时间：2022-02-05 00:21:16
作为信息技术应用发展的一个新方向，嵌入式系统是单片机系统更高级的应用，硬件资源非富，软件开发基于嵌入式操作系统基础之上，系统的功能和性能有了大大的提高。它可以应用于物联网的前端、车联网的移动端、移动应用等。嵌入式软件开发课程是我校计算机科学与技术和软件工程专业的一门专业课程，其实践教学是整个教学课程的一个重要环节，是提高学生积极性、主动性和创造性的重要教学过程。通过实验课程的学习和实践，学生提高了工程设计能力、系统分析能力、基础知识综合性整合能力等。在实际的嵌入式软件开发实践教学中，通过近几年的不断改革和探索，实践教学效果有了较大的提高。
一、嵌入式软件开发课程的现状
嵌入式系统是控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务，通常，这一任务是通过执行嵌入式软件来实现的。广义的嵌入式系统一般分为两种，一种是嵌入到其他设备或者机器中的模块，进行设备的控制，比如冰箱、空调等里面控制模块;另一种是独立的设备系统，比如：路由器、机顶盒、手机等。针对前一种嵌入式控制模块，一般采用的嵌入式操作系统为：uC/OS、uCLinux、Window CE、Linux、VxWorks等。而后一种嵌入式系统采用的操作系统，主要针对手机而言，操作系统平台：Microsoft公司的window phone、Google公司的Android、Apple公司的iOS以及嵌入式Linux等。进行嵌入式软件开发时，针对不同的嵌入式开发平台，需要的软硬件环境是不同的。尤其是iOS开发环境，需要使用Apple公司的硬件平台和MACOS操作系统环境。我们调研了周边的一些高校，各高校设置的嵌入式软件开发的课程教学内容不尽相同，有的是基于uC/OS操作系统的软件开发，有的是基于Linux操作系统的软件开发。软件平台主要是指嵌入式操作系统，如VxWork、WinCE、uC/OS、嵌入式Linux等。我们学校选择的该课程内容是基于Linux操作系统平台的嵌入软件开发。
二、嵌入式软件开发实践教学情况
嵌入式软件开发实践课程对学生的基础要求较高，学生的动手操作能力要强。一方面，嵌入式软件开发实践的基础要求，不仅要懂得底层系统软件和软件性能优化，而且必须懂得一部分硬件的工作原理。另一方面，是因为这一领域较新，技术发展较快，很多软硬件技术较新或正在出现(如无线通信协议等)，掌握这些新技术需要有较强的学习能力。目前，高校的嵌入式实验室一般都配有专门的嵌入实验箱或者嵌入式开发模块，学生按照实验箱(或者开发板)进行Bootloader移植、操作系统移植、硬件模块的驱动程序开发、应用程序开发等。这些实验项目，一般都随着实验设备随机配备，有现成的实验步骤和源码。实验课堂上，学生一般按照实验指导书的操作进行。这样，学生在嵌入式系统的软件开发实践中，学习的内容和形式对学生积极性的提高没有多大作用，学生自主创新的机会较少。
三、嵌入式系统实践教学的改进
针对在嵌入式软件开发实践教学中出现的一些问题，我们进行了一系列的实践教学改革与探索。
1.软硬件兼顾，加强基于硬件应用的软件开发实践教学环节。嵌入式系统的硬件平台是多种多样的，还有丰富的外部设备。嵌入式系统软件是在这些特定的硬件基础之上运行的，嵌入式软件的运行依赖于特定的硬件。在实践教学环节，考虑到在特定的嵌入式硬件平台之上，完成嵌入式软件开发的实践课。最初，我们在嵌入式软件开发实践教学的对硬件的实验安排较少，甚至没有，学生没有掌握底层知识，对嵌入式软件开发访问硬件资源方面，就无从下手。加强用软件控制硬件的实践教学内容。嵌入式软件开发的软件实验，一方面通过软件去控制硬件，完成特定的功能。利用硬件平台的核心硬件电路和外设，通过丰富的传感器获取一系列的参数，通过网络和控制系统，控制一些机械设备。比如，利用无线技术进行工业控制、环境监测、机器人控制等。这样便提高了学生的兴趣性、积极性和创造性。
2.开放实践教学模式，与社会培训公司联合培养学生。充分利用社会培训机构资源，联合培养优质学生。嵌入式系统软件开发技术特点，是技术新颖、发展快、应用广泛等，高校教师需要有学习过程和项目实践过程。然而，许多培新公司有专门的技术教师专门从事这方面的教学培训工作。目前，有关嵌入式软件开发培训的公司很多，他们的教学体系、实验内容、项目实践等很有特色，他们一直关注着该方向的前沿技术，这些都是值得我们学习的。我校和北京博创兴业科技有限公司合作，利用他们优质的培训教师和实践的开发经验，参与学校的实践教学，是我们嵌入式软件开发实践教学改革的一个重要方向。
3.按照社会需求培养学生，与企业联合创建实践教学基地。让学生参与到科研和技术公司中，让他们接触到最近的理念和开发技术。创建校企合作的实践教学体系，就是以培养学生的全面素质和实际项目能力为重点，利用学校与企业两种不同的教育环境和教育资源，采用学校教育与企业实训、实习的有机结合，共同完成高技术人才培养任务。在培养方案中体现校企合作实践教学体系，与企业科研部门共同制定人才培养方案。这样，学生能够准确及时地根据市场变化和企业的需求，结合行业与社会经济的发展，遵循教育规律，共同制定人才培养方案。在培养方案中，实践教学过程处于突出位置，具有很强的岗位针对性和主动适应性，既能丰富学生的项目经历，又能够大大缩短学生就业后项目研究的适应期。
4.科研竞赛项目带动实践教学。嵌入式软件开发，作为软件开发的一种，按照软件工程的要求进行实践教学安排，起到良好的教学效果。依据实验教学课程与创新平台的资金支持，深入企业进行项目调研，获取企业在人才和技术上的各项需求。实验室专业教师提出科研和实践教学的需求方向和研究题目，嵌入式软件开发的学生根据自身的兴趣结合所学习的知识和技术，选择项目驱动式实践课程。项目来自老师的科研课题或企业技术研发。社会上，有关嵌入式系统开发的竞赛也比较多，我们有选择地让学生参与嵌入式软件开发的竞赛。学生参与竞赛，一方面给学生提供了学习新技术的机会，另一方面，学生积累项目了经验，提高了协同工作能力，这些活动的参与，属于嵌入式软件开发实践课程的一部分。这样，丰富了学生实践课程的形式，也提高了学生的学习兴趣。
5.实践成绩评价体系的改革。嵌入式软件开发实践课程是具有操作性很强的教学环节。如何给学生一个合理的评价方法，一直是我们的改革内容，包括学习态度、实施和创作能力、文档编制能力、组织协调能力以及团队协作能力等。项目考核一般以项目答辩的形式进行，同时采用实践考核和提交作品以及论文的形式，由指导老师评分。一方面，强调实践过程的评价。嵌入式系统软件开发的实验功能和性能的实现非常重要，考虑到整个实验过程的复杂性，我们更强调学生的实验过程和实验态度，实验过程环节成绩所占比重，由原来的30%提高到50%。另一方面，加强实验报告的撰写。撰写实验报告是大学生的一项重要的技能和素质，在实验完成后，必须在规定时间内完成自己的实验报告。嵌入式系统软件开发的实验报告内容主要包括：实验目的、硬件平台(具体外设)、软件平台(运行平台、开发平台及开发环境等)、实验过程、软件流程图及源码、实验过程遇到的主要问题及解决方案等。在学生成绩评价过程中，实验报告部分是评价体系的一个重要指标。
四、嵌入式软件开发实践教学改革的初见成效
通过嵌入式软件开发实践教学环节，学生进一步地巩固和加深了在课堂上学得的知识，锻炼了实践操作技能，增强了实际动手能力。通过近期的实践教学改革，通过我们对学生的调研，学生对实践教学评价越来越高，学生对该课程的兴趣也更大了，学生的积极性和主动性有了较大的提高，学生的实际动手操作能力有了较大的提高，选课的学生也越来越多。通过对近几年毕业学生的就业情况进行调研，从事嵌入式系统软件开发的学生就业情况非常好，学生发展的机会也比较多。
五、结语
由于嵌入式设备的硬件和软件的快速发展，嵌入式软件操作系统的发展也比较快，这对这门课程的实践教学改革也在不断的推进，其教学方式和教学内容也必须与时俱进。在实践教学中，更好地完成教学任务和如何激发学生的学习的主动性、积极性与创造性，是我们实践教学改革的核心与主题。
关键词： 嵌入式系统 ARM μC/OS-Ⅲ
引言
嵌入式系统是一个很宽泛的概念，我们一般将以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统称为嵌入式系统。近十年来，随着当前各行各业对单片机能力的要求越来越高，如主频高、功耗低、外设多、互连方便、支持操作系统等，嵌入式处理器市场正在32位化，ARM芯片以其高性价比取代51芯片成为嵌入式系统设计的新宠，同时μC/OS-Ⅲ嵌入式操作系统因源码获取方便成为嵌入式系统学习的首选对象。
在实际教学中发现：（1）学生拘泥于嵌入式软硬件知识细节，不能从嵌入式产品的系统层面和设计过程中整体地动态地了解、理解和掌握嵌入式系统设计知识；（2）学生太过依赖学院实验室现有的嵌入式实验箱或自己购买的嵌入式开发板，不敢或很少尝试设计并制作自己的嵌入式开发板；（3）学生对嵌入式操作系统了解有限，忽视相关开发工具的使用与掌握。
本文将从嵌入式系统课程实验板DIY（Do It Yourself）开始，探索课程实验板DIY自主实验指导方法，尝试通过适当的适度的DIY实验操作指导，训练学生在规定的时间内和有限的成本下制作自己的嵌入式系统实验板，培养学生进一步自主探索学习嵌入式系统知识的兴趣。
1.研究目标与关键问题
1.1研究目标
依据《嵌入式系统》课程教学内容，研究课程实验板DIY教学方法，制定课程实验板DIY指导手册，指导学生逐步DIY自主制作自己的课程实验板，让学生在实践课程实验板DIY过程中亲身领会并掌握嵌入式系统软硬件设计方法，并最终基于ARM Cortex-M3微处理器和实时操作系统μC/OS-III搭建嵌入式系统的软硬件平台，完成课程实验并定制特色功能。
1.2关键问题
（1）如何让学生快速设计、投板、焊接并调试自己的ARM实验板，并且时间和成本可控。
（2）如何让学生在自己的ARM实验板上主动探索来完成课程实验，并且及时总结相关问题和对应的解决方案。
2.《嵌入式系统》DIY实践
借助当前便利的电路板PCB制作与生产工艺，在课程实验板DIY指导手册帮助下，指导学生逐步完成课程实验板DIY实践。
值得一提的是，当前电路板PCB打样双面板价格50元/款起，尺寸大小10cm*10cm以内，完全满足课程实验板制作要求。
2.1实践任务布置
在《嵌入式系统》授课之初，强调嵌入式系统课程实践的重要性，引导学生思索如何动手实践。然后课程设计任务，要求自己动手制作ARM最小系统板，运行μC/OS-III操作系统，满足课程各项实验要求，定制开发自己的特色功能。
说清楚两个限制：（1）必须使用ARM Cortex-M3微处理器和μC/OS-Ⅲ实时操作系统；（2）必须在一学期内完成（大约3个月）并且成本可控（100元左右）。
2.2实验板硬件制作
针对选定微处理器芯片（如ARM STM32F103），提供课程实验板原理图，仅涉及最小系统板硬件（包括ARM芯片、晶振、SWD调试、USB供电模块）和课程实验所需硬件支持（包括基于GPIO的LED和KEY，以及UART模块）。芯片管脚全部基于排线引出，便于学生后续的扩展实验。考虑到学生可能初次进行PCB制版，因此实验板PCB图提供半成品，完成最后的布线。
当然，学生完全可以部分或全部修改实验板原理图和PCB图，前提是学生必须有电路板制版经历。强烈建议初学者不要做太多的修改，而是完成剩下的PCB布线，并投板、焊板，进而编程与调试。
