嵌入式課程體系
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嵌入式課程體系范文第1篇
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599(2011)23-0000-01
Curriculum Study for Computer Undergraduate Embedded System
Li Biyun,Shi Junping,Li Zongshou
(College of Information Science&Engineering,Jishou University,Jishou 416000,China)
Abstract:For the lag teaching and training in higher education embedded system,this article analyzes the development characteristics of the embedded system,identify curriculum thinking and personnel training objectives of building embedded systems of major computer science in colleges,a new curriculum system with theory and practice of the embedded system is proposed based on the courses of major in computer.
Keywords:Embedded system;Talents training objective;Computer undergraduate;
Curriculum system
一、引言
嵌入式系統是指以應用為核心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積和功耗嚴格要求的專用計算機系統。它由包括微處理器、定時器、微控制器、存儲器、傳感器等一系列微電子芯片與器件，和嵌入在存儲器中的微型操作系統、控制應用軟件組成，共同實現諸如實時控制、監視、管理、移動計算、數據處理等各種自動化處理任務。嵌入式系統以應用為中心，以微電子技術、控制技術、計算機技術和通訊技術為基礎，強調硬件軟件的協同性與整合性，軟件與硬件可剪裁，以滿足系統對功能、成本、體積和功耗等要求[1]。
嵌入式系統已被廣泛地應用于工業控制系統、信息家電、通信設備、醫療儀器、智能儀器儀表等眾多領域，如手機、PDA、MP3、手持設備、智能電話、機頂盒等，可以說嵌入式技術無處不在。由于社會對掌握嵌入式技術人才的大量需求，使嵌入式軟硬件工程師成為未來幾年最為熱門的職業之一。
目前，隨著嵌入式技術越來越熱，國內越來越多的高校陸續開設了相關課程，并建立了嵌入式實驗室。但是通過各種渠道反映出，很多高校嵌入式課程開設的情況不理想，很多學校建立了優良的嵌入式實驗室，卻很難達到理想的授課效果。歸結其原因主要有兩點：一、沒有完善的課程體系；二、需要合適的師資力量。吉首大學作為一所辦在民族地區的省屬高校，其辦學宗旨之一就是為地方經濟建設服務。吉首大學計算機系一直就是秉承此種宗旨來發展和培養應用型人才的。從目前的嵌入式系統技術發展趨勢來看，計算機專業本科教學不僅要面向計算機軟硬件系統，更應與嵌入式系統方向相結合，與人才培養模式和人才需求相結合進行適時調整，從理論及實踐課程體系、師資能力到人才培養模式進行整體規劃，以適應當前應用廣泛的嵌入式系統人才需要。
二、計算機本科專業嵌入式方向的人才培養目標
按照嵌入式技術及其密切相關的電子信息產業目前及未來的發展需求，培養與我國社會主義現代化建設要求相適應的，在德、智、體、美等方面全面發展，掌握計算機科學與技術基本理論、基本知識和基本技能，具有深厚嵌入式理論基礎、能從事嵌入式系統設計與開發、集成電路設計與應用、無線通信等實際工作，具有良好的政治素養、文化科學素養、較強的學習能力、實踐能力和創新意識和綜合解決實際問題能力的高級應用型人才。嵌入式系統方向重點培養學生嵌入式系統軟件工程實踐能力，包括軟件工程及各種嵌入式系統開發技術、調試和測試工具[2]，畢業后學生將具備嵌入式系統軟件開發能力，有能力適應巨大的嵌入式系統產品市場需求，成為嵌入式系統產品企業所急需的掌握嵌入式系統軟件技術的人才。
畢業生具有的知識、素質、能力包括：1.具有良好的思想道德素養和團結協作的精神，熟悉計算機方面的有關法規，遵紀守法，善于合作，勇于創新。掌握較豐富的科學文化知識、較扎實的計算機學科基礎知識、系統的專業基礎知識和基本技能，了解計算機專業的發展趨勢和新進展。2.具有較強的學習能力和實踐能力，能夠熟練地運用多種方法獲取知識、理解知識、掌握知識，能夠綜合性地提出問題、分析問題和解決問題；具有較強的計算機綜合應用能力和一定的科學研究能力。3.掌握嵌入式系統開發的理論和基本方法，具有嵌入式系統軟硬件的設計、開發、調試及維護的基本能力。具體掌握一種嵌入式操作系統，具有在該操作系統環境下設計、編程及開發的能力。兼具軟件及硬件的協調開發能力。4.具有良好的語言表達和書面表達的能力，適應現代社會的交往溝通方式，具有較強的集體合作和組織協調的意識與能力。5.熟練掌握一門外語,并能順利閱讀本專業的外文書刊，了解文獻檢索、資料查詢的基本方法。能夠較熟練地使用英語從事嵌入式方向的研究與開發。
