前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的電子產品開發主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞:大創視角 創新創業 課程群 轉型
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)02(a)-0162-03
近年來,大學生創新創業教育風起云涌,方興未艾。高校普遍以此作為自己的發展方向和奮斗目標,即以大創視角看問題,并不斷選擇、利用和創造新形式,實現課程體系向大創轉型。筆者學校電子信息工程專業從2015年開始進行的“電子產品開發課程群”建設,就是其中一例。“電子產品開發課程群”,指的是以“電子產品開發”課程為主,“電子產品制作實踐”“PCB板圖設計及制作實踐”“單片機原理及應用課程設計”3門課程為輔,共同組成的一個系統(以下稱一主三輔),實現專業教育與創新創業教育有機融合的功能。下面具體加以介紹。
1 根據
1.1 電子信息工程專業人才培養的要求
電子信息產業是國民經濟的戰略性、基礎性和先導性高技術支柱產業,對于促進社會就業、拉動經濟增長、調整產業結構、轉變發展方式和維護國家安全,具有十分重要的意義。可是,目前該產業在用人需求上形成反差:能力不強的人不需要,有能力的人招不進來。這既反映出高校電子信息工程專業在人才培養方面的滯后,又向它提出培養合格人才的要求。因此,高校電子信息工程專業,應該把滿足電子信息產業人才需求(培養創新創業人才)作為自己的本職任務和首要目的,課程改革應為突破口。電子信息工程專業的創新創業人才,其最主要、明顯的特征就是會進行電子產品開發。建設“電子產品開發課程群”,就是實現這一目的的手段之一。
1.2 國務院的要求
《國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》在第二章(主要任務和措施)第三節(健全創新創業教育課程體系)中要求,“建設依次遞進、有機銜接、科學合理的創新創業教育專門課程群。”[1]這是我們建設“電子產品開發課程群”的法律依據之一。
1.3 課程改革的要求
課程是教育教學工作的基本內容,是教育目標實現的基本手段和評價的基本標準,是教師實施教學策略的基本憑借,是“融合”工作的基本依托。同時,課程又是社會進步的反映與促進,是聯系教師與學生的中介。課程改革是教育改革的重點工作,一直在不斷進行之中,只是內容因時而異、因事而異罷了。
過去,我們的有關課程或缺少東西,或分散無序,學生學習后,不得要領,創新創業能力提高不大,教師也沒有取得理想的教學效果。現在,創新創業教育是大勢所趨,將課程體系向大創轉型,建設“電子產品開發課程群”為其做法之一。
1.4 廣大師生員工的要求
在高校,創新創業教育已成為人們的共識,廣大師生員工迫切希望搞好創新創業教育,為實施創新驅動發展戰略獻力,為本校振興出力,為自身發展助力。特別是學生,連續多年的“就業難”使他們倍感壓力,非常希望成為創新創業人才。以課程改革的辦法破解發展難題,成為他們的由衷的愿望之一。
2 條件
2.1 學校各級領導和有關部門的重視與支持
前面講過,進行創新創業教育是廣大師生員工的要求,首先包括各級領導和有關部門。他們既然要求你進行創新創業教育,也必然會大力支持,進而加強組織領導,強化責任落實。可以說,領導一重視,問題就解決。各有關部門的情況,也是如此。
2.1 有關課程的教學經驗
(1)直接經驗。我們在組建“電子產品開發課程群”之前,一主三輔4門課程都講過,積累了相當豐富的教學經驗。由此產生的真知,既是以往教師認識的結晶,又為他們應對新形勢增添把握。
(2)間接經驗。俗話說,“他山之石,可以攻玉”。為了開闊我們的視野,廣泛地占有材料,我們還必須學習他人的先進經驗。為此,我們從網上下載許多資料,并到兄弟單位實地取經。然后,結合自己的實際消化和再創造,突破了生命、精力、實踐條件等限制、提高了教學效率。
(3)學生的支持。作為學習主體的學生希望自己成為創新創業人才,怎能不支持“電子產品開發課程群”建設呢!如果教師講授得法,效果還是不錯的。
3 內容
3.1 方法
建設“電子產品開發課程群”,是系統思維的運用,是在教育目標的召喚下,把相關專業課程組建成一個系統并加以對待。在專業課程中,融入創新創業的要求,做到向大創轉型。
僅有一門專業課是不成系統的,幾門課程俱備就成系統了么?也不盡然。機械湊合、無序運行也不行。比如說,一主三輔4門課程都有了,但不分先后,隨便安排,也不能稱為系統,效果也不會很好。例如,先學“電子產品開發”,再去學“PCB板圖設計及制作實踐”,該打的基礎沒有打,使“電子產品開發”課成為“夾生飯”,學生的創新創業能力不會得到提高。因此,必須把它們加以整合,組建成一個系統(課程群)。
這個系統,從結構上看,是各M成要素聯系而成的整體;從功能上看,“系統整體具有一種新的東西、新的質。它是各個要素分別存在時所沒有的,也是構成系統的全部要素機械湊合起來所形成不了的”。[2]它不是靠各要素單打獨斗,而是用集體的力量實現教育目標。如果要素聯系得當,必收1+1>2之效。
3.1.1 結構與功能
(1)結構:首先,做到要素充足完好。要素充足:根據這個原理,學校增設了“電子產品制作實踐”課程,為學生對電工電子焊接工藝等技能的掌握創造條件。這樣,要素共有“電子產品制作實踐”“PCB板圖設計及制作實踐”“單片機原理及應用課程設計”和“電子產品開發”4門課程。學生學習這些課程后,知識更加全面,基礎更加牢固,能力更加提高。這種組合,優點在對比中體現,詳見表1。
其次,使要素聯系方式合理,形成合力。主要是要素的時間安排,即先學什么,后學什么,循序漸進,直奔主題:第1學期,學習“電子產品制作實踐”,解決入門與興趣問題,奠定了今后課程學習與實踐的基礎;第4學期,學習“PCB板圖設計及制作實踐”解決工具問題,為所學知識的具體運用提供幫助;第5學期,學習“單片機原理及應用課程設計”,學會軟件設計仿真與調試,解決控制問題,具備了駕馭電子產品設計的能力;第6學期,學習“電子產品開發”,解決“綜合”問題,直接設計出電子產品,完成創新創業人才形成的最后沖刺。
(2)功能:通過“電子產品開發課程群”的建設并向大創轉型,實現專業教育與創新創業教育的有機融合,培養學生電子產品設計的能力,在動口、動腦、動筆、動手中,閃現創新的火花;引導學生將成果目標化、作品化、市場化,完成創業的預演。一句話,實現了既定的教育目標,在出成果的同時出人才。
3.1.2 整體性和層次性
(1)從整體與部分的關系看,課程體系整體上向大創轉型,各要素也必須協同跟進,步調一致,不可有動有靜,文齊武不齊。
(2)從部分之間的關系看,各要素的排列像國務院文件要求的那樣“依次遞進、有機銜接、科學合理”,不可排列無序,本末倒置。
在這里必須說明一點,“電子產品開發課程群”,顧名思義,是講如何設計電子產品的,學好了便可進行電子產品開發及相關工作,可以說是本專業創新創業人才形成的最后一關。但萬丈高樓平地起,必須在學好其他課程后,才能涉足于此。
3.2 步E
建設“電子產品開發課程群”,從步驟上看,分為事前、事中和事后3步,是系統開放性的具體體現。
第一步:事前,做好計劃安排,為課程群建設做好準備。特別要注意將課程安排納入人才培養計劃,使“電子產品開發課程群”建設,一開始便有了合法性和可行性。這時,還要做好諸如教材選定等其他準備工作。
第二步:事中,即備課、講課、批改作業、復習、考試等教學環節的運行。在其中,備課和講課、批改作業是主要環節,所以予以重點研究。
(1)備課,就是寫好教案講稿,搞好教學設計。教案作為課堂教學的具體計劃,是在一系列充分準備工作的基礎上制訂出來的。只有在教課前做了充分的準備――深入鉆研教材,全面地了解學生;恰當地確定要求,靈活地選擇教法,認真地備課,熟悉教案,才能在教學中得心應手,隨機應變,因勢利導,從而圓滿地完成教學任務。教案不僅要指明教什么,教給誰,還要指出為什么教和怎樣教,而課文里是沒有的。教案能起備忘錄的作用,它可以作為檢查教學的依據,也可以為總結經驗提供材料[3]。
①在“備教材”上下功夫。教師在“備教材”過程中要著重解決好這樣幾個問題:確定教學目的、任務和要求;明確教材的體系和內容的主次;突出重點、解決難點,抓住關鍵。同時,對教材進行揚棄和加工創造。即便是自己編寫的教材,也是如此。電子產品走進千家萬戶,應用各行各業,備教材時必須緊跟時代的步伐,緊貼學生的實際,將生活中鮮活的素材,納入教學案例之中,讓學生感到先進、真實、生動、有用,更加愿意學習,更加喜歡設計。備課時,還要注意課程群的完整性,相關性,互相照應,協調一致。并且,課程之間的主輔關系,也不是絕對的,上一個矛盾解決之后,下一個就為主了。
②在“備學生”上做文章。教師在備課過程中不僅要鉆研教材,更要重視對學生的了解,最大限度地做到因材施教。我們的學生缺點是自由散漫,習慣不好,不善自學,但優點是獨立性強,思想活躍,愛好動手。那就得對癥下藥,揚長避短,多在實踐類課上精心安排。
③在“備教法”上顯特色,將在“講課”中詳談。
(2)講課。
①不拘一格地運用各種教學方法,如案例法、發現法、問題法、討論法、觀察法、實驗法等,哪一種或哪幾種管用,就用哪一種或哪幾種。
②時刻用創新創業教育的觀點審視一切,將學科競賽、生產實習、社會實踐、畢業設計等載體,融入創新創業的要求。
③做好課件,不斷更新,激發學生學習興趣。為學生學習帶來便利,同時提高教師的教學水平和教學效率。
④多讓學生自己提出選題,提高創新思維能力,教師看其有創意后輔導他們解決問題。
⑤注重現代化教學手段,搞好實踐教學。結合投影儀、機房、實驗室等,采取創設教學情境和讓學生動口、動腦、動筆、動手相結合的方式,使學生在教師的輔導下,將創造性的選題變為現實,把獨立性強、思想活躍、愛好動手的優點,發揮到極致。
(3)及時批改作業,重視反饋。教師對學生作業要及時收、及時批、及時講,保護學生完成作業的積極性。同時,要根據作業暴露的信息,及時調整下一步工作。
第三步:事后,總結經驗,做出評價。總結經驗,使經驗上升為理論,使知識轉化為能力,正確的得以堅持,錯誤的不致重犯,收事半功倍之效;做出評價,以教育目標為準繩,以教學效果為依據,衡量“電子產品開發課程群”的建設與教育目標的差距。與目標相符的,制定下一步打算。有距離的,找出原因,制定解決辦法。問題解決之后,才能進入下一步。
4 效果
學生在經過課程群的學習后,創新創業能力有了明顯的提高。(見表2)
教學效果典型例證是,所設計制作的“多功能仰臥起坐計數器”“開水速冷機”“智能藥盒”等,先后獲批實用新型專利。畢業生持此求職,障礙較少,也能將其成果與所在單位的技術融合,實現轉化。
5 結語
建設“電子產品開發課程群”,雖然取得了一定成績,但仍屬總的量變過程中的部分質變,還不是全部質變,而后者恰恰是我們所追求的。因此,應該在建設“電子產品開發課程群”的基礎上總結經驗,拿出更為有力的措施,如鞏固“電子產品開發課程群”,條件具備后再建立幾個課程群,最后使整個專業課程都向創新創業教育轉型。
參考文獻
[1] 國務院辦公廳.國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見(國內發〔2015〕36號)[R].2015.
