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关键词:计算机;网络安全;校企共建;企业嵌入式
1企业“嵌入式”人才培养的背景
所谓“嵌入式”人才培养模式,就是在高校和企业双主体的融合下,将企业资源嵌入到高校人才培养的各个环节,以企业实践知识为主导,培养与行业零距离融通的应用型人才[1]。企业嵌入式人才培养实际上是高职教学改革的进一步深化,教育部文件指出“改革人才培养模式,突出实践能力培养,积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式”[2]。高职网络安全技术面向企事业单位,培养具有计算机技术的基本素质及网络技术的综合素质,掌握计算机网络系统工程规划、实施、应用、管理与维护知识,具备网络故障排除和网络组件、维护和管理方面的专业计算机人才。根据我校长期的教学实践,特别适合于“嵌入式”人才培养模式。本文以金肯职业技术学院计算机专业网络安全技术方向企业“嵌入式”培养为基础,介绍我们探索企业“嵌入式”人才培养模式的一些思考和总结。
2网络安全技术企业“嵌入式”培养模式
2.1企业“嵌入式”培养理念
目前,订单培养、任务驱动和项目导向等企业嵌入式人才培养的运行模式,本质上都是解决企业参与嵌入式人才培养动力不足的问题,多数人强调要通过政府政策的支持,来满足企业的需求或强制企业配合,这是比较片面的,不符合国情和市场经济的发展,这也决定了企业嵌入式人才培养制度研究层面,只是笼统地提出哪些方面需要进行完善或者改革,不能深入到法理层面,制定针对性有效性、可操作性强的对策[3]。金肯职业技术学院计算机专业网络安全技术方向企业“嵌入式”培养紧贴企业用人要求,明确定位学生职业方向;以培养技能型人才为目标,“准员工式”的工作、学习和生活;以项目为驱动,案例为导向,目标学习,过程管控;培养中使学生是学习的主人,主动学习,快乐学习;在教学中,做到“做中学”,在项目实践中进行学习,实行企业思维融入教育的模式;另用企业级项目,锻炼学生解决问题能力,积累项目经验;实现集中式、模块化教学,连贯性的课程设计;可以“实践-理论-实践”方式教学,将“抽象”实例化;课程围绕培养目标设计,“主动式、适应性”教学应对各类风险。
2.2企业“嵌入式”培养目标
金肯职业技术学院计算机专业网络安全技术方向企业“嵌入式”班通过学校和企业的联合培养,树立院校的品牌、扩大了知名度;启用企业嵌入式培养项目,扩大计算机专业招生的规模、增加了效益;校企深层次嵌入式培养合作,开创新的教育、教学模式;使学校教育与企业技术接轨,扩大就业渠道;通过对学生的培养与考查,为天融信、博路科技、华为、H3C及其渠道公司选拔、储备优秀人才;借助校企合作平台,扩大天融信、博路科技、华为、H3C等企业在院校的融入度;通过企业嵌入式培养的教学模式,使学生能在学校获得实践经验,提高就业竞争力;对学生进行全方位、综合素质、职业素养教育,提高学生综合能力;依托天融信、博路科技等企业平台,为学生提供更多的与企业接触机会,创造更多更优的就业机遇;为企业培养更多优秀、合适的应用型高技能人才。
2.3企业“嵌入式”培养保障监督
基于校企结合要求,完善学院现有的教学质量监督机构,院部专业各级领导和督导负责各项工作的组织与实施,保证专业教学的质量和进度。对于每项教学内容,层层分解,落实到人,实行专人负责制。领导小组定期召开会议,检查各项工作进度及考核任务落实情况。学院建立一系列有效奖惩激励机制,建立项目绩效考核体系,定期对教学项目进行考评,以确保教学项目高质量完成。在课程考核方面,以实际网络公司项目为主导,采用理论知识与项目实战相结合的方法,快速提高学习人员的职业技能和动手能力,真正成为大学毕业生与企业的桥梁,通过实训真正使大学生实现从学生到网络企业学员的“零适应”,因此在学习期间,要求所有学员以准员工的身份和标准严格要求自己,锻炼提高自己的综合实力。
3网络安全技术企业“嵌入式”培养实施方案
3.1嵌入式培养的总体方案
嵌入式培养的实施,首先要选择好合适的企业,行业品牌大中型企业是优选对象,企业有相应的岗位培训部门将为后续企业嵌入式培养提供更好的实施成效。金肯学院网络安全技术方向选择了天融信和博路科技两家企业同时合作,吸收不同企业的优势,制定培养实施的总体方案,如图1所示。
3.2嵌入式培养的三年规划及课程体系
根据制定的总体嵌入式培养实施方案,我们可以将实施计划进行细化,首先详细制定第一学年的学习计划,使嵌入式培养的专业学生,以准职业人的身份进入大学的第一年。入学伊始,就到阿里巴巴(南京)云计算创新中心、中国电信云计算未来信息馆、H3C杭州总部体验中心的参观实习;了解企业发展策略和职业素质管理制度,建立合作团队,进行多个项目的拓展训练游戏,培养团队合作精神、集体主义精神、学习创新、吃苦耐劳;做一个合格的企业人、职业人活动;由华为、H3C、天融信资深经理、项目经理各种专题讲座和技术讲座,并参加各类计算机行业大型论坛,开拓视野。从第二学年起,嵌入式培养专业班学生正式进入企业核心课程的学习,并配合企业课程实训,交替进行培养,使本阶段的学生在培养结束之后,具有包括构建中小型企业网络、大规摸路由技术、构建高性能园区网、构建安全优化广域网、网络安全运维、信息安全攻防技术等企业核心技术的能力;通过中小型企业网络综合实训、大中型企业网络排错综合实训,使学生具备熟练操作各种网络产品、完成大中型企业网和园区网络各种配置维护操作的能力;能够进行网络故障的诊断与排除,使网络运行畅通无阻;用企业工程项目实战,让学生完整的了解一个工程项目的流程,标书文档编写标准和网络设计思路。最后一年中,嵌入式培养重点是实现企业综合项目的实习,就业实习,此任务主要在嵌入式培养的企业完成。根据实习经验,和实习中遇到的工程项目,将所学过的理论知识和实际工程项目相结合,进行毕业论文的攥写;完成毕业项目设计以及答辩,使得每一位学生都能优秀毕业。
3.3校企合作制定课程标准、实现“双证融合”
嵌入式专业重视产学研,与地区企业紧密结合,加强培养学生实践技能,尽可能考虑与企业需求相接轨,把教学活动与生产实践、社会服务、技术推广及技术开发紧密结合起来,把职业能力培养与职业道德培养紧密结合起来。专业坚持将职业需求与本专业课程设置相结合,把职业标准融入到本专业课程标准中,突出课程目标的职业化方向,以增强学生在技术岗位适应性。首先,在人才培养方案内,由一系列的理论专业课程和实践性课程形成模块化,构成的与之相应的高级别职业证书教育体系,为每位本专业学生储备对应的能力基础,提高实践能力、专业技能、敬业精神和严谨求实作风;其次,在人才培养方案外,引导学生参加针对性的强化训练,进一步提高技术水平。近年来,我们重视高级职业资格证书或技术等级证书的取得,相当多的学生参加职业资格考试,实现“双证融合”,具体包括华为H3C认证网络工程师、注册信息安全员等各类企业技能证书。
