“三強型”嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才培養(yǎng)研究

摘要：針對近年來計算機相關(guān)專業(yè)學(xué)生找不到工作崗位，而企業(yè)卻招不到人的異?，F(xiàn)象，文章提出以市場需求為導(dǎo)向，通過課程建設(shè)和教研教改、自制實驗平臺、大學(xué)生創(chuàng)新實驗以及校企合作等措施，培養(yǎng)具有動手能力強、創(chuàng)新意識強、合作精神強的“三強型”嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才的新理念。

關(guān)鍵詞：動手能力；創(chuàng)新意識；合作精神；創(chuàng)新實驗；校企合作

文章編號：1672-5913（2013）03-0010-04

中圖分類號：G642

近年來出現(xiàn)了計算機相關(guān)專業(yè)學(xué)生找不到工作崗位，而企業(yè)卻招不到人的異?，F(xiàn)象；尤其是在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，由于涉及計算機硬件和軟件相結(jié)合的知識，門檻相對較高，其應(yīng)用面又很廣，如手機、PDA、電子字典、電視機機頂盒、可視電話、游戲機等都是典型的嵌入式系統(tǒng)，因此，因此社會急需大量具有動手能力強、創(chuàng)新意識強、合作精神強的“三強型”嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才。據(jù)電子網(wǎng)等大型網(wǎng)站統(tǒng)計，每年的人才缺口大約在50萬人左右。為此，我們提出以市場需求為導(dǎo)向，通過課程建設(shè)和教研教改、自制實驗平臺、大學(xué)生創(chuàng)新實驗以及校企合作等措施，培養(yǎng)具有動手能力強、創(chuàng)新意識強、合作精神強的“三強型嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才”。其中動手能力強是基礎(chǔ)，沒有動手能力就意味著不能勝任本職工作；但只有動手能力沒有創(chuàng)新意識也不行，因為人類歷史本身就是一部創(chuàng)新的歷史，沒有創(chuàng)新就會被社會淘汰；同時還必須具備很強的合作精神，因為人類分工越來越細(xì)，知識增長的速度越來越快，只有合作才能主動適應(yīng)社會的發(fā)展，主動尋找新的發(fā)展機遇。“三強型人才培養(yǎng)模式”的具體內(nèi)涵如圖1所示。

1 積極開展課程建設(shè)和教學(xué)研究與改革，為學(xué)生打下扎實的理論基礎(chǔ)

針對三強型嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，課題組成員積極開展課程建設(shè)和教學(xué)研究，近6年來，共申報成功了“計算機組成原理”校級精品課程和“計算機電路”院級精品課程，出版了《計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》和《C++與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》兩本教材，主持并完成了“軟件工程案例庫系統(tǒng)的研制與應(yīng)用”、“建構(gòu)主義理論在硬件類課程教學(xué)中的研究與應(yīng)用”兩項教研教改項目，發(fā)表了5篇教研教改論文，在教學(xué)過程中靈活運用多種教學(xué)方法，為學(xué)生儲備扎實的計算機硬件與軟件理論基礎(chǔ)知識。

1.1優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容

按照嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才培養(yǎng)的要求，優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)精品課程，編寫系列教材。

課程體系的優(yōu)化主要體現(xiàn)在硬件類課程和軟件類課程兩方面：硬件類課程將電路理論、模擬電路、數(shù)字電路3門課程共11學(xué)分優(yōu)化整合為計算機電路、數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)兩門課程共8.5學(xué)分；軟件類課程體現(xiàn)為“4年編程不斷線”，從第1學(xué)期開始學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計課程起，每個學(xué)期都開設(shè)程序設(shè)計類程序，讓每個學(xué)生在軟件編程方面都有一技之長；此外，增加3門軟件和硬件相結(jié)合的課程，分別是嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，還有相應(yīng)的課程設(shè)計，這就形成了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才培養(yǎng)的知識體系。

