應用型人才培養背景下學生硬件開發能力的培養策略

許建　陳燕俐

摘 要：文章從目前應用型硬件開發人才培養現狀出發，分析了硬件技術人才培養面臨的問題及其成因，并分別從課程體系建設、師資隊伍培養、校企合作機制以及以賽促學、以賽促教等四個方面，提出了新形勢下學生硬件開發能力培養的策略。

關鍵詞：應用型人才；硬件開發能力；高校

中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2018）02-0068-02

近年來，人才供給熱度長期存在 “軟熱硬冷”，甚至愈演愈烈。這種情況不僅僅存在于應用行業中，在高等院校中也已經非常嚴重。從實際的技術發展和行業需求角度來看，這種矛盾的存在具有相當的不合理性，另外，這種現象的存在又有著深層次的原因。首先，由于我國在高端制造領域的技術相對落后，國內企業從事高端制造業的較少，對硬件技術水平的需求不高。其次，硬件開發的入門門檻相對高于軟件技術，尤其是對數字電路和嵌入式底層軟件，模擬電路，大功率，高可靠性設計等都有較高的要求，這使得很多人對硬件開發望而卻步。最后，從我國的教育體制角度來看，也存在著很多限制硬件技術人才培養的弊端。

本文對現有高等教育體制下硬件開發技術培養存在的問題進行了深入剖析，并在此基礎上提出了應用型人才培養背景下學生硬件開發能力的培養的幾點建議。

一、以系統化的課程體系為基礎

根據“創新型”復合人才培養模式，計算機系統的認知、分析、設計和應用能力是計算機類人才必須具備的三大專業技能之一。[1]這其中，清晰表明了學生對于計算機系統掌握的四種能力層次。對應這些基本的能力層次，高等院校的計算機系統硬件大類的課程中，通常包括“數字電路”、“匯編語言程序設計”、“微型計算機原理與接口技術”、“計算機組成原理”、“計算機系統結構”等。但是，在實際的教學工作中，由于很多學校“重軟而輕硬”，這些基礎課程設置往往不夠合理，甚至隨意被刪減。這種問題的存在，直接導致了學生本來就存在的硬件畏懼更加嚴重。因此在應用型、創新型人才培養背景下，課程體系建設的系統性、科學性、實用性以及協調性是培養學生硬件開發能力亟待解決的問題。

首先，需要幫助學生克服對硬件技術的恐懼，激發學生對硬件開發的興趣。近年來，隨著計算機的迅速普及，雖然學生基本上可以做到一人一機，但是大家對于計算機基本結構的認識，尤其從硬件原理角度的認識是非常薄弱的。從筆者的實踐經驗來看，激發興趣的第一步不妨從教會學生認識自己的電腦入手。簡單的電腦拆裝實驗，看似簡單，卻能夠有效地教會學生認識電腦的基本組成部件，然后教師再穿插以原理的內容進行講解，往往能起到事半功倍的效果。

其次，增強課程體系的整體化和貫穿性。前文已經羅列了高等院校中硬件類上的主要課程，從傳統的教學方式來看，這些課程之間的整體性和關聯性并沒有被凸顯，以至于課程設置相互獨立，沒有形成適應于硬件開發人才培養的整體聯動機制。在應用型、創新型硬件開發人才需求的背景下，需要重新構建培養計劃體系、整合課程資源，增加課程間的承前啟后機制，建立起從理論基礎到實踐培訓的整體化課程體系。

二、以高水平的師資力量為保障

高質量的教學水平必須以高質量的師資隊伍為保障。師資隊伍建設是一個系統性工程，既需要考慮高水平人才的引進，又不能忽視了現有師資力量的培養和提升。

隨著近年來高等教育的需求，高等院校的門檻越來越高，很多學校在招聘時對于引進人才在畢業學校層次、論文發表質量及數量等方面都有明確要求。其最大的弊端在于過分強調理論水平，而不注重引進人才的應用技能。這一弊端限制了很多有豐富的工作經驗，特別是限制了在高端制造如芯片設計、集成電路開發等高新技術企業中有工作經歷的優秀人才的引進。實際上由于這些工程師的實踐開發經驗豐富、能力全面，如果將他們引進高等院校的師資隊伍，借助他們的經驗和能力制定系統化、專業化的培養課程體系，既保證了人才培養的專業性又增強了學生解決實際問題的能力。

此外，打破行政管理界限，構建合理的師資團隊。建立合理的師資力量團隊，不能全盤引進，應該以整合和培養現有隊伍為基礎。每個高校都有一批教師從事硬件類課程的教學、教輔工作，但這些人往往分散在不同的院系，沒有形成整體性的團隊，這也是造成目前高校硬件人才培養困境的主要因素之一。應用型硬件人才培養模式下，傳統教學模式和教學方法要與時俱進，需要打破行政管理的界限，將這些師資力量形成一個貫穿有序的梯隊，從基礎的電路理論，到編程方法，到實驗開發，通過團隊合作，有序推進學生的硬件知識能力的培養。

