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摘要:面向社會(huì)需求,以創(chuàng)新型和實(shí)踐型人才培養(yǎng)為目標(biāo),本文通過(guò)線上線下混合教學(xué)方式的引入,建立師生互動(dòng)教學(xué)平臺(tái),以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、獨(dú)立思考問(wèn)題的能力和創(chuàng)新地解決問(wèn)題的能力。
關(guān)鍵詞:混合教學(xué);線上線下;交通工程;創(chuàng)新人才培養(yǎng)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)18-0180-02
新形勢(shì)下,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通訊技術(shù)日趨成熟,交互式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)在我國(guó)迅速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)形式的開(kāi)放性、靈活性和多樣性備受推薦,成為廣大師生最受歡迎的教學(xué)方式之一。本文利用現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì),擬在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)基礎(chǔ)上,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)授課,基于《交通工程導(dǎo)論》課程,搭建混合教學(xué)平臺(tái),將線上教學(xué)和線下教學(xué)有機(jī)結(jié)合,創(chuàng)新地開(kāi)展師生互動(dòng)式教學(xué)模式。
一、混合教學(xué)模式的界定
混合教學(xué)模式是基于多種理論指導(dǎo),運(yùn)用多種教學(xué)設(shè)備和工具、教材和媒體,堅(jiān)持以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念。它將課堂教學(xué)方式與互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)方式有機(jī)結(jié)合,建設(shè)良好的教學(xué)環(huán)境,最終達(dá)到最優(yōu)教學(xué)目標(biāo)的一種教學(xué)模式[1]。
混合教學(xué)模式可結(jié)合課堂面授和網(wǎng)上教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。課堂教學(xué)以“教為主”,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生和老師的互動(dòng),在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中可以顯示老師的主導(dǎo)作用,同時(shí)也能突出學(xué)生的主體地位,多種方式引導(dǎo)、幫助學(xué)生積極地與老師進(jìn)行溝通,課后鞏固課堂教學(xué)知識(shí),提高教學(xué)效果?;旌辖虒W(xué)模式以能力培養(yǎng)為主,注重課堂面授教學(xué)與在線教學(xué)的互補(bǔ),以發(fā)揮其最大的優(yōu)勢(shì)。
線上線下混合教學(xué)模式充分利用了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可視化、面對(duì)面溝通的優(yōu)勢(shì),將集中的課堂教學(xué)部分轉(zhuǎn)移到日常生活中,教師和學(xué)生可利用業(yè)余的零散時(shí)間進(jìn)行知識(shí)鞏固;同時(shí),混合教學(xué)模式改善了傳統(tǒng)的枯燥、單調(diào)的課堂教學(xué)模式,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
二、混合教學(xué)環(huán)境搭建
混合教學(xué)環(huán)境包括硬件環(huán)境和軟件環(huán)境[2]。硬件環(huán)境包括教學(xué)環(huán)境的準(zhǔn)備,涉及教室和教室內(nèi)多媒體設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)教室、校園網(wǎng)建設(shè)、教學(xué)資源庫(kù)、教學(xué)平臺(tái)安裝,以及平臺(tái)的管理和維護(hù)。軟件環(huán)境包括課程教學(xué)計(jì)劃制定、教學(xué)資源搜集、開(kāi)放教學(xué)空間搭建、網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)和制作、課程習(xí)題庫(kù)建設(shè)等。軟件環(huán)境主要為學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)提供平臺(tái),加強(qiáng)老師和學(xué)生的互動(dòng)。
硬件教學(xué)環(huán)境提供基本的教學(xué)設(shè)施,軟件教學(xué)環(huán)境保證了教學(xué)的順利開(kāi)展,并在一定程度上提高了教學(xué)效果。從一定意義上來(lái)講,混合教學(xué)模式中軟件教學(xué)環(huán)境的搭建是其與普通教學(xué)模式的主要區(qū)別。
三、混合教學(xué)課程規(guī)劃
對(duì)《交通工程導(dǎo)論》課程而言,應(yīng)站在國(guó)際化交通大舞臺(tái)的前沿,進(jìn)行課程改革方案設(shè)計(jì),充分融合當(dāng)今各城市出現(xiàn)的交通問(wèn)題,以解決實(shí)際問(wèn)題為主。課程應(yīng)緊密結(jié)合交通背景和課程擬解決的問(wèn)題,如交通擁堵的解決方案、交通需求措施的實(shí)施、城市規(guī)劃和土地利用規(guī)劃的協(xié)調(diào)、道路網(wǎng)規(guī)劃等問(wèn)題[3]。
目前教學(xué)大綱中,《交通工程導(dǎo)論》課程為60學(xué)時(shí),每周4學(xué)時(shí)。實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式多樣化后,增加線上教學(xué)的課時(shí)量。參考其他專業(yè)和學(xué)校的教學(xué)模式設(shè)計(jì),擬安排線下教學(xué)30學(xué)時(shí),線下教學(xué)模式20學(xué)時(shí),增加課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)10學(xué)時(shí)。
教學(xué)內(nèi)容以教材為主,包括交通參與者行為特性、交通流理論、道路通行能力、交通規(guī)劃、公共交通系統(tǒng)分析、道路交通管理與控制、停車(chē)設(shè)施規(guī)劃、交通安全、交通環(huán)境和道路景觀設(shè)計(jì)、交通仿真等主干課堂。
四、課程教學(xué)方式設(shè)計(jì)
線上教學(xué)方式采用目前教學(xué)過(guò)程中廣泛應(yīng)用的開(kāi)放課程[4,5],包括微課、視頻公開(kāi)課(Open talks)、TED、課件(Courseware)、MIT OCW、在線課程、網(wǎng)絡(luò)課程(Online Course)、大規(guī)模開(kāi)放在線課程(MOOCs)、學(xué)術(shù)交流資料(Conference,Lecture)等。授課老師針對(duì)某些課程或知識(shí)點(diǎn),制作視頻課程,上傳到指定的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。此外,開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái),為老師和學(xué)生提供面對(duì)面的溝通機(jī)會(huì),增加了交流的及時(shí)性和有效性,諸如“實(shí)時(shí)通訊”的溝通方式,同時(shí)也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
線下教學(xué)方式:針對(duì)某些特定的知識(shí)點(diǎn),以文字、幻燈片、音視頻、動(dòng)畫(huà)等方式進(jìn)行具體、詳細(xì)地展現(xiàn)和講解;然后以案例的形式鞏固和加強(qiáng)知識(shí)點(diǎn)的理解。如《交通工程導(dǎo)論》中的交通流知識(shí)點(diǎn),可以以動(dòng)畫(huà)的形式生動(dòng)地表現(xiàn)交通波的傳播過(guò)程;交通規(guī)劃內(nèi)容可以用案例的方式,詳細(xì)講解四階段交通規(guī)劃法的應(yīng)用。
課程教學(xué)活動(dòng)可以分為線上和線下兩種形式。在線活動(dòng)包括在線答疑討論、課程問(wèn)卷、教學(xué)郵箱、教學(xué)筆記、個(gè)人資源、研究型教學(xué)、課程作業(yè)、在線測(cè)試等。線下教學(xué)包括課堂活動(dòng),如課堂講解、討論、答疑、案例分析、小組活動(dòng)等,以及室外的實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),如實(shí)驗(yàn)室操作、訓(xùn)練、觀摩、調(diào)研等。兩者相輔相成,互相補(bǔ)充。
線上和線下教學(xué)的結(jié)合可依據(jù)下述原則來(lái)進(jìn)行:
1.線上線下混合講授,在統(tǒng)一的教學(xué)大綱指導(dǎo)下進(jìn)行。線下教學(xué)主要是以教師為中心,講授式教學(xué),以知識(shí)的系統(tǒng)講授為主。線上學(xué)習(xí)以學(xué)生自主看視頻為主,學(xué)生自主進(jìn)行系統(tǒng)知識(shí)的學(xué)習(xí),強(qiáng)調(diào)學(xué)生與老師的溝通。在此種方式下,課前預(yù)習(xí)、課程測(cè)試和作業(yè)以在線形式完成,包括在線、在線討論、在線作業(yè)和在線博客的方式。而課堂講授仍以傳統(tǒng)的教室授課的形式展開(kāi)。線上和線下教學(xué)遵循統(tǒng)一的教學(xué)大綱,因此在制定培養(yǎng)計(jì)劃時(shí),需考慮到線上教學(xué)的比例和內(nèi)容;擬定教學(xué)大綱必須制定詳細(xì)的教學(xué)計(jì)劃和實(shí)施方案。
2.在線講授,定期輔導(dǎo)的方式。線下教學(xué)與傳統(tǒng)的課堂教授類似,學(xué)生在互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上進(jìn)行系統(tǒng)知識(shí)學(xué)習(xí),以課為主。線上輔導(dǎo)針對(duì)知識(shí)內(nèi)容的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行有針對(duì)性的討論與輔導(dǎo)。在線講授的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于針對(duì)特定知識(shí)點(diǎn),制作圖文并茂、音視頻合一的課件,如視頻、PPT等,詳細(xì)講解可提升效率。在線講授與課堂授課的不同點(diǎn)在于:課堂授課是系統(tǒng)學(xué)習(xí),針對(duì)全體學(xué)生,需注重知識(shí)的普適性;而在線講授需針對(duì)具體知識(shí)點(diǎn),注意特定學(xué)生的接受程度。此外,可借助于各種定性評(píng)價(jià)方法,對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)估,實(shí)現(xiàn)有效“反饋”,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的講授、輔導(dǎo)和討論。激發(fā)學(xué)生的自發(fā)性學(xué)習(xí)興趣,主動(dòng)提問(wèn),及時(shí)溝通,充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢(shì),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。
五、混合教學(xué)課程的評(píng)價(jià)和考核
混合教學(xué)課程的評(píng)價(jià)分三方面。教學(xué)資源評(píng)估:評(píng)估內(nèi)容包括資料的完備性、豐富性、前沿性、開(kāi)放性等,評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教師的教學(xué)反饋。教學(xué)效果評(píng)估:考核課堂教學(xué)效果和在線學(xué)習(xí)效果,增加在線學(xué)習(xí)效果的權(quán)重,將線上問(wèn)答、視頻學(xué)習(xí)、線上交流納入到考核指標(biāo)中。教學(xué)實(shí)施過(guò)程的評(píng)估:由第三方介入,聘請(qǐng)本專業(yè)的教授組成督導(dǎo)團(tuán),隨時(shí)參與到課程教學(xué)環(huán)節(jié)中,通過(guò)隨堂聽(tīng)課、參與線上互動(dòng)、與學(xué)生交談等方式,對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行評(píng)估。
考核綜合多種方式,除了傳統(tǒng)的課堂筆試成績(jī)外,線上學(xué)生的參與程度、作品的展現(xiàn)形式、對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用能力和解決問(wèn)題的能力,將作為重要的考核指標(biāo)。此外,課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握能力,也將加入到考核中。三種成績(jī)的權(quán)重需要通過(guò)調(diào)查,慎重確定。
通過(guò)對(duì)教師和學(xué)生的綜合評(píng)估,分析混合教學(xué)存在的問(wèn)題,不斷更新教學(xué)方案,反饋教學(xué)效果,達(dá)到提高學(xué)生掌握和應(yīng)用知識(shí)的綜合能力的目的。
通過(guò)搭建線上線下混合式互動(dòng)教學(xué)平臺(tái),為老師和學(xué)生提供了可以實(shí)時(shí)通訊的公開(kāi)開(kāi)放的溝通方式,將傳統(tǒng)的老師講、學(xué)生聽(tīng)的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)槔蠋熞龑?dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。以不同類型的教學(xué)資源為媒介,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,改進(jìn)教學(xué)效果,充分挖掘了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和邏輯思維能力,對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新型、研究型人才打下了良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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收稿日期:2016-11-28
