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(2)教材體系的改革;
(3)網絡共享資源的建設。
基于以上對應用型本科學生培養目標的討論,我們設計了如下的教學模式。
(1)對數據結構課程的理論知識進行細化,降低學生對理論的要求,但注重基本概念和基礎算法在實際工作中的應用。
(2)將專業基礎課的教學分為課堂教學和課外學習兩部分。在課外的學習中,教師可以利用足夠豐富的網絡學習資源,引導學生進行自主學習,使他們盡可能掌握概念性及一般性知識。另外,我們開展了基礎知識點的題庫建設,并通過測試平臺對學生自主學習的效果進行測評。
(3)在課堂教學結束后,要求學生在在線測試平成教師制定的練習和測試,鞏固學習效果,這對教師來說也是了解學生學習情況、調整教學進度和難度、完善教學資源和題庫的重要依據。值得注意的是,過去我國大學本科生的培養模式一直是以研究型為主,教材中存在著大量比較艱深的理論知識。
我們從應用型本科的培養目標出發,對理論知識的內容和要求作了相應的降低和調整。教學過程中為專業基礎課設置了最低要求。應該指出,由于不同的應用型人才對專業基礎課的要求不同,我們設定的要求可能不能滿足學生某種職業規劃的要求。對于將自己的興趣、愛好或者職業規劃設定為多媒體制作的學生來說,可以降低數據結構課程的學習要求;但對于選擇程序設計、游戲設計等方向的學生而言,數據結構課程卻是重要的專業課程。為了滿足部分學生對某些專業基礎課的較高要求,在降低理論要求的同時,我們將一些專業競賽或者專業活動小組建設納入到課程教學體系中來,鼓勵在算法及算法分析設計等方面感興趣或者在職業規劃中有需要的學生通過競賽前的專門訓練提高相應的能力。例如,針對應用型本科數據結構課程的教學模式,可將ACM的競賽納入到教學體系中來。ACM/ICPC由美國計算機協會(ACM)主辦,是世界上公認的規模最大、水平最高的大學生程序競賽,其目的在使大學生運用計算機程序設計理論來充分展示學生分析問題和解決問題的能力,培養學生的創造力和團隊合作精神,也培養學生在壓力下進行創新思維和理性實踐的能力。同時也為那些將算法分析和設計與自己的職業規劃一致的學生提供學習、交流的平臺,提高他們的專業素養。在考核方面,單一的理論考核方式削弱了數據結構課程的實踐性,而增加上機操作的考核能夠有效提高學生對動手能力的重視。學生的考核方式由傳統的紙質考試、上機操作和平時表現組成。考慮到不同專業對數據結構課程的要求不盡相同,學生的總評分數計算公式為:總評分數=理論考核成績×α+上機操作成績×β+平時成績×γ,其中α,β,γ為權重因子,且α+β+γ=1。理論考核方式為閉卷考試,總分仍為100分,在計算總評分數的時候進行折算,但理論考核不再包含有關編程的具體問題。上機操作考核時間為120分鐘,要求學生獨立完成若干題目,考核在無網絡環境下開卷考試,允許攜帶非電子版本資料和書籍。具體的考核環境嚴格按照ACM進行,只是不再分成小組,由學生獨立完成。上機操作考核共設8份不同試題,學生隨機抽取試題并按照一定順序間隔坐好,保證學生前后左右試題不同。我校對2013級軟件工程專業、2012級信息管理系統專業和2012級計算機科學與技術(師范)專業等進行了教學實踐。在題庫建設方面,目前已經對教學內容按照知識點進行了分類,并組織學生根據知識點進行了主觀題目的錄入。題庫包括選擇題、判斷題和填空題共約1500道題目,所有題目已經讓修過這門課的學生根據難度分別標記為預習和復習類型,并且開通了基于題庫的在線測試,要求學生完成必要的測試,作為平時成績的重要參考。考核中權重的設置主要從不同專業對理論和實踐的要求進行考慮。軟件工程專業對學生動手能力的要求最高,信息管理與信息系統次之,而師范專業學生的培養目標是中等教育的師資,因此要求他們掌握比較扎實的理論功底以滿足以后的教學需要即可。
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3.計算機本科專業科研實踐學期的教學設計與評價
4.中美計算機本科教育的比較與思考
5.計算機本科專業的交互設計方向課程設置問題
6.計算機本科專業學生軟件系統設計能力的培養與實踐
7.財經類高等學校計算機本科專業人才培養模式的探索
8.地方本科院校計算機應用型人才培養模式探討
9.計算機本科教育的實踐教學模式研究
10.從碩士研究生入學統考看高校計算機本科專業基礎課教學
11.應用型計算機本科中離散數學課程目標定位與課程改革的探討
12.對綜合性大學計算機本科專業培養目標的思考
13.貴州少數民族地區高校計算機本科專業考試評價體系的構建——以興義民族師范學院為例
14.基于CDIO模式的計算機本科專業人才培養模式
15.關于計算機本科教育的思考
16.計算機本科專業學生學習現狀調查與解決對策
17.面向計算機本科專業的嵌入式方向教學體系的研究
18.中國計算機本科專業發展戰略研究報告
19.應用技術型本科課程體系改革芻議——計算機科學與技術/計算機網絡應用專業
20.應用型計算機本科專業課程體系的研究
21.工科高等學校計算機本科專業課程體系重構的探索
22.校企合作培養計算機本科應用型人才的實踐研究
23.財經類高等學校計算機本科專業課程體系重構的探索
24.計算機本科人才程序設計能力培養研究
25.計算機本科教育引入微軟院校IT課程的思考
26.應用型計算機本科人才的數學素養培養研究
27.計算機本科專業人才培養方案改革的研究與探索
28.高校計算機本科專業C語言課程教改探析
29.應用型計算機本科教育課程體系的研究與探索
30.南洋理工大學計算機本科教育介紹
31.計算機本科雙語教學中情感因素的作用
32.與學校學科特長相融合的計算機本科人才培養模式研究
33.以技術應用能力培養為核心的計算機本科教學模式探討
34.計算機本科人才創新實踐能力的培養
35.基于大類招生的地方普通大學計算機本科專業教學改革研究
36.試論我國計算機專業本科教育現狀及發展
37.以合作教育提升計算機本科學生就業能力的思考
38.計算機本科應用型人才的培養在C語言程序設計中的體現
39.地方性應用型高校計算機本科專業課程體系設置研究
40.計算機本科專業軟件實習工廠的構建研究
41.虛擬實驗室環境下計算機本科專業應用型人才培養研究
42.計算機本科專業課程考核改革的現狀與對策
43.普通高校計算機本科專業實踐教學改革研究
44.計算機本科應用型人才培養模式研究
45.計算機專業本科教育改革的研究
46.計算機本科專業開設網絡控制實驗的研究
47.應用型計算機本科職業人才培養體系構建研究
48.地方高校計算機本科人才創新實踐能力培養模式的探索
49.本科計算機教育中數理邏輯課程改革淺析
50.計算機本科專業人才培養方案的研究與實踐
51.從校企合作的角度研究應用型計算機本科人才的培養模式
52.計算機本科畢業論文寫作框架的設計
53.中美高校本科計算機教育之比較
54.應用型計算機類本科專業的教育與學生就業特征分析與對策——以江蘇理工學院計算機類專業為例
55.與時俱進的計算機本科教育
56.計算機本科電子商務課程啟發實踐式教學方法
57.非計算機本科專業計算機程序設計課程的改革思考
58.工程應用型本科計算機教育模式與實踐
59.地方院校計算機本科人才創新實踐能力培養的一種有效模式
60.應用型本科高校計算機專業教材建設若干問題的研究
61.財經類高等學校計算機本科專業課程體系重構的探索
62.基于課程地圖的計算機專業本科培養方案的制訂
63.地方本科院校計算機類專業發展的思考
64.應用型本科計算機網絡教學改革的研究與實踐
