物联网工程嵌入式培养精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇物联网工程嵌入式培养，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键字：物联网工程；卓越工程师；嵌入式系统；人才培养

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）02（b）-0000-00

大力发展物联网产业将成为今后一项具有国家战略意义的重要决策[1]，物联网是继计算机，互联网后又一个信息技术综合应用的代名词，掀起信息产业第三浪潮，其重要性显而易见，因此国家2011年在全国55所高校开设物联网专业，该专业是国家战略型新兴产业急需的且指定大力发展的电子信息类专业，未来有着很大的需求和发展空间。从2012年开始，我校实施了教育部制定的“卓越工程师教育培训计划”，该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[2]。

物联网工程专业是我校特色专业之一，我校将物联网工程专业作为“卓越计划”重点培养专业之一，因此，结合“卓越计划”的要求，深入进行“嵌入式系统”课程教学改革势在必行，以学生为中心，以开拓知识视野、激发学习热情、培养实践能力为目的，为国家提供大批动手能力强，满足企业发展要求，适应社会经济发展需求的高质量各类型工程技术人才。

一、教学现状

目前嵌入式系统教学存与许多其它工科专业共存的问题[3]。比如，课时安排不合理，实验课时较少；重传统理论教学，轻实验教学；实验教学方式比较单一、实验内容陈旧，缺乏创新性，跟不上目前嵌入式发展水平；实验教学缺少对非智力能力和综合能力的训练；实验室嵌入式系统实验的设备过于陈旧，实验室管理制度不完善；不能利用校外有效的合作资源进行实验教学内容的拓展[4]；课程考核方式不完善，往往单纯从理论考试成绩和实验结果评判，忽略实验过程，上述种种问题，导致目前许多学生学完嵌入式系统课程之后，即使考到高分，依然不能独自完成教学大纲要求之内的相对简单、容易实现的嵌入式系统项目的开发，学生完全处于纸上谈兵阶段，这样培养出来的学生不符合卓越工程师的要求，更不符合企业和国家所需要的复合型工程技术人才的要求。

二、以创新实践能力培养为原则的改革

1. 开展研究性学习

在理论教学中，改变传统填鸭式教学方法，老师不再只是对着现有的课本或者PPT直接讲解嵌入式系统的理论知识，而是通过提出目前实际嵌入式系统研究和开发过程中遇到的问题，或者将已有嵌入式产品中存在的问题作为探究背景，通过设置让学生和老师之间展开开放式讨论和自由提问的环节，让学生积极参加到课堂活动中来，最后，将老师的点评总结作为课堂内容的点睛环节，旨在将枯燥的基础理论知识是如何运用到实际嵌入式系统开发中、以及如何解决实际问题的过程讲解给学生。通过这种研究性的学习方式，给学生留下更加深刻的印象，激发学生学习嵌入式系统开发的兴趣，使学生对嵌入式系统的理论知识的本质有更加深刻的认识，在以后的学习过程中将知识熟练运用到实践开发项目中去。

2. 开放设计性实验

去除以往实验结果单一，过程机械化，没有拓展性，缺乏综合型和研究型的基础验证型实验[5]。改用内容比较新颖，又不太复杂的开放设计性实验，比如，当前智能手机和游戏开发是一个很流行的研究方向，智能手机中简单游戏就是一个很好的嵌入式具体应用的例子，所以我们可以选取一些相对简单、开放性强、形式新颖、吸引力足的嵌入式系统开发的游戏案例来取代已经沿用多年的实验内容，使实验课的内容真正做到来源于实际案例，又促进实际嵌入式系统开发的功能。开放性设计实验不仅丰富嵌入式系统的实验内容，而且使实验本身更加有趣、贴近生活。更重要的是在进行上述开放性设计实验的过程中，学生可以亲身体会到实践是如何检验真理、理论与实践之间如何相互促进的道理，在一定程度上可以激发学生学习嵌入式系统的兴趣，培养学生敢于创新、敢于探索、不怕困难的科研精神。

3. 以竞促学

学科竞赛是学生实践能力培养的一种重要方式，竞赛是对学生更高一层次的要求，是考察学生综合能力的一个重要方法[6]。目前诸如博创杯嵌入式比赛，“ZLG杯”中国大学生ARM嵌入式系统电子设计竞赛，微软嵌入式大赛，全国大学生电子设计竞赛等都是含金量较高的比赛，通过参加竞赛可以发掘出嵌入式系统这门课程真正的魅力所在，解决嵌入式系统实践环节中缺乏挑战与创新的不足，真正提升学生实际动手操作解决特定问题的能力，提高实践环节的质量。在比赛过程中不仅对学生嵌入式系统及其它学科知识的拓展有所帮助，而且能够培养学生团队竞争和配合意识。

4. 嵌入式系统实习实训

物联网专业作为“卓越计划”重点培养专业之一，对于实践训练要求自然极高，改变以往实习完全以老师讲解为主导，动手环节较少，完全违背实习实训方式，将学生带到当地对嵌入式研究具有一定规模的企业公司参加实习培训，了解目前企业嵌入式系统的研发流程和水平。同时将实习实训的主导权下放给学生，锻炼学生实际动手操作能力，以一种学生为主，老师为辅的实训方式让学生真正融入到嵌入式系统开发中来。

5. 改革考核方式， 体现综合能力

事实证明“一张试卷打天下”的考核方式往往并不能真正反映出学生对于知识的掌握和运用情况。为了督促学生认真做好嵌入式实验，真正考核学生实验动手和实验观察能力[7]。可将嵌入式系统课程成绩分为： ①笔试理论成绩，该项占40%，主要考察嵌入式操作系统概述、微处理器与调试技术、ARM体系结构和指令集、ARM开发工具和汇编程序设计、嵌入式存储器和接口技术等； ②开放设计性实验的成绩，该项占40%，主要考察每次实验课学生出勤次数，具体操作步骤，实验结果完成情况以及实验报告；③课外创新成绩，该项占10%，主要考察学生参加各种嵌入式比赛、实战项目开发和创新实验实践活动的获奖情况；④学期末的实习实训成绩，该项占10%，主要考察在实习实训阶段指定项目开发的完成情况。

结语

工程师是未来世界的塑造者[8]。嵌入式系统是一门实践性很强的课程，因此采用课内外、校内外相结合的实践教学体系，以卓越工程师的基本要求为导向，使学生能熟悉掌握嵌入式系统设计方法，掌握一种开发工具，熟悉一种调试方法，使学生在学完嵌入式系统课程后，能真正掌握最基本的嵌入式系统开发，成为一名合格优秀的卓越工程师。

参考文献

[1] 2009年11月3日总理向首都科技界发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话.

[2] 王娜君， 王杰， 李旦， 高胜东. 基于工程能力培养的实验教学改革探索[J]. 教育探索， 2011，（10）： 49-50.

[3] 冼进， 贾德良， 毕盛. 嵌入式系统实验课的教学改革初探[J]. 实验室研究与探索， 2010， 30（8）： 282-284.

[4] 周爱国. 大学生实践能力培养存在的问题及对策[J]. 教育探索， 2009， （1）：74-75.

[5] 李秀娟， 张晓东， 鲁可， 张杰. “嵌入式系统”开放实验室建设与实践[J]. 实验室研究与探索， 2011， 30（5）： 156-158.

[6] 殷建军， 张明武， 万军洲. 竞教结合的嵌入式系统实践教学改革[J]. 计算机教育， 2011， （6）： 1-4.

[7] 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. 25（7）： 741-745.

[8] 龚克. 转变观念大胆试验建立卓越工程师教育培养的中国模式[J]. 中国高等教育， 2010， （18）： 10-12.

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关键词：嵌入式系统；实践教学；CDIO工程教育

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、功耗严格要求的专用计算机系统，在工业控制、交通管理、智能家居、环境监测、信息家电、网络通讯、安防等领域有着非常广泛的应用前景。近年来物联网的发展给嵌入式技术提供了新的应用领域，物联网所需设备将达1012数量级，其中绝大部分设备将由嵌入式系统实现。可见未来对于嵌入式系统开发人员的需求非常大，因此，改革嵌入式系统课程使之适应就业市场需要对于学生就业具有重要意义。文章针对计算机科学与技术专业，根据应用型本科嵌入式系统课程的特点，基于CDIO工程教育理念对嵌入式系统的实践教学进行改革，并开发相应的实践教学设备，以满足培养嵌入式应用、开发人才的需要。

1 嵌入式系统课程的特点与现状

1.1 嵌入式系统课程的特点

1）实践性。

嵌人式系统面向应用进行软硬件协同设计，这决定了嵌入式系统课程是理论与实践紧密结合、偏重动手能力与实践能力培养的特点。因此，实践教学是嵌入式系统课程的重要环节，是培养学生实践能力的关键，重理论而偏实验的教学将是纸上谈兵。

2）综合性。

嵌入式系统是一门多学科交叉的课程，涉及数字电路、模拟电路、c语言程序设计、单片机原理、传感器与检测技术、信号与系统等多门前导课程，并通过应用可关联到机电、控制、网络等专业相关的课程。因此嵌入式系统教学需与诸多课程相融合，以促进学生综合能力的培养。

3）发展性。

嵌入式技术的发展非常迅速，嵌入式系统的应用需求也不断变化，这要求嵌入式系统课程密切跟踪嵌入式技术与应用的新发展，及时更新教学内容，以适应就业市场的需求变化。

1.2 嵌入式系统课程的教学现状

目前嵌入式系统课程在教学内容上尚无统一规范，各高校的嵌入式系统课程或注重概念性、基础性的入门教学，或侧重ARM体系结构、指令系统，或偏重嵌入式操作系统，以Linux或uC/OS-Ⅱ的基本原理为主讲内容，这样的内容安排与嵌入式系统以应用为中心的特点难以相符。嵌入式系统应用开发人才不仅要具有扎实的学科与专业基础知识，更应具备很强的技术与工程实践能力，显然以理论教学为主、实验教学为辅的教学方式难以满足这类人才的培养需要。

温州大学是地方性本科院校，其人才培养目标是为本地经济发展服务，这就要求嵌入式系统课程需紧密结合地方特色，培养应用型人才。因此，我们将传统的强调理论化、知识化的教学思路，转变为面向应用，强调工程实践训练，重视培养动手能力与实践能力，为学生从事嵌入式系统应用开发工作打下坚实基础。

2 CDIO模式下的实践教学改革

CDIO代表构思、设计、实现、运行，以产品从构思、研发、运行到废弃和再利用的全生命过程为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间具有机联系的方式学习和获取工程能力，符合工程人才培养的规律。针对嵌入式系统课程实践性强的特点和应用型人才培养的需求，我们在CDIO工程教育模式下从以下几个方面出发，对嵌入式系统实践教学进行改革。

1）培养学生主动学习能力。

主动学习方法将重点放在让学生致力于对问题的思考和解决。在课堂上我们运用项目驱动教学法，先给学生演示工程实践案例的运行效果，然后组织学生讨论系统的功能需求与实现系统所需的技术，最后将相关内容分解进行教学。通过教学方法的转变，可以激发学生兴趣，将以教师为主的“听中学”消极学习模式转变为以学生为主的“做中学”主动学习模式。例如在讲解嵌入式操作系统时，以物联网嵌入式网关的开发为目标，通过对功能需求、系统组成的讨论，逐步引导学生主动深入学习Bootloader、内核与文件系统、驱动程序、Socket网络通讯、串口通讯、嵌入式Web服务器与CGI编程、QT图形界面的知识点，最终实现系统。实验分3个层次进行，第1个层次，与Bootloader、内核与文件系统、驱动程序相关的教学内容设计成验证性实验，在理论课堂上边授课边验证；第2个层次，与Socket网络通讯、串口通讯、嵌入式Web服务器与CGI编程、QT图形界面相关的教学内容设计成综合性实验，在实验课上由学生独立完成，每个实验都涉及验证性实验的内容；第3个层次，要求学生综合所有实验内容构建完整的物联网嵌人式网关。学生在验证性实验、综合实验与实验考核中逐步获得成就感并建立自信心，进一步激发学习兴趣。

