高職智能電子應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究

廖建尚

（廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東廣州510650）

高職智能電子應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究

廖建尚

（廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東廣州510650）

針對(duì)傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式的不足，提出以工作任務(wù)驅(qū)動(dòng)的智能電子應(yīng)用型人才的創(chuàng)新培養(yǎng)模式。首先從企業(yè)的角度分析工程師的工作任務(wù)和職業(yè)能力，并將職業(yè)能力轉(zhuǎn)換為課程教學(xué)；其次在教學(xué)過程中融入CDIO工程教育理念進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)，最后采用該模式進(jìn)行課堂教學(xué)和指導(dǎo)學(xué)生參與各種比賽與實(shí)踐。實(shí)施的過程檢驗(yàn)結(jié)果表明，該模式有效促進(jìn)了智能電子專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力和崗位素質(zhì)，并使他們具備較強(qiáng)的就業(yè)競爭力與職業(yè)發(fā)展能力。

高職院校；智能電子；應(yīng)用型人才；培養(yǎng)模式；創(chuàng)新；CDIO

職業(yè)教育要達(dá)到高素質(zhì)、技能型、技術(shù)應(yīng)用型人才體系的培養(yǎng)目標(biāo)，除了宏觀政策、發(fā)展方向的支持外，最終還要落實(shí)在課程和教學(xué)上，而教學(xué)尤為重要，特別需要理論的指導(dǎo)和支撐。因此，如何有效地進(jìn)行人才培養(yǎng)和教學(xué)是高職目前需要解決的問題，而高職目前的普遍教學(xué)方法是項(xiàng)目化教學(xué)。

項(xiàng)目化教學(xué)方式主要有德國的“雙元制”和美國的Pojective-teaching。德國的行動(dòng)導(dǎo)向理念是在德國“雙元制”教學(xué)改革中產(chǎn)生和發(fā)展的，行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法對(duì)于培養(yǎng)和提高學(xué)生的全面素質(zhì)和綜合職業(yè)能力起著十分重要的作用；Pojective-teaching是由美國伊利諾伊大學(xué)教授凱茲和加拿大阿爾伯特大學(xué)教授查德共同開創(chuàng)的一種以學(xué)生為本的教學(xué)方法。

目前，我國很多高職院校都在專業(yè)課教學(xué)中引入了行動(dòng)導(dǎo)向或項(xiàng)目化的教學(xué)理念，尤其在專業(yè)課程中較多地運(yùn)用了行動(dòng)導(dǎo)向中的項(xiàng)目教學(xué)法。但目前的項(xiàng)目化教學(xué)過于強(qiáng)調(diào)學(xué)生“動(dòng)手”能力的培養(yǎng)而忽略了學(xué)生產(chǎn)品開發(fā)能力，也忽略了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。

本文提出一種智能電子應(yīng)用型人才的創(chuàng)新培養(yǎng)模式，以工作任務(wù)為驅(qū)動(dòng)方式，從企業(yè)崗位分析到課程構(gòu)建再到具體課程教學(xué)方式進(jìn)行革新。

一、工作任務(wù)驅(qū)動(dòng)下的人才培養(yǎng)課程構(gòu)建

智能電子應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)主要是為社會(huì)培養(yǎng)合格的工程師。為了能挖掘智能交通系統(tǒng)工程師的職業(yè)能力，筆者通過企業(yè)調(diào)查、行業(yè)分析、舉行校企研討會(huì)等，先確定工程師的工作任務(wù)，進(jìn)而確定其完成工作任務(wù)需要的職業(yè)能力。

2015年7月，筆者調(diào)研了多個(gè)智能交通開發(fā)公司，設(shè)置合適的調(diào)查問卷，通過拜訪面談或電子郵箱調(diào)查的方式對(duì)工程師崗位進(jìn)行初步調(diào)研，調(diào)研行業(yè)

（一）職業(yè)崗位工作任務(wù)分析

采用工作崗位分析方法，確定單片機(jī)工程師勝任某個(gè)崗位和需要完成的工作任務(wù)。表1是具體的工作任務(wù)分析表。智能交通電子崗位有兩類：一類是智能電子開發(fā)工程師，另一類是技術(shù)支持工程師。

