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關(guān)鍵詞:應(yīng)用型本科;嵌入式課程體系;教學(xué)方法
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)36-8340-01
嵌入式是一門從上層應(yīng)用到底層內(nèi)核開發(fā)的軟硬件結(jié)合,對綜合技術(shù)要求較高的技術(shù)領(lǐng)域,各高校近年來普遍開設(shè)嵌入式方向或?qū)I(yè),我校也已經(jīng)在計算機科學(xué)與技術(shù)系設(shè)置嵌入式專業(yè)。目前我校計算機科學(xué)與技術(shù)系已經(jīng)開設(shè)的嵌入式課程的前續(xù)課程有數(shù)字電路,計算機體系結(jié)構(gòu)、計算機組成原理、微機原理與接口技術(shù)、程序設(shè)計語言I及面向過程程序設(shè)計、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等。考慮到嵌入式課程建設(shè)的連續(xù)性、層次性和前沿性的需要,形成了包含嵌入式系統(tǒng)、嵌入式內(nèi)核編程與驅(qū)動開發(fā)和嵌入式軟件設(shè)計在內(nèi)的嵌入式專業(yè)課程體系。下面主要介紹這三門課程的建設(shè)。
1 嵌入式課程設(shè)置
我系首次開設(shè)的嵌入式系統(tǒng)課程是偏硬件系統(tǒng)設(shè)計的一門課程,目標是通過對本門課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解ARM體系結(jié)構(gòu),掌握ARM偽操作及偽指令,掌握嵌入式Linux系統(tǒng)的構(gòu)建能力,包括嵌入式交叉編譯環(huán)境搭建,bootloader移植,文件系統(tǒng)制作,內(nèi)核的編譯過程;掌握Linux下C與匯編混合編程,同時理解嵌入式系統(tǒng)驅(qū)動程序編寫思想。
考慮到實際的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計過程中,對特定的微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的知識要求淡化的同時,對處理器接口知識的要求卻在增加。因此,嵌入式系統(tǒng)課程增加了嵌入式系統(tǒng)中常用的接口的基本原理和接口協(xié)議部分,學(xué)生可以通過本門課程的學(xué)習(xí),自己動手搭建定制的嵌入式操作系統(tǒng),并通過對實際的硬件接口學(xué)習(xí)及操作,增強學(xué)生的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的能力。
嵌入式驅(qū)動開發(fā)要求學(xué)生掌握驅(qū)動開發(fā)方法、開發(fā)流程;掌握內(nèi)核關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及中斷機制等內(nèi)容,但是由于學(xué)時限制,起初開設(shè)的嵌入式系統(tǒng)課程,這部分內(nèi)容僅要求學(xué)生掌握驅(qū)動設(shè)備的類型及驅(qū)動開發(fā)流程。本次將嵌入式驅(qū)動開發(fā)部分的內(nèi)容獨立設(shè)置為一門課程——嵌入式內(nèi)核編程與驅(qū)動開發(fā),目標是通過學(xué)習(xí)本門課程,學(xué)生能夠理解嵌入式驅(qū)動開發(fā)基本概念、理論和方法;了解嵌入式Linux驅(qū)動工作原理,熟悉Linux內(nèi)核關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和機制;掌握交叉編譯工具的使用和嵌入式驅(qū)動開發(fā)整體流程。使學(xué)生在學(xué)完本門課程后,能夠自己動手開發(fā)驅(qū)動程序,并進行內(nèi)核編程開發(fā)。
嵌入式系統(tǒng)經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)計和底層開發(fā)后,僅是一個具備了硬件、驅(qū)動及操作系統(tǒng)的設(shè)備,還需要在該系統(tǒng)上開發(fā)大量的應(yīng)用軟件,才能稱之為有用的受人們歡迎的系統(tǒng)。所以嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)同樣重要。起初的嵌入式系統(tǒng)課程僅介紹了Linux下C與匯編混合編程方法,這僅適用于底層開發(fā)驅(qū)動的要求,但這遠遠不能滿足當(dāng)今企業(yè)對嵌入式軟件開發(fā)人員的要求。本次將嵌入式軟件開發(fā)獨立設(shè)置為一門課程,目標是通過本課程學(xué)習(xí)掌握Linux常用命令及Linux下C編程及開發(fā)流程,掌握Linux操作系統(tǒng)編程關(guān)鍵技術(shù),包括進程控制,多線程編程及網(wǎng)絡(luò)通信等。使學(xué)生在學(xué)完本門課程后,能夠進行多進程、多線程編程及網(wǎng)絡(luò)通信編程等功能,實現(xiàn)操作系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)。
嵌入式系統(tǒng),其前期課程為計算機體系結(jié)構(gòu),計算機組成原理,微機原理與接口技術(shù);嵌入式內(nèi)核編程及驅(qū)動開發(fā),其前期課程為操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法,嵌入式系統(tǒng);嵌入式軟件設(shè)計,其前期課程為程序設(shè)計語言I、面向過程程序設(shè)計、操作系統(tǒng),編譯原理,嵌入式系統(tǒng)及嵌入式內(nèi)核編程與驅(qū)動開發(fā)。
2 教學(xué)方法的運用
2.1 嵌入式系統(tǒng)課程
1)嵌入式Linux常用開發(fā)工具及GNU工具鏈生成部分采用案例教學(xué)法。通過搭建GNU工具鏈任務(wù),讓學(xué)生在完成任務(wù)的同時達到熟練掌握常用命令及工具的作用。
2)嵌入式Linux系統(tǒng)的構(gòu)建部分采用項目驅(qū)動法,學(xué)生在完成每節(jié)的學(xué)習(xí)后,完成Linux系統(tǒng)構(gòu)建的一部分功能,最終完成Linux系統(tǒng)構(gòu)建,通過綜合運用以上知識點,自己動手定制一個U盤上的最小系統(tǒng),實現(xiàn)從U盤啟動系統(tǒng)。
3)嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)接口的原理及協(xié)議部分,每部分內(nèi)容都有豐富的案例,由于這部分涉及的內(nèi)容比較多,采用案例分析法與分組討論法,通過設(shè)置設(shè)計型實驗項目,讓學(xué)生先討論,提出一個可行性方案,并最終在設(shè)備上實現(xiàn)各種功能。
2.2 嵌入式內(nèi)核編程及驅(qū)動開發(fā)課程
1)Linux設(shè)備驅(qū)動概述及開發(fā)環(huán)境構(gòu)建及硬件基礎(chǔ)部分采用案例分析法,理解嵌入式驅(qū)動開發(fā)的方法; (下轉(zhuǎn)第8354頁)
2)Linux內(nèi)核及內(nèi)核編程、Linux內(nèi)核模塊、Linux文件系統(tǒng)與設(shè)備文件系統(tǒng)部分采用任務(wù)驅(qū)動法,通過對模塊的加載卸載、模塊參數(shù)和編譯模塊等任務(wù)的操作使學(xué)生熟練掌握Linux內(nèi)核模塊的操作;
3)字符設(shè)備驅(qū)動部分采用案例分析法,了解嵌入式Linux驅(qū)動工作原理;
4)并發(fā)與競態(tài)、LINUX設(shè)備驅(qū)動中的阻塞、非阻塞I/O與異步通知、Linux異常處理體系結(jié)構(gòu)部分采用案例分析法進行講解,熟悉Linux內(nèi)核關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和機制。
2.3 嵌入式軟件設(shè)計課程
每部分都配有相應(yīng)的任務(wù)或項目,各重點知識點都配有案例進行分析,便于學(xué)生理解和掌握。具體需要完成的項目包括:Linux下服務(wù)器配置項目;簡單程序開發(fā)項目;多進程及守護進程程序編寫任務(wù);管道通信及共享內(nèi)存任務(wù);生產(chǎn)者消費者項目;NTP協(xié)議項目。最終實現(xiàn)一個嵌入式Web應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)項目。
3 結(jié)束語
綜上所述,嵌入式課程由原來的一門課程,即嵌入式系統(tǒng)課程,通過教學(xué)內(nèi)容的擴充及調(diào)整為三門課程。將課程分為系統(tǒng)設(shè)計類課程,即嵌入式系統(tǒng);底層開發(fā)類課程,即嵌入式內(nèi)核編程及驅(qū)動開發(fā);軟件開發(fā)應(yīng)用類課程,即嵌入式軟件設(shè)計。通過綜合運用項目驅(qū)動教學(xué)法、分組討論法、任務(wù)驅(qū)動法、案例分析法等教學(xué)方法開展教學(xué),引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和探究意識,引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的動手實踐意識,達到學(xué)以致用。
參考文獻:
任何事情的發(fā)展都是雙向的,有對有錯,有優(yōu)點也存在缺點,傳統(tǒng)課程教學(xué)方法經(jīng)過教育教學(xué)工作者的繼承和發(fā)揚,有優(yōu)勢同時存在不足之處,這里進行分析:
(一)傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)點
在信息技術(shù)不成熟的時代,傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)點就體現(xiàn)出來,教學(xué)老師是占主導(dǎo)地位,由于學(xué)生從外界所能獲取的信息較少,學(xué)生對老師的依賴性很強,老師上課過程中就能很好地體現(xiàn)教師情感;老師上課過程中所需要的教學(xué)器材成本低,易推廣實施;老師所講的教學(xué)理念容易實施,老師上課的權(quán)威性就能發(fā)揮的淋漓盡致;學(xué)生依賴老師建立完整的知識結(jié)構(gòu)與體系;這種以教學(xué)內(nèi)容的穩(wěn)定性和單一性為基本出發(fā)點,以知識記憶和再現(xiàn)為基本學(xué)習(xí)目標,強調(diào)掌握知識的數(shù)量和準確性,強調(diào)對過去知識的記憶,強化知識的積累過程,學(xué)生能在此環(huán)境下靜心學(xué)習(xí),能掌握知識的要領(lǐng),對知識的記憶的能力得到加強。
