發(fā)布時間:2023-03-23 15:14:45
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篇的編譯原理論文樣本,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。
西安電子科技大學(xué)(以下簡稱西電科大)是西北地區(qū)最早開設(shè)“編譯原理”課程的高校之一,由計算機學(xué)院和軟件學(xué)院開設(shè)的“編譯原理”分別于2003年、2004年被評為校級、省級精品課程,并獲2005年度“教育部-微軟精品課程”建設(shè)立項支持。
課程創(chuàng)新點
經(jīng)過長期的教學(xué)實踐,西電科大“編譯原理”課程組已建立起了較完整的教學(xué)體系,包括年齡結(jié)構(gòu)和知識結(jié)構(gòu)合理的教師隊伍、反映本課程水平的自編教材及先進的教學(xué)實踐環(huán)境,其特色和創(chuàng)新點概述如下:
1)堅持教學(xué)科研并重,不斷更新教學(xué)內(nèi)容
課程組成員堅持教學(xué)與科研并重,十幾年來先后主持與承擔國防預(yù)研、國防預(yù)研基金、橫向科研課題等十余項,發(fā)表學(xué)術(shù)與教學(xué)研究論文20余篇。這些課題所研究內(nèi)容大部分是編譯領(lǐng)域的核心技術(shù),科研成果水平在國內(nèi)高校同行中處于領(lǐng)先地位。豐富的科研積累為教學(xué)的實施與改革提供了充足的養(yǎng)分。
課程組能夠?qū)⒖蒲谐晒皶r轉(zhuǎn)化到本課程的教學(xué)中,同時不斷更新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段,極大地發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造性,提高了“編譯原理”課程教學(xué)的水平和質(zhì)量。同時,通過科研與教學(xué)相結(jié)合,形成了一支學(xué)術(shù)造詣高、知識與年齡結(jié)構(gòu)合理、勇于改革且團結(jié)協(xié)作的課程梯隊。
2)重視實驗教學(xué)研究與改革,培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力與素質(zhì)
計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個實踐性要求很高的專業(yè),而“編譯原理”是本專業(yè)中對軟件設(shè)計實驗環(huán)節(jié)要求更高的課程?!熬幾g原理”開設(shè)了獨立的綜合實驗“函數(shù)繪圖語言解釋器構(gòu)造”,其中的三個實驗子系統(tǒng)“詞法分析器構(gòu)造”、“語法分析器構(gòu)造”、“語法制導(dǎo)翻譯圖形繪制”有機連為一體,反映了“編譯原理”課程的核心技術(shù)和實驗水平,充實了理論教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)了學(xué)生的工程實踐能力與科研素質(zhì)。
我們還根據(jù)國內(nèi)教學(xué)條件的實際情況,在所承擔的科研項目工作基礎(chǔ)上,于1993年自主研制開發(fā)了在微機和DOS/Windows環(huán)境下的詞法分析器生成器XDFLEX和語法分析器生成器XDYACC(它們是與編譯器構(gòu)造領(lǐng)域中最具影響且被廣泛使用的、Unix環(huán)境下的詞法分析器生成器Lex和語法分析器生成器Yacc兼容的軟件,其中XD是我校英文縮寫),當時在國內(nèi)是首創(chuàng)。1996年,我們又對XDFLEX進行了改造,增加了漢字識別的自動生成,并重新命名為XDCFLEX。至此,XDCFLEX/ XDYACC形成了具有中國特色的、教學(xué)與科研兼顧的編譯器編寫工具(放在我校網(wǎng)站上供自由下載)。此工具不但提高了我校學(xué)生的上機實習(xí)水平和“編譯原理”課程實驗室建設(shè)的水平,同時也被國內(nèi)多所高校的教師和學(xué)生以及研究所的科研人員使用,提高了我?!熬幾g原理”課程在國內(nèi)的地位。
課程建設(shè)的實施辦法
1)明確目標,合理安排。根據(jù)課程組的現(xiàn)有條件,制定合理的建設(shè)目標和課程質(zhì)量標準,提出師資隊伍建設(shè)規(guī)劃以及教學(xué)過程、教學(xué)管理和教學(xué)改革等方面的基本要求。依靠教師和教學(xué)管理人員,明確職責,分級建設(shè),責任到人。
2)樹立課程整體優(yōu)化的觀念。在明確課程建設(shè)目標的前提下,解決相關(guān)課程之間的配合和銜接問題,推進“模塊課程”或“系列課程”的整體優(yōu)化,將課程建設(shè)放在專業(yè)建設(shè)和培養(yǎng)模式中進行優(yōu)化設(shè)計。
3)重視師資隊伍建設(shè),開展教學(xué)改革與研究。課程建設(shè)應(yīng)形成合理、優(yōu)化的專業(yè)教師梯隊,以高層次、高學(xué)歷教師為主體,教師隊伍中高、中、初級職稱比例合適,課程負責人具有較高的學(xué)術(shù)水平和教學(xué)水平,課程組有計劃地經(jīng)常開展教研活動,加強對中青年教師的培養(yǎng)。保證每年有一定的教學(xué)改革項目或教研項目立項和教學(xué)改革成果。
4)加強教材建設(shè),改革教學(xué)手段。一方面采用國內(nèi)現(xiàn)有的先進教材和精品教材,另一方面根據(jù)學(xué)院自身的現(xiàn)有條件和專業(yè)特點組織教師自編部分具有一定創(chuàng)新性和特色的教材。同時制作、收集和整理電子教材、課件以及教輔材料,逐步形成立體化教材體系。根據(jù)本課程的教學(xué)特點,采用多媒體教學(xué),建立教學(xué)網(wǎng)站,實現(xiàn)網(wǎng)上教學(xué)輔導(dǎo)。
5)建立健全學(xué)生評價、教師同行聽課和教學(xué)督導(dǎo)組聽課機制,逐步完善教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控和評估體系,確保和提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效果。
6)建立有效的激勵機制。對于承擔精品課程建設(shè)任務(wù)并作出突出貢獻的課程負責人及骨干教師在評獎、評優(yōu)、晉職等方面給予優(yōu)先考慮。
教材介紹
課程組曾經(jīng)選用陳火旺院士的《編譯原理》(國防科技大學(xué)出版社)、《編譯原理和技術(shù)》,經(jīng)過長期積累,在總結(jié)二十多年教學(xué)經(jīng)驗、科研與教學(xué)改革成果的基礎(chǔ)上,由劉堅教授主編了《編譯原理基礎(chǔ)》教材。該教材及與其配套的教學(xué)輔助指導(dǎo)書《編譯原理基礎(chǔ)-習(xí)題與上機題解答》全面體現(xiàn)編譯原理的教學(xué)規(guī)律,內(nèi)容新穎先進,獨創(chuàng)性、實用性好,教學(xué)適用性強。自2002年出版以來,已發(fā)行萬余冊,被若干高校選用,在相關(guān)科研技術(shù)人員中亦被廣泛使用。2005年《編譯原理基礎(chǔ)》被評為西安電子科技大學(xué)優(yōu)秀教材,同年,榮獲陜西省優(yōu)秀教材二等獎。
課程組教師
目前,“編譯原理”課程組由4名主講和3名專職輔導(dǎo)教師組成。
劉堅:1982年2月起在西安電子科技大學(xué)任教,教授。主講本科生“編譯原理”、研究生“編譯原理與技術(shù)”等課程,研究方向為計算機軟件理論與技術(shù)。主持“Ada軟件開發(fā)平臺技術(shù)”、“軟件系統(tǒng)安全故障模式分析”、“軟件安全模式”等課題的研究工作,發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文。
龔杰民:1973年5月起在西安電子科技大學(xué)任教,教授,研究方向為人機交互技術(shù)和軟件開發(fā)工具。主講“編譯原理”、“形式語言與自動機理論”、“C程序設(shè)計”、“PROLOG程序設(shè)計”、“人機交互技術(shù)與可靠性工程”等課程。長期從事編譯原理、形式語言與自動機、人機交互技術(shù)等課程的教學(xué)與研究。發(fā)表教學(xué)研究及學(xué)術(shù)論文多篇,著有《C語言程序設(shè)計及其應(yīng)用》、《標準C語言程序設(shè)計及應(yīng)用》、《人機交互技術(shù)及可視化技術(shù)》、《人-計算機界面設(shè)計》(譯)等。主持的多項科研課題獲得省部級獎勵,其中,“觸摸屏電子筆”獲中國實用新型專利證書,主持的“液晶顯示器和等離子體顯示器的工效研究”課題成果已在日本使用。
方敏:1989年起在西安電子科技大學(xué)任教,博士,教授。主講“編譯原理”、“操作系統(tǒng)”、“計算機網(wǎng)絡(luò)”等課程,參加“聯(lián)合作戰(zhàn)態(tài)勢評估輔助決策模型研究”、“智能化多源數(shù)據(jù)融合”等課題的研究工作;編著教材“計算機操作系統(tǒng)”(西安電子科技大學(xué)出版社,2004);撰寫論文多篇。
張淑平:1995年起在西安電子科技大學(xué)任教,在讀博士生,副教授。主講“編譯原理”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”等課程,西電科大 ACM/ICPC競賽基地教練, 參加“寬帶無線IP網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)”、“基于算法的容忍入侵檢測系統(tǒng)”等科研項目,著有“程序員教程”一書(清華大學(xué)出版社,2004),撰寫論文多篇。
張立勇:2001年起在西安電子科技大學(xué)任教,在讀博士生,講師。主講“編譯原理”、“分布對象技術(shù)”、“算法設(shè)計與分析”等課程,參加“計算機軟件安全模式分析”等課題研究,擔任西電科大ACM/ICPC競賽隊教練。
胡圣明:2003年起在西安電子科技大學(xué)任教,在讀博士生,講師。輔導(dǎo)“編譯原理”課程,主講“數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)”課程,參加《編譯原理基礎(chǔ)-習(xí)題與上機題解答》的編寫工作。參加“程序理解征挖掘理論與方法的研究”、“面向?qū)ο竽嫦蚬こ坦ぞ哐芯俊薄ⅰ跋到y(tǒng)應(yīng)用軟件逆向工程工具研究”等科研項目的研究工作,撰寫論文多篇。
王小兵:2004年起在西安電子科技大學(xué)任教,在讀博士生,講師。輔導(dǎo)“編譯原理”課程,主講“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”課程。
論文關(guān)鍵詞:Proteus,簡單制作,教學(xué)與實踐
1 Proteus 簡介
Proteus是英國Labcenter公司研發(fā)的多功能EDA(電子設(shè)計自動化),它實現(xiàn)了從電路設(shè)計到測試、仿真、調(diào)試的整個過程。仿真運行通過后再制作實際電路的話,就大大縮短了開發(fā)周期,并且降低了開發(fā)成本。所以說它為電子電路、單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計以及教師的教學(xué)、學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了非常有效的方法。
