面向卓越工程師培養(yǎng)的嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式研究.doc

面向卓越工程師培養(yǎng)的嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式研究 何劍鋒，葉志翔，蔣年德，杜萍，余英 （東華理工大學(xué)軟件學(xué)院，江西南昌330013） 摘要：分析嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)改革過程中傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)專業(yè)方向目前的教學(xué)狀況，提出“1個(gè)中心、2個(gè)基本、3個(gè)層次、4個(gè)環(huán)節(jié)、5個(gè)內(nèi)容、6個(gè)能力”的創(chuàng)新實(shí)踐取向的教學(xué)模式，指出這種嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)改革在提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)能力上具有重要的引導(dǎo)作用，并對(duì)“卓越計(jì)劃”實(shí)施和推廣有一定的借鑒作用。 關(guān)鍵詞：卓越工程師；嵌入式系統(tǒng)；創(chuàng)新實(shí)踐；教學(xué)模式 ：1672-5913(xx)15-0059-03：G642 基金項(xiàng)目：江西省xx年學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究課題項(xiàng)目“學(xué)科交叉背景下專業(yè)學(xué)位研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式研究”(JXYG-xx-075)；江西省xx年教育科學(xué)規(guī)劃課題“新一代面向就業(yè)服務(wù)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)管理信息平臺(tái)研究與開發(fā)”(11YB311)；東華理工大學(xué)xx年校級(jí)教改課題(ECITJG-xx-08)。 第一作者簡(jiǎn)介：何劍鋒，男，副教授，研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)應(yīng)用開發(fā)，hjf_1Oyeah。 1背景 卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃是貫徹落實(shí)國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（xx-2020年）和國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（xx-2020年）的高等教育重大計(jì)劃，旨在進(jìn)一步完善專業(yè)素養(yǎng)與專業(yè)基礎(chǔ)相結(jié)合的實(shí)踐教育體系，建立行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的創(chuàng)新機(jī)制，造就一批適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的卓越工程技術(shù)人才。如何建立新的人才培養(yǎng)模式是卓越工程師教育的核心內(nèi)容之一。 2嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)改革中的問題 1)嵌入式系統(tǒng)的學(xué)科交叉特性與單一的實(shí)踐教學(xué)模式不相符。 嵌入式系統(tǒng)是嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其對(duì)象環(huán)境涉及多學(xué)科交叉，包括電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等多個(gè)專業(yè)，強(qiáng)調(diào)軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)。在信息化建設(shè)的大背景下，各企業(yè)對(duì)嵌入式人才的需求劇增，使得嵌入式軟硬件研發(fā)工程師成為近年來最熱門的職業(yè)之一。然而，傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)幾乎都是以編寫代碼人手，從源碼分析的角度學(xué)習(xí)嵌入式技術(shù)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)設(shè)備供應(yīng)商提供的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書或步驟進(jìn)行操作，忽略了綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)踐，難以真正具備嵌入式系統(tǒng)開發(fā)能力。因此，單一的實(shí)踐內(nèi)容和要求未能充分顧及企業(yè)人才需求的多樣性。 2)專業(yè)素養(yǎng)人才培養(yǎng)方案與傳統(tǒng)的校企合作模式不適應(yīng)。 就目前嵌入式就業(yè)環(huán)境而言，用人單位一定會(huì)選擇實(shí)踐技能強(qiáng)的學(xué)生。學(xué)生對(duì)未來工作既有期盼又存恐懼，期盼的是多年學(xué)習(xí)終于可以實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值了，而恐懼的則是對(duì)自己的能力沒有信心。從解決用人單位現(xiàn)實(shí)需求出發(fā)，學(xué)校的唯一出路是加強(qiáng)教學(xué)體系中的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的校企合作模式一般以企業(yè)資助為主，該模式受眾較小，對(duì)學(xué)校課程的建設(shè)及改革并沒有太多益處，大部分學(xué)生也無法從這樣的合作模式中獲得實(shí)際工程能力及創(chuàng)造力的鍛煉。 