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人工智能专业调研报告

时间:2023-09-18 17:33:17

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇人工智能专业调研报告,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

人工智能专业调研报告

第1篇

关键词:新医科;耳穴诊治学;耳针;养生保健;实践教学

耳穴诊治学,也称为“耳穴”“耳穴疗法”“耳针疗法”,在我国属于中医针灸的重要组成部分,多在针灸学或刺法灸法学课程中,以“耳针”章节学习,操作多由针灸医师实施。耳穴诊治疗法具有简、便、效、廉、验等特点,具有养生保健、康复养老、军队航天、穿戴设备、人工智能等诸多应用场景,是一门很有发展前途且有强大的生命力的疗法。中国古代较多耳穴诊治记载,古埃及、古希腊及古罗马帝国等人类的早期文明也均发现了耳穴的节育等治疗作用。1956年法国PaulNogier(诺吉尔)提出形如胚胎倒影的耳穴分布图,激起医学界对耳针领域的研究热潮,其运用范围和影响力不断增强,现已形成了亚洲、欧洲、美洲3大主要学术流派。我国率先制定的耳穴国标运行了近30年,为国内甚至国外的耳穴疗法的推广、临床应用以及科研教学的使用起到了重要的作用。美国2020年将耳穴写入美国退伍军人事务部和美国国防部临床实践指南[1],战场耳针也已应用于美国战场急救处理伤员[2]。笔者调研北京中医药大学的硕士生在本科阶段耳穴相关课程的学习,结合自身的耳穴相关的教学实践中进行了一番探索与实践,现将个人调研及反思归纳如下,以期为广大教育同仁提供些许教学参考。

1耳穴课程学习的调研

笔者于2017年,调研2016级北京中医药大学针灸推拿学院在读研究生,调研其在本科阶段耳穴相关课程的学习情况,具体信息包括就读年份、学时、院校、专业、课程名称等。本次调研共收到37名学生的调研报告。37名学生主要来自2010年、2011年入学的本科生。其就读院校主要来自:北京中医药大学、海南医学院、河北大学、河北医科大学、河南中医药大学、黑龙江中医药大学、湖北中医药大学、辽宁中医药大学、山东中医药大学、陕西中医药大学、云南中医药大学(原云南中医学院)。专业分别来自:中医学、针灸推拿学、中医骨伤、临床学院、中西医结合。耳穴学习的课程名称分别为:刺法灸法学(含辅修)、针灸学。以上不同院校、不同专业和不同的课程,耳穴相关的学时均不同。调研结果显示:(1)相较于不同的专业,就读针灸推拿学专业的学生学习耳穴学时最高(3.78学时),学时数长于中医学(1.91学时)、中医骨伤学(2学时)、中西医结合(2学时)和临床学院(0学时)。在临床学院和中医骨伤学中均有1名学生未学习过相关课程。(2)相较于不同的课程,在刺法灸法学课程的学习时长(3.60学时)长于针灸学(2学时)。无相关课程的学生有2名,均未学习耳穴的相关知识。(3)耳穴的学习内容调研发现耳穴学习的内容仅限于耳穴的分布规律,而对耳穴的诊断方法和治疗各论均很少提及。(4)耳穴的课程教育未使用独立的耳穴教材。见表1、表2。

2教学模式的实践

耳穴诊治学(原名:耳穴在养生保健中的应用)主要面向中医学和非医学各专业(护理学、管理学、人文、法学等)的全日制本科生,为一门相对独立,融理论与实践于一体,注重理论教学与临床实践的有机融合,培养临床综合能力的课程。

2.1教材

教材使用中国针灸学会耳穴诊治专业委员会组织耳穴诊治一线工作的教师、医生等相关专家撰写的国家高等中医药院校创新教材《耳穴诊治学》[3],为可供选择的首部系统化的官方出版的耳穴诊治学教材。在此之前,教材参照《耳穴名称与部位》《耳穴名称与定位》和国家标准耳穴相关的操作规范《针灸技术操作规范第3部分耳针》《中医治未病技术操作规范耳穴》等国家标准和专家的经验集。

2.2教学内容与设计

本课程的教学学时为18学时(12学时理论+6学时实践操作)。(1)理论部分:授课过程以教学目标为导向,在整个教学过程中围绕教学目标展开教学活动,并以此来激发学生的学习兴趣与积极性,激励学生为实现教学目标而努力学习。具体包括应用幻灯片及多媒体视频展示国内、外的耳穴疗法的源流;借助常规的耳穴模型等教具辅助介绍耳郭表面的解剖和定位;结合国家标准GB/T13734—2008,应用标准的语言及解剖结构描述耳穴的定位,进行标准化教学;结合耳穴诊治一体的特点,利用耳穴诊断仪和耳穴相关的治疗仪器、图像及视频、临床案例、现代研究报道等进行实证教学讲解穴位主治、配穴原则、适应证、常见病的治疗及常见的经验穴及耳穴的机制研究。(2)实践操作部分:国标耳穴及常用经验穴的耳穴定位的标定及纠正、耳穴诊断及治疗方法的实训、社会实践义诊(视疫情情况)开展具体疾病的治疗等。

2.3教学实践思考

在教学过程中,中医学和非医学专业学生对耳穴的学习表现出极大兴趣,尤其是非医学专业的学生自身感觉实现自己及家人的调理保健,积极反馈见习的诊治验案。结合学生的建议,教学存在问题及拟定的修正方案:(1)课程中“耳穴的定位”部分,分别通过PPT画图分区、阳性反应点耳、耳郭模型教具、现场耳穴实操点穴及修正等方法进行了学习,但仍有部分学生反映穴位定位记不准。针对此问题,本部分考虑后期增加虚拟现实技术[4-6],进行VR体验教学,研发并购置耳穴VR虚拟教学平台软件系统实现现代信息技术与教育教学深度融合。(2)90%的学生希望能够增加耳穴的学习时间,了解更多疾病病种的诊治,希望课程安排社区或临床基地(因疫情原因未出校临床),并希望能获得结课后的随诊实训机会。针对此问题,目前课程组拟通过增加社会实践义诊带教的形式,进行理论教学+课堂线下实训+学生社团义诊社会实践带教相结合的新模式课程。(3)社会实践的学生反馈无法跟踪治疗效果形成闭环。基于此,拟构建社会实践大数据共享平台,实现患者与社会实践学生的相互交流,打造社会实践中患者反馈的教学评价闭环,教学相长,解决目前存在的医学生理论学习、实训、义诊和社会实践的疗效评估。在此基础上打造社会公开课,直接面向社会、面向耳穴爱好者的社会实践类的医学科普课程。

3新医科背景下的耳穴诊治学的发展

为适应新一轮科技革命和产业变革的要求[7],新医科背景下耳穴诊疗体系的建立需要以人工智能、大数据为代表的新一轮科技革命和产业变革为背景,医工理文融通。耳穴诊治从早期的耳穴针刺为主,发展到数十种耳郭刺激诊治形式,一批不同形式的耳郭诊断治疗器具设备随之产生并不断发展。

3.1耳穴诊断仪器的智能化

在耳穴视诊设备方面,一些学者利用耳穴照片结合后期处理的方法使耳穴颜色的识别变得相对客观准确[8,9]。基于图像分析的耳诊断设备[9],通过AI训练获取每个耳穴位置点对应的图像特征与预设的预存图像特征进行比对分析,提高视诊法的准确性;无线传输技术和云服务技术的结合,智能耳穴信息采集与诊断系统、耳穴诊断治疗仪、简易耳穴诊疗笔的出现使耳穴探穴更为先进与智能,原有的耳穴探穴装置升级到了智能化、精准化、可视化[10-13]。近年来,运用循证医学手段对常见疾病耳穴诊断的可靠性进行验证的研究[14]逐渐增多,为既往的临床发现补充了大量的科学依据,为耳穴诊断提供了更丰富的科学内涵。

