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時(shí)間:2023-09-11 17:25:04
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[關(guān)鍵詞]本科畢業(yè)設(shè)計(jì);新工科;貫穿式培養(yǎng);交互式指導(dǎo)
1傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析
傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程設(shè)置偏重于課堂授課,即理論教學(xué),對(duì)實(shí)踐教學(xué)重視不足。首先體現(xiàn)在課時(shí)分配上,理論教學(xué)授課時(shí)間一般要多于實(shí)踐授課[3]。其次體現(xiàn)在實(shí)踐資源上,公共計(jì)算機(jī)實(shí)踐平臺(tái)有限,計(jì)算機(jī)課程同時(shí)也是很多計(jì)算相關(guān)專業(yè)的基本必修課或選修課,導(dǎo)致實(shí)踐資源緊張。實(shí)踐學(xué)習(xí)相對(duì)于理論學(xué)習(xí)需要更多的時(shí)間來慢慢體會(huì)和提升[4]。雖然大部分學(xué)生可以自行配置計(jì)算機(jī)設(shè)備,但是沒有公共實(shí)踐課程的強(qiáng)制約束,能自覺在課下進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)的學(xué)生很少。這一點(diǎn)也在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到體現(xiàn)。雖然經(jīng)過了大學(xué)本科前三年半共計(jì)七個(gè)學(xué)期的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐學(xué)習(xí),大部分學(xué)生的實(shí)踐能力依舊非常差。很多學(xué)生只是記得簡單的編程語言知識(shí),缺乏實(shí)際的編程經(jīng)驗(yàn),沒有真正經(jīng)歷過全面的、系統(tǒng)的實(shí)踐訓(xùn)練。此外,計(jì)算機(jī)專業(yè)是一個(gè)不斷快速發(fā)展的學(xué)科,新知識(shí)、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。而課堂教學(xué)內(nèi)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(shí)有限,致使很多學(xué)生只關(guān)注于書本知識(shí),不了解學(xué)科領(lǐng)域最新的發(fā)展。在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),指導(dǎo)老師選定的課題一般都是自己科研領(lǐng)域的較新或者較前沿的方向[5],大多數(shù)學(xué)生沒有接觸過,需要臨時(shí)學(xué)習(xí),在有限的時(shí)間內(nèi)很難有好的成果產(chǎn)出。總的來說,傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過程暴露出本科培養(yǎng)的兩個(gè)問題:理論與實(shí)踐脫節(jié),沒有扎實(shí)的實(shí)踐,就不會(huì)有對(duì)知識(shí)的深刻理解;課程設(shè)置跟不上學(xué)科新進(jìn)展,所學(xué)知識(shí)無法滿足實(shí)際新需求。
2新工科背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)發(fā)展需求
新工科建設(shè)是國家在新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的大形勢下提出的新時(shí)代工科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。新工科主演涵蓋了與計(jì)算機(jī)緊密相關(guān)的若干專業(yè),如人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實(shí)等。新工科建設(shè)的目的是探索高等教育新模式、新理念,建設(shè)工程教育強(qiáng)國,培養(yǎng)“實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力”的新型高素質(zhì)工科人才。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)本科教學(xué)模式及本科畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐模式顯然無法滿足新工科建設(shè)的需求。一方面,計(jì)算機(jī)本科教學(xué)對(duì)新工科涉及的人工智能、大數(shù)據(jù)等方向難以做出及時(shí)調(diào)整;另一方面,畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生難以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)新方向開展深入研究。此外,正如第2章節(jié)所述,教師們也難以在有限課堂時(shí)間內(nèi)將額外新知識(shí)很好地傳授給學(xué)術(shù)[6]。鑒于此,很有必要探索適應(yīng)于新工科建設(shè)需求的全新的計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)方法。
3新工科背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢設(shè)提升思路
我們旨在改變傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)方式的兩方面不足:短周期培養(yǎng)和單方向指導(dǎo)。相應(yīng)地,我們需要開展兩方面工作:一方面將本科畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)貫穿于整個(gè)大學(xué)培養(yǎng)周期,進(jìn)行全流程、可跟蹤式培養(yǎng);另一方面用交互式指導(dǎo)模式代替單方向填鴨式指導(dǎo)模式,激發(fā)學(xué)生興趣、挖掘?qū)W生潛能。
3.1貫穿式培養(yǎng)
計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)貫穿式培養(yǎng)模式主要有兩個(gè)特點(diǎn):全周期和可跟蹤。全周期是指從大學(xué)第一個(gè)學(xué)期開始就為本科生選配畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師,將畢業(yè)設(shè)計(jì)融入到大學(xué)全周期的教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)中去。需要指出的是,全周期培養(yǎng)并不是一開始就給學(xué)生指定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,而是根據(jù)學(xué)生興趣及指導(dǎo)老師研究方向,在前期給學(xué)生一個(gè)相對(duì)自由的探索與實(shí)踐空間,后期再讓學(xué)生選定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。可跟蹤是指整個(gè)培養(yǎng)周期內(nèi),指導(dǎo)老師可以及時(shí)、全面地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)與實(shí)踐動(dòng)態(tài),根據(jù)具體情況實(shí)時(shí)調(diào)整培養(yǎng)方案。全周期模式有三方面優(yōu)點(diǎn):第一,充足的實(shí)踐。理論需要聯(lián)系實(shí)際,公共實(shí)踐資源極為有限,更多的私有實(shí)踐資源分散在指導(dǎo)老師那里。指導(dǎo)老師可以為本科生提供實(shí)踐的物理空間和設(shè)備資源,使學(xué)生有充足的實(shí)踐鍛煉,深刻領(lǐng)會(huì)課堂所學(xué)知識(shí),達(dá)到融會(huì)貫通的目的;第二,更多的收獲。指導(dǎo)老師還可以讓研究生協(xié)助培養(yǎng)本科生,把研究生豐富的課題研究實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)傳授于本科生;第三,更大的創(chuàng)新空間。本科生思維活躍,融合理論知識(shí)和實(shí)踐鍛煉,有利于產(chǎn)生創(chuàng)新性研究成果。可跟蹤模式的優(yōu)點(diǎn)在于指導(dǎo)老師對(duì)學(xué)生有全面的了解,可以根據(jù)學(xué)生前期的學(xué)習(xí)及科研情況選定最終的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,做到因人選題、有的放矢,實(shí)現(xiàn)提升畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的。
3.2交互式培養(yǎng)
計(jì)算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的交互式培養(yǎng)是指導(dǎo)老師與學(xué)生進(jìn)行雙向的互動(dòng),而不是單向的灌輸式培養(yǎng)。交互式培養(yǎng)有利于提高學(xué)生的主動(dòng)性、激發(fā)學(xué)生的活力,使學(xué)生有更大的獲得感,從而不斷激勵(lì)學(xué)生自發(fā)地搜集資料、學(xué)習(xí)知識(shí)、加強(qiáng)實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)自我綜合素質(zhì)的提升,最終到達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。交互式培養(yǎng)貫徹于整個(gè)培養(yǎng)周期,包括前期的學(xué)習(xí)、實(shí)踐以及最終畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的完成。交互式培養(yǎng)在老師指導(dǎo)、學(xué)生反饋、老師與學(xué)生討論以及再指導(dǎo)、再反饋、再討論的循環(huán)往復(fù)過程中實(shí)現(xiàn)學(xué)生潛能的不斷發(fā)掘與提高。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)不是無源之水、無本之木,前期充足的積累才能寫出高質(zhì)量的畢業(yè)論文。計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)不是簡單地完成、調(diào)試成功了程序,而是針對(duì)所選定的題目,根據(jù)所學(xué)理論知識(shí)及調(diào)研資料,設(shè)計(jì)出解決問題的創(chuàng)新方案,并與指導(dǎo)老師不斷討論與優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上利用掌握的程序語言和工具,實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的研究目標(biāo)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)階段,交互式培養(yǎng)會(huì)更加頻繁,這個(gè)階段是對(duì)整個(gè)培養(yǎng)方式的考核,需要在指定時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體的研究課題,并要求有創(chuàng)新性思路。
4結(jié)語
(湖南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院,湖南長沙410082)
摘要:針對(duì)大學(xué)專業(yè)教育中普遍存在的高分低能狀況,以“用”為出發(fā)點(diǎn),提出實(shí)驗(yàn)課程·專業(yè)實(shí)訓(xùn)·學(xué)科競賽金字塔式實(shí)踐教學(xué)體系,闡述如何打通課程理論之間的聯(lián)系,自底向上從實(shí)踐動(dòng)手、分析綜合再到發(fā)明創(chuàng)新分層逐步培養(yǎng)和提升學(xué)生的專業(yè)能力。
關(guān)鍵詞 :實(shí)踐教學(xué);實(shí)驗(yàn)課程;專業(yè)實(shí)訓(xùn);學(xué)科競賽
第一作者簡介:李智勇,男,教授,研究方向?yàn)橹悄苡?jì)算、智能系統(tǒng)、大數(shù)據(jù),zhiyong.li@hnu.edu.cn。
0 引 言
大學(xué)作為直接為社會(huì)輸送人才的機(jī)構(gòu),將人才“可塑性”和“可用性”作為大學(xué)教育的根本目的,因此培養(yǎng)學(xué)生的文化素養(yǎng)和專業(yè)能力成為大學(xué)教育最重要的任務(wù),但由于中國傳統(tǒng)教育思想的影響,“高分低能”一直是中國教育面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問題,而這一問題在高等院校更為突出。問題不解決,便達(dá)不到“可用性”的目的。
