時(shí)間：2022-07-23 15:29:59
導(dǎo)語(yǔ)：在組成原理課程設(shè)計(jì)總結(jié)的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)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(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：實(shí)踐教學(xué)；自主探索；創(chuàng)新能力
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1672-5913（2007）05-0016-03
1引言
目前，在全國(guó)高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)中，普遍存在一種現(xiàn)象：重軟輕硬，甚至只軟不硬，即只重視計(jì)算機(jī)軟件方面知識(shí)的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)，忽視對(duì)計(jì)算機(jī)硬件方面知識(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，特別是在硬件工程實(shí)踐方面，學(xué)生得到的實(shí)踐鍛煉更少。在當(dāng)前國(guó)內(nèi)高校計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生方面，盡管硬件課程的設(shè)置已與歐美等計(jì)算機(jī)發(fā)達(dá)國(guó)家的課程設(shè)置基本接軌，但教學(xué)知識(shí)體系和內(nèi)容卻不容樂(lè)觀，不能適應(yīng)時(shí)代的需求，與現(xiàn)實(shí)嚴(yán)重脫離，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效果不好[1]。與國(guó)外相比，我國(guó)幾乎所有高校的實(shí)踐教學(xué)都有一定的差距。目前很多課程都開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課，但一般的實(shí)驗(yàn)都屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，只能教會(huì)學(xué)生一些固定的內(nèi)容，照葫蘆畫(huà)瓢并不能啟發(fā)學(xué)生的思維能力和鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。正因?yàn)檫@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(jìn)行了課程設(shè)計(jì)教學(xué)的探索，并首先在“計(jì)算機(jī)組成原理”這門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課中開(kāi)設(shè)。課程設(shè)計(jì)的題目具有一定的靈活性，可以把知識(shí)比較全面地蘊(yùn)藏在實(shí)際題目中，對(duì)于學(xué)生掌握書(shū)本知識(shí)是有益的。總的來(lái)說(shuō)，課程設(shè)計(jì)的開(kāi)設(shè)取得了不錯(cuò)的效果。
但是，僅靠課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐是不夠的，通過(guò)課程設(shè)計(jì)，學(xué)生根據(jù)題目要求，自行設(shè)計(jì)各種部件，可以培養(yǎng)學(xué)生部件綜合設(shè)計(jì)能力。但課程設(shè)計(jì)在整個(gè)實(shí)踐教學(xué)中所占的比重不大，要想進(jìn)一步提高實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，滿足社會(huì)的需求，還需要向前繼續(xù)探索和嘗試，教學(xué)中的實(shí)踐不應(yīng)該是驗(yàn)證性的實(shí)踐，也不僅僅是設(shè)計(jì)性的實(shí)踐，而應(yīng)該是綜合性、創(chuàng)新性的實(shí)踐。
2 創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)
創(chuàng)新性實(shí)踐就是指實(shí)踐的成果在功能上是已知的，而在性能、實(shí)現(xiàn)方法和結(jié)果形式上是未知的，不同的學(xué)生按照自己的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到不同的結(jié)果，既避免了抄襲，又可以開(kāi)發(fā)各自的潛能。例如，在國(guó)外的“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”課程上，實(shí)踐的內(nèi)容是CPU的設(shè)計(jì)，不同的指令集對(duì)應(yīng)著不同的設(shè)計(jì)結(jié)果，也可以采用不同的設(shè)計(jì)思想。復(fù)旦大學(xué)的實(shí)踐教學(xué)已經(jīng)作了很大的改革，復(fù)旦大學(xué)的計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)成為獨(dú)立的一門(mén)課，包含計(jì)算機(jī)部件實(shí)驗(yàn)和CPU設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)課程由60學(xué)時(shí)組成，包括授課12-15學(xué)時(shí)，其他的學(xué)時(shí)用于實(shí)踐，授課與實(shí)踐穿行。復(fù)旦大學(xué)為國(guó)內(nèi)的計(jì)算機(jī)教育開(kāi)了一個(gè)好頭，他們的教學(xué)改革體現(xiàn)了理論與實(shí)踐并重的思想，有利于教育的發(fā)展，有利于人才的培養(yǎng)。清華大學(xué)“計(jì)算機(jī)組成原理”課程共安排48學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，每三名同學(xué)為一組，合作完成一個(gè)硬、軟件組成相對(duì)完整的全新計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和調(diào)試任務(wù)。這樣的實(shí)踐活動(dòng)可以加深學(xué)生對(duì)軟硬件系統(tǒng)在功能劃分和具體實(shí)現(xiàn)方面之間關(guān)聯(lián)的認(rèn)識(shí)，還初步調(diào)整了部分學(xué)生“喜軟怕硬”的心態(tài)。
復(fù)旦大學(xué)和清華大學(xué)計(jì)算機(jī)教育改革給了我們一個(gè)啟示，那就是在實(shí)踐教學(xué)方面加強(qiáng)力度是可行的。所以我院在實(shí)踐教學(xué)方面亦作了一些改革，于2005年秋季學(xué)期新開(kāi)設(shè)了一門(mén)實(shí)踐教學(xué)課程“計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)踐”，作為我校國(guó)家級(jí)精品課程“計(jì)算機(jī)組成原理”的后續(xù)課程和重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，取代了原有的課程設(shè)計(jì)，旨在增加專業(yè)課中的實(shí)踐教學(xué)力度，提高創(chuàng)新性實(shí)踐的比重。
“計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)踐”課程作為“計(jì)算機(jī)組成原理”的后續(xù)課程和重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，是探索綜合性、創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)模式的具體實(shí)現(xiàn)形式。該課程是一門(mén)以應(yīng)用實(shí)踐為視角，進(jìn)一步提高學(xué)生硬件方面的實(shí)際動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力的課程。課程采用理論和實(shí)踐相結(jié)合的方法進(jìn)行教學(xué)，以實(shí)踐為主（18學(xué)時(shí)教學(xué)/60學(xué)時(shí)實(shí)踐），旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合和系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)能力，培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)硬件設(shè)計(jì)工具的功能和用法，掌握計(jì)算機(jī)部件和CPU的設(shè)計(jì)方法和調(diào)試方法，極利于提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。
3 探索實(shí)踐教學(xué)課程的教學(xué)模式
“計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)踐”課程以實(shí)踐教學(xué)為主，總學(xué)時(shí)78學(xué)時(shí)，其中課堂教學(xué)18學(xué)時(shí)，實(shí)踐教學(xué)60學(xué)時(shí)，改變傳統(tǒng)以課堂教學(xué)為主的教學(xué)模式，改變以教師為主體的“灌輸式”的教學(xué)方法[2]，采取“引、點(diǎn)、撥”的方式讓學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)踐，學(xué)生始終處于主動(dòng)探索、思考的主體地位，教師由傳統(tǒng)以教師為中心的講解者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者和組織者，教師在實(shí)踐教學(xué)中貫穿應(yīng)掌握的理論知識(shí)并引導(dǎo)學(xué)生將其應(yīng)用到實(shí)踐中。
在實(shí)踐教學(xué)階段，通過(guò)質(zhì)疑引思、舉例與聯(lián)想、歸納與總結(jié)、啟發(fā)式教學(xué)、互動(dòng)式教學(xué)等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)拓創(chuàng)新。在實(shí)踐階段，不再拘泥于課本上解決問(wèn)題的方式方法，更多地體現(xiàn)綜合性、設(shè)計(jì)性和研究探索性，以及表現(xiàn)形式的多樣性。培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，提高學(xué)生自主探索能力和創(chuàng)新能力。
考核是監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)的手段，不是目的，根據(jù)硬件課程的特點(diǎn)，以實(shí)驗(yàn)占一定比例，再以書(shū)面考試對(duì)基本知識(shí)、基本理論進(jìn)行考核是最為理想的方式。“計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)踐”是屬于實(shí)踐性為主的教學(xué)，是以平時(shí)的實(shí)踐為主來(lái)進(jìn)行考核的。重點(diǎn)解決教學(xué)過(guò)程中教師與學(xué)生的角色和地位問(wèn)題和教學(xué)方法問(wèn)題，以學(xué)生為主體，培養(yǎng)學(xué)生自主探索的能力。
4 設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容
“計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)踐”課程作為“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的后續(xù)課程和實(shí)踐環(huán)節(jié)，將計(jì)算機(jī)組成原理課程的教學(xué)內(nèi)容深化到應(yīng)用實(shí)踐，教學(xué)過(guò)程中不僅僅傳授有關(guān)硬件設(shè)計(jì)的課本知識(shí)，還將重視理論知識(shí)與實(shí)踐過(guò)程的結(jié)合，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不僅要將組成原理知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，還需將知識(shí)綜合靈活運(yùn)用，重視學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)。
在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，要以創(chuàng)新為主線，開(kāi)設(shè)一些與傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)有本質(zhì)區(qū)別的綜合性、設(shè)計(jì)性和研究探索性實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)進(jìn)行綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，根據(jù)計(jì)算機(jī)組成原理課程的理論知識(shí)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)踐內(nèi)容，如利用所學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)組成原理知識(shí)和硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行芯片級(jí)微處理器的設(shè)計(jì)、調(diào)試、模擬仿真和實(shí)際的可編程邏輯硬件實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和調(diào)試，只要總體目標(biāo)達(dá)到，可不作特別具體的要求，讓學(xué)生多角度、多方位地思考。可為不同程度的學(xué)生提供不同難度的設(shè)計(jì)題目，學(xué)生也可根據(jù)自己的能力和興趣自主地設(shè)計(jì)題目，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的能力，使他們探索性地解決所提出的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，以全面提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。
5完善實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，提供創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)環(huán)境
配合“計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)踐”課程教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，完善實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，創(chuàng)造自主創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。提供一個(gè)靈活的芯片級(jí)可編程邏輯硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，結(jié)合實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際的硬件實(shí)現(xiàn)，做到理論與實(shí)踐的真正結(jié)合，為綜合性和創(chuàng)新性設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)提供靈活的開(kāi)發(fā)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。為更好突出對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，實(shí)踐教學(xué)中教師與學(xué)生按1:15的比例進(jìn)行實(shí)踐指導(dǎo)，體現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)思想。
建立新的開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)模式，提供創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。在具體實(shí)施中，可以把固定的實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排改變成靈活的實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排，把封閉的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改變成支持自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，把成批實(shí)驗(yàn)方式改變?yōu)闈M足學(xué)生個(gè)性化要求的實(shí)驗(yàn)方式[3]。根據(jù)學(xué)生動(dòng)手能力的高低進(jìn)行因材施教，進(jìn)入開(kāi)放實(shí)踐教學(xué)的學(xué)生可以結(jié)成科研小組，采用自主選題、指導(dǎo)教師指定課題或項(xiàng)目提供課題等方式，經(jīng)課程組指導(dǎo)教師評(píng)定后才能開(kāi)始。科研小組必須在一定時(shí)期內(nèi)完成一定的科研任務(wù)，并提交課題總結(jié)報(bào)告或論文。由于開(kāi)放實(shí)踐教學(xué)必須以課題小組形式申報(bào)課題，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的同時(shí)，還培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)能力。為學(xué)生提供了自由發(fā)展的空間，可以大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、創(chuàng)造激情，為其成才創(chuàng)造有利條件。實(shí)現(xiàn)“創(chuàng)新教育，實(shí)踐教學(xué)，個(gè)性指導(dǎo)，能力培養(yǎng)”的宗旨，加強(qiáng)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。
6 結(jié)論