关键词:嵌入式系统 独立院校 课程改革
一、引言
近几年来,嵌入式技术的应用推动了国防、军工、航天航空、移动通讯、机器人、工业控制、医疗仪器、汽车电子等领域的发展。社会对相关人才的需求量大,学生学习的积极性很高,因此嵌入式系统正逐渐成为高等院校必开的课程。嵌入式系统有两个显著的特点,一个是软硬件密切联系,一个是以应用为中心,独立院校作为一种新型的高等院校教育单位,作为对普通高校资源的补充,更偏向于实践应用[1],因此,如何开设嵌入式系统的相关理论与实践课程来培养应用型、创新性人才,是独立学院目前的重点探索之一。
二、嵌入式课程教学存在的问题
目前独立院校很多专业都开设了嵌入式系统课程和嵌入式专业方向,比如电子类、通信类、计算机类、自动化类专业都开设嵌入式系统的相关课程,结合企业对嵌入式人才的要求,存在着很多不足。
1.前期基础教学安排不合理
从理论教学来看,嵌入式技术是一门综合性很强的课程,涉及的知识体系有硬件、软件、网络等方面的知识,硬件方面要具备模电、数电、单片机等相关知识,在软件方面要具备计算机的基础理论知识如操作系统,程序设计语言基础,程序的设计思想和方法,在网络方面要具备网络语数据通信的理论知识体系。但是各专业的基础教学并没有完全开设相关方面的理论教学,如:计算机专业主要具备了软件方面的基础理论,自动化、电信等相关主页主要设置了硬件方面的知识体系,对软件方面的知识体系开设较少,主要就是C语言程序设计,而对操作系统,程序设计的思想和方法并没有开设相关理论课程。
2.缺少足够实践教学
从实践教学来看,很多实验基本上是验证性实验,大多数都只需要按照实验指导书上的内容就可以完成,课程设计与企业项目实际应用差距较大。众所周知,实践是嵌入式系统教学的重要环节。嵌入式系统内容涉及广泛,指令编程、驱动程序设计、内核的移植设计和应用程序编写等知识的学习,都需要学生通过大量的实践环节来加深理解[2]。学生在课程之余没有更多的实践机会,嵌入式课程学时完毕后,很多学生就没有办法进行后续的学习。另外,实验学时不够。开设的嵌入式系统课程一般为32~40学时,实验环节仅占6~8学时。有限的课内学时无法满足实践教学,尤其是综合性、设计性实践的需要。这使得缺乏足够实践动手环节训练的学生难以真正了解和熟悉嵌入式开发过程。
3.各专业教学内容比较单一
从课程体系上来看,大多数的课程总是偏向两个方向:方向一偏重硬件设计,例如与电子工程、通信工程、自动化相结合。这个方向培养出来的学生主要从事硬件设计工作,他们的优势是对硬件原理非常清楚,不足在于这类方向的人才更擅长定义各种硬件接口,但对复杂软件系统往往力不从心,例如嵌入式操作系统原理和复杂应用软件等。方向二偏重软件设计,例如和软件工程、计算机科学与技术结合,这个方向培养出来的学生主要从事嵌入式操作系统和应用软件的开发。他们对软件有较好的操纵能力,不足在于对硬件原理和接口没有较好的掌握,对于嵌入式系统其它的应用也没有一个全面的概念,如驱动程序等不太了解。大多数面向Linux操作系统的应用软件编程,与企业的需求来看,内容比较单一。
4.高校师资队伍实践经验欠缺
嵌入式系统的教学要求教师具有处理器、汇编语言、接口、操作系统、驱动程序开发、应用程序开发等各方面丰富的知识,并要有从事嵌入式项目开发的经验[3] ;但对于大多数开设嵌入式课程的独立院校而言,师资队伍很难跟上。从事嵌入式技术开发的技术人员,很少愿意到独立学院执教;在嵌入式师资方面,对于年轻的独立学院而言,承担嵌入式系统课程的多以青年教师为主,大部分教师并没有项目经验,有部分老师从单片机教学转型。高校组织的教师培训,都是提供实验设备的厂商对实验设备的培训,真正的嵌入式系统相关技术的系统培训缺少。所以,师资队伍的建设在短期内无法跟上嵌入式技术的教学需求。
三、嵌入式课程教学的改革
从理论指导课程体系方面来看,学生不仅要掌握经典的计算机基础理论知识如计算机组成原理、操作系统、汇编语言、C/C++语言、程序设计思想和方法,还要具备嵌入式系统领域特定的知识,包括嵌入式硬件基础、软件基础、操作系统、开发工具等,我院的很多专业都是在大二下才开始大量开设相关基础理论课程,而嵌入式技术这门课程基本上都是大三下学期开始学习,学生要在一年内学完这些理论,对学生而言,对知识的理解也是需要一定的时间,因此理论课程应在大一开始逐步开设,结合学生的学习程度合理安排相关理论课程的学习。
企业对嵌入式软件人才的需求有几个方向:嵌入式引导程序设计,嵌入式操作系统内核的设计,嵌入式操作系统的驱动程序的开发,嵌入式图形化用户界面的设计,嵌入式数据库的开发等,首先帮助学时确定自己从事的方向,并掌握嵌入式系统开发的整个流程及其相应的调试方法。在嵌入式的理论课程学习中应结合企业的需求以及基本知识面的结合;如软件方向理论教学基本的内容应围绕嵌入式基于Linux操作系统下的应用程序开发这些方向来确定要学习的课程体系,确定课程体系后可以根据企业的需要加入相关驱动开发等相关课程内容及比较流行的手机开发也可以纳入课程内容之一,理论教学的原则压缩基础理论课学时,突出实践性与应用,以达到“学习嵌入式,使用嵌入式”的教学目的和作用,建立起一种由浅入深、梯度型、层次化的教学模式。
从实践指导课程体系方面来看,应该采用多样化的课程实践教学手段,提高学生的动手实践能力。
1.在实验环节方面,应该大幅提高实验的课时,达到讲一课就能实践的目的。改革后我院开设嵌入式课程的实验学生16学时,包括硬件裸机程序编写6学时,嵌入式开发环境搭建与2学时,嵌入式软件下驱动程序编写4学时,嵌入式应用软件程序编写4学时,基本上一次理论课上完学生就可以在实验室进行实践。
2.通过对市场调研,了解企业需求,结合师资队伍中存在的教师的项目经验,开发实训和实习的项目,结合项目指导学生结合理论进行相关学习。这个在嵌入式课程学时结束后,用1个月左右的时间来指导学生组成项目组完成于企业结合比较紧密的项目开发。
3.举办嵌入式系统技术讲座:可以根据学生的需要,邀请来自公司企业的工程技术人员进行专题讲座,使学生能接触到最新的知识和实用技术,并了解社会对嵌入式系统人才的具体需求。
