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【关键词】嵌入式系统 嵌入式教学 教学方法
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)03-0235-01
一、我校嵌入式系统专业的立足点以及嵌入式行业发展现状
近年来,我国嵌入式系统应用产品日益丰富,市场呈现快速增长趋势,尤其在家电、汽车、通信、网络、监控、工业自动化等领域应用更加广泛。全国范围内对嵌入式人才需求量非常大,因此全国很多高校、职业技术学院和培训机构纷纷开展了嵌入式系统的教学和培训,我校立足东莞松山湖高科技产业园,而东莞松山湖科技产业园正在以信息家电、汽车电子、装备控制为切入点努力来打造国家级开发和应用嵌入式系统的产业基地,因此我校在建校之初就在电子工程系开设嵌入式系统类课程。
二、我校目前嵌入式教学的现状
我校开展嵌入式系统教学已经有两年了,所遇到的问题有很多,主要有:
1.电子专业主修课程较多,嵌入式系统课程学时不够。
学习嵌入式系统必修首先具有单片机的相关基础知识,在硬件方面必须先学习模数电,和单片机原理与应用等课程,在软件方面要学习C程序设计、汇编语言、软件学和操作系统原理等课程。只有掌握了这些课程的内容,才能进入嵌入式系统课程的学习,高职、高专院校的学制一般只有3年,而真正学习的时间只有2年半左右,学生学习这些课程的时间将非常紧张。嵌入式系统这门课又强调动手能力,需要很多实验以及实训来补充才能学得好,这样一来就更加导致嵌入式系统的学时更加不够。
2.嵌入式系统课程难度大。
嵌入式系统本身的知识点很多,比51单片机所需要的知识点更多,而且也更抽象,学习难度上比较大,主要包括嵌入式硬件平台的设计和嵌入式软件平台的设计,而软件平台就包括Boot loader引导程序、驱动程序的编写、操作系统的移植以及应用软件的开发等,学习起来难度很大,这些知识如果在没有操作系统知识的基础的情况下,难度更大。
3.高职学生学习能力相对较弱。
我校的学生都是高考第三批次录取的。相对本科而言,高职院校学生的学习能力与基础要相对薄弱,接受能力也相对较差,学习嵌入式系统课程,学生遇到的困难会更大。高职院校的学生普遍都有一种自卑心理,再加上电子专业的知识逻辑性较强,如果没学好前一门课程,对后一门课程的影响较大,学生往往越往后越没信心,而嵌入式系统课程又是一门非常综合的课程,学生越来越没信心学好嵌入式系课程。
4.缺少合适的教材。
目前很多教材都是以前本科院校教材的缩减,没有体现高职教育的课程特点,嵌入式技术又发展得很迅速,教材跟不上变化,具体来说就是没有符合我们具体实际情况的教材。
三、教学方法改革
根据我校目前的情况,结合自身从事嵌入式教学的经验,我认为可以在开设嵌入式课程时采取以下措施:
1.以竞赛促进教学。
我校每年都会派出代表队参加广东省大学生电子设计竞赛,以及全国电子设计竞赛,这些竞赛的题目都很新颖,很多都用到嵌入式系统的相关知识,学生参与其中也学到很多项目化的经验。我们每年都会在参赛的题目当中拿出一道放到我们嵌入式系统的实训当中,以竞赛的方式来促进教学,让学生亲自动手去去实践,提高能力。
2.采用项目化教学法。
在传统的嵌入式课程教学过程中,教学内容遵照教学大纲,力求给学生树立一个整体和全面的嵌入式系统的知识体系。这种教学方法能够保证学生在学习嵌入式系统课程过程中所掌握的知识是一个前后连贯、相互联系的有机整体。但是这种方法学生产生不了兴趣,一旦中间某个环节脱节了,后面内容要继续下去就困难了。基于此我认为采用项目化的教学方法适合学生,首先,项目化教学能够充分调动学生的学习积极性,让他们自己去学,自己去查资料,不是老师逼他们去学,改变传统的教授式方法;第二,把每年电子设计竞赛的几个题目拿来给他们做为一个项目,让他们能够学以致用。
3.用andriod系统作为例子来讲解嵌入式操作系统。
目前流行的智能触屏手机都是基于谷歌的andriod操作系统,而andriod系统的内核又是linux,学生都对andriod系统很感兴趣,可以把这个作为切入点,首先教会大家怎么刷机(重装手机系统),让学生首先能够接触到嵌入式系统,这个过程学生就会对嵌入式系统有个框架性的认识,然后再层层剖析,慢慢深入下去讲linux系统,这样一来就避免了直接讲授复杂的嵌入式系统,这样就会激发学生的学习兴趣,同时跟实际也联系紧密。
4.利用现有教学平台出版适合学生的讲义。
每所学校的条件都各不相同,学生的情况也不尽相同,从各大出版社选的教材都是比较宽泛的教材,每年选的教材跟我们的实际情况还是有些差距,比如,实验室所用配套试验箱跟教材所选用的例子以及实验关系不大,做实验时必须要重新编排重新写程序,这样就造成了教材跟实验实训脱节的情况,费时又费力,所以要根据学校的实际情况以及学生的接受能力来编写适合自己的教材或者讲义,这其中项目化教材是最好的。
四、总结
目前我校的嵌入式系统的实践教学才刚刚起步, 在实际教学工作中还存在着许多不足, 一些实践教学方法的教学效果还需要时间来验证, 同时还将有许多新的教学手段需要我们进一步的探讨和研究。因此, 在高校嵌入式系统实践教学方面迫切需要建立起能够追随时代步伐的嵌入式系统实践教学体系, 才能够培养出真正适应社会的嵌入式系统人才。
参考文献:
1确定培养目标嵌入式系统是软硬结合的产品,存在于各个领域,这就决定了它的多学科交叉特性[4]。一般嵌入式系统分硬件应用模式和软件应用模式。硬件应用模式主要是以电子技术应用工程为主,从事控制、仪器仪表等方面硬件设计和驱动程序的设计等;软件应用模式主要是以计算机、通信技术应用工程为主,从事实时操作系统和应用软件设计等。高等职业教育是就业导向的教育[5],我们从企业对求职者的技能要求角度出发[6],通过对高职高专学生的职业活动导向分析,毕业生应具有相应的嵌入式工程设计与调试能力,因此,把嵌入式的应用程序的设计与调试能力作为核心培养目标。
