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物聯(lián)網(wǎng)工程嵌入式培養(yǎng)范文1
嵌入式課程教學(xué)在國內(nèi)已經(jīng)開展了近20年,目前大多數(shù)的普通本科院校、高職高專和獨(dú)立學(xué)院都開設(shè)有嵌入式相關(guān)的課程。嵌入式系統(tǒng)不僅是一門綜合多個(gè)領(lǐng)域知識的工程應(yīng)用技術(shù),同時(shí)也是新興行業(yè)領(lǐng)域(物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等)的重要組成部分[1]。隨著技術(shù)的進(jìn)步,物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)口,潮流勢不可擋。嵌入式系統(tǒng)正是這些產(chǎn)業(yè)應(yīng)用技術(shù)中最核心、最關(guān)鍵的部分,目前市場上嵌入式系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)人才嚴(yán)重匱乏,出現(xiàn)了很大的人才缺口,雖然全國高校紛紛開展了嵌入式系統(tǒng)卓越人才的培養(yǎng),但在課程教學(xué)過程、課程內(nèi)容設(shè)置及授課方式上成效并不是很理想。因此,在應(yīng)用型高校建設(shè)的背景下,如何有效地開展嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革,提高嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)質(zhì)量以滿足相關(guān)行業(yè)的需求顯得尤為重要。
1電子信息工程專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程特點(diǎn)
電子信息工程專業(yè)是集現(xiàn)代電子技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)于一體的專業(yè)[2],主要研究信息的獲取與處理,電子設(shè)備與信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用和集成。而嵌入式技術(shù)是20世紀(jì)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志,有著廣闊的市場發(fā)展空間。嵌入式技術(shù)已廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、安防監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)安全、醫(yī)療器械、視頻編碼解碼、圖像處理、航天航空等領(lǐng)域。國內(nèi)多所高校都開展了嵌入式系統(tǒng)課程,而且嵌入式系統(tǒng)課程作為電子信息工程的一門核心專業(yè)課程,是以應(yīng)用為中心,對于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說,硬件方面學(xué)習(xí)側(cè)重于電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、醫(yī)療儀器、智能儀表等的方案設(shè)計(jì),軟件專業(yè)則側(cè)重于嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)。嵌入式系統(tǒng)課程內(nèi)容涵蓋范圍廣泛,課程學(xué)時(shí)又比較緊張,無法在課堂教學(xué)中使學(xué)生對硬件、軟件都精通。因此,教學(xué)更側(cè)重于基礎(chǔ)內(nèi)容,結(jié)合實(shí)踐環(huán)節(jié)使學(xué)生在硬件和軟件兩方面掌握嵌入式技術(shù)。硬件方面可以掌握如何去讀懂電路原理圖、能夠讀懂芯片手冊,熟悉嵌入式系統(tǒng)的外設(shè),畢業(yè)后可以從事嵌入式驅(qū)動(dòng)開發(fā)、系統(tǒng)移植工作。軟件方面,熟悉操作系統(tǒng)的工作原理,熟練掌握C語言編程,熟悉交叉編譯環(huán)境下進(jìn)行應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與測試程序設(shè)計(jì)。授課教師可以利用學(xué)習(xí)通、騰訊課堂、雨課堂等在線教育平臺,提供給學(xué)生豐富的參考資料,對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)習(xí)。從而克服教學(xué)時(shí)間短、授課內(nèi)容不全面的弊端,滿足學(xué)生課下深入學(xué)習(xí)的需求。
2嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀
國內(nèi)嵌入式課程的平臺存在多樣化和復(fù)雜性現(xiàn)狀,各高校基于自身已有的資源開展課程,導(dǎo)致嵌入式教學(xué)即使相同的課程也會(huì)由于硬件平臺不同,而選擇的嵌入式OS不同,課程的內(nèi)容都會(huì)因?yàn)殚_發(fā)板、編譯工具、操作系統(tǒng)不同而不同。傳統(tǒng)工科單片機(jī)課程開展的非常廣泛,因此目前基于8051和80x86單片機(jī)進(jìn)行嵌入式教學(xué)高校比重依然很大,一般選擇的是μC/OS。北京郵電大學(xué)軟件學(xué)院一直強(qiáng)調(diào)通信設(shè)備對嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)(RTOS)的依賴,他們把這個(gè)作為自己學(xué)院嵌入式教學(xué)一個(gè)重點(diǎn),堅(jiān)持在教學(xué)中使用VxWorks和C/OS這種RTOS類型的嵌入式操作系統(tǒng)。也有一些嗅覺靈敏的學(xué)校已經(jīng)開始針對現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)整。Linux、ARM、嵌入式設(shè)計(jì)這類課程已經(jīng)越來越多的引入課堂。隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的進(jìn)入,ZigBee、WiFi和藍(lán)牙等無線技術(shù)和MEMS傳感器技術(shù),這些原本自成一體的嵌入式系統(tǒng)變成了智能聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),因此傳統(tǒng)的8051單片機(jī)教學(xué)和“ARM+Linux”的嵌入式教學(xué)也亟需改革。
3應(yīng)用型本科嵌入式課程教學(xué)改革
3.1師資隊(duì)伍建設(shè)
教師隊(duì)伍是高校發(fā)展的關(guān)鍵,應(yīng)用型本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵是建設(shè)一支既重視理論又具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師隊(duì)伍。學(xué)校要根據(jù)應(yīng)用型的辦學(xué)定位,圍繞專業(yè)人才培養(yǎng)需要,首先可以考慮加大“雙師型”教師的引進(jìn),同時(shí)可以結(jié)合課程設(shè)置,聘請企業(yè)優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行授課,引入實(shí)際的項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn),可以從實(shí)踐的角度去指導(dǎo)學(xué)生項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)。其次,學(xué)校可以選派教師到行業(yè)企業(yè)掛職鍛煉,參與實(shí)際項(xiàng)目,從而提升授課教師的實(shí)踐應(yīng)用能力。學(xué)校要加強(qiáng)對教師能力的培訓(xùn),使他們持續(xù)提升教學(xué)能力。有計(jì)劃選派青年教師到高水平院校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)修學(xué)習(xí),提升專業(yè)理論能力。建立與應(yīng)用型人才培養(yǎng)相適應(yīng)的教師評價(jià)制度、績效考核、職務(wù)(職稱)評聘、薪酬激勵(lì)和科研成果獎(jiǎng)勵(lì)等制度,引導(dǎo)教師投身教學(xué)、開發(fā)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐項(xiàng)目、開展有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的應(yīng)用研究,形成能轉(zhuǎn)化為服務(wù)社會(huì)的應(yīng)用研究成果。
3.2實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容建設(shè)
