高职院校嵌入式软件人才培养模式
高职院校嵌入式软件人才培养模式研究
苏州市职业大学徐涛
[摘要]本文针对目前IT产业对嵌入式人才的需求,阐述目前高校培养嵌入式人才所存在的问题,对如何培养嵌入式专业方向人才,提出高职院校嵌入式软件人才培养模式,以实现高职教育与企业间的“无缝”对接。[关键词]高职院校嵌入式方向人才培养
随着IT行业的快速发展,特别是近几年嵌入式技术日渐普及,嵌入式系统无疑成为当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。伴随着巨大的产业需求,我国嵌入式系统产业的人才需求量也一路高涨,嵌入式开发将成为未来几年最热门最受欢迎的职业之一。在未来相当长的时间内,嵌入式软件人才都将是企业争夺的目标。嵌入式系统人才的匮乏已成为众多企业的共识,而嵌入式系统几乎无所不在的应用领域使其成为一项极具发展潜力的产业,人才的匮乏已成为其发展的瓶颈。另据权威部门统计,我国目前嵌入式软件人才缺口每年为60万人左右。因此,高职院校作为专业人才的培养基地,应当在培养嵌入式人才的大战中承担起专业人才培养的重任,充分发挥其职业培养的优势,积极探索嵌入式系统专业方向人才培养模式。
1.嵌入式人才培养的现状随着嵌入式的发展,国内对嵌入式人才的需求量不断增大,为此不少高校和培训机构加入了对嵌入式人才的培养行列。众所周知,我国已经成为世界电子制造基地,而嵌入式技术是各类电子制造类企业技术开发的核心。根据市场调查,有些公司不仅需要资深的嵌入式开发人才,也需要高职层面上的嵌入式应用型技术人才。因此,嵌入式课程如雨后春笋般在各大高校和职业技术学院中发展起来。
同嵌入式技术的快速发展相比,我国教育机构技术和培养则相对滞后,一方面有些计算机专业的学生毕业就面临失业;另一方面一些嵌入式企业却有项目没有人做。造成这一现象的原因主要是,一些高校的高等计算机教育和产业发展相对脱节;目前国内的高校教育中不是偏向硬件,就是偏向软件,硬件设计人员作风通常比较缺乏系统全面整合设计,而软件开发人员则相对缺乏硬件观念;企业真正需要的有动手能力的嵌入式软件人才,还需要经过一段时间的培训才能上岗。
根据著名培训机构华清远见2010-2011年度的行业调查数据显示,嵌入式开发从业人员学历以本科及以下学历占(78%)和硕士及以上占(22%)居多,而大专学历所占比例逐年上升,从这个调查结果中我们也可以进一步得出结论:在嵌入式技术日益普及发展的今天,更多专科院校的实用性学科建设及计算机、电子、自动化等相关专业的学生都开始越来越多的将视线投入到高薪诱人且发展前景极为广阔的嵌入式开发领域,这样的一个专业领域,也必将为更多专业院校的学生提供更多更好的高质量就业机会,从而有效推动专业院校计算机、电子等相关专业与企业人才真实需求的更好对接。
2.高职院校嵌入式人才培养存在的问题
目前就我国大部分学校的嵌入式教学而言,近二十多年来以单片机为核心的嵌入式教学情况,虽然极大地促进了中国IT技术的发展,但由于受传统教学体系的影响和我国高等教育条件的限制,使嵌入式教育在适应新要求方面远远不能满足,具体表现在:(1)理论课的比重偏大、理论与教学脱节、实验课题目基本上是验证性的且缺乏综合设计性;(2)课程体系维持在传统的模式中,教材及上课讲授的内容实践案例少甚至是无;(3)实验室开放时间少未能对那些有创新思想的人提供随时的使用;(4)实践渠道缺乏。
学生学习完这门课程,只能进行一般的基于指令基础上的简单编程,而不能进行一般的应用系统设计,在此基础上完成具有较大规模的应用程序设计是有难度的,要独立进行一般的开发工作就更有难度,这和国外这一技术的教学距离较大,和实际工程应用脱节更大。一般学生进入技术开发岗位,基本上要进行相当长一段时间的实际训练,才能基本进入开发流程,要独立承担项目,还需要更长的一段时间。
由于上述问题的存在,使得学生不具备就业竞争力,不能实现高质量的就业。对此,我国教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会在2005年提出大力加强教学活动中学生的实践环节和动手能力培养的建议。因此,结合国内外,特别是国内各个高校的实践经验,我们提出了基于嵌入式软件人才的培养模式。
3.嵌入式人才培养模式简介