2建立嵌入式系统教学体系以夯实基础,突出重点,提高学生动手实践能力、综合应用能力和创新能力为目标,充分考虑通信类专业嵌入式系统课程特点和学生实际情况,建立了高效整合的实践体系。首先,我们基于嵌入式中对硬件电学知识和电路知识的掌握,分别开设60课时的“电工技术”和60课时的“电子技术基础”;其次,基于嵌入式中对软件设计知识的掌握,分别开设90课时“C语言程序设计”和90课时的“单片机项目开发与实践”;最后,通过128课时的“嵌入式项目设计与实践”完成整个教学体系。由于课时有限,在安排课程时宁缺勿滥,既然学了就要学透,学扎实,避免后续课程出现“烫剩饭”现象。为了做到讲、练、讨论相结合,所学的知识能及时实践,做到技能不过夜,少遗忘,因此采用4节课连上的形式,在综合实验室边讲、边练、边讨论完成教学。学生实践时间大于50%。在打好基础的同时,重点培养学生初步分析能力、综合应用能力和解决问题能力。对嵌入式感兴趣并且学有余力的学生可以参加由专业教师组织的嵌入式社团,利用业余时间帮助教师完成某些项目开发和调试工作。有兴趣的学生也可以参加电子设计大赛和嵌入式设计大赛,提高学生独立分析问题、解决问题的能力和实践创新精神。
3建立和完善实验、实训环境实验、实训环境关系到教学是否正常完成。嵌入式系统涉及的实验设备种类较多,耗资较大,损坏率比较高,但利用率却较低。为了解决学校与学生两难问题,满足多层次实践教学的要求,我们一方面向学校申请经费,一方面鼓励教师申报科研课题,调动教师的积极性,自主研发实验设备。截至2009年中旬,我院教师已申请到江苏省产业化项目一项、江苏省教改项目一项、教育部教职委教改项目一项、院级教改项目一项、院级创新基金一项,到帐经费约5万元。学院已为嵌入式教学体系实验课程配备了实验设备,其中“单片机项目开发与实践”课程采用自主设计的实验板。一般人认为,学好单片机不是教出来的,而是“玩出”来的。为了便于学生购买,应花大力气降低实验板成本。最终,整套成本才25元,学院补贴60%,学生只要付10元就可以购买属于自己的单片机实验板。实验脱离了实验室的束缚,只要有电脑,随时随地都可以做。“嵌入式项目设计与实践”课程采用与中国电子学会嵌入式分委会、北京博创公司联合建设的形式,既有Intel公司的PXA270实验箱、三星S3C-2410实验箱,又有便于学生学习购买的三星S3C-2410开发板,从而满足不同层次的学生对实验、实训的要求。在节省了大量的实验室建设和维护资金的同时,锻炼、提高了教师的教学、科研水平,更重要的是保证了教学实践优质、顺利完成。
4建立嵌入式系统课程体系由于嵌入式系统内容比较多、比较综合,我们抓住学生职业需求,以学生以后的工作过程为基础,通过任务驱动和项目教学2部分完成,教会学生嵌入式应用程序设计与调试的方法,以及提高学生解决实际问题的能力。第一部分,通过任务驱动完成Linux程序设计基础教学,如表1所示。通过任务驱动,使学生对Linux程序设计有一个感性的认识,对设计流程和方法有一个灵活的掌握,为下一阶段学习打下一个良好的基础。第二部分,教师通过职业行为领域引导一些典型的嵌入式系统通信项目在课程中进行分解,把项目的内容分成若干个任务,按照项目开发流程,逐步由易变难,同时将学生分组,锻炼学生团队组织能力和相互协作能力。在教学过程中以学生为主体,淡化讲授和实验的界限,采用一体化教学,以项目为载体,打乱知识结构,使其内容根据一个个通信项目重新组合在一起。通过做项目将常用的命令和知识点融合其中,突出能力目标。一些使用率低的命令和知识点由于课时有限,学生的精力也有限,就舍弃不讲,鼓励学有余力的学生自学,尽量做到“丢芝麻,捡西瓜”。通过对工作过程分析,抽象出3个典型工作项目,涉及有线、无线通信多个领域,如表2所示。学生通过自己的操作很快能看到正确结果,成就感很强,兴趣很高,同时通过分组考核,激发学生全队合作意识和创造性。学生根据课程的进度逐步完成项目中的各个模块实验,在课程中不断学习新的知识点,并应用所学知识完成项目。
5实践教学方法改革
5.1学生主体,多种教学方式相结合嵌入式系统内容比较多,仅通过一两种教学方式达不到教学目的,所以,我们采用授课、案例分析、演示、实验、查阅资料并总结,以及项目驱动等多种教学形式相结合的方式进行,让学生能够及时汲取和充分掌握所学知识[7]。初期,我们通过教师在多媒体上做、学生在计算机上模仿的讲练结合的教学方式为主。这种方法很重要。随着课程的发展,教师讲得越来越少,随之,鼓励学生通过多种手段(如走访、上网、去图书馆、实验等)收集大量信息[8],并利用自学等多种学习方式开展学习。最后,根据能力挑选出小老师,辅导其他学生上机[9],并由他们组织学生团队。一些项目基本由学生团队自主完成。在学习过程中鼓励学生和其他相关专业学生交流,有利于学生对其他知识的摄取和掌握。在学习过程中,教师和学生之间没有任何界限,教师是学生团队的合作伙伴,是解决实际问题的朋友。教师通过解决问题的方法启发学生,影响学生,培养学生良好的解决问题的能力,而不单纯是传授专业知识和技能,使受教育者通过职业教育具备一种能力,不仅能“有饭碗”,而且会有一个“好饭碗”。
5.2工学结合、以职业活动为导向嵌入式系统与产业界联系紧密,企业中有工程经验丰富的一线工程技术人员和高水平的技术团队[10]。我们通过校企合作、工学结合,与中国电子学会嵌入式分委会、北京博创公司深入合作,从企业中邀请经验丰富的一线工程设计人员和技术团队带学生实训,通过校企双方共同努力构建一个工学结合、以职业活动为导向的教学环境,使学生提前感受到企业文化,完善自身职业素质和工学结合的实践能力。学生通过工学结合受到一线工程设计人员潜移默化的影响,能较快地融入到学习中来,提高自身技术水平。组织学生参加企业嵌入式系统通信模块测试,受到企业和学生的好评,为学生毕业前自我工作定位、合理的自我评价打下很好的基础。
