前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的通信工程嵌入式培養(yǎng)主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
論文關(guān)鍵詞:通信工程;本科專業(yè);新疆;塔里木
目前新疆維吾爾自治區(qū)普通本科院校共計(jì)11所,其中綜合類院校3所,即新疆大學(xué)、石河子大學(xué)和塔里木大學(xué)。新疆大學(xué)、石河子大學(xué)是新疆維吾爾自治區(qū)的“211工程”本科院校,位于新疆維吾爾自治區(qū)的北疆。塔里木大學(xué)是排位僅次于這兩所大學(xué)的在新疆維吾爾自治區(qū)綜合實(shí)力排名第三的本科院校,也是新疆維吾爾自治區(qū)南疆地區(qū)唯一的一所綜合性大學(xué)。
塔里木大學(xué)原名塔里木農(nóng)墾大學(xué),位于塔里木河畔的阿拉爾市,創(chuàng)建于1958年,2004年5月經(jīng)教育部批準(zhǔn)更名為塔里木大學(xué)。塔里木大學(xué)原為農(nóng)業(yè)部直屬院校,現(xiàn)為中央和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)共建。塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院成立于2003年9月,現(xiàn)有教職工76人,專任教師65人,副高以上職稱占17%,碩士學(xué)位的教師占64%。學(xué)院包括5個(gè)教研室:計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教研室、計(jì)算機(jī)軟件教研室、計(jì)算機(jī)硬件教研室、通信工程教研室、數(shù)學(xué)教研室以及1個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室。目前該學(xué)院有計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及通信工程2個(gè)本科專業(yè)。其中通信工程本科專業(yè)于2009年開始招生,每屆兩個(gè)班,每班30余人,該專業(yè)現(xiàn)有專業(yè)任課教師7人。
一、專業(yè)課程設(shè)置
1.專業(yè)必修課
塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院通信工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中所設(shè)置的專業(yè)必修課有:高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、c語言程序設(shè)計(jì)、電路分析、現(xiàn)代電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、通信原理、通信電子線路、微波技術(shù)與天線、信息論與編碼技術(shù)、單片機(jī)與外圍電路、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字信號處理、光纖通信、移動(dòng)通信、現(xiàn)代交換原理與技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用等。
與中央民族大學(xué)通信工程本科專業(yè)培養(yǎng)方案(2010年版)相比,其多開設(shè)的專業(yè)必修課有大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)(由于中央民族大學(xué)生源較好,因此沒必要開設(shè)該門課程)。中央民族大學(xué)按照專業(yè)選修課開設(shè)、塔里木大學(xué)按照專業(yè)必修課開設(shè)的課程有:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、光纖通信、移動(dòng)通信、現(xiàn)代交換原理與技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用等(由于中央民族大學(xué)通信工程本科專業(yè)是按照兩個(gè)主要專業(yè)方向培養(yǎng)學(xué)生,即無線通信和通信網(wǎng)絡(luò),因此這種設(shè)置是合理的)。塔里木大學(xué)通信工程本科專業(yè)未開設(shè)的專業(yè)必修課有:機(jī)械制圖、數(shù)學(xué)物理方法、電磁場與電磁波、通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)等。
2.專業(yè)選修課
塔里木大學(xué)通信工程本科專業(yè)大一上學(xué)期開設(shè)的專業(yè)選修課:通信工程專業(yè)導(dǎo)論。大二?上學(xué)期開設(shè)的專業(yè)選修課:數(shù)據(jù)庫原理。大二下學(xué)期開設(shè)的專業(yè)選修課:通信仿真技術(shù)eda。大三上學(xué)期開設(shè)的專業(yè)選修課:matlab及仿真應(yīng)用、綜合布線技術(shù)。大三下學(xué)期開設(shè)的專業(yè)選修課:web系統(tǒng)與開發(fā)技術(shù)、現(xiàn)代傳輸技術(shù)、dsp原理與應(yīng)用。大四上學(xué)期開設(shè)的專業(yè)選修課:通信工程專業(yè)英語、多媒體通信技術(shù)、前沿技術(shù)專題講座、寬帶無線通信、圖像處理與通信。四學(xué)年開設(shè)的專業(yè)選修課共計(jì)13門。
中央民族大學(xué)通信工程本科專業(yè)所開設(shè)的專業(yè)選修課分布如下:大二下學(xué)期開設(shè)專業(yè)選修課3門,大三上學(xué)期開設(shè)專業(yè)選修課5門,大三下學(xué)期開設(shè)的專業(yè)選修課8門,大四上學(xué)期開設(shè)的專業(yè)選修課16門(由于大部分學(xué)生專業(yè)選修課的學(xué)分在前三學(xué)年已選夠,且到了大四很多學(xué)生要考研究生、找工作、忙著聯(lián)系出國等,故大四上學(xué)期能夠真正開設(shè)的專業(yè)選修課寥寥無幾)。四學(xué)年開設(shè)專業(yè)選修課共計(jì)32門。
通過以上數(shù)據(jù)可看出,中央民族大學(xué)通信工程本科專業(yè)所開設(shè)的專業(yè)選修課數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于塔里木大學(xué)通信工程本科專業(yè)所開設(shè)的專業(yè)選修課數(shù)量。但在塔里木大學(xué)通信工程本科專業(yè)所開設(shè)的專業(yè)選修課中也不乏頗具特色的課程,如綜合布線技術(shù)就是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程。
二、其他專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)
1.實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)
塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)樓建筑面積8800平方米,擁有10個(gè)多媒體教室、10個(gè)公共機(jī)房和8個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室(計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制、通信工程、數(shù)學(xué)建模、計(jì)算機(jī)創(chuàng)新)。通信工程專業(yè)所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課有:電路分析實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、信號與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)與外圍電路實(shí)驗(yàn)、c語言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、通信電子線路實(shí)驗(yàn)、通信原理實(shí)驗(yàn)、matlab及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)庫原理實(shí)驗(yàn)、通信仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)代交換原理與技術(shù)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、光纖通信實(shí)驗(yàn)、移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等。專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)包括信號與系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、現(xiàn)代電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、通信原理課程設(shè)計(jì)、通信電子線路課程設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、專業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)習(xí)等。
2.專業(yè)實(shí)習(xí)
塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院通信工程專業(yè)的專業(yè)實(shí)習(xí)安排在第六學(xué)期暑假進(jìn)行,時(shí)間為8周(4學(xué)分)。塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院十分重視學(xué)生的專業(yè)實(shí)習(xí),為學(xué)生聯(lián)系了多個(gè)新疆維吾爾自治區(qū)與通信工程專業(yè)有關(guān)的實(shí)習(xí)單位,如新疆阿克蘇移動(dòng)通信公司在通信工程專業(yè)建設(shè)、實(shí)習(xí)基地建設(shè)、教師實(shí)踐鍛煉、實(shí)驗(yàn)通信機(jī)房建設(shè)等方面都給予了塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院大力支持。為了保證專業(yè)實(shí)習(xí)的效果及真實(shí)性,每個(gè)實(shí)習(xí)點(diǎn)都有學(xué)院專業(yè)教師帶隊(duì),發(fā)現(xiàn)問題隨時(shí)解決,并保持和學(xué)院的經(jīng)常聯(lián)系。這種保質(zhì)保量的專業(yè)實(shí)習(xí)為學(xué)生們畢業(yè)后走向社會(huì)并盡快融入企業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。
3.畢業(yè)設(shè)計(jì)
塔里木大學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)安排在第8學(xué)期進(jìn)行,時(shí)間為12周(6學(xué)分)。為了保證畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量,塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院嚴(yán)把開題關(guān),提倡畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容與實(shí)際工程相聯(lián)系,避免學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中弄虛作假。為了鼓勵(lì)教師搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)工作,帶一個(gè)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)給10個(gè)課時(shí)的工作量;若所帶的學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成績優(yōu)秀,則工作量加倍。為了使學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)成績公平、公正,塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院制定了一系列嚴(yán)格的畢業(yè)設(shè)計(jì)成績評定程序與標(biāo)準(zhǔn)。
4.學(xué)科競賽
塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院非常鼓勵(lì)與支持學(xué)生參加新疆維吾爾自治區(qū)及全國舉辦的各項(xiàng)學(xué)科競賽,并取得了不錯(cuò)的成績。如在2011年的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中,通信工程專業(yè)有兩名同學(xué)分別獲得了國家的二等獎(jiǎng),一名同學(xué)獲得了新疆維吾爾自治區(qū)的一等獎(jiǎng),三名同學(xué)分別獲得了自治區(qū)的二等獎(jiǎng),還有兩名同學(xué)獲得了自治區(qū)的三等獎(jiǎng)。全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽由教育部高等教育司和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)共同主辦,是教育部重點(diǎn)支持的全國大學(xué)生四大競賽之一,目前已成為全國高校規(guī)模最大的基礎(chǔ)性學(xué)科競賽,也是世界上規(guī)模最大的數(shù)學(xué)建模競賽。作為創(chuàng)辦時(shí)間很短的塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院通信工程本科專業(yè),能在這樣的大賽上取得如此成績實(shí)為不易。
此外,為了使學(xué)生能夠較早地對所從事職業(yè)有所認(rèn)知并做好就業(yè)準(zhǔn)備,塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院為學(xué)生還安排有職業(yè)規(guī)劃與就業(yè)指導(dǎo)課程。
關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng) 課程體系 課程設(shè)置
20世紀(jì)末,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成電路技術(shù)和智能控制技術(shù)的發(fā)展,單片級嵌入式系統(tǒng)迅速發(fā)展,企業(yè)對嵌入式開發(fā)人員的需求量極大,因此嵌入式系統(tǒng)課程在高校設(shè)置勢在必行。同時(shí),由于近年來物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)更是備受關(guān)注。而嵌入式系統(tǒng)良好的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展機(jī)遇也預(yù)示著對相關(guān)技術(shù)人才的巨大需求。但由于嵌入式系統(tǒng)涉及的相關(guān)知識多、硬件和軟件結(jié)合緊密等特點(diǎn),嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)難度很大,培養(yǎng)這樣的人才對高校也是個(gè)挑戰(zhàn)。
嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),軟硬件可裁剪,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本文針對學(xué)校的教學(xué)現(xiàn)狀,總結(jié)目前通信工程專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)的變化特點(diǎn),依據(jù)課程培養(yǎng)方案,從課程的預(yù)備課程體系、教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃和設(shè)置等方面入手,討論課程的整體系統(tǒng)建設(shè)的內(nèi)容。
一、我院嵌入式課程教學(xué)的特點(diǎn)
2007年電子、通信工程專業(yè)在全院率先開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)課程,并將其定為電子信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)課程,同年引進(jìn)了適合教學(xué)使用的英蓓特 Embest EDUKIT-III多核嵌入式實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(基于ARM7架構(gòu)的Samsung 3C44B0x和ARM9架構(gòu)Samsung3C2410x嵌入式芯片,實(shí)時(shí)、開放源碼的多操作系統(tǒng)μC/OS-II、μCLinux和Linux)。經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐,課程的培養(yǎng)計(jì)劃也隨著課程的教學(xué)要求和學(xué)校“技術(shù)立校,應(yīng)用為本”的辦學(xué)指導(dǎo)方針做了一定的調(diào)整,以培養(yǎng)21世紀(jì)電子信息類高水平技術(shù)人才為目的,將嵌入式開發(fā)與應(yīng)用課程建設(shè)成為我院具有特色的專業(yè)課程。在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)存在一定的問題。
(1)課程的體系規(guī)劃不斷變化
自嵌入式系統(tǒng)課程開課以來,課程的培養(yǎng)計(jì)劃也在不斷的變化中,以適應(yīng)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)校人才培養(yǎng)的需求。幾經(jīng)調(diào)整之后,課程的設(shè)置基本穩(wěn)定。因?yàn)榈湫偷能浻布Y(jié)合的特點(diǎn),課程的設(shè)置主要從理論和實(shí)踐兩方面考慮,理論內(nèi)容安排48課時(shí)3學(xué)分的內(nèi)容,實(shí)踐內(nèi)容安排了32課時(shí)1學(xué)分的實(shí)驗(yàn),這些是必修的嵌入式教學(xué)內(nèi)容。此外,還可以在學(xué)生科創(chuàng)項(xiàng)目和畢業(yè)設(shè)計(jì)中加入相應(yīng)的選修實(shí)踐內(nèi)容。課程具體內(nèi)容規(guī)劃如圖1所示。
圖1 課程體系規(guī)劃
教學(xué)課時(shí)調(diào)整的同時(shí),教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法也在不斷的變化和改進(jìn),以適應(yīng)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
(2)課程實(shí)踐內(nèi)容設(shè)置不合理
開發(fā)與應(yīng)用課程典型的特點(diǎn)就是實(shí)踐性強(qiáng),如何讓學(xué)生在掌握理論的基礎(chǔ)上形成實(shí)踐能力,是該類課程的教學(xué)難點(diǎn),并且要做到和專業(yè)培養(yǎng)結(jié)合。主要考慮的就是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容如何設(shè)置,才能和理論有機(jī)結(jié)合,達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。
二、課程系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容
1.建立合理的預(yù)備課程體系
嵌入式系統(tǒng)課程內(nèi)容涉及廣泛,系統(tǒng)性和綜合性強(qiáng),嵌入式系統(tǒng)本身就是一個(gè)包含軟件和硬件的完整微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。因此,嵌入式系統(tǒng)的原理和應(yīng)用技術(shù)不是一兩門課程就能講授的,首先需要建立一個(gè)合理的嵌入式系統(tǒng)課程預(yù)備知識體系的教學(xué)來支撐嵌入式系統(tǒng)教學(xué)。
結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)要求,需要有兩部分的預(yù)備知識儲(chǔ)備。一是硬件部分需要模擬電路、數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和微機(jī)原理課程的支持;二是軟件部分需要C語言、匯編語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)的課程支持。這些課程不是為了嵌入式系統(tǒng)而重復(fù)開設(shè)的,而是結(jié)合嵌入式系統(tǒng)重新調(diào)整和優(yōu)化,以便于嵌入式系統(tǒng)的課程學(xué)習(xí)。
2.根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置課程教學(xué)內(nèi)容
嵌入式系統(tǒng)課程目前已經(jīng)是各大工科高校必不可少的課程。課程教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)有兩方面:一是學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)能夠了解嵌入式系統(tǒng)的基本原理,熟悉嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的整體概貌,掌握某種嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建方法,熟悉嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的完整流程。這一部分是嵌入式教學(xué)的基本要求目標(biāo)。二是在專業(yè)知識背景下能夠完成一個(gè)相對完整的小型應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā),為畢業(yè)后求職或創(chuàng)業(yè)提供一定的基礎(chǔ)。
針對專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與課程的性質(zhì),教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置主要分為兩部分:理論和實(shí)踐,這兩部分應(yīng)該相輔相成,實(shí)踐內(nèi)容幫助理論內(nèi)容的理解,并且理論可在實(shí)踐中得到驗(yàn)證和發(fā)展。如何設(shè)置兩者的內(nèi)容就成了教學(xué)過程中的關(guān)鍵問題。
(1)理論教學(xué)環(huán)節(jié)
嵌入式系統(tǒng)內(nèi)容多而泛,需要理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐環(huán)境一致,才能使教學(xué)達(dá)到目標(biāo)要求。依據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的配備以及與嵌入式主流技術(shù)一致的原則,確定理論教學(xué)環(huán)節(jié)一是掌握ARM嵌入式處理器的體系結(jié)構(gòu),匯編指令集以及在ARM體系下的嵌入式編程,使學(xué)生掌握基于ARM7和ARM9典型嵌入式處理器的硬件開發(fā)平臺,硬件接口開發(fā);二是Linux嵌入式操作系統(tǒng),嵌入式軟件設(shè)計(jì),以及Linux嵌入式系統(tǒng)開發(fā)舉例;三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中電磁兼容特性的影響和改善的措施。
(2)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容設(shè)置不僅要做到對理論教學(xué)的支持,還需要能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)意識,更好的幫助教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),同時(shí)兼顧學(xué)生的特點(diǎn)和專業(yè)方向,達(dá)到“由淺入深,由簡單到復(fù)雜”的多層次實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。
首先是實(shí)驗(yàn)課程教學(xué),內(nèi)容依照對比驗(yàn)證、設(shè)計(jì)擴(kuò)展和綜合應(yīng)用三個(gè)層次來設(shè)置,這是實(shí)踐課程的必修環(huán)節(jié)。對比驗(yàn)證實(shí)踐內(nèi)容主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)配置,掌握嵌入式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、編程方法和開發(fā)環(huán)境的使用等內(nèi)容。設(shè)計(jì)擴(kuò)展實(shí)踐內(nèi)容和項(xiàng)目指實(shí)驗(yàn)環(huán)境有擴(kuò)展的空間,給學(xué)生發(fā)揮的空間。鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考,獨(dú)立解決問題的能力。綜合應(yīng)用實(shí)踐內(nèi)容隨著理論知識的積累和基礎(chǔ)實(shí)踐的鍛煉,實(shí)踐內(nèi)容應(yīng)該以綜合性、系統(tǒng)級的為主,目的是鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力。
其次是可以通過科創(chuàng)、競賽或畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié),此為選修環(huán)節(jié),針對基礎(chǔ)好的同學(xué)可以在通信專業(yè)方向上設(shè)置實(shí)踐內(nèi)容,在這個(gè)階段,應(yīng)該在工程和企業(yè)層面來要求學(xué)生,要引入設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)流程圖、開發(fā)進(jìn)度表、軟件工程控制文檔和測試報(bào)告等概念。
嵌入式系統(tǒng)課程體系的建立要從專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā),結(jié)合學(xué)校資源,建立符合相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)方向的課程體系,以及適當(dāng)?shù)膽?yīng)用環(huán)境,體現(xiàn)課程的綜合性,經(jīng)過幾屆學(xué)生的教學(xué)活動(dòng),該課程體系可以基本達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的要求。但由于師資和實(shí)驗(yàn)設(shè)備等的局限,我們的課程體系還存在很多的不足,今后需要在師資培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境上加大重視,將課程體系不斷完善,培養(yǎng)出有開發(fā)能力的嵌入式人才。
基金項(xiàng)目:嵌入式開發(fā)與應(yīng)用課程建設(shè)(2012KCJS-11);上海電機(jī)學(xué)院校級重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目。
參考文獻(xiàn):
1.引言
目前,國內(nèi)開設(shè)有關(guān)嵌入式系統(tǒng)課程的獨(dú)立學(xué)院極少,培養(yǎng)出的基于Linux平臺上的嵌入式軟件開發(fā)人員更是鳳毛麟角。所以,注重應(yīng)用能力培養(yǎng)的獨(dú)立院校,特別是有計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的工科獨(dú)立院校,應(yīng)該盡早引入嵌入式系統(tǒng)的教育,結(jié)合自己專業(yè)特點(diǎn),大力開展嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)工作。
2.嵌入式系統(tǒng)簡介
嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng),而是指小型、專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲(chǔ)器及外設(shè)器件和I/O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件(要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)操作)和應(yīng)用程序編程。有時(shí)設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組合在一起,應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為;操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。
3.國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的現(xiàn)狀
國內(nèi)教育界將嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)大致分為三類:軟件學(xué)院專業(yè)嵌入式教學(xué);計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式教學(xué);電子、自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)嵌入式教學(xué),對于嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)研討從嵌入式課程體系的設(shè)置、嵌入式理論教學(xué)的開展、嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展、嵌入式綜合設(shè)計(jì)與學(xué)生工程實(shí)訓(xùn)等幾方面展開。
4.嵌入式系統(tǒng)教學(xué)模式的探討
綜觀國內(nèi)外,長期以來都沒有專門針對嵌入式系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)科設(shè)置,從事該領(lǐng)域的研發(fā)人員都來自不同專業(yè)背景,例如自控、電子工程、通信工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)。由于知識結(jié)構(gòu)不能完全滿足嵌入式系統(tǒng)工程的要求,需要經(jīng)過較長的再培訓(xùn)才能勝任嵌入式系統(tǒng)工程師的工作。嵌入式系統(tǒng)教育給傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)、電子信息工程教育帶來了巨大的沖擊和挑戰(zhàn),也帶來了歷史的發(fā)展機(jī)遇。嵌入式系統(tǒng)工程(ESE)是一個(gè)全新的專業(yè),需要企業(yè)和社會(huì)的認(rèn)知過程,課程體系需要經(jīng)歷設(shè)計(jì)、發(fā)展、完善的過程。
