王傳輝 向燕 鄭洪波

[摘? ? ? ? ? ?要]? 國家高度重視職業(yè)教育，發(fā)布綱領(lǐng)文件“職教二十條”以期提升職業(yè)院校的教學質(zhì)量和就業(yè)水平，而職業(yè)教育的教學水平與教學內(nèi)容和課堂教學質(zhì)量息息相關(guān)。課程標準是職業(yè)院校課程建設的指導性文件。課題組擬改變以往的課程標準制定形式，探索實踐高職院校課程標準制定過程中的“頂層設計”方法，以核心課程——嵌入式系統(tǒng)開發(fā)為例，探索一系列教學內(nèi)容有承前啟后關(guān)系的課程間的課程標準制定方法，優(yōu)化高職院校課程標準制定方式的改革。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 課程標準;“頂層設計”;嵌入式

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2022）01-0070-03

國務院印發(fā)的“職教二十條”指出，高等職業(yè)教育作為優(yōu)化高等教育結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)大國工匠、能工巧匠的重要方式，提升學生的實際操作水平和就業(yè)能力是重中之重。這要求職業(yè)教育的內(nèi)容更貼近工作實際，教學進程更有體系，有前后銜接關(guān)系的課程間課程標準的制定應遵循從上到下、前后呼應的原則。

本課題組在調(diào)研了校內(nèi)和兄弟院校與“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”有前后關(guān)系的一系列課程的課程標準后發(fā)現(xiàn)，各門課程的課程標準制定普遍具有較強的隨意性，其教學內(nèi)容大多由任課教師自行制定，課程間的重點內(nèi)容銜接效果不佳。在講授嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程時，普遍發(fā)現(xiàn)學生對該課程所需的前期技能儲備不足，對于本門課程學習需要的重點知識點未講解或未作為重點講解，導致學生在學習本門課程時需要花費時間進行知識點的復習和重點內(nèi)容的重新講解，這一方面浪費了課堂時間，不利于本門課程的學習;另一方面，在之前的課程學習中，學生將精力花費在了那些不關(guān)鍵、不重要、不急需的知識點上，影響了教學質(zhì)量。我們需要將“頂層設計”理論貫穿在各門課程的課程標準制定中，系列課程中前期課程標準的制定要依據(jù)后續(xù)課程的課程標準，使系列課程的課程標準制定做到內(nèi)容延續(xù)、重點共享，提升教學效果。

一、研究意義

習近平總書記指出：“職業(yè)教育是國民教育體系和人力資源開發(fā)的重要組成部分，是廣大青年打開通往成功成才大門的重要途徑，肩負著培養(yǎng)多樣化人才、傳承技術(shù)技能、促進就業(yè)創(chuàng)業(yè)的重要職責，必須高度重視、加快發(fā)展?！?/p>

課程標準是規(guī)定課程的課程定位、設計思路、課程目標、教學實施的指導性文件?；诰蜆I(yè)目標的高職院校課程標準制定應符合職業(yè)教育規(guī)律，適合職業(yè)院校學生的身心特點，重視企業(yè)需求，以提高學生就業(yè)質(zhì)量為目標。

優(yōu)秀高職人才的培養(yǎng)需要基于就業(yè)的優(yōu)秀課程，這類課程普遍綜合性較強，實訓部分較多，需要在前期課程中有充足的知識儲備。通過課題組的調(diào)研分析：在高職院校教學過程中，各課程的教學標準制定大多沒有統(tǒng)一的標準，教學內(nèi)容的制定往往依據(jù)任課老師自身的知識和技能，即任課老師擅長什么，教學內(nèi)容就側(cè)重什么。這導致有內(nèi)容接續(xù)關(guān)系的課程間教學內(nèi)容脫節(jié)，前期課程往往不能為后續(xù)課程提供足夠的技能儲備，這嚴重影響后續(xù)課程的教學效果，在后續(xù)課程上需要時間對重要知識點進行重新學習。

課題組認為：對于培養(yǎng)學生畢業(yè)求職能力的重點課程，其課程標準的制定要調(diào)動全學院的力量進行企業(yè)調(diào)研和行業(yè)分析，其內(nèi)容應由全學院共同制定，滿足實用性和前瞻性的要求。重點課程的課程標準制定后，要發(fā)布給系列課程中的所有教師進行參照，讓各系列課程的任課教師充分理解其內(nèi)容和重點，并參照制定修改自己課程的課程標準，讓各相關(guān)聯(lián)課程間形成體系，內(nèi)容相互呼應，重點突出，提升教學質(zhì)量。

二、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程特點

嵌入式技術(shù)是各類電子產(chǎn)品的核心技術(shù)，屬于研發(fā)和生產(chǎn)電子類產(chǎn)品企業(yè)的核心競爭力。嵌入式工程師是企業(yè)的核心人員，其待遇和社會地位都較高。企業(yè)中一般都會為嵌入式開發(fā)人員設定專門的職業(yè)發(fā)展路線，資深的嵌入式開發(fā)人員會轉(zhuǎn)型為管理者，有良好的職業(yè)發(fā)展前景。