“計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)踐”是一門(mén)剛剛開(kāi)設(shè)的探索性實(shí)踐課程。我們2005年秋開(kāi)設(shè)的“計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)踐”課程，得到了學(xué)生的認(rèn)可，在學(xué)生中的第一次開(kāi)設(shè)取得了不錯(cuò)的效果。這對(duì)鞏固和深化課堂教學(xué)、提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手和科研創(chuàng)新能力、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是十分有效的。
開(kāi)展實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)研究，開(kāi)發(fā)真正以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)研究，通過(guò)多種途徑培養(yǎng)學(xué)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(dǎo)學(xué)生通過(guò)解決問(wèn)題學(xué)習(xí)知識(shí)、發(fā)現(xiàn)知識(shí)，構(gòu)建有利于創(chuàng)新教育的新型教學(xué)模式，由以教師為中心的邏輯講解傳授式的教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的探究發(fā)現(xiàn)式的教學(xué)模式。開(kāi)展設(shè)計(jì)性與創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的研究，完善實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，構(gòu)建創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)環(huán)境和平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合的能力，鍛煉學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)：
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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(guān)鍵詞：房屋建筑學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)內(nèi)容
Key words： housing architecture；teaching methods；teaching content
0 引言
《房屋建筑學(xué)》是土木工程專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它是研究建筑設(shè)計(jì)原理與建筑構(gòu)造的一門(mén)學(xué)科。房屋建筑學(xué)的研究對(duì)象是：建筑構(gòu)造和建筑設(shè)計(jì)原理。建筑構(gòu)造部分，研究房屋的構(gòu)造組成，各組成部分的構(gòu)造原理和構(gòu)造方法。構(gòu)造原理研究各組成部分的構(gòu)造組成及其要求，以及滿足這些要求的理論；構(gòu)造方法則研究在構(gòu)造原理指導(dǎo)下，用建筑材料和制品構(gòu)成構(gòu)件和配件，以及構(gòu)配件之間連接的方法。建筑設(shè)計(jì)原理部分，研究房屋的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)程序和設(shè)計(jì)方法，包括平面設(shè)計(jì)、剖面設(shè)計(jì)、立面設(shè)計(jì)、室內(nèi)外裝修及總平面布置等方面的問(wèn)題。本課程涉及建筑材料、建筑美學(xué)、建筑技術(shù)和建筑經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域，可見(jiàn)《房屋建筑學(xué)》綜合性、實(shí)踐性極強(qiáng)，要用48學(xué)時(shí)完成好教學(xué)任務(wù)，首先對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心篩選梳理，其次根據(jù)不同的內(nèi)容深入思考和研究不同的教學(xué)方法。
1 教學(xué)內(nèi)容
教材的編寫(xiě)為了使內(nèi)容的系統(tǒng)性，寫(xiě)的面面俱到，但給學(xué)生講授時(shí)一定要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行取舍。例如樓梯、樓板，教材介紹了預(yù)制樓梯、樓板，現(xiàn)在很少使用，那么在講課時(shí)就應(yīng)去掉或提及一點(diǎn)即可。另外教材不可能與新規(guī)范同步，即滯后于規(guī)范規(guī)程，例如屋頂一章編寫(xiě)教材時(shí)《屋面工程技術(shù)規(guī)范》是GB50345-2004，而講課時(shí)執(zhí)行的規(guī)范是GB50345-2012，那么授課內(nèi)容必須依據(jù)新規(guī)范內(nèi)容的變化進(jìn)行修改和調(diào)整，《屋面工程技術(shù)規(guī)范》新版將屋面防水劃分為兩級(jí)（原規(guī)范為四級(jí)），淘汰了細(xì)石混凝土防水層，那么講課時(shí)防水等級(jí)、合理年限就要修正，剛性防水屋面一節(jié)就去掉。總之教學(xué)內(nèi)容一定要隨時(shí)更新。
2 理論知識(shí)教學(xué)方法
2.1 建筑設(shè)計(jì)原理部分 建筑設(shè)計(jì)原理部分的特點(diǎn)是敘述性強(qiáng)，內(nèi)容涉及到許多建筑設(shè)計(jì)規(guī)范，學(xué)生常常會(huì)感到枯燥乏味。如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是課堂教學(xué)的關(guān)鍵，要激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情必須按照不同內(nèi)容采取不同的教學(xué)方法。
2.1.1 采用案例式教學(xué)法 案例式教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析思考問(wèn)題、邏輯思維能力、發(fā)散思維能力。例如在平面設(shè)計(jì)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(xué)樓（幼兒園、中學(xué)），先讓學(xué)生閱讀圖紙，提出一些問(wèn)題：為什么房間的面積大小、形狀不一樣？門(mén)的寬度不是固定的？門(mén)的數(shù)量不同、門(mén)的位置不同等等問(wèn)題，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，讓其自己總結(jié)為什么？最后教師引出確定房間面積、形狀以及門(mén)窗大小位置的影響因素，以及相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范。
實(shí)施案例教學(xué)，要做好兩點(diǎn)：①做好圖紙的選取，工程一定要具有代表性，簡(jiǎn)單易懂；②教師事先結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的問(wèn)題。
教師分析總結(jié)后，再讓學(xué)生去學(xué)習(xí)一住宅樓（結(jié)合生活緊密）的平面圖，結(jié)合所學(xué)知識(shí)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(jù)自己的想法來(lái)修改；這樣就把所學(xué)的識(shí)圖、畫(huà)圖及設(shè)計(jì)知識(shí)連貫起來(lái)，為下一步課程設(shè)計(jì)奠定一定的基礎(chǔ)。通過(guò)這樣的教學(xué)，鞏固了學(xué)生對(duì)建筑設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，提高了學(xué)生識(shí)圖的能力，也提高了學(xué)生觀察、分析問(wèn)題的能力。
對(duì)于剖面設(shè)計(jì)、立面設(shè)計(jì)都可以用此方法，同時(shí)立面、剖面的方案要針對(duì)做過(guò)的平面圖來(lái)設(shè)計(jì)，具有系統(tǒng)性，學(xué)生可以形成整體的思路。
2.2 建筑構(gòu)造部分 建筑構(gòu)造內(nèi)容分為兩種類型，一是外部構(gòu)造的內(nèi)容，如樓梯、屋面、散水、勒腳、臺(tái)階、窗臺(tái)、樓地面、變形縫等等；二是內(nèi)部構(gòu)造內(nèi)容，如基礎(chǔ)、樓板等。根據(jù)不同的內(nèi)容采取不同的教學(xué)方法，打破教材的章節(jié)順序，進(jìn)行整體規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容。
2.2.1 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法是根據(jù)一定教學(xué)任務(wù)，組織學(xué)生到工廠、農(nóng)村和其他場(chǎng)所通過(guò)觀察、調(diào)查或?qū)嶋H操作進(jìn)行教學(xué)的組織形式。其優(yōu)點(diǎn)是提供學(xué)生豐富的直接經(jīng)驗(yàn)，有助于理解和掌握理論性的知識(shí)，缺點(diǎn)是在室外干擾因素多，學(xué)生注意力容易分散，教學(xué)秩序不易控制。針對(duì)其特點(diǎn)要做相應(yīng)對(duì)策。
房屋建筑學(xué)中外部構(gòu)造的內(nèi)容采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，更深刻地理解理論知識(shí)。例如講授墻體細(xì)部構(gòu)造散水（明溝）、勒腳、窗臺(tái)知識(shí)時(shí)，將課堂移至校園內(nèi)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(shí)點(diǎn)一目了然。再如樓梯的構(gòu)造，特別是一層平臺(tái)下做出入口時(shí)凈高要滿足2m要求的處理方法，學(xué)生不易理解，更不提自己設(shè)計(jì)，到現(xiàn)場(chǎng)看著實(shí)物講，很快就明白了局部降低地面標(biāo)高，首層設(shè)長(zhǎng)短跑梯段等等。 如何避免現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法的缺點(diǎn)？首先上課前做好充分的準(zhǔn)備工作：①設(shè)定好要講的知識(shí)點(diǎn)；②根據(jù)知識(shí)點(diǎn)選擇好建筑物，同時(shí)建筑筑物的周?chē)h(huán)境最好要安靜；③同時(shí)與任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)結(jié)合，將教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的任務(wù)、問(wèn)題，讓學(xué)生帶著任務(wù)走進(jìn)參觀現(xiàn)場(chǎng)。其次現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)回到教室后要做總結(jié)，將教學(xué)內(nèi)容再系統(tǒng)梳理，這個(gè)過(guò)程要采用向?qū)W生提問(wèn)的形式，同時(shí)針對(duì)回答情況打分，將其記入平時(shí)成績(jī)，促使下次現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)時(shí)，學(xué)生能認(rèn)真去思考問(wèn)題。
2.2.2 提問(wèn)式與多媒體相結(jié)合教學(xué)法 提問(wèn)式教學(xué)法有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；多媒體教學(xué)法是一種現(xiàn)代的教學(xué)手段，它是利用文字、實(shí)物、圖像、聲音等多種媒體向?qū)W生傳遞信息，能將一些施工中的真實(shí)情形展示給學(xué)生。
房屋建筑學(xué)中內(nèi)部構(gòu)造的內(nèi)容采用提問(wèn)式與多媒體相結(jié)合教學(xué)法，例如，在講授建筑構(gòu)造時(shí)，從具有代表性、針對(duì)性的施工圖中截取構(gòu)造圖樣，特別是從正在施工或已竣工的實(shí)際工程項(xiàng)目中選取構(gòu)造圖樣，加強(qiáng)構(gòu)造內(nèi)容的直觀性，講構(gòu)造柱與墻體連接的構(gòu)造時(shí)，演示砌墻時(shí)預(yù)留馬牙槎、拉接筋、構(gòu)造柱澆筑完的一系列圖片，其中的一些數(shù)據(jù)很容易就記下來(lái)了，學(xué)生不必要死記硬背。在介紹屋頂時(shí)，首先提問(wèn)：誰(shuí)愿意住頂層？為什么？學(xué)生回答是都不愿意，怕熱、怕漏，這時(shí)肯定學(xué)生的回答，并將屋頂漏雨的圖片用PPT展示出來(lái)；進(jìn)而提問(wèn)如何防止頂層熱及漏雨的現(xiàn)象呢？即設(shè)計(jì)好屋面。在介紹門(mén)窗這章時(shí)，先提問(wèn)：同學(xué)們的家、宿舍用的門(mén)（窗）是什么開(kāi)啟方式？什么材料做的？通過(guò)設(shè)問(wèn)，可以在較短的時(shí)間內(nèi)把學(xué)生的注意力集中起來(lái)，同時(shí)讓他們覺(jué)得這門(mén)課程與生活實(shí)際密切相關(guān)，學(xué)好這門(mén)課能解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講的欲望。
3 課后學(xué)習(xí)方法
講授完《房屋建筑學(xué)》課程，與學(xué)生交流時(shí)，學(xué)生總說(shuō)，聽(tīng)懂了但記不住，房屋建筑學(xué)課程的內(nèi)容缺乏連續(xù)性，比較零散，對(duì)所學(xué)的知識(shí)容易產(chǎn)生混淆、記不住。針對(duì)此問(wèn)題，就給學(xué)生講各章節(jié)的相關(guān)性，實(shí)際上各章之間內(nèi)在是有聯(lián)系的，如在民用建筑中主要講述建筑構(gòu)造和建筑設(shè)計(jì)原理兩部分內(nèi)容。建筑構(gòu)造部分又分基礎(chǔ)、墻、樓地面、樓梯、屋頂、窗與門(mén)等章節(jié)來(lái)講房屋的構(gòu)造組成、構(gòu)造原理及構(gòu)造方法。每章之間看似獨(dú)立但卻是相互關(guān)聯(lián)的，如：基礎(chǔ)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(mén)、窗，頂部是屋頂，陽(yáng)臺(tái)是樓板的延伸，散水、勒腳是為保護(hù)墻體設(shè)計(jì)的等等。這樣，在教學(xué)中注意前后相關(guān)內(nèi)容的聯(lián)系、概念的重復(fù)，并使同一個(gè)問(wèn)題從不同角度去認(rèn)識(shí)，使學(xué)生鞏固記憶、靈活應(yīng)用知識(shí)來(lái)理解問(wèn)題，克服盲目學(xué)習(xí)、死記硬背現(xiàn)象。
4 實(shí)踐教學(xué)
大學(xué)的教育特征是以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)業(yè)能力為重點(diǎn)，特別是應(yīng)用性大學(xué)。房屋建筑學(xué)課程實(shí)訓(xùn)（設(shè)計(jì)）是讓學(xué)生在掌握建筑設(shè)計(jì)、建筑構(gòu)造原理和方法的前提下，運(yùn)用制圖知識(shí)和技能表達(dá)出自己的設(shè)計(jì)意圖，這是一個(gè)讓學(xué)生的知識(shí)得到升華的過(guò)程。通過(guò)教學(xué)，達(dá)到使學(xué)生既鞏固了建筑制圖、建筑材料知識(shí)，又掌握了房屋建筑學(xué)內(nèi)容的目的。
房屋建筑學(xué)課程設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)行的第一次課程設(shè)計(jì)，因而課程設(shè)計(jì)任務(wù)要簡(jiǎn)單一些――住宅、教學(xué)樓等，旨在其掌握設(shè)計(jì)的方法。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)應(yīng)該在講設(shè)計(jì)原理前就下達(dá)（因課程設(shè)計(jì)時(shí)間緊），在每講到一部分內(nèi)容時(shí)，提醒學(xué)生設(shè)計(jì)應(yīng)注意什么問(wèn)題、應(yīng)去查閱什么資料，要讓學(xué)生通過(guò)查閱大量資料來(lái)開(kāi)擴(kuò)思路、學(xué)到更多的知識(shí)，從而培養(yǎng)其自學(xué)能力（學(xué)會(huì)查閱圖集并會(huì)應(yīng)用），為今后的工作奠定基礎(chǔ)。在課程指導(dǎo)過(guò)程中，注意在肯定其方案優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上指出不足，切忌否定其方案，令其失去信心，讓學(xué)生具有積極活躍的態(tài)度而不是消極被動(dòng)地進(jìn)行，引導(dǎo)其樹(shù)立踏實(shí)作風(fēng)。課程設(shè)計(jì)評(píng)閱完成后，決不能將成績(jī)上報(bào)就了事。要與學(xué)生進(jìn)行交流，錯(cuò)在哪兒，如何改。同時(shí)要將優(yōu)秀的設(shè)計(jì)展出來(lái)，讓學(xué)生從中學(xué)習(xí)優(yōu)點(diǎn)，指出自己的不足，明白自己的設(shè)計(jì)存在哪些不足，真正起到其應(yīng)有的作用。
經(jīng)過(guò)這樣的實(shí)踐教學(xué)方法，學(xué)生的錯(cuò)誤率逐漸降低了5%左右。
《房屋建筑學(xué)》課程是一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它是建筑結(jié)構(gòu)、建筑施工、工程估價(jià)等專業(yè)課的基礎(chǔ)。授課過(guò)程中應(yīng)豐富、更新教學(xué)內(nèi)容，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用多種教學(xué)方法，獲得良好的教學(xué)效果，從而提高教學(xué)質(zhì)量。注重房屋建筑學(xué)基本理論講授的同時(shí)，結(jié)合房屋建筑學(xué)課程設(shè)計(jì)強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，才能打好土木工程專業(yè)的“建筑基礎(chǔ)”。
參考文獻(xiàn)：
[2]墻新.《房屋建筑學(xué)》教學(xué)方法淺談[J].職業(yè)技術(shù)，2006（6）.