(二)傳統(tǒng)教學(xué)缺點
傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)點是不能否認的,但缺點也是不可忽視的,這里要辯證地去對待,要根據(jù)大環(huán)境的變化實時應(yīng)對,信息時代下,傳統(tǒng)教學(xué)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代教育教學(xué)的需要,不能重視傳授知識,忽略學(xué)生個體發(fā)展能力的培養(yǎng)。在教學(xué)方法上,理論與實踐的脫離;在教學(xué)內(nèi)容上,單一的教學(xué)內(nèi)容與時代脫軌;在教學(xué)形式上,單一化、模式化的教學(xué)讓學(xué)生對學(xué)習(xí)失去興趣;在師生關(guān)系上,重教師的傳道,忽視學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,這在某一種程度上,壓抑著學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)的潛力,使學(xué)生產(chǎn)生抵觸的學(xué)習(xí)情緒,對學(xué)習(xí)產(chǎn)生厭惡感,從而阻擋學(xué)生學(xué)習(xí)的通道。
二、面向市場需求的課程教學(xué)模式的優(yōu)點
高校所做的培養(yǎng)方案一定要跟上市場的節(jié)拍,不能忽略市場的需求,對于高校的人才儲備庫,要能根據(jù)社會需求自動調(diào)整,而不是傳統(tǒng)的一套,或者把傳統(tǒng)的部分全部丟棄,全部重新洗牌,這種做法都是片面的,要能根據(jù)所需實時進行調(diào)整,傳統(tǒng)好的部分是可以借鑒的,做到有智慧地吸取精華,剔除糟粕。根據(jù)社會的需求進行調(diào)整。
(一)所學(xué)有所用
面向市場需求的課程教學(xué)模式重視學(xué)生的全面發(fā)展,要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,興趣能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,開發(fā)學(xué)生內(nèi)在的潛能。根據(jù)市場的需求培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的能力,注重學(xué)生學(xué)習(xí)的過程,同時要提升學(xué)生的應(yīng)用能力,使所學(xué)有所用,應(yīng)用價值得到了體現(xiàn),學(xué)生就愿意花時間花精力有目的地學(xué)習(xí)。
(二)超越教材
面向市場需求的課程教學(xué)模式,重視學(xué)生掌握獲取知識的方法,教學(xué)不脫離社會與人的發(fā)展的實際要求,使學(xué)生讀活書,活讀書,提升學(xué)生思維和創(chuàng)新能力,超越教師和教材。知識在內(nèi)容上包含著深刻的思維和豐富的智慧,而在形式上,卻是簡單、呆板、現(xiàn)成的結(jié)論。傳授知識絕不意味僅僅展現(xiàn)教材上現(xiàn)成結(jié)論和現(xiàn)成論證在形式上的匯聚,而應(yīng)重在揭示隱含在其中的有豐富內(nèi)容的思維過程,并引導(dǎo)學(xué)生的思維深入到知識的發(fā)現(xiàn)或再發(fā)現(xiàn)的過程中去,惟其如此,學(xué)生才能真正理解和掌握知識,并把教材上的智慧轉(zhuǎn)化成自己的智慧。
(三)理論融合實訓(xùn)
把理論與實訓(xùn)融為一體,讓學(xué)生在真實的環(huán)境中學(xué)習(xí)專業(yè)知識,掌握專業(yè)理論,培養(yǎng)專業(yè)技能,從理論到實訓(xùn)形成一個完整的、全面的知識架構(gòu)。通過所學(xué)有所用、超越教材、理論融合實訓(xùn)等環(huán)節(jié)可以使學(xué)生有很好地適應(yīng)工作環(huán)境,并能發(fā)揮出自己最大的優(yōu)勢,能與市場無縫的鏈接,更好地融入市場。
三、面向市場需求的《嵌入式系統(tǒng)》課程一體化教學(xué)模式的亮點
嵌入式系統(tǒng)課程是高年級本科生和研究生的課程,隨著信息技術(shù)的發(fā)展,嵌入式技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,嵌入式技術(shù)人才的社會需求越來越強。高校注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),面向社會,進一步適應(yīng)市場的需要,培養(yǎng)社會所需要的技術(shù)人才。安徽新華學(xué)院是一所民辦高校,經(jīng)過近不斷的改革與創(chuàng)新,已經(jīng)探索出教、學(xué)、做、研一體化的教學(xué)模式,具體體現(xiàn)以下4個方面:
(一)培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣
通過“校企合作、工學(xué)結(jié)合、產(chǎn)教結(jié)合”新路,讓學(xué)生感覺專業(yè)課學(xué)習(xí)的樂趣,學(xué)習(xí)知識不是低年級點對點的學(xué)習(xí),對于高年級的學(xué)生,老師要善于培養(yǎng)學(xué)生點到面的學(xué)習(xí)能力,甚至是由點到面,由面到體的學(xué)習(xí),這樣能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課的興趣,最大地調(diào)動內(nèi)在的潛能。
(二)完善的實踐教學(xué)體系
加強實驗、課程設(shè)計、課外興趣小組、等多個環(huán)節(jié)建設(shè),形成較為完善課程的實踐教學(xué)體系。增加了設(shè)計型、綜合型、創(chuàng)新性實驗項目的比重,占總實驗項目的比例達到80%以上。同時,以培養(yǎng)實踐能力為目標,強化實驗內(nèi)容建設(shè)。
(三)組建實踐就業(yè)相結(jié)合的平臺
利用現(xiàn)代化信息技術(shù),不斷引進虛擬、仿真實踐教學(xué)資源,構(gòu)建虛擬實驗室,提供學(xué)生模擬企事業(yè)技能操作環(huán)境的場所。在原有基礎(chǔ)上,精心調(diào)整和設(shè)計新實踐教學(xué)體系,從基礎(chǔ)實驗、綜合與設(shè)計性實驗和創(chuàng)新試驗三個層次來培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力、知識應(yīng)用及創(chuàng)新能力。(四)融入CDIO工程理念在《嵌入式系統(tǒng)》授課過程中,融入CDIO工程理念,重在培養(yǎng)學(xué)生的終生學(xué)習(xí)能力、團隊交流能力和大系統(tǒng)掌控能力。有效地提高學(xué)生的就業(yè)能力和社會競爭力,更好地為社會作貢獻。組建一支結(jié)構(gòu)合理、基礎(chǔ)扎實、科研意識強的師資隊伍。老師要站在科研和教學(xué)的最前沿,將最前沿的研究成果奉獻給學(xué)生。利用現(xiàn)代化信息技術(shù),不斷加強內(nèi)在的能力,將教學(xué)融入到科研中,提升教學(xué)科研水平,打造一支開放型、多元化、教學(xué)與科研并重的高水平教學(xué)團隊。在安徽新華學(xué)院這所具有特色的民辦高校開展面向市場需求的《嵌入式系統(tǒng)》課程一體化教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新的研究,已經(jīng)具備教學(xué)改革的試驗環(huán)境,可以用教改實踐成果驗證課程改革整體解決方案的可行性。
四、總結(jié)
關(guān)鍵詞:中職體育教學(xué);課程開發(fā);適應(yīng)社會發(fā)展
社會發(fā)展需求賦予的責(zé)任要求中職體育在教學(xué)過程中不僅僅是達到學(xué)校、教育部下發(fā)的要求,最主要的是要讓學(xué)員畢業(yè)后能夠更加得心應(yīng)手的適應(yīng)社會工作或者為學(xué)員繼續(xù)深造的提供準備。正因為如此,中職體育教學(xué)課程開發(fā)就有著十分重要的作用,如何合理開發(fā)中職教學(xué)課程,其影響直接關(guān)系到學(xué)校、企事業(yè)單位、社會等。為了做好中職體育教學(xué),可以從以下幾個方面進行課程開發(fā):
一、課程開發(fā)要以培養(yǎng)學(xué)生樂觀、堅強、正確的思想觀為目的
中職體育教學(xué)十分明確的目的性決定了中職體育課程開發(fā)要緊緊圍繞目的而開設(shè),為實現(xiàn)目的而服務(wù)。課程開發(fā)最重要的一點就是培養(yǎng)學(xué)生樂觀、堅強、正確的思想觀價值觀。讓更多的學(xué)員在今后面臨的崗位上有足夠的心理承受能力,讓學(xué)員盡早適應(yīng)一分耕耘一分收貨的道理,不至于學(xué)員因為今后工作崗位枯燥、勞累而三天打魚兩天曬網(wǎng)。有鑒于此,中職體育教學(xué)課程開發(fā)可以結(jié)合公司用人留人制度、公司薪酬管理制度。體育教學(xué)實現(xiàn)賺體育學(xué)分制的模式來操作,讓學(xué)生在學(xué)校中就已經(jīng)感受并適應(yīng)今后面臨的工作崗位。為了能夠更好的讓學(xué)生通過賺取體育學(xué)分明白勞動獲得收入的道理。體育課程開發(fā)過程中,要將賺取的學(xué)分細分成若干小塊,越細分越好,讓學(xué)生不是一次賺取體育學(xué)分,而是分多次賺取,從而形成一種持久狀態(tài),讓學(xué)生做到持之以恒。通過體育教學(xué)課程開發(fā)模式的轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)起學(xué)生今后工作樂觀、堅強、正確的思想觀念,讓他們在學(xué)校中就早日適應(yīng)社會發(fā)展需求。
二、課程開發(fā)可以根據(jù)班級特色而分別開設(shè),加強專業(yè)針對性
中職教育各個專業(yè)班級的特色是不同的,包含會計班電腦班英語班磨具操作班等等不同專業(yè)的班級,這些班級的教學(xué)內(nèi)容往往各不相同,而且對各種能力的要求也不同。對于這些不同的特色班級,體育教學(xué)可以分別對待,開發(fā)不同的體育課程滿足他們的需要。比如對于會計班而言,他們需要的是敏銳的觀察能力和耐心的計算能力及手指的靈活運用能力。體育教學(xué)課程開發(fā)可以針對會計學(xué)生這一專業(yè)要求,開設(shè)出一些更能夠開發(fā)學(xué)生觀察能力和耐心程度及鍛煉手指靈活程度的課程。這套為會計班量身定制的體育教學(xué)課程能夠很好的幫助他們提升專業(yè)能力,從而增強學(xué)校的核心特色,讓學(xué)生能夠順利達到企業(yè)需要的標準。