表1　工程師崗位的工作任務(wù)分析表

智能電子工程師的工作任務(wù)主要涉及結(jié)合處理器設(shè)計(jì)外圍電路，并開發(fā)外圍電路驅(qū)動(dòng)程序以及實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用軟件的工作，因此要求工程師有選擇合適處理器和外圍芯片的能力，有模擬電子、數(shù)字電子和總線設(shè)計(jì)外圍接口的能力，能利用C語言開發(fā)驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序。

技術(shù)支持工程師的工作任務(wù)是掌握電子信息系統(tǒng)需求分析；具備產(chǎn)品選型、產(chǎn)品培訓(xùn)等能力；對(duì)電子信息系統(tǒng)進(jìn)行集成設(shè)計(jì)；具備電子信息系統(tǒng)施工和聯(lián)調(diào)能力；掌握電子信息系統(tǒng)招投標(biāo)方案制作和電子信息系統(tǒng)合同管理。它所要求的職業(yè)能力有需求分析能力、運(yùn)用單片機(jī)等嵌入式相關(guān)知識(shí)進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和產(chǎn)品演示、熟練使用各種電子測量工具、電子產(chǎn)品的維護(hù)能力、能進(jìn)行電子信息工程施工、能熟練運(yùn)用文檔撰寫集成設(shè)計(jì)方案和招投標(biāo)方案等。

從崗位工作任務(wù)分析，作為合格的智能電子設(shè)計(jì)工程師和技術(shù)支持工程師，還必須有較好的職業(yè)素養(yǎng)，如較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)合作精神、良好的人際關(guān)系及協(xié)調(diào)能力、良好的溝通及表達(dá)能力、較強(qiáng)的質(zhì)量意識(shí)和市場意識(shí)等。而職業(yè)能力，主要由基本能力、崗位能力與拓展能力構(gòu)成，具體如表2所示。

表2　職業(yè)素養(yǎng)與職業(yè)能力表

（二）構(gòu)建專業(yè)課程矩陣——崗位職業(yè)能力分析課程轉(zhuǎn)換

為了培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力，需要將崗位工作轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的系列課程，通過完成各種工作任務(wù)從而完成課程學(xué)習(xí)，從而達(dá)到職業(yè)能力培養(yǎng)的目標(biāo)。

智能交通電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心課程為微處理器，微處理器可以選擇使用較為廣泛且易學(xué)習(xí)的C51單片機(jī)，在學(xué)習(xí)C51單片機(jī)之前需要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)能力課程，有“C語言程序設(shè)計(jì)”“電工與電路分析”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”“電路CAD設(shè)計(jì)”等，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程之前還需要學(xué)習(xí)通用能力課程，如“高等數(shù)學(xué)”“英語”“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”等。課程矩陣構(gòu)建如表3所示。

表3　課程矩陣表

為了制定每門課程的教學(xué)內(nèi)容，用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法來分析，以單片機(jī)為例，構(gòu)建崗位職業(yè)能力向課程任務(wù)的轉(zhuǎn)換。為了完成C51單片機(jī)學(xué)習(xí)，通過“單片機(jī)控制Led燈亮滅”，可以完成數(shù)制與編碼學(xué)習(xí)、C51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、單片機(jī)I/O口、引腳功能等內(nèi)容的學(xué)習(xí)。該課程設(shè)置了“單片機(jī)控制流水燈”完成C51學(xué)習(xí)，“以定時(shí)方式控制流水燈”完成中斷系統(tǒng)與定時(shí)器學(xué)習(xí)。簡單交通燈設(shè)計(jì)，帶數(shù)碼管顯示交通燈系統(tǒng)，空調(diào)預(yù)置溫度的顯示，鍵盤控制空調(diào)制冷系統(tǒng)，ADC溫度檢測系統(tǒng)，基于DS18B20的溫度檢測系統(tǒng)，礦泉水裝箱系統(tǒng)設(shè)計(jì)，無線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制冷控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如下頁表4所示。通過完成每個(gè)任務(wù)從而實(shí)現(xiàn)課程學(xué)習(xí)，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的目標(biāo)。

