发布时间：2023-10-11 17:47:15
绪论：一篇引人入胜的通信工程嵌入式培养，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
目前新疆维吾尔自治区普通本科院校共计11所，其中综合类院校3所，即新疆大学、石河子大学和塔里木大学。新疆大学、石河子大学是新疆维吾尔自治区的“211工程”本科院校，位于新疆维吾尔自治区的北疆。塔里木大学是排位仅次于这两所大学的在新疆维吾尔自治区综合实力排名第三的本科院校，也是新疆维吾尔自治区南疆地区唯一的一所综合性大学。
塔里木大学原名塔里木农垦大学，位于塔里木河畔的阿拉尔市，创建于1958年，2004年5月经教育部批准更名为塔里木大学。塔里木大学原为农业部直属院校，现为中央和新疆生产建设兵团共建。塔里木大学信息工程学院成立于2003年9月，现有教职工76人，专任教师65人，副高以上职称占17%，硕士学位的教师占64%。学院包括5个教研室：计算机应用基础教研室、计算机软件教研室、计算机硬件教研室、通信工程教研室、数学教研室以及1个计算机实验室。目前该学院有计算机科学与技术及通信工程2个本科专业。其中通信工程本科专业于2009年开始招生，每届两个班，每班30余人，该专业现有专业任课教师7人。
一、专业课程设置
1.专业必修课
塔里木大学信息工程学院通信工程专业人才培养方案中所设置的专业必修课有：高等数学、大学物理、线性代数、概率论与数理统计、大学计算机基础、c语言程序设计、电路分析、现代电子技术、信号与系统、通信原理、通信电子线路、微波技术与天线、信息论与编码技术、单片机与外围电路、计算机网络、数字信号处理、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等。
与中央民族大学通信工程本科专业培养方案（2010年版）相比，其多开设的专业必修课有大学计算机基础（由于中央民族大学生源较好，因此没必要开设该门课程）。中央民族大学按照专业选修课开设、塔里木大学按照专业必修课开设的课程有：计算机网络、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等（由于中央民族大学通信工程本科专业是按照两个主要专业方向培养学生，即无线通信和通信网络，因此这种设置是合理的）。塔里木大学通信工程本科专业未开设的专业必修课有：机械制图、数学物理方法、电磁场与电磁波、通信网理论基础等。
2.专业选修课
塔里木大学通信工程本科专业大一上学期开设的专业选修课：通信工程专业导论。大二?上学期开设的专业选修课：数据库原理。大二下学期开设的专业选修课：通信仿真技术eda。大三上学期开设的专业选修课：matlab及仿真应用、综合布线技术。大三下学期开设的专业选修课：web系统与开发技术、现代传输技术、dsp原理与应用。大四上学期开设的专业选修课：通信工程专业英语、多媒体通信技术、前沿技术专题讲座、宽带无线通信、图像处理与通信。四学年开设的专业选修课共计13门。
中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课分布如下：大二下学期开设专业选修课3门，大三上学期开设专业选修课5门，大三下学期开设的专业选修课8门，大四上学期开设的专业选修课16门（由于大部分学生专业选修课的学分在前三学年已选够，且到了大四很多学生要考研究生、找工作、忙着联系出国等，故大四上学期能够真正开设的专业选修课寥寥无几）。四学年开设专业选修课共计32门。
通过以上数据可看出，中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量远远多于塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量。但在塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课中也不乏颇具特色的课程，如综合布线技术就是一门实用性很强的课程。
二、其他专业教学环节
1.实验与实践教学
