嵌入式实训报告(6篇)

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嵌入式实训报告篇1

关键词:物联网;嵌入式操作系统;教学模式

中图分类号:G434文献标识码:A文章编号文章编号:1672-7800(2013)012-0176-03

作者简介:张莉莉(1967-)女,硕士,三峡大学计算机学院讲师,研究方向为操作系统、系统结构。

0引言

物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“InternetofThings”。在这个网络中,物品能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。在国家大力推动工业化与信息化两化融合的大背景下,物联网会是工业乃至更多行业信息化过程中一个比较现实的突破口,是一个未来新兴产业。应这种社会需求,2010年初教育部下达了高校设置物联网专业申报通知,众多高校争相申报。三峡大学计算机科学与技术专业开设了物联网工程方向,以培养能够系统地掌握物联网相关理论、方法和技能,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域专业知识的高级工程技术人才。但是作为一个新兴的课程体系,教学内容选择、实践环节组织等问题依然处于探索阶段。三峡大学将《嵌入式操作系统》[1]作为一门专业基础课程被列入该专业方向必修课程,和传统操作系统课程相比,嵌入式操作系统有自己的特点,尤其是实践环节,本文就《嵌入式操作系统》课程实践教学部分进行研究。

1《嵌入式操作系统》教学存在的问题

首先,《嵌入式操作系统》是近年才出现的课程,可参考和借鉴的资料不多,各个学校都在探索一种适合该课程的教学模式。

其次,嵌入式系统是个综合性很强的系统,它涵盖计算机、通信、网络、RFID等各方面的技术,那么,作为嵌入式系统开发和执行平台的操作系统也要体现这方面的特征,而如何体现尚有待进一步探索。

再次,需要更多的经费投入,实验的开设往往不是一台PC机器就可以解决的。

2《嵌入式操作系统》实践教学内容的选定

《嵌入式操作系统》同一般操作系统课程相比有很多独特之处。一般操作系统都以PC机操作系统为平台,内容包括进程管理、存储管理、设备管理以及文件系统等内容。嵌入式操作系统作为嵌入式软件开发平台,最终要和应用软件一起固化在某种设备里,因此,嵌入式操作系统应该是易于裁剪和配置[2]的。如果这种设备要联网使用,还需具备网络功能,有的还需要特殊的文件系统,而且在进程和内存管理方面也不能过于复杂,在开设实验课程时要考虑这些因素。鉴于以上分析,实践教学内容可从4个方面考虑:

(1)模拟类实验。主要是通过编写程序模拟嵌入式操作系统的一些算法。嵌入式操作系统和PC操作系统相比有很多不同之处:嵌入式操作系统要适应多种处理器、可裁剪、轻量型、实时可靠、可固化。因此,嵌入式操作系统在进程管理、内存管理、文件系统、设备管理等方面有独特算法,可以开设实验编写程序模拟这类算法。此类实验通常作为课内实验与理论课同步进行,用于验证理论,属于验证型实验。

(2)分析裁剪类实验。主要利用免费操作系统,如linux、minix、ucos/Ⅱ等。先分析这些系统内核,再做适当裁剪或增加或替换。由于这类实验需要编译内核,所需时间比较长,可以作为课外选修的实验。

(3)应用型实验。通过系统调用来完成一些应用,这类实验可以是验证性的,也可以是设计类的。可以根据具体的应用,设计一个实验题目,让学生在理论和验证性实验的基础上进一步扩展。

(4)设计型实验。主要是设计一个小型的操作系统,这类实验难度较高,可以作为课程设计类实验。

三峡大学物联网方向的课内实验[1]主要是配合理论课内容而开设,总共8个实验,一个验证性实验,7个设计性实验,实验内容如表1所示。

在课内实验的基础上,再配以课外实验[1],可以提高学生的综合开发能力,课外实验可以采用项目方式进行。课内实验在虚拟机上完成,课外实验可以在基于ARM芯片的实时系统上开发;课内实验要求独立完成,课外实验可以以小组为单位完成。课外实验内容如表2所示。

3教学环境与教学方式

3.1教学环境

首先,操作系统的选择。嵌入式操作系统种类比较多,要根据先行课程和学生的层次选择不同的操作系统。对于有操作系统背景知识的学生,可以采用较为复杂的系统,如linux;

而对于没有操作系统背景的学生,可以选择简单的操作系统,例如UCOS/Ⅱ。

其次,开发工具的选择。嵌入式软件开发需要交叉编译和交叉链接。交叉编译器的主要功能是将主机上编写的源程序编译成可以在目标机上运行的代码。教学环境可以是仿真环境[2]或者是真实环境。仿真环境有嵌入式软件集成开发环境,例如lambdaTOOL,这个集成开发工具可以支持多种嵌入式操作系统,如linux或者ucos等操作系统,也支持32位的嵌入式处理器。该工具有面向教学的免费版本,利用这种工具进行实践教学的好处就是有一台PC机器即可,在实践教学经费缺乏的情况下是一种比较好的选择,对于初学者来说也是一款很方便的工具。

真实环境除了PC机器之外还需要开发板,在PC机器上编译、开发板上执行,这种环境可以锻炼学生的动手能力。真实环境开发工具和开发板有关联,这类开发工具一般有与相关开发板芯片配套的开发环境,可以针对这种开发环境设计实验内容。

3.2教学方法

过去常用的教学方式是配合理论教学开设课内实验,这类实验课时有限,每个实验偏重某个知识点,实验内容事先设定好,学生在开发板上一个一个地验证。这类实验缺乏系统性,做完后,学生缺乏完整概念,而且,这种按照指导书按部就班完成实验的方式,也缺乏创造性。对于《嵌入式操作系统》这门课程,单一地采用这种方式并不合适。

《嵌入式操作系统》实践教学可以采用多种方式,如课内课外实验相结合、验证性实验和设计性实验相结合等。课内实验开设应用型且学生在短时间内容易接受的实验,这类实验用于训练学生的基本技能。课外实验通过课程设计、大型作业等方式,要求学生开发一个小型的系统或对已有系统进行裁剪或修改。课外实验在时间上没有课内实验的限制,可以开设综合性的实验。

此外,还可以采用项目驱动式教学,如果有这个条件,可以让学生参与一些项目的开发,将科研与教学结合起来。

教学手段可以采用多媒体教学与网络辅助教学相结合的方式,多媒体教学用于面授,网络用于课外自学。《嵌入式操作系统》课程需要较强的理论知识,更需要在实践环节加强训练。多媒体教学可以作为实践教学环节的准备,形象、生动地将一些抽象的概念具体化,让学生有一个感性的认识,模拟一些在使用操作系统时看不见的过程,加深学生对知识的理解。