三、課程開發(fā)要培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識
隨著社會競爭意識的空前發(fā)展,企業(yè)認識到了單槍匹馬是很難做好事情的,團隊合作精神被每一個企業(yè)所看重。但是,目前的80后90后往往都是獨生子女,在家里養(yǎng)尊處優(yōu)少有合作意識,參加工作到了崗位之后,和周邊同事的摩擦碰撞源源不斷,給企業(yè)正常運轉(zhuǎn)造成了極大的不便。這也是企業(yè)為什么對有團隊合作意識的學(xué)生更加器重的原因。正是因為社會發(fā)展過程中孩子缺少團隊意識的刻意培養(yǎng),而企業(yè)對團隊合作精神又十分看重。中職體育在教學(xué)過程中,就應(yīng)該遵循這一發(fā)展規(guī)律,在學(xué)校期間就很好的培養(yǎng)好學(xué)生的團隊合作意識。體育課教學(xué)是最能夠培養(yǎng)學(xué)生合作意識的,在體育教學(xué)課程開發(fā)過程中,可以適當(dāng)增加能夠培養(yǎng)學(xué)生團隊意識的課程。比如在體育課上多開發(fā)各類籃球活動、足球活動,這些活動往往最容易在無形之中就提高學(xué)生的團隊合作意識,更重要的是,這些課程學(xué)生都會感興趣,從興趣之中培養(yǎng)學(xué)生的團隊意識,效果更加的明顯突出。
四、課程開發(fā)要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力
動手能力是當(dāng)今社會最缺失的,也是企業(yè)所最看重的一個方面。因為現(xiàn)在孩子在家里嬌生慣養(yǎng),即使是最簡單的家務(wù)活也很少有父母希望給孩子們來完成,從而造成了孩子動手能力極差,雖然城鎮(zhèn)學(xué)生在這方面比城市里的學(xué)生要稍微好些,但是社會總體情況而言是整體動手能力都不太強,難以適應(yīng)社會發(fā)展需求。這樣的人群走到社會上大多會碰壁不斷。對中職學(xué)生而言更是如此,中職學(xué)生畢業(yè)后年紀也都不大,都在十八九歲二十來歲光景,這樣的年紀心理脆弱,多次碰壁之后往往造成扭曲心理,從而做出社會道德準繩之外的事情。中職教學(xué)要做好未雨綢繆,提高學(xué)生的動手能力。中職體育教學(xué)在這個時候就發(fā)揮了作用,開發(fā)出能夠提高學(xué)生動手能力的課程顯得十分重要和迫切。體育課程開發(fā)過程中,可以多開發(fā)一些鍛煉學(xué)生動手能力和動腦里能的尋寶活動,通過一定時間在某個范圍內(nèi)找到某些東西,從而鍛煉學(xué)生的耐力和動手尋找能力,效果十分明顯,尤其是在城鎮(zhèn)學(xué)校,這種方式更為適合。
總之,中職體育教學(xué)課程開發(fā)的好壞不僅關(guān)系到學(xué)校、關(guān)系到學(xué)生,更關(guān)系到社會發(fā)展,所以,中職體育教學(xué)課程開發(fā)要多動腦筋,千方百計開發(fā)出各類項目滿足目前社會發(fā)展需要,從個多角度實現(xiàn)中職體育教學(xué)的全面性和豐富性。讓中職教育形成自己的教學(xué)特色,讓越來越多的人能夠感受到中職教育的作用。
參考文獻:
[1] 金丹迪.淺談體育教學(xué)的創(chuàng)新與改革[J]. 科技致富向?qū)? 2011(15)
關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng);課程體系;實踐教學(xué)
隨著嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)和社會生活中的廣泛應(yīng)用,嵌入式系統(tǒng)技術(shù)越來越得到國內(nèi)各大高校的重視。嵌入式系統(tǒng)涉及的知識面廣、技術(shù)新、難度大,相關(guān)的技術(shù)資料少,并且仍然在快速發(fā)展中,這使得教學(xué)面臨較多的困難[1-2]。因此,如何有效地進行教學(xué),在相對緊張的學(xué)時內(nèi)使學(xué)生掌握更多的嵌入式系統(tǒng)知識,成為許多高校開設(shè)“嵌入式系統(tǒng)”課程要首先解決的問題[3]。
本文結(jié)合作者幾年來的“嵌入式系統(tǒng)”本科教學(xué)實踐,提出和總結(jié)了教學(xué)工作中的一些思路和體會,主要有以下一些經(jīng)驗。
1主要課程體系的設(shè)置
嵌入式系統(tǒng)作為后PC時代的核心,所涉及的知識非常廣泛,既有計算機底層硬件的知識,又包含操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、特定領(lǐng)域的知識等,建立良好的課程體系,對學(xué)習(xí)者非常重要。
從狹義上講,嵌入式系統(tǒng)知識可分為兩大類,一是針對將來只是應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)硬件、軟件平臺來進行二次開發(fā)的學(xué)生,應(yīng)側(cè)重學(xué)習(xí)特定軟硬件平臺的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā);二是針對將來從事嵌入式系統(tǒng)軟硬件平臺設(shè)計的學(xué)生,需要重點學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及接口設(shè)計原理[4]。綜合上述嵌入式系統(tǒng)的知識特點并結(jié)合目前教學(xué)的實際,把嵌入式系統(tǒng)教學(xué)分為三個層次:
(1) 學(xué)習(xí)嵌入式操作系統(tǒng),主要掌握特定嵌入式操作系統(tǒng)的基本工作原理、特點及應(yīng)用。這是學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ),主要為基于操作系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)做準備。
(2) 學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)硬件,主要掌握特定嵌入式CPU的體系結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的接口電路的工作原理、特點,并學(xué)習(xí)無操作系統(tǒng)下的編程技術(shù)。使學(xué)生深入理解底層硬件的工作機制及控制技術(shù),為頂層開發(fā)作準備。
(3) 學(xué)習(xí)嵌入式軟件開發(fā),在具備了操作系統(tǒng)及相應(yīng)硬件知識的基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)基于操作系統(tǒng)之上的驅(qū)動程序及應(yīng)用軟件的開發(fā)。
在這三個層次中,前兩個層次是基礎(chǔ),第三層次是目的,只有掌握好嵌入式操作系統(tǒng)及相關(guān)硬件機制,才能更好地進行嵌入式軟件開發(fā)工作。建議開課的具體時間及學(xué)時如表1所示。
在表1中,特別加重了實驗教學(xué)學(xué)時,因為嵌入式系統(tǒng)課程體系要求較強的實踐性,讓學(xué)生多動手實踐對提高教學(xué)質(zhì)量很有幫助。
2教學(xué)內(nèi)容的選擇
2.1軟硬件平臺選擇
由于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)在國內(nèi)出現(xiàn)時間不長,并且處于快速發(fā)展階段,新技術(shù)和應(yīng)用成果不斷涌現(xiàn),這給軟硬件平臺的選擇帶來了一定的困難。而且不同的選擇直接導(dǎo)致嵌入式軟件開發(fā)的技術(shù)差異,對教學(xué)及學(xué)生將來應(yīng)用的影響很大,需要仔細分析、認真選擇。
選擇的基本原則是應(yīng)用廣泛或未來有發(fā)展?jié)摿Φ那度胧郊夹g(shù)。根據(jù)目前嵌入式系統(tǒng)在國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀,ARM微處理器以其體積小、功耗低、成本低、性能高和應(yīng)用廣泛成為目前嵌入式系統(tǒng)硬件的首選。而操作系統(tǒng)的選擇則比較困難,既有出現(xiàn)時間較長,市場占有率很高的系統(tǒng),如VxWorks等,也有出現(xiàn)較晚但很有發(fā)展?jié)摿Φ南到y(tǒng),如Windows CE、嵌入式Linux、μC/OS-II等,各種不同的嵌入式系統(tǒng)均有各自的特點,像VxWorks經(jīng)過多年的發(fā)展,市場占有率高,非常穩(wěn)定但價格昂貴;Windows CE由微軟公司開發(fā),技術(shù)力量雄厚且容易為大多數(shù)開發(fā)人員接受;嵌入式Linux開源穩(wěn)定且免費,受到很多企業(yè)的推崇;而μC/OS-II結(jié)構(gòu)緊湊小巧,適合教學(xué)。
根據(jù)選型原則,嵌入式Linux在很多企業(yè)得到了應(yīng)用,并且它的免費特點會有助于未來應(yīng)用的擴大,因此選擇學(xué)習(xí)嵌入式Linux有利于增強學(xué)生的競爭力。
2.2課程內(nèi)容選擇
精心選擇授課內(nèi)容,組織好授課知識體系并詳略得當(dāng),略去一些繁雜深奧的細節(jié),而把授課內(nèi)容集中在需要重點學(xué)習(xí)的知識點上,對本科學(xué)生接受相關(guān)內(nèi)容幫助很大。針對我們的課程體系,各門課程主要講授內(nèi)容如下。
(1)Linux操作系統(tǒng):本門課程主要是以普及Linux操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識為主,使得學(xué)生掌握其工作的基本原理、組織結(jié)構(gòu)、配置方式等,學(xué)會Linux操作系統(tǒng)的基本操作及常用軟件的應(yīng)用。為開發(fā)基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的軟件打好基礎(chǔ)。