關鍵詞:4s店;自駕游;市場開發;產品設計
中圖分類號:F59 文獻標識碼:A
收錄日期:2011年10月18日
自駕游是自駕車旅游的簡稱,是指旅游者自行駕駛汽車完成部分或全部的旅游行程。作為一種新的旅游方式,它始于上世紀的歐美發達國家,由人們最初的周末駕車出游“Sunday-drive”發展到后來的“Drive Travel”。隨著旅游的不斷發展,自駕游以其“自由”、“靈活”、“個性”、“時尚”的特點受到越來越多旅游者的青睞。近年來,由于私家汽車的普及,自駕游在我國得到迅速發展,對于4s店來說,如何抓住現有的市場機遇發揮行業優勢,實現企業跨越發展是一個值得探討的問題。
一、我國自駕游市場現狀及存在的主要問題
(一)發展勢頭強勁,潛在商機巨大。自駕游作為一種全新的、個性化的旅游出行方式,已越來越受到廣大游客的喜愛。特別是在道路交通建設日趨完善、駕照持有人數快速增長、有車族群愈加壯大的背景下,已成為繼組團游、自由行之后全新的旅游出行方式之一。據國家旅游局統計資料表明:2006年國慶節期間,旅行社團隊游客占旅游總人數的26%,而自駕游已占到60%。隨著自駕游的盛行,沿途的汽車保養、餐飲、住宿、紀念品商店,以及新興的自駕游旅游服務公司已初步形成了一條產業。
以山東臨沂為例,2009年開始,臨沂市成為全國私家車增長最快的城市,游客自駕車游覽活動因此火暴。2010年這個市自駕車旅游人數達1,004.2萬人,占一日游游客總人數的54.58%;全年一日游人數1,839.97萬人,占總旅游人數的60.59%,同比增長26.89%。由此可見,自駕車旅游市場的前景極具誘惑力。
(二)政策與基礎條件滯后。與私家車急劇增多的現狀不相配套的是,目前沒有對自駕車運營商的資質認證制定具體的標準和規范,對自駕車運營商的權利和義務也沒有做出相關規定。同時,目前也沒有部門來審查運營商的資質。游客的利益、旅游質量以及出行安全沒有明確的保障。
1、組織機構和市場運作不規范。自駕游市場火暴,參與人眾多,組織形式呈現多樣化,很多沒有旅游從業資格的車商、俱樂部等都在搞自駕車旅游,但目前還沒有一個專門針對自駕游的旅游合同,游客辨別能力弱,導致游客和組織機構在責任和義務的劃分上存在糾紛。與美國相比,我國汽車俱樂部雖會員多于美國,但并未發展到會員可在幾乎每一個城鎮找到其服務機構。
2、基礎設施和信息系統建設滯后。自駕游市場呈現快速發展的同時,過渡地帶尤其是目的地相關的基礎配套設施缺乏,遠不能滿足自駕游游客的基本需求,無法有效提高游客體驗的質量,主要表現為:
(1)交通等基礎設施不完善。大部分公路主干線和景區內道路標識系統建設不足,旅游咨詢服務點缺少,景區內缺乏專用的自駕車游道,交通信息滯后導致許多自駕車旅游走錯路或者找不到旅游目的地。公路主干線和主要景區周邊還沒有適合自駕車旅游住宿要求的旅館等等。
(2)停車場、加油站及車輛檢修和維護等補給設施難以滿足需求。消費者在景區景點難以找到一個安全寬敞的停車場所,且加油站服務不能滿足多元化需求,而車輛檢修和維護部門在我國景區更是少見;高速公路沿線普遍缺乏專門的休息區和安全的臨時停車位,長途開車的疲勞得不到緩解。
(3)自駕游相關的旅游信息不全面,信息網絡化滯后。各景區旅游手冊局限于本景區,不能有效滿足自駕游旅游者對綜合旅游信息的需求。同時,酒店網絡預訂、在線咨詢服務和地區的綜合交通、路況、氣象等自駕游信息不足,嚴重地影響了對自己設計線路的自駕游者的需求及旅游期望值。
3、安全保障體系薄弱。國內公共安全救援組織與能力都不足,無法適應自駕車旅游發展對安全上的需要,加上旅游地居民素質低造成的劫車敲詐行為和露營被盜、被傷事件也不在少數。目前,國內的景區安全救援能力與相關建設也十分薄弱,自駕車旅游者在景區內如遇到異常天氣、突發疾病、交通事故等意外事件時往往難以得到及時救助。
(三)行業經營長期缺乏產業引導和規范。由于對自駕游“隨走隨玩”理解上的局限性,自駕游不需要事先安排和周密策劃,從而使市場進入壁壘低,自駕車旅游運營主體混亂,造成了整個市場處于諸侯割據的混亂狀態,導致產品價格不統一,營銷機制不健全,銷售系統和信息系統不完善,沿途服務網點匱乏,運營商的連鎖服務也沒有建立。
二、基于4s店平臺的自駕游經營優勢
(一)經營車輛,具備組織自駕游資質。4s店作為一個集汽車銷售及售后服務為主的企業,擁有大量經營車輛,便于自駕游者租用,同時在相關專業人才的指導下自駕游者能有效取得駕駛資格,避免了大多旅行社只能為自駕游者提供訂房、訂餐及汽車維修等基本服務不能提供車輛讓游客自己駕駛的服務弊端。
(二)掌握自駕游客源,易于宣傳組織。自駕游參與者多為有車族,4s店作為專業性汽車服務機構掌握較為豐富的車主信息,在分析客戶消費習性的基礎上,便于針對性宣傳、組織自駕游。
(三)汽車專業知識豐富,服務范圍廣。自駕游活動是對駕車技能的一種考驗,參加者駕駛水平參差不齊,危險系數很高,路上突發事件難以預料,如交通事故、車輛故障等,不僅會影響到整個團隊的行程,同時也有很大的安全責任風險。4s店作為專業性汽車服務機構以其廣泛的服務半徑和豐富的汽車專業知識,能夠很好地滿足自駕游者的需求,提高自駕游的安全感。
(四)組織成本低,自駕游者易于接受。4s店組織的自駕游是其營銷上的擴展,其目的在于增加客戶之間的溝通和交流,進而宣傳自己、樹立企業形象。組織自駕游的費用以買車的利潤足以支付,其組織成本低,有車族易于接受。
三、4s店開發自駕游市場的意義
(一)宣傳企業品牌形象,增強市場競爭力。4s店通過組織自駕游活動,大力宣傳企業形象提高品牌知名度,在有限市場份額的基礎上為現有客戶提供良好的服務水準使其成為企業的忠誠客戶,提高老客戶帶新客戶的積極性,同時增加潛在客戶對該企業品牌文化的認識與理解,促進其購買并形成口碑傳播,增強市場的滲透力和競爭力。
(二)開拓汽車后市場,促進4s店發展。自駕游中涉及的汽車租賃、保險、維修、道路救援等服務屬于汽車后市場業務方面的拓展,從而進一步構建汽車后市場服務價值鏈,實現4s店可持續發展。
(三)方便自駕游者,完善自駕游市場。使許多無車族也有機會參與自駕游,滿足客戶對自駕游中高層次的需求,引導自駕游消費,進一步規范自駕游市場管理,豐富自駕游組織形式。
四、關于4s店自駕游市場開發與產品設計的幾點建議
4s店的汽車銷售呈現良性增長勢頭,但國內自駕游仍處于初級階段,表現為規模小、隨機性大、自駕游線路不成熟、服務不配套等。旅游專家指出,目前自駕游還基本處于自發的集散型出行方式,但這恰好蘊涵著較大的發展空間和良好的商業前景。4s店在有車族信息上搶占先鋒,如能把握先機,將促進企業健康、快速發展。
(一)建立相關合作伙伴,實現共贏
1、4s店之間業務上相互合作。由于區域間限制,服務水平,標準不一,在一定程度上限制了自駕游的發展,跨區域4s之間開展合作,可實現自駕游服務方面優勢互補。如,在汽車租賃、維修、保養等方面進行區域間合作,對自駕游車輛進行優惠,滿足客戶自駕游需求提高對汽車服務的滿意率。
2、積極與汽車俱樂部、旅行社合作。旅行社在旅游資源上占優勢,對自駕游線路設計與活動策劃擁有一定的專業知識,汽車俱樂部在汽車組織上占有優勢,4s店與其合作有利于提高自駕游的參與率和提高服務質量。
3、車友會之家,常規會員網絡聯誼活動。車友會是當前最常見的自駕游組織,大多由汽車商組織,一般同一車型成立一個車友會,其真正目的是為銷售汽車服務、擴大汽車的知名度和美譽度、鞏固汽車的品牌價值。而4s店本著雙贏互利的原則,與廣大車友會開展自駕游合作,將其自駕游業務收入囊中。
4、同政府相關部門合作,確保自駕游安全。重點檢查自駕游沿線的道路標示標牌、加油站、休息站、公共衛生的基礎設施設備,同時對可能引發重大旅游投訴的,要及時上報政府督促相關部門采取補救措施或做好應急預案,保障自駕游客的安全出行。
(二)搶占先機,迅速組建自駕游經營機構。目前,在全國范圍內,4s店已經經營自駕車旅游項目的幾乎沒有。面對日益膨脹的自駕游市場需求,4s店在做好簡單的市場調研以及項目啟動前期準備工作以后,要搶占先機、果斷組建自駕游俱樂部,俱樂部級別可為4s店的一級部門。確定部門的分期經營目標,配備管理人員,可以從產品開發、宣傳與市場推廣、活動策劃與執行等幾個方面組建俱樂部二級機構。
(三)多渠道宣傳、市場推廣和會員招募
1、以報紙合作為核心,充分結合各種媒體進行宣傳推廣。活動之前通過與報紙合作,以專題形式進行重點宣傳,再結合網絡媒體,平面媒體等進一步擴大傳播覆蓋面,增加活動曝光率,吸引客戶參與。活動中通過“汽車之家”專業網站和法制晚報等平面媒體進行現場報道,引發公眾更多關注。
2、成立俱樂部,建立會員制。俱樂部在開發產品的同時,應重點加強宣傳廣告投入,利用網絡、當地電視臺、報刊適時宣傳。制作俱樂部宣傳冊,針對目標市場發放。尤其以網絡宣傳為重點,組建自駕游俱樂部網站,全方位宣傳推介俱樂部和網上銷售公司產品。開辟“自駕游論壇”、“自駕游活動回顧”、“汽車養護論壇”等與消費者互動的網絡平臺。
(四)多元化、全方位的自駕游產品設計
1、汽車租賃與游客搭配。自駕游目標市場為所有自駕游愛好者,包括有車愛好者與無車愛好者。采取汽車租賃和與有車客人自愿搭配兩種辦法,最大限度地激發并吸納無車自駕游愛好者。汽車租賃業務也包含在4s店的服務范圍之中,這為高質量的汽車租賃服務提供了保障。
2、汽車的保養、裝潢及維修。與有實力的汽車保養公司合作,提供各種優惠、便捷的優質服務,服務貫穿自駕游前后的車況檢測、維修、零部件更換等跟蹤服務以及自駕游之外的保養、裝潢并對會員實行價格優惠。
