基于嵌入式的计算机应用专业人才培养模式的改革探索

何小苑

摘要:本文分析了嵌入式技术人才的发展需求,针对高职计算机应用技术专业当前的办学现状,提出了建立嵌入式应用技术人才培养的课程体系和教学模式改革的方法。

关键词:人才培养;课程体系;教学模式;嵌入式技术

中图分类号:G642 文献标识码:A

随着我国IT技术的飞速发展,教育规模也得到猛速增长。在经济和科学技术不断提高,国民经济强劲发展的新形势下,企业的IT人才需求量在急剧增长,这与时下高校IT毕业生就业难问题形成尖锐的矛盾。本着计算机应用技术专业学生就业难,寻找办学突破口问题,本专业团队展开对IT企事业、电子信息类公司、权威咨询网、知名IT人才网和同行院校等多类型、多途径的深度调研。实际的调研结果显示:目前我国中低端计算机软件人才过剩,而新型的嵌入式技术人才严重稀缺。

1人才需求调研分析

1.1嵌入式技术需求状况

嵌入式技术是当前最热门最有发展前景的IT应用技术之一。目前,嵌入式技术产品已广泛地应用于消费电子、通信、汽车、国防、航空航天、工业控制、仪表、办公自动化等领域,产品主要有手机、可视电话、数码相机、摄像机、机顶盒、路由器、数控设备或仪表、医疗仪器、航天航空设备等。形式多样的嵌入式系统消费量将以亿为单位,逐步形成一个充满商机的巨大产业。据预测,未来十年将有90%以上的微处理器和65%以上的软件应用于各种嵌入式系统中。随着工控、汽车电子、仿真、医疗仪器等领域,随着工业、汽车、医疗卫生等各部门对智能控制需求的不断增长,需要对设备进行智能化、数字化改造,为嵌入式系统提供了很大的市场。就汽车电子系统而言,目前的大多数高档轿车每辆拥有约50个嵌入式微处理器;通信领域大量应用嵌入式系统,主要包括程控交换机、路由器、IP交换机、传输设备等。由于互联的需要,特别是宽带网络的发展,诸如DSL Modem/Router等各种网络设备的数量将远远高于传统的网络设备。它们基于32位的嵌入式系统、价格低廉,将为企业、家庭提供更为廉价的、方便的、多样的网络方案。嵌入式产品已经深深浸入到家庭消费产品的大军中,为我国未来的制造业提供了广阔的前景。

根据知名咨询公司赛迪顾问对嵌入式行业情况统计及预测情况看,2003年中国嵌入式软件市场规模达到 190 亿元人民币,2005年则为308.5亿元,到2006年,嵌入式软件市场规模达到432.5亿元。从2006年至2010年,中国嵌入式软件产业规模仍将保持快速增长态势,年均复合增长率为25.8%,到2010年将达到3339.6亿元的规模。产业规模从2005 年,中国嵌入式软件产业规模达到1061.4亿元,同比增长41.3%,2005年我国嵌入式软件在全球嵌入式软件产业中的比重已经提升至4.8%,比2004年提升了0.8%。2005年嵌入式应用软件同比增长率达到 42.6%,在整个嵌入式软件产业中的份额有所扩大,达到了94.9%,继续占据主要份额。从产业的区域分布来看,全国的嵌入式软件产业主要集中在广东省、北京、上海、江苏、浙江等少数省市。

以信息家电、移动终端、汽车电子、网络设备等为代表的互联网时代的嵌入式系统,不仅为嵌入式市场展现了美好前景,注入了新的生命,同时也对嵌入式系统技术,提出新的挑战,包括了对熟悉嵌入式技术人才的培养问题。

1.2行业对嵌入式人才的需求

前程无忧的人力资源专家表示,嵌入式软件开发是未来几年最热门和最受欢迎的职业之一。权威部门统计,我国目前嵌入式软件人才缺口每年为20万人左右,未来随着“三网融合”不断提速,3G网络全面铺开,这一数字还将成倍增长,很难想像,如果这一问题得不到解决,嵌入式软件产业未来将面临怎样的危机。

在职位需求上,在CSDN人才频道进行工作查询,以“嵌入式”作为职位关键字搜索,可以找到的职位约1000个,其中每个职位招聘的人数从1到若干不等。按平均每个职位需要招3人计算,那么仅在CSDN发布的位置就有3000人。在职业薪水上,根据前程无忧网发布的薪资报告,具有10年工作经验的高级嵌入式软件工程师年薪在30万元左右。即使是初级的嵌入式软件开发人员,平均月薪也在5000元左右,中高级的嵌入式软件工程师月薪平均已超过万元,相比这下,应用软件工程师月薪才2000多的水平,可见嵌入式人才市场缺口之大。在职位所需技术上,市场上需要的嵌入式人才必须具备C语言编程经验、嵌入式操作系统、嵌入式应用程序开发经验。

