時間：2022-07-23 15:29:59
導語：在組成原理課程設計總結的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
關鍵詞：實踐教學；自主探索；創新能力
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913（2007）05-0016-03
1引言
目前，在全國高校計算機科學與技術專業學生的培養中，普遍存在一種現象：重軟輕硬，甚至只軟不硬，即只重視計算機軟件方面知識的學習和培養，忽視對計算機硬件方面知識的學習和實踐，特別是在硬件工程實踐方面，學生得到的實踐鍛煉更少。在當前國內高校計算機專業本科生方面，盡管硬件課程的設置已與歐美等計算機發達國家的課程設置基本接軌，但教學知識體系和內容卻不容樂觀，不能適應時代的需求，與現實嚴重脫離，學生的學習積極性不高，學習效果不好[1]。與國外相比，我國幾乎所有高校的實踐教學都有一定的差距。目前很多課程都開設實驗課，但一般的實驗都屬于驗證性實驗，只能教會學生一些固定的內容，照葫蘆畫瓢并不能啟發學生的思維能力和鍛煉學生的動手能力。正因為這樣，很多高校都作了一些改革，希望能夠改變這樣的局面。近幾年，我院進行了課程設計教學的探索，并首先在“計算機組成原理”這門重要的專業基礎課中開設。課程設計的題目具有一定的靈活性，可以把知識比較全面地蘊藏在實際題目中，對于學生掌握書本知識是有益的。總的來說，課程設計的開設取得了不錯的效果。
但是，僅靠課程設計的實踐是不夠的，通過課程設計，學生根據題目要求，自行設計各種部件，可以培養學生部件綜合設計能力。但課程設計在整個實踐教學中所占的比重不大，要想進一步提高實踐教學，培養學生的系統設計能力，滿足社會的需求，還需要向前繼續探索和嘗試，教學中的實踐不應該是驗證性的實踐，也不僅僅是設計性的實踐，而應該是綜合性、創新性的實踐。
2 創新性實踐教學
創新性實踐就是指實踐的成果在功能上是已知的，而在性能、實現方法和結果形式上是未知的，不同的學生按照自己的思路進行設計，得到不同的結果，既避免了抄襲，又可以開發各自的潛能。例如，在國外的“計算機系統設計”課程上，實踐的內容是CPU的設計，不同的指令集對應著不同的設計結果，也可以采用不同的設計思想。復旦大學的實踐教學已經作了很大的改革，復旦大學的計算機原理實驗成為獨立的一門課，包含計算機部件實驗和CPU設計實驗。實驗課程由60學時組成，包括授課12-15學時，其他的學時用于實踐，授課與實踐穿行。復旦大學為國內的計算機教育開了一個好頭，他們的教學改革體現了理論與實踐并重的思想，有利于教育的發展，有利于人才的培養。清華大學“計算機組成原理”課程共安排48學時的實驗，每三名同學為一組，合作完成一個硬、軟件組成相對完整的全新計算機系統的設計、實現和調試任務。這樣的實踐活動可以加深學生對軟硬件系統在功能劃分和具體實現方面之間關聯的認識，還初步調整了部分學生“喜軟怕硬”的心態。
復旦大學和清華大學計算機教育改革給了我們一個啟示，那就是在實踐教學方面加強力度是可行的。所以我院在實踐教學方面亦作了一些改革，于2005年秋季學期新開設了一門實踐教學課程“計算機設計與實踐”，作為我校國家級精品課程“計算機組成原理”的后續課程和重要實踐環節，取代了原有的課程設計，旨在增加專業課中的實踐教學力度，提高創新性實踐的比重。
“計算機設計與實踐”課程作為“計算機組成原理”的后續課程和重要實踐環節，是探索綜合性、創新性實踐教學模式的具體實現形式。該課程是一門以應用實踐為視角，進一步提高學生硬件方面的實際動手能力和設計能力的課程。課程采用理論和實踐相結合的方法進行教學，以實踐為主（18學時教學/60學時實踐），旨在培養學生的綜合和系統硬件設計及實現能力，培養學生掌握有關硬件設計工具的功能和用法，掌握計算機部件和CPU的設計方法和調試方法，極利于提高學生的動手能力和創新能力。
3 探索實踐教學課程的教學模式
“計算機設計與實踐”課程以實踐教學為主，總學時78學時，其中課堂教學18學時，實踐教學60學時，改變傳統以課堂教學為主的教學模式，改變以教師為主體的“灌輸式”的教學方法[2]，采取“引、點、撥”的方式讓學生獨立進行實踐，學生始終處于主動探索、思考的主體地位，教師由傳統以教師為中心的講解者轉變為學生學習的指導者和組織者，教師在實踐教學中貫穿應掌握的理論知識并引導學生將其應用到實踐中。
在實踐教學階段，通過質疑引思、舉例與聯想、歸納與總結、啟發式教學、互動式教學等方法來實現開拓創新。在實踐階段，不再拘泥于課本上解決問題的方式方法，更多地體現綜合性、設計性和研究探索性，以及表現形式的多樣性。培養學生理論與實踐相結合的能力，提高學生自主探索能力和創新能力。
考核是監督學生學習的手段，不是目的，根據硬件課程的特點，以實驗占一定比例，再以書面考試對基本知識、基本理論進行考核是最為理想的方式。“計算機設計與實踐”是屬于實踐性為主的教學，是以平時的實踐為主來進行考核的。重點解決教學過程中教師與學生的角色和地位問題和教學方法問題，以學生為主體，培養學生自主探索的能力。
4 設計實踐教學內容
“計算機設計與實踐”課程作為“計算機組成原理”課程的后續課程和實踐環節，將計算機組成原理課程的教學內容深化到應用實踐，教學過程中不僅僅傳授有關硬件設計的課本知識，還將重視理論知識與實踐過程的結合，實踐教學內容不僅要將組成原理知識應用到實踐中，還需將知識綜合靈活運用，重視學生綜合能力和創新能力的訓練和培養。
在實踐教學內容的設計上，要以創新為主線，開設一些與傳統的驗證性實驗有本質區別的綜合性、設計性和研究探索性實驗，重點進行綜合性、設計性和創新性教學內容的設計，根據計算機組成原理課程的理論知識，設計相應的實踐內容，如利用所學習的計算機組成原理知識和硬件描述語言進行芯片級微處理器的設計、調試、模擬仿真和實際的可編程邏輯硬件實現，讓學生自行設計、實現和調試，只要總體目標達到，可不作特別具體的要求，讓學生多角度、多方位地思考。可為不同程度的學生提供不同難度的設計題目，學生也可根據自己的能力和興趣自主地設計題目，培養學生科學研究的能力，使他們探索性地解決所提出的問題，培養學生的實際動手能力和創新能力，以全面提高教學質量，培養創新人才。
5完善實踐教學平臺，提供創新性實踐教學環境
配合“計算機設計與實踐”課程教學內容，設計實踐教學內容，完善實踐教學環境，創造自主創新性實驗開發環境和實驗開發平臺。提供一個靈活的芯片級可編程邏輯硬件開發平臺，結合實踐教學內容進行實際的硬件實現，做到理論與實踐的真正結合，為綜合性和創新性設計的實現提供靈活的開發環境，培養學生的系統設計能力和創新能力。為更好突出對學生能力的培養，實踐教學中教師與學生按1:15的比例進行實踐指導，體現個性化教學思想。
建立新的開放式實踐教學模式，提供創新性實踐教學環境，提高學生的實踐能力和創新能力。在具體實施中，可以把固定的實驗時間安排改變成靈活的實驗時間安排，把封閉的實驗項目改變成支持自主設計的實驗項目，把成批實驗方式改變為滿足學生個性化要求的實驗方式[3]。根據學生動手能力的高低進行因材施教，進入開放實踐教學的學生可以結成科研小組，采用自主選題、指導教師指定課題或項目提供課題等方式，經課程組指導教師評定后才能開始。科研小組必須在一定時期內完成一定的科研任務，并提交課題總結報告或論文。由于開放實踐教學必須以課題小組形式申報課題，在培養學生創新能力的同時，還培養了學生的團隊開發能力。為學生提供了自由發展的空間，可以大大激發學生的學習熱情、創造激情，為其成才創造有利條件。實現“創新教育，實踐教學，個性指導，能力培養”的宗旨，加強學生綜合能力的培養。
6 結論
“計算機設計與實踐”是一門剛剛開設的探索性實踐課程。我們2005年秋開設的“計算機設計與實踐”課程，得到了學生的認可，在學生中的第一次開設取得了不錯的效果。這對鞏固和深化課堂教學、提高學生的實踐動手和科研創新能力、培養創新型人才是十分有效的。
開展實踐環節的教學研究，開發真正以學生為中心的教學模式，讓學生學會自主學習和主動研究，通過多種途徑培養學生的自主性、探索精神、研究能力，以及與他人合作交流的能力。引導學生通過解決問題學習知識、發現知識，構建有利于創新教育的新型教學模式，由以教師為中心的邏輯講解傳授式的教學模式，轉變為以學生為主體的探究發現式的教學模式。開展設計性與創新性實踐教學內容的研究，完善實踐教學環境，構建創新性實踐教學環境和平臺，培養學生理論與實踐結合的能力，鍛煉學生的設計能力和動手能力，培養學生的綜合能力和創新能力，提高學生的綜合素質。
參考文獻：
[1] 趙若陽，李寧，庫少平. 計算機硬件課程體系及內容改革的思考[J]. 計算機教育，2006，（3）：27-29.
[2] 陳語林. 創新型“三性”實驗教學模式的探索與實踐[J]. 黑龍江高教研究，2005，（1）：31-34.
[3] 龔聲蓉，楊季文，朱巧明. 強化實踐能力，培養計算機科學與技術專業工程型人才[J]. 計算機教育，2006，（2）：21-24.
Abstract： Combined with case analysis， the article respectively expounds the teaching method of housing architecture in design principle part and structure theory part， and the teaching methods in practice.
