通信工程嵌入式培养范文

时间:2023-10-12 17:56:13

通信工程嵌入式培养

通信工程嵌入式培养篇1

关键词:三学期;创新学分;嵌入式系统;教学实践本质;能力素质模型

中图分类号:G642 文献标识码:B

1基于教学实践本质学说的理论基础

教学实践本质学说是关注教学活动从师生展开活动、学生获得一定的收获,到学生发生某种成长性变化的最终结果这一系列逻辑链条中的过程和最终结果的意义,作为中间环节的认识或意义获得只是达到最终发展目的的手段,尽管这一手段的获得本身也是作为过程的最初或显在的目的而存在的。本课题在深刻理解教学实践本质说和充分调研的基础上,采取科学分析的手段和方法,注意实际数据的收集、积累和分析,对各实践教学环节进行整合,把培养学生综合实践能力的实践教学作为一个整体考虑,单独制定实践教学计划与大纲,构建综合实践能力整体培养目标体系,通过各实践教学环节的落实来保证整体目标的实现。这里实践教学计划的单独制定,是把实践教学体系与理论教学体系综合考虑,使两者相互补充,紧密配合,共同完成对学生整体培养目标的实现。

2专业培养目标

2.1嵌入式专业的现状

嵌入式系统是软硬结合的电子设备,所涉及的专业知识涵盖了计算机、电子、通信和控制等多个领域。现有传统高校对于嵌入式人才的专业培养基本上还是空白,只有部分大学的软件工程硕士开设了嵌入式方向,或者是在相关专业的职业选修课里增加几十学时的嵌入式系统概述课程,这样的培养体系无论是从质还是量上都无法满足社会对于嵌入式人才的需求。

目前从事嵌入式开发的人员主要由以下两类构成。

一类是学电子工程、通信工程等偏硬件专业出身的人,他们主要是搞硬件设计,有时要开发一些与硬件关系最密切的底层软件:如引导程序(Bootloader)、板级支持包(BSP)和最初级的硬件驱动程序等,他们的优势是对硬件原理非常清楚,不足的是他们更擅长定义各种硬件接口,但对复杂软件系统往往力不从心。例如嵌入式操作系统原理和复杂应用软件等。

另一类是学软件工程、计算机专业出身的人员,主要从事嵌入式操作系统和应用软件的开发,他们往往比较擅长基于固定的开发平台进行软件的编程,不足的是对硬件原理和接口了解较少,很难实现与硬件相关的编程,如BSP和硬件驱动程序等。另外,目前市场上的嵌入式技术培训已成为IT职业教育的热点之一,但这些培训大多都是基于某一固定开发平台,通用性比较差,造成培训出来的学员缺少相应的专业背景知识,很难适应繁多的嵌入式产品开发领域。

从以上分析可以看出,目前嵌入式职业培训以及高校培养的电子、计算机等专业人才在从事嵌入式系统开发时虽然有其特定的专业优势,但嵌入式系统属于一个交叉学科,涵盖了微电子技术、电子信息技术、计算机软件和硬件等多项技术领域的应用,有足够的课程背景作支撑,很难掌握嵌入式系统的开发原理,这也是开设嵌入式系统课程困难的原因之一。

2.2培养目标

嵌入式系统工程面向电子与信息产业培养嵌入式系统,尤其是嵌入式软件工程、技术开发和项目管理所需的高层次、实用型、复合交叉型国际化人才。通过课堂教学与实验、综合项目练习、工业实习以及前沿技术讲座等多种形式,学生将接受扎实的嵌入式系统设计与开发的基本训练,重在培养学生的开拓创新精神与个性发展,同时培养学生了解嵌入式行业、适应嵌入式行业和具备良好职业行为的能力,毕业学生有能力适应嵌入式系统各类产品的市场需求。这种能力包括以下这个方面内容:

(1) 掌握嵌入式系统的基本理论、基本知识;

(2) 掌握嵌入式系统理论、技术及主流开发、调试和测试工具;

(3) 具有嵌入式系统软件、中间件、应用软件及硬件的研究开发能力,以及在移动通信服务终端、家庭网络和数字家电等领域的嵌入式系统开发能力;

(4) 了解软件工程相关法规;

(5) 熟练掌握一门外语,能顺利阅读一般外文资料和专业文献,具有较流利的听、说、写、译的能力,达到学校外语学位考试标准;

(6) 具有严谨的治学态度,艰苦奋斗、实干创新的精神和热爱劳动、遵纪守法、自律谦让、团结合作的品质。有较好的文化、道德修养和健康的心理素质,养成良好的生活和学习习惯。

3主要课程与学位课程

3.1嵌入式系统人才能力素质模型

嵌入式系统人才应是适合企业环境,具有专业知识和工程实践能力的复合型人才,图1描述嵌入式系统人才需要具备的能力素质模型。

3.1.1职业素质

传统的高等教育注重的是专业知识的传授,培养的是专业人才,而现代企业需要的是职业化的专业人才。企业选拔人才、考核人才主要是从德、能、勤、绩四个方面考核,德排在首位。因此,职业素质的培训应是培养嵌入式系统人才的基础,主要培训学生的职业道德、团队合作精神以及沟通能力。

3.1.2知识结构

嵌入式系统融合了微电子、计算机硬件、通信和电子工程等多种技术,嵌入式系统的开发也是一个基于多种技术、工具和应用域专业知识的软件工程,嵌入式系统的开发同样要经历软件工程的需求分析、系统设计、编码、测试、维护等过程,因此,嵌入式系统专业人才的培养不同于传统的计算机软件人才的培养,除了系统学习软件工程的开发方法、项目管理等知识,硬件知识、应用域专业知识、嵌入式系统的开发技术与工具也都需要了解,但又不可能在有限的时间内对各个领域的知识进行全面深入的学习,于是,对硬件、应用域专业基础、开发技术与工具的知识点、范围与深度的选择变得非常重要。

3.1.3工程能力

对于嵌入式系统人才而言,工程能力是非常重要的。因为他们要去创建一个实际的系统,在这个过程中,他们要不断学习新的开发平台与工具,需要有软件、硬件的集成能力,也需要过程控制、项目管理的能力。

3.2课程体系

抛开应用域的差异,分析嵌入式系统开发的技术、平台、工具与开发方法,嵌入式系统专业课程体系设置如图2所示。

3.2.1公共基础课

公共基础课主要是本科生必修的基础课程,如政治、英语、数学及科技协作与沟通技巧。

3.2.2专业基础课

“嵌入式系统概论”使学生了解(认识)嵌入式软件和硬件的一般开发环境与流程,并掌握一种实验开发工具;“嵌入式系统高级C语言编程”使学生掌握针对嵌入式系统的基于C语言的软件项目开发的流程,掌握较为复杂的C语言编程知识和技巧,培养学生良好的编程风格和调试习惯,并通过对一个具体的软件模块(ASIX Window GUI)的分析,使学生掌握分析代码的方法以及设计软件系统需要考虑的各要素;“软件项目管理”是学生掌握软件和项目开发基本流程、基本角色。

3.2.3专业方向基础课

通过专业方向基础课的学习,学生可以基本掌握嵌入式系统设计的方法与技术。“嵌入式操作系统”使学生了解各种嵌入式操作系统的发展与现状,现代操作系统原理,并重点掌握Linux操作系统及在嵌入式系统中的裁剪与选择;“嵌入式软件设计”将基于Linux操作系统,使学生掌握嵌入式软件设计的要点与方法、软件开发调试的工具与方法等;“DSP软件开发技术”使学生了解DSP的基本结构及工作原理,理解和掌握基本的数字信号处理算法的基础知识,掌握嵌入式DSP系统的软件设计开发实用技术。

3.2.4专业选修课

专业选修课是拓宽学生知识面,针对嵌入式系统开发行业,面对就业和实际需求市场所开设的一些课程。

3.2.5工程实践、企业实习

整个学习过程由实践贯穿始终,工程实践、企业实习是一级一级地,由基础到专业、由简单到复杂、由个体到团队逐步强化训练的过程。

3.3主干课程

软件项目管理、嵌入式系统高级C语言编程、嵌入式系统概论、微机原理、C语言、Linux/Unix、电路、嵌入式体系结构、嵌入式操作系统、嵌入式软件设计、DSP软件开发技术、嵌入式数据库、单片机开发、基于J2ME架构的嵌入式软件开发、WinCE与嵌入式软件开发、VxWorks与嵌入式软件开发、数据结构与算法设计和编译原理。

3.4学位课程

4主要实践环节

培养嵌入式系统人才,工程实践能力非常重要,我们通过多级实践、专业的实验室、企业合作、有实践经验的教师等多方位的努力,使学生在毕业时成为一名合格的嵌入式软件工程师。