關(guān)鍵詞：CDIO工程教育模式；數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)；教學(xué)改革
中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果。從2000年起，麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)經(jīng)過(guò)四年的探索研究，創(chuàng)立了CDIO工程教育理念。CDIO代表構(gòu)思（conceive）、設(shè)計(jì)（design）、實(shí)施（im-plement）、運(yùn)行（operate），它是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”（Project based education and learning）的集中概括和抽象表達(dá)。它體現(xiàn)了現(xiàn)代工程師所應(yīng)具備的服務(wù)于現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)到運(yùn)行的全過(guò)程所必須擁有的基本能力。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、 個(gè)人能力、 人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面[1-2]。然而我國(guó)工科的教育實(shí)踐中還存在不少問(wèn)題，如重理論輕實(shí)踐、忽視團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)表明CDIO的理念和方法是先進(jìn)可行的，適合于工科教育的教學(xué)改革。
1 數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)傳統(tǒng)教學(xué)模式培養(yǎng)現(xiàn)狀
數(shù)據(jù)庫(kù)課程是計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)課程體系中的核心和基礎(chǔ)；而數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)庫(kù)課程的實(shí)踐科目，其特點(diǎn)是綜合性強(qiáng)，對(duì)動(dòng)手操作能力要求比較高。但是，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)模式，往往偏重理論，這會(huì)讓學(xué)生處于課堂教育與實(shí)踐操作嚴(yán)重脫節(jié)的尷尬境地。因此，針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)需求，數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革勢(shì)在必行。
2 數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革研究
為了達(dá)到讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的目的，基于CDIO的模式理念，本文構(gòu)建了數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容體系。該體系自始至終與數(shù)據(jù)庫(kù)理論內(nèi)容以及CDIO模式相結(jié)合，通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生參與其中，按照數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段由學(xué)生自發(fā)獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以及解決問(wèn)題，最終完成課程設(shè)計(jì)的各個(gè)內(nèi)容。
2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)原理教學(xué)內(nèi)容以及傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)安排
數(shù)據(jù)庫(kù)原理針對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)本科教學(xué)內(nèi)容主要涉及關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL，數(shù)據(jù)庫(kù)安全性完整性、關(guān)系數(shù)據(jù)理論、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、查詢優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)和并發(fā)技術(shù)[3]。
以廣東某高校計(jì)算機(jī)學(xué)院為例，數(shù)據(jù)庫(kù)原理理論教學(xué)56課時(shí)，授課時(shí)間為學(xué)期第1周至第16周。數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)16課時(shí)，課程設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作主要集中在第13周到16周，設(shè)計(jì)完成以及檢查時(shí)間為第17周。（教學(xué)內(nèi)容與進(jìn)度如圖1所示）
這種傳統(tǒng)教學(xué)的弊端主要體現(xiàn)在：
1）理論教學(xué)與實(shí)踐操作相互脫節(jié)。學(xué)生不能發(fā)揮主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性；
2）課程設(shè)計(jì)實(shí)踐操作部分學(xué)時(shí)少，準(zhǔn)備不夠充分；
3）課時(shí)分布不均勻，前松后緊，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐部分大多放在學(xué)期末，容易造成學(xué)生在期末考試的壓力中忽略動(dòng)手能力的提高和培養(yǎng)，眉毛胡子一把抓；
4）單憑一個(gè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告和程序很難衡量學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握程度；
鑒于以上的內(nèi)容，本文提出了基于CDIO模式的新的數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)體系。
2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式改革
數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式改革主要體現(xiàn)在：課程設(shè)計(jì)在理論教學(xué)中貫穿始終。基于CDIO的數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革內(nèi)容如圖2所示。
2.2.1 課前準(zhǔn)備
CDIO模式不僅重視個(gè)人能力的培養(yǎng)，同時(shí)也關(guān)注團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力培養(yǎng)。因此，團(tuán)隊(duì)協(xié)作也作為數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革的一個(gè)重要內(nèi)容。為了學(xué)生溝通方便，每個(gè)行政班中以寢室為單位（4個(gè)學(xué)生）組成若干個(gè)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，選取組長(zhǎng)，并且向老師上報(bào)各個(gè)組員的分工情況，之后各個(gè)開(kāi)發(fā)小組可以根據(jù)老師給出的備選題目進(jìn)行選題。
2.2.2構(gòu)思（Conceive）
CDIO的精髓在于讓學(xué)生“做中學(xué)”。但是對(duì)于沒(méi)有任何數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，課程開(kāi)始就投入到實(shí)踐中是不現(xiàn)實(shí)的，所以范例教學(xué)十分重要。在理論教學(xué)開(kāi)始時(shí)教師利用大概2周的時(shí)間，講解數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域以及前沿的知識(shí)體系、開(kāi)發(fā)工具，讓學(xué)生對(duì)該領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)生濃厚的興趣。然后，教師可以從典型案例著手――以學(xué)生管理系統(tǒng)為例，講解如何進(jìn)行業(yè)務(wù)流程分析、功能分析和數(shù)據(jù)需求分析，如何繪制用例圖，在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中如何完成數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典分析，讓學(xué)生在范例講解中一步步的學(xué)會(huì)如何繪制ER圖，如何設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)字典中的各項(xiàng)內(nèi)容。該階段是構(gòu)建系統(tǒng)藍(lán)圖的階段，所以，教師要引導(dǎo)學(xué)生立足于不同項(xiàng)目的實(shí)際需求，通過(guò)調(diào)查問(wèn)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(shè)計(jì)的限制和軟件同其他系統(tǒng)元素的接口細(xì)節(jié)，定義軟件各項(xiàng)有效的需求，與此同時(shí)，在確定需求過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)成員之間的磨合與溝通也是必不可少的。通過(guò)各個(gè)成員的協(xié)調(diào)，才能最終確定該團(tuán)隊(duì)共同的軟件需求以及數(shù)據(jù)庫(kù)整體規(guī)劃策略。該階段的匯報(bào)成果即是各團(tuán)隊(duì)小組的需求分析報(bào)告。
2.2.3設(shè)計(jì)（Design）
數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)包括概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所涵蓋的理論知識(shí)點(diǎn)比較多。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)原理教學(xué)和數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)階段幾乎是相互脫節(jié)的，見(jiàn)圖1。為了能讓學(xué)生提高完成項(xiàng)目的主動(dòng)性以及自我認(rèn)知性，數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)調(diào)整幅度也相對(duì)比較大。
1）課堂學(xué)習(xí)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生以課程設(shè)計(jì)中的選題項(xiàng)目為基礎(chǔ)，編制相關(guān)的關(guān)系代數(shù)的演算
2）課堂學(xué)習(xí)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生以課程設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，利用SQL語(yǔ)句解決數(shù)據(jù)的增刪改查的一系列問(wèn)題，并且針對(duì)需求分析中不同的設(shè)計(jì)模塊，設(shè)計(jì)不同的SQL操作，其中包括單表查詢、多表查詢、模糊查詢、相關(guān)子查詢、不相關(guān)子查詢、多表更新操作、視圖操作等。
3）課堂學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性和完整性時(shí)，通過(guò)一系列反例，例如違反實(shí)體完整性的數(shù)據(jù)操作會(huì)帶來(lái)怎樣的后果；違反了參照完整性的操作會(huì)有哪些危害等等，讓學(xué)生強(qiáng)烈感知如何能設(shè)計(jì)出效率高、安全性較好的數(shù)據(jù)庫(kù)基本表。此時(shí)，可以讓學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目選題設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的各個(gè)分ER圖并且形成初步ER圖，在合并過(guò)程中找出沖突和問(wèn)題所在，為后續(xù)內(nèi)容做準(zhǔn)備。
4）課堂學(xué)習(xí)規(guī)范化理論時(shí)，利用循序漸進(jìn)的方法，舉例說(shuō)明，讓學(xué)生利用范式的思想，對(duì)項(xiàng)目中的表格進(jìn)行規(guī)范化分析，判斷屬于第幾范式，有什么樣的優(yōu)缺點(diǎn)，能否進(jìn)行優(yōu)化。此時(shí)，課程設(shè)計(jì)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)初具雛形。
5）課堂學(xué)習(xí)第七章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合實(shí)例，讓學(xué)生獨(dú)立完成概念機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的消除沖突與優(yōu)化，完成由基于項(xiàng)目的初步ER圖到基本ER圖的轉(zhuǎn)變；同時(shí)結(jié)合需求分析中的數(shù)據(jù)字典，根據(jù)聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系表的知識(shí)點(diǎn)以及規(guī)范化理論，對(duì)初步的邏輯結(jié)構(gòu)表進(jìn)行修改和完善。
該階段的匯報(bào)成果是各團(tuán)隊(duì)小組的概要設(shè)計(jì)報(bào)告。
2.2.4實(shí)現(xiàn)（Implement）
設(shè)計(jì)階段其實(shí)是將任務(wù)離散化，那么實(shí)施階段就是將項(xiàng)目綜合化。該階段中，書(shū)本上的重點(diǎn)內(nèi)容已經(jīng)基本結(jié)束，學(xué)生可以根據(jù)學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)自由發(fā)揮，將之前的需求文檔以及概要設(shè)計(jì)文檔進(jìn)行拓展和完善，并且將自己設(shè)計(jì)的關(guān)系代數(shù)以及SQL語(yǔ)句轉(zhuǎn)換成高級(jí)程序語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)庫(kù)操作的語(yǔ)句。這時(shí)候，有能力的同學(xué)也可以根據(jù)老師上課講授的查詢優(yōu)化等內(nèi)容針對(duì)具體項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)行查詢算術(shù)優(yōu)化和物理優(yōu)化，并且對(duì)比執(zhí)行效率，感受在不同的實(shí)際應(yīng)用中對(duì)不同問(wèn)題的處理方式。
該階段的匯報(bào)成果是各團(tuán)隊(duì)小組成員的詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告的綜合文檔。
2.2.5運(yùn)作（Operate）
系統(tǒng)模型建立好之后，要進(jìn)行軟件的各項(xiàng)測(cè)試。學(xué)生可以通過(guò)學(xué)習(xí)恢復(fù)和并發(fā)控制等內(nèi)容，對(duì)系統(tǒng)的完整性、安全性等性能進(jìn)行進(jìn)一步的改善，完善詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告，補(bǔ)充系統(tǒng)測(cè)試內(nèi)容以及使用系統(tǒng)安裝使用說(shuō)明。最后，通過(guò)小組的公開(kāi)答辯，向老師和全班同學(xué)展示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、完成過(guò)程以及跟同學(xué)們交流心得和體會(huì)，并由其他非小組成員的同學(xué)作為評(píng)委進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。
2.3 課程設(shè)計(jì)考核評(píng)價(jià)改革
課程設(shè)計(jì)是一門(mén)衡量學(xué)生動(dòng)手操作能力、綜合運(yùn)用能力的科目，所以這門(mén)課程更要體現(xiàn)對(duì)學(xué)生是實(shí)踐能力的檢驗(yàn)。數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)考核評(píng)價(jià)改革主要體現(xiàn)在：改變單一的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為多角度綜合性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（如圖3所示）。
2.3.1 項(xiàng)目文檔（分?jǐn)?shù)比例50%）
項(xiàng)目文檔包括需求分析報(bào)告、概要設(shè)計(jì)報(bào)告、詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告。
1）需求分析報(bào)告（分?jǐn)?shù)比例10%），內(nèi)容包括：
①可行性分析；
②擬采用的開(kāi)發(fā)工具；
③用例圖；
④數(shù)據(jù)字典，包括數(shù)據(jù)項(xiàng)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
⑤軟件模塊初步設(shè)想以及每個(gè)模塊可能進(jìn)行的操作。
2）概要設(shè)計(jì)報(bào)告（分?jǐn)?shù)比例20%）：
①數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方面：分ER圖和總體基本ER圖（標(biāo)明各實(shí)體之間聯(lián)系的類型）、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（有完整性約束說(shuō)明，標(biāo)明主碼、外碼，分析范式類型）、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（索引、存儲(chǔ)路徑等）、數(shù)據(jù)庫(kù)完整性設(shè)計(jì)（違反實(shí)體、參照完整性時(shí)的解決辦法，比如觸發(fā)器、存儲(chǔ)過(guò)程等）
②軟件設(shè)計(jì)方面：功能結(jié)構(gòu)圖以及各功能模塊主要功能（明確小組成員的分工）
3）詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告（分?jǐn)?shù)比例20%），內(nèi)容包括：
①系統(tǒng)與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)連接的執(zhí)行過(guò)程；
②系統(tǒng)各模塊的主要界面和UI接口；
③系統(tǒng)各個(gè)模塊的流程圖以及詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程；
④關(guān)鍵問(wèn)題的解決方案；
⑤總結(jié)系統(tǒng)后續(xù)有待優(yōu)化和改善的方面。
2.3.2 項(xiàng)目成果演示（分?jǐn)?shù)比例40%）
該類別主要考核的方面如下：
1）系統(tǒng)運(yùn)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(tǒng)計(jì)、報(bào)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(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的難度；
6）是否符合軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范；
2.3.3 團(tuán)隊(duì)綜合素質(zhì)（分?jǐn)?shù)比例10%）
該類別主要通過(guò)系統(tǒng)演示、課題答辯以及團(tuán)隊(duì)的出勤和會(huì)議紀(jì)要等信息考核團(tuán)隊(duì)成員的協(xié)同合作的能力，而且，尤其要注意有些同學(xué)過(guò)分依賴他人的思想。所以答辯過(guò)程中要求每個(gè)小組成員都要對(duì)自己所做的內(nèi)容進(jìn)行闡述和說(shuō)明。
