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關鍵詞:機械電子工程;人工智能化;信息化技術
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)06-0018-01
近年來,隨著生產工藝的不斷的迅猛發展,機械電子工程正朝著人工智能化方向發展,將更多的集成電路裝在同一塊機械電子工程板上的方向發展。因此使得機械電子工程板在這些需求下,會變得比原來的更小,但是卻變得變原來的板子更復雜。另外一個方面,在生產電路板的時候,由于工序比較多,只要有一個工序出現了問題,這就會導致電路板的質量下降。因為上面的一系列原因,生產出一個合格的產品的成本變得多得多,在這里就需要一種很有效率的檢測系統來檢測,從而使得錯誤能夠提前檢測出來,來降低成本。在現在工業生產中,對機械電子工程質量檢測技術提出的要求也越來越高了,傳統的工藝中用肉眼對機械電子工程檢測,這個容易發生漏檢和誤檢,人工檢測的方式因為人的注意力有限,成本也比較高已經逐漸被淘汰了[1]。
為了能夠應對上訴所說的一系列的問題,有一種方法是用MATLAB軟件來應用人工智能數字處理的技術,將這一技術應用于檢測方面,對數字信號進行多步處理,從而能夠通過數字信號的變換來檢查出當中的錯誤。
1 人工智能數字處理MATLAB仿真
在MATLAB中,存在很多的數據元素,在這些數據元素中,矩陣是當中相對于比較基本的。這就讓MATLAB在對很多計算方面的問題進行解答的時候,變得非常的方便,其中最容易的時候,便是解答關于矩陣方面的問題。除此之外,還會出現別的情況,這時候MATLAB可以調用使用C這類非交互語言編寫的程序。MATLAB代表“矩陣實驗室”。MATLAB原本寫成容易訪問的矩陣和線性代數軟件,但是在以前一般都需要編寫FORTRAN程序才能使用。現在,MATLAB融合了現代的數值計算軟件,并具有針對性地對現代的處理器和存儲器結構進行了高度優化。
現在在很多的學校中,像信息專業這方面的學生,他們中有很多的人會在畢業設計中運用到MATLAB,因為MATLAB作為一個計算工具,在很多處理方面都會被用到。
2 人工智能數字處理原理
數字數字信號處理是通過一些方法來獲取圖片,然后將這個圖片轉換成人工智能數字,在這里我們為了能夠把原來的人工智能數字來進行轉換,將這個數字信號變成另外一種具有別的意義的數字信號。這時候我們就得學會對數字信號進行相對應的處理,當然根據不同的要求我們就得對數字信號進行不同方面的處理。
首先把生活中的數字信號成像,然后通過電子系統轉換成模擬信號,再通過轉換將它變成人工智能數字信號。如同在生活中做一件事一樣,第一步永遠是最重要的一部,只有有了一個好的起點,在后面的處理中才能更加的方便。數字信號的獲取作為數字信號處理的第一步,也是非常重要的,在采集數字信號的過程中,為了能夠讓后面處理數字信號變得輕松,一開始的數字信號采集的質量越高才會越好處理。雖然前期采集數字信號的時候存在的缺陷可以在后期通過數字信號處理的軟硬件來取得一定的彌補,但是,還有一個不可忽視的問題,就是要保證原始數字信號的信噪比和保真度高[2]。
在數字信號處理中有很多種方法,在這里,我們可以利用函數來對數字信號進行表示。當然用函數來對數字信號進行表示,會使得數字信號的處理變得更加的方便,但是我們在這處理的過程中,我們在很多方面不能夠掉以輕心,在這里需要關注的是,在有限的元素當中,這些元素都有自己代表的位置和數值,通過這些元素的組成而形成了人工智能數字。在對人工智能數字元素進行定義的時候,在其中有很多種名稱,在當中運用的最廣泛的便是像素。
3 人工智能數字處理平臺
在MATLAB中,為了能夠更好地對數字信號進行處理,這里就需要用到數字信號處理工具箱,在數字信號處理工具箱中,里面有很全套的數字信號處理工具,而且還有各種算法,這就使得在數字信號處理分析方面變得更加的方便容易。除此之外,這個工具箱還有許多的功能,并且這些功能還能支持多線程,這就使得這個工具箱能夠發揮出計算機的一些功能,從而體現了數字信號處理工具箱功能的強大。
在MATLAB中的這些數字信號處理工具箱的幫助下,我們可以通過這些工具箱的強大的數據處理能力,從而能夠很大程度上的使我們得工作效率得到提高,因此能夠在算法研究上花更多的精力。
4 Y語
科學技術的不斷發展讓我們的機械電子工程技術與人工智能化技術高度結合,利用數字處理技術讓各個學科交叉綜合在一起,最終實現了多種技術的完美結合,在這個全新的技術領域當中,隨著技術的不斷更新并將引領世界向前更快的發展。
參考文獻
“物聯網”是通過裝置在各類物體上的信息傳感設備,按照一定的通信協議,通過通信網絡將物與物、物與人相連,協同工作,從而賦予物體智能化的功能,以實現特定服務的一種網絡。物聯網打破了地域限制,可以實現全球范圍的物物之間、人物之間按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、融合使用等服務。因此,物聯網應具備全面感知、可靠傳遞、智能處理這三個特點。根據物聯網的特點,學界一般將物聯網系統劃分為以下三個層次:感知層、網絡層、應用層。感知層的主要功能是全面感知,即利用RFID標簽和讀寫器、傳感器、二維碼、GPS、攝像頭等數據采集設備隨時隨地獲取物體的信息;感知層主要涉及的技術包括RFID技術、傳感和控制技術、短距離無線通信技術,其中包括芯片研發、通信協議研究、RFID材料、智能節點供電等細分領域。網絡層的主要功能是對感知信息和控制信息雙向的可靠傳遞,即融合各種現有的有線和無線網絡,將物聯網的信息實時準確地傳遞出去;網絡層主要涉及的技術包括網絡通信技術、數據通信技術、傳感網數據的存儲、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數據決策和行為的理論和技術。應用層的主要功能是智能處理來自網絡層的海量數據,以滿足各種不同的控制要求;應用層主要涉及的技術包括云計算技術、高性能并行計算、數據挖掘技術、模糊識別技術、人工智能。云計算平臺作為海量感知數據的存儲、分析平臺,將是物聯網網絡層的重要組成部分,也為應用層的眾多應用奠定了堅實的基礎。
2教學科研相融合的物聯網學科建設方案
2.1以工程應用為目的的基礎理論教學
物聯網是在電子、通信、計算機等技術上發展的一種新的技術,因此該學科的開設需要在學生掌握了一些基礎課程以后再進行學習。學生需要先修的專業課程有:通信原理、無線通信、高頻電子電路、單片機與嵌入式、計算機網絡、高頻微波技術、數據通信、信號與系統、高級語言程序設計等。在前期進行基礎課程學習的基礎上,對應物聯網體系框架結構,可將物聯網學科的基礎理論教學分為三大方向,分別對應于其感知層、網絡層和應用層。對于學生的理論學習采取循序漸進的形式,按層次展開教學。首先應對于物聯網技術及概念進行全面性的介紹,可開設例如物聯網技術導論、物聯網系統設計等課程。在學生對所要學習科目有了總體性了解的基礎上可以開設有關感知層的課程,例如:物聯網識別技術、射頻識別技術、物聯網M2M、傳感和控制技術、短距離無線通信技術等。在學生對于物聯網的底層獲取有所掌握以后,可以開設有關傳輸層的課程,例如:傳感器網絡、下一代互聯網技術、無線網絡技術原理與應用、TCP/IP網絡與協議、數據融合與處理等。最后需要學生的學習領域延伸到物聯網的應用層,其包含的課程有物聯網與云計算、數據挖掘技術、模糊識別技術、人工智能、物聯網安全、物聯網技術應用(智能電網、智能家居、智能物流、智能醫療)、物聯網經濟學等。
2.2以培養創新能力為目的的實驗教學
作為信息技術領域第三次革命的物聯網技術,是一門建立在綜合信息理論基礎上的實用性很強的專業,因此對于物聯網技術的學習不能僅僅停留在理論基礎的學習上,還要對學生進行實踐性培養。這樣不但可以在實踐的過程中加深學生對于物聯網理論知識的理解,而且可以使學生提高實踐能力,同時挖掘學生的自主創新能力,為將來順利就業打下基礎。根據以往的教學經驗和培養體系,可以把以培養創新能力為目的的實驗教學分為三個階段性實驗:基礎實驗、畢業設計和大學生創新實驗。三個實驗階段逐層遞進、步步深入,最終達到實驗教學目的。并且對于授課學生可以選擇性的實驗,即基礎實驗是每個學生必修的課程,畢業設計可以根據自己感興趣的方面選擇物聯網中某一方面進行深入研究,大學生創新實驗針對學習基礎好并且有一定探索精神的學生來選修。對于實驗室硬件建設可以分為兩大部分來進行:一是物聯網基礎實驗部分、二是物聯網綜合實驗部分。
對于基礎實驗部分是每個建立物聯網專業的實驗室必須開設的,而對于物聯網綜合部分可以根據每個學校的不同研究情況有選擇的開設。基礎實驗部分一般包括:RFID綜合實驗、無線傳感器網絡實驗、嵌入式系統實驗、傳感器與虛擬儀器實驗、云計算技術實驗、高級軟件無線電實驗等;物聯網綜合實驗部分一般包括:智慧校園、智能家居實驗室、智能管理和安防系統、智能電網用電系統、智能交通系統、智慧物流系統等。以我校物聯網實驗室建設為例,介紹實驗室建設體系的構成,如圖2所示。物聯網實驗室可開設基礎實驗和體驗實驗(即物聯網綜合實驗)兩部分內容,基礎實驗內容包括:RFID射頻識別實驗和WSN無線傳感網絡實驗。學生通過RFID射頻識別實驗,掌握RFID讀寫器、原理機、標簽的原理及應用。WSN無線傳感網絡實驗由無線傳感器網絡與嵌入式網關兩部分組成。學生通過網絡協議對多個無線傳感器網絡進行組網并完成節點指定的功能。智能物聯網體驗實驗由六個主要子系統構成:智能家居系統、實驗箱管理系統、RFID設備管理系統、智能用電系統、無線視頻監控系統以及系統整合的物聯網綜合體驗中心平臺。
2.3以利于學科發展為目的的科研平臺構建
物聯網技術雖然正在以很快的速度向前發展,但是在其發展的過程中還是有許多制約其發展的瓶頸。這就需要在現有的理論基礎上進行更深層次的研究,為未來物聯網更好的發展打基礎。對于研究生培養階段來說,正是對于目前尚存在問題的技術進行深入探究的學習階段。對于物聯網技術來說,有關感知層的技術和應用研究已經比較廣泛和成熟;網絡層包括有線和無線網絡技術的數據傳輸和安全性的問題還有待解決;應用層中的海量信息智能處理技術和人工智能技術是存在問題比較多和更有突破點的研究方向。因此,對于物聯網專業的研究生階段,可以針對某個具體的待解決的問題進行立項,由導師帶領團隊進行研究。針對我校的大電力辦學特色,依托智能電網的大力推行,我校的物聯網科研平臺主要著重從發電、輸電、配電、用電四大方面全方位深層次地進行研究,著力打造物聯網和智能電網相結合的五大技術體系,即基于物聯網感知層的智能電網信息感知能力的基礎體系、基于物聯網網絡層的可靠通信平臺支撐體系、基于物聯網應用層的智能電網應用體系、電力物聯網標準規范體系、建立物聯網的邊界安全體系。
2.4以產品為目的的研究成果轉化
物聯網技術是一門實用性很強的學科,在進行基礎研究的同時,可以利用社會的資源與高校的研究成果進行資源互補。可以探索企業和高校共同培養的模式,對于學生和社會來說是一種共贏的方式。并且高校還可以根據企業對于目前的需求提出研究方向,這樣高校研究出來的科研成果就可以快速地轉化為生產力,實現了科研成果的快速轉化,并且使科學研究更加貼近社會需要。就我校的辦學重點而言,其研究成果轉化的主要方向為物聯網在智能電網中的應用,依托智能電網和物聯網關鍵技術的發展與成熟,物聯網和智能電網相結合的典型應用。
3結語
關鍵詞:培養模式;應用型人才;產學研
中圖分類號:G640文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2008)25-1482-02
Research and Practice of Industry-education-research Cooperation Education Mode for Applied Talents of Computer Science and Technology
HU Zhi-xi, TANG Xue-zhong
(Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213002, China)
Abstract: With the rapid development of computer and information technology, how to innovate the conventional computer education mode and method, meet the increasing need of society, it is an important issue for applied university. This paper researches and practices the cause, the education mode, particular form of Industry-education-research cooperation, and gets better results.