网络教学手段能够弥补课程教学的不足。可以充分利用现有的校园网资源开发一个网上答疑系统,学生与学生、学生与教师之间可以随时“交谈”,改变以教师为主的教学方式,转向以学生为主的教学方式。也可以尝试大规模网络开放课程(MassiveOpenOnlineCourses),这是一种依托互联网的教学模式,与传统的教学模式有很大差别,它在线提供课程教学的全过程,包括微证书的管理,是一种新型的适合高校教育的模式。在这种模式下,教室成为学习会所,教师在“云”端授课,可以不拘泥于场所、时间等因素,甚至可以让学生自行选取学习的内容。这个正好与《嵌入式操作系统》课程内容相吻合,因为嵌入式系统所涉及的领域十分广泛,在做教学计划时,将方向定在什么领域也十分困难,可以让学生自行根据爱好和市场需求制定学习模块,利用开放课堂进行学习。目前,全球比较成规模的MOOCs三大平台是Coursera、Udacity、edX,可以依托这些平台,建设《嵌入式操作系统》课程资源。

4教材

目前,《嵌入式操作系统》实践系列的教材还不多见,笔者推荐《嵌入式实时操作系统及应用开发》配套的实验方案[2]。该方案有两套,一套是利用仿真系统开发实验,工具是利用免费的开发环境Lambdatool,另一套是利用某种嵌入式微处理器开发的嵌入式软件交叉开发实验系统,也可以自行编写。

5考核方式

《嵌入式操作系统》课程教学考核方式应该多样化。传统的考核方式一般是学生按照事先设定的内容完成实验,然后提交实验报告,教师依据报告的内容给予成绩评定。《嵌入式操作系统》是一门综合性和实践性比较强的课程,用通常的机考、笔试等方式,要求在限定的短时间内完成考核存在一定的难度,因此考核方式应该多样化。将考核与教学方法相结合,对于课内实验,要求在固定时间内完成命题,这类命题一般为设计验证性的实验和难度偏低的内容;对于课外实验,考核命题可以由教师指定范围,学生自己拟定题目的方式。对于参与项目的学生,可以由项目负责人给予成绩评定。考核过程采用答辩和文字描述相结合的方式,学生提交实验报告或者设计报告,教师通过提问的方式来考核学生完成报告的程度。考核的最终成绩可以由以上3个方面来进行综合评定。

6结语

高校教育必须面向市场,不断地进行教学改革,提高教学质量。计算机专业更是一个较前沿的专业,新的概念和技术不断出现,《嵌入式操作系统》就是在物联网的新形式下开设的一门课程。鉴于嵌入式设计将操作系统和应用软件一体化的特点,《嵌入式操作系统》实践教学更要加快研究步伐,不断探索,实验内容通常每学年做一些修订,三年左右做一次较大修订。只有不断地改革《嵌入式操作系统》课程的实践教学环节,才能更好地培养动手能力强的学生,以适应物联网市场的人才需求。

参考文献参考文献:

[1]张莉莉.嵌入式操作系统课程教学探讨[J].软件导刊,2012(12):190-191.

[2]罗蕾.嵌入式实时操作系统及应用开发[M].第3版.北京:北京航空航天大学出版社,2011.

ExplorationandPracticeforEmbeddedOperatingSystemTeaching

嵌入式实训报告篇2

摘要:文中讨论了如何通过毕业设计这一实践环节提高独立学院计算机专业学生的工程应用能力,并介绍了我院的具体做法,最后对网络工程及应用方向的毕业设计项目实例进行了说明,期望能起到参考和借鉴作用。

关键词:毕业设计;独立学院;工程应用能力;计算机专业

中图分类号:G642

文献标识码:B

中国计量学院现代科技学院是浙江省一所独立学院,其中计算机专业又是学院规模最大的一个专业,其学生特点是理论基础相对较差,但动手能力、综合运用知识能力和社会活动能力较强,根据专业学生的特点,我们的人才培养目标定位是“计算机工程应用型”,要求学生既有一定的计算机基础理论功底,又具备较强的计算机实际工程应用能力。在教学过程中除加强各类课程的实践环节之外,我们特别在毕业设计这一重要的实践性教学环节上就学生的计算机实际工程应用能力培养进行了一些有益的探索。

1前期专业课程设置

毕业设计是综合一系列专业课程内容,并将新的实际工程应用知识与个人知识基础加以整合,进而有效解决模拟或真实的工程应用问题的课程。因此,前期计算机专业课程设置是关键。专业课程设置既包括计算机专业基础课,又包括根据计算机技术的发展和社会对计算机专业人才的需求而设置的专业方向课程。我们将计算机专业课程分成了三个阶段:

第一阶段是以理论教学为主的公共基础知识的学习阶段,重点是夯实基础。其课程主要包括:计算机导论、高级语言程序设计、离散数学、算法与数据结构和汇编语言程序设计等针对专业所有学生的专业基础课程。

第二阶段是宽口径的专业技术基础知识的学习阶段,注重理论与实践的密切结合,使学生掌握专业技术基础理论和基本的实践动手能力。课程主要包括:计算机组成原理、计算机操作系统、计算机体系结构、数据库系统原理、计算机网络原理、软件工程等专业必修课和面向对象程序设计、JAVA程序设计、信号与系统、微机与接口、Web程序设计等专业选修课。

第三阶段是专业方向学习阶段。我们采用专业方向平台教学手段,进行专业知识的学习与毕业设计训练,注重学生的工程应用实践能力、个性发展、创新意识与综合素质的全面提高,学生可根据自己的专业兴趣、发展方向、就业趋向选择合适的平台课程进行学习。根据社会对计算机专业人才需求和自身专业特点,我们共设置了以下三个专业方向平台。

(1)软件工程设计与应用方向平台:侧重计算机软件应用和测试技术的学习与实践,使学生具有应用软件的设计、开发、调试、应用和测试的能力。平台方向课程包括面向对象分析与设计、软件文档写作、数据库工程技术、

.NET架构与实践、软件评测技术、项目管理与案例分析等课程,且要求进入该平台学习的同学应先完成面向对象程序设计、JAVA程序设计、中间件技术等前期专业选修课的学习。

