基于產教融合的“嵌入式系統”課程規劃與建設

摘""要：隨著信息技術的飛速發展，嵌入式系統已經成為現代工業和科技領域的重要組成部分。為了滿足市場對嵌入式技術人才的需求，產教融合是一種有效的教育模式。本文從產教融合在嵌入式系統課程建設方向的指導作用，課程建設內容、建設成果進行闡述。基于產教融合的應用型人才培養模式，以探索建立基于“知識–技能”融合的課程教學與實踐模式為目標，以開發真實產品，項目驅動和能力訓練為手段，構建面向產業、行業、企業和職業需要的專業課程建設。

關鍵詞：產教融合；嵌入式系統；規劃與建設

Curriculum"Planning"and"Construction"of"Embedded"Systems"Based"on"Industry"Education"Integration

Zhang"Hongjuan"Ren"Yaxue""Tian"Baoliang

School"of"Intelligence"and"Information"Engineering，"Tangshan"University"""HebeiTangshan"063020

Abstract："With"the"rapid"development"of"information"technology，"embedded"systems"have"become"an"important"component"of"modern"industry"and"technology."In"order"to"meet"the"market's"demand"for"embedded"technology"talents，"the"integration"of"industry"and"education"is"an"effective"educational"model."This"article"elaborates"on"the"guiding"role"of"industry"education"integration"in"the"direction"of"embedded"system"curriculum"construction，"as"well"as"the"content"and"achievements"of"curriculum"construction."The"application-oriented"talent"training"model"based"on"the"integration"of"industry"and"education"aims"tonbsp;explore"the"establishment"of"a"curriculum"teaching"and"practice"model"based"on"the"integration"of"\"knowledge"skills\"，"with"the"development"of"real"products，"project"driven"and"ability"training"as"means，"to"construct"professional"curriculum"construction"that"meets"the"needs"of"industries，"sectors，"enterprises"and"professions.

Keywords："Industry"Education"Integration""Embedded"System""planning"and"construction

隨著信息技術的飛速發展，嵌入式系統已經成為現代工業和科技領域的重要組成部分。為了滿足市場對嵌入式技術人才的需求，產教融合是嵌入式系統課程建設的一種教育模式。本文將探討基于產教融合的嵌入式系統的相關內容。

我國高等教育普遍存在的問題是強調專業理論學習，缺少與企業對接。大學教的內容，企業用不上；企業需要學生具備的知識和能力，大學提供不了。我們處在新產業和新技術高速發展時代，高校對行業和企業的新技術、新知識、新工藝掌握比較滯后，需要企業參與高等教育建設。學校急需開展“企業項目化教學”和“企業實習”等實踐教學。在實際教學過程中，項目化教學的師資與企業融合不夠，缺少代表業界新工藝、新方法、新技術的項目案例；學生企業實習環節也需要做扎實深入。探索學校與產業深度融合的教育模式和教學內容，實施基于產業案例和實例的實踐類課程改革，構建面向產業、行業、企業和職業需要的專業實踐教學課程建設，迫在眉睫。

一、產教融合在“嵌入式系統”課程規劃建設中的指導作用

（一）產教融合意義

產教融合是指產業與教育的深度融合，通過校企合作、產學研結合等方式，實現教育資源與產業需求的有效對接，提高人才培養質量，促進產業發展。產教融合可以使學生通過實踐鍛煉，掌握真技能、形成真本領。產教融合把產業與教學密切結合，課程要緊密地結合產業發展而設立、推進。產教融合，“教”的課程必須服務“產”的需要，學生在實踐操作上實現質量躍升。“教”與“產”，相互支持，相互促進。產教融合就是要緊緊抓住教育、市場、產業、應用，幾個環節，在培養學生真本領、掌握真技能上下功夫。產教融合對促進教學改革，提高教學質量具有重要意義，有助于提升學生的實踐能力和創新精神，同時也有助于企業獲取優秀人才，推動技術創新。

（二）《嵌入式系統》課程規劃建設的方向

近年來隨著自動化技術、人工智能的不斷提高，以及國家“中國制造2025”的發展戰略目標，對畢業生的綜合能力也提出了更高的要求。然而，目前《嵌入式系統》的課程內容和教學方式等已難以滿足新時代發展的需要，主要存在以下不足之處。"１）隨著科技發展，在嵌入式系統應用中，新算法、新器件、新應用場景不斷涌現，但教學內容仍主要以常規的外設為主，沒有及時更新；"２）授課方式多以教師在課堂上講授為主，很多時候顯得枯燥無味，學生印象也不深刻，積極性不高，對學生工程實踐能力和創新意識的培養不夠。3）學生對課程的重要性、應用行業認識不深。上述問題的存在影響了對高素質專業人才的全面培養。基于產教融合的應用型人才培養模式，以開發真實產品，項目驅動和能力訓練為手段，探索建立基于“知識–技能”融合的課程教學與實踐模式的目標，提高教學質量，培養高素質人才。

