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        物聯網工程嵌入式培訓精選(五篇)

        發布時間:2023-10-08 17:36:28

        序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇物聯網工程嵌入式培訓,期待它們能激發您的靈感。

        物聯網工程嵌入式培訓

        篇1

        關鍵字:物聯網工程;卓越工程師;嵌入式系統;人才培養

        中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)02(b)-0000-00

        大力發展物聯網產業將成為今后一項具有國家戰略意義的重要決策[1],物聯網是繼計算機,互聯網后又一個信息技術綜合應用的代名詞,掀起信息產業第三浪潮,其重要性顯而易見,因此國家2011年在全國55所高校開設物聯網專業,該專業是國家戰略型新興產業急需的且指定大力發展的電子信息類專業,未來有著很大的需求和發展空間。從2012年開始,我校實施了教育部制定的“卓越工程師教育培訓計劃”,該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務[2]。

        物聯網工程專業是我校特色專業之一,我校將物聯網工程專業作為“卓越計劃”重點培養專業之一,因此,結合“卓越計劃”的要求,深入進行“嵌入式系統”課程教學改革勢在必行,以學生為中心,以開拓知識視野、激發學習熱情、培養實踐能力為目的,為國家提供大批動手能力強,滿足企業發展要求,適應社會經濟發展需求的高質量各類型工程技術人才。

        一、教學現狀

        目前嵌入式系統教學存與許多其它工科專業共存的問題[3]。比如,課時安排不合理,實驗課時較少;重傳統理論教學,輕實驗教學;實驗教學方式比較單一、實驗內容陳舊,缺乏創新性,跟不上目前嵌入式發展水平;實驗教學缺少對非智力能力和綜合能力的訓練;實驗室嵌入式系統實驗的設備過于陳舊,實驗室管理制度不完善;不能利用校外有效的合作資源進行實驗教學內容的拓展[4];課程考核方式不完善,往往單純從理論考試成績和實驗結果評判,忽略實驗過程,上述種種問題,導致目前許多學生學完嵌入式系統課程之后,即使考到高分,依然不能獨自完成教學大綱要求之內的相對簡單、容易實現的嵌入式系統項目的開發,學生完全處于紙上談兵階段,這樣培養出來的學生不符合卓越工程師的要求,更不符合企業和國家所需要的復合型工程技術人才的要求。

        二、以創新實踐能力培養為原則的改革

        1. 開展研究性學習

        在理論教學中,改變傳統填鴨式教學方法,老師不再只是對著現有的課本或者PPT直接講解嵌入式系統的理論知識,而是通過提出目前實際嵌入式系統研究和開發過程中遇到的問題,或者將已有嵌入式產品中存在的問題作為探究背景,通過設置讓學生和老師之間展開開放式討論和自由提問的環節,讓學生積極參加到課堂活動中來,最后,將老師的點評總結作為課堂內容的點睛環節,旨在將枯燥的基礎理論知識是如何運用到實際嵌入式系統開發中、以及如何解決實際問題的過程講解給學生。通過這種研究性的學習方式,給學生留下更加深刻的印象,激發學生學習嵌入式系統開發的興趣,使學生對嵌入式系統的理論知識的本質有更加深刻的認識,在以后的學習過程中將知識熟練運用到實踐開發項目中去。

        2. 開放設計性實驗

        去除以往實驗結果單一,過程機械化,沒有拓展性,缺乏綜合型和研究型的基礎驗證型實驗[5]。改用內容比較新穎,又不太復雜的開放設計性實驗,比如,當前智能手機和游戲開發是一個很流行的研究方向,智能手機中簡單游戲就是一個很好的嵌入式具體應用的例子,所以我們可以選取一些相對簡單、開放性強、形式新穎、吸引力足的嵌入式系統開發的游戲案例來取代已經沿用多年的實驗內容,使實驗課的內容真正做到來源于實際案例,又促進實際嵌入式系統開發的功能。開放性設計實驗不僅豐富嵌入式系統的實驗內容,而且使實驗本身更加有趣、貼近生活。更重要的是在進行上述開放性設計實驗的過程中,學生可以親身體會到實踐是如何檢驗真理、理論與實踐之間如何相互促進的道理,在一定程度上可以激發學生學習嵌入式系統的興趣,培養學生敢于創新、敢于探索、不怕困難的科研精神。

        3. 以競促學

        學科競賽是學生實踐能力培養的一種重要方式,競賽是對學生更高一層次的要求,是考察學生綜合能力的一個重要方法[6]。目前諸如博創杯嵌入式比賽,“ZLG杯”中國大學生ARM嵌入式系統電子設計競賽,微軟嵌入式大賽,全國大學生電子設計競賽等都是含金量較高的比賽,通過參加競賽可以發掘出嵌入式系統這門課程真正的魅力所在,解決嵌入式系統實踐環節中缺乏挑戰與創新的不足,真正提升學生實際動手操作解決特定問題的能力,提高實踐環節的質量。在比賽過程中不僅對學生嵌入式系統及其它學科知識的拓展有所幫助,而且能夠培養學生團隊競爭和配合意識。