通過與國內(nèi)其他高校的專家的探討與學(xué)習(xí),結(jié)合西部高校普遍存在的資金非常缺乏,實(shí)驗(yàn)條件的局限,以及電子信息工程專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn),我們積累和總結(jié)出關(guān)于嵌入式系統(tǒng)教育教學(xué)模式的一些想法,列舉如下:
關(guān)鍵詞:應(yīng)用型本科;嵌入式軟件;課程體系
中圖分類號:G 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
文章編號:1672-5913 (2007) 07-0035-03
嵌入式系統(tǒng)已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、信息家電、通信設(shè)備、醫(yī)療儀器、智能儀器等眾多領(lǐng)域,“嵌入式無處不在”已成為現(xiàn)實(shí)。而社會(huì)對掌握嵌入式技術(shù)人才的大量需求,使嵌入式軟硬件工程師成為未來幾年最為熱門的職業(yè)之一。2004年6月,美國電氣及電子工程師學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)(IEEE-CS)和美國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(ACM)公布了“計(jì)算教程2004”(Computing Curriculum 2004,簡稱CC2004)。CC2004對原“計(jì)算教程CC2001”四個(gè)專業(yè)方向進(jìn)行了修改和擴(kuò)充,并給出了新的評述,其中在計(jì)算機(jī)工程專業(yè)課程中將嵌入式系統(tǒng)作為一門核心課程,分兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行學(xué)習(xí)??梢?,國內(nèi)外將嵌入式技術(shù)人才的培養(yǎng)已經(jīng)作為一個(gè)重點(diǎn)方向。本文根據(jù)江蘇技術(shù)師范學(xué)院以培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的教學(xué)體系,對在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中增設(shè)嵌入式軟件專業(yè)方向進(jìn)行探討。
1 增設(shè)嵌入式軟件專業(yè)方向的可行性
20世紀(jì)70年代,隨著微處理器的出現(xiàn),計(jì)算機(jī)的發(fā)展出現(xiàn)了歷史性的變化。以微處理器為核心的微型計(jì)算機(jī)以其小型、價(jià)廉、高可靠性特點(diǎn),迅速應(yīng)用在智能化控制領(lǐng)域中,這使計(jì)算機(jī)失去了原來的形態(tài)與通用計(jì)算機(jī)功能。為了區(qū)別于原有的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng),把嵌入到對象體系中,實(shí)現(xiàn)對象體系智能化控制的計(jì)算機(jī),稱為嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng),簡稱嵌入式系統(tǒng)。
嵌入式系統(tǒng)所涉及到的知識有電子工程、通信工程和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種學(xué)科。在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域中,人才可分為兩類,一類主要是搞硬件設(shè)計(jì),他們大多數(shù)在本科階段學(xué)習(xí)電子類或通信類專業(yè);另一類主要從事嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的開發(fā),他們大多數(shù)在本科階段學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)。嵌入式產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)完成后,后期工作主要靠軟件技術(shù)人員進(jìn)行開發(fā)與設(shè)計(jì),不同的軟件體現(xiàn)不同的功能,在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中軟件開發(fā)與設(shè)計(jì)占總工作量的80%左右,所以在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)中需要更多的嵌入式軟件開發(fā)人才。
目前,我校從事嵌入式應(yīng)用方向研究的教師有16人,其中副高以上5人,講師5人,助教6人,獲得碩士以上學(xué)位的教師有8人,在讀研究生4人。與嵌入式相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室有計(jì)算機(jī)組成、接口實(shí)驗(yàn)室,以51序列為主的嵌入式實(shí)驗(yàn)室,以ARM7為主的嵌入式實(shí)驗(yàn)室,正在籌備的以ARM9為核心的嵌入式實(shí)驗(yàn)室。
從社會(huì)需求、師資力量、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等多方面可得出,在我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中增設(shè)嵌入式軟件專業(yè)方向是可行的。
2 嵌入式軟件人才培養(yǎng)目標(biāo)與規(guī)格
2.1 培養(yǎng)目標(biāo)
嵌入式軟件專業(yè)方向是以應(yīng)用為主的專業(yè),其培養(yǎng)目標(biāo)是:德、智、體、美全面發(fā)展,掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論和軟件開發(fā)的過程,掌握必需的嵌入式軟件理論、主流嵌入式系統(tǒng)硬件架構(gòu),和嵌入式軟件編程的技術(shù)、方法和工具,基本具備本領(lǐng)域分析問題解決問題的能力,具備一定的工程實(shí)踐能力,并具備良好外語運(yùn)用能力,從事嵌入式軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)的應(yīng)用型人才。
2.2 培養(yǎng)規(guī)格
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(嵌入式軟件方向)的學(xué)制一般為4年,授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位。學(xué)生在專業(yè)知識的學(xué)習(xí)、實(shí)踐能力以及職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)過程中,逐步提高自身的獲取知識的能力、應(yīng)用知識能力、創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)合作的能力。
(1)職業(yè)素質(zhì)
現(xiàn)代企業(yè)需要的人才是職業(yè)化的專業(yè)人才,企業(yè)選拔、考核人才主要從德、能、勤、績四個(gè)方面考核,德排在首位,因此,職業(yè)素質(zhì)是培養(yǎng)嵌入式軟件人才的基礎(chǔ)。在計(jì)算教程CC2004報(bào)告中,各專業(yè)方向的知識領(lǐng)域中都包含社會(huì)和職業(yè)生涯方面的知識,涉及與計(jì)算相關(guān)的哲學(xué)、歷史、社會(huì)、職業(yè)和道德責(zé)任、知識產(chǎn)權(quán)、隱私和公民自由、計(jì)算機(jī)犯罪等內(nèi)容。通過這些知識體培養(yǎng)學(xué)生的思想品德、職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任。一個(gè)合格的人才首先要具備良好的職業(yè)素質(zhì)。
(2)專業(yè)能力
嵌入式系統(tǒng)專業(yè)方向知識結(jié)構(gòu)比較龐大,為了在本科階段培養(yǎng)出合格的嵌入式軟件專業(yè)人才,需要將計(jì)算機(jī)知識、嵌入式系統(tǒng)知識、相關(guān)交叉學(xué)科(電子、通信)基礎(chǔ)知識結(jié)合起來,形成嵌入式軟件專業(yè)方向領(lǐng)域知識。
(3)實(shí)踐能力
培養(yǎng)嵌入式軟件人才,工程實(shí)踐能力非常重要,因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)是以應(yīng)用為中心,要求學(xué)生能借助于硬件開發(fā)平臺進(jìn)行實(shí)際的研究與開發(fā),并且要求學(xué)生具有獨(dú)立設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力,同時(shí)也要求學(xué)生具有團(tuán)隊(duì)合作的能力,這就需要在實(shí)踐技能訓(xùn)練過程中,加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)。
3 課程體系結(jié)構(gòu)
從企業(yè)實(shí)際用人需求出發(fā),分析現(xiàn)階段嵌入式相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、行業(yè)人才需求特點(diǎn)及發(fā)展趨勢,合理地安排課程,是培養(yǎng)優(yōu)秀人才的關(guān)鍵。根據(jù)培養(yǎng)嵌入式人才的能力構(gòu)成將所學(xué)課程歸納為如下五個(gè)模塊:
人文社科模塊(A模塊):在于強(qiáng)化學(xué)生的思想道德素質(zhì)、文化素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì),讓學(xué)生對社會(huì)環(huán)境有所認(rèn)識和了解。可安排政治思想、形勢與政策、法律等人文社科方面的課程,大學(xué)語文、英語、體育、心理學(xué)、經(jīng)營管理等方面的課程,以及培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力相關(guān)的課程也放在該模塊中。
基礎(chǔ)學(xué)科模塊(B模塊):在于為學(xué)生打下扎實(shí)的基礎(chǔ)知識,主要安排高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等方面的基礎(chǔ)課程。
專業(yè)知識模塊(C模塊):是體現(xiàn)本專業(yè)業(yè)務(wù)能力和素質(zhì)的核心、涉及專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程。
專業(yè)基礎(chǔ)課程主要有離散數(shù)學(xué)、電路與電子學(xué)、邏輯設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成原理、匯編語言程序設(shè)計(jì)、高級語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)概論和學(xué)科前沿講座。
專業(yè)核心課程主要有操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、嵌入式微處理器原理與接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、算法設(shè)計(jì)與分析、軟件工程方法學(xué)、Java 語言程序設(shè)計(jì)。
實(shí)踐教學(xué)模塊(D模塊):培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工作能力和操作技能,主要安排為實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、職前培訓(xùn)或案例分析等環(huán)節(jié)。
專業(yè)擴(kuò)展模塊(E模塊):是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識和職業(yè)適應(yīng)能力,該模塊課程設(shè)置為選修課程,可分為專業(yè)必修課程和專業(yè)任選課程。必修課程主要有嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、DSP軟件開發(fā)技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用。專業(yè)任選課程可安排多種不同要求的選修課,任選課有 Windows 環(huán)境與編程、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、無線局域網(wǎng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)安全技術(shù)、J2ME、移動(dòng)通信、家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、WinCE 操作系統(tǒng)、嵌入式Linux操作系統(tǒng)、傳感器概論等。
4 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
為了讓學(xué)生能夠深入地理解和掌握嵌入式軟件開發(fā)與設(shè)計(jì)技術(shù),必須建立嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)室,在建立嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)實(shí)之前,首先要對嵌入式實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)體系、實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y隊(duì)伍等諸多方面進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)和規(guī)劃,以保證嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)室能夠滿足學(xué)生掌握嵌入式軟件開發(fā)與設(shè)計(jì)的要求。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo),實(shí)驗(yàn)室要配備相應(yīng)的硬件開發(fā)環(huán)境和軟件。硬件包括開發(fā)板、仿真器等必須的硬件設(shè)備,最好采用以ARM9為核心的實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺,軟件包括常用的Linux、μC/OS、VxWorks、WinCE等常用操作系統(tǒng),以及相應(yīng)的軟件開發(fā)工具。實(shí)驗(yàn)室要有經(jīng)驗(yàn)豐富的、具有項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。
5 結(jié)束語
在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中設(shè)置嵌入式軟件專業(yè)方向是可行的,它符合社會(huì)發(fā)展的需要。由于嵌入式系統(tǒng)將多種學(xué)科交織在一起,所以在制訂教學(xué)計(jì)劃,專業(yè)知識結(jié)構(gòu)和課程體系時(shí)要充分考慮各學(xué)科的知識點(diǎn),形成嵌入式軟件專業(yè)方向人才培養(yǎng)的獨(dú)特體系。
參考文獻(xiàn):
[1] 魏洪興,王田苗. 軟件專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程體系研究[C].第三屆全國高等院校嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研討會(huì)論文集,北京:清華大學(xué)出版社,2005.
[2] IEEE Computer Society/ACM Task Force on Computing Curriculum. Computing Curricula-Computer Enginnering “Iron-Man Draft”. June 8,2004 (/ece/CCCE/).