1.3国内嵌入式人才培养现状

嵌入式软件未来的前景被看好,但现在国内从事嵌入式应用软件开发的人员队伍业务水平和教育水平参差不齐,主要来自软件类专业和电子类专业。电子类专业设计人员系统全面整合设计的能力较差,而软件发展人员只要看到硬件问题就无所适从。大多数嵌入式人才依靠自身的多年经验积累,逐渐转型而来,时间周期较长,不能满足市场需求。因此,目前国内非常缺乏嵌入式系统所需要的软硬件系统集成人才。

我国高校办学存在的问题也造成了这类人才的严重缺乏。目前我国无论是普高和职高,计算机软件教育普遍以应用软件为主,学生更多接触的是.Net、Java之类应用层面的东西,使得软件业呈现出中低端人才过剩。而开设嵌入式软件专业的学校很少,并且学校不能向学生提供足够的实践机会。国内很多学校教学内容极度老化,不能跟上最新技术的发展,在计算机原理课中甚至还在开设8086/8088的内容,操作系统原理都流于形式,只有理论讲解,没有实践操作。这对于高校毕业学生进入嵌入式开发领域是极为不利的。

目前市场上的嵌入式技术培训已成为IT职业教育的热点之一,但这些培训大多都是基于某一固定开发平台,通用性比较差,造成培训出来的学员缺少相应的专业背景知识,很难适应繁多的嵌入式产品开发领域。

可喜的是,中国软件行业协会颁布了有关中国软件行业人才培养方案,提炼出符合我国软件行业现状的14个典型专业技术工作岗位,对岗位职责、专业技能要求以及知识结构进一步明确量化。培养方案首次确立了软件行业的14个典型岗位,分别由8个软件开发类岗位和6个软件应用类岗位构成,并针对嵌入式软件开发的人才培养提出了要求,为嵌入式人才培养指明了方向。

国内高校嵌入式人才培养也开始兴起。2002年北京大学软件学院成立了我国第一个嵌入式系统系,其培养体系是由北京大学软件学院将国际上先进的嵌入式系统知识体系和工程实践有机结合设计出来的、注重能力培养的课程体系。这之后陆续有知名高校办起了嵌入式实验室,培养起嵌入式研究生、本科生,为我国嵌入式人才培养铺出一条道路,同时为高职院校嵌入式高技能型人才培养模式提供了探索思路。

2基于嵌入式的计算机应用专业人才培养

2.1计算机应用专业现状分析

计算机应用技术专业是国内高职院校计算机系最早开设的传统专业,讲授以应用软件开发设计为培养目标,以数据库应用设计编程加软件开发方法为主线,涵盖多媒体技术和网络技术领域内容。随着IT技术的发展和社会服务的专业细化,从计算机应用技术专业不断孵化出网络技术、多媒体技术、软件技术和信息管理技术专业多个细化专业方向,计算机应用技术专业学习的内容被逐渐地支解分到各专业,并在各专业中更深入更细化地专门学习训练,计算机应用技术从此有“万金油专业”的味道,意味着专业面广而不专,随着IT人才竞争激烈,就业日益严峻的形势下,计算机应用技术专业面临着生存的危机,能否找到办学特色的突破口是决定能否生存的关键。

2.2探索基于嵌入式技术的新型专业方向

通过深入对行业嵌入式人才的需求分析,我们了解到市场所需人才主要为嵌入式软件设计开发和嵌入式硬件设计开发、检测维护人才。对于硬件设计人才,需要掌握较深厚的硬件基础及硬件接口方面的知识,对于计算机系的学生难度较大。结合我院的实际情况,探索我院计算机应用技术专业转入面向嵌入式系统定制和嵌入式应用软件开发助理工程师的人才培养。通过分析嵌入式职业岗位任务,整合出其典型工作任务,根据认知及职业成长规律重构行动领域,分解其知识与技能,构建专业学习领域,制定出适合我院嵌入式人才培养目标的课程体系,使专业方向从一般应用开发转入具有嵌入式定制与嵌入式应用软件开发的能力培养,增强学生对嵌入式硬件系统的应用技能,培养学生在嵌入式软件工程方面的技能,达到初级嵌入式开发人才的培养目的。

