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(中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙410083)
摘要:針對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的先進(jìn)性和學(xué)科交叉性的特點(diǎn),提出打破單個(gè)課程的局限,將最新的智能理論與應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合,建立智能科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用技術(shù)課程群以適應(yīng)信息學(xué)科發(fā)展;從教學(xué)內(nèi)容、課程群知識(shí)點(diǎn)、課程體系和考核體系4方面闡述課程群建設(shè)內(nèi)容,介紹具體的建設(shè)手段與措施。
關(guān)鍵詞 :智能科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用技術(shù);課程群;建設(shè)與實(shí)踐
第一作者簡(jiǎn)介:高琰,女,副教授,研究方向?yàn)橹悄苄畔⑻幚?,gaoyan@csu.edu.cn。
0 引 言
“智能化”已經(jīng)成為全球科學(xué)技術(shù)特別是信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基本特征和普遍潮流。智能技術(shù)及其應(yīng)用也成為IT行業(yè)的重要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn),如IBM公司提出了“智慧地球”口號(hào)。智能科學(xué)技術(shù)整體上正處于快速發(fā)展階段。中南大學(xué)順應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),開(kāi)設(shè)了智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè),主要目的是讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握智能科學(xué)與技術(shù)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能與方法。為此,我們建立了智能科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)和智能科學(xué)技術(shù)應(yīng)用2個(gè)課程群,并且以課程群為單位對(duì)各課程進(jìn)行梳理,對(duì)課程資源進(jìn)行整合。
1 課程群的建設(shè)目的
課程群擺脫了課程的單一性,能夠較好地提高課程教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生專(zhuān)業(yè)水平。
智能技術(shù)應(yīng)用課程群主要承擔(dān)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用技術(shù)課程,包括自然語(yǔ)言處理、生物特征識(shí)別、商務(wù)智能、知識(shí)工程、智能優(yōu)化及其應(yīng)用、計(jì)算機(jī)游戲程序設(shè)計(jì)等專(zhuān)業(yè)課程,是基于智能科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)課程群的拓展和延伸。
智能技術(shù)應(yīng)用課程群建設(shè)的目的是為適應(yīng)信息學(xué)科發(fā)展,打破單個(gè)課程的限制,將各門(mén)課的知識(shí)點(diǎn)結(jié)合,將最新的智能理論與應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合;通過(guò)各種特色專(zhuān)業(yè)課程(如自然語(yǔ)言處理、生物特征識(shí)別和虛擬現(xiàn)實(shí)與智能游戲等)的開(kāi)設(shè),結(jié)合實(shí)驗(yàn)課、各類(lèi)科研競(jìng)賽活動(dòng)、教師的科研項(xiàng)目等,更好地培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)與智能技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,提高學(xué)生在科學(xué)研究、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、組織管理、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、技術(shù)創(chuàng)新及市場(chǎng)開(kāi)拓等方面的綜合素質(zhì),提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
2 課程群的建設(shè)內(nèi)容
針對(duì)當(dāng)前高校在技能培養(yǎng)理念、技能環(huán)節(jié)等方面存在的問(wèn)題,我們提出培養(yǎng)以智能技術(shù)應(yīng)用的編程人才為目標(biāo),強(qiáng)調(diào)以學(xué)校特色為基礎(chǔ),以學(xué)生興趣與就業(yè)需要為核心,將智能理論和應(yīng)用領(lǐng)域相結(jié)合,構(gòu)建合理的實(shí)踐教學(xué)體系。通過(guò)對(duì)產(chǎn)業(yè)界人才培養(yǎng)體系的研究以及適合學(xué)生的教學(xué)方法研究,我們提出構(gòu)建產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向的智能科學(xué)技術(shù)應(yīng)用課程群,以此保證學(xué)生整個(gè)工程化學(xué)習(xí)過(guò)程的可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)內(nèi)容包括以下4個(gè)方面。
2.1 教學(xué)內(nèi)容
密切關(guān)注當(dāng)前技術(shù)發(fā)展,借鑒國(guó)內(nèi)外教材,編寫(xiě)具有自身特色的教材;引進(jìn)和翻譯最新技術(shù)資料,將其作為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充,引入到課程群中各門(mén)課的課件、題庫(kù)、實(shí)驗(yàn)、教學(xué)案例中。
2.2 課程群知識(shí)點(diǎn)
課程群是將若干門(mén)在內(nèi)容上具有密切相關(guān)性,在知識(shí)、方法上有邏輯聯(lián)系的課程加以整合而成的。我們列出課程群中各門(mén)課程的知識(shí)點(diǎn)清單,根據(jù)清單再重新總結(jié)和梳理各課程間的知識(shí)點(diǎn),分析它們之間的內(nèi)在關(guān)系后,完成對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的抽取、分析與匯編。我們?cè)诟鏖T(mén)課程的講授中,對(duì)各課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)籌安排,既有不同的側(cè)重點(diǎn),同時(shí)又要強(qiáng)調(diào)應(yīng)用領(lǐng)域的融合。例如:自然語(yǔ)言處理與智能游戲的結(jié)合,智能優(yōu)化算法與智能游戲的結(jié)合,商業(yè)智能與自然語(yǔ)言處理的結(jié)合,自然語(yǔ)言與生物特征識(shí)別的結(jié)合等。
在知識(shí)點(diǎn)的分析匯編過(guò)程中,不僅要注意課程群里各課程知識(shí)點(diǎn)的關(guān)系,還要注意它們與基礎(chǔ)課程的關(guān)系。例如:自然語(yǔ)言中的分類(lèi)算法在模式識(shí)別中講授過(guò),所以在自然語(yǔ)言處理課程中應(yīng)側(cè)重基于文本特征的分類(lèi)算法。
2.3 課程體系
在產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向的教學(xué)理念指導(dǎo)下,我們將課程內(nèi)容分為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論、設(shè)計(jì)與編程、工程項(xiàng)目實(shí)踐3個(gè)部分。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論包括了某個(gè)領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)(如自然語(yǔ)言中的分詞及詞性標(biāo)注)及智能算法的應(yīng)用(如基于機(jī)器學(xué)習(xí)的文本分類(lèi)和信息抽?。辉O(shè)計(jì)與編程則是深入掌握一門(mén)技術(shù)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言(如C語(yǔ)言、C++、Java,Python等)和應(yīng)用領(lǐng)域的一種業(yè)界開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)(針對(duì)自然語(yǔ)言掌握NLTK語(yǔ)言包的使用,針對(duì)掌握智能游戲掌握OpenGL、Direct3D等);工程項(xiàng)目實(shí)踐旨在提高學(xué)生實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力,為他們提供從學(xué)校走向工業(yè)界的途徑。
2.4 考核體系
課程考核是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一,是檢測(cè)教學(xué)效果的必要手段。不同的考核方式,直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和教師的教學(xué)態(tài)度。傳統(tǒng)考核方式已顯現(xiàn)出很多弊端,分?jǐn)?shù)的高低不能真正反映學(xué)生掌握知識(shí)和解決問(wèn)題的能力。為此可針對(duì)不同的課程,設(shè)計(jì)靈活多樣的考核方式。
3 建設(shè)方法與措施
3.1 師資培養(yǎng)
課程群建設(shè)涉及課程之間的內(nèi)在聯(lián)系,要借助團(tuán)隊(duì)的力量實(shí)施。以學(xué)術(shù)帶頭人為建設(shè)團(tuán)隊(duì)核心,不斷提高師資隊(duì)伍的整體教學(xué)水平,充實(shí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。要求每位老師系統(tǒng)學(xué)習(xí)課程群中各門(mén)課程的內(nèi)容和相互關(guān)聯(lián)性,注重融合各課程的基礎(chǔ)知識(shí)和其實(shí)際應(yīng)用性,研制詳細(xì)的教研活動(dòng)時(shí)間表和活動(dòng)內(nèi)容。通過(guò)教師間相互聽(tīng)課和對(duì)教學(xué)活動(dòng)的溝通,建立良好的教師相互學(xué)習(xí)機(jī)制。同時(shí)建立教師隊(duì)伍的管理體制,設(shè)置檢查與匯報(bào)環(huán)節(jié),分階段、按目標(biāo)對(duì)照教學(xué)任務(wù)進(jìn)行管理。
3.2 課程群教學(xué)內(nèi)容建設(shè)
各任課教師定期介紹課程內(nèi)容、綜合考慮課程間關(guān)系,在統(tǒng)一的教學(xué)框架下制訂各課程的教學(xué)計(jì)劃、課程設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。各任課教師提交課程的知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明和在課程群中的關(guān)系圖,大家一同進(jìn)行分析討論,梳理課程之間的關(guān)系。目前,我們明確每次上課講3~5個(gè)知識(shí)點(diǎn),并綜合編寫(xiě)了課程群總體的知識(shí)點(diǎn)手冊(cè),手冊(cè)中清晰描述了每個(gè)知識(shí)點(diǎn)建設(shè)的主要課程。例如,分類(lèi)在自然語(yǔ)言處理、商務(wù)智能和生物特征識(shí)別中都涉及,我們綜合考慮將其放在商務(wù)智能中建設(shè),其他課程協(xié)建。我們將課程群的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)關(guān)系和課程的資料放在教學(xué)資源平臺(tái)上,供學(xué)生查看。
同時(shí),我們采用校內(nèi)教師與企業(yè)界開(kāi)發(fā)人員相結(jié)合的授課方式。邀請(qǐng)企業(yè)界開(kāi)發(fā)人員進(jìn)入課堂進(jìn)行1~2次教學(xué),介紹業(yè)界的實(shí)際情況和最新進(jìn)展。業(yè)界開(kāi)發(fā)人員的授課很好地開(kāi)闊了學(xué)生的視野。
3.3 教學(xué)方法和考核手段改革
我們采用交叉授課、綜合實(shí)驗(yàn)、講座、討論課等便于展開(kāi)知識(shí)、開(kāi)闊視野的教學(xué)方法,在體現(xiàn)自身特點(diǎn)的同時(shí)又能體現(xiàn)課程間的交叉性和融合性。
同時(shí)我們注重實(shí)際項(xiàng)目訓(xùn)練。我們把學(xué)生5~7人分為一組,將方案構(gòu)思、設(shè)計(jì)思路和理性分析等一系列問(wèn)題作為考題,進(jìn)行實(shí)際的開(kāi)發(fā)訓(xùn)練,著重考查學(xué)生的邏輯思維、分析判斷能力和編程能力。學(xué)生通過(guò)公開(kāi)報(bào)告會(huì)來(lái)匯報(bào)成果,成績(jī)由其他同學(xué)和老師共同給出。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,又有效遏制了抄襲現(xiàn)象,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。
3.4 學(xué)科競(jìng)賽與教學(xué)的結(jié)合
課程群建設(shè)團(tuán)隊(duì)十分重視各類(lèi)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和學(xué)科競(jìng)賽,團(tuán)隊(duì)成員指導(dǎo)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,多次榮獲“華為杯”智能設(shè)計(jì)大賽及湖南省“挑戰(zhàn)杯”各項(xiàng)賽事的一、二、三等獎(jiǎng)。如2014年的華為杯一等獎(jiǎng)作品“基于UEA-FZ腦電放大器的虛擬手機(jī)撥號(hào)系統(tǒng)”和“基于體感控制的機(jī)器人皮影戲表演系統(tǒng)”,就是運(yùn)用了生物特征識(shí)別課程的相關(guān)知識(shí)。學(xué)科競(jìng)賽的成績(jī)會(huì)被綜合考慮到學(xué)生的成績(jī)中。
4 結(jié)語(yǔ)
課程群建設(shè)是專(zhuān)業(yè)建設(shè)的趨勢(shì),它打破了單個(gè)課程的局限,符合“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力”的原則。課程群的建設(shè)有利整合教學(xué)資源,接下來(lái),我們將“以點(diǎn)帶面”,輻射到整個(gè)智能專(zhuān)業(yè)的課程中去。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:智能科學(xué)與技術(shù);機(jī)器人;實(shí)踐教學(xué)
1建立突出實(shí)踐能力的獨(dú)立實(shí)踐教學(xué)體系
西安郵電學(xué)院是以本科教育為主的地方院校,以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為其主要責(zé)任。工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng),實(shí)踐教學(xué)尤其重要,實(shí)踐才能出真知。合理的實(shí)踐教學(xué)體系,對(duì)我們能否實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)至關(guān)重要。我院的人才培養(yǎng)指導(dǎo)思想是,保證學(xué)生掌握基本的理論基礎(chǔ),充分發(fā)揮實(shí)踐教學(xué)的作用,豐富實(shí)踐教學(xué)的手段,把教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,教學(xué)與學(xué)科競(jìng)賽相結(jié)合,教學(xué)與教師科研方向相結(jié)合,以此帶動(dòng)促進(jìn)教學(xué)。實(shí)踐教學(xué)應(yīng)盡量與實(shí)際應(yīng)用相一致,通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí),培養(yǎng)其綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
我院實(shí)踐教學(xué)體系打破了依附于理論教學(xué)的傳統(tǒng)模式,更加重視實(shí)踐教學(xué)的系統(tǒng)性,在內(nèi)容上統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。該體系理順了各個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),以機(jī)器人技術(shù)為核心,把課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、業(yè)余科技活動(dòng)、科研訓(xùn)練等教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容統(tǒng)一規(guī)劃、合理設(shè)置,形成主線清晰、層次分明、內(nèi)容豐富、難度適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)體系。
總的來(lái)說(shuō),我院實(shí)踐教學(xué)體系分為課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)、課余實(shí)踐活動(dòng)兩大部分。
1) 課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)。首先,我們?cè)谡n內(nèi)實(shí)踐教學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上作出了很多調(diào)整,通過(guò)調(diào)整,使不同課程分散的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容盡量體現(xiàn)在同樣的對(duì)象上,進(jìn)而將不同課程的內(nèi)容更好地串聯(lián)起來(lái)。其次,對(duì)課程設(shè)計(jì)的題目,我們盡量做到針對(duì)性、統(tǒng)一性更強(qiáng)。我院智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了4門(mén)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì),分別是單片機(jī)課程設(shè)計(jì)、機(jī)器人競(jìng)技、虛擬現(xiàn)實(shí)課程設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)方向課程設(shè)計(jì)。專(zhuān)業(yè)方向課程設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)專(zhuān)業(yè)的兩個(gè)方向:機(jī)器人技術(shù)和智能信息處理。機(jī)器人技術(shù)方向4門(mén)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容既相互獨(dú)立,又相互聯(lián)系,對(duì)應(yīng)著小型移動(dòng)機(jī)器人的4個(gè)組成部分:基本驅(qū)動(dòng)和傳感、行為模式控制、圖像采集及識(shí)別、智能控制及優(yōu)化。當(dāng)學(xué)生到大學(xué)4年級(jí)時(shí),就可以制作出一臺(tái)簡(jiǎn)單的小型移動(dòng)機(jī)器人。最后是開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)選修課,即開(kāi)放實(shí)驗(yàn),我們要求學(xué)生在大學(xué)3年級(jí)必須選擇其中1門(mén)課程設(shè)計(jì),但不限于3年級(jí),也不限1門(mén)。實(shí)際上開(kāi)放實(shí)驗(yàn)是一種介于課內(nèi)與課余之間的教學(xué)組織形式。