4.1多级实践

每门课程都有大量的实验,通过实验与作业掌握所学内容。

(1) 一级工程实践

通过强化训练,使学生掌握C、C++编程语言,并独立完成应用程序设计。

(2) 二级工程实践

专门设计针对工业控制、通信、移动等应用领域的嵌入式软件的实践项目,以及项目要考核学生的知识点与能力标准,并在实践过程中遵循企业的管理体系,训练学生项目管理、团队合作、学习创新的能力。学生组成团队完成嵌入式系统应用软件的开发,实践项目可选择不同应用领域的项目。

(3) 企业实习

学生将在企业进行一年的实习,参与企业实际项目的开发。

4.2专业实验室

建立专门的嵌入式软件专业实验室,配备相应的软件、硬件环境,软件包括常用的VxWorks、uCOS、Linux等操作系统,以及Sybase、Sqlite等常用应用软件;硬件包括DSP仿真器、开发板、ARM仿真器+开发板以及试验用的其他模块。实验室能同时容纳30人进行实验,每个同学和教师都有自己的PC,并由专业软件NetOp School管理,实现教师和同学的互动教学。

5专业教学特色

(1) 招生要求:招生时宜从大一学生中通过选拔考试获得有潜力的生源,并以此带动学风建设;

(2) 产业化授课方式:嵌入式系统设置专门机房,所有授课环节都在机房进行,教师边授课边操作,学生可以当场操作加深理解记忆;

(3) 工业化课程体系:课程开设强调知识的一体性,同学期的课程开设和授课强调知识点的配合,一起为专业知识体系和实训作铺垫。

(4) 工业化实训环节:理论和实验时间比为2∶1,强调相关课程之间的协调和配合,课程实验环节实验的开设为项目实训做准备,项目实训不是单门课程的实训,而是该学期所有课程的整合实训,强调知识间的联系和知识体系;

(5) 工业化培养方案:整个教学环节连贯统一,一气呵成。课程与课程之间、实训与课程之间、实训与实训之间浑然一体,学生实验和实训都以工业化项目团队的形式进行,强调知识能力的沟通和协作;

(6) 双毕业证:学生可获得选拔前和嵌入式系统工程的本科毕业证和学位证书;

(7) 科研机构作为强力后盾:软件工程研究所提供其开发项目:“一卡通”等被作为教学实例进行讲解,同时给学生提供实际的项目研发机会;

(8) 产学研结合:鼓励学生创新和创业,全力支持并要求学生必须参与全国性挑战杯、电子设计等大赛及其他实际科研项目,有学分要求。实行三学期制(专门安排一学期进行项目实训,没有考试等其他事情干扰)、导师制,优秀学生可直接保送本专业研究生。培养的学生将为校区的科研提供工业化的开发团队,成立项目受控实验室(孵化室),产学研浑然一体,产学研场所和环境如图4所示;

(9) 形成省级嵌入式IT实训中心:面向全省高校、企业进行嵌入式IT行业的培训,并推荐就业,同时也为我们的产品实业化积累人才和知名度,使产品推广成为可能。我们在培养人才的同时自己本身也在实践创业和创新。

6结束语

通信工程嵌入式培养篇2

关键词:计算机;网络安全;校企共建;企业嵌入式

1企业“嵌入式”人才培养的背景

所谓“嵌入式”人才培养模式,就是在高校和企业双主体的融合下,将企业资源嵌入到高校人才培养的各个环节,以企业实践知识为主导,培养与行业零距离融通的应用型人才[1]。企业嵌入式人才培养实际上是高职教学改革的进一步深化,教育部文件指出“改革人才培养模式,突出实践能力培养,积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式”[2]。高职网络安全技术面向企事业单位,培养具有计算机技术的基本素质及网络技术的综合素质,掌握计算机网络系统工程规划、实施、应用、管理与维护知识,具备网络故障排除和网络组件、维护和管理方面的专业计算机人才。根据我校长期的教学实践,特别适合于“嵌入式”人才培养模式。本文以金肯职业技术学院计算机专业网络安全技术方向企业“嵌入式”培养为基础,介绍我们探索企业“嵌入式”人才培养模式的一些思考和总结。

2网络安全技术企业“嵌入式”培养模式

2.1企业“嵌入式”培养理念

目前,订单培养、任务驱动和项目导向等企业嵌入式人才培养的运行模式,本质上都是解决企业参与嵌入式人才培养动力不足的问题,多数人强调要通过政府政策的支持,来满足企业的需求或强制企业配合,这是比较片面的,不符合国情和市场经济的发展,这也决定了企业嵌入式人才培养制度研究层面,只是笼统地提出哪些方面需要进行完善或者改革,不能深入到法理层面,制定针对性有效性、可操作性强的对策[3]。金肯职业技术学院计算机专业网络安全技术方向企业“嵌入式”培养紧贴企业用人要求,明确定位学生职业方向;以培养技能型人才为目标,“准员工式”的工作、学习和生活;以项目为驱动,案例为导向,目标学习,过程管控;培养中使学生是学习的主人,主动学习,快乐学习;在教学中,做到“做中学”,在项目实践中进行学习,实行企业思维融入教育的模式;另用企业级项目,锻炼学生解决问题能力,积累项目经验;实现集中式、模块化教学,连贯性的课程设计;可以“实践-理论-实践”方式教学,将“抽象”实例化;课程围绕培养目标设计,“主动式、适应性”教学应对各类风险。

2.2企业“嵌入式”培养目标

金肯职业技术学院计算机专业网络安全技术方向企业“嵌入式”班通过学校和企业的联合培养,树立院校的品牌、扩大了知名度;启用企业嵌入式培养项目,扩大计算机专业招生的规模、增加了效益;校企深层次嵌入式培养合作,开创新的教育、教学模式;使学校教育与企业技术接轨,扩大就业渠道;通过对学生的培养与考查,为天融信、博路科技、华为、H3C及其渠道公司选拔、储备优秀人才;借助校企合作平台,扩大天融信、博路科技、华为、H3C等企业在院校的融入度;通过企业嵌入式培养的教学模式,使学生能在学校获得实践经验,提高就业竞争力;对学生进行全方位、综合素质、职业素养教育,提高学生综合能力;依托天融信、博路科技等企业平台,为学生提供更多的与企业接触机会,创造更多更优的就业机遇;为企业培养更多优秀、合适的应用型高技能人才。

2.3企业“嵌入式”培养保障监督

基于校企结合要求,完善学院现有的教学质量监督机构,院部专业各级领导和督导负责各项工作的组织与实施,保证专业教学的质量和进度。对于每项教学内容,层层分解,落实到人,实行专人负责制。领导小组定期召开会议,检查各项工作进度及考核任务落实情况。学院建立一系列有效奖惩激励机制,建立项目绩效考核体系,定期对教学项目进行考评,以确保教学项目高质量完成。在课程考核方面,以实际网络公司项目为主导,采用理论知识与项目实战相结合的方法,快速提高学习人员的职业技能和动手能力,真正成为大学毕业生与企业的桥梁,通过实训真正使大学生实现从学生到网络企业学员的“零适应”,因此在学习期间,要求所有学员以准员工的身份和标准严格要求自己,锻炼提高自己的综合实力。

3网络安全技术企业“嵌入式”培养实施方案

3.1嵌入式培养的总体方案

嵌入式培养的实施,首先要选择好合适的企业,行业品牌大中型企业是优选对象,企业有相应的岗位培训部门将为后续企业嵌入式培养提供更好的实施成效。金肯学院网络安全技术方向选择了天融信和博路科技两家企业同时合作,吸收不同企业的优势,制定培养实施的总体方案,如图1所示。

3.2嵌入式培养的三年规划及课程体系

根据制定的总体嵌入式培养实施方案,我们可以将实施计划进行细化,首先详细制定第一学年的学习计划,使嵌入式培养的专业学生,以准职业人的身份进入大学的第一年。入学伊始,就到阿里巴巴(南京)云计算创新中心、中国电信云计算未来信息馆、H3C杭州总部体验中心的参观实习;了解企业发展策略和职业素质管理制度,建立合作团队,进行多个项目的拓展训练游戏,培养团队合作精神、集体主义精神、学习创新、吃苦耐劳;做一个合格的企业人、职业人活动;由华为、H3C、天融信资深经理、项目经理各种专题讲座和技术讲座,并参加各类计算机行业大型论坛,开拓视野。从第二学年起,嵌入式培养专业班学生正式进入企业核心课程的学习,并配合企业课程实训,交替进行培养,使本阶段的学生在培养结束之后,具有包括构建中小型企业网络、大规摸路由技术、构建高性能园区网、构建安全优化广域网、网络安全运维、信息安全攻防技术等企业核心技术的能力;通过中小型企业网络综合实训、大中型企业网络排错综合实训,使学生具备熟练操作各种网络产品、完成大中型企业网和园区网络各种配置维护操作的能力;能够进行网络故障的诊断与排除,使网络运行畅通无阻;用企业工程项目实战,让学生完整的了解一个工程项目的流程,标书文档编写标准和网络设计思路。最后一年中,嵌入式培养重点是实现企业综合项目的实习,就业实习,此任务主要在嵌入式培养的企业完成。根据实习经验,和实习中遇到的工程项目,将所学过的理论知识和实际工程项目相结合,进行毕业论文的攥写;完成毕业项目设计以及答辩,使得每一位学生都能优秀毕业。

