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關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)庫(kù)課程;個(gè)體差異;分類教學(xué)實(shí)踐模式
同濟(jì)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)作為國(guó)家教育部第三批高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn),秉承“夯實(shí)基礎(chǔ)、面向應(yīng)用、培養(yǎng)創(chuàng)新、國(guó)際接軌”的辦學(xué)宗旨,在創(chuàng)造性的“一體兩翼”人才培養(yǎng)模式下,完善了本科教育課程體系,完成了學(xué)科方向布局、分類分層培養(yǎng)課程體系建設(shè)[1]?;诳偟膶W(xué)科發(fā)展與各級(jí)各類專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)劃的目標(biāo),我們對(duì)主干課程之一的數(shù)據(jù)庫(kù)課程進(jìn)行了教學(xué)模式的研究與探索。
數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)中的核心和基礎(chǔ),是應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一,也是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。數(shù)據(jù)庫(kù)課程不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、信息安全專業(yè)、信息管理專業(yè)等的必修課程,也是大部分非計(jì)算機(jī)專業(yè)的選修課程。通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué),學(xué)生應(yīng)掌握數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)與實(shí)踐技能。在同濟(jì)大學(xué)計(jì)算機(jī)系的本科專業(yè)必修課數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)實(shí)踐中,一方面由于學(xué)科發(fā)展和分類分層培養(yǎng)目標(biāo)的確立,使得該課程的教學(xué)實(shí)踐模式與體系需要進(jìn)行新的規(guī)劃與設(shè)計(jì);另一方面,數(shù)據(jù)庫(kù)課程相關(guān)的教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)中,學(xué)生所表現(xiàn)出來(lái)的學(xué)習(xí)興趣、知識(shí)背景、創(chuàng)新能力以及未來(lái)的就業(yè)取向等多方面的差異,也對(duì)于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式提出了新的挑戰(zhàn)和研究課題。要取得好的教學(xué)與實(shí)踐效果,讓學(xué)生更好地發(fā)揮所長(zhǎng),需要不斷的研究與探索課程的教學(xué)實(shí)踐模式。
基于計(jì)算機(jī)系學(xué)科發(fā)展與專業(yè)人才培養(yǎng)總體規(guī)劃,根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)課程自身的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)研究和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,并參考國(guó)際、國(guó)內(nèi)一些主要大學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)資源和科研文獻(xiàn),我們提出一種數(shù)據(jù)庫(kù)課程分類分層教學(xué)模式:根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)習(xí)興趣、知識(shí)背景和創(chuàng)新能力的不同將學(xué)生分為3種類型,有針對(duì)性地調(diào)整和完善課程的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié),對(duì)不同類型的學(xué)生采用不同的教學(xué)方式,側(cè)重不同的教學(xué)與實(shí)踐內(nèi)容,更好地體現(xiàn)該課程教學(xué)的基礎(chǔ)性、科學(xué)性、先進(jìn)性與實(shí)用性。
1課程的教學(xué)對(duì)象分類
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為:培養(yǎng)具備良好的科學(xué)素養(yǎng),系統(tǒng)地掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù),包括計(jì)算機(jī)硬件、軟件與應(yīng)用的基本理論、基本知識(shí)和基本技能與方法,能在科研部門(mén)、教育單位、企業(yè)、事業(yè)、技術(shù)和行政管理部門(mén)從事計(jì)算機(jī)教學(xué)、科學(xué)研究和應(yīng)用的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的高級(jí)專門(mén)人才[2]。
但是,同一年級(jí)同一專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、知識(shí)背景和創(chuàng)新能力并不完全相同,如有的學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好、擅長(zhǎng)理論分析,有的學(xué)生編程能力強(qiáng)、喜歡軟件開(kāi)發(fā),有的學(xué)生則傾向于計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的管理。因此,基于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和信息安全專業(yè)的人才培養(yǎng)總體規(guī)劃,根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異,我們將數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)對(duì)象與培養(yǎng)目標(biāo)分為以下3種類型:
1) 理論強(qiáng)化型。學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)將具備堅(jiān)實(shí)深入的數(shù)據(jù)庫(kù)理論知識(shí),掌握扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)技能,具有良好的科學(xué)素養(yǎng)和較強(qiáng)的創(chuàng)新能力,能獨(dú)立開(kāi)展科研和實(shí)際工作。
2) 工程研發(fā)型。學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)將掌握數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)理論和主流數(shù)據(jù)庫(kù)軟件產(chǎn)品,以及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方法,具備較扎實(shí)的研究與開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的技能,成為國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際認(rèn)可的高級(jí)研發(fā)型工程技術(shù)人才。
3) 應(yīng)用管理型。學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)將掌握數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基礎(chǔ)理論,以及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與管理的基本方法,熟悉主流數(shù)據(jù)庫(kù)軟件產(chǎn)品,能較好地設(shè)計(jì)、管理與評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目方案。
目前,國(guó)內(nèi)已有許多高校,以不同形式的實(shí)驗(yàn)班或培訓(xùn)課程,對(duì)不同類型的學(xué)生分別培養(yǎng)。如清華大學(xué)的“計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)班”、北京大學(xué)的“元培計(jì)劃實(shí)驗(yàn)班”、同濟(jì)大學(xué)的“圖靈班”和“卓越工程師班”等。在數(shù)據(jù)庫(kù)課程分類教學(xué)與實(shí)踐模式研究探索中,我們把計(jì)算機(jī)系特色教學(xué)的“圖靈班”、“卓越工程師班”和其他學(xué)生分別作為數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)的理論強(qiáng)化型、工程研發(fā)型和應(yīng)用管理型對(duì)象。
2課程的分類教學(xué)與實(shí)踐模式
對(duì)于上述3種不同培養(yǎng)目標(biāo)的學(xué)生,我們?cè)跀?shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)總綱基礎(chǔ)上,有針對(duì)性地設(shè)計(jì)不同的教學(xué)方案,調(diào)整課堂授課內(nèi)容的廣度和深度,選用不同教材,安排不同的課程實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì),開(kāi)展不同的課后活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生研究與解決不同的開(kāi)放思考問(wèn)題,盡量充分調(diào)動(dòng)不同類型學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,使學(xué)生能根據(jù)自身的發(fā)展目標(biāo)、研發(fā)能力和學(xué)習(xí)興趣等在各自擅長(zhǎng)和需要拓展的領(lǐng)域內(nèi)得到更充分的發(fā)展。
2.1分類調(diào)整授課內(nèi)容
數(shù)據(jù)庫(kù)課程的基本教學(xué)內(nèi)容主要包括:數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)理論、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL、數(shù)據(jù)庫(kù)安全性、數(shù)據(jù)庫(kù)完整性、關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的新進(jìn)展等。對(duì)于不同類型的學(xué)生,我們有針對(duì)性地拓展和加強(qiáng)不同部分的知識(shí)。
1) 對(duì)于理論強(qiáng)化型學(xué)生,拓展和加強(qiáng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論知識(shí),強(qiáng)化數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)原理與相關(guān)算法實(shí)現(xiàn),如存儲(chǔ)、索引、查詢處理及其優(yōu)化、事務(wù)處理、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)等的機(jī)制與主要算法。教材上傾向于國(guó)外原版教材,即《Database System Concepts》[3] 輔之以《Database Management Systems》[4]和《Database Systems: The Complete Book》[5]。
2) 對(duì)于工程研發(fā)型學(xué)生,在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論知識(shí)基礎(chǔ)上,強(qiáng)化DBMS的底層算法實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法,介紹基于一種主流數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。教材上使用國(guó)內(nèi)經(jīng)典教材結(jié)合國(guó)外原版教材,即《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論》[6] 輔之以《Database System Concepts》[3]和《Database: Principles, Program- ming, and Performance》[7]。
3) 對(duì)于應(yīng)用管理型學(xué)生,則在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論知識(shí)基礎(chǔ)上,強(qiáng)化關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢優(yōu)化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)恢復(fù)和并發(fā)控制技術(shù)、DBMS的安全技術(shù)和完整性檢查技術(shù),介紹基于主流數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與管理技術(shù)。教材上使用國(guó)內(nèi)經(jīng)典教材,即《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論》[6]輔之以《Database System Concepts》[3]和《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理》[8]。
2.2分類安排課程實(shí)驗(yàn)
數(shù)據(jù)庫(kù)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括:數(shù)據(jù)庫(kù)安裝與配置、數(shù)據(jù)庫(kù)使用、SQL語(yǔ)言使用、數(shù)據(jù)庫(kù)安全性、數(shù)據(jù)庫(kù)完整性和數(shù)據(jù)庫(kù)編程等。對(duì)于不同類型的學(xué)生,我們?cè)谡n程實(shí)驗(yàn)中有針對(duì)性地安排了不同的內(nèi)容。
1) 對(duì)于理論強(qiáng)化型學(xué)生,課程實(shí)驗(yàn)將完成6~8個(gè)DBMS底層算法的研究與實(shí)現(xiàn),主要包括存儲(chǔ)、索引、查詢處理、查詢優(yōu)化、事務(wù)處理、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)等算法,另外還有一個(gè)理論方法探索或?qū)嶋H應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)的綜合大作業(yè)。