【关键词】arm 高职 教学方法
一、引言
当前,嵌入式系统是最热门并且最有发展前途的it应用领域之一,而arm技术则广泛应用于便携式通信产品、手持运算、多媒体和嵌入式解决方案等领域。可以说,arm技术无处不在。因而国内诸多嵌入式相关专业均开设arm类相关课程。
然而高职院校生源特点决定了arm类课程的学习与教学难度较大,高职院校直接面向企业的需求订单式人才培养方案,需要嵌入式学生除具备扎实的嵌入式理论知识外,还应具有很强的动手能力和实际项目的开发设计能力,因而高职arm类课程必须注重实践环节和动手技能的培养,改革教学方法,合理设置课程,建全教学实训设备,培养学生达到嵌入式系统应用入门的教学目的。
本文以《arm结构与程序开发入门》为例,讲授高职arm结构课程的教学方法改革思路。
二、教学现状
缺乏好的教材。arm嵌入式技术是一门新兴技术,在大部分教材中的理论知识偏多、难懂,大多按照芯片手册描述的流程来编写,知识点相对比较孤立。因此对于基础比较差的高职学生来说,往往开始学习时候热情大,但后来越学越不懂,导致最后学生不爱听,教师教学也难以开展。本着“理论够用,注重实际动手能力”的前提下,需要深将深奥的理论知识简单化,提高学生的学习热情,就需要改革和调整教学内容,由浅入深,将原本孤立的知识点串联起来,辅以项目,增强嵌入式系统应用能力。
实践环节少。嵌入式系统类课程最重要的就是实践,通过实践,才能将所学知识巩固并灵活应用。但arm9结构的实验又不像单片机,可以做一个最小系统,或是利用仿真软件来搭建电路仿真测试,学生所完成的几个典型实验也只是验证性实验,他们在实验中大多只是按照指导书给出的实验步骤完成实验,不能灵活应用所学知识。这样的实践方式使学生在学习过程中仍然是理论与实际脱节,达不到理想教学效果。
知识点没有串联。该课程的教学内容以arm的体系结构展开的,讲解gpio模块、串口模块、定时器模块、lcd模块等,这些知识在教师讲解和学生在实验箱上实践后,都能基本被学生掌握。但是学生在学习后,也都把这些模块当做是孤立的模块,往往不能前后联系,不能灵活应用到具体的项目中。针对这点,需要将上述的模块串成一些项目,把理论融入项目实践中讲解,调动了学生的兴趣,增加学生的实践环节时间,同时辅以教学和练习两个项目,讲授一个项目,学生独立思考完成另一个项目,提高了他们的实践创新能力。
三、《arm结构与程序开发》课程教学设计
arm体系结构原理是一门实践性很强课程,在课程教学中体现“项目驱动”教学法,学生在做中学,学中做,在完成项目、任务的过程中中自主地去探求知识、获取知识、运用知识,合理设计和引进项目案件进行教学,调整教学知识点,培养学生独立探索、勇于开拓进取的自学能力,增强学生对所学知识的系统掌握和提高学生的综合应用能力,融教、学、做为一体,提高该课程的教学效果。
(1)教学案例与知识点设计。该课程设计了3个综合性的项目:闪烁灯、串口电子钟和电子相册,各项目案件相对独立融合独立功能模块,又可以串联成更大的项目案件。
(2)教学情境设计。教学情境设计能激发学生学习兴趣,引导学生动手分析问题,解决问题。本文仅举出引导性教学情境。如:闪烁灯的设计教学情境设计:现有一个温度报警系统,需要在温度达到某个范围时,通过灯光闪烁的方式警告用户温度已超出范围,现利用arm9实验箱上的已有led发光二极管,来实现这种效果。某工控设备采集处理一批数据,现在要将这些数据传送到上位pc机,如何实现呢?如果发送的数据有若干批次,那么需要记录每次发送数据的采集时间,又如何来实现记录其采集到的时间。大家通常会有很多的证书、奖状、作品等,摆放在客厅内,使得整个客厅很杂乱,将其担成相片,又不能随时看到,那么就可以将其做成一个电子相册,来实时播放这些珍贵的图片。
四、考查方案调整
传统的教学考查以理论考核为主,用试卷的方式检验学生的学习情况,已不适合注重动手能力培养的
职嵌入式arm教学,将单纯的理论考核扩展到理论考核、实操考核、作业单考核和素质考核,全面考核学生的综合能力。
五、总结
通过引进教学项目案例,合理调整教学内容,设置教学情境,激发学生的学习热情,增强理论学习的主动性,将复杂的理论知识简单化,提高了学生的动手解决问题能力,促进了学生进一步学生的欲望,从浅入深,由散到综,教学效果显著提高,当然在项目的设计上,如果更加贴近企业需求则更好,也是下一步的改革重点。
参考文献:
[1]朱其慎.南京工业职业技术学院arm嵌入式综合实训研究[j].教学研究,2010.
关键词:嵌入式系统;移动机器人;实践;教学平台
中图分类号:TP751.1 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)02-0223-03
Abstract: Higher education reform focused on "heavy practice, integrated heavy, heavy and innovation",this paper introduced how to design a mobile robot teaching platform which was based on LPC1768 system. some experiments will design for student in order to improve students' practical ability. and could make student connect knowledge, practical application of knowledge and improve qualities together .
