職業(yè)院校嵌入式課程開設特色

蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術學院 魏萬云

職業(yè)院校嵌入式課程開設特色

蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術學院 魏萬云

嵌入式是當前發(fā)展最快、應用最廣、最有發(fā)展前景的信息技術應用領域之一。目前，許多高等院校的計算機、電子、軟件等專業(yè)針對市場需求，開設了嵌入式系統(tǒng)相關課程,也在逐步完善既符合學生畢業(yè)后的實際應用又適應社會就業(yè)需求的嵌入式實踐教學體系。本文針對嵌入式系統(tǒng)教學的特點，分析高職院校開設嵌入式課程設置的特色以及采用的教學方法，希望能更好的培養(yǎng)出滿足社會需求的高素質嵌入式人才。

嵌入式系統(tǒng)；課程設置；課程學習

引言

隨著電子技術和信息技術的快速發(fā)展，嵌入式硬件技術與軟件技術的不斷成熟，嵌入式系統(tǒng)的應用越來越廣泛，特別是隨著消費家電的智能化，嵌入式更顯重要。像我們平常見到的手機、PDA、電子詞典、可視電話、VCD/DVD/MP3Player、數字相機（DC）、數字攝像機（DV）、U-Disk、機頂盒（SetTopBox）、高清電視（HDTV）、游戲機、智能玩具、交換機、路由器、數控設備和儀表、汽車電子、家電控制系、醫(yī)療儀器、航空航天設備等等都是典型的嵌入式系統(tǒng)，隨之而來的是社會對嵌入式產品開發(fā)人員的需求也在增多。因此，許多高校都開設了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方面的系列課程。由于嵌入式系統(tǒng)課程實踐性強，涉及的知識面寬，對實驗教學的要求高，包括實驗教師、硬件配置、實驗項目的配置等。因此，職業(yè)院校如何開設嵌入式系統(tǒng)的相關理論與實驗課程，如何接受嵌入式技術帶來的挑戰(zhàn)，并逐漸形成較規(guī)范的教學體系已成為一個重要的研究課題。

1 嵌入式系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)被定義為以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用系統(tǒng)，是后PC時代最熱門的研究領域之一。嵌入式計算機系統(tǒng)設計技術融合了傳統(tǒng)的軟硬件設計技術，已成為電子工程技術人員必備的專業(yè)知識。

嵌入式開發(fā)因其廣泛的應用領域及巨大的人才缺口，其培訓被列入國家商務部門實施服務外包人才培訓“千百十工程”，并對符合條件的人才培訓項目予以支持。早在2004年，全球嵌入式系統(tǒng)產品的產值已經達2000億美元，國內嵌入式軟件的產值600億人民幣。2014年全球嵌入式系統(tǒng)產品的產值已經達2萬億美元，到2015年，國內嵌入式軟件的產業(yè)規(guī)模，達到5000億元人民幣，成為中國軟件產業(yè)快速發(fā)展的重要驅動力。今天，嵌入式系統(tǒng)產品的研制應用已成為我國工業(yè)化促進信息化，信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的典型例子，也是備受關注的新的國民經濟增長點。據預測，隨著internet的迅速發(fā)展和廉價微處理器的出現(xiàn)，嵌入式將在日常生活里發(fā)揮更大的作用。

嵌入式是計算機應用的一個重要新興領域，高職院校必須抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，為學生就業(yè)開辟新的就業(yè)領域，為高職院校在新的經濟形式下贏得一席之地，。嵌入式課程是涉及到硬件和軟件的綜合性應用課程，嵌入式課程是最能激發(fā)學生學習主動性和創(chuàng)新意識的實踐性很強的課程，而且嵌入式常常和新產品、新技術聯(lián)系在一起。

對于高職院校的學生而言，在學校的學習過程中，能夠了解嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程，提高實驗動手和調試能力，熟練掌握嵌入式開發(fā)中的某個環(huán)節(jié)開發(fā)或者某個環(huán)節(jié)中的部分開發(fā)，就足以應對將來的就業(yè)，適應將來的工作。換句話說，學校對于學生的培養(yǎng)是在有針對性培養(yǎng)的基礎上更注重基本素質、基本能力的培養(yǎng)，為將來的工作做好準備；而工作是對這種培養(yǎng)的延續(xù)和強化。

2 課程設置

教育部《關于以就業(yè)為導向，深化高等職業(yè)教育改革的若干意見》明確指出：“高等職業(yè)院校必須把培養(yǎng)學生動手能力、實踐能力和可持續(xù)發(fā)展能力放在突出的地位，促進學生技能的培養(yǎng)。高職院校課程的設置注重以能力為本位，以就業(yè)為導向。