嵌入式系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置目的是通過實(shí)驗(yàn)教學(xué),驗(yàn)證、鞏固和補(bǔ)充課堂講授的理論知識,使學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用有深刻的認(rèn)識,并通過對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法熟悉今后在工程實(shí)際中設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)打下基礎(chǔ)[3]。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)教學(xué)目標(biāo)可分為基礎(chǔ)技能實(shí)驗(yàn),根據(jù)課堂講授的理論知識結(jié)合基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生獨(dú)立完成。課程進(jìn)行到相應(yīng)程度后,可以設(shè)置綜合型實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)可以包含幾個(gè)章節(jié)的內(nèi)容,完成一個(gè)具體功能的小項(xiàng)目,由指導(dǎo)教師指定或讓學(xué)生自由選擇組隊(duì),鍛煉其團(tuán)隊(duì)合作能力共同完成項(xiàng)目。根據(jù)每個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的完整性、實(shí)驗(yàn)指標(biāo)點(diǎn)完成情況,以及對實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范性,進(jìn)行評分。
3.3教學(xué)內(nèi)容改革
傳統(tǒng)的嵌入式教學(xué)以理論講解為主,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也僅僅是結(jié)合章節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì),不利于學(xué)生接受。現(xiàn)在很多工科院校在教學(xué)改革方面,壓縮理論課學(xué)時(shí),加大學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重,重視應(yīng)用能力培養(yǎng)的思路。例如上海交大在嵌入式課程教學(xué)創(chuàng)新研討介紹他們的“嵌入式系統(tǒng)原理與實(shí)驗(yàn)”理論和實(shí)驗(yàn)的比例已經(jīng)調(diào)整到3:2(以前是3.5:1.5)。嵌入式課程是一門理論講授和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課程[4],從某種意義講實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)更重要。因此教學(xué)改革方面可以對大綱要求的知識點(diǎn)進(jìn)行重新布置,緊密結(jié)合一個(gè)對應(yīng)項(xiàng)目案例,通過具體案例,促進(jìn)新知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)掌握,提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,具體過程為:講授演示-小案例練習(xí)-項(xiàng)目分析-小組討論-綜合案例實(shí)踐。理論課階段,通過小案例的講解+實(shí)踐無縫銜接,幫助學(xué)生掌握知識點(diǎn)。綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)階段,在掌握基本知識點(diǎn)的基礎(chǔ)上,針對具體應(yīng)用設(shè)計(jì)出具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生可以采用自由組隊(duì)方式,在完成過程中掌握理論知識的運(yùn)用以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作開展項(xiàng)目的技巧。
3.4學(xué)生成績考核
嵌入式系統(tǒng)課程考核方法應(yīng)重視解決實(shí)際工程問題的能力,改變傳統(tǒng)單一卷面考試的考核評價(jià)方法。以往學(xué)生成績中理論考試占比大,實(shí)踐環(huán)節(jié)占比小,無法對學(xué)生進(jìn)行全面評價(jià)。縮小理論考試成績在最終成績中的比例,增加實(shí)踐成績的比重,充分提高學(xué)生參與實(shí)踐的積極性,采用課堂表現(xiàn)(10%)+實(shí)驗(yàn)(30%)+報(bào)告(10%)+期末考試(50%)的綜合考核方式更重視完成綜合項(xiàng)目的參與討論過程、團(tuán)隊(duì)合作意識、書寫規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。根據(jù)學(xué)生在項(xiàng)目組中的工作量不同獲得不等的學(xué)分,激發(fā)學(xué)生的競爭意識,提高學(xué)生的主動(dòng)性。在項(xiàng)目完成的時(shí)候,教師對學(xué)生完成情況采取答辯打分的方式。
4結(jié)語
隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,工業(yè)領(lǐng)域智能化程度的不斷提高,嵌入式系統(tǒng)的重要性越發(fā)彰顯,應(yīng)用將越來越廣泛和深入。企業(yè)對嵌入式人才需求旺盛,從而也促使嵌入式教學(xué)將迎來一個(gè)新的發(fā)展機(jī)遇。只有加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè),健全科學(xué)的培養(yǎng)方法,形成高效的評價(jià)機(jī)制,才能有效引導(dǎo)學(xué)生,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、思維能力和創(chuàng)新能力。
參考文獻(xiàn):
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物聯(lián)網(wǎng)工程嵌入式培養(yǎng)范文2
關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng) 產(chǎn)學(xué)研 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng) 考核模式
隨著物聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)的發(fā)展,嵌入式產(chǎn)品在全球各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。但我國嵌入式人才一方面市場供不應(yīng)求、企業(yè)選人難;一方面高校畢業(yè)生就業(yè)難。主要問題是畢業(yè)生不能滿足市場對人才的要求,校企合作不夠緊密。這種現(xiàn)象不僅存在于本科畢業(yè)生中。隨著研究生的擴(kuò)招,提高研究生就業(yè)率也提上了議事日程。學(xué)校不能向?qū)W生提供足夠的實(shí)踐機(jī)會(huì),有些教學(xué)只有理論講解,沒有實(shí)踐操作,或者學(xué)生做實(shí)驗(yàn)僅僅是基于實(shí)驗(yàn)箱的步驟完成實(shí)驗(yàn),不能提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際工程項(xiàng)目研發(fā)能力,故不能滿足嵌入式研發(fā)企業(yè)對于人才的要求。對于微電子專業(yè)而言,芯片設(shè)計(jì)更新?lián)Q代很快,系統(tǒng)集成、片上系統(tǒng)甚至片上可編程系統(tǒng)需求大批既懂芯片設(shè)計(jì)又懂嵌入式系統(tǒng)的復(fù)合人才,這方面與國際同行業(yè)先進(jìn)企業(yè)對人才的要求還有很大的差距。因此,如何破解這些問題,形成適應(yīng)市場對嵌入式系統(tǒng)人才需求培養(yǎng)的新模式,是微電子專業(yè)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)面臨的一個(gè)重要課題。
國內(nèi)外很多高校和實(shí)驗(yàn)室都對嵌入式系統(tǒng)課程進(jìn)行了教學(xué)改革和嘗試,如英國雷丁大學(xué)、德國波恩-萊茵-錫格大學(xué)、新加坡南洋理工大學(xué)和加拿大卡爾頓大學(xué)等;國內(nèi)有清華大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、江西理工大學(xué)和華中理工科技大學(xué)等。上述研究往往涉及計(jì)算機(jī)專業(yè)或電子工程專業(yè)較多,但是對微電子專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)改革研究報(bào)道較少,并且大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革主要是實(shí)驗(yàn)部分的改革。