(2) 嵌入式系統(tǒng)原理:本門課程主要學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識,介紹基于ARM微處理器的軟硬件開發(fā)環(huán)境,并學(xué)習(xí)無操作系統(tǒng)的硬件編程技術(shù)。重點學(xué)習(xí)內(nèi)容包括三個方面:一是ARM處理器的組織結(jié)構(gòu)及特點,使學(xué)生對ARM處理器的整體結(jié)構(gòu)有較好的理解,為學(xué)習(xí)其接口技術(shù)做好準備;二是ADS開發(fā)環(huán)境,掌握ADS的基本操作流程、相關(guān)的配置、理解交叉編譯連接等概念;三是ARM處理器的接口技術(shù),這是學(xué)習(xí)本門課的重點,不僅要掌握各種接口的工作原理、工作流程及配置方法,還要求能夠利用C語言對其進行編程控制。
(3) 嵌入式軟件開發(fā):本門課程以嵌入式Linux作為軟件開發(fā)平臺,在基于ARM處理器上完成軟件開發(fā)工作。授課重點主要包括:一是Linux操作系統(tǒng)的深入學(xué)習(xí),包括Linux系統(tǒng)的工作機理、系統(tǒng)裁減移植及其系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境等;二是嵌入式Linux下的驅(qū)動程序開發(fā),包括Linux設(shè)備驅(qū)動的工作原理、開發(fā)流程,常用設(shè)備驅(qū)動程序編寫方法;三是圖形界面的設(shè)計,主要介紹基于QT的圖形界面開發(fā)方法。
3教學(xué)方法的運用
教學(xué)方法的有效運用對提高教學(xué)效果的作用是不言而喻的,如何在“嵌入式系統(tǒng)”教學(xué)中采用合適的教學(xué)方法,提高教學(xué)的質(zhì)量,使學(xué)生能夠從教學(xué)中得到最大的收獲,對教學(xué)的成敗至關(guān)重要。評判有效的教學(xué)方法的標準是看是否能增加學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,能否變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。
3.1注重基礎(chǔ),重點突出
“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”是一門綜合性的課程,涉及的知識面比較廣泛,例如既有計算機學(xué)科的計算機體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、程序設(shè)計等知識,也有電子學(xué)科的電子技術(shù)、微機原理等知識。因此,在課堂內(nèi)容組織上,要分清主次,明確哪些知識僅需了解,那些知識需要重點掌握,并根據(jù)重要程度有計劃地組織教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時,使得整個教學(xué)體系層次清楚,詳略得當(dāng),為學(xué)生順利接受提供保障。
例如在規(guī)劃的教學(xué)體系中,硬件方面重點是接口技術(shù)、要求學(xué)生掌握各種接口的工作原理及其編程方法,軟件方面重點是基于嵌入式操作系統(tǒng)的驅(qū)動程序設(shè)計及應(yīng)用程序開發(fā),而對于比較復(fù)雜的操作系統(tǒng)的內(nèi)部工作原理分析、操作系統(tǒng)移植、BootLoader等僅作原理性介紹。
3.2以實踐教學(xué)帶動理論教學(xué)
通常理論教學(xué)比較抽象枯燥,學(xué)生接受大量的理論知識比較困難,為了提高理論教學(xué)的效果,為課程配備了較多的實驗課時,每當(dāng)在課堂上學(xué)習(xí)完成一部分理論知識,即安排相應(yīng)的實驗,由學(xué)生親自動手驗證理論知識的正確性并加深對理論知識的理解,這樣把較抽象的理論具體化形象化,學(xué)生接受起來相對容易,提高了理論知識的學(xué)習(xí)效果。
3.3興趣創(chuàng)新的培養(yǎng)
興趣及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要以應(yīng)用為驅(qū)動力。學(xué)生對把所學(xué)理論如何應(yīng)用到實際應(yīng)用中非常感興趣,以此為切入點,在理論教學(xué)時,把實際產(chǎn)品經(jīng)簡化后引入課堂,介紹所學(xué)理論知識在具體產(chǎn)品中的應(yīng)用方式、方法,并進一步指出理論或產(chǎn)品的優(yōu)缺點,改進方向等,為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)指明方向,從而激發(fā)學(xué)生求知欲及創(chuàng)新的潛能。如在實際的教學(xué)中,介紹mp3產(chǎn)品的工作機理及軟硬件設(shè)計方法,學(xué)生對此興趣非常高,教學(xué)效果明顯。
4實驗教學(xué)的設(shè)計
嵌入式系統(tǒng)是面向應(yīng)用的,實踐是整個嵌入式系統(tǒng)課程體系中非常重要的環(huán)節(jié)。也是加深對嵌入式系統(tǒng)知識理解,培養(yǎng)興趣及創(chuàng)新能力的必經(jīng)途徑。
我院購買了基于ARM9的實驗教學(xué)平臺,該平臺擁有大量的接口設(shè)備并配備了嵌入式Linux操作系統(tǒng),為學(xué)生學(xué)習(xí)ARM底層編程技術(shù)、嵌入式Linux操作系統(tǒng)及其上的軟件開發(fā)提供了保障,
根據(jù)學(xué)生的能力特點,我們把實驗課程分為三個層次,便于不同類型的學(xué)生選擇。
(1) 基礎(chǔ)性實驗:本類實驗主要是相關(guān)課程中最基本的實驗,要求所有學(xué)生必須掌握。如在“嵌入式系統(tǒng)原理”課程中,需掌握ADS開發(fā)環(huán)境、通用端口、中斷、DMA、UART等;在“嵌入式軟件開發(fā)”課程中,需掌握Linux實驗環(huán)境搭建、各種基本驅(qū)動程序設(shè)計、簡單應(yīng)用程序設(shè)計等。
(2) 綜合性實驗:是在前面基礎(chǔ)性實驗的基礎(chǔ)上,綜合整個課程的知識,盡可能利用實驗系統(tǒng)上的硬件資源,構(gòu)造一個具有實際意義的嵌入式系統(tǒng),綜合性實驗提供多個題目,要求學(xué)生選做。如在“嵌入式系統(tǒng)原理”課程中,可以實現(xiàn)無操作系統(tǒng)下的音頻錄放、俄羅斯方塊等程序設(shè)計;在“嵌入式軟件開發(fā)”課程中也可以實現(xiàn)基于操作系統(tǒng)的類似程序設(shè)計。
(3) 設(shè)計性實驗:設(shè)計性實驗主要提供給學(xué)習(xí)能力較強并對嵌入式系統(tǒng)感興趣的學(xué)生,本實驗主要在計劃外學(xué)時進行,由學(xué)生自主提出課題或通過其他方式選擇課題,教師適當(dāng)指導(dǎo)并利用實驗室對外開放時間進行。如通過國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃,設(shè)立了“智能生命救助儀研究”課題供學(xué)生進行實驗。通過完成該實驗,提高了學(xué)生研究能力和實際動手能力,使學(xué)生進一步理解了不同課程之間知識的有機聯(lián)系并深入體會了嵌入式系統(tǒng)面向應(yīng)用的含義。
5結(jié)語
嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的廣闊前景和未來發(fā)展的巨大潛力已得到了全社會的共識,作為培養(yǎng)高級人才的大學(xué),要想又快又好地培養(yǎng)出大批嵌入式系統(tǒng)方面的優(yōu)秀人才,就需要從嵌入式系統(tǒng)課程體系的設(shè)置、課程內(nèi)容的選擇、教學(xué)方法的運用及實驗課程的設(shè)計等方面精心研究及組織,其最終目的是提高嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新能力,為我國嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展提供優(yōu)秀的人才保障。
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Exploration of Embedded System Teaching System and Mode
LI Jun,YUAN Man,LIU Yan-jun
(College of Computer and Information Technology, Daqing Petroleum Institute, Daqing 163318, China)
【關(guān)鍵詞】計算機專業(yè);嵌入式系統(tǒng);教學(xué);CDIO模式
2004年,ACM(美國計算機協(xié)會)和IEEE聯(lián)合制訂了新版的計算機學(xué)科的課程體系(2004版),其中一個主要改革就是將“Embedded System”課程列為本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課,并且給出了基本課程體系。同時,美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、伯克利大學(xué)等國外高校也不斷在完備他們的嵌入式教育體系。歐盟也推出了面向歐盟高校和企業(yè)的嵌入式研究計劃。目前業(yè)界對嵌入式技術(shù)人才的需求十分巨大,尤其在迅速發(fā)展的TMT領(lǐng)域,這種需求更為顯著。另外,企業(yè)對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)從業(yè)者的工程實踐能力、經(jīng)驗要求也越來越重視,因此目前國內(nèi)外很多專業(yè)協(xié)會和高校都在致力于嵌入式相關(guān)課程體系的建設(shè),結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的特點,在課程內(nèi)容設(shè)計、師資隊伍建設(shè)、教學(xué)方法探索、教學(xué)條件和實驗體系建設(shè)等方面取得了較好成效。
CDIO模式是一種先進的高校工程教育理念和實施體系。CDIO由考量(Conceive)、設(shè)計(Design)、實施(Implement)、操作(Operate)四個環(huán)節(jié)組成。CDIO 模式是主要通過“做中學(xué)”的方式全面地提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新精神。CDIO模式的這種特質(zhì)十分契合“嵌入式系統(tǒng)”課程的發(fā)展趨勢。
