| 标题 | 工程教育认证背景下嵌入式系统设计课程的建设 |
| 范文 | 牛玉军 王东 周东生 摘要：以工程教育认证为导向，以企业实际项目驱动为载体，对本校软件工程专业嵌入式系统设计课程进行了改革。对该课程的教学项目的收集、教学的组织与实施、绩效评估和教学项目库的完善进行了全面的建设和探索。实际教学应用后，学生学习兴趣和创新实践能力都得到了提高，更加符合企业的用人要求。 关键词：工程教育认证;嵌入式系统设计;教学改革 中图分类号：G642 ? ? ? ?文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2020）17-0140-02 1 引言 工程教育認证是对工程技术领域相关专业的工程教育质量进行评价、认可并提出改进意见的过程。旨在促进高校的相关专业制定符合自身定位和社会需求的培养目标，最终达到提高工程教育质量的目的[1-2]。作为地方性高校，本校以工程教育认证为指引，正在向应用技术类型大学发展[3-4]。在新一轮2019版培养方案的修改过程中，制定的指导思想是，以新时代中国特色社会主义思想为指导，贯彻党的教育方针，落实新时代全国高等学校本科教育工作会议和全国教育大会精神，坚持立德树人，推进“四个回归”，遵循高等教育规律和人才成长规律，围绕创建全国一流教学研究型地方大学的战略目标，发挥综合性、地方性大学优势，深化人才培养模式和教学模式改革，以学生发展为中心，以学生学习成果为导向，激励学生刻苦学习，引导教师潜心育人，为培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人奠定基础。 在新编教学方案指导思想的指导下，结合我们专业的特色和师资队伍、教学设备等教学资源的实际情况，对软件工程专业2014版的培养方案进行了全面的修改。其中，作为软件工程专业必修课的嵌入式系统设计课程具有如下特点[5-9]：1）内容覆盖面广，包括计算机、电子、通信等诸多技术;2）难度大，要求学生有数字电路、计算机组成原理等课程知识的储备;3）对于软件工程专业的学生，偏硬件方面的课程多有畏惧心理。所以软件工程专业嵌入式系统设计课程的建设具有较大难度。 2 嵌入式系统设计课程的建设 本校这一次修改培养方案的指导思想和原则，充分地体现了以学生为中心、以产出为导向、持续改进、对教学效果进行评估和评价的工程教育认证的主旨[1]。根据这一指导思想，软件工程专业发挥自身的专业特色，明确本专业的培养目标：面向大连软件产业发展需求，强调软件的工程性，以培养软件工程能力为核心、培养高素质应用型软件人才。 根据专业的培养目标，我们制定了嵌入式系统设计课程的教学目标，1）知识目标：能够运用嵌入式系统的基础知识，包括嵌入式系统软硬件平台、开发方法和应用等，判断嵌入式产品的优劣。2）能力目标：具备嵌入式系统设计和开发能力，利用Qt Creator语言进行实际项目的实现、测试与应用。能够正确的使用嵌入式系统的开发方法和工具进行嵌入式工程的实施与管理。3）素质目标：基于嵌入式产品的分析与设计资料，判断嵌入式产品可能对社会、健康、安全、法律以及文化的影响。 按照工程教育认证的要求，教学目标要支撑毕业要求。这一门课程教学目标对于毕业要求的支撑为：1）工程知识：掌握软件工程在应用领域的基本知识和实践方法，了解计算机软硬件原理、技术和方法在工程领域的应用，了解项目管理的基本知识，认识某个具体软件工程的实施与管理过程;2）工程实践与创新能力：具有能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程的能力。具有能够在设计环节中体现创新意识，掌握基本创新方法，并得到实际运用;3）政治与道德素质：具有能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任的能力。 相应的，我们以工程教育认证为导向，以项目驱动为载体，对嵌入式系统设计课程的教学项目的收集、教学的组织与实施、绩效评估和教学项目库的完善进行了建设，并在教学实施过程中逐步地修改与完善，获得了较好的教学效果。 2.1以市场需求为导向的教学项目收集 工程教育认证要求，高等教育为企业输送的人才要满足企业的用人要求，也就是以企业需求为导向的人才培养。为了达到这一要求，嵌入式系统设计课程的全部教学项目全部来自合作企业的实际项目。由教师到合作企业学习和收集相关的实际应用项目，并结合本门课程的教学大纲进行修改和整理，在教学的每个阶段设置一个或多个综合项目，划分为多个相互独立又彼此联系的子项目。根据课堂需求通过设置相应的问题情景引出，达到理论学习与实践应用的有机结合。同时，学生能够清楚地知道自己毕业时，需要掌握哪些知识和技术，明确企业的用人需求，通过学习达到这一目标，从而最大程度上保证了教育结果与用人需求的一致性。 软件工程专业已经与多家企业建立了校企合作关系，有些课程已经实现了校企共同建设。本专业的老师可以到合作的企业学习和教学项目的收集。这些项目一般应用型、综合性较强。要符合教学大纲规定的教学内容，能够实现教学目标。教学项目的选择不能太大，以防止在教学大纲规定的学时内无法完成项目的开发。如果选择的项目太小，就无法激起学生开发的热情，也不能够实现教学目标。 2.2以学生为中心的教学组织与实施 在教学的组织和实施过程中，我们充分考虑了工程教育认证中以学生为中心这一点。