本阶段计划时间两周，可阶段验收成果为：（1）丝印学生姓名的PCB空板；（2）焊接完成的ARM实验板。
2.3实验板程序练习
实验板程序分为两部分，本着简单易学和循序渐进的学习原则，依据《嵌入式系统》课程教学内容，仅涉及LED、KEY和UART三个常见外设，训练内容包括ARM裸板程序和操作系统程序两部分，下表仅列举部分实验内容。
在此过程中，为了调动学生积极主动性，可以实行一定的奖励措施，如通过额外的平时分鼓励学生，将在硬件制作与软件编程实践过程中遇到的问题和对应的解决办法记录下来，并通过教师确认后集中给各位学生以参考。
本阶段时间持续整个学期，可阶段验收成果为课后作业和实验报告。
2.4特色功能实现
学生通过在ARM实验板硬件基础上扩展功能模块，基于μC/OS-III任务程序实现自己的特色功能，如红外测距、温湿度采集、小车控制等，并完成课程设计报告。
课程设计报告内容包括：（1）课程设计简述，阐述目的、内容和意义；（2）需求分析，阐述功能需求、技术指标、设计约束；（3）总体方案设计，涉及系统框图、功能框图、业务流程图等；（4）硬件设计，涉及硬件框图、器件选型、模块电路图等；（5）软件设计，涉及软件框图、关键数据结构、核心模块流程图等；（6）系统测试，包括测试目的、测试步骤、测试结果、结果分析；（7）附录，主要包括扩展的功能原理图和关键代码。
本阶段时间为学期的最后两周，可阶段验收成果为课程设计实物和报告。
结语
经过近三年的嵌入式系统课程教学实践，初步形成一套比较完整的自主实验指导方法和对应的实验板DIY指导手册，已成功指导百余名学生制作自己的ARM实验板，并实现自己设计的特色功能。
参考文献：
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关键词：嵌入式；自动测试系统；系统软件设计；实现探索
中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1674－6236（2015）23-0116-03
作者简介：季玉香(1981—)，女，河北保定人，助教。研究方向：计算机应用技术
随着信息技术的不断发展，计算机系统硬件和软件都得到相应的发展和提升，嵌入式系统的硬件规模和性能得到极大的提升，嵌入式系统软件的开发和应用具有一定的复杂性和规模性，正是由于其运行环境的特殊性，对其系统的应用和开发的精度要求非常高。只有稳定、可靠的系统，才能保证在嵌入时，不会影响原始系统运行。开发和研究嵌入式自动测试系统，成为当前相关产业发展的重要课题。软件质量对整个产品的质量起到决定性的作用，继续我们进一步提升嵌入式领域的自动测试技术水平，以保证产品检测质量，并提升软件的可靠性，缩短整个系统的开发周期。
1传统软件设计中存在的问题
目前该单位采用传统的单片机系统进行自动测试和控制操作，其运算能力低下，主要采用传统的现场数据处理技术。随着现代作业的不断变化，已经无法满足其需求。其主要存在问题包括：
1.1开发平台不同数据类型结构不统一
网络程序具有多样性，开发的平台也是多种多样的，包括Windows、Linux等，两者的平台不同就会导致处理器存在很大的差异，数据库的选择上也会有所不同，这种平台的差异，数据库安装的差异都会导致类型和结构的不统一，比如说Windows可以直接对一个网络程序进行访问，但是Linux需要安装所访问程序的相关软件；其次处理器的不同使字的长度存在一定的差异，由于不同的处理器所支持的体系结构不同，从而导致子长不同，形成结构的差异性。这种差异产生的最主要原因是因为控制台和测试台在开发的过程中选择了不同的开发环境，使用了不通的编程语言，环境和语言的差异最终导致了数据类型结构的不同。
1.2数据库备份及恢复不及时
首先要解决数据源的配制问题，数据源是数据库信息的主要来源，而自动测试系统的备份和恢复是通过控制台进行，所以控制台要合理的配制这些数据源，通过特定的网络程序实现数据源的有效配置但，但是很多的控制系统都没有及时的对这些数据源进行配制，实践的延误在一定程度上影响了数据的备份，有些控制系统在进行数据源配制时没要根据规定的程序和方法，导致数据源配制不合理；由于数据库的储存量较大，储存的信息较多，一直到测试结束再对数据库进行配制很有可能丢失部分数据，尤其是在测试项目较多的时候，没有在每一个项目测试结束后进行配置很有可能导致项目数据的遗漏，从而影响数据库的备份和数据库的恢复。以上问题都是数据库备不及时，没有定期定时备份所导致的。
1.3测试报告的设计和生成
测试报告是对测试过程的概述，测试结果的说明和分析，为了真实的反映测试的情况，我们在对测试报告进行设计时要充分的考虑这些问题，包括测试的方法，测试的问题，测试的结果以及最后的分析都要在测试报告中体现。但是目前很多自动测试系统的测试报告都不够全面，往往只关注了测试的结果，没有反映测试的问题，也没有对这些问题进行分析；其次测试报告的种类较多，目前应用最广泛的文字报告大多基于一定的网络平台，比如说WORD、EXCEL等，这些网络模板的应用虽然有利于测试报告的生成，但是带来的问题也是不容小觑的，尤其是测试的项目和模块存在很大的差异，但是在生成报告的时候并没有考虑这些差异，更多的采用同一种方法进行报告设计和生成。这些报告设计和生成问题都严重的影响了测试效果的反映状况，对发现问题和解决问题产生了很大障碍。
2系统升级与优化设计
该单位为了实现对对象的静态几何参数的测试，采用监测系统，使用现代便携式轨道检测仪器，极大地降低了工作人员的工作量。其系统设计的优化方案如下：在SoC的设计理念上融合ARM系列的微处理技术，应该嵌入式系统更好的升级系统。ARM核以高性能、低能耗的特点，在系统中配制IC制造厂生产的大量片上外设，进一步提升ARM系列处理器拥有良好的嵌入式功能。系统设计采用ARM7TDMI核处理器S3C44BO，完成自动测试。其主要的核心构成系统包括通信核数据两个模块，具体分析如下：
2.1软件网络通信设计
通信是网络设计的重要组成部分，在整个嵌入式模块自动测试系统中占有非常重要的地位，这种通信功能主要是通过一种网络编程的接口和网络中不同的应用程序进行通信，然而这中网络编程的接口具有一定的特殊性，需要依靠TCP/IP的数据进行套接字的连接，所谓的套接字也就是两个程序进行通讯连接的一个端点，要想保证网络通信的正常，我们就需要确保套接字的功能。这种软件网络通信的设计使各网络程序很好的交流，形成一个良好的资源共享平台，不仅有利于对这些网络程序进行统一的控制，形成一个良好的控制系统，还对嵌入式模块测试系统有着进一步的改进和完善，使其更好的发挥测试作用[1-2]。由于网络通信具有及时性和全面型的特点，自动测试系统需要通过这样的软件网络通信来更好的接收和传输信息，自动测试系统软件网络通信的设计和开发是一项复杂的工程，由于自动测试系统不能直接的进行通信，需要依靠数据包来达到通讯的需求，这也就给网络通信设计提出了更高的要求。我们在进行实际的设计和开发的时候要留有一定空间的缓冲区，为通讯的全面性和稳定性提供一定的保障；其次在设计的时候要遵循通信的原则和协议，比如说TCP/IP的协议就是我们在开发时必须遵守的，要坚持这些原则的条件下进行设计和开发，使各网络程序的功能和性能能够有效发挥，推动嵌入式模块自动测试系统的进一步发展。
2.2数据库设计
数据库是自动测试系统实现控制和管理职能的主要场所和依据，通过网络通信，自动测试系统对各网络程序形成了一个整体控制，整体控制的来源就是这些数据库的信息，通过数据库反应的网络信息可以清楚的了解网络程序出现问题的环节和地方，为解决这些问题提供一定的参考[4]。其次数据的管理和储存也是要依靠数据库来进行的，要想保证数据库信息的准确性和全面性，自动测试控制系统需要对数据库直接的操作，比如说我们经常用到的ADO、DAO等，这些就是直接操作数据库的方式，由于开发的平台存在很大的差异，那么我们在进行操纵的时候就要根据不同的平台选择不同的方法。自动测试所设计的项目包含方方面面的内容，如果所有的项目测试的数据都集中在一张数据表上，不仅会给数据分析和查找带了麻烦，还会影响整个自动测试系统的功能，这也就要求我们在对数据库进行设计时要重点考虑这一问题，尽可能的把每一个项目的数据用独立的数据表来记录，是表格反映的信息清楚明了；由于嵌入模式不是单一不变的，针对不同的自动测试系统有不同的类型选择，如果每一种类型的嵌入模式都记录在同一张表格上，不能很好的将各类型的模式进行分类，不仅降低了工作效率，还影响了自动测试的效果，为了避免这一情况的出现，在对数据库进行设计时要给不同类型的嵌入模式用不同的表格记录，更全面的反映信息；同时还要对测试的时间、测试的项目、测试的模式以及测试的人员进行总体记录，在出现问题是能够及时的发现问题出现的原因，并且快速的采取解决措施。
3系统嵌入式自动测试优化体会与效果
通过本次实验研究，笔者总结提出，要保证嵌入式系统自动测试的质量核效率，应该在结构设计时，注意从以下几个方面考虑：
3.1改善结构的统一性
造成结构不统一最主要的原因是因为控制台和测试台不同环境和编程语言的选择，为了解决这一问题，我们就要更好的发挥网络通信功能，双方在制定通信协议时要根据数据包的数据形式和储存方式进行有效的沟通，减小数据库之间的差异，改善结构的统一性。
3.2及时的备份和恢复数据库
数据库的备份是为了更好的储存信息，一旦数据受到损坏，就可以利用备份将损坏的数据恢复，但是数据库的备份和恢复都有一定的条件限制，需要在特定的环境下进行，为了更好的保证数据库的备份和恢复功能，我们应该对备份和恢复的策略进行更加深入的研究。比如说在测试大型项目或者多个项目时，要在每一个环节结束后都进行备份，不能再全部结束后备份，从而保证数据库信息的全面性，在数据库受到损害时也能够全面的恢复[10-11]。
3.3严格控制测试报告的设计和生成
上述中提高设计报告存在不全面问题，这也就要求我们在设计测试报告时包含的内容要全面，包括测试时间、地点、人员，测试方法、步骤、问题以及结果分析，不能只有结果的显示而没有过程的探讨；其次要根据测试模块的不同和项目的不同生成不同的测试报告，利用现代化的网络技术，合理的选择报告的平台和生成方式，更好的反映测试效果。通过本次系统的优化设计，该系统能顺利完成控制和运算操作，具有12位高性能AD转换器的MAX197设备，能顺利完成传感器信号的转换，并成功将数据保存到数据库中。系统整体运行效率由原来的65%，提升到现在的89%，取得非常理想的实践效果。
4结束语
综上所述，随着嵌入式系统软件开发实践的不断深入，嵌入式在实践中的应用也越来越广泛。而随着产业生产实践活动的逐渐复杂和多样化，我们迫切需要一种测试系统软件的开发和应用，能在软件开发的单元阶段、集成阶段以及系统阶段等对嵌入式系统软件进行实时的在线跟踪式测试与分析，从而全面提高整体系统运行的可靠性。这样才能保证质量和效率。本文主要针对一种嵌入式自动测试系统软件的构成、模块框架以及实践应用等多方面问题进行分析，证明嵌入式模块自动化测试系统软件的开发和应用，具有重要的现实价值和意义，值得我们深入探讨。
参考文献：
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在易嵌短暂的两个月，我们从linux基础入手，强化了c语言编程，学习了linux系统编程和网络编程。时间虽短，但成长很快，无论是理论知识还是实践能力都得到了大幅度的提高。在这里将理论和实践相结合，相互促进，相互补充，使得学习更加透彻。通过用不同方法实现同一个项目，不断深入，层层推进，学以致用!
