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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機科研方向,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
[關鍵詞] 計算機密切型專業;柔性;培養模式
[中圖分類號] G642.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634(2013)04-0004-04
0 引言
當前,計算機相關學科和專業發展呈現兩個趨勢[1]:一是向計算機領域更尖、更深和更專的方向發展,如軟件工程、信息安全和計算機網絡;二是向計算機學科與其它學科交叉融合的方向發展,如教育技術學、地理信息系統和電子商務。學者將這些彼此之間存在著相似特征和共性規律的專業稱為計算機密切型專業。計算機密切型專業的誕生推動了計算機向高、精、尖和交叉融合的方向發展,促進了更適合社會需要的專業人才的培養。就許多高校而言,計算機密切型專業大都是在原來計算機科學與技術學科的基礎上創立、分離、發展而來的,缺乏專業特色和戰略層面的定位,缺乏高層次帶頭人,難以形成特色和優勢[2],資源獲取的能力和強度也比較有限,通常處于邊緣的被動地位[3,4]。如何充分發揮計算機學科的基礎優勢,整合學科資源,加強學科合作,帶動計算機密切型專業的建設和發展,是當前值得深入研究的重要問題。在國內,燕山大學率先將“柔性教育思想”和“學、研、產”互動的人才培養機制引入計算機密切型專業的人才培養中,構建了計算機密切型專業的柔性培養模式,依托計算機學科群的優勢,推動專業的可持續發展。
1 計算機密切型專業柔性培養模式的涵義及意義
柔性培養模式有三層涵義:第一,教學管理具有柔性,使教學管理的職能和手段有助于計算機密切型專業人才培養;第二,培養過程具有柔性,能以較低的代價對培養過程的各個環節進行調整,滿足社會需求和人才培養目標;第三,培養的學生具有柔性,具備計算機密切型專業所需的知識結構、能力、意識和人格,更容易適應社會需求的變化。
柔性培養模式把計算機密切型專業的定位和發展放在計算機學科群下研究,既關注專業間的共性問題,又涉及具體專業問題,對促進教學工作、提高教學質量具有重要作用和意義。
1)有利于完善計算機密切型專業的培養方向、發展定位和人才培養機制,提高就業競爭力,使培養的學生“厚基礎、強能力、高素質”,能適應行業和社會對 “高、精、尖” 人才的需求。
2)有利于打破計算機密切型專業的發展瓶頸,拓展發展空間,使計算機密切型專業逐步擁有自己的碩士點和博士點,拓展專業在教學、科研和交流合作方面的發展空間。
3)有利于提高計算機密切型專業的師資水平,優化師資結構。提高了教師的學術水平和教學水平,促進其成長;吸納和穩定學術帶頭人,靈活充實新生師資力量,從而使師資結構更加合理。
4)有利于優化計算機密切型專業的教學環境和實踐環境。為專業發展營造良好的教學環境和實踐環境,為學生創造優質的教學輔助平臺,促進計算機密切型專業基礎課程教學水平的提高。
5)有利于優化計算機密切型專業的課程體系。構造了可擴展、可演化和可拔插的柔性課程體系,優化學生的知識結構,滿足行業發展和社會需求。
2 計算機密切型專業柔性培養模式的實踐
以燕山大學軟件工程、信息安全、地理信息系統和教育技術學4個計算機密切型專業為研究對象,從專業定位和發展方向、師資隊伍建設、教學模式和教學方法、課程體系、教學實踐平臺5個方面進行柔性培養模式的探索和實踐。
2.1 計算機密切型專業的發展方向和專業定位
目前,自覺融入區域,構建大學、產業、政府三位一體的新模式已經成為國際上比較流行的促進大學發展的高等教育新理念[5]。計算機密切型專業的發展應遵循“以需求為導向、以特色求發展、以質量謀提升”的教育理念,以服務地方經濟為核心,以內涵建設為主線,以計算機專業的發展為龍頭,帶動其他密切型專業的發展。
1)以需求為導向。燕山大學立足于服務河北省經濟結構調整和信息產業發展,重點發展與計算機專業密切相關的軟件工程、信息安全、地理信息系統和教育技術學等學科,形成了條件比較先進、創新能力比較突出的學科發展平臺,為計算機密切型專業的發展奠定了科學基礎。同時,將河北省的資源和區域優勢融入到學科和專業建設中,全力推進校企合作,構建起與相關專業領域知名企業的合作平臺,為計算機密切型專業的快速發展創造了外部條件。
2)以特色求發展。在計算機密切型專業發展過程中,燕山大學充分發揮信息科學與技術作為河北省強勢特色學科、計算機應用技術作為河北省重點學科的優勢,形成了數據庫技術、多媒體技術、并行與分布式計算、網絡技術等十幾個固定的研究方向,獲國家、省部級科研獎20余項。計算機密切型專業課程開設注重突出地方特色。一方面面向秦皇島產業結構調整和社會發展需求,設置突出地域和行業特點的培養方向,開設具有針對性的應用型課程;另一方面充分利用秦皇島經濟社會發展提供的素材,豐富案例庫和教材內容。燕山大學操作系統精品課程建設榮獲2013年河北省教學成果二等獎。
3)以質量謀提升。圍繞質量主題,根據計算機密切型專業教育規律和發展趨勢,確立了“在規模、結構、質量、效益協調發展的前提下,走高質量、有重點地發展道路”。經過多年的建設和探索,燕山大學形成了“面向地方經濟與社會發展需要,兼顧行業需求” 的人才培養模式,并榮獲2009年河北省教學成果一等獎。
2.2 計算機密切型專業的師資培養、遴選和管理
采用以“專職教師為主、兼職教師為輔、臨聘教師為補”的“三三制”原則,構建優勢互補、流動有序的柔性化師資隊伍,提高師資水平,優化教師結構,為計算機密切型專業人才的培養提供人力保障。
通過實施柔性的師資培養、遴選和管理機制,打造一支具有豐富經驗的校內專職師資隊伍。重點引進名校名專業的高學歷人才,注重引進人才的年輕化、知識化,建立一支有創新能力、有開拓精神的中青年專業團隊。對關系專業發展長遠規劃的關鍵崗位,大膽啟用具有真才實學、具有開拓精神的博士、碩士擔任學術帶頭人、專業建設帶頭人、助手、課程負責人等。選拔有潛力的青年教師到國內外名校學習。以計算機學科為依托,多學科聯合申報密切型專業的碩士點和博士點,將相關專業教師融入到計算機學科的學術隊伍中,改善相關專業教師的生存環境。改革師資評價方式,突出實踐特點。教授、副教授在崗位聘用期內要承擔一定的實驗、實習、指導科研立項、畢業論文的工作,從而保障了課程理論學習與實驗、實踐、研究環節的緊密跟蹤與指導。成立青年實驗室,把培養和引進的青年人才集中起來,匯成一股強勁的力量,壯大計算機密切型專業團隊的科研實力,迅速提高科研檔次、找準科研方向,力爭短時間內申請到國家自然科學基金、“863”計劃、“973”計劃以及省、市級科研項目,實現專業團隊科研跨越式發展。
充分利用秦皇島豐富的社會資源,聘請政府、企事業單位等實際用人部門的高層次管理人員、研發人員擔任兼職教師,形成了一支具有較強的理論基礎和豐富的實踐經驗的兼職教師隊伍。同時,加強與兄弟院校相關專業的溝通與交流,聘請外校知名學者來校講學,開闊學生視野。
2.3 柔性教學模式和教學方法實踐
將“柔性教育思想”引入教學,以“厚基礎、強能力、高素質”為指導思想,以計算機學科的資源和環境為依托,采用案例式、探究式、實驗式、討論式、協同式和行動研究式等多種授課形式,運用多教師交叉授課、自由選擇、分層教學相結合的教學組織方法,采用網絡教學和自主學習等多種學習方式,引導學生從被動接受到主動探索,激發學生的學習興趣和欲望。
在課程結構上強化知識結構的完整性,為每個學生獲得終身學習的能力以及生存、發展和創造的能力打下基礎;在課程內容的設置上則要求多樣化和綜合性,充分發揮學生學習的主動性、積極性和創造性。構建網絡化、立體化教學輔助系統和自主學習環境,將60%的訓練內容設計成“自我導向式”探索課題,而將其中40%難度較大的部分設計成“團隊攻關式”探索課題,強化學生對基礎知識的整合,提高學生解決問題的能力,引導學生“靈活”構建學習環境、“有效”調用外部學習環境。
采用訂單式人才培養模式,為企業定制培養畢業生。燕山大學以“育素質、教方法、練技能、學知識”為核心理念,以職業資格標準為依據,與東軟集團共同進行專業課程建設,利用東軟集團強大的知識積累以及領先的產品技術優勢,完善計算機密切型行業工程師崗位技能知識體系。在教學過程中引入職業生涯規劃的概念,使學生明確職業發展的階段, 擁有自我發展的意識。建立素質教育的考核評價體系,制定出完善的考核內容、考核標準、考核方式,根據職業需求來培養 “拿來就用”的計算機密切型專業人才。
2.4 計算機密切型專業的課程體系構建
計算機密切型專業課程設置以計算機專業基礎課程為主體架構,以相關學科知識之間的拓撲關系為基礎,從知識學習和能力培養兩方面突出專業設置的標準化和特色化,構造“強內核專業基礎課程平臺、柔外殼專業方向課程平臺”的課程體系架構(見圖1)。而且每門課程也包括必講的核心內容和可調整的外殼內容,體現“厚基礎、寬口徑”的創新人才培養思想。
強內核專業基礎課程平臺由擁有相對穩定的內容、方法和基本原理的基礎專業課程構成,體現了厚基礎的課程內涵,拓寬了學生的知識面,開闊了學生的視野,使學生在知識結構上具備堅實的數理知識、深厚的現代計算機知識與計算機基礎和應用知識以及全面的計算機密切型專業基礎知識。在市場經濟迅猛發展的今天,操作系統、計算機組成原理、計算機網絡和編譯原理等課程,已逐步成為每位計算機密切型專業學生必修的學科基礎課程。
