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美国计算机通识教育的特点
1.教育内容广泛性。美国高校计算机通识教育的教学内容呈现多面性和综合性。课程的选择数量非常大,涉及的专业领域也比较广,基本上涵盖了自然科学、社会科学、工程、建筑、人文、艺术等多个方面。2.课程设计灵活性。美国高校的计算机通识教育课程都有专门的课程研究机构,由资深教授和工程实践能力较强的老师组成,从课程开设环节就严格把关,保证课程开设的先进性。课程作业极少使用课后系统,基本上都是综合性比较强的上机操作,比较注重实践能力和动手能力。3.教师队伍多样性。美国在完善知名专家、教授参与日常授课工作的同时,还积极引导青年教师吸收更多科技前沿的知识。计算机科学技术的发展日新月异,青年教师对新事物的适应较快,容易跟上更新的脚步,所以更容易加入到计算机通识课程教育的队伍中来。
美国计算机通识教育的发展
上世纪80年代中期,美国率先进入新的经济发展轨道。在美国新经济的发展进程中,以计算机相关技术为主线的高新技术产业占据了主导地位。美国新经济的发展与计算机教育的发展有着密不可分的联系。1.学科发展。美国的计算机教育早在上世纪60年代就已在一些知名大学建立起来。当时计算机专业是一门二级学科,被设置于自然科学之下,因此具有交叉学科的一些显著特点。
随着全球计算机科学技术的不断发展,各大高校迅速成立起独立的计算机学院,后期又在计算机学院的基础上,成立了诸如人机交互、人工智能、计算机多媒体、网络安全等基于计算机科学体系的众多分支研究机构。根据美国学科专业目录设置,共设立独立学科群38个,计算机为其中之一。计算机教育在学科分类建设上也得到了长足的发展与进步,所含学科数目和专业方向持续增长。新增的专业有的对应以前的主要学科,如计算机与信息科学学科下新增了信息技术专业,有的则对应于新增的学科,如计算机/信息技术管理下的网络管理。上世纪末计算机产业的高速发展带动了计算机教育的发展,其中主要是以互联网技术、通信技术、软件技术为代表,新增加的专业学科中,也都大多与上述三个学科有着密切的联系。上述问题主要是以计算机专业为主旨进行的研究,并不包含一些交叉性的学科。由于计算机科学有着针对其他学科良好的辅助意义,所以计算机技术也迅速融入一些传统学科中并得到广泛的应用,比如生物、管理、医疗、传播等。计算机科学在其他交叉学科中也有着较强的生命力,并且起到了很好的辅助作用。
2.人才培养。随着信息科技的发展,计算机相关专业人才的培养规模也在不断增长和扩大。20世纪80年代,美国计算机专业教育开始普遍进行,期间每年的学士学位授予量保持在6万左右,在20世纪90年代的几年间,计算机学士学位的授予量保持在4~5万左右,到了2000年以后又大幅增长,研究生学位的授予量在这10年间出现了迅猛增长的趋势,其增长幅度远远超出学士学位。可以看出,高层次的计算机专业人才的培养力度正在不断加大。美国政府对计算机教育的发展制定了长期投资计划,2000~2010年间,美国政府向计算机专业投资的NSF经费比例不断攀升,这说明政府对计算机教育给予了高度重视,从而有效带动了IT高级人才的培养。
对中国高校计算机通识教育的启示
计算机通识教育理念在美国高校的教育模式下是紧紧围绕学生为中心开展的,课程的设置主要倾向学生价值观的培养及道德的追求。课程的设置理念清晰具有通融意识和博雅精神,核心针对于学生整体素质的培养,无论是在不同专业领域或是不同地域文化都旨在使人获得全面发展。在课程安排上指导思想并不是统一的,但主导思想还是精粹本质主义教育,主张扩展学生视野、深化学生的思想、提升学生的素养。在中国,当前大学生的外在要求和内在需求都要求大学通识教育需实现人的和谐发展。为了培养高素质且有责任感的社会主义接班人,改变以往取向单一的专业教育方式,拓展大学计算机通识教育领域,将计算机专业教育与素质教育两者进行统一,将计算机通识教育作为低年级学生专业教育的一种补充与人文教育理念等同发展是大势所趋。
1.促进全人、新人培养。结合计算机通识教育的思想理念及大学人才培养标准,大学计算机通识教育课的目标应定位在“全人”教育及“新人”教育。“全人”教育是让人们本性中所蕴藏的能力得到淋漓尽致的发挥,各方面潜能共同发展。大学作为学科涉及面广、办学规模比较宏大、科研能力强劲的实力型教育机构,在课程内容选择和结构安排上都需发挥自身优势,使学生在知识掌握的宽度与厚度基础之上具备较强的综合能力。通过计算机通识教育的改革改变以往文、理等学科差异明显的境况,使不同领域的学生接触学科之外的知识,让学生认识到自己当前所掌握知识的不足及局限性,明白知识关联的重要性,在思考及处理问题时做到视角广阔。“新人”的教育方式着重在于对学生的创新、创造力的激发。计算机通识教育课程不仅承载着知识的传承及扩展,更要强调知识更新及超越。大学通识教育内容在重视学生学习态度及问题思考方式的基础上,也需在师生间的互动、学术前沿问题的探索方面加强。只有在创新性、主动性、创造思维上着重培养,才能真正实现超越式发展,为学生进入社会打下牢固基础,进而更好地为社会服务。
2.协调知识体系。计算机通识课程的内容选择是落实课程目标的首要任务,虽然课程目标是课程内容选择时最直接的依据,但是课程内容会受到多方面制约。例如社会因素、学生身心发展的规律、不同学校自身文化差异等。从学科角度分析,计算机通识课程内容的综合性应在人文知识、社会知识和自然知识方面相互融合,使得学生能够将计算机及信息技术用到工作当中,成为既能牢固掌握自身专业技能,又能熟练应用计算机技术的复合型人才。在进入信息时代的当前,计算机基础教育对于新世纪大学生素质及能力的提高有着十分重要的作用。
3.提升师资水平。学校应加强对教师队伍中存在的陈旧观念进行转变,加强通识教育理念在教师当中的影响力,营造出良好的通识教育氛围,注重通识课程师资培训工作,对教师能否担任通识课程进行公正评估,并对任课教师给予适当的政策倾斜。例如:计算机应用较为灵活广泛,应为教师建立计算机通识教育经验交流平台,以及提供教师进修机会。这在一定程度上能帮助教师提高计算机通识课程的教学能力。同时,还应通过引进计算机高端人才或是对计算机通识课程教师实行竞聘上岗制度,加强教师队伍自身的提高,充分调动教师工作的积极性。其次对优秀计算机通识课程教师给予奖励,并进行教学经验的推广,以达到优秀教学资源的共享,更好地为教学服务。
4.创新教学模式。因材施教的课程教学加以课外辅导对于计算机通识课程的推广有重要作用。首先,大学可以根据自身实力开设小班计算机研讨课,这样能保证教师对每位同学都能够进行了解,锻炼每位同学的表达能力,挖掘他们的潜力,贯彻“以学生为中心”的教学理念。人数限制的优势还可体现在:师生交流方便,学生间互动积极,提高学生的主动性,进而保证了课堂教学的效果。同时,大学应大力推广优秀研究生担任助教制度,不但可以提高课程的实施效率,也可以提前考察及培养一批将来可担任计算机通识课程教学任务的教师。助教还可以协助任课教师开展计算机知识讨论课、实验课、实践课等课程,还应该帮助学生解答学习计算机知识中遇到的困惑问题,为学生学习计算机知识提供客观合理的建议等。
关键词:创新人才培养;特色专业;教学体系
创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。建设创新型国家,核心就是把增强自主创新能力作为发展科学技术的战略基点,走出中国特色自主创新的道路,推动科学技术的快速发展[1]。构建创新型国家,是我国在新世纪确立的一项宏伟任务,而在科教兴国、人才强国、建设创新型国家等一系列重大战略中,高等院校承担着培养大批创新型人才的重任,其培养的创新型人才是指具有创新意识、创新思维和创新能力的人才[2],是具有宏伟抱负和国际视野、素质高、业务强,具有创新精神和实践能力的栋梁之材。