3.2耳穴治疗方法和成果转化

我国已颁布国家标准及相关的操作规范,如李桂兰等主持了国家标准《针灸技术操作规范第3部分耳针》(GB/T21709.3-2008)于2008年7月1日起正式实施。2014年刘继洪等人承担2014年国家中医药管理局中医药标准化项目《中医治未病技术操作规范耳穴》(编:SATCM-2015-BZ)并从2018年11月开始实施。耳穴的治疗仪器发展有了巨大的发展,除了各种耳穴贴、耳针器、耳穴按摩仪器等治疗工具的不断改进,也有更多具有针对性的耳穴治疗仪器的诞生。荣培晶[15]在耳甲刺激疗法的耳-迷走神经特异联系和反射功能基础上研制了“耳甲迷走神经刺激仪”,可应用于癫痫、抑郁等的治疗曾作为中国针灸成果转化的代表,亮相于中国国际服务贸易交易会的健康卫生专题展。

3.3耳穴诊治学课程建设及教育体系继续完善

第2篇

过去的价值创造经验不再灵光。劳动力的获取难度和使用成本,日益成为碾压和侵蚀企业利润的沉重滚轮。动辄成千、过万的大规模员工裁撤,难以说清究竟是互联网革命掀起的战略调整,还是生存危机下的舍卒保车。

与上世纪80年代的日本相似,中国机器人产业在多重合力推动下进入加速发展期。

相较于全世界自动化实现率为55点(每万名工人中,有55个人拥有机器人),中国自动化实现率仅为21点,与美国、德国、日本、韩国的比重135点-339点,还有很大差距。差距孕育巨大市场潜力。

8月18日,带着对机器人产业发展趋势的高度诉求,主题为“通过创新工业园模式逆袭产业未来”的思想盛会,在18号财富沙龙掀起热议。

全球再工业化的战略支撑

2008金融危机之后,世界经济沉迷谷底。能源、环保……曾经饱受资本追捧的领域踌躇不前,投资界难觅带领经济重振雄风的行业亮点,除了机器人。

工业机器人产业在低迷的世界经济增长中一枝独秀。一方面,相对于劳动力成本的大幅上涨,工业机器人及辅助设备价格持续降低,科技进步之下智能化水平大幅跃升,在替代人工方面具备了明显优势;另一方面,机器人与新能源、新一代信息技术深入融合,随着新一轮科技和产业革命的不断演进,正一起成为推动新工业革命的主导力量。

其实,早在2007年,微软公司创始人比尔・盖茨就曾撰文指出,“机器人产业将会再现计算机产业的崛起之路,成为继汽车、计算机之后最有潜力的新型高技术产业,在不远的未来彻底改变人类的生产和生活方式。”

有关专家甚至预言,人类正由IT(信息技术)时代向RT(机器人技术)时代迈进。机器人技术将嵌入各个应用领域,成为人类社会的基础性技术。

机器人产业由此成为世界各国产融角逐的焦点。欧美等发达国家纷纷出台以加强科技创新和发展先进制造业为核心的“再工业化”战略,试图掌控新一轮技术创新主导权,重获制造业优势地位。

作为高级经济师,张炳君一直在跟踪研究国际机器人产业发展趋势,并查阅总结了大量案例――

美国提出通过发展人工智能、工业机器人和数字化制造,提高劳动生产率,谋求制造业回归。

欧盟提出“新工业革命”理念,培育机器人、数字技术、先进材料、可循环能源等新兴产业,大力推进新的生产方式。

日本提出通过加快发展协同式机器人、无人化工厂提升制造业国际竞争力。

韩国先后出台《智能机器人基本计划》、《服务型机器人发展战略》,全力提升机器人产业竞争力。

法国采取由政府组织机器人基础技术研究,由工业界支持应用和开发的方式,建立机器人领域完整的科技体系。

德国政府颁布“改善劳动条件计划”,规定对一些有毒、有害的工作岗位,必须以机器人代替普通人劳动。

在发达国家几级产业政策的扶持下,工业机器人的研发、生产和应用取得突破性进展。世界工业机器人销售大幅增长,2010年全球销量12万台,销售额为60亿美元,201 1年全球市场总额突破255亿美元,增幅显著。

近年来,随着中国土地、劳动力等要素成本上升过快,制造业面临来自发达国家和发展中国家的双重压力,应用工业机器人成为加速制造业升级、重塑制造业优势的迫切之选。

工业机器人被纳入国家战略性新兴产业,出台了《智能制造科技发展“十二五”专项规划》和《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》,并通过“智能制造装备专项”资金进行专项扶持。

今年6月,中国机器人产业联盟结合国际机器人联合会统计数据显示:2013年中国企业国内销售工业机器人总量超过9500台,按可比口径计算销量较上年增长65,5%;外资企业在华销售工业机器人总量超过27000台,较上年增长20%。

2013年,中国市场合计销售工业机器人近37000台,约占全球销量的五分之一,总销量超过日本。中国成为全球第一大工业机器人需求市场。

青岛竟夺北方高地

中国是世界机器人需求增长率最高的国家之一,但是面对逐年增长的蛋糕,本土企业因关键技术、制作工艺及销售渠道的不完善,在需求高速增长的国内市场面前,仍处于竞争劣势。

在机器人领域颇多研究心得的安信证券研究所首席机械行业分析师邹润芳,面对空前行业热情,表现出十分的冷静,“国际上讲的机器人是智能化的、真正意义上的机器人。而中国还停留在工业机械制造的层面上。我们生产的机器人在制造精度、产品使用寿命、智能化方面的技术能力远不及国外水平,机器人制造的核心技术目前依然还被把持在机器人四大家族里。”

据了解,截至目前,工业机器人行业四大巨头瑞士ABB、日本发那科及安川电机、德国库卡都在中国设立了分公司及合资公司,机器人四巨头占据中国国内市场份额高达70%以上。国内企业市场占有率仅有4%;外资品牌市场占有率高达96%。

青岛科捷机器人有限公司总经理李远强表示:“机器人的三大核心零部件伺服电机、减速机和控制器分别占制造成本的24%、36%和18%,机械加工占22%,要么依赖进口,要么在机加工方面的精度水平相较国际上还差得很远。这都增加了机器人的生产成本,削弱了价格竞争力。”

“电脑的应用意义在于软件,而机器人本身具有独立的灵活性和稳定性,在应用领域与传统产业嫁接,拥有无穷大的市场空间和巨额利润。但机器人的核心技术、机器人生产的根源没有掌握,就会受到行业巨头的牵制和垄断,我们就很难孕育出伟大的企业,行业的发展必然受到掣肘。”青岛蓝海股权交易中心总经理常欣站在资本市场的角度分析。

现状告急。显然,中国机器人产业的发展模式不可以是单个企业叫板“四大家族”。

青岛市经济发展研究院副院长、高级经济师张炳君,在为青岛市起草的机器人产业调研报告中这样描述:“作为国家重要的装备制造业基地,青岛工业基础雄厚,在机器人产业领域具备一定研发、生产和应用基础。面对制造业转型升级压力日渐增大的局面,加快推动青岛工业机器人产业发展有助于培育新的产业增长点,带动青岛制造业向智能化、精益化升级,抢占新工业革命的发展先机。”

同样看好机器人蛋糕的,还有许多期待向高端智能装备制造进军的城市。

上海市将工业机器人作为高端装备智能制造的重要专项,拓展机器人系统集成应用,努力在上海建设我国最大的机器人核心技术研发中心和产业基地,2015年目标产值200亿元。

昆山市机器人产业基地申请成为国家火炬计划特色产业基地,拥有国内外机器人企业25家,2011年产值35亿元,到2015年将形成工业机器人和智能机器人两大产业链,产值200亿元。

