基于工程教育認(rèn)證的“嵌入式系統(tǒng)”課程改革與探索

摘要：嵌入式系統(tǒng)教學(xué)課程是一門知識(shí)體系完整、內(nèi)容豐富綜合的電子類專業(yè)課，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的電子設(shè)計(jì)能力、語言開發(fā)能力等方面具有基礎(chǔ)性作用，但是傳統(tǒng)教學(xué)中凸顯了一些弊端。本文從工程教育認(rèn)證的理念入手，挖掘嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀中的問題，闡述工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)“嵌入式系統(tǒng)”課程改革的影響因素以及相關(guān)的改革內(nèi)容，并提出改革與探索的方向和策略，希望對(duì)嵌入式系統(tǒng)課程改革有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證；嵌入式系統(tǒng)；課程改革

引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證，在我國高等教育發(fā)展中發(fā)揮著重要的導(dǎo)向性作用，它是工程教育以及工程師資格這兩項(xiàng)國際互認(rèn)的基礎(chǔ)。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了物質(zhì)的富足，高等教育的普及趨勢(shì)已然勢(shì)不可擋。我國本科院校培養(yǎng)可以說是進(jìn)入了大眾化和普遍化的階段，雖然本科院校和專業(yè)在數(shù)量上急劇增長，卻出現(xiàn)了很多與之不對(duì)稱的現(xiàn)象和問題，例如，辦學(xué)定位不清、脫離實(shí)際現(xiàn)象突出、應(yīng)用型和技術(shù)性人才培養(yǎng)不足等問題，這些都大大影響了高校的教學(xué)質(zhì)量和辦學(xué)水平，也就造成了學(xué)生就業(yè)競爭力的低下，并且引發(fā)了就業(yè)的結(jié)構(gòu)性矛盾等社會(huì)問題。所以說教學(xué)改革已經(jīng)成為了必然趨勢(shì)，而作為核心的課程改革也是勢(shì)在必行。這些都要求高校改革要以工程教育認(rèn)證為導(dǎo)向，充分結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，突破應(yīng)用型教學(xué)和人才培養(yǎng)的瓶頸，從而有效解決教學(xué)與產(chǎn)業(yè)脫軌的難題，為社會(huì)輸送大量的高端技術(shù)型人才，促進(jìn)社會(huì)的未來發(fā)展。

嵌入式技術(shù)在當(dāng)下而言，無論是我們?nèi)粘Ｉ顟?yīng)用的廣泛性，還是對(duì)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，都顯然是一門重要的熱門技術(shù)。這也帶動(dòng)了很多高校教育中開設(shè)此類課程，滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)此類人才的需求之外，也有利于促進(jìn)嵌入式技術(shù)整體水平的提高。因此，嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)的目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生從事嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的相關(guān)能力，從而更好地服務(wù)于自身就業(yè)以及國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。同時(shí)我也能夠看到，嵌入式系統(tǒng)課程具有專業(yè)性高、技術(shù)性強(qiáng)、實(shí)踐性要求高的特點(diǎn)，課程質(zhì)量直接影響了學(xué)生未來的應(yīng)用效果，因此就要求基于工程教育認(rèn)證進(jìn)行新時(shí)代的人才培養(yǎng)，結(jié)合行業(yè)發(fā)展的總體趨勢(shì)進(jìn)行有效的改革，形成專業(yè)體系，提高教學(xué)效果，滿足社會(huì)對(duì)于嵌入式系統(tǒng)人才的需求。

1、嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)知識(shí)和內(nèi)容的陳舊性。高校開設(shè)相關(guān)嵌入式系統(tǒng)課程已經(jīng)不是新鮮話題，可以說是普遍現(xiàn)象，并且也積累了一點(diǎn)的經(jīng)驗(yàn)和成果。嵌入式系統(tǒng)課程的實(shí)踐性和操作性對(duì)課程提出了相關(guān)的要求，尤其是整個(gè)行業(yè)可以說更新速度很快、發(fā)展也很快，但是高校的課程設(shè)置上普遍缺乏與時(shí)俱進(jìn)，如果知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，很容易就造成了相關(guān)知識(shí)在技術(shù)應(yīng)用方面與時(shí)代的脫離，陳舊乏味的知識(shí)只能是影響學(xué)生的積極性，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，教學(xué)效果不盡如人意也是情理之中的事情了。