2) 課余實(shí)踐教學(xué)的安排,以引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生多學(xué)習(xí)、多研究、多實(shí)踐為主要目的,以期形成良好的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。課余實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容上,以學(xué)科競(jìng)賽作為導(dǎo)向,目的明確,學(xué)生的積極性也高。在組織形式上,主要是學(xué)生成立業(yè)余的科技興趣小組,由專(zhuān)門(mén)的教師以“導(dǎo)師”身份輔導(dǎo)。學(xué)生之間形成高年級(jí)學(xué)生指導(dǎo)低
年級(jí)學(xué)生的傳幫帶隊(duì)伍。目前我院成立的小組有智能車(chē)設(shè)計(jì)小組、機(jī)器人擂臺(tái)賽小組、無(wú)線傳感器設(shè)計(jì)小組、電子競(jìng)賽興趣組、網(wǎng)站設(shè)計(jì)聯(lián)盟等。我院參加的各項(xiàng)學(xué)科競(jìng)賽隊(duì)員基本都從這些業(yè)余科技小組選拔。往屆參加這些興趣小組的學(xué)生,畢業(yè)時(shí)就業(yè)都很受企業(yè)歡迎,工作待遇相對(duì)也好一些,充分說(shuō)明了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要作用。
2實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容設(shè)置
實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容可分為演示性?xún)?nèi)容、基礎(chǔ)技能、原理驗(yàn)證性?xún)?nèi)容、簡(jiǎn)單應(yīng)用性?xún)?nèi)容、綜合設(shè)計(jì)性?xún)?nèi)容。具體的教學(xué)環(huán)節(jié)有認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、上機(jī)操作、課程設(shè)計(jì)、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)選修課)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及課余科技活動(dòng)。
演示性?xún)?nèi)容主要是專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)以及部分生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容。專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的內(nèi)容主要有參觀專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室,演示一些典型實(shí)驗(yàn),例如倒立擺、機(jī)器人踢球、機(jī)器人擂臺(tái)賽表演等;觀看本專(zhuān)業(yè)所從事工作的教學(xué)錄像,加深對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí),錄像內(nèi)容主要播放專(zhuān)家對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的介紹、展望,相關(guān)智能產(chǎn)品的展示等。生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的演示內(nèi)容,主要是指實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程(實(shí)際工作內(nèi)容)的觀察認(rèn)識(shí),是更高層次的一種認(rèn)識(shí)。
基礎(chǔ)技能是指通用工具的使用能力學(xué)習(xí)。它包括計(jì)算機(jī)基本操作、基本電子儀器儀表的使用、電子元器件的選型及基本檢測(cè)方法、手工焊接及制版的操作等,學(xué)生主要在硬件基礎(chǔ)實(shí)習(xí)中完成這些學(xué)習(xí),并在后續(xù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中逐漸加深。
原理驗(yàn)證性?xún)?nèi)容和簡(jiǎn)單應(yīng)用性?xún)?nèi)容,基本上在課內(nèi)安排,隨理論課同步進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是以機(jī)器人技術(shù)為導(dǎo)向。例如,傳感器原理課程,我們?cè)诒姸喾N類(lèi)的傳感器中,選擇紅外傳感器、超聲波傳感器、光電編碼器等作為重點(diǎn),而工業(yè)上常用的壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器不作為重點(diǎn)。
綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)中比較少,主要在課程設(shè)計(jì)、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及課余科技活動(dòng)中進(jìn)行。4門(mén)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容,對(duì)應(yīng)著小型移動(dòng)機(jī)器人的4個(gè)組成部分,既相互獨(dú)立,又相互聯(lián)系。學(xué)生在一套模板上不斷累加,到4年級(jí)時(shí),就可以制作出一臺(tái)簡(jiǎn)單的小型移動(dòng)機(jī)器人。
開(kāi)放實(shí)驗(yàn)和課余科技活動(dòng)圍繞兩個(gè)主題開(kāi)展,一是學(xué)科競(jìng)賽,二是科研項(xiàng)目,以前者為主。近年來(lái),大學(xué)生機(jī)器人競(jìng)賽的影響越來(lái)越大,對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容、目標(biāo)、性質(zhì)和定位有良好的引導(dǎo)作用。其他相關(guān)的競(jìng)賽項(xiàng)目,如“全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽”、“挑戰(zhàn)杯全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽”等,同樣可以鼓勵(lì)學(xué)生參加。
競(jìng)賽是對(duì)實(shí)踐教學(xué)的一種綜合考驗(yàn),是對(duì)專(zhuān)業(yè)教學(xué)狀況、實(shí)踐操作能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力以及臨場(chǎng)應(yīng)變能力的全方位檢測(cè)。相應(yīng)地,競(jìng)賽同時(shí)又是促進(jìn)教學(xué)的動(dòng)力,在某種程度上模仿了某種實(shí)際應(yīng)用,為實(shí)踐教學(xué)指引方向。這是一種關(guān)聯(lián)互動(dòng)、互相促進(jìn)的關(guān)系。競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制也刺激學(xué)生更加努力地學(xué)習(xí)。
3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)
根據(jù)我院幾年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),以及本專(zhuān)業(yè)課程體系的設(shè)置,智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)形成了現(xiàn)在的實(shí)踐教學(xué)體系,如圖1所示。其中,第3學(xué)年專(zhuān)業(yè)方向一的內(nèi)容包括4門(mén)課程的實(shí)驗(yàn):機(jī)器人、智能控制、機(jī)器視覺(jué)、控制電機(jī);專(zhuān)業(yè)方向二的內(nèi)容也包括4門(mén)課程的實(shí)驗(yàn):機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)字視頻技術(shù)、生物特征識(shí)別技術(shù)、計(jì)算智能。第4學(xué)年的選修課實(shí)驗(yàn)是專(zhuān)業(yè)任選課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,主要有嵌入式控制系統(tǒng)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、機(jī)器翻譯、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、電腦圍棋等。
根據(jù)此實(shí)踐教學(xué)體系,我們決定建立以教學(xué)機(jī)器人為主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。機(jī)器人是一種能夠通過(guò)程序控制,自主完成某類(lèi)任務(wù)的機(jī)器系統(tǒng)。它綜合了機(jī)械、電子、控制、信息處理、人工智能等多個(gè)學(xué)科知識(shí),是鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維的良好工具。教育機(jī)器人是指應(yīng)用于教育領(lǐng)域的機(jī)器人,它具有良好的開(kāi)放性和可擴(kuò)展性,可以根據(jù)需要方便地增、減功能模塊,進(jìn)行自主創(chuàng)新,有友好的人機(jī)交互界面,便于教學(xué)實(shí)踐[1]。機(jī)器人項(xiàng)目有很強(qiáng)的趣味性和挑戰(zhàn)性,能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使大學(xué)的創(chuàng)新教育、實(shí)踐教育以及專(zhuān)業(yè)技術(shù)教育擁有了全新的模式,激活和強(qiáng)化了學(xué)生的多元能力特長(zhǎng),訓(xùn)練了學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力及自主建構(gòu)知識(shí)的能力。教育機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐課程幫助學(xué)生對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、項(xiàng)目管理等有了直觀的認(rèn)知,同時(shí)有助于教師掌握全新的教育理念,有助于學(xué)校決策層系統(tǒng)推動(dòng)教育改革[2]。
機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)可分為模塊化教學(xué)機(jī)器人和智能機(jī)器人系統(tǒng)兩大部分,模塊化教學(xué)機(jī)器人,是一種普及型機(jī)器人教學(xué)工具,它由一套散件組成,可以自由組合,形成多種結(jié)構(gòu)形式,也能實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的創(chuàng)意設(shè)計(jì)。模塊化機(jī)器人套件主要為創(chuàng)作機(jī)器人而設(shè)計(jì)。它使用32位的處理器和總線式舵機(jī),采用圖形化和C語(yǔ)言?xún)煞N軟件開(kāi)發(fā)手段,可處理視頻、語(yǔ)音、大容量存儲(chǔ);接口豐富,連接方便。它可由淺入深地指引學(xué)生搭建機(jī)器人結(jié)構(gòu)并學(xué)習(xí)傳感、執(zhí)行、控制原理和應(yīng)用,學(xué)習(xí)機(jī)器人控制算法以及機(jī)器視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別與合成等復(fù)雜處理。它能充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力,構(gòu)建出獨(dú)特的機(jī)器人。模塊化教學(xué)機(jī)器人作為機(jī)器人、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,還能進(jìn)行課程設(shè)計(jì)以及部分開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。利用模塊化教學(xué)機(jī)器人套件,經(jīng)過(guò)適當(dāng)改造,就可以參加一些機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目。近年,我們使用該組件,參加過(guò)機(jī)器人武術(shù)擂臺(tái)賽、機(jī)器人滅火比賽,取得了較好的成績(jī),學(xué)生得到了很好的鍛煉。
智能機(jī)器人綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái),是在中型移動(dòng)機(jī)器人
的基礎(chǔ)上,增加其他功能單元,組成了一套大型的模塊化智能機(jī)器人系統(tǒng)。它在結(jié)構(gòu)上包括中型機(jī)器人本體部分、多自由度機(jī)械手、二維激光測(cè)距系統(tǒng)、無(wú)線定位導(dǎo)航系統(tǒng)、雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)、語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)等幾個(gè)部分,它是一個(gè)開(kāi)放式平臺(tái),可以根據(jù)需要擴(kuò)展其他的子系統(tǒng)。該系統(tǒng)可進(jìn)行圖像處理方向的實(shí)驗(yàn)與研究,如全景圖像采集及環(huán)境重構(gòu)、多圖像目標(biāo)跟蹤定位、圖像壓縮、模式識(shí)別;機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的智能控制實(shí)驗(yàn):系統(tǒng)分析、系統(tǒng)建模、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、多自由度手臂路徑規(guī)劃;超聲波、遠(yuǎn)紅外等測(cè)量傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)、多傳感器信息融合;網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
智能機(jī)器人綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為兩個(gè)方向,第一個(gè)方向是軟硬件相結(jié)合的嵌入式設(shè)計(jì),內(nèi)容為機(jī)器感知與行為控制,涵蓋的課程包括傳感器原理及應(yīng)用、控制電機(jī)、機(jī)器人以及機(jī)器人技術(shù)課程設(shè)計(jì);第二個(gè)是以軟件為主的信息處理、智能決策,內(nèi)容為語(yǔ)音處理與機(jī)器視覺(jué)、動(dòng)作規(guī)劃與決策,涵蓋的課程包括智能控制、機(jī)器視覺(jué)、無(wú)線傳感器、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)以及機(jī)器人技術(shù)課程設(shè)計(jì)。
4結(jié)語(yǔ)
我院以人才培養(yǎng)模式改革為核心,以創(chuàng)新實(shí)踐為主線,以教學(xué)機(jī)器人為平臺(tái),對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了大膽改革,重組了實(shí)驗(yàn)體系,帶動(dòng)了本專(zhuān)業(yè)的建設(shè)和發(fā)展,形成特色鮮明的專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式。這個(gè)實(shí)踐教學(xué)體系的特點(diǎn)體現(xiàn)在兩方面:一是各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)之間聯(lián)系緊密;二是注重發(fā)揮課余教學(xué)實(shí)踐的作用。希望通過(guò)實(shí)踐教學(xué),切實(shí)為國(guó)家、為社會(huì)培養(yǎng)高素質(zhì)的工程應(yīng)用型人才。
參考文獻(xiàn):
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Discussion on Practice System of Intelligent Science and Technology Specialty
WANG Shu-guang
(Automation School, Xi’an Institute of Post and Telecommunications, Xi’an 710121, China)
關(guān)鍵詞:智能科學(xué)與技術(shù);教學(xué)改革;創(chuàng)新;人才需求
1智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才需求分析
隨著社會(huì)對(duì)智能化需求的不斷提高,許多企業(yè)對(duì)具有智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)背景的人才有著巨大的需求。首先,IT企業(yè)紛紛涉足智能科學(xué)領(lǐng)域,提高產(chǎn)品智能水平;其次,金融企業(yè)需要很多數(shù)據(jù)分析以及智能系統(tǒng)的搭建;第三,許多傳統(tǒng)行業(yè)如化工、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等都涉足該領(lǐng)域,需要提高生產(chǎn)效率和降低能耗,從而提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力;最后,醫(yī)療、通訊、交通等行業(yè)也對(duì)智能科技人才有著迫切的需要。
