物联网工程嵌入式培养

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物联网工程嵌入式培养范文第1篇

关键词：物联网专业；知识体系；培养方案；高校教育

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）10-00-03

0 引 言

物联网技术目前成为全球各行业各领域研究和应用的热点，它能给我们的经济、生活带来巨大的变革。随着物联网的兴起，对人才的需求必然会有一个飞跃性的增长。专家预测10年内就可能会大规模普及，产生一个上万亿元规模的高科技市场，因此社会对物联网技术方面的人才需求巨大[1]。国家教育部从2010年3月，了《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》，随后我国有数百所大学申报和准备申报物联网或传感网专业。

信息获取、信息传输和信息处理，这三个部分构成了信息产业的三大支柱，他们也是物联网产业的三个组成部分。电子、通信、计算机是物联网三大支柱中的必备学科。其中每一个学科都有一套人才培养的知识体系，而每一个学科又有多个方向。而物联网工程专业需要这三个学科知识的支撑，所以物联网工程专业可选择的基础、专业课程众多，所涉及的应用更是无处不在，在教学上往往会希望面面俱到但是又无所适从[2]。如何根据具体情况做出取舍是一个值得探讨的课题。

各院校物联网工程专业的课程体系设计不尽相同，有的甚至差异很大[3-6]。绝大部分院校的物联网工程专业课课程体系只是对物联网工程涉及的多学科领域现有课程进修简单的裁剪和叠加，再增加物联网导论等专业核心课程，这类课程体系没有体现出物联网工程专业的特色。因此有必要从物联网技术自身发展、物联网相关企业人才需求和学生自身素质全面发展三个角度，对物联网工程专业人才培养方案进行分析探讨[7]。

许昌学院2013年通过国家教育部审批通过，开始招收物联网工程专业的学生，在探索物联网工程专业培养方案的过程中，我们也借鉴了许多高校的经验和做法，也寻求了多家企业的合作，目前对该专业的课程设置也有了自己的看法和思考。我们可以从物联网技术体系架构和人才就业方向入手，探究不同人才培养就业方向在体系架构中所需要的核心技术和课程，从而理清思路，为物联网工程专业培养方案和课程体系的设置提供参考。

1 物联网技术体系框架

图1 物联网技术体系框图

物联网的整体架构如图1所示，从图中可以看出，物联网按照网络架构可以分为应用层、网络层和感知层。围绕着这三层，可以探讨其中所需要的核心知识，从而得出物联网工程专业学生所需的知识体系。

2.1 感知层

感知层的主要作用是信息的感知和采集，主要由感知器件来实现各类信息的采集，如各种传感器、RFID、各种二维码、红外和智能装置等。

在这一层中，需要具备的知识主要包括：

各种传感器的功能、性能、结构、特性和工作原理等内容；

RFID、条形码等的相关知识；

各种智能终端的特点、结构、工作原理等。

根据物联网工程专业的特点，不需要对传感器的具体细节做过多的认识和学习，只需要简单了解和使用即可，所以不需要开始相关的传感器原理等课程。但是传感器所采集到的信息需要有相应的硬件进行收集处理并上传至网络层进行发送，可以说嵌入式是整个物联网的基础部分，所以有必要开设嵌入式相关的课程。

与嵌入式相关的硬件主要包括：单片机、ARM和FPGA三种。

2.1.1 单片机

单片机的使用非常广泛，而且在后续网络层中所使用的CC2530 ZigBee模块中也包括单片机模块，因此，单片机课程应成为物联网工程专业所必开的课程。与之相配套的课程包括：C语言程序设计、电路和电子学和数字电路。有些学校还开设有计算机组成原理和微机原理与接口技术，笔者认为，这两门课程可以选择一门进行开设。

计算机组成原理主要面向计算机专业的学生进行考取研究生需要，并且它可以让学生从计算机整体的结构、功能和组成角度认识和理解整个处理器、存储器和输入输出系统之间是如何协同工作的。微机原理与接口技术主要面向接口，但是其中接口的内容可以放到单片机课程中进行讲解和实践，而汇编语言的相关内容在计算机组成原理课程中也可以进行补充和加强，所以笔者建议只需选用计算机组成原理课程进行开设即可。

2.1.2 ARM

ARM是一个总称，其中也包含系列产品，对于物联网工程专业的学生来说，ARM也是其知识体系中必备的一项内容。单片机无法运行操作系统，因此在有些情况下需要用到更高级的处理器。物联网网关和许多高级的电子产品都需要用到它。开设与嵌入式相关的课程还需要开设Linux操作系统，有必要对Linux的使用和主要组成有一个清晰的认识和掌握。另外还有嵌入式应用层开发的高级语言，如C++等。

2.1.3 FPGA

FPGA是一个提高性的内容，如果偏电子设计与开发的学校可以考虑开设，或者可以为学生开设相关的选修课程，增加学生的知识面和视野。但是由于这门课程的难度要高于前两部分，所以笔者认为可以根据学校的特点和学生接受能力进行取舍，它可以不算作物联网工程专业学生所必备的知识体系成员。

2.1.4 RFID技术和条形码技术

对于RFID而言，是目前应用最为普遍的物联网应用技术，所以它理所当然成为物联网学生知识体系中不可或缺的部分，因此建议开设RFID技术与应用课程，除了讲解RFID原理之外，还要针对RFID的应用进行相应的开发和实践。

2.2 网络层

网络层主要负责将感知层采集到的信息进行传输。目前常用的网络协议包括：ZigBee、蓝牙、Wi-Fi和433等，所使用的通信网络主要有2G/3G/4G电信网和传统互联网。所以在这一层次上，需要学习的内容主要包括ZigBee技术、无线传感器网络技术、通信原理、计算机网络等内容。

