基于工程教育认证的嵌入式操作系统教学探究

2017-09-18王丽芳

计算机时代 2017年9期

摘要：工程教育认证是实现专业教育国际化、提高本科工程教育质量的重要措施。本文对工程教育认证标准的内部逻辑关系进行了分析，找出了嵌入式操作系统的教学现状与工程教育认证之间存在的差距，并根据工程教育认证的理念，对嵌入式操作系统的课程目标与毕业要求之间的支撑关系、教学过程和持续改进进行了研究与探索。结果表明工程教育认证可以提高教学效率和教学质量。

关键词：工程教育认证；嵌入式操作系统；教学探究；持续改进

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2017）09-75-04

Abstract： Engineering education accreditation is an important measure to realize the internationalization of professional education and improve the quality of undergraduate engineering education. In this paper， the internal logic of the accreditation standards of engineering education is analyzed to find out the gap between the teaching situation of embedded operating system and the engineering education accreditation. According to the engineering education accreditation concept， the support relationship between curriculum objectives and graduation requirements， the teaching process and continuous improvement are researched and explored. The results show that engineering education accreditation can improve the teaching efficiency and teaching quality.

Key words： engineering education accreditation； embedded operating system； teaching research； continuous improvement

0 引言

经济全球化带动了工程人才的国际流动，迫使各国积极建立一套针对工程人才培养的等价认证体系。由此，美国、英国等6国于1989年发起并签署了《华盛顿协议》[1]。2006年3月教育部发布《关于成立教育部工程教育认证专家委员会的通知》，标志着我国的工程教育认证试点工作正式启动[2]。2013年6月，经《华盛顿协议》全体成员一致通过，认为我国的工程教育认证体系与《华盛顿协议》的认证体系实质等效，同意我国成为《华盛顿协议》的预备成员[3]。2016年6月我国成为《华盛顿协议》的第18个正式成员[4]。工程教育认证强调以成果产出为导向，以学生为中心，通过质量监控和反馈机制持续地对教学过程进行改进，促使教育质量的改善和提高[5-6]。

嵌入式操作系统是中北大学（以下简称“我校”）物联网工程专业的一门专业教育必修课。该课程的目的是使学生掌握嵌入式操作系统的基本知识、基本内容和基本方法，能够理解嵌入式系统开发的流程，能对内核进行灵活地裁剪，掌握嵌入式软件的应用开发。由于该课程涉及的理论广泛且抽象，技术复杂，学生学习兴趣不高，教学效果不佳[7]。在工程教育认证的背景下，如何以成果产出为导向，以学生为中心，持续改进，提高嵌入式操作系统的教学质量，是该课程教学改革亟待解决的问题。

1 工程教育认证标准分析

我国工程教育认证标准包括通用标准和专业补充标准。其中，通用标准包含学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍和支持条件。该标准与《华盛顿协议》中的标准实质等效。我国工程教育认证标准分别从工程知识、工程能力、工程技能、工程态度四个方面提出对毕业生的12条毕业要求，详见图1所示。

2 嵌入式操作系统的教学现状与工程教育认证之间的差距

我校嵌入式操作系统的教学现状与工程教育认证之间的差距如表1所示。

3 嵌入式操作系统的教学探究

3.1 以产出为导向，确定教学目标与毕业要求的支撑关系

以工程教育认证标准为依据，课程内容的制定应以成果产出为导向，以学生的能力培养为中心，应用反向设计的原则，面向社会行业需求确定物联网工程专业的培养目标，根据培养目标设定毕业要求，毕业要求应能支撑培养目标的达成，在毕业要求设定后，进一步设计课程体系，课程体系的设置能支持毕业要求的达成。我校嵌入式操作系统需要支撑的物联网工程专业的毕业要求及课程目标如表2所示。

3.2 以学生为中心的教学过程探究

改革传统教学过程以教师为中心、以知识传授为主、重教轻学、填鸭式的教学方式。依据工程教育认证中以学生为中心的教育理念，将信息技术、讨论式教学、支架式教学[8]、抛锚式教学[8]、个性化教学引入课堂。

