计算机工程系实习总结
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计算机工程系实习总结范文第1篇
关键词：数字图像处理；MATLAB；多媒体
作者简介：曹永锋（1976-），男，河北冀州人，贵州师范大学数学与计算机科学学院，副教授；苏彩霞（1983-），女，河北衡水人，贵州师范大学数学与计算机科学学院，讲师。（贵州 贵阳 550001）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0101-02
“数字图像处理”是发展快且应用面广的新兴信息处理学科，[1]其所涉及的图像信息获取、传输和处理的基本理论和相关技术已经广泛渗透到了计算机、通信、遥感、测绘、生物、军事甚至人们的日常生活领域。“数字图像处理”已是高等院校信息类专业的一门重要专业课程。
数字图像处理完美结合了数学科学。随着电子技术及计算机技术的飞速发展，新的数字图像处理的理论和技术不断出现并应用于实践。面对这样一门理论与实践、原理和应用紧密结合的课程，学生们常常处于一个尴尬境地：虽为其广泛的应用前景所吸引，却困扰于课程的理论性，在一些繁杂的数学推导面前望而却步，逐渐丧失学习兴趣。[2]美国作家威廉·阿瑟·沃德有句名言：“平庸的教师讲述，好的教师解释，优秀的教师展示，杰出的教师激发兴趣。”要想改革“数字图像处理”课程的教学理念，提高教学质量，将教育模式从应试教育转向更为务实的专业素质教育（注重培养学生的学习兴趣和创造力，强调实践和应用能力），提高学生的兴趣和学习主动性是首先要解决的问题。在教学中，教师对于课堂教学目标的定位，应着眼于调动学生主动参与的积极性，突出“以学生为本”，使学生在学习知识、技能的过程中，不断加快发展自身的主体性。基于这些认识，笔者在“数字图像处理”课程教学中进行了若干提高学生自主性举措的探索。
一、增加“课题驱动”的学习环节
“课题驱动”或者“任务驱动”是探究式教学模式的一种教学方法，指教学过程中，以若干个具体课题为中心，在完成课题的过程中，使学生学到目标知识和技能。在这个过程中，教与学变得目标明确、生动有趣、易于接受。其可以提升学生兴趣和自主性的关键在于使学生真正成为了学习主体，教师除了具有辅导者、引导者的身份外，不具备其他任何权威。
“课题驱动”学习中的“课题”设计非常重要。首先，课题按照其难度与涉及知识范围的大小应分为多个档次。在本课程教学中，分为微课题与综合课题两个档次。微课题针对某一具体单一的图像处理的实际应用提出要求，例如要求对手机拍摄的一张对比度欠佳的图片进行灰度拉伸以提升效果。微课题数量可以很多，其优点在于可针对每一项图像处理技术单独设置，在实施时间和基础原理准备上相对灵活。综合课题需要多项数字图像处理技术的综合应用，课题要求更接近实际需求。例如可在课程中设置下面几个综合课题：检测流水线上的空瓶；实现电影特效，如人脸渐变为兽头；多幅相片拼接大场景；消除相片中的直线运动模糊。这些课题本身就是数字图像处理技术在现实生活中的前沿应用，在授课过程中教师展示结果以吸引学生的兴趣，讲授完基础原理知识和方法后，作为课题让学生们根据兴趣选择题目自行分组和实现。
课题的实施根据档次有所不同。微课题在课堂教学过程中按进度依次提出，学生需要参与完成每个课题。花费时间较少的直接在课堂上利用MATLAB实现，花费时间较多的则在课下进行。综合课题的选题放在绪论课后，即介绍了数字图像处理的各种有趣应用之后。要求学生根据兴趣自由选题，组成3～5人的小组，小组内明确分工，到学期末前完成。综合课题完成后提交书面报告、程序与结果、PPT课件。每个小组有30分钟时间向全班同学和老师介绍其成果，讲解原理并接受提问。
在对本科三年级两个不同班级和本科四年一个班级的授课中，发现了一些有趣现象。首先，大部分学生对综合性课题更有兴趣。这可能是由于综合性课题更接近现实需求，其产生的结果也更复杂和有趣，而微课题由于限制于实施时间和技术，其处理结果缺乏吸引力。其次，学生在其课题实施中所展示出来的能力令人瞠目结舌。以选择人脸渐变课题的小组为例，最初的期望是学生完成对该技术的目的、背景、基本实现方法的总结，并采用一种基本方法实现简单的渐变。最终，学生不仅圆满完成了预期任务，更在实践中发现了该基本方法的缺陷（两张图片中目标位置不重合的话，无法实现渐变效果），通过实现手动选取特征点和利用网格扭曲的方法很好地解决了对不重合的两幅图进行变形这一问题。