高职院校服务外包人才培养目标应定位在培养适合当地嵌入式人才发展的需要,我们提出培养具有“适用性、国际性、复合型,可持续发展的嵌入式人才培养”方案。通过科学的课程模块化设计和教学实施培养学生的三大职业能力:职业适应能力、职业迁移能力和职业创新能力。将高职院校学生的职业技能和规范的学习或训练与企业未来嵌入式技术人员的实际岗位要求“无缝”连接,使人才的培养规格和质量能满足企业的需求。学院设立嵌入式系统培养方向,其课程设置实践环节的安排和双师型师资培养,需要我们在教学过程中既注重培养学生扎实的基础实践能力,又重视培养学生的综合实践能力、解决实际问题能力以及创新能力。实现“做中学、学中教”,讲授尽量以嵌入式开发平台案例教学的形式把抽象的概念、原理直观化,最大化减少学生的认知时间。
3.1建立基于图形的嵌入式模块化教学平台模块化教学法(ModuleEducationSolution,MES)是20世纪70年代初由国际劳工组织研究开发的以现场教学为主,以技能培训为核心的一种教学模式。所谓模块就是将职业技能进行生产活动的过程,按活动的性质或活动顺序分割成若干个活动。分割后的活动相互独立,但又有内在联系,一般是不能再分割的最小活动单位,小到每一活动结果只是一个产品或一项任务,这个单位就称为模块。随着我国教育事业的不断发展,模块化教学模式以其灵活性、针对性、现实性、经济性等特点,越来越受到教师和学生的喜爱。
嵌入式技术是一门综合性很强的学科,同时又是实践性强的学科。对学生的编程水平和硬件知识都有较高的要求。因此,在设计嵌入式辅助教学系统时,引入了模块化教学思想,并称之为基于图形的嵌入式模块化教学平台系统。该教学系统为学生用户提供一种无需编程的嵌入式MCU学习和开发环境,图形化的编程界面能够使初学者抛开符号语言的限制进行编程,非常适用于编程基础或编程基础较弱的学生使用。通过在图形界面中对控件的拖拉,系动生成对应的程序,使用图形控件完成开发之后,用户直接进行编译和下载即可。并提供接口供教师用户对MCU素材库进行添加,以适应不同型号MCU的教学需求。
基于教与学相辅的教学设计理念,建立一个适合大专、高职院校学生学习嵌入式的,具有可扩充性,集理论知识学习与图形化开发于一体的软硬件学习开发平台,并提供具体学生用户和教师用户实例来验证软硬件平台的可用性。并利用图形化开发平台的教学案例,即采用图像化编程方式与传统的编程方式相结合进行课堂教学,以实现零基础的快速进行嵌入式编程开发。通过课堂模块化教学思想,从系统模块入手,使学生能以直观解读方式去掌握从基本知识到具体应用的流程,快速对各个模块的基本工作原理和工作流程进行实践,有助于激发初学者的兴趣。
通过两个并行班级的具体的教学实验,我们发现使用基于图形化嵌入式开发平台的教学案例的班级,学生的入门速度明显得快于没有使用的班级,提高了嵌入式学习的效率,从而更加切合高等职业教育职业化教学的特点。
3.2建立以项目实践为中心的课程体系嵌入式学科涵盖的内容多、体系庞大,学生往往有不知所措的感觉。针对这种情况,研究探讨本专业的课程体系建设,圈定课程范围,确定与实践直接相关的核心课程,区分哪些学科是精细讲读,哪些是了解泛读,哪些是留给学生自学的。具体到每个学科就是提炼最重要、最核心的内容,精简那些与应用不直接相关的内容,做到“少而精”,而把一些很难的内容放到实践的验证环节,这样做主要是压缩枯燥理论用时,加大实践用时,把生涩的理论变成生动的实践环节,有助于激发学生学习兴趣,变被动填鸭式为主动自觉式学习方式,促进学习能力的提升。
提炼压缩理论教学内容,强化教学中的实践因素,实现“做中学、学中教”,按照国家人才评价体系的标准和企业的人才需求,实施课程体系的设置,使学校的教学内容实用化,按企业的岗位要求培养实用人才。总而言之,课程体系建设要突出以实践能力培养这条主线。
3.3建立实践环境
建设开放式的嵌入式实验室,提高资源的利用率。实验室要提供丰富的备选实验题目,学生随时都可以做实验;为提高学生的兴趣可以建立学生创新实验室,组织学生课外兴趣学习小组,对这部分学生全天候开放,积极组织学生参加各种嵌入式设计大赛,增加项目实验,如“未来伙伴杯”中国智能机器人大赛、“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛、全国IEEE“电脑鼠走迷宫”比赛等,激发学生的兴趣、提高创新精神,促进学生就业、创业能力。
通过各种竞赛锻炼学生技能实训巩固和加强基础实训的技能,让学生了解嵌入式项目的实现细节以及要求。比赛及创新实践让学生直接参与到实际项目中,感受项目开发的各个环节,(下转第246页)
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