“1+X”背景下《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)》課程的改革思路研究*

王 欣

（東莞職業(yè)技術(shù)院電子信息學(xué)院 廣東東莞 523808）

2019年國(guó)家相關(guān)部門連續(xù)出臺(tái)了《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》及《關(guān)于在院校實(shí)施“學(xué)歷證書+若干職業(yè)技能等級(jí)證書”制度試點(diǎn)方案》，確定了將“1+X”證書制度作為新時(shí)期職業(yè)教育改革的重要抓手，各個(gè)試點(diǎn)單位結(jié)合本部門的實(shí)際情況，選取合適的X證書對(duì)接區(qū)域產(chǎn)業(yè)需求，培養(yǎng)復(fù)合型技術(shù)技能人才，拓展學(xué)生的就業(yè)創(chuàng)業(yè)本領(lǐng)，緩解結(jié)構(gòu)性就業(yè)矛盾[1]?！皞鞲芯W(wǎng)應(yīng)用開發(fā)”作為教育部職業(yè)技術(shù)教育中心研究所發(fā)布的第二批職業(yè)技能等級(jí)證書之一，是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的第一個(gè)職業(yè)技能證書，其主要針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)及企事業(yè)單位，面向研發(fā)助理、部品開發(fā)、產(chǎn)品測(cè)試、技術(shù)支持等崗位。筆者通過(guò)實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分高職院校傳統(tǒng)的信息類專業(yè)（電子信息、通信工程、應(yīng)用電子）也組織培訓(xùn)學(xué)生考取“傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)（中級(jí)）”職業(yè)技能證書，但由于受到人才培養(yǎng)方案的限制，此類專業(yè)無(wú)法再增設(shè)與傳感網(wǎng)應(yīng)用證書相關(guān)的專業(yè)課程，目前普遍采取的做法是選取一門相關(guān)的專業(yè)核心課程與傳感網(wǎng)應(yīng)用技能證書考核內(nèi)容進(jìn)行對(duì)接，剩下內(nèi)容再通過(guò)實(shí)訓(xùn)體系進(jìn)行補(bǔ)差培訓(xùn)，此門課程通常是信息類專業(yè)都開設(shè)的《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)》（簡(jiǎn)稱嵌入式課程）。

一、嵌入式課程現(xiàn)狀

1.課程知識(shí)的局限性

目前嵌入式系統(tǒng)課程大多是以學(xué)科知識(shí)為中心，依然是把相關(guān)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行機(jī)械的組織歸納總結(jié)，依舊沿用“目標(biāo)-結(jié)果”導(dǎo)向的傳統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu)，忽略了“技術(shù)創(chuàng)新-社會(huì)進(jìn)步-經(jīng)濟(jì)發(fā)展-教育變革”邏輯的影響，忽視現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)模式和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變更，導(dǎo)致受教育者無(wú)法理解學(xué)科知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，也就無(wú)法理解學(xué)科知識(shí)的具體用途，導(dǎo)致課程對(duì)受教育者的能力塑造不能很好地適應(yīng)企業(yè)和行業(yè)的需求。

2.課程項(xiàng)目化設(shè)計(jì)不足之處

為了擺脫舊的學(xué)科知識(shí)體系觀念，目前很多嵌入式課程都開發(fā)了基于項(xiàng)目化、工作過(guò)程化的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，雖然方法和方向是對(duì)的，但是課程大多數(shù)項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容受限于教師的學(xué)歷學(xué)科化背景及校企合作層次不深等原因，項(xiàng)目化設(shè)計(jì)內(nèi)容與行業(yè)接軌不理想，教學(xué)設(shè)計(jì)也不夠準(zhǔn)確，大部分只是停留在表面上，項(xiàng)目化無(wú)法深入，教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)和行業(yè)需求相背離。