3.3校企合作制定课程标准、实现“双证融合”

嵌入式专业重视产学研,与地区企业紧密结合,加强培养学生实践技能,尽可能考虑与企业需求相接轨,把教学活动与生产实践、社会服务、技术推广及技术开发紧密结合起来,把职业能力培养与职业道德培养紧密结合起来。专业坚持将职业需求与本专业课程设置相结合,把职业标准融入到本专业课程标准中,突出课程目标的职业化方向,以增强学生在技术岗位适应性。首先,在人才培养方案内,由一系列的理论专业课程和实践性课程形成模块化,构成的与之相应的高级别职业证书教育体系,为每位本专业学生储备对应的能力基础,提高实践能力、专业技能、敬业精神和严谨求实作风;其次,在人才培养方案外,引导学生参加针对性的强化训练,进一步提高技术水平。近年来,我们重视高级职业资格证书或技术等级证书的取得,相当多的学生参加职业资格考试,实现“双证融合”,具体包括华为H3C认证网络工程师、注册信息安全员等各类企业技能证书。

4结语

通信工程嵌入式培养篇3

关键词:嵌入式软件;能力素质模型;软件工程人才;课程体系;实践体系

中图分类号:G642文献标识码:B

文章编号:1672-5913(2007)08-0055-04

1 引言

嵌入式系统融合了微电子、计算机硬件、通信和电子工程等多种技术,而嵌入式软件是实现嵌入式系统功能的关键,是数字化产品设计创新和增值的关键因素。行业发展最重要的是人才,但是我国现有的嵌入式系统开发人员知识体系不完整,这将影响我国嵌入式软件开发规模及嵌入式软件产业化发展,同时也为人才培养提出了新的问题和需求。

目前嵌入式软件人才培养存在以下问题:

(1) 由于嵌入式系统的开发需要工程师有一定的应用域背景,许多嵌入式系统开发的工程师在学校学习的是自动控制、电子工程、通信、机械、车辆、导航等专业,缺少系统的软件工程的知识,导致项目的设计质量不高,尤其没有能力设计复杂系统;项目管理、集成能力较弱,导致无法在提高技术含量的同时形成规模化产业化开发。

(2) 在各个高校的计算机、自动控制、电子工程、通信、机械、车辆、导航等各学科领域,都有许多人从事嵌入式系统的课题研究与项目开发,但是课题研究与项目开发不代表系统化的教学,也不能弥补没有系统化教学的缺陷,使得从事课题研究与项目开发训练出来的研究生仍然不具备关于嵌入式软件设计与开发的完整知识体系。

(3) 用计算机科学或现有的软件工程专业,或是其他专业的培养模式培养嵌入式软件工程人才不合适。但目前还没有一套成熟的嵌入式软件工程人才培养体系,这是因为以前嵌入式系统的研究都是嵌在各个学科领域,研究成果非常分散、不系统,而且与应用域结合非常紧密。而现有软件工程的研究成果以及教材等的主体是针对非嵌入式系统的软件开发的。嵌入式软件开发与基于工作站、PC机应用的软件开发有很大差异,如设计方法上,嵌入式软件设计要考虑软硬件协同设计,资源管理及可靠性设计变得非常重要而且考虑的角度也很不一样。在工程化管理方面,嵌入式软件工程管理也是软件工程管理的一种特例,如配置管理需要考虑软硬件配置的一致性,测试要考虑软硬件协同测试,集成要考虑软硬件协同集成,等等。

(4) 现有高等教育重理论与技术的培养,缺少实践训练,尤其是缺少工程化、产业化的实践训练。而嵌入式软件工程人才的培养,如果没有实践训练,学生几乎对理论与技术都很难理解,更难有能力动手开发。

(5) 现有教育体制非常缺乏职业素质的培养。传统的高等教育注重学生的专业知识培养,但随着市场经济的发展,我国各行业的企业在规模、管理、竞争等各个方面的发展需求,期望学校在培养学生专业知识与技能的同时,关注对学生的职业素质的培养。

由于市场对嵌入式系统开发人才的大量需求,自2006年以来,许多学校设置嵌入式专业,除了软件工程硕士设置嵌入式专业,本科和大专也在设置嵌入式专业,但都在探索阶段,主要存在以下问题:

(1) 课程体系不健全。如果课程设置只是将现有不同专业的相关课程拼凑在一起,那么是不可能成为体系的。

(2) 没有教材。教材是支撑课程体系的基础,作为一个专业必须有系统的教材,这些教材应将分散在各个学科的一些研究成果、理论与技术进行梳理整合。

(3) 没有结合工程化、产业化的实践体系。设置该专业是由于市场对这类人才的需求驱动的,那么就应该考虑市场需求的内涵,而不是重复已往以授课为主的教育模式。

由于上述问题,目前的嵌入式专业设置距高等教育的真正系统化培养还有很大距离,而且,若不解决上述问题,该专业也将会变成一种伪培训教育,最终可能又会退化嵌入到其他各个专业中。

2 嵌入式软件工程人才需求

图1从应用域、所需专业技术与技能以及职业素质三个方面描述了目前市场对嵌入式软件人才的需求。由于嵌入式系统是面向应用的专用系统,嵌入式系统开发要求开发人员有应用域背景。我们在软件工程硕士培养中开设嵌入式软件专业,选择本科阶段学习电子工程、通信、自动控制、仪器仪表和机电一体化等专业的学生,这样可以避免学生缺乏领域知识。

随着嵌入式系统开发中软件所占比例越来越大,以及嵌入式软件的规模越来越大,对嵌入式人才的需求也逐渐出现明显的层次化。嵌入式软件人才需求层次如图2所示。嵌入式系统的软件分析设计人员需要具备应用域的背景知识,还需要硬件知识,当然软件的分析设计技能也是不可少的。整个软件业都缺乏合格的、优秀的分析设计人员,嵌入式系统领域也不例外。在整个人才需求的金字塔中,分析设计人员处于塔尖,对人才的要求非常高,但在产业成熟的状况下,需求量不会很大。目前对分析设计人员的大量需求是相对的,即相对于这类人才的极度缺乏。板级支持包(BSP)开发,即通常所说的系统底层开发对人员的要求也很高,要求开发人员熟悉硬件、接口及软件开发,往往还需要开发人员有较深的应用域背景知识。在整个人才金字塔中,对底层开发人员的需求不大,许多企业只需一个很小的底层开发团队就可以支持多个项目的需要。应用核心业务开发人员是核心业务的开发者,要求开发人员对应用域及系统的核心业务逻辑有深入的理解和相关经验。系统的核心功能与性能都体现在这一部分,由于不同的系统的核心业务逻辑不同,对这类开发人员的需求较大。在人才需求金字塔中,需求最大的是应用及应用管理开发人员,这类开发主要是实现与用户交互的应用层及对应用的前后台管理,某些情况下,所使用的开发技术和通用计算机软件开发技术相似或完全一致。我们的培养体系重点在培养人才金字塔中上面三层的人才。

3 嵌入式软件工程人才能力素质模型

我们抽取出嵌入式软件工程人才能力素质模型,该模型包括职业素质、知识结构和工程能力三层,如图3所示。

职业素质:传统的高等教育注重的是专业知识的传授,培养的是专业人才,而现代企业需要的是职业化的专业人才。企业选拔人才、考核人才主要是从德、能、勤、绩四个方面考核,德排在首位。因此,职业素质的培训应是培养嵌入式软件工程人才的基础,主要培训学生的职业道德、团队合作精神以及沟通能力,并为学生介绍如何规划自己的个人职业生涯。

知识结构:嵌入式系统融合了微电子、计算机硬件、通信和电子工程等多种技术,嵌入式软件的开发也是一个基于多种技术、工具和应用域专业知识的软件工程,嵌入式软件的开发同样要经历软件工程的需求分析、系统设计、编码、测试、维护等各个过程,因此嵌入式软件专业人才的培养不同于传统的计算机软件人才的培养,除了系统学习嵌入式软件工程的开发方法、项目管理等知识,硬件知识、应用域专业知识、嵌入式系统的开发技术与工具也都需要了解,但又不可能在有限的时间内对各个领域的知识进行全面深入的学习。于是,对硬件、应用域专业基础、开发技术与工具的知识点、范围与深度的选择变得非常重要。

通信工程嵌入式培养篇4

把什么内容嵌入到高职会计专业的常规教学中是嵌入式教学模式研究的核心内容。结合高职会计专业人才培养规格,嵌入式教学嵌入的内容主要包括科学价值观、人生观、综合素质、职业技能、职业拓展能力等四个方面的内容。

