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关键词:嵌入式系统;集中授课;教学方式
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)49-0182-02
一、引言
随着信息化与工业化的融合及工业4.0国家战略的提出,嵌入式系统技术有着越来越广阔的应用空间。目前,嵌入式系统技术已经深入应用到了工业控制、智慧城市、智慧交通、智能家居、智能医疗、智能穿戴、通信设备等人们生活的各个领域。为了适应社会对嵌入式系统开发人才的紧迫需要,如今大多数高校在电子信息工程、自动化等专业开设了嵌入式系统方向[1-3]。在嵌入式系统开发方向课程教学中大多高校仍采用传统的授课方式,即把相关专业课分散到三到四个学期,每门课又分散到一个学期讲授,每周二到三次课。其教学效果并不理想,学生普遍感到该课程难以掌握。为了解决上述问题,本文给出集中授课方式在嵌入式系统方向教学中应用的一些想法和意见。
二、嵌入式系统方向开设背景及课程介绍
(一)嵌入式系统开设背景
所谓嵌入式系统是软硬件紧密结合的综合系统,一般而言,嵌入式系统由嵌入式硬件和嵌入式软件组成,它是面向用户、面向应用、面向产品的专用计算机系统。嵌入式系统拥有软件硬件可裁剪,对可靠性、成本、体积和功耗严格要求的特点。基于嵌入式系统的“专用性”以及“嵌入性”,在各个领域均有嵌入式系统的广泛应用。因此当前嵌入式系统拥有巨大的发展潜力、社会需求大量的嵌入式软硬件工程师。在此背景下,以及遵循培养应用型人才的教学理念下,国内绝大多数高校纷纷开设嵌入式系统开发课程。
目前我校的嵌入式系统方向人才培养目标是:掌握电子技术、嵌入式系统应用与开发、物联网技术开发与应用等工程领域的实践知识和技能,具备嵌入式开发、嵌入式系统测试、物联网应用开发能力,能在通信、电子设备设计制造、物联网应用、IT业等部门从事嵌入式系统软硬件分析与设计、测试、物联网研究与开发、电子信息系统应用与维护、开发、测试、销售及研究等生产和管理第一线需要的高素质应用型人才[4]。
(二)嵌入式系统课程介绍
嵌入式系统课程一般包括:Linux系统、C语言、C++面向对象的程序设计、ARM微处理原理与应用、嵌入式系统GUI开发。其中Linux系统为嵌入式系统课程的核心部分,在今后的嵌入式开发编程过程中大多是在Linux环境下进行;C语言则属于嵌入式系统开发最基础也是最重要的编程语言,目前嵌入式系统硬件开发多是基于C语言;C++语言则是属于面向对象的高级编程,嵌入式系统GUI开发则是在Linux环境下在Qt上使用C++语言进行图形界面的编程设计;最后ARM微处理器的原理与应用是整个嵌入式系统课程的精华也是其难点所在,所有的程序都需要在ARM处理器上运行,所以学习好ARM原理与运用无论以后做硬件工程师还是软件工程师都有着重要意义[5-7]。
三、嵌入式系统方向教学方式现状
目前绝大多数高校仍然采用传统的授课方式来讲授嵌入式系统课程,即把相关专业课分散到三到四个学期,某门课程在一个学期开展,分散在15~18个教学周,每周讲授4~6节课。从近几年毕业生难以适应市场的需求来看,按照传统的教学方式对嵌入式系统课程进行教学显然有着巨大的不足之处。主要不足是:
1.知识点的讲授不连贯,往往在下节课浪费了大量的时间来进行上次课的补习。
2.实践应用少,尤其对于应用开发型的课程,讲完理论之后缺失及时的实验开发。即使加了实验课,某些实验项目不能在两节课完成[8]。
3.时间跨度过大,嵌入式系统课程知识涉及面广,仅仅上述的四门基础课程按传统授课计划一学期一门课来看,需要两年才能完成。
4.高校针对嵌入式系统教学知识落后于当下嵌入式技术发展,同时也缺乏有资深嵌入式工作经验的教师。
四、集中授课方式在嵌入式系统方向教学应用
集中授课方式是指把某门课程集中在一段时间内连续进行学习,直到该门课程进行完毕,再开展下一门课程的学习。整个学习阶段大致是以知识点做基础,实际应用做课程案例,开发项目为驱动,注重提高学生的实际编程能力。这样能够及时有效地进行针对性学习,能够稳固知识点,加强学生实践动手能力,而且学习时间跨度大大降低,根据人类的记忆规律更能使学生加深理解记忆,更好地掌握本阶段的知识[9]。
由于嵌入式课程涉及知识面广,系统的嵌入式系统开发课程我在这里大致分为了四个阶段:
1.嵌入式系统开发基础篇。首先,进行Linux系统的基础学习,其主要内容为:学习Linux系统的理论知识,如Linux系统简介、Linux的文件系统、文件类型及属性、文本编辑器等;之后进行学习Linux系统下的常用命令和shell编程;最后也是以后常使用的知识便是编译与调试,学习GCC编译器和GDB调试器以及make工具,通过makefile文件来描述源程序之间的相互关系并自动维护编译工作。其次,在学习了Linux基础之后便可以在Linux环境下进行开发,也就意味着进入了C语言的高级编程学习中,而在此阶段学习中不能像传统教学一样仅仅教授C语法基础,要更深入学习C语言的灵魂知识――指针的学习,之后进行C的高级编程,例如编译的预处理、链表及操作、树和二叉树等知识的学习。这样就基本上完成了本阶段的理论学习,本阶段最后一步是学生实战提高的一项内容即C项目系统的设计开发,在一个系统项目的开发过程中几乎会用到此前所学的所有知识,学生在开发过程中也会看清自己学习中所欠缺的知识。
本阶段因为是基础性知识学习,在后期学习应用中均占有很大的分量,所以用时也是最长的一个阶段,约在5~6周方可完成阶段性学习。
2.嵌入式开发系统篇。在完成了C语言的学习后,便可以开始进行学习Linux系统程序的设计,本阶段学习目标便是掌握Linux系统编程和网络编程的基本方法,掌握多进程和多线程的编程能力。学习过程中主要学习进程与线程的原理、进程间通信的方式、网络的基本原理、Socket编程等。在此阶段的学习中要多锻炼大型程序和复杂项目框架的设计能力,使得学生能够在未来工作中具备掌控和领导项目的潜力。
在完成本阶段性学习之后,同样需要大量的练习以及系统项目的设计开发训练。本阶段主要是系统的设计学习,则需训练诸如局域网OICQ程序设计、远程终端管理系统之类的开发项目,来提高学生系统设计开发能力。本阶段主要学习系统的基础性开发,大约在四周左右完成。
3.嵌入式开发的软件应用篇。本阶段主要进行C++面向对象的程序设计开发,学习类和对象的区别与应用,面向对象程序设计的三个基本特征:封装、继承和多态。因其在C语言基础上演变而来,故而此阶段属于快速学习阶段,在一到两周即可完成。然后学习系统GUI开发,主要要求掌握Qt开发的基本流程和Qt提供的类库的使用方法。在整个的软件应用阶段会在两周内完成。
虽然学习用时比较短,项目的开发练习依然不可缺少,在未来工作中这类快速学习并加以应用的情景有很多,学生们有必要也必须有快速学习的能力。
4.嵌入式开发的硬件篇。本阶段在整个嵌入式系统开发中属于难点,需在本阶段学习ARM微处理原理和应用,主要掌握ARM的基本架构、指令系统,同时也要了解ADS集成开发环境;嵌入式Linux的系统移植,主要掌握u-boot启动流程、u-boot的移植流程及关键步骤,学会构建根文件夹系统,掌握整个嵌入式Linux系统开发方法;学习Linux驱动开发,掌握嵌入式Linux设备驱动程序的基本原理、架构和设计方法以及驱动开发中常用的机制和内核资源。
该阶段主要以实验为主,加强学生动手能力,熟悉嵌入式的硬件程序开发,该阶段也在四周左右。
五、总结
经过对社会上嵌入式系统培训机构的调研来看,大多数机构都是应用的此类授课方式专项培训嵌入式系统开发人才,而经过培训之后的学员有着扎实的知识功底和良好的实用技能,明显比高校毕业生有更高的动手能力和岗位适应优势。因而在高校嵌入式系统方向课程的教学中尝试使用集中授课方式,对提高应用型人才培养有重要的借鉴意义。
参考文献:
[1]王崴.“嵌入式系统”课程的教学改革与实践[J].常州工学院学报,2013,26(1).
[2]郭锐.嵌入式系统教学中若干教学方法研究与实践[J].科技信息,2012,(16).
[3]彭道刚,李辉,夏飞.基于项目驱动的嵌入式系统教学改革与实践[J].中国电力教育,2013,(28).
[4]张广渊,肖海荣,马昭,梁伟.应用科技大学本科生科研能力培养改革探讨[J].大学教育,2014,(4).
[5]冀常鹏,马飞,徐维.项目驱动的嵌入式系统教学改革.电气电子教学学报,2012,(33).
[6]郑广海,曲英伟.嵌入式系统课程群实践教学优化整合与知识融合的研究[J].2015,18(6).
