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關鍵詞:高職軟件技術專業;人才培養方案;CDIO
1 基于CDIO的軟件項目驅動教學
軟件項目驅動教學就是按照軟件工程思想把某一工程項目展開并貫穿于整個教學,教學過程為師生互動過程,學生在項目研發的過程中掌握所學知識,使學生明白所學知識可以做什么、應該做什么和如何做什么。目前,各高校相繼在教學過程中采用了項目驅動教學方法,但產生的效果不盡相同,究其原因也各不相同,總結問題主要存在于項目設計、項目實施兩個環節中。
根據授課內容的不同,可以將項目設計分為學習型、訓練型兩種類型。學習型項目規模較小,目的是通過項目,使學生能夠深入理解課程的重點與難點,其主要應用在實訓課的課堂練習中。訓練型為大中規模項目,要求學生在老師的帶領下,完成從項目的需求分析、系統設計到編碼實現、測試部署的全過程,主要應用在學期項目和畢業項目中。
CDIO教育模式的《標準2:CDIO教學大綱制定的需求分析》闡明CDIO方法論必須將教學大綱的設計與培養目標和產業對學生素質能力的要求逐項具體掛鉤[1]。這種素質能力要求不僅包括技術專業知識的學習(類型1),而且包括學生自身能力(類型2:如認知與學習熱情、工程推理和問題求解能力、試驗和發現新知識能力、系統性批判性及創新性思維能力、職業道德等),團隊合作能力(類型3:如團隊工作能力、交流溝通互動能力、領導力等),產品和系統建造能力(類型4:如結合社會、企業和業務的需求來構思、設計、建造和運行系統)。這種對素質和能力培養的需求要經過專業化的工程師組織、已畢業的校友和產業界用人單位的審核與認可,并在具體要達到的水平、成績標準方面得到他們的指點和幫助。
CDIO教育模式的《標準3:集成化課程設置》要求發展建立課程之間的關聯,使多門課共同支持專業目標,要有具體計劃將課程關聯以針對標準2所要達到的4個類型素質和能力。通常各門課程都是按學科內容獨立的,彼此之間很少關聯,而CDIO方法按照工程項目全生命周期來組織教、學、做,應當能夠將相關課程關聯,避免不必要的重復,使學生掌握各門課程知識之間的聯系,用于解決綜合的問題。
蘇州工業園區職業技術學院軟件技術專業依據上述原則制定了專業核心課程的課程標準,取代傳統的教學大綱,突出了工作過程系統化的教學理念,強調了學習情境的設計。特別需要強調的是,本專業按照《蘇園職院教科字[2008]第61號》文件的要求,在2008級開展了學期項目,要求如下:(1)學期項目必須綜合運用本學期所學課程知識與技能,是本學期各學習領域課程能力的綜合反映;(2)本學期項目重在方案的構思(c)與設計(D)兩個環節,不能當作實訓課施行;(3)學期項目鼓勵來源于生活與企業生產,著力于解決現實生活與企業生產中的小問題;(4)學期項目鼓勵具有創新性。
軟件技術專業的學期項目實施得到了良好效果,兩個學期項目:游戲軟件方向學生的“戰爭與和平――一款手機游戲項目”和NIIT方向學生的“自動點餐系統”包攬了學院學期項目評比的一等獎。
2 軟件技術專業人才培養方案
2.1 職業目標確定
院企雙方共同組成的軟件技術專業建設指導委員會指導課程開發組通過軟件技術崗位分析其職業能力,確定了軟件技術學員的職業目標,如圖1所示。院企合作共同培養面向區域內軟件及IT服務外包產業,從事軟件產品開發、軟件測試、軟件產品管理、軟件產品銷售及售后服務等崗位的一線技術及服務人員。
2.2 職業能力分析
2.2.1 崗位描述
崗位描述如表1所示。
2.2.2典型工作任務及其職業能力分析
本專業對應的3個職業崗位的典型工作任務有:需求分析、軟件設計、編碼實現、軟件測試和軟件服務,典型工作任務及其對應的職業能力詳見表2。
2.2.3能力與素質總體要求
(1)專業能力。具有良好的編碼能力,掌握控制臺應用程序、GUI應用程序、Web應用程序、移動應用程序等軟件的一般開發方法,了解主流企業級應用軟件的基本架構,會使用數據庫軟件,能夠在,NET和JAVA兩種平臺上的熟練地完成程序編碼和測試等工作。
(2)方法能力。保持求知欲和進取心,能夠具有較強的學習能力、發現和解決問題的能力、電腦軟件操作能力,和掌握較強的專業外語閱讀能力。
(3)社會能力。具備人際交往能力、表達能力和自我決策能力、自覺的規范意識和團隊精神,承受挫折的能力,注重學會共處、學會做人,以確立積極的人生態度。
2.3課程體系設計
2.3.1 體系架構與課程設計思路
