以賽促改 以賽促教 以賽促學(xué)

李占嶺 馬麗潔

摘 要：本文首先對近年兩屆全國職業(yè)院校技能大賽嵌入式應(yīng)用開發(fā)賽項情況作了對比分析，其次介紹了我院參加兩次賽項的經(jīng)驗總結(jié)，最后闡述了我院嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)以全國職業(yè)技能大賽嵌入式應(yīng)用開發(fā)賽項為契機，對嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)師資隊伍建設(shè)、實訓(xùn)條件改進、校企深度融合、學(xué)生綜合職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)等專業(yè)建設(shè)各方面所做的重要舉措。

關(guān)鍵詞：嵌入式應(yīng)用 全國職業(yè)院校 技能大賽

從2008年開始舉辦全國職業(yè)院校技能大賽至今，嵌入式應(yīng)用開發(fā)賽項分別在2010年、2014年舉辦過兩屆，我院嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)均代表內(nèi)蒙古自治區(qū)參加并取得了較好的成績，通過兩屆大賽情況對比分析以及我院針對賽項所做的賽前準備，可以看出全國職業(yè)技能大賽嵌入式應(yīng)用開發(fā)競賽對我院嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)建設(shè)、師資隊伍、實訓(xùn)條件、校企融合、學(xué)生綜合職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)產(chǎn)生了重要的影響。

一、賽項情況對比分析

1.比賽規(guī)模。2010年全國職業(yè)院校技能大賽第一次增設(shè)嵌入式應(yīng)用開發(fā)賽項，參賽職業(yè)院校有來自全國28個省、自治區(qū)、直轄市的67所高職院校，參數(shù)人數(shù)達201人，根據(jù)比例，一等獎7名，二等獎13名，三等獎21名，主要承辦單位共有6家，分別是百科融創(chuàng)、求是教儀、塔米智能科技、優(yōu)利德、神州數(shù)碼、英特爾。2014年第二次舉辦嵌入式應(yīng)用開發(fā)大賽，共有全國26個省、自治區(qū)、直轄市的54所高職院校，159名選手參加本次大賽，共決出國家一等獎5名，二等獎11名，三等獎16名，主要承辦單位為北京百科融創(chuàng)教學(xué)儀器設(shè)備有限公司。從兩次競賽規(guī)模上看，2010年嵌入式應(yīng)用開發(fā)大賽參賽院校更多，參賽隊所屬專業(yè)更寬泛，包括電子類、計算機類、軟件類、嵌入式等；2014年嵌入式應(yīng)用開發(fā)大賽賽項內(nèi)容覆蓋面廣，專業(yè)性更強，規(guī)則更加嚴謹，參賽隊專業(yè)多為嵌入式技術(shù)與應(yīng)用或計算機應(yīng)用專業(yè)。

2.競賽內(nèi)容。2010和2014兩年嵌入式應(yīng)用開發(fā)競賽內(nèi)容均為：參賽隊在規(guī)定時間組裝調(diào)試一臺“探月車”，并在嵌入式開發(fā)環(huán)境下編制個性化的控制軟件?！疤皆萝嚒敝谱魍瓿珊笤诖筚愄峁┑哪M環(huán)境中執(zhí)行尋跡、定位、圖像識別與成像、無線通訊等任務(wù)，在完成產(chǎn)品基本功能的基礎(chǔ)上，參賽隊可以在一定范圍內(nèi)進行擴展發(fā)揮。IT產(chǎn)業(yè)日新月異，新技術(shù)層出不窮，兩屆大賽雖然競賽內(nèi)容相同，但是大賽緊跟技術(shù)發(fā)展前沿，緊貼企業(yè)生產(chǎn)實際，考核內(nèi)容具有明顯區(qū)別。

