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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇嵌入式課程體系，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599(2011)23-0000-01
Curriculum Study for Computer Undergraduate Embedded System
Li Biyun,Shi Junping,Li Zongshou
(College of Information Science&Engineering,Jishou University,Jishou 416000,China)
Abstract:For the lag teaching and training in higher education embedded system,this article analyzes the development characteristics of the embedded system,identify curriculum thinking and personnel training objectives of building embedded systems of major computer science in colleges,a new curriculum system with theory and practice of the embedded system is proposed based on the courses of major in computer.
Keywords:Embedded system;Talents training objective;Computer undergraduate;
Curriculum system
一、引言
嵌入式系統是指以應用為核心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積和功耗嚴格要求的專用計算機系統。它由包括微處理器、定時器、微控制器、存儲器、傳感器等一系列微電子芯片與器件，和嵌入在存儲器中的微型操作系統、控制應用軟件組成，共同實現諸如實時控制、監視、管理、移動計算、數據處理等各種自動化處理任務。嵌入式系統以應用為中心，以微電子技術、控制技術、計算機技術和通訊技術為基礎，強調硬件軟件的協同性與整合性，軟件與硬件可剪裁，以滿足系統對功能、成本、體積和功耗等要求[1]。
嵌入式系統已被廣泛地應用于工業控制系統、信息家電、通信設備、醫療儀器、智能儀器儀表等眾多領域，如手機、PDA、MP3、手持設備、智能電話、機頂盒等，可以說嵌入式技術無處不在。由于社會對掌握嵌入式技術人才的大量需求，使嵌入式軟硬件工程師成為未來幾年最為熱門的職業之一。
目前，隨著嵌入式技術越來越熱，國內越來越多的高校陸續開設了相關課程，并建立了嵌入式實驗室。但是通過各種渠道反映出，很多高校嵌入式課程開設的情況不理想，很多學校建立了優良的嵌入式實驗室，卻很難達到理想的授課效果。歸結其原因主要有兩點：一、沒有完善的課程體系；二、需要合適的師資力量。吉首大學作為一所辦在民族地區的省屬高校，其辦學宗旨之一就是為地方經濟建設服務。吉首大學計算機系一直就是秉承此種宗旨來發展和培養應用型人才的。從目前的嵌入式系統技術發展趨勢來看，計算機專業本科教學不僅要面向計算機軟硬件系統，更應與嵌入式系統方向相結合，與人才培養模式和人才需求相結合進行適時調整，從理論及實踐課程體系、師資能力到人才培養模式進行整體規劃，以適應當前應用廣泛的嵌入式系統人才需要。
二、計算機本科專業嵌入式方向的人才培養目標
按照嵌入式技術及其密切相關的電子信息產業目前及未來的發展需求，培養與我國社會主義現代化建設要求相適應的，在德、智、體、美等方面全面發展，掌握計算機科學與技術基本理論、基本知識和基本技能，具有深厚嵌入式理論基礎、能從事嵌入式系統設計與開發、集成電路設計與應用、無線通信等實際工作，具有良好的政治素養、文化科學素養、較強的學習能力、實踐能力和創新意識和綜合解決實際問題能力的高級應用型人才。嵌入式系統方向重點培養學生嵌入式系統軟件工程實踐能力，包括軟件工程及各種嵌入式系統開發技術、調試和測試工具[2]，畢業后學生將具備嵌入式系統軟件開發能力，有能力適應巨大的嵌入式系統產品市場需求，成為嵌入式系統產品企業所急需的掌握嵌入式系統軟件技術的人才。
畢業生具有的知識、素質、能力包括：1.具有良好的思想道德素養和團結協作的精神，熟悉計算機方面的有關法規，遵紀守法，善于合作，勇于創新。掌握較豐富的科學文化知識、較扎實的計算機學科基礎知識、系統的專業基礎知識和基本技能，了解計算機專業的發展趨勢和新進展。2.具有較強的學習能力和實踐能力，能夠熟練地運用多種方法獲取知識、理解知識、掌握知識，能夠綜合性地提出問題、分析問題和解決問題；具有較強的計算機綜合應用能力和一定的科學研究能力。3.掌握嵌入式系統開發的理論和基本方法，具有嵌入式系統軟硬件的設計、開發、調試及維護的基本能力。具體掌握一種嵌入式操作系統，具有在該操作系統環境下設計、編程及開發的能力。兼具軟件及硬件的協調開發能力。4.具有良好的語言表達和書面表達的能力，適應現代社會的交往溝通方式，具有較強的集體合作和組織協調的意識與能力。5.熟練掌握一門外語,并能順利閱讀本專業的外文書刊，了解文獻檢索、資料查詢的基本方法。能夠較熟練地使用英語從事嵌入式方向的研究與開發。
三、計算機本科專業嵌入式系統方向課程體系建設思路
嵌入式系統作為一個完整的智能電子系統，需要掌握有關電子和計算機等相關領域的硬、軟件綜合知識。一般而言，自動化、測控和電子類的學生電子設計的基礎較好，程序設計偏弱；而計算機類的學生程序設計基礎好，電子設計能力偏弱。計算機本科專業嵌入式系統方向課程體系的建設和規劃，應從以下幾方面結合進行。
（一）計算機本科專業課程與嵌入式系統方向相結合
嵌入式系統是將先進的計算機技術以及電子技術與各個行業的具體應用相結合的產物。嵌入式系統的應用范圍可以粗略分為兩大類：電子系統的智能化(工業控制、現代農業、家用電器、汽車電子、測控系統、數據采集等)，計算機應用的延伸(MP3、手機、通信、網絡、計算機設備等)。從這些應用可以看出，要完成一個以MCU為核心的嵌入式系統應用產品設計，需要硬件、軟件及行業領域相關知識。硬件主要有MCU的硬件最小系統、輸入／輸出電路、人機接口設計。軟件設計有固化軟件的設計，也可能含PC機軟件的設計，這些有關嵌入式系統的硬、軟件設計和測試也是計算機系統的組成部分之一，嵌入式系統知識體系最主要的三大技術仍然是計算機體系結構、計算機操作系統和計算機網絡，嵌入式系統方向的課程設置應與這些計算機本科專業課程相結合，在計算機相關軟硬件知識基礎進一步拓展設計和應用知識。
（二）與嵌入式系統自身特點相結合
嵌入式系統以計算機、電子技術為基礎，但嵌入式系統也有其自身的特點。按照層次結構看待嵌入式系統，嵌入式系統分為4層：硬件層、驅動層、操作系統層和應用層，不能片面地從“電子”或“計算機軟件”角度認識嵌入式系統，嵌入式系統軟件硬件密切相關，軟硬件協同設計已經成為電子系統級工具和方法的主要應用，是軟件與硬件的綜合體，沒有對硬件的理解就不可能寫好嵌入式軟件，同沒有對軟件的理解也不可能設計好嵌入式硬件。軟硬件相結合進行課程設置是嵌入式系統的特點要求之一[3]。嵌入式系統設計也是一門實踐性非常強的課程,作為以應用為中心的課程，實踐教學是嵌入式系統教學的關鍵，要求理論與實踐并重，為將學生的操作能力、分析能力、工程設計能力與應用實踐結合起來，引導學生由淺入深地掌握嵌入式系統設計的理論與技術，嵌入式系統方向課程設置應以培養實踐動手能力為核心。
（三）與市場、企業需求相結合
高校計算機專業嵌入式方向從需求的角度，總體培養目標是培養人才市場緊缺，企業需求量大，就業率高的軟硬結合的復合型嵌入式開發工程師。嵌入式系統人才的培養應與社會需求相接軌，充分培養學生技能水平與職業素養，使學生能夠達到企業實際崗位的用人標準，滿足企業應用需求，縮短企業二次崗前培訓，成為具有完備的專業知識和技術能力的應用型人才。
四、嵌入式方向課程體系基本內容
要完成一個嵌入式系統應用產品設計，需要硬件、軟件及行業領域相關知識與實踐訓練，嵌入式方向人才培養的定位為應用型技術人才，綜合計算機本科專業嵌入式系統方向課程體系建設的三個結合點，制定一套培養應用型人才為目標的課程體系[4]。
（一）理論課程體系
計算機科學與技術專業課程包括電路與模擬電子技術、數字邏輯電路、匯編語言程序設計、計算機組成原理、計算機體系結構、微機原理與接口技術等硬件課程；C語言程序設計、離散數學、數據結構與算法、面向對象程序設計（Java和C++）、軟件工程等軟件課程；操作系統原理、計算機網絡、數據庫原理等專業核心課程，這些課程也應該為嵌入式方向的支撐課程群。操作系統考慮嵌入式方向課程設置，應增加Linux操作系統的實訓內容。
在這些計算機專業課程基礎上，刪減原來與嵌入式方向聯系不大，相對獨立的若干專業課程，適當增大嵌入式系統應用技術方向課程比例，構成計算機專業嵌入式方向理論課程體系。基礎課程中增加嵌入式系統概論，硬件層面上增加可編程邏輯器件及描述語言FPGA/VHDL、嵌入式處理器體系結構。軟件層面上增設Linux下C語言編程、嵌入式Linux驅動開發、嵌入式實時操作系統、嵌入式應用程序開發；嵌入式系統級別上考慮軟硬結合增設嵌入式系統設計課程，考慮嵌入式發展方向，增設WinCE設計與開發、嵌入式軟件測試技術課程。
（二）實踐課程體系
嵌入式系統是面向應用的，實踐是整個嵌入式系統課程體系中最重要的環節，其目標是培養學生實際的嵌入式軟硬件設計能力。在嵌入式課程實踐中，采用多層次專業實踐與培訓認證相結合的實踐體系。專業實踐包括課內實驗、課程設計、綜合項目實踐、畢業實習與畢業設計，課內實驗學時占每門課總學時數比例不低于30%，課程設計包括軟硬件和應用系統開發等課程，綜合項目實踐以項目團隊的形式使學生得到團隊協作的訓練，畢業實習以校企合作、實習基地形式進行。課內實驗和課程設計可使學生課程理論知識得到鞏固提高，綜合項目實踐則培養學生階段性綜合性實踐能力，畢業實習和畢業設計可培養學生綜合分析設計的應用能力。目前，在嵌入式專業領域內的知名廠商及相關認證也越來越為更多的大學畢業生及在職工程師所關注，在實踐教學中，引入國際和國內嵌入式認證的培訓內容和知識更新體系，增加實踐動手能力，積累項目開發經驗，增加就業競爭力。
五、結束語
在IEEE計算機協會和ACM共同制定的2004版計算機類課程體系中，嵌入式系統已經被列為核心課程之一。嵌入式系統課程群建設是一項長期、艱難的任務，新知識更新速度明顯快于傳統學科，計算機本科專業嵌入式系統方向課程體系的規劃與建設，需要明確人才培養目標和建設思路，并在計算機專業課程基礎上進行，既重視融合學科的基礎知識積累，又強調實踐性，使嵌入式系統的教學緊隨嵌入式技術的發展。
參考文獻：
[1]馬義德,湯書森,張北斗等.嵌入式系統課程群建設與創新型人才培養[J].高等理科教育,2004(8):23-25
[2]徐勁松,劉鈺碧,蔣晶.應用型本科嵌入式系統課程群建設與實踐[J].企業技術開發,2009(28):145-146
[3]徐敏,林瑞金,關健生.嵌入式系統教學改革與實踐[J].電氣電子教學學報,2009(3):13-15
[4]楊立林.從企業招聘需求看嵌入式系統教學課程體系設置[J].中國電力教育,2011(22):69-70
[作者簡介]
關鍵詞：嵌入式系統；課程體系；實驗平臺
中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)15-3647-04