Key words: Education Mode; Applied Talent; Industry-education-research Cooperation
1 產學研結合的動因
進入21世紀,隨著全球經濟一體化進程的不斷推進,社會迫切需要更多高素質的應用型人才來滿足經濟和科技的發展,高校也迫切需要轉變傳統的教育模式和教學方法,為社會輸送更多、實用性更強的優秀人才。社會和高校兩方面的需求必將導致以產學研結合為依托,建立應用型本科人才培養的新模式。
在2002年,計算機科學與技術專業被列為常州工學院品牌建設專業之一。作為新建本科院校中新成立的重點建設專業,就更需要以產學研結合為指導,采取理論和實踐相結合的方法,緊密結合常州工學院培養應用型本科人才的實際,探索出適合本專業的人才培養模式,并形成自己的專業和人才培養特色。
2 產學研結合人才培養模式的探索
應用型人才培養既有本科人才培養的一般要求,又有強化崗位能力的內涵,它是在本科基礎之上的以“工程師”層次培養為主的人才培養體系,人才培養模式必須吸取一般本科教育和職業教育的長處,兼蓄并顧。
根據我們的專業特點,針對應用型人才培養,我們實行 “厚基礎,強能力,倡適應,重崗位”,以基本素質和專業技術應用能力培養為主線,以產學研結合為基本途徑的“傳授知識、訓練能力、培養素質”的人才培養模式。
這一培養模式在保證“基礎的前提”下,重視素質的養成,突出了“工程性”、“技術應用性”、“適應性”、“創新性”概念,突出了知識的應用能力、專業技術應用能力、工程實踐能力、組織協調能力、創新能力和創業精神,突出了形成人才培養過程的“傳授知識,訓練能力,培養素質”三者的有機統一。
在這個過程中,我們注重做好了三個轉變:
(1) 以實踐為中心,理論聯系實際,理論與實踐相結合;
(2) 以學生為中心,教師引導學生,教師與學生互動;
(3) 以需求(就業)為中心,需求(就業)指導教學,學校與社會密切聯系。
以此為理念,我們進行了“產學貫通式”的產學研結合人才培養途徑探索,建立了較為完善的校內實踐教學環境,實施的開放實驗室管理體制。在此基礎上,我們更進一步建立了校內(軟件研發中心)和數十家校外人才培養基地,充分發揮企業(實習基地)在人才培養中的作用,逐步探索和形成了本專業產學研結合人才培養的新模式(見圖1)。
3 產學研合作的具體形式
產學研結合人才培養模式加強了學校和企業單位在人才培養中的聯系和合作。多年來,我們在人才培養實踐的基礎上,逐漸形成了一些行之有效的產學研合作的做法,具體表現為以下幾種形式。
(1) 人才培養方案的合作:通過調查詳細了解社會對本專業人才知識、能力和素質的需求,邀請企業專家參與學校人才培養方案的制訂和完善。
(2) 校外實習合作:與企業簽訂校外實習基地協議,作為本專業學生進行專業認識和實踐的場所。
(3)實驗室建設的合作:與企業合作聯合申報和建立重點實驗室,企業也可為專業實驗室建設提供軟硬件產品和技術支持,為教學和科研提供實驗條件。
(4)學術交流:聘請企業一線專家和技術人員就專業技術領域問題給教師和學生做學術報告及進行技術交流。
(5)專業培訓:企業定期就專業技術領域為學生提供實習和培訓。
(6)科研項目合作:鼓勵專業教師參與企業科研項目的研究和開發,提高教師科研能力,培養雙師型師資隊伍。
(7)畢業設計和畢業實習:選送學生到企業和科研院所進行畢業設計、畢業實習和假期實踐,參與企業實際科研項目,提高學生的科研動手能力,縮小學校獲取知識能力與就業單位所需能力之間的差距。對于畢業設計、畢業實習表現優秀的學生,企業還可優先錄用。
(8)拓寬學生就業渠道,實現學校人才培養與就業單位的“無縫銜接”,為企業和科研院所輸送高質量人才。
4 產學研合作取得的主要成果
4.1 訂單式人才培養
在按照人才培養方案,實施教學計劃時,我們在大四第一學期,組織一些用人需求較大的單位(如常州軟件園、上海有關日資企業)來院進行前期招聘,由公司和學生訂立錄用意向,學院根據企業的提出的技術要求進行訂單式的技術強化,強化的方式有兩種:
4.1.1 由企業負責培養
對于在常州的企業,前期錄用的學生,課余直接安排到該企業進行實習,參與一定的實際項目,由企業負責進行培養,大四下半學期的畢業設計同樣也在該公司完成。
4.1.2 對于在常州外地的公司
由二級學院組織教師根據企業要求分類開設技術培訓班,利用課余時間進行,中心實驗室給予相應的支持,每天開放1-2個機房,學生憑計算機信息工程學院的學生證可以在課余免費上機,直到晚上十點。鼓勵學生到企業進行畢業設計,由學院和公司實行雙重指導。由于蘇南地區日資企業比較多,除開設二外選修課外,對于有意向到日資企業工作的同學,我們安排在大四進行日語培訓,對于學生的就業起到了較好的促進作用。
4.2 班級導師和專業導師相結合培養模式
根據學校的學生管理體制,我們普遍實行班級導師制,同時在大三實行專業導師制。我們根據目前就業的主要方向,設定相應的技術小組,每組都有專門的教師作為技術指導,如:網絡技術、嵌入式系統、單片機控制、數據庫系統開發、動漫、人工智能等。學生根據自己的愛好可以選擇一個方向,參加興趣小組,根據各小組的計劃,有針對性地進行強化培訓,同樣取得了很好的效果。如:依托人工智能與機器人研究所,每年選拔帶領6-10名同學,從事機器人足球比賽,已連續幾年在國內和國際比賽中取得較好的成績。
4.3 以二級學院自己的產學研基地拉動人才培養
遵循學院“產學研”培養應用型人才的理念,計算機信息工程學院建有中美合作常州愛夏軟件應用有限公司和中日合作常州常工富藤科技有限公司兩個“產學研”人才培養基地,目前已有正式社員近50名,主要面向日本從事軟件外包。公司的項目負責人三分之二由教師兼任,這些教師要么是留學生、要么都到日本有關公司進行過一年以上的業務開發培訓。公司每年從畢業班中選拔20-30名同學,進公司跟著教師進行實習,公司安排專人進行系列項目開發培訓,并提前進入畢業設計階段。在畢業設計階段,這些學生就有一定的能力加入到各個開發小組進行項目開發,公司支付相應的報酬。畢業設計結束后,公司也選拔留用一些同學加入開發團隊。
5 存在的主要問題及思考
多年來,江蘇國光、常州軟件園等一大批企業作為我院產學研合作單位,給了我們大力的支持。但是由于眾所周知的困難和問題,諸如政策引導不夠、經費投入不足等,我們雙方的合作在已有的形式和質量上停滯不前,這些實習、實踐基地不論在規模上和質量上已不能滿足教學發展的要求。這些困難的存在,歸根到底是因為產學研合作缺乏進一步加強和深化的內在動力,企業未能從合作中得到直接的好處,因此在缺乏國家的法規保障情況下,如何讓企業從合作中得到直接的好處,以實現雙贏為目標,達到最終的互惠互利,是迫切需要解決的問題。
積極探索產學研合作教育一體化發展的新機制。學校應充分調動和發揮學科綜合實力和科研優勢,將智力因素與生產因素密切結合,加強與社會和企業的研、發合作,擴大校內實習基地規模,提高教學資源質量,走自我發展之路,實現可持續性發展。
參考文獻:
[1] 馬樹杉. 地方本科院校在21世紀的新任務[J]. 常州工學院學報,2001,(1):85-88.
[2] 陳景增. 高校應用型創新人才培養模式[J]. 高等工程教育研究,2005,(1):35-37.