2 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與仿真實例
下面通過制作一個簡單的單燈閃爍,說明如何使用Proteus實現(xiàn)單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與仿真。要求發(fā)光二極管一亮一滅的不停閃爍。
2.1 設(shè)計電路
利用Proteus繪制電路原理圖的步驟如下:
⑴運行Proteus ISIS程序;
⑵單擊P命令進入元件選擇對話框,選擇電路設(shè)計中所需的元件;
⑶放置元件到繪圖區(qū)簡單制作,布好局;
⑷設(shè)置好元件的參數(shù);
⑸連接導(dǎo)線。
繪制完成的單燈閃爍硬件電路圖如圖1所示。
圖1 單燈閃爍硬件電路圖
2.2 編寫程序
ORG0030H
LOOP: SETB P1.0
LCALL DELAY
CLR P1.0
LCALL DELAY
LJMP LOOP
DELAY: MOVR3, #250
L:MOV R4, #250
LL:DJNZ R4, LL
DJNZ R3, L
RET
END
編輯好程序保存時,文件的擴展名必須是ASM格式。
編譯程序,若編譯通過,便得到HEX格式的文件論文開題報告范例。
2.3 加載程序文件
雙擊原理圖中的單片機元件AT89C51,便出現(xiàn)單片機的屬性編輯窗口,在“Program File”欄指出HEX格式的程序文件所在的位置,就可將該程序文件加載到單片機中。
2.4 啟動仿真,看電路運行效果
單擊仿真控制按鈕,觀察電路的運行狀況。
Proteus可以總體仿真運行,也可單步或設(shè)置斷點仿真。
啟動仿真后,能清楚地觀察到單片機系統(tǒng)在運行時,各硬件所處的實時狀態(tài)。
若電路設(shè)計合理、程序編寫正確,就會看到發(fā)光二極管不停地閃爍。
2.5 調(diào)試簡單制作,修正電路、程序代碼
若未出現(xiàn)想要實現(xiàn)的功能,就需進行軟硬件調(diào)試。
對于硬件電路,可用Proteus中提供的測量儀器儀表對電路進行測試、觀察;至于程序,可采取單步或設(shè)置斷點進行仿真調(diào)試。
不斷修正電路及程序代碼,直到能實現(xiàn)相應(yīng)功能,并改變元件參數(shù)使電路的性能達最優(yōu)。
注:每次修改完程序后,都必須再編譯一次,然后裝載到單片機中。
2.6 仿真運行通過,制作實際電路
仿真運行通過后,根據(jù)設(shè)計的原理圖,購買元器件、制板、焊接、測試調(diào)試,直至產(chǎn)品制作成功。
Proteus仿真模型是根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)參數(shù)文件來建立的,仿真極接近實際簡單制作,所以仿真運行通過后制作的實際電路的成功率相當高。
3 引入Proteus的好處
3.1 教學(xué)中
1. 教學(xué)內(nèi)容生動形象化
利用Proteus仿真軟件和多媒體教學(xué)設(shè)備,在課堂中通過實例仿真,演示從單片機硬件設(shè)計到軟件調(diào)試的全過程,并演示運行結(jié)果,使教學(xué)內(nèi)容生動形象化。
2. 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量
教學(xué)中對實例用Proteus進行仿真,這種結(jié)合實際講解知識點的方法,大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使知識點變得容易理解、接受,從而提高了教學(xué)質(zhì)量。
3. 拓展學(xué)生思維
講解完知識點后,針對實例,向?qū)W生提出相關(guān)拓展性問題。比如上例中:
⑴P1.0口線上能否多并聯(lián)幾個發(fā)光二極管?改變R2阻值大小的話會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
⑵能不能將P1.0換為32根I/O口線中的其他線呢?若能的話,改為P0的某一口線時需注意什么?
⑶P1.1~P1.7能否像P1.0一樣都接發(fā)光二極管以及電阻呢?
⑷硬件電路改了簡單制作,程序相應(yīng)地要如何修改呢?。。。論文開題報告范例。。。
通過提問,并適當演示,這樣不僅拓展了學(xué)生的思維,同時加強、深化了學(xué)生對知識點的理解。
3.2 實踐中
1. 提高開發(fā)速度,降低開發(fā)成本
從上例可看出,利用Proteus軟件,在繪圖區(qū)繪制好電路原理圖,并將編譯后的程序文件加載到單片機中,進行仿真就能觀察整個電路的運行情況,驗證設(shè)計是否達到要求,未達到,即可修整設(shè)計方案、修改程序、測試電路,直至成功。這樣就無須多次購買元器件板、制板、焊接測試調(diào)試等簡單制作,省時、省力、省錢,同時也提高了設(shè)計效果和質(zhì)量。
2. 敢于嘗試,勇于創(chuàng)新
根據(jù)仿真通過后的電路原理圖來制作產(chǎn)品,學(xué)生就不用擔心元器件損壞等問題,就敢于動手去嘗試設(shè)計電路。通過自己動手,加深了對理論知識的理解,同時培養(yǎng)了學(xué)生勤思考、勇于創(chuàng)新的精神。
4 結(jié)語
教學(xué)與實踐中引入Proteus,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。產(chǎn)品制作成功,學(xué)生就會很有成就感、滿足感,這是一個良性循環(huán)。通過不斷的實踐,學(xué)生的動手開發(fā)、創(chuàng)新能力就得到了較大的提高。
參考文獻:
[1]彭勇.單片機技術(shù).電子工業(yè)出版社,2009.8
[2]朱成志.Proteus仿真軟件在單片機原理教學(xué)中應(yīng)用. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報, 2009
關(guān)鍵詞:編譯原理;Timeliner語言;腳本;TSCL語言
中圖分類號:TP314 文獻標識碼:A DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.06.021
Design and Implement of Timeliner-based Spacecraft Control Language
LIU lei1, YaN Hui2, Gao Yong-ming3, waNG Bin4
(1.Graduate School of Management brigade ,The Academy of Equipment,101416 Beijing;
2.Scientific Research Department ,The Academy of Equipment,101416 Beijing; 3.Department of Information Equipment ,The Academy of Equipment,101416 Beijing; 4.Department of Aerospace Equipment ,The Academy of Equipment,101416 Beijing)
【Abstract】In the past 30 years, the timeliner language was successfully applied in many aspects of the International Space Station and orbital express mission management, core operating and payload operations, launch vehicles to provide independent emission control system. However, the timeliner the related technologies are mostly concentrated in the developed countries in europe and the United States, to carry out and grasp the Timeliner related technology to promote the related fields in China and raise the level of significance. This article is based on in-depth analysis of the Timeliner language and its successful experience in the field of autonomous mission planning and scheduling applications, drawing the timeliner thinking design tSCL (timeliner-based Spacecraft Control Language) scripts to control the language specification, a simple compilation and execution environment prototypelay a good foundation for future research and application.
【Key words】Compiler theory;Timeliner language; script; Collaborative Computing; TSCL language
0 引 言
Timeliner語言是1982年由Draper實驗室開發(fā)的,1992年被選為國際空間站計劃的用戶接口語言。Timeliner既是一種腳本或者過程程序設(shè)計語言也是一種執(zhí)行環(huán)境,用來編寫可以基于事件、時間、地面或者是人工命令驅(qū)動的自動執(zhí)行腳本,執(zhí)行環(huán)境是國際空間站指令和數(shù)據(jù)處理軟件與相關(guān)地面軟件的結(jié)合[1]。Timeliner語言在國際空間站、軌道快車和商業(yè)領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用,但在我國的研究和應(yīng)用較為滯后[2]。本文基于對Timeliner語言的深入分析和將其在自主任務(wù)規(guī)劃調(diào)度領(lǐng)域應(yīng)用[3]的經(jīng)驗,借鑒其設(shè)計思想,從實現(xiàn)的角度,設(shè)計了一種航天器控制語言——TSCL。
Timeliner語言是專門設(shè)計用來允許簡單的腳本定義,提供控制復(fù)雜系統(tǒng)的序列。Timeliner控制序列可以是預(yù)編程的Timeliner腳本,也可以是來自實時、交互式輸入的系統(tǒng)操作[4]。 Timeliner系統(tǒng)(如圖1所示)包括一個高級腳本語言,一個包含命令和數(shù)據(jù)對象的數(shù)據(jù)庫,一個命令編譯器,一個命令執(zhí)行器和監(jiān)控界面。
4 結(jié) 論
本文基于對Timeliner語言,設(shè)計了TSCL語言的語法規(guī)范,闡述了該語言的編譯執(zhí)行方案,初步實現(xiàn)了編譯器原型。對下一步將Timeliner思想引入到我國航天器領(lǐng)域打下了良好的基礎(chǔ),具有一定的理論意義和應(yīng)用價值。
[1] Robert A. Brown, Automating Space Operations Using Timeliner and ADEPT[J], The Charles Stark Draper Laboratory, 2006.
