層次。內(nèi)核僅提供基本功能，建立及管理進程，I/O、文件系統(tǒng)由應(yīng)用層完成。其它屬于應(yīng)用組件，如網(wǎng)絡(luò)功能，文件系統(tǒng)，GUI等，工作在用戶，系統(tǒng)可裁剪，即用戶可選擇需要的組件。

3.任務(wù)調(diào)度

在嵌入式系統(tǒng)中，任務(wù)即線程，大多數(shù)嵌入式OS支持多任務(wù)。

多任務(wù)運行是指靠CPU在多個任務(wù)之間切換、調(diào)度，每個任務(wù)有優(yōu)先級。不同任務(wù)的優(yōu)先級不同，調(diào)度方式可分為三種方式：

（1）不可搶占式調(diào)度：一旦某個任務(wù)獲得CPU，就獨占CPU，除非某種原因（任務(wù)完成、等待資源），它才放棄CPU。

（2）可搶占式調(diào)度：基于任務(wù)優(yōu)先級，當(dāng)前運行的任務(wù)，隨時可讓位于優(yōu)先級更高的處于就緒態(tài)的任務(wù)。

（3）時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度：當(dāng)兩個以上的任務(wù)，優(yōu)先級相同，一個進程在用完自已的時間片，就將cpu讓位于同優(yōu)先級的另一個進程。

嵌入式系統(tǒng)大多數(shù)OS采用優(yōu)先級不同時用搶占式和優(yōu)先級相同時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度法。

4.硬實時系統(tǒng)與軟實時系統(tǒng)

一般嵌入式系統(tǒng)對時間要求較高，即要求在較短的時間內(nèi)，對提交的任務(wù)作出響應(yīng)，稱之為實時系統(tǒng)（μS級）。

硬實時系統(tǒng)對響應(yīng)時間有嚴(yán)格要求，軟實時系統(tǒng)可在較寬時間范圍內(nèi)完成。

5.內(nèi)存管理

用MMU，使用虛擬存儲器概念，大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)MMU，從而采用實地址管理模式，這樣，存儲保護技術(shù)也相應(yīng)降低。然而，隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展及需求的牽引，近來不少嵌入式系統(tǒng)中也在加強存儲管理，引入虛擬存儲器概念，引入MMU，同時也在加強存儲保護。

6.內(nèi)核加載方式

OS內(nèi)核既可在FLASH中運行，也可在片內(nèi)RAM中運行，一般而言，在片內(nèi)RAM中運行，可獲得更快的速度，但RAM是易失性的，故無論內(nèi)核還是應(yīng)用程序，都應(yīng)放在FLASH中，以免揮發(fā)。故在實際加載時，就存在兩種方式，一是在FLASH中直接運行；另一是運行在@FLASH中的加載程序，將內(nèi)核裝入片內(nèi)RAM，然后再運行裝入RAM的內(nèi)核。

7.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的有關(guān)技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)，比一般在Windows下開發(fā)要復(fù)雜一些，它與硬件平臺有關(guān)。

開發(fā)平臺分為宿主機與目標(biāo)機。

（1）宿主機（一般用通用PC機）：主要功能是編譯、鏈接、定址，還進行調(diào)試期間的運行控制。

目標(biāo)機（硬件平臺-目標(biāo)板）：運行嵌入式軟件。

第一過程：用交叉編譯器。所謂交叉，是在一個計算機平臺，為另一個計算機平臺產(chǎn)生代碼的編譯器。

第二過程：鏈接，將所有目標(biāo)程序鏈接為一個目標(biāo)文件。

第三過程：定址，將目標(biāo)文件分配到物理存儲器的相應(yīng)地址。

這一過程與目標(biāo)機硬件結(jié)構(gòu)有關(guān)，即與各存儲器的起始地址有關(guān)。

（2）宿主機的調(diào)試功能

宿主機的第二個功能為支持調(diào)試目標(biāo)機上的應(yīng)用程序。應(yīng)用交叉調(diào)試器，采用宿主機與目標(biāo)機聯(lián)合調(diào)試。首先下載，將宿主機中的內(nèi)核及應(yīng)用程序下載至目標(biāo)板；然后，分別對目標(biāo)板源碼級、匯編級進行調(diào)試。

目標(biāo)監(jiān)控器是對目標(biāo)機上的應(yīng)用程序進行控制的，它事先被固化在FLASH中，宿主機與目標(biāo)監(jiān)控器相聯(lián)接，完成調(diào)試控制過程，其步驟為：下載程序至目標(biāo)板，控制其運行，并隨時檢測返回狀態(tài)[2]。

三、嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計

嵌入式技術(shù)在中國的發(fā)展已經(jīng)有十幾年的歷史，根據(jù)嵌入式系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)，其涵蓋的課程非常廣泛，有《嵌入式操作系統(tǒng)》、《嵌入式系統(tǒng)及其應(yīng)用》、《嵌入式組件設(shè)計》，《嵌入式Linux設(shè)計》等，目前這些課程基本是各大院校電子類相關(guān)專業(yè)的必修或選修課程。通過這些課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠獨立完成嵌入式系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計和軟件設(shè)計。

《嵌入式操作系統(tǒng)》主要介紹實時內(nèi)核原理、多個常用OS（UCOS、UCLinux、WIN CE、VXWorks、Nucleus）的比較、實時時效的分析與提高、實時OS的設(shè)計方案。

《嵌入式軟件設(shè)計》主要結(jié)合匯編、C（C++）、JAVA等語言的嵌入式實現(xiàn)精華，體現(xiàn)實時OS的移植，低、高級語言的集成應(yīng)用。

《嵌入式系統(tǒng)及其應(yīng)用》講解嵌入式系統(tǒng)的定義、發(fā)展、分類、組成、特點、開發(fā)調(diào)試方法、嵌入式處理器等概念性的介紹，幫助建立系統(tǒng)的概念和特征，完成應(yīng)用層編程。

《嵌入式Linux設(shè)計》涉及嵌入式Linux驅(qū)動程序的設(shè)計，包括I/O口、CAN總線、觸摸屏、IIC、PS/2、異步串口、音頻、顯示、USB、以太網(wǎng)及Flash的使用及驅(qū)動程序的編寫。在ARM Linux的中斷處理、BootLoader和內(nèi)核上電啟動過程。

為了更好的體現(xiàn)嵌入式門課的實用性，在課程之后配有一個為期兩周的課程設(shè)計《嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用課程設(shè)計》。在前面實踐能力基礎(chǔ)上，面向某一領(lǐng)域的應(yīng)用，以嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)計實現(xiàn)相應(yīng)功能系統(tǒng)。提高了學(xué)生的實際動手能力與綜合能力。學(xué)生要將嵌入式操作系統(tǒng)移植到智能手機中，并在此基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)，完善智能手機的功能。包括電話簿、記事本、日程、計算器、日歷和時間顯示、游戲軟件（包括俄羅斯方塊、五子棋、拼圖、高爾夫球、沙壺球等）、音頻功能（包括播放MP3等歌曲）、手機攝像頭以及手機通訊功能（包括GPS通訊、GPRS通訊、紅外通訊、藍(lán)牙無線通訊等）。我校電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)嵌入式方向自2002年創(chuàng)建至今，已有六屆畢業(yè)生。由于創(chuàng)建之初嵌入式還是個新興的技術(shù)，所以無論從課程內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)順序設(shè)置以及教學(xué)環(huán)節(jié)的配合都很不成熟，師資和實驗設(shè)備嚴(yán)重短缺。但在不斷探索和調(diào)整中我們總結(jié)出一套嵌入式課程體系建設(shè)的方案，科學(xué)合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容、從實際出發(fā)調(diào)整教學(xué)順序、各教學(xué)環(huán)節(jié)相互配合。

由于嵌入式相關(guān)課程涉及的范圍甚廣，尤其隨著現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)及許多新技術(shù)的興起，針對嵌入式課程體系的建設(shè)，包括教學(xué)內(nèi)容的體系化建設(shè)和教學(xué)環(huán)節(jié)的體系化建設(shè)，是教學(xué)過程中需要解決的問題，需要提出相應(yīng)的解決方案[3]。

由于嵌入式系統(tǒng)面向應(yīng)用的主要特點，在課程設(shè)置別強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生動手實踐的能力。以教師科研環(huán)境和專業(yè)實驗室為基地，開展課外學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力；知識講解與主流嵌入式系統(tǒng)實例結(jié)合，搞好課程教材體系的配套建設(shè)；配有課程設(shè)計，加強學(xué)時在工程設(shè)計方面的能力；多位教師授課，充分發(fā)揮每位教師優(yōu)勢，使新技術(shù)能貫穿在教學(xué)中；與學(xué)生實際相結(jié)合，對學(xué)生畢業(yè)找工作和再學(xué)習(xí)有很大幫助；設(shè)計了多種等級實驗，學(xué)生通過循序漸進設(shè)計能提高綜合設(shè)計實驗?zāi)芰Α?/p>

基于嵌入式系列課程的教學(xué)改革與探索能解決好課程間的聯(lián)系、銜接問題。從理論教學(xué)、實驗教學(xué)到課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計統(tǒng)籌安排，形成一個整體，使學(xué)生的學(xué)習(xí)層次化、階梯化。建立嵌入式實驗平臺，提高學(xué)生參加相關(guān)競賽的積極性，培養(yǎng)學(xué)生對嵌入式相關(guān)課程的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生自學(xué)能力和解決問題能力的提高，突出學(xué)生的能力建設(shè)、知識探究和人格養(yǎng)成。

四、嵌入式系統(tǒng)研究方向

嵌入式系統(tǒng)有著廣泛的市場前景。市場需求方面：中國具有世界最大嵌入式技術(shù)市場。手持儀器設(shè)備、信息家電、城市建設(shè)、工業(yè)控制、軍事應(yīng)用等，嵌入式技術(shù)無處不在。企業(yè)人才需求方面：軟硬件設(shè)計人才，應(yīng)用開發(fā)人才，綜合性人才，培訓(xùn)增加，工資待遇逐漸上升。技術(shù)發(fā)展趨勢要求方面：8位單片機到16位單片機主要用于不需要操作系統(tǒng)的只需要處理簡單任務(wù)的控制系統(tǒng)，但現(xiàn)在的手機、智能家居等系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足于簡單的控制了，多個任務(wù)并發(fā)出現(xiàn)時，需要具有實時操作系統(tǒng)的32位嵌入式微控制器的解決。圖1概況了現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)的主要研究方向。

圖1 嵌入式系統(tǒng)研究方向

五、總結(jié)

未來幾年，市場對嵌入式人才尤其是嵌入式Linux人才的需求旺盛。而目前熟練的嵌入式Linux應(yīng)用人才只有幾千名。這意味著各大跨國公司及國內(nèi)消費類電子巨頭企業(yè)都面臨著人才嚴(yán)重短缺的挑戰(zhàn)。所以設(shè)置好嵌入式系列課程，培養(yǎng)出優(yōu)秀的具有嵌入式技術(shù)人才是迫在眉睫的事情，希望我們的努力能對我國嵌入式市場帶來新的生機與活力。

基金項目：本文系“北京市教委科技發(fā)展計劃面上項目”（項目編號：KM201110772018）的研究成果。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李金芳.嵌入式教學(xué)的案例分析與分享[C].圖書館聯(lián)盟建設(shè)與發(fā)展，2012-10-01

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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(xué)以及網(wǎng)絡(luò)和移動智能技術(shù)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(xué)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(xué)模式應(yīng)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(xué)伯克利分校的阿曼多??？怂菇淌谔岢龅腫3]。與 MOOC相比，SPOC吸收和傳承 MOOC的先進思想，將 MOOC的潛能更好地發(fā)揮出來，變革傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對現(xiàn)行課堂的有效翻轉(zhuǎn)，最終提高教學(xué)質(zhì)量。SPOC把學(xué)習(xí)的人數(shù)進行了限制，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(chǔ)上增加了教師和學(xué)生面對面的交流。相比之下， SPOC的學(xué)習(xí)活動更加靈活高效，能滿足學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)的需求[4]。