將典型工作任務的職業能力結合崗位所對應的職業資格要求,歸納出需求分析等共14個行動領域,并轉換成11門對應的專業學習領域核心課程:使用C#進行面向對象的編程、SQL Server 2005設計與開發、XML可擴展標記語言、使用ADO,NET&XML進行高級數據庫應用開發、使用VC#,NET實現GUI開發、使用J2SE 5.0進行GUI開發、UML進行面向對象分析與設計、使用進行Web應用開發、使用J2EE進行企業級應用開發、使用J2ME進行移動應用開發、軟件測試。
2.3.2 課程模塊化設計課程模塊化設計如表3所示。
2.4 專業主干課程描述(摘選)
2.4.1 使用J2EE進行企業級應用開發
參考學分:6:參考學時:96;開設學期:2。
課程目標:培養掌握J2EE各主要技術內容的基礎上,能夠利用J2EE編程思想,解決具體的網絡應用項目問題,并且能夠搭建和使用J2EE開發環境,完成J2EE體系結構項目的開發,按照策劃和需求完成相關的功能模塊設計、編碼、和測試等工作。通過本課程的學習,學生將具有J2EE開發的扎實理論基礎和實際設計經驗,可勝任企業級應用的設計和開發等相關工作。
課程主要內容:掌握J2EE體系結構和建立運行開發環境;Servlet編程項目開發;JSP編程項目開發:項目中使用JAVABEAN;項目中使用JSP自定義標記;利用JDBC訪問數據庫項目開發;EJB編程項目開發。
教學建議:建議小班上課,3~5人一個小組;加強小組進度監管,以防止部分同學濫竽充數;學有余力的學生小組可以在完成教師指定課程項目之后,開發自選項目。
2.4.2 用進行Web應用開發(學期項目課程)
參考學分:6;參考學時:96;開設學期:3。
課程目標:培養學生從專業角度發現現實生活或生產過程中存在的小問題,并初步判斷利用專業知識解決問題的可行性。培養學生自主學習的主動性和自主學習能力;會查閱知識、學習知識、運用知識、分享知識。培養學生利用所學知識,對方案進行論證,判斷可行性。鍛煉小組成員間團隊配合、分工協作能力;鍛煉部分成員的組織協調能力。
同一項目組各成員有不同項目成果,也可以是同一成果的不同部分。
課程主要內容:選題以來源于生活與生產實際,并著力于解決現實生活與企業生產過程中存在的小問題的項目為主,以模擬項目為輔;通過學生查閱相關資料、小組討論和教師輔導的方式提出項目方案;學生對相關領域專業技術基礎、發展現狀及現實應用有一定了解,對專業知識和技能的進一步學習產生興趣;全體學生的團隊溝通協作能力、部分學生的組織協調能力等到鍛煉。
教學建議,學期項目以小組為單位實施,每組成員不超過6名學生。指導老師要規范項目小組會議、合理小組分工、加強老師指導與小組研討記錄、明確CDIO 4個環節的要求等,有效引導學生完成學期項目。學期項目的指導與實施應重在平時,每個項目的周指導課時為2課時,由老師根據學生上課時間自行安排,主要是進行項目制作方法指導與進度檢查等。兩個項目周分別用于學生整理方案書、中期評價、項目制作以及答辯,突出學生的主體作用,但不能當作放假周實施;采用項目指導方式教學,突出培養創新能力,以理論研究為主,培養學生綜合分析解決問題能力。
2.4.3 項崗實習與畢業項目
參考學分:33;參考學時:1320;開設學期:5。
課程目標:頂崗實習是軟件專業教學計劃所設的重要實踐性教學環節,是學生理論聯系實際的課堂。頂崗實習的目的是:
(1)軟件專業的培養目標是培養德、智、體、美全面發展的,具有一定計算機軟件編程技術基礎,掌握軟件項目的實用領先開發方法和實踐技能,具有高度團隊精神的高等應用型技術人才。畢業生主要在各企事業單位從事計算機軟件產品的開發、測試與服務等工作。學生要有軟件開發方面的基礎理論,還要將理論與實踐相結合,在實踐中提高能力。通過生產實習,可以進一步鞏固和深化所學的理論知識,彌補理論教學的不足,以提高教學質量。
(2)通過頂崗實習,提高對軟件開發的認識,加深軟件開發技術在工業領域應用的感性認識,開闊視野,了解相關軟件技術和資料,熟悉軟件產品的開發流程。
(3)通過頂崗實習接觸認識社會,提高社會交往能力,學習軟件從業人員的優秀品質和敬業精神,培養學生的專業素質、理論聯系實際、綜合運用所學知識解決實際問題的能力,樹立良好的職業意識,增強敬業、創業精神,明確自己的社會責任。
(4)學生在頂崗實習期間,選擇與本專業及崗位工作相關的工業案例項目作為畢業項目研究對象,通過理論聯系實踐的深入研究,完成畢業項目,提高專業綜合實踐能力。
課程主要內容:軟件產品開發管理流程:軟件開發各崗位關系與職責;軟件開發技術;軟件測試技術:軟件運維技術;軟件行業的規范標準:軟件從業人員的素質。
畢業項目按照多元化的原則實施項目設計,根據專業特點和學生學業能力的差異及學生實習與否的實際狀況,可有針對性地選擇以下方式中的一種開展項目:畢業設計;畢業論文;社會調查報告;工業案例;可行性報告等。