在易嵌的这个暑假，我过得充实而快乐。在这里有着同学间的探讨、师生间的互动和魔鬼般的训练!在我丰富多彩的人生路上留下了永远亮丽与难忘的记忆!
实践报告正文：看着四年的大学生活就快要结束了，心中隐隐有一种伤感与失落，我陷入了沉思：该挺直腰杆走自己的路了!学习嵌入式是我的梦想，我很羡慕能够在嵌入式方面独档一面的高手，希望有一天我也能像他们那样自信自如的在嵌入式这片热土上挥洒着自己的青春和浪漫。
当我决定好好利用这个暑假，学习我一直都想去学的嵌入式的时候，就注定要在我丰富多彩的人生路上留下永远亮丽与难忘的记忆!算算毕业的时间，我已经闻到了离别的气息，在这即将远离大学时代的时刻，才真正懂得回眸的意义。想想走过的路，想想现在的路，想想来时的路，不知道未来能否成功，既然选择了远方，就注定要风雨兼程!带着无比豪迈的心情和缤纷的梦想来到易嵌学习嵌入式，希望在这崭新的一页留下人生的美好!在新的老师、新的同学和新的环境中，我开始了我的嵌入式学习，开始了新一轮的拼搏。
无论现在多么努力都无法追回失去的金色年华，所以在开班典礼的时候，我便为自己制定了目标!我将好好利用最后一个暑假，多学些知识锻炼自己，为自己储备一些精神食粮并不断开拓视野和提升自己的能力，让自己能够在毕业的时候成为学校的骄傲!
在易嵌短暂的两个月，我们从linux基础入手，强化了c语言编程，学习了linux系统编程和网络编程。时间虽短，但成长很快，无论是理论知识还是实践能力都得到了大幅度的提高。
通过对linux操作系统的学习，我初步掌握了linux基础。刚开始我对linux只是有一点儿了解，但并没有真正的去接触。在这段时间里，从linux系统安装开始着手，了解linux的发展，相比其他系统，它有很多优点。在安装好系统后，学习了linux的分区命名、linux的常用命令、文本编辑器vi、shell的使用、源代码的编译和调试、多模块的编译和链接以及管理工具。通过这些学习，我基本能够在linux系统下通过vi编辑器编写c语言程序，通过一些常用命令来调试、查看程序。
能够在这么短的时间内初步掌握linux，与在学校学习一门课程意义完全不同，通过老师的讲解，自己的练习，同学之间的交流，能够加深印象，熟练操作。
学习linux基础只是我嵌入式学习历程的一个开始，虽然有好多命令还不太熟悉，有好多命令都还没有去尝试过，但我相信随着后期的学习，我将逐渐熟练掌握。在c语言学习阶段，我学到了很多新的知识，变量、函数、数组、指针、指针函数、函数指针、指针数组、数组指针、结构体、结构体指针数组、关键字……，从模块到整体，从写代码的风格到代码优化……，通过这段时间的学习，我感觉自己写出的代码比以前更直观，更注重细节，bug也更少了!
在半个月时间的c语言学习中，我从刚开始的重温c语言到后来的位运算、堆栈、单向链表、双向链表以及list_head。新知识以及注意点渐渐增多，在这段时间，我创造了很多个记录，比如11小时完成30道编程题，独自完成一个功能比较齐全的学生选课管理系统等，特别是刚接触到链表和list_head的时候，不在像前面那样轻松了，还记得那段时间，每到晚上热醒的时候，又想起了我的学生管理系统，本来就少的可怜的睡觉时间，又被……，真可谓苦我心志矣!
不过，等我美美的睡上一觉，醒来回想起这段时间的学习，真是一个大丰收!虽然不能说是很精通c语言，至少可以说真的入门了……，我又向自己的目标迈出了坚实的一步!这段时间，我时常会想，如果一切可以重来，我会选择另外一种学习方式，从一开始就夯实基础!可是这是不现实的，经历了无数次的风雨后，柔弱的我早已学会了坚强。通过不断的交流与学习，我懂得了生活，懂得了学习，懂得了时间，懂得了成长，懂得了奋斗和拼搏。现在知道，为时不晚，从现在开始，我将为自己开辟一条适合自己的道路。
伴随着烈日，我们又开始了新的征程，开始深入学习linux系统程序设计，在这个阶段，我们学习了操作系统基础、并发性、linux系统接口、进程和线程以及进程间的通信。通过这阶段的学习，我对linux有了更加深入的了解，能够熟练进行多线程多进程的操作。
“21世纪最缺的是人才”，相信很多外包和软件领域的企业已经深刻领会到了这句话的现实意义。虽然当今人才总量已经形成规模，但是专业人才和高端复合型人才仍属于稀缺资源，而我国软件人才3/4以上都来自于高校和科研机构的计算机与软件等相关专业，学历教育周期长、更新慢、实践少等问题，导致软件人才结构趋向“纺锤型”：位于产业上层的软件架构师、系统设计师严重短缺，处于基础层面的软件蓝领也非常稀少，而处于金字塔中部的系统工程师阶层却极度膨胀。于是，一边是众多招不到所需人才的软件及服务外包企业,一边却是大量“毕业即失业”的应届毕业生――谁将最终搭起两者之间的桥梁？
面对这种现状，上海市浦东软件园职业技能培训中心（以下简称浦软培训中心）担当起了为企业培训和推荐IT人才的重任。作为上海市教育行政部门批准注册、由上海浦东软件园股份有限公司全额投资的浦软培训中心，是一家以培养中高级IT人才为主的非学历高等教育人才培养机构，具有上海市人力资源和社会保障部门认定的职业技能培训中心和就业见习基地资质，而且在近期开展的“万名软件人才培养工程”中，成为上海市经济和信息化委员会唯一指定的教育培训机构。
建设公益性人才教育培训体系
“我们与社会上的IT培训机构相比，最大的区别在于：我们参与到政府的项目中，提供公益性的人才教育培训体系。”浦软培训中心院长徐俊告诉记者。
由上海市经济和信息化委员会发起、联合上海浦东软件园和印度著名软件企业Infosys共同打造的“万名软件人才培养工程”，计划在3年时间内为上海地区培养50名软件培训师和1万名合格的软件人才，以解决上海地区软件企业人才短缺的发展瓶颈，为软件企业提供更为良好的发展环境。在项目正式启动后的第一年内将合作培训1000人次，第二年培训3000人次，第三年培训6000人次，共计1万人次。
“培养工程”针对大学生就业，凡接受培训的大学生，无论文理，只要对IT专业感兴趣，有志于在IT领域发展，都可以免费接受“高级软件测试工程师”、“高级JAVA软件工程师”以及“高级.NET软件工程师”等专业培训。
“虽然有政府方面的补贴，但是补贴的资金远不及培训的成本，”徐俊坦言，“如果没有浦东软件园方面提供的房租优惠，我们去年就不会盈利。当然，盈利并不是我们现在的主要目的。目前印度的IT培训市场有600个亿的规模，中国只占到印度的九分之一，还有很大的发展空间。我们也在储备能量，我们不能与社会上纯盈利性的培训学校有同样的价值观，而是要多做一些对社会有意义的事情。”
除了免费培训之外，浦软培训中心还设立了“社会开放日”，面向大学理工科低年级学生开放，提供园区企业参观和实训课程体验。这一项目对于引导低年级学生提前熟悉行业规范，确定就业方向等起到了非常积极的作用。
为园区企业提供高附加值服务
浦软培训中心是上海浦东软件园股份有限公司全资投资企业。作为浦东软件园的职能部门，除了日常的职业培训之外，另一项重要的任务就是按照入园企业的需求打造定制化人才，以减少企业招聘和用工成本，体现园区的服务功能。
作为浦东软件园的注册企业，华钦软件技术服务（上海）有限公司主要为金融领域的知名跨国公司和企业提供包括项目管理、系统设计、解决方案在内的技术支持和服务，它在信用卡、网上银行和电子商务等领域具有丰富的项目经验。随着业务量的扩大，华钦软件对于人才的需求也随之上升。为了获得合适的人才，华钦软件出资总额30万元作为奖学金，委托浦软培训中心为其定向培训人才。
“打造强大的金融后台数据中心，是上海成为国际金融中心的有力支撑，金融服务外包领域的人才将成为热门人才，我们则针对服务外包提供高校所没有开设的实训课程。”徐俊说。
“目前入园企业中有几家已经与我们进行了人才培训方面的合作，更多的企业表达了合作的意愿，未来与企业的合作会越来越多。”虽然金融危机使得软件企业面临业务甚至生存的压力，但是从长远来看，软件人才的需求还是十分旺盛，徐俊显然看好这个市场，“我们现在做的，就是打造一个IT专业人才的蓄水池，将来企业可以按需索取。”
=====第二篇==
浦软培训中心特色项目
大学生就业助跑计划：
1. 免费提供信息技术公益课程，让大学生从“校园人”迈向“准就业人”。
2. 让大学生拥有“一张文凭、多张技能证书”，联合微软等知名企业提供“电子课堂”和面授，帮助大学生获取相关的“国家职业技能证书”和国际认证证书。
3. 以就业为导向，校企合作举办“定向就业办”，学习、实训、在学习、再实训，助大学生迈好就业第一步。
4. 每周四免费“社会开放日”，现场更配有“动手做”嵌入式实训项目展示演练活动。
“社会开放日”
了解IT最新发展趋势，真实感受高新技术，提前熟悉工作氛围，做好大学生职业规划，尽早确立职业目标。
1. 上海浦东软件园对外开放接待时间：每周四上午9：30-11:00 下午13：30-16:00。
2. 参观内容：参观上海浦东软件园展示厅观看宣传片参观浦东软件园一期、二期、三期共计75万平方米的园区参观软件企业介绍大学生IT“动手做”实训课程（LED、PMP、优盘等）大学生就业助跑系列培训课程（全程50分钟左右。）
3. 参观费用：无
“动手做”实践营
点阵之星―LED实训课程：嵌入式系统项目分析，LED点阵显示屏整体构架设计，实际焊接过程演练，LED点阵显示屏硬件测试、调试、LED点阵显示屏软件设计、实现。
