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[摘要]在结合我国目前嵌入式专业教学的现状的基础上，本文首先分析了我国嵌入式教学存在的一些问题；其次根据目前企业对IT类人才应具有的知识和能力的要求，并结合我院的教学目标和特点，提出IT类人才的培养要求，从而调整我院IT类专业的课程设置和给出教学改革方案；最后对该教学改革方案实施的效果进行了总结。
[关键词]嵌入式 课程体系 教学改革
[中图分类号]G64 [文献标识码]A
引言
在后PC时代，通用PC不再是IT舞台的主角。根据业界对未来科技发展趋势的预测，由于无缝计算的发展，使移动计算、移动商务的要求将平台从固定不动的桌面PC，迅速转移到MP3、手机、数码相机、PDA等移动平台上。然而，在这些形式多样的移动设备后面，是嵌入式系统在支撑它们正常运行。嵌入式人才属于IT开发的“白领”。资料显示，嵌入式开发将成为未来几年我国最热门最受欢迎和最有发展前途的应用领域之一。但是，与巨大的市场潜力和产业需求相比，我国高等教育体系下嵌入式系统的教学知识相对落后，学生缺乏一定的实践能力，毕业后很难适应企业的实际需要。因此，嵌入式才的缺乏正在阻碍我国嵌入式技术的发展[1-2]。本文基于这样的社会现状，首先分析我国目前嵌入式专业教学的现状，阐述了嵌入式课程体系的知识结构，其次针对我院IT类专业嵌入式方向的课程设置与教学进行了探讨。
一、嵌入式教学存在的问题
高等学校嵌入式系统教学始于上世纪八十年代初期的Z80单板机、微机原理教学,其后8位单片机统治高校嵌入式教学长达20年之久[3]。随着信息技术的飞速发展，各高等院校为了满足社会对高层次嵌入式技术人才的需求,均陆续开设了嵌入式系统课程。但是对嵌入式技术的学习缺乏一定的专业性、完善的教学和技术支持,课程教学质量很难得到保障。教学内容先进而教学方法性对落后；理论教学与实践教学的存在一定矛盾。因此学生对嵌入式技术的学习仅仅停留在理性概念的理解上，缺乏对嵌入式技术的感性认识。
所以针对目前高校的嵌入式系统学习，我认为在嵌入式教学方面还存在如下问题：
(1)专业体系课程的设置和定位不明确：对于嵌入式系统既包括软件技术也包括硬件技术。在电子类、通信类、计算机类专业都可以开设嵌入式方向，但培养目标是不相同的、课程设置和侧重点也不相同，而目前有些高校只是根据技术潮流笼统地开设一门课程，远远达不到系统地学习嵌入式技术的需要。因此，高校开设置嵌入式专业时，应结合自身的特点和优势对学生专业教育准确定位。
(2)教材缺乏系列化：嵌入式技术是与行业背景紧密结合，技术日新月异而教材就很难形简单明确的知识体系，要找到一套普遍适用的系列教材就很难。这就给给嵌入式教学带来影响。
(3)教学内容更新慢：嵌入式是一门新技术课程，虽然各高校基本上都开设了这门课程，师资水平却很难跟上，好多教师都是其他相关专业转型而来的，所以对新技术的变革在短期内就很难适应过来。因此在教学内容、内容的广度、深度都会存在这样那样的不足。
(4)实践机会少：嵌入式课程是一门实践性很强的技术。而目前一些高校仅仅是对专业课程的稍微调整，增加嵌入式课程。但课程教学同时所需的实验设备短期很难到位，并且缺少与工程应用紧密结合的课程设计，从而导致高校培养的嵌入式人才创新意识薄，实践能力、综合能力差，与实际工程应用需求严重脱节，学生发展潜力不足等特点。
二、嵌入式系统课程教学特点
嵌入式系统课程还是处在发展中的年轻的技术课程,课程涉及计算机软硬件、电子学及自动化。不同专业、不同层次要求具有不同的特点。同时,嵌入式系统课程又是一门多学科交叉的课,涉及微机原理与接口、计算机组成原理、操作系统、编译技术、网络通信、人机交互、软件测试软硬件协同设计等诸多知识点。授课内容综合性强,涉及知识面广，实践性强[4]。不仅要求教师具备一般的计算机系统的软硬件知识,而且需要真正从事过嵌入式系统的开发实践,才能对嵌入式系统中的抽象概念和系统调试过程有深入的认识。所以知识之间的相互渗透，融合和发挥协同优势是目前各大高校共同面临的课题。
三、以企业需求为导向的嵌入式系统教学体系