這一問題違背了大學(xué)教育尤其是工科類院校的初衷,越來越多的高校逐漸意識(shí)到該問題的嚴(yán)重性,開始進(jìn)一步關(guān)注實(shí)踐教學(xué),壓縮理論教學(xué)的時(shí)間,輔以更多的實(shí)踐教學(xué)課時(shí)。“小學(xué)期”是這一趨勢的典型代表。這一變化將實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量問題提上日程,如何建立合理有效的實(shí)踐教學(xué)體系和安排實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容是當(dāng)前高校不得不思考和亟待解決的問題。
1 教學(xué)現(xiàn)狀及問題
我們以湖南大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例分析目前實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題。
1.1 課程教學(xué)體系
湖南大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)近3年的教學(xué)計(jì)劃中,要求學(xué)生畢業(yè)最低總學(xué)分為170分,圖1給出各類環(huán)節(jié)所占的學(xué)分比例,可以看出,專業(yè)實(shí)訓(xùn)(含畢業(yè)設(shè)計(jì))只占總學(xué)分的16%,教學(xué)計(jì)劃側(cè)重理論教學(xué),從學(xué)時(shí)分布來看,此偏重更為明顯。圖2分析了每個(gè)學(xué)期的課程教學(xué)學(xué)時(shí)情況,學(xué)生幾乎需要將所有時(shí)間放到課程理論學(xué)習(xí)上,被嚴(yán)重束縛,實(shí)踐教學(xué)形同虛設(shè)。
1.2 現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)體系
在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)近3年的教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)課程有普通物理實(shí)驗(yàn)和人工智能基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)兩門。從學(xué)生完成該實(shí)驗(yàn)課程的情況來看,大多數(shù)學(xué)生數(shù)據(jù)處理邏輯簡單,幾乎沒有運(yùn)用模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能控制等人工智能方法完成的作品。第6學(xué)期開設(shè)的實(shí)踐課程遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生熟練運(yùn)用多門專業(yè)理論和方法的目的。
現(xiàn)在很多高校開始實(shí)施“小學(xué)期”教學(xué)日歷,設(shè)置為期1個(gè)月左右的集中實(shí)踐或者專業(yè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。前兩年的“小學(xué)期”是面向全院所有專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)能力培養(yǎng),而第3學(xué)年后的“小學(xué)期”安排專業(yè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn),訓(xùn)練學(xué)生的專業(yè)能力,如五子棋人機(jī)對(duì)弈項(xiàng)目可以大大提高學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣,但項(xiàng)目過于單一,僅涉及人工智能、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)等課程,與人工智能實(shí)驗(yàn)課程有重合的傾向,而諸如機(jī)器人學(xué)、智能控制等智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的特色課程就沒有訓(xùn)練的機(jī)會(huì),此外對(duì)比上一個(gè)硬件技術(shù)實(shí)訓(xùn)缺少能力培養(yǎng)的延續(xù)性。具備創(chuàng)新發(fā)明的能力是目前實(shí)踐教學(xué)甚少考慮的培養(yǎng)目標(biāo)。
1.3 存在的問題
這種培養(yǎng)方案主要存在以下問題:①實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)過少,學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)機(jī)會(huì)太少;②理論學(xué)習(xí)任務(wù)過重,學(xué)生的雙手無法得到解放;③實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)置不合理,課程理論與實(shí)際沒有有效結(jié)合;④面向?qū)I(yè)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容單一,專業(yè)理論覆蓋面不夠;⑤能力培養(yǎng)斷層,發(fā)明創(chuàng)新能力未涉及。
2 金字塔式實(shí)踐教學(xué)體系
針對(duì)以上存在的問題,我們制定了新的培養(yǎng)計(jì)劃,圖3所示是2015年湖南大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃課程時(shí)序圖。可以看出,不計(jì)實(shí)驗(yàn)課程,每學(xué)期的理論教學(xué)課程減少到平均5門課程;實(shí)驗(yàn)課程大大增加,從原來的2門增加到7門。新的教學(xué)計(jì)劃中實(shí)踐教學(xué)得到重視和加強(qiáng)。
另外,教學(xué)計(jì)劃的另一個(gè)特色是高年級(jí)的教學(xué)/學(xué)術(shù)方向分組,根據(jù)信息科學(xué)與工程學(xué)院的科研優(yōu)勢設(shè)置了4個(gè)方向,將教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合。課程按組選修,增加了選修課之間的關(guān)聯(lián)性,使培養(yǎng)目標(biāo)更突出,令學(xué)生有的放矢。教學(xué)計(jì)劃也反映了實(shí)踐教學(xué)的體系結(jié)構(gòu):針對(duì)重要的學(xué)門、學(xué)類和專業(yè)課程,通過專門開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程鞏固這些重要課程;接下來,通過專業(yè)實(shí)訓(xùn)將多門課程理論串聯(lián)起來;最后,擬提供豐富的學(xué)科競賽機(jī)會(huì),對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)一步培養(yǎng)發(fā)明創(chuàng)新的能力。這3個(gè)層面形成了一個(gè)金字塔式的實(shí)踐教學(xué)體系,如圖4所示。越往上,能力水平越高;往下是必須具有的基礎(chǔ)能力。金字塔式的實(shí)踐體系體現(xiàn)了遞進(jìn)式的能力培養(yǎng)過程。通過該培養(yǎng)模式將能直接給社會(huì)輸送“可用”人才。
圖4給出了整個(gè)實(shí)踐能力培養(yǎng)的空間結(jié)構(gòu)。筆者將分別從時(shí)間角度詳細(xì)介紹3個(gè)層面的培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)踐內(nèi)容安排。
2.1 實(shí)驗(yàn)課程
實(shí)驗(yàn)課程處于金字塔的最底層,目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專門知識(shí)進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐的能力,熟悉和鞏固專業(yè)基礎(chǔ)課程理論,為上層的能力培養(yǎng)打好基礎(chǔ)。這一能力是所有智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)合格大學(xué)生必須具有的根本能力。
程序設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)智能的手段和載體,因而第1學(xué)年和第2學(xué)年圍繞這兩個(gè)能力開展理論和實(shí)踐教學(xué)活動(dòng),開設(shè)了高等程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等課程,其中程序設(shè)計(jì)、數(shù)字邏輯和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3門課程實(shí)踐性較強(qiáng),因此還配套設(shè)置了對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程。實(shí)驗(yàn)課程與理論課程盡量同步開設(shè),利用實(shí)驗(yàn)箱對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證,加深學(xué)生對(duì)課程的理解。第3學(xué)年和第4學(xué)年面向計(jì)算機(jī)上層系統(tǒng)和應(yīng)用,操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是典型代表,因而針對(duì)這兩門課程開設(shè)對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)課程,這幾門實(shí)驗(yàn)課程是學(xué)類核心課程。此外,教師還可圍繞智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的重點(diǎn)核心課程“人工智能”開設(shè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)課程,讓學(xué)生基于NAO人形機(jī)器人、智能小車、RoboCode等設(shè)備軟件理解、熟悉和練習(xí)各種智能的算法和模型。從程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和人工智能5個(gè)方面依次開展基礎(chǔ)實(shí)踐到專業(yè)實(shí)踐的培訓(xùn),為上層專業(yè)實(shí)訓(xùn)作好準(zhǔn)備。
2.2 專業(yè)實(shí)訓(xùn)
專業(yè)實(shí)訓(xùn)是隨著小學(xué)期的推廣而逐漸引入的培養(yǎng)環(huán)節(jié),未有成功的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。5年中我們不斷地探索,在剛開始的2年采用“集中實(shí)踐+生產(chǎn)實(shí)習(xí)”的方式。集中實(shí)踐指在學(xué)校里進(jìn)行一些簡單的綜合設(shè)計(jì),如軟件實(shí)訓(xùn)開發(fā)類似圖書管理系統(tǒng)的軟件。由于題目較為簡單和老套,學(xué)生興趣不高。生產(chǎn)實(shí)習(xí)是指和企業(yè)合作,將學(xué)生派往生產(chǎn)一線,這一想法初衷好但操作性低。因此,頭兩年的“小學(xué)期”成效不佳,于是取消生產(chǎn)實(shí)習(xí),將集中實(shí)踐從2周延長為4周,增加項(xiàng)目難度,如2014年在第2學(xué)年實(shí)行的“STC單片機(jī)開發(fā)”和第3學(xué)年實(shí)施的“五子棋智能對(duì)弈設(shè)計(jì)”,難度適中,學(xué)生普遍反映較好。
這兩年取得的進(jìn)步給我們很大的啟發(fā)。第2學(xué)年的軟件實(shí)訓(xùn)結(jié)合最新的APP應(yīng)用引入Android開發(fā),讓學(xué)生可以在自己的手機(jī)上展示作品,實(shí)現(xiàn)即所得,極大地激發(fā)學(xué)生的積極性;在已有的單片機(jī)開發(fā)上,提升設(shè)計(jì)的高度和難度,引入FPGA設(shè)計(jì),讓學(xué)生全面學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng);最后,在智能專業(yè)綜合設(shè)計(jì)方面,將五子棋智能下棋程序打造成全院的一個(gè)競賽,結(jié)合專業(yè)最前沿的發(fā)展方向,進(jìn)而增加機(jī)器人開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì),涵蓋智能終端、智能軟件、智能系統(tǒng),提供較寬的選擇,充分發(fā)揮學(xué)生的一技之長。
2.3 學(xué)科競賽
前兩個(gè)層次基本上完成了工程能力的培養(yǎng),但創(chuàng)新才是核心競爭力。如何激發(fā)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的潛能也是實(shí)踐教學(xué)的任務(wù)之一。這一能力在以前的教學(xué)中甚少專門涉及,發(fā)明創(chuàng)新的能力是一道坎。