(2)网络工程及应用方向平台:侧重计算机网络工程和应用技术的学习与实践,使学生能运用所学知识与技能从事各类网络系统的工程设计、结构设计、开发、维护和管理以及计算机网络的应用和软件开发。平台方向课程包括计算机网络组网技术、网络设计工程技术、网络程序设计及实践、网络安全及测试技术、数据库应用技术、软件评测技术等课程,且要求进入该平台学习的同学应先完成面向对象程序设计、信号与系统、计算机安全技术等前期专业选修课的学习。

(3)嵌入式系统设计及应用方向平台:侧重计算机硬件设计与应用的学习与实践,使学生掌握嵌入式软件理论、主流嵌入式系统硬件架构和嵌入式软件编程的技术、方法和工具,具有从事嵌入式软件设计与开发的能力。平台方向课程包括嵌入式系统原理与体系结构、嵌入式系统设计与应用、单片机原理与应用、电子电路CAD、网络程序设计及实践等课程,且要求进入该平台学习的同学应先完成面向对象程序设计、微机与接口、信号与系统等专业选修课的学习。

每门专业技术基础课程中都有大量的课内实验,加强学生的感性认识,培养学生分析问题和实际操作能力。毕业设计课程放在每个专业方向平台上进行,要求学生完成一个包含平台各方面综合知识的模拟实际工程应用的项目设计与开发。

2毕业设计的实施过程

为保证学生通过毕业设计能在计算机实际工程应用能力和综合素质等方面得到提高,我们按照美国工程与技术认证委员会ABET近几年在高等工程教育方面提出的包括沟通、合作、专业知识技能、终生学习的能力及世界观等11项学生核心能力指标(EC-2000)要求,首先在大学4年级第一学期的每个方向平台上增加了一门计算机新技术专题课程,除讲述方向平台上所涉及的专业新知识新技术外,还以讨论形式学习如项目管理、经费预算、如何撰写技术报告、项目团队协作等非专业技术知识,目的是增强学生专业技能外的软技能。

在毕业设计过程中,教师一般扮演课程培训者、课程引导者和项目的用户等三个角色。作为课程培训者,教师负责讲授毕业设计项目中专业技术知识和基本的实际动手技能;作为课程引导者,教师需要为学生组织和获得毕业设计项目所需的各种软硬件资源,安排实验场所和实验时间;而作为项目用户,教师将站在用户角度对项目的进度和质量进行监督,并对项目进行验收和评价。毕业设计设计项目实施分为几个阶段,前4周要求学生提交开题报告,内容包括项目实施目标、实现方法、完成时间及成果提交形式、项目经费预算和团队组织方式及项目成员分工;同时要求学生每个月完成一份项目进度报告,汇报项目进展情况和开发过程中的问题及解决办法;最后学生递交毕业设计报告和相关的文档,并对项目进行演示通过教师的验收。

毕业设计项目应具有综合性,适合学生多人参加,以培养学生团队协作意识。在项目实施过程中,应尽量使实施环境与实际企业社会环境相似,使得学生可以在模拟逼真的工作环境中训练自身的专业技能。同时学生可根据自己的特点和能力自觉定位自己在项目组的角色和职责,在项目实施过程中充分发挥自己的能力和利用一切可利用的资源,提高在遇到问题时通过外力帮助解决问题的能力和解决问题过程的多样化能力。另外我们允许多个学生组成多个项目组通过不同的方法来完成同一个毕业设计项目,营造不同项目组间相互竞争的氛围,增强学生的竞争意识。

3毕业设计课程管理

我们的毕业设计课程是根据三个专业方向平台而设计的,学生一般在三年级第一学期就选择合适的平台课程进行学习,为毕业设计做专业知识和技能的准备,同时我们以讲座形式将毕业设计项目内容、采用的方法、所需的设备和开发工具及项目的难点等向学生进行介绍。

我们积极鼓励学生以社会实践等形式到企业去了解企业的情况和需求,并根据企业需要自己提出毕业设计项目,项目成员的组成和人数由学生根据项目需要自己确定和组织,为学生提供自由发挥的空间和自,训练学生的实际动手操作能力、创新能力和探究精神。另外,学生自己开展的项目要有一定的工作量和难度,还要求项目设计与开发内容必须涵盖平台方向课程中的大部分内容,如软件工程设计与应用方向的项目需包括软件工程、软件设计与开发和软件测试等内容;网络工程及应用方向的项目需包括网络工程设计与管理、网络软件开发和网络信息安全等内容;嵌入式系统设计及应用方向的项目需包括嵌入式硬件系统设计与嵌入式系统软件开发等内容。学生毕业设计成绩中专门有10%的分数用于鼓励学生根据企业需要自行设计项目。

4工程应用项目实例

2007年我院为计算机网络及安全课程实验准备自己设计可根据实验需求灵活配置的网络实验室,考虑到该网络实验环境的设计与实现难度不大,且包含了计算机硬件环境、网络工程和网络软件设计等综合内容,非常适合作为网络工程及应用方向的毕业设计综合项目,决定将此任务交给学生通过毕业设计形式来完成。项目的内容包括:1)计算机硬件环境设计及实现,要求有20台工作站和1台通过RAID5实现磁盘镜像和备份服务的服务器,并通过KVM(Keyboard、Video、Mouse)技术实现对计算机的灵活配置和访问;2)网络环境设计与实现,通过多台3层交换机和2层交换机实现网络通信,而且网络环境能够方便实现如VLAN划分、通过Sniff分析多个子网和VLAN中的网络流量的生成树端口的配置和访问控制列表的配置,同时要求能根据不同网络及安全实验内容的要求方便实现不同网络的拓扑结构变化。3)软件设计与开发,实验环境的灵活变化和配置的关键技术是磁盘影映像技术,要求通过基于Linux平台的管理软件来实现,实现方式是后端为Shell脚本,前端为一动态的Web管理,通过这些程序控制实验室所有客户端主机的软件映像建立部署和网络配置。

我们根据报名参加的12位同学的网络工程能力、程序设计能力和其他软技能能力将他们分成了3个项目组。为营造项目组间相互竞争环境,规定每个项目组在项目每阶段可通过不同方法完成相同的任务。在项目实施过程中,首先要求每个项目组根据教师提出的阶段任务提出解决方案、设计实现思路和具体时间进度安排,并就其向由教师组成的项目指导小组和全体参与项目开发的同学进行陈述,由项目组全体教师和同学对其进行评价并评出最好的方案和实现方法,这极大地激励了项目组间的相互竞争和学生积极向上的精神。

