李占嶺 馬麗潔

摘 要：本文首先對(duì)近年兩屆全國(guó)職業(yè)院校技能大賽嵌入式應(yīng)用開發(fā)賽項(xiàng)情況作了對(duì)比分析，其次介紹了我院參加兩次賽項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，最后闡述了我院嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)以全國(guó)職業(yè)技能大賽嵌入式應(yīng)用開發(fā)賽項(xiàng)為契機(jī)，對(duì)嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)訓(xùn)條件改進(jìn)、校企深度融合、學(xué)生綜合職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)等專業(yè)建設(shè)各方面所做的重要舉措。

關(guān)鍵詞：嵌入式應(yīng)用 全國(guó)職業(yè)院校 技能大賽

從2008年開始舉辦全國(guó)職業(yè)院校技能大賽至今，嵌入式應(yīng)用開發(fā)賽項(xiàng)分別在2010年、2014年舉辦過兩屆，我院嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)均代表內(nèi)蒙古自治區(qū)參加并取得了較好的成績(jī)，通過兩屆大賽情況對(duì)比分析以及我院針對(duì)賽項(xiàng)所做的賽前準(zhǔn)備，可以看出全國(guó)職業(yè)技能大賽嵌入式應(yīng)用開發(fā)競(jìng)賽對(duì)我院嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)建設(shè)、師資隊(duì)伍、實(shí)訓(xùn)條件、校企融合、學(xué)生綜合職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)產(chǎn)生了重要的影響。

一、賽項(xiàng)情況對(duì)比分析

1.比賽規(guī)模。2010年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽第一次增設(shè)嵌入式應(yīng)用開發(fā)賽項(xiàng)，參賽職業(yè)院校有來自全國(guó)28個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的67所高職院校，參數(shù)人數(shù)達(dá)201人，根據(jù)比例，一等獎(jiǎng)7名，二等獎(jiǎng)13名，三等獎(jiǎng)21名，主要承辦單位共有6家，分別是百科融創(chuàng)、求是教儀、塔米智能科技、優(yōu)利德、神州數(shù)碼、英特爾。2014年第二次舉辦嵌入式應(yīng)用開發(fā)大賽，共有全國(guó)26個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的54所高職院校，159名選手參加本次大賽，共決出國(guó)家一等獎(jiǎng)5名，二等獎(jiǎng)11名，三等獎(jiǎng)16名，主要承辦單位為北京百科融創(chuàng)教學(xué)儀器設(shè)備有限公司。從兩次競(jìng)賽規(guī)模上看，2010年嵌入式應(yīng)用開發(fā)大賽參賽院校更多，參賽隊(duì)所屬專業(yè)更寬泛，包括電子類、計(jì)算機(jī)類、軟件類、嵌入式等；2014年嵌入式應(yīng)用開發(fā)大賽賽項(xiàng)內(nèi)容覆蓋面廣，專業(yè)性更強(qiáng)，規(guī)則更加嚴(yán)謹(jǐn)，參賽隊(duì)專業(yè)多為嵌入式技術(shù)與應(yīng)用或計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)。

2.競(jìng)賽內(nèi)容。2010和2014兩年嵌入式應(yīng)用開發(fā)競(jìng)賽內(nèi)容均為：參賽隊(duì)在規(guī)定時(shí)間組裝調(diào)試一臺(tái)“探月車”，并在嵌入式開發(fā)環(huán)境下編制個(gè)性化的控制軟件?！疤皆萝嚒敝谱魍瓿珊笤诖筚愄峁┑哪M環(huán)境中執(zhí)行尋跡、定位、圖像識(shí)別與成像、無線通訊等任務(wù)，在完成產(chǎn)品基本功能的基礎(chǔ)上，參賽隊(duì)可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)展發(fā)揮。IT產(chǎn)業(yè)日新月異，新技術(shù)層出不窮，兩屆大賽雖然競(jìng)賽內(nèi)容相同，但是大賽緊跟技術(shù)發(fā)展前沿，緊貼企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，考核內(nèi)容具有明顯區(qū)別。

2.1電路調(diào)試與裝配部分（賽項(xiàng)比重20%）。要求參賽選手在指定時(shí)間內(nèi)閱讀任務(wù)書，焊接、組裝、調(diào)試一塊功能電路板，即大賽所規(guī)定的任務(wù)板，將焊接好的任務(wù)板安裝到大賽指定的競(jìng)賽平臺(tái)上。任務(wù)板上元器件2010年80%都是插件，只有20%是貼片，而2014年恰恰相反，80%都是貼片，只有20%是插件，因此從封裝和體積上來講， 2014年對(duì)焊接要求更精細(xì)，并參照電子元器件檢驗(yàn)員國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核。

