高职软件专业龙芯嵌入式方向教学方案初探
2014-02-12刘晶璘张涛李江华林开司倪震
刘晶璘 张涛 李江华 林开司 倪震
（铜陵职业技术学院，安徽铜陵244000）
高职软件专业龙芯嵌入式方向教学方案初探
刘晶璘 张涛 李江华 林开司 倪震
（铜陵职业技术学院，安徽铜陵244000）
龙芯系列CPU主导企业中科龙芯公司正着力培育产业生态圈，而相关合格软件技术人才培养是龙芯产业发展的重要瓶颈之一。针对这种实际，文章结合当前高职软件技术专业人才培养存在的主要问题，在以龙芯嵌入式CPU系统为软件技术专业人才培养方向的教学方案研究方面，提出软件技术专业（龙芯嵌入式方向）教学改革和培养方案设计思想，并对专业教学课程设置方案提出建议。
高职；软件专业；龙芯；嵌入式方向；教学方案
电子信息产业已经是我国第一大产业了，预计2020年电子信息产业将占全球GDP一半以上。信息安全是国家战略安全的重要组成部分，以自主可控为目标的国家核高基项目现在已经硕果累累。作为自主可控国产CPU中市场占有率最高的龙芯系列CPU主导企业中科龙芯公司正着力培育产业生态圈，相关的合格软件技术人才培养是龙芯产业发展的重要瓶颈之一，因此，我院龙芯应用课题组在以龙芯嵌入式CPU系统为软件技术专业人才培养方向的教学方案研究方面，做了有益的探索。
一、当前高职软件技术专业人才培养存在的主要问题
1.教学内容落后于产业发展实际。高职教师普遍存在缺少企业经验，部分有些企业经验的教师离开企业多年后，对当前企业技术开发状况也不很清楚了，而且，大多数离开企业到学校的教师也不是企业的技术骨干或者领军人物，并不掌握企业研发部门的核心开发知识、经验和技能。
软件开发人员主要任职于企业的研发部门。开展校企合作，企业的研发工程师和项目骨干也没有时间和精力到学校兼职参与教学，至多是给教学方案的设计提出一些建议。学校里软件技术专业的一线教学，还有赖于学校自己的教师担纲。
2.培养目标不明确，毕业生职业成长发展的途径不清楚。
3.教学实训设备的选择存在盲目性，教师驾驭教学设备的能力不足。
4.由于得不到正确的学习指导，学生无所适从，学习缺乏积极性，导致企业对毕业生不满意，就业状况不佳。
二、进行企业调研发现以下情况
1.龙芯产业生态圈的拓展和龙芯技术的应用推广软硬件人才是重要的瓶颈。
2.嵌入式电子产品市场上ARM系列的CPU占绝对主导地位，ARM嵌入式系统开发的合格软件人才也十分缺乏。
3.厂商生产的嵌入式教学科研开发板大体分为三类：
（1）CPU设计生产企业提供的原厂开发板。这类开发试验板性能好，可靠性高，价格也高。使用者需要有丰富的开发经验和较高的技术水平。初学者很难上手。
（2）以学校招标采购，批量销售的开发板实验箱实验柜。这些教学科研开发板价格高，有较完备的实验指导书，但需要有教师的教学指导，不太适合自学。
（3）以市场网购零散销售的价廉物美的开发实验板。这类开发板质量良莠不齐。其中也不乏高质量的优秀产品，这些优秀产品用户手册内容详尽，适合自学，程序注释也非常规范，技术文档齐全。
4.电子企业嵌入式系统研发部基层技术岗位主要有：硬件开发工程师、固件开发工程师（懂硬件的底层软件开发程序员）、系统软件开发工程师（程序员）、应用软件程序员、测试技术员等。
5.龙芯嵌入式系统的软件开发方式比较原始，缺乏方便的集成开发环境（IDE）,软件工程师和程序员的学习曲线更长。而且，目前市场占有率比较小，就业市场也较小。
三、专业教学改革的对策建议
1.加强校企合作送教师到企业挂职培训
学校积极与掌握主流技术的企业开展合作，定期送一线教师到企业培训，并争取参与研发工作，使一线教师能够快速知识技能更新，跟上业界的发展步伐。有能力的教师还可以发挥聪明才智，在合作中为企业的技术进步作出一定的贡献。
2.高职软件技术专业人才培养就业岗位定位
建议以龙芯兼顾其他类型CPU系统的软件应用开发和软硬件测试为初期岗位培养目标，未来可以成长为中高级程序员、软件工程师和系统测试师。
3.改善校内实训条件、加强毕业顶岗实习
