基于校企合作的嵌入式復合型人才培養

文章編號：1672-5913（2013）22-0016-03

中圖分類號：G642

摘要：針對高校在計算機學科嵌入式系統方向人才培養上的機遇與困境，提出校企全方位合作的方式，通過建立軟硬件融匯的嵌入式課程體系，強化高校教師和企業工程師間的優勢互補，采用競教結合的方式明確激勵目標，并通過產學研合作，促進嵌入式方向的復合型人才培養，建立可持續的校企合作嵌入式系統教育模式。

關鍵詞：嵌入式；校企合作；復合型人才培養

1 高校在嵌入式教育中的機遇與挑戰

隨著物聯網和云計算逐漸發展為信息行業的主旋律，嵌入式系統成為當前最熱門且深具發展前景的計算機應用領域之一，也是現代科技集成創新的主要手段，匯聚了計算機軟硬件、電氣電路、微電子、通信工程等多學科多技術，已廣泛應用于航空航天、工業控制、醫療儀器、信息家電等領域。無論從產業發展變革，還是政府扶持力度來看，嵌入式發展前景廣闊。當前，作為計算機學科發展和人才培養的重要方向和趨勢，嵌入式方向教育受到許多高校的重視，陸續開設了針對嵌入式培養的課程體系。但在近幾年的發展過程中，高校嵌入式教學既面臨著巨大的機遇，同時也遇到不少挑戰和問題。

1）缺乏嵌入式實踐經驗豐富的師資。

嵌入式系統知識面廣、綜合性強，進行嵌入式的復合型人才培養，不僅需要高校教師在理論上具有相對深入的研究，還需要實際項目研發能力和實踐經驗的積累。但現在各高校嵌入式實驗和項目實踐課程開設中，高校教師在給學生授課和實踐指導時，缺乏全面的系統知識和實踐經驗。

2）課程理論和項目實踐脫節。

嵌入式的理論課程和項目實踐課程常常因為實驗停留于按部就班的學習中，使得學生難以掌握理論和實踐間的相互關聯?，F有的理論課程主要介紹嵌入式的發展脈絡、原理、嵌入式編程等，學生在進入嵌入式實踐項目過程中或進入企業工作后，常常感到力不從心。

3）與其他計算機課程體系無法融合。

高校計算機學科設置中，通常設立程序設計、電路原理、匯編語言、軟件工程、人工智能等主干課程，但這些課程通常無法融合到嵌入式方向課程的體系中，學生在校學習中難以全面掌握課程體系和培養計劃間的內在聯系。

2 校企合作推動嵌入式教育發展

為解決上述問題，探索建立嵌入式課程的教學模式，福州大學計算機科學與技術專業作為全國首批實施的“卓越工程師教育培養計劃”專業之一，開展與福建星網視易信息系統有限公司的校企合作，在本科生一年級階段起即設立嵌入式課程體系，推動計算機主干課程在嵌入式系統上的融會貫通，建立嵌入式相關項目的培訓師資團隊，以國內外的嵌入式相關競賽為載體平臺，探索理論與實踐相結合、工程技術與項目實訓共鍛煉、軟件與硬件技術皆掌握的計算機科學與技術專業的卓越工程師之路。從新生入學開始，學校就會舉辦多場有針對性的宣講，激發學生對于嵌入式系統的熱情并幫助其了解嵌入式系統課程的內容，同時選拔對電路設計和智能算法感興趣、具有一定電路基礎和編程能力的學生，進行課程體系培訓和實踐鍛煉，并在授課和設計實訓過程中，實行競爭性的選拔淘汰制度，最后逐步組建優秀團隊，形成以老帶新、良性循環、互助學習、教學相長的可持續團隊。

2.1 夯實基礎，軟硬融匯課程體系

除了嵌入式設計與編程以外，計算機專業的許多主干課程都與嵌入式系統的研發應用密切相關，因此，根據主干課程的學期階段和先后修讀的次序，將貫穿計算機科學與技術專業多門課程、系列脈絡的學科知識形成體系，鼓勵學生在電路設計、硬件原理、軟件理論、智能算法等方面進行訓練并得以提高，并具有“一專多能”的良好素質。嵌入式系統的課程體系如圖1所示，可分為3個階段。

（1）大一下學期開設嵌入式系統原理與制作課程，學生在學習高級語言程序設計和基礎電路與電子學實驗的基礎上掌握基本元器件和基于電路、AVR單片機原理和應用以及基本控制模塊。這個階段主要側重硬件基礎與底層設計的學習。

（2）大二學年開設嵌入式編程與基本算法課程，學生結合算法與數據結構、面向對象程序設計、數字電路與邏輯設計等課程，學習嵌入式驅動編程與初步算法，主要偏向于軟件程序與算法的掌握。

（3）大三學年在掌握人工智能、圖形學和軟件工程等課程的基礎上，將前兩個階段的硬件和軟件知識相結合，進行相應的嵌入式系統應用設計。學生可以在這個階段充分發揮自己的創造力，可以參加相關的嵌入式競賽，同時也研究和設計自己感興趣的創新型應用產品模型。

上述3個階段通過循序漸進的方式將計算機專業的主干課程和嵌入式系統的課程體系融合起來，根據學生在不同學年階段掌握的相應知識，設立硬件或軟件為主的嵌入式課程，能讓學生在實際項目編程中將諸多計算機主干課程知識“用得上”“看得見”，激發學生的興趣，增強實際動手的能力。

2.2 校企師資優勢互補

在嵌入式課程的教學上，高校教師具有相應的理論經驗，但缺乏一定的具體項目實踐經驗。單純由高校教師承擔的嵌入式課程，往往令教學內容和實際應用脫節，學生在進入企業后需要對知識點進行再培訓。另一方面，企業工程師雖然具有豐富的嵌入式項目經驗，但是在圖像識別、智能算法等理論研究上經驗較少。過往的校企合作，通常讓企業導師直接單獨開設相應課程，學生在實驗課程的操作實踐上得到相當的指導，并且在處理工程問題或難題時能從企業導師那獲得許多經驗借鑒，但在理論課程的指導上，常常缺乏關聯，因此，為了改進校企合作的模式，在嵌入式系統課程體系上，我們讓校企師資間充分協作，緊密互動。第一階段的硬件實踐課程，主要由企業導師負責；校內教師負責第二階段的軟件理