嵌入式課程是信息技術(shù)行業(yè)的核心課程，在國外信息類人才培養(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(shù)越來越成為當(dāng)前最熱門、最具發(fā)展前景的IT應(yīng)用領(lǐng)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(xué)模式，通過SPOC充分利用MOOC平臺上的教學(xué)視頻資源，并與翻轉(zhuǎn)課堂有機結(jié)合應(yīng)用到課堂教學(xué)中。SPOC與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的方式可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、增強學(xué)生的動手能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，使學(xué)生能夠獨立地進行項目開發(fā)和編程。

1 傳統(tǒng)教學(xué)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(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)設(shè)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(xué)模式存在以下問題：

（1）在傳統(tǒng)的教學(xué)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(xué)生，沒有與學(xué)生交流的機會。

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

（3）大部分學(xué)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(xué)知識。

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

SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的教學(xué)模式提供一個新的思路：如果學(xué)生能夠在課前完成相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，就會減少教師課堂講授時間，從而留給學(xué)生更多的時間進行實踐、參與交流討論和獲得教師的指導(dǎo)，解決學(xué)生只停留在對理論內(nèi)容的理解、動手機會少、不會將所學(xué)內(nèi)容應(yīng)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(xué)方法

基于SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂的嵌入式課程教學(xué)方法可以分為四個階段：前端分析、課程設(shè)計、課堂教學(xué)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(shè)計出的教學(xué)資源才具有針對性、個性化，因此，前端分析對一門課程設(shè)計的成功與否起到非常關(guān)鍵的作用。本文中，前端分析涉及3個要素，分別為學(xué)習(xí)對象、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)環(huán)境。

學(xué)習(xí)對象主要包括學(xué)生年級、學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的相關(guān)課程以及對學(xué)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(shè)置應(yīng)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(chǔ)；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(chǔ)理論課程是學(xué)好嵌入式硬件開發(fā)的基礎(chǔ)，嵌入式軟件課程包括嵌入式操作系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)應(yīng)用等課程，只有將以上課程學(xué)好才能進行嵌入式綜合開發(fā)實踐。

教學(xué)內(nèi)容研究應(yīng)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(gòu)、單片機原理、計算機網(wǎng)絡(luò)等前導(dǎo)課程，教師要在保證理論授課學(xué)時的前提下，適當(dāng)增加或強調(diào)嵌入式開發(fā)中必需的知識基礎(chǔ)，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(xué)生配備齊全的軟、硬件開發(fā)環(huán)境，讓學(xué)生通過動手實踐掌握所學(xué)的內(nèi)容。

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

2.2 課程設(shè)計

課程設(shè)計主要包括教學(xué)視頻、教學(xué)大綱、拓展資源、測試作業(yè)幾個部分。根據(jù)教學(xué)需要，教師可以充分利用MOOC平臺上優(yōu)質(zhì)豐富的教學(xué)資源，對其進行編輯和整合，設(shè)計成富有邏輯結(jié)構(gòu)的視頻資源上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。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(xué)生。測試作業(yè)包含測試題和大作業(yè)，測試題至關(guān)重要，學(xué)生可以帶著問題去觀看教?W視頻，也可以看完教學(xué)視頻后做測試題，這樣有助于學(xué)生對重點、難點的理解與掌握，進而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量；大作業(yè)用來綜合性的測試學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，需要由一組學(xué)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(xué)生們的創(chuàng)新意識和團隊意識。

2.3 課堂教學(xué)

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

課堂教學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有力手段，真正體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教育理念。本文將翻轉(zhuǎn)課堂分為兩種形式：一種側(cè)重于分析本次課的重點和難點；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(xué)生在課前通過MOOC平臺上提供的教學(xué)視頻，學(xué)習(xí)嵌入式課程的基礎(chǔ)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(xué)過程中，學(xué)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(xué)中，每名學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)生之間共同鑒賞、互相評價。教師可以在每名學(xué)生展示作品或?qū)W習(xí)成果后進行逐一評價，也可在所有學(xué)生成果展示完畢后做最后的總結(jié)，教師最終對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進行總結(jié)和評價。

課后主要是學(xué)生對學(xué)習(xí)進行復(fù)習(xí)和鞏固，檢驗自己掌握知識的情況，分享課中學(xué)習(xí)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(xué)生課上的表現(xiàn)、反應(yīng)以及學(xué)生在學(xué)習(xí)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(guān)注學(xué)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(luò)教學(xué)平臺的次數(shù)、下載教學(xué)視頻的次數(shù)、課堂出勤情況、課堂討論的積極程度以及小組成員間互評等多個方面。小組成員間互評主要從學(xué)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(xiàn)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(xué)生更好地參與到小組學(xué)習(xí)活動中，能夠提高組內(nèi)成員間合作學(xué)習(xí)的積極性，同時，教師對學(xué)生的評價也同等重要，教師應(yīng)該根據(jù)以上因素對學(xué)生進行評價，給出學(xué)生的平時成績。

篇（3）

中圖分類號:TP316;G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A doi:10．3969/j．issn．1672－4305．2016．02．036

隨著CPU及周邊配套器件在功耗、計算能力和體積性能的不斷提升，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣，可以說:嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)深入地嵌入到人們的生產(chǎn)、生活的各個方面，發(fā)揮著難以替代的作用。因此，各個行業(yè)都急需嵌入式產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)人才。國內(nèi)各高校面向弱電專業(yè)研究生都開設(shè)了“嵌入式系統(tǒng)”或“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”課程，期望能夠培養(yǎng)出具有較強動手能力的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才。但事實的效果是:(1)學(xué)生在學(xué)習(xí)之后，并不能對嵌入式系統(tǒng)有一個較為完整的認(rèn)識。具體體現(xiàn)在:不能根據(jù)實際項目需求進行合理選型和自主設(shè)計，往往只能照搬照抄參考認(rèn)識，創(chuàng)新能力不足。(2)學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)類別認(rèn)識不正確，對ARM處理器的指令系統(tǒng)的認(rèn)識浮于表面。(3)不能達(dá)到軟硬件兼通的水平，開發(fā)能力基本都停留在嵌入式軟件開發(fā)層面，不能從軟硬件協(xié)同的角度考慮問題的原因，在調(diào)試不順利時，往往束手無策。找到出現(xiàn)這種問題的根源，并有針對性地對課程內(nèi)容和授課方式方法進行修正，是目前“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”課程急需解決的問題。中國石油大學(xué)(北京)計算機科學(xué)與技術(shù)系對這個問題進行了初步的調(diào)查、研究和總結(jié)，并對課程內(nèi)容和授課方式進行了較大幅度的調(diào)整。主要的措施是采取課程設(shè)計驅(qū)動式的教學(xué)方式。具體為:(1)雖然用ARM處理器做實驗開發(fā)，但并不直接把ARM處理器作為主要內(nèi)容進行灌輸式授課，而是先讓學(xué)生花費22個課時的時間在實驗室設(shè)計一個8指令的32位簡易型MIPS處理器。(2)在處理器設(shè)計結(jié)束后，通過梳理設(shè)計中存在的問題，讓學(xué)生認(rèn)識到ARM處理器存在的弊端和優(yōu)勢，以及可以改進和發(fā)揮的地方，啟發(fā)學(xué)生客觀看待ARM處理器。(3)再花4個課時迅速介紹一下ARM處理器指令系統(tǒng)的使用，通過兩個小實驗讓學(xué)生嘗試裸機編程調(diào)試過程，體驗其不便性。(4)最后的4個課時介紹嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)工具鏈，讓學(xué)生體驗嵌入式開發(fā)的便利。實際效果發(fā)現(xiàn):(1)在課程授課期間，學(xué)生不僅對嵌入式系統(tǒng)的總體宏觀結(jié)構(gòu)和開發(fā)流程有了較為深入的認(rèn)識，而且動手能力有了很大的提高。(2)在課程結(jié)束以后，學(xué)生對課程關(guān)聯(lián)內(nèi)容發(fā)生了濃厚的興趣，對課程的延展內(nèi)容進行自主學(xué)習(xí)。充分表明了課程改革的有效性。

1調(diào)研與思考

經(jīng)過對國內(nèi)主要高校的“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”課程內(nèi)容開設(shè)情況進行調(diào)研后發(fā)現(xiàn):課程授課普遍存在著廣度不足和深度不足兩方面的問題。廣度不足的問題主要體現(xiàn)在課程授課內(nèi)容方面，目前“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”課程都是ARM9系統(tǒng)開發(fā)，嵌入式操作系統(tǒng)基本上為ucos或Linux［1］。課程首先介紹ARM9處理器的指令系統(tǒng)，然后介紹嵌入式操作系統(tǒng)，以及在其上的基于C語言的系統(tǒng)開發(fā)。課程并沒有對嵌入式系統(tǒng)的多種實現(xiàn)方式、實現(xiàn)途徑進行介紹，這帶來了一定的負(fù)面效應(yīng)。首先，很多學(xué)生都誤認(rèn)為:嵌入式系統(tǒng)就是以ARM處理器芯片為核心的軟硬件系統(tǒng)，離了ARM處理器就不能做嵌入式產(chǎn)品。深度不足的問題主要體現(xiàn)在授課方式上。由于采用灌輸式教育，學(xué)生只能被動地接收對ARM處理器各種溢美之詞的介紹，把ARM處理器奉為經(jīng)典，不敢質(zhì)疑，不能正確認(rèn)識某些性能指標(biāo)的真正含義與優(yōu)缺點。這樣限制了他們今后在實踐過程中的創(chuàng)新能力。對這兩個問題的深入思索后發(fā)現(xiàn):首先，雖然ARM9處理器芯片堪稱經(jīng)典，但畢竟已經(jīng)是幾十年前的產(chǎn)品，開發(fā)工具鏈也很陳舊，開發(fā)調(diào)試周期偏長，已經(jīng)不能反映嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的最新進展，滿足不了快速開發(fā)的需要。其次，“嵌入式系統(tǒng)”課程教學(xué)方法仍以“是什么”為主，即告訴學(xué)生ARM9處理器的指令是什么，怎么用，而對于“為什么”則基本沒有涉及。在這樣的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式下，學(xué)生往往也只對某種CPU的使用有一些膚淺認(rèn)識。對于本科生來說，這樣的結(jié)果可以接受，但對于碩士生來說，這樣的結(jié)果并不令人滿意。第三，嵌入式系統(tǒng)教學(xué)普遍存在著“重軟輕硬”的問題，這種現(xiàn)象尤其在使用實驗箱進行課程實驗時體現(xiàn)得更為明顯［2］。課程實驗中教師往往讓學(xué)生去找軟件中的錯誤，但對于硬件信號上的問題則基本不涉及，學(xué)生缺乏對系統(tǒng)的整體認(rèn)識［3］。客觀地說，盡管ARM芯片堪稱經(jīng)典，其內(nèi)容是嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)的必要內(nèi)容，但研究生“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”課程教學(xué)的目的不僅僅在于讓學(xué)生掌握基于ARM9處理器的嵌入式產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)和配套工具，而且讓學(xué)生站到一個更為客觀的角度認(rèn)識到ARM9的性能指標(biāo)的必然性和限制性。在今后一定的工作條件的激發(fā)下，可以從根本上進行創(chuàng)新。

