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【摘要】从嵌入式人才需求的角度，结合信息与通信工程专业特色，思考当前嵌入式教学中存在的问题。首先，通过分析嵌入式系统产品设计的通用流程，从流程环节中产生的工作岗位，来探讨了课程体系架构的设置问题。然后，针对缺乏创新实践平台和师资的问题，设计了一种可扩展性的创新实践平台，通过该平台，不仅能够满足课程的实验要求，还能很好的联系教师科研项目与学生实践环节，同时也能充分调动学生的学习积极性，有利于创新能力的培养。
【关键词】信息与通信工程；嵌入式系统；项目化教学；实践平台
1.引论
随着信息技术及互联网飞速发展普及，3C（计算机、通信、消费电子）融合加速，嵌入式设计已经成为工业现代化、智能化的必经之路，嵌入式产品已经深入到各行各业。嵌入式系统面向特定领域，根据应用需求定制开发，人才需求旺盛，但入门门槛较高，阻碍了国内嵌入式产业可持续发展。
2.嵌入式系统教学存在的问题
目前几乎所有的高等本科院校的电子信息、计算机、自动化等专业都开设了嵌入式系统的课程，但企业在招聘应届学生时，学生往往不能够立即上岗，需要进行再培训，所以，需要思考嵌入式课程教学中面临的问题。
（1）课程设置问题
嵌入式系统课程是一门实践性很强的课程，需要很多基础课程铺垫，而往往高校的在开课的时候仅把它当成是一门专业课程设置，教师无法在有限的课时内贯彻嵌入式系统开发所需的知识，学生也没有足够的精力学习额外的课程；嵌入式系统课程本应是最能激发学生学习主动性和创新意识的实践性很强的课程，片面强调理论教学的教学模式，是学生停留在以讲概念和讲原理为主的水平上，导致学生学完后“会背书，不会做”，严重影响教学质量。
（2）与专业结合问题
信息与通信工程具有较强的专业特色，要求学生具备通信系统和信息处理方面的基础理论知识；嵌入式系统课程又是电子设计方向的内容，如何将两者结合，需要重点考虑课程体系的结合与实践环节的结合问题。
（3）实践平台设置问题
尽管开设嵌入式课程都配备的嵌入式实验系统，硬件上也能基本满足学生实验的基本要求；但是在实际的实践教学中，却存在非常大的问题。
由于大部分高校都是购买设备厂商提供的开发实验箱，往往只能提供一些基本的验证性实验，忽略“工程性”和“创造性”，这样虽然能够支撑教学的运行，但不利于培养学生的创新能力，也不利于培养学生的软件工程素养。其结果导致培养的学生产业需求的工程型、创新型人才相脱节。而且实验箱产品一旦出现问题，实验室教师一般很难维修，只能等待设备厂商的技术支持，影响实验开课计划。
（4）师资缺乏问题
虽然大多数院校开设了嵌入式系统方向的课程，但能够承担嵌入式系统教学任务的师资力量却严重不足；由于企业对嵌入式人才需求旺盛，愿意进入高校的嵌入式人才非常少，多数教师无项目经验，动手能力比较差，教师培训机会不多，且多数培训也是实验设备厂商的短期培训。
3.课程特点与专业特色
（1）嵌入式课程的特点
基础知识面宽。嵌入式系统几乎涵盖了所有的传统软硬件设计技术，如模拟、数字电路、单片机技术、计算机组成原理、操作系统、各种程序设计语言等等。要求具有较广的知识面。
综合性强。嵌入式系统集软硬件技术为一体，需要进行软硬件协同设计与应用。
理论与实践结合。嵌入式系统的实践性极强，需要理论联系实践，加深对嵌入式课程的理解，也有利于增强学生的创新意识。
（2）信息与通信工程专业特特色
对于嵌入式人才的培养，应该从嵌入式信息的获取、传递、处理以及应用方面对课程进行系统化的介绍。结合信息与通信工程专业的特点，与IT行业结合紧密的优势，形成培养具有综合IT制造业、公用网和专用网技术，侧重电子技术的应用，注重实践能力的复合型人才。本专业分为信息工程和通信工程，针对信息工程专业，应该更多的偏软，主要从事嵌入式驱动程序、操作系统移植和应用软件的开发等工作，而对于通信工程专业则应偏硬件方向，需要强调硬件基础，具备电子系统的设计能力，能够在硬件设计与应用中有更好的发展。