關鍵詞：房屋建筑學；教學方法；教學內容
Key words： housing architecture；teaching methods；teaching content
0 引言
《房屋建筑學》是土木工程專業的一門重要的專業基礎課程，它是研究建筑設計原理與建筑構造的一門學科。房屋建筑學的研究對象是：建筑構造和建筑設計原理。建筑構造部分，研究房屋的構造組成，各組成部分的構造原理和構造方法。構造原理研究各組成部分的構造組成及其要求，以及滿足這些要求的理論；構造方法則研究在構造原理指導下，用建筑材料和制品構成構件和配件，以及構配件之間連接的方法。建筑設計原理部分，研究房屋的設計原則、設計程序和設計方法，包括平面設計、剖面設計、立面設計、室內外裝修及總平面布置等方面的問題。本課程涉及建筑材料、建筑美學、建筑技術和建筑經濟等領域，可見《房屋建筑學》綜合性、實踐性極強，要用48學時完成好教學任務，首先對教學內容進行精心篩選梳理，其次根據不同的內容深入思考和研究不同的教學方法。
1 教學內容
教材的編寫為了使內容的系統性，寫的面面俱到，但給學生講授時一定要結合實際情況進行取舍。例如樓梯、樓板，教材介紹了預制樓梯、樓板，現在很少使用，那么在講課時就應去掉或提及一點即可。另外教材不可能與新規范同步，即滯后于規范規程，例如屋頂一章編寫教材時《屋面工程技術規范》是GB50345-2004，而講課時執行的規范是GB50345-2012，那么授課內容必須依據新規范內容的變化進行修改和調整，《屋面工程技術規范》新版將屋面防水劃分為兩級（原規范為四級），淘汰了細石混凝土防水層，那么講課時防水等級、合理年限就要修正，剛性防水屋面一節就去掉。總之教學內容一定要隨時更新。
2 理論知識教學方法
2.1 建筑設計原理部分 建筑設計原理部分的特點是敘述性強，內容涉及到許多建筑設計規范，學生常常會感到枯燥乏味。如何激發學生的學習興趣是課堂教學的關鍵，要激發其學習熱情必須按照不同內容采取不同的教學方法。
2.1.1 采用案例式教學法 案例式教學有利于培養學生獨立分析思考問題、邏輯思維能力、發散思維能力。例如在平面設計的原理部分，帶幾套不同建筑的平面圖紙，如住宅樓、辦公樓、教學樓（幼兒園、中學），先讓學生閱讀圖紙，提出一些問題：為什么房間的面積大小、形狀不一樣？門的寬度不是固定的？門的數量不同、門的位置不同等等問題，調動學生自主學習的積極性，讓其自己總結為什么？最后教師引出確定房間面積、形狀以及門窗大小位置的影響因素，以及相關的設計規范。
實施案例教學，要做好兩點：①做好圖紙的選取，工程一定要具有代表性，簡單易懂；②教師事先結合教學內容，設計出對應的問題。
教師分析總結后，再讓學生去學習一住宅樓（結合生活緊密）的平面圖，結合所學知識分析圖紙中是否存在不合理的地方？如何修改就更加合理？為什么？并根據自己的想法來修改；這樣就把所學的識圖、畫圖及設計知識連貫起來，為下一步課程設計奠定一定的基礎。通過這樣的教學，鞏固了學生對建筑設計原理的知識，提高了學生識圖的能力，也提高了學生觀察、分析問題的能力。
對于剖面設計、立面設計都可以用此方法，同時立面、剖面的方案要針對做過的平面圖來設計，具有系統性，學生可以形成整體的思路。
2.2 建筑構造部分 建筑構造內容分為兩種類型，一是外部構造的內容，如樓梯、屋面、散水、勒腳、臺階、窗臺、樓地面、變形縫等等；二是內部構造內容，如基礎、樓板等。根據不同的內容采取不同的教學方法，打破教材的章節順序，進行整體規劃教學內容。
2.2.1 現場教學法 現場教學法是根據一定教學任務，組織學生到工廠、農村和其他場所通過觀察、調查或實際操作進行教學的組織形式。其優點是提供學生豐富的直接經驗，有助于理解和掌握理論性的知識，缺點是在室外干擾因素多，學生注意力容易分散，教學秩序不易控制。針對其特點要做相應對策。
房屋建筑學中外部構造的內容采用現場教學法，增強學生的感性認識，更深刻地理解理論知識。例如講授墻體細部構造散水（明溝）、勒腳、窗臺知識時，將課堂移至校園內某一較安靜的建筑物前，一邊看一邊講，散水的坡度、伸縮縫等知識點一目了然。再如樓梯的構造，特別是一層平臺下做出入口時凈高要滿足2m要求的處理方法，學生不易理解，更不提自己設計，到現場看著實物講，很快就明白了局部降低地面標高，首層設長短跑梯段等等。 如何避免現場教學法的缺點？首先上課前做好充分的準備工作：①設定好要講的知識點；②根據知識點選擇好建筑物，同時建筑筑物的周圍環境最好要安靜；③同時與任務驅動法教學結合，將教學內容轉化為相應的任務、問題，讓學生帶著任務走進參觀現場。其次現場教學回到教室后要做總結，將教學內容再系統梳理，這個過程要采用向學生提問的形式，同時針對回答情況打分，將其記入平時成績，促使下次現場教學時，學生能認真去思考問題。
2.2.2 提問式與多媒體相結合教學法 提問式教學法有利于調動學生學習積極性，培養學生獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力；多媒體教學法是一種現代的教學手段，它是利用文字、實物、圖像、聲音等多種媒體向學生傳遞信息，能將一些施工中的真實情形展示給學生。
房屋建筑學中內部構造的內容采用提問式與多媒體相結合教學法，例如，在講授建筑構造時，從具有代表性、針對性的施工圖中截取構造圖樣，特別是從正在施工或已竣工的實際工程項目中選取構造圖樣，加強構造內容的直觀性，講構造柱與墻體連接的構造時，演示砌墻時預留馬牙槎、拉接筋、構造柱澆筑完的一系列圖片，其中的一些數據很容易就記下來了，學生不必要死記硬背。在介紹屋頂時，首先提問：誰愿意住頂層？為什么？學生回答是都不愿意，怕熱、怕漏，這時肯定學生的回答，并將屋頂漏雨的圖片用PPT展示出來；進而提問如何防止頂層熱及漏雨的現象呢？即設計好屋面。在介紹門窗這章時，先提問：同學們的家、宿舍用的門（窗）是什么開啟方式？什么材料做的？通過設問，可以在較短的時間內把學生的注意力集中起來，同時讓他們覺得這門課程與生活實際密切相關，學好這門課能解決生活中的實際問題，激發學生認真聽講的欲望。
3 課后學習方法
講授完《房屋建筑學》課程，與學生交流時，學生總說，聽懂了但記不住，房屋建筑學課程的內容缺乏連續性，比較零散，對所學的知識容易產生混淆、記不住。針對此問題，就給學生講各章節的相關性，實際上各章之間內在是有聯系的，如在民用建筑中主要講述建筑構造和建筑設計原理兩部分內容。建筑構造部分又分基礎、墻、樓地面、樓梯、屋頂、窗與門等章節來講房屋的構造組成、構造原理及構造方法。每章之間看似獨立但卻是相互關聯的，如：基礎是墻體的延伸，樓板支承在墻上并形成上下空間，這些空間的交通疏散靠樓梯，采光靠門、窗，頂部是屋頂，陽臺是樓板的延伸，散水、勒腳是為保護墻體設計的等等。這樣，在教學中注意前后相關內容的聯系、概念的重復，并使同一個問題從不同角度去認識，使學生鞏固記憶、靈活應用知識來理解問題，克服盲目學習、死記硬背現象。
4 實踐教學
大學的教育特征是以培養學生實踐和創業能力為重點，特別是應用性大學。房屋建筑學課程實訓（設計）是讓學生在掌握建筑設計、建筑構造原理和方法的前提下，運用制圖知識和技能表達出自己的設計意圖，這是一個讓學生的知識得到升華的過程。通過教學，達到使學生既鞏固了建筑制圖、建筑材料知識，又掌握了房屋建筑學內容的目的。
房屋建筑學課程設計是土木工程專業學生進行的第一次課程設計，因而課程設計任務要簡單一些――住宅、教學樓等，旨在其掌握設計的方法。設計任務書應該在講設計原理前就下達（因課程設計時間緊），在每講到一部分內容時，提醒學生設計應注意什么問題、應去查閱什么資料，要讓學生通過查閱大量資料來開擴思路、學到更多的知識，從而培養其自學能力（學會查閱圖集并會應用），為今后的工作奠定基礎。在課程指導過程中，注意在肯定其方案優點的基礎上指出不足，切忌否定其方案，令其失去信心，讓學生具有積極活躍的態度而不是消極被動地進行，引導其樹立踏實作風。課程設計評閱完成后，決不能將成績上報就了事。要與學生進行交流，錯在哪兒，如何改。同時要將優秀的設計展出來，讓學生從中學習優點，指出自己的不足，明白自己的設計存在哪些不足，真正起到其應有的作用。
經過這樣的實踐教學方法，學生的錯誤率逐漸降低了5%左右。
《房屋建筑學》課程是一門重要的專業基礎課程，它是建筑結構、建筑施工、工程估價等專業課的基礎。授課過程中應豐富、更新教學內容，恰當地運用多種教學方法，獲得良好的教學效果，從而提高教學質量。注重房屋建筑學基本理論講授的同時，結合房屋建筑學課程設計強化實踐教學環節，才能打好土木工程專業的“建筑基礎”。
參考文獻：
[2]墻新.《房屋建筑學》教學方法淺談[J].職業技術，2006（6）.
關鍵詞：CDIO工程教育模式；數據庫課程設計；教學改革
中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）05-0141-03
Reform and Practice of Course Design of Database based on CDIO
LU Lu， LING Jie
（School of Computer Science and Technology， Guangdong University of Technology， Guangzhou 510006， China）
Abstract： Aiming at the problems of the shortcomings of the traditional pattern of traditional course design of database，Based on the concept of the CDIO engineering education， combining with the present teaching situation of course design of database of computer-related specialty in an university of Guangdong， the specific measures on the teaching system and evaluation for course design of database is expounded. The practice results show the teaching reform expands the students' open minds，stimulates students' initiative and raises the students' practical abilities .
