通信工程嵌入式培養范文

時間:2023-10-16 17:37:44

導語:如何才能寫好一篇通信工程嵌入式培養,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

通信工程嵌入式培養

篇1

關鍵詞:通信工程;課程建設;人才培養;應用型本科;實踐教學

中圖分類號: G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2017)04-0159-02

Research on Construction of Computer Curriculum for Application-Oriented Communication Engineering Specialty

YU Nuo

(School of Electrical Engineering, Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, China)

Abstract: In this paper, we investigate the problems in the existing curriculum construction of application-oriented communication engineering specialty. Aiming to cultivate innovative communication engineering talents, we optimize the computer curriculum of communication engineering specialty. And also, we improve the teaching content of practical teaching procedure, based on the development of communication technology and the demand for communication engineering professionals.

Key words:communication engineering; curriculum construction; talent training; application-oriented undergraduate; practical teaching

通信技術在近年來發展迅速,推動了通信相關行業的快速興起。基于移動通信和計算機技術的移動互聯網產業正成為我國經濟和社會發展的重要支柱[1]。隨著相關產業的日益發展,社會對應用型通信工程專業人才的需求越來越大,同時對通信專業人才的能力和知識結構提出了更高和更新的要求。高校為了培養適應社會需求的通信工程專業人才,就需要對專業培養方案進行修訂,其核心內容是對相關課程體系進行優化設置[2]。

應用型通信工程專業的課程設置要符合通信技術發展趨勢,并能滿足當前通信行業的應用需求。一方面,從通信技術本身的發展來看,其與計算機技術密切相關[3][4]。軟件定義網絡、第五代移動通信網絡、物聯網等通信網絡新技術不斷涌現,而這些新技術都依賴于云計算、大數據分析和網絡優化等計算機技術[5]。另一方面,從行業應用需求來看,通信產業目前正從傳統以設備為核心轉向以服務為核心[6]。這就要求通信專業人才在掌握通信設備相關知識的基礎上,還要具備通信網絡管理、運營和應用開發的能力。而要從事現代化的通信網絡運維與網絡應用開發,通信技術人員必需熟練掌握相應的計算機軟硬件開發技術。因此,高校通信工程專業計算機類課程體系建設在整個專業培養方案中占有重要地位。

本文針對目前本科通信工程專業課程體系中存在的一些問題,結合通信技術發展趨勢和通信行業應用需求,從課程設置、實踐教學環節設計兩方面,提出適合應用型本科通信專業的計算機類課程優化方案。

1 通信工程專業課程建O現狀

普通高校通信工程專業在課程設置上,通常會參考一些重點高校相關專業的課程體系。但是由于師資力量、綜合實力、生源質量等方面的差距,無法直接照搬其課程體系和教學方法。以安徽工程大學(以下簡稱我校)通信工程專業為例,雖然自本專業開辦以來,已經多次調整專業培養方案和相應課程體系,但是在課程設置和教學方法等方面還是存在一些問題,其主要體現在以下兩個方面。

1) 課程體系和課程設置不合理。目前,我校通信工程專業的基礎課以電路分析與設計為中心,開設了電路分析、模擬電子線路、數字電子技術、高頻電子線路等課程。專業必修課以通信系統信號處理為核心,開設了信號與系統、數字信號處理、通信原理、電磁場與電磁波等課程。專業方向課包括移動通信、微波技術、天線與電波、多媒體通信技術、光纖通信、信息理論與編碼等。而與計算機技術相關的課程只有C語言程序設計、微機原理、單片機原理及應用、DSP原理及應用、計算機網絡,其中還有部分是選修課。從中可以看出,目前的課程體系側重信號分析與處理,重理論輕應用。但是隨著現代通信行業及相關產業的發展,現有課程設置已經不能滿足人才培養的需求。根據相關就業調查結果和畢業生反饋情況,目前普通高校通信工程畢業生從事信號處理及相關工作的不到四分之一,而超過一半的畢業生從事通信網絡相關的軟硬件產品開發及運維等工作[7][8]。因此,有必要對現有課程體系進行優化,特別是加強計算機類課程的建設。

2)實踐教學環節相對薄弱。實踐教學環節是幫助學生理解消化專業課理論知識,提高學生動手和創新能力的重要途徑,主要包括課程實驗、課程設計、綜合大實驗、畢業設計和大學生創新計劃等。目前,我校通信工程專業配合專業主干課程,開設了一定數量的課程實驗。這些實驗主要使用實驗箱完成,只能進行簡單的驗證性實驗。綜合大實驗和課程設計也主要采用實驗箱并結合Matlab、SystemView等仿真環境完成,缺少設計型實驗。而大學生創新計劃、學科競賽等教學活動雖然能較好培養學生的實踐能力,但是目前能參與的學生數量有限。因此,在優化調整課程體系的同時,需要結合計算機技術,開設普及面廣、面向應用的實踐教學環節,培養學生的實踐能力。

2 通信工程專業計算機類課程設置方案

通信工程專業計算機類課程的優化設置,需要結合我校通信工程專業教師的學科背景和研究方向,對現有培養方案中的課程體系進行改革。由于目前各專業在培養計劃中的學時有一定總量限制,在保持現有總學時不發生較大變動的前提下,要加強計算機類課程的教學,主要通過以下兩個途徑。一是通過對部分課程進行課時壓縮,例如信號處理方向的幾門專業課程在部分內容上有一定重疊,可以考慮對相關教學內容進行整合,減少一定的授課學時,用于安排少量新開計算機類課程;二是對現有計算機類課程內容進行更新。優化之后的通信工程專業計算機類課程主要分為以下幾類。

1)計算機軟件技術基礎類,包括C語言程序設計、面向對象程序設計(C++/Java)。其中C語言程序設計是現有課程,但是在課程內容上需要加強數據結構及算法設計的相關內容,為后續計算機類課程打好基礎。面向對象程序設計為新開課程,由于應用軟件設計普遍采用了面向對象技術,而原有課程體系缺少了這一重要課程內容。在實際教學過程當中,可以采用C++或Java語言進行講授,主要讓學生建立面向對象的程序設計理念并在后續課程中加以應用。

2)計算機硬件技術基礎類,包括通信電子線路、單片機及嵌入式系統?,F有電路硬件設計課程在內容設計上沒有考慮通信工程專業的特點,需要加強無線通信相關電子線路設計的內容,還可以融合微波電路設計,開展綜合性實驗。而通過單片機及嵌入式系統課程的學習,可以進一步培養學生軟硬件結合,開發實際應用無線通信電子設備的能力。

3)現代通信網絡技術類,包括計算機網絡、通信網絡新技術專題。計算機網絡為現有課程,但是設置為專業基礎選修課,需要調整為專業基礎必修課?,F代通信技術與計算機網絡技術緊密結合,網絡知識是通信專業人才必備的基礎知識。原有計算機網絡課程教學目標定位不明確,影響了后續通信網絡相關課程的教學效果。在課程內容安排上,除了計算機網絡體系結構、路由方法和網絡協議等基本原理,還要注重網絡應用,增加課程實驗學時。現有通信網絡技術新專題內容調整為第五代移動通信網絡、軟件定義網絡、網絡虛擬化和物聯網相關專題。這些新技術是通信工程畢業生在工作中將會接觸到的產業技術背景,其最大特點就是通信網絡與計算機技術的融合,實現通信網絡的數字化和虛擬化。

4)通信W絡軟件開發類,包括網絡編程、移動互聯網應用軟件設計。根據目前通信工程專業畢業生的就業情況,有必要加強通信網絡軟件開發相關的能力培養。在無法增加更多新課程的條件下,可以將相關教學內容納入實踐教學環節。網絡編程主要包括Socket編程、B/S、C/S架構程序設計等,可以將其納入網絡軟件開發課程設計教學環節。移動互聯網應用軟件開發主要包括無線終端應用軟件開發、移動增值業務開發等。課程內容主要為iOS或Android平臺應用程序開發,可以作為通信工程綜合實驗的一部分。

由于通信工程專業學生的知識體系結構與計算機專業學生不同,同樣的計算機課程對通信專業學生的教學目標和要求也應有區別。以上計算機類課程在內容安排上必須考慮通信專業學生的特點,不能直接照搬計算機專業相關課程的教學大綱和教學內容。軟件類課程以通信網絡軟件系統開發和移動互聯網應用開發為主線,硬件類課程以無線通信電子線路設計為核心內容。

3 通信工程專業計算機類課程實踐教學環節設計

實踐教學是培養應用型通信工程專業人才的重要環節。在課程理論教學的基礎上,實踐教學環節可以幫助學生理解和消化相關知識點,有助于鍛煉學生實際應用知識的能力?,F有實踐教學環節中,驗證性實驗所占比例較大,綜合性實驗設置欠缺,而且各實踐環節之間缺乏相關性,不利于培養學生的綜合實踐能力。因此,在設置計算機類課程實踐教學環節時,應盡量提高綜合性實驗的比例,并注意相關課程之間的聯系,加強實踐教學的系統性。優化調整后的計算機類課程實踐教學環節包括以下幾類。

1)課程實驗:包括C語言程序設計、面向對象程序設計和計算機網絡三門課程的課程實驗。其中C語言實驗主要讓學生建立計算機編程的基本概念,掌握編程規范和程序調試技巧,具備實現基礎算法的能力。面向對象程序設計課程實驗,著重培養學生面向對象的程序設計理念,具備利用C++/Java編程環境開發實際應用程序的能力。計算機網絡實驗要求學生在掌握網絡設備使用、調試和組網的同時,能夠利用工具軟件深入理解網絡協議,并掌握Socket編程的基本方法。

2)課程設計:將現有硬件電子線路課程設計整合為通信電子線路課程設計,增加網絡軟件開發和嵌入式系統兩項計算機類課程設計。其中網絡軟件開發課程設計要求學生綜合使用面向對象和網絡編程技術,開發C/S、B/S架構下的網絡應用軟件系統,積累整體性軟件項目開發經驗。嵌入式系統課程設計綜合了單片機和嵌入式系統兩門課程的內容,利用電子信息工程專業實驗室設備,讓學生掌握典型嵌入式硬件平臺上的軟件系統開發技術。