4.嵌入式课程体系设置
目前嵌入式技术的应用集中于消费电子，仪器仪表，通信设备、手持终端等方面，这些方面不仅仅靠电子设计知识的支持，还需要一定的专业背景，也正符合信息与通信工程专业学生就业方向。这些行业产品的开发都遵循同样的开发流程。如图1所示。
企业工作岗位即在上述流程中产生，结合高校培养条件及毕业学生的知识水平和技能能力，就业岗位可简单分为几类：PCB设计工程师、硬件测试工程师、底层软件开发工程师、嵌入式软件开发工程师、软件测试工程师。
结合信息与通信工程专业的特色，不仅需要掌握通用的开发技能，还需要能够结合专业的相关背景，在培养方案中合理规划课程体系，在学习嵌入式系列课程的同时，结合通信专业课程去实践，整体的课程结构如图2所示。
根据信息与通信工程专业特点，需要修电子相关基础课程，具备硬件和软件的基础知识。其中，在电工电子课程中需要开设模拟电路、数字电路，课程中需要对各类电子元器件性能介绍；科技英语主要培养阅读原版英文资料、芯片手册的能力。通信相关方向，要求嵌入式课程体系结构紧贴专业背景，合理安排课程内容，在嵌入式系统方向体现通信特色，在通信相关课程中应用嵌入式技术去验证通信的基本原理。如：基于嵌入式平台，完成通信系统中的调制过程。
5.实践平台构建
2010年6月，教育部启动了改革工程教育人才培养的“卓越工程师教育培养计划”，我院积极谋划和实施该计划。“卓越计划”强调企业深度参与人才的培养，要求按“3+1”模式组织教学，即在校内学习3年，在企业学习实践累计不少于1年。培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。
嵌入式课程的实践平台构建依托“卓越计划”实施，以科研项目为导向，结合一定的通信相关背景，以点带面的实施实践环节教学。
首先，摒弃设备厂家的实验箱，支持开发一个与单片机融合的实践平台，基本功能如图3所示。支持从单片机到嵌入式通用的平台，提供电工实习、课堂实验、课程设计、创新实践、毕业设计等系列实践环节。电工实习完成母板的焊接工作，培养认知基本的接口及电工电子基本技能。课堂实验提供嵌入式核心板，学生根据实验要求完成外部接口模块的控制功能，在实验中，由于学生需要使用自己焊接的母板，同样的程序，可能实验结果不同，锻炼他们的调试开发能力，使学生熟悉基本的嵌入式开发流程。
其次，为了解决师资、创新能力培养的问题。在课程设计、创新实践和毕业设计等环节实施中，以实际科研项目为导向，教师注重与企业的交流合作。如：搭建了一个物联网示范应用场景工程，模拟智能小区系统，包括智能家居、智能停车等子系统。工程基于嵌入式平台，通过不同专业学生的混合组队，如通信工程专业学生负责硬件、信息工程专业学生偏软件，从课程设计、创新实践、毕业设计环节中完成一些扩充功能的开发，如RFID车辆识别功能的开发。同时，教师也能指定一些功能，支撑他们的科研项目要求，这样有利于调动学生的学习积极性、培养创新能力。
6.总结
嵌入式系统的应用领域日益扩大，为了更好的与社会需求接轨，嵌入式的教育必须跟上步伐，不断完善教学模式，以项目化的实践体系，培养具有实践和创新能力的合格人才。同时，针对信息与通信工程专业的专业特色，需要结合专业方向，在实践组织方式和实践课题的选择上紧贴专业背景，注重与企业的交流合作，使学生在学习阶段就能体会企业的人才要求，真正的实现毕业即能上岗的培养要求。
参考文献
[1]徐强.“嵌入式系统设计”课程教学改革的探索[J].常州工学院学报,2010,23(2):
88-90.
[2]元泽怀,陈英俊,李廷洪.学生与学校共建开放实验室新模式探索[J].实验技术与管理,2010,27(3):156-158.
[3]耿鹏.信息工程专业嵌入式系统课程教学探索[J].中国现代教育装备,2010(19).
[4]李晓强.弹性学习的兴起与高等教育的变革[J].外国教育研究,2006,33(1):32-36.