1.1科学价值观、人生观的嵌入树立科学的人生观和价值观,自觉抵制享乐主义、个人主义、拜金主义等错误的思想,这是在会计工作中做到廉洁自律的思想基础,这就要求会计专业学生必须树立积极向上的人生观和价值观,加强自身社会适应能力和心理承受能力的训练,这是奠定廉洁自律的基础。

1.2综合素质的嵌入会计人员综合素质的高低不仅影响其职业技能、工作效率和工作质量的高低,进而影响其自身职业生涯的发展。因此,综合素质的培养是高职会计教学的主要内容之一。在教学中,要注重培养学生的职业道德修养、法制意识和政治素质,确保实事求是、客观公正、准确规范、诚实守信地做好本职工作;要注重培养学生的口头与书面表达能力、良好的沟通协调能力以及团队合作能力,以提升学生的沟通交流能力,实现团队价值最大化;要注重培养学生的借助工具书阅读、翻译、撰写一般外文专业技术资料的能力,以适应涉外工作的需要;要注重培养学生的计算机应用及信息采集、分析和利用的能力,以满足会计工作对现代信息技术的需求;要注重培养学生的接受新知识、新事物以及自主学习、终身学习的能力,能够运用正确的思想、观点与方法分析和解决问题的能力,以提高学生的通用能力,满足企业对会计人才的综合素养的要求。

1.3职业技能的嵌入会计从业人员必须具备一定的会计专业知识和技能,才能胜任会计工作。职业技能,也可称为职业能力,是人们进行职业活动、承担职业责任的能力和手段。就会计而言,其职业技能包括会计理论水平、会计实务操作能力、提供会计信息的能力、职业判断能力以及职业经验等。为了提高学生的会计职业技能,要注重培养学生运用会计专业知识进行会计核算的账务处理能力、运用现代信息技术进行会计信息处理的能力、运用会计专业知识编制财务报表、进行报表分析的能力,以提高学生的会计理论水平和实务操作水平;要注重培养学生运用会计专业知识和工作经验对会计处理原则、会计处理方法等进行合理、合法的职业判断和选择的能力,以积累学生的职业判断经验。

1.4职业拓展能力会计人员要想获得更好的职业发展,就要不断地提升自己职业拓展能力。因此,在培养学生的普世价值观、综合素质、职业技能的同时,还要兼顾学生的职业拓展能力的培养。要注重培养学生运用连续几年的财务报表进行财务预测、财务分析以及财务决策的能力;要注重培养学生用相关税务法规对企业的税收进行整体规划的能力;要注重培养学生运用相关专业知识进行内部控制制度框架设计的能力,以拓宽学生的职业上升通道。

2、嵌入的时间

上述的科学价值观、人生观、综合素质、职业技能、职业拓展能力等四个方面的内容具体什么时间嵌入到哪些课程常规教学中是另一个值得探讨的深层次问题。不同的嵌入内容应该在不同的时间嵌入到会计常规教学之中。具体来说,人生观、价值观的树立以及会计法律法规、会计职业道德、会计岗位认知、会计职业规划、计算机的操作与应用、商务应用文的写作与训练、英语的听说读写能力训练等综合素质的培养应该贯穿第一至第六个学期所有课程常规教学之中;关于职业技能的具体嵌入时间,要视具体的岗位而定,一般而言,出纳员岗位,应于第一学期将盘点核对现金、编制资金日报表、编制银行存款余额调节表、填写各种结算单据以及收银识别假钞等基础技能嵌入《基础会计》《出纳实务》等课程的日常教学之中;成本核算岗位,应于第二学期将成本分配计算、撰写成本分析报告、制作成本分析报告PPT演讲稿等技能嵌入《成本会计》《财经应用文写作》《演讲与口才》等课程的常规教学中;会计核算岗位,应于第一至第三学期将填制审核原始凭证、填制记账凭证、登记账簿、编制会计报表及其附注说明等技能嵌入《基础会计》《财务会计》等课程的日常教学中;纳税申报岗位应于第三学期将填写纳税申报表、网上报税、书写税务清洁报告、编写税务筹划报告等技能嵌入《税法》《税务会计》《税务筹划》等课程的常规教学中;会计信息岗位,应于第四学期将会计凭证的录入、会计账簿、会计报表的输出与维护等技能嵌入《会计电算化》等课程的日常教学中;财务管理岗位,应于第五学期将书写项目筹资方案、撰写项目投资可行性分析报告、撰写收入、利润预测报告并制作成PPT演讲稿等技能嵌入《财务管理》《管理会计》《财务报表分析》等课程的常规教学中;内部审计岗位,应于第五学期将现金盘点、存货盘点、往来清算等技能嵌入《审计》课程的常规教学中。

3、嵌入的方式

将会计岗位的各项技能要求以什么方式嵌入到会计常规教学中,是事关嵌入式教学模式能否落到实处、能否在实践中经受得住检验的关键环节。

3.1以常规课堂教学为嵌入载体要打破传统的“满堂灌”式的理论教学模式,要防止现实中的理论教学与实践教学严重脱节的现象重演,就必须将会计的出纳岗位、会计核算岗位、成本核算岗位、税务申报岗位、会计信息化岗位、财务管理岗位、内部审计岗位的技能训练分别嵌入到相对应的《基础会计》、《财务会计》、《成本会计》、《税务会计》、《会计电算化》、《财务管理》、《审计》等理论课程的常规教学中,每堂课分不清是理论课教学还是实训课训练,理论课中有实际操练,实训课中有理论讲解,每一堂课的教学都是在边理论边实训的过程中完成,真正落实边教边学边做,在学中做、在做中学,全面提高学生自主学习的能动性,大幅度提升学生的实际动手能力。

3.2借助布置课后学习任务的方式通过布置课后学习任务的形式,让学生在学校图书馆、阅览室、计算机房、电教中心或是自己的电脑上学会查阅、分析、撰写各种财务分析报告、收入费用预测报告、投资筹资方案可行报告,在撰写报告的过程中,自觉掌握了计算机的操作技能、Excel的制作技能、PPT的制作技能、应用文的写作技巧等。

3.3以课后讲座、沙龙、研讨会、案例分析会等方式借助大型专题讲座、小沙龙、小组研讨会、实际案例分析会等形式,针对价值观、人生观、职业道德、当前的社会热点、焦点等话题,让每个学生在讨论会上各抒己见、畅所欲言,锻炼学生的口语表达能力、演讲口才、独立思考的能力和创新思维。

3.4以校内企业顶岗实习的方式综上所述,嵌入式教学模式实施的主要内容。总之,学校出台相关鼓励、优惠政策,大力吸引、积极引进中小企业入驻校内承办财务公司、记账公司、税务代办公司、审计事务所等企业,一方面有利于企业降低人工成本、房租水电等开支;另一方面,有利于会计专业学生在这些财务公司中顶岗实习,将所学的理论知识全面真实地应用到会计工作的实践中,让理论在实践中得到真正意义的检验。

通信工程嵌入式培养篇5

摘要:随着电子技术的发展,嵌入式技术成为当今信息技术发展的主流技术。本文分析目前高职嵌入式专业建设存在的主要问题,结合当地区域经济的发展,从专业人才培养目标,课程体系建设,教师队伍建设等主要方面,探索了嵌入式系统应用技术人才培养的新思路。

关键词:嵌入式系统;专业建设;师资建设

中图分类号:G642

文献标识码:B

1引言

随着后PC时代的来临,技术的飞速进步及市场对高端智能产品的日益需求,从而使嵌入式系统的应用进一步专业化,走上了独立的发展道路,经历了SCM、MCU、SOC三大阶段,形成了多种应用模式。特别是随着消费家电的智能化,以及未来3G网络全面铺开,嵌入式更显重要,将产生巨大的嵌入式技术人才需求。在未来相当长的时间内,嵌入式人才都将是企业争夺的目标。因此,教育部、各省教育主管部门都高度重视嵌入式系统人才的培养。各高校以及高职院校也相继开设了嵌入式专业。

苏州是全国科技产业高度发达的地区之一,东有新加坡工业园区,西有苏州高新区,南北的吴中工业区及湘城工业区正迅速发展,在苏州与计算机、电子产品相关的企业有上千家之多。我校为了顺应社会对人才的需求,同时考虑了自身教学条件的一些优势,于2006年开设计算机应用(嵌入式系统应用技术方向)专业,为苏州培养出更多的嵌入式高级技术应用人才。

2高职院校嵌入式专业人才培养现状

嵌入式系统是软硬结合的电子设备,其所涉及的专业知识涵盖了计算机、电子、通信、控制等多个领域,嵌入式专业课程的知识点多,涉及面广,课程新颖,难度大。我校在4年的嵌入式系统专业建设发展过程中逐渐呈现出一些不成熟的地方,其中有以下四个方面的主要问题:

(1) 生源问题

嵌入式专业是一门门槛较高的专业,是一个软硬件结合的综合性、创新性专业。嵌入式专业课程的知识点多,涉及面广,课程新颖,难度大,所以需要学生的数理化的基础较好。然而,我校属于高职院校为第三批次招生单位,该专业为文理兼收。我校嵌入式系统应用技术专业近三年的生源情况如表1所示。