在分析了嵌入式系统课程教学存在的问题和特点的基础上，如何发挥企业需求的导向作用，在IT类专业设置嵌入式课程体系。一个比较好的方法是根据各个学校的特点实施嵌入式课程教学，电子类、通信类、计算机类专业都可以开设嵌入式方向，但应明确定位各专业的培养目标和侧重点[5]。下面就结合我院信息类专业的设置特点，主要围绕在电子类（电子信息工程，通信工程，电子信息与科学技术）阐述其嵌入式方向的课程设置与教学。
（一）嵌入式课程体系架构
（1）嵌入式系统是一个软硬结合的系统，所以对于电子类的学生而言，学习嵌入式系统设计应体现专业特点，电子类专业学生在教学过程中比较偏向于硬件知识的学习，对于软件理论学习较少（比如只学习：C语言程序开发，数据库原理，操作系统等基本课程）但这对电子类学生学习嵌入式系统已经能满足基本的要求了。如果学生熟练掌握了嵌入式硬件接口可发技术、掌握了一门开发语言,比如C语言、一种嵌入式操作系统、一套开发工具，就达到了系统地学习嵌入式硬件开发技术的要求。其课程体系的建设应体现硬件设计及开发，并注重人才培养方案与企业需求的结合的思想，着力发挥社会需求的导向作用。根据学生的接受能力，嵌入式知识的学习应体现层次性、由易到难的渐进性、注重实践性。其知识结构由基础知识、专业基础知识、专业知识这样一个层次结构组成。
基础课程阶段:主要学习理工科院校的一些基础课程，比如高等数学，大学物理，毛泽东思想概论，马克思主义经济学等素质类课程。
专业基础课和专业课开设方案如图1所示，图中列出其主要课程，该课程体系的目标是培养嵌入式系统硬件开发的应用型人才。
图1：电子类嵌入式课程体系
专业基础如图1中底层所示，主要是为学习嵌入式硬件知识打好基础（比如模拟电子线路、数字逻辑电路设计、微机原理与接口技术等），硬件开发是与软件分不开的，所以还要专业系统学习软件开发语言和环境。
专业课主要是围绕嵌入式构架的系列课程学习，目的是为学生树立嵌入式系统知识的理论结构，为学生做好知识储备和培养学生的专业素质。其中以电子类学生课程设置的特点开设系列嵌入式系统课程，同时辅以软件理论的学习如图中右边虚线箭图所示，主要是为后续的实验训练和工程项目实训奠定比较扎实的理论基础和软件运用能力。
（二）嵌入式实践教学设置
嵌入式系统是实践性、应用性很强的课程,实践是整个嵌入式系统教学体系中最重要的环节之一,是嵌入式系统教学成败的关键。实践环节的问题很多,主要集中在实验设备的配置和实践内容的设置[6]。
对于嵌入式课程连贯性强,对学生的基础和技能要求较高,在实践环节上应该采取循序渐进的方式,把实践环节分为基础知识和实验环境、基本技能训练和综合应用3个层次[7]。其中基本知识和实验环境是让学生单独完成，主要目的是掌握基本概念、原理以及实验环境和实验设备的操作,比如在嵌入式接口学习中首先让学生掌握硬件开发平台、和软件环境的建立。基本技能训练部分也是学生独立完成，主要目的是让学生掌握基本技能和方法,如在嵌入式硬件开发中既要要求学生掌握硬件设计的原理，还要学习掌握软件开发工具的使用。综合应用部分则是让学生自由组队(3-4)人，主要是让学生把所学知识应用起来,其内容不一定局限于某门具体的课程,鼓励学生提出原创性的内容,结合嵌入式系统的开发平台自拟设计一些题目，如：
虚拟仪器(Virtual Instrument)
POS机
游戏机(Game Machine)
ATM机
网络打印机
等综合性的实验。主要用来考核学生综合知识应用、协作和嵌入式项目的完成能力。同时在综合实验时要求学生模拟企业工程项目实施的过程，要求学生：（1）要写实验申请书，有实验指导老师来审核可行性；（2）要写实验项目计划书；（3）给出实验的仿真验证；（4）实验设计报告。
经过这样的综合实验训练后，可以提高学生的创新能力，和项目的开发能力，并同时培养了学生良好工程项目习惯，拉近了学生和企业之间的距离。
（三）以企业工程项目为驱动的教学体系
我院对嵌入式人才的培养是本着“面向市场需求、定位人才培养”的原则。因此对嵌入式人才的培养关键点在于要满足市场需求。所以我们在制定教学大纲是就业为学生留下与企业接轨的机会，我们把学生的毕业实习和毕业设计作为和企业进行密切联系点。我们学院已经于北京博创电子有限公司建立了良好的合作关系，在学生大四第一学期我们就让学生在企业项目的驱动下完成毕业实习内容，具体内容有博创公司的工程师和我院有实践经验的老师共同带队，在不损害企业利益和泄露项目信息的情况下，指导学生完成相关的嵌入式项目开发过程。学生经过这样的实习训练后，对企业项目的认识有了全面和感性的认识，就不仅仅停留在书本上，“死读书”。后期在经过与企业合作开设一些毕业设计题目，让学生选择，那么经过嵌入式系统学习的学生自然而然会选择这类题目去做，在经过一次毕业设计比较系统的训练过程，对巩固学生工程实践能力有很大提高。缩短了学生与社会需求间的距离，提高了学生的创新思维能力和可塑性[8]。从而实现了我们以企业需求为导向的人才培养目标。
