發(fā)布時(shí)間：2023-02-28 15:47:45
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的計(jì)算機(jī)系畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
摘要：本文針對(duì)目前高等學(xué)校計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，提出適合本科生及研究生聯(lián)合培養(yǎng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，設(shè)計(jì)了支持基礎(chǔ)驗(yàn)證型、綜合設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)一體化的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；創(chuàng)新型人才；計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)
中圖分類號(hào)：G642
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
1計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)普遍存在的問題分析
目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)高等院校的實(shí)驗(yàn)組織模式和實(shí)驗(yàn)手段主要存在以下問題：
“一人動(dòng)手大家看”的“放羊式”
實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、步驟嚴(yán)格按照教材(實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書)進(jìn)行
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、與工程實(shí)際脫節(jié)
本科生和研究生的實(shí)驗(yàn)環(huán)境分別建設(shè)
計(jì)算機(jī)學(xué)科的課程內(nèi)容具有很強(qiáng)的交叉性和相關(guān)性。針對(duì)每門具體課程單獨(dú)設(shè)置實(shí)驗(yàn)及單獨(dú)提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境，一方面很難使學(xué)生對(duì)其前導(dǎo)課程所完成的基礎(chǔ)能力做要求，同時(shí)也很難兼顧到其后續(xù)課程，各自獨(dú)立，相互間缺少有效的貫通；另一方面實(shí)驗(yàn)環(huán)境重復(fù)建設(shè)，實(shí)驗(yàn)資源得不到充分利用。下面以“數(shù)字邏輯”、“計(jì)算機(jī)組成原理”和“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”三門硬件主干課程為例說(shuō)明計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀。
(1) “數(shù)字邏輯”是計(jì)算機(jī)專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，目的在于掌握計(jì)算機(jī)數(shù)字電路設(shè)計(jì)和調(diào)試方法，為后續(xù)硬件課程奠定基礎(chǔ)。而相應(yīng)的“數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)裝置”一般僅能用于TTL與GAL器件的實(shí)驗(yàn)；有部分學(xué)校購(gòu)置的實(shí)驗(yàn)裝置還不能進(jìn)行GAL器件的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一般使用小規(guī)模74系列TTL器件，通過面包板實(shí)現(xiàn)輸入/輸出連線，其可靠性低、元器件易損，復(fù)雜實(shí)驗(yàn)受到限制，很難支持設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)；許多目前流行的硬件設(shè)計(jì)方法，如采用EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)工具的基于CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)的邏輯設(shè)計(jì)等，更是因?yàn)橛布O(shè)計(jì)環(huán)境不夠而無(wú)法進(jìn)行。
(2) “計(jì)算機(jī)組成原理”作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程，目前很多大學(xué)采用類似清華大學(xué)計(jì)算機(jī)廠早期研制的實(shí)驗(yàn)裝置，采用面包板和撥位開關(guān)等輸入/輸出接線，調(diào)試手段缺乏，支持的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容少，對(duì)CPU設(shè)計(jì)之類的實(shí)驗(yàn)沒法很好地開展。即使一些新的實(shí)驗(yàn)裝置，重點(diǎn)仍然是支持驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的開展仍具有局限性。
(3) “計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的高端專業(yè)課，由于缺乏實(shí)驗(yàn)條件，很多學(xué)校還沒有開設(shè)實(shí)驗(yàn)，少數(shù)開設(shè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)校也只能采用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。大多數(shù)該類模擬軟件運(yùn)行在UNIX平臺(tái)上，參數(shù)設(shè)置復(fù)雜、接口界面不友好，使用起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。學(xué)生只是通過課堂學(xué)習(xí)來(lái)掌握計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，缺乏對(duì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)，更談不上培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新性能力。
由于以上三門課程目前都只針對(duì)自己的課程內(nèi)容單獨(dú)設(shè)置實(shí)驗(yàn)并單獨(dú)提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境，這些相關(guān)性非常強(qiáng)的課程各自獨(dú)立，相互間缺少有效的貫通，不僅導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)環(huán)境的重復(fù)建設(shè)，實(shí)驗(yàn)資源得不到充分利用，而且也不利于學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件體系有一個(gè)系統(tǒng)的了解，更無(wú)法對(duì)本科生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等大型和綜合型訓(xùn)練提供必要的支撐環(huán)境。
為了解決目前計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，需要建立能滿足計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求的，集實(shí)踐性、先進(jìn)性、開放性、創(chuàng)新性為一體的先進(jìn)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，結(jié)合EDA、軟件模擬和虛擬現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段建立集基本驗(yàn)證、綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新研究為一體硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，促進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合，以適應(yīng)學(xué)科發(fā)展和IT企業(yè)對(duì)高層次計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的更高需求。
2 適應(yīng)多層次人才培養(yǎng)需要的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)體系的建立
為了構(gòu)建適合本科生、研究生多層次需要的一體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，我們對(duì)國(guó)內(nèi)外著名大學(xué)的課程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱等做了深入的研究，主要做了以下幾個(gè)方面的研究工作：
(1) 研究計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件課程及其實(shí)驗(yàn)課程當(dāng)前的設(shè)置和今后的發(fā)展趨勢(shì)；
(2) 剖析計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件相關(guān)課程之間的銜接關(guān)系；
(3) 分析教學(xué)實(shí)驗(yàn)和科研實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，發(fā)現(xiàn)本科階段以及研究生階段主要硬件課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)的規(guī)律。
基于以上研究工作，我們?cè)O(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)體系主要包含以下層次。
2.1系統(tǒng)化的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)內(nèi)容層次
計(jì)算機(jī)學(xué)科是目前更新?lián)Q代最快的學(xué)科之一，實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)時(shí)必須和實(shí)際工程結(jié)合緊密。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和手段的設(shè)計(jì)必須是以培養(yǎng)具有很好實(shí)踐能力和一定創(chuàng)新能力的本科畢業(yè)生為目標(biāo)。因此，我們將每門課程實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容分為以下三個(gè)層次：
基礎(chǔ)驗(yàn)證型：主要用于驗(yàn)證課程當(dāng)中所講的內(nèi)容，加深對(duì)課堂知識(shí)的理解，并培養(yǎng)學(xué)生的基本專業(yè)技能和實(shí)際操作能力。
綜合設(shè)計(jì)型：這類實(shí)驗(yàn)一方面可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)課程的理解，更主要的是培養(yǎng)了學(xué)生綜合分析能力和獨(dú)立解決問題的能力。
創(chuàng)新研究性：這類實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)目標(biāo)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)允許失敗，但是必須對(duì)失敗原因和改進(jìn)設(shè)想做深入的分析和探討。這類實(shí)驗(yàn)是學(xué)生早期參加科學(xué)研究的一種重要形式，主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造性思維及創(chuàng)造性個(gè)性，使學(xué)生創(chuàng)新性的想象力、判斷力、思維能力和實(shí)踐能力得到提高。
這三個(gè)實(shí)驗(yàn)從內(nèi)容上由淺入深、由易到難，從對(duì)學(xué)生的要求上是由低到高的。其中前兩類實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)本科生設(shè)計(jì)，第三類實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)少數(shù)有余力的低年級(jí)本科生、多數(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)階段的本科生和所有研究生設(shè)計(jì)。
在多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師的主要作用在于啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的和意義，組織開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生研究問題，指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程和認(rèn)真完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要教育學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，鼓勵(lì)學(xué)生勇于求異的創(chuàng)新意識(shí)，注意培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力。
2.2計(jì)算機(jī)硬件課程層次的建立
以西安交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)科為例，本科生和研究生的硬件相關(guān)課程體系中主干課程由“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”、“計(jì)算機(jī)組成原理”、“計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”、“高性能計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”和“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的量化研究方法”組成，其中前三門課程為本科生課程，后兩門課程為研究生課程。與主干課程相關(guān)的本科生必修課程還包括“匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”、“微機(jī)原理和接口技術(shù)”、“操作系統(tǒng)原理”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”、“嵌入式系統(tǒng)”；研究生課程包括“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用”、“VHDL和FPGA設(shè)計(jì)”、“分布式系統(tǒng)”等。這些課程，特別是主干課程，不僅有較強(qiáng)的順序性，而且課程內(nèi)容的相關(guān)性很強(qiáng)。圖1給出了計(jì)算機(jī)硬件主干課程的實(shí)驗(yàn)層次。其中，虛線方框部分為偏軟件類型的實(shí)驗(yàn)。
圖1 計(jì)算機(jī)硬件主干課程實(shí)驗(yàn)層次
從圖1可以看出，計(jì)算機(jī)專業(yè)本科階段硬件主干實(shí)驗(yàn)課程主要為數(shù)字邏輯專題實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)組成專題實(shí)驗(yàn)、微機(jī)接口專題實(shí)驗(yàn)；并且這三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的開展必須以前一個(gè)課程為基礎(chǔ)；課程實(shí)驗(yàn)從內(nèi)容到形式都有很密切聯(lián)系。為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)完這些課程后對(duì)計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)和感性的認(rèn)識(shí)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)這三個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先設(shè)立了一個(gè)總的培養(yǎng)目標(biāo)，每個(gè)課程組根據(jù)這個(gè)目標(biāo)，結(jié)合本課程的內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo)分階段完成相關(guān)支撐的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并且這些實(shí)驗(yàn)可以采用一致的實(shí)驗(yàn)手段和平臺(tái)。具體措施主要包括以下兩方面內(nèi)容：
(1) 對(duì)于每門具體的計(jì)算機(jī)硬件課程均設(shè)置8學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)類型為獨(dú)立的基礎(chǔ)驗(yàn)證性。
(2) 硬件課程都有配套的專題實(shí)驗(yàn)，專題實(shí)驗(yàn)均為綜合設(shè)計(jì)型。主干課程的實(shí)驗(yàn)為必修專題實(shí)驗(yàn)，其他小部分課程實(shí)驗(yàn)為選修專題實(shí)驗(yàn)。以工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為目標(biāo)形成多個(gè)系列，同一系列實(shí)驗(yàn)間具有時(shí)間先后關(guān)系、支撐與被支撐關(guān)系。例如圖1中的“數(shù)字邏輯”、“計(jì)算機(jī)組成原理”和“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”三門硬件課程就構(gòu)成了一個(gè)主干的硬件實(shí)驗(yàn)系列。這三門課程的實(shí)驗(yàn)必須在內(nèi)容上具有前后相關(guān)性，并采用基本一致的實(shí)驗(yàn)方法和平臺(tái)。
2.3多樣化的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)層次
在硬件開發(fā)平臺(tái)的設(shè)計(jì)上兼顧不同層次人才的培養(yǎng)需要，綜合本碩博各個(gè)階段的不同需求，構(gòu)建多層次的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，提高實(shí)驗(yàn)效率，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維，進(jìn)行創(chuàng)新式構(gòu)建實(shí)驗(yàn)。還要考慮對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境以及本科生創(chuàng)新性研究活動(dòng)實(shí)驗(yàn)體系的支持，結(jié)合軟件設(shè)計(jì)的方法和手段(即硬件設(shè)計(jì)軟件化)構(gòu)建靈活多樣的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。此外，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)要具有層次性，并且考慮課程間內(nèi)容交叉和互補(bǔ)。
從國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，計(jì)算機(jī)硬件課程的實(shí)驗(yàn)由傳統(tǒng)的孤立的實(shí)驗(yàn)裝置承擔(dān)，發(fā)展到了由EDA和CPLD/FPGA仿真器聯(lián)合承擔(dān)的階段。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置支持相對(duì)簡(jiǎn)單的連線類的實(shí)驗(yàn)，這類實(shí)驗(yàn)只能使用中小規(guī)模的集成電路器件。設(shè)計(jì)大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)幾乎是不可能的，因?yàn)榇笠?guī)模的實(shí)驗(yàn)用中小規(guī)模的芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且受面包板等空間和實(shí)驗(yàn)裝置能提供的電源限制。