從站在“互聯(lián)網(wǎng)+”風(fēng)口上的智能制造,到提出“人工智能是否會(huì)超越人類(lèi)”的思考,充分體現(xiàn)著智能科技的高速發(fā)展,對(duì)人才質(zhì)量要求越來(lái)越高。智能科學(xué)與技術(shù)是自控類(lèi)、通信類(lèi)、計(jì)算機(jī)類(lèi)、電子信息類(lèi)等各學(xué)科密切聯(lián)系的一個(gè)交叉點(diǎn),需要復(fù)合型人才既有扎實(shí)的基本功,又有廣博的視角、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。智能科學(xué)與技術(shù)本科專(zhuān)業(yè)學(xué)生可以選擇國(guó)外留學(xué),也可以繼續(xù)攻讀控制科學(xué)或計(jì)算機(jī)科學(xué)方面的研究生,成為該領(lǐng)域的高層次研究型人才,進(jìn)入研究所等科研單位,專(zhuān)門(mén)從事智能科學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究工作。
2智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中存在的問(wèn)題
智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)時(shí)間不長(zhǎng),專(zhuān)業(yè)建設(shè)還在不斷探索中,不能根據(jù)快速增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)、不斷調(diào)整的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人才需求及時(shí)調(diào)整課程設(shè)置和內(nèi)容,導(dǎo)致部分課程設(shè)置不夠科學(xué);多數(shù)專(zhuān)業(yè)課教師雖然理論水平很高,但是多不具有相關(guān)工程背景,因而在某種程度上造成授課內(nèi)容與社會(huì)需求有較大脫節(jié);課程教學(xué)形式相對(duì)簡(jiǎn)單,多為“講授式”教學(xué)方法,不能很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;課程考核模式單一,多以閉卷考試為主,考試內(nèi)容重理論、輕實(shí)踐,對(duì)學(xué)生實(shí)際能力考查不到位;專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入不足,綜合性和創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱,限制了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),導(dǎo)致學(xué)生運(yùn)用智能科學(xué)與技術(shù)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力不足。
3智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革與實(shí)施
3.1建設(shè)課程體系
從2015年開(kāi)始,河北工業(yè)大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)將總學(xué)分壓縮10%,同時(shí)增加實(shí)踐教學(xué)學(xué)分,目前,實(shí)踐教學(xué)學(xué)分占畢業(yè)要求總學(xué)分的32.58%。專(zhuān)業(yè)核心課程有電路、電子技術(shù)、單片機(jī)原理與設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、控制理論、智能控制、計(jì)算機(jī)仿真、運(yùn)籌學(xué)、智能信息處理、智能機(jī)器人(雙語(yǔ))和模式識(shí)別,培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的分析、設(shè)計(jì)、制造、集成、測(cè)試智能系統(tǒng)和智能產(chǎn)品的能力;此外還開(kāi)設(shè)新生的專(zhuān)業(yè)導(dǎo)航課,讓學(xué)生在入學(xué)之初就能初步了解該專(zhuān)業(yè)的相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)以及科學(xué)前沿和發(fā)展趨勢(shì),培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)興趣,明確學(xué)習(xí)方向。
3.2創(chuàng)新教學(xué)方法,優(yōu)化課程內(nèi)容
教師可在教學(xué)方法上進(jìn)行創(chuàng)新,從傳統(tǒng)的以教師講授為主的模式,轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)式、探討式的互動(dòng)教學(xué)模式,利用多媒體、視頻公開(kāi)課等現(xiàn)代化資源創(chuàng)造教學(xué)情境,進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)設(shè)計(jì),提高學(xué)生參與度,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性;將智能科學(xué)與技術(shù)的新發(fā)展、新理論及時(shí)融入課堂講授內(nèi)容,采用案例教學(xué),變抽象為具體,結(jié)合科研項(xiàng)目和科技競(jìng)賽補(bǔ)充課堂教學(xué)內(nèi)容;合理開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目,注重增加設(shè)計(jì)性、綜合性和研究探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。此外,提升師資水平,鼓勵(lì)教師積極參加技術(shù)學(xué)習(xí)與研究活動(dòng),支持教師與校外企業(yè)的橫向課題申報(bào),促進(jìn)專(zhuān)業(yè)教師對(duì)于具體工程的深入了解,更好地將專(zhuān)業(yè)教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐研究相結(jié)合。
3.3推行多樣化的課程考核模式
智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)在考試方法改革方面嘗試了多種考核方式,如開(kāi)卷、閉卷、筆試+上機(jī)、口試+筆試、設(shè)計(jì)作品、小論文等。教師可以根據(jù)課程性質(zhì),自主選擇不同的考核方式或幾種形式的組合,督促學(xué)生對(duì)所學(xué)課程充分消化吸收并靈活掌握。
我們推廣一種新型考試方法一團(tuán)隊(duì)考試法,即考試不以學(xué)生個(gè)體為單位,而以團(tuán)隊(duì)為單位,學(xué)生3~5人自由結(jié)組,領(lǐng)完題目后,團(tuán)隊(duì)成員在規(guī)定時(shí)間內(nèi)集體準(zhǔn)備,然后抽簽選定1人主答辯,1人補(bǔ)充答辯,其成績(jī)作為團(tuán)隊(duì)內(nèi)每個(gè)成員的成績(jī)。通過(guò)實(shí)踐證實(shí),團(tuán)隊(duì)考試法有幾個(gè)優(yōu)勢(shì):①?gòu)?qiáng)化學(xué)生的“合作”意識(shí),培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力,提前為步入社會(huì)作準(zhǔn)備;②提高“差生”的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力,一些差生怕“拖后腿”,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí);③考核效果顯著,一方面,團(tuán)隊(duì)考試法雖然不具體考核到每個(gè)學(xué)生,但每個(gè)學(xué)生都有可能被抽到代表團(tuán)隊(duì)進(jìn)行考核,因此每個(gè)學(xué)生都必須認(rèn)真準(zhǔn)備;另一方面,雖然教師需要為團(tuán)隊(duì)考試進(jìn)行更多的準(zhǔn)備工作,但是由于直接參加考試的人數(shù)少且后期省去大批量閱卷工作,因此總體上并不增加工作量。目前,團(tuán)隊(duì)考試法已經(jīng)在學(xué)院內(nèi)推廣示范。
3.4拓展實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地
實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地承擔(dān)部分實(shí)踐教學(xué)任務(wù),可以使教學(xué)更加貼近工程實(shí)際。學(xué)校每年下?lián)軐?zhuān)項(xiàng)實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi),一方面建設(shè)校內(nèi)實(shí)習(xí)基地,另一方面組織教師走訪用人單位,拓展校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地,使實(shí)踐教學(xué)與“產(chǎn)、學(xué)、研”一體化相結(jié)合。智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)有中天實(shí)訓(xùn)中心等3家校外實(shí)習(xí)基地,安排學(xué)生在大四第一學(xué)期進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí),此時(shí)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了大部分專(zhuān)業(yè)課,通過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)可以直觀地看到或體驗(yàn)智能相關(guān)產(chǎn)業(yè)的組織生產(chǎn)全過(guò)程,將大學(xué)所學(xué)的理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,提高分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力,為畢業(yè)后走上工作崗位積累經(jīng)驗(yàn)。
3.5積極開(kāi)展科技競(jìng)賽,普及科技創(chuàng)新活動(dòng)
科技競(jìng)賽是工科類(lèi)高校實(shí)踐教育的重要載體,對(duì)于激發(fā)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)興趣以及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作精神都具有積極作用。目前,河北工業(yè)大學(xué)智能科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課外科技活動(dòng)100%普及,學(xué)院為學(xué)生創(chuàng)造條件,積極開(kāi)展各項(xiàng)特色科技拓展活動(dòng);優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源配置,開(kāi)展設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性科研實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。部分實(shí)驗(yàn)室實(shí)行無(wú)限時(shí)開(kāi)放管理,為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)和科技創(chuàng)新活動(dòng)場(chǎng)所。有了這些基礎(chǔ)工作,就能更有效地組織學(xué)生參加全國(guó)、省、市級(jí)別的大學(xué)生競(jìng)賽,形成競(jìng)賽宣傳、遴選參賽隊(duì)員、配備專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)教師、提供培訓(xùn)場(chǎng)地和儀器設(shè)備、給予經(jīng)費(fèi)支持等一整套機(jī)制。學(xué)生在“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、“美新杯”中國(guó)大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽、單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)等競(jìng)賽中均有不俗表現(xiàn),獲得國(guó)家級(jí)、省市級(jí)多項(xiàng)競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng),在學(xué)生中間有很好的示范性和影響力。
我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總體目標(biāo)是自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng),科技促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國(guó)家安全的能力顯著增強(qiáng),為全面建設(shè)小康社會(huì)提供強(qiáng)有力的支撐;基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)研究綜合實(shí)力顯著增強(qiáng),取得一批在世界具有重大影響的科學(xué)技術(shù)成果,進(jìn)入創(chuàng)新型國(guó)家行列,為在本世紀(jì)中葉成為世界科技強(qiáng)國(guó)奠定基礎(chǔ)[1]。
廣大高校教師對(duì)當(dāng)前科技研究及發(fā)展方向有深刻理解,在整個(gè)國(guó)家人才類(lèi)型需求與人才培養(yǎng)之間扮演著紐帶角色,不但有科研能力還有教書(shū)育人的能力,因此在國(guó)家科技發(fā)展過(guò)程中的地位舉足輕重。國(guó)家需要的人才是由高校教師來(lái)培養(yǎng),教師對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)應(yīng)以國(guó)家需要為依據(jù),而學(xué)校應(yīng)以國(guó)家對(duì)人才的需求而制定相應(yīng)的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容,以保證國(guó)家需要的人才與學(xué)校及教育機(jī)構(gòu)培養(yǎng)的人才一致。國(guó)家、科技項(xiàng)目、教師和學(xué)生這4個(gè)環(huán)節(jié)只有保持協(xié)調(diào)一致,才能使國(guó)家科技穩(wěn)步快速的向前發(fā)展。
智能科學(xué)技術(shù)是信息科學(xué)技術(shù)的核心和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的前沿和制高點(diǎn),涉及自然科學(xué)的深層奧秘,觸及哲學(xué)的基本命題。智能科學(xué)技術(shù)的研究將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)進(jìn)步、國(guó)家安全生產(chǎn)產(chǎn)生深刻而巨大的影響,并將為智力革命、知識(shí)革命和信息革命建立理論基礎(chǔ),為智能系統(tǒng)的研制提供新概念、新思想、新途徑。
1國(guó)家科技項(xiàng)目中與智能相關(guān)的內(nèi)容
國(guó)家每年會(huì)頒布一些科研項(xiàng)目指南,如863、973、國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家科技支撐計(jì)劃和國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃等。這些項(xiàng)目指南中均包含大量與智能相關(guān)的內(nèi)容。下面以國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)和973計(jì)劃為例加以說(shuō)明:
1) 國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)。
2011年國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)中包含2項(xiàng)有關(guān)智能方面的項(xiàng)目,其中“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”重大專(zhuān)項(xiàng)中包含一個(gè)“智能海量數(shù)據(jù)資源中心”課題;“新一代寬帶無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)”重大專(zhuān)項(xiàng)中包含2個(gè)有關(guān)智能的課題:“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及業(yè)務(wù)應(yīng)用研發(fā)”和“物聯(lián)網(wǎng)及泛在網(wǎng)”。
2)973計(jì)劃。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),在2008年到2011年的973計(jì)劃指南中關(guān)于“智能”一詞的出現(xiàn)頻率如表1所示。
從上述統(tǒng)計(jì)數(shù)字可以看出,“智能”一詞的出現(xiàn)次數(shù)由1次增加到12次;出現(xiàn)在一級(jí)標(biāo)題的次數(shù)由1個(gè)增加到3個(gè),出現(xiàn)在二級(jí)標(biāo)題的次數(shù)由空白增加到4個(gè)。由此不難分析出,智能科學(xué)技術(shù)在973計(jì)劃中的比例逐年增加,其重要性不言而喻。
這些項(xiàng)目的前期研究以及后續(xù)成果的產(chǎn)業(yè)化,不可避免地需要更多的智能方面的專(zhuān)業(yè)人才。在設(shè)立智能科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科的建議書(shū)中提到,智能科技人才的社會(huì)需求占整個(gè)信息領(lǐng)域人才需求的1/6左右,而且將不斷增長(zhǎng)。高校需要培養(yǎng)這方面的人才,滿足國(guó)家和社會(huì)的需要。
2河北省和天津市科技項(xiàng)目與智能相關(guān)內(nèi)容
河北工業(yè)大學(xué)隸屬于河北省,坐落于天津市,形成了立足天津面向河北的發(fā)展戰(zhàn)略,為河北省和天津市提供有力的技術(shù)支撐。
河北省當(dāng)前正在實(shí)施轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的戰(zhàn)略部署,充分發(fā)揮科技創(chuàng)新在推進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的重要作用,并于2010年3月啟動(dòng)了光伏、風(fēng)電裝備、鋼鐵節(jié)能減排等8個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)的技術(shù)路線圖的編制工作,河北工業(yè)大學(xué)承擔(dān)了其中“河北省風(fēng)電裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖”的繪制工作,該路線圖為全國(guó)首個(gè)關(guān)于風(fēng)電的路線圖,對(duì)我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展將起到積極的推動(dòng)作用。