物聯網、云計算目前已經成為信息產業的主流方向，在這個主流方向中，最核心、最關鍵的部分是嵌入式系統。調查數據【1】顯示，市場對嵌入式人才的需求缺口巨大。就高校而言，培養符合行業要求的人才是高校的職責，而人才的培養又始終離不開切實可行的教學計劃和課程體系，制定符合行業實際的教學計劃和課程體系，是培養人才的關鍵。而開設什么樣的課程來培養符合行業要求人才，又要依據行業特點和對人才的技術要求來確定，否則就會偏離行業要求，滿足不了行業需求。在2008年《普通高等學校高職高專教育指導性專業目錄(試行)》里已經規劃了嵌入式技術與應用專業(專業代碼510121)，但還沒有形成一門獨立的本科專業，近幾年高校中的電子專業、計算機專業以及機電與自動化專業、通信專業都相繼開設了嵌入式系統相關課程,大都針對本科高年級學生或者研究生開設了嵌入式系統方向。從國內不同高校不同專業開設的嵌入式系統課程來看，各具特色，有些硬件課程開設的多，有些軟件課程開設的多。這主要是由于嵌入式系統本身包含軟件與硬件兩個層次,在設計與應用方面,又具有軟硬件協同工作的特點,既要依據硬件設計軟件,又要依據軟件確定硬件,不能簡單的說哪個更重要,只能從應用的角度講其側重點不同。因此對于不同專業開設的嵌入式系統課程，不能一概而論。本文主要從嵌入式從業人員進行嵌入式系統開發所具備的知識要求和技術要求為依據，確立計算機專業本科生從事嵌入式系統開發應具備的基礎知識和技能，并著重對計算機專業本科生嵌入式系統的課程體系構建內容及實驗平臺方案進行探討和研究。
1嵌入式系統概述
嵌入式系統是以計算機技術為基礎、以應用為中心、軟件硬件可裁剪并且對系統的功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。從其概念來看，嵌入式系統是專用計算機系統，應該包含硬件系統和軟件系統，具體地說，一個嵌入式系統硬件以微處理器為核心集成存儲器和系統專用的輸入/輸出設備；嵌入式系統軟件包括初始化代碼及驅動、嵌入式操作系統和應用程序等，這些軟件有機地結合在一起，形成系統特定的一體化軟件。一個典型的嵌入式系統應包含嵌入式硬件、嵌入式操作系統和嵌入式應用軟件三個部分構成。
由于嵌入式系統是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業的具體應用相結合后的產物，因此嵌入式系統是應用于特定環境下，針對特定用途來設計的系統，所以不同于通用計算機系統，它的硬件和軟件都必須高效率地設計、“量體裁衣”、去除冗余，力爭在較少的資源上實現更高的性能。嵌入式系統的基本特點就是“嵌入”、“專用性“和“計算機性”。由于系統的這些特性，導致系統的存在形式是多樣的和面向特定應用的，并且對成本、功耗、可靠性和實時性特別關注，因此在嵌入式微處理器和嵌入式操作系統的選擇上都要考慮這些特點。
2嵌入式系統專業人才崗位及核心能力分析
2.1嵌入式系統的技術研發崗位劃分與設置
從事嵌入式技術的崗位主要是企業的研發、生產、銷售部門，當然還有其它輔助部門，在此主要針對研發部門的崗位進行分析。嵌入式系統研發部門崗位的設置，離不開嵌入式系統的結構和開發過程，設置什么樣的崗位、需要何種學歷的人才都與嵌入式系統的開發過程緊密相關。就嵌入式系統而言，總體上可劃分為硬件和軟件兩部分，硬件一般由高性能的微處理器和的接口電路組成，軟件一般由硬件抽象層、嵌入式操作系統、軟件應用平臺和應用程序等組成,如圖1所示。
硬件層是整個嵌入式操作系統和應用程序運行的平臺，包括輸入輸出接口/驅動電路、處理器、存儲器、定時器、串口、中斷控制器、外設器件、圖形控制器及相關系統電路等部分。對于硬件層的設計開發要有較深的硬件開發經驗，這些崗位一般都需要資深的硬件工程師。中間層包括硬件抽象層（HAL）或板級支持包（BSP），負責對各種硬件功能提供軟件接口，包括硬件初始化、時鐘管理、定時器管理、中斷處理、總線管理、內存地址的映射等。它位于底層硬件和操作系統之間，是二者之間的橋梁。這個層次的設計開發不僅要精通底層硬件結構，還要熟悉上層的操作系統，主要工作是開發設備驅動程序。這部分工作需要有豐富的軟硬件件研發經驗才可以勝任。軟件層主要包括操作系統和軟件應用平臺，操作系統主要是實現資源的訪問和管理，完成任務調度，支持應用軟件的運行及開發，軟件應用平臺則是為了提高開發速度與軟件質量，一些應用提供商開發了一些可重用的應用平臺，封裝了一些常用的功能，同時提供API接口，可以在此基礎上進行二次開發。這些崗位要求具有豐富的嵌入式操作系統開發經驗和軟件工程能力。功能層主要指的是應用軟件層，位于嵌入式系統層次結構的最頂層，直接與最終用戶交互。針對各種特定功能來編寫應用程序，實現系統的功能應用。主要是進行大量的C、C++或JAVA語言編程，不需要更多涉及底層硬件，大都是基于操作系統之上的編程。這些崗位要求就有豐富的嵌入式應用軟件開發能力。從嵌入式系統開發流程看，還可以對硬件層、中間層、軟件層、功能層四個層次的研發工作進一步細化。
2.2技術研發崗位從業人員核心能力分析
對于從事嵌入式系統研發的技術人員而言，必須具有與崗位匹配的核心能力才可以勝任工作。文獻[3]就嵌入式整個行業的從業人員在不同崗位應具備的知識和能力進行了描述。由于目前國內就嵌入式人才的評估和認證只有嵌入式工程師認證，因此本文將從硬件設計、軟件設計、系統架構、軟、硬件測試這五類技術研發崗位進行研究，來確定相應人員應具備的知識和能力要求。對于每一類崗位，將從崗位工作任務、崗位知識能力、主要技能和核心能力這四個方面就行研究，其中崗位工作任務是指該崗位應完成日常基本工作的事務范圍，崗位知識能力是指該崗位應具備的基本知識要求，主要技能是指該崗位技術能力的要求范圍，核心能力是指該崗位工作主要能力要求。分析結果如表1所示。
2.3技術研發崗位知識要求
表1就目前嵌入式技術人員的五種崗位要求從四個方面進行了分析，從分析的結果看，對于硬件設計及測試人員而言，應具有的知識點：①熟悉或者掌握模擬電子線路、數字電路，單片機等基本的硬件電子電路設計知識；②熟悉和掌握C語言或者C++語言及接口電路程序設計；嵌入式系統硬件的設計、嵌入式系統的程序設計③至少熟悉l到2種基本的EDA工具，如MODELSIM、Quartus? lI、Protel等；④熟悉各種常用工具和儀器儀表，熟悉電子元器件性能分析。軟件設計軟件測試人員而言，應具有的知識點：①熟悉Linux，WinCE，Vxworks等操作系統的各種軟件開發環境；②熟悉GUI開發過程、熟悉網絡編程、多任務編程等；③精通C語言、匯編語言；④熟悉嵌入式系統硬件的設計、嵌入式系統的程序設計。⑤熟悉嵌入式軟件開發模式及方法，熟悉白盒測試、黑盒測試和回歸測試，熟悉單測試、集成測試、系統測試過程及測試的誤區的分析。系統架構人員應具有的知識點：①熟悉嵌入式軟件工程；②熟悉面向對象和結構化軟件開發方法；③精通常用軟件開發語言；④熟悉軟件架構模式和設計模式，熟悉常用軟件建模技術。
3計算機專業嵌入式系統課程體系及實踐平臺的構建及分析
3.1計算機專業嵌入式系統課程體系及實踐平臺的構建
從嵌入式系統專業人才崗位及核心能力分析來看，對于計算機專業，在構架課程體系時，應該結合計算機專業特點及嵌入式技術研發崗位和應具備的知識能力出發，可從理論與實踐兩個方面，去制定切實可行的專業課程體系。本文將從理論課程體系和實踐課程體系兩個方面闡述課程體系和實踐平臺的構建。其平臺結構如圖2所示。
在圖2中，計算機專業基礎和核心課程體系可依據計算機專業相關培養課程體系及目標確定，本文不再贅述。對于嵌入式系統理論課程體系可分別從硬件課程、語言課程、專業課程三個方面進行構建，其中硬件課程可包含有電路與模擬電子技術、數字邏輯電路、計算機組成與體系結構、微機原理與接口、ARM體系結構與編程、電子線路設計、計算機控制系統、單片機原理與應用、DSP技術及應用、FPGA設計基礎等課程；語言課程可包含有C語言程序設計、VC＋＋程序設計、離散數學、數據結構、VB程序設計、C#程序設計、J2EE中間件技術、C語言深入編程、C++/VC++深入編程等課程；專業課程可包含有嵌入式操作系統、Linux設備管理與應用、ARM體系結構與編程、嵌入式系統設計、WinCe系統設計與應用開發、面向操作系統的程序設計、多核程序設計等。對于嵌入式系統實踐課程體系可從專業實踐與認證培訓兩個方面進行構建，其中專業實踐可從課內實踐、課程實訓、項目團隊、專業競賽、企業實習、畢業實習等方面進行構建。在專業實踐中，課內實踐和課程實訓是對嵌入式專門知識的鞏固與提高，綜合實踐是階段性綜合能力培養的需求，項目實訓與畢業設計是綜合分析設計能力的保障。而對于培訓認證，可參與ARM公司全球認證、中國軟件行業協會嵌入式認證、中國電子學會認證、信息產業部認證等機構和部門的培訓認證活動。
3.2嵌入式系統課程體系分析
從嵌入式系統課程體系的內容來看，具有三個方面的特點。首先是體系完整，專業特色突出，整個課程體系體現四個方面的能力培養：①編程能力培養，體現在C語言程序設計、C語言深入編程、C++/VC++深入編程及面向操作系統的程序設計等課程。②實踐能力培養，體現在嵌入式系統設計與應用開發實踐、Linux和WinCE操作系統與應用開發實踐、嵌入式系統設計與應用綜合實訓及畢業實習和畢業設計等方面。③應用能力培養，體現在嵌入式系統設計與應用、嵌入式圖形界面開發及嵌入式測試技術等方面。④創新能力培養，主要體現在創新團體、嵌入式競賽、企業實習及一些嵌入式協會等。其次，整個課程體系具有側重應用，循序漸進，層層遞進的特點。從軟硬件編程到專業技能培養，再到項目實訓和畢業設計是遞進式的。軟硬件編程是整個能力培養的基礎，專業技能是提高，項目實訓和畢業設計是綜合應用能力培養。最后，整個課程體系涵蓋了微軟、信產部認證課程。微軟認證為微軟WinCE嵌入式系統工程師認證，其課程主要包括WinCE系統設計與應用和嵌入式系統設計。信產部認證為嵌入式系統設計師認證，其主要課程包括嵌入式系統設計、嵌入式測試技術和ARM體系結構與編程。
4計算機專業嵌入式系統實驗教學平臺的構建
根據嵌入式系統實踐課程體系構建的設想，對于教學實踐，要根據計算機專業和嵌入式系統開發的技術要求和崗位職責，可進行合理規劃。既要讓學生掌握堅實的基礎知識，又要讓學生跟得上主流技術潮流。由于嵌入式系統在構成上可由硬件和軟件構成，因此在進行實驗教學時，可從硬件和軟件兩個方面進行構建。根據目前嵌入式系統開發的主流技術來看，在硬件選型上要以X86CPU、單片機和ARM處理器為主，在操作系統的選擇上要以WinCE、Linux、μC/OS-II和Vxworks等操作系統為主，可從驅動程序設計、嵌入式系統界面、應用程序等方面進行實驗。本文提出了一種可行的實驗架構，如圖3所示。
圖3嵌入式系統課內實驗體系
圖3從三個層面對實驗教學進行了規劃，最底層為硬件層，可選擇不同的處理器及各種電路及存儲設備進行實驗，如X86CPU、ARM處理器、單片機、數模轉化電路、I/O接口、通用接口、ROM、RAM等。中間為操作系統層，可選擇主流嵌入式操作系統進行實驗，如WinCE、Linux、μC/OS-II、Vxworks等。最上層為應用層，可從嵌入式驅動層序開發、嵌入式圖形用戶界面以及應用程序的設計等方面進行實驗，其中在程序設計語言的選擇上可重點考慮匯編語言、C/C++語言、JAVA為主要訓練語言。
5總結
進幾年來，市場對嵌入式人才的需求持續走高，但符合企業要求的合格嵌入式從業人員不多，缺口很大。如何緩解人才供需矛盾，是政府和學者們關心的問題。目前就全國高校的普遍情況來看，嵌入式系統還尚未開設本科專業，很多高校只是開設了嵌入式系統方向課程，而且開設的課程五花八門，很難規范。本文從嵌入式系統構成及特點以及嵌入式系統從業人員的職業崗位出發，探討了嵌入式系統課程體系和實踐體系的構建，并針對計算機專業實驗教學提出了一種教學結構。通過本文的探討試圖為解決嵌入式課程規范化做出應有貢獻，從而加快嵌入式系統開發人員培養，解決市場人才短板而有所作為。
1.引言
目前,國內開設有關嵌入式系統課程的獨立學院極少,培養出的基于Linux平臺上的嵌入式軟件開發人員更是鳳毛麟角。所以,注重應用能力培養的獨立院校,特別是有計算機、電子技術等相關專業的工科獨立院校,應該盡早引入嵌入式系統的教育,結合自己專業特點,大力開展嵌入式系統的教學工作。
2.嵌入式系統簡介
嵌入式系統一般指非PC系統,而是指小型、專用的計算機系統。它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲器及外設器件和I/O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統軟件(要求實時和多任務操作)和應用程序編程。有時設計人員把這兩種軟件組合在一起,應用程序控制著系統的運作和行為;操作系統控制著應用程序編程與硬件的交互作用。
3.國內嵌入式系統教學的現狀
國內教育界將嵌入式系統的教學大致分為三類:軟件學院專業嵌入式教學;計算機專業嵌入式教學;電子、自動化等相關專業嵌入式教學,對于嵌入式系統的教學研討從嵌入式課程體系的設置、嵌入式理論教學的開展、嵌入式實驗教學的開展、嵌入式綜合設計與學生工程實訓等幾方面展開。
