文章編號：1672-5913(2008)08-0150-02

摘要：本文針對目前高校特別是獨立院校計算機學(xué)科教學(xué)中理論與實踐課程存在的問題，創(chuàng)造性地提出了一套適用于計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向的課程體系和培養(yǎng)方案。

關(guān)鍵詞：嵌入式；課程體系；培養(yǎng)模式

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)識碼：B

1存在的問題

與當(dāng)前發(fā)展迅速的嵌入式計算機技術(shù)及其巨大的市場潛力和產(chǎn)業(yè)需求相比，高校的嵌入式方向教育相對滯后。國內(nèi)的嵌入式系統(tǒng)教育還處于初期階段，雖然部分高校開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)課程，但大都作為選修課，課時很短，還沒有形成統(tǒng)一的課程體系和人才培養(yǎng)模式。而且知識體系系統(tǒng)性和針對性較差，知識較為陳舊，大多停留在8位單板計算機應(yīng)用的低水平層次上，導(dǎo)致畢業(yè)生缺乏工程實踐能力，無法適應(yīng)企業(yè)的實際需要。高層次嵌入式軟件工程人才更是嚴(yán)重匱乏，嚴(yán)重制約中國未來嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

導(dǎo)致這個結(jié)果的原因，一方面是高校對目前的技術(shù)發(fā)展不夠重視，另一方面是因為普通高校的課程體系受到教育部的指導(dǎo)制約。獨立院校作為一種新型的教育單位，作為對普通高校資源的補充，具有較大的靈活度和自由度。我院對現(xiàn)行的教育體制進行了深入的調(diào)查和研究，形成了獨具特色的課程體系和培養(yǎng)模式，并取得了一定的成績。

2嵌入式方向課程體系的改革

獨立院校的教學(xué)體系偏向于應(yīng)用，因此我院結(jié)合學(xué)生的實際情況，面向企業(yè)的人才需求，緊跟高科技技術(shù)的發(fā)展步伐，對計算機科學(xué)技術(shù)專業(yè)的課程體系進行了改革，形成了一套獨具特色的面向嵌入式方向的人才培養(yǎng)方案。

嵌入式方向的課程體系可以分為三個主線，分別是軟件基礎(chǔ)課程、硬件基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程。

軟件基礎(chǔ)課程主要注重對學(xué)生知識的培養(yǎng)，而不是對語言工具使用的培養(yǎng)。軟件基礎(chǔ)課程培養(yǎng)的目的是讓學(xué)生掌握一種軟件設(shè)計思想，并掌握程序設(shè)計的基本方法，為后面的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。軟件課程主要開設(shè)下列課程：“計算機導(dǎo)論”、“C語言”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“離散數(shù)學(xué)”、“Visual C++程序設(shè)計”等課程，取消了以往的16位“8086匯編語言程序設(shè)計”課程，而只是在微機原理與接口技術(shù)中大致講解，同時在“ARM體系結(jié)構(gòu)與編程”里增加了ARM匯編語言，這些課程為后面的專業(yè)課程奠定了基礎(chǔ)。另外在選修課程方面增加了“Java程序設(shè)計”等高級語言的課程，供學(xué)有余力的學(xué)生選修。

硬件基礎(chǔ)課程主要側(cè)重于讓學(xué)生掌握硬件基礎(chǔ)知識的理解和應(yīng)用。基于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方向的特點，去掉了以前偏重原理的理論課程。硬件基礎(chǔ)課程主要有“電路分析基礎(chǔ)”、“數(shù)字邏輯電路”、“計算機組織與體系結(jié)構(gòu)”、“微機原理與接口技術(shù)”等課程。這些課程的開設(shè)目的是讓學(xué)生掌握計算機硬件基礎(chǔ)理論和計算機接口技術(shù)的原理與基本應(yīng)用，為后面的專業(yè)課程打下基礎(chǔ)，從而能夠更好的理解和學(xué)習(xí)專業(yè)課程。

