通信工程嵌入式培养范文

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篇1

关键词：嵌入式系统设计；实践教学；创新

中图分类号：G6420.0 文献标识码：A

嵌入式系统是相对于通用计算机系统提出的“嵌入式计算机系统”，它是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物，是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统，被广泛应用于通信设备、信息家电、工业控制和交通等方面。作为“嵌入式系统设计”的教学应是以应用为中心，结合实践与应用的一系列课程教学，它是本科生在四年学习中进行创新性实践的有力保证。“嵌入式系统设计”需要设计者具有较强的综合理论知识和动手能力，是对设计者综合能力与创新能力的考查。因此，在以“应用型”人才培养为目标的理工科院校的实践教学中应特别重视学生嵌入式系统设计能力的培养，加强实践教学环节，提高学生实践能力、职业技能与就业能力。在此结合地方高校通信工程专业的特点对学生“嵌入式系统设计”能力培养的相关课程内容、实践教学方案和实践教学环节等进行探索，探讨地方高校理工科学生创新型人才培养体系，培养出理论与实践相结合的创新性人才。

1嵌入式系统设计实践教学层面

嵌入式系统设计是复合型的新兴技术[1][2]。基于嵌入式系统设计的课程既与计算机、电子、通信、自动控制技术相关的专业课程有关，又与具体的应用背景有关。理工科各专业需结合专业特点和嵌入式系统在专业中的应用进行嵌入式系统设计的研究与教学，根据专业特色开设先进的、具有深入内容的嵌入式系统设计课程，使学生具备创新能力和解决实际问题的能力，所以在进行嵌入式系统设计人才培养时必须重点把握实践和创新这两个方面，注意科学对技术所起的基础支持作用，要从嵌入式系统设计动态发展出发，开设具有嵌入式系统设计体系的课程，开设有关含有信息论、系统理论及控制理论等基本内容交叉融合的课程，拓宽学生在专业学习中视野与思维的深度和广度，这样才能培养出学生的创新能力。根据嵌入式系统设计的实践可以按照图1所示三个层面进行相关课程的配置。

层面一是培养学生具备能够针对某个具体嵌入式系统软、硬件平台进行二次开发的能力。要求学生掌握应用系统的设计和开发技能，属于嵌入式系统教学的最低层。集中在微处理器(如MCS51系列、TMS320系列、ARM系列)的体系结构及其语言、接口的工作原理；嵌入式应用系统开发工具、开发语言、交叉编译环境和调试工具的使用。在此

方面以单片机芯片及其开发应用、DSP芯片及其开发应用和ARM微处理器及其开发应用展开教学，并在实践环节对学生动手制作自已所期望的单片机、DSP和ARM的应用系统进行作品展示，并将作品作为成绩考核的依据。

层面二是培养学生具备能够进行嵌入式系统平台设计与开发的能力。不仅要求学生掌握硬件系统的设计与开发技能，还应该掌握软件系统的设计与开发技能。促使学生掌握嵌入式系统体系结构后，掌握嵌入式操作系统的原理及其在特定硬件平台上的移植。使学生具备特定硬件平台下的嵌入式系统裁剪、移植，板载资源的初始化与驱动及外设驱动程序的设计和嵌入式数据库系统开发技能，注重嵌入式系统图形界面和网络通信的设计与开发。在层面一的基础上进行嵌入式操作系统及应用软件开发的教学，并在实践环节对学生动手制作自已所期望的具有图形界面操作、外设驱动和数据信息管理等功能的单片机、DSP和ARM应用系统进行作品展示，并将作品作为成绩考核的依据。

层面三是培养学生具备能够进行基于SOPC嵌入式系统IP内核设计和开发的能力。要求学生在掌握前两层面的基础上，让学生能够进行基于FPGA的SOC系统的设计与开发训练，并结合嵌入式系统的发展进行有关计算机体系结构等理论研究。促使学生结合EDA设计、嵌入式系统优化、计算机体系结构理论、微电子等学科知识，将微处理器等以IP内核的方式植入FPGA中，利用FPGA的可编程逻辑资源，按照系统功能需求来添加接口功能模块，既能实现目标系统功能，又能降低系统的成本和功耗。这样就使得FPGA灵活的硬件设计与处理器的强大软件功能有机地结合在一起，高效地实现SOPC嵌入式系统。实践环节以学生参加嵌入式系统设计竞赛、科研创新、发明制作等实践进行作品展示，并将作品作为创新学分修读的依据。