唐山市提出打造焊接机器人产业集群和特种应用领域服务机器人产业集群,到2015年形成核心专利100项,年产值超过200亿元。

重庆市成立机器人科技创新联盟和技术与产业发展公司,推动工业、服务、玩具、军事、医疗、水下、太空等七大领域机器人的研究、开发和产业化工作,全力打造千亿产值的“机器人之都”。

中国机器人产业诞生之初,就面临着内部和外部的双重竞争。在以城市面貌组团抢占行业发展机会的城市竞赛中,青岛的定位是――打造我国北方最大工业机器人产业基地。

青岛国家级高新区投资促进局副局长、机器人与高端装备制造产业推进办公室主任耿凯告诉记者,目前,青岛市已在高新区建立了市级智能机器人工程技术研究中心以及机器人本体机构研究实验室、控制系统研究实验室、智能夹具研究实验室。青岛市智能机器人产业技术创新战略联盟正式获批成立,科研院所和入园企业强强联合、优势互补。

2013年5月,占地1000亩的青岛国际机器人产业园在高新区开园。安川电机、海尔集团、橡胶谷公司、雷霆重工、硕泰科技等机器人项目纷纷落户。未来,产业园将重点吸引日本、韩国、欧美以及中国国内的优秀机器人研发制造企业以及配套企业入驻,计划3年时间吸引30家机器人研发制造企业入园,打造我国北方最大的工业机器人产业基地。

“青岛在机器人产业方面起步较早,不仅有产业基础,而且具有较大的市场容量。2012年,高新区的机器人产业产值已达到了1,5亿元,成为产业发展的新亮点。”青岛高新区管委副主任尚立群介绍,青岛的工业机器人应用依托软控股份、海尔集团等企业在橡胶、家电等领域实现突破,并产生了科捷自动化、海尔机器人等领军企业,初步形成工业机器人领域的特色和优势。水下机器人、服务机器人是未来青岛发展的重点方向。

做有灵魂的孵化园逆袭产业困境

“青岛工业机器人产业的发展已经具备了较好的基础,但与先进城市相比,规模较小,实力较弱,布局较零散,产业发展缺乏规划和政策的引导与支持。机器人产业前景广阔,且与青岛制造业升级息息相关,需要抓紧推动发展。”张炳君做出的行业诊断,带给投资人张建博一个新的启示,为什么不做一个有灵魂的机器人孵化园,通过创新性园区运营逆袭产业发展困境!

作为全市第一家风险投资公司,过往的科技背景,令青岛市科技风险投资有限公司对科技与金融的合作效用异常敏锐。

总经理张建博认为,尽管当前中国的机器人产业发展的核心部件依赖进口,但随着中国企业的研发、成长,一旦掌握、突破了核心技术,一旦这个行业非常明确地打开了更为广阔的市场,行业很可能会面临更加激烈的竞争,中国企业的本土优势可能反而发挥不出来了。全球机器人行业,很可能会面临家电产业一样大打价格战的命运。

“产业发展过程中已经犯过的错误不能再犯,从产业发展初期设置规避风险的机制,比出现问题后解决危机更为重要。”张建博认为,规避这种命运的最好办法,就是从源头上建立一个“有灵魂的机器人孵化园”。

“作为一个专业化的投资平台,我们致力于与社会各方共同努力,围绕青岛市产业发展目标做文章,促进青岛市战略新兴产业的发展。”青岛国际投资有限公司董事长张世斌表示:“当前全国的产业园区普遍面临“大杂烩”的现状,少数有特定专业功能的产业园区,深入了解发现也只不过是同类产品的聚合。入园企业之间没有太多关联,几乎没有协同效应,难以形成产业链条的聚合。”

张建博补充,“传统园区圈了一片地,盖了一片楼,挂了一个牌子,叫软件园、生物园……叫什么都行,因为没有特殊的需求和特质。实际上搞了一大片工业房地产。”

机器人孵化园,从内容上围绕机器人产业链的概念来规划建设。“现在一提机器人都是本体生产、组装。能不能挖掘在机器人本体中那些生产关键部位的企业,比如伺服电机系统、传感器、减速系统,在园区集中培养,通过园区互动,把链上的企业联系在一起,形成集合式的优势。全产业链的概念下,任何一个局部的进步可能都会带来全局的发展。”

另外,从投资角度,张建博认为,“技术和资本、科技和金融真正结合,其实是件挺难的事儿。理论上,传统产业园区看起来什么都有,什么服务都提供,但真正缺乏的其实是资本和金融的要素。因为信息不对称,导致企业面临融资需求的时候成本很高。”

创新性园区的投资主体和运营模式与传统产业园不同。投资方为了投资回报,也会以最效率和科学的方式在招商引资和孵化企业方面,予以尽职调研。

第3篇

【关键词】教学改革;课程建设;计算机控制技术;专业特色

【中图分类号】G420【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2009)08―0117―03

引言

计算机控制系统是以计算机为工具实现的控制系统,培养控制系统的系统观念是课程的核心,但是实现方法不同于连续时间控制系统。因此,这门课程仍应以离散控制理论为线索,以离散控制理论如何采用软、硬件实现为主要内容,与连续控制系统对比的方式进行教学,以认清因手段不同而产生的系统实现方式的变化以及由此而产生的其它一系列问题,如采样周期、振铃现象等。有的教师在讲授这门课程时,主要是在微机原理及应用课程的基础上增加一些通道和微机系统设计及其工业控制方面的应用,侧重点在微机系统设计。而对离散控制理论则只讲述一些基本定理和PID 等较为直观的基本算法,对这些算法的导出不做系统介绍。对于微机与控制的结合,除了讲述采样程序外,重点介绍常用数据处理程序,而对数据处理的依据以及人对信号的影响则不涉及。从教学目的看,客观上这种方式直接向学生传授了许多具体问题的实际处理方法,使学生在毕业设计及毕业后的工作中能很快进入角色。但这种方式也有很明显的弊病,对很多问题及方法,学生知其然不知其所以然,基本理论的欠缺使学生在进一步的学习和提高中显现出先天不足,底子虚,后劲不大。学生难以理解控制理论与计算机的结合点,掌握不住这门课程的精髓,只当作《微机原理》的应用篇去学习。

一课程教学改革的设计思路

《计算机控制技术》有其自身的理论基础和实践技巧。数字控制器设计是计算机测控的核心,软硬件技术是计算机控制技术手段,现场总路线是其连接扩展的方式。数字控制器的核心是数字信号分析与处理,基础是拉氏变换和Z变换,主要内容是数字PID、数字滤波、最少拍无差系统、Simth算法和达林算法等,扩展后可涉及模糊控制、神经网络等内容。这部分内容理论性较强,在实践应用中需要Matlab作为辅助设计手段,在教学中也需要用Matlab仿真检验数字控制器的效果。因此如果能在课前开设Matlab课程,本课程中辅助加入一些Matlab辅助控制器设计内容,能有效提高本课程学习的效率。而AD和DA原理及芯片的使用,开关量的输入与输出,显示器、键盘与电机的接口等内容则面向实践,分成软件编程和硬件接口两个方面,软件编程通常用汇编或者C语言,硬件接口与数字电路和接口技术相关,强调动手操作。现场总线则偏重于应用。因此,这门课程的内容看似芜杂,其实自成体系,教学内容丰富而且弹性极大。电类专业开设的这门课程以微型计算机(单片机等)系统为主线,以微机应用于控制系统的方法及软、硬件实现为形式,了解与掌握应用为其主要目的;而计算机应用专业开设这门课程,其主体应为计算机实现控制的原理与方法、用于控制系统的高可靠性计算机的硬件及接口设计、实时操作系统软件的特点与编制原则,并以适量课时用于应用与实例介绍。机械自动化专业的本门课程教学,应根据教学目的而采用合适的教材,针对两个系统进行教学,开设以“系统”为特征的综合实验。