4.嵌入式系統教學模式的探討
綜觀國內外,長期以來都沒有專門針對嵌入式系統專業的學科設置,從事該領域的研發人員都來自不同專業背景,例如自控、電子工程、通信工程、計算機應用等專業。由于知識結構不能完全滿足嵌入式系統工程的要求,需要經過較長的再培訓才能勝任嵌入式系統工程師的工作。嵌入式系統教育給傳統計算機、電子信息工程教育帶來了巨大的沖擊和挑戰,也帶來了歷史的發展機遇。嵌入式系統工程(ESE)是一個全新的專業,需要企業和社會的認知過程,課程體系需要經歷設計、發展、完善的過程。
通過與國內其他高校的專家的探討與學習,結合西部高校普遍存在的資金非常缺乏,實驗條件的局限,以及電子信息工程專業學生的特點,我們積累和總結出關于嵌入式系統教育教學模式的一些想法,列舉如下:
關鍵詞：嵌入式；ARM；SOC；FPGA
中圖分類號：G64 文獻標識碼：B
文章編號：1672－5913(2007)17－0025－03
1 引言
隨著手機、PDA、高清電視(HDTV)、機頂盒、智能家電、汽車電子、路由器、醫療儀器、航天航空設備等嵌入式系統的廣泛應用，中國嵌入式系統市場預計每年將直接創造億元的效益，因此嵌入式將成為電子信息產業新的經濟增長點，嵌入式系統無疑是當前最熱門最有發展前途的應用領域之一。與巨大的市場潛力和產業需求相比，我國國民教育體系下嵌入式系統的教學知識較為陳舊，缺乏實踐鍛煉，無法適應企業的實際需要，嵌入式人才的缺乏是阻礙我國嵌入式系統發展的首要因素。本文首先分析我國目前嵌入式專業教學的現狀，闡述了嵌入式課程體系的知識結構，接下來針對應用型本科院校計算機類嵌入式方向的課程設置與教學進行了探討，最后對該教學模式實施的實際效果進行了總結。
2 嵌入式課程設置現狀分析
2．1 現狀及問題
目前，我國大部分高校的嵌入式系統教學仍然停留在20世紀80年代初發展起來的以8位51單片機為核心的教學水平上。教學內容、教學方法、教學手段、教材體系不能適應嵌入式技術發展的需要。學生學完這門課程后滿足不了社會對嵌入式人才的需求。究其原因，一方面是因為從事該領域的研發人員常常需要不同專業背景，例如計算機、電子、通信、自動化與控制，等。另一方面更重要的原因是我國的嵌入式教學沒有跟上嵌入式技術的發展，筆者認為我國嵌入式教學存在如下問題：
(1)定位不明確，課程體系設置不合理：一個嵌入式系統不但包括硬件部分還包括軟件部分。電子類、通信類、計算機類專業都可以開設嵌入式方向，但培養目標是不相同的、課程設置和側重點也不相同，而目前有些高校只是根據技術潮流籠統地開設一門課程，遠遠達不到系統地學習嵌入式技術的需要。因此，高校開設置嵌入式專業時必須找準定位，結合自身的特點和優勢開設課程。
(2)缺少系列教材：嵌入式技術往往和行業背景結合緊密，由于新技術日新月異，很難找到一套普遍適用的系列教材。這也給嵌入式教學帶來影響。
(3)課程教學內容陳舊：嵌入式課程是一門很新的技術，目前有些高校雖然開設了這方面的課程，但是師資往往沒有同步跟上，很多都是從相關專業轉型而來，在短期內無法跟上新技術變革，因此出現教學內容陳舊，而且廣度有限，深度不夠的現象。
(4)缺少實踐鍛煉：嵌入式是一門實踐性很強的技術。目前有些高校缺少實驗設備，沒有與實際工程應用密切結合的課程設計，使得高校培養的人才創新意識薄弱，實踐能力不強，與實際工程應用需求嚴重脫節，學生發展后勁不足。
要解決以上問題，必須對嵌入式專業所需要知識結構有所了解。
2．2 嵌入式專業的知識結構
從廣義上說，以單片機，FPGA/CPLD，DSP，ARM等實現的產品都可以稱之為嵌入式產品，基于FPGA的SOC、SOPC、ASIC設計都和嵌入式系統密切相關，如圖1所示。
嵌入式工程人員應該具備什么樣的知識結構呢?嵌入式工程人員既可從事嵌入式硬件設計，也可從事嵌入式軟件設計，下面結合我國對嵌入式軟件人才的培養要求，我們認為工程型嵌入式軟件人才應具有如下的知識與能力：
(1)硬件知識
嵌入式系統是以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。因此，對于從事嵌入式軟件開發的工程人員，必須清晰地掌握相關的硬件基礎知識，如嵌入式微處理器、接口技術、軟硬件一體化的開發工具，等。
(2)軟件工程知識
嵌入式軟件工程與通用軟件工程具有共同之處，但又有很大的差異。因此，嵌入式軟件工程人才必須首先具有軟件工程技術的基本知識和工程技能，例如軟件工程管理、軟件質量、軟件工程過程，等。同時，一個好的嵌入式開發工程師必須掌握一門開發語言、精通一種主流微處理器系統、掌握一套開發工具和一種嵌入式操作系統。
(3)行業領域知識
嵌入式系統是與特定行業應用密不可分的，嵌入式軟件在移動設備、數字家電、汽車電子、數控機床、醫療電子、航天航空、工控等領域得到廣泛應用。所以，嵌入式軟件工程人才必須具有一定的行業領域知識，才能勝任工作。
(4)系統工程能力
由于嵌入式系統是面向某種特殊應用，所采用的硬件平臺、開發工具和應用環境都有所不同，再加上市場對大多數產品要求開發周期短和成本低，我們無法為了某一種產品而從頭開發。因此，如何選擇合適的軟硬件平臺以高效地開發產品，如何有效管理開發團隊中的各類人員，如應用專家、硬件工程師、軟件工程師和其他相關工程人員，成為嵌入式系統產品開發的重點。這就需要嵌入式軟件工程人才應具備解決工程問題的能力，自我知識學習與更新能力和良好的交流與組織協調能力。
對于嵌入式專業的教學，不可能把圖1中羅列的所有技術全部學習一遍，這樣做也得不償失。一個比較好的方法是根據各個學校的特點實施嵌入式課程教學，電子類、通信類、計算機類專業都可以開設嵌入式方向，但是其側重點和培養目標是不相同的。下面主要結合計算機類專業的嵌入式方向闡述其課程設置與教學。
3 基于ARM架構的嵌入式課程設置與教學
3．1 課程體系
嵌入式專業的特點是涉及知識面廣、綜合性強、實踐性強，并且學科發展快，因而學習難度大。同時，它要求教師不僅具備一般的計算機系統的軟硬件知識，如計算機系統結構、操作系統、計算機網絡、編譯原理、數字電路，等，而且需要真正從事過嵌入式系統的開發實踐，才能對嵌入式系統中的實時性等抽象概念和系統調試過程有感性認識。
對于計算機應用類的學生而言，學習嵌入式系統設計重點應該放在嵌入式軟件設計這一部分。如果學生掌握了一種主流嵌入式微處理器、掌握了一門開發語言、一種嵌入式操作系統、一套開發工具，就達到了系統地學習嵌入式技術的要求。
目前，在嵌入式領域中廣泛應用的是ARM(Advanced RISC Machines)系列微處理器。作為世界第一大IP知識產權廠商，ARM公司本身不直接從事芯片生產，而是靠轉讓設計許可，由合作公司生產各具特色的芯片。可以說，ARM公司引發了嵌入式領域的一場革命，在低功耗、低成本的嵌入式應用 領域確立了市場領導地位，是目前32位市場中使用最廣泛的微處理器。ARM從1991年大批量推出商業RISC內核到現在為止，已授權交付了超過20億個ARM內核的處理器核。在全球已有將近200多個半導體公司購買了ARM核，生產自己的處理器。目前，80％以上的GSM手機、99％的CDMA手機以及將來的WCDMA、TD-SCDMA手機都采用的是基于ARM核心的處理器。ARM進入中國2年以來，已經與中興、華虹、東南大學、上海集成電路設計中心及中芯國際簽定了芯片核心技術授權協議。因此，學習以ARM為架構的嵌入式技術具有非常廣闊的前景。
對于嵌入式開發語言目前主要有匯編語言、C和C++語言、Java語言，等。對于嵌入式操作系統目前主要有VxWorks、Windows CE、Linux和μC/OS-II，等，各個學校可以根據實際情況開設這些課程。集成開發工具主要有Tomado、Windows CE開發工具、ADS，等。下面結合筆者所在學校介紹其嵌入式方向的課程設置與教學情況。
計算機系嵌入式專業培養目標偏向嵌入式軟件設計開發。其課程體系的設置應該體現“注重工程能力培養的嵌入式系統人才知識體系”。根據學生的接受能力，嵌入式知識的學習應體現層次性、由易到難的漸進性、注重實踐性。其知識結構由基礎知識、專業基礎知識、專業知識這樣一個層次結構組成。
基礎課程階段：主要學習理工科的一些基礎課程，如高等數學，等，主要在大學一、二年級開設，這里不再贅述。
專業基礎課和專業課開設方案如圖2所示，圖中列出其主要課程，該課程體系的目標是培養嵌入式系統軟件設計師。
專業基礎課階段：如圖2底部所示，主要包括模擬電子電路、數字電子電路、數據結構、C語言程序設計、Java語言程序設計、計算機組成原理、操作系統，等。主要放在大學二、三年級開設。
專業課階段：如圖2中部所示，專業課體現為三條線，主線是圖中部虛線框中以ARM為架構的系列課程：第二條線屬于硬件方面的選修課程，用于加強學生對嵌入式硬件方面的了解；第三條線屬于軟件方面的課程，用于加強學生軟件方面的知識，后兩條線的課程都為主線服務。下面詳細介紹主線各門課程的主要知識點。
“匯編語言程序設計”課程是學習嵌入式技術的入門課程。主要介紹匯編語言程序設計的基礎知識，ARM系列微處理器，基于ARM體系結構的指令系統以及匯編程序設計。本課程是學習嵌入式系統原理與接口技術、嵌入式系統設計與應用等知識的前導課程。
“嵌入式系統原理與接口”課程的教學內容應包含典型的嵌入式微處理器的工作原理、嵌入式系統的存儲體系、GPIO、總線接口、網絡接口，等。在嵌入式系統的教學中對特定的微處理器內部結構的知識要求淡化，對處理器接口知識的要求必須加強。該門課在教學過程中應注意“點面結合”，以某種平臺為重點，兼顧其他系統的特征。
“嵌入式操作系統”課程主要介紹嵌入式系統基本知識，嵌入式系統的一個重要特征是系統存儲資源有限和對實時性要求高，其用戶界面與通用系統也很不一樣，因此嵌入式操作系統與通用操作系統有較大的差別。在嵌入式操作系統課程中需要結合典型的嵌入式操作系統對操作系統的基本構成、工作機制、系統移植剪裁和實時任務調度等內容進行介紹。不同的學校可根據具體情況選擇一到兩門流行的嵌入式操作系統，如UCOSII、Linux、WinCE、Vxworks，等。
“嵌入式系統設計與應用”課程的教學內容應該包括嵌入式系統體系結構、嵌入式系統設計的基本方法、軟件編程及設備接口和驅動，等。設置本課程的目的是讓學生了解和掌握必要的嵌入式系統設計方法學的概念、方法和工具。
“嵌入式系統測試技術”嵌入式產品往往是軟硬件結合的產物，其設計方法涉及軟硬件協同設計、系統級設計、數字系統設計等多個層次。因而，嵌入式軟件的測試不同于一般的軟件測試，本課程的重點放在嵌入式軟件測試，該課程包括了嵌入式軟件測試的一般過程，內容包括結構化測試和嵌入式系統的原理、測試生命周期、重要的應用技術、基礎設施、測試組織形式和測試原則。
3．2 課程教學
目前嵌入式教材存在的知識結構籠統、平臺相關性問題及針對性不強等問題。我們逐步編寫了嵌入式方向的系列教材，并且聘請企業的技術專家參與教材編寫，讓來自工作一線、擁有豐富工作經驗的專家直接參與教材編寫，大大增強了教材的實用價值。這些教材以ARM體系結構為主線，理論研究與實際開發緊密結合，面向應用。目前這些教材在實際教學中取得了良好的效果。
針對在校學生缺少行業背景知識這一缺點，我們在教學中大力開展了與企業的合作。首先我們研究企業需求、深入很多大中小型IT企業，作崗位調研，看看企業到底需要什么樣的嵌入式人才，聘請企業專家參與課程設置與專業建設。同時，我們也研究嵌入式人才的就業問題，研究什么樣的嵌入式人才好就業，在學生學習期間，直接把學生派到相關企業進行實習和畢業設計，使得培養的嵌入式人才能夠適應企業的需要。
此外，注重嵌入式師資的培訓，充分利用寒暑假將專業教師派到相關企業直接參與項目的開發。通過這種方式使得專業課教師能夠緊跟時代的步伐，時刻引領新知識、新技術，避免了其知識的陳舊性。
4 結論
關鍵詞：嵌入式技術；專科；教學模式
中圖分類號：G642
1目前在嵌入式系統課程教學中諸多問題，如下所示
1.1嵌入式人才培養與社會需求脫節
目前我國嵌入式技術方面的人才主要分為兩種類型：單片機工程師和軟件工程師。單片機工程師一般畢業于電子、自動化、儀器儀表等相關專業，優點是有較厚的硬件基礎，掌握計算機底層工作原理[1]。《報告》顯示在大部分從事嵌入式產品研發的企業中，基本都是采用軟硬件人員分工合作完成產品的開發方式（62%），而與去年的調查數據（56%）橫向對比看，這一選項所占的比例也呈現出增長趨勢（提高了6個百分點）。由此我們可以看到企業最需要的還是擅長某一方向的專才。
1.2師資力量薄弱，實踐水平差
