校企合作模式下地方高校電子信息類嵌入式方向核心課程的體系結(jié)構(gòu)探索研究

聶陽

摘? 要：針對目前地方高校電子信息類（嵌入式方向）教學(xué)環(huán)節(jié)與企業(yè)需求嚴(yán)重脫節(jié)的問題，通過整合我校前期校企合作成果，提出了以課程群為基礎(chǔ)的多層次嵌入式核心課程體系結(jié)構(gòu)。該體系結(jié)構(gòu)不僅滿足嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)需求，而且有利于推動校企合作的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：校企合作;電子信息;課程群;課程體系

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-000X（2019）08-0053-03

Abstract： In view of the serious disconnection between the electronic information （embedded direction） teaching in local universities and enterprises， the multi-level embedded teaching curriculum architecture based on the curriculum group is proposed by integrating the results of the previous school-enterprise cooperation. The architecture not only satisfies the teaching need of embedded system design， but also promotes the sustainable development of school-enterprise cooperation.

Keywords： school-enterprise cooperation; electronic information; course group; curriculum system

地方高校由于地域的原因?qū)е聨熧Y缺乏和環(huán)境不完善，理論教學(xué)過程中存在知識灌輸?shù)默F(xiàn)象，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)與企業(yè)需求嚴(yán)重脫節(jié)。為了緊跟國家信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，積極應(yīng)對電子信息類人才的需求變化，2013年我校與青島軟件園聯(lián)合招收電子信息科學(xué)與技術(shù)（嵌入式方向）本科學(xué)生。合辦專業(yè)采用2+1+1的辦學(xué)模式。第一、二學(xué)年，學(xué)生在學(xué)校上課，以學(xué)校師資教學(xué)為主，完成基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)任務(wù)。同時(shí)，由企業(yè)的專家負(fù)責(zé)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和實(shí)踐技能教學(xué);第三學(xué)年，在學(xué)校上課，以企業(yè)師資教學(xué)為主，學(xué)生按專業(yè)方向?qū)W習(xí);三年內(nèi)，學(xué)生修完專業(yè)人才培養(yǎng)方案所規(guī)定的基礎(chǔ)課程和主干專業(yè)課程;第四學(xué)年，在企業(yè)上課，由企業(yè)師資承擔(dān)企業(yè)項(xiàng)目授課及實(shí)習(xí)安排，并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）環(huán)節(jié)。

通過與青島軟件園5年的校企專業(yè)合辦，我校與企業(yè)根據(jù)嵌入式人才產(chǎn)業(yè)和企業(yè)的需求，共同制訂了人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱。在教學(xué)運(yùn)行方面，青島軟件園選派一線優(yōu)秀的開發(fā)經(jīng)理、項(xiàng)目經(jīng)理參與到嵌入式相關(guān)專業(yè)課程的教學(xué)過程中，為學(xué)生開展有針對性的專業(yè)課程短期實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生加深了專業(yè)知識的理解和掌握，提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力。

電子信息科學(xué)與技術(shù)（嵌入式方向）中的專業(yè)課程門類較多，如果沒有形成完整的課程體系，那么這些課程僅僅是相關(guān)知識和技能的簡單疊加。課程體系不僅反映嵌入式人才培養(yǎng)的目標(biāo)，而且遵循應(yīng)用型本科教育的規(guī)律。雖然校企合作在一定程度上實(shí)現(xiàn)專業(yè)設(shè)置與產(chǎn)業(yè)需求對接，課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接，教學(xué)過程與產(chǎn)品研發(fā)對接，但是隨著校企合作教學(xué)的不斷深入，也存在一些難以回避的、亟待解決的問題，尤其是核心課程的體系結(jié)構(gòu)建設(shè)[1，2]。

一、課程體系結(jié)構(gòu)的建設(shè)理念

本專業(yè)是培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)人才為目標(biāo)，而嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，軟件和硬件的綜合體。課程體系是指同一專業(yè)不同課程門類按照門類順序排列，它是培養(yǎng)目標(biāo)的具體化和培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)施的規(guī)劃方案。嵌入式系統(tǒng)與課程體系的關(guān)系。只有建立完整的課程體系結(jié)構(gòu)，才能達(dá)到學(xué)以致用的效果。通過校企聯(lián)合教學(xué)的全方位合作方式，高校教師和企業(yè)工程師間優(yōu)勢互補(bǔ)，才能建立以嵌入式應(yīng)用為中心的課程體系結(jié)構(gòu)，推動校企合作的嵌入式教學(xué)長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展[3]。

CDIO工程教育模式是國際工程教育改革的最新成果，CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）和運(yùn)作（Operate）。按照 CDIO 的工程應(yīng)用思想，結(jié)合社會行業(yè)和嵌入式企業(yè)的人才需求，開展課程體系的建設(shè)與研究，其建設(shè)思想如圖1所示。三層體系結(jié)構(gòu)包括硬件、軟件和實(shí)訓(xùn)體系，達(dá)到理論與實(shí)踐協(xié)同的多層次嵌入式課程體系。此外，通過課程設(shè)計(jì)、學(xué)科競賽、創(chuàng)客空間等第二課堂，進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐技能和理論知識的提升。

