嵌入式课程总结篇(1)

关键词：MOOC；SPOC；翻转课堂；嵌入式课程

文章编号：1672-5913（2017）07-0077-03

中图分类号：G642

0 引 言

大规模在线开放课程（massive open online course， MOOC）是基于课程与教学以及网络和移动智能技术发展起来的新兴在线课程形式。MOOC是一种全新的、更公平的教育模式，它借助互联网，通过MOOC平台的课程讲座视频、嵌入式课程进行测试与评估以及师生在线互动，教与学随时随地都可以发生[1]。然而，MOOC在迅速发展的同时，由于其自身存在的一些不可避免的问题，使得MOOC饱受争议。没有规模限制、没有先修条件、MOOC注册率高而完成率低以及师生不能深入交流等问题日渐凸显，且难以得到有效解决[2]。因此，MOOC被不断改进，许多新的教学模式应用到MOOC中，弥补之前MOOC的不足，超越了原有的MOOC模式，MOOC已经进入后MOOC时代。

在后 MOOC时代涌现的一些新样式中，SPOC最为典型。SPOC（small private online courses，小规模限制性在线课程）表示小型的、私有的、在线课程，它是针对MOOC来说的，这一概念最早是由美国加州大学伯克利分校的阿曼多・福克斯教授提出的[3]。与 MOOC相比，SPOC吸收和传承 MOOC的先进思想，将 MOOC的潜能更好地发挥出来，变革传统的教学结构，实现对现行课堂的有效翻转，最终提高教学质量。SPOC把学习的人数进行了限制，通常限定在几十人到几百人之间，不同于MOOC同一课程拥有注册人数几十万甚至几百万，另外，SPOC在MOOC的基础上增加了教师和学生面对面的交流。相比之下， SPOC的学习活动更加灵活高效，能满足学习者个性化学习的需求[4]。

嵌入式课程是信息技术行业的核心课程，在国外信息类人才培养中尤其得到重视。目前，嵌入式软件市场的规模剧增，已形成一个充满商机的巨大产业，并且成为整个软件业的发展支柱[5]。在家电、手机、各种数码产品等都向智能化方向发展的今天，嵌入式技术越来越成为当前最热门、最具发展前景的IT应用领域，吸引越来越多的工程师投入到这一行业[6]。本文研究嵌入式课程教学模式，通过SPOC充分利用MOOC平台上的教学视频资源，并与翻转课堂有机结合应用到课堂教学中。SPOC与翻转课堂相结合的方式可以提高学生的学习主动性、增强学生的动手能力、培养学生的创新意识和创新能力，使学生能够独立地进行项目开发和编程。

1 传统教学模式存在的问题

嵌入式课程是计算机课程的重要组成部分，嵌入式课程包含Linux系统应用、嵌入式系统设计和嵌入式系统案例分析等实践性较强的多门课程，这些课程采用传统的教学模式存在以下问题：

（1）在传统的教学模式下，老师的授课时间有限，只能单方面把课程的内容传授给学生，没有与学生交流的机会。

（2）部分学生存在惰性，老师讲多少就听多少，并不实际动手练习，导致仅理解理论内容，却不会实际应用。

（3）大部分学生在实践活动中虎头蛇尾，一遇到困难就轻易放弃，没有解决难题的决心，从而也无法真正的掌握和理解所学知识。

（4）传统的教学模式只重视成绩和分数，泯灭了学生动手实践的欲望，导致学生缺乏创新能力。

SPOC和翻转课堂相结合的教学模式提供一个新的思路：如果学生能够在课前完成相关知识的学习，就会减少教师课堂讲授时间，从而留给学生更多的时间进行实践、参与交流讨论和获得教师的指导，解决学生只停留在对理论内容的理解、动手机会少、不会将所学内容应用到实际的项目开发中去的问题。

2 基于SPOC和翻转课堂的嵌入式课程教学方法

基于SPOC和翻转课堂的嵌入式课程教学方法可以分为四个阶段：前端分析、课程设计、课堂教学和评价，具体模式如图1所示。

2.1 前端分析

任何课程开始前都必须进行前端分析，这样设计出的教学资源才具有针对性、个性化，因此，前端分析对一门课程设计的成功与否起到非常关键的作用。本文中，前端分析涉及3个要素，分别为学习对象、教学内容和学习环境。

学习对象主要包括学生年级、学生已经学过的相关课程以及对学过课程的掌握情况。嵌入式课程分为硬件课程和软件课程，因此课程的设置应该分为3个阶段：第1阶段为嵌入式硬件开发，作为嵌入式软件开发的平台基础；第2阶段为嵌入式软件开发；第3阶段为嵌入式综合开发实践。单片机原理等基础理论课程是学好嵌入式硬件开发的基础，嵌入式软件课程包括嵌入式操作系统和Linux系统应用等课程，只有将以上课程学好才能进行嵌入式综合开发实践。

教学内容研究应该从理论和实际开发能力两方面入手。理论方面，对于C语言、数据库、数据结构、单片机原理、计算机网络等前导课程，教师要在保证理论授课学时的前提下，适当增加或强调嵌入式开发中必需的知识基础，以保证后续嵌入式开发课程的顺利进行。在实际开发能力方面，教师要强化和规范嵌入式硬件课程、嵌入式软件课程、嵌入式综合开发实践课程中的实践环节，为学生配备齐全的软、硬件开发环境，让学生通过动手实践掌握所学的内容。

学习环境主要包括传统的课堂教学环境和基于MOOC的在线学习环境，将课堂教学和在线学习结合起来，提高教学质量。

2.2 课程设计

课程设计主要包括教学视频、教学大纲、拓展资源、测试作业几个部分。根据教学需要，教师可以充分利用MOOC平台上优质丰富的教学资源，对其进行编辑和整合，设计成富有逻辑结构的视频资源上传到网络教学平台。教师还可以将电影录像、电子书、其他资料等作为拓展资源提供给学生。测试作业包含测试题和大作业，测试题至关重要，学生可以带着问题去观看教W视频，也可以看完教学视频后做测试题，这样有助于学生对重点、难点的理解与掌握，进而提高学生的学习效率和学习质量；大作业用来综合性的测试学生的学习情况，需要由一组学生来共同完成，大家一起讨论，相互激发灵感，这种方式可以提高学生们的创新意识和团队意识。