在高等教育提出朝著“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力”的方向發(fā)展趨勢下,研究如何將先進的工程教育理念和實施體系CDIO模式成功引入到“嵌入式系統(tǒng)”課程教學(xué)改革中,同時深入地開展基于CDIO模式下的“嵌入式系統(tǒng)”理論和實驗教學(xué)體系、內(nèi)容和方法等多方面的研究與實踐,探索一條滿足社會人才需求、符合高校自身規(guī)律的“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”課程的教學(xué)模式和方法,對于培養(yǎng)學(xué)生在嵌入式系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計方向上的基本技能、工程能力和創(chuàng)新精神具有十分重要的意義。
“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”課程教學(xué)內(nèi)容十分豐富,如圖1所示。該課程涉及到計算機系統(tǒng)最基礎(chǔ)的硬件、軟件等多方面多層次的知識,這就要求學(xué)生系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)完整的嵌入式系統(tǒng)知識體系。
因此,“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”課程與CDIO模式有效融合主要進行的工作內(nèi)容應(yīng)該包括:通過大量調(diào)研,反復(fù)討論和研究,根據(jù)CDIO模式的特點編寫和修訂符合計算機學(xué)科發(fā)展的“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”課程的理論教學(xué)大綱和實驗教學(xué)大綱。在此大綱的指導(dǎo)下,編寫了“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”主教材和實驗教程,該教材以Cortex A8處理器和Linux操作系統(tǒng)作為主要研究對象,與時俱進,貼近主流。通過上述活動,重建學(xué)生的嵌入式系統(tǒng)的知識脈絡(luò)。
根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)+的實際需求,建設(shè)“嵌入式系統(tǒng)”教學(xué)網(wǎng)站。該網(wǎng)站包括的主要功能有:學(xué)生可以瀏覽教學(xué)視頻、下載課件、瀏覽網(wǎng)站公告等。教師可以開設(shè)課程、上傳教程課件、作業(yè)、回復(fù)問題等。管理員則在后成對課件信息的管理、教程信息的管理、學(xué)生信息的管理及教師信息的管理等功能。開發(fā)“嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)網(wǎng)站”,積極引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式,在教師和學(xué)生之間架起一座溝通的橋梁。
有效應(yīng)用實例化教學(xué)模式,使學(xué)生在消除嵌入式系統(tǒng)設(shè)計神秘感的同時,提高學(xué)好這門課的自信心。
綜上所述,“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”主要任務(wù)就是要培養(yǎng)學(xué)生分析與設(shè)計嵌入式系統(tǒng)的基本能力;培養(yǎng)自學(xué)、分析問題和解決問題的能力,以及認真負責(zé)的工作態(tài)度和嚴謹細致的工作作風(fēng)。在此前提下,有效融合CDIO模式具有十分重要的意義。
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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 文獻標識碼: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。而社會對掌握嵌入式技術(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)會計算機協(xié)會(IEEE-CS)和美國計算機學(xué)會(ACM)公布了“計算教程2004”(Computing Curriculum 2004,簡稱CC2004)。CC2004對原“計算教程CC2001”四個專業(yè)方向進行了修改和擴充,并給出了新的評述,其中在計算機工程專業(yè)課程中將嵌入式系統(tǒng)作為一門核心課程,分兩個學(xué)期進行學(xué)習(xí)。可見,國內(nèi)外將嵌入式技術(shù)人才的培養(yǎng)已經(jīng)作為一個重點方向。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,對在計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中增設(shè)嵌入式軟件專業(yè)方向進行探討。
1 增設(shè)嵌入式軟件專業(yè)方向的可行性
20世紀70年代,隨著微處理器的出現(xiàn),計算機的發(fā)展出現(xiàn)了歷史性的變化。以微處理器為核心的微型計算機以其小型、價廉、高可靠性特點,迅速應(yīng)用在智能化控制領(lǐng)域中,這使計算機失去了原來的形態(tài)與通用計算機功能。為了區(qū)別于原有的通用計算機系統(tǒng),把嵌入到對象體系中,實現(xiàn)對象體系智能化控制的計算機,稱為嵌入式計算機系統(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、通信工程和計算機技術(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,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)計算機專業(yè)。嵌入式產(chǎn)品硬件設(shè)計完成后,后期工作主要靠軟件技術(shù)人員進行開發(fā)與設(shè)計,不同的軟件體現(xiàn)不同的功能,在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中軟件開發(fā)與設(shè)計占總工作量的80%左右,所以在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計和開發(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)的實驗室有計算機組成、接口實驗室,以51序列為主的嵌入式實驗室,以ARM7為主的嵌入式實驗室,正在籌備的以ARM9為核心的嵌入式實驗室。
從社會需求、師資力量、實驗室建設(shè)等多方面可得出,在我校計算機科學(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)目標與規(guī)格
2.1 培養(yǎng)目標
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)目標是:德、智、體、美全面發(fā)展,掌握計算機基礎(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,具備一定的工程實踐能力,并具備良好外語運用能力,從事嵌入式軟件設(shè)計與開發(fā)的應(yīng)用型人才。
2.2 培養(yǎng)規(guī)格
計算機科學(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)新能力以及團隊合作的能力。
(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)。在計算教程CC2004報告中,各專業(yè)方向的知識領(lǐng)域中都包含社會和職業(yè)生涯方面的知識,涉及與計算相關(guān)的哲學(xué)、歷史、社會、職業(yè)和道德責(zé)任、知識產(chǎn)權(quán)、隱私和公民自由、計算機犯罪等內(nèi)容。通過這些知識體培養(yǎng)學(xué)生的思想品德、職業(yè)道德和社會責(zé)任。一個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,需要將計算機知識、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)實踐能力
培養(yǎng)嵌入式軟件人才,工程實踐能力非常重要,因為嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心,要求學(xué)生能借助于硬件開發(fā)平臺進行實際的研究與開發(fā),并且要求學(xué)生具有獨立設(shè)計產(chǎn)品的能力,同時也要求學(xué)生具有團隊合作的能力,這就需要在實踐技能訓(xùn)練過程中,加強學(xué)生的動手能力、團隊合作能力的培養(yǎng)。
3 課程體系結(jié)構(gòu)
從企業(yè)實際用人需求出發(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模塊:
人文社科模塊(A模塊):在于強化學(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)生對社會環(huán)境有所認識和了解??砂才耪嗡枷?、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)生團隊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)生打下扎實的基礎(chǔ)知識,主要安排高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、計算機基礎(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、計算機組成原理、匯編語言程序設(shè)計、高級語言程序設(shè)計、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)、計算機網(wǎng)絡(luò)、算法設(shè)計與分析、軟件工程方法學(xué)、Java 語言程序設(shè)計。
實踐教學(xué)模塊(D模塊):培養(yǎng)學(xué)生實際工作能力和操作技能,主要安排為實驗、實習(xí)、課程設(shè)計、實訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計、職前培訓(xùn)或案例分析等環(huán)節(jié)。