如果课程以数字控制理论为主体,在理论的应用中介绍微机控制方式及其具体实现,涉及到微机的内容重点介绍在微机原理及应用等课程中所未讲授的,形式上则以应用控制系统出现。这种方式为学生打下了较坚实的理论基础,特别是应用日益广泛的离散控制理论的基础,但对于应用类专业学生,同时也表现出它的一些缺陷。最为明显的是由于减少了微机方面的比重而使学生在具体应用中很难适应,特别在系统设计时更是如此。这种情况在毕业设计过程中就可以表现出来。授课内容侧重离散控制理论,学生在面对实际问题时,如果没有良好的微机原理基础就很难掌握系统的设计与应用。

二具体的教学改革内容

1 有机自专业特色的控制类课程教学体系

《计算机控制技术》课程从应用角度出发,密切结合工业自动化实践, 是机械工程及自动化专业的主干课程之一,以在《自动控制原理》课程中没涉及到的、计算机相关的控制技术为主要内容。它的主要任务是通过各个教学环节运用各种教学手段和方法,使学生掌握数字控制器的基础知识、基本应用技术;掌握计算机控制系统的硬件、软件的选择、组织、配置和设计;了解现场总线技术的基本概念,掌握一至二种典型应用系统;贯彻理论联系实际的原则,把硬件和软件结合、控制原理和典型应用结合,以利学生掌握计算机控制原理和应用技术的完整知识。

提高《计算机控制技术》的教学效果,要求学生熟练掌握的专业知识较多,包括《电工电子学》、《控制理论》、《网络技术》、《单片机原理》等专业课程。所以《计算机控制技术》课程的开课时间应晚于上述课程。这样,《计算机控制技术》理论讲解的重点可放在控制系统的离散化理论、控制系统总体的工业控制系统原理和设计上,大大减少理论讲授所需的时间。而《PLC技术》、《电机与拖动》和《传感器技术》等课程可以同时开设,也可以在之前或者之后都没有太大的关系。

《计算机控制技术》以经典控制理论和现代控制理论为基础,总线式工业控制机为控制工具,微机硬件技术和软件技术为手段,系统的工程实现为目的,从而做到理论、技术与实际应用相结合,理论与实践并重,综合性较强,应该后续开设《计算机控制技术》课程设计,综合应用所学知识,巩固教学效果[1]。

2 有机自专业特色的课程内容设定

与内容丰富、综合性强、对学生要求较高相反,课时逐年减少。对于机械电子专业,笔者拟定的教学内容时只能把大量的外延扩展内容放在课外,课内教学内容浓缩,大致如下:

(1) 输入/输出通道接口技术(8学时)

本门课程之前,开设了《电工电子学》和《单片机原理》,讲授最基本的数字电路和单片机软硬知识,但没有接触过由器件搭配接口及用程序控制生产,开始时学生都有些不适应。这部分内容讲解如何使用器件实现某个功能,以典型常用的硬件,如ADC0809、键盘、触摸屏、DAC0832、LED、开关量输入输出接口等作为例子介绍工作原理、使用方法和技术细节问题。有了这种训练以后,学生以后可以通过查阅用户手册的方法在较短时间内熟悉其它硬件的使用。

(2) 顺序控制与数字程序控制(5学时)

顺序控制在《PLC技术》中有详细的讲解,在此部分侧重于综合介绍顺序控制的特点、种类、思路和应用场合。数字程序控制是数控技术的基础,学生在以前的学习或者生活中对数控机床接触得很多,这部分的内容容易引发学生的学习兴趣,并且会自觉地把理论和实际联系起来。

(3) 数字控制器的设计(16学时)

这部分在讲授在数字信号采样和处理的基础知识后,主要学习实际生产过程中广泛应用的控制算法,如数字PID 算法、最少拍控制算法等。对于理论性较强,而实际生产过程中使用较少的算法,如Dahlin算法、Smith 预估控制等,则只做简单介绍,使学生对其有一个初步的认识即可。

(4) 先进控制技术(8学时)

对于近年应用于实际生产过程的智能控制算法如模糊控制、现场总路线等内容,作为次重点讲授,以提升学生对新技术的兴趣,引导其入门。

(5) 计算机控制系统的设计(7学时)

抗干扰是生产现场必须要注意的一个重要事项,是本课程实用性的一个体现。本章重点有二个,一是抗干扰技术,二是如何从设计要求搭建系统满足生产需要,包括器件选型、控制器设计、接口制作和程序设计。抗干扰技术包括光电隔离、滤波、屏蔽、接地、软件陷阱、看门狗等方面,是其它课程教学中没有涉及到的,或者没有系统讲解的内容。

3 关于辅助控制系统设计工具MATLAB的教学安排

在工程实际中,控制系统的结构往往很复杂,如果不借助专用的系统建模软件,则很难准确地把一个控制系统的复杂模型输入计算机,对其进行进一步的分析与仿真。与计算机辅助机械设计的CAD软件已经是机械工程师不可缺少的基本技能一样,辅助设计和仿真的手段已成为系统分析、研究、设计及人员训练的不可缺少的重要手段。借助于控制方面广泛应用的MATLAB系统和系统仿真技术,结合《计算机控制技术》课程的教学环境、要求以及工程实际,开设《MATLAB辅助设计和仿真》课程。该课程可使学生根据系统的工艺和控制要求设计数字控制器、选择控制参数以及编制控制软件,并在计算机模拟实验系统上进行实验,观察控制效果,提高课程的教学质量,增强学生解决实际工程问题能力。对于目前环节性实验过重、系统性实验没条件开展的情况,系统仿真是一个有效的教学方式,也能节省大量实验设备的投资。

但是如果把MATLAB放入《计算机控制技术》课程内的话,在目前教学内容已经十分丰富、课时量逐步减少的情况下比较困难。如果把MATLAB的内容单独开设为选修课程,与《计算机控制技术》同学期进行,也可以取得较好的效果。

4 结合专业方向的扩展课堂教学

在教学改革中,结合机自类专业人才培养目标,面向科学技术前沿、面向未来,将教学内容分重点、次重点、理解、了解、延伸扩展、实践动手等层次,把基础的、必须的内容放在课堂内,将延伸扩展的教学内容、实践动手的指导手册放在课外。延伸扩展的教学内容包括相关的最新科学技术,如LCD、触摸屏神经网络、人工智能等。将汇编程序设计、MATLAB辅助数字系统分析和设计等一部分设计成课件,放在实践动手部分;一部分作为扩展材料供学生课外阅读。编写《计算机控制技术》实验台的实验指导书和实验报告书。编写课外实践动手指导手册,内容分成电路设计制作、器件识别使用、程序编写调试三个部分。将理论部分、器件部分和实践部分合理搭配,将理论部分的掌握内容、了解内容、扩展阅读内容合理分布,选择较新、常用、有代表性的器件进行介绍,淘汰市场上已经很少出现的器件的说明,将配套的实践指导内容适当地分配在教案、课件、实验指导书和课外实践动手指导手册上,给学生以更宽松的环境、更大的自由柔性空间,既让学生有主次地掌握课程内容,又给学生的自由发展作了一定指导。

5 注重实践的教学改革

《计算机控制技术》是门实践性很强的课程,完成课程后学生应当具有系统性的综合实践能力。本课程无论是理论部分还是实践部分,都不应仅作为纯理论知识来讲授,而应强调应用为目的,应该注意与生产生活实际相结合,与学生已接触到的一些设备或者现象为案例。例如,结合数控机床的计算机控制系统分析与设计的实例,对于前向通道,可以完成传感与检测、滤波与放大、模数转换以及开关量输入等内容教学;对于后向通道,结合模拟量与数字量的输出、隔离与驱动,可以使学生学习到从简单的开关量控制(如阀组、接触器等)到复杂的模拟控制(如速度、位置与伺服系统等);而通过对整个系统的分析与设计,可以使学生学习到传递函数离散化、控制算法设计、计算机硬件与软件的实现等内容[2]。此外,如工业机器人、物料传输系统、汽车的各种微机控制系统等都是本门课程的实例典范。这样不但让学生对某一方面有比较深入的理解,还体现了课程间的连贯性。

