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序論:在您撰寫物聯(lián)網(wǎng)工程嵌入式培訓時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵字:物聯(lián)網(wǎng)工程;卓越工程師;嵌入式系統(tǒng);人才培養(yǎng)
中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)02(b)-0000-00
大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將成為今后一項具有國家戰(zhàn)略意義的重要決策[1],物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機,互聯(lián)網(wǎng)后又一個信息技術(shù)綜合應(yīng)用的代名詞,掀起信息產(chǎn)業(yè)第三浪潮,其重要性顯而易見,因此國家2011年在全國55所高校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),該專業(yè)是國家戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)急需的且指定大力發(fā)展的電子信息類專業(yè),未來有著很大的需求和發(fā)展空間。從2012年開始,我校實施了教育部制定的“卓越工程師教育培訓計劃”,該計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的各類型工程技術(shù)人才,為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)[2]。
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是我校特色專業(yè)之一,我校將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)作為“卓越計劃”重點培養(yǎng)專業(yè)之一,因此,結(jié)合“卓越計劃”的要求,深入進行“嵌入式系統(tǒng)”課程教學改革勢在必行,以學生為中心,以開拓知識視野、激發(fā)學習熱情、培養(yǎng)實踐能力為目的,為國家提供大批動手能力強,滿足企業(yè)發(fā)展要求,適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需求的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。
一、教學現(xiàn)狀
目前嵌入式系統(tǒng)教學存與許多其它工科專業(yè)共存的問題[3]。比如,課時安排不合理,實驗課時較少;重傳統(tǒng)理論教學,輕實驗教學;實驗教學方式比較單一、實驗內(nèi)容陳舊,缺乏創(chuàng)新性,跟不上目前嵌入式發(fā)展水平;實驗教學缺少對非智力能力和綜合能力的訓練;實驗室嵌入式系統(tǒng)實驗的設(shè)備過于陳舊,實驗室管理制度不完善;不能利用校外有效的合作資源進行實驗教學內(nèi)容的拓展[4];課程考核方式不完善,往往單純從理論考試成績和實驗結(jié)果評判,忽略實驗過程,上述種種問題,導致目前許多學生學完嵌入式系統(tǒng)課程之后,即使考到高分,依然不能獨自完成教學大綱要求之內(nèi)的相對簡單、容易實現(xiàn)的嵌入式系統(tǒng)項目的開發(fā),學生完全處于紙上談兵階段,這樣培養(yǎng)出來的學生不符合卓越工程師的要求,更不符合企業(yè)和國家所需要的復合型工程技術(shù)人才的要求。
二、以創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)為原則的改革
1. 開展研究性學習
在理論教學中,改變傳統(tǒng)填鴨式教學方法,老師不再只是對著現(xiàn)有的課本或者PPT直接講解嵌入式系統(tǒng)的理論知識,而是通過提出目前實際嵌入式系統(tǒng)研究和開發(fā)過程中遇到的問題,或者將已有嵌入式產(chǎn)品中存在的問題作為探究背景,通過設(shè)置讓學生和老師之間展開開放式討論和自由提問的環(huán)節(jié),讓學生積極參加到課堂活動中來,最后,將老師的點評總結(jié)作為課堂內(nèi)容的點睛環(huán)節(jié),旨在將枯燥的基礎(chǔ)理論知識是如何運用到實際嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中、以及如何解決實際問題的過程講解給學生。通過這種研究性的學習方式,給學生留下更加深刻的印象,激發(fā)學生學習嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的興趣,使學生對嵌入式系統(tǒng)的理論知識的本質(zhì)有更加深刻的認識,在以后的學習過程中將知識熟練運用到實踐開發(fā)項目中去。
2. 開放設(shè)計性實驗
去除以往實驗結(jié)果單一,過程機械化,沒有拓展性,缺乏綜合型和研究型的基礎(chǔ)驗證型實驗[5]。改用內(nèi)容比較新穎,又不太復雜的開放設(shè)計性實驗,比如,當前智能手機和游戲開發(fā)是一個很流行的研究方向,智能手機中簡單游戲就是一個很好的嵌入式具體應(yīng)用的例子,所以我們可以選取一些相對簡單、開放性強、形式新穎、吸引力足的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的游戲案例來取代已經(jīng)沿用多年的實驗內(nèi)容,使實驗課的內(nèi)容真正做到來源于實際案例,又促進實際嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的功能。開放性設(shè)計實驗不僅豐富嵌入式系統(tǒng)的實驗內(nèi)容,而且使實驗本身更加有趣、貼近生活。更重要的是在進行上述開放性設(shè)計實驗的過程中,學生可以親身體會到實踐是如何檢驗真理、理論與實踐之間如何相互促進的道理,在一定程度上可以激發(fā)學生學習嵌入式系統(tǒng)的興趣,培養(yǎng)學生敢于創(chuàng)新、敢于探索、不怕困難的科研精神。
3. 以競促學
學科競賽是學生實踐能力培養(yǎng)的一種重要方式,競賽是對學生更高一層次的要求,是考察學生綜合能力的一個重要方法[6]。目前諸如博創(chuàng)杯嵌入式比賽,“ZLG杯”中國大學生ARM嵌入式系統(tǒng)電子設(shè)計競賽,微軟嵌入式大賽,全國大學生電子設(shè)計競賽等都是含金量較高的比賽,通過參加競賽可以發(fā)掘出嵌入式系統(tǒng)這門課程真正的魅力所在,解決嵌入式系統(tǒng)實踐環(huán)節(jié)中缺乏挑戰(zhàn)與創(chuàng)新的不足,真正提升學生實際動手操作解決特定問題的能力,提高實踐環(huán)節(jié)的質(zhì)量。在比賽過程中不僅對學生嵌入式系統(tǒng)及其它學科知識的拓展有所幫助,而且能夠培養(yǎng)學生團隊競爭和配合意識。
4. 嵌入式系統(tǒng)實習實訓
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)作為“卓越計劃”重點培養(yǎng)專業(yè)之一,對于實踐訓練要求自然極高,改變以往實習完全以老師講解為主導,動手環(huán)節(jié)較少,完全違背實習實訓方式,將學生帶到當?shù)貙η度胧窖芯烤哂幸欢ㄒ?guī)模的企業(yè)公司參加實習培訓,了解目前企業(yè)嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)流程和水平。同時將實習實訓的主導權(quán)下放給學生,鍛煉學生實際動手操作能力,以一種學生為主,老師為輔的實訓方式讓學生真正融入到嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中來。
5. 改革考核方式, 體現(xiàn)綜合能力
事實證明“一張試卷打天下”的考核方式往往并不能真正反映出學生對于知識的掌握和運用情況。為了督促學生認真做好嵌入式實驗,真正考核學生實驗動手和實驗觀察能力[7]。可將嵌入式系統(tǒng)課程成績分為: ①筆試理論成績,該項占40%,主要考察嵌入式操作系統(tǒng)概述、微處理器與調(diào)試技術(shù)、ARM體系結(jié)構(gòu)和指令集、ARM開發(fā)工具和匯編程序設(shè)計、嵌入式存儲器和接口技術(shù)等; ②開放設(shè)計性實驗的成績,該項占40%,主要考察每次實驗課學生出勤次數(shù),具體操作步驟,實驗結(jié)果完成情況以及實驗報告;③課外創(chuàng)新成績,該項占10%,主要考察學生參加各種嵌入式比賽、實戰(zhàn)項目開發(fā)和創(chuàng)新實驗實踐活動的獲獎情況;④學期末的實習實訓成績,該項占10%,主要考察在實習實訓階段指定項目開發(fā)的完成情況。