2.2嵌入式系統(tǒng)調(diào)試與裝配部分（賽項(xiàng)比重60%）。在嵌入式開發(fā)環(huán)境下編制、安裝（或固件升級(jí)）個(gè)性化的控制軟件，并進(jìn)行整機(jī)調(diào)測(cè)。制作完成后的“探月車”，在大賽提供的模擬“月球環(huán)境”中行進(jìn)，并對(duì)模擬“月球環(huán)境”中的地形標(biāo)志物等進(jìn)行探測(cè)，同時(shí)通過無線通訊發(fā)回?cái)?shù)據(jù)。這部分所占權(quán)重最大，區(qū)別也最明顯。（1）終端設(shè)備不同：2010年終端設(shè)備為PC設(shè)備，而2014年指定安卓移動(dòng)設(shè)備，移動(dòng)終端是目前終端設(shè)備的主流，而全球智能移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)Android占比近60%。（2）控制程序不同：2010年是LINUX上做C程序開發(fā)；而2014年是安卓上的應(yīng)用程序開發(fā)，目前Android市場(chǎng)中應(yīng)用所占的比例高達(dá)84.3%。（3）網(wǎng)絡(luò)通訊方式不同：2010年在競(jìng)賽場(chǎng)地采用少量的WIFI設(shè)備，多隊(duì)共用，競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)存在數(shù)據(jù)通訊不流暢現(xiàn)象；而2014年技術(shù)服務(wù)更加成熟，各隊(duì)采用獨(dú)立WIFI模塊，小車、終端構(gòu)成單獨(dú)局域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)通訊方式更加合理通暢。（4）完成的任務(wù)不同：2010年重點(diǎn)完成循跡，返回探測(cè)數(shù)據(jù)和地形標(biāo)志物圖像，包括測(cè)溫、測(cè)距、圖像掃描及形狀識(shí)別；2014年涵蓋內(nèi)容更綜合，涉及技術(shù)更實(shí)用，包括NFC通信、無線局域網(wǎng)通信、紅外通信、二維碼掃描、顏色識(shí)別、超聲波測(cè)距、光照強(qiáng)度檢測(cè)、光電碼盤測(cè)速等。

3.技術(shù)文件編寫與整理部分（賽項(xiàng)比重10%）。2010年要求通過網(wǎng)絡(luò)提交電子文檔，包括技術(shù)說明、使用說明、安裝說明、明細(xì)表、程序流程圖、程序說明、接線表、電路圖、方框圖、印制板圖、裝配圖、接線圖、邏輯圖、流程圖。而2014年取掉此部分，增加理論實(shí)踐一體化命題，依據(jù)競(jìng)賽任務(wù)可能產(chǎn)生的結(jié)果和競(jìng)賽規(guī)程中所給出的知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)及其相關(guān)要求，對(duì)選手進(jìn)行理論與實(shí)踐相結(jié)合的陳述性、選擇性或其它相關(guān)形式的考核。相比較2010年，2014年的理論實(shí)踐一體化命題更加合理、實(shí)用和有效。

4.創(chuàng)新與特色部分（賽項(xiàng)比重10%）。這一部分2010年沒有具體指出，只給了選手發(fā)揮和想象的空間，由于其不確定性，也造成這部分考核評(píng)價(jià)的主觀性和盲目性；2014年進(jìn)行改進(jìn)，專指安卓UI設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，考核選手在完成賽道任務(wù)的基礎(chǔ)上，對(duì)移動(dòng)終端應(yīng)用程序界面所設(shè)計(jì)的UI布局，我們認(rèn)為這種方式更有利于科學(xué)的評(píng)判，同時(shí)對(duì)選手有一個(gè)真實(shí)產(chǎn)品的正確導(dǎo)向，好的產(chǎn)品不僅要功能齊全，還要美觀大方。

