時間:2022-02-05 00:21:16
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇嵌入式實訓報告,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:就業;崗位能力;課程設置;實訓基地;師資隊伍
上世紀末,計算機技術在各應用領域飛速發展,計算機專業十分火爆,畢業生非常搶手,這大大地推動了我國計算機專業的教育事業。幾乎所有的大中專、高職院校都開設了計算機專業,為社會培養了大批的計算機人才,為我國信息化社會的發展作出了一定的貢獻。但近年來,畢業生就業壓力相對較大,且就業率呈逐年下滑之勢[1]。
由麥可思(MyCOS)――中國大學生就業研究課題組撰寫《中國大學畢業生就業報告(2009)》顯示,盡管2008年全國對信息類人才需求的絕對量還是很大,但全國失業最多的8個專業中就有“計算機科學與技術”。究其原因有二,一是部分高校為了吸引生源,社會上什么專業熱就一窩蜂地開設什么專業,導致高校電子信息大類畢業生數量猛增。據統計,電子信息大類在校生已達110萬人左右,總人數排在財經大類、文化教育大類之后,列第三位,熱門專業很快就呈現出供過于求的態勢。二是高校的專業設置與社會需求之間不盡合拍,近幾年隨著市場競爭加劇,市場分工日益細化,對人才需要也趨于專業和精細,而各高校專業趨同導致高校無特點、人才無特色、培養出的畢業生無明顯優勢,走向社會后所學知識與社會需求間存在較大差距,致使許多畢業生就業競爭力不強,根本無法運用本專業知識就業。
1嵌入式系統人才市場需求分析
在早期計算機專業的人才培養方案中,偏硬件的課程一般有數字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算接口技術和單片機等,但學生在學完這些課程后,只是留下一點理論的記憶,動起手來還是什么都不會。這一方面與課程設置和教學模式有關,另一方面近幾年市場發生了很大的變化,經過調查,我們發現,國內8位單片機設計工程師已經是供過于求,但是32位ARM工程師卻存在嚴重的缺口,而且ARM工程師和8位單片機工程師之間的待遇也在逐漸拉大。根據智聯招聘網2009年統計,嵌入式軟件人才職位一直穩居職業需求前10名。根據ARM公司統計,嵌入式人才需求在以每年38%的速度增長,在這個增長里面,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長非常突出。
盡管近幾年一些高校根據人才市場需求變化,適當調整了教學計劃,增加類似于“嵌入式系統”等課程,但僅僅是幾門課程的改變難以扭轉學生知識結構和操作技能與市場需求脫節現象,因為市場需求的是專業化和技能化人才,而不是以前“什么都會一點,什么都不精”的人才,所以必須從根本上對專業進行徹底改革,改變以前的教學模式。
通常認為掌握嵌入式技術“門檻” 較高,需要學生有著良好的基礎和基本素質,但是高職院校可將嵌入式技術辦成專業,通過對專業知識進行細分,重點突出操作技能,通過長達幾年教學實踐,完全可以做到把復雜的知識簡單化,提高學生學習興趣。目前國內有些高職院校已進行了探索,取得了一些成果。
2職業崗位和職業能力分析
一個專業設置存在必要性首先是依據市場上有無相對應的職業崗位,而不能走為招攬生源而閉門造車的路子。目前中國號稱“世界工廠”,制造業發達,電子產品制造、玩具等工業全世界赫赫有名,客觀上能為學生就業提供廣闊的舞臺。
設置“嵌入式系統”專業的職業主要是面向信息、電子電器類行業,如在計算機、通信、家電、汽車電子、玩具、醫療器械等行業從事嵌入式產品軟硬件開發、系統調試、輔助設計等工作。同時可從事嵌入式產品應用軟件升級工作;在電子產品廠家從事相關電子產品的生產、測試、輔助設計等工作;還可從事印制電路板(PCB)設計,微控制器應用開發、電子設備維護維修等工作。具體說就是[2]:
(1) 產品研發。智能化產品研發中嵌入式計算機設計工作。
(2) 與嵌入式產品相關的生產、制造部門從事生產管理、測試、檢驗工作。
(3) 嵌入式產品的銷售、產品升級、維護、售后服務等工作。
(4) 可從事微控制器應用開發、電子設備維護維修、印制電路板(PCB)設計、通用計算機維修、計算機板卡維修等工作。
職業能力與職業崗位是相輔相成的,一定的職業崗位需要相應的職業能力,而具有一定職業能力的人才能勝任相應的職業崗位。作為未來的職業人,具有良好的專業技能是必不可少的,如嵌入式軟件設計流程、PCB板制作、8位和32位系統基本原理等;還應具有良好的綜合素質,如良好的溝通表達能力、職業道德、抗壓能力和積極樂觀的人生態度等。這些需要通過制定詳細周全的人才培養方案及整個校園文化共同打造形成。
3課程設置分析
目前我國職業院校在進行學科建設、制定人才培養方案、設計課程體系時,往往不是從市場需求出發,而是先有結果再來拼湊過程,或者直接沿用普通高等教育的以“學科系統化”為設計思想的課程體系。這種操作模式很難適應高職教育發展和社會對人才需求的需要,北大青鳥推薦的一種專業建設思路,很有借鑒作用,如圖1所示。
課程體系是制定人才培養方案中最重要、關鍵的一環,直接關系到學生培養質量,以及相關的師資隊伍、實訓室的建設等,根據目前市場上職業崗位和職業技能的需求,構建如下課程體系,如表1所示。
4實訓基地建設[3]
高等職業教育主要是培養高素質應用技能型人才,在人才的培養過程中,技能的培養具有重要的地位。技術、技能的培養需要環境,需要系列實踐教學環節來保障。在高職教育中,實踐教學環節的設計與實施、實驗實訓基地的設計與建設,是高職教育教學改革的一項重要任務。我們一直堅持校內實訓基地和校外實訓基地同步建設,以校內實訓基地為主的思想。校外實訓基地主要結合公司具體產品綜合訓練,而校內實訓基地側重于各方面技能訓練,具體說,建議設立如下校內實訓基地。
(1) 計算機組裝與外設維修實訓室。
設立50個左右的工位,滿足一個教學班(50人)的實訓需要,設備配置:1/3采用市場銷售的新型號計算機,用于學生識別最新的硬件系統和硬件安裝演示、系統軟件安裝訓練;1/3為市場在用的流行計算機,用于硬件系統的安裝訓練和軟件系統安裝與測試;1/3為市場接近淘汰的機型,用于拆裝機訓練和維修訓練。
(2) 電工電子實訓室。
用于進行電路基礎、模擬電路、數字電路實訓。
(3) 單片機及PCB板制作實訓室。
用于輔助單片機課程和PCB課程學習,作為完成各種綜合實訓場所。在通用機房安裝protel或其他電子設計軟件,用于電路原理圖繪制和PCB設計。該實訓室配備電烙鐵、萬用板,以及“PCB雕刻機”、“PCB孔化設備”,既可完成手工制作PCB實訓,又可了解設備制作PCB過程。
(4)ARM嵌入式技術實訓室。
配置基于ARM9以上序列的嵌入式實驗教學設備25臺左右,滿足一個教學班(50人)需要。主要是實訓ARM基本應用。
(5) 嵌入式操作系統軟件實訓室。
該實訓室可結合ARM嵌入式技術實訓室共同組織實施,主要完成操作系統(Linux和Windows)裁剪、移植實訓工作,以及應用軟件開發實訓工作。
5師資隊伍建設
根據人才培養方案,我院組建以專業帶頭人為核心、骨干教師為依托,包括專任教師和企業兼職教師等專業教師隊伍。專業帶頭人要能夠站在專業領域發展前沿,熟悉行業企業最新技術和市場動態,把握專業技術改革方向;骨干教師能夠精通本專業的相關技術,教學經驗豐富,科研能力強,有較強的學習能力,年富力強。教師隊伍應保持相應的穩定,在年齡結構、職稱結構上保持恰到的比例,不要太集中于畢業于某一院校,避免產生近親繁殖。
目前根據我們招聘教師的經驗,從高校應屆畢業生中很難找到合適的人選,因為按照現在中國研究生培養學科方向,軟硬件皆精通且動手能力較強的人才實在不多。因此,師資隊伍建設應立足于從企業引進高層次人才為主,培養本校在職教師及聘用兼職教師為輔的方法。
6結語
近幾年許多高校都面臨了這樣一個事實:報讀計算機類的學生越來越少了。這一方面與學生就業難有直接關系,另一方面也反映了整個社會在發生變化,市場對人才的需求也在發生變化,而高校對此缺乏足夠的敏銳。筆者所在的學校正在進行大規模的專業調整,“以改革求生存,以創新求發展”已成為大家的共識,計算機類專業也不例外,唯有不斷改革適應市場需求、挖掘新的專業方向,才能保持專業可持續發展。
參考文獻:
[1] 郭琦. 高職院校計算機專業設置與就業形勢分析[J]. 職業教育研究,2008(4):41-42.
[2] 中國高等職業院校計算機教育改革課題研究組. 中國高職院校計算機教育課程體系[M]. 北京:中國鐵道出版社,2007.
[3] 全國高等院校計算機基礎教育研究會. 高職院校計算機教育經驗匯編(第一集)[M]. 北京:中國鐵道出版社,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 )
關鍵詞:嵌入式技術;專業定位;人才培養模式;課程體系
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號: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
以往的高職計算機應用技術專業設置方法,基本上都是面向綜合。要求學生在畢業時要具有計算機的基本知識和基礎理論,熟悉計算機軟硬件操作,具有一定的硬件維護 、網絡安裝和管理、網頁設計與多媒體處理、軟件開發與維護的能力,并具有較強的適應計算機技術快速發展的能力。這種專業設置的方法基本上是以本科的專業設置為參照,經過適當的簡化就變成了高職的計算機應用技術專業。這種設置專業的方法無疑是仍然沒有放棄以學科體系為目標的專業設置方法,顯然已經不適合國家現在按照專項職業能力來培養學生的高職教育目標。
《教育部關于加強高職高專教育人才培養工作的意見》指出:“高職高專教育是我國高等教育的重要組成部分,培養擁護黨的基本路線,適應生產、建設、管理、服務第一線需要的,德、智、體、美等方面發展的高等技術應用性專門人才。”它為高等職業教育人才培養目標指明了方向。根據這一目標,我們必須對計算機應用技術專業建設進行改革。
1 專業定位和人才培養模式
1.1 專業定位
專業定位必須要考慮多種因素,比如學校實際辦學條件,專業發展前景等,其別重要的一點就是專業必須要側重于某一專業方向。也就是說,必須放棄以往計算機應用技術專業大而全的特點,應該專注于專業的某一領域。
從職業方向角度來講,計算機應用技術專業相關的職業崗位是非常多的,幾乎可以說是涉及了計算機行業的所有崗位。雖然說適應面寬是有好處的,但是必然也會帶來專業能力不強的問題,也就是橫向和縱向的矛盾問題。不應過分追求專業適應面的寬泛,而應考慮到每個職業崗位在知識水平和能力結構上各有側重,計算機知識技能體系如此龐大 ,一個學生在三年時間內也不可能面面俱到、樣樣精通。這種情況就決定了學生在三年時間內應該選擇某一方向,有所側重的去學習,也就是專業要定位明確。
為了貫徹國家“高職教育要適應國家經濟、社會發展的需要,要為地方經濟服務”的指導方針,職業院校要以服務區域經濟和社會發展為目標,針對區域經濟發展的要求,靈活調整和設置專業,強化職業教育特色。職業院校的專業建設一定要加強與地方經濟社會發展的需要相結合,及時調控與優化專業結構布局,根據自身條件適應地區、行業經濟社會發展的需要,有針對性地調整和設置專業。