4.建立开放的实验室,对有兴趣的同学安排实训和实习课题: 实训课题实行“三级指导”(全指导,半指导,零指导),使教、学、练紧密结合。每个实训课题一般安排两个项目,第一个项目学生在老师的指导下,实行实训过程的全指导;第二个项目主要是结合教师在企业的项目基础(实习课题),从项目需求分析开始,先由学生来完成,老师再参与其中,从这个过程慢慢的从半指定到变为零指导,来锻炼学生进行项目实施的能力。
四、总结
从独立学院立足培养创新,应用型人才出发,独立学院嵌入式课程改革目前有了一定的成效,但是开设嵌入式教学还在起步阶段,存在着很多不足,这就要求教师紧跟嵌入式技术的发展,不断提高教学与教师的实践能力,努力完善嵌入式课程体系,争取能达到学生毕业后迅速从事嵌入式软件的开发及设计的目的。
参考文献
[1] 谢川.应用型本科嵌入式课程教学研究.重庆工商大学学报(自然科学版) , Journal of Chongqing Technology and Business University(Natural Science Edition), 2011年04期
【论文摘要】介绍嵌入式系统的概念和发展状况,以及目前国内外嵌入式系统在独立学院教育的现状,根据多年的教学实践,结合目前本校开展嵌入式系统教学的教学经验,总结出适合我国独立学院开展嵌入式系统课程的教学模式。
1.引言
目前,国内开设有关嵌入式系统课程的独立学院极少,培养出的基于Linux平台上的嵌入式软件开发人员更是凤毛麟角。所以,注重应用能力培养的独立院校,特别是有计算机、电子技术等相关专业的工科独立院校,应该尽早引入嵌入式系统的教育,结合自己专业特点,大力开展嵌入式系统的教学工作。
2.嵌入式系统简介
嵌入式系统一般指非PC系统,而是指小型、专用的计算机系统。它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起,应用程序控制着系统的运作和行为;操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。
3.国内嵌入式系统教学的现状
国内教育界将嵌入式系统的教学大致分为三类:软件学院专业嵌入式教学;计算机专业嵌入式教学;电子、自动化等相关专业嵌入式教学,对于嵌入式系统的教学研讨从嵌入式课程体系的设置、嵌入式理论教学的开展、嵌入式实验教学的开展、嵌入式综合设计与学生工程实训等几方面展开。
4.嵌入式系统教学模式的探讨
综观国内外,长期以来都没有专门针对嵌入式系统专业的学科设置,从事该领域的研发人员都来自不同专业背景,例如自控、电子工程、通信工程、计算机应用等专业。由于知识结构不能完全满足嵌入式系统工程的要求,需要经过较长的再培训才能胜任嵌入式系统工程师的工作。嵌入式系统教育给传统计算机、电子信息工程教育带来了巨大的冲击和挑战,也带来了历史的发展机遇。嵌入式系统工程(ESE)是一个全新的专业,需要企业和社会的认知过程,课程体系需要经历设计、发展、完善的过程。
通过与国内其他高校的专家的探讨与学习,结合西部高校普遍存在的资金非常缺乏,实验条件的局限,以及电子信息工程专业学生的特点,我们积累和总结出关于嵌入式系统教育教学模式的一些想法,列举如下:
4.1 建立一套适合学校特点的课程体系
嵌入式课程是近几年来建立的一门新课程,有它自身的特点、规律。嵌入式的课牵扯面很广,包括研究生的课程、本科生的课程、技能课程的培训等。由于该课程与实际结合得非常紧密,容易教成短期培训,而作为一门课程要有自己的规律,不要把这个课程做成嵌入式系统教学的技能培训,要结合独立学院的自身培养目标特点制定出相应的教学计划以及实施方案。例如在我校,针对电子信息工程专业,目前师资力量等都不能满足直接建立一个嵌入式系统的专业,设想把嵌入式系统设定为电子信息工程专业本科主修方向,在低年级时开设相关的专业选修课,让有意于此方向的学生打好基础,在本科高年级进一步学习。作为电子信息工程专业,在教学中一定不能光注重应用,也要将清楚计算机本身的规律在什么地方,为什么发展嵌入式,有什么原理进行探讨,从而建立一套适合我们特点的课程体系。
4.2 课程应该分层次
嵌入式系统教学的层面应不同,有研究生、本科生高年级、重点大学、普通大学、独立学院等的分别,在授课时有所区别。在本学院推行这门课,考虑到针对的是电子信息工程专业,和其他学院的侧重点是不同的,但作为电子信息专业中的一个主修方向,在教学中应该突出原理与应用的紧密结合且能体现出理论和实践并重的特点,在教材的选定上应该包括有关嵌入式处理器、操作系统(linux或ubantu)、开发平台和应用,重点学习原理及相关应用。
4.3 主动去获得更多的支持
由于学校在技术、经验、资金等方面有很多的困难,所以应该主动寻求以获得更多的帮助,例如主动跟国内外相关公司索取资料、设备,要求一些技术支持等,积极组织教师参加全国范围的各种嵌入式系统教学研讨会、及到各知名企业进修,让教师深入了解技术发展。
4.4 可利用仿真软件、书籍内容辅助实验教学
如果让理论知识能让学生达到所见即所得是本课程教学的重点和难点,由于资金的缺乏,现成的实验板很昂贵,应采用仿真和实验相结合的方法,一部分学生在SkyEye、microwindows仿真环境下做实验,一部分学生在实验板上面做实验,在实验之后再一起互相讨论。
4.5 利用互联网进行教学交流
由于教师对嵌入式系统课程不熟悉,在教学中要自己一边学习一边讲课,应该充分利用极其丰富的网络资源,例如教学课件及背景资料都可以从网站上下载,教师和学生均可通过论坛交流。
4.6 全国高校大学生电子竞赛及行业相关竞赛
通过组织学生参加全国高校大学生电子竞赛来深入了解和学习嵌入式系统。虽现在的电子竞赛还没有直接用到嵌入式系统,但是我们必须现在开始在思想上有所改变,主要是使学生多搞创新想法,而不仅仅是产品创新。
5.结语
嵌入式系统工程是一个全新的专业,目前的关键是怎样与现有专业学科融合,以及怎样进行现有课程体系的改革和调整。我国在嵌入式系统教育方面起步较早的是北京大学软件与微电子学院的嵌入式系统系,他们已经形成了较为完善的课程体系、专业水平较高的师资队伍和与国际技术接轨的嵌入式系统工程实践环境,目前,嵌入式系统系在我院本科生达到480人。独立学院由于很多因素的制约在教育上也比较落后,但已经积极行动起来,投身到嵌入式系统教育中去,为我国嵌入式系统的发展输送更多的优秀人才。
参考文献
[1]马忠梅.嵌入式系统教学模式探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2008(11):5-37.