2) 對(duì)于工程研發(fā)型學(xué)生,課程實(shí)驗(yàn)將完成4~5個(gè)DBMS底層算法的實(shí)現(xiàn),如存儲(chǔ)、索引、查詢處理與優(yōu)化等的算法,完成1~2個(gè)通過(guò)ODBC訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn),一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)工程研發(fā)相關(guān)的綜合大作業(yè)。
3) 對(duì)于應(yīng)用管理型學(xué)生,課程實(shí)驗(yàn)將完成6~8個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與管理相關(guān)的部分實(shí)驗(yàn),主要包括安裝了解DBMS、SQL數(shù)據(jù)定義與查詢、SQL更新與視圖,數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)處理、數(shù)據(jù)恢復(fù)與并發(fā)控制、數(shù)據(jù)安全性與完整性以及一個(gè)實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)管理相關(guān)的綜合大作業(yè)。
2.3分類進(jìn)行課程設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)的目的是讓學(xué)生加深對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解,提高數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的實(shí)踐能力,全面拓展數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程相關(guān)的綜合研發(fā)能力。通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)際的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng),熟悉并能靈活運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論,掌握數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、開(kāi)發(fā)技術(shù),提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,強(qiáng)化動(dòng)手能力,進(jìn)一步了解和研究分析DBMS的體系結(jié)構(gòu)與主要技術(shù),并在一定程度上把握課程相關(guān)的理論技術(shù)發(fā)展與前沿動(dòng)態(tài)。數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括3個(gè)方面。
1) 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā):綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)理論與技術(shù)方法設(shè)計(jì)一個(gè)較完善的有實(shí)際意義的數(shù)據(jù)庫(kù);掌握流行數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)SQL Server/ORACLE/ DB2等的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)技術(shù);利用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。
2)DBMS研究分析以及功能實(shí)現(xiàn)與擴(kuò)展:以開(kāi)源代碼的DBMS為基礎(chǔ)熟悉并研究分析DBMS的體系結(jié)構(gòu)、基本功能及其實(shí)現(xiàn),完成一些系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)和進(jìn)行相應(yīng)的可擴(kuò)展性研發(fā),形成系統(tǒng)分析報(bào)告、算法實(shí)現(xiàn)軟件包和技術(shù)文檔。
3) 領(lǐng)域研究綜述與熱點(diǎn)問(wèn)題研究探討:跟蹤數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)領(lǐng)域的理論與技術(shù)發(fā)展,完成相關(guān)的前沿研究或技術(shù)問(wèn)題的綜述,對(duì)領(lǐng)域熱點(diǎn)問(wèn)題開(kāi)展研究探討,形成綜述報(bào)告、技術(shù)報(bào)告或研究論文。
對(duì)于不同類型的學(xué)生,我們開(kāi)展不同主題的課程設(shè)計(jì),有不同的考查側(cè)重:
1) 對(duì)于理論強(qiáng)化型學(xué)生,課程設(shè)計(jì)更強(qiáng)調(diào)在開(kāi)源代碼的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)如Postgres上,針對(duì)DBMS底層實(shí)現(xiàn)做進(jìn)一步研究與擴(kuò)展,以3~5人的課題小組為單位,分析開(kāi)源DBMS的體系結(jié)構(gòu)和主要的技術(shù)方法,并對(duì)其中某方面進(jìn)行重點(diǎn)研究與擴(kuò)展實(shí)現(xiàn);此外,強(qiáng)調(diào)對(duì)領(lǐng)域前沿的了解,對(duì)某方面理論與技術(shù)研究的綜合把握與研究分析,并能對(duì)一些領(lǐng)域熱點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)研究探討,完成領(lǐng)域某方面的綜述報(bào)告和研究論文。
2) 對(duì)于工程研發(fā)型學(xué)生,課程設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)在Oracle或SQL Server等數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品基礎(chǔ)上,以實(shí)際應(yīng)用為背景,以3~5人的課題小組為單位,設(shè)計(jì)一個(gè)中等規(guī)模的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng),并要求對(duì)系統(tǒng)研發(fā)過(guò)程中的各個(gè)設(shè)計(jì)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)能夠有較全面的把握;此外,強(qiáng)調(diào)對(duì)領(lǐng)域技術(shù)動(dòng)態(tài)的了解,并能對(duì)領(lǐng)域技術(shù)和應(yīng)用有較全面的認(rèn)識(shí)和分析,對(duì)實(shí)際系統(tǒng)研發(fā)能形成有效的技術(shù)方案和分析報(bào)告。
3) 對(duì)于應(yīng)用管理型學(xué)生,課程設(shè)計(jì)將以3~5人的課題小組為單位,在Oracle或SQL Server等數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品基礎(chǔ)上,構(gòu)建一個(gè)實(shí)用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)方法和過(guò)程的全面把握,以及對(duì)項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程中各個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的全面調(diào)度與管理;此外,強(qiáng)調(diào)對(duì)領(lǐng)域研究與技術(shù)動(dòng)態(tài)的了解,對(duì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用相關(guān)的知識(shí)體系和管理模式有較全面的認(rèn)識(shí)和分析,能對(duì)實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與管理形成有效的方案和分析評(píng)估報(bào)告。
2.4分類開(kāi)展課后活動(dòng)
數(shù)據(jù)庫(kù)課程以各種形式的課后活動(dòng),培養(yǎng)不同類型學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣,是對(duì)課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。
1) 對(duì)于理論強(qiáng)化型學(xué)生,增加一些相關(guān)的領(lǐng)域研究現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)的介紹,提出一些開(kāi)放思考問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生更深入、廣泛地了解相關(guān)理論與技術(shù)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本學(xué)科的學(xué)術(shù)前沿的研究熱情和研究能力。由教師引導(dǎo)學(xué)生去找尋一些課程相關(guān)的理論與技術(shù)熱點(diǎn)或難點(diǎn)問(wèn)題,主要追蹤數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的重要國(guó)際會(huì)議與國(guó)際期刊,國(guó)際會(huì)議如SIGMOD/PODS、VLDB、ICDE等,國(guó)際期刊如ACM Transactions on Database Systems (TODS)、IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering (TKDE)、VLDB Journal等,以及追蹤國(guó)際國(guó)內(nèi)一些著名的數(shù)據(jù)庫(kù)研究小組,學(xué)生以自由組合小組形式展開(kāi)針對(duì)某個(gè)主題的研究探討,完成領(lǐng)域綜述以及研究論文,并在討論課上做口頭報(bào)告;更進(jìn)一步鼓勵(lì)學(xué)生加盟數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)領(lǐng)域?qū)煹膶?shí)驗(yàn)室和課題組,參與相關(guān)的實(shí)際科研項(xiàng)目的研究。
2) 對(duì)于工程研發(fā)型學(xué)生,增強(qiáng)數(shù)據(jù)庫(kù)前沿理論研究與應(yīng)用技術(shù)的介紹,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本學(xué)科的理論與技術(shù)前沿的研究探索熱情和研發(fā)能力,由教師或企業(yè)研發(fā)人士引導(dǎo)學(xué)生去探討一些相關(guān)的理論與技術(shù)熱點(diǎn)問(wèn)題,完成領(lǐng)域技術(shù)分析報(bào)告以及研究或技術(shù)型論文,并在實(shí)驗(yàn)課上做口頭報(bào)告;鼓勵(lì)學(xué)生參與相關(guān)導(dǎo)師的實(shí)驗(yàn)室和課題組,具體開(kāi)展一些相關(guān)實(shí)際課題的研發(fā);引導(dǎo)學(xué)生在小學(xué)期的企業(yè)實(shí)習(xí)期間有效地參與和完成實(shí)踐項(xiàng)目的調(diào)研和分析設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)工作。
3) 對(duì)于應(yīng)用管理型學(xué)生,加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件產(chǎn)品和應(yīng)用案例的介紹,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本學(xué)科技術(shù)前沿的研究探索熱情和應(yīng)用管理能力,邀請(qǐng)企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)工程師舉行講座,引導(dǎo)學(xué)生去思考一些相關(guān)的技術(shù)熱點(diǎn)問(wèn)題,完成領(lǐng)域綜述以及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)案例分析報(bào)告,并在實(shí)驗(yàn)課上做口頭報(bào)告;鼓勵(lì)學(xué)生參與相關(guān)導(dǎo)師的實(shí)際項(xiàng)目研發(fā);引導(dǎo)學(xué)生在小學(xué)期的企業(yè)實(shí)習(xí)期間有效地參與相關(guān)企業(yè)項(xiàng)目的研發(fā)與管理實(shí)踐的調(diào)研分析。
3結(jié)語(yǔ)
數(shù)據(jù)庫(kù)課程分類教學(xué)與實(shí)踐模式是計(jì)算機(jī)本科專業(yè)課程教學(xué)的一種新模式的探索,通過(guò)對(duì)學(xué)生個(gè)體
差異的分析,有針對(duì)性地分類采用不同的教學(xué)內(nèi)容、集中實(shí)驗(yàn)以及課程設(shè)計(jì)和課外輔導(dǎo),因材施教。在數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)研究與實(shí)踐中,我們針對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和信息安全專業(yè)的本科生探索和逐步應(yīng)用分類教學(xué)和實(shí)踐模式,在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、課外實(shí)踐等多方面進(jìn)行了探索,從學(xué)生們的課程作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、技術(shù)分析報(bào)告、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、DBMS分析報(bào)告、領(lǐng)域綜述報(bào)告、研究或技術(shù)論文、參與相關(guān)導(dǎo)師的研討班與課題工作、期中和期末考試等情況來(lái)看,分類教學(xué)和實(shí)踐模式在較大程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究的熱情與潛力,大部分同學(xué)取得了較好的學(xué)習(xí)和實(shí)踐效果。當(dāng)然,我們還需要不斷研究數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)與實(shí)踐各個(gè)環(huán)節(jié),特別是課程自身的體系與數(shù)據(jù)庫(kù)日益發(fā)展的相關(guān)領(lǐng)域的研究與技術(shù)應(yīng)用間的關(guān)聯(lián),以探索更合理、更優(yōu)化的教學(xué)實(shí)踐模式。
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Classified Teaching and Its Practice Model for Database System Course