關鍵詞:智能科學與技術;實驗體系;實驗平臺;特色;創新
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
1引言
被認為是信息科學技術前沿和核心的“智能科學與技術”,自2004年由北京大學自主設立該本科專業以來,不但得到人們的普遍認同,而且得到了較大的發展,全國至今已有15所大學開辦該本科專業,其中包含教育部直屬高校7所和地方性高校7所,“211”高校就有10所。盡管“智能科學與技術”本科專業在全國已初具規模,但作為本科教育,乃處于起步和探索階段,一級學科和二級學科還沒有完全建立,培養方案的理論體系和實驗體系還有待進一步探索和完善。本文主要結合我校在專業實驗建設過程中的一些實際和體會,就“智能科學與技術”專業實驗平臺建設談一些做法和設想。
2明確實驗平臺建設的目標和思路
專業的實驗平臺建設是為專業的培養目標服務的。我校“智能科學與技術”專業的培養目標是:學生要具備堅實的數學、電子技術、計算機和智能信息處理、機器學習和控制、計算機集成、智能理論與技術等較寬領域的工程技術基礎知識和專業基礎知識,能在科研、教育、企事業等部門從事智能理論研究、智能信息處理、智能技術應用等方面的教學、科研和開發應用等工作,成為能掌握智能理論與技術及專業技能的研究與應用的高級工程技術人才。培養要求是:了解信息系統及智能科學與技術領域的學科前沿、最新進展和發展動態;系統地掌握本專業領域寬廣的技術基礎理論知識,以適應智能信息處理與技術應
用等方面需求;掌握信息獲取、處理的基本理論和智能處理的一般方法,具有設計、集成、應用智能系統的基本能力;具有較強的自學能力、文獻檢索、資料查詢動手能力、創新意識和較高的綜合素質等。
實驗課不但是對相關理論知識的深入理解和綜合運用,而且更是對動手動腦能力的綜合培養和鍛煉。因此,實驗平臺建設目標和思路是將基礎實驗、設計性與綜合性實驗與課程設計、畢業設計等相結合,理論課程的實驗教學與智能科學技術相結合,增加學生創新性的實驗與實踐,培養學生扎實的理論基礎和實踐與創新的基本技能。
根據最近中國人工智能學會教育工作委員會制定的“智能科學與技術”作為一級學科,“智能理論與方法”、“知識處理技術”、“智能系統與應用”為一級學科下設的三個二級學科的思路,如圖1。因此,實驗平臺建設的思路應是:(1) 能具備研究和探討自然智能系統的機理和機器智能的模擬方法的實驗系統。它主要包括:腦科學基礎、認知科學理論、智能的模擬理論與方法、面向智能的信息理論、知識理論、邏輯理論、復雜系統的自組織理論、決策理論、問題求解方法、機器學習、群體智能、人工情感、人工意識等。(2)能進行知識處理技術多的實驗設施或軟件系統、智能工具。通過這些設施或軟件,執行由信息到知識和知識到策略的思維性加工技術、智能檢索、以及多媒體信息處理與機器感知、機器學習等。(3)具備智能系統與應用的各種對象,如智能機器人、智能裝置、智能信息網絡等。總之,實驗的設備和環境既可使學生完成某門課程的驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗,也可完成多門課的交叉性實驗或課程設計。
圖1學科結構圖
作者簡介:陳以(1963-),男,廣西玉林人,研究生,副教授,學院副院長,主要研究方向為智能控制、計算機應用技術。
3實驗平臺建設的主要內容
大學的實驗教學不僅涵蓋了理論課的內容,而且比理論課更為復雜。通過實驗,既能豐富活躍學生的科學思維,又能使學生加深對課堂上學到的理論知識的理解、鞏固和提高,并最終達到培養學生對客觀世界的觀察能力、分析能力和解決能力。為達到這樣一個實驗培養目的,實驗平臺建設的內容應從以下幾方面入手。
3.1實驗體系建設
“智能科學與技術”作為一個新辦的專業,其實驗教學體系尚處于探索和完善階段。基于學校和學院現有的實驗室基礎,特別是學校創新實踐教育特色和我院現有學科的實驗室基礎,我們在“智能科學與技術”專業的實驗教學體系上重點考慮以下幾方面的建設:
(1) 建立層次化的實驗教學體系
層次化的實驗就是讓學生從驗證性的實驗開始,逐步到設計性、綜合性和帶創新性實驗或工程項目開發實踐等的實驗環節,學生最后階段的畢業設計環節屬于綜合性或創新性實踐實驗。實驗層次安排主要體現實驗教學的層次由簡單到復雜、由單一到綜合、由學習到創新的科學過程,形成由“驗證性實驗設計性實驗綜合性實驗課程設計創新實踐”的實驗層次設置方法。
(2) 實驗教學要與生產實際相結合
為增強學生學習的興趣,培養學生的工程素質、動手能力和綜合創新能力,也為提升就業率,我們注重依托CSIP(國家軟件與集成電路公共服務平臺)廣西分中心(該中心設在我校)、學院申報的廣西省級自動化實驗教學示范中心等,促進服務市場應用與交流,采取請進來、走出去等多種途徑實驗教學方法將某些專業課實驗和生產實習相結合。根據實驗教學規劃需要,進行儀器設備購置,使實驗教學滿足社會需求,形成以驗證性實驗為先導,綜合性實驗為鞏固,設計性或工程性項目實踐為提高,以社會需求為導向的實踐教學培養體系。
(3) 實驗教學與科研有機結合
實驗是科研的基礎,實驗可以帶動科研;科研反過來促進教學,并通過成果帶動實踐教學的改革和發展。參與老師的科研,學生不但能了解學科發展的規律和技術前沿,加深對課程內容的理解,提高學生的實踐能力和創新能力,而且能升華學生對實驗的內涵的解讀,增強對實驗學習的興趣,明確做人、做事的道理,為未來走向社會打下堅實的基礎。
(4) 特色建設與創新
特色是一所學校、甚至一個學科或專業賴以生存和發展的基礎。我校是以工為主,電子信息類學科優勢突出、創新實踐教育特色鮮明的多科性大學。學校的前身是1960年成立的桂林機械專科學校,1980年,學校更名為桂林電子工業學院,全面開始本科教育。在原學校計算站的基礎上,正式成立計算機系,成為廣西最早開辦計算機專業本科教育的高校,1995年開始進行研究生教育。2006年,桂林電子工業學院更名為桂林電子科技大學,原計算機系經重新組合,更名為計算機與控制學院。計算機與控制學院目前擁有計算機科學與技術、控制科學與工程兩大學科,主要開設有計算機科學與技術、軟件工程、信息安全、網絡工程和自動化等本科專業,以及兩大學科基本有的二級學科碩士點。我校的“智能科學與技術”專業就設在計算機與控制學院,這正是中國人工智能學會當初設立專業的初衷和建設發展的基礎條件。
我校經過近50年的發展,目前已具有2個國家級實驗教學建設示范中心,2個國家級特色專業建設點,1個國家級教學團隊,3個廣西省級實驗教學示范中心或建設中心,1個國家級的大學生創新型實施單位及1個團中央大學生創新實踐基地,以及具備創新型的機器人中心、飛思卡爾智能車中心、電子設計訓練基地等多個省級或校級中心和基地。我院還有1個信息產業部部級重點實驗室,1個ASEA培訓中心,6個與華晟、研華、華為3COM、金蝶等知名企業共建的實驗室或研究中心。對大學生電子設計大賽,我校自1997年派隊參賽以來,每次在廣西區和全國都有出色的表現,2001年還獲得最高獎“索尼杯”;對飛思卡爾智能車比賽,我院代表隊(代表學校)近年還連續獲得華南賽區和全國賽一等獎等。學校還特設有創新學分,學生課外創新活動取得成果可以給予適當的學分來代替選修課學分。
我校的“電子信息類學科優勢突出、創新實踐教育鮮明”的特色在廣西和華南地區具有較大的影響力,甚至在全國也有一定知名度。因此,我們在“智能科學與技術”專業實驗體系建設中,緊緊結合現有的資源和條件,在智能機器人(車)、智能信息處理和智能技術與應用等方向,立足和發揮這一傳統的優勢和特色。在“夯實基礎,獨立實踐,創新提高”的實驗教學理念下,培養基礎扎實、知識面寬、具有創新精神和工程實踐能力的高素質的綜合型人才。
3.2實驗管理平臺建設
實驗管理平臺建設主要是針對實驗老師與學生建立一個集網絡化、開放式于一體的實驗教學與管理體系。
網絡化、開放式的實驗教學體系是實驗教學平臺建設成熟的重要標志。學生通過這樣一個完善和規范的實驗教學與管理體系,可以自主預約想做的實驗,自主選擇實驗內容、實驗時間,并通過網絡與實驗教師的互動與交流。這種全開放的網絡化實驗教學體系,不但能充分調動學生的積極性、主動性,而且還能充分利用有效的資源,提高利用率,如圖2所示。
我校實驗選課系統充分考慮了“以學生為主”的實驗教學模式和開放式教學的特點,學生可以根據各自的學習計劃靈活選擇實驗項目以及開設的時間。實驗教師、實驗管理員可以方便地通過留言與學生交流,學生的問題也可以通過“一對一”的形式即時解決。教師則通過實驗選課系統查閱學生選課情況、登錄學生實驗成績、回答學生提問。通過近年的建設,我院的網絡化的開放式實驗教學體系已初具規模,再鋪之于學校完善的網絡實驗選課系統,從而為學生提供了個性化學習的實驗環境,提高他們獨立自主的實踐與創新能力。
3.3實驗師資隊伍建設
實驗教學隊伍的穩定和提高是實驗教學發展、提高與創新的保證。我校有一系列相關的政策和措施穩定實驗教
師隊伍,鼓勵青年實驗人員在職攻讀學位、外出進修、培訓等,激勵實驗人員在搞好實驗教學的同時,積極參加科研實踐。總之,穩定和提高現有教師實驗教學技能,積極引進高素質人才,是推動、加強和提高實驗教學質量的需要。
我院目前實驗隊伍(含研究人員)共20人,其中正高職稱人員6名,副高職稱人員9名,中級職稱人員5名,具有博士學位人員5名,取得碩士學位的有16人,擁有一支以中青年為主體,以博士為骨干的較高層次的教學科研隊伍。實驗隊伍具有較優良的素質,年齡、知識及職稱結構比較合理,他們相對穩定、富有活力,是我們具備高質量、高水平實驗教學體系的保證。
4結束語
實驗不僅是理論的基礎和源泉,而且實驗環節作為整個教學體系的主要環節之一,在培養學生的實際動手能力和創新能力中起著無法替代的重要作用。因此,實驗平臺建設除了要幫助學生鞏固和加深理解所學的理論知識,樹立嚴謹科學的研究方法,掌握基本的科學實驗技能外,還要充分調動他們的主觀能動性,進行動手動腦與創新的實踐,形成特色。
本文只是結合我校與我院自身的實際,就已有的專業實驗體系和“智能科學與技術”新專業實驗建設情況進行了探討,還有待實踐中繼續完善與提高。