各個高校及高職院校中嵌入式方向師資力量薄弱，教師軟硬件知識兼通的較少，在企業中有工作經驗的教師缺乏。因為現在高校招聘的教師大部分是碩士或者博士畢業后直接上崗，教學期間進行工程實踐的機會較少，實踐水平差，軟硬件知識兼顧的全能教師缺乏。教師隊伍的封閉性決定了“雙師型”教師比例不高[2]。
1.3專科培養課程設置不合理
專科與本科學生的培養目標是不同的。專科是培養具有某種專業知識和技能的中、高級人才；培養掌握一定理論知識，具有某一專門技能，能從事某一種職業或某一類工作的人才。而本科是培養較扎實地掌握本門學科的基礎理論，專門知識和基本技能，并具有從事科學研究工作或擔負專門技術工作初步能力的高級人才。在嵌入式人才培養方面的問題尤為突出。多數院校設置專科培養學制為三年或者兩年，但是目前設置課程體系時仍設置較多計算機專業基礎課：如高等數學，大型數據庫等。
1.4教學方法、課時分配有待改善
嵌入式課程的改革出現很多好的方法，有些學校實行開放式辦學，與國外高校聯合，實行“3+1”或“2＋2”（即前3年在國內最后一年到國外，或者前兩年在國內后兩年到國外，取得國內和國外雙學士學位）的培養辦學模式。有些試試“項目驅動”式教學等。但是具體應用實施效果不佳。針對嵌入式系統課程的軟硬件兼顧的特點在理論-實踐-實習等課時分配上還不完善。
2課程改革體系研究
2.1課程體系改革
依據上述《報告》，從專業角度反映了嵌入式開發硬件平臺的發展趨勢，在嵌入式開發領域，ARM處理器毫無疑問的占據了嵌入式處理器90%以上的市場份額，該項調查數據顯示了不同系列處理器的市場占有率情況（截止到2011年5月底），ARM9系列仍然是ARM市場占有率最高的ARM處理器（45%），而Cortex系列處理器作為未來ARM公司主打產品線，其市場份額目前已占15%。嵌入式linux雖然比去年低了5個百分點，但依然占據了明顯的優勢（48%），在全球新一代通訊網絡和物聯網等大的產業帶動下，采用Linux內核的Android，僅正式上市兩年就已經超越稱霸十年的Symbian系統，一躍成為全球最受歡迎的智能手機平臺。C語言作為嵌入式開發最經常使用的語言的地位依然無容置疑，所占比例高達67%。
課程設置作為人才培養的落腳點，在一定程度上決定著人才培養的規格和質量[4]。針對高等院校嵌入式方向專科學生來講，想在兩年或三年時間學習好嵌入式課程，設置好課程體系極為重要。嵌入式方向專科課程體系設置以當前社會需求出發，結合嵌入式系統開發的特點，分為硬件、軟件基礎知識，如嵌入式系統結構、電子技術基礎、c語言程序設計等。對于三年制專科來講，硬軟件基礎知識在第一年學習。第二年的課程設置主要結合當前嵌入式行業流行的ARM9微處理器和linux操作系統進行嵌入式設計與開發的學習，包括嵌入式linux驅動程序開發、網絡編程和應用程序開發等。第三年根據學校的設置可以進行實習實踐、畢業設計。如校企合作項目、集體參加校外培訓。對于兩年制專科來講，在第一年第二學期開始學習嵌入式設計與開發相關課程。大學生電子設計競賽、嵌入式物聯網競賽等一系列嵌入式方向的競賽是學生實踐學習的好機會，也是激發學生學習興趣的一種渠道，應融合貫通到課程體系中。
2.2嵌入式教學體系改革
（1）重視嵌入式教學師資培養
一般具備扎實的專業知識，但是針對嵌入式專業的內容新、發展快、軟硬結合的特點，教師的嵌入式方向綜合實力較弱。建立“企業培訓-外出進修”相結合的培養機制。嵌入式課程一般需要購買硬件開發平臺，針對硬件開發平臺及在平臺上的嵌入式應用開發，教師有針對性的進行培訓，或者跟企業進行項目合作或者進入企業培訓學習。
（2）嵌入式軟、硬件教學設備
目前嵌入式方向的教材不計其數，實用而且高質量的教材卻難尋，因為嵌入式方面的教材是針對相應的硬件設備編寫的，嵌入式系統課程教材的更新速度遠低于技術的速度更新，所以可根據本校的硬件設備來訂購教材或者自己學院的教師根據學生情況編寫本校的嵌入式教材。“教材-設備-課程”是一個整體，根據學生課程的設置，配備合理的硬件設備，征訂適合的教材，不可獨立考慮，否則教學過程中出現課本、設備不匹配的問題。
（3）合理分配學時
嵌入式方向的課程實踐性很強，在課時分配時應注意。比如嵌入式系統課程一般學校分配64或48課時，理論-實驗課時量為3：1或2：1。這種情況下會出現實驗課是不夠，理論、實踐脫節。在課時設置時分配時設置為理論-實驗1：1或實驗比例更大些。嵌入式系統課程在機房上課是發展趨勢，理論實驗根據講授內容隨機分配，有些院校已經開始實施。這樣可以充分發揮學生的主動性和實踐動手能力，理論實驗結合，在教師教授完理論后可以立即上機實踐。
3三位一體實驗教學模式
嵌入式系統課程與傳統的微機原理和單片機課程有著本質的區別。第一，單片機課程基本是面向硬件的，只有少部分軟件內容，而嵌入式系統課程利用高性能嵌入式微處理器能夠進行復雜的運算，側重于軟件；第二，單片機課程大多以某種特定的微控制器為案例進行教學，而嵌入式系統課程以嵌入式操作系統為軟件基礎，進行驅動程序、應用軟件等的設計實現。
本文根據嵌入式系統課程的特點及嵌入式發展趨勢，提出了“ARM9微處理器+LINUX+課題實踐”三位一體的嵌入式系統實驗教學模式。嵌入式課程的實驗以微處理器、LINUX操作系統等基本概念、硬件接口知識、程序設計與分析等內容為主，重點考核學生對嵌入式系統基本概念和設計方法的掌握程度。實驗分為基礎實驗和課題實踐。
3.1基礎實驗
（1）基礎環境實驗
學習嵌入式基本開發流程，學習軟件和硬件的安裝與調試與集成環境的使用――交叉開發環境，通過簡單的Hello World嵌入式應用程序，介紹基本的應用程序程序開發流程，同學通過此實驗了解和熟悉嵌入式的軟硬件平臺及程序設計方法及流程。
（2）CPU GPIO驅動程序
關鍵詞：集成電路設計;集成系統;本科專業;創新型人才;課程體系
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）35-0049-03
一、引言
集成電路產業是信息產業的基礎和核心，是推動信息產業發展的源泉和動力。國務院于2000年6月25日頒發了《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策（18號）》，大力支持和鼓勵我國集成電路產業的發展。在國家政策的扶持下，我國集成電路設計業發展迅猛，伴隨著國內集成電路的發展，對集成電路設計相關人員的需求也日益增加。教育部于2003年開始批準設置“集成電路設計與集成系統”目錄外本科專業，2012年普通高等學校本科專業目錄中調整為特設專業，以適應國內對集成電路設計與應用人才的迫切需求，截止2014年，全國已有28所高校設置“集成電路設計與集成系統”本科專業。國務院于2011年1月28日頒發了《進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策（新18號）》，要求高校要進一步深化改革，加強集成電路設計相關專業建設，緊密結合產業發展需求及時調整課程設置、教學計劃和教學方式，加強專業師資隊伍、教學實驗室和實習實訓基地建設，努力培養國際化、復合型、實用型人才。
“集成電路設計與集成系統”專業涉及的新概念、新技術、新方法不斷涌現，是一個工程性和實踐性很強的本科專業。集成電路領域技術和管理人才嚴重不足、人才質量普遍不高已成為制約我國集成電路產業健康、快速發展的瓶頸。國家集成電路產業“十二五”發展規劃提出加強人才培養，著力發展芯片設計業，2014年6月，國務院印發《國家集成電路產業發展推進綱要》進一步指出，要著力發展集成電路設計業，加大人才培養力度。因此，研究適合本專業的理論與實踐并重融合的課程體系，培養創新型集成電路設計人才具有十分重要的現實意義和歷史意義。
二、集成電路設計與集成系統專業人才培養的特點
集成電路是推動當前經濟發展的重要技術，由于集成電路設計與集成系統領域發展迅速且新知識、新技術層出不窮，多學科交叉融合，畢業生就業具有國際性，要求教學體系和實踐平臺建設必須跟上最新的產業需求，才能培養出適合社會和企業需要的集成電路設計與集成系統創新型人才。在進行集成電路設計與集成系統領域創新型人才培養時我們需要緊緊抓住以下幾點。
1.集成電路設計與集成系統專業是新興專業，國內還沒有形成該專業的人才培養規范，目前國內各高校該專業的教學計劃是從國外或者相關專業延伸來的，系統性、完備性差，還沒有形成完整的知識體系。
2.集成電路設計與集成系統專業是一個涵蓋通信、計算機、集成電路等多領域的交叉學科，因此要利用綜合性學科知識為該類人才的素質培養服務，從注重單一知識和能力的培養，要轉變到注重綜合知識和能力的培養。
3.集成電路設計與集成系統是國家特設專業，根據高校自身辦學特色和市場需求設置的專業，需要針對企業對該類人才的需求，將企業需求融入課程體系，與企業聯合制定培養方案，建立核心課程體系，實時調整專業課程教學內容。
4.集成電路設計與集成系統專業具有較強的工程性和實踐性，不僅要具有較強理論知識基礎，而且要具有較好的工程實踐能力以及一定的創新能力，需要建立一種基于項目驅動的多層次的實踐教學體系，保障四年工程實踐訓練不斷線，逐步提升學生的工程實踐能力和創新能力。
三、集成電路設計與集成系統專業課程體系的構建
根據集成電路設計與集成系統專業人才培養特點，按照通信、計算機和集成電路融合發展的科學規律，結合我校學科專業優勢特色，確立了本專業人才培養的課程體系。
（一）人才培養目標
2006年全國科技大會上提出，到2020年，我國將建成創新型國家，使科技發展成為經濟社會發展的有力支撐。具有較強的自主創新能力是創新型國家的主要特征之一，只有培養具創新精神和創新能力的人才，才能提升自主創新能力。集成電路產業是關系國民經濟和社會發展全局的基礎性、先導性和戰略性產業，是最能體現科技進步對創新型國家貢獻率的行業。
因此，本專業旨在培養德、智、體、美全面發展，適應社會主義現代化建設和信息領域發展需要，掌握寬廣的人文知識、堅實的自然科學知識以及扎實的專業知識，具備工程實踐能力和創新能力，具有自主學習集成電路與集成系統領域前沿理論和技術的能力，能在集成電路與集成系統領域從事研究、設計、實現、應用的高素質創新型人才，為全面實現創新型國家提供強有力的支撐。
（二）人才培養規格
集成電路設計與集成系統專業是一個涵蓋通信、計算機、集成電路等多領域的交叉學科，如圖1所示。其中，圖1中①就是通信算法（應用）的直接IC（實現）化的ASIC、FPGA電路或者可重構電路;②就是算法（應用）的指令集合（體系結構）化的目標程序;③就是指令集合（體系結構）的IC（實現）化的處理器;④就是集成電路技術發展推動的先進處理器。
根據多學科融合發展和人才培養目標定位，確定了本專業知識、能力、素質的人才培養規格如下。
1.知識結構要求。（1）具有堅實的自然科學理論基礎知識、電路與系統的學科專業知識、必要的人文社會科學知識和良好的外語基礎。（2）具有通信系統、計算機系統結構、信號處理等相關學科領域的基礎知識。（3）掌握集成電路與集成系統領域的基礎知識和工程理論。（4）掌握集成電路與集成系統電子設計自動化（EDA）技術。
2.能力結構要求。（1）具有使用電子設計自動化（EDA）工具進行集成電路與集成系統設計的能力。（2）具有較強的科學研究、工程實踐及綜合運用所學知識解決實際問題的能力。（3）具有了解本專業領域的理論前沿、發展動態和獨立獲取知識的能力。（4）具有自主學習能力、創新能力、協同工作與組織能力。
3.素質結構要求。（1）具有良好的思想道德修養、職業素養、身心素質。（2）具有奉獻精神、人際交往意識和團結協作精神。（3）具有一定的文學藝術修養、科學的工程實踐方法。（4）具有一定的國際化視野、求實創新意識。
（三）課程體系
集成電路系統設計涵蓋“系統設計、邏輯設計、電路設計、版圖設計”四個設計層次，課程體系應覆蓋四個設計層次需要的所有知識點，各知識點之間要具有連貫性、系統性和完備性。集成電路設計與集成系統專業具有很強的工程性和實踐性，通過計算機應用能力、電子技術應用能力、嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力以及工程創新能力的培養，強化學生的工程實踐能力和創新能力。集成電路設計與集成系統專業是一個多學科的交叉新興專業，課程體系中應該包含通信、計算機和集成電路的相關知識點，各知識點之間要具有交叉融合性。集成電路系統設計是一個高速發展的學科領域，知識和技術更新速度非常快，課程體系應該體現先進性，使得學生能夠接近先進的技術前沿，同時課程體系中也應該包含一些面向企業的工程設計與實踐的實用性課程，進一步提高學生的就業競爭力和工程創新能力。