為了貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》的精神,不斷深化本科生、研究生教學(xué)改革,提高本科生、研究生教育質(zhì)量和就業(yè)率。旨在探索研究微電子專業(yè)嵌入式系統(tǒng)學(xué)研產(chǎn)教育新模式,走出一條將實(shí)際科研項(xiàng)目、教學(xué)環(huán)節(jié)和企業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合的特色之路。以市場甚至國際市場為導(dǎo)向、以企業(yè)甚至跨國公司為依托、學(xué)研產(chǎn)相結(jié)合的新模式,把微電子專業(yè)嵌入式系統(tǒng)科學(xué)研究、企業(yè)技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)緊密結(jié)合起來。尤其是對微電子專業(yè)研究生的教育,與企業(yè)甚至跨國公司合作進(jìn)行技術(shù)研發(fā),提高人才的創(chuàng)新能力、解決工程實(shí)際問題的能力和專業(yè)工程素養(yǎng),培養(yǎng)出基礎(chǔ)較扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、專業(yè)工程素養(yǎng)較高和企業(yè)歡迎的微電子專業(yè)畢業(yè)生。為破解高校學(xué)生就業(yè)難、企業(yè)選人難的問題;為縮小我國與先進(jìn)國家微電子專業(yè)復(fù)合人才的差距,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和長遠(yuǎn)的社會(huì)意義。
1 建立微電子專業(yè)嵌入式系統(tǒng)學(xué)研產(chǎn)平臺
嵌入式系統(tǒng)是微電子專業(yè)研究生和本科生的一門專業(yè)選修課。微電子專業(yè)嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)是緊跟芯片和軟件前沿發(fā)展動(dòng)向、涉及學(xué)科多、國際性器件多且更新?lián)Q代快。該課程要求理論與實(shí)踐緊密結(jié)合,企業(yè)需求解決工程實(shí)際問題的嵌入式人才,這些都促進(jìn)了微電子專業(yè)嵌入式系統(tǒng)學(xué)研產(chǎn)教育新模式的開展,提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和工程項(xiàng)目研發(fā)能力。我校已與北京華芯微特科技有限公司、深圳仙苗科技有限公司和北京飛漫軟件有限公司等單位合作,建立了嵌入式聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,正在與跨國公司相關(guān)人士洽談;另外,本研究室在科學(xué)研究中已初步建立了小型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、RFID系統(tǒng)、光柵測量系統(tǒng)、火炮發(fā)射計(jì)數(shù)系統(tǒng)、煙霧報(bào)警系統(tǒng)和完成芯片設(shè)計(jì)并成功流片的項(xiàng)目等,這些為該課程學(xué)研產(chǎn)新模式的探索和研究搭建了很好的基礎(chǔ)和平臺。部分學(xué)生在華芯微特公司運(yùn)用所學(xué)的ARM匯編語言進(jìn)行指令集的測試設(shè)計(jì)和應(yīng)用設(shè)計(jì)。部分學(xué)生運(yùn)用所學(xué)軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)和制作出電子產(chǎn)品,部分產(chǎn)品已應(yīng)用于企業(yè)。微電子專業(yè)嵌入式系統(tǒng)學(xué)研產(chǎn)新模式的建立,很重要的一項(xiàng)內(nèi)容就是教學(xué)方法和考試方法改革。以實(shí)際工程項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為主要形式,以實(shí)際課題研究、技術(shù)開發(fā)為主要內(nèi)容,整合校企優(yōu)質(zhì)資源,優(yōu)化微電子專業(yè)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)與考試方法,提高學(xué)生的知識水平、學(xué)習(xí)、動(dòng)手和實(shí)際工程實(shí)踐項(xiàng)目的研發(fā)能力,實(shí)現(xiàn)與企業(yè)的緊密合作,為學(xué)生成功走向市場,進(jìn)入企業(yè)增加一份較強(qiáng)勁的推動(dòng)力。
2 實(shí)際項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法改革
基于嵌入式系統(tǒng)學(xué)研產(chǎn)平臺,緊跟嵌入式學(xué)術(shù)前沿的發(fā)展動(dòng)向,不斷改進(jìn)企業(yè)所需的產(chǎn)品功能,并將實(shí)際的研發(fā)項(xiàng)目和研發(fā)過程引入到嵌入式系統(tǒng)課堂,采用課內(nèi)外學(xué)習(xí)、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,使學(xué)生能完成嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際硬件電路設(shè)計(jì)、程序編制、調(diào)試環(huán)境搭建、板級調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)通訊、系統(tǒng)集成和文檔編寫等環(huán)節(jié),提高學(xué)生的工程項(xiàng)目研發(fā)和實(shí)際動(dòng)手能力。將企業(yè)一線專家請到校內(nèi),使學(xué)生近距離聆聽企業(yè)嵌入式專家的報(bào)告和指導(dǎo),提高學(xué)生工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力,豐富學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng),也可以提高學(xué)生的就業(yè)率。同時(shí)也為企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)提供人才保障。另外,也使學(xué)生和教師及時(shí)了解企業(yè)對畢業(yè)生的要求、對課程內(nèi)容的建議和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的需求等,緊跟嵌入式市場的發(fā)展需求,及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和規(guī)劃,培養(yǎng)符合市場及企業(yè)一線需求的微電子嵌入式人才。切實(shí)建立以國際市場為導(dǎo)向,以國內(nèi)企業(yè)和國際企業(yè)為依托、學(xué)研產(chǎn)緊密結(jié)合的微電子專業(yè)嵌入式系統(tǒng)教育新模式。同時(shí)進(jìn)一步加深與企業(yè)之間長期緊密的學(xué)研產(chǎn)用合作關(guān)系,使平臺成為企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和我校微電子專業(yè)嵌入式人才培養(yǎng)的重要基地。
物聯(lián)網(wǎng)工程嵌入式培養(yǎng)范文3
嵌入式系統(tǒng)是一門綜合性很強(qiáng)的課程,主要由計(jì)算機(jī)類、電子類、自動(dòng)化類學(xué)科作為高年級的必修或限修課程開設(shè)。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”這種互聯(lián)網(wǎng)思維的不斷升級實(shí)踐和深入生活,嵌入式系統(tǒng)僅作為工業(yè)級應(yīng)用已經(jīng)成為昨日黃花,物聯(lián)網(wǎng)將成為嵌入式系統(tǒng)的最主要應(yīng)用方向之一。以ARM內(nèi)核芯片為處理器的智能通訊系統(tǒng)成為智能手機(jī)中相當(dāng)龐大的一支力量。嵌入式系統(tǒng)正如其名一樣,逐漸嵌入到人們的日常生活中。嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)踐性要求高,經(jīng)費(fèi)緊張,歷史短,積累經(jīng)驗(yàn)少,因此嵌入式人才匱乏,缺乏嵌入式系統(tǒng)人才的問題已經(jīng)阻礙嵌入式產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。由于需要軟硬件結(jié)合進(jìn)行教學(xué),注重動(dòng)手實(shí)驗(yàn),需要理論與實(shí)踐并重的方法,因此,嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革需要的理念與近年來興起的CDIO工程教育模式不謀而合。2000年,美國麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所院校經(jīng)過四年左右的研究,提出CDIO工程教育模式的理念。CDIO的C、D、I、O四個(gè)字母分別代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)。CDIO培養(yǎng)大綱將學(xué)生能力分為工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面,要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生的學(xué)習(xí)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)[2]。也就是說,關(guān)注學(xué)生工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的形成和累積,鍛煉動(dòng)手能力是工程教育模式的主要目標(biāo)。國內(nèi)外很多大學(xué)都很關(guān)注這一模式,已經(jīng)有幾十所國外著名大學(xué)加入CDIO組織;國內(nèi)也有多所院校加入了教育部的CDIO工程教育模式研究與實(shí)踐課題組試點(diǎn)工作組。這對于嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)改革提供了很好的外部平臺,并有方向性的指導(dǎo)作用。以設(shè)計(jì)方案為導(dǎo)向的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的改革以建立學(xué)生的系統(tǒng)工程體系為主要目標(biāo),以總體設(shè)計(jì)和局部設(shè)計(jì)為著眼點(diǎn),發(fā)掘?qū)W生的分析、解決問題和構(gòu)建方案的能力,力求在以后的工作中能夠?qū)W為所用。
