發(fā)布時間：2023-02-28 15:47:45
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的計算機系畢業(yè)設(shè)計總結(jié)樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
摘要：本文針對目前高等學(xué)校計算機硬件實驗教學(xué)存在的問題，提出適合本科生及研究生聯(lián)合培養(yǎng)的創(chuàng)新實驗教學(xué)體系，設(shè)計了支持基礎(chǔ)驗證型、綜合設(shè)計型和創(chuàng)新研究性實驗一體化的計算機硬件實驗平臺。
關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；創(chuàng)新型人才；計算機硬件實驗
中圖分類號：G642
文獻標識碼：B
1計算機硬件實驗普遍存在的問題分析
目前，國內(nèi)大多數(shù)高等院校的實驗組織模式和實驗手段主要存在以下問題：
“一人動手大家看”的“放羊式”
實驗的內(nèi)容、步驟嚴格按照教材(實驗指導(dǎo)書)進行
實驗內(nèi)容陳舊、與工程實際脫節(jié)
本科生和研究生的實驗環(huán)境分別建設(shè)
計算機學(xué)科的課程內(nèi)容具有很強的交叉性和相關(guān)性。針對每門具體課程單獨設(shè)置實驗及單獨提供實驗環(huán)境，一方面很難使學(xué)生對其前導(dǎo)課程所完成的基礎(chǔ)能力做要求，同時也很難兼顧到其后續(xù)課程，各自獨立，相互間缺少有效的貫通；另一方面實驗環(huán)境重復(fù)建設(shè)，實驗資源得不到充分利用。下面以“數(shù)字邏輯”、“計算機組成原理”和“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”三門硬件主干課程為例說明計算機硬件實驗的現(xiàn)狀。
(1) “數(shù)字邏輯”是計算機專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，目的在于掌握計算機數(shù)字電路設(shè)計和調(diào)試方法，為后續(xù)硬件課程奠定基礎(chǔ)。而相應(yīng)的“數(shù)字邏輯實驗裝置”一般僅能用于TTL與GAL器件的實驗；有部分學(xué)校購置的實驗裝置還不能進行GAL器件的實驗。實驗一般使用小規(guī)模74系列TTL器件，通過面包板實現(xiàn)輸入/輸出連線，其可靠性低、元器件易損，復(fù)雜實驗受到限制，很難支持設(shè)計型實驗；許多目前流行的硬件設(shè)計方法，如采用EDA(電子設(shè)計自動化)工具的基于CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)的邏輯設(shè)計等，更是因為硬件設(shè)計環(huán)境不夠而無法進行。
(2) “計算機組成原理”作為計算機專業(yè)的核心課程，目前很多大學(xué)采用類似清華大學(xué)計算機廠早期研制的實驗裝置，采用面包板和撥位開關(guān)等輸入/輸出接線，調(diào)試手段缺乏，支持的實驗內(nèi)容少，對CPU設(shè)計之類的實驗沒法很好地開展。即使一些新的實驗裝置，重點仍然是支持驗證型實驗，設(shè)計型實驗的開展仍具有局限性。
(3) “計算機體系結(jié)構(gòu)”作為計算機專業(yè)的高端專業(yè)課，由于缺乏實驗條件，很多學(xué)校還沒有開設(shè)實驗，少數(shù)開設(shè)實驗的學(xué)校也只能采用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬軟件進行模擬實驗。大多數(shù)該類模擬軟件運行在UNIX平臺上，參數(shù)設(shè)置復(fù)雜、接口界面不友好，使用起來費時費力。學(xué)生只是通過課堂學(xué)習(xí)來掌握計算機體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，缺乏對計算機體系結(jié)構(gòu)的感性認識，更談不上培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計與創(chuàng)新性能力。
由于以上三門課程目前都只針對自己的課程內(nèi)容單獨設(shè)置實驗并單獨提供實驗環(huán)境，這些相關(guān)性非常強的課程各自獨立，相互間缺少有效的貫通，不僅導(dǎo)致了實驗環(huán)境的重復(fù)建設(shè)，實驗資源得不到充分利用，而且也不利于學(xué)生對計算機硬件體系有一個系統(tǒng)的了解，更無法對本科生的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等大型和綜合型訓(xùn)練提供必要的支撐環(huán)境。
為了解決目前計算機硬件實驗教學(xué)中存在的問題，需要建立能滿足計算機專業(yè)實驗教學(xué)需求的，集實踐性、先進性、開放性、創(chuàng)新性為一體的先進硬件實驗教學(xué)體系，結(jié)合EDA、軟件模擬和虛擬現(xiàn)實等先進的實驗手段建立集基本驗證、綜合設(shè)計和創(chuàng)新研究為一體硬件實驗平臺，促進理論教學(xué)與實踐教學(xué)緊密結(jié)合，以適應(yīng)學(xué)科發(fā)展和IT企業(yè)對高層次計算機專業(yè)人才的更高需求。
2 適應(yīng)多層次人才培養(yǎng)需要的計算機硬件實驗體系的建立
為了構(gòu)建適合本科生、研究生多層次需要的一體化的實驗教學(xué)體系，我們對國內(nèi)外著名大學(xué)的課程及實驗教學(xué)大綱等做了深入的研究，主要做了以下幾個方面的研究工作：
(1) 研究計算機專業(yè)硬件課程及其實驗課程當前的設(shè)置和今后的發(fā)展趨勢；
(2) 剖析計算機專業(yè)硬件相關(guān)課程之間的銜接關(guān)系；
(3) 分析教學(xué)實驗和科研實驗的本質(zhì)，發(fā)現(xiàn)本科階段以及研究生階段主要硬件課程教學(xué)實驗的規(guī)律。
基于以上研究工作，我們設(shè)計的計算機硬件實驗體系主要包含以下層次。
2.1系統(tǒng)化的計算機硬件實驗內(nèi)容層次
計算機學(xué)科是目前更新?lián)Q代最快的學(xué)科之一，實驗在設(shè)計時必須和實際工程結(jié)合緊密。實驗內(nèi)容和手段的設(shè)計必須是以培養(yǎng)具有很好實踐能力和一定創(chuàng)新能力的本科畢業(yè)生為目標。因此，我們將每門課程實驗的內(nèi)容分為以下三個層次：
基礎(chǔ)驗證型：主要用于驗證課程當中所講的內(nèi)容，加深對課堂知識的理解，并培養(yǎng)學(xué)生的基本專業(yè)技能和實際操作能力。
綜合設(shè)計型：這類實驗一方面可以加強學(xué)生對相關(guān)課程的理解，更主要的是培養(yǎng)了學(xué)生綜合分析能力和獨立解決問題的能力。
創(chuàng)新研究性：這類實驗要求學(xué)生自行設(shè)計目標并進行實驗；實驗允許失敗，但是必須對失敗原因和改進設(shè)想做深入的分析和探討。這類實驗是學(xué)生早期參加科學(xué)研究的一種重要形式，主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)造性思維及創(chuàng)造性個性，使學(xué)生創(chuàng)新性的想象力、判斷力、思維能力和實踐能力得到提高。
這三個實驗從內(nèi)容上由淺入深、由易到難，從對學(xué)生的要求上是由低到高的。其中前兩類實驗主要針對本科生設(shè)計，第三類實驗主要針對少數(shù)有余力的低年級本科生、多數(shù)畢業(yè)設(shè)計階段的本科生和所有研究生設(shè)計。
在多層次實驗教學(xué)中，教師的主要作用在于啟發(fā)學(xué)生認識實驗教學(xué)的目的和意義，組織開展實驗教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生研究問題，指導(dǎo)學(xué)生的實驗過程和認真完成各項實驗任務(wù)。在實驗教學(xué)中，教師要教育學(xué)生樹立嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，鼓勵學(xué)生勇于求異的創(chuàng)新意識，注意培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力。
2.2計算機硬件課程層次的建立
以西安交通大學(xué)計算機學(xué)科為例，本科生和研究生的硬件相關(guān)課程體系中主干課程由“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”、“計算機組成原理”、“計算機體系結(jié)構(gòu)”、“高性能計算機體系結(jié)構(gòu)”和“計算機系統(tǒng)的量化研究方法”組成，其中前三門課程為本科生課程，后兩門課程為研究生課程。與主干課程相關(guān)的本科生必修課程還包括“匯編語言程序設(shè)計”、“微機原理和接口技術(shù)”、“操作系統(tǒng)原理”、“計算機網(wǎng)絡(luò)原理”、“嵌入式系統(tǒng)”；研究生課程包括“計算機網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用”、“VHDL和FPGA設(shè)計”、“分布式系統(tǒng)”等。這些課程，特別是主干課程，不僅有較強的順序性，而且課程內(nèi)容的相關(guān)性很強。圖1給出了計算機硬件主干課程的實驗層次。其中，虛線方框部分為偏軟件類型的實驗。
圖1 計算機硬件主干課程實驗層次
從圖1可以看出，計算機專業(yè)本科階段硬件主干實驗課程主要為數(shù)字邏輯專題實驗、計算機組成專題實驗、微機接口專題實驗；并且這三個實驗中，每個實驗的開展必須以前一個課程為基礎(chǔ)；課程實驗從內(nèi)容到形式都有很密切聯(lián)系。為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)完這些課程后對計算機硬件結(jié)構(gòu)有一個系統(tǒng)和感性的認識，我們在設(shè)計這三個實驗時，首先設(shè)立了一個總的培養(yǎng)目標，每個課程組根據(jù)這個目標，結(jié)合本課程的內(nèi)容和培養(yǎng)目標分階段完成相關(guān)支撐的實驗內(nèi)容，并且這些實驗可以采用一致的實驗手段和平臺。具體措施主要包括以下兩方面內(nèi)容：
(1) 對于每門具體的計算機硬件課程均設(shè)置8學(xué)時的課內(nèi)實驗，實驗類型為獨立的基礎(chǔ)驗證性。
(2) 硬件課程都有配套的專題實驗，專題實驗均為綜合設(shè)計型。主干課程的實驗為必修專題實驗，其他小部分課程實驗為選修專題實驗。以工程項目設(shè)計實驗為目標形成多個系列，同一系列實驗間具有時間先后關(guān)系、支撐與被支撐關(guān)系。例如圖1中的“數(shù)字邏輯”、“計算機組成原理”和“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”三門硬件課程就構(gòu)成了一個主干的硬件實驗系列。這三門課程的實驗必須在內(nèi)容上具有前后相關(guān)性，并采用基本一致的實驗方法和平臺。
2.3多樣化的計算機硬件實驗平臺層次
在硬件開發(fā)平臺的設(shè)計上兼顧不同層次人才的培養(yǎng)需要，綜合本碩博各個階段的不同需求，構(gòu)建多層次的實驗環(huán)境，提高實驗效率，促進學(xué)生的創(chuàng)新思維，進行創(chuàng)新式構(gòu)建實驗。還要考慮對畢業(yè)設(shè)計的實驗環(huán)境以及本科生創(chuàng)新性研究活動實驗體系的支持，結(jié)合軟件設(shè)計的方法和手段(即硬件設(shè)計軟件化)構(gòu)建靈活多樣的硬件實驗平臺。此外，實驗平臺設(shè)計要具有層次性，并且考慮課程間內(nèi)容交叉和互補。
從國外的發(fā)展趨勢來看，計算機硬件課程的實驗由傳統(tǒng)的孤立的實驗裝置承擔(dān)，發(fā)展到了由EDA和CPLD/FPGA仿真器聯(lián)合承擔(dān)的階段。
傳統(tǒng)的實驗裝置支持相對簡單的連線類的實驗，這類實驗只能使用中小規(guī)模的集成電路器件。設(shè)計大規(guī)模的實驗幾乎是不可能的，因為大規(guī)模的實驗用中小規(guī)模的芯片來實現(xiàn)費時、費力，且受面包板等空間和實驗裝置能提供的電源限制。
使用HDL語言，如AHDL、VHDL和Verilog等，通過EDA工具軟件設(shè)計各種規(guī)模的數(shù)字電子系統(tǒng)是目前工程師的設(shè)計潮流。通過EDA和CPLD/FPGA仿真器能完成計算機硬件課程的各類實驗。圖2是我們設(shè)計實現(xiàn)的一款低成本綜合實驗裝置，該裝置使用了Xilinx公司Spartan-3系列FPGA芯片(40萬門)，通過擴充板可以滿足大部分的實驗要求。
圖2 一款綜合實驗裝置的PCB的元器件布局示意圖
2.4多層次的實驗考核體制
實驗的考核主要有以下幾種形式。
(1) 實驗過程的跟蹤考核：改變傳統(tǒng)的根據(jù)實驗結(jié)果和報告打分的體制，對實驗過程中的主要環(huán)節(jié)進行記錄、評價，并作為最終成績考核的依據(jù)。
(2) 實驗報告撰寫：實驗結(jié)束后，要求學(xué)生撰寫實驗報告，以總結(jié)個人實驗結(jié)果，明晰實驗思路，實現(xiàn)知識的融合、升華和再學(xué)習(xí)。通過實驗報告的撰寫可以培養(yǎng)學(xué)生對科技活動的總結(jié)能力，科技論文的寫作能力，使學(xué)生的科研素養(yǎng)得到初步鍛煉。
(3) 實驗答辯機制：對于綜合設(shè)計型，特別是創(chuàng)新研究型實驗，前兩種考核機制存在明顯的不足，因此需要引入新的機制來評價學(xué)生所做工作及取得的成績?？赏ㄟ^學(xué)生講解、演示，教師提問和回答，課程設(shè)計報告撰寫三個步驟來進行考核。
參考文獻
[1] 蔣景華. 麻省理工學(xué)院培養(yǎng)創(chuàng)新人才特色的做法的分析研究[J]. 實驗技術(shù)與管理,2006,23(6):1-4.