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)體系 內(nèi)容安排 教學(xué)方法
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2017)01(a)-0162-03
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)概念最早于1999年由美國(guó)麻省理工學(xué)院提出,隨著技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵不斷擴(kuò)展[1]。目前業(yè)界普遍認(rèn)為:物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸,它利用感知技術(shù)與智能裝置對(duì)物理世界進(jìn)行感知識(shí)別,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián),進(jìn)行計(jì)算、處理和知識(shí)挖掘,實(shí)現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無(wú)縫鏈接,達(dá)到對(duì)物理世界實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策的目的[2-5]。
物聯(lián)網(wǎng)可以廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域,引發(fā)和帶動(dòng)生產(chǎn)力、生產(chǎn)方式和生活方式的深刻變革,成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)和重要引擎[6]。近年來(lái),在“兩化融合”和“感知中國(guó)”等國(guó)家戰(zhàn)略背景下,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展受到了我國(guó)政府、科研、教育、產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注。我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域蘊(yùn)含巨大的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用潛能,眾多行業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才需求旺盛[7]。為此,中國(guó)傳媒大學(xué)于2012年通過(guò)教育部審批,依托理工學(xué)部信息工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系開(kāi)辦物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向,成為全國(guó)較早面向本科生開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向的高校之一。
1 課程教學(xué)目標(biāo)
《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》是網(wǎng)絡(luò)工程系物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)方向?qū)W生學(xué)習(xí)的第一門(mén)專業(yè)課,其主要目的是使學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和相關(guān)技術(shù),對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)領(lǐng)域的典型應(yīng)用有所認(rèn)識(shí),在此基礎(chǔ)上了解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體框架,明確物聯(lián)網(wǎng)工程各個(gè)專業(yè)課程的意義和課程之間的關(guān)系,為后續(xù)的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ),同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[8]。因此,《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》課程的講授成功與否關(guān)系到物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的質(zhì)量,進(jìn)而影響到我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程[9]。
2 課程知識(shí)體系及內(nèi)容安排
2.1 知識(shí)體系
物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)分為3個(gè)層次:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,如圖1所示[1]。
感知層是物聯(lián)網(wǎng)的“皮膚”和“五官”,用于識(shí)別物體、采集信息,是聯(lián)系物理世界與虛擬信息世界的紐帶。感知層中的自動(dòng)感知設(shè)備包括:RFID標(biāo)簽與讀寫(xiě)設(shè)備、傳感器、GPS、智能家用電器、智能測(cè)控設(shè)備等;感知層中的人工生成信息設(shè)備包括:智能手機(jī)、智能機(jī)器人等。
網(wǎng)絡(luò)層分為接入層、匯聚層與核心交換層。接入層通過(guò)各種接入技術(shù)連接最終的用戶設(shè)備。匯聚層的功能為:匯接接入層的用戶流量,進(jìn)行數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)膮R聚、轉(zhuǎn)發(fā)與交換;根據(jù)接入層的用戶流量,進(jìn)行本地路由、過(guò)濾、流量均衡、優(yōu)先級(jí)管理,以及安全控制、地址轉(zhuǎn)換、流量整形等處理;根據(jù)處理結(jié)果把用戶流量轉(zhuǎn)發(fā)到核心交換層或在本地進(jìn)行路由處理。核心交換層為物聯(lián)網(wǎng)提供一個(gè)高速、安全與保證服務(wù)質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境。匯聚層與核心交換層的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備與通信線路構(gòu)成了傳輸網(wǎng)。
應(yīng)用層可以進(jìn)一步分為管理服務(wù)層和行業(yè)應(yīng)用層。管理服務(wù)層通過(guò)中間件軟件實(shí)現(xiàn)了感知硬件與應(yīng)用軟件物理的隔離與邏輯的無(wú)縫連接,提供海量數(shù)據(jù)的高效、可靠地匯聚、整合與存儲(chǔ),通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、智能數(shù)據(jù)處理與智能決策計(jì)算,為行業(yè)應(yīng)用層提供安全的網(wǎng)絡(luò)管理與智能服務(wù)。行業(yè)應(yīng)用層由多樣化、規(guī)?;男袠I(yè)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成,包括:智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能交通、智能醫(yī)療等。
此外,涉及感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層的共性技術(shù)包括信息安全、網(wǎng)絡(luò)管理、對(duì)象名字服務(wù)與服務(wù)質(zhì)量保證等。
2.2 內(nèi)容安排
《物聯(lián)網(wǎng)技g與應(yīng)用》課程的內(nèi)容安排[10-12]如圖2所示,其中,各部分包含的主要內(nèi)容有[1-6]以下幾方面。
物聯(lián)網(wǎng)概論:物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的社會(huì)背景、技術(shù)背景;物聯(lián)網(wǎng)的定義與主要技術(shù)特征;物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu);物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
RFID技術(shù):自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展背景、條形碼簡(jiǎn)介、磁卡與IC卡的應(yīng)用、RFID、RFID應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組成、RFID標(biāo)簽編碼標(biāo)準(zhǔn)。
傳感器技術(shù):傳感器;智能傳感器與無(wú)線傳感器;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò);無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)。
嵌入式技術(shù):智能設(shè)備的研究與發(fā)展;集成電路;嵌入式技術(shù)的研究與發(fā)展;RFID讀寫(xiě)器與中間件軟件設(shè)計(jì);無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì);可穿戴計(jì)算研究及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用;智能機(jī)器人研究及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。
移動(dòng)通信技術(shù):通信技術(shù)的發(fā)展;移動(dòng)通信技術(shù)的研究與發(fā)展;3G技術(shù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展。
定位技術(shù):位置信息與位置服務(wù);物聯(lián)網(wǎng)中的位置服務(wù);定位系統(tǒng);移動(dòng)通信定位技術(shù)、基于無(wú)線局域網(wǎng)的定位技術(shù)、基于RFID的定位技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)。
數(shù)據(jù)處理技術(shù):物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的基本概念;海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與云計(jì)算;物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)中的智能決策。
信息安全技術(shù):物聯(lián)網(wǎng)信息安全中的四個(gè)重要關(guān)系問(wèn)題;物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)研究;RFID安全與隱私保護(hù)研究。
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用:智能電網(wǎng);智能交通;智能醫(yī)療;智能物流。
3 課程教學(xué)方法
自2014年春季學(xué)期《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》課程首輪授課起至今,筆者已從以下幾方面做了有益嘗試,取得了良好的效果。
3.1 采用“翻轉(zhuǎn)課堂”模式將課堂內(nèi)外相結(jié)合
翻轉(zhuǎn)課堂譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”,是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間,將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。該教學(xué)模式需要學(xué)生在課后完成自主學(xué)習(xí),即自主規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容、節(jié)奏、風(fēng)格和呈現(xiàn)知識(shí)的方式,可以通過(guò)看視頻講座、聽(tīng)播客、廣泛閱讀各種書(shū)籍、與其他同學(xué)討論等方式進(jìn)行。教師則采用講授法和協(xié)作法來(lái)滿足學(xué)生的需要和促成他們的個(gè)性化學(xué)習(xí),其目標(biāo)是為了讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐獲得更真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。翻轉(zhuǎn)課堂是對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)與教學(xué)流程的徹底顛覆。
在該課程的講授方式上,筆者嘗試引入“翻轉(zhuǎn)課堂”模式,轉(zhuǎn)變以往授課過(guò)程中教師“滿堂灌”、學(xué)生只是被動(dòng)接受的傳統(tǒng)教學(xué)模式,利用教學(xué)實(shí)踐中小班授課、學(xué)生人數(shù)較少的優(yōu)勢(shì),使每位同學(xué)都有機(jī)會(huì)走上講臺(tái),輪流充當(dāng)“教師”的角色,過(guò)一把“教師癮”,從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。具體的實(shí)施過(guò)程為:首先,請(qǐng)每名學(xué)生選取物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科中自己較為感興趣的一項(xiàng)具體技術(shù)作為自己的講授對(duì)象,通過(guò)廣泛查閱書(shū)籍文獻(xiàn)資料、上網(wǎng)搜索最新科技資訊等方式了解該項(xiàng)技術(shù)的來(lái)龍去脈、前世今生及發(fā)展前沿。然后,請(qǐng)學(xué)生自制課件,通過(guò)文字、圖片、視頻等方式形象生動(dòng)地向大家講解艱澀枯燥的具體技術(shù)內(nèi)容。其間,其他同學(xué)可以隨時(shí)提問(wèn),形成良好的互動(dòng)效果,極大地活躍了課堂氣氛,同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的邏輯思維能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。最后,由教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生的表現(xiàn),指出其講解的優(yōu)缺點(diǎn),并補(bǔ)充完善知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容。學(xué)生的個(gè)人表現(xiàn)很大程度上決定了該門(mén)課程的個(gè)人結(jié)課成績(jī)。通過(guò)3年來(lái)具體的實(shí)踐,筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生們搜集資料的深度和廣度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了筆者的預(yù)期。作為老師,在授課的同時(shí)也收獲了很多新知識(shí),達(dá)到了教學(xué)相長(zhǎng)的目的。