2教學(xué)現(xiàn)狀
嵌入式系統(tǒng)課程綜合性強(qiáng),內(nèi)容多而龐雜,需要的先修課程多,包括C語言程序設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)、Linux操作系統(tǒng)、數(shù)字邏輯、電路基礎(chǔ)等諸多課程,一般開設(shè)在大三的下學(xué)期或大四的上學(xué)期,這樣先修課程學(xué)生能夠比較充分地完成。中國石油大學(xué)的嵌入式系統(tǒng)課時(shí)為32學(xué)時(shí),其中16學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),授課學(xué)時(shí)較少。學(xué)生雖為工科學(xué)生,但以計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和軟件工程專業(yè)的學(xué)生為主,硬件基礎(chǔ)差,動(dòng)手組裝、焊接能力不強(qiáng);但對于軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析、理解和編程能力較好。目前嵌入式系統(tǒng)課程安排在大四的上學(xué)期,但學(xué)生面臨考研、工作等重要的人生選擇問題,學(xué)習(xí)熱情有所下降,部分實(shí)驗(yàn)不能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。但從總體教學(xué)情況來看,絕大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情很高,對于這個(gè)較新的課程門類很感興趣,對課程的實(shí)用價(jià)值和能夠?qū)W到的知識認(rèn)可度很高。很多學(xué)生課程結(jié)束后都有意猶未盡的感覺,經(jīng)常與筆者交流:能否多來實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行練習(xí)?是否有相關(guān)課程可以旁聽?等等。但是苦于入門比較困難,而且需要投入較多的時(shí)間進(jìn)行軟硬件調(diào)試和練習(xí),很難有實(shí)質(zhì)性的提高。
3以設(shè)計(jì)方案為導(dǎo)向的教學(xué)方法改革
因?qū)W生的基礎(chǔ)較弱,因此課程重點(diǎn)集中在培養(yǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的規(guī)劃和嵌入式操作系統(tǒng)的理解和實(shí)現(xiàn)。以嵌入式Linux為主要平臺,對于系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、底層硬件構(gòu)件,嵌入式Linux操作系統(tǒng)的剪裁、編譯、移植,Bootloader的編譯和燒寫,驅(qū)動(dòng)模塊的編寫和編譯,以及在系統(tǒng)中的使用進(jìn)行介紹。在教學(xué)中以一個(gè)GPS定位系統(tǒng)為例,從總體設(shè)計(jì)開始介紹,讓學(xué)生從系統(tǒng)角度開始認(rèn)識嵌入式系統(tǒng)的組成,包括硬件構(gòu)件和軟件構(gòu)件,讓學(xué)生簡單了解嵌入式系統(tǒng)的概念。作為一個(gè)典型的嵌入式系統(tǒng),GPS定位系統(tǒng)包含了一般嵌入式系統(tǒng)中常見的硬件組件(如液晶屏幕、鍵盤、天線、CPU、ROM、Flash等),也包含了常見軟件構(gòu)件(如嵌入式Linux操作平臺、地圖存儲數(shù)據(jù)庫、地圖的查詢和顯示系統(tǒng)等),具有較好的示范效果和引導(dǎo)作用。在教學(xué)實(shí)踐中從需求分析開始引入總體的設(shè)計(jì)方案,引導(dǎo)學(xué)生思考系統(tǒng)需要的基本硬件和軟件組件,然后進(jìn)入到每個(gè)組件的局部,分別進(jìn)行說明和介紹。如引導(dǎo)學(xué)生分析GPS定位系統(tǒng)的功能后,引出硬件組件中液晶屏幕是必選組件,然后進(jìn)一步深入介紹其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、類型、基本原理、選件要點(diǎn),另外對于液晶屏幕和其他組件的連接方法、與哪些部件相連、如何供電進(jìn)行進(jìn)一步延伸。接下來從供電系統(tǒng)又可擴(kuò)展到如何降低系統(tǒng)能耗,哪些部件是耗電大戶,如何完成低功耗的配置和在設(shè)計(jì)中如何減少不必要的電能消耗,電池的類型以及選擇方法。對于CPU部分的介紹可引入對于嵌入式處理器的類型、結(jié)構(gòu)、通用功能說明,同時(shí)引入ARM架構(gòu)處理器。對于ARM處理器則可進(jìn)一步詳細(xì)闡明其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、寄存器和流水線技術(shù)、指令系統(tǒng)、異常處理方法等相關(guān)內(nèi)容。對于軟件組件,如Bootloader部分,也可以采用類似的方式。首選在嵌入式系統(tǒng)整個(gè)軟件的總體結(jié)構(gòu)中體現(xiàn)Bootloader的位置和作用,然后延伸到Bootloader目前的版本、類型,最后進(jìn)入其內(nèi)部結(jié)構(gòu),分別介紹stage1和stage2兩個(gè)部分的基本結(jié)構(gòu)和功能、啟動(dòng)的順序等內(nèi)容。其他部分組件依次進(jìn)行延伸介紹和說明。這樣從總體到局部,從系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案開始,逐漸進(jìn)入各個(gè)局部部件,讓學(xué)生首選對整體的嵌入式系統(tǒng)有個(gè)認(rèn)識,簡單了解嵌入式系統(tǒng)的概念,引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,且不讓學(xué)生望而卻步,再進(jìn)一步到系統(tǒng)的各個(gè)組件的具體內(nèi)容,逐個(gè)進(jìn)行介紹和說明,層層遞進(jìn),達(dá)到較好的教學(xué)效果。
4結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)工程嵌入式培養(yǎng)范文4
關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);感知層;實(shí)踐教學(xué)體系;課程群
DOIDOI:10.11907/rjdk.162176
中圖分類號:G436文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號文章編號:16727800(2017)001019703
引言
物聯(lián)網(wǎng)可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)處理層和應(yīng)用層。感知層位于系統(tǒng)的最底層,完成對現(xiàn)實(shí)世界信息的采集與匯聚,是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心[1]。目前,大部分高校針對感知層模塊開設(shè)的課程多、時(shí)間跨度大,學(xué)生在學(xué)習(xí)這些課程時(shí),困難多、興趣低、動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力差。為了改變這種教學(xué)現(xiàn)狀,對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行模塊化分解,將實(shí)踐教學(xué)體系分為:認(rèn)知實(shí)踐教學(xué)模塊、程序設(shè)計(jì)與算法分析實(shí)踐教學(xué)模塊、感知層實(shí)踐教學(xué)模塊、網(wǎng)絡(luò)層實(shí)踐教學(xué)模塊、數(shù)據(jù)處理層實(shí)踐教學(xué)模塊和應(yīng)用層實(shí)踐教學(xué)模塊。根據(jù)各模塊的教學(xué)目的,有針對性地開展實(shí)踐教學(xué),強(qiáng)化學(xué)生的知識綜合運(yùn)用能力、動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力。本文主要介紹感知層實(shí)踐教學(xué)模塊。