[2] 朱穎. FPGA實驗開發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[D]. 西安交通大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)系,2005.
[3] 趙妍. FPGA開發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)和實例開發(fā)[D]. 西安交通大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)系,2007.
[4] 賈國芳. 高校計算機基礎(chǔ)課程體系建設(shè)與教學(xué)改革探析[J]. 科技教育創(chuàng)新,2007(7):220-221.
[5] 秦四年. 創(chuàng)新課程教學(xué)模式及其操作程序[J]. 北京教育,2001,(1):14-15.
地方本科院校多由地方上的師專升格而來，本科辦學(xué)時間短，肩負著培養(yǎng)大量適應(yīng)地方經(jīng)濟、文化建設(shè)所急需的高級人才的重任，通常多為傳統(tǒng)的教學(xué)型高校。在這種高校里，理工科，特別是應(yīng)用性、實踐性、創(chuàng)新性要求均較高的計算機類專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計問題較為集中，主要體現(xiàn)在以下幾方面：⑴師資力量欠缺地方高校是我國高校擴招的主力軍，常年的擴招，攤薄了原本就非常有限的教師力量。對于計算機類專業(yè)，重點高校培養(yǎng)的博士畢業(yè)生原本是地方高校師資的重要補充來源，但是由于這類專業(yè)應(yīng)用性強，本就為數(shù)不多的高素質(zhì)的博士畢業(yè)生經(jīng)常早早被各地的高新技術(shù)企業(yè)、跨國公司高薪聘去，真正愿意到科研條件較為欠缺的地方高校任教的十分稀少。師資補充不上來，就直接導(dǎo)致了地方高校計算機專業(yè)師生比常年不達標。更為關(guān)鍵的是，不少地方高校對教師的科研提出了很高的要求，高校教師的職稱晉升、評優(yōu)評先主要的考核指標就是科研業(yè)績，這種政策導(dǎo)向直接影響了教學(xué)工作的開展，畢業(yè)設(shè)計這種費時費力且難出成效的實踐教學(xué)工作對于高校教師們而言就形同雞肋，難以引起重視并提升其指導(dǎo)質(zhì)量。⑵校內(nèi)實踐教學(xué)資源不足，經(jīng)費短缺地方院校由于辦學(xué)時間較短、底子薄、投入不足，可供學(xué)生展開實踐教學(xué)的儀器設(shè)備、場所通常都難以滿足要求，而有限的資源又經(jīng)常優(yōu)先提供給基礎(chǔ)性專業(yè)課、必修課的實踐教學(xué)使用。經(jīng)費投入不足也是制約教學(xué)質(zhì)量的主要因素，以我院為例，學(xué)院撥付給工科類學(xué)生每人160元的畢業(yè)設(shè)計實驗經(jīng)費，連補充最基本的實驗耗材都不夠，為了出成果只能將經(jīng)費集中于少部分尖子生使用，從另外一個角度上說則損害了大部分學(xué)生的利益，影響了教育的公平性。學(xué)生在畢業(yè)論文階段得不到有效的訓(xùn)練，其畢業(yè)論文的質(zhì)量可想而知。⑶與學(xué)生就業(yè)時間沖突，學(xué)生投入不足通常本科計算機類專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計安排在大學(xué)四年的最后一個學(xué)期，這段時間正是公務(wù)員考試、考研、教師招聘考試、企事業(yè)單位招聘的關(guān)鍵時期。大四學(xué)生面對嚴峻的升學(xué)與就業(yè)壓力，不得不奔忙于各類考試與各地的招聘會之間。甚至，不少企業(yè)不顧及學(xué)生學(xué)業(yè)，要求簽約學(xué)生立即到崗上班。升學(xué)、就業(yè)與畢業(yè)設(shè)計在時間上出現(xiàn)了沖突和矛盾，學(xué)生大多只能順從于就業(yè)壓力，無法把主要精力集中于學(xué)習(xí)上，⑷部分畢業(yè)設(shè)計選題脫離研發(fā)實際畢業(yè)設(shè)計選題的科學(xué)性、新穎性、實用性關(guān)乎畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的高低。傳統(tǒng)上，畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)教師以高校專任教師為主，選題的范圍則以教師的科研項目或教研項目為主，選題常缺少工程背景，脫離研發(fā)實際，導(dǎo)致學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計興趣驟減，敷衍了事。也有部分學(xué)生擅長利用政策，在選題時下足功夫，往往選取那些相對簡單，容易完成的課題，如課程教學(xué)網(wǎng)站、學(xué)籍管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等。從技術(shù)角度上看來，這些課題實現(xiàn)方法基本一致，在許多網(wǎng)站、教科書、畢業(yè)論文指導(dǎo)手冊上都有類似的源碼，甚至提供幾近現(xiàn)成的論文，學(xué)生只要變更一下界面或?qū)?shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)稍作調(diào)整，改頭換面即可稱之為自己的系統(tǒng)、自己的論文，提交上來，對這部分學(xué)生由于其論文也基本符合要求，真奈何其不得。⑸論文審查不嚴，易被學(xué)生鉆空子通常本科畢業(yè)設(shè)計最終成果往往反映在畢業(yè)論文上，而本科生的畢業(yè)論文一般不需要被送入學(xué)位論文學(xué)術(shù)不端行為檢測系統(tǒng)中進行“”，常以校內(nèi)專家評審做為最終評價手段。這種純?nèi)斯さ脑u價手法易被學(xué)生鉆空子，少部分學(xué)風(fēng)不夠端正的學(xué)生到了畢業(yè)前夕，往往出盡招數(shù)以求畢業(yè)論文順利過關(guān)，常將學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)站上的碩士論文下載后稍加修改即呈交上來，或直接通過網(wǎng)絡(luò)購買畢業(yè)設(shè)計和論文。采用人工的評價手段稍不留神就讓他們渾水摸魚獲得通過，最終造成惡劣影響。
2“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式的指導(dǎo)方式
“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式主要通過理論和實踐教學(xué)兩條途徑，在充分考慮企業(yè)需求前提下，以提高學(xué)生的工程素養(yǎng)、鞏固學(xué)科基礎(chǔ)、培育創(chuàng)新能力為基本目的，由高校、企業(yè)、學(xué)生三方面共同研究，明確畢業(yè)設(shè)計的課題，確定研究內(nèi)容和研究方法[7]。在畢業(yè)設(shè)計實施的具體過程中，由高校和企業(yè)聯(lián)合派出導(dǎo)師，由高校教師承擔(dān)對學(xué)生的理論指導(dǎo)，由研發(fā)一線的工程師在企業(yè)中進行實踐指導(dǎo)。畢業(yè)設(shè)計后期，可聘請企業(yè)中經(jīng)驗豐富的高職稱工程師或工程技術(shù)部門主要負責(zé)人與校內(nèi)教師一起共同組成畢業(yè)設(shè)計答辯考評小組，共同對學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計實施書面評價、答辯、評定成績等畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量審查。
3“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式的的關(guān)鍵點
3.1做好選題工作
恰當?shù)倪x題是提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵，能直接體現(xiàn)出地方院校人才培養(yǎng)的特色?！爱a(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的畢業(yè)設(shè)計選題要求密切聯(lián)系生產(chǎn)和研發(fā)實際，有工程應(yīng)用的背景和工程的實際內(nèi)涵，確保其具備較強的實用性。此外，選題還應(yīng)具有一定的深度，保證有足夠的工作量，在某些方面還應(yīng)體現(xiàn)出創(chuàng)新的成分。因此，在選題時要盡量做到以下幾方面的具體要求：⑴畢業(yè)設(shè)計選題應(yīng)與服務(wù)地方的人才培養(yǎng)定位充分結(jié)合地方性本科院校是以培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才和服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展的為主要辦學(xué)方針的高校。我院所處的廣東省近十年來軟件產(chǎn)業(yè)一日千里、欣欣向榮，業(yè)已成為全國行業(yè)的龍頭老大。2011年統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，廣東省共有軟件企業(yè)3136家，占全國的13.7%，全年實現(xiàn)軟件業(yè)務(wù)收入3122億元，占全國的16.9%。其中軟件產(chǎn)品收入1203億元，信息系統(tǒng)集成服務(wù)收入471.3億元，信息技術(shù)咨詢服務(wù)收入140.1億元，數(shù)據(jù)處理和運營服務(wù)收入583.8億元，嵌入式系統(tǒng)軟件收入663.9億元，IC設(shè)計收入60.2億元。我院所處的惠州地區(qū)正處于廣東省軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心地帶，因此我院計算機系的畢業(yè)設(shè)計在選題上就充分考慮了人才培養(yǎng)的定位，以嵌入式軟件設(shè)計、大型數(shù)據(jù)處理與運營、創(chuàng)意文化支撐技術(shù)等方向為主，為人才培養(yǎng)設(shè)定了明確的目標。⑵畢業(yè)設(shè)計選題應(yīng)與地方企業(yè)研發(fā)實際充分結(jié)合地方院校的計算機工科專業(yè)是為了滿足適應(yīng)地方信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高級應(yīng)用型人才，其是否具有較強的創(chuàng)新能力和工程實踐能力是決定著人才能否快速適應(yīng)地方信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際需求。因此畢業(yè)設(shè)計的選題應(yīng)密切結(jié)合地方信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢，與地方企業(yè)密切聯(lián)系、共同協(xié)商、共擬課題，真題真做。由于課題貼近實際、應(yīng)用性突出，學(xué)生們往往更容易地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，在解決工程問題的過程中切實增強學(xué)生的實踐能力。同時，與地方企業(yè)研發(fā)充分結(jié)合還有利于高校教師隊伍的建設(shè)，加強教師們服務(wù)地方經(jīng)濟的意識，增進服務(wù)地方的能力。⑶畢業(yè)設(shè)計選題應(yīng)與學(xué)生就業(yè)充分結(jié)合利用“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的畢業(yè)設(shè)計模式可讓學(xué)生到有就業(yè)意向的企業(yè)中完成畢業(yè)設(shè)計的課題，直接接觸到今后工作中需要面對的研發(fā)項目。這樣學(xué)生往往會將之視為證明自己能力和價值的一次機會，激發(fā)出了極大的工作熱情，有助于高質(zhì)量地完成畢業(yè)設(shè)計。同時，在此過程中學(xué)生也提前適應(yīng)了工作崗位，完成了崗前培訓(xùn)，能更快地適應(yīng)工作崗位，也為企業(yè)節(jié)省了培訓(xùn)新員工的費用與時間。⑷畢業(yè)設(shè)計選題應(yīng)反映學(xué)科發(fā)展的前沿畢業(yè)設(shè)計也是學(xué)生在走向社會之前對學(xué)科發(fā)展前沿的一次眺望。因此在畢業(yè)設(shè)計的選題上，應(yīng)以能使學(xué)生盡可能多地接觸國內(nèi)外行業(yè)應(yīng)用和發(fā)展的最新理論、最新技術(shù)、最新應(yīng)用，如云技術(shù)、量子計算、網(wǎng)絡(luò)信息融合與知識服務(wù)等，可在畢業(yè)設(shè)計選題中適度安排這些體現(xiàn)學(xué)科先進性的內(nèi)容，以期學(xué)生在畢業(yè)后能盡快融入到企業(yè)的發(fā)展中。
3.2強化過程管理
對畢業(yè)設(shè)計過程有效地管理是“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式能否成功的關(guān)鍵。為此我院專門制定有《惠州學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）工作規(guī)定》，在此基礎(chǔ)上還補充制定了與企業(yè)研發(fā)密切相關(guān)的具體措施，如教育并嚴格要求學(xué)生對接觸到的關(guān)鍵技術(shù)、源代碼、項目文檔等履行保密義務(wù)，保障校企雙方的利益都不受損害。在確定課題后，各系部組織學(xué)生與校內(nèi)導(dǎo)師、企業(yè)導(dǎo)師見面，在校企雙方面導(dǎo)師的共同指導(dǎo)下向?qū)W生詳細介紹課題的內(nèi)容、要求和任務(wù)，并要求學(xué)生按照規(guī)定完成查新、外文文獻閱讀、撰寫開題報告、制定研發(fā)計劃和工作進度，設(shè)定預(yù)期目標，確定最終的結(jié)果形式等工作。學(xué)生在企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計期間，還加強了對學(xué)生考勤的檢查，規(guī)定學(xué)生必須按照實習(xí)單位的作息制度上下班，如遇特殊情況確需請假，應(yīng)同時報告校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師，在取得他們同意后方可離開。我院還強化對校內(nèi)指導(dǎo)教師的管理。校內(nèi)導(dǎo)師要與學(xué)生定期聯(lián)系、在畢業(yè)設(shè)計開題、中期檢查；定稿前、答辯前均需召集學(xué)生開會，檢查畢業(yè)設(shè)計完成情況，收集學(xué)生意見，答疑解惑；每周不少于2次指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計）。考慮到此時學(xué)生大多身處企業(yè)，不在校內(nèi)，可利用電話、網(wǎng)絡(luò)（如電子郵件、QQ在線交流、網(wǎng)絡(luò)論壇、微博）等方式遠程指導(dǎo)，校內(nèi)導(dǎo)師還定期訪問學(xué)生所在企業(yè)，與企業(yè)導(dǎo)師保持密切聯(lián)系，協(xié)助校外導(dǎo)師做好學(xué)生的日常管理，及時了解學(xué)生的工作進展、生活情況、甚至心理與情感困惑等。為保證設(shè)計及畢業(yè)論文都到達規(guī)范要求，我院專門制訂有《惠州學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）撰寫規(guī)范》，對畢業(yè)論文的形式做出了十分具體的要求。畢業(yè)論文送審前均需由校內(nèi)導(dǎo)師對論文進行形式審查，審核諸如論文各項內(nèi)容是否齊全，格式是否規(guī)范等，確保形式符合要求。為提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量，教務(wù)處每年還從各系部評選出來的優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）中遴選出最優(yōu)秀的典范畢業(yè)論文，編印成冊，下發(fā)至畢業(yè)班級中，以這些畢業(yè)論文為示范樣本，鼓勵學(xué)生高質(zhì)量完成畢業(yè)設(shè)計（論文）。我院還做好畢業(yè)設(shè)計的檔案管理工作，規(guī)定在畢業(yè)設(shè)計完成前需提交畢業(yè)論文審批表、任務(wù)書、開題報告、查新報告、指導(dǎo)記錄、外文閱讀文獻目錄、論文文本、各類不的源代碼、需求分析報告、項目總結(jié)報告等十二種材料，紙版文檔與電子版文檔均需同時提交，雙備份，對于電子文檔需長期保存。
