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計算機技術作為信息化的核心技術受到全社會的普遍重視。深入掌握計算機專業知識、具有良好系統設計與分析能力的計算機高級專業人才在社會上深受歡迎。而系統設計與分析能力的培養需要通過長期、系統的實踐訓練才能獲得。
高等學校的實踐教學一般包括課程實驗、綜合性設計、課外科技活動、社會實踐、畢業設計,等。因此,實踐教學基本上可以分為三個層次:第一,緊扣課堂教學內容,以掌握和鞏固課程教學內容為主的課程實驗和綜合性設計;第二,以社會體驗和科學研究體驗為主的社會實踐和課外科技活動;第三,以綜合應用專業知識和全面檢驗專業知識應用能力的畢業設計。課程實踐(含課程實驗和綜合性設計)是大學教育中最重要也是最基礎的實踐環節,直接影響后繼課程的學習以及后繼實踐的開展質量。課程設計是屬于第一個層次的綜合性設計實踐教學。
課程設計以培養學生系統設計與分析能力為目標,通過團隊式合作、研究式分析、工程化設計完成較大型的系統或軟件的設計題目。課程設計不僅有利于學生鞏固、提高和融合所學的專業課程知識,更重要的是能培養學生多方面的能力,如綜合設計能力、動手能力、文獻檢索與分析能力、團隊合作、工程化能力、研究性學習能力、創新能力,等。因此,課程設計是提高學生動手能力和解決實際問題能力的一種非常有效的方法,越來越受到重視。
大力加強教學活動中學生的實踐動手能力的培養已經引起了教育與社會各界人士的廣泛重視。在教育部高等學校計算機科學與技術專業教學指導委員會制訂的“高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范”中,我們可以看出,教育部專業教學指導委員會對課程設計非常重視。從培養與提高學生綜合能力出發,教學指導委員會制定的四個方向的專業規范均建議有單獨課程開設綜合性課程設計,每個專業方向分別給出了6個綜合課程設計范例(每個本科學生可以選修其中3~4個)。
根據國家教育部教學指導委員會以及浙江省計算機教學指導委員會的調查,目前“計算機科學與技術”專業的開設數居全國專業點數之首,其中有很大部分為最近十年內開設的。這一方面反映了高等教育對國家信息化建設浪潮的積極響應,另一方面也反映了許多學校專業建設的經驗不足。一些專業師資隊伍薄弱,一些學生在校期間沒有得到足夠的、比較綜合或系統的訓練。根據浙江省計算機教學指導委員會的調查,浙江省高校計算機專業實踐環節的學分差距較大,一般在16至30學分之間。一般學校安排的課程設計為5門左右,多的學校有7門,少的只有2門。因此,目前各高校對課程設計環節的理解與實施的力度存在差距,其效果也有很大的差別。一些學校課程設計的工作量與深度不夠。
課程設計是提高學生實踐能力與綜合素質的重要與可行的手段。課程設計的內容建設與實施對教師的業務水平有較高的要求。一些師資隊伍和學生基礎相對薄弱的高校,實施高質量的課程設計確實存在較大的難度。因此,加強課程設計內容的研究與相應教材建設是十分必要的。教材是教學經驗和成果的凝固。通過總結課程設計實施經驗比較豐富的教師的成果,形成教材,必將有助于推動高質量課程設計在各高校中的開展,為提高計算機專業人才培養整體質量作出貢獻。
2計算機實驗教材出版狀況
鑒于學生實踐能力的培養引起了越來越廣泛的重視,國內各大出版社紛紛開始重視實驗教材的建設。目前實驗教材基本上分以下兩類:(1)課程基本實驗教材,以課程基本實驗為主,包含一部分設計實驗,這是目前實驗教材的主體;(2)課程設計實驗教材,以綜合性、設計型實驗為主。
近年來,雖然出版的實驗教材數量有所上升,但整體比重還是比較低。例如,作者對國內某大出版社公布的計算機類教材清單進行了統計分析:在570本教材中,實驗教材共73本,占總數的12.8%;而這些實驗教材基本上以大學計算機基礎和程序設計類課程(包括數據庫程序設計)的實驗教材為主,其中大學計算機基礎課程實驗教材占實驗教材總數的34%;程序設計類課程實驗教材占實驗教材總數的44%;其他所有課程的實驗教材只占22%。從各類別教材中實驗教材的比例上看,在大學計算機基礎課程教材中實驗教材占30%;在程序設計類教材中實驗教材占31%;而其他類課程實驗教材的比例僅占4.2%。可見,目前已出版的實驗教材主要集中在大學計算機基礎、程序設計這類計算機基礎課程上,專業課程實驗教材非常少,而綜合性設計(課程設計)的實驗教材更是非常缺乏。
從我們已經了解到的已出版的一些課程設計系列教材的情況看:
(1) 不同出版社計算機專業課程設計系列教材的側重點和風格不同,各有特色。但整體上來說,這些系列教材基本上都比較注重市場應用性廣的技術,專業覆蓋面和系統性都還不夠。已出版的課程設計教材主要也集中在程序設計、實用技術等方面。
(2) 不少教材的實驗案例偏重課程知識與相關技術的鞏固、掌握以及應用,而對系統分析與設計能力以及工程化方法方面的訓練份量還不夠。
因此,建設專業覆蓋面廣、體現綜合性設計和工程化方法的課程設計實驗教材是非常有必要的。
3計算機課程設計教材建設要點
課程設計是計算機及相關專業的主要實踐性教學環節之一。好的課程設計應該圍繞著一門或幾門主要專業基礎課或專業課,以培養學生系統設計與分析能力為目標,通過團隊式合作、研究式分析、工程化設計完成較大型的系統或軟件的設計題目。課程設計不應僅僅圍繞著鞏固、提高和融合所學的專業課程知識,更重要的是應該注重培養學生多方面的能力,如綜合設計能力、動手能力、文獻檢索能力、團隊合作、工程化能力、研究性學習能力、創新能力等。
因此,課程設計教材的建設應該緊緊圍繞著以上目標進行,突出以下特點:
(1) 系統性。課程設計適用于計算機專業絕大多數專業基礎與專業課程;學生系統分析與設計能力、工程實踐能力的培養是長期、系統的過程。為了加強學生實踐能力,課程設計教材最好能形成系統性,涉及專業主要課程,以給學生不同角度、不同層次、持續的實踐訓練。
(2) 典型性。課程設計中的案例應該圍繞相關課程的主要知識與技術,具有典型的代表意義,這樣有利于學生更深入地鞏固與掌握相關課程的主要知識。
(3) 工程性。目前,計算機軟硬系統的設計與開發基本上都需要應用工程化方法、進行團隊式合作。因此,課程設計作為實踐能力訓練的重要階段,也應該體現和突出工程化方法和團隊合作意識。
(4) 探索性。課程設計不同于一般課程實驗的主要表現點之一是:希望學生能圍繞課程設計目標,通過查找與分析有關參考資料,進行探究式的學習,激發創造的意識和能力。所以,在案例分析與練習方面,不應該只是“手把手”地教,更應該留有進一步發揮與想象的余地。
(5) 可仿性。課程設計一般通過案例分析引導學生進行進一步的課題設計,因此這些案例本身應該具有可再現性,即學生通過教材的案例分析可以自己設計實現相應案例;另外,學生也可以在案例基礎上進一步擴展和創新。
(6) 層次性。近幾年來,越來越多、不同層次的學校在計算機專業中開始實施課程設計。由于不同學校學生層次的差異比較大,建議在課程設計的題目上有一定的訓練梯度,盡量能使不同水平的學生都能從中受益,既有詳盡的指導,也有適當的提示。
4浙江大學計算機專業課程設計實驗教材
浙江大學計算機學院在專業課程中實施課程設計(project)已有10多年的歷史,積累了豐富的經驗和資料。目前,該學院80%以上的專業骨干課程要求學生必須完成相應的綜合實驗,其中大多數是以團隊合作方式完成。
為全面總結專業課程設計的建設經驗,推廣建設成果,該學院特別組織相關課程的骨干任課教師編寫了一部以課程設計內容為主的“高等院校計算機專業課程綜合實驗系列規劃教材”,并將于2007年下半年由浙江大學出版社陸續出版。
該系列教材的作者們不僅具有豐富的教學經驗而且還具有豐富的科研經驗,是浙江大學計算機科學與技術學院和軟件學院的教學核心力量。這支隊伍目前已經獲得了兩門國家精品課程(C語言程序設計基礎及實驗、操作系統)以及四門省部級精品課程,出版了幾十部教材。系列教材涵蓋了絕大部分專業必修課程和部分選修課程,是一部比較完整的專業課程設計系列教材,也是國內首部由研究型大學計算機學科獨立組織編寫的專業課程設計系列教材。