參考文獻:
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關鍵詞:專業建設;人才培養;教學改革;課程體系;教學模式
21世紀是智能科學技術快速發展的時期,智能科學與技術本科專業應當抓住這個契機,大力推進智能科學與技術的本科教育和專業建設,培養適合社會發展和市場需求的智能科學技術人才[1]。堅持以學生為根本,以傳授知識、培養能力、提高素質和協調發展為己任,以我國經濟結構戰略性調整的要求和社會發展對人才的迫切需求為重心,針對師資隊伍、人才培養模式、教學內容與課程體系、教學方法與手段、教學管理及培養質量等方面進行深入改革,形成具有先進的辦學理念、完善的管理體制、領先的改革思路、優秀的師資隊伍的龍頭專業。智能科學與技術作為具有廣闊發展前景和巨大應用需求的綜合交叉學科,高校應進一步拓展相關研究領域,結合辦學條件、管理制度及政策傾斜,突出人才培養和專業建設的特色。
1深化實踐教學改革,探討多元復合型人才培養模式
智能科學與技術專業要協調發展,首先必須明確專業特色,形成自己特有的學科體系、人才培養模式和課程特色。在智能科學技術相關研究已經滲透到各個領域的形勢下,對人才的培養要從多元化角度來考慮[2]。一方面,當前國內外智能科學領域的相關研究如火如荼,原創性理論與核心技術的研究步伐在進一步加快,國際上對智能科學與技術專業研究型人才求
賢若渴。另一方面,智能科學領域的一系列學術研究成果,迫切需要轉化成能夠產生社會效益、支持社會主義經濟發展及人民生活需要的產品,大型企業、著名公司對具有智能科學技術專業知識的應用型和工程型人才的需求勢頭正旺,因此,目前探討智能科學與技術專業的人才培養模式正當其時。
1) 多元化人才培養模式。智能科學與技術專業是一個集智能技術、通信技術、計算機技術、控制技術等多學科交叉、跨應用領域的本科專業。根據社會經濟的發展、市場對人才的需求以及專業自身的發展特點,智能科學與技術專業的人才培養應當兼顧研究型、應用型和工程型等多元復合型人才需求,因此,智能科學專業在充分整合優質教育資源的基礎上,需要不斷改革教育模式。一方面,通過各種教學活動,豐富各層次、各類型的課程教學資源,如:積極開設雙語教學、探究式教學、“本、研合一”的高水平課程、校外名師課程等,強化學生創新知識和科研學術能力的培養,推進高素質人才的培養計劃;另一方面,針對智能科學與技術專業的應用特點,積極開展學生科研活動和實踐訓練,使學生通過項目實踐鍛煉自己的實際研發能力,提高運用所學知識解決實際問題的能力。此外,充分利用我校多學科、綜合化的人才培養優勢,通過以跨學科、跨專業的交叉融合,打通各方的優質教學資源,給學生提供更加廣泛的學習空間,促進優質高效的復合型人才培養。
2) 專業素養培養。完善由智能科學與技術專業基礎課程、專業核心課程、專業方向課程三部分組成的定位明確、特色突出、規范合理的專業教育課程體系,加強學生在基礎知識訓練和智能科學專業技能的素養培養,強化專業基礎的相關性,突出專業核心的穩定性,擴大專業方向的多樣性。
3) 科研素養和適應發展能力培養。智能科學與技術專業面對多元化人才需求,不僅要培養學生獨立從事科學研究的能力,自主不斷學習新理論、新方法和新技術的能力,以勝任學科的前沿研究和技術發展;同時還要重視學生在研發團隊的協同工作能力,以適應學科在實際中的各種應用需求,在不斷開發高質量智能軟件系統及項目研發的實際鍛煉中,培養學生的高效工作能力和良好的溝通能力。
基于以上觀點,我校在教學模式的改革中,積極提倡“夯實基礎、綜合提高、加強實踐”的三結合人才培養改革思想,針對學生的專業素養、專業技能等多個方面細化培養方案,不僅注重培養學生的實際應用能力,還要兼顧培養學生的研究型思維、科學研究的能力及創新精神,從整體上提升智能科學技術人才培養的素質。
我校智能科學與技術專業堅持“教學、科研、團隊的協調發展,學科、專業、課程的整體建設”,依托北京市實驗教學示范中心、北京市高等學校工程研究中心,北京市重點建設學科“計算機應用技術”、校級重點建設學科“軟件理論與技術”以及與其他專業和兄弟院校的聯合,開展了以教師隊伍建設為基礎、以人才培養改革為核心,以促進學生知識、能力、素質協調發展為目標的專業建設工作,并形成了層次型人才培養方案,如圖1所示。
圖1層次型人才培養方案
1.1層次型人才培養方案及教學模式
結合智能科學與技術本科專業的特點,針對多元化人才培養需求,我們構建了“教―學―用”的層次型培養模式,形成了“2+1+1”的教學模式。前兩個學年主要學習計算機科學技術和智能科學基礎理論知識,以學習、理解和掌握知識為主,同時采用啟發引導及探究討論的教學策略,培養學生自主學習的能力和主動探究的興趣,進一步結合相關問題、設計方法、分析討論和問題求解培養學生的專業素養[3]。第三學年側重學習智能專業核心課程,如:智能機器人、智能游戲與虛擬現實技術、模式識別、智能信息獲取與決策管理、自然語言處理等體現智能科學與技術專業特色的課程,使學生在理論方法的學習中提高專業技能,同時所設課程與相應的實驗課相結合,加強學生理論知識的消化和實踐能力的訓練。第四學年,以綜合實踐訓練為主,學生根據各自的情況和興趣,參加學生科研立項、各類科研競賽活動、大學生創新實驗、專業實習、畢業設計及教師的科研項目等,進一步強化實踐能力培養環節,有利于學生整體綜合素質的提高。同時,以問題為綱,培養學生在解決問題的同時自主發現新問題和新知識,進一步培養學生的主動思維和創新提高的科學研究素養[4]。
1.2 “本、研合一”的教學體系
本科生與研究生的培養互動是推動本科生創新能力培養的有效措施。我校智能科學與技術專業經過幾年的探索和實踐,形成了“本、研合一”的教學體系。“本、研合一”教學體系的設計思路是將學生在各個學習階段的知識結構、實際應用能力和科學研究能力進行一體化設計,使學生在有限的時間里掌握盡可能多的知識,得到盡可能充分的實踐與鍛煉,并在一體化的教學體系設計中逐步培養學生的研究型思維、應用型和工程型能力,以及創新型精神,提升智能科學與技術專業的人才素質。
我校智能科學與技術專業借助已獲批北京市和校級精品課程、探究式課程、雙語課程及網絡多媒體課程,包括智能信息獲取技術、人工智能原理、模式識別、智能科學與技術導論、智能機器人和自然語言處理等,在三年級開設提高性的研究型課程,這種提高性教學采取本科生與研究生合班上課的形式,使一部分本科學生在本科階段先行選修部分研究生課程,并接受高水平教師的培養。這一階段要求教師面向研究和學習對象,將每一階段的理論知識與實際應用系統對應設計,同時要求理論課和專業技術課都要針對研究和學習對象設計問題,留出解決問題的空間。在完成整個學習階段后,組織學有余力的本科生與研究生聯合申請科研立項(由學校條裝處資助)、實驗室開放基金(由學校學生處資助);有計劃地將本科生按照他們的興趣愛好,逐步吸納到由研究生導師、研究型教師、研究生、本科生組成的科研課題組或特色研究小組,以科研項目組為單位,對學生進行系統的綜合提高訓練。
1.3積極開展“研、教互動”,培養具有前沿性、時代性和實用性的復合型人才
教師的科研和教改項目為學生提供了課外學習的平臺和廣闊的發展空間。部分學生將課程組教師的研究成果,實現了直觀驗證和探索歸納兩種實驗分析模式。另外,我們還組織部分有能力、有興趣的學生成立課外科研興趣小組,參加各種科研活動,4年來課程組教師指導的36個校級科研項目中有22個獲得學校獎勵。科研活動與教學的互動不僅提高和增強了學生學習的興趣和動力,更激發了他們鉆研與探索的精神。在本科第三年,一方面聘請國內外知名教授,為本科生開設前沿性的科研講座;另一方面要求學生去聯合實踐基地、對口企業進行為期三個月的專業實習和相關實踐活動,由雙方共派導師形成導師組聯合指導培養學生。這些項目不僅給學生從事基礎研究創造了機會,也加強了專業科研對外合作,有利于專業人才培養水平的提高。
2以多渠道交流、合作及開放的方式,加強“產、學、研”結合的多元化培養模式
我校智能科學與技術專業廣泛利用國內外優勢教育資源開展主題鮮明、形式多樣的教學科研合作,積極開拓產學研結合渠道,與企業共建科研開發中心合作,一方面提供學生進行專業實習、畢業設計、綜合訓練等,另一方面,還為學生提供科技創造的實踐環境和為社會提供各種技術服務的平臺。智能專業除了與本校的兄弟學院建立教學科研合作之外,還與澳洲悉尼科技大學、美國密西根州立大學、中科院高能所、中科院自動化所、IBM公司、北京上善中加信息技術有限公司、北京智能谷科技有限公司等幾十家中外著名大學、軟件公司、企業及高級研究機構建立了開發、科研與人才培養合作的機制,通過多種多樣的方式在學校和校外各方進行聯合,積極開拓產學研結合渠道,引進最先進的智能研發環境,培養學生掌握最新的研究成果和開發技術,成為適應國家科學研究、社會主義市場經濟和信息產業發展需要的研究型、應用型、工程型的復合型人才,力爭在人才競爭中保持優勢。
3加強師資隊伍建設
師資隊伍建設一直以來都是專業建設的基本保證,我校智能專業注重建立教師深造培訓、學術交流和工作分配的有效機制,進一步為教師提供豐富教學經驗、了解人才需求的平臺,以人盡其才的用人方式激發教師的工作積極性。近年來,我們已先后從中國科學院、北京理工大學、西安工業大學、北京科技大學等國內知名高校和科研機構引進了多名具有博士學位的教師,并結合智能專業的特點,建立了一支多學科、多專業的基礎理論課教師、專業核心課教師、科研及工程技術人員組成的專兼結合的教師團隊。這支以中青年為主的教師隊伍長期工作在教學、科研第一線,積累了豐富的教學經驗,教學效果顯著,其中教授3人,副教授2人,研究生導師6人,具有博士學位的教師6人。經過多年的建設,專業已形成了一支知識結構、學緣結構和年齡結構比較合理的師資隊伍,教師具有扎實的專業基礎,深厚的教學功底,開闊的學術視野和較強的科研能力,其中,2人獲北京市優秀青年骨干教師稱號,3人多次獲得學校優秀主講教師、優秀導師和優秀畢設指導教師等稱號。