        4. 嵌入式系統實習實訓

        物聯網專業作為“卓越計劃”重點培養專業之一,對于實踐訓練要求自然極高,改變以往實習完全以老師講解為主導,動手環節較少,完全違背實習實訓方式,將學生帶到當地對嵌入式研究具有一定規模的企業公司參加實習培訓,了解目前企業嵌入式系統的研發流程和水平。同時將實習實訓的主導權下放給學生,鍛煉學生實際動手操作能力,以一種學生為主,老師為輔的實訓方式讓學生真正融入到嵌入式系統開發中來。

        5. 改革考核方式, 體現綜合能力

        事實證明“一張試卷打天下”的考核方式往往并不能真正反映出學生對于知識的掌握和運用情況。為了督促學生認真做好嵌入式實驗,真正考核學生實驗動手和實驗觀察能力[7]??蓪⑶度胧较到y課程成績分為: ①筆試理論成績,該項占40%,主要考察嵌入式操作系統概述、微處理器與調試技術、ARM體系結構和指令集、ARM開發工具和匯編程序設計、嵌入式存儲器和接口技術等; ②開放設計性實驗的成績,該項占40%,主要考察每次實驗課學生出勤次數,具體操作步驟,實驗結果完成情況以及實驗報告;③課外創新成績,該項占10%,主要考察學生參加各種嵌入式比賽、實戰項目開發和創新實驗實踐活動的獲獎情況;④學期末的實習實訓成績,該項占10%,主要考察在實習實訓階段指定項目開發的完成情況。

        結語

        工程師是未來世界的塑造者[8]。嵌入式系統是一門實踐性很強的課程,因此采用課內外、校內外相結合的實踐教學體系,以卓越工程師的基本要求為導向,使學生能熟悉掌握嵌入式系統設計方法,掌握一種開發工具,熟悉一種調試方法,使學生在學完嵌入式系統課程后,能真正掌握最基本的嵌入式系統開發,成為一名合格優秀的卓越工程師。

        參考文獻

        [1] 2009年11月3日總理向首都科技界發表了題為《讓科技引領中國可持續發展》的講話.

        [2] 王娜君, 王杰, 李旦, 高勝東. 基于工程能力培養的實驗教學改革探索[J]. 教育探索, 2011,(10): 49-50.

        [3] 冼進, 賈德良, 畢盛. 嵌入式系統實驗課的教學改革初探[J]. 實驗室研究與探索, 2010, 30(8): 282-284.

        [4] 周愛國. 大學生實踐能力培養存在的問題及對策[J]. 教育探索, 2009, (1):74-75.

        [5] 李秀娟, 張曉東, 魯可, 張杰. “嵌入式系統”開放實驗室建設與實踐[J]. 實驗室研究與探索, 2011, 30(5): 156-158.

        [6] 殷建軍, 張明武, 萬軍洲. 競教結合的嵌入式系統實踐教學改革[J]. 計算機教育, 2011, (6): 1-4.

        [7] 俞建新. 略論嵌入式系統的實驗教學[J]. 實驗室研究與探索, 2006. 25(7): 741-745.

        [8] 龔克. 轉變觀念大膽試驗建立卓越工程師教育培養的中國模式[J]. 中國高等教育, 2010, (18): 10-12.

        篇2

        嵌入式課程教學在國內已經開展了近20年,目前大多數的普通本科院校、高職高專和獨立學院都開設有嵌入式相關的課程。嵌入式系統不僅是一門綜合多個領域知識的工程應用技術,同時也是新興行業領域(物聯網、大數據等)的重要組成部分[1]。隨著技術的進步,物聯網、大數據、云計算、人工智能為信息產業發展的風口,潮流勢不可擋。嵌入式系統正是這些產業應用技術中最核心、最關鍵的部分,目前市場上嵌入式系統專業技術人才嚴重匱乏,出現了很大的人才缺口,雖然全國高校紛紛開展了嵌入式系統卓越人才的培養,但在課程教學過程、課程內容設置及授課方式上成效并不是很理想。因此,在應用型高校建設的背景下,如何有效地開展嵌入式系統教學改革,提高嵌入式系統人才培養質量以滿足相關行業的需求顯得尤為重要。

