基于工程教育認(rèn)證的嵌入式操作系統(tǒng)教學(xué)探究

摘 要： 工程教育認(rèn)證是實(shí)現(xiàn)專業(yè)教育國(guó)際化、提高本科工程教育質(zhì)量的重要措施。本文對(duì)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部邏輯關(guān)系進(jìn)行了分析，找出了嵌入式操作系統(tǒng)的教學(xué)現(xiàn)狀與工程教育認(rèn)證之間存在的差距，并根據(jù)工程教育認(rèn)證的理念，對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)的課程目標(biāo)與畢業(yè)要求之間的支撐關(guān)系、教學(xué)過(guò)程和持續(xù)改進(jìn)進(jìn)行了研究與探索。結(jié)果表明工程教育認(rèn)證可以提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 工程教育認(rèn)證； 嵌入式操作系統(tǒng)； 教學(xué)探究； 持續(xù)改進(jìn)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2017）09-75-04

Abstract： Engineering education accreditation is an important measure to realize the internationalization of professional education and improve the quality of undergraduate engineering education. In this paper， the internal logic of the accreditation standards of engineering education is analyzed to find out the gap between the teaching situation of embedded operating system and the engineering education accreditation. According to the engineering education accreditation concept， the support relationship between curriculum objectives and graduation requirements， the teaching process and continuous improvement are researched and explored. The results show that engineering education accreditation can improve the teaching efficiency and teaching quality.

Key words： engineering education accreditation； embedded operating system； teaching research； continuous improvement

0 引言

經(jīng)濟(jì)全球化帶動(dòng)了工程人才的國(guó)際流動(dòng)，迫使各國(guó)積極建立一套針對(duì)工程人才培養(yǎng)的等價(jià)認(rèn)證體系。由此，美國(guó)、英國(guó)等6國(guó)于1989年發(fā)起并簽署了《華盛頓協(xié)議》[1]。2006年3月教育部發(fā)布《關(guān)于成立教育部工程教育認(rèn)證專家委員會(huì)的通知》，標(biāo)志著我國(guó)的工程教育認(rèn)證試點(diǎn)工作正式啟動(dòng)[2]。2013年6月，經(jīng)《華盛頓協(xié)議》全體成員一致通過(guò)，認(rèn)為我國(guó)的工程教育認(rèn)證體系與《華盛頓協(xié)議》的認(rèn)證體系實(shí)質(zhì)等效，同意我國(guó)成為《華盛頓協(xié)議》的預(yù)備成員[3]。2016年6月我國(guó)成為《華盛頓協(xié)議》的第18個(gè)正式成員[4]。工程教育認(rèn)證強(qiáng)調(diào)以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，通過(guò)質(zhì)量監(jiān)控和反饋機(jī)制持續(xù)地對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)，促使教育質(zhì)量的改善和提高[5-6]。

嵌入式操作系統(tǒng)是中北大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我校”）物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的一門(mén)專業(yè)教育必修課。該課程的目的是使學(xué)生掌握嵌入式操作系統(tǒng)的基本知識(shí)、基本內(nèi)容和基本方法，能夠理解嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的流程，能對(duì)內(nèi)核進(jìn)行靈活地裁剪，掌握嵌入式軟件的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。由于該課程涉及的理論廣泛且抽象，技術(shù)復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，教學(xué)效果不佳[7]。在工程教育認(rèn)證的背景下，如何以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，持續(xù)改進(jìn)，提高嵌入式操作系統(tǒng)的教學(xué)質(zhì)量，是該課程教學(xué)改革亟待解決的問(wèn)題。

1 工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)分析

我國(guó)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)包括通用標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)。其中，通用標(biāo)準(zhǔn)包含學(xué)生、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、持續(xù)改進(jìn)、課程體系、師資隊(duì)伍和支持條件。該標(biāo)準(zhǔn)與《華盛頓協(xié)議》中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)質(zhì)等效。我國(guó)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)分別從工程知識(shí)、工程能力、工程技能、工程態(tài)度四個(gè)方面提出對(duì)畢業(yè)生的12條畢業(yè)要求，詳見(jiàn)圖1所示。

2 嵌入式操作系統(tǒng)的教學(xué)現(xiàn)狀與工程教育認(rèn)證之間的差距

我校嵌入式操作系統(tǒng)的教學(xué)現(xiàn)狀與工程教育認(rèn)證之間的差距如表1所示。

3 嵌入式操作系統(tǒng)的教學(xué)探究

3.1 以產(chǎn)出為導(dǎo)向，確定教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的支撐關(guān)系

以工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，課程內(nèi)容的制定應(yīng)以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生的能力培養(yǎng)為中心，應(yīng)用反向設(shè)計(jì)的原則，面向社會(huì)行業(yè)需求確定物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)定畢業(yè)要求，畢業(yè)要求應(yīng)能支撐培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成，在畢業(yè)要求設(shè)定后，進(jìn)一步設(shè)計(jì)課程體系，課程體系的設(shè)置能支持畢業(yè)要求的達(dá)成。我校嵌入式操作系統(tǒng)需要支撐的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的畢業(yè)要求及課程目標(biāo)如表2所示。

3.2 以學(xué)生為中心的教學(xué)過(guò)程探究

改革傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程以教師為中心、以知識(shí)傳授為主、重教輕學(xué)、填鴨式的教學(xué)方式。依據(jù)工程教育認(rèn)證中以學(xué)生為中心的教育理念，將信息技術(shù)、討論式教學(xué)、支架式教學(xué)[8]、拋錨式教學(xué)[8]、個(gè)性化教學(xué)引入課堂。

