踐行新工科，協(xié)同產(chǎn)學研
ST中國大學計劃積極踐行“新工科”教育升級，為中國各層面的工程大學帶來產(chǎn)業(yè)前沿理念，引入主流產(chǎn)品平臺，培育新興實踐人才，應對中國產(chǎn)業(yè)升級。
2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設，先后形成了“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，并發(fā)布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》、《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》，全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗，助力高等教育強國建設。
ST中國大學計劃積極踐行“新工科”教育升級，為中國各層面的工程大學帶來產(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)，關注未來前沿技術的新的工科專業(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，達成學校教育和產(chǎn)業(yè)協(xié)同的有機結合。
2019年12月20-21日，意法半導體特邀全國近20所高校一線教師及相關產(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)教結合孵化應用型人才
STM32大學計劃經(jīng)理丁曉磊：STM32大學計劃的冷啟動是在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)應用的主流產(chǎn)品，STM32大學計劃也隨之遍地開花，目前累計約有400多所高校參與STM32中國大學計劃，與600多位高校老師深入合作，開設有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)學研，更好地賦能未來工程師，并將STM32的技術和生態(tài)深入到“新工科”教學的細胞和骨骼層面，大力提升學生的實踐能力和綜合素質(zhì)。
STM32中國大學計劃分三步走的方式進行：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、聯(lián)合實驗室、大學生競賽、教師聯(lián)盟會議、教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人的項目，我們將繼續(xù)擴容這些項目，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準和認證框架體系構建，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，是更長遠的目標，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)的關鍵環(huán)節(jié)。
二、重構學科專業(yè)知識架構，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
西安電子科技大學陳彥輝教授：傳統(tǒng)的計算機和電子信息學科各自分立，但如今兩者有機結合，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”教學中，提煉相關課程的知識點，規(guī)劃出三層平臺結構：算法平臺、數(shù)字平臺和電路平臺，相互關聯(lián)，讓學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置實踐環(huán)節(jié)，比如課內(nèi)準備一個面包板、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；平時Proteus自建小系統(tǒng)進行仿真；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。
學習節(jié)奏方面，第一學期講概念，第二學期做軟件開發(fā)，第三學期學習嵌入式系統(tǒng)，第四學期專門有綜合的微處理器設計。一、二年級主要是掌握基本的嵌入式技能，有一定動手能力，和別的學科結合起來。三、四年級，上升到算法平臺，學習嵌入式通信系統(tǒng)，即數(shù)字信號處理、通信原理、通信網(wǎng)絡等課程。整體學習過程重積累、重實踐，具備一定項目開發(fā)能力，有自主創(chuàng)新意識。
三、垂直應用領域的高階教學，面向電機控制專業(yè)的教學升級
浙江大學章瑋教授：電機控制專業(yè)是電子類學科的一個細分領域。電控系統(tǒng)是傳統(tǒng)行業(yè)，但不是夕陽行業(yè)；與通信技術及網(wǎng)絡技術，電機專業(yè)在向智能化轉(zhuǎn)型；分布式、集成式控制、智能化、網(wǎng)絡化和遠程操控是電控的發(fā)展趨勢。
做電機控制，首先應該明白什么叫電控，理解電機控制包含哪些知識；其次是什么樣的人才叫電控人才。電機控制是非常重實踐的一門課程，如果成為電控領域的人才，首先需要理解電機到底有多少種類；其次要明白電控到底是控制什么，控制目標是什么；第三，要明白控制是怎么實現(xiàn)的。
電動機有很多分類，關鍵點在于搞清楚電機里面的磁場形態(tài)。每一類電機都有共性，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，而每個嵌入式系統(tǒng)也離不開電機。
電機這么多，我們到底要控制什么？
控制目標包括轉(zhuǎn)速控制、轉(zhuǎn)矩控制、位置控制、功率控制。電機的控制方式包括標量控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制。電機要轉(zhuǎn)，依靠的是各種傳感器和各種通訊。
因此，電機人才首先要具有全面的理論基礎和完備的實操能力。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、基本的軟硬件設計能力和開發(fā)能力。電氣工程本科的核心課程包括電機學、電力電子技術、工程電磁場與波、計算方法、控制理論、微機原理與應用、信號分析與處理等等。研究生要求學得更深一些，包括電機暫態(tài)分析、DSP在機電控制中的應用等等。
我的教學理念一直推崇工科要解決實際問題的理念，我們采用課程、實驗教學和自主選題相結合的方式進行教學。課程建設的特點：理論和實踐緊密結合、課程與技術發(fā)展緊密結合、課程與學生科研興趣緊密結合、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)教學探索
金華職業(yè)技術學院劉子堅老師：地方性職業(yè)技術學院要服務于當?shù)亟?jīng)濟建設需要，但我們在教學中面臨兩個困境：
人才培養(yǎng)的困境：學生不知道怎么學
就業(yè)困境：人才培養(yǎng)和企業(yè)需求之間相差甚遠
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、“嵌入式技術應用開發(fā)”技能競賽為依托，在項目訓練中學習相關技術；以企業(yè)合作課題為依托，在項目開發(fā)中進行綜合能力訓練；關注技術發(fā)展及社會需要，在需求調(diào)研中訓練創(chuàng)新思維。以上這些讓學生們觸達新鮮而強勁的產(chǎn)業(yè)脈搏，擁有極強的動手實踐能力。教學與學習方式非常多元化：分組學習，線上理論，線下實踐，團隊協(xié)作，定期匯報，集中考核。
五、基于STM32的教學及考核方式思考，標準化的嵌入式能力考核認證體系，有助于人才甄選
同濟大學周偉教授：微控制器原理及應用教學改革很多老師都在做，從教學內(nèi)容上由51向STM32改變；教學方式上強化實踐能力，通過演示視頻輔助教學。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語言教學后匯編教學
3. 先易后難，采用先軟件后硬件的教學模式
4. 緊跟潮流，重視RTOS教學
5. 逐層遞進，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，目前沒有量化的標準及普適的方式。目前的現(xiàn)狀是試卷考核、實驗考核和項目考核。我們是否可以構建一個博采眾長的綜合性平臺，形成STM32認證機制，并得到用人企業(yè)的認可，形成有機閉環(huán)，這將極大緩解學生找不到好工作、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
