职业院校嵌入式课程开设特色

兰州资源环境职业技术学院 魏万云

职业院校嵌入式课程开设特色

兰州资源环境职业技术学院 魏万云

嵌入式是当前发展最快、应用最广、最有发展前景的信息技术应用领域之一。目前，许多高等院校的计算机、电子、软件等专业针对市场需求，开设了嵌入式系统相关课程,也在逐步完善既符合学生毕业后的实际应用又适应社会就业需求的嵌入式实践教学体系。本文针对嵌入式系统教学的特点，分析高职院校开设嵌入式课程设置的特色以及采用的教学方法，希望能更好的培养出满足社会需求的高素质嵌入式人才。

嵌入式系统；课程设置；课程学习

引言

随着电子技术和信息技术的快速发展，嵌入式硬件技术与软件技术的不断成熟，嵌入式系统的应用越来越广泛，特别是随着消费家电的智能化，嵌入式更显重要。像我们平常见到的手机、PDA、电子词典、可视电话、VCD/DVD/MP3Player、数字相机（DC）、数字摄像机（DV）、U-Disk、机顶盒（SetTopBox）、高清电视（HDTV）、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备和仪表、汽车电子、家电控制系、医疗仪器、航空航天设备等等都是典型的嵌入式系统，随之而来的是社会对嵌入式产品开发人员的需求也在增多。因此，许多高校都开设了嵌入式系统开发方面的系列课程。由于嵌入式系统课程实践性强，涉及的知识面宽，对实验教学的要求高，包括实验教师、硬件配置、实验项目的配置等。因此，职业院校如何开设嵌入式系统的相关理论与实验课程，如何接受嵌入式技术带来的挑战，并逐渐形成较规范的教学体系已成为一个重要的研究课题。

1 嵌入式系统

嵌入式系统被定义为以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用系统，是后PC时代最热门的研究领域之一。嵌入式计算机系统设计技术融合了传统的软硬件设计技术，已成为电子工程技术人员必备的专业知识。

嵌入式开发因其广泛的应用领域及巨大的人才缺口，其培训被列入国家商务部门实施服务外包人才培训“千百十工程”，并对符合条件的人才培训项目予以支持。早在2004年，全球嵌入式系统产品的产值已经达2000亿美元，国内嵌入式软件的产值600亿人民币。2014年全球嵌入式系统产品的产值已经达2万亿美元，到2015年，国内嵌入式软件的产业规模，达到5000亿元人民币，成为中国软件产业快速发展的重要驱动力。今天，嵌入式系统产品的研制应用已成为我国工业化促进信息化，信息化带动工业化发展的典型例子，也是备受关注的新的国民经济增长点。据预测，随着internet的迅速发展和廉价微处理器的出现，嵌入式将在日常生活里发挥更大的作用。

嵌入式是计算机应用的一个重要新兴领域，高职院校必须抓住机遇，迎接挑战，为学生就业开辟新的就业领域，为高职院校在新的经济形式下赢得一席之地，。嵌入式课程是涉及到硬件和软件的综合性应用课程，嵌入式课程是最能激发学生学习主动性和创新意识的实践性很强的课程，而且嵌入式常常和新产品、新技术联系在一起。

对于高职院校的学生而言，在学校的学习过程中，能够了解嵌入式系统的开发流程，提高实验动手和调试能力，熟练掌握嵌入式开发中的某个环节开发或者某个环节中的部分开发，就足以应对将来的就业，适应将来的工作。换句话说，学校对于学生的培养是在有针对性培养的基础上更注重基本素质、基本能力的培养，为将来的工作做好准备；而工作是对这种培养的延续和强化。

2 课程设置

教育部《关于以就业为导向，深化高等职业教育改革的若干意见》明确指出：“高等职业院校必须把培养学生动手能力、实践能力和可持续发展能力放在突出的地位，促进学生技能的培养。高职院校课程的设置注重以能力为本位，以就业为导向。