學(xué)科競賽是培養(yǎng)發(fā)明創(chuàng)新能力比較好的一個(gè)突破口,因此我們在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中適當(dāng)考慮了對(duì)學(xué)科競賽的支撐,基于RoboCup足球機(jī)器人在協(xié)同對(duì)抗上創(chuàng)新,基于模塊化機(jī)器人在創(chuàng)意上立新,基于NAO機(jī)器人在自然語言處理上求新。目前,學(xué)生長期參加的學(xué)科競賽有RoboCup足球機(jī)器人中型組比賽、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)大賽以及全國電子設(shè)計(jì)大賽。教師應(yīng)為有志向和能力的學(xué)生提供創(chuàng)新平臺(tái)和條件,鼓勵(lì)學(xué)生參加高水平的學(xué)科競賽。
學(xué)科競賽組成了實(shí)踐教學(xué)的最后一環(huán),面向科研,與研究生教育接軌;面向創(chuàng)業(yè),為IT產(chǎn)業(yè)增添生命力。
3 建設(shè)措施及成果
3.1 實(shí)驗(yàn)室配套建設(shè)
根據(jù)實(shí)踐教學(xué)的分層體系,目前已有的支撐該體系的儀器設(shè)備見表1,可滿足不同層次的用途需求。課程實(shí)驗(yàn)的設(shè)備主要以驗(yàn)證為主;實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)備需要學(xué)生動(dòng)手實(shí)現(xiàn)算法和設(shè)計(jì);專業(yè)實(shí)訓(xùn)的設(shè)備主要以提供平臺(tái)為主,讓學(xué)生自主搭建系統(tǒng);學(xué)科競賽的設(shè)備一方面要滿足競賽需求,一方面可以應(yīng)用于學(xué)術(shù)研究,具有一定的開放性。
針對(duì)學(xué)科競賽,我們已經(jīng)建立400 m2的場地專門用作智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的創(chuàng)新和學(xué)科競賽實(shí)驗(yàn)室。圖5所示為學(xué)生正在專心調(diào)試足球機(jī)器人。
3.2 實(shí)踐教學(xué)代表性項(xiàng)目
1)電子產(chǎn)品的制作、測試及使用( STC-A實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)板)。
通過完成一個(gè)電子產(chǎn)品(STC-A實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)板)的制作、測試及使用,學(xué)生能夠全面了解電子產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)全過程以及質(zhì)量管理;實(shí)踐簡單的焊接技術(shù),認(rèn)識(shí)基于處理器的電子系統(tǒng)的組成;學(xué)習(xí)電路調(diào)試及檢測能力,了解“STC-A學(xué)習(xí)板”的功能以及嵌入式系統(tǒng)的入門知識(shí);擁有一個(gè)便攜式學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),為今后的學(xué)習(xí)提供方向與幫助。
2)“智能杯”五子棋程序設(shè)計(jì)邀請賽。
該競賽在已給出五子棋平臺(tái)的基礎(chǔ)上(已有界面,無需自己編程界面),要求參賽者寫出五子棋算法。換句話說,就是設(shè)計(jì)五子棋COM的智商。五子棋看似簡單,實(shí)則包含各種變化,計(jì)算種種變化同樣需要強(qiáng)大的知識(shí)儲(chǔ)備。程序設(shè)計(jì)與五子棋結(jié)合既樸素簡單,又包羅萬象,同時(shí)通過對(duì)弈方式可以綜合多種人工智能理論和方法,反映出技能的高低。
3)足球機(jī)器人。
中國機(jī)器人大賽暨RoBoCup公開賽是中國最具影響力、最權(quán)威的機(jī)器人技術(shù)大賽。信息科學(xué)與工程學(xué)院從2013年開始連續(xù)參加了兩屆比賽,積累了一定的經(jīng)驗(yàn),已基本形成老帶新的格局。通過展現(xiàn)一個(gè)真實(shí)的機(jī)器人產(chǎn)品,可以讓學(xué)生感受本專業(yè)的特色和前景,提高專業(yè)的認(rèn)同感;通過動(dòng)手改進(jìn)一個(gè)實(shí)際產(chǎn)品,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí);通過這個(gè)比賽,期望學(xué)生能夠逐步達(dá)到自主研制復(fù)雜精密機(jī)器人的水平。
4 結(jié)語
能力培養(yǎng)是大學(xué)教育的重中之重,而實(shí)踐教學(xué)是達(dá)成這一目標(biāo)的重要手段。實(shí)驗(yàn)課程·專業(yè)實(shí)訓(xùn)·學(xué)科競賽金字塔式實(shí)踐教學(xué)體系符合能力培養(yǎng)的階梯性,涵蓋了動(dòng)手實(shí)踐、綜合分析和發(fā)明創(chuàng)新3種能力。部分實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目得到較好的反響,為這一體系進(jìn)一步成熟化和規(guī)范化提供了動(dòng)力。
下一步,我們擬主要從兩個(gè)方面進(jìn)一步推進(jìn)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)建設(shè)。一方面不斷提升從事實(shí)踐教學(xué)的教師水平,注重與行業(yè)接軌,跟進(jìn)行業(yè)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)和專業(yè)技術(shù)并將其反映到實(shí)踐項(xiàng)目中,形成一個(gè)持續(xù)發(fā)展的良性生態(tài);另一方面積極融人工程認(rèn)證的理念,為工程類學(xué)生今后走向世界提供具有國際互認(rèn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的“通行證”。實(shí)踐教學(xué)作為能力培養(yǎng)的重要手段,為了使其更加科學(xué)和規(guī)范,我們將參照工程認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)各項(xiàng)能力的培養(yǎng)在實(shí)踐教學(xué)過程中有更明確的對(duì)應(yīng),對(duì)能力的考核能更細(xì)致化。
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關(guān)鍵詞:智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè);學(xué)科建設(shè);實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
中國錯(cuò)過了“體力勞動(dòng)機(jī)械化”的歷史時(shí)機(jī),而在當(dāng)前“腦力勞動(dòng)機(jī)械化”的浪潮中,能否走在世界前端是中國面臨的一個(gè)新挑戰(zhàn)。早在6年前,許多專家學(xué)者就意識(shí)到這個(gè)問題,適時(shí)地推動(dòng)并促成了“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)的建立。通過以鐘義信、王萬森、劉宏等為代表的一批學(xué)者們6年的不懈努力,該專業(yè)的建設(shè)取得了較大進(jìn)展[1]。在核心課程體系、特色專業(yè)課程、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)、專業(yè)師資水平方面取得豐碩成果,促使“智能科學(xué)與技術(shù)”這門新興的學(xué)科正逐步走向成熟。
教育部于2006年6月首次成立全國高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)指導(dǎo)委員會(huì),表明國家把高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)擺到非常重要的位置,各高校也紛紛加大了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的力度。作為新設(shè)置的學(xué)科,“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和專業(yè)教材建設(shè)的發(fā)展相對(duì)滯后,是近期需要大力度發(fā)展的事情[1]。湖南大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)于2007年通過了教育部審批,2008年迎來了第一批本科生,當(dāng)前他們處在全面進(jìn)入高年級(jí)專業(yè)學(xué)習(xí)階段,因此實(shí)踐教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)顯得尤為重要和緊迫。
北京大學(xué)、北京郵電大學(xué)、南開大學(xué)、西安電子科技大學(xué)等早期成立該專業(yè)的學(xué)校在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。湖南大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)正是借鑒了這些院校的建設(shè)思路[2-4],同時(shí)充分結(jié)合我校本科教育和人才培養(yǎng)的理念及學(xué)校優(yōu)勢學(xué)科,形成了具有湖南大學(xué)特色的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)指導(dǎo)思想及實(shí)驗(yàn)體系。
1實(shí)驗(yàn)室建設(shè)思路
從建立之初,我校“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)就將人才培養(yǎng)模式定位在“設(shè)計(jì)與創(chuàng)新型”。首先,本科4年的培養(yǎng)要使一個(gè)合格的本科生具備工程設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、基本理論和基本技能,在此基礎(chǔ)上將開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)貫穿其中。“設(shè)計(jì)與創(chuàng)新型”的培養(yǎng)模式為滿足當(dāng)前高端應(yīng)用型人才和科研人才的社會(huì)需求提供了保障,而實(shí)驗(yàn)室是這些人才的重要孵化基地。針對(duì)這一目標(biāo),我們提出了符合我院實(shí)際的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)指導(dǎo)思想,并構(gòu)建了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)體系[5]。
1.1實(shí)驗(yàn)室建設(shè)指導(dǎo)思想
實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的指導(dǎo)思想是:
1)1個(gè)目標(biāo):培養(yǎng)具有創(chuàng)新與設(shè)計(jì)基本能力的高素質(zhì)人才,創(chuàng)建科學(xué)創(chuàng)新與技術(shù)創(chuàng)新的基本環(huán)境。
2)2類體系:面向基本教學(xué)的技術(shù)與專業(yè)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)體系;面向創(chuàng)新與設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的研究型實(shí)驗(yàn)體系。
3)3個(gè)層次:驗(yàn)證型;技能型;創(chuàng)新與設(shè)計(jì)型。
1.2實(shí)驗(yàn)體系
從“設(shè)計(jì)與創(chuàng)新型”人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā),以課程學(xué)習(xí)為體,實(shí)驗(yàn)實(shí)踐為用,我院提出了“課程實(shí)驗(yàn)――實(shí)驗(yàn)課程――工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練――畢業(yè)設(shè)計(jì)”的新型特色實(shí)驗(yàn)體系。對(duì)學(xué)科和專業(yè)核心課程,通過課程實(shí)驗(yàn)使學(xué)生鞏固加深對(duì)理論知識(shí)的理解;對(duì)專業(yè)的主流工業(yè)應(yīng)用,增加相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程,使學(xué)生掌握主流應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù);對(duì)已有較為系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)的高年級(jí)本科生,通過完成一個(gè)綜合設(shè)計(jì)任務(wù),訓(xùn)練和增強(qiáng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力;在工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上,在最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)中增加創(chuàng)新性要求,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力。圖1給出了本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的運(yùn)行圖。
