基于嵌入式的計算機應用專業人才培養模式的改革探索

何小苑

摘要:本文分析了嵌入式技術人才的發展需求,針對高職計算機應用技術專業當前的辦學現狀,提出了建立嵌入式應用技術人才培養的課程體系和教學模式改革的方法。

關鍵詞:人才培養;課程體系;教學模式;嵌入式技術

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

隨著我國IT技術的飛速發展,教育規模也得到猛速增長。在經濟和科學技術不斷提高,國民經濟強勁發展的新形勢下,企業的IT人才需求量在急劇增長,這與時下高校IT畢業生就業難問題形成尖銳的矛盾。本著計算機應用技術專業學生就業難,尋找辦學突破口問題,本專業團隊展開對IT企事業、電子信息類公司、權威咨詢網、知名IT人才網和同行院校等多類型、多途徑的深度調研。實際的調研結果顯示:目前我國中低端計算機軟件人才過剩,而新型的嵌入式技術人才嚴重稀缺。

1人才需求調研分析

1.1嵌入式技術需求狀況

嵌入式技術是當前最熱門最有發展前景的IT應用技術之一。目前,嵌入式技術產品已廣泛地應用于消費電子、通信、汽車、國防、航空航天、工業控制、儀表、辦公自動化等領域,產品主要有手機、可視電話、數碼相機、攝像機、機頂盒、路由器、數控設備或儀表、醫療儀器、航天航空設備等。形式多樣的嵌入式系統消費量將以億為單位,逐步形成一個充滿商機的巨大產業。據預測,未來十年將有90%以上的微處理器和65%以上的軟件應用于各種嵌入式系統中。隨著工控、汽車電子、仿真、醫療儀器等領域,隨著工業、汽車、醫療衛生等各部門對智能控制需求的不斷增長,需要對設備進行智能化、數字化改造,為嵌入式系統提供了很大的市場。就汽車電子系統而言,目前的大多數高檔轎車每輛擁有約50個嵌入式微處理器;通信領域大量應用嵌入式系統,主要包括程控交換機、路由器、IP交換機、傳輸設備等。由于互聯的需要,特別是寬帶網絡的發展,諸如DSL Modem/Router等各種網絡設備的數量將遠遠高于傳統的網絡設備。它們基于32位的嵌入式系統、價格低廉,將為企業、家庭提供更為廉價的、方便的、多樣的網絡方案。嵌入式產品已經深深浸入到家庭消費產品的大軍中,為我國未來的制造業提供了廣闊的前景。

根據知名咨詢公司賽迪顧問對嵌入式行業情況統計及預測情況看,2003年中國嵌入式軟件市場規模達到 190 億元人民幣,2005年則為308.5億元,到2006年,嵌入式軟件市場規模達到432.5億元。從2006年至2010年,中國嵌入式軟件產業規模仍將保持快速增長態勢,年均復合增長率為25.8%,到2010年將達到3339.6億元的規模。產業規模從2005 年,中國嵌入式軟件產業規模達到1061.4億元,同比增長41.3%,2005年我國嵌入式軟件在全球嵌入式軟件產業中的比重已經提升至4.8%,比2004年提升了0.8%。2005年嵌入式應用軟件同比增長率達到 42.6%,在整個嵌入式軟件產業中的份額有所擴大,達到了94.9%,繼續占據主要份額。從產業的區域分布來看,全國的嵌入式軟件產業主要集中在廣東省、北京、上海、江蘇、浙江等少數省市。

以信息家電、移動終端、汽車電子、網絡設備等為代表的互聯網時代的嵌入式系統,不僅為嵌入式市場展現了美好前景,注入了新的生命,同時也對嵌入式系統技術,提出新的挑戰,包括了對熟悉嵌入式技術人才的培養問題。

1.2行業對嵌入式人才的需求

前程無憂的人力資源專家表示,嵌入式軟件開發是未來幾年最熱門和最受歡迎的職業之一。權威部門統計,我國目前嵌入式軟件人才缺口每年為20萬人左右,未來隨著“三網融合”不斷提速,3G網絡全面鋪開,這一數字還將成倍增長,很難想像,如果這一問題得不到解決,嵌入式軟件產業未來將面臨怎樣的危機。

在職位需求上,在CSDN人才頻道進行工作查詢,以“嵌入式”作為職位關鍵字搜索,可以找到的職位約1000個,其中每個職位招聘的人數從1到若干不等。按平均每個職位需要招3人計算,那么僅在CSDN發布的位置就有3000人。在職業薪水上,根據前程無憂網發布的薪資報告,具有10年工作經驗的高級嵌入式軟件工程師年薪在30萬元左右。即使是初級的嵌入式軟件開發人員,平均月薪也在5000元左右,中高級的嵌入式軟件工程師月薪平均已超過萬元,相比這下,應用軟件工程師月薪才2000多的水平,可見嵌入式人才市場缺口之大。在職位所需技術上,市場上需要的嵌入式人才必須具備C語言編程經驗、嵌入式操作系統、嵌入式應用程序開發經驗。