3、汽車保險、年檢服務。本著一切為會員服務的原則,對于自駕游俱樂部會員,可以單個也可以團體交由俱樂部辦理各種汽車保險的購買以及汽車年檢服務。汽車年檢服務可作為俱樂部的一種勞務服務行為,第一,需要俱樂部與主管車輛年檢的交警部門保持緊密聯系;第二,本著一切為會員服務的原則優惠收取服務費。
4、汽車知識、自駕游知識宣傳教育。通過兩個渠道為會員宣講汽車知識、自駕游知識,一是利用俱樂部網站的汽車論壇和自駕游論壇;二是在自駕游過程中或會員常規活動中以書面小宣傳冊、舉辦講座的形式為會員知識充電。以優質服務取得客戶的信任,不斷保持和擴大俱樂部會員隊伍。
五、結語
自駕游在我國的發展尚未達到成熟,4s店作為專業性汽車服務機構在自駕游市場開發及產品設計上以其獨到的優勢進行了一些探索,在促進企業本身發展的同時也有助于自駕游市場的完善,但由于自駕游涉及交通、通信、住宿、保險、旅游等眾多部門,需要政府及相關企業的通力合作,才能實現自駕游市場持續、健康、快速發展。
主要參考文獻:
[1]中華人民共和國國家旅游網.山東臨沂七家景區被評為省級自駕游示范點,2011.2.27.
關鍵詞:復雜工作流;協同設計;不變量
中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)13-0251-03
機載電子產品研發過程涉及多個學科、專業領域,有多個體系貫穿其中。以機載計算機研制過程為例,其研制過程涉及的學科包括計算機學科、微電子學科、結構力學、熱力學、電磁學等;涉及的設計專業包括機載計算機總體和模塊、機載總線與交換網絡、機電控制、機載專用軟件、機載專用集成電路、PCB、機箱結構等;涉及的體系包括機載計算機設計技術體系、項目管理體系、質量保證體系、適航認證體系等。其中,產品設計的技術體系又可以分出若干分支,除了產品功能設計的技術方法體系外,產品的五性設計、需求管理、配置管理、仿真驗證和試驗管理等也具有一定的邏輯完整性,構成設計體系的一些分支體系。
多個學科/專業和多重體系的疊加作用,使得機載電子產品研發過程的相對復雜。只有對這個復雜過程進行多體系、多視角的梳理與解構,才能實現機載電子產品研發過程復雜工作流的結構表達。
1 復雜工作流
1.1 機載電子產品研制過程
通用機載電子產品開發過程模型將機載電子產品開發過程要求,包括設計方法和技術體系要求、設計保證技術要求、項目(型號)管理要求、質量保證體系要求、適航支持過程要求等落實在產品開發生命周期活動中。該模型將機載電子產品開發生命周期劃分為項目啟動、產品需求定義、產品初步設計、產品詳細設計、產品實現、產品驗證與確認(最終產品驗證及確認)和項目結項等若干階段。
其中,產品開發的計劃過程在項目啟動階段和產品需求定義階段實施;產品的設計、驗證和確認過程,以及安全性評估、可靠性/維修性/測試性分析與評估、質量保證過程、適航支持過程等過程在產品需求定義、產品初步設計、產品詳細設計、產品實現、產品驗證與確認各階段分布實施;構型管理過程貫穿產品開發生命周期,如圖1所示。
1.2 復雜性分析
一個流程的復雜性通常體現在以下三個方面:流程的體量龐大,節點眾多;流程節點間的關系復雜;流程的控制類型復雜。由圖1的模型可以看出,機載電子產品研制過程的流程復雜性,多體現在流程體量龐大和流程節點間的復雜關系方面。
機載電子產品研制過程組織方式主要是逐層分解、順序執行、問題返回,工作流形式基本是串行,以及在串行基礎上的一些簡單條件分支;但由于研制過程的試探性,使得產品研制的工作流節點之間存在反復迭代關系;而除了簡單的順序、分支和迭代關系外,研制過程中還涉及多部門協同和資源約束關系,因此,產品研制的工作流節點之間還存在著并行觸發和資源等待關系;此外,產品研制過程中,一部分流程節點會構成相對獨立的子流程,如一些輔助任務流程等,這些子流程與主流程之間存在流程嵌套調用關系。上述種種表明,機載電子產品研制流程節點間的關系是復雜的。
1.3 工作流分析
工作流是一種反映業務過程的計算機化模型[1],是為了在先進計算機支持下實現業務過程集成與過程自動化而建立的可由工作流管理系統執行的業務模型。在復雜性分析中,明確了機載電子產品研制過程主要由一系列的研制活動以及這些活動之間的順序、分支、遞歸、協同、排斥和制約等關系組成,因此,使用工作流模型[2]來梳理機載電子產品的開發過程,進而建立該過程的可執行模型是合適的。
機載電子產品的開發過程是一個多體系流程的協同過程,有主任務流程、輔任務流程和臨時指派任務;有強制性流程、提示性流程和條件觸發性流程。其中,所謂主任務流程,是指能夠被嚴格規范的研發流程,以研制階段的里程碑和重要結果文件作為規范要點;所謂輔任務流程,是指那些以主流程的節點到達或流出為觸發條件的流程,如部分質量監督流程、協同工作流程、試驗檢驗流程、仿真驗證流程、適航認證流程等。
因此,分析機載電子產品開發過程的工作流結構,將復雜流程通過結構分解化繁為簡,是機載電子產品研制過程的多體系復雜工作流建模與實現的關鍵所在。
2多體系復雜工作流的分解
機載電子產品的研發流程是復雜的,但是,通過對流程的梳理和分析可以發現,這種復雜性可以被分解,從而被簡化。
2.1 復雜流程的結構分解
處理復雜流程的有效方法就是“分解”――對復雜流程進行分層分塊分解。將整個流程分解為若干子流程塊,這些子流程塊之間的關系構成一個層次的流程表述;而每個子流程塊,又可分解為若干更低層次的子流程塊,最終實現復雜流程的層次分解。
首先,引入流程塊的概念,一個流程塊可定義為一組流程節點和子流程塊的集合,這些流程塊之間,以及流程塊對流程節點(單向)的流程關系限制為簡單的順序和分支關系。一個流程塊,如果僅由流程節點組成,則稱該流程塊為末級流程塊。
這種分層分塊、逐層細化的分解方法簡化了流程塊之間的流程關系,但限制了復雜流程關系的表達。因此,除了簡單的順序、分支關系外,需補充建立流程節點對流程塊的調用、觸發關系,以及流程節點之間的協同工作機制,如表1所述。
綜上所述,我們通過流程塊概念的引入和流程塊之間的流程關系的簡化,建立了復雜流程分層分塊的結構化方法,將“大”流程分解為“小”流程,每層每塊都是“小”流程,但組合起來是“大”流程。同時,通過流程節點的調用、觸發關系的補充定義,以及流程節點之間的協同工作機制建立,使得這種復雜流程的解構不會破壞流程內容的表達。
2.2 機載電子產品研制過程的流程分解
運用多體系復雜工作流的結構化方法分析機載電子產品的研制過程,可以得到支持復雜流程分解的所謂“不變量”。
流程分解中,識別子流程塊的標準是“業務完整性”和“穩定性”。所謂完整性,是指該子流程塊應完成一個有明確意義的業務或業務過程;所謂穩定性,是指該子流程塊所反映的業務或業務過程整體上相對穩定,內容也許會有演變,但整個業務是“不變量”。
以機載計算機研制過程為例,研制階段劃分(產品研發生命周期的各個階段或軍機K/F/C/S/D/P階段)、專業劃分(計算機總體設計、機箱結構設計等)、交付物定義(需求規范、設計說明等)應識別為研制過程的“不變量”。
根據“不變量”的劃分,機載計算機研制過程的分解策略為:
1)根據產品研發生命周期的階段劃分進行流程第1個層次的分解;
2)根據專業劃分進行流程的第2個層次的分解;
3)圍繞項目交付物進行流程第3個層次的分解;
4)經過三個層次分解后,得到的子流程塊在很多情況下已經是可指派任務,此時,應根據具體情況決定一個層次的流程塊是否需要進一步分解(該流程塊的業務是否可由一個角色完成;該流程塊的業務是否產生一個項目交付物或一個明確定義的中間結果;該流程塊的業務是否依賴一個明確定義的信息化支撐環境)。WBS分解的末節點,應該是不可再分的原子任務項,通常對應一個直接的輸出物。
經過上述方法對業務流程進行分解后,就形成了業務流程的WBS分解結果。一般的業務流程經過WBS分解后,會形成3-4級的層次結構,如圖2所示。這只是流程梳理的基礎,流程梳理還包括其他的組成要素。
3機載電子產品研制過程的工作流梳理
機載電子產品研制過程的流程梳理內容包括承擔研制任務的人員組織/角色分工、研制流程、數據流轉、操作規程、設計輔助工具以及設計過程所應遵循的規范、參考的知識、可重用的實例等。所以應基于流程分解產生的WBS分解結構從角色、工具、知識、數據、流程圖五個方面闡述流程梳理方案。
3.1 角色
經過WBS分解后,最低層中的每一個流程塊的業務都應該是可指派給某個角色來完成的,所以梳理角色信息十分重要。內容包括:角色編號、角色名稱、所屬機構代碼、能力要求、工作范圍等。
3.2 工具
機載電子產品研制的管理和設計生產過程已離不開信息化工具的支持。因此,流程梳理的內容也應包括相關工具的梳理。建立工具列表,說明每一項工具的專業屬性、用途、供應商、版本、部署方式、系統集成需求等相關信息。
3.3 知識
流程梳理的內容應包括每個WBS流程節點相關知識[2]的梳理。內容包括:知識名稱、知識來源、被引用工作項(即在WBS中哪一個節點中)等信息。
3.4 數據
數據流[3]是機載電子產品研制過程中的重要內容,需梳理任務流中每一個任務節點的輸入/輸出數據,說明這些數據的類型/格式、數據來源、需要用到的系統或工具。
3.5 流程圖
依據WBS分解結果及角色、工具、知識、數據的梳理結果,可繪制對應的流程圖。
