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【摘要】本文笔者首先分析了轨道交通运营工程档案管理信息化建设的优点,最后提出完善轨道交通运营工程档
案信息化建设的策略。
关键词 信息化;轨道交通;档案
在轨道交通运营快速发展的社会环境中,高效利用信息化技术加强档案管理,不断提高档案管理工作效率是各个单位非常重视的问题。因此,我们应该认识到信息化技术在轨道交通运营档案管理中的作用,促使轨道交通运营档案管理资料更加准确、更加真实,推动轨道交通运营档案管理朝着更加科学的方向发展[1]。
一、轨道交通运营工程档案信息化建设的优点
(一)节约时间,提高轨道交通运营工程档案管理工作效率。之前的轨道交通运营工程档案管理工作主要是利用人工加强对档案资料的整理和管理,这样便需要花费大量的时间。这样的工作方式效率低下,发展步伐较慢,已经无法适应当前轨道交通运营形势发展的需要。通过在轨道交通运营工程档案管理中应用信息化技术,能够快速搜索到所需要的资料,从而在较大程度上提高了轨道交通运营工程档案信息的利用效率,大量节约了花费的时间和人力资源。
(二)拓宽服务领域,提高服务质量。通过应用信息化技术能够在较大的程度上增加轨道交通运营工程档案管理的资源量,并且能够将各种轨道交通运营工程档案信息分得更加清楚,从而提高轨道交通运营工程档案管理资料的服务质量[2]。其中主要表现在:为用户利用轨道交通运营工程档案资料提供便捷,实现多项信息资源共享,促使工程档案管理由单一朝着全面的方向发展,从而确保轨道交通运营单位档案资料管理的真实性和系统性;同时通过在档案管理中加强计算机技术,提高了轨道交通运营工程档案资料的利用速度,从而有利于提高轨道交通运营工程档案资料的价值。
(三)信息存储量大,避免了信息空间出现浪费的现象。信息化技术资源储存量大,这个优越性是其他信息储备载体无法比拟的。随着科学技术的不断进步,人民的生活、学习、工作中的信息传播量越来越大,导致各种各样的文件、图像信息、技术质量等等大量生成,紧接着就必须对这些资料进行有效的整理,为以后方便、快捷地使用提供条件。信息量日益增多,而信息化技术可以很好地解决这个问题,一张光盘就能储存几千万的信息,有效避免了信息空间出现浪费的现象,也降低相关成本的支出。
二、轨道交通运营工程档案信息化建设及管理策略
(一)建设档案数据库系统,实现档案管理的现代化。在今后的发展过程中,轨道交通运营工程档案馆要以收藏容量大、高密度、联机能力强的电子档案介质作为未来收藏的主要方式。电子档案可以说是全新的档案类型,通过计算机存储之后,编程为计算机代码进识别。轨道交通运营工程电子档案在网络的支持下可以随时随地被广大用户借阅。档案网站与数字档案的建设是实现轨道交通运营工程档案管理现代化的主要体现,轨道交通运营工程档案信息管理网络的应用,利于快捷地进行查询,有效突破了地域性的限制。城建信息资源要实现共享,将焦点集中在计算机硬件配置与软件配置上,让轨道交通运营工程档案管理更加现代化。
(二)工作人员的复合化,需要更多高素质管理人才。在轨道交通运营工程档案管理过程中,计算机技术的高效利用,能够大大提高各项信息的搜集、整理速度,同时能够对各项档案管理信息快速进行分类和处理。在这样的背景下,便需要轨道交通运营工程档案管理工作人员具备较高的综合素质。未来轨道交通运营工程档案管理工作人员需要具备多种多样的技术,这些技术不仅仅包含了坚定的政治素质,要需要未来的轨道交通运营工程档案管理人才在计算机信息知识方面进行更加深入的研究,并且具备坚实的外语基础,现在很多档案管理都会与外国进行对接,很多归档文件都需要用到外语,这种形势下,必须让轨道交通运营工程档案管理人员具备这些能力。
(三)档案收集逐渐走向电子化,利用管理系统完善个人信息。传统的轨道交通运营工程档案收集是个人或集体通过记录的方式,而未来的轨道交通运营工程档案收集方式完全可以利用信息网络。用户通过登录相应的管理系统将工程信息完善,然后通过网络将工程信息传输到数据库系统中,数据库系统利用特定的编号方式对每一个档案进行编号,管理人员完全可以在终端计算机前面对轨道交通运营工程档案进行管理,而这个过程不要面对面,只需要一台机器与一个网络。
三、结论
在现代轨道交通运营工程建设快速发展的背景下,对轨道交通运营工程档案资料的需求也不断增加,传统的轨道交通运营工程档案资料管理方式已经无法适应现代轨道交通运营的需要,严重阻碍了轨道交通运营的发展。加强轨道交通运营工程档案信息化建设与管理,能够加快轨道交通运营工程建设的步伐,为轨道交通运营工程建设提供更多准确的数据资料。
参考文献:
[关键词]网络工程;应用能力培养;人才培养体系
21世纪的今天,我国已经进入高等教育普及化的初级阶段,在国家全面实现小康社会,继续发展、巩固改革开放的成果,逐渐向新型工业化道路迈进,努力开拓技术创新、人才培养创新战略的大背景下,如何构建并实施新形势下的基于应用能力的创新型和应用型人才培养体系是当前高校正在深入研究的热点课题。本文主要从网络工程专业课程的定位以及应用型创新型人才能力结构进行分析,提出了如何构建应用型网络工程人才培养方案。
一、应用型网络工程专业的基本定位
根据应用型人才培养目标不同,可将应用型人才分为工程级、技术级、技能级。其中,工程级人才主要是能将所学的专业理论知识转化为设计方案或者设计图纸的专业能力;技术级人才主要是从事产品研发,具备将设计方案与图纸转化为产品的能力,主要定位为技术工程师;技能级人才则突出应用性、实践性、创新性能力,主要依靠熟练的操作技能来完成产品的生产,将不同的设计和方案转化为不同形态的产品。目前,计算机工程级别的能力基本上属于计算机类本科层次必备的能力。基于应用能力培养的网络工程专业学生应区别于计算机类本科人才,应用能力的培养要在具有计算机网络技术必备的基础理论知识和专门知识的基础上,重点掌握运用新型网络技术从事企业网络组建、管理、网站建设等工作。具备较熟练的网络工程实践技能、较强的学习应用掌握新知识与技术的后劲和良好的自然科学、人文科学和社会科学等综合素质的高素质技能人才。所有学生应达到最基本管理员级要求,部分学生达到工程师级别要求,少部分达到规划设计级别要求。
二、网络工程人才应用能力结构分析
网络工程人才应用能力的培养,最重要的环节是要注重学生应用实践能力的培养,人才培养思路要根据“厚基础,多方向,强能力,重实战”的原则,坚持以应用为导向,扎实专业基础,突出应用实践能力,重视创新潜质,素质协调发展。下面我从三个维度分析网络工程应用能力的培养:
(一)职业岗位能力
网络工程应用型人才能力素质包括网络管理和系统管理能力、网站开发与维护能力、网络架构和系统架构、网络组建能力和信息化管理和数据库管理能力。在职业岗位能力素质的培养过程中,我们要以网络工程设计和网络工程维护以及网络工程的管理为抓手,努力培养学生的应用技术创新,突出管理学生网络研发的能力,为了让学生的综合能力可以持续发展可以在其它课程体系中进行考核。在培养模式上,要形成“厚基础、宽口径、重技能”的培养模式,使学生能够掌握计算机网络和通信的基本思维和研究方法,并能综合运用所掌握的知识、方法和技术解决实际问题。
(二)能力单元
应用型的网络工程人才应当具有良好的科学素养,并能熟练掌握计算机网络,包括计算机硬件、软件与应用的基本理论和基本技能与方法,具有较强的网络系统管理、开发和应用能力。高职院校培养的技能层次应当以基本技能为主,在此基础上,再结合岗位特点、技能拓展进行一定的综合技能培养,在培养方向上,强调培养“复合型”人才,以强化应用能力训练为核心,同时进行工程方向的技能实操,为求使学生达到“复合型”人才所需要的知识与能力水平。为使加强学生的实际操作能力和综合业务水平能力,鼓励学生在课程学习中进行校内生产性实训基地实训,模拟企业实际运作,锻炼技术及管理技能。倡导学生参加国家或省级各类IT技能大赛,提升各方面能力,创新技能的自我培养意识。
(三)应用型网络工程专业核心课程体系
