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一、计算机工程技术的弊端
任何事物都具有两面性,虽然高科技的应用能够有效提升工作效率等,但仍然会存在相应的弊端,如:计算机工在实际应用中的缺点需要工程师进行合理化的调整,我们认为,计算机工程技术想要得到合理、深刻的运用必须要将其弊端充分地展示出来,让所有使用者对其有更加清楚的了解,进行针对性的合理应用。与不少工程师交谈过程中发现,他们对于工程的设计还是具有一定的危险性意识和责任感,但总的来说,他们还是比较热衷于使用计算机工程技术。我们必须要将计算机工程技术的弊端展示出来,让工程师了解实际工程设计中不能完全依赖于计算机工程技术的应用,要将计算机工程技术与实践经验和知识结合起来应用。例如:专业的工程师在计算机工程技术的应用上会了解该工程的每一项细节,如设计模型、设计原则及原理等,再者,利用计算机工程技术来进行准确性计算和设计,最后再将结果进行比较,分析出最有效的问题解决途径,判断计算结果的真实有效性。以这样的方式不仅能够让计算机工程技术的弊端展示出来,还能够让使用者了解到它的真实性能。
二、计算机工程技术和传统工程技术的融合应用
计算机工程技术的出现无疑是帮助工程师解决各种设计及计算问题,使得工程师和相关工程审核人员的观念及思维都处在了一个高科技水平的阶段之中,有的人会认为,不使用计算机工程技术是与现今时代脱离的现象。正是由于这样的想法,致使部分工程师自身对于计算机工程技术的应用缺乏了应有的创新能力。首先,我们以建筑工程为例子,大部分的工程师都会借助计算机工程技术来对建筑面积范围进行计算,然后再对建筑工程进行规划,其中就包括了所需要使用的原材料等等,整个建筑工程的设计都依赖于计算机工程技术来实行,手工的操作逐渐减少,这样的发展趋势使得建筑工程的安全得到保障。完全地依赖于计算机工程技术而不参与手工预算,对于建筑的安全会形成一定的威胁性。因此,我们认为,在实际的建筑工程操作过程中,建筑工程师应该将计算机工程技术和传统技术相结合在一起应用,在实践中找出差异,并根据实际情况进行深入整合和修改,最大程度保障建筑的安全性。如:站在计算机工程技术的角度上来对问题进行深入分析,并根据设计出建筑工程的相关内容,然后进行传统的手工分析,提出多样化工程设计方案,最后,将计算机工程技术和传统工程技术相结合在一起,再将设计好的思路整合,运用计算机工程技术来设计出最终的程序。
三、合理使用计算机工程技术
计算机工程技术虽然存在弊端,但其实用性极强,所谓“去其糟粕,取其精华”,工程师在使用计算机工程技术时也应该扬长避短,合理地运用它来开展工作。计算机工程技术在实际运用过程中可以以一些适合的自动化工作内容经过高科技转化来进行,对于工程安全性及威胁性问题则要求工程师手工进行预算,控制工程整体设计方案中的偏差,确保工程具备足够的实用性和安全性。如:在实际的计算机工程技术使用过程中,常常会涉及到规范、数学的原理等知识,假设工程师因为缺乏这类知识将使得其难以判断工程技术是否适用于工程,为此,工程师在使用计算机工程技术时要有选择性,才能够将计算机工程技术的优势真正发挥出来。
四、计算机技术在工程项目管理中的合理运用和发展
计算机信息技术在工程项目管理过程中的使用越来越广泛,其发挥的作用也越来越明显。随着计算机信息技术的普遍使用,相应的各类项目管理软件也相继而生。各类项目管理软件的出现,最大的特征就是实现工程项目管理的基本特点及功能。上述基本功能主要包括以下几个方面:首先是工程进度,其次是工程质量,再次是工程投资控制,财务,资源采购以及合同管理等。20世纪90年代初,我国曾经出现了一大批大型的综合性项目管理软件,综合性强的项目管理软件的实践,目前已经达到最大完善,并且在项目管理实践过程中发挥了自己该有的作用。上述项目管理软件的使用,促使项目管理计划以及控制进一步简便,不仅如此措施,加工项目管理中大量信息的保存以及处理更加方便,从根本上实现了信息数据资源的共享。
随着社会的发展,我国计算机网络技术实现进一步完善,随着计算机网络技术的进一步使用,工程项目管理过程中信息资源的传递及共享进一步完善。在传统形式下,使用的信息传递方法会导致信息资源滞后,使用不正确的信息资源,会导致项目管理人员难以对工程进度以及工程质量难以正确的控制把握。如果使用现代化信息量高的计算机信息技术,那么就可以从事工程管理人员在第一时间了解实际情况,做好防御措施。例如:局域网、电子信息通信系统、广域网、企业数据库系统以及项目管理系统等。如果是选择局域网,最重要的基础就是多用户操作技术。在项目管理工作过程中,如果选择使用先进的电子通讯工具,那么就可以促使项目管理工作过程中遇到的地域限制问题进一步减少。例如,E-MAIL的高速快捷促使信息的传递以及交流进一步完善。总的来说,计算机信息化管理技术日后将逐渐为我国国内建筑施工企业的开发以及可持续发展提供很重要的帮助。
综上所述,随着我国社会经济的进一步发展,我国的信息技术也实现了进一步完善,在工程项目管理过程中,计算机信息技术的使用范围更加的广泛,并且已经发展成为日后的必要趋势,计算机信息技术的有效使用,对于传统模式下的建筑行业改造以及建筑行业能力提升等工作方面存在一定的冲击性,但是却是解开枷锁最好的方法,实质上,计算机信息技术的有少使用是工程项目管理及其作业方式等方面的重大突破。工程施工企业可以在使用计算机信息化技术的基础上,促使自身水平逐渐提高,实现跟国际水平接轨。但是需要注意的是,我们需要针对该实际情况,对更多的更专业的技术人员行培养,促使他们在该个领域发挥自己的最大作用。