GUAN Ji-hong1, WEI Qing-ting1, 2
(1.Department of Computer Science and Technology, Tongji University, Shanghai 201804, China;
2.School of Software, Nanchang University, Nanchang 330046, China)
關(guān)鍵詞:信息管理與信息系統(tǒng);專業(yè)培養(yǎng)方案;調(diào)研;改革
一、背景
人才培養(yǎng)是學(xué)校的根本大法,學(xué)校的所有工作都要圍繞如何更好地執(zhí)行人才培養(yǎng)方案開(kāi)展工作。人才培養(yǎng)方案要體現(xiàn)社會(huì)對(duì)人才的中長(zhǎng)期需求,要有利于專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高,有利于學(xué)生的未來(lái)發(fā)展和就業(yè)[1][2][3]。當(dāng)前,信息管理工程專業(yè),不同程度地存在實(shí)踐不足、專業(yè)特色不突出、人才走向與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)生偏離等問(wèn)題[4][5]。為使專業(yè)培養(yǎng)方案適應(yīng)廣東省社會(huì)企業(yè)實(shí)際需求、跟緊學(xué)科自身的發(fā)展、力創(chuàng)有核心競(jìng)爭(zhēng)力的專業(yè)特色,我們對(duì)信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)本科培養(yǎng)方案進(jìn)行了全面深入地調(diào)研。通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷、資料搜索、分析比較、校友交流等多種形式,對(duì)培養(yǎng)方案的現(xiàn)狀有了一個(gè)較為全面地了解,并針對(duì)目前培養(yǎng)方案實(shí)施情況、教學(xué)效果等方面的問(wèn)題進(jìn)行比對(duì)、分析,希望在此基礎(chǔ)上形成新一輪信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂工作的思路,抓住培養(yǎng)中的幾個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題,形成信管專業(yè)的培養(yǎng)特色,適應(yīng)廣東省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的人才需求。
二、調(diào)研內(nèi)容及對(duì)象
信管專業(yè)培養(yǎng)方案調(diào)研的主要內(nèi)容包括人才培養(yǎng)目標(biāo)和模式、人才能力組成和結(jié)構(gòu)、理論教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)體系、教學(xué)手段和模式等5個(gè)方面??偟膩?lái)說(shuō),社會(huì)發(fā)展的近期和遠(yuǎn)期需求是人才培養(yǎng)的導(dǎo)向,與產(chǎn)業(yè)和行業(yè)的結(jié)合是學(xué)科專業(yè)優(yōu)化的主導(dǎo)思想,應(yīng)用型本科人才的知識(shí)、能力與素質(zhì)結(jié)構(gòu)是人才培養(yǎng)的主要目標(biāo),理論和實(shí)踐教學(xué)體系是人才培養(yǎng)的主要途徑,教學(xué)手段和模式的改革是人才培養(yǎng)的配套措施。
調(diào)研范圍包括:畢業(yè)生就業(yè)典型情況;企業(yè)需求和滿意度;國(guó)內(nèi)同類學(xué)校同類專業(yè)典型情況;本系教師和本專業(yè)在校學(xué)生。
三、調(diào)研方法
調(diào)研方法包括:通過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷和回收數(shù)據(jù),獲得往屆畢業(yè)生就業(yè)情況,以及廣東省內(nèi)企業(yè)對(duì)本系學(xué)生需求和滿意度的第一手資料;邀請(qǐng)企業(yè)校友回校面對(duì)面座談;通過(guò)網(wǎng)上信息搜索,了解國(guó)內(nèi)典型高校本專業(yè)的培養(yǎng)方案,對(duì)比我校信管專業(yè)和國(guó)內(nèi)高校的培養(yǎng)計(jì)劃,發(fā)現(xiàn)趨勢(shì)、特點(diǎn)、差距和不足;通過(guò)教師、在校生座談以及問(wèn)卷調(diào)查,收集我校信管系教師和在校生的主要意見(jiàn)和建議。
四、調(diào)研分析
1.畢業(yè)生就業(yè)典型情況
設(shè)計(jì)并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷,10天內(nèi)回收58份有效問(wèn)卷,代表了畢業(yè)生就業(yè)的典型情況。問(wèn)卷設(shè)計(jì)包括五個(gè)部分,分別是個(gè)人基本信息、職業(yè)選擇信息、職業(yè)能力分析、專業(yè)培養(yǎng)體會(huì)和滿意度調(diào)查,目的是考查原有專業(yè)人才培養(yǎng)方案的效果,了解社會(huì)對(duì)本專業(yè)人才培養(yǎng)的需求。下面進(jìn)行典型分析。
(1)從畢業(yè)生就業(yè)綜合情況和專業(yè)培養(yǎng),體會(huì)識(shí)別人才培養(yǎng)總體成果和目標(biāo)。由數(shù)據(jù)可知,目前我校信管專業(yè)畢業(yè)生廣泛分布在包括IT與通訊業(yè),金融、證券、保險(xiǎn)業(yè),商貿(mào)業(yè),電力、石化等能源業(yè),新聞傳媒廣告業(yè),房地產(chǎn)業(yè),醫(yī)藥食品業(yè),旅游交通民航業(yè),制造業(yè),政府機(jī)關(guān)等多個(gè)行業(yè)中,集中、依次分布在外資合資企業(yè)、大型國(guó)有企業(yè)、民營(yíng)私營(yíng)企業(yè)及政府機(jī)關(guān)等廣東省典型企業(yè)和部門(mén)中,就業(yè)在多個(gè)崗位。僅有兩成左右的畢業(yè)生換過(guò)兩次及以上的工作,超過(guò)六成的畢業(yè)生沒(méi)有換過(guò)工作,能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確就業(yè)。近半數(shù)認(rèn)為與自己專業(yè)對(duì)口,月收入在5000元及以上的占50%,3000元及以上的則超過(guò)七成。這說(shuō)明本專業(yè)原有人才培養(yǎng)方案的效果較好,未來(lái)的人才培養(yǎng)方案的目標(biāo)可以沿著原有的思路,繼續(xù)定位在面向廣東省內(nèi)。
對(duì)于原培養(yǎng)方案,畢業(yè)生認(rèn)為本專業(yè)在培養(yǎng)過(guò)程中存在的缺陷集中、依次表現(xiàn)在缺乏實(shí)踐、專業(yè)培養(yǎng)定位模糊、課程設(shè)置不合理、缺少專業(yè)技術(shù)、課程內(nèi)容陳舊、各課程結(jié)合不緊密等問(wèn)題上。這說(shuō)明了未來(lái)的培養(yǎng)方案急需在實(shí)踐、定位、課程設(shè)置和內(nèi)容上下功夫。
(2)從畢業(yè)生職業(yè)選擇檢驗(yàn)人才培養(yǎng)方案的定位。數(shù)據(jù)顯示,按照工作內(nèi)容來(lái)劃分,本校信管專業(yè)畢業(yè)生最集中依次分布在信息系統(tǒng)管理人員、信息系統(tǒng)分析師、信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)人員、信息系統(tǒng)程序人員、面向信息系統(tǒng)的企業(yè)管理人員、信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、信息管理師、信息網(wǎng)絡(luò)工程師等工作崗位上,與原先確定的人才培養(yǎng)圖譜基本一致,涵蓋了信息管理師、信息系統(tǒng)管理人員和信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)人員等中間位置,但從事信息化建設(shè)管理咨詢師這一崗位工作的畢業(yè)生數(shù)量太少,只有3人,而有17個(gè)畢業(yè)生都有意升遷或轉(zhuǎn)換到這一崗位,說(shuō)明原有培養(yǎng)方案的目標(biāo)沒(méi)有問(wèn)題,是方案落實(shí)上出了問(wèn)題,遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)。升遷/轉(zhuǎn)換意向則反映了隨著經(jīng)驗(yàn)的增長(zhǎng),畢業(yè)生逐漸趨于轉(zhuǎn)向面向信息系統(tǒng)以及信息企業(yè)的高層決策管理人員,以及信息化建設(shè)管理咨詢師和信息系統(tǒng)分析師這類綜合崗位,說(shuō)明原有培養(yǎng)方案的定位比較準(zhǔn)確。
(3)從畢業(yè)生職業(yè)能力分析人才培養(yǎng)方案的具體設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)畢業(yè)生的調(diào)查得知,他們認(rèn)為對(duì)各領(lǐng)域管理知識(shí)的學(xué)習(xí)對(duì)于從事業(yè)務(wù)都是非常有幫助的。其中,位于前幾位的分別是工作流管理、人事管理、會(huì)計(jì)和管理會(huì)計(jì)、企業(yè)資源計(jì)劃、客戶關(guān)系管理、財(cái)務(wù)管理、生產(chǎn)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷和網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷。同樣,畢業(yè)生還對(duì)輔助決策所需的信息管理類知識(shí)的重要程度給予了評(píng)價(jià),這些都為本專業(yè)今后開(kāi)設(shè)管理類和信息管理類課程提供了參考。另一方面,針對(duì)原有培養(yǎng)方案中的信息系統(tǒng)方向,由于受技術(shù)發(fā)展的影響很大,所以問(wèn)卷中也設(shè)計(jì)了幾道問(wèn)題來(lái)調(diào)查目前市場(chǎng)上對(duì)該類人才職業(yè)能力的組成和結(jié)構(gòu)的要求。相關(guān)信息都為開(kāi)設(shè)信息系統(tǒng)類課程提供了參考。
2.企業(yè)需求和滿意度調(diào)研
針對(duì)企業(yè)滿意度,首先設(shè)計(jì)了一份詳細(xì)的調(diào)查問(wèn)卷。在實(shí)際操作時(shí),將該問(wèn)卷的問(wèn)題進(jìn)行了適當(dāng)?shù)木?jiǎn)合并,組合進(jìn)畢業(yè)生就業(yè)情況調(diào)查問(wèn)卷,通過(guò)網(wǎng)絡(luò),邀請(qǐng)畢業(yè)生所在單位領(lǐng)導(dǎo)填寫(xiě)。此外還請(qǐng)畢業(yè)生及其領(lǐng)導(dǎo)站在他們的角度,給出本專業(yè)人才的需求狀況。
(1)企業(yè)滿意度。數(shù)據(jù)顯示,企業(yè)對(duì)本校信管專業(yè)畢業(yè)生工作表現(xiàn)的總體滿意度在75%以上,具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
此外,企業(yè)和畢業(yè)生認(rèn)為本專業(yè)培養(yǎng)出來(lái)的畢業(yè)生優(yōu)勢(shì)主要、依次在于以下幾個(gè)方面:理論知識(shí)面廣、就業(yè)選擇性大、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高。但值得注意的是,在“專業(yè)技術(shù)能力強(qiáng)”一項(xiàng)中,參與調(diào)查的58人次均未給予肯定意見(jiàn),這說(shuō)明我校信管系原有的人才培養(yǎng)的總體力度還不夠,學(xué)生或單位普遍認(rèn)為本專業(yè)沒(méi)有“拳頭產(chǎn)品”。未來(lái)有必要進(jìn)一步整合理論知識(shí)傳授的內(nèi)容和方式,加大專業(yè)技術(shù)知識(shí)、特別是技能訓(xùn)練的力度,力爭(zhēng)在保持學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的同時(shí),突出優(yōu)秀的專業(yè)技術(shù)能力。
(2)企業(yè)需求。從表1的數(shù)據(jù)可知,企業(yè)或畢業(yè)生認(rèn)為單位緊缺的主要人才依次是信息系統(tǒng)分析師、信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)人員、信息化建設(shè)管理咨詢師、信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、信息系統(tǒng)程序人員和面向信息系統(tǒng)的企業(yè)管理人員。認(rèn)為就業(yè)容易的人才主要、依次是:信息系統(tǒng)程序人員、信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)人員、信息系統(tǒng)分析師、信息網(wǎng)絡(luò)工程師、信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、信息系統(tǒng)管理人員和面向信息系統(tǒng)的企業(yè)管理人員。認(rèn)為有潛力的崗位主要、依次是:信息系統(tǒng)分析師、信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)人員、信息化建設(shè)管理咨詢師、信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、信息系統(tǒng)程序人員和面向信息系統(tǒng)的企業(yè)管理人員。與單位緊缺排序一致。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明信息系統(tǒng)技術(shù)類人才的就業(yè)易于信息系統(tǒng)管理類,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,綜合類、高層次人才更符合企業(yè)所需以及畢業(yè)生發(fā)展的方向。所以當(dāng)前的課程設(shè)置必須將學(xué)生的長(zhǎng)期發(fā)展和短期就業(yè)相結(jié)合,仔細(xì)權(quán)衡,精心設(shè)計(jì),達(dá)到總體滿意。
此外,近半數(shù)畢業(yè)生認(rèn)為以其在大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)背景,能在自己?jiǎn)挝恢姓业?-5個(gè)適宜的崗位。說(shuō)明隨著企業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模的現(xiàn)代化,對(duì)信息管理的要求越來(lái)越強(qiáng)烈,信息管理涉及咨詢、服務(wù)、物流等很多行業(yè),本專業(yè)學(xué)生有很多的就業(yè)機(jī)會(huì)。
企業(yè)對(duì)應(yīng)聘員工的能力要求依次排序?yàn)椋簩?shí)踐執(zhí)行能力、個(gè)性心理品質(zhì)、分工合作能力、業(yè)務(wù)能力、管理能力、自主發(fā)展能力、智慧勝利能力、印象管理、情緒調(diào)控能力、經(jīng)濟(jì)學(xué)方面才能。說(shuō)明若想增強(qiáng)本專業(yè)學(xué)生的就業(yè)優(yōu)勢(shì),就必須引導(dǎo)并鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行多方面的實(shí)踐鍛煉,并培養(yǎng)良好的溝通能力以及團(tuán)隊(duì)合作精神,將更具有競(jìng)爭(zhēng)力。