3)實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)與抽象課堂理論教學(xué)機(jī)制不相宜。 嵌入式課程的最終目標(biāo)是培養(yǎng)能夠設(shè)計(jì)或研發(fā)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化產(chǎn)品的實(shí)踐創(chuàng)新型學(xué)生。然而，眾多院校開設(shè)的課程僅考慮嵌入式系統(tǒng)自身特點(diǎn)，理論知識(shí)偏多，實(shí)踐操作知識(shí)偏少，學(xué)生感到學(xué)習(xí)內(nèi)容晦澀且難以理解。由于授課知識(shí)面大，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，授課教師將理論知識(shí)點(diǎn)灌輸給學(xué)生，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性較差，學(xué)生接受能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力不強(qiáng)。因此，高校統(tǒng)一的教學(xué)機(jī)制和教學(xué)規(guī)范不適應(yīng)嵌入式專業(yè)的實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)。 3創(chuàng)新實(shí)踐取向教學(xué)模式 學(xué)校應(yīng)從嵌入式方向人才培養(yǎng)體系中遴選出能夠增強(qiáng)學(xué)生競(jìng)爭(zhēng)力的核心課程進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)，突出核心課程在人才培養(yǎng)中的地位和作用，深化實(shí)踐教學(xué)改革，注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)，構(gòu)建完整而合理的嵌入式重點(diǎn)課程群，進(jìn)而把創(chuàng)新工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)融入到核心課程群的建設(shè)之中，探索具有創(chuàng)新能力的工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。為此，我們提出了“1個(gè)中心、2個(gè)基本、3個(gè)層次、4個(gè)環(huán)節(jié)、5個(gè)內(nèi)容、6個(gè)能力”的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式。該模式以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力為中心，以通識(shí)教育（軟件工程的專業(yè)素養(yǎng)）與基本理論教育（嵌入式系統(tǒng)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)）為基本點(diǎn)，循序漸進(jìn)地實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)實(shí)踐、綜合實(shí)踐、創(chuàng)新實(shí)踐3個(gè)層次，圍繞課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、科技競(jìng)賽、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)4個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，重點(diǎn)加強(qiáng)C/C+程序設(shè)計(jì)、嵌入式體系結(jié)構(gòu)、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式綜合設(shè)計(jì)、嵌入式項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)5個(gè)嵌入式內(nèi)容，進(jìn)而突出綜合分析能力、工程素養(yǎng)養(yǎng)成、實(shí)踐操作能力、工程應(yīng)用能力、自主研發(fā)能力、自主創(chuàng)新能力6個(gè)能力。創(chuàng)新實(shí)踐取向教學(xué)模式如圖1所示，從3個(gè)方面闡述面向卓越工程師的嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)踐取向。 1)構(gòu)建使嵌入式系統(tǒng)多學(xué)科交叉與不同實(shí)踐層次環(huán)節(jié)相適應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)模式。 學(xué)科交叉往往是新科學(xué)的生長(zhǎng)點(diǎn)，是重大科學(xué)問題得以解決的突破口，嵌入式系統(tǒng)的學(xué)科交叉特點(diǎn)正迎合了創(chuàng)新人才培養(yǎng)的核心要求。例如，數(shù)學(xué)專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生也可進(jìn)入信息專業(yè)進(jìn)行培養(yǎng)，論文就可用相關(guān)的數(shù)學(xué)方法解決信息處理中的問題，提高創(chuàng)新性；計(jì)算機(jī)專業(yè)的畢業(yè)生，也可進(jìn)入學(xué)校傳統(tǒng)核技術(shù)專業(yè)學(xué)習(xí)，以完善自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，在科研中可用信息處理方法來解決核信號(hào)處理中的問題，提出新的解決方案等。