调查结果表明:大部分学生在入校前根本不知道嵌入式系统的概念,所以很多学根本没有主动选择该专业,基本上是被动和调剂到该专业,对该专业没有兴趣,文科学生占有很大的比例。导致学生今后的学习能力差,理科基础薄弱,主动性不高,其在基础理论知识的认知能力上有着明显的差距。同时嵌入式专业招生人数持续下降。因此,建立稳定的、高质量的生源是嵌入式系统专业办学成功的先决条件。

(2) 师资问题

目前我校嵌入式系统专业教师主要有4名,其中2位是嵌入式专业毕业的研究生,2位为原计算机应用专业的教师。虽然老师的教学认真负责,但他们都缺乏大量工程科研经验,无法深入理解嵌入式专业,无法把知识讲活、讲透,无法达到最佳的教学效果。因此,师资力量的不足,必然会引起学科与课程建设的落后,同时也降低了对学生的吸引力和影响力,为嵌入式系统专业教学工作带来了极大困难。

(3) 专业定位问题

国内高校对嵌入式人才培养主要分三个层次:研究生层次、本科生层次及高职层次。而近两年,一些高职院校也开始进行了嵌入式技术人才的培养。由于缺乏充分的市场调研和严格的科学论证,对高职院校的嵌入式系统应用

专业的定位还在摸索中。我们在借鉴其他高校的培养目标的基础上制定高职嵌入式系统专业的培养目标,充其只是高校的压缩版。

(4) 课程设置问题

嵌入式本身就是一门交叉型学科,其课程的设计、为培养目标服务的专业设置、课程开发、教材选用与编写等各个环节都会处于动态之中。所以,在4年的嵌入式系统专业建设中,我们不断修订教学计划,进行课程改革。确定了嵌入式Java、单片机原理与应用、嵌入式系统结构与应用基础、嵌入式系统结构与应用基础、嵌入式系统开发与应用、手持移动设备开发(Java)等课程为专业核心课,同时修订教学大纲。但是,我校的嵌入式系统人才培养方案有着明显的普通高等学校教学计划的印记,很难充分把握专业人才的培养规格,就业岗位的定位,以及课程内容的设计,对职业实践能力、职业素养等的培养重视不够,且没有适合高职院校嵌入式专业教学的相关教材。所以,这样的培养体系,无论是从质还是量上,都无法满足社会对于嵌入式人才的需求。

嵌入式专业的蓬勃发展验证了嵌入式人才不足的市场需求。而我校嵌入式专业学生的就业情况并不乐观,真正做到专业对口更是凤毛麟角。为此, 如何培养出与苏州、江苏、上海等长三角地区经济需求相适合的高技能嵌入式系统应用技术人才,探讨本地特色的计算机嵌入式系统专业建设显得尤为必要。

3高职嵌入式专业建设的对策

众所周知嵌入式专业课程的知识点多,涉及面广,课程新颖,难度大,而且面对教学对象是高职学生,如何将嵌入式专业建设好,我认为只有量体裁衣,因材施教。而高职嵌入式专业建设中,应本着“应用技能为主,理论知识够用”的专业建设思路,必须注意考核方法的科学性和易操作性。

3.1高职嵌入式专业的定位

高职总目标是:通过富有特色的课程,才能创造出生机和活力,做到理论以“够用”为度,重在应用性技术训练,达到复合型人才培养的目标。嵌入式开发分为两个方向,一是搞硬件设计,有时开发一些与硬件关系最密切的底层驱动程序(如BootLoader)、最初级的硬件驱动程序等。二是搞软件设计,从事嵌入式操作系统和软件的开发。因此,根据高职高专人才培养的目标,在专业对学生未来工作岗位进行调查的基础上,确定本专业的培养规格与标准,采用“宽基础、活模块”式,力求做到学用一致,强化教育实践环节,突出能力的培养,力求缩短学生就业后的磨合期,适应期,“零距离”上岗从而体现高职教育特色。打造适应本区域经济市场和企业需求的嵌入式系统应用技能型和应用型IT人才,成为苏州计算机嵌入式人才培养的重要基地。

3.2课程设置

通过对企业的岗位调研,结合我校“学分制”,按职业岗位流程构建模块化专业课程结构,全面进行以人为本、以标准为镜的课程体系的模块化建设。对该专业的19门专业课程进行技术基础知识、技术基础实践和综合应用能力等三个方面的系统分类,以理论知识够用,强化专业技能为原则,形成了适应嵌入式市场需要的嵌入式人才培养的“基于案例和项目的三维课程模式(3DCC)”。同时构建实验实训基地,强化实践教学,引入研究性学习、案例教学等教育教学模式。并注重教材建设,构建了“以学习者为中心”的嵌入式应用技术专业的开放式教学平台。通过这个平台调动学生学习的积极性,强化学生对网络知识的理解,培养学生主动学习的良好习惯,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。

3.3师资建设

要建设好嵌入式应用技术专业, 锻炼一支实践动手能力强、教学效果好的师资队伍是关键。为此,我们充分利用苏州市作为我国重要的信息技术产业基地及国家软件外包基地的优势,通过(1)积极引进高学历高职称教师;(2)聘请知名专家;(3)到企业调研交流及挂职锻炼、到国内高校进修考察;(4)鼓励主持或参与技术课题研究、承担专业建设与实验室建设任务等不断提高教师专业水平和综合素质。成立嵌入式硬件和嵌入式软件两个方向的教学与科研团队,整合和汇聚了教育资源强势。

3.4把好生源

建立稳定的、高质量的生源是嵌入式系统专业办学成功的先决条件。因此,通过学校的招生网和系部网站上加强本专业的宣传与咨询,尽量招收理科的学生。做好新生的入学教育,仔细介绍该专业的内涵,介绍良好的学习方法,积极引导学生做好自己的职业规划。同时,树立以学生为本的育人观,构建了良好的学习平台,开展物理等课程的选修,采取老带新的帮扶学习。通过多种方法增强学生的自信心和学习的主动性。

4总结

随着嵌入式系统应用迅猛发展,企业对嵌入式人才需求的缺口越来越大。而嵌入式专业的特点是涉及知识面广、综合性强、实践性强,并且学科发展快,学习难度大。因此,如何建设有特色的嵌入式应用技术专业?培养符合区域经济需求的高素质应用型技术人才?给我们的专业定位、师资、课程建设带来了很大的挑战。我们必须不断更新观念,进行课程体系和教学模式改革与创新,并加强教师队伍建设,才能培养出更多的适应社会需求的、受用人单位欢迎的。

参考文献:

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通信工程嵌入式培养篇6

[关键词]ARM体系 嵌入式方向 课程设置

[中图分类号]G643 [文献标识码]A

引言

随着嵌入式系统的广泛应用,许多高等院校计算机、电子、软件等专业针对市场需求,开设了嵌入式方向相关课程,然而同嵌入式技术的飞速发展和巨大的产业需求相比,我国高等教育体系下的嵌入式方向相关课程设置存在教学知识陈旧,缺乏实践锻炼,无法适应企业的实际需要等问题,本文首先结合我校办学特色和实际教学情况,阐述了基于ARM体系的嵌入式方向课程设置与教学方案,进而探讨了农业院校应用型计算机类嵌入式方向教学过程中存在的问题,最后对存在的问题给出了一些建议,对其他地方院校应用型嵌入式系统开发人才培养将起到一定的借鉴作用。

一、计算机专业嵌入式方向培养目标与课程设置

(1)计算机专业嵌入式方向培养目标

我校计算机专业嵌入式系统方向培养整体目标是注重工程能力培养的嵌入式系统人才培养目标,尤其侧重嵌入式系统工程应用编程等软件设计开发。根据学生的接受能力以及我校的办学特色,具体嵌入式系统的学习体现层次性、渐进性、注重操作性,在教学中注重培养在农业领域中的嵌入式系统应用能力。

(2)嵌入式方向课程设置

我校于2012年购买了30套基于ARM体系的嵌入式开发实验平台设备,可实现每人一台的教学环境,其中嵌入式开发平台采用ARM11的UP-Magic6410核心开发板,所以嵌入式方向的课程设置都是围绕ARM体系展开教学内容。

嵌入式方向课程设置遵循四个“1”,即“一种主流嵌入式微处理器、一门开发语言、一种嵌入式操作系统、一套开发工具”,嵌入式微处理器采用S3C6410X(ARM11),嵌入式开发语言主要以C语言为主,其他如汇编语言、C++语言、Java语言等为辅;嵌入式操作系统采用Linux;集成开发工具以ADS为主,辅助Windows CE开发工具,这样就能达到系统学习嵌入式技术的要求。表1是我校嵌入式方向专业课设置时间和学时整体情况。