Key words： CDIO engineering education； Course Design of Database； teaching reform
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。從2000年起，麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學經過四年的探索研究，創立了CDIO工程教育理念。CDIO代表構思（conceive）、設計（design）、實施（im-plement）、運行（operate），它是“做中學”和“基于項目教育和學習”（Project based education and learning）的集中概括和抽象表達。它體現了現代工程師所應具備的服務于現代工業產品從構思、設計、實現到運行的全過程所必須擁有的基本能力。CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、 個人能力、 人際團隊能力和工程系統能力四個層面[1-2]。然而我國工科的教育實踐中還存在不少問題，如重理論輕實踐、忽視團隊協作精神等問題。國內外的經驗表明CDIO的理念和方法是先進可行的，適合于工科教育的教學改革。
1 數據庫課程設計傳統教學模式培養現狀
數據庫課程是計算機及其相關專業課程體系中的核心和基礎；而數據庫課程設計是數據庫課程的實踐科目，其特點是綜合性強，對動手操作能力要求比較高。但是，傳統數據庫課程設計的教學模式，往往偏重理論，這會讓學生處于課堂教育與實踐操作嚴重脫節的尷尬境地。因此，針對計算機專業人才培養的現實需求，數據庫課程設計教學改革勢在必行。
2 數據庫課程設計教學改革研究
為了達到讓學生主動學習的目的，基于CDIO的模式理念，本文構建了數據庫課程設計教學內容體系。該體系自始至終與數據庫理論內容以及CDIO模式相結合，通過項目驅動，讓學生參與其中，按照數據庫設計的每個階段由學生自發獨立的發現問題以及解決問題，最終完成課程設計的各個內容。
2.1 數據庫原理教學內容以及傳統數據庫課程設計教學安排
數據庫原理針對計算機相關專業本科教學內容主要涉及關系數據庫、關系數據庫標準語言SQL，數據庫安全性完整性、關系數據理論、數據庫設計、查詢優化、數據庫恢復和并發技術[3]。
以廣東某高校計算機學院為例，數據庫原理理論教學56課時，授課時間為學期第1周至第16周。數據庫課程設計16課時，課程設計準備工作主要集中在第13周到16周，設計完成以及檢查時間為第17周。（教學內容與進度如圖1所示）
這種傳統教學的弊端主要體現在：
1）理論教學與實踐操作相互脫節。學生不能發揮主動學習的積極性；
2）課程設計實踐操作部分學時少，準備不夠充分；
3）課時分布不均勻，前松后緊，學生動手實踐部分大多放在學期末，容易造成學生在期末考試的壓力中忽略動手能力的提高和培養，眉毛胡子一把抓；
4）單憑一個課程設計報告和程序很難衡量學生對知識的理解和掌握程度；
鑒于以上的內容，本文提出了基于CDIO模式的新的數據庫課程設計教學體系。
2.2 數據庫課程設計教學模式改革
數據庫課程設計教學模式改革主要體現在：課程設計在理論教學中貫穿始終。基于CDIO的數據庫課程設計教學改革內容如圖2所示。
2.2.1 課前準備
CDIO模式不僅重視個人能力的培養，同時也關注團隊協作的能力培養。因此，團隊協作也作為數據庫課程設計教學改革的一個重要內容。為了學生溝通方便，每個行政班中以寢室為單位（4個學生）組成若干個開發團隊，選取組長，并且向老師上報各個組員的分工情況，之后各個開發小組可以根據老師給出的備選題目進行選題。
2.2.2構思（Conceive）
CDIO的精髓在于讓學生“做中學”。但是對于沒有任何數據庫基礎知識的學生來說，課程開始就投入到實踐中是不現實的，所以范例教學十分重要。在理論教學開始時教師利用大概2周的時間，講解數據模型、數據庫系統結構、數據庫系統的組成、數據庫技術的研究領域以及前沿的知識體系、開發工具，讓學生對該領域的知識產生濃厚的興趣。然后，教師可以從典型案例著手――以學生管理系統為例，講解如何進行業務流程分析、功能分析和數據需求分析，如何繪制用例圖，在數據庫設計過程中如何完成數據流圖和數據字典分析，讓學生在范例講解中一步步的學會如何繪制ER圖，如何設計數據字典中的各項內容。該階段是構建系統藍圖的階段，所以，教師要引導學生立足于不同項目的實際需求，通過調查問卷、查閱資料、客戶走訪等形式，深入探析軟件的功能和性能，確定軟件設計的限制和軟件同其他系統元素的接口細節，定義軟件各項有效的需求，與此同時，在確定需求過程中，團隊成員之間的磨合與溝通也是必不可少的。通過各個成員的協調，才能最終確定該團隊共同的軟件需求以及數據庫整體規劃策略。該階段的匯報成果即是各團隊小組的需求分析報告。
2.2.3設計（Design）
數據庫設計包括概念結構設計、邏輯機構設計和物理結構設計，所涵蓋的理論知識點比較多。傳統數據庫原理教學和數據庫課程設計在設計階段幾乎是相互脫節的，見圖1。為了能讓學生提高完成項目的主動性以及自我認知性，數據庫課程設計調整幅度也相對比較大。
1）課堂學習關系數據庫時，引導學生以課程設計中的選題項目為基礎，編制相關的關系代數的演算
2）課堂學習關系型數據庫標準語言SQL時，引導學生以課程設計為基礎，利用SQL語句解決數據的增刪改查的一系列問題，并且針對需求分析中不同的設計模塊，設計不同的SQL操作，其中包括單表查詢、多表查詢、模糊查詢、相關子查詢、不相關子查詢、多表更新操作、視圖操作等。
3）課堂學習數據庫的安全性和完整性時，通過一系列反例，例如違反實體完整性的數據操作會帶來怎樣的后果；違反了參照完整性的操作會有哪些危害等等，讓學生強烈感知如何能設計出效率高、安全性較好的數據庫基本表。此時，可以讓學生根據項目選題設計出系統的各個分ER圖并且形成初步ER圖，在合并過程中找出沖突和問題所在，為后續內容做準備。
4）課堂學習規范化理論時，利用循序漸進的方法，舉例說明，讓學生利用范式的思想，對項目中的表格進行規范化分析，判斷屬于第幾范式，有什么樣的優缺點，能否進行優化。此時，課程設計的概念結構設計，邏輯結構設計已經初具雛形。
5）課堂學習第七章數據庫設計時，結合實例，讓學生獨立完成概念機構設計中的消除沖突與優化，完成由基于項目的初步ER圖到基本ER圖的轉變；同時結合需求分析中的數據字典，根據聯系轉換為關系表的知識點以及規范化理論，對初步的邏輯結構表進行修改和完善。
該階段的匯報成果是各團隊小組的概要設計報告。
2.2.4實現（Implement）
設計階段其實是將任務離散化，那么實施階段就是將項目綜合化。該階段中，書本上的重點內容已經基本結束，學生可以根據學過的基礎知識自由發揮，將之前的需求文檔以及概要設計文檔進行拓展和完善，并且將自己設計的關系代數以及SQL語句轉換成高級程序語言中的數據庫操作的語句。這時候，有能力的同學也可以根據老師上課講授的查詢優化等內容針對具體項目實際進行查詢算術優化和物理優化，并且對比執行效率，感受在不同的實際應用中對不同問題的處理方式。
該階段的匯報成果是各團隊小組成員的詳細設計報告的綜合文檔。
2.2.5運作（Operate）
系統模型建立好之后，要進行軟件的各項測試。學生可以通過學習恢復和并發控制等內容，對系統的完整性、安全性等性能進行進一步的改善，完善詳細設計報告，補充系統測試內容以及使用系統安裝使用說明。最后，通過小組的公開答辯，向老師和全班同學展示系統的設計思路、完成過程以及跟同學們交流心得和體會，并由其他非小組成員的同學作為評委進行點評。
2.3 課程設計考核評價改革
課程設計是一門衡量學生動手操作能力、綜合運用能力的科目，所以這門課程更要體現對學生是實踐能力的檢驗。數據庫課程設計考核評價改革主要體現在：改變單一的評分標準為多角度綜合性評價標準（如圖3所示）。
2.3.1 項目文檔（分數比例50%）
項目文檔包括需求分析報告、概要設計報告、詳細設計報告。
1）需求分析報告（分數比例10%），內容包括：
①可行性分析；
②擬采用的開發工具；
③用例圖；
④數據字典，包括數據項，數據結構
⑤軟件模塊初步設想以及每個模塊可能進行的操作。
2）概要設計報告（分數比例20%）：
①數據庫設計方面：分ER圖和總體基本ER圖（標明各實體之間聯系的類型）、邏輯結構設計（有完整性約束說明，標明主碼、外碼，分析范式類型）、物理結構設計（索引、存儲路徑等）、數據庫完整性設計（違反實體、參照完整性時的解決辦法，比如觸發器、存儲過程等）
②軟件設計方面：功能結構圖以及各功能模塊主要功能（明確小組成員的分工）
3）詳細設計報告（分數比例20%），內容包括：
①系統與后臺數據庫連接的執行過程；
②系統各模塊的主要界面和UI接口；
③系統各個模塊的流程圖以及詳細實現過程；
④關鍵問題的解決方案；
⑤總結系統后續有待優化和改善的方面。
2.3.2 項目成果演示（分數比例40%）
該類別主要考核的方面如下：
1）系統運行正確；
2）功能完善：有增、刪、改、查功能，輸入、輸出功能；
3）有基本的統計、報表功能；
4）有多表連接查詢、自身連接查詢、字符串匹配查詢、模糊查詢、分組查詢等；
5）工作量飽滿，系統實現技術的難度；
6）是否符合軟件開發規范；
2.3.3 團隊綜合素質（分數比例10%）
該類別主要通過系統演示、課題答辯以及團隊的出勤和會議紀要等信息考核團隊成員的協同合作的能力，而且，尤其要注意有些同學過分依賴他人的思想。所以答辯過程中要求每個小組成員都要對自己所做的內容進行闡述和說明。
3 結束語
通過一系列的基于CDIO模式課程設計教學改革，使得每一個同學都有公平的主動參與的機會，同學們從這門課程開始就主動思考項目中各種實際問題，由“學中做”轉變為“做中學”，極大發揮了學生的積極性和創造力，從而使得數據庫課程設計的實踐教學取得了非常好的教學效果。很多同學都對數據庫產生了濃厚的興趣，而且也有一部分同學畢業之后選擇了數據庫相關的行業。
參考文獻：
[1] E.F.Crawley. Creating the CDIO Syllabus， a universal template for engineering education， fie， vol.3，Pp.F3F8 -13， 32nd Annual Frontiers in Education （FIE’02）， 2002.
