孙飞显^1,2,3  赵景海^2,3,4  强世军^2,3  马腾岳^1,3  施嘉文^2,3,4

0 引言

党的“二十大”报告提出要推进“科教融汇”。从字面意义上来讲，“科教融汇”是科学技术和教育教学的融合贯通，是“推进科教融合培养人才，以学生全面发展为中心，加强科研与教学的结合，推动学校与科研院所深度合作培养人才，实现高水平科技创新与高层次人才培养的密切结合”^[1]。同时，经过多年的快速发展，我国大学发展从单纯教学转向科教并重是历史的必然选择，从科教并重转向科教融合则是高等教育强国建设的必然选择^[2]。此外，科教融汇也是数字经济科技发展对我国职业教育数字化转型、全方位变革的必然要求^[3-5]。

习近平总书记指出“职业教育与经济社会发展紧密相连，对促进就业创业、助力经济社会发展、增进人民福祉具有重要意义”。党的“二十大”召开至今，“科教融汇”受到了政府、企事业单位和学者的广泛关注。部分摘述如下：《中国教育报》2023年02月24日刊发《加强科教融汇 推进复合型创新人才培养》；《光明日报》2023年07月07日刊发《科教融汇赋新能，人才引领创未来》；《中国高等教育》在2023年第13/14期，刊发了北京航空航天大学校长王云鹏署名文章《走好科教融汇育人路 加强拔尖创新人才自主培养》；2023年7月，教育部副部长吴岩表示“将组织实施高水平科技自立自强支撑工程，加快推进高校有组织科研，大力推进科教融汇，集聚力量开展关键核心技术攻关”，等等。

当下，科技创新广度显著加大、深度显著加深、速度显著加快、精度显著加强。鉴于电子信息产业是我国经济的战略性、基础性和先导性支柱产业，渗透性强、带动作用大，在推进智能制造、数字经济发展中具有重要的地位和作用，针对高职电子与信息大类专业而言，将科学技术融入学生的技能培养、成才育人全过程，探索“科学技术+职业教育”的教育教学新模式，以科技创新为导向培育具有一定科技创新精神和创新、创业能力的时代新人，为电子信息产业升级与产品创新培养更多、更好的高技能人才，提升职业教育的契合度、融合度、认可度和贡献度成为当务之急。基于此，本文以公建物业管理领域的智能配电“运、管、维”云平台的硬、软件设计与实现为例，研究高职电子与信息大类专业的项目式实践教学设计。

1 相关问题与研究现状分析

1.1 高职电子与信息大类专业实践教学现状分析

高职电子信息类专业的实践性强，而作为重要环节的实践教学具有如下特点：（1）实践内容涉及面宽，涵盖电路、通信、控制、计算机等领域，综合实践难度大；（2）实训手段多种多样，诸如仿真实训、数字实训、电子设计与制作、嵌入式系统应用等，既有硬件又有软件，综合要求高；（3）应用价值极大，既可用于集成电路与电子元器件、通信设备和智能终端设备等电子信息制造，又可用于信息软件和新兴技术软件等技术服务。

“职业院校的毕业生不职业”现象明显。本文暂不考虑学生学习的主观能动性、积极性、自制力等因素，仅从实践教学设计、实施环节进行分析。一般地，高职电子与信息大类专业的实践教学形式大多包括课内实训（校内）、集中实践（校内/外）和岗位实习（校外），且大都满足教育部“实践性教学学时原则上占总学时数50%以上”之规定；然而，因受限于师资力量、场地条件、设备耗材、质量监管、学生“专升本”等原因，对河南省内的河南职业技术学院（双高校）、黄河水利职业技术学院（双高校）、开封大学（公办）、郑州理工职业学院（民办）等10家高职院校电子与信息大类专业的调研结果表明：课内实训、集中实践环节普遍存在教师动手能力普遍较低、理论讲授时长占比多、学生人均实训设备/耗材台（套）数少、学生实践训练不充分、实训教材老化、实训内容陈旧、实践方式单一、实训效果整体不理想、企业对毕业生满意度低等问题；此外，在岗位实习环节，因适逢最后学年且超过80%的学生参加“专升本”考试，导致“专升本”备考时段与岗位实习时间严重重叠、“专升本考什么学生学什么”现象普遍，致使不少“专升本”备考学生在岗位实习环节弄虚作假；更重要的是，高职电子与信息大类专业的校内集中实践大都以课程化、模块化、任务驱动、“单兵作战”方式实训，这种数量多、不连贯、离散化、团队成员松耦合、与实际应用脱节严重的集中实践模式不仅难以吸引学生，且缺乏以真实项目全生命周期和工作需求牵引，致使毕业生到小微企业后面对社会的真实项目需求而无所适从。这些都会严重影响高职电子与信息大类专业的实践教学质量，影响职业教育的社会认可度，制约职业院校高质量的内涵建设进程。