系列教材由《C程序設計基礎課程設計》、《軟件工程課程設計》、《數據結構課程設計》、《數值分析課程設計》、《編譯原理課程設計》、《邏輯與計算機設計基礎實驗教程與課程設計》、《操作系統課程設計》、《數據庫課程設計》、《Java程序設計課程設計》、《面向對象程序設計課程設計》、《計算機組成課程設計》、《計算機體系結構課程設計》、《計算機圖形學課程設計》等十三門課程的綜合實驗教材所組成。
下面舉例介紹其中幾本教材的主要內容及特點。
《C程序設計基礎課程設計》:在分析C語言高級編程技術的基礎上,通過對“通訊錄”、“計算器”、“俄羅斯方塊”等3個完整案例的解析,指導讀者按照軟件工程的生命周期開發過程,從問題分析、設計、編碼到測試,循序漸進地完成大型程序的開發。教材還提供了9個大型程序訓練的題目及簡要分析,供讀者練習。本教材還針對教學需要,提供了可參考的實施過程說明、開發文檔模版、考核方法和評價標準,特別強調學生團隊合作精神的培養。
《數據結構課程設計》:針對堆棧、樹、圖、排序、哈希查找、算法設計等方面的內容提供了8個課程設計案例,分別從基本知識回顧、設計題目、設計分析、設計實現、測試方法、評分要點等幾個方面進行分析。教材還提供了8個課程設計習題,并對實現要點進行了簡要的分析。
《計算機組成課程設計》:要求實驗者用硬件描述語言(Verilog HDL)設計單元電路、功能部件和指令條數有限而功能較齊全的單時與多時鐘CPU。在計算機功能單元仿真模擬正確后, 實驗者能把自己設計的結果寫入到Spartan-3 Starter Kit Board開發板的FPGA可編程芯片上,并能直接實驗自己的設計(芯片)是否達到預期目標。實驗設計由淺入深,內容豐富。
《數據庫課程設計》:以圖書管理系統的開發為例,從需求分析開始,到數據庫設計、數據庫應用和應用開發等過程。其中應用開發的環境和工具包括MySQL數據庫和ODBC接口技術,以及SQL Server和JDBC等。本書側重于介紹“怎么做”和做的過程,而非原理性和全面性的闡述。
《軟件工程課程設計》:主要圍繞軟件工程的基本知識點,通過詳細分析一套典型的實際案例――銀行系統的開發,指導學生應用軟件工程生命周期的理論以及使用相應工具完成實際項目的開發。同時提供了一系列練習項目,供讀者進一步練習。
《編譯原理課程設計》:主要圍繞設計、實現一個簡單的程序設計語言SPL(Simple Pascal Language)及其編譯器;涵蓋了編譯原理的詞法分析、語法分析、中間代碼生成、代碼優化和目標代碼生成等各階段的內容。通過對該語言編譯器的分析,使學生們對編譯原理有一個形象、直觀和透徹的認識和感受,以便更深入了解和掌握編譯原理的內容和實現方法,進而提高分析問題與解決問題的能力。
關鍵詞:計算機機房;建設;管理
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2011)29-7121-01
高校計算機機房通常劃分為公共機房和專業機房,公共機房承擔著全校計算機相關的基礎課程教學,專業機房主要承擔專業課程對應的軟件課程等教學。由于兩種機房的功能和使用頻率等不同,為保證日常教學工作的正常進行,探索公共機房和專業機房合理的建設規劃與規范的管理就顯的尤為重要。
1 專業計算機機房的建設規劃
專業計算機機房的建設規劃從最初的經費預算開始就關系到了機房今后的管理維護工作復雜程度。機房的建設不能只追求數量,建設規劃人員應該從專業角度出發,以實用為主、夠用為度、應用為目的標準,把好機房建設規劃的質量關,并根據自己專業的實際情況,定好計算機機房的布局和相關配置。
1.1 專業機房的布局
機房的整體布局,關系到機房的日常的使用條件,按照最新的國家級標準GB50174―93《電子計算機機房設計規范》,機房一方面要滿足計算機設備和系統安全可靠地正常運行,延長設備的使用壽命,提供一個符合國家各項有關標準及規范的優秀的科學的技術場地;另一方面,機房建設應給機房工作人員和使用者提供一個舒適的工作環境,例如對亮度、空氣質量、噪聲的要求。
由于機房設備基本上都是精密儀器,由大規模的集成電路組成,其對工作的環境要求較高,環境的溫度、濕度、空氣潔凈度、電磁干擾、靜電、外部供電電源質量等都會對機房設備的工作產生影響,所以合理的布局需要考慮到計算機的布局和其他設備的布局
1.2 計算機的布局
一般專業機房計算機的組成由教師用機、服務器和學生用機,然后通過交換機互聯。服務器和交換機的安放位置對環境要求較高,服務器安放于機房通風較好處,交換機安放在服務器附近并也能方便以后的網絡檢測和維修。整體布局應當方便人員的進出和突發事件的迅速安全撤離。此外一般建議能預留一定的空間以便日后的設備添加和跟換。
1.3 其他設備的布局
除去計算機設備,一般常見的機房包括供電電路、空調系統等,專業機房還包括相關專業的專業設備。供電電路布局需要考慮到電路的走向、電壓電流大小、電磁干擾等。空調系統的布局需要考慮機房的通風條件、溫度的變化等。
2 專業計算機機房的配置
2.1 計算機的配置
現根據專業的要求配置需要的計算機數量和計算機的配置,一般根據專業軟件的需要確定處理的核心數目、速度、內存、硬盤大小等,保證夠用的基礎上留有一定的余地,以便日后的專業發展、軟硬件的升級,保證能長期使用。
2.2 專業相關配置
根據專業來配置相應計算機以外的設備,一般有網絡設備、多媒體教學演示設備、專業設備等,多媒體的安裝位置必須保證人員的正常觀看使用。配備相關的穩壓電源和保護電路以保證計算機設備的正常穩定運行,并能應對短路等突發狀況。
2.3 專業機房的管理
專業機房的建設規劃是否合理決定了機房管理的難易程度,機房管理既關系專業教學的質量,也反應了一個專業的建設和管理的水平。
機房的管理必須建立完善詳細的規章制度,并嚴格地執行。包括計算機機房管理制度、儀器設備管理條例、計算機網絡及系統安全管理制度、計算機機房管理人員崗位職責等。其次還需要科學的監控管理體系,才能使機房的管理高度智能化、集中化,
2.3.1 安全管理
首先要保證機房的安全,機房要注意防火防盜防水防意外,配備防火滅火設施,安裝監控防盜報警設備,下班時要關好門、窗、總電源等以保證國家財產的安全。
2.3.2 人員的管理
人員的管理包括管理人員和使用者,管理人員應當有過硬的計算機軟硬件技術,在計算機和網絡出現問題時候應當能迅速解決,保證機房日常運行的工作環境,按照規章制度履行自己的職責,要加強道德修養.提高職業道德.不斷學習計算機新知識和計算機相關的邊緣知識.注重知識和經驗的積累,使自己成為一名有高尚職業道德、高度責任心、能精通計算機知識、動手操作能力很強的機房管理員。
使用者應當根據規定正常合理的使用,保持使用過程衛生清潔,使用過程的合理規范,用電安全,嚴禁私自修改計算機相關軟硬件設置,對于偷盜破壞等行為即使進行制止并相應處罰。
2.3.3 軟硬件管理
計算機硬件對環境要求較高,為保證設備的軟硬件的正常運行,就要保證機房的日常清潔衛生,以及使用過程的規范,定期對機器內部進行清潔工作,保證計算機的良好工作狀態,定期檢查設備的運行狀態。對出現問題的硬件可以采取替換法找出并進行維修更換。計算機的軟件根據本專業要求進行正常的安裝,建議安裝硬件級別的保護還原卡,并安裝防病毒軟件,保證計算機系統的正常運行,防止病毒的傳播。同時可以安裝相應的課程記錄以及相關設備使用情況的記錄軟件,使得機房管理進一步規范化、簡便化、安全化,減輕機房管理人員的勞動強度,方便使用人員的使用,最大限度地提高計算機設備的利用率,進步推動機房的全面建設和發展。
參考文獻:
[1] 劉文宇.高校計算機機房管理與維護探討[J].科技創新導報,2010(32).