【關鍵詞】卓越工程師 基礎工程教育 整體思維 復式教學模式
【基金項目】本文章受：2013年江蘇省高等教育教改研究立項課題（項目編號：2013JSJG139）和工業中心2012年國家級實驗教學示范中心實踐（工程訓練）教學改革研究項目（項目編號：ZXJG201202）項目的支持，在此表示感謝。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）03-0251-02
本文所要解決的主要問題在于，如何緊扣“強化培養卓越學生的工程能力和創新能力”的大目標[1][2][3]，針對目前我國高等學校基礎工程教育教學模式的弊端創新教學模式，變傳統的“個體思維”的線性教學模式為“整體思維”的復式教學模式[4][5]。讓學生在整個基礎工程教學訓練過程中看到每門課程、每個知識點的工程背景、學習目標，變“盲目”為“明目”，變被動為主動，變“等著喂”為主動“覓食”，從根本上解決學生的學習方法、學習動力及學習效率問題，從而主動參與到自身工程能力和創新能力培養的活動中來。
1.基礎工程教育課程性質的共性研究
教學模式，是指以課堂教學、實驗實踐、課程設計等為教學環節，以教學方法與教學手段來保證教學內容和教學目標的貫徹執行的總和。
目前我國的基礎工程教育設置有工程圖學、工程力學、工程材料、機械原理、機械設計、機械制造基礎等課程。為了找到一個能覆蓋整個基礎工程教育的普適性教學模式，本文首先對這些課程的性質共性和相關度進行了深入細致的研究分析，總結歸納如下：
（1）它們都具有系統的理論性，具有如數學、幾何學、物理學、化學等基礎理論的支撐。
（2）它們都具有相同的從設計到制造的系統的工程背景，且每門課程及其中每一個知識點都可以找到具體的工程對象；反過來，對于相同的一個工程對象，又可引出每一門課程的相關內容和知識點，如該產品的工程設計方法、構件的強度、剛度及壓桿穩定性計算方法，設計表達及工程制圖方法，生產加工與材料選擇等。由此也就體現了這些課程的另一個共性，即實踐性。
（3）這些課程各有本課程知識點的目的，卻又互相關聯、互為基礎。例如：工程圖學提供工程產品的建模、成型原理，解決設計思想及制造方法的分析表達及理解問題，要學習并掌握其知識點，就必須同時了解工程設計方法、生產加工與材料選擇、結構的力學分析與計算等方面的知識，了解從生產到制造的全過程；機械原理與機械設計課程內容解決有關機器、機構、構件和零部件的設計方法和一般步驟，就必須同時具備工程力學與工程材料的基礎知識，并會用現代的工程圖方法對設計進行記錄、聯想、分析、表達及交流，等等。
2.基礎工程教育類課程教學模式的建立
本文研究建立的教學模式是一種適用于基礎工程教育的普適性教學模式，不受課程設置的限制。它基于工程對象，是一種“整體思維”的復式教學模式。它由兩大過程組成一個螺旋式遞進的回路。首先是一個從整體到個體的過程，一個“面-線-點”的過程，即由一個具體的工程對象（與實驗、課程項目、課程設計相對應），引出整體工程概念及工程基礎工程教育的整體目標，再以由此伸展從設計到制造全過程（概念設計、結構設計、力學分析、材料選擇、建模成型等）多條支干，所有支干并行、但每條支干都由相應課程的知識點作為分支；第二是一個回歸整體，提升掌握的過程。在這一“回歸提升”的路徑上，所遇到的知識點及期間的聯系、工程背景和概念不再陌生，而是通過各種實驗實踐、項目和課程設計等手段加深、驗證和升華。真正達到了“實踐-理論-實踐”的螺旋式上升的目的。
要執行這樣的教學模式，對教師而言，啟發式、互動式、項目式等教學方法是必然的手段，不必生硬刻意去求。由此而帶來的教學目標及測評方法也必然不同于傳統形式，而是重于過程而不苛求唯一答案；對學生而言，由頂而底的方式，使他們面對的是有著具體目標和工程背景的知識點，如果不去順藤摸瓜，主動尋覓，動手親驗，是無法求解求知的。因此，這樣的教學模式是對學生工程能力和創新能力的培養是必要而可行的。
3.案例實驗
在基礎工程教育系列課程中，工程圖學是第一門技術基礎課，往往安排在學生進入大學學習階段的第一學期，與基礎理論課程的學習同時起步。這一階段的學生的學習方法、學習效率正處于一個從高中到大學、基礎理論學習到專業學習的關鍵的轉型期。同時，工程圖學又是工程師通用的技術語言，在一個工程產品從設計創造到制造使用的全過程中，起著記錄設計靈感及不斷修改完善、表達溝通設計思想和創造結果的舉足輕重的重大作用，因此我們選擇了這門課程作為成果的切入點，并以江蘇大學卓越計劃教改項目為背景。
改革后的工程圖學的教學內容由“制圖的基本知識與基本規定”、“投影原理與畫法幾何基礎”、“工程制圖基礎”、“機械圖樣的繪制與解讀”、“計算機繪圖”5大模塊組成。教學環節由課堂教學-零件測繪-計算機繪圖-課程設計4個環節串聯。
機械設計有別于其他學科，它的實踐性很強，課程的研究對象是常用機構和通用零部件，需要同學們對其有一定的感性認識，但是隨著近幾年來高校錄取分數的下降，生源素質呈下降趨勢，絕大多數的學生具有文化基礎薄弱、學習興趣不高、學習能力不強的特點，在現有的招生制度下各專業文理科都收，造成學生學習基礎參差不齊，加上在校生且幾乎都是從學校到學校，對各種機械零部件普遍缺乏感性認知的問題，所以在機械設計理論教學前我們先安排同學們進行感性認知實踐，以增強學生的感性認識，如通過組織學生參觀機械原理和零件陳列室、各類機械設備陳列柜、觀看機器工作錄像、常用機構的動畫FLASH，到工訓中心現場實地參觀（工訓中心有完整的機械類專業金工實習所要求的各類機械加工設備）等認知教學，認識具體的零部件、常用機構和機器，使學生們清楚知道機器的基本組成要素——機械零件，初步了解機器的組成、結構特點、工作過程及工作原理，使理論與實際對應起來，通過認知實踐增加學生的感性認識，培養他們對機械設計基礎課程學習的興趣，使學生對于學習本科程的具體內容及學習方法做到心中有數。
2實驗教學
在機械設計教學過程中，實驗教學與理論教學具有同等重要的地位。通過實驗，使學生熟悉掌握一些與本課程有關的實驗設備的原理、使用和調試，掌握實驗數據采集和處理的過程與方法，培養認真細致、一絲不茍的工作作風，提高觀察問題、分析問題、解決問題的能力和創新能力。不斷提高實驗教學效果，確保實驗教學質量是機械設計實驗教學改革的重要課題。課題組以“打牢基礎、培養能力、增強素質、提高實踐和創新能力培養”為基本要求，以機械設計學科知識平臺為依據，結合學校實驗教學條件，并充分考慮學生在基礎、專業要求、興趣、特長和能力發揮等方面的差異，對機械設計課程的所有實驗進行了分類和整理，構建了一套加強基礎、提倡創新、重在應用，多層次、多模塊、開放性的實驗教學新體系。
（1）盡可能利用好現有實驗條件，鞏固和加強傳統實驗傳統實驗在幫助學生理解機械原理或工作特性方面具有重要的的作用，因此在機械設計實驗教學改革與發展中依然需保留、鞏固并加強這些實驗項目和內容，例如我們保留了《帶傳動性能實驗》、《滾動軸承性能實驗》、《減速器結構裝拆實驗》，這些驗證性實驗會使學生對課堂所學的理論知識有更深刻的認識和理解，為今后研究和創新設計機構奠定良好的基礎；保留了《螺栓及螺栓組連接綜合實驗》，綜合實驗使學生掌握機械系統的工作原理、承載特性、影響因素分析方法，有利于培養學生的動手能力、數據采集能力、分析與解決問題的綜合能力。
（2）加強創新設計性、綜合性特色實驗建設2011年我校添置了機構運動創新設計方案及仿真實驗臺和傳動機構綜合實驗臺，有了這種機構綜合實驗臺，學生可根據實驗指導書要求，自行設計和搭建實驗平臺，選擇適當的構件，進行測試分析，有效地開拓了學生的創新思維，提高了學生綜合實踐能力。
（3）課程實驗實行開放性實驗為了增加學生動手能力，課程實驗實行開放性實驗，即學生在實驗課上沒有弄懂的內容、沒有完成的實驗，可以隨時補做，直到弄懂為止。本課程的考核方式是做完實驗后才能參加理論考試。