教學建議:畢業項目題目應符合本專業的方向,符合對學生專業知識綜合訓練的要求;結合實習崗位和企業的生產實際選題。畢業項目可以一人一題或多人一題,但每個項目組最多不能超過3人;畢業論文只能一人一題;小組形式的畢業項目的任務書只有一份,但小組中應明確組長和組員的不同職責,分工明確,任務具體。指導老師要規范項目小組會議、合理小組分工、加強老師指導與小組研討記錄、明確CDIO 4個環節的要求等,有效引導學生完成畢業項目。項目報告是項目完成后對項目的實施和成果做出的總結或說明性文字材料:對于有實物的設計成果,在可以在報告中加入設計框圖、界面圖、程序代碼和照片等,文字部分不得少于3000字。畢業項目采取畢業論文形式時,寫作的格式應按照學術期刊的要求,段落層次劃分清楚,標注參考文獻,字數達到7000字以上。
頂崗實習考核辦法:
(1)無完整實習過程記錄的,不能參加實習成績評定。
(2)實習報告:實習學生在實習期間,必須完成反映企業文化適應,與工作相關的系能力提高,綜合職業素質養成等三個專題的實習報告。每個專題的字數應在1000字以上。
(3)實習單位評價:企業相關部門根據學生的出勤情況、紀律遵守情況、適應能力、團隊合作能力和工作表現五個方面進行考核,并將各項成績錄入,加蓋公司人力資源部印章。
(4)權重分配
實習單位評價:60%;專題實習報告:40%;無實習過程記錄的不能參加實習成績評定。
(5)成績記錄:畢業實習成績采用百分制登記,60分以上及格,60分以下不及格。
f61凡出現下列情況之一的一律取消考核資格,不能取得畢業資格:
未達到規定實習時間三分之二以上者。
實習期間嚴重違反實習紀律,給學校聲譽造成不良影響。
由于個人違規操作,給實習單位造成重大損失。
無故不按時交畢業實習報告和實習過程記錄表的。
3 方案實施所必備的實驗實訓條件、師資條件
3.1 基本實訓條件
(1)校內實訓室基本配置,如表4所示。
(2)校外實訓基地基本狀況。加強了校外實習基地的建設力度,新建18家校外實習基地,總數達到63家。重點建設思科網訊(蘇州)有限公司、方正軟件、宏智科技、蘇州科升通信技術有限公司、蘇州國貿電子系統集成有限公司、友達光電等6個聯系緊密型校外實習基地(其中外包軟件公司3家,自主開發軟件公司2家,嵌入式軟件公司1家),確保提供50名三年級學生準就業實習崗位。并在2009-2010年新開拓了12家軟件企業作為校外實習基地,提供了32名學生準就業實習崗位。
3.2 師資要求
(1)專業帶頭人的基本要求具有較高的高職教育認識能力、專業發展方向把握能力、課程開發能力、教研教改能力、學術研究、項目開發能力、雙語教學能力、實訓指導能力、組織協調能力等。能帶領專業團隊進行專業人才培養方案的設計,構建“1C+5P”能力訓練體系及FMS教學組織模式,并能科學實施。
(2)專任教師、兼職教師的配置與要求,如表5所示。
關鍵詞:工程化;實踐教學體系;軟件技術專業
0 引言
軟件產業是信息產業的核心,軟件人才是軟件產業發展的關鍵,而運用軟件工程思想,通過工程化方法開發軟件已經成為業界的共識。高技能軟件工程人才的匱乏嚴重阻礙了我國軟件業的發展,我國軟件業與世界軟件強國相比差距很大,甚至遠遠不如同為發展中國家的印度。其中一個關鍵原因在于我國在軟件人才培養方面還存在以下問題:①缺乏對軟件人才培養目標的準確定位,高職院校的軟件人才培養定位在從事編程、測試、維護和支持一線的“軟件藍領”,主要面向的崗位是程序員,這在理論上已經成為共識,然而很多教師錯誤地認為程序員只要會寫代碼就可以,這種教學理念導致一些學生沒有軟件工程的概念,自然培養出的是“軟件作坊”里的代碼英雄;②高職軟件技術專業實踐教學存在體系不合理等問題。
1 基本框架
軟件技術專業團隊在國家示范性建設過程中需達成共識:軟件技術專業的職業教育者必須在軟件技術教學中深入貫徹軟件工程思想,使其成為學生從事軟件開發工作的世界觀和方法論。軟件技術教學應貫徹將工程化能力、職業素質培養與專業理論教學融為一體的教學理念,按照知識建構的觀點,以軟件開發過程為主線、以實踐為核心組織課堂的教學思路。基于軟件開發過程的工程化實踐教學體系基本框架如圖1所示。該框架以軟件統一過程RUP理論為依據,以軟件開發過程為主線,將實踐教學體系分為目標體系、內容體系、實施體系、條件體系和管理體系5部分,各組成部分在實踐中既要發揮各自的作用并體現各自的功能,又要協調配合以實現實踐教學的總體目標。
2 實踐教學體系
2.1 以軟件開發過程為主線,建立基于崗位能力模型的分層目標體系