四、结束语
现正在对我院2008级电子类学生进行试点，对教学大纲、实习计划做了全面的修订。从现阶段的教学实践来看，以企业需求为导向的嵌入式人才培养模式可以有效地缩短学生与实际应用之间的距离，对培养学生的独立思维、创新能力和实践能力有明显的效果。同时采用这种人才培养模式，紧跟市场需求，要取得预期的成效，对师资队伍的也要提出更高要求，要求教师员工要不断提高自我实践能力、创新能力，不断更新知识结构，这样以企业需求为导向的教学模式才能紧跟时代步伐。
[参考文献]
[1]田泽.嵌入式系统开发与应用试验教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004
[2]文全刚,陈守孔.嵌入式方向课程设置与教学——基于ARM体系结构[J].计算机教育，2007.9:25-27.
[3]汤秀春,吴黎明,蒋永平,刘润予.面向嵌入式系统应用的课程专题学习网站建设[J].桂林电子工业学院学报，2006(4):319-321.
[4]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(7): 741-745.
[5]吕向阳,陈明义.嵌入式系统创新实验室建设[J].实验室研究与探索,2005,24(5):32-33.
[6]王建萍,费跃农,王燕瑜.嵌入式系统“边干边学”教学模式探究[J].电气电子教学学报，2007,29(5):103-105.
[7]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, 2008,21(7):64-65.
[8]谢小云,刘会衡,邓小鸿.以工程项目为中心的嵌入式系统教学模式探讨[J].江西理工大学学报,2010,31(4):58-61.
（作者单位：江西理工大学应用科学学院）
[关键词]嵌入式 课程体系 教学改革
[中图分类号]G64 [文献标识码]A
引言
在后PC时代，通用PC不再是IT舞台的主角。根据业界对未来科技发展趋势的预测，由于无缝计算的发展，使移动计算、移动商务的要求将平台从固定不动的桌面PC，迅速转移到MP3、手机、数码相机、PDA等移动平台上。然而，在这些形式多样的移动设备后面，是嵌入式系统在支撑它们正常运行。嵌入式人才属于IT开发的“白领”。资料显示，嵌入式开发将成为未来几年我国最热门最受欢迎和最有发展前途的应用领域之一。但是，与巨大的市场潜力和产业需求相比，我国高等教育体系下嵌入式系统的教学知识相对落后，学生缺乏一定的实践能力，毕业后很难适应企业的实际需要。因此，嵌入式才的缺乏正在阻碍我国嵌入式技术的发展[1-2]。本文基于这样的社会现状，首先分析我国目前嵌入式专业教学的现状，阐述了嵌入式课程体系的知识结构，其次针对我院IT类专业嵌入式方向的课程设置与教学进行了探讨。
一、嵌入式教学存在的问题
高等学校嵌入式系统教学始于上世纪八十年代初期的Z80单板机、微机原理教学,其后8位单片机统治高校嵌入式教学长达20年之久[3]。随着信息技术的飞速发展，各高等院校为了满足社会对高层次嵌入式技术人才的需求,均陆续开设了嵌入式系统课程。但是对嵌入式技术的学习缺乏一定的专业性、完善的教学和技术支持,课程教学质量很难得到保障。教学内容先进而教学方法性对落后；理论教学与实践教学的存在一定矛盾。因此学生对嵌入式技术的学习仅仅停留在理性概念的理解上，缺乏对嵌入式技术的感性认识。
所以针对目前高校的嵌入式系统学习，我认为在嵌入式教学方面还存在如下问题：
(1)专业体系课程的设置和定位不明确：对于嵌入式系统既包括软件技术也包括硬件技术。在电子类、通信类、计算机类专业都可以开设嵌入式方向，但培养目标是不相同的、课程设置和侧重点也不相同，而目前有些高校只是根据技术潮流笼统地开设一门课程，远远达不到系统地学习嵌入式技术的需要。因此，高校开设置嵌入式专业时，应结合自身的特点和优势对学生专业教育准确定位。
