时间:2022-04-05 06:16:22
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篇计算机理论论文,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。
理论课程是基础,只有在夯实了专业基础之后才能在本专业有所建树。中职学校有其自身的特点,其培养的目标是技术型人才,理论课程的开设主要是为实践服务,目的是让学生在掌握基本理论知识的基础上,通过独立思考和集体合作,进一步提高分析、解决实际问题的能力,通过对案例的分析研究积累经验,以发展自己的创造才能,使学生全面系统地掌握计算机知识。例如程序设计类的课程,首先要使学生养成基本的、良好的编程习惯,懂得编程的基本原理和常用的编程方法,能够理解编程所使用的各种语句,然后让他们投入具体的编程工作。
二、中职学校计算机理论课程教与学的现状。
1。教材、教法现状。
从教材大纲上来看,要么部分教材过于陈旧,编写的教材几年不变,跟不上计算机技术的发展和社会职业的需求;要么和流行软硬件步步紧跟,年年更新,使许多学校硬件环境频频告急。由于计算机知识更新实在太快,如果教材跟不上知识的更新,会使学校培养的人知识陈旧,不能适应社会的需要;如果教材更新速度过快,则可能由于学校硬件条件的限制,造成教材与教学的脱节,同样达不到好的教学效果。
从教学方法上来看,在教学方面,多年的职业教育没有从根本上脱离普教的教学思想和教学模式,因此,没有真正地体现出自身的教学特色。笔者在授课中往往有这样的体验,讲授理论课时由于内容抽象难理解,结果一方面教师在拼命地想讲明白,学生们也非常专注地想听明白,但计算机中的许多术语、原理、命令等等总让许多学生如坠雾里,上机操作时不知从何下手,结果造成教师教学费力,学生学习吃力,实际效果不好的现象。
2。中职学校计算机理论课堂教学现状。
(1)教学原则。计算机理论课程的教学在很大程度上仍然沿袭着“以教师为主体”、“以课程为中心”的传统教学观念:教师是知识的传递者,教学以传授知识为主等等。这样的教学理念直接影响、制约了教学模式、教学方法、教学手段的改革创新,也打击了学生学习的主动性、积极性。
(2)教学模式。传统的教学方法单一、僵化,习惯于“一言堂”、“满堂灌”,在教学的各个环节,都只从教师的角度出发,从组织内容、备课到讲授,很少关注学生的反应,课堂缺乏互动,更谈不到学生参与其中,变被动学习为主动学习。
(3)教学手段。虽然目前计算机专业课程教学中,基本普及了现代化教学手段的应用,但在课件制作的水平方面,在使用课件的尺度把握方面,还要下些功夫。
3。中职学校学生的学习现状。
从生源上来看,由于普高的扩招,中职学校的门坎很低。进入中职学校的学生,其文化课基础相对较差,许多学生的学习兴趣、主动性和积极性也不高。另外,中职学生大部分来自农村,由于目前农村乡镇中学计算机教学设施的不完备,许多学生在初中学习时还没有接触过计算机,更谈不上操作和运用了。总的来说,中职生源文化素质不高,对计算机的认知程度也很低。
学生在学习过程中,普遍对计算机理论课程的学习都不感兴趣,他们觉得理论课程枯燥、难学。他们追求的是学以致用、立竿见影的效果,尤其是家庭电脑的普及,上网热的冲击,使学生更加注重操作技能,而对计算机理论很少涉及。计算机理论是学生提高计算机水平的基础,中专生没有足够能力认识到这一点的,于是往往会把学习计算机知识分为“有用的”和“没用的”两类。比如认为学习计算机系统的基本结构和原理、进制的转换、程序的编制等是“无用的”;对于学习制图、网页设计、硬件维修等是“有用的”。
三、中职学校计算机理论课程的教学改革。
1。充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。
中职学校的计算机理论教学最终是通过课堂教学来完成的,因此在课堂教学的过程中,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用是教学成功的关键。
(1)提高教师的专业素质水平和业务水平。要实现教育现代化,必须培养和造就一支高水平的计算机师资队伍,积极探索和发挥计算机在教学和教育中的作用。作为一名计算机教师首先应不断地充实自己,不断更新自己的知识范围。计算机学科的特点就是“前沿”,即使是计算机专业的本科毕业生,若停留在原来的基础上,则意味着后退。所以,选择了计算机就是选择了“不断地学习”。在计算机教育这块园地里,要有所收获,就必须怀着对本职工作的无限热爱,怀着对学生强烈的责任感,投身到计算机的教育、教学研究上来。
(2)提高学生的学习积极性和主动性。学习积极性和主动性是从事创造性学习活动的一种心理能动状态,是影响知识、技能掌握和智能发展的一个重要因素,是学生学习上的内在动力。教学中激励、唤醒、调动学生的这个内在动力,是上好专业课、提高课堂教学效率的关键。因此,教师在进行计算机理论课程教学过程中应注重培养学生的兴趣,让学生带着兴趣、带着热情去学习,才能使学生从主观上愿意接受计算机理论知识,才会有很高的学习积极性和主动性。
2。计算机理论课程教学改革的思路。
(1)在课堂教学中渗透素质教育的理念。
一是改变教学“满堂灌”的形式,将知识的形成过程暴露给学生,让学生在接受知识时不仅“知其然”而且“知其所以然”,培养学生继续学习的能力和方法,使学生获得主动的知识。
二是计算机理论教学重在培养学生的创新思维、发散性思维。因此,教学过程要指导学生掌握正确的学习方法,努力培养学生探究学习的方法,培养学生探究科学的精神,使学生养成良好的科学素质。
三是在教学中努力培养学生先进的教育观念,使学生形成在实践中获得知识的能力。素质教育重在素质的形成,而素质最终是在实践中体现出来,计算机理论教学不能仅是理论知识的学习,而且,要加强理论联系实际,最大限度地提高学生的实践能力,让学生在实践中获得发现知识的乐趣。
(2)计算机理论课程设置的改革。
一是课程内容的设置要紧贴社会的要求,把社会的需求和学生学习的需求有机统一,从而激发学生的学习积极性。职业中专学生虽然没有高考的压力,但面临就业的挑战,所以课程的设置要以社会的需求为依据,以学生的就业为导向。这里最重要的是进行社会调查,弄清计算机专业中职学生能够就业的岗位群,由此弄清学生所需掌握的知识和技能,并由此作为课程设置的依据。只有是有利于学生就业的课程内容设置,才能激发学生的学习动机。
二是根据中职学生的学习心理特点、认知和能力水平,以及课程本身的对应关系对课程内容的顺序进行合理安排,要做到先易后难,各课程之间的承接性要合理。
三是以能力为本位进行课程内容的整合。在中职计算机中大部分课程主要是以培养学生的动手能力为目的。职业中专学生的抽象思维和数据逻辑分析能力都较弱,对理论课的学习不感兴趣,课堂上的理论讲授效果不理想。在设计和制定项目的课程任务时,把知识点和职业中专学生不需要系统学习但需要部分掌握的内容融入其中,使学习过程成为学生参与的创造实践活动,注重的不是最终的结果,而是完成项目的实践过程。这样进行教材内容的整合使学生有明确的学习目的和内容,能将知识迅速转化为实际能力。因此,教师应根据学生的实际情况和能力目标,对教材做相应的处理。
(3)教学方法的改革。
一是教学和学习方法上,采用讲、看、练一体化方法和分组讨论的教学方法。教师可根据教学内容或教学案例制作课件,使教学更具直观性,深入浅出,将原来抽象、复杂叙述用生动的图像和动画表现出来,使学生可以更直观地理解教学内容,激发学生学习兴趣。要让学生从知识的被动接收者转变为主动参与者和积极探索者,在发挥教师主导作用的同时,充分发挥学生的主体作用,鼓励学生大胆提出问题,引导学生思考探索,从而达到良好的教学效果。
二是教学的组织形式上以实训基地现场教学为主,尽可能多地为学生提供动手操作的机会。结合实际,使教学和实际真正融为一体。平时面对实物和实际进行教学,实习或业余时间可以在教师的指导下,为学校、老师、同学乃至社会进行计算机应用与维护方面的服务。组织学生进行社会调查和市场调查,让学生认识市场、了解市场,了解当前的市场技术水平和行情,了解将来的工作岗位的工作内容和要求,提高学生学习的目的性和自觉性,提高学生的岗位适应能力和综合素质。
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计算机理论电子电路的调试及其故障分析与处理
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计算机理论双目立体视觉运动平台的动力学仿真分析
一、引言
随着信息、处理、计算机技术的发展,人们对于机器能够仅仅获取以一些平面的二维视觉信息越来越不满意,人们设想借助计算机的技术,能使机器人真正能“看到”精彩的三维世界。计算机技术、视觉传感器技术、摄像技术以及立体视觉理论的发展,利用视觉传感器来获取环境图像,并用计算机实现对视觉信息的处理,从而形成立体视觉,逐渐使这一设想变成现实[1-4]。本文采用了目前国内外进行机电一体化系统设计时最常用的虚拟样机技术,基于3D数字化设计平台UG,采用赫尔姆霍茨模型作为参考设计了一种新型的具有三自由度的双目立体视觉运动平台,如图1所示。
二、运动学仿真验证立体视觉运动平台的运动空间范围
运动学仿真的目的是为了验证立体视觉运动平台动力模型建模的合理性,检查运动自由度范围是否达到设计指标中要求的“眼睛”左右偏航运动空间范围(±60o)、“头部”俯仰运动空间范围(±45o)。同时通过运动学仿真,还可以检查视觉运动平台动力模型各个部件的之间有没有产生运动碰撞干涉。本文采用机械系统动力学自动分析软件ADAMS对运动平台进行运动仿真分析[5]。
经过运行运动学仿真,可以得知各个自由度的运动空间范围如下:
(一)左偏航极限±60度、右偏航极限±60度、俯仰极限±45度位置,如图2所示
(三)没有发生偏航运动,仰视极限负45度位置,如图4所示
偏航和俯仰运动各个自由度运动范围曲线图如图5,图6,图7所示。从上面各个极限位置、偏航和俯仰运动各个自由度运动空间范围曲线图可以观察到部件之间没有产生运动碰撞干涉现象,各个自由度的运动空间范围达到了设计的要求,从仿真结果也可以看出本运动平台运动空间范围广,验证了本视觉运动平台达到了运动功能的要求,说明本立体视觉运动平台的机械系统结构设计是合理的,这为一般机器人立体视觉运动平台的机械结构设计提供实用的改进和参考依据。
三、驱动电机的输入扭矩分析
要验证选择的驱动电机的输入扭矩是否够,那么要测量俯仰电机和偏航电机的扭矩。在立体视觉运动平台中,电机主要是要克服转动过程中转动头和摄像机等运动部件的负载转矩。运动部件的负载扭矩在ADAMS中通过测量扭矩的方式测量出来,如下图8,图9分别是偏航电机和俯仰电机的负载扭矩。
通过图8和图9,可以知道偏航和俯仰电机的负载是时间连续曲线。当偏航或俯仰运动到极限点时,驱动电机要进行变向运行,负载扭矩的方向也发生变化而出现突变拐点,拐点的值便是负载扭矩最大值,可以得知选择的电机的扭矩是足够的。仿真结果对双目立体视觉运动平台的控制系统的性能定性分析提供了一种评价手段。
四、结论
仿真的结果验证了视觉运动平台的俯仰和左右偏航自由度的运动空间范围符合设计要求。根据仿真结果可以看出本运动平台运动空间范围广,验证了本视觉运动平台达到了运动功能的要求,说明本立体视觉运动平台的机械机构设计是合理的,这为一般机器人立体视觉运动平台的机械系统结构设计提供实用的改进和参考依据。
并通过仿真求解出俯仰电机和左右偏航电机的负载扭矩曲线,仿真结果对双目立体视觉运动平台的控制系统的性能定性分析提供了一种评价手段。
参考文献:
[2]贾云得.机器视觉[M].北京:科学出版社,2000,(4):1-10.