[2] 申璐榕,Timeliner機制及其在機器人控制中的應(yīng)用研究[D],國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2008.
下面是由本課程的全部教學(xué)內(nèi)容所提煉并加以有機整合而形成的出的精髓教學(xué)框架:
(1)系統(tǒng)發(fā)展歷史的回顧與當前技術(shù)發(fā)展潮流追蹤許多學(xué)校的計算機專業(yè)在講解操作系統(tǒng)課程時,往往局限于介紹具體方法和技術(shù)細節(jié),忽略對技術(shù)發(fā)展歷史和當前技術(shù)潮流的詮釋。既不能開拓學(xué)生專業(yè)視野,又無法對專業(yè)歷史有深入的了解。本門課程爭取使用3-4學(xué)時的時間詳細講解操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史、著名人物、分類體系和技術(shù)發(fā)展趨勢。這樣的內(nèi)容極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)使命感,具有很好的教學(xué)效果。
(2)作系統(tǒng)基本設(shè)計原理與核心技術(shù)方法的分析講解本門課程注重對基礎(chǔ)專業(yè)理論的講解,從五個方面詳細剖析操作系統(tǒng)的核心原理。對進程管理、存儲管理、文件系統(tǒng)、設(shè)備管理、系統(tǒng)接口等基本的設(shè)計原理均進行了詳細的介紹和分析。操作系統(tǒng)的各種基本設(shè)計原理中包含了大量的算法設(shè)計與技術(shù)實現(xiàn)優(yōu)化考慮,在教學(xué)過程中,要特別注重剖析算法設(shè)計思想和優(yōu)化教學(xué)法的差別,強調(diào)激發(fā)學(xué)生的主動思考能力,而不是僵化的向?qū)W生灌輸思想。
(3)真實操作系統(tǒng)案例的組成結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)特色剖析對比。操作系統(tǒng)的設(shè)計原理體系嚴密,各種技術(shù)方法錯綜復(fù)雜。要注重選用真實操作系統(tǒng)作為學(xué)習(xí)的案例。通過對真實案例的剖析以提高學(xué)生的感性認識。例如在講解“進程管理”時,將Linux系統(tǒng)與WindowsXP系統(tǒng)進行對比;講解“文件系統(tǒng)”時,對Linux、FAT32、NTFS等各類不同的文件系統(tǒng)進行對比;講解內(nèi)存管理時,對Minix、Linux、Win-dowsXP系統(tǒng)進行對比。這樣的教學(xué)內(nèi)容雖然備課難度大,但是教學(xué)效果卻非常好。
(4)操作系統(tǒng)原理與計算機原理、編譯原理、數(shù)據(jù)庫、計算機網(wǎng)絡(luò)等課程的關(guān)聯(lián)?!恫僮飨到y(tǒng)原理》課程是計算機及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生在本科階段“承上啟下”的重要課程,講授過程中必須注重與其他專業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容和知識的結(jié)合。在教學(xué)過程中,專門講解“操作系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)知識”以融合《計算機原理》課程知識;重點分析“應(yīng)用程序編譯鏈接過程”以融合《編譯原理》課程知識;在“進程同步互斥、I/O設(shè)備同步阻塞-異步傳輸”的內(nèi)容中有機融合《數(shù)據(jù)庫原理》、《計算機網(wǎng)絡(luò)》的基本概念。這樣的關(guān)聯(lián)式教學(xué)方式使得學(xué)生能夠?qū)⒍嚅T專業(yè)基礎(chǔ)課程進行有機的融合貫通,有效的促進了專業(yè)理論體系的完善。
基于以上對教學(xué)內(nèi)容的有機的系列化分類,在選用優(yōu)秀計算機經(jīng)典教材的基礎(chǔ)上,必須強調(diào)教學(xué)方式的科學(xué)與合理,主要采用以下教學(xué)方式:
(1)定位于專業(yè)基礎(chǔ)必修課,幫助學(xué)生建立扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)。計算機領(lǐng)域各相關(guān)專業(yè)的學(xué)生都需要建立扎實完整的軟件基礎(chǔ)理論體系?!恫僮飨到y(tǒng)原理》是講述計算機硬件資源管理、應(yīng)用程序運行控制、人機交互接口實現(xiàn)等內(nèi)容的基礎(chǔ)性課程,在專業(yè)人才培養(yǎng)方面具有極為重要的作用。應(yīng)該不斷加強對《操作系統(tǒng)原理》課程的教學(xué)投入,積極完善師資隊伍、改進教學(xué)計劃、建立完整實踐環(huán)境、主動追蹤技術(shù)發(fā)展潮流,使得本門課程的教學(xué)質(zhì)量不斷提升。
(2)面向應(yīng)用、軟件等各專業(yè)學(xué)生授課,實現(xiàn)“承上啟下”的總體教學(xué)目標?!恫僮飨到y(tǒng)原理》是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)必修基礎(chǔ)課,是自動化專業(yè)的專業(yè)選修課,也是非計算機專業(yè)的軟件方向主干課。在教學(xué)計劃中,本門課程最主要的作用就是實現(xiàn)對低年級專業(yè)基礎(chǔ)知識的綜合與提升,幫助學(xué)生建立系統(tǒng)、完整的專業(yè)基礎(chǔ)理論體系,培養(yǎng)學(xué)生的研究型思維和動手實踐能力,開拓學(xué)生的專業(yè)學(xué)術(shù)視野,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和專業(yè)發(fā)展奠定重要的基礎(chǔ)。
(3)原理、實踐、現(xiàn)實應(yīng)用相結(jié)合,為培養(yǎng)高水平專業(yè)人才服務(wù)?!恫僮飨到y(tǒng)原理》是綜合了基礎(chǔ)理論講授、動手實踐、觀察體驗、最新技術(shù)發(fā)展潮流追蹤等多項內(nèi)容的專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程建設(shè)存在教學(xué)工作量大、上機實踐環(huán)節(jié)重要、學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)重等特點,課程教學(xué)過程中,常常存在原理講授與上機實踐脫節(jié)、課堂學(xué)習(xí)與現(xiàn)實應(yīng)用剝離的情況,導(dǎo)致老師在教學(xué)過程中常采用“灌輸式”教學(xué)法、學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常采用“機械記憶”的學(xué)習(xí)習(xí)慣,教學(xué)質(zhì)量難以提升。為此,在《操作系統(tǒng)原理》課程建設(shè)中應(yīng)該積極進行教學(xué)改革和創(chuàng)新,近年來不斷引進國內(nèi)外經(jīng)典操作系統(tǒng)教材,努力搭建多種操作系統(tǒng)平臺的上機實踐環(huán)境,加強師資隊伍建設(shè)和教學(xué)督導(dǎo)力度,加強對技術(shù)發(fā)展潮流的追蹤。
(4)“啟發(fā)式、關(guān)聯(lián)式”的課堂講授與課堂討論相結(jié)合。在對基礎(chǔ)性的操作系統(tǒng)原理進行講解時,要注重講授與討論的結(jié)合,教案的內(nèi)容組織并不完全遵循各類教材的內(nèi)容安排,在講解順序、思路整理方面均體現(xiàn)了教師對學(xué)習(xí)過程的把握和指導(dǎo)。在詳細講解各類原理之前,安排小規(guī)?!罢n堂討論”分析猜測設(shè)計思想,激發(fā)學(xué)生的好奇心和主動思考能力;在講解原理的過程中,不斷的問“為什么”,提高學(xué)生的對比分析能力;在原理講解完成后,進行系統(tǒng)性的總結(jié)和展望,指導(dǎo)學(xué)生建立系統(tǒng)性的思維方式。為激發(fā)課堂討論的積極性,對討論過程中表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生給予“小額加分”的激勵,鼓勵學(xué)生表達自己觀點。
關(guān)鍵詞:LDPC碼 信道編碼 差錯控制 糾錯編碼 計算機仿真
中圖分類號:TN91 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)05-0000-00
低密度奇偶校驗碼(LDPC)是一種線性分組糾錯碼,當其采用迭代譯碼算法時,如和積(sum-product) 譯碼算法,具有逼近Shannon限的良好性能,其譯碼算法復(fù)雜度隨碼長呈線性增長,非常適合并行實現(xiàn)。正因如此,LDPC碼受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注,已廣泛應(yīng)用于移動通信、光纖通信、衛(wèi)星測控通信和數(shù)字視頻等領(lǐng)域[1] [2]。
構(gòu)造LDPC碼時,其校驗矩陣中的非零元素往往很少,正是由于校驗矩陣具有這種稀疏的特性,因此出現(xiàn)了多種高效的譯碼算法,且糾錯能力較強。LDPC譯碼采用的是消息傳遞(MP)算法,其基本算法有比特翻轉(zhuǎn)(BF)算法和置信傳播(BP)算法。BF算法只進行比特位的翻轉(zhuǎn)等幾種簡單的運算,復(fù)雜度較低,因此硬件實現(xiàn)簡單,但其性能相對較低,適用于硬件條件受限而性能要求較低的場合;而BP算法是將接收到的信息在變量節(jié)點和校驗節(jié)點之間進行迭代運算,從而獲得最大編碼增益,因此具有很好的性能,同時復(fù)雜度也較高,廣泛應(yīng)用于對性能有較高要求的場合。
本文在介紹低密度校驗編碼的基礎(chǔ)上,研究了置信傳播(BP)算法、對數(shù)似然率(LLR-BP)算法、最小和(Min-sum)算法等三種譯碼算法,并對各種算法的復(fù)雜度、工程實現(xiàn)的難易度和優(yōu)缺點進行分析,并對分析結(jié)果進行仿真驗證。