2嵌入式系统设计实践教学方案

(1) 学生实践能力设计

“嵌入式系统设计”系列课程的教学内容应包括嵌入式系统硬件与软件的设计，在以电路与系统集成、计算机信息系统集成及计算机辅助设计与仿真为工程设计基础教学的同时，加强学生在工程设计能力方面的培养，提高学生的电路设计和软件开发能力。因而，通信工程本科专业的实践教学可在基于现代电子技术进行信息的采集、传输、处理、检测、控制和现代通信网工程应用的同时，以信息与通信工程技术为主线，融电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程技术于一体，构建通信与信息系统和信号与信息处理学科方向，使学生实践能力结构如图2所示。

(2) 实践教学方案

在教学中注重理论与实践课程相结合，加强实践与设计课程，设置完善的实践课程体系，强化学生的技能训练，开展工程设计。低年级课程要特别强调基础理论的学习，基本技能的训练；高年级逐步加强技术性，实用性课程，关注信息工业发展的需要。可结合本校学术研究、参与企事业科研及就业市场的方向，分设若干个课程组及专题设计，有利于学生专业化水平的提高，并缩小大学教育与企业要求之间的期望差距。其实践教学具体实施可参考图3进行。

第一学期培养学生认识、发现、探索实践的主动创新思维模式。如通过军事理论的学习，注重介绍通信技术在现代军事中的应用；通过工程制图的学习，以电子CAD为导引学习AutoCAD、Protel等绘图软件的应用；通过认识实习，下企业进行现代通信方式及通信器械的认识学习。

第二学期培养学生工程创新中结构设计及可视化界面编写能力。如在以国家级计算机等级考核展开教学的同时，注重学生计算机语言编程基础能力的培养，注重VB、VC、VF、Delphi、Java等编程的导向学习。

第三学期培养学生可视化界面及数据库管理信息系统的开发设计能力，进行有线与无线通信中电子测量仪器设备的使用。

第四学期培养学生基于单片机与EDA的嵌入式系统设计开发能力。在加强电子工艺实践的同时，以数字系统与逻辑设计教学为基础，加强硬件描述语言与电子技术系统级的融合，基本实现计算机软件到硬件的实践创新技能。

第五学期培养学生基于DSP的嵌入式系统设计开发能力，加强生产实践实习。在各专业课程学习的过程中，以计算机硬件与计算机软件设计来体现信息与通信工程学科下通信与信息系统和信号与信息处理学科方向共性的实践操作创新设计。

第六学期培养学生基于ARM的嵌入式系统设计开发能力。以通信与信息系统和信号与信息处理学科方向构建专业综合课程设计。

第七学期培养学生基于SOPC的嵌入式系统设计开发能力。在通信与信息系统学科方向以现代通信网络系统为导向，构建有线通信与无线通信的通信系统课程设计。在信号与信息处理学科方向以语音、图像等多媒体信号与信息为导向，构建语音与图像信号与信息工程应用的通信系统课程设计。

第八学期培养学生综合的嵌入式系统设计开发能力。通过专题进行企事业单位上岗实践，加强毕业设计的理论与实践相结合，为毕业后就能上岗打下基础。

在以上各环节中除了完成课程实践教学外，还要求学生在课外必须参与科技实践及各项竞赛活动或提供自已的创意作品以取得一定的创新学分。因此在“嵌入式系统设计”实践教学与创新型人才培养体系建设中，要综合考虑实验、实习、课程设计、毕业设计及课外科技实践活动等实践环节，统筹实践教学体系，使学生能从课内到课外，充分发挥课外科技活动提高自身工程素质。