炫彩靓影―PMP实训课程：WinCE嵌入式系统开发概述、个性化定制WinCE操作系统、32位处理器ARM的系统硬件设计、移植嵌入式媒体播放软件。
移动精灵―U盘实训课程：动手构建自己的AVR单片机系统、USB通讯的硬件与软件设计分析、FAT文件系统组成及结构。
我为歌狂―MP3实训课程：动手构建自己的ATMEL单片机系统、MP3硬件解码原理与软件设计方法、在LCM屏上显示自己的中文。
智能管家―Web服务器实训课程：交叉开发环境的建立、U-boot的编译与使用、嵌入式Linux 2.6内核的定制、嵌入式HTTP服务器设计。
网络枢纽―路由器实训课程：交叉开发环境的建立、嵌入式Linux 2.4内核的定制、嵌入式路由设计。
? 沟通无限―GPRS远程监控实训课程：动手构建自己 Winbond单片机系统、通过GPRS发送信息、传感器数据的采集。
“公益性免费实战课程”
微软等知名厂商课程，以最快的速度，在最大的范围内提高大学生职业技能水平。
1. 培训时间：平时班（一/三班、二/四班）和周末班，上午9：30～11：30，下午13：30～15：30
2. 报名方法：学校团体报名与个人报名相结合的方式，根据课程安排表，自由选择专业课程（嵌入式、JAVA、.NET）。
关键词:嵌入式创新实验室;梯队化管理;矩阵式学习管理
中图分类号:G642 文献标识码:B
1创新实验室创建原因
1.1市场的需求
嵌入式系统是当今IT应用领域最具发展前景的技术之一,它涵盖了微电子技术、电子信息技术、计算机软硬件等多项技术领域的应用。近年来我国嵌入式系统市场快速增长,电信、医疗、汽车、安防、工业控制和消费类等行业对嵌入式系统设计人才需求量日益旺盛。因此国内各大高校在嵌入式方面的教学已经全面展开,以适应发展的需要。然而,现阶段因为师资、体制、经验的不足,以课堂为中心的培养方式,还远远不能满足市场的需求。
1.2传统教学的弊端
传统的教学,以授课为中心,以实验为培训手段,提供给学生的是一概而全的统一化教育,再加上长期重理论、轻实践、重分数、轻能力的教学模式,使学生缺乏创造性,缺乏发现问题、分析解决问题的能力。嵌入式系统注重培养“应用型”人才,重视实践教学环节,而在具体实践教学过程中又存在下面这些问题:
(1) 相应的实验课程按照教学大纲来设置,考虑到实验的难易程度和时间长短,往往多是验证性的实验和装配性实验,学生只需要按照实验手册的流程一步步来实现,填写好规定格式的实验报告。这样学生始终处于被动接受的状态下。
(2) 因学生人数众多,实验设备数量有限,往往是三两个同学一组来做实验,学生缺乏充分动手操作的机会,多次观摩之后就养成依赖心理,渐渐散失了对实验课程的兴趣,无法培养学生创造性。
(3) 受实验室开放时间条件的限制,学生创造性的思维和兴趣只能在有限的实验课时间来施展,课后各种灵动的想法因为无法实现,往往淹没在萌芽状态。
(4) 实验教师因为繁重的工作任务,无法做到因材施教,面对面地引导学生。
综合以上因素,结合创新教育的理念,我校创建了嵌入式创新实验室,其目的旨在课程之外,充分利用现有硬件设备资源,以项目为中心,提供实践机会,培养一批具备嵌入式系统设计开发能力的创新型人才。
2创新实验室培养目标
嵌入式创新实验室专注于培养学生的综合素质和专业能力,综合素质体现的是学生知识的综合运用能力,专业能力是学生应具备的相关专业知识,具体内涵如图1、图2所示。
图1综合素质的内涵
本文受广东省21世纪教改课题“创新软件人才培养模式的构建与实践”支持。
作者简介:尹令(1977-),女,讲师,硕士,研究方向为嵌入式系统开发,无线传感器网络。
图2专业能力的内涵
学生的综合素质和专业能力难以度量,因此考核时看学生是否具备“三能”:能做、能写、能说。
(1) 能做:有别于普通实验做什么、怎么做都有老师指导,在嵌入式创新实验室里,需要学生开动脑筋来思考做什么、怎么做。指导老师仅提供方向上的引导,讨论实验或项目方向是否可行,实践过程中的难点,并检查各项实验任务进度情况,具体的过程则由学生自己来完成。创新实验室为每位学生提供充足的硬件设备和开放的学习氛围,学生在这里实践需要学会收集各种资料和资源,不仅是从互联网上搜索资料,还要充分利用学校图书馆的期刊、书籍、文献检索等途径获取信息,掌握一批常用的官方技术网站。更为关键的是要学会整理、分类收集到的资料,如数据手册、软件资料、硬件资料等。同时掌握对嵌入式系统的规划和设计,具体包括硬件原理图及PCB设计,底层驱动程序编写,操作系统移植,系统平台搭建,以及上层软件实现,系统的测试和调试。
(2) 能写:学生通常是做起事情来备感兴奋,可是要提笔来写就痛苦不已,不知道如何下笔。培养学生写的能力是在教他们如何有效阅读资料的同时进行的。在教学生分类阅读各类专业文档,如资料手册(Data book)、规格书(Data sheet)、用户手册(User manual)、专业书籍、专业杂志、技术文档时,提示学生留意各类文档独有的写作风格和信息内容,惯用的语句和图表信息,为将来自己撰写文档做好准备。这样学生阅读的过程不仅将信息转换成个人的知识,也领悟到了各种技术文档应该如何来写。另外一方面反复训练学生来写,要求他们每完成一个实验或者相关项目都总结相应齐备的文档,作为实践效果的一个重要参考,并且统一放在ftp空间上供大家共享、参考。
(3) 能说:不少学生能埋头苦干地做事情,可让他把所做的工作进行总结表述出来的时候,常常思路凌乱,不知所云。为此每周开一次专题讨论会成了创新实验室的一个固定项目。在讨论会上所有学生轮流作项目进展报告,在场的人都可以对他质疑和提问。通过这种方式,一方面可以集思广益,分析设计方案是否合理,规划步骤是否正确等,大家也可以了解更多方面的资讯。另外一方面,各自精彩的报告是一个效仿的动力,有助于学生增强自信心,提高语言的组织能力。
3创新实验室的管理
3.1梯队化管理
嵌入式创新实验室刚成立时,由于学生对新知识、新技术的渴望,所以热情高涨,报名参加的人很多。可是经过几次实践后,有不少同学发现基础差,实验内容太难,无法继续下去,最后能坚持下来的学生并不多。针对这种虎头蛇尾的现象,我们采取了梯队化管理的方式来适应不同能力程度的学生。基础实验面向兴趣浓但基础薄弱的低年级学生设计,主要包括嵌入式系统各接口应用实验,Bootloader和操作系统移植等实验。这样可以巩固基础,尽快让学生入门。自拟题实验是经过基础实验之后的学生根据自己的兴趣和想法,拟定实验题目来做,这主要是针对具备了一定基础,有创新想法的学生。学生将自拟题目方案提交给指导老师,指导老师根据其可行性和科学性来安排实验条件。科研性实验则是由指导老师挑选悟性好,动手能力强的学生来协助完成科研项目。梯队化的管理照顾到了不同能力程度学生的适应性,可以逐步培养学生创新能力和实践能力。
图3梯队化管理示意图
3.2矩阵式学习管理
嵌入式创新实验室采用纵横交错矩阵式学习方式对学生进行培养,纵向上注重专业技术能力培养,横向上按项目管理方式运作。
嵌入式系统涉及的知识面非常繁多,总体上分为硬件和软件两方面。硬件方面有逻辑电路设计、高频电路设计和EDA设计以及电路调试等;软件方面又分底层驱动开发、操作系统的裁剪和移植以及上层应用程序的开发等。考虑到以学生的时间和精力很难做到各个方面都精通,所以纵向上根据学生的兴趣爱好和基本技能,注重定位软硬件的一个方向来重点发展。具体实施时采取传、帮、带的方法,高年级指导低年级,一帮一,这样有助于学生之间信息的交流,相互讨论,树立榜样,鼓舞信心,消除疲劳。
纵向上是对学生个人专业技能的培养,横向上按项目管理方式来运作,就是团队培养。嵌入式的开发往往涉及软硬的各个方面,单纯一个人来做通常力不从心,效率不高。我们把不同年级以及专业技术能力不同的学生组合成一个个开发团队,以项目为中心来进行培育。这样一方面学生能学以致用,通过项目的实现来享受学习的成果,同时通过项目的推进过程才知道自己哪些方面还有待提高;另外一方面因项目组建的团队,通过相互学习合作,知识面获得扩张,思维领域变得更广阔,优势互补,在更大程度上提高了学生自我学习能力,提高了综合素质。
4结束语
嵌入式创新实验室创建已经有两年多的时间,通过这个平台,嵌入式系统开发和创新的意识在学生中间慢慢得到扩展,越来越多的学生将嵌入式开发作为将来的职业规划,也有些学生开始关注生活中的一些小发明、小创造。在嵌入式创新实验室里组建起来的学生团队开发设计了CITK2410的嵌入式开发板一套,用来承担嵌入式系统原理实验课程的教学工具;完成了基于Sumsang2410平台的GPRS网关的设计,参与了多项国家863项目和国家基金等项目的研究工作。
开放的实验环境,良好的团队氛围,使目前嵌入式创新实验室已成为有志在嵌入式设计开发方向发展学生的一个灯塔和一块磨刀石,并为他们指明了前进道路,锻炼了综合素质和专业能力。
参考文献:
[1] 白广梅. 关于创新实验室建设的思考[J]. 实验技术与管理,2007,l24(2).
[2] 王冬云等. 开放创新实验室实践列入选修课的探讨[J]. 前沿探索,2008(5).
[3] 张炜,陈峰. 开放式创新实验室建设与学生创新能力培养模式的研究[J]. 高等理科教育,2008,78(2).
[4] 毕春跃. 计算机专业嵌入式系统教学模式探析[J]. 计算机教育,2008(4).