【关键词】嵌入式系统;教学模式;独立学院
1.引言
目前,国内开设有关嵌入式系统课程的独立学院极少,培养出的基于Linux平台上的嵌入式软件开发人员更是凤毛麟角。所以,注重应用能力培养的独立院校,特别是有计算机、电子技术等相关专业的工科独立院校,应该尽早引入嵌入式系统的教育,结合自己专业特点,大力开展嵌入式系统的教学工作。
2.嵌入式系统简介
嵌入式系统一般指非PC系统,而是指小型、专用的计算机系统。它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起,应用程序控制着系统的运作和行为;操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。
3.国内嵌入式系统教学的现状
国内教育界将嵌入式系统的教学大致分为三类:软件学院专业嵌入式教学;计算机专业嵌入式教学;电子、自动化等相关专业嵌入式教学,对于嵌入式系统的教学研讨从嵌入式课程体系的设置、嵌入式理论教学的开展、嵌入式实验教学的开展、嵌入式综合设计与学生工程实训等几方面展开。
4.嵌入式系统教学模式的探讨
综观国内外,长期以来都没有专门针对嵌入式系统专业的学科设置,从事该领域的研发人员都来自不同专业背景,例如自控、电子工程、通信工程、计算机应用等专业。由于知识结构不能完全满足嵌入式系统工程的要求,需要经过较长的再培训才能胜任嵌入式系统工程师的工作。嵌入式系统教育给传统计算机、电子信息工程教育带来了巨大的冲击和挑战,也带来了历史的发展机遇。嵌入式系统工程(ESE)是一个全新的专业,需要企业和社会的认知过程,课程体系需要经历设计、发展、完善的过程。
通过与国内其他高校的专家的探讨与学习,结合西部高校普遍存在的资金非常缺乏,实验条件的局限,以及电子信息工程专业学生的特点,我们积累和总结出关于嵌入式系统教育教学模式的一些想法,列举如下:
4.1 建立一套适合学校特点的课程体系
嵌入式课程是近几年来建立的一门新课程,有它自身的特点、规律。嵌入式的课牵扯面很广,包括研究生的课程、本科生的课程、技能课程的培训等。由于该课程与实际结合得非常紧密,容易教成短期培训,而作为一门课程要有自己的规律,不要把这个课程做成嵌入式系统教学的技能培训,要结合独立学院的自身培养目标特点制定出相应的教学计划以及实施方案。例如在我校,针对电子信息工程专业,目前师资力量等都不能满足直接建立一个嵌入式系统的专业,设想把嵌入式系统设定为电子信息工程专业本科主修方向,在低年级时开设相关的专业选修课,让有意于此方向的学生打好基础,在本科高年级进一步学习。作为电子信息工程专业,在教学中一定不能光注重应用,也要将清楚计算机本身的规律在什么地方,为什么发展嵌入式,有什么原理进行探讨,从而建立一套适合我们特点的课程体系。
4.2 课程应该分层次
嵌入式系统教学的层面应不同,有研究生、本科生高年级、重点大学、普通大学、独立学院等的分别,在授课时有所区别。在本学院推行这门课,考虑到针对的是电子信息工程专业,和其他学院的侧重点是不同的,但作为电子信息专业中的一个主修方向,在教学中应该突出原理与应用的紧密结合且能体现出理论和实践并重的特点,在教材的选定上应该包括有关嵌入式处理器、操作系统(linux或ubantu)、开发平台和应用,重点学习原理及相关应用。
4.3 主动去获得更多的支持
由于学校在技术、经验、资金等方面有很多的困难,所以应该主动寻求以获得更多的帮助,例如主动跟国内外相关公司索取资料、设备,要求一些技术支持等,积极组织教师参加全国范围的各种嵌入式系统教学研讨会、及到各知名企业进修,让教师深入了解技术发展。
4.4 可利用仿真软件、书籍内容辅助实验教学
如果让理论知识能让学生达到所见即所得是本课程教学的重点和难点,由于资金的缺乏,现成的实验板很昂贵,应采用仿真和实验相结合的方法,一部分学生在SkyEye、microwindows仿真环境下做实验,一部分学生在实验板上面做实验,在实验之后再一起互相讨论。
4.5 利用互联网进行教学交流
由于教师对嵌入式系统课程不熟悉,在教学中要自己一边学习一边讲课,应该充分利用极其丰富的网络资源,例如教学课件及背景资料都可以从网站上下载,教师和学生均可通过论坛交流。
4.6 全国高校大学生电子竞赛及行业相关竞赛
通过组织学生参加全国高校大学生电子竞赛来深入了解和学习嵌入式系统。虽现在的电子竞赛还没有直接用到嵌入式系统,但是我们必须现在开始在思想上有所改变,主要是使学生多搞创新想法,而不仅仅是产品创新。
5.结语
嵌入式系统工程是一个全新的专业,目前的关键是怎样与现有专业学科融合,以及怎样进行现有课程体系的改革和调整。我国在嵌入式系统教育方面起步较早的是北京大学软件与微电子学院的嵌入式系统系,他们已经形成了较为完善的课程体系、专业水平较高的师资队伍和与国际技术接轨的嵌入式系统工程实践环境,目前,嵌入式系统系在我院本科生达到480人。独立学院由于很多因素的制约在教育上也比较落后,但已经积极行动起来,投身到嵌入式系统教育中去,为我国嵌入式系统的发展输送更多的优秀人才。
参考文献
[1]马忠梅.嵌入式系统教学模式探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2008(11):5-37.
[2]徐敏,林瑞金.关健生嵌入式系统教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2009(3):13-22.
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吴文元 网络营销总监级讲师
工作经历
10年电子商务经验。曾为清华大学工业工程系推广高端教育产品,国内首家网络营销培训任职4年
关键词 高校图书馆 嵌入式服务 慕课
分类号 G252
Study of the Embedded Service of University Library Based on MOOC
Han Qingfeng
Abstract As a new network teaching model and educational technology, MOOC has greatly challenged the traditional library services, which will promote the library to explore and establish an embedded service adapted to the massive open learning era, and promote the librarians to participate actively in the development of MOOC, so as to combine the embedded service with MOOC and establish a sound and public service system.
Keywords University library. Embedded service. MOOC.