由此看來,高職教育能否為經濟建設服務,關鍵在專業設置。專業是否同經濟和社會發展相適應是衡量專業結構是否合理的根本標志,專業建設必須與地方經濟發展緊密結合。我校地處廣州市,以廣州市為中心,輻射珠三角等經濟發達地區。該地區有著非常發達的信息技術產業和電子產品制造業。在這些行業中,小到智能卡、手機、PDA,大到信息家電、汽車電子、交通管理,甚至是航空航天,嵌入式技術已得到了廣泛的應用。大力發展嵌入式技術與應用已迫在眉睫,因為它已經成為我國信息技術產業實現跨越式發展的重要砝碼。
基于以上考慮,結合我校辦學條件,我們確定把嵌入式技術作為計算機應用專業的發展方向。
1.2 人才培養模式
教育部16號文件《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》第五條“大力推行工學結合,突出實踐能力培養,改革人才培養模式”中指出,“要積極推行與生產勞動和社會實踐相結合的學習模式,把工學結合作為高等職業教育人才培養模式改革的重要切入點,帶動專業調整與建設,引導課程設置、教學內容和教學方法改革。”在專業定位以后,下一步非常重要的工作就是人才培養模式的改革。改革當然是要采用工學結合的培養模式。但是,怎么樣工學結合?怎樣在工學結合中突出“能力提高”的主線?在改革和實踐過程中,我們感到“工學結合”絕不是一種形式。要切實開展工學結合的培養模式,首先要求我們在思想上要充分理解工學結合內涵,不能片面地認為把學生安排到工廠企業去頂崗實習就是工學結合。工學結合應是在“做”中“學”,所以學習的場所不應只限于在企業、工廠,在學校教師的指導下完成工作任務同樣是“工”,這樣才會在把握工學結合的實質的情況下,使工學結合不會流于形式,變得靈活多樣。
在探索工學結合實踐過程中,我們把重點放在教學過程的實踐性、開放性和職業性上,抓住實驗、實訓、實習這三個關鍵環節。建立完整的工作過程系統化任務,真正激發學生為做而積極主動思考,從而學到知識。把課堂搬到實訓室,把實訓室變成學生的工作單位,讓學生自己管理設備,從“做”中“學”。以工作任務驅動,教師從“教”的角色轉變為“指導”的角色。讓學生在任務項目驅動下,進行一系列工作過程活動。在這種工學結合模式中,學生不但獲得了完成工作任務的專業能力,同時也獲得了遇到問題如何解決的方法能力,以及與人交往、合作的職業能力。
當然我們也不能忽略在企業、工廠一線接受鍛煉的重要性,只是絕對不可以走形式。在企業、工廠,學生同樣也要有老師的指導,當然也包括有實際經驗的企業、工廠的工程師、技師等技術人員的指導。同樣,在企業實習,也要突出“任務驅動”、“項目導向”的原則,使學生在一個個任務和項目中真正得到鍛煉。廣州地區是嵌入式行業發展比較快的地區,我們利用這一優勢,與廣東嵌入式公共技術中心等單位展開校企合作,派學生到企業去,接受企業的項目培訓,參與企業的項目研發等工作,使學生得到真正的鍛煉。
2 課程體系建設
課程體系從原來的以學科為體系的課程設置轉變為以能力為主線的課程體系設置,即先按專業主要工作崗位,找出崗位相應的主要工作任務,在根據工作任務分析需要的職業能力與素質,最后在定位相對應的課程。這種對課程體系的設置方法,更加具有針對性,符合以能力、技能為目標的培養方針。具體過程如表1所示。
整個教學體系的設置體現模塊化的特點,加大了實操、實訓課的比例,并專門安排課時進行綜合項目實訓。對基礎理論課以適用、夠用為原則,加強課程設置的針對性和實用性,使整個教學體系結構合理,科學可行。具體說來,分為以下幾個模塊:
1)公共文化基礎模塊:計算機數學、計算機應用基礎、計算機英語。主要針對職業能力和素質中的項目文檔編寫、項目報告、資料查閱及數學基礎等能力要求。
2)硬件基礎模塊:計算機電路基礎、計算機組成原理、Protel制圖。需要強調的是,從事嵌入式行業,無論是做軟件還是硬件,都要有硬件基礎。
3)軟件基礎模塊:C語言程序設計、C++語言程序設計、數據結構、數據庫原理與應用、Java程序設計。嵌入式系統開發測試等崗位都要求有較好的編程能力,而且由于嵌入式系統編程建立在特定的硬件平臺上,勢必要求其編程語言具備較強的硬件操作能力。目前,毫無疑問的是在嵌入式編程中用的最多的是C語言,所以,在課程設置時,我們改革原來的各門課基本上平均安排課時的做法,對C語言,特地安排了一個C課程系列。首先,加大C語言基礎部分課時量,針對很多學生的實際情況,安排了兩個學期144個學時來完成C語言的基礎部分,使重點核心課程的教學效果得到了保障;其次,新開了一門C語言高級編程,主要是提高學生的C語言綜合項目編程能力;最后,在Linux編程基礎等課程中繼續加強學生C語言方面的編程能力。實踐表明,我們這種核心關鍵課程系列化的做法明顯地提高了教學計劃中規定的學生核心能力。
4)專業技術知識:ARM體系結構、嵌入式操作系統、嵌入式應用開發、嵌入式綜合項目實踐。主要是針對ARM硬件體系,掌握嵌入式開發環境搭建、內核移植、內核裁剪、各種驅動開發、應用開發等,使學生掌握嵌入式系統設計與開發技能。
3 師資隊伍建設
專業發展的好壞,與是否有一支“比例適當,素質優良,結構優化,敬業奉獻”的教師隊伍有很大關系。我們專業目前教師的學歷層次、職稱結構都不合理,沒有達到教育部規定的高職高專師資隊伍的學歷要求和職稱結構要求。師資引進渠道單一,主要的渠道是錄用本科院校畢業的本科生和研究生。雖然他們有扎實的理論知識,但是缺乏實踐經驗,尤其是缺乏實際項目開發經驗。“雙師型”教師隊伍建設還存在很大困難,缺少真正的既懂教學又有實踐技能的“雙師型”教師。
為解決上述問題,我們鼓勵在職教師通過進修等形式提高學歷,鼓勵教師去參加專業技術培訓、去一線企業進行鍛煉,通過這種途徑,專業教師可以獲得工程技術技能人員任職資格,更重要的是還可以獲得一線項目工作經驗,成為真正的“雙師”型人才。
另外一個解決的途徑就是吸引社會上相關行業的優秀人才到學校來。根據不同情況,不能離開原來工作崗位的就聘請做兼職教師,可以全職的就做專任教師。選派有經驗的教師做他們的指導老師,使他們很快能夠獲得教學方面的經驗,勝任教師的崗位。還要注重從生產一線選聘有實踐經驗的技術骨干,經過教師培訓做兼職教師,不斷加大兼職教師的比例,作為向“雙師型”方向發展的一項重要措施。
4 實訓實踐基地建設
要想培育出適應崗位需要的技能型人才,就必須抓好實訓實踐環節。尤其是嵌入式技術涉及諸多領域,比如計算機、通信、自動化、電子工程、機電一體化等專業領域,有很強的綜合性,它強調兩面性,既需要懂硬件,也需要通軟件,同時嵌入式技術方面的課程都是實踐性、應用性很強的課程,這就需要加強實踐環節,以達到培養學生的動手實踐能力、綜合應用能力和創新能力的目的。
在校內實訓基地建設方面,側重于體現教學做一體化,著重培養學生的動手實踐能力。我校經過近幾年的不斷建設,嵌入式技術專業也形成了從基礎到應用的實訓體系結構,先后成立了電子技術實驗室、嵌入式技術實驗室等。另外,由于實訓條件建設需要較大的經費投入,而且如果利用率不高的話,也會造成資源的浪費。所以,我們利用現有條件,積極提高實驗室的利用效率。電子技術實驗室,除了可以做電路基礎、模擬電子技術、數字電子技術等課程實驗外,增加電工學等方面的實驗。嵌入式技術實驗室既可以做嵌入式系統實驗(包括Linux和Wince兩個方面),又可以做單片機的實驗,而且選用的是三合一單片機實驗箱,包括89C51,196和8088三種核心芯片,也就是說,不但可以承擔8位和16位單片機系統實驗,而且可以做微機原理與接口實驗。通過改革實踐,我們把課堂搬到了實驗室,教師直接在實訓室上課,改變了以往在教室滿堂灌的落后做法,在實訓室邊教邊做,邊做邊指導,不斷提高教學效果。
在校內成立學生工作室,配備一定的實驗條件,使學生有一個良好的學習實驗環境,而且更方便學生之間及學生和老師之間的交流。工作室由學生自己管理,學生可以長時間在工作室學習,自發成立興趣小組,自己規定項目任務去做。同時,也指派指導老師,由老師根據各種技能比賽或一些課題,安排學生參加開發。這種成立工作室的做法,同時也對提高學生的主動性、創造性很有幫助。
在校外實訓基地方面,結合就業崗位,使學生親歷工作環境,縮短學生與崗位需求的差距。與多家IT公司簽訂校企合作協議,并積極開展各種形式的校企合作。如與廣東美的自控科技有限公司合作,并由廣東省政府撥出項目扶持基金,開展電子類人才教育工程項目。與廣州惠邁電腦有限公司合作,建立學生電腦實踐中心,派學生到公司實訓,并定期舉辦裝機大賽。
5 教學方法與手段改革
5.1 教學方法
改進原來按照知識點進行教學的按部就班的教學方法,采用“任務驅動”“案例法”“互動式”“啟發式”“項目導向”等教學方法,堅持以學生為主體的思想,教師主要起“啟發”和“引導”的作用,培養學生自主學習能力。
把對應的知識設計成設計靈活的、可操作性的具體實訓任務,要求學生在具體的完成任務的過程中培養實際動手與思維能力,增強創新意識。改變以往先講理論基礎的方法,比如在電子技術基礎的教學中,就可以直接從安排分析和設計數字電路開始,分為:組合邏輯電路、時序邏輯電路和綜合數字電路三個模塊,又把各個模塊設計成一個一個的學習情境和對應的任務,由任務開始,而不是由理論基礎開始,在完成任務的過程中,使學生由被動接受改為主動學習,也使完成任務的過程變成了知識點的掌握過程。
盡可能把真實項目引進到教學過程中,這里的真實項目可以是企業已完成的開發項目。以一個具有代表性的工程項目的開發過程(如嵌入式智能手機開發)為主線貫穿整個教學過程,尤其是針對一些綜合性的可以進行完整課程設計的課程,構建完整的教學設計,對教學內容進行了一定程度的解構與重構,以項目導向促進實現學生能力的提高。
改革考核的內容、方法,以檢驗學生的技能水平和各項能力為目標,采取綜合考核方式,將學生自主學習情況、創新活動及表現、學習過程情況等納入考核評價體系,學生成績以技能考核為主,理論考核為輔,建立以能力考核為重點,以過程考核為中心的課程考核評價體系。
5.2 教學手段
靈活采用多種教學手段,運用電子課件教學,基于嵌入式技術課程體系特點,多采用計算機輔助教學手段,使抽象的理論教學變成“所見即所得”的感性教學。如電子技術基礎、單片機原理與應用、嵌入式系統設計等課程,都可以很方便的利用仿真教學的手段,使學生較快的接受所學知識。
把教學引入到實訓室中,真正體現“教、學、做一體化”的思想。在教學過程中采用“邊學邊練、邊學邊用、學用結合”的教學方法,及時將課程學習轉換成真實的專業技能和職業能力的培養。
采用課內外結合的教學手段,利用課外活動小組、網絡QQ群、網上答疑等形式促進教學。
6 結束語
據調查,目前在其它計算機專業中低端人才日趨飽和的情況下,嵌入式技術專業的人才需求仍處于緊缺狀態。針對高職院校,嵌入式技術專業的畢業生可以從事嵌入式系統應用開發、產品管理、售后服務、技術支持等工作。本文從“就業為導向,能力為目標”的原則指導下,提出了計算機應用技術專業的改革思路,并進行了實踐。首先是根據區域經濟特點進行專業定位,再根據嵌入式技術方向的定位進行崗位調研和崗位能力分析,制定培養目標和人才培養規格,并根據工作任務和任務所需能力和素質,制定學習情境和對應課程體系。其他方面,師資力量建設、實訓實踐基地建設、教學方法和手段等工作也要在此技術上同步進行,以達到培養技能型人才的目標。
參考文獻:
[1] 張凡.以就業為導向的高職高專計算機應用專業課程體系建設[J].電腦知識與技術,2008(8).
[2] 陳豫.高職計算機應用專業教學計劃改革的探索與實踐[J].計算機教育,2008(4).
