发布时间:2023-10-11 17:27:12
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇通信工程嵌入式培养,期待它们能激发您的灵感。
(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
文章编号:1672-5913(2015)15-0059-03 中图分类号:G642
基金项目:江西省2013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-2013-075);江西省2011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2012年校级教改课题(ECITJG-2012-08)。
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_1O@yeah.net。
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(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020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:
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[7]朱敏杰,潘张鑫,罗珩,电子信息工程专业“嵌入式系统”实践教学探索[J]电气电子教学学报,2012,34(1):67-69.
摘要:本文针对“嵌入式系统设计”的教学实践,将“嵌入式系统设计”系列课程实践教学分为三个层面,对课程内容、实践教学方案和实践教学环节等进行探索,确保学生在掌握专业知识的同时,提高自主学习与自主创新的工程实践能力,真正做到学以致用。
关键词:嵌入式系统设计;实践教学;创新
中图分类号:G6420.0 文献标识码:A
嵌入式系统是相对于通用计算机系统提出的“嵌入式计算机系统”,它是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物,是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统,被广泛应用于通信设备、信息家电、工业控制和交通等方面。作为“嵌入式系统设计”的教学应是以应用为中心,结合实践与应用的一系列课程教学,它是本科生在四年学习中进行创新性实践的有力保证。“嵌入式系统设计”需要设计者具有较强的综合理论知识和动手能力,是对设计者综合能力与创新能力的考查。因此,在以“应用型”人才培养为目标的理工科院校的实践教学中应特别重视学生嵌入式系统设计能力的培养,加强实践教学环节,提高学生实践能力、职业技能与就业能力。在此结合地方高校通信工程专业的特点对学生“嵌入式系统设计”能力培养的相关课程内容、实践教学方案和实践教学环节等进行探索,探讨地方高校理工科学生创新型人才培养体系,培养出理论与实践相结合的创新性人才。
1嵌入式系统设计实践教学层面
嵌入式系统设计是复合型的新兴技术[1][2]。基于嵌入式系统设计的课程既与计算机、电子、通信、自动控制技术相关的专业课程有关,又与具体的应用背景有关。理工科各专业需结合专业特点和嵌入式系统在专业中的应用进行嵌入式系统设计的研究与教学,根据专业特色开设先进的、具有深入内容的嵌入式系统设计课程,使学生具备创新能力和解决实际问题的能力,所以在进行嵌入式系统设计人才培养时必须重点把握实践和创新这两个方面,注意科学对技术所起的基础支持作用,要从嵌入式系统设计动态发展出发,开设具有嵌入式系统设计体系的课程,开设有关含有信息论、系统理论及控制理论等基本内容交叉融合的课程,拓宽学生在专业学习中视野与思维的深度和广度,这样才能培养出学生的创新能力。根据嵌入式系统设计的实践可以按照图1所示三个层面进行相关课程的配置。
层面一是培养学生具备能够针对某个具体嵌入式系统软、硬件平台进行二次开发的能力。要求学生掌握应用系统的设计和开发技能,属于嵌入式系统教学的最低层。集中在微处理器(如MCS51系列、TMS320系列、ARM系列)的体系结构及其语言、接口的工作原理;嵌入式应用系统开发工具、开发语言、交叉编译环境和调试工具的使用。在此
方面以单片机芯片及其开发应用、DSP芯片及其开发应用和ARM微处理器及其开发应用展开教学,并在实践环节对学生动手制作自已所期望的单片机、DSP和ARM的应用系统进行作品展示,并将作品作为成绩考核的依据。
层面二是培养学生具备能够进行嵌入式系统平台设计与开发的能力。不仅要求学生掌握硬件系统的设计与开发技能,还应该掌握软件系统的设计与开发技能。促使学生掌握嵌入式系统体系结构后,掌握嵌入式操作系统的原理及其在特定硬件平台上的移植。使学生具备特定硬件平台下的嵌入式系统裁剪、移植,板载资源的初始化与驱动及外设驱动程序的设计和嵌入式数据库系统开发技能,注重嵌入式系统图形界面和网络通信的设计与开发。在层面一的基础上进行嵌入式操作系统及应用软件开发的教学,并在实践环节对学生动手制作自已所期望的具有图形界面操作、外设驱动和数据信息管理等功能的单片机、DSP和ARM应用系统进行作品展示,并将作品作为成绩考核的依据。
层面三是培养学生具备能够进行基于SOPC嵌入式系统IP内核设计和开发的能力。要求学生在掌握前两层面的基础上,让学生能够进行基于FPGA的SOC系统的设计与开发训练,并结合嵌入式系统的发展进行有关计算机体系结构等理论研究。促使学生结合EDA设计、嵌入式系统优化、计算机体系结构理论、微电子等学科知识,将微处理器等以IP内核的方式植入FPGA中,利用FPGA的可编程逻辑资源,按照系统功能需求来添加接口功能模块,既能实现目标系统功能,又能降低系统的成本和功耗。这样就使得FPGA灵活的硬件设计与处理器的强大软件功能有机地结合在一起,高效地实现SOPC嵌入式系统。实践环节以学生参加嵌入式系统设计竞赛、科研创新、发明制作等实践进行作品展示,并将作品作为创新学分修读的依据。
2嵌入式系统设计实践教学方案
(1) 学生实践能力设计
“嵌入式系统设计”系列课程的教学内容应包括嵌入式系统硬件与软件的设计,在以电路与系统集成、计算机信息系统集成及计算机辅助设计与仿真为工程设计基础教学的同时,加强学生在工程设计能力方面的培养,提高学生的电路设计和软件开发能力。因而,通信工程本科专业的实践教学可在基于现代电子技术进行信息的采集、传输、处理、检测、控制和现代通信网工程应用的同时,以信息与通信工程技术为主线,融电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程技术于一体,构建通信与信息系统和信号与信息处理学科方向,使学生实践能力结构如图2所示。
(2) 实践教学方案
在教学中注重理论与实践课程相结合,加强实践与设计课程,设置完善的实践课程体系,强化学生的技能训练,开展工程设计。低年级课程要特别强调基础理论的学习,基本技能的训练;高年级逐步加强技术性,实用性课程,关注信息工业发展的需要。可结合本校学术研究、参与企事业科研及就业市场的方向,分设若干个课程组及专题设计,有利于学生专业化水平的提高,并缩小大学教育与企业要求之间的期望差距。其实践教学具体实施可参考图3进行。
第一学期培养学生认识、发现、探索实践的主动创新思维模式。如通过军事理论的学习,注重介绍通信技术在现代军事中的应用;通过工程制图的学习,以电子CAD为导引学习AutoCAD、Protel等绘图软件的应用;通过认识实习,下企业进行现代通信方式及通信器械的认识学习。
第二学期培养学生工程创新中结构设计及可视化界面编写能力。如在以国家级计算机等级考核展开教学的同时,注重学生计算机语言编程基础能力的培养,注重VB、VC、VF、Delphi、Java等编程的导向学习。
第三学期培养学生可视化界面及数据库管理信息系统的开发设计能力,进行有线与无线通信中电子测量仪器设备的使用。
第四学期培养学生基于单片机与EDA的嵌入式系统设计开发能力。在加强电子工艺实践的同时,以数字系统与逻辑设计教学为基础,加强硬件描述语言与电子技术系统级的融合,基本实现计算机软件到硬件的实践创新技能。
第五学期培养学生基于DSP的嵌入式系统设计开发能力,加强生产实践实习。在各专业课程学习的过程中,以计算机硬件与计算机软件设计来体现信息与通信工程学科下通信与信息系统和信号与信息处理学科方向共性的实践操作创新设计。
第六学期培养学生基于ARM的嵌入式系统设计开发能力。以通信与信息系统和信号与信息处理学科方向构建专业综合课程设计。
第七学期培养学生基于SOPC的嵌入式系统设计开发能力。在通信与信息系统学科方向以现代通信网络系统为导向,构建有线通信与无线通信的通信系统课程设计。在信号与信息处理学科方向以语音、图像等多媒体信号与信息为导向,构建语音与图像信号与信息工程应用的通信系统课程设计。
第八学期培养学生综合的嵌入式系统设计开发能力。通过专题进行企事业单位上岗实践,加强毕业设计的理论与实践相结合,为毕业后就能上岗打下基础。
在以上各环节中除了完成课程实践教学外,还要求学生在课外必须参与科技实践及各项竞赛活动或提供自已的创意作品以取得一定的创新学分。因此在“嵌入式系统设计”实践教学与创新型人才培养体系建设中,要综合考虑实验、实习、课程设计、毕业设计及课外科技实践活动等实践环节,统筹实践教学体系,使学生能从课内到课外,充分发挥课外科技活动提高自身工程素质。
3嵌入式系统设计实践教学支持
