高职院校课程标准制定过程中的“顶层设计”方法探索与实践

王传辉 向燕 郑洪波

[摘           要]  国家高度重视职业教育，发布纲领文件“职教二十条”以期提升职业院校的教学质量和就业水平，而职业教育的教学水平与教学内容和课堂教学质量息息相关。课程标准是职业院校课程建设的指导性文件。课题组拟改变以往的课程标准制定形式，探索实践高职院校课程标准制定过程中的“顶层设计”方法，以核心课程——嵌入式系统开发为例，探索一系列教学内容有承前启后关系的课程间的课程标准制定方法，优化高职院校课程标准制定方式的改革。

[关    键   词]  课程标准;“顶层设计”;嵌入式

[中图分类号]  G712                    [文献标志码]  A                  [文章编号]  2096-0603（2022）01-0070-03

国务院印发的“职教二十条”指出，高等职业教育作为优化高等教育结构和培养大国工匠、能工巧匠的重要方式，提升学生的实际操作水平和就业能力是重中之重。这要求职业教育的内容更贴近工作实际，教学进程更有体系，有前后衔接关系的课程间课程标准的制定应遵循从上到下、前后呼应的原则。

本课题组在调研了校内和兄弟院校与“嵌入式系统开发”有前后关系的一系列课程的课程标准后发现，各门课程的课程标准制定普遍具有较强的随意性，其教学内容大多由任课教师自行制定，课程间的重点内容衔接效果不佳。在讲授嵌入式系统开发课程时，普遍发现学生对该课程所需的前期技能储备不足，对于本门课程学习需要的重点知识点未讲解或未作为重点讲解，导致学生在学习本门课程时需要花费时间进行知识点的复习和重点内容的重新讲解，这一方面浪费了课堂时间，不利于本门课程的学习;另一方面，在之前的课程学习中，学生将精力花费在了那些不关键、不重要、不急需的知识点上，影响了教学质量。我们需要将“顶层设计”理论贯穿在各门课程的课程标准制定中，系列课程中前期课程标准的制定要依据后续课程的课程标准，使系列课程的课程标准制定做到内容延续、重点共享，提升教学效果。

一、研究意义

习近平总书记指出：“职业教育是国民教育体系和人力资源开发的重要组成部分，是广大青年打开通往成功成才大门的重要途径，肩负着培养多样化人才、传承技术技能、促进就业创业的重要职责，必须高度重视、加快发展。”

课程标准是规定课程的课程定位、设计思路、课程目标、教学实施的指导性文件。基于就业目标的高职院校课程标准制定应符合职业教育规律，适合职业院校学生的身心特点，重视企业需求，以提高学生就业质量为目标。

优秀高职人才的培养需要基于就业的优秀课程，这类课程普遍综合性较强，实训部分较多，需要在前期课程中有充足的知识储备。通过课题组的调研分析：在高职院校教学过程中，各课程的教学标准制定大多没有统一的标准，教学内容的制定往往依据任课老师自身的知识和技能，即任课老师擅长什么，教学内容就侧重什么。这导致有内容接续关系的课程间教学内容脱节，前期课程往往不能为后续课程提供足够的技能储备，这严重影响后续课程的教学效果，在后续课程上需要时间对重要知识点进行重新学习。

课题组认为：对于培养学生毕业求职能力的重点课程，其课程标准的制定要调动全学院的力量进行企业调研和行业分析，其内容应由全学院共同制定，满足实用性和前瞻性的要求。重点课程的课程标准制定后，要发布给系列课程中的所有教师进行参照，让各系列课程的任课教师充分理解其内容和重点，并参照制定修改自己课程的课程标准，让各相关联课程间形成体系，内容相互呼应，重点突出，提升教学质量。

二、嵌入式系统开发课程特点

嵌入式技术是各类电子产品的核心技术，属于研发和生产电子类产品企业的核心竞争力。嵌入式工程师是企业的核心人员，其待遇和社会地位都较高。企业中一般都会为嵌入式开发人员设定专门的职业发展路线，资深的嵌入式开发人员会转型为管理者，有良好的职业发展前景。