3)綜合性大實驗:包括移動互聯網應用軟件開發和無線通信系統設計兩項綜合性實驗。移動互聯網應用軟件開發綜合實驗要求學生利用所學的計算機軟件開發技術,學習和掌握iOS 或Android操作系統的應用軟件設計方法,結合網絡編程知識,開發具備網絡通信功能的智能移動終端軟件。無線通信系統設計綜合實驗要求學生利用通信電子線路設計、多媒體通信和嵌入式系統等課程內容,完成無線視頻傳輸系統收發端硬件設計和相關嵌入式軟件開發。

4)畢業設計:畢業設計是應用型通信工程人才綜合能力培

養的重要階段,在設計選題上要盡量減少理論型和仿真研究型課題,以通信軟硬件系統開發類課題為主體,充分利用現有實驗室條件,并結合專業教師自身研究方向和課題,進一步培養學生所學通信專業知識的綜合應用能力。

5)學科競賽與大學生創新計劃:積極引導部分學有所長的通信工程專業學生參“挑戰杯”課外學術科技作品競賽、電子設計競賽、智能汽車競賽、智能制造挑戰賽、單片機及嵌入式系統大賽和物聯網應用創新大賽等多種學科競賽。同時,鼓勵和指導學生積極申報大學生創新創業計劃項目,鍛煉學生解決實際應用問題的能力,培養學生積極思考、勇于創新的精神。

4 結束語

課程建設是通信工程專業人才培養方案的核心內容,應用型通信工程專業的課程設置必須面向社會實際需求。隨著通信產業的快速發展,通信技術已經與計算機技術緊密結合。本文針對現有通信工程專業課程建設中存在的問題,提出了通信工程專業計算機類課程設置的優化方案,并在實際教學過程中進行了初步實踐。今后將繼續以應用創新型通信專業人才培養為目標,不斷優化相關課程建設。

參考文獻:

[1] 張洪全,馮進玫,郭繼坤. 移動互聯網時代應用型通信工程專業人才培養的思考[J]. 中國電力教育,2014(29):33-34.

[2] 丁文飛,孫會楠,郭秀娥. 通信工程專業柔性化課程體系改革的研究與實踐[J]. 中國教育技術裝備,2015(16):101-103.

[3] 楊亞萍,梁豐,劉高平,等. 通信工程專業人才培養方案改革實踐[J]. 電氣電子教學學報,2015,37(6):8-10.

[4] 朱宇光,嚴偉忠,閔立清,等. 通信工程專業應用型本科人才培養的思考[J]. 常州工學院學報,2013,26(2):85-88.

[5] 尤肖虎,潘志文,高西奇,等. 5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J]. 中國科學:信息科學,2014,44(5):551-563.

[6] 劉建航.李世寶.張錫嶺. 通信工程專業特色的軟件綜合實踐課程規劃[J]. 教育教學論壇,2012(32):237-238.

篇2

關鍵詞:通信工程 課程體系 實踐教學

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)01(a)-0044-01

通信工程專業培養通信工程復合應用型創新專業人才。即培養德、智、體全面發展,適應社會經濟發展和滿足社會主義市場經濟建設需要,富有創新意識和開拓精神,具有良好職業道德,擁有通信技術和通信系統等方面的知識,能在通信與信息領域從事通信設備和信息系統的工程設計、制造開發、運行維護、設備制造、工程管理和營銷等工作的通信工程復合應用型人才。多年來的教學實踐經驗以及畢業生反饋信息使我們感覺到,我校通信專業的課程設計太偏向于理論,實踐環節中驗證性的實驗偏多,學生缺乏實際的動手能力和綜合設計能力,理論和實踐存在脫節現象,因此,在新的課程體系建立的過程中,我們通過與用人單位、校企合作單位、開設相同專業的高等院校進行交流,分析了該專業的現狀和市場對通信技術人才的要求,按照“3+1”的培養模式,對通信工程專業的培養目標、課程體系、教學內容等方面進行了改革,重點突出實踐環節,制定了新的培養方案,構建了新的課程體系。

1 推行“3+1”培養模式

我校從建校開始就積極開展“3+1”培養模式,將理論教學集中在1~6學期,實踐教學環節集中在7~8學期,讓學生在大學四年級走向企業實習、實訓、畢業設計,讓學生在社會的大課堂里經風雨、見世面、鍛煉自己。通信工程專業實施“3+1”模式,具體實施情況如下。

首先,將通識必修課程在大一開設完成。

其次,對專業課程進行調整,更加注重課程間的銜接,在第6學期前開完所有專業基礎課程,專業方向課,將專業選修課程放到第6學期。

再次,增設時事與專業認知課程,分布在1~6學期開設;第3學期開設公益勞動和安全教育,第7學期開始畢業設計,整個畢業設計為期一年,這一年學生同時進行認識實習、電工電子實習和畢業實習,使學生更能夠將所學的理論知識應用到實習生產和畢業設計中,同時,畢業設計過程中遇到的問題,也能夠在實習的過程中獲得指導,既培養了學生的學習能力,也培養了學生的交流、分析解決問題的能力。

最后,推行“N證”輔助教學政策,可以用職業資格證書代替學習學校開設的相關公共選修課程。

2 專業課程體系

新的課程體系將專業課程按模塊劃分為:電子基礎課程、通信技術課程、硬件應用開發課程和信號處理類課程四部分。課程的具體情況見表1。電子基礎課程以電路原理、電子線路基礎等為主要培養內容,培養學生的電子電路設計能力;通信技術課程,以光纖通信、移動通信等為主要培養內容,培養學生在民用通信方面的應用能力;硬件應用開發課程以單片機、ARM嵌入式等為主要培養內容,培養學生在硬件方面的開發或應用能力。信號處理類課程以數字信號處理和信號與系統為主要培養內容,培養學生的信號系統的模擬仿真和處理能力。教學過程中在課類范圍內進行集體備課、觀摩教學等活動,促進課程間的銜接,避免了知識點的重復教學。

3 基本課程的學分學時分配

通信工程專業學生需要學習和掌握多方面的知識,在有限的學時內,如何能夠讓學生更好的掌握所學課程的基礎知識、基本方法和基本技能成為任課教師亟待解決的問題;我們在授課的過程中,以精講多練為原則,推進項目教學法,壓縮課程的理論教學學時,增加實驗教學學時,保證基礎課程所占的比例不變。

從學時的角度看,通識課程的學時占總學時的30.6%,專業基礎課占總學時的39.9%,專業方向課占總學時的9.1%,課程實踐教學占總學時的18.8%;從學分的角度看,通識課程占總學分的21.8%,專業基礎課程占總學分的31.7%,專業方向課程占總學分的6.5%,課堂實踐教學占總學分的14.1%;保證的學生基礎知識的學習和基本技能的掌握。

4 專業實踐環節

通信工程專業課堂實踐包括8門課程的上機類實驗和12門課程的實驗室操作類實驗。集中實踐環節包括公益勞動、安全教育、金工實習、電子技術課程設計、認識實習、電工電子實習、硬件綜合課程設計、信號處理系統課程設計、通信系統綜合課程設計、生產實習和畢業設計。

集中實踐在第7,8學期進行,畢業實習部分包括認識實習、生產實習和電工電子實習;綜合課程設計部分每門課程設計提供2~3種可自主選擇的方向,比如硬件綜合課程設計,提供了單片機、ARM嵌入式、DSP三個方向,這種方式有助于提高學生的學習興趣,發揮學生的專業特長。

5 結語

通信工程專業在新的培養方案的制定過程中,認真分析和研究了原有培養方案的優點和不足,積極聽取了用人單位、合作單位和相關院校專家的建議和意見,綜合考慮了我校的辦學宗旨和學生的特點,以培養應用型技術技能型人才為目標,以“3+1”為培養模式,構建了專業課程體系,新的課程體系將有利于具有實操能力的通信技術人才的培養。

參考文獻

[1] 楊樹臣.通信工程專業“3+1”教學模式的研究與實踐[J].吉林工程技術師范學院學報,2011(2):7-9.

[2] 李曉峰,周寧,李玉柏,等.建設特色專業與培養高素質通信人才的探索[J].電氣電子教學學報,2010(3):108-109,112.

[3] 趙樹平.通信工程專業教學內容及課程體系改革探索[J].大連教育學院學報,2007(2):22-23.

篇3

Abstract: For the content and requirements of "Embedded Systems" course training programs, combined with training mode of technical undergraduate, this paper put forward systematic teaching practice mode of ARM-based embedded system, and a clear teaching plan and program, in order to train students' theoretical understanding abilities, practical integrating abilities and team collaboration capabilities.

關鍵詞: 嵌入式系統;實踐教學;ARM

Key words: embedded systems;practice teaching;ARM

中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)32-0282-02

0背景

以嵌入式計算機為技術核心的嵌入式系統是繼網絡技術之后,又一個IT領域新的技術發展方向。嵌入式系統被定義為“以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟硬件可裁減、功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統”。

由于其突出特征,目前已經廣泛地應用于軍事國防、消費電子、信息家電、網絡通信、工業控制等各個領域,嵌入式無處不在已經成為事實[1]。隨著嵌入式的發展,嵌入式軟、硬件工程師已經成為現在及未來幾年內炙手可熱的職業之一。面對這樣的需求和發展機遇,高校應如何開展嵌入式系統的教學,以達到學生能掌握嵌入式開發方法的目的。實踐教學是培養學生具備從事科學實踐能力和嚴謹求實的科學素質的重要途徑,嵌入式實驗室建設及實踐內容規劃就成為尤為重要的課題。

由于教委對本科電子工程專業和通信工程專業的培養計劃的要求,我校自2007年開始在相關專業新增設了嵌入式系統課程。作為典型的技術應用型學科,“嵌入式系統與應用”課程都由兩部分組成,即“理論內容+實踐內容”。最初嵌入式系統課程與一般專業課程一樣,整個教學就設一門課程進行:32學時理論+16學時實驗。經過兩年的教學實踐,發現課內的實驗教學完成情況不理想,學生重視程度不夠,導致學生嵌入式的技術掌握不足。為了更強調本課程實踐的重要性,從2009年開始,調整了培養計劃,目前將 “嵌入式系統與應用”課程系統化,分為“理論課程+實踐課程”來展開教學工作[2]。其中實踐課程如何規劃,以達到較好掌握理論課程基礎上,系統、漸進的使學生基本掌握嵌入式系統開發技能的教學目的,并滿足進一步結合專業知識的嵌入式技術綜合應用技能的培養,是本文研究的主題。

