文章編號：1672-5913（2013）22-0016-03

中圖分類號：G642

摘要：針對高校在計算機學(xué)科嵌入式系統(tǒng)方向人才培養(yǎng)上的機遇與困境，提出校企全方位合作的方式，通過建立軟硬件融匯的嵌入式課程體系，強化高校教師和企業(yè)工程師間的優(yōu)勢互補，采用競教結(jié)合的方式明確激勵目標(biāo)，并通過產(chǎn)學(xué)研合作，促進嵌入式方向的復(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遇與挑戰(zhàn)

隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計算逐漸發(fā)展為信息行業(yè)的主旋律，嵌入式系統(tǒng)成為當(dāng)前最熱門且深具發(fā)展前景的計算機應(yīng)用領(lǐng)域之一，也是現(xiàn)代科技集成創(chuàng)新的主要手段，匯聚了計算機軟硬件、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。無論從產(chǎn)業(yè)發(fā)展變革，還是政府扶持力度來看，嵌入式發(fā)展前景廣闊。當(dāng)前，作為計算機學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的重要方向和趨勢，嵌入式方向教育受到許多高校的重視，陸續(xù)開設(shè)了針對嵌入式培養(yǎng)的課程體系。但在近幾年的發(fā)展過程中，高校嵌入式教學(xué)既面臨著巨大的機遇，同時也遇到不少挑戰(zhàn)和問題。

1）缺乏嵌入式實踐經(jīng)驗豐富的師資。

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

2）課程理論和項目實踐脫節(jié)。

嵌入式的理論課程和項目實踐課程常常因為實驗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)生在進入嵌入式實踐項目過程中或進入企業(yè)工作后，常常感到力不從心。

3）與其他計算機課程體系無法融合。

高校計算機學(xué)科設(shè)置中，通常設(shè)立程序設(shè)計、電路原理、匯編語言、軟件工程、人工智能等主干課程，但這些課程通常無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)計劃間的內(nèi)在聯(lián)系。

2 校企合作推動嵌入式教育發(fā)展

為解決上述問題，探索建立嵌入式課程的教學(xué)模式，福州大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)作為全國首批實施的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”專業(yè)之一，開展與福建星網(wǎng)視易信息系統(tǒng)有限公司的校企合作，在本科生一年級階段起即設(shè)立嵌入式課程體系，推動計算機主干課程在嵌入式系統(tǒng)上的融會貫通，建立嵌入式相關(guān)項目的培訓(xùn)師資團隊，以國內(nèi)外的嵌入式相關(guān)競賽為載體平臺，探索理論與實踐相結(jié)合、工程技術(shù)與項目實訓(xùn)共鍛煉、軟件與硬件技術(shù)皆掌握的計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的卓越工程師之路。從新生入學(xué)開始，學(xué)校就會舉辦多場有針對性的宣講，激發(fā)學(xué)生對于嵌入式系統(tǒng)的熱情并幫助其了解嵌入式系統(tǒng)課程的內(nèi)容，同時選拔對電路設(shè)計和智能算法感興趣、具有一定電路基礎(chǔ)和編程能力的學(xué)生，進行課程體系培訓(xùn)和實踐鍛煉，并在授課和設(shè)計實訓(xùn)過程中，實行競爭性的選拔淘汰制度，最后逐步組建優(yōu)秀團隊，形成以老帶新、良性循環(huán)、互助學(xué)習(xí)、教學(xué)相長的可持續(xù)團隊。

2.1 夯實基礎(chǔ)，軟硬融匯課程體系

除了嵌入式設(shè)計與編程以外，計算機專業(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，將貫穿計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)多門課程、系列脈絡(luò)的學(xué)科知識形成體系，鼓勵學(xué)生在電路設(shè)計、硬件原理、軟件理論、智能算法等方面進行訓(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個階段。

（1）大一下學(xué)期開設(shè)嵌入式系統(tǒng)原理與制作課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)高級語言程序設(shè)計和基礎(chǔ)電路與電子學(xué)實驗的基礎(chǔ)上掌握基本元器件和基于電路、AVR單片機原理和應(yīng)用以及基本控制模塊。這個階段主要側(cè)重硬件基礎(chǔ)與底層設(shè)計的學(xué)習(xí)。

（2）大二學(xué)年開設(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、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計等課程，學(xué)習(xí)嵌入式驅(qū)動編程與初步算法，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，將前兩個階段的硬件和軟件知識相結(jié)合，進行相應(yīng)的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計。學(xué)生可以在這個階段充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，可以參加相關(guān)的嵌入式競賽，同時也研究和設(shè)計自己感興趣的創(chuàng)新型應(yīng)用產(chǎn)品模型。

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

2.2 校企師資優(yōu)勢互補

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，但缺乏一定的具體項目實踐經(jīng)驗。單純由高校教師承擔(dān)的嵌入式課程，往往令教學(xué)內(nèi)容和實際應(yīng)用脫節(jié)，學(xué)生在進入企業(yè)后需要對知識點進行再培訓(xùn)。另一方面，企業(yè)工程師雖然具有豐富的嵌入式項目經(jīng)驗，但是在圖像識別、智能算法等理論研究上經(jīng)驗較少。過往的校企合作，通常讓企業(yè)導(dǎo)師直接單獨開設(shè)相應(yīng)課程，學(xué)生在實驗課程的操作實踐上得到相當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，并且在處理工程問題或難題時能從企業(yè)導(dǎo)師那獲得許多經(jīng)驗借鑒，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。第一階段的硬件實踐課程，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