1嵌入式教學(xué)與科研現(xiàn)狀
　　嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為目標(biāo)而進行定制的專用計算機系統(tǒng)。它自出現(xiàn)以來就得到了廣泛的應(yīng)用，使用領(lǐng)域遠遠超過了傳統(tǒng)的通用計算機系統(tǒng)，既應(yīng)用在航空航天、工業(yè)控制等工業(yè)領(lǐng)域，也應(yīng)用在汽車電子、移動通信等生活領(lǐng)域[1]。近年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進步，嵌入式系統(tǒng)的成本不斷降低，性能不斷提高，應(yīng)用范圍也隨之?dāng)U大，成為無處不在的計算系統(tǒng)。
　　盡管嵌入式系統(tǒng)的計算能力越來越強，功能越來越豐富，但是由于應(yīng)用本身的差異性和技術(shù)上的快速發(fā)展，使面向嵌入式系統(tǒng)的科研和教育面臨較大挑戰(zhàn)。對于高校來說，如何在已有嵌入式系統(tǒng)課程的基礎(chǔ)上，將新的發(fā)展融入到科研與教學(xué)當(dāng)中，更是亟待解決的關(guān)鍵問題[2]。
　　基于對嵌入式系統(tǒng)的重視，我國高校普遍開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)及相關(guān)課程[3-6]。各高校根據(jù)對嵌入式系統(tǒng)的理解、學(xué)校的科研和教學(xué)基礎(chǔ)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要等多方面因素來開展嵌入式系統(tǒng)課程的設(shè)計與實施。武漢大學(xué)是國內(nèi)較早進行嵌入式系統(tǒng)課程建設(shè)的學(xué)校，在課程建設(shè)方面積累了一定經(jīng)驗。在課程設(shè)置上，武漢大學(xué)充分考慮到學(xué)生對課程內(nèi)容的接受能力，課程教學(xué)的重心以基本理論為骨干、實踐環(huán)節(jié)為主體、各類項目為擴展。課程目標(biāo)是使學(xué)生初步掌握嵌入式系統(tǒng)的理論知識，通過實驗和項目開發(fā)獲得實際的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗，具備較強的可持續(xù)發(fā)展能力。為了達到教學(xué)目標(biāo)，武漢大學(xué)設(shè)置了面向本科生的“嵌入式系統(tǒng)”課程。該課程將理論與實踐相結(jié)合，通過理論教學(xué)與實踐教學(xué)的疊加，加強學(xué)生對課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使理論與實踐相互促進，達到較好的教學(xué)效果。同時，鑒于嵌入式系統(tǒng)是一門與產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)系密切的課程，自課程開設(shè)起，武漢大學(xué)即與嵌入式系統(tǒng)方向上的領(lǐng)先企業(yè)進行了合作，開展嵌入式系統(tǒng)前沿的科研工作，及時把握
　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢，了解企業(yè)對人才的需求，不斷改進教學(xué)，確保課程的持續(xù)發(fā)展。
　　2校企合作，英特爾嵌入式大學(xué)計劃助力教學(xué)
　　嵌入式系統(tǒng)課程是對實踐要求較高的課程，在課程建設(shè)過程中，高校需要將科研、教學(xué)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展三者有機地結(jié)合起來，才能更好地開展教學(xué)工作，這就需要高校與企業(yè)在相關(guān)領(lǐng)域開展緊密合作。武漢大學(xué)嵌入式系統(tǒng)課程建設(shè)的主要經(jīng)驗之一就是與企業(yè)的合作。學(xué)校較早與業(yè)界領(lǐng)先企業(yè)之一的英特爾公司開展合作，英特爾公司專門為中國嵌入式教育的發(fā)展設(shè)立了“英特爾嵌入式大學(xué)合作計劃[7]”，武漢大學(xué)是最早加入該計劃的種子學(xué)校之一，雙方的合作涵蓋教學(xué)、科研等多個方面，包括課程建設(shè)、師資培養(yǎng)、共建實驗室、學(xué)生競賽和科研項目等。
　　1) 課程建設(shè)。
　　嵌入式系統(tǒng)的特點之一是技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域擴展速度快。在課程建設(shè)過程中，一個重要的問題是如何根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，將最新的技術(shù)進展與課程教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合。這首先要求教師能夠了解嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，同時也要能夠?qū)ο嚓P(guān)技術(shù)進行適當(dāng)?shù)娜∩岚才?，便于學(xué)生的學(xué)習(xí)。