使用HDL語(yǔ)言，如AHDL、VHDL和Verilog等，通過EDA工具軟件設(shè)計(jì)各種規(guī)模的數(shù)字電子系統(tǒng)是目前工程師的設(shè)計(jì)潮流。通過EDA和CPLD/FPGA仿真器能完成計(jì)算機(jī)硬件課程的各類實(shí)驗(yàn)。圖2是我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的一款低成本綜合實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置使用了Xilinx公司Spartan-3系列FPGA芯片(40萬(wàn)門)，通過擴(kuò)充板可以滿足大部分的實(shí)驗(yàn)要求。
圖2 一款綜合實(shí)驗(yàn)裝置的PCB的元器件布局示意圖
2.4多層次的實(shí)驗(yàn)考核體制
實(shí)驗(yàn)的考核主要有以下幾種形式。
(1) 實(shí)驗(yàn)過程的跟蹤考核：改變傳統(tǒng)的根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和報(bào)告打分的體制，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行記錄、評(píng)價(jià)，并作為最終成績(jī)考核的依據(jù)。
(2) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以總結(jié)個(gè)人實(shí)驗(yàn)結(jié)果，明晰實(shí)驗(yàn)思路，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的融合、升華和再學(xué)習(xí)。通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科技活動(dòng)的總結(jié)能力，科技論文的寫作能力，使學(xué)生的科研素養(yǎng)得到初步鍛煉。
(3) 實(shí)驗(yàn)答辯機(jī)制：對(duì)于綜合設(shè)計(jì)型，特別是創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)，前兩種考核機(jī)制存在明顯的不足，因此需要引入新的機(jī)制來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生所做工作及取得的成績(jī)?？赏ㄟ^學(xué)生講解、演示，教師提問和回答，課程設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫三個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行考核。
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地方本科院校多由地方上的師專升格而來(lái)，本科辦學(xué)時(shí)間短，肩負(fù)著培養(yǎng)大量適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)、文化建設(shè)所急需的高級(jí)人才的重任，通常多為傳統(tǒng)的教學(xué)型高校。在這種高校里，理工科，特別是應(yīng)用性、實(shí)踐性、創(chuàng)新性要求均較高的計(jì)算機(jī)類專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)問題較為集中，主要體現(xiàn)在以下幾方面：⑴師資力量欠缺地方高校是我國(guó)高校擴(kuò)招的主力軍，常年的擴(kuò)招，攤薄了原本就非常有限的教師力量。對(duì)于計(jì)算機(jī)類專業(yè)，重點(diǎn)高校培養(yǎng)的博士畢業(yè)生原本是地方高校師資的重要補(bǔ)充來(lái)源，但是由于這類專業(yè)應(yīng)用性強(qiáng)，本就為數(shù)不多的高素質(zhì)的博士畢業(yè)生經(jīng)常早早被各地的高新技術(shù)企業(yè)、跨國(guó)公司高薪聘去，真正愿意到科研條件較為欠缺的地方高校任教的十分稀少。師資補(bǔ)充不上來(lái)，就直接導(dǎo)致了地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)師生比常年不達(dá)標(biāo)。更為關(guān)鍵的是，不少地方高校對(duì)教師的科研提出了很高的要求，高校教師的職稱晉升、評(píng)優(yōu)評(píng)先主要的考核指標(biāo)就是科研業(yè)績(jī)，這種政策導(dǎo)向直接影響了教學(xué)工作的開展，畢業(yè)設(shè)計(jì)這種費(fèi)時(shí)費(fèi)力且難出成效的實(shí)踐教學(xué)工作對(duì)于高校教師們而言就形同雞肋，難以引起重視并提升其指導(dǎo)質(zhì)量。⑵校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)資源不足，經(jīng)費(fèi)短缺地方院校由于辦學(xué)時(shí)間較短、底子薄、投入不足，可供學(xué)生展開實(shí)踐教學(xué)的儀器設(shè)備、場(chǎng)所通常都難以滿足要求，而有限的資源又經(jīng)常優(yōu)先提供給基礎(chǔ)性專業(yè)課、必修課的實(shí)踐教學(xué)使用。經(jīng)費(fèi)投入不足也是制約教學(xué)質(zhì)量的主要因素，以我院為例，學(xué)院撥付給工科類學(xué)生每人160元的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，連補(bǔ)充最基本的實(shí)驗(yàn)耗材都不夠，為了出成果只能將經(jīng)費(fèi)集中于少部分尖子生使用，從另外一個(gè)角度上說(shuō)則損害了大部分學(xué)生的利益，影響了教育的公平性。學(xué)生在畢業(yè)論文階段得不到有效的訓(xùn)練，其畢業(yè)論文的質(zhì)量可想而知。⑶與學(xué)生就業(yè)時(shí)間沖突，學(xué)生投入不足通常本科計(jì)算機(jī)類專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)安排在大學(xué)四年的最后一個(gè)學(xué)期，這段時(shí)間正是公務(wù)員考試、考研、教師招聘考試、企事業(yè)單位招聘的關(guān)鍵時(shí)期。大四學(xué)生面對(duì)嚴(yán)峻的升學(xué)與就業(yè)壓力，不得不奔忙于各類考試與各地的招聘會(huì)之間。甚至，不少企業(yè)不顧及學(xué)生學(xué)業(yè)，要求簽約學(xué)生立即到崗上班。升學(xué)、就業(yè)與畢業(yè)設(shè)計(jì)在時(shí)間上出現(xiàn)了沖突和矛盾，學(xué)生大多只能順從于就業(yè)壓力，無(wú)法把主要精力集中于學(xué)習(xí)上，⑷部分畢業(yè)設(shè)計(jì)選題脫離研發(fā)實(shí)際畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的科學(xué)性、新穎性、實(shí)用性關(guān)乎畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低。傳統(tǒng)上，畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)教師以高校專任教師為主，選題的范圍則以教師的科研項(xiàng)目或教研項(xiàng)目為主，選題常缺少工程背景，脫離研發(fā)實(shí)際，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)興趣驟減，敷衍了事。也有部分學(xué)生擅長(zhǎng)利用政策，在選題時(shí)下足功夫，往往選取那些相對(duì)簡(jiǎn)單，容易完成的課題，如課程教學(xué)網(wǎng)站、學(xué)籍管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等。從技術(shù)角度上看來(lái)，這些課題實(shí)現(xiàn)方法基本一致，在許多網(wǎng)站、教科書、畢業(yè)論文指導(dǎo)手冊(cè)上都有類似的源碼，甚至提供幾近現(xiàn)成的論文，學(xué)生只要變更一下界面或?qū)?shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)稍作調(diào)整，改頭換面即可稱之為自己的系統(tǒng)、自己的論文，提交上來(lái)，對(duì)這部分學(xué)生由于其論文也基本符合要求，真奈何其不得。⑸論文審查不嚴(yán)，易被學(xué)生鉆空子通常本科畢業(yè)設(shè)計(jì)最終成果往往反映在畢業(yè)論文上，而本科生的畢業(yè)論文一般不需要被送入學(xué)位論文學(xué)術(shù)不端行為檢測(cè)系統(tǒng)中進(jìn)行“”，常以校內(nèi)專家評(píng)審做為最終評(píng)價(jià)手段。這種純?nèi)斯さ脑u(píng)價(jià)手法易被學(xué)生鉆空子，少部分學(xué)風(fēng)不夠端正的學(xué)生到了畢業(yè)前夕，往往出盡招數(shù)以求畢業(yè)論文順利過關(guān)，常將學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)站上的碩士論文下載后稍加修改即呈交上來(lái)，或直接通過網(wǎng)絡(luò)購(gòu)買畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文。采用人工的評(píng)價(jià)手段稍不留神就讓他們渾水摸魚獲得通過，最終造成惡劣影響。
2“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式的指導(dǎo)方式
“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式主要通過理論和實(shí)踐教學(xué)兩條途徑，在充分考慮企業(yè)需求前提下，以提高學(xué)生的工程素養(yǎng)、鞏固學(xué)科基礎(chǔ)、培育創(chuàng)新能力為基本目的，由高校、企業(yè)、學(xué)生三方面共同研究，明確畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題，確定研究?jī)?nèi)容和研究方法[7]。在畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施的具體過程中，由高校和企業(yè)聯(lián)合派出導(dǎo)師，由高校教師承擔(dān)對(duì)學(xué)生的理論指導(dǎo)，由研發(fā)一線的工程師在企業(yè)中進(jìn)行實(shí)踐指導(dǎo)。畢業(yè)設(shè)計(jì)后期，可聘請(qǐng)企業(yè)中經(jīng)驗(yàn)豐富的高職稱工程師或工程技術(shù)部門主要負(fù)責(zé)人與校內(nèi)教師一起共同組成畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯考評(píng)小組，共同對(duì)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施書面評(píng)價(jià)、答辯、評(píng)定成績(jī)等畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量審查。
3“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式的的關(guān)鍵點(diǎn)
3.1做好選題工作
恰當(dāng)?shù)倪x題是提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵，能直接體現(xiàn)出地方院校人才培養(yǎng)的特色。“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題要求密切聯(lián)系生產(chǎn)和研發(fā)實(shí)際，有工程應(yīng)用的背景和工程的實(shí)際內(nèi)涵，確保其具備較強(qiáng)的實(shí)用性。此外，選題還應(yīng)具有一定的深度，保證有足夠的工作量，在某些方面還應(yīng)體現(xiàn)出創(chuàng)新的成分。因此，在選題時(shí)要盡量做到以下幾方面的具體要求：⑴畢業(yè)設(shè)計(jì)選題應(yīng)與服務(wù)地方的人才培養(yǎng)定位充分結(jié)合地方性本科院校是以培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才和服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的為主要辦學(xué)方針的高校。我院所處的廣東省近十年來(lái)軟件產(chǎn)業(yè)一日千里、欣欣向榮，業(yè)已成為全國(guó)行業(yè)的龍頭老大。2011年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，廣東省共有軟件企業(yè)3136家，占全國(guó)的13.7%，全年實(shí)現(xiàn)軟件業(yè)務(wù)收入3122億元，占全國(guó)的16.9%。其中軟件產(chǎn)品收入1203億元，信息系統(tǒng)集成服務(wù)收入471.3億元，信息技術(shù)咨詢服務(wù)收入140.1億元，數(shù)據(jù)處理和運(yùn)營(yíng)服務(wù)收入583.8億元，嵌入式系統(tǒng)軟件收入663.9億元，IC設(shè)計(jì)收入60.2億元。我院所處的惠州地區(qū)正處于廣東省軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心地帶，因此我院計(jì)算機(jī)系的畢業(yè)設(shè)計(jì)在選題上就充分考慮了人才培養(yǎng)的定位，以嵌入式軟件設(shè)計(jì)、大型數(shù)據(jù)處理與運(yùn)營(yíng)、創(chuàng)意文化支撐技術(shù)等方向?yàn)橹?，為人才培養(yǎng)設(shè)定了明確的目標(biāo)。⑵畢業(yè)設(shè)計(jì)選題應(yīng)與地方企業(yè)研發(fā)實(shí)際充分結(jié)合地方院校的計(jì)算機(jī)工科專業(yè)是為了滿足適應(yīng)地方信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高級(jí)應(yīng)用型人才，其是否具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力是決定著人才能否快速適應(yīng)地方信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求。因此畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題應(yīng)密切結(jié)合地方信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，與地方企業(yè)密切聯(lián)系、共同協(xié)商、共擬課題，真題真做。由于課題貼近實(shí)際、應(yīng)用性突出，學(xué)生們往往更容易地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，在解決工程問題的過程中切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。同時(shí)，與地方企業(yè)研發(fā)充分結(jié)合還有利于高校教師隊(duì)伍的建設(shè)，加強(qiáng)教師們服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的意識(shí)，增進(jìn)服務(wù)地方的能力。⑶畢業(yè)設(shè)計(jì)選題應(yīng)與學(xué)生就業(yè)充分結(jié)合利用“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式可讓學(xué)生到有就業(yè)意向的企業(yè)中完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題，直接接觸到今后工作中需要面對(duì)的研發(fā)項(xiàng)目。這樣學(xué)生往往會(huì)將之視為證明自己能力和價(jià)值的一次機(jī)會(huì)，激發(fā)出了極大的工作熱情，有助于高質(zhì)量地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)，在此過程中學(xué)生也提前適應(yīng)了工作崗位，完成了崗前培訓(xùn)，能更快地適應(yīng)工作崗位，也為企業(yè)節(jié)省了培訓(xùn)新員工的費(fèi)用與時(shí)間。⑷畢業(yè)設(shè)計(jì)選題應(yīng)反映學(xué)科發(fā)展的前沿畢業(yè)設(shè)計(jì)也是學(xué)生在走向社會(huì)之前對(duì)學(xué)科發(fā)展前沿的一次眺望。因此在畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題上，應(yīng)以能使學(xué)生盡可能多地接觸國(guó)內(nèi)外行業(yè)應(yīng)用和發(fā)展的最新理論、最新技術(shù)、最新應(yīng)用，如云技術(shù)、量子計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)信息融合與知識(shí)服務(wù)等，可在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題中適度安排這些體現(xiàn)學(xué)科先進(jìn)性的內(nèi)容，以期學(xué)生在畢業(yè)后能盡快融入到企業(yè)的發(fā)展中。
3.2強(qiáng)化過程管理
對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程有效地管理是“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式能否成功的關(guān)鍵。為此我院專門制定有《惠州學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作規(guī)定》，在此基礎(chǔ)上還補(bǔ)充制定了與企業(yè)研發(fā)密切相關(guān)的具體措施，如教育并嚴(yán)格要求學(xué)生對(duì)接觸到的關(guān)鍵技術(shù)、源代碼、項(xiàng)目文檔等履行保密義務(wù)，保障校企雙方的利益都不受損害。在確定課題后，各系部組織學(xué)生與校內(nèi)導(dǎo)師、企業(yè)導(dǎo)師見面，在校企雙方面導(dǎo)師的共同指導(dǎo)下向?qū)W生詳細(xì)介紹課題的內(nèi)容、要求和任務(wù)，并要求學(xué)生按照規(guī)定完成查新、外文文獻(xiàn)閱讀、撰寫開題報(bào)告、制定研發(fā)計(jì)劃和工作進(jìn)度，設(shè)定預(yù)期目標(biāo)，確定最終的結(jié)果形式等工作。學(xué)生在企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，還加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生考勤的檢查，規(guī)定學(xué)生必須按照實(shí)習(xí)單位的作息制度上下班，如遇特殊情況確需請(qǐng)假，應(yīng)同時(shí)報(bào)告校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師，在取得他們同意后方可離開。我院還強(qiáng)化對(duì)校內(nèi)指導(dǎo)教師的管理。校內(nèi)導(dǎo)師要與學(xué)生定期聯(lián)系、在畢業(yè)設(shè)計(jì)開題、中期檢查；定稿前、答辯前均需召集學(xué)生開會(huì)，檢查畢業(yè)設(shè)計(jì)完成情況，收集學(xué)生意見，答疑解惑；每周不少于2次指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）。考慮到此時(shí)學(xué)生大多身處企業(yè)，不在校內(nèi)，可利用電話、網(wǎng)絡(luò)（如電子郵件、QQ在線交流、網(wǎng)絡(luò)論壇、微博）等方式遠(yuǎn)程指導(dǎo)，校內(nèi)導(dǎo)師還定期訪問學(xué)生所在企業(yè)，與企業(yè)導(dǎo)師保持密切聯(lián)系，協(xié)助校外導(dǎo)師做好學(xué)生的日常管理，及時(shí)了解學(xué)生的工作進(jìn)展、生活情況、甚至心理與情感困惑等。為保證設(shè)計(jì)及畢業(yè)論文都到達(dá)規(guī)范要求，我院專門制訂有《惠州學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）撰寫規(guī)范》，對(duì)畢業(yè)論文的形式做出了十分具體的要求。畢業(yè)論文送審前均需由校內(nèi)導(dǎo)師對(duì)論文進(jìn)行形式審查，審核諸如論文各項(xiàng)內(nèi)容是否齊全，格式是否規(guī)范等，確保形式符合要求。為提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，教務(wù)處每年還從各系部評(píng)選出來(lái)的優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中遴選出最優(yōu)秀的典范畢業(yè)論文，編印成冊(cè)，下發(fā)至畢業(yè)班級(jí)中，以這些畢業(yè)論文為示范樣本，鼓勵(lì)學(xué)生高質(zhì)量完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。我院還做好畢業(yè)設(shè)計(jì)的檔案管理工作，規(guī)定在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成前需提交畢業(yè)論文審批表、任務(wù)書、開題報(bào)告、查新報(bào)告、指導(dǎo)記錄、外文閱讀文獻(xiàn)目錄、論文文本、各類不的源代碼、需求分析報(bào)告、項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告等十二種材料，紙版文檔與電子版文檔均需同時(shí)提交，雙備份，對(duì)于電子文檔需長(zhǎng)期保存。