1實踐教學規劃及特點

嵌入式技術是微電子學科、計算機學科、電子技術學科與應用對象學科的結合體。因此,嵌入式系統作為計算機、電子和通信等專業的基礎平臺課程。該課程的目的是通過理論和實踐教學,培養不同專業學生掌握嵌入式系統的基本開發流程、方法,以及使用常用開發平臺開展嵌入式項目開的發設計。根據培養目標的要求,實踐課程規劃為三部分獨立課程,其結構如圖1所示。三個部分的內容屬循序漸進的關系,實線內容為必須完成的課程內容,虛線內容為可選擇的內容。

由于嵌入式系統具有多學科交叉、涉及知識面廣、實踐性和綜合性強的特點,教學過程中要求學生具有一定的相關基礎知識儲備。本課程實踐教學內容的特點是,在相關基礎一致的專業中,不涉及學生學科背景的差異,結合典型的應用引導不同專業學生深入學習,進而培養他們嵌入式技術的實踐能力。但由于學生不同專業導致的知識結構差異,嵌入式系統實踐項目、內容的設計應符合由簡單到復雜、由分散到綜合、普遍和典型相結合的特點,保證能夠滿足不同專業、不同層次學生基本掌握嵌入式開發技術的要求,在此基礎上還可以滿足更高的嵌入式開發技能的鍛煉要求。

由于學生是教學活動中獲取知識的主動者,實踐的項目內容設計還需考慮如何更好的激發學生積極性。在實驗項目的規劃上可將復雜的實驗內容分解,將相關的內容有機結合。學生借助實驗設備、實驗指導,在分組合作過程中自主學習和協作討論,讓學生建立嵌入式系統的概念、掌握嵌入式系統的開發方法,熟練使用嵌入式開發工具,達到獨立進行嵌入式系統開發、設計,培養學生解決問題的能力目的。

2實踐教學內容安排和實施

目前主流的嵌入式系統實驗教學平臺大多基于ARM微處理器和實時操作系統,需要專門的開發工具和開發環境。我校的基礎嵌入式系統開發實驗室配備的是Embest ARM 嵌入式教學實驗系統,包括Embest IDE 集成開發環境,Embest JTAG 仿真器,Flash 編程器, ARM7(S3C44B0X)兼容ARM9(S3C2410X)的Embest EduKit-III 開發板。此外還有針對通信專業學生配置的由南京東大研制的ARM9嵌入式系統+無線通信開發平臺。

基于上述的實踐教學的規劃要求和特點,結合實踐環境的配備情況,確定實踐教學具體內容規劃以漸進地培養實踐能力,結構如圖2所示。

2.1 認知型項目這層的教學項目是基礎部分,由教師指導完成,目的是對嵌入式系統的組成、結構和開發環境和工具的認識和使用。此項目中學生應完成ARM開發環境的認識和使用、ARM匯編指令和C語言編程實驗等實驗內容[3],讓學生了解嵌入式系統的開發平臺、軟硬件開發環境和流程,熟悉系統的開發工具和正確的使用方法,掌握基本的嵌入式的編程方法,讀懂和熟練使用匯編和C語言開發編程。

2.2 掌握型項目這層的教學項目是基本技能的訓練和掌握,由教師講解實驗原理和設計思路,而學生自主完成相應的軟件設計。通過基于ARM7或ARM9的嵌入式系統平臺上的I/O接口、數碼管接口、液晶顯示驅動、網絡通信和Linux操作系統應用等實驗項目,學生可按照具有參考性質的指導書內容進行程序的編譯和調試,進一步培養學生基本的嵌入式系統開發技能。

篇4

信息化時代,通信技術和設備飛速發展,如何使通信工程專業的畢業生能更快的適應社會需求,必須對通信工程專業人才培養模式進行改革,面向應用型人才培養,對通信工程專業應用型人才培養模式進行研究探索。

【關鍵詞】

通信工程;應用型;研究

依據學校指導性意見、教育部頒布的《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》(2012版)中關于“通信工程專業表述為基礎,結合學校辦學定位。從2015年5月份開始了通信工程專業人才培養方案進行了修訂,成果顯著?,F總結如下:

1研究的主要內容

1.1科學定位,明確人才培養目標在制定人才培養的過程中,我們遵照學院的“科學定位,明確人才培養目標”的原則,我們首先進行了通信工程專業人才培養的論證工作,我們調研了遼寧省內與通信相關的公司,了解到了通信產業的背景、企業的需求方向。其次,結合通信行業的崗位需求、社會需求、學院培養目標我們進行了專業生產崗位群類型分析,分別從無線通信、計算機網絡通信、數據傳輸三個行業類別出發,進行了各自的崗位職責分析以及崗位能力需求分析,并建立了通信工程專業相關的工作崗位群分析表,最終總結出來通信工程專業的培養目標。

1.2結合實際、建立培養要求首先,我們明確了通信工程專業的學生應獲得能力要求。第一方面是學習研究的能力,包括自學能力,信息獲取能力和學生交流能力。第二方面是技術應用的能力,包括基本實驗能力,信息分析、處理能力,知識遷移能力,工程實踐能力和設計開發能力,其中基本實驗能力是通過電工實驗、電子技術綜合實驗、自動控制系統綜合實驗等方面的訓練學生應具備獨立完成實驗的能力。信息分析、處理能力是發現問題,分析問題,解決問題的能力;獲取信息并對它進行加工處理,使之成為有用信息并出去的過程的能力。知識遷移能力是將所學知識應用到新的情境,解決新問題時所體現出的一種素質和能力,包含對新情境的感知和處理能力、舊知識與新情境的鏈接能力、對新問題的認知和解決能力等層次。工程實踐能力是通過校內教師與企業工程師聯合指導,使學生在工程現場直接參加工程項目實踐,實現了理論與實踐的結合,不僅拓寬了學生的就業門路,還為企業解決了工程技術問題,設計開發能力實現校企雙贏。為生產新的產品、裝置,建立新的工藝和系統而進行實質性的改進工作的能力。最后一方面是創新創業能力,包括團隊協作、組織管理、人際交往能力和研發創新能力。其次,我們圍繞著通信工程專業人才培養的目標明確了通信工程專業的學生應獲得的具體知識結構,第一方面扎實的公共基礎知識、包括數學知識,思想政治,外語,體育等基礎知識;第二方面是專業基礎知識,地基的牢固性決定了上層建筑的穩定性,因此根據通信工程專業制定了通信工程專業的基礎知識應該包含電路基礎知識,信號與信息處理,通信基礎知識;第三方面是專業知識,包括計算機網絡通信知識,有線通信,嵌入式等知識;最后一個方面是綜合素質知識包括計算機,外語,團隊協作組織協調等知識。再次,我們圍繞著通信工程專業所需要的工作崗位素質建立了工作崗位素質支撐體系,該體系從職業道德素養,愛國敬業精神和社會責任,健康的身心素質,人文科學素養,人文科學素養,工程素質,技能素質,管理素質這幾方面出發,通過思想道德修養與法律基礎的學習加強學生的職業道德素養,通過中國近現代史綱要的學習加強學生愛國敬業精神和社會責任感。在健康身心素質方面,制定健康教育方面的活動。通過基本原理和思想道德修養與法律基礎的學習培養學生的人文科學素養。通過單片機原理及應用、通信原理課程設計等方面的學習對學生工程素質進行支撐。通過電路分析基礎,模擬電子技術,信號與系統等專業課的學習對學生技能素質方面進行支撐。我們通過軍訓,畢業實習等活動對管理素質方面進行支撐,最終我們確立了畢業生應獲得的具體知識、能力和素質。

1.3遵循培養應用人才,制定教學體系根據這些能力我們要制定出相應的人才培養教育教學體系。教學計劃包括學分匯總表,學期教學計劃,教學進程表,理論課程匯總表和工程實踐環節。我們立足通信工程專業的特點建立了專業核心課程,如信號與系統、數字信號處理、通信原理、高頻電子線路、單片機原理及應用、計算機網絡及通信技術、光纖通信等。通過專業核心課的學習,培養專業基礎扎實的本科人才。同時我們根據就業需求將通信工程專業分為三個專業方向,分別為無線通信方向,計算機通信方向,數據傳輸方向,并根據不同的專業方向設立了特色專業方向課。無線通信方向我們設立了移動通信系統、衛星通信、專用無線通信系統、微波技術與天線、無線傳感器網絡與應用等課程。計算機通信方向,我們設立了數字圖像處理、多媒體通信、語音信號處理、嵌入式系統及應用、數據庫原理等課程。數據傳輸方向我們設立了IP電話原理、電視與視頻技術、數據通信、信息理論與編碼等課程。

1.4結合學校辦學定位,加強工程實踐環節1)前三年的實踐能力培養方案包括實驗教學體系改革設計;建設通信工程專業平臺;與企業加強合作;鼓勵學生參加各種科技競賽、不斷提高教師的指導能力與水平,提高教師工程教育能力,改善教學方法;課程設計的實現原則;課程設計的特色創新。2)第七學期集中實踐組織方案,第七學期為集中實踐階段。要充分利用校企合作與校企聯合辦學的資源優勢,廣泛建立校外實習基地,有組織的安排學生到這些實習基地進行實習。3)第八學期為畢業設計(論文)時間,共12周,計12學分。在畢業設計組織方案中包括畢業設計的質量要求、畢業設計的組織管理、畢業設計(論文)選題、畢業設計(論文)指導、畢業設計的答辯等環節。

2人才培養方案修訂過程中遇到的問題

1)在市場調研階段,認真開展工作,但在調研報告提交時,由于本人理解有誤,未能將前期的調研結果按學院的要求格式完整的展示出來,造成通信工程專業的調研報告嚴重缺乏規范性、內容過于簡單。2)在提綱撰寫階段,由于有些老師有課,存在系領導開會不能保證全部在場,導致在信息的傳達以及提綱最新版本發送過程中,存在不是最新版本的情況。針對此問題,采取解決的辦法是,無論哪名老師修訂為最新版本后,都先傳給專業負責人,然后再由專業負責人傳給系領導。3)存在通信工程專業相關課程的教學目標以及內容把握不是很好。4)在培養方案匯報階段,存在的問題是將通信原理課程放到了專業課中。在匯報當天,學院領導指出:應夯實基礎,不要拘泥于學分的限制。針對這種情況,系領導帶領通信工程專業培養方案組員,積極研討,最后將通信原理課程調整到專業基礎課中。