特色专业是指在学科建设、教学改革、人才培养质量等方面具有显著特色,办学条件、建设水平和教改成果在同类高校中达到一流水平,具有较高的社会声誉,得到社会公认的专业[3]。西南交通大学计算机科学与技术专业2006年成为校级品牌专业,2007年被评为四川省特色专业,2010年成为国家级特色专业建设点。我们特色专业的建设目标是:以国内外先进的教学思想为指导,以社会需求和轨道交通对新型人才需求为导向,以提高学生能力和素质为目标,建设“在国内外具有较高知名度和影响力,具有轨道交通特色的计算机科学与技术特色专业。建设创新型国家的关键在于人才,建设特色专业的成果最终也将体现在人才的培养上。因此,围绕如何培养高素质、创新型人才,以满足经济建设与社会发展对高级专门人才的需求,我们进行了有益的探索。
1科学的教学体系是培养创新型人才的重要基础
系统合理的、体现计算机学科最新发展方向的科学教学体系,不仅有利于培养学生扎实的计算机理论基础,也有利于培养学生较强的实践动手能力和创新能力。在过去数十年的专业建设中,我们一贯注重体现以素质教育为核心、以能力培养为本位的指导思想,努力构建适应社会发展、经济建设、科学进步、个性需求的具有专业教育特色的教学体系。在教学计划制定中,遵循教育部关于教学计划制定的原则意见,努力处理好公共文化课、专业理论课和实践教学环节之间的结构和比例,尽量满足学生就业、深造、个性发展的多元化需要,注意及时更新教学内容,体现现代化、信息化、国际化的发展要求。通过实行学分制、弹性学制以及模块化教学、分层教学等教学管理制度体现以人为本、因材施教。我们始终坚持“宽专业、厚基础、重能力、高素质”的原则,充分发挥我院多学科优势,整合资源,以计算机科学与技术为基础,以轨道交通为特色,培养具有扎实的专业知识基础和专业素质,既能适应国民经济建设广泛需要,又能满足我国轨道交通事业快速发展需求的计算机科学与技术人才。
计算机科学与技术特色专业涵盖计算机科学与技术、网络工程和软件工程3个专业方向。为适应学生个体差异的实际以及个性化发展的要求,适应学生就业、升学等多元化要求,在课程设置上,我们制定了“基础课群”和“专业套餐”相结合的课程框架。按照“智能信息处理”、“多媒体与虚拟现实”、“嵌入式应用”和“网络与互联网技术”4个方向开设特色专业套餐,作为学生的专业必选课程。我们还开设了学科前沿讲座课程,使学生对本专业发展方向有系统的认识和了解。开办教授讲坛,邀请国内外知名教授进行学术讲座,承办国际会议,让本科生对各个研究热点有充分的了解。
在教学方案的实施过程中,注重加强计算机基础理论教育,使学生系统地掌握计算机硬件、软件及计算机应用的基本理论和应用技术,具有宽厚的计算机基础理论,较广泛的专业知识。同时,强化学生的创新意识、创新能力和综合技能,配合个性化实验和创新性实验,突出培养学生分析解决实际应用问题的能力。把提高学生的创新能力和实践动手能力贯穿于整个教学体系之中。
2启发式教学方法是培养创新型人才的有效手段
学生的知识结构和能力结构的形成主要是由一系列课程来完成的。规范的课程教学有利于严谨的逻辑思维及创新思维的培养,使学生分析、综合、归纳、演绎及表达能力以及知识运用、创新的能力得到有效锻炼[4]。以建设省级和校级精品课计算机原理、计算机网络、操作系统、数据结构和微机与接口技术为契机,以操作系统双语教学为突破口,强调教学内容更新、研究型教学改革、教学效果考核等环节,努力提高理论课的教学水平。
在课堂教学过程中,提倡启发式、讨论式、研究式教学,鼓励学生大胆发言,激发学生的学习热情,充分发挥其个性和特长,引导学生发现问题和分析问题,让他们能够自由地、充分地、广泛地进行课堂互动。这样一个宽松、和谐的课堂氛围,有利于学生产生创新火花,从而培养他们的创新思维和创新能力。
除课堂教学以外,我们要求科研一线的教授带领博士生、硕士生团队参与本科生创新实践指导,实行启发式和讨论式教育,引导学生掌握科学的自学方法和自己获得知识的能力,使学生养成创新的思维习惯,学会利用所学知识去分析和解决实际问题。同时,充分尊重每个学生的个性,承认学生的兴趣和性格的多样性,通过发展学生科技社团,广泛建立各种兴趣小组,激发他们的兴趣爱好和求知欲望,增强应变能力。
3良好的实验环境是培养创新型人才的有力保障
计算机学科是一个实践性较强的学科,为了增强学生的创新意识、提高学生的创新能力,需要建设良好的实验环境和在实验中加大创新实验的力度。我们在建设计算机科学与技术特色专业与精品课程的过程中,充分利用其经费投入,及计算机硬件设计制作工程实践中心,构建“嵌入式实验系统”、“游戏与人机交互系统”、“网络综合创新设计实验环境”和“数据仓库与数据挖掘实验环境”四个实验平台和环境。为本科生提供特色专业创新实验、个性化实验、大学生科研训练计划(SRTP)、国家大学生创新性实验计划和毕业设计的实验环境。
围绕这4个实验平台即专业发展方向,从2007年起,学生开展了“嵌入式Linux下的无线IC卡读写器驱动程序设计”、“基于DSP的视频车辆实时检测系统”、“下一代Internet体系结构SUPA的服务质量保障体系演示系统”及“基于I-Miner的分类算法对比研究”等几十个创新实验项目。他们在各专业教授的精心指导下,学习前沿研究领域知识,学会团结协作、学以致用,取得了不同程度的创新性成果。如在学术期刊和会议上、实现演示系统或软件、在学科竞赛中获奖等。这些为适应精英教育的需要和具有个人兴趣爱好学生发展的需要而设计的创新实验题目,较好地锻炼了学生的计算机软硬件综合运用能力、创新设计能力以及团队协作精神。
4专业化学科竞赛是培养创新型人才的激励措施
专业学科竞赛不仅能够培养学生敢于创新的意识,而且有利于培养学生理解与应变等创新能力,还能够引导学生在自学进取中培养自信,在战胜挫折中培养意志和在对待名利中树立正确人生观[3]。近年来,学校加大了组织和参加国际国内各种专业学科竞赛的力度,在经费和条件上给予充分的支持,保证了学生和老师的积极性,促进了创新人才脱颖而出。
在具体的举措上,我们以省级特色专业创新实验平台建设为契机,开放研究型实验室,设立本科生科研与工程实践专项基金,大学生科研训练计划(SRTP),开展3S(Student Science Series)科技创新综合赛事,涵盖“挑战杯”预选赛(每年2月―5月),“电子设计大赛”(每年6月―9月),“数学建模大赛”(每年9月份),“ACM程序设计大赛”(每年10月―12月),“嵌入式大赛”(每年8月),“机器人设计大赛”(每年6月),泛珠三角安利杯大学生计算机作品赛(每年6月)等系列赛事,充分调动本科生参与专业学科竞赛的积极性。
近五年来培养的学生在电子设计大赛等竞赛中获得80余项各类奖项,其中多项为国家级一、二等奖。特别突出的是2006年获英特尔杯大学生电子设计竞赛嵌入式系统专题邀请赛最高荣誉奖――“英特尔杯”奖,2010年又在首届“顶嵌杯”全国嵌入式系统C语言编程大赛获得唯一的特等奖(大赛最高奖),以及“英特尔杯”全国多核程序设计大赛中获得全国唯一的一等奖。
5结语
高等学校担负着培养和造就高素质创造性人才的历史使命,建立创新机制、培养创新人才是摆在高校面前的一项迫切任务。近几年创新型人才培养的探索与实践取得了一些成果和经验,但也有许多需要改进的地方。我们要积极创造条件,进一步改善实验环境,探索更加高效可行的激励政策,鼓励更多的优秀教师投入到教学和学生教学实践指导中来,使更多的优秀学生脱颖而出。
参考文献:
[1] 徐晓飞,廖明宏. 如何增强学生的创新意识与创新能力[J]. 计算机教育,2007(3):7-9.