以嵌入式系统设计为指引,将理论与实践进行有效合理的整合,应用现代教育技术,结合工程实践进行分解,变成可供实际推广操作的学习任务,辅以必要的教育技术支持手段(开发教材、课件、培训计划、教学设计、实验设计、必要的评估手段)强调学生自主学习,在实际工程环境中掌握和内化工程的理念。
(1) 开放实验室
在以“学生是主体,教师是主导” 的基础上,为了使学生在高等教育中获取更多的实用知识和创新技能,开辟与课程配套的网上资源系统,鼓励学生遇到问题后上网查找资料,采用基于Web的开放实践教学管理系统[3]。对实验室教学信息进行综合分析,建立开放式实践教学平台和开放式实践教学管理体系,通过Web页完成学生开放实验的各个环节管理,提高教学质量和办学效益。使学生由实验申请到实验结束完全网络化管理,有利于实验设备的充分利用,也有利于学生思维能力、设计能力、知识综合运用能力和创新能力的培养。
实验室开放的对象为所有在校学生,主要以设计性、综合性及研究创新性的实验项目开放为主,培养学生综合运用所学基础理论和专业知识解决复杂问题的能力。在实验室内部的各实验分室可根据自身特点和教学实际需要,采取定时开放与网上预约开放两种不同的模式向学生开放。
所谓定时开放是根据教学安排,在指定时间内向学生全面开放。理论课教师和实践课教师根据实验室仪器设备情况,结合课程内容,确定教学计划以外的自选实践项目。学生可以根据自己的兴趣爱好对实践项目进行创新设计组合成综合型、设计型实践课题,在课外独立完成自己的课题方案设计并经指导教师审核通过,在实践过程中学生必须独立完成实践并撰写上传实验报告。
所谓网上预约开放是学生提前申请拟做实践项目和所需仪器设备及元器件,由实验室根据学生人数、实践内容和网上预约时间安排实践设备、器材和指导教师。学生根据实验室的仪器设备的条件自行拟定科技活动课题并提供方案,在网上预约相应的实验室与指导教师,开展创新发明、科技制作、论文撰写等实践活动。在实践过程中学生都必须进行独立的思考,查阅相关文献资料,综合多方面的知识和技能,在实践设备和操作环节上不受任何限制的情况下自行分析、设计和调试实践系统,最终得出实践结果并撰写上传实践报告或论文。
(2) 实践教学组织
联系专业提供工程设计课题,结合前面所讲的教学层面与科研、科技竞赛工作开展学生设计性实践项目,激发学生的创新热情,如将行走机器人的制作分解为语音识别、图像识别、高精密电机进给控制等实践项目。强化实践过程,选派具有实践经验的教师参与指导,有助于培养学生的创新能力,如通过提供的对比示例来启发学生,增强学生的自信心。在实验方法与实验措施上实现多元化,使学生在不断改进、反复锻炼中提高分析问题、解决问题的能力,在实践过程中真正做到举一反三。
学生须进行嵌入式系统的软硬件设计,为了使实践内容和教学内容联系得更紧密,可结合前面所讲的教学层面要求学生设计实践核心板与扩展板。核心板提供相对应微处理器的最小系统,包括了处理器、RAM、ROM、寄存器接口等;扩展板提供电源、LCD显示、串口、USB、以太网口等模块。
改革课程考核方式,加强学生动手能力的培养,单片机技术、DSP技术、EDA技术、嵌入式系统、可视化程序设计等技术课程的考核成绩全部采用实践环节,实验占总成绩的40%,课程设计(要求有硬件和软件制作)占总成绩的40%,创意制作占总成绩的20%。学生在完成实验基础上,完成选定题目的课程设计,实验与课程设计题目每年不断更新,学生可以根据自身掌握的程度选择不同难度的题目,分值依据题目难易程度而定。
这样将“嵌入式系统设计”系列课程实践教学融合到地方理工科院校的人才培养体系中。通过加强开放实验与科技制作及科技竞赛等创新学分的管理,改革相关课程考核方式,综合考虑知识、能力和素质三者的关系,统筹实践教学体系,提供丰富的工程设计课题,加强学生对“嵌入式系统设计”的工程训练,促进大学教育的创新性人才培养。
参 考 文 献
[1] 沈连丰,宋铁成,叶芝慧等. 嵌入式系统及其开发应用[M]. 北京:电子工业出版社,2005.
论文关键词:通信工程;本科专业;新疆;塔里木
目前新疆维吾尔自治区普通本科院校共计11所,其中综合类院校3所,即新疆大学、石河子大学和塔里木大学。新疆大学、石河子大学是新疆维吾尔自治区的“211工程”本科院校,位于新疆维吾尔自治区的北疆。塔里木大学是排位仅次于这两所大学的在新疆维吾尔自治区综合实力排名第三的本科院校,也是新疆维吾尔自治区南疆地区唯一的一所综合性大学。
塔里木大学原名塔里木农垦大学,位于塔里木河畔的阿拉尔市,创建于1958年,2004年5月经教育部批准更名为塔里木大学。塔里木大学原为农业部直属院校,现为中央和新疆生产建设兵团共建。塔里木大学信息工程学院成立于2003年9月,现有教职工76人,专任教师65人,副高以上职称占17%,硕士学位的教师占64%。学院包括5个教研室:计算机应用基础教研室、计算机软件教研室、计算机硬件教研室、通信工程教研室、数学教研室以及1个计算机实验室。目前该学院有计算机科学与技术及通信工程2个本科专业。其中通信工程本科专业于2009年开始招生,每届两个班,每班30余人,该专业现有专业任课教师7人。
一、专业课程设置
1.专业必修课
塔里木大学信息工程学院通信工程专业人才培养方案中所设置的专业必修课有:高等数学、大学物理、线性代数、概率论与数理统计、大学计算机基础、c语言程序设计、电路分析、现代电子技术、信号与系统、通信原理、通信电子线路、微波技术与天线、信息论与编码技术、单片机与外围电路、计算机网络、数字信号处理、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等。
与中央民族大学通信工程本科专业培养方案(2010年版)相比,其多开设的专业必修课有大学计算机基础(由于中央民族大学生源较好,因此没必要开设该门课程)。中央民族大学按照专业选修课开设、塔里木大学按照专业必修课开设的课程有:计算机网络、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等(由于中央民族大学通信工程本科专业是按照两个主要专业方向培养学生,即无线通信和通信网络,因此这种设置是合理的)。塔里木大学通信工程本科专业未开设的专业必修课有:机械制图、数学物理方法、电磁场与电磁波、通信网理论基础等。
2.专业选修课
塔里木大学通信工程本科专业大一上学期开设的专业选修课:通信工程专业导论。大二?上学期开设的专业选修课:数据库原理。大二下学期开设的专业选修课:通信仿真技术eda。大三上学期开设的专业选修课:matlab及仿真应用、综合布线技术。大三下学期开设的专业选修课:web系统与开发技术、现代传输技术、dsp原理与应用。大四上学期开设的专业选修课:通信工程专业英语、多媒体通信技术、前沿技术专题讲座、宽带无线通信、图像处理与通信。四学年开设的专业选修课共计13门。
中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课分布如下:大二下学期开设专业选修课3门,大三上学期开设专业选修课5门,大三下学期开设的专业选修课8门,大四上学期开设的专业选修课16门(由于大部分学生专业选修课的学分在前三学年已选够,且到了大四很多学生要考研究生、找工作、忙着联系出国等,故大四上学期能够真正开设的专业选修课寥寥无几)。四学年开设专业选修课共计32门。
通过以上数据可看出,中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量远远多于塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量。但在塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课中也不乏颇具特色的课程,如综合布线技术就是一门实用性很强的课程。
二、其他专业教学环节
1.实验与实践教学
塔里木大学信息工程学院的实验教学楼建筑面积8800平方米,拥有10个多媒体教室、10个公共机房和8个专业实验室(计算机组成原理、计算机硬件、计算机软件、计算机网络、自动控制、通信工程、数学建模、计算机创新)。通信工程专业所开设的实验课有:电路分析实验、现代电子技术实验、信号与系统实验、单片机与外围电路实验、c语言程序设计实验、通信电子线路实验、通信原理实验、matlab及应用实验、数据库原理实验、通信仿真技术实验、现代交换原理与技术实验、计算机网络实验、光纤通信实验、移动通信系统实验、嵌入式系统原理及应用实验等。专业实践性教学环节包括信号与系统课程设计、现代电子技术课程设计、通信原理课程设计、通信电子线路课程设计、嵌入式系统课程设计、专业认知实习、计算机网络实习等。
2.专业实习
塔里木大学信息工程学院通信工程专业的专业实习安排在第六学期暑假进行,时间为8周(4学分)。塔里木大学信息工程学院十分重视学生的专业实习,为学生联系了多个新疆维吾尔自治区与通信工程专业有关的实习单位,如新疆阿克苏移动通信公司在通信工程专业建设、实习基地建设、教师实践锻炼、实验通信机房建设等方面都给予了塔里木大学信息工程学院大力支持。为了保证专业实习的效果及真实性,每个实习点都有学院专业教师带队,发现问题随时解决,并保持和学院的经常联系。这种保质保量的专业实习为学生们毕业后走向社会并尽快融入企业打下了良好的基础。
3.毕业设计
塔里木大学的毕业设计安排在第8学期进行,时间为12周(6学分)。为了保证毕业设计质量,塔里木大学信息工程学院严把开题关,提倡毕业设计内容与实际工程相联系,避免学生在毕业设计中弄虚作假。为了鼓励教师搞好毕业设计工作,带一个本科生毕业设计给10个课时的工作量;若所带的学生毕业设计成绩优秀,则工作量加倍。为了使学生的毕业设计成绩公平、公正,塔里木大学信息工程学院制定了一系列严格的毕业设计成绩评定程序与标准。