1 課程標準設計思路
以工作過程為導向的高職課程體系,要求課程設計要基于工作過程,充分體現工學結合的特點,以真實的工作任務或產品為載體來實施課程整體設計。課程標準設計的思路首先應依據專業人才培養方案中關于人才培養目標的闡述,明確課程目標;其次應結合職業教育課程觀、教學觀、能力觀,基于軟件工程的開發過程,以項目化教學來組織課程內容,在課程內容的選擇與排序中,以軟件工程實施的不同階段、典型任務為載體,將課程內容劃分為互相聯系的學習情景;第三應通過對各學習情景中學習目標、主要內容、授課方式、師生要求等各項內容的描述,來規范課程所要求的內容;第四應通過對課程內容的選取和組合,以一個完整的項目為載體,完成課程的實施;最后,通過對項目實施過程中各個環節的考察和評價,來完成對課程的評鑒與考核。嵌入式應用與開發課程標準制訂的設計思路可以用圖1來表示。
1.1 課程標準制訂依據
由于嵌入式系統應用技術是一門新興的技術,發展歷史較短,發展速度很快,所以課程的設置與開發,既要以國家職業標準為基礎,又要依據市場變化和企業對人才的需求進行調整。根據市場調研和企業人才分析,我院計算機應用技術專業嵌入式應用與開發課程所面向的工作崗位主要是J2ME程序員、手機軟件測試員、手機多媒體程序員、手機游戲工程師以及相關的3G網絡環境下的無線應用型人才嵌入式應用與開發課程的開設,緊密結合市場對人才的需求,具有一定的前瞻性。結合目前3G市場對手機軟件開發人才的需求,課程的內容設計將以此為依據進行動態更新。課程內容將隨著市場的變化、企業對人才的需求和嵌入式系統應用技術的發展及時更新和補充;基于目前的教學環境,本課程主要以J2ME應用軟件開發為主。
1.2 課程標準框架結構
嵌入式應用與開發課程標準共有七個部分組成:前言部分、課程目標、課程內容、課程實施、課程評鑒、教材編寫與使用建議、附錄。其中,前言部分包括目的、設計思路、課程性質與任務、課程職業面向、課程能力培養分解、參考文檔;課程目標包括總體目標和具體目標;課程內容包括學習情景、課程單元、情感態度、學習策略;課程實施包括教學模式、教學建議、項目參考實例說明等;課程評鑒包括課程考核和課程評價;教材編寫與使用建議包括教材編寫原則和教材使用建議;附錄部分包括國家職業標準、參考數目、網絡資源、精品課程等。
2 嵌入式應用與開發課程標準內容
2.1 課程目標
課程目標是課程學習的預期結果:即完成某個專業或某門課程之后,學生將要達到某一確定的知識、能力、素質的人才規格要求,其總目標與專業培養目標一致。專業培養目標是由社會需求分析、個體需求分析、教學現狀分析的綜合結果來確定的,因此也是課程目標確定的依據。
2.1.1 總體目標
嵌入式應用與開發課程的總體目標是加強學生的嵌入式軟件應用與開發意識,培養學生基于J2ME開發和應用嵌入式手機軟件的綜合能力。該能力的形成建立在學生基礎知識、基本技能、情感態度、學習策略和文化意識等素養整體發展的基礎上。
2.1.2 具體目標
依據總體目標,嵌入式應用與開發課程的具體能力目標如下:
(1) 熟悉嵌入式軟件開發的一般流程;
(2) 能夠安裝并配置J2ME開發環境;
(3) 能夠根據需求分析設計并完成UI設計;
(4) 能夠根據詳細設計文檔完成事件處理;
(5) 能夠應用MIDP通用框架實現網絡互聯;
(6) 能夠在移動設備中保存數據;
(7) 能夠完成多媒體編程(使用MMA);
(8) 能夠完成短信息編程;
(9) 能夠完成簡單的手機游戲開發。
加的為課程的擴展目標,對于個別學有余力的同學通過組建興趣小組的形式進行指導。
2.2 課程內容
同一課程目標可以用不同的內容來實現,包括不同的課程、學程與方法途徑。課程作為人才培養方案的基本實施單元,其科學性與合理性直接影響人才質量。課程內容的確定以前面的課程目標分析為依據,以職業綜合能力的細化分析為基礎,按照定向配置、動態優化的原則來選擇課程內容。
依據課程的具體目標以及上述課程選擇的原則,確定嵌入式應用與開發課程內容如表1所示。
2.2.1 學習情景
根據課程目標,確定“嵌入式應用與開發”課程共包括八個學習情景,每個學習情景包括:學習目標、課時、主要內容、教學方法與建議、考核與評價、教學材料、學生知識與
能力要求、教師能力及知識要求。以“根據需求分析設計并實現UI”學習情景為例,如表2所示。
2.2.2 課程單元
以完整的項目為載體,按照軟件工程的實施過程,將上述典型工作任務融入其中,以每四個學時為一個課
程單元,將整個課程內容組織起來。各課程單元包括學習目標、主要內容(重難點)、教學設計與組織、教學地點、教學儀器設備、教材及參考資料、練習與習題等。以“認識J2ME軟件開發項目”為例,如表3所示。
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2.3 課程實施
2.3.1 教學模式
不同課程模式是不同課程觀念的具體體現,所以對課程模式的選擇首先是對課程觀念的選擇。課程觀是教育觀在課程領域中的體現,是人們對課程本質、屬性、功能、目的、規律、原理和法則等問題所持的基本態度,是人們對課程的價值取向。模式的本質特性有三個:典型性、可分類性、可復制性。它反映了教學規律的主要矛盾和主要特征。
為了在教學中潛移默化地提高學生的軟件工程素養,擬在整個場景教學的過程中,全程貫穿軟件工程思想,并提供軟件工程管理工具。提供Step By Step的實訓指導手冊,來指導學生一步步完成開發環境搭建、需求分析、詳細設計、編碼調試、測試、源代碼管理、進度管理等一系列軟件項目管理相關的工作。
同時還會提供涉及到的軟件工程管理工具,例如源代碼管理工具、Bug管理工具、進度管理工具等等,并提供相應的說明書。此論文由流星畢業論文免費提供 網址2008w.com
2.3.2 項目教學參考實例
課程標準中給出課程實施過程中可以應用的參考實例,并明確項目內容、形式和具體要求。實例如下:
項目名稱:手機版列車時刻表的設計與實現(J2ME平臺;單機版)。
項目內容:根據課程學習的內容,在充分理解并掌握J2ME相關知識的基礎上,以項目小組(3~5人)的形式,在J2ME平臺上設計并實現列車時刻表軟件(單機版)的開發,主要功能包括軟件界面設計、車次查詢、站站查詢和列車詳細信息查詢。主要內容包括:
(1) 項目小組組建與成員分工;
(2) 項目需求分析與總體設計;
(3) 項目詳細設計與模塊劃分;
(4) 代碼編寫與單元測試;
(5) 在PC模擬機上試運行;
(6) 在支持J2ME的手機上真機運行并投入使用。
具體要求:
(1) 項目小組各個成員明確自己的分工和定位,積極主動完成各項任務;
(2) 在小組討論會議上積極發言,闡述自己對項目開發的建設性意見,記入成績考核;
(3) 集體討論并確定總體設計方案和詳細模塊設計;
(4) 認真完成個人的模塊任務;
(5) 撰寫需求分析報告、項目總體設計(小組全部成員);
(6) 撰寫模塊詳細設計文檔(對應模塊的責任人);
(7) 撰寫測試報告與試運行報告(該項工作的完成人);
(8) 撰寫實訓報告,并提交作品。(項目小組)。
3 結束語
“嵌入式應用與開發”課程標準已經初步形成,并用于指導任課教師進行教學實踐,取得了較好的效果。但是課程標準的制訂是一項系統而復雜的工程,需要經歷調研、分析、設計、實施、評鑒、反饋、修訂的完整過程才能夠更好地指導教學。在以工作過程為導向的課程體系架構下,開發適合高職計算機應用專業人才培養需求的課程標準,還面臨企業在標準制訂過程中參與的方式、課程實施相關的考核與評鑒、學生對于新的教學模式變革的接受程度等新的問題,需要經過實踐的檢驗和不斷的反饋來趨于完善,希望本文的研究對于推動高職教育教學改革的發展具有一定的意義。
參考文獻
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[2] 鄧澤民, 王寬. 現代四大職教模式[M]. 北京: 中國鐵道出版社,2006.
[3] 孫國菊. 高職計算機軟件人才培養的思與行[J]. 計算機教育, 2005,(3).
關鍵詞:應用型本科;嵌入式軟件;課程體系
中圖分類號:G 文獻標識碼:B
文章編號:1672-5913 (2007) 07-0035-03
嵌入式系統已被廣泛地應用于工業控制系統、信息家電、通信設備、醫療儀器、智能儀器等眾多領域,“嵌入式無處不在”已成為現實。而社會對掌握嵌入式技術人才的大量需求,使嵌入式軟硬件工程師成為未來幾年最為熱門的職業之一。2004年6月,美國電氣及電子工程師學會計算機協會(IEEE-CS)和美國計算機學會(ACM)公布了“計算教程2004”(Computing Curriculum 2004,簡稱CC2004)。CC2004對原“計算教程CC2001”四個專業方向進行了修改和擴充,并給出了新的評述,其中在計算機工程專業課程中將嵌入式系統作為一門核心課程,分兩個學期進行學習。可見,國內外將嵌入式技術人才的培養已經作為一個重點方向。本文根據江蘇技術師范學院以培養應用型本科人才的教學體系,對在計算機科學與技術專業中增設嵌入式軟件專業方向進行探討。
1 增設嵌入式軟件專業方向的可行性
20世紀70年代,隨著微處理器的出現,計算機的發展出現了歷史性的變化。以微處理器為核心的微型計算機以其小型、價廉、高可靠性特點,迅速應用在智能化控制領域中,這使計算機失去了原來的形態與通用計算機功能。為了區別于原有的通用計算機系統,把嵌入到對象體系中,實現對象體系智能化控制的計算機,稱為嵌入式計算機系統,簡稱嵌入式系統。
嵌入式系統所涉及到的知識有電子工程、通信工程和計算機技術等多種學科。在嵌入式系統應用領域中,人才可分為兩類,一類主要是搞硬件設計,他們大多數在本科階段學習電子類或通信類專業;另一類主要從事嵌入式操作系統和應用軟件的開發,他們大多數在本科階段學習計算機專業。嵌入式產品硬件設計完成后,后期工作主要靠軟件技術人員進行開發與設計,不同的軟件體現不同的功能,在嵌入式系統設計中軟件開發與設計占總工作量的80%左右,所以在嵌入式系統設計和開發中需要更多的嵌入式軟件開發人才。
目前,我校從事嵌入式應用方向研究的教師有16人,其中副高以上5人,講師5人,助教6人,獲得碩士以上學位的教師有8人,在讀研究生4人。與嵌入式相關的實驗室有計算機組成、接口實驗室,以51序列為主的嵌入式實驗室,以ARM7為主的嵌入式實驗室,正在籌備的以ARM9為核心的嵌入式實驗室。
從社會需求、師資力量、實驗室建設等多方面可得出,在我校計算機科學與技術專業中增設嵌入式軟件專業方向是可行的。
2 嵌入式軟件人才培養目標與規格
2.1 培養目標
嵌入式軟件專業方向是以應用為主的專業,其培養目標是:德、智、體、美全面發展,掌握計算機基礎理論和軟件開發的過程,掌握必需的嵌入式軟件理論、主流嵌入式系統硬件架構,和嵌入式軟件編程的技術、方法和工具,基本具備本領域分析問題解決問題的能力,具備一定的工程實踐能力,并具備良好外語運用能力,從事嵌入式軟件設計與開發的應用型人才。
2.2 培養規格
計算機科學與技術專業(嵌入式軟件方向)的學制一般為4年,授予工學學士學位。學生在專業知識的學習、實踐能力以及職業素質的培養過程中,逐步提高自身的獲取知識的能力、應用知識能力、創新能力以及團隊合作的能力。
(1)職業素質
現代企業需要的人才是職業化的專業人才,企業選拔、考核人才主要從德、能、勤、績四個方面考核,德排在首位,因此,職業素質是培養嵌入式軟件人才的基礎。在計算教程CC2004報告中,各專業方向的知識領域中都包含社會和職業生涯方面的知識,涉及與計算相關的哲學、歷史、社會、職業和道德責任、知識產權、隱私和公民自由、計算機犯罪等內容。通過這些知識體培養學生的思想品德、職業道德和社會責任。一個合格的人才首先要具備良好的職業素質。
(2)專業能力
嵌入式系統專業方向知識結構比較龐大,為了在本科階段培養出合格的嵌入式軟件專業人才,需要將計算機知識、嵌入式系統知識、相關交叉學科(電子、通信)基礎知識結合起來,形成嵌入式軟件專業方向領域知識。
(3)實踐能力
培養嵌入式軟件人才,工程實踐能力非常重要,因為嵌入式系統是以應用為中心,要求學生能借助于硬件開發平臺進行實際的研究與開發,并且要求學生具有獨立設計產品的能力,同時也要求學生具有團隊合作的能力,這就需要在實踐技能訓練過程中,加強學生的動手能力、團隊合作能力的培養。
3 課程體系結構
從企業實際用人需求出發,分析現階段嵌入式相關產業領域、行業人才需求特點及發展趨勢,合理地安排課程,是培養優秀人才的關鍵。根據培養嵌入式人才的能力構成將所學課程歸納為如下五個模塊:
人文社科模塊(A模塊):在于強化學生的思想道德素質、文化素質和職業素質,讓學生對社會環境有所認識和了解。可安排政治思想、形勢與政策、法律等人文社科方面的課程,大學語文、英語、體育、心理學、經營管理等方面的課程,以及培養學生團隊合作精神和溝通能力相關的課程也放在該模塊中。
基礎學科模塊(B模塊):在于為學生打下扎實的基礎知識,主要安排高等數學、大學物理、計算機基礎等方面的基礎課程。
專業知識模塊(C模塊):是體現本專業業務能力和素質的核心、涉及專業基礎課程、專業核心課程。
專業基礎課程主要有離散數學、電路與電子學、邏輯設計、計算機組成原理、匯編語言程序設計、高級語言程序設計、數據結構、嵌入式系統概論和學科前沿講座。
專業核心課程主要有操作系統、數據庫系統原理、嵌入式微處理器原理與接口技術、計算機網絡、算法設計與分析、軟件工程方法學、Java 語言程序設計。
實踐教學模塊(D模塊):培養學生實際工作能力和操作技能,主要安排為實驗、實習、課程設計、實訓、畢業設計、職前培訓或案例分析等環節。
專業擴展模塊(E模塊):是培養學生專業知識和職業適應能力,該模塊課程設置為選修課程,可分為專業必修課程和專業任選課程。必修課程主要有嵌入式實時操作系統、嵌入式網絡技術、嵌入式系統設計方法、嵌入式系統體系結構、DSP軟件開發技術、單片機原理與應用。專業任選課程可安排多種不同要求的選修課,任選課有 Windows 環境與編程、面向對象技術、無線局域網、計算機控制系統、計算機安全技術、J2ME、移動通信、家庭網關技術、計算機系統結構、WinCE 操作系統、嵌入式Linux操作系統、傳感器概論等。
4 實驗室建設
為了讓學生能夠深入地理解和掌握嵌入式軟件開發與設計技術,必須建立嵌入式軟件實驗室,在建立嵌入式軟件實驗實之前,首先要對嵌入式實驗課程內容、實驗體系、實驗室師資隊伍等諸多方面進行詳細設計和規劃,以保證嵌入式軟件實驗室能夠滿足學生掌握嵌入式軟件開發與設計的要求。根據培養目標,實驗室要配備相應的硬件開發環境和軟件。硬件包括開發板、仿真器等必須的硬件設備,最好采用以ARM9為核心的實驗開發平臺,軟件包括常用的Linux、μC/OS、VxWorks、WinCE等常用操作系統,以及相應的軟件開發工具。實驗室要有經驗豐富的、具有項目開發經驗的教師進行實驗指導。
5 結束語
在計算機科學與技術專業中設置嵌入式軟件專業方向是可行的,它符合社會發展的需要。由于嵌入式系統將多種學科交織在一起,所以在制訂教學計劃,專業知識結構和課程體系時要充分考慮各學科的知識點,形成嵌入式軟件專業方向人才培養的獨特體系。
參考文獻:
[1] 魏洪興,王田苗. 軟件專業嵌入式系統課程體系研究[C].第三屆全國高等院校嵌入式系統教學研討會論文集,北京:清華大學出版社,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. 嵌入式軟件工程人才系統化教育探索[C].第三屆全國高等院校嵌入式系統教學研討會論文集.北京:清華大學出版社,2005.