在其它工科院校以及本校以前的教学中,《计算机控制技术》课程一般采用课堂教学和实验这两种传统方式进行教学,课堂教学传授基础知识,实验帮助学生认知、有助于理解和提高应用能力。实验课一般一次课两个课时,一次课检验和掌握一到二个主要知识点,偏向于环节性、检验性的简单内容,对于锻炼创新意识,提高工程实践能力,掌握创新设计方法,是不够的。尤其针对于《计算机控制技术》这种以搭建系统为目的的课程,设计、制作一个案例不可能在二至四个课时内完成,实验课难以达到目标。如果能给学生提供第二课堂,开展课外设计制作活动,引导学生申报学生课题,积极参与教师的科研课题,鼓励学生动手制作实物,对工厂企业、展览会或者日常生活的机电设备进行调研、原理动作分析和仿制,开展科技小发明活动,则能充分发挥学生的创造性,提高学生的综合素质。改革学习效果评价手段也要相应地变化。允许学生用自制实物、调研报告、设计制作报告,甚至创意作为课程学习效果的评价手段。这样可以突破以往的封闭式教学方法,使机自类专业的学生自己动手掌握相关的机电一体化知识,经历从机电一体化系统装置的设计到制作,完成整个过程,培养了创新能力、想象力和科学技能[3][4]。

第4篇

关键词:会计能力 会计教育 胜任能力

一、国外职业团体的研究

(一)美国注册会计师协会(AICPA)的研究

20世纪60年代美国注册会计师协会(AICPA)就开始此类研究,并于1967年了《职业知识框架》,规定了注册会计师必备知识的范围。1968年,AICPA了《会计职业的院校教育准备》,并两次进行更新。20世纪9()年代中期AICPA启动了远景项目(AICPAVisionProject)。该项目从影响注册会计师行业的政治、经济、社会、技术、人力资源和职业规范等因素人手,归纳出注册会计师的核心价值、核心服务及核心能力,提出注册会计师应具备包括交流与领导能力、战略与批判性思维能力、对消费者与客户和市场的关注、综合信息演绎能力、技术能力等在内的5种核心能力。并在此项目基础上,于1998~AICPA了《新财务职业的能力模式》。1999年,AICPA了《进入会计职业的核心胜任能力框架》,该框架包括了会计行业普遍适用的能力,并为会计教育由知识型向技能型转型提供了理论支持。该框架列示了包括功能性胜任能力、个人胜任能力和广泛的经营视野等3类核心胜任能力。功能性胜任能力包括决策模型、风险分析、计量、报告、研究、技术;个人胜任能力包括职业行为、解决问题、人际交往、领导能力、沟通、项目管理、技术;广泛的经营视野包括战略性/批判性思维,行业/分部视野,国际性/全球牲视野,资源管理,法律/法规视野,市场技术。AICPA的委员会提出当前的鉴证服务需要的能力分为高机会(Highopportunity)的能力和低机会(Lowopportunity)的能力两种,共19项能力。低机会的能力包括会计和审计准则、行政管理能力和管理审计风险;高机会能力包括:分析性技能、企业咨询技能、企业知识、工作能力、沟通技能、对客户的业务流程的理解、效率、智力能力、学习和恢复活力、营销及销售、模型构建、人的发展、关系管理、回应及与时俱进、技术、验证。高机会的能力在很大程度上可以为提供新兴鉴证服务打下很好的基础,而低机会的能力在提供现时的鉴证业务时很重要,但却无法应付未来新兴鉴证服务。启示:一名优秀的注册会计师须重在掌握核心能力,会计教育应由知识型教育转向技能型教育,对会计能力的研究越来越详细。

(二)美国内部审计师协会(IIA)的研究及美国管理会计师协会(IMA)的研究在内部审计方面,美国内部审计师协会(IIA)于1999年了《内部审计能力框架》,该书从全球内审职业、内审知识、职业未来、最佳实务、胜任能力及胜任能力评价等角度,分析了能力发展的要求,认为能力包括知识、经验、技能、任务、执业标准,技能又分为认知技能和行为技能。启示:内部审计师的能力框架中对技能的重视程度越来越高,胜任能力及其评价提到重要位置。美国管理会计师协会(IMA)于1999年采用实地调研和问卷调查的方法,分析了管理会计领域过去发生、及未来可能发生的变化,其成果反映在《哪些更重要,哪些不重要:1999管理会计实务分析》。启示:对会计能力的研究采用的主要方法是实地调研和问卷调查。

(三)国际会计师联合会(IFAC)的研究国际会计师联合会(IFAC)在1996年了国际教育指南修订版第9号(IEG9)《预备教育、专业胜任能力评价及职业会计师的实践要求》,将会计教育和实践的目标定位于使会计师能为职业界和社会做出贡献,提出会计教育应使会计师具备持续学习的技能以及对变化的适应性,同时还将会计人员的能力划分为知识、技能和职业价值,提出宽基础的会计教育;此后,IFAC的教育委员会于1998年了名为《基于胜任能力的会计师职业入门方法》的讨论稿,讨论了“胜任能力”这一概念,介绍了基于胜任能力的方法;2001年,IFAC又了修订后的讨论稿,旨在为IFAC的会员提供指南,以运用这些方法来评估会计人员的能力。针对管理会计师的能力需求,国际会计师联合会下属的财务和管理会计委员会(FMAC)于2002年了第12号研究报告:《管理会计实务会计人员能力框架问题研究及管理会计师的胜任能力档案》,对能力及胜任能力进行界定,并对什么是有能力的管理会计师进行阐述。在总结各职业团体研究经验的基础上,IFAC2003年的《国际教育白皮书》(IEP2)《成为胜任的会计师》指出,会计教育和培训的目标是培养有能力的职业会计师。IFAC提出,能力(capabilities)包括:态度(如职业行为和价值观)、行为技能(如行为能力)、广阔的企业视野(如战略性思维批判性思维)、功能性技能(如风险分析)、技术知识(如审计)、智力能力(如知识、理解力、运用能力、分析能力、综合能力和评价能力)。IFACEaig,与职业会计师相关的核心实务领域至少应包括财务会计与报告、审计与鉴证(内部和外部)、管理和成本会计、税务、财务管理、一般管理、11技术、公司治理与伦理。职业团体也可视具体情况向现金管理、清算与公司重整、财务分析、组织与物流、公司理财、经管责任与控制、股东报告、战略规划与决策支持等方向拓展与核心实务相关的核心知识是胜任能力的基础,要达到既定业绩目标,职业会计师至少还需具备一些素质,如正直公正、行为技能、广阔的经营视野、职业技能技术水平及智力等。职业团体可扩展能力需求,如分析技能、问题解决技能、人际和交流技能等。除了核心知识之外,职业会计师至少应具备法律、经济、数量方法、营销和行为科学等相关知识。IFAC指出,知识、技能和态度分别适用不同的评价方法(考试、模拟现场、口试、自我评价、直接观察等)。启示:会计教育应使会计师具备持续学习的技能以及对变化的适应性,同时将会计人员的能力划分为知识、技能和职业价值,提出宽基础的会计教育。引入胜任能力的概念,并提出胜任会计师应具备的能力范畴。

(四)加拿大注册会计师协会(cAS)的研究加拿大注册会计师协会(cAS)于1986年就开始运用基于胜任能力的方法研究注册会计师的能力框架,并于2000年了《加拿大注册会计师胜任能力框架》,列示了各领域职业会计师所需的147项能力。加拿大特许会计师协会(CICA)于2004年了《特许会计师能力图》,同年又了《候选特许会计师能力图:CAS职业能力的理解》,从胜任能力和胜任领域两个层面设计会计师的能力图。CICA为特许会计师通用的胜任能力包括道德行为和职业观(如保护公众利益、正直与公正、独立、保密等)、个l生特征(如自我管理、创新、适应能力等)及职业技能(生成计划和信息、检验计划和信息、交流、问题解决等)三部分,提出特许会计师的6个特殊胜任领域:组织有效性与控制和风险管理、财务、税收、鉴证、业绩评价、信息及信息技术等。