以2011年天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目指南為例,該計(jì)劃以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整為主攻方向,以提高原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和消化吸收再創(chuàng)新為目標(biāo),通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)的突破、引進(jìn)技術(shù)的消化吸收再創(chuàng)新、高新技術(shù)的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化,為天津市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和提高人民生活質(zhì)量提供技術(shù)支撐。2011年共安排25個(gè)專(zhuān)項(xiàng),與“智能”相關(guān)的內(nèi)容有軟件專(zhuān)項(xiàng)中的創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘與信息檢索技術(shù);數(shù)字技術(shù)專(zhuān)項(xiàng)中的智能檢測(cè)、監(jiān)控技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用;可再生能源及能源存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換專(zhuān)項(xiàng)中的智能電網(wǎng)等。
由上面的分析,可以看出智能科學(xué)技術(shù)在河北省和天津市的科技項(xiàng)目布局中占有重要的地位,這也對(duì)高校提出了培養(yǎng)高素質(zhì)人才的要求。
3河北工業(yè)大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)狀
據(jù)教育部統(tǒng)計(jì),自2004年北京大學(xué)自主設(shè)置“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專(zhuān)業(yè)通過(guò)備案以來(lái),先后有北京郵電大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、北京信息科技大學(xué)、首都師范大學(xué)、武漢工程大學(xué)、西安郵電學(xué)院、北京科技大學(xué)、湖南大學(xué)、廈門(mén)大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)、桂林電子科技大學(xué)、重慶郵電大學(xué)、大連海事大學(xué)、中南大學(xué)和上海理工大學(xué)共17所高校建立了智能科學(xué)技術(shù)本科專(zhuān)業(yè)。
河北工業(yè)大學(xué)在結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)和借鑒兄弟院校辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)體系和課程內(nèi)容逐步合理化;緊跟科技發(fā)展新趨勢(shì),突出智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的特色,注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),在智能化電器、智能化樓宇、智能機(jī)器人、智能化機(jī)器、智能化物流等方面培養(yǎng)社會(huì)急需的特色人才;在控制科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)下設(shè)立“智能科學(xué)與技術(shù)”的相關(guān)研究方向,加強(qiáng)該專(zhuān)業(yè)的學(xué)術(shù)梯隊(duì)建設(shè)和人才培養(yǎng),促進(jìn)控制科學(xué)與工程學(xué)院整體教學(xué)科研的和諧發(fā)展。
我們努力使學(xué)生德、智、體、美全面發(fā)展,具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和信息處理的基礎(chǔ)知識(shí),系統(tǒng)地掌握智能科學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能與方法,受到良好的科學(xué)思維、科學(xué)實(shí)驗(yàn)及初步科學(xué)研究的訓(xùn)練,使其具有分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,知識(shí)自我更新和不斷創(chuàng)新的能力。在個(gè)人素質(zhì)方面,要求學(xué)生具有全面的文化素質(zhì)、良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)和較強(qiáng)的適應(yīng)新環(huán)境、新群體的能力,并具有良好的語(yǔ)言和計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。
4教學(xué)內(nèi)容的思考
目前智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)隸屬于控制科學(xué)與工程學(xué)院,本學(xué)院包括自動(dòng)化、風(fēng)能與動(dòng)力工程和智能科學(xué)與技術(shù)3個(gè)本科專(zhuān)業(yè)。自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)作為一個(gè)成熟專(zhuān)業(yè),有穩(wěn)定的社會(huì)認(rèn)可度,其近年的發(fā)展受到了無(wú)行業(yè)背景的限制;風(fēng)能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)是一個(gè)新興專(zhuān)業(yè),為了滿足國(guó)家風(fēng)力發(fā)電的強(qiáng)勢(shì)發(fā)展需求而設(shè)立的,具有顯著的行業(yè)背景,從目前情況看,學(xué)生就業(yè)前景很好;智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)作為新興專(zhuān)業(yè),沒(méi)有固定的行業(yè)背景,因此有必要根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況確定1~2個(gè)背景,體現(xiàn)個(gè)1~2個(gè)特色,以使學(xué)生的學(xué)習(xí)落在實(shí)處。
我校的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)擬將智能網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)作為本科生的學(xué)習(xí)指向,在相關(guān)課程的講授中以它們作為實(shí)例講解,籌建智能網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái),以及利用風(fēng)能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的操作和演示,在課外科技活動(dòng)中以它們作為選題方向,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
我校作為地方工科院校,結(jié)合自身特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的特色定位于工業(yè)過(guò)程和實(shí)際工程中的智能控制與智能決策,相對(duì)應(yīng)的核心課程包括智能控制、智能信息處理、復(fù)雜系統(tǒng)建模、智能系統(tǒng)、智能機(jī)器人和智能工程。我們希望通過(guò)這些課程教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃,使培養(yǎng)的學(xué)生“考研考得上,分配分得出”。
1) 智能控制課程在介紹控制理論的同時(shí),通過(guò)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和單獨(dú)學(xué)時(shí)的課程設(shè)計(jì)使學(xué)生對(duì)智能網(wǎng)絡(luò)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組等在內(nèi)的實(shí)際系統(tǒng)先進(jìn)控制方案/方法的實(shí)現(xiàn)有較深入了解,并側(cè)重于硬件實(shí)現(xiàn)。
2) 智能信息處理課程主要介紹經(jīng)典人工智能、計(jì)算智能和其他智能理論,通過(guò)方法的介紹和推導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生理論素養(yǎng),并通過(guò)將具體方法代碼化提高學(xué)生的編程能力,其中可以將風(fēng)電場(chǎng)數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象。
3) 復(fù)雜系統(tǒng)建模課程在介紹復(fù)雜系統(tǒng)基本概念、理論基礎(chǔ)以及與建模相關(guān)問(wèn)題的同時(shí),著重以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為著力點(diǎn),對(duì)這兩大類(lèi)系統(tǒng)的模型進(jìn)行建立和分析。
4) 智能系統(tǒng)課程在介紹人工智能技術(shù)如何具體應(yīng)用于某些領(lǐng)域的同時(shí),側(cè)重分析如何應(yīng)用于智能網(wǎng)絡(luò)特別是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,以及如何應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域。
5) 智能機(jī)器人課程在介紹機(jī)器人基本工作原理以及控制方法的同時(shí),加強(qiáng)與實(shí)際工程的結(jié)合,如自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等領(lǐng)域。
6) 智能工程課程在介紹人工智能技術(shù)如何具體應(yīng)用于某個(gè)實(shí)際工程的同時(shí),著重考慮目前國(guó)家急待發(fā)展的工程方向。
通過(guò)上述課程的學(xué)習(xí),并基于軟硬件的結(jié)合與課內(nèi)課外的配合,學(xué)生可對(duì)目前體現(xiàn)前沿科技的行業(yè)有所熟悉,為進(jìn)一步的深造和就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
5結(jié)語(yǔ)
前沿性、時(shí)代性是大學(xué)課程的一大特點(diǎn)。20世紀(jì)以來(lái),現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,使知識(shí)的更新周期越來(lái)越短,大大豐富了大學(xué)的課程及其內(nèi)容,也改變了課程設(shè)置的技術(shù)與方法。
通過(guò)對(duì)前沿科技和人才培養(yǎng)的需求進(jìn)行分析,可以總結(jié)出學(xué)校的教學(xué)應(yīng)針對(duì)國(guó)家對(duì)人才類(lèi)型的需求而制定,使人才得到相應(yīng)的供應(yīng),保持供求平衡。
(1.中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,湖北武漢430074;2.中南民族大學(xué)教務(wù)處,湖北武漢430074;3.中南民族大學(xué)外語(yǔ)學(xué)院,湖北武漢430074)
摘要:針對(duì)目前民族院校智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程雙語(yǔ)教學(xué)中存在學(xué)生外語(yǔ)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱、教學(xué)模式無(wú)法適應(yīng)專(zhuān)業(yè)發(fā)展需求等狀況,探索適合專(zhuān)業(yè)特性、學(xué)生特點(diǎn)的雙語(yǔ)教學(xué)模式,提出引入CLIL模式,確定內(nèi)容學(xué)習(xí)、語(yǔ)言學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)與研究技能等多重教學(xué)目標(biāo),給出專(zhuān)業(yè)課程雙語(yǔ)教學(xué)的實(shí)施方法。
關(guān)鍵詞 :智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè);雙語(yǔ)教學(xué);教學(xué)模式;CLIL模式
基金項(xiàng)目:湖北省高等學(xué)校省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目OYS11005);中南民族大學(xué)教師教學(xué)發(fā)展中心教學(xué)改革專(zhuān)題研究項(xiàng)目OXZX20143009)。
作者簡(jiǎn)介:楊喜敏,男,副教授,研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)及安全;唐菀(通信作者),女,副教授,研究方向?yàn)楣猓療o(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、智能計(jì)算等,tangwan@scuec.edu.cn。
0 引 言
教育部明確提出:“對(duì)信息技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的本科教育要先行創(chuàng)造條件使用英語(yǔ)等外語(yǔ)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)課教學(xué)”。由于智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)發(fā)展與英語(yǔ)之間的密切關(guān)聯(lián),課程的雙語(yǔ)教學(xué)一般使用英語(yǔ)作為第二教學(xué)語(yǔ)言。地域和歷史等原因造成了少數(shù)民族地區(qū)教育資源匱乏、英語(yǔ)教育落后,如何在少數(shù)民族生源占大多數(shù)的民族院校開(kāi)展好智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)雙語(yǔ)教學(xué),面臨更多的具體問(wèn)題。
近年國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)課雙語(yǔ)教學(xué)研究主要是對(duì)課程設(shè)置、師資培訓(xùn)、教材選擇、教學(xué)模式等方面的分析與探討,前3個(gè)方面?zhèn)戎赜趯W(xué)校教學(xué)管理,教學(xué)模式則對(duì)教學(xué)方法及師生合作等有更高要求。針對(duì)民族高校13個(gè)民族的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行的抽樣問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果顯示,66%的學(xué)生認(rèn)為最需要提高的是教學(xué)模式。但是,現(xiàn)有研究對(duì)教學(xué)模式的探討還不夠深入,往往只重視雙語(yǔ)教學(xué)的語(yǔ)言目標(biāo),對(duì)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的實(shí)踐指導(dǎo)意義不足,民族院校則更缺乏先進(jìn)、適合自身學(xué)生特點(diǎn)的雙語(yǔ)教學(xué)模式。
CLIL(Content and Language Integrated Learning)是1994年歐盟白皮書(shū)正式提出的一種兼顧學(xué)科學(xué)習(xí)和外語(yǔ)學(xué)習(xí),具有多重教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)模式。CLIL模式將外語(yǔ)作為教學(xué)用語(yǔ)來(lái)教授非語(yǔ)言類(lèi)課程,比起廣泛采用的綜合過(guò)渡式和沉浸式等教學(xué)模式,能高效地節(jié)約時(shí)間與資源。但從近幾年國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)和各省市教學(xué)研究立項(xiàng)情況來(lái)看,CLIL主要被用于英語(yǔ)教學(xué),很少用于本科專(zhuān)業(yè)課程教學(xué),更未出現(xiàn)在智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)雙語(yǔ)教學(xué)中。將CLIL教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)和本土化,引入到國(guó)內(nèi)高校尤其是民族高校的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)雙語(yǔ)教學(xué)活動(dòng)中,實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)、外語(yǔ)學(xué)習(xí)、掌握學(xué)習(xí)技能等多重教學(xué)目標(biāo),是探索適合國(guó)情發(fā)展、專(zhuān)業(yè)特性、學(xué)生特點(diǎn)的雙語(yǔ)教學(xué)模式的一條途徑。
1 基于CLIL的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)雙語(yǔ)教學(xué)模式
教學(xué)模式包括理論基礎(chǔ)、教學(xué)目標(biāo)、操作程序、實(shí)現(xiàn)條件、教學(xué)評(píng)價(jià)等5個(gè)基本要素。筆者基于多年針對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)少數(shù)民族大學(xué)生的專(zhuān)業(yè)課程雙語(yǔ)教學(xué)和公共外語(yǔ)教學(xué)的實(shí)踐與研究,引入澳大利亞昆士蘭大學(xué)的CLIL教學(xué)體系和理念,明確將專(zhuān)業(yè)內(nèi)容、語(yǔ)言、學(xué)習(xí)與研究技能同時(shí)作為教學(xué)目標(biāo)。由于我國(guó)信息技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)專(zhuān)業(yè)雙語(yǔ)教學(xué)所選用的原版外文教材都采用英文,因此,本文中語(yǔ)言學(xué)習(xí)均指英語(yǔ)。
1.1 專(zhuān)業(yè)內(nèi)容學(xué)習(xí)
明確教學(xué)中的專(zhuān)業(yè)授課內(nèi)容,設(shè)定若干教學(xué)任務(wù),并根據(jù)任務(wù)對(duì)認(rèn)知和語(yǔ)言?xún)煞矫娴囊?,給出其在CLIL矩陣的相應(yīng)位置。例如:圖1中任務(wù)A處于分區(qū)1,對(duì)語(yǔ)言和認(rèn)知的要求均低;而任務(wù)B對(duì)語(yǔ)言和認(rèn)知的要求均比A高,處于分區(qū)3,對(duì)認(rèn)知要求屬于高級(jí)范疇,語(yǔ)言要求仍屬于低級(jí)要求。
在教學(xué)過(guò)程中,根據(jù)任務(wù)在CLIL矩陣中的分區(qū)位置,確定其在專(zhuān)業(yè)知識(shí)教學(xué)中采用的英語(yǔ)使用比例與方式。例如:對(duì)處于矩陣中分區(qū)1的任務(wù)A,只需給出相關(guān)的英語(yǔ)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)。而處于分區(qū)3的任務(wù)B,還需通過(guò)標(biāo)出與內(nèi)容相關(guān)的