二、課程體系結(jié)構(gòu)的建設(shè)方案

（一）理論課程體系

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)專業(yè)性和系統(tǒng)性非常復(fù)雜的工作，在課程體系的建設(shè)中，應(yīng)從設(shè)計(jì)系統(tǒng)的全方位出發(fā)，綜合考慮軟件和硬件的技能需要，而不是僅僅改革單一課程。圍繞嵌入式人才培養(yǎng)目標(biāo)，整合前期校企合作的教學(xué)成果，融合企業(yè)先進(jìn)的工程教學(xué)實(shí)踐手段，以課程群為建設(shè)為基礎(chǔ)，從課程理念、課程目標(biāo)、課程內(nèi)容以及課程教學(xué)方式等四個(gè)維度出發(fā)進(jìn)行嵌入式核心課程體系的協(xié)同構(gòu)建。課程體系以硬件課程群、軟件課程群和Linux課程群三個(gè)課程群為基礎(chǔ)協(xié)同構(gòu)建，建設(shè)方案如圖2所示。

硬件課程群的主要目標(biāo)是掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的硬件設(shè)計(jì)。該課程群中，數(shù)字電路和模擬電子技術(shù)是硬件課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，單片機(jī)、FPGA和ARM是嵌入式設(shè)計(jì)硬件的三種主流硬件平臺。通過三種硬件平臺的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，使學(xué)生在學(xué)習(xí)共性知識的基礎(chǔ)上，交叉對比三種硬件平臺，理解不同硬件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)優(yōu)勢，從而在面向不同應(yīng)用時(shí)合理地選擇硬件平臺。

軟件課程群的主要目標(biāo)是掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的軟件設(shè)計(jì)。該課程群中不僅包括C、C++和Python三種編程語言，而且包含數(shù)據(jù)庫原理和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。C語言作為最流行的嵌入式編程語言為后續(xù)的Linux驅(qū)動開發(fā)、單片機(jī)設(shè)計(jì)和片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程奠定了基礎(chǔ)。C++和Python兩門課程為后續(xù)的嵌入式應(yīng)用編程提供了選擇。

Linux課程群的主要目標(biāo)是掌握嵌入式系統(tǒng)及系統(tǒng)開發(fā)。該課程群中，以Linux操作系統(tǒng)為主線，通過Linux的操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)、Linux操作系統(tǒng)的移植、Linux驅(qū)動和應(yīng)用開發(fā)，讓學(xué)生從嵌入式系統(tǒng)的層面掌握硬件和軟件的協(xié)同工作原理，鞏固嵌入式理論知識，提升實(shí)踐動手能力。

（二）實(shí)踐課程體系

隨著嵌入式技術(shù)的井噴式發(fā)展，傳統(tǒng)嵌入式實(shí)踐課程體系由于實(shí)踐項(xiàng)目內(nèi)容陳舊、實(shí)踐體系知識單一、課程之間聯(lián)系不強(qiáng)、與社會需求嚴(yán)重脫節(jié)[4]。為此，我們以注重校企結(jié)合，倡導(dǎo)能力訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新拓展，深度結(jié)合社會需求，探索建設(shè)了嵌入式核心課程實(shí)踐課程體系。整個(gè)實(shí)踐課程體系包含三個(gè)層次，具體包括基礎(chǔ)能力層、綜合應(yīng)用層和創(chuàng)新拓展層，其課程體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。每一層包含教學(xué)中的教學(xué)目的、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容。

第一層是基礎(chǔ)能力層，以加深理論知識提高實(shí)驗(yàn)技能為目的，采用項(xiàng)目驅(qū)動的教學(xué)方法，設(shè)計(jì)嵌入式課程中的基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。第二層是綜合應(yīng)用層，以培養(yǎng)學(xué)生嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)為目的，提升學(xué)生分析問題和解決問題的能力，采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)方法，將不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)K、不同的知識點(diǎn)和不同的課程交叉揉和，并進(jìn)一步重構(gòu)知識和融合知識，進(jìn)而達(dá)到將基本概念和基本原理融會貫通，活學(xué)活用。第三層是創(chuàng)新拓展層，采用協(xié)同化和團(tuán)隊(duì)化的教學(xué)方法，依托學(xué)院實(shí)驗(yàn)室軟硬件資源和師資力量，以第二課堂、創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目、電子設(shè)計(jì)競賽和各類學(xué)科競賽為載體，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)能力、工程管理能力。

三、結(jié)束語

電子信息類嵌入式核心課程體系結(jié)構(gòu)的建設(shè)綜合體現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)各層次理論知識與其實(shí)現(xiàn)過程相關(guān)性，形成理論與實(shí)踐協(xié)同的多層次課程體系結(jié)構(gòu)，加快促進(jìn)校內(nèi)教育與企業(yè)教育兩個(gè)主體的有機(jī)銜接，從而在培養(yǎng)高技能、技術(shù)型應(yīng)用本科創(chuàng)新人才這一目標(biāo)上達(dá)到“1+1>2”的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]李磊.對電子信息工程專業(yè)教育的思考[J].教育與職業(yè)，2014（27）：139-140.

[2]章獻(xiàn)民，楊冬曉，楊建義.電子信息類專業(yè)課程體系的改革實(shí)踐[J].高等工程教育研究，2017（04）：178-181.

[3]郭秀梅，王成義，張萍.“雙一流”戰(zhàn)略背景下電子信息類課程體系群建設(shè)初探[J].高教學(xué)刊，2018（12）：21-23.

[4]孫科學(xué)，郭宇鋒，肖建，等.面向新工科的工程實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018，35（05）：233-235.