关键词:嵌入式系统;开发技术;教学研究与实践
嵌入式系统设计飞速的发展,渗透到社会生活的各个方面,例如掌上PDA、电视机顶盒、手机、汽车、空调、微波炉,等等,由于其硬件体积小、价格低廉、集成度高,而且软硬件可以“按需定制”,嵌入式系统的发展前景越来越广阔,物联网概念的提出以及嵌入式系统技术发展的日益成熟,将嵌入式系统的应用推向了,与此同时,国家及企业对嵌入式人才的需求越来越旺盛,作为输出社会人才输出的摇篮,学校应努力提升嵌入式系统教学的质量,培养出高质量的人才。
一、教与学的现状
嵌入式系统开发技术是我院物联网工程专业的一门专业必修课程,其综合性较强,涉及的知识面十分广泛,既有硬件设计又有软件代码的编写,学生在学习本门课程过程中需要具备较多的专业基础知识,涉及的课程有程序设计基础、模拟电路和数字电路等课程。同时嵌入式系统开发技术又是一门实践重于理论的课程,因此学生还需要进行实践操作。嵌入式系统开发技术课程的教学目标是培养学生的科学思想和研究方法,使学生较全面提升软硬件开发能力,着重提高学生就业竞争能力。目前某学校嵌入式系统开发技术的教学主要分为两部分,一部分是理论课堂教学,另一部分是实验教学。理论课堂教学普遍利用多媒体设备,通过幻灯片讲解系统结构、处理器结构、时钟树、存储地址映射、GPIO、中断、定时器等知识点。实验教学过程中所完成的多为验证型实验,教师仔细讲解硬件的连接方法,学生进行接线验证,观察实验现象。通过观察发现,在教与学的过程中,这种传统的教学方式使得学生的实践能力不足,需经过相关培训才能够从事嵌入式相关工作,结合学校培养应用型人才的目标,需对当前的教学方式做出改革。
二、课程的教学改革与实践
1.教材的选取近年来,嵌入式系统的教材多种多样,大部分是以知识点来组织相关章节,缺乏案例,内容略显生硬死板,使得学生很难将抽象的知识具体的应用到工程实践中去,因此教学改革的第一步首先是选择一本适合某学校学生能力的教材。在教学过程中,学校使用的是卢有亮编著的《基于STM32的嵌入式系统原理与设计》,这本书属于普通高等教育“十二五”电子信息类规划教材,基于STM32对嵌入式系统的原理、设计、编程进行讲解,并给出一个工程实例,可使读者通过该实例找到做工程的方法并巩固所学的知识,提高工程开发的能力,另外作者还搭建了交流论坛,给读者构造了一个比较完善的学习平台。同时,学校指导学生阅读芯片的数据手册和固件库等文档,使学生能够快速获得器件的特性,获得全面的固件库函数。2.授课地点的变更传统的教学方式中,授课地点均为普通教室,教学设备只有黑板和多媒体,导致任课教师只能按照幻灯片或者课本进行讲解,学生被动接受,效率较低。例如在讲授利用固件库搭建工程环境时,第一步详细地演示了如何获得固件库,并对固件库中文件的用途做出一一介绍;第二步为在电脑任意位置建立工作目录和子目录,将库文件中的内核文件、驱动支持文件、启动文件等复制到相应的工作目录中;第三步建立和配置工程文件;第四步编写代码;第五步编译代码;第六步下载到开发板运行;第七步使用JLINK调试。完成本次课程的教授用时2学时,但学生进行上机实验时,对于搭建工程环境仍比较困难,28名学生中只有4名学生完成。鉴于此,将授课地点均调整为实验室,带领着学生一步一步进行环境的搭建,均可以完成实验任务,这种授课方法不但提升了学生学习嵌入式系统开发技术的信心,也为后期的实验打下了良好的基础。3.课堂在传统授课过程中,多为教师讲、学生听的教学方式,学生不能完全参与到课堂中,因此,学校尽量避免这种教学方式,采用案例教学等方法,吸引学生的注意力,培养学生的学习兴趣,使学生积极主动参与到课堂中。例如在讲授GPIO的知识点时,设计了一个流水灯案例,吸引学生的目光,引导学生思考如何进行设置,包括GPIO模式的设置、速度的选择、引脚的设置,等等,在这一过程中把理论知识点汇聚到具体的实验中,做到理论与实践的结合,使学生利用相关知识看到具体的实验现象,深化了对知识点的理解,教学效果明显提升。
三、结语
本学期对某学校嵌入式系统开发技术课程进行了教学改革,与学期初相比,学生学习的积极性明显提高,课堂互动明显增多,同时教师的教学能力与课堂组织能力也明显得到提升。为了进一步增强学生的实践能力,学校开放了实验室,创建了兴趣小组,为学生后期能够参加相应的比赛做铺垫。
参考文献:
[1]韩洁,徐琴.嵌入式系统设计课程教学的研究与实践[J].电脑知识与技术,2016(12).
关键词:嵌入式系统;教学方法;教学改革;实践
中图分类号:TP368.1
文献标志码:A
文章编号:1006-8228(2017)01-63-03
0.引言
嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可剪裁,适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统,是软件和硬件的综合体。近年来,嵌入式产品市场获得了蓬勃发展,嵌入式系统已经渗入到工业生产、军事国防、日常生活各方面,应用领域非常广泛。随着物联网时代的到来,社会对嵌入式相关技术人才有迫切需求,嵌入式技术的应用前景十分广阔。
从2011年开始,运城学院计算机科学与技术系面向本科生开设了“嵌入式系统开发”专业选修课程。课题组多次获得多个省级、院级教改项目的支持,对嵌入式系统系列课程进行了一系列具体深入的教学改革,获得了一些有益经验。
1.嵌入式系统开发课程特点
1.1内容广泛
嵌入式系统技术作为一门综合交叉性技术,涉及计算机、电子技术、通信等多门学科。嵌入式系统开发课程教学内容较多,硬件包括ARM处理器体系结构、硬件电路、接口技术、硬件开发平台;软件包括指令系统、汇编语言程序设计、c编程、嵌入式操作系统及开发。在课程体系的组织上,要求学生熟悉嵌入式系统的硬件体系结构、支持ARM处理器的硬件开发平台的组成及使用方法;掌握嵌入式Linux应用程序开发与调试过程;能够构建嵌入式开发环境,进行嵌入式Linux系统的编译、移植;使学生具备独立开发一个较为完整的嵌入式系统的初步能力。
1.2实践性强
嵌入式系统开发面向控制应用领域,课程实践性很强。实验环节在课程中处于非常重要的地位,通过实验,可以加深学生对理论知识的理解,提高学生的学习兴趣,培养学生动手能力;使学生熟悉嵌入式系统开发和设计流程,进而全面掌握嵌入式系统的设计、开发、调试方法。
2.嵌入式系统开发课程教学改革思路
2.1教学内容的改革突出软件的基础上保证软硬件学习相结合
由于嵌7、式系统课程的教学知识点比较多,涉及的软硬件资源也比较多。在教材的选择上,尽量选择理论知识体系系统、连续,实验内容直观新颖,能够密切联系实际的教材。我系采用的教材是周立功主编的《Arm嵌入式系统基础教程》和华清远见教育集团编写的《嵌入式系统技术与设计》。结合当前嵌入式技术的发展现状,为适应市场对嵌入式人才的需求,选择将ARM硬件平台、嵌入式Linux操作系统作为教学内容的两大方面,以Realview MDK为主要开发环境进行讲解。教师在教学过程中,将嵌入式科研项目中的一些简单实用的知识融入教学中,使教学内容更加丰富。
2.2计算机专业教学侧重点
嵌入式系统开发课程是一门系统性强、软硬件结合的综合性课程,分为硬件开发方向和软件开发方向。两方向均要求学生具备嵌入式系统开发、设计、调试和维护的基本能力。而我们计算机科学与技术专业的学生软件编程是特长,因此更偏向于嵌入式软件开发,重点学习汇编语言程序设计、数据结构、嵌入式系统原理、计算机网络、Linux操作系统等相关知识,侧重于编程应用。
2.3联合采用多种教学方式,提高课堂教学效果
(1)课堂上采用讲授法与讨论法相结合的方式
在教学中,充分发挥教与学的积极性。教师提出问题,通过启发引导,由学生分组讨论、对问题的理解、看法,寻找解决问题的方法与途径。这种开放式、探索式教学方法不仅调动学生的学习积极性,而且可以锻炼学生思维,提高分析解决问题的能力。不仅有利于启发和培养学生开拓创新能力,而且有助于培养学生的团队合作精神。
(2)项目驱动式教学方法
运城学院是应用型本科院校,教学中充分考虑了以应用型人才培养为目标,注重培养学生的创新精神和创新能力。讲授重点章节内容时,以项目为驱动,学生在逐步完成项目的同时,掌握相应的教学内容,项目驱动法使教学与实际紧密结合,有益于培养学生的工程实践能力。各任课教师积极鼓励、指导学生开展相关方向的大学生创新项目及各类竞赛培训活动,对教学改革起到了很好的推进作用。
(3)应用现代教学技术,搭建自i学习平台
当今互联网已经渗入到日常工作、生活的各个方面,充分利用网络环境组织教学,可以更加方便灵活地进行有针对性的教学活动。与传统的课堂教学相比较,网络平台教学具有自主性、交互性、针对性特点。建立课程网站、构建师生交流平台,将答疑、质疑、讨论等经典的教学环节融入网络。学生利于网络平台向老师提问、质疑,教师可以科学方便地对学生进行网络答疑解惑。同时还可以建立讨论区,方便师生进行专业问题探讨。充分利用网上教学资源,将教与学的过程延伸到课堂外,不仅激发了学生的学习兴趣,而且使课堂教学得到了深化、扩展。