1感知層主要技術(shù)
感知層一般包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)短距離傳輸兩部分。感知層首先通過傳感器、RFID等設(shè)備采集外部世界的數(shù)據(jù),然后通過ZigBee、WIFI、現(xiàn)場總線等技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)關(guān)設(shè)備。感知層主要技術(shù)包括:傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、嵌入式技術(shù)、ZigBee技術(shù)等[2]。傳感器是一種檢測裝置,通過敏感元件將檢測的信息按照一定規(guī)律變換成電信號輸出。RFID是一種自動(dòng)識別技術(shù),它利用射頻信號通過空間電磁耦合實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息識別物體。嵌入式技術(shù)是讓物體具有“智慧”的一種關(guān)鍵技術(shù),是將計(jì)算機(jī)直接嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中,融合了計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、軟件技術(shù)、微電子技術(shù)和通信技術(shù)等。ZigBee是一種短距離無線通信技術(shù),具有功耗低、網(wǎng)絡(luò)容量大、網(wǎng)絡(luò)自組織能力強(qiáng)等特點(diǎn)[3],在物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著重要作用。
2感知層實(shí)踐教學(xué)目的及內(nèi)容
感知層實(shí)踐教學(xué)的目的是能夠根據(jù)實(shí)際需要,設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般分為數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和嵌入式網(wǎng)關(guān)。數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集,一般由傳感器、單片機(jī)和無線通信接口組成。嵌入式網(wǎng)關(guān)是數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的橋梁,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的匯聚、處理和遠(yuǎn)程通信。從學(xué)生學(xué)習(xí)角度來看,主要掌握硬件開發(fā)技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)。信陽師范學(xué)院針對感知層開設(shè)的課程有:電子線路、數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)原理與接口、嵌入式系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、傳感器技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、 射頻識別技術(shù)、ZigBee技術(shù)等課程。依據(jù)課程間的相互關(guān)系和實(shí)踐教學(xué)目的,該模塊實(shí)踐教學(xué)可以細(xì)分為硬件課程群和數(shù)據(jù)采集課程群。
3硬件課程群實(shí)踐教學(xué)實(shí)施方案
該課程群包括電子線路、數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)原理與接口和嵌入式系統(tǒng)5門課程,主要使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理,使學(xué)生具有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件開發(fā)能力和針對具體硬件進(jìn)行軟件開發(fā)的能力。從知識體系結(jié)構(gòu)上來看,電子線路和數(shù)字邏輯是基礎(chǔ)知識層,讓學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)各類半導(dǎo)體器件、門電路、組合邏輯電路、集成元器件的基本原理和使用方法,使學(xué)生具備設(shè)計(jì)基本的放大電路、脈沖數(shù)字電路和運(yùn)用現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計(jì)數(shù)字電路的能力。計(jì)算機(jī)組成原理和微機(jī)原理與接口是基本原理層,主要讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)的組成原理、體系架構(gòu)、指令系統(tǒng)、編程方法和接口技術(shù),其中計(jì)算機(jī)組成原理側(cè)重各個(gè)部件工作原理,微機(jī)原理與接口側(cè)重于各個(gè)部件的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)是應(yīng)用層,主要讓學(xué)生掌握C51單片機(jī)、ARM微控制器的工作原理及使用,能夠根據(jù)實(shí)際需要,設(shè)計(jì)出硬件電路,并針對硬件進(jìn)行軟件開發(fā)[4]。在以往的教學(xué)中,教師只注重本門課程知識的講解,忽視了各門課程間的相互聯(lián)系,以致于學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識課程時(shí),不知道該門課程到底有何用處,在學(xué)習(xí)基本原理課程時(shí),覺得上課內(nèi)容枯燥乏味,以致學(xué)生基礎(chǔ)不扎實(shí),等到上應(yīng)用課程時(shí),又覺困難重重,教師不得不復(fù)習(xí)以前的基礎(chǔ)知識和基本原理,導(dǎo)致課堂效率低、教學(xué)質(zhì)量不高。為了改變這種現(xiàn)狀,將這些課程作為一個(gè)系統(tǒng)并劃分知識點(diǎn),重新修改各門課程的教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)大綱,對相互聯(lián)系、交叉、重迭的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整理,實(shí)現(xiàn)了課程間的無縫銜接,形成了一套前后銜接合理、重點(diǎn)突出、層次分明的課程體系。實(shí)踐教學(xué)即要體現(xiàn)本門課程的教學(xué)重點(diǎn),又要體現(xiàn)出該門課程在硬件課程群中的作用。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,每門課還增加了設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)。硬件課程群實(shí)踐教學(xué)如表1所示。
VGA接口驗(yàn)通過采用CPLD芯片EPM240T100進(jìn)行Verilog設(shè)計(jì)使學(xué)生熟悉Verilog設(shè)計(jì)、掌握各種接口的特性,彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)能力鍛煉不足的缺點(diǎn)嵌入式
系統(tǒng)驗(yàn)證型嵌入式軟件開發(fā)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、I/O接口實(shí)驗(yàn)、串口通信實(shí)驗(yàn)、看門狗實(shí)驗(yàn)、I2C實(shí)驗(yàn)、Nand Flash實(shí)驗(yàn)采用實(shí)際硬件電路,熟悉和掌握以S3C2410為代表的ARM基本編程和實(shí)際功能驗(yàn)證使學(xué)生了解ARM體系結(jié)構(gòu)和工作原理,提升編程能力,熟悉嵌入式系統(tǒng)的工作方式和特性綜合型
設(shè)計(jì)型邏輯分析儀設(shè)計(jì)
數(shù)碼相框設(shè)計(jì)通過FPGA芯片EP1C3T144初步掌握嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)通過數(shù)據(jù)采集、VGA顯示、SD卡讀寫、圖片解碼、SDRAM控制等實(shí)際應(yīng)用場景,使學(xué)生對電路設(shè)計(jì)和Verilog的掌握更加深入,涉及的嵌入式知識更加全面4數(shù)據(jù)采集課程群實(shí)踐教學(xué)實(shí)施方案
