基于工程教育認證的嵌入式操作系統教學探究

摘 要： 工程教育認證是實現專業教育國際化、提高本科工程教育質量的重要措施。本文對工程教育認證標準的內部邏輯關系進行了分析，找出了嵌入式操作系統的教學現狀與工程教育認證之間存在的差距，并根據工程教育認證的理念，對嵌入式操作系統的課程目標與畢業要求之間的支撐關系、教學過程和持續改進進行了研究與探索。結果表明工程教育認證可以提高教學效率和教學質量。

關鍵詞： 工程教育認證； 嵌入式操作系統； 教學探究； 持續改進

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：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

經濟全球化帶動了工程人才的國際流動，迫使各國積極建立一套針對工程人才培養的等價認證體系。由此，美國、英國等6國于1989年發起并簽署了《華盛頓協議》[1]。2006年3月教育部發布《關于成立教育部工程教育認證專家委員會的通知》，標志著我國的工程教育認證試點工作正式啟動[2]。2013年6月，經《華盛頓協議》全體成員一致通過，認為我國的工程教育認證體系與《華盛頓協議》的認證體系實質等效，同意我國成為《華盛頓協議》的預備成員[3]。2016年6月我國成為《華盛頓協議》的第18個正式成員[4]。工程教育認證強調以成果產出為導向，以學生為中心，通過質量監控和反饋機制持續地對教學過程進行改進，促使教育質量的改善和提高[5-6]。

嵌入式操作系統是中北大學（以下簡稱“我校”）物聯網工程專業的一門專業教育必修課。該課程的目的是使學生掌握嵌入式操作系統的基本知識、基本內容和基本方法，能夠理解嵌入式系統開發的流程，能對內核進行靈活地裁剪，掌握嵌入式軟件的應用開發。由于該課程涉及的理論廣泛且抽象，技術復雜，學生學習興趣不高，教學效果不佳[7]。在工程教育認證的背景下，如何以成果產出為導向，以學生為中心，持續改進，提高嵌入式操作系統的教學質量，是該課程教學改革亟待解決的問題。

1 工程教育認證標準分析

我國工程教育認證標準包括通用標準和專業補充標準。其中，通用標準包含學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍和支持條件。該標準與《華盛頓協議》中的標準實質等效。我國工程教育認證標準分別從工程知識、工程能力、工程技能、工程態度四個方面提出對畢業生的12條畢業要求，詳見圖1所示。

2 嵌入式操作系統的教學現狀與工程教育認證之間的差距

我校嵌入式操作系統的教學現狀與工程教育認證之間的差距如表1所示。

3 嵌入式操作系統的教學探究

3.1 以產出為導向，確定教學目標與畢業要求的支撐關系

以工程教育認證標準為依據，課程內容的制定應以成果產出為導向，以學生的能力培養為中心，應用反向設計的原則，面向社會行業需求確定物聯網工程專業的培養目標，根據培養目標設定畢業要求，畢業要求應能支撐培養目標的達成，在畢業要求設定后，進一步設計課程體系，課程體系的設置能支持畢業要求的達成。我校嵌入式操作系統需要支撐的物聯網工程專業的畢業要求及課程目標如表2所示。

3.2 以學生為中心的教學過程探究

改革傳統教學過程以教師為中心、以知識傳授為主、重教輕學、填鴨式的教學方式。依據工程教育認證中以學生為中心的教育理念，將信息技術、討論式教學、支架式教學[8]、拋錨式教學[8]、個性化教學引入課堂。

基于信息技術，我校開發了嵌入式學習平臺，如圖3所示。在課程學習之前教師將課程大綱、教學日歷、教學課件、教學的相關視頻等教學資源發布在該平臺上，每節課之前要求學生根據教學日歷上的安排預習平臺上的相關內容，并將預習中遇到的問題通過平臺的討論區給教師留言，教師在上課之前統計討論區中問題及類型，課堂上教師就可以有的放矢，共性的問題重點講解，非共性的問題個別輔導[8]，沒有問題的知識點可以少講或略講，把節余的課堂時間用于學生之間相互討論，通過討論激發學生的學習熱情、主動性和參與性。在課時有限的情況下，可以將這種討論式的教學方式通過嵌入式學習平臺延伸到課堂之外，擬補課堂時間和空間的局限，滿足不同學生的不同學習需求。同時，針對不同的教學內容采用不同的教學方法，例如：對于系統性較強的知識，如進程通信，可以采用支架式教學，把整個知識框架布置給學生，讓學生通過查閱資料自己去填充每一部分的內容；對于某個知識點的學習，如死鎖問題，可以采用拋錨式教學，教師先把這個知識點的“錨”拋給學生，讓學生自己去思考、分析并予以解決。另外，學生可以針對學習平臺上的其他教學資源有選擇地自主地個性化地學習。endprint

采用以上教學方式，在整個教學過程中，學生始終是學習的主體、是學習過程的積極參與者、知識系統的建構者，教師只是學習過程的組織者、教學資源的提供者、學生學習的幫助者和促進者，突出了工程教育認證中以學生為中心的教學理念。

3.3 持續改進

改革傳統的以期末考試成績為主的評價方式，降低期末考試在總評價中所占的權重，增加過程性評價環節，具體評價方式見表4。除了教師對學生評價之外，每學期的期末組織學生對本課程的教學目標、教學內容、教學環節、教學方法等進行評價，并對評價數據進行分析，依據分析結果對課程教學進行改進。

定期通過校友會的形式對本專業已從事與專業相關工作的畢業生進行問卷調查，跟蹤反饋該課程所培養的能力能否支撐行業的工程知識和工程技能的要求。另外，通過校企合作，收集用人單位對本專業畢業生的評價信息，分析這些信息以評價本課程對畢業要求的達成度。

將教師對學生的評價、學生對教師及課程的評價作為內部評價，將用人單位對畢業生的評價作為外部評價，根據這些評價對本課程的教學目標、教學大綱、教學內容、教學過程等進行持續改進，形成Plan-Do-Check-Adjust閉環，使本課程不斷完善，對畢業要求的能力達成度不斷提高，達到工程教育認證中持續改進的要求。

4 結束語

工程教育認證是實現專業教育國際化、提高工程教育質量的重要措施。嵌入式操作系統是我校物聯網工程專業的專業必修課程，在畢業生工程知識構建和工程技能培養方面起著重要的作用。

本文根據工程教育認證所要求的以“成果產出為導向”、“以學生為中心”、“持續改進”對嵌入式操作系統的教學目標和畢業要求之間的支撐關系進行了分析，并對教學過程和持續改進做了探索和實踐，結果表明，工程教育認證的理念能很好激發學生的學習熱情、主動性和參與性，提高教學效率和教學質量。由于工程教育認證在我校還處于起步階段，嵌入式操作系統的教學改革還需不斷地探索、改進和完善。

參考文獻（References）：

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[2] 教育部辦公廳關于成立教育部工程教育認證專家委員會的

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[3] 中國加入《華盛頓協議》 成為該組織第21個成員[EB/OL].

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

[4] 中國全票獲《華盛頓協議》正式成員資格[EB/OL].http：//

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

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[6] 張建樹，郭瑞麗.工程教育認證背景下課程達成度的評價改

革[J].高教論壇，2016.6：72-74

[7] 徐欽桂，趙維銓，譚偉，黃培燦.嵌入式操作系統的案例教學法[J].

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[8] 王麗芳，王晉光.建構主義和MOOC模式下嵌入式操作系統

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