根據應用型人才職業能力培養要求,將高職軟件技術專業培養目標的職業能力分為3個層次:職業核心能力、專業通用能力、崗位特定能力。為準確定位程序員3個層次的能力范圍,我們首先研究出程序員在軟件開發各個階段應具備的專業能力。基于軟件開發過程的程序員崗位專業能力模型如圖2所示。接著將圖2實現工作流中有下劃線標識的能力按流行開發語言分為Java程序員、.Net程序員和Android程序員應具備的能力,即崗位特定能力。對應軟件開發每個階段的能力是各種崗位類型的程序員都應具備的能力,稱為專業通用能力或軟件工程能力。最后,抽取工程化軟件產品開發過程中需要的團隊合作能力、表達溝通能力等作為職業核心能力。根據3種能力的依賴關系,我們建立圖3所示的以職業核心能力支撐專業通用能力和崗位特定能力、以專業通用能力支撐崗位特定能力的軟件技術專業實踐教學能力分層目標體系。
2.2 以軟件工程過程為導向,構建工程化、模塊化、層次化的課程內容體系
課程內容體系建設思路及過程包括以下幾個方面。
(1)獲取程序員崗位(Java程序員、.Net程序員、移動程序員)在實際軟件開發過程中具有完整工作過程的工作任務,按照職業成長的規律分類排序,將分類后的工作任務歸納整合為典型工作任務。
(2)將一個典型工作任務轉化為一個或多個學習領域,一個學習領域對應一門課程,將多個典型工作任務中公共的學習領域劃分為專業基礎課,即業能力通用培養模塊。特有的學習領域劃分為專業課,即核心崗位能力培養模塊,該模塊又包括.Net程序員、Java程序員和Android程序員課程學習子模塊。每一模塊的課程又分為崗位基本技能、崗位特定技能和崗位綜合實訓3個層次。
(3)基于軟件開發過程,依據RUP理論,按照篩選、合并、細化、增加的原則建立以程序員為核心崗位的崗位群模型,將崗位劃分為核心崗位、輻射崗位、擴展崗位、發展崗位4種類型。基于軟件開發過程的以程序員為核心崗位的崗位群模型如圖4所示,該圖中沒有指定崗位的能力與輻射崗位所具有的能力均為專業核心崗位(程序員)的能力,這些能力是學生的必備能力;輻射崗位是在向程序員全程灌輸軟件工程思想和培養程序員其他流程相關崗位的能力時,正好培養了RUP某一崗位的能力;發展崗位是在向程序員全程灌輸軟件工程思想時,需要有部分學生熟悉這類崗位的能力,這些能力正好對應RUP的某一崗位,但因需要其他的綜合素質或較豐富的實踐經驗,并不是每個人都能達到這種能力,只有少部分學生可以達到或朝這個能力方向發展;擴展崗位指在專業核心課的基礎上,通過附加々業拓展課獲得的崗位,鼓勵學生個性化發展,不斷提升崗位遷移能力,為將來就業創造更多的機會,
通過對崗位群模型進行分析,我們構建圖5所示以職業核心能力、專業通用能力模塊課程為支撐的工程化、模塊化、層次化的崗位能力培養課程體系,對課程內容按照“一條主線、四個應用層次”的設計思路、基于“OTPAE”五步訓練法進行工程化重構。
2.3 以軟件工程過程為主線,逐步形成與工程化實踐教學相適應的包含教學模式、教學方法和評價機制的實施體系
1)在教學模式方面,為不同類型的課程探索不同的教學模式。
(1)學做合一模式:邊學邊做,學做合一,該教學模式適合專業通用能力培養模塊和崗位特定能力培養模塊中崗位基本技能課程的學習。
(2)軟件車間模式:模擬車間工人加工產品的過程,在軟件產品開發的過程中,程序員按照操作規程編寫代碼,得到想要的軟件,該模式適合崗位特定能力培養模塊中崗位特定技能課程的學習。
(3)軟件工廠模式:即生產性實訓,創設真實軟件開發環境,按照真實企業中小型項目組人員構成進行分工并在實驗室劃分邏輯工作區,然后按照工程化思想協作完成項目的分析、設計、開發和測試,該模式適合崗位綜合實訓模塊課程的學習。
2)在教學方法方面,針對不同的教學模式探索不同的教學方法。
這些教學方法包括MCLA教學法、ISAS教學法、雙語教學法、項目教學法、虛擬公司教學法。
3)在考核評價方面,建立基于“證據”的過程考核評價機制。
隨著工程化實踐教學工作的不斷深入,傳統的以筆試為主要形式、以卷面成績為主要依據的考核方式,不再適合評價學生在基于工作任務的課程學習過程中所積累起來的各項能力。借鑒英國BTEC評價模式,以世界大學城云教育平臺為依托,我們建立基于“證據”的過程考核評價機制,要求學生在完成任務的同時,學會管理學習日志、學習心得、實驗或實習報告、聲像資料、軟件作品等證據,制作學習證據匯編,為申報成果等級提供依據。教師根據學生所展示的專業能力成果、通用能力成果以及學生的自我評價,綜合認定學生的學習成績,設定不合格、合格、良好、優秀4個級別,倡導“只有更好,沒有最好”的激勵機制。
2.4 構建基于1G3W實踐教學環境、立體化實踐資源、包班導師制的工程化實踐教學條件體系
1)搭建真實、與業界同步的1C3W實踐教學環境。