嵌入式服务主要是指基于图书馆员和图书馆各种资源有机融入到用户知识生产环境(教学环境、学习环境和科研过程),结合最新技术手段提供全程式知识服务的服务模式。嵌入式服务的主要构成要素有图书馆员、用户、知识资源和各种技术,是目前高校图书馆开展的一种重要的信息服务模式。主要是根据学科馆员自身的学科优势和特点,通过虚拟和物理空间融入用户知识生产环境之中,为用户提供无限制的信息咨询、学科导航、课题跟踪、科学数据发现和管理等服务,体现高校图书馆的价值。
慕课,被认为是新思想、新技术对图书馆的又一次叩门。“慕课”是英文缩写MOOCs的音译中文名称,英文全称为Massive Open Online Courses,一般被翻译为“大规模开放在线课程”[1]。慕课的本质是通过在全球范围开放在线优质课程资源,最大限度地实现名校名师最优质课程资源的大规模学习共享。这不仅为促进传统学校教育优化课程结构、改革教学方法,建立混合式教学体系创造了条件,更为无数难以进入校园接受优质教育的人们获得高品质学习机会提供了可能。
图书馆界也对此给予了积极关注和热烈讨论。慕课所建立的全球学生与大学之间的学习关系给图书馆带来了挑战和机遇成为共识,已有图书馆员直接为所在学校教师的慕课课程建设提供材料支撑服务进行了尝试,以及图书馆员通过在线聊天、博客、电子邮件等方式参与到混合教学模式中,为慕课学生提供交互讨论服务[2]。
慕课的引入,对于图书馆的影响是扩大了服务的范围,消除了不同图书馆之间的差别。图书馆员参与到慕课制作和学习中,为教师提供优质课程资源,帮助慕课学生提高信息素养,增加学习能力。慕课将是嵌入式馆员最好的锻炼舞台,在这里能够提高服务能力,接受最先进的理念与技术,使图书馆更从容地面对大数据时代的种种挑战。
1 图书馆的慕课实践与嵌入式服务的有机结合
慕课彻底改变了以往课内与课外,课前、课中和课后的不连贯学习方式,将学生在每个知识点的听课、查资料、阅读、评测等全部学习过程高度统一在一起,学习过程不再因时空和学习材料的限制而被时时打断。图书馆的服务可以通过“教学馆员”的身份,直接参加到课程团队,全程提供背景材料的检索、筛选、推荐、萃取、链接和相应版权顾问服务[3]。对于学习者,图书馆的服务可以通过“助教馆员”身份,帮助慕课教师为学生提供精准、完整、无缝、高效、丰富的课程学习资源;图书馆还可加入各课程的学习社区,与助教团队一起提供在线信息参考咨询服务。馆员在教学中的“辅助作用”将转变为教师备课、学生学习中一个不可或缺的“助理教员”。
上面的“教学馆员”“助理馆员”和“助理教员”正是嵌入式服务所阐释的角色,慕课的迅速发展为嵌入式服务的进一步发展提供了新的平台。我国的大学图书馆从上世纪90年代开始在借鉴国外嵌入式服务的基础上,开展嵌入式服务。时至今日,我国高校图书馆的嵌入式服务有了巨大发展,众多学者根据服务的途径、模式等进行了总结与分类。我们根据嵌入式服务的目的与过程差别,将其分为嵌入到科研项目中的服务、嵌入到日常教学活动中的服务、嵌入到日常学习活动中的服务与嵌入到政府与社会组织中的服务四种类型[4]。
图书馆的慕课实践与嵌入式服务方式不谋而合,图书馆为慕课式学习服务所建立的一套行之有效的管理和服务理念以及工作方法,必然会对传统服务方式的改造产生巨大的作用,为图书馆实现被动服务模式向前置化、嵌入式的主动服务模式转变闯出一条新路。本文根据图书馆的慕课实践和高校图书馆的嵌入式服务分类,将高校图书馆在慕课学习和制作中可以提供的嵌入式服务分为四类。
1.1 嵌入到日常教学活动中成为课程内容提供者
国内高校图书馆将服务嵌入到日常教学活动之中是其嵌入式服务的重要组成部分,主要是以图书馆员作为教学助手形式嵌入到用户课堂或网络教学平台,通过信息素养与专业课程的结合,通过专业教师与图书馆员的协作使学生在掌握专业课程的基本知识基础上,提高学生的自我学习能力和创新能力。随着商业性慕课资源的成熟,高校图书馆可以根据学校的专业设置有选择性地引进慕课资源,配以学科馆员的辅导,形成在线课程,特别是社会生存所需的技能培训课程和基础人文课程。图书馆也可以自己制作或参与慕课教学,图书馆员嵌入课程团队,与教师一起制定课程内容和规划,参与信息检索技能培训,并可从用户学习行为的大量数据中获得实践经验,进而在慕课资源保存和普及等方面发挥作用。
1.2 从学习场所提供者成为多媒体制作的导师
高校图书馆在转型与创新中已发展成为信息共享空间(IC),普遍建有专修室、电子阅览室、多媒体工作室,并拥有丰富的多媒体资源,可以提供慕课教学所需的视频课件和录制空间,是学生参加慕课课程的最佳场所。据悉,教师准备一门慕课课程需要几个月甚至半年以上时间,进行录像和视频编辑等后期工作。在课程上网前,教师需要视听设备用来录制慕课,使用软件编辑原始视频,这就需要一个专业的多媒体环境。高校图书馆IC中的多媒体工作室可以满足这个需求,嵌入式学科馆员能够在使用设备、制作和编辑视频方面的提供帮助,充当导师角色。
1.3 嵌入到日常学习、生活中以提高用户信息素养
现代信息技术的发展与泛在知识环境的进一步深化,使得人们的信息需求、信息获取变得即时快速,无处不在、无时不有的服务成为首选。高校图书馆可通过Web3.0技术、Rss技术等手段嵌入到社交网络、浏览器、PDA等移动终端来实现用户日常学习、生活的嵌入式服务。
慕课学习中寻找现有的信息及过滤次要和额外信息是两个重要的技能。用户需要了解所学慕课的基础知识来评估一门课是否适合自己,图书馆员可通过嵌入到日常学习、生活中的服务对用户进行信息素养方面的帮助和指导,使学生在提高信息素养的同时能够顺利完成学习任务。借鉴国外经验,高校图书馆通过嵌入的方式支持学生在线课程学习,让嵌入式馆员成为一个活跃的指导者[5]。嵌入式馆员通过服务平台参与在线讨论,答疑解惑,嵌入式馆员的作用是提高慕课学生信息素养,使其能够独立地评估自己的信息需求,鉴别有用的资源,在在线学习环境中准确获取自己所需,提升学习效率和能力。
1.4 嵌入到师生科研项目和政府、企业中以提升图书馆内涵
嵌入到科研项目和政府、企业中的服务是指高校图书馆利用专业服务优势,使图书馆员参与到不同用户的信息需求中,提供专业的全方位的知识信息服务,其对象主要是高校的师生科研项目、政府和企业。将科研和社会作为对象的嵌入式服务是提高图书馆在学校中的学术形象的主要服务手段。图书馆的慕课实践主要体现在学习和制作当中,慕课的众多学习者扩大了图书馆的服务对象,慕课庞杂的课程内容使得参与的嵌入式馆员的专业知识和视野不断扩大,这种无形的积累将提升嵌入式馆员的服务水平,那么对科研、政府和企业的嵌入式服务将更加深入和完善,促使高校图书馆更加开放和共享,从这个角度来说,慕课也是一种新的知识共享的有效方式。如果通过有效的管理措施和技术手段,打通慕课平台与庞大图书馆共享联盟体系实现“大对接”,从而使慕课学习在更大范围内共享信息资源,高校图书馆或许能够成为实现大规模开放学习与全球信息资源共享的重要纽带和桥梁。
2 基于慕课发展嵌入式服务系统
不管是在实体空间还是虚拟空间,大学图书馆的核心任务是支持用户学习。图书馆通过购买慕课课程、参与慕课制作和慕课的宣传,可以成为慕课学习中的重要支点,保持和用户的紧密联系,从而深入参与到知识生产过程中。慕课式教育将促使高校图书馆从校内服务向社会服务发展,也将模糊不同类型图书馆社会分工的定位。
随着慕课逐步克服商业弊端和版权问题的解决,高校图书馆的嵌入式服务将会是什么样?这种嵌入式服务系统如何来构成?笔者认为图书馆嵌入式服务系统应该由嵌入式馆员、用户、知识资源与技术组成。嵌入式馆员、用户、知识资源与技术要素之间相互影响与结合,依靠协作实现嵌入式服务的既定目标。图1是基于慕课的图书馆嵌入式服务系统结构。
