面向卓越工程师培养的嵌入式系统创新实践教学模式研究.doc

面向卓越工程师培养的嵌入式系统创新实践教学模式研究 何剑锋，叶志翔，蒋年德，杜萍，余英 （东华理工大学软件学院，江西南昌330013） 摘要：分析嵌入式系统实践教学改革过程中传统教学模式的不足，结合嵌入式系统专业方向目前的教学状况，提出“1个中心、2个基本、3个层次、4个环节、5个内容、6个能力”的创新实践取向的教学模式，指出这种嵌入式系统实践教学改革在提高人才培养质量和增强毕业生就业能力上具有重要的引导作用，并对“卓越计划”实施和推广有一定的借鉴作用。 关键词：卓越工程师；嵌入式系统；创新实践；教学模式 ：1672-5913(xx)15-0059-03：G642 基金项目：江西省xx年学位与研究生教育教学改革研究课题项目“学科交叉背景下专业学位研究生创新实践能力培养模式研究”(JXYG-xx-075)；江西省xx年教育科学规划课题“新一代面向就业服务的生产实习管理信息平台研究与开发”(11YB311)；东华理工大学xx年校级教改课题(ECITJG-xx-08)。 第一作者简介：何剑锋，男，副教授，研究方向为嵌入式系统应用开发，hjf_1Oyeah。 1背景 卓越工程师培养计划是贯彻落实国家中长期教育改革和发展规划纲要（xx-2020年）和国家中长期人才发展规划纲要（xx-2020年）的高等教育重大计划，旨在进一步完善专业素养与专业基础相结合的实践教育体系，建立行业企业联合培养人才的创新机制，造就一批适应经济社会发展需要的卓越工程技术人才。如何建立新的人才培养模式是卓越工程师教育的核心内容之一。 2嵌入式系统实践教学改革中的问题 1)嵌入式系统的学科交叉特性与单一的实践教学模式不相符。 嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用计算机系统，其对象环境涉及多学科交叉，包括电子、计算机、自动控制等多个专业，强调软硬件协同设计。在信息化建设的大背景下，各企业对嵌入式人才的需求剧增，使得嵌入式软硬件研发工程师成为近年来最热门的职业之一。然而，传统的嵌入式系统实践教学几乎都是以编写代码人手，从源码分析的角度学习嵌入式技术，学生按照实验设备供应商提供的实验指导书或步骤进行操作，忽略了综合性和设计性实践，难以真正具备嵌入式系统开发能力。因此，单一的实践内容和要求未能充分顾及企业人才需求的多样性。 2)专业素养人才培养方案与传统的校企合作模式不适应。 就目前嵌入式就业环境而言，用人单位一定会选择实践技能强的学生。学生对未来工作既有期盼又存恐惧，期盼的是多年学习终于可以实现自我价值了，而恐惧的则是对自己的能力没有信心。从解决用人单位现实需求出发，学校的唯一出路是加强教学体系中的实践教学环节。传统的校企合作模式一般以企业资助为主，该模式受众较小，对学校课程的建设及改革并没有太多益处，大部分学生也无法从这样的合作模式中获得实际工程能力及创造力的锻炼。 3)实践创新能力培养目标与抽象课堂理论教学机制不相宜。 嵌入式课程的最终目标是培养能够设计或研发智能化、网络化、信息化产品的实践创新型学生。然而，众多院校开设的课程仅考虑嵌入式系统自身特点，理论知识偏多，实践操作知识偏少，学生感到学习内容晦涩且难以理解。由于授课知识面大，实验内容较多，授课教师将理论知识点灌输给学生，导致学生学习的主动性和积极性较差，学生接受能力和创新实践能力不强。因此，高校统一的教学机制和教学规范不适应嵌入式专业的实践创新能力培养。 3创新实践取向教学模式 学校应从嵌入式方向人才培养体系中遴选出能够增强学生竞争力的核心课程进行重点建设，突出核心课程在人才培养中的地位和作用，深化实践教学改革，注重创新能力培养，构建完整而合理的嵌入式重点课程群，进而把创新工程应用型人才培养融入到核心课程群的建设之中，探索具有创新能力的工程应用型人才培养模式。为此，我们提出了“1个中心、2个基本、3个层次、4个环节、5个内容、6个能力”的创新实践教学模式。