3 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)一系列的基于CDIO模式課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革，使得每一個(gè)同學(xué)都有公平的主動(dòng)參與的機(jī)會(huì)，同學(xué)們從這門(mén)課程開(kāi)始就主動(dòng)思考項(xiàng)目中各種實(shí)際問(wèn)題，由“學(xué)中做”轉(zhuǎn)變?yōu)椤白鲋袑W(xué)”，極大發(fā)揮了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造力，從而使得數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)取得了非常好的教學(xué)效果。很多同學(xué)都對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生了濃厚的興趣，而且也有一部分同學(xué)畢業(yè)之后選擇了數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的行業(yè)。
參考文獻(xiàn)：
[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(guān)鍵詞】卓越工程師 基礎(chǔ)工程教育 整體思維 復(fù)式教學(xué)模式
【基金項(xiàng)目】本文章受：2013年江蘇省高等教育教改研究立項(xiàng)課題（項(xiàng)目編號(hào)：2013JSJG139）和工業(yè)中心2012年國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心實(shí)踐（工程訓(xùn)練）教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：ZXJG201202）項(xiàng)目的支持，在此表示感謝。
【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）03-0251-02
本文所要解決的主要問(wèn)題在于，如何緊扣“強(qiáng)化培養(yǎng)卓越學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力”的大目標(biāo)[1][2][3]，針對(duì)目前我國(guó)高等學(xué)校基礎(chǔ)工程教育教學(xué)模式的弊端創(chuàng)新教學(xué)模式，變傳統(tǒng)的“個(gè)體思維”的線性教學(xué)模式為“整體思維”的復(fù)式教學(xué)模式[4][5]。讓學(xué)生在整個(gè)基礎(chǔ)工程教學(xué)訓(xùn)練過(guò)程中看到每門(mén)課程、每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的工程背景、學(xué)習(xí)目標(biāo)，變“盲目”為“明目”，變被動(dòng)為主動(dòng)，變“等著喂”為主動(dòng)“覓食”，從根本上解決學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)動(dòng)力及學(xué)習(xí)效率問(wèn)題，從而主動(dòng)參與到自身工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的活動(dòng)中來(lái)。
1.基礎(chǔ)工程教育課程性質(zhì)的共性研究
教學(xué)模式，是指以課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)等為教學(xué)環(huán)節(jié)，以教學(xué)方法與教學(xué)手段來(lái)保證教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的貫徹執(zhí)行的總和。
目前我國(guó)的基礎(chǔ)工程教育設(shè)置有工程圖學(xué)、工程力學(xué)、工程材料、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造基礎(chǔ)等課程。為了找到一個(gè)能覆蓋整個(gè)基礎(chǔ)工程教育的普適性教學(xué)模式，本文首先對(duì)這些課程的性質(zhì)共性和相關(guān)度進(jìn)行了深入細(xì)致的研究分析，總結(jié)歸納如下：
（1）它們都具有系統(tǒng)的理論性，具有如數(shù)學(xué)、幾何學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)理論的支撐。
（2）它們都具有相同的從設(shè)計(jì)到制造的系統(tǒng)的工程背景，且每門(mén)課程及其中每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都可以找到具體的工程對(duì)象；反過(guò)來(lái)，對(duì)于相同的一個(gè)工程對(duì)象，又可引出每一門(mén)課程的相關(guān)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)，如該產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)方法、構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度及壓桿穩(wěn)定性計(jì)算方法，設(shè)計(jì)表達(dá)及工程制圖方法，生產(chǎn)加工與材料選擇等。由此也就體現(xiàn)了這些課程的另一個(gè)共性，即實(shí)踐性。
（3）這些課程各有本課程知識(shí)點(diǎn)的目的，卻又互相關(guān)聯(lián)、互為基礎(chǔ)。例如：工程圖學(xué)提供工程產(chǎn)品的建模、成型原理，解決設(shè)計(jì)思想及制造方法的分析表達(dá)及理解問(wèn)題，要學(xué)習(xí)并掌握其知識(shí)點(diǎn)，就必須同時(shí)了解工程設(shè)計(jì)方法、生產(chǎn)加工與材料選擇、結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析與計(jì)算等方面的知識(shí)，了解從生產(chǎn)到制造的全過(guò)程；機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)課程內(nèi)容解決有關(guān)機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件和零部件的設(shè)計(jì)方法和一般步驟，就必須同時(shí)具備工程力學(xué)與工程材料的基礎(chǔ)知識(shí)，并會(huì)用現(xiàn)代的工程圖方法對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行記錄、聯(lián)想、分析、表達(dá)及交流，等等。
2.基礎(chǔ)工程教育類課程教學(xué)模式的建立
本文研究建立的教學(xué)模式是一種適用于基礎(chǔ)工程教育的普適性教學(xué)模式，不受課程設(shè)置的限制。它基于工程對(duì)象，是一種“整體思維”的復(fù)式教學(xué)模式。它由兩大過(guò)程組成一個(gè)螺旋式遞進(jìn)的回路。首先是一個(gè)從整體到個(gè)體的過(guò)程，一個(gè)“面-線-點(diǎn)”的過(guò)程，即由一個(gè)具體的工程對(duì)象（與實(shí)驗(yàn)、課程項(xiàng)目、課程設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)），引出整體工程概念及工程基礎(chǔ)工程教育的整體目標(biāo)，再以由此伸展從設(shè)計(jì)到制造全過(guò)程（概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、力學(xué)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(yīng)課程的知識(shí)點(diǎn)作為分支；第二是一個(gè)回歸整體，提升掌握的過(guò)程。在這一“回歸提升”的路徑上，所遇到的知識(shí)點(diǎn)及期間的聯(lián)系、工程背景和概念不再陌生，而是通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、項(xiàng)目和課程設(shè)計(jì)等手段加深、驗(yàn)證和升華。真正達(dá)到了“實(shí)踐-理論-實(shí)踐”的螺旋式上升的目的。
要執(zhí)行這樣的教學(xué)模式，對(duì)教師而言，啟發(fā)式、互動(dòng)式、項(xiàng)目式等教學(xué)方法是必然的手段，不必生硬刻意去求。由此而帶來(lái)的教學(xué)目標(biāo)及測(cè)評(píng)方法也必然不同于傳統(tǒng)形式，而是重于過(guò)程而不苛求唯一答案；對(duì)學(xué)生而言，由頂而底的方式，使他們面對(duì)的是有著具體目標(biāo)和工程背景的知識(shí)點(diǎn)，如果不去順藤摸瓜，主動(dòng)尋覓，動(dòng)手親驗(yàn)，是無(wú)法求解求知的。因此，這樣的教學(xué)模式是對(duì)學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是必要而可行的。
3.案例實(shí)驗(yàn)
在基礎(chǔ)工程教育系列課程中，工程圖學(xué)是第一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，往往安排在學(xué)生進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)階段的第一學(xué)期，與基礎(chǔ)理論課程的學(xué)習(xí)同時(shí)起步。這一階段的學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)效率正處于一個(gè)從高中到大學(xué)、基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)到專業(yè)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵的轉(zhuǎn)型期。同時(shí)，工程圖學(xué)又是工程師通用的技術(shù)語(yǔ)言，在一個(gè)工程產(chǎn)品從設(shè)計(jì)創(chuàng)造到制造使用的全過(guò)程中，起著記錄設(shè)計(jì)靈感及不斷修改完善、表達(dá)溝通設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)造結(jié)果的舉足輕重的重大作用，因此我們選擇了這門(mén)課程作為成果的切入點(diǎn)，并以江蘇大學(xué)卓越計(jì)劃教改項(xiàng)目為背景。
改革后的工程圖學(xué)的教學(xué)內(nèi)容由“制圖的基本知識(shí)與基本規(guī)定”、“投影原理與畫(huà)法幾何基礎(chǔ)”、“工程制圖基礎(chǔ)”、“機(jī)械圖樣的繪制與解讀”、“計(jì)算機(jī)繪圖”5大模塊組成。教學(xué)環(huán)節(jié)由課堂教學(xué)-零件測(cè)繪-計(jì)算機(jī)繪圖-課程設(shè)計(jì)4個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)。
機(jī)械設(shè)計(jì)有別于其他學(xué)科，它的實(shí)踐性很強(qiáng)，課程的研究對(duì)象是常用機(jī)構(gòu)和通用零部件，需要同學(xué)們對(duì)其有一定的感性認(rèn)識(shí)，但是隨著近幾年來(lái)高校錄取分?jǐn)?shù)的下降，生源素質(zhì)呈下降趨勢(shì)，絕大多數(shù)的學(xué)生具有文化基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)興趣不高、學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)的特點(diǎn)，在現(xiàn)有的招生制度下各專業(yè)文理科都收，造成學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊，加上在校生且?guī)缀醵际菑膶W(xué)校到學(xué)校，對(duì)各種機(jī)械零部件普遍缺乏感性認(rèn)知的問(wèn)題，所以在機(jī)械設(shè)計(jì)理論教學(xué)前我們先安排同學(xué)們進(jìn)行感性認(rèn)知實(shí)踐，以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，如通過(guò)組織學(xué)生參觀機(jī)械原理和零件陳列室、各類機(jī)械設(shè)備陳列柜、觀看機(jī)器工作錄像、常用機(jī)構(gòu)的動(dòng)畫(huà)FLASH，到工訓(xùn)中心現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地參觀（工訓(xùn)中心有完整的機(jī)械類專業(yè)金工實(shí)習(xí)所要求的各類機(jī)械加工設(shè)備）等認(rèn)知教學(xué)，認(rèn)識(shí)具體的零部件、常用機(jī)構(gòu)和機(jī)器，使學(xué)生們清楚知道機(jī)器的基本組成要素——機(jī)械零件，初步了解機(jī)器的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作過(guò)程及工作原理，使理論與實(shí)際對(duì)應(yīng)起來(lái)，通過(guò)認(rèn)知實(shí)踐增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)他們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)本科程的具體內(nèi)容及學(xué)習(xí)方法做到心中有數(shù)。
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)
在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)具有同等重要的地位。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生熟悉掌握一些與本課程有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的原理、使用和調(diào)試，掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和處理的過(guò)程與方法，培養(yǎng)認(rèn)真細(xì)致、一絲不茍的工作作風(fēng)，提高觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量是機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要課題。課題組以“打牢基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、增強(qiáng)素質(zhì)、提高實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)”為基本要求，以機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科知識(shí)平臺(tái)為依據(jù)，結(jié)合學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，并充分考慮學(xué)生在基礎(chǔ)、專業(yè)要求、興趣、特長(zhǎng)和能力發(fā)揮等方面的差異，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分類和整理，構(gòu)建了一套加強(qiáng)基礎(chǔ)、提倡創(chuàng)新、重在應(yīng)用，多層次、多模塊、開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。
（1）盡可能利用好現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，鞏固和加強(qiáng)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在幫助學(xué)生理解機(jī)械原理或工作特性方面具有重要的的作用，因此在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與發(fā)展中依然需保留、鞏固并加強(qiáng)這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容，例如我們保留了《帶傳動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)》、《滾動(dòng)軸承性能實(shí)驗(yàn)》、《減速器結(jié)構(gòu)裝拆實(shí)驗(yàn)》，這些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)會(huì)使學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)的理論知識(shí)有更深刻的認(rèn)識(shí)和理解，為今后研究和創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)奠定良好的基礎(chǔ)；保留了《螺栓及螺栓組連接綜合實(shí)驗(yàn)》，綜合實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握機(jī)械系統(tǒng)的工作原理、承載特性、影響因素分析方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)采集能力、分析與解決問(wèn)題的綜合能力。
（2）加強(qiáng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)性、綜合性特色實(shí)驗(yàn)建設(shè)2011年我校添置了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案及仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)，有了這種機(jī)構(gòu)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)要求，自行設(shè)計(jì)和搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，選擇適當(dāng)?shù)臉?gòu)件，進(jìn)行測(cè)試分析，有效地開(kāi)拓了學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高了學(xué)生綜合實(shí)踐能力。
（3）課程實(shí)驗(yàn)實(shí)行開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)為了增加學(xué)生動(dòng)手能力，課程實(shí)驗(yàn)實(shí)行開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，即學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上沒(méi)有弄懂的內(nèi)容、沒(méi)有完成的實(shí)驗(yàn)，可以隨時(shí)補(bǔ)做，直到弄懂為止。本課程的考核方式是做完實(shí)驗(yàn)后才能參加理論考試。
（4）課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)一體化為了更好地與課程的理論教學(xué)相配合,我們擬建設(shè)一個(gè)“機(jī)電一體化教室”。該教室為一個(gè)多功能教室。可供學(xué)生上課、實(shí)驗(yàn)、專周訓(xùn)練用。學(xué)生在該教室上課可直接觀看到各種實(shí)物、模型及仿真運(yùn)動(dòng)，同時(shí)學(xué)生還可以自己做實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己所學(xué)的知識(shí)。將單班課安排在多功能教室進(jìn)行，根據(jù)內(nèi)容需要采取多媒體講解、模型演示和實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合的方法，充分利用教學(xué)資源，提高教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的設(shè)計(jì)思想是：在內(nèi)容上必須是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的協(xié)同，是認(rèn)知實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的集成。實(shí)行開(kāi)放式的，貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)全過(guò)程的，從課內(nèi)一般實(shí)驗(yàn)到課外的自主式開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)的開(kāi)出形式上將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分兩個(gè)系列：必修與選修，其選修內(nèi)容可讓學(xué)生自由選擇，從而鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性自由發(fā)展，并可不拘一格地鼓勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出。通過(guò)一些提高型、選修型實(shí)驗(yàn)的開(kāi)出，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。很多學(xué)生經(jīng)常在業(yè)余時(shí)間來(lái)到實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)和鉆研，取得了良好的效果。
