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高校嵌入式课程实验教学改革探索
[摘要]社会对嵌入式人才需求量大，嵌入式人才成为企业争相争夺的目标。但是高校嵌入式人才培养存在不少问题，主要表现为：高校培养的大学毕业生中，只有极少数人能达到嵌入式人才的标准；高校嵌入式实验设备相对落后，跟不上嵌入式发展的需求；刚毕业的大学生相当缺乏项目实操经验。要解决这些问题，嵌入式人才培养的方案当有所转变，特别是高校实验室建设方面，要整合资源搭建良好的实验环境，实验课程体系的设计要突出重点，实验设备的更新要与时俱进，学校要与企业开展合作。
一、引言
嵌入式技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域包括工业现场控制、智能仪器仪表、航天军工、铁路汽车控制等。嵌入式技术的应用已经深入到各行各业，它符合“信息化带动工业化，工业化促进信息化”的方针，促进了我国产品由“中国制造”向“中国创造”迈进的步伐。近年来，嵌入式技术在我国迅速发展，工业和信息化部的成立促进了信息化与工业化融合，推动了产业结构优化升级，加快了嵌入式技术的推广和应用。由此而带来的是社会对嵌入式人才需求量大，嵌入式人才成为企业争相争夺的目标。
二、现状分析
企业所需的嵌入式人才持续增长，但是当前高校所培养出来的人才远远满足不了企业的需求，而且存在不少问题。主要表现为：高校培养的大学毕业生中，只有极少数人能达到嵌入式人才的标准；高校嵌入式实验设备相对落后，跟不上嵌入式技术发展的需求；嵌入式是一个智力密集型产业，它不仅需要从业人员有深厚的理论知识，而且要有丰富的开发经验，刚毕业的大学生相当缺乏项目实操经验。当然，高校教育不是单纯的职业教育，它不可能完全能按企业的要求去培养学生。但是，随着高校教育的转型发展，国家对应用型人才培养的重视，高校嵌入式人才培养的方案应有所转变，特别是高校实验室建设方面，更应该加快步伐，跟上时代发展的步伐。
三、嵌入式课程实验教学改革
高校传统的实验教学一般采用“教师讲台讲+学生听+按部就班做实验”的方式进行。教学内容照搬出台已久的实验大纲，偏离实际需求，更无法培养学生的创新能力。学生在这样的嵌入式实验教学模式下学习，久而久之就会形成懒性，不愿思考、不去思考，缺乏主观能动性。这是我们所不愿意看到的。同时，通过这种模式培养出来的毕业生无法满足企业项目开发的用人标准，有悖于高校培养人才的初衷。再者，这样的实验教学模式无法真正激发学生的创新意识，也不能使学生的实践动手能力有所增强，更培养不出建设创新型国家所需的创新人才。因此，我们需要对现有的嵌入式课程实验教学进行改革，重点是嵌入式开发课程的实验教学。
嵌入式开发课程的实验教学是围绕嵌入式实验课程体系展开的。嵌入式实验课程体系是在实验中心的大平台下，根据实验的实际需求，开发不同的课程体系，然后由实验环境、实验课程、实验设备、综合实训共同构成一套完整的培养方案。以下将从不同的方面论述嵌入式开发课程实验教学的开展。
（一）整合资源搭建良好的实验环境
众所周知，高校的实验室建设是分院系、分专业、分课程去搭建的。开设嵌入式实验课程体系，如果按老旧的管理办法去搭建实验平台，不仅会造成资源的浪费，也没那个必要。因为，嵌入式开发实验课程涉及的知识体系很广，有C语言、Verilod硬件设计语言、VHD语言、数字电路设计、数据结构、计算机系统结构等。在进行嵌入式开发学习之前，这些课程是必须学会的。然而，这些课程的实验配套设施在其他的专业也有，比如电子专业、计算机专业等。既然嵌入式实验需要这样的实验环境，而其他专业也需要这样的实验环境，那么高校搭建这些实验环境的时候，就可以考虑对所有的资源做一次整体的评估，把这些有共性的实验基础环境整合在一起，进行资源的统一利用，不必为某门实验课程的开设而重新搭建基础实验环境。因此，整合资源搭建良好的实验环境更多的是从实验室的建设、实验室的管理方面去考虑问题。在这方面，我国很多的研究型大学已经走在了前面，而应用型大学在这方面做得相对落后一些。我们可以借鉴研究型大学的做法，尝试建立一种更灵活的，能够充分挖掘实验资源的制度，以支持嵌入式实验环境的建设。
（二）实验课程体系的设计要突出重点
嵌入式开发课程体系的基本架构一般包括职业道德素养教育、专业理论基础、专业技能基础和专业技术实践四大板块。其中，专业技能基础和专业技术实践属于实验课程体系里面的课程，对于这些内容应该如何开展，如何让学生在有限的时间内掌握大量的应用技能是高校嵌入式开发课程体系设计时应该给予重点考虑的问题。因此，高校嵌入式实验课程的安排应在保证基础实验课时的同时，将更多的实验课时安排在项目开发实验上。基础实验是为了让学生掌握基本的专业实验技能，而项目开发综合实验是为了能让学生体验嵌入式开发的过程，让他们从中积累经验，了解整个嵌入式开发所需的知识，发现自身的不足。如果高校有条件，可以让教师到企业挂职锻炼，让他们把企业的需求融合到今后的嵌入式实验教学中，这会对不断改进嵌入式实验课程体系起到事半功倍的效果。
（三）实验设备的更新要与时俱进
嵌入式技术正迅猛发展。据权威统计平均八个月左右，嵌入式开发的产品就会更新一代，换言之，嵌入式开发工具也要更新换代。以前嵌入式开发工具普遍采用的是8031、8051等单片机，近年来随着电子技术的发展，普遍换成ARM体系结构的MCU，用得比较普遍的有ARM7、ARM9、ARM10等。现在SMT32又出来了，由于它成本低、功耗低、开发灵活多变，现在的企业大多都采用它来做嵌入式开发。技术的更新必然要求嵌入式开发工具换旧迎新，淘汰旧的实验设备购置新的实验设备。唯有这样，实验教学环境才能适应新技术的要求，培养出来的学生才符合嵌入式从业人员的标准。
（四）与企业开展合作
校企联合是学校对学生进行培养的一种方式，学校以及教师个人应积极向嵌入式生产企业靠拢，一方面了解企业发展的最新情况，另一方面从企业联系一些实际项目让学生参与开发。高校培养人才不能闭门造车，必须面向社会、面向企业，了解它们的实际需求，结合高校自身的实际情况去培养。让学生深入社会、深入企业去实践，让学生到真实的开发环境中去学习，这才是学生完成综合实训的最佳方式。
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