1.2 科教融汇研究现状及其带给电子与信息大类专业实践的机遇

截至2023年9月17日，在“中国知网”以“科教融汇”为主题的搜索结果共计56篇，其中特色期刊2篇、报纸10篇、一般期刊38篇。吉林工程技术师范学院职业技术教育研究院的孟凡华、王斯迪^[6]指出“推进科教融汇的路径设计，是从战略高度贯彻科教融汇理念，从统筹角度构建科教融汇制度体系，从创新角度重构科教培养模式，从目标追求角度促进科教产教互动”。安庆职业技术学院科技处的吴一鸣^[7]结合科教融汇，提出“以高水平专业群为依托，推动科研教学服务一体化提升；以高水平带头人为重点，推动结构化科研服务团队建设；以产业现实问题为对象，推动利益主体间产学研用合作”的高职院校科研平台建设逻辑。长沙航空职业技术学院的胥郁、曾娅妮^[8]研究了科教融汇视域下高职院校跨专业组织变革问题，提出“自上而下”的整合式推进、“自下而上”的聚合式带动。然而，目前相关职业教育科教融汇的研究报道，大多聚焦宏观的实现路径设计、科研平台建设、跨专业组织变革、应用型人才培养等问题，较少从专业大类视角进行研究。

2 科教融汇视域下的项目式实践教学设计

按照教育部官网最新公布的《职业教育专业目录》（2021年）、《职业教育专业简介》（2022年修订）、《高等职业学校专业教学标准》，本文基于2021年度河南省高等教育教学改革研究与实践立项项目“基于职业岗位大数据的高职电子信息类专业差异教学的研究与实践”（批准号：2021SJGLX731，负责人：孙飞显）的阶段性成结果——基于岗位大数据的高职差异化培养方法研究，根据职业岗位制定分类分层、需求导向、专业引领、精准施教的差异化人才培养方案，在“岗课赛证”融通体系框架内，以公建物业管理领域的智能配电“运、管、维”一体化管理系统（云平台）为主线，按照“理论+实践、课堂+社会、学习+研究”理念，设计内容涵盖电路基础、电子技术、嵌入式C编程、单片机、传感器技术、数据库应用、无线通信等课程的实训项目，以满足电子信息工程技术、物联网应用技术、计算机网络技术、电气自动化技术、现代移动通信技术专业为代表的电子与物联网专业群学生综合实践需要。

2.1 基于C语言的嵌入式数据采集实践模块设计

遵循教育部2022年发布的《职业教育专业简介》规定的培养目标，依据高职电子信息类专业《C语言程序设计》《嵌入式技术及应用》《电路基础》《电子技术》课程实践教学目标，结合河南职业技术学院与河南省中原智能电气科技公司的深度产教融合实际，设计的三相配电数据采集模块原理框架如图1所示。

图1  三相配电数据采集模块原理框架图

笔者以ATT7022EU为计量芯片，MCU、通讯模块分别选择STM32F103RBT6、EC20-CEHCLG(4G)，稳压电路IC采用AMS1117-3.3，显示模块可选。在Keil下用C语言编写的主程序代码如图2所示。