集成電路技術的發展,使集成電路和處理器的關系密不可分。隨著多核技術的出現,處理器已經變成構成系統級芯片(SoC)的基本單元,因此,從集成電路的功能級設計層面講,計算機系統設計實現采用的方法就是大規模集成電路(VLSI)系統的設計方法。從卓越人才培養的角度,VLSI系統設計是微處理器的邏輯實現手段,而數字邏輯是計算機組成的物理實現基礎。學生的數字邏輯系統設計能力和VLSI系統設計能力直接決定了其計算機系統設計能力。因此提升學生計算機系統設計能力的關鍵是提升學生的數字邏輯系統設計能力和VLSI系統設計能力。為了切實提高計算機工程專業方向本科學生的計算機系統設計能力,教學改革研究工作的目標確定為:以數字邏輯設計方法為設計基礎、以硬件描述語言為設計工具、以硬件仿真系統為設計環境、以FPGA為系統實現手段、以計算機系統設計實現為目標和主線,將計算機系統設計實踐完整地貫穿于專業核心課程之中;教學改革研究思路確定為:系統視角、整體優先、設計牽引、講做結合、注重能力。該研究思路不同于一般的課程群,不是簡單的知識點的審視,是“自頂向下”的觀點和“自底向上”的實現的一種結合方法,最終目標是提升計算機工程專業方向本科學生的計算機系統設計能力。
2研究內容
計算機工程專業方向的主干課程包括數字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算機系統結構、嵌入式系統、計算機設計與調試、計算機系統設計、VLSI系統設計等。課程各有目標,課程之間有宏觀上的先后順序,有微觀上的相互穿插,有內容上的重疊。經過近幾年的教學研究和改革,各門課程都發生了非常大的變化[1]:VLSI課程中會涉及算術邏輯單元的設計甚至處理器設計方面的內容;匯編語言的作用已經從編程工具轉變為描述和理解計算機系統工作原理的有效工具;HDL語言和仿真工具不再專屬于數字邏輯電路設計領域,已經成為計算機系統設計的通用語言和工具。但是,由于總目標不明確,導致課程分頭講,實驗分頭做,總體學時不少,最終效果欠佳。筆者的主要研究內容以計算機系統設計為目標,從能力培養的視角看待和理解數字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算機系統結構、嵌入式系統、計算機設計與調試、VLSI、計算機系統設計等課程,借鑒CDIO的思想,將系統設計思想和設計實踐貫穿整個計算機工程專業方向人才培養過程。
2.1重新審視和修訂教學計劃
在研究過程中,我們首先整理涉及的各門課程的全部知識點,對相互影響的重要知識點整體排序,整合相近和相似的知識點,歸并出一些重要的專題,提出有利于培養計算機系統設計能力的完整實踐教學體系,全線引入HDL語言,全線引入基于FPGA開發板的設計實驗,緊密配合理論課、設計方法課、實踐課,形成“學習—構思—設計—實現”的完整過程。
2.2數字邏輯電路設計課程內容的改革
數字邏輯電路設計課程改革的研究重點是設法強化和提升學生使用硬件描述語言說明硬件系統的能力,將硬件設計語言的介紹提前到課程的開始部分,使學生在學習數字邏輯電路設計過程中就開始使用硬件設計語言,相當于使學生掌握了一個設計工具,為計算機組成原理課程和計算機系統結構課程提供支持,另外,從教學上形成學習數字邏輯電路設計就是學習集成電路設計的理念。數字邏輯電路設計課程的實驗既有使用邏輯電路器件搭建實驗電路的傳統型實驗,又有使用FPGA開發板的設計實驗。
2.3計算機組成原理課程的教學改革
計算機組成原理課程借鑒“深入理解計算機系統”教材中的思想,調整了部分課程內容和授課重點,比如,在數據表示部分增加了C語言的整數表示以及比較運算的示例,在存儲器部分增加了程序訪問局部性原理的C語言示例,在指令系統部分增加了尋址方式的C語言示例等。增加C語言的示例是進行教學視角調整的一種嘗試,由于學生已經學習過C語言,已經初步掌握了編程方法,但是并不清楚程序在計算機內部,特別是在計算機系統底層硬件中是如何表示、如何執行的。通過在計算機組成原理課程中增加一些C語言的示例,讓學生真正理解程序的執行過程。
2.4計算機系統結構課程內容的調整
計算機系統結構課程在課程內容方面進行了一些調整,主要為了更好地與計算機組成原理和計算機設計與調試等課程銜接。增加多核處理器和多線程調度等方面的內容;對教材中給出的一些具體處理器實例給予更多關注,比如Pentium、PowerPC和MIPS處理器實例等;重視向量運算和向量處理器部分的內容。
2.5計算機設計與調試課程實踐教學改革
計算機設計與調試課程把以往讓學生設計實現一個有十幾條基本指令的微程序控制器改變為設計實現向量協處理器;以PowerPCRISC處理器的指令系統為參考,把設計PowerPC擴展指令協處理器AltiVec模塊中的VSFX指令部分作為教學內容。整個設計任務分為8個相互聯系、難度逐步增加的子任務,通過教師引導、分組討論、學生實踐、實現設計、完成測試等一系列教學環節,讓學生完成協處理器中的部分設計工作并熟悉完整的協處理器的設計與調試方法。
2.6嵌入式系統設計課程實踐教學改革
嵌入式系統設計課程開發出嵌入式系統計算機結構及相關軟件的綜合實驗,使硬件與軟件相結合,強化對學生計算機綜合開發應用能力的培養,提高學生的實踐能力。綜合實驗要求學生完成一個嵌入式系統開發實現的全過程,包括完成硬件、軟件的功能分配,進行主控數字系統硬件的設計和制作,設計驅動和功能軟件,硬件、軟件的分別測試與綜合測試等。
2.7VSLI系統設計課程實踐教學改革
VSLI系統設計課程的實踐教學改革,把實踐分為3種類型:課程實驗、自主實驗和課程設計,3種類型的實驗全部基于Nexys3FPGA開發板進行設計。課程實驗包括XilinxFPGA設計流程、Nexys3FPGA開發板主要模塊接口設計和基于IP的數字電路設計等。自主實驗部分的題目類型包括:串—并轉換電路、FIFO存儲器設計、大數加法器設計和FIR數字濾波器設計等。課程設計部分的題目類型包括密碼協處理器設計、數字信號協處理器設計和圖像處理協處理器設計等。
3實驗室建設
天津大學計算機科學與技術學院2006年建立了數字邏輯電路設計實驗室、計算機組成實驗室、計算機系統結構實驗室、嵌入式系統實驗室,建立了超大規模集成電路設計與應用研究所。實驗室配備了數字邏輯實驗臺、計算機組成原理實驗臺、計算機系統結構實驗臺(帶有FPGA模塊)、嵌入式系統設計實驗臺等教學實驗設備。這些實驗室和實驗設備能夠滿足常規的計算機系統實驗,但對計算機系統設計能力培養的支持還不夠。為此,學院2013年與美國Xilinx公司合作,建立了天津大學—美國Xilinx公司計算機系統設計聯合實驗室,實驗室配備了50多塊Nexys3FPGA開發板,實驗時可以滿足每人一塊開發板的要求。超大規模集成電路設計與應用研究所于2012年引進BEECube公司先進的BEE3系統,該系統基于計算機系統的第三代商用FPGA系統,包括4個Virtex5FXTFPGA芯片,以及高達64GB的DDR2ECCDRAM和8個用于模塊間通信的10GigE接口。有了Nexys3FPGA開發板和BEE3系統,我們具備了實現學生設計的各種計算機系統的設備平臺,為培養學生計算機系統設計能力提供了強有力的支撐。
4結語
[關鍵詞]本科畢業設計;新工科;貫穿式培養;交互式指導
1傳統計算機本科畢業設計現狀分析
