王傳輝 向燕 鄭洪波

[摘? ? ? ? ? ?要]? 國(guó)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(xué)質(zhì)量和就業(yè)水平，而職業(yè)教育的教學(xué)水平與教學(xué)內(nèi)容和課堂教學(xué)質(zhì)量息息相關(guān)。課程標(biāo)準(zhǔn)是職業(yè)院校課程建設(shè)的指導(dǎo)性文件。課題組擬改變以往的課程標(biāo)準(zhǔn)制定形式，探索實(shí)踐高職院校課程標(biāo)準(zhǔn)制定過程中的“頂層設(shè)計(jì)”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(xué)內(nèi)容有承前啟后關(guān)系的課程間的課程標(biāo)準(zhǔn)制定方法，優(yōu)化高職院校課程標(biāo)準(zhǔn)制定方式的改革。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 課程標(biāo)準(zhǔn);“頂層設(shè)計(jì)”;嵌入式

[中圖分類號(hào)]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2022）01-0070-03

國(guó)務(wù)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(guó)工匠、能工巧匠的重要方式，提升學(xué)生的實(shí)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(shí)際，教學(xué)進(jìn)程更有體系，有前后銜接關(guān)系的課程間課程標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)遵循從上到下、前后呼應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)后發(fā)現(xiàn)，各門課程的課程標(biāo)準(zhǔn)制定普遍具有較強(qiáng)的隨意性，其教學(xué)內(nèi)容大多由任課教師自行制定，課程間的重點(diǎn)內(nèi)容銜接效果不佳。在講授嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程時(shí)，普遍發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)該課程所需的前期技能儲(chǔ)備不足，對(duì)于本門課程學(xué)習(xí)需要的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)未講解或未作為重點(diǎn)講解，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程時(shí)需要花費(fèi)時(shí)間進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)和重點(diǎn)內(nèi)容的重新講解，這一方面浪費(fèi)了課堂時(shí)間，不利于本門課程的學(xué)習(xí);另一方面，在之前的課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生將精力花費(fèi)在了那些不關(guān)鍵、不重要、不急需的知識(shí)點(diǎn)上，影響了教學(xué)質(zhì)量。我們需要將“頂層設(shè)計(jì)”理論貫穿在各門課程的課程標(biāo)準(zhǔn)制定中，系列課程中前期課程標(biāo)準(zhǔn)的制定要依據(jù)后續(xù)課程的課程標(biāo)準(zhǔn)，使系列課程的課程標(biāo)準(zhǔn)制定做到內(nèi)容延續(xù)、重點(diǎn)共享，提升教學(xué)效果。

一、研究意義

習(xí)近平總書記指出：“職業(yè)教育是國(guó)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(fù)著培養(yǎng)多樣化人才、傳承技術(shù)技能、促進(jìn)就業(yè)創(chuàng)業(yè)的重要職責(zé)，必須高度重視、加快發(fā)展。”

課程標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)定課程的課程定位、設(shè)計(jì)思路、課程目標(biāo)、教學(xué)實(shí)施的指導(dǎo)性文件?；诰蜆I(yè)目標(biāo)的高職院校課程標(biāo)準(zhǔn)制定應(yīng)符合職業(yè)教育規(guī)律，適合職業(yè)院校學(xué)生的身心特點(diǎn)，重視企業(yè)需求，以提高學(xué)生就業(yè)質(zhì)量為目標(biāo)。

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(qiáng)，實(shí)訓(xùn)部分較多，需要在前期課程中有充足的知識(shí)儲(chǔ)備。通過課題組的調(diào)研分析：在高職院校教學(xué)過程中，各課程的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)制定大多沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)內(nèi)容的制定往往依據(jù)任課老師自身的知識(shí)和技能，即任課老師擅長(zhǎng)什么，教學(xué)內(nèi)容就側(cè)重什么。這導(dǎo)致有內(nèi)容接續(xù)關(guān)系的課程間教學(xué)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(chǔ)備，這嚴(yán)重影響后續(xù)課程的教學(xué)效果，在后續(xù)課程上需要時(shí)間對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重新學(xué)習(xí)。

課題組認(rèn)為：對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)求職能力的重點(diǎn)課程，其課程標(biāo)準(zhǔn)的制定要調(diào)動(dòng)全學(xué)院的力量進(jìn)行企業(yè)調(diào)研和行業(yè)分析，其內(nèi)容應(yīng)由全學(xué)院共同制定，滿足實(shí)用性和前瞻性的要求。重點(diǎn)課程的課程標(biāo)準(zhǔn)制定后，要發(fā)布給系列課程中的所有教師進(jìn)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(diǎn)，并參照制定修改自己課程的課程標(biāo)準(zhǔn)，讓各相關(guān)聯(lián)課程間形成體系，內(nèi)容相互呼應(yīng)，重點(diǎn)突出，提升教學(xué)質(zhì)量。