　　武漢大學(xué)與英特爾公司合作，開展嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)探索。武漢大學(xué)具有長期的嵌入式系統(tǒng)課程建設(shè)經(jīng)驗，在校內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域教育方面具有豐富的經(jīng)驗。而英特爾公司作為業(yè)界領(lǐng)先企業(yè)之一，在嵌入式系統(tǒng)的科研和工程方面具有極大的優(yōu)勢。雙方的合作使武漢大學(xué)將教學(xué)經(jīng)驗與英特爾公司的相關(guān)積累相結(jié)合，從而推動課程建設(shè)。
　　在雙方合作過程中，武漢大學(xué)嵌入式系統(tǒng)課程組定期與英特爾公司的工程師和研究人員交流，雙方在嵌入式技術(shù)研究方面進行深入探討；同時，武漢大學(xué)也與英特爾軟件學(xué)院的資深培訓(xùn)師進行嵌入式系統(tǒng)教育培養(yǎng)方面的經(jīng)驗交流。通過多種交流合作，武漢大學(xué)一方面從業(yè)界獲得了嵌入式技術(shù)的最新進展，另一方面也了解了來自業(yè)界的對嵌入式人才的要求。學(xué)校將從與英特爾公司合作所獲得的技術(shù)、信息與自身的科研、教學(xué)相結(jié)合。例如，在嵌入式系統(tǒng)中逐漸開始應(yīng)用雙核處理器。而傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)課程中則沒有多核相關(guān)內(nèi)容。通過與英特爾公司的合作，武漢大學(xué)將Atom雙核處理器作為多核嵌入式處理器實例引入課程內(nèi)容中，實現(xiàn)了課程內(nèi)容的即時更新。
　　2) 師資培養(yǎng)。
　　嵌入式系統(tǒng)課程建設(shè)離不開優(yōu)秀的師資隊伍。武漢大學(xué)非常重視師資隊伍建設(shè)，致力于培養(yǎng)優(yōu)秀師資。學(xué)校建立了一支包括教授、副教授、講師和實驗輔導(dǎo)人員在內(nèi)的師資隊伍。課程組成人員定期進行交流，提出教學(xué)改進計劃，提高教學(xué)質(zhì)量。為了進一步提高師資水平，學(xué)校從課程組選派青年教師到英特爾公司進行參觀交流和學(xué)習(xí)，獲得第一手信息。同時每年選派教師，參加由英特爾公司主辦的嵌入式師資培訓(xùn)班，并參加同期的嵌入式教學(xué)研討會，與兄弟院校交流教學(xué)經(jīng)驗。
　　與此同時，武漢大學(xué)還致力于推動國內(nèi)的嵌入式系統(tǒng)課程建設(shè)。在與英特爾公司的合作過程中，雙方建立了以師資培養(yǎng)和教學(xué)研討為核心的師資培養(yǎng)計劃。在該計劃中，武漢大學(xué)以華中地區(qū)為基礎(chǔ)，組織高校開展嵌入式師資培養(yǎng)，并開展多個學(xué)校之間的嵌入式教學(xué)交流，推動整個地區(qū)的嵌入式課程建設(shè)。在師資培養(yǎng)計劃中，學(xué)校與英特爾公司合作，將學(xué)校的嵌入式系統(tǒng)課程大綱、教學(xué)計劃、教學(xué)內(nèi)容和課件等課程資料與華中地區(qū)高校共享。在與兄弟高校的長期交流中，得到來自各方的反饋，更進一步地改進本校的課程建設(shè)。目前，隨著合作計劃的進展，嵌入式師資培訓(xùn)已經(jīng)擴展到整個華中地區(qū)，覆蓋學(xué)校達到了近百所。
　　3) 共建實驗室。
　　嵌入式系統(tǒng)課程對實驗設(shè)備的要求很高，并且設(shè)備更新很快。武漢大學(xué)多次進行了課程中實驗硬件設(shè)備的更新。英特爾嵌入式大學(xué)合作計劃為武漢大學(xué)提供了課程實驗設(shè)備方面的支持，譬如華北工控的LAB-8902嵌入式實驗平臺等。
　　為了培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，武漢大學(xué)設(shè)計了形式多樣的實踐方式。首先，學(xué)校基于實驗設(shè)備設(shè)計了相關(guān)的課程實驗；包括基礎(chǔ)實驗和綜合實驗，作為課程內(nèi)的實踐方式。其次，學(xué)校與英特爾公司合作，設(shè)計了適合于本科生的科研與實踐項目，作為擴展的實踐方式。這樣的項目由武漢大學(xué)發(fā)布，并提供相關(guān)的設(shè)備和技術(shù)支持。而英特爾公司則派出資深工程師，為學(xué)生提供講座，進行項目指導(dǎo)。
　　4) 學(xué)生競賽。