2）实施课内外紧密结合的实践教学模式。

嵌入式应用开发人才应具备较强的工程实践能力，理论指导下分析与解决实际工程问题的能力以及运用工程技术参与工程项目开发与设计的能力。显然传统课堂“理论+实验”的教学方式已不能满足此类人才的培养要求，因此我们尝试实施由多个课内外环节构成的实践教学模式，以逐步培养学生的基本实践技能、综合实践技能及应用创新技能。其中理论与实验教学面向全体学生，由工程实践案例驱动，让学生“做中学、学中做、边学边做”，培养基本实践技能；课程设计以大型的综合实践项目巩固学生的基本实践技能，培养综合实践技能。如图1所示。学生课题和开放性实验项目面向对嵌入式系统感兴趣的学生，进一步培养学生的综合实践能力；学科竞赛主要参加全国电子专业人才设计与技能大赛和飞思卡尔智能车竞赛，巩固学生的综合实践能力，培养应用创新能力；企业实习和毕业设计注重培养学生的自主开发能力与应用创新能力。

3）建立工程实践案例库。

工程实践案例库是实施工程教育的基础，随着嵌入式技术的发展，工程实践案例库要不断地更新与完善。案例库建设以教师和学生为实施主体，一方面，教师通过自身的科研项目、对企业进行的行业调研、挂职锻炼及产学研过程。沟通跟踪技术动态，并从中提炼工程实践案例；另一方面，学生通过企业实习和就业后的反馈充实案例，不断地对工程实践案例库进行更新和完善，使教学能跟上嵌入式系统行业的最新技术动态。目前我们已建成韵工程实践案例主要有物联网嵌入式网关、温度控制系统、散热控制系统、环境监测系统、家庭气象站、三维固态电子罗盘、运动检测系统、四旋翼无人飞行器等。在物联网嵌入式网关案例中，我们以武汉创维特信息技术有限公司的JX2410 ARM9嵌入式实验箱为硬件平台，通过串口采集MicaZ无线传感器网络汇聚节点的信息，将网络各节点的信息显示在彩色液晶屏幕上，并构建嵌入式Wcbserver，通过CGI动态网页技术将采集的传感器信息在网络上。

4）加强与其他专业课程的结合。

在实际应用中，嵌入式系统要与上位机或其他设备相结合构成完整的产品，因此在工程实践案例建设中我们要注重与其他专业课程的结合。例如在温度控制系统案例中，强调与桌面应用程序开发及数据库相关课程的结合，要求学生实现上位机的监控软件与过程数据在数据库中存储及可视化查看；在家庭气象站中，则要求实现Android智能手机与嵌入式系统的网络通讯。

5）改进考核方式。

对于强调实践能力培养的课程，传统的以考试为主的考核方式已不适用，我们采用以综合设计作品为主的考核方式，以学生的课堂研讨表现、综合作品实物演示效果、作品设计报告、答辩表现为依据，通过综合评判给出课程成绩，使成绩能合理反映学生的工程实践能力、技术写作能力、口头表达及人际交流能力。

3 实践教学设备开发

实践教学设备主要采用、ARM技术的神州Ⅳ号STM32开发板，我们在此基础上开发了配套模块，以满足工程实践案例教学的需要。

1）加热与散热模块。

该模块由NTC热敏电阻、大功率加热电阻及带转速反馈的直流风扇组成，可实现温度测量、加热控制、风扇转速测量与控制，涉及AD、定时器、PWM、ICP等基本知识点，主要用于温度控制系统和散热控制系统的案例教学。

2）环境传感模块。

该模块由SHT11温湿度传感器、BMP085大气压力传感器、夏普GP2Y1010AUOF灰尘传感器、光敏电阻、雨量传感器组成，可实现相应环境参数的测量，涉及GPIO、12C、AD等基本知识点，主要用于环境监测系统和家庭气象站的案例教学。

3）运动检测模块。

该模块由L3G4200D三轴数字陀螺仪、LSM303DLHC三轴加速度/地磁传感器、uBloxNEO-6M GPS模块组成，可实现角速度、加速度、地磁场、速度、位置及时间的测量，涉及SPI、12C、UART等知识点，主要用于三维固态电子罗盘和运动检测系统的案例教学。

此外，作为终极挑战，我们还开发了由STM32F103微控制器、ADISl6405惯性传感器、Novatel OEMV GPS、SRF02声纳高度计、CC2500无线模块及相应机电模块组成的四旋翼无人飞行器，用于学生科研课题的实施。作为教学平台，该飞行器可有效综合单片机、嵌入式系统、传感器技术、自动控制原理、信号与系统、程序设计等多门课程，促进学生系统观念与综合能力的提升。如图2所示。

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关键词：项目驱动；嵌入式系统；物联网；教学改革

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）24-0101-02

随着现代电子制造水平和网络技术的飞速发展，嵌入式系统已经成为汽车电子、家电控制和消费类电子等产品的重要组成部分，由于其硬件部分体积小、价格便宜、集成度高，并且软硬件都可以进行“按需定制”可裁剪，嵌入式系统有着十分广阔的发展前景。

同时嵌入式系统中的无线通信技术、传感器技术和自动化系统控制技术的日益成熟，把传感器得到的各种数据，通过互联网的手段传输出去，使得世界的联系从人与人的联系，逐步转变成物与人的联系，物与物的联系；使得现实世界与信息网络更加的紧密结合。通过物联网项目的开发，更好的促进嵌入式系统作为物联网项目的载体的教学和改革工作。

1嵌入式系统教学的现状

关于嵌入式系统教学过程中的课程定位、相关先导课程与基础知识的准备、教学内容（包括硬件平台和软件平台）的选择、实践教学与实践环节组织等问题，在目前，仍然存在争论和探索。本环节就以下几个方面进行分析：

1）嵌入式系统的课程定位

由于各个院校对于嵌入式系统的课程定位的不同，不同的院校对于本课程的应用方向也不同。有的院校更加侧重于底层硬件和系统文件的裁剪，偏向于基于单片机的应用；有的院校更加侧重于嵌入式系统的应用，偏向于软件开发与调试。

2）嵌入式系统教学的先导课程

基于上述不同院校之间课程定位的不同，嵌入式系统课程的先导课程也有所不同，针对偏硬件设计方向的，硬件电路设计作为重点。针对偏软件设计方向的，则是把程序设计语言作为重点。

3）嵌入式系统教学的学时分配

不同院校的不同专业对于嵌入式系统课程的要求不同，有的专业是作为专业核心类课程，有的专业是作为专业通识类课程，有的专业是作为专业选修类课程。因此，对于嵌入式系统教学的学时，有着很大的不同。

4）嵌入式系统教学内容的选择

嵌入式系统课程由于对前期课程的要求较高，同时现有教学内容中，理论偏多，各种概念和模型较难理解，学生动手去实践相对较少，学生学习起来非常抽象和枯燥，无法形成自己的知识体系结构，缺乏直观性，因此学生学习积极性会随着课程的深入，逐步降低。

同时嵌入式系统教学需结合教学平台设备来进行开展。在现有市场上，嵌入式系统教学平台种类繁多，并且配套的软件操作系统也有所不同，不同院校都根据自身的实际情况进行相应选择。

2嵌入式系统教学组织

根据本学院“5-3-3”课程体系构建的思想，再结合江苏省苏州市吴江区地方经济具体特点的基础上，以近年来国际工程教育改革CDIO工程教育模式为思路，将构思、设计、实现和运作贯穿在整个课程体系之中，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，结合物联网的发展，在不同的行业、企业及应用背景下，将物联网的项目案例，和嵌入式系统的课程体系融会贯通，强调职业教育教学行动的过程属性，将典型物联网产品设计案例引入到教学中并进行重构，编排模块化课程教学内容，组织教学过程。使得学生通过本课程的学习，不仅能了解嵌入式系统的基本原理和设计方法，同时能对嵌入式系统中的ARM体系结构、ARM指令系统进行应用，选择嵌入式Linux操作系统根据不同的需求进行相应的裁剪、交叉编译开发和移植应用，同时根据学生的实际情况进行应用程序和驱动程序开发，服务地方经济。

3传统教学中存在的问题

传统教学过程中通常以教师讲授为主，以教材对应章节和知识点作为讲授单元，理论基础和实践环节分离，无法做到“理实一体化”。在有限的课程授课时间内，设置与教学内容配套的实践环节，通过课后实践来强化教学内容，激发学生创造性的能力比较有限。

嵌入式操作系统选择非常多，在嵌入式系统应用中常用的软件中间件，比如网络协议栈、嵌入式平台下的根文件系统和数据库管理系统、媒体压缩与解压缩库、各种加密算法与协议等，更是令人眼花缭乱。

同时，作为授课对象的学生，由于来自不同的专业方向，前导课程的基础知识参差不齐。具体表现为：电子类专业方向的学生，软件基础较为薄弱，计算机类专业方向的学生，电路与硬件基础弱。

4基于物联网项目驱动的嵌入式系统教学

以职业岗位能力为主线的高职教育体系需要构建项目化教学课程体系，同时在物联网技术快速发展的大背景下，嵌入式系统的课程体系确实应当有所调整，以适应时代的发展和社会的需求。

项目驱动教学的理念认为：学生知识的积累和构建，是在一定的条件下自主构建而成的；学习是知识、技能与行为、态度与价值观等方面的长进。

同时，以企业中真实的生产、研发和具有实际应用价值的案例作为教学内容的选择，要求学生能够通过自身的特点，获取相关的资讯，指定真实的计划，通过自身的决策和实施，并且进行检查和互查来对项目进行评价。

1）项目的具体构建

将嵌入式系统教学课程知识点进行碎片化和重组，以本院的校企合作单位物联网智能家居企业真实案例为基础，将整个教学过程以项目的形式开展教学，再将物联网智能家居项目中分成相应子项目，对相应子项目再进行具体的任务分解。在整个过程中，要求学生能够以教学主体的身份参与进来，对真实案例从总体上进行把握，明确学习和构建的内容。

2）项目驱动教学组织形式

本院该课程在采用小班化教学的基础上，对学生进行项目分组，将4～5名学生分配到一个项目团队。在不同的项目中扮演企业开发过程中的不同角色，同时在不同的子项目中，学生的角色进行轮转或互换，使得学生在完成本课程的学习之后，能对项目开发的整个过程相对熟悉。

学生在不同的子项目中，可以对项目团队的不同角色进行体验，根据自身的实际情况，为更好的走上工作岗位，融入企业项目团队做准备。

3）具体项目教学的实施

在每一个具体项目教学的实施过程中，以本院的2014级计算机应用技术专业为例，该专业有40人，将学生以5个学生为项目小组进行分组，共8个小组，根据学生的学情和实际情况进行项目任务书下发，将CDIO中的构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）融入进来。

以物联网智能家居企业真实案例中的智能窗帘子项目为例，通过任务分解，如下图所示，可以分为嵌入式Linux系统裁剪、直流电机控制、交叉编译、驱动文件加载和嵌入式平台下移植应用等五个子任务，同时针对模块化教学，进行相应学习情境设计和教学方案设计，整合现有教学内容，使得老师的教和学生的学都体现项目驱动模式下理实一体化的紧密结合。

首先要求每个项目小组的学生进行项目分析，将构思（Conceive）采用行动导向中资讯的形式展现出来，给出工作任务，提出任务要求，要求学生应当把前导课程以及已做过的项目中已掌握的知识点和即将开展的项目中需要的知识点进行融合，使得学生温故知新，同时也学会综合运用新旧知识的技能；其次要通过实践的方式，项目和任务必须能够通过实践来完成及验证。

对于设计（Design）则要求学生在项目小组中指定相应计划，安排时间进度。

而实现（Implement），要求各小组通过决策和实施的方式，分别提出完成该项目的设计方案说明书，每个小组推选1名同学上台进行本组实施方案的具体表述，授课教师与项目小组成员共同讨论，进行分析和优化，最终确定相对合理、科学的最佳方案，并进行下一步的实施。

运作（Operate），则是在之前所做工作的基础上，结合项目方案说明书，对于项目内容对照完成。在项目完成之后，对照最初提出的工作任务要求，逐项检查项目完成情况。如存在不符的情况，进行分析和修改，直至满足相应要求。同时要求项目小组内的同学和不同小组的同学进行自评和互评，进行相应总结和考核。

5总结

基于物联网飞速发展的技术和应用背景，如何精简嵌入式系统课程的理论教学内容，并扩宽学生的知识面，让学生掌握设计与思考的方法，重点把与真实项目案例密切相关的内容进行重构与设计，同时进行层次化的实践设计，在实践环节中，让学生真正参与到前沿发展的企业课题和项目中去，这是在嵌入式系统课程教学改革中要研究和具体实践的方向。

基于物联网项目驱动的嵌入式系统教学改革实践教学过程中，学生对于企业项目开发的整个过程更加熟悉，学生参与项目团队开发的积极性和主动性得到提高，同时，通过项目驱动的学习方法，学生也认识到团队合作的重要性。项目驱动教学改革的实施，使学生学习的方式发生了很大的变化，学生能够主动地去学习，更加善于发现问题和思考问题，解决问题的能力也得到了很大提高，学生的专业技能能力得到系统的锻炼。项目驱动教学改革，为学生自主学习意识的养成和从学校到毕业顶岗实习、就业更好的“无缝”对接提供了保障。

参考文献：

[1] 陈承欢.软件工程项目驱动式教程[M].清华大学出版社，2015.