Key words: Embedded systems; mobile robot; practice; teaching platform;
机器人技术是一个国家科学技术水平和国民经济现代化、信息化的重要标志,而嵌入式系统则是机器人控制的核心部分[2]。针对笔者所在的院校向应用化改革的目标要求,设计了一门针对探索建立新型概念课的方法和方式,把知识的学习、素质的培养和实际应用联系起来。树立以学生为本,知识传授与能力培养并举,素质提高与协调发展并重的实验教学观念;以实验技能训练为核心,重应用,强调规范和精确[3-4]。本课程是将电子专业课程《C语言程序设计》,《嵌入式系统》,《传感器技术》, 《移动机器人技术》结合起来,将电子专业学生掌握的专业技能项目进行重新整合,建构一门新型实习实训课程。本课程着重于学生的应用能力的培养。
1 课程设计架构
本课程的设计根据学生的差异性分成两部分。
本课程的基础部分的整体框架是以传感器信号作为输入,以LPC1768作为CPU处理器[5],以串口或者LCD1602作为输出显示。从而构成一个简单的系统。综合部分学生可以结合自动控制的内容,实现诸如温控系统、超声探障报警系统等内容的设计。总体框架如图1所示。
图1中最左边是传感器,示意图中列出了超声传感器,红外传感器,温度传感器。当然可以设计其余的传感器传入。中间是处理信息的中心也即是嵌入式系统,设计中采用的是cortex-M3芯片,右边是数据获取显示部分,可以采取串口通过USB转串口线在上位机超级终端上显示,也可以通过无线传输模块将数据传输到上位机上,通过超级终端上显示。还可以通过I2C挂接LCD1602,在LCD1602上显示数据信息。
本课程的扩展部分是自主控制移动机器人的设计。使用嵌入式系统LPC1768作为主CPU,实现移动机器人的运动控制以及传感器数据的获取,移动机器人周围会搭载一系列传感器,如超声传感器,红外传感器,陀螺仪,电子罗盘,里程计等等。通过CPU控制电机实现控制移动机器人运动,通过超声传感器和红外传感器结合实现移动机器人周围障碍物的探测,而后CPU会处理传感器数据,通过处理的信息会进一步控制移动机器人的运动,通过陀螺仪,电子罗盘,里程计等传感器信息去获取移动机器人的位置信息。因为涉及到移动机器人运动控制部分的内容,所以会将学生分成几个小组,也会将任务分成各个部分。让学生以综合作业的形式提交。
图2所示则为扩展部分移动机器人设计框架,左边是获取周围环境的传感器信息,右边是显示部分,可以通过串口或者是无线模块nrf24l01将数据传输到PC上。传感器的数据获取以及处理则在LPC1768上实现。由图2可以看出,此设计仅仅使用了创意之星的底层框架,会使用LPC1768控制舵机运行。传感器数据获取处理,以及移动机器人的控制也是由LPC1768实现的。由于考虑到CPU的处理能力,后续会继续在此基础上使用多CPU进行改进。
2 课程体系设计
本课程将分成理论课程,实验课程以及综合设计三块内容。
第一部分是嵌入式基础知识的学习。主要包括嵌入式系统的软硬件介绍,开发环境介绍,会就嵌入式C与普通C语言的区别以及一些嵌入式C中常用的关键字如volatile进行介绍。而后会对一些与传感器连接需要使用的外设接口进行介绍,包括四个小部分,分别是通用GPIO的介绍,定时计数器的介绍,无线通讯模块的介绍以及I2C接口的介绍。
第二部分是传感器相关模块的介绍。首先介绍什么是传感器,而后分别介绍各个传感器,包括红外传感器,温度传感器,超声传感器,电子罗盘,陀螺仪等。
第三部分会留出一段时间让学生以项目的形式自己设计一个系统。会给定一些可选题目,学生也可以选择自己感兴趣的传感器去进行研究,形成一个完整的系统,需要学生提交项目计划书,产品使用说明书以及软件测试代码,测试报告等内容。
与理论课程相对应的会有实验课程结合,针对嵌入式系统的基本知识会有5个实验相对应,分别是嵌入式开发环境如何使用,主要是介绍keil软件的使用,如何创建工程,如何调试代码等。而后是对于通用GPIO接口的使用,之后是定时计数器的使用,主要是实现利用定时器精确进行计时。最后是I2C总线的介绍和使用。
针对传感器知识也设计了相关的实验,首先针对红外传感器会让学生学习如何设计了一个简单的遥控器,针对温度传感器DS18B20,要求学生能够设计一个温度报警系统,能够获取当前温度信息,当温度信息超过一定限值的时候,通过蜂鸣器进行报警。针对超声传感器,主要可以用于获取15cm-4m范围内的环境信息,希望学生能够实现每次按键中断能够获取一个障碍物距离信息。且能够通过I2C接口将数据显示在LCD1602的屏幕上。接下来九轴传感器的数据信息获取是基于I2C接口的,所以需要学生在了解I2C接口的基础上能够获取九轴传感器上电子罗盘,陀螺仪,加速度计的数据信息,且能够进行相应的处理。
针对自选项目会分层次给出题目。一般性题目诸如温度报警控制系统,有毒气体探测报警系统,超声障碍探测系统等。针对自主控制移动机器人部分,会给出诸如多红外传感器感测移动机器人四周障碍系统设计,该设计会作为独立模块要求学生使用单片机实现),超声红外探测障碍系统:与第一部分的区别是会要求学生使用舵机控制超声传感器动态探测前方障碍等。
3 课程的教学方式
本课程属于全新课程建设,包含理论教学、实验教学以及项目驱动教学。
(1)对于嵌入式系统的教学采用理论知识,软件代码以及实验结合教学的方法。
由于嵌入式系统是一门综合性很强的课程。从工程的角度分析,它是涉及了机械、电子、计算机等多个学科的系统,单个学习者很难掌握当前嵌入式系统开发的全部知识和技能。因此,各个专业的嵌入式系统教学所侧重的内容是不同的。比如电子和电气专业的嵌入式课程的教学内容更多的侧重于硬件电路设计。就计算机专业的角度分析,嵌入式系统涉及了计算机体系结构、微机原理和接口技术、实时操作系统和计算机编程等诸多知识内容。而且目前存在多种不同的嵌入式硬件平台、嵌入式操作系统平台和开发工具,如何在诸多的技术中进行教学内容的选择,是首先需要解决的问题。本课程计划采取嵌入式系统教学采用理论知识,软件代码以及实验结合教学的方法。由于本实验实训课程主要着重于嵌入式系统的外设使用,因此会避开硬件设计、操作系统、makefile等相关内容,直接采取首先介绍各个接口,而后介绍用到的寄存器,之后介绍如何使用寄存器操作接口,如何使用下载器,通过例子代码以及实物演示的方法来介绍如何使用,之后通过给定实验题目让学生在实验课程上使用理论课学习的知识来编写代码实现相关外设使用。