2實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案
本專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)突破傳統(tǒng)理念,拋棄以往過分注重實(shí)驗(yàn)儀器種類和數(shù)目的“大而全”式建設(shè)思路,采用以目標(biāo)驅(qū)動(dòng)、物盡其用的科學(xué)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)理念,使實(shí)驗(yàn)設(shè)備得到充分合理的利用。其次,作為新專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,走分期建設(shè)的路子,從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)體系入手,結(jié)合我院智能感知、智能控制等優(yōu)勢方向,逐步打造以設(shè)計(jì)和創(chuàng)新為主的研究型實(shí)驗(yàn)體系。
2.1以教學(xué)實(shí)踐為基礎(chǔ)的建設(shè)
本專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃確立了人工智能基礎(chǔ)、控制理論基礎(chǔ)、腦與認(rèn)知科學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形圖像處理四門課程作為本科的專業(yè)核心課。此外,依據(jù)我院大批教師及研究生長期從事的智能科學(xué)技術(shù)相關(guān)研究,我們凝練了幾個(gè)基礎(chǔ)較厚實(shí)、成果較豐碩的子方向,并由此制訂了本科選修課程及群組。為了使實(shí)驗(yàn)室建設(shè)重點(diǎn)明確、特色突出,我們將“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)實(shí)驗(yàn)室劃分為5個(gè)子方向?qū)嶒?yàn)室,相對(duì)獨(dú)立建設(shè),其中智能網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室利用我院通信專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,避免重復(fù)建設(shè),如圖2所示。
在全國智能科學(xué)技術(shù)教育學(xué)術(shù)研討會(huì)多次研討的基礎(chǔ)上,我們確立了“智能機(jī)器人”、“智能網(wǎng)絡(luò)”和“智能游戲”為“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的3個(gè)重要平臺(tái)。結(jié)合我院的優(yōu)勢學(xué)科――嵌入式系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò),我們選擇綜合性強(qiáng)的智能機(jī)器人設(shè)計(jì)作為第一批實(shí)驗(yàn)課程,在實(shí)驗(yàn)室后期建設(shè)中將增開2~3門實(shí)驗(yàn)課程,比如智能電梯控制等。這些實(shí)驗(yàn)課程以實(shí)物為對(duì)象,講授工業(yè)應(yīng)用中常見技術(shù),增強(qiáng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力。此外,選擇Robocode坦克機(jī)器人戰(zhàn)斗仿真作為智能游戲?qū)嶒?yàn)平臺(tái)開設(shè)課程設(shè)計(jì),達(dá)到寓教于樂的目的,提高學(xué)生對(duì)本專業(yè)的積極性。
2.2以創(chuàng)新性培養(yǎng)為導(dǎo)向的建設(shè)
創(chuàng)新型人才是當(dāng)今社會(huì)急需但又相對(duì)缺乏的人才,這也指明了創(chuàng)新性培養(yǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的導(dǎo)向作用。在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,我們通過兩條路提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。其一,在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模有限、師資相對(duì)短缺的條件下,讓學(xué)生參加學(xué)科競賽,以培養(yǎng)少數(shù)精英為目的;其二,將工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練與畢業(yè)設(shè)計(jì)掛鉤,鼓勵(lì)學(xué)生在具有一定工程設(shè)計(jì)能力的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮創(chuàng)意,在畢業(yè)設(shè)計(jì)中完成新穎的工程設(shè)計(jì),或者從事具有一定科研意義的研究工作。
就學(xué)科競賽而言,我院去年組織青年教師和研究生參加了首屆中國“智能車未來挑戰(zhàn)”比賽,并榮獲第1名。我院在智能車方面積累了豐富的制作設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),具有較為突出的優(yōu)勢;另外,嵌入式設(shè)計(jì)開發(fā)一直是我院的強(qiáng)勢專業(yè),我校學(xué)生在“挑戰(zhàn)杯”上多次取得佳績。綜合這些因素,我院將“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能車競賽作為學(xué)科競賽項(xiàng)目之一。隨著實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的進(jìn)一步完善,我們將通過參加難度更高的“機(jī)器人足球賽”凸顯實(shí)驗(yàn)室的專業(yè)特色。
2.3教師隊(duì)伍建設(shè)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式
教師隊(duì)伍是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成敗的關(guān)鍵。傳統(tǒng)觀念往往把實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論教學(xué)的補(bǔ)充和對(duì)課堂理論知識(shí)的驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)和整體水平偏低。因此,在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力之前,首先要建立起優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)教師團(tuán)隊(duì)。我校的做法如下:
吸收一批來自科研一線的青年教師,充分發(fā)揮他們對(duì)專業(yè)前沿的把握和理解優(yōu)勢,適時(shí)引進(jìn)新的內(nèi)容,擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)教學(xué)的知識(shí)面。
吸收來自企業(yè)的一線工程人員,將當(dāng)前主流的專業(yè)技術(shù)納入到實(shí)驗(yàn)范疇。
評(píng)選優(yōu)秀教師,以攻讀研究生或者訪問學(xué)者的方式增強(qiáng)教師的業(yè)務(wù)能力。
同經(jīng)驗(yàn)豐富的老師一起組成有活力但又不乏專業(yè)素養(yǎng)的梯隊(duì),改革實(shí)驗(yàn)教師工作量的計(jì)算方法,激勵(lì)其開設(shè)有特色、有新意的實(shí)驗(yàn)課程等措施,可以防止實(shí)驗(yàn)教師知識(shí)老化,培養(yǎng)一支業(yè)務(wù)素質(zhì)過硬、把握專業(yè)前沿的優(yōu)秀教師隊(duì)伍。
在改革實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)方式方面,一方面,我們借鑒國外大學(xué)在實(shí)踐教學(xué)方面的經(jīng)驗(yàn),改變目前實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)偏少、實(shí)驗(yàn)數(shù)量偏多的現(xiàn)象;另一方面,我們減少教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,增加學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的比重,將重能力培養(yǎng)落實(shí)到實(shí)處。
關(guān)鍵詞:戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè);專業(yè)鏈群;建設(shè)路徑
目前我國正處在改革發(fā)展的關(guān)鍵階段,經(jīng)濟(jì)建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會(huì)建設(shè)以及生態(tài)文明建設(shè)全面推進(jìn),工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、市場化、國際化深入發(fā)展,人口、資源、環(huán)境壓力日益加大。在此背景下,我國提出了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略并明確了其目標(biāo)為:到2020年,力爭使戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要推動(dòng)力量,增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值比重達(dá)到15%,部分產(chǎn)業(yè)和關(guān)鍵技術(shù)躋身國際先進(jìn)水平,節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè),新能源、新材料、新能源汽車產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)先導(dǎo)產(chǎn)業(yè) [1]。新的科技發(fā)展機(jī)遇和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)與發(fā)展,凸顯了提高國民素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要性和緊迫性,必然給高等教育帶來前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
一、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)的專業(yè)鏈群提出的背景及內(nèi)涵
專業(yè)建設(shè)必須緊密跟蹤社會(huì)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢,根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要培育專業(yè)方向,優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu),提供必要的人才支撐,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展輸送大量的專門人才。為了滿足國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)人才的迫切需求,高等學(xué)校應(yīng)從本科教育入手,加速教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法和管理體制與運(yùn)行機(jī)制的改革和創(chuàng)新,積極培養(yǎng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的人才。目前,我國高等學(xué)校在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)的專業(yè)建設(shè)中存在需要改進(jìn)的如下問題:
一是高校各專業(yè)辦學(xué)過于封閉,相對(duì)孤立,未能從產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的高度,進(jìn)行專業(yè)建設(shè)定位、課程設(shè)置和知識(shí)體系的優(yōu)化。同時(shí),企業(yè)、行業(yè)在人才培養(yǎng)過程中的參與度不高,未形成高校與企業(yè)、行業(yè)、科研院所聯(lián)合進(jìn)行專業(yè)建設(shè)的體制和機(jī)制。