65.基于CDIO培養模式在計算機本科學生實踐教學中的改革研究
66.計算機本科專業《人工智能》課程教學探討
67.高校本科階段計算機專業“3+1”人才培養模式探析——以江蘇技術師范學院為例
68.我校計算機本科教學中的難點與對策
69.計算機本科專業軟件實習工廠的實踐與效果分析
70.將并行計算納入本科教育 深化計算機學科創新人才培養
71.以評促建 提高計算機本科課程建設質量——以《計算機導論》課程為例
72.應用型本科計算機專業模塊化教學課程體系建設的實踐
73.新升本科院校計算機專業實踐教學改革研究——以就業為導向
74.應用型本科高校《計算機網絡》課程的教學改革探索
75.本科畢業論文實踐中的計算機應用現狀與指導
76.美國高校計算機工程本科課程設置特色分析
77.以競賽為驅動的應用型本科高校計算機人才培養模式探究
78.應用型本科高校計算機網絡實驗室的建設
79.基于應用型人才培養的計算機本科專業實習實訓管理模式研究
80.基于Web的虛擬仿真器在《計算機體系結構》本科教學中的應用
81.應用型本科計算機基礎教學改革探索
82.計算機實踐教學在新建本科院校中的應對策略
83.高職本科計算機專業人才培養模式構建
84.基于教學質量國家標準的本科計算機類專業應用型人才培養思考
85.應用型本科計算機網絡教學平臺構建研究
86.新建本科院校計算機基礎教學評價體系研究
87.關于高校計算機課程體系改革及本科教學的思考
88.認知風格對英語閱讀及寫作的影響——以計算機本科二年級學生為例
89.計算機本科教育的“華爾茲”
90.本科計算機公共基礎課程教學改革研究
91.高校計算機輔助審計本科教學探討
92.應用型本科院校計算機實驗教學改革探索
93.計算機應用型本科人才程序設計能力培養
94.地方本科高校計算機科學與技術專業應用型轉型發展的思考——以新鄉學院計算機與信息工程學院為例
95.計算機實踐教學在新建本科院校中的應對策略
96.基于應用型人才培養為導向的計算機本科課程體系設置的探討
97.應用型本科院校計算機課程雙語教學探討
98.應用型本科院校計算機導論課程教學方法研究
99.計算機專業本科畢業設計的探討
100.應用型本科計算機圖形學教學改革初探
101.一流計算機學科必須是一流本科教育
102.關于本科院校計算機教學中學生創新能力培養的幾點認識
103.應用型本科計算機組成原理實驗教學改革
104.非計算機專業本科學生計算機教學的研究
105.應用型本科院校計算機公共課程體系研究與實踐
106.敏捷開發模式在本科計算機科學與技術專業教學中的應用探索
107.高職設置四年制技術本科的研究與探索——以長職院計算機網絡技術專業為例
108.大學本科開設計算機視覺課程教學的探討
109.應用型本科院校計算機專業雙語教學中的“羊群效應”及規避策略——以《計算機科學導論》雙語教學為例
110.教育轉型視角下民辦本科院校計算機課程多元化教學模式的研究與實踐
111.計算機本科職業化教育引進與校企合作機制研究
112.應用性本科計算機專業設置與培養方案的改革
113.新建本科院校計算機實驗教學中心建設初探
114.應用型本科涉農院校計算機教師能力提升研究與實踐——以河南牧業經濟學院為例
115.財經類本科院校中高職計算機專業師資隊伍建設研究
116.新升本科院校計算機公共課面臨的問題及對策
117.應用型IT人才培養下的計算機本科課程體系設置的研究
118.二類本科院校計算機專業人才培養的質量保證
119.就業導向下的本科院校計算機專業教育創新模式探索
120.新建本科院校公共計算機課程體系構建及實踐
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一什么是計算科學和它的來歷
計算科學主要是對描述和變換信息的算法過程,包括其理論、分析、設計、效率分析、實現和應用的系統研究。全部計算科學的基本問題是,什么能(有效的)自動運行,什么不能(有效的)自動運行。本科學來源于對數理邏輯、計算模型、算法理論、自動計算機器的研究,形成于20世紀30年代的后期。
隨著存儲程序式通用電子計算機在上世紀40年代的誕生,人類使用自動計算裝置代替人的人工計算和手工勞動的夢想成為現實。計算科學的快速發展以也取得大量成果,計算科學這一學科也也應運而生。
二計算科學的發展
a、首先先介紹圖靈機
圖靈機的發明打開了現代計算機的大門和發展之路。圖靈機通過一條兩端可無限延長的袋子,一個讀寫頭和一組控制讀寫頭的(控制器)組成它有一個狀態集和符號集,而此符號集一般只使用0和1兩個符號。而就是這個簡潔的結構和運行原理隱含了存儲程序的原始思想,深刻的揭示了現代通用電子數字計算機的核心內容。現在通用的計算機是電子數字計算機,而電子數字計算機的發展是建立在圖靈機的基礎之上。他的二進制思想使計算機的制作的簡化成只需兩個穩定態的元器件。這在今后的計算機制作上無論是二極管或集成電路上都顯示了明顯的優越性。
b、計算機帶動的計算學科
1946年隨著現代意義上的電子數字計算機ENIAC的誕生。掀起了社會快速發展的嶄新一頁。計算機工作和運行就擺在了人們的面前。
1、計算機語言
我們要用計算機求解一個問題,必須事先編好程序。因此就出現了最早的機器指令和匯編語言。20世紀50年代后,計算機的發展步入了實用化的階段。然而,在最初的應用中,人們普遍感到使用機器指令編制程序不僅效率低下,而且十分別扭,也不利于交流和軟件維護,復雜程序查找錯誤尤其困難,因此,軟件開發急需一種高級的類似于自然語言那樣的程序設計語言。1952年,第一個程序設計語言ShortCode出現。兩年后,Fortran問世。作為一種面向科學計算的高級程序設計語言,Fortran的最大功績在于牢固地樹立了高級語言的地位,并使之成為世界通用的程序設計語言。Algol60的誕生是計算機語言的研究成為一門科學的標志。該語言的文本中提出了一整套的新概念,如變量的類型說明和作用域規則、過程的遞歸性及參數傳遞機制等。而且,它是第一個用嚴格的語法規則——巴科斯范式(BNF)定義語言文法的高級語言。還有用于支持結構化程序設計的PASCAL語言,適合于軍隊各方面應用的大型通用程序設計語言ADA,支持并發程序設計的MODULA-2,支持邏輯程序設計的PROLOG語言,支持人工智能程序設計的LISP語言,支持面積對象程序變換的SMALLTALK、C等。
2、計算機系統和軟件開發方法
現代意義上的計算機絕不是一個簡單的計算機了而也包括了軟件(系統軟件、應用軟件)。各種各樣的軟件使得計算機的用途大大增強。而軟件開發也成為了一個重要課題和發展方向。軟件開發的理論基礎即是計算模型。隨著計算機網絡、分布式處理和多媒體的發展。在各種高級程序設計語言中增加并發機構以支持分布式程序設計,在語言中通過擴展繪圖子程序以支持計算機圖形學程序設計在程序設計語言中已非常的流行。之后,在模數/數模轉換等接口技術和數據庫技術的支持下,通過擴展高級語言的程序庫又實現了多媒體程序設計的構想。進入20世紀90年代之后,并行計算機和分布式大規模異質計算機網絡的發展又將并行程序設計語言、并行編譯程序、并行操作系統、并行與分布式數據庫系統等試行軟件的開發的關鍵技術依然與高級語言和計算模型密切相關,如各種并行、并發程序設計語言,進程代數,PETRI網等,它們正是軟件開發方法和技術的研究中支持不同階段軟件開發的程序設計語言和支持這些軟件開發方法和技術的理論基礎----計算模型
3、計算機圖形學