论文关键词:全国计算机等级考试 教学改革 应用能力培养
论文摘 要:本文介绍了我校以全国计算机等级考试为契机,提高计算机基础课的教学质量,注重理论与实践并重,强化学生的实际应用能力培养的一些具体做法。
全国计算机等级考试(National Computer Rank Examination,简称NCRE),是经原国家教育委员会(现教育部)批准,由教育部考试中心主办,面向社会,用于考察应试人员计算机应用知识与能力的全国性计算机水平考试体系。其宗旨是“以考促学”。自1994年开考以来至2008年底,累计考生人数超过2870万,其中90%的考生是在校大学生,可以说,大学生是全国计算机等级考试的主体。
1 现状分析
我校非计算机专业的学生有80%~90%参加了全国计算机等级考试。学生通过参加全国计算机等级考试,计算机理论知识得到了提高,尤其是通过上机练习,强化了学生的计算机应用能力,克服了某些学生在学习计算机时“重理论、轻实践”的弊病。但是随着计算机等级考试的深入展开,也出现了一些为考试而考试的现象,一部分考生不是通过学习扎实的理论知识和掌握熟练的应用技术来通过考试,而是通过背题、押题、临时突击等方法达到“拿证”的目的,形成这种局面,完全有悖于“以考促学”的理念。对于学生而言,虽然可以拿到一个计算机等级证书,但也浪费了大量时间和精力,而计算机水平并没有太大提高;对于国家和学校而言,浪费了许多人力、物力和财力,并没有培养出合格的人才。
2 问题的解决
针对这些现象的存在和所引发的问题,我们通过调查分析和长期的实践摸索,总结出一套行之有效的教学和管理方法,使学生们受益匪浅。
2.1 因势利导,引导学生正确对待计算机考试与能力提高的关系
既然大多数学生愿意参加全国计算机等级考试,也想通过考试拿到证书。这说明学生,尤其是非计算机专业的学生,对于掌握计算机知识、提高计算机应用能力还是非常重视的。只是如何通过考试来提高自己的计算机应用能力,还不太清楚。针对这种情况,我们采用了说明会、讲座等形式,在学生中普及等级考试中涉及到的计算机理论知识,讲解等级考试中所涉及的各种计算机语言知识体系,由于计算机等级考试(二级)中涉及到6种高级语言(VFP、VB、JAVA、C语言、C++、ACCESS),我们将分别参加考试的学生按语言分成6组,每组配备一个专业辅导老师,对学生进行理论辅导的同时,带领学生进行上机练习。通过具体编写程序,理解和消化计算机语言的具体作用,并将以往考题中出现的实例与书本中的语句相结合,引导学生在计算机上运用正确的算法进行高级语言编程,达到“人机结合”、“理论与实践结合”。
2.2 引导学生创建计算机等级考试网站
选拔一些有能力的学生自建计算机等级考试网站。由计算机实验室提供相应的服务器及相关网络设备,选派有经验的老师进行指导。从收集等级考试相关材料、网页设计、静态页面制作、网站程序开发,到服务器的安装调试、网站的维护和宣传推广等,都由参加计算机等级考试的学生自己动手完成。网站设有“网上考场”、“资料下载”、“考试论坛”、“考试指南”、“成绩查询”、“教材参考”、“名师讲堂”等栏目。学生们在收集资料的同时,丰富了有关计算机等级考试知识,通过建设考试网站,增加了网页的设计、服务器的安装与配置、网络的安全与防范等相关知识,学生的计算机应用能力有了显著的提高。 转贴于
2.3 以全国机计算机等级考试为契机,进行教学改革
从2003年起,我校对非计算机专业计算机类课程进行改革,由原来不分专业、不分层次,一律只学VFP、VB改为,理工类学生可以选学C语言、C++、VB程序设计、JAVA程序设计;文科学生选学VFP、ACCESS;音体美专业学生可以选学“网页设计”、“Internet及应用”;教学上从偏重基础知识和理论知识的讲解,到强调理论和实践并重,上机学时数要超过理论教学时数,同时将一些等级考试中实际应用编程项目,作为上机实验的内容,由学生们独立完成。这样使学生们在平常的学习内容中就涵盖了等级考试的题目,提高了学生的考试能力和计算机应用能力。
2.4 开放实验环境,让学生自己动手安装、调试模拟考试系统
每次全国计算机等级考试前,我校会将等级考试模拟系统软件放到实验室的FTP服务器上,由学生们自己下载安装模拟考试系统,自己设置考试服务器、监控机、以及考试机。通过做这些工作,学生学会了相关的网络克隆及传输技术,学会了网络共享和网络安全的设置,以及网络上如何建立用户、如何设置用户权限、如何登录用户等等,通过这样一些积极的举措,极大的调动了学生们的学习积极性和主动性,使学生们在准备考试的同时,掌握了更多的计算机实用知识,提高了自己的实际操作能力。
2.5 总结体会,提出建议
在全国计算机等级考试结束后,我们组织专家、教师和学生在一起进行座谈。学生总结自己的学习心得,找出自己的不足之处,提出等级考试中出现的试题弊病和系统漏洞等。例如:学生提出应该设立多种操作系统的考试界面,而不是单纯的windows系统一统天下,也应该开发出Linux系统下的考试系统;考生目录权限太大,会使学生作弊的可能性增大,会为不良考生散播病毒提供方便等等。通过这样的活动,不但开拓了学生的视野,也极大的触动了老师,为下一步教学管理与改革提供第一手资料,也为以后出题提供了很好的建议。
3 结语
全国计算机等级考试对培养学生掌握计算机的基础知识和技能,提高学生的基本素质都具有十分重要的意义。我们要以全国计算机等级考试为契机,充分发挥学生自主学习的积极性和主动性,在强化学生计算机理论基础知识学习的同时,注重实践应用能力的培养,使学生的实际应用能力得到显著提高。
参考文献
[1] 赵丽.认真做好等级考试工作,深入开展计算机基础教学改革[J].新疆农业职业技术学院学报,2006(4).