3.3適度調(diào)整考核標(biāo)準(zhǔn)與程序
“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式下指導(dǎo)的畢業(yè)設(shè)計(jì)有其特殊性，因此最終的考核——畢業(yè)論文評(píng)審、畢業(yè)論文答辯——也應(yīng)有別于在校內(nèi)完成的傳統(tǒng)學(xué)術(shù)型論文，在評(píng)價(jià)上需結(jié)合實(shí)際并適度傾斜。首先在選題的評(píng)價(jià)方面應(yīng)首先考察學(xué)生選題的新穎性、實(shí)用性，對(duì)于密切結(jié)合研發(fā)的具有較大實(shí)用價(jià)值且是研發(fā)過程中的重點(diǎn)或難點(diǎn)的選題，應(yīng)該給予肯定；在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作完成情況的評(píng)價(jià)上，應(yīng)該充分考慮學(xué)生的工作量，并對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的原創(chuàng)性、真實(shí)性予以認(rèn)真的考察，即畢業(yè)設(shè)計(jì)必須是學(xué)生親自動(dòng)手解決的研發(fā)過程中的若干具體問題；評(píng)審人的構(gòu)成方面，可聘請(qǐng)企業(yè)中經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)工程師、項(xiàng)目經(jīng)理等人員與校內(nèi)專家一起組成考評(píng)小組，企業(yè)專家的參與將增強(qiáng)評(píng)判的客觀性、公正性，也將強(qiáng)化學(xué)生畢業(yè)論文中實(shí)用性的評(píng)價(jià)；學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的考核也應(yīng)包含團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的評(píng)價(jià)，在企業(yè)進(jìn)行研發(fā)工作，如完成一個(gè)軟件項(xiàng)目，本身就是一個(gè)團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)的過程，學(xué)生的溝通能力、表達(dá)能力、組織協(xié)調(diào)能力也應(yīng)該進(jìn)行考察，引導(dǎo)學(xué)生重視團(tuán)隊(duì)協(xié)作；最后，畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果形式也不應(yīng)僅局限于畢業(yè)論文，可將學(xué)生在“產(chǎn)學(xué)研”過程中實(shí)際參與或完成的智力成果都納入評(píng)價(jià)范圍，如公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、計(jì)算機(jī)軟件登記、各類發(fā)明與實(shí)用新型專利、工程設(shè)計(jì)報(bào)告、項(xiàng)目需求分析報(bào)告等。
4“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式的實(shí)踐
惠州學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系從2004年成立起就一直非常重視與惠州市及周邊地區(qū)的企業(yè)開展“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合。主動(dòng)與旭日集團(tuán)電腦部、用友軟件有限公司等當(dāng)?shù)厥嗉襂T企業(yè)輸送實(shí)習(xí)生，充分利用以往積累下來(lái)的資源。從2005年起，每年都組織學(xué)生到上述企業(yè)開展畢業(yè)論文、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)，共同開展協(xié)同創(chuàng)新。在校內(nèi)指導(dǎo)教師與企業(yè)工程師的雙重指導(dǎo)下，通過“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，并初具成效。從客觀數(shù)據(jù)上分析，參加“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式的學(xué)生其畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)得分較高，且易取得突出成果。以2005級(jí)為例，該年級(jí)學(xué)生在企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的共計(jì)有30余人，占畢業(yè)生總數(shù)的近20%，其中9人的畢業(yè)設(shè)計(jì)被評(píng)為“優(yōu)等”，2人的畢業(yè)論文獲選校級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)論文。從學(xué)生主觀感受上看，學(xué)生直接到企業(yè)參與企業(yè)的研發(fā)課題，也提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，使其自信心陡增，對(duì)學(xué)習(xí)的滿意率也有大幅提高，這一點(diǎn)可從畢業(yè)論文的“評(píng)教”得分上得以體現(xiàn)。我系對(duì)參加“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生展開了調(diào)研，匯總“評(píng)教”得分，將其與不參加“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式的學(xué)生的“評(píng)教”的得分進(jìn)行了對(duì)比，具體情況如表1。
5結(jié)論
實(shí)踐。
關(guān)鍵詞：畢業(yè)設(shè)計(jì)；分析問題；解決問題；能力
畢業(yè)設(shè)計(jì)作為理工科高等院校教學(xué)體系的一個(gè)重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和獨(dú)立解決問題能力的一個(gè)綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)于培養(yǎng)實(shí)踐性應(yīng)用型人才具有重要作用。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。針對(duì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)施階段存在著一些問題，對(duì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力進(jìn)行了探索與實(shí)踐。
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施階段存在的主要問題
畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)起著重要作用，是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。在指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施階段中存在一些問題。
（1）在需求分析階段中畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的意識(shí)不強(qiáng)，學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)薄弱，比較缺乏探索新問題的動(dòng)力和能力。
（2）概要設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段實(shí)踐操作能力不強(qiáng)，有很多學(xué)生缺乏實(shí)踐的信心，雖然會(huì)有一些很好的思想，但由于沒有馬上進(jìn)行實(shí)踐，或者做了實(shí)踐遇到困難就退了下來(lái)，這樣很難將所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)整合、系統(tǒng)化，提高學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力更是無(wú)從談起。
（3）畢業(yè)設(shè)計(jì)的通過要求較低，畢業(yè)設(shè)計(jì)階段也是學(xué)生聯(lián)系工作準(zhǔn)備就業(yè)的階段，加上畢業(yè)設(shè)計(jì)一般都能全部通過，學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力遠(yuǎn)小于就業(yè)壓力，相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)不重視。
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施階段如何提高學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力
畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科教學(xué)的一個(gè)重要階段，是展示學(xué)生本科學(xué)習(xí)成果和專業(yè)能力的綜合環(huán)節(jié)。對(duì)于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生而言，更是面臨著挑戰(zhàn)。計(jì)算機(jī)專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)通常是要求模擬實(shí)現(xiàn)一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，完成從需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)到編碼實(shí)現(xiàn)的基本過程。以下圍繞畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施階段如何提高學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力進(jìn)行了若干探討，包括需求分析階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力、概要設(shè)計(jì)階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力。
1.需求分析階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力
需求分析是關(guān)乎畢業(yè)設(shè)計(jì)開發(fā)成敗的重要因素。現(xiàn)在的軟件設(shè)計(jì)中返工開銷占了總開銷很大比例，而導(dǎo)致返工的主要原因是需求分析不明確?？梢钥闯鲂枨蠓治鲈诋厴I(yè)設(shè)計(jì)中所占有的地位。需求分析的任務(wù)不是確定系統(tǒng)怎樣完成的工作，而是確定系統(tǒng)必須完成那些工作，也就是對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)提出完整、準(zhǔn)確、清晰、具體的要求。它所做的工作是深入描述軟件的功能和性能，確定軟件設(shè)計(jì)的限制和軟件同其他系統(tǒng)的接口細(xì)節(jié)，定義軟件的其他有效性要求。
在指導(dǎo)學(xué)生在對(duì)自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行需求分析時(shí)，學(xué)生對(duì)自己要處理的問題有一定的了解，通過網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料，有條件的話到相關(guān)的企業(yè)做調(diào)研，確定目標(biāo)系統(tǒng)的綜合要求，并提出這些需求實(shí)現(xiàn)條件，以及需求應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，首先要求學(xué)生從以上幾方面對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)的需求分析，在這一階段中，學(xué)生通過需求分析能夠更加清楚地理解畢業(yè)設(shè)計(jì)中要解決的問題，并能夠從整體上提高對(duì)問題的思考能力，為完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此階段，通過師生共同努力，借助于網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，為學(xué)生創(chuàng)造條件和機(jī)會(huì)進(jìn)行實(shí)際調(diào)研，對(duì)系統(tǒng)的整個(gè)流程掌握清晰，在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)需求分析的過程中，通過學(xué)生自身的不斷努力和指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，在反復(fù)論證的過程中提高學(xué)生們獨(dú)立的分析問題的能力，這是學(xué)生走向成功的第一步。
2.概要設(shè)計(jì)階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力
概要設(shè)計(jì)階段將軟件系統(tǒng)需求轉(zhuǎn)換為未來(lái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；逐步開發(fā)強(qiáng)壯的系統(tǒng)構(gòu)架；使設(shè)計(jì)適合于實(shí)施環(huán)境，為提高性能而進(jìn)行設(shè)計(jì)。概要設(shè)計(jì)階段具體的任務(wù)有總體設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、模塊設(shè)計(jì)、其他設(shè)計(jì)等。
在概要設(shè)計(jì)階段，畢業(yè)生對(duì)業(yè)務(wù)處理過程了解的完整性和準(zhǔn)確性非常重要。調(diào)查了解清楚所有的業(yè)務(wù)流程才能設(shè)計(jì)出適合各流程業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)用戶業(yè)務(wù)特點(diǎn)和習(xí)慣的軟件，使開發(fā)出來(lái)的軟件更受歡迎。在概要設(shè)計(jì)階段，通過指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，學(xué)生查找相關(guān)的資料，到相關(guān)部門調(diào)研，不斷努力，反復(fù)修訂畢業(yè)設(shè)計(jì)的概要以求達(dá)到完美。完成這個(gè)階段任務(wù)，學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)有一個(gè)從整體到局部的更深的認(rèn)識(shí)，學(xué)生的思路更加清晰。在學(xué)生自身的努力和指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，學(xué)生對(duì)學(xué)過的專業(yè)理論知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的梳理并應(yīng)用于實(shí)踐，不僅提高學(xué)生的自信，而且提高了學(xué)生的實(shí)踐能力，對(duì)獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)充滿了自信。
3.詳細(xì)設(shè)計(jì)階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力
詳細(xì)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)為每個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的算法設(shè)計(jì)。用某種圖形、表格、語(yǔ)言等工具將每個(gè)模塊處理過程的詳細(xì)算法描述出來(lái)。
詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，通過對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行算法分析設(shè)計(jì)，掌握理論知識(shí)的同時(shí)學(xué)會(huì)運(yùn)用輔助的工具，反復(fù)修改論證過程中學(xué)生會(huì)掌握每個(gè)模塊的各種設(shè)計(jì)思想，并在不斷的實(shí)踐中學(xué)會(huì)如何去思考問題，解決問題，在提高專業(yè)理論知識(shí)的同時(shí)提高了實(shí)踐能力，能夠主動(dòng)去探究解決問題的新方法。變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，這對(duì)于提高學(xué)生獨(dú)立解決問題是非常重要的。在此階段，學(xué)生通過算法分析、代碼設(shè)計(jì)在加強(qiáng)理論的同時(shí)加強(qiáng)了上機(jī)的實(shí)踐能力，通過對(duì)問題的反復(fù)求解，學(xué)生會(huì)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)和所用到的設(shè)計(jì)工具有更深的理解，對(duì)學(xué)生以后的工作和學(xué)習(xí)都具有深遠(yuǎn)的意義。
在近幾年所指導(dǎo)的本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)中，對(duì)以上方法進(jìn)行了實(shí)踐，比如：在《教師工作量統(tǒng)計(jì)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》畢業(yè)設(shè)計(jì)中，要求學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施過程中，引入U(xiǎn)ML、Rose等在當(dāng)時(shí)還屬于較新的技術(shù)，使他們掌握了基本的面向?qū)ο蠓治龇椒ê拖嚓P(guān)的技術(shù)、工具。在《教師檔案管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》《運(yùn)動(dòng)會(huì)后臺(tái)管理系統(tǒng)成績(jī)管理設(shè)計(jì)與JAVA實(shí)現(xiàn)》要求學(xué)生以J2EE技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)畢
業(yè)設(shè)計(jì)。J2EE技術(shù)是近年來(lái)新興的分布式應(yīng)用技術(shù)，學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施階段學(xué)習(xí)了如何基于J2EE技術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)多層分布式應(yīng)用系統(tǒng)。