参考文献:
(1.中国农业大学烟台研究院,山东 烟台 264000; 2.中国农业大学信息与电气工程学院,北京 100083;
3.山东省农业科学院科技信息研究所,济南 250100)
摘要:针对农业信息化综合服务平台信息过载问题,构建了个性化农业信息推荐模型,重点研究了用户类别兴趣向量、用户特征词喜好向量和文档特征向量,建立了农业专业词典和中英文停用词典;采用遗忘函数按时间对特征词的权重进行更新,并对用户类别兴趣进行更新,实现用户模型的更新;采用余弦相似度进行推荐度计算,提出了个性化服务推荐算法;通过对推荐信息的URL参数统计获知推荐效果,进一步对个性化推荐模型进行修正。结果表明,该模型可根据用户兴趣制定推荐,为用户提供有价值的信息,满足用户个性化需求。
关键词 :内容过滤;个性化服务;农业信息;信息推荐
中图分类号:S126;TP391.3 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)16-4052-05
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.057
收稿日期:2014-09-29
基金项目:山东省自主创新专项(2012CX90204)
作者简介:张启宇(1978-),男,山东荣成人,讲师,硕士,主要从事农业信息化技术研究,(电话)15063801204(电子信箱)rcraingo@163.com;
通信作者,王 磊(1973-),男,主要从事农业信息化技术研究,(电子信箱)nkywl@126.com。
随着互联网和农业信息化的迅速发展,农业网站建设进入了快速发展期。大量的农业技术、供求信息、市场信息、政策法规和农业新闻等信息资源分布在农业网站中,然而由于互联网信息资源具有信息异质、异构、分散、重复现象严重的特点,缺少统一的形式化表达,形成各种各样的“信息孤岛”,很难对农业信息资源进行整合和利用[1]。对农民而言,不会使用搜索引擎,不知道使用什么
关键词 进行搜索。为此,打造了农业信息化综合服务平台,农业信息化综合服务平台包括农业服务信息搜索引擎系统(针对涉农科技信息、市场行情、市场供求等信息进行定时、定向地自动获取、清洗和分类)、信息展示系统(搜索引擎获取的信息分类显示)、农业专家系统、农业论坛系统(用户提出各种农业问题,由农业专家或其他用户回答,支持短信智能问答)、个性化服务系统(根据用户的兴趣爱好进行信息主动推荐)等。随着信息的不断增长,用户很容易被淹没在信息海洋当中[2],因此个性化服务系统是农业信息化综合服务平台的重要组成部分,可以提取及分析用户个性信息,根据用户兴趣制定推荐,为用户提供有价值的信息,满足用户个性化需求[3]。
个性化服务系统根据其所采用的推荐技术可分为基于规则的系统和信息过滤系统。信息过滤系统又可分为基于内容过滤的系统和协作过滤系统[4]。目前对于基于内容过滤的个性化服务推荐模型的研究主要在搜索引擎[5]、数字图书馆[6-8]、虚拟研究环境[9]、博物馆[10]等领域,对农业领域的研究很少。本研究对基于内容过滤的个性化服务推荐模型进行了研究,提出了适合农业信息化综合服务平台的可更新的个性化服务推荐模型。
1 用户兴趣模型
1.1 用户兴趣的获取
个性化服务推荐模型建立的第一步是建立用户兴趣模型。建立用户兴趣模型首先要获取用户兴趣,用户模型中兴趣的获取主要有用户显式反馈和用户隐式反馈两种[4]。用户显式反馈是指用户回答系统提出的问题,直接参与建模过程,一般通过填表的方式来完成,其优点是获取的信息比较具体、全面、客观,可靠性较高,缺点是灵活性差,浪费用户的时间;用户隐式反馈是指系统在观察用户行为的基础上通过推理来获取用户兴趣知识,可以减少用户不必要的负担。
根据农业信息化综合服务平台的特点,用户兴趣获取的信息包括用户注册时的兴趣爱好、浏览的信息页面、信息查询的
关键词 、论坛中及回复的帖子、短信提问的问题。
1.2 用户兴趣模型的表示
杨艳等[5]提出的将兴趣粒度表示法和向量空间模型表示法结合起来的显隐式结合用户模型,在用户兴趣爱好固定的情况下取得了比较好的效果。但用户的兴趣爱好不是一成不变的,本研究借鉴了该模型的思想,根据农业信息化综合服务平台的特点,构造可更新用户兴趣类别的用户兴趣模型。
农业信息化综合服务平台中的信息是分类显示的,因此把用户的兴趣爱好表现在信息的类别上。把用户的每一个感兴趣的类别和对该类别感兴趣的程度用一个向量表示,称为类别兴趣向量,定义为CI=<(C1,W1),(C2,W2),…,(Cm,Wm)>其中m为用户感兴趣的类别个数,Cj为第j个类别,Wj为
2 用户兴趣模型的实现
目前,在信息处理方向上,文本的表示主要采用向量空间模型[11]。用空间向量模型表示文本,首先要对文本进行分词,进行特征选择和权重计算,最后形成一个N维空间向量[12]。
2.1 特征词权重的计算
权重的计算有多种方法,主要有布尔函数、频度函数、开根号函数、对数函数、熵函数及TF*IDF函数等,TF*IDF函数因其算法相对简单、有较高的准确率和召回率,一直受到相关研究人员和众多应用领域的青睐[13]。Salton在1973年提出的TF*IDF启发式权重算法计算公式[14]为:
W(fi,d)=TF(fi,d)×DIF(fi)=N(fid)×log(N(fi)/N)(1)