3嵌入式系统设计实践教学支持

以嵌入式系统设计为指引，将理论与实践进行有效合理的整合，应用现代教育技术，结合工程实践进行分解，变成可供实际推广操作的学习任务，辅以必要的教育技术支持手段(开发教材、课件、培训计划、教学设计、实验设计、必要的评估手段)强调学生自主学习，在实际工程环境中掌握和内化工程的理念。

(1) 开放实验室

在以“学生是主体，教师是主导” 的基础上，为了使学生在高等教育中获取更多的实用知识和创新技能，开辟与课程配套的网上资源系统，鼓励学生遇到问题后上网查找资料，采用基于Web的开放实践教学管理系统[3]。对实验室教学信息进行综合分析，建立开放式实践教学平台和开放式实践教学管理体系，通过Web页完成学生开放实验的各个环节管理，提高教学质量和办学效益。使学生由实验申请到实验结束完全网络化管理，有利于实验设备的充分利用，也有利于学生思维能力、设计能力、知识综合运用能力和创新能力的培养。

实验室开放的对象为所有在校学生，主要以设计性、综合性及研究创新性的实验项目开放为主，培养学生综合运用所学基础理论和专业知识解决复杂问题的能力。在实验室内部的各实验分室可根据自身特点和教学实际需要，采取定时开放与网上预约开放两种不同的模式向学生开放。

所谓定时开放是根据教学安排，在指定时间内向学生全面开放。理论课教师和实践课教师根据实验室仪器设备情况，结合课程内容，确定教学计划以外的自选实践项目。学生可以根据自己的兴趣爱好对实践项目进行创新设计组合成综合型、设计型实践课题，在课外独立完成自己的课题方案设计并经指导教师审核通过，在实践过程中学生必须独立完成实践并撰写上传实验报告。

所谓网上预约开放是学生提前申请拟做实践项目和所需仪器设备及元器件，由实验室根据学生人数、实践内容和网上预约时间安排实践设备、器材和指导教师。学生根据实验室的仪器设备的条件自行拟定科技活动课题并提供方案，在网上预约相应的实验室与指导教师，开展创新发明、科技制作、论文撰写等实践活动。在实践过程中学生都必须进行独立的思考，查阅相关文献资料，综合多方面的知识和技能，在实践设备和操作环节上不受任何限制的情况下自行分析、设计和调试实践系统，最终得出实践结果并撰写上传实践报告或论文。

(2) 实践教学组织

联系专业提供工程设计课题，结合前面所讲的教学层面与科研、科技竞赛工作开展学生设计性实践项目，激发学生的创新热情，如将行走机器人的制作分解为语音识别、图像识别、高精密电机进给控制等实践项目。强化实践过程，选派具有实践经验的教师参与指导，有助于培养学生的创新能力，如通过提供的对比示例来启发学生，增强学生的自信心。在实验方法与实验措施上实现多元化，使学生在不断改进、反复锻炼中提高分析问题、解决问题的能力，在实践过程中真正做到举一反三。

学生须进行嵌入式系统的软硬件设计，为了使实践内容和教学内容联系得更紧密，可结合前面所讲的教学层面要求学生设计实践核心板与扩展板。核心板提供相对应微处理器的最小系统，包括了处理器、RAM、ROM、寄存器接口等；扩展板提供电源、LCD显示、串口、USB、以太网口等模块。

改革课程考核方式，加强学生动手能力的培养，单片机技术、DSP技术、EDA技术、嵌入式系统、可视化程序设计等技术课程的考核成绩全部采用实践环节，实验占总成绩的40%，课程设计(要求有硬件和软件制作)占总成绩的40%，创意制作占总成绩的20%。学生在完成实验基础上，完成选定题目的课程设计，实验与课程设计题目每年不断更新，学生可以根据自身掌握的程度选择不同难度的题目，分值依据题目难易程度而定。

这样将“嵌入式系统设计”系列课程实践教学融合到地方理工科院校的人才培养体系中。通过加强开放实验与科技制作及科技竞赛等创新学分的管理，改革相关课程考核方式，综合考虑知识、能力和素质三者的关系，统筹实践教学体系，提供丰富的工程设计课题，加强学生对“嵌入式系统设计”的工程训练，促进大学教育的创新性人才培养。

