高職軟件專業(yè)龍芯嵌入式方向教學(xué)方案初探

劉晶璘 張濤 李江華 林開司 倪震

（銅陵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽銅陵244000）

高職軟件專業(yè)龍芯嵌入式方向教學(xué)方案初探

劉晶璘 張濤 李江華 林開司 倪震

（銅陵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽銅陵244000）

龍芯系列CPU主導(dǎo)企業(yè)中科龍芯公司正著力培育產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，而相關(guān)合格軟件技術(shù)人才培養(yǎng)是龍芯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要瓶頸之一。針對這種實際，文章結(jié)合當(dāng)前高職軟件技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)存在的主要問題，在以龍芯嵌入式CPU系統(tǒng)為軟件技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方向的教學(xué)方案研究方面，提出軟件技術(shù)專業(yè)（龍芯嵌入式方向）教學(xué)改革和培養(yǎng)方案設(shè)計思想，并對專業(yè)教學(xué)課程設(shè)置方案提出建議。

高職；軟件專業(yè)；龍芯；嵌入式方向；教學(xué)方案

電子信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是我國第一大產(chǎn)業(yè)了，預(yù)計2020年電子信息產(chǎn)業(yè)將占全球GDP一半以上。信息安全是國家戰(zhàn)略安全的重要組成部分，以自主可控為目標(biāo)的國家核高基項目現(xiàn)在已經(jīng)碩果累累。作為自主可控國產(chǎn)CPU中市場占有率最高的龍芯系列CPU主導(dǎo)企業(yè)中科龍芯公司正著力培育產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，相關(guān)的合格軟件技術(shù)人才培養(yǎng)是龍芯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要瓶頸之一，因此，我院龍芯應(yīng)用課題組在以龍芯嵌入式CPU系統(tǒng)為軟件技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方向的教學(xué)方案研究方面，做了有益的探索。

一、當(dāng)前高職軟件技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)存在的主要問題

1.教學(xué)內(nèi)容落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際。高職教師普遍存在缺少企業(yè)經(jīng)驗，部分有些企業(yè)經(jīng)驗的教師離開企業(yè)多年后，對當(dāng)前企業(yè)技術(shù)開發(fā)狀況也不很清楚了，而且，大多數(shù)離開企業(yè)到學(xué)校的教師也不是企業(yè)的技術(shù)骨干或者領(lǐng)軍人物，并不掌握企業(yè)研發(fā)部門的核心開發(fā)知識、經(jīng)驗和技能。

軟件開發(fā)人員主要任職于企業(yè)的研發(fā)部門。開展校企合作，企業(yè)的研發(fā)工程師和項目骨干也沒有時間和精力到學(xué)校兼職參與教學(xué)，至多是給教學(xué)方案的設(shè)計提出一些建議。學(xué)校里軟件技術(shù)專業(yè)的一線教學(xué)，還有賴于學(xué)校自己的教師擔(dān)綱。

2.培養(yǎng)目標(biāo)不明確，畢業(yè)生職業(yè)成長發(fā)展的途徑不清楚。

3.教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備的選擇存在盲目性，教師駕馭教學(xué)設(shè)備的能力不足。

4.由于得不到正確的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，學(xué)生無所適從，學(xué)習(xí)缺乏積極性，導(dǎo)致企業(yè)對畢業(yè)生不滿意，就業(yè)狀況不佳。

二、進(jìn)行企業(yè)調(diào)研發(fā)現(xiàn)以下情況

1.龍芯產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈的拓展和龍芯技術(shù)的應(yīng)用推廣軟硬件人才是重要的瓶頸。

2.嵌入式電子產(chǎn)品市場上ARM系列的CPU占絕對主導(dǎo)地位，ARM嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的合格軟件人才也十分缺乏。

3.廠商生產(chǎn)的嵌入式教學(xué)科研開發(fā)板大體分為三類：

（1）CPU設(shè)計生產(chǎn)企業(yè)提供的原廠開發(fā)板。這類開發(fā)試驗板性能好，可靠性高，價格也高。使用者需要有豐富的開發(fā)經(jīng)驗和較高的技術(shù)水平。初學(xué)者很難上手。

（2）以學(xué)校招標(biāo)采購，批量銷售的開發(fā)板實驗箱實驗柜。這些教學(xué)科研開發(fā)板價格高，有較完備的實驗指導(dǎo)書，但需要有教師的教學(xué)指導(dǎo)，不太適合自學(xué)。

（3）以市場網(wǎng)購零散銷售的價廉物美的開發(fā)實驗板。這類開發(fā)板質(zhì)量良莠不齊。其中也不乏高質(zhì)量的優(yōu)秀產(chǎn)品，這些優(yōu)秀產(chǎn)品用戶手冊內(nèi)容詳盡，適合自學(xué)，程序注釋也非常規(guī)范，技術(shù)文檔齊全。