1.2 教學(xué)內(nèi)容重理論輕實(shí)踐。受到課時(shí)時(shí)長、實(shí)驗(yàn)資源緊張等因素的制約，使得嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的內(nèi)容大打折扣，雖然核心部分的內(nèi)容被保留了下來，但是很多輔助性的內(nèi)容無法保證。在這種情況下，學(xué)生只是被灌輸了大量的理論知識(shí)，對(duì)產(chǎn)品的開發(fā)過程、方法等一知半解，分析能力與設(shè)計(jì)能力也就無從談起了。特別是在動(dòng)手實(shí)踐能力的訓(xùn)練上是少之又少，大量的時(shí)間被原理知識(shí)傳授所利用，哪怕是實(shí)例講解也嚴(yán)重縮水，實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的聯(lián)系性、系統(tǒng)性也就自然而然無法保證了，學(xué)以致用的效能必然受到嚴(yán)重影響。

1.3 課程創(chuàng)新性、自主性培養(yǎng)不足。很多高校在嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)中一味地強(qiáng)調(diào)技術(shù)的重要性，忽視了培養(yǎng)、引導(dǎo)其自主開發(fā)和創(chuàng)新的能力。學(xué)生只是在給定題目的情況下，追求為了完成任務(wù)而進(jìn)行機(jī)械實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，局限于課程之中，獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并且真正掌握設(shè)計(jì)與開發(fā)技能的能力反而被忽視了。我們能夠明確的是，嵌入式系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)不只是教師照本宣科，作為一門應(yīng)用技術(shù)的掌握來說，設(shè)計(jì)的方法、技巧顯然是更為重要的，并且能夠?qū)W(xué)生產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的是應(yīng)用系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)能力的提升，唯有此，才能勝任以后相關(guān)領(lǐng)域?qū)⒁獜氖禄蛘叱袚?dān)的工作。所以在課程中注重學(xué)生解決實(shí)際問題的能力、獨(dú)立開發(fā)設(shè)計(jì)的能力都是非常有意義的。

2、工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)“嵌入式系統(tǒng)”課程改革的影響因素

自從我國實(shí)行工程教育專業(yè)認(rèn)證以來，工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)高等院校工科專業(yè)建設(shè)的影響日益顯現(xiàn)，工程教育專業(yè)認(rèn)證不僅對(duì)高校工科專業(yè)的課程設(shè)置、師資隊(duì)伍建設(shè)、辦學(xué)條件以及軟硬件設(shè)施建設(shè)等方面，都提出了明確要求和詳細(xì)的規(guī)定。“嵌入式系統(tǒng)”課程是多門工科類專業(yè)設(shè)置的必修課程，處于十分重要的位置。近年來，隨著高等教育課程改革的深入推進(jìn)，“嵌入式系統(tǒng)”課程改革也成為了一項(xiàng)改革的熱點(diǎn)，日益受到高等教育界的廣泛關(guān)注?；诠こ探逃龑I(yè)認(rèn)證框架下的“嵌入式系統(tǒng)”課程改革，必修符合工程教育專業(yè)認(rèn)證的各項(xiàng)要求和規(guī)定，必須順應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證的發(fā)展趨勢(shì)，做到迎合而上，未雨綢繆，無縫銜接。工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)“嵌入式系統(tǒng)”課程改革的影響體現(xiàn)在以下幾方面因素。

2.1 工程教育專業(yè)認(rèn)證能夠直接推動(dòng)“嵌入式系統(tǒng)”課程的改革與發(fā)展。眾所周知，“嵌入式系統(tǒng)”課程涉及的專業(yè)知識(shí)非常廣泛，包括基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、物理、模電、電子、計(jì)算機(jī)、通信工程等多方面內(nèi)容，是許多工科專業(yè)的必修科目。由于工程教育專業(yè)認(rèn)證的存在，對(duì)于工科畢業(yè)生畢業(yè)時(shí)需要達(dá)到的條件作出了嚴(yán)格和詳細(xì)的要求，同樣對(duì)工科專業(yè)學(xué)生在高校內(nèi)的學(xué)習(xí)課程和培養(yǎng)體系也有各自規(guī)定和影響。工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求是嚴(yán)格的，并且有相當(dāng)明確的標(biāo)準(zhǔn)可以衡量，工科專業(yè)學(xué)生必須適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證帶來的變化和影響，并積極適應(yīng)這一規(guī)定和影響，才能按時(shí)完成學(xué)業(yè)，并且保證學(xué)業(yè)質(zhì)量符合一名未來工程師的資質(zhì)和崗位需求。

