基于cdio教育理念的嵌入式系统原理及应用教学改革与实践

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1、基于CDIO教育理念的嵌入式系统原理及应用教学改革与实践摘要：CDIO是��际工程教育改革的成果。该文引入CDIO教育理念，介绍了该理念的三个核心文件：1个愿景、1个教学大纲、12条标准。并把CDIO教育理念引入嵌入式系统原理及应用课堂，从教学理念、教学内容设计、“做中学”教学方法，到考核方式结合CDIO教育理念进行改革。中国8/vie　　关键词：嵌入式系统；CDIO教育理念；做中学；工程师　　中图分类号：G424文献标识码：A：1009-3044（2016）36-0153-02　　嵌入式系统以应用为中心，计算机技术为基础，软、

2、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统，涵盖嵌入式硬件和软件两大部分。随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式系统应用将获得广阔的发展空间，其应用领域包括：工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理、POS网络、环境工程、国防与航天等。尤其是物联网时代的到来，更加推动嵌入式技术的发展和应用。　　嵌入式行业的快速稳步发展，对嵌入式系统工程师的人数要求和能力要求不断提高。华清远见2013-2014年度的行业调查数据的结果显示，目前从事嵌入式开发“不到1年”和“1-2年”的工程师所占的比例依

3、然是最大的，分别是38%和20%，占总参与调研人数的58%，对比去年增加了4个百分点，而具备相对丰富开发经验的嵌入式工程师（2年以上工作经验）则占总调研人数的42%[1]。分析得出，嵌入式企业的发展速度和专业人才的成长速度依然有一定的差距，行业内嵌入式工程师供不应求的状态扔将持续。　　我国通常情况下是在工作中培养工程师，在校园里主要教授理论知识。而世界上好多大学，其中著名的麻省理工学院，瑞典皇家工学院等大学培养模式对工程师非常重视。我国经济的发展对工程师的需求越来越多，本文研究引入我国的CIDO工程教育理念，探索在校园里以CDI

4、O工程教育模式对嵌入式系统原理和应用课程的改革和实践。　　1CDIO教育理念　　CDIO是麻省理工学院等四所大学共同创立的工程教育改革模式，表示构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运行（Operate），包括三个核心文件：1个愿景、1个教学大纲、12条标准[3]。CDIO的愿景是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的CDIO过程的背景环境基础上的工程教育。CDIO的教学大纲对学生提出了4个层面的能力要求：基础知识、个人能力、团队协作和工作系统能力。CDIO理念不仅继承和

5、发展了欧美20多年来工程教育改革的理念，更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。　　我国的高等教育缺少培育高级工程师的理念和实践，CDIO理念对我国工程教育课程改革具有重要的借鉴意义。2005年起，汕头大学执行校长顾佩华教授在汕头大学工学院引入CDIO理念，开始研讨并实施，提出了EIP-CDIO培养模式，即职业道德（Ethics）、诚信（Integrity）和职业素质（Professionalism）与CDIO有机结合以培养高级工程专业人才为目标的高等工程教育新模式[2]。2008年4月，

6、教育部高等教育司发文成立“CDIO工程教育模式研究与实践课题组”。2010年4月，全国共有39所高校开展CDIO试点工作，这种规模还在继续扩大[3]。　　2CDIO理念在嵌入式系统原理和应用课程教学中的应用　　2.1嵌入式系统原理及应用课程特点、教学现状、培养目标　　我院的《嵌入式系统原理及应用》基于ARM处理器，嵌入式Linux操作系统的嵌入式开发平台。课程具有综合性强，实践性强等特点。理解并掌握嵌入式系统的开发需要具备的知识有：嵌入式C语言，嵌入式Linux操作系统，嵌入式Linux应用开发，ARM处理器平台及其接口硬件开发

7、，嵌入式Linux下常用接口的驱动开发和应用程序开发。每项知识点的掌握都需要通过在开发平台上实践、理解、消化、吸收。　　以往，由于教学大纲规定了理论课和实验课各自的学时数，排课时理论课安排在教室上课，实验课学时较少。教学目的是让学生掌握抽象的理论知识，培养目标是追求知识的面面俱到，在课堂上“满堂灌”地“传授知识”，考核以期末试卷的分数决定成绩的高低，造成了学生不理解理论知识的内涵，不会把理论知识应用在实践中，考试前死记硬背知识点。许多理论知识在结合实验平台的动手编程中可以轻松理解，有些通过查资料了解的知识点也要背诵，给学生增加了

8、额外负担，降低了学生的学习兴趣。实验教学由于学时少，学生对实验环境的调试不熟练，对开发平台理解不够透彻，即使做了几个验证性实验，对嵌入式系统的原理和应用在认识上不清楚，会打击学生学习嵌入式系统的热情，造成对嵌入式技术开发的兴趣不浓，以至于毕业后有人拒绝做嵌入式系