3.实验教学改革
嵌入式系统开发是一门实践性很强的课程,实验教学是课程教学的一个重要环节。通过实验,可以帮助学生加深对理论知识的理解,加强学生动手能力,全面掌握嵌入式系统的开发、设计、调试技术。
3.1嵌入式系统开发实践课教学环节
目前嵌入式系统开发的实践课教学环节包括:验证性实验、综合设计性实验、课程设计、大学生创新实验、科研立项等几部分。
验证性实验是实验教学的基础,实验内容与理论课授课内容紧密结合,是基础知识的最基本应用,是实践教学环节的重要组成部分。综合设计性实验,是验证性实验的深化,进一步培养学生综合运用所学知识,进行嵌入式系统的设计。嵌入式课程设计是对所学课程内容的综合应用,通过该实践环节使学生全面掌握嵌入式应用系统的开发、设计方法。大学生创新实验是学生由自发成立的团队在教师指导下利用课余时间进行的创新性实验。通过创新实验,使学生积累了项目开发经验,培养了自身创新能力,为进一步进行嵌入式项目研发打下坚实的基础。科研立项是结合嵌入式系统前沿科技应用而设立的适合实践教学的应用项目,能够开阔学生的视野,拓展学生的思维,对教学起到了很好的辅助作用。
3.2实验课程的内容安排
实验课内容由一个简单的端口控制LED显示的例程开始,完成新建工程、编写程序、下载程序调试、观看实验结果的实验过程。通过这个简单的实验,让学生初步掌握uVision3 IDE for ARM开发环境及ARM软件模拟器的使用方法、以及程序下载的一般步骤。以后逐步增加实验难度,目前开设的实验项目包括中断实验、串口通讯实验、A/D转换实验等。实验过程中,注意激发学生的学习热情和动手实验的兴趣。积极鼓励学生采用多种不同的软件算法完成同一个实验,提高学生的编程能力,开阔学生思路。
3.3充分重视设计性实验
对实验教学环节设计进行改革,从以往的“验证性为主”逐步变为“验证性为辅,自己动手创新为主”的实验课程教学设计模式。
例如“矩阵LED字符显示控制”实验中,实验要求理解点阵原理,验证实验指导书给出的程序。这些往往学生都可以顺利完成。这种验证实验模式没有更好地发挥出学生的创造性。可将此实验定位成设计性实验,要求学生在LED屏上显示多种汉字、字符、图形、并配有动态显示效果。实验以小组为单位进行,实验完成后各小组展示自己的实验成果,最后由实验效果进行评分。这就要求学生在读懂源程序的基础上,自己修改源程序实现相应功能。学生通过实验,顺利完成了英文字符、汉字的单个显示、并且设计出了丰富多彩的图案,如卡通动物、人物表情、花草树木等,并且实现了汉字、图形动态显示(左右滚动、上下滚动、闪烁),实验效果良好。实验结果表明,通过分组展示的竞争激励机制,调动了学生的积极性,充分发挥了学生的创新能力。
关键词:嵌入式技术;专科;教学模式
中图分类号:G642
1目前在嵌入式系统课程教学中诸多问题,如下所示
1.1嵌入式人才培养与社会需求脱节
目前我国嵌入式技术方面的人才主要分为两种类型:单片机工程师和软件工程师。单片机工程师一般毕业于电子、自动化、仪器仪表等相关专业,优点是有较厚的硬件基础,掌握计算机底层工作原理[1]。《报告》显示在大部分从事嵌入式产品研发的企业中,基本都是采用软硬件人员分工合作完成产品的开发方式(62%),而与去年的调查数据(56%)横向对比看,这一选项所占的比例也呈现出增长趋势(提高了6个百分点)。由此我们可以看到企业最需要的还是擅长某一方向的专才。
1.2师资力量薄弱,实践水平差
各个高校及高职院校中嵌入式方向师资力量薄弱,教师软硬件知识兼通的较少,在企业中有工作经验的教师缺乏。因为现在高校招聘的教师大部分是硕士或者博士毕业后直接上岗,教学期间进行工程实践的机会较少,实践水平差,软硬件知识兼顾的全能教师缺乏。教师队伍的封闭性决定了“双师型”教师比例不高[2]。
1.3专科培养课程设置不合理
专科与本科学生的培养目标是不同的。专科是培养具有某种专业知识和技能的中、高级人才;培养掌握一定理论知识,具有某一专门技能,能从事某一种职业或某一类工作的人才。而本科是培养较扎实地掌握本门学科的基础理论,专门知识和基本技能,并具有从事科学研究工作或担负专门技术工作初步能力的高级人才。在嵌入式人才培养方面的问题尤为突出。多数院校设置专科培养学制为三年或者两年,但是目前设置课程体系时仍设置较多计算机专业基础课:如高等数学,大型数据库等。
1.4教学方法、课时分配有待改善
嵌入式课程的改革出现很多好的方法,有些学校实行开放式办学,与国外高校联合,实行“3+1”或“2+2”(即前3年在国内最后一年到国外,或者前两年在国内后两年到国外,取得国内和国外双学士学位)的培养办学模式。有些试试“项目驱动”式教学等。但是具体应用实施效果不佳。针对嵌入式系统课程的软硬件兼顾的特点在理论-实践-实习等课时分配上还不完善。
2课程改革体系研究
2.1课程体系改革
依据上述《报告》,从专业角度反映了嵌入式开发硬件平台的发展趋势,在嵌入式开发领域,ARM处理器毫无疑问的占据了嵌入式处理器90%以上的市场份额,该项调查数据显示了不同系列处理器的市场占有率情况(截止到2011年5月底),ARM9系列仍然是ARM市场占有率最高的ARM处理器(45%),而Cortex系列处理器作为未来ARM公司主打产品线,其市场份额目前已占15%。嵌入式linux虽然比去年低了5个百分点,但依然占据了明显的优势(48%),在全球新一代通讯网络和物联网等大的产业带动下,采用Linux内核的Android,仅正式上市两年就已经超越称霸十年的Symbian系统,一跃成为全球最受欢迎的智能手机平台。C语言作为嵌入式开发最经常使用的语言的地位依然无容置疑,所占比例高达67%。
课程设置作为人才培养的落脚点,在一定程度上决定着人才培养的规格和质量[4]。针对高等院校嵌入式方向专科学生来讲,想在两年或三年时间学习好嵌入式课程,设置好课程体系极为重要。嵌入式方向专科课程体系设置以当前社会需求出发,结合嵌入式系统开发的特点,分为硬件、软件基础知识,如嵌入式系统结构、电子技术基础、c语言程序设计等。对于三年制专科来讲,硬软件基础知识在第一年学习。第二年的课程设置主要结合当前嵌入式行业流行的ARM9微处理器和linux操作系统进行嵌入式设计与开发的学习,包括嵌入式linux驱动程序开发、网络编程和应用程序开发等。第三年根据学校的设置可以进行实习实践、毕业设计。如校企合作项目、集体参加校外培训。对于两年制专科来讲,在第一年第二学期开始学习嵌入式设计与开发相关课程。大学生电子设计竞赛、嵌入式物联网竞赛等一系列嵌入式方向的竞赛是学生实践学习的好机会,也是激发学生学习兴趣的一种渠道,应融合贯通到课程体系中。
2.2嵌入式教学体系改革
(1)重视嵌入式教学师资培养
一般具备扎实的专业知识,但是针对嵌入式专业的内容新、发展快、软硬结合的特点,教师的嵌入式方向综合实力较弱。建立“企业培训-外出进修”相结合的培养机制。嵌入式课程一般需要购买硬件开发平台,针对硬件开发平台及在平台上的嵌入式应用开发,教师有针对性的进行培训,或者跟企业进行项目合作或者进入企业培训学习。
(2)嵌入式软、硬件教学设备
目前嵌入式方向的教材不计其数,实用而且高质量的教材却难寻,因为嵌入式方面的教材是针对相应的硬件设备编写的,嵌入式系统课程教材的更新速度远低于技术的速度更新,所以可根据本校的硬件设备来订购教材或者自己学院的教师根据学生情况编写本校的嵌入式教材。“教材-设备-课程”是一个整体,根据学生课程的设置,配备合理的硬件设备,征订适合的教材,不可独立考虑,否则教学过程中出现课本、设备不匹配的问题。
(3)合理分配学时
嵌入式方向的课程实践性很强,在课时分配时应注意。比如嵌入式系统课程一般学校分配64或48课时,理论-实验课时量为3:1或2:1。这种情况下会出现实验课是不够,理论、实践脱节。在课时设置时分配时设置为理论-实验1:1或实验比例更大些。嵌入式系统课程在机房上课是发展趋势,理论实验根据讲授内容随机分配,有些院校已经开始实施。这样可以充分发挥学生的主动性和实践动手能力,理论实验结合,在教师教授完理论后可以立即上机实践。
3三位一体实验教学模式
嵌入式系统课程与传统的微机原理和单片机课程有着本质的区别。第一,单片机课程基本是面向硬件的,只有少部分软件内容,而嵌入式系统课程利用高性能嵌入式微处理器能够进行复杂的运算,侧重于软件;第二,单片机课程大多以某种特定的微控制器为案例进行教学,而嵌入式系统课程以嵌入式操作系统为软件基础,进行驱动程序、应用软件等的设计实现。