二、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程特點(diǎn)

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(jìng)爭(zhēng)力。嵌入式工程師是企業(yè)的核心人員，其待遇和社會(huì)地位都較高。企業(yè)中一般都會(huì)為嵌入式開發(fā)人員設(shè)定專門的職業(yè)發(fā)展路線，資深的嵌入式開發(fā)人員會(huì)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(jī)電類專業(yè)的核心課程，課程目標(biāo)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?yàn)榍度胧接布こ處煛⑶度胧杰浖こ處?、嵌入式測(cè)試工程師等，社會(huì)需求量大。通過本門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)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(shè)計(jì)等，讓學(xué)生有初步的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力，掌握嵌入式設(shè)計(jì)的基本流程，為實(shí)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(shè)計(jì)的開發(fā)平臺(tái)，平臺(tái)基于目前嵌入式領(lǐng)域最新、使用最為廣泛的STM32系列ARM，設(shè)計(jì)了八個(gè)有代表性的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，讓學(xué)生可以從零基礎(chǔ)入門嵌入式技術(shù)。本門課程重點(diǎn)是學(xué)習(xí)電子產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)過程，即讓學(xué)生掌握一個(gè)電子產(chǎn)品從無到有的整個(gè)設(shè)計(jì)開發(fā)過程，從功能分析、元器件選型、原理圖設(shè)計(jì)、PCB制作、C語言驅(qū)動(dòng)、代碼調(diào)試等方面進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。在此過程中，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到將一個(gè)電子產(chǎn)品從想法到變成實(shí)際產(chǎn)品的整個(gè)過程，課堂教學(xué)效果好，技能儲(chǔ)備充實(shí)，企業(yè)認(rèn)可度高，就業(yè)情況好。

三、課題研究前景

目前，機(jī)電類各專業(yè)都開設(shè)了電子電路調(diào)試與應(yīng)用、C語言程序設(shè)計(jì)、電子電路繪圖與制版等課程，課題組從這幾門課程的知識(shí)點(diǎn)分布及技能要求等方面分析得知，這幾門課程的主要教學(xué)目的就是為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程做前期的技能儲(chǔ)備。但在實(shí)際教學(xué)設(shè)計(jì)中，這幾門課程間的內(nèi)容關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，教學(xué)目的不明確，學(xué)生普遍不清楚學(xué)習(xí)目的，學(xué)習(xí)盲目性較強(qiáng)。各門課程的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的制定也是“各自為政”，教學(xué)內(nèi)容延續(xù)性不強(qiáng)，重點(diǎn)不突出。在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)本門課程必備的技能掌握往往不足，需要花時(shí)間重新學(xué)習(xí)，這既浪費(fèi)了學(xué)習(xí)時(shí)間，又影響了教學(xué)效果。

課題組希望通過高職院校課程標(biāo)準(zhǔn)制定過程中的“頂層設(shè)計(jì)”方法的探索和實(shí)踐，制定“從上至下”的課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法，課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容層層參照，各相關(guān)課程間形成體系，教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容共享，教學(xué)內(nèi)容更具延續(xù)性。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)一門課程時(shí)清楚知道“為什么學(xué)”“怎么學(xué)”“學(xué)了有什么用”，理順各門課程間的接續(xù)關(guān)系，提升學(xué)習(xí)的體系性。

四、基于“頂層設(shè)計(jì)”的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用案例

嵌入式系統(tǒng)是電子類產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)，有龐大的市場(chǎng)需求。課題組根據(jù)企業(yè)對(duì)于嵌入式人才的需求調(diào)研，設(shè)計(jì)了本門課程的課程標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)最基本要素的學(xué)習(xí)，如微處理器電路、電源變換電路、時(shí)鐘源電路、輸入輸出電路、接口電路等。這些內(nèi)容一般都會(huì)出現(xiàn)在企業(yè)面試嵌入式初級(jí)人才的問題中，也是企業(yè)對(duì)人才是否有真實(shí)的嵌入式開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的第一判斷。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，我們?yōu)楸鹃T課程專門設(shè)計(jì)了教學(xué)平臺(tái)，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(chǎng)需求廣泛。其外圍接口豐富，超低的功耗，較高的運(yùn)行速度，較大的存儲(chǔ)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(shí)點(diǎn)融入實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，讓學(xué)生在做中學(xué)、做中理解、做中掌握，為學(xué)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(qiáng)的技術(shù)，開課學(xué)期為第五學(xué)期，需要學(xué)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(yīng)用、C語言程序設(shè)計(jì)、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(xué)習(xí)前的必備知識(shí)點(diǎn)。所以，這幾門課程的課程標(biāo)準(zhǔn)制定應(yīng)該充分參考嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的課程標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)其授課重點(diǎn)制定自身的課程標(biāo)準(zhǔn)。課題組根據(jù)實(shí)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(biāo)準(zhǔn)，共同為以下幾門課程修訂了課程標(biāo)準(zhǔn)。