基于应用能力培养的网络工程专业核心课程体系包括:①操作系统与网络管理。培养学生进行网络管理和常用服务器的配置维护和实际动手能力,对各种服务器系统简单故障的诊断和处理能力。②交换和路由配置管理。掌握交换机和路由器在组网中的应用,具备独立规划、组建和维护大、中型局域网的能力。③高级网络管理。熟悉和掌握各类服务器的使用和管理维护。④楼宇智能化和综合布线。智能建筑与综合布线、常见网络传输介质选型与使用、常用布线器材选型与布线工具的使用、综合布线系统设计、综合布线施工项目管理与监理、综合布线测试与验收等。⑤网络安全技术。在计算机系统领域的知识架构和技术基础上,熟悉和掌握计算机系统安全、网络设备的配置及安全防范的核心技术,掌握关键的安全技术和安全机制、数据的备份与恢复技术、计算机取证技术等。
三、基于应用能力培养的网络工程人才培养体系构建
我国教育部在《教育振兴行动计划》中明确提出:“高等职业教育必须面向地区经济建设和社会发展,适应就业市场的实际需要,培养生产、服务、管理第一线需要的实用人才。”因此,我们要根据学校总体定位和社会需求,优化网络工程人才培养方案、创新人才培养模式、优化设置专业课程体系结构,不断提升教师教学效果、加大师资队伍的建设、着力培养学生实践和动手能力,重新挖掘新模式并形成自己的特色,着实提高毕业生的就业竞争力,为社会培养更多的应用型的高级网络工程技术人才。
(一)引入行业标准,定位应用能力培养尺度
为了提升学生的综合业务能力,使学生毕业后能迅速适应网络工程技术的变革,我们应当加强与校外企业的合作,让学生能第一时间掌握市场的动态以及专业知识的更新。通过与企业合作,聘请企业经验丰富的工程技术人员参与课程体系的设计,参照国际或者国内IT行业对网络工程人才需求的技术标准以及相关的IT认证,确定各门课程的评估标准并建立项目化的应用型人才技能评估模式和评价体系。在实践应用中,使专业课程的教学过程和技能培训过程相互融合,让课程过程考核与最终技能鉴定相结合。全面实行学生参与技能鉴定可取代对应课程考核的人才评估制度。
(二)优化人才培养方案
以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系。通过市场调研,在课程教指委的指导下,根据本专业的培养目标和工作任务特点和要求,重新细化所学内容,以任务驱动为导向精心设计教学模块,将应用技能和相关的专业知识系统地有机结合起来。以培养高等技术应用性专门人才为根本任务,按照认知过程对核心课程进行教学模块设计。为全面提升学生在网络工程领域的综合应用能力,可根据学校的实际情况,增加在企业的顶岗实习活动,让学生在企业工程师的指导下独立完成项目。为了使学生全面可持续发展的需要,可将所有专业课程顺序化,构建以实践为主导专业课程体系课程标准。按照“教、学、做合一”的原则,充分利用校内生产性、仿真性实训基地和企业生产现场,开展以典型的任务驱动和案例分析为主线的教学手段,把理论教学与实践教学互相融合的教学活动推到最高境界。
(三)打造双师素质师资队伍“双师型”
教师队伍建设是提高高职高专教育教学质量的关键。为了让学生能接受项目实训提供技术支持和项目开发指导,按照开放性和职业性的原则,通过建立实习指导教师培养培训基地培养人才、引进人才、校企合作等方式,打造一支适应社会需要的具有双师结构的职业能力较强的教师队伍。通过鼓励学习参加顶岗实习、深入企业参加技能培训和企业在职锻炼等途径,培养出一支教学能力强、职业素质高、技艺精湛的专任教师队伍。学校与社会用人部门结合、师生与实际劳动者结合、理论与实践结合才是人才培养的基本途径。
四、结束语
应用型的网络工程专业培养体系结构中,主要特点是要求学生具有较强的实践动手操作能力,并在此基础上还要有开拓创新的精神以及软件研发能力,而全面的综合业务能力的培养需要科学合理的课程体系结构支撑,也需要IT行业的实践指导。随着网络技术的不断进步,社会对网络工程方面的人才需求日益突出,网络工程的发展和研究也受到越来越多人的关注和讨论,特别是网络应用型人才的培养模式的合理性和科学性。多年的经验告诉我们,只要不断的调整适合社会发展需求的人才培养模式,探索适应社会潮流的网络工程培养体系结构,才能够适应社会的发展,更能体现到人才培养的目标。本文试图建立网络工程专业应用型人才课程体系结构,以对网络工程教学改革起到促进作用。
参考文献:
[1]李阿丽,寇光杰,田生文.网络工程专业应用型人才培养方案改革[J].中国电力教育,2013(2):38-39.
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关键词:网络工程;协议分析;协议测试;课程改革
网络工程是教育部于2001年开始增设的本科专业,其目标是培养系统掌握数据通信与计算机网络所必须的基本知识,掌握计算机网络应用和管理的基本技能,具有规划与设计计算机网络系统的初步能力、较强的计算机网络维护与管理能力和外语能力的高级专门人才。自2001年经教育部批准同意11所高校开办本科网络工程专业以来,据不完全统计,截止2008年大约有近140所高校开办了这一专业。由于该专业是一个新开专业,其培养目标、课程设置、实践环节等都处于探索阶段,各学校开设的课程也存在着很大差异。由于网络工程是计算机科学与技术专业和通信工程专业融合的适应国家对网络人才需要的专业,所以其课程多源自于这两个专业,且略侧重于前一专业。国内学者已经开始研究网络工程专业的培养方案和课程体系[1-2]。网络工程专业作为独立的特色专业,必须要有适应网络人才培养的特色课程,然而目前还几乎没有文献探讨此类问题。
如何建立完善的网络工程专业的课程体系, 开设符合培养目标的特色课程是一项值得研究和探讨的问题。本文就我校开设的特色课程“协议分析与测试”,分析其设置的合理性和重要性,给出教学内容和组织模式,并结合我校具体的教学与实践的情况,分析该门课程的实际教学效果,给出具体的教学方案。
1课程的地位和重要性分析
网络协议是计算机网络的核心和灵魂,要掌握计算机网络技术并深刻理解其本质,必须了解协议的设计、分析、实现和测试方法。然而在现有的计算机学科的课程体系中,一般只有计算机网络、Internet原理等网络课程,没有关于协议分析和测试的课程。在多数的网络工程专业的课程体系中,也没有设置和协议分析相关的课程。我们调查了全国近140所开设了网络工程专业的高校的课程设置情况,只有11个学校设置了和协议分析、协议设计、协议工程相关的课程,开课比例不足10%。因此,该门课程的重要性并没有引起有关院校足够的重视。我们认为,目前广泛开设的计算机网络、Internet原理等课程一般只介绍网络各层常见协议的格式、交互过程和功能,并没有从较高的角度抽象概括网络协议的基本原理。因此,学生在学习完这些课程之后,往往只是掌握了计算机网络各层主要协议的功能,并不能从根本上理解协议的设计原则,甚至对协议有一种神秘感,不能独立从事协议的开发工作。这门课程的学习对于学生真正掌握网络协议的实质,进而培养创新能力具有重要的作用。
2课程的教学组织模式
2.1教学内容体系
此课程包括协议分析和协议测试两个部分(图1所示)。协议分析部分主要介绍网络协议的形式描述语言LOTOS、Estelle,形式化分析和验证技术,包括FSM,EFSM在协议分析中的应用。这部分内容主要培养学生了解协议的交互过程,深刻理解协议的本质,为设计和实现协议打下理论基础,协议测试部分的教学内容主要偏重应用,包括测试例的生成,协议测试工具的原理和使用,协议测试语言TTCN-3。这部分内容偏重于工程应用,主要目的是培养学生掌握协议测试基本方法,熟悉协议测试语言,基本掌握协议测试工具的使用。
2.2实践内容
对应于教学内容,实验内容也包括协议分析和协议测试两个部分(图1所示)。协议分析部分包括协议的形式化验证、协议内容和交互机制的解码分析;协议测试包括协议测试工具的使用,基于TTCN-3的协议测试程序设计。实验工具或仪器可以采用形式化协议分析验证工具、协议分析测试工具和测试程序开发工具。
形式化协议分析验证工具可采用SMV工具或SPIN工具。有限状态系统分析工具SMV比较简单,易于掌握,支持系统性质的验证。SPIN是专业的模型检测工具,被广泛用于协议的分析。但该工具使用起来比较复杂,需要较长时间才能掌握,不适合作为实验工具。