2.3课程体系与教学模式改革

依据当前我国高职教育倡导的工学结合的教育模式,以就业为导向,培养学生职业能力为目标,通过对嵌入式系统开发职业岗位的分析和工作任务的分解,遵循人的学习规律、职业成长和职业生涯发展规律,构建从简单到复杂、从新手到专家的嵌入式技术人才培养课程体系,体现嵌入式人才所需具备的专业能力、方法能力和社会能力三大关键能力的培养。计算机应用技术专业在现有软件开发技术强优势的情况下,可从调整专业课程结构,整合一体化课程,增加嵌入式人才培养所需的专业基础课程和专业核心课程入手,进行课程体系的重构。

专业基础课程的设置应考虑为学生学习专业核心课程铺垫基础的同时,还应为学生未来职业生涯发展提供宽厚的基础。但考虑到高职高效产出和时效性特点,可以整合某些IT行业通用技能课程,按工学结合思想设置一体化课程。如以网页制作为主线,动态加入图像处理和Flash动画制作可以将原来的Photoshop图像处理、Flash动画制作和网页三门基础课程整合为一门课程,使学生在做网页的同时,学会了图像处理和Flash动画制作的基本技能。可以将微机组装与计算机应用基础课程整合为一门一体化课程,通过学生对微机组装的认识,编写家庭和办公电脑配置方案,制作配置表和粗精选的报价表,再扮演推销员的演讲为主线,通过做一个完整的工作过程任务掌握相关的技能。这样既抛掉了验证性零散练习,节省了时间,同时又能使学生快速掌握行业通用技能,还为嵌入式人才所需开设专门专业基础课程如模拟与数字电路、C硬件程序设计、PCB板设计,单片机原理与应用、嵌入式系统基础等课程换出了时间。在前面专门专业基础课支撑的前提,就可以围绕培养目标增加专业核心课程,如单片机应用设计、嵌入式操作系统应用,嵌入应用软件设计、嵌入式软件工程、嵌入式产品检测等核心课程,使学生具备操作系统内核定制能力、嵌入式产品硬件测试能力、嵌入式应用程序的开发与测试能力嵌入式产品地移植能力、嵌入式产品维护维修能力以及嵌入式产品生产管理能力。

专业能力是培养学生在社会上得以就业、生存的基本能力,除此之外,还应培养学生职业生涯能够持续发展的方法能力和社会能力。方法能力是指在工作环境中所需要的工作方法和学习方法,是人基本发展能力,学生只有掌握了工作与学习的方法,才能在嵌入式系统技术快速发展中,不断获取新的技能与知识,得以保证自己的可持续发展。社会能力是指与他人交往、合作、共同生活和工作、履行社会责任的能力,主要体现为合作能力和职业素养能力。嵌入式系统的开发与测试要求开设的硬件专业课程较多,传统的硬件课程历来是以验证性实验为主,造成教学内容抽象、教学乏味,不利于学生关键能力的培养,必须通过教学模式改革来改变这种现状。

采用工学结合的教学模式,建立工作过程系统化的课程教学,是培养学生关键能力的有效途径。要切实开展工学结合的教学模式,首先要求我们教育者教育理念的改变,思想上要充分理解工学结合内涵,不能只停留在“工学”字眼上,教条地认为只有顶岗实习、到企业锻炼才是工学结合。工学结合应是因“学”而“工”,从“工”中学,“工”应该是指工作任务,学习的场所不只限于在企业、工厂,在学校教师的指导下完成工作任务同样是“工”,这样才不会因IT软件行业顶岗实习困难的特殊性而影响工学结合的开展。相反,把学生拉到企业、工厂而没有教师适当的引导不叫工学结合。我们教育者只有充分理解了工学结合内涵,才不会被场地环境所困,真正能在教学上行动起来,深入思考探索如何开展工学结合,建立完整的工作过程系统化任务,真正激发学生为做而积极主动思考,从而学到知识。这样我们的课堂才能从教师“教”给学生的被动验证状态,转变为学生因“做”而需进行资讯、决策、计划、实施、检查、评估的主动状态,教师不再是“教”的身份,而是咨询顾问的身份。在这种工学结合教学方法过程中,学生不但获得了完成工作任务的专业能力,同时也获得了遇到问题如何解决的方法能力,以及在与队友交流、咨询时获得了与人交往、合作和职业素养的社会能力。

3结束语

嵌入式软件行业是整个软件体系结构中最有潜力的一个方向,计算机应用技术专业应利用自身软件开发的资源优势,抓住这个契机,及时进行专业方向调转,适应行业人才需求,探索出适合培养嵌入式系统应用技术人才的课程体系和教学模式,使之在未来嵌入式软件领域中占有一席之地,率先办出特色。

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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