3.2 教學(xué)與科研相結(jié)合
教師授課過(guò)程中應(yīng)避免簡(jiǎn)單生硬地照本宣科,而應(yīng)以自身的科研經(jīng)歷和科研體會(huì)現(xiàn)身說(shuō)法,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。物聯(lián)網(wǎng)作為一門(mén)新興學(xué)科,發(fā)展日新月異。每輪備課時(shí)都要加入新的科技進(jìn)展,對(duì)于教師來(lái)講,在科研方面需要不斷地關(guān)注科技前沿動(dòng)態(tài),及時(shí)更新知識(shí),極具挑戰(zhàn)性。就筆者而言,由于一直從事數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域的研究,在講授第八章《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)》時(shí),就結(jié)合目前正在進(jìn)行的有關(guān)電視節(jié)目受眾收視情況的數(shù)據(jù)挖掘研究課題,以實(shí)驗(yàn)中具體的數(shù)據(jù)、模型為例,為學(xué)生講解數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的具體流程和其中的關(guān)鍵步驟,從而進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)該技術(shù)的理解程度。
3.3 “走出去”與“引進(jìn)來(lái)”相結(jié)合
“走出去”是指教師應(yīng)當(dāng)經(jīng)常參加國(guó)內(nèi)外相關(guān)教研機(jī)構(gòu)組織的高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的培訓(xùn)班、研討會(huì)等,廣結(jié)同行,吸取其他兄弟院校專業(yè)建設(shè)、課程改革的成功經(jīng)驗(yàn),達(dá)到“它山之石可以攻玉”的目的。此外,還可以與國(guó)內(nèi)一些專業(yè)從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的企業(yè)建立良好的合作關(guān)系,建立學(xué)生實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)基地。學(xué)生可以到企業(yè)實(shí)地參觀相應(yīng)的產(chǎn)品生產(chǎn)線,以便與課堂中學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)概念、原理聯(lián)系起來(lái),獲得感性認(rèn)識(shí),從而加深理解。同時(shí),學(xué)生可以利用寒暑假時(shí)間到企業(yè)實(shí)習(xí)或選派學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì),不但使學(xué)生掌握了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、熟悉了企業(yè)的運(yùn)行模式,還可以為企業(yè)提供專業(yè)的人才,拓展學(xué)生的就業(yè)渠道[13]。
“引進(jìn)來(lái)”是指教師應(yīng)當(dāng)定期邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的權(quán)威教授、相關(guān)技術(shù)人員走進(jìn)課堂、走上講臺(tái),為學(xué)生帶來(lái)最新的行業(yè)發(fā)展信息。此外,在教材選擇方面,教師應(yīng)當(dāng)不局限于國(guó)內(nèi)出版的一些經(jīng)典教材,還應(yīng)當(dāng)廣泛引進(jìn)國(guó)外的外文教材,追蹤國(guó)際領(lǐng)先的前沿技術(shù)[14]。
綜上所述,文章從“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用”課程的教學(xué)目標(biāo)、知識(shí)體系及內(nèi)容安排、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了探討。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是近年來(lái)的新興技術(shù),該課程也是中國(guó)傳媒大學(xué)理工學(xué)部信息工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系自2014年首次引入的新課程,一切還在逐步摸索過(guò)程中,因此,探尋一套適合本專業(yè)學(xué)生的課程教學(xué)方案任重道遠(yuǎn)。
4 結(jié)語(yǔ)
此文是筆者近3年來(lái)參加物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)研討班培訓(xùn)、備課、授課的心得體會(huì)。由于筆者的驗(yàn)有限,考慮問(wèn)題難免有失偏頗,望與各位讀者共同探討。作為一名青年教師,筆者未來(lái)仍然需要逐步沉淀,不斷思考、總結(jié)、實(shí)踐,為培養(yǎng)出社會(huì)需要的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才貢獻(xiàn)力量。
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【項(xiàng)目來(lái)源】黑龍江省教育廳高職高專院校科研項(xiàng)目;項(xiàng)目名稱:高職高專物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的研究;項(xiàng)目編號(hào):12515157
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IOT)是指通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)概念的引入,把互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間,進(jìn)行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)革命。
物聯(lián)網(wǎng)概念是1999年由麻省理工學(xué)院自動(dòng)標(biāo)識(shí)中心(MIT AutoID Center)提出的。2005年,國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)了一份題為《The Internet of Things》的年度報(bào)告,正式將“物聯(lián)網(wǎng)”命名為“the Internet of Things”。2009年8月,總理考察中科院無(wú)錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心,明確要求盡快建立中國(guó)的傳感信息中心,也就是“感知中國(guó)”中心。筆者從微控制器應(yīng)用到ARM&Linux嵌入式系統(tǒng),又回歸到微控制器的研究教學(xué),親歷近30年國(guó)內(nèi)嵌入式應(yīng)用的發(fā)展歷程。下面就物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)課程體系和物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐3方面介紹國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段的情況,望和大家一起探討。
在教育部首批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科新專業(yè)中,物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)就有700多所學(xué)校申報(bào),最終28家IOT、5家WSN獲批,共33所高校。其中70%設(shè)在計(jì)算機(jī)學(xué)院。在2011年3月28日又批了第二批27所高校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),這樣全國(guó)現(xiàn)共有62所高校開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層組成。計(jì)算機(jī)學(xué)院在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層領(lǐng)域具有很好的研究基礎(chǔ),而感知層更多依賴的是軟硬件結(jié)合的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的傳感器接口、RFID讀寫(xiě)都涉及嵌入式技術(shù),但實(shí)際上新技術(shù)含量很少,可看作是一個(gè)新袋子。
物聯(lián)網(wǎng)主要涵蓋RFID(>5.5)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(>8.5)、M2M智能手機(jī)(
迄今可以見(jiàn)到的關(guān)于超導(dǎo)的高、中、低各種水平的書(shū)籍已經(jīng)出版了許多。但這里介紹的2012年出版的新書(shū),是一部風(fēng)格比較獨(dú)特很值得一讀的精品。作為一位從事超導(dǎo)研究幾十年的專家,本著手腦并用的教學(xué)理念,作者力求寫(xiě)一本給大學(xué)生用的介紹超導(dǎo)電性的簡(jiǎn)易教材,希望學(xué)生們一邊學(xué)習(xí),一邊實(shí)踐。動(dòng)腦筋地(mindson )參與一些實(shí)驗(yàn)的研究活動(dòng),幫助學(xué)生在觀察中思考、對(duì)研究結(jié)果做出猜測(cè)、為小的研究項(xiàng)目制定計(jì)劃、對(duì)變量進(jìn)行選擇和控制、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析,從而理解科學(xué)家獲取超導(dǎo)電性經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的方法,同時(shí)讓學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中,學(xué)習(xí)既會(huì)動(dòng)腦又會(huì)動(dòng)手的實(shí)用技巧。
本書(shū)基于作者過(guò)去幾十年參與4個(gè)泛歐洲超導(dǎo)相關(guān)的研究項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)對(duì)工程設(shè)計(jì)和物理專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)師生講課講義基礎(chǔ)上撰寫(xiě)。工程設(shè)計(jì)和物理專業(yè)的大學(xué)生和那些準(zhǔn)備爭(zhēng)取獲得從事大學(xué)生或研究生教學(xué)資質(zhì)的一些進(jìn)修物理教師講授超導(dǎo)課程的基礎(chǔ)上撰寫(xiě)的。本書(shū)對(duì)于讀者的數(shù)學(xué)與物理知識(shí)背景的要求不高,盡量采用一些簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)工具(不超過(guò)初等微積分知識(shí)),通俗易懂地闡述超導(dǎo)電性的發(fā)展簡(jiǎn)史和基本概念和原理。
本書(shū)的特點(diǎn)內(nèi)容全面而敘述簡(jiǎn)明,可以稱作是真正導(dǎo)論性的。另一個(gè)突出的特點(diǎn)是在課文敘述過(guò)程中的適當(dāng)?shù)胤?,插入了一些類似于練?xí)題性質(zhì)的小實(shí)驗(yàn)作業(yè),作者稱之為“研究”活動(dòng)(正如本書(shū)的副題所指的 :一種研究方法, An Investigative Approach),可作為教師演示或?qū)W生實(shí)驗(yàn)室練習(xí)。作者認(rèn)為研究,特別是對(duì)于實(shí)際問(wèn)題的研究在發(fā)展對(duì)現(xiàn)象的理解方面至關(guān)重要,希望讀者有機(jī)會(huì)試一試,哪怕選擇其中一部分。所有的這些材料都被作者和他的同事們?cè)O(shè)計(jì)而且測(cè)試過(guò)了,旨在以盡可能低的成本,提供給更廣發(fā)的讀者使用。
全書(shū)內(nèi)容分成5個(gè)部分共15章。第1部分 導(dǎo)論,含第1-2章:1. 金屬的電阻率和電導(dǎo)率;2. 超導(dǎo)電性簡(jiǎn)史。第2部分 超導(dǎo)電性,含第3-8章:3. 超導(dǎo)電性的一種解釋?4. MeissnerOchsenfeld 效應(yīng);5. 抗磁效應(yīng);6. 持續(xù)電流;7. I型和II型超導(dǎo)體; 8. 磁通鎖住。第3部分 超導(dǎo)材料,含第9-11章:9. 低溫超導(dǎo)體; 10. 有機(jī)超導(dǎo)體;11. 高溫超導(dǎo)體。第4部分 應(yīng)用,含第12-15章:12. 超導(dǎo)線材; 13. 醫(yī)學(xué)影像學(xué);14. 歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī); 15. 磁懸浮列車(chē)。第5部分含6個(gè)附錄,分別介紹了BCS理論、通量貫穿、Jusephson 效應(yīng)和SQUID(超導(dǎo)量子干涉器件)、磁共振成像和超流。補(bǔ)充了一些深一點(diǎn)的物理和數(shù)學(xué)知識(shí)。最后一個(gè)附錄是關(guān)于使用液氦時(shí)需要注意的安全措施,主要是為課文中建議的一些實(shí)驗(yàn)活動(dòng)作為指導(dǎo)。