其中,W(fi,d)是特征词fi在文本d中的权重,N(fi)是出现特征词fi的文本数,N是总文本数,N(fid)是文本d中出现fi的次数。
施聪莺等[12]对“考虑类间类内差异的TF*IDF”、“TF*IWF*IWF”、“引入方差的TF*IWF*IWF”及“TF*IDF频率”算法进行测试,“引入方差的TF*IWF*IWF”无论是在开放测试还是在封闭测试中,F1测试值都非常高,反映了方差在抑制干扰方面的作用。本研究采用陈克利等[13]提出的“引入方差的TF*IWF*IWF”权重算法进行计算。
特征词在类别中的权重计算公式:
心理学研究认为,人的记忆会随着时间的延续而逐渐遗忘,当环境或场合的改变使得记忆中的某些信息长期不被利用时,这些信息会逐渐被遗忘。根据心理学的记忆遗忘理论,可以认为用户兴趣的改变就是一种记忆遗忘现象[16]。目前对遗忘机制的研究是把时间对兴趣的影响通过遗忘函数或遗忘因子来表示出来,并更新用户的兴趣。遗忘函数或遗忘因子有着不同的公式表示,有指数函数[16-21]、线性函数[22-26]、菲波拉契数列[27]、幂函数[28]、对数函数[29]、分段函数[30]、非线性函数[31-33]等。于洪等[28]用ZGrapher工具对艾宾浩斯遗忘曲线进行拟合,得到符合遗忘曲线的数学函数:
百度百科的“遗忘曲线”词条[34]给出了艾宾浩斯记忆遗忘一般规律,得出初次记忆后经过了X小时,记忆率Y近似地满足:
对公式(6)~(8)进行运算,公式(7)最符合艾宾浩斯遗忘曲线,但公式(7)缺少31 d以后的表示。31 d以后的记忆趋于稳定,所以把31 d以后设置为固定值0.211,修改后的公式为公式(9):
其中,t为正整数。
采用公式(10)对特征词在类别和文档中的权重进行动态更新。特征词的权重按照公式(2)和(3)进行特征词加权修订后和公式(10)之乘积进行计算。文档中的权重也要计算,因为文档越新,对用户的价值越大,公式(10)对类别和文档进行计算时,t可以取不同的值。
2.2 特征向量的构造
特征向量的构造过程如下:
1)分析服务器日志,去掉与日志无关的信息,如请求失败信息、页面图片请求等等,把用户有效的访问信息保存到数据库中[4]。
2)获取用户浏览的新闻资讯页面、论坛中及回复的帖子、便民服务的
关键词 、短信提问的问题,进行中文分词,去除停用词。对于中文分词采用IK Analyzer 2012。IK Analyzer是一个开源的、基于Java语言开发的轻量级中文分词工具包。在2012版本中,支持通过配置IK Analyzer.cfg.xml文件来扩充专有词典和停止词典,词典的格式为无BOM的UTF-8编码的中文文本文件[35]。农业专业词典可以借助网络上的词库构建,搜狗输入法[36]、百度输入法[37]、QQ输入法[38]等输入法提供了众多的词库供用户下载使用。从“农林牧渔”类挑选词库,整理农业专业词典。停止词典在文献[39]和[40]的基础上构建。
3)对每一个类别计算特征词在类别和文档中的权重,构造用户特征词喜好向量Tk和文档特征向量Dh。Tk=(w1k,w2k,…,wnk),k∈[1,m],m为用户感兴趣的类别个数,n为类别征词的个数;Dh=(w1h,w2h,…,wsh),h∈[1,b],b为该类别下的文档个数,s为文档征词的个数。
特征向量的构造如图1所示。
2.3 用户类别喜好向量的更新
当用户访问系统一段时间后,用户兴趣发生变化时,再使用用户注册时的初始用户类别喜好向量进行计算就会出现偏差,因此要进行用户类别喜好向量更新。更新策略为:统计用户点击不同类别文档的点击次数,按照公式(8)进行衰减,计算出最终的点击值。利用不同类别的点击值,重新构造喜好向量i=(i1,i2,…,im),m为现在用户感兴趣的类别个数。对向量进行规范化处理:
,得到新的类别喜好权重。
2.4 相似度的计算
用户特征词喜好和文档特征表示采用向量方式,因此可以把资源对用户的推荐度计算转换为向量间的余弦相似度的计算[10]。由于余弦相似度的计算要求两个向量维数相同,因此向量Tk和Dh要进行维数的统一,即存在于Tk而不存在于Dh的特征词补充到Dh中,其权重为0;存在于Dh而不存在于Tk的特征词补充到Tk中,其权重为0。即Tk=(w1k,w2k,…,wSk),Dh=(w1h,w2h,…,wSh),S为维数统一后的特征词个数,满足max(n,s)Sm+n。余弦相似度计算公式为:
3 个性化服务推荐算法及反馈
3.1 个性化服务推荐算法
个性化服务推荐算法流程图如图2所示。
3.2 反馈
为了判断用户是否浏览推荐的信息,对推荐信息的URL添加一个参数,设置为用户注册的用户名。当用户点击推荐的信息,服务器会进行统计。通过统计信息,可以获知每一次推荐的效果。
4 小结
对基于内容过滤的个性化服务模型进行了研究,针对农业信息化综合服务平台的目的与意义,提出了农业信息个性化推荐模型,采用用户显式反馈和用户隐式反馈两种方法相结合获得用户兴趣。利用特征词权重和构造特征向量将文本分词,为了让个性化推荐更准确,采用遗忘函数按时间对特征词的权重进行更新,并对用户类别兴趣进行更新。通过对推荐信息的URL参数统计获知推荐效果,进一步对个性化推荐模型进行修正,为用户提供更好的个性化服务。但这个反馈需要对大量统计数据进行挖掘分析,是一项长期的工作。