嵌入式系统开发是机电类专业的核心课程，课程目标为培养符合企业需求的嵌入式工程师，主要的就业方向为嵌入式硬件工程师、嵌入式软件工程师、嵌入式测试工程师等，社会需求量大。通过本门课程的学习，学生可以掌握嵌入式系统工作的基本方法，包括嵌入式系统调试、编译环境使用、代码设计等，让学生有初步的电子产品设计能力，掌握嵌入式设计的基本流程，为实际的嵌入式工作打下基础。

在课程内容方面，我们根据企业调研结果，制作了专门用于嵌入式設计的开发平台，平台基于目前嵌入式领域最新、使用最为广泛的STM32系列ARM，设计了八个有代表性的实训任务，让学生可以从零基础入门嵌入式技术。本门课程重点是学习电子产品的整个设计过程，即让学生掌握一个电子产品从无到有的整个设计开发过程，从功能分析、元器件选型、原理图设计、PCB制作、C语言驱动、代码调试等方面进行教学内容设计。在此过程中，学生可以学习到将一个电子产品从想法到变成实际产品的整个过程，课堂教学效果好，技能储备充实，企业认可度高，就业情况好。

三、课题研究前景

目前，机电类各专业都开设了电子电路调试与应用、C语言程序设计、电子电路绘图与制版等课程，课题组从这几门课程的知识点分布及技能要求等方面分析得知，这几门课程的主要教学目的就是为嵌入式系统开发课程做前期的技能储备。但在实际教学设计中，这几门课程间的内容关联性不强，教学目的不明确，学生普遍不清楚学习目的，学习盲目性较强。各门课程的教学标准的制定也是“各自为政”，教学内容延续性不强，重点不突出。在嵌入式系统开发的教学过程中，发现学生对本门课程必备的技能掌握往往不足，需要花时间重新学习，这既浪费了学习时间，又影响了教学效果。

课题组希望通过高职院校课程标准制定过程中的“顶层设计”方法的探索和实践，制定“从上至下”的课程标准设计方法，课程标准内容层层参照，各相关课程间形成体系，教学重点内容共享，教学内容更具延续性。让学生在学习一门课程时清楚知道“为什么学”“怎么学”“学了有什么用”，理顺各门课程间的接续关系，提升学习的体系性。

四、基于“顶层设计”的嵌入式系统开发课程标准应用案例

嵌入式系统是电子类产品设计的核心环节，有庞大的市场需求。课题组根据企业对于嵌入式人才的需求调研，设计了本门课程的课程标准。标准充分考虑了企业关注的、嵌入式人员必须掌握的嵌入式设计最基本要素的学习，如微处理器电路、电源变换电路、时钟源电路、输入输出电路、接口电路等。这些内容一般都会出现在企业面试嵌入式初级人才的问题中，也是企业对人才是否有真实的嵌入式开发经验的第一判断。根据课程标准，我们为本门课程专门设计了教学平台，基于STM32F103VCT6的硬件开发工具。STM32F103VCT6是STM32系列ARM中的代表产品，是STM32系列ARM中使用率最高的芯片，市场需求广泛。其外围接口丰富，超低的功耗，较高的运行速度，较大的存储空间，是目前很多企业已经研发成功或正在开发的产品中使用的微处理器芯片。我们根据企业需求，将嵌入式技术的重要知识点融入实训教学中，让学生在做中学、做中理解、做中掌握，为学生将来顺利入职以及入职后迅速上手工作打好基础。

嵌入式技术是一门综合性较强的技术，开课学期为第五学期，需要学生掌握较多的前期技能。主要的前期课程包括电子电路调试与应用、C语言程序设计、电子电路绘图与制版等，这些课程的内容属于嵌入式系统开发学习前的必备知识点。所以，这几门课程的课程标准制定应该充分参考嵌入式系统开发的课程标准，根据其授课重点制定自身的课程标准。课题组根据实际调研结果和任课老师的意见，依据嵌入式系统开发课程标准，共同为以下几门课程修订了课程标准。