本文根据嵌入式系统课程的特点及嵌入式发展趋势,提出了“ARM9微处理器+LINUX+课题实践”三位一体的嵌入式系统实验教学模式。嵌入式课程的实验以微处理器、LINUX操作系统等基本概念、硬件接口知识、程序设计与分析等内容为主,重点考核学生对嵌入式系统基本概念和设计方法的掌握程度。实验分为基础实验和课题实践。
3.1基础实验
(1)基础环境实验
学习嵌入式基本开发流程,学习软件和硬件的安装与调试与集成环境的使用――交叉开发环境,通过简单的Hello World嵌入式应用程序,介绍基本的应用程序程序开发流程,同学通过此实验了解和熟悉嵌入式的软硬件平台及程序设计方法及流程。
(2)CPU GPIO驱动程序
作为信息技术应用发展的一个新方向,嵌入式系统是单片机系统更高级的应用,硬件资源非富,软件开发基于嵌入式操作系统基础之上,系统的功能和性能有了大大的提高。它可以应用于物联网的前端、车联网的移动端、移动应用等。嵌入式软件开发课程是我校计算机科学与技术和软件工程专业的一门专业课程,其实践教学是整个教学课程的一个重要环节,是提高学生积极性、主动性和创造性的重要教学过程。通过实验课程的学习和实践,学生提高了工程设计能力、系统分析能力、基础知识综合性整合能力等。在实际的嵌入式软件开发实践教学中,通过近几年的不断改革和探索,实践教学效果有了较大的提高。
一、嵌入式软件开发课程的现状
嵌入式系统是控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务,通常,这一任务是通过执行嵌入式软件来实现的。广义的嵌入式系统一般分为两种,一种是嵌入到其他设备或者机器中的模块,进行设备的控制,比如冰箱、空调等里面控制模块;另一种是独立的设备系统,比如:路由器、机顶盒、手机等。针对前一种嵌入式控制模块,一般采用的嵌入式操作系统为:uC/OS、uCLinux、Window CE、Linux、VxWorks等。而后一种嵌入式系统采用的操作系统,主要针对手机而言,操作系统平台:Microsoft公司的window phone、Google公司的Android、Apple公司的iOS以及嵌入式Linux等。进行嵌入式软件开发时,针对不同的嵌入式开发平台,需要的软硬件环境是不同的。尤其是iOS开发环境,需要使用Apple公司的硬件平台和MACOS操作系统环境。我们调研了周边的一些高校,各高校设置的嵌入式软件开发的课程教学内容不尽相同,有的是基于uC/OS操作系统的软件开发,有的是基于Linux操作系统的软件开发。软件平台主要是指嵌入式操作系统,如VxWork、WinCE、uC/OS、嵌入式Linux等。我们学校选择的该课程内容是基于Linux操作系统平台的嵌入软件开发。
二、嵌入式软件开发实践教学情况
嵌入式软件开发实践课程对学生的基础要求较高,学生的动手操作能力要强。一方面,嵌入式软件开发实践的基础要求,不仅要懂得底层系统软件和软件性能优化,而且必须懂得一部分硬件的工作原理。另一方面,是因为这一领域较新,技术发展较快,很多软硬件技术较新或正在出现(如无线通信协议等),掌握这些新技术需要有较强的学习能力。目前,高校的嵌入式实验室一般都配有专门的嵌入实验箱或者嵌入式开发模块,学生按照实验箱(或者开发板)进行Bootloader移植、操作系统移植、硬件模块的驱动程序开发、应用程序开发等。这些实验项目,一般都随着实验设备随机配备,有现成的实验步骤和源码。实验课堂上,学生一般按照实验指导书的操作进行。这样,学生在嵌入式系统的软件开发实践中,学习的内容和形式对学生积极性的提高没有多大作用,学生自主创新的机会较少。
三、嵌入式系统实践教学的改进
针对在嵌入式软件开发实践教学中出现的一些问题,我们进行了一系列的实践教学改革与探索。
1.软硬件兼顾,加强基于硬件应用的软件开发实践教学环节。嵌入式系统的硬件平台是多种多样的,还有丰富的外部设备。嵌入式系统软件是在这些特定的硬件基础之上运行的,嵌入式软件的运行依赖于特定的硬件。在实践教学环节,考虑到在特定的嵌入式硬件平台之上,完成嵌入式软件开发的实践课。最初,我们在嵌入式软件开发实践教学的对硬件的实验安排较少,甚至没有,学生没有掌握底层知识,对嵌入式软件开发访问硬件资源方面,就无从下手。加强用软件控制硬件的实践教学内容。嵌入式软件开发的软件实验,一方面通过软件去控制硬件,完成特定的功能。利用硬件平台的核心硬件电路和外设,通过丰富的传感器获取一系列的参数,通过网络和控制系统,控制一些机械设备。比如,利用无线技术进行工业控制、环境监测、机器人控制等。这样便提高了学生的兴趣性、积极性和创造性。
2.开放实践教学模式,与社会培训公司联合培养学生。充分利用社会培训机构资源,联合培养优质学生。嵌入式系统软件开发技术特点,是技术新颖、发展快、应用广泛等,高校教师需要有学习过程和项目实践过程。然而,许多培新公司有专门的技术教师专门从事这方面的教学培训工作。目前,有关嵌入式软件开发培训的公司很多,他们的教学体系、实验内容、项目实践等很有特色,他们一直关注着该方向的前沿技术,这些都是值得我们学习的。我校和北京博创兴业科技有限公司合作,利用他们优质的培训教师和实践的开发经验,参与学校的实践教学,是我们嵌入式软件开发实践教学改革的一个重要方向。
3.按照社会需求培养学生,与企业联合创建实践教学基地。让学生参与到科研和技术公司中,让他们接触到最近的理念和开发技术。创建校企合作的实践教学体系,就是以培养学生的全面素质和实际项目能力为重点,利用学校与企业两种不同的教育环境和教育资源,采用学校教育与企业实训、实习的有机结合,共同完成高技术人才培养任务。在培养方案中体现校企合作实践教学体系,与企业科研部门共同制定人才培养方案。这样,学生能够准确及时地根据市场变化和企业的需求,结合行业与社会经济的发展,遵循教育规律,共同制定人才培养方案。在培养方案中,实践教学过程处于突出位置,具有很强的岗位针对性和主动适应性,既能丰富学生的项目经历,又能够大大缩短学生就业后项目研究的适应期。
4.科研竞赛项目带动实践教学。嵌入式软件开发,作为软件开发的一种,按照软件工程的要求进行实践教学安排,起到良好的教学效果。依据实验教学课程与创新平台的资金支持,深入企业进行项目调研,获取企业在人才和技术上的各项需求。实验室专业教师提出科研和实践教学的需求方向和研究题目,嵌入式软件开发的学生根据自身的兴趣结合所学习的知识和技术,选择项目驱动式实践课程。项目来自老师的科研课题或企业技术研发。社会上,有关嵌入式系统开发的竞赛也比较多,我们有选择地让学生参与嵌入式软件开发的竞赛。学生参与竞赛,一方面给学生提供了学习新技术的机会,另一方面,学生积累项目了经验,提高了协同工作能力,这些活动的参与,属于嵌入式软件开发实践课程的一部分。这样,丰富了学生实践课程的形式,也提高了学生的学习兴趣。
5.实践成绩评价体系的改革。嵌入式软件开发实践课程是具有操作性很强的教学环节。如何给学生一个合理的评价方法,一直是我们的改革内容,包括学习态度、实施和创作能力、文档编制能力、组织协调能力以及团队协作能力等。项目考核一般以项目答辩的形式进行,同时采用实践考核和提交作品以及论文的形式,由指导老师评分。一方面,强调实践过程的评价。嵌入式系统软件开发的实验功能和性能的实现非常重要,考虑到整个实验过程的复杂性,我们更强调学生的实验过程和实验态度,实验过程环节成绩所占比重,由原来的30%提高到50%。另一方面,加强实验报告的撰写。撰写实验报告是大学生的一项重要的技能和素质,在实验完成后,必须在规定时间内完成自己的实验报告。嵌入式系统软件开发的实验报告内容主要包括:实验目的、硬件平台(具体外设)、软件平台(运行平台、开发平台及开发环境等)、实验过程、软件流程图及源码、实验过程遇到的主要问题及解决方案等。在学生成绩评价过程中,实验报告部分是评价体系的一个重要指标。
四、嵌入式软件开发实践教学改革的初见成效
通过嵌入式软件开发实践教学环节,学生进一步地巩固和加深了在课堂上学得的知识,锻炼了实践操作技能,增强了实际动手能力。通过近期的实践教学改革,通过我们对学生的调研,学生对实践教学评价越来越高,学生对该课程的兴趣也更大了,学生的积极性和主动性有了较大的提高,学生的实际动手操作能力有了较大的提高,选课的学生也越来越多。通过对近几年毕业学生的就业情况进行调研,从事嵌入式系统软件开发的学生就业情况非常好,学生发展的机会也比较多。
五、结语
由于嵌入式设备的硬件和软件的快速发展,嵌入式软件操作系统的发展也比较快,这对这门课程的实践教学改革也在不断的推进,其教学方式和教学内容也必须与时俱进。在实践教学中,更好地完成教学任务和如何激发学生的学习的主动性、积极性与创造性,是我们实践教学改革的核心与主题。
关键词:嵌入式系统;教学改革;案例驱动