图2  基于C语言的嵌入式三相配电数据采集主程序

基于上述方案设计的数据采集器已形成“中原电气ZYA12-A”品牌产品并销售。

2.2 基于C语言的嵌入式无线传输实践模块设计

按照教育部公布的专业教学标准，无线网络基本操作是高职电子与信息类专业学生必须掌握的技能。而且，从国内社会实际看，4G技术普遍应用，5G技术引领潮流、链接未来。基于此，在综合《通信与网络技术》《无线组网技术》《无线网络规划与优化》课程标准基础上，我们以国内物业管理行业配电“运、管、维”实际应用为例，针对无线传输实践模块，为配合本文前述数据采集模块将采集到的智能测控、电能质量、安全运行等数据上传到服务器，我们设计了基于C语言的嵌入式多模态数据网关（记为ZYR），主要方案为：用华大HC32F460KCTA-LQFP64国产MCU替代传统的STM32F103RCT6，Ethernet/4G上行接口，下行接口为RS485/LoRa，3V/1.8V的SIM卡、标准6针SIM卡接口，5dBi全频、SMA接口的有线外置天线，220VAC/DC24V供电。ZYR数据网关的MINI PCI-e接口电路如图3所示。

图3  数据网关ZYR的MINI PCI-e接口电路图

ZYR数据网关下行的LoRa使用470、868、915、923MHz等频段；下行的RS485接口支持Modbus、DL/T645等串口通讯协议，波特率≤38400；上行4G模块支持TCP、UDP、HTTP、MQTT等协议，可采用芯片EC20-CEHCLG实现；上行的Rj45支持10/100Mbps、交叉直连自适应，可采用W5500芯片为以太网控制器；HC32F460KCTA的MCU的电路连接如图4所示。

图4  数据网关ZYR的MCU电路图

3 结束语

本文以物业配电“运、管、维”岗位的数字化、智能化需求为切入点，按照“理论+实践、课堂+社会、学习+研究”理念，重点从电路基础、电子技术、无线通信的嵌入式应用角度，设计了科教融汇视域下高职电子与信息大类专业的项目式实践教学项目，形成的相关成果已获2023年第九届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛河南赛区选拔赛一等奖，适用于综合技能训练。然而，本研究还存在项目粒度有待细化、实施细则有待优化、结果评价有待完善等问题。

参考文献

[1]武汉大学国家发展战略研究院课题组.职业教育产教融合与科教融汇——学习贯彻党的二十大精神[J].科技进步与对策,2023,40(06):1-3.

[2]曾天山.以大职业教育观推动职普融通､产教融合､科教融汇[J].职教论坛,2023,39(01):5-8.

[3]孙千惠,孙飞显,等.数字经济时代基于区块链的体育产业信用模型构建[J].中文科技期刊数据库(全文版)社会科学,2023(5):144-147.

[4]孙飞显.基于岗位大数据的高职差异化培养方法研究——以计算机网络技术专业为例[J].中文科技期刊数据库(全文版)教育科学,2023(7):36-38.

[5]孙飞显,季民杰.数字经济新时代高职计算机网络技术专业综合实践课程教学案例研究——以河南职业技术学院为例[J].现代职业教育,2023(17):29-32.

[6]孟凡华,王斯迪.推进科教融汇:新视野､新领域､新赛道[J].职业技术教育,2022,43(33):30-34.

[7]吴一鸣.科教融汇推动下高职院校科研平台建设的逻辑理路[J].职业技术教育,2023,44(10):25-30.

[8]胥郁,曾娅妮.科教融汇视域下高职院校跨专业组织变革与运行策略研究[J].教育与职业,2023(13):21-28.

作者简介：孙飞显(1970—)男,汉族,河南平顶山人,河南职业技术学院电子与物联网学院,博士､教授,研究方向为计算机应用技术､区块链技术应用｡赵景海(1966—)男,汉族,河南开封人,河南财政金融学院计算机与人工智能学院,副教授,研究方向为计算机应用技术｡强世军(1977—)男,汉族,河南南阳人,河南省中原智能电气科技有限公司,高级工程师,研究方向为机电一体化｡马腾岳(2005—)男,汉族,内蒙古呼伦贝尔人,学生,研究方向为计算机网络技术应用｡施嘉文(2002—)男,汉族,河南淮阳人,学生,研究方向为智能科学技术应用。

基金项目：2021年度河南省高等教育教学改革研究与实践项目“基于职业岗位大数据的高职电子信息类专业差异教学的研究与实践”（项目批准号2021SJGLX731）、2023年度河南省教育科学规划课题“数字化背景下高职院校网络安全教育实践研究”（课题批准号2023YB0454）、2021年河南职业技术学院校级教育教学改革研究与实践项目（项目编号2021J010，2021J016）资助。