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关键词:就业;岗位能力;课程设置;实训基地;师资队伍
上世纪末,计算机技术在各应用领域飞速发展,计算机专业十分火爆,毕业生非常抢手,这大大地推动了我国计算机专业的教育事业。几乎所有的大中专、高职院校都开设了计算机专业,为社会培养了大批的计算机人才,为我国信息化社会的发展作出了一定的贡献。但近年来,毕业生就业压力相对较大,且就业率呈逐年下滑之势[1]。
由麦可思(MyCOS)――中国大学生就业研究课题组撰写《中国大学毕业生就业报告(2009)》显示,尽管2008年全国对信息类人才需求的绝对量还是很大,但全国失业最多的8个专业中就有“计算机科学与技术”。究其原因有二,一是部分高校为了吸引生源,社会上什么专业热就一窝蜂地开设什么专业,导致高校电子信息大类毕业生数量猛增。据统计,电子信息大类在校生已达110万人左右,总人数排在财经大类、文化教育大类之后,列第三位,热门专业很快就呈现出供过于求的态势。二是高校的专业设置与社会需求之间不尽合拍,近几年随着市场竞争加剧,市场分工日益细化,对人才需要也趋于专业和精细,而各高校专业趋同导致高校无特点、人才无特色、培养出的毕业生无明显优势,走向社会后所学知识与社会需求间存在较大差距,致使许多毕业生就业竞争力不强,根本无法运用本专业知识就业。
1嵌入式系统人才市场需求分析
在早期计算机专业的人才培养方案中,偏硬件的课程一般有数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言、计算接口技术和单片机等,但学生在学完这些课程后,只是留下一点理论的记忆,动起手来还是什么都不会。这一方面与课程设置和教学模式有关,另一方面近几年市场发生了很大的变化,经过调查,我们发现,国内8位单片机设计工程师已经是供过于求,但是32位ARM工程师却存在严重的缺口,而且ARM工程师和8位单片机工程师之间的待遇也在逐渐拉大。根据智联招聘网2009年统计,嵌入式软件人才职位一直稳居职业需求前10名。根据ARM公司统计,嵌入式人才需求在以每年38%的速度增长,在这个增长里面,8位,16位的人才需求有所回落,32位高端嵌入式人才的需求增长非常突出。
尽管近几年一些高校根据人才市场需求变化,适当调整了教学计划,增加类似于“嵌入式系统”等课程,但仅仅是几门课程的改变难以扭转学生知识结构和操作技能与市场需求脱节现象,因为市场需求的是专业化和技能化人才,而不是以前“什么都会一点,什么都不精”的人才,所以必须从根本上对专业进行彻底改革,改变以前的教学模式。
通常认为掌握嵌入式技术“门槛” 较高,需要学生有着良好的基础和基本素质,但是高职院校可将嵌入式技术办成专业,通过对专业知识进行细分,重点突出操作技能,通过长达几年教学实践,完全可以做到把复杂的知识简单化,提高学生学习兴趣。目前国内有些高职院校已进行了探索,取得了一些成果。
2职业岗位和职业能力分析
一个专业设置存在必要性首先是依据市场上有无相对应的职业岗位,而不能走为招揽生源而闭门造车的路子。目前中国号称“世界工厂”,制造业发达,电子产品制造、玩具等工业全世界赫赫有名,客观上能为学生就业提供广阔的舞台。
设置“嵌入式系统”专业的职业主要是面向信息、电子电器类行业,如在计算机、通信、家电、汽车电子、玩具、医疗器械等行业从事嵌入式产品软硬件开发、系统调试、辅助设计等工作。同时可从事嵌入式产品应用软件升级工作;在电子产品厂家从事相关电子产品的生产、测试、辅助设计等工作;还可从事印制电路板(PCB)设计,微控制器应用开发、电子设备维护维修等工作。具体说就是[2]:
(1) 产品研发。智能化产品研发中嵌入式计算机设计工作。
(2) 与嵌入式产品相关的生产、制造部门从事生产管理、测试、检验工作。
(3) 嵌入式产品的销售、产品升级、维护、售后服务等工作。
(4) 可从事微控制器应用开发、电子设备维护维修、印制电路板(PCB)设计、通用计算机维修、计算机板卡维修等工作。
职业能力与职业岗位是相辅相成的,一定的职业岗位需要相应的职业能力,而具有一定职业能力的人才能胜任相应的职业岗位。作为未来的职业人,具有良好的专业技能是必不可少的,如嵌入式软件设计流程、PCB板制作、8位和32位系统基本原理等;还应具有良好的综合素质,如良好的沟通表达能力、职业道德、抗压能力和积极乐观的人生态度等。这些需要通过制定详细周全的人才培养方案及整个校园文化共同打造形成。
3课程设置分析
目前我国职业院校在进行学科建设、制定人才培养方案、设计课程体系时,往往不是从市场需求出发,而是先有结果再来拼凑过程,或者直接沿用普通高等教育的以“学科系统化”为设计思想的课程体系。这种操作模式很难适应高职教育发展和社会对人才需求的需要,北大青鸟推荐的一种专业建设思路,很有借鉴作用,如图1所示。
课程体系是制定人才培养方案中最重要、关键的一环,直接关系到学生培养质量,以及相关的师资队伍、实训室的建设等,根据目前市场上职业岗位和职业技能的需求,构建如下课程体系,如表1所示。
4实训基地建设[3]
高等职业教育主要是培养高素质应用技能型人才,在人才的培养过程中,技能的培养具有重要的地位。技术、技能的培养需要环境,需要系列实践教学环节来保障。在高职教育中,实践教学环节的设计与实施、实验实训基地的设计与建设,是高职教育教学改革的一项重要任务。我们一直坚持校内实训基地和校外实训基地同步建设,以校内实训基地为主的思想。校外实训基地主要结合公司具体产品综合训练,而校内实训基地侧重于各方面技能训练,具体说,建议设立如下校内实训基地。
(1) 计算机组装与外设维修实训室。
设立50个左右的工位,满足一个教学班(50人)的实训需要,设备配置:1/3采用市场销售的新型号计算机,用于学生识别最新的硬件系统和硬件安装演示、系统软件安装训练;1/3为市场在用的流行计算机,用于硬件系统的安装训练和软件系统安装与测试;1/3为市场接近淘汰的机型,用于拆装机训练和维修训练。
(2) 电工电子实训室。
用于进行电路基础、模拟电路、数字电路实训。
(3) 单片机及PCB板制作实训室。