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)09-0112-02
一、引言
嵌入式系统开发与应用是电子信息类专业,如计算机、电子信息工程、物联网工程等专业的一门学科综合性很强的专业课,它包含操作系统、电子电路、通信与网络等知识。嵌入式系统是以微控制器为核心,将其嵌入到产品或设备中以实现其功能数字化和智能化的系统[1-2]。目前嵌入式系统应用覆盖了消费电子、智能家电、工业控制、通讯网络、仪器仪表、汽车电子、医疗电子等多个领域。随着嵌入式行业的迅猛发展,嵌入式开发也已经成为当前最热门、最有发展前途的行业之一,同时,嵌入式行业的快速发展造成了它巨大的人才缺口,越来越多的人抓住这个机遇投身到嵌入式这个行业当中。为了适应市场需求,目前国内很多高校也陆续开展了嵌入式系统课程的教学。
二、课程教学存在的问题
目前,大多数高校都开设了嵌入式系统开发与应用的相关课程,针对农林类院校电子信息类专业,同学们大多认为该课程难度比较大,学习起来较为吃力,平常不注重学习积累,而只看重于考试结果[3]。
根据近几年嵌入式系统课程的教学与思考,本人认为主要原因是由于在课程讲授的过程中,教学内容得不到及时更新,教学手段存在很大的局限性,学生实践能力得不到锻炼。因此应大力加强与应用,密切联系实践教学环节,充分利用学校所配备的实验设备,加强对本课程的创新教学,引入案例教学模式,提高学生的学习兴趣,着重培养学生的能力和素质[3-4]。本人结合多年的嵌入式系统理论和实践教学,针对目前教学过程中所存在的问题,采用案例教学法对嵌入式课堂教学进行了新探索[5]。
三、案例教学,寓教于乐
嵌入式系统是一门实践性很强的课程,如果单纯的在课堂上给学生们只是灌输理论知识,例如寄存器、分频、定时器等这些枯燥的概念,学生们的积极主动性往往调动不起来,课堂气氛也较为沉闷。尤其针对农林类院校电子信息类的学生,普遍认为课程比较难,概念较为抽象,无法与实际相结合,容易造成学习兴趣性不高。因此,根据笔者近几年的嵌入式系统课程的教学经验,在课堂上引入案例教学,把枯燥的理论知识与日常生活联系起来,来提高学生课堂参与的积极性和主动性。学生对课程的学习兴趣至关重要,有了学习兴趣,学生们就会主动探求知识,不会让教师督促去做一些事情,有利于师生关系的和谐,也有利于课堂教学的顺利推进。[6-7]
例如,在讲授GPIO接口时,引入“跑马灯”的教学案例,通过案例来学习硬件连接图、寄存器和程序烧写等知识就不会感到理论的枯燥,学生们在主动编写代码的过程中感受到了乐趣,这样学习起来效果事半功倍。另外,在讲授“PWM定时器”和“看门狗定时器”时,通过控制蜂鸣器设计一段音乐,这样就能把定时器所涉及到的寄存器、分频、工作频率等概念结合起来,通过编程来实现音乐的播放。学生们在设计的过程中积极性得到了提高,也同时寓教于乐。快乐地学习体验,有助于学生学习兴趣的培养,培养他们积极乐观的品质,有助于他们综合素质的提高,也有助于他们心灵的成长和进步。
另外,针对嵌入式系统这门理论性很强的课程,单纯的靠课堂教学是远远不够的,还必须通过实验环节锻炼学生们主动思考、实际解决问题的能力。而实验项目是否有创新性、新颖性,直接影响学生对实验的积极性和主动性,因此选择恰当的实验项目成为能否有效训练学生动手能力和创新能力、提高综合素质的关键。本校与国内著名的嵌入式课程培训公司――达内公司形成合作,在实验中引入公司的实际案例项目,通过对实际项目的训练,能够调动学生运用所学一切知识来解决问题,变被动应付为主动思考。此外,对于学有余力的学生,给予他们一定的创新空间和发展空间,可以在课程结束后去达内公司继续培训。学生才能真正在实验过程中充分发挥自己的主观能动性,激发出较强的求知欲。教师应该鼓励学生提出自己的独创性意见,不应该打击他们,应该给他们充足的想象空间,同时鼓励学生多动手,积极将自己在课堂上学到的理论知识用于实践当中去,验证理论知识的正确性,加深对理论知识的理解[8-10]。
此外,在该课程期末考核中,考核方式采用多样化形式,不只看学生们的期末成绩,而更加看重他的平时表现。考核采用三种方式的结合,包含平时成绩、一次大作业和期末考试。其中平时成绩占20%,期末考试占60%,大作业占20%,另外,各部分所占的比例会根据本年度学生的情况进行相应调整。期末考试分为笔试和机试,笔试占40%,机试占20%。平时成绩包括考勤和实验,一次大作业要求是每3位学生需设计一个嵌入式开发产品,以及撰写项目实验报告。
最后,本课程通过在浙江农林大学电子信息工程、计算机专业的嵌入式系统教学中不断的进行尝试和实践,采取了一些实质性的措施,方便同学们在课堂学习的同时积极进行课外实践。鼓励学生们积极参加“博创杯”全国大学生嵌入式物联网设计大赛,近几年在该类比赛中也获得了良好的成绩。另外,每年也有相当一部分学生到达内公司继续参加嵌入式的培训,并在毕业后能够很好的开展与嵌入式相关的工作。
四、结论
本文对嵌入式系统课程改革进行了课程研究与思考,主要在课程教学模式和教学内容上进行了改革和创新。其中在课堂教学过程中引入案例教学,学生们不仅提高了学习的兴趣,增强了嵌入式系统设计的实践动手能力,为日后就业打下良好的基础。以更好地激发学生对嵌入式课程的兴趣和创新思维能力,变被动灌输为主动思考,最终达到培养学生综合素质的目的。
⒖嘉南祝
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Teaching Reform and Research on the Embedded System Based on Case Driven
SONG Hong-jun,HU Jun-guo,TONG Meng-jun
(Research Center for Smart Agriculture and Forestry,School of Information Engineering,Zhejiang A&F University,Hangzhou,Zhejiang 311300,China)
[关键词]嵌入式 教学改革 课程设置
[中图分类号]G434 [文献标识码]A
一、引言
在上个世纪七十年代前后,出现了嵌入式系统的概念,当时,还没有出现操作系统(OS),仅有监控系统及汇编语言,随着计算机技术的发展及应用需求,将OS引入了嵌入式系统,嵌入式的编程以C语言为主,并有了强大的嵌入式开发平台。我国嵌入式软件应用规模为世界第三,在中国软件前10家企业中,嵌入式软件产品生产企业占了6家。数字化、智能化、网络化的趋势将使传统设备逐渐转变为嵌入式设备,因此嵌入式软件对改造和提升传统产业有重大作用。 中国工程院院士倪光南强调,我国IT行业应大力发展嵌入式软件,提升我国IT产业的核心竞争力。
嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,其软硬件可配置,对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格约束的一种专用系统。所使用的计算机为嵌入式计算机。嵌入式系统一般可由嵌入式微处理器、硬件设备、嵌入式操作系统及应用程序四部分组成,嵌入式系统一般嵌入到应用系统中[1]。
广义而言,可将计算机技术作为一种技术,嵌入到应用系统中,计算机技术又经常是一种核心技术。对一般用户而言,嵌入式系统是透明的。
对于处于高速发展时期的嵌入式技术及物联网技术时代,嵌入式系列课程的教学也在各大院校中开展起来。要设置适应社会需求的嵌入式技术人才,在设置嵌入式系列课程时,需要解决以下问题:
1.课程体系设置
嵌入式课程目前开展最多的还是在研究生阶段,但随着嵌入式市场需求的增加,一些高校在本科阶段开始设置嵌入式方向体系课程。那么怎样设置适合本科在校生学习的课程是现在亟需解决的问题。
2.实验教学环节设置
嵌入式技术对学生动手能力要求很高,而且嵌入式系统是软硬件结合的产物,对学生能力要求很高,既要会硬件设计又要会软件设计。
二、嵌入式系统基本结构
1.嵌入式处理器
(1)嵌入式微处理器:对应通用计算机CPU。
(2)嵌入式微控制器:对应用单片计算机。
(3)嵌入式DSP:应用于数字信号处理,数字滤波,FFT谱分析,图象处理等领域。
2.微内核结构
微内核结构是指仅提供基本的功能,任务调度,通信及同步,内存管理,对外管理等。嵌入式系统一般配有操作系统。OS分为内核层与应用层两个层次。内核仅提供基本功能,建立及管理进程,I/O、文件系统由应用层完成。其它属于应用组件,如网络功能,文件系统,GUI等,工作在用户,系统可裁剪,即用户可选择需要的组件。
3.任务调度
在嵌入式系统中,任务即线程,大多数嵌入式OS支持多任务。
多任务运行是指靠CPU在多个任务之间切换、调度,每个任务有优先级。不同任务的优先级不同,调度方式可分为三种方式:
(1)不可抢占式调度:一旦某个任务获得CPU,就独占CPU,除非某种原因(任务完成、等待资源),它才放弃CPU。
(2)可抢占式调度:基于任务优先级,当前运行的任务,随时可让位于优先级更高的处于就绪态的任务。
(3)时间片轮转调度:当两个以上的任务,优先级相同,一个进程在用完自已的时间片,就将cpu让位于同优先级的另一个进程。
嵌入式系统大多数OS采用优先级不同时用抢占式和优先级相同时间片轮转调度法。
4.硬实时系统与软实时系统
一般嵌入式系统对时间要求较高,即要求在较短的时间内,对提交的任务作出响应,称之为实时系统(μS级)。
硬实时系统对响应时间有严格要求,软实时系统可在较宽时间范围内完成。
5.内存管理
用MMU,使用虚拟存储器概念,大多数嵌入式系统MMU,从而采用实地址管理模式,这样,存储保护技术也相应降低。然而,随着嵌入式技术的发展及需求的牵引,近来不少嵌入式系统中也在加强存储管理,引入虚拟存储器概念,引入MMU,同时也在加强存储保护。
6.内核加载方式
OS内核既可在FLASH中运行,也可在片内RAM中运行,一般而言,在片内RAM中运行,可获得更快的速度,但RAM是易失性的,故无论内核还是应用程序,都应放在FLASH中,以免挥发。故在实际加载时,就存在两种方式,一是在FLASH中直接运行;另一是运行在@FLASH中的加载程序,将内核装入片内RAM,然后再运行装入RAM的内核。
7.嵌入式系统开发的有关技术
嵌入式系统的开发技术,比一般在Windows下开发要复杂一些,它与硬件平台有关。
开发平台分为宿主机与目标机。
(1)宿主机(一般用通用PC机):主要功能是编译、链接、定址,还进行调试期间的运行控制。
目标机(硬件平台-目标板):运行嵌入式软件。
第一过程:用交叉编译器。所谓交叉,是在一个计算机平台,为另一个计算机平台产生代码的编译器。
第二过程:链接,将所有目标程序链接为一个目标文件。
第三过程:定址,将目标文件分配到物理存储器的相应地址。
这一过程与目标机硬件结构有关,即与各存储器的起始地址有关。
(2)宿主机的调试功能
宿主机的第二个功能为支持调试目标机上的应用程序。应用交叉调试器,采用宿主机与目标机联合调试。首先下载,将宿主机中的内核及应用程序下载至目标板;然后,分别对目标板源码级、汇编级进行调试。
目标监控器是对目标机上的应用程序进行控制的,它事先被固化在FLASH中,宿主机与目标监控器相联接,完成调试控制过程,其步骤为:下载程序至目标板,控制其运行,并随时检测返回状态[2]。
三、嵌入式系统课程设计
嵌入式技术在中国的发展已经有十几年的历史,根据嵌入式系统基本结构,其涵盖的课程非常广泛,有《嵌入式操作系统》、《嵌入式系统及其应用》、《嵌入式组件设计》,《嵌入式Linux设计》等,目前这些课程基本是各大院校电子类相关专业的必修或选修课程。通过这些课程的学习,使学生能够独立完成嵌入式系统的硬件系统设计和软件设计。
《嵌入式操作系统》主要介绍实时内核原理、多个常用OS(UCOS、UCLinux、WIN CE、VXWorks、Nucleus)的比较、实时时效的分析与提高、实时OS的设计方案。
《嵌入式软件设计》主要结合汇编、C(C++)、JAVA等语言的嵌入式实现精华,体现实时OS的移植,低、高级语言的集成应用。
《嵌入式系统及其应用》讲解嵌入式系统的定义、发展、分类、组成、特点、开发调试方法、嵌入式处理器等概念性的介绍,帮助建立系统的概念和特征,完成应用层编程。
《嵌入式Linux设计》涉及嵌入式Linux驱动程序的设计,包括I/O口、CAN总线、触摸屏、IIC、PS/2、异步串口、音频、显示、USB、以太网及Flash的使用及驱动程序的编写。在ARM Linux的中断处理、BootLoader和内核上电启动过程。
为了更好的体现嵌入式门课的实用性,在课程之后配有一个为期两周的课程设计《嵌入式系统及应用课程设计》。在前面实践能力基础上,面向某一领域的应用,以嵌入式系统基础设计实现相应功能系统。提高了学生的实际动手能力与综合能力。学生要将嵌入式操作系统移植到智能手机中,并在此基础上进行二次开发,完善智能手机的功能。包括电话簿、记事本、日程、计算器、日历和时间显示、游戏软件(包括俄罗斯方块、五子棋、拼图、高尔夫球、沙壶球等)、音频功能(包括播放MP3等歌曲)、手机摄像头以及手机通讯功能(包括GPS通讯、GPRS通讯、红外通讯、蓝牙无线通讯等)。我校电子信息科学与技术专业嵌入式方向自2002年创建至今,已有六届毕业生。由于创建之初嵌入式还是个新兴的技术,所以无论从课程内容设置、教学顺序设置以及教学环节的配合都很不成熟,师资和实验设备严重短缺。但在不断探索和调整中我们总结出一套嵌入式课程体系建设的方案,科学合理设置教学内容、从实际出发调整教学顺序、各教学环节相互配合。
由于嵌入式相关课程涉及的范围甚广,尤其随着现在物联网及许多新技术的兴起,针对嵌入式课程体系的建设,包括教学内容的体系化建设和教学环节的体系化建设,是教学过程中需要解决的问题,需要提出相应的解决方案[3]。
由于嵌入式系统面向应用的主要特点,在课程设置别强调培养学生动手实践的能力。以教师科研环境和专业实验室为基地,开展课外学习方式培养学生的综合实践能力;知识讲解与主流嵌入式系统实例结合,搞好课程教材体系的配套建设;配有课程设计,加强学时在工程设计方面的能力;多位教师授课,充分发挥每位教师优势,使新技术能贯穿在教学中;与学生实际相结合,对学生毕业找工作和再学习有很大帮助;设计了多种等级实验,学生通过循序渐进设计能提高综合设计实验能力。
基于嵌入式系列课程的教学改革与探索能解决好课程间的联系、衔接问题。从理论教学、实验教学到课程设计、毕业设计统筹安排,形成一个整体,使学生的学习层次化、阶梯化。建立嵌入式实验平台,提高学生参加相关竞赛的积极性,培养学生对嵌入式相关课程的学习兴趣,促进学生自学能力和解决问题能力的提高,突出学生的能力建设、知识探究和人格养成。
四、嵌入式系统研究方向
嵌入式系统有着广泛的市场前景。市场需求方面:中国具有世界最大嵌入式技术市场。手持仪器设备、信息家电、城市建设、工业控制、军事应用等,嵌入式技术无处不在。企业人才需求方面:软硬件设计人才,应用开发人才,综合性人才,培训增加,工资待遇逐渐上升。技术发展趋势要求方面:8位单片机到16位单片机主要用于不需要操作系统的只需要处理简单任务的控制系统,但现在的手机、智能家居等系统已经不能满足于简单的控制了,多个任务并发出现时,需要具有实时操作系统的32位嵌入式微控制器的解决。图1概况了现在嵌入式系统的主要研究方向。
图1 嵌入式系统研究方向
五、总结
未来几年,市场对嵌入式人才尤其是嵌入式Linux人才的需求旺盛。而目前熟练的嵌入式Linux应用人才只有几千名。这意味着各大跨国公司及国内消费类电子巨头企业都面临着人才严重短缺的挑战。所以设置好嵌入式系列课程,培养出优秀的具有嵌入式技术人才是迫在眉睫的事情,希望我们的努力能对我国嵌入式市场带来新的生机与活力。
基金项目:本文系“北京市教委科技发展计划面上项目”(项目编号:KM201110772018)的研究成果。
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[关键词]物联网 就业导向 人才培养方案
[作者简介]蒋琴雅(1966- ),女,江苏常州人,南京邮电大学学生工作处就业指导中心副主任,副研究员,硕士,研究方向为大学生就业与创业。(江苏 南京 210003)
[基金项目]本文系2008年江苏省教育科学“十一五”规划重点资助课题“理工科大学生就业与创业教育研究”、2010年江苏省教育厅高校哲学社会科学基金项目“以就业为导向的物联网专业人才培养研究”(项目编号:2010SJB880026)、2011年南京邮电大学思想政治教育校级规划项目“物联网对大学生思想行为影响的调查研究”(项目编号:XC211021)的阶段性研究成果。
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)08-0103-02
一、研究背景
1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网概念,自此物联网概念正式进入人们的视野。物联网的英文名是 Internet of Things,也称为Web of Things,是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络,具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。2009年8月同志在视察中科院无锡物联网产业研究所时,对物联网应用提出了一些看法和要求,自提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一并写入“政府工作报告”,物联网受到了中国全社会极大的关注。每个产业的发展都离不开人才的培养。当今物联网时代,对物联网人才的培养势在必行。物联网与互联网、传感网有着重要的联系,互联网和传感网的人才培养早已开始,但物联网的人才培养还处在初始阶段,因此我国更应该加快物联网专业人才的培养。