建议采购市场上性价比高，教学适合自学上手门槛低的开发板作为ARM嵌入式和龙芯嵌入式系统开发实训设备。着重选择程序注释规范，学习文档和开发指导文档规范的开发板作为实训教学设备。
再提升校内实训质量的前提下，加强与企业合作，努力推荐学生到企业的相关岗位上从事与专业培养目标相对应的顶岗实习。要教育学生实习期间以学本事为立足点，积极勤奋努力，尽快能够适应实习岗位，为企业做一些力作能及的贡献。
四、软件技术专业（龙芯嵌入式方向）教学改革和培养方案设计思想
龙芯产业生态圈发展才刚刚起步不久，无论是硬件CPU芯片，还是软件业态与Intel、与ARM都还有很大差距，但中国是一个大国，还要逐步向强国迈进，为了国家安全和自身工业信息技术产业体系的需要，必须有自己的CPU，必须有国产操作系统、国产的应用软件系统。龙芯系列CPU目前是国产CPU中产业生态圈发展最好的。
尽管龙芯软硬件技术有了巨大发展，目前相对于Intel、AMD和ARM来说，龙芯软件开发方式还是略显原始的，尚无完善的龙芯自己的软件集成开发环境平台。又由于龙芯现在的市场占有率还较低，龙芯产业还不能广泛地吸纳高职毕业生就业，因此，我们设计龙芯嵌入式软件开发教学培养方案时，先学习基本的通用软件开发技术知识和技能，兼顾ARM嵌入式软件的开发技能教学。这样既可以学习到业界最先进的嵌入式软件开发技术，又能够兼顾学生的就业和职业发展，同时，又有利于进一步学习比较原始复杂的龙芯软件开发技术。加强对学生理实一体化教学实训，使学生能够深刻理解软件（程序）是如何指挥硬件进行工作的。
（一）着重六个方面的典型工作任务训练，加强学生职业能力培养
1.没有操作系统的51单片机软件开发教学与实训；
2.没有操作系统的ARM contex M系列嵌入式软件开发教学与实训；
3.ARM嵌入式Linux系统下软件开发教学与实训；
4.龙芯嵌入式Linux操作系统下的软件开发教学与实训；
5.龙芯嵌入式实时操作系统下的软件开发教学与实训；
6.龙芯嵌入式应用软件团队开发及整合调试实训。
（二）人才培养定位
专业能力：具有一定的C语言、C++语言编程能力，熟悉51单片机C语言应用及驱动程序开发，基本掌握ARM Contex M系列嵌入式C语言应用及驱动程序开发，基本掌握龙芯1系列CPU嵌入式C语言程序开发。了解现代电子技术工艺基本知识，掌握底层软件调试期间必要的硬件技能（例如：早期开发板上飞线的焊接），了解Visual C++图形界面应用程序开发和Linux系统下Qt平台C++图形程序开发，了解嵌入式软件设计的常用算法和数据结构。具有进一步学习Java语言的学习迁移能力。
方法能力：具有较强的自学能力，一定的英语资料阅读能力，能够通过网络搜索寻找开发所需要的有关软件工具或者有关资料，基本掌握Keil 51开发平台、嵌入式MDK开发平台、Linux下Eclipse C&C++开发平台和Linux下Qt开发平台的软件开发、编译调试、仿真测试方法，基本掌握Ubuntu系统下龙芯1B和1C开发板等平台的软件开发、编译调试、仿真测试方法。
社会能力：具有虚心好学，谦虚勤奋工作素质，良好的团队沟通合作精神。具有良好的职业素养，关心国际电子信息技术发展，关注行业领先企业的市场状况和技术发展，具有知识产权保护意识和基本知识，具有一定的心理抗压能力、良好的人际沟通能力、汉语口语和一定的英语口语表达能力。具有一定的政治觉悟，爱国敬业，有一定的创业意识，有为中华崛起而学习的奋斗精神。
五、专业教学课程设置建议方案（文化基础课和公共课略去）
（一）专业基础课程
1.C语言；
2.数字电子技术，模拟电子技术；
3.现代电子工艺工艺基础及手工焊接实训；
4.计算机组成原理；
5.Linux操作系统应用基础；
6.数据结构与算法；
7.Visual C++2010程序设计；
8.计算机网络基本技术；
9.网站开发及数据库技术基础；
10.Java语言基础。
（二）ARM嵌入式软件开发基础课程
11.51 单片机原理及软件开发；
12.ARM嵌入式系统原理及软件开发。
（三）ARM嵌入式Linux软件开发课程