在計算機的硬件的迅速發展中。隨著它的存儲容量的增大,也掀起了計算機的巨大改革。計算機圖形學、圖像處理技術的發展,促使圖形化界面的出現。計算機圖形學是使用計算機輔助產生圖形并對圖形進行處理的科學。并由此推動了計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助教學(CAI)、計算機輔助信息處理、計算機輔助測試(CAT)等方向的發展。圖形化界面的出現,徹底改變了在一個黑色的DOS窗口前敲代碼輸入控制命令的時代。同時也成就了一個偉大的公司Microsoft。
4、計算機網絡
隨著用戶迫切需要實現不同計算機上的軟硬件和信息資源共享。網絡就在我們的需求中誕生了。網絡的發展和信息資源的交換使每臺計算都變成了網絡計算機。這也促進計算機的發展和廣泛應用。
三計算機學科的主線及發展方向
圍繞著學科基本問題而展開的大量具體研究,形成學科發展的主流方向與學科發展主線和學科自身的知識組織結構。計算學科內容按照基礎理論、基本開發技術、應用以及他們與硬件設備聯系的緊密程度分成三個層面:
1、計算科學應用層
它包括人工智能應用與系統,信息、管理與決策系統,移動計算,計劃可視化,科學計算機等計算機應用的各個方向。
2、計算科學的專業基礎層
它是為應用層提供技術和環境的一個層面,包括軟件開發方法學,計算機網絡與通信技術,程序設計科學,計算機體系結構、電子計算機系統基礎。
3、計算科學的基礎層
它包括計算科學的數學理論,高等邏輯等內容。其中計算的數學理論涵蓋可計算性與計算復雜性理論形式語言與計算機理論等。
四計算機的網絡的發展及網絡安全
(1)計算機網絡與病毒
一個現代計算機被定義為包含存儲器、處理器、功能部件、互聯網絡、匯編程序、編譯程序、操作系統、外部設備、通信通道等內容的系統。
通過上面定義,我們發現互聯網絡也被加入到計算機當中。說明了網絡的重要以及普及性。21世紀是信息時代。信息已成為一種重要的戰略資。信息科學成為最活躍的領域之一,信息技術改變著人們的生活方式。現在互聯網絡已經廣泛應用于科研、教育、企業生產、與經營管理、信息服務等各個方面。全世界的互聯網Internet正在爆炸性的擴大,已經成為覆蓋全球的信息基礎設施之一。
因為互聯網的快速發展與應用,我們各行各業都在使用計算機。信息安全也顯得格外重要。而隨著計算機網絡的發展,計算機網絡系統的安全受到嚴重的挑戰,來自計算機病毒和黑客的攻擊及其他方面的威脅也越來越大。其中計算機病毒更是很難根治的主要威脅之一。計算機病毒給我們帶來的負面影響和損失是刻骨銘心的,譬如1999年爆發的CIH病毒以及2003年元月的蠕蟲王病毒等都給廣大用戶帶來巨大的損失。
我們想更好的讓計算機為我們服務,我們就必須很好的利用它,利用網絡。同時我們也應該建立起自己的防護措施,以抵抗外來信息的侵入,保護我們的信息不受攻擊和破壞。
(2)計算機病毒及它的防范措施:
計算機病毒是一組通過復制自身來感染其它軟件的程序。當程序運行時,嵌入的病毒也隨之運行并感染其它程序。一些病毒不帶有惡意攻擊性編碼,但更多的病毒攜帶毒碼,一旦被事先設定好的環境激發,即可感染和破壞。
<一>、病毒的入侵方式
1.無線電方式。主要是通過無線電把病毒碼發射到對方電子系統中。此方式是計算機病毒注入的最佳方式,同時技術難度也最大。可能的途徑有:①直接向對方電子系統的無線電接收器或設備發射,使接收器對其進行處理并把病毒傳染到目標機上。②冒充合法無線傳輸數據。根據得到的或使用標準的無線電傳輸協議和數據格式,發射病毒碼,使之能夠混在合法傳輸信號中,進入接收器,進而進人信息網絡。③尋找對方信息系統保護最差的地方進行病毒注放。通過對方未保護的數據鏈路,將病毒傳染到被保護的鏈路或目標中。
2.“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件(如芯片)和軟件中,然后把此硬件和軟件直接或間接交付給對方,使病毒直接傳染給對方電子系統,在需要時將其激活,達到攻擊目的。這種攻擊方法十分隱蔽,即使芯片或組件被徹底檢查,也很難保證其沒有其他特殊功能。目前,我國很多計算機組件依賴進口,困此,很容易受到芯片的攻擊。
3.后門攻擊方式。后門,是計算機安全系統中的一個小洞,由軟件設計師或維護人發明,允許知道其存在的人繞過正常安全防護措施進入系統。攻擊后門的形式有許多種,如控制電磁脈沖可將病毒注入目標系統。計算機入侵者就常通過后門進行攻擊,如目前普遍使用的WINDOWS98,就存在這樣的后門。
4.數據控制鏈侵入方式。隨著因特網技術的廣泛應用,使計算機病毒通過計算機系統的數據控制鏈侵入成為可能。使用遠程修改技術,可以很容易地改變數據控制鏈的正常路徑。
<二>病毒攻擊的防范的對策
1.建立有效的計算機病毒防護體系。有效的計算機病毒防護體系應包括多個防護層。一是訪問控制層;二是病毒檢測層;三是病毒遏制層;四是病毒清除層;五是系統恢復層;六是應急計劃層。上述六層計算機防護體系,須有有效的硬件和軟件技術的支持,如安全設計及規范操作。超級秘書網
2.嚴把收硬件安全關。國家的機密信息系統所用設備和系列產品,應建立自己的生產企業,實現計算機的國產化、系列化;對引進的計算機系統要在進行安全性檢查后才能啟用,以預防和限制計算機病毒伺機入侵。
3.防止電磁輻射和電磁泄露。采取電磁屏蔽的方法,阻斷電磁波輻射,這樣,不僅可以達到防止計算機信息泄露的目的,而且可以防止“電磁輻射式”病毒的攻擊。
4.加強計算機應急反應分隊建設。應成立自動化系統安全支援分隊,以解決計算機防御性的有關問題。
很多公司都有因為電腦被入侵而遭受嚴重經濟損失的慘痛經歷,不少普通用戶也未能避免電腦被破壞的厄運,造成如此大損失的并不一定都是技術高超的入侵者所為,小小的字符串帶給我們的損失已經太多。因此,如果你是數據庫程序開發人員、如果你是系統級應用程序開發人員、如果你是高級計算機用戶、如果你是論壇管理人員......請密切注意有關字符漏洞以及其他各類漏洞的最新消息及其補丁,及時在你的程序中寫入防范最新字符漏洞攻擊的安全檢查代碼并為你的系統安裝最新的補丁會讓你遠離字符帶來的危險。經常殺毒,注意外來設備在計算機上的使用和計算機對外網的鏈接。也可以大大有效的避免計算機被攻擊。
五總結
在學了計算科學導論之后,讓我更深入的了解了我將來要從事的學科。計算科學導論指導著我們該怎么學習計算機。讓我更清楚的知道我們信息安全專業的方向。正如計算科學這座大樓一樣,在不斷的成長。信息安全也必將隨著網絡的進一步發展而更多的被人們重視。總之學習了這門課之后讓我受益匪淺,也知道自己應該好好努力,爭取在自己的專業領域上有所成就。
參考文獻:
1、《計算科學導論》(第三版),趙志琢著,科學出版社2004版
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1. 計算機類專業本科畢業論文(設計)設置的意義
計算機類學生可以通過畢業論文(設計)將大學期間學過 的各門專業知識進行綜合應用,培養自己的科學研宄能力、和 創新能力以及發現、分析、解決問題的能力。從而使得學生的綜 合素質得以提高。進而來滿足現今社會對現代復合型技術人才 的需求。[1]
2. 計算機類專業本科畢業論文(設計)質量不高的現狀分析
2.1學生做畢業設計時間與求職等其他事情相沖突
當今社會,畢業生就業壓力與日倶增。身為學生理當在既 不影響學習的情況下,又能找到較為滿意的工作。往往在不能 兩全的情況下,大部分學生為了能夠找到一份合適的工作四處 奔波,參加各種人才交流大會,需耗費學生們很多的時間與精 力。而通常本科生畢業論文(設計)的時間安排恰好是學生們擇 業或者復習考研、研宄生復試的最佳時間段,所以學生理所當 然優先想到的就是自己的就業問題或者讀研的問題。這樣,多 數學牛無法安心完成畢業設計及撰寫畢業論文。