[4] 2006年第三屆全國高等院校嵌入式系統教學研討會第一屆全國嵌入式系統學術交流會論文集.北京:北京航空航天大學出版社,2006.
關鍵詞:物聯網;專業建設;課程體系;實訓室建設
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)14-3336-02
1 概述
自2009年以來,一場關于物聯網的風暴席卷了全球。年初,美國總統奧巴馬提出了“智慧地球”概念,將“新能源”和“物聯網”列為振興經濟的兩大武器;6月,歐盟委員會遞交了《歐盟物聯網行動計劃》;7月,日本IT戰略本部頒布了日本新一代的信息化戰略——“U-Japan”戰略;8月,總理視察無錫的中科院物聯網技術研發中心時,提出把無錫建設成“感知中國”中心,2011 年國家制定了物聯網“十二五”發展規劃,“物聯網”的研究、開發和應用等進入了[1]。
物聯網是從英文“The Internet of things”,可以理解為是“物物相連的互聯網”。2010 年總理在第十一屆人大三次會議上所作的政府工作報告中對物聯網定義為:物聯網是指通過信息傳感設備,按照約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位跟蹤、監控和管理上的一種網絡。說簡單點,就是把虛擬的網絡世界與現實中的物質世界有機結合在一起,做到物質網絡化,讓每一個物質在網絡中都有個身份,便于管理和維護[2]。
物聯網技術和產業的發展將引發新一輪信息技術革命和產業革命,涵蓋了大量現有的專業門類和技術體系,需要高校培養教育應用型技術型人才。自2010年3月教育部號召高校建立物聯網專業學科,各高校紛紛提交了專業申請。目前,全國開設物聯網專業的高校很多,但大多處在探索階段,沒有完整的標準和體系,結合我校的實際情況,從專業的教學目標、課程體系規劃、實訓室建設、師資隊伍建設等方面來探討與研究該專業的建設。
2 物聯網專業的教學目標
物聯網專業是研究信息感知、傳輸、處理和應用的基礎理論與關鍵共性技術的綜合性、跨學科、跨領域的新型學科[3],涉及計算機科學與技術、電子科學與技術、通信工程、控制以及軟件工程、管理工程等多個專業,根據我校的實際情況,在計算機系的軟件與網絡專業發展的基礎上,增設物聯網專業,協同其它專業發展。
物聯網專業培養具有良好的思想道德素質和科學素養,知識結構合理,具備扎實的電子技術、網絡通信原理、現代傳感器技術及物聯網相關理論知識,具備在物聯網領域跟蹤新知識、新技術的能力以及較強的創新實踐能力,能從事物聯網領域的系統設計、系統分析與科技開發及研究方面的高素質物聯網工程技術應用型人才[1],突出體現“口徑寬、基礎實、重實踐、強能力”的培養理念。
3 物聯網專業的課程體系
根據教學目標與我校的實際情況,該專業課程體系由六個模塊組成:公共基礎模塊、學科基礎模塊、專業基礎模塊、專業組選模塊、專業選修模塊、專項實踐模塊。
1) 公共基礎模塊:培養學生的思想政治素質、人文和科學素質及身心素質,具體包括思想和中國特色社會主義理論體系概論、思想道德修養與法律基礎、大學英語和體育等課程。
2) 學科基礎模塊:對學生進行計算機的基本操作技能訓練,具體包括計算機導論、高等數學、C語言程序設計、電路基礎、計算機網絡、數據庫原理及應用等課程。
3) 專業基礎模塊:培養學生掌握物聯網的基礎理論知識,具體包括傳感器技術與RFID、單片機技術基礎、嵌入式系統、無線傳感器網絡,物聯網應用層設計等課程。
4) 專業組選模塊:根據物聯網的感知層、網絡層及應用層三層結構體系,分為不同的發展方向,開設了不同的課程,學生可選擇自己的發展方向進行學習,具體包括Java程序設計、Android系統開發、數據通信與交換技術、GPS技術、物聯網控制基礎等課程。
5) 專業選修模塊:以學生的學習興趣來進行選擇學習,具體包括云計算、物聯網綜合應用、數據挖掘等課程。
6) 專項實踐模塊:側重培養學生的實踐動手能力,具體包括基礎實踐、專業實踐和應用創新實踐三個層次。其中基礎實踐是嵌入到課程中,體現教、學、做一體化教學;專業實踐則是每學期末安排兩周左右時間,根據課程進行應用創新;應用創新實踐是安排學生利用假期時間深入到企業去或參加大型的比賽,獨立完成一個實際的物聯網相關的項目,將理論應用到實際工作中去。
4 物聯網實訓室建設
高校開設物聯網專業,除了有合理的知識教學,還要建設相關的實訓室。由于我校已經有自己的網絡實訓室和嵌入式實訓室,充分利用現有的資源,建立物聯網基礎教學實訓室,用來完成物聯網基礎課程實驗,培養學生所需掌握的電子、計算機、通訊等領域內的專業能力;另外我校與許多的企業建立了穩定的合作關系,如武漢創維特信息科技有限公司,共建物聯網綜合演示實訓室,用于構建完整的通用物聯網小系統,集傳感層、網絡層、應用層的綜合應用系統,采用校企合作的模式可以使教學信息與市場要求同步,符合專業人才培養需要。
我校所建立的物聯網實訓室,包括硬件設備、軟件資源兩大部分。硬件設備主要包括單片機、ARM9實驗平臺、各種傳感器、RFID等。軟件資源主要包括嵌入式操作系統Linux、嵌入式網關軟件、無線傳感器網絡軟件等。
根據我校物聯網專業培養目標及專業課程體系,實訓內容包括單片機開發平臺基礎實驗、嵌入式ARM9平臺基礎實驗、各種傳感器實驗、ZigBee/WiFi/3G/藍牙網絡通訊實驗等。以項目驅動為主,案例教學,理論和實踐相結合,使學生在做中學,提高學生的知識應用能力、實踐能力,突出培養“技能型、應用型、實踐型”的人才。
5 師資隊伍建設
物聯網專業是個新興的、多學科交叉的、強調實踐應用的學科,目前我校本專業擁有一支老、中、青結合的雙師型教師隊伍,其中高級職稱的12位,占65%,研究生及以上學歷(位)教師15位,占85%。但是這些教師都不是物聯網專業畢業的,而且都不具有物聯網行業相關企業的從業經歷,缺乏物聯網的實踐經驗,因此需要加強師資隊伍建設。
我校堅持“引聘名師、培養骨干”的原則,積極拓寬師資隊伍的來源渠道,優化教師隊伍,實行激勵與制約相結合,健全管理機制,采取“引、聘、送、下、帶”等措施,致力于“雙師型”教師隊伍的建設。擬采取以下主要措施:1)直接引進物聯網行業相關企業的人才或聘請行業專家到學校任教;2)對專業帶頭人和骨干教師進行重點扶持和培養,送他們去物聯網相關培訓機構參加培訓,學習和提高物聯網相關理論;3)以老帶新,實施“傳幫帶”,以老教授、專業帶頭人和骨干教師作為導師,指導中青年教師,定期對中青年教師進行實習、實訓、課程建設等方面的培訓,以提高中青年教師的教學和科研水平;4)校企合作,派教師到物聯網相關企業開發一線,如武漢創維特信息科技有限公司,企業幫助培養實用技術型師資;5)在有條件的情況下,可以參與或申報物聯網相關的科研項目,以教學促進科研,以科研指導教學,進一步將理論與實際需求相結合。
6 小結
作為應用型本科院校,應抓住物聯網的發展機遇,以就業為導向,突出體現“口徑寬、基礎實、重實踐、強能力”的培養理念,加強校企合作,培養面向廣東、服務東莞的高素質技能型應用人才。目前物聯網專業建設還處于起步階段,這方面經驗還非常缺乏,需要進一步的深入研究。
參考文獻:
[1] 孫珊珊,趙健飛,王曉菊. 高校開設物聯網專業的思考[J].中小企業管理與科技, 2012(8).
Abstract: The feasibility of teaching reform mesures that the knowledge points of level examinations of "Information Processing Technician" are embedded into teaching reform of "Computer Applications Base" is analyzed. The reform measures such as three-level management and implementation of stages were put forwards. The implementing process and control method of curriculum reform were introduced, and the feasibility and effectiveness of achieving curriculum reform by using the mode of embedded teaching were expounded.
關鍵詞: 課程改革;嵌入式教學模式;軟件資格考試;信息處理技術員
Key words: curriculum reform; the mode of embedded teaching; software qualification exam; information processing technician
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)04-0233-01
1課程改革的指導思想與目的
國家教育部文科計算機基礎教學指導委員會提出的新形勢下大學生計算機知識結構和應用計算機能力的要求指出,大學計算機基礎教育應該由操作技能轉向掌握信息技術的基本理論,培養運用信息技術處理實際問題的能力[1]。為適應這一形勢發展的需要,西安外事學院現代教育技術中心采用課程實施與證書獲取“雙軌”并行的方法,將軟件資格考試“信息處理技術員”級別的知識點嵌入到《計算機應用基礎》課程教學中,并制定了以加強大學生計算機知識結構和培養運用信息處理技術解決實際問題能力為主,以崗位技能培養為特色,以提高學生就業競爭力為目標的教學改革方案。使學生減少重復學習即可獲取資格證書來證實自己的知識技能水平,進而指導對計算機知識的繼續學習。
2課程改革的可行性分析與方案制定
2.1 課程改革方案可行性分析知識內容吻合度高:從專業領域來看,“計算機技術與軟件專業技術資格(水平)考試”涵蓋了計算機技術的全部領域。它包括計算機軟件、計算機網絡、計算機應用技術、信息系統和信息服務等5個專業類別[2]。其中“信息處理技術員”級別考試主要考核的知識內容包括Windows XP操作系統、Office中的主要組件、網絡基礎知識和信息處理基礎知識。這些知識點與《計算機應用基礎》課程所講授的知識點吻合度在82%左右。學生受益度大:學生就業時由于一些用人單位的要求,需要參加社會上的一些類似于Office辦公軟件的培訓以獲取某些證書作為就業競爭的籌碼,浪費了學生大量精力財力[3]。實行嵌入式教學模式,學生在校期間通過課程學習就獲取了初級證書,在提高學生信息處理崗位技能的同時也增強了企業對學生的認可度和就業的競爭力。
2.2 課程改革方案的制定信息社會和現代教育的特點是信息無處不在,獲取信息的渠道和教育的途徑趨于廣泛化和多樣化。[4]這種變化促進了知識的廣泛傳播和交流。根據高校非計算機類專業學生的實際情況,實施嵌入式教學模式使學生通過課程學習后全部參加 “信息處理技術員”級別考試,要求取證率達到80%以上。課程改革按照項目管理的思想進行部署、實施與過程控制,項目進行主要分為啟動階段:課程改革動員與工作任務部署,計劃階段:教學大綱和教學計劃制定、教材建設工作,執行階段:教學計劃、教學任務的落實與實施、控制,收尾階段:課程考試與總結。其中項目組長負全責;教學主管負責教學任務部署、落實和檢查工作,行政主管負責教學管理;教師負責教學具體實施工作。
3課程改革的實施過程控制
3.1 教學管理主要抓完善管理制度、教學過程的監測與控制以及教學質量評價。在嚴格執行學校相應管理制度的同時,進一步完善本部門系列管理制度。
3.2 教學實施采用課程組長和主講教師負責制,要求課程組長對課程教學質量全程負責,主講教師對課程教學全程負責。在實施理論教學方面要求教師減少深度,強調理解機制與方法。在實踐教學方面要求教師利用往年軟考試題設計應用案例教學,要求學生做實習實訓練習并編寫實驗報告。
3.3 教學研究我們對2009上半年、2009下半年和2010上半年學生筆試正確率進行了分析,如表1所示。
3.3.1 得分率
3.3.2 得分率
3.3.3 得分率>90%與2009年上半年相比得分率>90%的題目數呈下降趨勢,導致學生的過關率下降。這種情況主要原因是學生對知識點的掌握存在比較大的問題,我們認為必須加強理論教學的深度和廣度來提高學生的應試能力。
4課程改革的效果
課程改革的過程也是歷練優秀教學團隊的過程。現代教育技術中心教師通過參與課程改革工作及全國軟考閱卷工作,教學觀點和科研參與意識大大加強,教學態度發生了顯著的變化,目前已形成一支知識結構合理、老中青結合、專業水平較高的計算機系列課程教學團隊,2010年3月被陜西省軟考辦授予陜西省計算機軟件考試工作先進集體的光榮稱號。目前自編的本科、高職教材已被陜西省軟考辦分別作為陜西省本科、高職院校嵌入式教學的指定教材,在全國產生重要影響。2010年1月和5月全校參加軟考機試和筆試5643人,平均過關率96%和86%,取證率85%,超出預計5個百分點,居全省之首。
參考文獻:
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關鍵詞 測控技術與儀器專業;校內實訓;實訓內容;實訓大綱
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2016)10-0143-03
On-campus Practical Training Exploration of Measurement and Control Technology and Instrument Specialty//YIN Lunhai, WANG Junsheng, LAN Hehui
Abstract The on-campus practical training teaching system is established. Training target, training content and training module is formulated. All the training contents are from basic to professional, and go from the easy to the difficult and complicated. The Engi-neering practice ability of the students can be increased through training. Students of three year of graduation are trained and good results have been achieved. Both the Engineering practice ability and ability to research of the students are all increased.