柔外殼專業課程平臺由可擴展、可演化和可拔插的專業方向課程模塊構成,形成了包括計算機應用技術、軟件工程、信息安全、地理信息系統和教育技術學等五個專業方向的柔外殼專業課程平臺。計算機應用技術課程模塊用于構建服務機械和重型裝備行業人才的知識架構;軟件工程課程模塊對接“河北、北京、天津、沈陽”軟件開發園及企業的需求,用于構建軟件開發人才的知識架構;信息安全課程模塊用于構建服務地方社會信息化,從事企事業單位及政府信息系統建設、管理、運行、維護、系統集成或售前售后服務人才的知識架構;地理信息系統課程模塊構建服務地方地理信息系統技術領域,從事地理信息系統與遙感領域技術開發人才的知識架構;教育技術學課程模塊構建適應信息時代地方各級各類院校、企業、部隊、教育電視臺、出版社和電教館等企事業單位數字化資源和平臺建設、人力資源開發和管理人才的知識架構。在保持內核專業課程穩定的基礎上,外殼專業課程每年允許有30%進行替換和更新,將每個專業方向模塊中50%的課程作為計算機密切型專業選修課,以滿足學生個性發展的需要。
2.5 計算機密切型專業教學資源和實踐環境設計
多年來,燕山大學通過實施“學研產互動”的人才培養機制,將科研成果轉化為優質教學內容。以科研強化計算機密切型專業的教師隊伍和教學內容,將科研成果轉化為教學案例和實驗專題。以軟件產業作為綜合實踐基地,強化綜合實踐環節建設。
1)將科研成果轉化為優質教學資源,真正做到理論與實踐相結合。在“計算機控制原理”課程中引進了有多年研究基礎的并聯機器人控制研究成果,將并聯機器人控制模型、算法、技術、裝置等內容貫穿教學全程,出版了輔助教材《并聯機器人機構學理論及控制》。結合“油井下信號USB采集處理系統”科研項目,將USB接口技術內容引入到“計算機接口技術與外設”課程中,編寫了《USB2.0原理與工程開發》教材,在國內發行兩版,共計11000冊,并在臺灣出版發行。
2)將學科的科研成果轉化為實驗內容和教學案例,改變了以往重理論教學、輕實踐教學的做法。以移動機器人為研究對象,開發“人工智能”課程的機器人足球實驗平臺,編寫了《機器人足球系統》教學資料,為“并行/分布計算機系統”學位課構筑了基于Linux的并行分形實驗平臺,編著了《分形圖形分布式并行生成技術》教材。在“軟件工程”教學中,將獲得“河北省十大優秀發明獎”、采用柔性軟件技術開發的“萬通通用財務系列軟件”作為教學案例,出版了《柔性軟件開發技術》、《會計電算化實用教程》等參考教材;在“計算機接口技術與外設”課程中結合國家“863”項目,將“機器視覺接口系統”確定為課程設計題目。
3)將軟件產業作為綜合實踐基地,為教學提供了多種教學內容和案例。燕山大學國家大學科技園軟件中心(以下簡稱軟件中心)是由計算機專業骨干教師領辦的高科技企業,是河北省軟件技術發展和軟件產品研發基地。在多年專業教學實踐中,以軟件中心作為綜合實踐基地,有計劃地安排學生到那里進行實習、實訓和畢業設計,定期邀請軟件中心技術專家開設講座,根據軟件中心的生產實踐評價教學內容、適當調整教學計劃,形成了科研促進教學、產業支撐實踐、人才回饋產業的良性運行機制。
2.6 柔性考核體系構建
建立柔性考評模型,提出柔性評價的指標體系和評價方法,加強過程的評價與管理,開展由政府、學校及社會各方面參與的教育質量評價活動。根據計算機密切型專業特點,提供自我測評、定性測評、長期測評、過程性評價、質性評價等多元評價體系,激勵學生樂觀向上、自主自立、努力成才。
3 結束語
綜上所述,柔性培養模式堅持以人為本、能力為重、全面發展,構建了“強內核,柔外殼”的課程體系,優化知識結構,豐富社會實踐,強化能力培養,使培養的學生“厚基礎、強能力、高素質”;建立了柔性的師資培養、遴選和管理機制,多渠道提高教師學歷和業務水平,優化教師結構,構建優勢互補、流動有序的教師隊伍,以解決專業師資水平低、結構不合理、工作量不足等問題。能夠提高計算機密切型專業學生的學習能力、實踐能力和創新能力,促進學生主動適應社會,保障學生的培養質量,對于促進計算機密切型專業的可持續發展具有重要意義。
參考文獻
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關鍵詞:物聯網;智慧地球;創新能力;科研能力
0、引言
物聯網技術在世界范圍內被關注才只有十幾年時間,而引起重視并獲得快速發展也只是近幾年的事情,卻已經開始在軍事、工業、農業、環境監測、建筑、醫療、空問和海洋探索等領域投入應用。隨著教育部批準各高校開設物聯網工程專業課程以來,國內具有一定教學和科研基礎的高校陸續響應,積極投入師資力量和硬件資源。物聯網工程專業屬于計算機、通信、電子等多領域的交叉學科,各院校物聯網工程專業的培養目標基本是培養具有多領域基礎理論知識和創新實踐能力的復合型人才。
根據當前國內物聯網技術以應用為先導的特點,大部分高校在注重物聯網理論知識體系架構的同時,還加強對學生工程實踐能力的培養,培養為我國工業化和信息化融合、為信息產業服務的高層次、高素質的復合型和創新型技術人才。顯然,物聯網技術的不斷推廣和應用使得社會對物聯網人才素質的要求逐步提高。面對21世紀信息化時代的挑戰,如何培養面向廣大應用市場需求的物聯網工程專業人才和科研人才,成為現階段物聯網教育領域的一項研究課題。
1、物聯網工程專業人才培養的基本要求
物聯網的技術架構可以概括為c3sd,即建立在傳感網絡fsensor network)之上的通訊(communication)、計算(computation)、控制(control)、數據海(data ocean)集成的架構。物聯網由通訊系統、計算系統、控制系統、感知系統和數據海5大技術系統支撐。
物聯網工程專業的實踐課程必須是以物聯網體系結構為核心進行設計和技術開發。相應地,我們在學生培養的不同時期設置不同的物聯網專業實踐課程,使學生循序漸進地學習和運用物聯網5大技術的不同層次的開發和集成應用,具有較強的物聯網技術綜合應用和工程實踐能力,能夠從事物聯網應用系統規劃、設計、實施、管理和維護等相關工作。
2、物聯網工程專業人才創新能力培養方式
以物聯網專業的需求為引導,學生針對不同的應用方向和已有物聯網領域知識進行創新,通過技術創新鞏固已有的物聯網專業理論知識,形成將理論學習與運用創新相結合的良性循環,在注重物聯網理論知識體系架構的同時,也加強對工程實踐能力的培養。
2.1 物聯網工程專業知識學習
物聯網工程專業學生培養方式的側重點在于全方位的計算機硬件、軟件以及物聯網理論知識的學習,而不局限于單一行業的知識運用需求。區別于計算機專業學習,物聯網工程專業知識學習更加注重學生的專業應用實踐能力培養,將計算機知識如數據結構和算法、編程語言設計、數據庫等運用到物聯網實際應用領域中,通過數據處理、算法分析、系統開發等實際應用驗證計算機和物聯網理論知識。
學生可以通過算法和理論進一步理解物聯網技術原理,尤其是通過相關實訓應用程序開發(傳感器原理及應用、reid原理及應用、傳感器網絡原理及應用、數據處理與智能決策、物聯網通信技術、物聯網控制、物聯網信息安全等)進行物聯網理論和方法相關課程的創新思維培養,達到創新性學習。
2.2 以工程應用需求作為創新性培養方向
基于工程應用需求的物聯網工程專業學生培養模式建立在市場對物聯網工程專業學生有較高的物聯網發展洞察力、解決特殊問題的創新能力等要求基礎上。學生需要結合自身專業特色對當前物聯網工程應用需求進行深入分析,找到切入物聯網的興趣點,將物聯網理論和技術運用到實際問題中,如智能交通、智能倉儲,進入運用理論解決問題以及利用問題促進理論創新的良性循環。
將計算機、物聯網理論和工程應用相結合,為物聯網理論創新性教學提供了一個方向。目前,計算機學院已建設智能交通、智能倉儲等實訓綜合平臺,基于工程應用需求不斷更新和優化實驗教學內容,強化學生實訓和實踐能力鍛煉,采用項目案例庫的方式培養學生物聯網工程設計能力和開發創新能力。
2.3 以學生為中心的自主創新
在培養物聯網工程專業
學生創新能力的過程中,我們更需要注重學生的自主創新能力培養,允許學生自主選題并自主研究,將自身興趣、專業知識和研究方向緊密結合,尊重學生的思想獨立性,引導學生根據已有的計算機和物聯網工程專業知識和自身的興趣愛好,結合物聯網技術具體應用,選擇自主研究領域。同時,為學生提供開發資源如開發平臺、數據庫系統、rfid+gps物流管理系統(利用rfid技術、gps定位技術、自動控制技術以及網絡通信設備等搭建物流管理實驗平臺)等,讓學生從實際應用中體會物聯網的體系結構,針對不同的物聯網技術應用方向開展具體的研究并不斷創新。
在此基礎上,引導學生從計算機技術的角度思考物聯網技術問題,鼓勵學生從計算系統以外的角度進行系統創新,將計算機和物聯網理論知識與實際的工程運用需求相結合,培養物聯網工程專業學生的專業素養和實踐能力。
3、物聯網工程專業人才自主科研能力培養方式
關鍵詞:實驗教學體系;教學改革;創新教育
中圖分類號:G424 文獻標識碼:B
文章編號:1672-5913 (2007) 22-0042-03
我校在計算機實驗教學改革過程中,參照國際通用的工程與技術評估條列(Accreditation Board for Engineering and Technology,ABET)列出的工科大學生必須具備的11項能力要求,把國際國內一流大學(如斯坦福、卡耐基?梅隆、伯克利以及清華大學等)的教學理念和成功經驗融合到實驗教學體系之中,形成了有鮮明特色的多層次、立體化的創新人才培養體系。
1實驗教學存在的問題[1][2]
1) 實驗課依附理論課
這種實驗課的實驗大多為基礎型和簡單應用型實驗,為了驗證理論教學的內容而設置,內容相對單一且更新慢,學生僅僅為學分而學習,缺乏積極主動參與。
2) 實驗專業課程設置時間滯后
課程設置一般采用“階梯式”結構,即基礎課技術基礎課專業課專業方向課,致使學生學習專業課時間滯后。例如要學好計算機軟件,一種典型的課程設置觀點認為必須按微積分物理學電路理論模擬電路數字電路計算機硬件的順序設置課程。這樣幾乎所有的計算機軟件課程只能安排在三年級以后學習,使高年級階段很難有足夠的時間對學生實施工程項目式的創新教學活動。
3) 缺乏科研與工程實踐訓練
學生一般到最后一學期才有論文導師,本科學生直接參與科研項目的機會較少,難有足夠的時間對學生實施科研與工程實踐訓練,很難使學生形成良好的知識結構,更談不上激發學生的積極思維和創造力。
4) 層次性與體系性不足