結(jié)語
工程師是未來世界的塑造者[8]。嵌入式系統(tǒng)是一門實踐性很強的課程,因此采用課內(nèi)外、校內(nèi)外相結(jié)合的實踐教學體系,以卓越工程師的基本要求為導向,使學生能熟悉掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法,掌握一種開發(fā)工具,熟悉一種調(diào)試方法,使學生在學完嵌入式系統(tǒng)課程后,能真正掌握最基本的嵌入式系統(tǒng)開發(fā),成為一名合格優(yōu)秀的卓越工程師。
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關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng);集中授課;教學方式
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)49-0182-02
一、引言
隨著信息化與工業(yè)化的融合及工業(yè)4.0國家戰(zhàn)略的提出,嵌入式系統(tǒng)技術(shù)有著越來越廣闊的應(yīng)用空間。目前,嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)深入應(yīng)用到了工業(yè)控制、智慧城市、智慧交通、智能家居、智能醫(yī)療、智能穿戴、通信設(shè)備等人們生活的各個領(lǐng)域。為了適應(yīng)社會對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才的緊迫需要,如今大多數(shù)高校在電子信息工程、自動化等專業(yè)開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)方向[1-3]。在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方向課程教學中大多高校仍采用傳統(tǒng)的授課方式,即把相關(guān)專業(yè)課分散到三到四個學期,每門課又分散到一個學期講授,每周二到三次課。其教學效果并不理想,學生普遍感到該課程難以掌握。為了解決上述問題,本文給出集中授課方式在嵌入式系統(tǒng)方向教學中應(yīng)用的一些想法和意見。
二、嵌入式系統(tǒng)方向開設(shè)背景及課程介紹
(一)嵌入式系統(tǒng)開設(shè)背景
所謂嵌入式系統(tǒng)是軟硬件緊密結(jié)合的綜合系統(tǒng),一般而言,嵌入式系統(tǒng)由嵌入式硬件和嵌入式軟件組成,它是面向用戶、面向應(yīng)用、面向產(chǎn)品的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)擁有軟件硬件可裁剪,對可靠性、成本、體積和功耗嚴格要求的特點。基于嵌入式系統(tǒng)的“專用性”以及“嵌入性”,在各個領(lǐng)域均有嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。因此當前嵌入式系統(tǒng)擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?、社會需求大量的嵌入式軟硬件工程師。在此背景下,以及遵循培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學理念下,國內(nèi)絕大多數(shù)高校紛紛開設(shè)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程。
目前我校的嵌入式系統(tǒng)方向人才培養(yǎng)目標是:掌握電子技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用與開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用等工程領(lǐng)域的實踐知識和技能,具備嵌入式開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)測試、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)能力,能在通信、電子設(shè)備設(shè)計制造、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、IT業(yè)等部門從事嵌入式系統(tǒng)軟硬件分析與設(shè)計、測試、物聯(lián)網(wǎng)研究與開發(fā)、電子信息系統(tǒng)應(yīng)用與維護、開發(fā)、測試、銷售及研究等生產(chǎn)和管理第一線需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[4]。
(二)嵌入式系統(tǒng)課程介紹
嵌入式系統(tǒng)課程一般包括:Linux系統(tǒng)、C語言、C++面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計、ARM微處理原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)GUI開發(fā)。其中Linux系統(tǒng)為嵌入式系統(tǒng)課程的核心部分,在今后的嵌入式開發(fā)編程過程中大多是在Linux環(huán)境下進行;C語言則屬于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)最基礎(chǔ)也是最重要的編程語言,目前嵌入式系統(tǒng)硬件開發(fā)多是基于C語言;C++語言則是屬于面向?qū)ο蟮母呒壘幊蹋度胧较到y(tǒng)GUI開發(fā)則是在Linux環(huán)境下在Qt上使用C++語言進行圖形界面的編程設(shè)計;最后ARM微處理器的原理與應(yīng)用是整個嵌入式系統(tǒng)課程的精華也是其難點所在,所有的程序都需要在ARM處理器上運行,所以學習好ARM原理與運用無論以后做硬件工程師還是軟件工程師都有著重要意義[5-7]。
三、嵌入式系統(tǒng)方向教學方式現(xiàn)狀
目前絕大多數(shù)高校仍然采用傳統(tǒng)的授課方式來講授嵌入式系統(tǒng)課程,即把相關(guān)專業(yè)課分散到三到四個學期,某門課程在一個學期開展,分散在15~18個教學周,每周講授4~6節(jié)課。從近幾年畢業(yè)生難以適應(yīng)市場的需求來看,按照傳統(tǒng)的教學方式對嵌入式系統(tǒng)課程進行教學顯然有著巨大的不足之處。主要不足是:
1.知識點的講授不連貫,往往在下節(jié)課浪費了大量的時間來進行上次課的補習。
2.實踐應(yīng)用少,尤其對于應(yīng)用開發(fā)型的課程,講完理論之后缺失及時的實驗開發(fā)。即使加了實驗課,某些實驗項目不能在兩節(jié)課完成[8]。
3.時間跨度過大,嵌入式系統(tǒng)課程知識涉及面廣,僅僅上述的四門基礎(chǔ)課程按傳統(tǒng)授課計劃一學期一門課來看,需要兩年才能完成。
4.高校針對嵌入式系統(tǒng)教學知識落后于當下嵌入式技術(shù)發(fā)展,同時也缺乏有資深嵌入式工作經(jīng)驗的教師。
四、集中授課方式在嵌入式系統(tǒng)方向教學應(yīng)用
集中授課方式是指把某門課程集中在一段時間內(nèi)連續(xù)進行學習,直到該門課程進行完畢,再開展下一門課程的學習。整個學習階段大致是以知識點做基礎(chǔ),實際應(yīng)用做課程案例,開發(fā)項目為驅(qū)動,注重提高學生的實際編程能力。這樣能夠及時有效地進行針對性學習,能夠穩(wěn)固知識點,加強學生實踐動手能力,而且學習時間跨度大大降低,根據(jù)人類的記憶規(guī)律更能使學生加深理解記憶,更好地掌握本階段的知識[9]。
由于嵌入式課程涉及知識面廣,系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程我在這里大致分為了四個階段:
1.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)篇。首先,進行Linux系統(tǒng)的基礎(chǔ)學習,其主要內(nèi)容為:學習Linux系統(tǒng)的理論知識,如Linux系統(tǒng)簡介、Linux的文件系統(tǒng)、文件類型及屬性、文本編輯器等;之后進行學習Linux系統(tǒng)下的常用命令和shell編程;最后也是以后常使用的知識便是編譯與調(diào)試,學習GCC編譯器和GDB調(diào)試器以及make工具,通過makefile文件來描述源程序之間的相互關(guān)系并自動維護編譯工作。其次,在學習了Linux基礎(chǔ)之后便可以在Linux環(huán)境下進行開發(fā),也就意味著進入了C語言的高級編程學習中,而在此階段學習中不能像傳統(tǒng)教學一樣僅僅教授C語法基礎(chǔ),要更深入學習C語言的靈魂知識――指針的學習,之后進行C的高級編程,例如編譯的預(yù)處理、鏈表及操作、樹和二叉樹等知識的學習。這樣就基本上完成了本階段的理論學習,本階段最后一步是學生實戰(zhàn)提高的一項內(nèi)容即C項目系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā),在一個系統(tǒng)項目的開發(fā)過程中幾乎會用到此前所學的所有知識,學生在開發(fā)過程中也會看清自己學習中所欠缺的知識。
本階段因為是基礎(chǔ)性知識學習,在后期學習應(yīng)用中均占有很大的分量,所以用時也是最長的一個階段,約在5~6周方可完成階段性學習。
2.嵌入式開發(fā)系統(tǒng)篇。在完成了C語言的學習后,便可以開始進行學習Linux系統(tǒng)程序的設(shè)計,本階段學習目標便是掌握Linux系統(tǒng)編程和網(wǎng)絡(luò)編程的基本方法,掌握多進程和多線程的編程能力。學習過程中主要學習進程與線程的原理、進程間通信的方式、網(wǎng)絡(luò)的基本原理、Socket編程等。在此階段的學習中要多鍛煉大型程序和復雜項目框架的設(shè)計能力,使得學生能夠在未來工作中具備掌控和領(lǐng)導項目的潛力。
在完成本階段性學習之后,同樣需要大量的練習以及系統(tǒng)項目的設(shè)計開發(fā)訓練。本階段主要是系統(tǒng)的設(shè)計學習,則需訓練諸如局域網(wǎng)OICQ程序設(shè)計、遠程終端管理系統(tǒng)之類的開發(fā)項目,來提高學生系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)能力。本階段主要學習系統(tǒng)的基礎(chǔ)性開發(fā),大約在四周左右完成。
3.嵌入式開發(fā)的軟件應(yīng)用篇。本階段主要進行C++面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計開發(fā),學習類和對象的區(qū)別與應(yīng)用,面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的三個基本特征:封裝、繼承和多態(tài)。因其在C語言基礎(chǔ)上演變而來,故而此階段屬于快速學習階段,在一到兩周即可完成。然后學習系統(tǒng)GUI開發(fā),主要要求掌握Qt開發(fā)的基本流程和Qt提供的類庫的使用方法。在整個的軟件應(yīng)用階段會在兩周內(nèi)完成。
雖然學習用時比較短,項目的開發(fā)練習依然不可缺少,在未來工作中這類快速學習并加以應(yīng)用的情景有很多,學生們有必要也必須有快速學習的能力。
4.嵌入式開發(fā)的硬件篇。本階段在整個嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中屬于難點,需在本階段學習ARM微處理原理和應(yīng)用,主要掌握ARM的基本架構(gòu)、指令系統(tǒng),同時也要了解ADS集成開發(fā)環(huán)境;嵌入式Linux的系統(tǒng)移植,主要掌握u-boot啟動流程、u-boot的移植流程及關(guān)鍵步驟,學會構(gòu)建根文件夾系統(tǒng),掌握整個嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)方法;學習Linux驅(qū)動開發(fā),掌握嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動程序的基本原理、架構(gòu)和設(shè)計方法以及驅(qū)動開發(fā)中常用的機制和內(nèi)核資源。
該階段主要以實驗為主,加強學生動手能力,熟悉嵌入式的硬件程序開發(fā),該階段也在四周左右。
五、總結(jié)
經(jīng)過對社會上嵌入式系統(tǒng)培訓機構(gòu)的調(diào)研來看,大多數(shù)機構(gòu)都是應(yīng)用的此類授課方式專項培訓嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才,而經(jīng)過培訓之后的學員有著扎實的知識功底和良好的實用技能,明顯比高校畢業(yè)生有更高的動手能力和崗位適應(yīng)優(yōu)勢。因而在高校嵌入式系統(tǒng)方向課程的教學中嘗試使用集中授課方式,對提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)有重要的借鑒意義。
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嵌入式課程教學在國內(nèi)已經(jīng)開展了近20年,目前大多數(shù)的普通本科院校、高職高專和獨立學院都開設(shè)有嵌入式相關(guān)的課程。嵌入式系統(tǒng)不僅是一門綜合多個領(lǐng)域知識的工程應(yīng)用技術(shù),同時也是新興行業(yè)領(lǐng)域(物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等)的重要組成部分[1]。隨著技術(shù)的進步,物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風口,潮流勢不可擋。嵌入式系統(tǒng)正是這些產(chǎn)業(yè)應(yīng)用技術(shù)中最核心、最關(guān)鍵的部分,目前市場上嵌入式系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)人才嚴重匱乏,出現(xiàn)了很大的人才缺口,雖然全國高校紛紛開展了嵌入式系統(tǒng)卓越人才的培養(yǎng),但在課程教學過程、課程內(nèi)容設(shè)置及授課方式上成效并不是很理想。因此,在應(yīng)用型高校建設(shè)的背景下,如何有效地開展嵌入式系統(tǒng)教學改革,提高嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)質(zhì)量以滿足相關(guān)行業(yè)的需求顯得尤為重要。
1電子信息工程專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程特點
電子信息工程專業(yè)是集現(xiàn)代電子技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)于一體的專業(yè)[2],主要研究信息的獲取與處理,電子設(shè)備與信息系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用和集成。而嵌入式技術(shù)是20世紀計算機技術(shù)發(fā)展的一個重要標志,有著廣闊的市場發(fā)展空間。嵌入式技術(shù)已廣泛應(yīng)用于消費類電子、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、安防監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)安全、醫(yī)療器械、視頻編碼解碼、圖像處理、航天航空等領(lǐng)域。國內(nèi)多所高校都開展了嵌入式系統(tǒng)課程,而且嵌入式系統(tǒng)課程作為電子信息工程的一門核心專業(yè)課程,是以應(yīng)用為中心,對于電子信息工程專業(yè)的學生來說,硬件方面學習側(cè)重于電子系統(tǒng)設(shè)計、醫(yī)療儀器、智能儀表等的方案設(shè)計,軟件專業(yè)則側(cè)重于嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)。嵌入式系統(tǒng)課程內(nèi)容涵蓋范圍廣泛,課程學時又比較緊張,無法在課堂教學中使學生對硬件、軟件都精通。因此,教學更側(cè)重于基礎(chǔ)內(nèi)容,結(jié)合實踐環(huán)節(jié)使學生在硬件和軟件兩方面掌握嵌入式技術(shù)。硬件方面可以掌握如何去讀懂電路原理圖、能夠讀懂芯片手冊,熟悉嵌入式系統(tǒng)的外設(shè),畢業(yè)后可以從事嵌入式驅(qū)動開發(fā)、系統(tǒng)移植工作。軟件方面,熟悉操作系統(tǒng)的工作原理,熟練掌握C語言編程,熟悉交叉編譯環(huán)境下進行應(yīng)用程序設(shè)計與測試程序設(shè)計。授課教師可以利用學習通、騰訊課堂、雨課堂等在線教育平臺,提供給學生豐富的參考資料,對學生進行引導啟發(fā)學習。從而克服教學時間短、授課內(nèi)容不全面的弊端,滿足學生課下深入學習的需求。