通過多次畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐，畢業(yè)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施階段得到了一定鍛煉，在實(shí)際軟件開發(fā)工作中都能較快地進(jìn)入角色。滿足社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需求，具有較好的促進(jìn)作用。需要指出的是，隨著社會(huì)對(duì)綜合型人才的需求越來(lái)越大，如何搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施階段中的各項(xiàng)工作仍然面臨著很大挑戰(zhàn)，需要我們根據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，在實(shí)踐中繼續(xù)探索！
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：機(jī)房;計(jì)算機(jī);維護(hù);管理
隨著高校的教學(xué)改革逐步深化，機(jī)房建設(shè)已成為各高等院校教學(xué)設(shè)施投資的重要組成部分。以福州大學(xué)為例，每個(gè)學(xué)院設(shè)立的院平臺(tái)機(jī)房承擔(dān)著各學(xué)院計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)實(shí)踐課、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、教育培訓(xùn)等教學(xué)任務(wù)。因此高校機(jī)房每天負(fù)載任務(wù)都很重，機(jī)房的日常管理和維護(hù)工作很重要。如何最大效率地利用各種資源，提高高校機(jī)房管理與維護(hù)的效率，更好地為教學(xué)服務(wù)，顯得極其重要。
1、現(xiàn)狀和存在的問題
1.1計(jì)算機(jī)軟件種類繁多、容量巨大、升級(jí)頻繁。
以福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院為例，目前學(xué)院由7個(gè)系組成，各系各專業(yè)的計(jì)算機(jī)相關(guān)的專業(yè)實(shí)踐課都安排在學(xué)院平臺(tái)機(jī)房進(jìn)行，涉及的計(jì)算機(jī)方面相關(guān)軟件極多，尤其是數(shù)字媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系，授課需安裝的軟件既龐大又種類繁多。學(xué)院某機(jī)房的課程如下：數(shù)字影視合成與非線性編輯、計(jì)算機(jī)通信與組網(wǎng)技術(shù)、PIC單片機(jī)原理與應(yīng)用、模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)、軟件技術(shù)基礎(chǔ)B、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、影視劇本創(chuàng)作、三維引擎及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)（C++）等等，安裝的軟件多達(dá)幾十種。安裝在系統(tǒng)盤的軟件多達(dá)十幾GB，系統(tǒng)注冊(cè)表龐大，軟件運(yùn)行越來(lái)越緩慢，每次進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)同傳都得耗費(fèi)幾個(gè)小時(shí)。每年因軟件升級(jí)需要系統(tǒng)重裝更是習(xí)以為常，增添了機(jī)房管理和維護(hù)的困難。
1.2不同教師對(duì)軟件版本要求不盡相同，軟件沖突也時(shí)有出現(xiàn)。
由于不同專業(yè)不同教師，對(duì)同一種軟件的版本要求不太一樣，而不同版本的同一個(gè)軟件在同一個(gè)系統(tǒng)中常常是無(wú)法共存，新版本經(jīng)常會(huì)強(qiáng)制替換舊版本的。機(jī)房管理人員無(wú)法兼顧雙方，總會(huì)出現(xiàn)總口難調(diào)，只能選擇其中的某一版本。
由于軟件眾多，常常出現(xiàn)不同軟件沖突，或者某些同類軟件會(huì)排斥其相似軟件造成死機(jī)現(xiàn)象。
1.3學(xué)生上機(jī)對(duì)機(jī)房維護(hù)帶來(lái)的一些問題。
由于機(jī)房授課教師大多采用投影機(jī)，教師一般都會(huì)攜帶裝有課件的移動(dòng)存儲(chǔ)工具，而課后學(xué)生都會(huì)將教師的課件或者課后作業(yè)再用他們自己的移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備拷貝，教師機(jī)感染各種病毒機(jī)率大大增加。甚至有部分學(xué)生出于好奇或者其他原因，試圖在學(xué)生機(jī)中破壞系統(tǒng)注冊(cè)表、進(jìn)行系統(tǒng)登陸加密、 修改CMOS設(shè)置、運(yùn)行一些木馬病毒程序或者磁盤分區(qū)工具，很可能給計(jì)算機(jī)帶來(lái)破壞性。
每年畢業(yè)設(shè)計(jì)都會(huì)有一部分學(xué)生安排到機(jī)房，他們會(huì)要求機(jī)房管理員開放軟件安裝或者存儲(chǔ)功能，這樣也會(huì)給計(jì)算機(jī)管理和維護(hù)帶來(lái)不便。
2、管理方法與維護(hù)技術(shù)
2.1系統(tǒng)還原卡的使用。
目前高校機(jī)房大多采用統(tǒng)一配置的品牌機(jī)，而且一般都擁有系統(tǒng)還原卡。使用系統(tǒng)還原卡可以幫助管理人員大大地減輕工作量。它采用硬盤加密技術(shù)，不容易被攻擊，占用內(nèi)存少，不影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，支持FAT32和 NTFS的分區(qū)格式，對(duì)計(jì)算機(jī)CMOS設(shè)置也有保護(hù)作用，支持多種數(shù)據(jù)還原方式，安裝和使用過程簡(jiǎn)便。還原卡能確保計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)在遭到損壞后快速恢復(fù)，操作極為簡(jiǎn)單，不用擔(dān)心病毒、誤操作等問題。
以福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院為例，目前使用的是配置相同的聯(lián)想系列機(jī)，其配機(jī)自帶的增量保護(hù)卡具備網(wǎng)絡(luò)發(fā)射功能，并引入進(jìn)程機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)增量網(wǎng)絡(luò)同傳。目前本學(xué)院計(jì)算機(jī)硬盤一般第一個(gè)分區(qū)為系統(tǒng)分區(qū)，有一部分計(jì)算機(jī)安裝雙系統(tǒng),將第二分區(qū)也作系統(tǒng)分區(qū)，其他分區(qū)為數(shù)據(jù)分區(qū)。首次裝完操作系統(tǒng)后進(jìn)想硬盤保護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)行保存數(shù)據(jù)，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)問題就可以通過恢復(fù)數(shù)據(jù)來(lái)還原。修改分區(qū)設(shè)置可以將系統(tǒng)設(shè)置成不還原、手工還原、每次還原等方式。成功安裝完成一臺(tái)后即可通過網(wǎng)絡(luò)同傳實(shí)現(xiàn)批量同傳克隆。
2.2病毒防治
首先，利用現(xiàn)有的還原卡能有效抵御病毒木馬對(duì)系統(tǒng)的破壞。用戶對(duì)硬盤的操作，實(shí)際上不是對(duì)原來(lái)數(shù)據(jù)的修改，而是對(duì)還原卡保留區(qū)進(jìn)行操作，從而達(dá)到對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)保護(hù)的功能。
由于學(xué)院機(jī)房預(yù)留光驅(qū)、USB接口，學(xué)生上課、畢業(yè)設(shè)計(jì)常常使用，不能通過屏蔽的方法隔離外來(lái)病毒木馬等隱患。目前學(xué)院機(jī)房的做法是：首次裝完一個(gè)干凈的系統(tǒng)后，打補(bǔ)丁，再利用還原卡備份，接著設(shè)置開機(jī)對(duì)系統(tǒng)分區(qū)每次還原方式，這樣即使系統(tǒng)感染病毒或者木馬，重啟后也會(huì)從系統(tǒng)中消失。另外對(duì)非系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分區(qū)，采用一次備份后設(shè)置成手動(dòng)恢復(fù)，在必要時(shí)候還原回初始備份狀態(tài)。
其次，引入一種保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件——sandboxie(沙盤)。
沙盤允許用戶在沙盤環(huán)境中運(yùn)行瀏覽器或其他程序，因此運(yùn)行所產(chǎn)生的變化可以隨后刪除?？捎脕?lái)消除上網(wǎng)、運(yùn)行程序的痕跡，也可用來(lái)還原收藏夾、主頁(yè)、注冊(cè)表等。即使在沙盤進(jìn)程中下載的文件，也會(huì)隨著沙盤的清空而刪除。
當(dāng)我們通過沙盤打開的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器，即便運(yùn)行在沙盤中的程序是木馬或者病毒，都只會(huì)存在于沙盤中而不會(huì)感染到現(xiàn)有的系統(tǒng)，這樣就能有效保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。甚至利用沙盤技術(shù)還可以通過進(jìn)程分析跟蹤病毒，目前很多殺毒軟件都率先加入了沙盤技術(shù)，例如360安全衛(wèi)士帶有360隔離沙箱以及360安全瀏覽器（隔離模式），卡巴斯基也將沙盤技術(shù)融入殺毒軟件之中等等。
2.3應(yīng)用程序虛擬化的應(yīng)用——云端軟件平臺(tái)的引入。
云端與沙盤都是以應(yīng)用程序虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，但在具體的應(yīng)用上卻各有千秋，一個(gè)偏向于安全方面的應(yīng)用，另一個(gè)側(cè)重于軟件管理上的新體驗(yàn)。云端與沙盤有一個(gè)根本的區(qū)別：在沙盤中運(yùn)行的軟件能夠通過虛擬區(qū)域讀取系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，但反過來(lái)系統(tǒng)的軟件不能讀取沙盤中的數(shù)據(jù)；而在云端中安裝激活的軟件則可以通過虛擬區(qū)域與系統(tǒng)中的軟件互相進(jìn)行訪問。
云端（Cloud）是基于應(yīng)用虛擬化技術(shù)的集軟件搜索、下載、使用、管理、備份等多種功能為一體的軟件平臺(tái)。云端的工作原理是將事先分離出來(lái)的軟件數(shù)據(jù)通過虛擬化的環(huán)境映射到系統(tǒng)中運(yùn)行，這樣既保持了軟件的原貌，又能夠達(dá)到將軟件與系統(tǒng)安全隔離的目的，從而具有應(yīng)用環(huán)境瞬間恢復(fù)、操作系統(tǒng)保護(hù)、軟件綠色化、資源快捷管理等眾多優(yōu)良特性。
云端中的軟件在運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的垃圾文件和注冊(cè)表冗余信息，實(shí)際上都保存在云端緩存（虛擬區(qū)域）中，只要執(zhí)行了隱藏操作就會(huì)從系統(tǒng)中消失，所以不會(huì)對(duì)操作系統(tǒng)造成實(shí)際上的影響。加上它無(wú)需安裝和卸載，也減少了因卸載不完全而帶來(lái)的垃圾信息，從而確保了系統(tǒng)的純凈。
將云端軟件平臺(tái)安裝在系統(tǒng)所在分區(qū)，將云端緩存文件夾設(shè)置在非系統(tǒng)所有分區(qū)(數(shù)據(jù)區(qū))，云端在受保護(hù)的情況下能及時(shí)地更新顯示并正常使用所安裝的軟件。這是因?yàn)檐浖鎸?shí)的文件和注冊(cè)表等都存放在緩存中，系統(tǒng)與緩存只是一個(gè)投影的關(guān)系。所以云端軟件平臺(tái)不僅適合普通的計(jì)算機(jī)，同時(shí)也適合多媒體教室中安裝有還原卡的計(jì)算機(jī)。
云端軟件平臺(tái)有效解決了因軟件種類繁多占用系統(tǒng)分區(qū)空間、系統(tǒng)注冊(cè)表龐大、軟件運(yùn)行緩慢等問題。云端軟件平臺(tái)有效解決前面提出的軟件版本沖突問題，在同一個(gè)系統(tǒng)中允許多種版本的軟件共存。不同的教師上課所需要的軟件都可以全部安裝在云端，只需通過激活和隱藏就可以很好解決同一個(gè)軟件不同版本共存的問題。同時(shí)云端軟件對(duì)已備份軟件具有修復(fù)功能，可以創(chuàng)建軟件的還原點(diǎn)，而且對(duì)有使用次數(shù)限制的軟件可以通過修復(fù)來(lái)反復(fù)使用等等。
3、結(jié)束語(yǔ)
高校機(jī)房的管理與維護(hù)是一門綜合的技術(shù)。采用還原卡、沙盤、云端軟件平臺(tái)等多種方式，能夠使得高校多媒體教室的計(jì)算機(jī)軟件管理變得更簡(jiǎn)單、方便、高效。
參考文獻(xiàn)
[1] 崔曉華. 探析高校機(jī)房管理與維護(hù)方法[J]. 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息, 2011,(2)
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu);教學(xué)改革;分層次教學(xué);創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
1課程的性質(zhì)和地位
規(guī)范計(jì)算機(jī)教學(xué)知識(shí)體系在教學(xué)過程中能夠起到很好的作用,參照IEEE/ACM的計(jì)算機(jī)學(xué)科本科教學(xué)參考計(jì)劃(Computing Curricula 2001,簡(jiǎn)稱CC2001 /education/curricula-recommendations),不同類型的本科院校對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)都制定了各自學(xué)科的教學(xué)計(jì)劃。在CC2005(Computing Curricula)中將計(jì)算機(jī)學(xué)科分為計(jì)算機(jī)工程(Computer Engineering-CE)、計(jì)算機(jī)科學(xué)(Computer Science-CS)、信息系統(tǒng)(Information System-IS)、信息技術(shù)(Information Technology-IT)和軟件工程(Software Engineering-SE)5個(gè)專業(yè),圖1為針對(duì)每個(gè)專業(yè)的特點(diǎn)和要求所提出的知識(shí)架構(gòu)。
圖1The problem space of computing
橫軸分為理論和應(yīng)用兩個(gè)方面,而縱軸分為計(jì)算機(jī)硬件與結(jié)構(gòu)(Computer Hardware and Architecture)、系統(tǒng)基礎(chǔ)(Systems Infrastructure)、軟件方法和技術(shù)(Software Methods and Technologies)、應(yīng)用技術(shù)(Application Technologies)和信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(Organizational issues & Information Systems)5個(gè)層次,不同專業(yè)對(duì)每個(gè)層次的要求不一樣。CC2005中基于上述層次結(jié)構(gòu)明確指出計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)和計(jì)算機(jī)工程專業(yè)都應(yīng)該掌握計(jì)算機(jī)硬件與結(jié)構(gòu)方面的課程知識(shí),并且對(duì)不同專業(yè)的每一門課程的地位、知識(shí)范疇和教學(xué)方法等做了詳細(xì)的說(shuō)明。圖2為Computer Architecture課程的編號(hào)體系,課程分為四個(gè)級(jí)別:入門課程、中級(jí)課程、高級(jí)課程和具體項(xiàng)目課程,不同的課程對(duì)應(yīng)不同的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法。
圖2CC2005課程編號(hào)體系
作者簡(jiǎn)介:韓英(1979-),女,助教,本科,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的教學(xué)與研究;嚴(yán)誠(chéng)(1983-),男,講師,碩士,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的教學(xué)與研究;荀啟峰(1979-),男,講師,碩士,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的教學(xué)與研究。
“計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)”作為計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的中級(jí)課程來(lái)講要求采用精簡(jiǎn)的、系統(tǒng)的、主題教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法。通過本課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生在掌握理論的基礎(chǔ)上,通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)、使用和維護(hù)的能力,為后繼課程的學(xué)習(xí)和將來(lái)從事相關(guān)的計(jì)算機(jī)研究工作打下良好的基礎(chǔ)。
2教學(xué)改革
2.1抓課程核心,合理安排講授內(nèi)容,突出硬件重點(diǎn)
該課程主要是介紹單處理器計(jì)算機(jī)的組成原理與結(jié)構(gòu)體系,內(nèi)容主要包括計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算實(shí)現(xiàn)、存儲(chǔ)器組織與結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、中央處理器等。由于該課程屬于硬件基礎(chǔ)課,其本身的特性決定了課程內(nèi)容之間相對(duì)獨(dú)立、知識(shí)點(diǎn)零散,目前很多教材沒有做到體現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的整體性,且傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式存在很多問題,所以這門課程的教與學(xué)都比較困難。
針對(duì)教與學(xué)的現(xiàn)狀以及出現(xiàn)的問題,很多高校對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進(jìn)行著探索性的改革,為了在教學(xué)中讓學(xué)生能夠形成清晰完整的概念,需要合理的安排內(nèi)容。比如,首先應(yīng)該給出計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu),然后從具體的運(yùn)算實(shí)例出發(fā)(比如 “5+8*3”)來(lái)介紹微機(jī)的功能和工作過程,進(jìn)而引出整個(gè)課程的主要內(nèi)容結(jié)構(gòu),讓學(xué)生把握課程整體的方向,為學(xué)習(xí)以后的內(nèi)容打下基礎(chǔ),在講解具體部件原理時(shí),始終堅(jiān)持“突出整機(jī)概念”為主線,這樣把握著課程核心目標(biāo),進(jìn)一步安排教學(xué)內(nèi)容。[1-2]對(duì)于基礎(chǔ)性的知識(shí)注重硬件原理的講解,而對(duì)于發(fā)展較快、具有時(shí)代意義的技術(shù)性內(nèi)容,老師應(yīng)該做到跟蹤前沿技術(shù),在課堂上補(bǔ)充講解。老師可以讓學(xué)生參與課題研究,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),保證教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性和先進(jìn)性的統(tǒng)一。
