摘要：本文針對嵌入式系統(tǒng)系列課程在現(xiàn)有教學(xué)體系中存在的一些不足提出了嵌入式系統(tǒng)多樣性教學(xué)的思路，以便讓學(xué)生有足夠的選課空間，以滿足不同領(lǐng)域嵌入式人才的需求。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；課程教學(xué)；多樣性

中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1引言

隨著嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展和在軍事上的廣泛應(yīng)用，信息化武器裝備推陳出新，更新?lián)Q代加速。由于信息化武器裝備在戰(zhàn)爭中的廣泛應(yīng)用，而技術(shù)決定戰(zhàn)術(shù)，人類的戰(zhàn)爭模式發(fā)生了革命性的變化，正在由機(jī)械化戰(zhàn)爭模式迅速向信息化戰(zhàn)爭模式過渡。機(jī)械化戰(zhàn)爭打的是人的技能，而信息化戰(zhàn)爭打的卻是人的智能。信息化戰(zhàn)爭依托的是信息化武器裝備以及掌握信息化武器裝備的人才，而信息化武器裝備的核心是嵌入式系統(tǒng)。為滿足學(xué)生第一任職的需要和滿足不同領(lǐng)域的各種嵌入式應(yīng)用的需要，在此提出了嵌入式系統(tǒng)多樣性教學(xué)的思路。

2嵌入式系統(tǒng)課程體系的教學(xué)現(xiàn)狀

在現(xiàn)有本科課程體系中，為本科生開設(shè)支撐嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)課程有：“電工學(xué)基礎(chǔ)”、“電子學(xué)基礎(chǔ)”、“信號與系統(tǒng)”、“通信原理”、“計(jì)算機(jī)控制”、“數(shù)字邏輯”、“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)”、“計(jì)算機(jī)原理”、“操作系統(tǒng)”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”、“軟件工程”等；核心課程為“嵌入式系統(tǒng)”和“實(shí)時(shí)系統(tǒng)”。如圖1所示。

從現(xiàn)有教學(xué)情況分析，現(xiàn)有課程體系中專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)相對弱化，軟硬件相對獨(dú)立，知識體系不夠完整，系統(tǒng)性、綜合性略顯不足。更重要的問題是，在嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)中存在著“一刀切”同質(zhì)化培養(yǎng)的問題，教學(xué)內(nèi)容對所有學(xué)生來說都是相同的，難以滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的需求。而且，由嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)可知，嵌入式系統(tǒng)面向具體應(yīng)用，是計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，所以嵌入式應(yīng)用千差萬別，多種多樣，有簡單的，有復(fù)雜的，有低級的，有高級的，有偏向應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)的，有偏向具體硬件設(shè)計(jì)的。從目前的教學(xué)體系來看，嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)要滿足不同領(lǐng)域的嵌入式應(yīng)用的需要存在著諸多

的困難。

3多樣性教學(xué)探討

隨著嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及武器裝備信息化的迫切需求，嵌入式系統(tǒng)規(guī)模日趨龐大，復(fù)雜性日趨增

加，學(xué)生在這方面的分析/解決問題能力需要進(jìn)一步加強(qiáng)。為了提高學(xué)生分析/解決實(shí)際問題的能力，滿足學(xué)生第一任職的需要，我們以嵌入式武器裝備應(yīng)用型人才培養(yǎng)為牽引，實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)課程體系的調(diào)整與優(yōu)化。

本課程體系的調(diào)整與優(yōu)化將面向復(fù)合型、多樣性人才培養(yǎng)目標(biāo)，按照嵌入式知識體系框架，立足我們的優(yōu)勢，根據(jù)武器裝備發(fā)展的特點(diǎn)，對其中的知識點(diǎn)進(jìn)行裁剪與優(yōu)化組合，構(gòu)建軟、硬件有機(jī)結(jié)合的完整知識體系。

根據(jù)本課程體系的特點(diǎn)以及人才培養(yǎng)目標(biāo)，應(yīng)該以應(yīng)用(信息化武器裝備)為主線，重系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法學(xué)習(xí)、重典型系統(tǒng)(信息化武器裝備)的案例分析、重工程能力的實(shí)踐鍛煉，擺脫傳統(tǒng)教學(xué)中重課堂授課輕實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、重技術(shù)學(xué)習(xí)輕總體設(shè)計(jì)而造成的學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力弱、動手能力差的問題，將耳聞(授課聽課)+目睹(課堂演示)+手動(學(xué)生做實(shí)驗(yàn)) 有機(jī)結(jié)合起來，突出重點(diǎn)，以點(diǎn)帶面，為滿足學(xué)生第一任職的需要打下良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。圖2為嵌入式系統(tǒng)知識體系框架。