        1電子信息工程專業嵌入式系統課程特點

        電子信息工程專業是集現代電子技術、信息技術、通信技術于一體的專業[2],主要研究信息的獲取與處理,電子設備與信息系統的設計、開發、應用和集成。而嵌入式技術是20世紀計算機技術發展的一個重要標志,有著廣闊的市場發展空間。嵌入式技術已廣泛應用于消費類電子、工業控制、物聯網、汽車電子、安防監控、網絡安全、醫療器械、視頻編碼解碼、圖像處理、航天航空等領域。國內多所高校都開展了嵌入式系統課程,而且嵌入式系統課程作為電子信息工程的一門核心專業課程,是以應用為中心,對于電子信息工程專業的學生來說,硬件方面學習側重于電子系統設計、醫療儀器、智能儀表等的方案設計,軟件專業則側重于嵌入式應用軟件開發。嵌入式系統課程內容涵蓋范圍廣泛,課程學時又比較緊張,無法在課堂教學中使學生對硬件、軟件都精通。因此,教學更側重于基礎內容,結合實踐環節使學生在硬件和軟件兩方面掌握嵌入式技術。硬件方面可以掌握如何去讀懂電路原理圖、能夠讀懂芯片手冊,熟悉嵌入式系統的外設,畢業后可以從事嵌入式驅動開發、系統移植工作。軟件方面,熟悉操作系統的工作原理,熟練掌握C語言編程,熟悉交叉編譯環境下進行應用程序設計與測試程序設計。授課教師可以利用學習通、騰訊課堂、雨課堂等在線教育平臺,提供給學生豐富的參考資料,對學生進行引導啟發學習。從而克服教學時間短、授課內容不全面的弊端,滿足學生課下深入學習的需求。

        2嵌入式系統課程教學現狀

        國內嵌入式課程的平臺存在多樣化和復雜性現狀,各高?;谧陨硪延械馁Y源開展課程,導致嵌入式教學即使相同的課程也會由于硬件平臺不同,而選擇的嵌入式OS不同,課程的內容都會因為開發板、編譯工具、操作系統不同而不同。傳統工科單片機課程開展的非常廣泛,因此目前基于8051和80x86單片機進行嵌入式教學高校比重依然很大,一般選擇的是μC/OS。北京郵電大學軟件學院一直強調通信設備對嵌入式實時多任務系統(RTOS)的依賴,他們把這個作為自己學院嵌入式教學一個重點,堅持在教學中使用VxWorks和C/OS這種RTOS類型的嵌入式操作系統。也有一些嗅覺靈敏的學校已經開始針對現狀進行調整。Linux、ARM、嵌入式設計這類課程已經越來越多的引入課堂。隨著物聯網概念的進入,ZigBee、WiFi和藍牙等無線技術和MEMS傳感器技術,這些原本自成一體的嵌入式系統變成了智能聯網系統,因此傳統的8051單片機教學和“ARM+Linux”的嵌入式教學也亟需改革。

        3應用型本科嵌入式課程教學改革

        3.1師資隊伍建設

        教師隊伍是高校發展的關鍵,應用型本科高校轉型發展的關鍵是建設一支既重視理論又具有豐富實踐經驗的教師隊伍。學校要根據應用型的辦學定位,圍繞專業人才培養需要,首先可以考慮加大“雙師型”教師的引進,同時可以結合課程設置,聘請企業優秀專業技術人員進行授課,引入實際的項目開發經驗,可以從實踐的角度去指導學生項目實驗。其次,學校可以選派教師到行業企業掛職鍛煉,參與實際項目,從而提升授課教師的實踐應用能力。學校要加強對教師能力的培訓,使他們持續提升教學能力。有計劃選派青年教師到高水平院校、培訓機構進修學習,提升專業理論能力。建立與應用型人才培養相適應的教師評價制度、績效考核、職務(職稱)評聘、薪酬激勵和科研成果獎勵等制度,引導教師投身教學、開發實驗實踐項目、開展有利于應用型人才培養的應用研究,形成能轉化為服務社會的應用研究成果。

        3.2實驗課程內容建設

        嵌入式系統的實驗教學內容的設置目的是通過實驗教學,驗證、鞏固和補充課堂講授的理論知識,使學生對嵌入式系統的結構、工作原理及應用有深刻的認識,并通過對嵌入式系統設計方法熟悉今后在工程實際中設計性能優良的嵌入式應用系統打下基礎[3]。實驗內容根據教學目標可分為基礎技能實驗,根據課堂講授的理論知識結合基礎型實驗,要求學生獨立完成。課程進行到相應程度后,可以設置綜合型實驗。綜合性實驗可以包含幾個章節的內容,完成一個具體功能的小項目,由指導教師指定或讓學生自由選擇組隊,鍛煉其團隊合作能力共同完成項目。根據每個學生實驗過程的完整性、實驗指標點完成情況,以及對實驗報告的規范性,進行評分。