不同课程模式是不同课程观念的具体体现，所以对课程模式的选择首先是对课程观念的选择。课程观是教育观在课程领域中的体现，是人们对课程本质、属性、功能、目的、规律、原理和法则等问题所持的基本态度，是人们对课程的价值取向。它反映了教学规律的主要矛盾和主要特征。模式的本质特性有三个：典型性、可分类性、可复制性。高等职业教育的重点在于工作情境中的职业能力与操作技能，专业教学是一种横向为主的模块式教学体系，其核心要素是以职业岗位技能的专向性和操作性为依据，以培养学生具有扎实的职业技能、专深的岗位业务和知识、较强的技术再现能力为目标。所以在专业建设上应该立足高等职业教育层次，突出职业教育特点，以劳动力市场需求为导向，以提高学生就业能力为目标，实现由学科知识本位向职业能力本位转变。

嵌入式系统的设计原理与技术不是一门课程所能讲授的，需要建立一个课程体系。嵌入式系统涉及电子、计算机、自动控制等诸多专业知识，专业性强，包括了操作系统、微机原理、编程语言程序设计、计算机网络和接口设计等内容，是软件、硬件的结合。因为嵌入式系统本身就是计算机系统。从广义上讲，目前计算机专业课程体系中所设置的许多专业基础课，如数字逻辑、C/C++程序设计、计算机网络等，对嵌入式系统学习者同样重要。由于嵌入式系统涉及的知识面广、应用层面广，所以应针对嵌入式系统设计与应用的不同层面的需求，设置不同层面的课程体系。

四川大学计算机学院/软件学院是率先在国内开设嵌入式系统课程的学院之一。在教学内容的安排上，考虑到市场的具体需求和当前嵌入式技术的发展状况，“ARM硬件平台+嵌入式Linux开源操作系统+Win CE商业操作系统”作为主要的教学内容。选择ARM作为硬件平台是因为目前嵌入式CPU中的90%的产品是以ARM作为IP核的，因此它不仅具有实用性，也最有代表性。在操作系统方面，嵌入式Linux和Win CE是当前最具有发展潜力的嵌入式操作系统。选择两个嵌入式操作系统的好处是可以让学生通过比较，更加充分地理解嵌入式系统的开放流程和特点，而且给学生提供了更加广泛的就业空间。应充分体现国际流行的“Learning by doing”的教学理念，购买嵌入式实验设备，创建专门的嵌入式课程体系实验室。在系统设计教学上，设立独立的实验课时，设置基本型和开放型实验内容。因为嵌入式教学不能脱离实践操作，只在课堂上讲解枯燥的原理和概念，培养出的学生“会考试，不会动手”。

综合嵌入式专业领域对人才的需求情况，在高职院校中对嵌入式人才的培养更多的应定位于产品的营销推广和测试维护方面。根据高职院校嵌入式专业的教学培养定位，我们将高职院校嵌入式专业的课程体系分为五类。分别是：专业基础课程，专业核心课程，专业实践课程，专业拓展课程和工程实践课程。其中，专业基础课程是整个嵌入式专业课程的基础，在专业基础课程当中重点是给学生传授嵌入式专业的各种基本原理、基本概念、基本方法。专业核心课程是整个嵌入式专业教学中最核心的部分，其所包含的课程是整个嵌入式专业中最重要、最精华的课程，学生对专业核心课程的掌握程度直接影响到今后走向工作岗位的基本能力。专业实践课程的开设主要是为了满足学生在学习过程当中遇到的大量需要动手实践的内容。因为嵌入式专业具有很强的实践性，很多内容都是需要学生经过实践之后才能够加深理解和掌握。学生在掌握了专业核心课程和专业实践课程的基础之上，再为学生开设一些相应的专业拓展课程和工程实践课程，可以拓展学生的知识面，促进知识点的升华。五类课程联系密切，组成一个有机的整体。