該課程群包括傳感器技術(shù)、信號與系統(tǒng)、RFID技術(shù)、ZigBee技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)等課程,主要讓學(xué)生掌握傳感器的基本原理、信號處理、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、Zigbee技術(shù)等,使學(xué)生具有設(shè)計(jì)和開發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的能力。由于數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要介紹數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的原理、設(shè)計(jì)方法、分析方法,使學(xué)生掌握基本的專業(yè)思想,為學(xué)生將來設(shè)計(jì)、開發(fā)、維護(hù)、使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)打好基礎(chǔ),所以教學(xué)模式以課堂講授為主,沒有單獨(dú)開設(shè)實(shí)驗(yàn)課。無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是以Zigbee技術(shù)、傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)為基礎(chǔ),所以主要開設(shè)的是綜合型設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)采集課程群實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容如表2所示。
綜合型溫度、壓力、流速等傳感器的選擇和使用根據(jù)實(shí)際要求,選擇合適的傳感器,并設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路,并用單片機(jī)測量、顯示不僅讓學(xué)生掌握傳感器的選擇和方法,而且能夠結(jié)合數(shù)據(jù)采集技術(shù)、單片機(jī)技術(shù),提高學(xué)生綜合知識運(yùn)用能力Zigbee
技術(shù)設(shè)計(jì)型Zigbee無線紋機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮烷_發(fā)版硬件原理圖,查閱無線單片機(jī)使用手冊,編寫程序并調(diào)試提高學(xué)生自學(xué)能力、針對硬件的編程能力和綜合知識運(yùn)用能力驗(yàn)證型Zigbee協(xié)議棧和組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)合Z-Stack程序流程圖,讀懂與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的程序代碼,并調(diào)試提高學(xué)生程序閱讀能力和動(dòng)手能力無線傳感
器網(wǎng)絡(luò)綜合型
設(shè)計(jì)型針對智能家居、智慧農(nóng)業(yè)、智慧倉儲等領(lǐng)域,開發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)針對自選的應(yīng)用領(lǐng)域,設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),并完成數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的軟、硬件開發(fā)。提高學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合知識運(yùn)用能力和創(chuàng)新能力RFID技術(shù)驗(yàn)證型高頻、超高頻、低頻數(shù)據(jù)標(biāo)簽的讀寫對高頻、超高頻、低頻數(shù)據(jù)標(biāo)簽的進(jìn)行讀寫、設(shè)置密碼、更改密碼等操作掌握RFID數(shù)據(jù)標(biāo)簽的基本操作設(shè)計(jì)型設(shè)計(jì)一個(gè)RFID讀寫器任選一個(gè)頻段,設(shè)計(jì)一個(gè)RFID讀卡器,給出詳細(xì)的硬件、軟件設(shè)計(jì)方案提高學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合知識運(yùn)用能力
5感知層綜合實(shí)踐教學(xué)
感知層綜合實(shí)踐教學(xué)模塊是在感知層所有相關(guān)課程學(xué)習(xí)完后開展的綜合性實(shí)踐教學(xué)活動(dòng),一般在第7學(xué)期開展。學(xué)生根據(jù)自己興趣和就業(yè)方向,選擇不同的模塊開展實(shí)訓(xùn)。學(xué)生可以選擇在校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地完成,也可以在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室完成。如果選擇在校外,學(xué)生在校外實(shí)習(xí)基地的兼職教師指導(dǎo)下完成項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)任務(wù),如果選擇在校內(nèi),則由專業(yè)教師指導(dǎo)完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)。信陽師范學(xué)院在感知層方面提供智能家居、智能農(nóng)業(yè)、智能水利等項(xiàng)目供學(xué)生選擇,學(xué)生也可以根據(jù)自己的興趣自選項(xiàng)目。
6結(jié)語
物聯(lián)網(wǎng)感知層涉及電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、短距離通信技術(shù)等,知識面廣、難度大,因此,大部分院校開設(shè)了大量與感知層相關(guān)的課程。為了提高教學(xué)效果,提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力,信陽師范學(xué)院針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)開展了模塊化實(shí)踐教學(xué)體系研究,針對該模塊開展有針對性的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng),增加了大量綜合型設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,著重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力,取得了良好效果,值得借鑒。
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物聯(lián)網(wǎng)工程嵌入式培養(yǎng)范文5
關(guān)鍵詞:聯(lián)網(wǎng)工程 實(shí)踐創(chuàng)新 研究
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)09(b)-0241-01
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種十分新型,但工作效果極為強(qiáng)大,短短幾十年而已,這種技術(shù)就在世界范圍內(nèi)得到了極為廣泛的思考和研究。并且還為我國的軍事以及醫(yī)療,農(nóng)業(yè)等方面做了巨大的貢獻(xiàn),并且,隨著科技的不斷進(jìn)步,我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將得到更大的發(fā)展,這就使得物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)更加必要,在國家大力倡導(dǎo)下,我國很多高校都已經(jīng)開始使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),這對于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與理論結(jié)合實(shí)踐的能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的基本要求
(1)具有扎實(shí)寬廣的自然科學(xué)基礎(chǔ),扎實(shí)的信息科學(xué)基礎(chǔ)知識。
(2)具有較好的人文社會(huì)科學(xué)、管理科學(xué)知識,綜合素質(zhì)較高,并具有一定的組織協(xié)調(diào)與管理能力。
(3)熟練掌握一門外語,具有良好的聽、說、讀、寫能力,能順利閱讀本專業(yè)外文書籍和文獻(xiàn)。
(4)掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和應(yīng)用技術(shù),主要包括電路理論、模擬與數(shù)字電子技術(shù)、射頻識別、傳感器原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)、傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、分布式系統(tǒng)、并行計(jì)算、多媒體信息融合等。
(5)較好地掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工業(yè)過程監(jiān)控、自助服務(wù)管理及信息處理等方面的知識,了解本專業(yè)學(xué)科的前沿發(fā)展趨勢。
2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)方式