该项目经过一个学期的实施已基本完成,由于学生的技术水平和工程能力有限,项目完成的功能非常有限,还需进一步完善和修改方能投入正常使用。但由于项目的真

实需求激发了参与项目的学生的学习积极性,从中学到了平时在课堂上学不到的东西,我们发现这些学生除在实际应用工程能力方面有比较明显的提高外,更重要的是由于通过他们努力已获得了实际的成果,因此在日后的学习和工作中更加自信、主动和有目的性。

5结束语

下一步我们将加强与参加这种形式的毕业设计且已毕业走向社会的学生的跟踪联系,通过他们在企业的工程应用能力的表现及反馈意见对我们的方法做进一步完善。

参考文献:

嵌入式实训报告篇3

关键词:工作过程;行动体系;嵌入式应用;教学改革

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2016)42-0156-02

《嵌入式应用》是许多高职高专电子信息工程技术专业和物联网应用技术专业的专业核心课程。该课程的教学改革是这两个专业的教学改革的重要组成部分。由于该课程涉及的教学内容范围很广、难度很高,教材各单元之间的逻辑关系是简单的堆砌、繁缛的罗列,所以很多学生对该课程产生畏学、厌学情绪。本文结合笔者在教学实践中的改革,基于行动体系的教学模式对《嵌入式应用》课程进行开发。让教师成为学习过程的组织者与协调者,指导学生通过一系列的动手实践活动而掌握职业技能、习得专业知识。让学生成为学习过程的中心,即行动者,通过“反思性实践”,解决特定的个人的问题,通过自我调节的学习行动去构建知识及经验体系[1]。

一、课程内容设计的改革

1.岗位需求及能力分析。通过对珠三角等城市的电子企业进行调查可知,嵌入式应用主要涉及的典型工作岗位包括电子产品生产、安装和调试员、电子产品营销和技术支持员、PCB设计员、嵌入式硬件测试员、通信和安防技术员以及家电维修技术员。

这些岗位要求学生具有介绍和销售嵌入式产品能力、绘制和修改嵌入式产品PCB板能力、安装和维护嵌入式产品能力、嵌入式产品软件开发能力、嵌入式产品软硬件调试能力等等。(1)介绍和销售嵌入式产品:要求学生了解产品的各项功能以及技术指标,并能用流利而清晰的语言表达出来;与客户交流时表现良好的态度,以诚信经营为基本原则推销产品。(2)绘制和修改嵌入式产品PCB板:要求学生会安装和使用常见的电子CAD软件,根据客户的要求绘制或修改PCB电路图。(3)安装和维护嵌入式产品:要求学生根据产品说明书把产品正确安装并运行起来;能够查找、分析故障原因,排除故障。(4)嵌入式产品软件开发:要求学生会安装和使用常见的嵌入式软件开发软件,在嵌入式软件工程师的指导下完成一些基本的软件开发工作。(5)嵌入式产品软硬件调试:要求学生学会产品的软件与硬件的联调方法,在遇到产品调试问题时,能够分析和确定是硬件设计问题还是软件设计问题,并指出问题的产生原因、发生过程以及解决意见。

2.人才培养目标。根据多元智能理论,人类智能是多元的,个体身上独立存在着语言智能、音乐智能、数理逻辑智能、视觉窨智能、人际关系智能、内省智能、肢体运动智能等七大智能[2]。不同的教育对象因拥有处于不同水平的七大智能结构而产生较大的差异。对于技工学校、职业高中、中专学校、职业中专、高职高专院校以及高等本科院校,不同使用同一教学模式与教学方法。高职高专院校倾向于职业教育,应抓对学生的智能结构,因材施教,才能培养出满足社会对高职高专学校的人才需求。职业教育的培养对象,主要能倾为形象思维,培养目标应为技术型、技能型、技艺型的人才。依据多元智能理论,通过对职业院校学生的智能类型的准确定位,可以得到这样的结论:就业导向的职业教育课程,应以从业中实际应用的经验和策略的习得为主、以适度够用的概念和原理的理解为辅,即以过程性知识为主、陈述性知识为辅[3]。《嵌入式应用》课程根据岗位需求、能力分析以及教育对象的智能类型确定课程目标:课程紧紧围绕着工作任务、企业研发项目和典型产品案例,在学习过程中突出对学生职业能力的训练,让学生掌握eclipse等嵌入式开发工具的使用方法,能够安装、调试与维护基于ARM内核的嵌入式产品,能够设计一些简单的Android操作系统APP软件,并运用良好的语言和文字把嵌入式产品的功能和技术指标等信息表达出来,学会团队协作、自主创新、解决实际问题的能力,培养良好的职业道德。

3.学习情境开发。学习情境的选择应遵循情境性、科学性和人本性原则。知识主要分为两类:陈述性知识和过程性知识。陈述性知识主要用来说明事物的性质、特征和状态,主要解决“是什么”和“为什么”的问题。过程性知识主要用来指出通过某种作业形式间接推测其存在,主要解决“怎么办”和“怎么做更好”的问题。在实际工作过程中,这两类知识往往是结合在一起的。最初要理解“是什么”和“为什么”的陈述性知识,然后再利用过程性知识实现“怎么办”和“怎么做更好”,最后学习者所掌握的过程性知识也会促进新的陈述性知识的学习。在学习过程中,还要注重人本性的体现,培养正确的社会能力,树立正确的人生观和价值观,提高个体的综合素质能力。

学习情境的设计需要对教材内容进行知识序化。“工作过程系统化”要求课程开发必须解决两个问题:一是课程内容如何选择,二是课程内容如何排序[4]。教材是教育对象的重要学习资料。在由实际情境构成的以过程逻辑为中心的行动体系的职业教育中,简单地讲述教材各章节的知识点无法让学生习得过程性知识。基于工作过程系统化的知识序化,应该根据课程的教学目标,选择合适的教学内容。如果教材的内容无法满足课程的教学目标,就需要将“课外知识”转变成“课内知识”。这里将嵌入式产品的安装与调试等相关内容增加到课程内容。将教材各单元的应用例子组织成“课内线”,再利用教材学习到的知识点再迁移到以酒店管理系统为主题的“应用线”,再结合“课内训练―课外项目-企业实习的”技能训练环和“学习指导-论坛交流-海量资源-创新活动-进阶训练-企业项目”的资源平台环,最终形成“双线双环”教学模式[5]。以酒店管理系统为主题的综合应用案例遵循由浅入深、循序渐进、由易至难、由简单到复杂的原则,包括“欢迎用户”、“联系酒店”、“员工信息添加”、“员工信息管理”、“消防管理”以及“酒店介绍”六大学习情境。双线教学模式让学生既能掌握教材各单元的知识与技能,更学会知识与技能的迁移应用,并且不是简单地重复学习内容,而是将知识与技能应用到更为完整的综合应用案例中。