2實施過程與效果

基于這樣的認(rèn)識，顯然首先要讓學(xué)生認(rèn)識到ARM處理器的優(yōu)缺點，打破學(xué)生對其認(rèn)識上的神秘感。具體的思路是:首先快速設(shè)計一個類ARM9的處理器，這樣讓學(xué)生從根本上理解什么是指令系統(tǒng)，以及指令系統(tǒng)的重要性。再通過適度分析設(shè)計上的問題，介紹可以改進之處，啟發(fā)學(xué)生對處理器主要指標(biāo)進行深度理解。在其后，只需流水性地介紹一下ARM9的指令系統(tǒng)即可，因為通過CPU的設(shè)計，學(xué)生已經(jīng)完全明白了指令系統(tǒng)的用途、分類、使用等一系列問題。最后適度介紹一下嵌入式操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序的開發(fā)流程，并布置兩個開發(fā)實例輔助進行適度理解即可。在中國計算機學(xué)會和北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院的幫助下［4－5］，課程引入了一個簡易的支持9指令MIPS處理器的設(shè)計。這9條指令具體為:LD、SW、ADDU、SUBU、ORI、LUI、AND、JAL、BEQ，基本涵蓋了MIPS的典型指令。其典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。為將重點放在指令集的設(shè)計方面，同時也為了加快設(shè)計速度和降低設(shè)計復(fù)雜度，事先對主要的模塊代碼進行了實現(xiàn)，而把課程設(shè)計的任務(wù)集中在讓學(xué)生實現(xiàn)上述9條指令上。為了突出嵌入式系統(tǒng)的低功耗的特點，也對代碼做了一些粗糙的功耗控制，適度突出了其在低功耗控制方面的優(yōu)化。由于實驗對象是計算機專業(yè)的碩士生，他們對課程設(shè)計所使用的Verilog語言不甚了解，因此使用8個課時簡要介紹了Verilog語言語法與系統(tǒng)實現(xiàn)方法，隨后用6個課時介紹了簡易型MIPS處理器的數(shù)據(jù)通路與控制通路的設(shè)計思想。明確了設(shè)計任務(wù)后，專門留出6個學(xué)時的時間，讓大家在實驗室里集中進行邊設(shè)計邊討論。才開始的時候，絕大多數(shù)學(xué)生覺得任務(wù)很重，壓力很大。在教師的要求和督促下，學(xué)生開始讀實驗代碼。在一次集中實驗以后，有一半的學(xué)生認(rèn)為已經(jīng)搞清楚了具體的設(shè)計任務(wù)，知道該怎么去實現(xiàn)。第二次集中實驗的時候，一部分學(xué)生已經(jīng)開始問一些非常具體的設(shè)計問題了，還有一部分學(xué)生主動要求老師再簡要地把數(shù)據(jù)通路和控制通路的設(shè)計思路再說一遍，這說明他們已經(jīng)在開始主動思考代碼的結(jié)構(gòu)了。這時，他們對數(shù)據(jù)通路和控制通路的理解已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越授課時的水準(zhǔn)。課程設(shè)計結(jié)束時，有70%的學(xué)生基本完成了設(shè)計任務(wù)，剩余的學(xué)生雖然沒有完成，但自認(rèn)為對處理器和指令集的認(rèn)識是非常清楚的。緊隨其后，課程的內(nèi)容又回到了ARM指令集，這時只需花4個課時簡要介紹一下ARM指令系統(tǒng)的分類和典型指令就可以了。由于前面的處理器設(shè)計過程的訓(xùn)練，學(xué)生很快掌握了這部分內(nèi)容。接著，再加上4個課時在ARM9實驗箱上的匯編語言和C語言實驗，學(xué)生們基本掌握了裸機上的開發(fā)過程。最后，又介紹了基于Uboot和嵌入式Linux基礎(chǔ)上的開發(fā)過程，讓學(xué)生體驗到在嵌入式操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上做系統(tǒng)開發(fā)的便利性［6－7］。通過事后與學(xué)生的交流，大家普遍都認(rèn)為處理器設(shè)計的課程設(shè)計非常重要，正是那一步使得學(xué)生不再對處理器感到神秘，對指令集有了更為客觀的理解。對于后續(xù)的開發(fā)平臺，雖然并沒有細(xì)節(jié)的課堂講述，但學(xué)生完全明白出現(xiàn)這種設(shè)計流程的必要性，普遍認(rèn)為只要適當(dāng)自學(xué)即可掌握。大家比較普遍地認(rèn)同這種課程設(shè)計驅(qū)動式的教學(xué)方式［8－10］。

3結(jié)語

從本次教學(xué)改革的效果來看，相對于“灌輸式”的教學(xué)方式，“啟發(fā)式”的教學(xué)方式效果更好，但這需要學(xué)生的積極主動配合。對于研究生來說，雖然他們都具有一定的學(xué)習(xí)自覺性和主動性，但這種主動性也需要教師的嚴(yán)格監(jiān)督才能發(fā)揮作用。研究生課程內(nèi)容并不在于授課內(nèi)容的多少，而主要在于如何引導(dǎo)他們積極主動思考。從深處入手，而不是直接從內(nèi)容入手，雖然開始時會遇到較大的困難，但一旦這個困難解決，對教學(xué)內(nèi)容的理解則會非常順利，有點類似于“磨刀不誤砍柴工”。對于教師來說，找到這把鋒利的“刀”，并且督促學(xué)生去“磨”，是一件至關(guān)重要的事情。

參考文獻(xiàn)(References):

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［2］李偉，門佳．嵌入式系統(tǒng)實驗教學(xué)方法研究［J］．青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2014，27(1):45－47．

［3］李社蕾，劉小飛，楊婷婷．嵌入式課程創(chuàng)新實驗項目設(shè)計［J］．實驗室科學(xué)，2015，18(1):72－74．

［4］高小鵬．計算機專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的技術(shù)途徑［J］．中國大學(xué)教學(xué)，2014(8):53－58．

［5］牛建偉，張炯．北京航空航天大學(xué)嵌入式系統(tǒng)課程建設(shè)［J］．計算機教育，2008(7):64－65．

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［8］郭宏，胡威．計算機專業(yè)《嵌入式系統(tǒng)》課程體系建設(shè)的探索［J］．現(xiàn)代計算機，2013(6):44－47．

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0　引言

嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)和各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、通信設(shè)備、醫(yī)療、航空等眾多領(lǐng)域，可以說嵌入式技術(shù)無處不在。①隨著嵌入式系統(tǒng)的市場快速增長，嵌入式人才缺口急劇增大，所以很多高校紛紛開設(shè)嵌入式系統(tǒng)課程，但實際效果卻不盡如人意，其中的問題有待解決。

1　嵌入式系統(tǒng)教學(xué)存在的突出問題

1.1　教師執(zhí)教能力較弱，特別是實踐教學(xué)能力差

嵌入式系統(tǒng)課程是一門難度較大的專業(yè)課程，主要有門檻高、綜合強和實踐強三個特點，而且技術(shù)更新快，要教好這類課，就要求教師具有很高的綜合素質(zhì)。②由于高校嵌入式系統(tǒng)教育開設(shè)時間短，師資質(zhì)量得不到保證，主要存在以下問題：（1）學(xué)歷高，教學(xué)能力不強；（2）偏向硬件或者軟件其中一方面，知識結(jié)構(gòu)單一；（3）理論教學(xué)不錯，缺乏具體實踐經(jīng)驗。

1.2　學(xué)生實踐環(huán)節(jié)薄弱

嵌入式系統(tǒng)根本目標(biāo)在于應(yīng)用，需要動手能力和一定的創(chuàng)新能力，所以實踐就是掌握嵌入式系統(tǒng)的唯一鑰匙，但是高校實踐教學(xué)比較薄弱。（1）高校教師在進行實踐教學(xué)時，通常會選擇嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實驗平臺。這些平臺上的驗證性實驗過多，學(xué)生自己動手的設(shè)計性實驗少；單一性實驗多，綜合性開發(fā)實驗少；反映嵌入式最先進技術(shù)的實驗內(nèi)容少；實驗內(nèi)容多偏基礎(chǔ)性與社會需求的嵌入式技術(shù)應(yīng)用聯(lián)系較少。（2）由于缺少經(jīng)費而實驗設(shè)備無法及時更新，現(xiàn)有的嵌入式平臺功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能跟上嵌入式技術(shù)的發(fā)展。學(xué)生即使有好的想法，由于無匹配的實驗條件，也只好半途而棄。

2　提高教師嵌入式教學(xué)能力的措施

2.1　加強管理、完善制度，提高教師基本教學(xué)能力

（1）靈活的教師職務(wù)聘任機制。對不合格的教師實行降崗使用或離開教師崗位，這樣促使教師不斷地進行學(xué)習(xí)，提高專業(yè)教學(xué)能力。③（2）改革教師薪酬制度，健全激勵機制。加大對優(yōu)秀教師的獎勵力度，極大地激發(fā)教師的潛能，激勵教師自覺提升專業(yè)教學(xué)能力。（3）建立科學(xué)的考評標(biāo)準(zhǔn)，促進教師教學(xué)能力的提升。定期對教師進行教學(xué)方面的綜合評價，將評價結(jié)果反饋給教師，以便其采取相應(yīng)措施改進教學(xué)。

2.2　緊密結(jié)合教師教學(xué)工作實踐，提高教師嵌入式教學(xué)實踐能力

教師教學(xué)實踐能力的提升是一個動態(tài)、持續(xù)、無止境的過程，只有經(jīng)過長年累月的積累，在實踐中學(xué)習(xí)，在實踐中提升，在實踐中發(fā)展，不斷思考與總結(jié)，才能持續(xù)地提高自身的教學(xué)實踐能力。④

（1）鼓勵并資助教師參加各種嵌入式培訓(xùn)，跟上嵌入式技術(shù)更新?lián)Q代的腳步，促進其不斷改變知識結(jié)構(gòu)，使教師自身素質(zhì)由單一性轉(zhuǎn)向多元性，軟件、硬件的運用都能得心應(yīng)手。

（2）加強學(xué)校與嵌入式產(chǎn)品研發(fā)企業(yè)的合作。①加強聯(lián)合辦學(xué)。聯(lián)合辦學(xué)是提高教師實踐教學(xué)能力的最有效的方法。聯(lián)合辦學(xué)的形式多種多樣，包括訂單培養(yǎng)、企業(yè)短期培訓(xùn)，技能鑒定及比賽等。教師教學(xué)“理實一體”，課程內(nèi)容設(shè)置　“真槍”、“真刀”。②開展嵌入式研發(fā)課題的研究。學(xué)校教師如與企業(yè)科技人員共同開展嵌入式方向的課題研究，進行嵌入式科研項目開發(fā)，為教師從事深度融合的實踐活動創(chuàng)造了條件，無疑對教師實踐應(yīng)用能力提高起到巨大的促進作用。③實行教師到企業(yè)學(xué)習(xí)的制度。了解嵌入式方向的新設(shè)備、　新技術(shù)，分析企業(yè)用人需求從而調(diào)整課程內(nèi)容。

（3）鼓勵教師個人承接嵌入式研發(fā)項目。沒有實際項目實踐經(jīng)驗的教師是無法指導(dǎo)學(xué)生的實際操作，是無法培養(yǎng)出合格的嵌入式研發(fā)人才。學(xué)校應(yīng)制定各項制度，鼓勵刺激教師承接嵌入式研發(fā)項目。讓教師成為項目責(zé)任人，解決項目實施中具體的技術(shù)問題，并能進行問題的診斷、處理。

3　提高學(xué)生實踐能力的措施

3.1　實驗室的建設(shè)

建設(shè)專門的嵌入式系統(tǒng)實驗室，設(shè)置必要的實驗設(shè)備，有老師進行管理和指導(dǎo)；成立一定額度的基金，專供有需要的教師和學(xué)生購置最新的實驗器材。

