高职智能电子应用型人才培养模式研究

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摘要：针对传统人才培养模式的不足，提出以工作任务驱动的智能电子应用型人才的创新培养模式。首先从企业的角度分析工程师的工作任务和职业能力，并将职业能力转换为课程教学；其次在教学过程中融入CDIO工程教育理念进行项目化教学，最后采用该模式进行课堂教学和指导学生参与各种比赛与实践。实施的过程检验结果表明，该模式有效促进了智能电子专业学生的创新能力和岗位素质，并使他们具备较强的就业竞争力与职业发展能力。

关键词：高职院校；智能电子；应用型人才；培养模式；创新；CDIO

中图分类号：G718 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2016）11-0037-05

职业教育要达到高素质、技能型、技术应用型人才体系的培养目标，除了宏观政策、发展方向的支持外，最终还要落实在课程和教学上，而教学尤为重要，特别需要理论的指导和支撑。因此，如何有效地进行人才培养和教学是高职目前需要解决的问题，而高职目前的普遍教学方法是项目化教学。

项目化教学方式主要有德国的“双元制”和美国的Pojective-teaching。德国的行动导向理念是在德国“双元制”教学改革中产生和发展的，行动导向教学法对于培养和提高学生的全面素质和综合职业能力起着十分重要的作用；Pojective-teaching是由美国伊利诺伊大学教授凯兹和加拿大阿尔伯特大学教授查德共同开创的一种以学生为本的教学方法。

目前，我国很多高职院校都在专业课教学中引入了行动导向或项目化的教学理念，尤其在专业课程中较多地运用了行动导向中的项目教学法。但目前的项目化教学过于强调学生“动手”能力的培养而忽略了学生产品开发能力，也忽略了团队协作能力和创新创业能力的培养。

本文提出一种智能电子应用型人才的创新培养模式，以工作任务为驱动方式，从企业岗位分析到课程构建再到具体课程教学方式进行革新。

一、工作任务驱动下的人才培养课程构建

智能电子应用型人才的培养目标主要是为社会培养合格的工程师。为了能挖掘智能交通系统工程师的职业能力，笔者通过企业调查、行业分析、举行校企研讨会等，先确定工程师的工作任务，进而确定其完成工作任务需要的职业能力。

2015年7月，笔者调研了多个智能交通开发公司，设置合适的调查问卷，通过拜访面谈或电子邮箱调查的方式对工程师岗位进行初步调研，调研行业的发展情况，分析电子信息类职业岗位工作任务及岗位职业能力；同时，对高职院校开设的电子信息类专业课程的教学现状、实效性及存在的问题等方面进行调查。

（一）职业岗位工作任务分析

采用工作岗位分析方法，确定单片机工程师胜任某个岗位和需要完成的工作任务。表1是具体的工作任务分析表。智能交通电子岗位有两类：一类是智能电子开发工程师，另一类是技术支持工程师。

智能电子工程师的工作任务主要涉及结合处理器设计电路，并开发电路驱动程序以及实现各种应用软件的工作，因此要求工程师有选择合适处理器和芯片的能力，有模拟电子、数字电子和总线设计接口的能力，能利用C语言开发驱动和应用程序。

技术支持工程师的工作任务是掌握电子信息系统需求分析；具备产品选型、产品培训等能力；对电子信息系统进行集成设计；具备电子信息系统施工和联调能力；掌握电子信息系统招投标方案制作和电子信息系统合同管理。它所要求的职业能力有需求分析能力、运用单片机等嵌入式相关知识进行技术培训和产品演示、熟练使用各种电子测量工具、电子产品的维护能力、能进行电子信息工程施工、能熟练运用文档撰写集成设计方案和招投标方案等。

从岗位工作任务分析，作为合格的智能电子设计工程师和技术支持工程师，还必须有较好的职业素养，如较强的团队合作精神、良好的人际关系及协调能力、良好的沟通及表达能力、较强的质量意识和市场意识等。而职业能力，主要由基本能力、岗位能力与拓展能力构成，具体如表2所示。

（二）构建专业课程矩阵――岗位职业能力分析课程转换

为了培养学生的职业能力，需要将岗位工作转换为相应的系列课程，通过完成各种工作任务从而完成课程学习，从而达到职业能力培养的目标。

智能交通电子产品设计的核心课程为微处理器，微处理器可以选择使用较为广泛且易学习的C51单片机，在学习C51单片机之前需要学习基础能力课程，有“C语言程序设计”“电工与电路分析”“模拟电子技术”“数字电子技术”“电路CAD设计”等，学习基础课程之前还需要学习通用能力课程，如“高等数学”“英语”“计算机基础”等。课程矩阵构建如表3所示。