针对无线网络，除了ZigBee之外，还有Wi-Fi、蓝牙和其他无线传输技术，如300 MHz、433 MHz、915 MHz无线通信技术，对它们的特点和应用也应当给予适当的讲解。尤其目前蓝牙4.0技术已经得到了比较大的改进，苹果新推广的ibeacon技术有可能会对蓝牙技术起到大力推广的作用，所以对这几种技术应当让学生都有所接触和认识。在课程中可以体现在物联网导论、无线传感器网络中进行讲解。另外在课程设计和实践活动中，可以对这些技术予以应用加深学生的理解和掌握。

2.3 应用层

物联网目前的应用非常广泛，但是就应用层技术而言主要是应用层软件的开发，所以物联网工程学生应该掌握的主要技术应该包括Java技术和移动平台应用程序开发技术，但是偏硬件和体系构成的学生可以淡化这两个内容的学习，偏软件的学生应该加强这两项技术的训练。

另外，目前提得比较多的云计算和大数据的内容，也应体现在物联网工程专业学生的知识体系之中。云计算其实应该是云服务，它主要包括三个方面的内容，即IaaS、PaaS和SaaS。在这三个内容中，PaaS是目前云服务所用到最多的技术，所以要让物联网工程专业的学生对这项技术有所了解，从而为后续物联网应用服务开发开拓更宽广的思路。

就目前物联网的主要应用案例来看，每个案例往往是这三层的综合，所以物联网工程的学生的知识体系在这三层中离开了哪一层都不完整。我们从这三层出发，梳理出了大致的脉络，有了比较清晰的思路，再根据所定位的学生的就业方向予以加入相关的专业知识或者根据学生的培养定位增删一些相关的内容，即可确定相应的培养方案。

3 物联网工程专业人才就业方向分析

在人才需求方面，各地政府纷纷上马物联网项目，急需大量的物联网人才。由于物联网专业的一些课程涵盖了电子、通信和计算机三个学科领域，所以学生的就业范围比较广泛，但是也有有人提出质疑，认为物联网三个学科都有所涉及但是哪一个学科都没有学精，所以就给物联网专业学生的就业规划提出了问题。

目前许多高校往往会结合自身的原有学科特点，对某一方面有所侧重，关键是看学生的培养目标，并且要和当地的经济特点相结合，有所侧重，也就是要瞄准行业应用而开展，这样才能做到有的放矢。

也有专家提出来了相应的物联网专业学生就业可从事的行业主要有[8]：

物联网系统设计架构师、物联网系统管理员、网络应用系统管理员等核心职业岗位以及物联网设备技术支持与营销等相关职业岗位；

物联网终端系统的设计与开发；

物联网应用系统开发工程师，进行物联网相关软件系统的设计与开发；

无线传感网络系统的设计和管理；

物联网在智能系统、普适计算、工业控制、信息处理、通讯和管理等领域的应用开发和工程实现；

高等院校和科研院所与物联网相关的教学科研工作。

从以上专家所列出的就业方向来看，可以将就业方向也归纳为硬件、网络和应用三个大类，这和以上根据物联网基本架构所描述的知识体系基本吻合。

物联网工程专业的人才有自身特有的素质构成，与计算机、通信和自动化专业的学生比较起来，主要有以下特点[9]：

计算机专业的学生要么侧重于计算机软硬件技术的研究与应用，要么侧重于计算机网络系统的组网、管理或者开发，但缺少物联网工程应用中所必须的传感、控制、通信等领域的知识。

通信专业侧重于使学生掌握基本的通信原理，但对物联网中所涉及的传感、嵌入式和应用开发涉及较少。

自动化专业虽然对物联网中必须的传感和控制技术等有所侧重，但是对于计算机应用开发领域涉及较少。

由此可见，对物联网工程专业的人才而言，是适应物联网行业的特点而具备更综合的专业素质。

4 知识体系基本构成

通过以上的分析，综合物联网体系架构和人才就业方向的定位，另外与二本层次学生的特点相结合，可以归纳出物联网工程专业学生的知识架构，归纳总结如下：

基础知识相关课程：数学（高等数学、线性代数、概率论与数理统计）、英语、电工与电子学（在这门课中包含有电路分析和模拟电路）、数字电路、C语言、数据结构、计算机网络、计算机组成原理。

专业必备知识：物联网导论、Linux操作系统、Java语言程序设计、RFID技术与应用、传感器原理与应用、单片机、嵌入式技术、通信原理、无线传感网络、云计算和移动互联网开发。

专业实训课程：安卓系统开发、ZigBee课程设计、RFID课程设计、无线传感网课程设计。

另外可增加：印制电路板设计、数字信号处理、EDA等相关课程，以扩展学生的学习视野和基本技能。

5 实践教学的开展

实践教学模块有基础实践教学部分和专业实践教学部分。基础实践教学部分由“基础实验―综合设计―应用创新”三个层次组成。第一层主要培养学生的基本技能，以电子技术学习为主。通过电子技术的学习使学生掌握元器件的辨别和使用，结合专业课程的教学，进行课程实验，掌握基本知识和基本技能等；第二层主要包括各门课程的课程设计、电子综合设计以及先进设计工具 EDA技术，旨在培养学生的综合设计能力、团队合作能力以及创新意识；第三层是应用创新层，引导学生参加大学生电子设计竞赛、挑战杯作品大赛和科研项目等。

专业实践教学部分注重物联网的核心技术――嵌入式系统技术。通过开设硬件设计一条线课程（单片机、嵌入式、RFID技术、传感器网络）和软件设计一条线课程（C 语言、面向对象程序设计、嵌入式操作系统、移动互联网开发），使学生系统掌握嵌入式系统的硬件和软件设计技术，掌握物联网网络协议栈和实现物联网通信。

6 结 语

物联网工程专业由于涵盖的学科范围广，在学生知识体系构建方面需要花费较大力气进行研究，从物联网自身的体系架构来探讨物联网工程专业人才所必须的知识体系，在满足基础知识体系的前提下，结合相应的就业方向，增加适当的特色课程，构建出适应各个学校特色的培养方案，从而培养出适应行业需求的物联网工程专业人才。

参考文献

[1]吴国民，徐秀芳.地方工科院校物联网工程专业人才培养的研究[J].现代计算机，2011（7）：35-37.