3.3適度調(diào)整考核標準與程序
“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式下指導(dǎo)的畢業(yè)設(shè)計有其特殊性，因此最終的考核——畢業(yè)論文評審、畢業(yè)論文答辯——也應(yīng)有別于在校內(nèi)完成的傳統(tǒng)學(xué)術(shù)型論文，在評價上需結(jié)合實際并適度傾斜。首先在選題的評價方面應(yīng)首先考察學(xué)生選題的新穎性、實用性，對于密切結(jié)合研發(fā)的具有較大實用價值且是研發(fā)過程中的重點或難點的選題，應(yīng)該給予肯定；在畢業(yè)設(shè)計工作完成情況的評價上，應(yīng)該充分考慮學(xué)生的工作量，并對于畢業(yè)設(shè)計的原創(chuàng)性、真實性予以認真的考察，即畢業(yè)設(shè)計必須是學(xué)生親自動手解決的研發(fā)過程中的若干具體問題；評審人的構(gòu)成方面，可聘請企業(yè)中經(jīng)驗豐富的研發(fā)工程師、項目經(jīng)理等人員與校內(nèi)專家一起組成考評小組，企業(yè)專家的參與將增強評判的客觀性、公正性，也將強化學(xué)生畢業(yè)論文中實用性的評價；學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的考核也應(yīng)包含團隊協(xié)作能力的評價，在企業(yè)進行研發(fā)工作，如完成一個軟件項目，本身就是一個團隊作戰(zhàn)的過程，學(xué)生的溝通能力、表達能力、組織協(xié)調(diào)能力也應(yīng)該進行考察，引導(dǎo)學(xué)生重視團隊協(xié)作；最后，畢業(yè)設(shè)計的成果形式也不應(yīng)僅局限于畢業(yè)論文，可將學(xué)生在“產(chǎn)學(xué)研”過程中實際參與或完成的智力成果都納入評價范圍，如公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、計算機軟件登記、各類發(fā)明與實用新型專利、工程設(shè)計報告、項目需求分析報告等。
4“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式的實踐
惠州學(xué)院計算機科學(xué)系從2004年成立起就一直非常重視與惠州市及周邊地區(qū)的企業(yè)開展“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合。主動與旭日集團電腦部、用友軟件有限公司等當?shù)厥嗉襂T企業(yè)輸送實習(xí)生，充分利用以往積累下來的資源。從2005年起，每年都組織學(xué)生到上述企業(yè)開展畢業(yè)論文、生產(chǎn)實習(xí)等實踐教學(xué)，共同開展協(xié)同創(chuàng)新。在校內(nèi)指導(dǎo)教師與企業(yè)工程師的雙重指導(dǎo)下，通過“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式完成畢業(yè)設(shè)計，并初具成效。從客觀數(shù)據(jù)上分析，參加“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式的學(xué)生其畢業(yè)設(shè)計成績得分較高，且易取得突出成果。以2005級為例，該年級學(xué)生在企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計的共計有30余人，占畢業(yè)生總數(shù)的近20%，其中9人的畢業(yè)設(shè)計被評為“優(yōu)等”，2人的畢業(yè)論文獲選校級優(yōu)秀畢業(yè)論文。從學(xué)生主觀感受上看，學(xué)生直接到企業(yè)參與企業(yè)的研發(fā)課題，也提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，使其自信心陡增，對學(xué)習(xí)的滿意率也有大幅提高，這一點可從畢業(yè)論文的“評教”得分上得以體現(xiàn)。我系對參加“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式進行畢業(yè)設(shè)計的學(xué)生展開了調(diào)研，匯總“評教”得分，將其與不參加“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式的學(xué)生的“評教”的得分進行了對比，具體情況如表1。
5結(jié)論
實踐。
關(guān)鍵詞：畢業(yè)設(shè)計；分析問題；解決問題；能力
畢業(yè)設(shè)計作為理工科高等院校教學(xué)體系的一個重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和獨立解決問題能力的一個綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)實踐性應(yīng)用型人才具有重要作用。畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)知識的檢驗與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力。針對在畢業(yè)設(shè)計的實施階段存在著一些問題，對在畢業(yè)設(shè)計實施階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力進行了探索與實踐。
一、畢業(yè)設(shè)計實施階段存在的主要問題
畢業(yè)設(shè)計對于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神、實踐能力和綜合素質(zhì)起著重要作用，是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的重要環(huán)節(jié)。在指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計時，在畢業(yè)設(shè)計實施階段中存在一些問題。
（1）在需求分析階段中畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新的意識不強，學(xué)生創(chuàng)新意識薄弱，比較缺乏探索新問題的動力和能力。
（2）概要設(shè)計階段和詳細設(shè)計階段實踐操作能力不強，有很多學(xué)生缺乏實踐的信心，雖然會有一些很好的思想，但由于沒有馬上進行實踐，或者做了實踐遇到困難就退了下來，這樣很難將所學(xué)的專業(yè)理論知識整合、系統(tǒng)化，提高學(xué)生獨立解決問題的能力更是無從談起。
（3）畢業(yè)設(shè)計的通過要求較低，畢業(yè)設(shè)計階段也是學(xué)生聯(lián)系工作準備就業(yè)的階段，加上畢業(yè)設(shè)計一般都能全部通過，學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力遠小于就業(yè)壓力，相當數(shù)量的學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計不重視。
二、畢業(yè)設(shè)計實施階段如何提高學(xué)生獨立解決問題的能力
畢業(yè)設(shè)計是本科教學(xué)的一個重要階段，是展示學(xué)生本科學(xué)習(xí)成果和專業(yè)能力的綜合環(huán)節(jié)。對于計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生而言，更是面臨著挑戰(zhàn)。計算機專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計通常是要求模擬實現(xiàn)一個應(yīng)用系統(tǒng)，完成從需求分析、概要設(shè)計、詳細設(shè)計到編碼實現(xiàn)的基本過程。以下圍繞畢業(yè)設(shè)計實施階段如何提高學(xué)生獨立解決問題的能力進行了若干探討，包括需求分析階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力、概要設(shè)計階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力、詳細設(shè)計階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力。
1.需求分析階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力
需求分析是關(guān)乎畢業(yè)設(shè)計開發(fā)成敗的重要因素?，F(xiàn)在的軟件設(shè)計中返工開銷占了總開銷很大比例，而導(dǎo)致返工的主要原因是需求分析不明確?？梢钥闯鲂枨蠓治鲈诋厴I(yè)設(shè)計中所占有的地位。需求分析的任務(wù)不是確定系統(tǒng)怎樣完成的工作，而是確定系統(tǒng)必須完成那些工作，也就是對目標系統(tǒng)提出完整、準確、清晰、具體的要求。它所做的工作是深入描述軟件的功能和性能，確定軟件設(shè)計的限制和軟件同其他系統(tǒng)的接口細節(jié)，定義軟件的其他有效性要求。
在指導(dǎo)學(xué)生在對自己的畢業(yè)設(shè)計進行需求分析時，學(xué)生對自己要處理的問題有一定的了解，通過網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料，有條件的話到相關(guān)的企業(yè)做調(diào)研，確定目標系統(tǒng)的綜合要求，并提出這些需求實現(xiàn)條件，以及需求應(yīng)達到的標準。
在畢業(yè)設(shè)計過程中，首先要求學(xué)生從以上幾方面對畢業(yè)設(shè)計進行科學(xué)的需求分析，在這一階段中，學(xué)生通過需求分析能夠更加清楚地理解畢業(yè)設(shè)計中要解決的問題，并能夠從整體上提高對問題的思考能力，為完成畢業(yè)設(shè)計和以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。此階段，通過師生共同努力，借助于網(wǎng)絡(luò)的同時，為學(xué)生創(chuàng)造條件和機會進行實際調(diào)研，對系統(tǒng)的整個流程掌握清晰，在完成畢業(yè)設(shè)計需求分析的過程中，通過學(xué)生自身的不斷努力和指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，在反復(fù)論證的過程中提高學(xué)生們獨立的分析問題的能力，這是學(xué)生走向成功的第一步。
2.概要設(shè)計階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力
概要設(shè)計階段將軟件系統(tǒng)需求轉(zhuǎn)換為未來系統(tǒng)的設(shè)計；逐步開發(fā)強壯的系統(tǒng)構(gòu)架；使設(shè)計適合于實施環(huán)境，為提高性能而進行設(shè)計。概要設(shè)計階段具體的任務(wù)有總體設(shè)計、接口設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計、模塊設(shè)計、其他設(shè)計等。
在概要設(shè)計階段，畢業(yè)生對業(yè)務(wù)處理過程了解的完整性和準確性非常重要。調(diào)查了解清楚所有的業(yè)務(wù)流程才能設(shè)計出適合各流程業(yè)務(wù)節(jié)點用戶業(yè)務(wù)特點和習(xí)慣的軟件，使開發(fā)出來的軟件更受歡迎。在概要設(shè)計階段，通過指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，學(xué)生查找相關(guān)的資料，到相關(guān)部門調(diào)研，不斷努力，反復(fù)修訂畢業(yè)設(shè)計的概要以求達到完美。完成這個階段任務(wù)，學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計有一個從整體到局部的更深的認識，學(xué)生的思路更加清晰。在學(xué)生自身的努力和指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，學(xué)生對學(xué)過的專業(yè)理論知識進行系統(tǒng)的梳理并應(yīng)用于實踐，不僅提高學(xué)生的自信，而且提高了學(xué)生的實踐能力，對獨立完成畢業(yè)設(shè)計充滿了自信。
3.詳細設(shè)計階段如何培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力
詳細設(shè)計的基本任務(wù)為每個模塊進行詳細的算法設(shè)計。用某種圖形、表格、語言等工具將每個模塊處理過程的詳細算法描述出來。
詳細設(shè)計階段，通過對每個模塊進行算法分析設(shè)計，掌握理論知識的同時學(xué)會運用輔助的工具，反復(fù)修改論證過程中學(xué)生會掌握每個模塊的各種設(shè)計思想，并在不斷的實踐中學(xué)會如何去思考問題，解決問題，在提高專業(yè)理論知識的同時提高了實踐能力，能夠主動去探究解決問題的新方法。變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，這對于提高學(xué)生獨立解決問題是非常重要的。在此階段，學(xué)生通過算法分析、代碼設(shè)計在加強理論的同時加強了上機的實踐能力，通過對問題的反復(fù)求解，學(xué)生會對畢業(yè)設(shè)計和所用到的設(shè)計工具有更深的理解，對學(xué)生以后的工作和學(xué)習(xí)都具有深遠的意義。
在近幾年所指導(dǎo)的本科生畢業(yè)設(shè)計中，對以上方法進行了實踐，比如：在《教師工作量統(tǒng)計軟件設(shè)計與實現(xiàn)》畢業(yè)設(shè)計中，要求學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計實施過程中，引入UML、Rose等在當時還屬于較新的技術(shù)，使他們掌握了基本的面向?qū)ο蠓治龇椒ê拖嚓P(guān)的技術(shù)、工具。在《教師檔案管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)》《運動會后臺管理系統(tǒng)成績管理設(shè)計與JAVA實現(xiàn)》要求學(xué)生以J2EE技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)畢
業(yè)設(shè)計。J2EE技術(shù)是近年來新興的分布式應(yīng)用技術(shù)，學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計實施階段學(xué)習(xí)了如何基于J2EE技術(shù)設(shè)計和實現(xiàn)多層分布式應(yīng)用系統(tǒng)。
通過多次畢業(yè)設(shè)計的實踐，畢業(yè)生在畢業(yè)設(shè)計實施階段得到了一定鍛煉，在實際軟件開發(fā)工作中都能較快地進入角色。滿足社會對計算機人才的需求，具有較好的促進作用。需要指出的是，隨著社會對綜合型人才的需求越來越大，如何搞好畢業(yè)設(shè)計實施階段中的各項工作仍然面臨著很大挑戰(zhàn)，需要我們根據(jù)計算機技術(shù)發(fā)展趨勢，在實踐中繼續(xù)探索！
參考文獻：
［1］張俊林.在本科畢業(yè)設(shè)計中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的改革與實踐［J］.重慶科技學(xué)院學(xué)報，2008（1）.