因此，根據人才培養規格和特點以及課程體系的連貫性、系統性、完備性、融合性、先進性和實用性，結合我校自身優勢特色，構建了如下頁圖2所示的知識、能力、素質協調統一的理論與實踐并重融合的課程體系。課程體系以能力培養為導向，集中實踐環節為支撐，核心課程為基礎，一組集中實踐環節和核心課程培養一種能力。同時，設置綜合素質教育模塊和課外科技創新活動模塊，提升學生的工程素質和創新能力。
課程體系主要突出計算機應用能力、電子技術應用能力、嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力以及工程創新能力的培養，進行分學年重點培養。第一學年主要培養學生的計算機應用能力，第二學年主要培養學生的電子技術應用能力，第三學年主要培養學生的嵌入式系統設計能力和集成電路設計能力，第四學年主要培養學生的工程創新能力，通過設置“數字集成電路”、“混合信號集成電路”、“嵌入式系統”三個方向課程模塊，實現人才的個性化培養。
通過嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力和工程創新能力培養過程中的集中實踐環節和核心課程設置，將集成電路設計與通信/計算機相結合，體現課程體系的交叉融合性。將集成電路系統設計層次中的“系統設計”貫穿于工程創新能力、嵌入式系統設計能力培養，“邏輯設計”體現在電子技術應用能力培養中，通過“電路設計”與“版圖設計”實現集成電路設計能力的培養，實現了課程體系的系統性和完備性，通過教學內容的組織實現知識的連貫性。
課程體系設置了一系列集中實踐環節和獨立設課實驗（集成電路EDA技術實驗、微處理器設計實踐）以及課內實驗，在教學內容的組織上將軟件無線電（SDR）系統（包括算法、體系結構、集成電路）設計與實現的科研成果融入教學過程，實現四年工程實踐訓練不斷線，體現課程體系的工程性和實踐性。同時通過下一代無線通信系統的核心器件――SDR系統處理芯片設計為牽引，設置通信集成電路系統工程設計與實踐相關課程，采用世界主流EDA廠家先進EDA工具完成集成電路EDA技術實驗以及集成電路系統設計，實現課程體系的先進性和實用性。
（四）教學內容組織思路
以“高級語言程序匯編語言程序機器指令序列計算機組成（CPU、存儲器、輸入輸出、數據通路與控制單元）計算機部件設計計算機部件（FPGA和專用集成電路）實現整機（FPGA或專用集成電路）實現面向通信、信號處理領域系統（嵌入式系統、數字集成電路、模擬集成電路）設計與應用”為主線組織教學內容，體現知識的連貫性，培養學生的計算機應用能力、電子技術應用能力、嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力。通過通信集成電路系統工程設計與實踐（包括數字集成電路工程設計與實踐、嵌入式SoC工程設計與實踐、模擬集成電路工程設計與實踐等），將軟件無線電（SDR）系統的設計與實現的科研項目成果融入課堂教學，貫徹我校“教研統一”辦學理念，突顯我校信息通信行業優勢特色，培養學生的工程創新能力。
四、結論
課程體系設置是專業建設中的關鍵核心問題，對人才的培養質量起決定性的作用。本文充分考慮了集成電路設計與集成系統專業多學科交叉融合、工程實踐性強等特點，結合我校本專業在通信專用集成電路設計、專用處理系統設計方面的優勢特色，形成了通信、計算機與集成電路設計相結合、理論教學與項目實踐相結合的課程體系。以能力培養為導向，以集成電路設計和嵌入式系統設計融合為主線組織教學內容，培養學生的集成電路設計與嵌入式系統設計（計算機應用、電子技術應用、微系統設計）能力，通過面向通信領域的集成電路與嵌入式系統工程設計與實踐，提高學生的工程創新能力。
參考文獻：
[1]國務院2011年4號文件.關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策[J].軟件產業與工程，2011，（2）.
關鍵詞：嵌入式系統；培養模式；實驗實踐教學；教學方法
進入21世紀，嵌入式技術以排山倒海之勢占據了人們的生產、生活和娛樂方式。未來對掌握嵌入式技術的人才的需求會越來越大，因此各個重點大學紛紛開設了嵌入式方向課程，并在計算機或軟件工程的體系下出現了嵌入式專業方向。作為一個新的專業方向，關于它的培養模式和教學方法的研究已經有了一定的成果。在文獻中探討了基于嵌入式系統工程專業，單片機課程在教學內容、教學方法和考核方法方面的問題，改善了教學效果。文獻強調嵌入式課程應突出以應用為教學重點，通過構建課程實驗、課程設計、專業實習及畢業實習等強化實踐環節。本文基于嵌入式系統行業發展的新需求，提出了面向應用的嵌入式方向的培養體系，形成了理論內容與實驗相結合，課內實驗與開放性實驗室相結合，實訓基地與企業實際項目相結合的聯合教學模式。
1 面向應用的嵌入式培養模式
1.1 課程知識體系
嵌入式專業方向培養學生具有基礎理論扎實、解決實際問題能力強，掌握工程型技術、軟件硬件于一體的嵌入式專業人才。嵌入式系統最大的特點是軟件硬件的綜合體，在培養體系中應該軟件硬件一起抓，而且兩手都要硬。嵌入式系統專業類課程培養知識體系如圖1所示。在基礎理論中我們要注重課程前后的知識銜接關系，電路課為更好的掌握硬件接口打基礎，對PC機的軟件結構有了更好的掌握后，在此基礎上引入專用的微控制器(單片機、ARM嵌入式微處理器)，再將課程一步步過渡到高級語言編程上(嵌入式C、C++程序設計和Linux圖形界面設計等)。在教學的每一個環節都要與課程實驗相結合，加強學生對理論知識的理解能力。
嵌入式系統專業類課程體系的制訂是影響所培養人才素質的最重要部分，因此每一門專業課的選擇要從以下幾個方面進行考慮。
1)硬件開發環境。當前嵌入式處理器主要有8位、16位、32位等幾種，在基礎類課程中單片機原理我們一般以8位MCS51單片機為例進行介紹，學生對MCU這個概念有一個初步的認識。當前嵌入式產品開發硬件主流芯片就是32位的ARM系列處理器，ARM的成功在于它有極好的性能和極低的功耗，使得它能夠優越于MIPS和PowerPC等嵌入式處理器。基于ARM核的嵌入式芯片在汽車電子、消費娛樂產品、數字化音頻與影像產品、工業控制產品、網絡產品、無線手持設備等諸多領域廣泛的應用。可以預見，在未來的一段時間內，ARM處理器將主宰32位嵌入式處理器的市場。因此嵌入式專業培養硬件要以ARM處理器為核心芯片。
2)軟件開發環境。在這一層面上我們要結合硬件平臺來進行選取，ARM920及其以后的版本獲得了許多實時操作系統供應商的支持，比較知名的有：Linux、Windows CE、uC-OS、VxWorks、Nucleus、Palm OS等，其中Linux、uC-OS為源代碼開放的嵌入式操作系統。考慮到研究產權的自主性，uC-OS源碼公開，是一個簡易的實時內核；Linux的層次結構和內核完全開放、網絡功能強大、完整的開發工具、廣泛的硬件支持、遵循通用的國際標準。因此要以uC-OS為基礎，以Linux為核心介紹嵌入式操作系統。另外微軟公司的Windows CE具有良好的界面和技術支持，使得在嵌入式產品中的應用占有重要地位，因此Windows CE也作為嵌入式系統培養的一個重要分支。
3)智能終端的嵌入式軟件開發。智能手機軟件的開發是嵌入式產品在手持設備上的典型應用。J2ME對其有較好的支持，可以給學生作選修課，增加嵌入式培養的知識面。
4)嵌入式技術與當前的熱門行業相結合。工業控制和無線傳感器網絡等領域成為當前應用和研究的熱點，要把學生所學的知識與應用和研究結合在一起，使嵌入式的培養更具活力。這類課程可以作為選學課程，為學有余力的嵌入式學生開拓視野。
1.2 嵌入式系統實驗，實踐教學
實驗環節在嵌入式培養體系中占有重要的地位，它是理論講解的驗證與升華。文獻提出了一種BDO的3級課程實驗教學體系，但隨著嵌入式系統的發展，每級所包含的內容在廣度和深度上都需要增加。木文將實驗和實訓結合起來，形成實驗實訓教學體系如圖2所示。
1.2.1 實驗教學
基礎類實驗是學生在課上所學習理論的驗證，可以由專任的實驗教師來指導，如果有條件最好請本門課的任課教師來指導或由任課教師和實驗教師來同時指導，這樣在實驗的過程中可以和任課教師有一個互動，及時解決疑點，使基礎理論教學與實驗教學相配合起來。
設計類實驗是在完成基礎類實驗和高級的嵌入式OS后開設的實驗課，這部分實驗可以采用課程設計的形式，每個實驗利用幾天或更長的時間讓學生動手設計嵌入式OS的驅動，教師可以不定期的去答疑，重點在啟發學生進行嵌入式編程，為學生提供一些解決問題的方法。
每次完成實驗后，有的學生可能還沒有完全領會實驗的內容，所以除上課的時間以外還可以把實驗室開放，讓一些學生繼續實驗，開放式實驗室要由本專業的實驗教師來指導和維護。另外開放式實驗室還應該提供擴充版的實驗指導書(除了課程要求的必修實驗以外的實驗)，供學有余力的學生用，擴展嵌入式學習的知識量。
1.2.2 工程實踐能力的培養
工程實踐是學生走向企業的一個橋梁，通過在實訓基地半年時間的實訓，學生可以掌握企業項目的實施機制，為畢業后快速進入項目開發打下良好和基礎。
在工程實踐項目選擇上，應該盡量選擇企業的實際項目，必要時可以與管理規范的公司聯合建立實訓基地。項目的內容要盡可能覆蓋嵌入式領域的內容。比如嵌入式項目一般包括需求分析、硬件平臺設計、軟件平臺設計(包括嵌入式OS的選擇)、應用程序的開發與系統測試幾個方面。使學生能夠利用所學的知識，并進行一定的擴展，相關內容還要查閱一定的資料來解決工程實際中的問題
在工程實踐項目管理上，可能會出現項目經理人數不足的情況，可以在學生中選取項目組組長，來協助項目經理解決問題。整個實訓基地采取層層負責制，使每個項目成員各就其職，定期例會，及時解決在項目開發中所遇到的問題。
2 嵌入式系統教學方法的改進
嵌入式系統專業人才培養目標是面向市場需求，培養不同層次的基礎扎實、學科交叉、具有較強的工程實踐能力、交流溝通能力的高層次、復合型、應用型軟件工程技術和軟件管理人才。學生學習嵌入式系統工程的基本知識、基本概念、基本方法和技能，掌握目前流行的嵌入式微處理器、嵌入式操作系統、嵌入式程序設計、接口設計、常用電路設計以及軟硬件系統設計的基礎知識，并具有一定的動手能力和獨立解決問題的能力，具有工程實踐能力和外語應用能力，能夠在相關領域從事嵌入式系統設計與開發工作。基于這一目標，要在教學方法和手段上下功夫。
2.1 知識點細化
在嵌入式系統理論教學方面，要將知識點細化，讓學生深入到理論中去。例如，在講解ARM中斷原理與指令流水線執行關系時，可以作如下分析：ARM處理器中斷的發生具有不確定性，與當前所執行的指令沒有任何關系。在中斷發生時，ARM處理器總是會執行完當前正被執行的指令，然后才會去響應中斷。如圖3所示，在0x9000處的指令ADD執行期間IRQ中斷發生了，但這時要等待ADD指令執行完畢。ADD執行完畢后，IRQ立即獲得了執行單元，ARM處理器開始處理IRQ中斷，進行保存程序返回地址并調整程序指針指向0x18內存單元。在0x18處有IRQ中斷向量(也就是跳向IRQ中斷服務的指令)，接下來執行跳轉指令轉向中斷服務程序，因此流水線又被阻斷了，執行0x18處指令的過程同帶有分支指令的流水線。
2.2 難點分解與形象化演示
嵌入式系統是軟件和硬件的綜合體，學生往往對硬件知識的掌握比較困難，在嵌入式系統硬件知識教學方面，要將知識點分解并制作相應的動畫，使學生增加感性認識。例如，在講解ARM嵌入式體系結構的LCD接口與顯示原理時，可以制作如圖4所示的Flas，用單步的方式描述其通信原理，增強學生的感性認識，使學生易于接授理論知識，從而提高教學效果。
關鍵詞：創新能力；嵌入式 ；課程建設
隨著全球移動互聯網大會（GMIC）推出的“TOS+”智能硬件開放平臺戰略，以騰訊為代表的主流IT企業也展示了智能硬件領域解決方案，這些戰略在很大程度上代表了嵌入式產業的發展方向，也帶動了以嵌入式技術為基礎的新興產業的發展。推動了市場對嵌入式開發人才的數量和質量兩方面的緊迫需求。如何有效地培養學生具有行業所需的嵌入式開發能力和創新能力，使畢業生能盡快適應職場，滿足企業需求，成為應用型本科院校相關課程教學改革亟需關注的內容。
一、存在的問題
近年來，盡管高等教育經過了一系列的改革，高等學校也在宏觀和微觀上實施了較多的具體改革方案，取得了相當大的效果，但仍存在著不能完全適應社會需求的問題。畢竟，改革的成功不可能一蹴而就。對于嵌入式技術的人才培養和教學活動而言，既存在著一般的共性，也存在著自己的特殊性。為此，我們必須思考并解決如下一些問題。