二、教学方法和教学手段的改革

1.坚持“教、学、做”一体化的教学方式,注重培养学生的动手实践能力。在教学过程中,以项目为载体的情境化教学设计教导学生本单元的教学内容和教学目标,先学会如何实现“课内线”,再引导学生完成“应用线”,让学生以学中做、做中学、再学中做的学习方式完成学习过程。校内实训室为课题的“教、学、做”一体化的教学方式提供了典型的软硬件学习环境。

2.坚持项目小组教学法,注重培养学生的团队协调、语言沟通能力。将学生以2―3人分为一组,分组时可以自由组合,但要兼顾学习水平较差的学生不能抱团。在学习过程中,学生可以分组讨论、分组讲解、相互评分。分组教学让学生之间能够相互讨论、相互学习,在“一人计短,两人计长”的学习氛围下,学生更容易完成学习项目,自信心也在积累中,学习积极性也在不断提高。组内如何领导组员参与学习,如何分工完成项目,也能细分地挖掘学生的个人专长。

3.坚持项目驱动教学法,注重培养学生完成一个完整作品的综合能力。许多应用例子是从一个完整作品中分割出来的,专注某个知识点进行单独学习。而一个作品要求学习者在考虑问题方面更全面,知识迁移能力更高。学习者学习“课内线”的全部例子是整个学习过程的基本要求。在实际中,企业不可能要求学生按照教材内容重复实现一次。企业产品不断在创新,这要求劳动者将原来的知识应用到新的场合中。

四、考核方式的改革

考核方式由过程性考核、结业性考核和综合性考核组成。过程性考核主要考查学生完成每一个子项目时的表现和学习效果,占40%;结业性考核是随机抽取一个子项目作为期末实操考核,占40%;综合性考核主要考查学生完成一个完整功能作品时的表现和学习效果,占20%。在考核过程中,均要求学生完成对嵌入式产品的操作、讲解产品的功能和技术指标、上交项目报告。教师会根据学生的学习过程中的表现给出成绩。

经过近几年的教学实践证明,基于行动体系对《嵌入式应用》课程进行开发,不仅调动学生的主观能动性,提高学生完成项目的自信心,还提高学习积极性,增强学习氛围。

参考文献:

[1]张颖.论高职教学中的行动体系课程模式――以《成本管理会计》课程为例[J].职业技术教育,2006,(29):44-46.

[2]李利,王瑞明.多元智能理论及其对我国职业教育的启示[J].河南职业技术师范学院学报:职业教育版,2002,(6).

[3]韩冬,林春方.工作过程导向的高职院校课程开发理论初探[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2008,7(3):30-32.

[4]姜大源.工作过程系统化:中国特色的现代职业教育课程开发[J].顺德职业技术学院学报,2014,12(3):1-11,27.

[5]邵忠良,曹薇.双线双环教学模式在《单片机应用技术》课程中的实践[J].教育教学论坛,2013,(36):59-60.

DevelopmentandPracticeofEmbeddedApplicationCurriculumBasedontheActionSystem

LIANGWen-zhen

(GuangdongTechnicalCollegeofWaterResourcesandElectricEngineering,Guangzhou,Guangdong510635,China)

嵌入式实训报告篇4

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。

嵌入式实训报告篇5

Abstract:Thegoalofapplication-orienteduniversityistocultivatehigh-levelapplication-orientedtalents.Theproblemsintheteachingprocessofembeddedsystemscoursewereanalyzedcarefullybasedontheconstructiongoalofapplication-orienteduniversity.Combiningwithteachingpracticeandenterprisesworkexperience,theteachingmethodandmodeofembeddedsystemssuchascoursesingle-chipmicrocomputerwereexploredindepth,andtherelativereformschemewasproposed.Thespecificpracticeindicatesthatthenovelstrategyplaysanimportantroleinimprovingthestudents'studyenthusiasm,enhancingtheirpracticalability,andcultivatinghigh-qualityapplication-orientedtalents,whichachievesgoodteachingeffects.

关键词:应用型大学;单片机;教学方法;嵌入式系统

Keywords:application-orienteduniversity;MCU;teachingmethod;embeddedsystems

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1006-4311(2016)11-0252-03

0引言

我国的大学教育大致可以分为三种类型,第一种是以科学研究或科学研究与教学并重为自身定位的研究型大学,是国家建设世界一流或高水平大学的主体,另一类是以职业技术教育为主的高职高专类院校,以培养鲜明特色的技能型人才为己任,第三种大学是介于前两种类型之间的高等学校[1-4]。与前两种类型不同的是,前两种类型的高校在国家高等教育的发展过程中很早就有了清晰的定位,而第三种大学的发展一直没有一个准确清晰的定位,直到《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2022)》出台,第三种大学的发展才有了自己发展定位,即以建设应用技术型大学为目标,并在教育部的指导下,一批以应用技术型大学为办学定位的高校于2013年在天津建立了应用技术大学联盟,安徽科技学院为该联盟的理事单位之一,开启了安徽科技学院高等教育的新篇章。

应用型大学的首要职能是服务社会,为社会培养品格良好、理论功底扎实、具有较强应用实践能力的应用型人才,因此,应用型大学应更注重应用性教学和应用性研究工作。嵌入式系统开发行业发展迅猛,就业待遇高,社会需求旺盛,嵌入式系统是电子、通信、自动化、光电、计算机、机电等专业的核心专业课,是一门典型应用性课程。本文以嵌入式系统课程的一个分支――单片机为例,结合自身教学实践和企业工作经验,对应用型大学嵌入式系统课程的教学方法做一些探讨。

1注重基础和兴趣培养

单片机是一门综合性非常强的课程,涉及的知识面广,其先修课程有《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电路分析》、《C语言》等专业基础课程,单片机应用系统开发过程中还要用到《电子工程制图》、《传感器技术》、《数据结构与算法》、《电机拖动》、《嵌入式操作系统》等专业课程的知识。因此,学生打好专业基础功底是学好单片机等嵌入式系统课程的前提,这就需要我们重视基础课程的教学、科学设置人才培养方案中的课程及其开课学期,做到基础专业一环扣一环。