        3.3教學內容改革

        傳統的嵌入式教學以理論講解為主,實驗內容也僅僅是結合章節進行設計,不利于學生接受。現在很多工科院校在教學改革方面,壓縮理論課學時,加大學生實踐環節的比重,重視應用能力培養的思路。例如上海交大在嵌入式課程教學創新研討介紹他們的“嵌入式系統原理與實驗”理論和實驗的比例已經調整到3:2(以前是3.5:1.5)。嵌入式課程是一門理論講授和實驗相結合的課程[4],從某種意義講實踐經驗更重要。因此教學改革方面可以對大綱要求的知識點進行重新布置,緊密結合一個對應項目案例,通過具體案例,促進新知識點的學習掌握,提升學生學習的積極性和主動性,具體過程為:講授演示-小案例練習-項目分析-小組討論-綜合案例實踐。理論課階段,通過小案例的講解+實踐無縫銜接,幫助學生掌握知識點。綜合實踐環節階段,在掌握基本知識點的基礎上,針對具體應用設計出具體的實驗項目。學生可以采用自由組隊方式,在完成過程中掌握理論知識的運用以及團隊協作開展項目的技巧。

        3.4學生成績考核

        嵌入式系統課程考核方法應重視解決實際工程問題的能力,改變傳統單一卷面考試的考核評價方法。以往學生成績中理論考試占比大,實踐環節占比小,無法對學生進行全面評價??s小理論考試成績在最終成績中的比例,增加實踐成績的比重,充分提高學生參與實踐的積極性,采用課堂表現(10%)+實驗(30%)+報告(10%)+期末考試(50%)的綜合考核方式更重視完成綜合項目的參與討論過程、團隊合作意識、書寫規范實驗報告的能力。根據學生在項目組中的工作量不同獲得不等的學分,激發學生的競爭意識,提高學生的主動性。在項目完成的時候,教師對學生完成情況采取答辯打分的方式。

        4結語

        隨著技術的發展進步,工業領域智能化程度的不斷提高,嵌入式系統的重要性越發彰顯,應用將越來越廣泛和深入。企業對嵌入式人才需求旺盛,從而也促使嵌入式教學將迎來一個新的發展機遇。只有加強教師隊伍建設,健全科學的培養方法,形成高效的評價機制,才能有效引導學生,調動學生學習的積極性,培養學生的工程實踐能力、思維能力和創新能力。

        參考文獻:

        [1]冼進,賈德良,畢盛.嵌入式系統實驗課的教學改革初探[J].實驗室研究與探索,2011(8):295-297.

        [2]楊明,周金芝.地方高校電子信息工程技術專業人才培養方案的構建與實施[J].西昌學院學報:自然科學版,2019,33(1):105-108.

        [3]張明,沈勇,王阿娣.基于嵌入式系統課程體系的實驗教學環節設置的研究[J].實驗技術與管理,2008,25(5):147-149.

        篇3

        關鍵詞:應用型;校企合作;人才培養

        中圖分類號:G646 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)05-0028-02

        隨著我國高等教育進入大眾化教育階段,地方院校逐漸成為我國高等教育中培養本科層次教育的主力軍,且應用型本科人才已成為地方院校主要的人才培養層次。但是應用型本科人才培養過程中存在教學計劃和教學內容相對陳舊,本科畢業生所具備的能力嚴重不滿足企業需求;教學方式與學生自學能力和創新能力的培養不相適應等一系列問題,導致出現“大學生就業難”的現象。大學畢業生如何和行業接軌、和企業接軌,提高就業率的問題不僅是高校面臨的問題,同時也是企業急需解決新入職員工的職業能力的問題。近年來教育部高度重視大學生的就業工作,積極采取措施推進校企合作,創新人才培養模式,提升大學生的實踐能力和就業能力,共同解決就業難問題。

        大連中軟國際卓越信息技術有限公司于2011年開始與長春光華學院接觸,共同商量校企深度合作,于2012年在物聯網工程、計算機科學與技術兩個專業進行深度校企合作試點,根據學生的特點、專業的特色和人才培養現狀,著手探索企業“嵌入式”人才培養的具體模式,研究如何打破理論知識和實踐能力的界線、學校和企業的界線、理論課程和實踐課程的界線,以及如何體現出理論教學中有企業實踐內容,實踐教學中蘊含企業崗位技能的相互嵌入,使學生具備的知識體系、能力素質與企業的實際需求對接,探索出一條“合作育人、合作發展、合作就業”的嵌入型校企合作辦學機制,實現學校、企業、學生“三贏”的共同目標。下面簡單介紹我們實行的人才培養模式改革

        一、人才培養目標及特色

        我們與長春光華學院全程實行“企業嵌入式”人才培養模式,企業全程參與教學過程,注重實踐能力培養、實現與企業的無縫鏈接,學生入學即簽署就業協議。企業全程參與教學過程,包括人才培養方案的制定、新生入學教育、企業課程嵌入課程培訓、畢業設計、師資培訓、企業實踐、就業服務等。由企業專家和學校專業教師組成專業教學指導委員會,其中企業專家占50%以上。利用校企深度合作的優勢,探索學校、企業(合作)、社會(就業)的“三元”運行機制,實行“共同制定培養方案、共同實施培養過程、共同開發教學資源、共同監控教學質量”的合作模式,構建“平臺+模塊”的課程體系,逐步形成“三元四共五平臺”工學融合的應用型人才培養模式。