2嵌入式系統(tǒng)課程教學現(xiàn)狀
國內(nèi)嵌入式課程的平臺存在多樣化和復雜性現(xiàn)狀,各高?;谧陨硪延械馁Y源開展課程,導致嵌入式教學即使相同的課程也會由于硬件平臺不同,而選擇的嵌入式OS不同,課程的內(nèi)容都會因為開發(fā)板、編譯工具、操作系統(tǒng)不同而不同。傳統(tǒng)工科單片機課程開展的非常廣泛,因此目前基于8051和80x86單片機進行嵌入式教學高校比重依然很大,一般選擇的是μC/OS。北京郵電大學軟件學院一直強調(diào)通信設(shè)備對嵌入式實時多任務(wù)系統(tǒng)(RTOS)的依賴,他們把這個作為自己學院嵌入式教學一個重點,堅持在教學中使用VxWorks和C/OS這種RTOS類型的嵌入式操作系統(tǒng)。也有一些嗅覺靈敏的學校已經(jīng)開始針對現(xiàn)狀進行調(diào)整。Linux、ARM、嵌入式設(shè)計這類課程已經(jīng)越來越多的引入課堂。隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的進入,ZigBee、WiFi和藍牙等無線技術(shù)和MEMS傳感器技術(shù),這些原本自成一體的嵌入式系統(tǒng)變成了智能聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),因此傳統(tǒng)的8051單片機教學和“ARM+Linux”的嵌入式教學也亟需改革。
3應(yīng)用型本科嵌入式課程教學改革
3.1師資隊伍建設(shè)
教師隊伍是高校發(fā)展的關(guān)鍵,應(yīng)用型本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵是建設(shè)一支既重視理論又具有豐富實踐經(jīng)驗的教師隊伍。學校要根據(jù)應(yīng)用型的辦學定位,圍繞專業(yè)人才培養(yǎng)需要,首先可以考慮加大“雙師型”教師的引進,同時可以結(jié)合課程設(shè)置,聘請企業(yè)優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人員進行授課,引入實際的項目開發(fā)經(jīng)驗,可以從實踐的角度去指導學生項目實驗。其次,學校可以選派教師到行業(yè)企業(yè)掛職鍛煉,參與實際項目,從而提升授課教師的實踐應(yīng)用能力。學校要加強對教師能力的培訓,使他們持續(xù)提升教學能力。有計劃選派青年教師到高水平院校、培訓機構(gòu)進修學習,提升專業(yè)理論能力。建立與應(yīng)用型人才培養(yǎng)相適應(yīng)的教師評價制度、績效考核、職務(wù)(職稱)評聘、薪酬激勵和科研成果獎勵等制度,引導教師投身教學、開發(fā)實驗實踐項目、開展有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的應(yīng)用研究,形成能轉(zhuǎn)化為服務(wù)社會的應(yīng)用研究成果。
3.2實驗課程內(nèi)容建設(shè)
嵌入式系統(tǒng)的實驗教學內(nèi)容的設(shè)置目的是通過實驗教學,驗證、鞏固和補充課堂講授的理論知識,使學生對嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用有深刻的認識,并通過對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法熟悉今后在工程實際中設(shè)計性能優(yōu)良的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)打下基礎(chǔ)[3]。實驗內(nèi)容根據(jù)教學目標可分為基礎(chǔ)技能實驗,根據(jù)課堂講授的理論知識結(jié)合基礎(chǔ)型實驗,要求學生獨立完成。課程進行到相應(yīng)程度后,可以設(shè)置綜合型實驗。綜合性實驗可以包含幾個章節(jié)的內(nèi)容,完成一個具體功能的小項目,由指導教師指定或讓學生自由選擇組隊,鍛煉其團隊合作能力共同完成項目。根據(jù)每個學生實驗過程的完整性、實驗指標點完成情況,以及對實驗報告的規(guī)范性,進行評分。
3.3教學內(nèi)容改革
傳統(tǒng)的嵌入式教學以理論講解為主,實驗內(nèi)容也僅僅是結(jié)合章節(jié)進行設(shè)計,不利于學生接受?,F(xiàn)在很多工科院校在教學改革方面,壓縮理論課學時,加大學生實踐環(huán)節(jié)的比重,重視應(yīng)用能力培養(yǎng)的思路。例如上海交大在嵌入式課程教學創(chuàng)新研討介紹他們的“嵌入式系統(tǒng)原理與實驗”理論和實驗的比例已經(jīng)調(diào)整到3:2(以前是3.5:1.5)。嵌入式課程是一門理論講授和實驗相結(jié)合的課程[4],從某種意義講實踐經(jīng)驗更重要。因此教學改革方面可以對大綱要求的知識點進行重新布置,緊密結(jié)合一個對應(yīng)項目案例,通過具體案例,促進新知識點的學習掌握,提升學生學習的積極性和主動性,具體過程為:講授演示-小案例練習-項目分析-小組討論-綜合案例實踐。理論課階段,通過小案例的講解+實踐無縫銜接,幫助學生掌握知識點。綜合實踐環(huán)節(jié)階段,在掌握基本知識點的基礎(chǔ)上,針對具體應(yīng)用設(shè)計出具體的實驗項目。學生可以采用自由組隊方式,在完成過程中掌握理論知識的運用以及團隊協(xié)作開展項目的技巧。
3.4學生成績考核
嵌入式系統(tǒng)課程考核方法應(yīng)重視解決實際工程問題的能力,改變傳統(tǒng)單一卷面考試的考核評價方法。以往學生成績中理論考試占比大,實踐環(huán)節(jié)占比小,無法對學生進行全面評價??s小理論考試成績在最終成績中的比例,增加實踐成績的比重,充分提高學生參與實踐的積極性,采用課堂表現(xiàn)(10%)+實驗(30%)+報告(10%)+期末考試(50%)的綜合考核方式更重視完成綜合項目的參與討論過程、團隊合作意識、書寫規(guī)范實驗報告的能力。根據(jù)學生在項目組中的工作量不同獲得不等的學分,激發(fā)學生的競爭意識,提高學生的主動性。在項目完成的時候,教師對學生完成情況采取答辯打分的方式。
4結(jié)語
隨著技術(shù)的發(fā)展進步,工業(yè)領(lǐng)域智能化程度的不斷提高,嵌入式系統(tǒng)的重要性越發(fā)彰顯,應(yīng)用將越來越廣泛和深入。企業(yè)對嵌入式人才需求旺盛,從而也促使嵌入式教學將迎來一個新的發(fā)展機遇。只有加強教師隊伍建設(shè),健全科學的培養(yǎng)方法,形成高效的評價機制,才能有效引導學生,調(diào)動學生學習的積極性,培養(yǎng)學生的工程實踐能力、思維能力和創(chuàng)新能力。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)工程 人才培養(yǎng) 校企合作
一、當?shù)匚锫?lián)網(wǎng)人才需求分析