协议分析测试工具有两种形式,一种是带有自己的硬件设备,如福禄克网络公司的OptiView系列网络协议分析产品。这种硬件协议测试仪的优点是全面提供了各种网络接口,实时性强,分析处理速度快。但价格昂贵,是专业的测试分析工具,不适合作为普及型的教学实验仪器。另一种是纯软件的协议分析软件,如常见的协议分析软件有Sniffer Pro和Ethereal,它们的优点是可以直接从网卡上捕获数据,并进行解码分析,而不依赖特定的硬件设备。因此可以用协议分析软件作为实验工具。Ethereal不但在功能上和Sniffer Pro相似,可以满足教学的需要,而且是免费的开源软件,不存在知识产权问题。因此可以作为理想的协议分析实验工具。协议分析软件的一大功能是可以对协议解码分析,层次化的树状图显示分析结果。这使得学生可以更加生动直观地理解协议间的嵌套层次关系,加深对协议的理解。
测试程序开发工具可以使用TTCN-3的开发环境和工具。这类工具有TTworkbench等。使用这些工具可以开发基于TTCN-3的协议测试程序。
2.3教材选用
选用合适的教材是圆满完成教学工作的前提。目前国内外关于协议分析和测试的教材或专著并不多,主要有《Design and Validation of Computer Protocols》[3]、《网络协议的形式化分析与设计》[4]。另外,《计算机网络协议工程》[5]、《Principals of Protocol Engineering and Conformance Testing》[6]和《通信软件测试技术基础》[7]可以作为该门课程的参考教材。文献[3]是一部关于协议工程的经典教材。主要内容有协议规范和建模,协议的测试、综合与验证,以及协议的仿真和验证工具。这本教材的内容偏重于理论,不完全适合应用型本科的教学。文献[4]介绍了协议的形式化建模、分析、验证方法,和协议测试技术,是国内学者出版的一部比较适合本科教学的教材。文献[5]是国内第一本系统介绍协议工程的著作,论述了协议工程的定义、研究内容和研究方法,并介绍协议构造、协议模型、协议描述、协议验证、协议综合,协议实现和协议测试的理论和方法。文献[6-7]的特色在于介绍了协议的形式化描述语言Estelle, SDL, LOTOS, 和协议测试语言TTCN,偏重于工业应用。我们建议根据各自学校的培养目标因材施教,自己组织教学内容,编写教学讲义。
2.4协议分析与测试课程和其他课程的关系
本课程可以看作是协议工程课程的精简与核心。爱荷华州立大学的Thomas F. Piatkowski 教授在ICC’83会议上首次提出了“Protocol Engineering”的概念,随后在SIGCOMM’86上又再次介绍了协议工程的发展现状。协议工程用形式化的方法来描述在协议设计和维护中的各个活动,建立一套严格的协议设计方法,使协议开发的整个过程一体化、系统化和形式化,从而保证协议的完整性、正确性、安全性和可移植性。协议工程的主要内容有协议描述、协议分析、协议设计、协议实现和协议测试。考虑到学时限制和本科生的知识结构,我们从中提取出两个重要的和适合本科生知识体系的内容,即协议分析和协议测试,组成本课程的教学内容。
国内高等院校的网络工程本科专业一般在大二或大三已经广泛开设了计算机网络、TCP/IP原理与技术、Internet原理与技术等基础课或专业基础课。将这些课程作为本课程的先修课程,在学习了网络各层常见的主要协议后,学习协议的分析和测试方法,从总体上把握协议的原理和本质。学习了该门课程后,还可以开设网络故障诊断、网络协议设计与开发等选修课程,以丰富学生的知识体系结构。
3案例分析
安徽工业大学是安徽省首批获准开设网络工程专业的学校之一,在安徽省率先开展了网络工程专业学生的培养。我们积极探索了网络工程专业人才培养模式、知识体系结构和课程体系,并承担了安徽省高等学校省级教学研究重点项目“网络工程专业的人才培养模式及其课程体系设置研究”。
在我校制定的课程体系中,协议分析与测试课程被设置为32学时的选修课。其中实验为10个学时。此课程设置在第7学期,此时学生已经掌握了网络的基本原理,学习了各层协议,但并不了解协议的内在机理,只是了解了几个常见的协议。这门课程再从总体上介绍协议的形式化描述、分析方法,以及测试方法。可以通过教授这门课程,使学生在进入工作或继续深造之前提升对协议的认识。
课程的教学内容和学时安排如表1所示。由于总的讲课学时只有22个学时,所以我们只能把教学重点放在协议的有限状态机模型、协议测试例的设计、测试工具使用。考虑到本专业的培养目标是培养应用型人才,对协议的形式化分析只介绍最简单和直观的有限状态机模型。协议测试部分介绍测试例的生成方法、测试描述语言TTCN-3、以及协议测试分析工具的使用。
课程实验为10个学时,安排两次实验。实验一为基于SMV的协议验证,实验二为基于协议分析软件的协议交互过程分析。
另外,配合实验教改建设,我们开发了局域网协议分析软件[8],该软件具有数据包捕获、协议解码分析、网络性能分析和主动性测试等主要功能及捕获过滤等辅助功能。支持局域网各层常见的协议。该软件基于Windows平台,只要利用原有的网卡即可实现链路层数据的捕获,硬件要求低,部署简单方便,适合作为实验工具。
通过对学生的问卷调查,总体上对该门课程的设置持肯定态度,80%的学生认为这门课程对自己很有帮助,增进了对协议本质的理解。但与此同时,90%的学生认为协议形式化分析的内容很难,不易掌握。这和这部分内容本身的难度以及学时较少,教师不容易讲得透彻有关。因此,这门课程的设置得到了学生的肯定,但在教学内容和课时分配上还需要进一步调整。
4结语
如何让学生更加深层次理解抽象的网络协议的内在机理,进而初步具有协议分析、开发和测试的能力是长期困扰计算机网络教学的一个重要问题。为了解决此问题,必须从整体的高度和系统的角度讲授网络协议的分析方法、测试方法。本文提出开设协议分析与测试这门课程的建议,通过安徽工业大学的教学实践表明,该门课程可以显著提高本科生对网络协议机理的理解,为今后从事网络、通信软件的设计和开发工作打下良好的基础。在教学过程中,我们也发现了一些教学内容、教学方法上的问题,如何在教学内容的难度和学生的理解能力之间寻求平衡,是我们今后教学过程中需要重点研究的问题。
参考文献:
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Exploration and Practice of the Course of Protocol Analysis and Testing
ZHENG Xiao, YUAN Zhi-xiang, QIN Feng, CHENG Ze-kai
(School of Computer Science, Anhui University of Technology, Maanshan 243002, China)
关键词:计算机网络基础,软件考试,教学设计
引言
计算机技术与软件专业技术资格考试(软考)实施多年以来,受到了社会及用人单位的普遍认可,衡量专业技术人员能力水平的公正性、客观性得到了广泛认同。软考分为初中高三个层级,为计算机软件专业人才培养提供了明确的导向作用。计算机网络基础教学涵盖计算机网络和数据通信领域的基础知识、原理和技术,是一门基础类课程[1-6],学生在学习过程中动力不足,有必要以软考为驱动,激发学生的学习热情,提高学生的实践能力和就业竞争力。
1软考认证的技术特点和优势分析
软件考试是国家人力资源和社会保障部、工业和信息化部推行实施的全国统一的专业技术资格考试,集专业技术资格、职业资格和专业技术水平于一体。软考不仅是专业技术资格考试,也是职业资格考试,且不受资历、学历限制,考生可以灵活选择适合的专业资格应试。软考分为初级、中级和高级三个等级,取得软考证书的人员可以应聘技术员、助理工程师、工程师和高级工程师。初级资格对应助理工程师职称,中级对应工程师,高级对应高级工程师。根据专业类别划分,可以分为计算机软件、计算机网络、信息系统等多个专业,各个专业按层次设置若干资格考试。软考每年组织两次,通常在5月和11月开考。每个专业一年内一般举行一次考试,报考人数众多的少数专业可以开考两次。大部分考试采用笔试,一般上午考核基础知识,下午考核应用技术。软考不采用滚动考试形式,需要一次性达到要求才能获得专业技术资格证书。和其他计算机类证书相比,软考具有显著的优势。软考由全国统一开考,考纲、命题、时间、评分标准、合格标准、阅卷等环节均保持高度统一,把关严格。通过考试的考生获得国家人社部和工信部颁发的专业技术资格证书,权威性高,在国内外享有很高声誉,相当于计算机专业技术人员的“高考”,可以显著提升考生的就业择业能力。