任何技術(shù)的順利實(shí)施和普及,歸根結(jié)底是以人為主體進(jìn)行的活動(dòng),因此,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術(shù)的普及和應(yīng)用,也要以學(xué)生的主體情況為前提和基礎(chǔ),對于不同的學(xué)生,所采用的方式方法也會(huì)有所不同,因此,我們也需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,采取不同的方式進(jìn)行培養(yǎng),我們要通過以下方式進(jìn)行。
2.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識學(xué)習(xí)
在進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程中,我們也要注意一些重點(diǎn),并且,還要注意理論與實(shí)際相結(jié)合,我們可以將教育的重點(diǎn)問題放在硬件與理論知識的研究上面,并且我們還不能夠只限于一個(gè)行業(yè)的研究。在進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程中,我們要了解到它與計(jì)算機(jī)專業(yè)的區(qū)別所在,切不可完全按照計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)方式進(jìn)行,物聯(lián)網(wǎng)工程的重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的主觀實(shí)踐能力,同時(shí)還要將計(jì)算機(jī)操作的各種基礎(chǔ)知識,如:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),語言編程等進(jìn)行綜合的運(yùn)用,學(xué)生能夠在算法與理論的基礎(chǔ)上,對物聯(lián)網(wǎng)理論及其有關(guān)的科目進(jìn)行學(xué)習(xí),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。
2.2 以工程應(yīng)用需求作為創(chuàng)新性培養(yǎng)方向
對于物聯(lián)網(wǎng)學(xué)生的培養(yǎng)的,是建立在工程應(yīng)用這個(gè)基礎(chǔ)之上的,這就要求學(xué)生們必須要具有敏銳的洞察力與適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境的能力,同時(shí)還要具有創(chuàng)新精神與冒險(xiǎn)精神。學(xué)生們要懂得將自身的專業(yè)特點(diǎn)與現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)工程最為需求的方面相結(jié)合,繼而準(zhǔn)確找到兩者之間的銜接點(diǎn),可以合理的將物聯(lián)網(wǎng)理論與實(shí)踐相融合,進(jìn)而解決掉很多實(shí)際問題,比如,交通智能化,這樣就可以促進(jìn)創(chuàng)新理論的科學(xué)發(fā)展,如果將計(jì)算機(jī)技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)理論與工程實(shí)踐相結(jié)合,那么物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐創(chuàng)新就有了一個(gè)新的發(fā)展目標(biāo)。現(xiàn)階段,我國的大部分的計(jì)算機(jī)學(xué)院已經(jīng)具備了智能化的教學(xué)訓(xùn)練平臺。并且隨著工程應(yīng)用需求量的不斷增加,我們對于實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容也會(huì)有一個(gè)更加科學(xué)合理的改善,而對于學(xué)生的培養(yǎng)和訓(xùn)練也要更加專業(yè),強(qiáng)度也需要更大。
2.3 以學(xué)生為中心的自主創(chuàng)新
在實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力的過程中,我們所要注意的是學(xué)生的自主性,加強(qiáng)學(xué)生自主能力的培養(yǎng),能夠有效的提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與主觀能動(dòng)性,使其能夠?qū)W(xué)生產(chǎn)生興趣,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識與實(shí)踐方向的有機(jī)結(jié)合,要以學(xué)生的興趣與思維為主,教師發(fā)揮其引導(dǎo)和監(jiān)督的作用,使學(xué)生們能夠?qū)⒆陨硭A備的知識與其愛好進(jìn)行統(tǒng)一,從而實(shí)現(xiàn)其對研究領(lǐng)域的選擇。我們還要為學(xué)生提供一個(gè)完善的開發(fā)平臺,這樣學(xué)生們才能夠從中獲取有用的資源,并能夠促使學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際結(jié)構(gòu)有所研究和了解,并可以做到具體問題具體分析,對于不同的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行不同方向的研究和分析。在這樣的基礎(chǔ)之上,教師要能夠幫助學(xué)生從計(jì)算機(jī)技術(shù)的方向出發(fā),去思考物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的問題,引導(dǎo)學(xué)生對于新技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。
2.4 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才自主科研能力培養(yǎng)方式
移動(dòng)終端有CPU、GPU、管線等硬件性能差異,傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)平臺軟件無法高效運(yùn)行,單一地從GIS算法方面進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn),不能從根本上改善這一現(xiàn)狀。我們引導(dǎo)對嵌入式開發(fā)感興趣的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生,結(jié)合已有的計(jì)算機(jī)硬件理論知識,從嵌入式設(shè)備軟件設(shè)計(jì)原則的角度出發(fā),設(shè)計(jì)針對移動(dòng)終端的三維虛擬地球軟件框架,改善傳統(tǒng)GIS算法性能。
綜上所述,成功將移動(dòng)三維立體虛擬地球軟件向試驗(yàn)平臺轉(zhuǎn)化,不但有利于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的提高,還能夠有效的提高學(xué)生研究與創(chuàng)新的能力。我們一定要明白一個(gè)道理,那就是科研與教學(xué)兩個(gè)方面,是相互促進(jìn),相輔相成的關(guān)系,如果能夠?qū)⒖蒲谐晒c教學(xué)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,那么一定會(huì)對實(shí)踐教學(xué)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用,進(jìn)而能夠培養(yǎng)一批具有高度創(chuàng)新能力的人才。
3 結(jié)語
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國的研究和發(fā)展,近些年來取得了一些成就,但是這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的實(shí)際需求,因此,我們就要從培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力入手,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,使其能夠?qū)λ莆盏闹R進(jìn)行有效的鞏固,同時(shí)還要加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)自分析和解決問題的能力,使其能夠建立自主學(xué)習(xí)的意識。每一個(gè)學(xué)生都是一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體,因此其學(xué)生狀況與愛好都不盡相同,我們要根據(jù)學(xué)生自身的愛好對其進(jìn)行引導(dǎo),使其能夠結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)理論,找到最為適合自己的研發(fā)領(lǐng)域,只有培養(yǎng)出一批又一批高素質(zhì)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新人才,才能夠?qū)崿F(xiàn)我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
物聯(lián)網(wǎng)工程嵌入式培養(yǎng)范文6
問:全球半導(dǎo)體行業(yè)的近期和長期的前景如何?