二、基于產教融合的《嵌入式系統》課程建設目標及內容和關鍵

（一）建設目標

探索建立基于“知識–技能”融合的課程教學與實踐模式。通過競賽、校企合作、認識實習等方式構建案例式教學模式，教學講義。案例的設計難易程度為由簡入難；授課過程采用理論+案例實驗的混合交叉教學模式，有效的鍛煉學生實際的嵌入式軟硬件設計能力，提高創新能力，不斷優化課程內容、結構體系。以市場和企業需求為導向，圍繞“學科對接行業，專業對接企業”的理念，優化課程內容。

（二）具體建設的內容

（1）參加嵌入式相關競賽、以技能大賽推動教學，在技術應用課程建設過程中持續組織并指導學生參加藍橋杯嵌入式比賽、“中國互聯網+大學生創新創業大賽”、全國大學生課外學術科技作品競賽、全國大學生電子設計競賽、中國機器人及人工智能大賽等賽事，構建以行業競賽為牽引的“教-學-賽-創”應用型人才培養模式，將專業結構與產業結構融合。以比賽為契機，教師指導，拓寬應用場合，增加項目應用素材庫。通過競賽，提高學生能力，開拓眼界，培養一批學習能力強的學生，帶動較弱學生，創造比學趕幫超的學風。同時學生通過順利參加各項競賽、大創、畢業設計、為以后職業發展打下扎實基礎。高年級的同學能起到傳幫帶低年級同學，把案例項目不段完善。通過競賽、實習實訓、項目驅動等方式，增強學生的實踐操作能力，使其更好地適應嵌入式系統的開發需求，培養學生創新思維和解決問題的能力。

（2）加強校企合作，拓寬知識融合。企業作為具有豐富產業資源和市場經驗，能夠為高校提供實踐基地、科技需求等方面的支持。華清遠見2023年對自動化、軌道、通信等專業的學生進行2周培訓，增長了學生的見識，提高了動手能力。校企合作全面構筑了學科前沿與工程實際相融合教學資源。教師也參加華清培訓，把學習到的先進知識及技術融入到教學中。學校與華清遠見這家知名嵌入式系統開發公司建立了長期合作關系。學生在學習過程中可以接觸到最新的技術動態和實踐經驗，畢業后能夠迅速適應企業的工作環境。

（3）精心組織課堂教學、強化學生理論基礎。實現產教融合的前提必須努力提升學校教學水平，練好內功。教師要緊密圍繞行業、企業實際需求，縱深推進教育教學改革，強化專業、課程、教材、師資隊伍等建設，構建校企共育人才的新模式，探索科教融匯的新路徑，增強高質量發展的新動能，以高水平的產教融合助力現代教育體系建設。

嵌入式系統綜合性較強，學科相互滲透，在教學中抓基礎教學、基礎實驗，并結合實例項目進行講解，遵循由淺入深、由易到難、由基礎到綜合原則，注重引導學生，強化學生理論基礎。萬丈高樓平地起，分解目標，逐步實施。在教學中把OLED顯示、音樂播放、噴泉控制、溫濕度、超聲波傳感器、舵機及直流電機控制等實例引入課堂。程序放在學習通資料庫里，不斷豐富資料庫，為更多功能的應用做準備。

（三）實施中的關鍵問題

（1）發揮政府統籌作用，完善政策支持體系。政府要加大協調、支持和指導力度，積極創造良好的制度環境和社會氛圍。要出臺相關政策細則，落實落細相關金融、土地、財政、稅收優惠政策。既要注重產業支撐，瞄準產業的趨勢、規模和前景，優化產教融合的主要內容、協作模式，突出內涵特色、完善培養標準，又要注重企業、行業參與，引導企業樹立“投資于人、受益長遠”的理念，推動企業深度參與教育專業規劃、教材開發、教學設計、課程設置、實習實訓、師資融入等各個環節。

從地方政府層面上，應該出臺可給予合作企業相應政策與資金支持的制度，使企業在校企合作中既有責任也獲取相應利益，以提高企業的積極性。所以，政府的政策引導與激勵機制是加快產教融合形成的必要條件。只有在優良的政策環境下，企業才能更好的服務于社會，學校層面才能放心地與企業進行全面融合。