3.2　實驗內(nèi)容的改革

（1）　為體現(xiàn)嵌入式技術(shù)的特征，必須調(diào)整或取消內(nèi)容陳舊過時的基礎(chǔ)實驗，而保留能確實提高學(xué)生基礎(chǔ)技能的實驗。⑤（2）開設(shè)嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計綜合實驗，從被動學(xué)習(xí)到積極主動地學(xué)習(xí)，有利于促進學(xué)生個性的發(fā)展，提高其創(chuàng)新能力和綜合運用知識的能力。（3）增加與企業(yè)嵌入式應(yīng)用技術(shù)緊密聯(lián)系的實驗內(nèi)容，盡量讓學(xué)生零距離接觸國內(nèi)外的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實踐，使學(xué)生能深入理解知識點、大大提高學(xué)習(xí)的積極性。⑥

3.3　嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計的改革

課程設(shè)計的任務(wù)是完成一個具體嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)，完成的時間可適當(dāng)延長，至少為一個學(xué)期，甚至為一個學(xué)年。學(xué)生三人一組，經(jīng)過教師的審核、修改，量身裁衣選擇合適的題目，　最終在老師的指導(dǎo)下完成。如此可大大提高學(xué)生的綜合素質(zhì)以及團隊協(xié)作意識。

3.4　發(fā)動學(xué)生積極參加科技競賽

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0前言

嵌入式技術(shù)是當(dāng)今計算機技術(shù)中發(fā)展最快最熱門的技術(shù)，嵌入式技術(shù)在當(dāng)今得到了極其廣泛的應(yīng)用，已深入到各個應(yīng)用領(lǐng)域，幾乎是無所不及，主導(dǎo)應(yīng)用的潮流，以致一些學(xué)者斷言嵌入式技術(shù)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?！肚度胧郊夹g(shù)與應(yīng)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(zhǔn)為校級在建的精品課程，精品課程的建設(shè)過程中遇到許多的困難與問題，精品課程的建設(shè)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(biāo)，確定對學(xué)生的職業(yè)能力要求

嵌入式技術(shù)的涉及領(lǐng)域有幾個方面常見的智能儀表、工業(yè)控制領(lǐng)域，機頂盒、路由器等方面的應(yīng)用，個人電子產(chǎn)品的應(yīng)用（這些產(chǎn)品往往需要友好的GUI圖形界面），高端智能設(shè)備（涉及到智能機器人，醫(yī)療儀器、軍事領(lǐng)域，航空航天領(lǐng)域）。為此，我們基于本專業(yè)學(xué)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(xué)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(shù)部門設(shè)置的崗位及崗位要求有了較好的認(rèn)識，我們對每一個嵌入式行業(yè)相關(guān)必需具備的職業(yè)能力進行分解，然后再分析選取相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，對不同的應(yīng)用崗位所對應(yīng)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(xué)目標(biāo)與教學(xué)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(shè)立的一門新興課程，應(yīng)該讓學(xué)生接觸與掌握社會上最新和最前沿的應(yīng)用技術(shù)

IT領(lǐng)域的新技術(shù)發(fā)展令人應(yīng)接不暇，雖然大學(xué)生在校期間需要學(xué)習(xí)的都是一些基礎(chǔ)知識，但他們畢業(yè)走向社會后，必然要面對這些新技術(shù)，如果我們的教學(xué)內(nèi)容陳舊，就會加長學(xué)生畢業(yè)后的適應(yīng)周期；如果我們能夠提供給學(xué)生更多接觸這些新知識、新技術(shù)的機會，就會使學(xué)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(xué)內(nèi)容與這些新技術(shù)基本保持同步。

例如，在以往單片機的學(xué)習(xí)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(shù)，DDR技術(shù)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(shù)，會讓一些沒有經(jīng)驗的學(xué)生感到困惑，在教學(xué)過程中，我們利用S3C44B0X芯片來構(gòu)建最小系統(tǒng)的過程中來教給學(xué)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(xué)會它，必須能夠綜合應(yīng)用計算機專業(yè)中所學(xué)的幾乎所有軟硬件技術(shù)

本課程會應(yīng)用到計算機專業(yè)中所學(xué)的幾乎所有軟硬件技術(shù)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、計算機組成原理、C語言程序設(shè)計、單片機技術(shù)、微機原理、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計、計算機操作系統(tǒng)原理、LINUX操作系統(tǒng)的應(yīng)用等多種知識，這些知識在嵌入式系統(tǒng)中都會有所應(yīng)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(xué)生掌握計算機技術(shù)提供了一個非常好的平臺，要想很好地掌握嵌入式技術(shù)也必須掌握好這些知識。要讓學(xué)生掌握這么多的知識就必須在項目中去學(xué)習(xí)，對教學(xué)內(nèi)容與方法進行設(shè)計。針對學(xué)習(xí)的不同階段，設(shè)計不同的項目與其對應(yīng)（如圖3），讓學(xué)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(xué)內(nèi)容的枯燥。

圖3 不通階段都有對應(yīng)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(xué)生的實踐動手能力，讓學(xué)生積累經(jīng)驗

在教學(xué)的各個階段中都安排有不同實踐任務(wù)，讓學(xué)生的能力由初級到高級逐步提升，在教學(xué)的最后還安排了課程設(shè)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(xué)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(xué)中通過實例來講解，使學(xué)生更容易理解，采用直觀、生動的教學(xué)方法 將知識與能力目標(biāo)融入到具體的項目中以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型人才為根本任務(wù)，將加強應(yīng)用能力訓(xùn)練作為課程各項改革建設(shè)的中心 引導(dǎo)學(xué)生將“學(xué)”與“做”相結(jié)合，以達(dá)到學(xué)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(xùn)課程、高級階段有課程設(shè)計任務(wù)。 轉(zhuǎn)貼于

圖4 由簡單到復(fù)雜的訓(xùn)練方法

5積極開展課程設(shè)計，進行綜合性的訓(xùn)練

例如，自制基于S3C4510的嵌入式系統(tǒng)及JTAG下載燒寫工具。設(shè)計內(nèi)容：在老師指導(dǎo)下設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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

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關(guān)鍵詞： 應(yīng)用型大學(xué)；單片機；教學(xué)方法；嵌入式系統(tǒng)

Key words： application-oriented university；MCU；teaching method；embedded systems

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）11-0252-03

0 引言

我國的大學(xué)教育大致可以分為三種類型，第一種是以科學(xué)研究或科學(xué)研究與教學(xué)并重為自身定位的研究型大學(xué)，是國家建設(shè)世界一流或高水平大學(xué)的主體，另一類是以職業(yè)技術(shù)教育為主的高職高專類院校，以培養(yǎng)鮮明特色的技能型人才為己任，第三種大學(xué)是介于前兩種類型之間的高等學(xué)校[1-4]。與前兩種類型不同的是，前兩種類型的高校在國家高等教育的發(fā)展過程中很早就有了清晰的定位，而第三種大學(xué)的發(fā)展一直沒有一個準(zhǔn)確清晰的定位，直到《國家中長期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》出臺，第三種大學(xué)的發(fā)展才有了自己發(fā)展定位，即以建設(shè)應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)為目標(biāo)，并在教育部的指導(dǎo)下，一批以應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)為辦學(xué)定位的高校于2013年在天津建立了應(yīng)用技術(shù)大學(xué)聯(lián)盟，安徽科技學(xué)院為該聯(lián)盟的理事單位之一，開啟了安徽科技學(xué)院高等教育的新篇章。

應(yīng)用型大學(xué)的首要職能是服務(wù)社會，為社會培養(yǎng)品格良好、理論功底扎實、具有較強應(yīng)用實踐能力的應(yīng)用型人才，因此，應(yīng)用型大學(xué)應(yīng)更注重應(yīng)用性教學(xué)和應(yīng)用性研究工作。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)行業(yè)發(fā)展迅猛，就業(yè)待遇高，社會需求旺盛，嵌入式系統(tǒng)是電子、通信、自動化、光電、計算機、機電等專業(yè)的核心專業(yè)課，是一門典型應(yīng)用性課程。本文以嵌入式系統(tǒng)課程的一個分支――單片機為例，結(jié)合自身教學(xué)實踐和企業(yè)工作經(jīng)驗，對應(yīng)用型大學(xué)嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)方法做一些探討。

1 注重基礎(chǔ)和興趣培養(yǎng)

單片機是一門綜合性非常強的課程，涉及的知識面廣，其先修課程有《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《電路分析》、《C語言》等專業(yè)基礎(chǔ)課程，單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程中還要用到《電子工程制圖》、《傳感器技術(shù)》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》、《電機拖動》、《嵌入式操作系統(tǒng)》等專業(yè)課程的知識。因此，學(xué)生打好專業(yè)基礎(chǔ)功底是學(xué)好單片機等嵌入式系統(tǒng)課程的前提，這就需要我們重視基礎(chǔ)課程的教學(xué)、科學(xué)設(shè)置人才培養(yǎng)方案中的課程及其開課學(xué)期，做到基礎(chǔ)專業(yè)一環(huán)扣一環(huán)。

單片機等嵌入式系統(tǒng)課程的理論部分的學(xué)習(xí)，特別是前期還不能做實驗的理論部分，如硬件架構(gòu)及原理、芯片匯編指令和偽指令系統(tǒng)等，學(xué)起來枯燥無味，甚至給學(xué)生一種“云里霧里”似懂非懂的感覺，這些知識在學(xué)生心里不能準(zhǔn)確落地，容易使學(xué)生從心理上放棄這門課程的學(xué)習(xí)，這就需要我們調(diào)整教學(xué)思路，上好第一堂課：一是要讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的。許多教師自始至終不會告訴學(xué)生為什么要學(xué)習(xí)單片機，它有什么用途，只講課本知識，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)無目的，甚至課程結(jié)束，都不知道自己學(xué)的是什么東西。因此，為學(xué)生明確單片機用途在正式上課之前非常重要，可以為學(xué)生多舉一些貼近其生活的開發(fā)案例，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的的同時，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。二是讓學(xué)生了解開發(fā)流程。學(xué)生正式學(xué)習(xí)單片機前，可以給他們舉一個簡單實例，從電路設(shè)計，軟件設(shè)計、仿真、調(diào)試、下載直至系統(tǒng)集成，給他們做個示范，讓學(xué)生對這門課的學(xué)習(xí)有個全面的把握和清晰的認(rèn)識。三是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。學(xué)生如果對某門課產(chǎn)生了濃厚的興趣，學(xué)生就會積極主動地把這門課學(xué)好，在這方面，單片機等嵌入式系統(tǒng)課程，有其獨特的優(yōu)勢，是一門與日常生活十分貼近且就業(yè)前景廣闊、待遇優(yōu)厚的專業(yè)課，鼓勵的同時也要讓學(xué)生清楚眼前的困難，冷靜面對困難，最后問一句“英雄們，你們準(zhǔn)備好了嗎”，讓學(xué)生知難而上，信心滿滿地去挑戰(zhàn)自我，開始課程的學(xué)習(xí)。

2 深化教學(xué)改革

隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容、方法、模式、體系等難免暴露其不足，甚至跟不上現(xiàn)實需要[5-7]，這就需要我們對現(xiàn)有不合理的人才培養(yǎng)體系的各個層面進行革新和完善。

2.1 課程內(nèi)容及教學(xué)方法與時俱進

嵌入式系統(tǒng)近些年發(fā)展迅猛，傳統(tǒng)授課內(nèi)容有些已經(jīng)被實際淘汰，因此，授課內(nèi)容也要在經(jīng)典內(nèi)容的基礎(chǔ)上穿插新知識、新技術(shù)，做到所授知識既穩(wěn)固又能跟得上時展。當(dāng)今是信息化的社會，尤其是年輕大學(xué)生時刻受到信息化的熏陶，他們利用現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)工具得心應(yīng)手，可以引導(dǎo)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)搜索引擎的強大功能學(xué)習(xí)專業(yè)知識，進行下載或收看教學(xué)視頻，解答疑難問題，了解行業(yè)發(fā)展趨勢，查找相關(guān)資料，在線知識交流等，資源用之不竭，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)拓寬了渠道，且能量巨大。