2.2學生對本科畢業論文(設計)不夠重視
一部分學生畢業論文(設計)內容缺乏創新。還有一部分學 生工作已經找好,認為畢業論文(設計)寫的好壞對自己毫無影 響,因此,敷衍了事。另外一部分學生利用計算機技術的發展和 互聯網的普及直接在網上查閱資料“下載”“復制”加“粘貼”拼 拼湊湊。也有極少部分學生本身對計算機類專業沒有興趣,大 學幾年里根本沒有認真學習過專業知識,畢業后也不打算從事 相關工作,干脆直接購買論文或者設計,應付差事。嚴重影響了 畢業論文(設計)的質量
2.3學生能力有限
在大學期間沒有認真學習專業課程,無法完成軟件設計部 分,加上學生不夠重視、態度不夠認真,題目多次變更,甚至臨 答辯了還無法確定論文的題目[2]。學生語言組織能力差,通篇畢 業論文變成了文字的堆砌,論文本身毫無價值。
2.4指導教師數量不足
一方面由于近年來高校大量擴招,畢業生人數大增,相對 來說指導教師的人數就明顯不夠。甚至安排了很多自身缺少生 產實賤和實賤經驗,缺乏指導畢業設計素質和能力的教師作為本科畢業論文(設計)的指導教師。
2.5指導教師責任心不強
每位教師除了負責指導多名學生的畢業論文(設計)工作 外,還有很多其他的教學科研等工作任務。時間有限,精力有 限,教師在指導畢業論文(設計)的過程中責任心不強,從選題 到學生交稿,只在開題及答辯的時候與學生見面,指導全靠電 話或網絡,這樣指導學生寫畢業論文(設計)在質量上無法保 證。
2.6學校或學院缺乏足夠的資金及管理機制
很多高校沒有給予其足夠的資金以及技術、制度等方面的 支持來激勵和監督學生和教師,在一定程度上導致計算機類專 業本科畢業論文質量水平低下狀況的產生%計算機類專業的 畢業設計要用到電腦,但是學校的資源是有限的,不可能充分 滿足每個學生的要求,這就大大限制了學生做畢業設計的時 間。另外,很多高校圖書館里計算機方面的藏書專業性不強,大 量過時的圖書材料也不能給學生畢業設計提供有力的參考叱
3.提高本科畢業論文(設計)質量的措施
3.1 給予畢業生充足的時間
建議把畢業論文(設計)這一任務貫穿學生的整個大學階 段,至少要提前至第六學期,使他們能夠充分地利用第六學期 末的暑假時間開始著手進行調查、研宄、進而保證有足夠的時 間完成設計、撰寫論文。避免將畢業設計工作時間過于集中在 復習考研、求職工作時段。
3.2端正態度
大學畢業生端正態度,樹立起積極向上的態度,正確認真 地對待畢業論文(設計)的每一個步驟,提高計算機類專業本科 畢業論文(設計)整體的質量水平。
3.3提高畢業生自身的專業素養
高質量的畢業論文(設計)的完成得需要其有扎實的專業 素養來做支撐,豐富、擴展其畢業論文(設計)的內容。
3.4增加指導教師數量
為了解決本科生指導教師短缺的問題,學院可以選聘校外 科研單位、機關和企業界學術水平高、科研成績突出,項目實賤 經驗豐富的人員擔任畢業設計指導教師。
3.5 提高指導教師指導能力
對畢業設計(論文)的指導老師要有嚴格要求。畢業論文 (設計)的指導教師,必須具有講師以上職稱、業務水平高的教師擔任。指導教師應有實際的設計、實驗、研宄等方面的經驗。同 一名指導教師指導的學生數不能過多。在指導方法上要著重于 學生能力的培養,同時必須抓好學生的素質教育工作。每位指 導教師要面對面地對學生指導,包括輔導學生熟練應用計算機 網絡查閱文獻[51。方便撰寫畢業論文。
3.6加強畢業沒計規范制度,建立健全激勵監督機制
要制定嚴格的本科畢業論文(設計)的評分標準、激勵機制 等。評分標準包括學生分析解決問題能力,能否獨立運用所學 知識和技能發現并解決實際問題;工作態度,工作量飽滿程度, 設計論文質量等。院系要不定期檢查指導教師的《本科畢業論 文(設計)指導記錄》情況,對教師指導畢業論文工作的質量進 行檢驗和評價。對教師和學生都應采取相應的獎懲措施,以期 提高教師及學生的積極主動性。
4.總結
總之,本科畢業論文(設計)工作是一項重要而艱巨的任 務,要做好這項工作,還需要長期努力的過程。我們必須不斷探 索,解決出現的各種問題,并且針對社會的不斷發展做出新的 對策。只有學校、教師、學生三方都加以重視,共同努力,才能進一步提高畢業論文(設計)的質量,提高高校的教育水平。
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目前,各高校都開設有計算機課程,但仍不能滿足本科畢業論文實踐的需求。對于本科畢業論文,主要會用到Office辦公軟件中的Word、Excel、PowerPoint(PPT,Internet文獻數據庫,以及文獻管理軟件等。雖然各高校一般都開設有計算機基礎類課程,介紹MicrosoftWindows、Office軟件、Internet的使用,但所授內容還不能滿足本科畢業論文實踐的需要。在畢業論文寫作時,畢業生往往感到Word文檔的編排非常的麻煩,需要花費相當的精力和時間,也給指導老師增添了不少指導負擔。同樣,Excel、PowerPoint、Internet的使用也不盡如人意。除此之外,還有部分軟件知識在已有課程中完全沒有涉及,如文獻管理軟件的使用等。
1.2 計算機硬件設施不足
計算機資源不足嚴重影響畢業論文的撰寫。學生可利用的計算機資源主要有三種:自有計算機,學校計算機,網吧計算機。對自有計算機而言,雖有調查表明大學生電腦的擁有率已達到50%左右,但對于大多數來自農村的大學生而言,他們的電腦擁有率依然很低。對學校計算機而言,雖然各學校都建立有計算機房,但相比于龐大的學生群體,學校計算機依然不能滿足學生需求,而且學校計算機主要用于教學使用,學生的使用有時間限制。在這種情況下,許多學生不得不求助于網吧,而網吧一般不安裝OFFICE辦公軟件,更不會安裝如AutoCAD這種專業軟件,也無法訪問學校圖書館數據庫。與此同時,畢業論文的撰寫時間比較集中,往往在一兩個月內完成,特別是臨近答辯的幾天里,幾千畢業生需要計算機修訂論文,計算機的緊張程度可想而知。因而,學生在畢業論文撰寫過程中,常遇到沒有計算機可以使用的情況。
1.3 計算機使用缺乏指導
學生進行計算機操作時,缺乏足夠的指導。由于高校擴招,學生數量急劇增大而教師數量增加緩慢,導致師生比偏高,嚴重影響教學質量。作為公共基礎課程,幾千名學生的教學工作,往往由十多名教師來完成,師生比甚至高達1:250,很難說學生可以充分得到教師的指導在畢業論文進行階段,也同樣遇到師生比過高的問題,經常遇到一個老師同時指導十幾名學生的現象,教師指導任務重,很難保證指導質量。
2.本科畢業論文實踐中計算機應用需求
2.1 WORD大型文檔編排
畢業論文是一種較長的文檔,編排難度相對較大般而言,畢業論文字數要求5000字以上,頁數一般在10頁以上,編排的版式幾乎與出版社正規出版的書籍類似。這對于平時很少利用Word軟件的學生而言,具有很大的難度,需要重新學習Word的編排技巧。在論文寫作過程中,也容易出現論文排版上的各種問題。
目前,文檔編排軟件很多,但一般采用Mi-crosoftWord完成.對于Word排版問題,應著重解決以下幾方面的問題:①頁面設置;②文字格式的設置;③樣式的應用;④分節的設置;⑤頁眉頁腳的設置;⑥圖表的繪制;⑦公式的錄入;⑧自動生成目錄。
2.2 Excel表、圖與統計分析