图1 基于慕课的图书馆嵌入式服务系统结构图
嵌入式馆员是服务系统的核心,他们基于嵌入式服务的移动平台提供具体服务,移动平台的功能主要通过网站来实现,统一检索的入口基于四个数据库:知识库、元数据库、资源库和用户数据库,也是图书馆基于馆藏所建立的为用户提供服务的基础,用户通过移动媒介和移动平网进行学习和交流,嵌入式馆员为其提供全方位的嵌入式服务。
2.1 嵌入式馆员
嵌入式馆员指面向知识生产环境,图书馆员将自己角色定位为教学馆员,主动融入用户学习生活、教学、科研过程中,以图书馆资源为基础,为用户答疑解惑,同时培养用户对图书馆的依附性进而提升信息素养的这一馆员群体。嵌入式馆员最为显著的特征是嵌入到用户知识环境,在长期合作中建立紧密联系。慕课环境中,在线课程之中用户的需求是嵌入式馆员必须明晰与洞察的。嵌入式馆员以伙伴的方式查阅课程邮件、检查慕课用户社区提问并回答问题、组织讨论,通过实时在线,嵌入式馆员可及时发现学生遇到的各种问题。
嵌入式馆员应该成为用户社区的一员,与用户形成合作关系,强调能为彼此做些什么。慕课环境下,要求嵌入式馆员在掌握图书馆相关知识和技术的前提下,必须对用户群体的专业领域有充足的知识底蕴,并不断地补充和学习,可以在图书馆安排下定期参加一些在职课程学习、学术研讨会和专业培训班等。
嵌入式服务项目的延续性是图书馆管理者面对的一个难题,应鼓励馆员在满足用户需求时,在服务内容及角色定位方面要进行及时转换,否则会让馆员产生疏离感。嵌入式馆员与用户群体之间可能会有长时间的稳定关系,馆员的职能定位可能也会由以图书馆为主逐渐转为以用户机构为主,而用户群体的需求也会逐渐转为以学术研究、数据分析等为主。
2.2 移动服务平台设计
我们认为基于移动互联网的图书馆服务,应根据终端的应用环境和用户需求特点,使图书馆的信息服务延伸到移动终端客户,通过移动终端的便携性和交互性等特性,发挥图书馆资源和服务的优势,探索出图书馆信息服务新天地。移动服务平台构建的目标是建立整合资源、服务于用户的一站式移动应用环境。平台基础为高校馆现有的服务系统和电子资源,服务介质为便携的移动终端,服务支撑为丰富的内容管理系统产品,通过移动服务平台将高校馆打造成为全天候的知识生产和服务中心,支持用户快捷完成各种操作,满足不同层次的用户对信息、知识的需求,提供个性化的移动服务。移动服务平台要达到媒体形式多样化、交互的服务功能、实时广泛的人际交互、与现实联系密切等要求[6]。
2.2.1 平台总体框架
平台总体框架包括内容库、内容管理系统(网站)和用户。知识库、资源库、用户数据库、元数据库等底层数据构成了内容库。现有的移动服务和文献系统整合成网站内容管理系统,内容库的文本、元数据和知识检索通过统一的检索入口进行查找,通过用户的登录来实现来各种功能。用户体验全新的移动图书馆服务需使用笔记本、手机、IPAD等移动设备,或是图书馆提供的电子书阅读器、PDA、PSP等工具[7]。详见图2。
图2 移动服务平台总体框架图
2.2.2 平台功能设计
服务平台与用户之间的联结是通过门户网站和客户端软件来实现,用户选择随身终端的网络浏览器可以访问网站,下载客户端软件后,运行软件访问服务平台,使用各种信息服务。设计的门户网站应分为移动服务和用户社区两个模块,用户在登录到服务平台之后,看到的是界面友好的设置,有个人登记信息、基本功能和各种应用及相关移动服务信息、社区和版本等内容。用户能依据个人需要和偏好对项目和服务进行随意选择,满足个体化的要求,点击链接可以进一步查看到个人图书馆和其他社区分享内容[8]。
2.3 用户
随着大数据时代用户的要求更加趋向差异化、知识化、学科化方向发展,图书馆的嵌入式服务将呈现立体化与常态化发展趋势,从而实现泛在知识环境下的任何时间、任何地点、任何方式获取所需信息。
慕课使高校图书馆的用户群体显著增加,不再局限于学校里的大学生,各类人群都可以平等自由地参与进来。全球慕课的学习者平均年龄是35岁,而在中国大量的年轻人成为慕课学习的主角,这是中国慕课很大的特点[9]。就目前来说,高校图书馆的主要用户群体还是在校的师生。图书馆可以获取慕课的渠道很多,如免费下载、有选择的购买和自己制作等,通过慕课增加用户的依附性。在慕课的学习中,让用户通过终端了解所需文献的获得能力,增强学生自我学习能力和方法,提高创新意识。嵌入式服务能促进图书馆员了解教学内容,对加强与用户的沟通及了解用户的信息需求大有帮助,还可以快速增强用户的信息体验效应。
3 结语
一、嵌入式馆员
目前对于嵌入式馆员,图书馆界尚无统一的定义。比较有代表性的是Shumaker认为:“嵌入式馆员是在可扩展的一段时间内专门为某一用户(群)服务的馆员,是由用户而不是图书馆付费的,也许有一个在用户区域内的办公室”。“嵌入式馆员是将参考馆员放入到用户中,随时随地进行研究方法的指导,是用户群体中的一员,而不仅仅是服务的提供者,也不仅仅是合作者。”田纳西州立大学图书馆对嵌入式馆员的定义是:“嵌入式馆员是将自己作为助教、联合指导者或者是联合设计者添加到在线课程的馆员。”
笔者认为,嵌入式馆员已不再是图书馆内部任务分工形成的,而是图书馆在泛在学习环境下由文献信息中心向读者中心转变的过程中,因职能变化而产生的新角色,强调馆员积极主动地与相关的学术科研机构联系,以独特的嵌入式服务方式与用户进行沟通和合作,参与到教学和科研的过程中,为教学和科研提供直接或间接的信息服务。
二、嵌入式馆员服务与高校图书馆用户需求适应性分析
嵌入式馆员服务与传统的图书馆服务方式比较起来,更能适应高校图书馆用户的信息需求,主要表现在:
1.服务方式主动灵活,适应用户需求个性化。嵌入式馆员服务的最大特点是主动,其服务时间、地点和方式等都具有很大的灵活性和主动性。嵌入式馆员从图书馆的空间桎梏中摆脱出来,融入到用户中,主动参与到用户的教学、科研和咨询活动中,随时随地向用户提供其所需信息。高校图书馆用户信息需求的时间、方式、内容差异较大,个性化需求突出,尤其是教师和科研人员平时工作繁忙,到图书馆的时间少,嵌入式服务的主动灵活特点恰好可以满足这种个性化的需求,提供主动性强、针对性强的服务。
2.服务定位准确,适应用户层次差异性。嵌入式馆员服务与之前的服务模式相比,根本的区别在于嵌入式馆员与用户是一体的,他们不仅是用户的信息提供者,还是各项工作的合作者,由于工作目标一致,因此服务定位准确。高校图书馆的用户有教学与科研人员、学生、管理人员等,不同的用户群体由于其知识结构和承担的工作任务不同,对信息的需求层次有着很大的差异,即使是同一用户群体在学习和研究的不同阶段对信息的需求也有差别,有的需要提供信息检索,有的需要围绕研究课题提供研究策略和解决方案,有的需要追踪某一领域的最新动态和前沿成果等等。嵌入式馆员能够紧贴用户需求,找准服务定位,最大程度地适应地用户需求层次的差异性。
3.服务内容专深,适应用户学科多样化。高校学科设置多样化的特点对信息服务的深度和广度都提出了较高的要求。嵌入式馆员除了具备专业的图书情报知识、良好的计算机操作能力和外语能力、良好的沟通能力外,还必须具备较专深的学科知识。嵌入式馆员能够将图书馆专业知识应用到用户的学科领域内,熟练运用信息检索和信息利用技能,充分满足用户的信息需求。同时,嵌入式馆员在参与用户进行教学与科研的过程中,可根据用户的动态需求和长远目标,不断积累相关学科的专业知识和服务经验,调整服务策略,确保在学科专业化和细分化程度不断加深的情况下,提供专业的服务。