二是高校各專業(yè)未能從產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的高度進(jìn)行專業(yè)鏈群建設(shè),相關(guān)課程資源和知識(shí)體系的交叉、融合不夠,造成教師和畢業(yè)生的產(chǎn)業(yè)視野不夠開闊。
三是在專業(yè)設(shè)置過程中,高等學(xué)校缺乏對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的跟蹤與分析,缺乏社會(huì)對(duì)人才需求調(diào)查分析,缺乏對(duì)畢業(yè)生和用人單位的調(diào)查研究,缺乏對(duì)畢業(yè)生就業(yè)狀況的調(diào)查分析,片面追求學(xué)科門類齊全,專業(yè)設(shè)置求全求多,造成專業(yè)結(jié)構(gòu)松散,教育資源分散,專業(yè)設(shè)置趨于雷同,專業(yè)改革和人才培養(yǎng)模式改革動(dòng)力不足,學(xué)校辦學(xué)特色和專業(yè)特色淡化。
通過對(duì)以上問題的分析,我們厘清了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)的專業(yè)鏈群的概念,即在新型工業(yè)化、生態(tài)化、信息化、市場化和國際化背景下,根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的要求,依托本校學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢所構(gòu)建的,以品牌專業(yè)(包括特色專業(yè)、名牌專業(yè)、重點(diǎn)專業(yè))為核心,以相關(guān)專業(yè)為延伸,以一定的內(nèi)在聯(lián)系為紐帶,形成的若干專業(yè)的集合體。
二、高等學(xué)校設(shè)置的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)主要特點(diǎn)
根據(jù)教育部辦公廳《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)和改進(jìn)高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批管理工作的通知》等有關(guān)文件精神,各高等學(xué)校結(jié)合自己的辦學(xué)特色和學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢,共設(shè)置了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科專業(yè)25種,專業(yè)點(diǎn)數(shù)為295個(gè)。高等學(xué)校設(shè)置的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)的專業(yè)主要特點(diǎn)如下:
一是地域覆蓋較為廣泛。設(shè)有戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的高等學(xué)校覆蓋了除、寧夏、青海以外的所有省、市、自治區(qū),各高等學(xué)校根據(jù)地域優(yōu)勢,設(shè)置滿足地方戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展人才需求的相關(guān)專業(yè)。
二是學(xué)科類別比較集中。設(shè)置的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)大多是從國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的實(shí)際需求出發(fā),認(rèn)真調(diào)研產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢,結(jié)合各校的辦學(xué)優(yōu)勢和特色,經(jīng)過大量的調(diào)研和充分論證由各校主動(dòng)申報(bào)的。從截至目前批準(zhǔn)的295個(gè)新專業(yè)點(diǎn)來看,工學(xué)占絕大多數(shù),有270個(gè)專業(yè)點(diǎn);理學(xué)有10個(gè)專業(yè)點(diǎn),文學(xué)有10個(gè)專業(yè)點(diǎn),另有5個(gè)專業(yè)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)學(xué)類專業(yè)。這和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展實(shí)際相符合。
三是與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密對(duì)接。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科專業(yè)的設(shè)置基本圍繞互聯(lián)網(wǎng)、綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)、環(huán)保技術(shù)、生物醫(yī)藥等關(guān)系到未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境和人類生活的一些重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
三、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)鏈群形成與發(fā)展的路徑分析
1. 立足新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,從戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展中孵化專業(yè)鏈群
戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)特征是專業(yè)鏈群建設(shè)的天然資源。高等學(xué)校應(yīng)立足新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,從戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展中孵化專業(yè)鏈群。如西安建筑科技大學(xué)以發(fā)展源頭減量、資源化、零排放和產(chǎn)業(yè)鏈接等新技術(shù),提高資源產(chǎn)出率為特征的戰(zhàn)略性新興資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè),建設(shè)了資源循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)鏈群。該專業(yè)鏈群包含的專業(yè)有:材料科學(xué)與工程、化學(xué)工程、資源與礦業(yè)工程、冶金工程、經(jīng)濟(jì)學(xué),其中材料科學(xué)與工程專業(yè)注重于材料性能與制備研究;資源與礦業(yè)工程主要研究礦床開采的理論和方法,發(fā)展礦業(yè)新技術(shù);冶金工程主要研究鋼鐵與有色金屬(比如銅、鉛、汞等)的冶金工藝過程控制、產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)等;化學(xué)工程專業(yè)通過物理化學(xué)分離和化學(xué)反應(yīng)改變原料的狀態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成,探究化學(xué)加工技術(shù)中的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化與傳遞過程的規(guī)律;經(jīng)濟(jì)學(xué)研究資源循環(huán)利用領(lǐng)域的人類行為及如何將有限或者稀缺資源進(jìn)行合理配置。
2. 發(fā)揮學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢,建設(shè)服務(wù)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專業(yè)鏈群
高等學(xué)校應(yīng)從國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的實(shí)際需求出發(fā),認(rèn)真調(diào)研戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展趨勢,結(jié)合各校的辦學(xué)優(yōu)勢和特色進(jìn)行專業(yè)鏈群的設(shè)置,并通過學(xué)科與專業(yè)的一體化建設(shè),加強(qiáng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專業(yè)鏈群的實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)。廣大教師通過科學(xué)研究和工程實(shí)踐,提高了學(xué)術(shù)水平,增強(qiáng)了工程實(shí)踐能力,推動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室建設(shè),為實(shí)驗(yàn)室開放創(chuàng)造了條件,豐富了課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,促進(jìn)了教材建設(shè),并為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)提供了實(shí)踐性課題。如西安建筑科技大學(xué)以“解決危害人民群眾身體健康的突出環(huán)境問題為重點(diǎn),推動(dòng)水污染防治、大氣污染防治、垃圾和危險(xiǎn)廢物處理處置、減震降噪設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化”為特征建設(shè)了環(huán)境類專業(yè)鏈群。該專業(yè)鏈群包含的專業(yè):環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程和給水排水工程,其中環(huán)境科學(xué)以科學(xué)的方式來研究環(huán)境、解決三廢(水、氣、渣)和噪聲等環(huán)境污染需要的基礎(chǔ)理論知識(shí);環(huán)境工程以工程的方式來研究和治理環(huán)境、解決三廢(水、氣、渣)和噪聲等環(huán)境污染問題;給水排水工程運(yùn)用水工程學(xué)科的基礎(chǔ)理論、水工程施工、給水排水工程設(shè)計(jì)、水工程運(yùn)營管理領(lǐng)域的專門知識(shí)與關(guān)鍵技術(shù),關(guān)注市政的給水和排水、解決城市給排水及污水利用的最優(yōu)化問題。
3.關(guān)注戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,從創(chuàng)新培養(yǎng)模式中形成專業(yè)鏈群
“創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”是高等學(xué)校建設(shè)與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)專業(yè)鏈群的后發(fā)優(yōu)勢。高等學(xué)校要以此為突破口,以“全新”的人才培養(yǎng)方向和人才培養(yǎng)模式賦予專業(yè)鏈群的內(nèi)涵,更好地融入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,達(dá)到一種戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境與教育生態(tài)系統(tǒng)相輔相成良性互動(dòng)的狀態(tài)。隨著國家加快推進(jìn)新型工業(yè)化、生態(tài)化、信息化、市場化、國際化,建造業(yè)必然加快知識(shí)更新速度,促進(jìn)傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、建筑材料及設(shè)備生產(chǎn)、工程施工及工程管理理論與方法的升級(jí)。在這一新情況下,西安建筑科技大學(xué)以培養(yǎng)適應(yīng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展需求為目標(biāo),以學(xué)校已形成的現(xiàn)有土建類專業(yè)鏈群為研究對(duì)象,通過對(duì)新興建造業(yè)發(fā)展趨勢和產(chǎn)業(yè)特征的研究,重新構(gòu)建了適應(yīng)新型建造業(yè)發(fā)展的專業(yè)鏈群,優(yōu)化了專業(yè)鏈群的課程體系和教學(xué)內(nèi)容,建設(shè)了基于新型建造業(yè)發(fā)展的高校專業(yè)鏈群。
四、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)鏈群發(fā)展的良性機(jī)制
1. 共同努力做好本科培養(yǎng)方案的修訂