對于大多數的畢業論文,都會涉及插入圖表,以及數據的統計分析。除文科類論文較少涉及圖表知識外,理工科、農科、醫學等學科的大部分畢業論文,都會涉及圖表的制作以及數據的統計分析。在畢業論文寫作過程中,部分學生對圖表的制作很是陌生,甚至不知道標準的圖表要求是什么,因而做出來的圖表不僅不美觀,而且也不符合要求。Excel還具有統計分析功能,不僅方便快捷,而且準確可靠,但不少同學不知道Excel具有統計學功能,更不會使用。他們往往采用手算的方法來進行統計分析,耗時耗力,而且還容易出錯。
圖表與統計分析,不僅可以采用Excel,也可以采用更為專業的軟件,如Origin制圖、Sigmaplot制圖、SAS統計分析、SPSS統計分析等,但以Excel更為方便。對于Execl圖表與統計,應著重解決以下幾方面的問題:①Excel表格的制作(特別是三線表的制作);②Excel圖表的制作;③Excel函數與公式;④Excel統計分析工具。除此之外,也可以介紹Origin、Sigmaplot、SAS、SPSS等軟件的使用。
文檔演示畢業論文答辯時,_般采用PPT展示其研究課題。答辯過程主要包含兩部分,學生陳述和老師提問。學生的自主陳述過程,不僅需要其精彩的陳述,更需要映襯陳述的多媒體展示。目前,大多數學生往往直接將論文內容粘貼到PPT當中,卻不知如何精簡和美化,結果導致PPT臃腫,條理不清晰,沒有層次感。導致這一情況的直接原因就是學生缺乏PPT制作的技巧。
對于PPT的制作,應著重解決以下幾方面的問題:①整體結構設計;②頁面布局設計;③色彩搭配設計;④演講內容提煉;⑤媒體元素設置;⑥動態效果設置;⑦播放策略。
2.4 INTERNET文獻檢索
Internet是獲取科技信息非常方便的渠道。畢業論文的實踐不是閉門造車,而是他人研究成果的繼續。因而在研究之前需要查閱大量的文獻。文獻資料主要分為兩種資料:文本資料和電子資料。大部分的研究成果是以期刊論文、會議報告、學位論文等形式最先展示出來的,而這部分資料目前基本都被相關數據庫所收錄,存儲在數據服務器上。利用互聯網技術,可以非常方便地查閱到所需要的資料。
對于Internet文獻檢索,應著重解決以下幾方面的問題:①主要中文期刊數據庫;②主要英文期刊數據庫;③其它類型數據庫(如:電子圖書、電子報紙、會議論文、學位論文、標準、專利等);④檢索策略;⑤檢索技巧。
2.5 ENDNOTE文獻管理
在畢業論文撰寫過程中,根據撰寫需要,要對參考文獻進行插入、移動、刪除等各種管理操作。本科畢業論文的參考文獻數量一般在20篇左右,而研究生畢業論文的參考文獻數量可達100篇以上,對于如此多的文獻,如果采用人工管理的方式,不僅工作量巨大,而且非常容易出錯。通過專業的文獻管理軟件,可以非常方便地對參考文獻進行處理。文獻管理類軟件有多種,如:醫學文獻王、風^-express、Endnote、Referencemanager、Notefirst等。不同軟件有自己的特點和優勢,重點推薦Endnote文獻管理軟件,當然像Notefrst這種推出時間較短的國內免費軟件,也有不錯的口碑。
以Endnote文獻管理軟件為例,應著重解決以下幾方面問題:①參考文獻格式標準;②創建End-note圖書館;③文獻信息錄入;④Word中使用文獻格式模板設置;⑥高級應用。
3.本科畢業論文實踐中的計算機應用指導
3.1 加強計算機教育課程建設
通過調整課程設置和課程內容,引入相關計算機教育內容。同時,提高教學質量和水平,加強學生計算機實踐能力的培養。在《計算機基礎》課程中,要將Office辦公軟件引入到課程中,并要達到一定的應用水準。在《試驗設計與統計分析》課程中,可以引入Excel和SAS等軟件知識。在《文獻檢索》課程中,可以引入Internet的使用,數據庫查詢和Endnote軟件等知識。在其它專業課程中,凡涉及到計算機內容的,也要盡可能進行上機訓練,提高計算機應用能力。
3.2 加強計算機專業知識講座
通過專題講座的形式,講解畢業論文實踐過程中所使用的軟件知識。在畢業論文撰寫期間,可以通過專題講座,具有針對性地進行輔導。因此,學生可以及時的了解相關知識,并立即加以應用。除了現場的講座形式外,還可以利用網絡的優勢,建立網上學習平臺,將學習資源放在網絡上,學生可以隨時查詢相關計算機應用知識。
3.3 加強計算機硬件建設
加大計算機硬件設施的投入力度,優化計算機機房管理,提高計算機利用效率。根據學校人數和計算機使用的實際情況,合理投入資金進行計算機房的建設,增加計算機的臺套數。其次,制定合理的管理措施,適當延長計算機房的使用時間,提高計算機房的利用效率,減少計算機的非學習性占用。
3.4 加強指導老師的指導職責
制定畢業論文指導教師的考核體系,強化指導教師的責任意識,督促教師加強對學生的指導。從學校和學院兩個層次,學校層次要做好畢業論文指導的全面工作,同時要對計算機應用指導工作提出明確統_的要求,學院則有必要對學校的規定做出具體的安排和實施辦法。
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2、加強了在選題、開題、中期檢查、評閱、答辯以及成績評定等環節的監督和管理。
具體來說,法學本科論文寫作的程序一般要經過以下幾個步驟:
(1)確定指導教師。選擇指導教師和選擇題目一樣重要,有時僅僅從名氣和一些外在的東西作為選擇的標準不見得是明智之舉,應當以是否嚴格作為標準,因為這樣的教授,因為他們更有效率,而且更看重你的研究。
(2)確定題目,進行開題。主要的內容就是要向指導教師或者開題委員會報告你選擇的題目的意義以及研究現狀,你所要研究的主要內容、研究的方法和思路,你做了哪些準備,比如已經發表或撰寫的文章,搜集到的文獻資料,以及你對自己論文寫作的總體安排和進度。指導教師或者開題委員會回你就所擬寫的題目提出各種意見,支持的意見,反對的意見,改進的意見等等。
按照現在不少老師的要求,在正式寫作之前,是先要搜集資料和撰寫提綱的,因為對于指導老師來說,判定一個學生的論文到底能夠寫道什么水平,一個很重要的因素就是看你搜集到了什么樣的文獻資料,沒有好的米是一定做不出味道好的米飯的,另一個就是要看你的論文的提綱如何安排布局,這個論文提綱包含了你的論文的結構和主題,一定程度上也決定了你的寫作思路,所以至關重要。
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畢業論文是高等教育自學考試本科專業應考者完成本科階段學業的最后一個環節,它是應考者的總結性獨立作業,目的在于總結學習專業的成果,培養綜合運用所學知識解決實際問題的能力。
從文體而言,它也是對某一專業領域的現實問題或理論問題進行科學研究探索的具有一定意義的論說文。完成畢業論文的撰寫可以分兩個步驟,即選擇課題和研究課題。
首先是選擇課題。選題是論文撰寫成敗的關鍵。因為,選題是畢業論文撰寫的第一步,它實際上就是確定"寫什么"的問題,亦即確定科學研究的方向。如?quot;寫什么"不明確,"怎么寫"就無從談起。
教育部自學考試辦公室有關對畢業論文選題的途徑和要求是"為鼓勵理論與工作實踐結合,應考者可結合本單位或本人從事的工作提出論文題目,報主考學校審查同意后確立。
也可由主考學校公布論文題目,由應考者選擇。畢業論文的總體要求應與普通全日制高等學校相一致,做到通過論文寫作和答辯考核,檢驗應考者綜合運用專業知識的能力"。但不管考生是自己任意選擇課題,還是在主考院校公布的指定課題中選擇課題,都要堅持選擇有科學價值和現實意義的、切實可行的課題。選好課題是畢業論文成功的一半。
第一、要堅持選擇有科學價值和現實意義的課題。科學研究的目的是為了更好地認識世界、改造世界,以推動社會的不斷進步和發展。