表1:专业基础及专业课设置情况

嵌入式导论课程:介绍嵌入式的主要应用领域、嵌入式软件开发的基本概念、嵌入式软件开发的基本流程和基本方法、嵌入式系统的特点。

嵌入式操作系统课程:介绍嵌入式系统基本知识,嵌入式操作系统与通用操作系统的差别。结合典型的嵌入式操作系统对操作系统的基本构成、工作机制、系统移植剪裁和实时任务调度等内容进行介绍。我校根据具体情况选择、Linux、WinCE等嵌入式操作系统进行教学。

嵌入式程序设计基础:介绍嵌入式系统体系结构、嵌入式系统设计的基本方法、软件编程及设备接口和驱动等。通过该课程的学习,学生了解和掌握必要的嵌入式系统设计方法学的概念、方法和工具嵌入式程序设计基础,掌握嵌入式系统的基本原理与设计开发思想,学生能完成简单的嵌入式系统的软硬件设计。

JAVA开发语言:介绍Java语言的体系结构、Java语言的基本概念和程序设计的基础知识、面向对象的程序设计的思路和方法。培养学生的编程能力,使学生能够运用Java语言作为完成应用程序设计。

嵌入式接口技术:介绍键盘接口、LED显示器接口、触摸屏、通信接口、中断接口、A/D和D/A转换、ARM的JTAG接口。

嵌入式高级编程:介绍Android嵌入式开发环境搭建的方法,项目结构;Android的体系结构,嵌入式软件开发流程;嵌入式特性开发,多媒体开发,数据存储开发,联网开发等开发方法,学生通过实践能达到独立完成开发单机、网络嵌入式软件的能力。

嵌入式课程是实操性极强的课程,因此实践教学在嵌入式培养体系中占有重要的地位,既是理论讲解的验证与升华,又是培养学生创新思维和独立分析解决问题能力的重要途径。我校的嵌入式方向实践教学课程设置时间和学时大致如下表2所示。

表2:嵌入式课程实践教学设置情况

嵌入式操作系统实验内容:典型的嵌入式操作系统的基本构成、工作机制、系统移植剪裁和实时任务调度等。我校根据具体情况选择Linux嵌入式操作系统进行教学。

嵌入式程序设计基础实验内容:在现有的嵌入式开发平台上完成嵌入式系统设计的基本方法、软件编程及设备接口和驱动等,学生掌握必要的嵌入式系统设计方法学的概念、方法和工具嵌入式程序设计基础,掌握嵌入式系统的基本原理与设计开发思想,能完成简单的嵌入式系统的软硬件设计。

JAVA开发语言实验内容: Java语言程序设计的基础知识、面向对象的程序设计的思路和方法,学生能够运用Java语言作为完成应用程序设计。

嵌入式接口技术实验内容:包括键盘接口、LED显示器接口、触摸屏、通信接口、中断接口、A/D和D/A转换、ARM的JTAG接口等实验。

嵌入式高级编程实验内容:基于Android嵌入式开发环境搭建的方法;Android嵌入式软件开发流程;嵌入式特性开发,多媒体开发,数据存储开发,联网开发等开发方法,学生通过实践能达到独立完成开发单机、网络嵌入式软件的能力。

二、三位一体的嵌入式课程教学体系建设

我校嵌入式系统方向学习侧重嵌入式软件设计部分,实验室选用UP-Magic6410嵌入式实验开发平台,着重培养学生在该平台下进行嵌入式Linux程序开发的相关环境搭建与软件设计方法的能力。针对各模块以及物联网的应用背景,按照由浅入深,不同课程层次对应不同实验项目等原则,循序渐进,逐步提高,以满足不同阶段的教学要求,为学生提高了动手能力,为进一步的实践开发和毕业设计打下了良好的基础,因此,我们提出了三位一体的嵌入式方向课程教学体系结构,如图1所示。

图1:嵌入式方向教学体系结构

(1)基础型

基础性包括基础知识和基本技能,主要是为了满足基本的教学要求和教学目标,课程包括ARM体系的基本知识、基本技能以及基础类实验的开展。

教师在基础性课程实施时,可以根据各自的科研项目按照模块化将案例分解到各个部分,鼓励学生对实例所采用的技术和方案进行不同角度的评价,变被动知识灌输为主动探索思考,使教学理论知识与科研实践有机地结合在一起。

(2)提高型

提高型包括ARM体系基础型知识的深化和提升,包括理论知识和实践内容的进一步深化,理论知识包括嵌入式编程的设计思想和设计方法的提高,实践教学包括设计类实验,每个实验课题规定1周或更长的时间让学生动手设计开发嵌入式应用程序,在强调基础性知识掌握的同时,鼓励学生创新的综合设计。使得学生既掌握了一些具体的通用的嵌入式系统的开发方法,也能发挥主观能动性,独立设计并实现较完整的嵌入式系统,激发学习、创造热情。要求学生课外查找资料进一步地学习,引导学生进行主动性学习,对某些问题进行深入的分析研究,进而提出自己的设计思想,教师全程指导学生答疑指导工作,启发学生进行嵌入式编程,为学生提供一些解决问题的方法。

(3)综合型

综合型主要指的是依托科研项目实践来锻炼和提高学生动手能力。科研项目可以包括教师的科研项目、学生的科研项目以及依托科研项目或实践基地完成的毕业设计项目。

嵌入式方向课程授课教师可以鼓励学生参与到教师科研项目之中,如笔者主持的嵌入式系统温室环境监控系统应用项目,学生直接参与到前沿的课题和项目中去,成立了兴趣小组,将温室环境监控系统分解成若干子题目,交由各兴趣小组,模拟项目的形式实践开发,真正做到“在学中做,在做中学”,以务实的项目培养学生的实践科研能力。

近年来,北京地区大学生课外科技活动开展的力度逐年加大,笔者指导的学生主持的北京市大学生科研计划,利用嵌入式平台,对温室环境等参数检测,进而对温室大棚实现智能化控制,学生在该课题中,运用所学理论知识,系统的完成了整个项目,获得了北京市大学生科研计划成果二等奖,尤其值得一提的是,毕业的学生在担任京郊村官期间,将课题成果应用于所服务的村镇,取得了良好的效果。实践证明,鼓励学生参与课外科技活动,将会拓展学生的知识体系,并学以致用,对进一步提高学习兴趣以及培养合作精神发挥了至关重要的作用。

学生的毕业设计是所学知识的综合运用的过程,学生从事的毕业设计已经不仅仅是课程实践教学,而且还是从事科学研究的过程。为了保证提供充分的毕业设计时间,提高设计论文和专业课的学习质量,做到有的放矢,我们将毕业论文提前到第七学期安排任务,进行设计任务的前期准备及调试工作。

三、建议

(1)采取层次化的知识体系

嵌入式方向的理论知识体系体现专业基础知识、专业综合知识、专业系统知识由易到难的渐进性和层次化。

专业基础知识包括嵌入式导论、嵌入式操作系统、嵌入式程序设计基础等课程,这些课程的学习包括嵌入式系统基本概念、典型的嵌入式操作系统的基本构成、工作机制、系统移植剪裁和实时任务调度等;嵌入式系统设计的基本方法、软件编程及设备接口和驱动等内容。学生通过这些课程的学习目标是掌握必要的嵌入式系统设计方法学的概念、方法和工具嵌入式程序设计基础,掌握嵌入式系统的基本原理与设计开发思想,能完成简单的嵌入式系统的软硬件设计。

专业综合知识包括嵌入式高级编程、通过实践课程获得的综合性知识。这些内容包括智能终端的嵌入式软件开发方法、编程开发流程;数据存储开发、联网开发等开发方法,学生通过学习能达到独立完成开发单机、网络嵌入式软件的能力。

专业系统知识包括基于行业背景的嵌入式软件开发知识,这一层次是通过专业实习和毕业设计的环节完成的,也就是通过实践综合完成的项目后获得的知识,这不仅涵盖了符合社会需求的嵌入式方向的新知识、新技术,还包括企业的项目实施机制等无法从学校课本学习到的知识,为学生顺利走向社会工作岗位提供了重要的支持。

(2)采取多方位的实践教学体系

嵌入式系统作为实操性极强的课程,通过强化夯实基础实验、丰富实践综合教学内容,获取更多的实践项目的多方位立体化实践教学模式对培养高素质嵌入式系统人才至关重要,目前,我院嵌入式实践教学改革还处在起步阶段,今后我们将在智慧农业背景下,立足于农业院校发展特色,将嵌入式系统实验实践体系作进一步完善,重点培养学生的创新思维和独立分析解决问题能力。

针对在校学生缺少行业背景知识这一问题,需要大力开展与企业的相关合作,直接把学生派到企业进行16周的专业实习甚至12周的毕业设计,在工程实践项目选择上,应该尽量选择企业的实际项目,尽可能覆盖嵌入式领域的内容,比如嵌入式项目一般包括需求分析、硬件平台设计、软件平台设计(包括嵌入式OS的选择)、应用程序的开发与系统测试等多方面,使学生能够通过查阅一定的资料,利用所学的知识解决工程实际中的问题。学生在实践工程项目中完成毕业设计和论文,综合能力得到极大的提升,同时学生可以掌握企业项目的实施机制,为毕业后快速进入项目开发打下良好和基础,从而实现人才培养和社会需求的无缝对接。