参 考 文 献

篇2

1.1通信必修课程模块

主要课程：信号与系统、通信原理、电磁场与电磁波、高频电子线路、嵌入式系统与应用、单片机原理及应用、计算机网络等。形成能力：以信号与系统、通信原理为核心，加强通信技术基础理论的学习，强化数字信号处理能力的培养；以通信信号与系统的分析与设计能力训练为中心，掌握通信系统分析与设计的基本技能，使学生掌握现代通信技术的应用技能。

1.2专业选修课程模块

主要课程：EDA原理及应用、数值计算与MATLAB、光纤通信、无线通信、现代电信交换、微波与天线、数字信号处理、工程制图与CAD等。形成能力：以开阔学生视野，培养学生的复合能力为重点，通过一批反映通信技术发展前沿的课程，使学生了解现代通信技术的现状和发展趋势。模块化的建设强化了课程之间的理论体系，优化了教学内容，减少了课程内容的重复，加强了实践能力的培养，提高了教学效果。

2.实践教学体系建设

根据专业能力培养要求，实践教学体系建设以设计性、综合性、创新性为重点，注重培养学生的实践能力和创新能力。把实验教学的主导思想定位在注重基础、加强应用、追踪前沿、培养学生分析与解决问题的能力、提高学生就业竞争力上。提高实践教学在整个教学活动中的地位，适量开设综合性、设计实验，在教学计划中构建完整合理的实验教学体系，注重实验教学与其它实践教学环节的衔接。加强课程综合实验或设计、专业综合实训和毕业设计(论文)等环节的管理和实施。通信工程专业是一个实践性很强的专业，必须加强实验、实践教学，提高学生的实践动手能力。构建专业实验体系应遵循由简单到复杂、由验证型实验到开放性实验，由单一的实验内容到综合实验的基本思想。实践教学(除毕业设计外)可分为5个层次：专业基础课程实验、课程综合实验、专业综合实训、毕业实习、课外学生科技创新。

（1）专业基础课程实验专业基础课程实验采取教师指定实验内容，在课内学时固定时间分组完成的教学形式。

（2）课程综合实验综合性实验项目主要是针对通信专业课程中的某个功能模块进行，主要培养学生分析单元电路、模仿设计功能模块的能力，有以下几种形式：

①验证型实验。学生在实验中，不仅要测量实验数据，观测波形，同时要求分析电路组成、功能，画出原理图，分析掌握实验用通信集成电路的使用，提高学生分析问题解决问题的能力。例如《通信原理与系统实验》课程中的《时分复用实验（TDM）》，要求学生了解时分复用的基本概念；掌握时分复用与解复用的原理框图；掌握时分复用信号的组帧和拆帧的过程。

篇3

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。

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中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.10.047

Abstract Theoretical teaching and experimental teaching is for colleges to train two essential link， for information engineering and other related majors， experimental teaching is particularly important， key steps of application type talents training. With the continuous development of information technology， traditional experimental teaching content and teaching method has and social demand can not adapts with my school experiment teaching center of telecommunications and computer center specific experiment teaching pattern and system， describes the various problems encountered by the information engineering specialty in experimental teaching and solutions， in order to deepen teaching reform and improve the quality of experimental teaching play an important role， but also for future application key provincial experimental teaching demonstration center provides a basic guarantee.

Keywords experimental teaching system； telecommunications and computer sub center； information engineering； teaching reform

我校信息工程学院所开设的四个专业分别为电子信息工程、通信工程、物联网工程、计算机科学与技术，其80%以上的实验课是在电信与计算机分中心的实验室开设。这四个专业的共同特点就是实验课比例要多于理论课，而且，随着信息技术的不断发展，实验课程的教学模式和实验内容如果一成不变，则会极大地影响人才培养效果，如何让实验课程和社会接轨是目前电信与计算机分中心亟需解决的问题。

1实验教学体系主要研究内容

1.1 实验课程结构

（1）基础类、专业类、综合设计性以及创新性实验课程的比例不够合理，基础类实验所占比例过大；（2）大一可以开设和学科专业特点相近的基础性实验；大二可以以各种竞赛为导向、把硬件故障诊断的实例融入实验教学中去；大三可以把企业中实际的项目和大学生科技创新活动等渗透到平时的实验教学中去。

