在高職學(xué)院開設(shè)嵌入式應(yīng)用技術(shù)專業(yè)

摘要:隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，對各層次人才的需求量也在迅速增長，高職院校在嵌入式領(lǐng)域的人才培養(yǎng)處于起步階段。本文針對嵌入式領(lǐng)域適合高職層次的崗位，給出“偏軟”和“偏硬”兩個培養(yǎng)方向的課程設(shè)置方案，建議采用項目教學(xué)法實施雙目標(biāo)教學(xué)，強化學(xué)生的職業(yè)技能和職業(yè)核心能力訓(xùn)練。

關(guān)鍵詞:高職;嵌入式;崗位;職業(yè)能力

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機為基礎(chǔ)，軟硬件可裁減的，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用已深入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、教育、國防、科研以及日常生活等各個領(lǐng)域，我國資深嵌入式系統(tǒng)專家沈緒榜院士預(yù)言:“未來十年將會產(chǎn)生頭大小、具有超過一億次運算能力的嵌入式智能芯片”，它將為我們提供無限的創(chuàng)造空間。在與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的過程中，嵌入式系統(tǒng)將滲透到國民經(jīng)濟各領(lǐng)域，并在我國國家現(xiàn)代化進程中發(fā)揮巨大作用。隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的需求不斷增大，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)維護人員的需求也在不斷增加。高職院校如何根據(jù)社會需求，為社會培養(yǎng)相應(yīng)層次的嵌入式系統(tǒng)從業(yè)人員，是一個值得深入探討和研究的課題。

1嵌入式領(lǐng)域適合高職層次的崗位分析

嵌入式系統(tǒng)從上世紀70年代發(fā)展至今，其復(fù)雜性也從無操作系統(tǒng)嵌入式、小型操作系統(tǒng)嵌入式發(fā)展到現(xiàn)今的大型操作系統(tǒng)控制的嵌入式系統(tǒng)。大型操作系統(tǒng)控制的嵌入式系統(tǒng)是目前的主流，其硬件主體是32位/64位處理器。隨著嵌入式系統(tǒng)的研究和應(yīng)用的進一步深入，嵌入式系統(tǒng)將向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、規(guī)范化、集成化方向發(fā)展，從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的門檻較高，通過市場調(diào)查以及北京博創(chuàng)興業(yè)科技有限公司所作的嵌入式崗位分析[1]，我們給出如下適合高職層次的崗位分析表。

2高職嵌入式系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法

2.1教學(xué)內(nèi)容的選取要有針對性和可實施性

根據(jù)上述的崗位分析，我們發(fā)現(xiàn)嵌入式行業(yè)適合高職層次的崗位較多。相關(guān)調(diào)查信息顯示，嵌入式的社會需求正以每年30%的速度快速發(fā)展，行業(yè)人才需求量非常大，而目前嵌入式系統(tǒng)開發(fā)從業(yè)人員的業(yè)務(wù)水平和教育水平參差不齊，他們主要來自軟件類專業(yè)和電子類專業(yè)以及過去從事單片機應(yīng)用技術(shù)的人員。高職院校要培養(yǎng)嵌入式從業(yè)人員，需要考慮嵌入式系統(tǒng)作為一個熱門領(lǐng)域，涵蓋了微電子技術(shù)、電子信息技術(shù)、計算機軟件和硬件等多項技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，綜合性很強，教學(xué)難度較大;另外，要考慮到目前高職學(xué)制大多為三年，且實際在校時間一般是兩年至兩年半，所以高職嵌入式方向人才的培養(yǎng)要針對具體的崗位，在教學(xué)內(nèi)容上做好選取，充分考慮學(xué)生的實際情況及相關(guān)的實驗實訓(xùn)條件，保證教學(xué)內(nèi)容的可實施性。根據(jù)表1的崗位分析，我們將其中的崗位歸為兩大類，一類是偏軟件的崗位，主要是軟件編程與調(diào)試、測試崗位，這類學(xué)生多為計算機系培養(yǎng);另一類是偏硬件的崗位，主要是電子電氣系培養(yǎng)的。本文將針對這兩大類崗位給出相關(guān)課程設(shè)置的參考方案。