2.3 课堂教学

课堂教学阶段在整个教学模式中的地位十分重要。在课程开始前，根据学生原有的知识基础、学习个性和风格等信息将学生进行异质分组，并选出每个学习小组的组长。

课堂教学的实施过程借鉴翻转课堂模式，翻转课堂是推动师生互动、激发学生学习兴趣的有力手段，真正体现“以学生为中心”的教育理念。本文将翻转课堂分为两种形式：一种侧重于分析本次课的重点和难点；另一种侧重于对实际项目进行分析和讲解。

第一种形式要求学生在课前通过MOOC平台上提供的教学视频，学习嵌入式课程的基础知识，然后，通过完成测试题验证对知识点的掌握情况。在课堂教学过程中，学生针对教师在课前提出的问题进行讨论，并采用轮流的方式对本次课的重点和难点进行讲解。在该门课程的课堂教学中，每名学生至少有一次机会讲解知识点。最后，教师对课程内容的重点、难点进行说明，并对知识内容进行系统化的总结和梳理。

第二N形式通过大作业的方式，以小组为单位，共同完成一个项目。大作业是对学生学习本门课程的综合性考察，嵌入式软件开发的作业可以是多进程程序编写、管道通信、Linux环境下“生产者与消费者”的实现等。嵌入式实践开发的作业可以是智能家居、智能停车场等。在课堂教学过程中，小组组内成员之间、各小组成员之间针对大作业的内容相互讨论，并每组选出一个代表对自己组的作业完成情况进行汇报展示，学生之间共同鉴赏、互相评价。教师可以在每名学生展示作品或学习成果后进行逐一评价，也可在所有学生成果展示完毕后做最后的总结，教师最终对学生的学习成果进行总结和评价。

课后主要是学生对学习进行复习和巩固，检验自己掌握知识的情况，分享课中学习的感悟与收获。教师则针对大家课上提出的问题进行反思和总结，对课程知识进行系统化的梳理和总结，并根据学生课上的表现、反应以及学生在学习过程中的意见对课前、课中阶段进行及时调整。

2.4 评 价

评价环节既要体现评价主体的多元化又要注重评价样式的多样化，关注学生的效果，采用形成性评价和总结性评价两种评价相结合的方式。

形成性评价包括多个因素：登录网络教学平台的次数、下载教学视频的次数、课堂出勤情况、课堂讨论的积极程度以及小组成员间互评等多个方面。小组成员间互评主要从学生与对小组其他成员讨论问题的情况、参与小组活动情况以及对小组的贡献等方面出发，对自己和小组成员作出评价。这种评价方式有利于学生更好地参与到小组学习活动中，能够提高组内成员间合作学习的积极性，同时，教师对学生的评价也同等重要，教师应该根据以上因素对学生进行评价，给出学生的平时成绩。

总结性评价则主要包括学生的平时测验、作业完成质量和期末考试成绩。最后，教师根据形成性评价和总结性评价的一定比例给学生最终量化分数。

3 结 语

嵌入式产品已扩展到生活中的各个角落，嵌入式开发行业对从事嵌入式开发的技术人才有很高的要求。基于SPOC和翻转课堂的嵌入式课程教学模式，克服了MOOC与传统教育的弊端，促进MOOC资源在高校教学中的不断应用。这种教学方法能够在很大程度上提升了学生进行嵌入式系统开发的能力，进一步满足嵌入式开发行业的人才需求。

参考文献：

[1] 孙宇杰. 后MOOC时代基于SPOC的高校计算机基础课程的设计与实践研究[D]. 石家庄： 河北师范大学， 2016.

[2] 王冠军， 周勇， 江海峰，等.基于翻转课堂与MOOC的嵌入式软件工程实践教学研究[J]. 实验技术与管理， 2016（4）：176-178.

[3] 曾明星， 李桂平， 周清平，等. 从MOOC到SPOC一种深度学习模式建构[J]. 中国电化教育， 2015（11）： 28-34.

[4] 贺斌， 曹阳. SPOC： 基于MOOC的教学流程创新[J]. 中国电化教育， 2015（3）： 22-29.

嵌入式课程总结篇(2)

关键词：嵌入式系统； 应用型人才； 培养模式

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

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

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

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

普通本科院校的嵌入式教学模式

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

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

高职院校的嵌入式教学模式

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

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

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

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

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

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

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

应用型本科嵌入式系统人才培养模式的探讨

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

（一）培养思想

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

（二）课程体系

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

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

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

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

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

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

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

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

参考文献：

[1]王晓春，彭艳.嵌入式系统的发展趋势和人才培养[J].职业技术，2007，（14）：38．

[2]熊茂华.高职嵌入式技术应用专业课程体系的研究与实践[J].计算机教育，2007，（2）．

[3]解志坚，张红燕，曾炼成.嵌入式系统开发人才培养的路径[J].湖南农业大学学报（自然科学版），2010，（6）.

[4]李志杰.新形势下嵌入式系统教学体系探讨[J].单片机与嵌入式系统应用，2010，（12）．

嵌入式课程总结篇(3)

【论文摘要】介绍嵌入式系统的概念和发展状况，以及目前国内外嵌入式系统在独立学院教育的现状，根据多年的教学实践，结合目前本校开展嵌入式系统教学的教学经验，总结出适合我国独立学院开展嵌入式系统课程的教学模式。

1.引言

目前，国内开设有关嵌入式系统课程的独立学院极少，培养出的基于linux平台上的嵌入式软件开发人员更是凤毛麟角。所以，注重应用能力培养的独立院校，特别是有计算机、电子技术等相关专业的工科独立院校，应该尽早引入嵌入式系统的教育，结合自己专业特点，大力开展嵌入式系统的教学工作。

2.嵌入式系统简介

嵌入式系统一般指非pc系统，而是指小型、专用的计算机系统。它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和i/o端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起，应用程序控制着系统的运作和行为；操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。

3.国内嵌入式系统教学的现状

国内教育界将嵌入式系统的教学大致分为三类：软件学院专业嵌入式教学；计算机专业嵌入式教学；电子、自动化等相关专业嵌入式教学，对于嵌入式系统的教学研讨从嵌入式课程体系的设置、嵌入式理论教学的开展、嵌入式实验教学的开展、嵌入式综合设计与学生工程实训等几方面展开。

4.嵌入式系统教学模式的探讨

综观国内外，长期以来都没有专门针对嵌入式系统专业的学科设置，从事该领域的研发人员都来自不同专业背景，例如自控、电子工程、通信工程、计算机应用等专业。由于知识结构不能完全满足嵌入式系统工程的要求，需要经过较长的再培训才能胜任嵌入式系统工程师的工作。嵌入式系统教育给传统计算机、电子信息工程教育带来了巨大的冲击和挑战，也带来了历史的发展机遇。嵌入式系统工程（ese）是一个全新的专业，需要企业和社会的认知过程，课程体系需要经历设计、发展、完善的过程。