湖北省物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,創(chuàng)建了“智慧光谷”――“武漢?中國光谷物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟”,成立武漢物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的宗旨,就是要加強產(chǎn)業(yè)鏈上下游的技術(shù)合作,以獲得物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)突破,擴大物聯(lián)網(wǎng)在湖北的推廣應(yīng)用,打造湖北省新的千億元產(chǎn)業(yè)。結(jié)合武漢特大城市以及“兩江多湖”的特點,啟動智能交通、智能湖泊、智能城管、智能小區(qū)、智能電網(wǎng)、智能商貿(mào)、智能物流等物聯(lián)網(wǎng)示范工程,為國家物聯(lián)網(wǎng)“十二五”規(guī)劃編制工作獻策。據(jù)相關(guān)部門的估算,未來僅專業(yè)性物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計師,在我國的需求量就將達到5萬人。未來十年,物聯(lián)網(wǎng)重點應(yīng)用領(lǐng)域投資可達4萬億,產(chǎn)出8萬億,形成就業(yè)崗位2500萬個,其產(chǎn)業(yè)將比互聯(lián)網(wǎng)大30倍。
二、根據(jù)需求確定人才培養(yǎng)目標
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)我國信息化建設(shè)需要,德、智、體、美全面發(fā)展,并具有良好的科學文化素質(zhì)、敬業(yè)精神和社會責任感,掌握物聯(lián)網(wǎng)的基本理論、基礎(chǔ)知識,較系統(tǒng)的掌握融合計算機技術(shù)、通信技術(shù)、傳感信息處理技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行信息標識、獲取、傳輸、處理、識別和控制的基本能力。培養(yǎng)適用地方區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展,能在企業(yè)從事物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)工程設(shè)計和施工、物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)備維護等相關(guān)領(lǐng)域的高級應(yīng)用型人才。
三、人才培養(yǎng)模式――“產(chǎn)業(yè)+企業(yè)+專業(yè)”的產(chǎn)學研用實踐人才培養(yǎng)模式
1.實踐型人才培養(yǎng)模式分析
單一的學校理論教學讓學生與企業(yè)的實際應(yīng)用脫離,單一的職業(yè)培訓讓學生知識體系不完善,約束了學生的發(fā)展前景。應(yīng)用型本科物聯(lián)網(wǎng)人才從6個方面闡述物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)+物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)+物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的基本思路。
2.校企合作模式探討
校企合作體現(xiàn)在三方面:一是校企共同確定物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標和培養(yǎng)規(guī)格,校企共建物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標與規(guī)格進行準確定位,利于更好發(fā)揮培養(yǎng)目標在專業(yè)建設(shè)和教育教學中的目標牽引作用。二是校企共同開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)模塊化課程體系及科目課程,深化“產(chǎn)學研用”,突出“應(yīng)用特色”,校企合作是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)堅持“產(chǎn)學研用”相結(jié)合辦學理念的實踐,積極與相關(guān)企業(yè)建立廣泛的聯(lián)系,通過產(chǎn)學研合作關(guān)系,聯(lián)合開展科研項目、人員培訓等,是一種校企雙贏的舉措。一方面,學??梢酝ㄟ^為企業(yè)培訓人員,幫助其改進業(yè)務(wù)流程和運行與管理模式,提高工作效率; 另一方面,企業(yè)可為學校提供實訓基地和實訓設(shè)備,并接受師生見習和實習,同時也為學校面向社會推行“訂單式”教育提供了基礎(chǔ)。三是校企共建物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實習實訓基地,學校與該公司簽署了聯(lián)合培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生的合作協(xié)議書,雙方積極開展以后的工作,為學生和教師的交流建立順暢的渠道。
3.校企合作的優(yōu)勢
在校企合作模式下有兩大優(yōu)勢,一是校企一體化有利于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)“雙師”結(jié)構(gòu)教學團隊減少,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)要保證承載基于實際應(yīng)用過程所需的知識傳授和職業(yè)技能訓練的順利展開和高質(zhì)量,教學團隊建設(shè)的一個基本要求,是培養(yǎng)既有高校教師資格和專業(yè)職稱,又有職業(yè)資格和技能等級證的“雙師”結(jié)構(gòu)師資隊伍。在開辟渠道和實現(xiàn)人員雙向交流的基礎(chǔ)上,為教師到企業(yè)見習鍛煉、掛職實踐、參與員工培訓提供平臺,也為聘請企業(yè)經(jīng)驗豐富的實踐專家來學院兼課任課、當好實訓實習指導教師、參與監(jiān)控人才培養(yǎng)的教學過程和量化評價教學質(zhì)量創(chuàng)造條件。第二個優(yōu)勢校企共建物流專業(yè)人才培養(yǎng)激勵機制,實施訂單培養(yǎng),分析企業(yè)人才需求,按照職位要求的專業(yè)業(yè)務(wù)素質(zhì)和綜合素質(zhì)來培養(yǎng)。學生到企業(yè)參與生產(chǎn)性任務(wù),對表現(xiàn)好、專業(yè)掌握過硬、綜合素質(zhì)高的學生推薦就業(yè),實行訂單式培養(yǎng)。結(jié)合產(chǎn)業(yè)需求,校企共建物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)渠道,為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學生就業(yè)提供了穩(wěn)定的專業(yè)人才輸送渠道。
四、以就業(yè)為導向的課程設(shè)置
1.就業(yè)崗位需求分析
對應(yīng)用型物聯(lián)網(wǎng)工程師人才的培養(yǎng),要以就業(yè)為導向,適應(yīng)社會發(fā)展的需要,體現(xiàn)自己的專業(yè)技能,分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的行業(yè),具體從事的就業(yè)崗位有射頻開發(fā)工程師、通信開發(fā)工程師、無線傳感器/物聯(lián)網(wǎng)/硬件開發(fā)工程師、網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層開發(fā)工程師、無線傳感器/物聯(lián)網(wǎng)/嵌入式系統(tǒng)軟件工程師、無線傳感器/物聯(lián)網(wǎng)/嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工程師等等。
2.基于要求的核心課程設(shè)置
基于就業(yè)崗位的分析,射頻開發(fā)工程師要求具備一定軟件知識,能獨立進行設(shè)備安裝、配置、調(diào)試,熟悉NET或J2EE開發(fā)模式和Oracle或SQL Server等數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù),了解RFID標簽及讀寫設(shè)備基本特性;物聯(lián)網(wǎng)嵌入式軟件工程師要求你熟悉至少一種嵌入式平臺(MSP430、ARM等)的編程開發(fā),熟練掌握Linux或Android系統(tǒng),掌握常用外設(shè)接口技術(shù)、Wi-Fi、藍牙、TCP/IP等通訊協(xié)議,精通匯編或C、C++編程,掌握常用的軟件開發(fā)和調(diào)試工具,了解傳感器工作原理及選型;移動應(yīng)用開發(fā)工程師:熟悉Android或iOS架構(gòu),熟悉HTML,CSS,Javascript,XML等前端開發(fā)技術(shù)用,熟練掌握UDP/TCP/IP、HTTP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,掌握Oracle/Sql server/MySql等多種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。各種職位具體要求的分析,在應(yīng)用型本科的物聯(lián)網(wǎng)工程教學體系中主要課程有:C語言程序設(shè)計、計算機組成與接口、計算機網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用、RFID原理及應(yīng)用、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理與智能決策、ARM嵌入式技術(shù)等。