1.2 实验教师结构

（1）学历结构；（2）年龄结构；（3）职称结构；（4）双师型教师比例。

1.3 实验教学大纲

因为电信、通信、物联网技术发现迅速，需要及时更新实验内容，陈旧的设备和技术手段不能满足社会发展趋势。相对应的实验教学大纲最少三年要更新一次。

1.4 实验教学质量评价

（1）对实验教师的评价主要包括实验讲授方法、以及能否及时处理实验中遇到的各种问题，因为理论课中描述的都是在理想的环境中得出的规律和现象，而在实际进行的实验过程中会有各种不可预知的问题出现，需要教师能逐一分析并解决问题；（2）对学生的评价主要包括实验现象和数据的分析，遇到故障的处理方法等。

2 我校信息工程学院各专业实验课教学体系结构

2.1 电子信息工程专业实验课程体系

（1）专业基础实验课：大学物理实验、C语言程序设计、电信工程导论、数字逻辑电路实验、模拟电子线路实验、电工基础实验、电路分析基础实验、数据结构；（2）专业实验：通信原理实验、数字信号处理实验、高频电子线路实验、信号系统实验、单片机技术应用实验、计算机网络实验、嵌入式与多核技术实验、数字图像处理实验、移动通信系统实验、汽车电子实验；（3）项目综合实训：电子电路实训、电子工艺实训、C语言程序课程设计、模拟电路课程设计、单片机技术课程设计、实用电源实训、FPGA课程设计、嵌入式应用实训。

2.2 通信工程专业实验课程体系

（1）专业基础实验课：大学物理实验、C语言程序设计、通信工程导论、数据结构、JAVA程序设计、电工基础实验、电路分析基础实验、数字逻辑电路实验、模拟电子线路实验；

（2）专业实验：信号系统实验、单片机技术应用实验、通信原理实验、高频电子线路实验、计算机网络实验、数字信号处理实验、嵌入式与多核技术实验、数字图像处理实验、移动通信技术实验、现代交换技术实验、光纤通信技术；

（3）项目综合实训：电子电路实训、电子工艺实训、C语言程序课程设计、模拟电路课程设计、单片机技术课程设计、嵌入式与多核课程设计、传感器技术实训、安卓技术开发、通信系统综合实训。

2.3 物联网工程专业实验课程体系

（1）专业基础实验课：物联网工程专业导论、大学物理实验、数据结构、电路与电子技术实验、计算机概论、计算机组成原理、JAVA程序设计、计算机网络、C语言程序设计；

（2）专业实验：数据库原理、传感器原理实验、操作系统、RFID原理实验、物联网通信技术实验、嵌入式系统设计、JAVA WEB开发技术、单片机原理实验、无线网络技术实验、网络互连技术、CC2530原理、软件工程；

（3）项目综合实训：C语言程序课程设计、数据结构课程设计、语言类综合实训、关系数据库课程设计、嵌入式课程设计、Zigbee应用课程设计、网络通信课程设计、物联网应用项目实训、智能家居模拟实训、移动应用开发实训；

2.4 计算机科学与技术专业实验课程体系

（1）专业基础实验课：数据结构实验、面向对象程序实验、计算机组成原理；

（2）专业实验：JAVA程序设计、操作系统、网页设计、计算机网络、数据库原理、JAVA WEB、计算机系统、软件工程、单片机原理实验、网络管理、XML技术、多媒体技术；

（3）项目综合实训：嵌入式课程设计、JAVA WEB课程设计、数据结构课程设计、单片机技术课程设计、JAVA课程设计、软件测试课程设计、Android系统课程设计、网络工程课程设计、Linux C课程设计。

3 目前实验教学面临的问题和解决方案

3.1 实验课时分配不合理

单片机课程设计、模拟电路课程设计、数字电路课程设计等综合设计类实验为16学时，而通信原理以验证性为主的实验课则安排有34学时，明显设置不合理，今后更新培养方案可重新分配学时。