[2]赵学健.物联网工程专业人才培养方案探讨[J].科技信息，2013（4）： 63-66.

[3]李仲生，唐杰，黄同成，等.地方本科院校物联网工程专业建设探讨[J].信息技术教育与研究，2013（3）：126-128.

[4]潘丹，甘宏.构建物联网工程专业课程体系的思考与分析[J].广东技术师范学院学报，2012（1）：68-70.

[5]彭力，谢林柏，吴治海，等.物联网工程新专业本科人才培养方案研讨[J].计算机教育，2013（15）：77-81.

[6]刘鹏.物联网工程专业创新人才培养探索[J].计算机教育，2012（21）：9-12.

[7]教育部高等学校计算机科学与技术专业指导委员会.高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范[M]. 北京：机械工业出版社，2012.

物联网工程嵌入式培养范文第2篇

关键词：嵌入式系统；开发技术；教学研究与实践

嵌入式系统设计飞速的发展，渗透到社会生活的各个方面，例如掌上PDA、电视机顶盒、手机、汽车、空调、微波炉，等等，由于其硬件体积小、价格低廉、集成度高，而且软硬件可以“按需定制”，嵌入式系统的发展前景越来越广阔，物联网概念的提出以及嵌入式系统技术发展的日益成熟，将嵌入式系统的应用推向了，与此同时，国家及企业对嵌入式人才的需求越来越旺盛，作为输出社会人才输出的摇篮，学校应努力提升嵌入式系统教学的质量，培养出高质量的人才。

一、教与学的现状

嵌入式系统开发技术是我院物联网工程专业的一门专业必修课程，其综合性较强，涉及的知识面十分广泛，既有硬件设计又有软件代码的编写，学生在学习本门课程过程中需要具备较多的专业基础知识，涉及的课程有程序设计基础、模拟电路和数字电路等课程。同时嵌入式系统开发技术又是一门实践重于理论的课程，因此学生还需要进行实践操作。嵌入式系统开发技术课程的教学目标是培养学生的科学思想和研究方法，使学生较全面提升软硬件开发能力，着重提高学生就业竞争能力。目前某学校嵌入式系统开发技术的教学主要分为两部分，一部分是理论课堂教学，另一部分是实验教学。理论课堂教学普遍利用多媒体设备，通过幻灯片讲解系统结构、处理器结构、时钟树、存储地址映射、GPIO、中断、定时器等知识点。实验教学过程中所完成的多为验证型实验，教师仔细讲解硬件的连接方法，学生进行接线验证，观察实验现象。通过观察发现，在教与学的过程中，这种传统的教学方式使得学生的实践能力不足，需经过相关培训才能够从事嵌入式相关工作，结合学校培养应用型人才的目标，需对当前的教学方式做出改革。

二、课程的教学改革与实践

1.教材的选取近年来，嵌入式系统的教材多种多样，大部分是以知识点来组织相关章节，缺乏案例，内容略显生硬死板，使得学生很难将抽象的知识具体的应用到工程实践中去，因此教学改革的第一步首先是选择一本适合某学校学生能力的教材。在教学过程中，学校使用的是卢有亮编著的《基于STM32的嵌入式系统原理与设计》，这本书属于普通高等教育“十二五”电子信息类规划教材，基于STM32对嵌入式系统的原理、设计、编程进行讲解，并给出一个工程实例，可使读者通过该实例找到做工程的方法并巩固所学的知识，提高工程开发的能力，另外作者还搭建了交流论坛，给读者构造了一个比较完善的学习平台。同时，学校指导学生阅读芯片的数据手册和固件库等文档，使学生能够快速获得器件的特性，获得全面的固件库函数。2.授课地点的变更传统的教学方式中，授课地点均为普通教室，教学设备只有黑板和多媒体，导致任课教师只能按照幻灯片或者课本进行讲解，学生被动接受，效率较低。例如在讲授利用固件库搭建工程环境时，第一步详细地演示了如何获得固件库，并对固件库中文件的用途做出一一介绍；第二步为在电脑任意位置建立工作目录和子目录，将库文件中的内核文件、驱动支持文件、启动文件等复制到相应的工作目录中；第三步建立和配置工程文件；第四步编写代码；第五步编译代码；第六步下载到开发板运行；第七步使用JLINK调试。完成本次课程的教授用时2学时，但学生进行上机实验时，对于搭建工程环境仍比较困难，28名学生中只有4名学生完成。鉴于此，将授课地点均调整为实验室，带领着学生一步一步进行环境的搭建，均可以完成实验任务，这种授课方法不但提升了学生学习嵌入式系统开发技术的信心，也为后期的实验打下了良好的基础。3.课堂在传统授课过程中，多为教师讲、学生听的教学方式，学生不能完全参与到课堂中，因此，学校尽量避免这种教学方式，采用案例教学等方法，吸引学生的注意力，培养学生的学习兴趣，使学生积极主动参与到课堂中。例如在讲授GPIO的知识点时，设计了一个流水灯案例，吸引学生的目光，引导学生思考如何进行设置，包括GPIO模式的设置、速度的选择、引脚的设置，等等，在这一过程中把理论知识点汇聚到具体的实验中，做到理论与实践的结合，使学生利用相关知识看到具体的实验现象，深化了对知识点的理解，教学效果明显提升。

三、结语

本学期对某学校嵌入式系统开发技术课程进行了教学改革，与学期初相比，学生学习的积极性明显提高，课堂互动明显增多，同时教师的教学能力与课堂组织能力也明显得到提升。为了进一步增强学生的实践能力，学校开放了实验室，创建了兴趣小组，为学生后期能够参加相应的比赛做铺垫。

参考文献：

[1]韩洁,徐琴.嵌入式系统设计课程教学的研究与实践[J].电脑知识与技术,2016(12).