        二、人才培養方案

        通過企業專家與學校專家在行業技術發展動態、行業用人需求狀況、行業用人基本要求等方面進行交流,通過物聯網工程、計算機科學與技術兩個專業的人才需求崗位進行分析,著眼于未來經濟社會發展對物聯網工程師、嵌入式工程師、軟件工程師、Java工程師等崗位的人才需求,分別完成2012、2014、2016級以崗位需求為導向的人才培養方案和課程體系。先后進行三次人才培養方案修訂后,修訂后的人才培養方案實踐教學比例有很大幅度增加。其中計算機科學與技術專業實踐環節由原來的23.8%增加到33%,并有17門企業級課程由中軟國際有限公司技術人員講授,物聯網工程專業是新建專業,實行“2.5+1.5”人才培養模式,人才培養方案中實踐教學比例占33.7%,并有16門企業級課程由中軟國際有限公司技術人員講授,全面提升職業競爭力。

        三、人才培養實施過程

        目前物聯網工程、計算機科學與技術兩個專業實行“2.5+1.5”的人才培養模式,即2.5年在學校學習專業基礎知識,1.5年學生全部到“中軟國際有限公司(大連)”去進行專業方向課程的W習和在中軟所屬企業進行實習、實訓、畢業設計。其中學校的2.5年期間,1.0年期末本專業學生到中軟國際有限公司(大連基地)進行為期2周的企業課程設計,讓學生真實感受企業工作環境、工作流程、工作氛圍,在1.5-2.5年每學期期末都必須有一個課程設計由企業工程師到學校來進行,給學生講解企業相關技術動態、技術詳解、方案設計等內容。企業整體實訓流程如圖1所示。

        四、職業能力培養過程

        在大連基地學習過程中,采用學中做,做中學的5R教學方法。“5R”教學方法,即Real office(真實的企業環境)、Real PM(真實的項目經理)、Real Project(真實的開發項目)、Real Pressure(真實的工作壓力)、Real Opening(真實的工作機會)。學生在課程設計、實習、實訓過程中,由有豐富行業經驗的項目經理、企業工程師講授專業課程,課程安排由淺入深,循序漸進,注重實踐。學生能夠感受真實的企業環境,初步解了企業文化、企業崗位需求、企業技術規范、企業技術標準、企業管理模式,熟悉真實的企業項目開發流程,了解真實的工作壓力,提高學生職業技能,并從入學就簽訂就業協議,最后1.5年到企業集中培訓6個月后給提供學生真實的工作機會。2012級、2013級、2014級物聯網工程專業和計算機科學與技術專業全體學生的C語言課程設計都是在中軟國際做的,真正體驗了5R教學,每個學生都有很大收獲,去過企業做課程設計學生的精神面貌、學習熱情和團結合作精神都要好于沒去過企業做課程設計的同學。同時,每年都有一門課程設計到企業去做或由企業的技術人員來指導,采用5R教學,使學生真正體驗到了項目的開發過程。課程設計的階段提交物如圖2所示。

        五、人才培養效果

        通過企業和學校的共同努力,2012級校企合作第一屆物聯網工程專業、計算機科學與技術專業于2016年畢業,本屆共63名畢業生,除了2人考研、3人自主就業(家里安排,不用推薦)之外,其他58名畢業生經過企業培訓和推薦已全部高薪就業,就業率達到92%,就業單位對口率達到100%。

        篇4

        關鍵詞:ARM體系;嵌入式方向;實踐課程設置

        中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)23-0221-02

        引言:

        隨著嵌入式技術的廣泛應用,許多高等院校計算機、電子、通信等專業針對市場需求,開設了嵌入式方向相關課程,然而同嵌入式技術的高速發展和巨大的產業需求相比,目前國內許多高校的嵌入式方向實踐課程設置存在實驗內容陳舊、缺乏實踐鍛煉、不能滿足企業需求等實際問題。在對北京地區農業龍頭企業和兄弟院校進行廣泛調研的基礎上,本文就目前嵌入式實踐教學中存在的問題進行深入細致地分析,借鑒其他農業院校的成功經驗,結合我院的實際情況和特點,為農業院校都市應用型嵌入式系統開發人才培養提供一些有益的實踐教學思路,并進行了有益的實踐教學研究與探索,取得了一些經驗。