[2] 周兴社,樊晓桠. 创新型计算机人才培养的探索与实践[J]. 计算机教育,2007(3):10-11.
[3] 张宏霞,王雷. 高校创建品牌特色专业探析[J]. 吉林省教育学院学报,2006,22(10):53-54.
[4] 郭欣. 创新人才培养模式研究[J]. 黑龙江教育:高教研究与评估,2007(7):63-64.
Exploration of Innovative Talents Training in Characteristic Major Construction
YANG Yan, PENG Qiang, LI Tianrui, QIAO Shaojie
(School of Information Science and Technology, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)
关键词:信息安全;教学体系;人才培养
中图分类号:G642 文献标志码:B 文章编号:1674-9324(2012)09-0114-02
信息安全专业是一门新兴的交叉学科,涉及计算机及网络安全的各个方面,是一个直接面向工程、面向应用的专业领域。该专业的培养目标是掌握信息安全领域的专业知识及专业技能,具有良好专业素养,能够理论联系实际,可以从事计算机、通信、电子商务、电子政务、电子金融等领域的信息安全高级专门人才。自2001年武汉大学计算机学院新开设了信息安全专业开始,信息安全专业已经发展了十年。经过近些年来的发展,已具有一定的规模。但是由于信息安全专业发展的时间较短,教学体系尚不成熟,许多问题,诸如专业建设、师资队伍建设、教材和课程建设等,尚在研究、摸索阶段。而且,由于各个高校的特色专业各不相同,因此在进行信息安全专业建设时侧重点会有所不同。因此,研究主要从学科设置、专业课程设置、实践教学环节和教学方法改革等几个方面进行。
一、信息安全专业特点
信息安全是一个涉及面相当广泛的领域,而且其内涵在随着信息应用的范围不断扩大。归纳起来,信息安全专业具有如下几方面的特点:多学科交叉。涉及到计算机、通信、电子、数学、生物、法律、管理等多个学科;理论联系实际。能够把掌握的理论知识熟练、灵活地应用到实际问题中;专业素养高。信息安全专业的学生不仅要有专业知识,而且要有法律法规等方面的素养。这样才可能到一些很重要的部门承担信息安全工作;系统工程。鉴于“七分管理,三分技术”的木桶原则,绝不可忽视法律、管理、教育的作用;整体性和底层性的特点。从整体、底层硬件方面系统采取措施才能比较有效地解决信息安全问题。
二、教学体系建设
1.学科设置。信息安全的内涵随着信息技术的发展在不断的延伸,从最初的仅对信息进行保密(保密性)发展到防止信息被篡改(完整性)、可用性和抗抵赖性,从而涉及到攻、防、测、控、管、评等多方面的基础理论和实施技术。所以,信息安全专业的学科设置也随着其研究重点和应用领域的不同而不同。目前,在学科设置方面,信息安全仅仅是高校自设的二级学科。大多数高校根据自身的特点将信息安全设置在计算机科学与技术或者信息与通信工程的二级学科。设置在计算机科学与技术学科之下的,以计算机和网络知识为重点;而设在信息与通信工程学科之下的,一般是以通信和密码学作为教学的重点。也有一些高校将信息安全作为数学学科下的二级学科,以数学、物理等基础知识为其侧重点;有的高校把信息安全专业办在安全工程系,以安全为教学内容的重点。例如,西安电子科技大学将信息安全专业设在了信息与通信工程一级学科下,充分利用西安电子科技大学的特色专业发展信息安全专业,培养通信保密方面的专业人才。
哈尔滨工业大学研究生院专业有计算数学、概率论与数理统计、应用数学、运筹学与控制论、物理学、理论物理、粒子物理与原子核物理、原子与分子物理、等离子体物理、凝聚态物理、声学、光学、无线电物理、无机化学等专业。
哈工大研究生院国家重点培育学科2个;博士学位授权一级学科27个,硕士学位授权一级学科41个,博士专业学位授权点1个,硕士专业学位授权点10个,博士后科研流动站24个。
在教育部第三轮学科评估中,哈尔滨工业大学研究生院有10个一级学科排名位居全国前五位,其中力学学科排名全国第一。材料科学、工程学、物理学、化学、计算机科学、环境与生态学、数学、生物学与生物化学等8个学科进入ESI全球前百分之1的研究机构行列,其中材料科学、工程学已进入全球前千分之1的研究机构行列。
[关键词]仿真理论 仿真技术 仿真应用
随着计算机科学技术的高速发展,系统仿真技术和计算机技术紧密的融合在一起。目前,有的高校采用多媒体技术和虚拟现实技术进行系统仿真的教学。
仿真技术是利用计算机并通过建立模型进行科学实验的技术。它具有经济、可靠、实用、安全、可多次重用的优点,是利用模型对系统进行研究的一门多学科综合性技术。
现代仿真技术的发展是与控制工程、系统工程及计算机技术的发展密切相关联的。控制工程和系统工程的发展促进了仿真技术的广泛应用,而计算机技术则为仿真提供了强有力的手段和工具。因此,计算机仿真在仿真中占有越来越重要的地位。
一、仿真学科的理论体系
1.相似理论
相似理论是研究事物之间相似规律及其应用的科学,是仿真科学的基本理论。其基本内容包括相似定义、相似定理、相似类型和相似方法。
2.模型论
模型论是以各应用领域内的科学理论为基础,建立符合仿真应用要求的、通用的、各领域专用的各种模型的理论和方法。
3.仿真系统理论
研究和论述构建符合应用需求的仿真系统理论和技术。包括仿真系统的体系结构和构成,仿真系统的设计及其公共关键技术,仿真系统的研制和运用仿真系统的规范、标准等。
4.仿真方法论
结合各应用领域的不同要求,研究仿真基本思想和方法,包括定量仿真方法和理论、面向对象仿真方法;智能仿真方法等。
5.仿真的可信性理论
表述仿真过程及结果评价、控制的概念和方法的基本理论、研究仿真环境和真实环境的相似性理论和方法,研究提高仿真可信性的各种方法、技术和规范。
6.仿真科学和技术的应用理论
论述仿真运行实验设计、仿真管理、仿真过程的可视化、仿真及其结果综合分析的理论。
二、几种主要的仿真技术
1. 仿真建模
仿真建模是一门建立仿真模型并进行仿真实验的技术。建模活动是在忽略次要因素及不可测量变量的基础上,用物理或数学的方法对实际系统进行描述,从而获得实际系统的简化或近似反映。
2.面向对象的仿真
面向对象仿真是当前仿真研究领域中最引人关注的研究方向之一,面向对象仿真就是将面向对象的方法应用到计算机仿真领域中,以产生面向对象的仿真系统。
3.智能仿真
智能仿真是把以知识为核心、人类思维行为作背景的智能技术引入整个建模与仿真过程,构造智能仿真平台。智能仿真技术的开发途径是人工智能与仿真技术的集成化。仿真技术与人工智能技术的结合,即所谓的智能化仿真;仿真模型中知识的表达。