堅持以工程化培養理念為指導,以系統軟件、CASE工具、開發工具為核心,以網絡、服務器、桌面系統為平臺,組建與業界同步的工程化綜合實驗環境,為工程實踐教學提供強有力的實踐實驗平臺。教學做一體化教室能滿足軟件技術專業學生100%理論實踐一體化教學要求;校內軟件實訓工廠以軟件產品開發流程為主線,營造真實的軟件產品開發氛圍,從合理利用廠區和設備等硬件資源的目標考慮引進物理產品線和邏輯產品線的概念,按物理產品線的思想規劃實驗室的布局及設備資源,按照邏輯產品線的概念配置實訓環境,為校內生產性實訓創造條件;與軟件企業合作創建的校內項目工作室可接受優秀學生進行真實項目開發,以培養技術骨干,同時也是教師進行科研的場所;與企業廣泛合作,共建校外軟件實訓基地,為即將畢業的學生提供頂崗實習崗位,基本形成圖6所示的1C3W實踐教學環境。
2)建立優質化、立體化、網絡化、工程化的實踐教學資源庫。
以世界大學城云教育平臺進行工程化實踐教學共享資源庫建設:(1)對數據結構、應用開發、Java企業應用開發等10多門傳統課程教學內容進行工程化改造,按工程化軟件開發流程對教學內容進行重構;(2)按照工程化思想和IT行業企業的工作標準對26門課程進行解構,用豐富多樣的多媒體表達形式建設26門課程的概念庫、方法庫、原理庫、練習庫、訓練庫、在線題庫、虛擬實驗庫,然后以軟件開發過程為主線,按學生認知規律重構,形成模塊化的課程單元,再以圖表化的資源集成方式通過超鏈接形成單元教案組織教學;(3)建設30個工程項目案例庫,工程案例全部來自真實的項目并通過軟件工程實踐能力提升平臺PCIP隨時隨地向學生全面開放。
3)建立全程跟蹤學生學習過程包班導師制。
為了確保工程化實踐教學的教學效果,我們對學生的學習過程進行全程跟蹤和指導,發現軟件技術專業實施不為很多人所接受的包班導師制教學,所有專業教師除了包攬一個班的所有專業課教學外,還要以導師制為平臺,以工程項目為中心,組建專業團隊,開展項目設計競賽,以競賽促進學習,以團隊帶動班集體,營造奮發向上的學習氛圍。包班導師制是提高軟件技術專業教學質量的重要手段,主要體現在:(1)包班教師對學生知根知底,便于因材施教;(2)學生的專業成績只與一名教師有關,增加了教師的壓力與動力,對教師工作提出了更高的要求,促使教師工作變被動為主動。通過在總學分中設定專業選修課學分以及定期開展專業技術講座交流等方式,我們很好地解決了業界所質疑的學生只能接受一名教師教學和思維方式的包班制缺陷問題。
2.5 利用信息化平臺,建立遵循行業標準和規范的先進、科學的管理體系
開展示范性建設數年來,我們不斷推進專業實踐教學質量,充分利用信息化平臺,引入行業標準和規范,建立先進、科學的管理體系,逐步實現自律管理。
(1)將“6S”現場管理理論靈活地應用到實訓環境的建設過程中,提高實訓基地的建設水平,形成規范化、高效化的實踐實訓現場管理;依據ISO9001質量保證模式標準,參照ISO9001軟件企業實施指南ISO9000-3,建立質量管理體系。通過制定規章制度、崗位職責、軟件開發規范,量化考核指標,對軟件產品從需求分析、軟件設計、編碼、測試、安裝到維護全過程進行控制,及時對過程數據進行統計分析,不斷改進實訓管理水平,提高實訓質量。
(2)充分利用信息化技術,與企業共同開發基于B/S架構的軟件工程實踐能力提升平臺。通過對實訓過程進行監控,幫助學生利用“學習一實踐一學習”的模式提升軟件實踐能力,通過標準化的企業實戰項目案例及系統化的知識體系為學生提供完整的理論和實踐體系;平臺的流程化特點使其可以模擬企業實際開發流程,涵蓋軟件工程的全生命周期,提供從需求分析、概要設計、詳細設計到實現、測試的體驗式教育平臺。
(3)基于世界大學城云教育平臺,以軟件開發過程為主線,對課程進行重構和解構,建設工程化網絡課程,面向全社會開放;充分利用空間資源平臺的可管理性、過程性、及時性、可監控性、學生主體性特點,建立基于“證據”的工程過程考核評價機制,強調基于學生學習紀律、學習態度、工作日志、學習心得、實踐實習報告、聲像資料、軟件作品等證明自己學習能力“證據”的自我管理能力培養。
(4)自行研制“畢業實習跟蹤系統”,對教師指導學生進行畢業設計和頂崗實踐過程進行全程跟蹤記錄,以使畢業設計工作更加規范、可控。教師可以通過系統下達畢業設計任務,指導學生書寫畢業設計文檔,跟蹤學生實習單位的變更,檢查學生提交的實習日志;學生通過系統進行畢業設計選題,提交畢業設計文檔,動態變更實習單位信息,每天提交實習日志,查看教師評語和建議;管理人員則通過系統提供的數據動態產生教務處所需各種報表。
3 結語
