踐行新工科，協(xié)同產(chǎn)學(xué)研
ST中國大學(xué)計劃積極踐行“新工科”教育升級，為中國各層面的工程大學(xué)帶來產(chǎn)業(yè)前沿理念，引入主流產(chǎn)品平臺，培育新興實踐人才，應(yīng)對中國產(chǎn)業(yè)升級。
2017年2月以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，并發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》、《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實踐項目的通知》，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗，助力高等教育強(qiáng)國建設(shè)。
ST中國大學(xué)計劃積極踐行“新工科”教育升級，為中國各層面的工程大學(xué)帶來產(chǎn)業(yè)前沿理念，引入主流產(chǎn)品平臺，培育新興實踐人才，應(yīng)對中國產(chǎn)業(yè)升級。
“新工科”需要從兩個層面解讀：一是面向新型產(chǎn)業(yè)和業(yè)態(tài)，關(guān)注未來前沿技術(shù)的新的工科專業(yè)，諸如物聯(lián)網(wǎng)工程、人工智能、智能制造、機(jī)器人、大數(shù)據(jù)、云計算等專業(yè)，以及傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造；另一方面是工科新的要求，技術(shù)人才的更高的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力的需求，呼喚高校更加個性化的工程教育培養(yǎng)模式，與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相匹配，達(dá)成學(xué)校教育和產(chǎn)業(yè)協(xié)同的有機(jī)結(jié)合。
2019年12月20-21日，意法半導(dǎo)體特邀全國近20所高校一線教師及相關(guān)產(chǎn)業(yè)合作伙伴在南京召開了第四屆教育聯(lián)盟教師峰會，深入探討產(chǎn)教融合、嵌入式人才培養(yǎng)及發(fā)展。
一、搭建STM32高校生態(tài)，產(chǎn)教結(jié)合孵化應(yīng)用型人才
STM32大學(xué)計劃經(jīng)理丁曉磊：STM32大學(xué)計劃的冷啟動是在STM32問世之時，也就是2007年，那時候我們的大學(xué)計劃處于較松散的自然生長狀態(tài)，更多地是與高校建立聯(lián)合實驗室，邀請高校師生使用我們的產(chǎn)品。經(jīng)過13年的產(chǎn)品沿革和迭代發(fā)展，STM32已成為行業(yè)應(yīng)用的主流產(chǎn)品，STM32大學(xué)計劃也隨之遍地開花，目前累計約有400多所高校參與STM32中國大學(xué)計劃，與600多位高校老師深入合作，開設(shè)有50多門精品課程，出版30多本專用教材，共計8,0000+ 參與及受益學(xué)生，并開展有100余項合作項目。
未來，我們希望通過這個教育計劃，協(xié)同產(chǎn)學(xué)研，更好地賦能未來工程師，并將STM32的技術(shù)和生態(tài)深入到“新工科”教學(xué)的細(xì)胞和骨骼層面，大力提升學(xué)生的實踐能力和綜合素質(zhì)。
STM32中國大學(xué)計劃分三步走的方式進(jìn)行：首先，常規(guī)性高校合作項目，就是現(xiàn)在廣泛開展的精品課程、師資培訓(xùn)、聯(lián)合實驗室、大學(xué)生競賽、教師聯(lián)盟會議、教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人的項目，我們將繼續(xù)擴(kuò)容這些項目，讓精品更精、覆蓋更廣；其二，是我們正在積極籌劃的嵌入式人才標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證框架體系構(gòu)建，來對接企業(yè)人才需求和高校人才培養(yǎng)，這個通道的意義在于讓中國發(fā)展的工程師紅利釋放更有效率；第三，是更長遠(yuǎn)的目標(biāo)，即助力中國的集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并成為全球產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
二、重構(gòu)學(xué)科專業(yè)知識架構(gòu)，面向?qū)嶋H系統(tǒng)規(guī)劃課程體系，電子通信類專業(yè)的課程改造
西安電子科技大學(xué)陳彥輝教授：傳統(tǒng)的計算機(jī)和電子信息學(xué)科各自分立，但如今兩者有機(jī)結(jié)合，未來通信工程、電子信息類會和嵌入式越來越緊密。我們在西電的“卓越人才班”教學(xué)中，提煉相關(guān)課程的知識點，規(guī)劃出三層平臺結(jié)構(gòu)：算法平臺、數(shù)字平臺和電路平臺，相互關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生理解這些知識點在真實系統(tǒng)中是干什么、怎么用。
在具體的教學(xué)規(guī)劃中，就理論與實踐兩手抓，采用先硬后軟，邊講邊做的教學(xué)方式。先硬后軟指先講系統(tǒng)硬件及操作，再講匯編及程序；邊講邊做是在所有課程中都設(shè)置實踐環(huán)節(jié)，比如課內(nèi)準(zhǔn)備一個面包板、一個CM3/4核心板、一個仿真頭、若干跟杜邦線、按鍵、LED燈、數(shù)碼管、微型電機(jī)；平時Proteus自建小系統(tǒng)進(jìn)行仿真；課外到實驗中心借個智能小車之類的嵌入式系統(tǒng)入門平臺。