四、结语

随着嵌入式技术的高速发展,嵌入式方向课程体系也应不断改进与之相适应。本文从ARM体系的嵌入式方向培养目标出发,提出了三位一体的课程体系结构,采取层次化理论知识和多方位的实践教学方式,使学生在学校就具备扎实的专业知识和技能,最后将学生送入实训基地做企业实际项目,为学生走向工作岗位打下良好的基础,最终达到计算机专业嵌入式方向的教学和培养目标。

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通信工程嵌入式培养篇7

关键字:嵌入式系统;人才培养;教学方法

G42 文献标识码A 文章编号

嵌入式系统(Embedded System)是当今最为热门的领域之一,嵌入式开发从业人员的需求也与日俱增。为满足社会人才需求,很多高校都开展了嵌入式系统相关课程的建设与教学。大多高校只是在现有相关专业课程体系中增加了一两门嵌入式系统相关课程,但嵌入式系统完整的课程体系没有形成,更没有确定嵌入式系统人才的培养模式;并且教学内容繁杂,深度不够,导致学生学习缺乏目的,失去学习积极性。不仅如此,嵌入式系统教学实践性强,在实践环节,多数高校受实验设备、实验场所以及师资的影响,大多数是开设一些验证性实验,实验内容与实际工程应用相差较远[1]。基于以上原因,高校在嵌入式系y教学方面需要提出一系列的改革方案,并加以落实。

本文嵌入式系统教学改革以本校计算机科学与技术专业(嵌入式方向)为研究对象,构建了计算机专业嵌入式方向的课程体系;在教学方法上结合CDIO教育模式,面向案例驱动和互联网+,提出了创新人才培养的方法和手段,完善了嵌入式系统的教学体系,对创新人才的培养发挥了作用。

一、嵌入式系统教学特点及现状分析

嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。以上是国内普遍认同的嵌入式系统的定义,从该定义指出了嵌入式系统的两个显著特点:

1.软硬结合:嵌入式系统是专用计算机系统,由软件和硬件组成,开发设计需要软硬件协同,这要求学生既要具备硬件知识,还要熟练编程,要从系统的角度去学习。

2.面向应用:嵌入式系统以应用为中心,不同的应用领域的项目,都存在较大的差异性,嵌入式系统的教学应当从应用出发,提高学生动手能力,培养学生的创新能力和创新精神。

针对上述嵌入式系统教学特点,本人结合自身嵌入式系统教学经验,以创新人才培养为目标,探讨面向计算机科学与技术专业(嵌入式方向)的嵌入式系统教学改革。

二、嵌入式系统课程体系改革

1.嵌入式系统课程知识体系

结合自身及学生的特点,在实际教学中选用ARM Cortex-A8开发板,以该开发板为基础,进行嵌入式系统相关技术的讲解,构建嵌入式系统课程知识体系。将嵌入式系统的课程体系分为以下3个部分:

(1)专业基础课。开始的课程多而杂,容易导致学生学习没有目的、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)专业核心课。开设的课程主要讲授嵌入式系统的体系结构、指令集、开发步骤,让学生掌握基于嵌入式操作系统的应用开发。传统的先理论后实践的教学方式,不利于学生实践动手能力的培养,会造成学生“眼高手低”。我们采用基于项目的理论加实践教学方式,将项目的各个环节融入理论教学,理论与实践同时进行。

(3)专业选修课。这类课程主要是服务于专业核心课程,对专业核心课程进行扩充,扩展学生的知识面,辅助学生找到自己的兴趣爱好点,课程开设的原则是实用、具体、新颖,最终面向各个应用领域[2]。

2.嵌入式系统实践教学

嵌入式系统具有实践性强的特点,实践教学环节显得及其重要,它是理论知识的验证与升华,也是嵌入式系统教学成败的关键。结合计算机专业的特点,嵌入式系统实践教学将实验与实训结合,培养学生理论、综合、设计、创新实践能力。

基础实验。这类实验主要是对大纲中的理论进行验证,操作内容和步骤较具体,并且理论老师和实验老师同时指导,使实践教学与理论教学相辅相成。

综合实验。这类实验综合了嵌入式系统的知识体系,主要是培养学生的独立思考、理论实践相结合以及对知识 的综合应用能力。

设计实验。这类实验在前两类实验之后,一般采用课程设计的教学形式。这类实验只有目的和要求,没有具体内容和步骤,要求学生自己完成,老师给予一定指导和答疑,验收学生的完成情况[3]。

实践教学内容安排应随嵌入式技术发展进行调整,实验项目设置上应按照:从基础实验到综合实验、从验证实验到设计实验、从实训项目到创新实验,安排上按照每学年的计划,从实际应用开发的角度出发,注重学生创新能力的培养。

三、面向创新人才培养的嵌入式系统教学方法

嵌入式系统在当前创业创新环境中具有重要地位,嵌入式人才培养要比以前更注重创新应用开发,更注重挖掘学生创新思想,激发学生创新灵感。在嵌入式系统技术日新月异的新常态下,以前身怀绝技的老师由于长期在教学一线,来不及紧跟业界动态,逐渐脱离新技术的发展。科研和教学互动的良性闭环尚未成熟,因此,嵌入式系统人才培养要比以前更注重与业界的结合,只有这样才能培养出符合业界需要的嵌入式创新人才[4]。

1.基于CDIO理念

CDIO(Conceive、Design、Implement、Operate)是构思、设计、实现、运作四个单词英文的缩写,它是“做中学”和“基于项目教育和学习”(Project based education and learning)的集中概括和抽象表达[5]。嵌入式系统是一门注重学生实践能力培养的课程,将课程教学与CDIO理念相结合,重点培养学生的创新能力。

我们依据CDIO的理念、大纲和标准,商讨和制定了以知识、实践和创新培养为目的的培养计划[6]。首先,人才培养计划不再是以“讲授知识”为主要目的,而是以“知识为载体,实践和创新能力培养“为目标。其次,围绕创新人才所应具备的素质――专业技术、工程能力和创新意思,以项目开发为导向,以突出学生个性为核心,制定了以知识、实践、创新能力培养为目的的培养方案。最后,根据学生的兴趣爱好及特点,进行因材施教和分层次培养,突出学生个性化发展,注重创新能力培养与CDIO有机结合。

2.基于案例驱动

嵌入式教学方式如采用从局部到全局的方法,会导致初学者往往不知为何要学和学后有何用处。而从全局需求出发,逐一讲授各项技术,采用贯穿核心n程学习的案例来驱动,让学生在学习专业知识的过程中体验项目设计的过程,使学与做之间形成良性循环。

以车载嵌入式系统为案例,贯穿整个嵌入式系统的软件和硬件教学,结合汽车嵌入式系统的车载网络,让学生熟悉汽车嵌入式系统开发的方法和流程,最终掌握嵌入式系统在汽车上的开发和应用。车载嵌入式系统硬件主要介绍ECU相关的硬件知识;软件介绍常用车载实时操作系统,重点介绍汽车嵌入式系统的软件构成;车载网络介绍通信、网络协议的基本概念,重点介绍CAN和LIN总线的基本应用;开发方法和流程讲解基于MBD和V模式的开发方法,介绍主流的行业标准和建模工具。

3.基于互联网+

“互联网+”是总理在十二届全国人大三次会议上第一次提出。所谓“互联网+”,是指以互联网为主的新一代信息技术(包括移动互联网、云计算、物联网、大数据等)在经济、社会生活各部门的扩散、应用与深度融合的过程,这将对人类经济社会产生巨大、深远而广泛的影响[7]。

“互联网+”不是什么新技术,而是现有技术的换代升级。“互联网+”与嵌入式系统有密切联系,但还未很好融合,如何将“互联网+”的信息技术融合到嵌入式系统的教学中去,是我们研究的难点。在专业选修课设置上,课程要与“互联网+”信息技术相结合,如开设物联网概述、手机移动应用程序设计以及大数据概述等课程,扩展学生的视野,培养学生的创新思维,适应“互联网+”综合性人才需求。

四、结束语

目前,针对本学院计算机专业嵌入式方向的嵌入式系统教学改革正在深入进行,根据创新人才培养的需求,积极开展师资队伍建设,对嵌入式系统课程体系和实践教学进行全方位的构思与设计。嵌入式系统教学中坚持以创新人才培养模式改革为切入点,以培养学生创新能力为目标,建立大学生创新教育的课程体系,完善学生的知识结构,提高学生创新能力和实践能力,预示着作为交叉学科的嵌入式系统在创新人才培养中有着巨大的发展空间[8]。