收集来的教学项目需要进一步分解，才能应用于实际的教学中。一个综合的嵌入式系统项目可以根据功能分解为多个模块，一般可以分为前端的交互部分，核心算法部分，接口的驱动部分等。这样学生可以根据自己的知识水平、能力和兴趣选择不同的功能模块。功能模块的知识点可能被划分成不同的教学单元，学生带着自己的任务目标去学习、掌握和运用相关的知识点来完成自己的模块开发任务，该课程的教学以实际应用项目模块的开发和实施为主。 （1）老师的职责 在教学的实施过程中，老师的主要是承担项目经理的角色。最初是组织学生进行项目任务模块的分配。一个综合性的项目一般包括5、6个模块，一个模块由1个学生来完成，特别大的模块由2个学生来完成，一个项目的学生组成一个开发小组。在任务模块分配完成后，老师和学生一起制定各个小组的项目开发计划，处理各个开发小组的矛盾。在后期，学生已经掌握了开发的知识和技术，开发小组内各个成员之间的默契也形成了，老师主要是掌控项目的开发进度和指导项目開发文档的书写。项目开发完成后，由老师负责项目的验收，并给每个开发小组评分。 （2）学生的组织 在项目的实施过程中主要是以学生为中心，要求每个学生必须按照P（Plan）、D（Do）、C（Check）、A（Action）的流程和要求去执行。即，确定自己的开发任务和制定开发计划;严格按照开发计划来执行开发任务;接受来自老师和开发组长的监督和检查，并完成相关文档的撰写;对开发过程中的经验和教训及时总结、分享，提高项目开发效率。 在项目的开发过程中，我们还采取了一些激励措施：1）学生可以利用课外时间进行项目的开发，并给学生提供开发的场地和环境;2）学生根据自己的能力，可以在完成开发任务的基础上，增加功能;3）好的项目作品，可以参加合作企业或相关部门的大学生竞赛，或者大学生创新创业项目;4）对于开发过程中，表现突出和创新能力强的同学，推荐到相关企业实习;5）组织带领学生到合作企业去参观大型的嵌入式应用项目展示或相关活动。 2.3 以成果为导向的绩效评估 根据工程教育认证中以成果为导向的原则，进行本门课程的绩效评估。绩效评估分为平时成绩和项目评分。平时成绩主要是根据平时提交的各个阶段的各种文档，包括开发文档，实现功能的测试说明、使用操作说明、学习或调试资料、开发任务进度表。平时成绩主要体现的是开发过程中对学生的监督和反馈，能够使开发小组明确自己的开发情况、督促开发小组规范撰写开发文档，适当调节开发进度，使开发小组能够按照计划完成开发任务。 整体项目完成后，各个开发小组要逐个的展示自己的项目成果，包括项目的功能演示、所用技术说明、改进或创新说明、参加竞赛项目的成果等，并提交项目的完整代码和全部项目文档。每个小组要进行自己项目的评价和互评，老师要进行相应的评价和解答，并进行总结，以便进一步完善以后的教学活动。 2.4以持续改进为理念的项目库完善 根据工程教育认证中持续改进的理念，我们对本课程的应用项目库不断完善。主要体现在如下方面：1）对于过时开发技术的项目，及时删除;2）对于学生在开发过程中反应有不妥的项目进行修改和完善;3）保持与相关企业的沟通和联系，紧跟嵌入式开发技术的发展，及时收集补充新技术的项目。 3 结论 嵌入式系统设计课程知识是物联网、机器人等智能应用的基础。软件工程专业如何以工程教育认证为导向，以项目驱动为载体，与企业紧密合作，培养出真正满足社会需求的毕设生，是一个非常值得研究的教育课题。我们对本校软件工程专业嵌入式系统设计课程进行了全面的建设与探索，形成了以市场需求为导向的教学项目收集、以学生为中心的教学组织与实施、以成果为导向的绩效评估和以持续改进为理念的项目库的完善。在实际教学中的应用后，取得了较好的效果，希望对其他高校相关课程的建设能起到一定的借鉴作用。 参考文献： [1] 林健. 工程教育认证与工程教育改革和发展[J]. 高等工程教育研究， 2015（2）： 10-19. [2] 林健. “卓越工程师教育培养计划”质量要求与工程教育认证[J]. 高等工程教育研究， 2013（6）： 49-61. [3] 李延斌， 高有华， 田方， 等. 面向培养卓越工程师的机械设计基础课程改革[J]. 实验技术与管理， 2012， 29（4）： 231-233. [4] 楼建明， 鲍淑娣， 傅越千， 等. 基于“卓越计划”工程实践教学的改革与实践[J]. 实验室研究与探索， 2015， 34（2）： 177-181. [5] 胡沛， 邱雅.Linux 嵌入式系统教学课程改革探索[J]. 电脑知识与技术， 2012， 8（28）： 6733-6734. [6] 陈光辉， 赵全友， 陈爱武.《嵌入式系统设计》教学改革与研究[J]. 湖南科技学院学报， 2018， 39（1）：147-148. [7] 汤萍萍， 王冬菊. 高校嵌入式系统课程教学改革研究[J]. 电脑知识与技术， 2019， 15（13）： 151-152. [8] 都春. 高职计算机嵌入式专业教学改革[J]. 辽宁师专学报（自然科学版）， 2019， 21（2）： 13-15. [9] 闻绍飞， 佘黎煌， 张石. 嵌入式系统实验教学的实践与探索[J]. 实验室科学， 2019， 22（2）： 119-120. 【通联编辑：王力】 |
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