（4）課堂教學與實驗一體化為了更好地與課程的理論教學相配合,我們擬建設一個“機電一體化教室”。該教室為一個多功能教室。可供學生上課、實驗、專周訓練用。學生在該教室上課可直接觀看到各種實物、模型及仿真運動，同時學生還可以自己做實驗來驗證自己所學的知識。將單班課安排在多功能教室進行，根據內容需要采取多媒體講解、模型演示和實驗操作相結合的方法，充分利用教學資源，提高教學效果。實驗課教學的設計思想是：在內容上必須是傳統實驗與創新實驗的協同，是認知實驗、驗證實驗、綜合實驗和創新設計實驗的集成。實行開放式的，貫穿學生學習全過程的，從課內一般實驗到課外的自主式開放實驗。在實驗的開出形式上將實驗項目分兩個系列：必修與選修，其選修內容可讓學生自由選擇，從而鼓勵學生個性自由發展，并可不拘一格地鼓勵優秀學生脫穎而出。通過一些提高型、選修型實驗的開出，極大地激發了學生的學習熱情。很多學生經常在業余時間來到實驗室學習和鉆研，取得了良好的效果。
3課程設計
課程設計是機械設計課程的最后一個具有綜合性和實踐性的重要教學環節，也是高等工科院校機械類專業學生第一次較全面的設計能力訓練。它不僅是學生獲得知識的重要途徑，而且對培養學生的自學能力、工作態度、實際工作能力、科學研究能力和創新能力具有十分重要的作用，對實現培養學生的知識、能力、素質起著關鍵的作用。課題組對機械原理課程設計和機械設計課程設計內容和選題進行了全面改革，使之由機構設計為主轉變為由機械整體運動方案設計和整機設計為主。課程設計的選題更接近實際更加豐富多樣，我們將以往集中時間進行課程設計教學改為部分分散然后集中的教學方法，將課題在機械設計課程教學中期就布置下去。這樣，可以使學生隨著機械設計課程的進行以課外作業的形式逐步完成除裝配圖以外的傳動計算部分、標準件選擇部分，并進行變速箱結構設計的草圖繪制，平時老師利用課間、課后、QQ、視頻等方式進行輔導，最后集中繪制裝配圖、進行答辯，這樣一種漸進式教學過程，學生的基本設計能力的培養會更扎實，在課程設計中鼓勵、引導學生創新設計，旨在幫助學生掌握機械設計的實用技能，為從事相關技術工作打下扎實的基礎。
4課外科技活動
將課程建設延伸至第二課堂，培養學生的創新能力以及科研聯合攻關的意識。課程組教師不僅注重課堂教學質量，而且注重大學生第二課堂的建設和成效，將課程建設以及課堂教學與大學生課外科研課題相結合（如大學生創新訓練計劃、大學生學科競賽），積極承擔所教課堂大學生課外科研課題的指導教師工作，旨在激發學生的學習積極性，培養學生的創新能力以及科研聯合攻關的意識。從而實現多層次、多渠道培養學生能力和提高教學質量的目的。
結束語
關鍵詞:計算機組成原理;實踐教學;創新人才
吉林農業大學發展學院是民辦獨立院校,2000～2008年,計算機科學與技術專業總共招收本科生510人,最近5年每屆招收本科生約65人。按照現代教育思想來審視基礎理論與實際應用、素質與能力之間的辯證關系,我們發現傳統教育思想是以傳授知識為著眼點,而現代教育思想則以培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力為主要目的,培養綜合素質高的創新型人才[1]。要實現這一目標,必須首先實現教育思想的轉變,還要把最新的計算機知識融入到課程體系中。我校課程組近年采取了一系列的實踐教學措施,在學生的知識獲取、能力提高和素質培養等多方面進行改革,以實現計算機教育的培養目標。
1創建課程實踐環境
“計算機組成與體系結構”是計算機科學與技術專業的一門核心和重要的專業基礎課,是一門實踐性很強的課程。它涉及的知識面廣、內容多、難度大、更新快,在基礎課和專業課之間起著承上啟下作用,該課程可以使學生建立計算機的整機系統概念,培養學生在硬件系統分析、設計、開發、使用和維護等方面的能力。教師通過傳授教材中的知識,使學生掌握計算機各功能模塊的工作原理,再互相聯系,開發他們的智力。所謂“知識”,就是人們在改造客觀世界和實踐中所獲得的認識與經驗的總和,而智力是指感知到思維的心理過程,特別是人認識客觀事物并運用知識解決實際問題的能力,是在掌握人類知識經驗和從事實踐活動中發展的,由觀察、注意、記憶、想象、思考等要素構成[2]。我們所營造的環境對學生的智力發展起著決定作用,改革課程設計實驗的方法可以促進學生智力的發展,鍛煉超常的智力品質,使學生學到更多的知識。為此,我們除了建設學校的實習基地外,還在校外建立了四個創新實踐基地,加強學生的實踐動手能力,提高他們分析和解決問題的能力。 2改革實踐教學內容
我校專門制定了一套符合獨立院校發展,培養應用型人才的、具有綜合能力教學指導思想、實驗項目完整的實驗教學大綱,并對實驗報告進行規范。這種規范培養學生基本程序設計素質和良好的程序設計習慣,對訓練科學嚴謹的工作作風起到促進作用。通過設計指導思想的確立,讓師生明確在課程設計中要做些什么、了解什么、掌握什么、達到什么目的,建立完整的設計方案[3]。
3精心設計實踐過程
我們采取“理論―抽象―設計”的方式開展上機實踐。根據不同的教學對象,精心設計了幾組不同類型的綜合性的問題,不僅抓實驗過程中的輔導,還抓實驗前的準備工作和實驗后的總結工作。
在設計方案中,讓學生了解、熟悉、掌握各種元器件的功能、原理和作用,靈活掌握不同元器件在不同電路中的作用,使設計出的電路原理簡單、功能性強、使用方便,具有更好的互換性和實用性。通過邏輯框圖設計電路,按不同的要求使用各種元器件組裝、調試電路,通過實驗確定設計的合理性。
讓學生檢驗和驗證自己設計的電路,使用一個小程序運行電路,檢驗設計思想是否合理、元件的使用是否恰當、電路是否簡單以及能否實現邏輯功能等,從問題中找出解決的辦法。
4提升學生綜合分析能力
課程設計是對學生的全面綜合訓練,目的在于使學生通過課程設計掌握全課程的主要內容,提高綜合應用知識和軟件開發的能力,加強寫作能力,為今后的畢業設計和畢業論文的撰寫奠定基礎[4]。在教師承擔的科研課題中,應盡量多吸收學生參加,讓他們把所學理論知識應用到設計實踐中,提高知識獲取、分析問題和解決問題的能力,為將來的就業打下基礎。對于課程設計,最后每個學生都要進行面試和答辯,提交課程設計報告,因此學生必須能夠清楚地介紹設計思路和主要技術手段,并回答問題。
能力總是同成功地完成某項活動或任務相聯系,是指一個人完成活動或任務的本領。在教學實踐中,除了經常性和有針對性地培養學生的觀察能力、專注能力、記憶能力、創造能力、想象能力和思考能力以外,還應強調自學能力、獨立工作能力和科學研究能力,盡量讓學生自己思考、設計,啟發學生的思維,激發學生的求知欲。在設計中,雖然有的學生學習成績不太理想,但也能自行設計,并能獨立完成調試工作,這使學生嘗試設計開發的艱辛和體驗到成功的喜悅,建立集體創新攻關的概念,培養學生的實事求是的作風,真正做到理論與實踐相結合,提高自學能力和獨立獲取知識的能力。
5結語
培養學生的綜合能力是現代技術發展的要求。這是因為科學技術發展十分迅速,知識更新周期大大縮短;學生在校期間不可能把一生所用的知識學到手;因此應提高獨立工作能力,也就是運用知識解決實際問題的能力,包括分析問題和解決問題的能力、科學實驗能力、設計能力、編寫技術資料與報告的能力、組織管理能力及硬件動手能力和創新能力[5]。通過教學和實踐,教師與學生、教學與科研、成果與教材、教育與發展形成一個有機鏈條,構成互動互利的整體,更新了知識結構,把教學與課程建設、學科發展、科學研究、社會需要、人才培養、就業去向緊密結合。
總之,國家強盛靠人才,人才素質靠教育,教育水平看能力,能力培養靠實踐。學生自己動手做實驗,自己動手做設計,知識才能學活用活,真正提高分析問題和解決問題的能力,成為高質量的人才。
參考文獻:
[1] 施開良. 從化學院的成功經驗看創新性人才培養的途徑[J]. 中山大學校報, 2005(3):66-67.
[2] 李紅,滕秀梅. 計算機實驗教學改革的思考與實踐[M]//大學計算機課程報告論壇組委會. 大學計算機課程報告論壇論文集. 北京:高等教育出版社,2007:179-181.
[3] 黃陳容,袁宗福. 計算機應用型人才培養模式的探索與實踐[J].計算機教育,2005(6):102-104.
[4] 鮑麗薇,馮建華. 清華大學計算機科學與技術系的實踐教學[J].計算機教育,2005(5):87-89.
[5] 翟玉慶,鄧建明,曹久新. 計算機專業課程群建設探討與實踐[M]//大學計算機課程報告論壇組委會. 大學計算機課程報告論壇論文集. 北京:高等教育出版社,2007:116-118.