1 低密度校驗編碼
LDPC編碼的首要條件是構(gòu)造一個符合條件的稀疏校驗矩陣。根據(jù)校驗矩陣結(jié)構(gòu)不同,通常把LDPC碼分為規(guī)則LDPC碼和不規(guī)則LDPC碼。規(guī)則LDPC碼的校驗矩陣每行每列的非零元素相同,而不規(guī)則LDPC碼不受此規(guī)則限制。無論哪種,好的LDPC碼,必須圍繞無短環(huán)、無低碼重碼字、碼間最小距離盡可能大的原則構(gòu)造校驗矩陣[3]。
傳統(tǒng)的編碼方法是將稀疏奇偶校驗矩陣H經(jīng)過高斯消元處理轉(zhuǎn)換為生成矩陣G,再根據(jù)G來進行編碼。如此的編碼方法其生成矩陣的稀疏性難以保證,且會導(dǎo)致編碼的運算和存儲復(fù)雜性大大增加。對于線性編碼來說,校驗矩陣為H,編碼后碼字為c,則由校驗等式性質(zhì)H?c’=0,所以可以用校驗矩陣直接編碼,主要的編碼方法有高斯消去的直接編碼,LU分解編碼,部分迭代編碼算法等。本文仿真采用高斯消去的直接編碼,將m?n校驗矩陣H通過高斯消元和列變換改成如下形式H=[I|P],I為m?m單位矩陣,P為m?(n-m)矩陣,編碼后碼字c寫成c=[s|u]形式,u為輸入碼字,s為校驗碼字,由校驗等式H?c’=0得,I?s’+P?u’=0,即s’=P?u’,則由c=[u s]可得編碼后碼字。
2 LDPC碼譯碼算法
LDPC譯碼算法是以迭代運算為主,主要是基于二分圖[6]結(jié)構(gòu)的消息傳遞算法。二分圖與校驗矩陣H相對應(yīng),包含三種元素,方形節(jié)點、圓形節(jié)點及連接方形節(jié)點和圓形節(jié)點之間的邊,對于M×N的校驗矩陣H,方形節(jié)點Vc=(c0,c1,…,cM-1)稱為校驗節(jié)點,對應(yīng)于校驗矩陣中的列,圓形節(jié)點Vs=(s0,s1,…,sN-1)稱為變量節(jié)點,對應(yīng)于校驗矩陣中的行。如果校驗矩陣中的非零位于第i行第j列,則校驗節(jié)點ci和變量節(jié)點sj之間存在一條邊,如圖1所示,為5×10的校驗矩陣二分圖表示。LDPC譯碼時各個節(jié)點的置信消息需要在變量節(jié)點和校驗節(jié)點之間互相傳遞。
3 譯碼算法性能分析及計算機仿真
從第二節(jié)對三種譯碼算法的分析來看,LLR-BP譯碼算法雖然與BP算法接近,但是,由于其運算是在對數(shù)域進行,因此復(fù)雜度有所降低;而MIN_SUM算法則通過采用近似運算來降低復(fù)雜度,但是,近似運算導(dǎo)致了該算法性能會有所損耗。
3.1三種譯碼算法復(fù)雜度比較
文獻[6]對概率域BP譯碼算法、LLR_BP譯碼算法和Min-sum譯碼算法的計算復(fù)雜度進行了對比,各種算法都是針對碼率為1/2的(n,2p,p)規(guī)則LDPC碼進行分析的。如表1所示。
由表1可以看出,在計算復(fù)雜度方面,BP算法最為復(fù)雜,LLR-BP算法次之,Min-sum算法計算量是最小的。
3.2三種譯碼算法性能比較
為了對BP算法、LLR_BP算法和MIN_SUM三種譯碼算法的性能進行分析,本文建立了BPSK系統(tǒng)仿真模型,如圖2所示,并以此模型為基礎(chǔ),分析三種譯碼算法在仿真系統(tǒng)中的性能。
基于圖2的系統(tǒng)仿真模型,對三種譯碼算法性能進行分析。信源部分隨機生成,生成的數(shù)據(jù)u={u1,u2, …,uk}經(jīng)基于刪除信道的迭代算法進行LDPC編碼,碼長為512,碼率為1/2,最大迭代次數(shù)為100,編碼后得到的碼字c={c1,c2, …,cn }進行BPSK調(diào)制,調(diào)制后將碼字c映射成傳輸碼字x={x1,x2, …,xn }。
若信噪比取值為SNR = (0:0.2:2),運行系統(tǒng),可以繪制出采取三種不同譯碼算法解碼后系統(tǒng)的誤碼率曲線。圖3給出了在加性高斯白噪聲信道下系統(tǒng)誤碼率圖。
從圖3可以看出,BP譯碼算法和LLR_BP譯碼算法誤碼率基本一致,最小和譯碼算法誤碼率相對較差。由此可以看出,三種算法中BP算法是基礎(chǔ)算法,其譯碼復(fù)雜度最高,但具有最優(yōu)的譯碼性能。LLR-BP算法是由BP算法簡化而來,通過將原來的運算簡化到對數(shù)域進行,從而降低了譯碼復(fù)雜度。就譯碼性能來說,LLR-BP算法最接近BP算法,從圖中也可以看出,BP算法與LLR-BP算法的曲線幾乎一致。Min-sum算法復(fù)雜度最低,與其它兩種算法比較譯碼性能較差,但性能損失不大。所以Min-sum算法復(fù)雜度降低,易于硬件實現(xiàn),實用性較強。因此在實際運用中,我們需要在性能和復(fù)雜度上進行整體考慮。
4 結(jié)語
低密度校驗編碼在高速數(shù)據(jù)傳輸中有著較好的應(yīng)用,但是其采用不同譯碼算法所表現(xiàn)出的譯碼性能有著較大差異。為此,本文討論了置信傳播(BP)譯碼算法和在該譯碼算法基礎(chǔ)上衍生的兩種譯碼算法,對數(shù)似然率(LLR-BP)算法和最小和(Min-sum)算法;分析了三種譯碼算法的性能,并對分析結(jié)果進行了仿真驗證。雖然LLR-BP算法譯碼性能與BP算法相當,但簡化了算法,Min-sum算法雖然較BP和LLR-BP算法相比,損失了一定誤碼性能,但易于硬件實現(xiàn),實用性較強。因此,在實際應(yīng)用中,要根據(jù)系統(tǒng)性能要求和硬件條件等因素綜合考慮,在譯碼性能和復(fù)雜度之間需要全面衡量,選擇合適的LDPC碼譯碼方法,開發(fā)相應(yīng)的硬件產(chǎn)品。本文只是對LDPC碼的基礎(chǔ)譯碼算法進行了分析,對不同碼長的選擇,以及在不同的調(diào)制方式和通信環(huán)境下系統(tǒng)性能的比較分析未曾考慮,因此還需要進一步完善。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:信息科學(xué)技術(shù);教學(xué)改革;教學(xué)理念;計算機學(xué)科
北大信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院針對北大學(xué)生的特點,把培養(yǎng)目標定位在培養(yǎng)具有國際視野的領(lǐng)域領(lǐng)軍人才上,具體講就是培養(yǎng)具有原創(chuàng)能力的研究型人才、具有集成能力的工程型人才和具有組織能力的管理型人才。為了實現(xiàn)上述培養(yǎng)目標,學(xué)院秉承了北京大學(xué)“加強基礎(chǔ),淡化專業(yè),因材施教,分流培養(yǎng)”的理念,在教學(xué)改革中強調(diào)了“拓寬夯實知識基礎(chǔ),培養(yǎng)鍛煉綜合能力”的基本原則,關(guān)注了如下三方面的工作:一是結(jié)構(gòu)化的教學(xué)體系框架設(shè)計:構(gòu)筑能夠靈活調(diào)整課程安排、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式的教學(xué)體系框架,適應(yīng)本學(xué)科發(fā)展迅速和與產(chǎn)業(yè)結(jié)合緊密的特點。二是寬廣和扎實結(jié)合的基礎(chǔ)課程設(shè)置:依托北大的人文學(xué)科優(yōu)勢培養(yǎng)學(xué)生的人文基礎(chǔ),依托北大的理科優(yōu)勢夯實數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)。依托北大計算機學(xué)科的歷史積淀強化算法和軟件編程基礎(chǔ),依托學(xué)院的電子科學(xué)技術(shù)學(xué)科加強硬件基礎(chǔ)。三是面向能力培養(yǎng)的學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè):營造敢于表達、質(zhì)疑、挑戰(zhàn)、犯錯和承擔的學(xué)術(shù)氛圍,建設(shè)面向基礎(chǔ)知識和動手能力的實驗教學(xué)課程體系,建立結(jié)合真實科研任務(wù)的、與研究生同等條件的科研實習(xí)制度。
本文將對這些前期教改實踐做一個簡要總結(jié)。
一、結(jié)構(gòu)化的教學(xué)體系框架設(shè)計
信息學(xué)院目前有四個本科生專業(yè),分別為計算機科學(xué)與技術(shù)、電子學(xué)、微電子學(xué)和智能科學(xué)。其中前三個是成立學(xué)院時就有的專業(yè),而第四個是學(xué)院成立后設(shè)立的全國第一個智能科學(xué)專業(yè)。在原有的教學(xué)體系中,每個專業(yè)的課程自成體系。一方面每個專業(yè)的學(xué)生知識面較窄,不利于學(xué)生適應(yīng)快速發(fā)展的社會需求;另一方面有些課程在不同專業(yè)重復(fù)設(shè)置,浪費教學(xué)資源。學(xué)院成立后我們制定了新的本科生教學(xué)計劃,打通一年級四個專業(yè)方向課程,并在2005年、2007年兩次進行了修訂。我們提出了重視基礎(chǔ),分階段、多層次的模塊式教學(xué)計劃,把課程分成三個階段安排(一年級、二年級和高年級三個階段),除學(xué)校公共必修課外,把課程分成四個層級:學(xué)院公共必修課、專業(yè)必修課、專業(yè)核心選修課、任選課。
為了加強基礎(chǔ)、淡化專業(yè),一年級統(tǒng)一安排數(shù)學(xué)、物理、計算機和電路方面的基礎(chǔ)課(如數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、電磁學(xué)、力學(xué)、計算概論、程序設(shè)計實習(xí)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、微電子與電路基礎(chǔ)等),使得不同專業(yè)的同學(xué)在軟硬件方面都得到加強。2007年的修訂計劃,更加體現(xiàn)出北京大學(xué)重基礎(chǔ)重創(chuàng)新思維的培養(yǎng)特色。以學(xué)生為本,課程設(shè)置將數(shù)學(xué)、物理、計算機等方面的基礎(chǔ)課,分別開設(shè)AB兩級不同深度要求的課程。打造研究型、綜合型(寬口徑型)、應(yīng)用型培養(yǎng)模式,以適應(yīng)興趣和特長不同的學(xué)生。另一方面,在一年級第一學(xué)期開設(shè)“信息科學(xué)技術(shù)概論”,請學(xué)院里資深的專家教授向?qū)W生講解信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域各學(xué)科的發(fā)展和最新成果,各專業(yè)的知名教授學(xué)者(包括院士、長江學(xué)者等)都親自給學(xué)生授課,開闊了學(xué)生的視野,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。二年級分為兩個大方向,計算機和智能科學(xué)的方向以及電子和微電子的方向。到了高年級,則根據(jù)不同的專業(yè)和學(xué)生志向安排更具選擇性的專業(yè)課程。
