基于工程教育认证的“嵌入式系统”课程改革与探索

摘要：嵌入式系统教学课程是一门知识体系完整、内容丰富综合的电子类专业课，对于培养学生的电子设计能力、语言开发能力等方面具有基础性作用，但是传统教学中凸显了一些弊端。本文从工程教育认证的理念入手，挖掘嵌入式系统课程教学现状中的问题，阐述工程教育专业认证对“嵌入式系统”课程改革的影响因素以及相关的改革内容，并提出改革与探索的方向和策略，希望对嵌入式系统课程改革有一定的借鉴意义。

关键词：工程教育认证；嵌入式系统；课程改革

引言

工程教育专业认证，在我国高等教育发展中发挥着重要的导向性作用，它是工程教育以及工程师资格这两项国际互认的基础。经济的发展带来了物质的富足，高等教育的普及趋势已然势不可挡。我国本科院校培养可以说是进入了大众化和普遍化的阶段，虽然本科院校和专业在数量上急剧增长，却出现了很多与之不对称的现象和问题，例如，办学定位不清、脱离实际现象突出、应用型和技术性人才培养不足等问题，这些都大大影响了高校的教学质量和办学水平，也就造成了学生就业竞争力的低下，并且引发了就业的结构性矛盾等社会问题。所以说教学改革已经成为了必然趋势，而作为核心的课程改革也是势在必行。这些都要求高校改革要以工程教育认证为导向，充分结合产业发展的需求，突破应用型教学和人才培养的瓶颈，从而有效解决教学与产业脱轨的难题，为社会输送大量的高端技术型人才，促进社会的未来发展。

嵌入式技术在当下而言，无论是我们日常生活应用的广泛性，还是对于经济社会的发展，都显然是一门重要的热门技术。这也带动了很多高校教育中开设此类课程，满足经济发展对此类人才的需求之外，也有利于促进嵌入式技术整体水平的提高。因此，嵌入式系统课程教学的目标在于培养学生从事嵌入式系统技术的相关能力，从而更好地服务于自身就业以及国民经济的发展。同时我也能够看到，嵌入式系统课程具有专业性高、技术性强、实践性要求高的特点，课程质量直接影响了学生未来的应用效果，因此就要求基于工程教育认证进行新时代的人才培养，结合行业发展的总体趋势进行有效的改革，形成专业体系，提高教学效果，满足社会对于嵌入式系统人才的需求。

1、嵌入式系统课程教学现状

1.1 教学知识和内容的陈旧性。高校开设相关嵌入式系统课程已经不是新鲜话题，可以说是普遍现象，并且也积累了一点的经验和成果。嵌入式系统课程的实践性和操作性对课程提出了相关的要求，尤其是整个行业可以说更新速度很快、发展也很快，但是高校的课程设置上普遍缺乏与时俱进，如果知识远远滞后于时代的进步与发展，很容易就造成了相关知识在技术应用方面与时代的脱离，陈旧乏味的知识只能是影响学生的积极性，降低学生的学习热情，教学效果不尽如人意也是情理之中的事情了。

1.2 教学内容重理论轻实践。受到课时时长、实验资源紧张等因素的制约，使得嵌入式系统教学的内容大打折扣，虽然核心部分的内容被保留了下来，但是很多辅助性的内容无法保证。在这种情况下，学生只是被灌输了大量的理论知识，对产品的开发过程、方法等一知半解，分析能力与设计能力也就无从谈起了。特别是在动手实践能力的训练上是少之又少，大量的时间被原理知识传授所利用，哪怕是实例讲解也严重缩水，实验训练的联系性、系统性也就自然而然无法保证了，学以致用的效能必然受到严重影响。

1.3 课程创新性、自主性培养不足。很多高校在嵌入式系统课程教学中一味地强调技术的重要性，忽视了培养、引导其自主开发和创新的能力。学生只是在给定题目的情况下，追求为了完成任务而进行机械实验活动，局限于课程之中，独立发现问题、分析问题并且真正掌握设计与开发技能的能力反而被忽视了。我们能够明确的是，嵌入式系统课程学习不只是教师照本宣科，作为一门应用技术的掌握来说，设计的方法、技巧显然是更为重要的，并且能够对学生产生深远影响的是应用系统综合设计能力的提升，唯有此，才能胜任以后相关领域将要从事或者承担的工作。所以在课程中注重学生解决实际问题的能力、独立开发设计的能力都是非常有意义的。