(2)对于传感器知识部分,采取首先介绍相关传感器的理论知识,而后实物展示,之后通过讲解传感器数据获取,处理代码让学生大概了解内部的工作原理,由于时间限制所以不要求学生会编写所有的传感器内部数据获取、处理的代码,最后会在实验课提供给学生实验课程的相关传感器初始化,读取,使用的接口代码。学生只需要能够使用各个传感器的接口代码获取传感器数据就可以了。
(3)对于最后的综合实验课程以项目组织实施的方式对学生进行指导和管理。
嵌入式系统无处不在,越来越多的数码产品充斥着我们的日常生活,如手机、数码相机、各式各样的机器人、电子交通工具、智能仪器和车载电子系统等等,而且其更新升级的速度也越来越快。这些都体现了嵌入式系统的设计和开发需要有不断创新的精神,并且需要采用研究性方法来进行设计和开发。
传统的嵌入式教学只是注重于知识的单向传播,即老师向学生灌输最终的概念、原理和结论,学生则是被动的接收和被动的记忆。学生被禁锢在课堂上、实验指导书上,极大地限制了学生的素质和创新能力的培养。在本实验实训课程的教学中,通过项目和自行创新实验的设置,大大地激发了学生的创造潜力,培养了学生的科研能力。而且通过鼓励学生参加各种机器人相关的比赛,也能够提高了学生自主创新的积极性和成就感。
本设计最后的项目,可以学生自己提出一个自己想要实现的程序,而后利用我们LPC1768实现相关的内容,同时我们也会分层次给出几个设计题目供学生选择。如气体传感器探测系统。学生可以自己选择相关的传感器,目前气体传感器有MQ2气体传感器、可燃气体传感器、二氧化碳气体传感器、空气质量传感器等很多。学生可以自己选择某种传感器去进行设计。
如学生可以选择一个可燃气体传感器做一个可燃气体探测报警系统的设计。这种设计能够用于家庭,放在厨房,当厨房可燃气体超过一定数值的时候就能够报警,对于家用安全有非常重要的作用。学生也可以选择空气质量传感器做一个系统,当今社会越来越多的人对于空气质量的指标越来越重视,如果学生能够设计出一个这样的系统去实时探测当前的空气质量,既有实际意义也能够激发学生对于电子专业的强烈的兴趣。
此外对于项目设计,要求学生在整体项目完成的过程中需要有项目需求说明书,概要设计说明书,详细设计说明书,在设计的过程中需要有对于每个设计文件的说明书以及测试代码,测试文档。对于整体设计完成之后需要有结题相关文档等。让学生在过程中了解一个软件项目中应该要做的不仅仅只是软件代码编写,还包括需求说明,设计说明,详细设计说明文档,软件功能测试代码,软件功能测试文档,系统测试代码,系统测试文档等等内容。
4 课程的考核方式
课程考核由实物演示、设计报告和答辩等三个环节组成,分别按照40%、30%、30%的比例构成。要求学生演示自己的实物,需要提交自己设计产品的使用说明书以及实验报告,最后会有一个答辩环节,三者结合给出最后成绩。
5 总结
本课程主要是将本校电子专业学生所学习的知识融合起来,让学生能够利用所学的知识进行应用。笔者在所带嵌入式系统课程上针对基础设计部分做了尝试,效果良好。学生就在学习嵌入式系统理论知识,实验操作之后,最后的大作业就设计出温度报警系统,超声传感器测距模块等应用系统。
参考文献:
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[6] LPC2114_2124_2212_2214-02-user_cn 中文手册.
摘要:随着电子技术的发展,嵌入式技术成为当今信息技术发展的主流技术。本文分析目前高职嵌入式专业建设存在的主要问题,结合当地区域经济的发展,从专业人才培养目标,课程体系建设,教师队伍建设等主要方面,探索了嵌入式系统应用技术人才培养的新思路。
关键词:嵌入式系统;专业建设;师资建设
中图分类号:G642
文献标识码:B
1引言
随着后PC时代的来临,技术的飞速进步及市场对高端智能产品的日益需求,从而使嵌入式系统的应用进一步专业化,走上了独立的发展道路,经历了SCM、MCU、SOC三大阶段,形成了多种应用模式。特别是随着消费家电的智能化,以及未来3G网络全面铺开,嵌入式更显重要,将产生巨大的嵌入式技术人才需求。在未来相当长的时间内,嵌入式人才都将是企业争夺的目标。因此,教育部、各省教育主管部门都高度重视嵌入式系统人才的培养。各高校以及高职院校也相继开设了嵌入式专业。
苏州是全国科技产业高度发达的地区之一,东有新加坡工业园区,西有苏州高新区,南北的吴中工业区及湘城工业区正迅速发展,在苏州与计算机、电子产品相关的企业有上千家之多。我校为了顺应社会对人才的需求,同时考虑了自身教学条件的一些优势,于2006年开设计算机应用(嵌入式系统应用技术方向)专业,为苏州培养出更多的嵌入式高级技术应用人才。
2高职院校嵌入式专业人才培养现状
嵌入式系统是软硬结合的电子设备,其所涉及的专业知识涵盖了计算机、电子、通信、控制等多个领域,嵌入式专业课程的知识点多,涉及面广,课程新颖,难度大。我校在4年的嵌入式系统专业建设发展过程中逐渐呈现出一些不成熟的地方,其中有以下四个方面的主要问题:
(1) 生源问题
嵌入式专业是一门门槛较高的专业,是一个软硬件结合的综合性、创新性专业。嵌入式专业课程的知识点多,涉及面广,课程新颖,难度大,所以需要学生的数理化的基础较好。然而,我校属于高职院校为第三批次招生单位,该专业为文理兼收。我校嵌入式系统应用技术专业近三年的生源情况如表1所示。
调查结果表明:大部分学生在入校前根本不知道嵌入式系统的概念,所以很多学根本没有主动选择该专业,基本上是被动和调剂到该专业,对该专业没有兴趣,文科学生占有很大的比例。导致学生今后的学习能力差,理科基础薄弱,主动性不高,其在基础理论知识的认知能力上有着明显的差距。同时嵌入式专业招生人数持续下降。因此,建立稳定的、高质量的生源是嵌入式系统专业办学成功的先决条件。
(2) 师资问题
目前我校嵌入式系统专业教师主要有4名,其中2位是嵌入式专业毕业的研究生,2位为原计算机应用专业的教师。虽然老师的教学认真负责,但他们都缺乏大量工程科研经验,无法深入理解嵌入式专业,无法把知识讲活、讲透,无法达到最佳的教学效果。因此,师资力量的不足,必然会引起学科与课程建设的落后,同时也降低了对学生的吸引力和影响力,为嵌入式系统专业教学工作带来了极大困难。
(3) 专业定位问题
国内高校对嵌入式人才培养主要分三个层次:研究生层次、本科生层次及高职层次。而近两年,一些高职院校也开始进行了嵌入式技术人才的培养。由于缺乏充分的市场调研和严格的科学论证,对高职院校的嵌入式系统应用
专业的定位还在摸索中。我们在借鉴其他高校的培养目标的基础上制定高职嵌入式系统专业的培养目标,充其只是高校的压缩版。