用于辅助单片机课程和PCB课程学习,作为完成各种综合实训场所。在通用机房安装protel或其他电子设计软件,用于电路原理图绘制和PCB设计。该实训室配备电烙铁、万用板,以及“PCB雕刻机”、“PCB孔化设备”,既可完成手工制作PCB实训,又可了解设备制作PCB过程。
(4)ARM嵌入式技术实训室。
配置基于ARM9以上序列的嵌入式实验教学设备25台左右,满足一个教学班(50人)需要。主要是实训ARM基本应用。
(5) 嵌入式操作系统软件实训室。
该实训室可结合ARM嵌入式技术实训室共同组织实施,主要完成操作系统(Linux和Windows)裁剪、移植实训工作,以及应用软件开发实训工作。
5师资队伍建设
根据人才培养方案,我院组建以专业带头人为核心、骨干教师为依托,包括专任教师和企业兼职教师等专业教师队伍。专业带头人要能够站在专业领域发展前沿,熟悉行业企业最新技术和市场动态,把握专业技术改革方向;骨干教师能够精通本专业的相关技术,教学经验丰富,科研能力强,有较强的学习能力,年富力强。教师队伍应保持相应的稳定,在年龄结构、职称结构上保持恰到的比例,不要太集中于毕业于某一院校,避免产生近亲繁殖。
目前根据我们招聘教师的经验,从高校应届毕业生中很难找到合适的人选,因为按照现在中国研究生培养学科方向,软硬件皆精通且动手能力较强的人才实在不多。因此,师资队伍建设应立足于从企业引进高层次人才为主,培养本校在职教师及聘用兼职教师为辅的方法。
6结语
近几年许多高校都面临了这样一个事实:报读计算机类的学生越来越少了。这一方面与学生就业难有直接关系,另一方面也反映了整个社会在发生变化,市场对人才的需求也在发生变化,而高校对此缺乏足够的敏锐。笔者所在的学校正在进行大规模的专业调整,“以改革求生存,以创新求发展”已成为大家的共识,计算机类专业也不例外,唯有不断改革适应市场需求、挖掘新的专业方向,才能保持专业可持续发展。
参考文献:
[1] 郭琦. 高职院校计算机专业设置与就业形势分析[J]. 职业教育研究,2008(4):41-42.
[2] 中国高等职业院校计算机教育改革课题研究组. 中国高职院校计算机教育课程体系[M]. 北京:中国铁道出版社,2007.
[3] 全国高等院校计算机基础教育研究会. 高职院校计算机教育经验汇编(第一集)[M]. 北京:中国铁道出版社,2007.
Construct Vocational Specialty System of Embedded System Oriented to Employment
LIU Yi-jun1 , XIONG Jian-ling2
(1. Guangzhou Vocational College of Technology and Business, Guangzhou511442, China;
2. Guangzhou Thinker Science and Technology Limited company, Guangzhou510630, China )
关键词:嵌入式技术;专业定位;人才培养模式;课程体系
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)20-5554-03
The Construction of Computer Application Technology Specialty in Higher Vocational Education
TENG Hong-qiu
(Information Engineering Department, Guangdong Vocational College of Science and Trade, Guangzhou 510460, China)
Abstract: For the problems in the construction of Computer Application Technology, the embedded technology is put forward as the direction of the development in this paper based on the current situation analysis. Along with specialty orientation, training model, curriculum development, faculty development and training practice bases and other issues, the work of useful exploration and practice is carried out, and the initial results have been achieved.
Key words: embedded Technology; specialty orientation; training model; curriculum system
以往的高职计算机应用技术专业设置方法,基本上都是面向综合。要求学生在毕业时要具有计算机的基本知识和基础理论,熟悉计算机软硬件操作,具有一定的硬件维护 、网络安装和管理、网页设计与多媒体处理、软件开发与维护的能力,并具有较强的适应计算机技术快速发展的能力。这种专业设置的方法基本上是以本科的专业设置为参照,经过适当的简化就变成了高职的计算机应用技术专业。这种设置专业的方法无疑是仍然没有放弃以学科体系为目标的专业设置方法,显然已经不适合国家现在按照专项职业能力来培养学生的高职教育目标。
《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》指出:“高职高专教育是我国高等教育的重要组成部分,培养拥护党的基本路线,适应生产、建设、管理、服务第一线需要的,德、智、体、美等方面发展的高等技术应用性专门人才。”它为高等职业教育人才培养目标指明了方向。根据这一目标,我们必须对计算机应用技术专业建设进行改革。
1 专业定位和人才培养模式
1.1 专业定位
专业定位必须要考虑多种因素,比如学校实际办学条件,专业发展前景等,其别重要的一点就是专业必须要侧重于某一专业方向。也就是说,必须放弃以往计算机应用技术专业大而全的特点,应该专注于专业的某一领域。