實驗課程的設置缺乏層次性和體系性。實驗內容完全一致、難度上沒有層次的實驗課對學習能力強的學生沒有激勵,潛能得不到挖掘,對較慢或散漫的學生沒有鞭策,他們的動手能力難得到提高。另外,實驗課程的設置缺乏體系,對學生綜合能力的提高缺乏系統訓練。
2實驗教學體系建設[3][4][5][6]
針對以上問題,我們認為實驗課程應以創新意識培養為先導、以學生能力培養為主線;以加強學生工程訓練能力和設計能力培養為核心,以多層次、結構化和開放式的實驗教學體系代替傳統的平面化、教條化的實驗教學體系。形成了“實驗與理論結合、軟硬件并重、課內外齊抓、涵蓋基礎型、應用型、綜合型、設計型、創新型”的實驗內容。規劃設計了一個涵蓋計算機科學與技術、軟件工程、信息安全、數字媒體和大型機五個方向并滿足基礎性、探索性和研究性實驗需求的實驗體系,實現了學生四年本科實驗不斷線的培養模式。在實驗內容中,融入了計算機學科前沿技術以及教師的教學和科研的最新成果,注重與科研、工程、社會應用實踐密切聯系。實驗體系結構分為基礎教育實驗、學科基礎實驗和專業技能實驗三個層次。
(1) 基礎教育實驗平臺
面向低年級本科生,以本學科應掌握的物理和數學的公共基礎知識、基本原理的理解、驗證和基本實驗技能的訓練為主要實驗內容,旨在培養學生的科學思維和創新意識,使學生掌握實驗研究的基本方法,提高學生的分析能力和創新能力。基礎教育實驗主要包括物理實驗、數學實驗和數學建模。
(2) 學科基礎實驗平臺
面向高年級本科生,由本學科各個專業方向共性的、具有明顯學科特點的專業實驗內容構成,基本反映了本學科一個合格的本科畢業生應具備的專業基礎性實踐能力和理論知識需求。學科基礎實驗主要包括電子基礎實驗(涵蓋電路分析基礎實驗、模擬電路基礎實驗、數字邏輯實驗、微機原理與接口實驗以及現代電子技術綜合實驗等)、離散數學實驗、程序設計基礎實驗、數據結構實驗、計算機操作系統實驗、計算機組成原理實驗、數據庫原理實驗、編譯原理實驗、計算機網絡基礎實驗、軟件工程實驗等。
(3) 專業技能實驗平臺
面向高年級本科生,具有明顯的專業方向特征,滿足本學科專業課程教學的實驗需要,同時重點培養本學科高年級本科生的專業實踐能力、綜合能力和研究創新能力。包括五個研究方向:計算機科學與技術、軟件工程、信息安全、數字媒體和大型機。
計算機科學與技術實驗平臺:主要包括計算機系統結構實驗、形式語言與自動機實驗、軟件開發環境實驗、嵌入式系統開發及應用實驗和單片機及應用等實驗。
軟件工程實驗平臺:主要包括UML統一建模實驗、軟件測試技術實驗、軟件過程模型實驗、軟件體系架構實驗和現代軟件技術綜合設計等實驗。
信息安全實驗平臺:主要包括計算機系統與網絡安全實驗、網絡與系統攻擊實驗、網絡與系統防御實驗、網絡安全協議實驗和PKI技術等實驗。
數字媒體實驗平臺:主要包括計算機圖形學實驗、計算機動畫實驗、三維渲染技術實驗、多媒體技術實驗和數字媒體綜合設計等實驗。
大型機實驗平臺:主要包括大型機操作系統概論實驗、大型機體系結構實驗、COBOL程序設計實驗、交易中間件技術實驗和大型機系統綜合設計等實驗。
實驗教學分級分層、循序漸進,從基礎到綜合,再到設計與創新,要求學生完成一定的選修學分和創新學分。其中,基礎型實驗主要為應知應會等原理性實驗;應用型實驗主要介紹現代主流操作系統和流行的應用軟件,訓練學生在主流軟件平臺下的動手能力。同時,配合IBM公司大型主機操作系統認證培訓和考試,鼓勵學生參加專業認證培訓,并取得專業認證證書;綜合型實驗要求學生結合一門課程的多個知識點,甚至綜合多門相關課程,完成一個較為復雜的實驗任務,綜合型實驗是難度較大的實踐環節,通過案例復現和模塊替換實驗等,掌握技術實現和模塊設計的方法與技巧;設計型實驗與實際工程應用相結合,或者完成科研項目的某個模塊,這類實驗由指導教師給定設計目標和設計思路,由學生獨立完成;創新型則完全為開放式教學方式,由學生獨立或者與指導教師共同擬定設計題目和設計目標,并獨立完成。創新型實驗還包括由學生自由組隊參加國際國內各級計算機硬件和軟件大賽。
3實驗教學內容改革
計算機實驗教學的內容要體現厚基礎,寬口徑,軟硬件并重,注重綜合技能訓練,以培養學生的設計和創新能力為核心的實驗教學指導思想。在實驗教學體系改革的基礎上,對實驗內容和實驗項目進行調整和更新,主要調整的重點如下。
(1) 將開設的所有實驗分為三大類:課程實驗、專項實驗、創新實驗。除創新實驗外,每一類實驗又設計了從基礎型到綜合型再到創新型的不同層次的實驗項目。將課程實驗教學與理論課程教學有機結合,幫助學生掌握課程教學中需要實驗驗證和應用實踐的知識點,對輔助和強化課程教學起到了不可替代的效果。所有包含實驗學時的理論課程均有相應的課程實驗,如計算機操作系統、匯編語言程序設計、數字信號處理、數據結構等。專項實驗以學科建設和專項實驗室建設為平臺,將實際的工程項目、科研項目和科研成果中的關鍵技術抽取出來作為實驗項目,以達到培養學生科研、工程和應用實踐能力的目的。如網絡工程系列實驗、網絡安全綜合實驗、安全實驗室專項建設等。創新實驗以培養學生探索精神、科學思維、實踐能力、創新能力為核心,推進學生自主學習、合作學習、研究性學習。創新實驗主要包括大型課程設計、各級各類競賽項目以及由學生自擬的科研項目組成。
(2) 在確保基礎型、應用型實驗教學質量的同
時,增加綜合型、設計型、創新型實驗的比例。除創新型實驗外,每個實驗項目都要求有詳細的實驗大綱和實驗指導書,大部分實驗項目還要求提供標準實驗報告、成果考核與驗收形式等。創新實驗則完全實行開放式管理(實驗項目開放、設備和環境開放,時間開放等), 既可以由學生自發組隊,自主完成,也可以為學生指定指導老師,由學生和老師共同擬定題目,學生獨立完成。創新實驗的完成質量可以通過鼓勵學生參加各級各類比賽或者要求提交實驗報告和實驗成果兩種形式得以保障。
(3) 壓縮陳舊的、重復的驗證性實驗,增加反映學科發展方向的新實驗和一些融研究、創新、實踐于一體的實驗項目。大部分實驗課程都設有必修實驗項目和選修實驗項目,學生可以根據自己的興趣和愛好自主選擇。
我校計算機實驗目前共開設本科實驗課程共60余門(含創新實驗類),實驗項目共計290余項。按照“基礎型、應用型、綜合型、設計型、創新型”的層次化實驗教學體系設置,各層次實驗項目統計如表1所示,各種類型實驗項目所占比例如圖1所示,其中綜合型、設計型和創新型實驗占所有實驗項目的81%。
4結束語
實驗教學是高等學校創新教育的一個重要環節,按照創新人才體系的標準,構筑新型的實驗教學體系,對實驗教學綜合考慮、合理安排,形成適應學科特點及自身系統性和科學性的、完整的體系,全面培養學生的發現和解決問題的能力,使學生具有創新精神和實踐能力,達到培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才的目的[7]。
參考文獻
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作者簡介
侯孟書,博士,副教授,電子科技大學計算機實驗教學中心常務副主任,工程系主任。研究方向包括分布式存儲、P2P計算等。
傅彥,教授/博導,電子科技大學計算機科學與工程學院副院長,計算機實驗教學中心主任。研究方向包括數據挖掘、神經網絡等。
聯系方式:侯孟書,四川成都電子科技大學計算機學院,610054
phone:13981900119
關鍵詞:圖像處理 教學改革 研究生教學
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.05.098
《數字圖像處理》課程是計算機應用技術專業研究生的重要基礎課程,對于研究生綜合能力的培養及學術思維的訓練具有關鍵性意義。作為一個經典研究方向,數字圖像處理已經有較為悠久的研究歷史[1,2],因此作為一門研究生課程,《數字圖像處理》有眾多關鍵性重要內容可以教授,是培養研究生科研能力的重要基石。
作為一個重要的科研方向乃至領域,數字圖像處理已經與模式識別、計算機視覺以及機器學習等學科建立起密不可分的聯系,因此該門課程可以極大地拓寬學生的學術視野,為學生將來的學習和科研鋪設道路。同時,數字圖像處理方向相關的人臉識別[3]、圖像拼接[4, 5]、輪廓提取[6]等課題,已成為計算機學科中最為熱門的科研課題之一,充分反映了該研究方向的關鍵性地位。
在本科階段相應課程的基礎上,除講授相關基礎知識之外,研究生階段的《數字圖像處理》課程應更加注重學生專業能力的培養和科研能力的積淀,以指導科研作為該門學科的靈魂。本文對如何在研究生階段的《數字圖像處理》課程中增加對科研內容的強調進行了初步研究和探索,并將相關具體實施措施總結如下。
1 對頂級期刊和會議進行介紹
在研究生的各項科研綜合能力中,具備一定科學文獻閱讀能力是不可或缺的一環,而進行文獻閱讀的前提是必須首先學會辨別文獻的質量。在各種文獻肆意泛濫的今天,缺乏這項能力,學生將很容易陷入垃圾文獻的陷阱,從而影響其對科學研究的理解,甚至徹底歪曲學生的科研精神。因此我們認為,在研究生階段的《數字圖像處理》課程中,必須對IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence、IEEE Transactions on Image Processing、International Conference on Computer Vision等相關的頂級科研期刊和會議進行適當介紹和說明,使學生明白真正的科研巔峰在何處。
2 介紹經典算法
數字圖像處理學科中,擁有眾多以Adaboost[7]為代表的經典算法,它們是構成整個學科的關鍵性支柱,也是學科發展中每個階段的里程碑。僅僅注重表面基礎知識,而忽略經典算法的講解,是舍本逐末的短視行為。
3 強調與相關學科的關聯
數字圖像處理學科發展到今天,已經與模式識別、計算機視覺、機器學習、概率統計等學科建立起了密不可分的內在聯系。在解決某一個具體任務時,已經不再是單一學科知識可以應對的,而往往需要多學科知識的綜合發揮。因此,為切合實際應用,在講解《數字圖像處理》課程時,必須同時對相關學科進行介紹。使得學生明白在何時、可以從何種學科,獲得相應幫助。