［2］洪月華.畢業(yè)設(shè)計中信息素養(yǎng)的提升與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［J］.高教論壇，2009（1）.
［3］羅勇，文彬.高等學(xué)校畢業(yè)論文教學(xué)環(huán)節(jié)改革研究與實踐［J］.廣東青年干部學(xué)院學(xué)報，2007（2）.
關(guān)鍵詞：機房;計算機;維護;管理
隨著高校的教學(xué)改革逐步深化，機房建設(shè)已成為各高等院校教學(xué)設(shè)施投資的重要組成部分。以福州大學(xué)為例，每個學(xué)院設(shè)立的院平臺機房承擔(dān)著各學(xué)院計算機相關(guān)專業(yè)實踐課、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計、教育培訓(xùn)等教學(xué)任務(wù)。因此高校機房每天負載任務(wù)都很重，機房的日常管理和維護工作很重要。如何最大效率地利用各種資源，提高高校機房管理與維護的效率，更好地為教學(xué)服務(wù)，顯得極其重要。
1、現(xiàn)狀和存在的問題
1.1計算機軟件種類繁多、容量巨大、升級頻繁。
以福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院為例，目前學(xué)院由7個系組成，各系各專業(yè)的計算機相關(guān)的專業(yè)實踐課都安排在學(xué)院平臺機房進行，涉及的計算機方面相關(guān)軟件極多，尤其是數(shù)字媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系，授課需安裝的軟件既龐大又種類繁多。學(xué)院某機房的課程如下：數(shù)字影視合成與非線性編輯、計算機通信與組網(wǎng)技術(shù)、PIC單片機原理與應(yīng)用、模擬電子技術(shù)課程設(shè)計、電子系統(tǒng)設(shè)計、計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)、軟件技術(shù)基礎(chǔ)B、計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、影視劇本創(chuàng)作、三維引擎及應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計（C++）等等，安裝的軟件多達幾十種。安裝在系統(tǒng)盤的軟件多達十幾GB，系統(tǒng)注冊表龐大，軟件運行越來越緩慢，每次進行網(wǎng)絡(luò)同傳都得耗費幾個小時。每年因軟件升級需要系統(tǒng)重裝更是習(xí)以為常，增添了機房管理和維護的困難。
1.2不同教師對軟件版本要求不盡相同，軟件沖突也時有出現(xiàn)。
由于不同專業(yè)不同教師，對同一種軟件的版本要求不太一樣，而不同版本的同一個軟件在同一個系統(tǒng)中常常是無法共存，新版本經(jīng)常會強制替換舊版本的。機房管理人員無法兼顧雙方，總會出現(xiàn)總口難調(diào)，只能選擇其中的某一版本。
由于軟件眾多，常常出現(xiàn)不同軟件沖突，或者某些同類軟件會排斥其相似軟件造成死機現(xiàn)象。
1.3學(xué)生上機對機房維護帶來的一些問題。
由于機房授課教師大多采用投影機，教師一般都會攜帶裝有課件的移動存儲工具，而課后學(xué)生都會將教師的課件或者課后作業(yè)再用他們自己的移動存儲設(shè)備拷貝，教師機感染各種病毒機率大大增加。甚至有部分學(xué)生出于好奇或者其他原因，試圖在學(xué)生機中破壞系統(tǒng)注冊表、進行系統(tǒng)登陸加密、 修改CMOS設(shè)置、運行一些木馬病毒程序或者磁盤分區(qū)工具，很可能給計算機帶來破壞性。
每年畢業(yè)設(shè)計都會有一部分學(xué)生安排到機房，他們會要求機房管理員開放軟件安裝或者存儲功能，這樣也會給計算機管理和維護帶來不便。
2、管理方法與維護技術(shù)
2.1系統(tǒng)還原卡的使用。
目前高校機房大多采用統(tǒng)一配置的品牌機，而且一般都擁有系統(tǒng)還原卡。使用系統(tǒng)還原卡可以幫助管理人員大大地減輕工作量。它采用硬盤加密技術(shù)，不容易被攻擊，占用內(nèi)存少，不影響計算機系統(tǒng)的正常運行，支持FAT32和 NTFS的分區(qū)格式，對計算機CMOS設(shè)置也有保護作用，支持多種數(shù)據(jù)還原方式，安裝和使用過程簡便。還原卡能確保計算機數(shù)據(jù)在遭到損壞后快速恢復(fù)，操作極為簡單，不用擔(dān)心病毒、誤操作等問題。
以福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院為例，目前使用的是配置相同的聯(lián)想系列機，其配機自帶的增量保護卡具備網(wǎng)絡(luò)發(fā)射功能，并引入進程機制，可實現(xiàn)增量網(wǎng)絡(luò)同傳。目前本學(xué)院計算機硬盤一般第一個分區(qū)為系統(tǒng)分區(qū)，有一部分計算機安裝雙系統(tǒng),將第二分區(qū)也作系統(tǒng)分區(qū)，其他分區(qū)為數(shù)據(jù)分區(qū)。首次裝完操作系統(tǒng)后進想硬盤保護系統(tǒng)，進行保存數(shù)據(jù)，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)問題就可以通過恢復(fù)數(shù)據(jù)來還原。修改分區(qū)設(shè)置可以將系統(tǒng)設(shè)置成不還原、手工還原、每次還原等方式。成功安裝完成一臺后即可通過網(wǎng)絡(luò)同傳實現(xiàn)批量同傳克隆。
2.2病毒防治
首先，利用現(xiàn)有的還原卡能有效抵御病毒木馬對系統(tǒng)的破壞。用戶對硬盤的操作，實際上不是對原來數(shù)據(jù)的修改，而是對還原卡保留區(qū)進行操作，從而達到對系統(tǒng)數(shù)據(jù)保護的功能。
由于學(xué)院機房預(yù)留光驅(qū)、USB接口，學(xué)生上課、畢業(yè)設(shè)計常常使用，不能通過屏蔽的方法隔離外來病毒木馬等隱患。目前學(xué)院機房的做法是：首次裝完一個干凈的系統(tǒng)后，打補丁，再利用還原卡備份，接著設(shè)置開機對系統(tǒng)分區(qū)每次還原方式，這樣即使系統(tǒng)感染病毒或者木馬，重啟后也會從系統(tǒng)中消失。另外對非系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分區(qū)，采用一次備份后設(shè)置成手動恢復(fù)，在必要時候還原回初始備份狀態(tài)。
其次，引入一種保護計算機系統(tǒng)的軟件——sandboxie(沙盤)。
沙盤允許用戶在沙盤環(huán)境中運行瀏覽器或其他程序，因此運行所產(chǎn)生的變化可以隨后刪除?？捎脕硐暇W(wǎng)、運行程序的痕跡，也可用來還原收藏夾、主頁、注冊表等。即使在沙盤進程中下載的文件，也會隨著沙盤的清空而刪除。
當我們通過沙盤打開的網(wǎng)頁瀏覽器，即便運行在沙盤中的程序是木馬或者病毒，都只會存在于沙盤中而不會感染到現(xiàn)有的系統(tǒng)，這樣就能有效保護計算機系統(tǒng)。甚至利用沙盤技術(shù)還可以通過進程分析跟蹤病毒，目前很多殺毒軟件都率先加入了沙盤技術(shù)，例如360安全衛(wèi)士帶有360隔離沙箱以及360安全瀏覽器（隔離模式），卡巴斯基也將沙盤技術(shù)融入殺毒軟件之中等等。
2.3應(yīng)用程序虛擬化的應(yīng)用——云端軟件平臺的引入。
云端與沙盤都是以應(yīng)用程序虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，但在具體的應(yīng)用上卻各有千秋，一個偏向于安全方面的應(yīng)用，另一個側(cè)重于軟件管理上的新體驗。云端與沙盤有一個根本的區(qū)別：在沙盤中運行的軟件能夠通過虛擬區(qū)域讀取系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，但反過來系統(tǒng)的軟件不能讀取沙盤中的數(shù)據(jù)；而在云端中安裝激活的軟件則可以通過虛擬區(qū)域與系統(tǒng)中的軟件互相進行訪問。
云端（Cloud）是基于應(yīng)用虛擬化技術(shù)的集軟件搜索、下載、使用、管理、備份等多種功能為一體的軟件平臺。云端的工作原理是將事先分離出來的軟件數(shù)據(jù)通過虛擬化的環(huán)境映射到系統(tǒng)中運行，這樣既保持了軟件的原貌，又能夠達到將軟件與系統(tǒng)安全隔離的目的，從而具有應(yīng)用環(huán)境瞬間恢復(fù)、操作系統(tǒng)保護、軟件綠色化、資源快捷管理等眾多優(yōu)良特性。
云端中的軟件在運行時所產(chǎn)生的垃圾文件和注冊表冗余信息，實際上都保存在云端緩存（虛擬區(qū)域）中，只要執(zhí)行了隱藏操作就會從系統(tǒng)中消失，所以不會對操作系統(tǒng)造成實際上的影響。加上它無需安裝和卸載，也減少了因卸載不完全而帶來的垃圾信息，從而確保了系統(tǒng)的純凈。
將云端軟件平臺安裝在系統(tǒng)所在分區(qū)，將云端緩存文件夾設(shè)置在非系統(tǒng)所有分區(qū)(數(shù)據(jù)區(qū))，云端在受保護的情況下能及時地更新顯示并正常使用所安裝的軟件。這是因為軟件真實的文件和注冊表等都存放在緩存中，系統(tǒng)與緩存只是一個投影的關(guān)系。所以云端軟件平臺不僅適合普通的計算機，同時也適合多媒體教室中安裝有還原卡的計算機。
云端軟件平臺有效解決了因軟件種類繁多占用系統(tǒng)分區(qū)空間、系統(tǒng)注冊表龐大、軟件運行緩慢等問題。云端軟件平臺有效解決前面提出的軟件版本沖突問題，在同一個系統(tǒng)中允許多種版本的軟件共存。不同的教師上課所需要的軟件都可以全部安裝在云端，只需通過激活和隱藏就可以很好解決同一個軟件不同版本共存的問題。同時云端軟件對已備份軟件具有修復(fù)功能，可以創(chuàng)建軟件的還原點，而且對有使用次數(shù)限制的軟件可以通過修復(fù)來反復(fù)使用等等。
3、結(jié)束語
高校機房的管理與維護是一門綜合的技術(shù)。采用還原卡、沙盤、云端軟件平臺等多種方式，能夠使得高校多媒體教室的計算機軟件管理變得更簡單、方便、高效。
參考文獻
[1] 崔曉華. 探析高校機房管理與維護方法[J]. 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息, 2011,(2)
關(guān)鍵詞:計算機組成與結(jié)構(gòu);教學(xué)改革;分層次教學(xué);創(chuàng)新實驗
1課程的性質(zhì)和地位
規(guī)范計算機教學(xué)知識體系在教學(xué)過程中能夠起到很好的作用,參照IEEE/ACM的計算機學(xué)科本科教學(xué)參考計劃(Computing Curricula 2001,簡稱CC2001 /education/curricula-recommendations),不同類型的本科院校對計算機專業(yè)都制定了各自學(xué)科的教學(xué)計劃。在CC2005(Computing Curricula)中將計算機學(xué)科分為計算機工程(Computer Engineering-CE)、計算機科學(xué)(Computer Science-CS)、信息系統(tǒng)(Information System-IS)、信息技術(shù)(Information Technology-IT)和軟件工程(Software Engineering-SE)5個專業(yè),圖1為針對每個專業(yè)的特點和要求所提出的知識架構(gòu)。
圖1The problem space of computing
橫軸分為理論和應(yīng)用兩個方面,而縱軸分為計算機硬件與結(jié)構(gòu)(Computer Hardware and Architecture)、系統(tǒng)基礎(chǔ)(Systems Infrastructure)、軟件方法和技術(shù)(Software Methods and Technologies)、應(yīng)用技術(shù)(Application Technologies)和信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(Organizational issues & Information Systems)5個層次,不同專業(yè)對每個層次的要求不一樣。CC2005中基于上述層次結(jié)構(gòu)明確指出計算機科學(xué)專業(yè)和計算機工程專業(yè)都應(yīng)該掌握計算機硬件與結(jié)構(gòu)方面的課程知識,并且對不同專業(yè)的每一門課程的地位、知識范疇和教學(xué)方法等做了詳細的說明。圖2為Computer Architecture課程的編號體系,課程分為四個級別:入門課程、中級課程、高級課程和具體項目課程,不同的課程對應(yīng)不同的教學(xué)目標和教學(xué)方法。
圖2CC2005課程編號體系
作者簡介:韓英(1979-),女,助教,本科,研究方向為計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的教學(xué)與研究;嚴誠(1983-),男,講師,碩士,研究方向為計算機體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的教學(xué)與研究;荀啟峰(1979-),男,講師,碩士,研究方向為計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的教學(xué)與研究。
“計算機組成與結(jié)構(gòu)”作為計算機科學(xué)專業(yè)的中級課程來講要求采用精簡的、系統(tǒng)的、主題教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法。通過本課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生在掌握理論的基礎(chǔ)上,通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生在計算機系統(tǒng)的分析、設(shè)計、開發(fā)、使用和維護的能力,為后繼課程的學(xué)習(xí)和將來從事相關(guān)的計算機研究工作打下良好的基礎(chǔ)。