        一、嵌入式方向實踐教學的重要性與實驗教學設置情況

        1.計算機專業嵌入式方向實踐教學的重要性。我校計算機專業嵌入式系統方向培養整體目標是注重工程能力培養的嵌入式系統人才培養,在教學中始終強調對學生的動手能力和實際解決問題的能力培養,尤其是在智慧農業領域中的嵌入式系統應用能力,因此,相關課程的實驗課程教學尤為重要。

        2.嵌入式方向實踐教學課程設置情況及實踐教學體系建設。嵌入式課程是實操性極強的課程,因此實踐教學在嵌入式培養體系中占有重要的地位,它既是理論講解的驗證與升華,又是培養學生創新思維和獨立分析解決問題能力的重要途徑。我院嵌入式實驗室選用UP-Magic2410/6410嵌入式實驗開發平臺,該平臺是一套滿足現代教學軟硬件資源開發、編寫靈活、啟發創新需要的嵌入式學習平臺。該平臺具有組合和擴展性強的特點,能滿足嵌入式基本教學、課程設計、創新實訓的要求。

        我校的嵌入式方向實踐教學課程設置時間和學時大致如下表1所示。

        二、嵌入式課程實踐教學體系

        我校開設的嵌入式系統實踐實驗教學內容分三層次,如圖1所示。

        1.基礎層。包括嵌入式導論、嵌入式操作系統、嵌入式程序設計三門實驗。嵌入式軟件導論實驗開出了認識實驗平臺、了解嵌入式硬件的使用方法、安裝嵌入式Linux開發及操作系統軟件、Makefile文件練習、配置嵌入式Linux開發環境、軟件調試練習、嵌入式Linux開發流程、驅動移植實驗、嵌入式模塊實驗、Android環境安裝、配置、應用等實驗項目。嵌入式Linux操作系統實驗開出Linux常用命令文本編輯器的使用、編譯與調試、U-Boot的移植、Linux內核移植與編譯、Linux根文件系統移植、Android內核移植等實驗項目。嵌入式程序設計實驗開出了嵌入式Linux程序設計基礎、多線程應用程序設計、串行端口程序設計、簡單的嵌入式WEB服務器設計、嵌入式數據庫應用實驗、USB攝像頭視頻采集實驗、安裝與建立QT桌面運行環境、Linux內核移植與編譯實驗、LED驅動及控制實驗、GPS通訊實驗、溫濕度傳感器模塊實驗、綜合實驗等實驗項目。

        2.綜合層。包括JAVA高級程序設計、嵌入式接口技術、嵌入式高級編程三門實驗。JAVA高級程序設計實驗開出了安裝、熟悉編程環境和開發環境、三種流程控制實現、簡單數據類型應用類和對象的設計和使用方法、面向對象的核心特性、接口、內部類和包、設計圖形用戶界面、Applet與繪圖的簡單操作等實驗項目。嵌入式接口技術實驗有匯編語言程序設計、存儲器試驗、輸入輸出實驗、中斷系統實驗、并聯接口實驗、從A/D轉換或D/A轉換、時鐘顯示實驗及串行通訊實驗,微機接口技術綜合應用等實驗項目。嵌入式高級編程實驗開出了Android的開發環境的搭建、創建一個Android項目、獨立完成常見控件的添加和屬性設置、獨立完成小游戲的開發以及開發文檔的構建使用、Box2D物理引擎進行游戲開發以及加速、綜合開發等實驗項目。

        3.應用型實踐層。主要指校企合作,讓學生到企業中實踐的教學形式。我院學生在專業實習和畢業設計期間,結合學生的意愿和興趣,安排學生到相關的企業中去,在“用中學”。在這種基于項目的教學模式中,能調動學生的主動性。在企業實習中盡量選擇軟硬件平臺設計、程序的設計開發等相關嵌入式方向的項目,通過這種實踐活動,既能為企業選拔出所需的優秀人才,更能為學生提供理論與實際相結合,適應市場需求的嵌入式研發平臺,進而使學生的專業綜合素質得到大幅的提高,為未來的工作打下堅實的基礎。我院與一些科研院所合作,比如東軟、農科院信息所、大學科技園區等企業合作,直接把學生派到企業進行16周的專業實習和12周的畢業設計,使學生盡快熟悉就業環境,促進學校與企業的良好對接。

        三、實踐教學探索的體會

        1.發揮我校辦學特色,體現農業現代化實踐教學,采用基于“項目”的教學方法。隨著我院物聯網溫室大棚的投入和使用,我們讓學生參與以嵌入式為核心的物聯網溫室大棚的控制全過程,在基于嵌入式的物聯網溫室大棚控制智能系統中,指導學生主要研究功能架構及軟、硬件系統設計,測試整體系統的性能。重點講解物聯網溫室大棚智能控制系統,其中硬件系統設計主要有無線傳感器節點設計、數據處理采集系統的設計、ZigBee無線組網的設計等等;軟件系統設計主要有軟件功能的總體設計思想以及軟件功能模塊的流程圖。這種帶學生在物聯網溫室大棚實地參觀講解控制過程和在上位機上用程序實現的“項目”的教學方法使嵌入式課程的開發與實現過程更加直觀和可控。