4.学科竞赛
塔里木大学信息工程学院非常鼓励与支持学生参加新疆维吾尔自治区及全国举办的各项学科竞赛,并取得了不错的成绩。如在2011年的全国大学生数学建模竞赛中,通信工程专业有两名同学分别获得了国家的二等奖,一名同学获得了新疆维吾尔自治区的一等奖,三名同学分别获得了自治区的二等奖,还有两名同学获得了自治区的三等奖。全国大学生数学建模竞赛由教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会共同主办,是教育部重点支持的全国大学生四大竞赛之一,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。作为创办时间很短的塔里木大学信息工程学院通信工程本科专业,能在这样的大赛上取得如此成绩实为不易。
此外,为了使学生能够较早地对所从事职业有所认知并做好就业准备,塔里木大学信息工程学院为学生还安排有职业规划与就业指导课程。
关键词:嵌入式系统;教学方法;创新实践;自主实践
1 前言
嵌入式系统是一项集计算机、通信、电子信息和微电子等技术为一体,具有面向特定应用、技术密集和发展迅速等特点的综合性技术。在教学过程中,笔者发现,目前来看国内嵌入式系统的教学主要是在讲述某个处理器硬件系统、处理器体系结构和指令系统,而在学生动手的能力培养方面的讲述则较少, 因此,若能进行“面向应用的嵌入式系统的教学改革和方法研究”,加大实践课程教学,特别是将具体实际工程案例引入嵌入式系统教学,将能提高学生动手能力、设计能力和创新能力。同时若能研究出一套旨在提高学生嵌入式应用开发能力的教学方法和教学体系,不仅可以提高学生学习兴趣、实践技能,同时对“卓越工程师”建设和本科教学改革也能有一定的贡献。
2 嵌入式课程存在的问题
2.1 教材的问题
由于嵌入式系统是最近几年的新开课程,优秀的嵌入式系统的教材非常少。有的教材非常理论化,没有相应的实验和案例与之配套;有的教材却像产品说明书,而理论和实践结合得很好的教材相当少。
2.2 嵌入式系统课程定位方面的问题
根据电子信息工程和通信工程本科教学计划安排,在开设嵌入式系统课程之前这两个专业分别先后开设了《微机原理与接口技术》和《单片机原理与应用》等课程,学生选修《嵌入式系统》,希望看到教学内容的不同之处,但是遗憾的是,在教学内容上三者之间的同质化非常高。
2.3 学时安排上的问题
嵌入式系统这门课程的特色和学生的兴趣点在于嵌入式操作系统和嵌入式系统的工程开发,但由于在学生之前有上过《微机原理与接口技术》和《单片机原理与应用》这两门必修课程,所以,嵌入式系统这门课总学时偏少。
2.4 课程实验太过注重验证性,从而缺乏设计性
课程实验往往注重单项基础实验,缺乏设计和创新环节。
2.5 课程教学与实际工程脱节
嵌入式技术日新月异,嵌入式课程具有很强的工程应用前景。学习这门课程的目的,也是为了在实际的工程实践中来应用它。但是,工程开发要依据一系列规范的步骤包括分析、设计、调试、运行一系列过程,但是我们的教学特别是实践教学中缺失这一环节。
3 对嵌入式课程进行改革的思路
近几年来,教育部积极倡导“卓越人才”教育和培养,各高校对此响应积极。在建设过程中,“卓越人才”培养的根本在于面向应用实践的创新能力培养,它的建设的成功与否关系到国民经济结构转型和创新性经济的建立,所以,在《嵌入式系统》的教学中,基于这一指导思想,我们建立了一种面向应用的嵌入式系统教学方法和体系:以培养和提高学生应用实践能力为基本出发点,夯实基础,实践和创新,改革课程体系,建立多层式多环节的实验和实践体系,将产学研引入课堂教学。
4 实施嵌入式课程改革的措施
面对嵌入式系统本科教学中存在的上述问题,在建设思路的指导下,近几年我们对嵌入式系统教学方法和实验教学进行了一些改革探索,取得了较好的效果,具体措施包括:
4.1 选择合适的教材
在对我国《嵌入式系统》教材进行广泛调研的基础上,我们最终选择的教材是北京航空航天大学出版社出版的、周立功编著的《ARM嵌入式系统基础教程》。选用的主要依据是:一是该教材通俗易懂,适合入门教学;二是有相配套的教辅和相应的实验教程、案例丰富。
4.2 学时分配改革
在总学时不变的前提下,我们当缩短理论课授课课时。课堂实验课时应当由原来的6学时增加到16学时。实验不该分课上课下,只要课后有兴趣都可以申请进入实验室。
4.3 建立面向应用的“多层次”实践环节
经过近几年的教学改革实践,本课程初步建立起了涵盖“基础实验”、“综合实验”、“创新小制作”、“大学生创新计划和学科竞赛”、“产学研”等多层次、立体化的面向应用的课程实验和实践环节。课程实验应该与电子设计大赛或嵌入式系统竞赛等相结合。为了提高学生的动手能力、创新和设计能力,我们必须改革课程考核办法,不能让学生死记硬背。
5 结束语
嵌入式课程教改存在着较多的问题:第一大类问题有教材上的问题、嵌入式系统课程定位方面的问题、学时安排上的问题;第二大类问题是课程实验上的问题,其太过注重验证性,从而缺乏设计性;第三大类问题是课程教学上的问题,其与实际工程脱节。我们应当致力于培养学生的动手能力、设计能力和创新能力,建立起面向应用的“多层次”实践环节。
[参考文献]
[1]周红波,刘涛.构建适应就业需求的嵌入式系统实验教学模式探讨[J].软件导刊,2010,9(1): 177-179.
关键词 实验教学体系 电信与计算机分中心 信息工程 教学改革
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.10.047
Abstract Theoretical teaching and experimental teaching is for colleges to train two essential link, for information engineering and other related majors, experimental teaching is particularly important, key steps of application type talents training. With the continuous development of information technology, traditional experimental teaching content and teaching method has and social demand can not adapts with my school experiment teaching center of telecommunications and computer center specific experiment teaching pattern and system, describes the various problems encountered by the information engineering specialty in experimental teaching and solutions, in order to deepen teaching reform and improve the quality of experimental teaching play an important role, but also for future application key provincial experimental teaching demonstration center provides a basic guarantee.
Keywords experimental teaching system; telecommunications and computer sub center; information engineering; teaching reform
我校信息工程学院所开设的四个专业分别为电子信息工程、通信工程、物联网工程、计算机科学与技术,其80%以上的实验课是在电信与计算机分中心的实验室开设。这四个专业的共同特点就是实验课比例要多于理论课,而且,随着信息技术的不断发展,实验课程的教学模式和实验内容如果一成不变,则会极大地影响人才培养效果,如何让实验课程和社会接轨是目前电信与计算机分中心亟需解决的问题。
1实验教学体系主要研究内容
1.1 实验课程结构
(1)基础类、专业类、综合设计性以及创新性实验课程的比例不够合理,基础类实验所占比例过大;(2)大一可以开设和学科专业特点相近的基础性实验;大二可以以各种竞赛为导向、把硬件故障诊断的实例融入实验教学中去;大三可以把企业中实际的项目和大学生科技创新活动等渗透到平时的实验教学中去。
1.2 实验教师结构
(1)学历结构;(2)年龄结构;(3)职称结构;(4)双师型教师比例。
1.3 实验教学大纲
因为电信、通信、物联网技术发现迅速,需要及时更新实验内容,陈旧的设备和技术手段不能满足社会发展趋势。相对应的实验教学大纲最少三年要更新一次。
1.4 实验教学质量评价
(1)对实验教师的评价主要包括实验讲授方法、以及能否及时处理实验中遇到的各种问题,因为理论课中描述的都是在理想的环境中得出的规律和现象,而在实际进行的实验过程中会有各种不可预知的问题出现,需要教师能逐一分析并解决问题;(2)对学生的评价主要包括实验现象和数据的分析,遇到故障的处理方法等。
2 我校信息工程学院各专业实验课教学体系结构
2.1 电子信息工程专业实验课程体系