流程圖的組成要素主要包括節點、順序和控制。其中,節點是一個個可執行的、具體的任務單元,若將一個項目的執行過程視為復雜任務[4],則WBS分解的最低層的任務就是整個項目過程的任務節點;順序,就是節點的執行順序,受一個節點的入口/出口條件、節點任務的觸發條件及任務節點間轉換規則影響;而控制,就是根據控制條件進行的任務節點間的轉移和切換。
除了節點、順序和控制外,添加每個任務節點承擔者的角色、所需的系統或工具、涉及的參考知識以及該節點的輸出輸入數據,即可形成包含每個流程要素的完整流程圖。所以,繪制流程圖時,包含的對象如圖7所示。
經過各要素的梳理,就形成了機載電子產品研制過程的工作流梳理結果。WBS分解將整個研發過程按層次分解,最終分解為若干可執行任務項;角色、工具、知識、數據四個要素的流程描述則說明了任務的責任方/參與角色、所使用的工具名稱、支撐知識/實例和標準/規范、入口/出口條件和輸入/輸出數據;最后,形成各個層次任務的流程圖,將機載電子產品研制過程體現在流程圖中。這樣一來,就完成了機載電子產品研制過程工作流全方位的流程梳理。
4 結束語
一個體量龐大的復雜工作流建模,如果沒有很好地識別其內在結構,通過層次化、結構化將流程化繁為簡,對于工作流模型的表達和測試來說,是災難性的。本文通過復雜流程的結構、不變量、層次分解形式等的討論,建立了復雜流程的結構化方法。進而,探討了機載電子產品研制過程的多體系復雜工作流梳理和表達,為機載電子產品開發過程模型的實現探尋了理論基礎。
參考文獻:
[1] 李海波. 工作流模型復雜控制結構構造方法[J].計算機科學,2012,39(11).
[2] 張超. 飛機設計中的知識輔助技術研究[J].航空計算技術,2011(4).
隨著Proteu的功能日益強大,Proteu已經越來越多的應用到各類電子產品的設計和設計工作中,深受電子產品開發機構的信賴和喜愛。目前很多知名電子產品公司都在使用Proteu軟件設計電子產品,利用Proteu開發研制而成的應用比較廣泛的電子產品主要由“微電腦防盜報警器”、“自動開蓋垃圾桶”、“LED漢字顯示器”等,已經廣泛的應用到人們的生產及生活當中。根據電子產品設計實踐證明,利用Proteu這種電子產品開發軟件能夠快速的完成電子線路的設計,而且能夠利用設計的電子線路完成電子產品使用的模擬仿真,極大地提高了電子產品的設計效率。由于電子產品設計程序復雜,要求內容精細,一個不小心可能會導致整個設計線路必須從新開始,但是利用Proteu則大大的縮短了研發周期,有效的降低了電子產品生產企業的生產成本。隨著信息化進程的不斷加快,在未來的人類社會中對于電子產品的應用將會變得越來越廣泛,而且電子產品也會變得越來越智能化。很多智能化的電子產品的核心機構和部件就是MUC,智能化電子產品近些年發展迅猛,正在逐步的走進人們的生活當中。筆者將主要根據Proteu在智能化電子產品的設計研發中的應用為例,對仿真技術下電子產品設計提供更加廣闊的思路。
在智能化電子產品的設計過程中,傳統方式主要將該設計工作氛圍以下幾個方面:首先就是電子產品的硬件設計,硬件設計中主要包含電子產品的原理圖設計以及電路板的制作,這是構成電子產品的基礎部分;其次就是電子產品的軟件設計部分,主要包括電子線路的調試以及語言匯編及其調試;最后就是電子產品的整機調試,通過軟硬件結合調試的方式對所設計的硬件及軟件部分結合的效果進行測試。傳統電子產品的開發簡單來說就是以下幾個步驟:首先要完成原理圖設計,之后設計PCB電路板,之后就是PCB制板,然后制作實物的物理樣本,完成電子產品的軟件設計之后在對整機進行調試,如果調試合格則研制成功,調試不合格的將從原理圖從新開始設計工作。
根據電子產品的智能化程度其設計時間也是各不相同的,比較簡單的通常需要一天的時間就能夠完成電路的設計部分;但是PCB制板的時間比較長,大概需要半個月的時間才能夠完成制板工作;之后就是進行物理制板,這個部分時間大約需要兩天;軟件設計工作也需要大概一天的時間;電子產品的系統測試大概需要一天的時間。由此可見完成一個較為簡單的電子產品的設計大概需要3周的時間。而且在電子產品的設計工作中,電路設計細節與軟件設計細節要求都比較嚴格,在設計階段不能夠及時的發現其中所存在的問題,這就需要重復幾次上述設計過程之后才能夠達到最初的設計目的,因此傳統方式下電子產品的設計周期很長,無形中也增加了電子產品的設計成本。
通過Proteu能夠實現對產品設計過程的仿真,利用Proteu進行系統設計步驟主要分為以下幾個步驟:原理圖設計與軟件設計同時展開,完成之后進行電子產品整體的系統仿真,之后就是完成PCB電路板的設計,然后在制作物理樣本。利用Proteu軟件進行仿真設計主要是在軟件中進行電路設計,設計完成之后就能夠進行實體運行仿真,不符合設計要求或不能夠達到預期目的則對原理圖進行修改。在Proteu軟件中龐大的數據庫極大地簡化了設計過程,有效的降低了電子產品的生產周期,極大地節約了生產升本。利用Proteu軟件進行電路板的設計工作主要是完成電子產品中的布線,也就是我們通常所說的RAES。實際產品的制作是在原理圖設計完成之后進行的,由于在實物制作之前已經完成了軟件調試工作,所以說在裝配階段工作精細的話必然能夠有效的保證電子產品的可用性。由此可見利用Proteu是多么的高效、高質。
2Proteu在實際應用中的作用
Proteu軟件的功能強大,在電子產品設計中的應用非常廣泛,以下筆者將以純水機的整個設計研發過程為例,就Proteu在電子產品設計中的應用問題進行分析,希望能夠對電子產品設計人員的工作能夠有所幫助,進一步提升我國電子產品研制行業的水平。
2.1原理圖設計操作簡便
Proteu軟件的操作時極為便捷的,利用Proteu能夠在同一窗口中完成電子線路的設計和仿真工作。通過Proteu軟件中的編輯區完成對所設計的電子產品的線路設計,還能通過預覽模式對所設計的電路進行預覽和仿真。整個設計工作只要通過鼠標就能夠完成,極大地簡化了電子產品的設計過程。
2.2電子產品程序設計
利用Proteu中的ISIS編輯區完成軟件程序的編輯工作,并且能夠將編輯完成的內容進行匯編形成目標代碼,這一整套的操作在Proteu軟件中都有特定按鈕來完成操作。對于存在問題的編程Proteu軟件還能夠自動生成錯誤報告,錯誤報告中也能夠對錯誤源給出查找范圍。
2.3Proteu的仿真以及調試
在上述步驟完成之后,對所要調試的內容進行加載,首先要在Proteu軟件中調出“Editcomponent”對話框,然后在對話框中輸入本次調試工作所要調試的目標文件,并在Proteu軟件中設置好晶振頻率,之后點擊仿真按鈕便開始進行仿真。利用Proteu軟件中的仿真功能不但能夠完成交互式的實驗,而且能夠實現實時仿真的功能。而且在仿真過程中能夠根據現實中可能出現的情況對其進行調試,例如純水機的仿真操作中,可以在滿水或者強沖等多種模式下對純水機的操作進行模擬,仿真效果極為真實。
2.4利用Proteu完成電路板的設計
在Proteu軟件中具有高級布線的功能,通過ARES能夠實現對電路板的布線擺放及軟件更改等多種功能。Proteu電路板設計功能十分人性化,不但能夠簡單的實現撤銷及自動布置的功能,還能夠根據設計者的設計思路有設計者手動操作完成電路板中線路的布射。在電路板設計完成之后能夠通過3D視圖的效果對所設計的電路板進行全方位的觀察,更加優化的電路板設計的過程及電路板設計的作用。
2.5制板過程
在完成上述的前期設計及仿真工作之后,就要進行電子產品設計的第五項工作,就是完成PCB的制板。
2.6物理樣品的制作完成
物理樣品的制作完成是電子產品設計工作完成的最后一步,安裝并且將樣本調試成功之后樣本就能夠應用在電子產品當中。通過物理樣本制作完成之后的樣式與Proteus的3D模擬效果進行比對我們可以發現Proteus的3D展示與設備完全一致。只要樣本的制作過程中能夠根據設計要求進行正確的安裝,將焊接點牢固的焊接就能夠順利的完成制作過程。
3結束語
1.1品牌價值要求
對許多公司而言,對外宣傳本公司產品的環保性能其實是一把雙刃劍。如果環保性能宣傳是基于堅實的科學依據,或者能夠被第三方機構所認證,或者能夠解決消費者、分析師及非政府組織所關心的環境問題,就有很大機會提升產品銷售量、公司股票價格和品牌價值。但是,如果環保性能宣傳未能達到上述三個標準之一,該公司的環保性能宣傳就會有可能被指責為“濫用綠色”,即做出一些沒有堅實依據的環保性能宣傳或者利用環保營銷策略來掩蓋產品的其他問題。最簡單的解決辦法似乎是不做任何的環保性能宣傳,但由于投資者對產品的期望不斷上升、非政府組織對產品的審查越來越嚴格、競爭對手造成的壓力持續增加,不做任何環保性能宣傳行為本身就會損壞公司的品牌價值。
1.2能耗、有害物質相關法規要求
環境立法的引入或許是讓各大公司啟動生態設計最直接的驅動因素,北美、歐洲和亞洲地區的部分環境立法情況。與此同時,行業協會和非政府組織也在引入一些標準、政策等,用以影響政府機構的立法框架。
1.3成本及供應鏈管理要求
通過立法可以迫使各大公司開始重視生態設計,但若生態設計被采納的話,也會給公司帶來明顯的成本優勢。因為從生態設計的角度來看,減少材料和能源的使用可以降低產品的制造成本。當產品的環境影響涉及到由供應商設計和制造的子系統時,就提供了使供應商也參與生態設計的良好機會,產生一個更為精簡、更具成本效益的供應鏈。例如,創維集團召集國內500多家零部件供應商,要求簽訂“綠色供應鏈協定”,推行零鉛工程,確保出口歐洲的產品達到要求。同時,創維集團針對內銷的產品也積極實行生態設計理念,研制和生產“綠色電視”,滿足和優于國家標準,為國內消費者和環境提供綠色保護。最終效果是導致供應商也不得不參與生態設計,降低創維集團產品制造成本。