Innovation and Discussion of Practice Teaching in "Computer Organization and Architecture"
YAO Yu-xia1,2 ; LIU Xiao-yan1 ; SUI Qing-ru1 ; ZHANG Yun1
(1.Faculty of Computing, Development School of Jilin Agricultural University, Changchun 130600,China;
2. Information and technology college of Jilin Agricultural University,Changchun 130118,China)
【關鍵詞】測控專業綜合實踐 應用型人才培養 綜合實踐模式 工程能力
【中圖分類號】G642【文獻標識碼】A【文章編號】1006-9682(2009)07-0029-02
一、測控技術與儀器專業的背景與現狀
隨著國內經濟的高速發展,我國高等教育模式正在從精英教育向大眾教育發展、過渡,教育活動的目的也由過去的專才教育轉變為通才教育或者通才教育與專才教育相結合。高等教育模式的轉變要求教育形式、內容及教學活動的各環節都要進行相應的變革。在這樣的背景下,國家教委對我國高校本科專業設置進行了調整,并于1998年頒布了新的本科專業目錄。專業調整后,本著以一級學科辦專業的精神,儀器儀表類的十幾個相關專業,如檢測技術、自動化儀表、精密儀器、光電信息等,被歸并為一個大專業――測控技術及儀器專業(簡稱測控專業)。該專業的誕生標志著儀器儀表人才寬口徑通識教育的開始。
我國現有180多所高等學校設有“測控技術與儀器”專業。由于各學校原來的相關專業情況和發展歷史不同,所以現有辦學條件、專業規模、教學水平也各不相同。從專業方向來看,由于各學校原來的服務對象不同,現在的測控技術與儀器專業在專業方向、課程設置、實踐內容等方面存在著較大差異。從招生情況來看,近幾年測控專業的學生構成并不理想,究其原因,除了高校擴招帶來的影響外,很重要的原因是行業市場低靡和該專業的社會認知度不高造成的。
我校測控技術與儀器專業的前身為精密儀器專業,設立于1986年。多年以來,專業教學團隊在專業建設、人才培養模式、課程體系改革以及教學內容和教學方法等方面做了大量的探索與研究、實踐工作,積累了豐富的經驗,完成了多版教學計劃的修訂。經過不懈努力,目前本專業已逐步形成了以光、機、電、計算機為學科基礎,偏重于光機電一體化結合,強調理論教學與實踐教學相結合,注重學生綜合能力以及工程實踐能力的專業培養特色。近幾年來,在專業內涵改變、大學理念更新、建設創新型國家和實施首都城市創新戰略一系列背景下,我校測控專業教學團隊又針對“測控技術與儀器”專業寬口徑應用型人才培養模式進行了深入研究與探索實踐,完成了多項教育教學改革項目,在測控專業寬口徑應用型人才培養方面取得了明顯成效。
二、測控專業綜合實踐模式與應用型人才培養
為適應寬口徑應用型人才培養的需求,在最新版的測控專業培養計劃中強調理論教學與實踐教學相結合。實踐教學環節包括課程實驗以及獨立設置的專業教育、課程設計以及畢業設計等環節,其中測控專業綜合實踐是測控技術與儀器專業開設的特色課程設計之一,它是在學生完成所有專業基礎課和專業課的學習之后、在畢業設計之前進行的一個綜合性實踐環節,其目的是使學生整合自己所學的專業知識,了解專業的最新技術進展,培養并鍛煉工程能力和應用創新能力。在當前學生就業壓力比較大的形勢下,通常安排在第八學期進行的畢業設計環節受到了一定影響,工科專業的學生往往有到就業單位進行實習的實際需求。在這種情況下,如果通過畢業設計之前的測控綜合實踐環節對學生進行符合專業培養目標的綜合訓練,對提高畢業設計質量、提升學生就業優勢具有重要作用。
測控技術與儀器專業由多學科交叉形成,其主干學科是儀器科學與技術。儀器科學與技術是以機械工程、光學工程、電子科學與技術以及計算機科學等學科為基礎而形成的綜合學科。隨著科學技術尤其是信息技術的飛速發展,傳統意義上的儀器儀表已發展成為以計算機技術為核心,具有信息獲取、存儲、處理、傳輸等綜合功能的測控系統。
根據測控技術與儀器專業多學科交叉的特點,結合市屬市管高校的人才培養層次定位服務面,為使本專業培養的人才知識結構不斷調整更新、覆蓋的知識面越來越廣、復合程度越來越大、社會適應性越來越強,探討建立一種
適當的專業綜合實踐模式顯得尤為重要。這就需要對專業綜合實踐模式進行深入的探索和研究。
三、歷屆測控綜合實踐實施總結
從1998年開始,我校測控技術與儀器專業就開始了對測控綜合實踐實施方案的探索,取得了一定成績,但也出現了很多問題。
以下對歷屆綜合實踐實施方式和效果進行總結:
開出時間:整個測控綜合實踐持續時間為三周,安排在第七學期末最后三周或第八學期初最早三周集中進行。
實踐內容:以教師的科研成果為基礎,選取典型的測控系統或測控儀器,安排學生在了解整體構成和設計思路的前提下進行系統或儀器中某個具體模塊的設計、調試。曾多次采用的題目包括:51單片機恒溫控制系統;PLC物料分選系統;步進電機速度測控系統;伺服電機閉環速度調節;語音信號光電調制;激光測距;激光三角法測量三維面形等等。這些系統或儀器都是光、機、電、計算機技術相結合的典型應用實例,學生在教師指導下首先了解系統整體性能和模塊組成,然后根據安排自己動手設計其中的光路、機械部件、電路、程序模塊等,模塊調試完成后嵌入原有系統并進行整體調試。
組織形式:測控綜合實踐采用分組方式進行,參加指導的教師每人負責一個小組。每個小組人數3～9名不等,根據教師所指導題目可用設備情況確定。每個小組中的同學分工合作,各人負責不同模塊的設計調試。學生確定分組以后,指導教師向學生講解系統原理、組成及模塊劃分等情況;之后由學生查閱資料進行2～3天的設計;教師對學生的設計方案進行審閱后學生進實驗室進行實際調試;最后一周,學生在調試的同時撰寫正規設計報告;最后1～2天安排驗收和答辯。
成績評定方式:成績由四部分組成,即設計調試過程;調試結果;設計總結報告;答辯。
取得的經驗:測控綜合實踐所采用的題目都來自于工程實踐,學生通過該環節較好地鍛煉了工程設計和調試能力,并培養了團隊合作精神。部分學生在畢業設計環節對測控綜合實踐所涉及的內容進行了深入研究與創新探索,取得了較好的成績。另外,每個題目都是多門課程的知識綜合,學生通過動手實踐,不僅起到了理論聯系實際的效果,還將相關的專業課程“串”在一起,鞏固和掌握了相關的專業基礎知識和各種設計工具。
實施過程中遇到的問題:①學生要在短短三周之內深入理解系統的工作原理并進行具體模塊的設計、調試往往比較困難,尤其是擴招之后。如果降低難度則等同于一個大型實驗,起不到專業綜合鍛煉的作用。工程能力的培養貫穿于分析、設計、調試、總結、報告書寫等各個環節,缺一不可,這些環節分攤到三周之內過于緊湊。②教師工作效率較低,每人只能指導幾名學生,且需獨立向學生講解光、機、電、計算機等各方面的知識。
多屆學生完成測控綜合實踐環節后,雖然教師和學生都認識到該環節對學生專業能力的培養起到了重要作用,是不可缺少的實踐環節,但因為上述問題的客觀存在,測控綜合實踐的繼續實施遇到了較大困難。
四、新的測控綜合實踐模式
在測控技術與儀器2008級專業培養方案和教學計劃的制訂過程中,根據應用型人才的培養需求,強調了對學生專業工程能力的訓練,也更加明確了測控專業綜合實踐的地位和作用。經過廣泛調研,借鑒國內其他院校專業綜合實踐的成功經驗和國外面向工程師的應用型人才培養方式,對我校測控技術與儀器專業綜合實踐模式進行了修改和完善。經過修改的測控綜合實踐實施方式概括如下:
1.時間安排:測控綜合實踐第七學期進行。第七學期初向學生布置設計任務,安排指導教師;整個學期學生在教師指導下進行分散設計和調試;學期末安排兩周專用時間進行聯調、驗收、總結、答辯。
2.課程設計內容及基本要求(見附表)。
3.組織方式:集中開展和分散開展相結合。測控綜合實踐按80個學時計算(折合每天8學時,一周40學時)。按照設計內容及基本要求中的規定,其中的第(1)、(2)、(3)、(4)項在第七學期的第3～15周分散進行,第(5)、(6)、(7)項在學期末安排兩周集中進行,即學生在學期初確定自己所做題目(每人一題,或多人組成一個設計小組,不同題目由不同教師負責指導),之后根據課程安排和實驗室可利用情況在專業實驗室進行分散設計、調試,最后兩周進行集中調試和總結。
4.教學方式:學期初由教師集中講解課程設計任務、設計要求等,學生根據題目要求查閱資料制訂設計、調試方案;學期中學生在實驗室進行系統分模塊設計和調試,教師負責答疑等指導工作;最后兩周學生在實驗室進行系統聯合調試,根據調試結果和中間的實驗數據撰寫課程設計總結報告,并參加課程設計答辯。
5.考核方式:根據學生查閱資料情況、方案設計、調試過程、最終調試結果、設計報告、答辯情況等進行綜合考核。其中方案設計、調試過程、最終調試結果、設計報告、答辯各占20%。
參考文獻
1 教育部高等教育司.國家教委普通高等學校本科專業設置規定,1998
2 教育部高等教育司.普通高等學校本科專業目錄,1998
3 王代華.測控技術與儀器專業綜合課程設計實踐[J].高等工程教育研究,2007(3):125～128
4 宋愛國、況迎輝.測控技術與儀器本科專業人才培養體系探索[J].高等工程教育研究,2005(1):48～51
5 張文娜、熊飛麗、葉湘濱、羅勝武.測控技術與儀器專業課程體系整體優化研究[J].高等教育研究學報,2008(6):33～35
6 祝學云.測控技術綜合實驗的設置[J].實驗技術與管理,2003(5):46～48
7 向 欣、王永驥.測控與自動化專業綜合課程設計實例[J].實驗室研究與探索,2008(8):119～122
8 吳天鳳、楊洪濤.測控專業生產實習模式改革與創新能力培養[J].安徽理工大學學報(社會科學版),2004(9):85～87
9 王桂梅、吳炳勝、柴保明.我校測控技術與儀器專業辦學特色探討[J].河北工程大學學報(社會科學版),2008(3):96～97
關鍵詞:創新精神;實踐能力;計算機專業;硬件課程
隨著我國高等教育改革的不斷深入,高等教育由原來的畢業教育轉向就業教育,要求畢業生要有創新精神、創業能力,具有一技之長。合格大學生的標準不再是完成學校規定的課程及取得相應的成績,就業成為評價畢業生優劣的標準,也是評價高校辦學水平和教學質量的標準[1]。畢業生就業工作,直接關系到高校的生存與發展。在我國人才培養方面有一種現象值得注意:一方面是大量計算機專業的學生難以找到合適的職位,另一方面卻是相關用人單位難以找到滿意的人才,其中一個重要的原因是學生缺乏必要的創新精神和實踐能力[2]。如何提高學生的創新精神和實踐能力,一直是計算機學科教學的難點問題。幾年來,我們轉變教育觀念,不斷創新人才培養模式,探索出一條培養大學生創新精神和實踐能力的有效途徑。