3.2 实验内容陈旧

（1）电子工艺实训仍使用potel99的最老版本，而目前经过升级后已有最新的potel2008版本；（2）嵌入式系统仍使用的是2006年流行的arm9的操作系统，而目前使用的主流操作系统应该是arm11；（3）移动通信仍使用的是3G技术，而目前4G移动技术已经非常成熟，且有部分高校向5G扩展；（4）单片机技术仍使用的是51系列单片机芯片，而目前应用较多的是STM32系列的单片机，相比处理速度更快，内存更大。（5）计算机网络实验仍是以有线网络教学为主，而目前应用较多的是无线网络技术。

根据以上问题，可在培养方案中注明要求必须使用某种软件或实验方法，实验教学中心适时的淘汰过时的硬件或者软件设备。

3.3 单个教师承担一门课程的局限性

部分课程设计类实验涉及的知识点较多，单个教师不能完全承担整门课程，这相当于做一个项目，项目组成员对于各个知识点进行分工协作才能更顺利完成教学任务。例如：某学生做一个无线电能传输装置的课程设计，就需要掌握单片机技术，开关电源技术，无线网络，高频等多个知识点，而几乎没有一个教师能同时精通这所有知识，这就需要在排课的时候能同时安排几个相关教师授课。

3.4 各专业实验课的专业性不强

电子信息工程专业可不开设移动通信实验、数字图像处理，可增开设自动控制原理实验，微波技术等实验课程；通信工程专业可不开设电子工艺实训、FPGA技术，可增开设射频技术，光纤通信等实验课程；物联网工程可不开设计算机组成原理；计算机科学与技术专业可增开部分专业基础实验课。

3.5 大部分实训课程未能和生产实际紧密结合

例如软件类实验相互抄袭、网上拷贝较多，学生毕业后不能胜任项目开发工作，因为真实的项目开发不同于普通按部就班的实验课教学，其整个过程中会遇到各种不可预知的困难，为了让学生学会分析处理各种问题，应把企业中实际的项目融入平时的实验教学中，让学生真实体验项目开发整个过程，这样学生踏上工作岗位后就能直接进入企业第一线工作。

4 结语

实验教学体系改革是一个长期的过程，要根据社会发展趋势，学科专业特点随时改进，而信息工程专业实验发展尤为迅速，这就要求实验教师长期不断地学习，经常深入企业掌握先进的技术和方法，实验教学中心也要适时更新硬件和软件设备，保障实验教学体系的实用性、先进性、创新性和完整性。

参考文献

[1] 柴文妍，王皖贞.电子信息工程专业“综合课程设计”教学实践与探讨[J].北华航天工业学院学报，2011.21（3）.

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一、引言

嵌入式系统的应用日益广泛，可以说无所不在、无处不在，嵌入式系统的快速发展也极大地丰富、延伸了嵌入式系统的概念。嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用计算机系统。以嵌入式计算机为核心的嵌入式系统是继IT网络技术后，又一个新的技术发展方向。IEEE（国际电气和电子工程师协会）对嵌入式系统的定义为：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。嵌入式系统已广泛应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器仪表等众多领域，可以说嵌入式技术无处不在。由于社会对掌握嵌入式技术人才的大量需求，使嵌入式软硬件工程师成为未来几年最为热门的职业之一。

二、嵌入式系统教学特点

嵌入式系统开发与应用的内容繁杂，涉及基本的硬件知识（如嵌入式微处理器及其基本的接口知识、扩展的人机接口、网络通信接口等）、操作系统（应该至少了解一种操作系统的中断、优先级、任务间通信、同步等知识）、程序设计知识（C、C++、汇编语言程序设计，至少熟悉C语言）；同时，还涉及一定的数字电路知识以及使用示波器、逻辑分析仪等基本技能。因此，在系统学习本门课程之前，必须先修微机原理与接口、C语言程序设计课程，有一些计算机操作系统原理、体系结构和系统结构的基本概念，同时对于网络协议有一定的了解。在IEEE计算机协会2004年6月的Computing Curricula Computer Engineering Report，Ironman Draft报告中，把嵌入式系统课程列为计算机工程学科的领域之一，把软硬件协同设计列为高层次的选修课程。美国科罗拉多州立大学“嵌入式系统认证”课程目录包括实时嵌入式系统导论、嵌入式系统设计和嵌入式系统工程训练课程。美国华盛顿大学嵌入式系统课程名称是嵌入式系统设计导论，它基本包括了前面三门课程的内容。