通过与国内其他高校的专家的探讨与学习，结合西部高校普遍存在的资金非常缺乏，实验条件的局限，以及电子信息工程专业学生的特点，我们积累和总结出关于嵌入式系统教育教学模式的一些想法，列举如下：

4.1 建立一套适合学校特点的课程体系

嵌入式课程是近几年来建立的一门新课程，有它自身的特点、规律。嵌入式的课牵扯面很广，包括研究生的课程、本科生的课程、技能课程的培训等。由于该课程与实际结合得非常紧密，容易教成短期培训，而作为一门课程要有自己的规律，不要把这个课程做成嵌入式系统教学的技能培训，要结合独立学院的自身培养目标特点制定出相应的教学计划以及实施方案。例如在我校，针对电子信息工程专业，目前师资力量等都不能满足直接建立一个嵌入式系统的专业，设想把嵌入式系统设定为电子信息工程专业本科主修方向，在低年级时开设相关的专业选修课，让有意于此方向的学生打好基础，在本科高年级进一步学习。作为电子信息工程专业，在教学中一定不能光注重应用，也要将清楚计算机本身的规律在什么地方，为什么发展嵌入式，有什么原理进行探讨，从而建立一套适合我们特点的课程体系。

4.2 课程应该分层次

嵌入式系统教学的层面应不同，有研究生、本科生高年级、重点大学、普通大学、独立学院等的分别，在授课时有所区别。在本学院推行这门课，考虑到针对的是电子信息工程专业，和其他学院的侧重点是不同的，但作为电子信息专业中的一个主修方向，在教学中应该突出原理与应用的紧密结合且能体现出理论和实践并重的特点，在教材的选定上应该包括有关嵌入式处理器、操作系统（linux或ubantu）、开发平台和应用，重点学习原理及相关应用。

4.3 主动去获得更多的支持

由于学校在技术、经验、资金等方面有很多的困难，所以应该主动寻求以获得更多的帮助，例如主动跟国内外相关公司索取资料、设备，要求一些技术支持等，积极组织教师参加全国范围的各种嵌入式系统教学研讨会、及到各知名企业进修，让教师深入了解技术发展。

4.4 可利用仿真软件、书籍内容辅助实验教学

如果让理论知识能让学生达到所见即所得是本课程教学的重点和难点，由于资金的缺乏，现成的实验板很昂贵，应采用仿真和实验相结合的方法，一部分学生在skyeye、microwindows仿真环境下做实验，一部分学生在实验板上面做实验，在实验之后再一起互相讨论。

4.5 利用互联网进行教学交流

由于教师对嵌入式系统课程不熟悉，在教学中要自己一边学习一边讲课，应该充分利用极其丰富的网络资源，例如教学课件及背景资料都可以从网站上下载，教师和学生均可通过论坛交流。

4.6 全国高校大学生电子竞赛及行业相关竞赛

通过组织学生参加全国高校大学生电子竞赛来深入了解和学习嵌入式系统。虽现在的电子竞赛还没有直接用到嵌入式系统，但是我们必须现在开始在思想上有所改变，主要是使学生多搞创新想法，而不仅仅是产品创新。

5.结语

嵌入式系统工程是一个全新的专业，目前的关键是怎样与现有专业学科融合，以及怎样进行现有课程体系的改革和调整。我国在嵌入式系统教育方面起步较早的是北京大学软件与微电子学院的嵌入式系统系，他们已经形成了较为完善的课程体系、专业水平较高的师资队伍和与国际技术接轨的嵌入式系统工程实践环境，目前，嵌入式系统系在我院本科生达到480人。独立学院由于很多因素的制约在教育上也比较落后，但已经积极行动起来，投身到嵌入式系统教育中去，为我国嵌入式系统的发展输送更多的优秀人才。

参考文献

[1]马忠梅.嵌入式系统教学模式探讨[j].单片机与嵌入式系统应用，2008（11）：5-37.

嵌入式课程总结篇(4)

近年来，我国嵌入式系统产品发展十分迅猛，中国嵌入式系统市场估计每年将直接创造千亿元的效益，所带动的相关工业产值超过万亿元，成为中国信息产业新的市场增长点。与巨大的市场潜力和产业需求相比，我国嵌入式系统工程人才培养相对落后，并进而影响到了该产业的快速发展。我院是计算机学院，但是为顺应时代要求，特开设了《嵌入式软件开发》课程作为专业限选课程，此课程的设置主要目的是通过这门课程让学生了解一些硬件方面的知识，熟悉嵌入式软件开发的流程，为以后的就业多一些选择，通过这门课程让学生全面了解计算机行业硬件和软件内容，增加学生知识的广度和深度，从而提高学生的综合素质，提升学生在市场的竞争力。

1 专业建设

目前，嵌入式技术是当前社会较为流行和热门的技术之一，硬件的发展已经到了一个程度，现在嵌入式产品的含金量主要取决于嵌入式软件的研发，所以嵌入式方向的人才需求又主要体现在对嵌入式软件开发人员的需求。职业院校能否在这个竞争激烈的社会中有立足之地，就必须有紧迫感和危机意识，抓住机遇进行专业建设和课程改革，提升办学能力，使职业院校在高等院校中也能独树一帜。

课程建设既要注重知识体系的完整性、前沿性和发展趋势，更要注意学校内部不同学科之间在内容和方法上的相互支撑与渗透，形成学校内部整体课程建设的优势，发挥学科群的系统功能[1]。所以在软件学院开设嵌入式软件开发课程是非常必要的，而嵌入式软件开发课程又与单片机课程不同，单片机课程主要注重介绍硬件原理的理解、硬件平台的搭建、底层硬件驱动程序的编写、硬件的测试等方面的内容，而对上层程序的编写、底层于上层程序之间的驱动接口的编写介绍都比较少。wWW.133229.cOM这门课在介绍硬件知识的基础上，再结合上层软件编程知识，培养学生对嵌入式系统软件开发能力，学完课程之后，学生能够理解嵌入式硬件方面的概念，熟悉嵌入式软件开发流程，能够在硬件平台上进行小型软件开发项目。

2 课程建设

“嵌入式系统”是近几年新兴的一门课程，国内外高校在嵌入式方面的教学已经全面展开，但处于起步和探索阶段，没有完备成熟的培养机制。我院是软件学院，而且以前没有开设过嵌入式系统开发课程，在这方面也没有太多的经验，所以我们参考了几大院校的教学经验，同时，又根据我院实验环境和学生情况，在进行课程建设方面进行有益的探索。