4.虚拟现实技术
虚拟现实技术是现代仿真技术的一个重要研究领域,是在综合仿真技术、计算机图形技术、传感技术等多种学科技术的基础之上发展起来的,其核心是建模与仿真,通过建立模型,对人、物、环境及其相互关系进行本质的描述,并在计算机上实现。
5.分布仿真技术
分布仿真技术作为仿真技术的最新发展成果,它在高层体系结构上(HLA,high level architecture),建立了一个在广泛的应用领域内分布在不同地域上的各种仿真系统之间实现互操作和重用的框架及规范。HLA的基本思想就是使用面向对象的方法设计,开发及实现系统不同层次和粒度的对象模型,来获得仿真部件和仿真系统高层次上的互操作性与可重用性。
三、仿真的一般步骤
仿真过程的三个主要活动是“系统建模”、“仿真建模”、“仿真实验”,而联系这些活动的要素是“系统”、“模型”、“计算机”。其中:系统是研究的对象,模型是系统的抽象,仿真是通过对模型进行实验来达到研究的目的。
要对一个系统或对象实施计算机仿真,首先必须把握系统的基本特征,抓住主要的因素,引入必要的参量,提出合理的假设,进行科学的抽象,分析各参量间的相互关系,选择恰当的数学工具,然后在此基础上建立相应的数学模型。仿真建模的过程是在已有的一些先验知识的基础上,试探地写出研究对象所满足的或近似满足的数学规律,再结合实际的研究目的,对猜测性的数学关系进行反复修改和优化,从而得到既符合客观实际又易于在计算机上实现的数学模型。
四、仿真技术的应用及发展
仿真技术来自于军事领域,但它不仅用于军事领域,在许多非军事领域也到了广泛的应用。例如:在军事领域中的训练仿真;商业领域中的商业活动预测、决策、规划、评估;工业领域中的工业系统规划、研制、评估及模拟训练;农业领域中的农业系统规划、研制、评估,灾情预报、环境保护;在交通领域中的驾驶模拟训练和交通管理中的应用;医学领域中的临床诊断及医用图像识别等。
随着现代信息技术的高速发展,仿真技术也得到了飞速的发展,在军用和民用领域中更深更广的应用也促进了仿真技术的进步。分布仿真技术作为仿真技术发展的最新成果,在国民经济建设和国防建设中发挥了更大的作用。目前,国际上许多国家在“仿真是迄今为止最有效的综合集成方法,是推动科技进步的战略性技术”这一观点上已达成了共识。21世纪仿真技术的研究与应用将取得更大的发展。
参考文献:
[1]贾连兴:仿真技术与软件[M].北京:国防国业出版社,2006
[2]康凤举:现代仿真技术与应用[M].北京:国防国业出版社,2006
关键词:电气自动化;人工智能;控制
电气自动化技术作为新时期的科学技术发展的重要产物,其主要是电子信息自动化、信息处理自动化、系统运行自动化、实现分析、电力电子技术以及计算机科学技术的综合技术。电气自动化运行的过程中主要是让控制的机器能够自行运行,且不受到人工的实时控制,用人工智能技术代替人工控制机器。人工智能技术应用到电气自动化生产过程中,使得人工智能技术与电气自动化技术相互交融,使得电气自动化技术出现了很大的飞跃。本文针对电气自动化控制过程中对于人工智能技术的应用研究,分析人工智能技术对于自动化控制的影响情况。
一、人工智能技术概述
随着计算机科学技术不断深入发展,计算机的运算速度较之人脑更加快速和准确,而且可以承担大量的重复性计算工作,因此计算机代替人工进行工作也就应运而生[1]。人工智能技术产生于1956年,其涉及到计算机科学。心理学、数学。、哲学、认知科学等多门学科。人工智能技术的主要研究目标就是控制机械进行自动化生产,在人工智能技术下完成实时控制,能够完成大量的重复性工作,解决人类的劳动强度问题。人工智能技术主要是基于计算机技术,通过计算机来实现人脑仿真,使得计算机能够满足更高层次的应用。
人工智能技术在发展的过程中存在着很大的差异,不同的人工智能技术其具有的优点也不一样。人工智能化技术可以具有社会能力、自治性、响应性以及能动性等几个重要的人工智能特色,复杂的人工系统之中运用人工智能技术实现建模,并且完成对人类的仿真。人工智能技术通过自身复杂的系统完成机械之间的融合和交流,并且形成了其基本元素的结合。另外人工智能技术对于自身的状态和行为具有一定的控制能力,完成相应的建模和仿真任务之后就不需要人类给予实时干预,所以人工智能技术具有一定的自治性。当然人工智能技术对于周围的环境还具有一定的响应能力,对于环境之中的事物作出相应的反应。
二、电气自动化中人工智能技术的应用
(一)数据采集和处理。电气自动化控制过程中人工智能技术可实现对系统的数据采集和处理,此项过程均属于智能化处理过程,在具体的应用中人工智能系统完成了对电气设备、系统运行的实时监测和响应。人工智能技术在电气化自动控制系统中针对全部开关量、模拟量等进行智能数据采集,并按照相应规则完成对所有数据的甄选,然后将数据进行保存或者对数据做出响应执行另外指令。人工智能技术还可对采集的数据进行整理,完成分类、筛选、备份以及垃圾数据删除等[2]。
(二)图像层次管理。对于电气自动化控制企业往往存在着图像管理流程,尤其是对于一些大型的电气企业或者运行比较复杂的系统,很多类型的设备都需要进行图像层次管理。那么人工智能技术则实现了对系统中的图像层次管理,利用计算机技术实现对系统的图像层次管理,为工作人员提供方便,使得他们能够及时查看图像并且作出选择。通过人工智能技术实现对系统的图像层次管理,有效的提升了对电气自动化系统的管理效率。
(三)可输出自动化控制过程。在电气自动化控制过程中,人工智能技术可以实现对控制过程记录,并且可以图像记录的方式来呈现出整个控制过程。人工智能技术实现了对电气自动化控制中的某一阶段或者是全部过程的运行管理,通过对控制过程中的图片输出来反应控制的成果,方便工作人员能够准确、完整的掌握电气自动化过程中人工智能技术控制情况,方便查看以及及时了解系统运行信息。
(四)保存系统运行各项资料。电气自动化控制过程中采用人工智能技术可以有效、完整的保存系统的运行资料,为寻找故障问题源提供相应的信息情报。电气自动化控制过程中,采用人工智能技术实现精细化管理,可以导出各个时间段、生产区间中自动化生产的各项资料。人工智能技术为相关记录工作者减少了麻烦,提高了工作的效率,同时人工智能技术可极大限度的节约人力、物力以及财力,对电力企业降低成本加强管理具有非常重要的作用。
(五)实时跟踪控制。人工智能技术属于人类一项先进的研究成果,其具有一定的智能化,能够自行完成生产工作。当然,人工智能技术最为重要的作用还是对于电力企业的自动化生产实现了跟踪控制。利用人工智能技术实现对引进的先进电子设备进行控制,通过输出的图像、保存的录像以及相关记录等来完成对相应设备的评估。