物联网工程嵌入式培养范文第3篇

关键词：产学研；项目驱动；实践教学；教学模式改革

引言

人类创造力发展主要依靠创新精神，而创新需要在实践中进行推动。教育工作者应该结合理论教学，通过各个方面的技术实践，让学生具备独立的创新能力，进行跨学科知识融合，满足技术的不断创新，解决社会对多样性人才的需求。物联网工程专业作为我校新开办的新工科专业，具有学科交叉、软硬件集成、综合分析性强的特点，对学生的综合实践能力提出更高的挑战。通过物联网工程专业教学实践和探索，根据学生毕业能力支撑的要求，从教学内容、教学手段、考核机制等进行设计和改革尝试，培养具有鲜明地区特色的物联网工程人才。2020年北京工业大学王秀娟等针对新工科建设围绕专业育人目标，课程目标等，提出了课程的改革思路，以适应新工科建设的需求。2020年南华大学屈爱平等结合物联网技术的行业发展趋势以及物联网工程专业人才培养现状，针对当前新工科和创新等热点问题，结合南华大学的办学定位，探索具有地方和行业特色的物联网专业人才培养模式，以提高物联网工程专业的人才培养质量。2018年西安科技大学党琪等分析了目前高校实践教学环节存在的问题，并提出了以培养学生创新能力为目标的实践教学环节改革举措，2017年福建师范大学陈曦碧等主要从毕业论文（设计）、实习、实验教学、大学生创新创业训练计划四个主要实践教学环节的管理着手，采取有效措施提高各环节质量，并重视管理人员培养；2017年北京信息科技大学吴韶波针对物联网工程专业的特点以及工程教育认证的要求，分析了物联网工程专业实践教学体系的课程设置，设计了物联网工程专业实验教学内容，并对实验教学模式进行了探究。2016年沈阳工程学院戴宪滨提出实践教学体系始终坚持以学生为主体，教师为主导，突出学生在实践环节中的“主动性、独立性和创造性”。2016年余文森对应用创新型物联网人才培养实践教学体系进行研究，提出基于应用创新型人才内涵、地域特色以及学校专业优势，给出物联网工程专业应用创新型人才培养的目标定位。针对我校物联网工程专业的实际情况，以培养目标和定位为指导，优化课程内容，改革评价方法，探索更有效的教学模式，以培养学生创新能力为目标的实践教学改革研究就显得尤为重要。

1目前存在的教学问题

我校通过“卓越工程师”计划加强校企合作，针对物联网工程专业实践教学进行改革，提高学生工程实践能力和创新能力，但是仍然存在如下问题：（1）专业实践教学环节缺乏整体性、系统性的规划，培养方案修订工作与专业实践需求不能及时匹配。（2）西部地区物联网企业相对较少，学生在实习过程中存在一定安全和技术保密隐患，企业接受学生实习的积极性不高，只允许学生对生产过程进行了解和观摩，学生不能直接参与实际操作过程，生产实习效果无法得到保证。（3）物联网工程专业属于新型专业，具有工程实践背景专任教师较少，实习指导教师在企业的工作经历和实践经验比较欠缺，导致在项目驱动式实践教学的过程中存在一些问题。

2具体改革目标、方法及内容

2．1改革目标

（1）根据人才培养定位和创新教育目标要求，结合工程教育专业认证需求，及时修订物联网工程专业的人才培养方案，同时在实践教学中进行检验和修正。（2）利用企业的相关资源，加强实践实训平台和设施的联合建设，有效解决学生实习场地问题，让学生能够主动参与到企业的生产过程，结合所学理论知识，在实践中探索、验证和创新。（3）提高教师实践教学和创新能力，让教师积极参与到理论和实践结合的教学过程，必要的时候可以选配实习指导教师去企业进行培训，与企业工程师共同探讨实践教学方案。

2．2改革方法及内容

2．2．1改革方法将创新教育与理论教学、实践教学各环节进行有机融合，结合工程教育专业认证需求，及时修订物联网工程专业的人才培养方案，增加实践教学环节在培养方案中所占比重。在教学过程中，采用项目驱动的方式对各知识点进行综合设计学习，充分利用学校已有的实验教学示范中心和重点实验室的实验平台外，加强与企业进行“产学研”合作，建设校外专业实践教育基地，熟悉企业软件开发模式及流程，提高学生软件编程技术的实战能力，制订校企联合专业实践课程方案。

2．2．2实践课程内容智能家居是利用先进的计算机技术、嵌入式技术和网络通信技术，将家中的照明系统和报警系统通过家庭网络连接到一起。该系统具有安全、方便、快捷、高效、智能化和个性化的特点，同时在节能方面的效果优势非常明显，具有广阔的市场前景。本实践课题将针对人们在现实生活中的真实需求量身打造，让人与家居之间有效互动，感受更加舒适，更加人性化的现代生活。该实践课程内容为企业自主研发的嵌入式智能家居项目，学生利用传感器结合嵌入式开发板，通过驱动编程框架编写硬件相关驱动代码，使用Python语言编程制作界面程序，分析案例数据，为以后进行嵌入式开发打下良好基础。（1）总体流程。（2）硬件模块：LED模块、蜂鸣器模块、视频监控模块、温度传感器模块。（3）工作内容。首先根据电路图以及说明书查看各引脚地址从而实现LED开关灯功能、蜂鸣器报警功能，将视频监控模块、温度传感器模块与相对应的开发板进行连接实现实时监控和温度监控功能。获取LED驱动程序和应用测试程序，编译uboot和linux内核源码，拷贝驱动和测试程序到上位机linux系统，在下位机上进行测试，修改linux内核源码，去掉led闪烁的问题，上位机执行计算。编写动态库django服务器然后基于Python进行页面布局设计及功能实现。