2.1.1嵌入式應(yīng)用技術(shù)專業(yè)偏軟件的嵌入式崗位課程設(shè)置方案

(1) 確定軟硬件教學(xué)平臺。目前有關(guān)嵌入式的實驗及開發(fā)平臺比較多[2-4]，嵌入式操作系統(tǒng)種類也很多，經(jīng)過多方面的比較和分析，建議采用“ARM硬件(ARM9)+嵌入式Linux開源操作系統(tǒng)”作為教學(xué)的軟硬件平臺，至于開發(fā)工具，可根據(jù)相關(guān)的實驗及開發(fā)系統(tǒng)的配備進行選擇。ARM9是目前的主流產(chǎn)品核，嵌入式Linux也是目前的主流操作系統(tǒng)[5]，其下的軟件開發(fā)涉及到的內(nèi)容比較全面，這個軟硬件平臺對學(xué)生就業(yè)時快速適應(yīng)具體工作崗位要求有很大幫助，它保證了教學(xué)內(nèi)容與社會需求的同步性。

(2) 以嵌入式系統(tǒng)頂層應(yīng)用程序開發(fā)工程師崗位為主要崗位的相關(guān)課程設(shè)置。這個崗位主要的能力要求是:①能熟練使用相關(guān)嵌入式集成軟件調(diào)試工具，進行交叉編譯和調(diào)試;②能用C和ARM匯編指令編寫程序;③能夠進行單元測試、系統(tǒng)測試和回歸測試;④熟悉內(nèi)存管理;⑤具有較強的學(xué)習(xí)能力;⑥具有較好的溝通和團隊協(xié)作能力。前4項能力要求屬于專業(yè)技能，后兩項屬于職業(yè)素質(zhì)，即勞動和社會保障部定義的職業(yè)核心能力[6]。針對前4項能力要求，建議開設(shè)計算機硬件基礎(chǔ)、微機原理與接口技術(shù)、C語言程序設(shè)計、嵌入式操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、軟件工程(重點是軟件測試部分)、基于ARM9的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)、Linux下應(yīng)用程序開發(fā)(Linux開發(fā)基礎(chǔ)、Linux的構(gòu)建與應(yīng)用開發(fā)、Linux下驅(qū)動程序編寫)等必修課程，另外，可根據(jù)情況開設(shè)如面向?qū)ο缶幊獭C-OS/II(VxWorks等)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、單片機應(yīng)用等輔修課程，以拓展學(xué)生的就業(yè)崗位。課程設(shè)置與具體教學(xué)內(nèi)容的選取，需要把握一個原則，即針對具體的崗位需求，崗位外的課程一般作為選修課開設(shè)。在教學(xué)內(nèi)容方面，特別是硬件，只要求學(xué)生看懂硬件原理圖，而重點應(yīng)該是掌握頂層應(yīng)用程序的編寫。

2.1.2嵌入式應(yīng)用技術(shù)偏硬件的嵌入式崗位課程設(shè)置方案

(1) 確定軟硬件教學(xué)平臺。偏硬件的教學(xué)平臺可以考慮“ARM硬件(ARM9)+uC-OS/II實時開源的操作系統(tǒng)”，uC-OS/II相對于Linux操作系統(tǒng)來說，其占用空間少，執(zhí)行效率高，實時性能優(yōu)良，且針對新處理器的移植相對簡單。uclinux則占用空間相對較大，實時性能一般，針對新處理器的移植相對復(fù)雜。uC-OS/II對小型控制系統(tǒng)來說具有實時性強的優(yōu)勢，考慮到偏硬的方案一般是針對電子電氣類專業(yè)學(xué)生，這類學(xué)生多數(shù)是在小型控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用這個領(lǐng)域就業(yè)。

(2) 以系統(tǒng)測試工程師崗位為主要崗位的相關(guān)課程設(shè)置。根據(jù)表1的崗位能力分析，建議開設(shè)電子電路基礎(chǔ)、Protel、單片機原理及應(yīng)用、C語言程序設(shè)計、基于ARM9的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)、嵌入式實時操作系統(tǒng)uC-OS/II。根據(jù)需要可再選修Linux下的應(yīng)用程序開發(fā)、電子線路設(shè)計、EDA等課程，以進一步拓展就業(yè)面。在教學(xué)上，要求學(xué)生具備使用各種儀器設(shè)備，對電子線路進行分析、測試的能力，同時，能進行類似單片機這樣復(fù)雜程度的硬件設(shè)計。在軟件方面，則要求學(xué)生會使用開發(fā)工具調(diào)試程序，掌握開發(fā)流程，閱讀應(yīng)用程序，并能進行軟硬件功能對應(yīng)。