2.2 更新教學(xué)模式

單片機等嵌入式系統(tǒng)課程的傳統(tǒng)教學(xué)方法一般是理論和實驗單獨設(shè)立，先上理論課程，待到一定課時后再開設(shè)實驗課，這種模式導(dǎo)致理論和實驗往往較為脫節(jié)，且學(xué)生的吸收效率普遍不高。

近年來，社會上涌現(xiàn)了許多的嵌入式系統(tǒng)培訓(xùn)班，主要以MCU和ARM的應(yīng)用為主要培訓(xùn)內(nèi)容，開設(shè)了C語言基礎(chǔ)、簡單電路基礎(chǔ)、開發(fā)環(huán)境搭建、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式驅(qū)動程序開發(fā)等課程，吸引了大量學(xué)生參與校外培訓(xùn)，這從側(cè)面反映了高校目前的嵌入式系統(tǒng)教育已經(jīng)跟不上社會對嵌入式人才的需求形勢，培訓(xùn)學(xué)校教學(xué)模式采用教、學(xué)、做一體模式，具有課堂吸收率高，使學(xué)生能夠快速掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法的優(yōu)點，但也存在不足，具有“短期速成”特點，學(xué)生就業(yè)后會出現(xiàn)“后勁不足”現(xiàn)象，且收費高昂，使學(xué)生在大學(xué)教育花費的基礎(chǔ)上增加了額外支出。

吸收社會培訓(xùn)班的優(yōu)點，結(jié)合高校教育優(yōu)勢及企業(yè)對高校應(yīng)用型人才需求，我們提出具有高校特色的教、學(xué)、做一體化嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)模式。將具有明顯應(yīng)用性課程的理論和實踐放在實驗室來上，教師采用現(xiàn)代化的多媒體手段教學(xué)，講到且需要實踐的知識，學(xué)生隨學(xué)隨做，且根據(jù)老師布置的課堂實踐題目完成設(shè)計和調(diào)試。與培訓(xùn)班不同的是，高校教育更具有系統(tǒng)性、學(xué)生基礎(chǔ)知識牢固、課時充足，使學(xué)生真正成為后勁十足的應(yīng)用型高級人才，而不是短期速成，具有明顯操作技能培訓(xùn)特點的職業(yè)教育型人才。

2.3 加大實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)力度

課程設(shè)計是單片機等嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)[8]。教、學(xué)、做一體化培養(yǎng)模式能夠讓學(xué)生對課程的各個知識點有個微觀的把握，但不能從整體上掌握知識的綜合應(yīng)用，課程設(shè)計以讓學(xué)生完成一個小的項目為目標(biāo)，從查找資料開始，在分析問題的基礎(chǔ)上，運用各章節(jié)所學(xué)知識完成課程設(shè)計要求，并撰寫課程設(shè)計報告，綜合鍛煉學(xué)生解決問題的能力。課程設(shè)計題目的擬定要合理，不能太難使學(xué)生很難完成或完成不了，打擊學(xué)生的自信心，也不能太簡單，達(dá)不到綜合鍛煉學(xué)生運用所學(xué)知識的目的?？梢越Y(jié)合全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽題目的出題方法，設(shè)基本任務(wù)和附加任務(wù)，讓學(xué)生根據(jù)自身興趣、能力和特長進行選作。

鼓勵學(xué)生參加飛思卡爾智能車大賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、機器人競賽等不同級別的專業(yè)類競賽，提高學(xué)生解決實際問題的能力。本科畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)生畢業(yè)之前的最后一個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是對他們在校期間學(xué)習(xí)的綜合檢驗，也是對大學(xué)教學(xué)質(zhì)量的一次總結(jié)，與課程設(shè)計不同是畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容的難易程度與知識面都要高于課程設(shè)計。

校企合作探索多年，困難重重，企業(yè)和高校目標(biāo)不能匹配，導(dǎo)致校企合作的層次較低，學(xué)生不能真正得到高水平的實踐鍛煉，因此，建設(shè)高水平應(yīng)用型大學(xué)必須從高校自身出發(fā)來提高應(yīng)用型人才的培養(yǎng)力度，升級傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計方案，引進企業(yè)管理方式和理念，建設(shè)高校自己真正的研發(fā)中心（實訓(xùn)中心），而不是簡單的實驗室，對于選擇嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方向的學(xué)生要經(jīng)過學(xué)校研發(fā)中心的鍛造才能輸入社會。

2.4 提高師資隊伍技術(shù)水平

多數(shù)高校教師具有較為深厚的理論知識和熟練的課堂駕馭能力，但實踐經(jīng)驗相對缺乏，為培養(yǎng)出合格的、適合企業(yè)需求的應(yīng)用型大學(xué)生，必須提高相關(guān)專業(yè)課老師的專業(yè)技術(shù)水平。可以通過如下途徑來提高師資隊伍水平：一、鼓勵教師參加相關(guān)產(chǎn)學(xué)研合作項目，承擔(dān)各種橫向課題研究，積極充當(dāng)各種專業(yè)技能大賽的指導(dǎo)教師等。二、倡導(dǎo)專業(yè)教師參加企業(yè)實踐。從學(xué)生角度實踐校企合作遇到的困難和阻力較多，但具有較厚理論專業(yè)知識背景的教師作為校企合作的主體，所遇到的阻力將會小的多，因此，提高教師技術(shù)水平，可以從現(xiàn)有用人模式入手，打破專業(yè)教師不能到企業(yè)兼職模式，鼓勵嵌入式系統(tǒng)教師參與企業(yè)的技術(shù)開發(fā)或技術(shù)管理工作。三、聘請企業(yè)一線工程師兼職高校實踐課程教學(xué)。企業(yè)一線工程師實踐經(jīng)驗豐富，他們直接參與應(yīng)用型大學(xué)學(xué)生的教學(xué)工作，將利于學(xué)生和專業(yè)教師整體質(zhì)量的提高。

3 科學(xué)設(shè)置評價體系

高校傳統(tǒng)教學(xué)多采用重理論輕實踐的考核評價方式，一張試卷定終身，實踐考試只是微不足道的補充。對于以建設(shè)應(yīng)用型高水平大學(xué)、培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的高校來說，這種模式顯然已經(jīng)不能滿足實際需要，需重構(gòu)新的考核評價體系。對于專業(yè)基礎(chǔ)性科目可以采取重理論弱實踐的方式，對于應(yīng)用性較強的專業(yè)課程應(yīng)采用重實踐弱理論的考試方式，根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)區(qū)分對待，不搞一刀切。

4 結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)教育工作中存在的問題和不足，以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，結(jié)合自身多年教學(xué)實踐和企業(yè)工作經(jīng)驗，從專業(yè)基礎(chǔ)、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、評價體系等方面，對單片機等嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)方法做了細(xì)致的探討，多年教學(xué)實踐表明，按照新的教學(xué)方法去培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用型人才，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，課程內(nèi)容更容易理解和接受，學(xué)習(xí)起來趣味性更強，教學(xué)質(zhì)量得到顯著提高。

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[5]李雪峰.教學(xué)工廠理念在單片機項目教學(xué)中的應(yīng)用[J].電子世界，2013（1）：159-161.

篇（7）

關(guān)鍵詞：嵌入式；課程體系；培養(yǎng)模式

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1存在的問題

與當(dāng)前發(fā)展迅速的嵌入式計算機技術(shù)及其巨大的市場潛力和產(chǎn)業(yè)需求相比，高校的嵌入式方向教育相對滯后。國內(nèi)的嵌入式系統(tǒng)教育還處于初期階段，雖然部分高校開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)課程，但大都作為選修課，課時很短，還沒有形成統(tǒng)一的課程體系和人才培養(yǎng)模式。而且知識體系系統(tǒng)性和針對性較差，知識較為陳舊，大多停留在8位單板計算機應(yīng)用的低水平層次上，導(dǎo)致畢業(yè)生缺乏工程實踐能力，無法適應(yīng)企業(yè)的實際需要。高層次嵌入式軟件工程人才更是嚴(yán)重匱乏，嚴(yán)重制約中國未來嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

導(dǎo)致這個結(jié)果的原因，一方面是高校對目前的技術(shù)發(fā)展不夠重視，另一方面是因為普通高校的課程體系受到教育部的指導(dǎo)制約。獨立院校作為一種新型的教育單位，作為對普通高校資源的補充，具有較大的靈活度和自由度。我院對現(xiàn)行的教育體制進行了深入的調(diào)查和研究，形成了獨具特色的課程體系和培養(yǎng)模式，并取得了一定的成績。

2嵌入式方向課程體系的改革

獨立院校的教學(xué)體系偏向于應(yīng)用，因此我院結(jié)合學(xué)生的實際情況，面向企業(yè)的人才需求，緊跟高科技技術(shù)的發(fā)展步伐，對計算機科學(xué)技術(shù)專業(yè)的課程體系進行了改革，形成了一套獨具特色的面向嵌入式方向的人才培養(yǎng)方案。

嵌入式方向的課程體系可以分為三個主線，分別是軟件基礎(chǔ)課程、硬件基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程。

軟件基礎(chǔ)課程主要注重對學(xué)生知識的培養(yǎng)，而不是對語言工具使用的培養(yǎng)。軟件基礎(chǔ)課程培養(yǎng)的目的是讓學(xué)生掌握一種軟件設(shè)計思想，并掌握程序設(shè)計的基本方法，為后面的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。軟件課程主要開設(shè)下列課程：“計算機導(dǎo)論”、“C語言”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“離散數(shù)學(xué)”、“Visual C++程序設(shè)計”等課程，取消了以往的16位“8086匯編語言程序設(shè)計”課程，而只是在微機原理與接口技術(shù)中大致講解，同時在“ARM體系結(jié)構(gòu)與編程”里增加了ARM匯編語言，這些課程為后面的專業(yè)課程奠定了基礎(chǔ)。另外在選修課程方面增加了“Java程序設(shè)計”等高級語言的課程，供學(xué)有余力的學(xué)生選修。

硬件基礎(chǔ)課程主要側(cè)重于讓學(xué)生掌握硬件基礎(chǔ)知識的理解和應(yīng)用。基于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方向的特點，去掉了以前偏重原理的理論課程。硬件基礎(chǔ)課程主要有“電路分析基礎(chǔ)”、“數(shù)字邏輯電路”、“計算機組織與體系結(jié)構(gòu)”、“微機原理與接口技術(shù)”等課程。這些課程的開設(shè)目的是讓學(xué)生掌握計算機硬件基礎(chǔ)理論和計算機接口技術(shù)的原理與基本應(yīng)用，為后面的專業(yè)課程打下基礎(chǔ)，從而能夠更好的理解和學(xué)習(xí)專業(yè)課程。

專業(yè)課程從第五學(xué)期開設(shè)。專業(yè)課程以“ARM體系結(jié)構(gòu)與編程”為基礎(chǔ)，又分成兩個部分。一部分是Linux方向，主要開設(shè)“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”、“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計實踐”、“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計”等課程，學(xué)習(xí)嵌入式Linux操作系統(tǒng)、Linux驅(qū)動程序和嵌入式Linux應(yīng)用程序設(shè)計。另一部分是WinCE方向，主要開設(shè)“WinCE系統(tǒng)設(shè)計”、“WinCE系統(tǒng)設(shè)計實踐”、“WinCE系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計”等課程，學(xué)習(xí)WinCE在嵌入式平臺上的應(yīng)用程序開發(fā)。為了配合這兩個方向，還在專業(yè)選修課程里面增加“Linux系統(tǒng)管理與應(yīng)用”和“面向操作系統(tǒng)的程序設(shè)計”兩門課程，作為專業(yè)課程的補充。