基于信息技术，我校开发了嵌入式学习平台，如图3所示。在课程学习之前教师将课程大纲、教学日历、教学课件、教学的相关视频等教学资源发布在该平台上，每节课之前要求学生根据教学日历上的安排预习平台上的相关内容，并将预习中遇到的问题通过平台的讨论区给教师留言，教师在上课之前统计讨论区中问题及类型，课堂上教师就可以有的放矢，共性的问题重点讲解，非共性的问题个别辅导[8]，没有问题的知识点可以少讲或略讲，把节余的课堂时间用于学生之间相互讨论，通过讨论激发学生的学习热情、主动性和参与性。在课时有限的情况下，可以将这种讨论式的教学方式通过嵌入式学习平台延伸到课堂之外，拟补课堂时间和空间的局限，满足不同学生的不同学习需求。同时，针对不同的教学内容采用不同的教学方法，例如：对于系统性较强的知识，如进程通信，可以采用支架式教学，把整个知识框架布置给学生，让学生通过查阅资料自己去填充每一部分的内容；对于某个知识点的學习，如死锁问题，可以采用抛锚式教学，教师先把这个知识点的“锚”抛给学生，让学生自己去思考、分析并予以解决。另外，学生可以针对学习平台上的其他教学资源有选择地自主地个性化地学习。endprint

采用以上教学方式，在整个教学过程中，学生始终是学习的主体、是学习过程的积极参与者、知识系统的建构者，教师只是学习过程的组织者、教学资源的提供者、学生学习的帮助者和促进者，突出了工程教育认证中以学生为中心的教学理念。

3.3 持续改进

改革传统的以期末考试成绩为主的评价方式，降低期末考试在总评价中所占的权重，增加过程性评价环节，具体评价方式见表4。除了教师对学生评价之外，每学期的期末组织学生对本课程的教学目标、教学内容、教学环节、教学方法等进行评价，并对评价数据进行分析，依据分析结果对课程教学进行改进。

定期通过校友会的形式对本专业已从事与专业相关工作的毕业生进行问卷调查，跟踪反馈该课程所培养的能力能否支撑行业的工程知识和工程技能的要求。另外，通过校企合作，收集用人单位对本专业毕业生的评价信息，分析这些信息以评价本课程对毕业要求的达成度。

将教师对学生的评价、学生对教师及课程的评价作为内部评价，将用人单位对毕业生的评价作为外部评价，根据这些评价对本课程的教学目标、教学大纲、教学内容、教学过程等进行持续改进，形成Plan-Do-Check-Adjust闭环，使本课程不断完善，对毕业要求的能力达成度不断提高，达到工程教育认证中持续改进的要求。

4 结束语

工程教育认证是实现专业教育国际化、提高工程教育质量的重要措施。嵌入式操作系统是我校物联网工程专业的专业必修课程，在毕业生工程知识构建和工程技能培养方面起着重要的作用。

本文根据工程教育认证所要求的以“成果产出为导向”、“以学生为中心”、“持续改进”对嵌入式操作系统的教学目标和毕业要求之间的支撑关系进行了分析，并对教学过程和持续改进做了探索和实践，结果表明，工程教育认证的理念能很好激发学生的学习热情、主动性和参与性，提高教学效率和教学质量。由于工程教育认证在我校还处于起步阶段，嵌入式操作系统的教学改革还需不断地探索、改进和完善。

参考文献（References）：

[1] 华盛顿协议[EB/OL]. http：// www. baike. com/wiki/华盛

顿协议，2016-06-03.

[2] 教育部办公厅关于成立教育部工程教育认证专家委员会的

通知[EB/OL]. http：//old.moe.gov.cn//publicfiles/business/htmlfiles/moe/moe_1284/200610/17920.html，2016.3.17.

[3] 中国加入《华盛顿协议》成为该组织第21个成员[EB/OL].

http：//www.chinanews.Co m/edu/2013/08-20/5185330.shtml，2013.8.20

[4] 中国全票获《华盛顿协议》正式成员资格[EB/OL].http：//

www.sohu.com /a/81227051_259543，2016-06-06.

[5] 林健.工程教育认证与工程教育改革和发展 [J].高等工程教

育研究，2015.2：10-19

[6] 张建树，郭瑞丽.工程教育认证背景下课程达成度的评价改