2软考对计算机网络基础教学改革的启示
在计算机网络基础教学中,教师应依靠软考驱动教学工作的开展,激发学生的学习动力,充实教学内容,创新教学方式,将教学目标与软考紧密结合在一起,按照软考的要求培养高水平的计算机专业技术人才。(1)改革教学观念。教师要提高对软考的重视程度,充分认识到软考的指导性价值,将软考与实际教学工作联系起来。要根据软考要求合理制定教学目标,侧重学生实际操作能力的培养,引导学生积极主动参与学习,在掌握计算机网络基础知识和原理、技术的前提下,对软考相关知识进行理解、掌握和运用。这需要学校增加教学方面的投入,为学生的计算机操作提供便利条件,保障计算机网络基础教学改革的顺利开展。(2)改革教材体系。教材是计算机网络基础教学工作开展的依据,教材质量高低直接关系到实际育人效果。目前国内计算机网络基础教学使用的教材普遍存在滞后性,教材知识陈旧,知识内容更新缓慢,没有结合时展及时补充完善,更没有结合软考的要求进行针对性补强,导致学生的学习需求得不到有效满足。教师需要对软考进行研究,结合大纲对教材进行更新和补充,适当增加案例分析内容的比重,使教材与计算机网络应用更加贴合,提高教材对软考的适用性。要采用以证促学的方法,对教材开发进行合理规划,在主要知识点中穿插软考考纲中的内容,结合以往的软考真题进行案例讲解,构建与软考相符的计算机网络知识体系,制定与软考要求相符的课程教学标准。以网络管理员考试为例,网络管理员属于初级资格,适合低年级学生。网络管理员考试与计算机网络专业人才培养大纲大体一致,通过备考,可以让学生更加明确计算机网络教学的要求,对计算机网络专业相关知识形成清晰、完整的认识,从备考中促进学习,实现教考共进的有利局面。教师要坚持以考促进,将软件考试作为学生学习的主要目标之一,帮助学生制定学习计划,将计算机网络相关知识点串联起来,建立较为完整的计算机网络知识体系。对于高年级学生来说,他们大多已经建立计算机网络的初级模型,可以尝试备考中级资格。软件考试中的中级资格是网络工程师,这是学生学习的目标,也是岗位工作的现实要求。教师可以根据网络工程师的考试大纲,对教学内容进行补充完善,引导学生根据自身情况制定学习规划,锻炼网络系统构建、软硬件调适等方面的能力。软考高级资格不是学生阶段容易达成的目标,但依然可以结合高级资格考试的内容和要求,指导优秀学生的学生,引导他们在巩固专业知识的基础上,熟悉应用领域的业务,锻炼针对用户需求和约束条件制定项目开发计划、协调系统开发的能力。在教学工作中,教师可以结合软考高级资格的要求,将其作为学生未来发展的目标,引导学生对网络工程需求分析、规划设计、评测运维等工作有深刻的认识,积极成长为高端复合型人才。(3)创新教学方式。计算机网络基础教学的目的在于让学生熟练掌握并灵活运用相关知识和技能,而传统的教学模式导致学生学习兴趣不高,学习主动性不强,教学效果得不到保障。因此,教师应积极创新教学方式,结合软考的内容和要求,使用学生喜闻乐见的方式开展教学工作,最大化发挥学生的主观能动性。例如,软考中的题型往往比较新颖,考试内容更新很快,且普遍与实际应用密切相关。教师可以在教学中选用软考试题为案例,开展案例教学,带领学生对案例进行分解,将案例与教材中的知识点相衔接,并仿照软考的形式向学生布置作业任务,引导学生将所学知识运用到实际问题的解决之中。在教学工作中,应以软考为目标设计教学情境,根据软考知识点考察方式,结合教材中的知识点,设计新颖的教学情境。同时,以软考通过标准来分析学生的能力水平,找出教学中存在的问题,使用软考培训和考试材料,设置学习任务和习题,丰富学生的知识储备,拓宽学生的视野,将学生的学业水平向国家级考试水平靠拢。例如,课程实训内容以软考考纲为中心点,结合实际需求设计题目。在实训报告的要求按照软考要求进行调整,实训报告需要包括实训题目、设计原理图、软件设计流程图、源程序代码、实训总结等内容,规范课程实训报告的写作,锻炼学生计算机网络系统的开发与设计能力。(4)改革考试形式。为了适应软考的要求,计算机网络基础考试应采用国家统考的形式,分为笔试和计算机操作两个部分,在考试评定工作中做到教考分离,确保考试结果的公平公正。通过这种方式,可以提升学生对课程学习的重视程度,保持积极的学习态度,以软考为学习目标,努力提高自身的学习水平。
案例教学最初应用于法学和医学,后来哈佛商学院将其成功应用于商学,后来又推广到管理学等文科教学中。自上个世纪90年代中后期又进一步扩展到工学教学,事实证明它是高等工程教育的重要教学手段,它能培养学生的创新意识、工程素质和工程能力。本文对案例教学方法在通信工程专业课程中的应用展开讨论与研究。
一、通信工程专业课程运用案例教学的必要性分析
1.案例教学的优势
所谓案例教学是指在教师的指导下,根据教学目的要求,组织学生通过对案例的调查、阅读、思考、讨论和交流等活动,教给他们分析问题、解决问题的方法和理论,进而提高他们分析问题、解决问题的能力,加深他们对基本原理和概念理解的一种特定的教学方法。[1]和传统的教学方式相比,它主要具有以下优点:
(1)它是一种启发式、讨论式、互动式的教学方式,而不是一种“填鸭式”和“满堂灌”的教学方式,教学形式的灵活性能增强学生的学习兴趣和积极性。
(2)它具有工程真实性和知识迁移性的特点。[2]案例内容来自于真实环境和工程,和实际情况相符,能增强学生的实践能力和工程能力;案例运用中包含某种原理和概念,通过案例分析达到某种知识传授的教学目标。
(3)它是一种以学生为主导的教学方式,教师在其中只起到引导作用,学生要完成案例讨论、分析、案例实践,需要先行学习部分知识,也需要和教师、同学进行充分的交流。因此这种教学方式能更好地发挥学生学习的主动性,也能更好地激发学生学习的潜能。
2.通信专业课程的特点
(1)通信工程是信息与通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术等学科交叉融合的专业,其专业课程所涉及的知识面广。
(2)通信工程专业课程是工程性很强的课程,如“移动通信”“光纤通信”“数据通信”“程控交换”等,其知识和教学内容起源于工程实践或者本身就是要解决工程问题。
3.通信工程师培养需要适合工程培养的教学方法
“教育回归工程,教学回归实践”正成为当代高等工程教育改革的主流趋势,[3]教育部也正在积极推行“卓越工程师计划”和“工程认证专业”教育。通信工程专业本科教育需要培养通信工程师,即能从事通信系统和网络的研究、设计、制造、安装、测试和维护的工程人才,其专业课程教学贴近于工程教学,需要寻找适合于工程人才培养的教学方法,比如前面分析的案例教学法。
二、通信工程专业课程教学实施案例教学的方法
1.选取适合案例教学的专业课程和教学内容
在制订教学大纲和构建教学体系时,要充分考虑通信工程专业各门专业课程的特点,选取适合专业课程或者某门专业课程中部分教学内容来实施案例教学。教学内容选取的原则是看案例能否通过其移植性涵盖教学内容中的知识点和理论,以实现学习的有效迁移。通常,通信原理、信号与系统、信息论与编码等理论性强且各知识点高度相关的专业课适合于采用传统教学方法;而移动通信、数据通信等工程应用性课程更适合案例教学;除理论课外,部分课程设计、实习实训也适合引入案例教学。
2.编写或选取合适的案例
案例是完成教学目标的载体,编写或选取合适的案例是实施案例教学的基础。[4]通常先从课程教学内容中提炼出需要掌握的知识点,再根据知识点设计出对应的案例,这些成系列的案例关联在一起就能完成知识建构。好的案例需要具有完备性(包括真实性、典型性、时效性和完整性)、移植参照性和综合性。
3.把握好案例教学实施过程中的几个要点