在學(xué)院本科教學(xué)框架體系下,計算機學(xué)科的本科教學(xué)體系由五大基礎(chǔ)(數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)、程序設(shè)計基礎(chǔ)、專業(yè)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、硬件基礎(chǔ)、系統(tǒng)軟件基礎(chǔ))、三大系列專業(yè)課(計算機理論、計算機核心技術(shù)、計算機應(yīng)用和新技術(shù))和本科生科研實習(xí)組成。在整個課程體系中,程序設(shè)計基礎(chǔ)、硬件基礎(chǔ)、系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)和全部的計算機核心技術(shù)、應(yīng)用及新技術(shù)課程中都有大量的實驗教學(xué)內(nèi)容。
二、關(guān)于計算機學(xué)科知識基礎(chǔ)的討論及相應(yīng)課程的設(shè)置
隨著計算機學(xué)科的內(nèi)涵和外延的不斷豐富,與計算機學(xué)科相關(guān)的領(lǐng)域不斷增加,各種理論、技術(shù)、應(yīng)用層出不窮。我們不可能在本科四年的時間里向?qū)W生傳授所有與計算機學(xué)科相關(guān)的知識,因而要仔細討論清楚到底哪些內(nèi)容是相對更基礎(chǔ)的是必須掌握的,哪些實驗對訓(xùn)練學(xué)生基本動手能力更為有效,什么樣的教學(xué)模式對學(xué)生未來的發(fā)展更為有利?;卮鹕鲜鰡栴}需要考慮以下幾個因素;(1)計算機學(xué)科未來發(fā)展趨勢預(yù)測及國家發(fā)展對計算機人才的需求。(2)計算機學(xué)科的知識體系及各部分之間的拓撲關(guān)系。(3)學(xué)生的特點和興趣。(4)學(xué)生培養(yǎng)的目標和定位。(5)現(xiàn)有師資力量和對未來師資力量發(fā)展的計劃。如果前四點決定了我們需要培養(yǎng)怎樣的人才以及如何培養(yǎng),那么第五點將決定我們究竟能否做到我們想要做的。
北京大學(xué)信息學(xué)院由計算機科學(xué)與技術(shù)、電子學(xué)、微電子學(xué)和智能科學(xué)系組成,擁有開設(shè)各類課程的硬件環(huán)境和師資力量。學(xué)院的成立為調(diào)整每個專業(yè)方向的課程設(shè)置提供的可能性。在學(xué)院的框架下,由知名學(xué)者聯(lián)合為全院新生開設(shè)了信息科學(xué)技術(shù)概論。計算機專業(yè)的本科課程在硬件、程序設(shè)計基礎(chǔ)和智能方面都有所加強,而通過和數(shù)學(xué)學(xué)院、物理學(xué)院的聯(lián)合,為學(xué)生提供了多種的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)組合課程??傮w來說,北大信息學(xué)院計算機專業(yè)方向的課程體系包括數(shù)學(xué)基礎(chǔ)(有A(數(shù)學(xué)分析+高等代數(shù))、B(高等數(shù)學(xué)+線性代數(shù))兩種難度選擇)、專業(yè)數(shù)學(xué)(集合論、代數(shù)結(jié)構(gòu)、數(shù)理邏輯、概率統(tǒng)計)、物理基礎(chǔ)(有ABC三種難度可供選擇)、程序設(shè)計基礎(chǔ)(計算概論、程序設(shè)計實習(xí)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實習(xí)、算法分析與設(shè)計)、硬件基礎(chǔ)(微電子與電路基礎(chǔ)、基礎(chǔ)電路實驗、數(shù)字邏輯、數(shù)字邏輯實習(xí)、微機原理、微機原理實習(xí)、計算機組織與體系結(jié)構(gòu)、體系實習(xí)(待建設(shè))、系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)(操作系統(tǒng)、操作系統(tǒng)實習(xí)、編譯原理、編譯實習(xí)、計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機網(wǎng)絡(luò)實習(xí))、三個方向的系列選修專業(yè)課程和科研實習(xí)(一年以上)與畢業(yè)論文(全院范圍評選十佳和優(yōu)秀論文)。
北大信息學(xué)院計算機專業(yè)課程體系中比較有特色的內(nèi)容是:(1)數(shù)學(xué)和理論課程豐富(由于聯(lián)合了數(shù)學(xué)學(xué)院和智能科學(xué)系)。(2)大部分基礎(chǔ)課程的實習(xí)內(nèi)容單獨設(shè)課,時間為一個學(xué)期,要求分組完成比較大的項目,對學(xué)生充分理解理論課程的內(nèi)容,提高動手實踐能力很有幫助。(3)與本系教師研究方向相關(guān)的課程內(nèi)容豐富且課程門數(shù)呈上升趨勢。
三、加強基礎(chǔ)實驗教學(xué)建設(shè),重視實踐能力培養(yǎng)
結(jié)合本院學(xué)生80%繼續(xù)深造的具體情況,我們制定了“能力培養(yǎng)為綱、知識傳授為目;基礎(chǔ)知識為體、專門技術(shù)為用;避免急功近利、強調(diào)后發(fā)優(yōu)勢”的教學(xué)指導(dǎo)方針。具體來講就是在打好數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)的同時,強化實驗教學(xué)環(huán)節(jié),尤其是設(shè)計和創(chuàng)新型實驗教學(xué)的環(huán)節(jié),使學(xué)生養(yǎng)成探究各種知識理論的來源和適用范圍的習(xí)慣。
在提高實驗教學(xué)質(zhì)量方面,學(xué)院也作了多種嘗試,其中最典型的是在提高學(xué)生程序設(shè)計和實現(xiàn)能力方面,自主研發(fā)了“百練”程序在線評測系統(tǒng)。該系統(tǒng)在基礎(chǔ)實驗教學(xué)中被廣泛應(yīng)用,并輻射至全國全球?!鞍倬殹背绦蛟诰€評測系統(tǒng)是一個基于萬維網(wǎng)的服務(wù)系統(tǒng),全天24小時向全球提供服務(wù)。用戶在練習(xí)某個題目時,只需要將源程序通過網(wǎng)頁提交,在幾秒鐘之內(nèi)就會得到正確與否的回答?!鞍倬殹睂τ诔绦虻脑u判是極為嚴格的,學(xué)生的程序根據(jù)系統(tǒng)給出的輸入數(shù)據(jù)進行計算并輸出結(jié)果。“百練”在服務(wù)器端編譯、運行被提交的程序,取得輸出結(jié)果和標準答案對比,必須一個字節(jié)都不差程序才能算通過。這對于培養(yǎng)嚴謹、周密的程序設(shè)計作風極為有效,學(xué)生必須考慮到每一個細節(jié)和特殊邊界條件,而不是大體上正確就能通過。傳統(tǒng)的人工評判是難以做到這一點的。使用“百練”系統(tǒng)進行程序設(shè)計類相關(guān)課程教學(xué)時,一方面可以在網(wǎng)上布置作業(yè)題目,學(xué)生隨時完成作業(yè)、提交并獲得評測結(jié)果,減輕了教員批改作業(yè)的負擔同時增強了批改的準確性;另一方面教員亦可在網(wǎng)上監(jiān)督學(xué)生作業(yè)完成情況,并就存在的問題進行解答。網(wǎng)上實時的編程考試,更能考察出學(xué)生的動手能力,同時有助于威懾和杜絕作弊現(xiàn)象。五年的教學(xué)實踐表明,“百練”系統(tǒng)在提高學(xué)生程序設(shè)計能力和編程的熟練和準確性方面起到了突出的作用?!霸凇鞍倬殹鄙献鲱}對你創(chuàng)造力和思維能力都是種挑戰(zhàn),有助于戒驕戒躁,任何一個字節(jié)都要處理得當,否則就會出錯。這不但可以使你懂得理論,而且使你真正開始寫自己的程序?!边@是06級一位本科生的最深感受。四、參與科研項目,培養(yǎng)研究和創(chuàng)新能力
信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院建立了一整套本科生科研實習(xí)制度,將科研實習(xí)與本科生課程訓(xùn)練并列為本科生培養(yǎng)的兩個組成部分。在一、二年級學(xué)生中遴選一些基礎(chǔ)好的學(xué)生通過“校長基金”、“若政基金”、“教育部大學(xué)生科研實踐計劃”、教師自籌等項目進入課題組參與科研項目的研究。三年級時,各個研究所實驗室制度化招收實習(xí)本科生,包括組織報名、考核、錄取、基礎(chǔ)培訓(xùn)、規(guī)章制度培訓(xùn)、前沿介紹、與學(xué)生討論確定選題,之后進入與研究生同樣的培養(yǎng)模式進行培養(yǎng)。四年級時,所有沒進入實驗室實習(xí)的學(xué)生通過雙向選擇進入實驗室完成本科論文。
“在和高年級學(xué)生的協(xié)作中,我們學(xué)到的不僅是知識,而且還有一種信念,大家為同一個項目互相合作,以我們自己的方式鼓勵自己,如果我們能保持這種心態(tài),我們一定能取得更大的成就?!币旬厴I(yè)的一位03級本科生認為,本科參加院里的科研實習(xí),除了培養(yǎng)動手能力、科研創(chuàng)新能力之外,更重要的是培養(yǎng)了她的團隊協(xié)作能力。