从职业方向角度来讲,计算机应用技术专业相关的职业岗位是非常多的,几乎可以说是涉及了计算机行业的所有岗位。虽然说适应面宽是有好处的,但是必然也会带来专业能力不强的问题,也就是横向和纵向的矛盾问题。不应过分追求专业适应面的宽泛,而应考虑到每个职业岗位在知识水平和能力结构上各有侧重,计算机知识技能体系如此庞大 ,一个学生在三年时间内也不可能面面俱到、样样精通。这种情况就决定了学生在三年时间内应该选择某一方向,有所侧重的去学习,也就是专业要定位明确。
为了贯彻国家“高职教育要适应国家经济、社会发展的需要,要为地方经济服务”的指导方针,职业院校要以服务区域经济和社会发展为目标,针对区域经济发展的要求,灵活调整和设置专业,强化职业教育特色。职业院校的专业建设一定要加强与地方经济社会发展的需要相结合,及时调控与优化专业结构布局,根据自身条件适应地区、行业经济社会发展的需要,有针对性地调整和设置专业。
由此看来,高职教育能否为经济建设服务,关键在专业设置。专业是否同经济和社会发展相适应是衡量专业结构是否合理的根本标志,专业建设必须与地方经济发展紧密结合。我校地处广州市,以广州市为中心,辐射珠三角等经济发达地区。该地区有着非常发达的信息技术产业和电子产品制造业。在这些行业中,小到智能卡、手机、PDA,大到信息家电、汽车电子、交通管理,甚至是航空航天,嵌入式技术已得到了广泛的应用。大力发展嵌入式技术与应用已迫在眉睫,因为它已经成为我国信息技术产业实现跨越式发展的重要砝码。
基于以上考虑,结合我校办学条件,我们确定把嵌入式技术作为计算机应用专业的发展方向。
1.2 人才培养模式
教育部16号文件《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》第五条“大力推行工学结合,突出实践能力培养,改革人才培养模式”中指出,“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革。”在专业定位以后,下一步非常重要的工作就是人才培养模式的改革。改革当然是要采用工学结合的培养模式。但是,怎么样工学结合?怎样在工学结合中突出“能力提高”的主线?在改革和实践过程中,我们感到“工学结合”绝不是一种形式。要切实开展工学结合的培养模式,首先要求我们在思想上要充分理解工学结合内涵,不能片面地认为把学生安排到工厂企业去顶岗实习就是工学结合。工学结合应是在“做”中“学”,所以学习的场所不应只限于在企业、工厂,在学校教师的指导下完成工作任务同样是“工”,这样才会在把握工学结合的实质的情况下,使工学结合不会流于形式,变得灵活多样。
在探索工学结合实践过程中,我们把重点放在教学过程的实践性、开放性和职业性上,抓住实验、实训、实习这三个关键环节。建立完整的工作过程系统化任务,真正激发学生为做而积极主动思考,从而学到知识。把课堂搬到实训室,把实训室变成学生的工作单位,让学生自己管理设备,从“做”中“学”。以工作任务驱动,教师从“教”的角色转变为“指导”的角色。让学生在任务项目驱动下,进行一系列工作过程活动。在这种工学结合模式中,学生不但获得了完成工作任务的专业能力,同时也获得了遇到问题如何解决的方法能力,以及与人交往、合作的职业能力。
当然我们也不能忽略在企业、工厂一线接受锻炼的重要性,只是绝对不可以走形式。在企业、工厂,学生同样也要有老师的指导,当然也包括有实际经验的企业、工厂的工程师、技师等技术人员的指导。同样,在企业实习,也要突出“任务驱动”、“项目导向”的原则,使学生在一个个任务和项目中真正得到锻炼。广州地区是嵌入式行业发展比较快的地区,我们利用这一优势,与广东嵌入式公共技术中心等单位展开校企合作,派学生到企业去,接受企业的项目培训,参与企业的项目研发等工作,使学生得到真正的锻炼。
2 课程体系建设
课程体系从原来的以学科为体系的课程设置转变为以能力为主线的课程体系设置,即先按专业主要工作岗位,找出岗位相应的主要工作任务,在根据工作任务分析需要的职业能力与素质,最后在定位相对应的课程。这种对课程体系的设置方法,更加具有针对性,符合以能力、技能为目标的培养方针。具体过程如表1所示。
整个教学体系的设置体现模块化的特点,加大了实操、实训课的比例,并专门安排课时进行综合项目实训。对基础理论课以适用、够用为原则,加强课程设置的针对性和实用性,使整个教学体系结构合理,科学可行。具体说来,分为以下几个模块:
1)公共文化基础模块:计算机数学、计算机应用基础、计算机英语。主要针对职业能力和素质中的项目文档编写、项目报告、资料查阅及数学基础等能力要求。
2)硬件基础模块:计算机电路基础、计算机组成原理、Protel制图。需要强调的是,从事嵌入式行业,无论是做软件还是硬件,都要有硬件基础。
3)软件基础模块:C语言程序设计、C++语言程序设计、数据结构、数据库原理与应用、Java程序设计。嵌入式系统开发测试等岗位都要求有较好的编程能力,而且由于嵌入式系统编程建立在特定的硬件平台上,势必要求其编程语言具备较强的硬件操作能力。目前,毫无疑问的是在嵌入式编程中用的最多的是C语言,所以,在课程设置时,我们改革原来的各门课基本上平均安排课时的做法,对C语言,特地安排了一个C课程系列。首先,加大C语言基础部分课时量,针对很多学生的实际情况,安排了两个学期144个学时来完成C语言的基础部分,使重点核心课程的教学效果得到了保障;其次,新开了一门C语言高级编程,主要是提高学生的C语言综合项目编程能力;最后,在Linux编程基础等课程中继续加强学生C语言方面的编程能力。实践表明,我们这种核心关键课程系列化的做法明显地提高了教学计划中规定的学生核心能力。
4)专业技术知识:ARM体系结构、嵌入式操作系统、嵌入式应用开发、嵌入式综合项目实践。主要是针对ARM硬件体系,掌握嵌入式开发环境搭建、内核移植、内核裁剪、各种驱动开发、应用开发等,使学生掌握嵌入式系统设计与开发技能。
3 师资队伍建设