1.1教师提高自身修养
高职院校可以以选送部分教师外出攻读博士的途径使教师掌握最新的科研动态。使学生的毕业论文设计环节有效结合所学课题的研究方向以及相关厂家的技术革新方向,进一步提高毕业论文设计的实用性。
1.2实行导师负责制
在进行毕业论文设计的阶段,高职院校可以通过双向选择的方式确定学生的指导教师。由导师负责学生的专业学习以及相关论文资料的积累,同时,学生也应当向导师学习相关的科学研究的方法。在毕业的实习阶段,导师负责协调学生以及实习单位间的关系,并且进行必要的毕业论文指导。基于此种形式的师生协作关系,不仅加深了师生间的感情,更有助于提高毕业论文设计的质量。
2基于教学的角度
2.1改革教学内容、方法和手段
在深入研究课程体系的同时,应当采用能够反映学科最新、前沿的教学内容,积极使用先进的教学手段以及方法。通过教学方法、手段的改革,体现新体系“学生为主体,教师为主导,以全面推进学生素质教育为目的”的教学观念,促使学生有效形成合理的知识结构以及开拓的学术视野,奠定学生毕业设计环节坚实的理论基础。
2.2提高学生收集信息的能力
在信息爆炸的现代化社会,提高学生收集最新、最多的信息能力是培养学生创新能力的关键。利用计算机网络检索科技文献,已为越来越多的科技者所重视,利用计算机网络查找文献,快速、准确、而目_操作十分简单。目前,高校的图书馆均开设有计算机网络检索系统,这样就能方便的查阅全球范围的自己需要的资料。通过查阅文献资料,使学生了解初选的毕业论文前人是否做过,并在前人研究的基础上确定主要的研究方向。同时学习别人的科研构思和科研方法,引进相邻学科的新观点、新思路。
2.3培养学生良好的科学、人文以及
心理素质加强学生良好的科学素质、人文素质及心理素质的培养,激发他们对科学的追求与热爱。要求学生掌握博而专的知识,突出创新的多种能力,提高分析问题和解决问题的能力。分析问题是培养学生的思辨和判断能力,解决问题是在正确分析问题的基础上,着手处理。在毕业环节,要求学生注重实验研究方法的改进,将白己所学的理论知识来探讨实验过程中反应机理,继而得出正确的结论,提高科研水平。
3结论
【关键词】计算机网络技术 课程体系
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2012)12-0106-01
独立学院是依托公办高校优质教育教学资源,吸引社会资金创办的相对独立的本科层次高等院校,即社会上俗称的“三本学校”。独立学院的出现是区域经济发展和社会发展急需人才的必然要求,培养的人才有别于公办本科院校培养的理论型人才和高职院校培养的技术型人才。独立学院培养的人才要求既具备一定的理论基础,又具备较强的实践能力。然而,由于独立学院发展时间比较短,各方面的经验不是很成熟,在教学、管理等方面借鉴甚至照搬母体高校的模式,这种教学方法必然与独立学院的学生知识基础和学习特征产生不可调和的矛盾,难以保证教学效果和教学质量。如何对独立学院进行教学方法改革创新,提高独立学院教学质量,尽快使独立学院的教学方法规范化、科学化,是独立学院必须面对和亟待解决的问题。
计算机网络作为全校性的网络基础课,存在诸多问题,反映在学生和教师两方面。一些学生在学习过多门网络课程(如计算机网络、组网技术、网络编程等)之后,才大概明白计算机网络;而一些学生则认为“计算机网络就是些概念,太简单”,但经过实际接触,很多概念含糊不清,动手能力极差,教师在有限时间讲清楚计算机网络的概念、原理,同时还要兼顾动手实践,并非易事。因而网络教学的改革刻不容缓,改革应当跟上时展的步伐,把学生培养成有技术能力的劳动者,能适应网络上的技术变革,能解决各种复杂的问题,能清楚网络的应用性,从而提高学生终生学习和可持续发展的能力。
一、实现与社会接轨的计算机网络教学设想
当前,计算机科学及应用正朝网络化、多功能化、多媒体化和行业化方向发展,而市场竞争和资源优化配置的客观要求,决定了“计算机网络技术”专业对应用型人才的需求和培养呈现多样化、多规格型的态势。独立学院“计算机网络技术”课程的培养目标是造就德、智、体全面发展的具备计算机网络安装、测试、维护、管理的应用型技术人员,具有熟练使用国际互联网和各行业系统的网络,实现网络的安装、管理、使用、维护,具有创新精神、创业能力。
二、计算机网络教学具体方法改革与实践
要向国家和社会培养、输送高质量的计算机人才,传统的教学方法和手段已经不能适应。高等学校目前最常用的教学方法是讲授法,以应试教育和传播灌输教育为特征的教育体系。该方法最大的长处是能很快、大量而又集中地为学生提供新知识,而且便于教学过程的控制,因而成为教学方法中一种基本的方法。但它存在不利于因材施教,不利于学生自学能力培养的局限性。变传统的知识型教育为能力型和素质型教育,以改善学生的知识结构,增强学生的适应能力,培养学生的创新能力,提高学生的全面素质,改革现行的教学方法与手段势在必行。
计算机学科的特点在计算机教育和实践环节有极其重要的作用。通过实践环节使学生更好地理解、掌握所学的计算机理论和原理,培养学生解决问题的能力。通过实践环节提高学生的动手能力,激发学生的创新意识。笔者选择计算机网络专业选修课网络设计与应用进行教学方法、教学手段和考试方法的改革。
1.学生参加实际课题
采用积极的教学方法,包括专题报告、小组讨论、实践作业、模拟环境和情景演示,强化实践环节,学生参加科学研究和实际课题的开发工作,培养学生分析问题的能力。由指导老师根据科研项目布置课题,学生以小组讨论的方式,明确任务,在老师的指导下设计实现方案。以实际开发的成果及小论文作为考核依据评定成绩。
2.激发学生的学习主动性
增加上机时数,将部分章节留给学生自学,列举专题和若干知识点,由学生到因特网上查找资料,并作为期末考核,考试形式改变以往单一的笔试,采取笔试或小论文两种形式,选择写一个专题报告并参加笔试,或者选择一个专题结合实际写篇小论文再免去笔试。对激发学生的学习主动性、自觉性,调动他们内在的学习潜力,起到了较好地效果。
3.采用远程教学手段
同时进行远程教学的试点,在网上进行交互式的教学。包括课件学习、网上答疑、网上讨论组、网上提交以及批改作业。
4.改革实验课内容
实验课上教师首先讲授该实验相关的理论知识点、实验目的、实验内容、实验重点和操作难点,再以小组为单位,安排学生进行实验,布置实验进度。每次实验后,各小组做实验小结,再由教师作整体总结,使学生从实验中不断积累经验,获得更多的实验技能。
三、总 结
计算机科学与其他科学技术和经济建设结合得越来越紧密,在新时代的教育改革中,将计算机思想和方法融入实践实验课堂教学是教学改革的一个新的趋势。此外,教师在课堂教学中,针对不同专业的学生,讲述不同领域的工作和计算机相结合的实际问题,这样既能大大增加学生听课的兴趣,又能提高知识点的掌握程度,将计算机网络知识转变成为学生解决实际问题的能力,为社会培养实用型的人才。
在教学中应跟上当前教改的步伐,大胆探索教改的新思路,引导创新,注重实践。只要我们在日常教学中,把书中的知识点与实际生活中的问题有机地结合起来,使学生牢固的掌握知识点,同时培养学生的网络实践的思维,使学生在今后的学习、工作中自觉地应用计算机的知识、方法去观察、分析、解决实际问题。促使学生由知识型向能力型转变,为社会培养出高综合素质的人才。
参考文献
1 何红、李政.高校分层次人才培养模式的探索[J].中国成人教育,2005(1):35~38
计算机理论中职计算机教学中学生创新能力培养的探究
培养创新的思维与能力是素质教育的核心内容,而课堂教学是推行素质教育的主阵地。实施素质教育的重点在于培养学生的创新精神和实践能力。计算机课作为素质教育的一个重要组成部分,在提高学生的创新精神和实践能力方面具有其他学科所不能代替的作用。创新是教与学的灵魂,是实施素质教育的核心。教师要根据计算机教学的规律和特点,认真研究、积极探索培养和训练学生创造性思维的原则、方法。笔者在培养学生创新能力方面做了以下几点尝试:
一、精选教法,激趣创新
夸美纽斯说过:“兴趣是创造一个欢乐和光明的教学环境的主要途径之一。”兴趣是学生探索、创造的力量源泉,也是学习最好的老师。例如,在教photoshop平面设计课中,笔者先在大屏幕上演示了一下本堂课需要完成的作品,如广告画、包装、建筑效果图等,美丽又直观,学生们看后深深地被吸引住,并展开了想象,思考着如何来完成这个设计。在浓烈的学习气氛中,再给学生概括讲解完成这幅作品所需要的技巧,学生们马上产生了强烈的求知欲,这就为后面授课的顺利进行做好了准备。
二、设疑导引,探究创新
古人云“学贵有疑”,问题是思维的核心。只有提出了有一定引导性的问题,才能引发学生的积极思维,才能培养学生的创新能力;也只有善于发现和提出问题的人才能产生创造的意识。所以,教师备课的重点就是事先设计好有效的问题,起到纲举目张的效果。在教学中,笔者没有让学生局限于学会几个操作步骤,而是抓住计算机软件设计中本质的、规律性的东西。
如在指导学生学习Word软件时,当他们熟悉了基本的文字排版后,自己并没过早地给予肯定,而是又展示已经排好的复杂的电子板报,提出以下几个问题:①版面上漂亮的背景是怎样设计的?②版面上的书签链接有什么功能?怎样设置?③页面上的花边是怎么插上的?④怎么就能使文字覆盖在图片的上方?⑤方框中的文字为什么会挪动?⑥页眉页脚是什么?怎么设计?对这些课本上不做讲解的内容老师没必要一一讲明,应让学生自己带着这些问题,自己探索解决,即使有询问,笔者也是略作提示。
