“嵌入式系统设计与应用”课程与CDIO模式有效融合的教学思考

王剑

【摘 要】本文阐述了一种CDIO模式下计算机专业“嵌入式系统”课程与CDIO模式有效融合的教学改革研究中的关键问题。首先介绍了CDIO模式的理论根据，然后阐述了“嵌入式系统设计与应用”课程的教学改革中关于课程教学体系设计、教学模式改革，教材建设和教学方法改进等方面的相关内容。

【关键词】计算机专业；嵌入式系统；教学；CDIO模式

2004年，ACM（美国计算机协会）和IEEE联合制订了新版的计算机学科的课程体系（2004版），其中一个主要改革就是将“Embedded System”课程列为本科生的专业基础课，并且给出了基本课程体系。同时，美国卡内基梅隆大学、伯克利大学等国外高校也不断在完备他们的嵌入式教育体系。欧盟也推出了面向欧盟高校和企业的嵌入式研究计划。目前业界对嵌入式技术人才的需求十分巨大，尤其在迅速发展的TMT领域，这种需求更为显著。另外，企业对嵌入式系统开发从业者的工程实践能力、经验要求也越来越重视，因此目前国内外很多专业协会和高校都在致力于嵌入式相关课程体系的建设，结合嵌入式系统的特点，在课程内容设计、师资队伍建设、教学方法探索、教学条件和实验体系建设等方面取得了较好成效。

CDIO模式是一种先进的高校工程教育理念和实施体系。CDIO由考量（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）、操作（Operate）四个环节组成。CDIO 模式是主要通过“做中学”的方式全面地提升学生的综合素质和创新精神。CDIO模式的这种特质十分契合“嵌入式系统”课程的发展趋势。

在高等教育提出朝着“宽口径、厚基础、重能力”的方向发展趋势下，研究如何将先进的工程教育理念和实施体系CDIO模式成功引入到“嵌入式系统”课程教学改革中，同时深入地开展基于CDIO模式下的“嵌入式系统”理论和实验教学体系、内容和方法等多方面的研究与实践，探索一条满足社会人才需求、符合高校自身规律的“嵌入式系统设计与应用”课程的教学模式和方法，对于培养学生在嵌入式系统系统设计方向上的基本技能、工程能力和创新精神具有十分重要的意义。

“嵌入式系统设计与应用”课程教学内容十分丰富，如图1所示。该课程涉及到计算机系统最基础的硬件、软件等多方面多层次的知识，这就要求学生系统性的学习完整的嵌入式系统知识体系。

因此，“嵌入式系统设计与应用”课程与CDIO模式有效融合主要进行的工作内容应该包括：通过大量调研，反复讨论和研究，根据CDIO模式的特点编写和修订符合计算机学科发展的“嵌入式系统设计与应用”课程的理论教学大纲和实验教学大纲。在此大纲的指导下，编写了“嵌入式系统设计与应用”主教材和实验教程，该教材以Cortex A8处理器和Linux操作系统作为主要研究对象，与时俱进，贴近主流。通过上述活动，重建学生的嵌入式系统的知识脉络。

根据互联网+的实际需求，建设“嵌入式系统”教学网站。该网站包括的主要功能有：学生可以浏览教学视频、下载课件、浏览网站公告等。教师可以开设课程、上传教程课件、发布作业、回复问题等。管理员则在后台完成对课件信息的管理、教程信息的管理、学生信息的管理及教师信息的管理等功能。开发“嵌入式系统学习网站”，积极引入网络教学模式，在教师和学生之间架起一座沟通的桥梁。

有效应用实例化教学模式，使学生在消除嵌入式系统设计神秘感的同时，提高学好这门课的自信心。

综上所述，“嵌入式系统设计与应用”主要任务就是要培养学生分析与设计嵌入式系统的基本能力；培养自学、分析问题和解决问题的能力，以及认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。在此前提下，有效融合CDIO模式具有十分重要的意义。

【参考文献】

[1]王硕旺，洪成文.美国麻省理工学院工程教育的经典模式——基于对CDIO课程大纲的解读[J].理工高教研究，2009，28（4）：116-119.

[2]陳春林，朱张青.基于CDIO教育理念的工程学科教育改革与实践[J].教育与现代化，2010，94（1）：30-33.

[3]黄智伟，邓月明，等.ARM9 嵌入式系统设计基础教程[M].北京航空航天大学出版社，2008：1-4.

[4]张雯雰，高守平，等.应用型本科嵌入式系统课程教学改革与实践[J].中国教育技术装备，2010，204（18）：39-40.

[责任编辑：田吉捷]