三、計算機本科專業嵌入式系統方向課程體系建設思路
嵌入式系統作為一個完整的智能電子系統，需要掌握有關電子和計算機等相關領域的硬、軟件綜合知識。一般而言，自動化、測控和電子類的學生電子設計的基礎較好，程序設計偏弱；而計算機類的學生程序設計基礎好，電子設計能力偏弱。計算機本科專業嵌入式系統方向課程體系的建設和規劃，應從以下幾方面結合進行。
（一）計算機本科專業課程與嵌入式系統方向相結合
嵌入式系統是將先進的計算機技術以及電子技術與各個行業的具體應用相結合的產物。嵌入式系統的應用范圍可以粗略分為兩大類：電子系統的智能化(工業控制、現代農業、家用電器、汽車電子、測控系統、數據采集等)，計算機應用的延伸(MP3、手機、通信、網絡、計算機設備等)。從這些應用可以看出，要完成一個以MCU為核心的嵌入式系統應用產品設計，需要硬件、軟件及行業領域相關知識。硬件主要有MCU的硬件最小系統、輸入／輸出電路、人機接口設計。軟件設計有固化軟件的設計，也可能含PC機軟件的設計，這些有關嵌入式系統的硬、軟件設計和測試也是計算機系統的組成部分之一，嵌入式系統知識體系最主要的三大技術仍然是計算機體系結構、計算機操作系統和計算機網絡，嵌入式系統方向的課程設置應與這些計算機本科專業課程相結合，在計算機相關軟硬件知識基礎進一步拓展設計和應用知識。
（二）與嵌入式系統自身特點相結合
嵌入式系統以計算機、電子技術為基礎，但嵌入式系統也有其自身的特點。按照層次結構看待嵌入式系統，嵌入式系統分為4層：硬件層、驅動層、操作系統層和應用層，不能片面地從“電子”或“計算機軟件”角度認識嵌入式系統，嵌入式系統軟件硬件密切相關，軟硬件協同設計已經成為電子系統級工具和方法的主要應用，是軟件與硬件的綜合體，沒有對硬件的理解就不可能寫好嵌入式軟件，同沒有對軟件的理解也不可能設計好嵌入式硬件。軟硬件相結合進行課程設置是嵌入式系統的特點要求之一[3]。嵌入式系統設計也是一門實踐性非常強的課程,作為以應用為中心的課程，實踐教學是嵌入式系統教學的關鍵，要求理論與實踐并重，為將學生的操作能力、分析能力、工程設計能力與應用實踐結合起來，引導學生由淺入深地掌握嵌入式系統設計的理論與技術，嵌入式系統方向課程設置應以培養實踐動手能力為核心。
（三）與市場、企業需求相結合
高校計算機專業嵌入式方向從需求的角度，總體培養目標是培養人才市場緊缺，企業需求量大，就業率高的軟硬結合的復合型嵌入式開發工程師。嵌入式系統人才的培養應與社會需求相接軌，充分培養學生技能水平與職業素養，使學生能夠達到企業實際崗位的用人標準，滿足企業應用需求，縮短企業二次崗前培訓，成為具有完備的專業知識和技術能力的應用型人才。
四、嵌入式方向課程體系基本內容
要完成一個嵌入式系統應用產品設計，需要硬件、軟件及行業領域相關知識與實踐訓練，嵌入式方向人才培養的定位為應用型技術人才，綜合計算機本科專業嵌入式系統方向課程體系建設的三個結合點，制定一套培養應用型人才為目標的課程體系[4]。
（一）理論課程體系
計算機科學與技術專業課程包括電路與模擬電子技術、數字邏輯電路、匯編語言程序設計、計算機組成原理、計算機體系結構、微機原理與接口技術等硬件課程；C語言程序設計、離散數學、數據結構與算法、面向對象程序設計（Java和C++）、軟件工程等軟件課程；操作系統原理、計算機網絡、數據庫原理等專業核心課程，這些課程也應該為嵌入式方向的支撐課程群。操作系統考慮嵌入式方向課程設置，應增加Linux操作系統的實訓內容。
在這些計算機專業課程基礎上，刪減原來與嵌入式方向聯系不大，相對獨立的若干專業課程，適當增大嵌入式系統應用技術方向課程比例，構成計算機專業嵌入式方向理論課程體系。基礎課程中增加嵌入式系統概論，硬件層面上增加可編程邏輯器件及描述語言FPGA/VHDL、嵌入式處理器體系結構。軟件層面上增設Linux下C語言編程、嵌入式Linux驅動開發、嵌入式實時操作系統、嵌入式應用程序開發；嵌入式系統級別上考慮軟硬結合增設嵌入式系統設計課程，考慮嵌入式發展方向，增設WinCE設計與開發、嵌入式軟件測試技術課程。
（二）實踐課程體系
嵌入式系統是面向應用的，實踐是整個嵌入式系統課程體系中最重要的環節，其目標是培養學生實際的嵌入式軟硬件設計能力。在嵌入式課程實踐中，采用多層次專業實踐與培訓認證相結合的實踐體系。專業實踐包括課內實驗、課程設計、綜合項目實踐、畢業實習與畢業設計，課內實驗學時占每門課總學時數比例不低于30%，課程設計包括軟硬件和應用系統開發等課程，綜合項目實踐以項目團隊的形式使學生得到團隊協作的訓練，畢業實習以校企合作、實習基地形式進行。課內實驗和課程設計可使學生課程理論知識得到鞏固提高，綜合項目實踐則培養學生階段性綜合性實踐能力，畢業實習和畢業設計可培養學生綜合分析設計的應用能力。目前，在嵌入式專業領域內的知名廠商及相關認證也越來越為更多的大學畢業生及在職工程師所關注，在實踐教學中，引入國際和國內嵌入式認證的培訓內容和知識更新體系，增加實踐動手能力，積累項目開發經驗，增加就業競爭力。