[3] 康一梅. 嵌入式軟件工程人才系統(tǒng)化教育探索[C].第三屆全國高等院校嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研討會(huì)論文集.北京:清華大學(xué)出版社,2005.
[4] 2006年第三屆全國高等院校嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研討會(huì)第一屆全國嵌入式系統(tǒng)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006.
明確辦學(xué)指導(dǎo)思想、辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)是通信工程專業(yè)建設(shè)的首要目標(biāo)。在專業(yè)建設(shè)上,受師資、教學(xué)條件的限制,專業(yè)發(fā)展方向上不可能面面俱到,因此考慮到地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展對人才的需求和專業(yè)特點(diǎn),通信工程專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位為:培養(yǎng)能夠掌握通信工程專業(yè)的基本理論、基本知識、基本技能的,具有通信系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用、維護(hù)和工程管理能力的,具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的,能夠從事通信工程方面的教學(xué)、科研和應(yīng)用開發(fā)工作的應(yīng)用型工程技術(shù)人才和工程管理人才。在專業(yè)發(fā)展的方向上,把“通信網(wǎng)與交換”及“移動(dòng)通信”作為專業(yè)建設(shè)方向的突破點(diǎn)。
二、通信工程專業(yè)建設(shè)的方案及策略
(一)重構(gòu)課程體系,突出實(shí)踐創(chuàng)新與工程能力
培養(yǎng)緊密結(jié)合學(xué)?!芭囵B(yǎng)具有社會(huì)主義覺悟,扎實(shí)理論基礎(chǔ),較強(qiáng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才和管理人才”的人才培養(yǎng)目標(biāo),突出專業(yè)能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識的培養(yǎng);通過修訂培養(yǎng)方案、優(yōu)化課程體系,科學(xué)合理設(shè)置理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和創(chuàng)新教育三個(gè)模塊,具有以下特點(diǎn):科學(xué)設(shè)計(jì)課程體系,課程的設(shè)置既體現(xiàn)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn),也充分體現(xiàn)了本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求;優(yōu)化課程內(nèi)容,改革教學(xué)方法,加強(qiáng)學(xué)生“三個(gè)能力”,即學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng);加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié),完善實(shí)踐教學(xué)體系,增加工程實(shí)踐訓(xùn)練及綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)分比例;將創(chuàng)新教育納入教學(xué)體系,提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和工程實(shí)踐能力。
(二)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)工程意識與工程應(yīng)用能力
培養(yǎng)技術(shù)基礎(chǔ)課程。對原有課程陳舊內(nèi)容進(jìn)行刪減,對內(nèi)容重復(fù)交叉的相關(guān)課程進(jìn)行重新整合;壓縮理論教學(xué)學(xué)時(shí),增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)比重,由原來的25%增加到35%。專業(yè)成組課程?!秾I(yè)成組選修課》的設(shè)置是根據(jù)專業(yè)方向〈通信網(wǎng)絡(luò)與交換〉而設(shè)置的。《現(xiàn)代交換原理》主要講述了現(xiàn)代通信網(wǎng)的幾種交換方式,即電路交換,分組交換原理。電路交換主要以程控?cái)?shù)字電話交換原理為例,分組交換原理主要講述了以IP分組交換為代表的交換原理,符合當(dāng)今電信網(wǎng)的發(fā)展?!豆饫w通信》主要講述了通信網(wǎng)絡(luò)的主要傳輸技術(shù),即講述了光纖通信系統(tǒng),同時(shí)講述了SDH同步數(shù)字系列傳輸技術(shù),配合綜合通信平成SDH光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?!队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信》主要配合當(dāng)今通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢是IP通信,課程主要講述了TCP/IP協(xié)議,路由設(shè)置等,符合專業(yè)的發(fā)展要求。選修課程。對于學(xué)科技術(shù)基礎(chǔ)選修課,結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)的需要,實(shí)施了專業(yè)選修課改革。專業(yè)選修課不是固定不變的,而是跟蹤通信前沿技術(shù),不斷更新選修課的設(shè)置,如2013年開設(shè)了無線通信新技術(shù)。實(shí)驗(yàn)課程。對于實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程實(shí)驗(yàn),采取獨(dú)立設(shè)課方式,如通信原理、高頻電子線路課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容獨(dú)立設(shè)課;對原有陳舊、老化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化整合,更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,增加與工程實(shí)踐相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例。
(三)改革教學(xué)方法,注重學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力綜合素質(zhì)的培養(yǎng)
1.理論教學(xué)方法改革?;A(chǔ)課程采用引導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué)方法;專業(yè)課程根據(jù)課程的性質(zhì)和特點(diǎn),采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)和工程案例等教學(xué)方法;選修課程聘請企業(yè)高級技術(shù)人員講授有關(guān)新知識、新技術(shù)方面的專業(yè)知識,采用討論式和任務(wù)布置式教學(xué)方法。通過搭建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,拓寬學(xué)生的專業(yè)知識面,加強(qiáng)教師與學(xué)生的溝通與交流。
2.考試方法改革。重要基礎(chǔ)課及專業(yè)主干課程采用“平時(shí)+期中+期末”的模式進(jìn)行考核,通過題庫建設(shè),實(shí)現(xiàn)教考分離,有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力;應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)課程根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件分別采用“筆試+實(shí)驗(yàn)技能測試”和“筆試+設(shè)計(jì)+答辯”的模式進(jìn)行考核;選修課程采用與工程實(shí)踐相關(guān)的小論文和技能測試方式評定成績。
(四)重構(gòu)實(shí)踐教學(xué)體系,改革實(shí)踐教學(xué)方法,強(qiáng)化實(shí)踐創(chuàng)新與工程應(yīng)用能力培養(yǎng)
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革。采用“仿真+操作”的實(shí)驗(yàn)方法。學(xué)生先在計(jì)算機(jī)上利用相關(guān)軟件對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行仿真,得到正確結(jié)果后,再到實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證;采用多媒體輔助的教學(xué)手段,加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用;積極開放實(shí)驗(yàn)室,做到“時(shí)間開放、內(nèi)容開放”,讓學(xué)生自主選擇和預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間和項(xiàng)目。
2.課程設(shè)計(jì)。針對課程內(nèi)容,引入工程項(xiàng)目作為課程設(shè)計(jì)題目來源,加大工程實(shí)踐類題目所占比例;結(jié)合實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,對課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行建模、仿真和數(shù)據(jù)分析;完成實(shí)物制作與調(diào)試,通過答辯的方式對課程設(shè)計(jì)進(jìn)行考核。
3.畢業(yè)設(shè)計(jì)。指導(dǎo)教師由校內(nèi)和外聘的企業(yè)高級工程技術(shù)人員組成;畢業(yè)設(shè)計(jì)題目主要由合作企業(yè)的實(shí)際工程項(xiàng)目和教師科研項(xiàng)目組成;部分學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)在合作企業(yè)完成,由外聘教師和校內(nèi)教師聯(lián)合指導(dǎo),參與企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目的研發(fā)。
4.生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)。生產(chǎn)實(shí)習(xí):依托錦州航星集團(tuán)有限公司和遼工維森光電公司,將學(xué)生安排到企業(yè),熟悉產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié),將所學(xué)知識與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,增強(qiáng)工程實(shí)踐意識,引導(dǎo)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。通過參與企業(yè)的生產(chǎn),提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。畢業(yè)實(shí)習(xí):安排學(xué)生分批去聯(lián)通公司和移動(dòng)公司及錦州航星集團(tuán),以企業(yè)研發(fā)項(xiàng)目和實(shí)際產(chǎn)品作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目來源,根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)內(nèi)容,組織學(xué)生有針對性地去企業(yè)進(jìn)行調(diào)研和實(shí)習(xí)。
(五)構(gòu)建大學(xué)生科技創(chuàng)新教育體系,進(jìn)一步提升工程應(yīng)用能力與創(chuàng)新精神
1.將創(chuàng)新學(xué)分納入教學(xué)體系。創(chuàng)新學(xué)分獲取途徑廣泛。通過參加開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、學(xué)科競賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目、教師的科研項(xiàng)目、發(fā)表學(xué)術(shù)論文、獲取資格認(rèn)證等方式獲取創(chuàng)新學(xué)分,進(jìn)一步提升學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
2.建立大學(xué)生科技創(chuàng)新教育機(jī)制。根據(jù)專業(yè)制定的人才培養(yǎng)方案和規(guī)格,結(jié)合專業(yè)服務(wù)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的要求、專業(yè)特點(diǎn)以及生源質(zhì)量的具體情況,科學(xué)合理地選擇各層次各類科技創(chuàng)新活動(dòng),構(gòu)成本專業(yè)的課外科技創(chuàng)新教育機(jī)制。
3.搭建大學(xué)生科技創(chuàng)新平臺。以實(shí)驗(yàn)室開放課題、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目和大學(xué)生科技競賽等為牽引,以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo),結(jié)合專業(yè)導(dǎo)師制與創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)搭建多層次、多形式的大學(xué)生創(chuàng)新平臺。
4.專業(yè)導(dǎo)師制。遴選具有一定工程背景的教師和企業(yè)技術(shù)人員作為本科生專業(yè)導(dǎo)師。吸納大三、大四專業(yè)排名前20%及具有專業(yè)特長的學(xué)生,因材施教,使部分學(xué)有余力的學(xué)生更深入地研究專業(yè)知識、提高工程實(shí)踐能力。
5.創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和企業(yè)發(fā)展需求,充分利用校企資源,外聘企業(yè)高級技術(shù)人員為校外指導(dǎo)教師,建立“通信工程”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng),通過“小型授課”、“分組討論”等方式,在鞏固基礎(chǔ)課程的同時(shí),加深專業(yè)知識學(xué)習(xí),提高學(xué)生理論水平,擴(kuò)展學(xué)生的知識面,提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