13.Mini2440嵌入式开发板的教学实训一体化课程；
14.Tiny6410嵌入式开发板的教学实训一体化课程。
（四）龙芯嵌入式软件开发课程
15.龙芯1D嵌入式系统原理及软件开发；
16.龙芯1B和龙芯1C嵌入式系统原理及软件开发；
17.Linux下Qt编程；
18.龙芯嵌入式应用软件团队开发及整合调试教学实训。
团队协作实训的工作评价要经历三个阶段（工作数量质量的个人自评和团队自评、工作数量质量的个人互评和团队互评、学生实训工作质量数量的教师评价。着重训练学生科学态度和客观评价自己、客观评价别人的实事求是精神，养成工作不推诿，勇于承担责任，谦虚谨慎，顾全大局，努力实现团队目标的良好工作习惯和作风）。
（五）嵌入式实时操作系统应用程序开发与实训
19.嵌入式实时操作系统应用程序开发与实训
实时操作系统基本原理，常见的嵌入式实时操作系统的基本介绍，μC/OSII，μC/OSIII，FreeRTOS等实时操作系统下的应用程序开发技术。
六、人才培养方案特色说明
以市场上设计最先进最主流市场占有率最大，技术文档最清晰最规范的教学科研一体化的开发板作为实训设备。以近年来管理思想先进，技术主流企业的典型组织管理方式、岗位设置方式和工作过程为依据，找出主要岗位群的工作任务和能力结构。采取理论与实训紧密结合，循序渐进，举一反三的方法设计课程结构和课程内容，在实训中训练读懂程序，移植程序，再到原创编写程序的培养过程。
专业基础及专业课总体实训方案分列如下：
1.从Windows下IDE方式下控制台C语言编程开始实训教学；
2.模拟电子技术和数字电子技术基本认知实验实训教学；
3.电子工艺参观见习和手工焊接实训；
4.Linux操作系统原理及应用实训；
5.数据结构与算法C语言编程实训；
6.Windows视窗图形软件C++开发实训；
7.计算机网络基本技术应用实训；
8.带后台数据库的网站开发实训；
9.51 单片机keil平台下编程实训；
10.Cortex M3 STM32库应用开发及实时操作系统应用开发实训；
11.ARM嵌入式Linux系统下应用开发及驱动开发实训；
12.龙芯1D基本PMON下的软件开发实训；
13.龙芯1B、1C在Linux操作系统及实时操作系统下的软件开发实训；
14.软件团队协作开发实训。
人才培养方案的实施关键在于教师团队的能力建设以及持之以恒、坚持不懈的教育教学管理。在现有的生源状况下，应该以实事求是的态度对待不同学习能力和不同学习积极性的学生。
根据我们三年多来在本院软件技术专业和计算机应用技术专业开展的学习兴趣小组和IT技术集训队的实践经验来看，我们认为：最优秀的毕业生从事软件编程开发工作，良好层次的毕业生从事测试技术员工作，其他同学做嵌入式系统销售和售后服务比较符合实际。
有了上述设想的专业课程，特别是实践实训课程体系，通过各种形式的教学组织和训练，并以科学合理的考核方式来促进龙芯嵌入式方向软件专业人才的培养，经过一段时间的进一步探索和实践，必将能培养出符合目标的高技能人才。
[1]吴士力,刘奇,朱兰.嵌入式Linux应用开发全程解析与实战[M].北京：机械工业出版社，2010.
[2]梁旭辉.嵌入式Linux应用开发菜鸟进阶[M].北京：电子工业出版社,2013.
[3]郭天祥.新概念51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展全攻略[M].北京：电子工业出版社,2009.
[4]刘冰，张林，蒋贵全.Visual C++2010程序设计案例教程[M].北京：机械工业出版社，2013.
[5]刘峰，高俊峰.国产Linux基础应用[M].西安:西安交通大学出版社,2012.
（责任编辑：方少卿）
G712
：A
：1671-752X（2014）04-0001-03
2014-10-09
刘晶璘（1964-），男，安徽铜陵人，铜陵职业技术学院院长，副教授，研究方向：电子信息技术。
安徽省教育厅教学研究项目“高职软件技术专业龙芯方向教学方案研究”（编号：20101408）。
