文章編號(hào)：1672-5913（2013）22-0016-03

中圖分類號(hào)：G642

摘要：針對(duì)高校在計(jì)算機(jī)學(xué)科嵌入式系統(tǒng)方向人才培養(yǎng)上的機(jī)遇與困境，提出校企全方位合作的方式，通過(guò)建立軟硬件融匯的嵌入式課程體系，強(qiáng)化高校教師和企業(yè)工程師間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，采用競(jìng)教結(jié)合的方式明確激勵(lì)目標(biāo)，并通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作，促進(jìn)嵌入式方向的復(fù)合型人才培養(yǎng)，建立可持續(xù)的校企合作嵌入式系統(tǒng)教育模式。

關(guān)鍵詞：嵌入式；校企合作；復(fù)合型人才培養(yǎng)

1 高校在嵌入式教育中的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算逐漸發(fā)展為信息行業(yè)的主旋律，嵌入式系統(tǒng)成為當(dāng)前最熱門(mén)且深具發(fā)展前景的計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域之一，也是現(xiàn)代科技集成創(chuàng)新的主要手段，匯聚了計(jì)算機(jī)軟硬件、電氣電路、微電子、通信工程等多學(xué)科多技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、信息家電等領(lǐng)域。無(wú)論從產(chǎn)業(yè)發(fā)展變革，還是政府扶持力度來(lái)看，嵌入式發(fā)展前景廣闊。當(dāng)前，作為計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的重要方向和趨勢(shì)，嵌入式方向教育受到許多高校的重視，陸續(xù)開(kāi)設(shè)了針對(duì)嵌入式培養(yǎng)的課程體系。但在近幾年的發(fā)展過(guò)程中，高校嵌入式教學(xué)既面臨著巨大的機(jī)遇，同時(shí)也遇到不少挑戰(zhàn)和問(wèn)題。

1）缺乏嵌入式實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的師資。

嵌入式系統(tǒng)知識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)，進(jìn)行嵌入式的復(fù)合型人才培養(yǎng)，不僅需要高校教師在理論上具有相對(duì)深入的研究，還需要實(shí)際項(xiàng)目研發(fā)能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。但現(xiàn)在各高校嵌入式實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目實(shí)踐課程開(kāi)設(shè)中，高校教師在給學(xué)生授課和實(shí)踐指導(dǎo)時(shí)，缺乏全面的系統(tǒng)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2）課程理論和項(xiàng)目實(shí)踐脫節(jié)。

嵌入式的理論課程和項(xiàng)目實(shí)踐課程常常因?yàn)閷?shí)驗(yàn)停留于按部就班的學(xué)習(xí)中，使得學(xué)生難以掌握理論和實(shí)踐間的相互關(guān)聯(lián)?，F(xiàn)有的理論課程主要介紹嵌入式的發(fā)展脈絡(luò)、原理、嵌入式編程等，學(xué)生在進(jìn)入嵌入式實(shí)踐項(xiàng)目過(guò)程中或進(jìn)入企業(yè)工作后，常常感到力不從心。

3）與其他計(jì)算機(jī)課程體系無(wú)法融合。

高校計(jì)算機(jī)學(xué)科設(shè)置中，通常設(shè)立程序設(shè)計(jì)、電路原理、匯編語(yǔ)言、軟件工程、人工智能等主干課程，但這些課程通常無(wú)法融合到嵌入式方向課程的體系中，學(xué)生在校學(xué)習(xí)中難以全面掌握課程體系和培養(yǎng)計(jì)劃間的內(nèi)在聯(lián)系。

2 校企合作推動(dòng)嵌入式教育發(fā)展

為解決上述問(wèn)題，探索建立嵌入式課程的教學(xué)模式，福州大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)作為全國(guó)首批實(shí)施的“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”專業(yè)之一，開(kāi)展與福建星網(wǎng)視易信息系統(tǒng)有限公司的校企合作，在本科生一年級(jí)階段起即設(shè)立嵌入式課程體系，推動(dòng)計(jì)算機(jī)主干課程在嵌入式系統(tǒng)上的融會(huì)貫通，建立嵌入式相關(guān)項(xiàng)目的培訓(xùn)師資團(tuán)隊(duì)，以國(guó)內(nèi)外的嵌入式相關(guān)競(jìng)賽為載體平臺(tái)，探索理論與實(shí)踐相結(jié)合、工程技術(shù)與項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)共鍛煉、軟件與硬件技術(shù)皆掌握的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的卓越工程師之路。從新生入學(xué)開(kāi)始，學(xué)校就會(huì)舉辦多場(chǎng)有針對(duì)性的宣講，激發(fā)學(xué)生對(duì)于嵌入式系統(tǒng)的熱情并幫助其了解嵌入式系統(tǒng)課程的內(nèi)容，同時(shí)選拔對(duì)電路設(shè)計(jì)和智能算法感興趣、具有一定電路基礎(chǔ)和編程能力的學(xué)生，進(jìn)行課程體系培訓(xùn)和實(shí)踐鍛煉，并在授課和設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，實(shí)行競(jìng)爭(zhēng)性的選拔淘汰制度，最后逐步組建優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)，形成以老帶新、良性循環(huán)、互助學(xué)習(xí)、教學(xué)相長(zhǎng)的可持續(xù)團(tuán)隊(duì)。