(4) 课程设置问题
嵌入式本身就是一门交叉型学科,其课程的设计、为培养目标服务的专业设置、课程开发、教材选用与编写等各个环节都会处于动态之中。所以,在4年的嵌入式系统专业建设中,我们不断修订教学计划,进行课程改革。确定了嵌入式Java、单片机原理与应用、嵌入式系统结构与应用基础、嵌入式系统结构与应用基础、嵌入式系统开发与应用、手持移动设备开发(Java)等课程为专业核心课,同时修订教学大纲。但是,我校的嵌入式系统人才培养方案有着明显的普通高等学校教学计划的印记,很难充分把握专业人才的培养规格,就业岗位的定位,以及课程内容的设计,对职业实践能力、职业素养等的培养重视不够,且没有适合高职院校嵌入式专业教学的相关教材。所以,这样的培养体系,无论是从质还是量上,都无法满足社会对于嵌入式人才的需求。
嵌入式专业的蓬勃发展验证了嵌入式人才不足的市场需求。而我校嵌入式专业学生的就业情况并不乐观,真正做到专业对口更是凤毛麟角。为此, 如何培养出与苏州、江苏、上海等长三角地区经济需求相适合的高技能嵌入式系统应用技术人才,探讨本地特色的计算机嵌入式系统专业建设显得尤为必要。
3高职嵌入式专业建设的对策
众所周知嵌入式专业课程的知识点多,涉及面广,课程新颖,难度大,而且面对教学对象是高职学生,如何将嵌入式专业建设好,我认为只有量体裁衣,因材施教。而高职嵌入式专业建设中,应本着“应用技能为主,理论知识够用”的专业建设思路,必须注意考核方法的科学性和易操作性。
3.1高职嵌入式专业的定位
高职总目标是:通过富有特色的课程,才能创造出生机和活力,做到理论以“够用”为度,重在应用性技术训练,达到复合型人才培养的目标。嵌入式开发分为两个方向,一是搞硬件设计,有时开发一些与硬件关系最密切的底层驱动程序(如BootLoader)、最初级的硬件驱动程序等。二是搞软件设计,从事嵌入式操作系统和软件的开发。因此,根据高职高专人才培养的目标,在专业对学生未来工作岗位进行调查的基础上,确定本专业的培养规格与标准,采用“宽基础、活模块”式,力求做到学用一致,强化教育实践环节,突出能力的培养,力求缩短学生就业后的磨合期,适应期,“零距离”上岗从而体现高职教育特色。打造适应本区域经济市场和企业需求的嵌入式系统应用技能型和应用型IT人才,成为苏州计算机嵌入式人才培养的重要基地。
3.2课程设置
通过对企业的岗位调研,结合我校“学分制”,按职业岗位流程构建模块化专业课程结构,全面进行以人为本、以标准为镜的课程体系的模块化建设。对该专业的19门专业课程进行技术基础知识、技术基础实践和综合应用能力等三个方面的系统分类,以理论知识够用,强化专业技能为原则,形成了适应嵌入式市场需要的嵌入式人才培养的“基于案例和项目的三维课程模式(3DCC)”。同时构建实验实训基地,强化实践教学,引入研究性学习、案例教学等教育教学模式。并注重教材建设,构建了“以学习者为中心”的嵌入式应用技术专业的开放式教学平台。通过这个平台调动学生学习的积极性,强化学生对网络知识的理解,培养学生主动学习的良好习惯,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。
3.3师资建设
要建设好嵌入式应用技术专业, 锻炼一支实践动手能力强、教学效果好的师资队伍是关键。为此,我们充分利用苏州市作为我国重要的信息技术产业基地及国家软件外包基地的优势,通过(1)积极引进高学历高职称教师;(2)聘请知名专家;(3)到企业调研交流及挂职锻炼、到国内高校进修考察;(4)鼓励主持或参与技术课题研究、承担专业建设与实验室建设任务等不断提高教师专业水平和综合素质。成立嵌入式硬件和嵌入式软件两个方向的教学与科研团队,整合和汇聚了教育资源强势。
3.4把好生源
建立稳定的、高质量的生源是嵌入式系统专业办学成功的先决条件。因此,通过学校的招生网和系部网站上加强本专业的宣传与咨询,尽量招收理科的学生。做好新生的入学教育,仔细介绍该专业的内涵,介绍良好的学习方法,积极引导学生做好自己的职业规划。同时,树立以学生为本的育人观,构建了良好的学习平台,开展物理等课程的选修,采取老带新的帮扶学习。通过多种方法增强学生的自信心和学习的主动性。
4总结
随着嵌入式系统应用迅猛发展,企业对嵌入式人才需求的缺口越来越大。而嵌入式专业的特点是涉及知识面广、综合性强、实践性强,并且学科发展快,学习难度大。因此,如何建设有特色的嵌入式应用技术专业?培养符合区域经济需求的高素质应用型技术人才?给我们的专业定位、师资、课程建设带来了很大的挑战。我们必须不断更新观念,进行课程体系和教学模式改革与创新,并加强教师队伍建设,才能培养出更多的适应社会需求的、受用人单位欢迎的。
参考文献:
[1] 张胜洪. 高职嵌入式专业建设的思考与探索[J]. 武汉船舶职业技术学院学报,2008,7(2).
[2] 宋学丽. 关于对锡林郭勒职业学院学科专业建设若干问题的探讨[J]. 锡林郭勒职业学院学报,2007(1).
关键词:项目驱动;嵌入式系统;创新型人才
作者简介:温如春(1972-),女,江西上犹人,江西理工大学电气与自动化学院,副教授;王祖麟(1954-),男,江西南昌人,江西理工大学电气与自动化学院,教授。(江西赣州341000)
基金项目:本文系“基于‘3个紧密结合+全面素质教育’的自动化专业人才培养模式创新实验区”(教高函[2009]27号)文件、2010年江西省教育厅基金项目“面向工程以创新创业能力培养为目标的自动化专业实践教学体系的改革与实践”(项目编号:JXJG-10-6-22)的研究成果。
中图分类号:G624.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)08-0077-02
一、背景与理念
嵌入式系统是当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。[1]汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等都是典型的嵌入式系统。学习嵌入式系统技术具有较好的市场前景,但是嵌入式是软硬件结合的技术,且该领域发展太快,学习掌握相关的知识和技术的难度较高。采用传统的教学方法教学,学生难以掌握嵌入式系统的开发技术。
嵌入式系统课程改革以“面向工程、项目驱动,能力培养、全面发展”的教育理念为指导,以教学内容改革、教学方法研究为切入点,抓好“三条主线”,即以培养学生的实践能力为主线、以素质教育为主线、以提高教学质量为主线,充分把学生转为学习的主动体,培养自主学习的能力,沟通、协作和组织能力。