1.4產品技術創新要求
當公司在考慮產品對環境造成的影響時,經常會發現很多創新的機遇。如Dyson公司開發的電子干手器采用高效電子泵迫使空氣通過特殊設計的小孔,當顧客慢慢將手從干燥腔移出來的時候,手上的水就會被通過特殊設計小孔的空氣切斷,通過用這種方法吹掉顧客手上的水分而不是通過傳統的蒸干手段,Dyson公司開發的干手器可以縮短約77%的干手時間和約80%的干手能耗。
2生態設計實施面臨的挑戰
迄今為止,很多公司僅僅專注于報告產品的環保性能和評估產品是否符合相關的環境保護法規,而將生態設計作為常規設計過程的有機組成部分還面臨很多挑戰,主要有:有限的產品開發時間、與產品設計較差的融合度、日益復雜與快速發展的法規和產品開發人員的要求未被考慮。
2.1有限的產品開發時間
產品對環境的影響只是設計者在產品開發過程中考慮的諸多因素之一。設計者不斷努力平衡各種相互沖突的項目,如性能、成本、與相關法規的符合度和交貨時間等,若考慮生態設計就增加了設計者需要平衡的因素,導致僅有一小部分時間和精力花能夠在生態設計上。
2.2與產品開發較差的融合度
雖然很多公司聘請環保專家來評估產品的環境性能,但如果環保專家不和設計團隊經常接觸的話,他們的分析結果就會被忽略,一是因為環保專家的分析結果不能轉換為被設計者理解且對設計者有用的信息,二是公司很少會跟蹤環保專家的分析結果是否能帶來設計的改進。
2.3日益復雜與快速發展的法規
產品相關的法規、標準日益復雜,而且更新速度越來越快,如歐盟《用能產品生態設計框架指令(ErP)》指令。歐盟ErP指令設置了產品生態設計目標框架,但是受影響的產品范圍在不斷擴大,且每一類產品的實施措施設置的時間越來越苛刻。
2.4產品開發人員的要求未被考慮
提升產品的環境性能需要首先理解產品在整個生命周期中何時何地會對環境造成何種影響,然而大部分設計者不具備這方面的知識,導致生態設計無法執行。而且因為無法獲取產品生產和使用的相關信息而導致在產品開發的初期階段無法進行詳細的生態設計分析。
3電子產品生態設計的要素分析
五個可以幫助電子產品設計師、產品開發管理人員及環境專家實施生態設計的要素。
3.1在設計過程的早期考慮產品對環境的影響
大約80%的產品整體環境影響已經在早期概念設計階段結束時確定下來。因為此時設計者通常選擇了材料和制造工藝,并定義了產品生命周期,這些約束不僅解決了最后的經濟成本,同時也解決了許多環境成本,如電子產品若采用無鉛焊錫制程,產品內印制電路板大約可削減90%以上含鉛零件。在早期的概念設計階段評估產品的環境性能,確定不同項目的相對環境成本,使得在重大項目經費花銷前變更設計,并且可以避免昂貴且費時的重新設計。
3.2不精確的數據可以指導正確的決策
很多工程師和設計者由于習慣了通過物理測量獲取精確的數據,對具有10%或者更大誤差范圍的生態設計數據感到無法下手,然而,重要的是要意識到不精確的生態設計數據并不影響良好的決策,尤其是當一個特定的生命階段對產品環境影響占主導地位的時候。例如,當選擇電子產品外殼封裝材料時,含有較大能源和含有較小能源的物質之間的差異因子往往會達到或者超過1000,但這仍然可以得出明確的區別。當材料所含能源對比差異很小時,其他階段如材料的再循環、材料的耐用性等因素在做決策時的分量就越重。
3.3考慮產品整個生命周期
產品的環境性能往往與用戶與產品的交互方式、產品的維護方式、產品的使用環境等有關,文獻提到的思想可以指導設計者優化產品的生態設計。體現該思想的一個方法是,在產品設計過程中考慮產品生命周期所有階段對環境造成的影響,如材料、制造、運輸、使用和處理等階段,這會使得設計者盡最大的努力改善能源需求最大或者二氧化碳排放量最大階段的環境可持續性。
3.4材料和工藝選擇對環境影響和生態設計至關重要
材料和工藝的選擇在產品整個生命周期對環境的影響至關重要,原因主要有:提取和加工原材料會造成重大環境影響;材料的選擇將決定可行的制造工藝和相關的能源和材料效率;材料的質量將嚴重影響產品在運輸和使用階段消耗的能源和排放的二氧化碳量;材料的可回收/可重復利用特性將決定產品有毒物質含量和產品壽命終結時對環境的影響。很多都是直接和材料的特性有關,然而,不能僅僅根據產品所用材料的生態特性來選擇所謂的生態材料,需要綜合考慮材料的機械特性、物理特性、熱特性和電氣特性。
3.5設置生態設計目標、建立生態設計信息支撐系統
設置生態設計目標有兩個作用,一是對外體現公司致力于長期改善產品的環境性能,二是建立了一個環保目標可設置在項目工程級別的框架。例如,在2010年飛利浦公司設置了一系列到2015年要完成的企業級環境目標,包括與2009年本公司電子產品相比能源利用效率提高50%等。然而,要實現所建立的目標需要公司實時跟蹤與本公司產品相關的法律、法規和標準,所以公司管理人員不僅僅要關注所設置的環境目標,還需要關注是否已經建立了相關信息系統來支持材料、工藝等決策的決定。
4總結
市場新挑戰
伴隨著消費電子產品在品種和數量上的激增,電子產業遇到兩大挑戰:第一,與面向企業機構的電子產品相比,消費電子產品的生產銷售批量都非常大,因而產品成本控制就顯得更為重要。第二,消費電子產品推出新款式、新型號的周期更短,面臨的市場壓力更大,而逐個產品單獨開發的傳統模式已經趕不上市場競爭的要求。
為了應對上面提到的第一個挑戰,也就是降低操作系統的成本,制造商很容易想到的是Linux。然而,將Linux用于消費電子產品,又遇到了兩個問題:第一,Linux的實時性如何保證;第二,Linux作為一種開放源代碼的平臺,其可靠性、應用開發規范和技術支持與服務都缺乏值得信賴的依靠。這些問題如果處理不好,往往會造成更大的成本和麻煩。
如果既能在操作系統及開發工具為Linux提供支持,又能解決Linux的實時性問題,這顯然是眾多消費電子產品制造商的一大福音。風河系統(windRiver Systems)公司的VxWorks實時操作系統和Workbench集成化開發平臺在業界享有盛譽,又將DSO(Device Software Optimization,設備軟件優化)方法論并應用于Linux,推出了相應的開發平臺Platform for Consumer Devices的Linux版,并且從FSMLabs購買了實時Linux技術,可以為客戶提供完善的硬實時Linux解決方案。
消費電子的實時性需求
與PC基本上都運行同一種操作系統不同,消費電子產品中的操作系統可算是花樣繁多,這是因為消費電子產品本身就是五花八門,不像PC那樣具有標準化的硬件結構。
目前消費電子產品在結構上基本可以分為三類:低端產品通常基于ASIC或者SoC,采用廉價的處理器,配備的程序存儲器容量通常在256KB~1MB的范圍內,基本上都是由單一開發團隊完成軟件開發。例如,入門級的數碼相機和噴墨打印機就是典型的低端產品。
中端產品的特征是程序存儲器容量在1~2MB的范圍內,常常需要多個軟件開發團隊協同工作。數碼攝像機就屬于這類產品。
高端產品的程序存儲器容量可能達到32MB以上,也會采用性能更高的處理器,有較大規模的軟件開發團隊協作完成。智能手機和機頂盒顯然都屬于高端產品。
不同的產品類型對操作系統的要求也有所不同。低端產品在人機交互方面比較簡單,通常只是通過幾個按鍵來實現。當使用者按下這些按鍵后,一定會跟隨著一系列的反應和處理動作,這些處理動作在發生的時間和順序都有非常嚴格的要求。例如,在數碼相機上按下快門鍵,就會啟動測光、聚焦、感光成像和圖像存儲等一系列動作,每個動作所用的時間都必須嚴格控制。再比如在噴墨打印機中,必須把圖像數據轉換成噴墨命令傳遞給控制馬達,馬達將噴頭移動到指定的位置并精確地噴出墨水。噴墨打印機的打印速度是其市場競爭力的重要指標,這就給時序控制提出了更高的要求。而且,低端產品由于銷售批量很大,需要嚴格控制成本,所以一般都采用性能不高的處理器,因而給軟件的實時性提出了更高的要求。
高端產品通常采用價格和性能都比較高的處理器,而且有時會配備協處理器。另外,像智能手機、機頂盒之類的設備,人機交互非常多。一般認為,電子器件的反應速度比人的動作快得多。高性能的處理器,加上動作較慢的人工操作,使有些人認為在高端消費電子產品對實時性的要求沒有那么高,但事實并非如此。因為高端消費電子產品在功能上常常覆蓋了低端產品。例如,智能手機幾乎都配有照相功能,而且還要通過無線網絡來傳送照片;機頂盒之中會有DSP部件,用來進行IP路由和視頻解碼。
一般來說,高端消費電子產品都需要與比較多樣化的設備配合使用,無論從功能的多樣性和實時性兩方面看,都對操作系統的實時性提出了非常嚴苛的要求,同時也需要更多的中間件和服務支持。
讓Linux的實時性由軟變硬
由于采用不同的技術,各種操作系統的實時性也有所不同。操作系統可大致劃分為實時操作系統(Real-time OS)和分時操作系統(Time-Sharing OS)兩類。在一個分時操作系統中,計算機資源會被平均地分配給系統內所有的工作。分時系統的設計原則是最大限度地利用處理器資源,盡量不讓處理器處于空閑狀態,而各項任務需要花多長時間來完成,這一點并不重要;而在一個實時操作系統之中,最關注的是確保在規定的時間內完成確定的任務。在許多應用系統中,在確定的時間內完成任務是至關重要的,一個小小的誤差就會造成很大的損失。數碼相機的曝光時間誤差只是影響到照片的質量,而航空控制系統的時間誤差可能會關系到乘客的生命安全。