（2）加大實驗室設備投入與更新以及多學科融合。基本的嵌入式應用是基礎，需要多學科融匯貫通，例如與機器視覺傳感器通信，處理傳感器采集的數據。在后續課程建設中校企聯合開發基于嵌入式某系列產品的標準化通用性的課程資源及教材；建立一批以校企合作產品為代表的創新型實訓室、課程資源，以及相應的案例庫、文檔庫、職業標準庫等。為專業人才自主學習及終身學習提供良好的學習環境，為產教融合的進一步開展奠定基礎。

（3）堅持服務導向，提升科技服務社會能力，實踐教學內容來自于社會需求。要建好教材。教材就像劇本一樣，產教融合也要有劇本。學校要與行業、企業合作編好教材，努力使教材與行業企業實際相聯系、相結合。學生到企業生產一線看過裝置、生產線、生產流程，在生產應用的實際過程中實現技能提升。

（4）要建設師資隊伍。任何教育，決定質量的是教師。打造一支具有實踐能力的“雙師型”教師隊伍是實現產教融合、提高人才培養質量的必由之路，也是目前的難點所在。要充分發揮高校學科、師資、科研、平臺等方面優勢，搭建技術協同創新平臺，深化產學研合作。要合力打造“雙師型”教師隊伍，打通校企人員雙向流動渠道，做好產教融合。

三、基于產教融合的《嵌入式系統》課程建設研究思路、方法和實施措施

（一）建設思路

（1）研究構建“嵌入式系統”課程的校企合作教學實踐平臺。

（2）設置以工作任務為導向的新技術發展技能教學與實踐模塊。

（3）研究嵌入式與其他學科例如機器人視覺課程融合應用。

（4）綜合改革評價體系

采取多樣化的成績評定方式。針對自動化專業，平時成績占50%，包括：課堂表現（10%）、實驗（10%）、作業（30%），期末測驗占50%（題型均為分析類、設計類大題），注重學習過程考核，引導學生積極參與實踐，激發創新意識。

（二）研究方法

分析統計法：從我院學生的參加的各類競賽、大創等競賽中，總結與課程相關知識點，建立相關的項目資料庫。通過案例教學，學生親身融入電子產品和智能系統的開發過程，理解軟硬件的前期設計和可維護性的重要。通過優秀代碼的模仿，學生學到了通用的編碼方式，還認識到產品項目運作中團隊關系。

活動研究法：開展各種形式校企合作，經驗交流，教師培訓指導等活動，研究、歸納、總結課程建設方法。

歸納總結法：研究嵌入式系統課程與專業課結合，提高應用廣度。

四、基于產教融合的《嵌入式系統》課程改革的成果

我校對于培養創新型人才模式非常支持，對參加各項競賽有相應的經費支持和嚴格的經費管理機制，為項目提供良好的物質基礎和硬件條件。目前DSP/ARM實驗室具有STM32開發板40套，實驗場地能夠基本滿足40人左右的實踐環節，可以為產教融合提供場所。應用開發板可以設計綜合性實驗及項目。圖1為基于STM32共享單車立體車庫設計。圖2為基于STM32的智能花盆設計等。校企合作，產學研融合情況。學院與企業簽署實習就業基地、聯合實驗室，有利于產教融合的推進。圖3、圖4是華清遠見對學生的培訓情況。

產教融合要高質量深度開展，必須全面建設產教融合雙師教學團隊。專業老師不僅要有扎實的專業理論知識，還要具備高超的專業實踐技能。教研團隊自主自研實驗裝置有車載太陽能伸縮裝置、糧食自動稱重裝置、物料自動分揀裝置、立體車庫裝置等設備，可服務企業。

結語

基于產教融合的嵌入式系統教育模式，能夠有效提升學生的實踐能力和創新精神，滿足市場對嵌入式技術人才的需求。未來，隨著產教融合的不斷深化，嵌入式系統的教育和應用將迎來更加廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1]"苑禮兵.基于產教融合的嵌入式應用型課程體系構建研究[J].文化創新比較研究，2020"，4"（05）：8-10.

• 楊幸，李健.基于產教融合的嵌入式應用型課程體系構建研究[J].智庫時代，2020（16）：147+150.

[3]"黃日勝.嵌入技術與應用專業產教融合模式研究與探索[J].軟件導刊（教育技術），2018"，17"（11）：73-74.

[4]方剛，王佳樂.基于產教融合的嵌入式應用型課程體系構建研究[J].現代計算機（專業版）"，2018"（10）：53-55.

基金項目：唐山學院2024年度教研項目"“基于產教融合的《嵌入式系統》課程規劃與建設”；教研項目-校級項目-唐山學院教學改革研究與實踐項目（項目編號：JG24419），主持人：張紅娟

作者簡介：張紅娟（1981—""），女，漢族，山東臨沂人，碩士研究生，講師，主要從事控制理論與控制工程研究。