本書(shū)可以作為大學(xué)物理與非物理專業(yè)師生學(xué)習(xí)超導(dǎo)電性的很好的教材。也可以為本科高年級(jí)學(xué)生以及研究生攻讀更高級(jí)的凝聚態(tài)課程做準(zhǔn)備選用的參考書(shū)。
關(guān)鍵詞:定性;定量;學(xué)科體系結(jié)構(gòu);系統(tǒng)工程思想
作者簡(jiǎn)介:魏萍(1975-),女,河南新鄉(xiāng)人,中國(guó)石油大學(xué)(北京)信息學(xué)院,講師;許亞嵐(1977-),女,湖北襄樊人,中國(guó)石油大學(xué)(北京)信息學(xué)院,講師。(北京102249)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2012)11-0048-02
系統(tǒng)工程是為了解決日益復(fù)雜的社會(huì)實(shí)踐問(wèn)題而形成的,從整體出發(fā)合理組織、控制和管理各類系統(tǒng)的綜合性工程技術(shù)學(xué)科。在現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)體系中,系統(tǒng)工程是系統(tǒng)科學(xué)的一個(gè)分支,實(shí)際是系統(tǒng)科學(xué)的工程技術(shù)應(yīng)用。中國(guó)石油大學(xué)(北京)自動(dòng)化專業(yè)開(kāi)設(shè)選修課“系統(tǒng)工程導(dǎo)論”,共有32學(xué)時(shí)。而系統(tǒng)工程涉及知識(shí)范圍廣,需要基礎(chǔ)理論多,為了在課時(shí)不多的情況下,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工程“導(dǎo)論”任務(wù),有必要首先明確本門(mén)課程的教學(xué)目的,然后具體思考教學(xué)過(guò)程中需要關(guān)注的一些問(wèn)題。
一、確定“系統(tǒng)工程導(dǎo)論”教學(xué)目的
作為系統(tǒng)工程的“導(dǎo)論”型課程,教學(xué)內(nèi)容包括:緒論、系統(tǒng)工程理論基礎(chǔ)和一些系統(tǒng)工程具體方法?!熬w論”是關(guān)于系統(tǒng)工程的基本介紹?!跋到y(tǒng)工程理論基礎(chǔ)”部分介紹少量基礎(chǔ)科學(xué)內(nèi)容,如:自組織和他組織理論、非線性系統(tǒng)理論等;另外介紹少量技術(shù)科學(xué)部分,主要是運(yùn)籌學(xué)中的數(shù)學(xué)規(guī)劃、圖與網(wǎng)路、系統(tǒng)優(yōu)化等。“系統(tǒng)工程具體方法”主要講述系統(tǒng)分析與系統(tǒng)建模、系統(tǒng)評(píng)價(jià)、決策分析、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃法等。教學(xué)內(nèi)容包含方面較多,容易給學(xué)生形成雜亂的印象,所以教學(xué)中一定要做到明確學(xué)科體系結(jié)構(gòu),突出系統(tǒng)工程思想。
1.使學(xué)生能夠充分認(rèn)識(shí)系統(tǒng)工程
通過(guò)本門(mén)課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠認(rèn)清系統(tǒng)工程是什么,對(duì)系統(tǒng)工程有一個(gè)全面整體把握。這要求從橫向、縱向明確系統(tǒng)工程學(xué)科歸屬,理解系統(tǒng)工程理論基礎(chǔ);明確系統(tǒng)工程發(fā)展?fàn)顩r,理解系統(tǒng)工程方法論意義。
2.使學(xué)生能夠掌握系統(tǒng)工程技術(shù)思想及方法
系統(tǒng)工程強(qiáng)調(diào)宏觀研究,兼顧微觀研究,“宏觀調(diào)控,微觀搞活”是系統(tǒng)工程的基本原理,對(duì)大小系統(tǒng)普遍適用。在處理工程問(wèn)題時(shí),不能只顧局部,忽略全局,必須至少上升一個(gè)層次考慮問(wèn)題。系統(tǒng)工程方法一貫體現(xiàn)“定性到定量的綜合集成”,對(duì)于理工學(xué)科的學(xué)生,一定要避免過(guò)多傾向定量研究,忽略定性研究。
3.使學(xué)生能夠建立全面綜合的思維習(xí)慣
在日常教學(xué)中常常發(fā)現(xiàn),當(dāng)前學(xué)生普遍存在一個(gè)特點(diǎn):進(jìn)得去,出不來(lái)。也就是,太專注于細(xì)節(jié),而忽略了整體掌控。這樣不利于知識(shí)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用,更不利于獨(dú)立鉆研習(xí)慣的形成和開(kāi)拓創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。而系統(tǒng)工程可以使學(xué)生養(yǎng)成全面綜合的思維習(xí)慣。
二、“系統(tǒng)工程導(dǎo)論”教學(xué)中需要關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題
1.明確系統(tǒng)科學(xué)體系結(jié)構(gòu),理解系統(tǒng)工程理論基礎(chǔ)
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系包括自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、數(shù)學(xué)科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、信息科學(xué)、思維科學(xué)、人體科學(xué)、行為科學(xué)、地理科學(xué)、軍事科學(xué)、建筑科學(xué)、文藝科學(xué)。所以“橫向”看,系統(tǒng)工程屬于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系中的系統(tǒng)科學(xué)。[1]
另外按照現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系中的錢(qián)學(xué)森框架,不同學(xué)科門(mén)類可劃分為基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和工程技術(shù)三個(gè)層次。其中,最接近社會(huì)實(shí)踐,直接用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的是工程技術(shù);給工程提供理論指導(dǎo)的知識(shí)體系是技術(shù)科學(xué)(應(yīng)用科學(xué));給應(yīng)用科學(xué)提供理論指導(dǎo)的知識(shí)體系是基礎(chǔ)科學(xué)。所以“縱向”看,系統(tǒng)工程屬于系統(tǒng)科學(xué)中的工程技術(shù)層次,且三個(gè)層次間有自上而下的指導(dǎo)關(guān)系。[1]
掌握了系統(tǒng)工程在整個(gè)科學(xué)技術(shù)體系中的“橫向縱向”關(guān)系,相當(dāng)于理解了系統(tǒng)工程在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系的位置,從而能進(jìn)一步理解層次間的指導(dǎo)關(guān)系。系統(tǒng)工程理論基礎(chǔ)包括兩個(gè)方面,一個(gè)是屬于系統(tǒng)科學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)層次的系統(tǒng)學(xué),另一個(gè)是屬于系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)科學(xué)層次的運(yùn)籌學(xué)、控制論等內(nèi)容。關(guān)于系統(tǒng)學(xué),由于當(dāng)前并沒(méi)有完全建立起來(lái),所以在認(rèn)識(shí)上不太統(tǒng)一。在很多教科書(shū)里都會(huì)介紹耗散結(jié)構(gòu)、協(xié)同學(xué)、突變論等等產(chǎn)生于其他學(xué)科的具體自組織現(xiàn)象。自然科學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)層次包含物理學(xué)、生物學(xué)等,參照來(lái)看基礎(chǔ)科學(xué)表達(dá)和描述的是研究對(duì)象本質(zhì)上具有的屬性和功能,即系統(tǒng)本來(lái)的屬性和功能,如:系統(tǒng)的基本概念、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論、線性及非線性系統(tǒng)理論、自組織和他組織理論等。而那些具體的自組織現(xiàn)象多產(chǎn)生于其他學(xué)科,是系統(tǒng)學(xué)內(nèi)容的具體表現(xiàn),如耗散結(jié)構(gòu)、協(xié)同學(xué)、突變論體現(xiàn)了系統(tǒng)的非線性動(dòng)態(tài)特性以及自組織他組織能力,可作為具體例子。系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)科學(xué)層次包含控制學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、博弈學(xué)等內(nèi)容,在教科書(shū)中一般都這樣認(rèn)為(自動(dòng)化專業(yè)一般以介紹運(yùn)籌學(xué)為主)。[2]
2.體會(huì)“綜合即創(chuàng)造”的系統(tǒng)工程思想
系統(tǒng)工程的著名范例――美國(guó)“阿波羅登月計(jì)劃”,該工程包含三百多萬(wàn)個(gè)部件,耗資244億美元,參加者有兩萬(wàn)多個(gè)企業(yè)和120個(gè)大學(xué)與研究機(jī)構(gòu),整個(gè)工程在計(jì)劃進(jìn)度、質(zhì)量檢驗(yàn)、可靠性評(píng)價(jià)和管理過(guò)程等方面都采用了系統(tǒng)工程方法。在工程實(shí)施過(guò)程中及時(shí)向各層決策機(jī)構(gòu)提供信息和方案,供各層決策者使用,保證了各個(gè)領(lǐng)域的相互平衡,體現(xiàn)出高度的“綜合性”。[3]負(fù)責(zé)“阿波羅登月計(jì)劃”實(shí)施的總指揮韋伯先生說(shuō):“阿波羅計(jì)劃中沒(méi)有一項(xiàng)新發(fā)明的自然科學(xué)理論和技術(shù),全部工作都是現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用,關(guān)鍵在于綜合?!毕到y(tǒng)工程的一個(gè)重要價(jià)值,就在于綜合運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)成果,協(xié)調(diào)一致,解決復(fù)雜環(huán)境的復(fù)雜問(wèn)題。
錢(qián)學(xué)森院士曾指出“系統(tǒng)工程是一門(mén)組織管理技術(shù)”,“系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法,是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學(xué)方法”。[4]涉及的工程問(wèn)題越大型,越復(fù)雜,就越能體現(xiàn)系統(tǒng)工程的“綜合即創(chuàng)造”思想。
體會(huì)到系統(tǒng)工程的綜合思想之后,就不會(huì)認(rèn)為系統(tǒng)工程只是簡(jiǎn)單包含一些具體工程技術(shù)方法,甚或?qū)⑾到y(tǒng)工程直接等同于具體的工程技術(shù)。
3.認(rèn)識(shí)復(fù)雜與簡(jiǎn)單的關(guān)系(復(fù)雜與簡(jiǎn)單的相對(duì)性)
如果研究對(duì)象是結(jié)構(gòu)良好的系統(tǒng),即,系統(tǒng)具有可以精確觀測(cè)的特征量,可以獲取完備的數(shù)據(jù)資料,且這些特征量之間關(guān)系可以用明確的數(shù)學(xué)形式表示出來(lái),原則上這類系統(tǒng)屬于簡(jiǎn)單系統(tǒng)。反之,若系統(tǒng)存在一些無(wú)法精確觀測(cè)的特征量,不可能取得完備的數(shù)據(jù)資料,或無(wú)法建立精確的數(shù)學(xué)模型,要么兩者兼而有之,這就是結(jié)構(gòu)不良系統(tǒng),具有無(wú)法簡(jiǎn)化的復(fù)雜性。[1]這樣比較來(lái)看,簡(jiǎn)單系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題為簡(jiǎn)單問(wèn)題,復(fù)雜系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題為復(fù)雜問(wèn)題。如果需要解決的問(wèn)題,有可以依據(jù)的基礎(chǔ)理論和客觀具體的方法,則為簡(jiǎn)單;反之,則為復(fù)雜。理解簡(jiǎn)單與復(fù)雜的關(guān)系,有助于正確認(rèn)識(shí)系統(tǒng)工程技術(shù)中的關(guān)鍵點(diǎn)所在,正確認(rèn)識(shí)系統(tǒng)工程技術(shù)中的主觀定性內(nèi)容。例如在系統(tǒng)決策和系統(tǒng)評(píng)價(jià)中,相關(guān)方法步驟比較簡(jiǎn)單,但方法中與主觀、定性有關(guān)的量的確定,則比較復(fù)雜。
4.強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)工程中的定性與定量關(guān)系
定量是指數(shù)量指標(biāo)和數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用,定性是指借助非量化的途徑對(duì)研究問(wèn)題做分析、判斷等。系統(tǒng)工程中無(wú)處不體現(xiàn)出定性和定量的密切結(jié)合。1987年,錢(qián)學(xué)森院士就提出了定性與定量相結(jié)合的系統(tǒng)研究方法,并把處理復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法命名為定性定量相結(jié)合的綜合集成方法,表述為從定性到定量的綜合集成技術(shù)。1992年,他又提出從定性到定量的綜合集成研討體系,進(jìn)而把處理開(kāi)放復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法與使用這種方法的組織形式有機(jī)結(jié)合起來(lái),提升到方法論的高度。[5,6]