[5]周立功.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2010.
基金项目：校级嵌入式系统优质课程建设项目、教改项目：CIE-JG2010-0101。
作者简介：漆晶（1983－），男，博士研究生，讲师，研究方向：嵌入式系统开发与应用，物联网应用。
【关键词】信息与通信工程；嵌入式系统；项目化教学；实践平台
1.引论
随着信息技术及互联网飞速发展普及，3C（计算机、通信、消费电子）融合加速，嵌入式设计已经成为工业现代化、智能化的必经之路，嵌入式产品已经深入到各行各业。嵌入式系统面向特定领域，根据应用需求定制开发，人才需求旺盛，但入门门槛较高，阻碍了国内嵌入式产业可持续发展。
2.嵌入式系统教学存在的问题
目前几乎所有的高等本科院校的电子信息、计算机、自动化等专业都开设了嵌入式系统的课程，但企业在招聘应届学生时，学生往往不能够立即上岗，需要进行再培训，所以，需要思考嵌入式课程教学中面临的问题。
（1）课程设置问题
嵌入式系统课程是一门实践性很强的课程，需要很多基础课程铺垫，而往往高校的在开课的时候仅把它当成是一门专业课程设置，教师无法在有限的课时内贯彻嵌入式系统开发所需的知识，学生也没有足够的精力学习额外的课程；嵌入式系统课程本应是最能激发学生学习主动性和创新意识的实践性很强的课程，片面强调理论教学的教学模式，是学生停留在以讲概念和讲原理为主的水平上，导致学生学完后“会背书，不会做”，严重影响教学质量。
（2）与专业结合问题
信息与通信工程具有较强的专业特色，要求学生具备通信系统和信息处理方面的基础理论知识；嵌入式系统课程又是电子设计方向的内容，如何将两者结合，需要重点考虑课程体系的结合与实践环节的结合问题。
（3）实践平台设置问题
尽管开设嵌入式课程都配备的嵌入式实验系统，硬件上也能基本满足学生实验的基本要求；但是在实际的实践教学中，却存在非常大的问题。
由于大部分高校都是购买设备厂商提供的开发实验箱，往往只能提供一些基本的验证性实验，忽略“工程性”和“创造性”，这样虽然能够支撑教学的运行，但不利于培养学生的创新能力，也不利于培养学生的软件工程素养。其结果导致培养的学生产业需求的工程型、创新型人才相脱节。而且实验箱产品一旦出现问题，实验室教师一般很难维修，只能等待设备厂商的技术支持，影响实验开课计划。
（4）师资缺乏问题
虽然大多数院校开设了嵌入式系统方向的课程，但能够承担嵌入式系统教学任务的师资力量却严重不足；由于企业对嵌入式人才需求旺盛，愿意进入高校的嵌入式人才非常少，多数教师无项目经验，动手能力比较差，教师培训机会不多，且多数培训也是实验设备厂商的短期培训。
3.课程特点与专业特色
（1）嵌入式课程的特点
基础知识面宽。嵌入式系统几乎涵盖了所有的传统软硬件设计技术，如模拟、数字电路、单片机技术、计算机组成原理、操作系统、各种程序设计语言等等。要求具有较广的知识面。
综合性强。嵌入式系统集软硬件技术为一体，需要进行软硬件协同设计与应用。
理论与实践结合。嵌入式系统的实践性极强，需要理论联系实践，加深对嵌入式课程的理解，也有利于增强学生的创新意识。
（2）信息与通信工程专业特特色
对于嵌入式人才的培养，应该从嵌入式信息的获取、传递、处理以及应用方面对课程进行系统化的介绍。结合信息与通信工程专业的特点，与IT行业结合紧密的优势，形成培养具有综合IT制造业、公用网和专用网技术，侧重电子技术的应用，注重实践能力的复合型人才。本专业分为信息工程和通信工程，针对信息工程专业，应该更多的偏软，主要从事嵌入式驱动程序、操作系统移植和应用软件的开发等工作，而对于通信工程专业则应偏硬件方向，需要强调硬件基础，具备电子系统的设计能力，能够在硬件设计与应用中有更好的发展。
4.嵌入式课程体系设置
目前嵌入式技术的应用集中于消费电子，仪器仪表，通信设备、手持终端等方面，这些方面不仅仅靠电子设计知识的支持，还需要一定的专业背景，也正符合信息与通信工程专业学生就业方向。这些行业产品的开发都遵循同样的开发流程。如图1所示。