(1)专业基础实验课:大学物理实验、C语言程序设计、电信工程导论、数字逻辑电路实验、模拟电子线路实验、电工基础实验、电路分析基础实验、数据结构;(2)专业实验:通信原理实验、数字信号处理实验、高频电子线路实验、信号系统实验、单片机技术应用实验、计算机网络实验、嵌入式与多核技术实验、数字图像处理实验、移动通信系统实验、汽车电子实验;(3)项目综合实训:电子电路实训、电子工艺实训、C语言程序课程设计、模拟电路课程设计、单片机技术课程设计、实用电源实训、FPGA课程设计、嵌入式应用实训。
2.2 通信工程专业实验课程体系
(1)专业基础实验课:大学物理实验、C语言程序设计、通信工程导论、数据结构、JAVA程序设计、电工基础实验、电路分析基础实验、数字逻辑电路实验、模拟电子线路实验;
(2)专业实验:信号系统实验、单片机技术应用实验、通信原理实验、高频电子线路实验、计算机网络实验、数字信号处理实验、嵌入式与多核技术实验、数字图像处理实验、移动通信技术实验、现代交换技术实验、光纤通信技术;
(3)项目综合实训:电子电路实训、电子工艺实训、C语言程序课程设计、模拟电路课程设计、单片机技术课程设计、嵌入式与多核课程设计、传感器技术实训、安卓技术开发、通信系统综合实训。
2.3 物联网工程专业实验课程体系
(1)专业基础实验课:物联网工程专业导论、大学物理实验、数据结构、电路与电子技术实验、计算机概论、计算机组成原理、JAVA程序设计、计算机网络、C语言程序设计;
(2)专业实验:数据库原理、传感器原理实验、操作系统、RFID原理实验、物联网通信技术实验、嵌入式系统设计、JAVA WEB开发技术、单片机原理实验、无线网络技术实验、网络互连技术、CC2530原理、软件工程;
(3)项目综合实训:C语言程序课程设计、数据结构课程设计、语言类综合实训、关系数据库课程设计、嵌入式课程设计、Zigbee应用课程设计、网络通信课程设计、物联网应用项目实训、智能家居模拟实训、移动应用开发实训;
2.4 计算机科学与技术专业实验课程体系
(1)专业基础实验课:数据结构实验、面向对象程序实验、计算机组成原理;
(2)专业实验:JAVA程序设计、操作系统、网页设计、计算机网络、数据库原理、JAVA WEB、计算机系统、软件工程、单片机原理实验、网络管理、XML技术、多媒体技术;
(3)项目综合实训:嵌入式课程设计、JAVA WEB课程设计、数据结构课程设计、单片机技术课程设计、JAVA课程设计、软件测试课程设计、Android系统课程设计、网络工程课程设计、Linux C课程设计。
3 目前实验教学面临的问题和解决方案
3.1 实验课时分配不合理
单片机课程设计、模拟电路课程设计、数字电路课程设计等综合设计类实验为16学时,而通信原理以验证性为主的实验课则安排有34学时,明显设置不合理,今后更新培养方案可重新分配学时。
3.2 实验内容陈旧
(1)电子工艺实训仍使用potel99的最老版本,而目前经过升级后已有最新的potel2008版本;(2)嵌入式系统仍使用的是2006年流行的arm9的操作系统,而目前使用的主流操作系统应该是arm11;(3)移动通信仍使用的是3G技术,而目前4G移动技术已经非常成熟,且有部分高校向5G扩展;(4)单片机技术仍使用的是51系列单片机芯片,而目前应用较多的是STM32系列的单片机,相比处理速度更快,内存更大。(5)计算机网络实验仍是以有线网络教学为主,而目前应用较多的是无线网络技术。
根据以上问题,可在培养方案中注明要求必须使用某种软件或实验方法,实验教学中心适时的淘汰过时的硬件或者软件设备。
3.3 单个教师承担一门课程的局限性
部分课程设计类实验涉及的知识点较多,单个教师不能完全承担整门课程,这相当于做一个项目,项目组成员对于各个知识点进行分工协作才能更顺利完成教学任务。例如:某学生做一个无线电能传输装置的课程设计,就需要掌握单片机技术,开关电源技术,无线网络,高频等多个知识点,而几乎没有一个教师能同时精通这所有知识,这就需要在排课的时候能同时安排几个相关教师授课。
3.4 各专业实验课的专业性不强
电子信息工程专业可不开设移动通信实验、数字图像处理,可增开设自动控制原理实验,微波技术等实验课程;通信工程专业可不开设电子工艺实训、FPGA技术,可增开设射频技术,光纤通信等实验课程;物联网工程可不开设计算机组成原理;计算机科学与技术专业可增开部分专业基础实验课。
3.5 大部分实训课程未能和生产实际紧密结合
例如软件类实验相互抄袭、网上拷贝较多,学生毕业后不能胜任项目开发工作,因为真实的项目开发不同于普通按部就班的实验课教学,其整个过程中会遇到各种不可预知的困难,为了让学生学会分析处理各种问题,应把企业中实际的项目融入平时的实验教学中,让学生真实体验项目开发整个过程,这样学生踏上工作岗位后就能直接进入企业第一线工作。
4 结语
实验教学体系改革是一个长期的过程,要根据社会发展趋势,学科专业特点随时改进,而信息工程专业实验发展尤为迅速,这就要求实验教师长期不断地学习,经常深入企业掌握先进的技术和方法,实验教学中心也要适时更新硬件和软件设备,保障实验教学体系的实用性、先进性、创新性和完整性。
参考文献
[1] 柴文妍,王皖贞.电子信息工程专业“综合课程设计”教学实践与探讨[J].北华航天工业学院学报,2011.21(3).
[2] 王青云,宗慧.电子信息工程专业的“课题式”教学改革研究[J].中国科教创新导刊,2011.34.
关键词:嵌入式系统 课程体系 课程设置
20世纪末,随着计算机技术、集成电路技术和智能控制技术的发展,单片级嵌入式系统迅速发展,企业对嵌入式开发人员的需求量极大,因此嵌入式系统课程在高校设置势在必行。同时,由于近年来物联网产业的发展,嵌入式系统更是备受关注。而嵌入式系统良好的发展潜力和发展机遇也预示着对相关技术人才的巨大需求。但由于嵌入式系统涉及的相关知识多、硬件和软件结合紧密等特点,嵌入式系统的开发难度很大,培养这样的人才对高校也是个挑战。
嵌入式系统以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。本文针对学校的教学现状,总结目前通信工程专业的嵌入式系统课程教学的变化特点,依据课程培养方案,从课程的预备课程体系、教学内容规划和设置等方面入手,讨论课程的整体系统建设的内容。
一、我院嵌入式课程教学的特点
2007年电子、通信工程专业在全院率先开设了嵌入式系统课程,并将其定为电子信息类专业的一门重要的专业技术课程,同年引进了适合教学使用的英蓓特 Embest EDUKIT-III多核嵌入式实验开发平台(基于ARM7架构的Samsung 3C44B0x和ARM9架构Samsung3C2410x嵌入式芯片,实时、开放源码的多操作系统μC/OS-II、μCLinux和Linux)。经过几年的教学实践,课程的培养计划也随着课程的教学要求和学校“技术立校,应用为本”的办学指导方针做了一定的调整,以培养21世纪电子信息类高水平技术人才为目的,将嵌入式开发与应用课程建设成为我院具有特色的专业课程。在教学实践中发现存在一定的问题。
(1)课程的体系规划不断变化
自嵌入式系统课程开课以来,课程的培养计划也在不断的变化中,以适应专业的培养目标和学校人才培养的需求。几经调整之后,课程的设置基本稳定。因为典型的软硬件结合的特点,课程的设置主要从理论和实践两方面考虑,理论内容安排48课时3学分的内容,实践内容安排了32课时1学分的实验,这些是必修的嵌入式教学内容。此外,还可以在学生科创项目和毕业设计中加入相应的选修实践内容。课程具体内容规划如图1所示。
图1 课程体系规划
教学课时调整的同时,教学内容和教学方法也在不断的变化和改进,以适应教学目标的实现。
(2)课程实践内容设置不合理
开发与应用课程典型的特点就是实践性强,如何让学生在掌握理论的基础上形成实践能力,是该类课程的教学难点,并且要做到和专业培养结合。主要考虑的就是实验教学内容如何设置,才能和理论有机结合,达到培养目标。
二、课程系统的建设内容
1.建立合理的预备课程体系
嵌入式系统课程内容涉及广泛,系统性和综合性强,嵌入式系统本身就是一个包含软件和硬件的完整微型计算机系统。因此,嵌入式系统的原理和应用技术不是一两门课程就能讲授的,首先需要建立一个合理的嵌入式系统课程预备知识体系的教学来支撑嵌入式系统教学。
结合嵌入式系统的教学要求,需要有两部分的预备知识储备。一是硬件部分需要模拟电路、数字电路、计算机系统结构和微机原理课程的支持;二是软件部分需要C语言、汇编语言、数据结构和操作系统的课程支持。这些课程不是为了嵌入式系统而重复开设的,而是结合嵌入式系统重新调整和优化,以便于嵌入式系统的课程学习。
2.根据专业培养目标设置课程教学内容
嵌入式系统课程目前已经是各大工科高校必不可少的课程。课程教学的培养目标有两方面:一是学生通过课程的学习能够了解嵌入式系统的基本原理,熟悉嵌入式系统开发的整体概貌,掌握某种嵌入式系统开发环境的搭建方法,熟悉嵌入式系统开发的完整流程。这一部分是嵌入式教学的基本要求目标。二是在专业知识背景下能够完成一个相对完整的小型应用系统的开发,为毕业后求职或创业提供一定的基础。
针对专业培养目标与课程的性质,教学内容的设置主要分为两部分:理论和实践,这两部分应该相辅相成,实践内容帮助理论内容的理解,并且理论可在实践中得到验证和发展。如何设置两者的内容就成了教学过程中的关键问题。
(1)理论教学环节
嵌入式系统内容多而泛,需要理论教学内容与实践环境一致,才能使教学达到目标要求。依据实验环境的配备以及与嵌入式主流技术一致的原则,确定理论教学环节一是掌握ARM嵌入式处理器的体系结构,汇编指令集以及在ARM体系下的嵌入式编程,使学生掌握基于ARM7和ARM9典型嵌入式处理器的硬件开发平台,硬件接口开发;二是Linux嵌入式操作系统,嵌入式软件设计,以及Linux嵌入式系统开发举例;三、系统设计过程中电磁兼容特性的影响和改善的措施。