结语:随着科学技术的快速发展,人工智能技术正在不断的创新和进步之中,尤其是当前人工智能技术在电气自动化企业中的应用越来越广泛,使得人们对于人工智能技术的研究需要进一步加强,同时对于其工作的原理以及具体的应用应该具有更深层次的认识。这样电气自动化企业才能够及时跟上时代的步伐,及时调整企业的战略目标,利用人工智能技术提升企业的生产效率,利用人工智能技术降低企业的生产成本,利用人工智能技术实现企业强化企业核心竞争力。
参考文献:
关键词:人工智能技术;教学方法;编程能力
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)16-3865-02
1 概述
2008年11月16日,中国科协成立50周年新闻会在北京召开。在新闻会上,“五个10”系列评选活动,即10位传播科技的优秀人物、10部公众喜爱的科普作品、10个公众关注的科技问题、10个影响中国的科技事件、10项引领未来的科学技术评选结果揭晓。10项引领未来的科学技术是:基因修饰技术;未来家庭机器人;新型电池;人工智能技术;超高速交通工具;干细胞技术;光电信息技术;可服用诊疗芯片;感冒疫苗;无线能量传输技术。
人工智能技术学科是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。指人类的各种脑力劳动或智能行为,诸如判断、推理、证明、判别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动,可以用某种智能化的机器来予以人工实现[1]。
通过《人工智能技术》课程的学习,使学生对人工智能技术的发展概况、基本原理和应用领域有深入了解、对主要技术及应用有一定掌握,并对现代人工智能技术发展的方向有所研究。通过人工智能技术课程的学习与研究,启发学生对人工智能技术的兴趣,培养知识创新和技术创新能力,并能将人工智能技术融入到今后所开发的计算机软件之中。
《人工智能技术》是一门众多学科交叉的新兴课程,其涵盖范围广,涉及知识点多,知识更新快,内容抽象,不容易理解,理论性强,而且需要较好的数学基础和较强的逻辑思维能力,这给该课程的讲授带来了一定困难。《人工智能技术》也是一门应用型学科,怎样将理论运用到实践中,使学生将学到的人工智能技术知识和思想运用到自己的实际课题,这也是该课程需要解决的问题之一。
因此,对《人工智能技术》课程教学来说,我们要了解课程的最新信息,把握课程的特点,帮助学生找到好的学习方法,使他们能充分发挥自己的创新思维能力,提高学习兴趣,该文给出了《人工智能技术》课程的教学与实践的探索。
2 教学与实践的探索
2.1 教材和实验教学内容的选取
1) 人工智能技术是整个计算机科学领域发展最快,知识更新最快,最前沿的学科之一。在教材选用方面,我们采用了蔡自兴教授等主编,由高等教育出版社出版的《人工智能基础》这本教材。蔡自兴教授的主要研究领域为人工智能、机器人学和智能控制等。这本教材是作者在美国国家工程院院士、普度大学教授傅京孙先生的指导和鼓励下编写,借鉴了国内外人工智能技术研究领域专家的最新研究成果和学术书籍的长处,该书比较全面地介绍了人工智能技术的基础知识与技术,材料新,易于理解,兼顾基础及应用[2]。
此外,我们还给学生自主学习提供多种类型的学习资料,其中包括参考书目,如:Russel S, Norvig P.等编著的《Artificial Intelligence: A Modern Approach》一书,人工智能技术国内外期刊,如电子学报,计算机学报,人工智能与模式识别,Artificial Intelligence,Journal of Artificial Intelligence Research,Engineering Applications of Artificial Intelligence和International Joint Conference on Artificial Intelligence,AAAI: American Association for AI National Conference等人工智能技术会议,使学生能够掌握人工智能技术的更多前沿动态,提高学习兴趣。
2) 配套的实验教学内容。《人工智能技术》是一门理论性和实践性都很强的课程,实践性教学环节对该课程尤为重要。除了完成课本上的作业之外,还注重实验教学,培养学生的创新能力、算法设计能力和编程能力。首先,每个章节设置相应的实验,而实验内容经过严格的考虑,如:五子棋游戏,产生式系统,旅行商问题,传教士和野人问题,BP神经网络实现简单的分类,遗传算法、人工生命程序等,要求学生运用所学章节的知识,独立地设计和实现实验内容。实验报告包括简述实验原理及方法,给出程序设计流程图,源程序清单,实验结果及分析等内容,通过这种方式,进一步加强学生的信息获取能力和研究能力。
2.2 教学方法和手段的改革
人工智能技术课程交叉性强,涉及面广,传统的教学方法手段单一,缺少交流,课堂气氛沉闷,激发不起学生的学习兴趣,教学效果不理想。人工智能技术这门课程内容抽象,如何激发学生的学习兴趣是本课程需要解决的主要问题,也是关系教学改革成败的关键。本课程需采用多种方法进行教学,以此来激发学生的学习兴趣。
1) 问题启发式教学。《人工智能技术》这门课程中有很多似是而非、引人入胜的问题,主要是用计算机模拟人类的智能来解决这种问题。在教学中,有目的的提出这些问题,鼓励学生思考,提出自己的想法和解决方案,并进行分析和比较,这样强化学生的主动学习意识,提高学习积极性[3]。
2) 个性化学习和因材施教。学生中存在计算机专业和非计算机专业本科毕业的差别,由于他们每个人的基础不同,有的计算机知识比较匮乏,因此有必要针对每个学生的学习进度,课堂作业和实验报告情况进行及时评估,对学生提出个性化的教学。例如:在实验教学中,要求有能力和兴趣的学生可以做探究性和创新性的附加实验,从而引导学生发挥个性的空间,而对稍微吃力的学生则要求完成基本的实验,更注重基础知识的学习和夯实,这样就能达到因材施教的目的。同时对不同层次的学生进行分析,进一步提出学习建议,并进行有针对性的指导。
3) 多媒体使用和多学科知识的融合。本课程PPT课件图文并茂,提纲挈领,便于学生理解。课堂讲授、板书与PPT手段相结合,注重课程中的关键词用英文表示,并适当指定英文参考书,使学生能够接触国外文献资料,加深对学习内容的理解,获得更宽广的知识。PPT课件运用了大量多媒体技术,如动画、声音、图像,通过动画和视频演示抽象的概念、算法和过程,使人工智能技术中抽象的知识形象化,在课件中融入了文学,历史等其他学科的相关知识,便于学生较好地理解知识难点和重点[4]。