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计算机科学与技术学科是研究计算机的设计、制造和利用计算机进行信息获取、表示、存储、处理、控制等的理论、原则、方法和技术的学科。它包括科学与技术两个方面。科学与技术相辅相成、相互作用。同时,计算机科学与技术学科具有较强的工程性,应用是计算机科学与技术发展的动力、源泉和归宿,而计算机科学与技术又不断为应用提供日益先进的方法、设备与环境。计算机科学与技术学科人才培养必须重视实践教学环节。
本文的主要工作就是探讨如何将先进的国际计算机实践教学模式引入到我们的计算机实践教学体系,完善我们的计算机实践教学体系,以进一步提高学生的创新能力。首先我们介绍国际先进的计算机实践教学模式,然后介绍东南大学计算机专业实践教学体系,接着介绍东南大学计算机专业实践教学体系引入国际化实践教学模式的探索,最后给出我们的建议。
1国际先进的计算机实践教学模式分析
国际先进的计算机实践教学模式的基本特征是:
(1) 强调做中学,通过实践悟出“道理”、发展理论;
(2) 强调实践与社会应用需求相结合;
(3) 强调实践与个人研究兴趣相结合;
(4) 强调实践综合与探索相结合;
(5) 强调实践与论文相结合。
国际先进的计算机实践教学基本模式是:“理论―实践―新理论―再实践”和“强化实践”。
英国和德国采用“理论―实践―新理论―再实践”模式。英国普遍实行“学习―企业实习―学习”三段制教育体制 ,即学生一段时间在校学习 ,一段时间到信息类企业实习,工读交替进行教学计划,使学生能在所选择的典型信息类企业环境中学习。它不仅给学生提供书本理论知识和实践知识,而且使学生在做好就业准备的同时,具有较高的技能和创造力。德国大学十分注重实践教学,实践教学环节在教学组织中占有重要的地位。习题课、讨论课、实践课占较大比例;学生要到企业实习 6个月,毕业设计必须在企业完成;毕业论文题目都是来自企业的真实课题。除了强调在企业的实习和见习外,采用注重实际问题分析的实践教学方法,以及练习实践教学方法――学生单独或以小组形式解决复杂问题;考察方法――参观企业,了解实际工作的程序和方法;案例方法。实践教学特色是“政府支持、企业主导、注重实践过程管理”,企业是评价、考核实践教学成果的主体。
美国采用“强化实践”模式。美国许多大学将计算机课程实验单独设课,甚至列为核心课程。对于软件类实践课程,重视通过项目训练培养学生的程序分析、设计和开发能力,而且关注项目训练环节的辅导工作;开课形式是项目驱动,助教指导;实践教学特点是助教人员配备充分,教师指导有成效。对于硬件类实践课程,在教学过程中强化实验教学,并注意引导学生养成正确的实验方法;开课形式是保证基础,兴趣驱动;教学特点是实验教学为主。另外,鼓励开设个性化的实践课程,注重学生的个性化发展;实践内容由学生自己与老师商定;教学特点是教师指导为主。
2东南大学计算机专业实践教学体系
坚持实践育人是东南大学的优良办学传统和宝贵的精神财富,坚持实践教学不断线,将实践育人通过培养方案和教学计划落实到人才培养的全过程是东南大学教育特色。
东南大学计算机专业实践教学体系是结合国际IEEE/ACM CC2005和东南大学计算机专业学科特色及优势形成了具有三个层次、三条线的开放式创新性实践教学体系。
三个层次分别是:
(1) 课内基础与验证型实验,该类实验主要涉及课程的相关知识点。实验目的是使学生验证、理解、巩固并掌握课内所要求的基本教学内容;
(2) 综合实验实践与课程设计,主要是设计与开发型实验实践,该类实验实践以“任务”或“课题”形式提出实验要求和具体的实验成果,要求学生通过有关课程或自学方式,掌握实验所涉及到的知识,通过综合利用这些知识来设计、开发并最终完成实验项目;该类实验旨在培养学生综合应用计算机知识与技术的能力,培养学生带着问题自主学习的能力,实验涉及计算机基础与应用开发等多方面的知识,例如,可涉及软件工具与环境的使用、高级语言编程、编译程序及操作系统、数据库及网络等方面的内容;
(3) 课外研究与创新型实验,该类实验重在培养学生的研究能力与创新意识;实验室可设定研究题目,也可由学生自选题目;该类实验可以没有最终结果,但要求学生能提供实验分析与研究报告,写出有见解的心得体会。
三条线分别是:
(1) 软件,从程序设计基础到操作系统及数据库、软件工程课程设计、软件类科研实践、软件类课题毕业设计;
(2) 硬件,从电子实践初步到硬件与接口实验、硬件类科研实践、硬件类课题毕业设计;
(3) 软硬综合,从计算机系统综合课程设计到软硬综合类科研实践、软硬综合类课题毕业设计;计算机系统综合课程设计以编译系统课程设计、操作系统课程设计、硬件实验和微型机与接口技术实验为基础;通过软硬综合实践环节增强学生的编程能力、计算机系统认识能力、充分利用计算机系统进行实际计算机应用问题求解的能力。
东南大学计算机专业软件系列实践教学环节如图1所示。
图1 软件系列实践教学环节示意图
东南大学计算机专业硬件系列实践教学环节的示意图如图2所示。
图2 硬件系列实践教学环节示意图
对于科研实践,主要是由四层次的大学生科研训练体系支撑,具有国家级、省级、校级、院系级四个级别、以学生自主研究项目和学科竞赛活动为主体。共有六种实现途径:
(1) 学生自主立项进行科研项目研究;
(2) 参加学科竞赛(如,电子设计竞赛、ACM国际大学生程序设计竞赛、足球机器人大赛等);
(3) 提交研学作品(设计、论文、报告、软件等)及相关资料;
(4) (含参加国际、国内各级学术活动提交论文并收入论文集或被邀请作报告);
(5) 听科技、学术报告并撰写与报告相关的研学材料,如文献综述、评论等;
(6) 其他研学活动。校级、院系大学生科研训练计划是计划的基础支撑和主体,国家级、省级和部分校级重点项目是优秀学生进一步发展创新能力的延伸舞台。