Key words measurement and control technology and instrument specialty; on-campus practical training; training content; training syllabus
1 引言
目前許多院校校外實習以走馬觀花為主,雖然學生在實習過程中可以見到許多未曾見過的儀器設備,可見識到實習單位的整個生產流程和生產工藝,但實習效果仍不理想。所以在校外實習基礎上做好校內實習、實訓,對提高學生實踐動手能力尤為重要。
遼寧工業大學為保障學校各專業培養學生工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力,不斷提高工程人才培養質量,在實驗實訓硬件設施方面采取了一系列保障措施。同時,測控技術與儀器專業(以下簡稱測控專業)教研室教師豐富的工程實踐能力為測控專業學生實習提供了有力的保障。
2 校內實習實訓平臺建設
目前測控專業可用校內實訓的實驗室和實訓基地條件良好,足可滿足學生實訓需要。
實驗室建設 測控專業基礎類實驗室有測控技術實驗室、單片機實驗室、計算機控制技術實驗室、“電工電子技術”遼寧省實驗教學示范中心、“智能控制理論及應用”省高校重點實驗室;專業實驗室有過程控制實驗室、智能機器人實驗室、“新能源汽車智能控制技術”省重點實驗室、與德國西門子共建的“PLC實驗室”、與美國羅克韋爾自動化公司共建的“工業控制網絡實驗室”、與美國飛思卡爾半導體公司共建的“嵌入式應用實驗室”。
學校實習實訓基地建設 2012年,遼寧工業大學在國家發改委專項資金資助下,投資8000余萬元建設工程實訓中心,面積2.8萬余平方米,目前完成試驗設備安裝并投入使用的有金工實訓平臺、電工電子實訓平臺、現代加工技術平臺、電氣工程綜合實訓平臺、光網絡通信實訓平臺、新能源技術綜合實訓平臺、汽車檢測與維修工程訓練平臺、工業生產過程自動化訓練平臺、化工生產工藝實訓平臺和材料工程實訓平臺。基地可同時滿足1000名學生從事創新創業項目訓練[1]。10個實訓平臺中測控專業學生可利用8個進行實訓。
實習實訓中心實訓平臺及測控專業實驗室的實驗設備及裝置,為測控專業學生校內實訓提供了良好的實訓硬件條件。
3 合理的實訓師資隊伍建設
測控專業教師學歷、職稱結構合理 測控專業現有專任教師15人,其中教授4人,副教授5人,講師3人,高工1人,實驗師2人;具有博士學位6人,碩士學位7人;中國儀器儀表協會理事1人,遼寧省“百千萬人才工程”千人層次1人,遼寧省青年骨干教師2人[2]。聘請了丹東東方測控集團有限公司、丹東華日理學電氣有限公司、錦州利達航海電器有限公司等公司8名高級工程師為客座教授,聯合指導生產實習、實訓等。
測控專業教師具有較強的實踐經驗和指導學生實習實訓的能力 自2013年以來,測控專業教師共指導大學生創新創業計劃項目11項,其中省級6項、校級5項;3年來指導學生參加全國大學生電子競賽,獲得國家一等獎1項、省級一等獎4項、省級二等獎5項、省級三等獎3項;指導學生參加中國機器人公開賽,獲得國家一等獎1項、國家三等獎1項、省級一等獎2項、省級二等獎1項、省級三等獎1項;指導學生參加飛思卡爾杯智能車競賽,獲得全國總決賽二等獎1項、東北賽區一等獎2項;指導學生參加“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、中國大學生計算機設計大賽、創青春全國大學生創業大賽、“藍橋杯”軟件創業團隊賽等大賽,獲得多個國家級和省級獎項。
4 確定實訓教學目標,建立適合測控專業的實訓教學體系
實訓的目標是通過實訓教學培養學生實踐動手能力、創新能力和工程設計能力。基礎訓練要求:通過實訓,學生能夠完成控制系統設計;根據被控對象特性與技術參數要求,學會選擇傳感器、變送器、控制器、執行器、顯示儀表等裝置,能夠完成系統組裝調試、系統投運與參數整定;學會各個裝置的拆卸與組裝、設備維護與維修。能力提高訓練要求:能夠完成信號調理電路、簡單變送器、控制器、輸出控制電路的設計、焊接、調試。實訓項目包括專業基礎技能實訓、專業技能實訓和創新訓練。
專業基礎技能實訓 主要包括金工實習、電子實習、生產實習、畢業實習、信號變換綜合設計、過程控制系統課程設計、單片機原理及接口技術設計、專業基礎技能實訓。對于基礎實訓模塊內容以“實用、夠用、熟練”為原則,要求學生掌握基本的實訓技能。綜合運用電子技術、電路等電類基礎課程知識,設計完成實物制作與調試。實訓指導教師根據學生實際情況,有針對性地選擇實訓內容或項目,為專業技能實訓打好基礎。
專業技能實訓 主要包括以智能儀表為主線的綜合實訓,培養學生具有儀器儀表開發、設計的創新能力;以儀表工程為主線的綜合實訓,培養學生具有控制系統設計與儀表選型、安裝及調試的工程實踐能力。
1)智能儀表實訓:主要訓練傳感器與檢測技術、單片機技術、嵌入式技術、DSP技術、測控電路等專業課程內容的綜合應用,包括完成儀器儀表的設計、參數選擇、仿真、實物制作、調試等環節。
2)儀表工程實訓:主要訓練傳感器與檢測技術、測控電路、PLC技術、過程控制系統、控制儀表及裝置、DCS技術、工控網絡技術、工控組態軟件等專業課程內容的綜合應用,包括完成控制系統的方案設計與儀器儀表的選型、安裝、調試及維修等環節。
實訓內容要隨著知識的更新有所創新、增減,體現實訓的實用性和先進性,同時著重于學生的創新意識和實踐能力的培養教育。
創新性訓練 主要包括開放性實驗設置、創新創業項目設置、科技競賽項目設置:開放性實驗以信號調理、單片機技術和PLC技術課程內容為主設置實驗項目;創新創業項目以企業需求為導向,設置檢測與控制為主的工程實踐類項目;科技競賽依托校電工電子實驗教學示范中心、羅克韋爾自動化實驗室、西門子共建PLC實驗室、浙大中控共建DCS實驗室、校實習實訓中心的實驗實訓資源,開展相應的專業技能競賽。
5 建立測控專業實訓模塊
根據培養目標設計相應的實訓教學模塊,包括專業基礎技能實訓設置和能力提高實訓模塊設置。
基本技能實訓模塊
1)熟悉檢測變送器、控制裝置結構原理,學會拆卸與組裝。傳感器拆裝與調試包括熱電偶拆裝與調試、熱電阻拆裝與調試、壓力或差壓傳感器拆裝與調試、流量傳感器拆裝與調試、物位傳感器拆裝與調試。變送器拆裝與調試包括溫度變送器拆裝與調試、流量變送器拆裝與調試、壓力或差壓變送器拆裝與調試、液位變送器拆裝與調試。執行器拆裝與調試包括氣動薄膜控制閥拆裝與調試、氣動推桿拆裝與調試、電動調節閥拆裝與調試、電動推桿拆裝與調試、低壓電器拆裝與調試、變頻器調試、電動機拆裝與調試。顯示儀表拆裝與調試包括模擬式顯示儀表和智能顯示儀表拆裝與調試。控制器拆裝與調試包括模擬式控制器和智能控制器拆裝與調試。
2)根據被控對象特性設計控制系統,如單閉環、串級、比值等控制系統。根據系統要求和被控對象特性選擇傳感器、變送器、控制器和執行器,然后組成所需控制系統。
3)控制系統組裝,將所選擇的自動檢測和控制裝置組裝成實際應用的控制系統。根據設備情況,可組成溫度檢測控制系統、壓力檢測控制系統、流量檢測控制系統、液位檢測控制系統,以及四種控制系統合成的綜合控制系統。
4)控制器作用方向的確定。根據被控對象特性,選擇執行器、變送器作用方向的選擇或設定,最終確定控制器作用方向。
5)根據被控對象特性,選擇控制規律,設置控制參數。
6)系統投運,包括投運前儀器設備的校驗與檢修、控制器參數的整定。
能力提高實訓模塊 為了進一步提高學生工程實踐能力,設置了能力提高的實訓環節,包括網絡控制系統實訓和電路設計、制作與調試實訓。
網絡控制系統實訓包括PLC技術、過程控制系統、控制儀表及裝置、DCS技術、工控網絡技術、工控組態軟件等專業課程內容的綜合應用,包括完成控制系統的方案設計與儀器儀表的選型、安裝、調試及維修等環節。
電路設計類實訓包括信號調理電路、變送器、控制器、輸出控制電路設計、制作、焊接和調試。相應的實訓環節有基于傳感器與檢測技術、測控電路等課程的信號變換綜合設計,基于單片機技術、嵌入式技術、DSP技術等課程的控制器設計等。有些能力提高實訓部分安排在基礎技能實訓模塊中進行。
6 制定實訓大綱
制訂了較為詳盡的培養計劃,使實訓與課程設置緊密結合,實訓環節盡量安排在相關課程結束后就進行。比如:專業基礎技能實訓在電路、電子技術基礎結課后的第5學期進行,2學分;信號變換綜合設計在傳感器與檢測技術、測控電路、電力電子技術課程結束后的第5學期進行,2學分。
對于綜合性實訓環節,只能在所有理論課程都結束后進行,或者分步進行實訓。如表1綜合實訓教學計劃,分為6、7兩個學期進行實訓。同時,根據實訓內容多次安排實訓學時,并根據學時數與實訓項目權重分配成績比例。實訓成績最終通過現場演示、報告、答辯等方式進行考核。
7 實訓效果
實訓教學中以學生為中心、以教師為主導開展,根據不同實訓模塊、教學內容以及每節實訓課的重難點,采用不同的教學方法。以教師為主導開展采用啟發式教學方法,把學生作為教學的主體,引導學生肯思考、會思考,以提高其分析和解決問題能力。從2013年開始,對2010、2011、2012級測控專業學生進行實訓。
傳感器拆裝、調試實訓 使學生深入了解傳感器工作原理、特性和輸出信號特點,從而可以根據信號特點制作信號調理電路,或者選擇傳感器。
專業基礎技能實訓 通過對電子元器件性能測試和簡單電路設計制作,充分了解器件性能,為復雜電路設計制作時器件選型獲得第一手經驗;信號變換綜合設計實訓要求學生設計信號放大、濾波、隔離、線性化等功能的信號調理電路,設計輸出控制電路,利用自己設計的控制器組成一個簡單控制系統。這樣可以鍛煉學生掌握較復雜的控制電路設計、開發、制作能力和電路檢修能力。
控制器制作實訓 在單片機原理及接口技術、DSP技術及應用、嵌入式系統設計實訓過程中,利用相應的開發板,并分層次設置實訓內容。在此基礎上進行控制器設計、制作、焊接和調試,培養學生電路設計、開發、制作能力,培養學生設計性、綜合性和創新性工程設計的能力。
網絡控制系統實訓 在PLC技術、DCS與FCS實訓中,依托S7-300實驗室、羅克韋爾實驗室、DCS實驗室開發創新性實驗項目,在3屆學生中開展多項技能培訓、技能競賽,取得較好的工程訓練效果。
經過實訓鍛煉,測控專業學生的工程實踐能力、研發能力都有了較大的提高,提高了就業競爭能力,部分工程能力較強的學生在工作伊始就表現出較強的科研能力和業務能力。如2010級一名學生,工作不到一年,就成為丹東華日理學儀器有限公司技術骨干,承擔科研項目;就業于丹東金洋科技發展集團有限公司的一名2011級學生在實習期滿后就成為項目組長,承擔項目。
具有了較強的工程實踐能力,畢業生在就業時具有較強的競爭優勢。通過統計,近3年來,本專業畢業生的一次協議率分別是49.06%、63.86%、73.08%,就業率分別為90.57%、96.39%、98.78%,呈現穩步攀升趨勢。
8 結語
建立實訓教學體系,實訓過程形成從簡單到復雜、從基礎到專業、從接受基本知識和技能到培養綜合能力這樣一個逐步積累、深化和提高的完整的教學體系。實訓教學與理論教學組成一個完整的測控專業培養體系,全面培養學生的實訓技能、科學作風,以及綜合分析、發現和解決問題的能力,使學生具有創新、創業精神和較強的工程實踐能力。
參考文獻
【關鍵詞】民辦高校;計算機科學與技術;實踐能力;培養模式
引言
我國的高等教育已經從精英型進入了大眾型的發展階段,這必然要求并導致高等教育的多元化發展。作為我國高等教育重要組成部分的民辦普通本科院校,在推動高等教育普及化發展的同時承擔起了培養適應社會需求的高質量應用型人才的重要使命。
計算機專業是一門實踐性很強的專業,實踐環節是培養和提高學生實踐能力、創新精神和綜合能力的有效手段,實踐環節在專業教學體系中的重要性日益顯著,在教學中起著其它任何教學形式都無法替代的重要作用。因此,計算機專業學生實踐能力培養的好壞直接關系到本專業的成敗[1]。
本文將以我校計算機科學與技術專業為依托,以本地區其它民辦本科院校為參照,實踐并研究當前計算機專業各主流實踐能力培養模式,對各模式的約束條件、運行機制進行分析評價,為豐富我國民辦普通本科院校計算機專業人才實踐能力培養的理論研究,提供切實可行的計算機專業實踐能力培養模式,幫助民辦普遍本科院校在高等教育轉型的機遇下構建具有特色的應用型人才培養模式。
1.國內實踐教學理念研究和教學模式研究
在實踐教學模式方面,張日新對本科應用型人才的培養模式問題,提出了學科基礎階段和專業方向階段的“兩段式”培養過程。曹屯裕、張曉謙、劉長宏,王剛等學者都強調通過校企結合培養學生實踐能力,從不同的角度對校企產學研結合培養的一些問題提供了解決思路和實踐方案[2-4]。鄒景超、付大鵬等學者從實驗課程內容建設、實驗平臺建設、實驗方式等方面對學生實踐能力提升提出了相應的校內培養模式。