高等學(xué)校應(yīng)根據(jù)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對(duì)人才的需求,制訂各專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力為出發(fā)點(diǎn),以學(xué)校的可持續(xù)發(fā)展為基本要求,進(jìn)一步明確人才培養(yǎng)目標(biāo),改革人才培養(yǎng)模式,構(gòu)建與學(xué)校總體目標(biāo)相適應(yīng)的人才培養(yǎng)方案。在我校2008級(jí)專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂中,提出了“德業(yè)并重,以德為先;強(qiáng)化能力,全面發(fā)展”的教育理念,將文化知識(shí)學(xué)習(xí)與思想道德修養(yǎng)、創(chuàng)新思維與社會(huì)實(shí)踐、全面發(fā)展與個(gè)性培養(yǎng)緊密結(jié)合,促進(jìn)專業(yè)教育與素質(zhì)教育,第一課堂、第二課堂、第三課堂的相互滲透、相輔相成柔性的課程組織和富有個(gè)性的人才培養(yǎng)模式,以培養(yǎng)各具特色的人才,辦出學(xué)校的特色,形成品牌并獲得了陜西省高等學(xué)校教學(xué)成果特等獎(jiǎng)。
2.加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè),促進(jìn)課程群建設(shè)
以學(xué)科為依托,以本科生基礎(chǔ)課和專業(yè)主干課為主線組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)。為適應(yīng)各高等學(xué)校學(xué)科特點(diǎn),可以跨學(xué)院、跨專業(yè)組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)。根據(jù)本學(xué)科的發(fā)展趨勢積極開展相關(guān)課程的改革與建設(shè),努力構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系,及時(shí)更新課程教學(xué)大綱;重視隊(duì)伍建設(shè),形成合理的隊(duì)伍結(jié)構(gòu)。及時(shí)提出隊(duì)伍培養(yǎng)、調(diào)整、補(bǔ)充的意見和建議,有計(jì)劃地開展骨干教師、教學(xué)名師的遴選與培養(yǎng);制定青年教師的培養(yǎng)、 進(jìn)修規(guī)劃, 對(duì)青年教師進(jìn)行教學(xué)素養(yǎng)的指導(dǎo),關(guān)心青年教師成長;積極開展教學(xué)研究,加強(qiáng)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的交流,更新教學(xué)內(nèi)容,改革教學(xué)方法與手段,不斷提升教學(xué)團(tuán)隊(duì)的整體教學(xué)水平與教學(xué)質(zhì)量;積極編寫、更新相關(guān)教材,形成在本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)有較大影響的優(yōu)秀教材;或積極使用國外高水平優(yōu)質(zhì)原版教材與國內(nèi)其他優(yōu)秀教材。
3.完善實(shí)踐教學(xué)資源的共享機(jī)制
在實(shí)踐教學(xué)體系上,高等學(xué)校應(yīng)圍繞突出戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)的專業(yè)特色,進(jìn)一步加大本科教學(xué)的投入,改善本科教學(xué)條件。著重加強(qiáng)專業(yè)鏈群實(shí)驗(yàn)室建設(shè),為本科教學(xué)、大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供有力的保障。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)上,建立與課程教學(xué)緊密聯(lián)系的各類實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié),建設(shè)若干具有專業(yè)鏈群特色的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)平臺(tái)。如西安建筑科技大學(xué)通過不斷更新硬件設(shè)備,整合和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源和內(nèi)容,轉(zhuǎn)化科研項(xiàng)目為本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目,強(qiáng)化經(jīng)典教學(xué)實(shí)驗(yàn)、開拓綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等方式,以服務(wù)土木工程、交通工程、工程力學(xué)、工程管理等專業(yè)鏈群的發(fā)展,建設(shè)了土建類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心;以服務(wù)我校環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程、給水排水工程和建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)鏈群的人才培養(yǎng),建設(shè)了環(huán)境類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。這兩個(gè)中心在2012年度以優(yōu)異成績通過了國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的驗(yàn)收。
[資助項(xiàng)目:2010年度教育部人文社會(huì)科學(xué)研究“工程科技人才培養(yǎng)研究專項(xiàng)”項(xiàng)目“與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)的專業(yè)鏈群建設(shè)研究(項(xiàng)目編號(hào):10JDGC003)”和陜西省教育廳“2011年陜西普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目”重點(diǎn)攻關(guān)研究項(xiàng)目“省屬高校服務(wù)區(qū)域戰(zhàn)略支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特色專業(yè)鏈群建設(shè)研究(項(xiàng)目編號(hào):11BG12)”]
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[3] 蔡自興,肖曉明,蒙祖強(qiáng)等. 樹立精品意識(shí),搞好人工智能課程建設(shè).中國大學(xué)教學(xué),2004(1).
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【關(guān)鍵詞】售后服務(wù)管理系統(tǒng) SQL Server 2005
1 緒論
目前,隨著IT產(chǎn)品的普通消費(fèi)群體不斷擴(kuò)大,越來越多的企業(yè)更加重視售后服務(wù),這對(duì)IT產(chǎn)品廠商的售后服務(wù)提出了新的更高的要求。售后服務(wù)質(zhì)量的好與壞已直接影響到企業(yè)的運(yùn)行效率。本課題的研究和開發(fā)基于B/S 結(jié)構(gòu),能滿足客戶在線申請售后服務(wù)的需求,使得該類系統(tǒng)對(duì)在售后服務(wù)行業(yè)中具有更廣泛的實(shí)用性。智能化的管理能提供實(shí)時(shí)、安全、科學(xué)到售后維修服務(wù),能合理控制售后維修服務(wù)中的各個(gè)環(huán)節(jié),提高人員、資金的利用率和結(jié)算速度,從而提高了企業(yè)的效率、服務(wù)質(zhì)量和信譽(yù),進(jìn)而有利于IT廠家提高其經(jīng)濟(jì)效益。
售后服務(wù)管理系統(tǒng)對(duì)售后服務(wù)所涉及的客戶各種信息進(jìn)行收集、存儲(chǔ)和處理,同時(shí)進(jìn)行歸納和分析,縮減了上門尋求服務(wù)客戶等待服務(wù)時(shí)間,方便了客戶。同時(shí),它提供了實(shí)時(shí)性、安全性、科學(xué)化以及智能化的售后維修服務(wù),并合理控制售后維修中的各個(gè)環(huán)節(jié),提高了人員和資金的利用率和結(jié)算速度,這為各大IT產(chǎn)品廠家提供了一個(gè)科學(xué)、高效的售后維修服務(wù)管理工具,提高了廠家的效益。因此,該管理系統(tǒng)對(duì)廠家提高管理水平和經(jīng)濟(jì)效益,節(jié)省時(shí)間和人力資源等方面有著重要的意義。
2 總體設(shè)計(jì)目標(biāo)
售后服務(wù)管理系統(tǒng)是一個(gè)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng),由登陸模塊、主界面、基本信息模塊、售后服務(wù)前臺(tái)接待和檢測模塊、收銀模塊、后臺(tái)庫存管理模塊、統(tǒng)計(jì)分析模塊、工資管理模塊、以及系統(tǒng)維護(hù)模塊等組成,實(shí)現(xiàn)的功能包括用戶管理、基礎(chǔ)信息管理、售后服務(wù)、收費(fèi)、零部件管理等功能,支持售后服務(wù)管理類公司中的信息的增加、刪除、修改、查詢、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等基本的操作。根據(jù)這些功能,特規(guī)劃功能模塊如下:
由以上項(xiàng)目規(guī)劃的功能模塊,得IT產(chǎn)品售后服務(wù)管理系統(tǒng)的功能框圖如圖2-1所示,系統(tǒng)的流程圖如圖2-2所示。
根據(jù)企業(yè)的需求和售后服務(wù)管理的特點(diǎn),該系統(tǒng)實(shí)施后,應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo):
(1)界面美觀友好、信息查詢靈活、方便、快捷、準(zhǔn)確。
(2)庫存預(yù)警功能,在意外中將損失降到最低。
(3)往來賬目詳細(xì)瀏覽,要求支持多條件查詢,方便用戶查詢。
(4)支持圖形化數(shù)據(jù)分和報(bào)表打印功能析。
(5)數(shù)據(jù)報(bào)密性強(qiáng),用戶應(yīng)對(duì)不同的操作級(jí)別,有較強(qiáng)的權(quán)限分配功能。
(6)系統(tǒng)最大限度地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、安全可靠,具有易維護(hù)和易操作性。
3 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)編碼和命名規(guī)則
編碼是一種商品或單據(jù)的唯一標(biāo)識(shí),編碼設(shè)計(jì)的目的是為了便于數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)和檢索,提高處理的效率和精度,該管理系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)如下:
3.1.1 維修單據(jù)編號(hào)
維修單據(jù)編號(hào)由日期生成:格式為“w+八位日期+四位數(shù)字編號(hào)”。例如:第一條記錄編號(hào)為:W200806090001。
3.1.2 入庫單據(jù)編號(hào)
入庫單據(jù)編號(hào)由日前生成:格式為“H+八位日期+四位數(shù)字編號(hào)”。例如:第一條記錄編號(hào)為:H200806090001。
3.1.3 零部件編號(hào)
零部件編號(hào)格式為“H+四位數(shù)字組成”。例如:第一條記錄編號(hào)為:H0001。
3.1.4 職員編號(hào)
職員共分三類:編碼方式為“該類職工全拼的首字母大寫+四位數(shù)字”。例如:收銀員第一條記錄編號(hào)為:S0001;例如,維修工第一條記錄編號(hào)為:W0001;例如,營業(yè)員第一條記錄編號(hào)為:Y0001。
3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫包含職工信息表、維修收銀記錄表、工資設(shè)置表、零件信息表等15個(gè)表。系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫所涉及的實(shí)體E-R圖如圖3-1所示。
4 結(jié)論
由于篇幅限制,文章僅給出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,編程實(shí)現(xiàn)部分省略。IT產(chǎn)品售后服務(wù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分角色登陸、前臺(tái)接待、維修檢測、收銀、庫存管理、工資管理、統(tǒng)計(jì)分析等各個(gè)功能模塊,基本達(dá)到界面美觀友好、效率高、易維護(hù)性及易操作等系統(tǒng)性能要求。由于時(shí)間不足和水平有限,在實(shí)現(xiàn)預(yù)定系統(tǒng)功能和性能要求的同時(shí),該系統(tǒng)還存在一些缺陷。在以后的工作中,我們會(huì)逐漸改進(jìn)本系統(tǒng)的缺陷和不足。
備注:本文章為本人畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容,在道客巴巴、百度文庫等網(wǎng)站所查到與本文相似極高的論文,均為作者本人撰寫和上傳,但并未正式發(fā)表,敬請諒解!