[2] 丁金昌.高职教育人才培养理论研究与实践[M].国防工业出版社，2011.

[3] 童加斌.高职教学改革[M].东南大学出版社，2010.

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1.物联网背景下的嵌入式系统教学课程

1.1物联网的概念

物联网的概念始于20世纪90年代末期。当时的物联网，主要是针对物与物、人与人之间的互联互通，提供技术支持。这个新型的概念和技术出现后得到了理论和工业界的充分关注。

1.2嵌入式系统的理论教学内容

嵌入式理论教学内容主要包括ARMffC：入式微处理器、嵌入式操作系统、应用和前沿发展等内容。以嵌入式开发技术掌握为教学目的。具体的授课内容包括；系统概述、微处理器的原理；实用操作、移植交叉开发、物联网在嵌入式系统教学中的应用等。物联网应用背景下的嵌入式课程体系框架如图1所示。

2.物联网基础上的嵌入式系统实验概述

2.1理论结合实践

物联网基础上的嵌入式系统实验设计采用的是层次化的实验环节，包含基础知识、动手能力、创造性思维等等。例如，嵌入式实验开发平台上，主流的串行接口和以太网接口，GPS全球定位系统模块，总线接口等等。这些接口和物联网的应用背景是通过层次化的实验设计展开的。内部包含了实验的要求和实践阶段的不同设置，整体层次的设计从浅显到深入，实验层次不同，对应的组织形式也不同。例如基础性实验的目的用于熟悉物联网，实验层次的循序渐进，为了实践的开发和设计打下了基础。而综合性的实验和实践是为了提高物联网的应用能力。

2.2实践与合作相结合

在物联网中间层的嵌入式网关设计中，根据模块接口的采集，终端的经纬度信息得到无线数据手法模块中的传感器的温度和日照等的环境信息，通过ARM处理器打包成UDP数据包，将之通过以太网网络接口传送到基站的服务器中。

整个流程为，从以太网网络进行接入，将数据传送到嵌入式处理器，通过GPs模块接口进行无线数据的收发，再传送到嵌入式处理器中，最后到达外部存储器。

在物联网的技术支持下，学校组织学生成立了第二课堂，组成了以物联网为主题的学习小组，对项目进行模拟实践和开发。例如GPS数据采集和处理的课题小组，要对操作系统、网络协议栈的移植、多任务的GPS模块的接口数据进行打包，UDP数据包发送到网络等众多内容进行实践。在团结合作中，兴趣小组的同学各自有分工合作，最终实现了将终端传感器传送了了基站的网络服务器的实验目标。

3.嵌入式系统教学的现状

坚持对嵌入式系统的教学的创新进行探索，包括课程设置、基础知识的传授、教学软硬件平台的搭设、实践教学的组织等等。目前在教学中存在以下特点。

在嵌入式系统的教学中，课程定位的方向以及应用不同。有的院校侧重于底层和系统文件的构建，有的院校侧重于应用以及软件的开发。

在嵌入式系统教学的课程中，由于院校课程定位的不同，因此在课程设置上也有所不同，有的偏重于硬件的设计，有的以电路设计为主，有的偏重语言程序的设计。

在嵌入式教学的学时分配上，有的院校侧重于课程的要求，有的院校侧重专业的核心课程，有的院校侧重专业的通识课程设置，有的院校将其作为辅修课程，因此在学时的安排上各有不同。

在教学内容上。嵌入式系统课程中理论和概念较多，因此学生容易感到枯燥，对于知识体系的架构来说，积极性不高会导致学习效果不佳，同时嵌入式教学平台目前的种类偏多，但是配套的操作系统却没有跟上。

嵌入式教学体系具有若干缺点，首先，在传统的教学模式中，教师的主导性地位过强，教师只会将教材中的章节进行讲解。但是基础理论往往于实践脱钩，使得理实一体化难以实现。有限的课程中，教学内容多用于理论学习，能够强化学生实践能力的实践课程较少。

嵌入式系统教学中以网路协议栈、文件系统、数据库管理系统、媒体压缩和解压缩系统等等的数据实验平台众多，但是真正能够以为学生提高学习成效，加强软件基础为目标的课程设置不多。

4.基于物联网项目驱动的嵌入式系统教学架构

当前，高等院校的教育体系中，对教学项目进行构建，对教学课程进行设置，往往是围绕着工程能力的培养展开的。物联网技术的发展背景下，嵌入式系统的课程教学体系必须也有相应的调整，才能应对当今时代和社会发展的需要。

企业的生产过程以及实际的应用价值，是教学内容在选择上参照的依据。高等院校培育的学生，必须要获取实践机会，提升决策和实施的能力，并且能够制定物联网系统规划，培养对物联网项目的u估能力。

嵌入式系统教学的知识点一般较为碎片化，通过学校与企业合作的形式，将这些碎片加以重组。例如，在物联网企业的要求下，教学项目设立了一个以某企业的产品为主项目的子项目，在子项目中将任务具体化，分解到每个学生身上，学生参与到项目中，成为教学的主体，在真实的企业生产情景下，感受到物联网学习的氛围以及学习内容。

项目启动后，课程被分解为小组学习的模式，学生担任项目中的角色，大约4～5个学生分为一个项目团队。项目中，学生成为企业员工，担任开发程序中的角色。在实习中，学生的角色可以进行轮转和互换，以便于课程结束后，学生能够对项目的全部流程有深刻认识。

在项目进行过程中，学生的实际能力表现都是项目考核和评价的内容。每个学生在团队中的表现以及工作成果都被记录下来作为将来接受课程评价的依据，学生的能力也通过项目的开展不断提高，为将来进入社会成为工作岗位的中坚力量打下了牢固的基础。

在具体的项目教学中，学生以开发成员的身份进入项目小组中，根据实际项目设计目标研究项目任务书，进行项目的需求分析、项目的设计、项目的实现和系统测试。

以具体的项目内容为例，实践项目要求通过嵌入式uNux系统，进行各个计算机流程的操作，包括系统裁剪、电机控制、驱动文件加载、交叉下移，平台嵌入式编译等等。在模块化教学的情景下，学生可以学习如何设计系统结构和接口，在理实一体化的模式下将项目软硬件系统通过设计和编码进行实现。

在项目完成之后，教师、企业、学校组成专门的评价小组，对照工作任务要求，逐项检查项目完成情况。对不足的部分要求学生进行分析和修改，并要求项目小组内的同学和不同小组的同学开展互相评价、总结，以综合的考评成绩作为对学生的考核结论。

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【关键词】 CDIO模式 计算机 硬件嵌入式技术

近年来，嵌入式技术在工业控制、通信设备、医疗仪器及航空航天等领域中的应用越来越广泛，新兴的物联网技术、智能家居等都以嵌入式系统为基础，在这样的背景下，市场对嵌入式人才的需求越来越重视。但就目前来看，当前高校计算机专业关于嵌入式技术方面的教学还存在一定问题，往往过于注重软件方面的程序开发，忽略了硬件嵌入式技术的研究和教学。

在这样的背景下，本文以CDIO功课教学模式为基础，探讨了计算机硬件嵌入式技术的发展方向和人才培养内容与方法，旨在为相关研究与实践提供参考。

一、CDIO模式概述

CDIO模式属于一种工程教育模式，是国家工程教育改革的一项突破性成果，由麻省理工学院等四所大学组成的研究团队历时四年研究获得。CDIO模式代表构思、设计、实现及运作四个过程，以产品整个生命周期为载体，让学生对产品研发到产品运行各个阶段进行学习，实践性较强。

CDIO理念继承了欧美先进工程教育改革观念，创新性的提出了可操作性的教学标准，对于提升功课教学质量有着重要的意义，代表了当代工程教育的发展方向和趋势[1]。

就我国来看，工科教育体系需要积极培养出与世界接轨的工程师，但我国工科教育实践还存在着诸多问题，过于注重理论和轻视实践，过于注重学习而忽略创新，在这样的背景下，应当积极学习并应用CDIO工程教育模式。

二、基于CDIO理念分析计算机硬件课程存在的问题

CDIO的核心为构思、设计、实现及运作，强调实践性和创新性，基于这一理念，分析我国计算机课程中存在的主要问题。

2.1缺乏设计能力培养

近年来计算机技术发展较快，应用越来越广泛，使得计算机系统复杂度提升，传统软硬件相隔离的设计方式已经难以满足现代计算机系统要求。计算机系统平台搭建、软硬件协同设计等成为主流设计思想，但当前计算机硬件技术相关课程缺乏对学生这种先进设计能力的有效培养。

2.2缺乏可编程芯片设计能力培养

我国工科高校开设计算机硬件课程很少涉及到关于芯片编程的实验课程，仅有的实验安排在大肆，但受到教育体制的影响，许多学生毕业设计不涉及到芯片编程就不会认真学习，这就大大弱化了对学生可编程芯片设计能力的培养。

2.3缺乏创新能力培养

收到实验条件等因素的影响，现有计算机硬件实验大多针对的是纯硬件逻辑，缺乏横向功能拓展和纵向功能延伸，给予学生的创新空间较少，学生在现有条件下难以完成综合性和创新性的设计。

三、嵌入式技g发展现状

嵌入式系统是一种专用的计算机系统，其以计算机技术为基础，以具体应用为核心，软硬件可进行裁剪来满足应用系统的相关要求，例如功能要求、稳定性要求、功耗要求、成本要求及体积大小要求等[2]。嵌入式系统的应用能够实现计算机技术、电子技术与各行各业应用的有效结合，其应用前景广泛。

嵌入式技术的快速发展和应用使得计算机分类模式发生了改变，从传统的按体积进行分来变化为通用型和嵌入型两类，涉及到的领域十分广泛，例如医疗领域、航天航空领域、军事领域、工业控制领域及金融领域中都能够看到嵌入式系统的身影。嵌入式系统中软硬件结合，要想从事此项工作，需要具备较高的计算机技能水平，具体来说如下：

一方面，是电子工程、通信工程等硬件专业方面的人才，这些人才以硬件设计和开发为主，开发硬件驱动程序，对硬件原理掌握较为清楚，但这些人才对复杂的软件系统往往能力较差，例如复杂应用软件、嵌入式操作系统的程序设计等。

另一方面，是偏软件专业的人才，这些人才在软件开发和嵌入式系统开发上造诣较高，且如果软件方面人才掌握了相关硬件原理，完全可以自主开发硬件驱动程序，硬件设计完成后则需要依赖于软件实现系统功能。但就目前来看，许多企业将硬件设计部分外包，硬件设计能力较弱，对硬件有所忽视，这就造成市场上对硬件嵌入式技术方面的人才短缺。

四、基于CDIO模式计算机硬件嵌入式技术发展方向

4.1无线网络技术

近年来，移动设备发展快速，无线网络也随之发展起来，人们对无线网的需求也越来越大，而软件系统是否能够支持无线网络也成为了嵌入式系统发展的关键所在[3]。因此，在今后的一段时期内，无线网络应用将成为嵌入式技术的重要发展方向，就目前来看，WIFI、蓝牙技术及无线传输技术等的应用越来越成熟，但需要注意的是，这些技术有着一定的局限性，其传输距离大多较近，这就需要在未来研发的过程中着重解决远距离传输的问题，例如3G协议栈的开发等。

4.2网络互连技术

在嵌入式系统不断发展和应用的背景下，各种互联网接口受到关注，传统的单片机难以满足对互联网接口的要求，从而催生了各种新型的嵌入式系统，例如微型处理器，从互联网接口方面来看，嵌入式处理器能够支持TCP/IP、USB、CAN、IEE1394等多种通信接口，一些先进的嵌入式处理器甚至能够同时支持几种接口，但同时也需要一些硬件驱动程序，只有这样才能够实现轻松上网，打破众多用户上网的时空限制。

4.3人工智能技术

归根结底，嵌入式技术的应用就是满足人类相关的应用服务，人工智能化的发展和使用则能够提升嵌入式技术的服务水平，将人工智能技术与嵌入式系统或产品相结合，实现人机交互，扩展嵌入式系统的服务应用范围。就目前来看，人工智能技术与嵌入式系统的结合在医疗卫生领域应用较为成熟，能够降低手术病人受到的伤害[4]。