二、物联网人才培养的现状
2010年2月25日,《教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》指出:当前国家决定大力发展互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等关系到未来环境和人类生活的一些重要战略性新兴产业。为了加大战略性新兴产业人才培养的力度,支持和鼓励有条件的高等学校从本科教育入手,加速教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制的改革和创新,积极培养战略性新兴产业相关专业的人才,满足国家战略性新兴产业发展对高素质人才的迫切需求,经研究,决定在2010年4月前完成一次战略性新兴产业相关专业的申报和审批工作。战略性新兴产业涉及的领域包括:(1)新能源产业。(2)信息网络产业。如传感网、物联网技术。(3)新材料产业。(4)农业和医药产业。(5)空间、海洋和地球探索与资源开发利用。可见,教育部已经认识到物联网人才培养的重要性,并希望各高校能够增设物联网相关专业,为物联网产业的发展提供优秀的专业人才。各高校积极申报,教育部快速反应,在《教育部关于公布同意设置的高等学校新兴产业相关本科新专业名单的通知》中获得批准的物联网工程专业30所、物联网技术专业5所、智能电网信息工程专业2所。2011年,在《教育部关于公布2010年高等学校专业设置备案或审批结果的通知》中,新增批准的物联网工程专业25所。尽管高校开办物联网相关专业的热情高涨,但有一个现实不容回避,即目前许多高校的物联网学科课程未形成体系,实训建设标准等相关问题有待进一步规范。面对这一现状,高校需要及时跟踪物联网可能发展的就业空间,找准物联网行业企业动向,以就业为导向制订物联网专业人才培养方案。
三、以就业为导向的物联网专业人才需求分析
1.物联网人才需求及就业岗位分析。物联网行业需要多种技术人才,根据物联网的四层架构,可对应为四类技术人才。电子设备开发人员和传感器设计与制造人员;移动通信和计算机网络人员;软件设计人员,特别是网络服务人员;嵌入式软件设计与开发人员。根据物联网人才需求分析,物联网专业应培养具有物联网行业必备的理论知识和专业技能,有较强的物联网应用系统操作能力、一定的系统设计和开发能力,能从事物联网硬件系统安装与调试、物联网系统管理及嵌入式软件开发的高技术应用型专业人才。根据对物联网企业的调研,其面向的职业岗位主要有感知设备设计与安装、系统集成与调试、嵌入式软件设计、物联网管理与应用。
2.物联网专业培养方向和能力需求分析。物联网专业是一个综合性学科,涉及电子技术、计算机技术和软件技术等相关专业,所以人才培养可根据不同的岗位目标分为四个方向,即感知设备设计与安装方向、传输与网络方向、嵌入式应用软件方向和物联网管理方向。四个培养方向对学生的能力要求有所不同。物联网专业学生应掌握物联网系统基本理论,具备构建、调试、运行和管理物联网专业应用系统的能力,具备开发物联网终端软件的基本能力,具备物联网应用系统故障排除能力,了解物联网技术发展动态等。
四、物联网专业人才培养方案研究
1.课程设置。应从现有支撑物联网的专业着手,以就业为导向,根据物联网产业发展的实际情况做出实时调整。本文根据物联网的四个方向,结合目前物联网产业设计的四大核心学科——微电子、无线传感、通信传输、计算机及其网络,以网络工程、物联网工程两个专业方向来讨论物联网专业人才培养方案和核心课程,重点是课程设置。
一是网络工程。人才培养目标:培养适应信息产业发展需要,在德、智、体、美诸方面全面发展,基础扎实、知识面宽、实践能力强,具有创新精神、较高思想道德、良好的科学文化素质、敬业精神和社会责任感,拥有扎实的通信技术、通信系统、网络工程和网络管理等方面的基础理论和系统专业知识,能在物联网与传感网技术等相关领域从事科学研究、教学、应用开发、产品设计等工作的高级专业技术人才。专业核心课程:网络技术概论、离散数学、数据结构与算法、计算机组成原理、信息与系统、通信原理、操作系统、数据库系统原理、编译原理、计算机网络、网络安全技术、IP网络技术及应用、网络编程技术、网络工程基础实验等。 专业方向:面向信息网络国家战略性新兴产业培养的网络工程专业技术人才应满足企事业单位需求,着重网络与应用系统研发、运营支撑以及技术创新能力的培养。
二是物联网工程。人才培养目标:培养适应国家战略性新兴产业发展需要,德、智、体、美全面发展,基础扎实,创新意识和实践能力强,具有较高的思想道德和良好的科学文化素质以及敬业精神和社会责任感,拥有扎实的物联网基础理论知识和专业技术方法,能在信息网络等领域从事科学研究、教学、应用开发、产品设计等方面工作的高级跨专业型人才。专业核心课程:高级语言程序设计、电工电子技术基础、数字电路与逻辑设计、物联网架构和技术、数据结构与算法、计算机组成原理、通信原理、操作系统原理、数据库系统原理、计算机网络、嵌入式系统原理与应用、物联网感知技术及其应用、无线传感器网络、物联网安全技术、软件工程、通信软件设计基础等。专业方向:面向信息网络国家战略性新兴产业培养满足企事业单位需求的物联网工程的专业技术人才,着重在物联网产品与应用系统研发、运营支撑以及技术创新能力的培养。
2.实践体系。以“智慧校园”为背景,搭建集传感层、网络层、应用层的综合应用系统,以智能家居、智能安防、智能门禁、智能教学、广域信息等为应用背景的综合系统,坚持开放性和应用为导向的原则,以实训的形式培养学生的创新能力为主要目的,见下图。
3.师资建设。首先,物联网是一个多学科领域,除计算机学科外,还需要引进通信工程、电子科学与技术、电子信息工程等专业具有高职称或高学历的讲师,同时在企业聘请具有丰富项目开发和管理经验的工程师参与教学与实训共建,打造一支专兼结合的教师队伍,形成企业和相关产业领域专家到高校和高校教师到企业的双向互动的机制和模式。其次,整合现有人才资源,将计算机科学与技术、电子信息工程和通信工程等专业的教师资源整合起来,实现软件资源共享。最后,走出去进修或请进来培训,对于有些未开设过的课程,可以选派教师到国内外相关机构进修,或聘请教师对校内教师进行培训,以提高师资水平。
4.校企合作。据测算,物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上,物联网技术领域需要的人才每年都在百万人的量级。物联网高技能人才将作为商家和企业的宝贵财富,在促进企业提高效益、实现科技成果转化和增强企业经济技术实力方面具有不可替代的重要作用。校企合作是培养物联网人才的途径。对学校而言,要选择管理比较规范、经济效益比较好的企业作为校外实习教学的合作伙伴,并成立实习小组,由学校确定组长,负责学生上班和业余时间的管理,确保实习正常进行;同时聘请企业领导或专家听课,对教师所教、学生所学、企业所用三者是否对接进行评估,及时发现和纠正问题,学生实习前,学校、企业、学生三方面要签订相关协议。对企业而言,可以挑选人才,降低用人方面的成本和风险。当前校企合作的模式有四种:学校引进企业模式,实践和教学相结合、工学交替模式,校企互动式模式,“订单”式合作模式。其中,“订单”式合作模式使学生入学就有工作,毕业即就业,实现了招生与招工同步、教学与生产同步、实习与就业联体,突出了职业技能培训的灵活性和开放性,培养的学生适应性强,就业率高。
5.学术交流。高校教学和课程相对独立和封闭,缺乏全国范围内教与学沟通的平台,阻碍了新学科的发展。物联网专业应本着开放性的态度,建立教学交流的开放平台,便于学生、教师、专家、学者进行交流。交流的具体功能如下:教学交流,教师可讨论、交流、共享,促进课程的标准化、完善化,形成精品课程;学生学习交流,可按不同的知识点分版块、课程交流和学生项目交流;以学科竞赛促进交流;业界厂家新技术交流、人才需求;标准课程的再推广,包括师资培训、社会人才培训和高校课程的再植入。
物联网作为一个战略性新兴产业,涉及领域很广,不仅需要学校培养人才,也需要社会帮助培育。高校作为培养高素质人才的主要场所,应结合实际,以就业为导向,为未来庞大的物联网产业输送人才,为我国物联网产业的发展贡献力量。
[参考文献]
[1]冯高峰,魏楠,原佩剑.高职物联网技术专业人才培养模式探讨[J].电脑知识与技术,2012(5).