2.1 夯實(shí)基礎(chǔ)，軟硬融匯課程體系

除了嵌入式設(shè)計(jì)與編程以外，計(jì)算機(jī)專業(yè)的許多主干課程都與嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用密切相關(guān)，因此，根據(jù)主干課程的學(xué)期階段和先后修讀的次序，將貫穿計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)多門(mén)課程、系列脈絡(luò)的學(xué)科知識(shí)形成體系，鼓勵(lì)學(xué)生在電路設(shè)計(jì)、硬件原理、軟件理論、智能算法等方面進(jìn)行訓(xùn)練并得以提高，并具有“一專多能”的良好素質(zhì)。嵌入式系統(tǒng)的課程體系如圖1所示，可分為3個(gè)階段。

（1）大一下學(xué)期開(kāi)設(shè)嵌入式系統(tǒng)原理與制作課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)電路與電子學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上掌握基本元器件和基于電路、AVR單片機(jī)原理和應(yīng)用以及基本控制模塊。這個(gè)階段主要側(cè)重硬件基礎(chǔ)與底層設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。

（2）大二學(xué)年開(kāi)設(shè)嵌入式編程與基本算法課程，學(xué)生結(jié)合算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)等課程，學(xué)習(xí)嵌入式驅(qū)動(dòng)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(xué)年在掌握人工智能、圖形學(xué)和軟件工程等課程的基礎(chǔ)上，將前兩個(gè)階段的硬件和軟件知識(shí)相結(jié)合，進(jìn)行相應(yīng)的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)。學(xué)生可以在這個(gè)階段充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，可以參加相關(guān)的嵌入式競(jìng)賽，同時(shí)也研究和設(shè)計(jì)自己感興趣的創(chuàng)新型應(yīng)用產(chǎn)品模型。

上述3個(gè)階段通過(guò)循序漸進(jìn)的方式將計(jì)算機(jī)專業(yè)的主干課程和嵌入式系統(tǒng)的課程體系融合起來(lái)，根據(jù)學(xué)生在不同學(xué)年階段掌握的相應(yīng)知識(shí)，設(shè)立硬件或軟件為主的嵌入式課程，能讓學(xué)生在實(shí)際項(xiàng)目編程中將諸多計(jì)算機(jī)主干課程知識(shí)“用得上”“看得見(jiàn)”，激發(fā)學(xué)生的興趣，增強(qiáng)實(shí)際動(dòng)手的能力。

2.2 校企師資優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)

在嵌入式課程的教學(xué)上，高校教師具有相應(yīng)的理論經(jīng)驗(yàn)，但缺乏一定的具體項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。單純由高校教師承擔(dān)的嵌入式課程，往往令教學(xué)內(nèi)容和實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，學(xué)生在進(jìn)入企業(yè)后需要對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行再培訓(xùn)。另一方面，企業(yè)工程師雖然具有豐富的嵌入式項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，但是在圖像識(shí)別、智能算法等理論研究上經(jīng)驗(yàn)較少。過(guò)往的校企合作，通常讓企業(yè)導(dǎo)師直接單獨(dú)開(kāi)設(shè)相應(yīng)課程，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程的操作實(shí)踐上得到相當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，并且在處理工程問(wèn)題或難題時(shí)能從企業(yè)導(dǎo)師那獲得許多經(jīng)驗(yàn)借鑒，但在理論課程的指導(dǎo)上，常常缺乏關(guān)聯(lián)，因此，為了改進(jìn)校企合作的模式，在嵌入式系統(tǒng)課程體系上，我們讓校企師資間充分協(xié)作，緊密互動(dòng)。第一階段的硬件實(shí)踐課程，主要由企業(yè)導(dǎo)師負(fù)責(zé)；校內(nèi)教師負(fù)責(zé)第二階段的軟件理