3.國(guó)內(nèi)同類典型專業(yè)情況
目前,國(guó)內(nèi)信管專業(yè)的人才培養(yǎng)主要存在3種模式:以清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)為代表的理工科院校工商管理模式,以武漢大學(xué)、北京大學(xué)為代表的綜合性大學(xué)的信息資源管理模式,以及以中國(guó)人民大學(xué)和中山大學(xué)為代表的信息系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)向模式。
(1)以清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)為代表的理工科院校工商管理模式。在這種模式下,一般將本專業(yè)設(shè)在經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,側(cè)重于計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù),是以信息系統(tǒng)(包括電子商務(wù))的應(yīng)用、管理為主要研究對(duì)象,以企業(yè)如何利用信息技術(shù)、信息系統(tǒng)提高競(jìng)爭(zhēng)能力和管理水平為目標(biāo),開(kāi)展基礎(chǔ)理論、企業(yè)管理模式、信息系統(tǒng)戰(zhàn)略規(guī)劃、信息系統(tǒng)及其管理、信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法、信息技術(shù)應(yīng)用等方面的教學(xué)和科研。這種模式結(jié)合了IT和經(jīng)濟(jì)管理,其最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)管理的完美結(jié)合,目前隨著企業(yè)資源規(guī)劃、供應(yīng)鏈管理、客戶關(guān)系管理以及電子商務(wù)等的流行顯示出了新的魅力,是當(dāng)前信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的主要模式。
(2)以武漢大學(xué)、北京大學(xué)為代表的綜合性大學(xué)的信息資源管理模式。在該模式下,本專業(yè)一般設(shè)在信息管理學(xué)院,其前身是圖書(shū)館、情報(bào)學(xué)、檔案學(xué)等專業(yè)。其人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具有現(xiàn)代管理學(xué)理論基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)知識(shí)以及應(yīng)用能力,掌握系統(tǒng)思想和信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法以及信息管理等方面的知識(shí)與能力,能在國(guó)家各級(jí)管理部門(mén)、工商企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)、科研單位等部門(mén)從事信息管理以及信息系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施管理和評(píng)價(jià)等方面的高級(jí)專門(mén)人才。
(3)以中國(guó)人民大學(xué)和中山大學(xué)為代表的技術(shù)導(dǎo)向模式。該模式下,本專業(yè)一般設(shè)在信息技術(shù)學(xué)院,其主要培養(yǎng)目標(biāo)為掌握現(xiàn)代信息技術(shù)和經(jīng)濟(jì)管理知識(shí)的復(fù)合型人才,要求學(xué)生具備全面的素質(zhì)和完善的知識(shí)結(jié)構(gòu),掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與應(yīng)用、現(xiàn)代信息技術(shù),熟悉現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)知識(shí),滿足各類企業(yè)和政府部門(mén)對(duì)信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、管理的迫切需要。
五、結(jié)論與建議
本次調(diào)研通過(guò)調(diào)查畢業(yè)生、典型企業(yè)、同類院校、在校師生等多個(gè)調(diào)查對(duì)象,從不同側(cè)面了解了比較豐富的信息,總結(jié)起來(lái),有如下幾個(gè)方面。
1.關(guān)于人才培養(yǎng)方案的目標(biāo)和模式
在新的社會(huì)環(huán)境下,原有人才培養(yǎng)方案職業(yè)圖譜的總體思路仍然有效。本專業(yè)仍將發(fā)揮本校以工為主、理工經(jīng)管文法全面發(fā)展的優(yōu)勢(shì),面向廣東省地方經(jīng)濟(jì)建設(shè),致力于培養(yǎng)具備現(xiàn)代管理學(xué)理論基礎(chǔ)、信息經(jīng)濟(jì)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)知識(shí)及應(yīng)用能力,掌握系統(tǒng)思想和信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法以及信息管理等方面的知識(shí)與能力,能從事信息化規(guī)劃和信息管理、信息系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施、管理、評(píng)價(jià)以及信息分析等方面的應(yīng)用型高級(jí)專門(mén)人才。
但是,需要進(jìn)一步明確和解構(gòu)信息管理和信息系統(tǒng)技術(shù)兩個(gè)方向人才的培養(yǎng)方案,要引進(jìn)訂單式等培養(yǎng)模式,參考走學(xué)歷教育與職業(yè)能力教育相結(jié)合的道路,落實(shí)以強(qiáng)化學(xué)生高級(jí)就業(yè)能力為導(dǎo)向,加強(qiáng)“核心技術(shù)一體化”專業(yè)建設(shè)。把握市場(chǎng)當(dāng)前的需要和未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì),實(shí)現(xiàn)人才短期就業(yè)與長(zhǎng)期發(fā)展?jié)摿χg的最佳平衡。
2.關(guān)于人才能力組成和結(jié)構(gòu)
本專業(yè)人才貴在“復(fù)合”,難在“復(fù)合”。應(yīng)突出以問(wèn)題解決能力培養(yǎng)為主線,加強(qiáng)實(shí)踐技能培養(yǎng),增強(qiáng)溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和個(gè)性心理素質(zhì)。通過(guò)在校接受理論課程和實(shí)踐環(huán)節(jié)的鍛煉,使學(xué)生掌握現(xiàn)代經(jīng)營(yíng)管理原理、方法和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù),具備在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下從事經(jīng)營(yíng)管理的基本能力;掌握信息科學(xué)的基本理論與方法,具備信息組織、分析、傳播與開(kāi)發(fā)利用等信息管理的基本能力;掌握信息系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行管理及維護(hù)的方法和技術(shù),具備開(kāi)發(fā)與運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)解決經(jīng)濟(jì)管理中的實(shí)際問(wèn)題的基本能力;掌握情報(bào)檢索、信息搜索、數(shù)據(jù)挖掘的基本理論、方法與技術(shù),具有信息分析與開(kāi)發(fā)能力,能了解并跟蹤本專業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域及其市場(chǎng)的發(fā)展動(dòng)態(tài),從而形成較強(qiáng)的研究開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)開(kāi)拓能力。
3.關(guān)于課程體系建設(shè)
應(yīng)強(qiáng)化融經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科于一體的“厚基礎(chǔ)、寬口徑、適應(yīng)能力強(qiáng)”的專業(yè)特色,對(duì)于定量數(shù)學(xué)決策優(yōu)化模型技術(shù)、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域技術(shù)模塊,以及代表信管專業(yè)問(wèn)題解決特色的定性定量相結(jié)合的核心課程知識(shí)模塊等三大知識(shí)團(tuán),需要進(jìn)一步精心設(shè)計(jì)、組織知識(shí)點(diǎn),做到邏輯連貫、沒(méi)有過(guò)多的重復(fù),理論學(xué)時(shí)精簡(jiǎn)、合理,淘汰一些技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)陳舊的課程或章節(jié),引入先進(jìn)技術(shù)內(nèi)容的章節(jié)或課程,健全、完善我們的課程體系。實(shí)現(xiàn)信息管理學(xué)、信息經(jīng)濟(jì)學(xué)和信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與管理三大類知識(shí)的融會(huì)貫通,形成融經(jīng)濟(jì)、管理與信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的課程體系與課程結(jié)構(gòu)。
4.關(guān)于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
對(duì)于信管專業(yè),怎么強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力都不過(guò)分,這是因?yàn)椋瑧?yīng)用型高級(jí)專門(mén)人才培養(yǎng)的目標(biāo)必須落實(shí)在學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力上。應(yīng)在整合理論課程體系的同時(shí),重新審視課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn),認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、專業(yè)實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐,課程設(shè)計(jì)、專業(yè)綜合設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等這一系列環(huán)節(jié),相輔相成,形成體系,精心安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,盡量將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)組合成較大的實(shí)踐項(xiàng)目,并嚴(yán)格指導(dǎo),突出培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、創(chuàng)新精神以及運(yùn)用信息技術(shù)解決經(jīng)濟(jì)、商務(wù)、管理中實(shí)際問(wèn)題的能力。
5.關(guān)于教學(xué)手段和模式
本專業(yè)十一五期間每年招生逾200人,為很好地完成對(duì)廣東本地以及珠三角地區(qū)高速發(fā)展的信息化的支持,實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)在質(zhì)量和數(shù)量上的和諧發(fā)展,必須綜合運(yùn)用多媒體遠(yuǎn)程教育等多種現(xiàn)代化教學(xué)手段,廣泛利用教師的縱、橫向科研項(xiàng)目成果,以及往屆學(xué)生的優(yōu)秀作品,大力建設(shè)好案例庫(kù)、試題庫(kù)等教學(xué)資源庫(kù),突出技術(shù)規(guī)范教學(xué)法、項(xiàng)目教學(xué)法、案例教學(xué)法等多種教學(xué)方法,進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向、模塊教學(xué)、工學(xué)結(jié)合等多種形式的教學(xué)改革,突出以問(wèn)題為中心的學(xué)習(xí)法、基于行業(yè)與職業(yè)崗位群技能要求的學(xué)習(xí)法等學(xué)習(xí)方法,加強(qiáng)核心課程和精品課程建設(shè),減少必修課學(xué)時(shí)數(shù),增加選修課學(xué)時(shí)數(shù),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
6.對(duì)學(xué)校、學(xué)院配套政策的建議
(1)關(guān)于素質(zhì)教育。針對(duì)學(xué)生社會(huì)經(jīng)驗(yàn)不足、對(duì)社會(huì)了解太少,為其樹(shù)立正確的人生觀,可參照上海交通大學(xué)的做法,在所有人文社科類的通識(shí)課程中設(shè)置實(shí)踐環(huán)節(jié),均勻地分布在1-6學(xué)期,其實(shí)踐環(huán)節(jié)均在假期中完成。這樣總學(xué)分不變,但省出了課內(nèi)學(xué)時(shí),又可使學(xué)生到社會(huì)上進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)時(shí)具有更加明確的主題,增加與社會(huì)接觸的機(jī)會(huì),更加深入廣泛地了解社會(huì),鍛煉其綜合處理問(wèn)題的能力。
(2)改善實(shí)驗(yàn)條件,充分挖掘現(xiàn)有條件。由于實(shí)驗(yàn)條件的限制,許多課程無(wú)法開(kāi)展實(shí)驗(yàn),不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的深入理解,新的想法和思路也很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以檢驗(yàn)。當(dāng)前條件下,一方面要爭(zhēng)取對(duì)于實(shí)驗(yàn)條件的改善和提高;另一方面,充分利用現(xiàn)有條件,使學(xué)生能得到較多的訓(xùn)練。
(3)注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。培養(yǎng)方案中設(shè)置科技創(chuàng)新類選修課,通過(guò)各種措施培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