2.2理論性和實(shí)踐性相統(tǒng)一的分層次教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力
“計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)”課程的理論教學(xué)主要講解計(jì)算機(jī)組織和計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)兩方面的內(nèi)容。理論教學(xué)內(nèi)容偏重原理性的知識(shí),十分抽象,例如講解CPU和存儲(chǔ)器連接技術(shù)時(shí),教學(xué)中無(wú)法做到兩者實(shí)物引腳的連接,只能通過原理性的知識(shí)去講解其連接技術(shù)和讀寫工作原理;在講解各個(gè)部件互連技術(shù)時(shí),涉及到對(duì)程序員透明的硬件細(xì)節(jié)問題,如控制信號(hào)、節(jié)拍電位機(jī)制以及硬件門電路技術(shù)等。
實(shí)際上,教學(xué)的要求不僅僅掌握其原理性的知識(shí),還要求掌握關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)方法,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。教學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容應(yīng)不斷更新,做到追蹤新原理、新技術(shù)、新方法和新器件,并及時(shí)反映到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,為了達(dá)到通過不同類型實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力,實(shí)驗(yàn)可采用分層次教學(xué):基本實(shí)驗(yàn)開放性實(shí)驗(yàn)綜合性實(shí)驗(yàn)研究性實(shí)驗(yàn)。[3]基本實(shí)驗(yàn)是配合理論教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解而開展,可以在平常的實(shí)驗(yàn)中開設(shè),比如運(yùn)算器、存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)等;開放性實(shí)驗(yàn)是為了進(jìn)一步提高教學(xué)水平培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,讓學(xué)生了解這門課程先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)展,可以借用學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)來(lái)開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn),比如“接口技術(shù)”;而綜合性實(shí)驗(yàn)為了培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和分析解決問題的能力,可以在課程設(shè)計(jì)中開設(shè),比如為了能使建立完整的微機(jī)概念,除了在理論教學(xué)中突出整機(jī)概念外,在課程設(shè)計(jì)中結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)給出基本模型機(jī)和復(fù)雜模型機(jī)的具體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)技術(shù);研究性實(shí)驗(yàn)是更高層次的要求,是為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和研究能力,可以安排在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段。這樣的分層次教學(xué)和堅(jiān)持理論和實(shí)踐相統(tǒng)一的原則,更有利于培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專業(yè)的硬件人才。
2.3多媒體技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)方法的改革,激勵(lì)學(xué)生思維活動(dòng)
創(chuàng)新思維活動(dòng)是建立在原有知識(shí)體系基礎(chǔ)之上的一種活動(dòng),學(xué)生良好思維習(xí)慣的形成需要在平常專業(yè)學(xué)習(xí)中培養(yǎng),可以在課堂教學(xué)中采用多樣的教學(xué)手段有效激發(fā)學(xué)生的思維。比如將多媒體技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中,借助于直觀的圖形和動(dòng)畫的形式將抽象的問題進(jìn)行分解,為學(xué)生建立形象化的思考過程,有利于學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的理解,同時(shí)也有利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的積累。我院在“計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)”的教學(xué)的改革探索中,將網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)應(yīng)用于教學(xué),建立共享型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái),并配合雙語(yǔ)課程構(gòu)建了開放式的課程學(xué)習(xí)環(huán)境。該課程的教學(xué)大綱、多媒體課件、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)以及講課錄象都以網(wǎng)絡(luò)的形式提供給學(xué)生,同時(shí)學(xué)院針對(duì)這門課程建設(shè)了配套的試題庫(kù)、試卷庫(kù)。學(xué)生不僅可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢資料,還可以通過網(wǎng)絡(luò)課程自主學(xué)習(xí),自測(cè)效果。多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教學(xué)手段更靈活、更便捷。便于學(xué)生理解和思考、便于師生交流,達(dá)到互動(dòng)學(xué)習(xí)的目的。
2.4 采用互動(dòng)式教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
在教學(xué)中為了更好的達(dá)到教學(xué)目標(biāo),應(yīng)采用互動(dòng)式的教學(xué)方法,強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。[4]建構(gòu)主義理論指出學(xué)習(xí)不是由教師把知識(shí)簡(jiǎn)單地傳遞給學(xué)生,而是學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)的過程,學(xué)生不是簡(jiǎn)單被動(dòng)地接受信息,而是主動(dòng)地建構(gòu)知識(shí),這種建構(gòu)是無(wú)法由他人來(lái)代替的,這里強(qiáng)調(diào)是一種“情境”,即環(huán)境的情境必須有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的建構(gòu)。“計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)”課程的學(xué)習(xí)在絕大部分院校都是利用多媒體課件進(jìn)行講授,以老師為中心、以強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳授為主體,這種灌輸式教學(xué)無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和參與性。
建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,認(rèn)為教師的教學(xué)設(shè)計(jì)不僅僅考慮教學(xué)目標(biāo)分析,還要考慮有利于學(xué)生學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)作,強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,把學(xué)生的角色進(jìn)行轉(zhuǎn)變,由傳統(tǒng)的知識(shí)被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓庸み^程中的主體,也就是知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者,而在教學(xué)的過程中教師起組織、指導(dǎo)、幫助和促進(jìn)作用,利用情境設(shè)計(jì),互相協(xié)作、交流等方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性,以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和應(yīng)用能力。在教學(xué)方法創(chuàng)新中,我們還做了如下嘗試:(1)采用啟發(fā)式教學(xué)調(diào)動(dòng)學(xué)生的思考性;(2)重點(diǎn)的內(nèi)容采用討論式教學(xué),加強(qiáng)互動(dòng)性;(3)簡(jiǎn)單的內(nèi)容讓學(xué)生自學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力;(4)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容采用研究式,讓學(xué)生主動(dòng)參與。如此通過各種教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),以及情境式的構(gòu)建來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
2.5針對(duì)教學(xué)內(nèi)容的組織,采用新穎的教學(xué)方法
針對(duì)這門課程的特點(diǎn)和大綱要求,我們可以采用如圖3所示的教學(xué)方法。采用從整體到局部和從局部到整體,始終突出整機(jī)概念的教學(xué)方法。[5]
圖3教學(xué)方法示意圖
首先給出計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體概念,然后引出計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三大組成部分:中央處理器、存儲(chǔ)器系統(tǒng)和I/O設(shè)備。三大部件通過系統(tǒng)總線相連,這樣有利于學(xué)生建立整機(jī)的概念,把握課程的總體方向。而在講述到某部件具體細(xì)節(jié)(知識(shí)點(diǎn))的時(shí)候,采用的是從局部到整體的教學(xué)方法,比如對(duì)于運(yùn)算方法和運(yùn)算器的教學(xué)。如果學(xué)生沒有學(xué)習(xí)表示和運(yùn)算數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),根本無(wú)法做到理解運(yùn)算器的原理與結(jié)構(gòu)。所以對(duì)于“計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)”課程的內(nèi)容講解,需要針對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的特點(diǎn)采用從整體到局部和從局部到整體的教學(xué)方法。
在“計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)”的教學(xué)改革探索中,除了上述的改革以外我們還做了關(guān)于教學(xué)組織管理制度的改進(jìn),比如集體備課、雙教案、自編實(shí)驗(yàn)教材以及和外校共同進(jìn)行教考分離等,目的是通過這些方法改進(jìn)、改變傳統(tǒng)的教學(xué)。
1.1計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的定位
以計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科為依托，以計(jì)算機(jī)理論教學(xué)為基礎(chǔ)，以實(shí)踐與理論的結(jié)合為核心，豐富和完善計(jì)算機(jī)系列實(shí)驗(yàn)教學(xué)，促進(jìn)計(jì)算機(jī)在全校各專業(yè)中的滲透與應(yīng)用，提升計(jì)算機(jī)科學(xué)研究、工程技術(shù)與應(yīng)用開發(fā)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)水平。
1.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念
1.2.1面向全校需求的課程體系
計(jì)算機(jī)的發(fā)展推動(dòng)了計(jì)算機(jī)學(xué)科的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用提升了各學(xué)科的技術(shù)水平。本中心面向全校各專業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)的不同需求，按照通識(shí)基礎(chǔ)、技術(shù)應(yīng)用和科學(xué)研究，建立了多層次的實(shí)驗(yàn)課程體系。課程內(nèi)容體現(xiàn)了基礎(chǔ)知識(shí)、綜合應(yīng)用、創(chuàng)新研究。
通過實(shí)驗(yàn)課程，促進(jìn)計(jì)算機(jī)在各學(xué)科的滲透與應(yīng)用，培養(yǎng)具有專業(yè)知識(shí)和綜合能力的人才，提升各學(xué)科的整體水平。
1.2.2強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論的實(shí)踐第一
計(jì)算機(jī)教學(xué)具有實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，本中心給學(xué)生提供充足的實(shí)踐空間，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、課程設(shè)計(jì)、專題訓(xùn)練、專業(yè)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐活動(dòng)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力、科學(xué)作風(fēng)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。數(shù)理、電子技術(shù)是計(jì)算機(jī)學(xué)科的基礎(chǔ)，邏輯思維、抽象思維是計(jì)算能力的體現(xiàn)，本中心強(qiáng)調(diào)理論指導(dǎo)下實(shí)踐，實(shí)踐與理論的結(jié)合。
1.2.3依托科研優(yōu)勢(shì)的創(chuàng)新教育
清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是全國(guó)重點(diǎn)學(xué)科，擁有高素質(zhì)的科研隊(duì)伍和雄厚的科研能力，承擔(dān)了一系列國(guó)家“973”、“863”、“國(guó)家自然科學(xué)基金”、“國(guó)家攻關(guān)”等重大和重點(diǎn)項(xiàng)目，取得了多項(xiàng)創(chuàng)新性成果。
本中心注意提取科研中的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，引入到教學(xué)實(shí)驗(yàn)中；關(guān)注普及型與專業(yè)型教學(xué)的結(jié)合；以先進(jìn)的科學(xué)問題激勵(lì)學(xué)生的思考。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生體驗(yàn)書本與應(yīng)用、學(xué)習(xí)與研究、通識(shí)與專業(yè)、繼承與開創(chuàng)的關(guān)聯(lián)，提升創(chuàng)新人才的培養(yǎng)水平。
1.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)總體情況
計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心面向全校所有專業(yè)本科生開課，每年開出計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課超過7000人門，完成實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)逾750000。計(jì)算機(jī)學(xué)科是一門理論與實(shí)踐結(jié)合非常緊密的學(xué)科，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的教學(xué)指導(dǎo)小組在教學(xué)實(shí)踐中歸納出一套計(jì)算機(jī)學(xué)科特有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式：除了獨(dú)立設(shè)置的部分專題實(shí)驗(yàn)以外，提倡理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)不分離，提出了有計(jì)算機(jī)學(xué)科特色的課程體系。
在對(duì)面向全校的計(jì)算機(jī)課程(包含實(shí)驗(yàn))作了調(diào)整、優(yōu)化和分工的基礎(chǔ)上，中心制訂了全校計(jì)算機(jī)課程和實(shí)驗(yàn)體系，如圖1所示。
基于這樣的課程體系，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課被各院系列入了培養(yǎng)計(jì)劃，更多的公共選修課程群為學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)提供了多種選擇。例如，他們可以在全校任選課程中自主選擇需要的課程，也可以修讀計(jì)算機(jī)應(yīng)用輔修專業(yè)，在計(jì)算機(jī)的某個(gè)技術(shù)領(lǐng)域有所專長(zhǎng)；學(xué)生還可以根據(jù)個(gè)人興趣或?qū)I(yè)要求選修計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程。通過計(jì)算機(jī)公共課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)了各專業(yè)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行本專業(yè)學(xué)習(xí)和研究的能力、將計(jì)算機(jī)學(xué)科與本學(xué)科進(jìn)行交叉融合的能力，為各專業(yè)學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)和研究生階段的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。
根據(jù)圖1的計(jì)算機(jī)課程體系，我們提出了分層次的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系，如圖2所示。
計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系包括三個(gè)層次：通識(shí)基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)課程、技術(shù)應(yīng)用類實(shí)驗(yàn)課程和專業(yè)技術(shù)類實(shí)驗(yàn)課程。針對(duì)計(jì)算機(jī)課程所共有的特點(diǎn)，即理論緊密地和實(shí)踐結(jié)合在一起，因此我們實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心不是強(qiáng)行將實(shí)驗(yàn)教學(xué)同理論教學(xué)拆開，而是將很多理論教學(xué)引入實(shí)驗(yàn)室，將理論教學(xué)在實(shí)驗(yàn)中完成。因此，從實(shí)驗(yàn)課程的角度看，也分為三個(gè)層次，而且在各種類別的實(shí)驗(yàn)課程中分別包含基本型、綜合型和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心屬校級(jí)編制，掛靠在計(jì)算機(jī)系，由實(shí)驗(yàn)中心管理委員會(huì)和教學(xué)指導(dǎo)小組共同管理。中心由11個(gè)實(shí)驗(yàn)室組成，其組織結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括面向全校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)和面向計(jì)算機(jī)專業(yè)和特長(zhǎng)生的計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)兩部分。