3課程設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的最后一個(gè)具有綜合性和實(shí)踐性的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，也是高等工科院校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練。它不僅是學(xué)生獲得知識(shí)的重要途徑，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、工作態(tài)度、實(shí)際工作能力、科學(xué)研究能力和創(chuàng)新能力具有十分重要的作用，對(duì)實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)起著關(guān)鍵的作用。課題組對(duì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和選題進(jìn)行了全面改革，使之由機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓹C(jī)械整體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和整機(jī)設(shè)計(jì)為主。課程設(shè)計(jì)的選題更接近實(shí)際更加豐富多樣，我們將以往集中時(shí)間進(jìn)行課程設(shè)計(jì)教學(xué)改為部分分散然后集中的教學(xué)方法，將課題在機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)中期就布置下去。這樣，可以使學(xué)生隨著機(jī)械設(shè)計(jì)課程的進(jìn)行以課外作業(yè)的形式逐步完成除裝配圖以外的傳動(dòng)計(jì)算部分、標(biāo)準(zhǔn)件選擇部分，并進(jìn)行變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的草圖繪制，平時(shí)老師利用課間、課后、QQ、視頻等方式進(jìn)行輔導(dǎo)，最后集中繪制裝配圖、進(jìn)行答辯，這樣一種漸進(jìn)式教學(xué)過(guò)程，學(xué)生的基本設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)會(huì)更扎實(shí)，在課程設(shè)計(jì)中鼓勵(lì)、引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)，旨在幫助學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)用技能，為從事相關(guān)技術(shù)工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。
4課外科技活動(dòng)
將課程建設(shè)延伸至第二課堂，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及科研聯(lián)合攻關(guān)的意識(shí)。課程組教師不僅注重課堂教學(xué)質(zhì)量，而且注重大學(xué)生第二課堂的建設(shè)和成效，將課程建設(shè)以及課堂教學(xué)與大學(xué)生課外科研課題相結(jié)合（如大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃、大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽），積極承擔(dān)所教課堂大學(xué)生課外科研課題的指導(dǎo)教師工作，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及科研聯(lián)合攻關(guān)的意識(shí)。從而實(shí)現(xiàn)多層次、多渠道培養(yǎng)學(xué)生能力和提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)組成原理;實(shí)踐教學(xué);創(chuàng)新人才
吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)展學(xué)院是民辦獨(dú)立院校,2000～2008年,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)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(xiàn)代教育思想來(lái)審視基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用、素質(zhì)與能力之間的辯證關(guān)系,我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)教育思想是以傳授知識(shí)為著眼點(diǎn),而現(xiàn)代教育思想則以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力為主要目的,培養(yǎng)綜合素質(zhì)高的創(chuàng)新型人才[1]。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),必須首先實(shí)現(xiàn)教育思想的轉(zhuǎn)變,還要把最新的計(jì)算機(jī)知識(shí)融入到課程體系中。我校課程組近年采取了一系列的實(shí)踐教學(xué)措施,在學(xué)生的知識(shí)獲取、能力提高和素質(zhì)培養(yǎng)等多方面進(jìn)行改革,以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)教育的培養(yǎng)目標(biāo)。
1創(chuàng)建課程實(shí)踐環(huán)境
“計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門(mén)核心和重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。它涉及的知識(shí)面廣、內(nèi)容多、難度大、更新快,在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著承上啟下作用,該課程可以使學(xué)生建立計(jì)算機(jī)的整機(jī)系統(tǒng)概念,培養(yǎng)學(xué)生在硬件系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、使用和維護(hù)等方面的能力。教師通過(guò)傳授教材中的知識(shí),使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)各功能模塊的工作原理,再互相聯(lián)系,開(kāi)發(fā)他們的智力。所謂“知識(shí)”,就是人們?cè)诟脑炜陀^世界和實(shí)踐中所獲得的認(rèn)識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的總和,而智力是指感知到思維的心理過(guò)程,特別是人認(rèn)識(shí)客觀事物并運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,是在掌握人類知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和從事實(shí)踐活動(dòng)中發(fā)展的,由觀察、注意、記憶、想象、思考等要素構(gòu)成[2]。我們所營(yíng)造的環(huán)境對(duì)學(xué)生的智力發(fā)展起著決定作用,改革課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法可以促進(jìn)學(xué)生智力的發(fā)展,鍛煉超常的智力品質(zhì),使學(xué)生學(xué)到更多的知識(shí)。為此,我們除了建設(shè)學(xué)校的實(shí)習(xí)基地外,還在校外建立了四個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐基地,加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,提高他們分析和解決問(wèn)題的能力。 2改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容
我校專門(mén)制定了一套符合獨(dú)立院校發(fā)展,培養(yǎng)應(yīng)用型人才的、具有綜合能力教學(xué)指導(dǎo)思想、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,并對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行規(guī)范。這種規(guī)范培養(yǎng)學(xué)生基本程序設(shè)計(jì)素質(zhì)和良好的程序設(shè)計(jì)習(xí)慣,對(duì)訓(xùn)練科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)起到促進(jìn)作用。通過(guò)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想的確立,讓師生明確在課程設(shè)計(jì)中要做些什么、了解什么、掌握什么、達(dá)到什么目的,建立完整的設(shè)計(jì)方案[3]。
3精心設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程
我們采取“理論―抽象―設(shè)計(jì)”的方式開(kāi)展上機(jī)實(shí)踐。根據(jù)不同的教學(xué)對(duì)象,精心設(shè)計(jì)了幾組不同類型的綜合性的問(wèn)題,不僅抓實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的輔導(dǎo),還抓實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作和實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)工作。
在設(shè)計(jì)方案中,讓學(xué)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(shè)計(jì)出的電路原理簡(jiǎn)單、功能性強(qiáng)、使用方便,具有更好的互換性和實(shí)用性。通過(guò)邏輯框圖設(shè)計(jì)電路,按不同的要求使用各種元器件組裝、調(diào)試電路,通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定設(shè)計(jì)的合理性。
讓學(xué)生檢驗(yàn)和驗(yàn)證自己設(shè)計(jì)的電路,使用一個(gè)小程序運(yùn)行電路,檢驗(yàn)設(shè)計(jì)思想是否合理、元件的使用是否恰當(dāng)、電路是否簡(jiǎn)單以及能否實(shí)現(xiàn)邏輯功能等,從問(wèn)題中找出解決的辦法。
4提升學(xué)生綜合分析能力
課程設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生的全面綜合訓(xùn)練,目的在于使學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)掌握全課程的主要內(nèi)容,提高綜合應(yīng)用知識(shí)和軟件開(kāi)發(fā)的能力,加強(qiáng)寫(xiě)作能力,為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文的撰寫(xiě)奠定基礎(chǔ)[4]。在教師承擔(dān)的科研課題中,應(yīng)盡量多吸收學(xué)生參加,讓他們把所學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用到設(shè)計(jì)實(shí)踐中,提高知識(shí)獲取、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,為將來(lái)的就業(yè)打下基礎(chǔ)。對(duì)于課程設(shè)計(jì),最后每個(gè)學(xué)生都要進(jìn)行面試和答辯,提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告,因此學(xué)生必須能夠清楚地介紹設(shè)計(jì)思路和主要技術(shù)手段,并回答問(wèn)題。
能力總是同成功地完成某項(xiàng)活動(dòng)或任務(wù)相聯(lián)系,是指一個(gè)人完成活動(dòng)或任務(wù)的本領(lǐng)。在教學(xué)實(shí)踐中,除了經(jīng)常性和有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、專注能力、記憶能力、創(chuàng)造能力、想象能力和思考能力以外,還應(yīng)強(qiáng)調(diào)自學(xué)能力、獨(dú)立工作能力和科學(xué)研究能力,盡量讓學(xué)生自己思考、設(shè)計(jì),啟發(fā)學(xué)生的思維,激發(fā)學(xué)生的求知欲。在設(shè)計(jì)中,雖然有的學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)不太理想,但也能自行設(shè)計(jì),并能獨(dú)立完成調(diào)試工作,這使學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的艱辛和體驗(yàn)到成功的喜悅,建立集體創(chuàng)新攻關(guān)的概念,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)事求是的作風(fēng),真正做到理論與實(shí)踐相結(jié)合,提高自學(xué)能力和獨(dú)立獲取知識(shí)的能力。
5結(jié)語(yǔ)
培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的要求。這是因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)發(fā)展十分迅速,知識(shí)更新周期大大縮短;學(xué)生在校期間不可能把一生所用的知識(shí)學(xué)到手;因此應(yīng)提高獨(dú)立工作能力,也就是運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,包括分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒃O(shè)計(jì)能力、編寫(xiě)技術(shù)資料與報(bào)告的能力、組織管理能力及硬件動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力[5]。通過(guò)教學(xué)和實(shí)踐,教師與學(xué)生、教學(xué)與科研、成果與教材、教育與發(fā)展形成一個(gè)有機(jī)鏈條,構(gòu)成互動(dòng)互利的整體,更新了知識(shí)結(jié)構(gòu),把教學(xué)與課程建設(shè)、學(xué)科發(fā)展、科學(xué)研究、社會(huì)需要、人才培養(yǎng)、就業(yè)去向緊密結(jié)合。
總之,國(guó)家強(qiáng)盛靠人才,人才素質(zhì)靠教育,教育水平看能力,能力培養(yǎng)靠實(shí)踐。學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),自己動(dòng)手做設(shè)計(jì),知識(shí)才能學(xué)活用活,真正提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,成為高質(zhì)量的人才。
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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(guān)鍵詞】測(cè)控專業(yè)綜合實(shí)踐 應(yīng)用型人才培養(yǎng) 綜合實(shí)踐模式 工程能力
【中圖分類號(hào)】G642【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1006-9682(2009)07-0029-02
一、測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的背景與現(xiàn)狀
隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,我國(guó)高等教育模式正在從精英教育向大眾教育發(fā)展、過(guò)渡,教育活動(dòng)的目的也由過(guò)去的專才教育轉(zhuǎn)變?yōu)橥ú沤逃蛘咄ú沤逃c專才教育相結(jié)合。高等教育模式的轉(zhuǎn)變要求教育形式、內(nèi)容及教學(xué)活動(dòng)的各環(huán)節(jié)都要進(jìn)行相應(yīng)的變革。在這樣的背景下,國(guó)家教委對(duì)我國(guó)高校本科專業(yè)設(shè)置進(jìn)行了調(diào)整,并于1998年頒布了新的本科專業(yè)目錄。專業(yè)調(diào)整后,本著以一級(jí)學(xué)科辦專業(yè)的精神,儀器儀表類的十幾個(gè)相關(guān)專業(yè),如檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)化儀表、精密儀器、光電信息等,被歸并為一個(gè)大專業(yè)――測(cè)控技術(shù)及儀器專業(yè)(簡(jiǎn)稱測(cè)控專業(yè))。該專業(yè)的誕生標(biāo)志著儀器儀表人才寬口徑通識(shí)教育的開(kāi)始。
我國(guó)現(xiàn)有180多所高等學(xué)校設(shè)有“測(cè)控技術(shù)與儀器”專業(yè)。由于各學(xué)校原來(lái)的相關(guān)專業(yè)情況和發(fā)展歷史不同,所以現(xiàn)有辦學(xué)條件、專業(yè)規(guī)模、教學(xué)水平也各不相同。從專業(yè)方向來(lái)看,由于各學(xué)校原來(lái)的服務(wù)對(duì)象不同,現(xiàn)在的測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)在專業(yè)方向、課程設(shè)置、實(shí)踐內(nèi)容等方面存在著較大差異。從招生情況來(lái)看,近幾年測(cè)控專業(yè)的學(xué)生構(gòu)成并不理想,究其原因,除了高校擴(kuò)招帶來(lái)的影響外,很重要的原因是行業(yè)市場(chǎng)低靡和該專業(yè)的社會(huì)認(rèn)知度不高造成的。
我校測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的前身為精密儀器專業(yè),設(shè)立于1986年。多年以來(lái),專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)模式、課程體系改革以及教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面做了大量的探索與研究、實(shí)踐工作,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),完成了多版教學(xué)計(jì)劃的修訂。經(jīng)過(guò)不懈努力,目前本專業(yè)已逐步形成了以光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)為學(xué)科基礎(chǔ),偏重于光機(jī)電一體化結(jié)合,強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合,注重學(xué)生綜合能力以及工程實(shí)踐能力的專業(yè)培養(yǎng)特色。近幾年來(lái),在專業(yè)內(nèi)涵改變、大學(xué)理念更新、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和實(shí)施首都城市創(chuàng)新戰(zhàn)略一系列背景下,我校測(cè)控專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)又針對(duì)“測(cè)控技術(shù)與儀器”專業(yè)寬口徑應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了深入研究與探索實(shí)踐,完成了多項(xiàng)教育教學(xué)改革項(xiàng)目,在測(cè)控專業(yè)寬口徑應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面取得了明顯成效。