物联网工程嵌入式培养范文第4篇

在嵌入式、移动互联网、物联网等热门技术日益普及的今天，嵌入式系统产品正不断渗透进各个行业，作为包含在这些硬件产品中的特殊软件形态，其产业增幅不断加大，而且在整个软件产业中所占的比重日趋提高。嵌入式产业不仅是一个技术密集型产业，而且还是一个技术快速革新的产业。这决定了对人才的要求不仅需要扎实的专业基础知识，而且需要根据技术的变革迅速进行知识更新和技能提升。当前，计算机应用技术日新月异，通信设备、终端、软件等产品不断更新换代，这就对从业人员提出了更高要求。嵌入式行业经过近年来的快速发展，已经进入一个稳定的高速发展和成长期，企业人才需求现状依然保持供不应求的整体状态，虽然已经有越来越多的核心技术人员加入到嵌入式专业领域，但依然无法满足企业高速发展对人才的旺盛需求。同嵌入式技术的快速发展相比，我国教育机构技术和培养则相对滞后，一方面有些学生毕业就面临失业；另一方面一些嵌入式企业却有项目需求找不到合适的人才来实现。造成这一现象的原因主要是，部分学校的高等教育和产业发展相对脱节[1]，目前国内的高校教育中不是偏向硬件，就是偏向软件，硬件设计人员通常比较缺乏系统全面整合设计，而软件开发人员则相对缺乏硬件观念；企业真正需要的有动手能力的嵌入式软件人才，还需要经过一段时间的培训才能上岗。

嵌入式系统人才的匮乏还表现在软件业呈现中低端人才过剩、高端人才缺乏的不合理布局。近年来，尽管随着国家政策的重视、市场的整体推动及多渠道的嵌入式人才培养体系的不断完善，嵌入式开发人才需求瓶颈的问题，在逐步得到缓解，但是整个嵌入式专业人才市场的供求关系还是不匹配，据权威部门统计，我国目前嵌入式软件人才缺口每年仍为50万人左右，我省目前嵌入式软件人才缺口也在2万人左右[2]。因此编制高职和本科嵌入式专业人才培养方案和教学标准，促进高职、本科嵌入式专业人才的培养显得非常迫切。

二、嵌入式技术应用专业专本科衔接专业教学标准研制的步骤

1.准备阶段

（1）成立课题领导机构，组建课题组，聘请专家。

（2）收集资料与理论研修，加强国内外嵌入式专业教学资料和学科建设资料收集，加强课程理论、教学设计理论、教学科学研究方面理论方面资料的收集。

（3）调研准备。召开由课题组负责人和课题组成员参加的开题会议，根据教研院的要求写出调研方案，明确调研目的、调研对象以及调研主要内容，落实调研工作任务分工。

2.实施阶段

（1）制定方案。制定整体标准研制方案，设计调查问卷，制定具体调研工作计划，具体到调研的企业、学校和行业协会以及人员安排。在广泛听取意见的基础上，对工作计划进行修改、完善、充实并最终完成调研工作计划和问卷设计。

（2）开展调研。在广东省范围内对高校嵌入式教学活动的情况和嵌入式行业企业开展专题调研，摸清情况。通过调研相关企业、高职院校、应用型本科院校及不同年限的毕业生等，了解嵌入式行业企业的产业结构、现状及未来发展趋势；明确本专业典型的目标工作岗位及相应知识、技能要求，分析不同层次毕业生就业岗位群和职业生涯路径[3]；比较各院校的人才培养方案，分析构建高本一体化人才培养方案在衔接中存在的问题，从而得出相应的解决方案，为嵌入式专业的专业教学标准编制提供依据。

通过调研，查明了已存在的专业方案和课程设置是否合理，是否过时，了解可以改进的地方，并针对发展趋势进行课程的合理增删调整。通过调研，找出了课程设置重叠和不合理的地方。通过调研资料推论出课程设置的合理学期，解决专本教学方案中课程重叠和进阶的问题，找到嵌入式专业高职教育和应用型本科教育衔接的办法。

（3）最后对调研资料进行汇总分析，调研资料包括访谈录音记录，回收的纸质版、电子版问卷，通过QQ、微信等网络访谈记录等等，得出高本衔接计算机应用技术专业（嵌入式技术应用）相关行业现状、企业发展状况及专业职业教育发展情况，以及企业岗位群，岗位专业能力要求、从业人员职业生涯发展路径等结论。

（4）开展企业岗位工作流程研讨会。

3.总结阶段

（1）在理论与实践研究的基础上，分析各类调研数据，收集、整理、汇总研讨研究成果。

（2）撰写研究报告和教学标准研制论文，结集出版研究成果。

（3）结题报告会。组织专题对课题进行评审，聘请有关专家、课题负责人及有关行政领导出席，对标准研制进行评审，鉴定和验收。

三、嵌入式技术应用专本衔接调研的结论和对课程标准建设的指导意义

通过严格设计调研问卷，对问卷主题进行筛选以及反复修正，分别从行业现状与发展、企业基本情况、企业对嵌入式人才的需求、嵌入式岗位能力要求、职业技术标准、毕业生就业情况等方面进行问卷主题分类设计[4]，并考虑到近年来嵌入式技术在物联网、云计算、移动互联网等领域更加深入的应用和发展，专门在本次调研中增加了相关的题目，在此基础上进行数据的汇总、统计和分析得出调研结论[5]。通过这些调研活动和结论对教学标准研制产生指导意义。