專業(yè)課程從第五學(xué)期開設(shè)。專業(yè)課程以“ARM體系結(jié)構(gòu)與編程”為基礎(chǔ)，又分成兩個部分。一部分是Linux方向，主要開設(shè)“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”、“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計實踐”、“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計”等課程，學(xué)習(xí)嵌入式Linux操作系統(tǒng)、Linux驅(qū)動程序和嵌入式Linux應(yīng)用程序設(shè)計。另一部分是WinCE方向，主要開設(shè)“WinCE系統(tǒng)設(shè)計”、“WinCE系統(tǒng)設(shè)計實踐”、“WinCE系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計”等課程，學(xué)習(xí)WinCE在嵌入式平臺上的應(yīng)用程序開發(fā)。為了配合這兩個方向，還在專業(yè)選修課程里面增加“Linux系統(tǒng)管理與應(yīng)用”和“面向操作系統(tǒng)的程序設(shè)計”兩門課程，作為專業(yè)課程的補充。

如圖1所示，綜合來講，本課程體系主要有以下幾個特點：

(1) 主線分明。課程體系分為三個主線，課程設(shè)置合理，安排緊湊。

(2) 壓縮基礎(chǔ)課，突出專業(yè)課。比如不再將8086匯編語言程序設(shè)計作為單獨的一門課程，而只在微機原理與接口技術(shù)中的一部分講解；同時增加了ARM匯編語言程序設(shè)計的內(nèi)容。

(3) 增強了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。如“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”課程和“WinCE嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”課程，理論環(huán)節(jié)為48個學(xué)時，實踐環(huán)節(jié)為32個學(xué)時，另外又增加了專項訓(xùn)練。

圖1 課程體系關(guān)系圖

3嵌入式方向培養(yǎng)模式的改革

課程培養(yǎng)模式的改革主要從三個方面進行，即課堂教學(xué)模式的改革、實踐教學(xué)模式的改革和考核模式的改革。

(1) 理論教學(xué)模式的改革

根據(jù)課程分類的不同，需要采用不同的教學(xué)方法。我們將開設(shè)課程分為兩種類型，一種是基礎(chǔ)課程，一種是專業(yè)課程。對于基礎(chǔ)課程，課堂教學(xué)方法仍然采用一般的以理論講解教學(xué)為主的教學(xué)方法。而對于專業(yè)課程，則需要根據(jù)實際情況對教學(xué)方法進行改革。

專業(yè)課程的課堂教學(xué)模式采取“案例啟發(fā)式”和“團隊學(xué)習(xí)法”兩種形式相結(jié)合的模式?！鞍咐龁l(fā)式”即在進行專業(yè)課程學(xué)習(xí)時，用一個適當(dāng)?shù)膶嶋H案例貫穿課堂教學(xué)始終，每一節(jié)課堂教學(xué)將基礎(chǔ)理論知識講解完畢后，還要對案例相關(guān)內(nèi)容進行講解。整個課程下來，正好將一個完整的案例講解完畢，這樣就給學(xué)生一個整體的項目開發(fā)的印象。同時在課堂教學(xué)中，將學(xué)生分為5～6人一組，每組設(shè)定一個項目組長。要求學(xué)生在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，以小組為單位，對所學(xué)的知識進行討論，在每次課后都要查找一些相關(guān)的資料并形成文檔，作為課后作業(yè)，加深對課堂知識的印象。另外還要按照理論教學(xué)的進度，每個小組在一個學(xué)期的時間完成一個項目，以加強理論教學(xué)環(huán)節(jié)所學(xué)的知識，同時培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力。

(2) 實踐教學(xué)模式的改革

專業(yè)課程的實踐教學(xué)與理論教學(xué)相輔相成。實踐教學(xué)分為三個部分：課堂實驗教學(xué)、校外畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計。

課堂實驗教學(xué)在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，改變以往只注重驗證性實驗的方法，強化實驗過程，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，從“驗證性實驗”轉(zhuǎn)為“驗證性實驗與開發(fā)研究性實驗”相并重的教學(xué)方式。要求學(xué)生不但要完成課堂驗證性實驗，還要在此基礎(chǔ)上，完成一定的開發(fā)研究性和創(chuàng)新性實驗。這些實驗的結(jié)果最終計入考核成績。實驗的考核方式從過去的只注重實驗結(jié)果轉(zhuǎn)移到實驗過程與實驗結(jié)果并重的考核方式。