6.大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目。以工程實(shí)踐為背景,結(jié)合專業(yè)知識內(nèi)容,設(shè)置多項(xiàng)開放性實(shí)驗(yàn)課題,吸收學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)際訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)通信工程領(lǐng)域的專業(yè)知識,系統(tǒng)掌握本專業(yè)領(lǐng)域必須的設(shè)計(jì)、計(jì)算、仿真、編程和調(diào)試操作的基本技能。基礎(chǔ)課程競賽。開展英語技能、數(shù)學(xué)建模、計(jì)算機(jī)能力、程序設(shè)計(jì)、電工電子等競賽活動(dòng),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識,使學(xué)生具有較好的科技寫作、外語應(yīng)用和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。專業(yè)技能競賽。開展EDA應(yīng)用、數(shù)字信號處理、單片機(jī)應(yīng)用、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與調(diào)試、嵌入式應(yīng)用、軟件編程等競賽活動(dòng),將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合,掌握扎實(shí)的專業(yè)理論知識,培養(yǎng)學(xué)生具有初步工程設(shè)計(jì)能力。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目。通過校級、省級、國家級創(chuàng)新項(xiàng)目的申報(bào)和實(shí)施,引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)際工程項(xiàng)目的全過程,接受實(shí)際的演練,培養(yǎng)學(xué)生所學(xué)知識和技能的綜合運(yùn)用能力,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)際動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。大學(xué)生科技競賽。積極組織學(xué)生參加國家級、省級的各類科技競賽,如全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、“挑戰(zhàn)杯”競賽、全國大學(xué)生“嵌入式”設(shè)計(jì)競賽,計(jì)算機(jī)能力競賽等,進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
(六)深化教學(xué)改革,提高中青年教師工程實(shí)踐能力
堅(jiān)持年輕教師企業(yè)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)制度,逐步提高教師的工程實(shí)踐能力,側(cè)重考核教師在工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、產(chǎn)學(xué)合作和技術(shù)服務(wù)等方面的能力和成果。有計(jì)劃地組織中青年教師外出學(xué)習(xí)培訓(xùn),深入企業(yè)調(diào)研、實(shí)習(xí),參與企業(yè)生產(chǎn)與實(shí)踐,豐富教師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提升教師的整體教學(xué)能力與科研水平;通過參加院校兩級舉辦的青年教師講課大賽和教師專業(yè)綜合能力競賽,進(jìn)一步提升教師的理論授課水平和工程實(shí)踐指導(dǎo)能力;引進(jìn)高水平的學(xué)科、學(xué)術(shù)帶頭人,鼓勵(lì)青年教師攻讀更高學(xué)歷,提高教師自身的理論水平和工程實(shí)踐能力;聘請企業(yè)的高級工程技術(shù)人員作為本專業(yè)的客座教授,提高本專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)整體的工程實(shí)踐教學(xué)能力。
(七)建立校企合作培養(yǎng)機(jī)制,產(chǎn)學(xué)對接,培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力
以學(xué)校為主體,根據(jù)專業(yè)發(fā)展方向,結(jié)合企業(yè)的人才需求,聯(lián)合建立學(xué)生的培養(yǎng)機(jī)制。聘請行業(yè)內(nèi)資深專家和企業(yè)高級技術(shù)人員組成專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì),對專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、課程內(nèi)容設(shè)置、培養(yǎng)過程及人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等一系列問題進(jìn)行分析和研究,共同制定專業(yè)建設(shè)規(guī)劃。根據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn),確定畢業(yè)生應(yīng)具備的專業(yè)技能結(jié)構(gòu)和要素,進(jìn)行人才培養(yǎng)的“頂層設(shè)計(jì)”。
三、結(jié)束語
關(guān)鍵詞:通信工程專業(yè) 教學(xué)改革 措施
中圖分類號:G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.046
1 普通高校教育中通信工程專業(yè)存在的教學(xué)問題
1.1 教學(xué)方法和觀念陳舊
當(dāng)前,國內(nèi)普通高校大約300余所院校均設(shè)置了通信工程專業(yè),但是隨著高等教育的不斷發(fā)展存在參差不齊的現(xiàn)狀[1]。作為歷史悠久的傳統(tǒng)學(xué)科,通信工程專業(yè)的內(nèi)容也在不斷豐富,但是已有的學(xué)科慣性影響了教師教學(xué)方法以及理念的更新,在陳舊的教學(xué)方法之上,部分學(xué)校的教學(xué)結(jié)構(gòu)以及教學(xué)內(nèi)容無法形成獨(dú)立運(yùn)作的教學(xué)模式,教學(xué)體系不健全,無法與當(dāng)下社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)。
1.2 缺乏專業(yè)特色
不同高校間該專業(yè)的區(qū)別度較為單一,多數(shù)未能形成自身的專業(yè)特色,主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:其一,教學(xué)內(nèi)容較為片面,教學(xué)內(nèi)容不夠精細(xì),未能深入探討,無法囊括教學(xué)必備的知識點(diǎn),存在兩難情況;其二,教學(xué)實(shí)效性較低,在信息快速發(fā)展的社會(huì)中,高校教材仍單純停留在對舊知識點(diǎn)的講解基礎(chǔ)上,無法有效融入高科技知識,學(xué)生進(jìn)入社會(huì)后常感到很多理論知識無法發(fā)揮作用,而由于部分教師過于重視完成教學(xué)任務(wù),忽視通信工程的實(shí)踐操作,學(xué)生偏重理論,實(shí)踐能力較低情況普遍存在。
1.3 通信工程專業(yè)改革目標(biāo)的確定
在進(jìn)行通信工程專業(yè)改革時(shí),須首先明確改革目標(biāo),保證改革的方向[2]。改革需堅(jiān)持實(shí)踐性、時(shí)代性以及專業(yè)性原則:專業(yè)性即加強(qiáng)教學(xué)的模塊化改革,從實(shí)際出發(fā)確定改革方向,并不斷細(xì)化目標(biāo),加強(qiáng)科學(xué)調(diào)研,為電子通信技術(shù)的發(fā)展提供智力支持;時(shí)代性即與時(shí)展保持同步,結(jié)合社會(huì)需要及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容,更新知識體系;實(shí)踐性即以社會(huì)需求為導(dǎo)向,加強(qiáng)理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力的力度,提升高校學(xué)生服務(wù)社會(huì)、服務(wù)企業(yè)的水平。
2 高校通信工程專業(yè)的改革措施探析
2.1 加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革
高校教學(xué)制定教學(xué)方法的載體在于教學(xué)內(nèi)容,因此需對專業(yè)課程體系進(jìn)行合理、科學(xué)設(shè)置,加強(qiáng)因材施教的研究,避免空談教學(xué)方法[3]。通信工程專業(yè)在教學(xué)內(nèi)容改革方面,加強(qiáng)基礎(chǔ)知識合理比例的教學(xué),并與當(dāng)前的先進(jìn)技術(shù)結(jié)合,同時(shí),在教材中增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的比例,例如,可通過社會(huì)實(shí)踐以及實(shí)驗(yàn)的方法增加教學(xué)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)需在特定實(shí)驗(yàn)室完成,是對學(xué)生運(yùn)用知識能力的考察,可將實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要安排在大一、大二學(xué)年內(nèi)完成;大三、大四學(xué)年可重點(diǎn)增加實(shí)用教學(xué)內(nèi)容,鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力。
在教育方法的改革中,應(yīng)明確教學(xué)方法并非通過口授、書本以及黑板等方式完成,通訊工程本身的特性要求對計(jì)算機(jī)媒體技術(shù)進(jìn)行充分利用,并且將“嵌入式教學(xué)系統(tǒng)”引入到教學(xué)課程改革中,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為前提,以實(shí)際應(yīng)用為中心,實(shí)現(xiàn)硬件軟件可裁剪、加強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)教學(xué)方法的探討。
2.2 建立多層次、立體化的實(shí)踐教學(xué)體系
通信工程專業(yè)完成實(shí)踐教學(xué),主要環(huán)節(jié)包括:課程實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)習(xí)畢業(yè)設(shè)計(jì),在不同的環(huán)節(jié)均具有不用的教學(xué)計(jì)劃以及培養(yǎng)方案,但各個(gè)環(huán)節(jié)獨(dú)立性較強(qiáng),整體仍然偏重理論,學(xué)生僅僅能夠完成對孤立知識點(diǎn)的學(xué)習(xí),無法全面掌握知識。在全面型人才培養(yǎng)方面,需加強(qiáng)教學(xué)整體目標(biāo)的改革,向?qū)嵺`教學(xué)不同環(huán)節(jié)細(xì)化,確保整體教學(xué)目標(biāo)的完成。
實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建,突出實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),將教學(xué)與行業(yè)要求、企業(yè)發(fā)展需求結(jié)合,發(fā)展了“訂單式”教學(xué)[4]。為了提升學(xué)生的實(shí)踐能力,加強(qiáng)不同實(shí)踐環(huán)節(jié)間的聯(lián)系,在提升學(xué)生工程素質(zhì)方面,可設(shè)計(jì)構(gòu)建校內(nèi)外結(jié)合的7大實(shí)踐教學(xué)模塊,共同構(gòu)成高校通信工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)機(jī)制(如下圖),加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的融合,全面提升學(xué)生綜合能力。
圖2-1通信工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖
2.3 加強(qiáng)教學(xué)模式的創(chuàng)新
工程通信專業(yè)進(jìn)行改革,須對實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革,加強(qiáng)設(shè)計(jì)性、綜合性較強(qiáng)的教學(xué)模式的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力[5]。
為了應(yīng)對高校實(shí)踐教學(xué)資源與多元化的教學(xué)需求間存在的問題,滿足當(dāng)前通信工程專業(yè)的啟發(fā)式教育、個(gè)性化教育需求,可以逐步構(gòu)建網(wǎng)上互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng),使教學(xué)課堂不僅局限于教室內(nèi),還可以通過計(jì)算機(jī)加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。這一教學(xué)改革措施旨在提升學(xué)生興趣以及對專業(yè)問題的自主探索基礎(chǔ)上,促使學(xué)生自主通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)例對比解決問題,提升學(xué)生問題解決能力。同時(shí),還可鼓勵(lì)專業(yè)任課教師積極興建個(gè)人網(wǎng)站,建立課程網(wǎng)頁以及網(wǎng)絡(luò)自助教學(xué)體系,利用網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的資源優(yōu)勢完成互動(dòng)教學(xué)目標(biāo)。
3 結(jié)語
通信工程專業(yè)是一個(gè)知識爆炸特點(diǎn)突出的專業(yè),在進(jìn)行高校教學(xué)改革的過程中,必須及時(shí)更新教學(xué)理念以及教學(xué)思想,對未來社會(huì)人才的智能結(jié)構(gòu)、知識體系的需求狀況進(jìn)行分析,對更新專業(yè)課程內(nèi)容給予重視,加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的改革,重視高??蒲信c教學(xué)的結(jié)合,構(gòu)建科學(xué)合理的教學(xué)管理機(jī)制,如此才能發(fā)揮高等教育的作用,為社會(huì)培養(yǎng)高層次人才。
參考文獻(xiàn):
[1]葛耀崢,周永明,金一平.工程教育高級班工程實(shí)踐的新思維[J].世界華商經(jīng)濟(jì)年鑒·高校教育研究,2008,(11):23-24.