4) 师生互动和课内外答疑。在教学中,改变了传统的老师讲,学生听的教学模式。针对人工智能技术的实用性,适当提问,收集学生学习情况,尽量使用实例进行讲解。设置了实验讲解互动课程,对于实验的讲解,学生可以提出疑问,然后在课堂上展开讨论,学生可以看到问题从提出、分析到解决的整个过程,让学生自己在讨论中总结结论。为了解决教学中存在的疑难问题,还设有课后答疑,使学生能将所有的问题都理解透彻。
5) 理论研究与实践结合。在教学内容的安排上,注重学生的理论研究和动手能力,适当布置一些课程相关的论文和实验编程。通过课程论文,可以培养学生钻研问题的兴趣; 通过查阅科技文献使学生掌握如何查找相关文献的技能,可以培养学生撰写科技论文的能力。通过实验实践,使学生可以更加清楚地了解人工智能技术基本概念和难点,也能了解算法的设计具体运行过程,并对其进行验证,提高了学生的编程能力和和学习兴趣。
6) 考试考核方式改革。本课程的考核考试也是一个值得探讨的问题,本课程应采用多种综合考试方法,注重学生对基础概念、知识和基本的技能的掌握以及理论联系实际的能力。平时作业考核成绩,实验实践教学成绩、提交课程论文成绩,以及最后的期末考试成绩形成一种有效的考试考核方法,促进学生主动学习,提高教学质量。实验的评价指标在于算法设计、编程的准确性和实验结果及分析。课程论文评价指是选题是否严谨科学和具可研究性,论文结构、思路是否严谨,论文内容科学性、正确性,能否提出自己的见解。考查查阅科技文献的能力主要通过是否查找到权威的、最新文献以及撰写是否规范。
2.3 学生学好《人工智能技术》课程的建议
《人工智能技术》是一门理论与实践相结合的应用课程,学生如何学习这么课程,也是我们应该探讨的问题。
学生应该正确看待《人工智能技术》这门科学的发展。人工智能技术孕育于20世纪30、40年代,形成于60、70年代,发展至今,人工智能技术只有短短60多年的历史,它是一门不断发展和完善的崭新学科,还有许多课题处于探索中,理论和技术还远未成熟,我们应该对它有科学的认识。
针对非计算机专业本科毕业的学生,除了课堂听讲之外,还应该课下自学该课程的先修课程,如:数据结构、离散数学等课程。人工智能技术中涉及到大量的数学知识,如:模式识别需要具有较好的概率论,数理统计知识,另外还会用到少量随机过程、模糊数学的一些知识。人工智能技术是一门应用课程,编程语言的掌握必不可少,涉及到SVM算法,粒子群算法,免疫算法神经网络,遗传算法等算法,实现这些算法要求学生具有较强的编程能力。
学生应该多读,多查阅资料,特别是国外的期刊文献和重要国际会议论文,多了解人工智能技术最前沿的信息,理论联系实际,加深对基本算法的理解,并将人工智能技术的知识运用到自己所研究的领域,以做到学以致用。
3 结论
人工智能技术在一定程度上代表着信息技术的前沿,该文对《人工智能技术》的课程教学进行了一些探讨,教学与实践效果有了显著提高,但仍然有许多方面还需要我们继续探讨和改进。
参考文献:
[1] 蔡自兴,徐光佑.人工智能技术及其应用[M].北京: 清华大学出版社,2003.
[2] 蔡自兴,肖晓明,蒙祖强,等.树立精品意识搞好人工智能技术课程建设[J].中国大学教学,2004(1):28-29.
关键词:计量特色;软件测试人才;课程体系;实践体系
目前,全国有500余所本科院校开设计算机专业,对一所像中国计量学院样的普通高校而言,如何在这种庞大的专业规模和激烈的专业竞争中办好自己的专业,专业特色是一个重要的立足点。不同类型高校计算机专业的人才培养应当具有不同的定位,人才培养模式要充分依托各自学校的办学优势体现专业特色。
中国计量学院是我国质量监督检验检疫行业唯一的本科院校,学校在29年的办学过程中,逐步确立了“计量立校、标准立人、质量立业”的办学理念,形成了“培养具有牢固质量观念、明确标准意识和较强计量能力的高素质人才”的人才培养和在计量、质量、检测、标准、检验检疫等方面具有鲜明的办学特色。
中国计量学院计算机专业面对目前国内软件测试人才失衡及培养渠道缺失现状,针对软件测试人才的职业素质要求,依托学校计量测试的办学优势,以培养社会急需的软件质量与测试人才市场为目标,研究探索了具有鲜明计量特色的“软件质量与测试平台+模块”的计算机专业应用型人才培养模式和课程结构与体系,构建了由实验教学、软件度量与测试专业技能训练和校内外软件质量与测试实践基地的计量特色实践教学体系,培养了z生软件质量意识和积极探索、勇于创新的学习动机。
1计量学与软件测试间的关系
计量学(metrology),简称计量。随着人类文明和科学技术水平的发展,计量学的内涵与外延在不断变化。就内涵而言,计量学曾被称为度量衡学和权度学,一般指关于测量的科学,具体指以技术和法制手段保证量值准确可靠、单位统一的测量,此处的“量”主要是有形的、物化的量,可通过“测”来获取。而广义的计量学,则突破“测”的手段来获取无形的量[1]。
在传统计量时期,社会经济活动较简单,计量主体是度量衡和时间度量,随着近现代数学、原子物理和量子物理学的发展,现代计量的对象和范围不断拓展,从一般物理量扩展到工程量、化学量和生物量等,甚至还包含了现代社会的商贸、医疗、贸易,出现了形态计量学、经济计量学、文献计量学、情报计量学、网络计量学。计量学已经涉及自然科学、人文社会科学的各方面[1]。
科学仪器是计量的重要组成部分,一流科学研究往往离不开一流的科学仪器。随着计算机技术的飞速发展,“计算机软件就是仪器”、“计算机软件就是设备”早已成为的事实。20世纪90年代以来,计算机应用领域不断拓宽,软件应用的复杂性和规模不断扩大,IEEE、ANSI和ISO等一系列关于软件质量控制和测试的国际标准均相继问世,使软件质量和软件测试得到了普遍的重视。人们认识到软件测试不单纯是发现错误的过程,而且包含软件质量评价的内容,是软件质量保证的重要手段。2004年ISO和IEC的第一联合技术委员会(ISO/IEC/JTCl)提出的软件工程标准术语中给软件测试下的定义是:软件测试是为评价、改进软件产品质量、标识软件产品缺陷和问题而进行的活动。即软件测试并非传统意义上产品交付前单一的“找错”过程,而是贯穿于软件生产过程的始终,是一个科学的质量控制过程[2]。因此可以说传统计量测试技术与计算机技术的交叉与融合是实现软件测试技术的基础,软件测试技术是传统计量测试技术的延伸与拓展,是现代计量技术的一个重要分支。传统的计量测试也是测定某个系统的性能是否满足需求,或弄清预期结果与实际结果之间的差别。软件测试技术与传统计量测试技术的主要区别在于被测对象不同[3].