2、工程教育专业认证对“嵌入式系统”课程改革的影响因素

自从我国实行工程教育专业认证以来，工程教育专业认证对高等院校工科专业建设的影响日益显现，工程教育专业认证不仅对高校工科专业的课程设置、师资队伍建设、办学条件以及软硬件设施建设等方面，都提出了明确要求和详细的规定。“嵌入式系統”课程是多门工科类专业设置的必修课程，处于十分重要的位置。近年来，随着高等教育课程改革的深入推进，“嵌入式系统”课程改革也成为了一项改革的热点，日益受到高等教育界的广泛关注。基于工程教育专业认证框架下的“嵌入式系统”课程改革，必修符合工程教育专业认证的各项要求和规定，必须顺应工程教育专业认证的发展趋势，做到迎合而上，未雨绸缪，无缝衔接。工程教育专业认证对“嵌入式系统”课程改革的影响体现在以下几方面因素。

2.1 工程教育专业认证能够直接推动“嵌入式系统”课程的改革与发展。众所周知，“嵌入式系统”课程涉及的专业知识非常广泛，包括基础数学、物理、模电、电子、计算机、通信工程等多方面内容，是许多工科专业的必修科目。由于工程教育专业认证的存在，对于工科毕业生毕业时需要达到的条件作出了严格和详细的要求，同样对工科专业学生在高校内的学习课程和培养体系也有各自规定和影响。工程教育专业认证的要求是严格的，并且有相当明确的标准可以衡量，工科专业学生必须适应工程教育专业认证带来的变化和影响，并积极适应这一规定和影响，才能按时完成学业，并且保证学业质量符合一名未来工程师的资质和岗位需求。

2.2 工程教育专业认证能够促进“嵌入式系统”课程的优化设计。“嵌入式系统”课程是一门典型的工科课程，它的教学内容相对比较抽象，对学生的抽象思维要求较高，基础较差的学生接触起来比较难，即使是对于学习处于上游的学生来说，其学习的过程同样也会比较枯燥，这对学生的学习来说是一个挑战。但是，“嵌入式系统”课程是很多工科专业内必修的一门基础课程，重要性不言而喻，只有学会弄通这门课程，才能为今后的工程类工作打下坚实的基础。工程教育专业认证提出的考核与评价系数都是围绕着大学生提升专业素质，掌握扎实的基础知识，增强未来的就业能力为出发点的，其作为指挥课程改革的风向标，能够倒逼和促进“嵌入式系统”课程的改革和创新，促进“嵌入式系统”课程的优化设计，从而推动“嵌入式系统”课程不断向前发展，更能够适应社会时代的发展和教学与实践需求，保证高校培养出来的工科毕业生都是具备扎实专业素养、能够跟得上时代发展的工程人才。

2.3 工程教育专业认证能够为“嵌入式系统”课程发展提供改革方向。工程教育专业认证是社会应用的一个重要环节，也是代表著高校培养的人才流向社会、工厂、单位的最终环节，工程教育专业认证为“嵌入式系统”课程发展提供了清晰的改革方向，即实用性方向。高校的培养最终落脚在人才的使用上。进入新时代以来，我国已经成为世界上首屈一指的制造业大国。激烈的国际竞争，使我国短时间内迫切需求大量的高精尖工程人才，工程教育专业认证突出的“实用性”原则，一切教育过程最终都要落脚在培养出理论功底扎实、工作实践能力强、创新发展能力强，同时具有国际竞争力、能够积极适应未来挑战的高素质复合型工科人才，为社会主义国家建设提供源源不断的工程技术人才，避免高校培养出理论与实践脱节的两脚猫人才，防止出现人才培养的半拉子工程，都是特别具有现实意义的。