1.3國內嵌入式人才培養現狀

嵌入式軟件未來的前景被看好,但現在國內從事嵌入式應用軟件開發的人員隊伍業務水平和教育水平參差不齊,主要來自軟件類專業和電子類專業。電子類專業設計人員系統全面整合設計的能力較差,而軟件發展人員只要看到硬件問題就無所適從。大多數嵌入式人才依靠自身的多年經驗積累,逐漸轉型而來,時間周期較長,不能滿足市場需求。因此,目前國內非常缺乏嵌入式系統所需要的軟硬件系統集成人才。

我國高校辦學存在的問題也造成了這類人才的嚴重缺乏。目前我國無論是普高和職高,計算機軟件教育普遍以應用軟件為主,學生更多接觸的是.Net、Java之類應用層面的東西,使得軟件業呈現出中低端人才過剩。而開設嵌入式軟件專業的學校很少,并且學校不能向學生提供足夠的實踐機會。國內很多學校教學內容極度老化,不能跟上最新技術的發展,在計算機原理課中甚至還在開設8086/8088的內容,操作系統原理都流于形式,只有理論講解,沒有實踐操作。這對于高校畢業學生進入嵌入式開發領域是極為不利的。

目前市場上的嵌入式技術培訓已成為IT職業教育的熱點之一,但這些培訓大多都是基于某一固定開發平臺,通用性比較差,造成培訓出來的學員缺少相應的專業背景知識,很難適應繁多的嵌入式產品開發領域。

可喜的是,中國軟件行業協會頒布了有關中國軟件行業人才培養方案,提煉出符合我國軟件行業現狀的14個典型專業技術工作崗位,對崗位職責、專業技能要求以及知識結構進一步明確量化。培養方案首次確立了軟件行業的14個典型崗位,分別由8個軟件開發類崗位和6個軟件應用類崗位構成,并針對嵌入式軟件開發的人才培養提出了要求,為嵌入式人才培養指明了方向。

國內高校嵌入式人才培養也開始興起。2002年北京大學軟件學院成立了我國第一個嵌入式系統系,其培養體系是由北京大學軟件學院將國際上先進的嵌入式系統知識體系和工程實踐有機結合設計出來的、注重能力培養的課程體系。這之后陸續有知名高校辦起了嵌入式實驗室,培養起嵌入式研究生、本科生,為我國嵌入式人才培養鋪出一條道路,同時為高職院校嵌入式高技能型人才培養模式提供了探索思路。

2基于嵌入式的計算機應用專業人才培養

2.1計算機應用專業現狀分析

計算機應用技術專業是國內高職院校計算機系最早開設的傳統專業,講授以應用軟件開發設計為培養目標,以數據庫應用設計編程加軟件開發方法為主線,涵蓋多媒體技術和網絡技術領域內容。隨著IT技術的發展和社會服務的專業細化,從計算機應用技術專業不斷孵化出網絡技術、多媒體技術、軟件技術和信息管理技術專業多個細化專業方向,計算機應用技術專業學習的內容被逐漸地支解分到各專業,并在各專業中更深入更細化地專門學習訓練,計算機應用技術從此有“萬金油專業”的味道,意味著專業面廣而不專,隨著IT人才競爭激烈,就業日益嚴峻的形勢下,計算機應用技術專業面臨著生存的危機,能否找到辦學特色的突破口是決定能否生存的關鍵。

2.2探索基于嵌入式技術的新型專業方向

通過深入對行業嵌入式人才的需求分析,我們了解到市場所需人才主要為嵌入式軟件設計開發和嵌入式硬件設計開發、檢測維護人才。對于硬件設計人才,需要掌握較深厚的硬件基礎及硬件接口方面的知識,對于計算機系的學生難度較大。結合我院的實際情況,探索我院計算機應用技術專業轉入面向嵌入式系統定制和嵌入式應用軟件開發助理工程師的人才培養。通過分析嵌入式職業崗位任務,整合出其典型工作任務,根據認知及職業成長規律重構行動領域,分解其知識與技能,構建專業學習領域,制定出適合我院嵌入式人才培養目標的課程體系,使專業方向從一般應用開發轉入具有嵌入式定制與嵌入式應用軟件開發的能力培養,增強學生對嵌入式硬件系統的應用技能,培養學生在嵌入式軟件工程方面的技能,達到初級嵌入式開發人才的培養目的。

2.3課程體系與教學模式改革

依據當前我國高職教育倡導的工學結合的教育模式,以就業為導向,培養學生職業能力為目標,通過對嵌入式系統開發職業崗位的分析和工作任務的分解,遵循人的學習規律、職業成長和職業生涯發展規律,構建從簡單到復雜、從新手到專家的嵌入式技術人才培養課程體系,體現嵌入式人才所需具備的專業能力、方法能力和社會能力三大關鍵能力的培養。計算機應用技術專業在現有軟件開發技術強優勢的情況下,可從調整專業課程結構,整合一體化課程,增加嵌入式人才培養所需的專業基礎課程和專業核心課程入手,進行課程體系的重構。