2教學(xué)改革
2.1抓課程核心,合理安排講授內(nèi)容,突出硬件重點
該課程主要是介紹單處理器計算機的組成原理與結(jié)構(gòu)體系,內(nèi)容主要包括計算機中數(shù)據(jù)的表示和運算實現(xiàn)、存儲器組織與結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、中央處理器等。由于該課程屬于硬件基礎(chǔ)課,其本身的特性決定了課程內(nèi)容之間相對獨立、知識點零散,目前很多教材沒有做到體現(xiàn)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的整體性,且傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式存在很多問題,所以這門課程的教與學(xué)都比較困難。
針對教與學(xué)的現(xiàn)狀以及出現(xiàn)的問題,很多高校對該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進行著探索性的改革,為了在教學(xué)中讓學(xué)生能夠形成清晰完整的概念,需要合理的安排內(nèi)容。比如,首先應(yīng)該給出計算機系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu),然后從具體的運算實例出發(fā)(比如 “5+8*3”)來介紹微機的功能和工作過程,進而引出整個課程的主要內(nèi)容結(jié)構(gòu),讓學(xué)生把握課程整體的方向,為學(xué)習(xí)以后的內(nèi)容打下基礎(chǔ),在講解具體部件原理時,始終堅持“突出整機概念”為主線,這樣把握著課程核心目標,進一步安排教學(xué)內(nèi)容。[1-2]對于基礎(chǔ)性的知識注重硬件原理的講解,而對于發(fā)展較快、具有時代意義的技術(shù)性內(nèi)容,老師應(yīng)該做到跟蹤前沿技術(shù),在課堂上補充講解。老師可以讓學(xué)生參與課題研究,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,保證教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性和先進性的統(tǒng)一。
2.2理論性和實踐性相統(tǒng)一的分層次教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生動手能力
“計算機組成與結(jié)構(gòu)”課程的理論教學(xué)主要講解計算機組織和計算機結(jié)構(gòu)兩方面的內(nèi)容。理論教學(xué)內(nèi)容偏重原理性的知識,十分抽象,例如講解CPU和存儲器連接技術(shù)時,教學(xué)中無法做到兩者實物引腳的連接,只能通過原理性的知識去講解其連接技術(shù)和讀寫工作原理;在講解各個部件互連技術(shù)時,涉及到對程序員透明的硬件細節(jié)問題,如控制信號、節(jié)拍電位機制以及硬件門電路技術(shù)等。
實際上,教學(xué)的要求不僅僅掌握其原理性的知識,還要求掌握關(guān)鍵部件的設(shè)計方法,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。教學(xué)實驗的內(nèi)容應(yīng)不斷更新,做到追蹤新原理、新技術(shù)、新方法和新器件,并及時反映到實驗教學(xué)中,為了達到通過不同類型實驗來培養(yǎng)學(xué)生實踐能力,實驗可采用分層次教學(xué):基本實驗開放性實驗綜合性實驗研究性實驗。[3]基本實驗是配合理論教學(xué)內(nèi)容,進一步加深學(xué)生對于理論知識的理解而開展,可以在平常的實驗中開設(shè),比如運算器、存儲器實驗等;開放性實驗是為了進一步提高教學(xué)水平培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能,讓學(xué)生了解這門課程先進的技術(shù)進展,可以借用學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺來開設(shè)開放性實驗,比如“接口技術(shù)”;而綜合性實驗為了培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力和分析解決問題的能力,可以在課程設(shè)計中開設(shè),比如為了能使建立完整的微機概念,除了在理論教學(xué)中突出整機概念外,在課程設(shè)計中結(jié)合具體的實驗給出基本模型機和復(fù)雜模型機的具體設(shè)計和實現(xiàn)技術(shù);研究性實驗是更高層次的要求,是為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和研究能力,可以安排在畢業(yè)設(shè)計階段。這樣的分層次教學(xué)和堅持理論和實踐相統(tǒng)一的原則,更有利于培養(yǎng)計算機專業(yè)的硬件人才。
2.3多媒體技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)方法的改革,激勵學(xué)生思維活動
創(chuàng)新思維活動是建立在原有知識體系基礎(chǔ)之上的一種活動,學(xué)生良好思維習(xí)慣的形成需要在平常專業(yè)學(xué)習(xí)中培養(yǎng),可以在課堂教學(xué)中采用多樣的教學(xué)手段有效激發(fā)學(xué)生的思維。比如將多媒體技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中,借助于直觀的圖形和動畫的形式將抽象的問題進行分解,為學(xué)生建立形象化的思考過程,有利于學(xué)生對于知識點的理解,同時也有利于學(xué)生創(chuàng)新意識的積累。我院在“計算機組成與結(jié)構(gòu)”的教學(xué)的改革探索中,將網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)應(yīng)用于教學(xué),建立共享型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺,并配合雙語課程構(gòu)建了開放式的課程學(xué)習(xí)環(huán)境。該課程的教學(xué)大綱、多媒體課件、習(xí)題、實驗指導(dǎo)以及講課錄象都以網(wǎng)絡(luò)的形式提供給學(xué)生,同時學(xué)院針對這門課程建設(shè)了配套的試題庫、試卷庫。學(xué)生不僅可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢資料,還可以通過網(wǎng)絡(luò)課程自主學(xué)習(xí),自測效果。多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教學(xué)手段更靈活、更便捷。便于學(xué)生理解和思考、便于師生交流,達到互動學(xué)習(xí)的目的。
2.4 采用互動式教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
在教學(xué)中為了更好的達到教學(xué)目標,應(yīng)采用互動式的教學(xué)方法,強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。[4]建構(gòu)主義理論指出學(xué)習(xí)不是由教師把知識簡單地傳遞給學(xué)生,而是學(xué)生自己建構(gòu)知識的過程,學(xué)生不是簡單被動地接受信息,而是主動地建構(gòu)知識,這種建構(gòu)是無法由他人來代替的,這里強調(diào)是一種“情境”,即環(huán)境的情境必須有利于學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的建構(gòu)?！坝嬎銠C組成與結(jié)構(gòu)”課程的學(xué)習(xí)在絕大部分院校都是利用多媒體課件進行講授,以老師為中心、以強調(diào)知識傳授為主體,這種灌輸式教學(xué)無法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和參與性。
建構(gòu)主義強調(diào)學(xué)習(xí)的主動性和積極性,認為教師的教學(xué)設(shè)計不僅僅考慮教學(xué)目標分析,還要考慮有利于學(xué)生學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)作,強調(diào)以學(xué)生為中心,把學(xué)生的角色進行轉(zhuǎn)變,由傳統(tǒng)的知識被動接受者轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓庸み^程中的主體,也就是知識的主動建構(gòu)者,而在教學(xué)的過程中教師起組織、指導(dǎo)、幫助和促進作用,利用情境設(shè)計,互相協(xié)作、交流等方式調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性,以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新意識和應(yīng)用能力。在教學(xué)方法創(chuàng)新中,我們還做了如下嘗試:(1)采用啟發(fā)式教學(xué)調(diào)動學(xué)生的思考性;(2)重點的內(nèi)容采用討論式教學(xué),加強互動性;(3)簡單的內(nèi)容讓學(xué)生自學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力;(4)實踐教學(xué)內(nèi)容采用研究式,讓學(xué)生主動參與。如此通過各種教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計,以及情境式的構(gòu)建來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,以達到培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
2.5針對教學(xué)內(nèi)容的組織,采用新穎的教學(xué)方法
針對這門課程的特點和大綱要求,我們可以采用如圖3所示的教學(xué)方法。采用從整體到局部和從局部到整體,始終突出整機概念的教學(xué)方法。[5]
圖3教學(xué)方法示意圖
首先給出計算機系統(tǒng)的整體概念,然后引出計算機系統(tǒng)的三大組成部分:中央處理器、存儲器系統(tǒng)和I/O設(shè)備。三大部件通過系統(tǒng)總線相連,這樣有利于學(xué)生建立整機的概念,把握課程的總體方向。而在講述到某部件具體細節(jié)(知識點)的時候,采用的是從局部到整體的教學(xué)方法,比如對于運算方法和運算器的教學(xué)。如果學(xué)生沒有學(xué)習(xí)表示和運算數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),根本無法做到理解運算器的原理與結(jié)構(gòu)。所以對于“計算機組成與結(jié)構(gòu)”課程的內(nèi)容講解,需要針對不同知識點的特點采用從整體到局部和從局部到整體的教學(xué)方法。
在“計算機組成與結(jié)構(gòu)”的教學(xué)改革探索中,除了上述的改革以外我們還做了關(guān)于教學(xué)組織管理制度的改進,比如集體備課、雙教案、自編實驗教材以及和外校共同進行教考分離等,目的是通過這些方法改進、改變傳統(tǒng)的教學(xué)。
1.1計算機實驗教學(xué)的定位
以計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科為依托，以計算機理論教學(xué)為基礎(chǔ)，以實踐與理論的結(jié)合為核心，豐富和完善計算機系列實驗教學(xué)，促進計算機在全校各專業(yè)中的滲透與應(yīng)用，提升計算機科學(xué)研究、工程技術(shù)與應(yīng)用開發(fā)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)水平。
1.2實驗教學(xué)理念
1.2.1面向全校需求的課程體系
計算機的發(fā)展推動了計算機學(xué)科的進步，計算機的應(yīng)用提升了各學(xué)科的技術(shù)水平。本中心面向全校各專業(yè)對計算機知識的不同需求，按照通識基礎(chǔ)、技術(shù)應(yīng)用和科學(xué)研究，建立了多層次的實驗課程體系。課程內(nèi)容體現(xiàn)了基礎(chǔ)知識、綜合應(yīng)用、創(chuàng)新研究。
通過實驗課程，促進計算機在各學(xué)科的滲透與應(yīng)用，培養(yǎng)具有專業(yè)知識和綜合能力的人才，提升各學(xué)科的整體水平。
1.2.2強調(diào)基礎(chǔ)理論的實踐第一
計算機教學(xué)具有實踐性強的特點，本中心給學(xué)生提供充足的實踐空間，通過實驗驗證、課程設(shè)計、專題訓(xùn)練、專業(yè)實踐、畢業(yè)設(shè)計等實踐活動，提高學(xué)生的實踐能力、科學(xué)作風(fēng)，加深對理論知識的理解。數(shù)理、電子技術(shù)是計算機學(xué)科的基礎(chǔ)，邏輯思維、抽象思維是計算能力的體現(xiàn)，本中心強調(diào)理論指導(dǎo)下實踐，實踐與理論的結(jié)合。
1.2.3依托科研優(yōu)勢的創(chuàng)新教育
清華大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)是全國重點學(xué)科，擁有高素質(zhì)的科研隊伍和雄厚的科研能力，承擔(dān)了一系列國家“973”、“863”、“國家自然科學(xué)基金”、“國家攻關(guān)”等重大和重點項目，取得了多項創(chuàng)新性成果。
本中心注意提取科研中的相關(guān)知識點，引入到教學(xué)實驗中；關(guān)注普及型與專業(yè)型教學(xué)的結(jié)合；以先進的科學(xué)問題激勵學(xué)生的思考。通過實驗教學(xué)，讓學(xué)生體驗書本與應(yīng)用、學(xué)習(xí)與研究、通識與專業(yè)、繼承與開創(chuàng)的關(guān)聯(lián)，提升創(chuàng)新人才的培養(yǎng)水平。