单片机等嵌入式系统课程的理论部分的学习,特别是前期还不能做实验的理论部分,如硬件架构及原理、芯片汇编指令和伪指令系统等,学起来枯燥无味,甚至给学生一种“云里雾里”似懂非懂的感觉,这些知识在学生心里不能准确落地,容易使学生从心理上放弃这门课程的学习,这就需要我们调整教学思路,上好第一堂课:一是要让学生明确学习目的。许多教师自始至终不会告诉学生为什么要学习单片机,它有什么用途,只讲课本知识,导致学生学无目的,甚至课程结束,都不知道自己学的是什么东西。因此,为学生明确单片机用途在正式上课之前非常重要,可以为学生多举一些贴近其生活的开发案例,使学生明确学习目的的同时,也激发了学生的学习兴趣。二是让学生了解开发流程。学生正式学习单片机前,可以给他们举一个简单实例,从电路设计,软件设计、仿真、调试、下载直至系统集成,给他们做个示范,让学生对这门课的学习有个全面的把握和清晰的认识。三是要激发学生的学习热情。学生如果对某门课产生了浓厚的兴趣,学生就会积极主动地把这门课学好,在这方面,单片机等嵌入式系统课程,有其独特的优势,是一门与日常生活十分贴近且就业前景广阔、待遇优厚的专业课,鼓励的同时也要让学生清楚眼前的困难,冷静面对困难,最后问一句“英雄们,你们准备好了吗”,让学生知难而上,信心满满地去挑战自我,开始课程的学习。

2深化教学改革

随着社会的发展,传统的嵌入式系统教学内容、方法、模式、体系等难免暴露其不足,甚至跟不上现实需要[5-7],这就需要我们对现有不合理的人才培养体系的各个层面进行革新和完善。

2.1课程内容及教学方法与时俱进

嵌入式系统近些年发展迅猛,传统授课内容有些已经被实际淘汰,因此,授课内容也要在经典内容的基础上穿插新知识、新技术,做到所授知识既稳固又能跟得上时展。当今是信息化的社会,尤其是年轻大学生时刻受到信息化的熏陶,他们利用现代化的网络工具得心应手,可以引导学生通过网络搜索引擎的强大功能学习专业知识,进行下载或收看教学视频,解答疑难问题,了解行业发展趋势,查找相关资料,在线知识交流等,资源用之不竭,为学生的自主学习拓宽了渠道,且能量巨大。

2.2更新教学模式

单片机等嵌入式系统课程的传统教学方法一般是理论和实验单独设立,先上理论课程,待到一定课时后再开设实验课,这种模式导致理论和实验往往较为脱节,且学生的吸收效率普遍不高。

近年来,社会上涌现了许多的嵌入式系统培训班,主要以MCU和ARM的应用为主要培训内容,开设了C语言基础、简单电路基础、开发环境搭建、嵌入式操作系统、嵌入式驱动程序开发等课程,吸引了大量学生参与校外培训,这从侧面反映了高校目前的嵌入式系统教育已经跟不上社会对嵌入式人才的需求形势,培训学校教学模式采用教、学、做一体模式,具有课堂吸收率高,使学生能够快速掌握嵌入式系统开发方法的优点,但也存在不足,具有“短期速成”特点,学生就业后会出现“后劲不足”现象,且收费高昂,使学生在大学教育花费的基础上增加了额外支出。

吸收社会培训班的优点,结合高校教育优势及企业对高校应用型人才需求,我们提出具有高校特色的教、学、做一体化嵌入式系统课程教学模式。将具有明显应用性课程的理论和实践放在实验室来上,教师采用现代化的多媒体手段教学,讲到且需要实践的知识,学生随学随做,且根据老师布置的课堂实践题目完成设计和调试。与培训班不同的是,高校教育更具有系统性、学生基础知识牢固、课时充足,使学生真正成为后劲十足的应用型高级人才,而不是短期速成,具有明显操作技能培训特点的职业教育型人才。

2.3加大实践环节培养力度

课程设计是单片机等嵌入式系统课程教学的一个重要环节[8]。教、学、做一体化培养模式能够让学生对课程的各个知识点有个微观的把握,但不能从整体上掌握知识的综合应用,课程设计以让学生完成一个小的项目为目标,从查找资料开始,在分析问题的基础上,运用各章节所学知识完成课程设计要求,并撰写课程设计报告,综合锻炼学生解决问题的能力。课程设计题目的拟定要合理,不能太难使学生很难完成或完成不了,打击学生的自信心,也不能太简单,达不到综合锻炼学生运用所学知识的目的。可以结合全国大学生电子设计竞赛题目的出题方法,设基本任务和附加任务,让学生根据自身兴趣、能力和特长进行选作。

鼓励学生参加飞思卡尔智能车大赛、全国大学生电子设计竞赛、机器人竞赛等不同级别的专业类竞赛,提高学生解决实际问题的能力。本科毕业设计是大学生毕业之前的最后一个学习环节,是对他们在校期间学习的综合检验,也是对大学教学质量的一次总结,与课程设计不同是毕业设计内容的难易程度与知识面都要高于课程设计。

校企合作探索多年,困难重重,企业和高校目标不能匹配,导致校企合作的层次较低,学生不能真正得到高水平的实践锻炼,因此,建设高水平应用型大学必须从高校自身出发来提高应用型人才的培养力度,升级传统的毕业设计方案,引进企业管理方式和理念,建设高校自己真正的研发中心(实训中心),而不是简单的实验室,对于选择嵌入式系统设计方向的学生要经过学校研发中心的锻造才能输入社会。

2.4提高师资队伍技术水平

多数高校教师具有较为深厚的理论知识和熟练的课堂驾驭能力,但实践经验相对缺乏,为培养出合格的、适合企业需求的应用型大学生,必须提高相关专业课老师的专业技术水平。可以通过如下途径来提高师资队伍水平:一、鼓励教师参加相关产学研合作项目,承担各种横向课题研究,积极充当各种专业技能大赛的指导教师等。二、倡导专业教师参加企业实践。从学生角度实践校企合作遇到的困难和阻力较多,但具有较厚理论专业知识背景的教师作为校企合作的主体,所遇到的阻力将会小的多,因此,提高教师技术水平,可以从现有用人模式入手,打破专业教师不能到企业兼职模式,鼓励嵌入式系统教师参与企业的技术开发或技术管理工作。三、聘请企业一线工程师兼职高校实践课程教学。企业一线工程师实践经验丰富,他们直接参与应用型大学学生的教学工作,将利于学生和专业教师整体质量的提高。