        2.實驗教師積極引導學生學習興趣。嵌入式實踐教學是一門軟硬兼施的課程,既有軟件的設計開發又有硬件底層設計的實現,難度較大,往往容易讓學生產生畏難的情緒。這就要求指導教師從嵌入式課程需要和學生的學習實際能力出發,選擇適合的實驗平臺和實驗項目,提高學生的學習興趣和主動性,變“要我學”為“我要學”。學生的學習熱情提高,學習成績及能力也隨之提高,更適應用人單位的需要,2013年計算機專業畢業生的就業率提高至100%。

        3.重視與嵌入式實驗教學平臺研發企業的合作,獲得最直接的技術支持。我院嵌入式實驗室使用的是由博創公司開發的嵌入式實驗系統平臺UP-Magic2410/6410,該平臺能開出嵌入式課程的絕大部分硬件、軟件實驗以及綜合設計類實驗,涉及面非常廣,不易于教師對實驗的選取和把握。廠商根據自己的研發理念為教師提供相關培訓,不但有利于廠商及時獲得客戶使用信息改進相關產品,更能彌補學校課程資源的不足,有效地培養師資隊伍。

        4.我們組織學生參加了電子設計大賽、程序設計大賽等活動,并指導學生參加國家級與北京市的大學生科研計劃項目,學生們在科技競賽中得到了極大的錘煉,這些經驗和積累也充實到學生的學習過程之中。學生多次獲得北京市及國家的各種競賽一、二、三等獎及優秀獎等。通過參與到各大賽事的活動中,進一步提高了學生運用所學理論知識、技術解決實際問題的能力,并促進學生學習積極主動性,培養了良好的團隊合作精神與創新精神,促進了學生的快速成長,指導教師在此過程中也會積累豐富的大賽經驗和技術成果。

        5.存在的不足。由于UP-Magic2410/6410能完成軟、硬件的實驗,尤其是軟件實驗調試時間長,如果是針對問題的創新實驗則耗時會更長。目前許多學校嵌入式實驗學時設置嚴重不足,建議實驗課程設置中增加實驗學時。

        四、結語

        隨著嵌入式技術的高速發展,嵌入式方向課程實踐教學地位日趨重要。筆者結合長期的工作經驗,提出了“三個層次”的實踐課程體系,教學中采取基于項目的實踐教學方式,學生在實踐教學中不但學到了扎實的專業知識和技能,而且為學生走向工作崗位打下良好的基礎,最終達到計算機專業嵌入式方向的教學和培養目標。

        參考文獻:

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        [6]牛小玲.嵌入式系統實驗教學的探討[J].實驗室科學,2006,(4):20-21.

        篇5

        (武漢工程大學計算機科學與工程學院,湖北武漢430073)

        摘要:隨著物聯網產業的興起,對物聯網工程的人才培養逐漸提上高校人才培養的日程。本文結合產業需求的實際,論述了物聯網專業人才培養的課程設置、工程實踐、就業引導等,全方位闡述了當前物聯網工程專業人才培養亟待解決的問題,可以為物聯網工程專業人才培養提供借鑒。

        關鍵詞 :物聯網;IT產業;需求導向;人才培養;專業課程設置

        中圖分類號:G640 文獻標識碼:A 文章編號:1671-1580(2014)10-0058-02

        物聯網工程專業是隨著物聯網技術的興起而開設與逐步發展的新專業,從其專業覆蓋的范圍來看,物聯網工程專業是目前機、電、控制、通信等專業的融合,其專業特點即是對現有的專業技術和領域的整合,涵蓋了電子信息技術、通信技術、計算機技術、網絡技術、控制技術、數據庫技術等專業領域的最新成果,并與行業應用密切聯系,與社會需求緊密結合。物聯網專業的人才培養應立足社會需求的實際,重點培養學生實踐與理論相結合的綜合運用能力。

        一、以需求為導向的專業課程規劃

        物聯網工程專業課程設置應以市場為依托,以需求為導向,以培養產業急需的物聯網應用技術人才、推動產業發展為目標,在這一培養目標引導下,學生應能夠了解物聯網的發展歷史,掌握物聯網專業基本理論知識,具備基本的專業技能和科學素養。物聯網工程是一個系統工程,因此,在人才培養上,要注重多專業知識的融合滲透,更要注重提高學生對國外最新文獻、新技術應用的獲取技能,培養學生對外文文獻的閱讀能力,從多領域、寬口徑提高培養質量。