该模式以培养学生的实践创新能力为中心，以通识教育（软件工程的专业素养）与基本理论教育（嵌入式系统专业基础知识）为基本点，循序渐进地实现基础实践、综合实践、创新实践3个层次，围绕课内实验、科技竞赛、实习实训、毕业设计4个关键环节，重点加强C/C+程序设计、嵌入式体系结构、嵌入式操作系统、嵌入式综合设计、嵌入式项目实训5个嵌入式内容，进而突出综合分析能力、工程素养养成、实践操作能力、工程应用能力、自主研发能力、自主创新能力6个能力。创新实践取向教学模式如图1所示，从3个方面阐述面向卓越工程师的嵌入式系统创新实践取向。 1)构建使嵌入式系统多学科交叉与不同实践层次环节相适应的实践教学模式。 学科交叉往往是新科学的生长点，是重大科学问题得以解决的突破口，嵌入式系统的学科交叉特点正迎合了创新人才培养的核心要求。例如，数学专业毕业的学生也可进入信息专业进行培养，论文就可用相关的数学方法解决信息处理中的问题，提高创新性；计算机专业的毕业生，也可进入学校传统核技术专业学习，以完善自己的知识结构，在科研中可用信息处理方法来解决核信号处理中的问题，提出新的解决方案等。学校应从培养学生综合运用学科交叉知识点、应用设计和创新能力出发，针对嵌入式系统课程特点，构建全新的嵌入式系统重点课程群实践创新教学体系，以满足不同层次学生的学习需要。 2)探索由广域校企合作转向具备专业素养的深度校企合作。 由于工程实践能力与创新能力、人际沟通与团队协作素质是软件工程学生目前最为薄弱的环节，所以企业培养方案的落实是嵌入式软件工程人才培养的关键。近年来，学院与14家软件园签署了校企联合实训基地，要求确保培养目标与用人标准无缝对接，嵌入式方向课程体系设置和企业需求无缝对接，确实落实好企业的培养方案；同时，在科学一技术一工程一管理链上，高校应以工程应用为核心，以科学、技术、管理为半径，构建教学和实践体系；结合企业应用型人才需求，以工程师素质培养为重点，增加“IT认知实习”实践环节，营造工程师素质养成的氛围，为增强学生实践能力与创新精神提供了时间和空间；结合企业CMM、IS09000等工程管理以及系统分析和系统设计等方面的教学内容，使学生熟悉并掌握现代软件生产流程，建立具有软件工程思想和满足软件生产工厂化需求的培养体系。 3)培养与面向技术的先进性、技能的应用性、视野的国际性相宜的创新实践能力。 基于项目驱动的教学方法改革是培养嵌入式软件人才的重要手段。我们将科研项目中获得的新知识、新方法、科学前沿等成果及时补充到教学内容中，既可激发学生的学习兴趣，又使学生对知识点有了更深刻理解；同时，努力建立企业项目案例库，以实现案例式教学模式更新，重点突出课程的实践性和应用性，扩展到更深的应用层次，以项目驱动促使卓越软件工程师的培养；结合国际最新软件发展潮流和地方经济建设需要，面向全国嵌入式软件产业，立足江西嵌入式软件行业，针对学校特色嵌入式软件专业，培养未来的软件工程师。 4结语 在教育部实施“卓越工程师计划”的背景下，我们以企业实际需求为牵引，加强工程实例教学，鼓励教师与学生创新立项，激励学生参与科研项目和各类竞赛项目，为教师与学生营造和谐的发展环境。同时，我们以工程师素质培养为重点，努力营造工程师素质养成的氛围，希望对“卓越工程师计划”实施和推广有一定的借鉴作用。 参考文献： 1林健注重卓越工程教育本质，创新工程人才培养模式J中国高等教育，xx(6):19-21. 2孙振忠，陈盛贵，钟守炎面向卓越工程师的企业工程实践培养模式J实验室研究与探索，xx，31(8)：286-288 3黄云志，徐科军，以学生为中心，加强系列课程教学团队建设：以合肥工业大学为例J合肥工业大学学报：社会科学版， xx，26(1):134-137 4郑广海，曲英伟以嵌入式Linux为核心的课程群实践教学体系的探索c第5届教育教学改革与管理工程学术年会论文集xx：29 5许童羽，陈春玲，孙国凯，面向卓越工程师培养目标的嵌入式系统课程实践教学改革J高等农业教育，xx(4)：74-76 6何剑锋，叶志翔，何月顺交叉应用型嵌入式创新人才培养中实验教学的探索与实践J东