學(xué)校應(yīng)從培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)科交叉知識(shí)點(diǎn)、應(yīng)用設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力出發(fā)，針對(duì)嵌入式系統(tǒng)課程特點(diǎn)，構(gòu)建全新的嵌入式系統(tǒng)重點(diǎn)課程群實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)體系，以滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。 2)探索由廣域校企合作轉(zhuǎn)向具備專業(yè)素養(yǎng)的深度校企合作。 由于工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力、人際溝通與團(tuán)隊(duì)協(xié)作素質(zhì)是軟件工程學(xué)生目前最為薄弱的環(huán)節(jié)，所以企業(yè)培養(yǎng)方案的落實(shí)是嵌入式軟件工程人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。近年來，學(xué)院與14家軟件園簽署了校企聯(lián)合實(shí)訓(xùn)基地，要求確保培養(yǎng)目標(biāo)與用人標(biāo)準(zhǔn)無縫對(duì)接，嵌入式方向課程體系設(shè)置和企業(yè)需求無縫對(duì)接，確實(shí)落實(shí)好企業(yè)的培養(yǎng)方案；同時(shí)，在科學(xué)一技術(shù)一工程一管理鏈上，高校應(yīng)以工程應(yīng)用為核心，以科學(xué)、技術(shù)、管理為半徑，構(gòu)建教學(xué)和實(shí)踐體系；結(jié)合企業(yè)應(yīng)用型人才需求，以工程師素質(zhì)培養(yǎng)為重點(diǎn)，增加“IT認(rèn)知實(shí)習(xí)”實(shí)踐環(huán)節(jié)，營(yíng)造工程師素質(zhì)養(yǎng)成的氛圍，為增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神提供了時(shí)間和空間；結(jié)合企業(yè)CMM、IS09000等工程管理以及系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生熟悉并掌握現(xiàn)代軟件生產(chǎn)流程，建立具有軟件工程思想和滿足軟件生產(chǎn)工廠化需求的培養(yǎng)體系。 3)培養(yǎng)與面向技術(shù)的先進(jìn)性、技能的應(yīng)用性、視野的國(guó)際性相宜的創(chuàng)新實(shí)踐能力。 基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法改革是培養(yǎng)嵌入式軟件人才的重要手段。我們將科研項(xiàng)目中獲得的新知識(shí)、新方法、科學(xué)前沿等成果及時(shí)補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中，既可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)有了更深刻理解；同時(shí)，努力建立企業(yè)項(xiàng)目案例庫，以實(shí)現(xiàn)案例式教學(xué)模式更新，重點(diǎn)突出課程的實(shí)踐性和應(yīng)用性，擴(kuò)展到更深的應(yīng)用層次，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)促使卓越軟件工程師的培養(yǎng)；結(jié)合國(guó)際最新軟件發(fā)展潮流和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要，面向全國(guó)嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)，立足江西嵌入式軟件行業(yè)，針對(duì)學(xué)校特色嵌入式軟件專業(yè)，培養(yǎng)未來的軟件工程師。 4結(jié)語 在教育部實(shí)施“卓越工程師計(jì)劃”的背景下，我們以企業(yè)實(shí)際需求為牽引，加強(qiáng)工程實(shí)例教學(xué)，鼓勵(lì)教師與學(xué)生創(chuàng)新立項(xiàng)，激勵(lì)學(xué)生參與科研項(xiàng)目和各類競(jìng)賽項(xiàng)目，為教師與學(xué)生營(yíng)造和諧的發(fā)展環(huán)境。同時(shí)，我們以工程師素質(zhì)培養(yǎng)為重點(diǎn)，努力營(yíng)造工程師素質(zhì)養(yǎng)成的氛圍，希望對(duì)“卓越工程師計(jì)劃”實(shí)施和推廣有一定的借鑒作用。 參考文獻(xiàn)： 1林健注重卓越工程教育本質(zhì)，創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)模式J中國(guó)高等教育，xx(6):19-21. 2孫振忠，陳盛貴，鐘守炎面向卓越工程師的企業(yè)工程實(shí)踐培養(yǎng)模式J實(shí)驗(yàn)室研究與探索，xx，31(8)：286-288 3黃云志，徐科軍，以學(xué)生為中心，加強(qiáng)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)：以合肥工業(yè)大學(xué)為例J合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版， xx，26(1):134-137 4鄭廣海，曲英偉以嵌入式Linux為核心的課程群實(shí)踐教學(xué)體系的探索c第5屆教育教學(xué)改革與管理工程學(xué)術(shù)年會(huì)論文集xx：29 5許童羽，陳春玲，孫國(guó)凱，面向卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)踐教學(xué)改革J高等農(nóng)業(yè)教育，xx(4)：74-76 6何劍鋒，葉志翔，何月順交叉應(yīng)用型嵌入式創(chuàng)新人才培養(yǎng)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐J東