专业发展的好坏,与是否有一支“比例适当,素质优良,结构优化,敬业奉献”的教师队伍有很大关系。我们专业目前教师的学历层次、职称结构都不合理,没有达到教育部规定的高职高专师资队伍的学历要求和职称结构要求。师资引进渠道单一,主要的渠道是录用本科院校毕业的本科生和研究生。虽然他们有扎实的理论知识,但是缺乏实践经验,尤其是缺乏实际项目开发经验。“双师型”教师队伍建设还存在很大困难,缺少真正的既懂教学又有实践技能的“双师型”教师。
为解决上述问题,我们鼓励在职教师通过进修等形式提高学历,鼓励教师去参加专业技术培训、去一线企业进行锻炼,通过这种途径,专业教师可以获得工程技术技能人员任职资格,更重要的是还可以获得一线项目工作经验,成为真正的“双师”型人才。
另外一个解决的途径就是吸引社会上相关行业的优秀人才到学校来。根据不同情况,不能离开原来工作岗位的就聘请做兼职教师,可以全职的就做专任教师。选派有经验的教师做他们的指导老师,使他们很快能够获得教学方面的经验,胜任教师的岗位。还要注重从生产一线选聘有实践经验的技术骨干,经过教师培训做兼职教师,不断加大兼职教师的比例,作为向“双师型”方向发展的一项重要措施。
4 实训实践基地建设
要想培育出适应岗位需要的技能型人才,就必须抓好实训实践环节。尤其是嵌入式技术涉及诸多领域,比如计算机、通信、自动化、电子工程、机电一体化等专业领域,有很强的综合性,它强调两面性,既需要懂硬件,也需要通软件,同时嵌入式技术方面的课程都是实践性、应用性很强的课程,这就需要加强实践环节,以达到培养学生的动手实践能力、综合应用能力和创新能力的目的。
在校内实训基地建设方面,侧重于体现教学做一体化,着重培养学生的动手实践能力。我校经过近几年的不断建设,嵌入式技术专业也形成了从基础到应用的实训体系结构,先后成立了电子技术实验室、嵌入式技术实验室等。另外,由于实训条件建设需要较大的经费投入,而且如果利用率不高的话,也会造成资源的浪费。所以,我们利用现有条件,积极提高实验室的利用效率。电子技术实验室,除了可以做电路基础、模拟电子技术、数字电子技术等课程实验外,增加电工学等方面的实验。嵌入式技术实验室既可以做嵌入式系统实验(包括Linux和Wince两个方面),又可以做单片机的实验,而且选用的是三合一单片机实验箱,包括89C51,196和8088三种核心芯片,也就是说,不但可以承担8位和16位单片机系统实验,而且可以做微机原理与接口实验。通过改革实践,我们把课堂搬到了实验室,教师直接在实训室上课,改变了以往在教室满堂灌的落后做法,在实训室边教边做,边做边指导,不断提高教学效果。
在校内成立学生工作室,配备一定的实验条件,使学生有一个良好的学习实验环境,而且更方便学生之间及学生和老师之间的交流。工作室由学生自己管理,学生可以长时间在工作室学习,自发成立兴趣小组,自己规定项目任务去做。同时,也指派指导老师,由老师根据各种技能比赛或一些课题,安排学生参加开发。这种成立工作室的做法,同时也对提高学生的主动性、创造性很有帮助。
在校外实训基地方面,结合就业岗位,使学生亲历工作环境,缩短学生与岗位需求的差距。与多家IT公司签订校企合作协议,并积极开展各种形式的校企合作。如与广东美的自控科技有限公司合作,并由广东省政府拨出项目扶持基金,开展电子类人才教育工程项目。与广州惠迈电脑有限公司合作,建立学生电脑实践中心,派学生到公司实训,并定期举办装机大赛。
5 教学方法与手段改革
5.1 教学方法
改进原来按照知识点进行教学的按部就班的教学方法,采用“任务驱动”“案例法”“互动式”“启发式”“项目导向”等教学方法,坚持以学生为主体的思想,教师主要起“启发”和“引导”的作用,培养学生自主学习能力。
把对应的知识设计成设计灵活的、可操作性的具体实训任务,要求学生在具体的完成任务的过程中培养实际动手与思维能力,增强创新意识。改变以往先讲理论基础的方法,比如在电子技术基础的教学中,就可以直接从安排分析和设计数字电路开始,分为:组合逻辑电路、时序逻辑电路和综合数字电路三个模块,又把各个模块设计成一个一个的学习情境和对应的任务,由任务开始,而不是由理论基础开始,在完成任务的过程中,使学生由被动接受改为主动学习,也使完成任务的过程变成了知识点的掌握过程。
尽可能把真实项目引进到教学过程中,这里的真实项目可以是企业已完成的开发项目。以一个具有代表性的工程项目的开发过程(如嵌入式智能手机开发)为主线贯穿整个教学过程,尤其是针对一些综合性的可以进行完整课程设计的课程,构建完整的教学设计,对教学内容进行了一定程度的解构与重构,以项目导向促进实现学生能力的提高。
改革考核的内容、方法,以检验学生的技能水平和各项能力为目标,采取综合考核方式,将学生自主学习情况、创新活动及表现、学习过程情况等纳入考核评价体系,学生成绩以技能考核为主,理论考核为辅,建立以能力考核为重点,以过程考核为中心的课程考核评价体系。
5.2 教学手段
灵活采用多种教学手段,运用电子课件教学,基于嵌入式技术课程体系特点,多采用计算机辅助教学手段,使抽象的理论教学变成“所见即所得”的感性教学。如电子技术基础、单片机原理与应用、嵌入式系统设计等课程,都可以很方便的利用仿真教学的手段,使学生较快的接受所学知识。
把教学引入到实训室中,真正体现“教、学、做一体化”的思想。在教学过程中采用“边学边练、边学边用、学用结合”的教学方法,及时将课程学习转换成真实的专业技能和职业能力的培养。
采用课内外结合的教学手段,利用课外活动小组、网络QQ群、网上答疑等形式促进教学。
6 结束语
据调查,目前在其它计算机专业中低端人才日趋饱和的情况下,嵌入式技术专业的人才需求仍处于紧缺状态。针对高职院校,嵌入式技术专业的毕业生可以从事嵌入式系统应用开发、产品管理、售后服务、技术支持等工作。本文从“就业为导向,能力为目标”的原则指导下,提出了计算机应用技术专业的改革思路,并进行了实践。首先是根据区域经济特点进行专业定位,再根据嵌入式技术方向的定位进行岗位调研和岗位能力分析,制定培养目标和人才培养规格,并根据工作任务和任务所需能力和素质,制定学习情境和对应课程体系。其他方面,师资力量建设、实训实践基地建设、教学方法和手段等工作也要在此技术上同步进行,以达到培养技能型人才的目标。
参考文献:
[1] 张凡.以就业为导向的高职高专计算机应用专业课程体系建设[J].电脑知识与技术,2008(8).