关键字：物联网工程；卓越工程师；嵌入式系统；人才培养
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）02（b）-0000-00
大力发展物联网产业将成为今后一项具有国家战略意义的重要决策[1]，物联网是继计算机，互联网后又一个信息技术综合应用的代名词，掀起信息产业第三浪潮，其重要性显而易见，因此国家2011年在全国55所高校开设物联网专业，该专业是国家战略型新兴产业急需的且指定大力发展的电子信息类专业，未来有着很大的需求和发展空间。从2012年开始，我校实施了教育部制定的“卓越工程师教育培训计划”，该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[2]。
物联网工程专业是我校特色专业之一，我校将物联网工程专业作为“卓越计划”重点培养专业之一，因此，结合“卓越计划”的要求，深入进行“嵌入式系统”课程教学改革势在必行，以学生为中心，以开拓知识视野、激发学习热情、培养实践能力为目的，为国家提供大批动手能力强，满足企业发展要求，适应社会经济发展需求的高质量各类型工程技术人才。
一、教学现状
目前嵌入式系统教学存与许多其它工科专业共存的问题[3]。比如，课时安排不合理，实验课时较少；重传统理论教学，轻实验教学；实验教学方式比较单一、实验内容陈旧，缺乏创新性，跟不上目前嵌入式发展水平；实验教学缺少对非智力能力和综合能力的训练；实验室嵌入式系统实验的设备过于陈旧，实验室管理制度不完善；不能利用校外有效的合作资源进行实验教学内容的拓展[4]；课程考核方式不完善，往往单纯从理论考试成绩和实验结果评判，忽略实验过程，上述种种问题，导致目前许多学生学完嵌入式系统课程之后，即使考到高分，依然不能独自完成教学大纲要求之内的相对简单、容易实现的嵌入式系统项目的开发，学生完全处于纸上谈兵阶段，这样培养出来的学生不符合卓越工程师的要求，更不符合企业和国家所需要的复合型工程技术人才的要求。
二、以创新实践能力培养为原则的改革
1. 开展研究性学习
在理论教学中，改变传统填鸭式教学方法，老师不再只是对着现有的课本或者PPT直接讲解嵌入式系统的理论知识，而是通过提出目前实际嵌入式系统研究和开发过程中遇到的问题，或者将已有嵌入式产品中存在的问题作为探究背景，通过设置让学生和老师之间展开开放式讨论和自由提问的环节，让学生积极参加到课堂活动中来，最后，将老师的点评总结作为课堂内容的点睛环节，旨在将枯燥的基础理论知识是如何运用到实际嵌入式系统开发中、以及如何解决实际问题的过程讲解给学生。通过这种研究性的学习方式，给学生留下更加深刻的印象，激发学生学习嵌入式系统开发的兴趣，使学生对嵌入式系统的理论知识的本质有更加深刻的认识，在以后的学习过程中将知识熟练运用到实践开发项目中去。
2. 开放设计性实验
去除以往实验结果单一，过程机械化，没有拓展性，缺乏综合型和研究型的基础验证型实验[5]。改用内容比较新颖，又不太复杂的开放设计性实验，比如，当前智能手机和游戏开发是一个很流行的研究方向，智能手机中简单游戏就是一个很好的嵌入式具体应用的例子，所以我们可以选取一些相对简单、开放性强、形式新颖、吸引力足的嵌入式系统开发的游戏案例来取代已经沿用多年的实验内容，使实验课的内容真正做到来源于实际案例，又促进实际嵌入式系统开发的功能。开放性设计实验不仅丰富嵌入式系统的实验内容，而且使实验本身更加有趣、贴近生活。更重要的是在进行上述开放性设计实验的过程中，学生可以亲身体会到实践是如何检验真理、理论与实践之间如何相互促进的道理，在一定程度上可以激发学生学习嵌入式系统的兴趣，培养学生敢于创新、敢于探索、不怕困难的科研精神。
3. 以竞促学
学科竞赛是学生实践能力培养的一种重要方式，竞赛是对学生更高一层次的要求，是考察学生综合能力的一个重要方法[6]。目前诸如博创杯嵌入式比赛，“ZLG杯”中国大学生ARM嵌入式系统电子设计竞赛，微软嵌入式大赛，全国大学生电子设计竞赛等都是含金量较高的比赛，通过参加竞赛可以发掘出嵌入式系统这门课程真正的魅力所在，解决嵌入式系统实践环节中缺乏挑战与创新的不足，真正提升学生实际动手操作解决特定问题的能力，提高实践环节的质量。在比赛过程中不仅对学生嵌入式系统及其它学科知识的拓展有所帮助，而且能够培养学生团队竞争和配合意识。
4. 嵌入式系统实习实训
物联网专业作为“卓越计划”重点培养专业之一，对于实践训练要求自然极高，改变以往实习完全以老师讲解为主导，动手环节较少，完全违背实习实训方式，将学生带到当地对嵌入式研究具有一定规模的企业公司参加实习培训，了解目前企业嵌入式系统的研发流程和水平。同时将实习实训的主导权下放给学生，锻炼学生实际动手操作能力，以一种学生为主，老师为辅的实训方式让学生真正融入到嵌入式系统开发中来。
5. 改革考核方式， 体现综合能力
事实证明“一张试卷打天下”的考核方式往往并不能真正反映出学生对于知识的掌握和运用情况。为了督促学生认真做好嵌入式实验，真正考核学生实验动手和实验观察能力[7]。可将嵌入式系统课程成绩分为： ①笔试理论成绩，该项占40%，主要考察嵌入式操作系统概述、微处理器与调试技术、ARM体系结构和指令集、ARM开发工具和汇编程序设计、嵌入式存储器和接口技术等； ②开放设计性实验的成绩，该项占40%，主要考察每次实验课学生出勤次数，具体操作步骤，实验结果完成情况以及实验报告；③课外创新成绩，该项占10%，主要考察学生参加各种嵌入式比赛、实战项目开发和创新实验实践活动的获奖情况；④学期末的实习实训成绩，该项占10%，主要考察在实习实训阶段指定项目开发的完成情况。
结语
工程师是未来世界的塑造者[8]。嵌入式系统是一门实践性很强的课程，因此采用课内外、校内外相结合的实践教学体系，以卓越工程师的基本要求为导向，使学生能熟悉掌握嵌入式系统设计方法，掌握一种开发工具，熟悉一种调试方法，使学生在学完嵌入式系统课程后，能真正掌握最基本的嵌入式系统开发，成为一名合格优秀的卓越工程师。
参考文献
[1] 2009年11月3日总理向首都科技界发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话.
[2] 王娜君， 王杰， 李旦， 高胜东. 基于工程能力培养的实验教学改革探索[J]. 教育探索， 2011，（10）： 49-50.
[3] 冼进， 贾德良， 毕盛. 嵌入式系统实验课的教学改革初探[J]. 实验室研究与探索， 2010， 30（8）： 282-284.
[4] 周爱国. 大学生实践能力培养存在的问题及对策[J]. 教育探索， 2009， （1）：74-75.
[5] 李秀娟， 张晓东， 鲁可， 张杰. “嵌入式系统”开放实验室建设与实践[J]. 实验室研究与探索， 2011， 30（5）： 156-158.
[6] 殷建军， 张明武， 万军洲. 竞教结合的嵌入式系统实践教学改革[J]. 计算机教育， 2011， （6）： 1-4.
[7] 俞建新. 略论嵌入式系统的实验教学[J]. 实验室研究与探索， 2006. 25（7）： 741-745.
[8] 龚克. 转变观念大胆试验建立卓越工程师教育培养的中国模式[J]. 中国高等教育， 2010， （18）： 10-12.
XBRL产生于1998年，当时主要是为了解决会计数据及相关信息的标准化以及深度分析和利用问题。如今，XBRL逐步得到上市公司、会计中介机构、政府宏观管理和监管部门的认可。按照XBRL国际组织的定义，XBRL（eXtensible Business Reporting Language，可扩展商业报告语言）是一种可以将财务和商业数据电子化的全新语言，作为在财务报告信息交换方面的一种应用，XBRL在财务信息的显示、分析和传递等方面，都具有显著的优点。目前，XBRL的足迹已遍布了多个国家，并形成了一套完整的体系。XBRL的应用包括两个层面――XBRL FR（外部财务报表）和XBRL GL（全球通用账簿），XBRL FR是针对财务报告中涉及的概念及概念间的逻辑关系订立的协议，而XBRL GL则是针对财务报告的来源数据及其结构订立的协议。二者都建立在XBRL技术规范基础之上，能够为信息使用者提供更加真实、完整、及时的有用信息，可以说，XBRL GL是对XBRL FR的延伸和扩展。在我国，上市公司XBRL的应用尚处于初级阶段，内部信息系统管理主要还是依赖ERP。虽然证监会在2002年的《上市公司信息披露电子化规范》要求上市公司采用XBRL技术，在报送年报时除传统数据格式外还必须附上XBRL格式的年报全文并在平台上共享，但在实际操作中，企业只是转换了传统报表的格式，仍然停留在会计信息处理的报告层面。
二、集团公司引入XBRL GL的必要性和可行性
（一）集团公司引入XBRL GL的必要性 ERP系统加速了公司财务业务的一体化，在信息整合、集中储存以及生成报告的效率上有一定的优越性，但由于不同软件之间储存的信息格式不同或不同区域会计准则的规定有差异，在编制合并报表时，尤其是组织结构复杂的集团大公司，在数据获取和转换上会有大量的成本耗费，在转换过程中容易出现数据遗漏、乱码等问题。而XBRL GL 很好的解决了ERP中系统兼容的问题，在方便各系统数据流通的同时也提高了财务数据的交流频率，主要表现在以下方面：（1）为会计信息的交流提供支持。在交易和事项发生之时就对其进行标记，然后根据不同的概念模式将信息组合在一起，由转换器自动完成财务报告的转化。对于组织结构复杂、经营范围广泛的集团公司来说，大大减少数据处理的人力和财力。（2）有助于产生交互式的会计信息。会计信息在循环之初就被标记了，之后可以根据用户需求实时生成各个层次需要的、不同汇总程度的信息，方便从多维度进行分析和生成报告。（3）利于审计、税务部门的工作检查。审计部门通常因为不同公司采用的数据格式多样化而无法应用通用软件进行审计，经过XBRL GL的转化，审计人员无需为不同的被审计公司设计专门的审计软件，节省了审计成本，税务机关也能过通过XBRL GL减少繁重的税务稽核工作。
（二）集团公司引入XBRL GL的可行性 （1）政府组织支撑。2007年，财政部会计准则委员会向XBRL国际组织提出成立XBRL中国地区组织的申请，并于2010年正式成立。第21次国际XBRL大会上，财政部了企业会计准则通用分类标准，国家标准化管理委员会了可扩展商业报告语言技术规范系列国家标准。这两项标准的制定和，为企业提供了良好的技术规范，并指引企业系统改进的前进方向，有效运用XBRL为企业财务带来了便利。（2）与ERP系统关联。XBRL与ERP软件之间并不是毫无关联的，因此在考虑引入XBRL时无需过于担心高昂的成本问题。有针对XBRL软件供应商的调查显示：有2/3的财务软件供应商在所开发的财务软件包产品中至少有一个产品已添加了XBRL模块，这些软件开发商包括：微软、SAP、Oracle等。由此可见，XBRL逐渐成为提高财务数据透明度及上市公司报告一致性的重要工具，与ERP的信息集成共享也是数字化报告时展的必然趋势。
三、XBRL GL在我国集团公司中的应用
CC集团是以航运为主业的综合性国有航运企业集团，为国家能源和进出口贸易提供了强大的运输支持。目前集团采用的ERP系统是2002年上线的，经过十多年的发展，其功能已不能完全满足业务所需，而引入XBRL能够弥补系统的不足。
（一）CC集团特点 作为中国大陆最大的航运企业，CC集团有着其自身经营管理特点：首先是地域分布广、跨地域、跨国度。CC集团数百家国内外成员单位形成了以北京为中心，以远洋航运和全球物流支持的全球业务网，涵盖了香港、美洲、欧洲等9大区域。对于这样一个经营范围广阔的跨国集团，XBRL无疑能提供其良好的跨区域交流平台。其次企业结构复杂，投资主体多元化。CC集团在50多个国家和地区拥有千余家企业和经营机构，目前在境内外控股和参股的有6家上市公司。如此复杂的组织结构以及数量繁多的分支机构，更能满足XBRL平台的交互式会计信息的需求，方便集团生成多维度的分析报告。然后是跨行业经营。现今CC集团致力于发展壮大船舶运输航运主业的同时，还扩展了物流、船舶、航运网络科技等多个配套行业服务，企业规模在不断发展壮大。这就给国家审计、税务部门造成了不同程度的障碍，而XBRL的转换功能，能够为审计部门节省审计核准的成本，也为税务部门省去了冗杂的税务稽核工作。