關(guān)鍵詞 句、調(diào)整句子難度、增加額外輔助資料等方式,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容的認(rèn)知。
1.2 語(yǔ)言學(xué)習(xí)
在確定專(zhuān)業(yè)內(nèi)容學(xué)習(xí)部分的教學(xué)方式后,需要明確相應(yīng)的英語(yǔ)語(yǔ)言教學(xué)目標(biāo),設(shè)計(jì)適合的語(yǔ)言教學(xué)方式。同一個(gè)英語(yǔ)單詞或者縮寫(xiě)詞在不同專(zhuān)業(yè)、不同場(chǎng)景,甚至同一專(zhuān)業(yè)中可能有不同的含義,例如在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程中,set可以有“集合”“設(shè)置”“系列”“置1”等意思。在每次課堂教學(xué)中,教師可對(duì)授課內(nèi)容中出現(xiàn)的新單詞和短語(yǔ)進(jìn)行類(lèi)型劃分,如:專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)、通用專(zhuān)業(yè)詞匯、常見(jiàn)詞匯、短語(yǔ)與固定搭配。
此外,針對(duì)授課對(duì)象不同的語(yǔ)言掌握程度和應(yīng)用能力,可選用不同的教學(xué)方式和技巧。例如:在課程初期,學(xué)生對(duì)所學(xué)課程的專(zhuān)業(yè)內(nèi)容和專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)還不夠了解,教師可采用較大比例的中文授課;在授課中用英文反復(fù)強(qiáng)調(diào)
關(guān)鍵詞 和核心內(nèi)容,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)詞匯的掌握;對(duì)于學(xué)生分組討論或回答的問(wèn)題,教師給出適當(dāng)?shù)挠⒄Z(yǔ)表達(dá)示范和提示;課間播放學(xué)生感興趣、發(fā)音準(zhǔn)確清晰、與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的英文短視頻。
1.3 學(xué)習(xí)與研究技能
教師須針對(duì)不同學(xué)習(xí)類(lèi)型和基礎(chǔ)的學(xué)生,傳授適合個(gè)體的學(xué)習(xí)與研究技能。首先,通過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)明確學(xué)生所屬的學(xué)習(xí)類(lèi)型。目前國(guó)際上對(duì)學(xué)習(xí)類(lèi)型的分類(lèi)方法主要有VAK、MI、(CA)2三種:VAK根據(jù)適應(yīng)的學(xué)習(xí)方式,將人分為視覺(jué)學(xué)習(xí)者、聽(tīng)覺(jué)學(xué)習(xí)者、動(dòng)覺(jué)學(xué)習(xí)者;Ml根據(jù)人的學(xué)習(xí)和理解能力,將學(xué)習(xí)者分為動(dòng)手型、語(yǔ)言型、邏輯型、自我型、交流型、音樂(lè)型、視覺(jué)空間型;(CA)2將學(xué)習(xí)者分為具體實(shí)現(xiàn)型、分析型、交流型、被動(dòng)接收型。然后,從這些學(xué)習(xí)類(lèi)型分類(lèi)方法中選擇合適的分類(lèi)方法來(lái)劃分學(xué)生的學(xué)習(xí)類(lèi)型,并在課堂教學(xué)中因材施教,最終使學(xué)生掌握適合自己的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)與研究技能,提高自我學(xué)習(xí)能力。
2 教學(xué)實(shí)踐與質(zhì)量評(píng)價(jià)方式
采用CLIL模式開(kāi)展智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程雙語(yǔ)教學(xué)的可行性和有效性還須在教學(xué)實(shí)踐和質(zhì)量評(píng)價(jià)方式兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢驗(yàn)和完善。
2.1 教學(xué)實(shí)踐
分析專(zhuān)業(yè)課程特點(diǎn)和要求,了解學(xué)生專(zhuān)業(yè)水平、英語(yǔ)語(yǔ)言程度和學(xué)習(xí)能力,明確專(zhuān)業(yè)內(nèi)容、英語(yǔ)學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)技能三方面的教學(xué)預(yù)期成果、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法,確定教學(xué)方案后進(jìn)行課堂教學(xué)。課間課后與學(xué)生交流,了解教學(xué)效果,改進(jìn)教學(xué)模式,力求在滿足智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)要求的同時(shí),實(shí)現(xiàn)內(nèi)容、語(yǔ)言、學(xué)習(xí)技能三方面的教學(xué)目標(biāo)。
2.2 質(zhì)量評(píng)價(jià)方式
教育部對(duì)雙語(yǔ)教學(xué)示范課程建設(shè)項(xiàng)目的評(píng)審指標(biāo)主要關(guān)注教學(xué)隊(duì)伍、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、教學(xué)資源、教學(xué)效果等方面。CLIL教學(xué)模式則側(cè)重教師與學(xué)生之間的交流,且具有多重教學(xué)目標(biāo)。因此,教學(xué)管理部門(mén)需要改變目前單一的重視雙語(yǔ)教學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)目標(biāo)的評(píng)價(jià)方式,遵循客觀性、科學(xué)性、導(dǎo)向性、要素性、可操作性等原則,注重教學(xué)效果?,F(xiàn)有高校計(jì)算機(jī)雙語(yǔ)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系可以結(jié)合CLIL的先進(jìn)教學(xué)理念,對(duì)教學(xué)過(guò)程及其結(jié)果的價(jià)值進(jìn)行科學(xué)合理的判斷,探討將學(xué)科內(nèi)容目標(biāo)、語(yǔ)言目標(biāo)、學(xué)習(xí)技能目標(biāo)同時(shí)作為評(píng)價(jià)要素的計(jì)算機(jī)雙語(yǔ)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方式。
3 教學(xué)效果
在2014年大二本科課堂中,基于CLIL的教學(xué)模式開(kāi)始被納入?yún)R編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)雙語(yǔ)課程的教學(xué)。為考查教學(xué)效果,我們進(jìn)行了一次問(wèn)卷調(diào)查,116個(gè)學(xué)生(少數(shù)民族學(xué)生達(dá)59人)提交了問(wèn)卷。55%的學(xué)生認(rèn)為自己的英語(yǔ)程度一般,認(rèn)為自己英語(yǔ)程度比較差或者很糟糕的學(xué)生分別占25%和7%。如圖2所示,匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)雙語(yǔ)課程的學(xué)習(xí)對(duì)絕大部分學(xué)生來(lái)說(shuō)都有一定難度。
圖3中列出了我們?cè)诮虒W(xué)中采用的一些方式方法,學(xué)生認(rèn)為其中最有效的是“用中文講解核心內(nèi)容”和“動(dòng)態(tài)調(diào)整中英文比例”,而不是游戲互動(dòng)、音頻視頻等常用的英語(yǔ)教學(xué)方法。這個(gè)調(diào)查數(shù)據(jù)驗(yàn)證了分析特定專(zhuān)業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)類(lèi)型對(duì)于專(zhuān)業(yè)課程雙語(yǔ)教學(xué)的必要性,CLIL教學(xué)模式提出的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)、語(yǔ)言學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)與研究技能等三個(gè)方面的教學(xué)目標(biāo)是可行而且有效的。此外,也可以看到強(qiáng)制要求教學(xué)過(guò)程中的雙語(yǔ)比例對(duì)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)并不適用,應(yīng)該根據(jù)教學(xué)對(duì)象、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度等綜合因素來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整其比例。
從圖4給出的問(wèn)卷數(shù)據(jù)(多選)可看到,匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)雙語(yǔ)教學(xué)引人CLIL模式收到了不錯(cuò)的教學(xué)效果,學(xué)生在專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)、語(yǔ)言學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)技能等多方面都有進(jìn)步。由于學(xué)生在高中和大學(xué)公共英語(yǔ)學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了主要的英語(yǔ)語(yǔ)法,加上信息技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)中使用的英語(yǔ)語(yǔ)法相對(duì)簡(jiǎn)單,因此,如圖4中數(shù)據(jù)所示,學(xué)生在語(yǔ)法上的提高最少。
4 結(jié)語(yǔ)
CLIL教學(xué)模式應(yīng)用于民族高校的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)雙語(yǔ)教學(xué),在實(shí)踐中取得了良好的教學(xué)效果。我們下一步將在其他課程雙語(yǔ)教學(xué)中進(jìn)行更深入的探索,并給出基于CLIL的計(jì)算機(jī)學(xué)科雙語(yǔ)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方案,希望能為智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的雙語(yǔ)教學(xué)提供科學(xué)理論與實(shí)踐依據(jù)。
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關(guān)鍵詞:數(shù)字圖像處理;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法;科研創(chuàng)新能力
中圖分類(lèi)號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1 引言
“數(shù)字圖像處理”課程是“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)主干課,是為了培養(yǎng)本專(zhuān)業(yè)學(xué)生數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)、技術(shù)技能以及在實(shí)踐中的運(yùn)用能力而設(shè)置的專(zhuān)業(yè)課程。在“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)中,“數(shù)字圖像處理”課程是該專(zhuān)業(yè)一個(gè)重要的專(zhuān)業(yè)方向――“機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)”的基礎(chǔ),也是掌握好該專(zhuān)業(yè)方向的關(guān)鍵。目前,該課程已經(jīng)成為本專(zhuān)業(yè)信息獲取與處理方向的重要課程之一,在學(xué)生的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)和知識(shí)獲取中占有重要的地位。
該課程作為專(zhuān)業(yè)主干課,具有承前啟后的作用,既可作為學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的研究方向,又是后續(xù)相關(guān)課程重要的理論基石。隨著數(shù)字圖像處理理論在智能系統(tǒng)的研究不斷深入和圖像處理技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,我校的“數(shù)字圖像處理”課程結(jié)合課程本身的特點(diǎn),在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面都進(jìn)行了一系列的探索,形成了具有我校特色的、能夠服務(wù)于智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的課程。
2 制定科學(xué)、合理的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容
“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生系統(tǒng)地掌握智能科學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)以及基本技能與方法,使學(xué)生受到良好的科學(xué)思維、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和初步科學(xué)研究的訓(xùn)練,并具有分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,以及知識(shí)自我更新和不斷創(chuàng)新的能力。依據(jù)這樣的培養(yǎng)目標(biāo),我校的“數(shù)字圖像處理”課程制定了科學(xué)、合理的教學(xué)目標(biāo)和循序漸進(jìn)且兼顧相關(guān)學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容。由于數(shù)字圖像處理融合了數(shù)學(xué)、電子、計(jì)算機(jī)軟硬件、智能系統(tǒng)集成等眾多先進(jìn)技術(shù),體現(xiàn)了諸如計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、光學(xué)工程等學(xué)科相互交叉和融合的綜合運(yùn)用,內(nèi)容豐富,應(yīng)用廣,因此本課程在教學(xué)內(nèi)容上既要重點(diǎn)介紹數(shù)字圖像處理的基本理論、方法,又要介紹當(dāng)今圖像處理的重要應(yīng)用領(lǐng)域以及與其他學(xué)科之間的內(nèi)在銜接與融合,使教學(xué)內(nèi)容具有系統(tǒng)性、完整性、科學(xué)性和先進(jìn)性。
在教學(xué)內(nèi)容的選取上,繼續(xù)深化重概念、重基礎(chǔ)、重實(shí)驗(yàn)、重綜合的“四重”教學(xué),突出學(xué)以致用的觀念,使學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)掌握解決具體問(wèn)題的方法。以能讓學(xué)生較深入地理解數(shù)字圖像處理的基本概念、基礎(chǔ)理論以及解決問(wèn)題的基本思想方法,熟練地掌握數(shù)字圖像處理的基本過(guò)程為目的,使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)有最大的收獲,并為后續(xù)的機(jī)器視覺(jué)、數(shù)字圖像分析等課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如, “圖像變換”是“數(shù)字圖像處理”課程的核心內(nèi)容,是理解后續(xù)的“圖像增強(qiáng)”、“圖像復(fù)原”等內(nèi)容的基礎(chǔ),因此我們重點(diǎn)講述了“傅立葉變換”和“小波變換”,將walsh變換作為學(xué)生自學(xué)內(nèi)容。這樣選擇教學(xué)內(nèi)容的目的,是要使學(xué)生明白“圖像變換”的目的在于使我們所更關(guān)心的一些原始圖像的特征更加明顯,變換手段不同導(dǎo)致了不同的變換結(jié)果。此外,以智能科學(xué)技術(shù)為核心的我校機(jī)器人足球項(xiàng)目在國(guó)際國(guó)內(nèi)屢獲冠軍,形成我校智能專(zhuān)業(yè)一大特色和優(yōu)勢(shì),并在計(jì)算機(jī)視覺(jué)等方面形成了特色培養(yǎng)方向。因此,“數(shù)字圖像處理”作為智能機(jī)器人重要的支撐課程,在教學(xué)內(nèi)容的選取上,我們也充分考慮到這一點(diǎn),例如選擇講述有關(guān)移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)圖像的獲取過(guò)程,并根據(jù)該流程分析了圖像預(yù)處理、圖像分割以及特征提取的要求。將課程內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,使學(xué)生產(chǎn)生了極大興趣,提高了學(xué)習(xí)積極性,更能為我校機(jī)器人足球項(xiàng)目進(jìn)行人才儲(chǔ)備??梢哉f(shuō),“數(shù)字圖像處理”課程的教學(xué)內(nèi)容正是專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的真實(shí)體現(xiàn)。
3 根據(jù)專(zhuān)業(yè)特色和課程特點(diǎn),采用先進(jìn)的教學(xué)方法和手段
在“數(shù)字圖像處理”課程的教學(xué)過(guò)程中,為提高教學(xué)質(zhì)量,在教學(xué)中采用了多種教學(xué)方法和教學(xué)手段,注重采用多種教學(xué)方式調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,加強(qiáng)學(xué)生獲取知識(shí)能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),這也是深化教學(xué)改革的重要內(nèi)容。“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)涉及檢測(cè)技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等當(dāng)代信息技術(shù)多個(gè)領(lǐng)域,是典型的交叉學(xué)科,根據(jù)“數(shù)字圖像處理”課程的特點(diǎn),我們?cè)诮虒W(xué)方法和教學(xué)手段方面進(jìn)行了以下的探討嘗試,并取得了一定的成效。
3.1 揚(yáng)棄傳統(tǒng)教學(xué)