因此,畢業論文的選題,必須緊密結合社會主義物質文明和精神文明建設的需要,以促進科學事業發展和解決現實存在問題作為出發點和落腳點。選題要符合科學研究的正確方向,要具有新穎性,有創新、有理論價值和現實的指導意義或推動作用,一項毫無意義的研究,即使花很大的精力,表達再完善,也將沒有絲毫價值。
具體地說,考生可從以下三個方面來選題。首先,要從現實的弊端中選題,學習了專業知識,不能僅停留在書本上和理論上,還要下一番功夫,理論聯系實際,用已掌握的專業知識,去尋找和解決工作實踐中急待解決的問題。其次,要從尋找科學研究的空白處和邊緣領域中選題,科學研究
還有許多沒有被開墾的處女地,還有許多缺陷和空白,這些都需要填補。應考者應有獨特的眼光和超前的意識去思索,去發現,去研究。最后,要從尋找前人研究的不足處和錯誤處選題,在前人已提出來的研究課題中,許多雖已有初步的研究成果,但隨著社會的不斷發展,還有待于豐富、完整和發展,這種補充性或糾正性的研究課題,也是有科學價值和現實指導意義的。
第二、要根據自己的能力選擇切實可行的課題。畢業論文的寫作是一種創造性勞動,不但要有考生個人的見解和主張,同時還需要具備一定的客觀條件。
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關鍵詞:微電子;機電設備;工業;應用探討
信息技術的發展以及先進電子設備的產生催生了機電一體化時代的到來,所謂的機電一體化技術是把電工電子技術、機械技術、信息技術、微電子技術、接口技術、傳感器技術、信號變換技術等一系列技術結合,再綜合應用于實際的綜合技術,現代化自動生產設備可以說為機電一體化的設備。微型計算機在機電一體化系統的作用能夠總結成如下三點:第一,直接控制機械工業生產過程;第二,機械工業生產期間加強各物理參數的自動測試,進行測試結果的顯示記錄,在計算、存儲、分析判定并處理測量參數或指標;第三,進行機械生產過程的管理與監督。機電一體化系統里微電子控制機電設備怎樣進行適宜計算機選擇,怎樣設計硬件系統,怎樣組織軟件開發,怎樣對現有計算機系統等進行維護與使用是相當關鍵的,也是值得探索的
課題。
1微電子控制機電設備系統的組成和原理
在某微電子控制機電系統當中,主要是由PLC、管路壓力變送器、變頻器等多種設備組成的。在控制系統當中,管路壓力變送器主要是檢測控制輔助沖量、管路水壓、蒸發量等三個變量,接著將數據信號向PLC當中傳送,并且通過PLC進行分析和計算,將信號發送信號控制器,通過信號控制器來控制水泵運轉,在設計系統的過程中需要與實際情況合理的進行結合,并且對變頻器的輸出頻率進行確認,輸出頻率在整個系統設計過程中具有非常重要的意義,和系統的控制息息相關,在確定系統輸出頻率是需要綜合性的分析和考慮用水量以及揚程參數等。在整個系統當中控制流程的用水量變化,主要是通過壓力變送器向PLC傳送的通過PLC進行分析和計算,可以有效的調節循環泵的頻率,合理的分配能源,讓工作的效率提高,起到節約資源的
作用。
2微電子控制機電設備在工業中的具體應用
1)可編程序控制器(PLC)的應用。從PLC的角度進行分析,其主要優勢在于具有很強的控制能力,而且穩定性較高,機身體積相對較小,可以有效的和其他的配件進行組合。在工業生產的過程中,因為機電設備往往會占據一定的面積,如果想讓其廠房中的占比較高,就一定要注意讓廠房的空余面積加大,盡量讓控制器的數量減少,讓機電設備的數量增多,與此同時還需要注意PLC的節能性較高相比,其他的控制系統可以節約資源,讓工業生產的成本支出降低,讓企業的經濟效益增加,由于PLC設備可以有效的和其他設備之間進行組合,可以靈活方便的在廠房當中進行布設,讓一機多用。可以實現讓廠房的設備結構進一步得到簡化,對設備維護中耗費的人力物力進行控制,減少人力輸出,可以將人力有效的分配到工業生產當中,讓生產資料的利用效率提高。PLC的另一大優勢在于可以通過現場總線和生產設備之間
進行連接,有效的監控工業生產,可以動態化的監控生產的全過程,確保在生產過程中,第一時間解決生產時產生的故障,避免由于機械故障而導致生產進度停滯,讓設備的維護開支得到控制,PLC的計算速度很快,可以輕松的對生產時的任何變動進行管理和控制,有效的防止由于設備變化控制器無法及時應對而產生的問題,PLC還可以進行相關的升級,伴隨當前經濟快速發展,就算生產線當中的產品產生了變動,只需要正確的調整,控制程序也可以符合新產品生產的具體需求。
相比于其他編程操作,PLC控制器在編程的過程中較為方便,員工通過短時間的訓練就可以熟練的掌握編程的技巧,在實際操作的過程中工作步驟相對較為簡單,可以很容易的掌握設備的維修安裝以及操作,由于PLC自帶程序編輯器只需要工作人員了解梯形語言,就可以對其進行熟練的掌握。對控制器的工作語言進行了解,當出現故障的時候可以及時的調整和處理控制器。
2)變頻器調速器的作用。變頻器工作狀態分作自動與手動兩類,手動工作狀態即在PLC結束工作后展開的人工操作行為,經電位器調節能對變頻器輸出頻率進行給定。自動工作狀態實質是PLC輸出信號為變頻器輸出頻率展開控制。和傳統調節閥控制方式相比,PLC控制可節電,更好進行水泵磨損控制,在延長設備壽命與實現系統自動化水平提升中發揮了重要作用。
第一,和傳統正弦波控制技術相比,因變頻器用到了電壓空間矢量控制技術,先進性和獨特性在性能上得到充分凸顯,同時因其特有的低速轉矩大、運行穩定性強、諧波成分小等特征,這對我國電網而言輸出電壓自動調整功能能充分進行優勢發揮。第二,變頻器具備外部端子、鍵盤電位器與多功能段子等一系列操作方式,功能完善,可輸入多種模擬信號(如電流、電壓、頻率等效范圍檢測,轉速追蹤等);并且變頻器可實現擺頻運行與程序運行等一系列模式。第三,因變頻器全系列元件應用的是西門子產品,有極強的保護性能,可靠穩定,能很好的避免過流、短路、過壓等問題,確保本機能正常運行。并且變頻器有良好的絕緣耐壓性,產品質量好,設定簡單等使得其有更強的適用性。
3)電路發揮的作用。在安裝PLC和變頻器的時候,保證電路的穩定是保障工作的必要。電路在安裝過程中,應該采取邊安裝邊測電的方式,這樣更能使電流穩定,這同樣屬于工作期間需引起重視的關鍵環節。在電路安裝完畢之后,不要急著通電,應該先再次檢查電路是否安裝正確,查看是否有少安裝或者多安裝的情況。另外,測量一下接觸元器件的連接點,這樣可以發現一些接觸不良的地方,若有漏電情況應該及時對此進行維修。電路在工業中也是起到了很大的作用,在安裝電路的時候,一定要小心謹慎,綜合考慮多方面因素,不要遺漏一些小問題,有時一些小問題也可能出大錯,保證電路的穩定才能更好地協調其他設備的安裝穩定。應認真復查電路,查看電路有無正確安裝,或存在設備多安裝或少安裝的現象,同時應認真檢測每個接觸元器件連接點,明確有無接觸不良或短路現象,若發生漏電務必要及時維修與處理。電路調試的具體流程總結如下:
第一,應認真查看明確電路整體狀況,了解電路面板線有無準確連接,有無看似連接實際并未連接的線,或易短路的線;是否存在兩條或多條線混淆的情況;此后,使用最小量程檔的萬用表對電路面板進行檢查,查看開路處和閉路處有無正確開路與閉路,地線是否漏接,電源連線連接的安全性等,同時需測量電源有無短路現象。測量期間可直接進行元器件連接點測量,如此可明確有無以上情況的同時又弄清楚是否存在接觸點不良現象。第二,電路調試過程的關鍵環節之一即硬件電路調試。調試期間務必要注意細小環節的把控,根據電路功能原理做好各個單元電路的調試,再作整體調試,后進行整個電路的調試。電路在工業生產里發揮的作用是相當大的,電路安裝過程里務必要綜合考量多方因素,認真謹慎,切不可遺漏或放過存在的小問題,確保電路穩定性得到保障。
3結束語