(1)发挥好教师的组织引导作用。在案例教学过程中,教师即要当好“演员”,又要当好“导演”。作为“演员”能解说、分析好案例,能调动学生的学习兴趣,做好提问、倾听、反馈工作;作为“导演”能把控好教学流程,能把学生引导到正确的教学轨道中,防止课堂成为一个漫无目的的闲聊场所。
(2)发挥好学生学习的主动性。要提高案例教学的效果,学生应该积极参与到案例教学过程中。学生一方面要在课前做好前期知识的储备学习,另一方面在课中要积极参与讨论,善于观察与思考,适时给出自己的分析,多和教师以及同学进行交互,课后还要做好知识的提炼和归纳工作,为今后的工作实践积累经验。
(3)以多样化的教学手段提高教学效果。教师要尽量营造与教学相长的课堂情境。教学案例的介绍与分析可以采用多媒体手段来表达,使之更形象直观,加深学生印象,提高课堂传递的信息量,并保障信息传输的有效性。可以采用网络讨论、交流的方式延伸案例课堂教学,一方面可以弥补课堂教学的时间不足,另一方面可以给学生更充分的时间去查阅资料、思考和分析,给出的方案将会更精细、全面;方案上传到网上表述更明确、清晰,有利于学生讨论、查验。
三、长沙学院通信工程专业的案例教学实践
长沙学院通信工程专业定位于培养应用型工程人才,为加强其工程素质和能力培养,在专业课程教学中积极引入了案例教学实践,主要采取了以下措施:
1.加强研究,制订计划,打好基础,稳步开展案例教学方法改革
为开展好案例教学方法的改革,通信工程教研室组织专业教师进行过专题研究和学习,掌握了案例教学的基本理论、课堂场景构建方法、实施教学的具体流程、案例构建原则和方法,研究了案例教学在通信工程专业课教学的适应性问题。在2011年、2013年两次修订人才培养计划和教学大纲时,在提炼教学内容和归纳知识点的基础上,开设出一些全案例教学的专业课,如移动终端应用技术开发、移动通信网络工程、无线网络规划设计与优化等;决定数据通信与计算机网络、路由交换技术、SDH原理与技术等12门课程的部分教学内容引入案例教学。加强校企合作,联合开发教学案例。
2.积极培养适应案例教学的师资
从以传授知识、呈现知识为目标的传统教学方法过渡到以培养能力为目标的案例教学方法,大部分教师也表现出不适应。为此,展开了针对性的师资培训:一方面安排教师以兼职的形式到企业参加工程实践,增加其工程经验;另一方面采用观摩、专题培训的方式使教师掌握案例教学的流程和教学技巧。
3.建立案例教学的评价体系
评价体系分为两个层面,一是对学生学习效果的评判,不能和传统教学方法一样采用试卷测试的方式来进行,需要对学生在案例分析、讨论、方案提交、实践结果等方面的表现进行综合评价;再就是对案例教学过程与效果进行全程质量监控,包括对教师的前期准备情况、案例质量、教学实施过程和最终的教学效果进行全面评判。
四、工科教学实施案例教学的几点思考
长沙学院的教学实践表明案例教学适用于工科教学,能发挥很好的效能。但也要把握以下几点:
1.抓住案例教学的本质,而不是其教学形式
智慧是不可传授的,而是需要学习者去“悟”。案例教学提供的是一种亲验型或准亲验型教学模式,需要学生在分析、讨论和实践中去提高能力并获得知识。不要将其简单处理为理论课中的举例教学以及传统的实验实训,教学实践中要突出其教学目标的明确性,案例的真实性、综合性、启发性和实践性,教学过程的动态性,学生学习的主体性。[5]
2.摆脱案例教学对象的局限性,发挥其优长
研究表明,案例教学在小班教学和职业教育中能更好地发挥效能,因此它能更好地适应研究生教育和职业院校教学,在普通高等院校的本科教学中,就要尽量在高年级本科的专业课程中开设。
关键词:C程序设计;CH;CGI;网络学习系统
1 引言
C程序设计是所有从事计算机相关领域应用者的必修课程,学习者众多,但是C语言代码程序需要通过编译链接之后才能成为可执行程序运行。这对于程序开发者的调试、初学者的学习、教学人员的教学来说就很不直观,显得非常繁琐,而且每一次修改都必须重新编译链接。很多初学者因此望而生畏。
另外,若临时要运行一段C语言代码,计算机上又没有安装C编译器,就需要用户去下载、安装C编译器,过程非常繁琐。如若有一个网络在线C语言环境能在线提交代码,并返回执行结果就可以省去这些环节。
基于这些现状,我们很有必要开发一个C程序设计的网络学习系统,使用户可以在客户端的浏览器上提交C语言的源代码,通过远程服务器进行运行后得到运行结果和纠错指导,快速有效地提高用户的编程能力。
2 CH-CGI简介
CHProfessionalEdition由知名的SoftIntegration,Inc.所开发,是一个嵌入式C语言解释器,且提供C语言的超集。CH提供了CGI组件功能,利用其Cgi.h文件中定义的Crequest、Cresponse等各类函数实现从客户端提取C语言源代码在CH中执行,并将运行结果或错误提示经过处理后输出到客户端。
3 系统框架和工作原理
3.1系统框架
采用B/S体系结构,系统架构与工作流程如图1所示:
3.2工作原理
如图1所示的系统框架,本学习系统大致分为以下三个模块:
(1)Web客户端模块
用户在客户端浏览器中编写C语言源代码,并通过Internet提交到Web服务器。此模块采用普通的HTML代码编写而成,在一个表单中放置了两个文本框分别用于客户提交C语言源代码和输入数据。设置该表单的action属性等于makefile.c(makefile.c文件是实现功能模块2的核心代码)。
(2)运行代码模块
通过CH-CGI接口提取客户提交的源代码,写入临时的C文件,并调用CH程序执行这个文件。如源代码执行需要数据输入的,则将客户端输入的数据写入到一个data.dat文件中。利用CH的CGI组件功能,编写一个makefile.c文件用来实现这块功能。makefile.c核心代码大致如下:
#!/bin/ch-g
#include//包含cgi.h头文件
#defineABC
intmain(){
intcinput;//用于判断是否需要输入数据
chstrarrayname,value;
classCResponseResponse;
classCRequestRequest;
Response.begin();
Response.title("CGIFORMresults");
/*………………………………*/
#ifdefABC
FILE*temp,*dat;
char*tempChar,*temp1;
temp=fopen("temp.ch","w");
/*………………………………*/
fclose(temp);
#endif//提取客户C语言源代码,建立数据文件//temp.ch:
Response.end();
if(cinput==1)
chtemp.ch;//调用CH执行temp.ch
elseif(cinput!=1)
chtemp.ch
}
(3)结果返回模块
将运行结果或错误提示经过处理后返回给客户端。如图1所示,举一个简单的例子,若在main函数后忘了输入“()”,代码如下:
Main
{Printf(“欢迎使用在线C语言环境!\n”);}
执行结果如图2所示:
参照错误提示,修改代码后再执行这段代码,就可以得到正确的结果。
以上的例子只是C程序设计中诸多错误的缩影。要对任意的程序代码和千变万化的错误都能分析出问题真正所在,就需要建立一个强大的数据库,收集CH的错误集合,收集大量的程序案例分析,要设计从CH信息到纠错指导的映射算法,通过对运行结果的二次处理,使用户的程序调试可操作化。
在多年C程序设计的教学过程中,我们已经积累了大量的C语言编译错误集合。随着本学习系统的投入使用,该集合越来越丰富,使得本学习系统的功能越来越强大。
4 总结
C的学习者是以一种主动的尝试的学习方法去学习新的知识。采用B/S体系结构,无需编译链接就能直接运行C代码程序,学习者能够摆脱繁琐的C代码调试过程,直观地进行C程序设计的学习,有效地帮助用户掌握C编程方法,提高程序设计能力。同时使得用户在任意一台带网络的PC机上进行C语言学习变为可能。
参考文献
[1].
[2]丛春瑜,刘家勋.“C程序设计语言”智能辅导系统原型的设计与开发.计算机时代.2004.8.
[3]李华,何茜,吴中福.基于CGI的个性化学习系统.计算机工程与应用.2002.13.