我校現(xiàn)在已有一些類似的政策和手段,但是還需更加系統(tǒng)、全面、深入地完善措施,使學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)和選擇,從時(shí)間上、經(jīng)費(fèi)上、指導(dǎo)上、制度上給予保障,使學(xué)生的動(dòng)手能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力、創(chuàng)新能力得到培養(yǎng),提高我校信管專業(yè)學(xué)生的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè);培養(yǎng)模式;課程體系;服務(wù)科學(xué)管理與工程
1研究背景
美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)(University of Minnesota)的 GordonB.Davis教授于1967年創(chuàng)立了世界上第一個(gè)管理信息系統(tǒng)(Management Information System,MIS)學(xué)科的Ph.D學(xué)位課程,宣告了MIS的創(chuàng)立[1]。此后40多年里,世界各國(guó)都紛紛推出了MIS課程。20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始,我國(guó)一些高校也陸續(xù)開(kāi)展了MIS的教學(xué)和研究[2],并相繼創(chuàng)辦了信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)(簡(jiǎn)稱信管專業(yè))。
在管理學(xué)二級(jí)門(mén)類下的信管專業(yè)[3-6]是一個(gè)綜合性專業(yè),涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、圖書(shū)館學(xué)、管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)等眾多學(xué)科。目前,國(guó)內(nèi)信管專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展已呈現(xiàn)“三足鼎立”之勢(shì):第一類是以清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)為代表的理工科院校,專業(yè)側(cè)重計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù);第二類是以武漢大學(xué)、北京大學(xué)為代表的綜合性大學(xué),強(qiáng)調(diào)情報(bào)學(xué)、信息學(xué)等知識(shí);第三類則是以中國(guó)人民大學(xué)、東北財(cái)大為代表的財(cái)經(jīng)院校,側(cè)重經(jīng)濟(jì)管理方面的教育。
經(jīng)過(guò)很多高校幾年的創(chuàng)辦和教育實(shí)踐,信管專業(yè)在社會(huì)上得到了廣泛的認(rèn)同。全國(guó)開(kāi)辦該專業(yè)的高校已猛增到近200家,招生規(guī)模不斷擴(kuò)大。但存在的問(wèn)題值得深思:一是辦學(xué)沒(méi)特色,二是畢業(yè)生就業(yè)現(xiàn)狀并不理想。究其原因[7-8],一方面,社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域需要大量的人才,而另一方面,相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生數(shù)量大,難于找到合適的工作,社會(huì)的需求和高校的培養(yǎng)形成了巨大反差。這是因?yàn)楦叩冉逃w制的改革步伐滯后于高等教育的快速發(fā)展,導(dǎo)致了相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生缺乏實(shí)際工作能力,無(wú)法適應(yīng)市場(chǎng)的需要。
2現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
我們分析國(guó)內(nèi)各院校信管專業(yè)的發(fā)展與陜西師范大學(xué)的信管專業(yè)現(xiàn)狀,目前仍然存在一些問(wèn)題,具體分析如下:
2.1學(xué)校專業(yè)設(shè)置多而雜
就信息技術(shù)類學(xué)科來(lái)說(shuō),我校與此相關(guān)的學(xué)科有數(shù)學(xué)學(xué)院的數(shù)學(xué)與信息科學(xué)專業(yè),物理學(xué)院的電子工程專業(yè),計(jì)算機(jī)學(xué)院的計(jì)算機(jī)、軟件工程和信管專業(yè),國(guó)際商學(xué)院的電子商務(wù)專業(yè)等。從研究型情況來(lái)看,計(jì)算機(jī)學(xué)院有智能控制與信息安全研究所,數(shù)學(xué)學(xué)院有密碼與信息安全研究所,商學(xué)院有信息安全研究所等。與信管專業(yè)相關(guān)的專業(yè)多而雜,不利于我校整合現(xiàn)有的研究力量,形成學(xué)科與研究團(tuán)隊(duì),而且將很難產(chǎn)生標(biāo)志性的研究成果。
2.2專業(yè)課設(shè)置過(guò)時(shí)
對(duì)于信管專業(yè)開(kāi)設(shè)的課程,大部分學(xué)生和老師認(rèn)為專業(yè)課深度不夠,雜而不專、泛而不精,所選用的教材過(guò)時(shí),不適合現(xiàn)代市場(chǎng)需求。文字性的課程居多,與項(xiàng)目設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)相關(guān)的實(shí)用性課程較少。事實(shí)上,課程設(shè)置存在弊病,一方面是因?yàn)樾殴軐I(yè)的建設(shè)在不斷摸索中,不夠完善,另一方面就是因?yàn)橄旅嫣岬降膸熧Y力量薄弱,兩者互相影響。
2.3師資隊(duì)伍薄弱
多數(shù)學(xué)生表示,上課不認(rèn)真聽(tīng)講也是因?yàn)檎n堂枯燥、氣氛不活躍。教師上課按課本教學(xué),教學(xué)方式單一。很多教師對(duì)自己教授的課程比較專業(yè),但在問(wèn)及與專業(yè)相關(guān)的問(wèn)題時(shí),教師也比較模糊。尤其是很多老師自己都沒(méi)有系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的理論知識(shí),更不具有項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn),如何教會(huì)學(xué)生掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),并具有軟件開(kāi)發(fā)技能?這一點(diǎn)值得深思。因此,我們目前還很缺乏信管專業(yè)教師隊(duì)伍。
2.4實(shí)踐環(huán)節(jié)欠缺
現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)設(shè)對(duì)于提高學(xué)生實(shí)際操作能力及專業(yè)技能的效果不大,學(xué)生認(rèn)為當(dāng)前上機(jī)實(shí)驗(yàn)的效果“形同虛設(shè)”、“不能獲得技能”。上機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)不合理、不飽滿,安排松散。
3我校信管專業(yè)改革舉措
很多信管專業(yè)人士從課程設(shè)置、教學(xué)模式與企業(yè)結(jié)合等角度,結(jié)合本校的發(fā)展,提出一些有意義的改革舉措[9-11]。
目前,大部分院校將信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)放到了管理學(xué)院,這就意味著他們的培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系是以管理學(xué)為主的,這勢(shì)必造成學(xué)生系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和信息管理的動(dòng)手能力欠缺。作為綜合性研究型本科大學(xué),陜西師大需要改革該專業(yè)的人才培養(yǎng)體系。我們采取了明確專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),突出專業(yè)優(yōu)勢(shì),完善專業(yè)課程教學(xué)體系和加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等措施。
3.1修訂培養(yǎng)方案
以信管專業(yè)的信息管理為基礎(chǔ),結(jié)合我校的強(qiáng)勢(shì)學(xué)科、我院的強(qiáng)項(xiàng)研究方向以及社會(huì)所需人才現(xiàn)狀,我們?cè)O(shè)想對(duì)高年級(jí)學(xué)生采用分組培養(yǎng)的模式,分為以下幾塊:ERP、電子商務(wù)、政務(wù)等信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā);GIS開(kāi)發(fā);智能信息處理與信息安全;網(wǎng)絡(luò)工程;圖像信息處理;生物信息工程等。
我們可以根據(jù)項(xiàng)目成立實(shí)驗(yàn)室,接收大三學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,實(shí)現(xiàn)博士、碩士和本科生的混合工作機(jī)制,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)與前沿性工作的探索。這實(shí)際上是在科學(xué)發(fā)展觀的基礎(chǔ)上,結(jié)合我校的2+2培養(yǎng)模式,借鑒國(guó)外的人才培養(yǎng)理念,注重學(xué)生的興趣愛(ài)好,對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的分組培養(yǎng)。讓學(xué)生及早加入教師的研究課題,鍛煉他們的科研思維和動(dòng)手能力。
我們可以不拘泥于其他學(xué)校的僵化教學(xué)體系,彰顯出自己的特色來(lái)。我院將計(jì)算機(jī)方面的若干強(qiáng)勢(shì)方向作為信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的特色培養(yǎng)目標(biāo),采用小范圍課堂授課,讓學(xué)生進(jìn)教研室參與項(xiàng)目的方式來(lái)開(kāi)展教學(xué),具體培養(yǎng)方案如圖1所示。
如圖1所示,通識(shí)模塊、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課等可以保持原有培養(yǎng)方案,但教學(xué)內(nèi)容要酌情刪減,教學(xué)方法要靈活多樣。特色方向課的開(kāi)設(shè)要結(jié)合各個(gè)學(xué)校和院系的優(yōu)勢(shì)方向。比如有的學(xué)校以情報(bào)、圖書(shū)館等為特色,有的以管理學(xué)為主導(dǎo),有的以項(xiàng)目開(kāi)發(fā)為主流。
從研究積累和課程特色上來(lái)看,我院的智能信息處理、智能優(yōu)化、模糊信息處理、GIS開(kāi)發(fā)、生物信息計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)工程等都是優(yōu)勢(shì)研究方向,有很多教師已積累了豐富的研究成果和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合這些方面的信息處理技術(shù),深入、系統(tǒng)地研究信息管理與信息系統(tǒng),既結(jié)合實(shí)際又意義深遠(yuǎn)。
在教材的選擇和課程設(shè)置上,應(yīng)該注重教材的新穎性。信管專業(yè)是伴隨著信息時(shí)代對(duì)信息技術(shù)人才的需求產(chǎn)生的。如果對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)還停留在舊理論、舊知識(shí)上,所培養(yǎng)的畢業(yè)生是不適合時(shí)代需求的。應(yīng)將課程從原來(lái)的純理論課轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)踐課與理論課相結(jié)合。大大增加實(shí)踐課的比例,使學(xué)生通過(guò)實(shí)踐加深對(duì)概念的理解。取消一些可開(kāi)可不開(kāi)的課程,合并一些內(nèi)容重復(fù)的課程,如信息管理導(dǎo)論、管理學(xué)概論、信息管理學(xué)、客戶關(guān)系管理、項(xiàng)目管理等。
3.2加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),強(qiáng)化實(shí)踐實(shí)習(xí)
根據(jù)信息技術(shù)更新快的特點(diǎn),我們要從IT企業(yè)選調(diào)一些學(xué)歷符合高校要求且有多年工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀高級(jí)軟件人才,來(lái)我校從事教學(xué)工作。這樣有利于改善師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu),加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)系,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。我們還要大幅度修改教學(xué)計(jì)劃,加大信管專業(yè)授課教師的研討和培訓(xùn)力度等,保障教學(xué)改革順利進(jìn)行。
與此同時(shí),我們還加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)合。比如我院可以與西安軟件服務(wù)外包學(xué)院(CISSST)聯(lián)合。該學(xué)院由產(chǎn)業(yè)主管部門(mén)及教育主管部門(mén)共同出資組建,是市政府為了促進(jìn)西安軟件服務(wù)外包產(chǎn)業(yè)發(fā)展、發(fā)揮西安高校資源的優(yōu)勢(shì)、為企業(yè)提供人才解決方案服務(wù)、拓寬大學(xué)生就業(yè)通道、打造百萬(wàn)產(chǎn)業(yè)隊(duì)伍而實(shí)施的重大舉措。西安軟件服務(wù)外包學(xué)院的教師隊(duì)伍由產(chǎn)業(yè)方面的專家和來(lái)自企業(yè)的有實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)專家組成,基于實(shí)際的項(xiàng)目搭建面向產(chǎn)業(yè)的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。這樣可使大學(xué)生實(shí)現(xiàn)由知識(shí)、技能向項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的轉(zhuǎn)換,向企業(yè)輸送合格的技術(shù)人才。
3.3面向服務(wù),IMIS向SSME專業(yè)過(guò)渡
隨著生產(chǎn)型經(jīng)濟(jì)的高度成熟及IT技術(shù)的飛速發(fā)展,全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)明顯表現(xiàn)出加速向后工業(yè)化服務(wù)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的趨勢(shì),成為21世紀(jì)全球經(jīng)濟(jì)的典型特征。所以學(xué)校的教育要跟上時(shí)代的發(fā)展并適應(yīng)社會(huì)需求。
