新工科背景下基于QT的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研究

徐德剛 熊偉 張其林 項(xiàng)東升

摘要：在國(guó)家新工科教育改革與建設(shè)的大背景下，分析當(dāng)前嵌入式人才需求現(xiàn)狀，針對(duì)當(dāng)前高校嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合行業(yè)人才需求和嵌入式系統(tǒng)課程的特點(diǎn)，提出基于QT的嵌入式系統(tǒng)課程群建設(shè)思路與教學(xué)實(shí)施方法，以更好地培養(yǎng)新工科高素質(zhì)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)工程人才，提高高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)水平。

關(guān)鍵詞：新工科;嵌入式系統(tǒng);行業(yè)人才需求;QT;課程群

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）25-0259-03

Abstract： Under the background of national new engineering education reform and construction， this paper analyzes the current situation of the demand for embedded talents， aims at the problems existing in the teaching of embedded system courses in colleges and universities， combines with the industry demand for talents and the characteristics of embedded system courses，and proposes the construction ideas and teaching implementation methods of embedded system course group based on QT， to better combine with new engineering education philosophy and cultivate high quality embedded system engineering talents， improve the level of specialty construction for the Internet of Things in colleges and universities.

Key words： new engineering; embedded system; industry talent demand;qt;course group

1 引言

2017 年 2 月 18 日，基于國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展新需求，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新形勢(shì)、立德樹(shù)人新要求，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開(kāi)了高等學(xué)校工程教育發(fā)展的戰(zhàn)略研討會(huì)，號(hào)召高校開(kāi)展“新工科”的研究實(shí)踐活動(dòng)，深化工程教育改革，推進(jìn)“新工科”的建設(shè)與發(fā)展[1]。“新工科”針對(duì)新興產(chǎn)業(yè)的對(duì)應(yīng)專業(yè)及傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級(jí)改造，更強(qiáng)調(diào)實(shí)際應(yīng)用性和綜合交叉性。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)具備工科的交叉復(fù)合優(yōu)勢(shì) ，是新工科重要的支撐技術(shù)之一。嵌入式系統(tǒng)不僅是一項(xiàng)綜合多個(gè)領(lǐng)域知識(shí)的工程應(yīng)用技術(shù)，也是物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)行業(yè)等新興領(lǐng)域的重要組成部分[2]。隨著5G商用進(jìn)程的逐步深入，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才，特別是嵌入式人才的需求將十分巨大，要求也會(huì)越來(lái)越高。因此順應(yīng)時(shí)代需求，分析當(dāng)前嵌入式人才需求及高校的嵌入式系統(tǒng)教育現(xiàn)狀，結(jié)合新工科教育理念，探索和改進(jìn)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)，對(duì)提高嵌入式系統(tǒng)技術(shù)工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量與高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)水平，夯實(shí)各類國(guó)家戰(zhàn)略具有積極意義。

2 嵌入式人才及需求現(xiàn)狀分析

嵌入式人才，從事領(lǐng)域很寬泛，特別適合工業(yè)控制、消費(fèi)電子與通信設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域。當(dāng)前，業(yè)界的嵌入式人才崗位需求主要集中在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)方面，嵌入式開(kāi)發(fā)工程師是一個(gè)正在崛起的高薪崗位，嵌入式軟件開(kāi)發(fā)是未來(lái)幾年最熱門和最受歡迎的職業(yè)之一。在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中，嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)工程師的需求量是最大的（基于此，本文中的嵌入式人才主要指的就是嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)工程師）。

嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的崗位技能要求知識(shí)全面、交叉綜合性較強(qiáng)，具體涵蓋：C語(yǔ)言、C++語(yǔ)言 、Linux及其系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)編程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、QT、Cortex A8 、驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)等方面。特別是嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)工程師軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程所涉內(nèi)容范圍非常廣，經(jīng)常會(huì)涉及一些從來(lái)沒(méi)聽(tīng)過(guò)的協(xié)議、概念或新知識(shí)，需要有基于扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上的很強(qiáng)的自學(xué)能力。

在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的諸多崗位技能中，QT是由Qt Company開(kāi)發(fā)的跨平臺(tái)C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)框架，既可以開(kāi)發(fā)GUI程序，也可用于開(kāi)發(fā)非GUI程序（比如控制臺(tái)工具和服務(wù)器），具有跨平臺(tái)、面向?qū)ο蟆⒇S富API、支持2D/3D渲染、支持XML、多國(guó)語(yǔ)等強(qiáng)大功能，在嵌入式領(lǐng)域的GUI開(kāi)發(fā)中，QT得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，QT的引入日益變得至關(guān)重要。熟練掌握QT是成為一個(gè)優(yōu)秀的嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)工程師的一個(gè)必備要素，也是當(dāng)前業(yè)界各用人單位對(duì)嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)人才的迫切要求。

綜合來(lái)講，智能硬件的不斷火熱與5G商用推動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，導(dǎo)致嵌入式系統(tǒng)的市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)，對(duì)具有能夠適應(yīng)社會(huì)需求的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)的嵌入式人才的需求日益旺盛，要求也越來(lái)越高。嵌入式人才不僅要有過(guò)硬的綜合交叉的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、良好的自學(xué)能力，還應(yīng)具備在此基礎(chǔ)上的QT熟練應(yīng)用能力。

3 嵌入式系統(tǒng)教學(xué)及現(xiàn)狀分析

嵌入式系統(tǒng)課程具有綜合性強(qiáng)、內(nèi)容寬廣、軟硬件結(jié)合、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，跨機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)控制等多個(gè)學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)接口、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和高級(jí)語(yǔ)言編程等多方面的內(nèi)容，很好地契合了嵌入式人才崗位的知識(shí)需求，是嵌入式人才培養(yǎng)的核心課程，在嵌入式人才培養(yǎng)課程體系中有著重要地位，對(duì)嵌入式人才的培養(yǎng)起著關(guān)鍵性作用。