畢業(yè)實習(xí)是安排在學(xué)生畢業(yè)之前，所有課程結(jié)束之后的一個專業(yè)實習(xí)，為時一個月。在實習(xí)期間，要求學(xué)生進入學(xué)?！爱a(chǎn)學(xué)研”合作的對口企業(yè)，參與到企業(yè)的實際項目中，并采用企業(yè)導(dǎo)師和學(xué)校導(dǎo)師“雙導(dǎo)師”制的培養(yǎng)方式。學(xué)生在實習(xí)期間，跟著企業(yè)導(dǎo)師的項目進行實際實踐，并在雙導(dǎo)師的指導(dǎo)下選定畢業(yè)課題。實習(xí)主要鞏固學(xué)生的課堂基礎(chǔ)知識，對學(xué)生進行系統(tǒng)的項目培訓(xùn)，并完成從學(xué)生到公司職員的角色轉(zhuǎn)換。

畢業(yè)設(shè)計安排在畢業(yè)實習(xí)之后，為時三個月。學(xué)生可以在畢業(yè)實習(xí)期間從企業(yè)選取畢業(yè)設(shè)計題目，也可以從教師的項目中選取畢業(yè)設(shè)計題目。學(xué)生利用三個月的畢業(yè)設(shè)計時間，完整的完成一個項目，達到了解行業(yè)領(lǐng)域，熟悉企業(yè)開發(fā)環(huán)境，綜合應(yīng)用專業(yè)知識的目的。畢業(yè)設(shè)計可以在企業(yè)完成，也可以在學(xué)校完成。

另外，還對實驗室的管理方式進行改革，由以前的封閉式管理改為開放式管理。對本院的學(xué)生，除計劃內(nèi)實驗時間之外，學(xué)有余力的同學(xué)也可以在其他時間自主進入實驗室做實驗或者開發(fā)項目。對其他院系的師生，可以在實驗室空閑時間進入實驗室進行實驗或者開發(fā)項目。同時，鼓勵不同院系的學(xué)生共同協(xié)作學(xué)習(xí)、開發(fā)同一課題或項目。

(3) 考核方式的改革

考核方式改為“課程考核＋認(rèn)證考核”的1+1模式。其中課程考核總結(jié)為“一二三四”，即期末成績分為四個部分，分別為平時考勤成績、課程實驗成績、自主學(xué)習(xí)成績(以學(xué)習(xí)報告形式提交，包括項目完成情況等內(nèi)容)、期末考試成績，比例為10％:20％:30％:40％。認(rèn)證考核以信息產(chǎn)業(yè)部“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工程師”認(rèn)證和微軟“WinCE嵌入式工程師”認(rèn)證為主，以其他認(rèn)證為輔，鼓勵同學(xué)們通過對嵌入式系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)，最終取得至少一個嵌入式系統(tǒng)方向的認(rèn)證證書，以此來檢驗同學(xué)們對嵌入式系統(tǒng)知識的掌握程度。同時積極組織學(xué)生參加嵌入式大賽，比如“全國大學(xué)生電子大賽”、“全國大學(xué)生‘博創(chuàng)杯’嵌入式設(shè)計大賽”、“‘ZLG’杯ARM嵌入式系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計大賽”等競賽，對參賽的學(xué)生指派專職指導(dǎo)教師，并對得獎學(xué)生給予折算學(xué)分的獎勵。

改革后考核方式，能夠基本全面的考查學(xué)生對知識的全面掌握程度，并有效的調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓枯燥的專業(yè)學(xué)習(xí)變的豐富多彩。

4結(jié)束語

目前該課程體系和培養(yǎng)模式已經(jīng)在北京理工大學(xué)珠海學(xué)院得以應(yīng)用，從老師和學(xué)生的反映來看，取得了較好的效果。在以后的進一步實踐過程中，我們將根據(jù)實際情況及時對該課程體系和培養(yǎng)模式進行調(diào)整，構(gòu)建一個科學(xué)規(guī)范的、滿足獨立院校需求的嵌入式創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)體系和培養(yǎng)方案。

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