專業(yè)擴展模塊(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時操作系統(tǒng)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法、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)、計算機控制系統(tǒng)、計算機安全技術(shù)、J2ME、移動通信、家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)、計算機系統(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 實驗室建設(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)計技術(shù),必須建立嵌入式軟件實驗室,在建立嵌入式軟件實驗實之前,首先要對嵌入式實驗課程內(nèi)容、實驗體系、實驗室?guī)熧Y隊伍等諸多方面進行詳細設(shè)計和規(guī)劃,以保證嵌入式軟件實驗室能夠滿足學(xué)生掌握嵌入式軟件開發(fā)與設(shè)計的要求。根據(jù)培養(yǎng)目標,實驗室要配備相應(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為核心的實驗開發(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。實驗室要有經(jīng)驗豐富的、具有項目開發(fā)經(jīng)驗的教師進行實驗指導(dǎo)。
5 結(jié)束語
在計算機科學(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)計劃,專業(yè)知識結(jié)構(gòu)和課程體系時要充分考慮各學(xué)科的知識點,形成嵌入式軟件專業(yè)方向人才培養(yǎng)的獨特體系。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:嵌入式NIIT教育;MCLA;培養(yǎng)模式
1軟件人才培養(yǎng)現(xiàn)狀
隨著我國軟件產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,軟件開發(fā)方式已經(jīng)由傳統(tǒng)的作坊式逐步升級為工業(yè)化、流水線式的生產(chǎn)模式。在這種工業(yè)化生產(chǎn)模式下,行業(yè)和企業(yè)對具備一定軟件開發(fā)經(jīng)驗的軟件工程師、軟件項目經(jīng)理等軟件人才的需求日益增加。而目前的軟件人才培養(yǎng)現(xiàn)狀并不能滿足這種社會需求。許多高校在軟件人才培養(yǎng)方面與行業(yè)現(xiàn)實需求脫離,傳統(tǒng)的教育模式中存在一些問題,如教學(xué)注重理論知識掌握、教材內(nèi)容陳舊、教學(xué)方法落后、實踐訓(xùn)練不足等,導(dǎo)致學(xué)生的工程實踐能力不足,不能滿足企業(yè)的實際開發(fā)需要。因此,軟件人才培養(yǎng)模式有待進一步改革。
印度的NIIT教育模式是目前公認的IT軟件人才培養(yǎng)的成功典范。NIIT教育培養(yǎng)模式注重培養(yǎng)學(xué)員的動手操作能力、工程實踐能力和設(shè)計研發(fā)能力。本文在探索NIIT教育理念和教育模式基礎(chǔ)上,結(jié)合本校計算機科學(xué)與技術(shù)軟件人才培養(yǎng)計劃和培養(yǎng)方案,通過構(gòu)建嵌入式課程體系、有效組織教學(xué)內(nèi)容、改革傳統(tǒng)教學(xué)方法等途徑進行軟件人才培養(yǎng)模式改革的探索,對高校培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才具有一定借鑒意義。
2探索NIIT教育模式,構(gòu)建嵌入式課程體系
NIIT是印度國家信息學(xué)院(National Institute of Information Technology, NIIT)的簡稱,1981年開始在印度開展IT教育培訓(xùn)。NIIT在發(fā)展過程中總結(jié)出一套獨特、先進、高效的教學(xué)模式。在實際教學(xué)過程中,通過讓學(xué)生學(xué)習(xí)使用主流軟件開發(fā)方法和技術(shù),注重培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力、軟件研發(fā)能力和實踐創(chuàng)新能力。NIIT軟件人才培養(yǎng)模式采用以軟件訂單項目為基礎(chǔ)的專業(yè)實踐能力和操作開發(fā)能力培養(yǎng)方式,學(xué)生學(xué)習(xí)時就能參加軟件訂單和軟件項目的設(shè)計和研發(fā),畢業(yè)后能很快適應(yīng)企業(yè)開發(fā)要求,并成為合格的專業(yè)技術(shù)人才[1]。
在嵌入式NIIT教育模式的指導(dǎo)下,探索構(gòu)建適合軟件行業(yè)要求的課程體系,是培養(yǎng)計劃的重要組成部分。針對目前業(yè)界對IT人才的需求,NIIT課程體系主要分為Java方向和.NET兩個方向,以培養(yǎng)學(xué)生具有數(shù)據(jù)庫開發(fā)能力、J2EE開發(fā)能力、.NET開發(fā)能力、COM+組件開發(fā)能力和移動開發(fā)能力的軟件工程師為目標。學(xué)生通過階段性循序漸進的學(xué)習(xí)和實踐,掌握軟件開發(fā)的主流軟件和技術(shù)。
因此,我們通過借鑒NIIT教育模式在軟件人才培養(yǎng)方面的優(yōu)勢,在制定計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)軟件工程方向的培養(yǎng)計劃時,應(yīng)將以傳統(tǒng)學(xué)科建設(shè)為導(dǎo)向、以追求知識完備為目標的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐云髽I(yè)需求為導(dǎo)向、以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力為目標的教學(xué)。在新培養(yǎng)目標的指導(dǎo)下,我們對原有課程體系進行改革,在原有課程體系中嵌入NIIT部分課程,經(jīng)過整合,將課程體系劃分為公共基礎(chǔ)類、專業(yè)基礎(chǔ)類和專業(yè)類三大類,課程體系如圖1所示。
圖1嵌入NIIT課程體系
軟件工程方向的專業(yè)類課程包括專業(yè)必修課程、專業(yè)限選課程、專業(yè)任選課程和認證課程。專業(yè)必修課程包括UML統(tǒng)一建模語言、軟件項目管理、軟件質(zhì)量保證與測試、軟件設(shè)計與體系結(jié)構(gòu)和軟件需求分析等,作為軟件開發(fā)和技術(shù)知識掌握的基礎(chǔ);在專業(yè)限選課程中,嵌入了NIIT的兩條軟件開發(fā)技術(shù)方向,即.NET方向和Java方向。NIIT的課程體系基本是循著這兩條技術(shù)路線搭建的,其特點是由淺入深、由點到面、技術(shù)路線明晰。.NET技術(shù)路線課程開設(shè)C#程序設(shè)計、Web應(yīng)用開發(fā)、.NET應(yīng)用開發(fā)等課程;Java技術(shù)路線課程開設(shè)Java程序設(shè)計、J2ME移動應(yīng)用開發(fā)、Java EE應(yīng)用開發(fā)等課程。同時增加了輔助這兩條技術(shù)線路的專業(yè)任選課程,如軟件設(shè)計模式、軟件開發(fā)案例分析等。同時,根據(jù)軟件行業(yè)的相關(guān)認證,我們開設(shè)一些認證課,使學(xué)生在獲得素質(zhì)學(xué)分的同時得到行業(yè)認可。
嵌入NIIT教育后的課程體系,既符合計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)規(guī)范,又符合行業(yè)對軟件人才能力培養(yǎng)的實際要求。根據(jù)該課程體系構(gòu)建的人才培養(yǎng)方案,能確保學(xué)生掌握主流開發(fā)技術(shù).NET和Java之一,畢業(yè)后能夠很好地適應(yīng)軟件市場對人才的需求。
3合理組織教學(xué)內(nèi)容,改革傳統(tǒng)教學(xué)方法
教學(xué)內(nèi)容的組織改變了傳統(tǒng)注重書本和理論知識的方式。以往學(xué)生掌握主要技術(shù)知識后,并不能將其很好地應(yīng)用到解決實際問題的過程中,課堂講解中的理論和實踐分離,學(xué)生處在被動狀態(tài),沒有時間思考,沒有機會參與。而嵌入式NIIT教育模式更著重知識的運用和學(xué)生實踐能力的培養(yǎng),針對不同課程設(shè)計合理的應(yīng)用案例,這些實例基本上來自于軟件生產(chǎn)的實際問題,教師可以根據(jù)教學(xué)實際自己編寫實踐教材,修訂實踐教學(xué)大綱,安排合理的實踐環(huán)境。因此,通過合理組織教學(xué)內(nèi)容,采用適應(yīng)軟件人才培養(yǎng)的教學(xué)方法,可以讓學(xué)生從工程的角度學(xué)習(xí)專業(yè)知識,并有效培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力和軟件研發(fā)能力。
在教學(xué)方法上,NIIT教育模式獨創(chuàng)了軟件教育的MCLA (Model Centered Learning Architecture),即基于榜樣的學(xué)習(xí)方法。MCLA教學(xué)方法是遵循“專家引導(dǎo)―引導(dǎo)實踐―引導(dǎo)探索―獨立實踐”這一完整的工程實踐訓(xùn)練過程[2]。在傳統(tǒng)教學(xué)中,學(xué)生學(xué)習(xí)某個知識點之前,首先掌握一些基本理論和概念,然后通過一些簡單的驗證性實驗或簡單實例,達到掌握理論知識的目的,這并沒有注重培養(yǎng)學(xué)生動手解決問題的綜合實踐能力。而MCLA教學(xué)法以工程項目為載體,經(jīng)過“學(xué)習(xí)―實踐―提高”,逐步引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)和完成項目的實戰(zhàn)訓(xùn)練中形成知識獲取能力、解決問題能力、團隊合作能力、創(chuàng)新開發(fā)能力。