五、結束語
在IEEE計算機協會和ACM共同制定的2004版計算機類課程體系中，嵌入式系統已經被列為核心課程之一。嵌入式系統課程群建設是一項長期、艱難的任務，新知識更新速度明顯快于傳統學科，計算機本科專業嵌入式系統方向課程體系的規劃與建設，需要明確人才培養目標和建設思路，并在計算機專業課程基礎上進行，既重視融合學科的基礎知識積累，又強調實踐性，使嵌入式系統的教學緊隨嵌入式技術的發展。
參考文獻：
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[作者簡介]
嵌入式課程體系范文第2篇
關鍵詞：嵌入式課程；自動化專業；課程定位；教學實踐
嵌入式系統己被廣泛應用于工業控制系統、信息家電、通信設備、醫療儀器等眾多領域。隨著社會的快速發展，行業對嵌入式技術人才的需求日益增加。嵌入式系統和相關技術受到廣大工程技術人員和教育者的關注，正成為新興的熱門領域。與傳統8位單片機嵌入式系統相比，以32位微處理器為核心構成的嵌入式系統的顯著特點是具有自己的操作系統和應用軟件，在實現復雜多任務功能時具有明顯優勢。兩者在系統構成和研發方式上都明顯不同。近年來，國內高校陸續開展嵌入式技術相關課程的教學。但由于嵌入式技術覆蓋的知識面較廣，各高校不同專業對嵌入式系統教學的相關理論教學內容的選擇、實驗教學與實踐環節的組織，依然處于不斷探討和修正的階段[1-3]。
本文主要針對我校自動化專業的嵌入式系統課程教學，從課程定位、課程內容、教學手段、課程考核等方面進行探討。
1嵌入式技術課程體系及其在本專業的定位研究
嵌入式系統不是一個獨立的學科。2004年，IEEE和ACM對計算機專業本科教育的課程體系進行設置，并認為嵌入式系統的課程應包括以下內容：嵌入式的發展歷程和概述、嵌入式微處理器、嵌入式軟件設計、實時操作系統、低功耗計算、系統可靠性設計、設計方法學、嵌入式系統設計工具、嵌入式多處理器系統設計、網絡化嵌入式系統、接口和混和信號系統等[4]。據此可看出嵌入式技術是一項綜合性非常強的技術，涉及的知識面很廣，既涉及底層微處理器及硬件接口設計，又涉及上層應用軟件設計，同時涉及信號的采集與處理技術、網絡傳輸技術、可靠性設計技術，等等。
除了嵌入式專業外，相關專業本科階段的嵌入式系統課程學時都非常有限，多則48學時，少則32學時。在有限的學時里，完成這么多內容，學生無法充分消化所學知識，老師授課也很困難，由此，學生會產生畏難情緒，影響今后的學習。因此，我們認為教學內容的選取是課程首先需要解決的問題，它取決于課程在本專業的定位，而定位的重要依據應是用人單位對嵌入式人才的需求。
一般來說，一個典型的嵌入式系統開發涉及以下3個方面。
1) 嵌入式系統設計：包括嵌入式處理器及設備接口硬件平臺的構建和操作系統的裁剪和移植；
2) 嵌入式驅動開發：包括特定操作系統下設備驅動程序的設計開發；
3) 嵌入式應用開發：包括基于特定軟硬件平臺的應用或控制軟件的設計開發，包括網絡、圖形等。
因此，相關企業也是從嵌入式系統設計工程師、嵌入式驅動開發工程師、嵌入式應用開發工程師3個不同方向招收相關技術人才。從業者大多來自電子類和計算機類的相關專業。
在參加相關課程教學研討會、與兄弟院校教師交流、借鑒先期開設嵌入式系統設計學校課程設置，及學生學習效果討論的基礎上，我們結合上述企業需求，從學生特點出發，對本校自動化專業嵌入式系統課程進行如下定位。
1) 與計算機專業相比，自動化專業學生的優勢偏硬件，從利于學習的角度考慮，我們將課程重點放在培養學生的系統設計能力和驅動開發能力上；
2) 將相關嵌入式知識依難易程度劃分成基礎學習和深入進階兩個階段，在本科生和研究生中開展系列教學。根據學生在不同學習階段的特點和基礎情況，在本科生高年級階段和研究生階段按不同側重點安排教學內容和實驗內容。
在本科生高年級階段，我們以激發學生學習興趣為主，主要是為學生今后進一步深入學習打基礎。自動化專業一般應在大三下或大四上安排嵌入式系統設計的相關課程。此時，學生一般已具備模電、數電、單片機與微機原理、C語言編程、自動控制原理等基礎知識，但對于軟件工程和操作系統，特別是嵌入式操作系統的知識卻相對比較缺乏，反映到嵌入式系統研發上，就是缺乏比較完善的知識結構，即只了解硬件，不了解軟件，只了解傳統51單片機系統的編程模式，而缺乏“有操作系統的”嵌入式編程的概念。
因此，我們認為學生沒有必要在學習階段掌握所有和嵌入式相關的知識。根據學生的基礎，本科生階段的課堂講述和相關實驗重點應放在嵌入式系統設計和簡單驅動程序的開發上，對操作系統移植只作一般性介紹，不做重點詳細講解。教學的重點是使學生了解典型嵌入式系統的構成和研發方式，特別是開發環境的建立和研發過程中相關工具軟件的使用。對于初學者暫時用不到，且目前理解困難的知識點，教師要用簡單的例子來說明，讓學生明白這些知識點是何時、如何在嵌入式系統研發過程中起作用，而更深更細的內容我們不必深究。同時，我們要讓學生了解他們正在學習的內容在整個嵌入式技術中所處的位置，了解課上未涉及內容的獲取途徑，鼓勵學生上網查找資料解決問題，教師可提供一些好的學習網站供學生平時學習瀏覽。