3結束語

篇5

    1嵌入式實驗教學中存在的問題

    嵌入式系統課程的實踐性非常強,為了加強學生對嵌入式系統理論知識的認知,提高學生解決實際問題的能力和創新能力,實驗教學在嵌入式課程教學中有著至關重要的作用。到目前為止,在嵌入式實驗實際教學中發現了以下問題。缺乏針對性強的實驗平臺。嵌入式課程教學和人才培養具有高度的實踐性,通常情況下,教學所用的實驗平臺(實驗箱)是委托科教儀器公司開發的。由于教學投入不足,經常出現設備板子燒毀,講義資料不全,實驗箱不完善導致能開設的實驗不多,由于部分源代碼不開源等現象,所以相關實驗基本上都是演示性的實驗,或者與其他學科共同使用一套實驗設備,沒有本學科專業特色,很難實現視頻采集、音視頻壓縮、網絡傳輸等功能。這些因素皆不利于通信專業學生實踐能力的培養。其次,缺乏靈活的實驗設計及講義。在嵌入式系統應用領域,嵌入式系統中的軟件開發困難,既要考慮不同平臺的差異,又要具備一定的穩定及易行性條件。以往這些類型的軟件開發都是由硬件廠商包辦,且提供的嵌入式系統軟件解決方案五花八門。而實驗設計應側重于主流操作系統下軟件的實踐和創新。此外,大多數學生照著詳細的實驗指導書按部就班,缺乏自主創新的意識,甚至不深入思考實驗現象背后的理論知識。這顯然與培養學生創新性思維和能力的目的背道而馳。而實驗課時少也是實踐教學中亟待解決的一個問題。嵌入式系統課程對學生的專業知識要求較高,學生先要學習單片機原理及應用、C/C++程序設計、DSP原理及應用等嵌入式相關課程,等到具備了一定的實驗操作和編程能力之后,在大三下半學期或大四上半學期開設嵌入式系統課程。理論性教學和實驗教學交叉進行,再加上總課時的限制,使得學生自主實驗時間大大減少。雖然已從原有實驗課時占較少課時的狀態,調整到實驗課時占總課時一半的狀態,課內實驗還是遠不能滿足對學生的培養需求。

    2實驗教學配套設施

    本研究所自主開發的嵌入式系統實驗平臺是一套功能完善的實驗箱,選用ARM處理器+Linux操作系統的主流配置。實驗箱上提供有教學系統采用的各種測試點(包括圖像視頻采集輸入、I/O輸出等),方便教學中使用示波器等測試儀器;多路數字信號源(包括四路視頻輸入功能);ARM開發系統功能等眾多功能。此套基于雙核處理器架構(雙核處理器架構,是指采用一個ARM核及一個SoC圖像處理核的架構芯片)的四路DVR教學實驗箱,可以實現視頻采集,H.264壓縮,音頻壓縮,網絡傳輸以及嵌入式Linux操作系統等功能,主要為高等院校通信工程類專業、電子信息類專業等高年級學生的通信專業課程設計、通信專業大型實驗、畢業設計、電子設計競賽以及研究生的數字通信實驗而設計,也可供相關專業的本專科畢業班學生使用以及自學使用。此外,還配有教學資料光盤,以及分層次、系統的實驗指導書。實驗系統構架如圖1所示。由于嵌入式系統涉及的知識廣、綜合性強和應用性強,且軟硬件技術不斷革新,這就需要授課老師具有一定的項目開發經驗。而本套實驗箱正是由授課老師參與研發,對于一些新進的通信類教師也開放學習與研究。在對嵌入式實驗平臺有個系統的認識之后,遇到突發問題也可以及時解決,這大大降低了教師的授課難度,提高了實驗課效率。

    3實驗教學設計

    結合理論教學,嵌入式系統實驗的重點放在軟件的開發上。充分考慮到嵌入式軟件系統的結構、開發內容和方式的特殊性,從而設置多種配置方案、多層次實驗項目的實驗教學內容。學生邊學習理論知識,邊進行實驗操作,設置一些基礎型和模塊化的實驗使其對原理有更透徹的認知。當學生理論知識積累到一定的程度,可通過設置綜合型的實驗使學生進行系統學習與提高。此外,為了達到學生自主創新能力提高的目的,創新型實驗的設置也必不可少。減少基礎型實驗,同時增大綜合型和創新型實驗的比例,并加入可選項,學生可根據自己的能力興趣,自主制定實驗內容。另外,為了適應本專業學生的培養,除了需要掌握嵌入式系統基本的方式方法之外,還在綜合型實驗中設置了較多通信類實驗課程。這樣,學生在實驗過程中,由淺到深、由基礎到綜合地進行實踐操作,符合漸進性的教學規律。為了解決課時少的問題,設置了一部分課外可操作的實驗,使一部分有興趣而不滿足于課內學習設計的學生有更廣闊的學習時間與空間。

    3.1基礎型實驗基礎型實驗多為驗證型實驗,其目的是為了讓學生掌握基本的理論知識以及嵌入式軟件的一般開發流程,熟悉開發工具與開發環境,為之后的綜合型實驗和自主創新型實驗做好準備。這部分實驗指導書較詳細,學生能夠扎實地掌握嵌入式系統的基本軟件開發知識?;诒緦嶒炏到y設計的基礎實驗主要如下。ADS環境下的匯編指令實驗。本實驗介紹了ADS環境下用匯編語言進行編程和調試的一般流程,以及使用匯編語言實現對GM8180開發板進行初始化的方法。目的是為了讓學生熟悉和掌握ADS開發環境。建立Linux虛擬機及熟悉常用命令實驗。通過本實驗,學生需要掌握如何在Windows系統下面搭建Linux服務器,并學會基本的Linux命令和操作。Linux交叉編譯平臺實驗。通過在Linux下建立交叉編譯平臺和使用交叉編譯平臺編譯源代碼的方法,使學生熟悉和理解交叉編譯的原理和概念,學會建立Linux交叉編譯平臺。程序下載燒寫實驗。本實驗介紹了配置和編譯BootLoader(ARMBOOT)和Linux內核的方法,從而學生可以掌握下載編譯好的BootLoader(ARMBOOT)和Linux內核的方法以及建立NFS文件系統的方法。Mount掛載(nfs/usb/sd)實驗。通過本實驗,學生能掌握配置linux下nfs服務的方法和mount掛載usb/sd的方法。

    3.2綜合型實驗綜合性實驗旨在培養學生的綜合設計能力。根據之前的理論教學與基礎性實驗的練習,綜合所學知識,具備基本的軟件開發能力。這部分教學實踐實行“教師逐步放手,學生動手去做”的原則,故實驗指導書編寫得簡明扼要。為了達到綜合培養的目的,既要包括多方面的知識與設計要求,又要有空間讓學生自己發揮。ADS下混合編程。本實驗讓學生熟悉和掌握在ADS環境下C語言和匯編語言的混合編程和調試,鞏固使用AXD和Mulit-ICE調試的方法。C語言程序設計與串口通信實驗。通過本實驗,學生可以掌握在ADS環境下的操作和JTAG的下載和調試,掌握使用C語言對GPIO端口控制。GPIO驅動實驗、I2C驅動實驗。在理解Linux驅動程序的結構、原理和I2C協議的原理,掌握Linux驅動程序的編程的基礎上,學生能夠掌握Linux動態加載驅動程序模塊的方法。圖像合成實驗。本實驗要求學生具有圖像合成的知識,熟練進行實驗設備的連接和調試、寄存器的設置,能夠修改配置文件,深入理解圖像合成的原理。MMC/SD驅動實驗。在學生掌握了MMC/SD卡接口的基本原理、MMC/SD驅動的結構以及SD卡的掛載的方法和測試方法后,能夠配置、編譯Linux內核,在實驗箱上燒寫Linux內核,建立NFS文件系統,并運行測試程序進行SD卡的讀寫。視頻網絡傳輸實驗。學生在了解了視頻網絡傳輸協議工作過程及原理之后,學會在IP網絡中實現視頻傳輸的方法。Web服務器實驗、單Server多Client實驗。在本實驗之前,學生已經熟悉了Web服務器原理及工作過程,通過路由器將實驗箱和PC機連接,編寫簡單的服務器代碼,在PC機上運行IE瀏覽器,能夠查看網頁服務器是否運行;以及熟練開啟Linux,能向多個客戶端發送視頻數據。遠程控制視頻實驗。本實驗要求學生理解遠程控制的原理,通過本實驗掌握在Windows下TCP客戶端建立及通信的過程,及Linux下TCP服務器建立及通信的過程。

    3.3創新型實驗在嵌入式系統的應用領域里,嵌入式軟件已經逐漸成為嵌入式產品設計創新和增值的關鍵因素,所以實驗教學應側重于軟件實踐和創新。理論和實踐要相結合,而學生的創新能力要著重培養。針對本實驗系統的可開放性,設計了一些具有創新型的實驗,比如修改內核的內部代碼,從而能使學生深入理解實時操作系統的一些機制,加深對理論知識的理解與鞏固。再加上指導教師對實驗系統原理的熟知,即使學生在操作的過程中導致實驗系統癱瘓也能及時得以解決,讓學生放心大膽進行實踐設計。在實驗課堂上,學生難免會依賴于實驗設備以及教師的指導而缺乏自主思考的動力,再加上實驗室開放場地和時間的限制,要在有限的時間和空間里完成自主創新設計有些困難。課程選用ARM處理器+Linux操作系統的主流配置,學生可以在課外利用PC機上的Linux進行代碼編寫,可行之后再利用實驗箱進行驗證。這樣,一方面可以減少場地和時間的限制,加強學生對所學知識滲透性的認知,另一方面提高了學生自主學習能力,培養其創新能力。基于此,在課程設置上,加進了學生自主安排時間。