2.1電路調(diào)試與裝配部分（賽項比重20%）。要求參賽選手在指定時間內(nèi)閱讀任務(wù)書，焊接、組裝、調(diào)試一塊功能電路板，即大賽所規(guī)定的任務(wù)板，將焊接好的任務(wù)板安裝到大賽指定的競賽平臺上。任務(wù)板上元器件2010年80%都是插件，只有20%是貼片，而2014年恰恰相反，80%都是貼片，只有20%是插件，因此從封裝和體積上來講， 2014年對焊接要求更精細，并參照電子元器件檢驗員國家職業(yè)標準進行考核。

2.2嵌入式系統(tǒng)調(diào)試與裝配部分（賽項比重60%）。在嵌入式開發(fā)環(huán)境下編制、安裝（或固件升級）個性化的控制軟件，并進行整機調(diào)測。制作完成后的“探月車”，在大賽提供的模擬“月球環(huán)境”中行進，并對模擬“月球環(huán)境”中的地形標志物等進行探測，同時通過無線通訊發(fā)回數(shù)據(jù)。這部分所占權(quán)重最大，區(qū)別也最明顯。（1）終端設(shè)備不同：2010年終端設(shè)備為PC設(shè)備，而2014年指定安卓移動設(shè)備，移動終端是目前終端設(shè)備的主流，而全球智能移動設(shè)備市場Android占比近60%。（2）控制程序不同：2010年是LINUX上做C程序開發(fā)；而2014年是安卓上的應(yīng)用程序開發(fā)，目前Android市場中應(yīng)用所占的比例高達84.3%。（3）網(wǎng)絡(luò)通訊方式不同：2010年在競賽場地采用少量的WIFI設(shè)備，多隊共用，競賽現(xiàn)場存在數(shù)據(jù)通訊不流暢現(xiàn)象；而2014年技術(shù)服務(wù)更加成熟，各隊采用獨立WIFI模塊，小車、終端構(gòu)成單獨局域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)通訊方式更加合理通暢。（4）完成的任務(wù)不同：2010年重點完成循跡，返回探測數(shù)據(jù)和地形標志物圖像，包括測溫、測距、圖像掃描及形狀識別；2014年涵蓋內(nèi)容更綜合，涉及技術(shù)更實用，包括NFC通信、無線局域網(wǎng)通信、紅外通信、二維碼掃描、顏色識別、超聲波測距、光照強度檢測、光電碼盤測速等。

3.技術(shù)文件編寫與整理部分（賽項比重10%）。2010年要求通過網(wǎng)絡(luò)提交電子文檔，包括技術(shù)說明、使用說明、安裝說明、明細表、程序流程圖、程序說明、接線表、電路圖、方框圖、印制板圖、裝配圖、接線圖、邏輯圖、流程圖。而2014年取掉此部分，增加理論實踐一體化命題，依據(jù)競賽任務(wù)可能產(chǎn)生的結(jié)果和競賽規(guī)程中所給出的知識點、技能點及其相關(guān)要求，對選手進行理論與實踐相結(jié)合的陳述性、選擇性或其它相關(guān)形式的考核。相比較2010年，2014年的理論實踐一體化命題更加合理、實用和有效。

4.創(chuàng)新與特色部分（賽項比重10%）。這一部分2010年沒有具體指出，只給了選手發(fā)揮和想象的空間，由于其不確定性，也造成這部分考核評價的主觀性和盲目性；2014年進行改進，專指安卓UI設(shè)計的創(chuàng)新，考核選手在完成賽道任務(wù)的基礎(chǔ)上，對移動終端應(yīng)用程序界面所設(shè)計的UI布局，我們認為這種方式更有利于科學(xué)的評判，同時對選手有一個真實產(chǎn)品的正確導(dǎo)向，好的產(chǎn)品不僅要功能齊全，還要美觀大方。

二、經(jīng)驗總結(jié)

作為內(nèi)蒙古自治區(qū)唯一開設(shè)嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)的學(xué)院，我院很榮幸地代表內(nèi)蒙古自治區(qū)參加了兩屆嵌入式應(yīng)用開發(fā)競賽。因此學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和參賽院系都非常重視，指導(dǎo)教師和參賽學(xué)生在賽前都做了充分的準備， 首先對賽項規(guī)程進行了研究，重點在競賽內(nèi)容和指標體系上，然后有針對性的組織培訓(xùn)，并進行擇優(yōu)選拔，同時采取科學(xué)實用的訓(xùn)練方法，重點鍛煉選手的操作技能、溝通交流能力、團結(jié)協(xié)作、臨場應(yīng)變能力等綜合素質(zhì)。

