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【摘 要】 高校计算机本科专业作为一个重要的专业组成内容,其在教学方式和手段上有着自己的特点,这主要是基于计算机专业重实践的学科特点。本文中笔者将根据自己的工作经验,谈谈嵌入式系统方向理论及实践课程体系在计算机本科专业中的应用。
【关键词】 嵌入式系统 人才培养目标 计算机本科专业 课程体系
引言
所谓的嵌入式系统与计算机本科专业的结合,就是在计算机的教学过程中,始终坚持对计算机的操作和应用的教学目标,将各种计算机技术如微电子技术、控制技术以及通讯技术有机的结合起来,达到对于计算机的成本、体积和功耗的有效控制。
因其良好的使用效果,已经在生产和生活的各个领域被广泛的应用,渗透到人们的日常使用的科技用品中。而这种技术的发展也离不开相关的专业的技术人才,所以在高校中尤其是本科高校中开展该技术的教学课程就显得十分重要。
实践中我们看到我国的高校对于嵌入式技术的教学活动开展的比较好,不仅设置了相关的专业课程的学习,还配合实践模拟成立了相关的实验室。不过在这种教学活动中,一些学校也存在一定的教学方面的问题,通过分析现象,笔者认为有这样几个原因:一方面是课程体系的不科学;另一方面是师资力量不够强大。
1. 计算机本科专业嵌入式技术的专业人才培养目标
根据嵌入式技术的应用产业和行业来看,我们需要有针对性的培养专业的技术人才的全方面的综合素质,才能适应用人单位对于应届毕业生的要求。
通过分析,我们将这种素质总结为以下几个方面:(1)首先,应该具备的是良好的人际交往的能力,要在团队的合作中能够和他人良好的相处与合作。并且要熟练的掌握相关的嵌入式的技术和相关的理论知识,同时能够在实践中灵活的运用。(2)其次,应该具备积极进取的学习精神和良好的学习方法,能在工作的过程中不断的汲取新的知识和技术。(3)再次,对于现有的各种嵌入式系统的相关产品和技术能够有一定的了解和掌握,并时时关注最新的理论动态。(4)其四,可以将学习和研究的成果通过书面或者口述的方式良好的表达和传递出来。(5)最后,最好能掌握一门常用的外语,以方便从事各种资料的搜集和整理活动。
2. 计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系的建设
针对嵌入式系统的种种特点,我们需要有针对性的制定和规划出一个科学合理的课程体系,下文中进行详细阐述。
2.1计算机本科专业课程与嵌入式系统方向的融合
我们知道,计算机专业中的嵌入式系统不仅仅是对于计算机技术的应用,它还融合了各种具有行业特点的技术。所以,我们在从事教学活动的过程中,要充分考虑这一技术的实用性的特点,要结合现有的市面上的嵌入式系统和技术的应用产品和相关的成果,有机的调整相关的课程设置和课堂内容。
2.2与嵌入式系统自身特点相结合
嵌入式系统以计算机、电子技术为基础,但嵌入式系统也有其自身的特点。按照层次结构看待嵌入式系统,嵌入式系统分为4层:硬件层、驱动层、操作系统层和应用层,不能片面地从“电子”或“计算机软件”角度认识嵌入式系统,嵌入式系统软件硬件密切相关,软硬件协同设计已经成为电子系统级工具和方法的主要应用,是软件与硬件的综合体,没有对硬件的理解就不可能写好嵌入式软件,同没有对软件的理解也不可能设计好嵌入式硬件。软硬件相结合进行课程设置是嵌入式系统的特点要求之一。嵌入式系统设计也是一门实践性非常强的课程,作为以应用为中心的课程,实践教学是嵌入式系统教学的关键,要求理论与实践并重,为将学生的操作能力、分析能力、工程设计能力与应用实践结合起来,引导学生由浅入深地掌握嵌入式系统设计的理论与技术,嵌入式系统方向课程设置应以培养实践动手能力为核心。
2.3与市场、企业需求相结合
高校计算机专业嵌入式方向从需求的角度,总体培养目标是培养人才市场紧缺,企业需求量大,就业率高的软硬结合的复合型嵌入式开发工程师。嵌入式系统人才的培养应与社会需求相接轨,充分培养学生技能水平与职业素养,使学生能够达到企业实际岗位的用人标准,满足企业应用需求,缩短企业二次岗前培训,成为具有完备的专业知识和技术能力的应用型人才。
3. 嵌入式方向课程体系基本内容
要完成一个嵌入式系统应用产品设计,需要硬件、软件及行业领域相关知识与实践训练,嵌入式方向人才培养的定位为应用型技术人才,综合计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系建设的三个结合点,制定一套培养应用型人才为目标的课程体系。
3.1理论课程体系