在專兼結合的教師團隊中,智能科學與技術專業的教師側重培養學生扎實的理論基礎和專業知識,同時注重院校內部交叉學科知識的融會貫通,聯合院內信息工程專業、計算機科學專業、軟件工程專業以及教育科學學院從事相關研究的學者,通過講座與項目聯合的方式,培養學生對跨學科交叉領域知識的掌握與應用。同時,積極開展與國內外著名軟件公司、企業及高級研究機構的交流與協作,建立相關產業和領域一線工程技術人員到學校兼職授課的制度和機制,進一步擴充師資隊伍的力量。另外,在教師隊伍的建設建設中,采用以老帶新和以新促長的方式,注重分工協作和交流發展,采用課程主講教師負責制,全面負責課程的教學、實驗、實習和實踐;而實驗教師負責實驗、實習和實踐教學,從而保證了隊伍的連續性和優勢互補性。此外,教授、副教授每學年必須為本科生開設核心課程,并要承擔一定的教學實驗、專業實習、指導本科學生科研立項、畢業論文指導等工作,切實保障了課程理論學習與實驗、實踐、研究環節的緊密跟蹤與指導。
4優化課程體系
課程建設是專業建設的重要內容,課程教學的質量直接關系到人才培養的質量。智能科學與技術專業目前有北京市、校級精品課程、優秀課程、探究式課程、雙語課程及多媒體網絡課程7門,智能信息獲取技術、人工智能原理、模式識別、智能決策支持系統、智能機器人、自然語言處理,另外還有多門課程的建設工作驗收合格。智能科學與技術專業在課程體系的設置和改革方面,參考了國內外著名高等學校,包括麻省理工大學、斯坦福大學、東京大學、悉尼大學以及北京大學、南開大學、西安電子科技大學、北京郵電大學的智能科學專業的課程設置,充分考慮了我院在信息處理技術方面的特色,以及智能科學專業多年來在機器學習、模式識別、自然語言理解以及智能信息處理等方向的科研成果及研究生培養經驗積累,以智能機器人、智能游戲及智能信息處理等為特色課程,以建設“理論―研究―實踐”為指導思想,設置了協同遞進的特色課程體系,如圖2所示。通過“學習+提高+實踐”的協同遞進和不斷深化的過程,達到系統掌握和融會貫通,并由“基礎訓練”提高到“專業素養”,最終上升為綜合能力。在理論基礎和實踐訓練的協同學習過程中,案例學習與項目帶動的一體化方式可以激發學生的學習熱情和科研興趣,同時使學生感知理論基礎知識的重要性。
圖2協同遞進的課程體系
5拓寬多學科領域的教學科研合作,提高人才培養質量
智能科學與技術專業自身特點決定了在人才培養方面的學科綜合交叉性[5],體現了與其他領域的技術相互滲透的必要性,這種跨學科的交叉應用研究更能激發智能科學與技術專業的活力,更能充分發揮智能專業的科研潛力。拓寬領域合作是各個學科在教學改革中值得思考的問題,我校智能科學與技術專業結合本校的辦學特色,與教育科學學院教師聯合開展了在教育信息智能化方面的相關合作,將專業技術廣泛應用于教育信息的智能處理中,從學業表情、知識驅動、網絡信息監管與安全分析入手,基于情感計算、數據挖掘、Multi-agent、分布式智能檢測、教育信息等技術,在情緒信息認知計算模型和信息安全監控模型方面進行廣泛深入的合作研究。這種交叉領域的教研合作,有利于促進專業相關課程及其實驗、實習、科研、畢業論文、學生科研活動取得良好的應用效果[6]。
6人才培養和專業建設的架構
本校智能科學與技術專業結合近年來在人才培養和教學改革中的經驗和教訓,縝密剖析了當前智能科學與技術專業在我國的學科地位、自身特點和未來發展,建立起了“專業基礎+項目實踐+社會服務”的人才培養與專業建設架構,如圖3所示。
圖3人才培養與專業建設架構
7結語
智能科學與技術是一個與學科領域前沿及最新發展緊密結合的多學科交叉專業,因此要結合心理學、哲學、生命科學等多學科不斷優化知識結構,根據教育部、教學指導委員會和國家及北京市科技發展中長期規劃綱要,突出重點領域和前沿技術優先發展的有關要求,認真研究專業定位,規范智能科學與技術專業建設的基本內容,加強基礎,提高素質,優化結構,增強優勢,協調發展,突出特色;順應社會的
發展需求,面向市場的用人需求, 構建經濟社會發展需要的課程體系,規范課程教學內容設置,加強精品課程建設,開設高水平課程。同時,政策傾斜、條件改善和嚴格管理是提高人才培養質量的保障,高校應當進一步加大投入,支持智能科學與技術專業的實驗室、實習基地、圖書資料、基礎設施、師資優化等教學條件的建設和改善,使其具有更好的辦學條件和更加先進的教學手段,滿足多元復合型人才培養的需要。此外,專業建設實行專業責任制,明確專業建設目標,理清專業建設思路,切實制定和完善專業建設實施規劃,加強師資隊伍建設,在課程改革與建設、教材建設、實踐教學基地建設、教學改革與管理等方面落實相關人員責任,落實專業建設經費,確保達到專業建設的預期目標。最后,加強專業畢業生就業服務與跟蹤調查:以科學發展觀為指導,以學生的全面和諧發展為中心,在統籌兼顧的前提下,重點加強專業的畢業生就業服務與指導工作,努力提高就業率,積極開展就業跟蹤調查,多渠道了解信息,建立更加完善的畢業生社會評價反饋體系,加強專業畢業生的后續管理,進一步提高專業的影響力和社會聲譽。
參考文獻:
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The Discussion on the Undergraduate Training and Professional Building of the Specialty of
Intelligence Science and Technology
LIU Li-zhen, SHI Chang-di, LI Zhi-ping, ZHANG Cong-xia
(College of Information Engineering, Capital Normal University, Beijing 100048, China)
關鍵詞:ARM體系;嵌入式方向;實踐課程設置
中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)23-0221-02
引言:
隨著嵌入式技術的廣泛應用,許多高等院校計算機、電子、通信等專業針對市場需求,開設了嵌入式方向相關課程,然而同嵌入式技術的高速發展和巨大的產業需求相比,目前國內許多高校的嵌入式方向實踐課程設置存在實驗內容陳舊、缺乏實踐鍛煉、不能滿足企業需求等實際問題。在對北京地區農業龍頭企業和兄弟院校進行廣泛調研的基礎上,本文就目前嵌入式實踐教學中存在的問題進行深入細致地分析,借鑒其他農業院校的成功經驗,結合我院的實際情況和特點,為農業院校都市應用型嵌入式系統開發人才培養提供一些有益的實踐教學思路,并進行了有益的實踐教學研究與探索,取得了一些經驗。
一、嵌入式方向實踐教學的重要性與實驗教學設置情況
1.計算機專業嵌入式方向實踐教學的重要性。我校計算機專業嵌入式系統方向培養整體目標是注重工程能力培養的嵌入式系統人才培養,在教學中始終強調對學生的動手能力和實際解決問題的能力培養,尤其是在智慧農業領域中的嵌入式系統應用能力,因此,相關課程的實驗課程教學尤為重要。
2.嵌入式方向實踐教學課程設置情況及實踐教學體系建設。嵌入式課程是實操性極強的課程,因此實踐教學在嵌入式培養體系中占有重要的地位,它既是理論講解的驗證與升華,又是培養學生創新思維和獨立分析解決問題能力的重要途徑。我院嵌入式實驗室選用UP-Magic2410/6410嵌入式實驗開發平臺,該平臺是一套滿足現代教學軟硬件資源開發、編寫靈活、啟發創新需要的嵌入式學習平臺。該平臺具有組合和擴展性強的特點,能滿足嵌入式基本教學、課程設計、創新實訓的要求。
我校的嵌入式方向實踐教學課程設置時間和學時大致如下表1所示。
二、嵌入式課程實踐教學體系
我校開設的嵌入式系統實踐實驗教學內容分三層次,如圖1所示。
1.基礎層。包括嵌入式導論、嵌入式操作系統、嵌入式程序設計三門實驗。嵌入式軟件導論實驗開出了認識實驗平臺、了解嵌入式硬件的使用方法、安裝嵌入式Linux開發及操作系統軟件、Makefile文件練習、配置嵌入式Linux開發環境、軟件調試練習、嵌入式Linux開發流程、驅動移植實驗、嵌入式模塊實驗、Android環境安裝、配置、應用等實驗項目。嵌入式Linux操作系統實驗開出Linux常用命令文本編輯器的使用、編譯與調試、U-Boot的移植、Linux內核移植與編譯、Linux根文件系統移植、Android內核移植等實驗項目。嵌入式程序設計實驗開出了嵌入式Linux程序設計基礎、多線程應用程序設計、串行端口程序設計、簡單的嵌入式WEB服務器設計、嵌入式數據庫應用實驗、USB攝像頭視頻采集實驗、安裝與建立QT桌面運行環境、Linux內核移植與編譯實驗、LED驅動及控制實驗、GPS通訊實驗、溫濕度傳感器模塊實驗、綜合實驗等實驗項目。
2.綜合層。包括JAVA高級程序設計、嵌入式接口技術、嵌入式高級編程三門實驗。JAVA高級程序設計實驗開出了安裝、熟悉編程環境和開發環境、三種流程控制實現、簡單數據類型應用類和對象的設計和使用方法、面向對象的核心特性、接口、內部類和包、設計圖形用戶界面、Applet與繪圖的簡單操作等實驗項目。嵌入式接口技術實驗有匯編語言程序設計、存儲器試驗、輸入輸出實驗、中斷系統實驗、并聯接口實驗、從A/D轉換或D/A轉換、時鐘顯示實驗及串行通訊實驗,微機接口技術綜合應用等實驗項目。嵌入式高級編程實驗開出了Android的開發環境的搭建、創建一個Android項目、獨立完成常見控件的添加和屬性設置、獨立完成小游戲的開發以及開發文檔的構建使用、Box2D物理引擎進行游戲開發以及加速、綜合開發等實驗項目。
3.應用型實踐層。主要指校企合作,讓學生到企業中實踐的教學形式。我院學生在專業實習和畢業設計期間,結合學生的意愿和興趣,安排學生到相關的企業中去,在“用中學”。在這種基于項目的教學模式中,能調動學生的主動性。在企業實習中盡量選擇軟硬件平臺設計、程序的設計開發等相關嵌入式方向的項目,通過這種實踐活動,既能為企業選拔出所需的優秀人才,更能為學生提供理論與實際相結合,適應市場需求的嵌入式研發平臺,進而使學生的專業綜合素質得到大幅的提高,為未來的工作打下堅實的基礎。我院與一些科研院所合作,比如東軟、農科院信息所、大學科技園區等企業合作,直接把學生派到企業進行16周的專業實習和12周的畢業設計,使學生盡快熟悉就業環境,促進學校與企業的良好對接。
