基于CDIO的嵌入式系統(tǒng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究

劉龍 張云翠

【摘要】專業(yè)特色建設(shè)和強化是電子信息專業(yè)在科技日益更新的時代背景下，提高專業(yè)競爭力、開拓發(fā)展前景的重要手段。本文主要介紹了在嵌入式系統(tǒng)工程專業(yè)的特色建設(shè)下單片機人才培養(yǎng)方面的實施手段和實施內(nèi)容，并提出為保證建設(shè)內(nèi)容的有效性和人才培養(yǎng)的實用性而采用的CDIO教學(xué)模式和實踐環(huán)節(jié)，為提高本專業(yè)的建設(shè)水平提供了有力保障。

【關(guān)鍵詞】專業(yè)建設(shè);人才培養(yǎng);創(chuàng)新

引言

電子信息專業(yè)是20世紀(jì)90年代以來，隨著以通信、計算機及軟件產(chǎn)業(yè)為主體的電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展對人才的迫切需要而設(shè)立的專業(yè)。該專業(yè)是科技進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展對教育提出的必然要求。電子信息產(chǎn)業(yè)具有較強的先進性、普及性、應(yīng)用性等特點，因此該專業(yè)的建設(shè)和人才培養(yǎng)要與產(chǎn)業(yè)特點相適應(yīng)，滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才的需求，為電子信息產(chǎn)業(yè)輸送滿足行業(yè)發(fā)展和科技進步需要的專門人才。

嵌入式系統(tǒng)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具備電子技術(shù)和信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識，能從事各類電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的研究、設(shè)計、制造、應(yīng)用和開發(fā)的高等工程技術(shù)人才。該類人才既需要具有較強的專業(yè)基礎(chǔ)又需要具有鮮明的專業(yè)特色，滿足嵌入式行業(yè)對專門人才的需要，使學(xué)校在完成電子信息專業(yè)通才培養(yǎng)的同時實現(xiàn)學(xué)生的專才培養(yǎng)，實現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)與產(chǎn)業(yè)的無縫接軌。

1.專業(yè)介紹

為適應(yīng)科技發(fā)展對嵌入式專業(yè)人才的需要，大連東軟信息學(xué)院在2005年建設(shè)成立電子信息工程專業(yè)。學(xué)校的專業(yè)建設(shè)采用的是立足大平臺，強化特色建設(shè)的發(fā)展戰(zhàn)略。學(xué)校為嵌入式系搭建了以實驗硬件、輔助軟件等方面的專業(yè)建設(shè)大平臺。嵌入式系統(tǒng)工程專業(yè)自成立以來就大力充分利用學(xué)校原有基礎(chǔ)與資源，完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，大量引進教學(xué)實驗硬件設(shè)備，提高師資隊伍水平，構(gòu)建適應(yīng)學(xué)生發(fā)展需要的課程體系，為電子信息專業(yè)人才培養(yǎng)提供必備的教學(xué)條件和教學(xué)設(shè)施。

特色是專業(yè)建設(shè)的靈魂，是提升專業(yè)建設(shè)水平、提高人才競爭力的重要手段。系部具有電子信息工程方向的基礎(chǔ)，同時招納大量的具有行業(yè)經(jīng)驗的高級工程師教師隊伍，嵌入式系統(tǒng)專業(yè)在通才培養(yǎng)的同時選擇嵌入式系統(tǒng)方向作為專業(yè)的特色方向，使學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)專門知識和技能，滿足我國嵌入式產(chǎn)業(yè)對該類人才的迫切需要。

2.特色專業(yè)建設(shè)

在嵌入式行業(yè)領(lǐng)域，嵌入式系一直跟蹤國際前沿，立足我國嵌入式產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際情況，結(jié)合我國嵌入式產(chǎn)業(yè)建設(shè)的需要，開展具有創(chuàng)新性理論研究、前沿技術(shù)研發(fā)、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究工作，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的特色人才。在特色專業(yè)建設(shè)中，進行了多方面的建設(shè)和嘗試。建設(shè)內(nèi)容主要包括：課程設(shè)置、實驗室建設(shè)、教師隊伍建設(shè)等。

