基于CDIO的嵌入式系統工程專業人才培養模式研究

劉龍 張云翠

【摘要】專業特色建設和強化是電子信息專業在科技日益更新的時代背景下，提高專業競爭力、開拓發展前景的重要手段。本文主要介紹了在嵌入式系統工程專業的特色建設下單片機人才培養方面的實施手段和實施內容，并提出為保證建設內容的有效性和人才培養的實用性而采用的CDIO教學模式和實踐環節，為提高本專業的建設水平提供了有力保障。

【關鍵詞】專業建設;人才培養;創新

引言

電子信息專業是20世紀90年代以來，隨著以通信、計算機及軟件產業為主體的電子信息產業的迅速發展對人才的迫切需要而設立的專業。該專業是科技進步和產業發展對教育提出的必然要求。電子信息產業具有較強的先進性、普及性、應用性等特點，因此該專業的建設和人才培養要與產業特點相適應，滿足產業發展對人才的需求，為電子信息產業輸送滿足行業發展和科技進步需要的專門人才。

嵌入式系統工程專業的培養目標是培養具備電子技術和信息系統的基礎知識，能從事各類電子設備和信息系統的研究、設計、制造、應用和開發的高等工程技術人才。該類人才既需要具有較強的專業基礎又需要具有鮮明的專業特色，滿足嵌入式行業對專門人才的需要，使學校在完成電子信息專業通才培養的同時實現學生的專才培養，實現學生畢業與產業的無縫接軌。

1.專業介紹

為適應科技發展對嵌入式專業人才的需要，大連東軟信息學院在2005年建設成立電子信息工程專業。學校的專業建設采用的是立足大平臺，強化特色建設的發展戰略。學校為嵌入式系搭建了以實驗硬件、輔助軟件等方面的專業建設大平臺。嵌入式系統工程專業自成立以來就大力充分利用學校原有基礎與資源，完善基礎設施建設，大量引進教學實驗硬件設備，提高師資隊伍水平，構建適應學生發展需要的課程體系，為電子信息專業人才培養提供必備的教學條件和教學設施。

特色是專業建設的靈魂，是提升專業建設水平、提高人才競爭力的重要手段。系部具有電子信息工程方向的基礎，同時招納大量的具有行業經驗的高級工程師教師隊伍，嵌入式系統專業在通才培養的同時選擇嵌入式系統方向作為專業的特色方向，使學生掌握嵌入式系統開發專門知識和技能，滿足我國嵌入式產業對該類人才的迫切需要。

2.特色專業建設

在嵌入式行業領域，嵌入式系一直跟蹤國際前沿，立足我國嵌入式產業發展的實際情況，結合我國嵌入式產業建設的需要，開展具有創新性理論研究、前沿技術研發、創新人才培養模式研究工作，培養具有創新意識的特色人才。在特色專業建設中，進行了多方面的建設和嘗試。建設內容主要包括：課程設置、實驗室建設、教師隊伍建設等。

2.1 課程設置

課程體系建設是學科建設和學生培養的骨架，合理、科學的課程建設為教育教學建構了充分的平臺基礎和充分的發展空間。課程體系的設置既要保證專業基礎知識和能力的培養，又要實現專業特色知識和能力的培養。專業基礎知識和能力的培養主要包括掌握本專業領域寬廣的技術基礎、理論知識、基本實驗技術，了解信息產業的信息和理論前沿，具有研究、開發新系統、新技術的初步能力;專業特色知識和能力的培養主要包括嵌入式專業的基礎知識，掌握專業實驗技術，了解了解嵌入式產業發展的現狀和趨勢，具備新產品、新技術的創新、開發的思想和初步能力，著重培養學生軟硬兼通的設計能力。

該專業結合學科的先進性和工程性，不斷探索與學科發展相適應的課程設置建設體系，借鑒國際合作組織的最新研究成果創立的CDIO工程教育模式的思想。在課程設置中，采用工程教育的思想，尋找嵌入式行業專業人才培養的最佳途徑，適應現代社會工程化、系統化人才的培養目標的需要。增加課程設計的設置，同時到業界尋找設計題目，使學生的設計題目解決實際生產中一線問題，建立產業工程師與學生的“師傅與徒弟”的聯系。增加業界對學生進行評價的環節，打破“教師和學生互評”的傳統局面。