三、實踐教學探索的體會
1.發揮我校辦學特色,體現農業現代化實踐教學,采用基于“項目”的教學方法。隨著我院物聯網溫室大棚的投入和使用,我們讓學生參與以嵌入式為核心的物聯網溫室大棚的控制全過程,在基于嵌入式的物聯網溫室大棚控制智能系統中,指導學生主要研究功能架構及軟、硬件系統設計,測試整體系統的性能。重點講解物聯網溫室大棚智能控制系統,其中硬件系統設計主要有無線傳感器節點設計、數據處理采集系統的設計、ZigBee無線組網的設計等等;軟件系統設計主要有軟件功能的總體設計思想以及軟件功能模塊的流程圖。這種帶學生在物聯網溫室大棚實地參觀講解控制過程和在上位機上用程序實現的“項目”的教學方法使嵌入式課程的開發與實現過程更加直觀和可控。
2.實驗教師積極引導學生學習興趣。嵌入式實踐教學是一門軟硬兼施的課程,既有軟件的設計開發又有硬件底層設計的實現,難度較大,往往容易讓學生產生畏難的情緒。這就要求指導教師從嵌入式課程需要和學生的學習實際能力出發,選擇適合的實驗平臺和實驗項目,提高學生的學習興趣和主動性,變“要我學”為“我要學”。學生的學習熱情提高,學習成績及能力也隨之提高,更適應用人單位的需要,2013年計算機專業畢業生的就業率提高至100%。
3.重視與嵌入式實驗教學平臺研發企業的合作,獲得最直接的技術支持。我院嵌入式實驗室使用的是由博創公司開發的嵌入式實驗系統平臺UP-Magic2410/6410,該平臺能開出嵌入式課程的絕大部分硬件、軟件實驗以及綜合設計類實驗,涉及面非常廣,不易于教師對實驗的選取和把握。廠商根據自己的研發理念為教師提供相關培訓,不但有利于廠商及時獲得客戶使用信息改進相關產品,更能彌補學校課程資源的不足,有效地培養師資隊伍。
4.我們組織學生參加了電子設計大賽、程序設計大賽等活動,并指導學生參加國家級與北京市的大學生科研計劃項目,學生們在科技競賽中得到了極大的錘煉,這些經驗和積累也充實到學生的學習過程之中。學生多次獲得北京市及國家的各種競賽一、二、三等獎及優秀獎等。通過參與到各大賽事的活動中,進一步提高了學生運用所學理論知識、技術解決實際問題的能力,并促進學生學習積極主動性,培養了良好的團隊合作精神與創新精神,促進了學生的快速成長,指導教師在此過程中也會積累豐富的大賽經驗和技術成果。
5.存在的不足。由于UP-Magic2410/6410能完成軟、硬件的實驗,尤其是軟件實驗調試時間長,如果是針對問題的創新實驗則耗時會更長。目前許多學校嵌入式實驗學時設置嚴重不足,建議實驗課程設置中增加實驗學時。
四、結語
隨著嵌入式技術的高速發展,嵌入式方向課程實踐教學地位日趨重要。筆者結合長期的工作經驗,提出了“三個層次”的實踐課程體系,教學中采取基于項目的實踐教學方式,學生在實踐教學中不但學到了扎實的專業知識和技能,而且為學生走向工作崗位打下良好的基礎,最終達到計算機專業嵌入式方向的教學和培養目標。
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【關鍵詞】軟件工程;專業建設;課程群
0 引言
作為一個新興的學科,軟件工程涉及計算機科學、數學、管理學等領域,是一個綜合叉學科。同時,軟件開發技術得到了飛速的發展,云計算、移動互聯網絡、手機系統和APP軟件、物聯網以及互聯網+概念的提出,對計算機行業,特別是軟件工程專業的發展產生了深遠的影響。
如何利用現有技術,對軟件工程專業的人才培養模式進行改革,從而培養出適應社會需要的高素質、實用型、具有競爭能力的軟件工程高級應用型人才是擺在軟件工程教育工作者面前的一個重要任務。
本文以河南城建學院“人才培養模式改革”為契機,結合軟件工程專業的學科特點及現階段的教學困境,提出了軟件工程專業課程群建設方案,旨在為課程體系與教學內容整體優化提供有益探索。
1 軟件工程專業認知與定位
對比計算機科學與技術專業,軟件工程專業側重于用工程化的技術和方法,應用計算機科學、數學、及管理科學等原理來開發軟件。其中,計算機科學、數學用于構建模型與算法,工程科學用于制定規范、設計范型、評估成本及確定權衡,管理科學用于計劃、資源、質量、成本等管理[1]。軟件工程包括十大知識領域:軟件需求、軟件設計、軟件構造、軟件測試、軟件維護、軟件配置管理、軟件工程管理、軟件工程過程、軟件工程工具與方法、軟件質量。
立足于計算機工業和軟件產業的人才需求現狀,高等院校的軟件工程專業人才培養模式不僅要注重學生基礎知識和動手能力的培養,同時也要注重學生工程能力和職業素質的培養。我院軟件工程專業人才培養目標為:培養適應我國社會主義現代化建設需要,德、智、體、美全面發展的,掌握自然科學和人文社科基礎知識、計算機科學及軟件工程專業基礎理論知識的,熟悉軟件開發相關理論和知識的,具有軟件開發實踐和項目組織的初步經驗和能力,具有創新和服務意識,具有熟練的外語運用能力,能在企、事業單位和行政管理部門從事科學研究、開發和應用的,能適應技術進步和社會需求變化的高素質、實用型、具有競爭能力的軟件工程高級應用型人才。
2 現有人才培養模式存在的教學困境
現有人才培養模式存在的教學困境究其根源是由軟件工程專業的學科特點決定,即軟件工程學科涉及到理論、方法、工具的綜合交叉;軟件項目的過程、組織和管理涉及面廣;同時軟件工程專業的方法、技術和知識更新快、使用周期短、國際化程度高、應用范圍廣、服務性強以及軟件使用的不連續性和不確定性[2]。
現有人才培養模式存在的教學困境:
1)專業核心課程工程化的原理貫徹始終,理論性強,理論指導實踐的意義重大,但部分學生專業基礎不牢,軟件開發經驗不足,無法把理論教學的知識與實踐結合,課堂教學效果不好。
2)軟件開發技術發展迅速,特別是云計算、物聯網、移動互聯網以及互聯網+等技術的發展,使得學生在校學習的專業理論和技能素養跟不上社會對于軟件工程專業技術人才的要求。
3 軟件工程專業課程群建設
本文提出的軟件工程專業課程群建設是在河南城建學院“人才培養模式改革”大背景下,結合軟件工程專業的學科特點及現階段的教學困境,提出了軟件工程專業課程群建設方案。
需要強調指出的是,課程群建設并不是機械地進行課程排列組合,它應該是把一批具有相同認知結構和培養目標的本專業或跨專業課程的知識、方法、問題及解決方案有機地整合形成的課程體系[3]。課程設置要體現與時俱進,且要和當前高校的教學方法改革相結合,旨在為人才培養模式改革在系統化、理論化、工程化、實踐化等方面提供建議,針對專業特點構建工程化實踐教學體系,形成一個融基礎理論、實驗教學、工程實踐為一體的整體化培養機制,使學生各方面的能力都得到全面均衡的發展。
按照循序漸進的教學指導原則,本文提出的軟件工程專業課程群建設,主要從課程群建設和實踐能力培養兩個方面進行闡述,從而形成一體化培養機制,使學生在打牢專業基礎知識的同時,在實踐技能方面得到全面均衡發展。
1)軟件工程專業課程群建設
軟件工程專業課程群建設從理論基礎課程群建設考慮。其中,理論基礎課程群建設可以細分為四個課程子群,分別為:公共基礎課程群、專業基礎課程群、軟件工程專業課程群和專業方向課程群。
具體來講,四個課程子群的包含的課程如下。
(1)公共基礎課程群。包含思想政治類(具體包含課程:思想道德修養與法律基礎、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論和中國近代史綱要)、大學英語(一、二、三、四)、高等數學(上、下)、大學體育(一、二、三、四)和計算機科學導論等課程。
(2)專業基礎課程群。包含高級語言程序設計、大學物理(一、二)、硬件類(數字電路、模擬電路、計算機硬件技術基礎)、線性代數、離散數學、概率論與數理統計、軟件工程導論等課程。
(3)專業課程群。包含程序設計語言類(具體包含課程:面向對象程序設計、Java基礎、網站建設)、數據結構、計算機組成原理、數據庫原理、計算機網絡、操作系統類(操作系統和Linux操作系統),面向對象分析與設計(UML)、軟件工程過程與管理、軟件質量與測試、軟件系統設計與體系結構、計算機安全和編譯原理等課程。
(4)專業方向課程群。包括限選課和任選課兩類。其中限選課分為兩個方向:.NET方向(具體包含課程:C#程序設計、網站建設和 .NET企業級開發)和Java方向(具體包含課程:典型數據庫、Java Web應用開發和J2EE企業級開發)。任選課具體包含課程:算法分析與設計、人工智能、平面設計、Android技術應用和繪畫鑒賞等課程。
2)實踐能力培養
實踐能力培養主要從上機實驗、課程設計、實習實訓和畢業設計四個方面入手,著重培養學生的實踐動手能力。
實踐能力培養以“四面一體”為原則,著重培養學生的實踐動手能力。所謂“四面”,是指實踐環節從上機實驗、課程設計、實習實訓和畢業設計四個方面進行理論知識的深刻理解和熟練運用,從而使學生打下堅實的理論基礎知識,并運用到實踐。其中上機實驗主要是對相關課程的理論知識點進一步理解和掌握;課程設計則是以小項目為基礎,使學生對課程總體把握和熟練運用,把所學知識運用到實踐中去,理論聯系實踐;實習、實訓環節是讓學生對新技術、新知識的學習,同時進一步提高學生的動手能力;畢業設計注重對理論知識和實踐能力的綜合運用,形成全面的專業技能。
“一體”是指“四面”的最終目的是為學生的實踐能力服務,在畢業設計環節實現四面歸一,提高學生從整體把握并綜合運用所學的理論、實驗、課程設計、實習、實訓中的知識,知識歸一、動手能力歸一,形成全面的專業技能,使學生在進入社會工作后,有很強的實踐動手能力,適應工作的需要。
4 結束語
本文依據我校軟件工程專業認知與定位和現有人才培養模式存在的教學困境,提出了軟件工程專業課程群建設方案,旨在為課程體系與教學內容整體優化提供有益探索,從而培養能適應技術進步和社會需求變化的高素質、實用型、具有競爭能力的軟件工程高級應用型人才。
【參考文獻】
[1]張效祥.計算機科學技術百科全書[M].北京:清華大學出版社,2005,11:183.
