嵌入式系统专业课程体系建设与研究

[摘 要] 嵌入式系统行业作为当前最热门、应用最为广泛的行业之一，发展潜力巨大，需要高素质的行业人才作为支撑。结合目前高职高专院校嵌入式系统专业课程教学的现状及存在的差距，以嵌入式系统行业岗位需求为导向，对构建嵌入式系统专业课程体系进行分析研究，以促进嵌入式系统行业的高效发展。

[关键词] 嵌入式系统 课程体系 研究

在当代数字信息技术和网络技术高速发展的后PC时代，嵌入式系统技术已经成为这个时代最热门的技术之一。嵌入式系统融合了微电子、计算机科学、通信和电子工程等多种技术，广泛应用于工业控制、信息家电、移动设备、医疗仪器、汽车电子等领域。但目前还存在部分课程教学没有紧跟行业实际需求等问题，需要加强研究、探讨和实践，建设比较规范系统的嵌入式系统课程体系，制定合理的嵌入式系统人才培养方案，以适应社会对嵌入式系统人才的迫切需求。

一、嵌入式系统专业的特点

嵌入式系统的一般定义为：“以应用为中心、软硬件可裁剪的、适应应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格综合性要求的专用计算机系统”，由嵌入式硬件和软件两部分组成，这就决定了嵌入式系统专业与其他专业相比，具有其鲜明的特点。

一是应用性强、实践动手能力要求高。学生必须通过大量系统、专业的动手操作、实验实训、项目设计等才能真正提高专业知识与专业能力，保证人才培养目标的实现。二是涉及领域广，集成性强。嵌入式系统涵盖了电子、自动化、计算机等诸多学科与专业，是计算机、电子、自动化等多个专业的有机集成与交叉融合，这就对嵌入式系统专业人才提出了较高的要求。

二、嵌入式系统行业岗位需求分析

目前适合高职嵌入式专业学生的岗位包括：①销售岗位:产品销售工程师、技术支持工程师等；②生产岗位:硬件测试工程师、软件测试工程师、系统功能测试工程师、硬件维护工程师、焊接组装工程师；③ 研发岗位:顶层应用程序开发工程师、单片机开发工程师。而同样非常重视实际应用与社会就业需求的高专院校也与此基本相同。三种岗位对于学生的专业水准、知识与能力的要求各不相同，其中销售岗位主要从事产品营销、市场开拓、客户服务等工作，生产岗位主要从事嵌入式产品的第一线生产，如产品组装焊接、系统测试与维修等，研发岗位主要从事嵌入式操作系统层面上的各种程序的开发。

三、嵌入式系统专业教学现状

目前国内开设嵌入式系统专业的高职高专院校很多，其中不乏部级的示范院校，总的来讲嵌入式系统专业的建设是卓有成效的，为国家与行业培养了大批的嵌入式技术人才，但另一方面我们也应当看到嵌入式系统专业教学一直存在的问题与不足。

从嵌入式系统专业的课程开设情况来看，许多院校的嵌入式系统教学仍然以传统的单片机课程作为核心课程体系，教学内容陈旧，实验实训课时虽多，实验内容却无针对性，缺乏与行业应用密切相关的综合性设计项目；嵌入式系统专业课程和与之相关的计算机类、电子类课程，如微机原理、C语言程序设计等传统课程没有形成有机联系；课程开设的时间、课时的安排、教学内容的设计等没有经过深入研究，仔细推敲，造成课程重难点不突出、课程开设前后顺序有误、课程内容不能体现专业特色与行业要求等。从师资情况来看，许多院校缺乏专门从事嵌入式系统研究的专任教师，只能从计算机类、电子类、自动化类等专业抽调教师教学，又因为缺乏统一的专业教学指导与协调，导致非嵌入式专业教师的授课主要偏重于教师本专业的知识能力及其应用，无法达到嵌入式系统专业课程的教学目的；许多教师是直接从学生走向讲台，从校园再入校园，在企业一线的工作经验不足，对行业、企业、市场的了解不够，导致教学内容与行业实际应用脱节，学生学而无味，学而无用。

四、基于岗位需求的嵌入式系统专业课程体系构建

嵌入式系统专业课程体系应当在对嵌入式系统行业岗位需求进行深入研究分析的基础之上，在适应就业需求的一个全面、系统的嵌入式系统专业人才培养体系下进行构建，整个课程体系首先需要科学合理的课程总体规划，然后针对各项理论与实践课程进行课程标准化、精品化建设，理顺课程相互之间的关联，特别注重课程内容的实用性及课时的安排等。

具体来说，可以将嵌入式系统的专业课程体系分为以下3个部分：

1、嵌入式系统专业基础类课程的设置。例如模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术、C 语言程序设计、软件工程基础、操作系统原理、数据结构等。这类课程主要教授学生掌握模拟电路和数字电路的基本理论、电子元器件的基本构成与特性、电路的设计、掌握程序设计的基本理论与相关操作、计算机工作原理、电路接口及硬件结构，了解网络、操作系统、数据库开发的基本知识等。开设的课程涵盖了计算机、电子、自动化等多个领域，课程繁杂且占据学生大一、大二课程计划的大部分，容易导致学生产生学习没有目的、力不从心、学而无味的情况产生，因此此类课程的开设与教学应当进行有机整合、精心设计，一定要考虑到嵌入式系统岗位需求的特点，同时考虑现有的师资和专业特色，可以请相关领域的专家进行课程论证，保证课程开设的质量和科学性。

2、嵌入式系统专业核心类课程的设置。例如单片机原理、ARM体系结构与原理、嵌入式软件开发基础(C++/C)、嵌入式操作系统、Wince嵌入式系统应用开发汇编语言程序设计等。这类课程主要教授学生掌握微控制器的体系结构、指令系统、开发平台、开发流程，掌握上层应用程序编写、ARM嵌入式操作系统系统配置、应用开发等。当前许多高职高专院校的嵌入式系统专业核心类课程的传统教学方式是按照课程大纲的安排，结合教材的章节内容，在学期的前段进行理论教学，在学期后段按照教学计划安排停课实训。这样的教学方式基本沿袭传统理工科专业的课程教学模式，比较重视理论类教学，弱化实践类教学，容易造成学生“眼高手低”情况出现，影响学生实践操作能力的培养。因此，应当在吸取传统教学优势的基础下，进行教学方式改革，采用“教师指导――学生分组――项目开发”模式的集中实践教学方式。学生在教师的指导下，以5人左右为一个项目小组，模仿企业工程项目开发的完整流程，以某个具体领域（如汽车电子、移动设备、智能家电）的具体应用为项目任务，制定项目计划，各小组成员分工协作、并定时提交进程报告，教师将课程的知识点有机融合在项目开发全过程中，学生在系统学习课程知识点的同时，也熟悉了嵌入式系统行业项目开发的整个流程，更重要的是培养了学生的团队合作精神，有效地提升了学生的实践动手能力。

3、嵌入式系统专业选修类课程的设置。例如多媒体技术、专业英语、软件技术文档处理等。这类课程主要是为嵌入式系统专业核心类课程服务，对学生专业能力的全面提升起到辅助作用，因此专业选修类课程的开设必须本着“针对性、实用性、有效性、补充性”的原则，为专业核心类课程的高质量教学提供有力的支持与保障。

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作者简介：

任可：（1979―），男，长沙师范学校电子信息工程系教师，讲师，主要研究方向：计算机。