（一）重“教”向重“學”轉變
應用型本科院校人才培養的目標要求注重培養“強能力、重實踐、高技能”人才。不過，長期以來，工業化大規模生產的流水線模式在教育上的影響，“以書本知識為中心、以教師為中心、以課堂講授灌輸為中心”的思想可謂根深蒂固，而在這種教育方式下學生總是被當成被動接受知識的“水槽”。無疑，“教”是使學生獲得知識的一種重要手段，但不能對學生獲得能力提供有力支撐。這是因為除了一些特殊的固有能力外，人的能力是在“學”的基礎上，經過思考、總結和運用知識逐步“練”出來的，正所謂“鍛煉能力”而非“教導能力”或“學習能力”，沒有思考和實踐鍛煉的過程則能力培養無從談起。
因此，無論是教育觀念還是具體實施過程，都需要由重“教”向重“導”“學”及“練”轉變。
（二）完善嵌入式方向
毋庸置疑，信息技術與產業的發展速度快過任何其他技術，嵌入式則是其中最具代表性的領域。囿于高校本身的特點和內在運行規律，其課程設置很難同步于社會需求的發展。
目前，一般高校僅將嵌入式技術作為一門課開設，而不是一個方向。由于課程設置單一，學生學習嵌入式系統知識時間有限，課堂講授只能重在一般普及性、基礎性知識教育，難以延伸到科研和具體應用。學生學過后往往有一定基礎知識，但缺乏對主流開發方法和過程的真正了解，沒有相對全面的知識體系和一定的實際應用經驗，也就沒有了創新的基礎。從知識構成和能力培養的一般規律來看，構建一個完整的專業方向是解決問題的基礎。
（三）加強實踐性環節
盡管高校已經注意到了理論與實踐教學并重的問題，但多數學校的課程設置仍采取的是以理論課為主，配套一定課時的實驗課方式。
在教學設備和實驗條件不夠充分的初期，這是一種不得已的辦法。而隨著條件的改善，反映出來的問題是教學設備利用不夠充分。更核心的問題是，如此一來，實驗總被停留在對知識的認知和驗證上，無論是實踐內容的設計，還是與實際的工程項目結合的緊密性都不夠合理和充分，自然無法達到提高學生開發和創新能力目標，難以適應就業市場對嵌入式開發及創新能力的需求。
（四）調動和培養學生的積極性與創造性
長期以來，教學研究主要圍繞課程模塊分解、知識體系構成、實驗內容設置等方面進行，教學設計中對學生“主體性”強調不足，也很少考慮針對不同層次學生因材施教及對創新意識的培養。當學生不能以主體身份參與教學過程時，表現出來的總是被動接受而缺乏積極性，制約著學生的學習和創造熱情，直接影響著學生創新能力的提升。
針對上述問題，有必要研究嵌入式系統方向的課程建設，研究其理論與實踐教學內容與方法，研究有效的課內外結合教學方式，使學生更多地參與嵌入式系統的應用與開發，進而培養具有創新意識、主動精神、較強解決實際問題能力的嵌入式系統開發應用型人才，更好促進專業方向建設，形成專業特色，適應就業市場的需要。
二、解決問題的思路
從教育理念發展來看，課程建設正在從“重教”走向“重學”；從課程改革發展內在邏輯來看，課程建設正在從課程開發走向課程理解；從教育教學方式變革來看，課程正在從封閉單向走向開放互動。針對嵌入式課程中存在的問題，需從系列課程建設、實踐創新能力提升、學生自主性調動幾個方面進行改革。
（一）構建“基礎理論―應用案例―創新實踐”多層遞進、層層深入的嵌入式課程體系
課程設置對學生培養起著重要作用，專業能力構建往往需要通過多層次的教學過程不斷強化來實現。基于嵌入式系統技術知識結構內在的關聯性，在課程體系設計上以講練并重的基礎理論課做先導，在夯實基礎之上，以專業應用課通過應用案例教學與實踐使學生對相關開發技術有深入了解和切實體會，最后通過集中的創新實踐課，以實際項目的形式讓學生參與開發，在解決實際問題的過程中調動積極性，培養主動性，提升創新能力。
（二）通過“三個加強”提升實踐創新能力
以工程性為導向，加強課內實踐教學，加強綜合項目訓練，加強課外開發實踐。嵌入式本身就是一個實踐性和工程性很強的課程，通過實例化學習更容易領悟知識精髓和真實的工程運作方式。加強學生實驗開發的訓練，會比灌輸所謂全面的知識產生更好的效果，促進學生從被動接受到變為主動獲取的轉變。以實踐為核心組織實施教學，根據專業方向要求，研究社會需求重點，據此綜合配置和整合踐教學環節的內容、手段、方式和方法。同時“課內教學與課外項目互補”，開放實驗室，引入競賽及教師科研項目，作為對課內教學與實踐的有益擴充。
（三）培養學生“自我獲得能力提升的能力”，培養創新意識
教學上，轉變教師觀念，把強調傳授知識轉為強調培養能力，在課堂上給學生思考的空間和獨立解決問題的機會，培養自學能力和解決問題的能力。另外，課程教學只是一個層面，可以針對教學過程中涌現出的一批對嵌入式開發興趣濃厚、學有余力的學生組建課外興趣小組，讓學生參與到教師科研和競賽項目中來，在實際項目的鍛煉中獲得能力提升，與課內教學互補，建立針對性強的專業培養方向特色。這樣因材施教、分層次教學，使有興趣的學生有更長的時間和更多的機會進行專業學習。同時，在實際應用中，必然會遇到課堂講授以外的內容，解決問題的過程，就是一個使學生通過自主學習達到“自我獲得能力提升”的過程，能夠有效引導學生的學習熱情。
三、以實踐創新能力培養為核心的教學體系構建
課題組經過幾年的探索與改革實踐，構建了以實踐創新能力培養為核心的、課程類與項目類訓練相交織的教學體系，如圖1所示。在教學中推廣有效引導與自主學習和個性化培養相結合的教學方式，將專業能力培養方式由課堂教學為主、理論教學為主轉為課堂教學與課外興趣小組并行，理論教學與實踐教學并重，做到從基礎到應用層層深入，有效提升了學生實踐創新能力。
該教學體系改線性學習為并行培養，課程類從基礎課到專業課逐步推進，同時從學生接觸嵌入式技術開始，并行推進課外競賽與科研項目開展，課程類和項目類兩個角度并行，交叉互補，從而完成對學生知識結構的構建及應用能力的培養。
課程類安排的核心是“專業基礎課專業應用課創新實踐課”層層遞進，同時，在基礎課階段就有意識地加強實踐教學比重。在基礎課方面，實踐性環節提升至40%以上，把以“教”為主，變為“教”“練”并重，加上以實踐應用為主導的軟件開發講授與實踐學習，最后以項目訓練收口，輔以并行的課外開發訓練。
項目類以競賽及教師科研項目等實際課題為依托，發揮學生自主學習能力，使有學習意愿的學生能得到更深入的實踐與創新機會。課外項目開展時可進行科研方向的分解，明確任務方向和學習側重，以小組為單位，培養團隊精神，加強溝通和交流，培養自學能力。成員選拔機制采用雙向選擇方式，教師擇優選拔與學生自愿報名相結合，保證參與熱情和效果。
課外項目采用課余時間靈活機動的形式，并制訂日常管理細則，促進學習效果。規定每周總結學習和實踐內容進行匯報，并每周指定一名學生做研究報告，向全體成員介紹自己的研究結果和心得，報告過程中由聽講學生自由提問，或教師引導性提問，培養科研習慣，學習科研方法。
四、總結
在分析嵌入式教學存在問題的基礎上，給出了有針對性的解決思路，構建了以培養創新能力為核心、理論與實踐教學層層深入、課內外教學實踐交織互補的教學體系。通過在沈陽工業大學幾年來的教學實踐，有效調動了學生的學習積極性和創造性，增強了學生的創新能力，學生在全國和省內多次獲嵌入式開發及創新創業大獎，畢業生從事嵌入式高端開發人數明顯增多，課程改革取得良好效果。
參考文獻：
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關鍵詞：電子信息工程；特色課程群；課程群建設
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01
人類已經進入信息時代，信息技術的全面發展促進了國家經濟的快速增長和社會的穩步前進。也因此，許多高校開設了電子信息工程專業。然而，這個專業的界定很模糊，課程內容不斷擴充，同時隨著專業細分，自動化、計算機、電控等專業也逐步建立和發展起來，電子信息專業的課程就沒有太多特色可言了。
一、課程群建設的意義
電子信息工程是一門比較熱門的專業，也是許多優秀考生的選擇。然而有的院校為了增強這個專業的特色，開設專業時在課程設置中又添加了許多課程，如計算機、電器控制、通信等專業的核心課程，這樣做反而使教學產生了迷茫，也使學生學習的不專心，學習內容龐雜[1]。
課程群建設指的是應用現代教育思想為指導，在教學計劃中針對可以構成教學內容體系相關課程的重新規劃整合、建構而成的教學課程集合。通過對電子信息專業特色課程群的建設，可以確立合理的專業課程教學體系，提高課程群師資水平，提升教學成效，突出專業特色，并帶動其他基礎學科的學習，從而促成學生能力、素質、知識的全面提升和協調發展，優化課程體系、提高課程效果。本文將嘗試對新發展起來的兩大課程群體系進行闡述。
二、課程群建設內容
專業定位是課程群建設的基礎，要讓電子信息專業界定明晰、特點突出、對人才更有吸引力，首先要明確本專業學生的培養目標。確定人才培養目標，可以從學生畢業之后所能從事的工作方面進行界定。電信專業的培養目標是：能夠從事智能信息處理、信號檢測、無線終端技術等的研究、設計、開發、維護和管理工作。這樣，就可以將本專業的定位定在智能無線終端和智能電子產品的開發與研究上。所以根據這樣的教學目標，教學課程群可以劃分兩個課程群：微波射頻課程群和嵌入式系統課程群[2]。
（一）教學基礎建設
1.嵌入式系統課程群建設。嵌入式系統是一種應用性技術系統，是計算機技術、電子技術、半導體技術和各行業具體應用結合起來的產物，是一個技術密集型的知識集成系統。設計的嵌入式系統的課程群可以包括以下內容：硬件架構、嵌入式系統體系結構、軟件編程和設備接口與驅動等。嵌入式系統課程群注重學生在電路設計和軟件開發方面能力的培養，因此這個課程群還有包含嵌入式系統組成、嵌入式Linux開發技術、單片機原理與應用、片上系統開發技術、電子線路CAD等課程。
2.微波射頻課程群建設。現代無線通信、微電子技術、電機科學、納米技術、衛星通信等技術都是以微波技術和電磁場技術為基礎的，微波技術和毫米波技術也是現代化武裝信息化的核心技術支持[3]。
因為微波射頻技術得到越來越廣泛的應用，微波與射頻電路設計領域也受到了科技和工業方面的關注。微波射頻技術在航空航天、雷達、電子對抗、國防、兵器等各個領域均在發揮重要作用，因此產生了對深入掌握微波射頻理論的工作人才的大量需求。
對于電子信息專業來說，微波射頻拓寬了這個專業的口徑，而且也是通信專業的特色課程。為微波射頻這一課程群設置的課程有：電磁波和電磁場、信號與系統、微波技術與天線、信號檢測與處理、射頻電路CAD、射頻電路設計原理與應用、射頻電路課程設計等。
（二）實驗室建設。電子信息專業是一門非常注重實踐性的專業，實踐教學環節是電信專業培養專業人才的重要環節。實施實踐教學的目的是為了培養學生將理論知識運用到解決實際問題上的能力，對于提高學生綜合素質、培養學生創新精神、提高學生的實踐能力有重要作用[4]。
近幾年，各個高校都加強了實驗室建設，電子信息專業實驗室也開始了實踐教學改革，以培養學生實踐和創新精神，增強學生解決實際問題的能力。
三、課程建設方案
課程群建設要設立總負責人和各個課程負責人，總負責人負責協調各課程的設置和課程成員的分工，課程負責人負責本課程的建設。在進行課程建設時，要先確定課程群框架結構、再展開設置各科課程，課程教學與實驗室建設相結合，形成有機整體；教學內容建設和教學基本功練習都要給予重視，根據學生反饋的建議和意見為主要評價方式和改進方向[5]。
在各個科目的課程設置中，要依據課程群體系結構和內容進行擴展和規劃，結合信息專業現狀及發展前景，處理好新舊知識關系，制定知識點分布方案，充分規劃和利用好有限課時傳授教學內容。在具體教學方案的設計中，要充分利用現代教學技術，創建好各門課程的多媒體材料，還為學生提供實驗室和專業實習的條件。
四、結束語
課程群的建設能夠更好地為人才培養目標服務，創建意義是很大的。這個課程群建設的特點在于緊密圍繞專業核心課程模塊，梳理各主干與非主干課程間的關系和內容上的銜接，對整合課程資源、形成理論聯系實際、服務與應用等都有重要作用，最終建立起一個“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的培養人才的體系。希望能夠培養更多更適合實際工作需要的優秀電信專業人才。
參考文獻：
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[2]吳伶錫，詹杰，周仁龍.電子信息科學與技術專業特色課程體系研究[J].當代教育理論與實踐，2010（23）：36-37.