经过努力,东南大学计算机专业实践教学体系日趋完善,在对学生的培养上取得良好的效果,学生对计算机系统的认识能力和综合素质明显增强。
3东南大学计算机专业实践教学体系引入国际化实践教学模式的探索
东南大学主要在引入国际化实践教学思路与内容、实践过程模式和实践环节考核方式等方面进行了探索。
(1) 引入国际化实践教学思路和内容
根据 “强化基础、软硬结合、立足系统、面向应用、加强实践”的教学理念,东南大学计算机专业引入国际著名大学的课外研学实践模式和面向计算机系统的课程设计模式。对于课外研学模式,主要有:“软件环境自学实践”和“大学生科研训练计划”。对于面向计算机系统的课程设计模式,主要有:“以Lex和YACC为核心的编译程序构造课程设计”、“以构建小型数据库管理系统(DBMS)为核心的数据库系统课程设计”、“以操作系统内核设计为核心的操作系统课程设计”、“以CPU设计和BIOS设计为核心的计算机系统综合课程设计”。
(2) 引入国际化实践过程模式
根据“构建研究型实践教学体系”目标,东南大学计算机专业引入“开放和自主”实践过程模式。对于“开放”,主要是采用“开放的实践环境、开放的设计方式、开放的目标要求和开放的评价体系”,以使学生敢于探索。对于“自主”,主要是强调“以老师主导、以学生为主体”,不限定学生设计的系统总体结构、不限定学生具体实施设计的步骤、不限定最终的目标和验证方式、不限定学生实施设计自己设计的时间和地点,以能充分体现“个性化”。
(3) 引入国际化实践环节综合考核模式
对于以小组为单位实施的实践项目,采用组间考核和组内考核相结合的方式,教师全程跟踪、加强验收管理,不仅要提交实际可运行或可演示的系统、而且要撰写相关论文。对于组间考核,主要依据是小组答辩、其他小组对该小组的评价以及教师对该小组的评价。组间考核得分作为小组成员最高得分。对于组内考核,主要依据是小组成员相互评价、教师抽查面试。
(4) 加强与信息类企业的合作
主要包括:邀请企业工程师担任部分课程案例内容讲解、安排实训和企业实习、毕业设计结合企业课题。
对于“计算机系统综合课程设计”,我们主要是参照美国加州大学伯克利分校的思路。该课程目标是:提高学生的计算机系统综合认识能力、培养学生基于系统优化应用的思维意识、提高学生的创新能力。课程思路和方法是:从系统设计的角度,培养学生综合运用计算机软硬件课程所学到的知识的能力;鼓励自主创新,经过团队合作,设计一个小型的片上系统(System on chip),其中包括硬件系统和系统软件的设计与实现;采用研究型教学方法。该课程的前期实践基础是:以微程序控制和复杂的模型计算机设计为主要内容的“硬件实验”、以Lex和YACC设计为主要内容的“编译程序构造课程设计”、以微内核设计为主要内容的“操作系统课程设计” 。该课程的硬件设计内容有:一个可运行31条MIPS指令、采用哈佛结构的RISC型MPIS32微处理器,串口、键盘和LED显示控制器,看门狗(可选)等。该课程的软件设计内容有:含有编辑功能的MIPS32汇编程序、基本输入输出系统(BIOS)、硬件各部件测试程序、MiniC编译器(可选)、应用程序范例(可选)等。通过“计算机系统综合课程设计”,学生的感受是“让我们对计算机系统有了更直观深刻的认识,而且也锻炼了我们的能力”。引入国际化的实践教学模式,对我们学生的创新能力起到了明显的作用。
4思考与建议
(1) 必须加强实践教学师资队伍建设
拥有一支结构合理、具有丰富理论和实践经验的教师队伍是实践教学质量的有力保证。若实践教学采用全程跟踪、强化交互式实践考核方式,更需要投入更多的师资力量。
(2) 贯彻“讲一、练二、训三”的基本思想和“少而精”的原则
充分发挥学生的主动性,着重启发学生的思维,拓宽学生的知识领域,更多地采用引而不发和举一反三的启发式教学方法教给学生一些关键技术,把主动给学生。多指定一些参考书,让学生逐步形成自己选择资料和获取知识的能力,提高学习的积极性和主动性。讲课时间缩短,实际训练加长。
(3) 超脱实践内容、培养学生的创新精神
引导学生从具体实践课题完成过程,学会总结与归纳,使学生得到的不仅是知识,而是方法、分析问题和解决问题的能力,学生不仅学会分析问题、解决问题的方法,而且学会思索、对比、概括、提高,从怕出问题到主动找问题,从被动完成任务到主动寻找好的解决问题的方法,使知识得到升华、提高。从而,掌握作研究的一般方法和过程,可自主研究一些新的问题。
(4) 通过国际计算机工程认证制度推进计算机专业实践教学体系的国际化
将国际计算机工程实践规范引入计算机专业实践教学体系。
5结束语
创新源于实践、实践出真知。加强实践性教学环节是我国高等教育发展的一个永恒主题。我国高等教育要适应社会发展、符合国际潮流,满足社会对人才素质的多元化要求,必须重视实践性教学环节在专业教育中的作用。
我们相信,他山之石可以攻玉,我们需要借鉴计算机专业国际化实践教学模式,特别是国际知名大学计算机专业实践教学模式,以形成能够适应中国教育环境的计算机专业实践教学模式,从而进一步提高学生的实践创新能力、提升学生的专业竞争力。当然,探索具有中国特色、能与国际接轨的计算机专业实践教学模式是一个长期的过程,需要我们共同努力。
参考文献
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[2] 教育部.关于进一步深化本科教学改革、全面提高教学质量的若干意见.教高(2007)2号.