關鍵詞主動服務;個性化;高校圖書館
1引言
近幾年來,電子圖書館、網絡圖書館、數字圖書館等新概念、新理念層出不窮,信息服務領域正經受著一場全新的變革,實現由傳統的被動服務向主動服務的轉化,由單一的、靜態的服務向多元的、動態的、個性的服務轉變是高校圖書館改革的重點。高校是學術研究和科研的主要機構,大學是很多人必經的教育階段,高校圖書館的服務質量直接關系到師生的學習、教學、科研質量,影響到師生生活娛樂等方方面面。所以高校圖書館的服務必須不斷革新,不斷提高服務質量。
2應用和存在的問題
2.1應用情況和存在的問題
Mylibrary、Mygateway等個性化定制服務系統在國內外許多大學圖書館中都投入使用。1998年,美國康奈爾大學圖書館開發了網絡個性化服務平臺Mylibrary系統,于1999年投入使用;國內的浙江大學圖書館設計了一種適應于Windows操作系統的基于Web數據庫平臺的Mylibrary服務體系,用戶通過支持Cookie的瀏覽器登錄Mylibrary,設置賬號和密碼,根據個人興趣對館藏數字資源和其他網絡資源進行篩選整理,將自己整合的資源組織到Mylibrary中…。武漢大學圖書館提供的EMAIL-ALERT服務,用戶只要登記并填寫自己感興趣的主題內容,圖書館即可將最新的信息發送至用戶的Email信箱。
在計算機網絡高速發展的今天,很多高校圖書館都提出主動服務。從被動服務轉為主動服務,提出的理念很多,但真正實現完善的主動服務卻很難,有的只是實現一部分主動服務功能,或者只是在一些比較有名的高校實施,沒能真正把主動服務全方面普及和應用。
2.2原因分析
高校圖書館主動服務不能完善和普及有其主觀和客觀方面的各種原因。
2.2.1讀者的計算機、網絡應用知識有限。圖書館不僅要提供查詢和借閱服務,而且要提供培訓讀者的服務。對于新事物,對其做充分的宣傳是使它能普及起來的最好方法。圖書館應該做好宣傳工作,讓讀者充分了解和接受這種新的服務。
2.2.2考慮的問題不全面。個性化的圖書館主動服務涉及方方面面,而不僅僅是讀者借閱圖書和查閱文獻資料,不僅要考慮師生教學、科研需要,還要考慮個人娛樂方面。很多高校圖書館認為學校的圖書館主要是用來學習和科研,所以對圖書館的娛樂需求不夠重視。實現個性化服務,應該考慮讀者的各方面需求。圖書館根據讀者的愛好和興趣,將相關的娛樂資料推送給讀者,可使讀者對主動服務系統更感興趣,提高他們使用系統的頻率,使這種服務方式更深入人心。
2.2.3技術滯后。實現圖書館主動服務已經有些成熟的技術,但應用方面還有些復雜技術難以實現,不能實現全面又便捷的主動服務。國外高校圖書館Mylibrary已經很普及,但國內很多高校圖書館都沒有實現真正的個性化主動服務,這與國內的技術相對滯后有一定關系。
3主要功能和實現技術
3.1主要功能
該系統不僅要實現傳統的教學和科研功能,還應考慮師生娛樂方面的需求,以期達到完善的服務效果。
3.1.1教學功能。高校圖書館對于教學的幫助是最基本和最重要的功能。學生習慣于傳統的圖書借閱,隨著網絡的發展,高校圖書館都購買了網絡數據庫資源,如萬方、維普、清華學術期刊CNKI及外文數據庫Gale、Proquest、Elsevir等。大部分學校的學生只局限于在數據庫中自行查找下載論文,這本質上并不是圖書館要實現的主動服務,還是讀者的被動式查找。在建立和完善主動服務系統的基礎上,圖書館應該力圖做到對主動服務的宣傳和普及。特別是工作人員應擔任起主動培訓的責任。
3.1.2科研功能。高校是重要的科研機構,參與科研的主要是教師、研究生和部分本科生及專科生。針對科研的對象和需要,圖書館應該提供更全面、更個性化的服務。個性化圖書館應針對師生的研究方向和研究課題,定期推送適合的材料和最新的研究動態,跟讀者保持聯系,對讀者行為進行跟蹤,記錄讀者的需求傾向,不斷改進推送內容的適用性和及時性。
3.1.3娛樂功能。娛樂功能常常不被重視。高校圖書館主要是幫助教學和科研,但對于個性化圖書館,除了學術研究,也應該重視娛樂方面。為了吸引更多的讀者使用這個主動服務系統,針對每個人的愛好和興趣,提供各方面的娛樂信息和資料,更能使主動服務得到讀者的喜歡和普及。娛樂功能的實現技術跟教學和科研差不多,難點是高校圖書館除了要關注他們擅長的學術資料,還要關注和整理關于娛樂的雜志、圖書等。只有這樣,高校圖書館的主動服務才是完善的,才能真正解決普及應用的問題。
3.1.4讀者訂購和推薦功能。有些讀者一時找不到的圖書和期刊,讀者根據需要向圖書館訂制,圖書館利用主動服務系統智能尋找,將結果推送給讀者。圖書館還可通過分析讀者的需求特點,定期把讀者可能需要的新書目錄推薦給讀者。
3.2實現技術
高校圖書館利用現代網絡、人工智能和專家系統等技術實現個性化主動信息服務。相關技術包括:(1)Web數據庫技術,完成用戶登錄、身份認證、數據匹配等;(2)網頁動態生成技術(ASP、ISAPI、CGI等),根據用戶數據動態生成網頁;(3)數據推送技術,常見的有兩種:一是頻道式推送,即將某些網頁定義為瀏覽器中頻道,用戶可以像選擇電視頻道那樣選擇通過網絡播送的信息。二是郵件式推送;(4)過程跟蹤技術,跟蹤用戶身份、監控用戶過程,如Cookie等;(5)安全身份認證技術,提供安全嚴密的身份認證,如X.509、PKI技術等;(6)數據加密技術,保障數據在網絡環境下的安全傳輸,例如公開密鑰技術、SSL協議等;(7)智能技術,能夠完成委托任務并可以快速遍歷互聯網,尋找所需的計算機系統,代表用戶工作,引導和代替用戶訪問信息資源。智能Agent主要解決獲得用戶信息需求、自動檢索信息和檢索結果的推送三方面的問題;(8)數據挖掘技術,主動搜集與過濾信息。
目前還有很多高科技應用于個性化信息服務,如建立在IBASE非結構化數據庫核心技術之上,集資源管理、大規模信息檢索和個性化信息服務于一體的IGF高專業化、高智能化網絡專題信息服務系統。
4高校圖書館個性化主動服務系統體系構建
高校圖書館主動服務模式實現了服務對象的針對性;動態連續跟蹤讀者需求;實時超前提供科學前沿研究成果與水平動向;定制推送專題研究所需信息等。
4.1構建個性化主動服務系統的迫切性
圖書館個性化主動信息服務系統的基本特征是以讀者為中心,不同讀者的專業、職業、所承擔的任務、所處的環境、興趣愛好等不同,對信息需求是多樣化的,信息服務也應提供針對。
信息需求的個別性,一方面是因為讀者目的是利用信息解決自己特定環境下的特定問題;另一方面,讀者利用信息和解決問題的方式、過程、程度和滿意度又與其心理、知識、經驗、行為方式甚至情緒等密切相關。而信息需求的個性化與動態和異構的海量信息源之間的矛盾日趨加大。這使得全面獲取所需信息變得更加復雜和困難,使讀者對于個性化主動信息服務的需求更加強烈。
4.2體系結構
通過對需求的分析,充分利用智能來實現高校圖書館個性化主動服務,其體系結構如下圖所示。
4.2.1讀者信息收集,建立用戶模式庫。建立讀者信息庫除了從讀者檔案和注冊信息獲取基本信息外,還可以從教師檔案和學生入學檔案獲取。
主要從用戶的個性化信息反饋獲取用戶個性化信息。反饋方法有明確和隱含的反饋。明確的反饋是讓用戶參與,填寫反饋表(如對服務的評價等)。隱含的反饋指從借閱信息和圖書查詢、讀者咨詢等讀者行為中建立讀者行為庫,通過讀者模式學習Agent,過濾、提取和完善需求信息,存入讀者模式信息庫。個性化信息的獲得和提取針對不同的讀者側重點不同。
(1)教師:重點在于整理教師的研究方向、研究內容、研究成果、最近研究的課題、所授課程、教學評估、教學教育理論等信息,并跟蹤這些信息的變動情況。
(2)行政人員:側重于所管轄事務、所參與的課題、管理績效、興趣愛好等。
(3)研究生:側重了解研究方向、參與的課題或項目、實習內容、畢業論文的內容、內容、研究成果、興趣愛好等,實時跟蹤其變動。
(4)本科生及專科生:側重于跟蹤其學習的課程、興趣愛好、關注的東西、畢業設計、畢業論文、借閱歷史等。
信息的過濾和提取過程:利用智能技術,通過讀者模式學習Agent進行關鍵詞學習和機器學習分析各類信息,將信息中的主要關鍵詞按出現頻率、段落頻率、出現位置等提取出來,計算出各個關鍵詞對此信息單元的特征權值。再考慮該類信息單元對于讀者興趣的權重。權值超過某個特定值的關鍵詞將提取出來存入讀者興趣文檔。如果讀者最近的行為中提取出的某個關鍵詞已經存在于興趣文檔中,那么這個關鍵詞的權值增加,同時這個讀者興趣信息集中的其他關鍵詞將作為此關鍵詞關系緊密的對象,其權值也相應增加。反之則減少。
4.2.2信息內容收集系統。Web上的信息龐大,該部分提供了直接的網絡spider和元搜索的過程,形成Web信息庫。還提供圖書數據庫的搜索和匹配。Web信息庫和圖書數據庫共同為建議Agent提供數據源。
4.2.3主動服務過程。
(1)訂制服務通過Agent技術來實現主動服務功能。讀者可訂制自己感興趣的內容,將需求輸入系統。系統將啟動訂制Agent,建議Agent根據讀者訂制的內容從Web信息庫和圖書數據庫中尋找所需信息,通過內容匹配,匹配成功后將信息通過廣播Agent或推送Agent送達讀者。這樣讀者就能根據自己的需求由系統尋找所需的信息,實現系統的基本的主動服務功能。
(2)主動推送服務。系統定期對讀者模式庫中的內容進行整理分析,通過系統智能分析讀者近期可能需要的論文資料、新書、最新研究動態、娛樂信息等,將這些信息通過廣播頻道或電子郵件及時地推送給讀者,以便讀者能盡快獲取信息,及時了解最新動態。此過程同樣得通過建議Agent,廣播Agent或推送Agent來完成,用到基于web的推送技術。這樣通過主動推送信息,實現該系統的高級和完善的個性化主動服務功能。
關鍵詞:高職院校;物業管理專業;導師制
廣東碧桂園職業學院自建院伊始,著力構建“立德樹人”的“大思政”全員育人新格局,實行學生導師制,建立以主任導師、學生導師雙管齊下的育人新體制。筆者有幸加入這一行列,擔任物業管理142班9名同學和物業管理151班4名同學的學生導師,并進行了兩年學生導師工作的實踐與探索。
一高職院校學生導師制的實施背景及意義
(一)背景