雖然傳統(tǒng)教學(xué)采用黑板板書(shū)加教師“滿堂灌”的教學(xué)方式,不利于學(xué)生形成主動(dòng)思維的學(xué)習(xí)習(xí)慣,但在講述數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)以及定理證明的過(guò)程中,教師在黑板上按步驟推導(dǎo)的過(guò)程是非常必要的,而且是必須的?!皵?shù)字圖像處理”課程需要對(duì)大量的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行推導(dǎo),如果將這些數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)采用投影方式直接呈現(xiàn)給學(xué)生,缺少了在推導(dǎo)過(guò)程中與學(xué)生的互動(dòng)環(huán)節(jié),不利于學(xué)生深刻理解,使學(xué)生只是知其然,不知其所以然。此時(shí),傳統(tǒng)的書(shū)寫(xiě)黑板教學(xué)方式在公式推導(dǎo)以及定理證明中是必要的。同時(shí),傳統(tǒng)教學(xué)中老師在課堂上通過(guò)抑揚(yáng)頓挫的語(yǔ)氣以及豐富的肢體語(yǔ)言共同協(xié)助傳達(dá)需要傳授的知識(shí),可以加強(qiáng)課堂的感染力,幫助學(xué)生理解并掌握知識(shí)。因此,在數(shù)字圖像處理課程的教學(xué)中,傳統(tǒng)的教學(xué)方式既不能完全照搬,也不能完全否定。一方面采用多媒體教學(xué),另一方面也不能完全拋棄傳統(tǒng)教學(xué)方式。傳統(tǒng)教學(xué)方式在必要的時(shí)候要發(fā)揮它的重要作用。
3.2 應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)手段
“數(shù)字圖像處理”是以圖像為處理對(duì)象,其輸出形式為圖像、圖形和數(shù)字。該課程非常適宜采用多媒體教學(xué)方式。如以圖像的形式顯示教學(xué)信息,圖像比語(yǔ)言更容易被學(xué)生感知;采用動(dòng)畫(huà)和視頻更能準(zhǔn)確地顯示事物的空間特性、時(shí)間特性和運(yùn)動(dòng)特性,提高了信息的表現(xiàn)力,有利于學(xué)生詳細(xì)觀察、分析,提高感受性。應(yīng)用多媒體技術(shù)可以實(shí)時(shí)重現(xiàn)模擬圖像處理前后的直觀效果,大大增加了課堂的信息量。針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容,輔以聲音、圖像、視頻、動(dòng)畫(huà)等多樣化手段,化靜態(tài)為動(dòng)態(tài),化抽象為直觀,化復(fù)雜為簡(jiǎn)潔,既能活躍課堂氣氛,又能最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生想象力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而教學(xué)效果大為提高。例如在講授圖像的采樣與數(shù)字圖像的質(zhì)量關(guān)系時(shí),通過(guò)不同采樣數(shù)據(jù)的照片的對(duì)比,加深了學(xué)生對(duì)圖像的量化與數(shù)字圖象的質(zhì)量關(guān)系的理解,也激發(fā)出他們對(duì)本課程的濃厚興趣。另外,“數(shù)字圖像處理”課程的具體應(yīng)用隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的日新月異也不斷變化,這就要求教師自身的知識(shí)要不斷更新,授課講義也要不斷反映最新內(nèi)容。通過(guò)近年的積累,我?!皵?shù)字圖像處理”課程在參考了其他學(xué)校的教學(xué)講義、教學(xué)研究成果,尤其是國(guó)內(nèi)外著名大學(xué)的教材、講義的基礎(chǔ)上,結(jié)合我?!爸悄芸茖W(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和專(zhuān)業(yè)特色,制作了具有最新內(nèi)容的課堂教學(xué)課件和實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)?,F(xiàn)代化手段教學(xué)的實(shí)踐表明, 采用現(xiàn)代化教學(xué)手段能縮短學(xué)時(shí),提高教學(xué)效果,優(yōu)化教學(xué)過(guò)程,同時(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新意識(shí),有利于多方面開(kāi)發(fā)學(xué)生智力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)等。
3.3 建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助平臺(tái)
我們已經(jīng)整合各類(lèi)課程教學(xué)資源,如課程介紹、主講教師介紹、教學(xué)大綱、授課教案、作業(yè)習(xí)題、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、參考文獻(xiàn)目錄、課程考試考核辦法、授課實(shí)況錄像等資源全部上網(wǎng),建成網(wǎng)絡(luò)化輔助教學(xué)系統(tǒng),應(yīng)用該系統(tǒng)開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)化輔助教學(xué)。例如在“網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)”欄目中,我們將“數(shù)字圖像處理教學(xué)模擬系統(tǒng)”放置在這里,學(xué)生可以根據(jù)課堂講授,結(jié)合該模擬系統(tǒng)在課后對(duì)課堂知識(shí)進(jìn)行消化吸收,加深對(duì)課堂內(nèi)容的理解,深入分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行論證。如在講解采用線性變換進(jìn)行圖像增強(qiáng)的原理時(shí),給出了曝光不足情況下,通過(guò)線性拉伸增強(qiáng)對(duì)比度的演示實(shí)例。學(xué)生在學(xué)習(xí)了模擬系統(tǒng)的示例演示后,對(duì)其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改,觀察到經(jīng)過(guò)不同的數(shù)據(jù)變換后的圖像增強(qiáng)結(jié)果,加深了對(duì)這部分知識(shí)的理解。借助網(wǎng)絡(luò),學(xué)生的學(xué)習(xí)和與教師交流可以跨越時(shí)空。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助平臺(tái),既能實(shí)現(xiàn)以教師為中心向以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變,為增強(qiáng)學(xué)生的信息意識(shí)、綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力和個(gè)性發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),又能獲取同行和學(xué)生的反饋信息,促進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流、教學(xué)資源共享甚至教學(xué)成果推廣應(yīng)用。
3.4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)
在實(shí)驗(yàn)課堂上,一方面,把某些研究成果以圖像、圖形和數(shù)據(jù)的方式向?qū)W生展示,擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)視野,從中抽取與課程相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)描述,加強(qiáng)理論與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系;另一方面,要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)際的數(shù)據(jù)處理、軟件設(shè)計(jì)和影像處理,以培養(yǎng)學(xué)生分析并解決實(shí)際問(wèn)題的能力、方案設(shè)計(jì)能力、編程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。在實(shí)踐教學(xué)中,重視使用Visual c++圖像編程技術(shù),使學(xué)生更符合社會(huì)對(duì)“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的人才需求?!皵?shù)字圖像處理”按照課程內(nèi)容設(shè)置了圖像變換、圖像增強(qiáng)及復(fù)原、圖像分析、圖像編碼等4個(gè)實(shí)驗(yàn)和圖像處理系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)。其中前4個(gè)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),利用基于Visual c++的基本實(shí)驗(yàn)平成。最后的綜合設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技能,訓(xùn)練他們分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力的重要手段。綜合設(shè)計(jì)中不僅要編寫(xiě)程序代碼并測(cè)試,還要撰寫(xiě)綜合設(shè)計(jì)報(bào)告,以此來(lái)進(jìn)一步提高學(xué)生理論研究、查閱資料等方面的能力。通過(guò)綜合設(shè)計(jì),85%的學(xué)生認(rèn)為動(dòng)手編程能力得到了加強(qiáng),92%的學(xué)生認(rèn)為對(duì)所學(xué)知識(shí)有了更深刻的理解,83%的學(xué)生認(rèn)為綜合訓(xùn)練后可以比較熟練地利用Visual c++進(jìn)行圖像處理操作,90%的學(xué)生認(rèn)為通過(guò)綜合設(shè)計(jì),激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,鍛煉了圖像處理技能,對(duì)就業(yè)更有信心。
此外,在實(shí)踐環(huán)節(jié)中,計(jì)算機(jī)學(xué)院為規(guī)范各類(lèi)實(shí)踐教學(xué)的環(huán)節(jié),精心編制了實(shí)踐教學(xué)管理實(shí)施細(xì)則,并建立了嚴(yán)格的考核制度。該細(xì)則包含了任務(wù)說(shuō)明、實(shí)施計(jì)劃、現(xiàn)場(chǎng)檢查等多項(xiàng)附表,從各個(gè)細(xì)節(jié)入手進(jìn)行規(guī)范管理,保證了實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量提高。
4 結(jié)合科研課題教學(xué),促進(jìn)學(xué)生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)
“智能科學(xué)與技術(shù)”專(zhuān)業(yè)依托我校湖北省重點(diǎn)學(xué)科一一模式識(shí)別與智能系統(tǒng)的學(xué)科優(yōu)勢(shì),在教學(xué)過(guò)程中,結(jié)合教師的科研課題講授,從多方面促進(jìn)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。我校的機(jī)器人足球項(xiàng)目是“智能科學(xué)技術(shù)”專(zhuān)業(yè)的特色,以此為平臺(tái)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)也形成了特色培養(yǎng)方向。而“數(shù)字圖像處理”是計(jì)算機(jī)視覺(jué)的重要理論和技術(shù)基礎(chǔ),因此,我們?cè)凇皵?shù)字圖像處理”課程中將足球機(jī)器人系統(tǒng)中運(yùn)用的大量數(shù)字圖像處理前沿的基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)引入課堂。如講授了自主移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)中針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的技術(shù)要求與視覺(jué)導(dǎo)航的特點(diǎn),運(yùn)用了圖像預(yù)處理、圖像分割與特征提取等圖像處理技術(shù)。
課程主講教師隊(duì)伍目前承擔(dān)了一批省(部)級(jí)的縱向科研項(xiàng)目(含教育部科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目、湖北省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目、湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目等)和橫向科研項(xiàng)目,這些項(xiàng)目都是與數(shù)字圖像處理密切相關(guān)。在這些項(xiàng)目資助的基礎(chǔ)上,創(chuàng)建了良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。借助該平臺(tái),學(xué)生結(jié)合老師的科研課題,通過(guò)參加校內(nèi)外科技活動(dòng),開(kāi)展了一些與數(shù)字圖像處理有關(guān)的研究與實(shí)踐工作,培養(yǎng)了他們適應(yīng)社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)力和工程實(shí)踐能力,并取得了良好的效果。例如本專(zhuān)業(yè)2007級(jí)15名學(xué)生依托教師的科研項(xiàng)目申請(qǐng)了三項(xiàng)大學(xué)生校長(zhǎng)基金項(xiàng)目――“基于信息融合的半自主機(jī)器人系統(tǒng)研究”、“多源圖像信息融合技術(shù)的分析及應(yīng)用研究”、“基于內(nèi)容和相關(guān)反饋的圖像檢索方法”,占本班級(jí)學(xué)生總數(shù)的54%。學(xué)生除了可以獲得一定的金額資助外,還能獲得學(xué)校認(rèn)定的創(chuàng)新學(xué)分。以上措施極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)本門(mén)課程的積極性,從另一個(gè)側(cè)面提高了教育教學(xué)的質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】職業(yè)能力 高職數(shù)學(xué) 有效策略
隨著我國(guó)教育事業(yè)的不斷發(fā)展,高職教育事業(yè)取得了一定的發(fā)展成效。數(shù)學(xué)作為一門(mén)重要的學(xué)科,是不少高職學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)調(diào)查,我國(guó)大部分高職院校依然在采取傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)方法,無(wú)法提高高職學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量,導(dǎo)致高職學(xué)生自卑感不足、對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生乏味、厭惡感,缺乏積極性,這種消極現(xiàn)象的長(zhǎng)期存在不但不利于學(xué)生身心健康的發(fā)展,同時(shí)也不利于教學(xué)質(zhì)量的提高。
一、高職數(shù)學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀
據(jù)筆者分析,當(dāng)前高職數(shù)學(xué)課程教學(xué)中還存在諸多問(wèn)題,主要表現(xiàn)在:教師教學(xué)方法單一、教師教學(xué)理念落后等。
目前,在我國(guó)大部分高職院校在數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,依然在沿襲傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)方法,這種傳統(tǒng)教學(xué)方法無(wú)非是教師在講臺(tái)上夸夸其談,學(xué)生在下面昏昏欲睡,之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)狀,主要是由于教師教學(xué)方法過(guò)于單一,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。有些教師在數(shù)學(xué)課堂上采用了多媒體教學(xué)方法,但依然未能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。這就是因?yàn)榻處熯^(guò)于依賴(lài)多媒體課件,忽視了與學(xué)生之間的互動(dòng)交流,從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率始終得不到提高。高職院校許多數(shù)學(xué)教師都具備一定教學(xué)經(jīng)驗(yàn),在一定程度上更加專(zhuān)業(yè)嚴(yán)禁,但就是由于其自身因素導(dǎo)致老師的思維跟不上時(shí)代,教學(xué)理念呈現(xiàn)出滯后性,不利于高職數(shù)學(xué)課程有效開(kāi)展。
二、基于職業(yè)能力如何促進(jìn)高職學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)
數(shù)學(xué)是高職學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的一門(mén)基礎(chǔ)性學(xué)科,它抽象性、理論性強(qiáng),僅僅是說(shuō)教式的教學(xué)方法已經(jīng)無(wú)法滿足學(xué)生需求,據(jù)此,要想提高學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力必須采取多種教學(xué)方法,例如:類(lèi)比思維方法、數(shù)形結(jié)合方法、導(dǎo)學(xué)案教學(xué)方法。筆者將就這三個(gè)方面進(jìn)行闡述。
(一)充分應(yīng)用類(lèi)比思維方法
數(shù)學(xué)概念、公式、規(guī)律等在高職數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中是一個(gè)難點(diǎn),學(xué)生一般難以掌握這些偏向?qū)嶒?yàn)性的內(nèi)容,因?yàn)楦呗殧?shù)學(xué)各章節(jié)中的定理、公式、規(guī)律等都有差異。通常來(lái)說(shuō),多數(shù)學(xué)生認(rèn)為數(shù)學(xué)難就是難在這些地方,由于公式與規(guī)律太多,學(xué)生來(lái)不及掌握,無(wú)法靈活運(yùn)用進(jìn)行解題,影響教學(xué)效率。類(lèi)比思維運(yùn)用在高職數(shù)學(xué)理論、規(guī)律、公式等方面都能達(dá)到很好的效果,實(shí)數(shù)系與向量系、平面幾何與立體幾何、圓與球的性質(zhì)類(lèi)比、三角形與四面體的性質(zhì)類(lèi)比、等差數(shù)列與等比數(shù)列類(lèi)比、橢圓與雙曲線類(lèi)比等都能夠通過(guò)類(lèi)比思維講授。比如在教師在講余弦定理時(shí),能夠通過(guò)將余弦定理,與學(xué)生初中就學(xué)過(guò)的勾股定理進(jìn)行比對(duì),由于余弦定理是勾股定理的延伸,教師講授余弦定理時(shí)結(jié)合勾股定理,學(xué)生就能迅速熟悉余弦定理,當(dāng)學(xué)生通過(guò)類(lèi)比法熟悉余弦定理后,教師能夠教授學(xué)生運(yùn)用類(lèi)比法解題。