1.根據(jù)賽項規(guī)程，選定平臺方案。

1.1單片機方案：單片機控制小車、產(chǎn)品方案簡單、只能做單片機部分訓(xùn)練、無法達到圖像識別與成像、無線傳輸?shù)纫蟆?/p>

1.2大型機器人方案：足球機器人涵蓋比賽考核的技術(shù)點、價格昂貴，達數(shù)萬元以上；體積大，使用不便；大多用筆記本做上位控制機、沒有用到嵌入式。

1.3百科融創(chuàng)產(chǎn)品方案：單片機、嵌入式完美結(jié)合，采用上位機S3C2440 ARM實驗儀結(jié)合下位機SPCE061板；制作工藝精細，大批量生產(chǎn)，有品質(zhì)保證；產(chǎn)品方案精心設(shè)計，對大賽針對性強；上位機能完成嵌入式、圖像識別與成像、無線通訊等任務(wù)；下位機能提供尋跡、避障、精確控制等功能。

因此我院參加兩屆大賽所選擇的硬件平臺都是百科融創(chuàng)產(chǎn)品。

2.培訓(xùn)方案。為普遍提高嵌入式技能，選拔優(yōu)秀學(xué)生，面向全院做好大賽宣傳，有的放矢進行專業(yè)培訓(xùn)、因材施教進行專業(yè)訓(xùn)練。

2.1比賽宣傳：為吸引學(xué)生，在賽前做了大量的宣傳工作，利用海報、廣播、校園網(wǎng)以及論壇和微信微博平臺，讓全院感興趣的師生都了解賽項，為國賽造勢—— “普通教育有高考，職業(yè)教育有大賽”。

2.2有的放矢：根據(jù)賽事方案和競賽項目說明，將培訓(xùn)分為電路調(diào)試與裝配、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)兩組，分別由經(jīng)驗豐富的專業(yè)教師承擔(dān)培訓(xùn)工作，其中新技術(shù)和新工藝聘用企業(yè)工程師來專業(yè)訓(xùn)練。

2.3因材施教：根據(jù)學(xué)生特點，采用“產(chǎn)品導(dǎo)向”訓(xùn)練模式，將培訓(xùn)分成幾個模塊，每個模塊對應(yīng)一個產(chǎn)品，產(chǎn)品實用、有趣、循序漸進，達到學(xué)有所用、學(xué)有所樂、學(xué)以致用、學(xué)有所成的效果。

3.精英特訓(xùn)。通過校級選拔，確定參賽隊員，分析大賽技術(shù)要點，參照模擬試題及各省選拔賽試題，進行精英特訓(xùn)。

3.12010年技術(shù)要點分析。2010年參賽小車上下位機各成一體，可單獨使用，上位機嵌入式采用S3C2440 ARM9處理器，可完成嵌入式、定位、圖像識別與成像、無線通訊等任務(wù)；下位機采用61板控制電機和接收傳感器信號，加車體可獨立做為循跡、避障等功能，同時配有驅(qū)動板、傳感器轉(zhuǎn)接板，可實現(xiàn)各模塊與主 MCU的IO口進行轉(zhuǎn)接，配有先進的傳感器模塊、高精度紅外測溫模塊、數(shù)字cmos圖像傳感器、紅外避障傳感器、滿足測速要求的U形傳感器。