企业调研主要结论和高校对嵌入式专业建设的意义如下：

（1）通过调研发现，嵌入式系统应用领域和行业中，中小规模公司占多数，这体现了嵌入式系统和通用计算机系统的区别。一般而言，通用计算机行业的技术常常集中在大中型企业，技术密集，对人才和资金要求比较高，而嵌入式系统的应用领域则分散在各个行业中，不同应用领域的产品需要结合不同的硬件平台和技术，专业性较强，企业专注度更高，充满了竞争、机遇与创新，因此，中小规模的公司能够在某个领域完成特定的嵌入式产品创新，满足市场需求，基于这个原因，催生出一批中小规模的嵌入式领域的企业。因此高校在嵌入式专业人才培养目标定位时，可以定位在培养能满足中小企业需求的嵌入式毕业生上。

调研还发现，企业对嵌入式产品研发人才需求量较大，这表明对企业而言，企业急需的是嵌入式开发和嵌入式设计人才。这一调查为高职和应用型本科一体化专业培养方案的研制提供了目标，要求在人才培养方案制定时应考虑更高标准，以嵌入式研发人才的培养为目标，而不是满足于培养能在嵌入式行业就业的技术支持人才和相关行业销售人才。

（2）企业比较看重毕业生的创新能力、协同能力和所学专业的学习能力。其中协同能力主要指的是：要求培养的学生，应对计算机技术有较为全面的了解，以便在企业从事嵌入式研发时，能够具备对项目的全局把握能力，能够在团队开发的过程中有效的协调和沟通。尤其在嵌入式项目的研发过程中，技术层面较多，分工和专业化程度高，如果从事软件开发的对硬件完全不了解，或者从事底层开发的人员对上层应用不明情况，这样在协同开发时会产生很多低效的现象。因此在开展课程教学时，高职/本科阶段都应以这些能力的培养为目标开展有针对性的培养。这方面能力的培养主要应在项目综合实训课程中完成。另外，学科竞赛对创新能力的培养具有重要作用。因此，高校应多为专业大赛提供相应条件，专业技能大赛应在校内、校外、行业、教育主管部门、企业等多级别多层次范围上开展竞赛，以便为更多学生提供训练和培养综合创新能力的机会。

（3）企业对高校计算机类嵌入式技术专业毕业生的要求较高，这需要高校紧密结合行业需求和技术进步的方向，不断改进课程体系，增加最新最能体现社会热点需求与人才培养要求的课程，以使学生毕业就能上岗，充分满足企业对创新型人才的要求。这也要求学校在嵌入式专业上增加投入不断提高师资水平，培养人才，并采用多种形式深化开展校企合作，以使得高职教育能够与社会需求同步，始终站在满足社会需要的嵌入式专业最新技能人才培养的前沿。

企业对毕业生动手能力的要求较高。企业对动手能力的要求主要理解为实践能力，包括焊接、测试，对软硬件设备的使用能力以及实际的开发经验等。

企业对人才处理人际关系的能力也有要求。处理人际关系的能力主要是指：（1）对嵌入式系统的全局理解，以便研发团队内不同技术背景的人员协同从事产品开发工作时能够互相协助。（2）沟通能力，主要是与人交往和默契配合能力，能够提高工作效率和工作热情度。

企业对学生嵌入式专业知识要求较高，专业知识的能力培养主要集中在以下几个方面：编程能力，对嵌入式体系结构和嵌入式接口知识的掌握，电路分析能力，代码调试能力，文档撰写与阅读能力等。

因此，高校在教学培养方案和课程设置时应该以能满足以上企业需求的知识和能力培养为目标，各项知识技能的培养应在课程中得到体现。

建议在课程设置时注意：在专/本阶段主要课程设置中以某项编程语言（对嵌入式专业一般而言是c语言）的掌握和编程能力培养为纲，并在某些具体课程中应有针对性的传授嵌入式硬件知识和技能，如焊接调试技巧，识图画图能力和软硬件编程调试方法。在项目实训课程中培养综合运用知识的能力和团队协同、沟通能力。

为了弥补现有教学方案的不足，根据调研的数据，按照企业对人才能力的要求，我们对原有课程设置进行了调整，调整后的专业教学方案在多门课程中着重按照企业对学生能力的要求非常有针对性地进行人才培养：

在嵌入式接口技术中采用ARM Cortex M3芯片讲述接口技术课程，培养学生掌握接口知识，相对于51单片机而言，这样调整后课程难度加大很多，但对学生学习能力的提高大有裨益，而且能满足当前企业对毕业生的要求，缩短了学生毕业后到企业就业后再培训和重新学习的时间。

在嵌入式项目设计综合实训等多门实训课程中培养项目实践经验和协同能力。

在数据结构等语言相关的多门课程中重点培养c语言编程技巧和能力。

在电子电路课程中培养焊接技能、使用仪器技能和电路分析调试能力。

在接口技术等多门课程中都要有针对性的培养专业英语文档阅读能力和技术文档撰写能力。英语水平的要求主要体现在以下几个方面：对嵌入式研发和设计而言，芯片手册（Datasheet&Reference Manual）是最权威的文档，对技术问题的理解常常要落实到英文手册上；提高英语专业阅读能力有助于借助于网络查找疑难问题，找出答案；高职和应用型本科一体化人才培养过程中，学生在升入本科以后有继续深造的可能，英语能力的培养使得学生能够选择更好的职业发展通道。因此，在高职阶段应该打好英语基础，适应专本一体化人才培养的要求。建议在某些课程中开展阅读英文芯片手册的教学过程，逐步使得学生技术文档阅读能力得到提高。