这样做最大的好处在于修正传统工程专业人才培养模式中过分强调专业知识积累的倾向，转而侧重于培养综合能力。学生收集、分析和利用信息的信息能力，综合分析事物和自主解决实际问题的研究能力，团队分工协作的合作能力，以及发散思维大胆尝试的创新能力都得以快速发展。
二、课堂上实时进行基于MATLAB的算法验证
MATLAB用于数字图像处理教学有很多优越性。MATLAB软件函数齐全，功能强大。其图像处理工具箱提供的函数，几乎可以实现所有图像处理方法。MATLAB非常适合用于基于课题引导的教学：MATLAB中丰富的函数有助于把学生从复杂的编程工作中解放出来，花更多精力分析和比较各种处理方法；MATLAB中简单却功能强大的图形图像显示功能，使学生可以快速直观观察分析结果；MATLAB语言简单易学，所有核心文件和工具箱文件都可读可改，学生可以通过读写源码理解原理，增添自己的功能甚至构建自己的工具箱。
MATLAB已成功用于讲完数字图像处理的基础理论和算法后的实验或者实习阶段的教学。[3，4]而本举措强调实时地对基础理论和算法进行验证与结果展示，即学完一个相对完整的图像处理算法原理后马上进行MATLAB编程验证。类似教学方法在美国罗斯-豪曼理工学院电气与计算机工程系已经得到了多年应用（在其教室内，学生课桌后面就是试验台，学生在听课过程中可以随时转身进行实际操作验证），[5]并取得了很好的教学效果。
这样做的好处在于：第一，数字图像处理算法的原理部分有大量令人生畏的枯燥冗长的公式推导，对处理结果的有趣体验和处理成功后的成就感有助于重新抓住学生因前面公式推导而减弱的注意力，使其重新点燃兴奋感，从而在课程的全过程都保持兴趣。第二，对算法的每个阶段结果的实时验证和观察可及时帮助学生理解理论原理，即使有一部分原理未能及时理解，相关感性认识仍可帮助学生继续学习后续部分。第三，MATLAB验证除作为教师演示手段外，还成为学生的学习手段。学生可以籍此分析、探究蕴含其中的反映事物本质和规律的理性知识，抽象、概括得出理性的结论。这样就使MATLAB验证的作用发生了质变，由教师的演示工具转变为学生的认知工具。
但是，这种方式的实施还需要一些条件的配合。例如，上课地点需要在机房或者每个座位都配备计算机的教室；由于MATLAB编程和验证会耗费额外的时间，那么每堂课所讲述内容必然减少，会造成课程基本内容在所给课时内无法完成。因此，需要配合讲授内容的精选，贯彻“少而精”原则，突出重点，使学生在有限学时内有最大收获。此外，也要精选需要实时编程验证的内容，避免无谓的时间耗费。
三、教学媒体作为学生的认知工具
从实践上讲，数字图像处理是“所见即所得，所得即可见”的一门学科。由于输入输出和处理过程大都可以用图形图像展示，在课程教学中多媒体使用得非常充分。[6，7]通常情况下，教学媒体资源（PPT课件、视频、录音、软件、网上资源等）是教师的教学工具，用来更直观地给学生们展示数字图像处理算法的基本原理和应用，增强他们的感性认识和提高吸引力。然而，这些资源应当同时成为学生的认知工具。通过激励学生利用媒体资源进行问题的分析、说明和讲解，使其自行探究蕴含其中的事物本质和规律并抽象、概括得出理性的结论，这样就使媒体的作用发生了质变，由教师的演示工具转变为学生的认知工具。这一措施的具体实施其实渗透到了前面两个措施之中。在“课题驱动”的教学过程中，教师从使用大部分媒体资源和时间资源的主导者转变为仅为学生提供部分媒体资源并占用少量时间的引导者，而学生必须从大量的信息来源中迅速查找、分析、理解并实现特定技术方法，在课堂上使用媒体清晰表现并清楚讲解；在“MATLAB实时验证”过程中，学生自行利用MATLAB探索和学习知识，教师将主动权、课堂时间和MATLAB软件工具交给了学生。
四、总结
笔者在“数字图像处理”课程教学中进行了若干提高学生自主性举措的探索。在贯彻课题驱动的教学过程中，教师角色由权威型转变为伙伴型，学生地位由被动听讲转变为主动参与；教育媒体资源由教师的演示工具变为了学生的认识工具；使MATLAB编程验证成为学生认识和学习知识的自然手段。爱迪生曾说“兴趣可以创造出人间奇迹”，自主学习的学生所表现出的能力的确让人吃惊。通过在教学中坚持和继续完善这些措施，有望创造更加充满活力的课堂。
参考文献：
[1]冈萨雷斯，伍兹.数字图像处理[M].第3版.阮秋琪，等，译.北京：电子工业出版社，2011.