三、高校图书馆开展嵌入式馆员服务的方式
嵌入式馆员服务是高校图书馆各项读者服务工作的延伸,实现了在任何地方、任何时间向用户提供任何与图书馆资源相关的服务,可以采用多种方式进行。
1.嵌入式参考咨询服务。嵌入式咨询服务与传统的参考咨询服务相比最大的区别就是变被动为主动,馆员不再守候在图书馆等待读者询问,而是走出图书馆,深入到用户中,与用户建立良好的互动关系,有针对性地为用户提供相关领域的咨询服务。嵌入式馆员在院系设立办公点,以当面咨询、电话咨询、网络咨询等方式为用户提供及时准确的咨询服务,同时要积极参与到教学准备、课堂教学、作业、实习、课题研究等过程中,与用户进行交流,以自身丰富的图书馆专业知识和较专深的学科专业知识为基础,敏锐地捕捉用户的信息需求,预先搜集文献信息以备咨询,从而取得用户的信任,与用户建立起紧密互动的关系。当用户获取信息遇到问题时,就会首先想到嵌入式馆员,并利用这些沟通联络方式,在第一时间获得信息服务。
2.嵌入式教学服务。嵌入式教学服务的主要目的是对用户进行信息素质教育。传统的信息素质教育是以文献信息检索课的形式来开展的,由于课时少、与专业联系不够紧密等原因,教学效果并不理想。而在嵌入式教学过程中,由嵌入式馆员与专业课教师共同制定教学大纲,参与作业和课程讨论,辅以课堂讲授、讲座等方式将信息素质教育循序渐进地嵌入到专业课教学的各个环节中去,有针对性地开展与课程内容相关的资源推荐、文献检索、资料搜集等方面的教学,指导学生掌握获取与利用信息的方法,快速准确地获取本领域的专业知识,使学生在完成学习任务的同时强化信息意识和信息道德,增强信息检索、信息处理和信息利用的能力,从而提高自学能力、科研能力及创新能力。
3.嵌入式科研服务。嵌入式科研服务是嵌入式馆员为了节约科研工作者查询资料时间而开展的一项服务。馆员积极主动地参与到科研项目中,课题或项目,嵌入到科研活动中,在科研的各个阶段和各项工作中,及时、清楚地了解科研动态和相关信息,了解和挖掘科研工作者真实和潜在的信息需求,有针对性地进行知识的捕获、分析和应用,为项目策划、内容分析、创新性论证、、成果评价等方面提供全过程的信息支撑,并与科研工作者密切合作,协同完成科研项目。
四、开展嵌入式馆员服务的保障
1.建立良好的服务机制。图书馆学科服务能否嵌入到用户中去,更好地满足用户需求,首先是要在制度上保证学科服务能够密切地与用户相结合,使图书馆建立与用户的深度合作关系,通过各种方式嵌入用户的工作流程中,并使之制度化。比如通过图书馆领导与院系协商取得支持,通过他们的引荐进入院系,参与到各单位的学术研究团队中去,促进学科服务能够嵌入到用户的研究和信息交流环节,开展信息服务。同时还要在图书馆的考勤、继续教育、考核、激励等制度和措施上做出相应的调整,为馆员开展嵌入式服务创造更好的条件。
[关键词]高校图书馆课程管理系统学习管理系统数字化学习
[分类号]G250
1 引言
课程管理系统(course management systems,CMS),又称为courseware、虚拟学习环境(virtual learning en—vironments,VLEs)、课程管理软件(course manage—ment software,CMS)、课程管理系统包(course-man—agement software packages,CMSP)、学习管理系统(1earning-management system,LMS)、e-eourseware、e—learning courseware、管理学习环境(managed learningenvironment,MLE)等。高校图书馆嵌入课程管理系统这一命题,最早由David Cohen于2001年正式提出,随后引起国外学者们的广泛关注。10年来,国外学者主要围绕嵌入意义、嵌入方法,嵌入内容以及嵌入面临的问题进行了研究。
2 研究的焦点
2.1 嵌入意义
嵌入意义,也叫嵌入的必要性,或者说驱动力。国外学者主要从以下两个方面论述高校图书馆嵌入课程管理系统的意义和必要性。
2.1.1 高校教学环境发生变化,需要图书馆提供与之匹配的服务使用软件管理在线课程起源于广播通信技术在远程教育中的应用,在美国,休斯顿大学于20世纪50年代最先为学生提供电视课程。如今的课程管理系统是在20世纪90年代中期开始发展起来的,伴随着网络技术对在线获取和分享信息的支持,课程管理系统逐渐从继续教育、远程教育渗透到普通高等教育的各个领域,Blackboard、WebCT等课程管理系统被越来越多的高校引入,应用日益普及,逐渐成为高校教学的主战场,成为高校师生新的工作、学习空间。美国校园信息化计划调查结果显示,2010年美国有93.1%的高校采用了课程管理系统。
另一方面,虽然很多课程管理系统提供教育资源中心模块,但这些模块通常指向的是那些需要购买才能获取的资源和那些提供低质量信息的免费网站,而对本校的图书馆资源没能有效揭示和链接,这一局面造成很多教师不得不自己从别处查找、下载资料或扫描纸质版资料,然后再上传到课程管理系统中,这种方式下,教师和学生均需要花费大量的时间查找、获取资源,效率低下,事倍功半,且有可能触犯版权法,引起法律纠纷。于是,这种基于课程管理系统的网络化学习环境对图书馆的信息服务提出新的要求,如何把资源和服务推广到师生们的教学环境中,为这种新的教学环境提供与之匹配的信息服务成为新时期高校图书馆面临的重要课题。
2.1.2 高校图书馆地位发生变化,泛在服务要求图书馆开展嵌入式服务数字化和网络化环境给高校图书馆带来严峻挑战,其服务模式和服务内容需要做出重大调整以适应变化了的环境和用户需求。一方面,数字化和网络化促进了资源的可查找性和易获取性,丰富的数字化资源和Google等搜索引擎的强大功能与普遍使用,使图书馆不再是信息获取的唯一或首选方式,即使对于高校师生,图书馆也不再是其获取学术信息的首选,如2005年OCLC的关于大学生对图书馆及其资源认知的调查报告显示,89%的大学生使用搜索引擎开始信息检索,只有2%的大学生从图书馆网站开始信息检索。网络环境下图书馆的信息中心作用逐渐被弱化,而且正如David Cohen所言,如果高校图书馆不能融入到课程管理系统的教学环境中,图书馆将面临严峻问题,其作为信息资源组织、筛选和建设者的作用也将减弱,更严重的是,大学图书馆员将失去其在促进大学学生学习和教师科研方面发挥作用的机会。另一方面,网络信息巨量、芜杂,质量参差不齐,海量的网络信息造成信息超载,给用户甄别信息带来巨大压力。随时随地获取信息与指导的泛在服务模式成为当今用户的急需。以图书馆网站为阵地的被动式服务已经不能满足用户需求,把图书馆资源与服务嵌入用户的工作与学习环境,使用户在需要信息时不必离开自己熟悉的环境,随时可以利用图书馆,即嵌入用户环境的主动性嵌入式服务成为图书馆服务创新的趋势。而嵌入教学环境,即嵌入课程管理系统的高校图书馆服务,则是嵌入式服务的最重要途径之一。
2.2 嵌入方法