2特色及優(yōu)勢(shì)
2.1在奠定堅(jiān)實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)基本理論基礎(chǔ)上，特別強(qiáng)調(diào)實(shí)踐第一
計(jì)算機(jī)學(xué)科是當(dāng)今發(fā)展最快的學(xué)科之一，要想跟上時(shí)代的飛速發(fā)展，特別是讓學(xué)生在畢業(yè)后的職業(yè)生涯中能夠始終不落伍，我們要給學(xué)生奠定堅(jiān)實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)，以及自主學(xué)習(xí)的能力。同時(shí)，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科具有實(shí)踐性極強(qiáng)的特點(diǎn)，需要通過實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化動(dòng)手能力，引導(dǎo)學(xué)生樹立理論聯(lián)系實(shí)際的觀念，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)水平是干出來(lái)的，不是看出來(lái)的，不動(dòng)手是學(xué)不會(huì)的。在“教”的方面，提倡“案例教學(xué)”；在“學(xué)”的方面，強(qiáng)調(diào)作業(yè)、大作業(yè)、項(xiàng)目訓(xùn)練、專題訓(xùn)練等實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心這個(gè)實(shí)踐平臺(tái)上理性思維和理性實(shí)踐。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要目的是強(qiáng)化動(dòng)手實(shí)踐能力，引導(dǎo)學(xué)生既動(dòng)手又動(dòng)腦。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)有兩重特性，即構(gòu)造性和能行性。所謂構(gòu)造性是指計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是建立在多基礎(chǔ)學(xué)科理論基礎(chǔ)上，由多學(xué)科共同構(gòu)造、集成的。這就要求學(xué)生要開放思維，充分利用計(jì)算機(jī)解決問題，在實(shí)踐中體驗(yàn)如何解決問題。所謂“能行性”就是說(shuō)計(jì)算機(jī)科學(xué)理論最后都要落到實(shí)處，要理論聯(lián)系實(shí)際，求真務(wù)實(shí)、一絲不茍，所有的理論都是為了能夠讓創(chuàng)造性的工作行得通，能夠真正完成既定的任務(wù)。而這兩大特點(diǎn)的落腳點(diǎn)恰恰在于“能行性”上，即要求在計(jì)算機(jī)學(xué)科方面的實(shí)踐能力要強(qiáng)，要有真才實(shí)學(xué)。我們?cè)谡麄€(gè)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都突出強(qiáng)調(diào)和體現(xiàn)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的這兩個(gè)特點(diǎn)。
2.2實(shí)現(xiàn)了多層次、多元化的教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系，有利于個(gè)性化發(fā)展，培養(yǎng)各層次高素質(zhì)人才
由于清華大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心面向的是對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)有不同層次要求的各專業(yè)學(xué)生，我們擴(kuò)大和加深了計(jì)算機(jī)學(xué)科與各專業(yè)的融合。在借鑒了國(guó)外一流大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系基礎(chǔ)上，總結(jié)了多年在計(jì)算機(jī)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)方面所積累的經(jīng)驗(yàn)，提出并建立了通識(shí)基礎(chǔ)類、技術(shù)應(yīng)用類和專業(yè)技術(shù)類三個(gè)層次的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系，在每類實(shí)驗(yàn)課程中都設(shè)有基礎(chǔ)型、綜合型和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，有利于對(duì)各式人才的培養(yǎng)。在這個(gè)課程體系中，我們首先確立了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的課程體系，充分考慮了各專業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)的要求，將計(jì)算機(jī)知識(shí)作為支持其他專業(yè)的基礎(chǔ)信息平臺(tái)，形成了多層次、多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。在各類實(shí)驗(yàn)中，強(qiáng)調(diào)增加綜合型、研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和質(zhì)量，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)各自的專業(yè)特點(diǎn)選擇不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，盡量將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)積木化、模塊化，滿足不同興趣的同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)的不同需求，達(dá)到個(gè)性化發(fā)展和培養(yǎng)多層次高素質(zhì)人才的目的。為了培養(yǎng)國(guó)際高水平計(jì)算機(jī)軟件人才，制定了單獨(dú)的培養(yǎng)方案和指導(dǎo)性教學(xué)計(jì)劃，由姚期智教授主持“軟件科學(xué)實(shí)驗(yàn)班”，該實(shí)驗(yàn)班得到教育部“大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目的支持。十年樹木、百年樹人，我們的教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系在人才培養(yǎng)上卓有成效，正是在這樣的課程體系下培養(yǎng)出來(lái)了大批全面發(fā)展、高素質(zhì)的人才。
2.3重視課程建設(shè)和教材建設(shè)，精品課程、精品教材成果顯著
隨著計(jì)算機(jī)學(xué)科的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)教學(xué)中教材建設(shè)和課程建設(shè)具有至關(guān)重要的地位和作用。在課程建設(shè)方面我們有9門課獲精品課，“計(jì)算機(jī)語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)”、“計(jì)算機(jī)組成原理”、“計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)”、“面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)”獲國(guó)家級(jí)精品課。其中“計(jì)算機(jī)語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)”和“計(jì)算機(jī)組成原理”獲北京市級(jí)精品課，另外“計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”、“人工智能導(dǎo)論”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”獲清華大學(xué)精品課。作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)成果的一部分，教材建設(shè)是我們注重的另一個(gè)方面。我們積極參與世界先進(jìn)技術(shù)和理論的研究，密切關(guān)注前沿計(jì)算機(jī)
科學(xué)與技術(shù)課程和實(shí)驗(yàn)，及時(shí)地推出各種教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教材。近幾年比較有代表作用的教材如《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》，其三個(gè)版次、兩種語(yǔ)言(C語(yǔ)言版和C＋＋版)的總發(fā)行量超過了300萬(wàn)冊(cè)；《PASCAL程序設(shè)計(jì)》及其實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材的發(fā)行量超過120萬(wàn)冊(cè)；《計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)》及其實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材的發(fā)行量超過了110萬(wàn)冊(cè)；《IBM-PC匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》及其實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的發(fā)行量也超過了110萬(wàn)冊(cè)，還有像《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》、《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程》、《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》等的發(fā)行量也都在50萬(wàn)冊(cè)至100萬(wàn)冊(cè)之間，這樣大發(fā)行量的教材還有很多。近5年教材建設(shè)方面有16種教材獲得省部級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)，其中獲得國(guó)家級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)的教材6種；獲得國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)的教材1種；獲得教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)的教材1種；獲得教育部全國(guó)普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng)的教材1種；獲得北京市高等教育精品教材7種；獲得北京市教育教學(xué)成果一等獎(jiǎng)的教材1種；列為普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材3種；列為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材4種。我們還在不斷地總結(jié)科研和教學(xué)成果，適時(shí)地推出包括“十一五”規(guī)劃教材在內(nèi)的各種系列教材。
2.4注重科研成果向?qū)嶒?yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化成果向全國(guó)高校推廣
清華大學(xué)一直非常重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)和研究創(chuàng)新相結(jié)合，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研創(chuàng)新的要求，建設(shè)了一支結(jié)構(gòu)合理、高水平的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍與實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員隊(duì)伍，形成了與國(guó)際接軌的師資隊(duì)伍建設(shè)機(jī)制。這支隊(duì)伍依托計(jì)算機(jī)系的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，以高水平的科學(xué)研究為源泉，自主設(shè)計(jì)了一批反映計(jì)算機(jī)新成就和新技術(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)、研制了新的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。例如在獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)的“高性能IPv6路由器”的科研基礎(chǔ)上，我們及時(shí)地將該技術(shù)引入到實(shí)驗(yàn)中，研制了IPv6實(shí)驗(yàn)裝置，并引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。這樣的例子很多，例如TEC系列計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)裝置，作為我們的研究成果獲得了很多獎(jiǎng)勵(lì)，并推廣到全國(guó)200多所院校。再比如TPC系列計(jì)算機(jī)接口技術(shù)和微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，推廣到全國(guó)260余所院校，約5500套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在為全國(guó)高校的微機(jī)接口和微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)服務(wù)。
另外，作為學(xué)校規(guī)模最大的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境，我們采用現(xiàn)代信息化管理手段，包括學(xué)生管理、設(shè)備管理、課表管理，選課管理等。自主開發(fā)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)在2000年通過教育部認(rèn)證，并獲得專利一項(xiàng)，為實(shí)現(xiàn)中心開放式教學(xué)，建立了配套的實(shí)驗(yàn)中心信息化系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括中心網(wǎng)站、實(shí)驗(yàn)室門禁系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室窗口預(yù)約、實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)、學(xué)習(xí)資源庫(kù)。我們將實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)與科研工作相結(jié)合，自主研發(fā)了中心網(wǎng)站，管理系統(tǒng)，構(gòu)建了一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)化信息管理平臺(tái)。這套管理平臺(tái)已經(jīng)推廣到70多所院校的實(shí)驗(yàn)中心(室)中使用。
2.5以雄厚的科研為依托，開展各項(xiàng)科技活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的自主性、研究型學(xué)習(xí)能力
學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的主要?jiǎng)恿驮慈榱颂岣邔W(xué)生的自主性學(xué)習(xí)和研究創(chuàng)新能力，我們從培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣入手，利用我們的科研優(yōu)勢(shì)，輔以資金支持和制度化管理，由教師選擇合適的科研題目和部分項(xiàng)目，作為學(xué)生研究訓(xùn)練(SRT)的題目和內(nèi)容。為了培養(yǎng)學(xué)生們對(duì)科研能力訓(xùn)練的興趣，我們還舉辦各種國(guó)際、國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)知識(shí)技能的競(jìng)賽或組隊(duì)參加各種競(jìng)賽。例如ACM大賽、數(shù)學(xué)建模大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、兩岸清華程序設(shè)計(jì)大賽、智能體大賽、趨勢(shì)科技程序設(shè)計(jì)大賽、“英特爾杯”清華大學(xué)創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽、清華大學(xué)程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽、校計(jì)算機(jī)知識(shí)與技能大賽等等。在這些科技活動(dòng)中，根據(jù)學(xué)生各自的興趣，協(xié)助學(xué)生制定了詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案和實(shí)施方法，培養(yǎng)了學(xué)生們的自主性研究和創(chuàng)新學(xué)習(xí)的意識(shí)，養(yǎng)成了自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，提高了研究和創(chuàng)新的能力。
關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室；創(chuàng)新實(shí)踐能力；利用率
作者簡(jiǎn)介：陳玲玲（1985-），女，浙江杭州人，中國(guó)計(jì)量學(xué)院理學(xué)院，助理實(shí)驗(yàn)師；王義康（1976-），男，安徽壽縣人，中國(guó)計(jì)量學(xué)院理學(xué)院，副教授。（浙江 杭州 310018）
中圖分類號(hào)：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）10-0201-02