表4　職業(yè)能力與課程轉(zhuǎn)換表

（三）CDIO工程教育理念下的項(xiàng)目設(shè)計(jì)一體化教學(xué)模式構(gòu)建

建立崗位關(guān)鍵職業(yè)能力模型以及設(shè)置課程后，從CDIO的理念視角對(duì)現(xiàn)有課程任務(wù)進(jìn)行深度分析，并以“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程為例進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)。CDIO的項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)有簡單設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目、高級(jí)設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目、合作設(shè)計(jì)項(xiàng)目、課外設(shè)計(jì)項(xiàng)目、連接項(xiàng)目，按照CDIO的理念，每個(gè)項(xiàng)目以團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的方式實(shí)現(xiàn)，圖1為CDIO的項(xiàng)目構(gòu)成。

結(jié)合真實(shí)工作任務(wù)，采用基于CDIO的“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)，并將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念融入CDIO的每個(gè)環(huán)節(jié)中，按照CDIO的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行組織教學(xué)，提出CDIO-IV的教學(xué)方法，CDIO-IV設(shè)計(jì)如下：

圖1　項(xiàng)目構(gòu)成圖

C：項(xiàng)目構(gòu)思。對(duì)設(shè)計(jì)的“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”的多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析、討論、交流，了解系統(tǒng)總體的要求和開發(fā)的意義，對(duì)高職學(xué)生來說項(xiàng)目重在實(shí)施，設(shè)計(jì)過程可在教師啟發(fā)下學(xué)生分小組討論，完成每個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體框圖。項(xiàng)目構(gòu)思主要是通過引導(dǎo)和交流探討工程方法，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，培養(yǎng)工程推理和解決問題的能力。

D：項(xiàng)目設(shè)計(jì)。進(jìn)行項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)，通過查找資料、研討、互評(píng)、優(yōu)化和小組互動(dòng)，根據(jù)學(xué)生能力情況分工合作，統(tǒng)一調(diào)度，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)施方案。項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程可鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、職業(yè)態(tài)度和人際交流能力，培養(yǎng)學(xué)生工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)踐能力。

I：項(xiàng)目實(shí)施。項(xiàng)目實(shí)施主要是完成每個(gè)產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、代碼編寫、軟硬件實(shí)現(xiàn)，各項(xiàng)工作及時(shí)互通進(jìn)度，及時(shí)檢測錯(cuò)誤，商討改進(jìn)措施，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作交流能力。

O：項(xiàng)目運(yùn)行。項(xiàng)目運(yùn)行主要是完成系統(tǒng)部署后系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，應(yīng)做到能對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行分析和檢查，并能尋找解決問題的切入點(diǎn)和具體解決問題的方法，學(xué)會(huì)運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)的方法。最后要進(jìn)行控制系統(tǒng)項(xiàng)目開發(fā)的總結(jié)，整理分析資料，包括系統(tǒng)說明書、設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)總結(jié)，建立工程檔案。

利用CDIO的理念構(gòu)建項(xiàng)目化教學(xué)，其項(xiàng)目設(shè)計(jì)如下：

簡單設(shè)計(jì)項(xiàng)目有控制單燈亮滅、流水燈設(shè)計(jì)、以定時(shí)方式控制流水燈、簡單交通燈設(shè)計(jì)、帶數(shù)碼管顯示交通燈系統(tǒng)；連接項(xiàng)目有空調(diào)預(yù)置溫度的顯示、鍵盤控制空調(diào)制冷系統(tǒng)、ADC溫度檢測系統(tǒng)；合作設(shè)計(jì)項(xiàng)目有基于DS18B20的溫度檢測系統(tǒng)、礦泉水裝箱系統(tǒng)設(shè)計(jì)、無線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；高級(jí)設(shè)計(jì)項(xiàng)目有制冷控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、倒車?yán)走_(dá)測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)；課外設(shè)計(jì)項(xiàng)目有遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)、智能小車設(shè)計(jì)、智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)、智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。具體如下頁圖2所示。

二、實(shí)施檢驗(yàn)

為了檢驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，先采用課程教學(xué)的方法，并對(duì)廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院的智能交通運(yùn)用專業(yè)的2012級(jí)和2013級(jí)學(xué)生實(shí)施教學(xué)，分為課程教學(xué)和組織學(xué)生參加項(xiàng)目開發(fā)并參與各種大賽，流程圖如圖2所示。