(2)实践教学环节
实践教学的内容设置不仅要做到对理论教学的支持,还需要能够调动学生的主动意识,更好的帮助教学目标的实现,同时兼顾学生的特点和专业方向,达到“由浅入深,由简单到复杂”的多层次实践教学内容。
首先是实验课程教学,内容依照对比验证、设计扩展和综合应用三个层次来设置,这是实践课程的必修环节。对比验证实践内容主要根据实验室的标准配置,掌握嵌入式系统的基本结构、编程方法和开发环境的使用等内容。设计扩展实践内容和项目指实验环境有扩展的空间,给学生发挥的空间。锻炼学生独立思考,独立解决问题的能力。综合应用实践内容随着理论知识的积累和基础实践的锻炼,实践内容应该以综合性、系统级的为主,目的是锻炼学生综合运用知识的能力。
其次是可以通过科创、竞赛或毕业设计等实践环节,此为选修环节,针对基础好的同学可以在通信专业方向上设置实践内容,在这个阶段,应该在工程和企业层面来要求学生,要引入设计说明书、设计流程图、开发进度表、软件工程控制文档和测试报告等概念。
嵌入式系统课程体系的建立要从专业的培养目标出发,结合学校资源,建立符合相关专业培养方向的课程体系,以及适当的应用环境,体现课程的综合性,经过几届学生的教学活动,该课程体系可以基本达到培养目标的要求。但由于师资和实验设备等的局限,我们的课程体系还存在很多的不足,今后需要在师资培养和实验环境上加大重视,将课程体系不断完善,培养出有开发能力的嵌入式人才。
基金项目:嵌入式开发与应用课程建设(2012KCJS-11);上海电机学院校级重点课程建设项目。
参考文献:
通信工程专业培养目标
培养目标:重点培养具有应用现代通信技术与广播电视技术方面的基础理论和专门知识解决科学研究或工程技术相关问题的能力,具有在通信技术与广播电视技术相关领域跟踪和发展新理论、新知识、新技术的能力,具备团队合作、创新创业和国际竞争意识,具备人文素养、职业道德和社会责任感等综合素质,能够成为在通信技术与广播电视技术领域中从事研究开发、工程设计、设备制造、网络运营和技术管理等工作的高级专业人才。
通信工程专业就业方向
本专业学生毕业后可研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的工作。
从事行业:
毕业后主要在通信、新能源、计算机软件等行业工作,大致如下:
1 通信/电信/网络设备;
2 新能源;
3 计算机软件;
4 通信/电信运营、增值服务;
5 电子技术/半导体/集成电路;
6 互联网/电子商务;
7 计算机服务(系统、数据服务、维修);
8 其他行业。
从事岗位:
毕业后主要从事通信工程师、硬件工程师、项目经理等工作,大致如下:
1 通信工程师;
2 硬件工程师;
3 项目经理;
4 网络工程师;
5 无线通信工程师;
6 技术支持工程师;
7 嵌入式软件工程师;
8 射频工程师。
主要课程有:电路分析、低频电子线路、脉冲与数字电路、高频电子线路、电磁场理论、信号与系统、微机原理及应用、单片机技术、微波技术与天线、通讯原理、程控交换技术、移动通讯、计算机网络通讯、光纤通讯等。
关键词:应用型转型;通信专业;人才培养改革
随着民办高校应用性转型背景下,民办高校专业如何将专业培养出建设成企业需求的应用型人才成为各大高校教学工作者的研究热点,通信工程作为工科电类专业的专业方向之一,随着现代通信技术的快速发展和企业的需求不断的变化,传统的人才培养模式已经无法适应企业和社会的需求,作为民办高校,基于学生的学习基础,随社会的发展对通信专业的人才培养方向要适应企业的需求。
1课程设置改革
传统的通信工程专业课程设置方向不够明确,各个方向的课程均有开设,但没个方向都学不深,没有专业特色和学校特色。每门专业课程虽都安排课内实验,但实验主要是以一些验证性实验为主,课程与课程之间的理论和实验没有很好的衔接和联系,实践课程开设学时数较少,学生只学习理论知识,无法系统的将所学知识用到通信综合实验中,达不到通信的实际实践能力,大部分民办高校由于资金问题,在实验室的投入上无法做到与时俱进的通信实验条件,在培养应用型通信专业人才下首先必须将课程优化,每所民办高校应该根据自身的发展优势确定学生主要的发展方向而优化课程的设置,通信方向的知识更新得比较快,几乎没两年就应该更新教学的教材和知识,下面列举调研中做得比较好的同等学校开设的通信专业方向比较有代表性的课程设置。1.1理论课程的设置:通信工程专业的方向很多,但从从事的企业工作大方向分,主要分为通信方向的硬件开发、软件开发、网络规划。而硬件开发主要需要学生掌握数字电路、模拟电路、FPGA、单片机以及嵌入式系统应用等硬件方向的知识。从事软件开发的需要掌握C语言、单片机编程语言等,而网络规划只有有相关实验室或者到企业才能进一步的学习,据调研,有些实力雄厚的民办高校通过校企合作等方式已经建立了网络规划的实验室,为企业培养相关的应用型人才。课程设置实行专业主干课程+专业化模块的课程形式,主干课程经调研并优化后包括以下各课程:电路理论、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、通信电子线路、信号与系统、计算机网络、单片机原理与应用、C语言程序设计、通信原理、嵌入式系统与应用,等作为专业主干课程,而模块方向的课程设置列举以下几个较为热门的方向并给出其专业课程的设置。通信系统集成及应用方向:专业模块课程:光纤通信、移动通信、嵌入式应用技术、通信系统集成,等课程。以电子信息类专业基础课程为基础平台,以现代通信技术为方向,以现代电子设计、应用为基础,以计算机为重要工具,将“通信技术及应用”、“通信系统集成技术”两个方向相结合,培养具备从事现代通信系统和网络的集成、应用、安装、调测和工程应用基本能力的高素质应用型人才,为湖北省地区经济发展提供服务。移动通信网络优化与维护方向:专业模块课程有:移动通信系统技术、移动通信网络维护、光纤通信、程控交换技术、无线网络设计、网络工程设计,等课程。在校企合作的推动下许多实力较强的民办高校与企业合作共建网络优化与维护方向的特色班,为企业培养了大量继续的网络规划人才。学生在校期间学习移动通信网络优化与维护的基础知识,通过企业合作深入企业掌握网络运行网络问题的操作技能和优化分析能力,掌握评估移动通信网络性能和解决实际网络问题的能力。移动互联终端技术方向:光纤通信、移动通信、物联网技术、SDH通信网络设计、移动技术终端、现代交换与通信网,等从事通信终端、通信网络系统等方面设计制造、编程、安装调试、操作运行、维护管理以及市场营运等岗位的工作。1.2实践课程的设置:传统的通信专业实践课学时少,必须加大实践教学的学时和指导力度,除了每门专业课必须的课内实验外,实践课程应该有专业基础知识综合实践教学和专业实践教学,专业基础综合实践教学包含:单片机软硬件结合实践教学、传感器网络方向的实践教学、通信仿真实践教学。专业实践教学需根据学校自身通信方向进行专业的实践教学。
2加强校企合作
应用型转型使高校必须加强与企业的合作,正确定位并培养企业所需人才,推动应用转型下民办高校通信专业为地方经济服务。我校处于有中国光电子信息产业基地之称的武汉-中国光谷,需要大量的通信应用型人才如现代通信系统和网络的集成、应用、安装、调测、网络优化规划等方面。校企合作已经形成了比较成熟有效的合作模式,主要有学校主导企业配合模式,该模式课程教学和教学大纲的制定主要以高校为主,企业处于配合状态,一般辅助完成部分实践教学,大多高校早期使用这种模式,但该模式校企合作便不够深入,学生在企业实践经验上不够。第二种模式为校企联合培养模式,该模式是现在校企合作的主要发展方向,在课程教学中有企业人员进行授课,有高校教师和企业人员共同指导毕业设计,企业人员参与教学大纲的修订等,这种模式培养的学生适合一毕业就可以适应企业相关岗位,甚至在实习期满即可转正成正式员工。第三种模式为企业主导学校参与形式,该模式主要是企业在高校建立为自身所需人才建设的专业,按照企业的培养计划,高校给予相应的师资和教学场地等,该模式培养的人才具有其他模式不可比拟的优点,但该模式在高校和企业还处于探索阶段。在现目前的校企合作中,主要以第二种模式为主,下面以在该校企合作模式下提出的相关的问题进行探讨。其一,政府的相应职责,应用型转型主要是为地方经济的发展培养人才,且通信产业是国家和区域经济重点建设和发展的新兴产业,作为需要大量通信技术人才的湖北省,政府应该对应用型人才培养进行一定的政策引导和大力支持,比如政府对能积极进行校企合作的企业给予更多的优待,规定一定规模的企业每年必须将其百分之几的收益进行校企合作,并在一定规模的企业中,要求工程师必须有到高校兼职授课的经历,作为工程师职称评定的标准。同时政府在考虑“双师型”教师的职称评定上应该进行专门的研究和规定,毕竟高校教师如果将精力放到企业实践上,那么理论科研精力必将减少,针对大力发展“双师型”的高校师资下,政府应该出台相应的职称评定规定。这样在政府的督促下,使企业和高校的人才培养联合到一起,能大力的促进高校的应用型人才培养。其二,师资力量的解决,在校企合作中我们以培养通信专业应用型人才为主,必须要有企业人员参与教学,实现校企互兼。企业通信工程师到高校兼职授课:高校应该聘请企业通信相关工程师作为兼职教师到高校教学,课时量必须足够,培养目标明确,务必使学生掌握一定企业实践的基础,不得以一两次讲座形式使学生无法深入进行实践。当然高校也需要对企业工程师的兼职给予较高的薪酬待遇,并且能灵活安排相关授课时间,比如可以利用晚上或者周末时间跟学生上课,在相关的项目资金上要积极的配合和解决。高校教师到企业兼职:“双师型”教师是作为应用型转型的人才培养的基础,企业以营利为主,高校不能将人才培养的重担完全交给企业,高校必须建立具有自身特色的“双师型”师资队伍,有明确的实践研究方向,分方向建立科研实践团队,并深入企业进行学习和锻炼,企业实践的时间不能太短,比如利用寒暑假到企业实践,并每隔3年必须累积不低于半年的企业实践作为评优评先的前提,当然高校教师任务繁重,在双师型职称评定上最好有区别的对待,使应用型高校教师能全心的进行应用型人才培养和教学。其三,实践教学,实践教学应该分为校内和校外两部分,通信专业的技术更新快,其低年级的基础实践教学可以在校内开展,高年级的实践应该结合合作的企业进行培养,比较成熟的实践教学主要是项目式教学,这样学生可以将所学知识有效的联系在一起,为将来从事的工作打下基础。其四,人才培养方案,人才培养方案,需由企业相关工程师参与,我校在2016年的人才培养方案中已经聘请了通信相关企业的工程师参与到人才培养目标的修订,并得到了较好的建议,有利的推动了我校通信专业的应用型人才培养。