傳統計算機專業課程設置偏重于課堂授課,即理論教學,對實踐教學重視不足。首先體現在課時分配上,理論教學授課時間一般要多于實踐授課[3]。其次體現在實踐資源上,公共計算機實踐平臺有限,計算機課程同時也是很多計算相關專業的基本必修課或選修課,導致實踐資源緊張。實踐學習相對于理論學習需要更多的時間來慢慢體會和提升[4]。雖然大部分學生可以自行配置計算機設備,但是沒有公共實踐課程的強制約束,能自覺在課下進行實踐練習的學生很少。這一點也在傳統計算機專業本科畢業設計中得到體現。雖然經過了大學本科前三年半共計七個學期的理論學習和實踐學習,大部分學生的實踐能力依舊非常差。很多學生只是記得簡單的編程語言知識,缺乏實際的編程經驗,沒有真正經歷過全面的、系統的實踐訓練。此外,計算機專業是一個不斷快速發展的學科,新知識、新技術不斷涌現。而課堂教學內容往往比較固定、更新較慢,教師們也常常需要依照課程教綱授課,能介紹的新知識有限,致使很多學生只關注于書本知識,不了解學科領域最新的發展。在本科畢業設計環節,指導老師選定的課題一般都是自己科研領域的較新或者較前沿的方向[5],大多數學生沒有接觸過,需要臨時學習,在有限的時間內很難有好的成果產出。總的來說,傳統計算機專業本科畢業設計過程暴露出本科培養的兩個問題:理論與實踐脫節,沒有扎實的實踐,就不會有對知識的深刻理解;課程設置跟不上學科新進展,所學知識無法滿足實際新需求。
2新工科背景下計算機專業發展需求
新工科建設是國家在新一輪科技革命與產業變革的大形勢下提出的新時代工科專業發展戰略。新工科主演涵蓋了與計算機緊密相關的若干專業,如人工智能、大數據、云計算、區塊鏈、虛擬現實等。新工科建設的目的是探索高等教育新模式、新理念,建設工程教育強國,培養“實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力”的新型高素質工科人才。傳統的計算機本科教學模式及本科畢業設計實踐模式顯然無法滿足新工科建設的需求。一方面,計算機本科教學對新工科涉及的人工智能、大數據等方向難以做出及時調整;另一方面,畢業設計學生難以在短時間內對新方向開展深入研究。此外,正如第2章節所述,教師們也難以在有限課堂時間內將額外新知識很好地傳授給學術[6]。鑒于此,很有必要探索適應于新工科建設需求的全新的計算機專業本科畢業設計培養方法。
3新工科背景下計算機專業本科畢設提升思路
我們旨在改變傳統計算機本科畢業設計培養方式的兩方面不足:短周期培養和單方向指導。相應地,我們需要開展兩方面工作:一方面將本科畢業設計培養貫穿于整個大學培養周期,進行全流程、可跟蹤式培養;另一方面用交互式指導模式代替單方向填鴨式指導模式,激發學生興趣、挖掘學生潛能。
3.1貫穿式培養
計算機專業本科畢業設計貫穿式培養模式主要有兩個特點:全周期和可跟蹤。全周期是指從大學第一個學期開始就為本科生選配畢業設計指導老師,將畢業設計融入到大學全周期的教學與實踐環節中去。需要指出的是,全周期培養并不是一開始就給學生指定畢業設計題目,而是根據學生興趣及指導老師研究方向,在前期給學生一個相對自由的探索與實踐空間,后期再讓學生選定畢業設計題目。可跟蹤是指整個培養周期內,指導老師可以及時、全面地掌握學生的學習與實踐動態,根據具體情況實時調整培養方案。全周期模式有三方面優點:第一,充足的實踐。理論需要聯系實際,公共實踐資源極為有限,更多的私有實踐資源分散在指導老師那里。指導老師可以為本科生提供實踐的物理空間和設備資源,使學生有充足的實踐鍛煉,深刻領會課堂所學知識,達到融會貫通的目的;第二,更多的收獲。指導老師還可以讓研究生協助培養本科生,把研究生豐富的課題研究實踐經驗傳授于本科生;第三,更大的創新空間。本科生思維活躍,融合理論知識和實踐鍛煉,有利于產生創新性研究成果。可跟蹤模式的優點在于指導老師對學生有全面的了解,可以根據學生前期的學習及科研情況選定最終的畢業設計題目,做到因人選題、有的放矢,實現提升畢業設計質量的目的。
3.2交互式培養
計算機專業本科畢業設計的交互式培養是指導老師與學生進行雙向的互動,而不是單向的灌輸式培養。交互式培養有利于提高學生的主動性、激發學生的活力,使學生有更大的獲得感,從而不斷激勵學生自發地搜集資料、學習知識、加強實踐,實現自我綜合素質的提升,最終到達畢業設計質量的提升。交互式培養貫徹于整個培養周期,包括前期的學習、實踐以及最終畢業設計論文的完成。交互式培養在老師指導、學生反饋、老師與學生討論以及再指導、再反饋、再討論的循環往復過程中實現學生潛能的不斷發掘與提高。本科畢業設計不是無源之水、無本之木,前期充足的積累才能寫出高質量的畢業論文。計算機專業畢業設計不是簡單地完成、調試成功了程序,而是針對所選定的題目,根據所學理論知識及調研資料,設計出解決問題的創新方案,并與指導老師不斷討論與優化,在此基礎上利用掌握的程序語言和工具,實現畢業設計課題的研究目標。在畢業設計的實現階段,交互式培養會更加頻繁,這個階段是對整個培養方式的考核,需要在指定時間內實現一個具體的研究課題,并要求有創新性思路。
4結語
關 鍵 詞:視覺傳達 計算機輔助設計 課程設置 教學模式 學科聯系
目前高校視覺傳達專業計算機輔助設計課程還沒有建立完整的教學體系,學生對于計算機技術在藝術設計方面的運用還顯得十分茫然。如何在高校視覺傳達專業的教學中,深化計算機輔助設計的教學內容、教學模式,完善技術與創意的結合顯得尤為關鍵。
一、視覺傳達專業計算機輔助設計的發展
視覺傳達設計簡稱視覺設計,是在平面設計的基礎上發展而來的,以設計圖像為信息載體的藝術傳播及技術相結合的一門綜合性學科。在信息載體上,從以印刷為主的單一媒體向多種媒體組合的形式上發展,一些新的媒體,如網絡藝術、數字媒體、影像與電子技術等給視覺傳達設計帶來了寬泛的發展空間。而電腦從最初進入設計領域,受到質疑,到成為設計的基本工具,設計師運用電腦快速地通過圖形、顏色、字體、構圖、肌理等實現創意。隨著互聯網的普及,設計師們利用電腦對圖片、影像等進行設計、制作、合成,并在網絡中進行傳播推廣,以光盤、網頁、電子雜志等的信息載體被日益推廣,計算機設計在互聯網、多媒體等設計領域中成為設計的終極手段。
二、視覺傳達專業計算機輔助設計課程設置
隨著視覺傳達設計所涉及的領域不斷拓寬,計算機輔助設計從單一的平面軟件發展至以平面、網絡、影視為三大模塊的教學體系。
1.平面模塊
設計師通過電腦操作使原生圖形發展出眾多的派生圖形,使原本復雜的圖形設計處理工作變得簡單快捷。圖形、圖像、文字處理、排版、插圖創作、標志設計、圖形設計、字體設計等借助平面軟件得到發展。Photoshop是當前最流行的專業圖像處理軟件,強大的功能為設計師提供了廣闊的創意空間,被廣泛地運用在廣告出版、平面印刷等領域。CorelDRAW是當前最為流行的矢量圖形軟件,是從事圖形處理的設計人員必須掌握的專業技能。同時利用掃描儀、數碼相機導入圖像、利用數位板繪制圖像以及對圖像的保存和輸出應貫穿于整個教學中。
2.網絡模塊
目前,在設計應用領域,動態標志、動態產品展示、多媒體被廣泛地應用在品牌推廣中,更多的商家在互聯網中發現契機,紛紛在各大門戶網站上利用網絡廣告對產品進行宣傳,并追求富有創意的個性化、交互性、趣味性與實用性為一體的網頁設計,而Flash是實現這些功能的最好途徑。
Flash是矢量圖形編輯和動畫創作專業軟件,主要應用于動畫設計、網頁設計和多媒體創作等領域。利用Flash制作的矢量動畫,文件數據小,品質高,可以以流的形式在網上傳輸。同時超強的交互性和個性化使信息的提供者與受眾產生情感上的交流。在此模塊中除了視覺元素還應加強對聲音的錄入、編輯等實踐教學,讓視聽藝術得到很好地結合。同時介紹利用FTP上傳的技巧。
3.影視編輯模塊
側重影視傳達的動態表現,培養學生利用技術手段達到藝術表現的能力。在目前的影視制作領域中,對計算機數碼技術的應用是千變萬化的,無論是電視媒體為主導的影視廣告,還是MTV、DVD等音像作品的制作,都令我們感受到數字視頻發展的魅力。