3. 課程教學模式
在主要課程的學習中,通過項目的形式帶動理論教學,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學步驟和教學模式如下圖1,通過實際的例子來講解理論,通過驗證性的實驗理解理論,然后學生通過課程設(shè)計綜合理論和實驗的內(nèi)容,最后和企業(yè)的項目實訓提升自己的能力,遇到不懂的理論部分開始新的理論知識的學習。
4.4證書建議
為了提高學生的職業(yè)能力,進行各種職業(yè)資格證書的考試也是必要的的,應(yīng)用型物聯(lián)網(wǎng)工程師可以建議如下一個資格證的考試:一是AAE認證(ARM認證工程師計劃),二是全國計算機技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格(水平)考試中級資格認證,三是全國物聯(lián)網(wǎng)工程師證書(由人力資源和社會保障部中國就業(yè)培訓技術(shù)指導中心(簡稱CETTIC)批復,有北京企學研教育科技發(fā)展中心負責執(zhí)行)。通過資格證書的考試提高學生學習和應(yīng)用知識的能力,增加了自己的就業(yè)砝碼。
五、總結(jié)
物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式能系統(tǒng)地學習、理解和掌握計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),能應(yīng)用于社會生活的物聯(lián)網(wǎng)工作領(lǐng)域,培養(yǎng)成為社會需求的人才。有校企合作一起確定人才培養(yǎng)模式,已就業(yè)為導向開設(shè)課程,由校企合作提供學生實習的場地,讓人才的培養(yǎng)符合現(xiàn)代社會的需要。
參考文獻
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嵌入式系統(tǒng)是設(shè)計完成復雜功能的硬件和軟件,并使其緊密耦合在一起的計算機系統(tǒng)[1]。嵌入式技術(shù)可應(yīng)用在工業(yè)控制、交通管理、信息家電、家庭智能化管理、網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)、環(huán)境監(jiān)測和機器人等方面。隨著物聯(lián)網(wǎng)以及智能家居的發(fā)展,嵌入式方向的人才需求量與日俱增[2]。為了適應(yīng)市場的需求,增強學生的就業(yè)能力,學院于2013年創(chuàng)建了嵌入式系統(tǒng)實驗室,面向系里的電子信息工程、物聯(lián)網(wǎng)工程、通信工程、計算機科學與技術(shù)、軟件工程等專業(yè)的學生,開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)這門課程。但是傳統(tǒng)的教學手段與方法并不適用于這門課,主要存在如下問題:(1)理論課時偏多;(2)課程設(shè)置與實驗大綱沒有結(jié)合學生實際情況;(3)師資力量薄弱。為了盡快提高教學質(zhì)量,達到預(yù)期的教學效果,應(yīng)從以下幾個方面進行改革。
1 合理安排理論課時數(shù)
嵌入式課程是實踐操作很強的課程,不能像傳統(tǒng)的教學那樣,以教師為核心的課堂上講解,學生都是被動接受知識。學習一段時間后,由于學生缺乏學習的主動性,也就漸漸失去了興趣[3]。針對這樣的情況,應(yīng)加大實踐課時數(shù)。首先,理論課時和實踐課時要達到1∶1,原先,筆者所在系采用的教學方式是2節(jié)課在多媒體教室進行理論教學,2節(jié)課在實驗室做實驗,雖然理論與實踐課時數(shù)達到要求,但是這樣做相當于把理論與實驗割裂開,有些實驗現(xiàn)象由于多媒體教室不具備實驗室環(huán)境,教師只能干講,沒辦法讓學生看到實驗效果。學生上完理論課,有的時候要過一兩天才能安排實驗課,理論課講的內(nèi)容基本忘得差不多了。所以,教學效果不太好。后來想到,嵌入式實驗室配備有32臺高性能電腦,可利用凌波或其他教學軟件以屏幕廣播的方式來進行教學,所以,如今系里的嵌入式系統(tǒng)課程全部在實驗室上課,這樣做有如下好處:首先,可以滿足理論教學的需要,采用傳統(tǒng)大屏幕,播放PPT的方式,坐在后面的同學可能看不清,采用屏幕廣播則不存在此問題。其次,老師在講授的過程中,隨時可根據(jù)需要,引導學生進行實驗,不用必須等到實驗課在實驗室才能做實驗。采用這樣的方式,理論與實踐教學的課時比例實際可達到1∶3,這樣的教學方式受到學生的好評。
2 根據(jù)學生情況安排教學內(nèi)容以及實驗內(nèi)容
嵌入式系統(tǒng)所包含的領(lǐng)域非常廣闊,需要學生對許多技術(shù)都有深入的了解。要求學生既要懂得硬件,也要懂得軟件,相關(guān)的課程,比如電路、數(shù)字邏輯電路、軟件工程、C語言程序設(shè)計等[4]。筆者曾經(jīng)對學生進行過調(diào)查,普遍的學生認為硬件比軟件學習起來要難。另外,系里和河南智游公司有相關(guān)的培訓合作,智游公司主要從事蘋果IOS的應(yīng)用程序開發(fā),學生經(jīng)過培訓后,公司負責安排就業(yè),很多學生第一份工作的月薪過萬。有這樣的學長做榜樣,學生更愿意從事嵌入式系統(tǒng)頂層應(yīng)用程序的設(shè)計和開發(fā),不愿意進行底層的驅(qū)動和電路板的設(shè)計。而傳統(tǒng)的教學大綱和實驗大綱或者是相關(guān)教材,面向硬件相關(guān)的內(nèi)容比較多,與之對應(yīng)的實驗項目也是面向硬件的內(nèi)容較多,所以,學生學起來比較吃力,而且學習積極性不高。針對這樣的情況,從學生實際出發(fā),改變授課的相關(guān)內(nèi)容,實驗項目也主要面向軟件層面。在實際教學中,主要以ARM9系列S3C2410微處理器為核心,以Linux為主要平臺來講授[5],講授過程中發(fā)現(xiàn)學生沒有Linux基礎(chǔ),又增加了很多關(guān)于Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)容,此學期實驗項目如表1所示。
從表1可以看出,對于硬件的內(nèi)容,并沒有過多的涉及,只在最后介紹了一下ARM的I/O和中斷。當然,這些實驗內(nèi)容并不是一成不變的,教師會根據(jù)學生的情況,對授課內(nèi)容和實驗項目進行更新,因材施教。
3 師資力量薄弱
由于學院是一所民辦院校,并沒有財政投入,學院的運轉(zhuǎn)都是以學費為基礎(chǔ),每一筆錢都要用到更需要的地方,學院對于教師培訓等方面并不是太重視。隨著教育部對于高校轉(zhuǎn)型的要求,學院也在向應(yīng)用技術(shù)性大學轉(zhuǎn)變,但是轉(zhuǎn)變不是一朝一夕就能實現(xiàn)的。這幾年學院對于理工科院系實驗室的投入上力度較大,有了先進的實驗室,還要有能上實驗課的教師,這些課程都是由系里的年輕教師擔任,雖然能滿足日常教學活動,但是,已經(jīng)感覺到力不從心。系里要求要加大實習和實踐的綜合設(shè)計環(huán)節(jié),也就是要領(lǐng)著學生做一些產(chǎn)品或者設(shè)計,對教師來說難度很大。教師自己都沒有做過相關(guān)的項目或者設(shè)計,如何引導學生來做?解決方法要么引進更高水平的人才,要么對現(xiàn)有的師資進行培訓,針對第一種情況,高水平的人才不愿意來三本院校發(fā)展,那只能從現(xiàn)有的師資來解決。根據(jù)這樣的情況,系里決定和實習基地或者有合作關(guān)系的公司或者校友的企業(yè)來進行師資的培訓,讓教師在暑假可根據(jù)需要到相應(yīng)的單位來進行學習,讓教師參與到企業(yè)實際的項目中去,反過來,教師水平提高以后,可以帶著學生承接企業(yè)的相關(guān)項目,而且也能培養(yǎng)出企業(yè)急需的人才,使得高校的教學與企業(yè)實現(xiàn)對接,最終實現(xiàn)雙贏的目的。