为了制定每门课程的教学内容，用任务驱动法来分析，以单片机为例，构建岗位职业能力向课程任务的转换。为了完成C51单片机学习，通过“单片机控制Led灯亮灭”，可以完成数制与编码学习、C51单片机的基本结构、单片机I/O口、引脚功能等内容的学习。该课程设置了“单片机控制流水灯”完成C51学习，“以定时方式控制流水灯”完成中断系统与定时器学习。简单交通灯设计，带数码管显示交通灯系统，空调预置温度的显示，键盘控制空调制冷系统，ADC温度检测系统，基于DS18B20的温度检测系统，矿泉水装箱系统设计，无线控制系统设计和制冷控制系统设计，如下页表4所示。通过完成每个任务从而实现课程学习，从而达到培养学生职业能力的目标。

（三）CDIO工程教育理念下的项目设计一体化教学模式构建

建立岗位关键职业能力模型以及设置课程后，从CDIO的理念视角对现有课程任务进行深度分析，并以“单片机应用技术”课程为例进行项目设计。CDIO的项目化教学设计有简单设计―实现项目、高级设计―实现项目、合作设计项目、课外设计项目、连接项目，按照CDIO的理念，每个项目以团队构建的方式实现，图1为CDIO的项目构成。

结合真实工作任务，采用基于 CDIO 的“单片机应用技术”教学，并将创新创业理念融入CDIO的每个环节中，按照CDIO的设计理念进行组织教学，提出CDIO-IV的教学方法，CDIO-IV设计如下：

C：项目构思。对设计的“单片机应用技术”的多个系统进行分析、讨论、交流，了解系统总体的要求和开发的意义，对高职学生来说项目重在实施，设计过程可在教师启发下学生分小组讨论，完成每个系统结构设计的总体框图。项目构思主要是通过引导和交流探讨工程方法，培养团队意识，培养工程推理和解决问题的能力。

D：项目设计。进行项目总体设计，通过查找资料、研讨、互评、优化和小组互动，根据学生能力情况分工合作，统一调度，设计出合理的实施方案。项目设计过程可锻炼学生的自学能力、职业态度和人际交流能力，培养学生工程项目的设计和实践能力。

I：项目实施。项目实施主要是完成每个产品和系统的设计实现、代码编写、软硬件实现，各项工作及时互通进度，及时检测错误，商讨改进措施，培养团队协作交流能力。

O：项目运行。项目运行主要是完成系统部署后系统独立运行，应做到能对系统故障进行分析和检查，并能寻找解决问题的切入点和具体解决问题的方法，学会运行维护系统的方法。最后要进行控制系统项目开发的总结，整理分析资料，包括系统说明书、设计图纸及设计总结，建立工程档案。

利用CDIO的理念构建项目化教学，其项目设计如下：

简单设计项目有控制单灯亮灭、流水灯设计、以定时方式控制流水灯、简单交通灯设计、带数码管显示交通灯系统；连接项目有空调预置温度的显示、键盘控制空调制冷系统、ADC温度检测系统；合作设计项目有基于DS18B20的温度检测系统、矿泉水装箱系统设计、无线控制系统设计；高级设计项目有制冷控制系统设计、倒车雷达测距系统设计；课外设计项目有远程温度监控系统、智能小车设计、智能家居系统设计、智能农业系统设计等。具体如下页图2所示。

二、实施检验

为了检验项目设计，先采用课程教学的方法，并对广东交通职业技术学院的智能交通运用专业的2012级和2013级学生实施教学，分为课程教学和组织学生参加项目开发并参与各种大赛，流程图如图2所示。

（一）课程教学实践

探索以产品为引领的“以赛促改”教学实施方案，以真实项目教学，营造自主学习、快乐学习、争先学习的学习氛围。以项目产品设计实践及成果进行考核，创新项目课程评价体系。并按照方案设计，在创建并完善教学模式的同时开展教学模式的实践检验。在改革实践的基础上，注重收集与汇总“单片机应用技术”的以产品开发为引领的改革效果的评估与反馈，在反思中改进、完善和提炼相关的理论成果。

（二）利用CDIO教育理念指导学生参与各种项目，并参与职业技能大赛，实施“以赛促改”

表5为2014―2016年间指导学生参加各种大赛的情况。从实施过程来看，学生专业素质明显提高，能独立开发较为完善的智能系统。

综上所述，在CDIO工程教育教学理念指导下完成项目设计一体化教学模式的构建，通过构建真实的职业情境，并通过真学真做的职业实践，用产品开发理念引导学生参与学习并组织学生参与技能大赛，切实提高了学生的开发能力和综合素质。该项目的实施，也有效提高了教师的教学能力和专业实践能力。

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