【論文摘要】介紹嵌入式系統(tǒng)的概念和發(fā)展?fàn)顩r,以及目前國內(nèi)外嵌入式系統(tǒng)在獨(dú)立學(xué)院教育的現(xiàn)狀,根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐,結(jié)合目前本校開展嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出適合我國獨(dú)立學(xué)院開展嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)模式。
1.引言
目前,國內(nèi)開設(shè)有關(guān)嵌入式系統(tǒng)課程的獨(dú)立學(xué)院極少,培養(yǎng)出的基于Linux平臺上的嵌入式軟件開發(fā)人員更是鳳毛麟角。所以,注重應(yīng)用能力培養(yǎng)的獨(dú)立院校,特別是有計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的工科獨(dú)立院校,應(yīng)該盡早引入嵌入式系統(tǒng)的教育,結(jié)合自己專業(yè)特點(diǎn),大力開展嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)工作。
2.嵌入式系統(tǒng)簡介
嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng),而是指小型、專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲(chǔ)器及外設(shè)器件和I/O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件(要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)操作)和應(yīng)用程序編程。有時(shí)設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組合在一起,應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為;操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。
3.國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的現(xiàn)狀
國內(nèi)教育界將嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)大致分為三類:軟件學(xué)院專業(yè)嵌入式教學(xué);計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式教學(xué);電子、自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)嵌入式教學(xué),對于嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)研討從嵌入式課程體系的設(shè)置、嵌入式理論教學(xué)的開展、嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展、嵌入式綜合設(shè)計(jì)與學(xué)生工程實(shí)訓(xùn)等幾方面展開。
4.嵌入式系統(tǒng)教學(xué)模式的探討
綜觀國內(nèi)外,長期以來都沒有專門針對嵌入式系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)科設(shè)置,從事該領(lǐng)域的研發(fā)人員都來自不同專業(yè)背景,例如自控、電子工程、通信工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)。由于知識結(jié)構(gòu)不能完全滿足嵌入式系統(tǒng)工程的要求,需要經(jīng)過較長的再培訓(xùn)才能勝任嵌入式系統(tǒng)工程師的工作。嵌入式系統(tǒng)教育給傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)、電子信息工程教育帶來了巨大的沖擊和挑戰(zhàn),也帶來了歷史的發(fā)展機(jī)遇。嵌入式系統(tǒng)工程(ESE)是一個(gè)全新的專業(yè),需要企業(yè)和社會(huì)的認(rèn)知過程,課程體系需要經(jīng)歷設(shè)計(jì)、發(fā)展、完善的過程。
通過與國內(nèi)其他高校的專家的探討與學(xué)習(xí),結(jié)合西部高校普遍存在的資金非常缺乏,實(shí)驗(yàn)條件的局限,以及電子信息工程專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn),我們積累和總結(jié)出關(guān)于嵌入式系統(tǒng)教育教學(xué)模式的一些想法,列舉如下:
4.1 建立一套適合學(xué)校特點(diǎn)的課程體系
嵌入式課程是近幾年來建立的一門新課程,有它自身的特點(diǎn)、規(guī)律。嵌入式的課牽扯面很廣,包括研究生的課程、本科生的課程、技能課程的培訓(xùn)等。由于該課程與實(shí)際結(jié)合得非常緊密,容易教成短期培訓(xùn),而作為一門課程要有自己的規(guī)律,不要把這個(gè)課程做成嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的技能培訓(xùn),要結(jié)合獨(dú)立學(xué)院的自身培養(yǎng)目標(biāo)特點(diǎn)制定出相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃以及實(shí)施方案。例如在我校,針對電子信息工程專業(yè),目前師資力量等都不能滿足直接建立一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的專業(yè),設(shè)想把嵌入式系統(tǒng)設(shè)定為電子信息工程專業(yè)本科主修方向,在低年級時(shí)開設(shè)相關(guān)的專業(yè)選修課,讓有意于此方向的學(xué)生打好基礎(chǔ),在本科高年級進(jìn)一步學(xué)習(xí)。作為電子信息工程專業(yè),在教學(xué)中一定不能光注重應(yīng)用,也要將清楚計(jì)算機(jī)本身的規(guī)律在什么地方,為什么發(fā)展嵌入式,有什么原理進(jìn)行探討,從而建立一套適合我們特點(diǎn)的課程體系。
4.2 課程應(yīng)該分層次
嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的層面應(yīng)不同,有研究生、本科生高年級、重點(diǎn)大學(xué)、普通大學(xué)、獨(dú)立學(xué)院等的分別,在授課時(shí)有所區(qū)別。在本學(xué)院推行這門課,考慮到針對的是電子信息工程專業(yè),和其他學(xué)院的側(cè)重點(diǎn)是不同的,但作為電子信息專業(yè)中的一個(gè)主修方向,在教學(xué)中應(yīng)該突出原理與應(yīng)用的緊密結(jié)合且能體現(xiàn)出理論和實(shí)踐并重的特點(diǎn),在教材的選定上應(yīng)該包括有關(guān)嵌入式處理器、操作系統(tǒng)(linux或ubantu)、開發(fā)平臺和應(yīng)用,重點(diǎn)學(xué)習(xí)原理及相關(guān)應(yīng)用。
4.3 主動(dòng)去獲得更多的支持
由于學(xué)校在技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、資金等方面有很多的困難,所以應(yīng)該主動(dòng)尋求以獲得更多的幫助,例如主動(dòng)跟國內(nèi)外相關(guān)公司索取資料、設(shè)備,要求一些技術(shù)支持等,積極組織教師參加全國范圍的各種嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研討會(huì)、及到各知名企業(yè)進(jìn)修,讓教師深入了解技術(shù)發(fā)展。
4.4 可利用仿真軟件、書籍內(nèi)容輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)
如果讓理論知識能讓學(xué)生達(dá)到所見即所得是本課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),由于資金的缺乏,現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)板很昂貴,應(yīng)采用仿真和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,一部分學(xué)生在SkyEye、microwindows仿真環(huán)境下做實(shí)驗(yàn),一部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)板上面做實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)之后再一起互相討論。
4.5 利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行教學(xué)交流
由于教師對嵌入式系統(tǒng)課程不熟悉,在教學(xué)中要自己一邊學(xué)習(xí)一邊講課,應(yīng)該充分利用極其豐富的網(wǎng)絡(luò)資源,例如教學(xué)課件及背景資料都可以從網(wǎng)站上下載,教師和學(xué)生均可通過論壇交流。
4.6 全國高校大學(xué)生電子競賽及行業(yè)相關(guān)競賽
通過組織學(xué)生參加全國高校大學(xué)生電子競賽來深入了解和學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)。雖現(xiàn)在的電子競賽還沒有直接用到嵌入式系統(tǒng),但是我們必須現(xiàn)在開始在思想上有所改變,主要是使學(xué)生多搞創(chuàng)新想法,而不僅僅是產(chǎn)品創(chuàng)新。
5.結(jié)語
嵌入式系統(tǒng)工程是一個(gè)全新的專業(yè),目前的關(guān)鍵是怎樣與現(xiàn)有專業(yè)學(xué)科融合,以及怎樣進(jìn)行現(xiàn)有課程體系的改革和調(diào)整。我國在嵌入式系統(tǒng)教育方面起步較早的是北京大學(xué)軟件與微電子學(xué)院的嵌入式系統(tǒng)系,他們已經(jīng)形成了較為完善的課程體系、專業(yè)水平較高的師資隊(duì)伍和與國際技術(shù)接軌的嵌入式系統(tǒng)工程實(shí)踐環(huán)境,目前,嵌入式系統(tǒng)系在我院本科生達(dá)到480人。獨(dú)立學(xué)院由于很多因素的制約在教育上也比較落后,但已經(jīng)積極行動(dòng)起來,投身到嵌入式系統(tǒng)教育中去,為我國嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展輸送更多的優(yōu)秀人才。
參考文獻(xiàn)
[1]馬忠梅.嵌入式系統(tǒng)教學(xué)模式探討[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2008(11):5-37.