表1[12]從行業(yè)增值對(duì)GDP貢獻(xiàn)率上顯示了近年來(lái)一些國(guó)家的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化情況。如表1所示,農(nóng)業(yè)+工業(yè)+服務(wù)業(yè)=100%,表示世界上不同國(guó)家中就業(yè)勞動(dòng)者人口在三種產(chǎn)業(yè)中所占的比例。發(fā)達(dá)國(guó)家服務(wù)業(yè)所占的比例較高,而發(fā)展中國(guó)家所占的比例較低。勞動(dòng)力人口規(guī)模是指在一個(gè)國(guó)家中18周歲到60周歲或者65周歲之間從事第一和第二產(chǎn)業(yè)的勞動(dòng)者所占的人口比例,這個(gè)比例越高,說(shuō)明服務(wù)業(yè)所占的程度就越低。由于失業(yè)人口的存在,它們與三個(gè)產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人口數(shù)據(jù)沒(méi)有直接計(jì)算公式。最后一列是服務(wù)業(yè)25年的增幅,如中國(guó)的增幅是191%,說(shuō)明中國(guó)的第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較迅速,而發(fā)達(dá)國(guó)家的增幅就比較小??梢?jiàn)服務(wù)行業(yè)已經(jīng)占據(jù)經(jīng)濟(jì)生活中的主導(dǎo)地位,并且這種趨勢(shì)將日益明顯。
“服務(wù)科學(xué)管理與工程(Service Science Management and Engineering, SSME)”[12-14]專業(yè)是國(guó)家針對(duì)服務(wù)業(yè)呈現(xiàn)的日益增長(zhǎng)的趨勢(shì)而設(shè)置的新專業(yè)。SSME是計(jì)算機(jī)科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、產(chǎn)業(yè)工程、公司戰(zhàn)略、管理科學(xué)、社會(huì)和認(rèn)知科學(xué)以及法律科學(xué)等的結(jié)合與交叉,旨在通過(guò)學(xué)科交叉發(fā)展服務(wù)經(jīng)濟(jì)需要的服務(wù)技能。國(guó)內(nèi)SSME的研究起步較晚,主要起源于2005年9月12日IBM在北京大學(xué)召開(kāi)的“服務(wù)創(chuàng)新和服務(wù)科學(xué)學(xué)科建設(shè)”研討會(huì)。該研討會(huì)探討了SSME的發(fā)展現(xiàn)狀和前景,并積極構(gòu)建服務(wù)科學(xué)學(xué)科,以推動(dòng)服務(wù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與SSME的進(jìn)步。該研討會(huì)從不同角度分析SSME,并積極探討了SSME學(xué)科建設(shè)的需求及規(guī)范,指出了SSME學(xué)科的重要性。
目前,SSME概念體系的建立已基本完成,而系統(tǒng)性研究才剛剛起步[13]。盡管如此,人們公認(rèn)此領(lǐng)域具有極大發(fā)展?jié)摿?通過(guò)業(yè)界和學(xué)界的合作,此領(lǐng)域在未來(lái)發(fā)展成為一個(gè)成熟學(xué)科門(mén)類的可能性非常大。我院已和西安軟件服務(wù)外包學(xué)院及一些IT業(yè)公司建立了長(zhǎng)期合作關(guān)系,不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力,而且使學(xué)生了解到社會(huì)需求、服務(wù)意識(shí)及服務(wù)科學(xué)的重要性??紤]到信管專業(yè)與SSME專業(yè)在課程體系等方面有很多融合部分,可以考慮將信管專業(yè)逐步轉(zhuǎn)型和過(guò)渡到SSME專業(yè),以適應(yīng)社會(huì)對(duì)服務(wù)業(yè)的需求,培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的實(shí)用型人才。
4結(jié)語(yǔ)
綜合上述分析,對(duì)于陜西師范大學(xué)來(lái)說(shuō),可以結(jié)合我校的本科與研究生教育特色,結(jié)合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與信息服務(wù)業(yè)的特點(diǎn),參照國(guó)家新開(kāi)設(shè)專業(yè)――服務(wù)科學(xué)管理與工程的發(fā)展思路、培養(yǎng)體系、課程設(shè)置
等,選擇“信息時(shí)代下的教師教育和服務(wù)科學(xué)管理與工程的理論與技術(shù)體系研究”為未來(lái)的發(fā)展方向。這是一個(gè)綜合性的研究課題,結(jié)合未來(lái)服務(wù)業(yè)的大趨勢(shì),研究教師教育及學(xué)校如何為教師和學(xué)生服務(wù),提供具有創(chuàng)新性、充滿活力的校園氛圍,結(jié)合我校的發(fā)展戰(zhàn)略,形成具有特色的研究團(tuán)隊(duì)。
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The Status Quo and Reformation of the Major of IMIS
LEI Xiu-juan, LI Yong-ming, WU Zhen-qiang
(Shanxi Normal University, School of Computer Science, Xi’an 710062, China)
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī);工程教育;實(shí)踐教學(xué);改革;虛擬實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)
引言
工程教育是高等教育的重要組成部分,工程教育是在工業(yè)化的歷史進(jìn)程中,為適應(yīng)社會(huì)對(duì)工程技術(shù)專門(mén)人才的需求而興起的。高等工程教育起源于工業(yè)發(fā)展初期的工程教育,它與一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展密不可分。高等工程教育就是要培養(yǎng)能綜合應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)手段,懂經(jīng)濟(jì)、會(huì)管理,兼?zhèn)淙宋木窈涂茖W(xué)精神的高素質(zhì)工程技術(shù)人才,為工程科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷提供新鮮的活力。高等工程教育對(duì)于工程技術(shù)人員的知識(shí)、能力、素質(zhì)等形成起著主要作用,特別是對(duì)創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力培養(yǎng)有著決定性的影響。因此,世界各國(guó)特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都在大力推進(jìn)工程教育的改革與發(fā)展,力爭(zhēng)培養(yǎng)出更高質(zhì)量的工程人才。
計(jì)算機(jī)工程教育是一個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的教育方向,培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具備從事計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、應(yīng)用和集成能力,具有扎實(shí)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論、良好的科學(xué)素質(zhì)和工程實(shí)踐能力。該實(shí)踐教學(xué)體系包括課程實(shí)驗(yàn)、教學(xué)實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐、綜合實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等多種形式。這些都是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié),是專業(yè)課程教學(xué)的重要組成部分。
1 計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題
隨著國(guó)家對(duì)教育的不斷投入,教學(xué)改革已經(jīng)有了明顯的成效,但實(shí)踐教學(xué)還在諸多方面存在一些不足。
1.1 實(shí)踐經(jīng)費(fèi)相對(duì)不足
學(xué)校真正提供給實(shí)踐的資金有限,校內(nèi)實(shí)踐場(chǎng)地和設(shè)備存在一定程度上的不足,這就出現(xiàn)了人均實(shí)際操作動(dòng)手機(jī)會(huì)少,教學(xué)與設(shè)備不協(xié)調(diào)等現(xiàn)象,直接影響了實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量,也影響了學(xué)生技能的培養(yǎng)。
1.2 實(shí)踐指導(dǎo)教師結(jié)構(gòu)不合理
在實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍中,“雙師型”教師還比較緊缺。參與實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)者多為從公司聘請(qǐng)的工程技術(shù)人員,他們雖有著深厚的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),但不能很好地將實(shí)踐操作與理論知識(shí)統(tǒng)一起來(lái),屬于會(huì)做不會(huì)講。而本校的教師雖有一定的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí),但在生產(chǎn)實(shí)踐方而缺乏一定的鍛煉,屬于會(huì)講不會(huì)做。教師結(jié)構(gòu)的不合理,使得理論知識(shí)與實(shí)踐技能不能有效的形成統(tǒng)一體,也影響了實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。
1.3 校企合作實(shí)踐存在不足
(1)能夠接受實(shí)踐的學(xué)生少。企業(yè)受到人員和場(chǎng)地的限制,不可能接收太多的學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)。
(2)對(duì)學(xué)生管理不足。由于學(xué)校和企業(yè)對(duì)于學(xué)生實(shí)踐的管理都較為松散,造成學(xué)生對(duì)實(shí)踐教學(xué)缺乏正確認(rèn)識(shí),使得實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量難以保證。
(3)需要有專門(mén)的教師脫離工作崗位指導(dǎo)學(xué)生。如果沒(méi)有專門(mén)教師指導(dǎo),企業(yè)很難抽調(diào)人員為學(xué)生提供專門(mén)指導(dǎo)。另外,沒(méi)有教師的參與,企業(yè)很難保證項(xiàng)目開(kāi)發(fā)進(jìn)度,也不愿意不熟練的學(xué)生參與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。這樣,學(xué)校和企業(yè)就失去了合作的基礎(chǔ)。
1.4 實(shí)踐考核不嚴(yán)
學(xué)校對(duì)于實(shí)踐教學(xué)沒(méi)有建立規(guī)范的考核標(biāo)準(zhǔn),對(duì)實(shí)踐教學(xué)的考核往往低于理論考核的要求,使得實(shí)踐考核流于形式,影響了實(shí)踐教學(xué)的效果。
2 計(jì)算機(jī)工程教育實(shí)踐教學(xué)改革
針對(duì)上面分析的問(wèn)題,我們認(rèn)為高等工程教育中計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)改革應(yīng)該側(cè)重以下幾個(gè)方面。
2.1 加強(qiáng)教師實(shí)踐能力培養(yǎng),提高教師專業(yè)素質(zhì)
高素質(zhì)、實(shí)踐能力強(qiáng)的師資隊(duì)伍是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的保證。學(xué)校應(yīng)該加強(qiáng)計(jì)算機(jī)專業(yè)具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的“雙師型”教師的引進(jìn),同時(shí)采取有力措施組織教師參加各類師資培訓(xùn),努力提高師資隊(duì)伍的業(yè)務(wù)水平和工程能力,不斷更新和拓展專業(yè)知識(shí),提高專業(yè)素養(yǎng)。學(xué)校發(fā)展過(guò)程中有許多與計(jì)算機(jī)相關(guān)的項(xiàng)目,教師應(yīng)該關(guān)注這些項(xiàng)目的實(shí)施,學(xué)校要盡可能把這些項(xiàng)目放在學(xué)校內(nèi)部立項(xiàng)、實(shí)施。這些可以為老師和學(xué)生提供一次實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì),并能夠降低開(kāi)發(fā)成本,方便維護(hù)。
有計(jì)劃地安排教師到相關(guān)企業(yè)實(shí)踐,了解計(jì)算機(jī)行業(yè)管理知識(shí)和新技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài),積累工程開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),努力打造“雙師型”教師隊(duì)伍。教師們將最新的軟件技術(shù)和職業(yè)技能傳授給學(xué)生,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。在人才引進(jìn)和教師培訓(xùn)有限的情況下,教師可以組成模擬項(xiàng)目開(kāi)發(fā)教學(xué)團(tuán)隊(duì),確定明確的設(shè)計(jì)目標(biāo),教師引導(dǎo),學(xué)生直接參與,按照工程項(xiàng)目管理方法管理,按照項(xiàng)目驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收,提高教師的實(shí)踐教學(xué)能力和管理水平,促進(jìn)學(xué)生工程開(kāi)發(fā)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng)。
2.2 案例教學(xué)法
