基于企業需求的嵌入式專業課程體系建設探究

朱其慎?查英華

摘 要 高職院校的專業設置和人才培養方案需從市場需求出發，適應區域企業的需求。企業的招聘信息是企業需求的風向標，通過統計企業需求的高職嵌入式系統專業的網絡招聘信息，對招聘人才的主要技術要求和職位信息進行統計分析，根據課程學習難度，使用函數修正企業招聘職位數與課程的關系，設置修正系數，建立數學模型，確定嵌入式專業課程的設置方法。

關鍵詞 招聘信息；嵌入式專業；課程設置；企業需求；高職院校

中圖分類號 G718.5 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219（2017）20-0025-04

一、引言

在國家“互聯網+”戰略不斷推進，移動互聯網、物聯網等與傳統制造業結合，推動傳統制造業不斷轉型升級的背景下，高職嵌入式專業迎來了新的發展機遇。高職院校的人才培養方案和課程設置需從市場需求出發，分析企業需求，對現有專業和課程體系進行優化改革。

企業的技術需求緊跟經濟發展，緊跟新技術的發展，反映了當前技術人才的需求信息。調查表明，只有59.1%的企業認為高職課程“基本適合”企業的需要，認為高職課程“不很適合”與“不適合”的比例達 40.9%，這意味著近半數的企業對高職課程設置或教學內容不滿意[1]，高職院校的課程體系與企業的需求嚴重脫節。高職院校嵌入式專業的課程設置與企業的人才需求的矛盾同樣突出，一方面用人單位抱怨嵌入式專業人才缺乏，另一方面高職院校的嵌入式專業學生就業的專業對口率很低，因此，及時、科學地分析企業的需求，建立動態調整專業課程體系和資源配備的常態機制，是高職嵌入式專業課程改革亟需解決的問題。

二、網絡數據調查研究與結果分析

網絡招聘是學生找工作的主要媒介，也是學生、教師和學校了解企業需求的重要途徑。通過收集招聘網站與嵌入式專業相關的招聘需求，分類整理分析，得出招聘信息和專業課程的相關度，作為高職院校嵌入式專業課程體系建設的重要依據，優化和擴展現有的專業課程體系。

本文以前程無憂招聘網站為例，統計了2016年12月份發布的嵌入式專業的招聘信息，每年的11～12月份是高職學生離校頂崗實習找工作的高峰期，也是企業新的一年工作項目需求的規劃期。招聘信息檢索以“嵌入式”為關鍵字，工作地點為嵌入式專業招聘企業相對集中的南京、杭州、上海、蘇州、寧波等江浙滬城市，學歷要求為大專，完整的檢索條件為：嵌入式+南京+上海+杭州+蘇州+寧波+大專+近一個月，共檢索出4706條招聘信息。

“互聯網+”戰略的提出，傳統行業的轉型升級擴展了嵌入式專業的就業領域。在對職位信息分析過程中發現，嵌入式專業不僅用于消費電子、汽車、新能源、家電、通信等傳統行業的技術改造，還應用到智能手機、可穿戴設備、智能醫療等智能制造領域。職位根據嵌入式軟件和硬件工程師進行統計，把企業的需求技能與主流嵌入式專業的課程相關聯，各種職位的技術要求跟高職院校嵌入式專業課程的對應如表1所示。

表1 職位對應的技術要求統計表

職位名稱 技術要求 對應專業課程

嵌入式軟件工程師 C、C++、STM32、ARM芯片開發、ARM芯片相關驅動和應用程序開發。 C語言、C++語言、Java語言、Linux操作系統、單片機接口技術、Linux-C編程、ARM接口技術、嵌入式Linux應用系統設計、Android系統開發、測試技術

嵌入式硬件工程師 ARM、STM32等芯片技術，I2C總線、SPI總線、CAN總線、UART接口、嵌入式硬件設計、C/C++等語言。 C語言、Linux操作系統、單片機接口技術、Linux-C編程、ARM接口技術、嵌入式Linux應用系統設計、傳感器技術、電子線路CAD設計、測試技術