而随着技术的发展和社会的进步，人工智能技术的应用范围将会得到进一步拓展，例如自动控压装置、自动控温装置等智能化仪表的应用越来越多，这都会促进人工智能技术的进一步发展。

五、基于CDIO模式的计算机硬件嵌入式技术人才培养

计算机硬件嵌入式技术课程的学习是一个系统性、长期性的过程，需要循序渐进，不仅涉及到原油的硬件课程，还涉及到后续嵌入式技术理论知识和嵌入式设计开发等。本文结合CDIO工程教育模式和理念，探讨计算机硬件嵌入式技术的人才培养方向和方法，具体来说如下。

5.1学习嵌入式系统基本知识

CDIO工程教育模式强调对构思、设计、实现及运作等产品整个生命周期的研究和学习，而对于嵌入式系统来说，其构思、设计、实现及运作都离不开嵌入式系统的基本知识，因此，在计算机硬件嵌入式技术人才培养过程中，嵌入式基本知识的学校至关重要。

嵌入式系统大体可以分为三类，其一为传统的实时多任务系统，即RTOS系统，主要包括Vxworks操作系统、Tornado开发平台等；其二为嵌入式Linux操作系统，其不仅可以作为服务器的操作系统，在嵌入式领域也有着良好的应用前景，系统免费，支持的软件众多，这会大大降低嵌入式产品的开发成本；其三为Windows CE嵌入式操作系统，如Microsoft等，其进入嵌入式市场前景良好，Windows CE嵌入式操作系统虽然于近几年才被研发出来，但却能够迅速抢占市场，尤其对于智能手机、显示仪表等对界面要求较高，Windows CE嵌入式操作系统的应用有着良好的效果。通过对嵌入式系统这些基础知识的学习，能够让学生全面掌握嵌入式软件整体开发环境情况和开发平台，形成对系统开发理性、直观的认识[5]。

5.2 ARM技术及嵌入式微处理器

当前嵌入式处理器种类较多，例如ARM处理器、MIPS处理器及PowerPC处理器等，其中应用最为广泛的处理器当属ARM，ARM有着四个通用处理器系列，不同系列能够提供的性能有所差异，但基本覆盖了大多应用领域，有效满足了不同应用领域的应用需求。以SecurCore系列为例，其专门应用于对安全等级要求较高的场合。因此，应当让学生积极学习ARM技术及相关嵌入式微处理器结构，为后续产品设计研发实践奠定基础。

5.3指令系统与硬件电路设计

一般来说，ARM微处理器有两种工作状态，且其能够在两种工作状态之间随时切换，第一种工作状态为ARM状态，在这种工作状态下，处理器执行的ARM指令为32位字对齐指令[6]；第二种工作状态为Thumb状态，在这种工作状态下，处理器执行的是Thumb指令，属于16位半字对齐指令。两种状态下指令有着一定的关系，即Thumb指令集合为ARM指令集合的功能子集，但相较于等价ARM代码来说，其能够有效节省存储空间，节省比例能够达到30%-40%之间。

对于嵌入式技术来说，其软硬件可以裁剪，因此应当做好硬件电路设计工作，通过有效的硬件电路设计来获取最优硬件组合，提升嵌入式系统的硬件性能。

除了上述提到的说那个方面之外，数字电路、数据结构算法及汇编语言和编程语言等也较为重要，需要在计算机硬件嵌入式技术人才培养中有所侧重。

六、结论

综上所述，在计算机领域，嵌入式系统的应用越来越广泛，计算机硬件嵌入式技术越来越受到关注，计算机嵌入式技术人才的培养应当以CDIO模式为指导，以市场需求为导向，以嵌入式技术发展趋势为依据，合理选择教学内容，培养先进的计算机硬件嵌入式技术人才。

参 考 文 献

[1]苏英.基于CDIO的微机原理与接口技术教学研究[J].中国管理信息化，2016（10）：218-219.

[2]杨伟力 李伟民 杨盛毅.基于CDIO理念的嵌入式系统课程改革实践[J].科教导刊（上旬刊），2016（06）：56-57.

[3]徐武雄.基于CDIO的地方高校嵌入式系统仿真实验室建设研究[J].中国电力教育，2012（19）：98-99.

[4]王伟 王杨 孟炜 李明.变电站自动化IED设备嵌入式通信模块的开发[J].科技资讯，2014（24）：9-10.

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嵌入式技术融合了先进的集成电路技术、通信技术和计算机软硬件技术，设计学科众多，具有很强的实用性和专业性，是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。由于涉及多个学科的交叉，嵌入式技术课程除了包含传统的应用电子技术专业课程外还涵括了一些正处在发展中的新兴的技术课程。嵌入式技术教学体系主要体现以下4个特点：①知识涉及面广。嵌入式技术的理论和实践几乎涵盖了计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程等多个专业的基础知识，知识体系要求比较全面。所以嵌入式技术涉及多学科专业的相互融合，而且大多为较为先进的新技术，知识内容较为庞大。②课程综合性强。嵌入式技术不像方向只侧重于某一点的其他一些专业学科，其集软硬件技术于一体，需要在课程学习的同时，进行软硬件协同设计。③课程实践性要求高。嵌入式技术的相关课程实践学时比例较大，通过动手实践来解除学生对理论知识的深涩难懂，通过实例验证来加深对课程内容的理解。实践学时的增添，培养了学生的实践应用能力，同时也为省级或国家级技能大赛的嵌入式方向赛题及课外第二课堂及创新小组进行知识储备。④新兴领域多，内容较前沿。嵌入式技术的相关原理、基本技术虽然近些年内没有根本性改变，但是研究和应用往往牵涉到社会生活的新兴领域和科技研究的最新成果，需要不断补充新的内容。

二嵌入式技术课程门类建设

鉴于嵌入式技术课程授课内容概括性强，讲授难度大；同时高职学生的理解能力又有限，对领会此类课程难度更大，教与学都存在一定的问题，所以在高职学生的培养过程中，需要与本科学生有很大的不同，每门课程都要强调实践，注重理论与实际紧密结合。课程讲授过程中注重知识的前沿性，以适应嵌入式技术的快速更新。

1嵌入式系统处理器及应用

本课程结合典型的ARM芯片，通过讲授ARM的内部架构、ARM的指令系统、ARM汇编程序设计、ARM存储系统、ARM内部资源的C语言编程以及简单的嵌入式系统的设计等知识，使学生熟悉ARM嵌入式处理器结构与简单应用，掌握ARM系统的软硬件构成，具备基于ARM体系架构的应用处理器为核心进行系统设计及相关应用的能力。

2嵌入式系统设计与开发

本课程通过实际的嵌入式应用项目的案例分析，讲授嵌入式系统的开发流程和方法，使学生掌握几种常用的嵌入式应用开发方法，如嵌入式图形系统、嵌入式数据库、嵌入式Web服务器、GSM、GPRS等，熟悉嵌入式系统的开发环境、嵌入式实时操作系统，培养学生从事嵌入式系统设计与开发的能力。

3智能家居系统

本课程通过两室两厅智能家居电子系统设计项目的学习，使学生掌握智能灯光控制、智能电器控制、智能温度控制、智能窗户控制、智能窗帘控制、智能安防控制、智能遥控控制、智能定时控制、智能网络控制、智能远程控制、智能场景控制等智能家居系统组成与控制工作原理，使学生初步具备根据客户要求设计制定智能家居控制系统方案的能力。

4物联网技术

本课程主要内容包括射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按物物与互联网连接起来，及物联网在各个领域的典型应用。让学生学生理解物联网的概念，开阔学术视野，启发学习兴趣。

5教学机器人组装与调试

本课程通过具体的教学机器人制作项目让学生了解机器人的结构、种类、工作原理，使学生熟悉教学机器人的制作及控制调试过程，让学生在掌握机器人的核心技术的基本知识基础上，具备组装、控制、调试和维护机器人的能力。

三嵌入式技术课程实施方法

在进行嵌入式技术授课时，教师可以引入一些实际的嵌入式电子产品，并进行实例分析，分解产品加工特点，进而倒推出整个产品的开发过程。这种教学方法即为实例剖析教学法。实例剖析教学法包含了产品到部件的整个过程。这种教学方法便于学生更好地了解和把握各章节内容的内在联系，从而有效提升其解决实际开发问题的能力。教师可以在具体的学习过程中适当安排一些嵌入式技术学习任务，并划分学习小组，引导和鼓励学生单独完成相应的产品设计和开发工作。同时，在课程结束后，教师还可以单独开设一些综合实训项目，使学生从整体上把握嵌入式产品开发的规律和方法，提升其职业能力，使其更好地适应企业的岗位需求，实现学校到企业的良好过渡。通过三个实践教学环节，学生的专业能力水平得到了极大的提升，并逐渐具备单独完成嵌入式项目开发的能力。这三个环节即章节实验环节、课程设计环节、综合实训环节。其中，章节实验环节主要通过实验的方式进行内容分解，并将章节知识融入实验当中，实现了理论和实践的有机结合。课程设计环节则侧重课程内容的组织和安排，旨在通过课程的优化设计提升学生的专业能力。综合实训过程的实践性较强。在此环节中，学生的主要任务为设计出嵌入式产品雏形，并明确其功能和性能，并制定出具体的改进方案。

四结束语

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（长春市公共关系学校，吉林长春130052）

摘要：在吉林省大力发展新兴产业的背景下，迫切需要壮大创新型工程科技队伍。本文以物联网专业课程设置作为范例，以此探讨加快教学内容、课程体系、教学方法改革与创新的有效方法。

关键词 ：物联网；CDIO；工程科技人才；课程体系

DOI:10.16083/j. cnki. 22 - 1296/g4. 2015. 08. 051

中图分类号：G710 文献标识码：A 文章编号：1671-1580( 2015) 08-0109-02

一、吉林省新兴产业对于人才的需求

目前，国家大力提倡发展战略性新兴产业，为了适应这个大背景，我省确定了六大战略性新兴产业，并确定了生物医药等20个重点发展领域，计划未来5年战略性新兴产业产值达到7000亿元。战略性新兴产业的发展更加迫切地需要坚实的科技支撑，更加迫切地需要素质优秀、结构合理、团结协作的创新型工程科技人才队伍。这就要求高校教育工作者要通过更新教学理念、改革教育模式、修订培养方案，为新兴产业培养出“技能型、创新型、高素质”的工程科技人才，为吉林省新兴产业人才的培养提供支撑。

本文以“物联网”这一新兴产业中的重点发展领域的人才培养为例，运用CDIO的国际工程教育理念浅谈吉林省人才培养的支撑问题。

二、工程教育模式的核心

CDIO是目前国际丁程教育改革领域的最新发展成果，这一理念是工程教育模式的核心。它以产品的构思、设计、实现、运行的生命周期为教育背景，把工程实践当作载体，培养工程思维、团队合作、交流学习等多层面能力，培养基础工程技术知识、引导创新理念，敢于承担工程科技人才对于职业与社会所应负的责任。

三、CDIO指导下的物联网专业课程体系的构建

（一）综合课程体系的设置

新兴产业的发展需要人才在“技能”方面具有扎实的技术知识以及敏锐的推理能力，具有职业的实践创新能力，同时善于与团队合作和沟通，遵守职业规范和职业道德。因此，物联网专业综合课程体系由公共课程、专业基础课程、专业提高课程、创新培养课程四大模块构建而成。公共课程模块是创新与实践的必备知识。其主要包括健康安全、数学文史、政治理论、军事理论等课程。专业基础课程设置了专业人才必备的基础知识课程，包括物理、模拟与数字电路、程序设计基础、计算机导论等相关课程。专业课提高课程保证学生系统、综合地学习掌握物联网技术，包括计算机硬件、软件与应用的基本理论和基本知识，培养学生软件算法、传感技术、电子制作等设计能力，其详细设置与构思如下：创新教育课程以创新精神、创新意识、创新实践及个人专长的培养为终极目标。

（二）以项目设计为核心构建专业课程体系

物联网作为新兴领域，与相关领域差异较大，其专业知识体系仍在归纳与研讨中，当前主要划分为信息感知、信息传输、信息处理三个主要分支。在专业课程设置中，应依据其专业的目标定位，结合前沿科技发展与产业发展需求，科学地设置课程体系，并注重课程体系的交叉融合，尽可能增大本专业的知识体系的辐射面。