2.2 工程教育專業(yè)認(rèn)證能夠促進(jìn)“嵌入式系統(tǒng)”課程的優(yōu)化設(shè)計(jì)?！扒度胧较到y(tǒng)”課程是一門典型的工科課程，它的教學(xué)內(nèi)容相對(duì)比較抽象，對(duì)學(xué)生的抽象思維要求較高，基礎(chǔ)較差的學(xué)生接觸起來比較難，即使是對(duì)于學(xué)習(xí)處于上游的學(xué)生來說，其學(xué)習(xí)的過程同樣也會(huì)比較枯燥，這對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)來說是一個(gè)挑戰(zhàn)。但是，“嵌入式系統(tǒng)”課程是很多工科專業(yè)內(nèi)必修的一門基礎(chǔ)課程，重要性不言而喻，只有學(xué)會(huì)弄通這門課程，才能為今后的工程類工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。工程教育專業(yè)認(rèn)證提出的考核與評(píng)價(jià)系數(shù)都是圍繞著大學(xué)生提升專業(yè)素質(zhì)，掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，增強(qiáng)未來的就業(yè)能力為出發(fā)點(diǎn)的，其作為指揮課程改革的風(fēng)向標(biāo)，能夠倒逼和促進(jìn)“嵌入式系統(tǒng)”課程的改革和創(chuàng)新，促進(jìn)“嵌入式系統(tǒng)”課程的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而推動(dòng)“嵌入式系統(tǒng)”課程不斷向前發(fā)展，更能夠適應(yīng)社會(huì)時(shí)代的發(fā)展和教學(xué)與實(shí)踐需求，保證高校培養(yǎng)出來的工科畢業(yè)生都是具備扎實(shí)專業(yè)素養(yǎng)、能夠跟得上時(shí)代發(fā)展的工程人才。

2.3 工程教育專業(yè)認(rèn)證能夠?yàn)椤扒度胧较到y(tǒng)”課程發(fā)展提供改革方向。工程教育專業(yè)認(rèn)證是社會(huì)應(yīng)用的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是代表著高校培養(yǎng)的人才流向社會(huì)、工廠、單位的最終環(huán)節(jié)，工程教育專業(yè)認(rèn)證為“嵌入式系統(tǒng)”課程發(fā)展提供了清晰的改革方向，即實(shí)用性方向。高校的培養(yǎng)最終落腳在人才的使用上。進(jìn)入新時(shí)代以來，我國已經(jīng)成為世界上首屈一指的制造業(yè)大國。激烈的國際競爭，使我國短時(shí)間內(nèi)迫切需求大量的高精尖工程人才，工程教育專業(yè)認(rèn)證突出的“實(shí)用性”原則，一切教育過程最終都要落腳在培養(yǎng)出理論功底扎實(shí)、工作實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新發(fā)展能力強(qiáng)，同時(shí)具有國際競爭力、能夠積極適應(yīng)未來挑戰(zhàn)的高素質(zhì)復(fù)合型工科人才，為社會(huì)主義國家建設(shè)提供源源不斷的工程技術(shù)人才，避免高校培養(yǎng)出理論與實(shí)踐脫節(jié)的兩腳貓人才，防止出現(xiàn)人才培養(yǎng)的半拉子工程，都是特別具有現(xiàn)實(shí)意義的。

3、基于工程教育認(rèn)證的“嵌入式系統(tǒng)”課程改革內(nèi)容

嵌入式系統(tǒng)課程改革是一項(xiàng)綜合性、專業(yè)性的工作，涉及的內(nèi)容也是多方面的，也可以說教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式、教學(xué)手段的改革應(yīng)該是齊頭并進(jìn)的，既離不開教學(xué)與實(shí)踐的密切結(jié)合，又需要教學(xué)手段的更新。從教學(xué)內(nèi)容改革來說，主要是將更多的實(shí)際案例融入于教學(xué)過程之中，打破傳統(tǒng)教學(xué)重原理知識(shí)輕應(yīng)用的局限性，加強(qiáng)成果導(dǎo)向。在教學(xué)過程中圍繞重點(diǎn)項(xiàng)目，讓學(xué)生真正參與其中，通過項(xiàng)目訓(xùn)練達(dá)到知識(shí)掌握和理解的目的，從而提高學(xué)生的綜合能力和競爭力。從教學(xué)團(tuán)隊(duì)來說，除了相關(guān)的學(xué)校師資隊(duì)伍之外，要加大引入企業(yè)工程師等社會(huì)力量，加強(qiáng)校企合作，無論是教學(xué)內(nèi)容的制定還是教學(xué)過程的實(shí)施，都要起到相互促進(jìn)、教學(xué)相長的作用。在教師理論知識(shí)講解、企業(yè)人員利用自身實(shí)際經(jīng)驗(yàn)傳授的基礎(chǔ)上，學(xué)生組織團(tuán)隊(duì)共同進(jìn)步。在教學(xué)模式方面，將工程教育認(rèn)證理念中的學(xué)生中心理念充分運(yùn)用于課程教學(xué)之中，培養(yǎng)學(xué)生的自主意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，并且鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立完成相關(guān)的訓(xùn)練任務(wù)，學(xué)生團(tuán)隊(duì)也可以爭相討論，解決學(xué)習(xí)過程中遇到的難題。同時(shí)，輸送學(xué)生到合作的企業(yè)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)，通過接觸實(shí)際項(xiàng)目提升自身的實(shí)踐能力，必然是事半功倍的效果。