[2] 陈豫.高职计算机应用专业教学计划改革的探索与实践[J].计算机教育,2008(4).
1 课程标准设计思路
以工作过程为导向的高职课程体系,要求课程设计要基于工作过程,充分体现工学结合的特点,以真实的工作任务或产品为载体来实施课程整体设计。课程标准设计的思路首先应依据专业人才培养方案中关于人才培养目标的阐述,明确课程目标;其次应结合职业教育课程观、教学观、能力观,基于软件工程的开发过程,以项目化教学来组织课程内容,在课程内容的选择与排序中,以软件工程实施的不同阶段、典型任务为载体,将课程内容划分为互相联系的学习情景;第三应通过对各学习情景中学习目标、主要内容、授课方式、师生要求等各项内容的描述,来规范课程所要求的内容;第四应通过对课程内容的选取和组合,以一个完整的项目为载体,完成课程的实施;最后,通过对项目实施过程中各个环节的考察和评价,来完成对课程的评鉴与考核。嵌入式应用与开发课程标准制订的设计思路可以用图1来表示。
1.1 课程标准制订依据
由于嵌入式系统应用技术是一门新兴的技术,发展历史较短,发展速度很快,所以课程的设置与开发,既要以国家职业标准为基础,又要依据市场变化和企业对人才的需求进行调整。根据市场调研和企业人才分析,我院计算机应用技术专业嵌入式应用与开发课程所面向的工作岗位主要是J2ME程序员、手机软件测试员、手机多媒体程序员、手机游戏工程师以及相关的3G网络环境下的无线应用型人才嵌入式应用与开发课程的开设,紧密结合市场对人才的需求,具有一定的前瞻性。结合目前3G市场对手机软件开发人才的需求,课程的内容设计将以此为依据进行动态更新。课程内容将随着市场的变化、企业对人才的需求和嵌入式系统应用技术的发展及时更新和补充;基于目前的教学环境,本课程主要以J2ME应用软件开发为主。
1.2 课程标准框架结构
嵌入式应用与开发课程标准共有七个部分组成:前言部分、课程目标、课程内容、课程实施、课程评鉴、教材编写与使用建议、附录。其中,前言部分包括目的、设计思路、课程性质与任务、课程职业面向、课程能力培养分解、参考文档;课程目标包括总体目标和具体目标;课程内容包括学习情景、课程单元、情感态度、学习策略;课程实施包括教学模式、教学建议、项目参考实例说明等;课程评鉴包括课程考核和课程评价;教材编写与使用建议包括教材编写原则和教材使用建议;附录部分包括国家职业标准、参考数目、网络资源、精品课程等。
2 嵌入式应用与开发课程标准内容
2.1 课程目标
课程目标是课程学习的预期结果:即完成某个专业或某门课程之后,学生将要达到某一确定的知识、能力、素质的人才规格要求,其总目标与专业培养目标一致。专业培养目标是由社会需求分析、个体需求分析、教学现状分析的综合结果来确定的,因此也是课程目标确定的依据。
2.1.1 总体目标
嵌入式应用与开发课程的总体目标是加强学生的嵌入式软件应用与开发意识,培养学生基于J2ME开发和应用嵌入式手机软件的综合能力。该能力的形成建立在学生基础知识、基本技能、情感态度、学习策略和文化意识等素养整体发展的基础上。
2.1.2 具体目标
依据总体目标,嵌入式应用与开发课程的具体能力目标如下:
(1) 熟悉嵌入式软件开发的一般流程;
(2) 能够安装并配置J2ME开发环境;
(3) 能够根据需求分析设计并完成UI设计;
(4) 能够根据详细设计文档完成事件处理;
(5) 能够应用MIDP通用框架实现网络互联;
(6) 能够在移动设备中保存数据;
(7) 能够完成多媒体编程(使用MMA);
(8) 能够完成短信息编程;
(9) 能够完成简单的手机游戏开发。
加的为课程的扩展目标,对于个别学有余力的同学通过组建兴趣小组的形式进行指导。
2.2 课程内容
同一课程目标可以用不同的内容来实现,包括不同的课程、学程与方法途径。课程作为人才培养方案的基本实施单元,其科学性与合理性直接影响人才质量。课程内容的确定以前面的课程目标分析为依据,以职业综合能力的细化分析为基础,按照定向配置、动态优化的原则来选择课程内容。
依据课程的具体目标以及上述课程选择的原则,确定嵌入式应用与开发课程内容如表1所示。
2.2.1 学习情景
根据课程目标,确定“嵌入式应用与开发”课程共包括八个学习情景,每个学习情景包括:学习目标、课时、主要内容、教学方法与建议、考核与评价、教学材料、学生知识与
能力要求、教师能力及知识要求。以“根据需求分析设计并实现UI”学习情景为例,如表2所示。
2.2.2 课程单元
以完整的项目为载体,按照软件工程的实施过程,将上述典型工作任务融入其中,以每四个学时为一个课
程单元,将整个课程内容组织起来。各课程单元包括学习目标、主要内容(重难点)、教学设计与组织、教学地点、教学仪器设备、教材及参考资料、练习与习题等。以“认识J2ME软件开发项目”为例,如表3所示。
转贴于
2.3 课程实施
2.3.1 教学模式
不同课程模式是不同课程观念的具体体现,所以对课程模式的选择首先是对课程观念的选择。课程观是教育观在课程领域中的体现,是人们对课程本质、属性、功能、目的、规律、原理和法则等问题所持的基本态度,是人们对课程的价值取向。模式的本质特性有三个:典型性、可分类性、可复制性。它反映了教学规律的主要矛盾和主要特征。
为了在教学中潜移默化地提高学生的软件工程素养,拟在整个场景教学的过程中,全程贯穿软件工程思想,并提供软件工程管理工具。提供Step By Step的实训指导手册,来指导学生一步步完成开发环境搭建、需求分析、详细设计、编码调试、测试、源代码管理、进度管理等一系列软件项目管理相关的工作。