CDIO理念是“做中学”与“思中学”的综合概括，是“基于项目教育和学习”的抽象表达。引入CDIO理念的物联网专业课程体系将从任务驱动展开，以“项目设计为核心”来展开专业课程的设置，将整个课程体系围绕项目设计系统有机地结合起来。按照CDIO工程教育模式，将该专业的项目分解为课程设计、课程群能力设计与综合设计，逐步深入地培养学生的分析、设计和开发能力以及解决实际问题的能力。整个物联网专业课程设置一级项目、二级项目、三级项目分别作为课程的主线、支撑、基础，将系统协调认知与核心课程统一起来，将大系统的掌握、运行和调控能力相融合，并结合学生的自我更新能力、人际和团体交流能力综合培养。

物联网专业的课程涵盖范围较广，按方向大体可划分为六部分，即嵌入式硬件系统、嵌入式软件系统、物联网技术、电子制作、软件算法、传感技术，每个课程群课程的设置由浅入深、层层递进。嵌入式硬件系统包括：微型机技术及应用、无线数据通信技术、嵌入式实时操作系统、嵌入式系统硬件设计。嵌入式软件系统包括：嵌入式系统工程学、J2EE高级程序设计、无线网络算法设计、嵌入式系统软件设计。物联网技术包括：物联网工程概论、物联网控制原理技术、物联网传输层技术、物联网网关设计技术。电子制作综合设计包括：模拟／数字电路、数字电子技术、基础电路实验、通信电子线路。软件算法综合设计包括：算法设计与分析、JA-VA程序设计、数据结构、程序设计基础。传感技术综合设计包括：传感器设计基础、射频识别与红外感应、RFID基础技术、传感器原理与技术。

电子制作综合设计首先开设模拟／数字电路，学会电路基础知识及设计模拟／数字电路的简单方法；然后开设数字电子技术这门基础课程，加强数字电子设计知识，拓展设计思路；然后在基础电路实验中强化电路设计系统方法，并加入创新型实验；最后通信电子电路则涉及许多通信理论知识、通信电路中常用的基本功能部件以及实际电路，遵循从特殊到一般的认知规律，密切联系实际，培养学生在电子制作方面的综合设计能力。

1．为每门专业核心主干课程设置三级项目，学生可在课程学习中完成。三级项目的实际体验能够加强专业必修的单项技能。在三级项目设计的同时，另外根据课程目标设置单元和单元组项目的有效实践任务。

2．紧密围绕着课程群的知识与技能，为每个课程群设置二级项目。二级项目将理论与技能有机结合，注重理论的同时突出技能。在完成项目的过程中将知识转化为专业技能。

3．一级项目的设置应该是以专业支柱性核心主干课的总体目标为依据，专业实习、毕业设计等一级项目至少在学生四年学习中设置四个。

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（武汉工程大学计算机科学与工程学院，湖北武汉430073）

摘要：随着物联网产业的兴起，对物联网工程的人才培养逐渐提上高校人才培养的日程。本文结合产业需求的实际，论述了物联网专业人才培养的课程设置、工程实践、就业引导等，全方位阐述了当前物联网工程专业人才培养亟待解决的问题，可以为物联网工程专业人才培养提供借鉴。

关键词 ：物联网；IT产业；需求导向；人才培养；专业课程设置

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1671-1580(2014)10-0058-02

物联网工程专业是随着物联网技术的兴起而开设与逐步发展的新专业，从其专业覆盖的范围来看，物联网工程专业是目前机、电、控制、通信等专业的融合，其专业特点即是对现有的专业技术和领域的整合，涵盖了电子信息技术、通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术、数据库技术等专业领域的最新成果，并与行业应用密切联系，与社会需求紧密结合。物联网专业的人才培养应立足社会需求的实际，重点培养学生实践与理论相结合的综合运用能力。

一、以需求为导向的专业课程规划

物联网工程专业课程设置应以市场为依托，以需求为导向，以培养产业急需的物联网应用技术人才、推动产业发展为目标，在这一培养目标引导下，学生应能够了解物联网的发展历史，掌握物联网专业基本理论知识，具备基本的专业技能和科学素养。物联网工程是一个系统工程，因此，在人才培养上，要注重多专业知识的融合渗透，更要注重提高学生对国外最新文献、新技术应用的获取技能，培养学生对外文文献的阅读能力，从多领域、宽口径提高培养质量。

在物联网专业的课程体系设置上，可以按照分块设置思路，依据学生四年学习时间内的自身特点，按照通识课程、公共课程、专业课程、实践课程的脉络进行课程规划。通识类课程以宽、广、新、全为设置依据，在课时内使学生对物联网的整体产业获得较为全面的了解。公共课程以培养学生的科学思维方法和掌握基本的理论知识为目标，引入日后工作必需的数学、物理、英语、工程类的基本理论知识。专业类课程应着眼于专、精、深，以点带面，在课程规划上，应密切联系物联网的专业应用，以实际案例为依托，深入掌握物联网在行业中的应用。实践类课程在物联网专业人才培养中占有重要的地位，实践类课程设置应面对具体应用，培养学生的动手能力、综合分析问题能力、团队沟通能力、写作能力和总体规划实施能力。

在课程规划上，应注意突出物联网工程专业的新、全、专的特点，在课程设置中，既要反映出物联网工程专业的多学科综合特点，又要突出物联网专业的深入、综合的特点，将传统的相关专业课程进行整合。在课程设置过程中，鼓励自编教材，以弥补已有课程的宽泛、繁杂、陈旧等不足，突出针对性、实用性、操作性、易理解等要求，从实际需求的角度，加强学生的应用技能培养。

二、需求导向的理论课堂教学

物联网工程是一门新兴学科，在物联网工程的专业课程教学中应坚持以需求为导向，在教学实施过程中根据市场应用和行业背景的实际需求进行适当取舍、与时俱进，才能使教学与实际密切联系，做到所学即所需、所需即所学，提高教学内容的实用性。

需求导向的理论课堂教学要求教师必须做到密切联系产业需求的实际，在教学中结合实际工程项目，并通过具体深入的分析，使学生就某一知识点深入掌握其在市场中的实际应用，以做到与市场同步，与需求对接，更好地掌握相关的知识点和技能。因此，在教师队伍配备上，要突出对业务知识的深入把握，适当增加在一线工作的业务精、目光新的具有前瞻性的技术人员担任教学工作，将需求与教学直接对接，提高教学的针对性和实践性。

理论课程的教学难点之一是知识点众多，并且相互之间的衔接性不强，学生难以把握重点和难点，因此，教学的效果难以凸显。以需求为导向的教学模式旨在打破固有的教学模式，将知识点进行归纳分类，将与社会需求联系紧密、可以直接对接的章节知识列为着重讲解的部分，结合案例进行深入分析，在较短的课时内使学生获得实用性强的理论和技能，同时对其他知识点进行梳理，以需求为主线，将课堂教学进行组织和串接，使学生始终能够把握教学的重点，始终能够将所学知识与社会需求实际密切联系和结合，并能够通过消化吸收所学的知识，达到举一反三、提升理论课程教学效果的目的。

三、需求导向的实践技能培训

物联网技术是一门实践性和应用性极强的学科，因此，在人才培养方案上，要密切结合需求的实际，着力加强实践类课程的教学。具体来讲，就是在实践技能课程的设置上将实习、课程设计、毕业论文等实践环节与需求结合，以实际需求为导向，以实际的项目案例为依托，强化实践技能培养，提高学生的实践能力。

物联网技术也是一门专业性极强的学科，其专业涵盖宽广，对学生的知识面要求较高，可以在相关的专业课程中增加课程设计学时，在课程设计中引入需求目标，引导学生将所学的知识理论转化为实践技能。在编程能力培养上，通过程序设计，引入工程需求实际项目，对学生进行规范化的编程训练，掌握面向对象进行开发的思想。在掌握网络指令和协议设置上，通过路由交换课程设计，熟悉路由器的基本配置命令，熟悉路由协议。在传感器应用设计中，结合具体的行业需求目标，引入各种物理传感器的应用设计，掌握常用传感器应用设计、信息处理、显示和传送等。

结合嵌入式系统设计实践，对目前嵌入式设计的市场需求有一个直观全面的了解。深入学习单片机技术、嵌入式系统，结合实际应用案例，掌握嵌入式系统的规划设计、实施方案要求、软件硬件设计、综合测试等多环节应用。结合网络技术，深入学习以物联网实际需求为主的网络架构知识，重点掌握Zigl)ee协议的基本原理和组网规范，通过实际操作搭建有效的无线物联网络。在毕业实习和设计环节，以小组为单位，结合实际需求，在教师指导下独立完成分析、设计、编程任务。

四、结束语

物联网工程专业人才培养是一项系统工程，需要综合产业需求的实际，开展立体化教学。既注重理论课程的教学，又强化应用实践，使学生具备良好的专业知识素养、扎实的理论基础和丰富的实践经验。物联网工程的人才培养需要学校、社会、企业多方面共同参与，这样才能培养出物联网产业的可用之才。

[

参考文献]

[1]于翔，基于物联网的大学信息化教学辅助实验平台应用[J]物联网技术，2013(5)

[2]孙冠男，高校物联网创新实验平台建设探索[J]软件导刊，2013f 9)

[3]刘晓晶，吴海燕，案例教学法与创新人才培养[J]黑龙江高教研究，2011(3)

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关键词：嵌入式系统；教学内容；教学模式；教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）31-7536-03

随着后PC时代的来临，PC机的重要性下降，嵌入式系统将变得功能强大、无处不在。目前，嵌入式系统在消费电子、通信设备、工业控制等领域发挥着越来越重要的作用。物联网和移动互联网作为我国信息产业主旋律，其核心也是嵌入式系统。

与我国嵌入式系统产品的迅猛发展和巨大的产业需求相比，嵌入式系统工程人才培养相对落后[1]。嵌入式系统教学模式成为众多高校都在研究的课题。本文主要针对应用型本科计算机专业的嵌入式系统课程教学，结合我院的具体情况，在教学内容和模式上进行一些改革和探讨。

1　课程特点

嵌入式系统是一门综合性很强的课程，几乎涵盖了所有基本的软硬件设计技术。所需基础知识较多，前修课程包括：数字逻辑、计算机组成原理、微机接口原理、单片机、汇编语言、C语言、操作系统、数据结构等。涉及内容广泛，与通信、自动控制、电子等专业知识相关。教学难度大，学习门槛高。

嵌入式系统是一门实践性很强的课程。嵌入式技术是具有工程应用性的实用技术，只有通过实践才能真正理解和掌握嵌入式系统开发的方法。

2　现状与问题

我校是一所地方性、教学型本科院校，定位于培养“基础厚实、素质较高、创新精神和实践能力较强”的应用型人才。我院计算机系共设有计算机科学与技术、网络工程、通信工程3个专业，所有专业都在第5个学期开设嵌入式系统课程。另外，在第7个学期，学生可以通过校企联合培养选择嵌入式作为专业方向，到企业学习更多嵌入式课程。《嵌入式系统》是学生在校期间开设的唯一一门嵌入式课程，对于要选修嵌入式开发专业方向的学生来说，是打好基础的关键，对于其他绝大部分学生来说，则是了解嵌入式系统的唯一途径。在这门课程的教学过程中，发现主要存在如下问题：

1）课时少，内容多。

2）实践能力培养不够，实验课时不足。

3）前修课不足。3个专业都未开设单片机、微机接口原理，网络工程和通信工程专业未开设汇编语言。

4）学生的基础和学习能力参差不齐。到第5个学期，学生分化比较明显，学生间的差距较大。

5）学生学习目标不同。进入大三之后，许多同学对专业方向已有初步选择，学生对嵌入式系统的学习目标和期望不同。教学内容对所有学生来说都是相同的，难以满足学生个性化发展的需求[2]。

3　层次化教学模式的提出

针对以上问题，我校从教学内容和教学方法出发进行了一系列改革，形成了课内课外相结合、注重基础、因材施教的层次化教学模式。

第一层面向计算机专业的所有学生，注重基础，以《嵌入式系统》课程的课堂内学习为主、开放性实验室学习为辅。课程目标应该从实际出发，与大部分同学的基础和学习能力相适应，不应过高。另外，还考虑到我校开设的前修课较少，因此，教学目标设定为：掌握基础知识，了解嵌入式开发的基本过程，能够设计实现一个简单的最小系统，为进一步学习打好基础。