圖2　項(xiàng)目設(shè)計(jì)一體化教學(xué)模式構(gòu)建圖

（一）課程教學(xué)實(shí)踐

探索以產(chǎn)品為引領(lǐng)的“以賽促改”教學(xué)實(shí)施方案，以真實(shí)項(xiàng)目教學(xué)，營造自主學(xué)習(xí)、快樂學(xué)習(xí)、爭先學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)氛圍。以項(xiàng)目產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐及成果進(jìn)行考核，創(chuàng)新項(xiàng)目課程評(píng)價(jià)體系。并按照方案設(shè)計(jì)，在創(chuàng)建并完善教學(xué)模式的同時(shí)開展教學(xué)模式的實(shí)踐檢驗(yàn)。在改革實(shí)踐的基礎(chǔ)上，注重收集與匯總“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”的以產(chǎn)品開發(fā)為引領(lǐng)的改革效果的評(píng)估與反饋，在反思中改進(jìn)、完善和提煉相關(guān)的理論成果。

（二）利用CDIO教育理念指導(dǎo)學(xué)生參與各種項(xiàng)目，并參與職業(yè)技能大賽，實(shí)施“以賽促改”

表5為2014—2016年間指導(dǎo)學(xué)生參加各種大賽的情況。從實(shí)施過程來看，學(xué)生專業(yè)素質(zhì)明顯提高，能獨(dú)立開發(fā)較為完善的智能系統(tǒng)。

表5　2014—2016年間指導(dǎo)學(xué)生參加各種大賽的情況一覽表

綜上所述，在CDIO工程教育教學(xué)理念指導(dǎo)下完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)一體化教學(xué)模式的構(gòu)建，通過構(gòu)建真實(shí)的職業(yè)情境，并通過真學(xué)真做的職業(yè)實(shí)踐，用產(chǎn)品開發(fā)理念引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)習(xí)并組織學(xué)生參與技能大賽，切實(shí)提高了學(xué)生的開發(fā)能力和綜合素質(zhì)。該項(xiàng)目的實(shí)施，也有效提高了教師的教學(xué)能力和專業(yè)實(shí)踐能力。

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（責(zé)任編輯：楊在良）

Research on Applied Talent Cultivation Mode for Intelligent Electronics

LIAO Jian-shang
（Guangdong Communication Polytechnic College,Guangzhou Guangdong 510650,China）

In view of the shortcomings of traditional talent-cultivating modes,a task-driven talent-cultivating mode of intelligent electronics is proposed in this paper.Firstly,it analyzes the engineers work tasks and professional ability from the angle of enterprise,and converts the corresponding vocational ability to teaching.Secondly,it carries out the project teaching by integrating education concept of CDIO engineering.Finally,the model is performed through the class teaching and guides students to participate in all kinds of games and practices.The implementation of inspection results shows that the model effectively promotes students'innovation and job quality on intelligent electronics,and the students have stronger ability for jobs and better career development.

higher vocational colleges；intelligent electronics；applied talent；cultivating mode;innovation;CDIO

G718

A

1672-5727（2016）11-0037-05

廖建尚（1982—），男，廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，系統(tǒng)分析師，研究方向?yàn)楦叩嚷殬I(yè)教育、高光譜圖像處理、模式識(shí)別、嵌入式系統(tǒng)。

中國職業(yè)技術(shù)教育學(xué)會(huì)科研規(guī)劃項(xiàng)目2014—2015年度課題“CDIO工程理念教育下的項(xiàng)目設(shè)計(jì)一體化教學(xué)模式研究——以智能交通核心課程為例”（項(xiàng)目編號(hào)：201419Y22）；中國交通教育研究會(huì)2014—2016年度教育科學(xué)研究課題“以產(chǎn)品開發(fā)為導(dǎo)向的智能交通專業(yè)課程教學(xué)研究與應(yīng)用——CDIO工程教育教學(xué)理念實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：交教研1402-241）的發(fā)展情況，分析電子信息類職業(yè)崗位工作任務(wù)及崗位職業(yè)能力；同時(shí)，對(duì)高職院校開設(shè)的電子信息類專業(yè)課程的教學(xué)現(xiàn)狀、實(shí)效性及存在的問題等方面進(jìn)行調(diào)查。