这样,学生在积极探索的过程中,不仅学到的基础知识得到了应用,解决问题的能力得了培养,更主要的是摆脱了长期依赖教师传授的学习模式,自主学习、积极探究、不断创新的精神得到了充分的导引,从而渐渐形成了创新的习惯。
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计算机理论浅析高校非计算机专业计算机基础教学改革
引言
一、目前计算机基础教学存在的问题
(一)学生计算机水平的参差不齐
在条件优越的城市中学,计算机教学较好,家庭计算机使用也很多,相反,在一些贫困地区,中学的计算机教学基本是摆设,也没有条件购买家庭计算机,所以造成高校有的大学生的计算机基础很好,而有的学生连计算机键盘都不认识,使用“一指禅”打字。对于这一情况,有的高校将非计算机专业的计算机基础教学缩短到一周2学时,甚至让学生自学,也有的高校还是每周4学时。不管是哪种情况,结果都会让另一部分学生无所适从,或是感觉吃力、无从下手,或是感觉无聊,学不到什么新知识。
(二)计算机教学变成应试教学
现阶段,大学生为了找工作的需要,陷入各种各样的考证泥潭不能自拔。故此学校越来越重视考试的过级率,教师也就只重点教授考试内容,对计算机基础理论知识一带而过。而学生也只关心计算机等级考试范围的知识点,把很多精力投入到与考试相关的学习中,如考试技巧、大量考题练习等,这样,致使好多学生对已学的计算机知识流于表面,不能灵活运用,不能使用已学的计算机知识来解决实际工作中遇到的问题,比如完成一份应聘求职书的设计。有很多学生毕业后为了工作需要还得花时间和精力通过各种渠道重新学习计算机知识。这是应试教育带来的弊端。
(三)理论教学与应用教学脱节
计算机基础课程是一门理论与实践相结合的课程,理论与实践相辅相承,理论是基础,实践是手段,应用是目的。很多大学生未能转变中学的学习方法,上课只求能听懂老师讲授的内容,完成老师布置的实验作业,但给一个实际问题,却不能根据计算机知识设计具体的解决方案。欠缺自学能力、举一反三的能力和具体问题具体分析的能力。
(四)计算机教学脱离社会需求
随着中国信息化进程的突飞猛进,软硬件的更新换代速度相当快,而我们的教学内容跟不上发展的速度,致使学生对该门课的兴趣下降。另一方面,计算机基础教学停留在职业教学阶段,只是教会学生如何操作,而忽略对学生“计算机意识”的培养。也就是没有很好地激发学生用计算机解决面临任务的强烈愿望,很少教会学生什么事情可以用计算机解决,如何在自己的专业中使用计算机知识等。因此造成学生很大困惑,觉得没有学到多少有用的知识,学到的知识没有什么用途,挫伤了学生学习计算机的积极性。
二、计算机基础教学改革
(一)更新教学内容,合理设置课程体系
首先,高校要改变只注重计算机等级考试的思想观念,建立新的教学评估指标,缓解等级考试通过率给教师带来的压力,在课程的安排上,要根据不同的专业进行设置,让教师有足够的空间在教学过程中激发学生解决实际问题的动手能力,让学生在此基础上深入掌握计算机的应用能力。
其次,要设置合理的课程体系。课程体系是由相互联系、相互影响的若干课程按一定的结构组成的具有实现人才培养目标功能的统一整体。把非计算机专业的计算机基础教学进行捆绑选课,例如:Potoshop和网页设计、C语言和Flash动画设计、影视编辑与Flash动画等。在课程设置上还可以有多样性和灵活性,增加选修课的比重,满足不同层次学生的需求。
最后,由于计算机技术的更新太快,造成大学计算机教材的使用周期太短,所以我们在完成课本教学的基础上,需要适当的增加一些最新的更新知识和相关的课外知识。
(二)计算机教学与专业教学相结合
对于非计算机专业学生来说,计算机课程只是一门工具课,其目的是学会使用这种工具为本专业服务,因此教师应当把教学重点放在应用上。要精讲多练,给学生足够的上机操作机会,使他们在实践中理解计算机知识,掌握操作方法和编程思想。到二、三年级,根据不同专业的需要,开设适当的计算机课程,如:会计电算化、CAD、办公设备使用等。同时,根据不同专业设计不同的案例,使学生掌握计算机知识的同时对本专业知识理解更深刻。通过案例,使学生体验和领悟解决实际问题的思路和方法,这样不仅培养学生创新能力和动手能力,还能为学生提供更多的自学空间。到大四时,开设部分计算机强化课程,让学生在毕业前能温习提高学过的知识,也能使计算机学习四年不断线。
三、预留时空,培养创新
创新需要时间,更需要空间。离开了空间,离开了学生的实践,创新能力的培养就成了无根之木、无源之水。人类社会的创新发明,大凡不是某一个科学家凭空想象得到的,而是要进行不断的实践。所以,给学生创新的时间与机会是培养学生创新能力的关键。试想,如果将课程中的操作步骤等环节,改成教师操作演示,学生睁大眼睛看、脑中记,这种填鸭式的教学模式,虽然从表面上看“节约”了时间,但是长期在这样的环境中教出来的学生,除了被动接受,还能有些什么?更不要说创造能力的培养了。
为了更好地发挥学生各自的潜能,笔者在教学Word时,结合学生实际,让他们用计算机进行作文创作、修改等;教学幻灯片时,让他们配合美术课,进行实际的设计;在教学上网时,结合语文、数学、英语等学科,查找自己需要了解的知识……这样,使学生在学习计算机过程中完成了其它学习任务,让学生感受到了计算机知识的重要性和实用性,既培养了学生的学习兴趣,增长了知识面,也迸发了学生创造性思维的火花。
四、激励评价,巩固创新
苏霍姆林斯基曾说过:“在人的心灵深处都有一种根深蒂固的需要,这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。而在青少年学生的精神世界中,这种需要特别强烈。”也就是说:创新是人的本质特征,是自我发展、自我显示的需要。计算机课不同于其他学科,具有很强的上机实践性,它是一门操作性和应用性很强的学科。那么,教学中,对于学生出现的“标新立异”的现象,就要满腔热情地评价,用一些简短而有激励性的语言,如“你做得真好”、“你是个能手”或“你很有潜力,将来会成为一个发明家”“想法真好,继续下去,你将会取得成功”等等加以激励。对出现的简捷的算式,可写上“优+有创造性”的评语或另外加分,使他们真正体验到求异的价值,产生更强烈的创新意向。
当然,创新的思维与能力之培养不是一朝一夕就可以见效的,要靠教师持之以恒地开展多种创造性教学活动,创设有利于学生积极开展创新思维的课堂环境,善于激发学生创造性思维的火花,使其掌握探索知识的方法与途径,培养其勤于动手、善于动脑的好习惯。
参考文献
Phase Transitions in
Machine Learning
2011,416pp
Hardback
ISBN9780521763912
学习涉及意识在不同层次上的重要功能,从感官刺激到对高级抽象推理复杂概念的获取。尽管对学习尚缺精确的定义,但是有一个被广泛接受的由Langley 提出的定义,它把学习看作是一组机理,通过它们,智能能随着时间的推移而改善它们的行为。但凡采用了有关的足够宽泛的观点,这个定义似乎是合理的。机器学习根植于好几个学科之中,其中值得一提的是统计学、模式识别、认知科学及控制理论。机器学习的主要目的是为人类学习提供计算模型,支持学习的认知研究。尽管机器学习具有吸引力,它还是遇到了几个困难,甚至在今天,仍然阻碍着它的全面利用。主要的障碍在于多数机器学习算法对计算资源有很高的要求,特别是那些较为接近人类学习过程的算法。从上世纪30年代孕育机器学习的时期起,计算机科学这个内容丰富而又严格的领域就一直关注进行计算时所需要的时间和存储器资源。核心问题是,无论采用怎样的输入方式,一个给定的算法是否能够在有限的时间内结束计算。如果能够的话,在它展现的复杂类中,所给出的控制变量是多项式的,还是指数的等等。
1991年,Cheseman等三人发表的题为《实际的难题在那里?》的论文有如晴天霹雳。他们提出尽管分析最坏情况是重要的,寻求计算的典型复杂性同样是必须的。本书内容的构建就是围绕着学习中的计算复杂性概念这一核心的。本书把计算机科学、统计物理及机器学习的基本观点编织在一起,向读者提供了足够的数学和物理背景,使得人工智能以及其他计算机科学社团的研究人员可以理解这个课题。作者还对公开的研究作了讨论,并且对进一步研究中有希望的方向给出了他们的建议。
本书共有14章,还有2个附录。1.绪论,对机器学习、计算复杂性及二者关系作了简介;2.统计物理与相转变;3.可满足性问题;4.约束满足问题;5.机器学习;6.搜寻假设空间;7.统计物理与机器学习;8.学习、可满足性问题(SAT)及约束满足问题(CSP);9.FOL覆盖测试中的相转变;10.相转变与关系学习;11.语法推理中的相转变;12.复杂系统中的相转变;13.自然系统中的相转变;14.讨论及公开问题。附录A 在二个实例证中检测到的相转变。附录B 一个引起兴趣的观点。
本书的第一、二位作者均为意大利Piemonte Orientale 大学计算机科学系的教授。第三作者是法国巴黎AgroParisTech工程学校计算机科学系的教授。本书可供人工智能以及其他计算机科学专业的从业人员阅读。
胡光华,
退休高工
(原中国科学院物理学研究所)
关键词:计算机大师;创新;成才;因素