（二）CC集团现有财务系统 CC集团现行的管理信息系统软件主要是SAP系统（ERP产品），其能够提高工作效率以及信息的及时性。但集团所属企业众多，企业规模大小不一，并不是每个企业都适合实施统一的大型软件，综合考虑重要性原则和成本效益原则，集团优先在核心企业实施SAP，其他企业继续运行原先的管理系统。SAP与其他财务软件共存的模式在企业扩大发展经营的道路上造成了阻碍，并且存在多国会计制度、多币种、多种语言和实现实时信息等问题。因此，引入XBRL GL是企业长远发展规划中不可避免的一项工作。
（三）基于ERP系统的XBRL GL引入 借鉴国外企业成功案例，将SAP中各子系统传输的数据进入XBRL GL自动记账系统，采用嵌入XBRL格式转换器的模式，把EXCEL、WORD形式的财务报表自动转换为XBRL格式文档。这样一来，既可以保证原有业务系统功能的不变，降低技术改造的成本，又可以实现业务系统和财务系统的数据无缝连接，经过转换的业务系统数据可以直接输入到新的SAP财务系统中。XBRL GL的引入需要从两个方面着手，一是ERP系统内信息集成，二是母子公司间信息集成。
图1 XBRL GL自动记账系统
（1）ERP系统内信息集成。该类信息集成是企业内部各分支或者ERP系统各个功能模块之间的信息集成，只是在原有的ERP系统的基础上嵌入XBRL GL转换器，不改变各功能模块自有的功能。通过转换器，可将ERP系统输出的数据（包括租船业务、航次运行进度、集装箱租赁等）自动转换成XBRL GL标准格式的数据，并在ERP系统的输出终端实现XBRL FR标准财务报告和XBRL GL文档的无缝连接。由于生成的数据具有统一格式，可以在不同系统直接运用，减少了人工处理数据的繁琐，提高了企业内部运作效率。生成的报告中不仅含有财务信息还包括有关内部管理的非财务信息，如客户订舱满意度等，报告格式多样化，方便企业管理人员有选择性的查阅。
（2）母子公司间信息集成。集团公司由一个母公司和若干子公司组成，是多个利益相关的法人联合体，内部组织机构日趋复杂，资产规模大、资本链条长、管理跨度宽、地域分布广，使得财务管理问题更加突出。在会计处理上，除了分别报送母子公司的财务报告外，母公司还需要报送合并财务报表。因此，在现有的ERP系统基础上，嵌入XBRL格式转换器较为可行。但对于不同区域采用的会计准则有所不同，按要求，子公司单独报送需要采用当地的会计准则，而合并财务报表则应采用与母公司相一致的会计准则。在转换过程中，需要对两种情况分别处理。
一是同一会计准则下的母子公司间信息集成。这里嵌入的XBRL转换器也是独立于母子公司自有的ERP系统的，不改变其原有的功能特点。因为在同一会计准则下，所以嵌入的转换器应用程序是一致的，即具有相同的会计处理方法。XBRL转换器分别将母子公司ERP系统内的数据转换为统一格式，并单独生成母子公司的XBRL财务报告。在母子公司统一格式数据的基础上，生成集团合并财务报告与合并工作底稿，共享母子公司间内部交易事项信息。
二是不同会计准则下的母子公司间信息集成。集团公司经营范围广泛，其子公司遍布于全球各国，适用的会计准则也不同，因此应该嵌入不同的XBRL转换器应用程序。对于母子公司单独报送财务报告来说，分别嵌入适用各自的会计准则的转换器即可，然后生成各自的标准财务报告。与同一会计准则的情况不同的是，子公司的ERP系统中除嵌入适合子公司当地会计准则的XBRL GL标准转换器外，还需要嵌入与母公司当地会计准则相一致的转换器，最终生成适用于母公司会计准则的财务报告，与母公司XBRL格式数据汇总，生成集团合并财务报告及合并工作底稿。对于在新加坡、日本等地均设有境外子公司的CC集团，大大减少了合并报告中财务数据会计准则的处理工作，有效降低会计处理中的人为错误，提高工作效率和信息披露的及时性。
四、XBRL GL引入过程相关问题与对策
XBRL在国内的应用较少，集团公司在引入的过程中主要面临信息化人才和分类标准选择方面的问题，需要其做好充分准备，以保证引入工程的顺利对接。
（一）引入过程存在的主要问题 （1）缺少复合型会计信息化人才。XBRL是一项集计算机技术、信息技术、财务管理等于一体的新型技术，因此公司需要各方面精通的复合型人才。现阶段，公司的财务管理和软件开发、维护部门之间是相互独立的，而XBRL的导入与应用需要具有综合性知识的人才，企业难以在短时间内培养大量复合型、应用型人才支持XBRL的推广工作，人才的匮乏是实施过程中首先遇到的障碍。（2）分类标准的选择。复用方式方便数据的互通，但对企业财务报告与通用分类标准中的格式契合度要求较高，而CC集团属于航运企业，存在一些行业特点，在应用过程中，实际的报告与通用分类标准的表格存在较大的差异，调整的工作量较大。
（二）解决对策 （1）重视复合型人才的培养。大力发展教育和人才培训工作，对企业的财务和信息技术人员进行后续教育，不只是对原有的专业知识巩固，更多的是教授其他方面的知识，将财务与信息二者共通之处相互融合，双方人员对于XBRL的引入交流讨论，共同解决遇到的财务或技术问题。（2）采用重定义方式。重定义方式下能最大程度地符合企业财务报告的披露要求，但是对人员的综合素养要求较高，对重定义方式要有深层次的理解，并且也要有一定的实施经验。因此，企业可以与国外成功企业进行交流，引入技术人才，帮助完成项目的实施工作。
信息时代的快速发展使得网络财务报告的作用愈发重要，XBRL GL的引入适时的顺应了集团公司财务报告发展的潮流。目前我国公司对于XBRL的应用仍处于摸索阶段，前进的道路上存在很多无法预测的阻碍，因此企业要向国外借鉴经验并且结合自身的实际情况，采取对策应对困难。
参考文献：
关键词 电子设计竞赛 嵌入式系统 实践教学改革
中图分类号：H191 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2017.01.051
1电子设计竞赛需求
全国大学生电子设计竞赛是由教育部组织的、面向全国大学生的科技活动，主要目的是推动电子信息类学科发展，促进教学内容改革，同时培养大学生的团队合作精神和创新意识。①促使学生理论联系实际，加强学生工程实践能力的训练和培养，选拔优秀人才， 因此得到各个高等院校的高度重视，大学生参与的积极性也较高。全国大学生电子设竞赛在奇数年的暑假举行，比赛时间是四天三夜，每支队伍由三名学生参赛。由于比赛时间短，要在四天内完成实物制作和设计报告，并达到较高的性能指标，必须在课程教学中深化知识内容，并加强模块训练，提高学生的实践创新能力。
全国大学生电子设计大赛题目共分为7大类，每类题目都涉及软硬件知识，偏硬件的题目以高频无线电、放大器、电源、信号源为主，偏软件的题目以仪器仪表、数据采集处理和控制为主。随着信息技术的发展，全国大学生电子设计竞赛中使用的微处理器性能要求逐渐提高，CPU也从16位单片机转换到32位。近几年竞赛队伍多采用低成本、低功耗的32位ARM单片机作为主控芯片，广泛应用于各类题目中，例如信号源、高频无线电、仪器仪表、数据采集与处理、控制等。
全国大学生电子设计大赛为了培养创新意识强的实践型人才，既是对传统教学方法的挑战， 同时也能够反应课程教学水平和教学改革的成败。题目涉及众多科目，要求学生具备综合应用能力。以理论设计为基础，更强调系统实现。近年来电子设计竞赛题目趋于高频化和智能化，以单片机为教学重点的嵌入式系统课程成为必须掌握的知识技能。
2嵌入式系统教学现状
目前嵌入式系统专业课教学中，通常以32位单片机为例讲授相关的知识和设计方法。②嵌入式系统作为一门综合性专业课程，涉及的知识点较广泛，但往往课堂时间有限，学生能够投入动手实践的机会较少。高校中嵌入式系统教学还有许多值得探讨改进之处，例如实验环节中学生创新性不足；学生在系统开发时不具备整体设计意识，底层硬件驱动软件开发水平不足。③传统嵌入式系统教学偏理论、轻实践；重分析、轻综合；重个体、轻协作。实验课程内容陈旧、形式呆板、方法单一。④按照传统方法培养的学生，在参赛时往往会出现很多问题。比如理论设计正确却无法在工程上实现；单元电路仿真正确却无法实现系统联调；软件编程逻辑正确，却达不到所需的精度和性能指标。
由于电子设计竞赛对硬件设计和软件编程等实践能力要求都高于常规教学，因此如何利用竞赛推进嵌入式系统实践教学改革，成为众多高校关注的问题。⑤而嵌入式系统教学同时强调软件开发和硬件设计相结合，使其设计的系统能满足应用要求，从而制作出符合工程应用要求的作品。⑥
3嵌入式系统实践教学改革
嵌入式系统实践环节在教学中具有极其重要的作用，关键是要在有限的课堂中有效安排符合课程内容的实验项目。⑦为此本文主要探讨了竞赛驱动的教学实验模式，一方面是为了更好地帮助学生发挥能动性和创新性，同时也是为了促进教学内容跟上科技高速发展的步伐。
3.1 建立实践教学平台，培养学生创新思维
为适应嵌入式课程教学和电子设计竞赛的需求，中南民族大学近十年来投入数百万元建立电子类实验室。例如，基础实验室包括数字电子和模拟电子实验室、数字信号处理实验室、单片机实验室、电子设计自动化实验；综合实验包括嵌入式系统仿真实验室、SOC实验室等。与此同时，电子与信息工程学院的学生还建立了电子设计协会，组织选拔有兴趣的学生参与学习竞赛小组，并进行电子（数字和模拟电子）、单片机和电源设计等课程的专门训练。实行导师制，安排专业老师进行具体指导，并建立专门的电子设计竞赛实验室和创新项目实验室。较有特色的智能车实验室，通过教学实训平台开发机器人智能车，控制智能车在实际赛道上行驶，使学生熟悉智能车的各个模块设计原理，激发了学生对ARM系统开发的浓厚兴趣。
另外电子信息工程学院还组建了导师团队，选拔优秀学生加入导师制，从大学二年级开始进行“一对一”的专业指导。每年学校都设立大学生创新创业训练计划项目，举办大学生电子竞赛等科技实践活动，鼓励学生积极参与包括电子设计大赛与蓝桥杯等计算机竞赛活动。
3.2 实验体系分层次，以竞赛促进教学
根据学生基础不同我校将实践教学细分为三个体系层次，并在每个层次中都设计了必修实验和选修实验项目。从基本的电路设计调试开始培训，分阶段、按步骤增加实验难度，逐步培养学生的动手实践能力。最后在综合应用设计实验项目中融入竞赛内容，提高学生的自学能力，挖掘学生的学习潜力。三个层次的详细实验项目介绍如下。
3.2.1基础实验
实验目的：为验证性实验，目的是使学生熟悉基本开发工具和软件编程环境，可读懂程序并进行调试。
必修项目：C语言、汇编语言、ARM开发环境实验；串口通讯实验；中断、定时器实验；A/D、D/A转换实验等；键盘、LED、LCD 及触摸屏实验。
选修项目：DMA实验；看门狗实验；Boot Loader实验等。
3.2.2进阶实验
实验目的：主要安排操作系统移植、应用程序编程，并结合竞赛中的知识点加强模块训练。
必修项目：Linux基本应用程序实验；Linux文件系统实验；Linux 内核移植实验。
选修项目：Linux串口通信实验；Linux中断处理实验；Linux下的 Socket通信实验。
3.2.3综合实验
实验目的：全部是选修项目，训练自学能力强、基础较好、预备参加竞赛的学生。综合课题涉及多门学科知识，增加了硬件设计内容，加强了学生对软硬件联合调试的能力，选拔竞赛人选，分组进行竞赛训练。
必修项目：选取往年典型的电子设计竞赛题目，限定时间内完成，根据性能指标进行评测。
3.3 政策扶持，积极推进教改
学校实验管理中心、科研处以及创新创业中心每年都投入大量人力和经费组织竞赛，以保证课程教学改革和竞赛工作的顺利进行。其中大学生电子竞赛在奇数年和偶数年分别开展全国性竞赛和省级竞赛，同时学院也制定了相关的制度政策，给予强有力的技术支持和后勤保障。首先，为竞赛提供专用的实验场地、仪器设备、资金资助，并配备教师团队进行专门的竞赛指导，优先解决竞赛的各种问题。其次，为激励学生积极参与竞赛，对参赛学生给予支持励，安排竞赛期间的食宿，提供良好的后勤保障。同时，学院会为综合素质好、竞赛中取得较好名次的学生，推荐免试研究生或者优先就业的机会。电子与信息工程学院给予优先政策支持，在电子设计竞赛和智能车比赛中，每届都有参赛队伍获得全国一等奖，从而极大地带动了大学生学习和参赛的积极性。
4结语
以应用为目的、以竞赛为动力、分层次有步骤地推进教学改革，在嵌入式系统教学实践过程中取得了良好的效果。首先从嵌入式系统基础的验证性实验入手，在此基础上逐步增加操作系统实验项目，并针对技术难点按模块进行实验，最后开展实际竞赛项目的综合训练。嵌入式系统教学改革的宗旨是提升学生综合应用实践能力，训练学生电子电路设计基本技能，提高学生软件及算法的编程水平，以培养出“基础扎实、动手能力强、有创新意识”的高素质电子信息技术人才。
注释
① 姚有峰，赵江东，汪明珠.从电子设计竞赛谈电子类实践教学改革.实验技术与管理，2009.26（7）：131-133.