在具體研究應(yīng)用中,一般是科學(xué)理論、經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)和專家判斷力相結(jié)合,從而提出經(jīng)驗(yàn)性假設(shè)。通常這些經(jīng)驗(yàn)性假設(shè)很難以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方式證明,只是定性的認(rèn)識(shí)。從定性到定量的綜合集成方法論,實(shí)質(zhì)上就是將專家群體、數(shù)據(jù)和信息資料與計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái);把各門(mén)科學(xué)理論與人們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識(shí)結(jié)合起來(lái),發(fā)揮整體優(yōu)勢(shì)和綜合優(yōu)勢(shì)。此方法論的特點(diǎn)是定性分析與定量分析結(jié)合,而后上升到定量認(rèn)識(shí);科學(xué)理論與經(jīng)驗(yàn)知識(shí)相結(jié)合,宏觀與微觀相結(jié)合,人與計(jì)算機(jī)相結(jié)合。[5,6]
系統(tǒng)工程教學(xué)中,注意強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)工程中的定性與定量關(guān)系,避免學(xué)生注重定量,忽略定性的思維習(xí)慣。
5.清楚系統(tǒng)工程與具體工程技術(shù)的關(guān)系
“系統(tǒng)工程”中的“工程”是指把各種科學(xué)理論和基礎(chǔ)知識(shí)的概念和原理用于研究,創(chuàng)造和設(shè)計(jì)各種系統(tǒng)。從系統(tǒng)看工程――用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法解決工程問(wèn)題;從工程看系統(tǒng)――用工程的方法建立系統(tǒng)和解決系統(tǒng)問(wèn)題。系統(tǒng)的方法主要是系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法;工程的方法是處理工程問(wèn)題的方法,包括原理應(yīng)用和結(jié)構(gòu)構(gòu)思,確定技術(shù)、經(jīng)濟(jì)原則,對(duì)結(jié)構(gòu)材料、參數(shù)和整體進(jìn)行計(jì)算。系統(tǒng)和工程的結(jié)合,即系統(tǒng)的方法和工程的方法融為一體,使人們能在系統(tǒng)思想指導(dǎo)下以工程的方法作為工具,從定量角度描述系統(tǒng)元素間的關(guān)系、設(shè)計(jì)、建造和管理人們需要的系統(tǒng)。[7]
與一般工程相比較,系統(tǒng)工程是一種知識(shí)體系,不是工程實(shí)踐;是普遍適用的方法,一切工程都適用;是工程技術(shù),不是科學(xué)理論,講究實(shí)際工效;系統(tǒng)工程的精華是系統(tǒng)觀點(diǎn),強(qiáng)調(diào)從總體著眼構(gòu)思,從局部著手實(shí)現(xiàn),從全局出發(fā)用好局部,從全過(guò)程出發(fā)關(guān)照好各個(gè)階段。[1]
“系統(tǒng)工程導(dǎo)論”教學(xué)課堂中講授一些具體系統(tǒng)工程方法,如:系統(tǒng)模型技術(shù)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)、系統(tǒng)評(píng)價(jià)技術(shù)等。一些學(xué)生會(huì)認(rèn)為系統(tǒng)工程只是包含類似的一些具體工程技術(shù)方法。只有真正清楚了系統(tǒng)工程的概念與意義,才不會(huì)造成這樣的誤解。
三、結(jié)論
上面關(guān)于“系統(tǒng)工程導(dǎo)論”教學(xué)中需關(guān)注問(wèn)題的幾點(diǎn)思考,更要注重教學(xué)中的落實(shí)。首先在緒論中要表達(dá)清楚,其次在各章節(jié)教學(xué)中涉及部分要做課堂提示,使學(xué)生真實(shí)體會(huì)到這些問(wèn)題的存在,從而使其在學(xué)習(xí)本門(mén)課程之后,能夠?qū)ο到y(tǒng)工程有一個(gè)全面整體的把握,掌握系統(tǒng)工程技術(shù)強(qiáng)調(diào)宏觀研究、兼顧微觀研究的思想,以及定性到定量的綜合過(guò)程。另外,期望該課程能夠影響學(xué)生建立全面綜合的思維習(xí)慣,提高知識(shí)學(xué)習(xí)和運(yùn)用的能力。
參考文獻(xiàn):
[1]苗東升.系統(tǒng)科學(xué)大學(xué)講稿[M].北京:中國(guó)人民大學(xué)出版社,2007.
[2]魏萍,鄧先瑞.《系統(tǒng)工程導(dǎo)論》課程體系探討與教學(xué)實(shí)踐研究[J].煤炭技術(shù),2010,(2):222-224.
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[4]錢(qián)學(xué)森,等.論系統(tǒng)工程[M].長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,1983.
[5]王眾托.系統(tǒng)工程[M].北京:北京大學(xué)出版社,2010.
關(guān)鍵詞:交通行業(yè);信息技術(shù);人才培養(yǎng);培養(yǎng)體系;實(shí)踐
作者簡(jiǎn)介:羅永紅(1975-),男,湖南邵陽(yáng)人,長(zhǎng)沙理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院,講師;張建明(1976-),男,湖南益陽(yáng)人,長(zhǎng)沙理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院,副教授。(湖南 長(zhǎng)沙 410114)
基金項(xiàng)目:本文系長(zhǎng)沙理工大學(xué)教學(xué)改革研究基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):JG1224)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)34-0054-02
隨著高校畢業(yè)生數(shù)量的劇增,就業(yè)形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻。根據(jù)近幾年來(lái)的就業(yè)情況來(lái)看,計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)本科學(xué)生的就業(yè)前景不容樂(lè)觀,長(zhǎng)沙理工大學(xué)最近兩年的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程和通信工程等專業(yè)本科學(xué)生的就業(yè)率就呈下降趨勢(shì)。而我國(guó)《公路水路交通“十一五”發(fā)展規(guī)劃》指出,要“大力推進(jìn)交通信息化建設(shè),實(shí)現(xiàn)以信息化帶動(dòng)交通產(chǎn)業(yè)升級(jí)和提高管理水平”。[1]“十一五”期間,交通行業(yè)信息化建設(shè)得到迅猛發(fā)展,信息化應(yīng)用逐步深入到交通政務(wù)、運(yùn)輸、公共信息服務(wù)等各個(gè)領(lǐng)域,公路、水路交通信息化體系逐步形成。[2]在當(dāng)前時(shí)期,要繼續(xù)落實(shí)好這一規(guī)劃要求迫切需要培養(yǎng)造就一大批面向交通行業(yè)的信息技術(shù)人才。這對(duì)具有交通行業(yè)特色的長(zhǎng)沙理工大學(xué)來(lái)說(shuō),計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)就面臨著機(jī)遇和挑戰(zhàn)。開(kāi)展面向行業(yè)的“信息技術(shù)”專業(yè)人才的培養(yǎng)工作具有挑戰(zhàn)性,存在較大的難度,不僅需要建立合適的課程體系、儲(chǔ)備相應(yīng)的師資力量等,并且和傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)相比具有一些不同點(diǎn),主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是面向行業(yè)的“信息技術(shù)”學(xué)生需要掌握通用的信息知識(shí),同時(shí)要學(xué)習(xí)并熟悉一種典型的應(yīng)用領(lǐng)域或行業(yè)。一方面該專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)是掌握計(jì)算機(jī)專業(yè)的通用性技術(shù)和方法,另一方面還需要深入地了解某種行業(yè)或領(lǐng)域的信息技術(shù)應(yīng)用情況;二是面向行業(yè)的“信息技術(shù)”是由實(shí)際應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的一個(gè)方向,特別注重知識(shí)與動(dòng)手能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合;在培養(yǎng)過(guò)程中,要給學(xué)生提供有效的面向行業(yè)實(shí)踐環(huán)境和機(jī)會(huì)。這就要求學(xué)校要尋求行業(yè)的支持,實(shí)現(xiàn)校企合作,構(gòu)建切實(shí)可行的產(chǎn)學(xué)相結(jié)合的實(shí)踐體系支撐環(huán)境。[3]
因此,為了適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和需求,培養(yǎng)出滿足和適應(yīng)交通信息化建設(shè)、管理和時(shí)代需求的交通行業(yè)信息人才,這就要求:面向交通運(yùn)輸行業(yè),以交通運(yùn)輸工程學(xué)科為依托,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),建立信息人才培養(yǎng)體系,深化課程的內(nèi)涵建設(shè),強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué),加強(qiáng)能力培養(yǎng),以培養(yǎng)現(xiàn)代ITS所需要的高級(jí)復(fù)合型人才。[4]
一、人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建
1.面向交通行業(yè)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)
面向交通行業(yè)的信息技術(shù)人才培養(yǎng)要求學(xué)生既要掌握計(jì)算機(jī)學(xué)科的知識(shí),又要熟悉交通運(yùn)輸學(xué)科的知識(shí)和業(yè)務(wù)流程。因此,教學(xué)團(tuán)隊(duì)按照軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)和交通運(yùn)輸四個(gè)課程群來(lái)建立,其中軟件課程、硬件課程和網(wǎng)絡(luò)課程由計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院的教師負(fù)責(zé),專業(yè)的交通運(yùn)輸課程由交通運(yùn)輸工程學(xué)院的教師承擔(dān),交叉學(xué)科課程由從事智能交通方向研究的教師承擔(dān)。
2.面向交通行業(yè)的課程體系建設(shè)
為了能培養(yǎng)滿通行業(yè)需求的信息人才,需要對(duì)傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)學(xué)科課程體系進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,構(gòu)建由軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)和交通信息四個(gè)課程群組成的課程體系。軟件課程群主要包括以下課程:軟件工程、信息融合導(dǎo)論、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理、Java程序設(shè)計(jì)、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯原理、操作系統(tǒng)等,在培養(yǎng)方案中將這些課程設(shè)置為必修或限選課;硬件課程群主要包括以下課程:嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)組成原理、接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)電路、數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言等,在培養(yǎng)方案中將這些課程設(shè)置為必修或限選課;網(wǎng)絡(luò)課程群主要包括以下課程:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理與技術(shù)、Web系統(tǒng)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控技術(shù),其中Web系統(tǒng)與技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控技術(shù)設(shè)置為選修課;交通信息課程群主要包括ITS、交通運(yùn)輸工程學(xué)和交通信息化概論等,在培養(yǎng)方案中都設(shè)置為選修課。
3.跨學(xué)科課程的教學(xué)資源的建設(shè)
由于長(zhǎng)沙理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院以前從而開(kāi)設(shè)過(guò)該類課程,因此交通信息類課程的教學(xué)資源嚴(yán)重缺乏。為了提高教學(xué)效率,在實(shí)際中通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)實(shí)施對(duì)“交通管理與控制”、ITS、“交通信息采集與處理”等跨學(xué)科課程的教學(xué)資源建設(shè):收集和教學(xué)課程有關(guān)的文本、音頻、視頻等材料,利用常見(jiàn)的軟件工具(PowerPoint、Photoshop、FrontPage等)開(kāi)發(fā)多媒體課件庫(kù);建立簡(jiǎn)單方便的網(wǎng)絡(luò)在線交互平臺(tái),有利于教師與學(xué)生之間的互動(dòng)和交流,教師可以通過(guò)平臺(tái)來(lái)答疑和布置作業(yè),學(xué)生可以通過(guò)平臺(tái)來(lái)提問(wèn)和完成作業(yè);建立網(wǎng)絡(luò)測(cè)試系統(tǒng),設(shè)置基礎(chǔ)知識(shí)題庫(kù)和實(shí)際操作題庫(kù)。教師可以利用這一系統(tǒng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行定期測(cè)試,以了解學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握程度;收集一些經(jīng)典的和最新的交通信息方面的電子文獻(xiàn)資料,建立課外文獻(xiàn)庫(kù)。學(xué)生如果對(duì)教學(xué)內(nèi)容有不理解的地方可以通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料得以解惑。