C语言程序设计：就其用途来讲，C语言一般只应用于嵌入式系统的编程设计。我们根据嵌入式系统开发的课程标准修订了C语言程序设计的课程标准。针对高职学生普遍不喜理论学习的特点，将教学重点放在让学生掌握一些基本的编程方法上面。教学内容参考嵌入式系统开发平台的内容，设计出类似于GPIO电平控制、定时器配置等内容。将教学重点放在基本语法及应用方面，如数据类型、运算符、表达式、判断语句、循环语句、数组及函数方面，在这些方面投入较大精力帮助学生透彻理解和掌握使用方法;减少学习较困难且在入门阶段没有太多意义的标准输入输出函数、指针、文件、结构类型等方面的教学，将这些内容放在学生有一定的编程经验后再讲解，效果更好。

电子电路调试与应用：课程的主要内容为基本电路的调试和搭建一些基本功能电路以及测量仪器的应用，这些内容都是嵌入式工程师的必备技能。我们根据嵌入式系统开发的课程标准，将本门课程的教学重点放在读懂基本原理图、分析基本原理图、搭建基本原理图以及测量仪器的使用方面，如搭建三极管开关电路、按键控制电路等。减少功能复杂、学生普遍掌握不好的，例如放大器电路、电流源电路、555定时器电路等使用场合不多、内容艰涩难懂、影响学生学习信心和学习兴趣的内容。嵌入式系统开发属于嵌入式技术的入门级课程，课上不会有非常复杂的原理图和功能模块，企业对应届毕业生的招聘需求中也不会有过于复杂的电路分析内容，学生可以读懂基本的如时钟电路、模块驱动电路等即可。

电子电路绘图与制版：课程的主要内容为使用EDA工具进行电路原理图绘制，制作PCB板。这是嵌入式工程师的基本技能。我们根据嵌入式系统开发的课程标准，将本门课程的重点放在设计基本原理图，能看懂原理图与PCB板卡间的对应关系，掌握PCB的布板规则和测试方法上。课程目标为参照嵌入式系统开发使用的课程平台，让学生根据选择的物料情况和功能设计出基于STM32F103VCT6的电路原理图，制作元器件封装，根据制版规则制作出PCB板卡。提前熟悉嵌入式系统开发的教学内容，让学生在学习嵌入式系统开发课程前就了解了课程平台的原理及一些关键元器件，为嵌入式系统开发的学习做好了知识储备。

通过“顶层设计”课程标准制定方法来制定与嵌入式系统开发有关的前期课程的课程标准，理顺了整个学习过程，教学重点突出，课程内容具有较好的延续性。各任课教师清楚了各课程的相互关系，在课堂上可以将各门课程教学内容互相引用。学生对各课程的学习目的更加清晰，重点更加明确。经过两年的教学验证，学生在学习嵌入式系统开发课程时，技能储备更加充分，关键知识点掌握更加熟练，课堂气氛活跃，学生的教学满意度明显提升，学习成绩提高明显。毕业后进入电子设计类企业，从事嵌入式研发工作的学生数量及平均薪资都有显著提升。

五、结语

通过嵌入式系统开发课程，探索和实践高职院校课程标准制定过程中的“顶层设计”方法目前已经收获了一些成果。在探索的过程中，遇到了学生对基础学科学习态度不佳、修改课程标准后各相关课程内容变动过大、任课教师对修改课程标准产生抵触情绪的现象。这些现象的出现是正常的，课题组相信高职院校课程标准制定过程中的“顶层设计”方法是正确的、必要的。探索的路上遇到各种问题，都是可以克服的。

我國目前正处于高职教育的高速发展期，提升教育质量，深化课程改革，是发展的重心所在。高职院校的课程标准建设是高职教育发展的关键环节。课题组希望可以推广“高职院校课程标准制定过程中的‘顶层设计’方法”，通过各相关课程间体系化的教学方法，促进高职整体教学质量的提高。

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◎编辑 郭小琴