1.3實驗教學(xué)總體情況
計算機實驗教學(xué)中心面向全校所有專業(yè)本科生開課，每年開出計算機實驗教學(xué)課超過7000人門，完成實驗學(xué)時數(shù)逾750000。計算機學(xué)科是一門理論與實踐結(jié)合非常緊密的學(xué)科，因此實驗教學(xué)中心的教學(xué)指導(dǎo)小組在教學(xué)實踐中歸納出一套計算機學(xué)科特有的實驗教學(xué)模式：除了獨立設(shè)置的部分專題實驗以外，提倡理論教學(xué)與實驗教學(xué)不分離，提出了有計算機學(xué)科特色的課程體系。
在對面向全校的計算機課程(包含實驗)作了調(diào)整、優(yōu)化和分工的基礎(chǔ)上，中心制訂了全校計算機課程和實驗體系，如圖1所示。
基于這樣的課程體系，計算機基礎(chǔ)課被各院系列入了培養(yǎng)計劃，更多的公共選修課程群為學(xué)生學(xué)習(xí)計算機提供了多種選擇。例如，他們可以在全校任選課程中自主選擇需要的課程，也可以修讀計算機應(yīng)用輔修專業(yè)，在計算機的某個技術(shù)領(lǐng)域有所專長；學(xué)生還可以根據(jù)個人興趣或?qū)I(yè)要求選修計算機專業(yè)的課程。通過計算機公共課程的實驗教學(xué)，培養(yǎng)了各專業(yè)學(xué)生運用計算機技術(shù)進行本專業(yè)學(xué)習(xí)和研究的能力、將計算機學(xué)科與本學(xué)科進行交叉融合的能力，為各專業(yè)學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)和研究生階段的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。
根據(jù)圖1的計算機課程體系，我們提出了分層次的計算機實驗教學(xué)課程體系，如圖2所示。
計算機實驗教學(xué)課程體系包括三個層次：通識基礎(chǔ)類實驗課程、技術(shù)應(yīng)用類實驗課程和專業(yè)技術(shù)類實驗課程。針對計算機課程所共有的特點，即理論緊密地和實踐結(jié)合在一起，因此我們實驗教學(xué)中心不是強行將實驗教學(xué)同理論教學(xué)拆開，而是將很多理論教學(xué)引入實驗室，將理論教學(xué)在實驗中完成。因此，從實驗課程的角度看，也分為三個層次，而且在各種類別的實驗課程中分別包含基本型、綜合型和研究創(chuàng)新型實驗項目。
計算機實驗教學(xué)中心屬校級編制，掛靠在計算機系，由實驗中心管理委員會和教學(xué)指導(dǎo)小組共同管理。中心由11個實驗室組成，其組織結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括面向全校計算機基礎(chǔ)教學(xué)和面向計算機專業(yè)和特長生的計算機專業(yè)教學(xué)兩部分。
2特色及優(yōu)勢
2.1在奠定堅實的數(shù)理基礎(chǔ)和計算機基本理論基礎(chǔ)上，特別強調(diào)實踐第一
計算機學(xué)科是當今發(fā)展最快的學(xué)科之一，要想跟上時代的飛速發(fā)展，特別是讓學(xué)生在畢業(yè)后的職業(yè)生涯中能夠始終不落伍，我們要給學(xué)生奠定堅實的數(shù)理基礎(chǔ)和計算機理論基礎(chǔ)，以及自主學(xué)習(xí)的能力。同時，計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科具有實踐性極強的特點，需要通過實驗強化動手能力，引導(dǎo)學(xué)生樹立理論聯(lián)系實際的觀念，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。計算機技術(shù)水平是干出來的，不是看出來的，不動手是學(xué)不會的。在“教”的方面，提倡“案例教學(xué)”；在“學(xué)”的方面，強調(diào)作業(yè)、大作業(yè)、項目訓(xùn)練、專題訓(xùn)練等實踐活動，引導(dǎo)學(xué)生在計算機實驗教學(xué)中心這個實踐平臺上理性思維和理性實踐。計算機實驗教學(xué)主要目的是強化動手實踐能力，引導(dǎo)學(xué)生既動手又動腦。計算機科學(xué)與技術(shù)有兩重特性，即構(gòu)造性和能行性。所謂構(gòu)造性是指計算機科學(xué)與技術(shù)是建立在多基礎(chǔ)學(xué)科理論基礎(chǔ)上，由多學(xué)科共同構(gòu)造、集成的。這就要求學(xué)生要開放思維，充分利用計算機解決問題，在實踐中體驗如何解決問題。所謂“能行性”就是說計算機科學(xué)理論最后都要落到實處，要理論聯(lián)系實際，求真務(wù)實、一絲不茍，所有的理論都是為了能夠讓創(chuàng)造性的工作行得通，能夠真正完成既定的任務(wù)。而這兩大特點的落腳點恰恰在于“能行性”上，即要求在計算機學(xué)科方面的實踐能力要強，要有真才實學(xué)。我們在整個教學(xué)、實驗的各個環(huán)節(jié)都突出強調(diào)和體現(xiàn)計算機科學(xué)與技術(shù)的這兩個特點。
2.2實現(xiàn)了多層次、多元化的教學(xué)實驗體系，有利于個性化發(fā)展，培養(yǎng)各層次高素質(zhì)人才
由于清華大學(xué)計算機實驗中心面向的是對計算機知識有不同層次要求的各專業(yè)學(xué)生，我們擴大和加深了計算機學(xué)科與各專業(yè)的融合。在借鑒了國外一流大學(xué)實驗教學(xué)體系基礎(chǔ)上，總結(jié)了多年在計算機教學(xué)和實驗方面所積累的經(jīng)驗，提出并建立了通識基礎(chǔ)類、技術(shù)應(yīng)用類和專業(yè)技術(shù)類三個層次的計算機實驗教學(xué)課程體系，在每類實驗課程中都設(shè)有基礎(chǔ)型、綜合型和研究創(chuàng)新型實驗，有利于對各式人才的培養(yǎng)。在這個課程體系中，我們首先確立了計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的課程體系，充分考慮了各專業(yè)對計算機相關(guān)知識的要求，將計算機知識作為支持其他專業(yè)的基礎(chǔ)信息平臺，形成了多層次、多元化的實驗教學(xué)體系。在各類實驗中，強調(diào)增加綜合型、研究創(chuàng)新型實驗的數(shù)量和質(zhì)量，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)各自的專業(yè)特點選擇不同的實驗內(nèi)容，盡量將實驗設(shè)計積木化、模塊化，滿足不同興趣的同學(xué)對實驗的不同需求，達到個性化發(fā)展和培養(yǎng)多層次高素質(zhì)人才的目的。為了培養(yǎng)國際高水平計算機軟件人才，制定了單獨的培養(yǎng)方案和指導(dǎo)性教學(xué)計劃，由姚期智教授主持“軟件科學(xué)實驗班”，該實驗班得到教育部“大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃”項目的支持。十年樹木、百年樹人，我們的教學(xué)實驗體系在人才培養(yǎng)上卓有成效，正是在這樣的課程體系下培養(yǎng)出來了大批全面發(fā)展、高素質(zhì)的人才。
2.3重視課程建設(shè)和教材建設(shè)，精品課程、精品教材成果顯著
隨著計算機學(xué)科的高速發(fā)展，計算機教學(xué)中教材建設(shè)和課程建設(shè)具有至關(guān)重要的地位和作用。在課程建設(shè)方面我們有9門課獲精品課，“計算機語言與程序設(shè)計”、“計算機組成原理”、“計算機文化基礎(chǔ)”、“面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計”獲國家級精品課。其中“計算機語言與程序設(shè)計”和“計算機組成原理”獲北京市級精品課，另外“計算機專業(yè)實踐”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)”、“人工智能導(dǎo)論”、“計算機網(wǎng)絡(luò)原理”獲清華大學(xué)精品課。作為教學(xué)實驗成果的一部分，教材建設(shè)是我們注重的另一個方面。我們積極參與世界先進技術(shù)和理論的研究，密切關(guān)注前沿計算機
科學(xué)與技術(shù)課程和實驗，及時地推出各種教學(xué)和實驗教材。近幾年比較有代表作用的教材如《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》，其三個版次、兩種語言(C語言版和C＋＋版)的總發(fā)行量超過了300萬冊；《PASCAL程序設(shè)計》及其實驗指導(dǎo)教材的發(fā)行量超過120萬冊；《計算機文化基礎(chǔ)》及其實驗指導(dǎo)教材的發(fā)行量超過了110萬冊；《IBM-PC匯編語言程序設(shè)計》及其實驗指導(dǎo)書的發(fā)行量也超過了110萬冊，還有像《計算機圖形學(xué)》、《計算機操作系統(tǒng)教程》、《微型計算機技術(shù)及應(yīng)用》等的發(fā)行量也都在50萬冊至100萬冊之間，這樣大發(fā)行量的教材還有很多。近5年教材建設(shè)方面有16種教材獲得省部級以上獎勵，其中獲得國家級教學(xué)成果二等獎的教材6種；獲得國家科技進步三等獎的教材1種；獲得教育部科技進步一等獎的教材1種；獲得教育部全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材二等獎的教材1種；獲得北京市高等教育精品教材7種；獲得北京市教育教學(xué)成果一等獎的教材1種；列為普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材3種；列為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材4種。我們還在不斷地總結(jié)科研和教學(xué)成果，適時地推出包括“十一五”規(guī)劃教材在內(nèi)的各種系列教材。
2.4注重科研成果向?qū)嶒灲虒W(xué)轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化成果向全國高校推廣
清華大學(xué)一直非常重視實驗教學(xué)和研究創(chuàng)新相結(jié)合，根據(jù)實驗教學(xué)和科研創(chuàng)新的要求，建設(shè)了一支結(jié)構(gòu)合理、高水平的實驗教師隊伍與實驗技術(shù)人員隊伍，形成了與國際接軌的師資隊伍建設(shè)機制。這支隊伍依托計算機系的學(xué)科優(yōu)勢，以高水平的科學(xué)研究為源泉，自主設(shè)計了一批反映計算機新成就和新技術(shù)的教學(xué)實驗、研制了新的教學(xué)實驗裝置。例如在獲得國家科技進步二等獎的“高性能IPv6路由器”的科研基礎(chǔ)上，我們及時地將該技術(shù)引入到實驗中，研制了IPv6實驗裝置，并引入到實驗教學(xué)中。這樣的例子很多，例如TEC系列計算機組成原理實驗裝置，作為我們的研究成果獲得了很多獎勵，并推廣到全國200多所院校。再比如TPC系列計算機接口技術(shù)和微機原理實驗系統(tǒng)，推廣到全國260余所院校，約5500套實驗系統(tǒng)在為全國高校的微機接口和微機原理實驗服務(wù)。
另外，作為學(xué)校規(guī)模最大的計算機實驗教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境，我們采用現(xiàn)代信息化管理手段，包括學(xué)生管理、設(shè)備管理、課表管理，選課管理等。自主開發(fā)的計算機實驗室綜合管理系統(tǒng)在2000年通過教育部認證，并獲得專利一項，為實現(xiàn)中心開放式教學(xué)，建立了配套的實驗中心信息化系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括中心網(wǎng)站、實驗室門禁系統(tǒng)、實驗室窗口預(yù)約、實驗室綜合管理系統(tǒng)、學(xué)習(xí)資源庫。我們將實驗教學(xué)中心建設(shè)與科研工作相結(jié)合，自主研發(fā)了中心網(wǎng)站，管理系統(tǒng)，構(gòu)建了一個完整的網(wǎng)絡(luò)化信息管理平臺。這套管理平臺已經(jīng)推廣到70多所院校的實驗中心(室)中使用。
2.5以雄厚的科研為依托，開展各項科技活動，培養(yǎng)學(xué)生的自主性、研究型學(xué)習(xí)能力
學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的主要動力和源泉。為了提高學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)和研究創(chuàng)新能力，我們從培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣入手，利用我們的科研優(yōu)勢，輔以資金支持和制度化管理，由教師選擇合適的科研題目和部分項目，作為學(xué)生研究訓(xùn)練(SRT)的題目和內(nèi)容。為了培養(yǎng)學(xué)生們對科研能力訓(xùn)練的興趣，我們還舉辦各種國際、國內(nèi)計算機知識技能的競賽或組隊參加各種競賽。例如ACM大賽、數(shù)學(xué)建模大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、兩岸清華程序設(shè)計大賽、智能體大賽、趨勢科技程序設(shè)計大賽、“英特爾杯”清華大學(xué)創(chuàng)業(yè)計劃大賽、清華大學(xué)程序設(shè)計競賽、校計算機知識與技能大賽等等。在這些科技活動中，根據(jù)學(xué)生各自的興趣，協(xié)助學(xué)生制定了詳細的設(shè)計方案和實施方法，培養(yǎng)了學(xué)生們的自主性研究和創(chuàng)新學(xué)習(xí)的意識，養(yǎng)成了自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，提高了研究和創(chuàng)新的能力。
關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模實驗室；創(chuàng)新實踐能力；利用率