同时还会提供涉及到的软件工程管理工具,例如源代码管理工具、Bug管理工具、进度管理工具等等,并提供相应的说明书。此论文由流星毕业论文免费提供 网址2008w.com
2.3.2 项目教学参考实例
课程标准中给出课程实施过程中可以应用的参考实例,并明确项目内容、形式和具体要求。实例如下:
项目名称:手机版列车时刻表的设计与实现(J2ME平台;单机版)。
项目内容:根据课程学习的内容,在充分理解并掌握J2ME相关知识的基础上,以项目小组(3~5人)的形式,在J2ME平台上设计并实现列车时刻表软件(单机版)的开发,主要功能包括软件界面设计、车次查询、站站查询和列车详细信息查询。主要内容包括:
(1) 项目小组组建与成员分工;
(2) 项目需求分析与总体设计;
(3) 项目详细设计与模块划分;
(4) 代码编写与单元测试;
(5) 在PC模拟机上试运行;
(6) 在支持J2ME的手机上真机运行并投入使用。
具体要求:
(1) 项目小组各个成员明确自己的分工和定位,积极主动完成各项任务;
(2) 在小组讨论会议上积极发言,阐述自己对项目开发的建设性意见,记入成绩考核;
(3) 集体讨论并确定总体设计方案和详细模块设计;
(4) 认真完成个人的模块任务;
(5) 撰写需求分析报告、项目总体设计(小组全部成员);
(6) 撰写模块详细设计文档(对应模块的责任人);
(7) 撰写测试报告与试运行报告(该项工作的完成人);
(8) 撰写实训报告,并提交作品。(项目小组)。
3 结束语
“嵌入式应用与开发”课程标准已经初步形成,并用于指导任课教师进行教学实践,取得了较好的效果。但是课程标准的制订是一项系统而复杂的工程,需要经历调研、分析、设计、实施、评鉴、反馈、修订的完整过程才能够更好地指导教学。在以工作过程为导向的课程体系架构下,开发适合高职计算机应用专业人才培养需求的课程标准,还面临企业在标准制订过程中参与的方式、课程实施相关的考核与评鉴、学生对于新的教学模式变革的接受程度等新的问题,需要经过实践的检验和不断的反馈来趋于完善,希望本文的研究对于推动高职教育教学改革的发展具有一定的意义。
参考文献
[1] 石伟平, 徐国庆. 职业教育课程开发技术[M]. 上海: 上海教育出版社, 2006.
[2] 邓泽民, 王宽. 现代四大职教模式[M]. 北京: 中国铁道出版社,2006.
[3] 孙国菊. 高职计算机软件人才培养的思与行[J]. 计算机教育, 2005,(3).
关键词:应用型本科;嵌入式软件;课程体系
中图分类号:G 文献标识码:B
文章编号:1672-5913 (2007) 07-0035-03
嵌入式系统已被广泛地应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器等众多领域,“嵌入式无处不在”已成为现实。而社会对掌握嵌入式技术人才的大量需求,使嵌入式软硬件工程师成为未来几年最为热门的职业之一。2004年6月,美国电气及电子工程师学会计算机协会(IEEE-CS)和美国计算机学会(ACM)公布了“计算教程2004”(Computing Curriculum 2004,简称CC2004)。CC2004对原“计算教程CC2001”四个专业方向进行了修改和扩充,并给出了新的评述,其中在计算机工程专业课程中将嵌入式系统作为一门核心课程,分两个学期进行学习。可见,国内外将嵌入式技术人才的培养已经作为一个重点方向。本文根据江苏技术师范学院以培养应用型本科人才的教学体系,对在计算机科学与技术专业中增设嵌入式软件专业方向进行探讨。
1 增设嵌入式软件专业方向的可行性
20世纪70年代,随着微处理器的出现,计算机的发展出现了历史性的变化。以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性特点,迅速应用在智能化控制领域中,这使计算机失去了原来的形态与通用计算机功能。为了区别于原有的通用计算机系统,把嵌入到对象体系中,实现对象体系智能化控制的计算机,称为嵌入式计算机系统,简称嵌入式系统。
嵌入式系统所涉及到的知识有电子工程、通信工程和计算机技术等多种学科。在嵌入式系统应用领域中,人才可分为两类,一类主要是搞硬件设计,他们大多数在本科阶段学习电子类或通信类专业;另一类主要从事嵌入式操作系统和应用软件的开发,他们大多数在本科阶段学习计算机专业。嵌入式产品硬件设计完成后,后期工作主要靠软件技术人员进行开发与设计,不同的软件体现不同的功能,在嵌入式系统设计中软件开发与设计占总工作量的80%左右,所以在嵌入式系统设计和开发中需要更多的嵌入式软件开发人才。
目前,我校从事嵌入式应用方向研究的教师有16人,其中副高以上5人,讲师5人,助教6人,获得硕士以上学位的教师有8人,在读研究生4人。与嵌入式相关的实验室有计算机组成、接口实验室,以51序列为主的嵌入式实验室,以ARM7为主的嵌入式实验室,正在筹备的以ARM9为核心的嵌入式实验室。
从社会需求、师资力量、实验室建设等多方面可得出,在我校计算机科学与技术专业中增设嵌入式软件专业方向是可行的。
2 嵌入式软件人才培养目标与规格
2.1 培养目标