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關鍵詞:嵌入式系統;課程群;實驗教學體系;開放實驗室;教學方式
隨著嵌入式技術日益普及,國內外企業紛紛加大了對嵌入式產品的研發,嵌入式系統產業的人才需求也日益旺盛[1]。為了適應社會和行業的廣泛需求,全國各高校紛紛開設嵌入式系統課程,嵌入式系統課程一時成為各高校最受歡迎和最熱門的課程之一[2]。然而,與嵌入式技術的快速發展相比,我國教育機構在此方面的培養則相對滯后[3-4],作為一個新興的課程體系,嵌入式系統課程在理論教學和實踐教學方面存在很多不足,特別是一般院校在教學實踐中遇到了很多困難和問題[5-7]。本文針對這些問題和不足進行了分析,并結合筆者在嵌入式系統教學方面的實踐和對其他高校經驗的總結,提出了相應對策以供討論和研究。
1現狀分析
作為一個新興的課程體系,嵌入式系統的理論教學和實踐教學一直處于不斷探索和磨合的階段,遠不如其他課程那樣成熟和完善。一般院校的教學實踐目前主要存在以下幾個問題:
1) 嵌入式系統入門難,且不同專業的學生各有其局限性。
嵌入式系統領域門檻較高,要求開發人員不僅要懂底層的硬件,而且要有較高的軟件專業水平[8],在有限的學時里要掌握好軟硬兩方面,對學生來說壓力很大。各專業學生的背景知識參差不齊,自動化、測控和電子類的學生往往硬件基礎好,軟件偏弱;而計算機和軟件工程類的學生往往軟件基礎好,硬件偏弱。
2) 實驗環節復雜,師資力量有限。
一般院校在嵌入式系統方向的師資有限,特別是實驗人員極其匱乏,而嵌入式系統實驗難度大,過程復雜,學生遇到的問題多,需要教師投入很多的精力和時間。另外,嵌入式實驗設備需要比其他實驗更多的維護和管理,這也會增加實驗老師的工作量。
3) 實驗設備匱乏,實驗資源使用受限。
嵌入式系統開發板、仿真工具等實驗器材價格不菲,學生無法自行配備,只能到實驗室進行實驗,而這限制了學生隨時、隨地學習的靈活性,也限制了學生創意和靈感的發揮,而一般院校經費投入有限,開發板的數量有限,這也在相當程度上限制了學生的實踐時間和空間。
4) 實驗內容單一,缺乏綜合性和創新性內容。
很多院校的實驗學時偏低,且實驗內容單一,大都是基礎性、驗證性實驗,缺乏設計性、綜合性實驗,有的即使是綜合性的,但很少更新,與業界的主流開發技術和開發平臺脫離,致使學生所學與業界實際需求有差距,失去了嵌入式教學的意義。
5) 缺乏完善的立體教學資源和環境,同時教學手段落后、單一。
很多院校還沒有建立起完善的教學體系,更缺乏支撐學生學習的立體教學資源和環境,除了上課和實驗以外,缺乏其他的方式、手段來鞏固和促進學生的學習和進一步的發展。在教學方式上,仍然采用了過去相對落后和單一的講學方式,只是采用PPT進行“灌輸式”、“一言堂”的理論講解。
2對策探討和研究
本文結合筆者的實際任教經驗、平時的思考以及對一些重點院校、嵌入式技術公司的調研,提出針對上述幾個問題的對策以供研究和探討。
1) 院系合作,建立合理、完善的嵌入式系統課程群。
嵌入式系統課程內容多而雜,系統性和綜合性強,嵌入式系統本身就是一個包含軟件和硬件的完整微型計算機系統,因此,嵌入式系統的設計原理和技術不是一兩門課程就能講授的,需要建立一個完整的嵌入式系統課程群。參考和總結各高校嵌入式系統課程的開設情況,本文認為圖1所示的嵌入式系統課程群是可以借鑒的。
其中,硬件基礎和軟件基礎課程是作為嵌入式系統課程的先修課程,在低年級開設,而嵌入式系統原理、嵌入式處理器結構、嵌入式操作系統和嵌入式軟件開發技術4門課作為課程群的主干課,主要為本科三、四年級和研究生開設。這些課程不是為了嵌入式系統而重復開設的,而是結合嵌入式系統進行重新調整和優化,以便于嵌入式系統的課程學習。
為了節約師資力量和共享實驗設備,相關院系可以建立合作機制,互補開設課程。例如,計算機專業的學生可以選修自動化或電子專業的模擬電路等課程,而自動化或電子專業的學生可以選修計算機學院的數據結構和操作系統等課程。這樣既可以節約師資力量,也可以共享實驗設備,還可以使“偏軟”和“偏硬”專業的學生進行軟硬互補,互相學習、互相促進。
2) 加強師資培訓和進行結構性擴展。
要解決實驗課中師資力量受限的問題,在不額外引入師資的情況下,可以從橫向和縱向兩個方面進行師資培訓,達到擴展師資力量的目的。橫向是加大對本專業的硬件類課程的相關實驗員(例如體系結構、數字電路課程的實驗員)的培訓,使之可以兼任嵌入式系統實驗員;縱向是可以著力培養少數優秀研究生,使之可以和教師一起帶實驗,每年進行一次選拔,以維持能夠帶實驗的常規人員陣容。
3) 建立開放實驗室。
解決學生實驗設備受限的問題,有兩個思路:一是建立全天候開放性實驗室,使學生可以隨時隨地到實驗室學習和實驗,這里需要建立嚴格的管理制度,既保障學生自由的學習又保障實驗室的安全和規范運作,目前國內很多高校已經有這方面的成功經驗;二是可以引入和開發能夠運行在通用PC平臺上的MPU仿真軟件如SkyEye, 通過仿真軟件,學生可以在自己的PC上建立起ARM系列MPU的運行、調試環境,對操作系統和系統軟件進行開發調試,學生通過初步調試后,可以再到實驗室真實環境下驗證,能夠緩解實驗時間、實驗設備有限的壓力。
4) 構建“一體化、多層次、開放式”創新實驗教學體系。
嵌入式課程是一門實踐性、應用性很強的課程,只有建立完善的實驗教學體系才能培養出真正有動手能力的學生。可以建立多層次、逐步遞進的實驗教學體系,如圖2所示。
在實驗教學中,還應注意打通課程之間的“壁壘”,做到“兩個貫通”――在縱向上把專業基礎課、專業核心課的實驗內容上下貫通,在橫向上將不同門類課程的實驗教學內容左右貫通。
5) 建立完善的立體教學資源和環境,改進教學方式和手段。
可以從以下幾個方面完善教學資源和環境:一是建立嵌入式系統課程資源網站,集資源共享、技術交流、信息反饋等多功能于一體,讓師生、學生之間可以自由學習和交流;二是舉辦嵌入式系統技術講座,邀請來自高校的研究成果突出的學者,來自公司企業的工程技術人員進行專題講座,使學生能接觸到最新的知識和實用技術,并了解社會對嵌入式系統人才的具體需求;三是對難理解、較抽象的課程內容開發配套的CAI軟件輔助教學;四是展開校企合作,為學生創建工程實踐環境;五是舉辦校內嵌入式系統競賽,并引導學生參加地區和全國性的競賽,激發學生的學習熱情和培養學生的創新能力。
改進教學方式和手段可以從大力開發CAI課件、Flas、網絡視頻課件入手,以增強教學的生動性、直觀性、形象性,不僅可以激發學生的學習興趣,也能促進學生對重點和難點的掌握和吸收。對于工程項目,可以錄制項目的完整過程,在實踐教學中向學生展示從設計到實現整個過程的原理、方法和技巧。
3國內高校成功經驗
關鍵詞：動手能力；創新意識；合作精神；創新實驗；校企合作
文章編號：1672-5913（2013）03-0010-04
中圖分類號：G642
近年來出現了計算機相關專業學生找不到工作崗位，而企業卻招不到人的異常現象；尤其是在嵌入式系統領域，由于涉及計算機硬件和軟件相結合的知識，門檻相對較高，其應用面又很廣，如手機、PDA、電子字典、電視機機頂盒、可視電話、游戲機等都是典型的嵌入式系統，因此，因此社會急需大量具有動手能力強、創新意識強、合作精神強的“三強型”嵌入式系統開發人才。據電子網等大型網站統計，每年的人才缺口大約在50萬人左右。為此，我們提出以市場需求為導向，通過課程建設和教研教改、自制實驗平臺、大學生創新實驗以及校企合作等措施，培養具有動手能力強、創新意識強、合作精神強的“三強型嵌入式系統開發人才”。其中動手能力強是基礎，沒有動手能力就意味著不能勝任本職工作；但只有動手能力沒有創新意識也不行，因為人類歷史本身就是一部創新的歷史，沒有創新就會被社會淘汰；同時還必須具備很強的合作精神，因為人類分工越來越細，知識增長的速度越來越快，只有合作才能主動適應社會的發展，主動尋找新的發展機遇。“三強型人才培養模式”的具體內涵如圖1所示。
1 積極開展課程建設和教學研究與改革，為學生打下扎實的理論基礎
針對三強型嵌入式系統開發人才的培養目標，課題組成員積極開展課程建設和教學研究，近6年來，共申報成功了“計算機組成原理”校級精品課程和“計算機電路”院級精品課程，出版了《計算機組成與系統結構》和《C++與面向對象程序設計》兩本教材，主持并完成了“軟件工程案例庫系統的研制與應用”、“建構主義理論在硬件類課程教學中的研究與應用”兩項教研教改項目，發表了5篇教研教改論文，在教學過程中靈活運用多種教學方法，為學生儲備扎實的計算機硬件與軟件理論基礎知識。
1.1優化課程體系和教學內容
按照嵌入式系統開發人才培養的要求，優化課程體系和教學內容，建設精品課程，編寫系列教材。
課程體系的優化主要體現在硬件類課程和軟件類課程兩方面：硬件類課程將電路理論、模擬電路、數字電路3門課程共11學分優化整合為計算機電路、數字邏輯與數字系統兩門課程共8.5學分；軟件類課程體現為“4年編程不斷線”，從第1學期開始學習C語言程序設計課程起，每個學期都開設程序設計類程序，讓每個學生在軟件編程方面都有一技之長；此外，增加3門軟件和硬件相結合的課程，分別是嵌入式系統基礎、嵌入式操作系統和嵌入式系統設計，還有相應的課程設計，這就形成了嵌入式系統開發人才培養的知識體系。
教學內容的優化主要體現在精品課程建設方面，2007年課題組申報成功了校級精品課程“計算機組成原理”。在建設過程中，提出并實施了“五四三”的教學模式，即“預習-精講-討論-設計-驗證”的五步教學法，“基礎理論層次、CPU層次、存儲層次、設備層次”的四層次教學內容，教學過程堅持基礎與應用相結合、原理與設計相結合、部件與系統相結合的三結合教學原則；完善了課程教學網站；制定了課程過程管理規范與控制體系；并將IT發展的新知識、教師的科研成果固化到教材中，進入課堂，轉化成教學內容，編寫了教材《計算機組成與系統結構》。通過這一系列的措施，學生學習計算機硬件課程的積極性有較大提高，不再認為硬件課程是最難學的課程，為學生打下扎實的計算機硬件基礎。