4 相關專業工具的介紹
工欲善其事必先利器,數字圖像處理是計算機學科中的上層次內容,必須依托在相關專業工具基礎上才能開展研究。如若缺乏對相關工具的了解,往往會事倍功半。以讀取圖像為例,依托相關工具可能只需要編寫一行代碼,而如果自行編寫代碼,可能需要數百行之多。因此,我們認為,必須在《數字圖像處理》課程中,對Matlab、Opencv等專業工具進行專門介紹。從而節省學生在進行相關研究時,在摸索基礎工具方面所花費的時間。
5 突出最新技術進展
發展迅速是信息學科的突出特點,作為研究熱點的數字圖像處理學科的更新更是日新月異。為相關科學研究服務,必須時時關注最新的科研熱點,使學生隨時了解最新的科研動向,為他們在將來進行科研方向選擇時,提供更多的指引和選擇。
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【關鍵詞】美術學院;計算機教學;實驗中心
四川師范大學美術學院由美術學和藝術設計兩個系組成,其中藝術設計系包含了平面設計、環藝設計、動畫設計三個方向,而計算機教學貫穿了藝術設計整個專業課程的學習過程。從計算機文化基礎課程的教學到計算機應用軟件教學,熟練的掌握計算機應用能力能為專業課程的學習打下良好的基礎。因此建立計算機教學實驗中心能更好的開展有美術學院特色的計算機課程教學,從而提高計算機課程的教學質量。
一、美術學院計算機課程教學現狀
(1)計算機應用軟件課程師資較為欠缺。同一門課程往往由不同專業教師擔任教學,還包括不少兼職教師和在職研究生。并且部分藝術專業教師對計算機軟件應用方面并不熟練擅長,也對計算機軟件課程教學缺乏足夠的重視。這樣既不利于教學工作的穩定開展,也不利于計算機課程教學質量的提高。
(2)計算機應用軟件課程在教學管理上較松散混亂,任課教師間缺乏交流,同一門課程往往在教學內容、教學方式上各不相同,并且最終的考核方式、評分標準上也都沒能形成統一標準。這導致目前學院學生對計算機軟件課程的教學存在較大的意見。
(3)從2010-2011學年開始,計算機基礎課程中增加了Photoshop的教學要求,同時該課程也是美院學生需要深入學習的計算機應用軟件課程。這必將導致教學內容上的沖突。因此在計算機基礎和計算機軟件應用的教學上需要展開思考教研,注重教學的相互結合,保持計算機教學的連貫性。
(4)學院在計算機相關課程的科研領域很是空白,目前相關任課教師不愿把精力和重心放在計算機應用領域,因此沒有很好的開展科研教改工作,這對美術學院計算機課程的教學和發展很是不利。
二、美術學院計算機教學實驗中心的構建和實施
計算機教學實驗中心是美術學院計算機課程教學實驗機構,主要承擔學院計算機文化基礎課程和計算機軟件應用課程的教學和上機實驗任務。結合美術學院的各專業特點進行計算機課程教學,使計算機教學更好的與藝術設計課程相融合,培養學生的計算機實際應用能力,以適應社會發展的需要
教學實驗中心的硬件組成:目前學院有12間計算機機房,學生實驗用微機共計約600臺。(其中包含蘋果機房1間,60臺蘋果電腦)已能基本保證學院師生的教學實驗要求,如在條件允許的情況下可對部分電腦硬件逐步升級,以更好的滿足計算機教學實驗需要。
教學實驗中心的師資組成:計劃由學院計算機課程教師、計算機課程實驗員和熟悉計算機軟件教學的藝術教師共同構成,各系部可在課程開課前推薦擅長計算機軟件教學的教師,實驗中心將根據每門課程的具體情況協調組織教師展開教學工作。
三、美術學院計算機教學實驗中心的主要任務
(1)逐步改變計算機應用軟件教學師資欠缺的現狀,以計算機教師和藝術教師共同組織建立較為穩定的教學團隊,結合學院實際情況開展計算機課程教學。并在條件成熟的情況下展開教師技能培訓,提高教師軟件操作技能和教學能力。要求教師在計算機應用知識外掌握多方面多領域的知識結構,如色彩、構成、輔助設計、影象處理等。注重擴展自身知識領域,不斷學習和提高,展開跨專業知識交流。
(2)提高學院計算機課程教學質量。每門課程開課前就課程教學大綱,教學計劃,教學內容進行統一的制定,使教師對每門計算機課程的教學有更清晰的理解。在教學中注重把控每位老師的教學內容和進度,召開教研會加強教師間溝通交流。在課程結束前制定統一的考核方式和評分標準,使學生能更好的完成課程學習并有更加統一量化的成績來體現學習水平。
(3)針對計算機應用方向展開科研教改工作。準確地把握住美術學院中各專業的特點和需求,掌握學生學習興趣和學習意向。結合美術學院計算機教學的特點,探索計算機基礎—計算機應用軟件—藝術設計三者之間的更好融合,通過論文、專著、教材編寫等形式展開科研,并爭取教改科研立項工作。促進學院計算機相關課程的教學工作。
(4)注重計算機課程教學的連貫性,結合計算機基礎中增加了Photoshop等軟件教學的情況,在教學內容上,教學方式上進行探索。保持教學的整體連貫,從而提高學生的學習興趣和動力。并且根據學生的實際需要更好的開展跨專業的計算機選修課程,真正提高學生的計算機操作應用能力。
(5)逐步健全完善計算機教學實驗中心的軟硬件條件,更好的維護管理學院硬件設備,提高設備的利用率、精心設置實驗項目,為學院師生提供更好更穩定的計算機理論教學和上機實踐環境。
在計算機教學中注重實驗教學、強調動手能力,促進理論和實驗的更好結合,這是現階段計算機課程教學的必然趨勢。美術學院計算機教學實驗中心會以注重學生的實踐創新能力為核心,培養學生的操作能力和實驗技能,并結合學院實際情況開展計算機課程的教研教改工作,進行有針對性的科研探索,從而大幅提高學院的計算機相關課程的教學質量。
【關鍵詞】計算機科學與技術;發展趨勢;高速計算機;超微技術
一、現階段計算機科學與技術的發展狀況分析
1、計算機科學與技術對現階段社會發展的貢獻
現階段計算機科學與技術參與了社會的生產和生活的眾多領域,極大地提升了現代社會人們的生活質量和工作效率,為現代社會的發展起到了重要的促進作用。科學技術的不斷創新與發展,計算機科學技術不斷地為人們的生產、生活、文化娛樂等提供幫助,計算機科學技術在社會發展中的普遍運用,有效地提升了現代社會的文明水平。
在先進的科學技術發展背景下,計算機科學技術也在不斷地提升與進步。計算機不斷朝向更加人性化的方向發展,極大豐富了人們的生活。同時,計算機技術的發展還具有更新快、小體積等特點。世界上第一臺計算機誕生于1946年,起初計算機技術是基于1904年的電子管技術,經過42年的科研而成,當時的計算機體積巨大。在這之后,半導體技術發明以后,在短短十年時間內半導體計算機又隨之誕生,這時計算機技術已經相對成熟,其系統性和綜合性也更加全面。總而言之,計算機科學技術的發展,為人類文明的進步提供了有效的幫助,同時也在一定程度上帶動了社會經濟的發展。
2、計算機科學技術發展引發的問題
任何事物的發展都具有一定的雙面性,計算機在給人們帶來眾多效益的同時也增加一定的隱性安全問題。譬如,轟動一時的“千年蟲”事件,對人類社會的生產生活帶來了巨大的威脅,眾多行業都遭受了“千年蟲”的嚴重影響,這一事件讓人們充分認識了計算機科學技術在發展過程中存在的問題。因此,如何能夠讓計算機在健康、穩定的狀態下發展,減少計算機科學與技術發展對社會發展的威脅,最大限度地發揮計算機技術的“服務職能”,成為了當前計算機科學技術發展過程中熱門的研究課題。
3、科學規劃計算機科學技術的發展
任何事物的發展必須在實踐中才能真正得到檢驗,計算機科學技術的發展也不例外。眾所周知,計算機科學技術的發展起初是為了科學研究的需要,發展至今,計算機科學技術已經深入到社會發展的各個方面,包括軍事、經濟、生產、管理等。但是,在實際運用過程中,計算機所承擔的任務主要是數據和信息的處理,而參與這一工作的主要是計算機的軟硬件設備,因此,要想更好地發揮計算機的效用,在今后的發展中,必須要加大對計算機軟硬件的開發,從而有效提升計算機科學技術向生產力轉化的效率。
二、計算機科學與技術未來的發展
從當前國際上在計算機科學與技術領域的發展狀況來分析,未來計算機科學與技術的發展主要呈現以下幾個方面的趨勢。
1、運行極速化
最近一段時間,美國科學家將空氣絕緣性技術運用到計算機當中,這種技術在計算機中運用,極大地提升了計算機的運行速度,是當前計算機科學技術的一大突破。例如,美國紐約保利公司的科研人員,設計一種新型的電路,并將其運用到計算機當中,科研人員在電路中運用“膠滯體包裹的導線”技術將需要的芯片進行連接。由于這種“膠滯體包裹的導線”的包裹五---“膠滯體”當中含有大量的空氣,空氣是一種具有很強絕緣性的氣體。傳統的芯片是通過“硅二氧化物導線”實現相互之間的連接的。但是,信號在傳輸過程中會因為導線、芯片等對信號的吸收作用而減弱,直接影響了計算機的運行速度。而利用這種新型的導線技術就科研有效地解決這個問題,大幅減少了信號的損失,從而實現了提升計算機運行速度的目的。
2、生物計算機伴隨著超微技術的發展而誕生
上世紀末,基于超微技術的快速發展,計算機研發人員將超微技術運用到計算機當中,并取得了巨大的成功,在當時產生了很大的影響。生物計算機很其他計算機顯著的區別,這種類型的計算機通過將生物工程技術應用到計算機芯片當中,使之構成一種生物分子形式的計算機“蛋白質分子”。
二十世紀九十年代,美國科學家首次向全世界公布了生物計算機,在當時引起世界范圍的巨大轟動。與此同時,美國科學家也公布了一種全新的邏輯運算方式,這種邏輯運算方式是基于電子計算機的模仿技術為技術基礎,并以電子計算機模仿技術為基礎,針對“虛擬”的城市路徑設計問題進行了最佳方案的設計。從當前生物計算機的應用于發展狀況來分析,生物計算機研發人員今后的研究方向主要集中在新型分子元件的研發,借助生物的化學反應和物理反應,實現以一種全新的方式對數據進行處理和分析等工作。現今的超微技術已經其取得了較大的進步,一些基于計算機技術的超微機器人已經面世。
3、以光為傳輸媒介的計算機科學技術發展迅猛