(五)澳大利亚与新西兰的研究

澳大利亚与新西兰的研究始于20世纪90年代初。1993年,澳大利亚特许会汁师协会(ICAA)、注册会计师协会(ASCPA)与新西兰特许会计师协会联合发起了职业会计师胜任能力的研究,其最终成果为《澳大利亚和新西兰职业会计师基于胜任能力的标准》,提出了职业会计师的人际技能、组织技能、分析与构造技能以及理解技能。此后。ICAA-~ASCPA专门针对注册会计师的能力进行了深入研究,并于1999年了《注册公司审计师能力标准》的征求意见稿。启示:澳大利亚与新西兰的研究也是注重会计技能的研究。

(六)英国特许会计师协会(ACCA)的研究

ACCA在其制定的职业发展手册中提出了一个技能框架,以帮助会员针对特定的能力分析培训需要。依据会员所承担的角色不同,会员可以根据各自的需要增加或删减特定的能力。该能力框架将能力分为以下四大类:人员管理及领导才能、个人更有效的工作、商务管理和技术。以上每一种能力都可以按照从1到的水平来进行评估。其中l代表基础,2代表中级,3代表高级。

(七)联合国贸发会议的研究

联合国贸易与发展会议1999年了《职业会计师资格要求国际指南》。该指南旨在为各国制定注册会计师资格要求和教学大纲提供—套国际标准该指南说明了对于想获取职业会计师资格的人士在教育、胜任能力、实践经验以及职业道德方面的要求。指南中包括的《职业会计师教育的国际教学大纲》对职业会计师应接受的基础教育及职业教育进行了规范,包括三大类,分别是:(1)组织和商业经营知识。主要包括以下五类知识点:经济学;数量方法和商业统计;一般经营政策和基本组织结构;管理功能和实务、组织行为、营销功能、国际商业原则;经营管理和战略。(2)信息技术。其_体包括以下内容:经营系统中信息技术的概念;以计算机为基础的商务系统的内部控制;商务系统的开发标准与实务;信息技术采用、实施与运用的管理;信息安全管理;人工智能;专家系统与模糊逻辑及电子商务。(3)会计和会计相关知识。具体包括以下方面:基础会计、财务报表的编制、会计职业和国际会计准则;高级财务会计实务;高级财务报告原则;管理会计——基本概念;管理会计——进行计划、决策和控制的信息;税务;企业法和商法;审计基础;审计——高级概念;企业财务和财务管理。

二、国外会计公司、学术团体的研究

(一)国外会计公司的研究

普华、德勤、安永等国际会计公司也都直接或间接进行会计人员能力框架的研究。1989年,当时的“”联合了《教育的展望:会计职业成功的能力》白皮书,提出了成功的会计师应具备的能力包括技能和知识,技能指沟通技能、智力技能以及人际关系技能,应具备知识包括一般知识、企业与组织相关知识以及会计与审计知识。白皮书对现行教育体制中培养出来的会计专业毕业生的数量和质量表示了担忧,呼吁美国会计学会成立一个委员会来解决这个问题6这份白皮书对美国会计教育改革产生了很大影响。近年来,各大会计公司都十分关注CFO的发展趋势,如普华永道1997年发表的《CFO:公司未来的设计师》指出,由于环境的变化,传统的CFO已无法适应全球化经营和跨国竞争的要求,未来的CFO应具备的能力包括基本技能和操作能力,基本技能主要与专业知识、技术和控制有关,这是CFO的最低要求,操作能力包括战略思考、创新、企业风险管理和变革、团队精神、训练能力和领导能力等;德勤咨询与商业周刊委托机构“研究国际”(ResearchInternational)形成的调研报告《授权CFO》(2003年)认为,CFO不仅扮演管家角色,而且是战略伙伴。各会汁公司从不同的角度对未来成功的CFO的能力做出分析。启示:成功的会计师应具备的能力包括技能和知识,技能指沟通技能、智力技能以及人际关系技能。CF0应具备的能力包括基本技能和操作能力。

(二)国外学术团体的研究美国会计学会(AAA)回顾了美国1925年到1985的会计教育和会计实务于1986年形成了贝德福德报告(TheBedfordReport)——《未来会计教育:为日益拓展的职业做准备》报告指出,会计教育的实质没有改变,即教师仅仅是教学生簿记和进行技术训练,而没有教他们如何解决问题、处理人际关系和沟通的技巧,会汁专业学生不知道怎样与人沟通,怎样进行逻辑性思维以及怎样解决问题。还指出,会汁功能已超越传统领域,传统的教育方式已不适应目前的新环境,强调大学会计教育应重视各种能力的培养。教学的过程不仅应该确保学生可以学到会计专业技术知识,而且要培养学生具备能够应用知识进行分析的能力,这种分析须是创新性的,而且应与较高的标准相适应。并提出建议:把学生引向学习的过程(帮助学生成为终生学习型的人);把会计教育看成是信息发展和进行经济决策的工具。美国会计学会的会计教育改革委员会(AECC)鼓励教师要摒弃课程式的、被动式的教学,而转向更加积极活跃式的教学,让学生成为主动的参与者,合作式的教学互动是这个新方法的关键。1990年,AECC发表了《会计教育的目标:立场公告第1号》。该公告认为,会汁教育的目标应当为会汁毕业生成为职业会计师做好准备,而不是使其在进入会计职业界时已经是职业会计师,会计教育要教会学生如何学习,并要终身学习。公告指出,会计教育应定位在“为日益拓展的会计职业做准备”,并对会计教育的目标所要求的知识和能力进行了阐述。公告指出,会计毕业生必须具备沟通技能、智力技能、以及人际关系技能,应具备一般知识、企业与组织相关知识以及会计与审计知识。除了关注教学模式和强调厚基础的教育之外,AECC还发行了一系列的会计立场公告(Position statements),如《第1门会计课程:立场公告第2号》。公告强调会汁导论课程(Introductoryaccountingcourse)的重要性,认为学生应当了解会汁信息在经理人员、投资者、信贷者、股东和其他利益相关者进行经济决策时所发挥的作用,应从更广阔的视角看会计的作用,应提高分析性技能及解决不确定性问题的能力。