我國(guó)教育事業(yè)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃中明確指出要加強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和能力培養(yǎng)，努力營(yíng)造鼓勵(lì)獨(dú)立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新的良好環(huán)境，加強(qiáng)動(dòng)手實(shí)踐教學(xué)，增加學(xué)生參加創(chuàng)新活動(dòng)的機(jī)會(huì)，拓寬創(chuàng)新型人才的成長(zhǎng)途徑。面對(duì)當(dāng)今世界的大發(fā)展、大變革，經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)教育和人才的需求發(fā)生了深刻的變化，高校迫切需要全面提高教育質(zhì)量，加快拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。在這一背景下，數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科越來(lái)越受到人們的重視，在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步中扮演著重要的角色。[1]為滿足社會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)人才的需求，國(guó)內(nèi)大多數(shù)高等院校均開設(shè)有數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息與計(jì)算科學(xué)等與數(shù)學(xué)相關(guān)的專業(yè)，這些專業(yè)的學(xué)生在掌握了數(shù)學(xué)理論的同時(shí)，卻常常因?yàn)閯?chuàng)新實(shí)踐能力的缺失在就業(yè)擇業(yè)過程中面臨著尷尬的境遇。數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力和科學(xué)研究能力的重要基地。因此，探討如何高效利用數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室，使其在學(xué)生，尤其是數(shù)學(xué)類學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)中發(fā)力，是高等教育教學(xué)研究中值得探索的一項(xiàng)課題。
一、數(shù)學(xué)類本科生實(shí)踐能力的缺失及數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室使用現(xiàn)狀分析
數(shù)學(xué)是利用符號(hào)語(yǔ)言研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化以及空間模型等概念的一門學(xué)科。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課程教學(xué)比較重視基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)，數(shù)學(xué)計(jì)算、推理和空間想象能力的培養(yǎng)，而不重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)和實(shí)際操作的訓(xùn)練，致使學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)不強(qiáng)，創(chuàng)造能力較弱。[2]而數(shù)學(xué)類本科生的培養(yǎng)計(jì)劃中，數(shù)學(xué)專業(yè)課設(shè)置較多，若一味按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)學(xué)科的興趣大減，因缺少實(shí)踐操作機(jī)會(huì)而不能靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)思維來(lái)分析和解決現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和應(yīng)用變成無(wú)稽之談。
數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)理論和現(xiàn)實(shí)問題的橋梁。針對(duì)一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題，做出必要的簡(jiǎn)化假設(shè)，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具，得到一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)即數(shù)學(xué)模型。[3]我國(guó)自1985年從美國(guó)引進(jìn)了數(shù)學(xué)建模以后，數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室在各大高等院校中應(yīng)運(yùn)而生，數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在我國(guó)迅速發(fā)展成為大學(xué)生中極具影響力的競(jìng)賽活動(dòng)。數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室是基于計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等各種多媒體設(shè)備的實(shí)驗(yàn)、教學(xué)基地。由于受傳統(tǒng)教育思想的影響，重理論教育、輕實(shí)驗(yàn)教學(xué)，忽視實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)在培養(yǎng)學(xué)生的適應(yīng)能力、應(yīng)變能力、創(chuàng)新能力上的作用，[4]許多數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室僅服務(wù)于數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)和競(jìng)賽的開展，逐漸趨于冷清，最終淪為簡(jiǎn)單的機(jī)房，功能單一、設(shè)備使用率低等問題逐步凸顯。
二、基于數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)
數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室能為大學(xué)生主動(dòng)探索和勇于創(chuàng)新提供良好的環(huán)境，是培育高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的高效實(shí)驗(yàn)室。它不僅可以支撐數(shù)學(xué)建模的集訓(xùn)與競(jìng)賽的開展，也可以承擔(dān)數(shù)學(xué)及其他相關(guān)課程的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)和創(chuàng)新項(xiàng)目活動(dòng)的開展。將數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室作為創(chuàng)新實(shí)踐基地，構(gòu)建創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)實(shí)施框架結(jié)構(gòu)，著力培養(yǎng)和提高數(shù)學(xué)類本科生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，這為傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室使用提供了新思路?？蚣苋鐖D1所示。
1.開設(shè)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目
開設(shè)校級(jí)和院級(jí)課外科技項(xiàng)目、新苗計(jì)劃項(xiàng)目、開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目等創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，由具有一定科研和教學(xué)水平的教師指導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生參與到實(shí)際的課題研究，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的積極性，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，使學(xué)生在實(shí)踐過程中掌握應(yīng)用知識(shí)的方法與技巧，提高解決實(shí)際問題的能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。
2.組織參加各類創(chuàng)新實(shí)踐競(jìng)賽
由競(jìng)賽教練團(tuán)隊(duì)組織學(xué)生參加國(guó)際大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外科技作品競(jìng)賽、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽賽題后續(xù)研究項(xiàng)目申報(bào)、程序設(shè)計(jì)大賽、多媒體設(shè)計(jì)大賽、數(shù)學(xué)建模系列比賽等不同類型、不同層級(jí)的創(chuàng)新實(shí)踐大賽。學(xué)生通過參加這類極具挑戰(zhàn)性的競(jìng)賽活動(dòng)，可切身體會(huì)到理論與實(shí)踐結(jié)合的重要性，在實(shí)戰(zhàn)中開拓進(jìn)取，開闊視野，大膽創(chuàng)新。
3.組建軟件研發(fā)興趣小組
中國(guó)計(jì)量學(xué)院數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室開設(shè)了C++，Java，Android系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)等軟件開發(fā)興趣小組。引入實(shí)際案例，展示項(xiàng)目成品，激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的興趣，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，拓寬思路，動(dòng)手編程，嘗試開發(fā)實(shí)用性軟件模塊，從而喚醒學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)潛能。通過軟件研發(fā)興趣小組開展的活動(dòng)，使學(xué)生初步養(yǎng)成了編寫程序的技能，為將來(lái)進(jìn)行科學(xué)研究或相關(guān)就業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
4.實(shí)施課程教學(xué)體系改革
優(yōu)化課程體系，將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的思想引用到數(shù)學(xué)類相關(guān)專業(yè)中，注重學(xué)與用相結(jié)合。中國(guó)計(jì)量學(xué)院理學(xué)院開設(shè)了“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“數(shù)學(xué)軟件”、“數(shù)學(xué)建?！?、“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”、“算法設(shè)計(jì)”等相關(guān)課程，充分利用了數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室軟硬件資源，采用了理論教學(xué)和上機(jī)實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)手段。在實(shí)際教學(xué)過程中，除了理論知識(shí)講解外，還可以引入案例，通過演示引出問題，從而引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)踐操作來(lái)探索和解決問題。相較于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這類教學(xué)方法更能激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動(dòng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的積極性，營(yíng)造良好的教學(xué)氛圍，達(dá)到學(xué)思結(jié)合，從而培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力。
5.建立畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐基地
畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)過程最后階段采用的一種總結(jié)性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生在課程體系改革中受益，對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目有了一定的興趣。因此在畢業(yè)論文選題時(shí)，一些以實(shí)際問題作為背景的科學(xué)研究題目受到了大部分學(xué)生的青睞，學(xué)生面對(duì)實(shí)用性較強(qiáng)的課題時(shí)積極性較高。通過檢索文獻(xiàn)，查找相關(guān)資料，了解課題的相關(guān)領(lǐng)域，利用軟硬件資源深入分析和研究課題。數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室作為一個(gè)教學(xué)研究和開發(fā)設(shè)計(jì)的重要場(chǎng)所，為本科畢業(yè)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了良好的環(huán)境，不僅提高了畢業(yè)生綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)的能力，也順應(yīng)了社會(huì)對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐人才的新需求。
三、利用數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)應(yīng)注意的問題
在以數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室為創(chuàng)新平臺(tái)開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：
1.實(shí)踐與理論的有效結(jié)合
理論學(xué)習(xí)的最終價(jià)值體現(xiàn)在指導(dǎo)實(shí)踐上。過分側(cè)重?cái)?shù)學(xué)理論學(xué)習(xí)、輕實(shí)踐，教學(xué)過程枯燥乏味，紙上談兵終究不能解決實(shí)際問題；過分傾向于實(shí)踐、輕理論教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐時(shí)缺乏基本理論知識(shí)儲(chǔ)備而無(wú)從下手。因此，在創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)施過程中，應(yīng)合理分配理論課與實(shí)踐課的學(xué)時(shí)，注意理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作訓(xùn)練并重，科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，發(fā)揮數(shù)學(xué)類本科生扎實(shí)的數(shù)學(xué)理論和邏輯思維優(yōu)勢(shì)，最大程度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問題的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手實(shí)踐的能力。
2.實(shí)驗(yàn)室的安全與高效
創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的開展使數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備使用率大大提高。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全和正常使用首先需要有良好的運(yùn)行環(huán)境，滿足供配電、防靜電、防雷接地、溫度、濕度等要求。其次安全防護(hù)的配套設(shè)施必不可少，加強(qiáng)師生的安全防護(hù)意識(shí)刻不容緩。再次要定期檢修實(shí)驗(yàn)設(shè)備，避免因使用過多、負(fù)荷過重而引起機(jī)器設(shè)備癱瘓。最后可根據(jù)學(xué)生的使用情況，合理開放實(shí)驗(yàn)室，避免開放過多而導(dǎo)致資源浪費(fèi)。此外，還可優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行環(huán)境，加強(qiáng)規(guī)章制度管理，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，借助輔助軟件設(shè)備，提高實(shí)驗(yàn)室的使用效果。做到科學(xué)化、人性化的維護(hù)和管理，使師生能夠安全、高效使用實(shí)驗(yàn)室。
3.活動(dòng)開展過程的監(jiān)管
為防止學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的濫用（如打游戲、娛樂等，既影響學(xué)習(xí)環(huán)境又破壞計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性和安全性），實(shí)驗(yàn)室管理員需加強(qiáng)監(jiān)督管理，減少機(jī)器設(shè)備不必要的工作量。
四、結(jié)束語(yǔ)
建立功能完善、運(yùn)行順暢的數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室，將數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室作為創(chuàng)新基地，探索與開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，開設(shè)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目，組織參加各類創(chuàng)新競(jìng)賽，組建軟件研發(fā)興趣小組，實(shí)施教學(xué)課程體系改革，設(shè)立畢業(yè)設(shè)計(jì)基地，拓展數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室的功能，提高數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室的使用率，不僅有利于提高數(shù)學(xué)類本科生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，提升數(shù)學(xué)類本科畢業(yè)生的綜合素質(zhì)，還能為社會(huì)迫切需要的創(chuàng)新實(shí)踐人才的培養(yǎng)提供新思路。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：畢業(yè)設(shè)計(jì)；指導(dǎo)方法；人才培養(yǎng)
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1672-5913 (2007) 24-0020-03
1引言
畢業(yè)設(shè)計(jì)作為高校教學(xué)工作中的一項(xiàng)常規(guī)性內(nèi)容，是理論與實(shí)踐相結(jié)合，考察學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的主要手段，是學(xué)生在校期間對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次全面檢驗(yàn)、總結(jié)和提高，是高等學(xué)校應(yīng)屆畢業(yè)生在畢業(yè)前接受課題任務(wù)，在教師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究或工程實(shí)踐，獲得工程師基本訓(xùn)練并取得成果的過程[1]。同時(shí)，畢業(yè)論文作為檢驗(yàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)效果，評(píng)估學(xué)業(yè)成績(jī)的一種重要方式，其科學(xué)性、規(guī)范性以及合理性會(huì)直接反映出高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量的整體水平。因此，做好本科畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，在增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)能力、提高高校教學(xué)質(zhì)量等方面都具有重要意義。