例如:DEF中有余弦定理:+-2DF?EFcos∠DFE。完成空間方面的拓展,類(lèi)比三角形的余弦定理,寫(xiě)出斜三棱柱ABC―的三個(gè)側(cè)面面積與其中兩個(gè)側(cè)面所稱(chēng)二面角之間存在的關(guān)系式,同時(shí)進(jìn)行深入證明。教師能夠引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)類(lèi)比猜想得出例題中:=+-?cos,其中側(cè)面為與所成的二面角的平面角,然后根據(jù)三棱柱ABC―的直截面DEF,則∠DFE為面與面所成角,DEF有余弦定理,即可讓學(xué)生自行推理題目證明方式,熟悉新章節(jié)所學(xué)知識(shí)并掌握類(lèi)比法。
(二)將導(dǎo)學(xué)案教學(xué)法應(yīng)用其中
導(dǎo)學(xué)案教學(xué)法在函數(shù)中的應(yīng)用,它以函數(shù)的基本知識(shí)為基礎(chǔ),重新建立了學(xué)生對(duì)函數(shù)的敏感性,通過(guò)簡(jiǎn)單的運(yùn)算和場(chǎng)景模型建立,從而提高學(xué)生對(duì)函數(shù)的理解能力。例如,在針對(duì)《對(duì)數(shù)函數(shù)及其性質(zhì)》這一課程進(jìn)行教學(xué)時(shí),教師可以在事先編寫(xiě)導(dǎo)學(xué)案,了解學(xué)生實(shí)際情況,簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)指數(shù)函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)之間的互化關(guān)系:ab=N?logaN=b,逐步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系y= logax(a>0,a≠1)的學(xué)習(xí),以引出對(duì)數(shù)函數(shù)的涵義。然后,進(jìn)行下列活動(dòng):①用編寫(xiě)好的《學(xué)案》讓學(xué)生畫(huà)出函數(shù)圖像y= log2X(a>1)與y= log x(1>a>0),通過(guò)圖像來(lái)研究對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì);②設(shè)置懸念,比較兩個(gè)對(duì)數(shù)的大小,例如比較log40.7與log40.9的大小。解題思路:兩個(gè)對(duì)數(shù)同底,將其放在同一個(gè)函數(shù)里通過(guò)比較兩者的單調(diào)性即可得出其大小。首先考察y=log4x的單調(diào)性,有4>1知,函數(shù)y=log4x在(0,+∞)上單調(diào)遞增,又因?yàn)?loga5.3;當(dāng)a>1時(shí),loga4.6
結(jié)束語(yǔ)
筆者對(duì)我國(guó)高職院校數(shù)學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,為了促進(jìn)高職學(xué)生數(shù)學(xué)實(shí)際能力的提高,教師必須及時(shí)轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,靈活運(yùn)用教學(xué)方法,例如:類(lèi)比思維法、導(dǎo)學(xué)案教學(xué)法等,幫助學(xué)生打開(kāi)數(shù)學(xué)創(chuàng)新思維,激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的熱愛(ài),促進(jìn)高職學(xué)生數(shù)學(xué)能力的有效提高。
【參考文獻(xiàn)】
[1]谷志元.高職數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革之我見(jiàn)[J].職教論壇,2012,
05:22-24.
關(guān)鍵詞:智能化建筑,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù),應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào):G623.58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
前言
但隨著我國(guó)改革開(kāi)放和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,建筑行業(yè)發(fā)展如火如荼,行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)大有愈演愈烈的趨勢(shì)。在這種競(jìng)爭(zhēng)背景下,顯然傳統(tǒng)施工技術(shù)已不足以滿足需要,利用計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)這一嶄新技術(shù)的理論研究和實(shí)際應(yīng)用,達(dá)成提高質(zhì)量、降低成本、加快進(jìn)程等建筑施工中最關(guān)鍵的目標(biāo),是建筑行業(yè)全體人員的責(zé)任。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得智能化建筑各個(gè)系統(tǒng)內(nèi)涵和外延都得到更好的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展,保證了其現(xiàn)代化、高效化和經(jīng)濟(jì)化的高標(biāo)準(zhǔn)要求。計(jì)算機(jī)科技應(yīng)用主要集中在多系統(tǒng)集成化模型對(duì)智能化建筑的管理和對(duì)通訊監(jiān)控系統(tǒng)方面,其優(yōu)化了智能化建筑的管理、維護(hù)和控制,使得其有充分的表現(xiàn)形式。
1、建筑智能化系統(tǒng)概念
所謂建筑智能化,是一項(xiàng)全新的技術(shù),它應(yīng)用到了數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù),是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展并在建筑行業(yè)得到良好應(yīng)用的有力佐證之一。
當(dāng)前,由于建筑施工自身復(fù)雜棘手的特點(diǎn),使得施工過(guò)程中信息得不到充分共享,造成資源浪費(fèi)以及硬件設(shè)備的重復(fù)投入,大大增加了不必要的建筑成本。低效、高耗、缺乏可靠性、實(shí)用性不強(qiáng)等等關(guān)于傳統(tǒng)建筑系統(tǒng)的擺在建筑施工人員面前的難題,最終促使了建筑智能化系統(tǒng)的誕生。該系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù),把構(gòu)成智能建筑的各主要子系統(tǒng)的各個(gè)分離的設(shè)備、功能和信息等集成一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一的和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中,從而順利解決了以上所有難題。
2、建筑智能化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
為更好利用有限的勞動(dòng)力和生產(chǎn)資料,有必要大力推廣建筑智能化系統(tǒng)的普及,合理利用智能建筑的一體化集成管理能力對(duì)建筑施工企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃和工程施工的進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整和控制,以達(dá)到縮短工期,提高工效、降低成本、增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。建筑智能化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)枚不勝舉,僅列以下幾條以供參考。
2.1 辦事效率得到強(qiáng)化
傳統(tǒng)管理方法使得施工趨于粗放式,施工過(guò)程效率低下。而新的智能系統(tǒng)加入了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用技術(shù)、通信技術(shù)等新要素,通過(guò)這些技術(shù)構(gòu)筑一個(gè)統(tǒng)一的信息平臺(tái),并以此來(lái)有計(jì)劃地縮短施工過(guò)程時(shí)間,有效配置相應(yīng)的作業(yè)資源,提升管理人員的工作效率,確保管理人員各盡其責(zé)等具體途徑,不僅提高了施工過(guò)程的管理職能的結(jié)合緊密性,還促進(jìn)施工作業(yè)向高效率、高質(zhì)量方向發(fā)展。
2.2 有效監(jiān)督各環(huán)節(jié)
鑒于人力有限以及信息量巨大,建筑工作人員往往難以做到對(duì)成本管控、質(zhì)量建設(shè)、施工進(jìn)度控制等進(jìn)行有效追蹤,也就無(wú)法及時(shí)掌控現(xiàn)場(chǎng)的施工情況并發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督職能。但如果計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠應(yīng)用到建筑施工行業(yè),即表現(xiàn)為建筑智能化,這些問(wèn)題便將迎刃而解。憑借著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高效率、可靠性、準(zhǔn)確性諸多優(yōu)點(diǎn),工作人員可以利用建筑智能化系統(tǒng)快速整合建筑施工行業(yè)的信息,極大減少了工作量,提高工作效率。只需就系統(tǒng)處理信息后得到的結(jié)果,工作人員便可以進(jìn)行對(duì)施工的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理,真正做到有效監(jiān)督各環(huán)節(jié)。
3、計(jì)算機(jī)多系統(tǒng)集成化模型管理智能化建筑
大多數(shù)智能化建筑中信息的組織模式都存在差異性的缺陷,特別是早期的產(chǎn)品更是由于結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)文件長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用,現(xiàn)在才開(kāi)始更新成數(shù)據(jù)庫(kù)化的文件組織信息形式,但是數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型的不一產(chǎn)生信息資源異構(gòu)性的不足。運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)手段,按照建筑物智能化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)特征,進(jìn)行總體的模型框架設(shè)計(jì)綜合各個(gè)子系統(tǒng)的信息管理,集成各子系統(tǒng)所負(fù)責(zé)接口模塊間信息的協(xié)調(diào)和交流。通過(guò)對(duì)對(duì)象進(jìn)行分步計(jì)算,融合進(jìn)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)和分布的計(jì)算系統(tǒng)關(guān)鍵性軟件技術(shù)支持,其使得能夠高效技術(shù)且靈活的面向?qū)ο螅诙鄼C(jī)異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之中分布入可重復(fù)使用進(jìn)而加以應(yīng)用。在智能化建筑中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總體的模型框架下多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)分工,密切配合,相輔相成,共同實(shí)現(xiàn)人性化的功能需要。首先,集成平臺(tái)作為集成系統(tǒng)中管理者身份,其負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)的收集工作,完成各個(gè)子系統(tǒng)的對(duì)象互相通信的處理任務(wù),還要提供集中管理下的控制和決策。集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)綜合功能的手段使其三個(gè)層次分項(xiàng)平臺(tái),第一層是數(shù)據(jù)通信層,負(fù)責(zé)最基本的標(biāo)準(zhǔn)接口和子系統(tǒng)對(duì)象間交互任務(wù);第二層是分析控制曾,對(duì)智能化建筑各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析、整理并進(jìn)行過(guò)濾處理,得到日志、控制信息和報(bào)表;第三層是輔助決策層,在數(shù)據(jù)分析完成之后進(jìn)行輔決策工作。其次是子系統(tǒng)對(duì)象,是實(shí)現(xiàn)集成平臺(tái)和整個(gè)模型重要的一個(gè)環(huán)節(jié),又分為封裝、控制和通訊功能。按照智能化建筑系統(tǒng)主要的組成要求,數(shù)據(jù)通信層建立了設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)接入口、保安監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)接入口、辦公系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)接入口、火災(zāi)隱患應(yīng)急預(yù)警自動(dòng)操作接入口和通訊聯(lián)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)接入口五個(gè)接入口類(lèi)型。子系統(tǒng)對(duì)象接收集成平臺(tái)發(fā)出的控制信息,根據(jù)子系統(tǒng)文件、程序和數(shù)據(jù)庫(kù)信息的調(diào)用實(shí)現(xiàn)自身功能,以對(duì)等關(guān)系形式交互聯(lián)絡(luò)。
4、智能化建筑中計(jì)算機(jī)技術(shù)與通訊監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用
4.1 現(xiàn)場(chǎng)通訊監(jiān)控單元系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)技術(shù)與通訊監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)以現(xiàn)場(chǎng)通訊監(jiān)控單元實(shí)現(xiàn)職能,其連接各個(gè)電源的設(shè)備,進(jìn)行智能化設(shè)備調(diào)控和環(huán)境信息數(shù)據(jù)采集,還能夠接收監(jiān)控設(shè)施的各項(xiàng)具體參數(shù)。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元還承擔(dān)著數(shù)據(jù)的上行向區(qū)域性監(jiān)控中心傳送收集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的責(zé)任,包括參數(shù)的設(shè)置、環(huán)境的變化值和智能化信息要求等。此外,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控采集得到的數(shù)據(jù)完成分析之后要反饋回來(lái)控制命令,這些命令受到之后現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備就要采取主動(dòng)或者半主動(dòng)形式的變化加以適應(yīng)調(diào)整。
4.2 區(qū)域性監(jiān)控中心系統(tǒng)
區(qū)域性的監(jiān)控中心通過(guò)接入口來(lái)接收現(xiàn)場(chǎng)通訊監(jiān)控單元發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信息,也可以通過(guò)公開(kāi)的智能化接入口接收相關(guān)數(shù)據(jù),使用文字、圖像或聲音等形式導(dǎo)入。系統(tǒng)在接收到真實(shí)表現(xiàn)的監(jiān)控對(duì)象信息之后,對(duì)當(dāng)前的狀態(tài)和接收到的應(yīng)急預(yù)警等信息進(jìn)行甄別,根據(jù)參數(shù)設(shè)置要求和規(guī)律,對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,統(tǒng)計(jì)分析情況類(lèi)別,反饋信息給集中化監(jiān)控中心。
4.3 集中化監(jiān)控中心系統(tǒng)
集中化監(jiān)控中心同樣通過(guò)相應(yīng)接入口獲得區(qū)域性監(jiān)控中心反饋過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信息,以文字、圖像或聲音的形式進(jìn)行各種人機(jī)交流,將監(jiān)控對(duì)象實(shí)際的狀態(tài)信息和應(yīng)急數(shù)據(jù)等進(jìn)行真實(shí)表現(xiàn)出來(lái),保存并分析各項(xiàng)參數(shù)。分析處理得到的結(jié)果通過(guò)另一接入口反饋給區(qū)域性監(jiān)控中心,發(fā)出控制指令以實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備的控制目標(biāo),并根據(jù)要求來(lái)生成各項(xiàng)報(bào)表進(jìn)行歸檔。建設(shè)集中化監(jiān)控中心系統(tǒng)便于對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)集中性的控制管理,繼而實(shí)現(xiàn)整個(gè)智能化建筑的控制中心實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的運(yùn)行、管理和控制,從而提高各項(xiàng)設(shè)備的可靠性及安全性,全面的提升智能化建筑自動(dòng)化和集成化的水平和程度。
4.4 監(jiān)控終端
完成智能化建筑中計(jì)算機(jī)技術(shù)與通訊監(jiān)控應(yīng)用任務(wù)需要先進(jìn)的監(jiān)控終端設(shè)備,具體包括智能的開(kāi)關(guān)電源、直流屏和蓄電池組;數(shù)字式配電線架;環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備,包括對(duì)溫度和濕度的控制設(shè)備;空調(diào)及通風(fēng)設(shè)備監(jiān)控終端。
結(jié)語(yǔ)
通過(guò)十幾年的實(shí)踐證明,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得智能化建筑各個(gè)系統(tǒng)內(nèi)涵和外延都得到更好的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展;隨著我國(guó)綜合國(guó)力的增強(qiáng),國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速持續(xù)發(fā)展,城市信息化建設(shè)的推進(jìn),也為智能建筑的發(fā)展提供了有力的保障。相信我國(guó)智能化建筑中計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展前景將一片光明!