嵌入式软件专业方向是以应用为主的专业,其培养目标是:德、智、体、美全面发展,掌握计算机基础理论和软件开发的过程,掌握必需的嵌入式软件理论、主流嵌入式系统硬件架构,和嵌入式软件编程的技术、方法和工具,基本具备本领域分析问题解决问题的能力,具备一定的工程实践能力,并具备良好外语运用能力,从事嵌入式软件设计与开发的应用型人才。
2.2 培养规格
计算机科学与技术专业(嵌入式软件方向)的学制一般为4年,授予工学学士学位。学生在专业知识的学习、实践能力以及职业素质的培养过程中,逐步提高自身的获取知识的能力、应用知识能力、创新能力以及团队合作的能力。
(1)职业素质
现代企业需要的人才是职业化的专业人才,企业选拔、考核人才主要从德、能、勤、绩四个方面考核,德排在首位,因此,职业素质是培养嵌入式软件人才的基础。在计算教程CC2004报告中,各专业方向的知识领域中都包含社会和职业生涯方面的知识,涉及与计算相关的哲学、历史、社会、职业和道德责任、知识产权、隐私和公民自由、计算机犯罪等内容。通过这些知识体培养学生的思想品德、职业道德和社会责任。一个合格的人才首先要具备良好的职业素质。
(2)专业能力
嵌入式系统专业方向知识结构比较庞大,为了在本科阶段培养出合格的嵌入式软件专业人才,需要将计算机知识、嵌入式系统知识、相关交叉学科(电子、通信)基础知识结合起来,形成嵌入式软件专业方向领域知识。
(3)实践能力
培养嵌入式软件人才,工程实践能力非常重要,因为嵌入式系统是以应用为中心,要求学生能借助于硬件开发平台进行实际的研究与开发,并且要求学生具有独立设计产品的能力,同时也要求学生具有团队合作的能力,这就需要在实践技能训练过程中,加强学生的动手能力、团队合作能力的培养。
3 课程体系结构
从企业实际用人需求出发,分析现阶段嵌入式相关产业领域、行业人才需求特点及发展趋势,合理地安排课程,是培养优秀人才的关键。根据培养嵌入式人才的能力构成将所学课程归纳为如下五个模块:
人文社科模块(A模块):在于强化学生的思想道德素质、文化素质和职业素质,让学生对社会环境有所认识和了解。可安排政治思想、形势与政策、法律等人文社科方面的课程,大学语文、英语、体育、心理学、经营管理等方面的课程,以及培养学生团队合作精神和沟通能力相关的课程也放在该模块中。
基础学科模块(B模块):在于为学生打下扎实的基础知识,主要安排高等数学、大学物理、计算机基础等方面的基础课程。
专业知识模块(C模块):是体现本专业业务能力和素质的核心、涉及专业基础课程、专业核心课程。
专业基础课程主要有离散数学、电路与电子学、逻辑设计、计算机组成原理、汇编语言程序设计、高级语言程序设计、数据结构、嵌入式系统概论和学科前沿讲座。
专业核心课程主要有操作系统、数据库系统原理、嵌入式微处理器原理与接口技术、计算机网络、算法设计与分析、软件工程方法学、Java 语言程序设计。
实践教学模块(D模块):培养学生实际工作能力和操作技能,主要安排为实验、实习、课程设计、实训、毕业设计、职前培训或案例分析等环节。
专业扩展模块(E模块):是培养学生专业知识和职业适应能力,该模块课程设置为选修课程,可分为专业必修课程和专业任选课程。必修课程主要有嵌入式实时操作系统、嵌入式网络技术、嵌入式系统设计方法、嵌入式系统体系结构、DSP软件开发技术、单片机原理与应用。专业任选课程可安排多种不同要求的选修课,任选课有 Windows 环境与编程、面向对象技术、无线局域网、计算机控制系统、计算机安全技术、J2ME、移动通信、家庭网关技术、计算机系统结构、WinCE 操作系统、嵌入式Linux操作系统、传感器概论等。
4 实验室建设
为了让学生能够深入地理解和掌握嵌入式软件开发与设计技术,必须建立嵌入式软件实验室,在建立嵌入式软件实验实之前,首先要对嵌入式实验课程内容、实验体系、实验室师资队伍等诸多方面进行详细设计和规划,以保证嵌入式软件实验室能够满足学生掌握嵌入式软件开发与设计的要求。根据培养目标,实验室要配备相应的硬件开发环境和软件。硬件包括开发板、仿真器等必须的硬件设备,最好采用以ARM9为核心的实验开发平台,软件包括常用的Linux、μC/OS、VxWorks、WinCE等常用操作系统,以及相应的软件开发工具。实验室要有经验丰富的、具有项目开发经验的教师进行实验指导。
5 结束语
在计算机科学与技术专业中设置嵌入式软件专业方向是可行的,它符合社会发展的需要。由于嵌入式系统将多种学科交织在一起,所以在制订教学计划,专业知识结构和课程体系时要充分考虑各学科的知识点,形成嵌入式软件专业方向人才培养的独特体系。
参考文献:
[1] 魏洪兴,王田苗. 软件专业嵌入式系统课程体系研究[C].第三届全国高等院校嵌入式系统教学研讨会论文集,北京:清华大学出版社,2005.
[2] IEEE Computer Society/ACM Task Force on Computing Curriculum. Computing Curricula-Computer Enginnering “Iron-Man Draft”. June 8,2004 (/ece/CCCE/).
[3] 康一梅. 嵌入式软件工程人才系统化教育探索[C].第三届全国高等院校嵌入式系统教学研讨会论文集.北京:清华大学出版社,2005.
[4] 2006年第三届全国高等院校嵌入式系统教学研讨会第一届全国嵌入式系统学术交流会论文集.北京:北京航空航天大学出版社,2006.