企业工作岗位即在上述流程中产生，结合高校培养条件及毕业学生的知识水平和技能能力，就业岗位可简单分为几类：PCB设计工程师、硬件测试工程师、底层软件开发工程师、嵌入式软件开发工程师、软件测试工程师。
结合信息与通信工程专业的特色，不仅需要掌握通用的开发技能，还需要能够结合专业的相关背景，在培养方案中合理规划课程体系，在学习嵌入式系列课程的同时，结合通信专业课程去实践，整体的课程结构如图2所示。
根据信息与通信工程专业特点，需要修电子相关基础课程，具备硬件和软件的基础知识。其中，在电工电子课程中需要开设模拟电路、数字电路，课程中需要对各类电子元器件性能介绍；科技英语主要培养阅读原版英文资料、芯片手册的能力。通信相关方向，要求嵌入式课程体系结构紧贴专业背景，合理安排课程内容，在嵌入式系统方向体现通信特色，在通信相关课程中应用嵌入式技术去验证通信的基本原理。如：基于嵌入式平台，完成通信系统中的调制过程。
5.实践平台构建
2010年6月，教育部启动了改革工程教育人才培养的“卓越工程师教育培养计划”，我院积极谋划和实施该计划。“卓越计划”强调企业深度参与人才的培养，要求按“3+1”模式组织教学，即在校内学习3年，在企业学习实践累计不少于1年。培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。
嵌入式课程的实践平台构建依托“卓越计划”实施，以科研项目为导向，结合一定的通信相关背景，以点带面的实施实践环节教学。
首先，摒弃设备厂家的实验箱，支持开发一个与单片机融合的实践平台，基本功能如图3所示。支持从单片机到嵌入式通用的平台，提供电工实习、课堂实验、课程设计、创新实践、毕业设计等系列实践环节。电工实习完成母板的焊接工作，培养认知基本的接口及电工电子基本技能。课堂实验提供嵌入式核心板，学生根据实验要求完成外部接口模块的控制功能，在实验中，由于学生需要使用自己焊接的母板，同样的程序，可能实验结果不同，锻炼他们的调试开发能力，使学生熟悉基本的嵌入式开发流程。
其次，为了解决师资、创新能力培养的问题。在课程设计、创新实践和毕业设计等环节实施中，以实际科研项目为导向，教师注重与企业的交流合作。如：搭建了一个物联网示范应用场景工程，模拟智能小区系统，包括智能家居、智能停车等子系统。工程基于嵌入式平台，通过不同专业学生的混合组队，如通信工程专业学生负责硬件、信息工程专业学生偏软件，从课程设计、创新实践、毕业设计环节中完成一些扩充功能的开发，如RFID车辆识别功能的开发。同时，教师也能指定一些功能，支撑他们的科研项目要求，这样有利于调动学生的学习积极性、培养创新能力。
6.总结
嵌入式系统的应用领域日益扩大，为了更好的与社会需求接轨，嵌入式的教育必须跟上步伐，不断完善教学模式，以项目化的实践体系，培养具有实践和创新能力的合格人才。同时，针对信息与通信工程专业的专业特色，需要结合专业方向，在实践组织方式和实践课题的选择上紧贴专业背景，注重与企业的交流合作，使学生在学习阶段就能体会企业的人才要求，真正的实现毕业即能上岗的培养要求。
参考文献
[1]徐强.“嵌入式系统设计”课程教学改革的探索[J].常州工学院学报,2010,23(2):
88-90.
[2]元泽怀,陈英俊,李廷洪.学生与学校共建开放实验室新模式探索[J].实验技术与管理,2010,27(3):156-158.
[3]耿鹏.信息工程专业嵌入式系统课程教学探索[J].中国现代教育装备,2010(19).
[4]李晓强.弹性学习的兴起与高等教育的变革[J].外国教育研究,2006,33(1):32-36.
[5]周立功.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2010.
基金项目：校级嵌入式系统优质课程建设项目、教改项目：CIE-JG2010-0101。
作者简介：漆晶（1983－），男，博士研究生，讲师，研究方向：嵌入式系统开发与应用，物联网应用。