关键词:钻石模型; 嵌入式软件; 产业竞争力
中图分类号:TP31 文献标识码:A文章编号:2095-2163(2013)06-0098-03
0引言
“十一五”期间,国家在《电子信息产业调整和振兴规划》中提出,软件产业是电子信息产业的核心领域之一,强调软件产业应强力支持工业软件等重要应用软件和嵌入式软件的技术研发,同时加强国产软件和行业解决方案的推广及应用,由此嵌入式软件产业即已成为中国IT产业中的一个重要新兴产业和发展增长点。
随着物联网、云计算等新一代信息技术的高速发展,嵌入式软件以其软硬结合的特点,必将在新一代技术的发展中起到重要作用。近几年来,国内嵌入式软件市场需求旺盛,使得嵌入式软件产业收入增长自2008年以来始终保持在15%以上,2011年更是实现近31%的增长速度,具体如图1所示。
目前,江苏省国家级软件产业发展载体的数量在全国是列居榜首,然而这些重要的经济发展载体在苏北区域的扬州市却仅只是寥寥可数。扬州市的传统工业基础雄厚,理应在利用嵌入式技术提升信息化、带动工业化、并改造传统产业的过程中加快其发展和推进的步伐。本文以钻石模型为理论基础,分析扬州市嵌入式软件产业发展的各种因素,并对其发展中面对的问题进行研究,为决策者提供借鉴与参考。
1钻石模型理论
美国哈佛商学院的迈克尔·波特(Michael Poter)于1990年出版了《国家竞争优势》一书,书中提出“国家竞争优势”理论,也就是“波特钻石理论”[1],作者从企业竞争优势的角度对产业集群现象进行了研究,同时对产业集群竞争力展开了分析,以了解一个国家某种产业为什么会在国际上有较强的竞争力。
波特认为,一国是否具有竞争优势,就是看该国企业、行业是否具有竞争优势。从宏观经济角度来看,决定一国某产业是否具有竞争优势多取决于四个关键因素和两个辅助因素。这四个关键因素:生产要素;需求条件;相关产业和支持产业的表现;企业的战略、结构、竞争对手的表现,共同决定了产业竞争力的发展基础,并且进一步决定了产业是否能够立足和获得成功。两个辅助因素:机会和政府,是外在因素,对产业的竞争力也会产生重要影响。
几个关键要素共同作用,形成了如同钻石一般的图形,因而被命名为波特“钻石模型”。模型[2]构造如图2所示。
2嵌入式软件产业的竞争力因素分析
2.1生产要素
所谓生产要素,是指生产经营活动时所需要的各种社会资源,同时也是维系国民经济运行及市场主体生产经营过程中必须具备的各类基本要素。波特提出,生产要素可分为基本要素和高级要素。初级生产要素包括资金、非技术工人、地理位置、自然环境等,而高级生产要素则包括现代化通讯设施、技术设施、高等人才、熟练技术等。显然,人力资源和技术资源将是衡量嵌入式软件产业竞争力的重要因素[3]。
扬州目前拥有一批高校资源和科研院所,可输送高质量的人力资源。另一方面,由于生活成本相对较低,人力成本也因此相对较低,这就成为该地人力资源的主要优势。但是与一线大都市相比,真正能够适应高端技术的嵌入式软件拔尖人才,在扬州却仍然是屈指可数,且由于在生活环境、医疗、教育、工资水平上,扬州比起周边的上海、南京、无锡等地尚有不小差距,企业吸引高级人才方面往往存在一定困难。
技术资源上的投入和产出决定着某一产业的科研能力及其核心竞争能力,亦将推动企业不断提高自身竞争力,扩大市场份额,同时带动整个产业的进化和发展。对比省内各城市,扬州市信息化建设势头迅猛,同时引进了神州数码、东大高信等多家国内知名软件企业落户扬州,扬州信息服务产业基地也已建成,技术经费支出和专利申请数量一直以来均呈现增长态势,但是必须指出,其总体科技投入仍略显薄弱,嵌入式软件的完善产业链迄今仍未形成。
2.2需求条件
钻石理论特别强调国内需求在刺激和提高竞争优势中的重大作用。客户的需求能够促使企业不断创新、不断加大研发费用的投入,并带来科技的连续进步,而创新则是一个企业发展的不竭动力。
近年来,全国嵌入式软件产业收入的平均增长率也在影响着嵌入式软件产业的市场需求。最近三年,嵌入式软件产业的收入增长率为23.33%。强力发展嵌入式软件产业,将大大提升IT行业的投资和产出效益,并增加软件业产值在整个国民经济生产总值中的相应比重,由此而实现降低单位GDP能耗的设定目标。
扬州市本土各家企业对行业应用软件需求的不断增长,加之移动互联网、移动终端、物联网等技术发展对于嵌入式软件产业的高度促进,这些条件都在直接影响和催生着市场对嵌入式系统及其嵌入式软件产业的旺盛需求。
2.3相关与支持性产业
一个行业能够取得竞争优势的第三个条件是关联及辅行业。改革以来,扬州市制造业的发展极为迅速,特别是光电通信、汽车、精密机械、新型能源、船舶工业、化学工业、智能玩具等行业的发展更是众所瞩目。嵌入式软件技术产品作为制造产业调整升级的技术支撑,对其的需求实现已是迫在眉睫。上下游产业的快速发展能够促进嵌入式软件产业市场幵拓能力的提升,进而提高嵌入式软件产业的整体竞争实力。
同时,科研机构对于嵌入式软件产业链上的人才、科技支撑以及服务机构的支撑亦将辅助配合嵌入式软件产业的发展。依托各高校,扬州市已集中组建了一批嵌入式科研机构、重点实验室等。作者所在学校与万方电子技术有限责任公司即已合作建设了关于嵌入式技术的公共服务平台。这些科研力量的配备对本市的产业发展提供了必要的基础平台和技术支撑。
2.4企业战略、结构与同业竞争
企业战略、结构和同业竞争指的是企业为寻求发展所选择的状态,以及与在某一地区生产相似产品的竞争力情况。
扬州市已有若干家嵌入式软件企业登记在册,逐步形成了一定的产业规模, 但与周边城市相比,其规模仍相对较小,抗风险能力也相对较弱,而产业龙头企业更是寥若晨星。每个嵌入式软件企业仅仅通过各自的信息和产品在市场上参与竞争,但却缺乏与其他企业间的合作和交流,尚未在扬州市内形成信息交流与共享的有效平台,由此使得企业在嵌入式软件产业链上的关联度很小,企业之间竞争远大于合作,从而影响了扬州市嵌入式软件产业整体竞争能力的提升和飞跃。
2.5机会和政府
提高竞争力除以上所述各因素之外,还有两个辅助因素是机会和政府。产业集群的发展态势是产业内各企业依据市场规律发展的综合形态,并不会因为政府的行政命令而改变,但政府可以通过积极的产业扶持政策加以推动和引导。
政府要素中,起主导作用的是政府对嵌入式软件产业的关注度以及对嵌入式软件产业的拨款程度。扬州地区嵌入式产业处于发展初期,目前投资融资渠道匮乏,且资金短缺。政府政策扶持力度和产业发展专项资金规模都还较小。
机会要素中,主要是嵌入式软件产业的可持续发展能力。对扬州来说,发展嵌入式软件产业既是信息时代赋予的机会,也是信息时代提供的战略选择。在国家战略性新兴产业中,包括物联网、云计算在内的新一代信息技术产业。物联网需要嵌入式系统来传输和处理信息,因此嵌入式系统的好坏将直接影响物联网的运作发展。本市嵌入式软件企业需实时关注嵌入式软件市场对产品和技术的需求走向,注重收集产业相关信息以提高企业的可持续发展能力[4]。
3提高嵌入式软件产业竞争力的建议
3.1加大整合力度(基本要素)
(1)生产要素,首要措施,优化并协调生产要素配置。嵌入式软件产业的发展既需要批量人才的智力支撑,同时也是扬州地区嵌入式软件发展的实施基础。主要途径,调动本地高等院校积极性,在新课程设置和科研项目立项过程中,充分考虑嵌入式软件产业的发展趋势,通过和企业建立合作,培养符合企业需求的嵌入式软件高层次人才。同时,依托社会培训机构或通过校企联动方式,协助企业采用短训或订单式培养,形成所需的基层嵌入式软件人才。再次,招纳人才进驻,依据“以人为本”的思想以及扬州“联合国人居奖”的城市优势,通过股权激励、住房、安家费、解决子女入学等方式,吸引和留住高层次嵌入式软件人才。最后,加大研发投资,搭建科技成果数据库,建立成果转化服务体系,将技术转化为产品的转化率提高。嵌入式软件企业可以根据成果转化服务体系中相关技术信息或下游企业的需求信息,提供相应的产品或进行相应的技术合作,促进软件技术的研发实现,并增加软件产品市场份额。
(2)需求条件利用。从需求角度上,本地市场对于嵌入式系统及其软件需求的逐渐扩大,必将敦促嵌入式系统及其软件转换其发展思路,由市场角度出发,以需求作为驱动,即根据市场需求来制定相应的嵌入式软件发展战略,由此提高嵌入式软件持续稳定的竞争力,避免了与市场需求的脱节,进而增加了嵌入式软件产品的市场份额。
(3)重视相关及支持性产业。国家战略目标与产业发展提到,嵌入式系统及其软件是传统制造业转型升级的关键技术,通过嵌入式软件可以提升国家的制造业整体能力,并大幅增强国内的软件自主创新能力。扬州市的机械加工产业发展基础良好,汇聚了一批具有一定规模、保有一定实力的机械加工企业,要高度重视机械制造产业的基础,充分发挥嵌入式软件产业在传统产业转型升级中表现的软硬兼顾的优势作用,大力推动嵌入式软件产业的发展。另一方面,强化企业参与产学研合作的意识,和其它产业不同,嵌入式软件产业的突破发展,仅凭软件企业和市场机制来完成,实现起来较为困难。因此探索产学研合作模式,将科技资源、专家资源以及企业资源结合起来,实行利益共享、风险共担,促进嵌入式软件企业创新体系的搭建和创立。
(4)改善企业竞争,促进产业集群形成。产业集群的形成,集群内部、产业链之间就形成了互助关系,有利于破解竞争,克服产业内在的惯性。扬州地区已汇聚了如曙光光电、万方、宝军、宝科、海菱、怡丰等一批在嵌入式软件领域颇具实力的高新技术企业。本市嵌入式软件产业集群的形成,除了继续完善嵌入式软件产业链上的合作,高等院校、科研院所与企业的合作,同时还需要金融服务机构及中介机构的服务与相应配合作用。
3.2实质性改善(辅助要素)
钻石模型还将政府列作提高企业竞争力时必须关注的重要一环。可以知道,发挥政府在嵌入式软件产业中的服务作用必定效果显著,且行之有效。政府应通过具体地制定与实施一系列的优惠和约束政策,建立激励导向机制,引导和调控嵌入式软件产业的战略发展方向和战略发展重点。比如产业内建设的公共技术平台,政府要给予财政税收方面的专项支持;针对嵌入式软件的幵发项目,有关部门可通过科技幵发项目立项等方式给予必要的资金支持;鼓励国内外嵌入式软件企业以及研发机构落户扬州,或与本地软件企业联合协作,嫁接并购,打造具有核心竞争力的本地龙头企业。与此同时,政府更要发挥积极的监督管理作用,为嵌入式软件产业构造良好的发展环境。
4结束语
综上,依托钻石模型, 从生产要素、需求、相关及支持性企业、企业经营战略、结构和竞争方式以及机遇与政府对扬州市嵌入式软件如何提高竞争力做出了新的阐述。在后金融危机时代,以此作为扬州地区嵌入式软件产业发展的新探索,为扬州市嵌入式软件产业发展进入良性轨道并获取战略发展提供参考。
参考文献:
[1]刘德学,周煜.基于“钻石模型”的中印软件外包业竞争优势比较研究[J].生产力研究, 2009(10):127-129.
[2]杨银厂.基于钻石模型的国际软件产业模式比较及其启示[J].软科学,2010(4):15-18.