經過近幾年的示范性建設,長沙民政職業技術學院的軟件技術專業在實踐教學體系的指導下取得了良好效果。2013年,軟件技術專業學生參與湖南省高職院校技能大賽的5個技能項目,獲得3個第一,2個第二;在代表省參加的全國高職院校技能競賽中全部獲獎,取得1金1銀3銅的好成績。目前,軟件技術專業的實踐教學體系已經基本成熟,其中實踐教學目標、內容和方法以及實踐平臺等都已穩固成型,但在實踐教學資源的多樣性和實踐評價管理的細節上還需要進一步豐富和完善。
參考文獻:
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關鍵詞:中職;嵌入式
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2012)13-3143-03
Research on the Training of the Embedded System (Software Oriented) Talents in Secondary Vocational School——Take Dongguan Science and Technology School as an Example
LIU Meng1,2
(1.Dongguan Science and Technology School, Dongguan 523016, China; 2.Dept. of Computer Science, Guangdong Polytechnic Normal University, Guangzhou 510665, China)
Abstract: The society has a strong need for embedded system talents at present, and secondary vocational schools are training qualified primary embedded system talents to comply with the requirements of the social development. This paper, based on the actual situation of software major in our school, analyses the possibility of training the embedded system(software oriented) talents in our school, raises the location of the embedded system talents training, and preliminarily discusses the setting up of the related courses and the construction of the related laboratory.
Key words: secondary vocational school; embedded system
1嵌入式人才需求現狀
據騰訊網[6]報道,中國軟件行業人才培養布局不夠合理,導致軟件業整體低端人才過剩,高端人才缺乏,高端人才中的嵌入式開發人才更是奇缺。據統計,隨著嵌入式的應用越來越熱,嵌入式已經成為目前最有前途的IT應用領域之一,嵌入式人才缺口更高達每年80萬。
嵌入式系統主要應用在一些低成本,實時響應高但是硬件資源(存儲器、處理器等)又比較有限的設備上。隨著智能家電越來越普及,嵌入式更加重要。日常所用的手機、PDA、數碼相機、機頂盒、汽車電子、家電控制系統乃至醫療設備等等都是嵌入式系統的典型應用。大力發展嵌入式技術是對技術潮流的順應,同時對我國軟件產業和集成電路產業也有較大的促進作用。但嵌入式系統人才匱乏已成為眾多企業的共識,這又成為影響我國嵌入式發展的瓶頸,企業經常高薪卻招不來合適的嵌入式人才。
2我校軟件專業現狀
我校自2002年開設軟件專業至今已有9年,9年來軟件專業的發展可謂是一波三折。我校軟件專業有輝煌的歷史,軟件專業為我校為數不多的省級重點專業,中間經過多次復評,至今仍為省級重點專業,并于今年開始“3+2”學制的軟件人才的招生和培養,充分體現了上級領導對我校軟件專業的肯定和重視。然而這些掩蓋不了軟件專業尷尬的事實,作為曾任多個軟件班班主任的專業教師,據了解,這些年來我們所培養的學生從事本專業工作的甚少,被社會所認可的很少,甚至學生對自己的軟件專業都有所懷疑。我校軟件專業現開設的課程無法體現軟件專業的特點,學生也搞不清楚自己的定位,到底是應用呢,還是網絡呢,還是軟件開發呢,一片混沌。為改善這種狀況,體現出真正的軟件專業的特色,培養社會緊缺IT人才,讓學生實現自我,成就自我,超越自我,本人撰寫本報告,將從嵌入式人才分類,嵌入式人才培養(軟件方向)需要的課程,我校開展嵌入式人才培養(軟件方向)的可行性分析,我校的師資現狀及對策,實驗室建設等幾個方面提出嵌入式人才(軟件方向)的培養計劃。