4 未來工作
下一步,系里準備開設(shè)Linux C程序設(shè)計課程,一方面解決學生沒有學習過Linux操作系統(tǒng),在學習嵌入式課程時還要補基礎(chǔ)知識的情況;另一方面可加強學生C語言的編程能力,學生普遍編程能力不強。這樣的話嵌入式系統(tǒng)課程體系就更加完善,后續(xù)準備增加一些QT程序設(shè)計的內(nèi)容,主要還是面向軟件層面。再有一點,就是要編寫適合于學院學生情況的教材。目前市場上的教材并不適合與我院學生的情況,硬件內(nèi)容比較多,比如現(xiàn)在所采用的教材《ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計――基于S3C2410與Linux(第3版)》,硬件介紹內(nèi)容達到了1/3強,剩余內(nèi)容又與實驗指導書內(nèi)容重復,所以急需編寫一本適合筆者學院情況的教材。目前,系里的嵌入式系統(tǒng)課程教師很少,教材編寫任務(wù)較重,短時間內(nèi)無法解決。學生想要在課下進行嵌入式的學習或者開發(fā)比較難,主要是因為開發(fā)要具有嵌入式開發(fā)的試驗箱或者開發(fā)板,購買嵌入式開發(fā)板比較昂貴,學生不愿意花錢,那就只能從學校的實驗室方面想辦法解決,主要是建立開放的實驗室,對應(yīng)的就要建立配套的實驗室管理機制,對實驗室的設(shè)備和財產(chǎn)有效進行管理,使實驗室能24 h開放,以便學生能隨時使用實驗室里面的設(shè)備進行設(shè)計或開發(fā)。
5 結(jié)語
關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng);開發(fā)技術(shù);教學研究與實踐
嵌入式系統(tǒng)設(shè)計飛速的發(fā)展,滲透到社會生活的各個方面,例如掌上PDA、電視機頂盒、手機、汽車、空調(diào)、微波爐,等等,由于其硬件體積小、價格低廉、集成度高,而且軟硬件可以“按需定制”,嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展前景越來越廣闊,物聯(lián)網(wǎng)概念的提出以及嵌入式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的日益成熟,將嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用推向了,與此同時,國家及企業(yè)對嵌入式人才的需求越來越旺盛,作為輸出社會人才輸出的搖籃,學校應(yīng)努力提升嵌入式系統(tǒng)教學的質(zhì)量,培養(yǎng)出高質(zhì)量的人才。
一、教與學的現(xiàn)狀
嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)是我院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課程,其綜合性較強,涉及的知識面十分廣泛,既有硬件設(shè)計又有軟件代碼的編寫,學生在學習本門課程過程中需要具備較多的專業(yè)基礎(chǔ)知識,涉及的課程有程序設(shè)計基礎(chǔ)、模擬電路和數(shù)字電路等課程。同時嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)又是一門實踐重于理論的課程,因此學生還需要進行實踐操作。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)課程的教學目標是培養(yǎng)學生的科學思想和研究方法,使學生較全面提升軟硬件開發(fā)能力,著重提高學生就業(yè)競爭能力。目前某學校嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)的教學主要分為兩部分,一部分是理論課堂教學,另一部分是實驗教學。理論課堂教學普遍利用多媒體設(shè)備,通過幻燈片講解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、處理器結(jié)構(gòu)、時鐘樹、存儲地址映射、GPIO、中斷、定時器等知識點。實驗教學過程中所完成的多為驗證型實驗,教師仔細講解硬件的連接方法,學生進行接線驗證,觀察實驗現(xiàn)象。通過觀察發(fā)現(xiàn),在教與學的過程中,這種傳統(tǒng)的教學方式使得學生的實踐能力不足,需經(jīng)過相關(guān)培訓才能夠從事嵌入式相關(guān)工作,結(jié)合學校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標,需對當前的教學方式做出改革。
二、課程的教學改革與實踐
1.教材的選取近年來,嵌入式系統(tǒng)的教材多種多樣,大部分是以知識點來組織相關(guān)章節(jié),缺乏案例,內(nèi)容略顯生硬死板,使得學生很難將抽象的知識具體的應(yīng)用到工程實踐中去,因此教學改革的第一步首先是選擇一本適合某學校學生能力的教材。在教學過程中,學校使用的是盧有亮編著的《基于STM32的嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計》,這本書屬于普通高等教育“十二五”電子信息類規(guī)劃教材,基于STM32對嵌入式系統(tǒng)的原理、設(shè)計、編程進行講解,并給出一個工程實例,可使讀者通過該實例找到做工程的方法并鞏固所學的知識,提高工程開發(fā)的能力,另外作者還搭建了交流論壇,給讀者構(gòu)造了一個比較完善的學習平臺。同時,學校指導學生閱讀芯片的數(shù)據(jù)手冊和固件庫等文檔,使學生能夠快速獲得器件的特性,獲得全面的固件庫函數(shù)。2.授課地點的變更傳統(tǒng)的教學方式中,授課地點均為普通教室,教學設(shè)備只有黑板和多媒體,導致任課教師只能按照幻燈片或者課本進行講解,學生被動接受,效率較低。例如在講授利用固件庫搭建工程環(huán)境時,第一步詳細地演示了如何獲得固件庫,并對固件庫中文件的用途做出一一介紹;第二步為在電腦任意位置建立工作目錄和子目錄,將庫文件中的內(nèi)核文件、驅(qū)動支持文件、啟動文件等復制到相應(yīng)的工作目錄中;第三步建立和配置工程文件;第四步編寫代碼;第五步編譯代碼;第六步下載到開發(fā)板運行;第七步使用JLINK調(diào)試。完成本次課程的教授用時2學時,但學生進行上機實驗時,對于搭建工程環(huán)境仍比較困難,28名學生中只有4名學生完成。鑒于此,將授課地點均調(diào)整為實驗室,帶領(lǐng)著學生一步一步進行環(huán)境的搭建,均可以完成實驗任務(wù),這種授課方法不但提升了學生學習嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)的信心,也為后期的實驗打下了良好的基礎(chǔ)。3.課堂在傳統(tǒng)授課過程中,多為教師講、學生聽的教學方式,學生不能完全參與到課堂中,因此,學校盡量避免這種教學方式,采用案例教學等方法,吸引學生的注意力,培養(yǎng)學生的學習興趣,使學生積極主動參與到課堂中。例如在講授GPIO的知識點時,設(shè)計了一個流水燈案例,吸引學生的目光,引導學生思考如何進行設(shè)置,包括GPIO模式的設(shè)置、速度的選擇、引腳的設(shè)置,等等,在這一過程中把理論知識點匯聚到具體的實驗中,做到理論與實踐的結(jié)合,使學生利用相關(guān)知識看到具體的實驗現(xiàn)象,深化了對知識點的理解,教學效果明顯提升。
三、結(jié)語
本學期對某學校嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)課程進行了教學改革,與學期初相比,學生學習的積極性明顯提高,課堂互動明顯增多,同時教師的教學能力與課堂組織能力也明顯得到提升。為了進一步增強學生的實踐能力,學校開放了實驗室,創(chuàng)建了興趣小組,為學生后期能夠參加相應(yīng)的比賽做鋪墊。
參考文獻:
[1]韓潔,徐琴.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計課程教學的研究與實踐[J].電腦知識與技術(shù),2016(12).