第二层为嵌入式兴趣小组，面向对嵌入式有兴趣的学生，重在提高。主要是对《嵌入式系统》课程进行知识的扩展和加深，开阔学生视野，培养简单嵌入式系统的设计开发能力。

第三层为嵌入式开发小组，面向有志于从事嵌入式系统开发的学生。学习嵌入式关键技术和实用技术，培养嵌入式高级专门人才，注重创新能力。

4　层次化教学模式的实施

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关键词：应用型；校企合作；人才培养

中图分类号：G646 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）05-0028-02

随着我国高等教育进入大众化教育阶段，地方院校逐渐成为我国高等教育中培养本科层次教育的主力军，且应用型本科人才已成为地方院校主要的人才培养层次。但是应用型本科人才培养过程中存在教学计划和教学内容相对陈旧，本科毕业生所具备的能力严重不满足企业需求；教学方式与学生自学能力和创新能力的培养不相适应等一系列问题，导致出现“大学生就业难”的现象。大学毕业生如何和行业接轨、和企业接轨，提高就业率的问题不仅是高校面临的问题，同时也是企业急需解决新入职员工的职业能力的问题。近年来教育部高度重视大学生的就业工作，积极采取措施推进校企合作，创新人才培养模式，提升大学生的实践能力和就业能力，共同解决就业难问题。

大连中软国际卓越信息技术有限公司于2011年开始与长春光华学院接触，共同商量校企深度合作，于2012年在物联网工程、计算机科学与技术两个专业进行深度校企合作试点，根据学生的特点、专业的特色和人才培养现状，着手探索企业“嵌入式”人才培养的具体模式，研究如何打破理论知识和实践能力的界线、学校和企业的界线、理论课程和实践课程的界线，以及如何体现出理论教学中有企业实践内容，实践教学中蕴含企业岗位技能的相互嵌入，使学生具备的知识体系、能力素质与企业的实际需求对接，探索出一条“合作育人、合作发展、合作就业”的嵌入型校企合作办学机制，实现学校、企业、学生“三赢”的共同目标。下面简单介绍我们实行的人才培养模式改革

一、人才培养目标及特色

我们与长春光华学院全程实行“企业嵌入式”人才培养模式，企业全程参与教学过程，注重实践能力培养、实现与企业的无缝链接，学生入学即签署就业协议。企业全程参与教学过程，包括人才培养方案的制定、新生入学教育、企业课程嵌入课程培训、毕业设计、师资培训、企业实践、就业服务等。由企业专家和学校专业教师组成专业教学指导委员会，其中企业专家占50%以上。利用校企深度合作的优势，探索学校、企业（合作）、社会（就业）的“三元”运行机制，实行“共同制定培养方案、共同实施培养过程、共同开发教学资源、共同监控教学质量”的合作模式，构建“平台+模块”的课程体系，逐步形成“三元四共五平台”工学融合的应用型人才培养模式。

二、人才培养方案

通过企业专家与学校专家在行业技术发展动态、行业用人需求状况、行业用人基本要求等方面进行交流，通过物联网工程、计算机科学与技术两个专业的人才需求岗位进行分析，着眼于未来经济社会发展对物联网工程师、嵌入式工程师、软件工程师、Java工程师等岗位的人才需求，分别完成2012、2014、2016级以岗位需求为导向的人才培养方案和课程体系。先后进行三次人才培养方案修订后，修订后的人才培养方案实践教学比例有很大幅度增加。其中计算机科学与技术专业实践环节由原来的23.8%增加到33%，并有17门企业级课程由中软国际有限公司技术人员讲授，物联网工程专业是新建专业，实行“2.5+1.5”人才培养模式，人才培养方案中实践教学比例占33.7%，并有16门企业级课程由中软国际有限公司技术人员讲授，全面提升职业竞争力。

三、人才培养实施过程

目前物联网工程、计算机科学与技术两个专业实行“2.5+1.5”的人才培养模式，即2.5年在学校学习专业基础知识，1.5年学生全部到“中软国际有限公司（大连）”去进行专业方向课程的W习和在中软所属企业进行实习、实训、毕业设计。其中学校的2.5年期间，1.0年期末本专业学生到中软国际有限公司（大连基地）进行为期2周的企业课程设计，让学生真实感受企业工作环境、工作流程、工作氛围，在1.5-2.5年每学期期末都必须有一个课程设计由企业工程师到学校来进行，给学生讲解企业相关技术动态、技术详解、方案设计等内容。企业整体实训流程如图1所示。

四、职业能力培养过程

在大连基地学习过程中，采用学中做，做中学的5R教学方法。“5R”教学方法，即Real office（真实的企业环境）、Real PM（真实的项目经理）、Real Project（真实的开发项目）、Real Pressure（真实的工作压力）、Real Opening（真实的工作机会）。学生在课程设计、实习、实训过程中，由有丰富行业经验的项目经理、企业工程师讲授专业课程，课程安排由浅入深，循序渐进，注重实践。学生能够感受真实的企业环境，初步解了企业文化、企业岗位需求、企业技术规范、企业技术标准、企业管理模式，熟悉真实的企业项目开发流程，了解真实的工作压力，提高学生职业技能，并从入学就签订就业协议，最后1.5年到企业集中培训6个月后给提供学生真实的工作机会。2012级、2013级、2014级物联网工程专业和计算机科学与技术专业全体学生的C语言课程设计都是在中软国际做的，真正体验了5R教学，每个学生都有很大收获，去过企业做课程设计学生的精神面貌、学习热情和团结合作精神都要好于没去过企业做课程设计的同学。同时，每年都有一门课程设计到企业去做或由企业的技术人员来指导，采用5R教学，使学生真正体验到了项目的开发过程。课程设计的阶段提交物如图2所示。

五、人才培养效果

通过企业和学校的共同努力，2012级校企合作第一届物联网工程专业、计算机科学与技术专业于2016年毕业，本届共63名毕业生，除了2人考研、3人自主就业（家里安排，不用推荐）之外，其他58名毕业生经过企业培训和推荐已全部高薪就业，就业率达到92%，就业单位对口率达到100%。

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一、信息技术相关专业实践教学的目前现状

信息技术相关专业课程的实验内容相对基础，各门课程的综合型实验数量不多，单门课程的实验相对独立，学生的实践教学环节的专业知识面相对狭窄。通常包括硬件设计、软件设计、系统开发等几个方面。目前，高校中“软件的学生不懂硬件，硬件的学生对软件不屑”这一现象特别突出。打破常规的实践教学理念，将相关专业的实践课程进行协同教学改革，多方共同参与同一个综合实践项目。为了进行信息技术相关专业实践教学综合改革，我们对信息技术专业各实践教学进行了相关性分析，这种综合教学改革是非常可行的。如表1。

二、多专业协同实践教学改革的内容

多专业协同实践教学改革以信息技术最新发展方向为切入点。目前，嵌入式系统、物联网、3D打印技术、机器人等相关课程，都涉及硬件、软件及系统，相关项目也是非常多，这些课程实践教学内容也非常丰富，适合引入到实践教学中。如图1，嵌入式系统设计的项目中，硬件层中包含主板电路板设计，嵌入式微处理器、存储器（SDRAM、Flash等）选择，接口芯片的选择，CPLD/FPGA设计等，就构成了一个嵌入式核心控制模块。在这部分的设计中，与电子信息工程和自动化控制专业的一些课程相关，比如：电路设计与仿真、单片机与接口技术、传感器技术、嵌入式系统开发、CPLD/FPGA设计、硬件测试技术等。硬件层与软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层，它将系统上层软件与底层硬件分离开来，使系统的底层驱动程序与硬件无关。该层一般包含相关底层硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬件设备的配置功能。系统软件层由实时多任务操作系统、文件系统、图形用户接口、网络系统及通用组件模块组成。这部分内容主要包括：BootLoader的移植、操作系统的选择与裁剪等，这部分与自动控制底层设计有很大的关系，对于硬件知识需要一定的了解。同时，也与计算机科学与技术和软件专业的课程相关，比如：操作系统、数据结构、编程语言等。应用软件层设计部分，主要是基于嵌入式硬件系统和嵌入式操作系统之上开发的应用程序。相关的应用软件一般包括管理系统、控制系统、监控系统、图形界面、游戏、网络程序等。这部分项目设计与计算机科学与技术、软件工程、自动控制等专业相关，相关的课程有：软件工程、算法分析与设计、软件测试技术、语言开发、数据库技术、计算机网络等。

三、结束语

高校是培养创新创业型人才的综合平台，结合课程体系改革、实践基地创建等工作促进信息技术创新型人才的培养。加强实践教学有利于创新人才的培养，实践教学改革是高校教学改革的一个重要组成部分。通过信息技术相关专业协同实践教学，有利于培养学生的对信息技术软件、硬件及系统的项目整体意识，有利于培养学生的协助精神，有利于培养学生的系统级项目研发能力。

作者:王振华 洪泓 张玉清 单位:中国地质大学

参考文献：

[1]何红旗,常瑞,张有为,等.计算机硬件类课程实践教学的困境与思考[J].计算机教育,2016,(2).

[2]王志英,周兴社,袁春风,等.计算机专业学生系统能力培养和系统课程体系设置研究[J].计算机教育,2013,(09).

[3]温柳英,冯丹,王世元.计算机硬件类实验教学改革探索[J].实验科学与技术,2011,(01).

[4]盛建伦,巩玉玺,刘淑霞,等.计算机专业硬件基础课程实验教学体系的研究[J].实验室研究与探索,2013,(10).

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【关键词】嵌入式系统 分类教育 人才

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2011）09－0057－02

【Abstract】The characteristics of embedded system are analyzed in the paper. Foundation courses related to the embedded system are reasonably classified. Based on specialized features and applications of their respective professional, the instruction content of embedded system is explored to meet the demand for talents in embedded system.

【Key words】Embedded system Category education Talents

一、引 言

嵌入式是当前应用最广、最有发展前景的IT应用领域之一，它融合了电子、计算机、微电子等多种学科和技术，被广泛应用于航天、航空、工业控制、智能手机、消费类电子、信息家电、安防监控、医疗仪器、汽车电子等领域。［1］目前，嵌入式系统产品正不断渗透各个行业，并以其应用领域广、人才需求大等优势，获得更大的关注，特别是将来3G和物联网的普及与推广，应用前景非常好。

二、嵌入式系统的特点

嵌入式系统是在单片机上发展起来的，其定义是以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适用于系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它涉及硬件设计和软件开发，具有系统性、综合性、实践性等特点。

1．涉及学科多、面向不同的工程师

嵌入式系统知识涉及领域广，主要与三大学科相关：微电子学科、电子技术学科、计算机学科，是多学科的融合。微电子学科涉及微控制单元MCU（Micro Controller Unit）、芯片等集成电路IC平台，即芯片级设计，主要培养的是微电子工程师；电子技术学科主要涉及硬件电路的设计、介于操作系统和硬件之间的BSP（板级支持包）和硬件驱动的开发，主要培养的是电子工程师；计算机学科主要承担嵌入式系统应用平台的构建任务，包括嵌入式操作系统、嵌入式系统的集成开发环境、程序设计语言等内容，培养的是嵌入式软件工程师。［2］

2．涉及基础课程多、综合性高

嵌入式系统要求知识面广，涉及基础课程多，与电子类专业相关的基础课程有C语言程序设计、数字电子技术、电子设计自动化（EDA）、单片机原理、可编程逻辑器件、DSP原理及应用等，与计算机类专业相关的课程有C语言程序设计、数字电子技术、计算机组成原理与结构、微机原理、数据结构、操作系统等，如果要进行嵌入式应用软件开发的还应掌握计算机网络、网络编程、数据库原理及软件工程等课程。

3．技术更新快，实践性强。

目前嵌入式系统还是属于比较新的领域，现在很多高校各专业都新开设这方面的课程。但嵌入式系统的技术发展和更新很快，从ARM处理器到嵌入式操作系统、多媒体通信、无线通信等，特别是物联网技术的发展、以IPV6为基础的下一代网络NGN（Next Generation Network）等，都给嵌入式系统的发展带来了很多机遇。同时也使得嵌入式系统与实际产品开发联系越来越紧密，必须通过大量的实验、实践环节和学生科研项目来提高学生的理论基础和实际动手能力，从而提高学生实际项目的开发能力，与市场技术接轨。