3嵌入式人才分類
嵌入式技術既需要硬件技術更需要軟件技術,因此嵌入式人才一般分為兩類:
一類人才是偏硬件的、他們往往是電子、信息等專業出身,主要從事硬件設計以及與硬件關系較為密切的底層軟件開發、初級硬件驅動等。他們對硬件特別是原理以及接口等技術較為熟悉,但對嵌入式操作系統等復雜軟件系統卻力不從心。
另一類人才是偏軟件的,他們往往是軟件開發、計算機等專業出身,主要從事嵌入式操作系統以及操作系統之上的軟件開發(比如現在較為流行的Android以及iOS平臺的手機軟件開發),嵌入式硬件的設計大同小異,關鍵在于軟件功能的區分,這在手機、導航儀、平板電腦等上面體現的尤為突出,嵌入式軟件開發是嵌入式設備增值最關鍵的一環,也是目前嵌入式開發最主要的工作,嵌入式設備功能越強,越復雜,嵌入式軟件作用就越大,這也是大勢所趨。
4嵌入式人才培養(軟件方向)所需課程
4.1 ARM處理器原理與應用
這是一門嵌入式硬件基礎課程,嵌入式開發是軟、硬件結結合的技術,嵌入式軟件人才必須對ARM處理器的原理和接口有較為充分的理解,若不理解處理器的工作原理,根本無法控制硬件工作,更談不上寫出既能夠節省內存又能夠高效運行的代碼以及驅動程序,熟悉ARM處理器是目前很多嵌入式開發企業對人才的基本要求。
4.2嵌入式操作系統類課程
目前的嵌入式軟件開發平臺不外乎以下三種:ARM+WinCE,ARM+LINUX,ARM+Vxwork。
嵌入式操作系統主要有:Vxworks操作系統,嵌入式Linux操作系統,嵌入式Windows CE操作系統。WinCE的實時性稍差,其它兩種嵌入式操作系統的實時性都較強。從事嵌入式開發的人才至少要掌握一到兩個嵌入式操作系統的使用。下面對三個系統進行簡要介紹。
1)Vxworks操作系統,Vxworks出現較早,具有實時性很強,響應時間短、并且內核占用空間很小,可靠性較高等特點。但Vxworks價格很高,一些小公司或小產品中往往用不起。
2)嵌入式Linux操作系統,Linux可謂近年來發展最迅速的操作系統,Linux不僅在服務器方面占有的份額逐漸增長,而且在嵌入式操作系統方面的應用也獨占鰲頭(特別是Android操作系統)。Linux是自由軟件,它免費、開源、應用豐富、用戶較多,應用在嵌入式產品中會顯著降低成本。缺點是其不是微內核的,實時性不強,另外熟悉Linux的人太少,開發難度稍大。
3)嵌入式Windows CE操作系統,嵌入式是目前最具“錢景”的應用,微軟公司當然不會放棄這塊蛋糕,雖然WinCE問世只有短短幾年時間,但已經快速占據了界面要求高或者開發速度快的應用場合,如PDA、手機、顯示儀表等。WinCE目前主要開發平臺主要為WinCE Platform Builder,是典型的VC++環境,學過Windows程序設計課程的同學接受起來都不會有多大難度,開發環境方便快速,有微軟的強大技術支持,WinCE開發難度遠低于嵌入式Linux。
4.3嵌入式開發的其它相關軟件課程
搞嵌入式若能熟悉嵌入式應用的一些主要領域,這樣的人更受企業歡迎。主要的相關領域包括:
1)數字圖像:主要是應掌握MPEG編解碼算法和技術,在如高清電視、數字機頂盒、MP5,藍光DVD等方面有較為豐富的應用。
2)通信協議及編程技術:目前多數嵌入式應用都要用到互聯網特別是無線上網,這要求開發者掌握TCP/IP協議和無線通信(802.11、Bluetooth、GPRS等)協議。
3)網絡與信息安全技術:如加密技術,數字證書CA等。
4)數字信號處理技術:數字信號處理(Digital Signal Process,DSP)即DSP處理器通過硬件實現數字信號的高速數據采集、壓縮、解壓縮、通信等處理算法。
4.4嵌入式開發的相關硬件基礎
對于軟件工程專業的學生,從事嵌入式軟件開發,像數字邏輯、ARM處理器原理與應用、計算機組成原理等硬件課程是必須的。另外,匯編語言、C/C++、數據結構和算法、特別是操作系統等軟件基礎課也是十分重要的。
5我校開展嵌入式人才培養(軟件方向)的可行性分析