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
韓雪平(1985-),女,河南省鄭州市新密市人。碩士學(xué)位。現(xiàn)為河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)助教。研究方向?yàn)檐浖こ獭⑷斯ぶ悄艿取?/p>
智能汽車作為當(dāng)今科技時(shí)代下的新興產(chǎn)物,集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、自動(dòng)控制、人工智能及通訊等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),是未來汽車發(fā)展的重要方向。本文詳細(xì)介紹了基于攝像頭傳感器的智能競速汽車控制器的設(shè)計(jì)方案,分別介紹了智能車的硬件組成、路徑的檢測識(shí)別方法和智能車的控制策略。利用攝像頭傳感器采集、識(shí)別道路信息,規(guī)劃最優(yōu)路徑,采用PID控制算法控制電機(jī)和舵機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
關(guān)鍵詞:
攝像頭;智能汽車;設(shè)計(jì)方案
本設(shè)計(jì)是基于MK60DN512ZVLL10單片機(jī)開發(fā)實(shí)現(xiàn)的,該系統(tǒng)采用攝像頭采集、識(shí)別道路兩旁或者中央的引導(dǎo)線,在此基礎(chǔ)上利用合理閉環(huán)的算法控制智能車運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)智能車快速穩(wěn)定的尋跡行駛。
1智能車整體結(jié)構(gòu)的選型與設(shè)計(jì)
1.1圖像傳感器的選擇
圖像傳感器,即數(shù)字?jǐn)z像頭。目前市場主流的兩種攝像頭傳感器:以金屬氧化物半導(dǎo)體元件為感光材料的CMOS攝像頭和以電荷耦合元件為感光材料的CCD攝像頭。綜合兩種攝像頭解析度、靈敏度、成本、功耗比、模塊電路、體積、重量,CMOS攝像頭可以滿足于4米/秒速度以下智能車行駛,并且CMOS攝像頭功耗低,工作電壓只需3.3V-7V,完全可以由智能車穩(wěn)壓后得到,穩(wěn)定經(jīng)濟(jì),所以選擇CMOS攝像頭中的OV7725攝像頭。
1.2起跑線檢測傳感器選擇
起跑用的是發(fā)車燈塔控制方式,發(fā)車燈塔不僅發(fā)出起跑信號(hào),而且發(fā)出終點(diǎn)信號(hào)。我們使用基于使用HS0038B傳感器的基礎(chǔ)電路作為接收燈塔光信號(hào)一個(gè)基礎(chǔ)電路,OUT口接MK60的C5。
1.3速度檢測傳感器選擇
一個(gè)完整的控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制的,所以需要測速裝置,用以精準(zhǔn)反映智能車實(shí)時(shí)速度。我們采用了由歐姆龍公司研制的一款200線的小型編碼器。
1.4車模選型
本次設(shè)計(jì)采用由飛思卡爾半導(dǎo)體公司贊助的G768型車模,即為競賽中的C車模。
2智能車硬件電路設(shè)計(jì)
2.1硬件設(shè)計(jì)方案
本設(shè)計(jì)方案采用模塊化方式完成總設(shè)計(jì),模塊化設(shè)計(jì)使思路清晰,在使用出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)容易修理。
2.2電路設(shè)計(jì)方案
本次設(shè)計(jì)將智能車系統(tǒng)電路分成兩個(gè)主要部分,以MK60N512ZVLQ10為核心的控制電路和以電源為核心的驅(qū)動(dòng)電路。考慮到MK60最小系統(tǒng)電路板比較大,所以將整個(gè)系統(tǒng)電路分為兩塊規(guī)則PCB板(主控板和驅(qū)動(dòng)板)。
2.3控制電路
以MK60為核心的單片機(jī)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)部分:電源電路、時(shí)鐘電路、JTAG接口、復(fù)位電路。
2.4驅(qū)動(dòng)電路
因?yàn)楸敬伪荣悢z像頭組使用的電機(jī)是RS-380SH直流電機(jī),小車驅(qū)動(dòng)芯片決定選用集成的高電流半橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用BTN7971B,它的輸出電流足以帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并且較穩(wěn)定。
2.5電源模塊
比賽使用飛思卡爾專用電池,2000mAh的鎳鎘電池1塊,標(biāo)準(zhǔn)電壓7.2V。
3智能車軟件算法設(shè)計(jì)
3.1軟件控制整體設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)所用的軟件調(diào)試工具支持C語言和匯編語言混合編程的IAREmbeddedWorkbench軟件,由于C語言操作簡單,可修改和移植性強(qiáng),所以本次軟件設(shè)計(jì)大部分程序都使用C語言編寫,只有在某些地方加入了匯編語句。
3.2主程序結(jié)構(gòu)
在系統(tǒng)初始化方面,我們所用到的底層硬件資源進(jìn)行初始化和上層模塊初始化。在方案選擇及參數(shù)設(shè)定上,我們在主板上設(shè)置了一組四位的撥碼開關(guān)和三個(gè)按鍵結(jié)合OLED顯示屏實(shí)現(xiàn)的方案和參數(shù)的可調(diào),以在比賽時(shí)對(duì)車作適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。在圖像獲取上,對(duì)于Ov7725數(shù)字?jǐn)z像頭,使用場中斷加高速DMA傳輸?shù)姆绞絹慝@取圖像。圖像處理則采用黑線提取和中心線提取。
3.3控制算法
控制算法是智能車的靈魂,為了使小車能以穩(wěn)定的速度通過跑道,精確的速度控制是關(guān)鍵,采用速度閉環(huán)控制方案。
4智能車開發(fā)與調(diào)試
4.1軟件開發(fā)環(huán)境
系統(tǒng)編譯下載是在IARIDE開發(fā)環(huán)境下完成的,EmbeddedWorkbenchforARM是IARSystems公司為ARM單片機(jī)開發(fā)的一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境,這一開發(fā)環(huán)境使用方便、入門容易和代碼簡明緊湊。此外,由于在IAR軟件中進(jìn)行編寫,調(diào)用,修正函數(shù)比較復(fù)雜繁瑣,所以使用了Sourceinsight3軟件進(jìn)行輔助編寫小車程序。
4.2硬件開發(fā)環(huán)境
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所用的硬件開發(fā)平臺(tái)為著名硬件開發(fā)公司Altium公司的AltiumDesigner10,這已開發(fā)環(huán)境在板級(jí)設(shè)計(jì)特性、軟設(shè)計(jì)特性、數(shù)據(jù)管理特性、通用特性都較有優(yōu)勢。
4.3軟件調(diào)試
軟件調(diào)試主要包括:程序在線仿真調(diào)試,上位機(jī)調(diào)試。在線調(diào)試主要使用的是IAR中的調(diào)試器IARC-SPY。上位機(jī)調(diào)試主要是通過藍(lán)牙模塊將智能車運(yùn)行過程中的狀態(tài)和SD卡采集的圖像及時(shí)地反饋到PC機(jī)上。
4.4現(xiàn)場調(diào)試
現(xiàn)場的調(diào)試包括攝像頭調(diào)焦以及固定、PID參數(shù)整定、速度控制算法的參數(shù)整定、智能車運(yùn)行狀態(tài)等方面的調(diào)試。
5結(jié)語
關(guān)鍵詞:高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用專業(yè) 課程體系構(gòu)建
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.13.023
1 引言
隨著中國“互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代”向“物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代”過渡,國家更加重視對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè),各個(gè)城市都相繼出臺(tái)了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)策略,可以預(yù)見,在未來的10年里將形成巨大的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè),作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展根本要素的人才培養(yǎng)尤顯重要。中國教育部在2010年3月了《關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)申報(bào)和審批工作的通知》,數(shù)百所本科和高職院校申報(bào)和試辦物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)。2010年6月教育部批準(zhǔn)南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院開設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方向)專業(yè)。因此,如何借鑒已有的成功經(jīng)驗(yàn),完善人才培養(yǎng)體系、創(chuàng)新養(yǎng)模式、培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的合格人才,成為我院迫切需要解決的問題。
2 研究背景
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)最早于1998年提出,即在物體上增加一些射頻識(shí)別( RFID) 和其它傳感器,使物體彼此連接形成網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是以計(jì)算機(jī)科學(xué)為基礎(chǔ),包括網(wǎng)絡(luò)、電子、射頻、感應(yīng)、無線、人工智能、條碼、云計(jì)算、自動(dòng)化、嵌入式等技術(shù)為一體的綜合性技術(shù)及應(yīng)用,它要讓孤立的物品接入網(wǎng)絡(luò)世界,讓它們之間能相互交流、讓我們可以通過軟件系統(tǒng)操縱它們、讓它們鮮活起來。
物聯(lián)網(wǎng)被業(yè)內(nèi)專家稱為“下一個(gè)萬億級(jí)規(guī)模產(chǎn)業(yè)”。2012年2月,國家工業(yè)和信息化部了《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,指出到2015年,中國要在核心技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化、關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究與制定、產(chǎn)業(yè)鏈條建立與完善、重大應(yīng)用示范與推廣等方面取得顯著成效,初步形成創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用牽引、協(xié)同發(fā)展、安全可控的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展格局。技術(shù)創(chuàng)新能力要顯著增強(qiáng),要初步完成產(chǎn)業(yè)體系的構(gòu)建,應(yīng)用規(guī)模與水平要得到顯著提升。并且指出要加大力度培養(yǎng)各類物聯(lián)網(wǎng)人才,建立健全激勵(lì)機(jī)制,造就一批領(lǐng)軍人才和技術(shù)帶頭人。目前,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)正處在發(fā)展及完善階段,需要大量的相關(guān)專業(yè)及知識(shí)結(jié)構(gòu)的人才,作為國家級(jí)重點(diǎn)高新開發(fā)區(qū)腹地的高職院校,理應(yīng)先于社會(huì)培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)的技術(shù)性人才。