[3] 陈宝泉,杨晨光. 如何培养好“未来的工程师”[N].中国教育报,2007,(10).
[4] 甘岚,曾辉. 计算机科学与技术专业实践教学体系构建[J]. 华东交通大学学报, Vol23. No.12, 2006,(12).
关键词:地方高等院校;计算机科学与技术专业;实践教学体系;改革与实践
1计算机专业学生实践能力培养的现状
21世纪是知识经济时代,支撑知识经济时代的核心技术是信息网络技术。计算机科学与技术作为培养信息技术领域高科技人才的主要学科,为我国的信息化作出了巨大的贡献。上世纪末,计算机专业随着社会需求的强势拉动而进行大量的扩招,在满足了社会需求的同时,也面临着巨大的挑战。一方面社会对该专业的人才需求依然强盛,另一方面却存在着大量毕业生无法就业。出现上述现象的原因,除了目前计算机科学与技术专业的专业定位趋同,专业范围宽泛,缺乏专业特色[1],教学内容落后于社会实际需求等培养模式问题之外,很重要的一个原因就是地方高校计算机专业在学生实践能力培养方面的缺失,主要表现在以下3个方面。
1) 实验环境单一,缺乏体现专业特色的创新性综合实验,学生工程实践缺乏,实践能力差。信息技术企业衡量求职者的一个重要因素,就是其计算机工程实践能力,但目前众多地方高等工科院校计算机专业均为新办专业,实验环境和实习基地建设落后,学生实践教学缺乏有效的实习与实验环境,使学生的实习环节流于形式。学生在校期间得不到很好的实习实训,实践能力缺乏,工程技术能力差。这对于刚毕业离校的大学生,无疑是就业的一个大障碍。
2) 实习经费紧张、实习基地建设困难。目前社会对计算机专业培养的学生要求具有最新的知识体系结构、掌握前沿的工程技术工具、具有扎实的实践技能和创新精神,而作为培养学生实践能力的重要环节,毕业实习却面临着巨大的困难:一是学生数量大,现在的IT公司无法接收大量的学生进行实习,实习基地建设困难;二是IT企业不可能让我们的学生参与其工程项目,改变其工程设备的配置,企业工程技术人员不可能花费大量的时间对学生进行培训;三是学校实习经费紧张,学生校外实习负担较重。
3) 师资队伍缺乏具有实践经验的教师,使得实践教学、课程设计、案例教学等更多为纸上谈兵,特别是软件工程类、硬件设计类实验更加如此。
传统的计算机专业重视理论学习的培养模式和课程设置体系,已经无法满足当前社会对计算机专业人才实践能力的需求。现在计算机专业培养的学生缺乏对专业知识的深度掌握,专业实践能力严重缺失,专业培养表现为面面俱到而没有针对性、专业方向涵盖太广而没有进行分类细化。所以我院早在2006年就开始进行计算机科学与技术专业学生实践能力培养模式的改革,提出了“行业特色明显、专业基础厚重、实践技能突出、素质教育鲜明”的人才培养指导思想。为了实现我们的人才培养目标,在整体教学机制中,突出了实践教学体系的改革与实践,在保证专业基础知识教学深度优先的基础上,强化了学生创新精神和实践能力的培养。下面就计算机专业的实践教学体系、课程实验设置、毕业实习与设计以及实践环节的考核体系等问题进行探讨。
2实践教学体系的设计
2.1计算机专业培养方案的特点
按照教育部计算机科学与技术教学指导委员会关于专业改革分类细化的指导思想[1],结合我校计算机专业多年来在专业建设、师资队伍、学生就业面向和学校行业特色,我们确立了计算机工程方向作为计算机专业的建设改革目标。2006年在新的计算机专业培养方案中,我院提出“坚持把握21世纪工程教育和以社会需求决定人才培养的专业办学理念,着重培养具有良好的科学素养,系统掌握计算机工程技术的基本理论、基本知识和基本技能与方法,突出计算机工程的分析、设计、实现与管理能力的专门高级工程技术人才”的专业办学理念和人才培养目标。
为了实现上述专业人才的培养目标,突出本专业学生工程实践能力的培养,我们根据多年来学院在计算机网络工程、计算机控制工程以及制造业信息化工程3个方面所具有的科研成果及较强的师资优势,在2006培养方案的专业选修课设置方面,突破了传统的单课选修的方式,构建了3个专业选修模块。学生根据自己的专业兴趣和将来的就业方向进行模块选择。每一个模块都设置了该方向的核心课程,以培养学生的领域知识和工程实践能力。在新的培养方案中,加大了高级程序设计基础的教学和实验时数,由原来的48学时改变为80学时,以强化学生的程序设计能力;将原来96学时的电路与电子技术拆分为电路与系统、模拟电子与数字电子技术,学时数扩展为160学时,突出电子学的重要性和基础性。
我院的培养方案突出了学生实践技能的培养。2006培养方案中学生4年的总学时数为2530学时,其中实验和实践教学就占到900学时,实践教学的学时数占总学时数的35%以上。本计划较大幅度地增加了核心课程的实验时数,增加了程序设计综合课程设计、数字系统综合实验周、计算机网络综合实验周、嵌入式系统综合实验周,将原来的计算机组成综合实验周提升为计算机组成课程设计,使得4年来课程设计、课程综合实验周、逆向工程案例教学达到12个。
2.2计算机专业学生实践教学体系的构建
按照计算机专业学生在大学4年中实践能力渐进提高的特点以及专业课程体系的设置[2],我们提出了计算机专业学生实践能力的培养模型。将计算机专业的实践教学体系划分为专业深度发展基础实践能力培养、程序设计综合设计实践能力培养、系统综合设计实践能力培养以及专业广度发展实践能力培养4个阶段(图1)。每个阶段均设计相应的实践教学内容来达到能力培养的目的。