3.課程無(wú)法體現(xiàn)新技術(shù)新工藝新規(guī)范新要求

隨著新技術(shù)的發(fā)展，各行業(yè)對(duì)復(fù)合型人才的要求越來(lái)越高，就要求課程內(nèi)容能夠反映新的技術(shù)發(fā)展方向，能夠滿足企業(yè)行業(yè)對(duì)新層次人才的要求，但是嵌入式課程教學(xué)內(nèi)容大部分以過(guò)去的、間接的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)作為課程內(nèi)容的來(lái)源，知識(shí)體系的創(chuàng)新力度、速度、頻度、幅度等與產(chǎn)業(yè)部門的人才需求之間越來(lái)越無(wú)法接軌，無(wú)法體現(xiàn)新技術(shù)新工藝的要求。

因此，在嵌入式課程中引入傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)嵌入式課程進(jìn)行改革已經(jīng)迫在眉睫。傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)單位是社會(huì)評(píng)價(jià)組織，也就是在行業(yè)領(lǐng)域有影響力的相關(guān)企業(yè)開發(fā)制定的，代表了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新動(dòng)態(tài)新趨勢(shì)，是主要根據(jù)傳感網(wǎng)技術(shù)工作崗位技能需求、復(fù)雜工作任務(wù)、工作程序要素、相關(guān)技術(shù)、行動(dòng)紀(jì)律等技術(shù)和能力要素來(lái)制定，代表著新技術(shù)新行業(yè)的發(fā)展要求。在嵌入式課程改革中，教育工作者應(yīng)充分解讀傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)職業(yè)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，把職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)的先進(jìn)思想技術(shù)方法融入嵌入式課程改革當(dāng)中，讓嵌入式課程能夠重新煥發(fā)新的生命力，為社會(huì)培養(yǎng)合格的復(fù)合型技術(shù)技能人才。

二、傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)職業(yè)等級(jí)（中級(jí)）標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）解讀

文本主要采用分析法對(duì)傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，文本分析法是定量和定性相互補(bǔ)充的內(nèi)容分析方法，既指對(duì)文本本身內(nèi)涵的解釋和理解，也是對(duì)文本作為一種媒介直接或間接傳遞的價(jià)值傾向的分析[2]。通過(guò)此方法從標(biāo)準(zhǔn)的文字描述挖掘出標(biāo)準(zhǔn)的深層理論內(nèi)涵，期望從標(biāo)準(zhǔn)制定者本身去把握標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和本質(zhì)特征。最終分析得出傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)主要包括道德標(biāo)準(zhǔn)、知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)和技能標(biāo)準(zhǔn)。

1.道德標(biāo)準(zhǔn)

職業(yè)道德作為我國(guó)道德體系的重要組成部分，是各行各業(yè)都遵從的職業(yè)規(guī)范，也體現(xiàn)在傳感網(wǎng)職業(yè)技能等級(jí)證書中，通過(guò)分析傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)道德標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成了傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的首要標(biāo)準(zhǔn)，雖然標(biāo)準(zhǔn)文本描述中未具體列出傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)相關(guān)工作崗位所具有的職業(yè)道德，但傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)工作從其崗位的專業(yè)性本身就詳細(xì)說(shuō)明了職業(yè)道德，主要內(nèi)涵包括遵紀(jì)守法、愛崗敬業(yè)、盡職盡責(zé)、團(tuán)結(jié)協(xié)作等[3]。

2.知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)

傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)主要有三類，第一類是基于技術(shù)/工具知識(shí)，例如，能夠熟練運(yùn)用keil mdk5及stm32 cubeMX等開發(fā)工具，多用熟練使用工具等詞匯表述；第二類是技術(shù)規(guī)律和技術(shù)原理的知識(shí)，例如，了解Modebus通信協(xié)議，熟悉RS485總線原理等，多用熟悉、了解等詞匯表述；第三類是技術(shù)操作和技術(shù)更新的知識(shí)，在傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中主要體現(xiàn)此類知識(shí)，例如，能夠根據(jù)編程手冊(cè)，運(yùn)用MCU的GPIO驅(qū)動(dòng)技術(shù)及串口通信技術(shù)，獨(dú)立操作串口讀取傳感器數(shù)據(jù)，此類知識(shí)多用運(yùn)用…知識(shí)，完成…操作等詞匯表述。因此，從知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)維度看，傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)更強(qiáng)調(diào)技術(shù)/工具知識(shí)和技術(shù)操作知識(shí)。分析傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)不難發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)中職業(yè)技能涵蓋全部相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，并將知識(shí)點(diǎn)以相近性的原則進(jìn)行分類與排序，同類別中以知識(shí)點(diǎn)難易程度的遞進(jìn)性關(guān)系進(jìn)行排序組合，并且完善知識(shí)點(diǎn)前置鋪墊和后續(xù)的擴(kuò)展性。同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)中還補(bǔ)充前后知識(shí)相銜接時(shí)過(guò)渡性的知識(shí)，形成一個(gè)可供受教育者持續(xù)學(xué)習(xí)的知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)體系。

3.技能標(biāo)準(zhǔn)

傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的技能標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)了傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)崗位的精細(xì)分工，受教育者通過(guò)一定模塊的專業(yè)化學(xué)習(xí)，獲得相應(yīng)的技能，并考取傳感網(wǎng)中級(jí)證書。傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的技能特指專門性技術(shù)和職業(yè)技能。具體有三種技能標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)：一是能使用A技術(shù)解決B問(wèn)題，反映了核心技能和專一技能，例如，能根據(jù) CAN 總線協(xié)議，進(jìn)行基于 CAN 總線協(xié)議軟件的開發(fā)。二是能使用AB，解決C問(wèn)題，即有綜合型技能，又有多領(lǐng)域技能，例如能根據(jù) MCU 編程手冊(cè)和傳感器用戶手冊(cè)，運(yùn)用 MCU 的串口通信技術(shù)，獨(dú)立操作串口讀取傳感器數(shù)據(jù)。三是能使用ABC解決DEF問(wèn)題，指向復(fù)合型技能、創(chuàng)新型技能，即能夠綜合運(yùn)用多領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)與技術(shù)技能解決復(fù)雜問(wèn)題，例如，能根據(jù)云平臺(tái)用戶手冊(cè)和 NB-IoT編程手冊(cè)，運(yùn)用串口通信技術(shù)，熟練使用云平臺(tái)并創(chuàng)建 NBIoT工程，獨(dú)立編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信?？梢钥闯觯图寄軜?biāo)準(zhǔn)維度而言，專業(yè)型技能、復(fù)合型技能和創(chuàng)新型技能在傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中得到了足夠的重視和體現(xiàn)。

三、參照傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)嵌入式系統(tǒng)課程進(jìn)行改革

教育部《關(guān)于職業(yè)院校專業(yè)人才培養(yǎng)方案制訂與實(shí)施工作指導(dǎo)意見》中要求將職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)內(nèi)容融入專業(yè)課程教學(xué)，因此參考傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)嵌入式課程進(jìn)行改革，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。

1.知識(shí)重構(gòu)

傳統(tǒng)的嵌入式課程教學(xué)遵循知識(shí)的連貫性，按照學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)順序式教學(xué)，其中教學(xué)流程枯燥，受教育者無(wú)法理解知識(shí)的具體用途，理論與技術(shù)要求脫節(jié)嚴(yán)重，參考表1傳統(tǒng)嵌入式課程知識(shí)結(jié)構(gòu)表述。該部分課程知識(shí)在傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)的工作領(lǐng)域是數(shù)據(jù)采集，具體要求能夠根據(jù)具體的手冊(cè)，運(yùn)用MCU的GPIO驅(qū)動(dòng)技術(shù)去完成一些必要的開發(fā)，體現(xiàn)了受教育者學(xué)習(xí)完成后要達(dá)到了技術(shù)技能要求，技能標(biāo)準(zhǔn)表述具體客觀可實(shí)現(xiàn)。根據(jù)該部分技能標(biāo)準(zhǔn)描述，根據(jù)企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)4個(gè)相關(guān)項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)，受教育者完成學(xué)習(xí)后，既能夠掌握傳統(tǒng)的課程知識(shí)，又能夠滿足傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)的技能要求。認(rèn)真梳理傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)“X”證書所涵蓋的職業(yè)功能、工作內(nèi)容及相應(yīng)知識(shí)和技能點(diǎn)，根據(jù)內(nèi)在邏輯，將知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)組合成相應(yīng)能力單元，直至所有能力單元開發(fā)完畢（如表1）。

