基于高水平就業(yè)的創(chuàng)新思維融入教育教學(xué)全過程工科人才培養(yǎng)模式的探索與實踐
——以單片機核心課程教學(xué)改革為例

王強 韓洪濤 吳瓊 修建新 張立坤 孫鐵成

（黑龍江東方學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150066）

一、引言

在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”和“中央新一輪東北老工業(yè)基地振興戰(zhàn)略”的支持下，社會對嵌入式創(chuàng)新型應(yīng)用技術(shù)人才需求旺盛。如今嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)滲透到我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面，如：無人機、智能音響、機器人控制、自動駕駛汽車等等。課題組長期關(guān)注畢業(yè)學(xué)生的簡歷，就業(yè)去向，通過對畢業(yè)學(xué)生從事嵌入式領(lǐng)域工作就業(yè)情況總結(jié)，得出這些學(xué)生創(chuàng)新實踐、積極參賽，具備研發(fā)作品的能力，超強的學(xué)習(xí)力，分析和解決復(fù)雜問題的能力，有自己獨到的見解。希望將這些學(xué)生培養(yǎng)方式貫穿到整個專業(yè)，實現(xiàn)高水平就業(yè)的問題。

二、以“單片機技術(shù)”為核心的嵌入式工程師崗位需求與能力分析

嵌入式工程師主要面向服務(wù)機器人、儀器儀表、先進(jìn)制造業(yè)、智能裝備、消費類電子、汽車電子等產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)、測試維護(hù)、技術(shù)管理等部門。能力和素質(zhì)需求如下：

（一）精通C/C++語言,熟悉常用的51,STM32,ARM體系結(jié)構(gòu),熟悉DSP和FPGA控制技術(shù)，具有良好的編程規(guī)范和編程功底；

（二）大學(xué)階段獨立設(shè)計過嵌入式作品，參加過科技電子競賽。具有豐富的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗，開發(fā)過freeRTOS、UCOS等嵌入式系統(tǒng)，熟悉Linux操作系統(tǒng)；

（三）熟悉SIM32系列/STC系列單片機的工作原理和使用，對stm32的內(nèi)部功能模塊非常熟悉，擁有嵌入式系統(tǒng)、電機驅(qū)動、傳感器、通訊的電路設(shè)計及開發(fā)經(jīng)驗；

（四）熟練掌握單片機相關(guān)外設(shè)驅(qū)動開發(fā)，熟悉RS232、USB、UART,IIC,SPI通訊協(xié)議(精通RS485、CAN等常見的通訊協(xié)議)；

三、基于高水平就業(yè)的創(chuàng)新思維融入教育教學(xué)全過程工科人才培養(yǎng)模式的提出

上圖為以嵌入式工程師系列崗位為目標(biāo)的人才培養(yǎng)體系結(jié)構(gòu)圖，著力通過關(guān)鍵的創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)的實施讓學(xué)生能夠較容易的找到合適的研發(fā)工作。可以從以下幾點找到突破：第一，重實踐。理論的知識，通過實踐，學(xué)生才能容易地掌握，才能樹立學(xué)習(xí)的信心；第二，及早建立專業(yè)引導(dǎo)體系。讓學(xué)生明確專業(yè)目標(biāo)，并能夠盡早完成個人職業(yè)規(guī)劃；第三，加強軟件課程體系的投入。讓學(xué)生對于面向?qū)ο蟮能浖幊趟枷胍炀殹５谒?，核心課程應(yīng)該采取作品答辯的形式。從大一到大三將創(chuàng)新思維融入到課內(nèi)外。

改革人才培養(yǎng)建設(shè)實施過程。關(guān)鍵是“實”，通過實實在在的培養(yǎng)過程學(xué)生能夠?qū)崒嵲谠诘膶W(xué)到本領(lǐng)，結(jié)合我校正在建設(shè)的嵌入式技術(shù)與服務(wù)機器人方向，針對人才培養(yǎng)過程提出以下觀點。

（一）培養(yǎng)目標(biāo)：嵌入式工程師、機器人工程師、硬件、軟件

能力目標(biāo)：硬件設(shè)計、軟件編程、焊接調(diào)試，具有項目開發(fā)經(jīng)驗

支撐課程：C語言-單片機-嵌入式-機器人學(xué)-項目開發(fā)與設(shè)計-簡歷設(shè)計

（二）積累

嵌入式領(lǐng)域?qū)W好了需要大量的時間和經(jīng)歷，經(jīng)驗越豐富，待遇越高。想辦法形成氛圍讓學(xué)生從大一起樹立遠(yuǎn)大報負(fù)，明確崗位目標(biāo)，不同年級設(shè)計不同層次的作品。大一，低端智能車；大二，高端智能車，低端平衡車，無人機；大三，高端無人機，機器人，平衡車，激光雷達(dá)定位，圖像處理等。那么在課程執(zhí)行時可以把能否設(shè)計出作品并能講的清來衡量課程的達(dá)標(biāo)程度?？梢猿闪W(xué)生能力達(dá)標(biāo)監(jiān)督部門專門監(jiān)測核心實踐能力的階段性成果。

（三）作品

企業(yè)需要學(xué)生大學(xué)期間的”設(shè)計作品經(jīng)驗”，所以我們的工作重點“以學(xué)生為中心的”實踐能力的建設(shè)。抓住理論與實踐結(jié)合，以項目驅(qū)動，以賽帶練，學(xué)生只有會編程，軟件控制硬件，有項目經(jīng)驗才好找技術(shù)工作。建議建立導(dǎo)師制，帶動教師科研和有志通過專業(yè)技術(shù)能力找到研發(fā)工作的學(xué)生加強培養(yǎng)力度。

（四）課程

課程是學(xué)生提升核心能力過程最重要的環(huán)節(jié)，比如單片機課題，我們采用“33441”教學(xué)模式，每次都會留作業(yè)任務(wù)和預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生分組討論，錄制問題視頻，教師錄制課程視頻，平時qq長期指導(dǎo)，期末考試作品答辯等。第6學(xué)期可以開設(shè)一門以“嵌入式項目設(shè)計與開發(fā)”為背景的實戰(zhàn)型課程，以嵌入式工程師的標(biāo)準(zhǔn)全方位提升項目實踐能力。再增加簡歷設(shè)計環(huán)節(jié)，和第7學(xué)期的綜合實訓(xùn)，可以有力提高學(xué)生就業(yè)競爭力，基本實現(xiàn)0等待。

四、結(jié)束語

黑龍江東方學(xué)院電氣工程專業(yè)經(jīng)過幾年的摸索與實踐，成果顯著，通過人才培養(yǎng)體系的改革，課題組所帶領(lǐng)的創(chuàng)新實驗室畢業(yè)后從事嵌入式工程師領(lǐng)域的優(yōu)秀學(xué)子達(dá)到了百余人，目前正逐步探索并實施將基于崗位目標(biāo)的人才培養(yǎng)體系貫穿到整個專業(yè)。學(xué)生的動手實踐能力逐漸加強，專業(yè)就業(yè)質(zhì)量對口率逐漸提高，為國家科技水平的提高貢獻(xiàn)了一大批優(yōu)秀的電氣人才。