2.2 實驗室建設

在專業特色建設方面，學校提供模擬電路實驗室，數字電路實驗室，單片機實驗室，微機原理實驗室，嵌入式系統實驗室，高級數字系統設計實驗室等。專業實驗室建設突出先進性和實用性，在以下幾個方面加強實驗室建設：

（1）完善模擬電路教學試驗室;

（2）完善光電檢測實驗室;

（3）加強光電控制系統試驗室;

（4）建立電路仿真系統實驗室;

（5）建設智能控制系統實驗室。

培養的學生具備實驗測試和產品開發能力，能夠滿足企業和單位對人的需要，為學生走向社會打下堅實的知識和技能的基礎。嵌入式系實驗室經過以上實驗系列的完善和加強，目的是提高教學水平、專業特色更加突出，使該專業培養的學生能夠達到國內領先的水平。

2.3 教師隊伍建設

學生培養過程中教師的素質和能力是為學生提供營養和陽光的重要的補給站，只有具有較強的專業素質和學生培養能力的教師才能夠保障教育教學過程的充分實施。為實現專業的快速、健康、穩固的發展，學校不斷引進人才，為專業建設注入活力和動力。該專業引進的人才為學科建設帶來智力、技術和設備支持。注重團隊建設，提高教師的科研能力和教育教學水平，用團隊帶動教師隊伍的發展，在競爭中提高教師隊伍的水平。

2.4 社會合作

將學生帶出去，帶領他們更加有效的接觸外界，打破學校教育的局限、開發社會資源，是開拓學生眼界，為學生創造機遇的重要途徑;將各種社會資源引入到教學中使學生在學校學到更多的實用技術為保證人才培養與行業的無縫接軌具有重要意義。通過建立校企合作基地，充分利用與開發社會資源，能夠使學校教育緊跟時代步伐，培養適應時代需要的人才。同時帶領學生參加各類社會實踐和比賽提高學生的動手能力和競爭意識。

3.特色人才培養模式

專業建設的根本目的是為人才培養服務，人才培養是學科和學校建設的根本。建立與專業建設目標相適應的人才培養模式是專業建設的重要內容。為適應現代社會對人才培養越來越專業化、系統化的需要，根據每個學生的實際確定培養方案，彌補傳統課堂教學的不足，建立新型的“TOPCARES—CDIO”教學模式，真正實施式“做中學”的教學模式;為滿足信息化時代對學生信息量的迫切要求，建立工程人才培養模式，為學生打開視野，開拓機遇，使學生能夠站在科學技術的前沿，了解國內外的科研動態和教育現狀，培養學生的溝通和交流等方面的能力。

在踐行“TOPCARES—CDIO”教學改革過程中，單片機原理與應用課程無疑走在了實踐的第一線，并取得了較好的效果。單片機原理與應用課程是學生建立軟硬件協同開發概念的第一課，前修為各種電路課程，基礎語言類課程，后續為基于操作系統上嵌入式系統開發過程，怎樣由分離的硬件設計到系統平臺上的軟件設計，帶領學生完成嵌入式開發能力的跨越，單片機課程擔負著重要的責任。

由教師確定課程項目，幫助學生確定研究方向，并指導學生進行判斷，對項目進行各級分解，確定各個模塊作用，明確自己未知能力，進而分析需要學習各個理論知識點，確定單元學習內容的教學方式，學生從課程整體出發，系統把握，知道所學之用，為何所學。整體項目組織方式為將學生分為各項目組，明確組員分工，確定組員任務，專業教師按照課內課外一體化培養方案，安排課上課下教學內容，素質教師負責實施監控，定期進行協同評測，并以學生信息反饋員制度配合，確保進程順利進行，使學生進行深入的專業研究，專業教師進行探討，并完成設計、論文、實物等不同形式的研究成果。

該模式由于形式新穎，充分考慮學生的滿足，建立了學生與教師的密切聯系，既得到學生的認可，也調動了教師的科研和教學的積極性，實現“教學相長”的教學效果。

4.結論

嵌入式系統專業在專業建設和人才培養過程中，應該堅持立足基礎、培養特色的發展路線，努力提升學科的建設水平和科研實力，強化學科的特色優勢，使學生能夠滿足社會對該類人才需求。在專業建設中，大力進行課程設置、實驗室建設、教師隊伍建設等方面的建設，并采用新型的TOPCARES—CDIO教學模式，能夠培養出更多具有更強的應用能力滿足行業的人才。

參考文獻

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