三、嵌入式系统教学现状

从2002年起，全国许多高校的计算机系、电子系、自动化系和软件学院陆续开设了嵌入式系统课程，据估计大约有200多所院校开设了这门课程，有的院校甚至还开设了嵌入式技术专业和嵌入式技术系，本校也在计算机、自动化等专业开设了这门课程。但由于受传统教学体系的影响以及实验条件的限制，目前本校的嵌入式系统课程在教学内容设置、教学方法手段、实验实习等方面都与这门课程以实际应用为主的基本特征严重脱节。学生完成这门课程后，只能进行一般的、基于指令基础上的简单编程，而不能进行基本的应用系统设计，而要想进行较大规模的应用系统设计则需要更长的时间。经过仔细分析，存在的问题主要有以下几个方面：

（1）教学内容不够合理。各个专业的教学内容基本一样，重点不突出，无法发挥学生所学专业的特长。通常嵌入式开发人员由两部分人组成，一部分是电子工程、通信工程等偏硬件专业出身的人，另一部分是学软件编程的计算机专业出身的人。电子工程、通信工程等专业的学生在硬件设计方面比较突出，而计算机专业的学生则比较善于软件的设计。

（2）教学方法手段不合理。课程的授课方式以理论课为主，实验学时较少，一般理论课时都会占了全部课时的80%左右，而实验课时一般只占了20%。实验的内容也不够合理，实验的深度不够，学生的动手能力得不到充分的锻炼。

（3）本校目前的嵌入式实验教学，仍停留在20世纪80年代初发展起来的以8位51单片机为核心的教学水平上。在面向实际的工程应用中，以32位ARM为核心的嵌入式技术日益成为高性能嵌入式技术应用的基础，所以建立一个全面的、新的、基于ARM技术的嵌入式实验教学体系十分必要和紧迫。

（4）没有安排专门的嵌入式系统课程设计，使学生无法把所学的知识联贯起来运用，系统开发的能力得不到提高。

（5）师资力量匮乏，熟悉嵌入式技术的教师数量不多，教师的实践能力不强，造成只能照本宣科，无法实际指导学生。

四、嵌入式系统课程教学改革措施

针对这些问题，应从基础课程改革、新教学体系建立、教学方法、教师培养等方面入手，对嵌入式系统课程进行不断探索和改革。

（一）对基础课程改造

将单片机课程改造为嵌入式系统应用，完成从定式设计到实时设计的转变；将计算机原理课程改造为嵌入式系统原理，着重介绍嵌入式系统原理和体系结构，将电路课程改造为集成电路工程应用，由模拟电路、数字电路通过HDL/EDA/CPLD向IP设计、SoC设计发展；开设“嵌入式系统工程设计方法学”课程，介绍知识平台的观念与方法、计算机工程方法、系统工程作业方法、企业项目管理方法等。

（二）建立基于ARM的嵌入式系统课程教学体系

1.理论教学

理论教学的教学内容设置如下：

（1）嵌入式概述

主要介绍嵌入式开发的基本知识。

（2）硬件环境

这部分应对ARM技术进行论述，包括ARM指令集、Thumb指令集、存储控制器、I/O端口、DMA功能、UART接口、中断控制器、时钟电源管理器、PWM定时器、LCD控制器、A/D转换器、RTC功能、IIS总线等。

（3）嵌入式操作系统

现在大部分院校都开设了Linux操作系统的课程，而且国家也大力提倡使用Linux操作系统，所以建议选用嵌入式Linux。这部分应主要介绍操作系统概念、操作系统内核、Linux和μCLinux、任务和任务调度、实时OS(RTLinux)、GUI、API、文件系统等。