3应用型下学生的培养
在应用型转型背景下学生的培养既要区别于一般的职业技术学院又不能按照完全的学术型人才培养,把握既要使学生掌握一定的理论基础,又要使学生具有较强的动手能力,在学习过程中,应该使学生有自身的发展方向。其一,提高学生自主学习能力,比如成立各门课程的微课团队,将课程的关键知识进行录播,并放入学校微课网站,学生平时没听懂的可以在网上自学。其二,加强学生参加各种竞赛以有效提高学生的实践动手能力,常见的与通信工程专业相关的大学生比赛有全国大学生电子科技大赛、信息工程大赛、飞思卡尔智能大赛、挑战杯、蓝桥杯等大赛,教师也应该积极的提高自身能力指导学生参赛。其三,提高学生考证能力,在高校拥有充分的学习时间,以及企业获得较多的专业实践,学生应该加强职业资格证的学习,以保证毕业后能胜任相关技术岗位,比如通信设备维修、有线通信设备调试、华为和中兴的网络工程师认证以及思科认证等,这些考证的培养也可以通过校企合作和相关“双师型”教师指导。
4结论
文章从应用型民办高校通信专业人才培养的课程设置、校企合作、学生培养三个方面给出了经总结后合适民办通信专业的理论和实践课程设计、学生培养以及在校企合作中出现的相关问题以及解决方案的研究,总结出了民办高校通信专业现阶段较为有效的人才培养改革方向。
参考文献
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1.引言
目前,国内开设有关嵌入式系统课程的独立学院极少,培养出的基于Linux平台上的嵌入式软件开发人员更是凤毛麟角。所以,注重应用能力培养的独立院校,特别是有计算机、电子技术等相关专业的工科独立院校,应该尽早引入嵌入式系统的教育,结合自己专业特点,大力开展嵌入式系统的教学工作。
2.嵌入式系统简介
嵌入式系统一般指非PC系统,而是指小型、专用的计算机系统。它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起,应用程序控制着系统的运作和行为;操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。
3.国内嵌入式系统教学的现状
国内教育界将嵌入式系统的教学大致分为三类:软件学院专业嵌入式教学;计算机专业嵌入式教学;电子、自动化等相关专业嵌入式教学,对于嵌入式系统的教学研讨从嵌入式课程体系的设置、嵌入式理论教学的开展、嵌入式实验教学的开展、嵌入式综合设计与学生工程实训等几方面展开。
4.嵌入式系统教学模式的探讨
综观国内外,长期以来都没有专门针对嵌入式系统专业的学科设置,从事该领域的研发人员都来自不同专业背景,例如自控、电子工程、通信工程、计算机应用等专业。由于知识结构不能完全满足嵌入式系统工程的要求,需要经过较长的再培训才能胜任嵌入式系统工程师的工作。嵌入式系统教育给传统计算机、电子信息工程教育带来了巨大的冲击和挑战,也带来了历史的发展机遇。嵌入式系统工程(ESE)是一个全新的专业,需要企业和社会的认知过程,课程体系需要经历设计、发展、完善的过程。
通过与国内其他高校的专家的探讨与学习,结合西部高校普遍存在的资金非常缺乏,实验条件的局限,以及电子信息工程专业学生的特点,我们积累和总结出关于嵌入式系统教育教学模式的一些想法,列举如下:
安徽邮电职业技术学院通信工程专业以“专业能力培养”为核心,根据构成学生能力各基本要素之间的相关性及教学内容之间的关联性,对形成学生能力要素相关的课程教学内容进行有机整合,组成面向学生专业能力培养的专业基础课程、专业课程和专业选修课程三大专业课程模块。(1)专业基础课程模块,通信工程专业基础课程模块主要由电路原理、模拟电子技术、数字逻辑与数字分析、信号与线性系统、数字信号处理、通信原理、电磁场与电磁波、高频电子线路等组成。专业基础课程模块以信号与线性系统和通信原理为核心,通过加强通信网络基础等理论的学习,培养学生数字信号处理的学习能力;并以训练通信信号、系统的分析设计能力为中心,使学生全面掌握通信系统分析与设计的基本技能。(2)专业课程模块,通信工程专业课程主要包括光纤通信、移动通信、程控交换技术、通信网等。通信工程专业课程模块将以现代通信技术为核心,通过加强通信技术理论的学习,使学生掌握现代通信技术的应用技能。(3)专业选修课程模块,专业任选课程模块则由电子线路EDA、MATLAB、自动控制原理、数字图像处理、DSP原理及应用、嵌入式系统及应用以及通信新技术系列讲座等组成。专业任选课程模块以开阔学生视野、培养学生综合能力为重点,通过一批反映通信工程发展前沿的课程和系列讲座,让学生逐步了解现代通信工程技术的现状和发展趋势。三大课程模块的建立强化了课程之间的理论体系,优化了教学内容,提高了教学效果及教学质量。
2强化实践教学体系建设,构建实践教学新体系
以培养专业能力为目标,重新构建教学体系,加强对实践教学体系的建设就要做到注重对学生个人能力的培养的整体设计,将实验教学作者主导思想贯彻落实于每一个教学实践中。对学生的培养要注重其个人的学习基础,加强学生对所学知识的应用,紧跟学科的前沿,培养学生分析解决实际中的通信工程的问题的能力,提高学生就业率。每一个实践环节都要具有设计、综合、创新性,以保证学生实践能力可以更上一层楼。不断深化改革完善教学体系不仅可以提高实践教学在教学活动中的地位,还有利于培养新一代具有应用、工程、创新性的高级应用型人才。加强课程设计、实习—含了解实习、生产实习和毕业实习和毕业设计等环节的实施与管理,把工程化教育和学生实践能力、应用能力的培养落到实处。实验教学内容和体系的改革是实验教学改革的重点和难点,创新实践教学体系要紧紧围绕创新教育对人才培养的要求,既要注重纵向知识体系的系统性和完整性,又要注重横向知识体系的相互渗透相互促进;既要考虑到学生的共性需求,又要成分注意学生的个性发展;既要发挥教师的领导和主导作用,更要注意学生主体作用和自身能动性的发挥。
3加强校企合作,建立校外实习实训基地,提高学生工程实践能力
真实实习是实践教学体系的重要组成部分,对培养学生工程实践能力至关重要。本专业亟需在校内校外建立一批集实验、实习、模拟训练和岗位实践诸功能为一体,兼具素质教育、创新意识培养的实践教学实训基地,同时要和企业一起共同制定更加符合企业用人需求的实习实训方案,让学生有机会直接进入知名企业开展测试、开发和设计工作。这些改革措施对学生熟悉工作环境,积累工程实践经验及提高工程实践能力是必要的,也是必需的。
4引入国家级专业技能考核体系,实施双证教育
通信工程专业引入工业和信息化部人才交流中心授权的“全国电子专业人才考试中心”,可开展“通信设备终端维修”“EDA设计与开发”“单片机设计与开发”“PCB设计”“电子组装与维护”五个科目人才考试与测评工作。采取“毕业证+专业技能证”相结合的模式,以国家级专业人才考试作为人才培养质量的检验标准,学生动手能力得到了极大的提高。
5结束语
信息化时代,通信技术和设备飞速发展,如何使通信工程专业的毕业生能更快的适应社会需求,必须对通信工程专业人才培养模式进行改革,面向应用型人才培养,对通信工程专业应用型人才培养模式进行研究探索。
【关键词】
通信工程;应用型;研究
依据学校指导性意见、教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》(2012版)中关于“通信工程专业表述为基础,结合学校办学定位。从2015年5月份开始了通信工程专业人才培养方案进行了修订,成果显著。现总结如下:
1研究的主要内容
1.1科学定位,明确人才培养目标
在制定人才培养的过程中,我们遵照学院的“科学定位,明确人才培养目标”的原则,我们首先进行了通信工程专业人才培养的论证工作,我们调研了辽宁省内与通信相关的公司,了解到了通信产业的背景、企业的需求方向。其次,结合通信行业的岗位需求、社会需求、学院培养目标我们进行了专业生产岗位群类型分析,分别从无线通信、计算机网络通信、数据传输三个行业类别出发,进行了各自的岗位职责分析以及岗位能力需求分析,并建立了通信工程专业相关的工作岗位群分析表,最终总结出来通信工程专业的培养目标。
1.2结合实际、建立培养要求