电子计算机是人类20世纪的伟大发明,是迅速发展并广泛应用的重大科技成果。它给人类带来了快速、便捷、强大、廉价、可靠、丰富多彩的计算工具;它扩展了计算的方式和内涵,将计算渗透到人类社会的各个领域;它带来了崭新的计算机文化、计算机产业、计算机学科和数以千万计的从业人员。进入21世纪,用高密度廉价芯片和各种软件“武装”起来的计算机与网络、多媒体、多种传感器连接,逐步构成了与现实世界对应的世界范围的网络计算环境,使人类社会进入了知识经济和信息化的新时代。2012年是图灵诞辰100周年,回顾计算机发展成就,缅怀计算机大师们的创新和创业历程,从中找出规律和启迪,对于深化计算机教育教学改革、培养创新性人才具有深远的现实意义。
一、荣获图灵奖和先驱奖的大师们
为表彰对计算机事业作出重大贡献的科学家和工程师,1966年ACM设ACM图灵奖,1966-2011年共有 58人获图灵奖。1980年IEEE/CS设计算机先驱奖,1980-2000年共有108人获计算机先驱奖。
仔细分析获奖的内容和获奖者名单可以明显感到,ACM图灵奖的范围是计算机科学,侧重理论、概念、软件、算法、方法学;IEEE/CS计算机先驱奖的范围是计算机工程,侧重计算机系统、实现技术、设备、产品。计算机科学为计算机工程提供理论基础,计算机工程和应用技术深深地影响着计算机科学的发展。计算机科学与计算机工程的领域范围可参照CC2004报告提供的示意图,如图1所示[1,2]。
图1 (a)计算机科学学科范围
图1 (b)计算机工程学科范围
ACM图灵奖涉及的主要内容有:程序设计语言概念、操作系统原理、算法设计和复杂性、人工智能、数据库、图形学、数值和符号计算等。其奖励对象主要是计算机科学家,如:从事ALGOL60语言的佩利、诺尔,FORTRAN语言、巴克斯范式BNF和函数式程序设计语言FP的发明人巴克斯,PASCAL语言和结构化程序设计的发明人沃思,C/UNIX的发明人丹尼斯·里奇和汤普森,面向对象语言SMALLTAK80的发明人艾伦等程
序设计语言大师;从事计算机科学理论的狄克斯特拉、克努特、库克、卡普布卢姆、伯努利、姚期智等;从事人工智能和数据库的明斯基、麦卡锡、西蒙、费根鲍姆、巴赫曼、科德、格雷等。
IEEE/CS计算机先驱奖涉及的主要内容有:具体的计算机系统、具体的器件和外设;具体的程序设计语言及编译器、应用广泛的数据编码和算法等。其奖励对象主要是计算机工程师,如:研制第一台程序自动计算机的艾肯,研制第一台电子计算机ENIVAC的埃克特、莫奇利,研制第一台存储程序计算机的威尔克斯,研制第一台存储程序并行计算机Whirlwind的艾弗莱特,发明集成电路的基尔比、诺伊斯,提出RISK体系结构的科克,研制IBM360通用系列计算机的布鲁克斯、伊万斯,研制PDP和VAX系列小型机的贝尔,研制面向大规模科学计算超级计算机的克雷,鼠标器发明者恩格尔巴特,研制个人计算机和视窗系统的霍夫、兰普森、萨克尔,Internet基础通信协议TCP/IP发明者凯恩,等等。
在这些计算机大师中,佩利、巴克斯、狄克斯特拉、克努特、沃思、里奇、汤普森等人既获得图灵奖又获得先驱奖,表明他们的工作在理论和工程两方面都具有重要意义。
其实,还有一类计算机大师对计算机事业发展功不可没,即计算机企业家,如IBM公司的沃森、Intel公司的莫尔、微软公司的比尔·盖茨、Apple公司的乔布斯等。如果没有他们的创新与创业,计算机的发展不会有今天的成就。他们了解市场需求和计算机发展的最新成就,根据社会各种需求发展计算机技术,知人善任组织开发团队,开发各类用户想要的或还没有想到的计算机产品。他们熟悉市场运作和相关的法律法规、善于企业经营和管理,为企业和计算机的发展筹集资金、招募人员、购置设备、开展科学研究和营造工作环境。他们靠良好的产品质量和信誉为客户服务,并在此过程中不断壮大自身企业的实力、扩大业务范围,同时还承担发展过程带来的各种风险,为社会提供就业机会和创造财富。Apple公司、IBM公司、微软公司、Intel公司已成为和石油、汽车、电信、银行等传统大型企业并驾齐驱的新兴企业,2012年分别列为“财富”500强企业排名的第55位、57位、119位、173位。计算机企业家理应是计算机大师的重要组成部分,培养计算机企业家也是计算机及相关学科的一项重要任务。
计算机大师可能是科学家、工程师、教授、企业家,他们的分工如图2所示。需要指出的是,同一位计算机大师可能身兼数职,承担一种或几种“角色”,他们可能既是科学家又是工程师,又是教授;或既是工程师,又是教授;或既是工程师,又是企业家,等等。这为人才的流动、理论与实践结合、产学研结合提供了人力资源,创造了基本条件。
图2 计算机大师的工作领域
二、计算机大师的创新
创新是计算机大师共有的品质和追求,是计算机大师成才的重要途径。创新给人类社会带来了新兴的计算机学科、巨大的计算机产业、丰富的计算机产品、广泛的计算机应用,同时也造就了一代又一代的计算机大师。计算机领域的创新可分为理论创新、技术创新、产品创新和学科创新。
计算机理论创新为计算机的发展和应用指明方向,提供新理论、新方法和新工具。其成果的主要形式是论文、专著,主要“角色”是科学家,如前面提到的计算机语言大师佩利、巴克斯、沃思,计算机理论大师狄克斯特拉、克努特,人工智能大师麦卡锡、西蒙、费根鲍姆等。
计算机技术创新为计算机的发展和应用提供新技术、新材料、新器件、新的系统架构、高效的方法和实用的工具,开发新的产品。其成果的主要形式是产品、专利、论文,主要“角色”是工程师,如著名计算机设计师埃克特、莫奇利、威尔克斯、布鲁克斯、贝尔、克雷、萨克尔、凯恩等。
计算机产品创新为社会提供丰富多彩的、质优价廉的、用户满意的各种类型、各种层次的计算机产品。其成果的主要形式是产品和服务,主要“角色”是企业家、工程师。例如,莫尔领导的Intel公司按照莫尔定律的预测不断提供各种类型的计算机CPU芯片,沃森领导的IBM公司半个多世纪以来不断提供先进的系列计算机和多种外部设备,比尔·盖茨领导的微软公司不断提供的Windows操作系统和Office办公软件等,乔布斯领导的Apple公司为全球广大用户提供人见人爱的Macintosh、iPAD等系列产品。财富杂志评选20世纪最后25年具有划时代意义的40项发明,Intel公司的微处理器芯片和Apple公司的Macintosh两项电子产品榜上有名。
计算机学科建设和创新主要在大学的计算机系(所)进行。从莫克利1946年夏在莫尔学院举办为期6周的“电子数字计算机设计理论与技术”培训班,到1956年佩利在卡内基理工学院建立计算中心、为大学生讲授程序设计课程,计算机科学教育逐步形成,计算机课程体系逐步完善。进而卡内基理工学院、麻省理工学院、斯坦福大学等陆续成立计算机系,到20世纪60年代初计算机学科已经形成。ACM和IEEE/CS分别建立计算机科学和计算机工程的教育委员会,组织制订推荐教育计划。计算机科学研究、人才培养、师资队伍建设、实验环境建设等迅速发展。50多年来计算机学科范围不断扩展、内容不断丰富,逐步由一个新兴的学科发展成为一个拥有计算机科学、计算机工程、软件工程、信息系统、信息技术等子学科的成熟学科。计算机学科在计算机科研、人才培养、社会服务等方面做出了巨大贡献,产生了广泛的影响。计算机学科成果的主要形式是人才、论文、专利、新设备等,主要“角色”是教授。卡内基·梅隆大学、麻省理工学院、斯坦福大学等著名大学的计算机系在学科建设上已形成自身的传统和优势。
理论创新、技术创新、产品创新和学科创新相互依赖,相互促进,共同发展成就了计算机事业的辉煌,造就了一代又一代的计算机大师。准确把握四类计算机创新的特点和规律是计算机学科与企业创新、发展和评估的基础。
三、计算机大师成才的主要因素
我们常说做好一件事,内因(主观因素)是根据,外因(客观因素)是条件,外因通过内因起作用。大师们的创新成果取决于内因和外因,取决于主观和客观两方面的因素及主观因素与客观因素的结合。学师们的创新、创业历程发现,主观因素主要包括勤奋、兴趣、能力;客观因素主要包括学术环境、社会环境等。主观因素与客观因素结合往往产生创新的激情、创新的过程和创新的成果。
1.成才的主观因素
天才出于勤奋,任何创新都需要勤奋的学习和工作。佩利有一名言“一切名词都可以变为动词”,即通过自身的努力,一定能实现自己的目标。勤奋是做好一切工作的基础,计算机大师们都有勤奋好学、基础厚、能力强的共同特点。
兴趣是人们对某项事物或实现某个“创意”、“梦想”的态度。创新源于兴趣,源于对新事物的敏锐,需要探索的欲望。兴趣的养成是长期形成的,20世纪40年代从事计算机硬件的计算机科学家,少年时代几乎都喜爱物理或电气,多数都有组装收音机或无线电收发报机的兴趣和经历;从事计算机软件和算法的科学家,少年时代几乎都喜欢数学。大师们对某一事物或创意产生浓厚兴趣会激发出巨大的动力,去追求、去奋斗,必要时甚至做出巨大的牺牲。埃克特24岁放弃攻读博士学位的机会转而担任ENIAC总设计师的故事,里奇和汤普森利用业余时间使用陈旧的PDP计算机开发UNIX操作系统和C语言的故事,乔布斯在车库中艰苦创业开发Apple的故事等,早已成为人们广为流传的佳话。