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通信工程嵌入式培养篇8

基础课程改革 教学体系 教学方法 教师培养

一、引言

嵌入式系统的应用日益广泛,可以说无所不在、无处不在,嵌入式系统的快速发展也极大地丰富、延伸了嵌入式系统的概念。嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用计算机系统。以嵌入式计算机为核心的嵌入式系统是继IT网络技术后,又一个新的技术发展方向。IEEE(国际电气和电子工程师协会)对嵌入式系统的定义为:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。嵌入式系统已广泛应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器仪表等众多领域,可以说嵌入式技术无处不在。由于社会对掌握嵌入式技术人才的大量需求,使嵌入式软硬件工程师成为未来几年最为热门的职业之一。

二、嵌入式系统教学特点

嵌入式系统开发与应用的内容繁杂,涉及基本的硬件知识(如嵌入式微处理器及其基本的接口知识、扩展的人机接口、网络通信接口等)、操作系统(应该至少了解一种操作系统的中断、优先级、任务间通信、同步等知识)、程序设计知识(C、C++、汇编语言程序设计,至少熟悉C语言);同时,还涉及一定的数字电路知识以及使用示波器、逻辑分析仪等基本技能。因此,在系统学习本门课程之前,必须先修微机原理与接口、C语言程序设计课程,有一些计算机操作系统原理、体系结构和系统结构的基本概念,同时对于网络协议有一定的了解。在IEEE计算机协会2004年6月的Computing Curricula Computer Engineering Report,Ironman Draft报告中,把嵌入式系统课程列为计算机工程学科的领域之一,把软硬件协同设计列为高层次的选修课程。美国科罗拉多州立大学“嵌入式系统认证”课程目录包括实时嵌入式系统导论、嵌入式系统设计和嵌入式系统工程训练课程。美国华盛顿大学嵌入式系统课程名称是嵌入式系统设计导论,它基本包括了前面三门课程的内容。

三、嵌入式系统教学现状

从2002年起,全国许多高校的计算机系、电子系、自动化系和软件学院陆续开设了嵌入式系统课程,据估计大约有200多所院校开设了这门课程,有的院校甚至还开设了嵌入式技术专业和嵌入式技术系,本校也在计算机、自动化等专业开设了这门课程。但由于受传统教学体系的影响以及实验条件的限制,目前本校的嵌入式系统课程在教学内容设置、教学方法手段、实验实习等方面都与这门课程以实际应用为主的基本特征严重脱节。学生完成这门课程后,只能进行一般的、基于指令基础上的简单编程,而不能进行基本的应用系统设计,而要想进行较大规模的应用系统设计则需要更长的时间。经过仔细分析,存在的问题主要有以下几个方面:

(1)教学内容不够合理。各个专业的教学内容基本一样,重点不突出,无法发挥学生所学专业的特长。通常嵌入式开发人员由两部分人组成,一部分是电子工程、通信工程等偏硬件专业出身的人,另一部分是学软件编程的计算机专业出身的人。电子工程、通信工程等专业的学生在硬件设计方面比较突出,而计算机专业的学生则比较善于软件的设计。

(2)教学方法手段不合理。课程的授课方式以理论课为主,实验学时较少,一般理论课时都会占了全部课时的80%左右,而实验课时一般只占了20%。实验的内容也不够合理,实验的深度不够,学生的动手能力得不到充分的锻炼。

(3)本校目前的嵌入式实验教学,仍停留在20世纪80年代初发展起来的以8位51单片机为核心的教学水平上。在面向实际的工程应用中,以32位ARM为核心的嵌入式技术日益成为高性能嵌入式技术应用的基础,所以建立一个全面的、新的、基于ARM技术的嵌入式实验教学体系十分必要和紧迫。

(4)没有安排专门的嵌入式系统课程设计,使学生无法把所学的知识联贯起来运用,系统开发的能力得不到提高。

(5)师资力量匮乏,熟悉嵌入式技术的教师数量不多,教师的实践能力不强,造成只能照本宣科,无法实际指导学生。

四、嵌入式系统课程教学改革措施

针对这些问题,应从基础课程改革、新教学体系建立、教学方法、教师培养等方面入手,对嵌入式系统课程进行不断探索和改革。

(一)对基础课程改造

将单片机课程改造为嵌入式系统应用,完成从定式设计到实时设计的转变;将计算机原理课程改造为嵌入式系统原理,着重介绍嵌入式系统原理和体系结构,将电路课程改造为集成电路工程应用,由模拟电路、数字电路通过HDL/EDA/CPLD向IP设计、SoC设计发展;开设“嵌入式系统工程设计方法学”课程,介绍知识平台的观念与方法、计算机工程方法、系统工程作业方法、企业项目管理方法等。

(二)建立基于ARM的嵌入式系统课程教学体系

1.理论教学

理论教学的教学内容设置如下:

(1)嵌入式概述

主要介绍嵌入式开发的基本知识。

(2)硬件环境

这部分应对ARM技术进行论述,包括ARM指令集、Thumb指令集、存储控制器、I/O端口、DMA功能、UART接口、中断控制器、时钟电源管理器、PWM定时器、LCD控制器、A/D转换器、RTC功能、IIS总线等。

(3)嵌入式操作系统

现在大部分院校都开设了Linux操作系统的课程,而且国家也大力提倡使用Linux操作系统,所以建议选用嵌入式Linux。这部分应主要介绍操作系统概念、操作系统内核、Linux和μCLinux、任务和任务调度、实时OS(RTLinux)、GUI、API、文件系统等。

(4)软件开发环境

主要介绍软件开发环境、软件开发过程、交叉编译、链接调试、下载、板级支持包(BSP)、MiniGUI图形应用程序设计、Linux内核移植与编译等。

(5)驱动程序

主要介绍设备驱动机制、键盘鼠标驱动、触摸屏驱动、网口驱动、红外、USB驱动等。

2.实验教学

实验硬件平台可选择基于ARM9内核的微处理器芯片,如S3C2410(基于ARM920T),软件平台可选择ARM-Linux。实验内容包括基础实验和综合实验。

(1)基础实验。

基础实验内容可包括熟悉Linux开发环境、多线程应用程序设计、串行端口实验、A/D接口实验、D/A接口实验、CAN总线通信实验等。

(2)综合实验

综合实验内容可包括Linux内核移植实验、触摸屏驱动实验、系统中断实验、键盘鼠标驱动实验、SD驱动使用实验、基于PCMCIA的CF卡读写和无线局域网通信实验等。

3.课程实习

在整个课程完成后,还应该安排专门的嵌入式课程实习。课程设计的任务是完成一个应用程序的开发,课程设计题目每年不断更新,学生可以根据自身掌握的程度选择不同难度的题目,分值依据题目难易程度而定。学生也可以自拟题目,为保证题目的难度和规模能达到教学要求须经任课教师认可。题目有:在Linux环境下的闹钟提醒程序、串口调试程序、文本编辑器、计算器、画图、贪吃蛇等。

实习的过程可以模仿企业嵌入式系统开发过程进行,如厂商新推的嵌入式微控制器(MCU),模拟开发MCU评估板。因为嵌入式系统的开发一般包括硬件设计和软件开发两部分,所以可以安排不同专业的同学混合编组,共同实习,这样即贴近开发实际,又培养了组员之间的合作精神。

如果有条件的话,还可以与企业合作,建设与产业水平同步的工程实践环境。另外,可以鼓励学生积极参与国家和地区举办的各种电子设计大赛。在实践中强化知识,锻炼综合能力与检验学习效果。

(三)合理的教学方法

应多采用多媒体教学,制作符合教学内容和教学实验的CAI课件。教学时注重启发式教学,引导学生思维,充分发挥学生的主体地位,培养学生的思维能力与自学能力,提高书面表达能力。

嵌入式系统是一门实践性很强的学科,它的教学目的是为了让学生学到一种嵌入式平台开发和设计的方法,所以实验教学在整个教学体系中占了很重要的地位,所以在课时分配上,理论课可以占总课时的1/3,基础性实验课可占总课时的1/3,综合性实验课可占总课时的1/3。授课地点可以设在实验室,实现“边做边学,先学后做,现做现学”等灵活的教学手段,提高学生的学习效率。

采用合理的考核方式,由应试教育向素质教育的转变,考核方式的改革是一个重要因素。本课程学生的综合成绩的评定,由期末考试成绩(60分) +实验成绩(20分) +实习成绩(20分)构成。这样更能全面和客观地反映学生的学习情况。

(四)嵌入式教师培养

由于“嵌入式系统”作为一门新兴的学科,需提供更多的研讨学习交流机会,鼓励青年教师多参加相关的科研项目,以建立一批既具有嵌入式理论知识和实践经验、又有较高教学水平的教师队伍。

五、结束语

本文针对嵌入式系统课程存在教学效果不理想的实际情况,分析了问题存在的原因,针对信息类学科特点和学生学习的特点提出了一些改革建议,以此努力构建融课堂教学和包括实践教学在内的多样化教学形式相结合的新型教学模式。希望对于广大教师能够具有一定的参考价值,进一步促进该门课程教学水平的提高和教学效果的增强。

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