2.1 課程設(shè)置

課程體系建設(shè)是學(xué)科建設(shè)和學(xué)生培養(yǎng)的骨架，合理、科學(xué)的課程建設(shè)為教育教學(xué)建構(gòu)了充分的平臺基礎(chǔ)和充分的發(fā)展空間。課程體系的設(shè)置既要保證專業(yè)基礎(chǔ)知識和能力的培養(yǎng)，又要實現(xiàn)專業(yè)特色知識和能力的培養(yǎng)。專業(yè)基礎(chǔ)知識和能力的培養(yǎng)主要包括掌握本專業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V的技術(shù)基礎(chǔ)、理論知識、基本實驗技術(shù)，了解信息產(chǎn)業(yè)的信息和理論前沿，具有研究、開發(fā)新系統(tǒng)、新技術(shù)的初步能力;專業(yè)特色知識和能力的培養(yǎng)主要包括嵌入式專業(yè)的基礎(chǔ)知識，掌握專業(yè)實驗技術(shù)，了解了解嵌入式產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢，具備新產(chǎn)品、新技術(shù)的創(chuàng)新、開發(fā)的思想和初步能力，著重培養(yǎng)學(xué)生軟硬兼通的設(shè)計能力。

該專業(yè)結(jié)合學(xué)科的先進性和工程性，不斷探索與學(xué)科發(fā)展相適應(yīng)的課程設(shè)置建設(shè)體系，借鑒國際合作組織的最新研究成果創(chuàng)立的CDIO工程教育模式的思想。在課程設(shè)置中，采用工程教育的思想，尋找嵌入式行業(yè)專業(yè)人才培養(yǎng)的最佳途徑，適應(yīng)現(xiàn)代社會工程化、系統(tǒng)化人才的培養(yǎng)目標(biāo)的需要。增加課程設(shè)計的設(shè)置，同時到業(yè)界尋找設(shè)計題目，使學(xué)生的設(shè)計題目解決實際生產(chǎn)中一線問題，建立產(chǎn)業(yè)工程師與學(xué)生的“師傅與徒弟”的聯(lián)系。增加業(yè)界對學(xué)生進行評價的環(huán)節(jié)，打破“教師和學(xué)生互評”的傳統(tǒng)局面。

2.2 實驗室建設(shè)

在專業(yè)特色建設(shè)方面，學(xué)校提供模擬電路實驗室，數(shù)字電路實驗室，單片機實驗室，微機原理實驗室，嵌入式系統(tǒng)實驗室，高級數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計實驗室等。專業(yè)實驗室建設(shè)突出先進性和實用性，在以下幾個方面加強實驗室建設(shè)：

（1）完善模擬電路教學(xué)試驗室;

（2）完善光電檢測實驗室;

（3）加強光電控制系統(tǒng)試驗室;

（4）建立電路仿真系統(tǒng)實驗室;

（5）建設(shè)智能控制系統(tǒng)實驗室。

培養(yǎng)的學(xué)生具備實驗測試和產(chǎn)品開發(fā)能力，能夠滿足企業(yè)和單位對人的需要，為學(xué)生走向社會打下堅實的知識和技能的基礎(chǔ)。嵌入式系實驗室經(jīng)過以上實驗系列的完善和加強，目的是提高教學(xué)水平、專業(yè)特色更加突出，使該專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生能夠達到國內(nèi)領(lǐng)先的水平。

2.3 教師隊伍建設(shè)

學(xué)生培養(yǎng)過程中教師的素質(zhì)和能力是為學(xué)生提供營養(yǎng)和陽光的重要的補給站，只有具有較強的專業(yè)素質(zhì)和學(xué)生培養(yǎng)能力的教師才能夠保障教育教學(xué)過程的充分實施。為實現(xiàn)專業(yè)的快速、健康、穩(wěn)固的發(fā)展，學(xué)校不斷引進人才，為專業(yè)建設(shè)注入活力和動力。該專業(yè)引進的人才為學(xué)科建設(shè)帶來智力、技術(shù)和設(shè)備支持。注重團隊建設(shè)，提高教師的科研能力和教育教學(xué)水平，用團隊帶動教師隊伍的發(fā)展，在競爭中提高教師隊伍的水平。