Premiere是專業的、高效的非線性編輯工具,能夠和Video Collection中的軟件無縫集成,同時又能將帶有圖層的Photoshop文件作為獨立的視頻軌道置入,超強的功能使靈活的工作流得以建立,同時強大的特效增添了Premiere的無限魅力。另外為了加強影視短片的整體性,除了介紹專業的軟件之外,要對素材搜集和影片的輸出做具體的講解,例如DV視頻采集常用的壓縮編碼技術和存儲技術等。
三、計算機輔助設計與相關課程的聯系
1.橫向聯系
教學計劃應注重宏觀把握,突出重點專業方向,注意課程之間的銜接和融合,以及專業之間的交叉和滲透。計算機輔助設計與圖形設計、包裝設計、VI設計、廣告設計、網頁設計、多媒體技術影視廣告等課程緊密相連。
根據教學進度將二維構成的知識滲透到平面軟件的教學中,在以電腦為主要創作手段的視覺作品中,圖像、圖形、文字、顏色就是視覺創作中的點、線、面、形、色,雖然視覺作品的創意手法層出不窮,但萬變不離其宗。同時平面軟件超強的功能豐富了二維構成的表現語言,使二維構成的重復、漸變、輻射等在制作中變得輕松自如。網絡模塊中Flash在教學中與網頁設計、網絡廣告、動畫等課程互為補充,使課程具有一定的延續性。影視編輯模塊應和多媒體技術、影視廣告課程聯系起來,綜合處理音頻、視頻、圖像、文字等多種信息,真正實現包括DV、電腦、錄像、錄音等多種電子產品功能,實現圖文、視聽一體化。
2.縱向發展
此課程的三個教學模塊具有相對的獨立性,同時又有必然的聯系。在教學中,注重對三個內容的融會貫通。首先,明確圖像、圖形、聲音、動畫等的不同特點的保存格式,以及格式之間的互相轉換與應用。其次,在軟件的教學中應有所側重。例如Flash具有簡單的圖像處理功能,但是遠不如平面軟件強大,所以在網絡中出現的靜態圖像、文字處理等應在平面軟件中完成,聲音剪輯應在影視編輯軟件中完成。再次,三個模塊的靈活運用,可以創作出結合圖像、動畫、影視為一體的視覺作品。
四、計算機輔助設計教學模式
教學模式是在一定的教學理論指導下,為實現特定的教學目標而設計的教學程序。
1.根據視覺傳達專業的特點規范教學大綱
計算機輔助設計不是為了將全面掌握軟件的功能作為教學的最終目標,而應根據專業特點對主要功能進行學習并拓展。隨著版本的更新,軟件功能日益強大,導致教學內容彈性很大,有些教師往往根據個人經驗或知識面主觀地進行教學重點的把握,導致不同任課教師的教學、考試內容都有所差異。例如:在 Flash的教學中,視覺傳達專業的教學不應將制作一個完整的動畫短片作為教學目標,應將動畫在網絡廣告中的應用、FLASH網頁、網頁的交互性、多媒體設計等作為教學重點,同時突出創意性、實效性。所以教學大綱應該根據視覺傳達專業的特點進行制定,突出教學重點,統一作業要求,指導教師對教學內容的準確把握。
2.編寫教案、講義、制作多媒體課件
編寫教案、講義、制作多媒體課件并且不斷充實和調整,是每個老師自覺的行為。在計算機輔助設計教學中,有些教師往往在實際操作中忽視了多媒體課件的重要性,學生在實踐中也沒有掌握記錄課堂筆記的技巧,因此造成學生缺乏對課程系統性的了解,缺乏對范例藝術性的把握,同時導致教師用大量的時間進行重復式教學。因此教師要重視多媒體課件所展示的理論教學、創意思路和操作步驟,同時可提供給學生根據自己的講課內容、授課特點編寫的講義,使學生更加系統地了解課程發展,同時在課后操作時做到有章可循。
3.拓寬課下引導的時間
不斷的實踐積累才能提高技術的熟練程度,但是計算機輔助設計課程的學習是階段性的,往往上課階段,學生們都會積極研習,但此課結束后,很多同學便束之高閣,很少再對課程內容進行深入研究,久而久之連基本的操作都忘了,這就嚴重影響了與此課相關聯的其他課程的正常教學。所以要拓寬課下引導的時間,課程結束后,定期給學生開設某些專題的制作,讓同學以小組的方式合作完成,并將這種方式貫穿整個學期,這樣既可以強化學生對課程的了解,同時在合作中又加強了學生的團隊合作精神。
4.面對不同基礎的學生要因材施教
目前專業必修課以一兩個自然班為單位進行授課,學生由于生源的不同造成基礎的差異性,有的學生從初、高中就開始學習電腦知識,對平面軟件、動畫軟件的認知已不再陌生。而有的學生由于學習環境的影響,對電腦知識的了解知之甚少,所以針對不同基礎的學生可采取不同的授課方式,可以效仿職業的培訓方式,將課程分為入門班、提高班等,入門班注重工具和基本技能的掌握,注重范例的操作;提高班加強學生的創造力、實踐能力的培養,并能夠對范例舉一反三,進行專題設計。
5.鼓勵學生在實踐中進行創新
視覺傳達專業在培養學生審美創造能力的同時也應注重學生對科學技術的掌握和運用能力的培養。但是技術的掌握和熟練的運用能力也給設計帶來了危機,學生對電腦技術的過度關注影響了他們對課程的認識,使設計原創能力逐漸下降,設計成為了制作。所以教師應為學生創造充分的空間,尊重學生的個性發展和對不同認知風格的追求。鼓勵原創,并根據學生作品中呈現的不同面貌進行引導,在實踐中不斷激勵學生勇于創新。
五、建立完善的實驗室配備及規范的管理制度
在教學中,軟件版本過低、講授網絡卻無法上網;在音頻編輯中,沒有音響和耳機、主機、鼠標無法正常運行等尷尬局面都嚴重影響教學質量。所以學科建設的實施必須有完善的教學設備和規范的實驗室管理做支撐。實驗員積極配合任課教師做好課前準備,并及時處理上課時出現的教學設備問題,提高教學設備的使用率。
【關鍵字】計算機網絡專業;職業能力;課程設置;課程群
“職業教育就是就業教育”,教育部部長周濟在接受媒體采訪時曾指出,“職業教育必須以就業為導向改革創新,要牢牢把握面向社會、面向市場的辦學方向”。當前社會,就業崗位對學生的職業能力要求越來越高,中職學校的課程設置對學生職業能力的提高至關重要,課程設置必須以崗位的職業能力為主要依據。
1 我國中職教育計算機網絡專業課程設置現狀
隨著國民經濟的不斷發展,中等職業教育在經濟發展中的作用有所突顯,而我國中等職業學校的課程設置大多還是以學科為中心的傳統課程模式,這種模式有著明顯的不足,不能適應就業市場對技能人才的需求,對發展學生職業能力極為不利。
1.1 追求專業設置的“熱潮”帶來的課程設置不合理
很多中職學校專業設置一味的追求“潮流”,不考慮地方經濟發展的長遠需求和自身的辦學條件,課程設置用同類高等專業院校的課程結構,過分重視學科體系,理論性的內容偏多偏深,并且實訓條件根本無法保障,加上對大學生與中專生在認知能力、心智發展、培養目標上的差異欠考慮,培養出的學生自然缺乏中專生特色,人為造成學生實際操作能力差,不能滿足企業就業崗位的需求。
1.2 課程設置與企業需求脫節
很多職業學校都在各自封閉的環境中進行教育教學活動,課程設置不考慮企業對技能的要求,缺乏適應知識經濟的特征,內容陳舊,新觀念、新知識、新科技、新技能的補充較遲緩,針對性不強,完全與企業的實際需求脫節,學生走出校門仍有“學了用不上,要用的沒有學”的遺憾。這些弊端直接影響到中職計算機教育培養的人才的質量。
2 中職計算機網絡專業學生就業崗位的職業能力分析
中職學校計算機網絡專業是計算機專業的一個發展方向,其就業前景很好,但是對就業者的能力要求比較高,特別是職業能力。所以對該專業所覆蓋的職業崗位群或技術領域中相關層次人才所應具備的職業能力分析非常重要,在課程設置的過程中是不可回避的問題。
2.1 職業能力概述
所謂職業能力就是一個人在學習活動職業活動中形成和發展起來的,直接影響活動效率,使職業活動得以順利完成的個體素質和個性心理特征的綜合。職業能力一般包含:專業能力、方法能力、社會能力。學生只有具備一定的職業能力,才能順利地完成職業活動和履行好崗位職責。計算機網絡專業是中職計算機發展的新型專業,那么中職計算機網絡專業的學生應該具備什么樣的職業能力呢?