3 人才培養(yǎng)目標(biāo)的確定
高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)的基本特點(diǎn)是以社會(huì)需求為目標(biāo)、以學(xué)生為主體,以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主線以崗位工作過程為依據(jù),實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授與職業(yè)能力訓(xùn)練相結(jié)合,使學(xué)生成為面向生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線的高端技能型人才。
結(jié)合我院依托交通行業(yè)的辦學(xué)特點(diǎn),通過進(jìn)行企業(yè)調(diào)研和行業(yè)交流,根據(jù)對(duì)三年制高職網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)(物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方向)面向的崗位群與專業(yè)職業(yè)能力分析,確定了該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)(物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方向)主要面向網(wǎng)絡(luò)集成與工程監(jiān)理、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、信息安全與網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品銷售等相關(guān)行業(yè),具備智能交通運(yùn)輸管理、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居綜合布線和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、管理與維護(hù)的基本理論知識(shí)和專業(yè)實(shí)踐技能,從事城市交通(含地鐵和輕軌)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、智能建筑與綜合布線工程、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與使用、智能交通和設(shè)備中信息化應(yīng)用體系的相關(guān)軟硬件維護(hù)、測試、應(yīng)用開發(fā)等崗位的高端技能型人才。參見圖1的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)職業(yè)范圍和崗位表。
圖1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方向)專業(yè)職業(yè)范圍和崗位表]
4 課程體系的創(chuàng)建
課程體系的創(chuàng)建就是為了完成人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。課程體系的構(gòu)建一般有三大模塊,即基本素質(zhì)模塊、專業(yè)基礎(chǔ)模塊和專業(yè)崗位模塊,它們是一個(gè)不可分割的有機(jī)整體,我們還適當(dāng)開設(shè)選修課程,作為能力拓展的必要補(bǔ)充。
我院的教學(xué)安排是實(shí)行的“2.25+0.75”,也就是大三只有前兩個(gè)半月在校學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí),后面的20周時(shí)間為畢業(yè)設(shè)計(jì)和參加實(shí)習(xí)的階段,因此專業(yè)的所有課程必須在大三前半個(gè)學(xué)期全部結(jié)束。課程體系的設(shè)計(jì)必須圍繞學(xué)生基本道德品質(zhì)、職業(yè)素養(yǎng)、職業(yè)核心能力的培養(yǎng),以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的技術(shù)框架,即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層為主線,以服務(wù)南京及江蘇地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目標(biāo),結(jié)合我院在交通運(yùn)輸業(yè)方面的辦學(xué)優(yōu)勢,構(gòu)建服務(wù)于交通行業(yè)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方向)專業(yè)的課程體系。具體見圖2(見下頁)。
物聯(lián)網(wǎng)本身是應(yīng)用性很強(qiáng),并且知識(shí)交叉的學(xué)科,需要?jiǎng)邮帜芰?qiáng)的人才,所以在課程設(shè)置上一定要從實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)入手,光傳授基礎(chǔ)知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,這樣才能培養(yǎng)出符合企業(yè)和社會(huì)需求的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)用人才。因此計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方向)專業(yè)每一學(xué)期都開設(shè)相應(yīng)的綜合實(shí)訓(xùn)課程,專業(yè)課程都安排將近一半課時(shí)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。開設(shè)實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)融合到實(shí)際的項(xiàng)目中,提高學(xué)生的動(dòng)手能力;有些重點(diǎn)實(shí)訓(xùn)課程必須讓學(xué)生參加國家或企業(yè)的考證,并獲得相應(yīng)證書,方能畢業(yè),這樣就能使得學(xué)生在考證過程中進(jìn)一步鞏固專業(yè)知識(shí),掌握物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的工作技能。
5 人才培養(yǎng)規(guī)格
5.1 基本素質(zhì)
* 具備良好的思想品德修養(yǎng),運(yùn)用辯證的思維方式指導(dǎo)工作和生活的能力;
* 熱愛本職崗位,樂于奉獻(xiàn),尊重同事,具有團(tuán)隊(duì)合作精神;
* 具有良好的就業(yè)觀念、職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德;
* 具有不斷學(xué)習(xí),獲取信息和應(yīng)用信息的能力;
* 具有英語的聽、說、讀、寫、譯的綜合能力;
* 具有較強(qiáng)的人際交往能力、協(xié)調(diào)能力和業(yè)務(wù)開展能力。
* 具有專業(yè)的IT職業(yè)行為素質(zhì)并可以從事相關(guān)IT類網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù)的能力,具有不斷學(xué)習(xí),創(chuàng)新實(shí)踐,自我提高的能力。
5.2 專業(yè)技能和知識(shí)
* 具有網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)、組建與維護(hù)能力;
* 具有網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)能力;
* 具有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)開發(fā)能力;
* 具有IT類網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù)、個(gè)人創(chuàng)業(yè)與發(fā)展綜合能力;
* 具有不斷學(xué)習(xí),創(chuàng)新實(shí)踐,自我提高的能力。
* 具有網(wǎng)絡(luò)管理相關(guān)知識(shí);
* 具有網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)、組織與實(shí)施相關(guān)知識(shí);
* 具有網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)維護(hù)相關(guān)知識(shí);
* 具有IT類基礎(chǔ)服務(wù)、智能交通、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)等相關(guān)知識(shí)。
5.3 職業(yè)資格證書要求
學(xué)生畢業(yè)時(shí)可獲得物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程師、高級(jí)局域網(wǎng)管理員、CCNA、CCTT、CNCIW網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證等職業(yè)技能證書。(其中高級(jí)局域網(wǎng)管理員為必考,其他幾項(xiàng)中必選1項(xiàng),在考證學(xué)期初統(tǒng)一報(bào)名根據(jù)人數(shù)決定科目)。
6 課程體系的評(píng)價(jià)
有效的課程體系評(píng)價(jià)應(yīng)該結(jié)合國家教育方針政策、教育部門或?qū)W院制定的課程標(biāo)準(zhǔn)等指導(dǎo)文件,根據(jù)社會(huì)、企業(yè)對(duì)該專業(yè)的需求和學(xué)校的實(shí)際情況而確定。課程體系經(jīng)過學(xué)習(xí)者、學(xué)校和企業(yè)的評(píng)價(jià)者評(píng)價(jià),制定可行性課程體系評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),再來實(shí)施評(píng)價(jià),最后通過提交報(bào)告和答辯的方式進(jìn)行完整評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)流程如圖3。實(shí)踐證明這種評(píng)價(jià)效果較好。
7 結(jié)語
物聯(lián)網(wǎng)未來科技發(fā)展的方向,它能使社會(huì)的經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)、管理更加高效,生活方式更加智能。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是一個(gè)全新的專業(yè),且跨多種專業(yè)門類、具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,所以在高職院校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用專業(yè)的建設(shè)上,要通過廣泛的社會(huì)調(diào)研、物聯(lián)網(wǎng)專項(xiàng)課題的研究、緊跟國際和國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢和前沿技術(shù),通過到物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)定崗實(shí)習(xí)等形式,促進(jìn)高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的改革和發(fā)展,提高高職院校在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)上的辦學(xué)能力,為社會(huì)、企業(yè)輸送合格的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才。
參考文獻(xiàn):
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