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】 多元智能;小學(xué)數(shù)學(xué);綜合實(shí)踐
一、 多元智能理論特點(diǎn)
上世紀(jì)末,美國(guó)心理學(xué)家霍華德?加德納提出了多元智能理論。多元智能理論認(rèn)為,社會(huì)文化對(duì)個(gè)體智力發(fā)展有著重要的作用,多元智能理論超越并解構(gòu)了傳統(tǒng)智力觀,突破了以往對(duì)智力的單維認(rèn)識(shí),使人們對(duì)智力的理解邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。其特點(diǎn)為:突出多元性、關(guān)注文化性、強(qiáng)調(diào)差異性、重視實(shí)踐性、注重開(kāi)發(fā)性。筆者將依據(jù)多元智能理論,針對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”課程,對(duì)課程設(shè)計(jì)原則進(jìn)行相應(yīng)的論述和探討。
二、 基于多元智能理論的課程設(shè)計(jì)原則
(一) 綜合性原則
“綜合與實(shí)踐”是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域,這一領(lǐng)域內(nèi)容的學(xué)習(xí)重點(diǎn)不是讓學(xué)生掌握知識(shí)或熟練技能,而是要學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)與技能提出或解決現(xiàn)實(shí)情境中的問(wèn)題。
從《標(biāo)準(zhǔn)》所闡述的各學(xué)段“綜合與實(shí)踐”教學(xué)的階段目標(biāo)中可以看出,綜合性體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:一、學(xué)習(xí)空間上要求結(jié)合課內(nèi)和課外;二、學(xué)習(xí)內(nèi)容上要在數(shù)學(xué)內(nèi)容中穿插自然、美術(shù)、品德與生活等學(xué)科的內(nèi)容;三、活動(dòng)方式上需要學(xué)生進(jìn)行觀察實(shí)驗(yàn)、操作、推理、交流等活動(dòng),需要與他人交流、合作、競(jìng)爭(zhēng),需要運(yùn)用各類(lèi)知識(shí),各種方法去實(shí)踐去探索。例如:四年級(jí)下冊(cè)的《我們?nèi)ゴ河巍返陌咐O(shè)計(jì)。一方面數(shù)學(xué)的內(nèi)容主要有數(shù)學(xué)的整數(shù)乘法、時(shí)間及小數(shù)加減法的知識(shí),其中也穿插了語(yǔ)文的調(diào)查知識(shí),地理的看地圖技能等,體現(xiàn)了學(xué)科知識(shí)的綜合性。另一方面學(xué)生首先要了解景點(diǎn)之間路線圖及乘車(chē)時(shí)間、車(chē)型選擇、租車(chē)等信息,再通過(guò)討論,確定解決這些問(wèn)題的方式與手段,體現(xiàn)了學(xué)習(xí)方式的綜合性。所以教師在活動(dòng)主題的選擇上,以及具體活動(dòng)階段的設(shè)計(jì)上要注重綜合性原則。
(二) 現(xiàn)實(shí)性原則
學(xué)生學(xué)習(xí)和研究的小學(xué)數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”的內(nèi)容都是生活中的數(shù)學(xué)問(wèn)題,所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)。
現(xiàn)實(shí)性原則包括兩方面的含義:一方面,在設(shè)計(jì)之前,應(yīng)先了解學(xué)生的實(shí)際和社會(huì)生活的方方面面,從而使學(xué)習(xí)內(nèi)容的設(shè)計(jì)能更貼合學(xué)生的實(shí)際和社會(huì)生活的問(wèn)題,使學(xué)習(xí)活動(dòng)來(lái)源于學(xué)生的生活,再運(yùn)用到他們的現(xiàn)實(shí)生活中去;另一方面,在活動(dòng)中讓學(xué)生靈活運(yùn)用自己的方法學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),把數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到自己的生活問(wèn)題中去,并從中體驗(yàn)到數(shù)學(xué)來(lái)源于生活,生活中處處有數(shù)學(xué),提高應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí),體驗(yàn)到數(shù)學(xué)應(yīng)用于生活的樂(lè)趣。
(三) 趣味性原則
趣味性是針對(duì)兒童的年齡特征而提出的。小學(xué)生的學(xué)習(xí)在一定程度上還依賴(lài)于興趣,感興趣的就全神貫注,不感興趣的就心不在焉。而如果是發(fā)生在他們身邊的事,熟悉的生活場(chǎng)景或是學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠動(dòng)手操作、動(dòng)腦思考的也是他們最感興趣的,也最能激發(fā)其探究的欲望,更容易促進(jìn)課堂的互動(dòng)生成。
學(xué)生是“綜合與實(shí)踐”活動(dòng)的不二主角,因此對(duì)于案例的設(shè)計(jì)者而言,設(shè)計(jì)的教案要能夠適應(yīng)小學(xué)生的天真率直,能夠讓他們有參與的積極性。因此,設(shè)計(jì)上的趣味性應(yīng)盡情呈現(xiàn),主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:一、形式上的活潑,這應(yīng)從活動(dòng)的組織方面多級(jí)考慮,不能僅僅在教室中通過(guò)看一看,讀一讀來(lái)學(xué)習(xí),可根據(jù)課題的內(nèi)容組織形式多樣的活動(dòng),比如四年級(jí)下冊(cè)《美妙的“杯琴”》可以設(shè)計(jì)為小組合作,動(dòng)手操作探究,五年級(jí)上冊(cè)的“了解我們周?chē)募彝ァ笨稍O(shè)計(jì)為一次校外的調(diào)查活動(dòng);二、場(chǎng)所的生動(dòng),小學(xué)生們都特別喜歡體育課,而常態(tài)下的數(shù)學(xué)課都是在教室內(nèi)進(jìn)行的,對(duì)于“綜合與實(shí)踐”來(lái)說(shuō)它本身有很多內(nèi)容就應(yīng)該放置于課堂外,甚至校外進(jìn)行,在一個(gè)生機(jī)勃勃的天地里,自然會(huì)激起孩子強(qiáng)烈的參與欲望,如一年級(jí)上冊(cè)的“豐收的果園”果園是最佳活動(dòng)地、三年級(jí)上冊(cè)的“農(nóng)村新貌”走進(jìn)新農(nóng)村是最佳選擇等。三、激勵(lì)的促進(jìn),這是一個(gè)激勵(lì)機(jī)制的問(wèn)題,小學(xué)生天生有一種爭(zhēng)強(qiáng)好勝的品行,所以在活動(dòng)中應(yīng)給孩子們精神或物質(zhì)上激勵(lì),進(jìn)一步激發(fā)他們的積極性;另一方面,引進(jìn)競(jìng)賽機(jī)制,讓他們?cè)谛〗M的合作和競(jìng)爭(zhēng)中不斷進(jìn)步。
(四) 開(kāi)放性原則
開(kāi)放性主要是根據(jù)小學(xué)數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”的性質(zhì)而定的,首先它的內(nèi)容來(lái)源是開(kāi)放的,學(xué)生有較大的自主選擇余地,可以滿足學(xué)生的各種需要,所以設(shè)計(jì)者在選題時(shí)應(yīng)面向?qū)W生的整個(gè)生活世界和社會(huì)生活,幫助學(xué)生從自己的生活世界中選擇感興趣的主題和內(nèi)容,幫助學(xué)生感受和體驗(yàn)生活,讓學(xué)生廣泛接觸社會(huì)生活,主動(dòng)與他人交往,獲得最新信息,使學(xué)校教育、家庭教育、社會(huì)教育緊密結(jié)合在一起,擴(kuò)大了數(shù)學(xué)教育的空間,充分感受數(shù)學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系。其次小學(xué)數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”的學(xué)習(xí)形式也是開(kāi)放的,活動(dòng)可以打破班級(jí)授課制的局限,不僅可以在室內(nèi)進(jìn)行,而且可以在室外、校外進(jìn)行,廣泛采取“走出去、請(qǐng)進(jìn)來(lái)”的方式,把社會(huì)、家庭作為活動(dòng)的空間。這就是設(shè)計(jì)者該給學(xué)生提供的學(xué)習(xí)環(huán)境。最后,小學(xué)數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”的結(jié)果也是開(kāi)放的,所以對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)不是設(shè)定好每個(gè)環(huán)節(jié)怎樣進(jìn)行,而應(yīng)該給予學(xué)生活動(dòng)的建議,并關(guān)注學(xué)生在活動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的豐富多彩的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和個(gè)性化的創(chuàng)造性表現(xiàn),在整個(gè)活動(dòng)中始終要體現(xiàn)學(xué)生的自主性和主動(dòng)性,并且在活動(dòng)過(guò)程中隨時(shí)關(guān)(下轉(zhuǎn)第116頁(yè))
(上接第119頁(yè)) 注學(xué)生所得的成果和出現(xiàn)的問(wèn)題,肯定得到的結(jié)果并及時(shí)解決問(wèn)題,以幫助學(xué)生進(jìn)一步去探究。
三、 結(jié)語(yǔ)
多元智能理論可以為小學(xué)數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”課程的開(kāi)展提供依據(jù)。但是由于“綜合與實(shí)踐”課程的內(nèi)容開(kāi)放并綜合,教師需要有強(qiáng)大的能力才能很好的駕馭它。所以教師在學(xué)習(xí)新理論的同時(shí),更應(yīng)該加強(qiáng)同事之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作,才能在自己的教育事業(yè)上取得更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的進(jìn)步。
參考文獻(xiàn):
[1] 趙道錢(qián). 小學(xué)數(shù)學(xué)“實(shí)踐與綜合應(yīng)用”教學(xué)與思考[J].科教文匯,2009.
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