实现一个创意、一个梦想只有兴趣是不够的,还需要掌握和运用求解问题的知识、经验和技能,具备必要的获取信息和学习的能力,语言和口头的表达、交流能力,必要的组织、协调和社会活动能力等。善于不断提出问题和解决问题的能力是计算机大师们成功的关键。能力源于理论学习和实践经验。计算机大师们不论在学校或在工作岗位都十分勤奋好学,从事计算机理论研究的科学家和教授大多在国际名牌大学接受过良好的高等教育,并获得博士学位。如佩利是麻省理工学院数学博士,威尔克斯是剑桥大学物理学博士,明斯基和麦卡锡是普林斯顿大学数学博士,沃思是美国加州大学伯克利分校博士,艾伦·凯是犹他大学博士,等等。从事计算机开发(无论是硬件还是软件)的学者们,几乎都有在企业开发计算机的实际经验。如佩利在MIT、CMU从事计算机教育之前,曾在世界第一台存储程序并行计算机“旋风”上,从事三年多半自动地面防空系统SAGE的程序设计和数据处理的工作,后到普渡大学建立计算中心并开发计算机语言的内部变换器IT,在此基础上开发代数语言Algol;贝尔既是DEC公司 PDP和VAX系列小型机的总设计师,又是CMU计算机系的教授,等等。
由于计算机大师们科研和教学、理论和实践结合紧密解决问题能力强,因此一人可胜任多种“行当”。程序设计语言大师不仅能设计程序设计语言,还能组织编写编译器。这样的人到高等学校教课自然既可以讲程序设计语言又可以讲编译原理和技术;计算机系统设计师不仅能设计计算机系统,熟悉计算机器件和电路设计,而且数学、物理功底深厚,到高等学校授课、带实验、编写教材、指导研究生得心应手。
创新需要不怕失败的毅力,需要有敢于挑战权威和传统观念的勇气,否则创新的“梦想”是不可能实现的。如巴克斯在IBM公司提出FORTRAN语言和编译器的创意时,招到IBM公司顾问、著名计算机专家冯·诺依曼的反对。冯·诺依曼认为,巴克斯的想法不现实,没有实际意义。但巴克斯在IBM公司赫德的支持下顽强地坚持下来,发明了FORTRAN语言,并于1957年研制出IBM704计算机FORTRAN语言编译器。
2.成才的客观因素
成才的客观因素包括学术环境和社会环境。
学术环境包括科学技术水平、研究试验条件、学术带头人和团队、研究经费等。高水平的学术环境应处于科技前沿,遇到和需要解决的学术问题具有重大的理论或实践价值,这样才能激起人们的创新欲望和兴趣。计算机发展不同时期从事的不同类型的创新活动对学术环境的要求有很大差异。一般说来,处于理论概念阶段的创新对资源的要求低一些,一个人或几个人在继承和借鉴前人工作成果的基础上即可完成,这样的创新有一定的风险,可能成功也可能失败,比较适合大学或小型公司。如早期的计算机研制多在大学,其中概念创新、科学试验是主要工作。而计算机产品创新、标准化、系列化、质量保证、售后服务对资源的要求就比较高了。
创新的社会环境包括支持创新、鼓励创新,尊重知识、尊重人才、尊重知识产权。要营造学术自由、包容的氛围,这里关键是注重真才实学、重视实际效果,评价机制要务实、不求全责备,要适应创新人才的成长规律。计算机创新成果的价值最终应体现在计算机产品和服务上,必须接受社会和市场检验。学术成果的评价和市场检验的结果最终应该一致。只有这样计算机创新才能有生命力,才能推动技术和社会进步,得到社会的广泛支持。
社会应为企业和学校之间的人才流动创造条件,使学校、研究机构、企业间的人员自由流动形成常态,自然形成产学研相结合的局面。
计算机大师们的共同特点是国际化。他们有国际化的视野,能广泛进行国际合作和交流,大多数人都有在几个国际一流大学、一流企业学习工作的经历。他们积极参与国际一流课题或计算机项目的研发,与国际一流的计算机大师们合作,站在巨人的肩膀上进行科技创新。取得的成果广为人知,在国际学术界快速取得反响,及时得到推广和应用。20世纪60年代前后由ACM程序设计语言专家组与欧洲专家组联合开发程序设计算法语言Algol60的过程就是很好的例证。参加Algol60研究工作的科学家后来都成为程序设计语言领域的知名专家。
四、计算机大师的成才路
1972年佩利在北京中美计算机学术交流时曾经讲过:“知识不是宝贝,把他藏起来怕被人偷去。知识是种子,播到各处发芽、生长、开花、结果。”因此,计算机大师们十分重视学术交流和人员流动。
一个大型项目的成功往往培养出一批计算机大师。ENIAC研制成功后涌现出埃克特、莫奇利、儒科夫、赫斯基、杰弗里·朱、伯克斯等。他们后来分别成为研制UNIVAC计算机、SWAC计算机、AVIDAC计算机的总设计师。人才流动为这些计算机的研制成功发挥了重要作用,也为人才的成长创造了条件。
1946年在莫尔学院举办的计算机培训班,开启了计算机培训的先河。威尔克斯、阿里克山等参加了培训,冯·诺依曼等人也到莫尔学院调研和交流。他们结合自身的工作将ENIAC的成功经验和改进意见用于UNIVAC、EDSAC、MARK1、IAS、Whirlwind等计算机的开发,不仅促进了计算机性能的提高,也促进了剑桥大学、曼彻斯特大学、麻省理工学院、普林斯顿大学的计算机人才培养和科学研究,为计算机课程建设、专业建设打下了基础,促进了兰德公司等企业的计算机业务的发展,如图3所示。
发挥优势,“只做只有你才能做的事”,这是狄克斯特拉给年轻科技工作者的忠告,也是他从事科学研究的切身体会。计算机大师们为了实现自己的“创意”和“梦想”,往往主动适时地调整工作岗位。他们在一项工作完成时,便立即到企业、学校和科研机构寻找适合自己下一步的工作,有时甚至自己开一个小公司,发挥自身的最大潜能。
利用显示屏和鼠标开发新型人机交互界面的Alto系统在施乐公司研制成功后,施乐公司没能把这一重大技术创新成果转化为产品。研制Alto系统的技术骨干艾伦·凯到Apple公司工作,萨克尔、兰普森先后到DEC公司、微软公司工作。通过人才流动,把人机交互的视窗技术普及到Apple、Windows等产品中,推动了视窗技术、个人计算机的创新与发展。
计算机科学家、计算机工程师和企业家的成才路如图4和5所示。
图3 ENIAC项目的辐射作用
图4 计算机科学家的成才路 图5 计算机工程师和企业家的成才路
五、信息时代我国培养计算(机)创新性人才的机遇和挑战
关键词: 统计学习;风险评估;支持向量机
中图分类号:F224文献标识码:A文章编号:1671-7597(2012)0110102-01
0 引言
互联网络时代的到来使得网络重要性和人们对其依赖也日益增强。网络安全问题也不容乐观。网络安全风险评估是保证网络安全的重要环节。基于人工智能的评估方法是近些年发展起来的,其评估结果较为客观和准确,克服了传统方法的缺陷,为网络安全评估拓展新的空间。支持向量机[1]就是其中一种,其学习能力强,解决了在神经网络方法中无法避免的局部极值问题,具有较好的泛化推广能力。
1 风险评估及支持向量机
1.1 网络风险评估。准确进行网络安全风险评估并预测其发展趋势成为保障各种网络服务安全急需解决的问题。网络安全风险评估[2]是指依据国家有关网络信息安全技术标准,对网络信息系统及由其处理、传输和存储的信息的保密性、完整性和可用性等安全属性进行科学评价的过程。风险计算是对通过对风险分析计算风险值的过程。风险分析中要涉及资产、威胁、脆弱性等基本要素,每个要素有各自的属性。
在完成了资产识别、威胁识别、脆弱性识别,以及对已有安全措施确认后,将采用适当的方法与工具确定威胁利用脆弱性导致安全事件发生的可能性,考虑安全事件一旦发生其所作用的资产的重要性及脆弱性的严重程度判断安全事件造成的损失对组织的影响,即安全风险。风险计算原理利用范式(1)给出:
风险值=R(A,T,V)=R(L(T,V),F(Ia,Va))(1)
其中,R表示安全风险计算函数;A表示资产;T表示威胁;V表示脆弱性;Ia表示安全事件所作用的资产重要程度;Va表示脆弱性严重程度;L表示威胁利用资产的脆弱性导致安全事件发生的可能性;F表示安全事件发生后产生的损失。
1.2 支持向量机理论。SVM是在统计学习理论基础上发展起来的,是根据Vapnik提出的结构风险最小化原则来提高学习机泛化能力的方法。SVM对小样本、非线性和高维特征具有很好的性能[4]。具有理论完备、适应性强、全局优化、训练时间短、泛化性能好等优点[6]。
假定训练数据 可以被超平面
无错误地分开,且距离超平面最近的向量与超平面间的距离最大,则称这个超平面为最优超平面。而SVM的主要思想就是:通过某种事先选择的非线性映射将输入向量x映射到一个高维特征空间Z,在这个空间中构造最优分类超平面。SVM就是解决如何求解得到最优分类超平面及如何解决高维空间常遇到的维数灾难问题。而通过核函数方法向高维空间映射时并不增加计算复杂度,又可以有效克服维数灾难问题。
SVM中不同的核函数将形成不同的算法,对于在具体问题中核函数的选定和构造也是SVM中的研究内容之一。
2 支持向量机的评估方法
支持向量机可以较好的解决小样本、非线性模式识别、过拟合、高维数等问题,具有学习能力强,全局最优以及很好的泛化能力和结果简单等优点,应用于风险评估具有其可行性及优势[3,5]。
2.1 算法可行性。将SVM运用到风险评估中,对目标网络进行安全风险评估具有其可行性。支持向量机是专门针对有限样本情况的,目标是得到现有信息下的最优解。其次,支持向量机能将分类问题最终转化成一个二次寻优问题。最后,风险评估对问题解决方法的泛化能力及简单性要求较高。支持向量机能将实际问题通过非线性变换转到高维特征空间,在高维特征空间中构造线性判别函数使得原始空间具有了非线性判别函数的功能。在保证模型推广性的同时也消除了维数灾难的问题。