專業基礎課程的設置應考慮為學生學習專業核心課程鋪墊基礎的同時,還應為學生未來職業生涯發展提供寬厚的基礎。但考慮到高職高效產出和時效性特點,可以整合某些IT行業通用技能課程,按工學結合思想設置一體化課程。如以網頁制作為主線,動態加入圖像處理和Flash動畫制作可以將原來的Photoshop圖像處理、Flash動畫制作和網頁三門基礎課程整合為一門課程,使學生在做網頁的同時,學會了圖像處理和Flash動畫制作的基本技能。可以將微機組裝與計算機應用基礎課程整合為一門一體化課程,通過學生對微機組裝的認識,編寫家庭和辦公電腦配置方案,制作配置表和粗精選的報價表,再扮演推銷員的演講為主線,通過做一個完整的工作過程任務掌握相關的技能。這樣既拋掉了驗證性零散練習,節省了時間,同時又能使學生快速掌握行業通用技能,還為嵌入式人才所需開設專門專業基礎課程如模擬與數字電路、C硬件程序設計、PCB板設計,單片機原理與應用、嵌入式系統基礎等課程換出了時間。在前面專門專業基礎課支撐的前提,就可以圍繞培養目標增加專業核心課程,如單片機應用設計、嵌入式操作系統應用,嵌入應用軟件設計、嵌入式軟件工程、嵌入式產品檢測等核心課程,使學生具備操作系統內核定制能力、嵌入式產品硬件測試能力、嵌入式應用程序的開發與測試能力嵌入式產品地移植能力、嵌入式產品維護維修能力以及嵌入式產品生產管理能力。

專業能力是培養學生在社會上得以就業、生存的基本能力,除此之外,還應培養學生職業生涯能夠持續發展的方法能力和社會能力。方法能力是指在工作環境中所需要的工作方法和學習方法,是人基本發展能力,學生只有掌握了工作與學習的方法,才能在嵌入式系統技術快速發展中,不斷獲取新的技能與知識,得以保證自己的可持續發展。社會能力是指與他人交往、合作、共同生活和工作、履行社會責任的能力,主要體現為合作能力和職業素養能力。嵌入式系統的開發與測試要求開設的硬件專業課程較多,傳統的硬件課程歷來是以驗證性實驗為主,造成教學內容抽象、教學乏味,不利于學生關鍵能力的培養,必須通過教學模式改革來改變這種現狀。

采用工學結合的教學模式,建立工作過程系統化的課程教學,是培養學生關鍵能力的有效途徑。要切實開展工學結合的教學模式,首先要求我們教育者教育理念的改變,思想上要充分理解工學結合內涵,不能只停留在“工學”字眼上,教條地認為只有頂崗實習、到企業鍛煉才是工學結合。工學結合應是因“學”而“工”,從“工”中學,“工”應該是指工作任務,學習的場所不只限于在企業、工廠,在學校教師的指導下完成工作任務同樣是“工”,這樣才不會因IT軟件行業頂崗實習困難的特殊性而影響工學結合的開展。相反,把學生拉到企業、工廠而沒有教師適當的引導不叫工學結合。我們教育者只有充分理解了工學結合內涵,才不會被場地環境所困,真正能在教學上行動起來,深入思考探索如何開展工學結合,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。這樣我們的課堂才能從教師“教”給學生的被動驗證狀態,轉變為學生因“做”而需進行資訊、決策、計劃、實施、檢查、評估的主動狀態,教師不再是“教”的身份,而是咨詢顧問的身份。在這種工學結合教學方法過程中,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,以及在與隊友交流、咨詢時獲得了與人交往、合作和職業素養的社會能力。

3結束語

嵌入式軟件行業是整個軟件體系結構中最有潛力的一個方向,計算機應用技術專業應利用自身軟件開發的資源優勢,抓住這個契機,及時進行專業方向調轉,適應行業人才需求,探索出適合培養嵌入式系統應用技術人才的課程體系和教學模式,使之在未來嵌入式軟件領域中占有一席之地,率先辦出特色。

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The Professional Needs Analysis and Innovation Exploration of Computer Application Technique Major

Based on The Embedded Technique

HE Xiao-yuan

(Department of Computer Information Engineering, Guangdong Technical College of Water Resources and Electric Engineering, Guangzhou 510635, China)

Abstract: In this paper, the needs of the embedded technology professional development is analyzed. Considering the current situation of the computer application technique major teaching, the curriculum system of the embedded system application technology professional training to build and the method of the teaching mode innovation was proposed.

Key words: professional training; curriculum system; teaching mode; the embedded technique