根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的知識體系框架以及嵌入式系統(tǒng)知識體系雜、多、亂的特點(diǎn)，我們對其中的知識點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化組合，既要知識體系完整，又要重點(diǎn)突出，滿足學(xué)生的需要。還要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，生物是多樣性的，而嵌入式系統(tǒng)也具有生物的多樣性特征，所以在教學(xué)中不能一刀切，教學(xué)內(nèi)容千篇一律。應(yīng)該進(jìn)行多樣性教學(xué)，對于個(gè)體來說要求少而精，精而專，不要求你懂得所有的知識，但是對你要求掌握的知識應(yīng)該熟練掌握并有深入的研究；對于群體來說總能找到一個(gè)個(gè)體懂得所需要的知識，以滿足不同領(lǐng)域的嵌入式應(yīng)用的需要。

近年來，我們對國內(nèi)外著名大學(xué)相關(guān)課程體系進(jìn)行了深入的分析和研究，深受啟發(fā)。加州理工大學(xué)伯克利分校學(xué)生的課并不很多，但可供選擇的課比較多，學(xué)生可以根據(jù)自己的愛好選擇不同的方向和課程，這樣學(xué)什么樣課程的學(xué)生都有，從整體來看適應(yīng)面要寬廣得多。我們可以借鑒這樣的做法，具體到嵌入式系統(tǒng)系列課程來說，嵌入式應(yīng)用千差萬別，多種多樣，因此我們可以提供不同級別的應(yīng)用課程：“單片機(jī)應(yīng)用”、“基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)”、“數(shù)字信號處理與DSP”和“嵌入式操作系統(tǒng)”以及其他類型的課程。學(xué)生可以根據(jù)專業(yè)背景、興趣愛好和自己的能力選擇則不同的課程。對于偏向軟件方向的學(xué)生來說，可以選擇“嵌入式操作系統(tǒng)”，該課程側(cè)重于復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)，主要講解嵌入式操作系統(tǒng)(容量大，功能復(fù)雜，例如VxWorks、WinCE、Embedded Linux)以及復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。對于偏向硬件方向的學(xué)生來說，能力差一點(diǎn)可以選擇“單片機(jī)應(yīng)用”，該課程側(cè)重于簡單嵌入式系統(tǒng)，主要講解8位微控制器(80C51)以及簡單固件設(shè)計(jì)，一般不涉及嵌入式操作系統(tǒng)；能力強(qiáng)一點(diǎn)可以選擇“基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)”，該課程側(cè)重于一般嵌入式系統(tǒng)，主要講解32位微控制器(基于ARM7的微控制器)以及簡單嵌入式操作系統(tǒng)(容量小，功能簡單，例如micro;C/OS-II、FreeRTOS)；愿意從事信號處理應(yīng)用的可以選擇“數(shù)字信號處理與DSP”。

嵌入式系統(tǒng)的知識體系發(fā)展迅猛，知識更新快，應(yīng)用面廣，學(xué)科交叉度高，這就要求教學(xué)內(nèi)容更新快，專業(yè)面要寬，基礎(chǔ)要扎實(shí)，同時(shí)更應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)學(xué)科發(fā)展和適應(yīng)廣闊應(yīng)用面的能力，要讓學(xué)生感受、理解知識產(chǎn)生和發(fā)展過程，具有自主學(xué)習(xí)、拓展知識的能力，具有個(gè)人可持續(xù)發(fā)展的能力。

4結(jié)束語

嵌入式系統(tǒng)多樣性教學(xué)解決了目前教學(xué)中的“一刀切”同質(zhì)性培養(yǎng)問題，讓學(xué)生具有更多的選擇空間，以便發(fā)揮個(gè)性優(yōu)勢，培養(yǎng)出更多類型的高精尖人才，滿足不同領(lǐng)域的嵌入式應(yīng)用的需要。當(dāng)然嵌入式系統(tǒng)多樣性教學(xué)并不是要求大而全，面面俱到，這是不現(xiàn)實(shí)的，我們只是希望能夠覆蓋嵌入式系統(tǒng)知識體系框架的主干部分，包括主流的嵌入式處理器以及常用的嵌入式操作系統(tǒng)，在這個(gè)群體中能夠滿足嵌入式應(yīng)用的大部分需求。這是我們這么多年來從事嵌入式系統(tǒng)教學(xué)以及科研得來的一點(diǎn)點(diǎn)心得和體會，僅是我們的一家之言，希望對同行起到拋磚引玉的作用，也歡迎同行批評指正。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王志英，李宗伯，王蘇峰等. 嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)[M]. 北京:高等教育出版社，2007.

[2] Bruce Powel Douglass著. 柳翔等譯. 嵌入式與實(shí)時(shí)系統(tǒng)開發(fā)—使用UML、對象技術(shù)、框架與模式[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.