计算机科学与技术专业课程包括电路与模拟电子技术、数字逻辑电路、汇编语言程序设计、计算机组成原理、计算机体系结构、微机原理与接口技术等硬件课程;C语言程序设计、离散数学、数据结构与算法、面向对象程序设计(Java和C++)、软件工程等软件课程;操作系统原理、计算机网络、数据库原理等专业核心课程,这些课程也应该为嵌入式方向的支撑课程群。操作系统考虑嵌入式方向课程设置,应增加Linux操作系统的实训内容。
在这些计算机专业课程基础上,删减原来与嵌入式方向联系不大,相对独立的若干专业课程,适当增大嵌入式系统应用技术方向课程比例,构成计算机专业嵌入式方向理论课程体系。基础课程中增加嵌入式系统概论,硬件层面上增加可编程逻辑器件及描述语言FPGA/VHDL、嵌入式处理器体系结构。软件层面上增设Linux下C语言编程、嵌入式Linux驱动开发、嵌入式实时操作系统、嵌入式应用程序开发;嵌入式系统级别上考虑软硬结合增设嵌入式系统设计课程,考虑嵌入式发展方向,增设WinCE设计与开发、嵌入式软件测试技术课程。
3.2实践课程体系
嵌入式系统是面向应用的,实践是整个嵌入式系统课程体系中最重要的环节,其目标是培养学生实际的嵌入式软硬件设计能力。在嵌入式课程实践中,采用多层次专业实践与培训认证相结合的实践体系。专业实践包括课內实验、课程设计、综合项目实践、毕业实习与毕业设计,课内实验学时占每门课总学时数比例不低于30%,课程设计包括软硬件和应用系统开发等课程,综合项目实践以项目团队的形式使学生得到团队协作的训练,毕业实习以校企合作、实习基地形式进行。课内实验和课程设计可使学生课程理论知识得到巩固提高,综合项目实践则培养学生阶段性综合性实践能力,毕业实习和毕业设计可培养学生综合分析设计的应用能力。
结束语
综上所述,随着嵌入式系统越来越广泛的应用,以及相关的技术的迅猛发展,高校尤其是本科高校中的计算机专业应该有针对性的对于该技术的相关的课程设置和教学活动进行调整,以便学生能更好的完成该系统的学习,培养学生的实践能力和综合素质。
参考文献:
[1] 马义德,汤书森,张北斗等.嵌入式系统课程群建设与创新型人才培养[J].高等理科教育,2004(8):23-25.
[2] 徐劲松,刘钰碧,蒋晶.应用型本科嵌入式系统课程群建设与实践[J].企业技术开发,2009(28):145-146.
[3] 徐敏,林瑞金,关健生.嵌入式系统教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2009(3):13-15.
[4] 杨立林.从企业招聘需求看嵌入式系统教学课程体系设置[J].中国电力教育,2011(22):69-70.
(作者单位:南昌理工学院)
【关键词】 嵌入式系统 人才培养目标 计算机本科专业 课程体系
引言
所谓的嵌入式系统与计算机本科专业的结合,就是在计算机的教学过程中,始终坚持对计算机的操作和应用的教学目标,将各种计算机技术如微电子技术、控制技术以及通讯技术有机的结合起来,达到对于计算机的成本、体积和功耗的有效控制。
因其良好的使用效果,已经在生产和生活的各个领域被广泛的应用,渗透到人们的日常使用的科技用品中。而这种技术的发展也离不开相关的专业的技术人才,所以在高校中尤其是本科高校中开展该技术的教学课程就显得十分重要。
实践中我们看到我国的高校对于嵌入式技术的教学活动开展的比较好,不仅设置了相关的专业课程的学习,还配合实践模拟成立了相关的实验室。不过在这种教学活动中,一些学校也存在一定的教学方面的问题,通过分析现象,笔者认为有这样几个原因:一方面是课程体系的不科学;另一方面是师资力量不够强大。
1. 计算机本科专业嵌入式技术的专业人才培养目标
根据嵌入式技术的应用产业和行业来看,我们需要有针对性的培养专业的技术人才的全方面的综合素质,才能适应用人单位对于应届毕业生的要求。
通过分析,我们将这种素质总结为以下几个方面:(1)首先,应该具备的是良好的人际交往的能力,要在团队的合作中能够和他人良好的相处与合作。并且要熟练的掌握相关的嵌入式的技术和相关的理论知识,同时能够在实践中灵活的运用。(2)其次,应该具备积极进取的学习精神和良好的学习方法,能在工作的过程中不断的汲取新的知识和技术。(3)再次,对于现有的各种嵌入式系统的相关产品和技术能够有一定的了解和掌握,并时时关注最新的理论动态。(4)其四,可以将学习和研究的成果通过书面或者口述的方式良好的表达和传递出来。(5)最后,最好能掌握一门常用的外语,以方便从事各种资料的搜集和整理活动。
2. 计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系的建设
针对嵌入式系统的种种特点,我们需要有针对性的制定和规划出一个科学合理的课程体系,下文中进行详细阐述。
2.1计算机本科专业课程与嵌入式系统方向的融合