2.2教學(xué)方法上要把握“以學(xué)生為中心、項目為主導(dǎo)、強化能力訓(xùn)練”的原則

嵌入式系統(tǒng)是一個綜合多種技術(shù)的系統(tǒng)，對學(xué)習(xí)和教學(xué)都有很高的要求，嵌入式專業(yè)的課程實踐性很強，它需要學(xué)生動手進行實踐，這也符合目前國際上推行的“Learning by doing”教育和學(xué)習(xí)方法，因此，教學(xué)要貫徹“以學(xué)生為中心”的原則。教師要充分調(diào)動學(xué)生的積極性，同時，還要啟發(fā)學(xué)生進行思考與創(chuàng)新，給予學(xué)生更多鼓勵與表揚，慎用批評。這個專業(yè)的學(xué)習(xí)需要興趣的激勵，學(xué)生如果缺乏興趣，一旦遇到困難就會放棄。項目教學(xué)法是職業(yè)教育中一種有效的教學(xué)方法，學(xué)生在完成項目的過程中，通過資訊、決策、計劃、實施、檢查和評估六步驟，對能力進行強化訓(xùn)練，學(xué)會分析問題和解決問題的方法，掌握與項目相關(guān)的知識。項目可以是來自企業(yè)的真實的已經(jīng)實施過的項目，也可以是多個項目的綜合。目前，各級部門針對嵌入式還組織了多種形式的競賽，如機器人競賽、微軟的嵌入式設(shè)計大賽、全國電子設(shè)計競賽等，每一種競賽，就是一個項目的開發(fā)，通過鼓勵學(xué)生參加各類競賽，充分激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。教學(xué)中始終貫徹“項目為主導(dǎo)、強化能力訓(xùn)練”的原則，學(xué)生親身經(jīng)歷多個項目的開發(fā)過程，通過多次的重復(fù)，記憶和體會不斷加深，能力不斷提高，就業(yè)時學(xué)生就會更加自信，對項目沒有陌生感，從而實現(xiàn)零距離就業(yè)。

2.3項目教學(xué)中貫徹“雙目標(biāo)”教學(xué)

勞動和社會保障部經(jīng)過10年的研究，確定了職業(yè)核心能力由與人交流能力、數(shù)字應(yīng)用能力、信息處理能力、與人合作能力、解決問題能力、自我學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新革新能力、外語應(yīng)用能力八項能力組成。職業(yè)核心能力使勞動者具有職業(yè)的遷移和適應(yīng)能力，它是一種隱性能力，也是職業(yè)人的一種基本能力，目前，

用人單位越來越注重職業(yè)核心能力。職業(yè)核心能力的訓(xùn)練，可以通過專門的課程進行訓(xùn)練，也可以在平時的教學(xué)中采用雙目標(biāo)教學(xué)的方法，將職業(yè)核心能力訓(xùn)練貫穿在平時的項目教學(xué)中，有目的地加強學(xué)生的職業(yè)核心能力訓(xùn)練。通過前面的崗位分析，我們發(fā)現(xiàn)嵌入式領(lǐng)域?qū)β殬I(yè)核心能力的要求是比較高的，因此在嵌入式應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的項目課程教學(xué)中，除了完成項目所訓(xùn)練的職業(yè)能力外，還需要將職業(yè)核心能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練也貫穿其中，全面提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

3結(jié)語

嵌入式系統(tǒng)是促進信息化與工業(yè)化融合的核心技術(shù)，是信息技術(shù)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，正成為中國嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和帶動IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新增長點，它對各個層次從業(yè)人員的需求迅速增長，隨著嵌入式產(chǎn)品大量進入市場，將來的維護、技術(shù)支持、測試等適合高職層次的崗位需求也會同步增長，高職對嵌入式人才的培養(yǎng)關(guān)鍵是要定位準確，教學(xué)內(nèi)容要有針對性，通過項目教學(xué)法，將培養(yǎng)學(xué)生實際崗位需要的職業(yè)能力和職業(yè)核心能力作為中心目標(biāo)，強化技能訓(xùn)練與職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，讓學(xué)生既能實現(xiàn)零距離就業(yè)，又具有充分的發(fā)展?jié)摿εc適應(yīng)能力。

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Disucussion on Opening the Embedded Application Professional in Higher Vocational Institute

DING Hui， YAO Qing-wen

(Changzhou Institute of Light Industry Technology， Changzhou 213164， China)

Abstract: With the rapid development of embedded technology， the demand for talent at all levels is rapidly growing. The personnel training of vocational institutes in the embedded field is just in the initial stage. This paper gives two training programs，one tends to software， the other tends to hardware， for the embedded field-level posts for vocational. It recommends adopting project approach and implementing the twin-goal teaching， to strengthen the students vocational skills and vocational training in core competencies.

Key words: higher vocational education; embedded; post; professional ability

(編輯:郭小明)