關(guān)鍵詞:應(yīng)用型;校企合作;人才培養(yǎng)
中圖分類號:G646 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)05-0028-02
隨著我國高等教育進入大眾化教育階段,地方院校逐漸成為我國高等教育中培養(yǎng)本科層次教育的主力軍,且應(yīng)用型本科人才已成為地方院校主要的人才培養(yǎng)層次。但是應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)過程中存在教學計劃和教學內(nèi)容相對陳舊,本科畢業(yè)生所具備的能力嚴重不滿足企業(yè)需求;教學方式與學生自學能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不相適應(yīng)等一系列問題,導致出現(xiàn)“大學生就業(yè)難”的現(xiàn)象。大學畢業(yè)生如何和行業(yè)接軌、和企業(yè)接軌,提高就業(yè)率的問題不僅是高校面臨的問題,同時也是企業(yè)急需解決新入職員工的職業(yè)能力的問題。近年來教育部高度重視大學生的就業(yè)工作,積極采取措施推進校企合作,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,提升大學生的實踐能力和就業(yè)能力,共同解決就業(yè)難問題。
大連中軟國際卓越信息技術(shù)有限公司于2011年開始與長春光華學院接觸,共同商量校企深度合作,于2012年在物聯(lián)網(wǎng)工程、計算機科學與技術(shù)兩個專業(yè)進行深度校企合作試點,根據(jù)學生的特點、專業(yè)的特色和人才培養(yǎng)現(xiàn)狀,著手探索企業(yè)“嵌入式”人才培養(yǎng)的具體模式,研究如何打破理論知識和實踐能力的界線、學校和企業(yè)的界線、理論課程和實踐課程的界線,以及如何體現(xiàn)出理論教學中有企業(yè)實踐內(nèi)容,實踐教學中蘊含企業(yè)崗位技能的相互嵌入,使學生具備的知識體系、能力素質(zhì)與企業(yè)的實際需求對接,探索出一條“合作育人、合作發(fā)展、合作就業(yè)”的嵌入型校企合作辦學機制,實現(xiàn)學校、企業(yè)、學生“三贏”的共同目標。下面簡單介紹我們實行的人才培養(yǎng)模式改革
一、人才培養(yǎng)目標及特色
我們與長春光華學院全程實行“企業(yè)嵌入式”人才培養(yǎng)模式,企業(yè)全程參與教學過程,注重實踐能力培養(yǎng)、實現(xiàn)與企業(yè)的無縫鏈接,學生入學即簽署就業(yè)協(xié)議。企業(yè)全程參與教學過程,包括人才培養(yǎng)方案的制定、新生入學教育、企業(yè)課程嵌入課程培訓、畢業(yè)設(shè)計、師資培訓、企業(yè)實踐、就業(yè)服務(wù)等。由企業(yè)專家和學校專業(yè)教師組成專業(yè)教學指導委員會,其中企業(yè)專家占50%以上。利用校企深度合作的優(yōu)勢,探索學校、企業(yè)(合作)、社會(就業(yè))的“三元”運行機制,實行“共同制定培養(yǎng)方案、共同實施培養(yǎng)過程、共同開發(fā)教學資源、共同監(jiān)控教學質(zhì)量”的合作模式,構(gòu)建“平臺+模塊”的課程體系,逐步形成“三元四共五平臺”工學融合的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。
二、人才培養(yǎng)方案
通過企業(yè)專家與學校專家在行業(yè)技術(shù)發(fā)展動態(tài)、行業(yè)用人需求狀況、行業(yè)用人基本要求等方面進行交流,通過物聯(lián)網(wǎng)工程、計算機科學與技術(shù)兩個專業(yè)的人才需求崗位進行分析,著眼于未來經(jīng)濟社會發(fā)展對物聯(lián)網(wǎng)工程師、嵌入式工程師、軟件工程師、Java工程師等崗位的人才需求,分別完成2012、2014、2016級以崗位需求為導向的人才培養(yǎng)方案和課程體系。先后進行三次人才培養(yǎng)方案修訂后,修訂后的人才培養(yǎng)方案實踐教學比例有很大幅度增加。其中計算機科學與技術(shù)專業(yè)實踐環(huán)節(jié)由原來的23.8%增加到33%,并有17門企業(yè)級課程由中軟國際有限公司技術(shù)人員講授,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是新建專業(yè),實行“2.5+1.5”人才培養(yǎng)模式,人才培養(yǎng)方案中實踐教學比例占33.7%,并有16門企業(yè)級課程由中軟國際有限公司技術(shù)人員講授,全面提升職業(yè)競爭力。
三、人才培養(yǎng)實施過程
目前物聯(lián)網(wǎng)工程、計算機科學與技術(shù)兩個專業(yè)實行“2.5+1.5”的人才培養(yǎng)模式,即2.5年在學校學習專業(yè)基礎(chǔ)知識,1.5年學生全部到“中軟國際有限公司(大連)”去進行專業(yè)方向課程的W習和在中軟所屬企業(yè)進行實習、實訓、畢業(yè)設(shè)計。其中學校的2.5年期間,1.0年期末本專業(yè)學生到中軟國際有限公司(大連基地)進行為期2周的企業(yè)課程設(shè)計,讓學生真實感受企業(yè)工作環(huán)境、工作流程、工作氛圍,在1.5-2.5年每學期期末都必須有一個課程設(shè)計由企業(yè)工程師到學校來進行,給學生講解企業(yè)相關(guān)技術(shù)動態(tài)、技術(shù)詳解、方案設(shè)計等內(nèi)容。企業(yè)整體實訓流程如圖1所示。
四、職業(yè)能力培養(yǎng)過程
在大連基地學習過程中,采用學中做,做中學的5R教學方法。“5R”教學方法,即Real office(真實的企業(yè)環(huán)境)、Real PM(真實的項目經(jīng)理)、Real Project(真實的開發(fā)項目)、Real Pressure(真實的工作壓力)、Real Opening(真實的工作機會)。學生在課程設(shè)計、實習、實訓過程中,由有豐富行業(yè)經(jīng)驗的項目經(jīng)理、企業(yè)工程師講授專業(yè)課程,課程安排由淺入深,循序漸進,注重實踐。學生能夠感受真實的企業(yè)環(huán)境,初步解了企業(yè)文化、企業(yè)崗位需求、企業(yè)技術(shù)規(guī)范、企業(yè)技術(shù)標準、企業(yè)管理模式,熟悉真實的企業(yè)項目開發(fā)流程,了解真實的工作壓力,提高學生職業(yè)技能,并從入學就簽訂就業(yè)協(xié)議,最后1.5年到企業(yè)集中培訓6個月后給提供學生真實的工作機會。2012級、2013級、2014級物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)和計算機科學與技術(shù)專業(yè)全體學生的C語言課程設(shè)計都是在中軟國際做的,真正體驗了5R教學,每個學生都有很大收獲,去過企業(yè)做課程設(shè)計學生的精神面貌、學習熱情和團結(jié)合作精神都要好于沒去過企業(yè)做課程設(shè)計的同學。同時,每年都有一門課程設(shè)計到企業(yè)去做或由企業(yè)的技術(shù)人員來指導,采用5R教學,使學生真正體驗到了項目的開發(fā)過程。課程設(shè)計的階段提交物如圖2所示。
五、人才培養(yǎng)效果
通過企業(yè)和學校的共同努力,2012級校企合作第一屆物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)、計算機科學與技術(shù)專業(yè)于2016年畢業(yè),本屆共63名畢業(yè)生,除了2人考研、3人自主就業(yè)(家里安排,不用推薦)之外,其他58名畢業(yè)生經(jīng)過企業(yè)培訓和推薦已全部高薪就業(yè),就業(yè)率達到92%,就業(yè)單位對口率達到100%。