基于嵌入式系统的机械专业课程体系浅析

韩学才

摘要：根据国家教育部“卓越工程师教育培养计划”，遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”的基本原则，机械专业的课程体系需要和嵌入式系统进行有机的结合，从教学的内容、教学方法和培养目标等一些方面对机械专业课程体系进行科学合理的补充，我们不仅要深刻的认识到嵌入式系统的课程自身具有的本质特征，同时还需要分析嵌入式系统教学融入机械专业课程体系的路径。

关键词：嵌入式系统;机械专业;课程体系

中图分类号：G4 文献标识码：A

一、背景

国家教育部为了贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》[1]提出了“卓越工程师教育培养计划”。目的在于培养一批具有创新能力、高质量的工程技术人才，从而为国家新型工业化发展保驾护航。“卓越工程师教育培养计划”[2]的整体思路遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”[3]，首先根据行业发展提出行业领域人才培养需求，通过高校和企业在行业领域的合作来实施卓越计划。

作为理工科的老牌专业——“机械电子工程”在"卓越工程师教育培养计划"的指导下也开始了新的创新型的发展，为了更好的服务机械电子行业领域的发展，机械类本科人才培养教学中也开始逐步开设嵌入式系统的相关课程[4]，而就目前而言嵌入式系统教学融入到机械电子工程专业培养过程处在一定的探索阶段，教学的内容、教学方法和培养目标也在不断校正。积极探索嵌入式系统教学的特点，寻找合适的嵌入式系统教学内容与方法是目前机械专业落实“卓越工程师教育培养计划”的重点方向之一。

嵌入式系统相关的课程一直以来就是高等学校电子与信息类专业的主要的基础课程。其课程特点在于综合性较强，强调跨学科、跨专业地理论。之前，对于机械专业来说，虽然在课程涉及方面多少涉及到了一些关于嵌入式的相关知识，却较少完整的开展关于嵌入式系统的相关课程[5]。

二、嵌入式系统的课程特点

（1）嵌入式系统课程内容具有较强的综合性

嵌入式系统本身是一个软件和硬件系统相结合的综合体，整体课程既有硬件方面的知识内容，也会涉及软件方面的知识内容，所以在实际课程教学过程中要融入相关硬件知识，比如嵌入式微处理器结构[6]、寄存器设置、指令系统等;以及嵌入式软件方面的知识：比如Linux系统、交叉编译、设备驱动程序等。

（2）嵌入式系统课程需要具备必要的前期知识

嵌入式系统课程在学习之前，还需要完成必要的先修课程：比如电子电工技术，数字逻辑，计算机组成原理等，而这些知识对于机械专业来说相对是比较薄弱的，所以为了让机械专业在教学方面能够顺利的进行，是需要科学合理的让机械专业的学生合理的吸收和掌握嵌入式系统课程的这些前期知识。

（3）嵌入式系统课程教学方法

嵌入式系统课程的教学方法应该和课程的教学内容相契合，课程需要通过对系统辨识和自适应控制系统的讲授，让学生掌握系统辨识的基本知识、基本原理和基本方法，同时具备设计自适应控制系统的能力。在实际的教学过程中，需要重点对嵌入式系统的基本概念、基本方法和解题思路进行必要的讲解与分析，同时采用探索与启发式的教学模式，让学生积极融入课堂，主动思考问题，分析问题和解决问题;另一方面还需要引导和鼓励学生通过讨论和自学获取知识，结合电子教案、多媒体教学系统等先进教学手段，保证学生全面、高质量地完成课程教学任务。

三、嵌入式系统教学融入机械专业培养体系

（1）做好课程内容与专业的结合：嵌入式系统课程作为一门专业课，它的目标不是为了使学生全面深入掌握这一领域的所有知识，而是为了使学生在已有基础上结合机械专业的背景和行业发展，结合这个的领域，让学生能够对嵌入式系统掌握课程的基本原理与基本方法，并且对进一步探索嵌入式相关领域保持一定的热情和兴趣。基于这个思路，在针对机械类专业嵌入式系统的实际教学中，应该特别注意和强调对于嵌入式系统相关重点和难点知识进行区分和分解，让学生在学习的过程中能够区别对待，合理控制不同知识点的理解深度和难度。

（2）做好课程目标定位：嵌入式系统课程作为一门重要的基础课程，在教学的过程中需要重视学生知识结构的拓展，同时需要引导学生在课程学习过程中启发培养技术解决生产实践问题的能力，同时还需要培养初步设计具体课题技术路线的能力，配合学生机械专业能力的发展，提高学生的工程实践和应用型探究能力。让学生在完成基本教学任务的同时，能够对所学知识牢固掌握科学应用，并且对相关行业或者科学问题开展分析讨论，以此调动学生的积极性和自主性。

致谢

教育部产学研协同育人项目《基于嵌入式系统的机械专业课程体系改革》

课题编号201902286008

参考文献

[1]王艳， 樊立宏. 多头并举培养造就创新型科技人才——《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》解读[J]. 中国科学院院刊， 2010（06）：573-578.

[2]郄海霞， 廖丽心， 王世斌. 国外典型高校产学合作教育模式比较分析——兼论对我国”卓越工程师教育培养计划2.0”的启示[J]. 高等工程教育研究， 2019， No.178（05）：94-102.

[3]李鑫. 以”卓越计划”为导向的应用型院校人才培养困境与出路[J]. 国内高等教育教学研究动态， 2019， 000（011）：P.10-10.

[4]蒋毅， 章军， 平雪良，等. 机械电子工程专业嵌入式系统教学初探[J]. 科技视界， 2015， 000（019）：114-114.

[5]张云峰， 王維维， 汪松鹤. 参与式学习在《嵌入式系统》课程教学中的应用[J]. 软件导刊， 2019， 18（02）：219-221.

[6]熊志辉， 张鲁峰， 赵文辉，等. 嵌入式微处理器体系结构模拟与软件调试工具的设计与实现[C] 计算机工程与工艺学术年会. 中国计算机学会， 2001.