教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化主要體現(xiàn)在精品課程建設(shè)方面，2007年課題組申報成功了校級精品課程“計算機組成原理”。在建設(shè)過程中，提出并實施了“五四三”的教學(xué)模式，即“預(yù)習(xí)-精講-討論-設(shè)計-驗證”的五步教學(xué)法，“基礎(chǔ)理論層次、CPU層次、存儲層次、外圍設(shè)備層次”的四層次教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)過程堅持基礎(chǔ)與應(yīng)用相結(jié)合、原理與設(shè)計相結(jié)合、部件與系統(tǒng)相結(jié)合的三結(jié)合教學(xué)原則；完善了課程教學(xué)網(wǎng)站；制定了課程過程管理規(guī)范與控制體系；并將IT發(fā)展的新知識、教師的科研成果固化到教材中，進入課堂，轉(zhuǎn)化成教學(xué)內(nèi)容，編寫了教材《計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》。通過這一系列的措施，學(xué)生學(xué)習(xí)計算機硬件課程的積極性有較大提高，不再認(rèn)為硬件課程是最難學(xué)的課程，為學(xué)生打下扎實的計算機硬件基礎(chǔ)。

2009年課題組成功申報了院級精品課程“計算機電路”，將電路理論和模擬電路兩門課程的知識進行優(yōu)化整合，完善理論和實驗教學(xué)體系，進行教學(xué)方法與手段的改革，為學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)儲備了計算機硬件基礎(chǔ)知識。

1.2改革教學(xué)方法與手段

1.2.1建立軟件工程案例庫

圍繞培養(yǎng)學(xué)生“三強”的教學(xué)要求，我們設(shè)計了軟件工程案例庫系統(tǒng)軟件，其中包含軟件工程知識點、5個系統(tǒng)案例和21個相對獨立的案例。對系統(tǒng)案例，選擇了與學(xué)生日常生活密切相關(guān)的在線考試系統(tǒng)、學(xué)籍管理系統(tǒng)、醫(yī)院門診管理系統(tǒng)、新聞發(fā)布系統(tǒng)和網(wǎng)上購物系統(tǒng)5個系統(tǒng)，學(xué)生首先根據(jù)自己的生活經(jīng)驗來進行分析和設(shè)計，然后與案例進行比較，評價各自的優(yōu)缺點，以提高學(xué)生的分析和設(shè)計軟件的能力。同時，將理論知識點與實際案例融合到一起，即在案例執(zhí)行過程中，通過超鏈接可以查看相關(guān)的分析、設(shè)計過程和理論知識，讓學(xué)生明白其中的分析、設(shè)計過程，以及這一步為什么要這樣做，看完之后可以繼續(xù)了解系統(tǒng)的實現(xiàn)情況，為學(xué)生自己分析和設(shè)計軟件提供思路和方法。對相對獨立的案例，只提供分析和設(shè)計思路，由學(xué)生完成編碼和測試步驟。該案例庫系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)布到計算機中心的網(wǎng)站上，不僅用于軟件工程課程的教學(xué)，而且用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計課程、畢業(yè)設(shè)計等，為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)打下了堅實的軟件理論基礎(chǔ)。

1.2.2推行“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法

該課題是2008年立項的校級教研課題，使用“建構(gòu)主義”理論指導(dǎo)下的“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)方法來培養(yǎng)學(xué)生的“三強”能力?！叭蝿?wù)驅(qū)動”教學(xué)方法轉(zhuǎn)變以往在教學(xué)過程中以教師為中心，學(xué)生被動接受知識的情況。該教學(xué)方法強調(diào)以項目為載體，學(xué)生組成研究小組，就具體項目進行研究和開發(fā)，在實施過程中培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力、合作精神。

具體做法是在任務(wù)規(guī)劃階段，教師結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，提出具有實際動手能力培養(yǎng)和可自由發(fā)揮的課題；在任務(wù)實施階段，首先由教師分析任務(wù)，然后由學(xué)生自主探索、培養(yǎng)創(chuàng)新思想，在此過程中，教師的工作是進行適當(dāng)啟發(fā)，給出合理建議，提供所需資料，也可以參與其中討論；在任務(wù)總結(jié)階段，學(xué)生對任務(wù)完成情況進行總結(jié)性評價，對存在的問題進一步討論。

自實施“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法以來，計算機硬件類課程的教學(xué)效果有較大提高，主要體現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計的選題和學(xué)生的就業(yè)單位方面，以往學(xué)生不敢選硬件類題目，近4年有10%左右的學(xué)生選擇了硬件類題目，并且有多位學(xué)生獲得了校級“優(yōu)秀”。

