袁越陽

（湖南城市學院 機電工程學院，湖南 益陽 413099）

0 引言

嵌入式單片機是以微控制器為核心，包涵了計算機技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)等，集CPU、RAM、ROM、定時器、計數(shù)器、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換、輸入/輸出端口等部分于一體，是各種裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵元器件，是作為控制單元嵌入控制對象中的專用微型計算機系統(tǒng)[1]。自上世紀70年代初出現(xiàn)第一款微處理器開始，，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)從無操作系統(tǒng)開始，歷經(jīng)了簡單的操作系統(tǒng)階段和實時操作系統(tǒng)階段，正面向網(wǎng)絡操作系統(tǒng)發(fā)展[2-3]。目前，嵌入式單片機的應用開發(fā)廣泛應用于各種電子產(chǎn)品設備中，特別是在網(wǎng)絡化時代，各種具有網(wǎng)絡智能的終端設備都離不開嵌入式單片機技術(shù)。

鑒于市場需求和技術(shù)發(fā)展，國內(nèi)外許多高等學校也紛紛開設這門課程，尤其是計算機類、自動化、電子工程、電氣工程、機械工程等工科專業(yè)，嵌入式單片機已成為必修專業(yè)課之一[4-6]。我國部分高校最早于上世紀80年代就開設的與嵌入式單片機有關(guān)的課程，如《微機原理》、《單片機原理及應用》等，為我國改革開放中工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等方面培養(yǎng)和提供了大量的技術(shù)人才和技術(shù)保障。

隨著時代的進步，各類企業(yè)對嵌入式方面的技術(shù)需求日益增長，不僅表現(xiàn)在人員數(shù)量上，而且對技術(shù)要求越來越高，更注重于技術(shù)上的創(chuàng)新性和綜合性[7-10]。譬如，鑒于嵌入式單片機與硬件和操作系統(tǒng)結(jié)合非常緊密，目前很多企業(yè)需要軟、硬件兩手都要硬的系統(tǒng)性軟件人才。對此，我國的高校雖然已經(jīng)有所認識，紛紛調(diào)整在這方面的教學內(nèi)容，如增加操作系統(tǒng)之類的課程。然而，在關(guān)注于企業(yè)需求的同時，卻忽視了“術(shù)業(yè)有專攻”，缺乏針對學生自身的特點和興趣來考慮教學的方式及內(nèi)容的思考。

本文致力于高校嵌入式單片機的教學研究，為適應于現(xiàn)代高水平應用型本科高校的發(fā)展，培養(yǎng)更多更優(yōu)的學生，滿足社會對高水平嵌入式應用型人才的需求，參考一家日資中小型電子企業(yè)研發(fā)部工程技術(shù)人員的培養(yǎng)模式，從企業(yè)對嵌入式人才的需求角度著手，以注重嵌入式技術(shù)綜合應用和分析解決具體項目問題為向?qū)?，分析討論充分發(fā)揮學生的專長與個性的培養(yǎng)模式。

1 企業(yè)培養(yǎng)模式

日本的嵌入式技術(shù)是目前世界上比較發(fā)達的國家之一，其國內(nèi)的東芝、三菱、富士通、瑞薩等知名嵌入式芯片廠商在業(yè)界是首屈一指[11-12]。在此，參考一家典型的中小型電子企業(yè)（幸葉電子有限公司，該公司是一家以研發(fā)和生產(chǎn)POS機為主要產(chǎn)品的日資企業(yè)）研發(fā)部門對嵌入式單片機應用技術(shù)人員的培訓來加以介紹和分析。

1.1 培養(yǎng)模式

公司對新進研發(fā)技術(shù)人員采用為期3-6個月的封閉式分散培訓方式，即依據(jù)面試的基本情況和公司目前的崗位需求，安排具體的培訓內(nèi)容，并對每個新進技術(shù)人員給出合理的能力期望，其具體流程如圖1所示。

圖1 培訓流程Fig.1 the flow chart of training

在培訓期間，受訓人員每天的任務就是完成其指導工程師安排的學習任務，比如對嵌入式軟件工程師，其培訓內(nèi)容通常包括：熟悉和掌握公司目前采所用的嵌入式單片機的詳細規(guī)格，熟讀理解現(xiàn)有相關(guān)程序，并每天將學習心得和問題等報告給其指導工程師。

指導工程師每天對受訓人員的學習內(nèi)容進行評判是否達到預期目標。直到培訓期結(jié)束，才給出總體評判，確定是否正式錄用。整個過程，受訓人員如有問題可以向指導工程師咨詢外，不鼓勵與其他人員進行學習上的交流（除安排團隊合作方面的培訓內(nèi)容外），指導工程師除只安排學習內(nèi)容和評判學習結(jié)果外，不參與受訓內(nèi)容的具體操作方面的指導。

1.2 培養(yǎng)內(nèi)容與目的

表1 嵌入式研發(fā)工程師技術(shù)培訓內(nèi)容及目標Tab.1 the contents and objectives for training the new the embedded microcomputer engineers

如表1所示，是該公司最近幾年對其研發(fā)部新進嵌入式研發(fā)工程師的技術(shù)培訓內(nèi)容及目標。表中列舉了該公司對其研發(fā)部硬件工程師、底層軟件工程師和頂層軟件工程師三類與嵌入式單片機相關(guān)崗位的培訓內(nèi)容和目標。