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)是機電類專業(yè)的核心課程，課程目標為培養(yǎng)符合企業(yè)需求的嵌入式工程師，主要的就業(yè)方向為嵌入式硬件工程師、嵌入式軟件工程師、嵌入式測試工程師等，社會需求量大。通過本門課程的學習，學生可以掌握嵌入式系統(tǒng)工作的基本方法，包括嵌入式系統(tǒng)調(diào)試、編譯環(huán)境使用、代碼設計等，讓學生有初步的電子產(chǎn)品設計能力，掌握嵌入式設計的基本流程，為實際的嵌入式工作打下基礎(chǔ)。

在課程內(nèi)容方面，我們根據(jù)企業(yè)調(diào)研結(jié)果，制作了專門用于嵌入式設計的開發(fā)平臺，平臺基于目前嵌入式領(lǐng)域最新、使用最為廣泛的STM32系列ARM，設計了八個有代表性的實訓任務，讓學生可以從零基礎(chǔ)入門嵌入式技術(shù)。本門課程重點是學習電子產(chǎn)品的整個設計過程，即讓學生掌握一個電子產(chǎn)品從無到有的整個設計開發(fā)過程，從功能分析、元器件選型、原理圖設計、PCB制作、C語言驅(qū)動、代碼調(diào)試等方面進行教學內(nèi)容設計。在此過程中，學生可以學習到將一個電子產(chǎn)品從想法到變成實際產(chǎn)品的整個過程，課堂教學效果好，技能儲備充實，企業(yè)認可度高，就業(yè)情況好。

三、課題研究前景

目前，機電類各專業(yè)都開設了電子電路調(diào)試與應用、C語言程序設計、電子電路繪圖與制版等課程，課題組從這幾門課程的知識點分布及技能要求等方面分析得知，這幾門課程的主要教學目的就是為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程做前期的技能儲備。但在實際教學設計中，這幾門課程間的內(nèi)容關(guān)聯(lián)性不強，教學目的不明確，學生普遍不清楚學習目的，學習盲目性較強。各門課程的教學標準的制定也是“各自為政”，教學內(nèi)容延續(xù)性不強，重點不突出。在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的教學過程中，發(fā)現(xiàn)學生對本門課程必備的技能掌握往往不足，需要花時間重新學習，這既浪費了學習時間，又影響了教學效果。

課題組希望通過高職院校課程標準制定過程中的“頂層設計”方法的探索和實踐，制定“從上至下”的課程標準設計方法，課程標準內(nèi)容層層參照，各相關(guān)課程間形成體系，教學重點內(nèi)容共享，教學內(nèi)容更具延續(xù)性。讓學生在學習一門課程時清楚知道“為什么學”“怎么學”“學了有什么用”，理順各門課程間的接續(xù)關(guān)系，提升學習的體系性。

四、基于“頂層設計”的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程標準應用案例

嵌入式系統(tǒng)是電子類產(chǎn)品設計的核心環(huán)節(jié)，有龐大的市場需求。課題組根據(jù)企業(yè)對于嵌入式人才的需求調(diào)研，設計了本門課程的課程標準。標準充分考慮了企業(yè)關(guān)注的、嵌入式人員必須掌握的嵌入式設計最基本要素的學習，如微處理器電路、電源變換電路、時鐘源電路、輸入輸出電路、接口電路等。這些內(nèi)容一般都會出現(xiàn)在企業(yè)面試嵌入式初級人才的問題中，也是企業(yè)對人才是否有真實的嵌入式開發(fā)經(jīng)驗的第一判斷。根據(jù)課程標準，我們?yōu)楸鹃T課程專門設計了教學平臺，基于STM32F103VCT6的硬件開發(fā)工具。STM32F103VCT6是STM32系列ARM中的代表產(chǎn)品，是STM32系列ARM中使用率最高的芯片，市場需求廣泛。其外圍接口豐富，超低的功耗，較高的運行速度，較大的存儲空間，是目前很多企業(yè)已經(jīng)研發(fā)成功或正在開發(fā)的產(chǎn)品中使用的微處理器芯片。我們根據(jù)企業(yè)需求，將嵌入式技術(shù)的重要知識點融入實訓教學中，讓學生在做中學、做中理解、做中掌握，為學生將來順利入職以及入職后迅速上手工作打好基礎(chǔ)。