2010年6月教育部啟動卓越工程師計劃,強調行業企業深度參與培養過程,學校按通用標準和行業標準培養工程人才,強化培養學生的工程能力和創新能力,將實踐教學的重要性提到了前所未有的高度,極大的推動了實踐教學的進一步發展[5]。
2.計算機專業實踐教學培養模式
魏良模,陳舒懷在計算機人才實踐能力培養上提出學生教育全過程在企業進行,校企雙方共同制定培養目標、教學計劃,學校負責基礎課教學及提供教學指導和教學質量監控,企業負責專業課教學,實踐教學和學生管理。楊起帆等針對浙江大學城市學院計算機專業應用型人才培養提出“211”培養模式,將大學4年分成3個階段:2年時間學習數學、外語及計算機專業基礎課程,1年時間學習計算機專業課程、1年時間進行畢業實習和畢業設計。讓學生在打下扎實基礎的前提下,有充足的時間進行專業技能的學習與鍛煉,在實踐中提高分析、設計和編程的能力。顧可民在計算機專業實用性人才培養方面提出以市場需求為導向,加強實踐性教學環節,廣泛開展校企合作,實現訂單教育,校企互動,促進 “雙師型”教師隊伍建設。雷虎對民辦高校軟件人才培養模式方面提出將企業的實際開發項目嵌入到學校的教育過程中,以提高學生軟件開放能力為主線,融合企業資源和高教資源,把4年本科教學模式調整為3+1形式,將學生最后一年的畢業實習與畢業設計放到企業中去。賈慶節在計算機應用型人才培養模式方面提出通過教學過程的實驗模塊設計、課程設計、軟件項目和實例驅動、假期企業實習等方式提高學生實踐能力。在和企業的合作上采取訂單教育培養模式,高校和用人企業針對需求共同制定人才培養計劃,提出人才訂單,簽訂用人合同,并在師資、技術、辦學條件等方面合作,通過“工學交替”方式分別在學校和用人單位教學,學校提供技術支持,企業提供實踐場所[6-9]。
綜觀國內對高校學生實踐能力培養模式的研究,成果相對比較豐富,具有一定的理論依據和實踐指導作用。但結合民辦高校計算機科學與技術專業實踐能力培養模式的現狀來看,這些成果并沒有起到應有的作用,主要存在以下不足:
(1)從理論層面看,相關的研究主要是以各自辦學現狀和個性為基礎探索可用的培養模式。研究較為零散,缺乏系統性的規律研究和具體可操作性的指導。對于民辦高校計算機本科應用型人才的定位問題,如何科學地設計與制定培養模式等基本問題模糊不清。計算機專業動態發展的能力因素也未被考慮,這不可避免地會導致對人才實踐能力培養模式在操作上的誤差。
(2)從實踐層面來看,國內現有文獻注重了校企合作和產學研途徑。但對于這些模式的組織管理機制以及實踐效果的檢驗都提的較少。各種培養模式效果如何,怎樣選擇及設計需求匹配,各模式的約束因素如何、如何對不同的模式進行互補優化和完善等問題都沒有被系統地研究。
3.**學院計算機科學與技術專業人才實踐能力人才培養模式
**學院是一所民辦本科高校,它的計算機科學與技術專業采取的模式是“理論教學與實踐訓練并重,培養高級IT工程師”,構建了以“實用型、復合型”為目標的人才培養模式,其課程體系具有重視實踐能力培養的特點。在突出實踐能力方面首先是加強雙師型教師隊伍的建設,使專業教師既能進行理論課的講授,又能進行項目實訓、項目開發的指導工作,能夠解答學生在實踐過程中遇到的問題,使學生在校期間就獲得工程項目的開發經驗與技能;其次是加強實驗室建設,提供項目開發實訓場所;最后鼓勵學生報考計算機等級考試、軟件設計師資格與水平考試。除了各個專業實驗室外,設置了多個校外實習基地,對日軟件外包實習實訓基地、云計算實習實訓基地、物聯網實習實訓基地、青島軟件園實訓基地、網絡建設與維護實訓基地、嵌入式實習實訓基地。
4.我校的計算機科學與技術專業人才實踐能力人才培養模式
本專業立足學校“具有創新意識的高素質應用型人才”的培養模式,分為嵌入式和網絡兩個專業方向,這兩個專業方向在實踐構成方面均從三方面要求出發:素質要求、知識要求和能力要求,設立了隨堂實驗、獨立實驗、課程設計和綜合實訓、畢業實習及畢業論文(設計)等不同層次的實踐模式,具體如圖1所示。
圖1 我院計算機科學與技術專業實踐環節構成
此外在人才培養方案中設立創新與素質拓展課程(環節),鼓勵學生參加科研創新活動,參加學科競賽,,參加各類社會實踐與服務,組織學生聽取各類學術報告與講座,報考各類專業證書。
在師資隊伍建設方面,重點建設雙師型教師隊伍,鼓勵老師外出培訓或進修,提高實踐能力。50%以上的教師具有嵌入式系統設計師、網絡工程師、軟件設計師、信息系統項目管理師等證書。
通過以上的調研,可以看出實踐能力培養應貫穿始終,從通識教育到專業教育,從理論課堂到實習實訓,產學研的合作方式可以多樣化,并不拘泥與實習基地一種方式,可以將它引入日常的課堂,而且更重要的是師資隊伍的建設,教師必須是具備實踐能力或工程經驗的雙師型教師,應該改革考核方式和評價體系,提高學生的積極性。
參考文獻
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基金項目:青島工學院2012年校長基金資助項目(2012JY013)。
作者簡介:
房正華(1982―),女,碩士,軟件設計師,講師,主要研究方向:軟件工程。
Abstract: In recent years, the rapid development of the Internet of things is causing the scarce talent. In Qingdao Agricultural University,the major of internet of things was increased based on the coorperation between school and enterprise in order to train talents on the development of the internet of things. The urgent matter is the professional construction including courses construction, teachers construction,teaching material construction,experiment teaching and so on. In this article, the authors discuss the good influence of the cooperation between school and enterprise on these aspects and job prospect of students. The improvement on scientific research is discussed too.
關鍵詞: 物聯網;校企合作;專業建設;培養方案
Key words: internet of things;cooperation between school and enterprise;professional construction;training schemes
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1006—4311(2012)28—0272—03
0 引言
自2005年11月17日,在突尼斯召開的信息社會世界峰會上,國際電信聯盟《ITU互聯網報告2005:物聯網》,正式提出“物聯網”的概念以來,世界各國紛紛投入了大量的人力物力財力以發展物聯網。2009年8月,總理在無錫考察時,提出了“感知中國”的概念,從而掀起了物聯網在我國發展的熱潮。目前,各省、市紛紛制訂了自己的物聯網產業規劃,但我國的物聯網人才儲備遠遠不能滿足當下企業旺盛的人才需求。不少地區、行業和企業已經提前打響了物聯網人才的爭奪戰。為了適應我國戰略性新興產業發展的需求,人才的培養成為當務之急。
行業的發展靠人才,人才的培養靠教育,處于教育金字塔頂端的高校,對物聯網人才的培養有著不可推卸的責任。于是部分高校新增了物聯網專業。對于一個新專業,沒有經驗可循,沒有教訓可鑒,一切都是摸著石頭過河。怎樣才能培養出符合行業發展需求的人才?校企合作辦學不失為一個好辦法。因為只有摸準行業脈搏,才能有的放矢,才能有針對性的培養人才,而企業正是尋找行業脈搏的好途徑。青島農業大學的物聯網專業正是采取了這種辦學模式。在校企合作辦學模式下,企業會全程參與到學校的招生、教學、就業等三大環節中來,可以較好的幫助學校解決課程建設、師資建設、教材建設、實訓室建設以及學生就業等一系列新專業亟需解決的難題,對專業建設產生了積極的影響。下面就此展開詳細闡述。
1 企業可以為課程建設提供方向性建議
物聯網是指讓所有的物體通過各種信息傳感設備,比如激光掃描器、GPS、射頻識別裝置等與互聯網結合在一起而形成的信息網絡。可以對物體實現自動識別以及信息的互聯共享從而便于管理。由此可以看出物聯網是以計算機、通信工程、電子信息等多種成熟專業技術作為支撐的一種新型技術。對于培養這種集成創新型技術人才的專業,課程建設顯得尤為重要。
課程建設主要包括專業培養目標的設定、課程設置以及教學大綱的制定等方面。
關鍵詞:集成電路專業;實踐技能;人才培養
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼: A 文章編號:1002-0845(2012)09-0102-02
集成電路產業是關系到國家經濟建設、社會發展和國家安全的新戰略性產業,是國家核心競爭力的重要體現。《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》明確將集成電路作為新一代信息技術產業的重點發展方向之一。
信息技術產業的特點決定了集成電路專業的畢業生應該具有很高的工程素質和實踐能力。然而,目前很多應屆畢業生實踐技能較弱,走出校園后普遍還不具備直接參與集成電路設計的能力。其主要原因是一些高校對集成電路專業實踐教學的重視程度不夠,技能培養目標和內容不明確,導致培養學生實踐技能的效果欠佳。因此,研究探索如何加強集成電路專業對學生實踐技能的培養具有非常重要的現實意義。
一、集成電路專業實踐技能培養的目標
集成電路專業是一門多學科交叉、高技術密集的學科,工程性和實踐性非常強。其人才培養的目標是培養熟悉模擬電路、數字電路、信號處理和計算機等相關基礎知識,以及集成電路制造的整個工藝流程,掌握集成電路設計基本理論和基本設計方法,掌握常用集成電路設計軟件工具,具有集成電路設計、驗證、測試及電子系統開發能力,能夠從事相關領域前沿技術工作的應用型高級技術人才。
根據集成電路專業人才的培養目標,我們明確了集成電路專業的核心專業能力為:模擬集成電路設計、數字集成電路設計、射頻集成電路設計以及嵌入式系統開發四個方面。圍繞這四個方面的核心能力,集成電路專業人才實踐技能培養的主要目標應確定為:掌握常用集成電路設計軟件工具,具備模擬集成電路設計能力、數字集成電路設計能力、射頻集成電路設計能力、集成電路版圖設計能力以及嵌入式系統開發能力。
二、集成電路專業實踐技能培養的內容
1.電子線路應用模塊。主要培養學生具有模擬電路、數字電路和信號處理等方面的應用能力。其課程主要包含模擬電路、數字電路、電路分析、模擬電路實驗、數字電路實驗以及電路分析實驗等。
2.嵌入式系統設計模塊。主要培養學生掌握嵌入式軟件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式應用領域的前沿知識,具備能夠從事面向應用的嵌入式系統設計能力。其課程主要有C語言程序設計、單片機原理、單片機實訓、傳感器原理、傳感器接口電路設計、FPGA原理與應用及SOPC系統設計等。
3.集成電路制造工藝模塊。主要培養學生熟悉半導體集成電路制造工藝流程,掌握集成電路制造各工序工藝原理和操作方法,具備一定的集成電路版圖設計能力。其課程主要包含半導體物理、半導體材料、集成電路專業實驗、集成電路工藝實驗和集成電路版圖設計等。
4.模擬集成電路設計模塊。主要培養學生掌握CMOS模擬集成電路設計原理與設計方法,熟悉模擬集成電路設計流程,熟練使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具,具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事模擬集成電路設計的能力。其課程主要包含模擬電路、半導體物理、CMOS模擬集成電路設計、集成電路CAD設計、集成電路工藝原理、VLSI集成電路設計方法和混合集成電路設計等。此外,還包括Synopsis認證培訓相關課程。