计算机科学与技术专业4年所开设的主要教学实践环节分为5类,第1类为课程类实验教学,该环节在课堂教学与实验教学的学时数分配上,尽力扩大学生实验时数,通过实践来消化和吸收课堂理论知识。第2类是为了检验学生对同一类课程知识的掌握程度而设置的课程设计,需要3周时间以小组团队形式完成分析、设计与实现的全过程训练,4年主要开设的课程设计有:程序综合课程设计、软件工程课程设计、计算机组成原理课程设计等。第3类是必须在实验室环境下不间断地进行设计和实现的综合实验周,需要完整的一周时间在实验室完成。4年主要开设综合实验周有:嵌入式系统综合实验、计算机网络综合实验、数字系统综合实验。第4类是本专业培养体系中为了扩展学生就业与知识广度而设置的专业模块逆向工程案例教学,在第七学期开设。主要逆向工程案例教学有:逆向网络工程案例教学、逆向控制工程案例教学、逆向信息工程案例教学。第5类为生产实习和毕业实习、毕业设计等。
3毕业实习与毕业设计的改革与实践
计算机科学与技术专业属于信息学科专业,其特点是知识体系更新速度快、工程技术发展迅速、工程实践能力要求高[3],所以该专业需要有大量的实践环节来保证人才培养的质量,以满足社会对该领域人才的要求和需求。我校计算机专业确立了“行业特色明显、专业基础厚重、实践技能突出、素质教育鲜明”的专业建设与人才培养的指导思想,为了实现我们的目标,特别是强化学生实践能力的培养,我们在学生毕业实习和毕业设计方面进行了有益的改革和探讨。
1) 将毕业实习基地引入校园,强化了学生毕业实习环节。
为强化实践教学,提高本专业学生实践能力和毕业实习实训的效果,针对目前计算机专业毕业实习实训难、实习基地建设困难、实习经费紧张的问题,我们从2006年开始与国内知名信息公司和企业联合,在毕业实习中采取引进来和送出去的措施。一方面采取按照毕业小组实习的模式,对学生进行校外分类实习,以适应目前实习基地的特点和学生毕业课题研究的特点。另一方面,充分利用已有的先进实验设备和硬件环境,依托企业工程技术人才优势,对学生进行校内毕业实习,近三年来,我们与上海杰普软件技术公司、加拿大达内高端培训集团、青岛软件园以及太原浩博科技进行了有效合作。
这种将毕业实习基地引入校园的实践尝试,解决了由于计算机科学技术发展迅猛而导致的学生实习内容陈旧、实习单位无法接受大批量学生实习的难题,节约了大量的实习经费,同时也为学生的就业提供了很好的途径。据统计,近三年来我院学生通过毕业实习企业推荐就业的人数达到60余人。他们大部分在上海高新区、青岛软件园和太原高新区以及北京市就业。
2) 联手国内知名软件公司,将学生送出去进行毕业设计。
随着计算机科学技术的迅猛发展,计算机学科的知识体系、先进技术以及开发环境更新速度越来越快。当前高校所传授的知识内容以及教师的技术水平已经无法很好地适应社会对所培养学生的知识与技术的需求。为了使计算机专业的学生更好地掌握当前IT领域的先进技术,以适应社会的需求和解决学生的就业压力,计算机学院与东软集团北京公司和大连公司、上海杰普软件公司、中科软技术有限公司、太原博华软件技术有限公司联合进行本科生的毕业设计,取得了良好的效果,在学生中产生了较大的影响。近三年来,我们推荐近100名优秀的学生在毕业设计期间,到校外的软件企业进行毕业设计与实训,整个设计过程采取双导师制的原则进行,毕业课题的选题与研究在软件公司完成,学生培养的规格及要求按照学校规定执行,最后在校内完成毕业论文及答辩工作。这种联合培养本科生毕业设计的模式,使学生所设计的课题更加具有前沿性,所采用的技术更加先进并且与社会需求相一致,为学生专业技能的培训和社会需求人才的培养提供了一个很好的途径。同时由于毕业设计期间学生基础知识和实践技能的表现良好,有近90%的学生毕业设计成绩在优良以上。
3) 探索毕业设计提前进入机制,提高学生的创新与实践能力。
通过对计算机专业教学的研究与探讨,我们发现在整个教育过程中,有非常重要的4个课程设计:数据库课程设计、软件工程课程设计、计算机组成原理课程设计和专业综合课程设计。以前每一个课程设计都单独进行题目的选择,没有连贯性,由于教学时间的限制都不可能深入地进行研究与设计。这些课程设计的知识点都能够在毕业设计的过程中体现,所以我们探索了一种学生提前进入毕业设计的培养机制,学生在大学二年级的数据库课程设计中就指定毕业指导教师,使学生提前进入毕业进程,通过递进式的专业培养,在学生毕业设计阶段能够很好地掌握和理解课题的背景和需求,掌握系统的开发环境,最终达到提高学生创新能力与实践能力的培养。通过对学生毕业设计提前进入的探索,对于完成优秀的学生,到大学四年级第二学期,就可以留出时间给学生找工作或者到就业单位进行岗前培训。
4实践教学管理与考核机制的探讨
实践教学的管理与考核评价体系是检验学生实践能力的核心。制定有效的考核评价体系和实践教学的科学管理体系,是保证实践教学效果的重要手段。在实践教学的管理和评价过程中,首先要明确实践教学的目的是为了什么?所以我们提出实践教学的指导思想是:理论联系实际,理论指导实践,教师要强化实验过程的规范操作,弱化对实验结果的评判,在教学中注重实验科学思想方法和工作方式方法的传授,注意对学生开展实验室工作行为规范的培养。
在实践教学的管理方面,我们开始尝试实验教学课程单列管理方法,具体到每一个实践环节周学时的安排和内容设置由计算机科学实验课程单元分派表和课程的教学大纲确定。实验教学以实验单元的形式推进教学,一组实验单元完成之后,要求学生撰写和提交实验报告。实验目的明确,理论联系实际,实验操作规范,实验数据翔实,实验结论正确、可靠,报告结构合理,行文简洁、流畅、规范是实验报告撰写的基本要求。实验课程实行单列是重视实验教学的一种制度上的保证,通过加强实验室教师的学术水平和实验室队伍建设,加强实验教学内容的规范化建设,建立实验室建设良性发展体系是提高实验教学质量的关键环节。