关键词:物联网;专业建设;课程体系;实训室建设
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)14-3336-02
1 概述
自2009年以来,一场关于物联网的风暴席卷了全球。年初,美国总统奥巴马提出了“智慧地球”概念,将“新能源”和“物联网”列为振兴经济的两大武器;6月,欧盟委员会递交了《欧盟物联网行动计划》;7月,日本IT战略本部颁布了日本新一代的信息化战略——“U-Japan”战略;8月,总理视察无锡的中科院物联网技术研发中心时,提出把无锡建设成“感知中国”中心,2011 年国家制定了物联网“十二五”发展规划,“物联网”的研究、开发和应用等进入了[1]。
物联网是从英文“The Internet of things”,可以理解为是“物物相连的互联网”。2010 年总理在第十一届人大三次会议上所作的政府工作报告中对物联网定义为:物联网是指通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位跟踪、监控和管理上的一种网络。说简单点,就是把虚拟的网络世界与现实中的物质世界有机结合在一起,做到物质网络化,让每一个物质在网络中都有个身份,便于管理和维护[2]。
物联网技术和产业的发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命,涵盖了大量现有的专业门类和技术体系,需要高校培养教育应用型技术型人才。自2010年3月教育部号召高校建立物联网专业学科,各高校纷纷提交了专业申请。目前,全国开设物联网专业的高校很多,但大多处在探索阶段,没有完整的标准和体系,结合我校的实际情况,从专业的教学目标、课程体系规划、实训室建设、师资队伍建设等方面来探讨与研究该专业的建设。
2 物联网专业的教学目标
物联网专业是研究信息感知、传输、处理和应用的基础理论与关键共性技术的综合性、跨学科、跨领域的新型学科[3],涉及计算机科学与技术、电子科学与技术、通信工程、控制以及软件工程、管理工程等多个专业,根据我校的实际情况,在计算机系的软件与网络专业发展的基础上,增设物联网专业,协同其它专业发展。
物联网专业培养具有良好的思想道德素质和科学素养,知识结构合理,具备扎实的电子技术、网络通信原理、现代传感器技术及物联网相关理论知识,具备在物联网领域跟踪新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力,能从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高素质物联网工程技术应用型人才[1],突出体现“口径宽、基础实、重实践、强能力”的培养理念。
3 物联网专业的课程体系
根据教学目标与我校的实际情况,该专业课程体系由六个模块组成:公共基础模块、学科基础模块、专业基础模块、专业组选模块、专业选修模块、专项实践模块。
1) 公共基础模块:培养学生的思想政治素质、人文和科学素质及身心素质,具体包括思想和中国特色社会主义理论体系概论、思想道德修养与法律基础、大学英语和体育等课程。
2) 学科基础模块:对学生进行计算机的基本操作技能训练,具体包括计算机导论、高等数学、C语言程序设计、电路基础、计算机网络、数据库原理及应用等课程。
3) 专业基础模块:培养学生掌握物联网的基础理论知识,具体包括传感器技术与RFID、单片机技术基础、嵌入式系统、无线传感器网络,物联网应用层设计等课程。
4) 专业组选模块:根据物联网的感知层、网络层及应用层三层结构体系,分为不同的发展方向,开设了不同的课程,学生可选择自己的发展方向进行学习,具体包括Java程序设计、Android系统开发、数据通信与交换技术、GPS技术、物联网控制基础等课程。
5) 专业选修模块:以学生的学习兴趣来进行选择学习,具体包括云计算、物联网综合应用、数据挖掘等课程。
6) 专项实践模块:侧重培养学生的实践动手能力,具体包括基础实践、专业实践和应用创新实践三个层次。其中基础实践是嵌入到课程中,体现教、学、做一体化教学;专业实践则是每学期末安排两周左右时间,根据课程进行应用创新;应用创新实践是安排学生利用假期时间深入到企业去或参加大型的比赛,独立完成一个实际的物联网相关的项目,将理论应用到实际工作中去。
4 物联网实训室建设
高校开设物联网专业,除了有合理的知识教学,还要建设相关的实训室。由于我校已经有自己的网络实训室和嵌入式实训室,充分利用现有的资源,建立物联网基础教学实训室,用来完成物联网基础课程实验,培养学生所需掌握的电子、计算机、通讯等领域内的专业能力;另外我校与许多的企业建立了稳定的合作关系,如武汉创维特信息科技有限公司,共建物联网综合演示实训室,用于构建完整的通用物联网小系统,集传感层、网络层、应用层的综合应用系统,采用校企合作的模式可以使教学信息与市场要求同步,符合专业人才培养需要。
我校所建立的物联网实训室,包括硬件设备、软件资源两大部分。硬件设备主要包括单片机、ARM9实验平台、各种传感器、RFID等。软件资源主要包括嵌入式操作系统Linux、嵌入式网关软件、无线传感器网络软件等。
根据我校物联网专业培养目标及专业课程体系,实训内容包括单片机开发平台基础实验、嵌入式ARM9平台基础实验、各种传感器实验、ZigBee/WiFi/3G/蓝牙网络通讯实验等。以项目驱动为主,案例教学,理论和实践相结合,使学生在做中学,提高学生的知识应用能力、实践能力,突出培养“技能型、应用型、实践型”的人才。
5 师资队伍建设
物联网专业是个新兴的、多学科交叉的、强调实践应用的学科,目前我校本专业拥有一支老、中、青结合的双师型教师队伍,其中高级职称的12位,占65%,研究生及以上学历(位)教师15位,占85%。但是这些教师都不是物联网专业毕业的,而且都不具有物联网行业相关企业的从业经历,缺乏物联网的实践经验,因此需要加强师资队伍建设。
我校坚持“引聘名师、培养骨干”的原则,积极拓宽师资队伍的来源渠道,优化教师队伍,实行激励与制约相结合,健全管理机制,采取“引、聘、送、下、带”等措施,致力于“双师型”教师队伍的建设。拟采取以下主要措施:1)直接引进物联网行业相关企业的人才或聘请行业专家到学校任教;2)对专业带头人和骨干教师进行重点扶持和培养,送他们去物联网相关培训机构参加培训,学习和提高物联网相关理论;3)以老带新,实施“传帮带”,以老教授、专业带头人和骨干教师作为导师,指导中青年教师,定期对中青年教师进行实习、实训、课程建设等方面的培训,以提高中青年教师的教学和科研水平;4)校企合作,派教师到物联网相关企业开发一线,如武汉创维特信息科技有限公司,企业帮助培养实用技术型师资;5)在有条件的情况下,可以参与或申报物联网相关的科研项目,以教学促进科研,以科研指导教学,进一步将理论与实际需求相结合。
6 小结
作为应用型本科院校,应抓住物联网的发展机遇,以就业为导向,突出体现“口径宽、基础实、重实践、强能力”的培养理念,加强校企合作,培养面向广东、服务东莞的高素质技能型应用人才。目前物联网专业建设还处于起步阶段,这方面经验还非常缺乏,需要进一步的深入研究。
参考文献:
[1] 孙珊珊,赵健飞,王晓菊. 高校开设物联网专业的思考[J].中小企业管理与科技, 2012(8).