微電子控制機電設備的組成包括變頻調速器、可程序控制器等,由于操作相對簡便、效果好,在工業中發揮了不可忽視的作用。微電子控制機電設備在實踐中不斷完善,將理論與實踐相互結合,明確各個方面的要點,有效提升生產效率,在工業領域發揮出最大化價值,推動社會進步和發展。推動電子設備的可持續發展也是當今社會經濟發展所提出的必然要走的道路,順應經濟發展的趨勢,才能不落后于其他國家的工業化改革。
微電子畢業論文范文模板(二):關于現階段國家示范性微電子學院建設的幾點思考論文
[摘要]文章淺述了國家示范性微電子學院的建設背景及歷程。借鑒示范性軟件學院建設經驗并結合現階段浙江大學示范性微電子學院建設經驗,從學科劃分、考核體系、校企合作、平臺建設和國家支持等方面進行思考和總結,闡述如何圍繞“以人才培養為中心”和“產學協同育人”這兩個核心問題,進行國家示范性微電子學院建設。
[關鍵詞]示范性微電子學院;集成電路;人才培養;產學協同
[中圖分類號]G64[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3437(2020)07-0001-04
回顧整個中國特色社會主義建設歷程,作為高等教育中至關重要的一部分,工程教育在國家現代化進程中發揮著不可替代的作用。在國家經濟改革和世界范圍產業變革的過程中,我國的工程教育也在不斷改革創新。從工程教育專業認證制度的建立,到PBL和CDIO理念的引入,實施卓越工程師計劃和建立國家示范性軟件學院、微電子學院,再到加入《華盛頓協議》和新工科的提出,中國的工程教育一直在實踐中發展。在中國工程教育改革中,2001年開始的國家示范性軟件學院建設作為教育改革的“示范區”,發揮著重要的作用。本文在借鑒示范性軟件學院十多年建設經驗的基礎上,結合現階段示范性微電子學院的建設情況,對2015年開始實施的國家示范性微電子學院建設進行思考與總結。
一、示范性微電子學院成立背景
21世紀初,信息化在世界范圍內開始普及,軟件產業在世界社會發展中的地位和重要性開始顯現。軟件產業作為當時的新興產業,呈現出向發展中國家大規模轉移的趨勢,國內外巨大的軟件市場導致對軟件從業人員需求量的劇增。國家從當時國內外行業背景及國家發展戰略出發,于2001年由教育部正式設立國家示范性軟件學院,首批試點35所(后增加至37所),均由國家重點高校負責建設;2004年教育部針對高職類學校又設立了36所高職示范性軟件學院。其后,各省、市結合自身地方產業成立了省級示范性軟件學院50多所,對軟件人才進行儲備。從2001年至今,示范性軟件學院經歷了十多年的建設與發展,在人才培養和產業促進上都取得令人矚目的成就。在此期間,我國的軟件產業獲得了長足的發展,其中尤以華為、阿里巴巴、百度、騰訊等互聯網企業為代表。
經過十多年的積累和追趕后,我國不但解決了軟件產業發展初期規模弱小、產業單一、人才技術短缺等諸多問題,而且在部分領域超過了發達國家,并形成了中國特色的“互聯網+”新型經濟模式。接下來,國家開始效仿軟件產業發展模式,對信息領域更基礎、更關鍵但更薄弱的“卡脖子”短板——集成電路產業發起沖鋒。特別是近年來,在國際貿易保護主義抬頭和美國對華貿易戰的背景下,從晉華、中興到華為、大疆,以集成電路為代表的高科技產業形勢尤為嚴峻,發展變得刻不容緩。
2014年國務院印發《國家集成電路產業發展推進綱要》(以下簡稱《綱要》),指出“集成電路產業是信息技術產業的核心,是支撐經濟社會發展和保障國家安全的戰略性、基礎性和先導性產業”。現階段我國集成電路產業主要面臨核心技術缺乏、產業鏈不完善、資金投入不足、創新人才短缺4個核心問題。參考軟件產業發展模式,為解決集成電路產業4個核心問題中的人才短缺問題,示范性微電子學院應運而生。
二、示范性微電子學院的成立
《綱要》從組織領導、資金政策、金融稅收、人才保障等8個方面采取了保障措施,指出“加大人才培養和引進力度,建立健全集成電路人才培養體系,支持微電子學科發展,通過高校與集成電路企業聯合培養人才等方式,加快建設和發展示范性微電子學院和微電子職業培訓機構”。這是繼2011年國務院《進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策》后,國家再次對高校示范性微電子學院建設提出的明確要求。
2014年教育部《關于試辦示范性微電子學院的預通知》。2015年六部委《關于支持有關高校支持建設示范性微電子學院的通知》(以下簡稱《通知》),明確支持清華、北大、浙江大學等9所高校建設示范性微電子學院,支持北京航空航天大學、南京大學等17所高校籌備建設示范性微電子學院,示范性微電子學院建設序幕自此開啟。
三、示范性微電子學院定位及現狀
《通知》指出:示范性微電子學院的建設要以人才培養為中心,深入開展產學合作協同育人,加快培養集成電路產業急需的工程型人才。可以看出,“以人才培養為中心”和“產學協同育人”是示范性微電子學院建設的兩個核心要求,“工程型”人才是示范性微電子學院培養人才的根本目標。
自2015年第一批示范性微電子學院成立至今,各個示范性微電子學院的建設歷程和辦學模式各不相同,有的是在原有信息學院或微電子學院的基礎上進行建設,有的是新設立微電子學院掛靠其他成熟學院運行,有的是整體新建并單獨運行。由于處于建設初期,不同學校都因地制宜、因時制宜地進行摸索,或大刀闊斧,或小步慢跑。目前,各個學校的微電子學院都在人才培養、師資規模、校企合作等方面都取得了一定的階段性成果。
與此同時,示范性微電子學院在建設的過程中,也都面臨一些共性的難題,如示范性微電子學院與一般學院的定位區別、如何進行“工程型”人才培養、如何擴大招生規模與影響、如何更好地與企業結合,以及如何對示范性微電子學院建設進行評價等,這些都是示范性微電子學院面臨或將要面臨的問題。
四、對示范性微電子學院建設的幾點思考
當然,示范性微電子學院建設也并非無樣板可以參考,2001年開始建設的示范性軟件學院就是很好的借鑒,特別是在辦學模式、人才培養、師資管理等諸多具體、常規問題上。然而,軟件行業和集成電路行業相差較大,而且當今的時代背景和2000年也完全不同,如何圍繞“人才培養為中心”“產學協同育人”這兩個核心來建設微電子學院,需要全體高等教育工作者進行與時俱進地思考和探索。本文從浙江大學(以下簡稱“浙大”)示范性微電子學院建設的實踐出發,分享一些經驗與思考。
(一)學科劃分與評估體系
學科劃分和評價問題是微電子學院建設能否成功的核心問題,關乎微電子學院的建設方向和結果。單獨的學科設置及評估體系,不僅能加強微電子學院的獨立性辦學,也能更有效地促進微電子學院建設的展開。
1.設置微電子一級學科
人才作為第一資源以及集成電路產業的核心,微電子學院成立的根本目的就是為產業培養急需的“工程型”人才。然而受招生名額等條件的限制,現階段我國高校每年培養的集成電路高級專業型人才不足萬人,而且缺口仍在擴大,可見,擴大集成電路招生名額勢在必行。以浙江大學為例,2014年以前學校集成電路每年碩士、博士的招生人數在30人左右,即使示范性微電子學院成立以后,新增了微電子本科專業,微電子學院每年本碩博招生也不足200人,以如此培養速度,根本不足以填補產業人才需求的缺口。由于我國大學招生名額是與學科劃分掛鉤的,這就涉及一級學科設置的問題。
目前,浙大微電子所在的一級學科是電子科學與技術,其下含有電路與系統、微電子學與固體電子學、電磁場與波、物理電子學四個二級學科,其中與微電子學院直接對應的兩個二級學科是:電路與系統、微電子學與固體電子學。研究領域分別對應集成電路的軟件部分和硬件部分,前者主要包括集成電路設計,后者主要涉及集成電路產業中的制造、封裝測試。