2.2 基于SVM的评估模型。随着SVM的广泛应用及对其深入研究,结合具体需求将SVM与其他算法相结合进行优化,出现一些新型的SVM方法。在对SVM参数优化方法也有相关深入的算法研究。本论文结合SVM实际应用模型与网络风险评估要求及流程,提出基于SVM的评估模型。评估模型主要分四部分:评估观测期、风险分析期、基于SVM的评估期、防护措施调整期。该模型采用周期循环的理念,可以得到目标网络实时的安全状况,更好的保证网络安全可靠。
基于SVM的评估期对评估指标进行归一处理,作为SVM的输入。对数据初始化后通过对训练数据进行机器学习,最终获得SVM的训练模型。然后运用模型对测试数据进行处理,得到测试集中样本的分类结果即评估结果。
3 结束语
网络安全评估成为解决网络安全问题以及网络优化的关键手段之一。支持向量机能较好地解决传统评估方法不能解决的非线性、高维和局部极小等实际问题,克服了神经网络的过拟合、局部最优的缺陷,成为网络安全领域的又一研究热点。该领域仍需完善和改进SVM算法,结合其他学科提高SVM训练速度、降低算法复杂度和运算量等。
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计算机应用论文2000字(一):大学生计算机应用基础课程分层次教学的有效性研究论文
摘要:大学计算机应用基础是一门重要的公共必修课,但教学中受学生思维能力、已有基础影响较大,教学内容和教学模式又相对保守,教学效果一般。在本文中,笔者就引入分层次教学方法,针对学生计算机基础水平进行调查分析,然后实施分层次教学实践。通过长期分层次教学实践,学生计算机基本技能得以显著提升,教师教学能力同时也得到了发展。在新课程改革大背景下,分层次教學以其针对性强、因材施教、从实际出发等特点,成为课程教学改革的一个重要方向。
关键词:计算机应用;基础;分层
计算机应用基础课程是大学生必修的一门基础课,大学生必须要学会计算机基础知识以及相关的基础操作,并将提高计算机应用能力作为一门重要的课程进行学习。传统的计算机应用基础课堂形式更多的是教师在强行灌输知识,缺少对学生动手能力的培养,有时候一节课45分钟,学生自己操作的时间只有10分钟,到了下一堂课教师又会教新的内容,学生上节课的还没掌握好就要被迫学习新的,这会导致学生学习积极性不高。所以我们一定要结合学生的个性进行因材施教,利用分层次教学提高学生的计算机学习能力。
一、明确不同学生的学习状况
计算机应用基础是大学生必修的一门功课,也是计算机应用非常重要的课程,学生的掌握程度直接影响到后期计算机的应用与学习。但是随着现在国家实现高校扩招,学生层次差异也越来越大,传统的教学并不利于学生的进步。所以学生主动探索学习、组建自己的知识建构是非常重要的,教师在进行计算机教学时一定要从每个学生的特点出发,创设学生更利于贴近学生专业学习以及便于学生毕业后在公司能够积极响应公司要求的问题情景。教师一定要从学生的实际考虑出发,让每一个学生都能积极参与其中,多开展各种计算机应用教学活动,定制不同层次的教学目标,改变传统标准、循序渐进,让基础差的学生也能够跟上步伐。
二、因材施教,分层练习
由于学生的理解能力不同,每个学生的能力是有一定的差异的,教学过程中教师务必要根据学生的认知水平以及学习能力来制定教学方案,让每个层次的学生都能完成任务,激发学生的学习兴趣,培养他们的主观能动性。在教学实践中,教师可以试着将教学任务分为基础、提高、探索三部分。基础部分主要是考查学生是否牢固的掌握了计算机基础知识点,提高部分主要是为了让学生能够在基础的层次上更加深入了解计算机,剖析每堂知识点的重难点,能够灵活的运用到生活中,探索部分顾名思义就是希望学生能够开发自己的创新、创造力,能够利用自己所学的知识尝试开发出更多新奇的计算机编程。
打个比方,学生在学习EXCEL时,教师可以根据三个层次进行任务分类。基础类的任务是要求学生简单的将学生的学号、姓名、各科成绩以及总分数根据降序排序的方式进行排序。让学生先认识、了解排序的公式、快捷键等。学生们都掌握得差不多时,教师可以提高难度,让学生将已知的学生的学号、姓名、各科成绩以及总分数以名次先后顺序进行排列,同时可以尝试让学生了解在生活中、工作中,这样的排序学习能够带给他们什么样的便利。紧接着就是探索类的教学,给学生假设一个场景,我们做好编辑之后要将表格给同事或领导观看,但是这位同事或者领导并不懂得如何使用排序操作,那么这个时候我们应该怎么让对方查找自己想要的排序方式?
通过这样的分层次教学,让不同基础的学生都能够学到自己的希望学到的知识点,基础薄弱的学生在熟悉掌握基础后也可以进一步向探索层次进军。
三、举办课堂竞赛,分层巩固学习成果
教师可以尝试多举办课堂竞赛提高学生的学习兴趣。学生在学习上只有相互追逐才有学习的劲头。竞赛形式教师可以分为个人竞赛、小组竞赛两种模式,个人竞赛主要是为了考量每个人的学习情况以及能力,小组竞赛更多的是为了培养学生的团队精神。个人竞赛中,教师可以将出题的重点压在个人的打字速度、对公式的熟悉情况;小组竞赛可以多设立一些半开放或完全开放的任务,例如电子报刊排版、宣传单的设计、杂志封面等等,让学生既能够意识到团结合作的重要性还能够开发他们的创新能力。
四、对学生学习情况进行认真评价
以前由于并不重视大学生计算机应用,就算教师安排的任务学生完成了,学生上交作业后教师并不会对学生的作品进行针对性的评价,仅是将上交率作为一个平时考勤的参照。教师应该改变这种观念,要积极、认真的对待学生的作品,针对学生的作品找出其中的不足并帮助学生找出改正的方法,促进学生有更好的进步空间。另外教师一定要培养学生多问问题的习惯,鼓励学生找出问题,大家共同解决,只有这样才能够提高学生的学习兴趣。
五、结束语
层次教学主要是为了让学生能够在适当的学习环境下找到适合自己的学习模式与步伐,让基础较弱的学生能够有所进步、学有所获,同时掌握好基础的知识,让基础好的学生稳扎基础知识的同时去探索新的学习模式,不断提高自己。
作者简介:梁涛(1983--)男,新疆昌吉人,本科,主要从事计算机行业。
计算机应用毕业论文范文模板(二):高职计算机应用基础课程中数字化教学资源的应用论文
【摘要】本文阐述在高职计算机应用基础课程中应用数字化教学资源的重要性,分析数字化教学资源应用面临的数字化教学资源缺乏系统性创新性针对性、教师数字化教学能力欠缺、数字化教学资源选择范围受限、考核评价机制不利于促进数字化教学资源应用等问题,从校园网平台、数字化教学资源选择、教师数字化资源应用能力、教学模式、考核评价机制等方面论述数字化教学资源的应用策略。
【关键词】高职计算机应用基础数字化教学资源应用
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2020)02C-0159-02
在互联网信息时代,计算机是人们日常工作和生活不可缺少的部分,同时也是提高学习、办公效率的重要工具。因此,高职院校必须重视计算机应用基础课程的教学工作,不断与时俱进,培养符合时代要求的学生。
一、在高职计算机应用基础课程中应用数字化教学资源的重要性
数字化教学资源是以互联网为基础、以信息技术为物质条件的新型教育资源,具有打破时间、地点限制的优势,能够使教师教学工作更加便利高效,能为教师的课堂教学补充丰富的内容。同时数字化教学资源也打破了学习的地点与时间限制,为学生的学习提供较大方便。这种运用互联网工具进行教学辅助的现象也是时展的主流趋势。
高职计算机应用基础课程教学等级为高等教育,更体现了互联网时代的科技性与先进性特点。因此,高职院校计算机应用课程应充分利用数字化教学资源进行课堂教学,以充分体现计算机课程的应用性和先进性。此外,计算机应用能力是当代社会学习、办公以及生活的必备技能,高职院校作为学生获取社会生存技能的重要场所,其计算机应用基础课程是学生的必修课程,为培养学生适应社会需求的技能,该课程必须融入数字化教学资源,这是社会发展的需要。
二、高职计算机应用基础课程中的数字化教学资源应用面临的问题
(一)数字化教学资源缺乏系统性、创新性、针对性。数字化教学资源这一概念是近几年提出的新课程改革的内容,由于提出时间晚,发展时间短,数字化教学资源建设尚处于初级阶段,不具备完整的理论系统,而且在当前的运用中也存在诸多不足之处。在高职计算机应用基础课程教学中,数字化教学资源并不丰富,教师通常选择网络上已有的数字化教学资源进行课堂教学,缺乏创新性和针对性。
(二)教师数字化教学能力欠缺,不能有效利用数字化教学资源。高职计算机应用基础课程教师虽具备较高的知识水平,但是大部分教师已经适应传统的教学方式,即课堂偏重理论讲解,依照教材讲授教学内容,对互联网教学设备和数字化教学资源的认识不深、运用技能掌握不足,不能将课程内容与数字化教学资源进行有效结合。加之学校极少组织计算机课程教师进修学习,使得计算机课程教师与现阶段数字化教学要求脱节。大部分教师在计算机应用基础课程教学方面不能有效利用数字化教学资源,使得数字化教学资源的价值不能得到充分发挥。
(三)数字化教学资源选择范围受限。计算机应用基础课程作为一门技术性学科,具有实践性、操作性的特点,其教学目标在于“应用”。因此,该课程教学内容只有凸显实践性、操作性,才能有助于达到课程教学目标。传统计算机应用基础课程教学以教材理论为主,实践操作环节欠缺,而且课程内容单一,与学生的发展要求有所差异,难以调动学生的学习自主性。数字化教学资源虽可缓解这一现象,但是由于教师限定了数字化教学资源的选择范围,学生因此失去了自主选择数字化教学资源的权利,处于被动位置。结果导致数字化教学资源应用价值无法得到体现。