高校图书馆嵌入课程管理系统的必要性和意义很快引起国外学者和高校图书馆从业者的高度认同,而进一步的问题就是研究嵌入方法和策略,即如何嵌入的问题。关于嵌入方法和策略的研究,代表人物JohnD.Shank和Nancy H.Dewald分别提出了宏观图书馆嵌入法(macro-level library courseware involvement,MALLCI)和微观图书馆嵌入法(micro-level librarycourseware involvement,MILLCI),并且指出,宏观法的实施必须要与课程管理系统的开发者和程序设计者合作,使图书馆网站整体呈现在课程管理系统中。由此可见,宏观层次是在一个定制化(个性化)程度较低的情形下对图书馆网站的整体嵌入。微观法则要求针对每门特定课程重新组织图书馆的资源和服务,将与具体课程任务相关的图书馆资源整合到课程管理系统中。也有学者将宏观和微观嵌入方法称为通用法(ge,neric approach)和个性法(personal approach),这些嵌入方法理念被后来的学者们普遍接受和采纳,不同的高校图书馆根据自身情况分别采用了不同的方法进行具体的实践探索。
关键词:嵌入式系统;课程群;实验教学体系;开放实验室;教学方式
随着嵌入式技术日益普及,国内外企业纷纷加大了对嵌入式产品的研发,嵌入式系统产业的人才需求也日益旺盛[1]。为了适应社会和行业的广泛需求,全国各高校纷纷开设嵌入式系统课程,嵌入式系统课程一时成为各高校最受欢迎和最热门的课程之一[2]。然而,与嵌入式技术的快速发展相比,我国教育机构在此方面的培养则相对滞后[3-4],作为一个新兴的课程体系,嵌入式系统课程在理论教学和实践教学方面存在很多不足,特别是一般院校在教学实践中遇到了很多困难和问题[5-7]。本文针对这些问题和不足进行了分析,并结合笔者在嵌入式系统教学方面的实践和对其他高校经验的总结,提出了相应对策以供讨论和研究。
1现状分析
作为一个新兴的课程体系,嵌入式系统的理论教学和实践教学一直处于不断探索和磨合的阶段,远不如其他课程那样成熟和完善。一般院校的教学实践目前主要存在以下几个问题:
1) 嵌入式系统入门难,且不同专业的学生各有其局限性。
嵌入式系统领域门槛较高,要求开发人员不仅要懂底层的硬件,而且要有较高的软件专业水平[8],在有限的学时里要掌握好软硬两方面,对学生来说压力很大。各专业学生的背景知识参差不齐,自动化、测控和电子类的学生往往硬件基础好,软件偏弱;而计算机和软件工程类的学生往往软件基础好,硬件偏弱。
2) 实验环节复杂,师资力量有限。
一般院校在嵌入式系统方向的师资有限,特别是实验人员极其匮乏,而嵌入式系统实验难度大,过程复杂,学生遇到的问题多,需要教师投入很多的精力和时间。另外,嵌入式实验设备需要比其他实验更多的维护和管理,这也会增加实验老师的工作量。
3) 实验设备匮乏,实验资源使用受限。
嵌入式系统开发板、仿真工具等实验器材价格不菲,学生无法自行配备,只能到实验室进行实验,而这限制了学生随时、随地学习的灵活性,也限制了学生创意和灵感的发挥,而一般院校经费投入有限,开发板的数量有限,这也在相当程度上限制了学生的实践时间和空间。
4) 实验内容单一,缺乏综合性和创新性内容。
很多院校的实验学时偏低,且实验内容单一,大都是基础性、验证性实验,缺乏设计性、综合性实验,有的即使是综合性的,但很少更新,与业界的主流开发技术和开发平台脱离,致使学生所学与业界实际需求有差距,失去了嵌入式教学的意义。
5) 缺乏完善的立体教学资源和环境,同时教学手段落后、单一。
很多院校还没有建立起完善的教学体系,更缺乏支撑学生学习的立体教学资源和环境,除了上课和实验以外,缺乏其他的方式、手段来巩固和促进学生的学习和进一步的发展。在教学方式上,仍然采用了过去相对落后和单一的讲学方式,只是采用PPT进行“灌输式”、“一言堂”的理论讲解。
2对策探讨和研究
本文结合笔者的实际任教经验、平时的思考以及对一些重点院校、嵌入式技术公司的调研,提出针对上述几个问题的对策以供研究和探讨。
1) 院系合作,建立合理、完善的嵌入式系统课程群。
嵌入式系统课程内容多而杂,系统性和综合性强,嵌入式系统本身就是一个包含软件和硬件的完整微型计算机系统,因此,嵌入式系统的设计原理和技术不是一两门课程就能讲授的,需要建立一个完整的嵌入式系统课程群。参考和总结各高校嵌入式系统课程的开设情况,本文认为图1所示的嵌入式系统课程群是可以借鉴的。
其中,硬件基础和软件基础课程是作为嵌入式系统课程的先修课程,在低年级开设,而嵌入式系统原理、嵌入式处理器结构、嵌入式操作系统和嵌入式软件开发技术4门课作为课程群的主干课,主要为本科三、四年级和研究生开设。这些课程不是为了嵌入式系统而重复开设的,而是结合嵌入式系统进行重新调整和优化,以便于嵌入式系统的课程学习。
为了节约师资力量和共享实验设备,相关院系可以建立合作机制,互补开设课程。例如,计算机专业的学生可以选修自动化或电子专业的模拟电路等课程,而自动化或电子专业的学生可以选修计算机学院的数据结构和操作系统等课程。这样既可以节约师资力量,也可以共享实验设备,还可以使“偏软”和“偏硬”专业的学生进行软硬互补,互相学习、互相促进。
2) 加强师资培训和进行结构性扩展。
要解决实验课中师资力量受限的问题,在不额外引入师资的情况下,可以从横向和纵向两个方面进行师资培训,达到扩展师资力量的目的。横向是加大对本专业的硬件类课程的相关实验员(例如体系结构、数字电路课程的实验员)的培训,使之可以兼任嵌入式系统实验员;纵向是可以着力培养少数优秀研究生,使之可以和教师一起带实验,每年进行一次选拔,以维持能够带实验的常规人员阵容。
3) 建立开放实验室。
解决学生实验设备受限的问题,有两个思路:一是建立全天候开放性实验室,使学生可以随时随地到实验室学习和实验,这里需要建立严格的管理制度,既保障学生自由的学习又保障实验室的安全和规范运作,目前国内很多高校已经有这方面的成功经验;二是可以引入和开发能够运行在通用PC平台上的MPU仿真软件如SkyEye, 通过仿真软件,学生可以在自己的PC上建立起ARM系列MPU的运行、调试环境,对操作系统和系统软件进行开发调试,学生通过初步调试后,可以再到实验室真实环境下验证,能够缓解实验时间、实验设备有限的压力。
4) 构建“一体化、多层次、开放式”创新实验教学体系。
嵌入式课程是一门实践性、应用性很强的课程,只有建立完善的实验教学体系才能培养出真正有动手能力的学生。可以建立多层次、逐步递进的实验教学体系,如图2所示。
在实验教学中,还应注意打通课程之间的“壁垒”,做到“两个贯通”――在纵向上把专业基础课、专业核心课的实验内容上下贯通,在横向上将不同门类课程的实验教学内容左右贯通。
5) 建立完善的立体教学资源和环境,改进教学方式和手段。
可以从以下几个方面完善教学资源和环境:一是建立嵌入式系统课程资源网站,集资源共享、技术交流、信息反馈等多功能于一体,让师生、学生之间可以自由学习和交流;二是举办嵌入式系统技术讲座,邀请来自高校的研究成果突出的学者,来自公司企业的工程技术人员进行专题讲座,使学生能接触到最新的知识和实用技术,并了解社会对嵌入式系统人才的具体需求;三是对难理解、较抽象的课程内容开发配套的CAI软件辅助教学;四是展开校企合作,为学生创建工程实践环境;五是举办校内嵌入式系统竞赛,并引导学生参加地区和全国性的竞赛,激发学生的学习热情和培养学生的创新能力。
改进教学方式和手段可以从大力开发CAI课件、Flas、网络视频课件入手,以增强教学的生动性、直观性、形象性,不仅可以激发学生的学习兴趣,也能促进学生对重点和难点的掌握和吸收。对于工程项目,可以录制项目的完整过程,在实践教学中向学生展示从设计到实现整个过程的原理、方法和技巧。
3国内高校成功经验