2.2 中職計算機網絡專業學生職業能力的分析
計算機網絡專業學生的就業崗位論是在專業技能上,還是在工作環境中的各種事務處理,以及新知識的學習上對人的能力要求都很高。
2.2.1 社會能力分析
社會能力是與他人交往、合作、共同生活和工作的能力。計算機網絡專業的工作大多是集體協同工作,企業要求員工善于工作中的人際交流(伙伴式的交流方式、利益沖突的處理等)、公共關系(與同齡人相處的能力、在小組工作中的合作能力、交流與協商的能力、批評與自我批評的能力)、勞動組織能力(企業機構組織和生產作業組織,勞動安全等)、群眾意識和社會責任心。
2.2.2 方法能力分析
方法能力是獨立學習、獲取新知識技能的能力,如在給定工作任務后,獨立尋找解決問題的途徑,把已獲得的知識、技能和經驗運用到新的實踐中等。企業要求員工能夠制定工作計劃、工作過程和產品質量的自我控制和管理以及工作評價(自我評價和他人評價)。
2.2.3 專業能力分析
專業能力是職業業務范圍內的能力,包括單項的技能與知識,綜合的技能與知識。中職計算機網絡專業培養的學生可在相關企事業單位從事計算機網絡工程的銷售、建設及維護;中小型網絡的管理、維護和桌面技術支持工作;中小網站的建設、、維護管理;從事IT產品的銷售和技術服務工作。要適應上述崗位要求,該專業的學生應具備的專業職業能力應包含以下幾個方面:
(1)具有計算機設備采購、組裝與維護的能力。
要求學生了解計算機軟、硬件相關的內容,特別是計算機各種組成部件的型號、性能、市場行情等,熟悉計算機維修基礎、計算機軟件的安裝和測試等知識;在專業技能上能夠識別并采購各種常見的計算機及其相關的設備,具有計算機及其設備連接能力,能夠熟練的組裝計算機并能夠維護,能夠進行軟件安裝、測試和故障排除。
(2)具有中小型計算機網絡工程設計與實現的能力。
需要掌握計算機網絡與應用知識,熟悉流行網絡操作系統、網絡工程、網絡設備等相關的知識,了解信息化法律、法規等知識;在專業技能上根據項目主管的指導下對用戶需求進行描述,依據工業標準和行業規范制作標書、施工圖以及施工報告,能夠對網絡操作系統進行相關配置管理以及對常規問題排除,能夠自行制作網線、進行連通性測試與故障點的查找,能力識別網絡設備并對交換機、路由器、防火墻等進行正確的配置。
(3)具有網絡管理與維護的能力。
要求學生理解TCP/IP等計算機網絡的基礎知識,掌握網絡設備配置、網絡操作系統和信息與網絡安全的基本知識,了解信息化法律、法規知識;在專業技能上要求能夠使用網絡管理軟件進行網絡監視與數據過濾,具有對網絡設備進行基本配置與簡單調試能力,具有備份各類數據能力以及當災難發生時對具有初步恢復備份數據能力。
(4)具有小型網站建設與管理能力。
需要學生掌握基本的程序設計理念,熟悉數據庫基礎知識和網站開發以及管理知識,了解簡單的色彩搭配、美術欣賞等基本的美術常識;在專業技能上要求能夠熟練的使用流行的軟件進行靜/動態網頁的設計,具有網站管理能力,具有一定的審美意識和審美能力。
3 建立以職業能力分析為導向的中職計算機網絡專業課程設置模式
根據對計算機網絡專業的主干崗位群職業能力的分析,可以構建每一項核心專業技能培養的課程群,每個課程群的課程反映掌握相關技能從易到難的訓練過程,也是理論知識學習的簡到難的過程。在課程設置中可以把每個課程群看作一個大型工程項目,把每門課程(模塊)看作整個項目的子項目,可以將每門課程的教學內容在分解成若干更小的項目或任務。使學生體驗實際完成一個完整項目的過程。不同的課程群之間形成橫向的課程之間的相關性,一般第一學期為相關理論知識的認知和專業基本技能的掌握,第二、三學期要集中掌握關鍵性的專業技能及其相關理論知識,第四學期進行整個專業的綜合性的專業技能的訓練和技術認證,第五、六學期在相關的企業進行專業崗位見習和專業崗位的實習(具體見下圖示)。
4 中職學校計算機網絡專業課程設置的思考
面對種類繁多,不斷升級的計算機軟件和硬件,以及飛速發展網絡技術,我們在中職計算機網絡專業課程設置的探索中,對中職計算機網絡專業課程設置進行了以下幾點思考:
4.1 課程設置必須符合企業就業崗位需求的職業能力
中等職業教育的根本任務就是根據社會經濟發展的要求,為企業培養一線的熟練工人,課程設置必須和企業溝通,通過對企業就業崗位需求的職業能力深入的分析來決定開設怎樣的課程框架體系,以使我們培養出來的學生真正“學以所用”。
4.2 課程設置必須處理好“專業化”和“寬口徑”的問題
由于計算機在各行各業以極快速度的滲透,各種專業化、行業化的應用軟件不斷誕生和變化。過去大而泛的“計算機應用”專業的課程設置已經很難培養出合格的“中職人才”,畢業生大都是“樣樣都知道一點,樣樣都不會”狀況,根本無法適應企業的崗位要求,已經失去計算機的“專業化”。計算機網絡專業方向恰恰又是走計算機網絡這個“專業方向”,課程設置突出的就是“專業化”,使大多數學生在網絡這一領域“學專、學強”。但問題又來了,專業化導致學生畢業以后就業面變窄、限制了一些學有余力的學生的發展。所以課程設置過程中必須考慮設置豐富的選修課夯實課程體系。
4.3 課程設置必須突破傳統的教學模式,注重教學改革
傳統的教學方式是教師單純地進行口授,學生以被動聽講,記筆記的形式進行知識學習,教學內容表現為形式單一、不生動活潑,缺乏新穎性,很多學生一開始就失去了對課程的興趣。而現代職業教育提倡以“學生為主體,能力本位”育人思想,所以中職學校在科學的課程設置的同時必須關注教學改革,教師要以先進的教育教學理念面對課程設置,在課堂教學中突出“學生為主體”,采用項目教學法等適合中職專業課教學的方法和模式,使課程設置的合理性真正體現出來。
總之,中等職業教育的根本任務就是根據社會經濟發展的要求,全面提高學生的職業能力,努力實現其培養目標。中職計算機網絡專業依據一種新的課程設置原則設置的課程,不僅符合學生能力結構的要求,培養出的學生還具有相應就職業崗位需求的素質和技能。
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關鍵詞:計算機教學 平面設計 探索和分析
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2016)02-0130-02
引言
平面設計本身屬于設計范疇專業,而這個行業產生往往是根據市場需求變化具有一定的關系,而隨著信息化網絡技術的出現以及計算機設備的普及,平面設計行業也漸漸轉變為虛擬設計,而對于設計人才的要求不僅僅在于技術方面,同時對于人才的素質也具有更高的要求。所以需要對于目前平面設計方面教學需要體現更加科學的教學方面,即如對于目前教學將理論和實踐相結合,轉變教學方法和方向,建立科學教學體系。而筆者將通過本文,就計算機平面設計教學實踐方面展開詳細的分析及研究。
一、課程及軟件特征