该课程的教学目标是使学生能够掌握嵌入式系统设计过程中的基本概念和原理，建立软硬结合的思路，使学生能够掌握和使用最新的嵌入式系统设计方法和典型开发工具。在教学形式上，采用项目演示的方法，增加学生对抽象事物的理解，更加直观的进行学习，另外通过实验环节和课程设计方式，使学生能够熟悉一种典型的微处理器体系结构，掌握一套主流的开发工具和一种嵌入式操作系统，熟练使用一门开发语言，使学生具备嵌入式系统软、硬件开发设计的基本能力。

2.1 课程内容的选取

嵌入式系统融合了计算机软、硬件技术、通讯技术和半导体微电子技术，面比较广，作为专业限选课，我们抓住要点，根据教学目标要求，再结合我院学生特点，我们选择两部分内容：一个就是单片机；同时要给学生提出基本要求和提高要求，使得学生在完成基本功能的同时拥有自主学习、自主创新的空间，方便学有余力的学生进一步提高自己。这个整个项目涵盖单片机和arm的基本理论体系，它通过实际例子让学生感受嵌入式系统的魅力，从而激发学生的兴趣和学习热情，通过内容的讲解，学生可以了解嵌入式软件开发的流程，掌握嵌入式软件开发工具，能够在硬件平台上进行小型项目的开发工作。

2.2 教学方法的改革

为了吸引学生的注意力，培养学生学习兴趣，在上课的内容和形式上，我们以项目演示的方法采用教学做一体化进行教学，先显示项目功能，然后讲解项目涉及的知识点，然后一步一步的教学生去做。整个教学采用总分总的方式，首先给学生演示一个项目，然后介绍一下这个项目的功能和要求，接下来的课堂中采用任务驱动的方式，由浅入难分别讲解项目中的任务，待整个项目中的内容讲解完毕后，再讲解一下把整个项目搭建起来的方法，把课程开始演示的项目搭建起来，在完成基本的教学任务的同时要求进行扩展和提高，使得学生拥有自主学习、自主创新的空间。

2.3 实践教学环节改革

实践教学环节也是课程建设的重要一环，它在提高课程质量方面有着很重要的作用。制定切实可行的开放管理办法，加速实验室开放的步伐，另外还为实验室专门配备一个经验丰富的指导老师，遇到问题，可以直接问老师，这样有了更多的时间和老师交流。

2.4 加强网络平台建设

本课程除重视课堂教学外，要加强网络平台建设，以增强课程教学的先进性、挑战性和趣味性。本课程已经在我院申请建设了精品课程网站，已经对外开放。本课程充分利用网络提升课程教学的电子化、网络化、远程化以及互动化水平，来实现现代化教学。

3 考核方式的改革

在嵌入式软件开发选修课程中主要采用多元化的考核方式，其中实训项目作为课程考核的重点，我们将课程设计的选题分为固定选题和自拟选题。针对这个课程设计，我们专门制作了一个课程设计说明书，说明说里包括设计需求，功能说明、总体设计、详细设计、硬件测试、软件测试和用户使用手册等。学生要根据课程设计说明书的步骤和要求完成项目，通过实际操作能力的培养和书写文档能力的培养，能够让学生从多方面了解从事嵌入式行业。

为了公平公正地评价学生完成课程设计的质量，我们课组成员对各个环节全面考核，根据学生的项目制作情况和课程设计说明书的书写情况打分。期末综合成绩评定标准，课程设计说明书书写情况40分，作品演示40分，口头表达20分。

4 结语

嵌入式课程总结篇(5)

关键词：嵌入式系统教学 实践教学改革 竞赛与创新

文章编号：1672-5913(2011)18-0046-03 中图分类号：G642 文献标识码：A

近年来，与我国嵌入式系统产品的迅猛发展和巨大的产业需求相比，嵌入式系统工程人才培养相对落后[1]。在这种背景下，许多高校为软件、计算机以及微电子、电子信息工程、自动化等相关专业增设了嵌入式系统课程。目前，北大、清华、北航等学校已经把嵌入式作为一个专业方向，并建立了完整的嵌入式系统课程体系[2]。由于受传统的专业课程设置、师资、实验设备等条件的限制，苏州大学计算机科学与技术学院(以下简称“我院”)尚未成立嵌入式系统专业，目前的嵌入式系统课程为选修课，每年开设一学期(18周)，每周6学时，选修对象仅为高年级计算机专业本科生。下面结合近几年的教学实践经验，对嵌入式系统选修课程的教学方法和特点进行探讨，以便具有相同情况的院校教师借鉴。

1 自主编写教材，自主开发实验平台

目前，嵌入式系统相关教材琳琅满目，具体选择哪一本作为教科用书至关重要。由于各个学校的特点、生源的质量以及专业的课程体系不同，嵌入式系统课程的教学计划和教学目标也不尽相同。在Freescale(飞思卡尔)大学计划的支持下，结合我院具体情况，我们自主编写了教材并研发了实验平台。

1.1 自主编写教材

由于我院的计算机专业本科一、二年级，数字逻辑、C/C++语言、操作系统、计算机网络等是各个专业方向的公共基础课，在本科三、四年级开设嵌入式系统选修课程的目的，旨在为对嵌入式系统应用感兴趣的同学提供一个学习的机会，为他们日后开发测控领域的嵌入式应用产品奠定坚实的基础。据此，我院组织了一批骨干教师自主编写了《基于32位ColdFire构建嵌入式系统》一书，作为嵌入式系统选修课程的教材。该教材以Freescale半导体公司的32位ColdFire系列微控制器MCF52233(含以太网接口)、MCF52235(含CAN总线接口)、MCF52223(含USB2.0接口)三个型号为蓝本，阐述嵌入式系统的软件与硬件设计。内容包括：嵌入式系统的知识体系、学习误区和学习建议；ColdFire系列微处理器特点；MCF52233硬件最小系统；UART、键盘、LED、LCD、AD、QSPI、I2C等模块的应用；Flash存储器在线编程；CAN总线、嵌入式以太网、USB 2.0通信机理；µC/OS-Ⅱ在ColdFire上的移植与应用等。

1.2 自主研发实验平台

为提高嵌入式系统课程的教学质量，我院建立了嵌入式系统实验室，为学生提供了良好的实践学习条件。学生实验所用仪器为自主研发的“SD嵌入式系统实验箱”。每台实验箱内配有电源适配器、扩展板、核心板、通信线(网线、串行口线、USB线)等。根据实验目的和要求不同，将相关核心板插入到扩展板上即可。例如，做网络通信实验时需插上MCF52233核心板；做USB2.0通信实验时需插上MCF52223核心板。实验箱提供的对外接口包括串行口、USB、SPI、网络、AD采集、键盘、液晶、数码管等。这种“扩展板+核心板”的实验箱组成方式为以后学习新的微处理提供了便利。