基金项目:浙江省教育厅科研项目(“基于CGI的C程序设计智能学习系统” 0507121 2005-2006 );浙江理工大学重点教改项目(“基于CH-CGI的C程序设计网络学习系统”)资助项目。
作者简介:
CDIO模式是一种新型的工程教育模式,参考产品、过程或系统的设计运转过程,为工程教育构建科学的教学环境,并引导学生主动学习探究,将实践应用和理论学习相结合,提高学生的学习效率。在高职计算机网络技术专业的教学中,应用CDIO模式,能够在一定程度上优化教学体系,发挥学生的主体作用,提高教学的有效性。
1 明确CDIO高职计算机网络技术专业教学目标
近年来,计算机网络技术的发展十分迅速。结合社会需求和教学经验,高职院校中计算机网络技术专业教学的要点应当是培养具备专业技能和工作能力的综合应用型人才,保证学生进入工作岗位时,能够有能力应对工作中的问题。但是,一直以来,对于计算机网络技术这类学科型课程的教学,普遍采用基础知识与专业技能的教学以及实践教学两者结合的教学方式,这并不能对学生的工作能力进行有效培养。且在中后期的教学中,由于没有明确定位学生的工作方向和能力需求,无法展开有效的针对性培养措施,同时,对于理论知识教学与实践教学之间很难做到平衡处理。这就导致在高职计算机网络技术专业的教学过程中,理论教学与实践教学不能良好关联,学生的主体作用不能充分地发挥出来,无法有效培养学生的专业技能和工作能力。对此,高职院校需要应用CDIO的工程教育模式,结合近几年计算机网络技术专业教学实际情况,根据用人单位对计算机网络技术人才的能力要求,合理制订教学计划,科学构建教学模式,有效应用教学措施,综合培养学生的理论知识和实践能力,让学生成为具备专业技术和工作能力的计算机网络技术实用人才,提高计算机网络技术专业教学的有效性。
2 基于CDIO高职计算机网络技术专业教学模式
基于CDIO构建专业教学模式可分成两个部分。
其一,对于工程实践性教学体系的建立。在过去高职院校计算机网络技术专业的教学中,常常直接参考本科院校的教学方案,但是高职院校教学周期短,如果过多的进行理论知识教学,就会导致实践教学的不足,在这种情况下,学生由于没有得到充分的能力培养,很难在未来的工作中应对各方面的问题,无法达到培养计算机网络技术实用型人才的教学目标。因此,高职院校在建立教学体系时,需要注意体系中各个部分的时间安排,尽量做到在达到教学效果的同时保证时间的充分利用。基于CDIO工程教育理念,工程实践性教学体系的建立需要注意紧密结合实践与理论。要想将学生培养成计算机网络技术应用型人才,不但要让学生熟练掌握理论知识与专业技术,还要培养学生的实践能力和职业能力。
在高职计算机网络技术专业教学中,应用CDIO模式,需要在教授学生理论知识的同时,培养学生的实践能力,让学生能够在实践中深化知识理解。专业知识教学中要适当穿插实践教学,在调剂单调的理论教学的同时,帮助学生巩固所学内容,深化知识理解。在实践教学中,可以设立合适的教学情境,让学生在实践过程中感悟知识应用,达到理论学习与实践应用的有机结合,综合提升学生的专业素养。在工程实践性教学体系的建立过程中,并不是简单的调整理论知识教学和实践教学的时间分配,不能为了培养学生的实践能力和工作能力而盲目增加实践教学的时间,这无疑会导致理论教学的不完善,学生在理论基础未打牢的情况下,很难在实践中灵活应用所学知识,无法熟练掌握专业技能。工程实践性教学体系的建立,应当在实践教学中,适当融合学生在后期需要学习的知识内容,让学生能够在实践中发现新的理论知识,提高学生的学习兴趣,增强学生学习的积极性。
其二,专业教学中工程型平台的建立。在高职计算机网络技术专业的教学中,不仅要建立科学的工程实践性教学体系,还要为学建立工程型平台,让学生有更多的实践机会。应用CDIO工程教育模式,高职院校需要改变课程安排,在CDIO模式下,以往的多课程同步教学的方式是不适用的,应当对计算机网络技术专业课程进行分类,按照不同课程的联系进行教学顺序的安排,做到知识的逐步深入,帮助学生建立脉络清晰,层次分明的专业知识体系。在教学过程中,学校可以从多个方面建立工程型平台,让学生能够根据学习进度,选择相应平台进行实践,提高自身知识掌握熟练度,锻炼专业技能的灵活应用。对于工程型平台的建立,学校可以采取多种形式,吸引学生主动参与。例如,高职院校可以增设科技创新论坛,举办电子科技大赛,举行计算机网络技术主题活动等,让学生参与这些平台的过程中,充分应用所学专业知识,在提高知识应用能力和实践能力的同时,增强学生对于计算机网络技术理论知识学习的兴趣,促进学生的主动学习。此外,学校应当充分发挥实验场所、网络部门的作用,为学生提供更多的实践选择,培养学生的实践能力与职业能力,综合建立计算机网络技术专业工程型平台。
3 基于CDIO高职计算机网络技术专业教学措施
第一,应用CDIO模式,结合工程实践教学理念,提高学生的职业能力。在CDIO模式中,工程实践教学理念,是将工程项目的设计和实施引入教学过程中,在教学理论知识的同时,重视培养学生对知识的实际应用能力。在工程实践教学理念下高职计算机网络技术专业的教学中,教师与学生定位不再是教师负责教授知识,学生负责学习知识,而是将教师定位成工程项目的负责人,而学生则作为工程项目中的工作人员,两者共同努力,完成工程项目。在这样的教学方式中,学生的学习积极性会被充分调动起来,不但能够有效培养学生对于理论知识的理解记忆,还能帮助学生熟练应用专业技能,提高教学效率,达到教学时间的最大化利用。计算机网络技术专业的学生,就业时主要有三个工作方向,分别是网站开发与维护、网络维护与管理以及网络工程建设和系统集成。这三个工作方向之间有很大的相似性,都需要对学生的专业知识与技能、职业能力以及职业素养进行全面培养,应用工程实践教学,可以有效培养学生的职业能力。例如,在《数据库设计与管理》的课程教学中,应用CDIO工程实践教学,可以把学生信息系统的设计作为教学实例,同时关联理论与实践,让学生在学习的过程中,能够充分锻炼自身的职业能力。在实际的教学过程中,可以根据教学内容以及教学要求,合理制定教学方案,划分教学分区。教学中,可以引入案例分析、模拟实践以及思维殿堂等教学措施,综合培养学生的思维能力、协作意识、实践能力。
第二,应用CDIO模式,采取互动教学,提高学生的学习能力。在高职计算机网络技术专业的教学中,需要培养学生的学习能力,帮助学生在未来的学习以及工作中,能够充分发挥学习能力,快速掌握相应的学习技巧和工作技能。采取互动教学,教师可以分饰两角,既能给学生设定工作要求,又能解答学生相应技术问题。例如,在《网络故障检测与分析》课程的教学中,教师可以灵活应用实验机房,将之模拟成工作场所。教师需要首先将课程内容中网络故障的典型种类罗列出来,针对不同故障,分别设计教学案例。然后在实际的教学过程中,教师可以进行互动教学,让学生模拟工作人员,尝试解决教师提出的网络故障问题,对于案例中难度较大的部分,教师可以适当指导学生正确思考,让学生在模拟案例的处理过程中,熟悉网络故障检测与分析的实际步骤,锻炼学生相关的专业技能,提高学生的学习能力。
第三,应用CDIO模式,培养学生的文化创意思维,增强学生的创新能力。在高职计算机网络技术专业的教学中,学生的文化创意思维是非常重要的,对于学生网页设计能力的培养有很大意义。应用CDIO模式,教师应当引导学生积极学习其他专业范畴的有用知识。网页设计中,学生需要具备一定的艺术思维以及文化创意思维,对此,教师可以引导学生选修关于图像处理和动画设计的课程,不但能够让学生的文化创意思维得到一定的提高,还能锻炼学生的设计能力和操作能力。例如,在《网页设计》的课程教学中,应用CDIO模式,教师可以在教学中融入工程项目元素,为学生设立一定的教学情境,在情境项目中,合理进行任务安排,引导学生由易到难,逐步深入网页设计的学习。从单页面设计到多页面设计,再到网页设计,教学的各个阶段都要融入对学生文化创意思维的培养,在教授理论知识的同时,增强学生的思维创新能力。
第四,应用CDIO模式,通过分组教学,提高学生的团队合作能力。在实际的工作过程中,一个人的力量通常是不够的,需要团队成员互相协作,共同解决出现的问题。高职学生学习基础相对较差,在高中的学习中也缺乏锻炼团队合作能力的机会,所以,在高职计算机网络技术专业教学中,对于学生团队合作能力的培养是非常重要的。在CDIO模式下,教师可以对学生进行分组教学,将学生分为不同的团队,制定团队任务,培养学生的团队能力。连丽如,在《网页设计》的教学中,网页设计任务操作复杂,一般是无法由单个学生独立完成的,应用CDIO模式,教师可以将学生分为不同团队,每个团队作为一个模拟的公司,需要完成设计自己公司网站的任务。同时,教师还能为学生设定一定的公司背景,让学生根据设定设计网站,学生团队在设计过程中,需要考虑公司的各方面情况,这对于学生未来的工作能力和团队能力的培养有很大作用。
关键词:卓越计划;电工电子类课程;教学改革
作者简介:王业琴(1980-),女,黑龙江肇东人,淮阴工学院电子与电气工程学院,讲师;陈亚娟(1967-),女,江苏泗阳人,淮阴工学院电子与电气工程学院,副教授。(江苏 淮安 223003)
基金项目:本文系淮阴工学院教学改革项目“基于实施卓越工程师教育培养计划的电工电子类课程教学改革研究与实践”(项目编号:JYC201106)的阶段性研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)02-0063-02