4、“嵌入式系統(tǒng)”課程改革與探索的方向和策略

毋庸置疑，“嵌入式系統(tǒng)”課程改革與探索的方向就是將工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求和標(biāo)準(zhǔn)全面滲透進(jìn)課程改革中來，以實(shí)用性、創(chuàng)新性為改革目標(biāo)，以培養(yǎng)復(fù)合型、素質(zhì)型、知識(shí)技能型工程人才為改革目的，為我國培養(yǎng)合格的工程人才，將我國的先進(jìn)生產(chǎn)力推向歷史的新高度。

4.1“嵌入式系統(tǒng)”課程改革要以培養(yǎng)專業(yè)的、能夠適應(yīng)激烈競爭的專業(yè)工程技術(shù)人才為目標(biāo)?！扒度胧较到y(tǒng)”課程改革首先要革除課程內(nèi)容過時(shí)、教材陳舊、教學(xué)模式與社會(huì)脫節(jié)、教學(xué)目標(biāo)模糊等問題。課程改革不能為了改革而改革，不能脫離了培養(yǎng)實(shí)用性工程人才這一初衷，不能把教學(xué)環(huán)節(jié)弄得花里胡哨，也不能喧賓奪主，弄些花拳繡腿來充臺(tái)面，必須落腳在一個(gè)“實(shí)”字上。在課程教學(xué)模式上重點(diǎn)探索以工程案例為核心的問題導(dǎo)向式教學(xué)方法，通過實(shí)踐性強(qiáng)的生動(dòng)案例進(jìn)行發(fā)散式教學(xué)，由教師層層剖析，利用課堂教學(xué)與現(xiàn)場實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的方式，全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐思維和主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為國家和用人單位培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)強(qiáng)、能夠適應(yīng)激烈競爭的專業(yè)工程技術(shù)人才。

4.2“嵌入式系統(tǒng)”課程改革必須符合工程教育專業(yè)認(rèn)證這一帶有指導(dǎo)考核性的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向。凡是基于工程教育專業(yè)認(rèn)證所能達(dá)成目標(biāo)的課時(shí)、教材、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)內(nèi)容必須包括進(jìn)來，同時(shí)也包括教學(xué)場所、實(shí)驗(yàn)場所、實(shí)踐基地以及教學(xué)設(shè)施、工具和設(shè)備，高校必須通過采購、建設(shè)等途徑來滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)于“嵌入式系統(tǒng)”課程的各項(xiàng)指標(biāo)性要求，并且不斷提高建設(shè)水平，以進(jìn)一步鞏固和提升學(xué)科建設(shè)水平?！扒度胧较到y(tǒng)”課程的改革與發(fā)展也必須符合工程教育專業(yè)認(rèn)證的需求，并在學(xué)科建設(shè)、課程優(yōu)化、教學(xué)創(chuàng)新、效果評(píng)價(jià)、教學(xué)實(shí)踐、人才培養(yǎng)等方面予以調(diào)整，以適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求。

4.3“嵌入式系統(tǒng)”課程改革要緊盯國際發(fā)展趨勢(shì)，主動(dòng)適應(yīng)國際競爭。2016年，我國正式簽署了《華盛頓協(xié)議》，并且成為其中的正式成員，標(biāo)志著我國的工程教育質(zhì)量認(rèn)證體系標(biāo)準(zhǔn)得到了國際認(rèn)可，我國工程教育認(rèn)證的結(jié)果已得到世界上18個(gè)成員國及地區(qū)的認(rèn)可。我國各高校應(yīng)該在推動(dòng)“嵌入式系統(tǒng)”課程改革的時(shí)候，不但要將中國工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求與課程改革有機(jī)結(jié)合，而且要積極主動(dòng)對(duì)標(biāo)《華盛頓協(xié)議》，結(jié)合高校自身的特色和現(xiàn)實(shí)特點(diǎn)，進(jìn)一步修訂培養(yǎng)目標(biāo)、完善課程體系、深化教學(xué)改革、更新考核與評(píng)價(jià)機(jī)制，保證工程人才培養(yǎng)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)逐步提升。

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作者簡介：王潔，浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院，講師，碩士，研究方向：嵌入式系統(tǒng)。