三、嵌入式系统人才分类教育探索

1．嵌入式系统的教学存在的问题

嵌入式系统的诸多特点也给嵌入式系统的教学带来了一定的难度和挑战性，首先，它不像其他课程，教学内容和知识点基本固定，课程体系已经经过十几年甚至几十年的研究和探讨，已变得非常完整，拥有非常经典的教材；其次，不同学校不同专业开设课程的内容也不一致：仅处理器的选择就有非ARM系列和ARM系列，ARM系列有Cortex－M3、ARM7、ARM9……，操作系统的选择有uC/OS－II、Linux、Win CE等，从硬件接口到操作系统，再到软件开发，涉及知识内容难于统一。有些学校偏向于理论教学；有些以嵌入式处理器为主，介绍其接口技术；有些则以嵌入式操作系统为主；［3］另外要求授课教师知识要全面，软硬兼顾，并具备一定的项目开发经验。

图1 嵌入式系统相关课程

图1所示是信息类专业嵌入式系统相关课程示意图，虚方框里分别对应的是电子类和计算机类专业在开设嵌入式系统课程之前相关的先修课程。与硬件直接相关的电子类专业主要有单片机原理、可编程逻辑器件、DSP等课程，计算机类专业主要有操作系统、计算机组成原理、微机原理与汇编语言等课程，有了这些课程的基础，才能学习嵌入式系统课程。

2．嵌入式系统的教学内容和主要知识点

从技术的角度来讲，嵌入式系统是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统，见图2。硬件层以微处理器为核心，配以存储器、I/O接口、串口、网口、总线，以及LCD、触摸屏或键盘等人机接口。驱动层提供硬件抽象层和板级支持包，包括BootLoader程序和硬件驱动程序，如以太网驱动、串口驱动等。操作系统层主要有uC/OS－II、Linux、uCLinux、Vxworks、Win CE等嵌入式操作系统，包括嵌入式内核、嵌入式文件系统、嵌入式TCP/IP协议、嵌入式GUI等。最上面的应用层是针对具体项目的应用软件开发程序。

应用层 应用程序

操作系统层 嵌入式文件系统 嵌入式GUI 嵌入式内核 嵌入式TCP/IP协议

驱动层 板级初始化 LCD驱动 串口

驱动 以太网

驱动 键盘驱动 其它

驱动

硬件层 存储器 嵌入式处理器 通用接口 人机接口 I/O口

图2 典型的嵌入式系统的框架

嵌入式系统教学涉及的教学内容和主要知识点见图1右侧所示，具体如下：［4］

（1）嵌入式系统基础知识。主要介绍嵌入式系统的基本概念、特点、应用领域和发展趋势；简单介绍嵌入式系统的基本结构使学生对嵌入式系统及嵌入式软件开发有一个基本和总体上的认识。

（2）嵌入式处理器。主要以ARM处理器为例介绍嵌入式体系结构、ARM指令集和汇编程序设计；设备介绍，包括I/O口、JTAG接口、串行总线、并行总线、人机接口、有线网络和无线网络接口、硬件驱动程序开发等相关知识。

（3）嵌入式操作系统。嵌入式操作系统必须要有操作系统课程的基础，分析多任务实时的基本概念、竞争与调度算法、任务间同步与通信、存储管理、文件系统等。

（4）嵌入式应用软件开发。嵌入式应用软件开发可以从教学的角度，以一个实际案例或项目为主线，介绍一个实际项目完成所需要掌握的知识、开发方法和开发过程，从嵌入式开发平台的选择，到嵌入式操作系统的选择和移植、嵌入式图形用户界面的开发和具体应用软件的编程实现等，使得嵌入式系统课程群最终能够形成一个完备的嵌入式系统课程体系。

3．不同专业嵌入式系统课程教学内容探索

不同的专业可以结合专业自身的特点，针对不同的应用领域，以先修课程为前提，开设不同的嵌入式系统课程的内容。

（1）电子类专业。电子类专业基本上都开设单片机原理课程，以8位机为主，有较好的硬件基础，因此，在课程教学过程中应处理好单片机原理课程和嵌入式系统课程的衔接问题，并引入操作系统的知识。因电子类专业主要针对小型控制系统，基本上以嵌入式硬件产品设计和实现控制功能为主，因此在嵌入式系统的教学中应有别于计算机类专业的学生，在对嵌入式操作系统知识的讲解中只需要学生了解操作系统的工作原理，学会操作系统的具体应用开发。由于uC/OS对处理器的移植来说相对容易，因此电子类专业可尽量利用uC/OS小巧、占用空间少、实时性强的优点，以处理器为核心，讲授ARM7处理器（或Cortex－M3）＋uC/OS－II操作系统为主，学会操作系统在处理器上的移植，实现最基本的底层嵌入式系统的控制功能。具体实验项目可包含以下几部分的内容：软件开发基础实验、基本I/O接口实验、人机接口实验、设备驱动实验、嵌入式操作系统实验、综合应用实验。学生在实验中应能自己动手移植嵌入式操作系统，使学生产生一种成就感，加强他们学习嵌入式系统的兴趣。

（2）计算机类专业。计算机专业基本上都开设有程序设计基础、计算机组成原理、操作系统、微机原理或汇编语言等课程。程序设计基础为嵌入式系统课程提供了良好的嵌入式C编程基础；计算机组成原理、微机原理或汇编语言等课程为了解ARM处理器及ARM汇编指令系统的相关知识打下基础；另外可以在操作系统的实验课程里开设Linux操作系统方面的实验，加快嵌入式操作系统的理解。一般来说，从事嵌入式开发的人员应该至少熟悉一种嵌入式操作系统，考虑到计算机专业的学生以软件为主，嵌入式系统课程的学习可以开设ARM9＋Linux操作系统的内容；另外由于Win CE开发基于VC＋＋环境，而大部分计算机专业学生有开设VC＋＋程序设计这门课程，也熟悉Windows操作系统，学生可能上手比较快，因此也可以开设ARM9＋Windows CE操作系统的内容。

对于软件专业的学生来说，相对可以开设课程多些，如嵌入式系统原理与接口技术、嵌入式操作系统、嵌入式应用软件开发（如嵌入式Linux应用开发、Windows CE应用开发、3G手机软件开发等）课程，以嵌入式软件应用开发为主。

四、结束语

嵌入式系统体现了各类不同学科的交叉融合，其课程教学需要一定的知识积累、项目积累、丰富的教学经验和创新思想。从以上分析可以看出，不同专业只有结合各自专业的特点和应用领域，合理安排课程的教学内容，才能体现出自己的专业特色，并通过相应的实验、实践和实际项目去完善整个课程体系，以培养出更多的符合社会需求的高素质嵌入式系统应用型人才。

参考文献

1 徐 慧、金 敏.“三点一线”教学方法在“嵌入式系统”课程中的应用［J］.计算机教育，2009（10）：39～41

2 何立民.嵌入式系统支柱学科的交叉与融合［J］.单片机与嵌入式系统，2008（5）：5～8

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关键词：嵌入式技术；专科；教学模式

中图分类号：G642

1目前在嵌入式系统课程教学中诸多问题，如下所示

1.1嵌入式人才培养与社会需求脱节

目前我国嵌入式技术方面的人才主要分为两种类型：单片机工程师和软件工程师。单片机工程师一般毕业于电子、自动化、仪器仪表等相关专业，优点是有较厚的硬件基础，掌握计算机底层工作原理[1]。《报告》显示在大部分从事嵌入式产品研发的企业中，基本都是采用软硬件人员分工合作完成产品的开发方式（62%），而与去年的调查数据（56%）横向对比看，这一选项所占的比例也呈现出增长趋势（提高了6个百分点）。由此我们可以看到企业最需要的还是擅长某一方向的专才。

1.2师资力量薄弱，实践水平差

各个高校及高职院校中嵌入式方向师资力量薄弱，教师软硬件知识兼通的较少，在企业中有工作经验的教师缺乏。因为现在高校招聘的教师大部分是硕士或者博士毕业后直接上岗，教学期间进行工程实践的机会较少，实践水平差，软硬件知识兼顾的全能教师缺乏。教师队伍的封闭性决定了“双师型”教师比例不高[2]。

1.3专科培养课程设置不合理

专科与本科学生的培养目标是不同的。专科是培养具有某种专业知识和技能的中、高级人才；培养掌握一定理论知识，具有某一专门技能，能从事某一种职业或某一类工作的人才。而本科是培养较扎实地掌握本门学科的基础理论，专门知识和基本技能，并具有从事科学研究工作或担负专门技术工作初步能力的高级人才。在嵌入式人才培养方面的问题尤为突出。多数院校设置专科培养学制为三年或者两年，但是目前设置课程体系时仍设置较多计算机专业基础课：如高等数学，大型数据库等。

1.4教学方法、课时分配有待改善

嵌入式课程的改革出现很多好的方法，有些学校实行开放式办学，与国外高校联合，实行“3+1”或“2＋2”（即前3年在国内最后一年到国外，或者前两年在国内后两年到国外，取得国内和国外双学士学位）的培养办学模式。有些试试“项目驱动”式教学等。但是具体应用实施效果不佳。针对嵌入式系统课程的软硬件兼顾的特点在理论-实践-实习等课时分配上还不完善。

2课程改革体系研究

2.1课程体系改革

依据上述《报告》，从专业角度反映了嵌入式开发硬件平台的发展趋势，在嵌入式开发领域，ARM处理器毫无疑问的占据了嵌入式处理器90%以上的市场份额，该项调查数据显示了不同系列处理器的市场占有率情况（截止到2011年5月底），ARM9系列仍然是ARM市场占有率最高的ARM处理器（45%），而Cortex系列处理器作为未来ARM公司主打产品线，其市场份额目前已占15%。嵌入式linux虽然比去年低了5个百分点，但依然占据了明显的优势（48%），在全球新一代通讯网络和物联网等大的产业带动下，采用Linux内核的Android，仅正式上市两年就已经超越称霸十年的Symbian系统，一跃成为全球最受欢迎的智能手机平台。C语言作为嵌入式开发最经常使用的语言的地位依然无容置疑，所占比例高达67%。

课程设置作为人才培养的落脚点，在一定程度上决定着人才培养的规格和质量[4]。针对高等院校嵌入式方向专科学生来讲，想在两年或三年时间学习好嵌入式课程，设置好课程体系极为重要。嵌入式方向专科课程体系设置以当前社会需求出发，结合嵌入式系统开发的特点，分为硬件、软件基础知识，如嵌入式系统结构、电子技术基础、c语言程序设计等。对于三年制专科来讲，硬软件基础知识在第一年学习。第二年的课程设置主要结合当前嵌入式行业流行的ARM9微处理器和linux操作系统进行嵌入式设计与开发的学习，包括嵌入式linux驱动程序开发、网络编程和应用程序开发等。第三年根据学校的设置可以进行实习实践、毕业设计。如校企合作项目、集体参加校外培训。对于两年制专科来讲，在第一年第二学期开始学习嵌入式设计与开发相关课程。大学生电子设计竞赛、嵌入式物联网竞赛等一系列嵌入式方向的竞赛是学生实践学习的好机会，也是激发学生学习兴趣的一种渠道，应融合贯通到课程体系中。

2.2嵌入式教学体系改革

（1）重视嵌入式教学师资培养

一般具备扎实的专业知识，但是针对嵌入式专业的内容新、发展快、软硬结合的特点，教师的嵌入式方向综合实力较弱。建立“企业培训-外出进修”相结合的培养机制。嵌入式课程一般需要购买硬件开发平台，针对硬件开发平台及在平台上的嵌入式应用开发，教师有针对性的进行培训，或者跟企业进行项目合作或者进入企业培训学习。

（2）嵌入式软、硬件教学设备

目前嵌入式方向的教材不计其数，实用而且高质量的教材却难寻，因为嵌入式方面的教材是针对相应的硬件设备编写的，嵌入式系统课程教材的更新速度远低于技术的速度更新，所以可根据本校的硬件设备来订购教材或者自己学院的教师根据学生情况编写本校的嵌入式教材。“教材-设备-课程”是一个整体，根据学生课程的设置，配备合理的硬件设备，征订适合的教材，不可独立考虑，否则教学过程中出现课本、设备不匹配的问题。

（3）合理分配学时

嵌入式方向的课程实践性很强，在课时分配时应注意。比如嵌入式系统课程一般学校分配64或48课时，理论-实验课时量为3：1或2：1。这种情况下会出现实验课是不够，理论、实践脱节。在课时设置时分配时设置为理论-实验1：1或实验比例更大些。嵌入式系统课程在机房上课是发展趋势，理论实验根据讲授内容随机分配，有些院校已经开始实施。这样可以充分发挥学生的主动性和实践动手能力，理论实验结合，在教师教授完理论后可以立即上机实践。