2010年6月,教育部出台了“卓越工程师教育培养计划”,为我国高等工科院校教育教学改革指明了方向。[1,2]国内高校针对卓越计划制定了人才培养方案,进行了相关教学改革与研究。天津大学孟昭鹏教授指导学生在对国外成功案例分析基础上,构建了基于卓越工程师培养的产学研合作教育的新模式。宁波工程学院,傅越千副教授对电类应用型卓越工程师培养途径进行了研究。[3]山东大学王勇教师发表文章对培养机械专业卓越工程师进行探讨。[4]重庆交通大学林军志老师,对“卓越工程师教育培养计划”下的工程地质课程教学改革进行了研究。[5]湖南工程学院康颖安对“卓越工程师”培养目标下的理论力学教学改革进行了研究。[6]
作为地方应用型高校应紧抓机遇,积极筹备卓越计划人才培养工作,淮阴工学院机械学院和生化学院顺利获批教育部第二批卓越计划试点专业,电工电子类课程作为机械、生化、交通等工科专业基础课程,包括“电工基础”、“电工电子技术”、“电工电子实习”、“电工实习”课程,是高等院校工科非电类专业必修课程和部分文科专业的选修课程,在教学培养体系中占有重要地位,卓越计划强调按照行业标准培养工程应用型人才,因此基于卓越计划的专业基础课程改革具有重要的实践价值。[7]
一、明确培养目标,优化教学内容
本校基于卓越计划人才培养要求,成立电工电子课程组,组织授课教师、专业教师、聘请企业工程师,根据课程特点、专业特色,以企业需求为导向,制定课程教学大纲,根据学校总体人才培养方案要求,组织教师主编或参编卓越计划电工电子学教材,在授课内容上体现专业特色,根据专业特点要求分配学时学分。
化学工程与工艺,食品科学与工程、交通工程、物流工程、交通运输、车辆工程、汽车服务工程、环境工程、制药工程、生物工程、金属材料工程专业,开设“电工电子技术2”,48学时,包含8学时实验。使用高等教育出版社秀主编《电工电子学》教材,授课内容为教材前五章内容,主要包括电路和电路元件、电路分析基础、分立元件基本电路、数字集成电路、集成运算放大器。信息与计算科学专业、信息技术方向开设“电子技术基础”,56学时,包括8学时实验,采用秦曾煌主编的《电工学》(下册)为教材。
计算机科学与技术专业,包括软件工程方向、网络工程方向,分为上下两个学期授课,第一学期开设电工部分,命名为“电工基础”,40学时,其中含有8学时实验,第二学期开设电子部分,命名为“电子技术基础”,56学时,包含16学时实验。车辆工程、材料成型及控制工程,分为两个学期授课,第一学期开设电工部分,命名为“电工电子技术1”(上),40学时,6学时实验,第二学期开设电子部分,命名为“电工电子技术1(下)”,40学时,4学时实验。机械设计制造及其自动化专业,分为两个学期授课,第一学期开设电工部分,命名为“电工基础”,40学时,8学时实验,第二学期开设电子部分,命名“电子技术基础”,80学时,12学时实验,采用秦曾煌主编的《电工学》(上下册)为教材。
二、成立课程组,创新教学方法
高水平师资队伍建设是培养创新应用型人才的根本,学院非常重视电工电子技术课程教师队伍的建设,成立课程组,创造条件丰富校内专任教师的工程实践经验。构建了相对稳定的教学团队,职称结构合理,教师通过互相听课,取长补短。在教学考核中总体成绩优秀,教学方法得当,教学手段先进,在校青年教师教学大奖赛中,多位教师获奖。
1.教学中引入多媒体、仿真软件网络技术
课程组组织教师完成多媒体课件制作,在教学中引入MATLAB、MULTISIM等仿真软件,以虚拟+实物的方式提高教学效果,利用多媒体技术,借助生动的图像、形象的动画,增强学生对基本原理、基本概念和基础知识的理解。
2.采用项目驱动和案例教学方法
教师采用“项目驱动”教学方式,创新教学方法,以“项目”为形式,“成果”为目标,采取团队合作的方式,指导学生完成与教学内容密切相关的大作业。项目的创意、方案的设计、项目的实施及最终的评价,都由学生自己负责,教师只起咨询、指导与解答疑难问题的作用。学生通过该项目的进行,学习和掌握每一环节的基本知识和了解所需的必备能力。案例教学可以为学生提供一个逼真的具体实例,使学生有了理论结合实际、锻炼和提高自己独立思考能力的机会,团队式讨论所特有的课堂气氛能充分调动学生的学习积极性。选择和设计适当的工程案例是保证案例教学成功的前提和基础,要求教师结合专业背景选择合适的工程案例,例如机械专业选择数控机床电机控制案例;交通工程可以引入交通信号灯设计案例;车辆工程专业可以引入简单的汽车电子电路设计、故障诊断案例。通过案例分析和研究,强化对学生的综合设计训练,培养其工程应用能力。
三、实践环节教学改革
1.采用开放实验教学系统,增加选做实验项目
教师登陆实验中心,利用开放实验教学系统实验项目和实验时间,学生登陆系统,根据课程总体安排情况、专业背景、兴趣,网上预约实验时间、选做实验项目、选择指导教师,打破了传统的整班预约模式,克服了教师统一安排实验时间从而出现课程冲突等问题,最大限度地提高了实验资源的利用率和学生的学习效率。
2.发挥仿真软件作用,做到虚实结合
学生登陆远程虚拟实验教学系统,浏览虚拟实验指导书,据此完成电工电子课程的实验线路的搭建、仪器仪表的选择,得出仿真结果,网上提交实验报告,也可以与教师在线交流,设置留言板块,教师及时解答学生提出的问题,通过虚拟实验教学系统,完成实验的预习,将虚拟仿真实验技术与动手操作实验相结合,做到虚实结合、虚实互动。既提高了学习兴趣,又可以节省实验时间,提高了学生的自学能力、计算机应用能力、独立思考能力、实践动手能力。有利于顺利地完成实际实验,解决实验学时短与实验教学内容多的矛盾,促进电工电子实验课程教学质量和教学水平的全面提高。
3.优化实践教学内容,完善考核方式
课程组按照卓越计划培养应用型人才培养定位,制定了符合各专业人才培养目标的实验教学大纲,编制相应的实验指导书,在确保实验教学质量的同时,增加提高型(综合性、设计性、应用性等)、研究创新型实验的比例。请企业工程师参与指导电工电子类实习,实习内容与企业紧密相关,例如车辆专业电工电子课程设计项目可以考虑汽车电子电路设计。实验考核既是检查学生对知识掌握情况的有效工具,又是评估教师教学水平的重要手段。教师把抽查课程实验项目作为对学生的考核内容,从实验操作、实验结果、数据分析几个方面,综合给出考核成绩,纳入学生平时成绩,计入期末考试总分。
四、教学质量监控措施
教学质量是高校教育教学能力和教学水平的根本标志,加强教学质量监控,是推动电工电子课程的建设和改革,保证教学质量的有力措施。
1.教学检查制度
该制度覆盖教学材料、课堂讲授、作业批改、实验实习实训、辅导答疑、考试、阅卷、试卷分析、毕业设计、毕业论文等教学全过程。学校应建立教学质量检查制度,定期公布教学检查结果。
2.评教评学制度
学校应建立学生、教师、同行教学评教评学体系,通过学生评教、教师评学、督导同行评教及专业教学委员会考核,对教学、课程建设和教研工作做出合理的评价。
3.学生跟踪调查制度
由学工办向往届毕业生、高年级在校生了解教学内容与企业需求及后续课程的紧密程度,学校根据反馈的信息及时调整教学内容并进行教学改革。
五、结束语
通过优化教学内容、创新教学方法和实践环节的改革,最大限度调动了学生学习积极性,使学生的实践能力、工程应用能力得到很大提高,通过一系列监控措施,保证教学质量,推动教学改革顺利进行。
参考文献:
[1]周英.落实卓越工程师教育培养计划大力培养工程科技创新人才[J].中国大学教学,2011,(8),11-13.
[2]叶树江,吴彪,李丹.论“卓越计划”工程应用型人才的培养模式[J].黑龙江高教研究,2011,(4),110-112.
[3]傅越千,楼建明.电类应用型卓越工程师培养途径的研究[J].宁波工程学院学报,2010,22(4),67-71.
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[5]林军志,莫丽华.“卓越工程师教育培养计划”下的工程地质课程教学改革探讨[J].科技咨询2011,(4):99-100.
Exploration and thinking of teaching patterns on Linux
Li Qiao, Ma Xiang, Peng Hao
(School of Information Science and Engineering, Hunan International Economics University, Changsha, Hunan 410205, China)
Abstract: Through the combination of case and task-driven mode, the teaching mode of Linux course is reformed to improve the students' learning enthusiasm so as to enhance their study effect. Teaching practice shows that the teaching mode and its method can not only improve the students' learning interest and learning motivation, but also strengthen the teaching effect. The abilities of analyzing and solving are also cultivated.