嵌入式技術(shù)是一門綜合性較強的技術(shù)，開課學期為第五學期，需要學生掌握較多的前期技能。主要的前期課程包括電子電路調(diào)試與應用、C語言程序設計、電子電路繪圖與制版等，這些課程的內(nèi)容屬于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)學習前的必備知識點。所以，這幾門課程的課程標準制定應該充分參考嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的課程標準，根據(jù)其授課重點制定自身的課程標準。課題組根據(jù)實際調(diào)研結(jié)果和任課老師的意見，依據(jù)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程標準，共同為以下幾門課程修訂了課程標準。

C語言程序設計：就其用途來講，C語言一般只應用于嵌入式系統(tǒng)的編程設計。我們根據(jù)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的課程標準修訂了C語言程序設計的課程標準。針對高職學生普遍不喜理論學習的特點，將教學重點放在讓學生掌握一些基本的編程方法上面。教學內(nèi)容參考嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺的內(nèi)容，設計出類似于GPIO電平控制、定時器配置等內(nèi)容。將教學重點放在基本語法及應用方面，如數(shù)據(jù)類型、運算符、表達式、判斷語句、循環(huán)語句、數(shù)組及函數(shù)方面，在這些方面投入較大精力幫助學生透徹理解和掌握使用方法;減少學習較困難且在入門階段沒有太多意義的標準輸入輸出函數(shù)、指針、文件、結(jié)構(gòu)類型等方面的教學，將這些內(nèi)容放在學生有一定的編程經(jīng)驗后再講解，效果更好。

電子電路調(diào)試與應用：課程的主要內(nèi)容為基本電路的調(diào)試和搭建一些基本功能電路以及測量儀器的應用，這些內(nèi)容都是嵌入式工程師的必備技能。我們根據(jù)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的課程標準，將本門課程的教學重點放在讀懂基本原理圖、分析基本原理圖、搭建基本原理圖以及測量儀器的使用方面，如搭建三極管開關(guān)電路、按鍵控制電路等。減少功能復雜、學生普遍掌握不好的，例如放大器電路、電流源電路、555定時器電路等使用場合不多、內(nèi)容艱澀難懂、影響學生學習信心和學習興趣的內(nèi)容。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)屬于嵌入式技術(shù)的入門級課程，課上不會有非常復雜的原理圖和功能模塊，企業(yè)對應屆畢業(yè)生的招聘需求中也不會有過于復雜的電路分析內(nèi)容，學生可以讀懂基本的如時鐘電路、模塊驅(qū)動電路等即可。

電子電路繪圖與制版：課程的主要內(nèi)容為使用EDA工具進行電路原理圖繪制，制作PCB板。這是嵌入式工程師的基本技能。我們根據(jù)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的課程標準，將本門課程的重點放在設計基本原理圖，能看懂原理圖與PCB板卡間的對應關(guān)系，掌握PCB的布板規(guī)則和測試方法上。課程目標為參照嵌入式系統(tǒng)開發(fā)使用的課程平臺，讓學生根據(jù)選擇的物料情況和功能設計出基于STM32F103VCT6的電路原理圖，制作元器件封裝，根據(jù)制版規(guī)則制作出PCB板卡。提前熟悉嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的教學內(nèi)容，讓學生在學習嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程前就了解了課程平臺的原理及一些關(guān)鍵元器件，為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的學習做好了知識儲備。

通過“頂層設計”課程標準制定方法來制定與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)有關(guān)的前期課程的課程標準，理順了整個學習過程，教學重點突出，課程內(nèi)容具有較好的延續(xù)性。各任課教師清楚了各課程的相互關(guān)系，在課堂上可以將各門課程教學內(nèi)容互相引用。學生對各課程的學習目的更加清晰，重點更加明確。經(jīng)過兩年的教學驗證，學生在學習嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程時，技能儲備更加充分，關(guān)鍵知識點掌握更加熟練，課堂氣氛活躍，學生的教學滿意度明顯提升，學習成績提高明顯。畢業(yè)后進入電子設計類企業(yè)，從事嵌入式研發(fā)工作的學生數(shù)量及平均薪資都有顯著提升。

五、結(jié)語

通過嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程，探索和實踐高職院校課程標準制定過程中的“頂層設計”方法目前已經(jīng)收獲了一些成果。在探索的過程中，遇到了學生對基礎(chǔ)學科學習態(tài)度不佳、修改課程標準后各相關(guān)課程內(nèi)容變動過大、任課教師對修改課程標準產(chǎn)生抵觸情緒的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象的出現(xiàn)是正常的，課題組相信高職院校課程標準制定過程中的“頂層設計”方法是正確的、必要的。探索的路上遇到各種問題，都是可以克服的。

我國目前正處于高職教育的高速發(fā)展期，提升教育質(zhì)量，深化課程改革，是發(fā)展的重心所在。高職院校的課程標準建設是高職教育發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。課題組希望可以推廣“高職院校課程標準制定過程中的‘頂層設計’方法”，通過各相關(guān)課程間體系化的教學方法，促進高職整體教學質(zhì)量的提高。

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◎編輯 郭小琴