1現狀分析
從專業的角度,計算機類專業學生具備的創新能力應該從計算機軟、硬件兩個方面體現。我們以培養學生在硬件方面的創新能力出發,推進在計算機硬件環節方面的教育,從課程群設置、教學大綱、實驗設置、課程設計設置、畢業設計訓練等方面,構建硬件類課程教學與實踐體系等,著力培養學生獨立思考問題的能力和創新意識,提高學生的實踐能力。
經過2004年教學評估過程以及近幾年的質量工
程實施,我校在相關專業都增加了綜合設計型實驗項目,從教學大綱、實驗內容上都有所體現,但是實際的執行情況并不樂觀,部分綜合設計型實驗從實驗項目確定、實驗內容以及實驗的開放模式等,還不能成為真正的創新型實驗。以計算機組成原理實驗室提供的綜合設計型實驗項目為例,實驗室開出了時序邏輯電路分析與設計、存儲器設計、運算器設計、總線設計等綜合設計型實驗項目,但是從實驗效果來看,并不十分令人滿意。其中的原因是多方面的,一是實驗內容本身的問題。從學生的角度,實驗內容本身的可實施性較差,學生學到的知識與綜合設計型實驗的內容存在較大的差距,有些實驗雖然是綜合設計型的,但到學生真正操作階段,難于下手,實驗起不到預想的效果;其二,實驗室的管理模式,實驗人員的配備不能滿足綜合設計型實驗的正常高水平開出。實驗室雖然列出了綜合設計型實驗項目,但是這些實驗項目大多是從公司引進的裝置,對實驗項目內容的開發有待進一步深化。
針對上述存在的問題,我們從計算機硬件類課程的角度,建立一套培養學生創新能力的教學及實驗系統,包括培養方案中的課程設置,課程實施機制,從實驗項目的確定、開發,到實驗項目實施過程中的管理,提出一系列具體的管理辦法和措施,以期做好計算機專業硬件類實踐性課程綜合設計型實驗的管理模式,為創新型實驗提供一種可以借鑒的模式。
作者簡介:馬禮(1968-),男,教授,博士,研究方向為分布式系統、嵌入式系統;張永梅(1967-),女,教授,博士,研究方向為人工智能、圖像處理;宋麗華(1979-),女,講師,博士,研究方向為嵌入式系統。
2具體做法
結合目前的狀況和實驗條件,通過調研、分析和比較等研究,從以下幾個方面作了一些工作。
2.1研究課程設置與修課序列
以計算機硬件類課程群相關課程為依托,通過與國內兄弟院校溝通、交流,建立了更趨合理的硬件課程群設置方案。從課程群的內涵出發,以培養學生獨立思考問題和創新意識為出發點,設置相應的課程并調整為合理的先后修課程順序。針對計算機專業的特點,結合當前課時數相對緊張的實際情況,將“數字邏輯電路”、“計算機組成原理”、“匯編語言程序設計”、“計算機系統結構”、“接口技術”、“嵌入式系統”等幾門課程的實踐環節合理有機結合,深入探究課程之間的邏輯關系,設置循序漸進的教學內容和實驗,通過“驗證型―設計型―綜合型”實驗環節,為學生學好硬件類課程奠定一個良好的基礎。
對于“數字邏輯電路”課程,受總學時和課程實際需求關系制約,我們認為以滿足后續課程學習夠用為止,安排并講述數字電路的核心基礎部分,并在集成電路特性方面重點加強,目的是讓學生能夠應用集成電路芯片完成硬件電路的初步設計。
“計算機組成原理”是計算機科學與技術及相關專業的核心硬件類專業基礎課程,需要“數字邏輯電路”、“計算機導論”、“程序設計”等先修課程支持。該課程是學生接觸計算機硬件核心的第一門主干課程,以講述通用計算機原理為重點,包括計算機硬件各主要組成部分的組成原理,實現方法等。多年來的教學實踐和交流溝通,學生們普遍認為“計算機組成原理”是較為抽象和難于掌握的課程之一。我們從課程的內容入手,結合計算機發展的現狀,進行分析認為:“計算機組成原理”之所以學起來困難,主要原因就是課程內容比較抽象,講述的都是實實在在的計算機原理,但學生學習的過程中卻根本無法進行具體的操作實踐。例如,計算機組成原理中最為核心和重要的知識點是“控制器內部組成原理”,同學們接觸到PC機時,往往看不到,摸不著其心臟。學起來就很枯燥,不易掌握。針對這種情況,我們嘗試在“計算機組成原理”課程中將功能部件的實現部分加強,
具體的做法就是通過采用VHDL(超高速硬件描述語言)描述功能部件,將功能具體化到FPGA(現場可編程邏輯陣列)電路中,學生在掌握各功能部件基本原理的基礎上,通過具體的實驗設計完成控制單元的設計,并調試通過。這樣就把抽象的概念和內容具體化,學生就容易接受,從而也就容易掌握。
在完成課內實驗的基礎上,專門設置了依托“計算機組成原理”的硬件課程設計。利用VHDL技術和FPGA技術,將組成原理的各功能部件進一步綜合和具體化,從而為后續課程的深入學習奠定基礎。
在“計算機組成原理”學習完成之后,設置并逐步學習“匯編語言”、“接口技術”、“嵌入式系統”等課程,并逐漸接觸并學習具體的應用系統設計,完成從理論到實踐的系統訓練。為學生參加電子設計競賽和科技活動提供良好的基礎訓練,為學習計算機應用技術和系統結構奠定良好基礎。
2.2界定課程內容
計算機硬件系列課程教學內容多,技術發展快,而各課程學時數緊張。硬件類相關課程在課程內容上存在著一定的相互交叉和依賴關系[2],單純考慮某一門課程,從課程的系統性角度,往往力求知識點完備,但結合多門課程綜合考慮,課程之間又具有內容重復設置的實際。在這一課程群中,我們認真研究課程的內涵,合理確立各門課程的授課內容,構建知識內容前后銜接、實驗環節密切配合的一體化教學與實驗體系,寫出合格的教學大綱,為教學實施提供具體合理的依據。硬件課程群各門課程的內容界定以基礎知識在某門課程中體現即可,避免在多門課程中重復出現相同的內容,從而對課程內容進行精煉。通過整合,我們將“數字邏輯”、“計算機組成原理”、“匯編語言”、“接口技術”、“嵌入式技術”等課程的內容進行了界定,具體如下。
(1) “數字邏輯”主要講述數字邏輯的基礎門電路、邏輯表達式與化簡、編碼器/譯碼器、組合邏輯電路、時序邏輯電路、集成電路基礎等內容。
(2) “計算機組成原理”主要講述通用計算機主要組成部分的組成原理。講述數據表示與編碼,運算方法與運算器實現,一般意義上的指令系統及其設計方法,控制單元構成原理與實現,存儲器基本原理與存儲器構成、存儲系統的構成,輸入輸出部件與輸入輸出系統,總線系統等。特別指出,數據表示中的各種進制數表示與相互轉化,由于已經在計算機導論等課程中已經講過,在本課程中不講,但是要求學生熟練掌握。只提示,不深入講述。
(3) “匯編語言”主要講述Intel x86系列CPU的內部結構與寄存器組織、尋址方式、指令系統、匯編語言的語句格式、匯編語言程序設計方法與技巧等。本課程中不講二進制數及其各種編碼。
(4) “接口技術”以Intel x86系列CPU為原型機核心,講述處理器與存儲器、與IO設備之間的接口方法,具體存儲器的擴展、地址分配等,IO端口及編程方法,串行接口與并行接口,A/D與D/A接口等內容。學生通過學習掌握基本的接口實現方法。
(5) “嵌入式系統”從應用角度出發,直接結合目前廣泛使用的嵌入式系統,講述一般的組成原理,以一種具體的嵌入式系統為例,從其內部結構、操作系統定制、驅動程序編寫、具體的IO接口等部分,實現具體應用系統的設計和實現。
2.3研究創新實驗項目
硬件類課程的后續知識點,可以有很多具體實用的項目。為提高學生創新實踐能力提供保障,我院聘請相關教師作為創新能力培養的指導教師。有針對性地建立適當的管理和激勵機制,以支持實踐教學指導教師持續有效地實施實踐教學環節。在實驗項目的制定上,充分考慮學生的需求。通過學生參與提出實驗項目,教師深入研究設置有意義的、實用的、學生感興趣的實驗項目,通過這些項目逐漸培養學生的創新意識。
開始時,實驗項目主要由教師根據實驗條件和技術發展狀況提供,在學生熟悉實驗環境后,根據自己的興趣提出實驗項目,與實驗室協商配套,完成實驗。這種方式,可以啟發學生積極思維、主動解決問題,最終形成完整的思路和方法。同時,增強學生的責任感和成就感,為創新人才的培養提供了新思路。
2.4研究實踐環節的模式
建立一套適合管理綜合設計型、創新型實驗項目的管理辦法,為實施創新型實驗提供制度上的保證。實踐環節從“課內實驗―單獨實驗課―畢業設計”三個環節貫穿實踐教育的各個環節,從第4～5學期開始,逐漸將實踐環節滲透到教學過程中,從“驗證型
實驗―設計型實驗―綜合創新型實驗”三個層次,循序漸進地設置實驗項目,鍛煉學生的實際動手能力。
(1) 基礎驗證型實驗:依托課程,完成課內的基本實驗,以演示、驗證實驗為主。通過這些實驗使學生建立起基本的科學研究和創新理念。
(2) 設計提高性實驗:通過課內綜合設計型實驗、課程設計、大型實驗周等環節,以設計型、綜合型實驗為主,培養學生對依托課程進一步深入理解,熟練掌握課程核心理論,訓練綜合應用課程知識的技能,具備獨立思考和解決問題的基本能力,培養學生的創新意識。通過該層次的培養,使學生具備獨立思考問題的能力,具備初步的創新意識。
(3) 綜合創新型實驗:第三層次的實驗結合課程群,綜合運用相互關聯的幾門課程內容,獨立完成具有具體應用背景和一定難度的實驗內容,為學生提供一些與科研項目緊密結合的題目,項目可以滲透到課外和畢業設計過程中,使學生在具體項目的設計中,參加實際的科研過程,培養學生的創新意識和實踐能力。
在實踐環節的具體安排上,結合課程,以課內實驗、課程設計、畢業設計的形式具體體現到教學過程的各個環節。在經過這一系列環節的綜合訓練之后,通過參加各級電子設計競賽等形式,將學習到的能力具體運用,增強學生的成就感,從而達到培養初步的創新意識和能力。
2.5綜合、客觀地評價學生的創新能力
一個學生的創新能力體現在許多方面,在對學生評價時,僅考察少數幾個方面是難以做到公平公正的[3]。針對大學生創新能力的評價無法進行量化,而且存在大量的人為因素這種情況,我們給出了各種創新因素,以及各個因素的重要程度,開發了大學生創新能力評價系統。建立學生創新能力的評價體系,確立評價模型,利用模糊數學將定性指標定量化,設計了多級綜合加權評價算法,從評價因素中提取大量數據進行統計、存儲、計算,并給出了考核分數進行量化,采用定性與定量相結合的方式準確地評價學生的創新能力,有效地減少人為因素的干擾。并對比分析改革前后學生的創新能力,以調整改革中出現的弊端。
3結語
在全面推進大學生素質教育的過程中,高等學校的本科教育必須強調學生的實際動手能力和創新精神[4]。實踐性課程的加強和創新能力培養在質量工程
中必將起到十分重要的作用。本文對培養計算機類專業學生硬件方向創新能力進行了探討,希望能夠更好地對本科生進行培養,從而更好地滿足國家和社會的需要。本研究得到北方工業大學2009年教育教學改革項目資助,在此表示感謝!