讓本科生從一年級開始就陸續(xù)進入實驗室,跟隨導(dǎo)師和碩士生博士生參與真實課題研究。這樣做的好處是:(1)讓學(xué)生提前感受研究的文化氛圍,培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。(2)通過科研,充分認識數(shù)理基礎(chǔ)的重要性,積極主動奠定堅實基礎(chǔ)。(3)導(dǎo)師和學(xué)生互相溝通了解,提高研究生生源質(zhì)量。(4)提前培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)知識,將研究生培養(yǎng)延伸至本科,有助于出高質(zhì)量的研究成果。
信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院有1個教學(xué)研究所和11個科研研究所,其中有2個國家重點實驗室、6個部委級重點實驗室,承擔了國家863、973、自然科學(xué)基金項目100多個,每年縱向科研經(jīng)費6000多萬,為本科生就讀期間直接參加科研工作提供了條件。近幾年在一些研究基金的資助下很多本科生在研究所里受到很好的訓(xùn)練,參與完成了重大科研課題,發(fā)表了高水平的論文。
五、科研團隊建設(shè)系列課程,促進科研成果向教學(xué)轉(zhuǎn)化
計算機系的教師是以研究所為單位組織的。每個研究所的教師有一個共同的大的研究方向。計算機系本科生課程分為基礎(chǔ)課和專業(yè)課兩個層面,針對這兩種課程,教師有兩種組織方式,一方面從各個研究所抽調(diào)有經(jīng)驗的老教師和年富力強的中青年教師組織成基礎(chǔ)課教學(xué)團隊,負責全院基礎(chǔ)課程的建設(shè),例如計算概論教學(xué)團隊、程序設(shè)計實習(xí)教學(xué)團隊、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法教學(xué)團隊:另一方面,教師按研究方向組織成系列專業(yè)課程授課團隊,負責建設(shè)各個研究方向的系列課程,例如數(shù)據(jù)庫方向教學(xué)團隊、計算機網(wǎng)絡(luò)方向教學(xué)團隊、軟件工程方向教學(xué)團隊、計算機理論方向教學(xué)團隊、人機交互方向教學(xué)團隊、人工智能方向教學(xué)團隊、數(shù)字媒體方向教學(xué)團隊等等。每個研究方向的教學(xué)團隊負責建設(shè)一個方向的系列課程,保持課程內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展的同步,并設(shè)計使學(xué)生在該領(lǐng)域掌握相應(yīng)技術(shù)基礎(chǔ)的遞進式系列課程。這樣做的好處是:(1)教師在自己的研究方向上開課,可以隨時將研究進展注入課程內(nèi)容,可以講得更生動。(2)教師可在課上物色對本方向感興趣的學(xué)生,使他們加入到自己的研究團隊。(3)不同研究方向的系列課程在給學(xué)生提供更多選擇的同時,也形成了適度的競爭,如果沒有學(xué)生選修自己研究方向的課程,一定程度上會影響本方向的研究生生源質(zhì)量。(4)基礎(chǔ)課的教學(xué)團隊教師來自不同的研究方向,在基礎(chǔ)課程內(nèi)容的設(shè)計上可以更好地兼顧不同方向?qū)W生對基礎(chǔ)的要求,因此可以建設(shè)內(nèi)容更加合理的基礎(chǔ)課程內(nèi)容。
以科研團隊建設(shè)系列專業(yè)課程的模式促進了科研成果向教學(xué)的轉(zhuǎn)化。例如,在中國教育網(wǎng)格研究項目支持下,學(xué)院自主研發(fā)的大學(xué)課程在線系統(tǒng)成為中國互聯(lián)網(wǎng)上最大的大學(xué)教育資源之一?!按髮W(xué)課程在線系統(tǒng)”目前擁有4 970個大學(xué)課程視頻,約84 000個小時每天超過1000個不同的用戶IP地址訪問,36所大學(xué)加入,成為中國互聯(lián)網(wǎng)上最大的教學(xué)資源之一。
1.1專業(yè)定位不適應(yīng)社會需求
專業(yè)人才培養(yǎng)不具有明確針對性,人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)合理性欠缺,專業(yè)人才培養(yǎng)層次相對單一。造成這一問題根源是地方院校對行業(yè)企業(yè)實際需求不明,導(dǎo)致專業(yè)人才培養(yǎng)定位不清。畢業(yè)生雖然專業(yè)知識結(jié)構(gòu)比較全面,但實際工作能力不強,無法滿足企業(yè)實際需求。
1.2專業(yè)課程設(shè)置不合理
課程體系建設(shè)是地方高校軟件工程未來走內(nèi)涵發(fā)展道路的核心。從調(diào)研地方本科學(xué)?,F(xiàn)有軟件工程課程體系實情來看,傳統(tǒng)“學(xué)術(shù)型”課程體系架構(gòu)占據(jù)主導(dǎo),“應(yīng)用型”與“學(xué)術(shù)型”課程體系架構(gòu)區(qū)分度不明顯。
1.3教師隊伍應(yīng)用型能力欠缺
地方高校軟件工程現(xiàn)有師資隊伍的實踐能力不足,專業(yè)教師參與企業(yè)生產(chǎn)科研活動的力度不夠。雙師型結(jié)構(gòu)教師比例低于30%。
1.4專業(yè)人才就業(yè)率低與企業(yè)“無人可用”矛盾沖突明顯
軟件工程專業(yè)高層次應(yīng)用技術(shù)和技能人才數(shù)量嚴重不足,同時應(yīng)用技術(shù)和技能人才培養(yǎng)的學(xué)歷層次不高不能滿足企業(yè)實際需求。地方高校軟件工程專業(yè)定位和人才培養(yǎng)目標不明確、教學(xué)方式方法缺乏科學(xué)性、系統(tǒng)性,實踐教學(xué)體系不完善,沒有與行業(yè)就業(yè)有效對接,導(dǎo)致培養(yǎng)的人才無法滿足社會生產(chǎn)實際需求,導(dǎo)致“軟件工程專業(yè)畢業(yè)生無職可就,軟件開發(fā)行業(yè)以及相關(guān)軟件應(yīng)用單位招不到滿意的員工”現(xiàn)狀普遍存在。
2軟件工程專業(yè)課程體系理論設(shè)計
以行業(yè)、企業(yè)實際對人才需求為引導(dǎo),軟件工程專業(yè)畢業(yè)生真實就業(yè)情況調(diào)查為依托,地方高校軟件工程專業(yè)課程一線教師眾多教學(xué)研究成果為參考,專業(yè)教師在企業(yè)掛職學(xué)習(xí)經(jīng)驗體會為借鑒,圍繞地方高校軟件工程專業(yè)課程教學(xué)體系存在事實問題,來對地方本科院校軟件工程課程體系建設(shè)進行設(shè)計建設(shè)。設(shè)計建議如下:
2.1學(xué)科建設(shè)
以專業(yè)相關(guān)的行業(yè)、企業(yè)人才的實際需求和當前使用的主流開發(fā)工具或技術(shù)為依托來不斷調(diào)整專業(yè)架構(gòu),優(yōu)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案,完善人才培養(yǎng)目標,對專業(yè)進行合理定位,系統(tǒng)性調(diào)整教學(xué)方式方法,從而實現(xiàn)以行業(yè)、企業(yè)對人才的需求來引導(dǎo)地方本科院校軟件工程專業(yè)的學(xué)科建設(shè)。
2.2校企辦學(xué)
學(xué)科建設(shè)以輸出滿足行業(yè)、企業(yè)需求合格的應(yīng)用型人才為目標,通過校企聯(lián)合辦學(xué),對學(xué)生進行定向培養(yǎng)、訓(xùn)練,專業(yè)課程體系嵌入資格認證課程模塊,實訓(xùn)課程以企業(yè)開發(fā)項目方式貫穿培養(yǎng)環(huán)節(jié)以達到提高專業(yè)人才的實際動手能力。
2.3師資建設(shè)
采取教師企業(yè)掛職鍛煉參與企業(yè)項目研究開發(fā),共同承接開發(fā)項目等方式鍛煉提高師資隊伍實戰(zhàn)能力。教師在企業(yè)實戰(zhàn)經(jīng)歷和相關(guān)經(jīng)驗成果帶入到日常的教學(xué)環(huán)節(jié),不僅能促進專業(yè)教師學(xué)術(shù)、科研能力提升,還能夠最大程度豐富、提高專業(yè)學(xué)科建設(shè)。
3三層結(jié)構(gòu)課程體系建設(shè)
軟件工程專業(yè)課程體系建設(shè)以工程教育理念為指導(dǎo),項目實戰(zhàn)為背景,社會需求為導(dǎo)向,提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)、理論知識體系以及實踐能力為宗旨。學(xué)生完整地專業(yè)培養(yǎng)環(huán)節(jié)結(jié)束后具有程序設(shè)計,系統(tǒng)分析,軟件設(shè)計、開發(fā),項目管理,網(wǎng)絡(luò)和移動通信終端應(yīng)用開發(fā)能力。
3.1基礎(chǔ)理論
由公共基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程構(gòu)成:
①公共基礎(chǔ)課程主要涵括地方高校各現(xiàn)行必修公共課程,
②專業(yè)基礎(chǔ)課程是專業(yè)課程堅實的理論基礎(chǔ),專業(yè)必修前導(dǎo)課程,是對軟件工程專業(yè)基本“計算”概念理解、掌握,問題計算求解能力和構(gòu)建中小規(guī)模軟件系統(tǒng)綜合能力的初步培養(yǎng)。
3.2專業(yè)理論
以市場對人才需求為導(dǎo)向、行業(yè)最新前沿技術(shù)為引領(lǐng)、專業(yè)骨干課程為核心、專業(yè)素質(zhì)全面拓展和綜合素養(yǎng)整體提高為目標來對專業(yè)主干課程進行建設(shè),主要包括以下幾類課程:
3.2.1面向行業(yè)認知能力培養(yǎng)課程主要包括對行業(yè)、企業(yè)認知學(xué)習(xí)以及計算機專業(yè)知識學(xué)習(xí)等專業(yè)認知方面課程。一般包括行業(yè)相關(guān)法律、法規(guī),從業(yè)道德規(guī)范,行為準則,經(jīng)營管理常規(guī)模式,軟件項目開發(fā)流程等認知類課程。