研究生階段，我們可在本科生教學的基礎上進一步向縱深方向擴展各部分內容，同時進一步安排若干大作業，并讓學生組成項目小組，根據個人興趣，組員分別負責系統設計、驅動開發和應用程序的開發，在項目實現的過程中，進一步學習相關知識并體會工程概念。
有了這樣的課程定位，我們就可進一步進行教學內容和實驗內容的選擇和安排。
2嵌入式系統理論教學內容的選擇
我們在理論教學內容的選擇上應側重系統設計和驅動程序開發的相關知識。在眾多嵌入式處理器和嵌入式操作系統中，選擇應用廣泛的Linux操作系統和ARM處理器作為軟硬件平臺。
我們應以學生比較了解的硬件為學習嵌入式技術的出發點，選擇當前主流嵌入式微處理器(如SUNGSAM公司的S3C2410芯片)，讓學生先掌握底層核心硬件及外設接口部件的無操作系統簡單編程，再將它們組合起來構成一個相對復雜的軟件系統，其實，這就是Bootloader的雛形，通過這種方式使學生輕松過渡到理解和編寫自己的Bootloader，進而編寫基于操作系統的驅動程序，并有機會深入鉆研操作系統內核。
對于系統移植，我們只給出一般性介紹，不做重點詳細講解。實驗中直接利用移植好的系統。
對于嵌入式驅動部分，我們在本科階段只進行簡單字符設備驅動程序的介紹，讓學生掌握設備驅動程序工作的基本原理、掌握字符設備驅動程序的基本架構、相關數據結構和訪問控制，會編寫字符設備驅動程序。
大多例程都進行無操作系統和有操作系統兩種情況下的編程，通過比較簡單的例程讓學生更好地理解兩種編程方式，尤其是理解有操作系統時應用程序系統調用與驅動程序間的關系，從而實現復雜應用的編程。
有些觀點認為在高校嵌入式教學中注重處理器硬件結構和ARM指令的講解上是浪費時間，對此，我們認為要一分為二地看。如果學習者主攻方向為Bootloader和底層驅動，那么，必須花費相當的時間和精力才能掌握。目前，嵌入式應用的主流處理器在體系結構上采用的哈佛結構和更深流水線架構甚至超深流水線、跳轉預測、單指令多數據等復雜技術，如果不進行詳細講解，學生很難理解透徹。當沒有操作系統時，嵌入式處理器就是一個功能強大的單片機，完全可以用于工業控制，那么，只有充分了解相關處理器的硬件結構和運行機制，才能很好地利用它完成所需功能；當有操作系統時，對開發人員來說，不論編寫Bootloader還是驅動程序，都需要對處理器及其相關接口具有相當的了解才能完成；但典型系統硬件組成比較復雜，全部在課堂上講解不可能也沒有必要。我們認為講解嵌入式處理器及其指令系統時最好結合Bootloader。將Bootloader第一階段匯編程序部分用到的硬件進行比較詳細的講解，可以為學生理解和編寫Bootloader創造條件，學生有了這部分的學習經驗，對底層硬件中其他部分的自主學習也會變得順利。
3嵌入式系統實驗教學內容的設計安排
嵌入式系統課程實驗依托本校實驗中心嵌入式系統實驗室，該實驗室配備多套北京博創公司的UP-NETARM2410-s試驗箱，可用于相關教學和實驗。
實驗內容的安排與理論教學內容相輔相成，主要是加深對課堂教學內容的理解。
由于學生沒有操作系統的知識，在課程初期，我們從應用角度先簡單介紹Linux操作系統的安裝和配置方法及主要命令，同時，讓學生在課下加以學習和體會，彌補這部分知識的不足。
在實驗中，對于無操作系統的實驗，我們強調學生自己動手編寫程序，然后調試，以此熟悉底層硬件的調試環境和調試方法。所涉及的硬件操作應盡量簡單，主要目的是讓學生了解方法。
帶操作系統后的程序一般比較龐大，對這類實驗，我們主要強調對程序結構的理解，以驗證為主，在此基礎上，增加一些簡單功能，讓學生熟悉嵌入式系統軟硬件工作機制和設計流程。這樣既可以對嵌入式系統研發中所涉及的硬件接口、操作系統移植、底層驅動、應用程序設計環節及流程都有模塊化了解，又可為今后根據個人興趣進行更進一步的學習建立概念。另外，有興趣的同學也可在畢業設計階段進行相關選題的實現，繼續進一步學習嵌入式技術。
由于現有實驗設備廠家提供的實驗指導書不能完全滿足使用要求，對此，我們針對教學內容重新設計實驗，并編制相應的實驗指導書，方便學生學習和驗證。
4教學手段和課程考核方式
4.1強調對嵌入式系統開發環境、開發工具、基礎實驗及調試方法的重視
嵌入式系統學習強調實驗，然而，嵌入式系統的代碼規模較大，本科生實驗學時有限，課堂實驗應多以驗證性實驗為主。因此，學生必須認真對待基礎實驗，通過基礎實驗熟悉開發環境、開發工具及程序調試方法，為自主學習打下基礎。
在嵌入式學習過程中，實驗課對學生有非常重要的意義，但是，學生在實驗中如果只是根據實驗指導書所描述的原理和步驟，按部就班進行操作，那么，他們也只能得到一些實驗結果，卻無法了解具體實現細節，基本達不到實驗的目的。要想通過實驗真正達到學習的目的，學生必須扎扎實實地從基礎實驗做起，不僅要了解實驗原理和步驟，還要認真研究實驗程序，搞清具體的實現細節，并在開發環境中利用各種工具對各個細節加以調試和驗證，從中不斷發現問題、思考問題、解決問題，學習別人的編程方法和程序撰寫風格，逐步建立工程概念，達到學習的目的。每一個基礎實驗都有其學習重點，或針對某一具體硬件接口，或針對某種訪問方法，只有掌握了相關基礎硬件操作方法和實驗方法，才能通過實驗來學習和研究新器件、新原理、新方法，才能進行綜合設計、才能談到創新。本科生嵌入式課程總課時少、實驗課時有限、課下自主學習時間不能保證，因此，認真做好基礎實驗、熟悉開發環境和掌握開發調試實驗方法，對學生今后進一步學習非常有益。