二、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

作為內(nèi)蒙古自治區(qū)唯一開設(shè)嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)的學(xué)院，我院很榮幸地代表內(nèi)蒙古自治區(qū)參加了兩屆嵌入式應(yīng)用開發(fā)競(jìng)賽。因此學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和參賽院系都非常重視，指導(dǎo)教師和參賽學(xué)生在賽前都做了充分的準(zhǔn)備， 首先對(duì)賽項(xiàng)規(guī)程進(jìn)行了研究，重點(diǎn)在競(jìng)賽內(nèi)容和指標(biāo)體系上，然后有針對(duì)性的組織培訓(xùn)，并進(jìn)行擇優(yōu)選拔，同時(shí)采取科學(xué)實(shí)用的訓(xùn)練方法，重點(diǎn)鍛煉選手的操作技能、溝通交流能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作、臨場(chǎng)應(yīng)變能力等綜合素質(zhì)。

1.根據(jù)賽項(xiàng)規(guī)程，選定平臺(tái)方案。

1.1單片機(jī)方案：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制小車、產(chǎn)品方案簡(jiǎn)單、只能做單片機(jī)部分訓(xùn)練、無法達(dá)到圖像識(shí)別與成像、無線傳輸?shù)纫蟆?/p>

1.2大型機(jī)器人方案：足球機(jī)器人涵蓋比賽考核的技術(shù)點(diǎn)、價(jià)格昂貴，達(dá)數(shù)萬元以上；體積大，使用不便；大多用筆記本做上位控制機(jī)、沒有用到嵌入式。

1.3百科融創(chuàng)產(chǎn)品方案：?jiǎn)纹瑱C(jī)、嵌入式完美結(jié)合，采用上位機(jī)S3C2440 ARM實(shí)驗(yàn)儀結(jié)合下位機(jī)SPCE061板；制作工藝精細(xì)，大批量生產(chǎn)，有品質(zhì)保證；產(chǎn)品方案精心設(shè)計(jì)，對(duì)大賽針對(duì)性強(qiáng)；上位機(jī)能完成嵌入式、圖像識(shí)別與成像、無線通訊等任務(wù)；下位機(jī)能提供尋跡、避障、精確控制等功能。

因此我院參加兩屆大賽所選擇的硬件平臺(tái)都是百科融創(chuàng)產(chǎn)品。

2.培訓(xùn)方案。為普遍提高嵌入式技能，選拔優(yōu)秀學(xué)生，面向全院做好大賽宣傳，有的放矢進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)、因材施教進(jìn)行專業(yè)訓(xùn)練。

2.1比賽宣傳：為吸引學(xué)生，在賽前做了大量的宣傳工作，利用海報(bào)、廣播、校園網(wǎng)以及論壇和微信微博平臺(tái)，讓全院感興趣的師生都了解賽項(xiàng)，為國(guó)賽造勢(shì)—— “普通教育有高考，職業(yè)教育有大賽”。

2.2有的放矢：根據(jù)賽事方案和競(jìng)賽項(xiàng)目說明，將培訓(xùn)分為電路調(diào)試與裝配、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)兩組，分別由經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)教師承擔(dān)培訓(xùn)工作，其中新技術(shù)和新工藝聘用企業(yè)工程師來專業(yè)訓(xùn)練。

2.3因材施教：根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)，采用“產(chǎn)品導(dǎo)向”訓(xùn)練模式，將培訓(xùn)分成幾個(gè)模塊，每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)產(chǎn)品，產(chǎn)品實(shí)用、有趣、循序漸進(jìn)，達(dá)到學(xué)有所用、學(xué)有所樂、學(xué)以致用、學(xué)有所成的效果。

3.精英特訓(xùn)。通過校級(jí)選拔，確定參賽隊(duì)員，分析大賽技術(shù)要點(diǎn)，參照模擬試題及各省選拔賽試題，進(jìn)行精英特訓(xùn)。

3.12010年技術(shù)要點(diǎn)分析。2010年參賽小車上下位機(jī)各成一體，可單獨(dú)使用，上位機(jī)嵌入式采用S3C2440 ARM9處理器，可完成嵌入式、定位、圖像識(shí)別與成像、無線通訊等任務(wù)；下位機(jī)采用61板控制電機(jī)和接收傳感器信號(hào)，加車體可獨(dú)立做為循跡、避障等功能，同時(shí)配有驅(qū)動(dòng)板、傳感器轉(zhuǎn)接板，可實(shí)現(xiàn)各模塊與主 MCU的IO口進(jìn)行轉(zhuǎn)接，配有先進(jìn)的傳感器模塊、高精度紅外測(cè)溫模塊、數(shù)字cmos圖像傳感器、紅外避障傳感器、滿足測(cè)速要求的U形傳感器。