不同課程模式是不同課程觀念的具體體現(xiàn)，所以對課程模式的選擇首先是對課程觀念的選擇。課程觀是教育觀在課程領域中的體現(xiàn)，是人們對課程本質、屬性、功能、目的、規(guī)律、原理和法則等問題所持的基本態(tài)度，是人們對課程的價值取向。它反映了教學規(guī)律的主要矛盾和主要特征。模式的本質特性有三個：典型性、可分類性、可復制性。高等職業(yè)教育的重點在于工作情境中的職業(yè)能力與操作技能，專業(yè)教學是一種橫向為主的模塊式教學體系，其核心要素是以職業(yè)崗位技能的專向性和操作性為依據，以培養(yǎng)學生具有扎實的職業(yè)技能、專深的崗位業(yè)務和知識、較強的技術再現(xiàn)能力為目標。所以在專業(yè)建設上應該立足高等職業(yè)教育層次，突出職業(yè)教育特點，以勞動力市場需求為導向，以提高學生就業(yè)能力為目標，實現(xiàn)由學科知識本位向職業(yè)能力本位轉變。

嵌入式系統(tǒng)的設計原理與技術不是一門課程所能講授的，需要建立一個課程體系。嵌入式系統(tǒng)涉及電子、計算機、自動控制等諸多專業(yè)知識，專業(yè)性強，包括了操作系統(tǒng)、微機原理、編程語言程序設計、計算機網絡和接口設計等內容，是軟件、硬件的結合。因為嵌入式系統(tǒng)本身就是計算機系統(tǒng)。從廣義上講，目前計算機專業(yè)課程體系中所設置的許多專業(yè)基礎課，如數字邏輯、C/C++程序設計、計算機網絡等，對嵌入式系統(tǒng)學習者同樣重要。由于嵌入式系統(tǒng)涉及的知識面廣、應用層面廣，所以應針對嵌入式系統(tǒng)設計與應用的不同層面的需求，設置不同層面的課程體系。

四川大學計算機學院/軟件學院是率先在國內開設嵌入式系統(tǒng)課程的學院之一。在教學內容的安排上，考慮到市場的具體需求和當前嵌入式技術的發(fā)展狀況，“ARM硬件平臺+嵌入式Linux開源操作系統(tǒng)+Win CE商業(yè)操作系統(tǒng)”作為主要的教學內容。選擇ARM作為硬件平臺是因為目前嵌入式CPU中的90%的產品是以ARM作為IP核的，因此它不僅具有實用性，也最有代表性。在操作系統(tǒng)方面，嵌入式Linux和Win CE是當前最具有發(fā)展?jié)摿Φ那度胧讲僮飨到y(tǒng)。選擇兩個嵌入式操作系統(tǒng)的好處是可以讓學生通過比較，更加充分地理解嵌入式系統(tǒng)的開放流程和特點，而且給學生提供了更加廣泛的就業(yè)空間。應充分體現(xiàn)國際流行的“Learning by doing”的教學理念，購買嵌入式實驗設備，創(chuàng)建專門的嵌入式課程體系實驗室。在系統(tǒng)設計教學上，設立獨立的實驗課時，設置基本型和開放型實驗內容。因為嵌入式教學不能脫離實踐操作，只在課堂上講解枯燥的原理和概念，培養(yǎng)出的學生“會考試，不會動手”。

綜合嵌入式專業(yè)領域對人才的需求情況，在高職院校中對嵌入式人才的培養(yǎng)更多的應定位于產品的營銷推廣和測試維護方面。根據高職院校嵌入式專業(yè)的教學培養(yǎng)定位，我們將高職院校嵌入式專業(yè)的課程體系分為五類。分別是：專業(yè)基礎課程，專業(yè)核心課程，專業(yè)實踐課程，專業(yè)拓展課程和工程實踐課程。其中，專業(yè)基礎課程是整個嵌入式專業(yè)課程的基礎，在專業(yè)基礎課程當中重點是給學生傳授嵌入式專業(yè)的各種基本原理、基本概念、基本方法。專業(yè)核心課程是整個嵌入式專業(yè)教學中最核心的部分，其所包含的課程是整個嵌入式專業(yè)中最重要、最精華的課程，學生對專業(yè)核心課程的掌握程度直接影響到今后走向工作崗位的基本能力。專業(yè)實踐課程的開設主要是為了滿足學生在學習過程當中遇到的大量需要動手實踐的內容。因為嵌入式專業(yè)具有很強的實踐性，很多內容都是需要學生經過實踐之后才能夠加深理解和掌握。學生在掌握了專業(yè)核心課程和專業(yè)實踐課程的基礎之上，再為學生開設一些相應的專業(yè)拓展課程和工程實踐課程，可以拓展學生的知識面，促進知識點的升華。五類課程聯(lián)系密切，組成一個有機的整體。