對嵌入式技術興趣濃厚的學生，我們可指導其在課余或畢業設計時進行綜合性項目實踐，將任務按處理器及硬件接口設計、系統移植、驅動程序設計、應用軟件設計等劃分成若干模塊，讓學生分工合作，在實踐過程中深入學習。
4.2通過學生自己的設計實例演示激發學生的學習興趣和學習信心
嵌入式技術內容多、學時少，學習難度大。因此，本科教學應以實際應用為主選擇教學內容，加強實驗，理論教學和實驗各占20學時。同時，由于嵌入式系統與特定行業應用密不可分[5]，泛泛的教學很難激發學生的興趣。為提高學生學習興趣，我們可以利用畢業設計對學生感興趣的消費類電子產品，如家庭安防系統、mp3、mp4、學生信息管理系統進行先期研發，并在完善后將其在教學中給學生演示，以激發學生學習興趣，讓學生有一個感性認識，并作為嵌入式系統設計實例進行詳細分析。雖然上述示例中的內容學生比較熟悉，但是，如果它們是由學生親自動手設計制作，其意義就不同了，它不僅大大激發了學生的學習興趣，也大大提高了學生課堂學習積極性。
4.3考核方式設計
我們在考核方式上采用筆試+實驗的形式，筆試題目主要考察基本概念，實驗考核方式則是將實驗題目按難度分成若干等級，等級越高分值也越高，學生可自由選擇實驗等級，依完成程度在相應等級內得分，以此鼓勵學生多學習、多實踐。
5課程的長期建設問題
隨著社會的發展，嵌入式系統課程越來越重要。嵌入式系統課程要想持續發展，必須具有一支實踐經驗豐富的教師隊伍，實驗訓練設備和場所要有保證；同時，我們應鼓勵教師引導學生參加嵌入式系統設計大賽，在大賽中鍛煉學生，也鍛煉教師。目前，我校在這些方面都還處于起步階段，需適當加大這些方面的人力物力投入，逐步建立校內外實訓基地。
由于一門課程涵蓋的內容有限，因此需要對嵌入式系統課程體系進行深入研究，將嵌入式系統課程體系中的某些內容與現有教學計劃中相關課程內容進行合理拆分和組合融合，或適當增加一兩門選修課，使嵌入式系統設計課程在自動化專業的教學更加順暢，學生的知識結構更加合理，更加適應社會的需求。
嵌入式技術綜合性強、涉及知識面廣，要想在一門課程里覆蓋所有內容不現實。本文在分析企業對嵌入式技術人才需求的基礎上，結合本校自動化專業學生的知識結構特點，進行課程定位，并對嵌入式系統課程教學過程中教學內容選擇、實驗設計、教學手段及考核方式等相關問題進行論述。本文提出的方法，在中國地質大學(武漢)自動化專業本科選修課教學及畢業設計中進行了實施，學生在40學時的課程學習中，對嵌入式系統設計中包括嵌入式處理器及設備接口硬件平臺的構建和操作系統的裁剪和移植及Linux下設備驅動程序的設計開發的流程和方法有了基本的認識和了解，為后續進一步學習打下了基礎，達到了課程設置的目的。實踐表明，本文提出的有關嵌入式系統教學思路和方法切實可行、行之有效。
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New Thinking on Automation Undergraduate Teaching Issues Related to Embedded Systems
ZHANG Lijun
(Department of Automation, Faculty of Mechanical and Electronic Information, China University of Geosciences,Wuhan 430074, China)
嵌入式課程體系范文第3篇
關鍵詞：新課程 課程觀 高三 語文 復習效率
高三是學習生涯的重要階段，現在普遍反映的是“老師教得很辛苦，學生學得很辛苦”。高三語文復習是對學過的大量基礎知識的一再牢記鞏固，但在復習課的教學過程中，如果老師只是一味地給學生灌輸課本上的基礎知識，學生不僅會逐漸失去獨立思考的能力，還會漸漸地對語文這門學科感覺到厭煩。學習要講究效率，高效的復習方法，才能帶來更好的復習效果。因此，高三的教師和學生們應該識別并走出高三語文復習課的誤區，對新課程的課程觀要有充分的認識和理解，新課程視野下的高三學生們苦于學的同時，更應該樂于學。
一、新課程的內涵
新課程的改革目的是通過推行素質教育，改變傳統教學太過注重知識傳授的機械記憶，強調學生主動參與、勤于思考、樂于探究的態度，提倡多學科綜合教學，注重學生實踐能力的提高。基于的理念是關注學生發展、強調教師的成長、以學定教。
新課程的課程觀總結起來，主要包括以下幾個方面[1]：
（一）課程價值觀：以學生為本。新課程視野下，基礎教育最重要的價值是學生的全面發展與個性培養， 尊重學生的獨特個性和學習能力的差異，促進學生健康成長，快樂學習的課程價值觀。
（二）課程文化觀：科教與人文的結合。不僅要注重科學知識的傳授，也應該培養學生的人文素養。科學人文主義，應該是實現科學與人文彼此關照、相互包容， 最終達到二者你中有我、我中有你， 協調統一、渾然一體[1]。