        在物聯網專業的課程體系設置上,可以按照分塊設置思路,依據學生四年學習時間內的自身特點,按照通識課程、公共課程、專業課程、實踐課程的脈絡進行課程規劃。通識類課程以寬、廣、新、全為設置依據,在課時內使學生對物聯網的整體產業獲得較為全面的了解。公共課程以培養學生的科學思維方法和掌握基本的理論知識為目標,引入日后工作必需的數學、物理、英語、工程類的基本理論知識。專業類課程應著眼于專、精、深,以點帶面,在課程規劃上,應密切聯系物聯網的專業應用,以實際案例為依托,深入掌握物聯網在行業中的應用。實踐類課程在物聯網專業人才培養中占有重要的地位,實踐類課程設置應面對具體應用,培養學生的動手能力、綜合分析問題能力、團隊溝通能力、寫作能力和總體規劃實施能力。

        在課程規劃上,應注意突出物聯網工程專業的新、全、專的特點,在課程設置中,既要反映出物聯網工程專業的多學科綜合特點,又要突出物聯網專業的深入、綜合的特點,將傳統的相關專業課程進行整合。在課程設置過程中,鼓勵自編教材,以彌補已有課程的寬泛、繁雜、陳舊等不足,突出針對性、實用性、操作性、易理解等要求,從實際需求的角度,加強學生的應用技能培養。

        二、需求導向的理論課堂教學

        物聯網工程是一門新興學科,在物聯網工程的專業課程教學中應堅持以需求為導向,在教學實施過程中根據市場應用和行業背景的實際需求進行適當取舍、與時俱進,才能使教學與實際密切聯系,做到所學即所需、所需即所學,提高教學內容的實用性。

        需求導向的理論課堂教學要求教師必須做到密切聯系產業需求的實際,在教學中結合實際工程項目,并通過具體深入的分析,使學生就某一知識點深入掌握其在市場中的實際應用,以做到與市場同步,與需求對接,更好地掌握相關的知識點和技能。因此,在教師隊伍配備上,要突出對業務知識的深入把握,適當增加在一線工作的業務精、目光新的具有前瞻性的技術人員擔任教學工作,將需求與教學直接對接,提高教學的針對性和實踐性。

        理論課程的教學難點之一是知識點眾多,并且相互之間的銜接性不強,學生難以把握重點和難點,因此,教學的效果難以凸顯。以需求為導向的教學模式旨在打破固有的教學模式,將知識點進行歸納分類,將與社會需求聯系緊密、可以直接對接的章節知識列為著重講解的部分,結合案例進行深入分析,在較短的課時內使學生獲得實用性強的理論和技能,同時對其他知識點進行梳理,以需求為主線,將課堂教學進行組織和串接,使學生始終能夠把握教學的重點,始終能夠將所學知識與社會需求實際密切聯系和結合,并能夠通過消化吸收所學的知識,達到舉一反三、提升理論課程教學效果的目的。

        三、需求導向的實踐技能培訓

        物聯網技術是一門實踐性和應用性極強的學科,因此,在人才培養方案上,要密切結合需求的實際,著力加強實踐類課程的教學。具體來講,就是在實踐技能課程的設置上將實習、課程設計、畢業論文等實踐環節與需求結合,以實際需求為導向,以實際的項目案例為依托,強化實踐技能培養,提高學生的實踐能力。

        物聯網技術也是一門專業性極強的學科,其專業涵蓋寬廣,對學生的知識面要求較高,可以在相關的專業課程中增加課程設計學時,在課程設計中引入需求目標,引導學生將所學的知識理論轉化為實踐技能。在編程能力培養上,通過程序設計,引入工程需求實際項目,對學生進行規范化的編程訓練,掌握面向對象進行開發的思想。在掌握網絡指令和協議設置上,通過路由交換課程設計,熟悉路由器的基本配置命令,熟悉路由協議。在傳感器應用設計中,結合具體的行業需求目標,引入各種物理傳感器的應用設計,掌握常用傳感器應用設計、信息處理、顯示和傳送等。

        結合嵌入式系統設計實踐,對目前嵌入式設計的市場需求有一個直觀全面的了解。深入學習單片機技術、嵌入式系統,結合實際應用案例,掌握嵌入式系統的規劃設計、實施方案要求、軟件硬件設計、綜合測試等多環節應用。結合網絡技術,深入學習以物聯網實際需求為主的網絡架構知識,重點掌握Zigl)ee協議的基本原理和組網規范,通過實際操作搭建有效的無線物聯網絡。在畢業實習和設計環節,以小組為單位,結合實際需求,在教師指導下獨立完成分析、設計、編程任務。

        四、結束語

        物聯網工程專業人才培養是一項系統工程,需要綜合產業需求的實際,開展立體化教學。既注重理論課程的教學,又強化應用實踐,使學生具備良好的專業知識素養、扎實的理論基礎和豐富的實踐經驗。物聯網工程的人才培養需要學校、社會、企業多方面共同參與,這樣才能培養出物聯網產業的可用之才。

        [

        參考文獻]

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