Key words: Linux; teaching mode; case teaching; task-driven teaching
0 引言
由于Linux具有开源、安全、免费、高效、功能强大等特点,使其成为最流行的操作系统之一,在全球拥有大量的用户群。它具有良好的兼容性和可移植性,在嵌入式的产品开发中Linux是主流的操作系统,现在Linux已经广泛应用在一些关键的行业,如政府机关、跨国企业、军队、金融、电信和证券等。随着Linux在各个行业广泛的应用和智能电子设备的出现,如智能手机等,使得企业对Linux人才的需求十分巨大,企业急需大量的Linux应用开发工程师和网络工程师人才[1]。全国各地高等院校、科研机构以及研究人员也以Linux作为教学和研究的对象,各类高校的相关专业都开设了有关的Linux课程,我国政府也认识到Linux对于我国信息产业的发展具有重要意义,大力推广其应用。我校为适应社会对Linux人才的市场需求,在计算科学与技术专业、电子工程、软件工程等多个专业开设了Linux课程。
Linux是实践性非常强的一门课程,在重视理论的同时必须注重实践。本课程的内容由浅入深、先易后难,首先介绍Linux的基础知识、基本命令、操作系统的管理方法,然后介绍Linux网络服务器配置及架设的方法,包括NFS服务、Samba服务、FTP服务、DNS服务及Web服务,最后介绍Linux下进行编程的方法与Linux移植等内容。针对软件工程方向的学生,要求其掌握Linux系统管理和Linux编程。根据Linux课程的特殊性,在课程的教学中一定要紧密联系实际,为学生将来的工作实践打下扎实的基础,使学生具有一定的操作能力与程序开发能力。结合本人对这门课程的教学情况,Linux课程教学采用案例与任务驱动相结合的教学模式。
1 案例教学
“案例法”是研究者如实、准确地记录某一事件发生、发展、变化过程并进行分析、研究的一种方法。“案例教学”描述的是教学实践[2]。案例分析法又称个案研究法。案例教学法起源于1920年代,由美国哈佛商学院(Harvard Business School)所倡导,当时是采取一种很独特的案例型式的教学,这些案例都是来自于商业管理的真实情境或事件,采用此种方式,有助于培养和发展学生主动参与课堂讨论,实施之后,颇具绩效。这种案例教学法到了1980年代,才受到师资培育的重视,1986年美国卡内基小组提出《准备就绪的国家:二十一世纪的教师》的报告书中,特别推荐案例教学法在师资培育课程的价值,并将其视为一种相当有效的教学模式。
案例教学法强调教师在精心选择与设计案例的基础上,组织学生对案例进行分析和讨论,让学生从分析与讨论中学到知识并启发学生的思维。这种方法比较适用于专业性、实践性较强的课程教学中。从上述的介绍中可知,案例教学就是教师精心挑选案例,并将案例分解与完全对案例的过程进行讲解或演示给学生的一种教学方法,在案例的讲解或演示的过程中将知识点或原理融入其中,相比传统的单纯理论讲授更生动、更能激发学生的学习兴趣,产生好的教学效果。
2 任务驱动教学
任务驱动教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法,它要求“任务”的目标性和教学情境的创建,使学生带着真实的任务在探索中学习。从而将传统的教学方式转变为以解决问题、完成任务为主的互动式教学。
将再现式教学转变为探究式学习,使学生处于积极的学习状态,每一位学生都能根据自己对当前问题的理解,运用共有的知识和自己特有的经验提出方案,解决问题。在学习的过程中,学生在教师的帮助下,紧紧围绕一个共同的任务活动中心,在强烈的问题动机驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,并在完成既定任务的同时,教师引导学生产生一种学习实践活动。在这个过程中,学生还会不断地获得成就感,可以更大地激发学生的求知欲望,逐步形成一个感知心智活动的良性循环,从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力,在完成任务的过程中学生能在“不自觉”中掌握学习的内容,从而达到教学的目的[3]。
任务驱动教学的步骤如下。
⑴ 创建情境:主要由教师来创设特定的教学情境,使学生能在与现实情况相似或接近的情境下学习。要为学生创设与当前所学习的主题相关尽量真实的学习情境,让学习者肩负着真实的“使命”进入学习情境,完成学习任务使学习更形象、更直观、更有趣。
⑵ 明确任务:以学习主题为中心设计一个任务作为课堂教学的内容,让学生去直接面对任务中的实际需要解决的问题。在解决任务中的问题时使学生更主动、更广泛地激活原有知识和经验,来分析与解决当前的问题,问题的解决会使学生对个人所掌握的知识进行梳理并建构新的知识体系,同时也为新旧知识的衔接、拓展提供了理想的平台,这正是探索性学习的重要特征。
⑶ 完成任务:学生在明确自己的任务后,要进行自主的学习与分析。首先要进行分析,分析当前的任务,需要解决什么问题,掌握什么知识;然后寻求解决问题的方法,教师则只提供有关线索及材料;最后再进行同学间的交流与协作,通过不同观点的交锋,补充、修正,加深每个学生对当前问题解决方案的理解和认识。
⑷ 效果评价:对学生的学习效果进行评价,评价主要从两部分进行,一方面是对学生完成当前问题的解决方案的过程和结果进行评价,另一方面是对学生自主学习及协作学习能力的评价。教师最后对学生在完成任务过程中的表现进行点评并给出相应的成绩,教师点评能帮助学生全面总结与提高学习能力。
3 案例教学法在Linux教学中的应用
目前Linux的教材有很多,而且每年都有Linux教材版本更新,面对多种版本的教材,选择也是一个难题。根据本人的教学经验,Linux由于学生对其接触较少,其本身实用性较强,且采用命令操作方式,所以在选取教材时要理论适度,考虑开发能力、创新能力与实践能力的培养,应选择典型实例较多,同时可以通过例子循序渐进的教材。我们选择了清华大学出版社出版的《Linux应用与开发典型实例精讲》。
在具体的教学过程中,可以通过案例将Linux的内容连贯起来,这样学生既学习了基本知识,又学会了综合运用。例如在学习用户和用户组管理的内容时,需要学生掌握用户与用户组的概念以及配置文件(/etec/passwd,/etc/shadow,/etc/group,/etc/gshow)和常用命令。在实际授课时,我们将这节课的内容整合为一个案例:新建一个用户user1,UID=800,其余默认,设置用户密码为123456;新建一个用户user2,默认主目录为/home/abc,其余默认,观察user1和user2用户在/etc/passwd和/etc/shadow文件中的区别;将user1用户名修改为newuser1,主目录改为/test,密码修改为abcabc;连同主目录一起删除user2用户;新建一个标准组G1,选项为默认;新建一个组G2,UID=800,观察Gl和G2组在/etc/group和/etc/gpasswd文件中的异同;将用户user1添加到G1中,将G2改名为Group2,删除Group2。通过以上案例,了解了系统管理的功能,又学习了用户和组管理的相关方法。
每一次课所要讲授的内容都采用案例法进行,把要学习的知识点融入到案例中。在上课前,先提出案例,然后讲解案例并学习案例用到的知识或命令完成案例要求。经过实际教学的检验发现,该方法相比传统的单纯讲授方式,学生更有兴趣、有激情,学生对知识点的掌握更牢固,教学效果也更好。
4 任务驱动教学法在Linux实践教学中的应用
基于任务驱动教学法的实践教学模式,在每次学生上机时,将上机要求细化为具体的任务,学生通过独立完成任务,明确必须要用到的知识点,同时注重培养学生掌握知识要点;学生学的过程是以完成任务为目标,通过听课、查资料、试验、同学间交流等方式掌握完成任务所需的知识点,然后及时地操作实践,将所学知识用到实际操作中,对遇到的问题进行探索式学习,锻炼分析问题,解决问题的能力。在这个过程中,学生通过不断探索可以增加学习的乐趣,在不断地获得知识完成任务时会产生极大的成就感,从而能更大地激发其求知欲,逐步形成一个感知心智活动的良性循环,从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力[4]。例如在学习samba服务器配置时,需要利用samba软件包架设一台资源共享服务器,给学生安排任务:有120个员工的H公司要组建全新的企业网络,要在全新的服务器上为公司员工提供samba)服务,设置samba)服务器所在的工作组为work_group,samba服务器为用户级访问,设置共享目录/work,只允许A用户访问,并且具有读/写权限。配置完成后,在Windows客户端上可以访问samba服务器上的资源,同时在Linux系统下通过samba客户端可以访问Windows服务器上的共享资源。通过完成上述任务使学生掌握服务器的配置方法。
给学生指定任务,将学生带入到企业环境中解决问题,使学习更具有目的性,学生拿到任务以后,将任务与任务相关的知识点联系起来,加深对知识点的理解,巩固对所学知识点的掌握,教师对学生实验结果进行评价,并对学生完成任务的能力和自主学习的能力进行评价[5]。在上机实验过程中,对学生出现的上机操作共性问题要及时发现,帮助学生解决。通过这种任务驱动的学习模式,让学生既解决了实际问题,又巩固了基本知识,而且也提高了学生的操作能力。
5 改革课程的考核方式
在对教学方法进行改革后,考核就不能再用以前的那种传统笔试方式。采用新的教学方法,其考核应该有一套完善的标准,全面考察学生的实践动手能力和应用能力。借鉴以往学者的研究再结合本校的考试制度,我们的考核办法具体如下:①取消传统的理论与实验考试,由过去只注重结果的考试变为既注重结果又注重过程的考核方法。②学生的课程考核成绩由三部分组成,即平时成绩、任务成绩与期末成绩。其中平时成绩占15%,主要由教师对学生的出勤情况进行打分;任务成绩占30%,主要考察学生每次任务的完成情况与教师的评价,由教师给出具体成绩;期末成绩占55%,该部分成绩是在期末对学生完成项目或综合任务的情况与学生答辩情况进行考核给出的成绩。