(2)教材缺乏系列化：嵌入式技术是与行业背景紧密结合，技术日新月异而教材就很难形简单明确的知识体系，要找到一套普遍适用的系列教材就很难。这就给给嵌入式教学带来影响。
(3)教学内容更新慢：嵌入式是一门新技术课程，虽然各高校基本上都开设了这门课程，师资水平却很难跟上，好多教师都是其他相关专业转型而来的，所以对新技术的变革在短期内就很难适应过来。因此在教学内容、内容的广度、深度都会存在这样那样的不足。
(4)实践机会少：嵌入式课程是一门实践性很强的技术。而目前一些高校仅仅是对专业课程的稍微调整，增加嵌入式课程。但课程教学同时所需的实验设备短期很难到位，并且缺少与工程应用紧密结合的课程设计，从而导致高校培养的嵌入式人才创新意识薄，实践能力、综合能力差，与实际工程应用需求严重脱节，学生发展潜力不足等特点。
二、嵌入式系统课程教学特点
嵌入式系统课程还是处在发展中的年轻的技术课程,课程涉及计算机软硬件、电子学及自动化。不同专业、不同层次要求具有不同的特点。同时,嵌入式系统课程又是一门多学科交叉的课,涉及微机原理与接口、计算机组成原理、操作系统、编译技术、网络通信、人机交互、软件测试软硬件协同设计等诸多知识点。授课内容综合性强,涉及知识面广，实践性强[4]。不仅要求教师具备一般的计算机系统的软硬件知识,而且需要真正从事过嵌入式系统的开发实践,才能对嵌入式系统中的抽象概念和系统调试过程有深入的认识。所以知识之间的相互渗透，融合和发挥协同优势是目前各大高校共同面临的课题。
三、以企业需求为导向的嵌入式系统教学体系
在分析了嵌入式系统课程教学存在的问题和特点的基础上，如何发挥企业需求的导向作用，在IT类专业设置嵌入式课程体系。一个比较好的方法是根据各个学校的特点实施嵌入式课程教学，电子类、通信类、计算机类专业都可以开设嵌入式方向，但应明确定位各专业的培养目标和侧重点[5]。下面就结合我院信息类专业的设置特点，主要围绕在电子类（电子信息工程，通信工程，电子信息与科学技术）阐述其嵌入式方向的课程设置与教学。
（一）嵌入式课程体系架构
（1）嵌入式系统是一个软硬结合的系统，所以对于电子类的学生而言，学习嵌入式系统设计应体现专业特点，电子类专业学生在教学过程中比较偏向于硬件知识的学习，对于软件理论学习较少（比如只学习：C语言程序开发，数据库原理，操作系统等基本课程）但这对电子类学生学习嵌入式系统已经能满足基本的要求了。如果学生熟练掌握了嵌入式硬件接口可发技术、掌握了一门开发语言,比如C语言、一种嵌入式操作系统、一套开发工具，就达到了系统地学习嵌入式硬件开发技术的要求。其课程体系的建设应体现硬件设计及开发，并注重人才培养方案与企业需求的结合的思想，着力发挥社会需求的导向作用。根据学生的接受能力，嵌入式知识的学习应体现层次性、由易到难的渐进性、注重实践性。其知识结构由基础知识、专业基础知识、专业知识这样一个层次结构组成。
基础课程阶段:主要学习理工科院校的一些基础课程，比如高等数学，大学物理，毛泽东思想概论，马克思主义经济学等素质类课程。
专业基础课和专业课开设方案如图1所示，图中列出其主要课程，该课程体系的目标是培养嵌入式系统硬件开发的应用型人才。
图1：电子类嵌入式课程体系
专业基础如图1中底层所示，主要是为学习嵌入式硬件知识打好基础（比如模拟电子线路、数字逻辑电路设计、微机原理与接口技术等），硬件开发是与软件分不开的，所以还要专业系统学习软件开发语言和环境。
专业课主要是围绕嵌入式构架的系列课程学习，目的是为学生树立嵌入式系统知识的理论结构，为学生做好知识储备和培养学生的专业素质。其中以电子类学生课程设置的特点开设系列嵌入式系统课程，同时辅以软件理论的学习如图中右边虚线箭图所示，主要是为后续的实验训练和工程项目实训奠定比较扎实的理论基础和软件运用能力。
（二）嵌入式实践教学设置
嵌入式系统是实践性、应用性很强的课程,实践是整个嵌入式系统教学体系中最重要的环节之一,是嵌入式系统教学成败的关键。实践环节的问题很多,主要集中在实验设备的配置和实践内容的设置[6]。