參考文獻:
[1] 馬殿富. 明確定位,培養高質量人才[J]. 計算機教育,2004(8):44-50.
[2] 鄒逢興. 關于創新計算機硬件技術基礎課程教學的實踐和思考[J]. 計算機教育,2004(2/3):81-84.
[3] 古一,戴曉元,王志法. 如何培養高校學生的創新精神和實踐能力[J]. 中南醫科大學學報:社會科學版,2007,9(4): 195-197.
[4] 袁木濤,王孫禺. 日本高等工程教育認證概況及其對我國的啟示[J]. 高等工程教育研究,2006(3):58-65.
Research and Practice on Innovation Ability Training in Hardware of Computer Major Students
MA Li, ZHANG Yong-mei, SONG Li-hua
(College of Information Engineering, North China University of Technology, Beijing 100144, China)
關鍵詞：硬件教學；應用型人才；改革
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）18-4259-02
隨著計算機應用領域的擴展，尤其是各種智能化電子電器產品的誕生與使用，近年來IT企業對計算機硬件系統設計與開發人員的需求急劇增加。而目前大多數地方院校，計算機硬件課程教學相對薄弱，培養的計算機硬件人才無論從數量上還是質量上均無法滿足市場需求[1]。計算機硬件課程不僅難教難學，且對于硬件設備和實驗條件有較高要求，教學成本遠遠高于計算機軟件課程教學，因此形成了計算機專業建設“重軟輕硬”和師生教學“喜軟怕硬”的畸形發展現象。然而計算機是由硬件和軟件組成的，缺了任何一樣都無法運行。不重視計算機硬件教學與科研的結果之一，就是近年來計算機軟件人才相對過剩，硬件人才相對不足。另一方面，目前我國使用的計算機核心芯片幾乎都是從國外進口。核心器件嚴重依賴國外芯片制造商，這給國家信息安全造成了嚴重隱患[2]。加強計算機硬件教學勢在必行。
1 傳統教學中存在的問題
我校積極開展以應用型人才培養為導向的學科建設，多次制定和修改人才培養方案，有了一定的經驗積累，其中計算機硬件類課程的教學改革仍處于起步階段，具體教學中仍存在一些問題。一、很多教學內容陳舊，與實際應用脫節，對學生缺少吸引力。如仍以8086和DOS操作系統為平臺來講解微機原理。二、有些內容在多門課中重復出現，降低了學生的注意力，并使學生對課程設置產生疑問。如中斷、接口等知識在組成原理、匯編、單片機、微機原理中均有涉及。三、作為應用型人才，大多數學生就業后沒有機會構造計算機系統，許多教學內容會讓他們感到沒有學習的必要，從而喪失學習的興趣。如加法器的具體電路實現等。四、與軟件技術知識聯系不夠，如與C語言、操作系統等軟件課程的關聯性強調的不夠，使學生沒有形成完整的知識體系，即軟硬件知識的融會貫通。例如如何通過操作系統提供的接口設置硬件的工作方式等。五、實驗教學急需改革。受實驗硬件條件所限，實驗教學模式較為傳統，綜合應用型項目較少。傳統實驗教學多為驗證性實驗，很難引起學生的學習興趣，限制了學生創造力的發揮。少數幾個綜合應用型項目無論是數量還是質量均無法取得更好的教學效果。
2 培養模式的改革與探索
如何培養出應用型人才，這對很多高校來說，仍是一個正在探索中的重大命題。社會需求在不斷變化，計算機知識也在不斷更新，相關專業的學生具體應該具備什么樣的能力，掌握什么樣的知識，也在不斷變化。我校計算機專業采取了“3+1”的人才培養模式，即將四年的在校學習壓縮到三年，第四年改在校外實訓基地參加集訓的培養方式。這種培養模式優點顯著，即加強了學生實踐能力的培養，有助于學生更好地融入社會。但“3+1”的人才培養模式在實施之初也暴露一些問題，比如伴隨課程整合，學生的周學時數達到或超過30學時，這影響了學生課外文娛活動的開展。有些學生為了參加課外活動而請假，反過來又影響了學習。同時課時的縮減，特別是理論學時的減少，使得在教學過程中知識的系統性較難體現，個別課程出現用什么就只教什么，造成學生會操作，但對操作原理模糊不清。這對希望考研深造的學生不利。
經過七年的實踐，我校計算機專業逐步完善“3+1”的人才培養模式，課程設置更加合理。對于硬件類課程進行了整合，形成了電路基礎，微機原理，組成原理，單片機四大基礎課程，不再單獨開設匯編語言，縮減了組成原理，微機原理的課時，增加了單片機的課時，對硬件類課程相應增加實驗課時的比例，增加課程設計環節，組織學生參加學科競賽。對于部分知識點的重合，各門課選擇不同角度學習或進行相應刪減，比如譯碼器，在電路中側重介紹其電路構成，在微機原理中介紹其在計算機中的應用；對于一些過于專業的知識點，適當降低學習難度，或改為選修知識點，供感興趣的學生進行研究；對于硬件設計中使用的軟件編程，逐步采用C，C++等高級語言來實現，通過課程設計來加強學生對知識的理解。在學生學習的最后一年里，計算機科學與技術專業正在嘗試對學生的分流教育，即允許學生選擇在校外實習基地集訓，由合作單位及指導教師負責學生學習的評價，不選擇集訓的學生在校組織參加考研，參加相關理論課程的學習，由授課教師進行評價。
3 實驗教學的改革與創新
計算機硬件教學中，實驗是一個重要環節。由于實驗課時的相應增加，如何充分利用課時，加強學生對知識的理解與運用成了教學改革中的重要問題。在這方面，單片機的教學改革值得借鑒。以往的單片機教學中，以課本知識為主線，通過試驗箱完成實驗，學生的學習興趣不是很濃厚。改革后的單片機教學，首先學習單片機方面的一些基礎知識，然后介紹一款具體的單片機——5-1單片機的基本組成、使用方法、編程案例，再將學生三五人分為一組，選擇不同的單片機課程設計題目，實驗課上學生自行討論設計方案并逐步實現，理論課上教師講解學生實驗過程中的問題及知識點并組織學生交流設計思路與經驗。改革后的課程更受學生喜愛，充分調動了學生的學習興趣，而實驗環節也形成了一個連續的有機環節，學生目標更明確。
4 學生學習評價機制的探索
以往教學中，學生的成績主要是由考試成績與平時成績構成，對于計算機硬件類課程的實踐性沒有很好體現。上個學期，微機原理與接口技術這門課嘗試采取了課程設計加設計答辯的成績評定方式。學生分組完成課程設計，提交設計報告，組織學生參加課程設計答辯，由教師根據課程設計的完成度及學生在答辯環節的表現來打分。新的評價機制更加靈活，能夠直觀地考察學生對知識的掌握情況，也可以當做一次畢業設計答辯的預演，但這種方式也存在一些問題，比如學生現場答辯時可能較緊張，沒有完全體現自身水平，同時對教師的主觀判斷能力也有較高要求。未來可能將這種評價方式與傳統評價方式進行適當結合，提高評價的公正性與全面性，從而調動學生的學習興趣。
5 結論
加強計算機硬件教學，培養應用型人才，仍是我校計算機專業建設的重要方向。通過前一階段的努力與實踐，我校計算機專業學生的硬件知識水平有了一定提高，實踐能力得到加強，在專業學科競賽中屢創佳績，獲得過安徽省電子設計大賽高職高專類一等獎，安徽省單片機應用競賽二等獎，安徽省機器人大賽二、三等獎等。同時改革也拓寬了學生的就業面，增加了就業機會。但在改革過程中，仍有環節需要加強，如新的培養方式中對教師要求更高，師資隊伍建設刻不容緩，教學管理激勵機制也應相應改革等。
參考文獻：