三、以完善的校企合作機制為依托

在實際教學中，我們往往會發現教學內容和實際應用脫節。這一點在軟件技術方面相對來說并不嚴重，這是因為軟件技術獲取相對容易，很多軟件開發技術借助互聯網迅速普及開來。但是在硬件開發方面，這種脫節就顯得較為嚴重，究其原因主要是學校并不參與一線的產品研發工作，開設的硬件類課程多以基礎理論為主。解決這一問題的最直接有效的方法是開展校企合作，利用這種合作機制實現資源共享，優勢互補。

具體地說，首先要加強學校和企業的深層次合作，實現資源共享。現在，很多學校的硬件類實驗多以驗證類為主，這種實驗課程的設置既脫離了企業實際需求，又起不到鍛煉學生實際動手能力的目的。對于高等院校來說，應該以企業為依托，以學生應用能力培養為基本導向，利用企業資金、設備和技術，搭建實驗教學平臺，營造仿真企業的實踐教學環境。同時，根據自身層次水平引進企業的實訓項目，通過構建企業案例庫，向學生提供崗位實訓和創業教育。

其次，建立健全學校、學生、企業三位一體的實踐實訓教學體系。在很多發達國家，對于應用型人才的培養，多采用IBT（Industry Based Training or Teaching）模式，即基于產業需求的定制培養，通過課程與學分替代等方式開設企業定制課程。[2]同時，學校需要做好硬件開發人才培養的頂層設計，一般來說通行的做法是基于企業人才的實際需求，逆向推導出應用型背景下硬件開發的人才培養模式。即通過對對接企業硬件開發人才需求現狀進行分析，梳理出企業實際應用作用的人才需求定位，在此基礎上對學校自身傳統的培養模式進行修改，針對當前硬件開發人才培養過程中與企業實際需求相脫節的各個環節，從專業設置、培養計劃到教材編寫等各個方面進行全方位的整改。

四、以多層次的學科競賽為抓手

學科競賽是高校常見的傳統教育方式之一[3]，在應用型人才培養過程中，我們需要給學科競賽賦予新的內涵和使命。通過學科競賽，可以進一步激發學生的學習熱情，同時以賽促學、以賽促教，培養學生實踐創新和學以致用的能力。

目前，以硬件設計開發為主題的學科競賽越來越受到大家的關注，如從1997年開始每兩年舉辦一屆的全國大學生電子設計競賽、全國大學生機器人大賽等。從我們的調研中可以發現，對于這些重量級的國家級競賽，學校、學生以及企業都表現出了極大的興趣，使得這些賽事成了學校展示教學成果、學生提高技能、企業挖掘人才的重要平臺。在筆者所在院校，隨著硬件類人才培養機制的建立健全，指導教師隊伍的水平不斷提高，校企合作帶來的產學研成果的日益豐富，越來越多的學生熱衷于參與這些賽事，并從比賽中獲益匪淺，形成了良性循環。

為了更好地落實以賽促學、以賽促教的目的，提高應用型硬件開發人才培養的數量和質量，我們應該充分發揮學生的主觀能動性，鼓勵和引導他們參加各個層次的相關學科競賽，讓這種模式成為學生能力提升的助推器。真正做到以學生能力培養為中心，以學科競賽為抓手，著力打造硬件設計類學習研究團隊，促進創新型、應用型人才的培養。

五、結論

目前，應用和創新是信息技術發展的兩個主題，在這一背景下，我國“中國制造2025”行動綱領也明確提出，要加快推動新一代信息技術與制造技術融合發展，把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向；著力發展智能裝備和智能產品，推進生產過程智能化，培育新型生產方式，全面提升企業研發、生產、管理和服務的智能化水平。[4]可見，隨著這一戰略發展規劃的實施，應用型、創新型硬件開發人員的需求將大大提高，作為人才培養最重要基地的高等院校，必須做好硬件開發人員培養的規劃和落實工作。本文從硬件類人才培養的現狀入手，分析了目前存在的問題及其成因，重點闡述了應用型人才培養背景下學生硬件開發能力培養的基本思路。

參考文獻：

[1]吳玲，惠麗.基于計算思維的計算機硬件立體化實驗教

學體系研究[J].黑龍江教育：理論與實踐，2016，（Z2）.

[2]Zorica Nedic，Stamen Gadzhanov，Andrew Nafalski.An

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[3]柏連陽，蔣建初，盛正發.基于學科競賽的新建本科院校

創新人才培養探析[J].中國高教研究，2010，（8）.

[4]王喜文.工業4.0、互聯網+、中國制造2025 中國制造

業轉型升級的未來方向[J].國家治理，2015，（23）.