(三)国外学者的研究美国20世纪80年代开启了会计教育改革的新时期,而这一改革是由一系列针对会计专业毕业生能力的批评意见引起的。这些批评意见认为会计专业毕业生不具备进^、会计职业所需的一系列能力。B|oom和IDebessay(1984)认为:会计教育应该主要围绕基本原则进行,而不是试图传授所有技术领域的知识。Bloom和Debessay鼓励会计教育方法的改革应从程序性和技术性的教学方法向概念性和问题式方法转变,这种新的教学方法应包括会计人员能力框架问题研究批判式的思维,人际关系及书面和口头的交流技巧。P0rter和Mckibbin(1988)及Carnevale,Gainer和Mehze(1990)的研究表明,学生缺乏雇主所要求的智力、人际交往能力和沟通能力。Whitney(1992)认为学校教给学生的知识过于陈旧,教育界应重新审视课程的设置以使学生能适应现在和未来的企业环境。随着贝德神神福德(theBedford)委员会和会计教育改革委员会的一系列报告、目标和说明书的,会计教育者很清楚地了解到改变和重新构架整个课程体系的必要性。教育者逐渐认同进行改革的必要性,但是会计教育者和实务者在如何改革上存在分歧。Min(1987)指出会汁教育的概念性方法和技术性方法的巨大分歧,他认为两种方法都适用,发展的趋势可能是两者的融合。Baldwin和lngram(1991)认为,不管是采用哪种方法,会计基础课程都需要改革,应让学生需要掌握更多相关的和有用的会计信息。针对美国会计学生数量和质量下降的趋势,他们建议对会计基础课程的内容和方法进行彻底的更新,以吸引有着很好的推理和分析能力的学生选择会汁专业。May,Windal~llSylvestre(1995)的调查研究表明会计教育者在改革的必要性这一点上达成了广泛的一致,但是在改革的内容和形式上存在着明显的分歧,调查结果再次强调会计教育内容中应包括更多的交流技巧、人际关系和职业道德。Jordan和lClark(1995)和Wilson~IBaldwin(1995)等人也在不同程度上研究了会计教育内容和模式的改革。Albrecht和Sack(2000)的研究成果《会计教育:设计课程以渡过危机重重的未来》对会计教育界和职业界影响较大,他们认为传统的会计教育模式存在较大问题:会计课程内容过于狭窄,过于关注技术规则及职业考试;会计教学过于强调课堂讲授和记忆,教学过程过于依赖课本,缺乏创造性的学习。他们总结出传统的会计教育过于强调学术知识方面;而对能力的运用方面关注不够oAlbrecht和Sack指出:会计教育要强调基本原理,基础原则的教育和技能的培养;强调高水准、宽口径的课程,而非深入的专业教育;应教会学生如何寻找答案及如何学习。他们认为,在教学中,教师应降低对讲稿和教科书的依赖;通过案例教学培养学生处理突发事件的能力和分析能力;加强学生口头和书面的沟通能力的训练;通过小组作业形式让学生加强合作,以培养其领导能力和团队精神;邀请企业界人士参与会计教育;适当安排课外活动,如实习、专业研究、在职学习等。Franciscoc和KeUy(2002)研究了会计教育中技能要素发展的重要性。美国伊利诺大学会计系根据会计职业界对知识、技能和态度的需求而进行的有关改革是教育

第5篇

摘 要:分析了《数据库原理与应用》课程教学过程中的现状与存在的理论与实际脱节、不够重视实践教学环节、教学实践有悖工程化原则、教学方法和手段缺乏多样性、教材选取不合理、考核制度沿袭传统的应试模式等诸多问题。从优化教学内容、教学方法、教学手段、教学内容、教学手段、实践环节、考核方式、组织与管理等方面进行了教学改革研究,提出了一套相应的教学改革措施,并取得较好的效果。

关键词:数据库原理与应用;教学改革;创新能力;优化

Abstract:Analyzed current situation of the teaching of the courses of Database Principle and Applications. It is held that there exist many problems in the teaching process. For example, the theory is separated from the social needs, practice teaching tache is not thought much of, the teaching practice runs against the engineering principle, the teaching methods and measures are far from persified, teaching materials is reasonless and the checking system stresses too much on examinations. In respect to these problems, the measures to researchthe teaching of the course are proposed from the perspectives of optimizing teaching contents, teaching methods, teaching measures, practice teaching, checking methods and organizing and managing of the course. Finally the paper brings forward a suit of the measures of corresponding teaching reformation and we obtain the better effect.

Key words: Database principle and applications; Teaching reformation; Creative abilities; Optimize

一、引言

数据库技术从20世纪60年代中期产生到现在几十年来得到了迅速的发展,是计算机科学技术中发展最快的技术之一。在计算机辅助设计、人工智能、电子商务、工农业生产、行政管理、科学研究和工程技术等诸多领域得到了广泛应用,已经成为计算机信息系统和应用系统的核心技术和重要基础。通过这门课程的学习,使学生能够正确理解数据库的基本原理,熟练掌握数据库的设计方法和应用技术。作为培养数据库应用人才的主要基地,高等院校在过去、现在和将来都发挥着不可替代的核心作用。然而一些高等院校在传统的课程教学过程中强调数据库理论知识的完备性,缺乏学习的应用性和针对性,理论性强、概念抽象,理论和实践教学存在不同程度的脱节。而应用性课程的教学又多以低端数据库系统平台为基础,如FoxPro, Access等,对大型数据库系统服务器的管理和应用涉及较少,不能很好地满足企业对人才的需求。因此分析该课程目前教学过程中存在的主要问题,研究教学改革方案,就教学内容、教学方法、教学手段、教学组织与管理、考核方式等方面进行研究具有十分重要的意义。

二、传统教学中的局限性

结合自己的教学体会,分析了计算机及相关专业数据库原理与应用课程的教学现状,认为该课程教学过程中存在的主要问题有以下几个方面。

(一)理论与实际脱节

数据库原理与应用课程一般包括数据库原理、设计和应用三个部分。原理是其基础,设计和应用是提高,他们相辅相成、互相促进。但是目前一些高等院校教学的基本情况如下:

第一,教师重点偏向理论教学,很少向学生介绍具体的数据库使用技术,使学生不能将所学知识融会贯通,不能适应企业对数据库应用人才的需要。

第二,教师重点偏向流行数据库开发工具的使用,忽视甚至放弃原理的教学,造成学生对具体开发工的操作能力突出,但缺乏完整的知识结构。高等院校数据库原理与应用课程的教育目标是培养社会需求的数据库应用人才,这就要求培养的学生既理解原理、具有扎实功底,又善于灵活运用、富于创新。

(二)对实践教学环节重视不够

数据库原理与应用课程是一门实践性很强的计算机课程,但目前实验课教学存在很多弊端,例如学生不明确实验目的,实验内容不清楚,考核中实验课也没有一定的比例等。

(三)教学实践有悖工程化原则

现代企业数据库应用基本上是工程化的合作开发,其基本特征是按软件工程学的原则进行组织,软件工程学的基本方法融入数据库原理与应用课程的实践环节,使学生尽早建立起工程化的概念,顺应人才市场需求的一条原则,但考察目前的教学过程可以看到,除了毕业设计(论文)之外,从课后作业、上机实践到课程设计,几乎都是学生的个人行为,大多数学生是抱着应付差事的心理被动地来完成这些任务的,缺乏创新思维。在毕业设计(论文)中反映出许多学生不懂得如何合作开发一个实用的数据库应用系统,严重影响了毕业设计的质量,学生毕业后也不能迅速适应所在单位的工作要求。

(四)教学方法和手段缺乏多样性

当前数据库原理与应用课程采用CAI课件进行多媒体教学日趋流行,使用多媒体课件教学一方面减轻了教师板书的负担,增加了授课的信息量,同时好的课件也能够使教学内容更加形象化地展现出来;但另一方面,教师在授课时对课件的过分依赖也给课程的教学质量带来了一些问题,如当学生长时间注视投影时,容易产生视觉疲劳;由于使用课件进行教学时,加快了演示的节奏,缺乏教与学的友好交互,学生的思维难以与之同步,从而使教学质量下降。因此必须合理的综合运用不同的教学方法和教学手段,取长补短,调动学生的学习积极性,促进学生的学习。

(五)教材选取不合理

教材是教学的基础,教学目标能否实现,教材内容至关重要,计算机技术发展日新月异,早期的教材已经跟不上时代的需要,这将影响到学生能力的培养。

(六)考核制度沿袭传统的应试模式

考核是检验教学成果的有效方式和重要手段,对学生学习和教师教学具有重要的导向作用,不同的考试方式能激发学生不同的学习动机。数据库原理与应用是一门理论性和实践性都很强的课程,传统的考试模式通常以期终理论考试成绩作为对学生最终评分的主要依据,造成学生为考试过关而学,并不注重提高自身能力,教师仅为完成教学任务而教,并不注重培养学生的能力。这种违反教学规律、背离教学培养目标的现象已严重阻碍了数据库原理与应用课程的发展。