可見,在實時操作系統中,系統必須在特定的時間內完成指定的應用,具有較強的“剛性”,而分時操作系統貝《注重將系統資源平均地分配給各個應用,不太在意各個應用的進度和完成時間。不過,就算是實時操作系統,其“剛性”和“柔性”的程度也有所不同,因而有了所謂的“硬實時(hard real-time)”和“軟實時(soft real-time)”。硬實時系統有一個剛性的、不可改變的時間限制,它不允許任何超出時限的錯誤。超時錯誤會帶來損害甚至導致系統失敗、或者導致系統不能實現它的預期目標。軟實時系統的時限相對比較靈活,它可以容忍偶然的超時錯誤,失敗造成的后果并不嚴重,例如在網絡中僅僅是輕微地降低了系統的吞吐量。
Linux本身原來并不是為了實時應用而設計的操作系統。為了在Linux系統中增加實時性,典型的方法是采用“架空”Linux kernel的方法,使得實時進程得以盡快的被執行。所以,這種系統中的實時任務其實并不是一個Linux的進程,而是一個Linux的可加載的Kernel模塊(loadable kernelmodule),或者一個實時驅動程序的架構,算不上是真正的實時Linux。但由于出現得早,且其架構很符合自動控制的需求,因此使用者非常多。
風河系統公司從FSMLabs購買的硬實時Linux技術RTLinux是一個完整的版本,把Linux kernel、文件
系統和工具鏈,與RTCore硬實時執行技術結合起來,形成了一個基于Linux的完整硬實時解決方案。測試驗證表明,針對不同的測試基準,其性能可以達到軟實時Linux系統的2~5倍。
簡單地說,RTCore是一個為了達到實時性而進行的“中斷抽象”。這種實時執行技術提供了一個硬件抽象層,可以管理系統中所有的硬件中斷,處理所有的實時響應。當所有的實時請求都處理完后,才把非實時性的工作交給標準的Linux kernel。這種做法可以獲得雙重好處,一方面為應用提供了必須的硬實時能力,另一方面又不需要對標準Linux進行任何修改,從而可以保證對于第三方應用以及其他Linux進程的完全兼容。
以DSO方法實現全面提升
電子產品的開發普遍存在“繼承性”,大多數新產品都是在上一代產品的基礎上升級更新,增加新的功能特性,丟棄舊的功能。與傳統市場相比,消費電子產品具有更強的時尚性,更新換代的周期可能縮短到幾個月。相應地,消費電子產品開發的模式必須緊跟市場變化的節奏。傳統上那種每個產品都從頭開始開發,以及單個產品的開發團隊獨自工作的模式已經跟不上形勢,只有在整個企業范圍內實行標準化、系列化、組合式和迭代式的開發模式,盡可能增加軟件模塊的重復使用,才能降低開發成本、縮短產品上市時間,在市場上占據有利地位。這種新的開發模式,就是如今設備軟件開發領域常常提到的DSO(Device Software Optimization,設備軟件優化)方法論,如圖所示。
DSO方法論是總結過去25年來企業網絡化和分布式計算領域逐漸積累起來的策略、方法和最佳實踐,致力于優化設備軟件的開發流程。DSO把過去多年的經驗歸納為以下幾個方面,并以此作為自己的支柱。第一,在整個產品開發項目生命周期中實現工具和流程的標準化;第二,采用集成化的開發和運行時環境,包括支持商業化的硬件、中間件、操作系統和開發框架;第三,吸收和利用由開放源代碼社區產生的代碼、工具和協議;第四,減少對私有技術的依賴,盡量采用符合業界標準的參考解決方案;第五,以工程項目和市場需求為依據,對開發人員進行靈活有效的管理,擺脫私有技術的鎖定。
關鍵詞:人才培養體系;電子技術;建筑行業;培養模式;課程設置;實訓環境
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)07-0222-03
一、引言
教職成[2011]9號文《教育部關于推進中等和高等職業教育協調發展的指導意見》指出,要以科學定位為立足點,優化職業教育層次結構,構建現代職業教育體系,樹立系統培養的理念,堅持就業導向,明確人才培養規格、梯次和結構,明確高等職業學校定位,促進學生全面發展,重點培養高端技能型人才。作為一所以建設類專業為主的高職院校,我院以服務區域經濟和建設行業發展需求為己任,探索“依托行業,校企合作、工學結合”的人才培養模式,緊貼人才市場需求,鑄造建筑特色的專業品牌。作為廣東省第一大支柱產業,電子與信息技術產值連年提高,其中智能建筑電子產品市場需求旺盛,對樓宇智能化電子產品設計開發、生產、維修、技術服務人才的培養提出需求。這就要求我們以“工學結合”理念為指導,面向行業就業,對社會人才需求進行調研,科學定位專業人才培養規格,合理選擇人才培養模式,改革課程體系,配備實踐教學條件和教學團隊,從而構建適合建筑行業需要的應用電子技術專業人才培養體系。
二、專業人才培養體系構建的指導思想
專業人才培養體系的構建需要從應用電子技術專業人才市場調研出發,根據崗位定位人才培養目標和規格,選擇合理的人才培養模式,從而為人才培養體系的構建做好準備。
1.專業定位。在建筑行業,一方面智能家居市場需求旺盛,產品蓬勃發展,另一方面工程應用領域產品的技術性能尚處于開發改良階段,調研表明畢業生主要去向在電子產品設計、樣機制作、調試維修、生產線產品制程技術指導、質量成本控制等崗位。依據“工學結合”關于職業教育能力目標培養的理念,針對這些專業工作崗位,將其工作過程歸納出典型工作任務,主要包括:產品方案選擇、電路原理設計、控制編程、電子線路制作、調試、測試、文件編寫等。因此應用電子技術專業人才培養方案規定要面向智能建筑電子產品設計與生產應用第一線,培養從事產品設計、生產、維修和技術服務工作,具有扎實的電子電路基礎理論知識和分析能力,具有電子線路設計與產品制作工藝實踐能力,能夠勝任智能建筑電子產品的工程應用、安裝調試、維修等工作的高素質技能型專門人才。
2.人才培養模式。人才培養模式是為了實現培養目標,在培養過程中采取的構造樣式和運行方式,包括專業設置、課程體系、教學設計和教育方法等方面。作為建筑行業的應用電子技術專業人才培養,我們采用“411”模式,即第1~4學期完成支撐專業核心能力的理論基礎知識的學習和各專項技能的訓練,第5學期通過生產實習、智能建筑電子產品設計與制作、專業證書考證訓練等綜合課程形成專業能力、方法能力和社會能力;第6學期到企業頂崗實習,完成職業素養的全面形成。在人才培養的各個環節當中,從實際工作崗位出發,理論知識夠用為度,重視理論前沿新知識的傳授和技術的拓展,實踐技能培養方面構建虛擬真實的崗位工作環境,通過真實項目設計教學內容,運用行動導向教學方法,使得電子產品的設計、制作、維修、技術服務等能力逐步形成。
三、人才培養體系的構建
明確專業定位和專業人才培養模式之后,我們重點從改革課程教學體系、設置實踐教學環境、教學團隊建設等方面構建人才培養體系,完善應用電子技術專業“工學結合”人才培養模式的內涵。
1.課程教學體系的改革。根據專業設置,結合往屆畢業生頂崗實習反饋信息,以及各類電子設計大賽和技能競賽情況,我們認為需要提高學生在電子產品裝配工藝、質量檢測、成本控制方面的能力,加強PCB制造方面的動手操作能力,了解SMT技術工藝,因此結合專業定位和企業崗位實際調研制訂課程體系改革重點:在專業課程中設置針對電路分析、設計、PCB繪圖、樣機制作、編程與調試、測試測量等技能的教學,以及積累電子產品工藝的設計和管理經驗,如電子產品表面貼裝(SMT)工藝、PCB制板等內容。針對產品設計工作過程中軟硬件設計、PCB繪圖、樣機制作、測試,將專業課程體系劃分為專業理論基礎知識課程、專業核心能力平臺課程、專業綜合能力形成課程和專業知識技能拓展課程,共26門專業課程,其中4門集中實訓課,占總學時60%以上。包括電路基礎、模擬電路、數字電路、C語言程序設計、檢測與控制技術、單片機原理與接口技術等專業理論基礎知識課程,電子CAD、電子測量與仿真技術、單片機應用設計、電子基本技能實訓、電子產品裝配工藝實訓、電子線路應用實訓、單片機原理與接口實訓等專業核心能力平臺課程,以及生產實習、智能建筑電子產品設計與制作、專業證書考試訓練、頂崗實習等專業綜合能力形成課程,在專業知識技能拓展方面開設電氣控制與PLC應用、集成電路應用、高頻電子技術、電力電子技術、EDA技術、智能卡技術、VB程序設計、建筑設備智能控制等課程。在課程的微觀教學設計上,運用行動導向教學方法使學生在項目任務完成中形成能力,掌握知識。例如在《單片機應用設計》課程中從開發仿真到模仿真實產品項目開發,在電子產品開發的真實工作環境中學習單片機開發、測試工具設備、加工手段的選擇和運用,在教學實施過程中模擬企業真實項目任務開發的組織形式將學生分組,為學生分配角色,培養團隊協作精神。