二、測(cè)控專業(yè)綜合實(shí)踐模式與應(yīng)用型人才培養(yǎng)
為適應(yīng)寬口徑應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求,在最新版的測(cè)控專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括課程實(shí)驗(yàn)以及獨(dú)立設(shè)置的專業(yè)教育、課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié),其中測(cè)控專業(yè)綜合實(shí)踐是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)開(kāi)設(shè)的特色課程設(shè)計(jì)之一,它是在學(xué)生完成所有專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的學(xué)習(xí)之后、在畢業(yè)設(shè)計(jì)之前進(jìn)行的一個(gè)綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié),其目的是使學(xué)生整合自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí),了解專業(yè)的最新技術(shù)進(jìn)展,培養(yǎng)并鍛煉工程能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力。在當(dāng)前學(xué)生就業(yè)壓力比較大的形勢(shì)下,通常安排在第八學(xué)期進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)受到了一定影響,工科專業(yè)的學(xué)生往往有到就業(yè)單位進(jìn)行實(shí)習(xí)的實(shí)際需求。在這種情況下,如果通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)之前的測(cè)控綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生進(jìn)行符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的綜合訓(xùn)練,對(duì)提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量、提升學(xué)生就業(yè)優(yōu)勢(shì)具有重要作用。
測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)由多學(xué)科交叉形成,其主干學(xué)科是儀器科學(xué)與技術(shù)。儀器科學(xué)與技術(shù)是以機(jī)械工程、光學(xué)工程、電子科學(xué)與技術(shù)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科為基礎(chǔ)而形成的綜合學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)尤其是信息技術(shù)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)意義上的儀器儀表已發(fā)展成為以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心,具有信息獲取、存儲(chǔ)、處理、傳輸?shù)染C合功能的測(cè)控系統(tǒng)。
根據(jù)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)多學(xué)科交叉的特點(diǎn),結(jié)合市屬市管高校的人才培養(yǎng)層次定位服務(wù)面,為使本專業(yè)培養(yǎng)的人才知識(shí)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整更新、覆蓋的知識(shí)面越來(lái)越廣、復(fù)合程度越來(lái)越大、社會(huì)適應(yīng)性越來(lái)越強(qiáng),探討建立一種
適當(dāng)?shù)膶I(yè)綜合實(shí)踐模式顯得尤為重要。這就需要對(duì)專業(yè)綜合實(shí)踐模式進(jìn)行深入的探索和研究。
三、歷屆測(cè)控綜合實(shí)踐實(shí)施總結(jié)
從1998年開(kāi)始,我校測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)就開(kāi)始了對(duì)測(cè)控綜合實(shí)踐實(shí)施方案的探索,取得了一定成績(jī),但也出現(xiàn)了很多問(wèn)題。
以下對(duì)歷屆綜合實(shí)踐實(shí)施方式和效果進(jìn)行總結(jié):
開(kāi)出時(shí)間:整個(gè)測(cè)控綜合實(shí)踐持續(xù)時(shí)間為三周,安排在第七學(xué)期末最后三周或第八學(xué)期初最早三周集中進(jìn)行。
實(shí)踐內(nèi)容:以教師的科研成果為基礎(chǔ),選取典型的測(cè)控系統(tǒng)或測(cè)控儀器,安排學(xué)生在了解整體構(gòu)成和設(shè)計(jì)思路的前提下進(jìn)行系統(tǒng)或儀器中某個(gè)具體模塊的設(shè)計(jì)、調(diào)試。曾多次采用的題目包括:51單片機(jī)恒溫控制系統(tǒng);PLC物料分選系統(tǒng);步進(jìn)電機(jī)速度測(cè)控系統(tǒng);伺服電機(jī)閉環(huán)速度調(diào)節(jié);語(yǔ)音信號(hào)光電調(diào)制;激光測(cè)距;激光三角法測(cè)量三維面形等等。這些系統(tǒng)或儀器都是光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的典型應(yīng)用實(shí)例,學(xué)生在教師指導(dǎo)下首先了解系統(tǒng)整體性能和模塊組成,然后根據(jù)安排自己動(dòng)手設(shè)計(jì)其中的光路、機(jī)械部件、電路、程序模塊等,模塊調(diào)試完成后嵌入原有系統(tǒng)并進(jìn)行整體調(diào)試。
組織形式:測(cè)控綜合實(shí)踐采用分組方式進(jìn)行,參加指導(dǎo)的教師每人負(fù)責(zé)一個(gè)小組。每個(gè)小組人數(shù)3～9名不等,根據(jù)教師所指導(dǎo)題目可用設(shè)備情況確定。每個(gè)小組中的同學(xué)分工合作,各人負(fù)責(zé)不同模塊的設(shè)計(jì)調(diào)試。學(xué)生確定分組以后,指導(dǎo)教師向?qū)W生講解系統(tǒng)原理、組成及模塊劃分等情況;之后由學(xué)生查閱資料進(jìn)行2～3天的設(shè)計(jì);教師對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審閱后學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際調(diào)試;最后一周,學(xué)生在調(diào)試的同時(shí)撰寫(xiě)正規(guī)設(shè)計(jì)報(bào)告;最后1～2天安排驗(yàn)收和答辯。
成績(jī)?cè)u(píng)定方式:成績(jī)由四部分組成,即設(shè)計(jì)調(diào)試過(guò)程;調(diào)試結(jié)果;設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告;答辯。
取得的經(jīng)驗(yàn):測(cè)控綜合實(shí)踐所采用的題目都來(lái)自于工程實(shí)踐,學(xué)生通過(guò)該環(huán)節(jié)較好地鍛煉了工程設(shè)計(jì)和調(diào)試能力,并培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神。部分學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)測(cè)控綜合實(shí)踐所涉及的內(nèi)容進(jìn)行了深入研究與創(chuàng)新探索,取得了較好的成績(jī)。另外,每個(gè)題目都是多門(mén)課程的知識(shí)綜合,學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐,不僅起到了理論聯(lián)系實(shí)際的效果,還將相關(guān)的專業(yè)課程“串”在一起,鞏固和掌握了相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和各種設(shè)計(jì)工具。
實(shí)施過(guò)程中遇到的問(wèn)題:①學(xué)生要在短短三周之內(nèi)深入理解系統(tǒng)的工作原理并進(jìn)行具體模塊的設(shè)計(jì)、調(diào)試往往比較困難,尤其是擴(kuò)招之后。如果降低難度則等同于一個(gè)大型實(shí)驗(yàn),起不到專業(yè)綜合鍛煉的作用。工程能力的培養(yǎng)貫穿于分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試、總結(jié)、報(bào)告書(shū)寫(xiě)等各個(gè)環(huán)節(jié),缺一不可,這些環(huán)節(jié)分?jǐn)偟饺苤畠?nèi)過(guò)于緊湊。②教師工作效率較低,每人只能指導(dǎo)幾名學(xué)生,且需獨(dú)立向?qū)W生講解光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)等各方面的知識(shí)。
多屆學(xué)生完成測(cè)控綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)后,雖然教師和學(xué)生都認(rèn)識(shí)到該環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生專業(yè)能力的培養(yǎng)起到了重要作用,是不可缺少的實(shí)踐環(huán)節(jié),但因?yàn)樯鲜鰡?wèn)題的客觀存在,測(cè)控綜合實(shí)踐的繼續(xù)實(shí)施遇到了較大困難。
四、新的測(cè)控綜合實(shí)踐模式
在測(cè)控技術(shù)與儀器2008級(jí)專業(yè)培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃的制訂過(guò)程中,根據(jù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需求,強(qiáng)調(diào)了對(duì)學(xué)生專業(yè)工程能力的訓(xùn)練,也更加明確了測(cè)控專業(yè)綜合實(shí)踐的地位和作用。經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)研,借鑒國(guó)內(nèi)其他院校專業(yè)綜合實(shí)踐的成功經(jīng)驗(yàn)和國(guó)外面向工程師的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方式,對(duì)我校測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)綜合實(shí)踐模式進(jìn)行了修改和完善。經(jīng)過(guò)修改的測(cè)控綜合實(shí)踐實(shí)施方式概括如下:
1.時(shí)間安排:測(cè)控綜合實(shí)踐第七學(xué)期進(jìn)行。第七學(xué)期初向?qū)W生布置設(shè)計(jì)任務(wù),安排指導(dǎo)教師;整個(gè)學(xué)期學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行分散設(shè)計(jì)和調(diào)試;學(xué)期末安排兩周專用時(shí)間進(jìn)行聯(lián)調(diào)、驗(yàn)收、總結(jié)、答辯。
2.課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及基本要求(見(jiàn)附表)。
3.組織方式:集中開(kāi)展和分散開(kāi)展相結(jié)合。測(cè)控綜合實(shí)踐按80個(gè)學(xué)時(shí)計(jì)算(折合每天8學(xué)時(shí),一周40學(xué)時(shí))。按照設(shè)計(jì)內(nèi)容及基本要求中的規(guī)定,其中的第(1)、(2)、(3)、(4)項(xiàng)在第七學(xué)期的第3～15周分散進(jìn)行,第(5)、(6)、(7)項(xiàng)在學(xué)期末安排兩周集中進(jìn)行,即學(xué)生在學(xué)期初確定自己所做題目(每人一題,或多人組成一個(gè)設(shè)計(jì)小組,不同題目由不同教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)),之后根據(jù)課程安排和實(shí)驗(yàn)室可利用情況在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分散設(shè)計(jì)、調(diào)試,最后兩周進(jìn)行集中調(diào)試和總結(jié)。
4.教學(xué)方式:學(xué)期初由教師集中講解課程設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)要求等,學(xué)生根據(jù)題目要求查閱資料制訂設(shè)計(jì)、調(diào)試方案;學(xué)期中學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行系統(tǒng)分模塊設(shè)計(jì)和調(diào)試,教師負(fù)責(zé)答疑等指導(dǎo)工作;最后兩周學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試,根據(jù)調(diào)試結(jié)果和中間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告,并參加課程設(shè)計(jì)答辯。
5.考核方式:根據(jù)學(xué)生查閱資料情況、方案設(shè)計(jì)、調(diào)試過(guò)程、最終調(diào)試結(jié)果、設(shè)計(jì)報(bào)告、答辯情況等進(jìn)行綜合考核。其中方案設(shè)計(jì)、調(diào)試過(guò)程、最終調(diào)試結(jié)果、設(shè)計(jì)報(bào)告、答辯各占20%。
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關(guān)鍵詞:創(chuàng)新精神;實(shí)踐能力;計(jì)算機(jī)專業(yè);硬件課程
隨著我國(guó)高等教育改革的不斷深入,高等教育由原來(lái)的畢業(yè)教育轉(zhuǎn)向就業(yè)教育,要求畢業(yè)生要有創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)能力,具有一技之長(zhǎng)。合格大學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)不再是完成學(xué)校規(guī)定的課程及取得相應(yīng)的成績(jī),就業(yè)成為評(píng)價(jià)畢業(yè)生優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn),也是評(píng)價(jià)高校辦學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)[1]。畢業(yè)生就業(yè)工作,直接關(guān)系到高校的生存與發(fā)展。在我國(guó)人才培養(yǎng)方面有一種現(xiàn)象值得注意:一方面是大量計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生難以找到合適的職位,另一方面卻是相關(guān)用人單位難以找到滿意的人才,其中一個(gè)重要的原因是學(xué)生缺乏必要的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力[2]。如何提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,一直是計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)的難點(diǎn)問(wèn)題。幾年來(lái),我們轉(zhuǎn)變教育觀念,不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,探索出一條培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的有效途徑。
1現(xiàn)狀分析
從專業(yè)的角度,計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生具備的創(chuàng)新能力應(yīng)該從計(jì)算機(jī)軟、硬件兩個(gè)方面體現(xiàn)。我們以培養(yǎng)學(xué)生在硬件方面的創(chuàng)新能力出發(fā),推進(jìn)在計(jì)算機(jī)硬件環(huán)節(jié)方面的教育,從課程群設(shè)置、教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)設(shè)置、課程設(shè)計(jì)設(shè)置、畢業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練等方面,構(gòu)建硬件類課程教學(xué)與實(shí)踐體系等,著力培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題的能力和創(chuàng)新意識(shí),提高學(xué)生的實(shí)踐能力。
經(jīng)過(guò)2004年教學(xué)評(píng)估過(guò)程以及近幾年的質(zhì)量工
程實(shí)施,我校在相關(guān)專業(yè)都增加了綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,從教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上都有所體現(xiàn),但是實(shí)際的執(zhí)行情況并不樂(lè)觀,部分綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目確定、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放模式等,還不能成為真正的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。以計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)室提供的綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例,實(shí)驗(yàn)室開(kāi)出了時(shí)序邏輯電路分析與設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)、運(yùn)算器設(shè)計(jì)、總線設(shè)計(jì)等綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,但是從實(shí)驗(yàn)效果來(lái)看,并不十分令人滿意。其中的原因是多方面的,一是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本身的問(wèn)題。從學(xué)生的角度,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本身的可實(shí)施性較差,學(xué)生學(xué)到的知識(shí)與綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容存在較大的差距,有些實(shí)驗(yàn)雖然是綜合設(shè)計(jì)型的,但到學(xué)生真正操作階段,難于下手,實(shí)驗(yàn)起不到預(yù)想的效果;其二,實(shí)驗(yàn)室的管理模式,實(shí)驗(yàn)人員的配備不能滿足綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的正常高水平開(kāi)出。實(shí)驗(yàn)室雖然列出了綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,但是這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多是從公司引進(jìn)的裝置,對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的開(kāi)發(fā)有待進(jìn)一步深化。