所謂的光學計算機就是利用光為傳輸介質,實現信號傳播的一種計算機技術。光學計算機的優點十分顯著:首先,光的傳輸速度是其他介質無法超越的,因此,利用光作為計算機的信號傳輸媒介其傳輸的速度是驚人的;其次,光具有偏振和頻率特性,基于光的這些特性,計算機的信息傳輸能力得到了更好地優化;再次,光在傳輸過程中,不需要借組其他的介質就可以實現信號的傳輸,是以一種獨立的形式進行傳輸的,具有極強的獨立性。光在傳輸過程中不需要其他依靠體,同時不會出現相互交會的情況。
二十世紀九十年代,世界上掀起了一陣“光腦技術”科研風。世界各國不斷加大對“光腦技術”的科研力度,并進行了大量的投資,并取得了不同領域上的成功。其中。以德、意、法、日為首的六十多各國家共同組建的科研隊伍,在這一領域取得了巨大的進展。該隊伍研發出的新型計算機,在以下幾個方面進步顯著:(1)計算機運行的速度更快。光學計算機的運行速度比普通計算機的運行速度提升了將近千倍以上。(2)計算機的準確性更高。在快速運行的狀態下,光學計算機的準確性得到了有效地提升。(3)散熱性能更優良。普通計算機在高速運行的狀態下,會產生一定的熱量。而在計算機運行時產生的熱量無法及時排出,會對計算機的正常運行產生不良影響,甚至直接無法運行。而光學計算機突破了散熱這一難題,即使在高速的狀態下運行,也不會受溫度的影響。
4、納米計算機伴隨著納米技術的進步而誕生
伴隨著納米技術在生產生活中的運用,納米技術不斷走向成熟。納米技術在計算機中應用,帶來了納米計算機。納米技術在計算機中應用,主要集中在芯片上。納米芯片技術,使得計算機芯片的體積大幅減小的同時,計算機芯片的穩定性也有所提升。美國作為納米計算機技術研發的領軍者,在納米計算機各方面的技術都取得了令人矚目的進展。尤其是,美國正在突破的一種納米管連接技術,該技術一旦研發成功,就可以將芯片的作用大幅提升,從而可以實現,將計算機的內存芯片直接作為計算機的晶體管使用,從而使得計算機的功能可以得到最大化地優化。
三、小結
綜上所述,計算機科學與技術的發展,將不斷朝向一個更具全面性、系統性、人性化、個性化的方向進軍。在當前的狀態下,計算機技術的創新與發展,已經給人們的生活帶來了極大便利,先進的科學技術轉化為生產力的作用已經十分明顯。因此,我們堅信,未來計算機科學與技術的發展,在不斷努力之下,計算機發展的預期目標指日可待,計算機科學技術也將會在未來人類和社會經濟發展的進程中貢獻更大的力量。
參考文獻:
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部分專業介紹前景概要如下:
1、電氣工程及其自動化,工科領域就業之王中王專業。
專業介紹:本專業培養能夠從事與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研制開發、經濟管理以及計算機應用等領域工作的寬口徑復合型高級工程技術人才。
就業前景:畢業后可在電廠、電站、電業局、電廠、電力科研院所、電力規劃設計院、自動化高新技術公司、各地電力公司、非電力企業動力部門工作。可在電力系統自動化、計算機應用技術、農業電氣化與自動化等主要專業方向深造。
2、機械工程及自動化專業,工科高就業率的常青樹。
專業介紹:本專業培養能在工業生產第一線從事機械工程及自動化領域的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和市場營銷等方面工作的寬口徑、通識型高級工程技術人才。
就業前景:可在機械、電子、冶金、石油化工、航空航天、兵工等領域的企事業單位從事生產技術、研究開發、工程建設、行政管理及教育工作等。機械工程及其自動化專業是集機械、電子、信息技術為一體的綜合性專業,知識結構先進,適應面寬廣,發展潛力大,是一個發展迅速、需求巨大的熱門專業。
3、計算機科學與技術,互聯網時代的高薪就業驕子。
該專業適應了當今互聯網時代的需求,重新走向了就業率上升道路,據2016年2月信息時報訊,從廣東省的中山大學專業就業上看,計算機類及軟件類摘得頭籌,本科畢業生轉正月收入達到7769元。此外,計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程、均遠超畢業生的平均收入。
專業介紹:培養能在科研部門、教育單位、企業、事業、技術和行政管理部門等單位從事計算機教學、科學研究和應用的計算機科學與技術學科的高級專門科學技術人才。
【摘 要】隨著二十一世紀的到來,伴隨著電子產品在全球的推廣以及普及,越來越多的電子產品問世,更多的應用在了生活中,計算機在當今生活中成了必不可少的,成為了人們生活中的必需品,隨處看見計算機無處不在,商業,農業,航空航天、軍事、氣象、人工智能、生物工程等學科領域。
【關鍵詞】計算機;餐廳;農業;微型計算機
計算機隨著社會的快速發展,慢慢的步入到每個角落,電子產品的的誕生影響了舊時代的各個領域,自從1944年世界上第一臺電子計算機誕生以來,計算機技術迅猛發展,傳統計算機的性能受到挑戰,開始從基本原理上尋找計算機發展的突破口,新型計算機的研發應運而生。未來量子、光子和分子計算機將具有感知、思考、判斷、學習以及一定的自然語言能力,使計算機進人人工智能時代。這種新型計算機將推動新一輪計算技術革命,對人類社會的發展產生深遠的影響。
一、計算機的發展方向
從第一臺計算機產生至今,計算機的應用得到不斷發展和應用,計算機類型不斷分化,這就決定計算機的發展也朝不同的方向延伸。當今計算機技術正朝著變形化和網絡化方向發展。
變形化:第一臺計算機的誕生,體積龐大隨著時代的更替變成微信,從數據處理慢變成超快和超快的運算;大規模及超大規模集成電路發展的必然。從第―塊微處理器芯片問世以來,發展速度與日俱增。計算機芯片的集成度每18個月翻一番,而價格則減一半,這就是信息技術發展功能與價格比的摩爾定律。計算機芯片集成度越來越高,所完成的功能越來越強,使計算機微型化的進程和普及率越來越快。網絡化:計算機和通信技術的緊密結合,隨著互聯網的不斷發展以及普及計算機網絡已經進入了各個領域,實現了“足不出門便知天下事”。實現了相互之間相互交換信息,互相共享資源、協同工作等。引算機網絡的發展水平已成為衡量國家現代化程度的重要指標.在社會經濟發展中發揮著極其重要的作用。
二、計算機對手工的影響
從電子計算機的產生及發展可以看到,目前計算機技術的發展都是以電子技術的發展為基礎的,集成電路芯片是計算機的核心部件。隨著高新技術的研究和發展,計算機朝著計算機農業化;計算機工業化,計算機生活化。計算機工業化:隨著社會的進步和發展,工業進入現代化。工業在每個國家經濟中占了很大比例,但隨著工業的現代化,隨著技術的不斷發展工業領域中也逐漸用運到計算機,從而節省人力資源,將計算機嵌套到工業操作,將會產業自動化從而節省很多手工。例如現在的好多大工廠進行大車間生產,好多生產流線全部是計算機控制,這樣大大節省了生產慢與快的問題,在質量的保障一下,也保證了數量的問題,給生產帶了許多節省資本。這就是計算機工業化,減少人資源,從而是手工業的一個解放。計算機農業化:隨著國家不斷的發展和改革,作為農業大國,農業關系著幾十億人的溫飽問題,科技的發展關系著農業發展。科技離不開計算機,讓農業實現自動化,全面實現農業計算機化,坐在家里操作電腦讓機器去干活,也節省了好多人力資源,這樣也減少了人工,全面實現自動化,機器化,農業也給人們節省了許多手工,計算機將農業化。計算機生活化:社會的發展,人民生活水平的提高,計算機無處不在,隨處可見 商業,教育、醫學、娛樂、政府機關、科研、等領域中。甚至在很多時候,電腦完全可以替代傳統的信件。加之電腦在多媒體方面的應用,也讓相對機械的電視過于單調。總之,現代社會,網絡的迅速發展,為電腦的普及提供了非常重要的外部條件。網絡電視、影視,網絡通信、聊天,網絡購物等等,電腦正在逐漸深入人們的日常生活。在制造業領域,從面包到航天器的各種類型的產品都可以用計算機設計。計算機設計的圖形可以是三維圖形,可在屏幕上自由旋轉,從不同的角度表現設計,清晰地展現所有獨立的部件。計算機還可用于生產設備,實現從設計到生產的完全自動化。計算機在教育領域得到另一個重要應用是遠程教育。當今的網絡技術和通信技術已經能夠在不同的節點之間建立起一種快速的雙向通信,使得學生可以在家里向教師提問,教師也可以及時地回復學生為題。目前,許多大學生都建立里網絡學院,開展遠程授課。計算機在科研中一直占有重要的地位。第一臺計算機計算機ENIAC就是為了科學研究而言研制的。現在許多實驗室都用計算機監視與收集或模擬實驗中的數據,隨后用軟件對結果進行統計和分析,以進行相應處理。在許許多多的科研工作中,計算機都是不可少的工具。
從以上可以看出計算機在現代生活中慢慢地取代了好多手工業好多,從而影響了手工,也慢慢地取代了許多手工。計算機在人們的生活 40年代中期至50年代末計算機應用主要是科學計算、工程設計等數值應用,這一階段使用第一代電子管計算機(數字機和模擬機),硬件體積龐大,運算速度慢,系統維護需要較高的技術,軟件尚未形成系統,應用程序編制耗費大量人力。主要應用于國防尖端武器的研制、生產和使用。50年代末至60年代末,開始向非數值應用方面發展。這一階段使用第二代晶體管計算機,除繼續用于科學計算外,主要用于數據處理、工商業事務處理、企業信息管理。60年代后期出現小型機后,硬件逐步形成系列,接口設備和設備品種增多,組塊式的軟件設計使軟件的編制趨于工程化,并應用于生產過程的實時控制。70年代,計算機應用普及到社會經濟更多的領域。
三、結語
第三代集成電路計算機具有良好的性能價格比和可靠性,它促進了計算機的推廣應用。隨著微處理機的迅速發展,計算機廣泛應用于工業、農業、文化教育、衛生保健、服務行業、社會公用事業等。家用電器采用微處理機后使計算機應用深入到家庭生活和娛樂之中。計算機技術與通信技術的結合,使計算機網絡得到發展。信息服務業的興起使社會信息資源得到更廣泛的利用。