此外,微電子一級學科問題,除了與擴大招生名額相關外,也和微電子學院的建設成敗有關,因為這涉及微電子學院與高校原有信息學院的定位問題,以及在學校的學科地位問題。其實在建設示范性軟件學院時,由于學科劃分的問題,就存在著軟件學院與原有傳統計算機學院的“瑜亮之爭”,學科資源配置之爭。最終,2011年教育部將軟件工程提升為一級學科,這才在一定程度上解決了上述問題。從軟件學院的建設經驗來看,將微電子學與固定電子學、電路與系統等二級學科重整、提升為一級學科十分必要,且宜早不宜遲。
2.修訂學科評估體系
微電子學院建設要求以“人才培養為中心”,而傳統學科評估體系以“學科建設為中心”。因為“中心”的不一樣,在進行微電子學院建設時,學校在資源配置時就必須考慮效益比問題。如果微電子學院建設的投入無法對學校的學科發展形成促進作用,甚至因為分流限制了已有學科的建設,學校不僅不會支持微電子學院的建設,甚至可能還會限制其發展。因此,在現有學科評估體系下,示范性微電子學院很難做到完全以“教學”為中心,只能“教學科研”兼顧,最終微電子學院在很大概率上將會和傳統的信息學院同質化。上述情況在軟件學院建設時出現過,且仍未得到有效解決,這也是很多軟件學院選擇異地發展的原因,其目的是避免與本校原有的計算機學院分流資源。
在現有學科評估體系下,即使能做到以“教學”為中心,也很難滿足微電子學院“產學協同”的人才培養要求。因為現有學科評估體系偏向于理科化,重理論而輕實踐,無論是“教學”還是“科研”,學生注重“卷面”,教師注重“文章”。而微電子學院的建立要求緊貼產業,注重實踐,產學協同,因此培養“工程型”人才在現有體系下很難做到。
其實,2016年教育部提出新工科建設,其本質也是針對現有“理科化”學科評估體系與工科建設要求不相匹配的問題。可以大膽設想對現有學科評估體系進行必要的改革,如對基礎性學科依舊使用現有“理科性”評估體系;對應用性學科,如新工科,則在原有的體系上建立新的“工科性”評估體系。這樣或許能從根本上改變我國“寫論文的太多,做應用的太少”、應用研究和理論研究比例失衡的現狀。為體現示范性,上述設想甚至可以率先在示范性微電子學院進行試點,實踐可行后再逐步推廣到新工科乃至其他工程性學科。
(二)師生考核體系
示范性微電子學院要求“堅持人才培養為中心”,在國家層面需要解決的是學科問題,具體到學校和學院操作時,就要考慮內部的考核與評價問題,其中主要涉及兩個方面,一是教師的考核,二是學生的考核。
1.教師考核體系
以人才培養為中心,要求教師的工作重心應該是教學,因此微電子學院教師在考核上應該與傳統學院有明顯區別,比如加大教學在考核中的比重。微電子學院培養的人才要強調工程性,所以在教學考核中,要突出工程實踐的教學內容。另外,在引進師資時,可以效仿軟件學院偏向引進有企業經驗或者工程項目經驗的教師,形成本校專職教師、企業兼職教師、適當比例外教的格局,這一點浙江大學微電子學院在人才引進時就尤為注重教師的行業或工程背景。
為了保證公平性,調動教師的積極性,可以實行聘崗制和聘期制,不同崗位考核不一樣、聘期不一樣,如在浙江大學,對不同類別的教師設置有:教學科研并重崗、工程教育創新崗、社會服務與技術推廣崗等,其中工程教育創新崗就是浙江大學針對工程教育改革新設置的崗位。
2.學生考核體系
微電子學院要培養“工程型”人才,因此針對學生的培養過程、考核過程、評價過程要緊緊圍繞“工程”來設置。微電子學院學生與傳統學生培養最本質的區別是“工程實踐”能力。在此之前,要提前區別一下其與動手能力的差別。“工程實踐”能力與傳統工科學生在實驗室環境下的動手能力不同,是要在工業生產的背景下,通過“做中學”和“基于項目學習”,進而培養學生的“工程師式思維和行為”。這要求學校必須為學生提供企業的工程環境而非簡單的高校實驗室環境,兩者有著本質的區別。
正是因為微電子學院培養的人才需要工業生產背景,這就要求企業參與培養,這從源頭上保證了學生培養會緊貼產業。通過設置新的學生評價體系來保證和監督學生“工程實踐”能力的獲得,這一點至關重要。也只有這樣,學生畢業后進入企業才能立即上手,無須企業的再熏陶和培訓。
浙江大學微電子學院對于學生“工程實踐”能力的培養是根據學生的不同階段分步進行的。首先,針對低年級的本科生,加大培養方案中實驗課程的比例和學分,以此來培養學生的“動手操作”能力。其次,對于高年級的本科生,則是通過到企業實習、參與導師企業課題(學業導師制)、科創實驗(SRTP)、參加創新創業競賽等來初步熏陶學生的“工程實踐”能力。最后,到研究生階段,通過企業、導師聯合制定課題,學生選題并到企業培養或參與企業橫向課題等方法來完成“工程能力”的塑造。
(三)校企合作
校企合作是微電子學院建設的重點也是難點之一。傳統高校教學以學校為主,這在一定程度上導致了高校研究與產業發展脫節、高校培養的學生與企業需求脫節。高等工程教育改革的目的之一就是如何將高校與企業聯系緊密,互相促進,“如何引入企業參與到高校的人才培養”,從而達到“產學協同”。
校企合作的目的是互利共贏。中國高校以育人為宗旨,具有一定的公益性,而企業以利益為根本,公益性只是其附帶屬性,只投入不計回報的企業少之又少。如何讓兩個不同的主體做到有機結合,使得“企業愿意參與,高校愿意放開”是困難所在。從需求來看,高校育人,企業用人,高校和企業合作的紐帶在人——學生,解決好“如何以學生為紐帶將企業和高校緊密聯系在一起”是校企合作的關鍵所在。
從軟件學院的經驗看,多是通過校企理事會、共建實驗室和實踐基地、共建師資隊伍、共設課程等方式來開展校企合作。無論是以何種合作方式,想要長久有效就必須做到互惠互利,純粹的一方投入不可持續。從浙江大學專業學位研究生的培養經驗來看,比較有效的手段之一是:通過導師與企業的橫向合作為依托,以項目的形式將學生的培養參與其中。這是一種“基于項目的培養模式”,企業提出技術需求和課題資金,學校再給予學生名額、教學工作量等支持。通過一個個的具體項目,將學校、學生、企業串聯起來,形成規模效應后再以創建聯合實驗室、研發中心、實踐基地等方式進行深化。浙江大學成立工程師學院就是希望從學校層面來推進和引導校企合作。此外,不同地區的微電子學院在專業設置上也應針對當地企業需求開設專業,面向企業培養人,甚至可以對重點企業進行定向培養,吸引企業深度參與學院建設。
校企合作不僅僅是學校和企業的問題,政府的作用也尤為重要,因為政府掌握著核心的生產資料和分配政策。比如政府在審批、稅收減免、經濟補助、教育資金、就業引導等各方面都能非常有效調動企業和高校的積極性,促進雙方的結合。日本20世紀70年代半導體產業的興起,就是通過高校(實驗室)、企業、政府三方的共同發力,成立“VLSI技術研究組合”,從而打破美國的壟斷。20世紀80年代韓國三星的崛起也與韓國政府的大力扶持密不可分,所以在這一點上值得我們國家借鑒和學習。
(四)硬件建設及平臺共享
集成電路產業人才培養對硬件設施要求極高,這是其與軟件產業最大的不同之一。如小型工藝操作、流片、實訓等都需要高昂硬件和財力的支撐,因此微電子學院建設要格外重視大型共享平臺建設,并以共享平臺建設為契機將校企合作、校地合作、學生實踐培養進行有機連接。然而一般平臺投資都十分巨大,很難靠一己之力來進行建設,如浙江大學微納加工中心一期投入6000萬、工程師學院微電子實訓平臺投入近3500萬,紹興微電子研究中心投資近1億。微電子學院建設更應注重開放式辦學,嘗試通過國家出資、政府出地、企業出技術、學校出人等多重模式,把握本地發展機遇以產業園、孵化器、共享平臺的形式來共贏發展。
(五)國家和學校支持