2 指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新活動，培養(yǎng)“三強”能力

2.1以大學(xué)生創(chuàng)新實驗為載體，引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新活動

自2008年以來，課題組共指導(dǎo)學(xué)生申請成功了3項國家級和2項省級大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目，如表1所示。

2.2自制實驗平臺，指導(dǎo)學(xué)生進行課外科技創(chuàng)新

課題組的鄭斌老師自行研制成功了ARM9嵌入式實驗教學(xué)系統(tǒng)硬件平臺，并在其上成功移植WINDOSCE和LINUX等嵌入式操作系統(tǒng)及底層驅(qū)動，開發(fā)了12個實驗項目，如表2所示。與市面上一般的教學(xué)儀器相比，該平臺的最大優(yōu)點在于將所有的底層硬件和端口都開放給學(xué)生，讓學(xué)生真正理解嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，從而進行設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗；目前用于嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計兩門課程的實驗教學(xué)。

3 開展校企合作，讓學(xué)生提前感受企業(yè)氛圍

3.1通過互利合作，密切校企關(guān)系

1）學(xué)生校外實習(xí)。與企業(yè)簽訂學(xué)生校外實習(xí)協(xié)議，企業(yè)接受學(xué)校一定數(shù)量、專業(yè)對口的學(xué)生實習(xí)，學(xué)生實習(xí)結(jié)束畢業(yè)時，企業(yè)可優(yōu)先選擇錄用學(xué)生，補充企業(yè)的生產(chǎn)一線人員。

2）企業(yè)在職職工培訓(xùn)。合作企業(yè)需培訓(xùn)在職職工時，學(xué)?？朔щy，創(chuàng)造條件，為企業(yè)培訓(xùn)在職職工，幫助企業(yè)提高職工素質(zhì)。培訓(xùn)專業(yè)、培訓(xùn)目標(biāo)由企業(yè)確定，培訓(xùn)計劃和內(nèi)容由企業(yè)與學(xué)校共同商定，培訓(xùn)師資由學(xué)校安排或企業(yè)委派，教材由學(xué)校提供。

3）教師實踐。學(xué)校每年安排一定數(shù)量的專業(yè)課教師到合作企業(yè)實踐。實踐時間一般為兩個月，利用假期進行。實踐教師填寫企業(yè)實踐登記表，登記內(nèi)容包含實踐內(nèi)容、實踐期限、實踐企業(yè)評價、學(xué)校意見等，并納入對教師的考核、培養(yǎng)、提高。

4）聘請企業(yè)技術(shù)骨干到學(xué)校授課。為彌補學(xué)校教師對技術(shù)最前沿掌握的不足，學(xué)校聘請企業(yè)的技術(shù)骨干或?qū)＜覟榭妥淌?，定期到學(xué)校授課，指導(dǎo)和充實最新技術(shù)的教學(xué)。

3.2校企合作的實施

在“三強型”嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才培養(yǎng)理念的指導(dǎo)下，自2007年起先后與長沙比楊醫(yī)療器械有限公司、湖南華寬通電子科技有限公司、深圳市龍?zhí)烀}電子有限公司等多家優(yōu)秀企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系，這些企業(yè)的行業(yè)分布較廣，其產(chǎn)品在通信、醫(yī)療、消費等領(lǐng)域極具代表性，且在行業(yè)中具有較好的影響力。在與這些企業(yè)的合作過程中，進行了多個項目的合作開發(fā)，學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識和合作精神得到了很好的培養(yǎng)。

4 結(jié)語

經(jīng)過課程建設(shè)和教研教改、自制實驗平臺、大學(xué)生創(chuàng)新實驗以及校企合作等措施的實踐，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才的就業(yè)率達100%，90%以上都從事IT行業(yè)工作，就業(yè)質(zhì)量高，工資水平高。近3年我院畢業(yè)生的平均工資是3000元/月左右，而經(jīng)過嵌入式系統(tǒng)開發(fā)培訓(xùn)的學(xué)生的平均工資達4000元/月以上，其中多名剛畢業(yè)學(xué)生的年薪超過10萬元人民幣。另外，學(xué)院在各類競賽中也獲得較好成績，為同類院校嵌入式開發(fā)人才培養(yǎng)提供借鑒和參考。

（編輯：白杰）