4.電子企業(yè)嵌入式系統(tǒng)研發(fā)部基層技術(shù)崗位主要有：硬件開發(fā)工程師、固件開發(fā)工程師（懂硬件的底層軟件開發(fā)程序員）、系統(tǒng)軟件開發(fā)工程師（程序員）、應(yīng)用軟件程序員、測試技術(shù)員等。

5.龍芯嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)方式比較原始，缺乏方便的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）,軟件工程師和程序員的學(xué)習(xí)曲線更長。而且，目前市場占有率比較小，就業(yè)市場也較小。

三、專業(yè)教學(xué)改革的對策建議

1.加強(qiáng)校企合作送教師到企業(yè)掛職培訓(xùn)

學(xué)校積極與掌握主流技術(shù)的企業(yè)開展合作，定期送一線教師到企業(yè)培訓(xùn)，并爭取參與研發(fā)工作，使一線教師能夠快速知識技能更新，跟上業(yè)界的發(fā)展步伐。有能力的教師還可以發(fā)揮聰明才智，在合作中為企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步作出一定的貢獻(xiàn)。

2.高職軟件技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)就業(yè)崗位定位

建議以龍芯兼顧其他類型CPU系統(tǒng)的軟件應(yīng)用開發(fā)和軟硬件測試為初期崗位培養(yǎng)目標(biāo)，未來可以成長為中高級程序員、軟件工程師和系統(tǒng)測試師。

3.改善校內(nèi)實訓(xùn)條件、加強(qiáng)畢業(yè)頂崗實習(xí)

建議采購市場上性價比高，教學(xué)適合自學(xué)上手門檻低的開發(fā)板作為ARM嵌入式和龍芯嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實訓(xùn)設(shè)備。著重選擇程序注釋規(guī)范，學(xué)習(xí)文檔和開發(fā)指導(dǎo)文檔規(guī)范的開發(fā)板作為實訓(xùn)教學(xué)設(shè)備。

再提升校內(nèi)實訓(xùn)質(zhì)量的前提下，加強(qiáng)與企業(yè)合作，努力推薦學(xué)生到企業(yè)的相關(guān)崗位上從事與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相對應(yīng)的頂崗實習(xí)。要教育學(xué)生實習(xí)期間以學(xué)本事為立足點，積極勤奮努力，盡快能夠適應(yīng)實習(xí)崗位，為企業(yè)做一些力作能及的貢獻(xiàn)。

四、軟件技術(shù)專業(yè)（龍芯嵌入式方向）教學(xué)改革和培養(yǎng)方案設(shè)計思想

龍芯產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈發(fā)展才剛剛起步不久，無論是硬件CPU芯片，還是軟件業(yè)態(tài)與Intel、與ARM都還有很大差距，但中國是一個大國，還要逐步向強(qiáng)國邁進(jìn)，為了國家安全和自身工業(yè)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系的需要，必須有自己的CPU，必須有國產(chǎn)操作系統(tǒng)、國產(chǎn)的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。龍芯系列CPU目前是國產(chǎn)CPU中產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈發(fā)展最好的。

盡管龍芯軟硬件技術(shù)有了巨大發(fā)展，目前相對于Intel、AMD和ARM來說，龍芯軟件開發(fā)方式還是略顯原始的，尚無完善的龍芯自己的軟件集成開發(fā)環(huán)境平臺。又由于龍芯現(xiàn)在的市場占有率還較低，龍芯產(chǎn)業(yè)還不能廣泛地吸納高職畢業(yè)生就業(yè)，因此，我們設(shè)計龍芯嵌入式軟件開發(fā)教學(xué)培養(yǎng)方案時，先學(xué)習(xí)基本的通用軟件開發(fā)技術(shù)知識和技能，兼顧ARM嵌入式軟件的開發(fā)技能教學(xué)。這樣既可以學(xué)習(xí)到業(yè)界最先進(jìn)的嵌入式軟件開發(fā)技術(shù)，又能夠兼顧學(xué)生的就業(yè)和職業(yè)發(fā)展，同時，又有利于進(jìn)一步學(xué)習(xí)比較原始復(fù)雜的龍芯軟件開發(fā)技術(shù)。加強(qiáng)對學(xué)生理實一體化教學(xué)實訓(xùn)，使學(xué)生能夠深刻理解軟件（程序）是如何指揮硬件進(jìn)行工作的。

（一）著重六個方面的典型工作任務(wù)訓(xùn)練，加強(qiáng)學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)