對于高職院校的學生而言，在學校的學習過程中，能夠了解嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程，提高實驗動手和調試能力，熟練掌握嵌入式開發(fā)中的某個環(huán)節(jié)開發(fā)或者某個環(huán)節(jié)中的部分開發(fā)，就足以應對將來的就業(yè)，適應將來的工作。換句話說，學校對于學生的培養(yǎng)是在有針對性培養(yǎng)的基礎上更注重基本素質、基本能力的培養(yǎng)，為將來的工作做好準備；而工作是對這種培養(yǎng)的延續(xù)和強化。

3 課程學習

現(xiàn)代教學理論的一個重要思想就是改變和轉換傳統(tǒng)陳舊教學理念下教師和學生的角色，學生從知識的被動接受者變?yōu)橹鲃訕嫿ㄖ?，教師從知識的傳輸者變?yōu)橹笇д?。西安航空職業(yè)技術學院電子工程系經過一個學期的嵌入式系統(tǒng)課程教學實踐認為，對于高職院校在課程教學中應以實驗和實訓為主，講授為輔。在教學實踐中采用了先實驗后講授的方法，取得了良好的效果。雖然實驗階段學生并不懂實驗原理，但經過一系列成功操作，學生的好奇心和成就感被激發(fā)出來，自然而然產生刨根問底的想法，在進行理論課的教學，效果會更好。

相對于傳統(tǒng)的教學模式，案例式教學也是一種教學效果比較良好的創(chuàng)新式教學模式。案例式教學是指通過選取合適、經典的應用案例作為教學內容，讓學生在現(xiàn)實的應用案例中學習各種顯性的知識、方法、技巧等，而且在學習過程中引導學生思考，促進學生通過具體的情境，將隱性的知識外顯，或將顯性的知識內化。在案例式教學過程當中，作為某一課程教學過程中最終要達到的目標，一般是由老師在課程之前給學生先設定一個特定的設計任務。那么通過該課程的教學，其最終目的是要讓學生能夠動手實踐來完成這一設計任務。因此在應用案例式教學的過程中，既需要對教學過程合理規(guī)劃，也需要對教學內容合理組織安排。

就學生而言要學好一門功課，除了不斷的努力以外，還要講究學習的技巧和方法，這樣才能達到更好的學習效果，提高學習效率。在學習上，不要想著偷懶，不要想著不動腦筋就能取的好成績，要想盡辦法搜集利用一切可以獲得到的學習資料來輔助自己學習。三星的S3C44B0對初學者來說比較合適，因為接口資源比較豐富，技術成熟，資料較多，應該十分適合于初學者，有問題很容易找人幫忙解決。因為大多數人都很熟悉，就如同51類的單片機，有N多位專家級的人物可以給你幫忙，相關問題得以很快解答，所以業(yè)界認為這款ARM都用得爛了，但對于初學者這卻是件好事。

4 結束語

嵌入式專業(yè)是一個新興的專業(yè)，其專業(yè)建設可謂并無現(xiàn)成的經驗來參考，所以整體的專業(yè)建設仍然需要不斷積累經驗、不斷摸索創(chuàng)新，隨著科技的不斷發(fā)展，嵌入式專業(yè)肯定會成為新的行業(yè)主流，我們高職教育更應該順應時代的潮流，不斷完善嵌入式專業(yè)建設工作。在高職院校引入嵌入式教學是一個不容回避的任務，社會要求高職院校培養(yǎng)能夠適應企業(yè)需要的各類相關人才，學生也企盼能夠在三年的學習生活中學到一技之長，以增強融入激烈競爭的社會能力。高職教師應該積極探索先進的教學手段，使學生在學校求學期間逐漸培養(yǎng)出較強的學習與應以能力，走入社會后成為企業(yè)所需要的人才。

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[5]牛薌潔．嵌入式課程實踐教學改革與創(chuàng)新[J]．科技創(chuàng)新導報,2013,9．

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魏萬云（1971—），副教授，研究方向：電子通信。