2.實踐教學環境構建。為滿足教學體系中的實踐環節,配置專業實踐條件和環境,包括電子技術應用實訓室、電子加工工藝實訓室、電子創新設計實訓室和電子材料室。電子加工工藝實訓室主要承擔表面貼裝(SMT)加工工藝實訓、PCB線路板制作工藝實訓和電子線路應用實訓。配備的設備有:數控電路板雕刻機、熱轉印線路板制作機、腐蝕機、沉銅器、手動焊錫膏絲印機、真空吸筆、再流焊機、放大鏡和熱風拆焊臺等加工與返修設備。通過實踐培養PCB板制作、SMT貼裝等工藝技能,另外可滿足教科研和學生課外興趣制作項目中的電路板加工。電子創新設計實訓室主要承擔單片機原理與接口實訓、電子線路應用實訓、智能建筑電子產品設計與制作,配備有計算機、單片機和FPGA實驗箱、仿真軟件(Proteus),可使電子產品創新設計過程中的測控應用電路設計和編程在計算機仿真軟件環境中得以驗證,從而加速產品開發和節省材料成本。同時可支撐電子測量與仿真技術、電子CAD、單片機應用設計、檢測與控制技術、EDA技術、智能卡技術等課程。另外該實訓室是教學科研項目設計、大學生電子設計競賽、職業技能大賽、科技文化創新活動、課外興趣制作的主要平臺。電子材料室主要支撐應用電子技術專業開展的實訓教學項目,儲備電子元件材料,庫存系列阻值的電阻、電容、二三極管、IC芯片、及各種接插件等。實踐教學體系構建的主要特色是從人才培養模式出發,結合相關專業課程,以專業人才實際動手能力的培養和工藝設計管理經驗的積累為目的,為教學提供實踐環境,注重在職業環境中培養學生道德素質,使學生在學習中完成角色的轉變,以工學結合的模式為學生搭建通向企業職場的橋梁。
3.教學團隊的建設。教學團隊的建設是專業內涵建設的保證,是提升人才培養質量的著力點。現階段職業教育的模式要求教學團隊成員根據經濟建設和社會發展需要不斷地研究新情況,更新教育教學理念,整合教學資源,深化專業與課程改革,加強“雙師”素質的養成。因而我們注重教學團隊在知識結構、工程項目實踐以及教科研等方面的進修、培訓、提高,為人才培養質量打造優質教學團隊。
以職業教育理念為指導,通過科學的調研和專業定位,合理地選擇專業人才培養模式,主要從課程體系、實訓環境、教學團隊三個方面構建了適于建筑行業發展的應用電子技術專業人才培養體系,該體系從崗位工作過程出發,全面培養學生的專業能力、方法能力和社會能力,在提高人才培養質量方面收到良好的效果,例如學生在各類電子設計競賽中多次獲獎,學生在職業資格證書考試中通過率達到96.61%,畢業生的就業率逐年提高,2010、2011兩年就業率均達到98%以上,畢業生受到用人單位的好評。
參考文獻:
[1]教育部.教育部關于推進中等和高等職業教育協調發展的指導意見[Z].教職成2011]9號文,2011.
[2]賈雯杰.物聯網與智能家居發展淺析[J].科技與生活,2010,(13).
Abstract: Based on the training target of major of electronic information engineering and technology, focusing on the development of three course modules such as professional quality, sustainable development quality and post quality, this paper constructed the course system which was employment-oriented and took the cultivation of professional quality as centre, and takes the quality-oriented education as the core, and discussed it from many aspects.
關鍵詞: 電子信息工程技術;課程體系;職業素質;可持續發展素質;崗位素質
Key words: Electronic Information Engineering and Technology; course system; professional quality; sustainable development quality; post quality
0 引言
高職電子信息工程技術專業的培養目標是面向電子信息行業培養生產、管理和服務第一線所急需的高素質應用型人才,由于電子信息行業覆蓋領域寬、專業崗位多,不同崗位對人才的能力、素質要求也不盡相同。如何使學生符合企業對高素質技能型人才的要求,是高職電子信息工程技術專業教學改革的核心問題。幾年來,我們不斷加強本專業的課程體系建設,探索和實踐課程設置、教學內容和教學方法的改革,構建了“以就業為導向,以職業技能培養為主線,以素質教育為核心”的課程體系。
1 課程體系構建
1.1 課程體系構建思路 本專業課程體系是在分析職業崗位群能力的基礎上,以職業能力的培養為主線,培養學生職業崗位群所要求的基礎理論、基本技能以及職業素質,再結合學生的能力、興趣以及社會需求,選擇不同的專業(或職業)方向進行專項的職業技能培訓,培養學生的崗位素質。
本課程體系圍繞職業素質、可持續發展素質和崗位素質進行構建,職業素質主要培養學生計算機應用、專業外語、企業管理、職場文化等方面的職業通用能力;可持續發展素質培養學生本行業發展必須的專業理論運用能力。崗位素質培養學生特定崗位的適應能力。
在可持續發展素質培養階段,不是針對某一職業崗位,而是針對電子企業相關職業群所必需的知識和技能,培養學生的綜合職業能力,使學生畢業后具備扎實的專業基本功和較寬的擇業范圍,能勝任企業最普及、最基本的生產性崗位。在這一階段,重點是提高學生的全面素質,以適應電子企業職業崗位的要求,增強他們的自我發展能力。
在崗位素質培養階段,我們根據電子行業對高技能人才的要求,將本專業分成電子工藝設計、家用電子產品維修與電子產品開發三個專業方向。學生根據個人興趣和未來職業需求自由選擇職業方向。在這一階段,針對不同崗位強化訓練職業技能,使學生所掌握的技能和知識符合用人單位的要求,畢業之前取得相應的專業技術等級證書或高級職業資格證書,增強他們在就業市場上的競爭力。通過以上兩個階段的培養,學生的知識面拓寬了,專業基本功扎實,專項技術應用能力較強。
1.2 課程體系開發 構建本專業的課程體系是在職業分析的基礎上,根據電子專業崗位群對知識、能力和素質的要求,將課程體系分解為職業素質模塊、可持續發展素質模塊和崗位素質模塊,崗位素質模塊又細分為電子工藝設計、家用電子產品維修與電子產品開發三個專項拓展方向,經過全面的系統規劃,形成具有一定層次結構的模塊化課程體系。
1.2.1 職業素質模塊 主要培養學生的基本素質和職業通用能力。基本素質包括思想政治素質、身體素質、心理素質、誠信品質、敬業精神和責任意識。職業通用能力包括交流表達能力、革新創新能力、與人合作能力、解決問題能力、信息處理能力和外語運用能力。
職業素質模塊的課程體系見表1。基本素質和職業通用能力的培養是一個系統工程,需要科學設計、系統安排,將素質教育滲透到學生的日常生活中。職業通用能力的培養除了開設相關的課程,還需要專業課程的全程滲透。我們在第一至第五學期開設了企業文化、企業運作、企業管理、創業講座、職場文化等課程,使學生逐步實現向“職業人”的轉化。
1.2.2 可持續發展素質模塊 主要培養學生電子專業的理論運用能力。電子企業相關職業崗位群要求從業者必須具備從事該行業所需的基本知識和基本技能,該模塊課程開發緊扣此要求,注重學生專業基本功的訓練。通過該模塊課程的學習,學生的擇業范圍變寬了。電子產品裝配、測試、基層生產管理和品質管理崗位對專業知識和專業技能的要求并不是很高,因此,可持續發展素質模塊除了考慮崗位素質模塊對專業基本知識和基本技能的要求外,還兼顧電子產品裝配等崗位能力的培養。
1.2.3 崗位素質模塊 主要培養學生對電子企業特定崗位的適應能力。該模塊課程設置滿足了學生個性發展的需要,在前三個學期學完可持續發展素質模塊課程以后,從第四學期開始,學生根據個人興趣和職業規劃,選擇某一個具體方向深入學習職業崗位所需的專項知識和技能。我們根據行業發展和本地經濟發展的需要,確定了電子工藝設計、家用電子產品維修與電子產品開發作為三個專項崗位拓展方向。
為使三個崗位拓展方向準確切合企業實際需求,我們反復征求企業意見,認真進行職業分析,以崗位所需的專項知識能力為依據構建崗位素質課程模塊,見表1。
2 課程體系建設探討
2.1 圍繞培養目標構建課程體系 高職院校要以就業為導向,根據自身的專業優勢,在定位好學校特色的基礎上,確立與之相適應的電子信息工程技術專業人才培養目標,據此合理設置專業課程,堅持因地制宜,有所側重,呈現出多樣化的特點,構建符合人才培養目標的課程體系。
2.2 基于工作過程構建課程體系 對于電子信息工程技術高技能人才面向的三個職業崗位的典型職業工作過程進行分析,分解成崗位工作職責,如將電子產品開發崗位的職業工作過程分解成技術論證、方案確定、方案實施等三項工作職責。在此基礎上對每項工作職責進行分解,成為更為具體的工作任務,再根據具體的工作任務的特點和要求整合為開關電源設計、電子設計與制作等八門以職業崗位工作過程為基礎、項目為載體的專業課程。
以職業崗位工作流程為向導,將課程設置為若干模塊。它的主要特點,一是綜合性較強,各模塊涉及的專業面較廣,突破了單一課程內容,各課程、學科互相交叉滲透,有助于發展學生專業知識綜合運用能力;二是開放性較強,可及時刪減陳舊、重復的課程或內容,吸收最新科研成果,始終保持課程的先進性和適應性。
幾年來,我們按照高職培養應用型人才的要求,在電子信息工程技術專業課程體系建設方面進行了一些有益的嘗試和探索,取得了初步的成效。但是,我們清醒地認識到,課程體系建設是一個不斷探索、總結、改進、實踐的過程,我們將不斷加強本專業的課程體系建設,滿足行業和企業對電子信息工程技術專業人才的需要,逐步實現學生的零距離就業。
參考文獻
[1]姜大源,吳全全.當代德國職業教育主流教學思想研究[M].清華大學出版社,2007.