4.綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè)
隨著交通業(yè)務(wù)流程的更加智能化和便捷化,而在實(shí)際的教學(xué)中卻不能直觀地反映出實(shí)際業(yè)務(wù)流程(比如鐵海多式聯(lián)運(yùn)),并且缺少面向交通行業(yè)的真實(shí)實(shí)訓(xùn)環(huán)境,往往會(huì)導(dǎo)致理論與實(shí)踐脫節(jié)等問(wèn)題。建立“交通信息化綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”能實(shí)現(xiàn)對(duì)交通行業(yè)多個(gè)信息管理系統(tǒng)的集成與定制,為課堂教學(xué)和遠(yuǎn)程教育提供了綜合的實(shí)訓(xùn)平臺(tái),從而為培養(yǎng)面向交通行業(yè)的信息化人才創(chuàng)造了高效的教學(xué)實(shí)訓(xùn)環(huán)境。通過(guò)多方調(diào)研,對(duì)湖南省交通行業(yè)中一些普及的經(jīng)典智能交通系統(tǒng)進(jìn)行抽取,然后對(duì)這些交通信息系統(tǒng)的流程和操作進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)和網(wǎng)上在線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。
5.面向交通行業(yè)的實(shí)踐基地建設(shè)
通過(guò)校企合作模式,和一些長(zhǎng)期從事交通信息系統(tǒng)研發(fā)的企業(yè)和事業(yè)單位建立“交通信息與控制研究中心”、“交通信息采集中心”、“ITS開(kāi)發(fā)中心”等教學(xué)實(shí)踐基地,為交通信息人才的培養(yǎng)提供必要的實(shí)踐平臺(tái)?;亟⒑弥?,要定期對(duì)實(shí)踐基地進(jìn)行評(píng)價(jià),對(duì)于效果不理想的實(shí)踐基地要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和及時(shí)解決問(wèn)題,對(duì)于不達(dá)標(biāo)的實(shí)踐基地要及時(shí)終止。為了進(jìn)一步提升教學(xué)效果,學(xué)??梢云刚?qǐng)實(shí)踐基地的工程師和專家作為實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)教師,并參與人才培養(yǎng)方案的制訂,同時(shí)學(xué)校也可以安排一些年輕教師進(jìn)入企業(yè)鍛煉,將理論與實(shí)際有機(jī)結(jié)合起來(lái),在實(shí)踐中提高技術(shù)水平。
二、面向交通行業(yè)的能力培養(yǎng)
1.應(yīng)用能力培養(yǎng)
隨著智能交通的日益普及,需要處理的交通信息越來(lái)越多,這就需要培養(yǎng)出來(lái)的人才應(yīng)能利用所學(xué)的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)交通信息的捕獲與控制以及交通信息的傳輸與處理,并能熟練地應(yīng)用各種ITS系統(tǒng)為交通提供服務(wù)。對(duì)于這一能力的培養(yǎng)主要在教學(xué)和實(shí)驗(yàn)上遵循以下思路:圍繞ITS的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,將課堂教學(xué)和實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合起來(lái);對(duì)實(shí)踐性強(qiáng)的課程教學(xué)必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)課程進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)或課外實(shí)驗(yàn),而對(duì)交通信息實(shí)踐課必須進(jìn)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。
2.開(kāi)發(fā)能力培養(yǎng)
對(duì)于交通行業(yè)的信息技術(shù)人才來(lái)說(shuō),只具有應(yīng)用能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在實(shí)際的應(yīng)用中,交通信息系統(tǒng)往往需要根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境作一些修改,并且有時(shí)還需針對(duì)一些特殊情況開(kāi)發(fā)一些新的系統(tǒng)來(lái)應(yīng)對(duì)。因此,需要根據(jù)不同的應(yīng)用范圍,比如可設(shè)置交通信息工程及控制和交通物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)方向,將信息技術(shù)與交通專業(yè)知識(shí)結(jié)合起來(lái)對(duì)學(xué)生開(kāi)展課堂教學(xué)和課外實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生面向交通行業(yè)的信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的能力,使其符合交通信息復(fù)合型人才的要求。
3.創(chuàng)新能力培養(yǎng)
為了培養(yǎng)學(xué)生在交通信息工程及控制領(lǐng)域的創(chuàng)新能力,主要采取了以下措施:
(1)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,增加創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比例。我院開(kāi)設(shè)了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)課程一般有三類實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)安排中,減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例,保持綜合性實(shí)驗(yàn)的比例,增加設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比例。并且要求學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)任務(wù)必須獨(dú)立完成,對(duì)于系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和算法的設(shè)計(jì)要達(dá)到預(yù)期的效果。
(2)鼓勵(lì)學(xué)生參與科研項(xiàng)目。由于學(xué)生平時(shí)所學(xué)習(xí)的內(nèi)容都是一些基礎(chǔ)性的知識(shí),對(duì)于學(xué)科的前沿知識(shí)了解甚少,通過(guò)參與到教師所主持的一些基于交通行業(yè)的信息類科研項(xiàng)目可以幫助學(xué)生開(kāi)拓視野,加深理論和實(shí)踐的聯(lián)系,增強(qiáng)解決實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新能力。
(3)建立面向交通行業(yè)的實(shí)習(xí)環(huán)境。利用課外時(shí)間,組織學(xué)生實(shí)地考察目前正在廣泛使用的一些交通信息管理系統(tǒng),比如“高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)”和“公眾出行信息服務(wù)系統(tǒng)”,然后通過(guò)使用這些系統(tǒng)來(lái)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和不足之處,最后讓學(xué)生針對(duì)這些缺點(diǎn)找到切實(shí)可行的解決辦法。
(4)支持學(xué)生參與科技活動(dòng)。為了給學(xué)生提供創(chuàng)新交流的平臺(tái),組織學(xué)生積極參加“全國(guó)大學(xué)生服務(wù)外包創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”、“全國(guó)大學(xué)生交通科技競(jìng)賽”、“ACM程序設(shè)計(jì)大賽”、“挑戰(zhàn)杯學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽”等活動(dòng),通過(guò)比賽來(lái)發(fā)現(xiàn)差距和所存在的問(wèn)題,為后續(xù)的學(xué)習(xí)和研發(fā)進(jìn)一步提供動(dòng)力。隨著“科技創(chuàng)新”的日益重視,校、省和國(guó)家都推出了“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”和“大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目”,可以在教師的指導(dǎo)下大力支持學(xué)生組團(tuán)申報(bào)各個(gè)級(jí)別的創(chuàng)新項(xiàng)目,為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供更為廣闊的渠道。
三、高端人才培養(yǎng)需解決的關(guān)鍵問(wèn)題
1.交叉學(xué)科融合問(wèn)題
由于人才培養(yǎng)的目標(biāo)是要培養(yǎng)適合交通行業(yè)的信息技術(shù)人才,因而需要解決好計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)和交通運(yùn)輸專業(yè)知識(shí)之間的融合問(wèn)題,需要對(duì)課程體系進(jìn)行精心的設(shè)計(jì),并以“計(jì)算機(jī)為主、交通為輔”的原則安排好課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué),在畢業(yè)設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)上要面向交通領(lǐng)域進(jìn)行選題。
2.實(shí)踐教學(xué)問(wèn)題
交通信息處理的實(shí)質(zhì)就是利用信息技術(shù)來(lái)解決交通領(lǐng)域的信息捕獲、傳輸、存儲(chǔ)和控制等問(wèn)題,因此所涉及的教學(xué)內(nèi)容同樣具有更新周期快、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn),在教學(xué)中需要改變傳統(tǒng)的課時(shí)分配方法,即增加實(shí)踐教學(xué)課時(shí),減少理論教學(xué)課時(shí),一些新的信息技術(shù)讓學(xué)生通過(guò)自學(xué)來(lái)掌握,給學(xué)生的自學(xué)能力培養(yǎng)留下足夠的空間。在開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)時(shí),要有針對(duì)性地面向交通行業(yè),并采取多種形式實(shí)施實(shí)踐教學(xué),可以有課堂實(shí)踐、校內(nèi)實(shí)踐、校外實(shí)踐等。
3.適應(yīng)性問(wèn)題
通過(guò)對(duì)一些交通行業(yè)的機(jī)關(guān)、企業(yè)、事業(yè)單位的調(diào)研發(fā)現(xiàn):交通行業(yè)的高端信息人才既要有研發(fā)能力,還需具備工程應(yīng)用能力和綜合分析能力。因此,在培養(yǎng)體系建設(shè)中要加強(qiáng)這些能力的培養(yǎng),并經(jīng)常組織學(xué)生到交通管理和建設(shè)部門(mén)去實(shí)習(xí)和調(diào)研。此外,要充分利用學(xué)校已有的教學(xué)質(zhì)量跟蹤和監(jiān)控措施,對(duì)面向交通行業(yè)的信息技術(shù)人才的培養(yǎng)過(guò)程從大一入學(xué)就開(kāi)始監(jiān)督和管理,并通過(guò)用人單位獲取對(duì)人才培養(yǎng)的反饋信息,然后以此為依據(jù)對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行修改,對(duì)培養(yǎng)模式進(jìn)行完善,從而保證培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生能夠適應(yīng)行業(yè)的需求,不與社會(huì)脫節(jié)。
四、實(shí)踐效果
近年來(lái),盡管就業(yè)形勢(shì)嚴(yán)峻,但長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)生在交通行業(yè)的就業(yè)人數(shù)卻是有增無(wú)減,本科畢業(yè)生受到了用人單位的一致好評(píng),并且在“ACM程序設(shè)計(jì)大賽”、“全國(guó)大學(xué)生服務(wù)外包創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”和“全國(guó)大學(xué)生交通科技競(jìng)賽”等活動(dòng)中取得了不俗的成績(jī),成功獲批了多項(xiàng)省級(jí)、國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新科技項(xiàng)目。
五、結(jié)論
為了培養(yǎng)出適合交通行業(yè)的信息技術(shù)人才,長(zhǎng)沙理工大學(xué)建立了符合實(shí)際的培養(yǎng)體系,實(shí)踐證明培養(yǎng)模式是行之有效的。但是在以后的教學(xué)與實(shí)踐中還需根據(jù)交通行業(yè)信息化需求的變化進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,進(jìn)一步完善培養(yǎng)模式,為交通行業(yè)培養(yǎng)出更多更好的信息技術(shù)人才。
參考文獻(xiàn):
[1]霍麗娟,曹建秋.關(guān)于交通信息復(fù)合型人才培養(yǎng)模式的探索[J].改革與探索,2011,(22).
[2]徐德鳳,曹建秋.芻議交通信息復(fù)合型人才培養(yǎng)體系建設(shè)[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(社科版),2012,(2).