塔里木大学信息工程学院的实验教学楼建筑面积8800平方米，拥有10个多媒体教室、10个公共机房和8个专业实验室（计算机组成原理、计算机硬件、计算机软件、计算机网络、自动控制、通信工程、数学建模、计算机创新）。通信工程专业所开设的实验课有：电路分析实验、现代电子技术实验、信号与系统实验、单片机与外围电路实验、c语言程序设计实验、通信电子线路实验、通信原理实验、matlab及应用实验、数据库原理实验、通信仿真技术实验、现代交换原理与技术实验、计算机网络实验、光纤通信实验、移动通信系统实验、嵌入式系统原理及应用实验等。专业实践性教学环节包括信号与系统课程设计、现代电子技术课程设计、通信原理课程设计、通信电子线路课程设计、嵌入式系统课程设计、专业认知实习、计算机网络实习等。
2.专业实习
塔里木大学信息工程学院通信工程专业的专业实习安排在第六学期暑假进行，时间为8周（4学分）。塔里木大学信息工程学院十分重视学生的专业实习，为学生联系了多个新疆维吾尔自治区与通信工程专业有关的实习单位，如新疆阿克苏移动通信公司在通信工程专业建设、实习基地建设、教师实践锻炼、实验通信机房建设等方面都给予了塔里木大学信息工程学院大力支持。为了保证专业实习的效果及真实性，每个实习点都有学院专业教师带队，发现问题随时解决，并保持和学院的经常联系。这种保质保量的专业实习为学生们毕业后走向社会并尽快融入企业打下了良好的基础。
3.毕业设计
塔里木大学的毕业设计安排在第8学期进行，时间为12周（6学分）。为了保证毕业设计质量，塔里木大学信息工程学院严把开题关，提倡毕业设计内容与实际工程相联系，避免学生在毕业设计中弄虚作假。为了鼓励教师搞好毕业设计工作，带一个本科生毕业设计给10个课时的工作量；若所带的学生毕业设计成绩优秀，则工作量加倍。为了使学生的毕业设计成绩公平、公正，塔里木大学信息工程学院制定了一系列严格的毕业设计成绩评定程序与标准。
4.学科竞赛
塔里木大学信息工程学院非常鼓励与支持学生参加新疆维吾尔自治区及全国举办的各项学科竞赛，并取得了不错的成绩。如在2011年的全国大学生数学建模竞赛中，通信工程专业有两名同学分别获得了国家的二等奖，一名同学获得了新疆维吾尔自治区的一等奖，三名同学分别获得了自治区的二等奖，还有两名同学获得了自治区的三等奖。全国大学生数学建模竞赛由教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会共同主办，是教育部重点支持的全国大学生四大竞赛之一，目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛，也是世界上规模最大的数学建模竞赛。作为创办时间很短的塔里木大学信息工程学院通信工程本科专业，能在这样的大赛上取得如此成绩实为不易。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）31-7536-03
随着后PC时代的来临，PC机的重要性下降，嵌入式系统将变得功能强大、无处不在。目前，嵌入式系统在消费电子、通信设备、工业控制等领域发挥着越来越重要的作用。物联网和移动互联网作为我国信息产业主旋律，其核心也是嵌入式系统。
与我国嵌入式系统产品的迅猛发展和巨大的产业需求相比，嵌入式系统工程人才培养相对落后[1]。嵌入式系统教学模式成为众多高校都在研究的课题。本文主要针对应用型本科计算机专业的嵌入式系统课程教学，结合我院的具体情况，在教学内容和模式上进行一些改革和探讨。
1 课程特点
嵌入式系统是一门综合性很强的课程，几乎涵盖了所有基本的软硬件设计技术。所需基础知识较多，前修课程包括：数字逻辑、计算机组成原理、微机接口原理、单片机、汇编语言、C语言、操作系统、数据结构等。涉及内容广泛，与通信、自动控制、电子等专业知识相关。教学难度大，学习门槛高。
嵌入式系统是一门实践性很强的课程。嵌入式技术是具有工程应用性的实用技术，只有通过实践才能真正理解和掌握嵌入式系统开发的方法。
2 现状与问题