由于教材与实验箱均为自主编写和开发，教材中的每个实验均可在实验箱上实践，避免了教材与实验设备不统一的问题。

2 强调教学手段灵活多变

由于我院的嵌入式系统选修课程面向全院各专业学生，学生的前期课程设置不尽相同，水平参差不齐。起初嵌入式系统课程的教学模式是，教师每周利用3节课时间在多媒体教室讲课；再利用3节课时间安排学生在嵌入式系统实验室完成老师布置的实验任务。实践证明，这种方法的教学效果比较差，由于理论课和实验课时间安排不连贯，学生在课堂上学到的知识得不到及时巩固、理解和加深，实验课上总是出现学生无从下手、一脸茫然的情况。后来，我们改变了这种授课模式，教学活动直接移到嵌入式系统实验室进行，并灵活选择各种教学手段，效果不错。

2.1 合理安排理论课与实践课

对于某些通用知识或理论性比较强的内容(例如微处理器的体系结构、SPI/CAN/USB/IIC通信机理等)，可采用“先上课后实验”方式。在教师讲解的过程中，学生不做实验。只有让学生在透彻理解基本原理的基础上，学生才能读懂范例程序，进而在范例程序的基础上能够完成其他实验。

对于有些内容，可采用“先实验后上课”方式，即先由学生将范例程序写入Flash运行并观察。当学生看到实验现象后，会产生好奇的心理，从而激发出他们的学习兴趣和求知欲望。例如，对于四联排数码管实验，写入范例程序后，数码管上会显示“1234”。教师可让学生带着下面两个问题听课：①四个数字是如何同时显示的？②如果要滚动显示“1234”应该如何修改范例程序？在这种“寻根究底”的教学模式下，学生的听课注意力会更加集中。

2.2 分层设计嵌入式系统实验

嵌入式系统是一门实践性很强的课程。因此，在嵌入式系统教学中，实验是最重要的环节之一，是学生掌握嵌入式系统设计技术的关键。我们将嵌入式系统实验分为三个层次：验证型、改进型和综合型，并且要求学生独立完成每个实验。

验证型实验是最基本的实验，实验所用的范例程序由教师编写，严格遵循模块化设计规则，并附有详尽的使用说明，包括注意事项、需要的硬件连线等。这种实验的目的是使所有学生都能够顺利完成实验内容规定的操作并得到正确的实验结果，培养他们独立完成实验的自信心，同时要求学生看懂范例程序的执行流程，掌握程序的编写规范。如果不提供范例程序，而由学生从零开始编写，事实证明，将会有一半的学生因为长时间调试不成功而心灰意冷，失去了继续实验的勇气。该层次实验要求所有学生必须完成。

改进型实验是要求学生在验证型实验的基础上进行软件和硬件的改进，以完成更加复杂的功能。例如，在串行口通信的验证型实验中，实现了微处理器一次仅接收PC机发送的一个字符；而在改进型实验中，要求学生实现微处理器一次能够接收PC机发送的一串字符。通过改进型实验可检查学生对所学知识的掌握程度，同时也让学生体会到自己动手的乐趣和实验成功的喜悦。该层次实验也要求所有学生必须完成。

在学生积累了一定的嵌入式知识后，教师可布置综合型实验作业。例如讲解完LED、LCD、键盘以及UART之后，可要求学生实现：按下键盘上的某个键，将此键的自定义键符分别显示在LED和LCD上，同时通过串行口发送到PC机。综合型实验的目的是提高学生综合运用知识、分析问题以及解决问题的能力，发挥学生的主观能动性，达到将所学知识融会贯通的效果。根据综合型实验难度的不同，有时要求所有学生完成，有时仅要求部分学生完成。

2.3 充分利用现代化教学手段

作为传统板书教学的补充，因便于插入图片和动画，多媒体教学对提高学生学习兴趣、增加授课生动性大有裨益[3]。例如，若在课堂上通过板书形式绘制硬件电路图，势必要花费很长时间，而且与多媒体屏幕展示的电路图相比，在清晰度和美观性上都相对欠缺；而对于一些生动的教学图片或教学动画，板书形式根本无法表达。此外，多媒体教学所用的电子资料(如教学课件、教学影片等)可供教师重复利用和更新，也便于学生复制和阅读。

目前，各大高校都建立了校园网络，网络的出现同时影响着教学方式和学习方式的改进。为了方便师生之间的交流沟通和资源共享，我们精心设计并创办了嵌入式系统辅助教学平台，作为对传统教学方式的补充。教学平台提供了学生在线、教师在线、模拟测试、资料下载、师生交流等模块。学生可在线查看或下载各种嵌入式学习资料，如教学课件和实验要求、实验箱内扩展板和各种核心板的原理图以及元件布局图、绘制原理图和布线图的规范、底层软件编程规范、芯片手册以及应用笔记等，同时，可把每次实验的程序代码和实验报告上传，供任课教师检查评阅。教师通过该平台可查看学生作业，编辑题库，组织试卷以及公告等。教学平台还开辟了嵌入式学习讨论区和答疑区，及时解决学生在学习过程中遇到的疑难问题。

3 培养学生创新能力，提高教师自身素养

嵌入式系统课程的教与学是一个“合作”的过程，衡量这种“合作”是否成功的标准是看学生能否将所学的知识应用到具体的嵌入式应用产品开发中[4]。在教学中我们发现，虽然我院的嵌入式系统课程为选修课，但有些同学对该课程兴趣浓厚，思维开阔。因此，我们每学期采用“双向选择”的方式选拔一些同学，由专职教师带队指导，积极参加各种嵌入式设计大赛，并取得了较好成绩。2009年11月，我院组成的两支队伍在长三角地区的“IEEE标准电脑鼠走迷宫”竞赛中获得1个一等奖和1个三等奖，最终在北京航空航天大学举办的全国总决赛中获得三等奖。为了拓宽学生的知识视野，促进学生创新能力的培养，增长相关行业背景知识，我们也会选拔一批有潜质的学生投入到教师的科研项目开发中，更好地实现“教师为主、学生参与”的教学结构。截至目前为止，学生参与的项目有校园机动车管理系统、城市照明智能控制系统、小区电动车管理系统、基于二代身份证的考勤系统等。实践表明，参加过竞赛和科研项目的学生基础知识更加扎实，自学能力和动手能力大幅提高。