作者簡介：陳玲玲（1985-），女，浙江杭州人，中國計量學(xué)院理學(xué)院，助理實驗師；王義康（1976-），男，安徽壽縣人，中國計量學(xué)院理學(xué)院，副教授。（浙江 杭州 310018）
中圖分類號：G482 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0201-02
我國教育事業(yè)發(fā)展第十二個五年規(guī)劃中明確指出要加強創(chuàng)新意識和能力培養(yǎng)，努力營造鼓勵獨立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新的良好環(huán)境，加強動手實踐教學(xué)，增加學(xué)生參加創(chuàng)新活動的機會，拓寬創(chuàng)新型人才的成長途徑。面對當今世界的大發(fā)展、大變革，經(jīng)濟社會對教育和人才的需求發(fā)生了深刻的變化，高校迫切需要全面提高教育質(zhì)量，加快拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。在這一背景下，數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科越來越受到人們的重視，在現(xiàn)代社會的發(fā)展和進步中扮演著重要的角色。[1]為滿足社會對數(shù)學(xué)人才的需求，國內(nèi)大多數(shù)高等院校均開設(shè)有數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息與計算科學(xué)等與數(shù)學(xué)相關(guān)的專業(yè)，這些專業(yè)的學(xué)生在掌握了數(shù)學(xué)理論的同時，卻常常因為創(chuàng)新實踐能力的缺失在就業(yè)擇業(yè)過程中面臨著尷尬的境遇。數(shù)學(xué)建模實驗室是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力和科學(xué)研究能力的重要基地。因此，探討如何高效利用數(shù)學(xué)建模實驗室，使其在學(xué)生，尤其是數(shù)學(xué)類學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)中發(fā)力，是高等教育教學(xué)研究中值得探索的一項課題。
一、數(shù)學(xué)類本科生實踐能力的缺失及數(shù)學(xué)建模實驗室使用現(xiàn)狀分析
數(shù)學(xué)是利用符號語言研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化以及空間模型等概念的一門學(xué)科。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課程教學(xué)比較重視基礎(chǔ)知識教學(xué)，數(shù)學(xué)計算、推理和空間想象能力的培養(yǎng)，而不重視學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)和實際操作的訓(xùn)練，致使學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識不強，創(chuàng)造能力較弱。[2]而數(shù)學(xué)類本科生的培養(yǎng)計劃中，數(shù)學(xué)專業(yè)課設(shè)置較多，若一味按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)學(xué)科的興趣大減，因缺少實踐操作機會而不能靈活運用數(shù)學(xué)思維來分析和解決現(xiàn)實生活中的實際問題，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和應(yīng)用變成無稽之談。
數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)理論和現(xiàn)實問題的橋梁。針對一個現(xiàn)實問題，做出必要的簡化假設(shè)，運用數(shù)學(xué)工具，得到一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)即數(shù)學(xué)模型。[3]我國自1985年從美國引進了數(shù)學(xué)建模以后，數(shù)學(xué)建模實驗室在各大高等院校中應(yīng)運而生，數(shù)學(xué)建模競賽在我國迅速發(fā)展成為大學(xué)生中極具影響力的競賽活動。數(shù)學(xué)建模實驗室是基于計算機、網(wǎng)絡(luò)等各種多媒體設(shè)備的實驗、教學(xué)基地。由于受傳統(tǒng)教育思想的影響，重理論教育、輕實驗教學(xué)，忽視實踐教學(xué)活動在培養(yǎng)學(xué)生的適應(yīng)能力、應(yīng)變能力、創(chuàng)新能力上的作用，[4]許多數(shù)學(xué)建模實驗室僅服務(wù)于數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)和競賽的開展，逐漸趨于冷清，最終淪為簡單的機房，功能單一、設(shè)備使用率低等問題逐步凸顯。
二、基于數(shù)學(xué)建模實驗室的創(chuàng)新實踐活動
數(shù)學(xué)建模實驗室能為大學(xué)生主動探索和勇于創(chuàng)新提供良好的環(huán)境，是培育高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的高效實驗室。它不僅可以支撐數(shù)學(xué)建模的集訓(xùn)與競賽的開展，也可以承擔(dān)數(shù)學(xué)及其他相關(guān)課程的教學(xué)、實驗、實訓(xùn)和創(chuàng)新項目活動的開展。將數(shù)學(xué)建模實驗室作為創(chuàng)新實踐基地，構(gòu)建創(chuàng)新實踐活動實施框架結(jié)構(gòu)，著力培養(yǎng)和提高數(shù)學(xué)類本科生的創(chuàng)新實踐能力，這為傳統(tǒng)的實驗室使用提供了新思路?？蚣苋鐖D1所示。
1.開設(shè)創(chuàng)新實踐項目
開設(shè)校級和院級課外科技項目、新苗計劃項目、開放實驗室項目等創(chuàng)新實踐活動，由具有一定科研和教學(xué)水平的教師指導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生參與到實際的課題研究，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的積極性，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，使學(xué)生在實踐過程中掌握應(yīng)用知識的方法與技巧，提高解決實際問題的能力和實踐動手能力。
2.組織參加各類創(chuàng)新實踐競賽
由競賽教練團隊組織學(xué)生參加國際大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外科技作品競賽、數(shù)學(xué)建模競賽賽題后續(xù)研究項目申報、程序設(shè)計大賽、多媒體設(shè)計大賽、數(shù)學(xué)建模系列比賽等不同類型、不同層級的創(chuàng)新實踐大賽。學(xué)生通過參加這類極具挑戰(zhàn)性的競賽活動，可切身體會到理論與實踐結(jié)合的重要性，在實戰(zhàn)中開拓進取，開闊視野，大膽創(chuàng)新。
3.組建軟件研發(fā)興趣小組
中國計量學(xué)院數(shù)學(xué)建模實驗室開設(shè)了C++，Java，Android系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫等軟件開發(fā)興趣小組。引入實際案例，展示項目成品，激發(fā)學(xué)生動手實踐的興趣，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，拓寬思路，動手編程，嘗試開發(fā)實用性軟件模塊，從而喚醒學(xué)生的創(chuàng)新意識潛能。通過軟件研發(fā)興趣小組開展的活動，使學(xué)生初步養(yǎng)成了編寫程序的技能，為將來進行科學(xué)研究或相關(guān)就業(yè)打下了堅實的基礎(chǔ)。
4.實施課程教學(xué)體系改革
優(yōu)化課程體系，將數(shù)學(xué)實驗的思想引用到數(shù)學(xué)類相關(guān)專業(yè)中，注重學(xué)與用相結(jié)合。中國計量學(xué)院理學(xué)院開設(shè)了“數(shù)學(xué)實驗”、“數(shù)學(xué)軟件”、“數(shù)學(xué)建?！?、“計算機圖形學(xué)”、“算法設(shè)計”等相關(guān)課程，充分利用了數(shù)學(xué)建模實驗室軟硬件資源，采用了理論教學(xué)和上機實踐相結(jié)合的教學(xué)手段。在實際教學(xué)過程中，除了理論知識講解外，還可以引入案例，通過演示引出問題，從而引導(dǎo)學(xué)生通過實踐操作來探索和解決問題。相較于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這類教學(xué)方法更能激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動學(xué)生動手實踐的積極性，營造良好的教學(xué)氛圍，達到學(xué)思結(jié)合，從而培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力。
5.建立畢業(yè)設(shè)計實踐基地
畢業(yè)設(shè)計是教學(xué)過程最后階段采用的一種總結(jié)性的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生在課程體系改革中受益，對實踐項目有了一定的興趣。因此在畢業(yè)論文選題時，一些以實際問題作為背景的科學(xué)研究題目受到了大部分學(xué)生的青睞，學(xué)生面對實用性較強的課題時積極性較高。通過檢索文獻，查找相關(guān)資料，了解課題的相關(guān)領(lǐng)域，利用軟硬件資源深入分析和研究課題。數(shù)學(xué)建模實驗室作為一個教學(xué)研究和開發(fā)設(shè)計的重要場所，為本科畢業(yè)生的畢業(yè)設(shè)計提供了良好的環(huán)境，不僅提高了畢業(yè)生綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識的能力，也順應(yīng)了社會對創(chuàng)新實踐人才的新需求。
三、利用數(shù)學(xué)建模實驗室開展創(chuàng)新實踐活動應(yīng)注意的問題
在以數(shù)學(xué)建模實驗室為創(chuàng)新平臺開展創(chuàng)新實踐活動時應(yīng)注意以下幾個問題：
1.實踐與理論的有效結(jié)合
理論學(xué)習(xí)的最終價值體現(xiàn)在指導(dǎo)實踐上。過分側(cè)重數(shù)學(xué)理論學(xué)習(xí)、輕實踐，教學(xué)過程枯燥乏味，紙上談兵終究不能解決實際問題；過分傾向于實踐、輕理論教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生在動手實踐時缺乏基本理論知識儲備而無從下手。因此，在創(chuàng)新實踐活動的實施過程中，應(yīng)合理分配理論課與實踐課的學(xué)時，注意理論知識學(xué)習(xí)和實踐操作訓(xùn)練并重，科學(xué)設(shè)計實驗項目，發(fā)揮數(shù)學(xué)類本科生扎實的數(shù)學(xué)理論和邏輯思維優(yōu)勢，最大程度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，注重培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識解決問題的創(chuàng)新意識和動手實踐的能力。
2.實驗室的安全與高效
創(chuàng)新實踐活動的開展使數(shù)學(xué)建模實驗室的設(shè)備使用率大大提高。計算機系統(tǒng)的安全和正常使用首先需要有良好的運行環(huán)境，滿足供配電、防靜電、防雷接地、溫度、濕度等要求。其次安全防護的配套設(shè)施必不可少，加強師生的安全防護意識刻不容緩。再次要定期檢修實驗設(shè)備，避免因使用過多、負荷過重而引起機器設(shè)備癱瘓。最后可根據(jù)學(xué)生的使用情況，合理開放實驗室，避免開放過多而導(dǎo)致資源浪費。此外，還可優(yōu)化實驗室運行環(huán)境，加強規(guī)章制度管理，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，借助輔助軟件設(shè)備，提高實驗室的使用效果。做到科學(xué)化、人性化的維護和管理，使師生能夠安全、高效使用實驗室。
3.活動開展過程的監(jiān)管
為防止學(xué)生對實驗室的計算機和網(wǎng)絡(luò)的濫用（如打游戲、娛樂等，既影響學(xué)習(xí)環(huán)境又破壞計算機的穩(wěn)定性和安全性），實驗室管理員需加強監(jiān)督管理，減少機器設(shè)備不必要的工作量。
四、結(jié)束語
建立功能完善、運行順暢的數(shù)學(xué)建模實驗室，將數(shù)學(xué)建模實驗室作為創(chuàng)新基地，探索與開展創(chuàng)新實踐活動，開設(shè)創(chuàng)新實踐項目，組織參加各類創(chuàng)新競賽，組建軟件研發(fā)興趣小組，實施教學(xué)課程體系改革，設(shè)立畢業(yè)設(shè)計基地，拓展數(shù)學(xué)建模實驗室的功能，提高數(shù)學(xué)建模實驗室的使用率，不僅有利于提高數(shù)學(xué)類本科生的創(chuàng)新實踐能力，提升數(shù)學(xué)類本科畢業(yè)生的綜合素質(zhì)，還能為社會迫切需要的創(chuàng)新實踐人才的培養(yǎng)提供新思路。
參考文獻：
[1]鞏子坤，宋乃慶.數(shù)學(xué)優(yōu)秀生培養(yǎng)中需明確的幾個觀點[J].當代教育科學(xué)，2004，（21）.
[2]劉元宗.數(shù)學(xué)問題解決及其教學(xué)[J].課程·教材·教法，2004，（2）.