C語言程序設(shè)計(jì)：就其用途來講，C語言一般只應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)的編程設(shè)計(jì)。我們根據(jù)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的課程標(biāo)準(zhǔn)修訂了C語言程序設(shè)計(jì)的課程標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)高職學(xué)生普遍不喜理論學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，將教學(xué)重點(diǎn)放在讓學(xué)生掌握一些基本的編程方法上面。教學(xué)內(nèi)容參考嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的內(nèi)容，設(shè)計(jì)出類似于GPIO電平控制、定時(shí)器配置等內(nèi)容。將教學(xué)重點(diǎn)放在基本語法及應(yīng)用方面，如數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、表達(dá)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(xué)生透徹理解和掌握使用方法;減少學(xué)習(xí)較困難且在入門階段沒有太多意義的標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出函數(shù)、指針、文件、結(jié)構(gòu)類型等方面的教學(xué)，將這些內(nèi)容放在學(xué)生有一定的編程經(jīng)驗(yàn)后再講解，效果更好。

電子電路調(diào)試與應(yīng)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(cè)量?jī)x器的應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，將本門課程的教學(xué)重點(diǎn)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(cè)量?jī)x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(fù)雜、學(xué)生普遍掌握不好的，例如放大器電路、電流源電路、555定時(shí)器電路等使用場(chǎng)合不多、內(nèi)容艱澀難懂、影響學(xué)生學(xué)習(xí)信心和學(xué)習(xí)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(jí)課程，課上不會(huì)有非常復(fù)雜的原理圖和功能模塊，企業(yè)對(duì)應(yīng)屆畢業(yè)生的招聘需求中也不會(huì)有過于復(fù)雜的電路分析內(nèi)容，學(xué)生可以讀懂基本的如時(shí)鐘電路、模塊驅(qū)動(dòng)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，將本門課程的重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)基本原理圖，能看懂原理圖與PCB板卡間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，掌握PCB的布板規(guī)則和測(cè)試方法上。課程目標(biāo)為參照嵌入式系統(tǒng)開發(fā)使用的課程平臺(tái)，讓學(xué)生根據(jù)選擇的物料情況和功能設(shè)計(jì)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(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程前就了解了課程平臺(tái)的原理及一些關(guān)鍵元器件，為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的學(xué)習(xí)做好了知識(shí)儲(chǔ)備。

通過“頂層設(shè)計(jì)”課程標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，理順了整個(gè)學(xué)習(xí)過程，教學(xué)重點(diǎn)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(xué)內(nèi)容互相引用。學(xué)生對(duì)各課程的學(xué)習(xí)目的更加清晰，重點(diǎn)更加明確。經(jīng)過兩年的教學(xué)驗(yàn)證，學(xué)生在學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程時(shí)，技能儲(chǔ)備更加充分，關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)掌握更加熟練，課堂氣氛活躍，學(xué)生的教學(xué)滿意度明顯提升，學(xué)習(xí)成績(jī)提高明顯。畢業(yè)后進(jìn)入電子設(shè)計(jì)類企業(yè)，從事嵌入式研發(fā)工作的學(xué)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(shí)踐高職院校課程標(biāo)準(zhǔn)制定過程中的“頂層設(shè)計(jì)”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(xué)生對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科學(xué)習(xí)態(tài)度不佳、修改課程標(biāo)準(zhǔn)后各相關(guān)課程內(nèi)容變動(dòng)過大、任課教師對(duì)修改課程標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)制定過程中的“頂層設(shè)計(jì)”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(guó)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(biāo)準(zhǔn)建設(shè)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(biāo)準(zhǔn)制定過程中的‘頂層設(shè)計(jì)’方法”，通過各相關(guān)課程間體系化的教學(xué)方法，促進(jìn)高職整體教學(xué)質(zhì)量的提高。

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◎編輯 郭小琴