    3.4課外實踐鼓勵學生參加院校級“建龍基金”、“運河杯”等課外科技立項活動?;顒踊鹛峁嶒炂脚_,而通信類學生可以根據自己的興趣與長處設立通信網絡與設備等的項目計劃,申請資金設備并在導師的同意后獲得實驗室開放資源。此外,通過組織學生參加省級、國家級電子設計大賽及其他各種嵌入式應用型競賽,讓感興趣、學有余力的學生得到更好的實踐與創新能力鍛煉的機會。

篇6

論文關鍵詞:嵌入式系統 實驗教學 教學設計

論文摘 要:針對通信專業嵌入式實驗教學中存在的專業針對性差、設備缺乏和課程層次性不足等問題,文章利用本研究所自主研發的嵌入式實驗教學平臺,探討了以基礎型實驗、綜合型實驗,創新型實驗和課外實踐為基礎的分層次實驗課程教學方式。這種方式在教學實踐中取得較好的成效。

嵌入式系統是計算機技術、通信技術、微電子技術等先進技術和具體應用對象相結合的更新換代產品。嵌入式系統面向具體的應用領域,隨著產品智能化、小型化的普遍需求,嵌入式系統已經滲透至各個行業,具有廣闊的市場前景[1]。近年來,各高校信息自動化計算機類專業逐漸將嵌入式系統納入重要專業課程范圍,尤其在嵌入式實踐教學體系方面進行了深入的探討[2-4]。

考慮到通信類學生的培養與實際就業情況的需求,在嵌入式教學中,除了使學生掌握基本的通信技術原理和嵌入式軟件設計的一般方法和流程外,還應注重培養學生的實際應用開發能力。因此,嵌入式教學應該傾向于實踐而不是僅僅局限于只是傳授理論知識。本文針對本專業嵌入式實驗教學中普遍存在的專業針對性弱、設備缺乏、課程系統性和層次性的不足等問題,利用研究所自主研發的嵌入式實驗教學平臺,設計了具體的實驗教學方案。

1 嵌入式實驗教學中存在的問題

嵌入式系統課程的實踐性非常強,為了加強學生對嵌入式系統理論知識的認知,提高學生解決實際問題的能力和創新能力,實驗教學在嵌入式課程教學中有著至關重要的作用。到目前為止,在嵌入式實驗實際教學中發現了以下問題。

缺乏針對性強的實驗平臺。嵌入式課程教學和人才培養具有高度的實踐性,通常情況下,教學所用的實驗平臺(實驗箱)是委托科教儀器公司開發的。由于教學投入不足,經常出現設備板子燒毀,講義資料不全,實驗箱不完善導致能開設的實驗不多,由于部分源代碼不開源等現象,所以相關實驗基本上都是演示性的實驗,或者與其他學科共同使用一套實驗設備,沒有本學科專業特色,很難實現視頻采集、音視頻壓縮、網絡傳輸等功能。這些因素皆不利于通信專業學生實踐能力的培養。其次,缺乏靈活的實驗設計及講義。在嵌入式系統應用領域,嵌入式系統中的軟件開發困難,既要考慮不同平臺的差異,又要具備一定的穩定及易行性條件。以往這些類型的軟件開發都是由硬件廠商包辦,且提供的嵌入式系統軟件解決方案五花八門。而實驗設計應側重于主流操作系統下軟件的實踐和創新。此外,大多數學生照著詳細的實驗指導書按部就班,缺乏自主創新的意識,甚至不深入思考實驗現象背后的理論知識。這顯然與培養學生創新性思維和能力的目的背道而馳。而實驗課時少也是實踐教學中亟待解決的一個問題。嵌入式系統課程對學生的專業知識要求較高,學生先要學習單片機原理及應用、C/C++程序設計、DSP原理及應用等嵌入式

相關課程,等到具備了一定的實驗操作和編程能力之后,在大三下半學期或大四上半學期開設嵌入式系統課程。理論性教學和實驗教學交叉進行,再加上總課時的限制,使得學生自主實驗時間大大減少。雖然已從原有實驗課時占較少課時的狀態,調整到實驗課時占總課時一半的狀態,課內實驗還是遠不能滿足對學生的培養需求。

2 實驗教學配套設施

本研究所自主開發的嵌入式系統實驗平臺是一套功能完善的實驗箱,選用ARM處理器+Linux操作系統的主流配置。實驗箱上提供有教學系統采用的各種測試點(包括圖像視頻采集輸入、I/O輸出等),方便教學中使用示波器等測試儀器;多路數字信號源(包括四路視頻輸入功能);ARM開發系統功能等眾多功能。此套基于雙核處理器架構(雙核處理器架構,是指采用一個ARM核及一個SoC圖像處理核的架構芯片)的四路DVR教學實驗箱,可以實現視頻采集,H.264壓縮,音頻壓縮,網絡傳輸以及嵌入式Linux操作系統等功能,主要為高等院校通信工程類專業、電子信息類專業等高年級學生的通信專業課程設計、通信專業大型實驗、畢業設計、電子設計競賽以及研究生的數字通信實驗而設計,也可供相關專業的本??飘厴I班學生使用以及自學使用。此外,還配有教學資料光盤,以及分層次、系統的實驗指導書。實驗系統構架。

由于嵌入式系統涉及的知識廣、綜合性強和應用性強,且軟硬件技術不斷革新,這就需要授課老師具有一定的項目開發經驗。而本套實驗箱正是由授課老師參與研發,對于一些新進的通信類教師也開放學習與研究。在對嵌入式實驗平臺有個系統的認識之后,遇到突發問題也可以及時解決,這大大降低了教師的授課難度,提高了實驗課效率。

3 實驗教學設計

結合理論教學,嵌入式系統實驗的重點放在軟件的開發上。充分考慮到嵌入式軟件系統的結構、開發內容和方式的特殊性,從而設置多種配置方案、多層次實驗項目的實驗教學內容。學生邊學習理論知識,邊進行實驗操作,設置一些基礎型和模塊化的實驗使其對原理有更透徹的認知。當學生理論知識積累到一定的程度,可通過設置綜合型的實驗使學生進行系統學習與提高。此外,為了達到學生自主創新能力提高的目的,創新型實驗的設置也必不可少。減少基礎型實驗,同時增大綜合型和創新型實驗的比例,并加入可選項,學生可根據自己的能力興趣,自主制定實驗內容。另外,為了適應本專業學生的培養,除了需要掌握嵌入式系統基本的方式方法之外,還在綜合型實驗中設置了較多通信類實驗課程。

這樣,學生在實驗過程中,由淺到深、由基礎到綜合地進行實踐操作,符合漸進性的教學規律。為了解決課時少的問題,設置了一部分課外可操作的實驗,使一部分有興趣而不滿足于課內學習設計的學生有更廣闊的學習時間與空間。

3.1 基礎型實驗

基礎型實驗多為驗證型實驗,其目的是為了讓學生掌握基本的理論知識以及嵌入式軟件的一般開發流程,熟悉開發工具與開發環境,為之后的綜合型實驗和自主創新型實驗做好準備。這部分實驗指導書較詳細,學生能夠扎實地掌握嵌入式系統的基本軟件開發知識?;诒緦嶒炏到y設計的基礎實驗主要如下。

ADS環境下的匯編指令實驗。本實驗介紹了ADS環境下用匯編語言進行編程和調試的一般流程,以及使用匯編語言實現對GM8180開發板進行初始化的方法。目的是為了讓學生熟悉和掌握ADS開發環境。

建立Linux虛擬機及熟悉常用命令實驗。通過本實驗,學生需要掌握如何在Windows系統下面搭建Linux服務器,并學會基本的Linux命令和操作。

Linux交叉編譯平臺實驗。通過在Linux下建立交叉編譯平臺和使用交叉編譯平臺編譯源代碼的方法,使學生熟悉和理解交叉編譯的原理和概念,學會建立Linux交叉編譯平臺。

程序下載燒寫實驗。本實驗介紹了配置和編譯BootLoader(ARMBOOT)和Linux內核的方法,從而學生可以掌握下載編譯好的BootLoader(ARMBOOT)和Linux內核的方法以及建立NFS文件系統的方法。

Mount掛載(nfs/usb/sd)實驗。通過本實驗,學生能掌握配置linux下nfs服務的方法和mount掛載usb/sd的方法。

3.2 綜合型實驗

綜合性實驗旨在培養學生的綜合設計能力。根據之前的理論教學與基礎性實驗的練習,綜合所學知識,具備基本的軟件開發能力。這部分教學實踐實行“教師逐步放手,學生動手去做”的原則,故實驗指導書編寫得簡明扼要。為了達到綜合培養的目的,既要包括多方面的知識與設計要求,又要有空間讓學生自己發揮。

ADS下混合編程。本實驗讓學生熟悉和掌握在ADS環境下C語言和匯編語言的混合編程和調試,鞏固使用AXD和Mulit-ICE調試的方法。

C語言程序設計與串口通信實驗。通過本實驗,學生可以掌握在ADS環境下的操作和JTAG的下載和調試,掌握使用C語言對GPIO端口控制。

GPIO驅動實驗、I2C驅動實驗。在理解Linux驅動程序的結構、原理和I2C協議的原理,掌握Linux驅動程序的編程的基礎上,學生能夠掌握Linux動態加載驅動程序模塊的方法。

圖像合成實驗。本實驗要求學生具有圖像合成的知識,熟練進行實驗設備的連接和調試、寄存器的設置,能夠修改配置文件,深入理解圖像合成的原理。

MMC/SD驅動實驗。在學生掌握了MMC/SD卡接口的基本原理、MMC/SD驅動的結構以及SD卡的掛載的方法和測試方法后,能夠配置、編譯Linux內核,在實驗箱上燒寫Linux內核,建立NFS文件系統,并運行測試程序進行SD卡的讀寫。

視頻網絡傳輸實驗。學生在了解了視頻網絡傳輸協議工作過程及原理之后,學會在IP網絡中實現視頻傳輸的方法。

Web服務器實驗、單Server多Client實驗。在本實驗之前,學生已經熟悉了Web服務器原理及工作過程,通過路由器將實驗箱和PC機連接,編寫簡單的服務器代碼,在PC機上運行IE瀏覽器,能夠查看網頁服務器是否運行;以及熟練開啟Linux,能向多個客戶端發送視頻數據。