關鍵詞:教師科研;計算機專業;創新型應用人才;實踐教學模式
0 引言
應用型人才是地方高師院校的人才培養目標,然而。在激烈的市場競爭環境下,創新、開發型的IT公司、企業對計算機人才的需求不斷提高,既要求畢業生具有扎實的基礎理論和較強的實踐能力,也要具有一定創新能力的應用型人才。目前,單純以培養技能型應用人才已經不能適應社會經濟發展的需要。因此,我們依托教師科研項目與成果,在計算機專業中培養具有創新能力的應用型專門技術人才,具有非常重要的現實意義。
1 地方高師院校計算機專業創新型應用人才
為使地方高師院校計算機專業能夠培養適應區域經濟發展需要的創新型應用人才,我們對目前計算機專業的培養人才現狀以及創新型應用人才應具備的專業技能和創新能力進行分析研究。
1.1專業技能與創新能力現狀
多年來,從學生的畢業實習、畢業設計,就業應聘、用人單位對畢業生的考核以及反饋情況來看,學生較好地掌握了專業的基本理論和基礎知識,具備了一定的計算機操作技能,掌握了初步的編程、網頁制作、數據庫建立等方法,具有一定的專業技能和專業能力。但是,學生的專業技能和綜合能力還存在諸多不足,創新能力缺乏:(1)計算機操作技能不夠熟練,專業技能有待提高;(2)程序設計能力不強,實現算法的能力偏低;(3)軟件系統設計與開發等綜合能力較低,與社會需求差距大;(4)綜合運用專業技術解決實際問題能力不足,缺乏創新能力。
1.2學生應具備的專業技能和創新能力
根據不同的培養目標和人才培養規格,應用型人才包括技能應用型人才和創新型應用人才。技能應用型人才是以操作技能和崗位技能訓練為核心、掌握一定的專業理論、具備熟練的操作技能的專業技術人才。創新型應用人才除具備技能應用型人才的能力外,還必須具有技術創新、技術二次開發、綜合專業技術解決實際問題的能力,具有適應多種崗位的綜合素質以及職業判斷能力。因此,計算機專業創新型應用人才應具備熟練的計算機硬件和軟件操作技能,同時具備計算思維能力、算法分析與編程能力、系統綜合開發能力、團隊協作與人際交往等四種能力。
2 教師科研促進創新型應用人才的培養
幾年來,我校計算機專業教師主持國家及省部級科研項目30多項,橫向項目10多項,獲得省科技進步獎7項,省級教學成果獎10多項,各類教學成果20多項,300多篇,形成了一個實力較強的科研與教學團隊,為培養創新型應用人才創造了良好的環境和平臺,并從以下五個方面開展計算機專業創新型應用人才的培養。
2.1科研成果引入課堂教學
科研是高校教學活力的源泉,是培養創新型應用人才的根本保證。以科研促教學是提高高校教學質量的重要途徑,是教師提高教學深度和廣度的前提條件。教師通過科研可以了解和掌握學科前沿,不斷更新自身的知識結構、完善教師的知識體系。學生通過教師科研成果的介紹和講解,感悟到學海無涯,創新無限。僅有書本知識是不夠的,還要不斷學習和掌握學科前沿,才能不斷創新、進步。為此,我們發揮教授、博士的科研優勢。鼓勵他們將自己的科研成果引入課堂。通過啟發式或探究式的教學方法,將科研成果與教學內容有機地結合起來,在講解課本基本概念和基本原理基礎上。引入研究成果,豐富了課堂教學內容,提高教學的深度。通過成果的應用,拓展教學的廣度。例如,在《數據結構》課程中,沒有給出圖像算法設計的內容,平時學生對圖像處理接觸也較少。教師結合講解哈夫曼編碼的數據壓縮功能,介紹各種數據壓縮算法和系統,并將“分形壓縮算法”的研究成果引入課堂教學。使學生了解到,除了歐氏幾何學之外,還有一門分形幾何學。分形幾何學有很廣泛的應用,在計算機學科中可以應用來解決圖像壓縮問題,且壓縮率比較高。但是,目前它還有很多問題需要去研究和解決,從而引起學生的好奇心、激發他們的學習興趣和熱情,以此培養學生的創新意識和和創新的欲望。
2.2科研成果融入實驗內容
我們充分利用教師科研,實行“教、學、研”相結合,鼓勵教師把科研究成果和教改成果融入實驗教學中。
教師結合相應的專業課程,從教師的縱向和橫向科研課題中選擇適合本科學生進行創新實驗的項目,按照設計性實驗和綜合性實驗的要求,將研究成果融入到課程實驗中。把教師課題中模塊設計、算法設計與分析、數據庫設計與分析、代碼實現等分解成實驗項目,總結出實驗目的、系統功能、指標要求、實驗設備、算法步驟或流程、數據庫設計、系統設計與分析、實驗結果、代碼清單等實驗流程和要求,增加設計性、綜合性等創新實驗項目;并將教師與實驗有關的教改成果,例如實驗內容、實驗方案、實驗方法與手段等應用到相關課程的實驗。創建操作訓練、編程訓練、設計訓練、綜合訓練的“四步訓練,五種能力”實驗教學模式:應用任務驅動、案例分析、開放式、探究式實驗教學方法,對實驗采用靈活多變、有針對性的訓練,促進學生熟練掌握基本操作技能和專業技術。培養學生創新素質,增強科研意識,教學科研密切結合,將前沿科學和新技術及時傳授給學生。啟迪學生創新思維,拓展想象空間,提高學生設計性與綜合性實驗的效果。
2.3創建創新工作室培養學生的創新能力
根據我院科研項目、校企合作項目的研究方向、研究內容,創建了“智能計算與信息處理”、“軟件開發”兩個創新工作室。創新工作室的宗旨是依托教師的科研項目和教師研究團隊進行創新與開發,同時吸收專業能力較強的碩士生、本科生協助研究與開發。達到創新與開發,并培養出一批創新型應用本科人才的目的。
創新工作室負責人主要由年輕的教授、博士承擔。負責制訂創新工作方案,包括創新任務、創新目標、創新項目指導教師、前期培訓、時間安排、創新成果驗收、評價總結等,并組織實施。創新工作室的本科學生可以由專業教師推薦的優秀學生,也可以是有興趣自愿報名參加。還可以是計算機協會、網絡協會等學生社團推薦的。具體辦法:接受大學生參與項目研究報名-對報名學生進行考核-指派團隊教師對學生進行研究前的培訓-指導教師給學生分配研究或開發任務-學生研究或開發-提交研究或開發成果-成果驗收與評價。
幾年來,創新工作室以教師為主導。以項目為驅動,主要研究與開發項目包括:基于GEP的關鍵技術研究、基于多核機群的Petri網并行算法研究、演化算法在物流企業智能信息處理系統中的應用研究、智能物流網站的設計與開發等。學生在這些項目的研究與開發中,負責了算法設計與實現、算法的運行與驗證;系統網站的架構與模塊設計、功能的詳細設計與編程實現、系統與網站的運行與測試、撰寫文檔等工作。另外,通過創新工作室指導教師的培養和指導,學生結合教師的研究方向申報了省級和校級的“大學生創新創業”研究項目。每年都有5~8個項目獲得立項資助,使學生成為了真正的項目主持人,達到了創新工作室培養創新人才的目的。因此,創新工作室的創建,使得一批學生比較完整地參與了項目研究與開發的全過程,親自參與和主持了創新研究與開發設計,學會了從事研究工作的基本方法和創新思維。使學生在掌握專業技術的同時,了解了專業的前沿發展動態。學生的專業能力、專業技能、獨立工作與合作能力、專業素質、敬業精神等方面都得到了鍛煉和提高。不僅拓寬了學生的知識廣度,也加深了學生的知識深度。不僅提高了學生的理論水平。也提高了學生解決實際問題的能力。使學生具備了一定的創新能力,具有了較強的專業應用能力,增強了學生的自信心和創新動力。
2.4科研項目案例實訓基地培養學生的專業應用能力
我院教師承擔了多個橫向開發項目,為機關、企事業單位設計開發了多個軟件系統或網站,取得了較好的經濟效益和社會效益。為了培養計算機專業本科學生的創新應用能力,建立了一個“科研項目案例”實訓基地,供計算機專業高年級學生進行綜合項目開發訓練。該基地的案例由科研項目主持人去除知識產權、簡化處理和增加二次開發接口后,將項目開發的各個階段文檔、代碼等提交給實訓基地。實訓計算機專業學生將每一個科研項目案例的開發全過程及各個階段制作成動畫演示系統,供教師在實訓前給學生進行培訓,學生也可以自己一邊演示一邊實訓。案例系統或網站還提供二次開發的接口,供參加實訓的專業學生進行二次開發、運行與測試。
“科研項目案例”實訓基地通過案例的開發過程演示,采用開放式、解剖式的直觀教學方法向學生展示軟件系統開發過程的市場調查分析、需求分析、可行性分析、總體框架設計、模塊設計、功能設計、代碼設計等各個階段需要解決的問題以及需要使用的開發工具、數據庫等專業技術和專業工具,加深學生對軟件工程、數據庫原理、面向對象程序設計語言等課程的理解及綜合運用,將理論知識轉化為感性認識。對軟件系統開發有了比較完整的認識。通過具體的實用案例系統或網站,學生學習各功能菜單的代碼,掌握要實現某一功能模塊的關鍵算法及代碼實現。通過建立具體的數據庫,讓學生學會如何建立數據表、建立數據表之間的關聯,構建實用的數據庫。通過功能模塊與數據庫之間的連接調用,使用學生掌握系統中前臺與后臺數據的連接方法。同時,學生通過提供的二次開發接口,在原系統或網站基礎上,自己動手添加功能模塊并編寫代碼實現。在實訓基地,學生可以通過二次開發進行功能模塊訓練,通過項目驅動開展系統開發實訓。學生組成項目小組,共同完成系統的開發,最終達到培養學生的綜合設計與開發能力,培養學生的專業能力和專業技能,培養學生的創新意識和創新能力,培養學生的協調與團隊合作精神。
2.5教師科研促進學科競賽,培養創新人才
學科競賽是在課堂教學基礎上,以競賽的方法,激發學生理論聯系實際和獨立發現問題、解決問題,培養學生專業素養和創新能力的重要途徑。通過競賽,培養一批學習能力強、學習潛力大、學習效果明顯的學生骨干。幾年來,我們通過教師科研促進學生的學科競賽。培養創新人才。(1)以教師科研項目依托,通過創新工作室組織參賽學生進行集中培訓,依靠項目組的集體智慧,基于課題研究成果開展針對性的訓練;(2)以“科研項目案例”實訓基地作為訓練基地,結合參賽科目、內容,選擇相應的科研項目成果案例進行針對性的訓練;(3)在導師的指導下,以“大學生創新創業”立項項目和研究成果為基礎,經過凝練和提升。推動學生個人或小組參賽。幾年來,我們組織學生參加了包括全國大學生軟件大賽、計算機網絡大賽、廣西計算機應用大賽等學科競賽,并取得了優良的成績。逐步形成了以教師科研促進學科競賽的實踐模式:以教師科研項目組建參賽小組-創新工作室分小組集中訓練-校級選拔賽-選拔出參加全國或省級比賽選手-創新工作室重點訓練-指導教師帶隊參加比賽-召開總結會-獎勵獲獎選手。通過依托教師科研,促進學科競賽,培養學生的創新能力。做到以創新促進競賽,以競賽提升創新,不斷提高計算機專業學生的專業能力、專業技能、創新精神和團隊協作精神。