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 課程 教學(xué)實(shí)踐 應(yīng)用能力
【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1006-9682(2012)06-0063-02
一、引 言
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IOT)又稱傳感網(wǎng),指的是將無(wú)處不在的末端設(shè)備和設(shè)施,包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動(dòng)終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和“外在使能”的各種資產(chǎn)、攜帶智能終端的個(gè)人與車(chē)輛等,通過(guò)各種無(wú)線或有線的通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,從而提供安全可控乃至個(gè)性化的實(shí)時(shí)監(jiān)控、定位溯源、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、遠(yuǎn)程控制、安全防范等管理和服務(wù)功能,實(shí)現(xiàn)任何智能物體間的“管、控、營(yíng)”一體化。物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)的革命性發(fā)展。目前物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、涉及多個(gè)產(chǎn)業(yè)群的特點(diǎn),其應(yīng)用范圍幾乎覆蓋了各行各業(yè)。并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將催生新的產(chǎn)業(yè),形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),其發(fā)展前景十分可觀。鑒于此,2010年8月,教育部審批通過(guò)了35所高校獲批開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè),新設(shè)專業(yè)將自2011年開(kāi)始招生。在2011年,又有27所高校設(shè)置的“物聯(lián)網(wǎng)”專業(yè)通過(guò)了教育部的審批。
二、教學(xué)實(shí)踐與教學(xué)方法的初步探索
筆者所在的大學(xué)還未申報(bào)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),但與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的支撐專業(yè)門(mén)類比較齊全,如信息與通信工程、電子科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制工程及測(cè)控技術(shù)及儀器等專業(yè)?;诖耍P者在2011年連續(xù)兩個(gè)學(xué)期開(kāi)設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論的公選課,學(xué)生選課非常踴躍,170人的選課規(guī)模每次都爆滿,從這可以看出當(dāng)前本科生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)等新生技術(shù)具有非常強(qiáng)的學(xué)習(xí)欲望。針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn),在現(xiàn)有教學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)教學(xué)方案進(jìn)行了初步探索。
1.合理選擇教材
筆者結(jié)合選課學(xué)生的特點(diǎn):不僅有理工科學(xué)生,還有社會(huì)科學(xué)類學(xué)生,選擇了周洪波博士所編寫(xiě)的《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式》一書(shū)。此書(shū)以通俗易懂的方式,指導(dǎo)學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)世界,且不需要較強(qiáng)的專業(yè)背景,適應(yīng)不同專業(yè)的學(xué)生。
2.嚴(yán)格修訂教學(xué)大綱,合理安排教學(xué)內(nèi)容。
教學(xué)大綱不僅是進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度的依據(jù),也是考試考查的依據(jù),更是教學(xué)質(zhì)量評(píng)估的依據(jù)。一個(gè)好的教學(xué)大綱,非常有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。在教學(xué)內(nèi)容上,首先講述物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與機(jī)遇,讓同學(xué)們明白物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)、生活以及國(guó)家戰(zhàn)略上都有非常重要的前景。讓同學(xué)們掌握互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及它們的區(qū)別與聯(lián)系,并了解基于四大技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)支柱產(chǎn)業(yè)群,分別為RFID從業(yè)人員、傳感網(wǎng)從業(yè)人員、M2M人群以及工業(yè)信息化人群;其次,著重講述物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,即Device、Connect以及Manage(DCM)三層系統(tǒng),或者也可稱之為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的通訊與連接,包括短距離無(wú)線通訊技術(shù)、長(zhǎng)距離無(wú)線通訊技術(shù)、短距離有線通訊技術(shù)和長(zhǎng)距離有線通訊技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面,通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)在城市市政管理、農(nóng)業(yè)園林、醫(yī)療保健、智能樓宇和交通運(yùn)輸?shù)确矫婧屯瑢W(xué)們進(jìn)行交流和探討。并通過(guò)介紹各種傳感器的原理與技術(shù),讓同學(xué)們對(duì)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有更進(jìn)一步的了解。
3.教學(xué)方法和教學(xué)互動(dòng)
物聯(lián)網(wǎng)是個(gè)實(shí)用性很強(qiáng)、發(fā)展前景很廣的技術(shù)。將來(lái)物聯(lián)網(wǎng)會(huì)發(fā)展到什么程度,對(duì)人類的科技和生活會(huì)產(chǎn)生什么影響,都是一個(gè)未知數(shù)。因而在教學(xué)過(guò)程中,筆者非常注意和學(xué)生互動(dòng),讓同學(xué)們發(fā)揮自己的想象力,盡量去描繪50年,甚至100年后因物聯(lián)網(wǎng)的存在,人們的生活所發(fā)生的翻天覆地的變化。在上課過(guò)程中,筆者既有講述的環(huán)節(jié),有和學(xué)生互動(dòng)的環(huán)節(jié),更有讓學(xué)生分組討論的環(huán)節(jié)。筆者希望此課程是個(gè)開(kāi)放的課程,學(xué)生不僅能學(xué)到知識(shí),更能發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性。同時(shí),通過(guò)運(yùn)用多媒體等途徑來(lái)呈現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)所存在的問(wèn)題和發(fā)展前景,請(qǐng)同學(xué)們利用已有知識(shí),并發(fā)揮自己的想象嘗試提出解決方案,設(shè)置懸念,然后抓住重點(diǎn)、熱點(diǎn)作深入分析,最后上升為理論知識(shí)。從而使課程生動(dòng)形象,對(duì)錯(cuò)分明,環(huán)環(huán)相扣,印象深刻,氣氛活躍。當(dāng)然,這種講課方式有一個(gè)前提,那就是建立在師生間平等、相互理解的基礎(chǔ)上。這種授課方式,就是師生間的相互溝通,實(shí)現(xiàn)這種溝通,理解是基礎(chǔ),也即心靈交融,才能實(shí)現(xiàn)交往、溝通。
4.考核方式
為了適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,筆者在考核方式上突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本概念掌握和發(fā)展前景設(shè)想,同時(shí)考查學(xué)生的論文寫(xiě)作能力,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的督促與考核,客觀完整地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在考核的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上學(xué)生的成績(jī)由學(xué)生上課過(guò)程中的討論報(bào)告、出勤率和最終課程論文三個(gè)部分組成。其中討論報(bào)告占20%,出勤率占20%,最終課程論文占60%。這種考核方式既能讓學(xué)生進(jìn)一步了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),又能發(fā)揮學(xué)生的想象力和主動(dòng)性,并能讓學(xué)生初步掌握科技論文的寫(xiě)作格式和寫(xiě)作方法。
三、結(jié)束語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)和技術(shù),筆者依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特點(diǎn),結(jié)合我校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),從物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)設(shè)置的現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進(jìn)行了初步的探討。經(jīng)過(guò)幾個(gè)學(xué)期的教學(xué)探索,摸清了教學(xué)規(guī)律,優(yōu)化了教學(xué)過(guò)程,改進(jìn)了教學(xué)方法,使學(xué)生具有合理的知識(shí)結(jié)構(gòu),理論與實(shí)踐相結(jié)合,從而具有解決實(shí)際問(wèn)題的能力、開(kāi)放的思維和協(xié)作能力,能夠暢想未來(lái),把握經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和科學(xué)發(fā)展的大趨勢(shì),以適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和本科生教育信息化發(fā)展的需要,成為能夠適應(yīng)21世紀(jì)新挑戰(zhàn)的復(fù)合型高端人才。
參考文獻(xiàn)
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目前國(guó)內(nèi)高校車(chē)輛工程專業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信類課程教學(xué)普遍存在以下問(wèn)題:
(1)課時(shí)比重偏低,缺乏對(duì)新概念、新技術(shù)的介紹;
(2)設(shè)備陳舊,缺乏實(shí)用性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè);
(3)科研活動(dòng)參與率低,未形成完善的創(chuàng)新培養(yǎng)體系;因此,在培養(yǎng)體系、課程平臺(tái)、教學(xué)模式等方面對(duì)車(chē)輛工程專業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信類課程進(jìn)行全新的探討,既可以作為對(duì)“機(jī)電結(jié)合,特色分流”交叉教學(xué)的補(bǔ)充和深化,也可以通過(guò)車(chē)輛工程專業(yè)“以點(diǎn)帶面,見(jiàn)賢思齊”,帶動(dòng)其他專業(yè)學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信類課程的興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2培養(yǎng)體系的改革
現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)通信類的課程教學(xué)以車(chē)載CAN和LIN網(wǎng)絡(luò)理論的認(rèn)識(shí)為主,實(shí)驗(yàn)教學(xué)則以演示性和驗(yàn)證性內(nèi)容為主。但是,傳統(tǒng)的車(chē)載網(wǎng)絡(luò)已失去原有的主導(dǎo)地位。針對(duì)“以車(chē)為本兼顧網(wǎng)絡(luò)”的原則,需要逐步擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)通信類的廣度和深度,鼓勵(lì)學(xué)生立足本專業(yè)課程,學(xué)科交叉,勇于探索。通過(guò)車(chē)輛工程專業(yè)導(dǎo)論和認(rèn)知實(shí)習(xí),重點(diǎn)在于拓寬學(xué)生視野,初步建立學(xué)生對(duì)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)知識(shí)體系的感性認(rèn)識(shí)。展示本專業(yè)前期積累的各項(xiàng)成果,如飛思卡爾智能小車(chē)等,為后續(xù)知識(shí)體系交叉學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。在驗(yàn)證、鞏固和加深理論教學(xué)的基礎(chǔ)上,選擇車(chē)輛相對(duì)獨(dú)立、功能簡(jiǎn)單,但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為完整的網(wǎng)絡(luò)通信類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,力求學(xué)生能在課程實(shí)驗(yàn)中能加深對(duì)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)通信理論知識(shí)的理解,掌握車(chē)載網(wǎng)絡(luò)算法優(yōu)化等方面的基本技能。以課程設(shè)計(jì)、競(jìng)賽的形式,選擇適當(dāng)?shù)恼n題展開(kāi)具有實(shí)際工程應(yīng)用的綜合訓(xùn)練。圍繞汽車(chē)行業(yè)生產(chǎn)、研發(fā)過(guò)程中具有實(shí)際工程意義的問(wèn)題進(jìn)行選擇,力求實(shí)現(xiàn)能正常運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)室樣機(jī),提高學(xué)生在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)通信及優(yōu)化方面的綜合能力。