根據(jù)教材重點(diǎn)、難點(diǎn)和學(xué)生中存在的疑難問(wèn)題,精心設(shè)計(jì)案例題,以鞏固深化知識(shí),發(fā)展能力,以達(dá)到熱能生巧。案例教學(xué)模式就是打破“以教師為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)模式,擴(kuò)展到“以學(xué)生為中心”的復(fù)合型教學(xué)模式。在這種教學(xué)模式下,整個(gè)教學(xué)過(guò)程,教師利用情境、協(xié)作、會(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境,要求充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造精神。在這種模式中,學(xué)生是主體,也是中心,是知識(shí)的主動(dòng)構(gòu)建者;而教師是教學(xué)過(guò)程的組織者、指導(dǎo)者、促進(jìn)者;教材是學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建的對(duì)象;媒體則是認(rèn)知工具。這種模式是與現(xiàn)代社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的,因而也是最有效的新型教學(xué)模式。
2.3 激發(fā)學(xué)生的自主實(shí)踐興趣
采取激勵(lì)機(jī)制,鼓勵(lì)學(xué)生以興趣小組或課程實(shí)驗(yàn)小組的形式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)、展開(kāi)實(shí)驗(yàn)討論,并主動(dòng)和教師交流;鼓勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生和高年級(jí)學(xué)生參與課外實(shí)踐指導(dǎo),逐步形成學(xué)生合作、自主實(shí)驗(yàn)和自主指導(dǎo)的氛圍,轉(zhuǎn)變教師指導(dǎo)為學(xué)生自主研討,緩解開(kāi)放性建設(shè)中實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師數(shù)量不足的問(wèn)題。
設(shè)置合理比例,嚴(yán)格規(guī)定學(xué)生應(yīng)該完成的課內(nèi)和課外實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生帶著任務(wù)進(jìn)實(shí)驗(yàn)室或?qū)嵙?xí)基地。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài),啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),解決學(xué)習(xí)中的困難和問(wèn)題,顯現(xiàn)自己的智慧和能力,體驗(yàn)自主實(shí)踐的成果,從而達(dá)到充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主實(shí)踐的積極性和主動(dòng)性的目的。
2.4 開(kāi)發(fā)虛擬實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)
由于自主實(shí)驗(yàn)所占比例較高,實(shí)踐教學(xué)條件勢(shì)必有限,加上難以為每個(gè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室全程安排指導(dǎo)教師,那么,可以借助校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)虛擬實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),方便各個(gè)實(shí)踐課程項(xiàng)目案例的管理,緩解教師和設(shè)備短缺問(wèn)題,也緩解外出校企合作費(fèi)用過(guò)高問(wèn)題,為學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。
以此平臺(tái)的軟件虛擬實(shí)訓(xùn)環(huán)境為例,老師和學(xué)生分組充當(dāng)項(xiàng)目經(jīng)理、開(kāi)發(fā)員和測(cè)試員角色,登陸虛擬實(shí)訓(xùn)環(huán)境,根據(jù)其中真實(shí)的軟件開(kāi)發(fā)實(shí)例課件內(nèi)容要求完成不同的開(kāi)發(fā)和測(cè)試任務(wù),并分階段提 交各自的成果,項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)開(kāi)發(fā)員和測(cè)試員的工作進(jìn)行指導(dǎo)、評(píng)審、考核和答疑。這樣,學(xué)生將置身于以真實(shí)工程項(xiàng)目職場(chǎng)為背景的實(shí)訓(xùn)環(huán)境中,以項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的組織形式完成實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練,親身感受到規(guī)范的軟件開(kāi)發(fā)流程,迅速掌握規(guī)范高效的軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)步驟與方法,在真實(shí)的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中提高實(shí)踐動(dòng)手能力,獲得實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),從而大大縮短了就業(yè)后的崗位適應(yīng)期,真正實(shí)現(xiàn)專業(yè)教育與企業(yè)崗位需求之間的相互銜接。
為了提高實(shí)踐教學(xué)資源的利用率,開(kāi)發(fā)實(shí)踐教學(xué)資源庫(kù)也就顯得尤為重要。計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)踐教學(xué)資源庫(kù)的構(gòu)建要與人才培養(yǎng)目標(biāo)相一致,以專業(yè)崗位需求為根據(jù),突出“能力”目標(biāo),其功能結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。如軟件開(kāi)發(fā)課程實(shí)踐庫(kù)應(yīng)主要包括以下內(nèi)容:軟件開(kāi)發(fā)的基本概念、方法和步驟,解決問(wèn)題的思路和過(guò)程;完整的開(kāi)發(fā)過(guò)程和各個(gè)過(guò)程的實(shí)際成果資料,具體包括“軟件開(kāi)發(fā)計(jì)劃書(shū)”、“可行性研究報(bào)告”、“需求分析說(shuō)明書(shū)”、“概要設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)”和“詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)”;最終開(kāi)發(fā)成果、編碼集及操作使用說(shuō)明書(shū)。實(shí)踐案例按照行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化的、系統(tǒng)的制定原則,把行業(yè)的要求融合到教學(xué)案例中,使案例庫(kù)豐富及多樣。實(shí)踐項(xiàng)目庫(kù)的項(xiàng)目是非常典型的,具有代表性的任務(wù),根據(jù)專業(yè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)職業(yè)崗位的任職要求,充分體現(xiàn)職業(yè)性、實(shí)踐性和可持續(xù)發(fā)展性;以職業(yè)崗位真實(shí)的項(xiàng)目和任務(wù)及其工作過(guò)程為依據(jù),整合相應(yīng)的知識(shí)、技能,在真實(shí)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上構(gòu)建學(xué)習(xí)性的環(huán)境。
圖1 計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)踐教學(xué)資源庫(kù)結(jié)構(gòu)圖
3 結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐教學(xué)是高等計(jì)算機(jī)工程教育中的重要環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的重要手段,還有許多教學(xué)改革的問(wèn)題值得研究,我們將不斷努力,逐步完善實(shí)踐教學(xué)體系,在改革中探索、提高,培養(yǎng)出更多適應(yīng)社會(huì)需要的復(fù)合型、應(yīng)用型工程人才。
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關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí);教學(xué)實(shí)踐;三個(gè)基本;點(diǎn)面結(jié)合
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
1引言
虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,簡(jiǎn)稱VR)主要采用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高技術(shù)生成逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境(Virtual Environment,簡(jiǎn)稱VE),用戶借助必要的設(shè)備(如特制的服裝、頭盔、手套和鞋),以自然的方式與虛擬環(huán)境中的實(shí)體對(duì)象進(jìn)行交互作用、相互影響,從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)具有3I特性,即交互(Interaction)特性、沉浸(Immersion)特性和構(gòu)想(Imagination)特性。交互特性強(qiáng)調(diào)參與者通過(guò)專用設(shè)備以人類自然方式與VE中的對(duì)象進(jìn)行相互操作;沉浸特性要求計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的虛擬環(huán)境能使參與者產(chǎn)生置身其中的體驗(yàn);構(gòu)想特性是指虛擬環(huán)境能夠啟發(fā)參與者發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題并輔助產(chǎn)生創(chuàng)新思維。
二十世紀(jì)六十年代初,“圖靈獎(jiǎng)”獲得者,被稱為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)之父的美國(guó)科學(xué)家Ivan Sutherland發(fā)表“終極顯示”論文提出虛擬現(xiàn)實(shí)概念,自此,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)歷經(jīng)一系列里程碑式的理論、方法與技術(shù)研究工作,并取得了重大工程應(yīng)用成果。今天虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)非常廣泛,主要包括三大應(yīng)用方向,即訓(xùn)練演練、規(guī)劃設(shè)計(jì)與預(yù)測(cè)、觀賞娛樂(lè)等。例如在虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行作戰(zhàn)指揮模擬,宇宙飛船、飛機(jī)、艦船模擬駕駛訓(xùn)練,飛機(jī)、導(dǎo)彈、輪船等復(fù)雜系統(tǒng)的虛擬設(shè)計(jì)與制造,城市環(huán)境規(guī)劃及其建筑物的展示,手術(shù)培訓(xùn)與導(dǎo)航,游戲動(dòng)漫與影視制作等。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)涉及的學(xué)科綜合性、交叉性強(qiáng),是可以拉動(dòng)多學(xué)科發(fā)展,不斷產(chǎn)生新思想、新技術(shù),具有廣泛和重大應(yīng)用前景的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)確定為信息領(lǐng)域優(yōu)先支持的三大前沿技術(shù)之一。
2課程的特點(diǎn)
北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院從1994年開(kāi)始從事虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域的研究,取得許多創(chuàng)新成果,在相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域產(chǎn)生了較大影響,逐步形成了北航計(jì)算機(jī)學(xué)院一個(gè)新的優(yōu)勢(shì)學(xué)科方向。作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用本科生的專業(yè)限選課程,“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”課程教學(xué)已經(jīng)講授了5年。本課程的教學(xué)目的是通過(guò)對(duì)有關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)問(wèn)題、典型研究工作的介紹,使學(xué)生了解當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì);通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)基本原理、基本算法、開(kāi)發(fā)方法、主流系統(tǒng)的介紹,使學(xué)生掌握虛擬現(xiàn)實(shí)主要技術(shù)、開(kāi)發(fā)環(huán)境與平臺(tái);以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究工作為主要實(shí)踐教學(xué)支撐,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防部門(mén)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域?qū)iT(mén)人才的需求。虛擬現(xiàn)實(shí)課程具有以下特點(diǎn):
2.1學(xué)科交叉性、綜合性強(qiáng)
國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要指出:“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重點(diǎn)研究心理學(xué)、控制學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)分布系統(tǒng)、電子學(xué)和多媒體技術(shù)等多學(xué)科融合的技術(shù),研究醫(yī)學(xué)、娛樂(lè)、藝術(shù)與教育、軍事及工業(yè)制造等多個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和系統(tǒng)?!碧摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要從計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與技術(shù)、機(jī)械工程科學(xué)與先進(jìn)制造技術(shù)等學(xué)科中孕育并實(shí)現(xiàn)跨越,逐步發(fā)展成熟,涉及心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù)等,學(xué)科交叉性、綜合性強(qiáng),如圖1所示。