此外，为了紧跟时代的步伐，时刻引领新知识、新技术，避免知识的陈旧性，教师应充分利用寒暑假时间参加各种嵌入式系统师资培训，与兄弟院校的同行交流教学经验。在教学工作之余，积极主动与企业洽谈合作科研项目，提高自身的科研能力。

4 结语

最适合的方法才是最好的方法[5]。由于我院的计算机专业本科生侧重于高端应用程序的开发，嵌入式系统课程仅为高年级的选修课程，完善的课程体系尚未建立，因此，在教学中，我们没有照搬照抄其他院校的教学模式，而是根据我院学生的具体特点，合理安排教学内容、侧重于培养学生开发硬件驱动程序的能力。经过几年的努力，我们自己摸索出来的嵌入式系统课程教学方法越来越得到同行和学生的认可，每年选修该课程的学生人数急剧增加就是最好的印证。

参考文献：

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

[2] 牛建伟,张炯. 北京航空航天大学嵌入式系统课程建设[J]. 计算机教育,2008(7):64-65.

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

[4] 王平. 嵌入式系统教学及实验研究[J]. 高等教育研究,2008(3):39-40.

[5] 徐慧,金敏.“三点一线”教学方法在“嵌入式系统”课程中的应用[J]. 教育与教学研究,2009(10):39-41.

Teaching Discussion on Embedded System Course for Computer Professional

JIANG Yinzhen, WANG Yihuai

(Department of Computer Science and Technology, Soochow University, Suzhou 215006, China)

嵌入式课程总结篇(6)

【关键词】 团队学习；课题开发；嵌入式教学

【中图分类号】G420 【文献标识码】B【论文编号】1009―8097（2009）06―0136―03

引言

嵌入式系统是当前发展最快、应用最广、最有发展前景的信息技术主要应用领域之一，嵌入式系统知识体系向上

承接电子、电路、计算机软件、微机原理等多项基础知识领域，广泛涉及到信息科学的软硬件各方面，向下发展至 渗透到社会生活各个领域的令人眼花缭乱的应用 。近年来各高校普遍增加开设 嵌入式方面的课程，甚至有的学校直接开始以嵌入式系统为专业培养学生。与此同时，有关嵌入式教学的研讨和探索随着课程的开展一直在进行。

早期的嵌入式系统教学往往停留在以讲概念和讲原理为主的水平上，导致学生学完后“会背书，不会做” ，严重影响教学质量。针对这一现象，许多高校相关领域的教师也做了不少实践探索和尝试。以同济大学为代表的高校在嵌入式课程中率先引入由卡内基梅隆大学（CMU）提出的“Learning by doing”这一适用于工程教学的行之有效的先进教学理念，对嵌入式教学进行了部分改革。许多高校也将课程进行了强化实际动手能力和实践能力的改

进，教学效果取得了一定程度的提高。

一 存在的问题和现状

目前国内现有的嵌入式系统教学仍然存在不少问题。

第一，尽管从原有的单纯的课堂讲解理论知识到现阶段理论课与实验课并重，嵌入式系统教学中的学生动手实践问题已经得到了很大的改善，但是因为现有的多数嵌入式系统教学课程只能脱胎于原有的计算机课程体系，沿袭了传统教学中重课堂教学、轻操作实践， 重原理、轻应用的课程安排习惯。多数学校的课程为建议改为 ：以理论课为主，配套一定课时的实验课，但是一般理论课时与实验课时的比例为2：1，甚至为3：1，罕有达到1：1或以上的。而作为辅助的实验课程的设定，主要是配备计算机以及由专门厂商生产的嵌入式系统实验箱，具体实验课程多数为嵌入式系统实验箱配套的实验，一般包含基础实验、基本接口实验、人机接口实验、通信与音频接口实验、嵌入式Linux和WinCE基础实验。实际实验课程以选用基础实验部分为多，选用复杂和高级的实验较少。实验内容则多为依照实验参考书的要求重复实现，少见具有创新性的内容和多样化的要求。课程考试或考察也以理论考试为主，实验课表现为辅。这在一定程度上造成了教师和学生双方面的对实践技能的弱化和忽视。

第二，也有部分院校已经能够以嵌入式系统实验单独设课，则在此课程体系内实验课时比例较大，理论课时减少。在更加强化实践能力的课程体系中，在此基础上开设了时间为1――3周的课程设计，一般包含若干个基础实验内容的综合性设计，这一课程安排已经强调了实践能力和动手能力的培养和锻炼，淡化了纯理论教学。但是在实践中，学生层次的参差不齐、教师精力和水平的限制、课题来源的狭隘性、学生单人实践的有限性这些问题都在很大程度上制约着学生实践创新的效果，往往没有最大程度上体现出嵌入式学习和课程设计的优势，普遍存在着课设 课题固定，缺乏团队合作、缺乏创新等现象。

二 嵌入式系统及其教学的特点

分析嵌入式系统课程的内容和应用背景，不难发现嵌入式系统具有不同于其他课程的特点，使得这门课应该是最具有实践性、创新性、应用性的课程，应该是对学生综合能力进行锻炼和培养的绝佳载体。

嵌入式系统课程体系包含以下几个特点：

1.课程综合性强，既有大量的理论知识，实践中又极度强调应用性；

2.知识涉及面广、 内容庞杂，无论理论和实践都覆盖了软硬件多项领域；

3.课程难易程度和教学重点有多种选择，可作为重点内容讲解的包含实际开发、系统理论、体系结构、软件编程等多个方面；

4.新兴领域多，内容较前沿，嵌入式系统的原理虽然今年没有根本的改变，但是研究和应用往往牵涉到社会生活的新兴领域和科技研究的最新成果。

基于嵌入式系统自身的特点，我们认为嵌入式系统课程一般作为本科生的深入课程，而不应纳入基础课体系。虽然嵌入式系统开发的一个特点就是上手并不复杂，不需要太多的知识储备即可开始简单开发。但是深入了解嵌入式系统以后，会发现其对计算机各领域基础知识的综合应用显得尤为突出，表现为基础知识和能力扎实的学生会在嵌入式系统的学习和开发中取得越来越大的“加速度” 。为了培养出区别于速成嵌入式开发人员的较高层次的

嵌入式工程师，将嵌入式课程作为专业深入类的课程尤为重要。

三 我中心的实践改革

我中心经过几年的探索和改革，已将该课程打造为具有一定工程性质的创新性课程，虽然课程性质仍然为选修，但是已经发展为一个能够培养学生团队合作、创新科研并实实在在有作品、出人才的高端课程。在我们的实践中，许多做法改变了传统课程体系的惯例，但是 也发挥了不错的教育效果，为高等院校教育改革提供了独特的思路。