如圖1所示，綜合來講，本課程體系主要有以下幾個特點：

(1) 主線分明。課程體系分為三個主線，課程設(shè)置合理，安排緊湊。

(2) 壓縮基礎(chǔ)課，突出專業(yè)課。比如不再將8086匯編語言程序設(shè)計作為單獨的一門課程，而只在微機原理與接口技術(shù)中的一部分講解；同時增加了ARM匯編語言程序設(shè)計的內(nèi)容。

(3) 增強了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。如“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”課程和“WinCE嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”課程，理論環(huán)節(jié)為48個學(xué)時，實踐環(huán)節(jié)為32個學(xué)時，另外又增加了專項訓(xùn)練。

圖1 課程體系關(guān)系圖

3嵌入式方向培養(yǎng)模式的改革

課程培養(yǎng)模式的改革主要從三個方面進行，即課堂教學(xué)模式的改革、實踐教學(xué)模式的改革和考核模式的改革。

(1) 理論教學(xué)模式的改革

根據(jù)課程分類的不同，需要采用不同的教學(xué)方法。我們將開設(shè)課程分為兩種類型，一種是基礎(chǔ)課程，一種是專業(yè)課程。對于基礎(chǔ)課程，課堂教學(xué)方法仍然采用一般的以理論講解教學(xué)為主的教學(xué)方法。而對于專業(yè)課程，則需要根據(jù)實際情況對教學(xué)方法進行改革。

專業(yè)課程的課堂教學(xué)模式采取“案例啟發(fā)式”和“團隊學(xué)習(xí)法”兩種形式相結(jié)合的模式?！鞍咐龁l(fā)式”即在進行專業(yè)課程學(xué)習(xí)時，用一個適當(dāng)?shù)膶嶋H案例貫穿課堂教學(xué)始終，每一節(jié)課堂教學(xué)將基礎(chǔ)理論知識講解完畢后，還要對案例相關(guān)內(nèi)容進行講解。整個課程下來，正好將一個完整的案例講解完畢，這樣就給學(xué)生一個整體的項目開發(fā)的印象。同時在課堂教學(xué)中，將學(xué)生分為5～6人一組，每組設(shè)定一個項目組長。要求學(xué)生在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，以小組為單位，對所學(xué)的知識進行討論，在每次課后都要查找一些相關(guān)的資料并形成文檔，作為課后作業(yè)，加深對課堂知識的印象。另外還要按照理論教學(xué)的進度，每個小組在一個學(xué)期的時間完成一個項目，以加強理論教學(xué)環(huán)節(jié)所學(xué)的知識，同時培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力。

(2) 實踐教學(xué)模式的改革

專業(yè)課程的實踐教學(xué)與理論教學(xué)相輔相成。實踐教學(xué)分為三個部分：課堂實驗教學(xué)、校外畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計。

課堂實驗教學(xué)在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，改變以往只注重驗證性實驗的方法，強化實驗過程，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，從“驗證性實驗”轉(zhuǎn)為“驗證性實驗與開發(fā)研究性實驗”相并重的教學(xué)方式。要求學(xué)生不但要完成課堂驗證性實驗，還要在此基礎(chǔ)上，完成一定的開發(fā)研究性和創(chuàng)新性實驗。這些實驗的結(jié)果最終計入考核成績。實驗的考核方式從過去的只注重實驗結(jié)果轉(zhuǎn)移到實驗過程與實驗結(jié)果并重的考核方式。

畢業(yè)實習(xí)是安排在學(xué)生畢業(yè)之前，所有課程結(jié)束之后的一個專業(yè)實習(xí)，為時一個月。在實習(xí)期間，要求學(xué)生進入學(xué)校“產(chǎn)學(xué)研”合作的對口企業(yè)，參與到企業(yè)的實際項目中，并采用企業(yè)導(dǎo)師和學(xué)校導(dǎo)師“雙導(dǎo)師”制的培養(yǎng)方式。學(xué)生在實習(xí)期間，跟著企業(yè)導(dǎo)師的項目進行實際實踐，并在雙導(dǎo)師的指導(dǎo)下選定畢業(yè)課題。實習(xí)主要鞏固學(xué)生的課堂基礎(chǔ)知識，對學(xué)生進行系統(tǒng)的項目培訓(xùn)，并完成從學(xué)生到公司職員的角色轉(zhuǎn)換。

畢業(yè)設(shè)計安排在畢業(yè)實習(xí)之后，為時三個月。學(xué)生可以在畢業(yè)實習(xí)期間從企業(yè)選取畢業(yè)設(shè)計題目，也可以從教師的項目中選取畢業(yè)設(shè)計題目。學(xué)生利用三個月的畢業(yè)設(shè)計時間，完整的完成一個項目，達(dá)到了解行業(yè)領(lǐng)域，熟悉企業(yè)開發(fā)環(huán)境，綜合應(yīng)用專業(yè)知識的目的。畢業(yè)設(shè)計可以在企業(yè)完成，也可以在學(xué)校完成。

另外，還對實驗室的管理方式進行改革，由以前的封閉式管理改為開放式管理。對本院的學(xué)生，除計劃內(nèi)實驗時間之外，學(xué)有余力的同學(xué)也可以在其他時間自主進入實驗室做實驗或者開發(fā)項目。對其他院系的師生，可以在實驗室空閑時間進入實驗室進行實驗或者開發(fā)項目。同時，鼓勵不同院系的學(xué)生共同協(xié)作學(xué)習(xí)、開發(fā)同一課題或項目。

(3) 考核方式的改革

考核方式改為“課程考核＋認(rèn)證考核”的1+1模式。其中課程考核總結(jié)為“一二三四”，即期末成績分為四個部分，分別為平時考勤成績、課程實驗成績、自主學(xué)習(xí)成績(以學(xué)習(xí)報告形式提交，包括項目完成情況等內(nèi)容)、期末考試成績，比例為10％:20％:30％:40％。認(rèn)證考核以信息產(chǎn)業(yè)部“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工程師”認(rèn)證和微軟“WinCE嵌入式工程師”認(rèn)證為主，以其他認(rèn)證為輔，鼓勵同學(xué)們通過對嵌入式系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)，最終取得至少一個嵌入式系統(tǒng)方向的認(rèn)證證書，以此來檢驗同學(xué)們對嵌入式系統(tǒng)知識的掌握程度。同時積極組織學(xué)生參加嵌入式大賽，比如“全國大學(xué)生電子大賽”、“全國大學(xué)生‘博創(chuàng)杯’嵌入式設(shè)計大賽”、“‘ZLG’杯ARM嵌入式系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計大賽”等競賽，對參賽的學(xué)生指派專職指導(dǎo)教師，并對得獎學(xué)生給予折算學(xué)分的獎勵。

改革后考核方式，能夠基本全面的考查學(xué)生對知識的全面掌握程度，并有效的調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓枯燥的專業(yè)學(xué)習(xí)變的豐富多彩。

4結(jié)束語

目前該課程體系和培養(yǎng)模式已經(jīng)在北京理工大學(xué)珠海學(xué)院得以應(yīng)用，從老師和學(xué)生的反映來看，取得了較好的效果。在以后的進一步實踐過程中，我們將根據(jù)實際情況及時對該課程體系和培養(yǎng)模式進行調(diào)整，構(gòu)建一個科學(xué)規(guī)范的、滿足獨立院校需求的嵌入式創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)體系和培養(yǎng)方案。

參考文獻(xiàn)

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篇（8）

中圖分類號：G710 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）03-0163-02

近幾年，嵌入式技術(shù)日漸普及，隨著“三網(wǎng)融合”不斷提速，3G網(wǎng)絡(luò)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(dāng)前最熱門、最有發(fā)展前途的IT應(yīng)用領(lǐng)域之一。在未來相當(dāng)長的時間內(nèi)，嵌入式軟件人才將是企業(yè)爭奪的目標(biāo)。

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(quán)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(shù)的快速發(fā)展相比，我國大部分高等教育機構(gòu)在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的培養(yǎng)模式和教學(xué)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(xué)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(gòu)中開設(shè)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的學(xué)校其實并不少。從教學(xué)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(guān)的社會培訓(xùn)機構(gòu)。社會培訓(xùn)機構(gòu)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(lǐng)域進一步深造的專業(yè)技術(shù)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(xué)模式。

普通本科院校的嵌入式教學(xué)模式

國內(nèi)普通本科院校在原有計算機學(xué)科的基礎(chǔ)上，開設(shè)與嵌入式有關(guān)的課程是水到渠成的。早在20世紀(jì)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(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，其中最著名的就是Delta OS，它是電子科技大學(xué)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(guān)的課程，但嵌入式教學(xué)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(xué)模式可以總結(jié)為：在計算機類或者電子類原有教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，為有志于從事嵌入式開發(fā)以及未來在更高層次上學(xué)習(xí)和工作中繼續(xù)嵌入式開發(fā)的學(xué)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(shè)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(xué)習(xí)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(xué)院培養(yǎng)方案中。（2）本科學(xué)生入學(xué)素質(zhì)高，學(xué)制長，理論基礎(chǔ)扎實。由于學(xué)生擁有深厚的計算機或者電子技術(shù)的理論基礎(chǔ)，往往在接觸嵌入式開發(fā)后可以觸類旁通，學(xué)習(xí)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(xué)，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(dǎo)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(guān)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(xué)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(xué)也以較快速度發(fā)展。其中，深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用專業(yè)起步最早，發(fā)展較快。從2003年首次開設(shè)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(shù)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(guān)行業(yè)，有些學(xué)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(shù)人員。總結(jié)這些年來的辦學(xué)經(jīng)驗，深職院嵌入式方向教學(xué)模式可概括為：以“職業(yè)崗位需求”為核心，教授緊跟當(dāng)前嵌入式行業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)，把學(xué)生培養(yǎng)成“能工巧匠型大學(xué)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(dǎo)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(shù)負(fù)責(zé)人討論、修訂當(dāng)年新生的大學(xué)三年教學(xué)計劃。來自企業(yè)的聲音使得每一屆學(xué)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(shù)發(fā)展潮流的課程體系 如圖1所示，按照學(xué)生未來的就業(yè)領(lǐng)域和崗位需求設(shè)置課程，包括：微控制器高級應(yīng)用、RSIC嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、WindowsCE嵌入式操作系統(tǒng)、Linux嵌入式操作系統(tǒng)、DSP技術(shù)、智能網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、嵌入式SOPC技術(shù)、嵌入式技術(shù)應(yīng)用綜合實訓(xùn)等。

重視學(xué)生動手能力的培養(yǎng) 高職院校素來重視學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，學(xué)生絕大部分的學(xué)習(xí)在各種實驗（實訓(xùn)）室進行，并基本保證每人一套業(yè)內(nèi)實用的實驗設(shè)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(shù)交流講座，組織學(xué)生到企業(yè)生產(chǎn)一線去實習(xí)參觀，合作開發(fā)科研項目等。除了前面提到的“專業(yè)指導(dǎo)委員會”，還大力建設(shè)相關(guān)的校外實訓(xùn)基地，為學(xué)生校外實習(xí)、就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

畢業(yè)生具備國內(nèi)外認(rèn)可的嵌入式行業(yè)權(quán)威認(rèn)證 引進“ARM中國技術(shù)工程師”、“WinCE嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”等國內(nèi)外認(rèn)可的權(quán)威認(rèn)證，既拓寬了課堂所學(xué)知識，又提高了學(xué)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(xué)生入學(xué)基礎(chǔ)較差，學(xué)制較短，學(xué)歷證書對企業(yè)沒有較大的影響力等等。