3 實踐與成效
我校計算機專業依托計算機教師科研和教學團隊的科研教研優勢,促進創新型應用人才的培養。將教師的科研項目、科研成果,融入課堂教學和實驗教學,通過創新工作室、“科研項目案例”實訓基地、學科競賽等形式、以任務驅動式、案例分析、開放式、探究式等教學方法推動計算機專業創新型應用人才的培養。經過幾年的實踐,我校計算機專業學生共獲得了10多項區級或校級“大學生創新創業”研究項目的立項資助:在參加全國大學生軟件大賽、計算機網絡大賽、多媒體教學軟件大賽。廣西計算機應用大賽等比賽中,共獲得10多個國家級獎項、20多個省級獎項。我校計算機專業依托教師科研,促進專業創新應用型人才的培養取得了比較顯著的成效。
關鍵詞:計算機實用技術;油田生產;虛擬環境;仿真系統
中圖分類號:TP391.9 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 18-0000-02
1 簡析計算機虛擬現實技術
近幾年來,計算機技術取得了不斷的突破與發展,基于計算機實用技術也逐漸發展起來,為油田的生產與建設提供了又一項技術支持和保障。虛擬現實技術又被稱為靈境技術,以沉浸性、交互性和構想性為基本特征的計算機高級人機界面。其最重要的兩個特征是系統的軟硬件環境交互性及沉浸感。它綜合利用了計算機圖形學、仿真技術、多媒體技術、人工智能技術、計算機網絡技術、多傳感器技術等,來模擬人的視覺、聽覺等感官系統,使人沉浸在計算機生成的虛擬環境里,通過語言、肢體語等方式進行實時交互,來創造一種適人化的多維信息空間。
虛擬現實技術利用三維圖形生成技術、多傳感交互技術以及高分辨率顯示技術等技術手段的結合生成了三維逼真的虛擬環境,用戶需要通過特殊的交互設備就可以進入虛擬環境中。虛擬現實技術能夠生成虛擬境界的圖形工作站。近年來,虛擬現實技術已普遍應用于工業、建筑領域、教育培訓。文化娛樂、能源生產等方面。根據目前虛擬現實的傾向特征,可將虛擬現實系統劃分桌面級的虛擬現實、增強現實性的虛擬現實、投入的虛擬現實和網絡分布式虛擬現實。虛擬現實技術的主要特征有:多感知性、浸沒感、構想性。構成虛擬現實技術的關鍵技術有環境建模技術、立體聲合成和立體顯示技術、觸覺反饋技術、交互技術和系統集成技術等。而一個完整的虛擬現實系統不僅包括虛擬環境,也包括以高性能計算機為核心的虛擬環境處理器、以頭盔顯示器為核心的視覺系統、以語音識別、聲音合成與聲音定位為核心的聽覺系統、以方位跟蹤器、數據手套和數據衣為主體的身體方位姿態跟蹤設備和以味覺、嗅覺、觸覺與力覺反饋系統等設備技術組成。
2 簡析計算機實用技術的油田生產仿真系統的設計
計算機的仿真技術和仿真系統的內涵比較廣,其應用的范圍還有待擴大。而計算機實用技術的重要組成部分虛擬現實技術在工業、商業、科技開發、軍事、教育、醫療等各個領域。接下來就以計算機虛擬現實技術在油田生產仿真系統設計中的應用為例,做以簡要的分析,旨在了解計算機虛擬技術的相關知識和油田生產仿真系統的設計方案與原理,了解科技在實際生產中的作用與價值,掌握相關的科技服務于生產與建設,創造更多的社會財富,解決生產中能源供需矛盾,提高作業人員的實際操作水平和相關的素質與技能,保證生產的安全、順利進行。
虛擬現實技術應用在油田生產中,對安全操作等培訓工作起到了一定的作用。而設計并開發基于桌面系統的油田安全操作的仿真系統,有助于提高油田的生產效率和管理水平。虛擬現實技術通過建立逼真的虛擬環境,利用各種高檔工作站、高性能圖形加速卡和交互設備,通過聲音、力與觸覺等方式,并且有效地屏蔽周圍現實環境,使參與者完全投入到虛擬世界中,用以提高作業人員的相關職業技能和實際的操作水平,積累相關的現場實踐經驗。
同時將基于虛擬現實技術上的仿真技術,在油田注水生產中也有較大的作用與價值,隨著油田生產進入中、高含水期,注水量逐漸的增加,注水的能耗尤其是電能的消耗越來越嚴重,使得油田注水系統的運行及其復雜,井下壓裂測試、鉆關井、洗井問題及其注水裝置設備的維護、管網的改造等問題僅依靠作業人員的傳統經驗是無法有效解決的,但若在油田注水生產過程使用仿真系統ISPPS的設計,以系統基本水力元件數學模型為基礎,應用節點方程模型建立系統仿真模型,對現有的注水系統的運行狀態及情況進行定性分析。通過利用仿真設計對現實系統的某層次的抽象屬性進行系統設計與模仿,利用相關系統設計的模型進行試驗與分析,得到可靠、準確的信息。油田生產借助計算機仿真技術系統設計模型、三維數字化系統及虛擬現實技術來構建能源安全作業虛擬仿真訓練系統,為多人在線交互式訓練提供了條件,通過封閉式的演示、指導操作、開放式自由操作等培訓模式,有利于開發能源安全作業虛擬仿真訓練系統,有效解決能源安全作業培訓成本、安全和效率問題。在三維仿真信息化系統內可對設備管理、管線管理、安全應急等演練,構建作業區三維環境。
3 簡析計算機仿真技術的現狀和未來發展的方向
計算機仿真技術的發展與科技力量的推動作用是密不可分的。自上世紀70年代初開始,數字模擬混合計算機仿真得以發展,70年代末,普及和推廣了各種類型的專用和通用計算機仿真技術,90年代對交互式仿真和虛擬仿真進行研究,并取得了一定的科研成效。之后,隨著科技和系統過程的發展,計算機仿真技術已日趨成熟,擴展到生產與建設的各個領域,為經濟的發展和社會生產建設提供了技術保證和科技支持。未來的計算機應用技術的油田生產仿真系統的設計還有很大的發展空間與發展潛力,明確其發展方向,有助于進行相關的科研和發揮在實際中的應用價值。隨著計算機應用技術與網絡技術的發展,未來的仿真技術將向仿真技術網絡化與虛擬制造的方向發展,其發展潛力有待進一步開發與完善。
參考文獻:
[摘要]隨著我國職業教育的不斷發展,各高職院校計算機專業的競爭核心集中于人才培養、科研創新和師資隊伍建設。高職院校計算機師資隊伍建設關系到學校整體辦學水平、計算機各專業穩步的發展,這也是學校生存和發展的基礎。只有不斷更新辦學理念,加強師資內涵建設,才能全面提高辦學質量,高素質、高技能的計算機專業師資隊伍,是高職院校實現長期發展的宏偉目標。
[
關鍵詞 ]師資隊伍培養
[作者簡介]高冬梅(1977-),女,河北保定人,廊坊職業技術學院計算機科學與工程系,講師,研究方向為計算機應用教學;陳利科(1980一),女,河北廊坊人,廊坊職業技術學院計算機科學與工程系,助理講師,研究方向為計算機應用及多媒體教學。(河北廊坊065 000)
[中圖分類號]G715 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2015)22-0079-02
一、引言
隨著我國職業教育的不斷發展,各高職院校計算機專業的競爭核心集中于人才培養、科研創新和師資隊伍建設。高職院校計算機各專業生存發展的基礎是擁有專業技術過硬、職業技能較高的優秀師資團隊。計算機師資隊伍的建設主要是提高整體素質、優化層次結構、實現可持續發展。鼓勵計算機教師各盡所能、各展其長,積極學習企業技術工程師的實踐技術與教學模式,進行學術研究、競賽指導、技術開發、創新實驗、社會服務。要積極引進技術過硬的企業工程師、學術研究人與校內教師整合成一個優秀的教學團隊,來提高高職院校師資隊伍的動手實踐能力和科研能力。
高職院校計算機專業若想長期發展,必須擁有一支素質優良、結構合理、有實踐經驗的優秀師資團隊,這是現在高等職業教育改革與發展的關鍵問題,也是計算機專業長期發展的重要因素。只有更新專業建設理念,加強專業師資內涵建設,才能全面提高計算機專業水平和質量。制訂切實可行的高職院校計算機教師隊伍建設方案,培養中青年骨干教師為計算機各專業的學科帶頭人是專業建設的重點任務。隨著網絡時代的不斷發展,對計算機教師的專業水平提出了更高的要求,計算機專業的優秀師資隊伍能夠進行傳、幫、帶,讓青年教師在專業學術研究和教學上有所創新,培養出計算機各個領域的高技能應用型人才,是高職院校教師隊伍建設的重點。
二、加強師德內涵建設
高素質高技能的計算機師資隊伍是高職院校計算機專業競爭的核心力量,也是高職院校計算機專業特色辦學實施的決定性因素。計算機師資隊伍教學質量的好壞決定著高職院校教育教學的質量,同時也是決定學生培養質量的標準。師德建設應放在計算機師資隊伍建設的首位,也是計算機專業建設的基礎核心,把計算機師德建設納入到計算機專業長遠發展的長期規劃中,有目的地對全體教師進行師德培養。計算機專業的師資隊伍要不斷地學習新的知識,重點在培養計算機創新能力、探索科研合作能力、團隊合作意識能力,提高計算機業務素質和思想素質。
計算機師德建設也是高職院校計算機專業內涵建設的重點,師資的好壞涉及計算機專業建設的長期發展,考核教師綜合素質的核心是師德。有教師在校外兼職,不能全身心投入到教學研究中,業務上不能做到精益求精。這就需要我們嚴格制定規范的師德保障制度,讓教師在各方面利益上得到保障,讓教師把所有的精力用于教學和科學研究。同時要解決較高素質的專業骨干教師、社會急需、學院亟待發展的學科人才缺少問題。這是提高計算機專業的辦學水平、提高教學質量、提高人才培養質量的基礎,這是關系到學校計算機各專業生死存亡的關鍵性因素。
在計算機教師管理機制上,各高職院校應制定系統、科學、規范、有效的師資隊伍管理制度,包括以教師資格認證、計算機企業認證制度為核心的用人機制,以效績考核評估為核心的全國一體化激勵約束機制,以育人為核心的師德建設機制,合理、規范的人才流動和競爭機制以及教師的社會保障機制等。
三、提高教學質量建設