我们知道,计算机专业中的嵌入式系统不仅仅是对于计算机技术的应用,它还融合了各种具有行业特点的技术。所以,我们在从事教学活动的过程中,要充分考虑这一技术的实用性的特点,要结合现有的市面上的嵌入式系统和技术的应用产品和相关的成果,有机的调整相关的课程设置和课堂内容。
2.2与嵌入式系统自身特点相结合
嵌入式系统以计算机、电子技术为基础,但嵌入式系统也有其自身的特点。按照层次结构看待嵌入式系统,嵌入式系统分为4层:硬件层、驱动层、操作系统层和应用层,不能片面地从“电子”或“计算机软件”角度认识嵌入式系统,嵌入式系统软件硬件密切相关,软硬件协同设计已经成为电子系统级工具和方法的主要应用,是软件与硬件的综合体,没有对硬件的理解就不可能写好嵌入式软件,同没有对软件的理解也不可能设计好嵌入式硬件。软硬件相结合进行课程设置是嵌入式系统的特点要求之一。嵌入式系统设计也是一门实践性非常强的课程,作为以应用为中心的课程,实践教学是嵌入式系统教学的关键,要求理论与实践并重,为将学生的操作能力、分析能力、工程设计能力与应用实践结合起来,引导学生由浅入深地掌握嵌入式系统设计的理论与技术,嵌入式系统方向课程设置应以培养实践动手能力为核心。
2.3与市场、企业需求相结合
高校计算机专业嵌入式方向从需求的角度,总体培养目标是培养人才市场紧缺,企业需求量大,就业率高的软硬结合的复合型嵌入式开发工程师。嵌入式系统人才的培养应与社会需求相接轨,充分培养学生技能水平与职业素养,使学生能够达到企业实际岗位的用人标准,满足企业应用需求,缩短企业二次岗前培训,成为具有完备的专业知识和技术能力的应用型人才。
3. 嵌入式方向课程体系基本内容
要完成一个嵌入式系统应用产品设计,需要硬件、软件及行业领域相关知识与实践训练,嵌入式方向人才培养的定位为应用型技术人才,综合计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系建设的三个结合点,制定一套培养应用型人才为目标的课程体系。
3.1理论课程体系
计算机科学与技术专业课程包括电路与模拟电子技术、数字逻辑电路、汇编语言程序设计、计算机组成原理、计算机体系结构、微机原理与接口技术等硬件课程;C语言程序设计、离散数学、数据结构与算法、面向对象程序设计(Java和C++)、软件工程等软件课程;操作系统原理、计算机网络、数据库原理等专业核心课程,这些课程也应该为嵌入式方向的支撑课程群。操作系统考虑嵌入式方向课程设置,应增加Linux操作系统的实训内容。
在这些计算机专业课程基础上,删减原来与嵌入式方向联系不大,相对独立的若干专业课程,适当增大嵌入式系统应用技术方向课程比例,构成计算机专业嵌入式方向理论课程体系。基础课程中增加嵌入式系统概论,硬件层面上增加可编程逻辑器件及描述语言FPGA/VHDL、嵌入式处理器体系结构。软件层面上增设Linux下C语言编程、嵌入式Linux驱动开发、嵌入式实时操作系统、嵌入式应用程序开发;嵌入式系统级别上考虑软硬结合增设嵌入式系统设计课程,考虑嵌入式发展方向,增设WinCE设计与开发、嵌入式软件测试技术课程。
3.2实践课程体系
嵌入式系统是面向应用的,实践是整个嵌入式系统课程体系中最重要的环节,其目标是培养学生实际的嵌入式软硬件设计能力。在嵌入式课程实践中,采用多层次专业实践与培训认证相结合的实践体系。专业实践包括课內实验、课程设计、综合项目实践、毕业实习与毕业设计,课内实验学时占每门课总学时数比例不低于30%,课程设计包括软硬件和应用系统开发等课程,综合项目实践以项目团队的形式使学生得到团队协作的训练,毕业实习以校企合作、实习基地形式进行。课内实验和课程设计可使学生课程理论知识得到巩固提高,综合项目实践则培养学生阶段性综合性实践能力,毕业实习和毕业设计可培养学生综合分析设计的应用能力。
结束语
综上所述,随着嵌入式系统越来越广泛的应用,以及相关的技术的迅猛发展,高校尤其是本科高校中的计算机专业应该有针对性的对于该技术的相关的课程设置和教学活动进行调整,以便学生能更好的完成该系统的学习,培养学生的实践能力和综合素质。
参考文献:
[1] 马义德,汤书森,张北斗等.嵌入式系统课程群建设与创新型人才培养[J].高等理科教育,2004(8):23-25.
[2] 徐劲松,刘钰碧,蒋晶.应用型本科嵌入式系统课程群建设与实践[J].企业技术开发,2009(28):145-146.
[3] 徐敏,林瑞金,关健生.嵌入式系统教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2009(3):13-15.
[4] 杨立林.从企业招聘需求看嵌入式系统教学课程体系设置[J].中国电力教育,2011(22):69-70.
(作者单位:南昌理工学院)