應(yīng)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(xué)模式上進行仔細(xì)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(yīng)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。可以結(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(xué)制與普通本科一樣，培養(yǎng)目標(biāo)與高職教育相似但更高的培養(yǎng)模式――應(yīng)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(xué)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(yīng)用型人才，而不是普通本科院校所培養(yǎng)的應(yīng)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(xué)生掌握嵌入式行業(yè)的相關(guān)工作技能，能將學(xué)校所學(xué)直接應(yīng)用到工作中，很快適應(yīng)并進入工作角色。

（二）課程體系

課程體系的設(shè)置兼具實踐性和理論性，以實踐為主，兼顧理論，使學(xué)生在體系化結(jié)構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)知識的基礎(chǔ)上，能基本勝任一線的工作角色，并具備一定的專業(yè)自學(xué)能力，在未來的職業(yè)發(fā)展中更有潛力和后勁。

課程設(shè)置目標(biāo) 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)是結(jié)合硬件平臺設(shè)計、系統(tǒng)軟件規(guī)劃、應(yīng)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(yīng)用型嵌入式系統(tǒng)人才必須掌握軟硬件的基礎(chǔ)知識，具備嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)技術(shù)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(shè)置的目標(biāo)，學(xué)生必須具備一定的軟硬件專業(yè)基礎(chǔ)知識才能進入32位嵌入式系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)。在硬件方面，必須先學(xué)習(xí)數(shù)字電路、模擬電路（高低頻）和單片機原理與應(yīng)用等課程；在軟件方面，要學(xué)習(xí)C/C++程序設(shè)計、匯編語言、軟件學(xué)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(xué)習(xí)。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(gòu)與功能、32位嵌入式硬件體系結(jié)構(gòu)、硬件平臺的電磁兼容設(shè)計、嵌入式軟件中的Bootloader引導(dǎo)程序、驅(qū)動程序的編制與調(diào)試技術(shù)、嵌入式實時操作系統(tǒng)平臺的移植與應(yīng)用軟件的開發(fā)等，因此，必須全面、系統(tǒng)地規(guī)劃應(yīng)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(guān)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(chǔ)是不行的。因此，必須處理好兩者的關(guān)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(xì)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(shè)計。在經(jīng)過與企業(yè)兼職教師商討后，對課程設(shè)計進行調(diào)整，并整理出實用及可操作的教學(xué)內(nèi)容，以項目的方式進入教學(xué)。根據(jù)PDA研發(fā)過程，將課程分為14個項目、1個課程設(shè)計完成學(xué)習(xí)過程；教學(xué)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(xùn)室中進行教學(xué)，保證每個學(xué)生都能在基于IntelPXA270的嵌入式教學(xué)平臺上完成學(xué)習(xí)任務(wù)。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能較好地掌握Windows CE嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)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(yīng)用的相關(guān)技術(shù)。

學(xué)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(xué)習(xí)時間集中、實踐動手環(huán)節(jié)為主的整周實訓(xùn)課（單元課），建立以產(chǎn)品為實體的多種工程技術(shù)開發(fā)實訓(xùn)項目以及相應(yīng)的實訓(xùn)室等。如在最后一個學(xué)期開設(shè)的“專業(yè)技能實訓(xùn)”課程，該課程集中在2周實施，共56學(xué)時，在這2周的學(xué)習(xí)中，學(xué)生在基于IntelPXA270的嵌入式教學(xué)平臺上圍繞PDA應(yīng)用項目完成內(nèi)核及SDK定制、bootload、串口開發(fā)、gprs應(yīng)用、gps應(yīng)用等10個實用的實訓(xùn)項目。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能較好地掌握針對PDA及相關(guān)嵌入式系統(tǒng)的常見應(yīng)用項目的開發(fā)方法。

像專業(yè)核心課一樣，認(rèn)真進行畢業(yè)實習(xí)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(xí)。考慮到讓學(xué)生多些時間體驗工作崗位，體驗社會角色，從而更好地適應(yīng)用人企業(yè)的需要，在大四下半學(xué)期安排更多的時間進行畢業(yè)實習(xí)，甚至可以考慮將畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計結(jié)合起來，為學(xué)生聯(lián)系或者學(xué)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(xí)一個學(xué)期，使學(xué)生把握住寶貴的就業(yè)機會和實習(xí)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(rèn)證，作為學(xué)生的課外延伸。

應(yīng)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(yīng)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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篇（9）

文章編號：1672-5913（2013）03-0010-04

中圖分類號：G642

近年來出現(xiàn)了計算機相關(guān)專業(yè)學(xué)生找不到工作崗位，而企業(yè)卻招不到人的異?，F(xiàn)象；尤其是在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，由于涉及計算機硬件和軟件相結(jié)合的知識，門檻相對較高，其應(yīng)用面又很廣，如手機、PDA、電子字典、電視機機頂盒、可視電話、游戲機等都是典型的嵌入式系統(tǒng)，因此，因此社會急需大量具有動手能力強、創(chuàng)新意識強、合作精神強的“三強型”嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才。據(jù)電子網(wǎng)等大型網(wǎng)站統(tǒng)計，每年的人才缺口大約在50萬人左右。為此，我們提出以市場需求為導(dǎo)向，通過課程建設(shè)和教研教改、自制實驗平臺、大學(xué)生創(chuàng)新實驗以及校企合作等措施，培養(yǎng)具有動手能力強、創(chuàng)新意識強、合作精神強的“三強型嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才”。其中動手能力強是基礎(chǔ)，沒有動手能力就意味著不能勝任本職工作；但只有動手能力沒有創(chuàng)新意識也不行，因為人類歷史本身就是一部創(chuàng)新的歷史，沒有創(chuàng)新就會被社會淘汰；同時還必須具備很強的合作精神，因為人類分工越來越細(xì)，知識增長的速度越來越快，只有合作才能主動適應(yīng)社會的發(fā)展，主動尋找新的發(fā)展機遇。“三強型人才培養(yǎng)模式”的具體內(nèi)涵如圖1所示。

1 積極開展課程建設(shè)和教學(xué)研究與改革，為學(xué)生打下扎實的理論基礎(chǔ)

針對三強型嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，課題組成員積極開展課程建設(shè)和教學(xué)研究，近6年來，共申報成功了“計算機組成原理”校級精品課程和“計算機電路”院級精品課程，出版了《計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》和《C++與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》兩本教材，主持并完成了“軟件工程案例庫系統(tǒng)的研制與應(yīng)用”、“建構(gòu)主義理論在硬件類課程教學(xué)中的研究與應(yīng)用”兩項教研教改項目，發(fā)表了5篇教研教改論文，在教學(xué)過程中靈活運用多種教學(xué)方法，為學(xué)生儲備扎實的計算機硬件與軟件理論基礎(chǔ)知識。

1.1優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容

按照嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才培養(yǎng)的要求，優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)精品課程，編寫系列教材。

課程體系的優(yōu)化主要體現(xiàn)在硬件類課程和軟件類課程兩方面：硬件類課程將電路理論、模擬電路、數(shù)字電路3門課程共11學(xué)分優(yōu)化整合為計算機電路、數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)兩門課程共8.5學(xué)分；軟件類課程體現(xiàn)為“4年編程不斷線”，從第1學(xué)期開始學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計課程起，每個學(xué)期都開設(shè)程序設(shè)計類程序，讓每個學(xué)生在軟件編程方面都有一技之長；此外，增加3門軟件和硬件相結(jié)合的課程，分別是嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，還有相應(yīng)的課程設(shè)計，這就形成了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才培養(yǎng)的知識體系。

教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化主要體現(xiàn)在精品課程建設(shè)方面，2007年課題組申報成功了校級精品課程“計算機組成原理”。在建設(shè)過程中，提出并實施了“五四三”的教學(xué)模式，即“預(yù)習(xí)-精講-討論-設(shè)計-驗證”的五步教學(xué)法，“基礎(chǔ)理論層次、CPU層次、存儲層次、設(shè)備層次”的四層次教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)過程堅持基礎(chǔ)與應(yīng)用相結(jié)合、原理與設(shè)計相結(jié)合、部件與系統(tǒng)相結(jié)合的三結(jié)合教學(xué)原則；完善了課程教學(xué)網(wǎng)站；制定了課程過程管理規(guī)范與控制體系；并將IT發(fā)展的新知識、教師的科研成果固化到教材中，進入課堂，轉(zhuǎn)化成教學(xué)內(nèi)容，編寫了教材《計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》。通過這一系列的措施，學(xué)生學(xué)習(xí)計算機硬件課程的積極性有較大提高，不再認(rèn)為硬件課程是最難學(xué)的課程，為學(xué)生打下扎實的計算機硬件基礎(chǔ)。

2009年課題組成功申報了院級精品課程“計算機電路”，將電路理論和模擬電路兩門課程的知識進行優(yōu)化整合，完善理論和實驗教學(xué)體系，進行教學(xué)方法與手段的改革，為學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)儲備了計算機硬件基礎(chǔ)知識。

1.2改革教學(xué)方法與手段

1.2.1建立軟件工程案例庫

圍繞培養(yǎng)學(xué)生“三強”的教學(xué)要求，我們設(shè)計了軟件工程案例庫系統(tǒng)軟件，其中包含軟件工程知識點、5個系統(tǒng)案例和21個相對獨立的案例。對系統(tǒng)案例，選擇了與學(xué)生日常生活密切相關(guān)的在線考試系統(tǒng)、學(xué)籍管理系統(tǒng)、醫(yī)院門診管理系統(tǒng)、新聞系統(tǒng)和網(wǎng)上購物系統(tǒng)5個系統(tǒng)，學(xué)生首先根據(jù)自己的生活經(jīng)驗來進行分析和設(shè)計，然后與案例進行比較，評價各自的優(yōu)缺點，以提高學(xué)生的分析和設(shè)計軟件的能力。同時，將理論知識點與實際案例融合到一起，即在案例執(zhí)行過程中，通過超鏈接可以查看相關(guān)的分析、設(shè)計過程和理論知識，讓學(xué)生明白其中的分析、設(shè)計過程，以及這一步為什么要這樣做，看完之后可以繼續(xù)了解系統(tǒng)的實現(xiàn)情況，為學(xué)生自己分析和設(shè)計軟件提供思路和方法。對相對獨立的案例，只提供分析和設(shè)計思路，由學(xué)生完成編碼和測試步驟。該案例庫系統(tǒng)已經(jīng)到計算機中心的網(wǎng)站上，不僅用于軟件工程課程的教學(xué)，而且用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計課程、畢業(yè)設(shè)計等，為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)打下了堅實的軟件理論基礎(chǔ)。

1.2.2推行“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法

該課題是2008年立項的校級教研課題，使用“建構(gòu)主義”理論指導(dǎo)下的“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)方法來培養(yǎng)學(xué)生的“三強”能力?！叭蝿?wù)驅(qū)動”教學(xué)方法轉(zhuǎn)變以往在教學(xué)過程中以教師為中心，學(xué)生被動接受知識的情況。該教學(xué)方法強調(diào)以項目為載體，學(xué)生組成研究小組，就具體項目進行研究和開發(fā)，在實施過程中培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力、合作精神。

具體做法是在任務(wù)規(guī)劃階段，教師結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，提出具有實際動手能力培養(yǎng)和可自由發(fā)揮的課題；在任務(wù)實施階段，首先由教師分析任務(wù)，然后由學(xué)生自主探索、培養(yǎng)創(chuàng)新思想，在此過程中，教師的工作是進行適當(dāng)啟發(fā)，給出合理建議，提供所需資料，也可以參與其中討論；在任務(wù)總結(jié)階段，學(xué)生對任務(wù)完成情況進行總結(jié)性評價，對存在的問題進一步討論。