在实践教学的评价体系方面,我们倡导强化实验过程的规范操作,弱化对实验结果的评判,意味着教师在实验教学中应积极、主动地发现和发掘学生实践方面的潜能,以一种发展的眼光看待学生在实践环节训练中的表现。由于学生在校时间有限,实验教学与理论教学相比相对次要,因此,在实验教学中教师应该注意学生能否理论联系实际,理论指导实践,规范地完成实验操作的各项环节,基本掌握实验的方式方法和基本技能,独立完成实验并从实验中进一步深化对知识的掌握,而完成实验的时间长短,实验操作过程中动作和技能是否娴熟,结果是否美观则相对是次要的,不必苛求学生对实验全过程掌握的熟练程度。
5结语
随着我国高等教育规模的不断扩大以及计算机科学与技术专业的不断热招,当前计算机专业人才培养面临许多的问题,而学生的专业实践能力高低,已经成为社会对该专业人才评价的核心标准之一。本文针对地方高校计算机专业的实践教学体系改革进行了研究,提出计算机专业实践教学体系模型,同时提出了毕业设计的提前进入机制。在实践教学考核评价方式上,强化实践过程的规范操作,弱化对实验结果的评判。本文的研究,对于地方高校计算机专业建设有一定的借鉴意义。
参考文献:
[1] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告及专业规范(试行)[M]. 北京:高等教育出版社,2006.
[2] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见及计算机基础课程教学基本要求(试行)[M]. 北京:高等教育出版社,2006.
[3] 中国计算机学会学术工作委员会. 中国计算机科学与技术发展报告2005[M]. 北京:清华大学出版社,2006.
Reform of Practice Teaching Architecture of Computer Major in Local Universities
GUO Yin-zhang, XU Yu-bin
(School of Computer Science and Technology, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, China)
性别:男
目前所在: 花都区
年 龄: 30
户口所在: 花都区
国 籍: 中国
婚姻状况: 已婚
民 族: 汉族
身 高: 170 cm
体 重: 65 kg
我的电话:
我的Email:
求职 意向
人才 类型: 普通 求职
应聘职位: 中学教师,职业技术教师,计算机软件:
工作年限: 6
职 称: 初级
求职 类型: 兼职
可到职日期: 随时
月薪要求: 面议
希望工作地区: 花都区,花都区,花都区
工作经历
广东省高新技术技工学校 起止年月:2009-08 ~ 2011-03
公司性质: 事业单位 所属行业:教育/培训/院校
担任职位: 计算机教师
工作描述: 北大青鸟ACCP启蒙星——网络编程相关课程
离职原因: 在职,周末 兼职
广州加利福职业技术学校 起止年月:2007-09 ~ 2009-07
公司性质: 民营企业 所属行业:教育/培训/院校
担任职位: 计算机专业教师
工作描述: 所教科目主要有多媒体技术、Photoshop、Flash、Dreamweaver、ASP动态网页设计、C语言、电子商务等。在此期间,三次兼任计算机中级证培训教师,所带学生考证通过率达96%以上。在之前的教学期间,一直担任班主任管理工作,积累了大量高职高专技校学生班主任工作经验,屡受学校好评,也深得学生喜爱!个人上课风格也得到学校和学生的一致好评。
离职原因: 复杂
广州优唛装饰科技有限公司 起止年月:2007-03 ~ 2007-05
公司性质: 民营企业 所属行业:房地产/建筑
担任职位: 业务员
工作描述: 在广州优唛装饰科技有限公司做业务
离职原因: 不太适合
广州市冶金高级技工学校 起止年月:2004-09 ~ 2007-01
公司性质: 事业单位 所属行业:教育/培训/院校
担任职位: 计算机工程系教师
工作描述: 所教科目主要有多媒体技术,网站设计、电子商务、Photoshop、CorelDraw、Flash、Dreamweaver等。在此期间,除了正常的教学外,先后 兼职 指导了两届毕业班毕业设计和论文答辩,取得良好效果。2006年4月,担任学校非计算机教师“双师”培训讲师,培训办公软件应用和幻灯片制作。
离职原因: 想做业务
教育背景
毕业院校: 湖北黄冈师范学院
最高学历: 本科 获得学位: 教育学 毕业日期: 2004-07
专 业 一: 教育技术学(信息技术) 专 业 二:
起始年月 终止年月 学校(机构) 所学专业 获得证书 证书编号
2000-09 2004-07 黄冈师范学院 教育技术学 毕业证学士、信息技术教师资格证 ********
2005-04 2005-04 多媒体CAI立体课程与虚拟现实设计培训班 多媒体CAI 合格证书 *******
语言能力
外语: 英语 优秀
国语水平: 优秀
工作能力及其他专长
① 良好的与人沟通能力和团队合作意识。诚实守信。有耐心、有自信,自学能力强!
② 计算机和 英语 应用能力较强:懂网络,会电脑硬件故障维护。精通常用软件,能够独立开发中小型单位动态网站。具有良好的 英语 听说读写能力。
③ 爱好体育运动,积极参加各类活动,尤其爱好羽毛球和排球运动。
④拥有高中级别的信息技术教师资格证。