5.數字集成電路設計模塊。主要培養學生掌握數字集成電路設計原理與設計方法,具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事數字集成電路設計的能力。其課程主要包含數字電路、數字集成電路設計、硬件描述語言、VLSI測試技術、ASIC設計綜合和時序分析等。
6.射頻集成電路設計模塊。主要培養學生掌握射頻集成電路設計原理與設計方法,具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事射頻集成電路設計的能力。其課程主要包含CMOS射頻集成電路設計、電磁場技術、電磁場與
天線和通訊原理等。
在實踐教學內容的設置、安排上要符合認識規律,由易到難,由淺入深,充分考慮學生的理論知識基礎與基本技能的訓練,既要有利于啟發學生的創新思維與意識,有利于培養學生創新進取的科學精神,有利于激發學生的學習興趣,又要保證基礎,注重發揮學生主觀能動性,強化綜合和創新。因此,在集成電路專業的實驗教學安排上,應減少緊隨理論課開設的驗證性實驗內容比例,增加綜合設計型和研究創新型實驗的內容,使學有余力的學生能發揮潛能,有利于因材施教。
三、集成電路專業實踐技能培養的策略
1.改善實驗教學條件,提高實驗教學效果。學校應抓住教育部本科教學水平評估的機會,加大對實驗室建設的經費投入,加大實驗室軟、硬件建設力度。同時加強實驗室制度建設,制訂修改實驗教學文件,修訂完善實驗教學大綱,加強對實驗教學的管理和指導。
2.改進實驗教學方法,豐富實驗教學手段。應以學生為主體,以教師為主導,積極改進實驗教學方法,科學安排課程實驗,合理設計實驗內容,給學生充分的自由空間,引導學生獨立思考應該怎樣做,使實驗成為可以激發學生理論聯系實際的結合點,為學生創新提供條件。應注重利用多媒體技術來豐富和優化實驗教學手段,如借助實驗輔助教學平臺,利用仿真技術,加強新技術在實驗中的應用,使學生增加對實驗的興趣。
3.加強師資隊伍建設,確保實驗教學質量。高水平的實驗師資隊伍,是確保實驗教學質量、培養創新人才的關鍵。應制定完善的有利于實驗師資隊伍建設的制度,對實驗師資隊伍的人員數量編制、年齡結構、學歷結構和職稱結構進行規劃,從職稱、待遇等方面對實驗師資隊伍予以傾斜,保證實驗師資隊伍的穩定和發展。
4.保障實習基地建設,增加就業競爭能力。開展校內外實習是提高學生實踐技能的重要手段。
實習基地是學生獲取科學知識、提高實踐技能的重要場所,對集成電路專業人才培養起著重要作用。學校應積極聯系那些具有一定實力并且在行業中有一定知名度的企業,給能夠提供實習場所并愿意支持學校完成實習任務的單位掛實習基地牌匾。另外,可以把企業請進來,聯合構建集成電路專業校內實踐基地,把企業和高校的資源最大限度地整合起來,實現在校教育與產業需求的無縫聯接。
5.重視畢業設計,全面提升學生的綜合應用能力。畢業設計是集成電路專業教學中最重要的一個綜合性實踐教學環節。由于畢業設計工作一般都被安排在最后一個學期,此時學生面臨找工作和準備考研復試的問題,畢業設計的時間和質量有時很難保證。為了進一步加強實踐環節的教學,應讓學生從大學四年級上半學期就開始畢業設計,因為那時學生已經完成基礎課程和專業基礎課程的學習,部分完成專業課程的學習,而專業課教師往往就是學生畢業設計的指導教師,在此時進行畢業設計,一方面可以和專業課學習緊密結合起來,另一方面便于指導教師加強對學生的教育和督促。
選題是畢業設計中非常關鍵的環節,通過選題來確定畢業設計的方向和主要內容,是做好畢業設計的基礎,決定著畢業設計的效果。因此教師對畢業設計的指導應從幫助學生選好設計題目開始。集成電路專業畢業設計的選題要符合本學科研究和發展的方向,在選題過程中要注重培養學生綜合分析和解決問題的能力。在畢業設計的過程中,可以讓學生們適當地參與教師的科研活動,以激發其專業課學習的熱情,在科研實踐中發揮和鞏固專業知識,提高實踐能力。
6.全面考核評價,科學檢驗技能培養的效果。實踐技能考核是檢驗實踐培訓效果的重要手段。相比理論教學的考核,實踐教學的考核標準不易把握,操作困難,因此各高校普遍缺乏對實踐教學的考核,影響了實踐技能培養的效果。集成電路專業學生的實踐技能培養貫穿于大學四年,每個培養環節都應進行科學的考核,既要加強實驗教學的考核,也要加強畢業設計等環節的考核。
對實驗教學考核可以分為事中考核和事后考核。事中考核是指在實驗教學進行過程中進行的質量監控,教師要對學生在實驗過程中的操作表現、學術態度以及參與程度等進行評價;事后考核是指實驗結束后要對學生提交的實驗報告進行評價。這兩部分構成實驗課考核成績,并于期末計入課程總成績。這樣做使得學生對實驗課的重視程度大大提高,能夠有效地提高實驗課效果。此外,還可將學生結合教師的科研開展實驗的情況計入實驗考核。
7.借助學科競賽,培養團隊協作意識和創新能力。集成電路專業的學科競賽是通過針對基本理論知識以及解決實際問題的能力設計的、以學生為參賽主體的比賽。學科競賽能夠在緊密結合課堂教學或新技術應用的基礎上,以競賽的方式培養學生的綜合能力,引導學生通過完成競賽任務來發現問題、解決問題,并增強學生的學習興趣及研究的主動性,培養學生的團隊協作意識和創新精神。
在參加競賽的整個過程中,學生不僅需要對學習過的若干門專業課程進行回顧,靈活運用,還要查閱資料、搜集信息,自主提出設計思想和解決問題的辦法,既檢驗了學生的專業知識,又促使學生主動地學習,最終使學生的動手能力、自學能力、科學思維能力和創業創新能力都得到不斷的提高。而教師通過考察學生在參賽過程中運用所學知識的能力,認真總結參賽經驗,分析由此暴露出的相關教學環節的問題和不足,能夠相應地改進教學方法與內容,有利于提高技能教學的有效性。
此外,還應鼓勵學生積極申報校內的創新實驗室項目和實驗室開放基金項目,通過這些項目的研究可以極大地提高學生的實踐動手能力和創新能力。
參考文獻:
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[4]劉勝輝,等.集成電路設計與集成系統專業課程體系研究與實踐[J]. 計算機教育,2008(22).
[關鍵詞]硬件課程 教學改革 實踐教學課程化
1.計算機專業硬件系列課程教學改革的必要性。計算機硬件知識的教與學對于高校計算機專業的重要性是不言而喻的。上世紀五十到八十年代,我國一些學校的計算機及應用專業基本上是以計算機硬件技術的教育為主,致力于計算機硬件技術專業人才的培養。近年來計算機軟、硬件,特別是計算機網絡快速、蓬勃地發展,我國計算機專業教育的內容、形式也都發生了很大變化,但在廣大學生的學習過程中,不論是學習態度還是學習效果,都普遍出現了“重軟輕硬”的傾向,在這種傾向的背后,必然隱藏著硬件課程教與學中存在的一些問題,這無疑對國內高校硬件類課程的教學提出了新的更高的要求;提高學生的綜合素質,培養目標由知識型向高素質的復合型人才轉變,是大學本科計算機專業教學所面臨的又一新課題,在計算機硬件系列課程的教學過程中,如何根據計算機技術的高速發展進行知識的合理優化,采用什么方式更有效的進行課堂教學,如何引導學生學習硬件知識的主動性,如何進一步提高學生硬件動手能力等等,所有這些問題只有通過對計算機專業硬件系列課程進行教學改革,才能得以圓滿解決。
2.目前計算機硬件系列課程教學存在的主要問題。
2.1 教材與教學內容陳舊、落后,跟不上計算機科學與技術發展的步伐。一方面,隨著計算機硬件技術飛速發展,真正能反映當今世界硬件領域技術的教材太少,教學內容大多較舊,計算機硬件課程未能跟上技術的更新,其相應的實驗設備和條件幾乎為零;另一方面,計算機硬件知識不直觀,最新的硬件知識往往包含許多較復雜的技術,講述起來抽象、枯燥,學生較難學習和理解,因此許多教師偏向于講述舊的知識。
2.2 學生中存在“重軟輕硬”傾向,硬件動手能力較差。目前計算機教育存在著重軟輕硬的傾向。很多學生對硬件課程的了解甚少,認為硬件課程只是學習計算機的內部工作原理,在計算機應用當中無關緊要,認識不到硬件技術在應用方面的重要性,再加上相應的實踐環節難以保證,課程考試評價體系中對硬件實踐能力的不重視,導致學生在學習中缺乏積極性。
2.3 各門課程內容銜接存在問題,教學效率不高。計算機是一個由硬件和軟件組成的龐大的復雜系統,計算機知識有著很強的系統性。而在目前的教學中,硬件課程知識與軟件課程知識之間缺乏足夠的交叉和互補,學生無法深入理解計算機的基本工作原理及其在軟件系統中的作用。另外,在硬件課程之間也缺乏充分的銜接,有些知識點重復或缺失,這些都導致了學生的知識體系不系統、結構不健全。
2.4 缺乏創新能力的培養。目前高校中開設的硬件實驗課程大多以驗證性實驗為主,教師往往提供了實驗的所有環節,大部分學生在做實驗的過程中,基本上不對實驗的實用性進行延伸思維,只按設定好的正確線路、程序、步驟、數據一一照做。這樣的實踐不利于學生創新思維的培養,成了另一種形式的理論學習通過實驗達不到理論與實踐相結合的目的,達不到培養學生初步科研能力的要求。
3.關于計算機硬件系列課程教學改革的思路。
3.1 改革教學內容,構建科學的、系統的計算機硬件教學體系。
3.1.1 計算機硬件系列課程教材目前存在的主要問題是知識陳舊、落后跟不上計算機科學與技術的發展步伐,這種現象在基礎教材中尤為突出。為適應計算機科學與技術飛躍發展的需要,教材叢書應具有先進性和時代特征。并且每隔一二年做一次小的調整,每隔四五年重新修訂出版。教材要緊跟計算機科學與技術的飛速發展是不可能的,況且知識的傳授不能受教材的制約,因此,計算機硬件系列課程教學中應注重知識的更新,計算機硬件技術的發展、更新速度是驚人的,這要求教師時刻關注最新發展動態,及時了解本學科的新技術、新趨勢,及時調整更新授課內容,使該課程能夠反映學科的發展前沿。教師授課時注意知識點的延伸性,即從知識點最早出現的基本原理發展到目前技術狀態的過程,這樣可以減少學生理解的抽象性,從而提高學生的學習積極性。
3.1.2 在充分分析原計算機專業所開設的《數字邏輯》、《計算機組成原理》、《操作系統》、《匯編語言程序設計》、《計算機接口技術》、《計算機體系結構》、《單片機原理》和《嵌入式操作系統及應用》等硬件課程教學內容和教學時數的基礎上,剔除掉不必要和重疊的教學內容或課程,增加新的必須的教學內容或課程,構建出符合現在計算機硬件教學需要的,面向工程應用的課程體系方案和相應的教學內容。如縮減《大學物理》學時,增加((EDA技術》課程,借助EDA技術學生能完成涉及多門硬件類課程的實驗,在不同的學習階段,學生學習了相應的硬件課程后,就可以采用EDA技術,自行設計與本課程相關的實驗設計或復雜應用系統設計。將EDA技術的應用貫穿于計算機硬件體系實驗教學,使學生調試、驗證自己的設計項目成為可能,為學生的自主實驗提供廣闊的發展空間,學生的自主設計能力和創新意識都得到極大提高,避免了學習的抽象、枯燥,增強學生學習硬件課程的興趣,提高動手能力,有助于解決學生“重軟輕硬”的認識問題。
3.1.3 構建新的硬件課程體系,解決硬件課程之間的銜接問題,提高教學效率。該課程體系由必修課程、選修課程及配套實踐三部分組成。必修課包括“組成原理”、“接口技術”、“系統結構”等基礎課程。為適應社會需求,在選修課中增加“EDA技術”、“計算機控制技術”、“嵌入式系統”等社會需求較強、實用價值高的應用性課程,同時新開了“模型機設計與組裝”、“硬件綜合實踐”、“嵌入式系統實踐”等實踐課程,保證課程體系的實用性與先進性。硬件系列課程從體系結構上劃分為三個層次:基礎層、應用層和提高層,其課程間的關系如圖1所示。基礎層為“數字電路”與“組成原理”。“數字電路”課程雖然在教學體系上不屬于計算機硬件系列課程,但它是計算機硬件系統的技術基礎,是必修的前續課:“組成原理”介紹計算機的基本組成和工作原理,解決整機概念;以"EDA技術”的應用為基礎,通過“金工電子實習”與“模型機設計與組裝”兩門實踐課程,強化學生的硬件動手能力。在應用層中,通過“接口技術”介紹應用層的接口和相關外設,以“嵌入式系統”等三門實用性強的課程作為選修課,每門課程都配有相應的實驗環節,并通過“硬件綜合實踐”、“嵌入式系統實踐”強化學生對基礎知識的掌握和綜合應用。提高層為“系統結構”及“性能測試與分析”實踐課程,通過學習和實踐,能夠使學生比較全面地掌握計算機系統的基本概念、基本原理、基本結構、基本分析方法、基本設計方法和性能評價方法,并建
立起計算機系統的完整概念。