表1 課程知識(shí)重構(gòu)

2.技能轉(zhuǎn)化

對(duì)比圖1，我們可以看到，按照傳統(tǒng)的嵌入式課程教學(xué)，受教育者學(xué)習(xí)完成后遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)無(wú)法解決，此時(shí)需要受教育者需要花費(fèi)較多時(shí)間重新學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)再去分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。如果碰到復(fù)雜的問(wèn)題還是無(wú)法解決，不滿足用工企業(yè)對(duì)技術(shù)技能型人才的需求，則需要通過(guò)認(rèn)真仔細(xì)分析傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的職業(yè)技能，得出企業(yè)對(duì)相關(guān)知識(shí)的具體要求，知識(shí)是技能的載體，根據(jù)要達(dá)到的某項(xiàng)技能，完成相對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目化教學(xué)案例的設(shè)計(jì)，使受教育者在完成所有的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)后，能夠順便獲取相應(yīng)的職業(yè)技能，此時(shí)才能說(shuō)明課程改革初步成效。

圖1 技能圖解

3.評(píng)價(jià)體系改革

傳感網(wǎng)中級(jí)證書考核標(biāo)準(zhǔn)中，評(píng)價(jià)組織方采用過(guò)程性考核，考核受教育者掌握各項(xiàng)技能的水平，因此傳統(tǒng)的嵌入式課程考核需要改革評(píng)價(jià)方式，根據(jù)技能考核和任務(wù)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，參考表2，進(jìn)行技能-任務(wù)點(diǎn)的評(píng)價(jià)細(xì)則體系構(gòu)建，通過(guò)具體的過(guò)程性實(shí)操考評(píng)，了解每個(gè)受教育者對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，從而在教學(xué)工作過(guò)程中找到不足，對(duì)相關(guān)技能進(jìn)行針對(duì)性強(qiáng)化（如表2）。

表2 項(xiàng)目評(píng)分細(xì)則

同時(shí)，受教育者完成相應(yīng)的技能考核知識(shí)點(diǎn)，在以后考取傳感網(wǎng)中級(jí)證書的備考過(guò)程中予以承認(rèn)，可以節(jié)省復(fù)習(xí)備考時(shí)間。

結(jié)語(yǔ)

“1+X”證書制度是近幾年來(lái)中國(guó)職業(yè)教育改革的突破口，也是最受廣大職業(yè)教育工作者和研究者關(guān)注的重點(diǎn)。從深層次講，課程始終是職業(yè)教育變革的主要陣地，X制度的落實(shí)也需要課程層面的支持。因此，探討課程層面如何落實(shí)X制度非常有必要。然而，從實(shí)踐層面談教學(xué)改革卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。本文從實(shí)際出發(fā)，探討了傳感網(wǎng)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容融入嵌入式系統(tǒng)課程當(dāng)中，在不變動(dòng)人才培養(yǎng)方案的情況下，對(duì)現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)課程進(jìn)行改革，盡量滿足傳感網(wǎng)應(yīng)用職業(yè)技能要求。主要研究方法是深入學(xué)習(xí)現(xiàn)有的傳感網(wǎng)應(yīng)用職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)，從標(biāo)準(zhǔn)中找到課程改革的源頭，找到課程改革的著力點(diǎn)，通過(guò)梳理課程的知識(shí)點(diǎn)，重新設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，使受教育者完成學(xué)習(xí)后獲取相應(yīng)職業(yè)技能。