1.沒有操作系統(tǒng)的51單片機(jī)軟件開發(fā)教學(xué)與實訓(xùn)；

2.沒有操作系統(tǒng)的ARM contex M系列嵌入式軟件開發(fā)教學(xué)與實訓(xùn)；

3.ARM嵌入式Linux系統(tǒng)下軟件開發(fā)教學(xué)與實訓(xùn)；

4.龍芯嵌入式Linux操作系統(tǒng)下的軟件開發(fā)教學(xué)與實訓(xùn)；

5.龍芯嵌入式實時操作系統(tǒng)下的軟件開發(fā)教學(xué)與實訓(xùn)；

6.龍芯嵌入式應(yīng)用軟件團(tuán)隊開發(fā)及整合調(diào)試實訓(xùn)。

（二）人才培養(yǎng)定位

專業(yè)能力：具有一定的C語言、C++語言編程能力，熟悉51單片機(jī)C語言應(yīng)用及驅(qū)動程序開發(fā)，基本掌握ARM Contex M系列嵌入式C語言應(yīng)用及驅(qū)動程序開發(fā)，基本掌握龍芯1系列CPU嵌入式C語言程序開發(fā)。了解現(xiàn)代電子技術(shù)工藝基本知識，掌握底層軟件調(diào)試期間必要的硬件技能（例如：早期開發(fā)板上飛線的焊接），了解Visual C++圖形界面應(yīng)用程序開發(fā)和Linux系統(tǒng)下Qt平臺C++圖形程序開發(fā)，了解嵌入式軟件設(shè)計的常用算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。具有進(jìn)一步學(xué)習(xí)Java語言的學(xué)習(xí)遷移能力。

方法能力：具有較強(qiáng)的自學(xué)能力，一定的英語資料閱讀能力，能夠通過網(wǎng)絡(luò)搜索尋找開發(fā)所需要的有關(guān)軟件工具或者有關(guān)資料，基本掌握Keil 51開發(fā)平臺、嵌入式MDK開發(fā)平臺、Linux下Eclipse C&C++開發(fā)平臺和Linux下Qt開發(fā)平臺的軟件開發(fā)、編譯調(diào)試、仿真測試方法，基本掌握Ubuntu系統(tǒng)下龍芯1B和1C開發(fā)板等平臺的軟件開發(fā)、編譯調(diào)試、仿真測試方法。

社會能力：具有虛心好學(xué)，謙虛勤奮工作素質(zhì)，良好的團(tuán)隊溝通合作精神。具有良好的職業(yè)素養(yǎng)，關(guān)心國際電子信息技術(shù)發(fā)展，關(guān)注行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)的市場狀況和技術(shù)發(fā)展，具有知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識和基本知識，具有一定的心理抗壓能力、良好的人際溝通能力、漢語口語和一定的英語口語表達(dá)能力。具有一定的政治覺悟，愛國敬業(yè)，有一定的創(chuàng)業(yè)意識，有為中華崛起而學(xué)習(xí)的奮斗精神。

五、專業(yè)教學(xué)課程設(shè)置建議方案（文化基礎(chǔ)課和公共課略去）

（一）專業(yè)基礎(chǔ)課程

1.C語言；

2.數(shù)字電子技術(shù)，模擬電子技術(shù)；

3.現(xiàn)代電子工藝工藝基礎(chǔ)及手工焊接實訓(xùn)；

4.計算機(jī)組成原理；

5.Linux操作系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)；

6.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法；

7.Visual C++2010程序設(shè)計；

8.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本技術(shù)；

9.網(wǎng)站開發(fā)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)；

10.Java語言基礎(chǔ)。

（二）ARM嵌入式軟件開發(fā)基礎(chǔ)課程

11.51 單片機(jī)原理及軟件開發(fā)；

12.ARM嵌入式系統(tǒng)原理及軟件開發(fā)。

（三）ARM嵌入式Linux軟件開發(fā)課程

13.Mini2440嵌入式開發(fā)板的教學(xué)實訓(xùn)一體化課程；

14.Tiny6410嵌入式開發(fā)板的教學(xué)實訓(xùn)一體化課程。

（四）龍芯嵌入式軟件開發(fā)課程

15.龍芯1D嵌入式系統(tǒng)原理及軟件開發(fā)；

16.龍芯1B和龍芯1C嵌入式系統(tǒng)原理及軟件開發(fā)；

17.Linux下Qt編程；

18.龍芯嵌入式應(yīng)用軟件團(tuán)隊開發(fā)及整合調(diào)試教學(xué)實訓(xùn)。

團(tuán)隊協(xié)作實訓(xùn)的工作評價要經(jīng)歷三個階段（工作數(shù)量質(zhì)量的個人自評和團(tuán)隊自評、工作數(shù)量質(zhì)量的個人互評和團(tuán)隊互評、學(xué)生實訓(xùn)工作質(zhì)量數(shù)量的教師評價。著重訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)態(tài)度和客觀評價自己、客觀評價別人的實事求是精神，養(yǎng)成工作不推諉，勇于承擔(dān)責(zé)任，謙虛謹(jǐn)慎，顧全大局，努力實現(xiàn)團(tuán)隊目標(biāo)的良好工作習(xí)慣和作風(fēng)）。