在檢索到的4706個職位中，統計匯總出嵌入式專業的12門專業課程和對應的招聘人數，詳細的對應關系統計見表2。與C語言、C++語言和Java語言相關的招聘人數分別有3585、2055和2755個，這些招聘人數彼此有交叉，說明近80%的職位都有明確的編程語言要求，企業要求的主流編程語言與www.tiobe.com權威網站公布的主流編程語言走勢圖一致[2]。

三、嵌入式專業課程設置存在的問題

“互聯網+”促進和提升了企業智能化制造的發展和傳統技術的改造升級，而嵌入式技術作為“互聯網+”的底層技術，在企業進行技術融合過程中，對嵌入式人才的需求也在不斷增加，而且會有更多的新技術與傳統嵌入式技術進行融合，使嵌入式技術的概念不斷拓展。企業需求是高職院校專業課程設置和優化的依據。嵌入式技術不僅隨著計算機、互聯網、物聯網等技術的發展不斷更新，也隨著應用范圍的擴大不斷延伸到不同的行業，企業的需求也在不斷更新迭代。由于學校和企業之間還不能做到無縫對接，高職院校制定人才培養方案時，傳統的做法是從專業教師自身的技術體系、實驗實訓條件出發進行課程設置，與企業的實際需求有很大差距；而且學校的實驗實訓設備的更新速度也明顯落后于技術的發展，造成學生學到的知識很難適應企業的真實需求。所以，關注市場需求的新技術以及技術要求成為高職院校人才培養課程體系建設的必要前提。

四、嵌入式專業課程體系改革方案

（一）課程結構改革

1. 課程學習難度

有研究者提出，學科難度可以用該學科中含有的數學、邏輯和語言等基本要素和經驗內容進行衡量，數學、邏輯和語言等內容的含量越大，則此學科的學習難度越大[3]。對于嵌入式專業而言，課程的學習難度指的是學生在已學知識的基礎上新增知識量的多少。此處定義的課程學習難度是以學生的基礎、對課程的重視程度、學習的努力程度等因素基本一致為前提。

根據教師多年的教學經驗對每門課程知識量的計算以及學生的學習反饋，確定上述嵌入式專業課程在整個專業體系的學習難度，用0～9表示，數字越大表示難度越高，如C語言的學習難度為3，嵌入式Linux應用系統設計的學習難度則為9，也就是說嵌入式Linux應用系統設計包含的知識量要高于C語言，學習的復雜程度要高。每門課程的學生學習難度見表2。

2. 課程難度系數設置

李中復等人提出學生成績符合正態分布規律[4]，劉根正等人的研究也認為學生的能力水平一般呈現正態分布的特征[5]，黃艷等人提出高校畢業生就業綜合競爭力符合正態分布的規律[6]。王少湘等人雖然認為過分強調成績的正態分布對學生的學習有消極的影響，呼吁教育者擺脫正態分布率的桎梏，但他也認同正態分布率是建立在發現教育觀基礎上的學生學業成績總體分布的一種極可靠的數學模型[7]。依據這些學者的研究結果，高職院校的課程設置應根據符合正態分布規律的學生能力水平進行調整，讓處于正態分布中部的學生學到更多的企業需要的技能。

不少研究者詳細論述了教育中的實踐能力階梯的教育改革[8][9][10]，在專業設置時進行階梯分段培養，階梯培養的課程體系之間不能出現拐點，應該是逐步提高和深化的知識結構。正態分布作為近似分布，其概率密度函數是中間高兩頭低的鐘形曲線。本文討論的課程難度和課程包含的知識量成階梯狀分布的理想狀態，所以標準正態分布不適合本文課程難度的修正要求。本文選擇sin（x）函數作為本數學模型的修正系數，原因是sin（x）值在0～1之間，圖形數據的對稱性與正態分布相似，符合課程難度修正要求。

3. 根據課程難度調整課程設置

根據學生的學習能力呈現正態分布和課程難度成階梯狀分布的特征，本文選擇sin（x）函數作為修正系數建立企業招聘職位數與課程關系的數學模型。提出課程與招聘人數的關系使用與正態分布函數相似的sin（x）函數進行修正，根據學習難度設置修正系數，公式為：修正系數=sin（（π/10）*學習難度），修正值根據崗位人數和修正系數進行計算，公式為：修正值=招聘崗位人數*修正系數，進一步算出每門課程在整個課程體系的占比，占比為每門課的修正值除以修正值的總和。嵌入式專業的專業相關課程的理論學時總數一般為600～800學時，本文以總學時600進行計算，根據占比計算每門課開設的學時數。計算結果如表2所示。