自實施“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法以來，計算機硬件類課程的教學(xué)效果有較大提高，主要體現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計的選題和學(xué)生的就業(yè)單位方面，以往學(xué)生不敢選硬件類題目，近4年有10%左右的學(xué)生選擇了硬件類題目，并且有多位學(xué)生獲得了校級“優(yōu)秀”。

2 指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新活動，培養(yǎng)“三強”能力

2.1以大學(xué)生創(chuàng)新實驗為載體，引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新活動

自2008年以來，課題組共指導(dǎo)學(xué)生申請成功了3項國家級和2項省級大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目，如表1所示。

2.2自制實驗平臺，指導(dǎo)學(xué)生進行課外科技創(chuàng)新

課題組的鄭斌老師自行研制成功了ARM9嵌入式實驗教學(xué)系統(tǒng)硬件平臺，并在其上成功移植WINDOSCE和LINUX等嵌入式操作系統(tǒng)及底層驅(qū)動，開發(fā)了12個實驗項目，如表2所示。與市面上一般的教學(xué)儀器相比，該平臺的最大優(yōu)點在于將所有的底層硬件和端口都開放給學(xué)生，讓學(xué)生真正理解嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，從而進行設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗；目前用于嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計兩門課程的實驗教學(xué)。

3 開展校企合作，讓學(xué)生提前感受企業(yè)氛圍

3.1通過互利合作，密切校企關(guān)系

1）學(xué)生校外實習(xí)。與企業(yè)簽訂學(xué)生校外實習(xí)協(xié)議，企業(yè)接受學(xué)校一定數(shù)量、專業(yè)對口的學(xué)生實習(xí)，學(xué)生實習(xí)結(jié)束畢業(yè)時，企業(yè)可優(yōu)先選擇錄用學(xué)生，補充企業(yè)的生產(chǎn)一線人員。

2）企業(yè)在職職工培訓(xùn)。合作企業(yè)需培訓(xùn)在職職工時，學(xué)?？朔щy，創(chuàng)造條件，為企業(yè)培訓(xùn)在職職工，幫助企業(yè)提高職工素質(zhì)。培訓(xùn)專業(yè)、培訓(xùn)目標(biāo)由企業(yè)確定，培訓(xùn)計劃和內(nèi)容由企業(yè)與學(xué)校共同商定，培訓(xùn)師資由學(xué)校安排或企業(yè)委派，教材由學(xué)校提供。

3）教師實踐。學(xué)校每年安排一定數(shù)量的專業(yè)課教師到合作企業(yè)實踐。實踐時間一般為兩個月，利用假期進行。實踐教師填寫企業(yè)實踐登記表，登記內(nèi)容包含實踐內(nèi)容、實踐期限、實踐企業(yè)評價、學(xué)校意見等，并納入對教師的考核、培養(yǎng)、提高。

4）聘請企業(yè)技術(shù)骨干到學(xué)校授課。為彌補學(xué)校教師對技術(shù)最前沿掌握的不足，學(xué)校聘請企業(yè)的技術(shù)骨干或?qū)＜覟榭妥淌?，定期到學(xué)校授課，指導(dǎo)和充實最新技術(shù)的教學(xué)。

3.2校企合作的實施

篇（10）

引言

嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的飛速發(fā)展使嵌入式行業(yè)對人才的需求也是與日俱增的。國內(nèi)高校已有很多嵌入式課程開設(shè)，有嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式應(yīng)用開發(fā)等不同層次的課程。但嵌入式系統(tǒng)課程本身的應(yīng)用性強的特點就對嵌入式人才的實踐動手能力有很高的要求。嵌入式方向的課程具有很強的綜合性，涉及到電子、計算機、機械等學(xué)科的知識，作為嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)者對嵌入式系統(tǒng)知識的整體性及其全部技能的掌握只能是側(cè)重點不同。另外嵌入式系統(tǒng)技術(shù)及其微處理器技術(shù)發(fā)展迅速，新的微處理器、接口、總線等不斷出現(xiàn)新的標(biāo)準(zhǔn)和開發(fā)方法。因此，嵌入式方向的課程在授課內(nèi)容和方法上要與新技術(shù)、新發(fā)展融合。而新的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)都是以英文形式出現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)課程采用雙語授課可以與新技術(shù)和新標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)手冊結(jié)合就保持了嵌入式系統(tǒng)授課的開放性。嵌入式系統(tǒng)課程是實踐性很強的課程，現(xiàn)有的嵌入式系統(tǒng)課程實踐課課時占總學(xué)時的近一半。另外，嵌入式系統(tǒng)實踐課的實驗內(nèi)容和實驗方法也各有不同。實踐課教材通常是采用嵌入式實驗箱廠家提供的實驗指導(dǎo)書，所做實驗只能是在各自的嵌入式實驗箱上實現(xiàn)，不能舉一反三。由于實踐教材的限制，對于嵌入式系統(tǒng)雙語授課的實踐課就沒有雙語環(huán)節(jié)了，偏離了雙語授課的初衷。嵌入式系統(tǒng)課程體系的綜合性和實踐性的特點對傳統(tǒng)的理論+實驗的嵌入式教學(xué)方法很難有一個完整的解決方案。理論課教學(xué)以課堂講授為主，教學(xué)內(nèi)容單一，各章內(nèi)容孤立，如果沒有一個完整的案例，學(xué)生很難將不同內(nèi)容間的聯(lián)系建立起來；實驗課教學(xué)內(nèi)容大多是與實驗箱相結(jié)合的，內(nèi)容不夠全面、針對性不強，很難與理論課的內(nèi)容相結(jié)合。針對傳統(tǒng)教學(xué)模式和方法的不足，在多年來的嵌入式教學(xué)過程中，重點培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，利用實踐和項目推動嵌入式系統(tǒng)教學(xué)，以項目為主線從中找出需要學(xué)習(xí)的相關(guān)理論知識，以實踐為主導(dǎo)的嵌入式雙語教學(xué)方法。

1實踐和項目推動嵌入式教學(xué)方法的特點

嵌入式系統(tǒng)雙語課程以實踐和項目推動嵌入式教學(xué)的方法中雙語教材的選擇既要注重雙語教學(xué)的內(nèi)容又要符合實踐和項目推動的特點?，F(xiàn)有雙語教材比較少，符合這兩個特點的還需要自己編寫教材。在編寫雙語教材時將微處理器、接口、總線等數(shù)據(jù)手冊中的內(nèi)容加以修改，添加入符合課程內(nèi)容的項目。另外根據(jù)項目和課程內(nèi)容編寫相關(guān)的實驗指導(dǎo)書，不拘泥一種實驗箱，二是不同的項目采用不同的開發(fā)板實驗指導(dǎo)內(nèi)容，使學(xué)生接觸的實踐內(nèi)容多樣化，嵌入式設(shè)計的靈活性。采用實踐與項目推動嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的第二個特點就是課程掌控比較靈活。授課過程中以學(xué)生為主，結(jié)合學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力，如何利用項目來提升學(xué)生的能力、教師如何與學(xué)生互動將是實踐該方法的一個關(guān)鍵問題。項目的題材選擇要符合嵌入式系統(tǒng)課程大綱要求，授課過程中無論是什么課程，學(xué)生都對教師的橫向項目很感興趣，能夠緊密聯(lián)系實際、激發(fā)學(xué)生的聽課興趣。項目題材選擇要難易適度，因材施教。結(jié)合以上實踐與項目推動嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的特點，以我校嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教學(xué)為例，并結(jié)合多年的實踐經(jīng)驗和所做的橫向項目，構(gòu)建了嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)課程的體系框架。

2實踐和項目推動嵌入式教學(xué)方法的主要內(nèi)容

通過對實踐和項目推動嵌入式教學(xué)方法的研究和實踐，改進傳統(tǒng)的以學(xué)科為基礎(chǔ)的教學(xué)法，形成以實踐和項目為驅(qū)動的嵌入式教學(xué)方法。

2.1項目的選擇

《嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)》課程的主要內(nèi)容有：嵌入式系統(tǒng)概述及開發(fā)流程、嵌入式微處理器、嵌入式微處理器的可編程輸入輸出接口、存儲系統(tǒng)、系統(tǒng)總線及嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序開發(fā)。不同內(nèi)容設(shè)計不同的項目及實踐內(nèi)容，內(nèi)容設(shè)置及項目選擇如表1所示。在教學(xué)過程中要根據(jù)學(xué)生的掌握情況進行隨時調(diào)整，如可編程I/O對網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的學(xué)生比較使用，因此在授課過程中添加了循環(huán)緩沖區(qū)在可編程I/O中的使用方法。

2.2課堂的授課

課堂授課過程中采用以學(xué)生為主的方法進行。如講授嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程時給出案例GPS的設(shè)計后由學(xué)生根據(jù)每一個開發(fā)步驟進行討論，最后每組講解一個相應(yīng)的步驟。這部分內(nèi)容學(xué)生討論時同一組學(xué)生有扮演用戶的角色有扮演設(shè)計者的角色對項目進行完整的熟悉。課堂授課另一方面對教師也有嚴(yán)格的要求。一方面教師要對英文水平有一定要求；另一方面教師要做過相關(guān)的完整的項目。在講解項目案例的過程使學(xué)生對項目的設(shè)計有一個完整系統(tǒng)的概念，而不是僅僅的紙上談兵。另外學(xué)生要想實現(xiàn)自主創(chuàng)新、團隊合作等目標(biāo)，實驗室實踐是必不可少的，因此要求教師在課外提供一個實驗室實驗時間。

2.3教材的建設(shè)

嵌入式系統(tǒng)雙語課程現(xiàn)有教材選擇是機械工業(yè)出版社出版英文版的《嵌入式計算系統(tǒng)設(shè)計原理》，采用該書時需要的理論基礎(chǔ)比較充分，但是涉及到的項目相關(guān)內(nèi)容比較少。在該需求推動下，教材建設(shè)結(jié)合嵌入式系統(tǒng)組件的理論基礎(chǔ)、項目涉及的相關(guān)內(nèi)容并將實踐內(nèi)容進行融合。在教材建設(shè)的過程中要充分利用嵌入式系統(tǒng)中的各部件英文數(shù)據(jù)手冊，并將數(shù)據(jù)手冊作為學(xué)生的輔助教材。

2.4考核方法

嵌入式系統(tǒng)課程的主要目標(biāo)是增強學(xué)生的實踐動手能力，為將來工作奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的試卷考核方法不能對學(xué)生的實踐能力、團隊合作組織能力進行考察，因此在考核過程中學(xué)生團隊合作的項目設(shè)計、報告與講解作為主要考核內(nèi)容。在平時授課過程中完成的每一個小項目都有一個總結(jié)，最后每一組要選擇一個題目進行設(shè)計并在實驗箱實現(xiàn)結(jié)果并寫成報告的形式，并進行答辯。不僅對學(xué)生的所學(xué)知識進行了總結(jié)考核，使學(xué)生也熟悉了項目開發(fā)的整體流程達(dá)到了課程設(shè)置的目標(biāo)。

3教學(xué)效果

《嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)》雙語課程采用項目和實踐驅(qū)動教學(xué)方法后，激發(fā)了學(xué)生和教師對課程的熱情。學(xué)生由被動上課變?yōu)橹鲃舆M行需求分析、規(guī)格說明制定、組件設(shè)計、聯(lián)合調(diào)試，整體的開發(fā)流程使學(xué)生對嵌入式項目開發(fā)有了一定的掌握。項目設(shè)計都是針對嵌入式系統(tǒng)的基本組件設(shè)計的，每一個項目都有針對性，因此學(xué)生設(shè)計了完整的小項目后嵌入式系統(tǒng)的基本組件開發(fā)方法就可以完全掌握并推廣到今后的項目開發(fā)中。

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