（三）課程生態觀：回歸現實生活。學習高于生活，也源于生活，基礎課程的設置應該突破學科的束縛，回歸生活，避免學生一味讀書，缺乏生活常識。
（四）課程實施觀：教學相長。新課程背景下，應該營造一種引導學生質疑、調查、探究， 促進學生在教師指導下主動地、富有個性地學習的環境。
二、高三語文復習目前存在的問題
（一）偏愛“題海” 戰術，學習任務重
高三語文教學過程中，教師注重提高學生的應試能力，在高三復習過程中，教師偏愛“題海”戰術，引導學生通過大量做題，牢記正確答案，寄希望于考試中的撞車現象的發生[2]。這樣的復習方式，加重了學生的學習任務，減少了學生看書的時間，讓學生只是盲目地做題，并不能真正的掌握知識，短時間的強效記憶也并不是很牢靠。
（二）重視復習資料，對教材的重視不夠
高三的復習過程中，會有很多資料需要學習，歷屆的高考真題可以讓學生了解試卷結構，熟悉考試模式，但太過依賴真題、密卷之類的命中率，而忽視教材內容的學習，是常見的教學復習的誤區，高考試題都是源于教材的，不能本末倒置。
（三）多媒體教學下，學生缺乏思考
信息技術分發展給教學帶來了便利，很大程度上減輕了教師的負擔，也調動了學生的積極性，但過分地依賴課件，忽略教材內容，會讓學生失去了獨立思考，自主學習的能力。
（四）注重基礎知識的熟記，忽略了閱讀和寫作的重要性
閱讀和寫作在語言類學習中很重要，在高考中也占了很大的一部分分值，但在教學過程中教師和學生容易將復習重心放在基礎知識的識記上，輕視閱讀與作文的訓練，。可能是由于一些生僻的基礎知識題目比較難，但一段時間的學習后容易產生明顯的效果，而閱讀合作需要長時間的積累。
三、新課程視野下提高高三語文復習效率的策略
針對上述問題，本文主要給出了以下幾點建議：
（一）營造廣泛閱讀、樂于求知的氛圍
語文課堂教學應注重培養學生的興趣，只有當學生自己感受到了學習的樂趣，才會更愿意學，學起來會更有效率。應該鼓勵學生在課余時間廣泛閱讀，關注一些時事熱點，將課程知識和課下的收獲結合，知識面更豐富，視野也更廣闊。有教育專家曾指出，復習過程中，讓學生做一張試卷與做十張試卷效果是一樣的[3]。可見題海戰術是不夠科學的，掌握解題方法比做海量的試題更有效，要學會舉一反三。
（二）教材為主，復習資料為輔
在復習的過程中，應該以教材為主，復習資料只是起輔助作用，高考試題源于教材，教材是根據教學大綱編制的，應該是學生最重要的復習資料。教師對復習資料的把握應該要適當，同時也應該引導學生結合教材對復習資料進行學習。但也不能忽視復習資料的重要性，復習資料能彌補教材內容的缺陷，畢竟教材的更新速度比較慢，每年都會出來一些新的題型和考點，復習資料可以幫助學生了解新題型和考試重點，結合起來學習才能夠更有效。
（三）培養學生探究學習的能力
“授之以魚，不如授之以漁”[3]，不能太依賴參考答案，教師應該引導學生有自己的學習方法，讓學生自己去探索，并掌握規律，形成能力。注重對學生語感的培養，可以開設閱讀和寫作訓練課程，讓學生在練習過程中提高自己的語言理解能力，也能積累更多的知識。
（四）給學生心理減壓，營造輕松的學習氛圍
現在經常會出現有高三的學生不堪重負，心理壓力太大不能正常參加高考的新聞。高三的學習很重要，時間很緊張，有時候家長和老師就容易在行動和語言上給學生心理暗示，讓他們時刻想著高考的重要性，這樣會造成學生的心理負擔，當長期處于高壓狀態，不利于學生個性的健全成長，反而會適得其反。所以，在高三語文的復習過程中，老師不僅應該少給學生心理暗示，還需要注意合理引導學生正確認識高考，幫助學生減緩心理壓力。
四、結束語
隨著教學體制的不斷改革，學習效率成了教學過程中探索的熱點話題。教育體制改革的核心是怎樣組織教學的實施，而最重要的途徑就是課堂的教學。語文復習的過程是溫習學過的知識，不像學習新事物那樣讓人有新鮮感，記記背背過程也比較枯燥，高三學生的復習時間很緊張，所以提高學習效率顯得尤為重要。在高三語文復習的過程中，容易出現一些教學上的誤區，比如大搞題海戰術；重復習資料，輕教材；不注重寫作閱讀能力的培養，教師和家長容易給學生施加心理壓力等，這些都可能導致教師和學生都很辛苦，但是教學質量不高。所以，本文主要是結合新課程的一些理念，給出了上述的一些教學上的建議。
參考文獻：
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嵌入式課程體系范文第4篇
關鍵詞 嵌入式課程 教學改革 創新能力
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A
1新課程體系模式的基礎改革
1.1 整體設置課程內容，解決體系內部課程間的內容交叉問題