3、基于工程教育认证的“嵌入式系统”课程改革内容

嵌入式系统课程改革是一项综合性、专业性的工作，涉及的内容也是多方面的，也可以说教学内容和教学模式、教学手段的改革应该是齐头并进的，既离不开教学与实践的密切结合，又需要教学手段的更新。从教学内容改革来说，主要是将更多的实际案例融入于教学过程之中，打破传统教学重原理知识轻应用的局限性，加强成果导向。在教学过程中围绕重点项目，让学生真正参与其中，通过项目训练达到知识掌握和理解的目的，从而提高学生的综合能力和竞争力。从教学团队来说，除了相关的学校师资队伍之外，要加大引入企业工程师等社会力量，加强校企合作，无论是教学内容的制定还是教学过程的实施，都要起到相互促进、教学相长的作用。在教师理论知识讲解、企业人员利用自身实际经验传授的基础上，学生组织团队共同进步。在教学模式方面，将工程教育认证理念中的学生中心理念充分运用于课程教学之中，培养学生的自主意识和创新意识，并且鼓励学生独立完成相关的训练任务，学生团队也可以争相讨论，解决学习过程中遇到的难题。同时，输送学生到合作的企业进行实训、实习，通过接触实际项目提升自身的实践能力，必然是事半功倍的效果。

4、“嵌入式系统”课程改革与探索的方向和策略

毋庸置疑，“嵌入式系统”课程改革与探索的方向就是将工程教育专业认证的要求和标准全面渗透进课程改革中来，以实用性、创新性为改革目标，以培养复合型、素质型、知识技能型工程人才为改革目的，为我国培养合格的工程人才，将我国的先进生产力推向历史的新高度。

4.1“嵌入式系统”课程改革要以培养专业的、能够适应激烈竞争的专业工程技术人才为目标。“嵌入式系统”课程改革首先要革除课程内容过时、教材陈旧、教学模式与社会脱节、教学目标模糊等问题。课程改革不能为了改革而改革，不能脱离了培养实用性工程人才这一初衷，不能把教学环节弄得花里胡哨，也不能喧宾夺主，弄些花拳绣腿来充台面，必须落脚在一个“实”字上。在课程教学模式上重点探索以工程案例为核心的问题导向式教学方法，通过实践性强的生动案例进行发散式教学，由教师层层剖析，利用课堂教学与现场实践教学相结合的方式，全面培养学生的创新实践思维和主动学习的兴趣，进一步提高学生的综合素质，为国家和用人单位培养专业素质强、能够适应激烈竞争的专业工程技术人才。

4.2“嵌入式系统”课程改革必须符合工程教育专业认证这一带有指导考核性的标准导向。凡是基于工程教育专业认证所能达成目标的课时、教材、实验等教学内容必须包括进来，同时也包括教学场所、实验场所、实践基地以及教学设施、工具和设备，高校必须通过采购、建设等途径来满足工程教育专业认证对于“嵌入式系统”课程的各项指标性要求，并且不断提高建设水平，以进一步巩固和提升学科建设水平。“嵌入式系统”课程的改革与发展也必须符合工程教育专业认证的需求，并在学科建设、课程优化、教学创新、效果评价、教学实践、人才培养等方面予以调整，以适应工程教育专业认证的要求。

4.3“嵌入式系统”课程改革要紧盯国际发展趋势，主动适应国际竞争。2016年，我国正式签署了《华盛顿协议》，并且成为其中的正式成员，标志着我国的工程教育质量认证体系标准得到了国际认可，我国工程教育认证的结果已得到世界上18个成员国及地区的认可。我国各高校应该在推动“嵌入式系统”课程改革的时候，不但要将中国工程教育认证标准要求与课程改革有机结合，而且要积极主动对标《华盛顿协议》，结合高校自身的特色和现实特点，进一步修订培养目标、完善课程体系、深化教学改革、更新考核与评价机制，保证工程人才培养质量实现逐步提升。

参考文献：

[1] 李志义.适应认证要求推进工程教育教学改革[J].中国大学教学， 2014 （6）.

[2] 桑楠 .嵌入式系统原理及应用开发技术[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3] 罗蕾.嵌入式实时操作系统及应用开发[M].北京：北京航空航天大学出版社，2011.

作者简介：王洁，浙江工业大学之江学院，讲师，硕士，研究方向：嵌入式系统。