[2]陈文驰.提高“数字图像处理”课程教学质量的探索[J].江南大学学报（教育科学版），2007，27（4）：34-36.
[3]吕秀琴.GIS专业《数字图像处理》实验教学研究[J].地理空间信息，2012，10（5）：174-176.
[4]彭晓明.基于Matlab 的数字图像处理课程的教学实验设计[J].高等教育研究，2009，26（1）：60-62.
[5]美国罗斯-豪曼理工学院，电气与计算机工程系[EB/OL].http：//rose-hulman.edu/academics/academic-departments/electrical-computer-engineering/faculty-staff.aspx.
[6]明冬萍.《数字图像处理》课程教学研究[J].中国科教创新导刊，
计算机工程系实习总结范文第2篇
关键词：高职机电；工程体验；课程整合
作者简介：丁度坤（1981-），男，广东汕头人，东莞职业技术学院教师，博士，研究方向为机器人技术、光机电一体化，高职教育。
课题项目：广东高职研究会重点课题“增强高职院校工科类学生工程体验方法研究”（编号：GDGZ11Z001），主持人：丁度坤；东莞职业技术学院校级课题“PCB板微钻视觉检测方法研究”（编号：2011c13），主持人：丁度坤。
中图分类号：G712
文献标识码：A
文章编号：1001－7518（2012）18－0086－04
高职院校承担着为国家培养高技能复合型人才的重任。高职院校的毕业生，必须在掌握相关专业技能的基础上，具备相关的工程能力；必须培养相关的职业素养与严谨求实的敬业精神；必须使其在进入工作岗位之前，具备对企业工程文化的认同感。国家工程教育专业认证标准以及美国的ABET对此都有相关的文件规定[1]。
可是目前，大多数高职院校的课程设置，均是偏重于学生专业技能方面的提升，而忽略了对其工程文化、工程能力等方面的培养。学生在进入相关工作岗位之前，普遍缺乏基本的工程经验以及对工程文化的认同和了解。从某种意义上来讲，这也是造成我国企业的产品质量不稳定的根源所在。
培养工程类毕业生的工程能力，使得在进入相关设计制造岗位之前，对企业工程文化具备一定的认同感，培养其严谨朴实的敬业精神，有利于从源头上保证产品的生产质量，具有极其重要的意义。本文将以培养学生的工程能力为主线，以机电类学生为研究对象，构建工程能力与工程文化一体化教学的自动线实训课程，着力使学生获得一种类似于实际的工程体验。
一、体验感在工程类人才培养中作用
体验感的概念来源于心理学，指的是人类在与环境的交互中所获得的个人经验。概括地讲，人的知识来源有两大途径：一是通过书籍、老师传授、图片或者文字等方式间接获得；一种是通过实践直接获得。而体验感更强调的是后者，从某种意义上来讲，通过实践直接获取的知识要比通过间接手段获取的知识更为重要。这是因为环境的信息可为学习者提供丰富的背景，方便学习者协调与更新自己的知识体系；另一方面，体验过程中获得的成功和奖励也会使学习者建立起更为浓厚的兴趣和自信，激励其不断获取新的知识。
体验感教育对工程类的人才培养尤为重要，因为工程类的课程绝大部分均是实践性相当强的课程，工程科学本身也是在不断地发明与创造新事物中得到发展的。可以说，工程知识的认知过程就是从具体到抽象，再由抽象到具体的反复过程。工程师的知识体系来源于社会生产的实际。将工程体验感融入工程类课程的教学当中，有助于学生更好地理解各种基础知识和专业知识；有助于培养学生严谨朴实的敬业精神；有助于学生正确认识理论与实际、知识与能力的关系；有助于学生发现自己的优势和兴趣，为其未来的就业奠定基础。回忆我国第一批大学生的成长历程，他们绝大部分都有工厂、农村的实践经验，所以尽管他们的理论基础不如应届高中毕业生，但他们的理解与接受能力却要比应届高中毕业生强，因此这批学生在毕业后很快就成为了各个领域的骨干，在各岗位大显身手，为我国的改革开放做出了巨大的贡献。而反观目前的大学毕业生，入学后就根据学校的人才培养计划按部就班地学习一门又一门的公共基础课和专业基础课。工程经历的缺乏使得各门课程对他们而言都是独立的，无法在相关工程背景的指导下，将各门课程有机地联系起来，构筑自己的知识体系，也就更谈不上能力的形成了。不少学生，学了一个学期的课程，都还没弄清楚这门课程的用途，要一直到走上工作岗位，从事了相关的技术岗位，参加了一些实际的工程项目，才能理解在校期间所学课程的作用，这严重制约了个人未来的发展。