對計算機平面設計教學來說,其主體范疇為手繪設計專業的基礎課程,同時基于計算機輔助完成,而學生學習的內容以及未來就業的方向可以是廣告、標志、產品形象、包裝裝飾、書本封皮、插畫等方面的設計工作、同時還有攝影后期處理及三維后期處理工作,而計算機平面設計教學本節以實踐教學為主,即通過計算機讓學生了解平面軟件同時完成設計,即如常見圖形的建立及編輯、文字調整還有藝術字體設計、填充、輪廓描邊、特效制作等等。而一般教師在教學過程中需要教授學生一些常用軟件,它們可以包含圖片處理軟件Photoshop、矢量圖形編輯軟件Photoshop、計算機插圖編輯軟件Illustrator還有圖文排版軟件PageMaker,而這些軟件的用途、功能以及難度都恰到好處,比較適用于學生的入門學習[1]。
二、傳統計算機平面設計教學流程
傳統計算機平面教學流程主要是在以往的理論知識教學基礎上加入實踐教學的過程,同時還會根據教學介紹的軟件對教學內容進行制定,當然基于軟件功能的流程教學也是相對獨立的,進而導致教學無法形成一個統一的體系,即如目前教學內容分類,可以分為其一,傳統理論教學,即主要是通過計算機教授圖形的基本知識以及一些圖形編輯團結的操作方法,同時配合教師的步驟講解完成教學流程;其二,軟件使用教學,軟件使用教學主要是針對軟件的功能以及用途進行教學,即如軟件中一些附加工具的特征,操作容易出錯的關鍵點,同時對于這些重點內容進行必要的示范和展示,同時配合一定的實驗實訓練習;其三,案例教學,案例教學主要是以案例解析和研究為主,即讓學生對于軟件的功能更加了解,運用更加嫻熟,同時也能驗證他們學習理論知識以及操作方法的情況。
三、目前計算機平面設計教學存在的問題
1.教學內容單一,無法培養綜合素質
對于目前大部分院校而言,計算機平面設計存在的最大問題莫過于教學內容的單一性,即教學僅僅偏重于一個方向,缺少全方位的考慮。即如計算機平面教學軟件主要可以分為PhotoShop ,Corc1DRAW ,I11uStrator、萬正飛騰、萬正書版,3DSMAX,AUTOCAD等。而教學課程的主要采用的是專業的《Photoshol、平而設計教程》之類的教學,而教師正常的教學流程是首先讓學生學習基于一類軟件的指令或者功能,同時例舉一系列實例,但是未能告知學生這些指令和功能的運用方向,運用須知,從而導致學生學習存在一定的盲目性,同時喪失積極性。另外,一些實例的局限讓學生在實際運用過程中過于缺乏變通,同時無法經歷自我探索、設計以及研究等流程,從而導致教學也難以達到相應的效果,即學習過程僅停留在學的階段,更不用說對學生的綜合素質能力進行培養了。
2.流程脫離實際,實踐教學成為空談
由于信息化網絡的不斷更新和改革,各類先進技術也在不斷的更新換代。而對于基于計算機的平面設計專業教學來說,實踐教學除了需要包含目前先進的科學技術以外,同時還需要保證教學的流程符合目前實際行業的運作特征,即與行業的發展以及運作特點完全一致,否則會所教授的知識無法滿足市場的需求。同時整個教學流程成為形式化的表現,同時學生雖然經歷了實踐學習,但是由于學習的內容與目前行業運作的流程完全脫節,學生也很難在其中獲得更多的啟示和經驗,所謂的實踐教學也逐漸成為了紙上談兵,沒有實際的意義和價值。最后,脫離實際也會導致實踐教學逐漸被社會淘汰,也難以培養出更多符合社會市場需求的人才[2]。
關鍵詞:計算機實驗室;建設;創新能力;人才
信息化時代,綜合國力的競爭已經演變為對人才的競爭,中國要實現中華民族偉大復興的中國夢,離不開科學技術,離不開科教興國,更離不開創新型人才的建設[1]。計算機專業是與大數據、信息化最密切專業之一,高校計算機實驗室則是培養新時代大學生動手能力強、實踐能力高、創造性思維強的優秀人才的重要實踐場所。加強計算機實驗室建設和人才培養建設不僅可以為社會培養一批創新能力高、技術儲備過硬的優秀人才,而且可以提高院校在同行的競爭力和影響力[2-5]。本文通過對高校計算機實驗室建設情況進行研究,結合創新型人才培養要求,給出計算機室實驗室建設助推創新型人才培養新舉措。
1 計算機實驗室是創新人才培養的重要實踐基地
計算機實驗室旨在培養“高、精、尖”計算機專業人才,實驗教學是計算機教學中至關重要的一個環節,計算機實驗室擁有充足的實驗設備、強大師資力量和良好實踐環境為培養創新人才提供了有力支持[6]。同時,計算機實驗室云計算平臺不僅可以滿足學生個性化需求,而且還帶來的實踐體驗,是實驗教學的重要實踐基地。因此,計算機實驗室是一個將理論與實踐相結合的教學平臺,是培養學生創新能力、實踐能力、科研能力的重要基地。
2 計算機專業創新型人才培養面臨問題
計算機實驗室作為培養計算機專業創新型人才的重要場所,也是實驗教學、科研和實踐的重要平臺,必須保證教師能夠順利教學,學生能夠多次實踐,而本科院校計算機實驗室普遍存在一些問題嚴重制約創新人才培養。
2.1 制度不完善,執行不到位,無法適應創新人才培養要求
為使實驗室管理有章可循,學校必須制定一系列實驗室管理規章制度來約束教師和學生行為,并有一定執行力保證規章制度嚴格被執行,然而部分高校沒有相關政策來推動實驗室制度實施,影響實驗室規范化管理,制約創新人才培養。
2.2 計算機實驗室維護工作量大,學生實踐時間得不到保障
計算機實驗室使用率高、維護工作量大、任務繁重,導致其經常處于維護狀態,學生沒有充足時間去實驗室進行實踐,不利于創新型人才培養。(1 )計算機安裝系統軟件較多,運行速度緩慢。計算機專業課程實踐性強,計算機實驗室幾乎承擔所有專業課的實驗教學,每一門課程所需要的軟件環境不盡相同。除此之外,很多計算機實驗室除了提供專業課的上機課外,還承擔全校的公共課上機、考試、實訓等,增加了實驗人員安裝和維護實驗教學環境的工作強度。同時,眾多軟件安裝在計算機硬盤,硬盤負擔過大,且軟件之間因兼容性不同而出現沖突現象,因此,計算機響應速度慢,系統崩潰等現象常有發生。(2 )計算機病毒防護困難計算機實驗室人流量大,學生專業素質不同,一些學生通過隨意下載軟件和u盤數據傳輸造成病毒入侵計算機系統,如果殺毒處理不及時,在一臺電腦上的病毒會在短時間內通過局域網擴散到其他計算機設備中,會影響學校網絡系統安全,更有甚者,會竊取學校專業數據,給學校造成不良影響。(3 )計算機故障多發,維護困難計算機實驗室設備故障發生概率高,主要由以下幾種情況所致:首先,部分學生更換鼠標鍵盤、偷拔網線、更改電腦配置參數導致計算機不能正常使用,也有學生把飲料、食物殘留物放在主機鍵盤上,致使設備造成損壞。其次,計算機安裝軟件過多,軟件之間因兼容性不高導致計算機系統緩慢甚至死機。最后,每學期課程結束后,實驗人員對計算機軟件進行清理,為下學期課程軟件安裝做準備,這些軟件安裝重復性極高,消耗大量時間成本和人力成本,此類操作也會提高設備發生故障概率。
2.3 實驗室人員隊伍素質參差不齊,實踐教學無法展開
部分學校對實驗室建設不夠重視,仍然堅持理論課主導一切,實驗課程只是理論課程的附屬品,這種重理論輕實踐的教育理念,致使實驗室工作人員不受重視,加上實驗室教師與專職教師在薪資待遇和福利待遇也存在一定差距,學校很難留住技術水平高、實踐能力強的優秀教師。所以,實驗室人員隊伍數量少、素質參差不齊、創新能力不高,很難提高實驗教學水平,學生的實踐教學受到嚴重制約,不利于創新型人才培養。2.4 教學實驗內容缺乏創新計算機專業課實踐性強,要求任課教師不僅掌握過硬的理論知識,而且還必須是實踐能手,部分高校計算機師資隊伍匱乏,一些踐課程面臨著無人上課情況,選擇優秀實踐教師給學生上課更是無從談起。在實驗教學課堂上,教師仍是以驗證性實驗或者演示性實驗為主,對設計性實驗、開放性實驗等教學內容沒有與時俱進,學生主動學習的積極性沒有被調動起來。如此反復,實驗室教學內容僵化、教學方法落后、創新性引導不足,學生綜合能力、思維能力、分析問題能力和創新能力、解決問題能力得不到提高,學校培養出來的計算機專業人才理論與實踐聯系不密切,與社會對計算機專業人才培養要求還存在一定差距。