2 思考與分析

相對于普通高校對學生的培養(yǎng)要求及特點，企業(yè)對員工的培訓存在很大的差別，前者主要表現(xiàn)在學習內(nèi)容的廣泛性和學習時間的長期性，而后者主要表現(xiàn)在培訓內(nèi)容的具體性和培訓時間的短期性。企業(yè)對其人員的培訓的最終目的是為產(chǎn)品和企業(yè)贏取利潤服務，但學校主要是為人才服務?？此苾烧咧g存在不可比性和不可借鑒性，但從人才最終用途，特別是應用型人才培養(yǎng)目標出發(fā)，企業(yè)的這種培訓方法方式也可以給予高校教學一定的啟示，值得去探討和加以深化。從企業(yè)的培訓方式、內(nèi)容和目標來看，我們可以對其進行如下分析和思考。

2.1 學習的獨立性

在方式上，幸葉公司采取了給予受訓者相對獨立的培訓方式，基本上不受其他人員和工作的影響。該企業(yè)在確定人選之后，為每個受訓人員量身定制了一份簡單的學習內(nèi)容，即要求完成時間為3到6個月。在這段時間內(nèi)，受訓者可以非常獨立的完成所指定的學習內(nèi)容，完全可以發(fā)揮其自主權(quán)。就這一點而言，目前學校還做得很不夠，學生通常是被動接受老師的安排。

2.2 注重基礎(chǔ)能力

從企業(yè)所給出的學習任務來看，比如為硬件工程師所制定的學習內(nèi)容僅只有“熟悉Altium Design設計軟件、Toshiba 87C單片機資料學習、計算器電路閱讀”，都是非?；A(chǔ)的內(nèi)容。根據(jù)這些內(nèi)容，可以充分體現(xiàn)該企業(yè)對技術(shù)人員的基本能力的重視。在注重基礎(chǔ)方面，企業(yè)對工程技術(shù)人員的要求與學校對學生的要求差別不大，如Altium Design設計軟件，對于一般應用型本科院校的電子類畢業(yè)生都已經(jīng)在校學習過該門課程或類似課程（protel設計軟件）。

2.3 具有層次性

如表1所示，所布置培訓內(nèi)容具有很好的層次性，前一個內(nèi)容的學習是后一個學習內(nèi)容的基礎(chǔ)，后一個學習的內(nèi)容需要涉及前一個學習內(nèi)容的知識。如對底層軟件工程師所布置的培訓內(nèi)容，首先是學習芯片資料，然后是閱讀現(xiàn)有程序，最后才是具體的程序設計。作為一個底層程序工程師，只有在熟悉該芯片的具體特點特性之后，才深入到具體程序的閱讀和開發(fā)設計。其實學校的課程安排也很有層次性，從簡到難，從基本知識到實驗應用。但學校課程的層次性主要只是體現(xiàn)在基礎(chǔ)層面，還沒有上升到實踐應用層面。

2.4 針對性強

以新進工程師即將從事的主要工作為背景，安排與之相對應的培訓內(nèi)容。對于硬件工程師而言，該公司對其強調(diào)的三個目標：能夠使用Altium Design工具軟件設計電路和PCB；熟悉Toshiba 87C單片機；能夠基于企業(yè)現(xiàn)有電路開展新的電路開發(fā)設計。因而針對這三個目標安排相應的培訓內(nèi)容：使用Altium Designer設計電路原理圖和PCB；學習Toshiba 87C單片機資料；閱讀計算器電路。但目前學校教學對學生的培養(yǎng)主要還是針對期末考試，其最主要的目的時讓學生如何通過考試。

3 討論與總結(jié)

企業(yè)的需求是高等教育人才培養(yǎng)的最終目標。企業(yè)對人才的培養(yǎng)，即注重基礎(chǔ)又注重專業(yè)，是以完成具體的項目和產(chǎn)品為總目標，是以實現(xiàn)具體的產(chǎn)品功能為總目標，是以實現(xiàn)產(chǎn)品達到客戶的要求為總目標。企業(yè)的這種在嵌入式技術(shù)方面的培訓模式是不是值得我們高校在進行嵌入式單片機技術(shù)教學時借鑒呢？

首先，高校教學與企業(yè)培訓的目標是趨于一致的。兩者的主要和最終目標是為把嵌入式單片機技術(shù)融合到產(chǎn)品開發(fā)中，為實現(xiàn)產(chǎn)品功能，包括開發(fā)設計硬件電路和軟件程序等。

其次，高校教學和企業(yè)培訓的對象可以是一致的。兩者的培訓和教學對象都是技術(shù)人員，是即將從事嵌入式單片機技術(shù)及相關(guān)技術(shù)崗位的人員，都具備有一定的基礎(chǔ)知識（不一定是嵌入式單片機基礎(chǔ)知識）。

然后，高校教學和企業(yè)培訓的內(nèi)容可以是一致的。兩者所擬定的內(nèi)容，都是針對嵌入式單片機技術(shù)及其相關(guān)的技術(shù)，為培養(yǎng)合格的嵌入式單片機技術(shù)人員服務。

最后，對高校教學與企業(yè)培訓的結(jié)果評價可以是趨于一致的。高校教學與企業(yè)培訓的目的是使學生和技術(shù)人員能夠達到具有完成嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)設計的能力，考核其是否具備這方面的能力是兩者共同的標準。

綜合而言，企業(yè)的這種以項目為導向的嵌入式單片機培訓模式，值得高校在這方面的教學方式方法的借鑒和嘗試。