3.2.2計算機編程與算法設(shè)計能力課程算法設(shè)計類課程主要包含離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計等方面的課程;編程課程主要包含C語言程序設(shè)計、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計等傳統(tǒng)程序設(shè)計語言課,還包括當下企業(yè)應(yīng)用最為廣泛的,最流行的技術(shù)前沿課程。
3.2.3軟件工程專業(yè)系統(tǒng)分析課程系統(tǒng)分析能力課程主要包括操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò),軟件工程、數(shù)據(jù)庫原理等系統(tǒng)類課程。
3.2.4系統(tǒng)實現(xiàn)與集成能力課程系統(tǒng)實現(xiàn)與集成能力方面課程主要包括網(wǎng)絡(luò)編程、移動互聯(lián)開發(fā)編程、編譯技術(shù)、軟件開發(fā)以及軟件測試等課程。
3.3實踐
以校企聯(lián)合培養(yǎng)為手段,一至兩學(xué)年時長為周期,貼近企業(yè)實際需求為指導(dǎo),綜合技能全面提高為目的來對專業(yè)學(xué)生進行實踐能力培養(yǎng),方式如下:
3.3.1校企共同建設(shè)實訓(xùn)課程以項目介入為主線,企業(yè)實際效益項目和高校產(chǎn)學(xué)研項目為實際授課主體。引進企業(yè)優(yōu)秀項目人才或具有企業(yè)項目實戰(zhàn)經(jīng)驗的教師來對專業(yè)人才展開課程實訓(xùn),全面提高學(xué)生專業(yè)技能水平,綜合素養(yǎng)。校企共同培養(yǎng)模式不但能夠提高學(xué)生工程實踐能力,知識轉(zhuǎn)化生產(chǎn)實際速度,同時反向激發(fā)學(xué)生探究、學(xué)習(xí)知識的熱情,最終提高就業(yè)競爭力。
3.3.2合作企業(yè)崗位實訓(xùn)針對畢業(yè)學(xué)生和部分專業(yè)老師做崗位綜合實訓(xùn):
①學(xué)生崗位實訓(xùn):讓學(xué)生真實參與企業(yè)項目實戰(zhàn),充分消化吸收前期所學(xué)理論和技能知識,進一步提升學(xué)生綜合能力,為就業(yè)夯實基礎(chǔ)。
②老師崗位實訓(xùn):專業(yè)老師參與企業(yè)項目研發(fā),并將企業(yè)項目開發(fā)經(jīng)驗和技術(shù)進行梳理總結(jié)、編纂成冊,運用到實際日常教學(xué)環(huán)節(jié),促進教學(xué)質(zhì)量提高,有利于縮短理論轉(zhuǎn)化實際成果周期。
3.3.3校企合作運用項目方式指導(dǎo)學(xué)生做畢業(yè)論文(設(shè)計)畢業(yè)論文(設(shè)計)是對學(xué)生的專業(yè)知識掌握程度與提升高度的一次全面的考核,同時也是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,獨立地分析問題和解決問題的能力的一次全面的實訓(xùn)。但是傳統(tǒng)的教育模式導(dǎo)致大多地方院校工科專業(yè)學(xué)生畢業(yè)論文流于形式,與實際脫節(jié)。通過與企業(yè)合作運用項目方式指導(dǎo)學(xué)生做畢業(yè)論文(設(shè)計)弱化學(xué)生對畢業(yè)論文(設(shè)計)的抵觸情緒,可以進一步讓學(xué)生了解行業(yè)企業(yè)實際運作規(guī)范及最新技術(shù),進一步加強對學(xué)生實踐和技能能力的培養(yǎng),為畢業(yè)后從容就業(yè)夯實基礎(chǔ)。
4結(jié)語
[論文關(guān)鍵詞] 離散數(shù)學(xué) 專業(yè)特色 創(chuàng)新能力 教學(xué)改革 教學(xué)方法
[論文摘要] 針對職業(yè)院校計算機應(yīng)用類專業(yè)離散數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的目標定位不準、教學(xué)內(nèi)容處理簡單和教學(xué)方法單一等不足,提出并討論了準確定位課程目標、合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和綜合利用各種有效的教學(xué)方法的教改思路。
離散數(shù)學(xué)是計算機應(yīng)用類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,在計算機、電氣與信息工程中扮演著重要的角色,是隨著計算機科學(xué)的發(fā)展而逐步形成的一門新興的工具型學(xué)科,建立于20世紀60年代初期,是研究離散量的結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系的學(xué)科。它在算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計語言、數(shù)值與符號計算、操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)、軟件工程與方法學(xué),數(shù)據(jù)庫與信息檢索系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與分布式計算、計算機圖形學(xué)及人機通信等各個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。對這門課程的理解、掌握和拓展,將對學(xué)生的數(shù)據(jù)分析、組織、處理能力有極為深刻的影響;同時也可以培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力和邏輯表達能力,提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力也有著不可替代的作用;而對于從事計算機科學(xué)及其應(yīng)用的科技工作者來說,離散數(shù)學(xué)更是必須掌握的重要基礎(chǔ)。
一、離散數(shù)學(xué)課程教學(xué)中存在的問題
近年來,大部分高職院校離散數(shù)學(xué)教學(xué)課時不但沒有增加卻在逐年遞減,甚至有些高職院校完全取消了離散數(shù)學(xué)課。例如,我院目前在計算機專業(yè)所開設(shè)的數(shù)學(xué)課程僅有《高等數(shù)學(xué)》,而對于計算機專業(yè)的學(xué)生來說,由于所從事的計算機科學(xué)所需要的高度的數(shù)學(xué)訓(xùn)練幾乎全來自離散數(shù)學(xué)而非連續(xù)數(shù)學(xué),所以學(xué)生即看不到所學(xué)的數(shù)學(xué)知識有什么用處,體會不到數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值,同時還不知道什么是《離散數(shù)學(xué)》,更不要提對離散數(shù)學(xué)重要性的認識。這可能會對離散數(shù)學(xué)課程的設(shè)置帶來不少阻力,因此,應(yīng)加大對離散數(shù)學(xué)重要性的宣傳力度,積極尋求來自各方面的支持與配合,從而使新課程的設(shè)置得以順利實施。
同時,作為課程本身也有以下幾個弊端:
⑴培養(yǎng)目標不明確,沒有制定與計算機應(yīng)用類專業(yè)人才培養(yǎng)目標一致的離散數(shù)學(xué)教學(xué)計劃,缺乏應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng),不能滿足現(xiàn)代高職教育對人才培養(yǎng)的需要。
⑵教學(xué)內(nèi)容處理簡單,教師把該門課程當成數(shù)學(xué)課來處理,離散數(shù)學(xué)包括數(shù)理邏輯、集合論、代數(shù)系統(tǒng)、圖論、組合數(shù)學(xué)等多個彼此獨立的數(shù)學(xué)分支,離散數(shù)學(xué)將這些知識有機組合成為合理、完善的體系。這些知識具有或多或少的聯(lián)系,但又自成體系,致使學(xué)生感覺各部分內(nèi)容聯(lián)系不大,對課程學(xué)習(xí)的目的不明確,學(xué)生甚至覺得這門課程和計算機科學(xué)聯(lián)系不起來,從而缺乏學(xué)習(xí)興趣。
⑶離散數(shù)學(xué)內(nèi)容多、概念多、理論性強、抽象、解題方法靈活,學(xué)生一時難以理解和記憶,并且對定義和定理之間的聯(lián)系缺乏一定的概括能力,在實際教學(xué)中學(xué)生興趣不高,教學(xué)效果不理想。
⑷教學(xué)過程還不能圍繞“職業(yè)”的目標開展各項教學(xué)活動,課程的內(nèi)容與參與工作后的實際問題相互脫節(jié),缺乏有機的結(jié)合,沒有體現(xiàn)課程為專業(yè)服務(wù)的基本原則。
⑸課堂教學(xué)大多采用傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”教學(xué)手段,課堂教學(xué)的信息量受到一定的限制,教學(xué)體系中缺乏運用現(xiàn)代化的教學(xué)工具解決實際問題的內(nèi)容,缺少將抽象知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用能力的平臺。
⑹沒有建立合理有效的評價體系。
針對實際教學(xué)中存在的問題,提出了改革措施。
二、以應(yīng)用型人才和創(chuàng)新意識為核心的計算機應(yīng)用類專業(yè)《離散數(shù)學(xué)》課程設(shè)計
對于課程設(shè)計這一概念的理解并不統(tǒng)一,歸結(jié)起來有狹義和廣義之分。本文指的是狹義的課程設(shè)計,它是指對某門課程的目標、內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、教法及考核的組織與安排。
1.結(jié)合高職院校人才培養(yǎng)模式的特點設(shè)置課程培養(yǎng)目標、優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容