[2]田擁軍,黃國慶.高職電子信息工程技術專業“夯基礎、精專項”課程體系構建研究[J].中國電力教育,2010(19):104-105.
關鍵詞:高職教育;課程改革;企業;校企合作;雙贏
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-0118(2013)01-0148-02
近年來,全國各地高職院校在專業改革、實訓基地建設、課程改革、師資共享、頂崗實習等方面與企業實現了不同層面和深度的合作。同時,企業在高職教育的發展過程中扮演了重要角色。甚至可以說,高職教育要區別于其他類型的教育凸顯職業教育特色,其關鍵是企業特性。從學校、企業、社會都充分認識到高職教育發展離不開企業,企業的發展也可以依賴學校得到更好、更持續的發展。而專業核心課程作為支撐專業建設的重要支點,其改革和建設成效很大程度上取決于校企合作的形式和深度。天津電子信息職業技術學院作為教育部、財政部啟動實施的“國家示范性高等職業院校建設計劃”100所重點建設高職院校之一,最近幾年陸續啟動了《智能電子產品分析與實踐》等多門專業核心課程的改革工作,已經取得了較大成果。本文以《智能電子產品分析與實踐》課程改革中充分發揮企業優勢所取得的成果作一介紹。
為了更好適應高職教育對人才培養的要求,從2004年啟動智能電子產品分析與實踐課程的教學改革工作。從教學內容、教學方法和手段、實訓基地、考核方案、教學資源、師資團隊等方面都進行了有效改革。逐步建設完成兼具地區特色性和全國普適性的課程,以該課程改革為基礎,實現了科研項目、人才培養突破。并于2010年10月《智能電子產品分析與實踐》被評為國家級精品課。
一、與地區行業發展緊密聯系,課程與相應崗位緊密對接
課程設計基于全國智能電子產品發展現狀,緊密結合天津尤其濱海新區產業布局,課題團隊成員深入企業調研、座談,先后多次聘請教育專家、行業企業專家研討。從各種信息反饋來看,課程領域的單片機技術已經有了飛速發展,近年興起的智能家居、物聯網等方向都需要智能產品作為其核心支撐技術,而天津地區隨著國家戰略地位的提升,從航空航天、影視產品、通信終端等重點產業更要智能產品開發技術作為其支撐。所以該課程的設置是必須的,作用是廣泛的,同時考慮課程學習知識和技能的需要,設計了“一只閃爍燈流水燈速度可控流水燈電子鐘設計與實現門禁系統多路數字電壓表的設計”等6個項目,課程項目的設計充分體現了知識積累和漸進提升的線索。更通過課程標準與企業用人崗位標準切實融合,實現課程建設與產業產品門類發展對接。
二、與企業建立深度合作,課程靈感來源于企業也回歸與企業
課程學習的最終意義在于所學知識與技能在工作中能為其所用,而工作場所是企業。所以企業最能直接獲知其未來的員工需要學習內容。基于此,課程團隊與天大銀河科技有限公司、天津樂康科技發展有限公司、天津億創宏達科技發展有限公司等企業合作等企業建立緊密聯系。在前期,與企業座談、探究課程建設思路,如何設計項目?需要學習哪些知識?需要掌握哪些崗位技能?等均融合了企業一線技術人員的意見。在中期,課程學習載體選擇天津市天大銀河科技有限公司真實產品,如智能收費系統、門禁系統等,與天津啟誠偉業科技有限公司共建單片機實訓室,邀請企業技術人員參與設計實訓項目、編寫實訓指書、承擔個別項目授課任務。在后期,企業人員共同參與過程考核評價,融入企業評價體系,也有企業人員參與畢業設計課題選取與指導。遵循企業參與課程建設與實施全程的宗旨,課程設計思路從頂層勾畫企業對員工培養思路,課程實施落實企業對員工能力培養過程,課程拓展指引企業對員工繼續學習方向。近年來,通過該課程培養出來的學生,很好迎合了企業,能用得起來的人才,與企業崗位零距離過渡。很多學生也在企業中獲得了較好的提升空間。
三、立足于高素質技能型人才培養,借鑒企業評價體系
隨著科學技術和以信息產業為核心的新經濟的飛速發展,尤其是信息技術和網絡技術的廣泛應用,帶來的并不是勞動技能的日益復雜化,而是勞動技能的簡化和勞動者綜合素質的提升。這是和工業化所追求的崗位技能專門化、復雜化特征相反的一種趨勢。也恰恰如此,課題團隊多年的高職教學經歷體會到,高職學生如果出現不能勝任崗位工作或被企業淘汰,絕大部分不是因為所掌握知識、技能因素,而是綜合職業素質因素。
所以課程團隊在課程設計和實施中立足于高素質技能型人才的培養,引入企業文化。通過項目的設計、內容的序化一定程度上保證了學生技能的學習要求。在項目教學中積極引入和借鑒企業評價體系,力求培養各種所需的社會和工作能力。通過教師、學生、環境形成互動情境,以技能培養為核心,引入團隊與溝通,感受挫折、競爭、協作。比如,實施分組組織教學,引導組內合作學習、探討,團隊整體考核、組內成員互評等方式,培養團隊合作與協作能力;采用報告、項目展示等方式,培養學生與人溝通、自我展示的能力;日常行為、表現計入過程考核結果,有效完善了學生行為能力和基本素質。課程最后階段設置開放課題部分,學生可選擇在企業完成,現在可由教師或企業一線技術人員指導完成。從培養的結果來看,取得了更好的學習效果,也更受企業歡迎,成為企業“用得上、留得住、有發展”的人才。
四、課程與企業崗位技能高度融合,塑造有用之才
高職教育發展經歷了三個階段:一是和普通教育劃清界限;二是校企結合;三是培養敬業創新的優質人才。目前正處于如何培養敬業創新優質人才階段,而智能電子產品分析與實踐課程改革中提出如何培養一類勝任智能電子產品開發、調試等崗位的敬業創新優質人才問題,并通過知識學習、技能大賽、崗位技能高度融合解決了該問題。通過深入企業調研、與企業專家座談,提煉企業崗位關鍵技能,聯系學生“可能生活”和所面向職業的工作過程,分析崗位所需技能,通過項目涵蓋,引入相關知識點學習,漸進發散與拓展,隨著學生能力提升,引入電子技能大賽相關流程、賽題、項目等,強化學生產品設計、焊接、調試、裝配等專業能力,只需適度提煉就能勝任甚至超越崗位技能要求,并在此基礎上安排開放性課題探究,課程核心從“職業崗位”擴展到“職業生涯”,具有創造性技能,教育教學過程和內容無限延伸。課程學習效果和人才培養效果取得巨大突破。
近年來,通過該課程的學習,選拔和培養了大批優秀學生,他們學習完該課程后直接參加全國或天津市各類電子技能大賽均有較好成績。近5年來有71人次在全國或天津市各級各類比賽中獲獎,并有15人被保送本科。如,2009年全國職業院校技能大賽(高職組)電子產品設計及制作項目中3人分獲一、二等獎;2010年天津市高職院校技能大賽電子設計項目中4人分獲一、二等獎;2011年第十屆全國電子設計大賽3人獲國家二等獎,12人獲天津市一、二、三等獎;2012年全國職業院校技能大賽電子產品設計及制作項目中3人獲得一等獎。上述大賽成績足以體現智能電子產品分析與實踐課程改革的顯著成效。