針對(duì)上述存在的問(wèn)題,我們從計(jì)算機(jī)硬件類課程的角度,建立一套培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括培養(yǎng)方案中的課程設(shè)置,課程實(shí)施機(jī)制,從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的確定、開(kāi)發(fā),到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)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(jì)算機(jī)專業(yè)硬件類實(shí)踐性課程綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的管理模式,為創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)提供一種可以借鑒的模式。
作者簡(jiǎn)介:馬禮(1968-),男,教授,博士,研究方向?yàn)榉植际较到y(tǒng)、嵌入式系統(tǒng);張永梅(1967-),女,教授,博士,研究方向?yàn)槿斯ぶ悄堋D像處理;宋麗華(1979-),女,講師,博士,研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)。
2具體做法
結(jié)合目前的狀況和實(shí)驗(yàn)條件,通過(guò)調(diào)研、分析和比較等研究,從以下幾個(gè)方面作了一些工作。
2.1研究課程設(shè)置與修課序列
以計(jì)算機(jī)硬件類課程群相關(guān)課程為依托,通過(guò)與國(guó)內(nèi)兄弟院校溝通、交流,建立了更趨合理的硬件課程群設(shè)置方案。從課程群的內(nèi)涵出發(fā),以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題和創(chuàng)新意識(shí)為出發(fā)點(diǎn),設(shè)置相應(yīng)的課程并調(diào)整為合理的先后修課程順序。針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的特點(diǎn),結(jié)合當(dāng)前課時(shí)數(shù)相對(duì)緊張的實(shí)際情況,將“數(shù)字邏輯電路”、“計(jì)算機(jī)組成原理”、“匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”、“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“接口技術(shù)”、“嵌入式系統(tǒng)”等幾門(mén)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)合理有機(jī)結(jié)合,深入探究課程之間的邏輯關(guān)系,設(shè)置循序漸進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn),通過(guò)“驗(yàn)證型―設(shè)計(jì)型―綜合型”實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),為學(xué)生學(xué)好硬件類課程奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
對(duì)于“數(shù)字邏輯電路”課程,受總學(xué)時(shí)和課程實(shí)際需求關(guān)系制約,我們認(rèn)為以滿足后續(xù)課程學(xué)習(xí)夠用為止,安排并講述數(shù)字電路的核心基礎(chǔ)部分,并在集成電路特性方面重點(diǎn)加強(qiáng),目的是讓學(xué)生能夠應(yīng)用集成電路芯片完成硬件電路的初步設(shè)計(jì)。
“計(jì)算機(jī)組成原理”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的核心硬件類專業(yè)基礎(chǔ)課程,需要“數(shù)字邏輯電路”、“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”、“程序設(shè)計(jì)”等先修課程支持。該課程是學(xué)生接觸計(jì)算機(jī)硬件核心的第一門(mén)主干課程,以講述通用計(jì)算機(jī)原理為重點(diǎn),包括計(jì)算機(jī)硬件各主要組成部分的組成原理,實(shí)現(xiàn)方法等。多年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐和交流溝通,學(xué)生們普遍認(rèn)為“計(jì)算機(jī)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(nèi)容入手,結(jié)合計(jì)算機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀,進(jìn)行分析認(rèn)為:“計(jì)算機(jī)組成原理”之所以學(xué)起來(lái)困難,主要原因就是課程內(nèi)容比較抽象,講述的都是實(shí)實(shí)在在的計(jì)算機(jī)原理,但學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程中卻根本無(wú)法進(jìn)行具體的操作實(shí)踐。例如,計(jì)算機(jī)組成原理中最為核心和重要的知識(shí)點(diǎn)是“控制器內(nèi)部組成原理”,同學(xué)們接觸到PC機(jī)時(shí),往往看不到,摸不著其心臟。學(xué)起來(lái)就很枯燥,不易掌握。針對(duì)這種情況,我們嘗試在“計(jì)算機(jī)組成原理”課程中將功能部件的實(shí)現(xiàn)部分加強(qiáng),
具體的做法就是通過(guò)采用VHDL(超高速硬件描述語(yǔ)言)描述功能部件,將功能具體化到FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列)電路中,學(xué)生在掌握各功能部件基本原理的基礎(chǔ)上,通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成控制單元的設(shè)計(jì),并調(diào)試通過(guò)。這樣就把抽象的概念和內(nèi)容具體化,學(xué)生就容易接受,從而也就容易掌握。
在完成課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,專門(mén)設(shè)置了依托“計(jì)算機(jī)組成原理”的硬件課程設(shè)計(jì)。利用VHDL技術(shù)和FPGA技術(shù),將組成原理的各功能部件進(jìn)一步綜合和具體化,從而為后續(xù)課程的深入學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
在“計(jì)算機(jī)組成原理”學(xué)習(xí)完成之后,設(shè)置并逐步學(xué)習(xí)“匯編語(yǔ)言”、“接口技術(shù)”、“嵌入式系統(tǒng)”等課程,并逐漸接觸并學(xué)習(xí)具體的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì),完成從理論到實(shí)踐的系統(tǒng)訓(xùn)練。為學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和科技活動(dòng)提供良好的基礎(chǔ)訓(xùn)練,為學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)奠定良好基礎(chǔ)。
2.2界定課程內(nèi)容
計(jì)算機(jī)硬件系列課程教學(xué)內(nèi)容多,技術(shù)發(fā)展快,而各課程學(xué)時(shí)數(shù)緊張。硬件類相關(guān)課程在課程內(nèi)容上存在著一定的相互交叉和依賴關(guān)系[2],單純考慮某一門(mén)課程,從課程的系統(tǒng)性角度,往往力求知識(shí)點(diǎn)完備,但結(jié)合多門(mén)課程綜合考慮,課程之間又具有內(nèi)容重復(fù)設(shè)置的實(shí)際。在這一課程群中,我們認(rèn)真研究課程的內(nèi)涵,合理確立各門(mén)課程的授課內(nèi)容,構(gòu)建知識(shí)內(nèi)容前后銜接、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)密切配合的一體化教學(xué)與實(shí)驗(yàn)體系,寫(xiě)出合格的教學(xué)大綱,為教學(xué)實(shí)施提供具體合理的依據(jù)。硬件課程群各門(mén)課程的內(nèi)容界定以基礎(chǔ)知識(shí)在某門(mén)課程中體現(xiàn)即可,避免在多門(mén)課程中重復(fù)出現(xiàn)相同的內(nèi)容,從而對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行精煉。通過(guò)整合,我們將“數(shù)字邏輯”、“計(jì)算機(jī)組成原理”、“匯編語(yǔ)言”、“接口技術(shù)”、“嵌入式技術(shù)”等課程的內(nèi)容進(jìn)行了界定,具體如下。
(1) “數(shù)字邏輯”主要講述數(shù)字邏輯的基礎(chǔ)門(mén)電路、邏輯表達(dá)式與化簡(jiǎn)、編碼器/譯碼器、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、集成電路基礎(chǔ)等內(nèi)容。
(2) “計(jì)算機(jī)組成原理”主要講述通用計(jì)算機(jī)主要組成部分的組成原理。講述數(shù)據(jù)表示與編碼,運(yùn)算方法與運(yùn)算器實(shí)現(xiàn),一般意義上的指令系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法,控制單元構(gòu)成原理與實(shí)現(xiàn),存儲(chǔ)器基本原理與存儲(chǔ)器構(gòu)成、存儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)成,輸入輸出部件與輸入輸出系統(tǒng),總線系統(tǒng)等。特別指出,數(shù)據(jù)表示中的各種進(jìn)制數(shù)表示與相互轉(zhuǎn)化,由于已經(jīng)在計(jì)算機(jī)導(dǎo)論等課程中已經(jīng)講過(guò),在本課程中不講,但是要求學(xué)生熟練掌握。只提示,不深入講述。
(3) “匯編語(yǔ)言”主要講述Intel x86系列CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與寄存器組織、尋址方式、指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句格式、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法與技巧等。本課程中不講二進(jìn)制數(shù)及其各種編碼。
(4) “接口技術(shù)”以Intel x86系列CPU為原型機(jī)核心,講述處理器與存儲(chǔ)器、與IO設(shè)備之間的接口方法,具體存儲(chǔ)器的擴(kuò)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(nèi)容。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)掌握基本的接口實(shí)現(xiàn)方法。
(5) “嵌入式系統(tǒng)”從應(yīng)用角度出發(fā),直接結(jié)合目前廣泛使用的嵌入式系統(tǒng),講述一般的組成原理,以一種具體的嵌入式系統(tǒng)為例,從其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)定制、驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)、具體的IO接口等部分,實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。
2.3研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
硬件類課程的后續(xù)知識(shí)點(diǎn),可以有很多具體實(shí)用的項(xiàng)目。為提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力提供保障,我院聘請(qǐng)相關(guān)教師作為創(chuàng)新能力培養(yǎng)的指導(dǎo)教師。有針對(duì)性地建立適當(dāng)?shù)墓芾砗图?lì)機(jī)制,以支持實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)教師持續(xù)有效地實(shí)施實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的制定上,充分考慮學(xué)生的需求。通過(guò)學(xué)生參與提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,教師深入研究設(shè)置有意義的、實(shí)用的、學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,通過(guò)這些項(xiàng)目逐漸培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
開(kāi)始時(shí),實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要由教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r提供,在學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)環(huán)境后,根據(jù)自己的興趣提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,與實(shí)驗(yàn)室協(xié)商配套,完成實(shí)驗(yàn)。這種方式,可以啟發(fā)學(xué)生積極思維、主動(dòng)解決問(wèn)題,最終形成完整的思路和方法。同時(shí),增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任感和成就感,為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了新思路。
2.4研究實(shí)踐環(huán)節(jié)的模式
建立一套適合管理綜合設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的管理辦法,為實(shí)施創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)提供制度上的保證。實(shí)踐環(huán)節(jié)從“課內(nèi)實(shí)驗(yàn)―單獨(dú)實(shí)驗(yàn)課―畢業(yè)設(shè)計(jì)”三個(gè)環(huán)節(jié)貫穿實(shí)踐教育的各個(gè)環(huán)節(jié),從第4～5學(xué)期開(kāi)始,逐漸將實(shí)踐環(huán)節(jié)滲透到教學(xué)過(guò)程中,從“驗(yàn)證型
實(shí)驗(yàn)―設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)―綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)”三個(gè)層次,循序漸進(jìn)地設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。
(1) 基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn):依托課程,完成課內(nèi)的基本實(shí)驗(yàn),以演示、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)使學(xué)生建立起基本的科學(xué)研究和創(chuàng)新理念。
(2) 設(shè)計(jì)提高性實(shí)驗(yàn):通過(guò)課內(nèi)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、大型實(shí)驗(yàn)周等環(huán)節(jié),以設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)為主,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)依托課程進(jìn)一步深入理解,熟練掌握課程核心理論,訓(xùn)練綜合應(yīng)用課程知識(shí)的技能,具備獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的基本能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。通過(guò)該層次的培養(yǎng),使學(xué)生具備獨(dú)立思考問(wèn)題的能力,具備初步的創(chuàng)新意識(shí)。
(3) 綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn):第三層次的實(shí)驗(yàn)結(jié)合課程群,綜合運(yùn)用相互關(guān)聯(lián)的幾門(mén)課程內(nèi)容,獨(dú)立完成具有具體應(yīng)用背景和一定難度的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,為學(xué)生提供一些與科研項(xiàng)目緊密結(jié)合的題目,項(xiàng)目可以滲透到課外和畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,使學(xué)生在具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中,參加實(shí)際的科研過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。
在實(shí)踐環(huán)節(jié)的具體安排上,結(jié)合課程,以課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的形式具體體現(xiàn)到教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)。在經(jīng)過(guò)這一系列環(huán)節(jié)的綜合訓(xùn)練之后,通過(guò)參加各級(jí)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等形式,將學(xué)習(xí)到的能力具體運(yùn)用,增強(qiáng)學(xué)生的成就感,從而達(dá)到培養(yǎng)初步的創(chuàng)新意識(shí)和能力。
2.5綜合、客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的創(chuàng)新能力
一個(gè)學(xué)生的創(chuàng)新能力體現(xiàn)在許多方面,在對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)時(shí),僅考察少數(shù)幾個(gè)方面是難以做到公平公正的[3]。針對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)無(wú)法進(jìn)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(chuàng)新因素,以及各個(gè)因素的重要程度,開(kāi)發(fā)了大學(xué)生創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)。建立學(xué)生創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)體系,確立評(píng)價(jià)模型,利用模糊數(shù)學(xué)將定性指標(biāo)定量化,設(shè)計(jì)了多級(jí)綜合加權(quán)評(píng)價(jià)算法,從評(píng)價(jià)因素中提取大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、計(jì)算,并給出了考核分?jǐn)?shù)進(jìn)行量化,采用定性與定量相結(jié)合的方式準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)學(xué)生的創(chuàng)新能力,有效地減少人為因素的干擾。并對(duì)比分析改革前后學(xué)生的創(chuàng)新能力,以調(diào)整改革中出現(xiàn)的弊端。
3結(jié)語(yǔ)
在全面推進(jìn)大學(xué)生素質(zhì)教育的過(guò)程中,高等學(xué)校的本科教育必須強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神[4]。實(shí)踐性課程的加強(qiáng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)在質(zhì)量工程
中必將起到十分重要的作用。本文對(duì)培養(yǎng)計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生硬件方向創(chuàng)新能力進(jìn)行了探討,希望能夠更好地對(duì)本科生進(jìn)行培養(yǎng),從而更好地滿足國(guó)家和社會(huì)的需要。本研究得到北方工業(yè)大學(xué)2009年教育教學(xué)改革項(xiàng)目資助,在此表示感謝!