準確定位離散數(shù)學(xué)課程目標,是課程改革的首要任務(wù),也是優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,選取科學(xué)有效教學(xué)方法的依據(jù)和根本。我們認為離散數(shù)學(xué)教學(xué)的三大目標是:
(1)掌握離散數(shù)學(xué)的基本理論與方法,培養(yǎng)抽象的離散思維能力與邏輯思維能力。
(2)為諸多計算機應(yīng)用類專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程提供支持。
(3)作為計算機應(yīng)用類專業(yè)的應(yīng)用與研究工具,能夠解決本專業(yè)的實際問題。
我們認為,選取合理的教學(xué)內(nèi)容是保證完成教學(xué)目標的根本。教師在選取教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)從學(xué)生實際出發(fā),兼顧專業(yè)與應(yīng)用,形成具有自身特色的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容。離散數(shù)學(xué)具有很強的應(yīng)用性,特別是對于計算機應(yīng)用類專業(yè),更是有明確固定的應(yīng)用領(lǐng)域。因此,在教學(xué)過程中應(yīng)采取“實用為主”的原則,根據(jù)計算機應(yīng)用類各個專業(yè)的人才培養(yǎng)方案,調(diào)整課程結(jié)構(gòu),組合課程體系,優(yōu)選課程內(nèi)容。首先,離散數(shù)學(xué)還是一門數(shù)學(xué)課程,要突出數(shù)學(xué)的特色,即數(shù)學(xué)的符號化、形式化、抽象性、嚴密性及邏輯性特點,使學(xué)生學(xué)后能提高離散抽象思維與邏輯思維能力。其次,對計算機應(yīng)用類專業(yè)的學(xué)生來說還應(yīng)解決專業(yè)領(lǐng)域中出現(xiàn)的問題,在教學(xué)中注重從理論知識、基本概念、實踐應(yīng)用等多角度、全方位的介紹離散數(shù)學(xué)與其他后續(xù)課程之間的關(guān)系,讓學(xué)生了解、領(lǐng)略離散數(shù)學(xué)在后續(xù)課程和本專業(yè)中的重要作用,如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)庫原理和人工智能、形式語言及自動機、數(shù)字邏輯等都離不開離散數(shù)學(xué)。代數(shù)結(jié)構(gòu)是研究關(guān)于運算及其規(guī)則的學(xué)科,代數(shù)方法被廣泛應(yīng)用于可計算性與計算復(fù)雜性、密碼學(xué)、網(wǎng)絡(luò)與通信理論等;圖論為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)表示理論等奠定了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和描述方法。圖論中的通路與回路,為研究操作系統(tǒng)中是否存在死鎖問題提供理論依據(jù)。支配集、覆蓋集與近年比較熱門的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究有著密切的聯(lián)系。不僅離散數(shù)學(xué)的基本思想、概念和方法廣泛地滲透在計算機科學(xué)與技術(shù)的各個領(lǐng)域,而且其基本理論和研究成果更是全面而系統(tǒng)地影響和推動著計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展。
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2.綜合利用多種教學(xué)方法
教學(xué)方法的改革是提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證。離散數(shù)學(xué)課程的特點是定義多、定理多、公式多,內(nèi)容抽象,邏輯性強,教學(xué)時數(shù)又少,傳統(tǒng)的教學(xué)模式己越來越難適應(yīng)這種大容量、少課時的教學(xué)要求。只有采取新的符合教學(xué)規(guī)律的教學(xué)方法、教學(xué)模式,將現(xiàn)代教育技術(shù)充分而有效地應(yīng)用于教學(xué)之中,才能在有限的教學(xué)時間中,增加單位時間的信息量。傳統(tǒng)教學(xué)手段和多媒體教學(xué)有其各自的優(yōu)勢和不足,應(yīng)互補而非對立。如離散數(shù)學(xué)中大量的概念、公式和定理,若由教師板書,勢必占用很多時間,學(xué)生也會產(chǎn)生倦怠感,借助于多媒體手段就可以使教師有更多的時間進行講解。然而,作為一門數(shù)學(xué)課,如果教師只坐在操作臺前,缺少了共同的解決問題過程,學(xué)生的思維能力就形成不了,這也是一種失敗。因此,如何將傳統(tǒng)的教學(xué)方法與現(xiàn)代化教學(xué)手段恰當?shù)慕Y(jié)合,做到優(yōu)勢互補是我們進行教學(xué)改革的一個新課題。高度的抽象性和嚴密的邏輯性,是離散數(shù)學(xué)的兩個顯著的特點,它決定了離散數(shù)學(xué)教學(xué)不僅應(yīng)注意傳授知識,更應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和邏輯思維。多媒體輔助教學(xué)的優(yōu)點是形象、具體,但當教學(xué)中需要培養(yǎng)學(xué)生的想象能力、抽象能力和邏輯推理能力的時候,若用屏幕上有限的“形象”代替了學(xué)生更接近數(shù)學(xué)本質(zhì)的“想象”,用屏幕上個別的“具體”取代了學(xué)生的數(shù)學(xué)“抽象”,用屏幕上的快速推導(dǎo),取代了板書教學(xué)中邊寫邊想、師生互動的邏輯漸進過程,也許反而減弱對學(xué)生的能力的訓(xùn)練。所以,在采用多媒體課件教學(xué)的過程中,一定要配合黑板板書,并靈活采用啟發(fā)式、發(fā)現(xiàn)式、討論式等多種教學(xué)方法,即應(yīng)針對教學(xué)內(nèi)容采取與之相應(yīng)的教學(xué)方法和手段,這樣才能發(fā)揮各種教學(xué)方法的綜合功能,取得最佳的教學(xué)效果。
3.建立合理有效的評價體系
由于高等職業(yè)技術(shù)教育的性質(zhì)和培養(yǎng)目標所決定,高職數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量評價標準不能等同于普通高等教育。檢驗高職辦學(xué)質(zhì)量如何的最終標準,要看培養(yǎng)的學(xué)生能否適應(yīng)市場、受市場歡迎,因而數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量評價標準,要根據(jù)所學(xué)的知識是否符合崗位所需要的標準,所學(xué)的知識是否在未來的工作中用得上、用得好來制定,使數(shù)學(xué)教育評價體系更具科學(xué)性和實用性。因此,采用形式多樣的考試形式以及教學(xué)評價方式應(yīng)該是整個教學(xué)改革不可缺少的環(huán)節(jié)。在教學(xué)評價中加大應(yīng)用能力的考核比例,避免造成高分低能的現(xiàn)象。我們可以建立嚴格,詳實的考核標準,在學(xué)期之初發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)教學(xué)的考核標準,知道自己該怎么做,如何做。
我們將學(xué)生成績考核標準分為三部分:“30%平時測評+30%基礎(chǔ)能力測評+40%應(yīng)用能力測評”。30%平時測評是對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的考核,包括學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)紀律、上課出勤、上課回答問題、課堂練習(xí)、平時測驗、課后作業(yè)完成等情況。30%基礎(chǔ)能力測評是對學(xué)生數(shù)學(xué)基本能力的測評。它主要考查學(xué)生對數(shù)學(xué)基本概念的掌握和理解,對公式、性質(zhì)、定理的運用與理解,考核學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握情況,這部分考核采用期末閉卷考試形式,限時完成。40%應(yīng)用能力測評是開放式考試成績??梢钥谠嚭凸P試結(jié)合、采用做大作業(yè)和讓學(xué)生寫小論文等形式。它主要考核學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力。為防止抄襲,教師對該項考核完成優(yōu)秀的學(xué)生論文、報告還要進行答辯,再做出最后的成績評定。
這種考核評價方式能充分體現(xiàn)高職數(shù)學(xué)教學(xué)“以應(yīng)用為目的,重視創(chuàng)新,提高素質(zhì)”的原則,而且能夠給學(xué)生一個綜合的評定,是由單純數(shù)學(xué)理論知識的考核轉(zhuǎn)變?yōu)橹R、能力和綜合素質(zhì)的考核。
離散數(shù)學(xué)教學(xué)的最終日的是為計算機應(yīng)用類專業(yè)的學(xué)生提供必需的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),如何開好此門課程,是擺在我們面前的一個現(xiàn)實問題,涉及到課程目標的準確定位、優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容、綜合利用多種教學(xué)方法、建立合理有效的評價體系等諸多方面。
參考文獻:
[1]何中勝.《離散數(shù)學(xué)》教學(xué)中的問題分析與對策研究[J].高等理科教育,2007,(75).