3科学设置评价体系

高校传统教学多采用重理论轻实践的考核评价方式,一张试卷定终身,实践考试只是微不足道的补充。对于以建设应用型高水平大学、培养高素质应用型人才为目标的高校来说,这种模式显然已经不能满足实际需要,需重构新的考核评价体系。对于专业基础性科目可以采取重理论弱实践的方式,对于应用性较强的专业课程应采用重实践弱理论的考试方式,根据人才培养目标区分对待,不搞一刀切。

4结语

本文详细介绍了当前嵌入式系统教育工作中存在的问题和不足,以培养高素质应用型人才为目标,结合自身多年教学实践和企业工作经验,从专业基础、课程内容、教学方法、评价体系等方面,对单片机等嵌入式系统课程的教学方法做了细致的探讨,多年教学实践表明,按照新的教学方法去培养嵌入式系统应用型人才,提高了学生学习的积极性,课程内容更容易理解和接受,学习起来趣味性更强,教学质量得到显著提高。

参考文献:

[1]江小明,张妙弟.应用型大学有关概念和内行问题的研究[J].北京教育,2007(3):50-52.

[2]王乐鹏,张洪颖,冯媛媛,等.应用型大学国际化的实践与展望[J].科教导刊,2012(7):1-3.

[3]徐立清.我国应用型大学的组织特征与体系设计[J].江苏高教,2013(5):25-27.

[4]滕祥东,任伟宁,杨冰.应用型大学教师队伍结构模式的构建与优化[J].黑龙江高教研究,2009(7):1-3.

[5]李雪峰.教学工厂理念在单片机项目教学中的应用[J].电子世界,2013(1):159-161.

[6]张德伟.单片机课程教学模式的探索与实践[J].中国科技信息,2007(12):268-270.

嵌入式实训报告篇6

关键词:高职院校;物联网;实验室

21世纪人类社会正步入信息时代,我们正处在一场新的技术革命之中,这场技术革命的中心就是物联网。自从2010年总理在十一届全国人大三次会议的政府工作报告中指出:"要大力发展新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络和高端制造产业,加快物联网的研发应用,加大对战略性新兴产业的投入和政策支持"以来,我国物联网产业得到了飞速发展。在2015年的政府工作报告中又提出:"制定'互联网+'行动计划,推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合,促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展,引导互联网企业拓展国际市场。"2016年政府工作报告继续在"十三五"时期主要目标任务和重大举措中进一步指出:要强化创新引领作用,促进大数据、云计算、物联网广泛应用,加快建设质量强国、制造强国。

物联网产业的发展,需要大量专业技术人才。高职院校作为培养技术性人才的重要基地,目标是培养实践能力强的高级技能型人才。因此,高职物联网及相关专业的人才培养目标定位、课程设置、实验室建设等在提高人才培养质量、满足社会需求上就显得尤为重要。本文通过分析当前高职物联网专业发展情况,结合广州工程技术职业学院的情况,在物联网相关人才培养和相应实验室建设上进行探索与实践。

一、物联网技术人才需求状况

物联网,总括理解就是"物-物相联的互联网",是把各种信息传感设备、控制设备和智能终端通过网络联接起来,实时采集各种需要的信息并加以管理和控制。是由计算机科学与技术、网络工程、电子技术、信息工程、通信工程及其它边缘科学交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新型应用型学科。

目前,物联网技术还属于一个新兴产业,正在快速发展,遍及智能交通、智慧农业、智能物流、智慧医疗、智能家居、环境保护、工业监测、个人健康等众多领域。中国物联网产业的总体规模,每年以超过30%的速度在发展,到2015年已达7500亿元,预计2022年将超过5万亿元。巨大产值的背后,是对相关专业技术人员的巨大需求!

从人才市场和智联招聘等招聘网站调查统计发现,物联网产业对专业人才的需求强烈,同时对各岗位的需求也是呈金字塔形的,也就是需求数量最多的是基层的销售、运维和技术支持人员,往上是系统集成、应用开发工程师等,最顶端的是系统架构师、项目经理等。

二、高职物联网专业人才培养现状

面对国家对物联网产业的大力扶持及其迅猛发展带到的巨大人才需求,各类型院校都纷纷加入到物联网人才培养队伍之中。从2010年6月江南大学第一个开设物联网本科专业开始,到2012年6月,短短两年时间国家就审批了物联网专业院校138所院校,其中本科院校80所,专科学校58所。到2015年,我国已经开设物联网专业的高职院校已达305所,而在各专业下开设物联网方向的院校则难以统计。另外,近年来也已经有多家技工院校开设了物联网专业,并且物联网专业的毕业生已经开始进入就业市场。

在遍地开花、欣欣向荣的专业开设和招生的表象下,我国各高职院校的物联网专业的人才培养情况却没有人们想象的那么好。由于物联网的发展时间比较短,在行业上还没有统一的标准,使得各院校在物联网专业的设置上还存在各种问题。

1、缺乏准确的人才培养目标

物联网行业发展迅猛,但还没形成统一的行业和人才需求标准,这就造成了物联网专业人才培养目标的模糊。现在物联网企业在人才市场招聘中,仍较少直接标出招聘物联网专业毕业生,还是根据具体岗位技术要求从计算机、电子、嵌入式、软件技术等专业招聘人才。因此,高职物联网专业必须要根据社会需求、学校原有基础等,选择物联网行业相应岗位,对人才培养目标进行准确定位,重点把某些岗位的核心技能培养好。

2、专业课程设置不合理

物联网所涉及的知识范围很广,包括了计算机技术、电子技术、网络通信技术、信息技术、软件设计等,要全部学习掌握这些技术对于高职学生来说不太现实。而目前高职院校在专业课程设置中仍普遍参考本科院校的课程设置,存在大而全的问题,计算机技术、传感器技术、单片机技术、嵌入式系统、RFID、传感器网络技术、应用软件开发等全都在课程计划中,但由于课时的限制,很多课程只能泛泛地讲授,学生无法深入的掌握运用。

3、师资力量不足

物联网是新兴的产业,但是在2010年才有第一个本科专业设立,2014年才有第一批本科专业毕业生,因此目前各高职院校的物联网专业教师都是从其他专业转过来的,基本不具备行业实践经验。缺乏高素质、高能力,具备行业经验的物联网专业教师,是目前高职院校的普遍现象,这对高职物联网技术人才培养非常不利。