3.2 2014年技術(shù)要點分析。2014年參賽小車以WIFI模塊為中心，將單片機、Android終端、網(wǎng)絡(luò)攝像頭組成局域網(wǎng)絡(luò)。單片機通過串口和WiFi模塊進行通信，WiFi模塊內(nèi)建了Server服務(wù)把發(fā)向服務(wù)端的IP報文進行處理，通過WiFi模塊模塊引出的串口轉(zhuǎn)發(fā)出來，這樣就實現(xiàn)了WiFi模塊和單片機串口之間的通訊； Android端通過訪問WiFi模塊網(wǎng)絡(luò)，獲取當(dāng)前WiFi模塊的網(wǎng)關(guān)地址，WiFi模塊的網(wǎng)關(guān)地址就是WiFi模塊內(nèi)建的服務(wù)端地址，然后通過socket套接字向網(wǎng)關(guān)的IP發(fā)數(shù)據(jù)，WiFi模塊處理Android端發(fā)過來的數(shù)據(jù)，然后通過WiFi模塊內(nèi)部進行處理把獲得的數(shù)據(jù)通過串口輸出；網(wǎng)絡(luò)攝像頭通過WIFI連接到WiFi模塊， Android端通過WIFI連接到WiFi模塊現(xiàn)在Android端和網(wǎng)絡(luò)攝像頭都已經(jīng)連接到了WiFi模塊的網(wǎng)絡(luò)中，此時WiFi模塊充當(dāng)一個AP，把攝像頭采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)給Android端，Android端通過廠商提供的軟件接收攝像頭傳過來的數(shù)據(jù)實現(xiàn)視頻預(yù)覽，此時的WIFI模塊只進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，并不進行數(shù)據(jù)處理。

三、以大賽為契機，對我院嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)建設(shè)舉措

通過參加國賽，我院嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)，社會聲譽得以提升，專業(yè)建設(shè)得以加強，教師水平得以提練，學(xué)生技能得以提高，發(fā)揮了“以賽促改、以賽促教、以賽促學(xué)”的重要作用，下面具體闡述我院嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)是如何以大賽為契機，采取了哪些舉措：

1.以賽促改。我院通過參加兩屆嵌入式應(yīng)用開發(fā)大賽，嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)不論從實訓(xùn)條件還是校企融合方面，都得到了改善，比賽結(jié)束，我們又采購四十余輛比賽小車作為該專業(yè)的實訓(xùn)設(shè)備，同時我們也與百科融創(chuàng)公司達成校企合作，共建嵌入式創(chuàng)新實訓(xùn)室，共同研發(fā)嵌入式典型應(yīng)用的沙盤項目，該專業(yè)改革培養(yǎng)模式和課程體系，構(gòu)建了“基于學(xué)期產(chǎn)品”培養(yǎng)模式和“四階段多元化”課程體系，2012年被我院確立為“改革試點專業(yè)”，2013年被自治區(qū)確立為“自治區(qū)示范校重點建設(shè)專業(yè)”。

2.以賽促教。通過國賽這一平臺，教師獲得向其它院校學(xué)習(xí)、交流的機會，通過參與設(shè)備采購、實訓(xùn)室建設(shè)和校企融合，指導(dǎo)教師水平明顯提升，總結(jié)比賽經(jīng)驗，選拔優(yōu)秀選手，有針對性地指導(dǎo)學(xué)生，代表自治區(qū)參加2010年全國職業(yè)院校技能大賽嵌入式應(yīng)用開發(fā)賽項獲得三等獎，2014年獲得全國二等獎的好成績。

3.以賽促學(xué)。通過此次比賽，激發(fā)了我院學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式應(yīng)用、軟件開發(fā)的熱情，使同學(xué)們對嵌入式技術(shù)與應(yīng)用有了更深層的認識，每屆院級培訓(xùn)及選拔，參與學(xué)生均在150人以上。參加國賽的選手畢業(yè)后就業(yè)明顯具有優(yōu)勢，就業(yè)在航天、軍工、金融等各個嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域，月薪均在6千以上。

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作者簡介：李占嶺（1973—），男，內(nèi)蒙古呼和浩特市，工程碩士，副教授，研究方向為計算機科學(xué)教育、計算機技術(shù)、軟件工程；馬麗潔（1976— ），女，內(nèi)蒙古人，內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向為嵌入式應(yīng)用開發(fā)。