教師在教學中要有嚴謹的態度,愛崗敬業,把精力放在教學研究上,同時在業余時間進行社會兼職鍛煉,把從企業鍛煉中學到的課本以外的知識技能融匯到教學中,以實踐中的真實案例展示,更好地完成教學任務。由于高等職業教育不斷擴招,各高職院校的計算機各專業之間的競爭更加激烈,各高職院校在計算機教師隊伍的培養上,追求高學歷、具有高技能一線鍛煉方面人才的培養,教師的教學工作在很大程度地被忽略,在深入計算機教學研究上,部分教師根據自己以往的教學經驗進行教育教學。對學生大講理論知識,忽略實踐環節,有的學生在一個學期結束,還很難獨立完成一個項目。這就體現出學生實踐能力培養的欠缺。高職院校計算機師資隊伍建設必須注重教師的教育教學水平的提升,充分發揮計算機各學科帶頭人的主導作用。以計算機專業建設為主導,根據計算機專業建設、人才培養方案的制訂、實訓室建設等方面的工作,明確計算機各專業建設的重點,有計劃、有步驟、分層次地做好計算機師資引進與培養工作。同時在計算機教學技能考核方面要注重對教師的計算機各專業基本技能的培訓、多觀摩示范課、開展計算機專業研討會。重點強調教師的教學訓練(聽課、評課、說課、優質課等)。以評促建、努力提高、合理安排,對青年教師進行所任計算機本專業的聽課安排,掌握教學水平,制定相應的專業幫教措施;了解老師對教材的理解和施教情況;發揮老教師傳、幫、帶作用,帶領青年教師聽取全校性的觀摩課和探索課,由學科帶頭人、骨干教師和有經驗的教師開課供青年教師們觀摩學習,促進教師教學水平的提高。使青年教師迅速成長,成為計算機專業教育教學的中堅力量。高職院校管理者對教師要制定一些鼓勵性政策,將獎勵力度向一線教師傾斜,在職稱評審和年終考核、教學成果與科研成果等方面調動教師的積極性和自覺性,強調教師的重要地位,有利于提高教育教學水平。
四、制訂師資培養計劃
實施“名師培養工程”,培育計算機各專業教學名師,提高計算機人才培養核心競爭力。
1.加強計算機各專業教師自身素質建設。組織關于各種計算機外出考察學習、計算機專業名師教學講座、專業教學理論學習、深入企業一線實踐學習、計算機教學經驗交流研討等活動,為教師創造良好的教學研究、學習的氛圍,為計算機教師培訓進修、提高自身專業技術素質創造有利的條件,從計算機專業技術培養的實際出發提高教師努力學習工作的積極性。
2.做好計算機教學名師培養和選拔。著力構建計算機各專業“名師和帶頭人”選拔、培養和支持體系,加速培育造就在計算機專業里具有較深學術造詣的教學名師和帶頭人3~5人。選拔一批德才兼備、具有創新能力和突出發展潛力的優秀青年計算機教師,作為專業(學科)帶頭人、教學名師的后備力量給予重點培養。加強計算機各專業帶頭人和骨干教師的選拔、培養與考核工作,形成能者上、庸者下的競爭機制,真正發揮帶頭和骨干作用。
3.加強計算機各專業及省試點專業“雙師型”教師隊伍建設。網絡應用師、軟件開發師等以提高教師動手操作、實踐應用能力為核心,強化專業教師技能培訓。實行教師到企業深入實踐制度,鼓勵教師到企業兼職,參與技術研發、技術改造與橫向課題研究。建立兼職教師人才庫,聘請一批行業企業專業技術人員作為兼職教師,在計算機重點專業建設中,兼職教師承擔計算機主要專業課,帶動校內教師學習的積極性,同時也促進校內師資隊伍的成長。
4.實施各專業優秀教學團隊建設工程。通過加強團隊專業建設,培育教師創新能力和社會服務能力。鼓勵教師各盡所能、各展其長,在計算機日常教書育人、學術研究、競賽指導、技術開發、創新實驗、社會服務等I作中形成特色。采取措施吸引計算機軟件、網絡等方面校外科研學術人才和行業企業技術骨干加入教學團隊,提高計算機專業團隊實踐能力和科研水平。
關鍵詞:獨立學院;計算機專業;“3+1”模式;人才培養
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)10-2384-02
獨立學院是我國高等教育體制及其模式的重要創新,滿足了人民群眾接受優質高等教育的需求,同時又緩解了高等教育的供需矛盾[1]。獨立學院所培養的學生與普通高校本科學生相比,應更具有較強的動手能力、應用技術能力。因此,獨立學院應走應用型本科教育的路子,將培養目標定位在培養高級技術應用型人才上,注重實踐能力培養。
近年來,畢業生與用人單位之間的供需矛盾凸現。一方面是大學畢業生為找不到工作而發愁,另一方面是企業為招不到高素質人才而著急,形成了“就業難”和“人才荒”并存的現象。計算機專業是一個應用性很強的工程技術類專業,為了消除學校與用人單位之間的鴻
溝,培養動手能力強、具有創新創造意識的計算機應用型人才,我院對計算機專業進行人才培養模型的改革和研究,探索出一個具體可行的計算機專業“3+1”人才培養的新模式。
1 “3+1”人才培養模式下課程體系的改革
“3+1”人才培養模式的特點在于“加強基礎,拓寬專業,重視工程,提高素質”,4年制本科的前3年在學校進行系統的教育培養,完成工程師應具備的基本能力訓練,第4年到企業結合生產工藝和科研開發實際,通過產學研結合的工程實踐培養模式,由學校與企業共同指導學生的工程實踐,最終完成畢業設計[2]。
“3+1”人才培養模式在課程設置方面,按照課程學分及內容不減的原則,優化重組課程體系,實現課程內容模塊化。根據長三角地區特別是常州及周邊城市計算機行業的特點,制定面向行業方向、課程群模塊化的人才培養體系。我院設立了嵌入式系統方向和軟件工程方向。其中,嵌入式系統方向主要的專業課有:嵌入式操作系統、Linux程序設計、嵌入式系統軟件開發和嵌入式系統結構與設計等。軟件工程方向主要的專業課有算法分析與設計、軟件工程、軟件測試技術和統一建模語言等。
隨著計算機新技術的不斷涌現,產生了一些新開課程,但是一些傳統的主干基礎課程又不能丟掉。為了讓學生掌握基本知識與技能的同時,又能引入新的學科發展方向和技術,我院在專業建設上采取了課程群建設的方法,將相關的幾門課程組合起來構成一個群,設置主要的知識點,去除課程中重復的部分。例如,將C語言程序設計、數據結構、面向對象程序設計等課程歸為一個課程群;又如,將計算機組成原理、計算機系統結構、匯編語言、單片機等課程歸為一個課程群。對課程群進行整體設計和優化處理,形成前后連續的課程,一方面節省了教學資源和課時,同時也提高了教師和學生對相關課程融會貫通的能力。
2 “3+1”人才培養模式下實踐環節的改革
實踐環節是學生理解理論、創新創造的重要平臺,通過實踐環節可以拓展學生知識領域,訓練操作技能,培養創新精神[3]。我院計算機專業“3+1”培養模式課程設置中突出實踐環節的重要性,把培養學生的實踐能力作為一個關鍵的環節來抓。每門專業課程都設置相應的實驗學時,實驗學時根據不同的課程性質來決定,如計算機動畫設計、計算機多媒體技術等課程的實踐性比較強,主要培養學生的實際動手能力,其理論教學和實踐環節的比例安排在1:1;如操作系統、計算機網絡等課程的理論和實踐結合性較強,根據其特點,其理論課程和實踐環節的比例安排在2:1。一門課或一個課程群學習結束后,還設置課程設計或實習,如C語言課程設計、軟件實習和硬件實習等。
此外,在實踐教學方法上不斷優化,采用“開放、多練”的教學方法,逐步建立開放型實踐教學模式,即實踐教學應在時間和空間上給學生一定的自由度,注重培養學生獨立的思考問題和解決問題的能力,做到學與用相結合,以適應畢業后就業崗位的需要。
3 “3+1”人才培養模式下校企合作的改革
高校與企業的合作應該是多方面的、多階段的合作。一是安排企業技術,管理人員給學生授課,二是學生到企業實習,三是高校教師與企業進行科研合作。
我院聘請企業相關的技術人員或管理人員作為課程的兼職教師和創業導師。一些專業課程由高校教師進行理論教學,而經驗豐富的企業工程師負責指導實踐環節。此外,我院還不定期地請技術人員或管理人員開設講座,給學生們講授他們項目開發或管理的經歷與經驗,和學生們交流最前沿的成果、最新的行業動態。
學生四年級進入企業,進行實地科研開發并完成畢業設計是“3+1”人才培養模式的核心內容。這一年學生主要在企業實習,論文題目由企業依據企業實際項目選定,讓學生在技術人員及校內指導教師的共同幫助下完成,最后,由企業和學校共同組成的委員會負責學生的答辯。這樣,學生用一年的時間在企業以準員工的身份開展工作,能夠掌握大量專業工作的基本技能,同時,學習的主動性和積極性也被調動起來。學生長了見識、增了才干,培養了創新創造精神,而學生獲得的工作經歷和人際關系,也為畢業后擇業打下基礎。
與此同時,高校教師在與企業的合作過程中也可以進行科研合作。我院鼓勵教師去跟蹤當前最新技術,與企業合作搞項目,使自身的綜合素質和知識得到提高和更新。借助于校企合作平臺,校企間的科研合作也將呈現新局面。
4 “3+1”人才培養模式下創新創業課程的改革
計算機產業的發展動力在于創新創造,計算機行業也特別需要具有創新創業能力的人才。我院在計算機專業教育中滲透和貫徹創新創業教育的思想,學生低年級時主要采取專題講座的形式,讓學生了解創新創業基本常識,啟發學生的創新創業意識。學生高年級時主要采用模擬演練的方式,使創新創業教育理論與實踐相結合。學院開設多門選修課,專業教師從專業的角度來提升學生的創新創業的實踐能力。
目前,學科競賽已成為檢驗大學生創新實踐的重要平臺[4]。為了激發學生科研創新精神,我院每學年都定期組織一系列科技活動,每年上半年舉辦軟件技術大賽包括程序設計、flas制作、三維動畫制作、平面設計4個主題,每年下半年舉辦電子信息技能大賽包括計算機組裝、電子設計、PLC控制系統設計3個主題。在此基礎上,學院還積極完善科技活動的場所和設備,為科技活動的發展創造良好的工作環境和條件。
5 “3+1”人才培養模式實施效果
面向社會,服務社會,滿足社會的需要,是計算機專業存在和發展的前提。獨立學院根據自身特點,開展的“3+1”人才培養模式是一種請企業參與人才培養,把學位教育與職業訓練相結合,旨在加強學生實踐創新能力的一種全新的人才培養模式。這種模式不僅適應市場的需要,而且可以實現學校、企業、學生的共贏。隨著“3+1”人才培養模式實踐的不斷深人以及各種制度的日益完善,其推廣應用價值將會進一步顯現。
參考文獻:
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