首先,我们明确了通信工程专业的学生应获得能力要求。第一方面是学习研究的能力,包括自学能力,信息获取能力和学生交流能力。第二方面是技术应用的能力,包括基本实验能力,信息分析、处理能力,知识迁移能力,工程实践能力和设计开发能力,其中基本实验能力是通过电工实验、电子技术综合实验、自动控制系统综合实验等方面的训练学生应具备独立完成实验的能力。信息分析、处理能力是发现问题,分析问题,解决问题的能力;获取信息并对它进行加工处理,使之成为有用信息并出去的过程的能力。知识迁移能力是将所学知识应用到新的情境,解决新问题时所体现出的一种素质和能力,包含对新情境的感知和处理能力、旧知识与新情境的链接能力、对新问题的认知和解决能力等层次。工程实践能力是通过校内教师与企业工程师联合指导,使学生在工程现场直接参加工程项目实践,实现了理论与实践的结合,不仅拓宽了学生的就业门路,还为企业解决了工程技术问题,设计开发能力实现校企双赢。为生产新的产品、装置,建立新的工艺和系统而进行实质性的改进工作的能力。最后一方面是创新创业能力,包括团队协作、组织管理、人际交往能力和研发创新能力。其次,我们围绕着通信工程专业人才培养的目标明确了通信工程专业的学生应获得的具体知识结构,第一方面扎实的公共基础知识、包括数学知识,思想政治,外语,体育等基础知识;第二方面是专业基础知识,地基的牢固性决定了上层建筑的稳定性,因此根据通信工程专业制定了通信工程专业的基础知识应该包含电路基础知识,信号与信息处理,通信基础知识;第三方面是专业知识,包括计算机网络通信知识,有线通信,嵌入式等知识;最后一个方面是综合素质知识包括计算机,外语,团队协作组织协调等知识。再次,我们围绕着通信工程专业所需要的工作岗位素质建立了工作岗位素质支撑体系,该体系从职业道德素养,爱国敬业精神和社会责任,健康的身心素质,人文科学素养,人文科学素养,工程素质,技能素质,管理素质这几方面出发,通过思想道德修养与法律基础的学习加强学生的职业道德素养,通过中国近现代史纲要的学习加强学生爱国敬业精神和社会责任感。在健康身心素质方面,制定健康教育方面的活动。通过基本原理和思想道德修养与法律基础的学习培养学生的人文科学素养。通过单片机原理及应用、通信原理课程设计等方面的学习对学生工程素质进行支撑。通过电路分析基础,模拟电子技术,信号与系统等专业课的学习对学生技能素质方面进行支撑。我们通过军训,毕业实习等活动对管理素质方面进行支撑,最终我们确立了毕业生应获得的具体知识、能力和素质。
1.3遵循培养应用人才,制定教学体系
根据这些能力我们要制定出相应的人才培养教育教学体系。教学计划包括学分汇总表,学期教学计划,教学进程表,理论课程汇总表和工程实践环节。我们立足通信工程专业的特点建立了专业核心课程,如信号与系统、数字信号处理、通信原理、高频电子线路、单片机原理及应用、计算机网络及通信技术、光纤通信等。通过专业核心课的学习,培养专业基础扎实的本科人才。同时我们根据就业需求将通信工程专业分为三个专业方向,分别为无线通信方向,计算机通信方向,数据传输方向,并根据不同的专业方向设立了特色专业方向课。无线通信方向我们设立了移动通信系统、卫星通信、专用无线通信系统、微波技术与天线、无线传感器网络与应用等课程。计算机通信方向,我们设立了数字图像处理、多媒体通信、语音信号处理、嵌入式系统及应用、数据库原理等课程。数据传输方向我们设立了IP电话原理、电视与视频技术、数据通信、信息理论与编码等课程。
1.4结合学校办学定位,加强工程实践环节
1)前三年的实践能力培养方案包括实验教学体系改革设计;建设通信工程专业平台;与企业加强合作;鼓励学生参加各种科技竞赛、不断提高教师的指导能力与水平,提高教师工程教育能力,改善教学方法;课程设计的实现原则;课程设计的特色创新。
2)第七学期集中实践组织方案,第七学期为集中实践阶段。要充分利用校企合作与校企联合办学的资源优势,广泛建立校外实习基地,有组织的安排学生到这些实习基地进行实习。
3)第八学期为毕业设计(论文)时间,共12周,计12学分。在毕业设计组织方案中包括毕业设计的质量要求、毕业设计的组织管理、毕业设计(论文)选题、毕业设计(论文)指导、毕业设计的答辩等环节。
2人才培养方案修订过程中遇到的问题
1)在市场调研阶段,认真开展工作,但在调研报告提交时,由于本人理解有误,未能将前期的调研结果按学院的要求格式完整的展示出来,造成通信工程专业的调研报告严重缺乏规范性、内容过于简单。
2)在提纲撰写阶段,由于有些老师有课,存在系领导开会不能保证全部在场,导致在信息的传达以及提纲最新版本发送过程中,存在不是最新版本的情况。针对此问题,采取解决的办法是,无论哪名老师修订为最新版本后,都先传给专业负责人,然后再由专业负责人传给系领导。
3)存在通信工程专业相关课程的教学目标以及内容把握不是很好。
4)在培养方案汇报阶段,存在的问题是将通信原理课程放到了专业课中。在汇报当天,学院领导指出:应夯实基础,不要拘泥于学分的限制。针对这种情况,系领导带领通信工程专业培养方案组员,积极研讨,最后将通信原理课程调整到专业基础课中。
3结束语
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] 湖南涉外经济学院;通信工程专业;实践教学改革;应用型人才;培养模式;课程体系
[中图分类号] G642.45 [文献标识码] A [文章编号] 1674-893X(2012)05?0048?03
湖南涉外经济学院是一所以培养应用型人才为宗旨的教学应用型民办本科院校。作为学校工科类主要专业之一的通信工程专业,其培养目标是:培养具有通信技术、通信系统和通信网等方面的知识,有创新精神、工程能力强、基本素质好、能在通信领域中从事开发、应用通信技术与设备的高级应用型技术人才。为了更好地实现这一目标,并积极贯彻落实学校制定的“高水平教学应用型本科院校”的办学定位,走“产学研结合”的新型办学之路,对通信工程本科专业应用型人才培养模式进行探讨显得至关重要,其目的是立足于区域经济及社会发展需求,凸现民办高校工科专业特色,谋求科学的可持续发展,并不断完善教学应用型本科人才培养体系。
一、实践教学改革与应用型人才培养
实践教学是教学应用型民办本科院校内涵建设的重要组成部分,它与理论教学不是主从关系而是辩证统一的关系,是两个相互独立、相互依存、相互促进的教学体系,是体现学校办学水平和应用型人才培养质量的重要标志[1]。作为教学过程的重要环节,实践教学是培养和提高学生综合素质、工程实践能力以及实践创新意识及能力的重要手段,是实现人才培养目标的有效途径和重要保证,有着理论教学不可替代的特殊作用。因此,必须转变重理论轻实践、重课堂理论知识传授轻专业技能培养、重验证性实验轻综合性设计性实验的观念,提高对实践教学重要性的认识,深化实践教学改革。通过加强实践教学建设与管理,进一步提升实践教学人员的素质和能力,构建实践教学资源保障体系,建立并完善一套适应实践教学的运行机制[2-3]。
二、实践教学改革总体思路及目标
通信工程专业实践教学改革的总体思路应以市场需求为导向,以培养学生工程素质和实践创新能力为根本,坚持“知识、技能、素质”协调发展,更新实践教学理念,统筹规划理论教学和实践教学工作,加大实践教学投入,提高实践教学质量及水平,培养“高素质、应用型、复合型、创新型”的高级应用型人才。通信工程专业实践教学改革的总体目标则是实践教学理念符合应用型人才培养要求,进一步优化人才培养方案,不断创新人才培养模式,适时整合实践教学资源,优化实践教学队伍,规范实践教学管理,努力构建产学研一体化、以培养学生能力为根本、为区域经济和社会发展培养高级应用型人才的实践教学体系[4-5]。
三、实践教学改革方案及应用型人才培养模式
(一)加强课程体系建设,提高教学效果
湖南涉外经济学院通信工程专业以“专业能力培养”为核心,根据构成学生能力各基本要素之间的相关性及教学内容之间的关联性,对形成学生能力要素相关的课程教学内容进行有机整合,组成面向学生专业能力培养的专业基础课程、专业课程和专业任选课程三大专业课程模块。
1. 专业基础课程模块
通信工程专业基础课程模块主要由电路原理、模拟电子技术、数字逻辑与数字分析、信号与线性系统、数字信号处理、通信原理、电磁场与电磁波、高频电子线路等组成。
专业基础课程模块以信号与线性系统和通信原理为核心,通过加强通信网络基础等理论的学习,培养学生数字信号处理的学习能力;并以训练通信信号、系统的分析设计能力为中心,使学生全面掌握通信系统分析与设计的基本技能。
2. 专业课程模块
通信工程专业课程主要包括光纤通信、移动通信、程控交换技术、通信网等。
通信工程专业课程模块将以现代通信技术为核心,通过加强通信技术理论的学习,使学生掌握现代通信技术的应用技能。
3. 专业任选课程模块
专业任选课程模块则由电子线路EDA、MATLAB、自动控制原理、数字图像处理、DSP原理及应用、嵌入式系统及应用以及通信新技术系列讲座等组成。
专业任选课程模块以开阔学生视野、培养学生综合能力为重点,通过一批反映通信技术发展前沿的课程和系列讲座,让学生逐步了解现代通信技术的现状和发展趋势。
三大课程模块的建立强化了课程之间的理论体系,优化了教学内容,提高了教学效果及教学质量。
(二)加强实践教学体系建设,构建实践教学体系新思路
教学应用型本科教育培养的是“应用性、工程性、创新性”的高级应用型人才,这就必然要求进一步加强实践教学体系的建设。实践环节的设计要体现设计性、综合性、创新性,使学生的实践能力培养达到一个新的高度。根据专业能力培养要求,在实践教学体系的构建上应注重学生能力培养的整体设计,改革现有的实验教学模式,把实验教学的主导思想定位在注重基础、加强应用、追踪前沿、培养学生分析与解决工程实际问题的能力以及提高学生就业竞争力上。不断深化改革和完善实验教学体系,提高实践教学在整个教学活动中的地位,大量开设综合性设计性实验,在教学计划中构建完整合理的实验教学体系,注重实验教学与其它实践教学环节的衔接。加强课程设计、实习(含认识实习、生产实习和毕业实习)和毕业设计(论文)等环节的实施与管理,把工程化教育和学生实践能力、应用能力的培养落到实处。