3.2 改革課堂教學模式和教學方法,提高教學質量。教學實踐證明,以課堂理論教學為主,實驗教學為輔的培養模式,無法滿足計算機硬件系列課程教學的要求,必須改造為以工程應用為目的,以項目驅動案例教學為手段的高效、實用的人才培養模式。教師先講解相應知識的項目案例,然后設立新項目,由學生去實施和完成。比如《計算機組成原理》課程,可以設立定點運算器、時序發生器及時序分析、計數器設計、微程序控制器設計等一系列項目,采用“課外為主、課內為輔”的方式,即學生領取任務后,通過課余時間進行資料查閱、討論、設計和實驗,以及完成項目保報告書等;然后使用課內少量學時,由教師進行引導,選取部分學生報告項目完成情況,進行簡短答辯和討論。該方式既不影響課堂教學內容和教學進程,又能使學生充分利用業余時間積極、主動地學習,同時,課堂上的適當討論也能活躍課堂氣氛。通過這種項目案例教學模式可以有效地鍛煉學生的自主性,提高學生學習的積極性和效率。
3.3 建立實踐教學課程化的教學模式,保證硬件設計的連續性。計算機軟、硬件設計能力是計算機專業本科必須具備的能力,在一般高校,很多只是注重了軟件的設計能力培養,在軟件類課程的開設中,保證軟件設計的四年不斷線,而硬件設計卻很難保證。因此,在硬件課程實踐教學的安排上也要保證設計不斷線,使學生能真正理解計算機結構的系統性并能進行相關的設計。
我們的改革措施是去除與單一理論課程對應的課程設計等實踐環節,理論課程內只保留最基本的實驗,達到幫助學生理解基本理論的目的,其他實踐教學內容進行系統性整合,按照學期單獨設課,形成完整的實踐教學系統。
3.4 建立科研導師制度。為學有余力的學生,提供一個學習和培養技術特長的機會。由硬件應用系統開發經驗豐富并申請有科研課題或技術服務項目的教師擔任導師,吸收對該課題有興趣和能力的學生參加并共同完成,同時負責學生的學習規劃制定和在課外直接指導學生的創新性實驗、產品制作、參加電子競賽、軟件制作大賽和挑戰杯比賽等。學院為特長生提供學習環境和機會,學生通過參加課題來提高自己的實踐能力和工作經驗,培養其濃厚的學習興趣和學習主動性。
3.5 改革考試、考查方式。考試方法改革突破了單一的理論知識考核和傳統的閉卷考試方式,實現對學生的綜合能力和實訓過程考核。具體要求為加大平時考核比重;注重實踐操作考核;考試方法的改革將促進學生學習的自覺性和主動性。
4.結束語。對計算機硬件課程教學改革,筆者在實踐中作了初步的嘗試,對推進課堂教學建設,改革課程教學體系,改進教學方法,培養學生的創新精神和實踐能力,提高課程的整體教學水平和教學質量起了一定的推動作用。
參考文獻
1 宋人杰等,計算機專業硬件系列課程教學改革探討[J],東北電力大學學報,2007(5)
[關鍵詞]物聯網 就業導向 人才培養方案
[作者簡介]蔣琴雅(1966- ),女,江蘇常州人,南京郵電大學學生工作處就業指導中心副主任,副研究員,碩士,研究方向為大學生就業與創業。(江蘇 南京 210003)
[基金項目]本文系2008年江蘇省教育科學“十一五”規劃重點資助課題“理工科大學生就業與創業教育研究”、2010年江蘇省教育廳高校哲學社會科學基金項目“以就業為導向的物聯網專業人才培養研究”(項目編號:2010SJB880026)、2011年南京郵電大學思想政治教育校級規劃項目“物聯網對大學生思想行為影響的調查研究”(項目編號:XC211021)的階段性研究成果。
[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2013)08-0103-02
一、研究背景
1999年在美國召開的移動計算和網絡國際會議首先提出物聯網概念,自此物聯網概念正式進入人們的視野。物聯網的英文名是 Internet of Things,也稱為Web of Things,是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡,具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化三個重要特征。2009年8月同志在視察中科院無錫物聯網產業研究所時,對物聯網應用提出了一些看法和要求,自提出“感知中國”以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一并寫入“政府工作報告”,物聯網受到了中國全社會極大的關注。每個產業的發展都離不開人才的培養。當今物聯網時代,對物聯網人才的培養勢在必行。物聯網與互聯網、傳感網有著重要的聯系,互聯網和傳感網的人才培養早已開始,但物聯網的人才培養還處在初始階段,因此我國更應該加快物聯網專業人才的培養。
二、物聯網人才培養的現狀
2010年2月25日,《教育部辦公廳關于戰略性新興產業相關專業申報和審批工作的通知》指出:當前國家決定大力發展互聯網、綠色經濟、低碳經濟、環保技術、生物醫藥等關系到未來環境和人類生活的一些重要戰略性新興產業。為了加大戰略性新興產業人才培養的力度,支持和鼓勵有條件的高等學校從本科教育入手,加速教學內容、課程體系、教學方法和管理體制與運行機制的改革和創新,積極培養戰略性新興產業相關專業的人才,滿足國家戰略性新興產業發展對高素質人才的迫切需求,經研究,決定在2010年4月前完成一次戰略性新興產業相關專業的申報和審批工作。戰略性新興產業涉及的領域包括:(1)新能源產業。(2)信息網絡產業。如傳感網、物聯網技術。(3)新材料產業。(4)農業和醫藥產業。(5)空間、海洋和地球探索與資源開發利用。可見,教育部已經認識到物聯網人才培養的重要性,并希望各高校能夠增設物聯網相關專業,為物聯網產業的發展提供優秀的專業人才。各高校積極申報,教育部快速反應,在《教育部關于公布同意設置的高等學校新興產業相關本科新專業名單的通知》中獲得批準的物聯網工程專業30所、物聯網技術專業5所、智能電網信息工程專業2所。2011年,在《教育部關于公布2010年高等學校專業設置備案或審批結果的通知》中,新增批準的物聯網工程專業25所。盡管高校開辦物聯網相關專業的熱情高漲,但有一個現實不容回避,即目前許多高校的物聯網學科課程未形成體系,實訓建設標準等相關問題有待進一步規范。面對這一現狀,高校需要及時跟蹤物聯網可能發展的就業空間,找準物聯網行業企業動向,以就業為導向制訂物聯網專業人才培養方案。
三、以就業為導向的物聯網專業人才需求分析
1.物聯網人才需求及就業崗位分析。物聯網行業需要多種技術人才,根據物聯網的四層架構,可對應為四類技術人才。電子設備開發人員和傳感器設計與制造人員;移動通信和計算機網絡人員;軟件設計人員,特別是網絡服務人員;嵌入式軟件設計與開發人員。根據物聯網人才需求分析,物聯網專業應培養具有物聯網行業必備的理論知識和專業技能,有較強的物聯網應用系統操作能力、一定的系統設計和開發能力,能從事物聯網硬件系統安裝與調試、物聯網系統管理及嵌入式軟件開發的高技術應用型專業人才。根據對物聯網企業的調研,其面向的職業崗位主要有感知設備設計與安裝、系統集成與調試、嵌入式軟件設計、物聯網管理與應用。
2.物聯網專業培養方向和能力需求分析。物聯網專業是一個綜合性學科,涉及電子技術、計算機技術和軟件技術等相關專業,所以人才培養可根據不同的崗位目標分為四個方向,即感知設備設計與安裝方向、傳輸與網絡方向、嵌入式應用軟件方向和物聯網管理方向。四個培養方向對學生的能力要求有所不同。物聯網專業學生應掌握物聯網系統基本理論,具備構建、調試、運行和管理物聯網專業應用系統的能力,具備開發物聯網終端軟件的基本能力,具備物聯網應用系統故障排除能力,了解物聯網技術發展動態等。
四、物聯網專業人才培養方案研究
1.課程設置。應從現有支撐物聯網的專業著手,以就業為導向,根據物聯網產業發展的實際情況做出實時調整。本文根據物聯網的四個方向,結合目前物聯網產業設計的四大核心學科——微電子、無線傳感、通信傳輸、計算機及其網絡,以網絡工程、物聯網工程兩個專業方向來討論物聯網專業人才培養方案和核心課程,重點是課程設置。
一是網絡工程。人才培養目標:培養適應信息產業發展需要,在德、智、體、美諸方面全面發展,基礎扎實、知識面寬、實踐能力強,具有創新精神、較高思想道德、良好的科學文化素質、敬業精神和社會責任感,擁有扎實的通信技術、通信系統、網絡工程和網絡管理等方面的基礎理論和系統專業知識,能在物聯網與傳感網技術等相關領域從事科學研究、教學、應用開發、產品設計等工作的高級專業技術人才。專業核心課程:網絡技術概論、離散數學、數據結構與算法、計算機組成原理、信息與系統、通信原理、操作系統、數據庫系統原理、編譯原理、計算機網絡、網絡安全技術、IP網絡技術及應用、網絡編程技術、網絡工程基礎實驗等。 專業方向:面向信息網絡國家戰略性新興產業培養的網絡工程專業技術人才應滿足企事業單位需求,著重網絡與應用系統研發、運營支撐以及技術創新能力的培養。
二是物聯網工程。人才培養目標:培養適應國家戰略性新興產業發展需要,德、智、體、美全面發展,基礎扎實,創新意識和實踐能力強,具有較高的思想道德和良好的科學文化素質以及敬業精神和社會責任感,擁有扎實的物聯網基礎理論知識和專業技術方法,能在信息網絡等領域從事科學研究、教學、應用開發、產品設計等方面工作的高級跨專業型人才。專業核心課程:高級語言程序設計、電工電子技術基礎、數字電路與邏輯設計、物聯網架構和技術、數據結構與算法、計算機組成原理、通信原理、操作系統原理、數據庫系統原理、計算機網絡、嵌入式系統原理與應用、物聯網感知技術及其應用、無線傳感器網絡、物聯網安全技術、軟件工程、通信軟件設計基礎等。專業方向:面向信息網絡國家戰略性新興產業培養滿足企事業單位需求的物聯網工程的專業技術人才,著重在物聯網產品與應用系統研發、運營支撐以及技術創新能力的培養。
2.實踐體系。以“智慧校園”為背景,搭建集傳感層、網絡層、應用層的綜合應用系統,以智能家居、智能安防、智能門禁、智能教學、廣域信息等為應用背景的綜合系統,堅持開放性和應用為導向的原則,以實訓的形式培養學生的創新能力為主要目的,見下圖。
3.師資建設。首先,物聯網是一個多學科領域,除計算機學科外,還需要引進通信工程、電子科學與技術、電子信息工程等專業具有高職稱或高學歷的講師,同時在企業聘請具有豐富項目開發和管理經驗的工程師參與教學與實訓共建,打造一支專兼結合的教師隊伍,形成企業和相關產業領域專家到高校和高校教師到企業的雙向互動的機制和模式。其次,整合現有人才資源,將計算機科學與技術、電子信息工程和通信工程等專業的教師資源整合起來,實現軟件資源共享。最后,走出去進修或請進來培訓,對于有些未開設過的課程,可以選派教師到國內外相關機構進修,或聘請教師對校內教師進行培訓,以提高師資水平。
4.校企合作。據測算,物聯網的產業規模比互聯網產業大20倍以上,物聯網技術領域需要的人才每年都在百萬人的量級。物聯網高技能人才將作為商家和企業的寶貴財富,在促進企業提高效益、實現科技成果轉化和增強企業經濟技術實力方面具有不可替代的重要作用。校企合作是培養物聯網人才的途徑。對學校而言,要選擇管理比較規范、經濟效益比較好的企業作為校外實習教學的合作伙伴,并成立實習小組,由學校確定組長,負責學生上班和業余時間的管理,確保實習正常進行;同時聘請企業領導或專家聽課,對教師所教、學生所學、企業所用三者是否對接進行評估,及時發現和糾正問題,學生實習前,學校、企業、學生三方面要簽訂相關協議。對企業而言,可以挑選人才,降低用人方面的成本和風險。當前校企合作的模式有四種:學校引進企業模式,實踐和教學相結合、工學交替模式,校企互動式模式,“訂單”式合作模式。其中,“訂單”式合作模式使學生入學就有工作,畢業即就業,實現了招生與招工同步、教學與生產同步、實習與就業聯體,突出了職業技能培訓的靈活性和開放性,培養的學生適應性強,就業率高。
5.學術交流。高校教學和課程相對獨立和封閉,缺乏全國范圍內教與學溝通的平臺,阻礙了新學科的發展。物聯網專業應本著開放性的態度,建立教學交流的開放平臺,便于學生、教師、專家、學者進行交流。交流的具體功能如下:教學交流,教師可討論、交流、共享,促進課程的標準化、完善化,形成精品課程;學生學習交流,可按不同的知識點分版塊、課程交流和學生項目交流;以學科競賽促進交流;業界廠家新技術交流、人才需求;標準課程的再推廣,包括師資培訓、社會人才培訓和高校課程的再植入。
物聯網作為一個戰略性新興產業,涉及領域很廣,不僅需要學校培養人才,也需要社會幫助培育。高校作為培養高素質人才的主要場所,應結合實際,以就業為導向,為未來龐大的物聯網產業輸送人才,為我國物聯網產業的發展貢獻力量。
[參考文獻]
[1]馮高峰,魏楠,原佩劍.高職物聯網技術專業人才培養模式探討[J].電腦知識與技術,2012(5).