二、“嵌入式系统技术”教学改革目标
“嵌入式系统技术”课程注重理论与实践相结合。“项目驱动”教学法具有针对性(针对具体工程项目),教学过程中将“项目引导、任务驱动”教学模式引入到“嵌入式系统技术”课程,将过去以传授知识为主的传统教学理念,转变为以解决问题、表达情感、完成任务为主的多维、互动式的教学,有利于实现教学目标。[2]
教学改革的目标包括6个方面。一是完善并强化课程管理:组合课程教学模块、设计课程能力训练项目、收集课程活动训练素材是实现课程管理的关键;二是对课程内容的改进与开发:基本要求是依据市场和时展趋势取舍教学内容,安排教学模块,保证课程能力训练项目和训练素材切合实际;三是改进教学方式与方法:即破除“以讲为主、先讲后练、讲练分离”的传统窠臼,切实突出学生的主体地位,切实突出项目训练;四是改进并完善学习评价体系:教学过程控制和课程考核设计等方面要进行创新和发展,体现专业和课程特色,并具体规定课程成绩考核的项目、内容、时间、方式、分值,考核的方法与标准见表1所示;五是加强信息技术与课程的整合:在整合课程内容时注意课程间的衔接,避免重复,注意知识的更新和新知识、新技术、新工艺的补充,同时利用现代化教育技术和手段(网络更新最新的知识要点),增大信息量,使学生打下扎实的理论基础;六是强化教师培训与考核,促进教师专业发展:一名教师仅具有教育理论素养和学科教学知识是远远不够的,还必须掌握一定的教学方法和教育技术应用能力,通过这些方法和手段把先进的教育理念和教学内容贯彻到教育教学过程之中,融入到教学实践活动中去。
实现上述教学改革的目标需要学生亲自动手动脑,所以上课的地点不在教室,而在嵌入式系统实训室。项目驱动教学过程讲究师生互动,具体教学过程如图1所示。
三、“嵌入式系统技术”教学改革与实践
在学生对程序设计方法有了基本的了解和已经能够动手制作基本硬件电路的基础上,本项目的要求是设计一个“简易的人机接口界面”。尽管学生所学的知识还有限,但在老师的指导下,由学生完成一个小系统的设计还是可行的。
1.提出和展现项目要求
本项目要求:在单片机最小系统的基础上,制作一个简易的人机接口界面。按键输入数据能被单片机读取,而单片机处理的结果能显示在数码管上。
2.项目设计与任务分析
项目设计的关键是学生讨论项目实现的方法,教师归纳总结。教师要将一个班划分为多个项目小组,实行组长负责制。项目小组内每个学生畅所欲言,讨论该项目的实现方法,组长记录每个成员的观点,教师指点并归纳学生意见,然后分析和点评最优设计方案。例如,在该项目中,有学生提到:设计的难点是如何显示不同数据,如何在指定的位置同时显示不同数据。此时,教师应尽可能让每个学生发表意见,发挥想象力。在学生实现“单个LED灯点亮”与“单个按键的输入”的基础上,学生讨论两者间的区别与联系。最后,项目小组得出结论。实现该项目包括以下三个要点。接口电路设计与测试:硬件电路与“单个LED灯”类似,但是需要的数码管更多,因此需要控制每个数码管的显示位置;简易人机界面实现:“按键的输入”中,如果直接照搬使用单线控制按键,再加上显示数码管,占用的CPU的资源(GPIO口)太多;改进的可能性。
3.实现并改进项目
嵌入式系统设计一般包含硬件设计和软件设计。硬件电路设计指出,数码管显示方案一般包括静态显示方法和动态扫描方法。本次设计中需要显示的数据位较多,采用静态显示方案耗费的芯片太多,制版也更复杂,所以采用动态扫描方式较为经济可行,只是编程更复杂一些。教师特别指出:该“简易的人机接口界面设计”用2个共阴极数码管LN3461AS(或其他共阳极数码管)并联成8个数码管作为显示器。至少需要16个I/O(输入/输出)口才能实现对8个数码管的控制,使用两个74HC164即可实现数据的串并转换,节约了CPU的资源。其中8个I/O引脚控制数码管的段选位,另8个I/O引脚控制数码管的位选位。软件设计中,教师指出问题:因为不能采用变量直接计算的方式实现数据的显示,所以必须掌握一种很重要的程序设计方法――查表法,实现任意数值控制及显示。在“单个LED灯点亮”的电路与程序设计原理的基础上,学生分析和修改写出“任意多个数码管”控制的源程序。最后教师留下一些思考题,如怎么保证显示的亮度及不闪烁的效果呢?
4.交叉编译及调试
现行嵌入式系统的开发方法是“宿主机―目标机”的交叉编译方法。学生将设计的样品在嵌入式开发环境中进行交叉编译与调试。如果没有达到预期目标,则说明程序或者硬件有错误,需要仔细查找错误根源,直到实现了预期的效果。最后教师要注意知识的归纳总结。例如此次项目任务中关键的知识点是计算机的串并转换技术、数组的应用以及“查表法”。
5.项目拓展与深化
教师依据教学要求,设计教学内容,包括“基本任务”和“拓展任务”。“基本任务”一般是课程进行到一定阶段时学生必须掌握的基本理论和实践动手能力,项目小组的每个学生都必须完成;而“拓展任务”是较高要求,具体落实在项目中就是提高嵌入式产品的性能指标,这些任务可以在课后完成,教师要积极参与并适时点拨学生,让学生体会探索的乐趣并得到成功感,这可以进一步深化和培养学生的创造力。
6.防止任务型教学的缺点
任务型教学是将学习主动权交给学生,在大班教学的环境下,任务的实施可能因为过分依赖教师的教学能力和水平,导致学生的个体活动难以得到有效监督和控制,虽然教师可以根据实际情况进行调度,但是任务的执行效率难以得到保障。因此教师要适当布置课外任务难度,严格考核制度。[3]任务的完成情况要及时抽查,检查学生完成情况和解决所遇到的困难,并给予指导和辅导,帮助学生完成任务,享受成功的快乐,保护学生积极性。在“嵌入式系统技术”课程中引入项目驱动教学手段,对比传统教学模式,得到较好的效果。效果分析见表2。
四、结束语
为了实现教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”,培养适应社会经济需要的应用型人才、提升人才培养质量,有必要对高校教学进行一系列改革。[4]“项目驱动”教学法应用在“嵌入式系统技术”课程教学中,有效提高了教学效率,锻炼了学生积极思考、积极动手的能力,为培养高素质专业人才创造了有利条件,为高等院校进一步深化工程实践教学改革提供参考。
参考文献:
[1]周立功,王祖麟,陈明计,等.ARM嵌入式系统基础教程(第2版)[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.
[2]高文,徐斌艳,吴刚.建构主义教育研究[M].北京:教育科学出版社,
2008.