实验教学内容和体系的改革是实验教学改革的重点和难点,创新实践教学体系要紧紧围绕创新教育对人才培养的要求,既要注重纵向知识体系的系统性,又要注重横向知识体系的相互渗透;既要注意对学生的共性需求,又要注意学生的个性发展;既要注意教师的主导作用,更要注意学生主体作用的发挥。
关键词:移动互联网;通信工程;人才培养
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)29-0033-02
移动互联网,是移动通信与互联网的结合。主要是指智能手机和平板电脑等移动终端利用移动通信网或者各种无线网作为接入网络访问互联网。移动互联网和传统互联网的主要区别在于:终端和接入网络以及由于终端和接入网络的特性所带来的独特应用。[1]在短短几年时间里,移动互联网已渗透到社会生活的方方面面,产生了巨大影响,改变了人们的工作、学习和生活方式。
移动互联网目前已经成为技术发展最快、市场潜力最大、应用前景最为广阔的新兴产业。以移动智能终端、云计算、物联网等为代表的移动互联网新技术新应用迅速兴起,在促进经济结构调整和转变经济发展方式方面发挥着日益重要的作用。目前国内高校尤其是应用型本科院校,开设移动互联网领域课程的学校非常少,人才培养模式还在探索当中。传统通信工程专业的培养目标已无法适应和满足社会发展的需求,应用型本科院校如能适应市场变化,及时调整培养思路和培养方案,就能赢得更多的发展机会和生存空间,培养的学生也更加适应社会的需求。
一、移动互联网现状及发展趋势
CNNIC的第33次中国互联网络发展状况统计报告显示,截至2013年12月,我国网民规模达6.18亿,全年共计新增网民5358万人。互联网普及率为45.8%,较2012年底提升了3.7个百分点,普及率增长幅度与2012年情况基本一致,整体网民规模增速持续放缓。与此同时,手机网民继续保持良好的增长态势,规模达到5亿,年增长率为19.1%,手机继续保持第一大上网终端的地位。而新网民较高的手机上网比例也说明了手机在网民增长中的促进作用。2013年中国新增网民中使用手机上网的比例高达73.3%,远高于其他设备上网的网民比例,手机依然是中国网民增长的主要驱动力。[2]
2013年是移动互联网市场加速“重塑、培育、共建”的一年,快的打车等打车软件的出现让出租车市场与移动互联网的结合成为人们关注的话题。艾瑞咨询数据显示,2013年国内PC端网站的日均覆盖人数基本保持在2.3亿人次上下并趋于停滞,而移动端APP的日均覆盖人数则呈现持续上涨接近2亿,移动互联网的日均覆盖超过互联网成为必然。[3]4G的商用,虚拟运营商的进入,无不显示着移动互联网市场正在经历着深刻的行业变革。移动硬件普及、网络基础设施提升带来的市场容量扩张将为移动互联网市场的持续增长提供内源动力,而行业参与者的增加也将为市场竞争注入鲜活的力量,移动互联网市场正进入高速发展时期,正在深刻影响人们的日常生活。
二、移动互联网人才需求与培养情况
1.人才需求情况
移动互联网人才需求主要分为两类:一类偏向硬件,一类偏向软件开发。从目前的招聘需求来看,后者的需求更大。移动互联网软件开发包括手机终端游戏应用软件开发、移动增值业务开发和其他嵌入式系统应用软件开发等。移动互联网人才通常要具备以下几个特点:第一,有创新精神。创新能力是移动互联网行业人才的最大特征和基本要求。第二,复合型人才。移动互联网本身结合了移动通信和传统互联网两个不同行业,并且在很多传统行业上进行多样化的应用,因此移动互联网人才复合能力要求比较高。第三,学习适应能力强。移动互联网行业变化日新月异,一个新的应用可能很快得到普及,也可能很快走向没落,所以必须具备快速学习能力和行业适应能力。
2.人才培养情况
目前移动互联网人才无论在数量上还是质量上都处于供需失衡状态,缺口比较大。高校的培养机制、专业设置和市场的需求之间有一定的脱节。教育部《普通高等学校本科专业目录(2012年)》中并没有“移动互联网”专业,目前国内一些学校都是依托相关专业开设移动互联网方向。就通信工程专业而言,国内高校都偏向通信技术、通信系统和通信网络方向。
为了能够培养出高素质的移动互联网应用技术人才,紧跟社会需求,在课程设置和人才培养模式上必须进行改革和尝试。
三、应用型通信工程专业人才培养模式改革
相对于传统的通信行业,移动互联网具有自己特有的行业特征,所需求的人才必须是复合型的人才。不仅需要具备移动通信技术,还应该掌握软件开发能力,同时还必须具有较强的适应能力和创新精神。
1.修订人才培养方案
人才培养方案体现了教学的目标以及达到这个目标必须完成的教学内容,对最终能培养出什么样的人才起至关重要的作用。黑龙江科技大学(以下简称我校)根据社会和市场对人才的要求定期对通信工程专业的培养方案进行修订。首先由通信工程专业骨干教师讨论培养方案,根据行业的变化确定交流考察的重点。接着由学院组织相关教师,采取向社会问卷调查,走访相关企事业单位,以及与历届毕业生座谈等多种形式,弄清社会人才需求状况及应掌握的知识与技能,根据通信行业未来发展趋势,确定人才培养方案的目标和内容。同时,还需协调学校相关授课部门,讨论培养方案的可行性,最终确定通信工程专业新的人才培养方案。
(1)实行分专业方向培养。在培养方案中,对专业课按不同的方向实行分专业培养并设了专业方向类课程,重点突出课程的应用性和技术性。模块课程主要以专业课程为主,在进行知识传授的同时注重对学生综合能力的培养。为适应移动互联网的发展和社会需求,在专业方向上将通信工程的专业课程分为通信网络和通信软件两个方向。
(2)理论课程体系建设。理论课程体系由三个不同层次的平台构成,如图1所示。第一层次是公共基础教育平台,该平台主要由国防与安全教育模块、思想政治教育模块、体育与健康教育模块和通用基础教育模块组成。第二层次是专业基础教育平台,是在公共基础教育平台课程的基础上,为专业教育平台课程提供学习基础的课程。第三层次是专业教育平台,分为两个方向,即:通信网络方向和通信软件方向。
(3)实践教学体系建设。实践教学是培养学生的实际动手能力,提高学生综合素质的重要环节。通过实践提升学生的专业兴趣,提高学生综合运用知识的能力,培养学生的创新精神。有特色的实践教学体系是目前教育发展的趋势,鉴于移动互联网迅猛发展的态势,针对我校实际情况和应用型人才培养的特点,通信工程专业实践教学环节开设了认识实习、课程设计、工程实践等集中实践教学环节,共计40周,实践教学环节占总学时的比例近44%。为进一步提高实践教学效果,在所开设的所有专业基础课、专业方向课中增加设计型、综合型实验内容,以提高学生的创新实验能力。
2.加强师资队伍建设
(1)师资队伍建设现状。我校通信工程专业创办于2002年,近几年来,通信工程专业在师资队伍建设上主要采取了引进、培养、访问交流等几个环节,并且注重对教师实践能力的培养。目前有教师18人,具有博士学位1人,具有硕士学位17人,具有硕士、博士学位教师所占比例为100%。
(2)师资队伍建设目标。我校属于地方性本科院校,培养目标是应用型人才。这就要求通信工程专业的教师不但理论知识丰富,更需要具有工程实践经验,尤其是擅于将计算机与通信技术结合来解决工程实践的教师,所以师资队伍的培养应以“双师型”教师为目标。具体采取用了以下几个措施:第一,建立青年教师导师制度。由有经验的教授和专家做导师,从青年教师的教学、工程实践及学科方向、科研等各个方面进行指导和培养,针对青年教师教学过程中存在的实际问题,提出具体的建议和意见。青年教师不仅能从导师那里学到教学经验,而且导师的思维方式、人格魅力都会对青年教师产生潜移默化的影响。第二,完善教师培养机制。定期举办青年教师教学技能比赛,以赛促学、以赛促教;举办课件制作大赛,提高教师多媒体与网络技术应用能力;选派青年教师到省内外高校盯课、学术交流;有计划地选派教师深入企事业单位或生产一线进行实践锻炼,全面提升自身的综合素质。目前已有5名教师到深圳NC中兴通讯学院进行课程培训,实现了教学内容与通信技术发展的同步更新,保证了双师型师资队伍的长效性培养。
3.深入开展校企合作
应用型人才的培养不仅需要具备扎实的理论知识,更应具备相应的专业技能。国内外的研究和实践表明,校企合作是培养应用型人才的一种有效方式。[4]我校在2007年投资200多万元与中兴通信和H3C公司联合建设了通信工程实践基地。[5]整个通信工程实践基地包括程控交换平台、智能网平台、光网络传输平台、宽带接入平台、数据通信平台五大系统,并提供包括中兴通信的NC程控交换、网络通信工程师认证,以及H3C的数据通信工程师认证。通过几年的教学实践证明:校企合作建设的通信工程实践基地有助于学生及早接触业界,了解专业学习方向,学生所学习的知识在实践过程中交织使用,学生的能力逐步提高,并具备了针对此类系统设备的上岗工作能力,实现学生从学校到企业的无缝链接。今年我校与飞思卡尔半导体公司签订了大学计划项目,共同建立了“嵌入式系统设计及应用”创新实验室,还将建设“Android平台仿真开发实验室”,可以给通信软件方向的学生提供更多的实践环境。
四、总结
应用型通信工程专业人才的培养,应注重学生创新精神和实践能力的培养,移动互联网行业的飞速发展,对高校人才的培养提出了新的要求。我校通信工程专业人才培养模式还处于一个探索的阶段,本文从国内移动互联网行业的发展、移动互联网人才需求、应用型人才培养模式改革等几个方面进行了阐述,以期为通信工程专业人才培养起到一定的参考作用。
参考文献:
[1]肖志辉.移动互联网研究综述[J].电信科学,2009,(10):30-36.
[2]CNNIC.第33次中国互联网络发展状况统计报告[R].北京:
2004.
[3]杨.2013年移动互联网回顾与展望[J].电信技术,2014(1):7-9.