2具有计量特色的软件测试应用型人才需求分析
何谓具有计量特色的软件测试应用型人才?笔者认为所谓具有计量特色的软件质量测试应用型人才是指“具有牢固软件质量观念、明确计量标准意识和较强软件质量和测试能力的高素质应用人才”。其特点是对软件度量、标准、质量方面的问题非常敏感、理解非常准确、工作上手非常快。
软件质量度量是对影响软件质量的属性所进行的定量测量,其实现的基础是软件测试,测试作为一种通用的度量方法,其重要作用在于软件质量保证、功能的验证和确认,以及产品可靠性的评估等。随着经济全球化的进一步推进,中国软件行业面临更加广阔的国际市场。经过几年来的市场竞争,业内人士已清醒地认识到:“优质的产品、一流的服务、良好的信誉”是软件产业发展壮大的基础。在注重软件开发过程规范化的同时,通过测试的手段保证软件产品的质量,贯穿于软件产品研发周期内每一个环节中,在整个软件开发的系统工程中占据着相当大的比重[4]。
目前,我国软件业服务范围广泛,从电子消费到医疗航天,已渗透进社会的各个领域。据了解,随着软件行业产业结构的调整,各大软件公司对国内软件市场、软件外包业务的争夺愈演愈烈,软件质量不得到改善,我国软件行业就无法和美、日、德、英、法等软件大国竞争。然而由于我国软件企业对软件测试认识较晚,现阶段大多数软件企业中测试人员数量还不足开发人员的五分之一,远远落后于国外1:1的比例,且具备5年以上行业经验的资深软件测试工程师不超过两万人。据相关数据统计,目前我国软件测试人才缺口已达30万人。
国内软件测试人才的来源主要有三方面:一是以前做软件开发转行的技术人员;二是来自计算机专业的高等学院毕业生;三是经过一定的培训,具有很强的实战经验的专业人员。据51Testing调研数据显示,目前国内软件测试从业人员的学历集中在本科,其比例为70%,大专学历次之,其比例为23%,高学历者(包括硕士、博士)占6%,大专以下的有1%。因此高等学院计算机专业本科毕业生将是我国今后软件测试人才的主要来源。
3具有计量特色的软件测试应用型人才的培养
(1)培养目标的定位
高等学校计算机专业人才培养目标的确立依据有二:一是学校的办学特色和自身的专业条件;二是社会对专业人才的需求。在专业建设和人才培养目标的定位过程中,我们认识到近年来随着大学计算机专业在规模上蓬勃发展,各高校均面临着专业特色不明显以及教育质量需要提高等问题。认为在新形势下,只有以特色立校,扬长避短,才能以特色强校,以特色取胜,才能凸现学校的品牌与地位。
中国计量学院地处IT技术发展非常迅猛的浙江省,是我国质量监督检验检疫行业唯一的本科院校,其办学特色是计量、质量、检测、标准、检验检疫等方面。因此我们的人才培养目标的定位是立足于浙江省和国家的需求,依托学校计量测试的办学优势,根据国内外在软件测试和质量控制创新教育方面研究的现状和发展趋势、新形式下社会对软件测试和质量控制的计算机专业人才的需求,特别是对软件测试和质量控制专业人才在应用动手创新能力和综合素质方面的需求,在我们专业实力、专业水平和专业学生的知识能力基础上,结合计量学院在计量、质量、检测、标准、检验检疫等方面的办学特色,突出计量测试特色,培养具有鲜明的计量特色的计算机专业人才。
具有鲜明的计量测试特色计算机专业人才培养目标,一方面可以提高我校计算机专业在培养人才和为社会发展服务等方面的创造力、在招生、就业,争取科研课题方面的竞争力和对浙江省和国家的软件测试和质量控制领域的技术发展和进步的贡献力,另一方面也有助于提高我校计算机专业的水平和实力,争取更多的社会资源和企业支持。
(2)课程体系和计量特色实践教学体系
根据教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会在《中国计算机本科专业发展战略研究报告》中提出的以“培养规格分类”为核心思想的计算机专业发展的要求,我们的教学计划和培养方案以应用型为基础,整个课程体系设计首先强调计算机科学和应用工程基础,但专业课程的重点放在现代软件质量工程和软件测试理论和软件测试新技术方面。培养计划强调软件测试领域的应用实用型特点,重点加强软件测试实践性课程,培养学生的独立进行软件测试的能力。课程体系分为以下几个层次实现:
①专业基础:包括计算机专业引导性课程和数学物理等方面的基础课程,如程序设计基础、数据结构与算法、计算机组成等,重点培养学生对计算机基础的理解和掌握。
②专业课:包括计算机专业自身的核心课程,如数据库原理、操作系统、计算机网络、软件工程等传统的计算机学科核心课程,同时软件测试与质量控制的核心类课程也是教学的重点。在高年级专业的专业方向学习阶段,采用专业方向平台教学手段,学生可根据自己的专业兴趣、发展方向、就业趋向等选择合适的平台课程进行学习。根据社会对计算机专业人才需求和自身专业特点,设置软件测试与应用方向平台、网络工程及应用方向平台、嵌入式系统设计及应用方向平台等三个专业方向平台。在专业方向平台课程中,除侧重点不同外,都具有计量测试特色,如软件测试与应用方向平台包含软件质量工程、软件测试技术、软件能力成熟度模型(CMM)等,嵌入式系统方向平台包含软件质量工程和嵌入式系统测试技术等。
③选修课:与质量测试领域、职业发展素质和一般工程方法相关的选修课。如计量学概论、产品质量工程概论、检测技术与仪器等,以增强学生的质量测试意识和职业素养。另外软件的测试的行业或领域非常强,掌握领域专业知识也是非常关键,我们通过聘请相关行业或领域的专家以技术讲座方式使学生初步掌握相关行业或领域知识,以避免学生缺乏领域知识。
④实践教学:根据软件测试人才能力素质的要求,我们设置了相应的实践教学体系,包括课程实验、课程设计和专业实践三个环节。课程实验主要让学生在真实或模拟的环境中进行大量操作、实践,熟悉各种测试软件和测试工具;课程设计通过安排小型的软件测试项目,让学生运用测试工具进行测试,锻炼学生的综合分析能力和综合运用知识的能力;专业实践结合毕业设计,一方面安排学生走出学校,参加实际的软件测试项目。另一方面我们专门设计针对电信/互联网服务和典型行业(金融、银行、保险等)等应用领域的软件测试和质量控制的实践项目,并在实践过程中模拟企业的质量管理体系,训练学生项目管理、团队合作、学习创新的能力。
另外,我们还与知名软件测试职业培训机构合作,建设校内培训基地,充分利用校内的实验条件、生源条件;培训机构的师资、技术、资金资源。通过合作办学,建立良好的测试环境(各种流行测试工具),引入科学、系统的课程体系,利用双方的互补资源优势,相互学习、协作、促进,实现双赢。同时与省内软件企业合作,建立校外实习、实训基地,学生在教师和企业专家的指导下,参与实际测试项目。与第三方测试机构合作,承接了力所能及的测试项目,实施了大学生科研计划。
(3)计算机学科和计量测试相关学科知识的相互渗透和融通
在软件质量测试应用型人才培养过程中,为了体现计量、质量、检测、标准、检验检疫等方面的办学特色,我们将“明确标准、注重量化、追求质量”渗透于人才培养的过程中,努力达到“标准先进、计量精确、质量可靠”的人才培养目标,突出计量测试特色,在研究计算机学科和计量测试相关学科各自特点基础上,提出了计量测试大学科意识,实现了两学科知识的相互渗透和融通。以选修课的形式在计算机专业开设如计量学概论、产品质量工程概论、检测技术与仪器、技术监督法律法规、质量管理体系认证、标准化概论等课程,将计量测试相关学科基础知识的渗透和融通到计算机学科,使计算机专业学生能建立起标准意识、质量意识和法制意识,对计量、标准、质量方面的问题更敏感、理解更到位、工作上手更快。近三年来,学生共有50余项与专业特色相关的专利申请被受理,参与的学生人数和专利项目申请数均列省属高校前茅。学生在各级各类学科性竞赛中所获得的奖项多数也与专业特色密切相关。
4结束语
中国计量学院属于行业性较强的学校,计量学本身涉及自然科学、人文社会科学和工程领域等多个方面,由计量派生出来的相关学科、领域和方向也在不断增加。在计量这个大框架下建立我们计算机专业特色,是我们培养能够适应21世纪科技、经济和社会发展需要,具有良好质量意识和软件测试技能的应用型人才的必然选择,开展具有计量特色的软件质量测试应用型人才的培养模式的研究是迫切的现实需要,这一能够满足国家对专业人才的需求,培养社会急需的软件度量与测试人才,也更能提高我校计算机专业在培养人才和为社会发展服务等方面的创造力和竞争力,也有助于提高我校计算机专业的水平和实力,争取更多的社会资源和企业支持。
参考文献
[1]林建忠.现代计量工程教育模式探索[J].高等工程教育研究,2007,(6):78-82.