1 建立课程和学生的前期联系

国内各高校基本已经实现学分制，必修、选修双线修学分的思路是基本一致的。但是选修课，尤其是专业选修课的通病是学生选前不了解课程情况、选后又缺乏有效的调换机制。这 直接造成在本该是学生根据兴趣自由选择的更具有创造性的选修课程中 ，学生的失望多、兴趣低、重视程度低。嵌入式系统课程作为一种一定要依靠学生主动学习的课程，学生是否有热情是最核心的问题，我们虽然不能从学校教务层面解决这一问题，但是我们通过学生社团、学生兴趣小组等学生组织在 有兴趣的学生和本课程之间建立了 良好的联系。课程教师在这些组织中间长期担任指导教师等任务，通过讲座、研讨、指导等活动向学生介绍本课程，同时本课程的选修也接受各学生组织在学生自愿的前提下推荐报名。这样保证了选修该课程的学生对课程有了解、有准备，对工程实践真正有兴趣，有激情，解决了最核心的学生学习热情的问题。

2 采取以学生为主的教育方式

嵌入式系统这一领域具有其自身的特点，其核心内容覆盖了计算机专业的若干基础领域，也包含专门的独有知识，要融会贯通需具备一定的专业水平，但同时它又是一门应用性很强的课程，在环境搭建完成的情况下，上手并不复杂，具备基本的计算机知识就可以简单应用。这就决定了这门课程学生上手易、深入难的现状，往往造成学生浅尝则止，流于表面。

我们必须承认学生的精力也是有限的，将所有的东西全部塞给学生是不现实的，也是不符合工程实践教育的思路的。所以，我们选择了一种团队化、合作化、自主化的教育模式。其核心内容就是将学生组织起来，以团队的形式共同学习，在掌握了基础知识的前提下共同开发，在开发过程中深入学习，教师在这一过程中更多的起到指导、帮助的作用。

本课程的初始，即根据学生熟悉程度、学习基础、个人兴趣和能力将学生分为若干团队，课程全程 学生实验、开发等都以团队整体进行，团队根据每个人的特点自设总负责、子项目负责，完成人员配备和进度安排等工作。教师对嵌入式系统整体概念和开发流程的剖析和讲解必须到位、准确，力求给全体学生建立完整的嵌入式系统体系框架和开发思路。随后教师将协助各团队分析自身情况，建立初期学习思路。在基础学习中，采取实验操作引导原理体会的方式，引导学生先上机、后翻书，边上机、边翻书，在实践中学习。具体实验内容采取小组成员分工实践、定时总结汇报、提问互动交流的模式，使得全体学生对每方面的实验都有所了解，同时每个人又有自己较熟悉的领域，汇报过程中还锻炼了学生总结、表达、分析问题、讨论问题的能力。

在掌握了基本操作能力之后，教师指导学生团队开展基于嵌入式系统的创新活动，为了改变教师教、学生学、简单重复实验的缺陷，本课程采取了自主选题、学生科研开发的模式，教师全程指导、辅助，促使学生在研发中主动地学习和解决实际问题。选题包含教师科研课题、学生自选课题、企业课题等等，一般为具有一定实际应用背景的项目课题，由教师指导学生团队分析课题难度、成员分工、进度安排等，超出团队能力范围的项目可分解为合适的子模块来完成。

在这种课题开发式的教学模式中，教师主要起到一个指导参考的作用，包含：前期帮助整个团队对自选课题进行详细分析、功能拆解、成员任务分配、开发规范性讲解；中期组织全体团队和各个团队内部的定期汇报讨论、具有课题针对性的课程知识专门授课、 后期 课题成果的个人总结和团队总结以及相互之间的交流。教师的核心作用是帮助学生团队在实际项目中学会如何进行一个真正的嵌入式项目的开发，以及在一个团队中如何与其他人合作交流这一很难在课堂讲解中解决的问题。

这种方式的优点主要有两个：一是充分发挥学生的学习积极性和相互教育的作用，使得一个团队内的学生每个人可以在自己感兴趣和负责的领域内比较深入的学习和研究，同时通过相互交流和探讨使每个人都能较全面的了解嵌入式系统内其他领域的概念和重点，建立完整的嵌入式系统开发概念；二是真正做到了工程化教学，以实际工程化项目为学习载体，学生全程进行至少一次较大的项目开发，完全掌握嵌入式系统开发能力。

四 课程实施的效果

自该方式试行以来，教学效果非常明显，学生成果突出。

其一，学生团队互助成长作用明显。学生团队中的领导人成长很快，往往能由一个编程能力较强或基础知识扎实的学生“高手” 迅速成长为一个团队的负责人，学会从整体把握项目，全面考虑软件、硬件、开发规范、功能等全面内容。而团队中成员学生积极性极高，进步很大，完全摆脱了应付考试的学习方式，实践动手能力也得到较大的提高。

其二，课题丰富多样，学生课题来源的自由决定了课题的多样性和灵活性，使得课题更能激发学生兴趣、更加富有实际色彩。有的团队自己联系其他教师以教师的项目 为课题；有的团队以省、全国乃至国际性的竞赛选题为课题，在完成课程的基础上参加竞赛；有的团队以服务日常生活为目标，开发出多种多样的自由课题。各类课题开发源代码和资料的汇总整理，更 形成了一个丰富的开放型学习资料库。而这一学习资料库对学生在学习方面的帮助和启发，是任何课堂和教室的教学都无法取代的。

其三，学生能力和学习成果得到极大的提高。学生获得了创新的空间之后，爆发出极大的创造性。团队共同学习和开发的模式本身就已经决定了课题的规模和复杂程度都已经大大超越了单人实验和单人完成的课程设计。而一个优秀的团队能完成的作品更是超出教师甚至学生自己的想象。几年间，参与本课程的本科生的优秀课题成果包含：1)十余项横向课题，总经费达到十余万；2)微软“imagine cup 2007” 全球学生创新大赛中国区第五名；3)“英特尔杯” 全国大学生电子设计竞赛嵌入式系统邀请赛全国三等奖四项；4)校“学生创新课题” 立项资助若干项，校各类竞赛获奖若干项。

五 结束语

嵌入式系统本身内容及应用领域极其丰富，而对应的教学思路和方法多种多样，不同的教学目标选择的重点不尽相同。我们选择了强调激发学生自主性和积极性的思路，在教学实践上采取了比较特殊的方法，着力培养学生团队学习、自主学习、互助学习、创新开发、课题实践的能力。这种开发模式极大的激发了学生的兴趣和创造力，取得了相当好的成果。