2009年課題組成功申報了院級精品課程“計算機電路”，將電路理論和模擬電路兩門課程的知識進行優化整合，完善理論和實驗教學體系，進行教學方法與手段的改革，為學生學習嵌入式系統開發儲備了計算機硬件基礎知識。
1.2改革教學方法與手段
1.2.1建立軟件工程案例庫
圍繞培養學生“三強”的教學要求，我們設計了軟件工程案例庫系統軟件，其中包含軟件工程知識點、5個系統案例和21個相對獨立的案例。對系統案例，選擇了與學生日常生活密切相關的在線考試系統、學籍管理系統、醫院門診管理系統、新聞系統和網上購物系統5個系統，學生首先根據自己的生活經驗來進行分析和設計，然后與案例進行比較，評價各自的優缺點，以提高學生的分析和設計軟件的能力。同時，將理論知識點與實際案例融合到一起，即在案例執行過程中，通過超鏈接可以查看相關的分析、設計過程和理論知識，讓學生明白其中的分析、設計過程，以及這一步為什么要這樣做，看完之后可以繼續了解系統的實現情況，為學生自己分析和設計軟件提供思路和方法。對相對獨立的案例，只提供分析和設計思路，由學生完成編碼和測試步驟。該案例庫系統已經到計算機中心的網站上，不僅用于軟件工程課程的教學，而且用于嵌入式系統設計課程、畢業設計等，為嵌入式系統開發打下了堅實的軟件理論基礎。
1.2.2推行“任務驅動”教學法
該課題是2008年立項的校級教研課題，使用“建構主義”理論指導下的“任務驅動”教學方法來培養學生的“三強”能力。“任務驅動”教學方法轉變以往在教學過程中以教師為中心，學生被動接受知識的情況。該教學方法強調以項目為載體，學生組成研究小組，就具體項目進行研究和開發，在實施過程中培養學生的動手能力、創新能力、合作精神。
具體做法是在任務規劃階段，教師結合學生的學習水平，提出具有實際動手能力培養和可自由發揮的課題；在任務實施階段，首先由教師分析任務，然后由學生自主探索、培養創新思想，在此過程中，教師的工作是進行適當啟發，給出合理建議，提供所需資料，也可以參與其中討論；在任務總結階段，學生對任務完成情況進行總結性評價，對存在的問題進一步討論。
自實施“任務驅動”教學法以來，計算機硬件類課程的教學效果有較大提高，主要體現在畢業設計的選題和學生的就業單位方面，以往學生不敢選硬件類題目，近4年有10%左右的學生選擇了硬件類題目，并且有多位學生獲得了校級“優秀”。
2 指導學生開展創新活動，培養“三強”能力
2.1以大學生創新實驗為載體，引導學生開展創新活動
自2008年以來，課題組共指導學生申請成功了3項國家級和2項省級大學生創新實驗項目，如表1所示。
2.2自制實驗平臺，指導學生進行課外科技創新
課題組的鄭斌老師自行研制成功了ARM9嵌入式實驗教學系統硬件平臺，并在其上成功移植WINDOSCE和LINUX等嵌入式操作系統及底層驅動，開發了12個實驗項目，如表2所示。與市面上一般的教學儀器相比，該平臺的最大優點在于將所有的底層硬件和端口都開放給學生，讓學生真正理解嵌入式系統的內部結構和工作原理，從而進行設計性和創新性實驗；目前用于嵌入式操作系統和嵌入式系統課程設計兩門課程的實驗教學。
3 開展校企合作，讓學生提前感受企業氛圍
3.1通過互利合作，密切校企關系
1）學生校外實習。與企業簽訂學生校外實習協議，企業接受學校一定數量、專業對口的學生實習，學生實習結束畢業時，企業可優先選擇錄用學生，補充企業的生產一線人員。
2）企業在職職工培訓。合作企業需培訓在職職工時，學校克服困難，創造條件，為企業培訓在職職工，幫助企業提高職工素質。培訓專業、培訓目標由企業確定，培訓計劃和內容由企業與學校共同商定，培訓師資由學校安排或企業委派，教材由學校提供。
3）教師實踐。學校每年安排一定數量的專業課教師到合作企業實踐。實踐時間一般為兩個月，利用假期進行。實踐教師填寫企業實踐登記表，登記內容包含實踐內容、實踐期限、實踐企業評價、學校意見等，并納入對教師的考核、培養、提高。
4）聘請企業技術骨干到學校授課。為彌補學校教師對技術最前沿掌握的不足，學校聘請企業的技術骨干或專家為客座教授，定期到學校授課，指導和充實最新技術的教學。
3.2校企合作的實施
在“三強型”嵌入式系統開發人才培養理念的指導下，自2007年起先后與長楊醫療器械有限公司、湖南華寬通電子科技有限公司、深圳市龍天脈電子有限公司等多家優秀企業建立了良好的合作關系，這些企業的行業分布較廣，其產品在通信、醫療、消費等領域極具代表性，且在行業中具有較好的影響力。在與這些企業的合作過程中，進行了多個項目的合作開發，學生的動手能力、創新意識和合作精神得到了很好的培養。
【關鍵詞】嵌入式系統；教學改革；獨立學院；ARM
1.引言
嵌入式系統是電子信息工程專業必修課，也是通信工程、測控、電子信息科學與技術等電子類專業的專業限選課，是一門理論知識覆蓋面廣，實踐性和操作性很強的課程[1]。因為這門課程對學生的實踐應用背景有較強的要求，所以對課程中軟硬件技能的掌握，一定程度上能夠反應學生在工程實踐領域的水平高低[2]。注重培養應用實踐能力的獨立學院，特別是有電子類、計算機類等相關專業的工科獨立學院，應結合自身學院專業特色，大力發展嵌入式系統教學的具體工作。
2.嵌入式系統教學方式的改革
2.1激發學生自身學習興趣
調動起學生對嵌入式系統這門課程的興趣[3]，能更好的讓學生學習掌握該門課程。課堂上演示相關嵌入式項目的產品視頻，如智能單車、智能家居、車載導航、手機等相關嵌入式產品的產品廣告，嵌入式產品帶來的科技感能更好的調動起學生對這門課程學習的主動性。同時可以列舉相關嵌入式行業在工作招聘時的相關條件，并在課堂中闡明在課堂中如何掌握相應的知識，讓學生對課堂所學的知識有感性的認識。
2.2強化學生的查閱能力
嵌入式系統是一門工程實踐性較強的課程，它強調學生在學習過程中要更多的查閱芯片資料和相關專業文檔。目前很多嵌入式教材因為篇幅有限，僅僅是把專業文檔中一部分相關的資料列出，這類教材在教學時，可以加快教學的進度，但學生未能結合原理圖查閱相關資料，文獻檢索能力未能得到提升，當進行專業實訓設計或者電子競賽的時候，換一款升級版的芯片，學生不會舉一反三，不知道如何查閱芯片手冊進行實際開發應用。所以上課時可以更多的教會學生閱讀芯片資料和硬件的原理圖，教材內容與查閱資料互補，加深對課程的學習和理解。
2.3合理安排ARM匯編的課時
在傳統的嵌入式教學中，嵌入式系統基礎知識都是第一章，在教學的過程中，需要4個左右的課時才能講解完成，學生在剛開始接觸嵌入式課程時，對微處理器的體系結構沒有一個深刻的認識，用過多的時間進行講解，只能事倍功半。而嵌入式教學中ARM匯編編程屬于嵌入式系統的靈魂內容，是真正讓學生能夠感性認識嵌入式系統的內容，但是由于課程安排，ARM匯編編程一般是在第10個課時后才開始進行教學，前10個課時都是枯燥乏味的理論教學，難以提起學生的學習興趣。課時的改革應將ARM匯編編程穿插在每個章節中進行講解，并且在第一節課時，就用ARM匯編編程進行項目演示，讓學生能更清楚的理解，嵌入式系統的應用領域，以及嵌入式系統的具體功能。
3.課程體系的改革
3.1理論課與實驗課相結合
在課程改革之前，嵌入式系統總共有64個課時，其中理論課占48個課時，實驗課占16個課時。將理論課的教學與實驗課的教學進行嚴格劃分，并不適應嵌入式系統這一門應用型和實踐性都很強的課程。嵌入式系統課程改革的思路是讓學生真正達到“知行合一”，理論和實踐相結合，實驗中檢驗理論所學的知識，在學習過程中能編程調試，調試過程中回顧學習。將64個課時的嵌入式系統課程全部安排在有計算機和嵌入式硬件的環境中進行學習，每次課程講述完知識點后，便能讓學生立即用計算機和嵌入式硬件進行調試驗證，學生在測試的過程中，能更好的理解理論課所學的內容，有利于學生對課程知識點的熟記。
3.2開放性的實訓項目設計
在學習完成64個課時的嵌入式系統后，安排了為期2周的實訓項目設計。學生可以選擇教師設計好的實訓項目題目，也可以自己設計一個難度足夠的實訓項目題目，每四個同學完成一個項目，每人負責一個模塊，學生在進行實訓時，不僅要完成自己的實訓內容，也要相互學習相互幫助隊友實現實訓項目設計。經過64課時的嵌入式系統學習后，學生對實驗箱的工作原理和驅動程序已經有了一定程度的熟練掌握。在實訓項目設計中遇到了平時上課沒有講解過的硬件模塊，學生可以自己查閱相關資料進行自學，教師可以在一旁協助指導。這種團隊式實訓項目設計，學生團隊意識更強，通過這種方式的實訓項目設計，使學生有了工作中項目開發的感覺，在開發過程中逐漸提高成就感，提高學習積極性。
4.課程考核方式的改革
考核方式的合理化，能更好的激發學生學的動力，教學改革建議平時成績占60%，考核成績占40%。由每次課堂結束的總評構成了平時成績，在課堂學習的過程中，根據學生的課前的課堂預習、課中的項目練習以及課后的課程作業完成情況進行評分，這三項分別占了平時成績30%，課堂考勤占平時成績10%。
5.結束語
嵌入式系統是一門應用性較強的學科，在電子類學科的教學體系占據重要的地位。根據社會現今對人才的需求，以及獨立院校培養實踐應用型人才這一目標，我們對嵌入式系統教學進行了探索和教學改革，重點在于培養學生的自學能力、動手實踐能力以及資料查閱能力。為了能更好提高嵌入式系統的教學質量，將更進一步深化嵌入式系統教學的改革，積極探索和努力提高課程質量，為培養更多具有手動能力好、自學能力強的優秀電子類學生而努力。
參考文獻
[1]宋鑫宏,方光輝,張樂.應用型本科嵌入式系統課程的教改研究[J].福建電腦,2017(1):66-67.
[2]單芳芳,李曉楠.嵌入式應用系統課程教學改革研究與實踐[J].中國電力教育,2011(28):87-88.