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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(guān)鍵詞：硬件教學(xué)；應(yīng)用型人才；改革
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）18-4259-02
隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，尤其是各種智能化電子電器產(chǎn)品的誕生與使用，近年來(lái)IT企業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)人員的需求急劇增加。而目前大多數(shù)地方院校，計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)相對(duì)薄弱，培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)硬件人才無(wú)論從數(shù)量上還是質(zhì)量上均無(wú)法滿足市場(chǎng)需求[1]。計(jì)算機(jī)硬件課程不僅難教難學(xué)，且對(duì)于硬件設(shè)備和實(shí)驗(yàn)條件有較高要求，教學(xué)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于計(jì)算機(jī)軟件課程教學(xué)，因此形成了計(jì)算機(jī)專業(yè)建設(shè)“重軟輕硬”和師生教學(xué)“喜軟怕硬”的畸形發(fā)展現(xiàn)象。然而計(jì)算機(jī)是由硬件和軟件組成的，缺了任何一樣都無(wú)法運(yùn)行。不重視計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)與科研的結(jié)果之一，就是近年來(lái)計(jì)算機(jī)軟件人才相對(duì)過(guò)剩，硬件人才相對(duì)不足。另一方面，目前我國(guó)使用的計(jì)算機(jī)核心芯片幾乎都是從國(guó)外進(jìn)口。核心器件嚴(yán)重依賴國(guó)外芯片制造商，這給國(guó)家信息安全造成了嚴(yán)重隱患[2]。加強(qiáng)計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)勢(shì)在必行。
1 傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問(wèn)題
我校積極開(kāi)展以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的學(xué)科建設(shè)，多次制定和修改人才培養(yǎng)方案，有了一定的經(jīng)驗(yàn)積累，其中計(jì)算機(jī)硬件類課程的教學(xué)改革仍處于起步階段，具體教學(xué)中仍存在一些問(wèn)題。一、很多教學(xué)內(nèi)容陳舊，與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，對(duì)學(xué)生缺少吸引力。如仍以8086和DOS操作系統(tǒng)為平臺(tái)來(lái)講解微機(jī)原理。二、有些內(nèi)容在多門(mén)課中重復(fù)出現(xiàn)，降低了學(xué)生的注意力，并使學(xué)生對(duì)課程設(shè)置產(chǎn)生疑問(wèn)。如中斷、接口等知識(shí)在組成原理、匯編、單片機(jī)、微機(jī)原理中均有涉及。三、作為應(yīng)用型人才，大多數(shù)學(xué)生就業(yè)后沒(méi)有機(jī)會(huì)構(gòu)造計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，許多教學(xué)內(nèi)容會(huì)讓他們感到?jīng)]有學(xué)習(xí)的必要，從而喪失學(xué)習(xí)的興趣。如加法器的具體電路實(shí)現(xiàn)等。四、與軟件技術(shù)知識(shí)聯(lián)系不夠，如與C語(yǔ)言、操作系統(tǒng)等軟件課程的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)調(diào)的不夠，使學(xué)生沒(méi)有形成完整的知識(shí)體系，即軟硬件知識(shí)的融會(huì)貫通。例如如何通過(guò)操作系統(tǒng)提供的接口設(shè)置硬件的工作方式等。五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)急需改革。受實(shí)驗(yàn)硬件條件所限，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式較為傳統(tǒng)，綜合應(yīng)用型項(xiàng)目較少。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，限制了學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)揮。少數(shù)幾個(gè)綜合應(yīng)用型項(xiàng)目無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量均無(wú)法取得更好的教學(xué)效果。
2 培養(yǎng)模式的改革與探索
如何培養(yǎng)出應(yīng)用型人才，這對(duì)很多高校來(lái)說(shuō)，仍是一個(gè)正在探索中的重大命題。社會(huì)需求在不斷變化，計(jì)算機(jī)知識(shí)也在不斷更新，相關(guān)專業(yè)的學(xué)生具體應(yīng)該具備什么樣的能力，掌握什么樣的知識(shí)，也在不斷變化。我校計(jì)算機(jī)專業(yè)采取了“3+1”的人才培養(yǎng)模式，即將四年的在校學(xué)習(xí)壓縮到三年，第四年改在校外實(shí)訓(xùn)基地參加集訓(xùn)的培養(yǎng)方式。這種培養(yǎng)模式優(yōu)點(diǎn)顯著，即加強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，有助于學(xué)生更好地融入社會(huì)。但“3+1”的人才培養(yǎng)模式在實(shí)施之初也暴露一些問(wèn)題，比如伴隨課程整合，學(xué)生的周學(xué)時(shí)數(shù)達(dá)到或超過(guò)30學(xué)時(shí)，這影響了學(xué)生課外文娛活動(dòng)的開(kāi)展。有些學(xué)生為了參加課外活動(dòng)而請(qǐng)假，反過(guò)來(lái)又影響了學(xué)習(xí)。同時(shí)課時(shí)的縮減，特別是理論學(xué)時(shí)的減少，使得在教學(xué)過(guò)程中知識(shí)的系統(tǒng)性較難體現(xiàn)，個(gè)別課程出現(xiàn)用什么就只教什么，造成學(xué)生會(huì)操作，但對(duì)操作原理模糊不清。這對(duì)希望考研深造的學(xué)生不利。
經(jīng)過(guò)七年的實(shí)踐，我校計(jì)算機(jī)專業(yè)逐步完善“3+1”的人才培養(yǎng)模式，課程設(shè)置更加合理。對(duì)于硬件類課程進(jìn)行了整合，形成了電路基礎(chǔ)，微機(jī)原理，組成原理，單片機(jī)四大基礎(chǔ)課程，不再單獨(dú)開(kāi)設(shè)匯編語(yǔ)言，縮減了組成原理，微機(jī)原理的課時(shí)，增加了單片機(jī)的課時(shí)，對(duì)硬件類課程相應(yīng)增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)的比例，增加課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，組織學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽。對(duì)于部分知識(shí)點(diǎn)的重合，各門(mén)課選擇不同角度學(xué)習(xí)或進(jìn)行相應(yīng)刪減，比如譯碼器，在電路中側(cè)重介紹其電路構(gòu)成，在微機(jī)原理中介紹其在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用；對(duì)于一些過(guò)于專業(yè)的知識(shí)點(diǎn)，適當(dāng)降低學(xué)習(xí)難度，或改為選修知識(shí)點(diǎn)，供感興趣的學(xué)生進(jìn)行研究；對(duì)于硬件設(shè)計(jì)中使用的軟件編程，逐步采用C，C++等高級(jí)語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)來(lái)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。在學(xué)生學(xué)習(xí)的最后一年里，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)正在嘗試對(duì)學(xué)生的分流教育，即允許學(xué)生選擇在校外實(shí)習(xí)基地集訓(xùn)，由合作單位及指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)學(xué)生學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)，不選擇集訓(xùn)的學(xué)生在校組織參加考研，參加相關(guān)理論課程的學(xué)習(xí)，由授課教師進(jìn)行評(píng)價(jià)。
3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新
計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)的相應(yīng)增加，如何充分利用課時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與運(yùn)用成了教學(xué)改革中的重要問(wèn)題。在這方面，單片機(jī)的教學(xué)改革值得借鑒。以往的單片機(jī)教學(xué)中，以課本知識(shí)為主線，通過(guò)試驗(yàn)箱完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不是很濃厚。改革后的單片機(jī)教學(xué)，首先學(xué)習(xí)單片機(jī)方面的一些基礎(chǔ)知識(shí)，然后介紹一款具體的單片機(jī)——5-1單片機(jī)的基本組成、使用方法、編程案例，再將學(xué)生三五人分為一組，選擇不同的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目，實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生自行討論設(shè)計(jì)方案并逐步實(shí)現(xiàn)，理論課上教師講解學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題及知識(shí)點(diǎn)并組織學(xué)生交流設(shè)計(jì)思路與經(jīng)驗(yàn)。改革后的課程更受學(xué)生喜愛(ài)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)也形成了一個(gè)連續(xù)的有機(jī)環(huán)節(jié)，學(xué)生目標(biāo)更明確。
4 學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)機(jī)制的探索
以往教學(xué)中，學(xué)生的成績(jī)主要是由考試成績(jī)與平時(shí)成績(jī)構(gòu)成，對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件類課程的實(shí)踐性沒(méi)有很好體現(xiàn)。上個(gè)學(xué)期，微機(jī)原理與接口技術(shù)這門(mén)課嘗試采取了課程設(shè)計(jì)加設(shè)計(jì)答辯的成績(jī)?cè)u(píng)定方式。學(xué)生分組完成課程設(shè)計(jì)，提交設(shè)計(jì)報(bào)告，組織學(xué)生參加課程設(shè)計(jì)答辯，由教師根據(jù)課程設(shè)計(jì)的完成度及學(xué)生在答辯環(huán)節(jié)的表現(xiàn)來(lái)打分。新的評(píng)價(jià)機(jī)制更加靈活，能夠直觀地考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，也可以當(dāng)做一次畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯的預(yù)演，但這種方式也存在一些問(wèn)題，比如學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)答辯時(shí)可能較緊張，沒(méi)有完全體現(xiàn)自身水平，同時(shí)對(duì)教師的主觀判斷能力也有較高要求。未來(lái)可能將這種評(píng)價(jià)方式與傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式進(jìn)行適當(dāng)結(jié)合，提高評(píng)價(jià)的公正性與全面性，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
5 結(jié)論
加強(qiáng)計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)，培養(yǎng)應(yīng)用型人才，仍是我校計(jì)算機(jī)專業(yè)建設(shè)的重要方向。通過(guò)前一階段的努力與實(shí)踐，我校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的硬件知識(shí)水平有了一定提高，實(shí)踐能力得到加強(qiáng)，在專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽中屢創(chuàng)佳績(jī)，獲得過(guò)安徽省電子設(shè)計(jì)大賽高職高專類一等獎(jiǎng)，安徽省單片機(jī)應(yīng)用競(jìng)賽二等獎(jiǎng)，安徽省機(jī)器人大賽二、三等獎(jiǎng)等。同時(shí)改革也拓寬了學(xué)生的就業(yè)面，增加了就業(yè)機(jī)會(huì)。但在改革過(guò)程中，仍有環(huán)節(jié)需要加強(qiáng)，如新的培養(yǎng)方式中對(duì)教師要求更高，師資隊(duì)伍建設(shè)刻不容緩，教學(xué)管理激勵(lì)機(jī)制也應(yīng)相應(yīng)改革等。
參考文獻(xiàn)：