新工科背景下基于QT的嵌入式系統教學研究

徐德剛 熊偉 張其林 項東升

摘要：在國家新工科教育改革與建設的大背景下，分析當前嵌入式人才需求現狀，針對當前高校嵌入式系統課程教學中存在的問題，結合行業人才需求和嵌入式系統課程的特點，提出基于QT的嵌入式系統課程群建設思路與教學實施方法，以更好地培養新工科高素質嵌入式系統技術工程人才，提高高校物聯網專業建設水平。

關鍵詞：新工科;嵌入式系統;行業人才需求;QT;課程群

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）25-0259-03

Abstract： Under the background of national new engineering education reform and construction， this paper analyzes the current situation of the demand for embedded talents， aims at the problems existing in the teaching of embedded system courses in colleges and universities， combines with the industry demand for talents and the characteristics of embedded system courses，and proposes the construction ideas and teaching implementation methods of embedded system course group based on QT， to better combine with new engineering education philosophy and cultivate high quality embedded system engineering talents， improve the level of specialty construction for the Internet of Things in colleges and universities.

Key words： new engineering; embedded system; industry talent demand;qt;course group

1 引言

2017 年 2 月 18 日，基于國家戰略發展新需求，國際競爭新形勢、立德樹人新要求，教育部在復旦大學召開了高等學校工程教育發展的戰略研討會，號召高校開展“新工科”的研究實踐活動，深化工程教育改革，推進“新工科”的建設與發展[1]。“新工科”針對新興產業的對應專業及傳統工科專業的升級改造，更強調實際應用性和綜合交叉性。物聯網專業具備工科的交叉復合優勢 ，是新工科重要的支撐技術之一。嵌入式系統不僅是一項綜合多個領域知識的工程應用技術，也是物聯網和大數據行業等新興領域的重要組成部分[2]。隨著5G商用進程的逐步深入，物聯網產業的爆發式增長，物聯網工程專業人才，特別是嵌入式人才的需求將十分巨大，要求也會越來越高。因此順應時代需求，分析當前嵌入式人才需求及高校的嵌入式系統教育現狀，結合新工科教育理念，探索和改進嵌入式系統教學，對提高嵌入式系統技術工程人才的培養質量與高校物聯網專業建設水平，夯實各類國家戰略具有積極意義。

2 嵌入式人才及需求現狀分析

嵌入式人才，從事領域很寬泛，特別適合工業控制、消費電子與通信設備等物聯網技術相關領域。當前，業界的嵌入式人才崗位需求主要集中在嵌入式軟件開發方面，嵌入式開發工程師是一個正在崛起的高薪崗位，嵌入式軟件開發是未來幾年最熱門和最受歡迎的職業之一。在嵌入式軟件開發中，嵌入式應用開發工程師的需求量是最大的（基于此，本文中的嵌入式人才主要指的就是嵌入式應用開發工程師）。

嵌入式軟件開發的崗位技能要求知識全面、交叉綜合性較強，具體涵蓋：C語言、C++語言 、Linux及其系統與網絡編程、數據結構與算法、QT、Cortex A8 、驅動開發、項目經驗等方面。特別是嵌入式應用開發工程師軟件開發過程所涉內容范圍非常廣，經常會涉及一些從來沒聽過的協議、概念或新知識，需要有基于扎實的專業知識基礎上的很強的自學能力。

在嵌入式軟件開發的諸多崗位技能中，QT是由Qt Company開發的跨平臺C++圖形用戶界面應用程序開發框架，既可以開發GUI程序，也可用于開發非GUI程序（比如控制臺工具和服務器），具有跨平臺、面向對象、豐富API、支持2D/3D渲染、支持XML、多國語等強大功能，在嵌入式領域的GUI開發中，QT得到了越來越廣泛的應用，QT的引入日益變得至關重要。熟練掌握QT是成為一個優秀的嵌入式應用開發工程師的一個必備要素，也是當前業界各用人單位對嵌入式應用開發人才的迫切要求。

綜合來講，智能硬件的不斷火熱與5G商用推動的物聯網技術應用的發展，導致嵌入式系統的市場需求快速增長，對具有能夠適應社會需求的創新性設計的嵌入式人才的需求日益旺盛，要求也越來越高。嵌入式人才不僅要有過硬的綜合交叉的專業基礎知識、良好的自學能力，還應具備在此基礎上的QT熟練應用能力。

3 嵌入式系統教學及現狀分析

嵌入式系統課程具有綜合性強、內容寬廣、軟硬件結合、實踐性強等特點，跨機械、電子、計算機、通信、自動控制等多個學科，涉及計算機組成與結構、計算機接口、實時操作系統和高級語言編程等多方面的內容，很好地契合了嵌入式人才崗位的知識需求，是嵌入式人才培養的核心課程，在嵌入式人才培養課程體系中有著重要地位，對嵌入式人才的培養起著關鍵性作用。