肖宏飛

基于職業(yè)崗位的高等院校嵌入式課程體系的改革探索

肖宏飛

（滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 滁州 239000）

嵌入式課程體系有著實(shí)踐操作性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛和教學(xué)難度大等特點(diǎn)，但也存在著師資力量薄弱、課程體系不合理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源弱、教學(xué)與就業(yè)脫節(jié)等問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、研究，提出通過(guò)明確職業(yè)定位、分層設(shè)置課程、課程內(nèi)容個(gè)性化、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合、豐富課程延伸、建設(shè)硬件平臺(tái)等措施，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平，為嵌入式領(lǐng)域提供相關(guān)人才。

職業(yè)崗位；高等院校；嵌入式課程體系

近年來(lái)，隨著嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大到微電子技術(shù)、電子信息技術(shù)、通信技術(shù)等領(lǐng)域，許多高等院校都開設(shè)了嵌入式專業(yè)。嵌入式課程體系有著實(shí)踐性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛和教學(xué)難度大等特點(diǎn)，同時(shí)也存在著師資力量薄弱、課程體系不合理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源差、教學(xué)與就業(yè)脫節(jié)等問(wèn)題，因此對(duì)高等院校的嵌入式課程體系進(jìn)行改革很有必要［1］。本文結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)與當(dāng)前高等院校的課程體系現(xiàn)狀，提出高等院校嵌入式課程體系改革的對(duì)策，豐富了嵌入式教學(xué)的理論內(nèi)涵，為培養(yǎng)符合嵌入式領(lǐng)域發(fā)展需求的專業(yè)人才提供一定的理論參考。

一、嵌入式課程體系概述

（一）嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)涵與特點(diǎn)

嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)是一種能夠滿足應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)高效率、低成本要求的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式課程體系的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，嵌入式課程體系涵蓋的課程內(nèi)容較多，例如計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、匯編語(yǔ)言等課程，具有鮮明的綜合性特點(diǎn)。其次，嵌入式課程體系不僅包括理論教學(xué)，對(duì)實(shí)踐操作也有很高要求，需要在操作中提升對(duì)理論的掌握水平，具有很強(qiáng)的實(shí)踐操作性。最后，嵌入式系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于當(dāng)今社會(huì)中，廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域與多樣化的應(yīng)用方式在無(wú)形中增加了嵌入式課程體系的設(shè)計(jì)難度［2］。

（二）人才培養(yǎng)目標(biāo)分析

嵌入式系統(tǒng)人才需求報(bào)告的調(diào)查結(jié)果顯示［3］，嵌入式系統(tǒng)對(duì)人才的需求并不在于產(chǎn)品制造，而在于研發(fā)與技術(shù)支持。嵌入式課程體系的教學(xué)，需要組織學(xué)生進(jìn)行理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作，使學(xué)生逐漸掌握ARM體系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與嵌入式Linux的構(gòu)建方法。高等院校學(xué)生能夠適應(yīng)嵌入式技術(shù)企業(yè)生產(chǎn)部與銷售部的多個(gè)職位，同時(shí)可以在研發(fā)部門中工作，主要崗位為單片機(jī)工程師和應(yīng)用程序開發(fā)工程師等。

二、高職院校嵌入式課程體系的現(xiàn)狀

（一）師資力量薄弱

師資力量是提升教學(xué)效果的主要保障，嵌入式課程對(duì)教學(xué)要求比較高，尤其是需要教師具有軟件開發(fā)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是目前高等院校教師由于自身的局限性，難以滿足嵌入式課程體系。不能將實(shí)際工程開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)引入教學(xué)中，學(xué)生能夠?qū)W到的知識(shí)相應(yīng)也比較有限。再加上學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、接受知識(shí)的能力相對(duì)比較薄弱，學(xué)生們對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)鮮有接觸，通常不了解Linux、WinCE等系統(tǒng)，學(xué)生面對(duì)復(fù)雜的嵌入式學(xué)習(xí)多存在畏怯心理，增加了教學(xué)難度。

（二）課程體系不合理

由于嵌入式課程體系的專業(yè)綜合性強(qiáng)，學(xué)生不僅要掌握基礎(chǔ)知識(shí)，還要具備專業(yè)技能。部分高等院校在進(jìn)行嵌入式教學(xué)中只是為了技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)而設(shè)置課程，部分教師在設(shè)計(jì)中側(cè)重于軟件編程，還有一些教師注重硬件電路設(shè)計(jì)教學(xué)，導(dǎo)致課程體系設(shè)計(jì)缺乏完整性，課程體系在整體上不夠合理。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源弱

部分高等院校在嵌入式課程體系的教學(xué)資源多集中于理論知識(shí)，關(guān)于實(shí)驗(yàn)室的資源建設(shè)比較弱，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生開發(fā)能力和拓展能力的培養(yǎng)與提升。很多院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源多由開發(fā)商提供，是一種試驗(yàn)箱的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)重影響學(xué)生的創(chuàng)新能力與實(shí)踐操作能力［4］。