为培养学生的工程能力，营造一种工程体验感，国内外许多高等院校均专门开设了相关的课程。如美国哈佛的三一学院工程系就开设了“工程设计导引—移动机器人”课程，每年选课人数约2O人。课程以灭火机器人竞赛为背景，通过研制参赛的机器人，“旨在为学生提供一年的工程经验，以培养专业技能，建立专业视角，了解工程世界的社会与人文环境”[1]。麻省理工学院的航空航天工程系开设了“航空航天与设计导引”选修课。通过课堂教学、互联网教学和航天器设计项目为学生营造了“提供真实的工程体验”[1]。瑞典的林克平大学开设了名为“Engineering Project Y”的工程导引课程，学生将用一学期四分之一的学时修该课程。课程包括讲课、讨论、项目工作和项目总结报告几个部分。每年大约有140名学生选课，来自5个系的教师参与指导，构建10个不同的项目。每5个学生为一组开展工作，完成从构思、设计、实现到评价的全过程[2]。Joy Beatty等提出了一种游戏式的教学模式，针对计算机工程需求分析师的课程特点，设计相应的游戏项目，让学生在游戏中得到相关知识的工程体验[3]。René Sallier等根据测试专业学生的特点，设计了血压测试项目，使用了NI公司的LabVIEW平台，让学生自主去构建相关的软硬件，并体验血压测量，增强其工程体验[4]。国内深圳大学的费跃农等以机器人教学套件为载体，为新生开设了灭火机器人的早期工程体验课程，旨在增强学生的学习兴趣[1]。
二、机电类专业人才培养目标探索
近年来，随着我国制造业的持续发展以及国家产业政策的调整，各企业普遍出现了“招工难、用工难”的困境，生产设备的自动化是解决上述问题的最佳途径。它能有效地缓解企业“用工难”的困境，提高劳动生产率，保证产品质量的一致性，且能将人类从单调、恶劣的生产环境中解放出来，是未来制造企业的发展方向。全球知名的制造企业—富士康甚至提出了百万“机器人大军”计划，计划在未来十年内，在生产线上配置百万台机器人，用来代替人工进行生产、搬运。而以单片机技术、液压气动技术、电气控制技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等多学科交叉的机电一体化方向正好顺应了这一趋势，在近年来也得到了迅猛的发展。
现在，基本每个工科类的高职院校都开设了机电一体化专业方向，可是目前国家却没有关于机电一体化方向的专业标准出台，这使得各院校在机电一体化专业的课程设置方面，各有特色，有的偏机械方向，而有的偏重于电气方面。同时，由于缺少机电一体化的职业技能评价体系，以及机电产品本身的复杂多样性，使得机电一体化方向在人才培养方面存在很多急待解决的问题。如何明确机电人才的培养目标、加强专业建设、并以此制定相关的人才培养方案成为了摆在各院校面前的一道研究课题[5-7]。
培养目标的确定对高职院校而言是非常重要的，它直接关系到后续专业课程的设置，直接影响到学生在校期间学到知识的多少、掌握职业技能的深浅、毕业时能从事的岗位以及是否能较好地胜任相应岗位的工作等实际问题。
我院近年来非常重视对机电方向人才培养目标的修订，通过召开培养方案研讨会、到相关企业调研、毕业生信息反馈等方式，着力于制定最合理的人才培养方案。从调研的情况来看，目前，机电一体化方向毕业生的就业岗位群主要有：（1）机电一体化设备和自动生产线的运行、安装、调试和维护；（2）各种机械设备的自动化、数字化改造；（3）自动化生产车间的生产工艺设计、质量管理、生产管理等岗位；（4）新兴的岗位如机器人的维护、维修技术员等。
据此确定了我院机电一体化方向的人才培养目标为：自动化生产设备的安装、调试、操作、维护与管理。围绕此培养目标，我院将机电类的课程划分为四大模块，分别为：职业工具课模块、职业基础课模块、职业核心课程模块以及职业选修课模块，如图1所示。
三、机电类工程体验一体化实训课教学设计