关键词:物联网工程 人才培养 校企合作
一、当地物联网人才需求分析
湖北省物联网产业发展,创建了“智慧光谷”――“武汉?中国光谷物联网产业技术创新联盟”,成立武汉物联网联盟的宗旨,就是要加强产业链上下游的技术合作,以获得物联网关键技术突破,扩大物联网在湖北的推广应用,打造湖北省新的千亿元产业。结合武汉特大城市以及“两江多湖”的特点,启动智能交通、智能湖泊、智能城管、智能小区、智能电网、智能商贸、智能物流等物联网示范工程,为国家物联网“十二五”规划编制工作献策。据相关部门的估算,未来仅专业性物联网系统设计师,在我国的需求量就将达到5万人。未来十年,物联网重点应用领域投资可达4万亿,产出8万亿,形成就业岗位2500万个,其产业将比互联网大30倍。
二、根据需求确定人才培养目标
物联网工程专业培养适应我国信息化建设需要,德、智、体、美全面发展,并具有良好的科学文化素质、敬业精神和社会责任感,掌握物联网的基本理论、基础知识,较系统的掌握融合计算机技术、通信技术、传感信息处理技术和互联网技术进行信息标识、获取、传输、处理、识别和控制的基本能力。培养适用地方区域经济发展,能在企业从事物联网相关工程设计和施工、物联网嵌入式系统应用、物联网通信设备维护等相关领域的高级应用型人才。
三、人才培养模式――“产业+企业+专业”的产学研用实践人才培养模式
1.实践型人才培养模式分析
单一的学校理论教学让学生与企业的实际应用脱离,单一的职业培训让学生知识体系不完善,约束了学生的发展前景。应用型本科物联网人才从6个方面阐述物联网专业+物联网企业+物联网产业的应用型人才培养模式的基本思路。
2.校企合作模式探讨
校企合作体现在三方面:一是校企共同确定物联网工程专业人才培养目标和培养规格,校企共建物联网工程专业,对物联网工程专业人才培养目标与规格进行准确定位,利于更好发挥培养目标在专业建设和教育教学中的目标牵引作用。二是校企共同开发物联网工程专业模块化课程体系及科目课程,深化“产学研用”,突出“应用特色”,校企合作是物联网工程专业坚持“产学研用”相结合办学理念的实践,积极与相关企业建立广泛的联系,通过产学研合作关系,联合开展科研项目、人员培训等,是一种校企双赢的举措。一方面,学校可以通过为企业培训人员,帮助其改进业务流程和运行与管理模式,提高工作效率; 另一方面,企业可为学校提供实训基地和实训设备,并接受师生见习和实习,同时也为学校面向社会推行“订单式”教育提供了基础。三是校企共建物联网工程专业实习实训基地,学校与该公司签署了联合培养物联网工程专业本科生的合作协议书,双方积极开展以后的工作,为学生和教师的交流建立顺畅的渠道。
3.校企合作的优势
在校企合作模式下有两大优势,一是校企一体化有利于物联网工程专业“双师”结构教学团队减少,物联网工程专业要保证承载基于实际应用过程所需的知识传授和职业技能训练的顺利展开和高质量,教学团队建设的一个基本要求,是培养既有高校教师资格和专业职称,又有职业资格和技能等级证的“双师”结构师资队伍。在开辟渠道和实现人员双向交流的基础上,为教师到企业见习锻炼、挂职实践、参与员工培训提供平台,也为聘请企业经验丰富的实践专家来学院兼课任课、当好实训实习指导教师、参与监控人才培养的教学过程和量化评价教学质量创造条件。第二个优势校企共建物流专业人才培养激励机制,实施订单培养,分析企业人才需求,按照职位要求的专业业务素质和综合素质来培养。学生到企业参与生产性任务,对表现好、专业掌握过硬、综合素质高的学生推荐就业,实行订单式培养。结合产业需求,校企共建物联网工程专业毕业生就业渠道,为物联网专业的学生就业提供了稳定的专业人才输送渠道。
四、以就业为导向的课程设置
1.就业岗位需求分析
对应用型物联网工程师人才的培养,要以就业为导向,适应社会发展的需要,体现自己的专业技能,分析物联网技术相关的行业,具体从事的就业岗位有射频开发工程师、通信开发工程师、无线传感器/物联网/硬件开发工程师、网络层应用层开发工程师、无线传感器/物联网/嵌入式系统软件工程师、无线传感器/物联网/嵌入式系统应用开发工程师等等。
2.基于要求的核心课程设置
基于就业岗位的分析,射频开发工程师要求具备一定软件知识,能独立进行设备安装、配置、调试,熟悉NET或J2EE开发模式和Oracle或SQL Server等数据库开发技术,了解RFID标签及读写设备基本特性;物联网嵌入式软件工程师要求你熟悉至少一种嵌入式平台(MSP430、ARM等)的编程开发,熟练掌握Linux或Android系统,掌握常用外设接口技术、Wi-Fi、蓝牙、TCP/IP等通讯协议,精通汇编或C、C++编程,掌握常用的软件开发和调试工具,了解传感器工作原理及选型;移动应用开发工程师:熟悉Android或iOS架构,熟悉HTML,CSS,Javascript,XML等前端开发技术用,熟练掌握UDP/TCP/IP、HTTP等网络协议,掌握Oracle/Sql server/MySql等多种关系型数据库应用。各种职位具体要求的分析,在应用型本科的物联网工程教学体系中主要课程有:C语言程序设计、计算机组成与接口、计算机网络、操作系统、物联网通信技术、数据库原理及应用、RFID原理及应用、无线传感器网络、数据处理与智能决策、ARM嵌入式技术等。
3. 课程教学模式
在主要课程的学习中,通过项目的形式带动理论教学,物联网工程专业教学步骤和教学模式如下图1,通过实际的例子来讲解理论,通过验证性的实验理解理论,然后学生通过课程设计综合理论和实验的内容,最后和企业的项目实训提升自己的能力,遇到不懂的理论部分开始新的理论知识的学习。
4.4证书建议
为了提高学生的职业能力,进行各种职业资格证书的考试也是必要的的,应用型物联网工程师可以建议如下一个资格证的考试:一是AAE认证(ARM认证工程师计划),二是全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试中级资格认证,三是全国物联网工程师证书(由人力资源和社会保障部中国就业培训技术指导中心(简称CETTIC)批复,有北京企学研教育科技发展中心负责执行)。通过资格证书的考试提高学生学习和应用知识的能力,增加了自己的就业砝码。
五、总结
物联网工程应用型人才培养模式能系统地学习、理解和掌握计算机网络技术、无线传感器网络技术和物联网技术,能应用于社会生活的物联网工作领域,培养成为社会需求的人才。有校企合作一起确定人才培养模式,已就业为导向开设课程,由校企合作提供学生实习的场地,让人才的培养符合现代社会的需要。
参考文献
[1]沈苏彬,毛燕琴,范曲立,宗平,黄维.物联网概念模型与体系结构[J]. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2010(04)
[2]陈海明,崔莉,谢开斌.物联网体系结构与实现方法的比较研究, 软件导刊(教育技术) [J].2013年01期
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