我校的現狀可以選擇ARM+WinCE,ARM+LINUX。根據以上的分析,我們可以得出以下結論,即系統的嵌入式人才培養(軟件方向)必須開設以下課程:數字邏輯、計算機組成原理、ARM處理器原理與應用、C/C++語言、數據結構、Linux操作系統、Linux軟件開發、Windows操作系統、Windows軟件開發、嵌入式程序開發、基于ARM的應用開發等專業課程。有的老師可能一看到這樣的課程設置就皺眉頭了,諸如這也太難了吧,我們的學生素質如何能學得了這樣的課程等等言論就來了。但事實上以上課程除了嵌入式微處理器結構、Linux軟件開發、Windows軟件開發這三門課我校軟件專業沒有開設過,其它的課程我校全部都曾經開設過。而Linux軟件開發或者Windows軟件開發這兩門課,比起我們曾經開設過的VB、Delphi、C#甚至Oracle難度又高的了多少呢,在掌握了C/C++語言的基礎上甚至難度還要小一些。另外我校在進行3+2模式招生之后,軟件專業的生源素質明顯提高,完全可以克服這個問題。
另外嵌入式人才的特殊性也決定了我們可以進行嵌入式人才培養(軟件方向),因為嵌入式技術一旦入了門之后,每個人應該根據自己的興趣愛好選擇方向(如網絡、圖像處理、操作系統、嵌入式軟件開發等),此后工作范圍以及專業技術范圍也較為固定,時間長了這些東西會越來越有經驗,做嵌入式系統的公司,都有自己的產品計劃,有自己的產品生命周期,產品更新有自己固定的節奏。他們開發的產品通常具有通用性,很少會因客戶的不同而修改。而不像傳統的軟件開發人員,開發平臺更新了,你要學新技術,用戶的需求變了,你要重新開發系統,疲于奔命,重復勞動。這個行業的從業人員一旦入門以后,只會越來越有經驗,越來越被人重視,而不會像傳統軟件開發人員職業生涯短、更新快。我校的嵌入式人才培養就可以定位為“領進門”。
6我校的師資現狀及對策
我校目前就上述數字電路、計算機組成原理、C/C++語言、數據結構、Linux操作系統、Windows操作系統等課程可以勝任的師資很多,很多教師以前上過這些課程。比如尹桂萍老師、金惠萍老師、劉建老師、陳韋華老師都分別上過以上課程。至于ARM處理器原理與應用、嵌入式程序開發、基于ARM的應用開發等課程,我校電子科組的譚乃抗老師、周淑彥老師他們都講授過單片機、PLC等相關課程,相信完全可以勝任嵌入式微處理器結構這樣有關的課程。而嵌入式程序開發、基于ARM的應用程序開發兩門課程則需要師資的培訓和進修。即以我校目前的師資是完全可以勝任嵌入式人才培養(軟件方向)的課程教學。但關鍵的問題是以上教師都沒有相關的嵌入式開發經驗,這個在嵌入式人才培養和實訓中很重要。
那么如何解決這個問題呢,就目前來看可以有三種途徑可以解決,第一、參加培訓,比如“中嵌教育”,這是一家專門從事嵌入式人才培養的機構。我們可以將教師派出去培訓,系統的學習嵌入式開發相關課程。第二、到從事嵌入式開發的企業頂崗實習,這樣的企業比較多,比如華為、中興、諾基亞等大型企業,從事嵌入式軟件開發的小型企業在珠三角就更多了,只是這個目前有點不現實,因為各個嵌入式開發公司他們的產品、技術都涉及到知識產權或者行業機密,不會接受我們完全沒有相關經驗的老師去頂崗實習,但事如果我們的老師經過嵌入式開發的培訓,然后再從事相關課程教學一段時間,挑上一些優秀的學生一起去實習是比較有可能的,因為畢竟現在嵌入式人才還是相當緊缺的。第三、引進高水平的嵌入式人才,當然這要求學校的領導解放思想、開拓思路,因為高水平的嵌入式人才在企業可以有幾十萬的年收入,如何留住這樣的人才讓他們服務于教學,這是關鍵。
7實驗室建設
這是一個專業設置或者人才培養必須要解決的問題,在嵌入式系統的課時分配中,建議基礎理論課程占總課時的1/3,驗證性實驗課占總課時的1/3,綜合應用實訓課占總課時的1/3。可以看出實驗室對嵌入式人才培養的重要性,我校可以充分利用現有實驗室資源來滿足學生的實驗實訓課程需求。比如數字電路、計算機組成原理、C/C++語言、數據結構、Linux操作系統、Windows操作系統等課程現在的實驗室無需添加任何設備即可完成教學實踐任務。而嵌入式微處理器原理性實驗、以及嵌入式程序開發和基于ARM的應用程序開發,則必須建設新的實驗室,購買新的ARM7或者ARM9微處理器芯片,以滿足實驗要求。至于UCLinux操作系統教學和ARM集成開發工具ADS則可以仿照現在操作系統類課程在虛擬機VMware下進行。
8結束語
嵌入式技術已經成為計算機技術的一個非常重要分支。社會對嵌入式人才的需求非常旺盛,面對巨大的就業競爭,如何從容面對社會,讓學生掌握一項受益終身的技術,成為一名高端、緊缺的人才是我們的責任。職業學校應發揮面向社會、服務社會的作用,向社會提供合格的初級嵌入式人才應當成為我們的使命。以上是本人結合學校的軟件專業現狀和社會上對嵌入式人才的需求,探討了在我校進行嵌入式人才培養的可能性,以及培養人才的定位,初步探討了課程設置和實驗室建設,一些想法還不夠成熟,希望這些能對我校的軟件專業發展起一些推動作用,為嵌入式人才培養做一點應有的貢獻。
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