② 楼旭阳.嵌入式系统原理及应用教学中学生实践能力培养问题的探索与实践.高教学刊，2015.5：73-74.
③ 冼进，贾德良，毕盛.嵌入式系统实验课的教学改革初探.实验室研究与探索，2011.30（8）：282-285.
④ 王维博，王海滨，叶凯.电子信息工程专业嵌入式系统教学的改革探讨.中国电力教育，2010.10：58-59.
⑤ 杨奕，徐鹏，彭小峰.电子设计竞赛与实践教学改革.2013.32（4）：172-175.
作者：尹毅峰杨亚维甘勇单位：郑州轻工业学院计算机与通信工程学院郑州轻工业学院图书馆
网络安全实训课程教学经过了三个阶段的改革：从理论与实践结合的教学模式过渡到强化实训为主的教学模式，进而发展到进行产、学、研结合，深入校企合作的工程项目嵌入实训课程的教学模式阶段。该教学模式有如下特点：1）突出对学生创新能力的培养。①在课堂教学中适当引入学生实践活动，将课堂讲授与学生实践有机融合在一起。②设置足够的课程实践环节，让学生更好地掌握某一教学单元的内容。③独立设置项目实训环节。独立的“项目实训”将持续一周甚至更长时间。其间，学生系统运用所学知识解决某一具体问题，熟悉网络工程设计流程，提高自身网络安全工程的开发能力、创新能力和研究性学习能力，培养遵守网络工程设计规范的良好职业习惯。2）注重过程考核与知识分享。教师对专业课程实施“过程考核”与“成果评价”，引导学生注重全面发展自己的综合能力。考核贯穿课程的每个项目。项目完成后，教师进行学生的“成果展示”，通过交流与研讨，让同学们分享知识与经验，使他们的能力得以不断提升。
教学实施在教学过程中，我们遵循“启发式教学”原则，通过各种教学方式和手段激发学生积极思维、发现问题、提出问题和解决问题的欲望，让学生在启发下思考，在思考中解决问题，从而掌握独立分析问题和解决问题的方法。
“导师制”项目教学为增强网络安全专业学生的实践能力，教师在科研项目研发过程中，利用卓越工程师的体制，结合校内科研项目和横向科研课题，为学生制定相关的工程项目，由专业教师和校外软件企业工程师担任导师，指导学生开展项目研发。为了适应企业对高技能人才的需求，提高课堂的教学效率，我们将传统的课件教学改革为结合科研项目的案例教学。为了实现教学目标，我们以企业网的安全为主线，将院内科研项目或者企业提供的系统案例分解成相关的模块，融入教学过程。以工作过程的方式将教材的章节内容划分为模块，每节课围绕2~3个实际案例展开。要采用“导师制”的授课方式，教师必须接触校外企业，从中获取经验，提高自身的实践教学技能及专业水平。
“虚拟企业”平台按照网络安全专业的岗位能力要求，我们加强实训过程的企业化，积极推行“虚拟企业”的教学模式。学生进入实训项目后即按照网络安全管理员工的目标进行培养，他们为虚拟网络企业命名，并以成熟的网络安全项目产品为研制目标。实训室为学生搭建企业平台，提供真实的项目案例，在授课过程中推进案例教学法，根据学生的个性，按照企业的模式“分角色”实施教学。表1所示的网络安全项目开发组包括12~15人。学生被划分为项目经理、网络安全管理员、网络安全规划人员、项目调度人员、安全审计工程师、文档编写人员和安全测试人员，展开课程的学习和实践。
一体化场景教学设计我们在课程实训过程中引进企业的项目开发模式，采用项目管理机制，设计出工作场景式教学环境，实现课堂与实习地点一体化，采用榜样式、“教学做”一体化、行为导向项目教学、小组协作教学等方法，为学生示范企业真实项目的开发过程，详细讲解技术细节，使学生通过“学中做”“做中学”熟练工作过程，提高自身的项目设计能力和开发能力，培养其职业素质。
改革考核手段项目实训的成绩评定是对学生毕业设计教学质量的全面检查和考核。答辩是课程实训的最后环节，也是相当重要的一环，主要是对项目的设计过程、设计方案、设计制作与说明进行综合答辩。为了提高项目报告的质量，对实训课程的考核可以采用项目组答辩许可证制度。参加答辩的某项目组在答辩前要获得答辩许可证。对报告不合格的项目组不发放许可证。没有许可证的项目组不能参加答辩。质量评定不仅可以客观评价学生掌握课程知识和运用知识解决问题的能力，还可以反映学生的全面素质。这一评价体系基本覆盖了工作过程项目设计的全过程，包括学生的设计态度、设计过程中的表现、完成设计的质量、撰写文档的质量、答辩效果等。
在2011年6—7月和2011年9—10月及2012年3月，作者调研了两种不同教学方法的效果，具体调研结果如表2所示。对比结果表明，将工程项目嵌入实训可以达到以下效果：1）客观地评价学生的网络工程设计能力，激发学生的学习兴趣，树立学生的企业团队理念。2）以工程项目实训促学。通过制定更高的工作目标，激发学生的潜能和创新能力。3）以工程项目实训促教。随着工作目标的变化，教师的自身观念和教学策略也发生了改变，选择合理的实训教学方法，实现最终教学目标。4）全面提高学生的工程设计能力。80%以上的学生通过基于工作过程的项目化实训，有信心参加卓越工程师培养计划，提升了就业能力。
实践表明，将工程项目嵌入到网络安全实训教学能够有效地激发学生的学习欲望，启发学生积极思维。通过发现和解决问题，学生提升了自身的实际工作能力。鉴于客观条件的限制，这种教学方法在考核手段实施中的工作复杂性问题需要我们进一步研究解决。
[摘 要]嵌入式系统作为一门基础理论与工程实践相结合的课程，在计算机及电子信息类课程体系中占有非常重要的地位。文章对嵌入式系统课程项目式教学模式进行探讨，并对项目式教学模式在嵌入式系统课程实践教学过程中的应用和相应的教学评价体系进行思考与探索。
[
关键词 ]项目教学；嵌入式系统；教学改革
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1671-0568(2014)35-0064-02
随着嵌入式技术的逐步普及和应用，使得嵌入式系统的开发与应用成为当前学生必须掌握的技术之一，如何接受嵌入式技术带来的挑战，并通过对其进行研究、探讨与实践，逐渐形成适合学生特点的、完整的嵌入式系统课程教学体系已成为当前学校一个重要的教学研究课题。嵌入式系统涉及信息、计算机、自动化、通信等诸多专业相关课程的内容，是软件和硬件设计的结合。学生动手能力是嵌入式系统教学过程中的一个非常重要的环节，是一门实践性相当强的课程，在电子信息类课程体系中占有非常重要的地位。因此，建立一套嵌入式系统课程的教学模式，提高学生对嵌入式系统及其相关知识的理解与运用，使学生更好地掌握实用的开发方法和技能，让学生在学习相关理论知识之后能切实提高自己的实践水平，具备独立开发的能力，做到学有所用，学以致用，是该课程教学活动环节亟待解决的问题。
针对以上问题，笔者通过对项目教学法的模式进行研究，结合项目教学法在嵌入式系统课程中的具体应用，也就是师生通过共同实施完整的项目工作而展开的教学活动，调动了学生学习嵌入式系统的积极性，巩固和加深学生对基础理论的认识和理解，培养学生创新性思维、提高学生合作意识及实际设计项目的能力。
一、项目教学模式探讨
传统的嵌入式系统课程教学以教师讲课、学生听为主，师生间的互动较少，交流也不多，课堂气氛比较沉闷，学生学起来很困难，学生只有上实验课才能接触到设备，在教室只是单纯的理论教学，让学生觉得很抽象，经常出现教师在课堂上讲得非常辛苦而学生厌学的现象。这种单向传授知识的教育严重束缚了学生对课程学习的积极性、主动性，抑制了学生学习潜能的开发、思维能力的训练和创新精神、创新能力的培养。当前的教学实验平台没有与实际工程应用结合起来，基本上都是基础性的实验学习。学生做完实验之后还是不能具备独立开发的能力，动手能力不能得到提高。如何提高学生的学习主动性及创造性，能从实践的角度更好地掌握实用的开发方法和技能，让学生学习相关理论知识之后能切实提高自己的实践水平，是在规划、完善嵌入式系统教学体系中重点解决的主要问题。
所谓“项目教学法”，是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。整个教学过程见图1。
项目化教学模式的制定要真正做到以学生为中心，应在教学设计、教学方法、考察形式及奖惩措施等教学实施过程中赋予具体体现。 项目教学法的载体是项目，一个项目又可以划分多个任务；项目教学法的关键，是设计和制定一个项目的工作任务。教师需将原有的知识结构体系打散，分散到各个项目中，再重新装载到每个工作任务当中，使学生在实践过程中完成任务的同时加深对理论知识的理解。同时，在教学过程中，由原来以教师讲授为主导变成以学生自主学习、交流为主导，教师在学生完成项目过程中，给予以指导性建议的辅助性帮助，让学生的自主创新能力得以发挥。
二、项目式教学在嵌入式系统中的具体应用
1．项目任务的布置。项目任务的布置应简明扼要，主题突出，让学生明白项目任务的要求，需要达到的各个指标，并将任务分解阐述到位，点到即止。教师将项目任务打印成纸质文档分发给学生，向学生提供尽可能多的
参考文献和学习资料。教师利用多媒体投影仪设备和板书，并结合引导讲授、演示、讨论、案例等方法讲解任务中所需的相关知识点，学生通过学习和查阅相关技术资料获取相关信息进行自学，使其掌握正确获取理论知识的手段，培养学生自学理论知识的能力，课外学习应是学生在项目式教学模式中获取知识的必要补充。例如，在“基于ARM的嵌人式数据采集系统设计与实现”这个任务中，要求学生在嵌入式ARM平台下编写ADC接口的模拟输入采集程序，实现基于ARM平台的嵌入式3路模拟信号的数据采集，并将采集到的数据通过串口或液晶输出结果。该项目可以进行任务分解，在课堂教学的基础上，要求学生对相关的传感器、数据采集的原理及串口通信和键盘和液晶显示等个子任务相关的知识融会贯通，对于理论教学是有力的补充。学生在教师规定完成的任务基础上，还可以提出自己的想法，添加实现额外的功能，这样有利于发挥学生的积极主动性，尤其是对于学生的创新能力有很大的提高。
2．学生分组及项目实施。学生根据教师分发的项目任务单，根据自己感兴趣的方向选择相应的项目，每个项目保证2-3人一组，为方便项目的管理，选出一人为项目组长，由项目组长组织组员一起制定分工计划和工作任务实施步骤，完成项目计划书，交由教师审核。在教师审核过程中，要求教师及时与学生交流项目计划书中存在的问题，由学生对其设计方案进行整改，审核通过后开始实施项目。在具体的实践中，可以把教学安排在实训室，开展项目教学，学生实施项目任务，教师巡回检查并指导，及时纠正解答问题；学生通过项目的训练，使理论知识与实践相结合，更好地掌握专业知识，提高学生专业知识应用能力，使实践能力和自学能力得到培养。这不仅能大大提高学生学习的主动性，增强实际操作动手能力，而且增强了教学的互动与交流，使“教与学”有机地结合起来。
3．顾目成果展示与项目评价。各组学生完成项目任务后，采取统一展示和答辩的方式交由教师考核，将项目成果展示与项目评价结合起来。学生现场演示所完成项目，提交项目完成报告，并分别就自己所做任务及项目的总体情况回答教师所提出的相关问题。通过学生的自我评价、组内互评及教师考评（根据学生提交的项目报告及答辩情况）来核定项目完成等级。
在传统教育的模式下，对学生期末成绩的评定大部分取决于最终考试成绩。这种评价体系使学生只满足于理论知识的学习，对于创新能力不能作出准确的评估，严重束缚了学生学习的自主性、探索性、创造性。与项目式教学相匹配的考核方式是项目式教学的重要内容。教师对学习有效地评价，要依据一定标准和方法、要求评判前后一致、明确如何推进、找出学生的学习阻力等环节要素，对项目式学习模式进行具有前瞻性的有效评价。实现高效的项目式教学模式既需要实施过程中的科学安排调节，又需要科学合理的教学评价体系。要重视教学评价的动态性、发展性和多元性，笔者将嵌入式系统课程的总体评价分成两大部分：考试评价和项目评价。对于项目的评价上文已给出相关评定方法。无论对于考试评价还是项目评价，都需将日常观察与教学测验相结合，日常观察主要是记录学生的课堂表现行为和日常生活行为，从学生学习的参与状态、学习的思维状态、目标的达成状态等方面来加以评价。同时，要将学生的考试成绩纳入到教学发展性评价体系中来，使项目考核和理论考核相结合，重视考核的阶段性和过程性，把学生的实践能力、认知习惯、思维方式等因素渗透到评价中，更好地实现嵌入式系统的项目式教学。
三、结论
关键词：ARM-Linux；嵌入式系统；实验教学
Teaching experiment research of embedded system development platform based on ARM-Linux
You Haidong
Qingdao agricultural university, Qingdao, 266109, China
Abstract: Teaching experiment research of embedded system development platform based on ARM-Linux has been done. Two experiment schemes are presented and analyzed comparatively. A remote temperature control system is presented based the experiment.