（4）软件开发环境

主要介绍软件开发环境、软件开发过程、交叉编译、链接调试、下载、板级支持包(BSP)、MiniGUI图形应用程序设计、Linux内核移植与编译等。

（5）驱动程序

主要介绍设备驱动机制、键盘鼠标驱动、触摸屏驱动、网口驱动、红外、USB驱动等。

2.实验教学

实验硬件平台可选择基于ARM9内核的微处理器芯片，如S3C2410（基于ARM920T），软件平台可选择ARM-Linux。实验内容包括基础实验和综合实验。

（1）基础实验。

基础实验内容可包括熟悉Linux开发环境、多线程应用程序设计、串行端口实验、A/D接口实验、D/A接口实验、CAN总线通信实验等。

（2）综合实验

综合实验内容可包括Linux内核移植实验、触摸屏驱动实验、系统中断实验、键盘鼠标驱动实验、SD驱动使用实验、基于PCMCIA的CF卡读写和无线局域网通信实验等。

3.课程实习

在整个课程完成后，还应该安排专门的嵌入式课程实习。课程设计的任务是完成一个应用程序的开发，课程设计题目每年不断更新，学生可以根据自身掌握的程度选择不同难度的题目，分值依据题目难易程度而定。学生也可以自拟题目，为保证题目的难度和规模能达到教学要求须经任课教师认可。题目有:在Linux环境下的闹钟提醒程序、串口调试程序、文本编辑器、计算器、画图、贪吃蛇等。

实习的过程可以模仿企业嵌入式系统开发过程进行，如厂商新推的嵌入式微控制器（MCU），模拟开发MCU评估板。因为嵌入式系统的开发一般包括硬件设计和软件开发两部分，所以可以安排不同专业的同学混合编组，共同实习，这样即贴近开发实际，又培养了组员之间的合作精神。

如果有条件的话，还可以与企业合作，建设与产业水平同步的工程实践环境。另外，可以鼓励学生积极参与国家和地区举办的各种电子设计大赛。在实践中强化知识，锻炼综合能力与检验学习效果。

（三）合理的教学方法

应多采用多媒体教学，制作符合教学内容和教学实验的CAI课件。教学时注重启发式教学，引导学生思维，充分发挥学生的主体地位，培养学生的思维能力与自学能力，提高书面表达能力。

嵌入式系统是一门实践性很强的学科，它的教学目的是为了让学生学到一种嵌入式平台开发和设计的方法，所以实验教学在整个教学体系中占了很重要的地位，所以在课时分配上，理论课可以占总课时的1/3，基础性实验课可占总课时的1/3，综合性实验课可占总课时的1/3。授课地点可以设在实验室，实现“边做边学，先学后做，现做现学”等灵活的教学手段，提高学生的学习效率。

采用合理的考核方式，由应试教育向素质教育的转变，考核方式的改革是一个重要因素。本课程学生的综合成绩的评定，由期末考试成绩(60分) +实验成绩(20分) +实习成绩(20分)构成。这样更能全面和客观地反映学生的学习情况。

（四）嵌入式教师培养

由于“嵌入式系统”作为一门新兴的学科，需提供更多的研讨学习交流机会，鼓励青年教师多参加相关的科研项目，以建立一批既具有嵌入式理论知识和实践经验、又有较高教学水平的教师队伍。

五、结束语

本文针对嵌入式系统课程存在教学效果不理想的实际情况，分析了问题存在的原因，针对信息类学科特点和学生学习的特点提出了一些改革建议，以此努力构建融课堂教学和包括实践教学在内的多样化教学形式相结合的新型教学模式。希望对于广大教师能够具有一定的参考价值，进一步促进该门课程教学水平的提高和教学效果的增强。

参考文献：

[1]孙士明，刘新平，郑秋梅，纪友芳.计算机专业嵌入式系统实践教学体系探索[J].实验室研究与探索，2009，25（8）：122-125.

[2]杨刚，白锋，石光明，刘应南，周佳社，孙江敏.新形势下以项目为中心的嵌入式教学与人才培养新模式探索[J].实验室研究与探索，2008， 27（7）：8-10.

[3]李静，乔峰.浅谈嵌入式系统实验对学生创新能力培养[J].微计算机信息，2009，（1）：22-24.