我校是一所地方性、教学型本科院校，定位于培养“基础厚实、素质较高、创新精神和实践能力较强”的应用型人才。我院计算机系共设有计算机科学与技术、网络工程、通信工程3个专业，所有专业都在第5个学期开设嵌入式系统课程。另外，在第7个学期，学生可以通过校企联合培养选择嵌入式作为专业方向，到企业学习更多嵌入式课程。《嵌入式系统》是学生在校期间开设的唯一一门嵌入式课程，对于要选修嵌入式开发专业方向的学生来说，是打好基础的关键，对于其他绝大部分学生来说，则是了解嵌入式系统的唯一途径。在这门课程的教学过程中，发现主要存在如下问题：
1）课时少，内容多。
2）实践能力培养不够，实验课时不足。
3）前修课不足。3个专业都未开设单片机、微机接口原理，网络工程和通信工程专业未开设汇编语言。
4）学生的基础和学习能力参差不齐。到第5个学期，学生分化比较明显，学生间的差距较大。
5）学生学习目标不同。进入大三之后，许多同学对专业方向已有初步选择，学生对嵌入式系统的学习目标和期望不同。教学内容对所有学生来说都是相同的，难以满足学生个性化发展的需求[2]。
3 层次化教学模式的提出
针对以上问题，我校从教学内容和教学方法出发进行了一系列改革，形成了课内课外相结合、注重基础、因材施教的层次化教学模式。
第一层面向计算机专业的所有学生，注重基础，以《嵌入式系统》课程的课堂内学习为主、开放性实验室学习为辅。课程目标应该从实际出发，与大部分同学的基础和学习能力相适应，不应过高。另外，还考虑到我校开设的前修课较少，因此，教学目标设定为：掌握基础知识，了解嵌入式开发的基本过程，能够设计实现一个简单的最小系统，为进一步学习打好基础。
第二层为嵌入式兴趣小组，面向对嵌入式有兴趣的学生，重在提高。主要是对《嵌入式系统》课程进行知识的扩展和加深，开阔学生视野，培养简单嵌入式系统的设计开发能力。
第三层为嵌入式开发小组，面向有志于从事嵌入式系统开发的学生。学习嵌入式关键技术和实用技术，培养嵌入式高级专门人才，注重创新能力。
中图分类号:G642 文献标识码:B
创新是一个民族的灵魂,是人类社会发展的不竭动力。在建设创新型国家的过程中,高等学校承担着培养拔尖创新人才的神圣使命。要以加强大学生创新精神和实践能力的培养为核心目标,就必须积极推进大学人才培养模式的改革和创新。
嵌入式系统的产生是多学科融合的结果,这些学科包括计算机、电子、半导体、通信、控制等。嵌入式系统广泛应用于工业自动控制、智能交通、信息处理、仪器仪表、航空航天、汽车电子、通信技术、安防系统和信息家电中,它的设计方法的演化由应用需求牵引和IT技术推动。嵌入式系统通常面向用户、面向产品、面向特定应用,产品具有较长的生命周期,软件固化存储,OS内核小,OS和应用程序的区分不明显。
1 嵌入式系统教学方法变化的背景
嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件,通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备管理、网络通信、图形界面、文件系统等模块。它具有通用操作系统的基本特点,能够有效管理越来越复杂的系统资源;能够把硬件虚拟化,使开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来;能够提供库函数、驱动程序、工具集以及一些典型应用程序。嵌入式系统开发与桌面应用开发有很大区别,它的软件和系统平台紧密相关;嵌入式系统将迅速发展和普及,但不会取代传统的单片机嵌入式测控系统,二者的发展空间并不冲突;嵌入式系统设计开发中的处理器、操作系统选择比传统的单片机具有低功耗高性能的优点。
以“应用型”人才培养为目标的理工科院校的实践教学中,应特别重视学生嵌入式系统设计能力的培养,加强实践教学环节,提高学生实践能力、职业技能与就业能力。以下就结合地方高校通信工程专业的特点,对学生“嵌入式系统设计”能力培养的相关课程内容、实践教学方案和实践教学环节等进行探索,探讨地方高校理工科学生创新型人才的培养体系。
目前,大多数学校嵌入式实验实训课授课都采用嵌入式实验箱,它虽然降低了嵌入式课程的授课成本和实验难度,但也带来了一系列问题。嵌入式实验箱的硬件相对固定,扩展其他硬件相对困难;硬件线路固定,相当于一个“黑匣子”,使用者无法知晓硬件线路就可以完成实验;对使用者来说,使用机器码输入枯燥无味,只是查找输入错误,与嵌入式程序调试概念大相径庭。