答: 全球經(jīng)濟(jì)繼續(xù)緩慢增長,國際貨幣基金組織 (IMF) 日前將今明兩年的經(jīng)濟(jì)增長預(yù)期下調(diào)了 0.2 個(gè)百分點(diǎn),至3.1%和 3.8%。從不同地區(qū)來看,歐洲和日本經(jīng)濟(jì)狀況有所改善,但速度較慢,美國由于停工/財(cái)務(wù)問題,經(jīng)濟(jì)增長速度放緩,預(yù)計(jì)新興經(jīng)濟(jì)體在未來幾個(gè)季度經(jīng)濟(jì)將緩慢發(fā)展。因此,自 2011 年第三季度,半導(dǎo)體市場的復(fù)蘇速度比預(yù)期要慢。目前,WSTS 預(yù)計(jì) 2014年,整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)將比 2013 年增長 5.5% 以上,而不包括存儲器和獨(dú)立器件的行業(yè)增長將超過4.9%。
核心領(lǐng)域投資達(dá)90%
問:在眾多半導(dǎo)體公司中,飛思卡爾的產(chǎn)品有什么特點(diǎn),技術(shù)上有什么優(yōu)勢?
答:飛思卡爾致力于那些推動(dòng)公司獲得長期、盈利性增長的產(chǎn)品領(lǐng)域。我們的重點(diǎn)是核心產(chǎn)品的不斷創(chuàng)收以及贏得市場領(lǐng)導(dǎo)地位。飛思卡爾在許多領(lǐng)域都是公認(rèn)的領(lǐng)導(dǎo)者,包括通用微控制器、汽車微控制器和網(wǎng)絡(luò)處理器。從涵蓋世界上最小的32 位ARM? 微控制器、到感知世界的傳感器,再到高性能多核網(wǎng)絡(luò)處理平臺與射頻解決方案,我們的產(chǎn)品組合范圍非常廣泛。我們提供支持整個(gè)系統(tǒng)擴(kuò)展的技術(shù),客戶能夠根據(jù)自己產(chǎn)品的處理需求充分利用其軟件投資。
問:當(dāng)前的云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)等趨勢,對貴公司的方向帶來了哪些影響?
答:物聯(lián)網(wǎng)(IoT)潛力巨大,飛思卡爾已做好準(zhǔn)備,將從物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中獲益。IoT的構(gòu)成要素與飛思卡爾的產(chǎn)品組合、核心應(yīng)用領(lǐng)域以及客戶群體都非常一致。憑借我們原有的嵌入式技術(shù)專業(yè)知識以及廣泛的一流產(chǎn)品組合(如微控制器、射頻功率放大器、軟件、網(wǎng)絡(luò)處理器等),飛思卡爾已準(zhǔn)備就緒,將為 IoT 以及移動(dòng)互聯(lián)的發(fā)展提供強(qiáng)大的推動(dòng)力。
問:飛思卡爾和 ARM 公司進(jìn)行了重要的戰(zhàn)略合作,現(xiàn)在成效如何?
答: 過去幾十年里,飛思卡爾將專有和授權(quán)核心技術(shù)與大量的知識產(chǎn)權(quán)及長期積累的 SoC 設(shè)計(jì)專業(yè)知識進(jìn)行了結(jié)合,獲得了嵌入式處理領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。飛思卡爾不只關(guān)注內(nèi)核,同時(shí)一直致力于整個(gè)系統(tǒng)。我們與 ARM密切合作,同時(shí)聽取客戶的意見和建議。飛思卡爾致力于提供最好的硬件和軟件, 我們?yōu)榭蛻籼峁?ARM、ColdFire 及 Power Architecture MCU,讓他們自由選擇適合的架構(gòu)。對思卡爾、ARM 和飛思卡爾客戶來說,這是真正的多贏模式。
融入中國市場
問:飛思卡爾在中國的戰(zhàn)略是什么?答:為了滿足中國市場快速增長的業(yè)務(wù)需求并進(jìn)一步擴(kuò)展大眾市場,飛思卡爾專門針對中國制定了幾個(gè)計(jì)劃。
首先,我們加大了在中國的銷售力度,目的是擴(kuò)大飛思卡爾在中國的業(yè)務(wù)覆蓋范圍。2013 年 3 月,飛思卡爾宣布增設(shè) 10 個(gè)銷售辦事處,覆蓋整個(gè)大陸地區(qū)的重要區(qū)域。至 2014年,飛思卡爾(中國)的辦事處預(yù)計(jì)將延伸至全國 9 個(gè)省份和 4 個(gè)直轄市,覆蓋國內(nèi)絕大部分客戶群體。 此次在中國增設(shè)新的辦事處,將進(jìn)一步提升我們服務(wù)中國更廣泛的客戶群的能力,特別是廣大的中小型客戶。
其次,我們將擴(kuò)大在中國的本地研發(fā)。鑒于中國的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況,創(chuàng)新是競爭力的核心,IP 是高科技產(chǎn)業(yè)的成功因素。目前,我們在全球擁有 6,400 多項(xiàng)專利,在中國成立了 6 個(gè)研發(fā)設(shè)計(jì)中心(分別設(shè)在北京、上海(2所)、蘇州、成都和天津)。我們 50% 以上的 MCU 研發(fā)工作都在中國進(jìn)行,在中國的許多員工都專門從事 MCU 研發(fā)工作。 這是我們業(yè)務(wù)的重要組成部分,我們的目標(biāo)是繼續(xù)保持在這方面的發(fā)展。
第三,我們充分利用與獨(dú)立設(shè)計(jì)公司 (IDH)的合作。飛思卡爾也在加強(qiáng)與獨(dú)立設(shè)計(jì)公司的戰(zhàn)略關(guān)系。飛思卡爾去年與國內(nèi)嵌入式產(chǎn)品領(lǐng)域的知名品牌周立功單片機(jī)簽署了 “渠道合作伙伴” 協(xié)議。早前,飛思卡爾還與致力于物聯(lián)網(wǎng)的本地嵌入式產(chǎn)品領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)利爾達(dá)科技形成了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。
問:飛思卡爾對中國當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的公益活動(dòng)提供哪些支持?