采用MCLA教學(xué)方法,教師要設(shè)計合理的工程案例,這也需要教師有一定的工程背景或經(jīng)驗。然后,教師以本次課程所傳授的基礎(chǔ)知識為主線,向?qū)W生介紹實際問題的相關(guān)內(nèi)容,讓學(xué)生了解所要解決的問題是什么。接著,進入專家引導(dǎo),經(jīng)過教師示范性地使用標準方案解決問題,學(xué)生可以進行模仿,并從中掌握必備的知識。最后,開展引導(dǎo)實踐環(huán)節(jié),學(xué)生已經(jīng)具備一定的知識基礎(chǔ),可以完成一個類似的實際應(yīng)用問題,通過不斷的練習(xí)和團隊實踐,可以鞏固所學(xué)知識和技術(shù)。教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實現(xiàn)相似案例,將及時應(yīng)用所學(xué)理論并很好地鞏固,同時引導(dǎo)學(xué)生掌握軟件開發(fā)技能。這樣,學(xué)生在實踐過程中能夠逐步獨立完成一個新的工程應(yīng)用項目。
4加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)
突出實踐技能是NIIT教育模式的側(cè)重點。在嵌入式NIIT教育模式中,特別重視以軟件訂單項目為基礎(chǔ)的專業(yè)實踐能力和實際操作開發(fā)能力的培養(yǎng)[3]。實踐可以使學(xué)生將理論與解決問題的實踐相結(jié)合,從大量的實踐訓(xùn)練中不斷提升軟件開發(fā)和動手操作能力。根據(jù)軟件人才培養(yǎng)目標的要求,學(xué)校需要加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置、構(gòu)建科學(xué)優(yōu)化的實踐教學(xué)體系,全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和實踐創(chuàng)新能力。
在教學(xué)計劃中,我們減少單純的實驗性、驗證性的實踐課程,增加符合NIIT教育模式的設(shè)計性、綜合性、工程性、創(chuàng)新性課程。經(jīng)過對實踐教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化整合,設(shè)置了與嵌入式課程體系相輔相成的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),包括基礎(chǔ)實驗環(huán)節(jié)、工程基礎(chǔ)訓(xùn)練環(huán)節(jié)和綜合實踐環(huán)節(jié)?;A(chǔ)實驗環(huán)節(jié)注重學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握,注重基本技能的訓(xùn)練。與相關(guān)理論教學(xué)環(huán)節(jié)對應(yīng),主要開設(shè)一些專業(yè)課的實驗課,為學(xué)生掌握扎實
的專業(yè)基礎(chǔ)知識并鍛煉動手實踐能力提供基礎(chǔ)平臺。工程基礎(chǔ)訓(xùn)練環(huán)節(jié)主要開設(shè)專業(yè)課程的課程設(shè)計、工程實訓(xùn)及一些校企合作課程,開展帶有工程性質(zhì)的工程基礎(chǔ)訓(xùn)練。綜合實踐環(huán)節(jié)主要開設(shè)學(xué)年綜合設(shè)計(或?qū)W年設(shè)計)、畢業(yè)設(shè)計(論文)、學(xué)生科技創(chuàng)新項目和科學(xué)研究訓(xùn)練等。在設(shè)計性和創(chuàng)新性實踐中,由學(xué)生自己實現(xiàn)軟件研發(fā)的全過程,充分發(fā)揮能動性和主體性,提高勇于探索的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。通過實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力得到逐步鍛煉和提升,并且逐步與企業(yè)工程環(huán)境接軌,可以順利地從基礎(chǔ)實驗平臺上升到工程實踐平臺,達到企業(yè)對軟件工程師的要求。
5結(jié)語
通過將適應(yīng)企業(yè)需要的NIIT教育模式嵌入到計算機軟件人才教育中,打破傳統(tǒng)的以理論知識的漸進積累輔之以實驗佐證為主要特征的教育模式,按照企業(yè)實際需求培養(yǎng)應(yīng)用型和創(chuàng)新型軟件工程人才,是軟件教育改革的一種有效嘗試。探索嵌入式NIIT教育模式,對于培養(yǎng)具有較強動手操作能力、工程實踐能力的軟件人才,具有一定借鑒意義,對于教育部提出的開展“卓越工程師”培養(yǎng)計劃,是一種有效的嘗試。
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Discussion on Software Talents Training Mode Based on NIIT Education
SU Rina, FAN Jianbo, YU Hua, LIU Liangxu
(College of Electronic and Information Engineering, Ningbo University of Technology, Ningbo 315016, China)
Abstract: According to current status of software engineering talents training mode and practice experience of software engineering education reform, upon the analysis of the existing teaching model, the paper proposes the introduction of embedding the NIIT education training course into current teaching curriculum. By building NIIT teaching system, reasonable organization of contents, reform the traditional teaching methods, strengthening practice, the ability of engineering practice and software development capabilities are improved.
1 實訓(xùn)基地建設(shè)依據(jù)
實訓(xùn)基地建設(shè)首先是按照專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求,其次是滿足社會培訓(xùn)的需要。專業(yè)人才培養(yǎng)方案是瞄準職業(yè)崗位對畢業(yè)生的能力需求進行設(shè)計,社會培訓(xùn)是為了發(fā)揮高等職業(yè)院校社會服務(wù)職能,同時也是為了提高設(shè)備投資效益。
1. 1依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案
專業(yè)人才培養(yǎng)方案是對人才培養(yǎng)目標與規(guī)格實現(xiàn)的整體設(shè)計。實訓(xùn)基地建設(shè)是人才培養(yǎng)方案的一部分,建立在專業(yè)人才培養(yǎng)目標、能力體系、課程體系的基礎(chǔ)上。天津職業(yè)大學(xué)“計算機應(yīng)用技術(shù)”(嵌入式系統(tǒng))專業(yè)實訓(xùn)基地建設(shè)依據(jù):
(1)專業(yè)培養(yǎng)目標
本專業(yè)培養(yǎng)德智體美等全面發(fā)展的,具有良好政治思想素質(zhì)、職業(yè)道德和創(chuàng)新精神,具有與本專業(yè)領(lǐng)域相適應(yīng)的文化知識,有良好的職業(yè)道德和創(chuàng)新精神,了解嵌入式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢,初步掌握嵌入式系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計基本知識,熟悉嵌入式軟硬件模塊設(shè)計基本方法,熟練掌握嵌入式軟件實現(xiàn)技能、嵌入式硬件實現(xiàn)與調(diào)試技能、嵌入式系統(tǒng)測試技能,具有嵌入式產(chǎn)品營銷及技術(shù)支持能力,具有較強事業(yè)心和團隊合作精神的高素質(zhì)技能型專門人才。
(2)專業(yè)人才能力體系
分為基礎(chǔ)能力、單項能力和綜合能力?;A(chǔ)能力是學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的需要,主要完成技能點的訓(xùn)練;單項能力是相關(guān)技能點的集合,能夠形成單項任務(wù)的操作能力;綜合能力是針對職業(yè)崗位的要求,對學(xué)生上崗能力的綜合訓(xùn)練。能力體系結(jié)構(gòu)如圖所示:
(3)專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系
是人才培養(yǎng)過程的課程分解,體現(xiàn)以就業(yè)為導(dǎo)向,學(xué)生職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)。實訓(xùn)基地建設(shè)要與課程體系設(shè)計緊密結(jié)合,保證每門課程有效實施。
(4)專業(yè)實訓(xùn)基地
可分為公共基礎(chǔ)實驗室、嵌入式系統(tǒng)實訓(xùn)基地和頂崗實習(xí)基地。公共基礎(chǔ)實驗室借助學(xué)校共享實訓(xùn)基地:嵌入式系統(tǒng)實訓(xùn)基地主體為“計算機應(yīng)用技術(shù)”(嵌入式系統(tǒng))專業(yè)服務(wù),突出學(xué)生嵌入式技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng),也可用來培養(yǎng)其他專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)能力或?qū)I(yè)延展能力,還可用來進行社會培訓(xùn);頂崗實習(xí)結(jié)合了學(xué)生的就業(yè)崗位,以及主要就業(yè)去向。
(5)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)實訓(xùn)基地
體現(xiàn)學(xué)生單項能力和綜合能力培養(yǎng)的嵌入式系統(tǒng)實訓(xùn)基地要突出職業(yè)特征、強化對學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。
1.2依據(jù)社會培訓(xùn)需求
高等職業(yè)院校主要肩負兩項職能,一是學(xué)歷教育,二是企業(yè)在崗或轉(zhuǎn)崗人員培訓(xùn)。實訓(xùn)設(shè)備、實訓(xùn)內(nèi)容和實訓(xùn)管理模式要與企業(yè)主流設(shè)備、主流技術(shù)和企業(yè)運作模式接軌,滿足社會培訓(xùn)的需要。