长期使用嵌入式实验箱会阻碍使用者对嵌入式学习的兴趣,扭曲对嵌入式设计的概念:认为输入些机器码就是嵌入式设计了。其实嵌入式设计是一个范围非常广的概念,从系统设计到软、硬件的设计,从嵌入式核心到器件的选取,甚至非电量器件等交叉学科的内容,都属于嵌入式设计的内容。
2 嵌入式系统设计最小目标板教学实践
嵌入式系统设计最小目标板主要完成以嵌入式为核心的,包含存储器、A/D、D/A、键盘显示、输入输出端口、时钟等电路的几种嵌入式目标板的硬件设计与制作,并编写相应的软件。核心板提供相对应微处理器的最小系统,包括了处理器、RAM、ROM、寄存器接口等;扩展板提供电源、LCD显示、串口、USB、以太网口等模块,以利于学生学习及创新设计。设计工作以完成嵌入式最小系统板任务为导向,将理论与实践进行有效合理的整合,将工程实践分解成可供实际推广操作的学习任务,辅以必要的教育技术支持手段,强调学生自主学习,在实际工程环境中掌握和内化工程理念。
嵌入式系统最小目标板设计任务包括嵌入式系统硬件与软件的设计,以模拟电子技术、数字电子技术及计算机辅助设计与单片机原理与接口技术等课程教学为基础,旨在加强对学生设计能力的培养,提高学生的电路设计和软件开发能力。通信技术专业的实践教学可基于现代电子技术进行信息的采集、传输、处理、检测、控制,应用现代通信网工程,以信息与通信工程技术为主线,融电子技术、计算机技术、自动化控制技术于一体,软硬件课程结构如图1所示。
教学改革了考核方式,加强对学生动手能力的培养,单片机技术、DSP技术、EDA技术、嵌入式系统、可视化程序设计等技术课程的考核成绩全部采用实践方式,实验占总成绩的40%,课程设计(要求有硬件和软件制作)占总成绩的40%,创意制作占总成绩的20%。实验与课程设计题目每年更新,学生在完成实验的基础上选定题目进行设计,根据自身能力选择不同难度的题目,分值依据题目难易程度而定。学生在不断改进、反复锻炼中提高了分析问题、解决问题的能力,在实践过程中真正做到举一反三。
为了使实践内容和教学内容联系得更紧密,教师可结合前面所讲的教学层面要求,要求学生设计实践核心板与扩展板,将“嵌入式系统设计”系列课程实践教学融合到地方理工科院校的人才培养体系中。通过加强开放实验、科技制作及科技竞赛等创新学分的管理,改革相关课程考核方式,综合考虑知识、能力和素质三者的关系,统筹实践教学体系,提供丰富的工程设计课题,加强“嵌入式系统设计”的工程训练,促进大学教育中创新型人才的培养。
在教学过程中,学生完成了以计算机、电子、半导体、通信、控制等多学科相融合的嵌入式最小系统板的软、硬件设计任务,加强了对嵌入式软、硬件和“嵌入式设计”概念的了解,从而实现对软、硬件课程教学的整合。
3 结束语
以目标板任务为导向,整合嵌入式软硬件以嵌入式目标板的软、硬件结构的设计任务驱动教学,制定切实可行的教学计划、大纲及实施细则,并在教学过程中逐渐完善,是一种新的尝试,是创新。该项教学的主要特点有:
(1) 嵌入式系统是多学科融合的结果,包括计算机、电子、半导体、通信、控制等技术。教学过程以学生完成任务为导向,是对教学方法的创新尝试。
(2) 嵌入式目标板的设计可以培养学习者对嵌入式学习的兴趣,学生通过学习和完成嵌入式目标板的设计,掌握嵌入式系统设计和嵌入式软、硬件设计的正确思路,熟悉嵌入式硬件和编程语言,增加对嵌入式器件和非电量器件等交叉学科的了解,在完成任务的过程中整合有关的硬件课程,为以后的学习和工作打下良好的基础。
(3) 学生设计嵌入式最小系统时熟悉硬件结构,再进行创新设计,突破了以往教学验证实验的单一模式。
(4) 嵌入式最小系统可以回收再利用,供软件类专业学生仿真编程或练习用,节约了实验成本。
(5) 嵌入式技术发展迅速,学生在嵌入式最小系统的制作过程中可以更快地跟进技术的发展,有利于就业。
参考文献:
[1] 大学计算机课程报告论坛组委会. 大学计算机课程报告论坛论文集[C]. 北京:高等教育出版社,2007.
[2] 伍宗富,李敏.“嵌入式系统设计”系列课程实践教学研究[J]. 计算机教育,2008(3).