为使学生获得一种更为真实的工程体验，我院从多个方面进行了探索。选取了“自动线的安装与调试”实训课作为试点，将工程文化课也融入其中，如图2所示。将其贯穿于整个实训课的开始、实施以及最终的课程评价当中，极力营造一种类似于实际生产的全过程，使得学生获得一种接近于未来实际工作岗位的工程体验，培养其团队协作能力、沟通能力以及严谨朴实的工作作风。
（一）工程文化课程的选取
工程文化是指企业在实际的生产经营活动中，逐步形成的、为全部员工所认同的、带有特色的价值观、生产作风、经营理念、企业精神、企业道德准则等各方面的总和[8-9]。它是企业全体成员在长期的生产与经营活动中日积月累而形成的，是企业的灵魂所在。优秀的工程文化是企业在激烈的市场竞争中出奇制胜的法宝，是企业实现可持续发展的软实力。从目前许多院校毕业生顶岗实习与就业情况发现，大多数毕业生并不能适应企业的要求，难以真正转变为一名合格的企业员工，适应岗位需求。而从用人单位反馈来的意见又可看出，毕业生的专业技能并不是当前用人企业看重的第一要素，企业更为重视的是员工的基本职业素质、对企业的忠诚感以及对企业工程文化的认同程度。所以，在校期间提前对学生进行企业工程文化的相关教育，培养他们对工程文化的认同感就显得非常重要。
而一个企业的工程文化，往往是各具特色的，但也有其共性所在。因此，选取了最具代表性的工程文化四大共性部分作为我院学生的工程文化培训课程，它们分别为：企业对员工的职业素养要求；6S理念（即整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全）；企业的品质理念；企业的生产管理理念（选取了丰田的看板管理方法）。将这些共性的企业文化贯穿于实训课的全过程，培养学生对工程文化的认同感。
（二）工程体验实训课的设计
为使学生获得一种类似于实际生产的工程体验，选取了“自动线的安装与调试”实训课作为实施载体，并在其中贯穿了相关的企业文化课程。我院的“自动线安装与调试”实训是作为“机电一体技术”理论课的实训课程而专门开设的，课时为84学时，共历时3周时间。要求学生在实训前必须具备电工电子基础、传感检测基础、PLC编程基础、电机原理与驱动等前期知识。
实训课选取的设备是亚龙公司的YL-335B自动化生产线实训台，如图3所示。它模拟了一条自动化生产线的下料、搬运、加工、装配、分拣的全过程。
整条生产线包括了5个工作分站（即供料站、搬运站、加工站、装配站与分拣站），各分站使用了西门子的S7-200PLC进行控制，可对其进行单独控制，也可将各PLC组合起来，进行联网控制。根据实验台特点，将实训课划分为供料站、搬运站、加工站、装配站、分拣站的拆装与调试，以及整线的安装与调试六大实训模块，每个模块均可自成一体，对学生的机械拆装、电气路连接、PLC编程、触摸屏技术等多个方面进行训练，提高其专业技能。以其中的“供料站拆装与调试”实训课为例，其具体的教学过程如表1所示。
（三）课程的实施与评价
课程的具体实施过程是先由指导老师讲授企业工程文化课，以及讲解体现企业工程文化的实训注意事项，总共为12学时。然后进入实训环节，实训环节极力模拟实际自动化生产设备的安装调试过程，采用采用小班制，每班学生数在40～50人之间，以小组形式进行实训，各组配备一台实训台，各小组的学生数为5人左右，配备2名专业教师进行指导。
对每一模块的实训，其教学实施过程是先由指导教师对实训内容做简单讲解，然后并对各组下发任务书，最后对各小组的完成情况进行评价，相关的评价标准如表2所示。
四、结束语
工程能力的匮乏是我国高职院校学生普遍存在的问题，直接影响了学生对未来的岗位适应程度，乃至企业产品的品质等方面。因此，本文以“自动线安装与调试”实训课为载体，融入了职业素养、企业6s理念、企业的品质理念以及丰田的看板管理模式等共性的工程文化课程，极力营造一种类似于实际的工程环境，进行工程体验一体化实训课教学的探索，使学生在实训的同时获得一种工程体验感。
从实施的效果看，参加过工程体验实训的同学，其对未来工作岗位的适应能力明显增强了许多，实训的效果也有了显著提高。去年我院第一次参加“自动线的安装与调试”全国技能大赛，就取得了团体三等奖的良好成绩，这也从另一侧面说明工程体验一体化教学的有效性。
参考文献：
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