对于嵌入式课程连贯性强,对学生的基础和技能要求较高,在实践环节上应该采取循序渐进的方式,把实践环节分为基础知识和实验环境、基本技能训练和综合应用3个层次[7]。其中基本知识和实验环境是让学生单独完成，主要目的是掌握基本概念、原理以及实验环境和实验设备的操作,比如在嵌入式接口学习中首先让学生掌握硬件开发平台、和软件环境的建立。基本技能训练部分也是学生独立完成，主要目的是让学生掌握基本技能和方法,如在嵌入式硬件开发中既要要求学生掌握硬件设计的原理，还要学习掌握软件开发工具的使用。综合应用部分则是让学生自由组队(3-4)人，主要是让学生把所学知识应用起来,其内容不一定局限于某门具体的课程,鼓励学生提出原创性的内容,结合嵌入式系统的开发平台自拟设计一些题目，如：
虚拟仪器(Virtual Instrument)
POS机
游戏机(Game Machine)
ATM机
网络打印机
等综合性的实验。主要用来考核学生综合知识应用、协作和嵌入式项目的完成能力。同时在综合实验时要求学生模拟企业工程项目实施的过程，要求学生：（1）要写实验申请书，有实验指导老师来审核可行性；（2）要写实验项目计划书；（3）给出实验的仿真验证；（4）实验设计报告。
经过这样的综合实验训练后，可以提高学生的创新能力，和项目的开发能力，并同时培养了学生良好工程项目习惯，拉近了学生和企业之间的距离。
（三）以企业工程项目为驱动的教学体系
我院对嵌入式人才的培养是本着“面向市场需求、定位人才培养”的原则。因此对嵌入式人才的培养关键点在于要满足市场需求。所以我们在制定教学大纲是就业为学生留下与企业接轨的机会，我们把学生的毕业实习和毕业设计作为和企业进行密切联系点。我们学院已经于北京博创电子有限公司建立了良好的合作关系，在学生大四第一学期我们就让学生在企业项目的驱动下完成毕业实习内容，具体内容有博创公司的工程师和我院有实践经验的老师共同带队，在不损害企业利益和泄露项目信息的情况下，指导学生完成相关的嵌入式项目开发过程。学生经过这样的实习训练后，对企业项目的认识有了全面和感性的认识，就不仅仅停留在书本上，“死读书”。后期在经过与企业合作开设一些毕业设计题目，让学生选择，那么经过嵌入式系统学习的学生自然而然会选择这类题目去做，在经过一次毕业设计比较系统的训练过程，对巩固学生工程实践能力有很大提高。缩短了学生与社会需求间的距离，提高了学生的创新思维能力和可塑性[8]。从而实现了我们以企业需求为导向的人才培养目标。
四、结束语
现正在对我院2008级电子类学生进行试点，对教学大纲、实习计划做了全面的修订。从现阶段的教学实践来看，以企业需求为导向的嵌入式人才培养模式可以有效地缩短学生与实际应用之间的距离，对培养学生的独立思维、创新能力和实践能力有明显的效果。同时采用这种人才培养模式，紧跟市场需求，要取得预期的成效，对师资队伍的也要提出更高要求，要求教师员工要不断提高自我实践能力、创新能力，不断更新知识结构，这样以企业需求为导向的教学模式才能紧跟时代步伐。
[参考文献]
[1]田泽.嵌入式系统开发与应用试验教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004
[2]文全刚,陈守孔.嵌入式方向课程设置与教学——基于ARM体系结构[J].计算机教育，2007.9:25-27.
[3]汤秀春,吴黎明,蒋永平,刘润予.面向嵌入式系统应用的课程专题学习网站建设[J].桂林电子工业学院学报，2006(4):319-321.
[4]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(7): 741-745.
[5]吕向阳,陈明义.嵌入式系统创新实验室建设[J].实验室研究与探索,2005,24(5):32-33.
[6]王建萍,费跃农,王燕瑜.嵌入式系统“边干边学”教学模式探究[J].电气电子教学学报，2007,29(5):103-105.
[7]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, 2008,21(7):64-65.
[8]谢小云,刘会衡,邓小鸿.以工程项目为中心的嵌入式系统教学模式探讨[J].江西理工大学学报,2010,31(4):58-61.
（作者单位：江西理工大学应用科学学院）