（四）教學(xué)與就業(yè)脫節(jié)

目前，很多高等院校的嵌入式教學(xué)都無(wú)法適應(yīng)IT行業(yè)對(duì)人才需求的步伐，存在嚴(yán)重的教學(xué)與就業(yè)脫節(jié)的現(xiàn)象。這就導(dǎo)致學(xué)生在封閉式的教學(xué)環(huán)境多學(xué)習(xí)落后知識(shí)與技術(shù)，難以了解與接觸行業(yè)新技術(shù)，難以實(shí)現(xiàn)教學(xué)與就業(yè)的高度結(jié)合，難以適應(yīng)企業(yè)對(duì)人才的需求。

三、嵌入式課程體系的改革對(duì)策

（一）加強(qiáng)師資配備

在嵌入式教學(xué)的改革實(shí)踐中，加強(qiáng)師資配備是進(jìn)行改革的前提。這要求高等院校通過(guò)組織會(huì)議與培訓(xùn)幫助教師掌握技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)、通過(guò)企業(yè)學(xué)習(xí)，加強(qiáng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，最終在教學(xué)實(shí)踐中組建擁有理論教師、實(shí)踐教師與技術(shù)專家的教師隊(duì)伍，在理論教學(xué)、實(shí)際操作和技術(shù)交流的方式中完成教學(xué)。

（二）改革課程體系

1、明確職業(yè)定位

嵌入式課程作為一門偏硬件系統(tǒng)設(shè)置的課程，只有明確職業(yè)定位，才能合理設(shè)置教學(xué)目標(biāo)、有序完成教學(xué)過(guò)程，使學(xué)生適應(yīng)崗位要求。

2、分層設(shè)置課程

由于嵌入式系統(tǒng)課程綜合性強(qiáng)，內(nèi)容覆蓋面廣，在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)借助分層課程設(shè)置安排學(xué)生的理論與實(shí)踐教學(xué)。我們認(rèn)為應(yīng)當(dāng)從以下六個(gè)方面進(jìn)行課程設(shè)置：

第一層次：培養(yǎng)學(xué)生基本的硬件知識(shí)和調(diào)試技能，使之掌握萬(wàn)能表、示波器、信號(hào)發(fā)生設(shè)備等儀器的使用方法。

第二層次：培養(yǎng)學(xué)生編匯語(yǔ)言與C語(yǔ)言的應(yīng)用能力，使之熟悉掌握單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件設(shè)計(jì)，熟悉單片機(jī)外圍器件。

第三層次：在課程設(shè)置中注重提升學(xué)生應(yīng)用集成開發(fā)工具的能力，同時(shí)提升學(xué)生在編譯方面的能力，組織起借助C與ARM編匯指令完成對(duì)小型操作系統(tǒng)應(yīng)用軟件項(xiàng)目的開發(fā)實(shí)訓(xùn)。

第四層次：提升學(xué)生對(duì)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的能力，對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)的掌握水平、對(duì)頂層應(yīng)用軟件和嵌入式軟件測(cè)試工具的開發(fā)［6］。

第五層次：注重提升學(xué)生的英語(yǔ)口語(yǔ)和書面交流能力，同時(shí)提升其技術(shù)文檔的撰寫水平。

第六層次：通過(guò)研究性課程與工學(xué)結(jié)合課程，支持高年級(jí)學(xué)生申請(qǐng)研究性課程，在教師的指導(dǎo)下開發(fā)項(xiàng)目；組織畢業(yè)班學(xué)生在實(shí)習(xí)后申請(qǐng)工學(xué)結(jié)合課程，在導(dǎo)師指導(dǎo)下實(shí)習(xí)。

3、課程內(nèi)容個(gè)性化

高等院校在嵌入式課程系統(tǒng)改革中應(yīng)當(dāng)借助個(gè)性化的課程內(nèi)容，滿足學(xué)生的求知欲：一方面組織大二、大三學(xué)生參與研發(fā)課程，從硬件、軟件、文檔來(lái)完成嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目，課程結(jié)題時(shí)進(jìn)行答辯；另一方面可以組織與機(jī)器人、單片機(jī)、智能車等相關(guān)的競(jìng)賽，指導(dǎo)學(xué)生參賽，學(xué)習(xí)參賽模型的硬件組成與軟件系統(tǒng)。