關(guān)鍵詞:虛實(shí)結(jié)合 嵌入式系統(tǒng) 單片機(jī) 應(yīng)用創(chuàng)新
中圖分類號:G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)10(b)-0078-02
隨著近年來大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的發(fā)展,高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽也層出不窮。以單片機(jī)為首的嵌入式系統(tǒng)課程是完成許多創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的基本技能,學(xué)生們迫切需求掌握單片機(jī)一類的技術(shù),不少學(xué)生大一剛進(jìn)校就尋求該方面的技能學(xué)習(xí),擁有了一定基礎(chǔ)后,參加各類比賽,為自己的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃添加砝碼。
而這類課程出于整體教學(xué)計(jì)劃的安排及前驅(qū)后續(xù)課程的銜接考慮,一般學(xué)校都安排在第5學(xué)期,而此時(shí)已有不少學(xué)生參加了各類比賽,對單片機(jī)技術(shù)多少有了一定的了解和掌握,甚至有個(gè)別同學(xué)十分精通。這部分人在第5學(xué)期選修該課程無疑是浪費(fèi)時(shí)間,而不選的話又沒有這科在就業(yè)中份量較重的成績。
綜上考慮,在有限的課時(shí)內(nèi),讓學(xué)生了解更多的知識,使課堂上的內(nèi)容融入現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中,使有嵌入式基礎(chǔ)的學(xué)生更能發(fā)揮其能力,無基礎(chǔ)的學(xué)生也能快速地學(xué)到單片機(jī)技術(shù)的基本技能,筆者學(xué)校嵌入式系統(tǒng)課程進(jìn)行了課程改革,突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式,探索新的教學(xué)方法,切實(shí)提高學(xué)生的獨(dú)立動(dòng)手和解決問題的能力。
1 教改方案
1.1 以案例引導(dǎo)的課堂講解
單片機(jī)原理及應(yīng)用是一門只有在探索、實(shí)踐中才能學(xué)到東西的課程。在課堂上一味地灌輸,不僅無法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生能力的目的,還會(huì)使學(xué)生提不起興趣。
把具體的時(shí)尚創(chuàng)意產(chǎn)品拿到課堂上講解,讓學(xué)生對實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)有一個(gè)感性認(rèn)識,同時(shí)讓學(xué)生經(jīng)歷單片機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的過程,掌握單片機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)過程中用到的各種軟件及其工具,這對培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、與實(shí)際聯(lián)系的能力是大有益處的,使學(xué)生真正地應(yīng)用所學(xué)的知識去設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。
采用實(shí)體產(chǎn)品演示,另一目的是給學(xué)生引入市場價(jià)格觀念。單片機(jī)在電子行業(yè)應(yīng)用極其廣泛,該課程又屬于應(yīng)用設(shè)計(jì)類課程,與實(shí)際緊密結(jié)合,所以一定要有市場和成本觀念。在講授有關(guān)設(shè)計(jì)方面內(nèi)容時(shí),應(yīng)注重使學(xué)生樹立起經(jīng)濟(jì)效益、性能價(jià)格比的觀念,這對于工科的學(xué)生是十分重要的。不能只講授設(shè)計(jì)而沒有經(jīng)濟(jì)效益觀點(diǎn),要把幾種設(shè)計(jì)方案加以比較, 注重工程上的可行性、性能價(jià)格比。
1.2 以虛實(shí)結(jié)合的半實(shí)物仿真教學(xué)平臺
以筆者學(xué)校國家級“電子信息與通信工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”建設(shè)為契機(jī),結(jié)合通信工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室資源,建立一個(gè)全方位的網(wǎng)絡(luò)化單片機(jī)學(xué)習(xí)環(huán)境,包括一個(gè)擁有30套單片機(jī)最小開發(fā)系統(tǒng)板的硬件實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)和學(xué)生電腦都配備Proteus仿真軟件,同時(shí)建立一個(gè)學(xué)習(xí)網(wǎng)站和一個(gè)答疑提問QQ/微信群。
課程初期,學(xué)生可以通過Proteus仿真軟件進(jìn)行純計(jì)算機(jī)仿真,滿足一些基本概念和軟件操作的練習(xí);課程中期,學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室完成基礎(chǔ)的硬件實(shí)驗(yàn),認(rèn)識基本硬件的組成和功能;課程后期,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立完成綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)單片機(jī)綜合應(yīng)用能力。而在整個(gè)過程中,學(xué)生可以通過校內(nèi)電子信息與通信工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、學(xué)習(xí)網(wǎng)站、QQ群/微信群隨時(shí)地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容,與老師、學(xué)生進(jìn)行信息交流,提供及時(shí)的幫助,讓學(xué)生學(xué)有參考、問有答案、練有指導(dǎo)的全程陪護(hù)學(xué)習(xí)。
1.3 以學(xué)生獨(dú)立自主的課后大型綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
單片機(jī)課程有一個(gè)顯著特點(diǎn),就是以興趣為引導(dǎo)的立即求知性。當(dāng)學(xué)生看到案例演示時(shí),只要激發(fā)起興趣,那么他馬上就想學(xué)習(xí),馬上會(huì)自己動(dòng)手去做,更想知道下一次課還能學(xué)到什么。而原本課程的安排一周一次,一次2學(xué)時(shí),花4個(gè)月去學(xué)習(xí),這無疑大大削弱了學(xué)生的積極性。
該課程整合授課時(shí)間,每周兩次課4學(xué)時(shí),8周時(shí)間講完,緊湊的課時(shí)安排,讓學(xué)生迅速地學(xué)完該課程,并立即開展應(yīng)用。而后8周時(shí)間,由學(xué)生利用課余時(shí)間,經(jīng)過獨(dú)立思考和動(dòng)手,完成一個(gè)貼近實(shí)際的項(xiàng)目,真正地做到學(xué)以致用。
大型綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目以創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為主要培養(yǎng)目標(biāo),綜合考察全面應(yīng)用單片機(jī)各個(gè)知識點(diǎn)的能力,將原來分散的小型演示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)集成為一個(gè)大型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目。首先,實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備大量的備選項(xiàng)目(2~3人1組,題目不重),并制訂項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)書,給出設(shè)計(jì)目標(biāo)、總體設(shè)計(jì)思路、軟硬件資源以及最后要_到的效果等。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生自創(chuàng)項(xiàng)目(需老師認(rèn)可所應(yīng)用到的知識點(diǎn)是否全面)。
學(xué)生分組選擇項(xiàng)目后,組織學(xué)生討論,使學(xué)生充分發(fā)揮想象力,引導(dǎo)學(xué)生思考并提出項(xiàng)目解決方案,描繪出設(shè)計(jì)藍(lán)圖;然后開始查找資料、論證方案、設(shè)計(jì)電路、焊接硬件、編寫程序、最后調(diào)試,整個(gè)過程以學(xué)生為主,教師指導(dǎo)點(diǎn)撥為輔,注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
1.4 因材施教,分層次地進(jìn)行教學(xué)
該課程安排在第三學(xué)年第5學(xué)期,有不少學(xué)生已在大一大二時(shí)參加了一些培訓(xùn)或自學(xué)完了單片機(jī),并參加了各類比賽。針對這樣的學(xué)生,開展分層次教學(xué)法,引導(dǎo)有能力的學(xué)生不僅僅局限于51單片機(jī)技術(shù),對AVR、K60、STM32、ARM等高端單片機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí),同時(shí),在完成大型綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的時(shí)候,認(rèn)可不同類型的單片機(jī)出現(xiàn),使學(xué)生真正地活學(xué)活用,不拘泥于教材與課堂的約束。
1.5 建立考核新模式
打破原有筆試考核方式,注重考核學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識,以改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和思維方式??己酥饕怀鰧χR的理解能力、綜合應(yīng)用能力以及解決問題的實(shí)踐能力的考察,促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí),以達(dá)到教學(xué)的主要目的。
考核的能力主要有:(1)專業(yè)知識應(yīng)用能力,包括電路分析、電子技術(shù)、檢測技術(shù)、計(jì)算機(jī)高級語言、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)與制作。(2)實(shí)際應(yīng)用能力,包括硬件焊接能力、各類技術(shù)文檔撰寫能力、PPT匯報(bào)與口頭表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
另外,不同的項(xiàng)目,制作難度肯定存在差異,這就需要兼顧公平性,在出題階段,就要考慮調(diào)整設(shè)計(jì)方案來減小不同題目間差異;在口試時(shí),主要考察學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握程度,避免演示操作看起來很好,一問卻什么也不會(huì)的情況,同樣,口試也要設(shè)定可量化的問題,以示公平。
2 結(jié)語
通過課后項(xiàng)目的方式,學(xué)生能將單片機(jī)的各個(gè)知識點(diǎn)融合到一個(gè)大型綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中,這樣既鞏固了相關(guān)知識點(diǎn),同時(shí)提高了單片機(jī)的實(shí)踐操作能力,為后續(xù)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)奠定了一定的基礎(chǔ)。更重要的是,讓學(xué)生經(jīng)歷了單片機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的全過程,知道了一個(gè)產(chǎn)品從無到有的設(shè)計(jì)與制作過程,開拓了學(xué)生在創(chuàng)業(yè)方面的眼界,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和強(qiáng)化現(xiàn)代工程意識,有助于大學(xué)生對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的正確認(rèn)識。
以學(xué)科競賽為激勵(lì)和培養(yǎng)目標(biāo),激發(fā)有基礎(chǔ)的學(xué)生自主探索更高層次的單片機(jī)應(yīng)用,參加更高級別的競賽,更多地給學(xué)生展示自己的機(jī)會(huì),這樣不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,還鍛煉了能力,增強(qiáng)了自信心。幾年來,該校學(xué)生在電子設(shè)計(jì)大賽、挑戰(zhàn)杯創(chuàng)業(yè)大賽等各類學(xué)科競賽中,屢獲佳績,收到了很好的效果,為走入社會(huì)工作打下很好的基礎(chǔ),提高了就業(yè)競爭力。
參考文獻(xiàn)
[1] 張玉伽.虛擬實(shí)驗(yàn)平臺在嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].科學(xué)中國人,2016(3):341.