（五）嵌入式實時操作系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)與實訓(xùn)

19.嵌入式實時操作系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)與實訓(xùn)

實時操作系統(tǒng)基本原理，常見的嵌入式實時操作系統(tǒng)的基本介紹，μC/OSII，μC/OSIII，F(xiàn)reeRTOS等實時操作系統(tǒng)下的應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)。

六、人才培養(yǎng)方案特色說明

以市場上設(shè)計最先進(jìn)最主流市場占有率最大，技術(shù)文檔最清晰最規(guī)范的教學(xué)科研一體化的開發(fā)板作為實訓(xùn)設(shè)備。以近年來管理思想先進(jìn)，技術(shù)主流企業(yè)的典型組織管理方式、崗位設(shè)置方式和工作過程為依據(jù)，找出主要崗位群的工作任務(wù)和能力結(jié)構(gòu)。采取理論與實訓(xùn)緊密結(jié)合，循序漸進(jìn)，舉一反三的方法設(shè)計課程結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容，在實訓(xùn)中訓(xùn)練讀懂程序，移植程序，再到原創(chuàng)編寫程序的培養(yǎng)過程。

專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)課總體實訓(xùn)方案分列如下：

1.從Windows下IDE方式下控制臺C語言編程開始實訓(xùn)教學(xué)；

2.模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)基本認(rèn)知實驗實訓(xùn)教學(xué)；

3.電子工藝參觀見習(xí)和手工焊接實訓(xùn)；

4.Linux操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用實訓(xùn)；

5.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法C語言編程實訓(xùn)；

6.Windows視窗圖形軟件C++開發(fā)實訓(xùn)；

7.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)；

8.帶后臺數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)站開發(fā)實訓(xùn)；

9.51 單片機(jī)keil平臺下編程實訓(xùn)；

10.Cortex M3 STM32庫應(yīng)用開發(fā)及實時操作系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)實訓(xùn)；

11.ARM嵌入式Linux系統(tǒng)下應(yīng)用開發(fā)及驅(qū)動開發(fā)實訓(xùn)；

12.龍芯1D基本PMON下的軟件開發(fā)實訓(xùn)；

13.龍芯1B、1C在Linux操作系統(tǒng)及實時操作系統(tǒng)下的軟件開發(fā)實訓(xùn)；

14.軟件團(tuán)隊協(xié)作開發(fā)實訓(xùn)。

人才培養(yǎng)方案的實施關(guān)鍵在于教師團(tuán)隊的能力建設(shè)以及持之以恒、堅持不懈的教育教學(xué)管理。在現(xiàn)有的生源狀況下，應(yīng)該以實事求是的態(tài)度對待不同學(xué)習(xí)能力和不同學(xué)習(xí)積極性的學(xué)生。

根據(jù)我們?nèi)甓鄟碓诒驹很浖夹g(shù)專業(yè)和計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)開展的學(xué)習(xí)興趣小組和IT技術(shù)集訓(xùn)隊的實踐經(jīng)驗來看，我們認(rèn)為：最優(yōu)秀的畢業(yè)生從事軟件編程開發(fā)工作，良好層次的畢業(yè)生從事測試技術(shù)員工作，其他同學(xué)做嵌入式系統(tǒng)銷售和售后服務(wù)比較符合實際。

有了上述設(shè)想的專業(yè)課程，特別是實踐實訓(xùn)課程體系，通過各種形式的教學(xué)組織和訓(xùn)練，并以科學(xué)合理的考核方式來促進(jìn)龍芯嵌入式方向軟件專業(yè)人才的培養(yǎng)，經(jīng)過一段時間的進(jìn)一步探索和實踐，必將能培養(yǎng)出符合目標(biāo)的高技能人才。

[1]吳士力,劉奇,朱蘭.嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)全程解析與實戰(zhàn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

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[3]郭天祥.新概念51單片機(jī)C語言教程——入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略[M].北京：電子工業(yè)出版社,2009.

[4]劉冰，張林，蔣貴全.Visual C++2010程序設(shè)計案例教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[5]劉峰，高俊峰.國產(chǎn)Linux基礎(chǔ)應(yīng)用[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,2012.

（責(zé)任編輯：方少卿）

G712

：A

：1671-752X（2014）04-0001-03

2014-10-09

劉晶璘（1964-），男，安徽銅陵人，銅陵職業(yè)技術(shù)學(xué)院院長，副教授，研究方向：電子信息技術(shù)。

安徽省教育廳教學(xué)研究項目“高職軟件技術(shù)專業(yè)龍芯方向教學(xué)方案研究”（編號：20101408）。