原有的嵌入式課程體系內部相關課程之間各自形成體系，教學內容存在重復和交叉的問題。為此，我們對課程設置進行了一定的調整，通過實踐項目，將課程體系中的主要內容相互銜接與融合，使學生建立完整的嵌入式系統設計的概念。嵌入式課程體系主要分為“理論課程體系”與“實踐課程體系”兩部分，其中“，理論課程體系”又分為“基礎理論課程體系”與“面向應用的理論課程體系”兩個子體系。3個子體系間具有一種階梯式的遞進關系，他們相互補充，相輔相成。其中，“基礎理論課程體系”是“面向應用的理論課程體系”的基礎，“面向應用的理論課程體系”是“基礎理論課程體系”的提升，通過“面向應用的理論課程體系”的學習，實現對“基礎理論課程體系”的全面鞏固，“理論課程體系”是“學―做―用”一體化教學模式中“學”這一環節的具體實施，在該教學模式中具有重要的指導意義。“實踐課程體系”是對“理論課程體系”的全面提升，是“學―做―用”一體化教學中“做”與“用”兩個環節的具體實施，該體系包括了“專業實踐”與“培訓認證”兩個方面，其中“專業實踐”培養學生從理論到實踐的應用能力，在此過程中注重的是不同課程間的內容交叉與整合。“培訓認證”環節通過讓學生參與相關認證，培養學生發現問題、解決問題的能力；另外，一旦通過認證，學生的就業前景將會更加廣泛，這反過來也刺激了學生的學習積極性與目的性。
1.2 改變教學模式，解決理論教學和實踐教學“骨肉”分離的教學模式
在理論教學中，往往采用的都是“粉筆 + 黑板 +PPT”的傳統教學模式。在這個過程中，為了使學生理解相關的實驗內容，教師通常會通過PPT 對相應實例程序進行講解、分析。有些學生看到冗長的程序后直接放棄，有些雖然能堅持聽下來，但對程序的整體系統思路及實現過程不太了解，只有“就事論事”，把這一個實例搞清楚，等到實驗課時直接將示例程序寫入實驗板中，甚至只照搬實驗書進行簡單的連線了事。這種“骨肉”分離的理論和實踐教學模式難以實現學生全面的掌握與創新。為了解決這一問題，課題組老師經過長時間的思考與摸索，根據教學內容，將每一個實驗內容分解成多個子模塊，通過循序漸進的方式，使學生逐個完成這些子模塊，最終完成一個個的項目。在這個過程中，學生會經常用到一些編程工具，所以，這個過程學生對編程工具的使用會越來越熟練，同時編程能力也得到較大的提高。這樣可以使理論和實踐教學環節有機融合，有效地解決這兩個教學環節相脫節的問題，徹底轉變傳統的課堂教學和實踐教學分離的教學方法。
1.3 構建“階梯式”的設計項目，提高學生綜合素質
根據“學―做―用”一體化的教學模式，按照分階段、遞進式的教學改革思路，構建階梯式的嵌入式應用系統設計項目，創新嵌入式應用系統設計教學與實踐方案。再通過諸如大學生科技創新項目、科技競賽、工程認證等創新層的擴展鍛煉，經歷過基礎層和應用層學習鍛煉的學生的嵌入式系統綜合設計能力得到大幅提高。
2“學―做―用”一體化教學模式的實踐效果
2.1調動了學習積極性，培養了創新能力
這也是“學―做―用”一體化教學模式的主要目的。該教學模式通過基礎層、應用層及創新層 3 層分階段、遞進式的教學基本思路，能有效提高學生的學習積極性，使學生真正做到“在學習中思考，在思考中鞏固，在鞏固中提高”的總體目標。
2.2激發了學習興趣，培養了創新意識
通過激發學生的學習興趣，挖掘學生的學習潛能，并培養他們的創新意識。在該教學模式中，我們設置了學生自我設計、自我完成的研究型項目，可有效地激發學生的學習興趣，鍛煉他們的動手能力，同時也可培養他們的創新意識。
2.3學會了合作，培養了團隊精神
隨著科學研究的發展和深入，建立團隊、相互合作是必然趨勢，這就要求項目中每一位成員必須具有團隊精神。因此，我們在“階梯式”教學項目中注重培養學生合作和團隊精神，特別是“應用層”和“創新層”兩個階段的項目需要同學們分工合作，共同完成這個項目。
2.4教學相長，師生共同提高
通過“學―做―用”一體化教學模式，特別是在“創新層”，學生在導師的指導下完成一個個項目，實際上是一個共同合作，相互學習的過程。在這個過程中，學生的創新能力得到提高，導師的科研能力也到了進一步的鍛煉。
2.5因材施教，促進學生個性化發展
通過“學―做―用”一體化教學模式，教師可以根據學生的興趣和綜合素質，進行不同分工，分別側重培養學生的理論水平、動手能力和創新能力，達到個性化發展。
3結語
新教學模式打破了傳統教學模式，對學生的理論水平和創新能力進行培養，有效提高了學生在嵌入式課程體系中的學習效果，提升了其創新能力。雖然該教學模式取得了一定的成功，但在教學實施過程中還存在著教學體系還不夠完善的問題，尤其是進一步建立和完善“學―做―用”教學中實驗室的管理體系，管理制度，安全防范措施等，逐步優化適應現代學科發展的項目內容，形成更有利于培養學生創新精神，創新能力的教學體系。
參考文獻
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嵌入式課程體系范文第5篇
關鍵詞：模塊化教學；教學資源；農民工
“橋梁工程”課程所包含的知識，在高鐵的高架橋工程施工中經常用到。如何將農民工培養成“高素質、高能力、創造性”人才。這是考驗這門課程教學體系是否合理，教學方法是否得當的一個關鍵所在。
1 我國當前高鐵工程中橋梁工程的發展概況
在當前的形式下，我國的高鐵建設發展十分迅速，特別是在城市地上及地下空間的利用上，橋梁工程起了非常大的作用。近幾年，在我國的橋梁建設中，一大批設計新穎、結構復雜、施工難度大、科技含量高的橋梁陸續建成，這些橋梁的建成，一方面標志著我國的橋梁建設水平已躋身于世界前列；另一方面，也使培養高素質農民工成為了當前急需解決的問題。
2 “橋梁工程”課程教學中存在的問題