關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng);項(xiàng)目驅(qū)動(dòng);能力培養(yǎng);創(chuàng)新實(shí)踐
作者簡介:彭道剛(1977-),男,重慶人,上海電力學(xué)院自動(dòng)化工程學(xué)院,教授;李輝(1979-),男,新疆烏魯木齊人,上海電力學(xué)院自動(dòng)化工程學(xué)院,副教授。(上海 200090)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)28-0092-02
嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)新興且非常熱門的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域,由于掌握嵌入式系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)人才的嚴(yán)重匱乏,使得嵌入式硬件和軟件研發(fā)的工程師成為了近年來較為熱門的職業(yè)之一。因此,目前在全國各高校都掀起了一股嵌入式系統(tǒng)教學(xué)與實(shí)踐的熱潮。由于具有較強(qiáng)的技術(shù)性、實(shí)踐性和綜合性等特點(diǎn),因此,有的高校也將其作為卓越工程師創(chuàng)新人才培養(yǎng)的突破口。
針對上海電力學(xué)院(以下簡稱“我校”)自動(dòng)化(含電站自動(dòng)化方向)、測控技術(shù)與儀器(含電站測控方向)等專業(yè)本科學(xué)生,我校嵌入式系統(tǒng)課程組老師就該門課程的教學(xué)過程進(jìn)行了有益的探索和嘗試。借鑒國外先進(jìn)教學(xué)方法和國內(nèi)市場上嵌入式專業(yè)培訓(xùn)公司的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),采用講座式的教育教學(xué)方式對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)培訓(xùn),并采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方法,為學(xué)生提供自動(dòng)化與測控技術(shù)專業(yè)方面的設(shè)計(jì)性、綜合性等課題,讓學(xué)生掌握面向本專業(yè)應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和開發(fā)的全過程;不僅培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手操作能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力,還培養(yǎng)了學(xué)生通過工程項(xiàng)目開發(fā)過程中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,從而解決理論教學(xué)與實(shí)踐相互脫節(jié)的問題,避免出現(xiàn)學(xué)生只會(huì)讀書而缺乏實(shí)踐的高分低能的情況。
一、嵌入式系統(tǒng)教學(xué)過程中的主要問題
開設(shè)嵌入式系統(tǒng)課程的目的是為了培養(yǎng)能從事設(shè)計(jì)和研發(fā)具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的電子產(chǎn)品的創(chuàng)新型大學(xué)生。但由于嵌入式技術(shù)是一門新興技術(shù),目前市面上適合該課程教學(xué)的教材偏少,而且大部分教材中的理論知識偏多,從概念、原理講起,缺乏實(shí)例和直觀性,不適合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。學(xué)生感到抽象、枯燥,課后參考資料又極少,因此學(xué)生起初熱情大,到后來越學(xué)越不懂,最后導(dǎo)致學(xué)生不愛聽,教師教學(xué)也困難。
此外,由于大部分院校所開設(shè)的嵌入式系統(tǒng)課程都是針對各自學(xué)科特點(diǎn),授課知識量大,實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容也較多,使得授課教師往往會(huì)將各種知識點(diǎn)“填鴨式”地灌輸給學(xué)生,忽視了學(xué)生的接受能力和對學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng),導(dǎo)致無法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,影響了該門課程培養(yǎng)創(chuàng)新型大學(xué)生教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
二、嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐平臺的建設(shè)
由于嵌入式系統(tǒng)具有體積小、性能強(qiáng)、功耗低、可靠性高以及面向行業(yè)應(yīng)用的突出特征,目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于軍事國防、消費(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域,嵌入式系統(tǒng)取代單片機(jī)將成為歷史的必然選擇。所以,嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐平臺的建設(shè)顯得格外重要。該平臺不僅可適用于我校自動(dòng)化、測控技術(shù)與儀器等專業(yè),也適合電氣工程及其自動(dòng)化、電子信息工程、網(wǎng)絡(luò)與通信工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的高年級本科生嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程教學(xué)與實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等內(nèi)容,還可適用于碩士研究生和部分優(yōu)秀本科生參加省(市)或全國大學(xué)生嵌入式類競賽。因此,本平臺采用目前流行的嵌入式ARM微處理器,操作上選用嵌入式Linux系統(tǒng)和Window CE操作系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)平臺提供開放式的程序接口,可為使用者預(yù)留豐富的開發(fā)、擴(kuò)展空間,通過具體的實(shí)踐操作,讓使用者掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。圖1所示為嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐平臺。
三、提高大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的改革與實(shí)踐
嵌入式系統(tǒng)課程在大學(xué)生的創(chuàng)新教育方面具有非常重要的地位和作用,教師必須在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中結(jié)合專業(yè)學(xué)科情況而不斷更新教學(xué)方法和實(shí)踐內(nèi)容,只有這樣才能將新的知識點(diǎn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法滲透到教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),進(jìn)而培養(yǎng)出創(chuàng)新實(shí)踐的優(yōu)秀人才。本成果通過以下幾個(gè)方面的改革與實(shí)踐來提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng):
1.合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,理論與實(shí)踐充分結(jié)合
在嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)方法和內(nèi)容上,借鑒國外先進(jìn)教學(xué)方法和國內(nèi)市場上嵌入式專業(yè)培訓(xùn)公司的經(jīng)驗(yàn),采用講座式的教育教學(xué)方式對學(xué)生進(jìn)行基本知識點(diǎn)的教學(xué)培訓(xùn),每次理論課程教學(xué)時(shí),選取最基本、最重要的概念和知識點(diǎn)進(jìn)行講解。理論課后,給學(xué)生充足的時(shí)間消化、吸收和參考網(wǎng)上及其他圖書資料。待學(xué)生掌握這些基本知識后,結(jié)合自動(dòng)化和測控技術(shù)的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域,采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方法,將學(xué)生按2~3人一組,為每組學(xué)生提供設(shè)計(jì)性、綜合性課題,讓其初步掌握面向本專業(yè)應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和開發(fā)的全過程,這樣操作起到了很好的效果。
在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容上,由于嵌入式系統(tǒng)課程的技術(shù)特殊性,以及我校電力行業(yè)的學(xué)科和專業(yè)特色,市面上適合專業(yè)教學(xué)的教材或參考書籍又非常少,而且實(shí)驗(yàn)平臺所對應(yīng)的參考資料僅是針對具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),所以課程組老師出版了《基于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的嵌入式發(fā)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測》(北京:中國電力出版社.2009)作為課程在電力行業(yè)應(yīng)用開發(fā)的參考案例和教材,并編制了適合電力行業(yè)自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)講義,內(nèi)容十分豐富。
2.以學(xué)生為認(rèn)知的主體,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)
在嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)和實(shí)踐中,強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為認(rèn)知的主體。教學(xué)中要盡量選擇一些學(xué)生在平時(shí)生活和專業(yè)知識學(xué)習(xí)中的應(yīng)用問題作為引起其感興趣的內(nèi)容,打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的弊端,以實(shí)例和實(shí)驗(yàn)為主線,實(shí)行講授與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐充分相結(jié)合的教學(xué)方式。根據(jù)課程知識體系,設(shè)計(jì)相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,通過一些簡單的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用,先讓學(xué)生看到實(shí)驗(yàn)的過程及結(jié)果,變抽象為具體,變枯燥為有趣,進(jìn)而激起學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)興趣;然后再讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中逐漸加深理解內(nèi)容,體會(huì)在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中所學(xué)到的知識。
3.采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)提高學(xué)生興趣,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識
為提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力,教學(xué)過程中采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方式,教師在此過程中通過實(shí)踐引導(dǎo)學(xué)生自己去通過實(shí)踐來尋求答案,讓學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),從而達(dá)到培養(yǎng)能力的目的。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方式是通過引入具體的實(shí)例開展教學(xué),在這過程中,授課教師通過給學(xué)生分析項(xiàng)目的需求、設(shè)計(jì)方法等,一步一步地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)實(shí)例項(xiàng)目的學(xué)習(xí),進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生進(jìn)行有目的的學(xué)習(xí)。實(shí)施過程中,將2~3名學(xué)生組成某一個(gè)嵌入式實(shí)例應(yīng)用開發(fā)的興趣小組,每個(gè)學(xué)生都將分擔(dān)具體的工作,履行各自的責(zé)任,共同完成項(xiàng)目,不僅能發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性,更有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性。
此外,充分利用實(shí)驗(yàn)室建立的嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐平臺,把實(shí)驗(yàn)室向所有學(xué)生開放,只要學(xué)生有時(shí)間和興趣,就可以隨時(shí)到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐,指導(dǎo)教師在課外時(shí)間也給予學(xué)生一些必要的指導(dǎo)。同時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)或參與學(xué)校和市級大學(xué)生科創(chuàng)類項(xiàng)目,部分特別優(yōu)秀學(xué)生也參與指導(dǎo)老師承擔(dān)的國家、省部級縱向課題和企業(yè)委托橫向項(xiàng)目。這樣可以讓有能力的同學(xué)進(jìn)行拓展性實(shí)踐,極大地提高了學(xué)生從事科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)的能力。
4.選擇合適的應(yīng)用項(xiàng)目,作為項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐的主線
如何選擇合適且有意義的實(shí)例項(xiàng)目是采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法首先需要考慮的問題。針對嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn),實(shí)例項(xiàng)目應(yīng)該來自能滿足某種行業(yè)和學(xué)科專業(yè)需求,也可以來自于教師的科研項(xiàng)目或者各類創(chuàng)新研究課題和競賽項(xiàng)目,對其難度要求適中,能滿足教學(xué)實(shí)踐要求即可。對于自動(dòng)化、測控技術(shù)與儀器等專業(yè),實(shí)例項(xiàng)目內(nèi)容會(huì)側(cè)重于工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信、智能儀表、DCS控制系統(tǒng)等。在課程教學(xué)時(shí),如果教學(xué)條件具備,可以首先展示實(shí)例樣品,讓學(xué)生有感性認(rèn)識,以調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)興趣和積極性;然后根據(jù)實(shí)踐要求劃分項(xiàng)目模塊,讓學(xué)生了解具體需要開展哪些工作和解決哪些技術(shù)問題。實(shí)踐過程中,各個(gè)小組之間可以互相交流和學(xué)習(xí)借鑒,最終完成從系統(tǒng)需求分析到研究設(shè)計(jì),再到最終產(chǎn)品樣機(jī)的開發(fā)全過程。在這樣的教學(xué)過程中,學(xué)生通過親自動(dòng)手驗(yàn)證所學(xué)的知識,理論與實(shí)際應(yīng)用充分相結(jié)合,真正掌握了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究開發(fā)的能力。
5.改革課程考核方法,突出項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐過程成績
課程考核是整個(gè)教學(xué)過程的重要組成部分,也是直接檢驗(yàn)教學(xué)成果和成效的方式。在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐中,必須突出學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新研究能力的重要性。此外,嵌入式系統(tǒng)這門課程的綜合性和實(shí)踐性也決定了不能用通常的閉卷考試方式來衡量學(xué)生的成績,必須通過大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)來加深學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)知識的理解和掌握。因此,需要改變傳統(tǒng)期末試卷考試的做法,改為注重學(xué)生的平時(shí)成績和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過程成績,將平時(shí)成績和項(xiàng)目實(shí)踐過程成績二者結(jié)合起來的考核方式顯得更加靈活和有效。平時(shí)成績以學(xué)生出勤和在項(xiàng)目實(shí)施過程中提出問題、解決問題的情況為標(biāo)準(zhǔn),項(xiàng)目實(shí)踐過程成績以課程后期實(shí)例項(xiàng)目中的效果以及答辯的情況為標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐考核采取過關(guān)制,執(zhí)行實(shí)踐過程成績不及格,該門課程的總成績就應(yīng)為不合格的考核制度,進(jìn)而從思想深處來改變學(xué)生在其他課程中重理論輕實(shí)踐的現(xiàn)象。由此可見,該考核方式是對項(xiàng)目實(shí)施全過程的考核,而并非僅對最終結(jié)果進(jìn)行考核,可以更加全面地考核學(xué)生在實(shí)例項(xiàng)目學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)。
四、結(jié)束語
根據(jù)我校電力行業(yè)的學(xué)科和專業(yè)特色,結(jié)合嵌入式系統(tǒng)課程的技術(shù)特點(diǎn),通過開展項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革與實(shí)踐,采用講座式的教學(xué)方法,強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為認(rèn)知的主體,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。教學(xué)內(nèi)容上理論與實(shí)踐相結(jié)合,通過學(xué)生和教師的互動(dòng),使學(xué)生在實(shí)踐過程中學(xué)習(xí)理論知識,掌握實(shí)踐操作技能,提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。通過采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐方法,使學(xué)生在課外實(shí)踐中強(qiáng)化知識訓(xùn)練,鍛煉綜合實(shí)踐能力。同時(shí),我校鼓勵(lì)學(xué)生開展各類科技創(chuàng)新項(xiàng)目,極大地提高了學(xué)生從事科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)的能力。
參考文獻(xiàn):
[1]唐永鋒,唐永閣,張金霞.嵌入式課程教學(xué)改革與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)研究[J].科技信息,2010,(22):49.
[2]孫偉,張小瑞,張自嘉.《嵌入式系統(tǒng)》教學(xué)及大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)初探[J].中國科技信息,2012,(1):141-142.
[3]葛芬.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)探討[J].科技信息,2011,(33):38-39.
[4]馮濟(jì)琴,朱革,陳古波.ARM嵌入式系統(tǒng)教學(xué)方法研究及實(shí)踐探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2012,(7):63-65.
[5]張淑艷,馬春龍,王金莉,等.嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2012,(11):64.