2.2數(shù)理基礎(chǔ)要求高
虛擬現(xiàn)實(shí)課程的許多理論、方法和技術(shù)涉及大量的數(shù)學(xué)公式和物理定律,例如在基于圖形的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中所涉及的計(jì)算機(jī)圖形學(xué),基于圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中所涉及的圖像處理和信號(hào)處理技術(shù),在建模技術(shù)中涉及的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等,都需要學(xué)生具備深厚的數(shù)理基礎(chǔ)。
2.3創(chuàng)新思維豐富
虛擬現(xiàn)實(shí)被眾多學(xué)者認(rèn)為是科學(xué)研究與工程實(shí)踐中理論和實(shí)驗(yàn)方法之外的第三種方法,可以虛擬和仿真人類難以到達(dá)的宏觀或微觀環(huán)境,進(jìn)行研究和體驗(yàn);在虛擬環(huán)境下進(jìn)行逼真的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、訓(xùn)練演練,作出評(píng)價(jià)和決策,其與生俱來(lái)的構(gòu)想特性能夠啟發(fā)參與者發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題并產(chǎn)生創(chuàng)新思維。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由于多學(xué)科交叉性,在不同學(xué)科交叉融合中源源不斷地產(chǎn)生新思想、新方法。
2.4工程應(yīng)用突出
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)既有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和方法,也有大量的典型算法,同時(shí)又是一門(mén)應(yīng)用牽引強(qiáng),各種開(kāi)發(fā)平臺(tái)和應(yīng)用工具豐富,人機(jī)交互設(shè)備多,軟硬件結(jié)合與系統(tǒng)集成占相當(dāng)比重的課程。
2.5課程內(nèi)容多課時(shí)緊
本課程是本科生計(jì)算機(jī)應(yīng)用方向的限選課程,在本科四年級(jí)上學(xué)期開(kāi)設(shè),其間正值學(xué)生考研復(fù)習(xí)準(zhǔn)備階段,課時(shí)總計(jì)36學(xué)時(shí),課內(nèi)教學(xué)18學(xué)時(shí)、課外實(shí)踐18學(xué)時(shí),授課時(shí)間十分緊張。
3教學(xué)內(nèi)容安排
我們經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐,在不斷與學(xué)生教與學(xué)交互的活動(dòng)中,結(jié)合自身學(xué)科研究特色,總結(jié)、完善主要教學(xué)內(nèi)容,形成了如下的教學(xué)大綱:
第一章:概論(2h)
問(wèn)題的提出、名詞術(shù)語(yǔ)、虛擬現(xiàn)實(shí)特征、里程碑工作和研究現(xiàn)狀、國(guó)內(nèi)外典型應(yīng)用實(shí)例。
第二章:虛擬現(xiàn)實(shí)硬件與系統(tǒng)(2h)
虛擬現(xiàn)實(shí)輸入設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)輸出設(shè)備、高端圖形工作站、圖形處理單元(Graphic Processing Unit簡(jiǎn)稱GPU)、典型沉浸式交互系統(tǒng)的構(gòu)建實(shí)例。
第三章:基于圖形的虛擬現(xiàn)實(shí)建模與開(kāi)發(fā)技術(shù)(6h)
視覺(jué)感知相關(guān)基本概念、場(chǎng)景表示與數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、CREATOR建模軟件與合成自然環(huán)實(shí)例、場(chǎng)景圖組織與基本繪制流程、OpenGVS與WTK開(kāi)發(fā)軟件、虛擬場(chǎng)景漫游應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)實(shí)例。
第四章:基于圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)建模與繪制技術(shù)(2h)
IBMR技術(shù)與全光函數(shù)、全景圖像與柱面全景圖像實(shí)例、同心拼圖方法。
第五章:人工生命-人工魚(yú)實(shí)例(2h)
人工魚(yú)的總體方案、人工魚(yú)的生物力學(xué)分析、感知與行為建模、幾何建模與外觀屬性、虛擬海洋環(huán)境建模、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、逼真性與效率權(quán)衡。
第六章:虛擬人技術(shù)(2h)
人體抽象模型與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、逼真運(yùn)動(dòng)獲取與表示、運(yùn)動(dòng)約束與重用、虛擬人技術(shù)應(yīng)用實(shí)例。
第七章:分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(2h)
DIS技術(shù)與IEEE1278、HLA技術(shù)與IEEE1516、分布交互仿真程序開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)例。
教學(xué)實(shí)踐與課外教學(xué)安排:(18h)
課外研讀學(xué)習(xí)OpenGL、構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)漫游程序;參觀虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,觀看演示、操作實(shí)驗(yàn)室研究設(shè)備,了解當(dāng)前主要研究方向和趨勢(shì)。
4教學(xué)實(shí)踐與思考
針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)課程的上述特點(diǎn),我們?cè)谡n程的教學(xué)活動(dòng)中形成了“突出三個(gè)基本,注重融會(huì)貫通;點(diǎn)面結(jié)合,各有側(cè)重;結(jié)合實(shí)例,促進(jìn)創(chuàng)新思維”的教學(xué)思路。
4.1突出三個(gè)基本,注重融會(huì)貫通
在教學(xué)中突出三個(gè)基本,即突出基本原理、基本方法、基本算法的講授。虛擬現(xiàn)實(shí)課程的諸多內(nèi)容來(lái)自不同的研究和應(yīng)用領(lǐng)域,貌似差之千里,但是其核心思想常常殊途同歸。對(duì)于這部分內(nèi)容在教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)有意識(shí)進(jìn)行聯(lián)系,分析講解,努力讓學(xué)生融會(huì)貫通。以細(xì)節(jié)層次概念(LOD)為例,細(xì)節(jié)層次概念是圖形建模中的基本概念,是指用一組復(fù)雜程度(常常以多邊形數(shù)來(lái)衡量)各不相同的實(shí)體細(xì)節(jié)層次模型來(lái)描述對(duì)象,在運(yùn)行時(shí)根據(jù)一些主客觀標(biāo)準(zhǔn)在這些LOD模型間進(jìn)行切換,實(shí)時(shí)改變場(chǎng)景的復(fù)雜度,從而能夠繪制效率與效果的平衡,該方法需要解決模型間切換時(shí)產(chǎn)生的視景跳躍問(wèn)題。在GPU的基本貼圖處理(MIP MAPPING )、復(fù)雜光照模型實(shí)時(shí)繪制等研究工作中也引入和應(yīng)用了同樣的原理,因此在講解細(xì)節(jié)層次概念時(shí)進(jìn)行舉一反三,加深學(xué)生對(duì)這一滿足逼真性和繪制實(shí)時(shí)性普適基本方法的理解,進(jìn)一步可以引伸出連續(xù)細(xì)節(jié)層次方法以及與視點(diǎn)相關(guān)的遞進(jìn)傳輸技術(shù)如何滿足基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用問(wèn)題。這樣教學(xué)思路始終貫徹在七維全光函數(shù)降維、八叉樹(shù)的數(shù)據(jù)組織方法等諸多教學(xué)內(nèi)容中,以達(dá)到融會(huì)貫通的目的。
4.2點(diǎn)面結(jié)合,各有側(cè)重
虛擬現(xiàn)實(shí)課程涉及學(xué)科眾多,內(nèi)容十分豐富,有限的課時(shí)內(nèi)做到面面俱到幾乎不可能。我們的教學(xué)大綱基本覆蓋虛擬現(xiàn)實(shí)的主要研究分支,重點(diǎn)是基于圖形和基于圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),由于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在其他課程有重點(diǎn)講授,不過(guò)多涉及。其次注重對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的研究重點(diǎn)、熱點(diǎn)問(wèn)題,以及當(dāng)前的主流設(shè)備、開(kāi)發(fā)工具與平臺(tái)介紹。通過(guò)發(fā)揮授課教師的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)背景,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室多年的研究工作進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的深入講解。例如在分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)室在該方向上開(kāi)展了長(zhǎng)達(dá)十年的研究工作,研究成果既體現(xiàn)了該內(nèi)容的基本方法、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),又體現(xiàn)了當(dāng)前的最新研究成果。該內(nèi)容的教學(xué)從早期的DIS入手,通過(guò)與HLA核心技術(shù)的對(duì)比,重點(diǎn)講解分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)如何應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象與封裝、與訂購(gòu)、基于值的信息過(guò)濾 (DDM)等核心技術(shù)解決大規(guī)模交互仿真問(wèn)題,進(jìn)一步引伸介紹目前該方向的研究進(jìn)展,讓同學(xué)了解當(dāng)前研究熱點(diǎn)問(wèn)題。
4.3結(jié)合實(shí)例,促進(jìn)創(chuàng)新思維
虛擬現(xiàn)實(shí)是一門(mén)多學(xué)科交叉的科學(xué)技術(shù),不同學(xué)科理論與方法的互相借鑒、啟迪、創(chuàng)新尤為明顯。因此在講授具體內(nèi)容的同時(shí),應(yīng)介紹該研究工作和成果產(chǎn)生的背景,體現(xiàn)交叉創(chuàng)新、集成創(chuàng)新思路,啟迪同學(xué)的創(chuàng)造性思維是本課程不斷追求“授之與漁”的目標(biāo)。在課程綜述中重點(diǎn)介紹信息資源環(huán)境的智能化、普適化、協(xié)同化、沉浸化發(fā)展的各個(gè)不同歷史時(shí)期代表性工作,以及仿真技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等學(xué)科對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的重要貢獻(xiàn),突出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)交叉融合的特性。將具體的課程知識(shí)點(diǎn)講授融入到典型實(shí)例中,人工生命課程教學(xué)中以ACM優(yōu)秀博士論文工作為基礎(chǔ),講述了人工魚(yú)的感知與行為建模、幾何與外觀屬性建模、虛擬海洋環(huán)境建模等,目的在于突出建模內(nèi)涵的寬泛性和在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的重要地位,通過(guò)詳述人工魚(yú)的生物力學(xué)分析、總體方案設(shè)計(jì),行為與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),歸納總結(jié)出多學(xué)科交叉、逼真性與效率的完美平衡是其創(chuàng)新所在。在講授虛擬人技術(shù)時(shí),首先提出逼真人體運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性和實(shí)時(shí)性這一矛盾,引入機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)以及信號(hào)與系統(tǒng)中的信號(hào)處理方法,重點(diǎn)介紹借鑒其他學(xué)科方法解決虛擬人運(yùn)動(dòng)重用和大規(guī)模人群等關(guān)鍵問(wèn)題,強(qiáng)調(diào)借鑒啟迪是創(chuàng)新的源泉。在諸如同心拼圖、分布式虛擬環(huán)境中同樣貫徹了結(jié)合實(shí)例,促進(jìn)創(chuàng)新思維這一教學(xué)思路。
5結(jié)論與展望
“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”涉及面寬、內(nèi)容十分豐富,同時(shí)發(fā)展迅速,應(yīng)用越來(lái)越廣泛,如何講授好該課程是一個(gè)需要不斷探討、研究總結(jié)的教學(xué)課題。筆者在多年的教學(xué)活動(dòng)中,通過(guò)教與學(xué)的交流,不斷總結(jié)形成了一些教學(xué)思路和方法,取得了良好的效果,但是仍然需要不斷完善充實(shí),主要包括兩個(gè)方面內(nèi)容:(1)如何做好虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、圖像處理技術(shù)的銜接;(2)如何利用好虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究環(huán)境、軟硬件資源以進(jìn)一步加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)。我們將在今后繼續(xù)研究探索,以解決這些重要問(wèn)題。
參考文獻(xiàn):
[1] 趙沁平. DVENET分布式虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)與開(kāi)發(fā)工具[M]. 北京:科學(xué)出版社,2004.
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