學(xué)習(xí)節(jié)奏方面，第一學(xué)期講概念，第二學(xué)期做軟件開發(fā)，第三學(xué)期學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)，第四學(xué)期專門有綜合的微處理器設(shè)計。一、二年級主要是掌握基本的嵌入式技能，有一定動手能力，和別的學(xué)科結(jié)合起來。三、四年級，上升到算法平臺，學(xué)習(xí)嵌入式通信系統(tǒng)，即數(shù)字信號處理、通信原理、通信網(wǎng)絡(luò)等課程。整體學(xué)習(xí)過程重積累、重實踐，具備一定項目開發(fā)能力，有自主創(chuàng)新意識。
三、垂直應(yīng)用領(lǐng)域的高階教學(xué)，面向電機(jī)控制專業(yè)的教學(xué)升級
浙江大學(xué)章瑋教授：電機(jī)控制專業(yè)是電子類學(xué)科的一個細(xì)分領(lǐng)域。電控系統(tǒng)是傳統(tǒng)行業(yè)，但不是夕陽行業(yè)；與通信技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，電機(jī)專業(yè)在向智能化轉(zhuǎn)型；分布式、集成式控制、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程操控是電控的發(fā)展趨勢。
做電機(jī)控制，首先應(yīng)該明白什么叫電控，理解電機(jī)控制包含哪些知識；其次是什么樣的人才叫電控人才。電機(jī)控制是非常重實踐的一門課程，如果成為電控領(lǐng)域的人才，首先需要理解電機(jī)到底有多少種類；其次要明白電控到底是控制什么，控制目標(biāo)是什么；第三，要明白控制是怎么實現(xiàn)的。
電動機(jī)有很多分類，關(guān)鍵點在于搞清楚電機(jī)里面的磁場形態(tài)。每一類電機(jī)都有共性，如果把共性解決了，再針對它的個性做一些提升，電控并不難。
我們認(rèn)為，電控很傳統(tǒng)，但它不夕陽，因為它不斷地在發(fā)展，材料在發(fā)展，控制芯片在發(fā)展，各種算法在發(fā)展，所以電控也是在不斷地向前迭代推進(jìn)，而每個嵌入式系統(tǒng)也離不開電機(jī)。
電機(jī)這么多，我們到底要控制什么？
控制目標(biāo)包括轉(zhuǎn)速控制、轉(zhuǎn)矩控制、位置控制、功率控制。電機(jī)的控制方式包括標(biāo)量控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制。電機(jī)要轉(zhuǎn)，依靠的是各種傳感器和各種通訊。
因此，電機(jī)人才首先要具有全面的理論基礎(chǔ)和完備的實操能力。理論方面需要掌握控制對象的運行原理、基本特性，理解系統(tǒng)的基本要求；實操能力需要具備仿真能力、基本的軟硬件設(shè)計能力和開發(fā)能力。電氣工程本科的核心課程包括電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)、工程電磁場與波、計算方法、控制理論、微機(jī)原理與應(yīng)用、信號分析與處理等等。研究生要求學(xué)得更深一些，包括電機(jī)暫態(tài)分析、DSP在機(jī)電控制中的應(yīng)用等等。
我的教學(xué)理念一直推崇工科要解決實際問題的理念，我們采用課程、實驗教學(xué)和自主選題相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。課程建設(shè)的特點：理論和實踐緊密結(jié)合、課程與技術(shù)發(fā)展緊密結(jié)合、課程與學(xué)生科研興趣緊密結(jié)合、課程項目控制板接近實際工程用板。
四、基于創(chuàng)客工坊的助理工程師培養(yǎng)之路，雙一流高校之外的電子類高職專業(yè)教學(xué)探索
金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉子堅老師：地方性職業(yè)技術(shù)學(xué)院要服務(wù)于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)需要，但我們在教學(xué)中面臨兩個困境：
人才培養(yǎng)的困境：學(xué)生不知道怎么學(xué)
就業(yè)困境：人才培養(yǎng)和企業(yè)需求之間相差甚遠(yuǎn)
為了破局上述困境，我們探索出一條基于創(chuàng)客工坊的助理工程師之路：以電子競賽、“嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)”技能競賽為依托，在項目訓(xùn)練中學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)；以企業(yè)合作課題為依托，在項目開發(fā)中進(jìn)行綜合能力訓(xùn)練；關(guān)注技術(shù)發(fā)展及社會需要，在需求調(diào)研中訓(xùn)練創(chuàng)新思維。以上這些讓學(xué)生們觸達(dá)新鮮而強(qiáng)勁的產(chǎn)業(yè)脈搏，擁有極強(qiáng)的動手實踐能力。教學(xué)與學(xué)習(xí)方式非常多元化：分組學(xué)習(xí)，線上理論，線下實踐，團(tuán)隊協(xié)作，定期匯報，集中考核。
五、基于STM32的教學(xué)及考核方式思考，標(biāo)準(zhǔn)化的嵌入式能力考核認(rèn)證體系，有助于人才甄選
同濟(jì)大學(xué)周偉教授：微控制器原理及應(yīng)用教學(xué)改革很多老師都在做，從教學(xué)內(nèi)容上由51向STM32改變；教學(xué)方式上強(qiáng)化實踐能力，通過演示視頻輔助教學(xué)。原則如下：
1. 化繁為簡，重視基本理論與知識的傳授
2. 注重銜接，采用先C語言教學(xué)后匯編教學(xué)
3. 先易后難，采用先軟件后硬件的教學(xué)模式
4. 緊跟潮流，重視RTOS教學(xué)
5. 逐層遞進(jìn)，注重系統(tǒng)思想
6. 重視實踐，提倡口袋實驗室
但在能力考核方面，還需完善，目前沒有量化的標(biāo)準(zhǔn)及普適的方式。目前的現(xiàn)狀是試卷考核、實驗考核和項目考核。我們是否可以構(gòu)建一個博采眾長的綜合性平臺，形成STM32認(rèn)證機(jī)制，并得到用人企業(yè)的認(rèn)可，形成有機(jī)閉環(huán)，這將極大緩解學(xué)生找不到好工作、用人單位找不到合格候選人的矛盾。
編輯：admin 最后修改時間：2020-06-12