隨著國家城市化的高速推進,現代經濟的快速發展,物業管理已經成為城市居民生活不可忽視的一部分。物業管理服務內容從之前的保潔、保修、保安、保綠拓展成為為業主提供全方位的綜合,服務方式也從原來手工機械的簡單結合發展成人工智能系統、樓宇智能化系統等的廣泛應用。①對于物業公司工作人員的職業能力與職業素養有了更高的要求,對高職院校物業管理專業人才培養有了更明確的定位。我院物業管理專業創建于2014年,該專業一直按照培養“強技能、會應用、善管理”,并能滿足社會和企業需求的經營管理人才和技能服務人才,對學生的專業人才培養過程進行了一定的探索和實踐。目前我院物業管理專業學生導師制管理有別于我院全員導師制育人亦有不同,主要采用的是主任導師、學生導師、企業導師“三位一體”的工作制度。主任導師工作一般由物業管理專業的專任教師擔任,學生導師工作一般由公共課部的教師(含行政工作人員)擔任,每位教師擔任4-14名不等的學生導師工作。我院2014年創院伊始,就對學院各專業進行大刀闊斧的教育教學改革,以適應現代高職教育的發展需要。物業管理專業負責人也在專業人才培養方案上做出了較大的創新與改革,增多了專業實訓課的學時,并創設了專業實踐教學的平臺——企業課堂,將部分專業課程放置企業和企業導師共同育人,結合現代職教育人理念讓學生在“做中學、學中做、邊學邊做”,強化職業技能和提高職業素養。與教改相對應的學生管理工作的內涵也更為豐富,學生導師制的人員結構從原來的主任導師、學生導師,又增加了學生企業導師。企業導師是一般由碧桂園集團物業管理公司的部門主管或以上的工作人員擔任,經過嚴格的物業管理專業教研室的遴選上崗。在校企融合、協同育人的大環境下,學院、企業共同培養學生,更好地給予學生思想政治上的教育和專業學習上的指導,提高學生的專業技能、專業素養和就業上崗能力,從而促使整個專業的教育教學改革穩步推進。
(二)意義
學生導師制是由導師對學生的學習、品德和生活等方面進行個別指導,以提高學生的綜合素質和能力,彌補課堂教學環節中大學生基本能力和素質培養方面的不足②。高職院校實行學生導師制的意義在于:第一,實行學生導師制有利于教師與學生之間的交流溝通。學生導師可以通過“師生互動坊”等平臺定期(每周一)與學生交流,也可以通過在日常生活中隨機與其交流,從而相互信任、深入溝通,引導學生樹立正確的“三觀”,明確自身職業發展方向與目標,堅定自身的職業理想,拓寬學生的專業視野,提高學生自主學習和實踐的能力,提升學生個人職業素養與就業競爭力。第二,實行學生導師制有利于提高教師愛崗敬業的責任心,不斷加強自身業務學習,進一步鍛煉自身的實踐技能,努力將自己打造成符合現代職業教育要求的“雙師型”教師。第三,實行學生導師制有利于高職教育的個性培養,從“批量式”培養、統一式教育轉變成“分流(組)式”培養,加強對學生的針對性課外輔導,成為學院班級教學和實訓的有益補充,有利于開展個性化教育。
二高職院校物業管理專業學生導師制的實踐現狀
我院2014年起開始實行學生導師制至今已有兩年,而物業管理專業141、142、151班3個班級配備了主任導師、學生導師、企業導師,進行了“三位一體”校企協同育人的導師制模式的實踐探索。在近兩年的探索實踐中,我們發現主任導師和企業導師是校內班級授課制與企業分組授課制的有力補充,學生導師則及時為學生解決思想及心理問題,各位導師都竭盡全力,以多種形式的交流完成各自的工作職責,精心育人。
(一)實施方式
目前,導師制已經在很多高職院校開始實施,但因各院校存在差異,所以運行的模式與實施的方式不盡相同。我院因各專業教育教學改革的需要,學生導師制運行的模式與實施的方式亦有不同。以物業管理專業為例,因其人才培養的需要,細化了學生導師的工作內容,拓展了學生導師的人員結構,現由主任導師、學生導師、企業導師三類導師構成。主任導師的遴選是根據專業教研室推薦的專職教師擔任,學生導師的遴選是由學院人事部考核推薦學院思政課部教師和品質優秀的行政人員擔任,企業導師的遴選則是由專業負責人根據學生企業課堂的學習目標和學習內容,所聘用的企業兼課教師擔任。經征求意見后,予以全院公布、正式實施。
(二)導師類型
1.主任導師主要負責學生在校期間的成長,通過各種方式與學生保持經常的聯系與溝通,關心學生的專業學習和大學期間的生活,重點在對學生的學習指導。學生一進校就幫助其制定個人的三年大學計劃,制定合乎本人實際情況的專業課程學習計劃,教授正確且高效的學習方法,及時發現并解決學生在學習過程中存在的問題。組織開展以提高專業技能或是培養職業綜合素養相關的專題講座,引導學生正確認識自身所學專業以及將來的就業崗位。積極建設專業班級的優良班風、學風。在第六學期與企業導師共同指導學生完成畢業設計,并指導學生答辯。2.學生導師主要負責了解學生在校期間的思想動態和生活狀態,與學生經常溝通,解決實際中遇到的問題。我院生源絕大部分是貧困家庭的孩子,因為家庭的先天原因,使得他們后天在身心上都與一般家庭的孩子不同,生活上需要更多的關愛,心理上需要更多的疏導。加之我院推進“聚焦崗位能力,校企協同育人”的教改育人理念,實行準軍事化管理,都給初入校園的學生提出了更高的身、心要求。學生入校首先需要理解、需要適應,在此過程中往往會出現很多基于當前的認知能力而無法理解的情況,都需要學生導師細心、耐心地為其疏導、答疑、解惑,更好地實現“教學”互動,同步前進。3.企業導師物業管理專業第二學期至第五學期每學期都安排有4個教學周的企業課堂學習,第六學期有13個教學周的企業課堂學習。前4個學期的4周學習主要是以專業崗位的認知與崗位能力的培養為主,第六學期的13周學習主要是聚焦崗位,提升崗位能力。在此過程中,大量的企業課堂的理論與實踐課程是由企業導師承擔的。企業導師按照專業人才培養方案的教學計劃嚴格組織實施,做好企業課堂學習的過程指導和管理工作,保證企業課堂的學習質量。協助專業導師監控學生學習過程,做好日常學習指導記錄。根據學生在企業課堂的學習內容與完成情況及學生的學習表現,評定學生在企業課堂的學業成績,并附相應的學習鑒定,作為第六學期專業“定崗分流”的重要參考指標。企業導師在第六學期崗位能力提升實踐中,協助專業導師指導、考核學生完成與其崗位相對的畢業設計,形式可以豐富多樣,例如:策劃案、調研報告或是論文等等。
(三)實施效果
物業管理專業學生導師制歷經兩年的實施與探索,在一定程度上達到了良好的育人效果,在高職院校實行學生導師制的管理育人機制還是非常有益的。1.學生導師制的實施提高了學生專業學習的效率,縮短了自我摸索的過程。對于大一剛剛入校的新生,學生導師可以幫助他們盡快認知所學專業、熱愛本職專業、明確學習目標、掌握學習方法,盡快適應大學生活。我院物業管理專業至今沒有1名學生申請轉專業,有效地幫助學生構建符合自身特點的專業知識架構,提高了專業人才培養的質量。2.學生導師制的實施師生互動的頻率增多,促進教學互動、教學相長。使任課教師和學生之間的交流從課堂延伸至課外,使學生更為方便地向老師請教知識,讓課堂的教學互動更為順暢高效。學生們積極學習的主動性明顯提高,實踐能力得到了有效地鍛煉。3.學生導師制的實施提高了企業課堂的學習效果。我院物業管理專業強調專業的理論學習與實踐學習的高效融合,提倡“做中學、學中做、邊學邊做”。通過企業導師的實地理論教學、現場實訓和當場糾偏,讓學生能夠更好地認知專業、聚焦專業崗位學習,保證了企業崗位能力實踐的效果,為學生畢業獲得較高的月薪打下了堅實的專業基礎。4.學生導師制的實施突出了每個學生畢業設計的個性。我院物業管理專業2014年開始招生,現雖未有畢業生,但由企業導師指導學生基于其第六學期崗位實踐能力提升的企業課堂學習過程,在自身的實踐崗位上所遇到的實際問題開展調查研究或是做方案設計,都使得學生畢業設計的內容更為貼近專業、崗位的前沿研究,更加有利于鞏固每一個學生不同崗位能力的培養效果,更好地提高學生就業崗位的核心競爭力。
三高職院校物業管理專業學生導師制實施的探索
近年來,一些高職院校進行了學生導師制的嘗試與探索,這也給我們學院的學生培養提出了新的思路與方法。在對我院物業管理專業實行”三位一體”的學生導師制實踐探索過程中,也顯現出了一些問題,這就要求我們在探索過程中不斷發現問題,并根據現實情況找出行之有效的解決辦法,使學生導師制這種新的教育教學管理機制在實踐中逐步完善,發揮其重要作用。
(一)加強物業管理專業學生導師隊伍建設
1.有企業實際管理經驗的“雙師型”專業教師缺乏。專業一方面要積極引進急需的專業人才,另一方面也要加快對現有師資力量的培養與提高,采取“走出去、請進來”的辦法,定期分批次安排專業教師去企業進行為期6個月的企業崗位實踐鍛煉和學習。同時,還積極邀請碧桂園集團下屬的物業公司的企業高管來學院作專題講座與指導。2.目前專業師資結構不合理,教師數量不足,無法實現較高的師生比。當前急需加強專業導師梯隊建設,老、中、青教師比例搭配合理,這樣才能有利于專業導師對學生進行較為全面的指導。3.加強學生導師的崗前培訓和崗位能力的培養。對已經競聘上崗的學生導師要進行定期培訓,主要是組織其參加有關政策法規、教育學、心理學等相關知識的學習培訓與交流研討活動,針對性地提升高業務水平和崗位能力。
(二)積極探索與創新學生導師的工作方式與方法
在物業管理專業學生導師制的探索建設中,需要結合物業管理專業的人才培養定位、專業特色和學生特點,充分聚焦崗位能力培養,利用好“師生互動坊”、企業課堂等平臺探索和創新學生導師工作的方式與方法。例如嘗試項目導向與任務驅動式、職業技能大賽帶動式、崗位實踐能力與畢業設計聯動式、假期社會實踐活動式等等。
(三)建立健全學生導師工作激勵機制
學院要充分發揮評價的規范、導向與激勵功能,建立健全學生導師工作評價體系,對每位學生導師實行教學工作與導師工作的雙線管理,以職業道德、工作量、工作表現、育人效果、合格率和就業率等為指標對導師的工作業績進行綜合評價。對于企業導師要在認可其本崗位工作外,對其的學生導師工作也要認定工作量,并建立評價體系,評價結果反饋給企業體現在其當年的工作業績之中,作為升職、加薪的考量指標之一。總之,在高職院校實施學生導師制這種育人輔助機制,對提高高職人才培養質量,提升學生專業能力與職業素養,提高就業率等方面的成效一定是肯定的。但由于我院建院時間不長,管理制度仍在完善,而在此基礎上嘗試探索的學生導師制,還需要循序漸進。目前物業管理專業“三位一體”(專業導師、學生導師、企業導師)的學生導師制的實施是一種較好的探索,逐漸形成校企共同育人的合作方式,物業公司人員擔任學生部分課程的導師,學校專業教師兼當物業公司的顧問和管理人員,為自己的實踐(技能)教學累積經驗,逐步將自身打造成適應現代高職教育發展的“雙師”型教師,學校、企業、學生三方受益。
注釋
①羅成,萬磊.高職院校物業管理專業學生專業技能培養研究[J].中國市場,2015(33):140-141.
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參考文獻
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