[2]康一梅,张永革,李志军等.嵌入式软件测试[M].北京:机械工业出版社,2008.
【关键词】计算机教育;实验教学;教学质量
计算机人才的培养应以社会需求为导向,而为了满足未来社会的需求,就要注重实践与理论的结合,因此计算机教育教学应当紧跟科技发展的趋势,将课堂教学与实验教学紧密结合,培养有实际操作技能和创新能力的人才,使得学生的知识结构能够紧跟计算机科学技术的发展和要求,从而提高计算机教学质量,计算机教学质量的重中之重就是计算机实验教学。
1.实验教学在计算机教学中的重要作用
1.1计算机实验教学是课堂教学的出发点
计算机课堂教学的出发点和落脚点在于计算机实验课,学生通过实验课可以理解课堂上教师讲授的原理、方法和技术,在软件和硬件的设计、实现和调试中反映出来,可以调动起学生的学习兴趣,能充分发挥他们学习的主动性和积极性,学生的学习也就由被动变为主动,将课本上枯燥的理论具体化,学生在获得知识的同时增强了对学科学习的浓厚兴趣。
1.2计算机实验教学有助于培养学生创造性思维
“知识、素质、能力”是教育追求的目标。学生在学校接受教育的时间有限,在短暂的时间里将大量的知识灌输给学生是有一定的难度,解决这一问题的关键在于培养学生的能力,而通过实验教学,可以使学生在掌握基本理论的基础上,强化基本技能的训练,培养创新能力,提高学生素质。
1.3培养学生的理论联系实际的意识和能力
计算机学科是一门注重实际操作的学科,因此应在计算机教学计划中适当增加实验教学课程,这样有利于学生把理论知识灵活地应用于实际活动中,培养学生的动手操作的能力,把课堂上学习到的理论知识应用于实验活动中,检验理论知识正确性的同时也加深了学生对理论知识的理解与把握。
2.计算机实验教学现状当中存在的不足
2.1当前计算机实验教学中缺乏完善的管理制度
学校普遍对实验课普遍不够重视,持可有可无的态度,计算机实验教学中还一直沿用传统的教学模式,学生对计算机实验教学逐渐失去兴趣。除此之外,教师在对学生进行成绩评估的过程时普遍采用试卷考核的方法,这种评估成绩的方式非常的单一、片面,不能起到考核学生能力的作用。由于学校并不曾对实验教学制订一套完善的管理制度,造成大部分学校投入的不少的物力财力来购买的实验设备难以发挥出应有功能。
2.2计算机实验教学中教学环境方面的问题
因不同计算机实验课程所需要的硬件设备及软件设备不同,计算机作为科技工具,更新速度快,所以计算机实验室的建设是需要大量的资金投入。但许多学校因为经费有限、设备陈旧,难以满足学生需要,于是产生应付教学实验的现象。除此之外,因设备安装时其安装人员考虑不周,也会影响日后实验教学过程中该设备的使用效果。
3.提高计算机实验教学课质量的意见和建议
针对上述实际情况和多年来的教学体会,对提高计算机实验教学质量提出如下建议。
3.1合理安排实验教学
实验课与理论课不同,一方面,实验课一般更需要教师和学生的交流,老师指导学生解决实验中出现的问题;另一方面,要学好计算机必须进行大量的实践练习,课程设置中实验课的课时远远不足,导致学生学习计算机课程的效果不好,学校应加大计算机基础实验室的开放力度,让学生有足够的课余实践场所。
3.2增加实验教学课时量,革新考核方法
目前计算机课程安排,课堂教学和上机实习的比例一般是2:1。鉴于计算机教育的特殊性,有必要增加学生上机实验的课时数。这样不仅使学生在课堂上学习的理论知识得以消化,而且可以给学生有更充分的时间去根据自己的实际情况,主动了解更多的知识,培养其创新能力。教学考试是检查教学效果的重要环节,要改革考试考核方法,使学生真正学有所得,使学生的实际水平真正体现在计算机的实际使用上来,达到提高学生素质的目的。
3.3重视实验工作人员业务素质的提高
随着计算机教学的改革,对实验工作人员的业务素质的要求越来越高。实验工作人员不仅要有较强的理论水平和动手能力,还应具有创造性思维和较强的应变能力,并且还要对边缘学科有所了解,熟知本专业的现状和发展趋势。因此,为适应这种情况,对实验工作人员可采取“走出去”、“请进来”,以自我提高为主,校内外培训为辅的方法,提高实验工作人员的素质。
4.结语
计算机实验教学在我国教育体系当中,占据着不可替代的作用,并且对于培养学生的创新能力以及创新精神来说,有着非常重要的作用。虽然我国的计算机实验教学取得长足的进步,但现实教学中还存在这样那样的问题,计算机实验教学还有很大的向上发展空间。所以作为计算机教育工作者,应当承担起完善计算机实验教学的重任,为培养综合素质的计算机人才贡献力量。
参考文献:
[1]冯博琴.以能力培养为核心的计算机基础实验教学研究与探索[J].中国大学教学,2009(01).
[2]刘卫光.面向就业市场的计算机实验教学改革[J].计算机理论,2010(05).