目前隨著高校的擴(kuò)招，畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量呈下滑趨勢(shì)[2][3]。在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題、學(xué)生對(duì)待畢業(yè)設(shè)計(jì)的態(tài)度以及畢業(yè)論文質(zhì)量方面都存在很多問題。針對(duì)上述問題，本文從畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方法的角度提出重在引導(dǎo)、嚴(yán)格管理、全面培養(yǎng)的全新理念，強(qiáng)調(diào)在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)過程中，指導(dǎo)教師在指導(dǎo)思想上，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持重在引導(dǎo)的核心理念，明確自身責(zé)任，站在宏觀的、全局的立場(chǎng)上，從畢業(yè)設(shè)計(jì)選題、文獻(xiàn)檢索、確定畢業(yè)設(shè)計(jì)方案等多個(gè)層面，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維；在指導(dǎo)方式上，要時(shí)刻遵循嚴(yán)格管理的行為準(zhǔn)則，在課題設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中通過設(shè)定合理的工作計(jì)劃，定期檢查畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度，適當(dāng)安排重點(diǎn)、難點(diǎn)的討論時(shí)間等相應(yīng)措施，切實(shí)發(fā)揮指點(diǎn)、督導(dǎo)的作用；在指導(dǎo)目標(biāo)上，要牢固樹立全面培養(yǎng)的基本思想，從思想素質(zhì)和實(shí)踐能力兩方面，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。以下分別從指導(dǎo)思想、指導(dǎo)方式及指導(dǎo)目標(biāo)三個(gè)層次詳細(xì)闡述這種理念，期望會(huì)對(duì)當(dāng)前本科畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的順利開展有所幫助。
2重在引導(dǎo)
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的主旨不是強(qiáng)調(diào)學(xué)生一定要完成某類實(shí)際或虛擬項(xiàng)目的研發(fā)，最終獲得可以投入應(yīng)用的真實(shí)產(chǎn)品，而是充分調(diào)動(dòng)學(xué)生發(fā)散思維的意識(shí)，鍛煉和啟發(fā)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力，幫助學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生自我綜合、自我分析、自我評(píng)估的能力，培養(yǎng)學(xué)生自主檢索文獻(xiàn)以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)術(shù)寫作和學(xué)術(shù)講演能力，為其今后走向社會(huì)，成為優(yōu)秀的應(yīng)用型或?qū)W術(shù)型人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由此確定了畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想――重在引導(dǎo)，指導(dǎo)教師應(yīng)該明確意識(shí)到自身的責(zé)任只是最大程度地引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)到實(shí)際工作中去。
首先，在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題方面，指導(dǎo)教師應(yīng)當(dāng)認(rèn)真了解學(xué)生的需求，主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生選擇自己感興趣的課題進(jìn)行研究，增強(qiáng)互動(dòng)性。選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的龍頭,選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素[4]。畢業(yè)設(shè)計(jì)題目一定要以鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力為主，盡量選擇一些聯(lián)系實(shí)際工程應(yīng)用、反映當(dāng)代科技發(fā)展水平的題目,讓學(xué)生能了解、把握國(guó)內(nèi)外在該研究領(lǐng)域的最新成果和發(fā)展動(dòng)態(tài)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。在高等學(xué)校應(yīng)大力提倡選題的互動(dòng)性，使學(xué)生能根據(jù)自己的興趣選擇一些符合自身特點(diǎn)的課題，極大地增強(qiáng)學(xué)生的研究熱情，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，但同時(shí)也會(huì)引發(fā)一些問題。一方面，選題過于靈活可能導(dǎo)致課題涉及交叉或邊緣學(xué)科領(lǐng)域的內(nèi)容，從而給指導(dǎo)教師帶來(lái)很大的壓力。為此，指導(dǎo)教師應(yīng)當(dāng)不斷更新自身的知識(shí)體系，勇于拓展新的研究領(lǐng)域，適應(yīng)選題方式的變革。另一方面，學(xué)生自主選題包含一些不科學(xué)因素，當(dāng)學(xué)生感興趣的課題存在難度大、缺乏綜合性等問題時(shí)，指導(dǎo)教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生拓展思路，合理剪裁，幫助學(xué)生掌握項(xiàng)目分解和組織的技巧。
其次，在畢業(yè)設(shè)計(jì)思路方面，指導(dǎo)教師不應(yīng)當(dāng)命令式地要求學(xué)生該做什么、不該做什么，而應(yīng)該只是從宏觀角度告知學(xué)生一個(gè)項(xiàng)目或課題正常的開發(fā)流程，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和發(fā)散性思維，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立查閱文獻(xiàn)，自主進(jìn)行需求分析，了解課題背景，自行提出設(shè)計(jì)方案及技術(shù)路線，自主安排工作進(jìn)度，最終高效地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。在整個(gè)過程中，學(xué)生可能會(huì)遇到很多自身很難解決的問題，諸如課題細(xì)化及分解、中英文文獻(xiàn)檢索等，指導(dǎo)教師應(yīng)該根據(jù)經(jīng)驗(yàn)主動(dòng)幫助學(xué)生克服這些難題，通過講解其他相關(guān)課題分析、分解的過程，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)嘗試畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的模塊劃分。如果多個(gè)學(xué)生聯(lián)合開發(fā)一個(gè)較大規(guī)模的課題，還要幫助學(xué)生樹立良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，在程序編制過程中為其他子課題預(yù)留相應(yīng)的接口。文獻(xiàn)檢索及應(yīng)用是本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中需要著重培養(yǎng)的一種能力，很多本科畢業(yè)生一開始從事學(xué)術(shù)研究時(shí)，在圖書館里不知所措，雖然現(xiàn)在的圖書館都提供有電子檢索的裝置，但是如何快速、準(zhǔn)確檢索出所需文獻(xiàn)，尤其是如何利用查找出來(lái)的文獻(xiàn)，仍然是困擾學(xué)生的難題。指導(dǎo)教師應(yīng)適當(dāng)以實(shí)例教授學(xué)生圖書檢索方面的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)要將側(cè)重點(diǎn)放在指導(dǎo)學(xué)生利用所檢索的文獻(xiàn)上來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生模仿的能力，盡可能啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，端正學(xué)生的科學(xué)研究態(tài)度。
最后，在畢業(yè)設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題研究方面，指導(dǎo)教師應(yīng)以提高學(xué)生實(shí)踐技術(shù)水平為主旨，適當(dāng)給出提示，引導(dǎo)學(xué)生自行解決重點(diǎn)、難點(diǎn)問題，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生靈活變通、多向思維的能力。例如，計(jì)算機(jī)學(xué)院某個(gè)實(shí)際課題的目標(biāo)是在EDA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易的可屏蔽中斷控制模塊的編制，其中關(guān)鍵的輸出信號(hào)需要三個(gè)輸入信號(hào)聯(lián)合決定，如何通過硬件電路實(shí)現(xiàn)正確的邏輯關(guān)系？在“數(shù)字邏輯”課程中曾詳細(xì)介紹過卡諾圖的應(yīng)用，但遇到這種具體問題，學(xué)生仍然不知道如何解決。這時(shí)，指導(dǎo)教師一定不要直接幫助學(xué)生搭建電路，而只要給出相應(yīng)提示，使學(xué)生自行深化所學(xué)知識(shí)，解決難題。同樣，另一個(gè)實(shí)際課題需要學(xué)生在EDA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)流水線機(jī)器的構(gòu)建。流水線的結(jié)構(gòu)在教科書及參考書上有很多實(shí)例。為了獲得更好的畢業(yè)設(shè)計(jì)效果，指導(dǎo)教師應(yīng)當(dāng)啟發(fā)學(xué)生從多個(gè)角度來(lái)思考問題，分析、比較各種設(shè)計(jì)方法的優(yōu)劣，使學(xué)生不因循守舊，靈活變通地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。
3嚴(yán)格管理
通過合理的選題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的研究興趣，引導(dǎo)學(xué)生按照自行設(shè)定的畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)劃進(jìn)行課題開發(fā)之后，指導(dǎo)教師要時(shí)刻遵循嚴(yán)格管理的行為準(zhǔn)則來(lái)約束及督導(dǎo)學(xué)生的工作。
首先，指導(dǎo)教師應(yīng)當(dāng)定期檢查學(xué)生的工作進(jìn)展，嚴(yán)格按照進(jìn)度安排對(duì)學(xué)生實(shí)踐效果給予合理評(píng)價(jià)。目前，高等學(xué)校在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中都會(huì)提供教師指導(dǎo)記錄手冊(cè)，以此為依據(jù)檢查畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展和效果。指導(dǎo)教師應(yīng)保證至少每周與學(xué)生見一次面，聽取學(xué)生上周工作內(nèi)容的總結(jié)報(bào)告，檢查其工作進(jìn)展，針對(duì)一些難點(diǎn)問題與學(xué)生展開討論，給出合理的建議，同時(shí)要求學(xué)生根據(jù)課題實(shí)際情況，自行提出下周工作內(nèi)容，包括設(shè)計(jì)思想及亟待解決的問題。指導(dǎo)教師也應(yīng)針對(duì)學(xué)生實(shí)際工作進(jìn)度給出評(píng)價(jià)，并針對(duì)學(xué)生自行擬定的下周工作內(nèi)容給予合理的建議。
其次，指導(dǎo)教師要認(rèn)真檢查學(xué)生提交的英文翻譯內(nèi)容。高等學(xué)校要求學(xué)生答辯前必須完成一定數(shù)量的英文翻譯，其主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生快速閱讀英文專業(yè)文獻(xiàn)的能力。目前，學(xué)生利用Internet搜索引擎下載相關(guān)英文資料應(yīng)付導(dǎo)師的現(xiàn)象非常普遍，還有些學(xué)生利用網(wǎng)上在線翻譯等工具軟件來(lái)蒙混過關(guān)，此時(shí)，指導(dǎo)教師應(yīng)提高警惕，采用抽檢等方式嚴(yán)格把關(guān)，保證學(xué)生的學(xué)術(shù)閱讀能力切實(shí)得到提高。
最后，指導(dǎo)教師應(yīng)向?qū)W生認(rèn)真講解論文撰寫規(guī)范，嚴(yán)格執(zhí)行論文的審查與監(jiān)督，同時(shí)合理安排學(xué)生的預(yù)答辯工作。高校畢業(yè)論文撰寫的格式通常有嚴(yán)格的規(guī)定，但是學(xué)生經(jīng)常會(huì)忽視一些細(xì)節(jié)因素，如圖、表、公式、目錄的設(shè)計(jì)版式等，指導(dǎo)教師應(yīng)仔細(xì)審查，及時(shí)提出修改意見。本科學(xué)生撰寫論文初期最困惑的問題經(jīng)常是：如何安排論文結(jié)構(gòu)？對(duì)此，指導(dǎo)教師應(yīng)按照提出問題、分析問題、解決問題的思路，引導(dǎo)學(xué)生自行組織文章框架，制定論文撰寫大綱，并提出合理建議。在文章內(nèi)容方面，應(yīng)盡量提示學(xué)生把自己所做的工作及創(chuàng)新成果擺在首要位置，實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)類題目時(shí)，避免大段粘貼源代碼，應(yīng)按軟件工程理論，以流程圖或E-R圖等方式表達(dá)編程思想。預(yù)答辯是鍛煉學(xué)生口頭表達(dá)設(shè)計(jì)理念的最佳方式，指導(dǎo)教師應(yīng)嚴(yán)格審閱學(xué)生的演講稿，模擬正式答辯的場(chǎng)景，精確計(jì)時(shí)，通過多次反復(fù)練習(xí)，使學(xué)生熟悉學(xué)術(shù)講演的方式和氛圍，為今后獨(dú)立開展科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
4全面培養(yǎng)
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，指導(dǎo)教師在指導(dǎo)目標(biāo)上，應(yīng)當(dāng)牢固樹立全面培養(yǎng)的基本思想。高等學(xué)校的畢業(yè)生除了掌握扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)踐能力之外，還應(yīng)具備良好的思想素質(zhì)。
首先，在思想素質(zhì)培養(yǎng)方面，指導(dǎo)教師應(yīng)當(dāng)以身作則，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)，營(yíng)造良好的學(xué)術(shù)氛圍，培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的科學(xué)研究態(tài)度。當(dāng)前畢業(yè)設(shè)計(jì)中的抄襲現(xiàn)象非常多，比較普遍的是大段地從網(wǎng)上復(fù)制和粘貼，抄襲既不利于學(xué)生真正獲得知識(shí), 更是養(yǎng)成了不好的習(xí)慣[5]。指導(dǎo)教師在引導(dǎo)學(xué)生查閱及利用相關(guān)文獻(xiàn)時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)模仿不等于抄襲的理念，使學(xué)生發(fā)揮自身潛力，在參考前人成果基礎(chǔ)上勇于提出自己的創(chuàng)新構(gòu)想并予以實(shí)現(xiàn)，防范學(xué)術(shù)造假現(xiàn)象。公司或企業(yè)中的項(xiàng)目規(guī)模通常較大，往往不能依賴個(gè)人獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，需要研發(fā)部門內(nèi)部多個(gè)成員協(xié)調(diào)合作、共同完成。指導(dǎo)教師應(yīng)當(dāng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段就著重鍛煉學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，提供集體學(xué)術(shù)討論的良好環(huán)境，同時(shí)在課題設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中引導(dǎo)學(xué)生有意識(shí)地為后續(xù)研發(fā)人員預(yù)留接口，保證項(xiàng)目或課題的可延續(xù)性。創(chuàng)新性是學(xué)術(shù)研究的靈魂，指導(dǎo)教師要充分引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行逆向及多向思維，提出具有創(chuàng)新點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
其次，在增強(qiáng)實(shí)踐能力方面，指導(dǎo)教師要著重培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)、自我分析、自我綜合、自我評(píng)估的能力，鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力，真正將所學(xué)知識(shí)有效地利用到實(shí)際工作中去。在學(xué)術(shù)研究或工程應(yīng)用中取得的成果通常是以學(xué)術(shù)論文的形式發(fā)表出來(lái)，以供學(xué)術(shù)交流，因而學(xué)術(shù)論文的撰寫方式和技巧尤為重要。指導(dǎo)教師應(yīng)在仔細(xì)審查畢業(yè)論文的同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生提煉畢業(yè)設(shè)計(jì)中的精華，培養(yǎng)學(xué)生撰寫學(xué)術(shù)文章的能力，并且通過預(yù)答辯的方式，鍛煉學(xué)生學(xué)術(shù)講演的能力。
5結(jié)束語(yǔ)
畢業(yè)設(shè)計(jì)作為提高學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵一環(huán)，其實(shí)質(zhì)不在于指導(dǎo)學(xué)生做出符合要求的產(chǎn)品，而是使學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，拓寬知識(shí)面，具備獨(dú)立完成實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目的能力，包括項(xiàng)目需求分析、功能模塊劃分、進(jìn)度安排、設(shè)計(jì)方案制定、實(shí)際動(dòng)手操作、中英文學(xué)術(shù)文章的撰寫及學(xué)術(shù)講演等能力的培養(yǎng)。本文從畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方法的角度提出重在引導(dǎo)、嚴(yán)格管理、全面培養(yǎng)的全新理念，能夠有效輔助教師在指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高畢業(yè)論文的質(zhì)量，獲得良好的畢業(yè)設(shè)計(jì)效果，同時(shí)為高校人才培養(yǎng)模式提供了相關(guān)借鑒。
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作者簡(jiǎn)介
朱文軍(1974-)，男，安徽省肖縣人，博士，講師，主要從事計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成原理的研究和教學(xué)工作。