Key words: ARM-Linux; embedded system; experiment teaching
随着物联网、云计算等概念的提出，相关产业正在以一股不可阻挡的势头迅猛发展，嵌入式技术正是其最核心最关键的技术之一。2011年的《中国嵌入式开发人员调查报告》[1]，对国内的嵌入式行业从嵌入式工程个人情况、嵌入式行业公司的基本情况、嵌入式工程师对职业生涯的看法、嵌入式工程师对参加培训的看法等几个方面进行了调查研究，结果表明，嵌入式公司行业分布广泛，嵌入式工程师具有很高的自我满意度，而且有相当多的嵌入式工程师是新参加工作的大学毕业生。嵌入式行业不仅可以吸收大量的大学毕业生，而且从事嵌入式行业的开发人员也对自己所从事的行业具有较高的行业幸福感。作为向社会输送人才的各大高校，也紧跟IT技术发展潮流，面向市场需求，相继开设了嵌入式系统开发课程，并积极引导学生参加各种形式的嵌入式设计大赛等活动，提高学生的综合能力，提升学生的培养质量，增强学生的就业竞争力。
从多年的嵌入式系统开发教学效果来看，该课程入门难、上手慢、实践性强，需要综合知识面广。要掌握嵌入式系统开发技术，需要大量的实践练习，因此，实验教学是非常重要的一环。
1 嵌入式系统开发平台组成
嵌入式系统开发平台有多种类型[2]，我校使用的平台可以选用S3C44B0或S3C2410处理器。由于S3C44B0不支持MMU功能，因此如果选用S3C44B0作为处理器，相应的嵌入式操作系统则应选择uClinux；如果选择S3C2410处理器，则应选用Linux作为嵌入式操作系统来搭配使用。由于S3C44B0+uClinux平台功能相对简单，因此本文所涉及的实验全部基于S3C2410+Linux平台。
嵌入式系统开发平台结构框图如图1所示。使用CPU扩展接口，可以更换使用S3C44B0或S3C2410处理器。该平台提供的硬件资源丰富，包括64 M SDRAM，4 M Nor Flash，32 M Nand Flash，标配320×240 CSTN 5.7英寸LCD，多个LED指示灯，8个8段数码管，8路10BIT的ADC，提供触摸屏接口电路，5×4键盘，直流电机，步进电机模块，具有采用扩展子板形式的GPRS模块电路和GPS模块电路等，同时，该平台也提供了丰富的接口，包括10 M以太网接口，USB接口电路，2个RS232串行口，IIS音频信号接口，2个CAN接口，1个IDE硬盘接口，1个PCI扩展插槽和1个PS2接口，CF存储卡接口，SD卡接口等。同时，开发平台还提供JTAG接口，支持JTAG仿真技术，支持ADS，STD和IDE等集成开发环境。基于丰富的硬件资源和接口，可以开设各种类型的嵌入式实验。
嵌入式系统开发平台
要想在嵌入式开发平台上运行Linux操作系统，首先要把Linux裁剪、压缩，去掉一些使用不到的功能，以便符合硬件平台的要求。然后移植BootLoader，BootLoader是一段负责引导Linux操作系统启动的程序，在嵌入式系统开发中具有重要的作用。BootLoader一般分为两段，第一段一般采用ARM汇编程序编写，主要负责硬件初始化、设置堆栈等工作，然后跳转到第二段程序入口点；第二段程序一般采用C语言编写，主要负责检测系统内存映射，将压缩的Linux Kernel映像文件从Flash拷贝到RAM并解压，为Linux Kernel内核设置启动参数，最后调用内核，完成Linux启动。BootLoader有很多种，如VIVI，UBOOT，ARMBOOT，BLOB等，我们采用VIVI作为开发平台的BootLoader。
嵌入式系统开发采用交叉编译模式，所谓交叉编译模式是指在主机上进行程序的编写、编译、调制，而在开发平台上运行的模式。交叉编译模式如图2所示。主机上安装编译工具对源程序进行交叉编译，生成的可执行程序，通过主机和目标板之间的JTAG接口、串口、Ethernet接口或者USB接口下载到目标板，然后启动执行。
交叉编译模式
2 开展嵌入式系统开发教学实验的两种方案
嵌入式开发平台具有丰富的硬件资源和接口电路，因此可开设的实验非常丰富，形式多种多样[3,4]，在文献[3][4]中列举出的实验共计48个，面对数量如此多的实验，在教学课时、教学设备有限的条件下，不可能一一开设，因此如何选择实验，以便让学生能够快速有效地掌握嵌入式系统开发技术是非常重要的问题。基于循序渐进、由简单到复杂的原则，同时兼顾初学者的接受能力，我们提出两种嵌入式实验的开设顺序，实践表明，这两种方案都具有很好的实验教学效果。
2.1 第一种方案
第一方案所开设的实验分为三大部分：第一部分为ARM相关的基础实验(6个)；第二部分为与Linux相关的实验(7个)；第三部分为综合应用实验(1个)。共计14个实验(见表1)。
表1 第一种方案开设的实验
14 远程温度控制系统设计 √ 温度传感器使用通用I/O采集温度数据，如果高于设定值，则一方面通过CGI程序以文件的形式保存在本地，另一方面通过开发板上的GPRS模块，通过移动通信网络发送到指定手机
我们把开设的实验分成了基础、综合和应用三个级别。在第一种方案中，基础实验为8个，综合实验为5个，应用实验为1个，符合宽基础的教学要求。通过大量的基础实验训练，使学生掌握嵌入式开发的基本技术之后，再通过综合型和应用型的训练，提高使用嵌入式技术解决问题的能力。
2.2 第二种方案
第二种方案所开设的实验也分为三大部分，其中第一部分为ARM基础实验(4个)；第二部分为Linux相关实验(7个)；第三部分为综合应用型实验(1个)，共计12个实验，第二种方案所开设的12个实验见表2。
第二种方案开设的实验
比较方案一和方案二开设的实验，可以看出，两种方案有所侧重。其中方案一比较注重基础，方案一提供的基础实验共8个，同时偏重对整个嵌入式系统的整体了解，方案一中的实验8，10，11都是了解整个嵌入式系统架构所必须开设的。而方案二更加注重应用，从实验5到实验11，都是嵌入式应用程序的开发实验。通过实行不同的方案，既可以对整个嵌入式系统开发架构有所了解，同时也能够从事实用的嵌入式应用开发，多年的教学效果表明，采用这样的实验方案，取得了很好的教学效果。
3 远程温度控制系统
以方案一和方案二中的应用型实验“远程温度控制系统设计”为基础，我们设计了一种远程温度控制系统，参加了2010年“博创杯全国嵌入式设计大赛”，获得了山东省二等奖。该温控系统的结构图如图3所示。
远程温度控制系统
该远程温度控制系统主要包括温度传感器、嵌入式开发平台和主机。温度传感器使用通用I/O端口与开发平台连接，GRPS模块使用串口与开发平台连接，主机使用串口与开发平台连接，用来调试、下载程序。温度传感器检测的温度数值通过通用I/O端口发送给开发平台上的接收程序，程序接收温度数值后判断是否大于或者小于某个设定值，如果大于或者小于设定值，则通过GPRS模块发送到远程手机，同时，对于传感器每次发送过来的温度数值，都以文件的形式保存在本地，嵌入式开发平台上部署了嵌入式Web服务器和CGI程序，这样在主机就可以通过Ethernet接口来访问以文件形式保存在开发板上的温度值。在该方案中，我们基于方案一中的实验11，开发了通用I/O端口驱动程序；基于方案一的实验11和方案二的实验11，开发了嵌入式Web服务器及CGI程序；基于方案二的实验8，开发了GRPS模块和开发平台的串口通信程序；基于方案二的实验6和7开发了相关的应用程序。通过该系统的实施过程和最后的得奖情况来看，我们所提出的嵌入式开发平台教学实验的方案一和方案二是合理可行的，对于提高学生嵌入式系统开发技
术水平，提高就业竞争力具有很好的作用。
4 结束语
嵌入式系统开发平台及其教学实验方案，是针对目前高校嵌入式系统开发课程的实验教学实际而
提出的。方案一侧重宏观整体掌握嵌入式系统开发架构，方案二则注重嵌入式应用，并且基于方案一和方案二所开设的实验，设计了一种远程温度控制系统，并获得了“博创杯全国大学生嵌入式设计赛”山东赛区二等奖。结果表明，该实验方案科学合理，能够满足不同层次学生的需求，对高校嵌入式系统开发实验课具有较好的指导意义。
参考文献
[1] 中国嵌入式开发从业人员调查报[EB/OL].省略/subject/report2010-2011.htm.[2011-05-03]
[2] 朱丽霞.基于ARM-Linux的嵌入式实验教学平台构建[J].中国现代教育装备,2010,23:42-43.