对于高职院校的学生而言，在学校的学习过程中，能够了解嵌入式系统的开发流程，提高实验动手和调试能力，熟练掌握嵌入式开发中的某个环节开发或者某个环节中的部分开发，就足以应对将来的就业，适应将来的工作。换句话说，学校对于学生的培养是在有针对性培养的基础上更注重基本素质、基本能力的培养，为将来的工作做好准备；而工作是对这种培养的延续和强化。

3 课程学习

现代教学理论的一个重要思想就是改变和转换传统陈旧教学理念下教师和学生的角色，学生从知识的被动接受者变为主动构建着，教师从知识的传输者变为指导者。西安航空职业技术学院电子工程系经过一个学期的嵌入式系统课程教学实践认为，对于高职院校在课程教学中应以实验和实训为主，讲授为辅。在教学实践中采用了先实验后讲授的方法，取得了良好的效果。虽然实验阶段学生并不懂实验原理，但经过一系列成功操作，学生的好奇心和成就感被激发出来，自然而然产生刨根问底的想法，在进行理论课的教学，效果会更好。

相对于传统的教学模式，案例式教学也是一种教学效果比较良好的创新式教学模式。案例式教学是指通过选取合适、经典的应用案例作为教学内容，让学生在现实的应用案例中学习各种显性的知识、方法、技巧等，而且在学习过程中引导学生思考，促进学生通过具体的情境，将隐性的知识外显，或将显性的知识内化。在案例式教学过程当中，作为某一课程教学过程中最终要达到的目标，一般是由老师在课程之前给学生先设定一个特定的设计任务。那么通过该课程的教学，其最终目的是要让学生能够动手实践来完成这一设计任务。因此在应用案例式教学的过程中，既需要对教学过程合理规划，也需要对教学内容合理组织安排。

就学生而言要学好一门功课，除了不断的努力以外，还要讲究学习的技巧和方法，这样才能达到更好的学习效果，提高学习效率。在学习上，不要想着偷懒，不要想着不动脑筋就能取的好成绩，要想尽办法搜集利用一切可以获得到的学习资料来辅助自己学习。三星的S3C44B0对初学者来说比较合适，因为接口资源比较丰富，技术成熟，资料较多，应该十分适合于初学者，有问题很容易找人帮忙解决。因为大多数人都很熟悉，就如同51类的单片机，有N多位专家级的人物可以给你帮忙，相关问题得以很快解答，所以业界认为这款ARM都用得烂了，但对于初学者这却是件好事。

4 结束语

嵌入式专业是一个新兴的专业，其专业建设可谓并无现成的经验来参考，所以整体的专业建设仍然需要不断积累经验、不断摸索创新，随着科技的不断发展，嵌入式专业肯定会成为新的行业主流，我们高职教育更应该顺应时代的潮流，不断完善嵌入式专业建设工作。在高职院校引入嵌入式教学是一个不容回避的任务，社会要求高职院校培养能够适应企业需要的各类相关人才，学生也企盼能够在三年的学习生活中学到一技之长，以增强融入激烈竞争的社会能力。高职教师应该积极探索先进的教学手段，使学生在学校求学期间逐渐培养出较强的学习与应以能力，走入社会后成为企业所需要的人才。

[1]石磊．高职院校嵌入式专业建设之我见[J]．内蒙古教育(职教版),2011,9．

[2]彭舰．《嵌入式系统设计》课程教学模式的设计和实施方法的总结．研究型大学教师教学丛书．

[3]谭婕娟．高职院校嵌入式系统ARM教学的探讨[J]．大众科技,2011,2．

[4]白延敏．浅谈高职院校《嵌入式系统》课程的开设[J]．科技视界,2012,5．

[5]牛芗洁．嵌入式课程实践教学改革与创新[J]．科技创新导报,2013,9．

[6]谢翠兰．案例式教学在高职嵌入式教学中的应用[J]．广西教育·C版,2012,10．

魏万云（1971—），副教授，研究方向：电子通信。