遠程控制視頻實驗。本實驗要求學生理解遠程控制的原理,通過本實驗掌握在Windows下TCP客戶端建立及通信的過程,及Linux下TCP服務器建立及通信的過程。

3.3 創新型實驗

在嵌入式系統的應用領域里,嵌入式軟件已經逐漸成為嵌入式產品設計創新和增值的關鍵因素,所以實驗教學應側重于軟件實踐和創新。理論和實踐要相結合,而學生的創新能力要著重培養。針對本實驗系統的可開放性,設計了一些具有創新型的實驗,比如修改內核的內部代碼,從而能使學生深入理解實時操作系統的一些機制,加深對理論知識的理解與鞏固。再加上指導教師對實驗系統原理的熟知,即使學生在操作的過程中導致實驗系統癱瘓也能及時得以解決,讓學生放心大膽進行實踐設計。

在實驗課堂上,學生難免會依賴于實驗設備以及教師的指導而缺乏自主思考的動力,再加上實驗室開放場地和時間的限制,要在有限的時間和空間里完成自主創新設計有些困難。課程選用ARM處理器+Linux操作系統的主流配置,學生可以在課外利用PC機上的Linux進行代碼編寫,可行之后再利用實驗箱進行驗證。這樣,一方面可以減少場地和時間的限制,加強學生對所學知識滲透性的認知,另一方面提高了學生自主學習能力,培養其創新能力?;诖耍谡n程設置上,加進了學生自主安排時間。

3.4 課外實踐

鼓勵學生參加院校級“建龍基金”、“運河杯”等

課外科技立項活動?;顒踊鹛峁嶒炂脚_,而通信類學生可以根據自己的興趣與長處設立通信網絡與設備等的項目計劃,申請資金設備并在導師的同意后獲得實驗室開放資源。此外,通過組織學生參加省級、國家級電子設計大賽及其他各種嵌入式應用型競賽,讓感興趣、學有余力的學生得到更好的實踐與創新能力鍛煉的機會。

4 結語

嵌入式系統產品發展迅猛,不斷滲透各個行業,人才要求也日益迫切。近幾年來,為順應社會和企業人才的需求,越來越多的高校將嵌入式系統的課程加入通信類專業教學體系,使之成為專業選修課甚至專業必修課。然而,嵌入式教學體系還未成熟,存在諸多問題。針對前文分析的課程設置缺陷,及我們在教學中發現的問題,本文以研究所自主開發的嵌入式實驗教學平臺為例,提出了針對通信學生的層次性的實驗教學方案。根據軟件實驗環境,設置合理的實驗課程,突出自主性與創新性,提高學生自主學習的能力,對培養學生的創興能力具有重要意義。

參考文獻:

[1] 楊水清,張劍,施云飛,等. ARM嵌入式Linux系統開發技術詳解[M]. 北京:電子工業出版社,2008:1-6.

[2] 耿鵬. 信息工程專業嵌入式系統課程教學探索[J]. 中國現代教育裝備,2010(19):82-110.

篇7

Abstract: In recent years, the rapid development of the Internet of things is causing the scarce talent. In Qingdao Agricultural University,the major of internet of things was increased based on the coorperation between school and enterprise in order to train talents on the development of the internet of things. The urgent matter is the professional construction including courses construction, teachers construction,teaching material construction,experiment teaching and so on. In this article, the authors discuss the good influence of the cooperation between school and enterprise on these aspects and job prospect of students. The improvement on scientific research is discussed too.

關鍵詞: 物聯網;校企合作;專業建設;培養方案

Key words: internet of things;cooperation between school and enterprise;professional construction;training schemes

中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1006—4311(2012)28—0272—03

0 引言

自2005年11月17日,在突尼斯召開的信息社會世界峰會上,國際電信聯盟《ITU互聯網報告2005:物聯網》,正式提出“物聯網”的概念以來,世界各國紛紛投入了大量的人力物力財力以發展物聯網。2009年8月,總理在無錫考察時,提出了“感知中國”的概念,從而掀起了物聯網在我國發展的熱潮。目前,各省、市紛紛制訂了自己的物聯網產業規劃,但我國的物聯網人才儲備遠遠不能滿足當下企業旺盛的人才需求。不少地區、行業和企業已經提前打響了物聯網人才的爭奪戰。為了適應我國戰略性新興產業發展的需求,人才的培養成為當務之急。

行業的發展靠人才,人才的培養靠教育,處于教育金字塔頂端的高校,對物聯網人才的培養有著不可推卸的責任。于是部分高校新增了物聯網專業。對于一個新專業,沒有經驗可循,沒有教訓可鑒,一切都是摸著石頭過河。怎樣才能培養出符合行業發展需求的人才?校企合作辦學不失為一個好辦法。因為只有摸準行業脈搏,才能有的放矢,才能有針對性的培養人才,而企業正是尋找行業脈搏的好途徑。青島農業大學的物聯網專業正是采取了這種辦學模式。在校企合作辦學模式下,企業會全程參與到學校的招生、教學、就業等三大環節中來,可以較好的幫助學校解決課程建設、師資建設、教材建設、實訓室建設以及學生就業等一系列新專業亟需解決的難題,對專業建設產生了積極的影響。下面就此展開詳細闡述。

1 企業可以為課程建設提供方向性建議

物聯網是指讓所有的物體通過各種信息傳感設備,比如激光掃描器、GPS、射頻識別裝置等與互聯網結合在一起而形成的信息網絡??梢詫ξ矬w實現自動識別以及信息的互聯共享從而便于管理。由此可以看出物聯網是以計算機、通信工程、電子信息等多種成熟專業技術作為支撐的一種新型技術。對于培養這種集成創新型技術人才的專業,課程建設顯得尤為重要。

課程建設主要包括專業培養目標的設定、課程設置以及教學大綱的制定等方面。

篇8

依據高等教育指導委員會制定的電子信息工程專業的培養目標,圍繞學校人才培養目標定位,“方案”從始至終體現“具有創新意識、高素質、應用型”的人才培養思路,體現以學生為本,以畢業生社會需求和就業為導向的價值觀,加強學生思想品德等通用素質和能力教育,注重培養學生的社會責任感,培養方式逐步體現精細化,差異化、個性化的特征。我校電信專業明確了自己的的培養目標:本專業培養德、智、體、美全面發展,具有扎實的電子技術和信息系統等方面基本知識,掌握分析、設計、應用電子設備及信息系統的基本技能,具備良好的溝通能力和團隊精神等基本素質,能在電子信息行業及各級企事業單位從事設計、應用開發以及技術管理等工作,具有創新意識的高素質應用型人才。

2電子信息工程專業人才培養方案修訂遵循的基本原則

2.1充分的調查論證

(1)召開學生座談會,征集畢業年級學生及畢業后走上工作崗位學生對“方案”的修訂意見,了解學生自身需求。堅持以學生的學為中心,處理好教與學的關系。(2)邀請用人單位參與“方案”的修訂。了解行業最新發展動態,邀請用人單位參與修訂論證,充分考慮行業對專業人才的要求,尤其是行業協會制定的人才質量標準。(3)參照執行教育部的專業規范標準,確保專業完整性。

2.2德、智、體、美全面發展,處理好通識教育與專業教育的關系

本著“通識教育為體,專業教育為用”的思想,通識素質類教育貫穿始終,德育工作與通識類課程考核結合,學術講座日?;?引進并開設高質量的藝術類通識教育課程。針對全國各地生源基礎教育水平差異,對外語、數學、計算機課程進行分級教學。專業教育逐步向產學研合作的模式靠近,專業課程開設以業界需求為主導,鼓勵與業界建立長期、穩定、互動的合作關系,鼓勵“方案”的部分課程以合作教育的形式開展,包括合作辦學、合作育人、合作就業、合作發展等。

2.3大力開展第二課堂教育,“方案”反映培養學生創新意識的要求設置6學分區間,給予參加學科競賽、參與教師教、科研課題研究,參加人文、社會科學、自然科技、軍事、歷史、藝

術類通識課程修讀,開展創業,參加職業資格認證考試、英語四、六級考試,參加計算機等級考試等學生的學分獎勵,該模塊是學生畢業必要條件之一。

2.4改革實踐教學模式,加強實踐教學環節,處理好理論教學與實踐教學的關系

按照《普通高等學校本科教學工作合格評估方案》,工科實踐教學比例占總學分不低于25%。根據校企合作的實際情況,改革實踐教學模式,靈活多樣,畢業實習以集中統一安排為主。重點讓學生體驗基層行業工人的工作過程,磨練意志,為走上工作崗位打下良好的基礎。提倡學生的畢業論文(設計)以參與教師的教、科研課題的形式完成。重視課程設計。

2.5合理安排第四學年教學工作

根據學生職業發展需求“,方案”要考慮考取研究生深造和就業兩種需求,1-10周集中安排課程,剩余時間安排畢業實習、畢業論文(設計)、準備研究生考試,確保教學秩序。

2.6教學計劃統一性與靈活性相結合

隨時關注行業發展需求,建立專業與行業信息交流機制,將行業發展最新的信息整合為課程資源,通過短課時的課程、講座等形式開設,同時必須堅持“方案”的執行穩定性。

2.7分方向培養

在電子技術和信息系統的理論基礎上,從第三學年開始分方向培養:嵌入式集成電路、信號與信息處理兩個方向。嵌入式集成電路方向主要課程:嵌入式系統原理與應用、嵌入式操作系統、嵌入式微控制器應用、嵌入式Linux設備驅動開發;信號與信息處理方向主要課程:信息論基礎、數字圖像處理、DSP技術與應用、信息與網絡安全。同時設置多門其他方向的選修課:

篇9

[關鍵詞]獨立學院應用性人才嵌入式課程實踐教學

[中圖分類號]G642[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3437(2014)10-0004-03一、嵌入式系統課程教學現狀和問題

在21世紀的后PC時代,嵌入式技術及產品已成為信息產業研究和應用的熱點。近年來許多高校的電子、自動化及計算機、通信等專業針對市場需求紛紛開設了針對32位處理器的嵌入式系統課程。但由于嵌入式系統教育發展歷史不長,各高校在課程的設置和內容編排上,尚處于起步和探索階段,其主要問題表現在:

第一,與其他專業課程相比,嵌入式系統課程涉及內容龐雜,培養的是軟硬件相結合的復合型人才,對學生的專業知識有較高要求。

第二,嵌入式系統課程一般都脫胎于傳統的自控、電子工程、通信工程、計算機應用等專業領域,為了通用于這些專業下的嵌入式技術教學,市面上的教材和實驗指導書的內容設計都力求面面俱到,缺失了專業的針對性,其中又以偏硬件居多。

第三,傳統的高等教育偏重于理論的傳授,而嵌入式技術學科交叉性強,實踐比重大,學生若在實踐應用上沒有得到良好的鍛煉,則無法較快勝任嵌入式工程師的職位。

獨立學院作為公辦民營的應用型本科,學生整體理論底子薄,學習起點低,可同時又不乏思維活躍,動手能力強等潛質。獨立學院如果簡單地套用“一本”院校的嵌入式系統課程設置,則將面臨更為棘手的挑戰,也不能反映獨立學院人才培養的特色。

筆者所在的寧波大學科學技術學院于2009年在軟件工程專業開設了嵌入式系統課程。在前期教學過程中,我們發現圍繞理論知識授課,往往內容枯燥,無法達到好的教學效果。而作為輔助的實驗課內容,主要完成的是實驗箱附帶的驗證性實驗,缺乏探索性和開放性,制約了學生的主觀能動性。

同時,嵌入式技術覆蓋了軟硬件的多項領域,而軟件工程專業下嵌入式技術培養的定位應該是嵌入式產品及應用系統設計與開發、產品維護與技術服務的軟件工程師。我們如果沒有對通用的教學內容進行裁剪和主次區分,既不能突出培養的重點,也不符合工程實踐教育專而精的思路。

二、適合獨立學院軟件工程專業的嵌入式系統課程教學探索

根據市場調研,嵌入式產業人才結構中需求量最大的還是嵌入式軟件開發的相關技術人員。因此從獨立學院的學生實際學習能力出發,首先我們明確了軟件工程專業下的嵌入式系統學習應在熟悉硬件的基礎上,以軟件學習為重點。目前32位嵌入式系統其軟件設計都已經進入到依托對應的軟件設計平臺應用高級語言開發的時代,軟件工程專業的學生沒有學習過單片機課程,但先修過“微機原理與接口”,并且系統學習過Linux,因此側重于學習基于操作系統的驅動編程或者上層應用是可行的。

其次,在具體的教學實施中,我們采用“基礎實驗+綜合實訓”來驅動學生實踐能力的提高,其特點在于不再以理論知識為主線,而是以案例實踐為主線,按照應用性、可操作性的原則進行課程教學內容的編排,通過實例解讀來推動學生對理論的掌握和深入。就此,我們從改善實踐環境,調整實踐內容和強化實踐驅動三方面著手進行了課程建設。

(一)改善實踐環境

改善實踐環境的目的在于把傳統相對封閉的實驗教學變革為開發式的實驗教學,使得學生擁有良好的實踐條件,激發他們學習技術的熱情。具體從以下四個方面著手:

1.設備配置

我們通過幾次追加硬件設備投入,前后共配置了可容納四十人的嵌入式技術實驗室兩間,分別為嵌入式課程實驗室和嵌入式創新實驗室。前者用于課程實驗,后者用于學生創新能力的培養。購置基于S3C2410 芯片系列的ARM9教學實驗箱40套,PC機80臺以及一系列GPRS、GPS、傳感器、RFID射頻、視頻攝像頭等實驗模塊,并購置了若干臺最新的ARM11教學平臺, Atom凌動平臺和Android 3G開發平臺,專門用來承擔課程的教學和實訓。

2.開放時間

除正常課程教學之外,實驗室在課外時間也對學生開放,保障學生有充足的動手操作機會。

3.開發環境

所有PC機均通過虛擬機安裝上Linux,配備齊全的軟件開發環境,并接入互聯網,旨在鼓勵學生通過互聯網、技術社區等方式主動搜索、學習本課程相關知識。

4.開發板租用計劃

實驗室另外采購了三十套價格低廉的嵌入式開發板,允許選修嵌入式系統課程的同學在完成相應手續的條件下,租借開發板,以此鼓勵學生自主學習和創新設計。

(二)調整實踐內容

工程應用型技術人才的成長應該是從理論到實踐,實踐反饋理論的螺旋上升過程。本著這樣的思路,我們在教學的組織過程中,劃分了“學習”、“演練”、“提高”三個階段,它們分別對應了三個層面的實踐過程:基礎實驗、綜合實訓和作品設計。

1.基礎實驗

這部分實驗是整個實踐環節的基礎部分,案例規模相對較小,目的是使學生了解和熟悉ARM嵌入式軟硬件的基礎開發流程。實驗緊跟理論教學進度,以單元實驗為基礎,幫助學生進一步加深對理論知識的理解。

由于課程面向的是軟件工程專業的學生,我們對前期依據實驗箱配套資料而設計的實驗內容進行了調整,削減了之前關于32位處理器架構、ARM指令集、ADS匯編程序等部分知識,去除了JTAG仿真調試和無操作系統下的ARM接口驅動開發,擴充了基于嵌入式Linux的ARM接口驅動開發,并添加了嵌入式數據庫SQLite的應用內容。

2.綜合實訓

綜合實訓讓學生完成一個綜合的課程設計。這部分任務以大作業的形式進行,題目是在開學后的幾周就分配下去。內容綜合整個課程的知識,并要求盡可能利用實驗設備上的硬件資源。目的在于讓學生從課程開始就帶著問題去學習,在學習中完善和落實項目計劃,并將多個知識點相融合。這類題目有:

基于嵌入式Linux的自動溫控系統

基于CGI的遠程燈光控制

基于嵌入式的指紋簽到系統

基于RFID的圖書自助借閱系統

基于嵌入式Linux的智能防火防盜系統

……

以自動溫控系統為例,我們要求利用實驗箱的設備,實現一個基于嵌入式Linux的模擬溫控系統。該系統涉及的知識點有Linux下的字符設備驅動,S3C2410的GPIO驅動,S3C2310的中斷驅動,AD驅動,數碼管驅動和PWM驅動。這些知識點均分散在基礎實驗中,在掌握各個部分原理的基礎上通過編程集成即可實現整個系統,并且實現過程也增加了探索性和趣味性。

3.作品設計

作品設計結合學生的畢業設計課題或嵌入式競賽進行,項目一般要求具有較強的應用性,且最終實現一個成形的作品,課題可由學生結合自己的專業特長或興趣自行選題。這一層面的實踐,實驗室除了提供實驗平臺,還提供配套的接口模塊,目的使學生能夠綜合自己的專業知識設計出完整的嵌入式技術方案,并提前積累項目開發經驗。

此類題目有諸如“基于嵌入式技術的智能檔案柜”、“老年人移動智能守護系統”、“魚苗自動計數系統”、“基于二維碼的專家門診實名預約掛號系統”、“基于RFID技術的幼兒園兒童出入監控系統”等。從這些題目可以看出在嵌入式系統應用上,軟件工程的學生在“偏軟”的知識背景下仍然具有較大的發揮空間。

以圖1某同學的“基于RFID技術的幼兒園兒童出入監控系統”為例,整個系統整合了軟件工程專業的嵌入式技術知識和Web應用開發知識,涉及RFID的嵌入式linux驅動、嵌入式網絡通信、QT GUI編程,J2EE編程,數據庫設計和嵌入式系統移植,是軟件工程專業學生一次有效的畢業鑒定。

(三)強化實踐驅動的教學主線

實踐驅動的教學主線,核心是利用有限的課堂時間,精簡理論教學,讓學生從實踐入手,主動參與到發現問題尋找答案的過程之中,通過查閱資料,網上搜索,技術社區解答,再結合老師的指導,從而解決具體的技術細節,并獲得解決問題的一般性思路和能力。

我院“嵌入式系統”課程,開課學期為第6學期,4學分,85學時,課堂理論和實驗比例為1:4(17理論+68實驗)。課程的理論部分以ARM9處理器為硬件平臺,以Linux操作系統為開發平臺,根據需要選擇性地介紹ARM常見接口原理及Linux上層開發、驅動開發及內核裁剪等內容。

實踐環節中的基礎實驗,由老師統一講解,每個學生獨立完成。老師指導學生采取原理引導實驗,實驗體會原理的學習方式,在實踐中加深理論的理解。而與基礎實驗平行開始的綜合實訓,則以3人為單位的小組來開展。教師協助各小組分析項目特點,講解學習思路,小組以團隊開發的方式推進項目。

綜合實訓最后完成的項目通過現場演示和答辯,并提交項目報告的方式考核。通過綜合實訓模擬嵌入式項目開發,培養了學生的綜合實踐能力和團隊協作能力。并為之后的畢業設計和競賽作了預演。

三、課程實施效果

課程內容經過上述調整,學生學習的興趣和主動性大大提高。在目前信息類相關專業生源質量逐年下降的大背景下,我院軟件工程系“嵌入式系統”模塊的同學這幾年一直以學風好,專業能力強而獲得各任課老師的高度評價。在畢業設計環節,我院嵌入式系統方向的畢業設計都具鮮明的個性化和創意,最終軟硬件的集成和演示也排除了抄襲的可能。

每年一屆的“博創杯”全國大學生嵌入式設計大賽是行業內最具廣泛性和影響力的全國性大賽。在比賽隊伍逐年遞增,競爭愈加激烈的情況下,我院同學卻從2010年第一次參加大賽開始,成績一年一個臺階取得了跨越式的進步。特別是2012年,我院作為獨立學院,與重點一本院校大連理工大學、北京理工大學等四支隊伍并肩榮獲全國總決賽的一等獎,這也給課題組的教學探索帶來了正向肯定。

表1 我院連續三年參加“博創杯”全國大學生嵌入式設計大賽成績

除此,學生就業競爭力也呈現出積極態勢。從2010年我院有第一屆嵌入式方向的畢業生以來,作為獨立學院的學生,相繼有進入阿里巴巴、虹軟、新中大、恒生、HTC等區域知名IT企業的研發部門。專業對口就業率三年分別達到68%,78%和75%。

四、結束語

教改的效果表明,獨立學院學生的特點決定了其教師在進行嵌入式的教學中,不能像一本院校一樣偏重于理論教學,更多地應該是實踐教學,通過學習基礎的理論知識,建立起相關概念,通過實訓和課程設計更多地去動手操作,從而達到應用型人才培養的目標。作為軟件工程專業下的嵌入式系統教學,還要注意教學內容的取舍,注意合理分配軟硬件知識的比重,有所學,有所不學,突出專業特色,才能更快地適應市場發展,造就學以致用的嵌入式軟件開發人才。

[參考文獻]

[1]鐘梅,周杭霞.英國密德薩斯大學的團體協作能力培養[J].高等工程教育研究,2005,(2).