4、实践能力不足

高职物联网人才培养主要侧重于学生的实践应用能力,但由于课程设置、师资、实训条件的限制,许多高职院校在教学过程中比较偏重理论知识的教授,而对物联网实际应用项目的实施训练不足,使得学生缺乏物联网知识在实际工作、生活中的实践,影响了学生的就业和日后的发展。

三、高职物联网人才培养的探索

面对物联网行业巨大的发展前景和人才需求,以及目前物联网市场发展的不完全、行业标准缺失的情况,我院根据自身的基础条件,在工程技术的大架构下,确定先以计算机应用技术专业为基础,培养物联网技术人才最为适合。以"物联网应用"方向为培养目标,主要培养学生掌握物联网技术在不同应用领域的上层应用设计、数据通讯和运用、系统集成等能力,使学生能够根据实际应用领域的需求设计、安装、调试、使用、维护物联网应用系统。

以原有计算机应用技术专业为基础,人才培养目标定位在人才需求为专科层次的"物联网系统开发工程师"、"Java开发工程师"、"Android开发工程师"岗位,通过在原有已开设的专业核心课程基础上,加大应用程序开发课程内容,适当增加物联网专业课程,如:无线传感器网络、嵌入式系统、物联网综合实训(智能家居)等。同时,对现在专业课程的教学内容、案例和实训项目进行改造,引入物联网应用项目,让学生更多地接触和认识物联网。

强化实践教学,提高实践教学内容在课程中比例。在实践教学中,强调以物联网实际应用案例为项目展开,强化实际操作训练。如在《计算机网络技术》课程实训中,加入了网络综合布线实训项目;《物联网综合实训》课程中,围绕"智能家居"项目进行展开,从底层设备安装调试到基层应用开发安装,完整地完成一个"智能家居"项目的实施。

四、高职物联网专业实验室建设

物联网是应用型技术,专业实验室是保证物联网专业教学必不可少的基础,物联网一系列的核心课程都需要依靠专门的实验实训设备才能顺利地进行教学。但作为一个专业,专门实验室的建设经费有限,必须要全面科学设计规划实验室建设计划,分步投入建设,用有限的经费完善专业实训实践条件,保证人才培养目标的实现和提高人才培养质量。

高职物联网专业实验室建设要遵循以下原则:

1)全面覆盖现有物联网技术基础知识,满足物联网专业课程教学的需要;

2)以工程实训为导向,实验设备要能够完成一个完整的工程应用项目;

3)规划要结合已有实验室,避免重复建设;

4)功能尽量多元化,满足基础教学、学生竞赛、科研创新、社会培训等多重需求。

对当前物联网技术应用发展的跟踪和分析,从横向分析,物联网的主体是物(包含了人,设备,器件以及电脑等各种终端),执行的动作是联(人与物,人与人,物与物建立联系),核心是网(网是沟通联系的桥梁);从纵向分析,物联网由三个层次共同构建而成,它们分别是:感知层、网络层和应用层,其中应用层又可以细分为应用层和应用支持层,通过无线网络设备服务器和中间件,使得前端的各种信息感知和管理控制终端能够随时随地的接入互联网络,实现真正的物联网综合应用,设备联网是基础、综合应用是本质。

基于以上原则和分析,我们在结合原有的计算机网络实训室、软件开发实训室、数据库设计实训室、WEB开发实训室、电子技术实验室等基础上,设计建设了"物联网工程实训室"。实验室以"智能家居"为项目主题,研究从感知层(包括传感器,RFID,嵌入式系统等)到网络层(包括传感器网络,计算机网络通讯,嵌入式网关等),再到以面向行业应用的应用层(智能家居系统)等相关的理论和工程应用问题,重点突出实践能力、应用能力、创新能力的培养。

实验室首先规划建设成为一个小型的物联网应用(智能家居)体验环境,实验室环境实现智能控制:能实时采集温度、湿度、光照强度、空气质量等环境参数,进而按照设定控制方案对灯光、窗帘、空调等进行综合控制;采集烟雾、可燃气体、红外感应等参数,安装远程监控摄像头,实现智能安防;实验室采用智能门禁,通过RFID卡、指纹等进行出入,并把有关数据记录在服务器;同时,实训室可以实现远程的监控,让管理员可以随时随地监控到实训室的状况。通过实验室的现场体验,学生可直观地感受到物联网技术的应用,从而激发学生的学习兴趣。

教学实训设备上,我们选择了智能家居实训平台,该实训平台以三星ARM11处理器为系统核心网关,以此作为数据处理及控制中心,设备分为客厅、厨房、卧室、阳台等不同模块,分别配置光照、温度、湿度、人体红外、气压、一氧化碳、超声测距等传感器和直流电机、步进电机、喇叭、指示灯等控制设备,通过Zigbee自组网络,形成一个智能家居模拟系统。系统可以通过嵌入式中心处理系统上开发的图形化交互界面直观地进行数据的显示和设备的控制,也可以通过web网页终端进行参数的读取和设备控制。该实训平台分解可以进行单片机、传感器、RFID、嵌入式系统、无线传感器网络等基础课程实验,整合起来又可以完成一个完整的智能家居系统开发的项目实训,做到以最少的投入满足物联网基本教学实训条件要求,以项目化工程应用设定实训内容,并可以此平台作创新扩展功能的设计开发。

五、小结

物联网产业的发展前景是美好的,人才需求随着产业市场的发展也将会越来越高,高职院校在应用型物联网高级技术人才培养发展潜力巨大。如何培养出适应社会需求、实践能力强、具备创新意识、具有竞争优势的物联网专业人才,是我们共同面对的问题。高职院校需要根据自身的条件优势,准确人才培养目标定位,根据目标岗位技能要求,围绕工程和应用理念科学构建课程体系,并在实验室建设中强调以应用为先,能通过完整的工程应用项目来完成课程的教学,强化实践能力和应用能力的训练,使学生能真正培养成为符合社会和岗位需求的物联网技术高素质的实用型人才。

参考文献

[1]张梅,孟霞.浅析高职物联网专业建设及发展的思考[J].高教学刊,201・5(16)

[2]陈宁.高职物联网专业实践教学条件建设探讨[J].广州城市职业学院学报,2015(9)

[3]郑宇平.高职物联网应用技术专业建设探讨[J].现代营销.2014(8)

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