2 實訓(xùn)基地建設(shè)內(nèi)容
2. 1確定建設(shè)目標
天津職業(yè)大學(xué)“計算機應(yīng)用技術(shù)”(嵌入式系統(tǒng))專業(yè)實訓(xùn)基地建設(shè)目標從以下幾個方面制定:
(1)實訓(xùn)基地功能
融技能點訓(xùn)練、單項能力訓(xùn)練、綜合能力訓(xùn)練、職業(yè)技能鑒定、科技開發(fā)、學(xué)生科技創(chuàng)新、社會服務(wù)于一體,服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟,輻射周邊地區(qū)。
(2)實訓(xùn)基地規(guī)模
建成5個能夠分別容納40名學(xué)生的實訓(xùn)室,包括:單項能力訓(xùn)練實訓(xùn)室3個,職業(yè)崗位綜合能力訓(xùn)練實訓(xùn)室2個,其中,單項能力訓(xùn)練實訓(xùn)室包括:嵌入式工控應(yīng)用實訓(xùn)室、嵌入式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實訓(xùn)室、嵌入式仿真實訓(xùn)室;綜合職業(yè)能力訓(xùn)練實訓(xùn)室包括:嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實訓(xùn)室和嵌入式系統(tǒng)測試實訓(xùn)室。
(3)實訓(xùn)基地教學(xué)形式
基礎(chǔ)能力訓(xùn)練屬技能點訓(xùn)練;單項能力訓(xùn)練通常在仿真工作現(xiàn)場的環(huán)境下,進行任務(wù)式大作業(yè)操作,訓(xùn)練內(nèi)容可借鑒大學(xué)生電子設(shè)計競賽:綜合能力訓(xùn)練結(jié)合工作崗位,目的是通過實際操作提升工作經(jīng)驗,通常在真實工作現(xiàn)場環(huán)境下,進行分步驟全流程綜合性工作操作,訓(xùn)練內(nèi)容可借鑒企業(yè)實際工作崗位工作項目。
(4)實訓(xùn)基地主要服務(wù)專業(yè)
重點服務(wù)“計算機應(yīng)用技術(shù)”(嵌入式系統(tǒng))專業(yè),輻射帶動“應(yīng)用電子技術(shù)”、“計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”、“軟件技術(shù)”、“通信技術(shù)”和“計算機多媒體技術(shù)”專業(yè)。
(5)基地主要服務(wù)社會
校企合作開發(fā),企業(yè)員工、社會轉(zhuǎn)崗人員培訓(xùn),職業(yè)技能鑒定,嵌入式師資培訓(xùn),等。
2. 2建設(shè)思路
(1)整體規(guī)劃分步實施
(2)與學(xué)生就業(yè)崗位對接
(3)每個環(huán)節(jié)要體現(xiàn)對學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)
(4)強化對學(xué)生興趣的培養(yǎng)
(5)與實際生產(chǎn)相結(jié)合
(6)能夠?qū)ι鐣_展技術(shù)服務(wù)
2.3實現(xiàn)功能
(1)計算機應(yīng)用技術(shù)重點建設(shè)專業(yè)課程教學(xué)
(6)社會培訓(xùn)
根據(jù)需要對社會人員和在崗人員進行轉(zhuǎn)崗培訓(xùn)。
(7)生產(chǎn)性培訓(xùn)
對企業(yè)在崗人員進行技術(shù)培訓(xùn)。
(8)承接生產(chǎn)任務(wù)
綜合實訓(xùn)室能夠承接實際生產(chǎn)任務(wù)。
2.4教學(xué)資源
(1)硬件資源
硬件資源主要是訓(xùn)練用設(shè)備。校內(nèi)硬件教學(xué)資源要注重生產(chǎn)性和教學(xué)做一體,避免設(shè)備只能完成驗證性實驗,同時注意保持與企業(yè)實際應(yīng)用的一致性。
(2)軟件資源
訓(xùn)練內(nèi)容、指導(dǎo)教師、管理辦法等,均為軟件資源。軟件資源是保證學(xué)生能力培養(yǎng)目標實現(xiàn)的關(guān)鍵。訓(xùn)練內(nèi)容的設(shè)計要在企業(yè)工程師的指導(dǎo)下完成,結(jié)合企業(yè)對員工的日常技術(shù)考核項目;指導(dǎo)教師要由企業(yè)一線工程師承擔(dān),或是經(jīng)過企業(yè)工程師指導(dǎo)、在企業(yè)經(jīng)過頂崗實習(xí)的專職教師承擔(dān);實訓(xùn)基地要與企業(yè)實際工作場景相近或一致,突出對學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng);管理方式要模擬仿真企業(yè)工作流程和工作崗位,注重學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)成。
3 實訓(xùn)基地實現(xiàn)途徑
3.1校企合作
關(guān)鍵詞:多媒體課件;嵌入式課程;實踐;實驗項目
嵌入式技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,人們對嵌入式技術(shù)需求量也越來越大。但是以往的嵌入式教學(xué)平臺存在著不同程度上的問題和嚴重的弊端。比如未能及時反映嵌入式的應(yīng)用趨勢,自從開發(fā)了ARM推出以后,與相對應(yīng)的SOC相比較,以ARM 為主的嵌入式應(yīng)用正逐漸取得優(yōu)勢地位逐漸取代其他產(chǎn)品而嶄露頭角。其次是不能完整的涉及整個嵌入式實驗的體系。只能用于開發(fā)和演示基于WindowsCE和Linux 平臺的上層應(yīng)用因此,而嵌入式需要在系統(tǒng)內(nèi)部添加新內(nèi)容新形式新模塊,進行教學(xué)改革培養(yǎng)多功能型人才以滿足實驗平臺的不足與對人才的需求。
1 國內(nèi)外嵌入式實驗教學(xué)現(xiàn)狀和趨勢分析
嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與傳統(tǒng)PC機不同,開發(fā)人員需要對用戶做出詳細的制定,所以人員需要對嵌入式系統(tǒng)更加全面透徹的了解。而且嵌入式系統(tǒng)的形式上與PC也不盡相同。嵌入式系統(tǒng)的體積往往較小,開發(fā)工具也是專門制定。嵌入式開發(fā)工程特點比較明顯,一個普通人必須通過實際出發(fā)開發(fā)一款簡單模式很難了解開發(fā)基本過程。
嵌入式操作系統(tǒng)實驗包括很多類型,需要根據(jù)不同的情況選擇具體點操作系統(tǒng)。比如典型的嵌入式操作系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)移植、任務(wù)調(diào)度等等。建設(shè)嵌入式課程實驗體系將指日可待。
2 嵌入式實驗教學(xué)體系
2.1 實驗平臺建立與開發(fā)
在嵌入式實驗開發(fā)建設(shè)過程中,我們主要采用廣泛的校企合作模式。無論是低層還是高層,硬件還是軟件,我們都是按照合理的思路,將嵌入式教學(xué)系統(tǒng)生命周期縮短,并進行系統(tǒng)詳細的分析。分步驟的有層次的對內(nèi)容深一步的了解。增強系統(tǒng)的連貫性,鍛煉整體的把握能力。
著重加強嵌入式的開發(fā),移動多媒體數(shù)字電視復(fù)合型開發(fā)。而不是那些單一獨立的,較為簡單的開發(fā)軟件,那些都是不成體系不完整的。我們需要對整合嵌入式了解更加透徹更加深入,對其特點加以研究,對其系統(tǒng)研究的更加明白易懂。
2.2 設(shè)計實驗平臺
通過設(shè)計嵌入式開發(fā)環(huán)境linux下的應(yīng)用、UC /OS -Ⅱ的應(yīng)用、linux的基本應(yīng)用、QT Embedded設(shè)計、嵌入式微處理器ARM 編程基礎(chǔ)( 指令) 實驗、ARM接口編程技術(shù)與驅(qū)動程序開發(fā)、SM接口編程與驅(qū)動開發(fā)等不同實驗。來適應(yīng)不同層次的對軟件開發(fā)與學(xué)習(xí)。通過對其他課程的理解與熟知來配合對嵌入式教學(xué)課程的設(shè)計開發(fā)與研究。
3 基于能力培養(yǎng)的嵌入式課程實踐教學(xué)的實施
3.1 強化嵌入式硬件和軟件協(xié)同開發(fā)
由于ARM嵌入式處理器型號的多樣性,增加了對嵌入式裸機學(xué)習(xí)和開發(fā)的難度。多媒體課件編寫為適應(yīng)本院培養(yǎng)應(yīng)用型本科層次的課程體系發(fā)展新形勢的需要,在內(nèi)容上更加偏重實用性,增加了多個嵌入式裸機系統(tǒng)設(shè)計案例,使學(xué)生在掌握基本原理知識的前提下,注重提高學(xué)生應(yīng)用能力。因嵌入式硬件一些限制和一系列要求,嵌入式系統(tǒng)不會有固定系統(tǒng)模式。目前,一些公司針對于嵌入式多媒體教學(xué)平臺,學(xué)生可以在教學(xué)軟件和硬件平臺上開發(fā)嵌入式軟件。每次實驗對每個具體功能來進行設(shè)計具體如中斷通信AD取樣驅(qū)動等等。實現(xiàn)每個誤差不會太大,在規(guī)定的時間范圍內(nèi)完成。在嵌入開發(fā)技術(shù)的實踐學(xué)時比較充足時,還要嵌入式實驗平臺上加入Linux的程序設(shè)計實驗。
3.2 改進實驗項目
(1)根據(jù)客戶的不同實驗要求,導(dǎo)致實驗教學(xué)平臺配套的實驗項目工程文件不能直接采用,所以需要我們獨立思考問題,完成相應(yīng)軟件設(shè)計開發(fā)問題,并在調(diào)試過程中積累開發(fā)經(jīng)驗,提高動手能力,提高自己的綜合素質(zhì)。
(2)減少驗證性實驗,增加創(chuàng)新性實驗。在實驗過程,應(yīng)該提倡創(chuàng)新能力,以動手過程內(nèi)容為主,不能以老師課堂演示為主要內(nèi)容,使得學(xué)生跟著老師和自己思維走,進而發(fā)揮學(xué)生的想象力和主觀能動性。
4 結(jié)束語
在培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實際、實踐創(chuàng)新能力等諸多方面起著不可替代的作用。實踐是科學(xué)理論的動力所在也是技術(shù)的最基礎(chǔ)的東西,對于每所工科大學(xué)教學(xué)媒體來說,實驗教學(xué)具有特殊的重要作用與其不可代替的價值。近年來,越來越多的高校實驗教學(xué)都會從各方面改革嵌入式系列課程的實踐教學(xué)工作,增強了實驗平臺的建設(shè),優(yōu)化、改進實驗過程課程的設(shè)置與分析,分層次改善學(xué)生自己素質(zhì)。
參考文獻:
[1]程紅蓉,周世杰,秦志光.信息安全專業(yè)實驗教學(xué)初探[J].實驗科學(xué)與技術(shù), 2008(5):86-87.