從以上的計算分析得出，C語言、Java語言和測試技術的學習難度相對較低，但企業針對高職的招聘人數較多，所以應設置較多的課時數，如C語言的學習難度為3，雖然不是最高，但由于企業的需求量大，需要的課時數卻達到108學時。但這些課程都屬于專業基礎課，在其他專業課程和實訓中都會應用，根據教學經驗，設置的學時數為表中數據的70%較合適，如C語言的課時為108*70%，約為72學時，而108-72=36學時的課程可以分散到與C語言相關的其他專業課中，用來加強對C語言的學習和應用。而對于學習難度和招聘人數都低的課程，說明無需單獨設置，可以在相關的課程中增加一些教學內容作為補充，如傳感器技術和電子線路CAD設計等。

對于課程難度較大的課程，企業面向高職招聘的人數較少的課程，如ARM接口技術和嵌入式Linux應用系統設計等課程，可以設置為選修課，供感興趣或學有余力的學生選擇。而對于大多數學生，這類課程可以通過開設講座的方式進行入門教育，開闊學生視野，不作為主要的技能教學目標。對于難度系數偏大且企業需求大的課程可以加大課時數，如單片機接口技術、Linux-C編程和Android系統開發等課程，使大多數學生都能通過努力學習，達到企業的技術要求。

4. 專業課程設置

將嵌入式專業的課程分為專業基礎課、專業課和技術拓展課三大類，根據企業招聘職位數與課程關系的數學模型，計算出各類課程的課時總數分別為297、250、53，各類課程的平均學習難度分別為2.5、5.25、6.5，如表3所示。各類課程的學時數在總學時的占比分別為：42%、49%、9%，各類課程的平均難度課時數分別為：118.8、47.62、8.15。

從數據分析的結果來看，專業基礎課的學時數最多、課程難度最小和平均難度學時數最大，專業基礎課程需要設置較多學時，這也符合企業要求具有良好專業基礎的人才需求，學生具有良好的專業基礎才能適應企業的實際項目開發。專業課程的平均難度學時數是專業基礎課的一半左右，也就是說在學生掌握專業基礎之后，應多開設專業方向課程，促使學生掌握多種專業技能。技術拓展課的平均難度學時數最少，這部分課程可以開設選修課，開闊學生的視野，了解最新的技術動態，或者穿插在其他專業課程中講解，讓學生了解這些課程的基本知識點，可以不作為主要的專業技能要求。

5. 根據企業技術發展更新課程

隨著“互聯網+”戰略的實施和技術發展，以Android技術為主的移動互聯+底層嵌入式應用的軟硬結合模式發展迅速，需求激增，招聘比例占到9%左右；傳統的嵌入式系統的應用也正從過去的單機控制或者過程控制為主，向支持多種網絡通訊方式的遠程監控特別是移動設備的方向發展，因此嵌入式專業引入Java語言和Android開發，符合企業的技術發展，可以在原有課程體系的基礎上，動態調整增加一些與移動開發相關的課程，增加新的技術發展相關課程，開拓新的前沿技術，在嵌入式專業設置軟硬件相結合的課程。

（二）加強高職院校實際項目的開發

對企業技術招聘信息的分析表明，90%的企業更需要實際動手能力強、專業知識應用扎實和一定開發經驗的畢業生。為了提高學生的實踐動手能力，需要高職院校高度重視實踐動手能力的培養。特別是中小企業，希望求職者進行過相應項目的開發，能夠擔當重任，盡快投入到企業的實際項目中去。院校可根據企業的需求調整教學內容、教學計劃，提高應用型人才的培養質量，用企業真實項目案例及管理流程為學生提供實驗、實訓資源，進而更貼近企業需求，為學生的技能訓練提供真實、全面和規范的內容服務體系。