通过对嵌入式教学标准的布局和课程的设计，将企业对人才能力需求分布到各门课程中去，以便培养的毕业生适应用人单位的需要。

（4）企业对嵌入式专业人才知识面“宽”和“精”的要求。虽然企业对编程语言有多种要求，但对于某一个人才的要求常常是专而不是多。因此，作为计算机科学与技术专业大类中的一个非常有针对性的分支，嵌入式技术专业教学标准的设置中应该将某一门语言的“专”作为人才培养的考虑因素。所以在高职嵌入式技术专业教学标准的编制和课程设置中，我们考虑以c语言能力培养为主线，课程中对和c语言相关联的课程安排的多一些，略有兼顾其它语言，以便学生在每个学期都能够以c语言为工具进行嵌入式知识和技能的训练，使得高职阶段有5个学期能够使用c语言进行编程和能力培养，使得学生具备扎实的c语言基础，培养较强的嵌入式编程和实践能力，以便更好的接轨企业和更高一级院校对编程语言熟练程度的要求。

如何把一门编程语言嵌入到5个学期当中？既满足大部分学生对课堂教学内容新鲜感的渴求，不会有太多重复，又能渐进式的推进学生在编程语言的使用上能力的提高和发展？这对教师水平和教学内容提出了要求。建议高校尤其是高职院校在嵌入式专业上增加投入不断提高师资水平，培养教师人才，并采用多种形式深化开展校企合作，将企业的实际项目引入课程作为教学内容，完成课程共建，以使得高职教育能够与社会需求同步，始终站在满足社会需要的嵌入式专业最新技能人才培养的前沿。通过调研，产生如下建议：

一是多让企业在学校开办讲座进行交流。二是需要校企深度合作。目前有些学校校企合作仍处于摸索阶段，对课程教学内容没有深度开发，也没有形成长效机制。有必要在浅层合作的基础上开展进一步的校企共建，在课程共同开发，校企互聘等方面开展深入合作。

四、嵌入式专业教学标准研制和推广的一些建议

嵌入式系统是信息产业走向二十一世纪知识经济时代最重要的经济增长点之一，由于高校刚刚开始专门针对嵌入式工程人才培养的学科设置，从事该行业的师资来自不同专业背景，比如电子工程、软件工程、通信工程、自动控制等，不同学科背景缺乏有机整合，嵌入式知识体系系统性和针对性较差，知识较为陈旧，毕业生缺乏工程实践能力，无法适应企业的实际需要。因此嵌入式方向应重点培养学生嵌入式系统工程实践能力，包括软硬件工程及各种嵌入式系统开发技术，调试和测试工具使用能力。目前广东省高校的软件教育普遍以应用软件为主，学生接触比较多的是.net，java，安卓开发之类应用层面的东西，作为嵌入式开发需要的几个技术支柱：计算机组成原理和体系结构，计算机操作系统，计算机网络的教学内容比较老化，不能跟上最新技术的发展。师资力量的理论基础扎实但实践经验不够，这需要经常性的对师资进行重点专题技术培训（比如网络驱动技术），以便更新教师知识体系，跟随最新技术的发展步伐。

在标准研制过程中我们发现，嵌入式系统专业发展迅速，知识复杂，跨学科。由于各高校嵌入式专业培养目标的广泛性，研制广东省高职嵌入式教学标准，既要有参考意义又不能限定各高校该专业的培养目标在一个单一的范围内。因此，各学校可根据自己学校的生源，师资力量和实验实践条件来开设嵌入式课程，由于嵌入式技术具有起点高、复杂性的特点，对高职起点学科建设而言，建议设定好学科建设和人才培养主要方向，以使学生在有限的求学生涯中能够在主要方向上得到扎实的训练，建立坚实的基础，对主要方向所包含的技术更加深入和精通，技能能够更加熟练掌握，以便更容易满足嵌入式研发企业用人需求和升入本科继续发展。考虑不同师资和实验条件，可以选择较为主流的STM32+UCOSIII平台，或者ARM Cortex-A11+Linux平台中的一种作为学科建设的主要方向，各门课程都围绕人才培养主要方向来开设和进行课程内容设计。不同专业也可以结合自己的传统特色，如电子专业可以在电子电路和嵌入式EDA（FPGA、CPLD）技术等方向上发挥各自优势，不同高校的嵌入式专业培养从事嵌入式领域内不同岗位的学生，提高专业就业率。

五、结语

本文讨论了嵌入式专业专本衔接专业教学标准研制的过程。重点讨论了嵌入式技术专业教学标准调研过程得到的行业现状和结论，以及这些结论对高校嵌入式专业课程标准建设的指导意义。并给出了高职院校嵌入式专业学科建设、课程设置与规划、课程内容教学，专本衔接以及校企合作的一些建议。

参考文献：

[1] 杜怡萍.“二维四步五解”职业能力分析法的实践探索[J].职教论坛，2015（9）：8.

[2] 吴冰.嵌入式软件人才培养新模式[J].软件世界，2008（2）： 46-47.

[3] 罗保山.高职计算机应用专业嵌入式系统方向课程的设置[J].职业技术教育，2008（8）：20.