4、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合

高等院校在嵌入式課程系統(tǒng)改革中可以借助產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的方式，促進(jìn)科研成果的轉(zhuǎn)化。將典型案例引導(dǎo)、分析工作任務(wù)等方式引入到教學(xué)實(shí)踐中；將企業(yè)引入到教學(xué)中，形成工學(xué)結(jié)合的教學(xué)制度；以科研項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的操作能力與嵌入式開發(fā)能力。在教學(xué)、科研和產(chǎn)業(yè)化互相結(jié)合與促進(jìn)的模式下，能夠?qū)⒖蒲袃?yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為教學(xué)優(yōu)勢(shì)，持續(xù)調(diào)整課程內(nèi)容與教學(xué)體系，更新學(xué)生的知識(shí)與技能。

5、加強(qiáng)課程延伸

改革嵌入式課程體系，也應(yīng)當(dāng)注重課程延伸方面的內(nèi)容，可以通過(guò)組織優(yōu)秀的學(xué)生組建社團(tuán)，幫助本專業(yè)學(xué)生提升學(xué)習(xí)能力和效果，為其提供硬件檢測(cè)與維修的服務(wù)。同時(shí)以技術(shù)競(jìng)賽和知識(shí)講座的形式豐富學(xué)生的課余生活，提升專業(yè)的影響力，創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)氛圍，幫助學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)與互幫互助的精神。

（三）建設(shè)硬件平臺(tái)

結(jié)合嵌入式課程體系的培養(yǎng)目標(biāo)與職業(yè)定位，建設(shè)嵌入式硬件平臺(tái)十分必要，在實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)建設(shè)和完善ARM平臺(tái)，具體包括ARM7實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、ARM9實(shí)驗(yàn)開發(fā)板以及智能家居平臺(tái)。ARM7實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要是用于ARM7體系結(jié)構(gòu)、ARM7原理、UC/OS-II操作系統(tǒng)等，可以在平臺(tái)中設(shè)置ARM7核心板塊及接口資源；ARM9主要用于高年級(jí)Linux的開發(fā)應(yīng)用與畢業(yè)設(shè)計(jì)，包括攝像頭模塊、接觸式IC卡與CF卡等配套模版；借助智能家居平臺(tái)，包括傳感檢測(cè)、門禁系統(tǒng)、窗戶系統(tǒng)、模擬加點(diǎn)等，提升學(xué)生的實(shí)踐能力［7］。

（四）變革教學(xué)方式

在嵌入式課程體系改革中，高等院?？梢詮囊韵聨讉€(gè)方面變革教學(xué)方式：首先，教師分析教學(xué)中的理論內(nèi)容和學(xué)生水平選定項(xiàng)目案例，將實(shí)際項(xiàng)目作為提升學(xué)生理解嵌入式系統(tǒng)知識(shí)的載體，組織與指導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)項(xiàng)目的分析和開發(fā)，提升學(xué)生的積極性；其次，以團(tuán)隊(duì)合作的方式組織學(xué)生在理論課程中共同學(xué)習(xí)，在實(shí)踐課程中共同開發(fā)，促使其在互相學(xué)習(xí)中提高能力，在此過(guò)程中教師扮演的是指導(dǎo)與幫助的角色，學(xué)習(xí)的中心與重點(diǎn)則是學(xué)生本身；再次，將自由開放的教學(xué)方式引入到實(shí)踐教學(xué)中，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提升學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容與方式的自由度，借助自由選題的形式提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)通過(guò)開放式考核的方式檢驗(yàn)學(xué)生多方面的能力［8］；最后，以校企合作的方式鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)，在鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力的同時(shí)為合作企業(yè)創(chuàng)造效益。

［1］李偉，門佳.高職院校嵌入式技術(shù)課程教學(xué)方法研究［J］.寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，（01）：38-42.

［2］過(guò)怡.高職院校嵌入式基礎(chǔ)課程整合的研究［J］.常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，（02）：45-48.

［3］鄧力.高職院校嵌入式系統(tǒng)課程的改革探索［J］.教育與職業(yè)，2011，（29）：140-141.

［4］王欣.高職院校嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)方法探究［J］.課程教育研究，2013，（08）：235.

［5］吉潔貝，傅永慧，林嵐.高職院校嵌入式學(xué)科化服務(wù)初探與思考--以海南經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館為例［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2014，（08）：112-113.

［6］張健銘.高職院校嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)改革研究［J］.計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014，（17）：241-242.

［7］王若金，候軍，鄭國(guó)勛.高職嵌入式課程體系及嵌入式實(shí)驗(yàn)室建設(shè)探索［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2013，（14）：146.

［8］崔永利．彈性學(xué)習(xí)在嵌入式系統(tǒng)方向?qū)嵺`教學(xué)中的探索［J］．教學(xué)園地，2010，（10）：29-30．

TP391

A

1671-5993（2016）02-0022-03

2016-04-15

安徽省教育廳質(zhì)量工程教學(xué)研究項(xiàng)目“基于職業(yè)崗位的高職嵌入式課程體系改革的探索與實(shí)踐”（2014jyxm516）的成果。

肖宏飛（1983-），男，安徽滁州人，滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士。