“橋梁工程”課程在高校教學中，已經有著一定的教學歷史，累積了非常豐富的教學經驗，也取得了一定的教學成果。但是隨著社會的發展以及相關橋梁施工技術的提高，“橋梁工程”教學體系所存在的不足逐漸的顯露出來。這些不足之處，對農民工學習這門課程的專業知識，形成了巨大的障礙，對農民工培訓的效果也造成了一定影響。傳統教學模式主要存在的不足之處有：課堂與實際應用脫節、教師所教授的內容偏難偏少、教學中缺少實踐過程、所使用的教學方法落后。如何解決這些不足之處，如何確定適合培訓農民工學習的教學體系迫在眉睫。下面我就從模塊化教學法，來對“橋梁工程”課程教學改革進行探討。
3 在“橋梁工程”培訓教學中應用模塊化教學
3.1 如何在課程教學中進行模塊化設計
在課程教學中，應該首先對課程進行模塊劃分。在教學中，應改變理論與操作課分開開課的教學方式。在教學的過程中，提前考慮好理論、操作與考核相結合的教學方式。按兩個結合的整體模塊進行教學，即理論學習與技能操作相結合，模塊學習與技能考核相結合。并在學習之前，將每個模塊的教學要求、技能要求，告知參加培訓的農民工，使農民工在學習之初就能明白本階段教學的具體要求，并知道自己應該達到什么要求。
3.2 如何讓模塊化教學在課程教學中應用
3.2.1 通過分解工作過程，將課程內容分為若干教學模塊
通常，課程內容是由教師基于相關工作的全過程為依據進行設定的。將整個工作過程中，所用的實際技術理論和技能訓練中的內容，按照必需夠用的原則，以“如何完成”以及“如何能完成的更好”的目標，進行授課內容的選擇。
3.2.2 注重提高農民工的施工能力，對課程考核體系進行創新
“橋梁工程”課程在模塊化教學實施中，進行的考核主要分兩個階段進行：
（1）第一階段，將基礎技能項目，以及工作過程中的實踐技能進行綜合考核。基礎技能項目在進行考核時，應安排在工人培訓結束前進行，成立由專業教師以及實踐指導教師組成的技能考評小組。工人在“基礎技能”中任意抽取一個項目進行考核。教師應根據學生現場的熟練程度和回答問題的準確性，進行現場打分。而工作過程中的實踐技能成績，應由教師在教學過程中完成。教師應結合實際工程項目情況，安排隨機考核，并結合生產過程中的綜合表現評定出實踐技能成績。
（2）第二階段為職業崗位技能考核。教師應安排在工人在上崗前進行，主要委托工人所在單位進行考核。教師根據工人在崗工作的不同內容，讓工人在相應的“崗位技能”中隨機抽取一個項目進行考核。考核的最終成績，由工人的實習指導教師根據技能項目難度，結合工人在崗位工作期間的綜合表現，進行綜合評定。
3.2.3 運用翻轉式課堂進行教學
由于農民工本身具有一定的工作經驗，這就要求在學習過程中，教師應采用翻轉課堂進行教學，加強課堂上的互動。只有采取這種方式，才能在課堂上，讓工人對老師提出的問題進行互動交流。在教學過程中，教師應在課程內容學習的過程中，加入一些提問。對于回答不出來的工人，允許其進行討論后回答。這樣就能吸引農民工在課堂上的注意力，使每一個工人都能積極的參與到問題的解決過程中來。在課堂上教師應鼓勵工人多發表自己的觀點，不管對與錯都應當加以鼓勵，從而激發工人學習的主動性，形成一種輕松的課堂氛圍。通過課堂上的交流，進一步增強工人對“橋梁工程”課程所學知識的理解，同時也提高了工人發現問題、解決問題的能力。
3.3 模塊化教學的特點及需要解決的問題
3.3.1 模塊化教學模式的優勢
有著傳統教學模式無法擁有的優勢，這是目前高校教育中普遍應用的主要原因。其主要的特點如下：
（1）更接近工程實際的學習特點。目前從事施工的農民工，多為80，90后，這些工人的自控能力、學習能力相對而言比較差。他們比較容易接受直觀的、感性的知識。而對于學習較為復雜的理論知識，則有很大的難度。模塊化教學模式，減少了理論知識的講解，降低了學習難度，同時能以有限的時間學到實用的知識。
（2）將有限的教學資源加以充分的利用。將授課內容模塊化，增強了授課內容之間的獨立性。這就可以在相同的時間，對多個不同教學模塊進行授課，大大提高了教學設備的利用率。同時，由于實訓設備直接和模塊化課程教學體系配套，這就使實訓項目具有較強的針對性。
3.3.2 模塊化教學模式也存在不足
我們應該研究它的不足，從而逐步去克服這些不足，使模塊化教學走向完美。
（1）課程劃分存在著細節上的不協調。模塊化教學中，對課程模塊的劃分，除了考慮內容相對獨立以外，還必須考慮學習的周期。如果課程模塊劃分過細，則需要增加相應的實驗設備。這就容易造成，教學管理難度的增大；如果課程模塊劃分過粗，則工人完成每個模塊的周期較長。因此，過分強調模塊之間的功能獨立性，可能會削弱工人對所學知識的掌握。
（2）工人作為學習主體的作用發揮不夠。模塊化教學，在幫助工人掌握知識技能方面，確實比傳統的教W模式前進了一大步，但是教師依然是擔任教學的主體，工人學習、掌握知識的情況，仍然依靠教師的引導，其個體的主觀能動性難以發揮。
4 結語
當前，我國交通基礎設施建設正進一步加快，橋梁工程建設的投資規模和數量將不斷增加，這就迫切需要大量的橋梁施工和管理等方面的高級技術人才。“橋梁工程”作為培養這方面人才的主要手段之一，積極探索科學合理、高效可行的教學方法和手段，對于激發廣大熱愛橋梁施工的農民工學習熱情，提高教學效果，以及促進高素質人才的培養都將有著重要的意義。
參考文獻
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