物联网工程嵌入式培养范文第5篇

关键词：嵌入式系统 课程体系 课程设置

20世纪末，随着计算机技术、集成电路技术和智能控制技术的发展，单片级嵌入式系统迅速发展，企业对嵌入式开发人员的需求量极大，因此嵌入式系统课程在高校设置势在必行。同时，由于近年来物联网产业的发展，嵌入式系统更是备受关注。而嵌入式系统良好的发展潜力和发展机遇也预示着对相关技术人才的巨大需求。但由于嵌入式系统涉及的相关知识多、硬件和软件结合紧密等特点，嵌入式系统的开发难度很大，培养这样的人才对高校也是个挑战。

嵌入式系统以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，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。本文针对学校的教学现状，总结目前通信工程专业的嵌入式系统课程教学的变化特点，依据课程培养方案，从课程的预备课程体系、教学内容规划和设置等方面入手，讨论课程的整体系统建设的内容。

一、我院嵌入式课程教学的特点

2007年电子、通信工程专业在全院率先开设了嵌入式系统课程，并将其定为电子信息类专业的一门重要的专业技术课程，同年引进了适合教学使用的英蓓特 Embest EDUKIT-III多核嵌入式实验开发平台（基于ARM7架构的Samsung 3C44B0x和ARM9架构Samsung3C2410x嵌入式芯片，实时、开放源码的多操作系统μC/OS-II、μCLinux和Linux）。经过几年的教学实践，课程的培养计划也随着课程的教学要求和学校“技术立校，应用为本”的办学指导方针做了一定的调整，以培养21世纪电子信息类高水平技术人才为目的，将嵌入式开发与应用课程建设成为我院具有特色的专业课程。在教学实践中发现存在一定的问题。

（1）课程的体系规划不断变化

自嵌入式系统课程开课以来，课程的培养计划也在不断的变化中，以适应专业的培养目标和学校人才培养的需求。几经调整之后，课程的设置基本稳定。因为典型的软硬件结合的特点，课程的设置主要从理论和实践两方面考虑，理论内容安排48课时3学分的内容，实践内容安排了32课时1学分的实验，这些是必修的嵌入式教学内容。此外，还可以在学生科创项目和毕业设计中加入相应的选修实践内容。课程具体内容规划如图1所示。

图1 课程体系规划

教学课时调整的同时，教学内容和教学方法也在不断的变化和改进，以适应教学目标的实现。

（2）课程实践内容设置不合理

开发与应用课程典型的特点就是实践性强，如何让学生在掌握理论的基础上形成实践能力，是该类课程的教学难点，并且要做到和专业培养结合。主要考虑的就是实验教学内容如何设置，才能和理论有机结合，达到培养目标。

二、课程系统的建设内容

1.建立合理的预备课程体系

嵌入式系统课程内容涉及广泛，系统性和综合性强，嵌入式系统本身就是一个包含软件和硬件的完整微型计算机系统。因此，嵌入式系统的原理和应用技术不是一两门课程就能讲授的，首先需要建立一个合理的嵌入式系统课程预备知识体系的教学来支撑嵌入式系统教学。

结合嵌入式系统的教学要求，需要有两部分的预备知识储备。一是硬件部分需要模拟电路、数字电路、计算机系统结构和微机原理课程的支持；二是软件部分需要C语言、汇编语言、数据结构和操作系统的课程支持。这些课程不是为了嵌入式系统而重复开设的，而是结合嵌入式系统重新调整和优化，以便于嵌入式系统的课程学习。

2.根据专业培养目标设置课程教学内容

嵌入式系统课程目前已经是各大工科高校必不可少的课程。课程教学的培养目标有两方面：一是学生通过课程的学习能够了解嵌入式系统的基本原理，熟悉嵌入式系统开发的整体概貌，掌握某种嵌入式系统开发环境的搭建方法，熟悉嵌入式系统开发的完整流程。这一部分是嵌入式教学的基本要求目标。二是在专业知识背景下能够完成一个相对完整的小型应用系统的开发，为毕业后求职或创业提供一定的基础。

针对专业培养目标与课程的性质，教学内容的设置主要分为两部分：理论和实践，这两部分应该相辅相成，实践内容帮助理论内容的理解，并且理论可在实践中得到验证和发展。如何设置两者的内容就成了教学过程中的关键问题。

（1）理论教学环节

嵌入式系统内容多而泛，需要理论教学内容与实践环境一致，才能使教学达到目标要求。依据实验环境的配备以及与嵌入式主流技术一致的原则，确定理论教学环节一是掌握ARM嵌入式处理器的体系结构，汇编指令集以及在ARM体系下的嵌入式编程，使学生掌握基于ARM7和ARM9典型嵌入式处理器的硬件开发平台，硬件接口开发；二是Linux嵌入式操作系统，嵌入式软件设计，以及Linux嵌入式系统开发举例；三、系统设计过程中电磁兼容特性的影响和改善的措施。

（2）实践教学环节

实践教学的内容设置不仅要做到对理论教学的支持，还需要能够调动学生的主动意识，更好的帮助教学目标的实现，同时兼顾学生的特点和专业方向，达到“由浅入深，由简单到复杂”的多层次实践教学内容。

首先是实验课程教学，内容依照对比验证、设计扩展和综合应用三个层次来设置，这是实践课程的必修环节。对比验证实践内容主要根据实验室的标准配置，掌握嵌入式系统的基本结构、编程方法和开发环境的使用等内容。设计扩展实践内容和项目指实验环境有扩展的空间，给学生发挥的空间。锻炼学生独立思考，独立解决问题的能力。综合应用实践内容随着理论知识的积累和基础实践的锻炼，实践内容应该以综合性、系统级的为主，目的是锻炼学生综合运用知识的能力。

其次是可以通过科创、竞赛或毕业设计等实践环节，此为选修环节，针对基础好的同学可以在通信专业方向上设置实践内容，在这个阶段，应该在工程和企业层面来要求学生，要引入设计说明书、设计流程图、开发进度表、软件工程控制文档和测试报告等概念。

嵌入式系统课程体系的建立要从专业的培养目标出发，结合学校资源，建立符合相关专业培养方向的课程体系，以及适当的应用环境，体现课程的综合性，经过几届学生的教学活动，该课程体系可以基本达到培养目标的要求。但由于师资和实验设备等的局限，我们的课程体系还存在很多的不足，今后需要在师资培养和实验环境上加大重视，将课程体系不断完善，培养出有开发能力的嵌入式人才。

基金项目：嵌入式开发与应用课程建设（2012KCJS-11）；上海电机学院校级重点课程建设项目。

参考文献：