3三位一体实验教学模式

嵌入式系统课程与传统的微机原理和单片机课程有着本质的区别。第一，单片机课程基本是面向硬件的，只有少部分软件内容，而嵌入式系统课程利用高性能嵌入式微处理器能够进行复杂的运算，侧重于软件；第二，单片机课程大多以某种特定的微控制器为案例进行教学，而嵌入式系统课程以嵌入式操作系统为软件基础，进行驱动程序、应用软件等的设计实现。

本文根据嵌入式系统课程的特点及嵌入式发展趋势，提出了“ARM9微处理器+LINUX+课题实践”三位一体的嵌入式系统实验教学模式。嵌入式课程的实验以微处理器、LINUX操作系统等基本概念、硬件接口知识、程序设计与分析等内容为主，重点考核学生对嵌入式系统基本概念和设计方法的掌握程度。实验分为基础实验和课题实践。

3.1基础实验

（1）基础环境实验

学习嵌入式基本开发流程，学习软件和硬件的安装与调试与集成环境的使用――交叉开发环境，通过简单的Hello World嵌入式应用程序，介绍基本的应用程序程序开发流程，同学通过此实验了解和熟悉嵌入式的软硬件平台及程序设计方法及流程。

（2）CPU GPIO驱动程序

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关键词：嵌入式系统；CDIO教育理念；做中学；工程师

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）36-0153-02

嵌入式系统以应用为中心，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，涵盖嵌入式硬件和软件两大部分。随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式系统应用将获得广阔的发展空间，其应用领域包括：工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理、POS网络、环境工程、国防与航天等。尤其是物联网时代的到来，更加推动嵌入式技术的发展和应用。

嵌入式行业的快速稳步发展，对嵌入式系统工程师的人数要求和能力要求不断提高。华清远见2013-2014年度的行业调查数据的结果显示，目前从事嵌入式开发“不到1年”和“1-2年”的工程师所占的比例依然是最大的，分别是38%和20%，占总参与调研人数的58%，对比去年增加了4个百分点，而具备相对丰富开发经验的嵌入式工程师（2年以上工作经验）则占总调研人数的42%[1]。分析得出，嵌入式企业的发展速度和专业人才的成长速度依然有一定的差距，行业内嵌入式工程师供不应求的状态扔将持续。

我国通常情况下是在工作中培养工程师，在校园里主要教授理论知识。而世界上好多大学，其中著名的麻省理工学院，瑞典皇家工学院等大学培养模式对工程师非常重视。我国经济的发展对工程师的需求越来越多，本文研究引入我国的CIDO工程教育理念，探索在校园里以CDIO工程教育模式对嵌入式系统原理和应用课程的改革和实践。

1 CDIO教育理念

CDIO是麻省理工学院等四所大学共同创立的工程教育改革模式，表示构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运行（Operate），包括三个核心文件：1个愿景、1个教学大纲、12条标准[3]。CDIO的愿景是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的CDIO过程的背景环境基础上的工程教育。CDIO的教学大纲对学生提出了4个层面的能力要求：基础知识、个人能力、团队协作和工作系统能力。CDIO 理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念，更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。

我国的高等教育缺少培育高级工程师的理念和实践，CDIO理念对我国工程教育课程改革具有重要的借鉴意义。2005 年起，汕头大学执行校长顾佩华教授在汕头大学工学院引入CDIO理念，开始研讨并实施，提出了 EIP-CDIO 培养模式，即职业道德（Ethics）、诚信（Integrity）和职业素质（Professionalism）与CDIO 有机结合以培养高级工程专业人才为目标的高等工程教育新模式[2]。2008年4月，教育部高等教育司发文成立“CDIO工程教育模式研究与实践课题组”。2010年4月，全国共有39所高校开展CDIO试点工作，这种规模还在继续扩大[3]。

2 CDIO理念在嵌入式系统原理和应用课程教学中的应用

2.1 嵌入式系统原理及应用课程特点、教学现状、培养目标

我院的《嵌入式系统原理及应用》基于ARM处理器，嵌入式Linux操作系统的嵌入式开发平台。课程具有综合性强，实践性强等特点。理解并掌握嵌入式系统的开发需要具备的知识有：嵌入式C语言，嵌入式Linux操作系统，嵌入式Linux应用开发，ARM处理器平台及其接口硬件开发，嵌入式Linux下常用接口的驱动开发和应用程序开发。每项知识点的掌握都需要通过在开发平台上实践、理解、消化、吸收。

以往，由于教学大纲规定了理论课和实验课各自的学时数，排课时理论课安排在教室上课，实验课学时较少。教学目的是让学生掌握抽象的理论知识，培养目标是追求知识的面面俱到，在课堂上“满堂灌”地“传授知识”，考核以期末试卷的分数决定成绩的高低，造成了学生不理解理论知识的内涵，不会把理论知识应用在实践中，考试前死记硬背知识点。许多理论知识在结合实验平台的动手编程中可以轻松理解，有些通过查资料了解的知识点也要背诵，给学生增加了额外负担，降低了学生的学习兴趣。实验教学由于学时少，学生对实验环境的调试不熟练，对开发平台理解不够透彻，即使做了几个验证性实验，对嵌入式系统的原理和应用在认识上不清楚，会打击学生学习嵌入式系统的热情，造成对嵌入式技术开发的兴趣不浓，以至于毕业后有人拒绝做嵌入式系统的开发工作。

2.2 CDIO理念的嵌入式系统原理及应用教学改革与实践

2.2.1 教学理念的改革

当今社会处于知识大爆炸的时代，想通过一学期的嵌入式原理及应用一门课程把嵌入式系统的理论知识和技术应用熟练掌握难度比较大，为使学生在有限的教学时数内灵活掌握和运用嵌入式系统的知识和技术，毕业后成为合格的嵌入式系统开发或应用工程师，需要改变传统的以“教”为主的教学理念，现在以“用”来组织教学逐渐成为高校教学的共识，向实行工程教学方向的改革。国际工程教育改革的新成果：麻省理工学院等经过四年的探索研究，创立了 CDIO 工程教育理念，目前国内外很多高校实施CDIO教育模式，如美国的麻省理工学院、宾夕法尼亚州立大学，英国的利物浦大学，贝尔法斯特女王大学，澳大利亚的悉尼大学，昆士兰理工大学等；国内的汕头大学、北京石油化工学院、燕山大学、合肥工业大学、北京科技大学、长春工业大学、昆明理工大学等高校。

结合计算机科学与技术专业的专业特色，嵌入式系统原理及应用课程的特点，在这门课上实施CDIO工程教育理念。每年安排学生到公司实习，教师到公司了解学生的实习情况，定期和公司探讨技术的发展和需求，合理调整每一轮的教学。现在课程设置上重实验环节，教学场地设在实验室，实验结合理论，以动手为主，遵照标准6、7。

2.2.2 教W内容的设计

教学内容应紧密围绕教学大纲展开，CDIO强调教学大纲的设计与培养目标的确定应与产业对学生素质和能力的要求逐项挂钩。这就要求教学内容的设计和培养目标上要紧紧围绕CDIO大纲的四个层面开展：基础知识、个体素质、团队合作能力、工作系统能力。

1）以项目为导向的教学内容

按照CDIO的培养目标，把嵌入式系统及原理的教学内容进行调整，以项目为导向的培养模式进行教学。总结理论知识，实验平台的构成，学生的学习能力，把嵌入式系统及原理的教学分成若干个项目模块，每个模块提出明确的要求，需要达到的目标，如表2所示。

表2 以项目为导向的教学内容及培养目标

[标号 项目题目 培养目标 知识 个体素质 团队合作能力 工作系统能力 1 Linux驱动程序的编写 相关的数据结构，驱动程序编写过程，加载、卸载方法 组织知识，动手实现。 互相交流，取长补短。 Linux系统的驱动程序，Linux系统的驱动工作方式。综合运用系统知识能力。 2 基于Linux的跑马灯驱动程序、应用程序的编写 GPIO口的驱动方式。 组织驱动程序的数据结构，动手实现。 互相交流，取长补短。 Linux系统驱动程序、应用程序系统调试能力。综合运用系统知识能力。 3 基于Linux的键盘驱动程序、应用程序的编写 Hd7279，数码管，GPIO口等相关知识。 组织知识，实现键盘驱动和简单的应用程序。阅读文档的能力。 互相交流，取长补短。 中断服务程序运用，代码调试，操作演示。综合运用系统知识能力。 4 简易计算器的设计 Hd7279，数码管 阅读文档，实现计算器功能 互相交流，取长补短。 中断服务程序运用，代码调试，操作演示。综合运用系统知识能力。 5 基于Linux的LCD驱动程序、应用程序的编写 S3C410控制器，OMAP3530 MCU 组织知识，实现LCD驱动和简单的应用程序。阅读文档的能力。 互相交流，取长补短。 代码调试，操作演示。综合运用系统知识能力。 6 LCD应用程序设计 Lcd画线，画弧，画圆，汉字，图片，

研究算法，阅读文档 互相交流，取长补短。 LCD屏的系统应用设计、代码调试、操作演示。综合运用系统知识能力。 7 综合设计 贪吃蛇，飞机，太空大战，五子棋，俄罗斯方块等小游戏 研究算法，阅读文档，综合能力提高 互相交流，取长补短。 系统设计、代码调试、完善设计系统、操作演示。综合运用系统知识能力。 ]

2）鼓励学生自主创新、以赛促学

经过课堂上按照CDIO的培养目标执行，学生的动手能力明显提高。掌握了项目开发的基本思路，结合实际应用鼓励学生自主创新、以赛促学。嵌入式系统课程依托各类大学生科技创新竞赛活动，建立了内容丰富的开放式第二课堂，拓展和延伸了教学空间。如通过组织、培训学生参加大学生机器人大赛、物联网设计竞赛、电子设计竞赛、嵌入式设计竞赛等科技创新活动，培养学生分析问题、解决问题的能力，以及勤于动手、团队协作和勇于创新的精神。学校还邀请企业技术骨干作为指导专家，从工程的角度向学生传授企业开发习惯、项目分析管理经验、企业开发规范等知识，并定期组织学生参加生产实训，使学生在真实的工程情境中开展学习和实践，为他们将来从事嵌入式相关领域的工作打下坚实基础。

2.2.3 “做中学”的教学方法

“做中学”是约翰・杜威提出的学习方法，认为“做中学”也就是“从活动中学”、“从经验中学”，指出：“从做中学是比从听中学更好的学习方法。” 它把学校里知识的获得与生活过程中的活动联系起来，充分体现了学与做的结合，知与行的统一。[4，5]总理曾强调“在做中学才是真学，在做中教才是真教。”嵌入式系统原理与应用的教学，改变传统的以课堂教授为主，以考试成绩评定学生成绩的考核模式。提前告知学生预习每个模块涉及的基础知识，文献资料，技术资料文档，课上提示这些基础知识在模块上的应用方法，概要讲述文献资料阅读方法。学生思考、设计模块功能，调试代码，在硬件系统上观察结果。通过调试，遇到问题反过来继续研究基础知识，精读研发用到的技术资料。这样几个模块调试下来，学生的进步很大，内心成就感满满，对系统的调试技巧熟悉得很快，接下来的模块学习主动性提高，提出问题、分析问题、解决问题的能力明显提高。嵌入式系统应用是一门综合性很强的学科，经过“做中学”的培训，学生很容易把几门相关课程联系起来，主动查找资料、主动实践，享受学习带来的乐趣。

2.2.4 考核方法的改革

CDIO的评价方法重在能力培养。[6，7]嵌入式系统原理及应用基于CDIO教育理念教学后，在考核方式上做了重要调整。考核贯穿整个教学过程，每个模块的设计思路、代码编写、调试技巧、调试能力、操作演示、设计改进、阅读技术资料能力，结合学生的实际动手能力给出全方位的评价。

3 结论

基于CDIO理念的嵌入式系统原理及应用教学，实践下来发现学生的反馈效果较好，充分调动了学生的学习主动性，动手实践能力明显提高，加强了同学间的团结合作能力，体现了以学生为主体的教学理念。

参考文献：

[1] 2013-2014（第六届）中国嵌入式开发从业人员调查报告.

[2] 顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIP-CDIO――汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J]. 高等工程教育研究，2008（1）.

[3] 顾佩华，包能胜，康全礼，等.CDIO在中国（上）[J].高等工程教育研究，2012（3）.

[4] 查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008（3） .

[5] 查建中.工程教育改革战略“CDIO''与产学合作和国际化[J].中国大学教学，2008（5）.