(四)考核评价机制不利于促进数字化教学资源应用。在计算机应用基础课程中应用数字化教学资源进行教学后,课程考核评价机制也应涵盖涉及数字化教学资源应用的方方面面。然而,当前高职计算机应用基础课程的考核评价机制仍沿用传统方式,仍以试卷考试成绩为评分依据,偏重考查学生计算机理论概念的掌握,没有对数字化教学方面进行考核,因而不能有效检验数字化教学资源的有效性,使数字化教学资源不能发挥教学辅助的重要价值。
三、高职计算机应用基础课程中数字化教学资源的应用策略
(一)以校园网为平台促进数字化教学资源的应用。高职计算机应用基础课程教师可发挥自身计算机专业优势,利用自己的学识以及技能,联合其他专业教师开发适宜本校计算机应用基础课程的数字化教學资源,并以校园网为平台,促进师生对数字化教学资源的应用。
校园网是高职院校利用“互联网+”整合校园学习和校园信息的信息网络系统,包含学生课程表、个人成绩、网络课程、自主选课、学校公告等信息,学生通过网络即可获取学校最新动态,这样不仅降低了学校管理成本,还为学生利用数字化教学资源学习提供了平台。以“学习通”校园网为例,学生在选择计算机应用基础课程任课教师时,可通过“学习通”软件自主选课系统选择自己心仪的教师;教师也可利用班级群聊,作业通知与考试时间通知,以节省信息传达时间;期末考试教师可在线测试,将线上成绩纳入期末成绩;等等。校园网的这些功能,能够在很大程度上促进师生对数字化教学资源的应用。
(二)扩大数字化教学资源选择范围,丰富数字化教学内容。针对数字化教学资源系统性、创新性、针对性不强且范围受限的问题,教师应改变教学理念,注重引入更为丰富、全面、有针对性的数字化教学资源,而不应局限在传统教学内容的范围。在数字化教学资源应用中,教师可有意识地选择涵盖重要教学知识点、更有趣味性、更多样化的数字化教学资源,包括影、视、音三大种类,通过利用有趣的视频、生动的图片以及音乐,有效地吸引学生的注意力,调动学生的积极性。例如,教师在讲解PowerPoint插入超链接操作,为学生示范如何建立视频链接或者音乐链接时,就可以将相应的数字化教学资源引入进来。以制作《红楼梦》课件为例,将红楼梦影视经典片段加入文件中,课堂示范时播放给学生观看,可以激起学生的学习兴趣。
(三)提高教师对数字化教学资源的认识及应用能力。教师是教学活动的承担者,也是知识传递的桥梁,只有掌握了有效的教学技能,才能更好地进行教学实践活动。为提高高职计算机应用基础课程任课教师的计算机应用能力和教学实践能力,学校可定期组织计算机应用基础课程教师进行教学技能进修,引导其重视数字化教学资源对课程教学的作用,充分认识数字化教学资源具有丰富、跨时空的特点,明确数字化教学资源在计算机应用基础课程上发挥的巨大价值,如丰富课程内容、完善教学知识结构、在线教学等价值,结合课程充分融合数字化教学资源,使计算机应用基础课程更具时代性与适用性。
高职院校可组织教师外出参加数字化教学资源应用考察培训,如组织教师前往计算机应用基础课程中数字化教学资源应用较为成功的学校进行考察学习,在考察学习过程中让教师扮演学生的角色,跟随被考察学校教师进入课堂听课学习,在听课过程中做好课堂记录,以提升自身数字化教学能力。
(四)采用适合数字化教学的教学模式。传统教学模式以教材知识内容为范围,授课方式为班级集中制。数字化教学资源在高职计算机应用基础课程中的应用需要打破教材和班级集中教学的局限,使计算机应用基础课程学习不再受时间地点等因素的影响。因此,单纯的集中授课的方式已经难以适应数字化教学的要求,不利于数字化教学资源的应用,计算机应用基础课程教学模式应有所转变。利用校园网平台开展数字化教学就是一种较为适宜的教学模式。除利用校园网平台外,教师还可以采取以下教学模式:首先,教师通过在学生学习的每台计算机安装控制软件,以教师计算机为主机,在理论讲解的过程中锁定学生计算机,教師示范时,学生的电脑显示内容与教师动作同步。其次,教师通过计算机程序布置限时课堂作业,有效检验学生学习效果。在这种教学模式开展过程中,教学设备是数字化教学资源发挥教学价值的物质条件,先进的教学设备能够保证教师在教学中更加流畅地使用数字化教学资源,减少不必要的教学失误情况出现,因此应及时更新相应的教学设备。
(五)改进考核评价机制。大部分高职院校的计算机应用基础课程考核评价机制以试卷理论成绩为主,对于实践应用能力考核缺乏足够的重视。教师在新的教学环境下应改变计算机应用基础课程理论为主的评分机制,以实践应用成绩为主,建立完善的考核评价机制。以数字化评分系统的应用为例,教师在“学习通”或者校园网网络课程计算机应用基础课程考查试卷,题目类型参考计算机二级考试,有选择题、Word操作题、Excel操作题以及PowerPoint操作题,限时90分钟,满分100分,将学生的线上成绩按照80%的比例算入期末总成绩。
论文关键词:知识 知识管理 组织学习
1引言
知识是人类对客观世界感知的一个层面。知识的核心价值是发现、共享和传授.以机电产品的设计开发为例,其过程是一个极富知识含量,高强度的脑力劳动过程,对从事产品设计人员的脑力水平.知识结构水平以及专业实践经验有较高的要求.通常,从事此类工作的企业.对掌握核心技术,工程经验丰富的工程师有着极大的依翰.一旦这样的工程技术人员离岗,对企业来说将是极大的损失。面对这一问题,人们开始思考如何最大限度地实现组织知识的共享、传授和继承.也就是如何有效地实现知识管理和组织学习。
2主动知识辅助方法
经验证明,单纯凭借机器智能有效地实现知识管理井降低人的脑力劳动强度难度过大、效果不佳,因此必须走人一机智能协作的道路.如何具体地实现人机协作,高效地实现知识共享和继承.本论文提出了机器向人的主动知识辅助方法的研究。该方法主要研究内容包括以下几个方面:
第一,建立微观领域的一般知识结构模型(比如以一个机电产品的典型设计为微观领域),研究其可能涉及到的知识分布的广度和深度,搜集其各种形式的知识,包括专家问询、教科书,设计参考书,墓础理化知识等等;第二.研究人类在机器辅助下快速利用知识的规律,以便合理地组织所搜集知识的结构。使人能够快速利用机器提供的知识完成决策(快速利用是指在机器提供了足够的知识后,人去推理和利用.不同于传统意义上的彻底学习).第三,荃于以上两点,使用计算机理论和方法,建立机器知识存储/.提取模型,确立机器知识存储、检索、输出的合理机制。第四,逮立主动知识辅助的人机接目模型:包括探询(Perceiving)人的知识结构和提供知识辅助两部分.首先基于人类快速利用知识的规律,建立合理的知识探询(检侧)机制,进而针对用户知识探询(检侧)的结果有针对性地给子主动的知识辅助.
3主动知识辅助系统
主动知识辅助系统是以主动知识辅助方法为思想,利用计算机和网络技术等信息处理手段建立起来的软件系统.针对某一实际任务或决策过程(不失一般性),系统为用户提供完成该任务或决策所需的知识,引导那些知识存在欠缺或知识结构不合理的用户(如工程经验不足的工程师)最大限度地降低预学习的负担,减少重复劳动,实现专家头脑中知识的继承和共卓。该系统的设计主要包括知识获取、知识表示和知识利用三大部分。
3 .1知识获取,知识表示
知识获取就是从人类专家获取领域知识并将知识转化为计算机可利用的形式送人广义知识库。本系统采用的知识的获取方式主要有以下两种:(1)从设计标准、手册、规范和专家经验中获得,(2)询问专家。
知识表示主要研究用什么样的方法将解决问题所需的知识存储在计算机中,并便于计算机处理。本系统的后台知识库总体结构采用多文件形式的层级树形等级结构。在理论上讲,多文件结构是多个等级结构的奥合(如图1所示)。
等级结构的最底层是知识单元.这些知识单元是最小的在知识利用时可操作的符号集合。知识单元包括名称,知识本体和所属知识结构层三部分。
由于人类学习的过程是一个从单一到繁多,从简单到复杂的循序渐进的认知推理过程.为此,我们依照上述方法,把搜集到的知识按其静态知识结构加以细化处理,细化为不可再分的原子级别的知识单元闲,井将这些知识单元以及其组织结构存储在数据库中。
3.2知识利用
知识的利用就是从已有的知识中推导出所需要的结论和知识.本系统的知识利用可以通过“推’和“拉.两种方式混合进行.“拉”式知识利用是以用户为主体,系统使用者通过图形用户界面(GUi),向系统输人要查询的关链词,进而系统反馈出知识库中所有与关键字内容相关的知识单元。“推,式知识利用则是系统为主体,通过设计知识测题,系统对使用者进行开放式提问。用户答题完毕提交结果后,系统推理检侧出用户的知识结构水平,进而有针对性地给出知识辅助。系统推理是通过数据库中不同数据表之间的层次链接关系实现。知识单元,知识测题以及测题答案三者之间的E一R图(如图2所示)
4系统实现及运行环境
本系统是以人和信息为墓础.通过计算机手段,利用信息技术建立起来的网络系统。整个系统以Windows XP服务器操作系绕和Apache HTTP Server服务器为平台,将MySQL数据库管理系统作为后台知识库的存储工具。系统人机GU1交互界面利用Java语言在通用工具平台Eclipse环境下开发,并使用Web设计语言(HTML. PHP以及JavaScript)实现系统的在线服务。
5系统运行实例
我们选取机械领域中的汽车球头销组件的接触有限元分析作为微观研究领域,以完成球头销组件的接触有限元分析作为任务。图3所示为该辅助系统在实际运行中的截图.
6结语