　　學(xué)生競賽也是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的一種重要方式。武漢大學(xué)鼓勵學(xué)生參加各種類型的學(xué)生競賽，并積極參與學(xué)生競賽的組織與承辦。在參賽的過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)獨立地完成一個完整項目的設(shè)計、實現(xiàn)和演示等；而課程組有專門的教師負責(zé)指導(dǎo)參賽學(xué)生。學(xué)生參加競賽要在賽前認真進行課程內(nèi)容學(xué)習(xí)和實踐。在競賽過程中，學(xué)生將逐步學(xué)會方案的分析和設(shè)計，并實現(xiàn)方案。課程組指導(dǎo)教師將引導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)新性設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
　　作為英特爾公司的重要合作伙伴，武漢大學(xué)受大賽組委會的邀請，參與歷屆英特爾杯大學(xué)生電子設(shè)計大賽嵌入式系統(tǒng)專題邀請賽。該比賽是針對國內(nèi)高校的嵌入式方向?qū)ｎ}競賽，是與嵌入式系統(tǒng)課程緊密相關(guān)的主題競賽，對于學(xué)生在嵌入式系統(tǒng)知識方面的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到重要的促進和激勵作用。武漢大學(xué)積極組織相關(guān)學(xué)生訓(xùn)練并參賽，在歷屆比賽中均取得了優(yōu)異的成績。今年，武漢大學(xué)還組織學(xué)生積極參與第四屆英特爾杯全國大學(xué)生軟件創(chuàng)新大賽(MeeGo應(yīng)用開發(fā)邀請賽)，旨在積極推動嵌入式系統(tǒng)教學(xué)相長，提高學(xué)生實踐能力。
　　5) 科研項目。
　　科研是教學(xué)發(fā)展的重要基礎(chǔ)與延伸。武漢大學(xué)嵌入式系統(tǒng)課程組正是將整個課程的建設(shè)建立在科研成果之上，以教學(xué)促進科研，以科研指導(dǎo)教學(xué)。課程組教師均是長期在科研第一線開展研究工作的骨干科研人員，也是一個具有長期合作關(guān)系、充分具備了團隊合作精神的科研團隊。這就使得課程組在進行課程建設(shè)時，能夠?qū)崿F(xiàn)科研與教學(xué)團隊的一致性，在貫徹教學(xué)任務(wù)、實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)上具備了更為充分的條件。武漢大學(xué)承擔(dān)了多項國家級、省級的嵌入式課題，同時在與英特爾公司的合作過程中，也承擔(dān)了部分來自英特爾公司資助的科研工作。課程組通過承擔(dān)這些前沿工作，更多了解到了嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢，對于調(diào)整課程、改進教學(xué)大有裨益。
　　
　　此外，為了更好地鍛煉學(xué)生的實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，武漢大學(xué)鼓勵學(xué)生參加到相關(guān)的科研項目當(dāng)中。學(xué)生參加科研項目，并不意味著學(xué)生完全獨立地開展科研活動，而是讓學(xué)生在這個過程中開展實踐，并了解如何發(fā)現(xiàn)與解決問題。例如，在面向湖泊的環(huán)境監(jiān)測項目中，課程組將項目的一部分進行拆解，分成不同的微課題。然后引導(dǎo)學(xué)
　　生發(fā)現(xiàn)微課題中的關(guān)鍵問題，進而提出解決方法，實現(xiàn)解決方案。在這個過程中，學(xué)生逐步學(xué)會了利用所學(xué)知識實踐創(chuàng)新。
　　3總結(jié)與展望
　　嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，且發(fā)展迅速。這既是高校嵌入式教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)，也是一個重大機遇。嵌入式系統(tǒng)及相關(guān)課程需要在課程建設(shè)上不斷改進，實現(xiàn)課程的可持續(xù)發(fā)展。筆者以武漢大學(xué)的嵌入式系統(tǒng)課程建設(shè)為例，對嵌入式系統(tǒng)課程的課程設(shè)計、教學(xué)科研等方面進行了分析和闡述，分享了校企合作共同開展嵌入式領(lǐng)域教育合作的經(jīng)驗。
　　盡管武漢大學(xué)嵌入式系統(tǒng)課程建設(shè)已取得了初步成效，但由于嵌入式技術(shù)在不斷發(fā)展，課程建設(shè)也必將是持續(xù)不斷的長期工作。在課程設(shè)計、內(nèi)容安排、實驗設(shè)計、設(shè)備更新、科研探索等多個方面，我們?nèi)匀恍枰粩喔倪M完善，堅持并加強與英特爾公司等業(yè)界領(lǐng)先企業(yè)的交流合作，將嵌入式系統(tǒng)理論及實踐更好地融入到課程當(dāng)中，培養(yǎng)出更多符合時代要求的創(chuàng)新型、實用型嵌入式人才。
　　
　　參考文獻：
　　[1]P. Ca