3 計算機專業實驗室建設助推創新人才培養新思路
3.1 創新計算機實驗室管理制度,為培養創新人才提供制度保障
創新實驗室制度建設,就是在遵循高等教育的教學規律基礎之上,以提高教學質量為核心,以適應在大數據背景下創新人才培養為出發點,著力建設和改善計算機實驗室的各項管理制度。(1 )完善計算機實驗室管理制度,實現良好的實驗室管理環境。為維持實驗室教學的正常運行,建立實驗室管理制度體系是必要前提。計算機實驗室管理工作的復雜性和多樣性,只有不斷完善和更新計算機實驗管理制度,才能實現計算機實驗室管理工作的信息化和規范化。首先,對目前實驗室管理制度進行深入研究,對不適用當前實驗室管理的制度進行刪除,并對可用部分和待完善部分進行完善補充,形成基本的實驗室管理制度,為以后該制度的執行奠定可行性基礎。(2 )計算機實驗室實行信息化管理,提高管理效率。科學技術的迅速發展,計算機專業作為信息技術時代的前沿學科,更應該順應時代,采用智能化的管理模式來實現計算機實驗室的管理。引入云桌面技術對計算機實驗室進行統一化管理,實現系統部署智能化、維護更新自動化、管理的集中化。針對計算機實驗室故障頻發,運行速度緩慢,實驗技術人員維護工作量大等問題,云桌面技術的應用將高校計算機管理從傳統的人工管理階段轉變到智能化管理階段。
3.2 加強維護,減少計算機設備發生故障頻率
由于計算機實驗室實驗教學課程較多,日常維護是計算機實驗室管理系統的重要環節,其宗旨是提高計算機實驗室的管理和維護水平,實現資源價值最大化,延長設備使用壽命。(1 )提高維護人員專業技能提高維護人員專業技能,可以提高維護人員處理計算機故障的能力,提高計算機設備運行的穩定性。在實際操作中,首先,要對實驗室管理人員進行思想素質教育,端正工作態度,強調實驗室管理工作的重要性。其次,通過提供外出學習機會,培養實驗室管理人員的專業素質,在發生計算機故障后,能夠第一時間進行處理,縮小故障維修時間間隔。最后,強調責任意識,培養實驗管理人員的管理習慣。(2 )硬件資源的管理維護計算機實驗室使用率高,人流量大,會出現踩壞電源線、插板短路、漏電、觸電等風險,加上計算機設備自然損耗和實驗人員的不當使用,會引發計算機故障,影響實驗教學。對于此,定期對計算機實驗室進行安全隱患排查至關重要。除此之外,不定期對計算機設備運行過程中出現的硬盤故障、內存故障和網絡故障進行維護,提升系統運行的穩定性;對計算機設備定期進行灰塵清理,延緩機器老化,延遲使用壽命,同時提醒實驗人員離開時要關閉顯示器電源,帶走一切飲料瓶、紙巾等,保證實驗環境的干凈整潔。(3 )軟件資源的管理維護計算機專業課程不同,上機環境差異很大,電腦配置要求也不盡相同。為減少實驗室管理人員軟件安裝和軟件調試工作量,引入網絡克隆技術,在局域網中選擇一臺計算機設備作為服務器,在該服務器上安裝實驗教學所需要的所有軟件,該服務器對局域網中的其他計算機進行控制,通過SymantexGhostCase實現一對多的數據傳輸。同時,通過對該服務器注冊表編輯功能實現對系統軟件和實驗教學應用軟件設置不同的保護等級,來禁止學生惡意修改計算機參數配置。針對學生有意或無意使用帶有病毒u盤導致實驗室計算機感染病毒、學生破壞硬盤數據或者修改計算機參數配置等情況,實驗室管理人員可以采用硬盤保護卡還原技術對計算機數據進行保護,該技術可以實現計算機系統數據不被修改,而實驗人員的數據及時被清除,從而保證每次的上機環境都相同。(4 )病毒防護目前,計算機實驗室病毒入侵情況常有發生,嚴重影響計算機實驗教學的順利開展。計算機實驗室要加強安全管理,除了定期對設備進行殺毒外,實驗室要建立可靠的網絡防護系統,做好防火墻加強工作,每天實驗教學結束后需要統一對所有設備進行殺毒操作,提高系統運行的可靠性。同時,實驗指導教師提高學生對病毒的認知能力,使學生了解病毒傳播的基本途徑,做好安全教育,提醒學生在使用u盤進行數據拷貝時,要首先對U盤進行病毒查殺,下載軟件時,要選擇官方網站上去下載安裝,來降低感染病毒的可能性。最后,實驗室管理人員要定期對病毒數據庫進行更新,提高系統的防護能力。
3.3 加強實驗師資隊伍建設,為培養創新人才提供人力保障
隨著新信息技術發展,社會要求實驗師不僅要答疑解惑、傳授知識,更要培養學生的創新思維和應用能力,這就要求實驗師資隊伍有更高的專業水平和專業素養。(1 )組建一支素質高、穩定好的專業技術人才隊伍。積極引進高學歷人才加入實驗隊伍中,鼓勵理論授課教師和上實踐課程教師參與實驗教學,以提高實驗教學質量。(2 )改變實驗工作人員不被重視、地位低的現狀。同等對待實驗教師和教學教師,健全實驗室人員考核評價機制,提高實驗教師的工資福利待遇、有計劃安排外出學習和進修機會,旨讓實驗技術人員學習實驗室管理與維護技能,掌握最新科學知識,緊跟時代步伐,保持知識的更新,更好地服務師生。在職稱晉升中,增加實驗系列高級職稱評定名額和實驗技術關鍵崗位的評聘,建立系統化的評價考核機制,通過公平、公正、合理的競爭,激發實驗工作人員熱愛本職工作的熱情。
3.4 改革實驗室教學內容和教學方法,是培養創新人才之根本
目前仍然有不少高校在計算機實驗室教學中,把演示型實驗和驗證型實驗作為實驗教學的主要內容,這些訓練很難提高學生獨立思考能力和創新能力,所以必須轉變教學模式,創新教學內容,為計算機專業課程設計綜合性實驗和探究性實驗,提高學生的知識融合能力。(1 )更新教學內容,多種實驗類型相結合。為提高學生的動手能力、實踐能力和創新能力,計算機課程實驗可以采用以下三種類型實驗相結合,由簡單到復雜,循序漸進。第一階段是驗證性實驗,主要是學生掌握基本實驗步驟,理論技術驗證,旨在培養學生動手能力和獨立實驗能力。第二個階段是綜合性實驗階段,將學到的基本知識綜合在一起運用,完成具體功能,旨在培養學生的綜合分析能力和運用能力。第三階段是設計性實驗,密切聯系生活實際,設計出一個系統或者應用軟件,來解決實際問題,有利于強化實驗技能,旨在培養學生的創新思維。這三個階段共同構成了高校計算機實驗室實驗教學內容體系。同時,教學過程注意因材施教,指導教師要善于引導學生發現問題,大膽使用多種實驗方法來實現實驗目的,培養學生發散思維和靈活應變能力。
4 結語
當前,我國高等教育正處于深化高校綜合改革,加快推進“雙一流”建設新的歷史時期[7-8],對計算機專業創新型人才的需求更加強烈,高校計算機實驗室作為大學生實踐能力培養、創新能力培養和綜合能力培養的主要陣地[9],應不斷完善和建設計算機專業實驗室管理體系,為社會培養創新型人才做貢獻。
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