三、数据库原理与应用课程教学改革的总体思路

根据当前数据库原理与应用课程的教学,提出了该课程的教学改革研究的总体思路如下:

第一,正确定位专业人才培养目标,在此基础上明确课程教学目标。

第二,采用能够反映国内外技术发展前沿的教材来组织教学。

第三,加强实践性教学环节,改善理论与实际脱节问题。

第四,在教学内容组织上,强调数据库设计的重要性。

第五,在教学方法上,采用案例式、交互式和情景式相结合。

第六,改变传统的考试方式,注重考察学生的综合能力和素质。

第七,强化课程的组织和管理。

第八,积极鼓励学生参与科研项目,多渠道加强师生交流。

第九,充分利用网络资源进行教学,积极采用现代教育技术。

四、数据库原理与应用教学改革研究的具体措施

本课程教学改革的指导思想是培养学生综合地应用专业知识,独立分析和解决问题的能力,使学生在科学研究和创新方面受到良好地训练,所以课程教学改革采取的主要措施体现在以下几个方面:

(一)优化教学内容,完备知识体系

数据库原理与应用课程教学目标是通过课程的学习,强化基础训练,使学生理解数据库的基本原理;应用软件工程原则,掌握数据库的设计方法,了解数据库当前的研究发展状况,掌握数据库的应用技术。

在实施数据库原理与应用课程教学时,应从基本原理、设计方法到应用开发,涵盖如下教学内容:(1)基本原理包括数据库系统概述、关系数据库、关系数据库查询语言SQL、关系系统及其查询优化、关系数据理论等,这些内容是教学的重点,它们涵盖了关系数据库的基本原理,对数据库的设计、应用和开发起着指导作用。(2)设计方法包括软件工程原则、数据库恢复技术、并发控制、数据库安全性、数据库完整性等。(3)应用开发包括 IBM DB2数据库系统、基于高级程序设计语言的C/S(B/S)构架的应用。

(二)合理的教学方法和教学手段

在实际的教学过程中,合理的综合使用各教学方法、教学手段,以学生为中心,多采用案例、任务驱动等相结合的教学方法,增加学生的实践机会、自学机会和创新机会,极大地调动学生的学习的主动性和积极性,激发学生探究创造的兴趣,鼓励学生独立探索,促进知识的加深和迁移。

1.结合多种教学方法进行教学

(1)采用案例教学,加快学生的学习步伐

针对课堂教学、实验教学和课下练习,均设计了不同的教学案例。从数据库基本原理、设计、实现和开发等诸方面,对案例逐步展开,加快学生对抽象理论和方法的理解和掌握。

(2)采用任务驱动教学法

针对教学中的重要知识点,精心设计教学任务。任务驱动教学法的基本过程为:提出任务、分析任务、学生操作、交流讨论、巩固创新、总结等。在任务的驱动下,促使学生自主思考,并通过自主学习、协作学习等方法,探求解决问题的途径。

(3)采用理论与实践相结合的教学方法

设计了与理论教学内容相对应的实验,以提高学生实践能力,促进对理论内容的吸收。

(4)采用合作学习教学法

合作学习教学法即结构式分组教学模式,使其和任务驱动教学法相结合,对学生进行合理分组,使之相互合作和激励,主动积极地参与学习,培养学生探索创新能力和团结协作的精神。该方法主要用在实验教学当中。

2.使用多种教学手段进行教学

采用网络和多媒体教学、小组讨论、调研报告等多种教学手段来使学生提高主动参与意识,并注意增强学生的分析判断能力和留给学生思考与讨论的空间;更强调对学生进行学习方法的指导而不是灌输式教学,从而使学生能举一反三,触类旁通。同时在教学过程中重视因材施教,努力实现教学方法的个体化,针对学生学习的个别差异解决好因材施教问题。

(三)重视实践环节,培养创新能力

为了实现预期的教学目标,必须将理论教学与实践教学紧密融合,鼓励引导学生将理论知识灵活掌握,并具体应用到实际工程中。实践教学是数据库原理与应用课程教学的一个重要环节,课程中的上机实验、数据库课程设计安排要合理。(1)教师在课堂上应给学生指定明确的有利于消化课堂理论知识的实验题目,让学生上机时做到目的明确、有的放矢。(2)上机时应对学生进行实时指导,并对上机过程中普遍存在的问题进行统一讲解。上机实验针对的往往是一定范围的知识点,各个知识点相互联系不够紧密,具有一定的局限性,因此在课程的后期需要安排两周的课程设计或综合性实验训练,所选题目应具有一定的应用背景,让学生能够应用软件工程的基本原则设计一个具有实用价值的数据库应用系统,使所学知识融会贯通。

创新思维是一种智力活动,是发现问题、积极探索的心理取向,培养学生的创新能力是素质教育的灵魂。要实现这一培养目标,必须做到以下几点。

1.教育学生自觉地培养创新意识

富于想象并敢于大胆提出问题,注重实践,具有勤奋努力、百折不挠的拼搏精神,这是进行创新教育的必备条件。

2.建立一种全新的创新教育激励机制

学生课程设计或综合性实验后,不但要形成软件,还应鼓励学生撰写相应论文,在论文中阐述其设计思路、运用的知识及自己的体会。对于一些优秀论文,教师应给予一定奖励,并从中挖掘人才,建立课外研究小组,与教师一起从事数据库应用和开发研究。

3.建立一支富有创新精神的教师队伍

实施创新教育,培养创新人才,教师无疑是教育的关键和主体,教师应通过组织课堂教学、进行课后辅导、开展答疑解难、指导课程设计和综合性实验等环节,循循善诱、潜移默化地培养创新人才。

(四)改革考核方式,重视能力培养

数据库原理与应用课程的考核分为理论知识考核与应用能力考核两部分。理论知识考核重点考察学生对关键性概念和原理的熟悉和理解,着重考核学生综合运用知识解决实际问题和创新思维的能力。应用能力考核方式要灵活一些,应将考核变为激发学生学习兴趣的机会,所以我们可以通过平时的实验、具体的数据库设计开发任务等进行。为了避免在分组的实验、设计任务中,有的同学不积极参与,可采用随机抽查个人的方法来考核小组成绩,促进小组内部互相监督、互相帮助、互相学习,有利于培养学生学习的积极性,提高教学效果。

(五)强化课程的组织与管理

为了更好的搞好课程教学,建立了集体备课制度,在开课的前一个学期期末,任课老师集中讨论、确定教学计划、教学日历。开课前两周内,大家对备课中出现的相关问题进行讨论,取长补短。在教学进行过程中,要求任课老师要互相听课,以取长补短,并不定期的对教学过程中出现的问题进行研讨,从教学方法、形式和内容上进行讨论,不断探索,摸索出了一条适合实际情况的教学方法和模式。

(六)积极开展科研活动,以科研促进教学

积极开展相关的科研活动,以科研促进教学,使课程的教学内容和教学水平不断提高,先后指导学生设计并完成了以下开发课题:(1)基于VB的图书管理信息系统;(2)基于.NET的高校设备管理信息系统;(3)基于Delphi的教研情况管理信息系统;(4)基于Web的某一超市大型管理信息系统;(5)基于Java语言的教务管理信息系统;(6)基于C/S模式的铁路机务段化验管理信息系统;(7)基于实例推理和粗糙集理论的冲模智能CAD系统等。

五、结束语

本文在分析《数据库原理与应用》课程理论与实践教学中所存在问题的基础上,提出了若干教学改革措施,并已付诸实施。目前本课程的教学工作取得较好的教学效果,让学生的综合素质和创新能力在循序渐进的过程中不断得到锻炼和提高,同时提高了毕业生的竞争力。我们将继续在数据库的教学改革上开展新的工作,在数据库技术和网络技术相结合的道路上作新的探索,努力寻求新的切入点,使理论教学和实际应用更好更紧密的结合起来,培养出更多适应信息化社会的复合型、应用型人才。

参考文献

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