但是在实践中，我们也发现这一方法对教师和学生两者的要求都比较高，作为教师需要对学生完全不同的各方面的问题作出解答或相应的作出学习引导，课程前后花费的时间精力也远大于课程改革前。作为学生，虽然学生自身的条件和兴趣千差万别，但是经过前期的了解和推荐程序，后期的团队氛围培养，整体上学生都体现出较高的积极性和创造力。

参考文献

[1] 俞建新．略论嵌入式系统的实验教学[J]．实验室研究与探索，2006，（07）：55-56．

[2] 毛范海，朱林剑，孙守林等．改革实验教学内容和教学方式，培养学生创新能力．实验技术与管理[J]，2005，22（4）：88-90．

[3] 赖晓晨，刘文杰．高校嵌入式实验室建设探索[J]．实验室研究与探索，2006，（02）：27-29．

[4] 严岱年．现代工业训练的楷模[M]．南京：东南大学出版社，1997．

[5] 李雯．探索高校教学与科研互动的途径[J]．理工高教研究，2004，（3）：84-85．

[6] 张富洪．学生团队精神的培养[J]．四川教育学院学报，2004，20（12）：21-23．

[7] 魏斌，汪应洛．知识创新团队激励机制设计研究[J]．管理工程学报，2002，16（3）：113-115．

Reform Embedded Course by Students Team study and Project Development Model

ZHAO Guo-an1YU Bin2

（Center of Electrotechnics and Electronics Experiment Teaching，Nanjing Uuniversity of Aeronautics and Astronautics，Nanjing， Jiangsu，210016，China）

嵌入式课程总结篇(7)

关键词：电子信息工程；嵌入式；教学改革

分类号：G420 文献标识码：B

文章编号：1672-5913(2007)12-0043-03

1引言

嵌入式系统是指以嵌入式处理器和嵌入式操作系统为核心组成的专用计算机系统，通常具有高性能、低功耗、可移动、软硬件可裁减等特征。电子信息工程专业是一个电子和信息工程方面的较宽口径专业，专业主干学科为电子科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术。该专业涉及的各学科一直保持快速发展的势头，并在一定程度上出现了相互融合的趋势，最有代表性的是通信与网络技术、嵌入式技术、信号处理技术、微电子技术的快速发展和相互渗透，以嵌入式系统作为上述技术的载体。从计算机科学与技术的角度看，嵌入式技术是后PC时代计算机技术发展的一个重要方向，嵌入式系统作为重要的计算机软硬件平台，将应用到越来越广泛的领域；从信息与通信工程的角度看，以嵌入式系统平台来实现信号处理、网络通信、移动计算等是一个非常有前途的技术应用方向；从电子科学与技术的角度看，嵌入式系统综合运用了电子技术，还集成了软件技术，并向可编程片上系统(SoPC)和片上系统(SoC)方向发展。总之，将嵌入式系统作为电子信息技术的综合载体是信息技术发展的趋势之一，因此在电子信息工程专业进行嵌入式教学改革是十分必要的。

2专业培养计划修订

按照教育部本科专业目录和专业介绍，电子信息工程专业学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的专业知识，受到电子与信息工程实践的基本训练，具备设计、开发、应用和集成电子设备和信息系统的基本能力[1]。由于电子信息工程专业具有宽口径的特征，各高校结合自身的办学条件和办学经验，在基本要求是相同的前提下，形成了各自的专业特色，如有的侧重现代电子技术，有的侧重通信技术，也有侧重信号处理等。笔者所在学院电子信息工程专业定位如下：以电子技术基本理论和基本技能为基础，以信号和信息处理理论为指导，以计算机硬件和软件系统为平台，以通信、网络及多媒体信号处理为应用领域，既强调基本理论和基本知识的学习，又注重锻炼实践和创新能力，同时要了解技术和应用的新动向。具体设计专业培养计划过程中，根据培养目标及特色定位，确定本专业的知识架构，并以此为线索设计整个课程体系，使各门课程之间相互衔接，具有系统性和连贯性，在强调基础理论的同时，要求课程内容不断与技术发展和社会应用需求相适应。

嵌入式技术与电子信息工程专业主干学科密切相关，国内不少高校纷纷在本专业开设嵌入式相关课程，也有人提出了一些具体想法[2]。按照上述电子信息工程专业特色定位，其专业培养计划只需做较少的修改，即可满足嵌入式教学需要，主要是适当加强软件课程教学，并增加以嵌入式系统为载体的专业综合课程。具体方案是，将开设的“计算机软件基础”课程分解为“数据结构与算法”和“操作系统”两门专业基础课，将“计算机软件基础”课程中涉及到的数据库知识通过增设选修课程“数据库原理与应用”供部分对数据库感兴趣的同学选修；然后在第7学期增设“嵌入式信息系统”课程及课程设计，主要目标是综合运用嵌入式系统、网络通信、信号处理知识，软硬件一体化，理论与算法相结合。经修改后本专业主要课程可分为以下几类：

(1) 公共基础课，包括两课、数学、英语、体育等；

(2) 电子技术基础课程，包括电路分析、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计；

(3) 通信与网络技术课程，包括电磁场与电磁波、高频电子线路、通信原理、计算机通信网络；

(4) 信号与信息处理课程，包括信号与系统、信息论与编码、数字信号处理、数字图像处理；

(5) 计算机硬件技术课程，包括微机原理与接口技术、单片机原理与应用；

(6) 计算机软件技术课程，包括C语言程序设计、数据结构与算法、操作系统；

(7) 专业综合课程，包括信息系统集成、嵌入式信息系统。

3实验室和课程建设

嵌入式技术适用于多个本科专业教学，如计算机科学与技术、电子科学与技术、通信工程、电子信息工程、自动化等电气信息类专业。由于专业培养目标不同，相应的实验室建设思路也不一样，例如对自动化专业而言，就应考虑以嵌入式处理器加上实时操作系统(RTOS)为重点来建设实验室。对于电子信息工程专业来说，首先依据专业培养计划要求，确定实验室的技术方向和远期发展目标，进而确定具体建设方案。实际工作中结合自身办学条件和专业特色，建设了“嵌入式网络系统实验室”，其技术定位是将嵌入式技术和计算机网络技术相结合，以信号与信息处理理论为支撑，以网络、通信和多媒体信号处理为应用领域，通过实践培养综合运用电子信息技术的人才。