2.4 社會合作

將學(xué)生帶出去，帶領(lǐng)他們更加有效的接觸外界，打破學(xué)校教育的局限、開發(fā)社會資源，是開拓學(xué)生眼界，為學(xué)生創(chuàng)造機遇的重要途徑;將各種社會資源引入到教學(xué)中使學(xué)生在學(xué)校學(xué)到更多的實用技術(shù)為保證人才培養(yǎng)與行業(yè)的無縫接軌具有重要意義。通過建立校企合作基地，充分利用與開發(fā)社會資源，能夠使學(xué)校教育緊跟時代步伐，培養(yǎng)適應(yīng)時代需要的人才。同時帶領(lǐng)學(xué)生參加各類社會實踐和比賽提高學(xué)生的動手能力和競爭意識。

3.特色人才培養(yǎng)模式

專業(yè)建設(shè)的根本目的是為人才培養(yǎng)服務(wù)，人才培養(yǎng)是學(xué)科和學(xué)校建設(shè)的根本。建立與專業(yè)建設(shè)目標(biāo)相適應(yīng)的人才培養(yǎng)模式是專業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容。為適應(yīng)現(xiàn)代社會對人才培養(yǎng)越來越專業(yè)化、系統(tǒng)化的需要，根據(jù)每個學(xué)生的實際確定培養(yǎng)方案，彌補傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，建立新型的“TOPCARES—CDIO”教學(xué)模式，真正實施式“做中學(xué)”的教學(xué)模式;為滿足信息化時代對學(xué)生信息量的迫切要求，建立工程人才培養(yǎng)模式，為學(xué)生打開視野，開拓機遇，使學(xué)生能夠站在科學(xué)技術(shù)的前沿，了解國內(nèi)外的科研動態(tài)和教育現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生的溝通和交流等方面的能力。

在踐行“TOPCARES—CDIO”教學(xué)改革過程中，單片機原理與應(yīng)用課程無疑走在了實踐的第一線，并取得了較好的效果。單片機原理與應(yīng)用課程是學(xué)生建立軟硬件協(xié)同開發(fā)概念的第一課，前修為各種電路課程，基礎(chǔ)語言類課程，后續(xù)為基于操作系統(tǒng)上嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程，怎樣由分離的硬件設(shè)計到系統(tǒng)平臺上的軟件設(shè)計，帶領(lǐng)學(xué)生完成嵌入式開發(fā)能力的跨越，單片機課程擔(dān)負著重要的責(zé)任。

由教師確定課程項目，幫助學(xué)生確定研究方向，并指導(dǎo)學(xué)生進行判斷，對項目進行各級分解，確定各個模塊作用，明確自己未知能力，進而分析需要學(xué)習(xí)各個理論知識點，確定單元學(xué)習(xí)內(nèi)容的教學(xué)方式，學(xué)生從課程整體出發(fā)，系統(tǒng)把握，知道所學(xué)之用，為何所學(xué)。整體項目組織方式為將學(xué)生分為各項目組，明確組員分工，確定組員任務(wù)，專業(yè)教師按照課內(nèi)課外一體化培養(yǎng)方案，安排課上課下教學(xué)內(nèi)容，素質(zhì)教師負責(zé)實施監(jiān)控，定期進行協(xié)同評測，并以學(xué)生信息反饋員制度配合，確保進程順利進行，使學(xué)生進行深入的專業(yè)研究，專業(yè)教師進行探討，并完成設(shè)計、論文、實物等不同形式的研究成果。

該模式由于形式新穎，充分考慮學(xué)生的滿足，建立了學(xué)生與教師的密切聯(lián)系，既得到學(xué)生的認可，也調(diào)動了教師的科研和教學(xué)的積極性，實現(xiàn)“教學(xué)相長”的教學(xué)效果。

4.結(jié)論

嵌入式系統(tǒng)專業(yè)在專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)過程中，應(yīng)該堅持立足基礎(chǔ)、培養(yǎng)特色的發(fā)展路線，努力提升學(xué)科的建設(shè)水平和科研實力，強化學(xué)科的特色優(yōu)勢，使學(xué)生能夠滿足社會對該類人才需求。在專業(yè)建設(shè)中，大力進行課程設(shè)置、實驗室建設(shè)、教師隊伍建設(shè)等方面的建設(shè)，并采用新型的TOPCARES—CDIO教學(xué)模式，能夠培養(yǎng)出更多具有更強的應(yīng)用能力滿足行業(yè)的人才。

參考文獻

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