關(guān)鍵詞：畢業(yè)設(shè)計；指導(dǎo)方法；人才培養(yǎng)
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913 (2007) 24-0020-03
1引言
畢業(yè)設(shè)計作為高校教學(xué)工作中的一項常規(guī)性內(nèi)容，是理論與實踐相結(jié)合，考察學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的主要手段，是學(xué)生在校期間對所學(xué)知識的一次全面檢驗、總結(jié)和提高，是高等學(xué)校應(yīng)屆畢業(yè)生在畢業(yè)前接受課題任務(wù)，在教師指導(dǎo)下獨立進行科學(xué)研究或工程實踐，獲得工程師基本訓(xùn)練并取得成果的過程[1]。同時，畢業(yè)論文作為檢驗畢業(yè)設(shè)計效果，評估學(xué)業(yè)成績的一種重要方式，其科學(xué)性、規(guī)范性以及合理性會直接反映出高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量的整體水平。因此，做好本科畢業(yè)設(shè)計工作，在增強學(xué)生就業(yè)能力、提高高校教學(xué)質(zhì)量等方面都具有重要意義。
目前隨著高校的擴招，畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量呈下滑趨勢[2][3]。在畢業(yè)設(shè)計選題、學(xué)生對待畢業(yè)設(shè)計的態(tài)度以及畢業(yè)論文質(zhì)量方面都存在很多問題。針對上述問題，本文從畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)方法的角度提出重在引導(dǎo)、嚴格管理、全面培養(yǎng)的全新理念，強調(diào)在本科畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)過程中，指導(dǎo)教師在指導(dǎo)思想上，應(yīng)當堅持重在引導(dǎo)的核心理念，明確自身責(zé)任，站在宏觀的、全局的立場上，從畢業(yè)設(shè)計選題、文獻檢索、確定畢業(yè)設(shè)計方案等多個層面，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維；在指導(dǎo)方式上，要時刻遵循嚴格管理的行為準則，在課題設(shè)計實現(xiàn)過程中通過設(shè)定合理的工作計劃，定期檢查畢業(yè)設(shè)計進度，適當安排重點、難點的討論時間等相應(yīng)措施，切實發(fā)揮指點、督導(dǎo)的作用；在指導(dǎo)目標上，要牢固樹立全面培養(yǎng)的基本思想，從思想素質(zhì)和實踐能力兩方面，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。以下分別從指導(dǎo)思想、指導(dǎo)方式及指導(dǎo)目標三個層次詳細闡述這種理念，期望會對當前本科畢業(yè)設(shè)計工作的順利開展有所幫助。
2重在引導(dǎo)
本科畢業(yè)設(shè)計的主旨不是強調(diào)學(xué)生一定要完成某類實際或虛擬項目的研發(fā)，最終獲得可以投入應(yīng)用的真實產(chǎn)品，而是充分調(diào)動學(xué)生發(fā)散思維的意識，鍛煉和啟發(fā)學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識的能力，幫助學(xué)生樹立嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生自我綜合、自我分析、自我評估的能力，培養(yǎng)學(xué)生自主檢索文獻以及團隊協(xié)作能力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)術(shù)寫作和學(xué)術(shù)講演能力，為其今后走向社會，成為優(yōu)秀的應(yīng)用型或?qū)W術(shù)型人才奠定堅實的基礎(chǔ)。由此確定了畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)思想――重在引導(dǎo)，指導(dǎo)教師應(yīng)該明確意識到自身的責(zé)任只是最大程度地引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識到實際工作中去。
首先，在畢業(yè)設(shè)計選題方面，指導(dǎo)教師應(yīng)當認真了解學(xué)生的需求，主動引導(dǎo)學(xué)生選擇自己感興趣的課題進行研究，增強互動性。選題是畢業(yè)設(shè)計工作的龍頭,選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的重要因素[4]。畢業(yè)設(shè)計題目一定要以鍛煉學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力為主，盡量選擇一些聯(lián)系實際工程應(yīng)用、反映當代科技發(fā)展水平的題目,讓學(xué)生能了解、把握國內(nèi)外在該研究領(lǐng)域的最新成果和發(fā)展動態(tài)，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。在高等學(xué)校應(yīng)大力提倡選題的互動性，使學(xué)生能根據(jù)自己的興趣選擇一些符合自身特點的課題，極大地增強學(xué)生的研究熱情，提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量，但同時也會引發(fā)一些問題。一方面，選題過于靈活可能導(dǎo)致課題涉及交叉或邊緣學(xué)科領(lǐng)域的內(nèi)容，從而給指導(dǎo)教師帶來很大的壓力。為此，指導(dǎo)教師應(yīng)當不斷更新自身的知識體系，勇于拓展新的研究領(lǐng)域，適應(yīng)選題方式的變革。另一方面，學(xué)生自主選題包含一些不科學(xué)因素，當學(xué)生感興趣的課題存在難度大、缺乏綜合性等問題時，指導(dǎo)教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生拓展思路，合理剪裁，幫助學(xué)生掌握項目分解和組織的技巧。
其次，在畢業(yè)設(shè)計思路方面，指導(dǎo)教師不應(yīng)當命令式地要求學(xué)生該做什么、不該做什么，而應(yīng)該只是從宏觀角度告知學(xué)生一個項目或課題正常的開發(fā)流程，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和發(fā)散性思維，引導(dǎo)學(xué)生獨立查閱文獻，自主進行需求分析，了解課題背景，自行提出設(shè)計方案及技術(shù)路線，自主安排工作進度，最終高效地完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。在整個過程中，學(xué)生可能會遇到很多自身很難解決的問題，諸如課題細化及分解、中英文文獻檢索等，指導(dǎo)教師應(yīng)該根據(jù)經(jīng)驗主動幫助學(xué)生克服這些難題，通過講解其他相關(guān)課題分析、分解的過程，引導(dǎo)學(xué)生主動嘗試畢業(yè)設(shè)計課題的模塊劃分。如果多個學(xué)生聯(lián)合開發(fā)一個較大規(guī)模的課題，還要幫助學(xué)生樹立良好的團隊協(xié)作精神，在程序編制過程中為其他子課題預(yù)留相應(yīng)的接口。文獻檢索及應(yīng)用是本科畢業(yè)設(shè)計過程中需要著重培養(yǎng)的一種能力，很多本科畢業(yè)生一開始從事學(xué)術(shù)研究時，在圖書館里不知所措，雖然現(xiàn)在的圖書館都提供有電子檢索的裝置，但是如何快速、準確檢索出所需文獻，尤其是如何利用查找出來的文獻，仍然是困擾學(xué)生的難題。指導(dǎo)教師應(yīng)適當以實例教授學(xué)生圖書檢索方面的相關(guān)知識，同時要將側(cè)重點放在指導(dǎo)學(xué)生利用所檢索的文獻上來，培養(yǎng)學(xué)生模仿的能力，盡可能啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，端正學(xué)生的科學(xué)研究態(tài)度。
最后，在畢業(yè)設(shè)計關(guān)鍵問題研究方面，指導(dǎo)教師應(yīng)以提高學(xué)生實踐技術(shù)水平為主旨，適當給出提示，引導(dǎo)學(xué)生自行解決重點、難點問題，同時培養(yǎng)學(xué)生靈活變通、多向思維的能力。例如，計算機學(xué)院某個實際課題的目標是在EDA平臺上實現(xiàn)簡易的可屏蔽中斷控制模塊的編制，其中關(guān)鍵的輸出信號需要三個輸入信號聯(lián)合決定，如何通過硬件電路實現(xiàn)正確的邏輯關(guān)系？在“數(shù)字邏輯”課程中曾詳細介紹過卡諾圖的應(yīng)用，但遇到這種具體問題，學(xué)生仍然不知道如何解決。這時，指導(dǎo)教師一定不要直接幫助學(xué)生搭建電路，而只要給出相應(yīng)提示，使學(xué)生自行深化所學(xué)知識，解決難題。同樣，另一個實際課題需要學(xué)生在EDA平臺上實現(xiàn)流水線機器的構(gòu)建。流水線的結(jié)構(gòu)在教科書及參考書上有很多實例。為了獲得更好的畢業(yè)設(shè)計效果，指導(dǎo)教師應(yīng)當啟發(fā)學(xué)生從多個角度來思考問題，分析、比較各種設(shè)計方法的優(yōu)劣，使學(xué)生不因循守舊，靈活變通地完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。
3嚴格管理
通過合理的選題，充分調(diào)動學(xué)生的研究興趣，引導(dǎo)學(xué)生按照自行設(shè)定的畢業(yè)設(shè)計計劃進行課題開發(fā)之后，指導(dǎo)教師要時刻遵循嚴格管理的行為準則來約束及督導(dǎo)學(xué)生的工作。
首先，指導(dǎo)教師應(yīng)當定期檢查學(xué)生的工作進展，嚴格按照進度安排對學(xué)生實踐效果給予合理評價。目前，高等學(xué)校在畢業(yè)設(shè)計過程中都會提供教師指導(dǎo)記錄手冊，以此為依據(jù)檢查畢業(yè)設(shè)計的進展和效果。指導(dǎo)教師應(yīng)保證至少每周與學(xué)生見一次面，聽取學(xué)生上周工作內(nèi)容的總結(jié)報告，檢查其工作進展，針對一些難點問題與學(xué)生展開討論，給出合理的建議，同時要求學(xué)生根據(jù)課題實際情況，自行提出下周工作內(nèi)容，包括設(shè)計思想及亟待解決的問題。指導(dǎo)教師也應(yīng)針對學(xué)生實際工作進度給出評價，并針對學(xué)生自行擬定的下周工作內(nèi)容給予合理的建議。
其次，指導(dǎo)教師要認真檢查學(xué)生提交的英文翻譯內(nèi)容。高等學(xué)校要求學(xué)生答辯前必須完成一定數(shù)量的英文翻譯，其主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生快速閱讀英文專業(yè)文獻的能力。目前，學(xué)生利用Internet搜索引擎下載相關(guān)英文資料應(yīng)付導(dǎo)師的現(xiàn)象非常普遍，還有些學(xué)生利用網(wǎng)上在線翻譯等工具軟件來蒙混過關(guān)，此時，指導(dǎo)教師應(yīng)提高警惕，采用抽檢等方式嚴格把關(guān)，保證學(xué)生的學(xué)術(shù)閱讀能力切實得到提高。
最后，指導(dǎo)教師應(yīng)向?qū)W生認真講解論文撰寫規(guī)范，嚴格執(zhí)行論文的審查與監(jiān)督，同時合理安排學(xué)生的預(yù)答辯工作。高校畢業(yè)論文撰寫的格式通常有嚴格的規(guī)定，但是學(xué)生經(jīng)常會忽視一些細節(jié)因素，如圖、表、公式、目錄的設(shè)計版式等，指導(dǎo)教師應(yīng)仔細審查，及時提出修改意見。本科學(xué)生撰寫論文初期最困惑的問題經(jīng)常是：如何安排論文結(jié)構(gòu)？對此，指導(dǎo)教師應(yīng)按照提出問題、分析問題、解決問題的思路，引導(dǎo)學(xué)生自行組織文章框架，制定論文撰寫大綱，并提出合理建議。在文章內(nèi)容方面，應(yīng)盡量提示學(xué)生把自己所做的工作及創(chuàng)新成果擺在首要位置，實現(xiàn)軟件設(shè)計類題目時，避免大段粘貼源代碼，應(yīng)按軟件工程理論，以流程圖或E-R圖等方式表達編程思想。預(yù)答辯是鍛煉學(xué)生口頭表達設(shè)計理念的最佳方式，指導(dǎo)教師應(yīng)嚴格審閱學(xué)生的演講稿，模擬正式答辯的場景，精確計時，通過多次反復(fù)練習(xí)，使學(xué)生熟悉學(xué)術(shù)講演的方式和氛圍，為今后獨立開展科研工作打下堅實的基礎(chǔ)。
4全面培養(yǎng)
本科畢業(yè)設(shè)計過程中，指導(dǎo)教師在指導(dǎo)目標上，應(yīng)當牢固樹立全面培養(yǎng)的基本思想。高等學(xué)校的畢業(yè)生除了掌握扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識和較強的實踐能力之外，還應(yīng)具備良好的思想素質(zhì)。
首先，在思想素質(zhì)培養(yǎng)方面，指導(dǎo)教師應(yīng)當以身作則，嚴謹求實，營造良好的學(xué)術(shù)氛圍，培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的科學(xué)研究態(tài)度。當前畢業(yè)設(shè)計中的抄襲現(xiàn)象非常多，比較普遍的是大段地從網(wǎng)上復(fù)制和粘貼，抄襲既不利于學(xué)生真正獲得知識, 更是養(yǎng)成了不好的習(xí)慣[5]。指導(dǎo)教師在引導(dǎo)學(xué)生查閱及利用相關(guān)文獻時應(yīng)該重點強調(diào)模仿不等于抄襲的理念，使學(xué)生發(fā)揮自身潛力，在參考前人成果基礎(chǔ)上勇于提出自己的創(chuàng)新構(gòu)想并予以實現(xiàn)，防范學(xué)術(shù)造假現(xiàn)象。公司或企業(yè)中的項目規(guī)模通常較大，往往不能依賴個人獨立實現(xiàn)，需要研發(fā)部門內(nèi)部多個成員協(xié)調(diào)合作、共同完成。指導(dǎo)教師應(yīng)當在畢業(yè)設(shè)計階段就著重鍛煉學(xué)生的團結(jié)協(xié)作精神，提供集體學(xué)術(shù)討論的良好環(huán)境，同時在課題設(shè)計實現(xiàn)過程中引導(dǎo)學(xué)生有意識地為后續(xù)研發(fā)人員預(yù)留接口，保證項目或課題的可延續(xù)性。創(chuàng)新性是學(xué)術(shù)研究的靈魂，指導(dǎo)教師要充分引導(dǎo)學(xué)生進行逆向及多向思維，提出具有創(chuàng)新點的設(shè)計方案，提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。
其次，在增強實踐能力方面，指導(dǎo)教師要著重培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計、自我分析、自我綜合、自我評估的能力，鍛煉學(xué)生動手能力，真正將所學(xué)知識有效地利用到實際工作中去。在學(xué)術(shù)研究或工程應(yīng)用中取得的成果通常是以學(xué)術(shù)論文的形式發(fā)表出來，以供學(xué)術(shù)交流，因而學(xué)術(shù)論文的撰寫方式和技巧尤為重要。指導(dǎo)教師應(yīng)在仔細審查畢業(yè)論文的同時，鼓勵學(xué)生提煉畢業(yè)設(shè)計中的精華，培養(yǎng)學(xué)生撰寫學(xué)術(shù)文章的能力，并且通過預(yù)答辯的方式，鍛煉學(xué)生學(xué)術(shù)講演的能力。
5結(jié)束語
畢業(yè)設(shè)計作為提高學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵一環(huán)，其實質(zhì)不在于指導(dǎo)學(xué)生做出符合要求的產(chǎn)品，而是使學(xué)生鞏固所學(xué)知識，拓寬知識面，具備獨立完成實際應(yīng)用項目的能力，包括項目需求分析、功能模塊劃分、進度安排、設(shè)計方案制定、實際動手操作、中英文學(xué)術(shù)文章的撰寫及學(xué)術(shù)講演等能力的培養(yǎng)。本文從畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)方法的角度提出重在引導(dǎo)、嚴格管理、全面培養(yǎng)的全新理念，能夠有效輔助教師在指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的過程中充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高畢業(yè)論文的質(zhì)量，獲得良好的畢業(yè)設(shè)計效果，同時為高校人才培養(yǎng)模式提供了相關(guān)借鑒。
參考文獻
[1] 毛小慶.對本科畢業(yè)設(shè)計工作的若干思考[J]. 高等理科教育，2006，(1):125-128.
[2] 孫艷京，李光永，楊培嶺. 提高本科畢業(yè)設(shè)計(論文)質(zhì)量的思考與實踐[J]. 高等農(nóng)業(yè) 教育，2005，(9):54C56.
[3] 周建濤，李欣. 本科畢業(yè)設(shè)計(論文)質(zhì)量存在的問題及對策探討―以北航經(jīng)管學(xué)院金融(保險)專業(yè)為例[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2006，(3):91-95.
[4] 劉磊，富容國，常本康. 對本科畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作的分析和建議[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報，2006，28(4):115C117.
[5] 董黎剛，趙. 高校畢業(yè)設(shè)計中出現(xiàn)的問題及對策[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報，2004，26(6):122C124.
作者簡介
朱文軍(1974-)，男，安徽省肖縣人，博士，講師，主要從事計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成原理的研究和教學(xué)工作。