[2]袁劍波.獨立學院應用型人才培養模式創新與實踐[J].高等工程教育研究,2011,(2).

篇10

【關鍵詞】 物聯網人才;物聯網人才培養

The research of the professionals’ training to the Internet of things

Yu Jinrong,Huang Gang

(College of the Internet of things, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing, Jiangsu 210003, China)

【Abstract】The progress of the Internet of things’technology will become the driving force for economics development of the next round world.And the professionals’ demands to the Internet of things’ technology certainly increase year by year.But currently in our country the special subject for the Internet of things’technology have not establishmented,and the professionals are very deficient.This article elaborated the present situation of the demand for the professionals to the Internet of things, the comprehensiveness of the professionals’ training to the Internet of things,and the some measures for how to train the high quality professionals to the Internet of things.

【Key words】the professionals of the Internet of things;the professionals’ training to the Internet of things

【中圖分類號】 C96 【文獻標識碼】B 【文章編號】 1001-4128(2011) 09-0260-02

1 引言

“物聯網”是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。它是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的世界信息產業第三次浪潮。物聯網用途廣泛,遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業監測、老人護理、個人健康等多個領域。國際電信聯盟指出,物聯網通信時代即將來臨。未來幾年,伴隨國內物聯網技術的迅猛發展和逐漸成熟,必將推動經濟社會的全面進步,對未來經濟社會發展將發揮至關重要的作用,物聯網技術的進步將成為下一輪世界經濟發展的驅動力。[1]

2 物聯網人才的需求現狀

為了順應國際形勢以及我國中長期科學和技術的發展需要,《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》在“亟待科技提供支撐”的國民經濟和社會發展重點領域中選擇了68項任務明確、有可能在近期獲得技術突破的優先主題,其中明確提出要重點發展傳感器網絡及智能信息處理。由于“感知中國中心”在江蘇無錫的建設,帶動了江蘇省及“長三角”地區對物聯網與傳感網技術的人才需求。同時隨著國家戰略性新興產業的推進,全國各地對物聯網與傳感網技術的人才需求將呈指數性增長。

產業的需求無疑帶動了人才的需求,國內支柱產業及高技術產業發展對物聯網與傳感網技術人才需求不斷擴大導致此類人才成為企業的注目焦點。物聯網與傳感網技術專業培養的學生主要從事物聯網與傳感網技術及相關領域內的科研、教學、應用、開發、生產、管理工作。同時,物聯網與傳感網技術專業涉及國民經濟發展的多個領域,隨著國內戰略型新興產業發展對信息網絡技術需求的不斷擴大,人才市場對此類人才的需求是持續增加的。[2]

根據美國權威咨詢機構Forrester預測,到2020年,世界上物-物互聯的業務和人-人通信的業務相比,將達到30比1,意味著物聯網產業要比互聯網大30倍。因此,物聯網被稱為是“下一個萬億級的通信業務”。根據江蘇省人才市場招聘需求信息,2007年計算機/互聯網/通信專門人才的需求總數為319168,其中研究生需求數22960,本科生需求數143765;2008年計算機/互聯網/通信專門人才的需求總數為401127,其中研究生需求數13122,本科生需求數200493;連續兩年列第二位,且不斷增加。隨著全國物聯網技術應用和產業的大規模發展,以及政府對物聯網產業的大力支持與推動,相關專門技術人才的需求將會有進一步的提高。由此可見,物聯網與傳感網專業技術人才的需求量是巨大的。相關的物聯網專業技術人才即將走俏。南京郵電大學于2009年9月率先成立了物聯網與傳感網研究院和物聯網學院,開展人才隊伍的培養。本文就高素質物聯網專業人才的培養提出幾點想法。

3 物聯網人才培養的綜合性

物聯網廣泛涉及RFID、傳感器、嵌入式軟件及傳輸數據計算等應用領域。物聯網的應用技術主要包括:物體的標識與識別技術、物體感知的傳感網絡技術、物體“思考”的智能技術等,涵蓋了計算機、現代通訊、新材料、智能控制等前沿尖端技術。因此在人才培養方面,需要培養具有以下三大類綜合性專業基礎技術的物聯網人才:[3]

計算機軟硬件、網絡及通信類:計算機與通信技術應用涉及物聯網的各個領域,主要從事物聯網通信系統與網絡的理論、技術及應用研究。具體包括:數據挖掘與采集、軟件開發、系統設計、嵌入式軟硬件設計、模擬硬件研發等。其中,嵌入式軟硬件的應用最為廣泛。具體地說,就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統等各種物體中,然后將物聯網與互聯網整合。因此嵌入式軟硬件設計技術是物聯網人才培養的關鍵。

應用物理/應用數學類:應用物理的測控技術、光學精密測量、遙感遙測、納米技術及光學工程,應用數學的計算數學、組合數學等專業在物聯網領域中都有重要應用。這些相關技術成為物聯網人才培養的基礎。

電子/電氣/自動化類:電子(尤其是微電子)、電氣、自動化類的微納機電系統、微傳感器與微執行器、微機器人與微裝配系統等技術成為物聯網科學研究、設計制造、產品研發需求的重點。

有機地整合上述相關專業知識,以形成一個有效的知識體系,用以支撐物聯網與傳感網的技術與應用需求是物聯網與傳感網技術專業的核心問題。

4 物聯網人才培養的措施

物聯網在國內尚屬于新興專業,人才培養結合社會需求也是近年來提出、尚未真正解決的難題。作為為社會輸送人才的主要來源地的高校,應將物聯網人才培養的教學體系、教學實踐、社會需求結合起來研究,充分利用各項資源,將課程與實踐相結合,把高校自身教學優勢和企業用戶整合起來,開創出實用的物聯網專業建設和人才培養措施。

*設置合理的教學體系:

根據物聯網所需高素質人才的綜合性,在設立高等教育課程體系時應分別側重于上述三個方向。以信息網絡為主干學科,涉及計算機科學與技術、信息與通信工程、電子科學與技術、控制科學與技術、應用數學與物理技術等交叉學科;設立電子識別技術與應用、傳感器與測控技術、通信系統原理、通信與計算機網絡、無線傳感器網絡技術、物聯網技術與應用、傳感器件與編程技術、ZigBee協議與應用、物聯網中間件技術、網絡協議及網絡互連、嵌入式系統原理與應用、智能信息處理、CPS原理與應用、數據庫原理與技術、無線通信與網絡技術和軟件工程等主干課程。根據物聯網技術的發展,以及市場需求不斷變化的特點,保證教學內容緊緊跟隨國際主流物聯網技術的發展。[4]

*理論與實踐相結合的教學模式:

教學的方式方法是多種多樣的,在眾多的教學方法中,尋找能讓學生盡快掌握教學內容和形成技能的有效的教學方式方法成為了人們追求的目標。將學科基礎理論和專業方向理論貫穿于課程實驗、課程設計實踐中,構成日趨完善的實踐教學模式。根據物聯網技術的應用特殊性,可考慮通過校企合作,研究和建設開放的物聯網平臺,建立物聯網技術及應用實驗室,進行物聯網相關平臺的構建及關鍵技術的研究,南郵物聯網學院將主要著重以下5個方面的研究重點:

1、物聯網組網技術與協議的研究:開展物聯網組網相關理論與協議的研究,為中國通信業的物聯網建設提供技術支撐。

2、接入C網的無線傳感器網絡多功能網關設備研制:研制無線傳感器網絡接入移動通信網絡、無線局域網和Internet等網絡的多功能網關設備。

3、服務構件化的嵌入式空間智能感知系統的研制:構建面向目標人的嵌入式智能服務節點(包括攝像頭、激光及聲源節點),使這些空間分布的服務節點形成網絡化智能環境系統,實現該系統下有效的目標活動、行為及聲音等方面的檢測及識別,為人提供多方位的智能服務。

4、物聯網隱私保護與信息安全技術研究:開展物聯網安全技術的研究,為物聯網的大規模應用提供安全、可信的環境。

5、物聯網示范應用系統的開發:開展物聯網應用系統的研發并力爭實現產業化,為中國通信業的物聯網建設提供應用示范,并推動江蘇物聯網產業發展;

通過實驗與實踐保證學生在動手能力得到鍛煉的基礎之上,又有所拔高,經過這一遍遍的專業培養或專門訓練,可以成為具備物聯網專業知識的應用型人才。同時校企之間通過整合人才和設備資源,突破關鍵技術和核心技術,加強創新能力、先進制造能力、市場服務能力建設,形成具有自主知識產權的成果和可持續競爭力,最終完成從互聯網時代到物聯網時代的產業升級。

5 總結

目前,中國物聯網的研究和應用與國際同步,具有同發優勢,處于同等水平,并做到了部分領先。有關專家表示,物聯網將很大程度上改變人們的生活方式,而中國也將率先感受到物聯的世界和智慧的地球。隨著物聯網的發展,對物聯網與傳感網技術專業人才的需求必將逐年增加,預計這種需求將保持持續增長的趨勢。然而,當前我國還沒有專門的物聯網與傳感網技術專業設置,專業人才匱乏。因此,設置物聯網與傳感網技術專業,培養具有創新意識和實踐能力,系統掌握物聯網與傳感網基礎理論和專業知識,能在信息網絡等領域從事科學研究、教學、技術開發、生產及經營管理等方面工作的高級專業技術人才是非常必要也是非常迫切的。

參考文獻

[1] 李江.物聯網的瓶頸以及未來分析[J].射頻世界,2010,(02):48-50.

[2] 劉偉.推進物聯網產業發展[N].杭州日報,2009.