3.2 2014年技術(shù)要點(diǎn)分析。2014年參賽小車以WIFI模塊為中心，將單片機(jī)、Android終端、網(wǎng)絡(luò)攝像頭組成局域網(wǎng)絡(luò)。單片機(jī)通過串口和WiFi模塊進(jìn)行通信，WiFi模塊內(nèi)建了Server服務(wù)把發(fā)向服務(wù)端的IP報(bào)文進(jìn)行處理，通過WiFi模塊模塊引出的串口轉(zhuǎn)發(fā)出來，這樣就實(shí)現(xiàn)了WiFi模塊和單片機(jī)串口之間的通訊； Android端通過訪問WiFi模塊網(wǎng)絡(luò)，獲取當(dāng)前WiFi模塊的網(wǎng)關(guān)地址，WiFi模塊的網(wǎng)關(guān)地址就是WiFi模塊內(nèi)建的服務(wù)端地址，然后通過socket套接字向網(wǎng)關(guān)的IP發(fā)數(shù)據(jù)，WiFi模塊處理Android端發(fā)過來的數(shù)據(jù)，然后通過WiFi模塊內(nèi)部進(jìn)行處理把獲得的數(shù)據(jù)通過串口輸出；網(wǎng)絡(luò)攝像頭通過WIFI連接到WiFi模塊， Android端通過WIFI連接到WiFi模塊現(xiàn)在Android端和網(wǎng)絡(luò)攝像頭都已經(jīng)連接到了WiFi模塊的網(wǎng)絡(luò)中，此時(shí)WiFi模塊充當(dāng)一個(gè)AP，把攝像頭采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)給Android端，Android端通過廠商提供的軟件接收攝像頭傳過來的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)視頻預(yù)覽，此時(shí)的WIFI模塊只進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，并不進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

三、以大賽為契機(jī)，對(duì)我院嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)建設(shè)舉措

通過參加國(guó)賽，我院嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)，社會(huì)聲譽(yù)得以提升，專業(yè)建設(shè)得以加強(qiáng)，教師水平得以提練，學(xué)生技能得以提高，發(fā)揮了“以賽促改、以賽促教、以賽促學(xué)”的重要作用，下面具體闡述我院嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)是如何以大賽為契機(jī)，采取了哪些舉措：

1.以賽促改。我院通過參加兩屆嵌入式應(yīng)用開發(fā)大賽，嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)不論從實(shí)訓(xùn)條件還是校企融合方面，都得到了改善，比賽結(jié)束，我們又采購(gòu)四十余輛比賽小車作為該專業(yè)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，同時(shí)我們也與百科融創(chuàng)公司達(dá)成校企合作，共建嵌入式創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室，共同研發(fā)嵌入式典型應(yīng)用的沙盤項(xiàng)目，該專業(yè)改革培養(yǎng)模式和課程體系，構(gòu)建了“基于學(xué)期產(chǎn)品”培養(yǎng)模式和“四階段多元化”課程體系，2012年被我院確立為“改革試點(diǎn)專業(yè)”，2013年被自治區(qū)確立為“自治區(qū)示范校重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)”。

2.以賽促教。通過國(guó)賽這一平臺(tái)，教師獲得向其它院校學(xué)習(xí)、交流的機(jī)會(huì)，通過參與設(shè)備采購(gòu)、實(shí)訓(xùn)室建設(shè)和校企融合，指導(dǎo)教師水平明顯提升，總結(jié)比賽經(jīng)驗(yàn)，選拔優(yōu)秀選手，有針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)生，代表自治區(qū)參加2010年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽嵌入式應(yīng)用開發(fā)賽項(xiàng)獲得三等獎(jiǎng)，2014年獲得全國(guó)二等獎(jiǎng)的好成績(jī)。

3.以賽促學(xué)。通過此次比賽，激發(fā)了我院學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式應(yīng)用、軟件開發(fā)的熱情，使同學(xué)們對(duì)嵌入式技術(shù)與應(yīng)用有了更深層的認(rèn)識(shí)，每屆院級(jí)培訓(xùn)及選拔，參與學(xué)生均在150人以上。參加國(guó)賽的選手畢業(yè)后就業(yè)明顯具有優(yōu)勢(shì)，就業(yè)在航天、軍工、金融等各個(gè)嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域，月薪均在6千以上。

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作者簡(jiǎn)介：李占嶺（1973—），男，內(nèi)蒙古呼和浩特市，工程碩士，副教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)教育、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件工程；馬麗潔（1976— ），女，內(nèi)蒙古人，內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向?yàn)榍度胧綉?yīng)用開發(fā)。