基于信息技術(shù)，我校開(kāi)發(fā)了嵌入式學(xué)習(xí)平臺(tái)，如圖3所示。在課程學(xué)習(xí)之前教師將課程大綱、教學(xué)日歷、教學(xué)課件、教學(xué)的相關(guān)視頻等教學(xué)資源發(fā)布在該平臺(tái)上，每節(jié)課之前要求學(xué)生根據(jù)教學(xué)日歷上的安排預(yù)習(xí)平臺(tái)上的相關(guān)內(nèi)容，并將預(yù)習(xí)中遇到的問(wèn)題通過(guò)平臺(tái)的討論區(qū)給教師留言，教師在上課之前統(tǒng)計(jì)討論區(qū)中問(wèn)題及類型，課堂上教師就可以有的放矢，共性的問(wèn)題重點(diǎn)講解，非共性的問(wèn)題個(gè)別輔導(dǎo)[8]，沒(méi)有問(wèn)題的知識(shí)點(diǎn)可以少講或略講，把節(jié)余的課堂時(shí)間用于學(xué)生之間相互討論，通過(guò)討論激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、主動(dòng)性和參與性。在課時(shí)有限的情況下，可以將這種討論式的教學(xué)方式通過(guò)嵌入式學(xué)習(xí)平臺(tái)延伸到課堂之外，擬補(bǔ)課堂時(shí)間和空間的局限，滿足不同學(xué)生的不同學(xué)習(xí)需求。同時(shí)，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法，例如：對(duì)于系統(tǒng)性較強(qiáng)的知識(shí)，如進(jìn)程通信，可以采用支架式教學(xué)，把整個(gè)知識(shí)框架布置給學(xué)生，讓學(xué)生通過(guò)查閱資料自己去填充每一部分的內(nèi)容；對(duì)于某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，如死鎖問(wèn)題，可以采用拋錨式教學(xué)，教師先把這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的“錨”拋給學(xué)生，讓學(xué)生自己去思考、分析并予以解決。另外，學(xué)生可以針對(duì)學(xué)習(xí)平臺(tái)上的其他教學(xué)資源有選擇地自主地個(gè)性化地學(xué)習(xí)。endprint

采用以上教學(xué)方式，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生始終是學(xué)習(xí)的主體、是學(xué)習(xí)過(guò)程的積極參與者、知識(shí)系統(tǒng)的建構(gòu)者，教師只是學(xué)習(xí)過(guò)程的組織者、教學(xué)資源的提供者、學(xué)生學(xué)習(xí)的幫助者和促進(jìn)者，突出了工程教育認(rèn)證中以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。

3.3 持續(xù)改進(jìn)

改革傳統(tǒng)的以期末考試成績(jī)?yōu)橹鞯脑u(píng)價(jià)方式，降低期末考試在總評(píng)價(jià)中所占的權(quán)重，增加過(guò)程性評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，具體評(píng)價(jià)方式見(jiàn)表4。除了教師對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)之外，每學(xué)期的期末組織學(xué)生對(duì)本課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)方法等進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，依據(jù)分析結(jié)果對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)。

定期通過(guò)校友會(huì)的形式對(duì)本專業(yè)已從事與專業(yè)相關(guān)工作的畢業(yè)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，跟蹤反饋該課程所培養(yǎng)的能力能否支撐行業(yè)的工程知識(shí)和工程技能的要求。另外，通過(guò)校企合作，收集用人單位對(duì)本專業(yè)畢業(yè)生的評(píng)價(jià)信息，分析這些信息以評(píng)價(jià)本課程對(duì)畢業(yè)要求的達(dá)成度。

將教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)、學(xué)生對(duì)教師及課程的評(píng)價(jià)作為內(nèi)部評(píng)價(jià)，將用人單位對(duì)畢業(yè)生的評(píng)價(jià)作為外部評(píng)價(jià)，根據(jù)這些評(píng)價(jià)對(duì)本課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程等進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，形成Plan-Do-Check-Adjust閉環(huán)，使本課程不斷完善，對(duì)畢業(yè)要求的能力達(dá)成度不斷提高，達(dá)到工程教育認(rèn)證中持續(xù)改進(jìn)的要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

工程教育認(rèn)證是實(shí)現(xiàn)專業(yè)教育國(guó)際化、提高工程教育質(zhì)量的重要措施。嵌入式操作系統(tǒng)是我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)必修課程，在畢業(yè)生工程知識(shí)構(gòu)建和工程技能培養(yǎng)方面起著重要的作用。

本文根據(jù)工程教育認(rèn)證所要求的以“成果產(chǎn)出為導(dǎo)向”、“以學(xué)生為中心”、“持續(xù)改進(jìn)”對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)和畢業(yè)要求之間的支撐關(guān)系進(jìn)行了分析，并對(duì)教學(xué)過(guò)程和持續(xù)改進(jìn)做了探索和實(shí)踐，結(jié)果表明，工程教育認(rèn)證的理念能很好激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、主動(dòng)性和參與性，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。由于工程教育認(rèn)證在我校還處于起步階段，嵌入式操作系統(tǒng)的教學(xué)改革還需不斷地探索、改進(jìn)和完善。

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