3課程平臺(tái)的改革
圍繞培養(yǎng)體系的三個(gè)層次,對(duì)車(chē)輛工程專業(yè)的課程體系進(jìn)行了創(chuàng)新性規(guī)劃,在專業(yè)基礎(chǔ)課中增設(shè)網(wǎng)絡(luò)通信類基礎(chǔ)課程,整合優(yōu)化成“大機(jī)械類基礎(chǔ)課程平臺(tái)”,并配合車(chē)輛工程專業(yè)主干課,適當(dāng)增設(shè)專業(yè)特色選修課,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)方向和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)通信方向的分流。在先修機(jī)械類、通信類公共課程的基礎(chǔ)上,以學(xué)生的專業(yè)興趣為主要依據(jù),搭建“車(chē)載網(wǎng)絡(luò)特色課程平臺(tái)”。對(duì)原有的課程體系進(jìn)行調(diào)整,既要增設(shè)網(wǎng)絡(luò)通信類課程,還要兼顧原有機(jī)電類課程的設(shè)置。相互支撐,構(gòu)建車(chē)載網(wǎng)絡(luò)特色課程群,通過(guò)車(chē)輛機(jī)械與電子信息學(xué)科體系的交叉,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型、綜合型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。
3.1基礎(chǔ)平臺(tái)
通過(guò)增設(shè)通信原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)課程,結(jié)合相應(yīng)的課程實(shí)習(xí),將通信網(wǎng)絡(luò)類課程融入到基礎(chǔ)課程平臺(tái)中。以主題會(huì)議、專家報(bào)告等方式向低年級(jí)學(xué)生介紹行業(yè)前沿技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)在汽車(chē)中具體應(yīng)用,形成直觀的認(rèn)知,增強(qiáng)學(xué)生的興趣。由于總課時(shí)的限制,通信網(wǎng)絡(luò)類基礎(chǔ)課程以小課時(shí)、重實(shí)踐、多交叉的形式進(jìn)行調(diào)整。由于機(jī)械類課程在車(chē)輛工程總課時(shí)中占有較大的比重,因此網(wǎng)絡(luò)通信類的課程根據(jù)“不同方向不同要求”的原則進(jìn)行壓縮。在總課時(shí)不變的前提下,壓縮課時(shí)量,以增設(shè)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信課程。需要注意的是,在總學(xué)時(shí)不變的前提條件下,如果不進(jìn)行專業(yè)分流,勢(shì)必會(huì)造成機(jī)械類課程與電子信息類課程在學(xué)時(shí)分配上發(fā)生沖突。面向高年級(jí)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)分流,形成車(chē)輛與通信互為支撐、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的格局。創(chuàng)新性的將部分學(xué)生引導(dǎo)到車(chē)載網(wǎng)絡(luò)通信方向,有效緩解機(jī)械與通信類課時(shí)沖突的問(wèn)題。
3.2特色平臺(tái)
圍繞新能源汽車(chē)、車(chē)載網(wǎng)絡(luò)等汽車(chē)行業(yè)重點(diǎn)研究方向,設(shè)置課題研究小組,由教授或副教授擔(dān)任負(fù)責(zé)人,配備2-3位中級(jí)職稱的教師和實(shí)驗(yàn)室教師,團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)合理,知識(shí)體系交叉,階梯分工明確形成結(jié)構(gòu)合理的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)。鼓勵(lì)不同專業(yè)方向的學(xué)生進(jìn)行自由組合,選擇部分動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生參加科研課題研究,為學(xué)生的科技創(chuàng)新提供支持。創(chuàng)新平臺(tái)的課程覆蓋了車(chē)輛、機(jī)械、通信等領(lǐng)域,涉及汽車(chē)電子、新能源和通信網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)方向,滿足車(chē)輛工程本科專業(yè)學(xué)生的興趣要求。團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)合理,知識(shí)體系交叉,階梯分工明確;對(duì)部分優(yōu)秀本科生,仿照研究生的培養(yǎng)方式實(shí)行導(dǎo)師指導(dǎo)的培養(yǎng)制度,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室協(xié)助配合研究生完成相應(yīng)的課題研究,實(shí)現(xiàn)導(dǎo)師負(fù)責(zé)、研究生協(xié)助的雙導(dǎo)師培養(yǎng)制度。
4教學(xué)模式的構(gòu)建
教師在課程中的教學(xué)質(zhì)量直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。網(wǎng)絡(luò)通信類課程的改革,要求教師同時(shí)具備車(chē)輛工程和網(wǎng)絡(luò)通信的知識(shí),既能將教學(xué)內(nèi)容從機(jī)械知識(shí)結(jié)構(gòu)拓展到網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域,也能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的最新技術(shù)應(yīng)用到車(chē)輛工程中。但我國(guó)高校中在機(jī)械工程和電子信息領(lǐng)域中的“雙師型”教師數(shù)量明顯不足,缺乏具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的中高級(jí)技術(shù)人員。為了充實(shí)教學(xué)隊(duì)伍,可以聘請(qǐng)汽車(chē)行業(yè)有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員作為兼職教師。同時(shí),支持和鼓勵(lì)教師深入企業(yè)學(xué)習(xí)新技術(shù)。鼓勵(lì)學(xué)生將新想法、新創(chuàng)意,以發(fā)明專利、科技創(chuàng)新競(jìng)賽的形式實(shí)現(xiàn)。對(duì)構(gòu)思新穎的選題給予必要的科研經(jīng)費(fèi)和指導(dǎo),同時(shí)設(shè)定創(chuàng)新學(xué)分,進(jìn)一步推動(dòng)創(chuàng)新研究。
5結(jié)語(yǔ)
安全學(xué)科自20世紀(jì)50年代建立本科專業(yè)發(fā)展至今,國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者就相應(yīng)的人才培養(yǎng)模式開(kāi)展了廣泛交流和深入研究。當(dāng)前關(guān)于該專業(yè)的培養(yǎng)模式主要存在兩種觀點(diǎn),即培養(yǎng)通才式安全科技人才和培養(yǎng)行業(yè)性安全科技人才。前者要求畢業(yè)生掌握適用于各個(gè)行業(yè)的通用安全科學(xué)理論和實(shí)務(wù)處理方法,以適應(yīng)大社會(huì)的需求;后者僅要求學(xué)生掌握某個(gè)特定行業(yè)領(lǐng)域的安全科技知識(shí)。鑒于歷史原因,安全工程專業(yè)大多設(shè)置在能源礦業(yè)、石油化工、交通運(yùn)輸、土木建筑等專業(yè)特色鮮明的工科類院校;中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué)、首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)等少數(shù)文科類高校也有開(kāi)辦此專業(yè)。由于當(dāng)前國(guó)內(nèi)安全生產(chǎn)現(xiàn)狀的嚴(yán)峻性及國(guó)家對(duì)安全工作的重視,全國(guó)現(xiàn)有130余所高校開(kāi)辦了安全工程本科專業(yè),該專業(yè)在發(fā)展過(guò)程中仍存在一系列問(wèn)題。例如,培養(yǎng)模式上主要采取傳統(tǒng)的教學(xué)理念,課程教學(xué)只注重相應(yīng)課程知識(shí)點(diǎn)的講解,未考慮該門(mén)課程在整個(gè)專業(yè)培養(yǎng)方案中的作用;偏重理論教學(xué)而忽視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié);多門(mén)課程之間存在教學(xué)內(nèi)容的重復(fù),如安全系統(tǒng)工程、安全評(píng)價(jià)、安全學(xué)原理三門(mén)課程的部分內(nèi)容;多采取大班制生產(chǎn)實(shí)習(xí)方式,局限于認(rèn)知層面的觀摩與參觀;學(xué)生動(dòng)手能力比較弱,普遍反映所學(xué)知識(shí)“泛”而不“精”。再者,現(xiàn)今的本科生都出自90后,多為家庭的獨(dú)生子女,個(gè)性較強(qiáng),團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力欠缺。培養(yǎng)安全工程專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要采取系統(tǒng)化的教學(xué)模式。作為一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科,有必要借鑒CDIO工程教育理念加強(qiáng)該專業(yè)培養(yǎng)模式的創(chuàng)新改革,將理論知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐緊密結(jié)合,以培養(yǎng)出滿足社會(huì)需求的安全類應(yīng)用型人才。
二、CDIO理念下的安全工程教學(xué)改革
(一)基于CDIO理念的課程體系建設(shè)
課程體系與專業(yè)培養(yǎng)模式息息相關(guān),構(gòu)建合理的課程體系是培養(yǎng)安全工程高素質(zhì)人才的關(guān)鍵。在此,我院擬結(jié)合安全工程專業(yè)的自身特點(diǎn),以學(xué)生個(gè)性化發(fā)展為核心,以未來(lái)職業(yè)規(guī)劃為導(dǎo)向,基于CDIO理念構(gòu)建相應(yīng)的課程體系,形成一、二、三級(jí)課程群。安全工程專業(yè)的課程體系見(jiàn)圖2。其中,一級(jí)項(xiàng)目為安全工程導(dǎo)論課(安全科學(xué)發(fā)展動(dòng)態(tài))及畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)),學(xué)生能夠從中受到構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作的系統(tǒng)訓(xùn)練。二級(jí)項(xiàng)目由公共基礎(chǔ)類課程、專業(yè)基礎(chǔ)類課程、專業(yè)類課程、專業(yè)特色課程等組成,專業(yè)類課程又可以進(jìn)一步歸類為安全管理類、安全技術(shù)類;各門(mén)課程之間相互聯(lián)系,針對(duì)具體課程開(kāi)設(shè)課程設(shè)計(jì);三大實(shí)習(xí)包括認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí),旨在促進(jìn)安全理論知識(shí)和工程實(shí)踐的融會(huì)貫通。二級(jí)項(xiàng)目主要以專業(yè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的實(shí)踐、創(chuàng)新、綜合能力培養(yǎng)為目標(biāo),鼓勵(lì)學(xué)生參與各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。三級(jí)項(xiàng)目在二級(jí)項(xiàng)目下進(jìn)行拓展,為加強(qiáng)核心課程與二級(jí)項(xiàng)目而設(shè)立的相應(yīng)課程群,如安全管理類課程包括管理學(xué)概論、安全管理與安全法學(xué)、安全心理學(xué)、保險(xiǎn)與安全經(jīng)濟(jì)學(xué)等。 CDIO理念下的安全工程課程體系區(qū)別于傳統(tǒng)的重理論而輕實(shí)踐的教學(xué)模式,重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和理論聯(lián)系實(shí)際的綜合能力。通過(guò)采取實(shí)驗(yàn)課程的研究性教學(xué)、特定專業(yè)課程設(shè)計(jì)的設(shè)置、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目資助來(lái)貫穿相應(yīng)的核心課程,學(xué)生可望提高學(xué)習(xí)的積極性。
(二)實(shí)驗(yàn)課的研究性教學(xué)
研究性教學(xué)是引導(dǎo)學(xué)生從自然、社會(huì)和生活中選擇并確定與專業(yè)相關(guān)的課題開(kāi)展研究,主動(dòng)思考,主動(dòng)實(shí)踐,從中吸收知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)、解決問(wèn)題,從而提高綜合素質(zhì)的一種實(shí)踐活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為本科教學(xué)的重要組成部分之一,體現(xiàn)出綜合性、直觀性等特點(diǎn),能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,有利于提高學(xué)生的實(shí)踐能力。將研究性教學(xué)理念引入安全工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中,完全相符CDIO工程教育理念。安全工程專業(yè)的研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容可區(qū)分為基礎(chǔ)性、綜合設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性三大類?;A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要為強(qiáng)化專業(yè)理論理解和培養(yǎng)基本的實(shí)驗(yàn)技能、動(dòng)手能力;綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論和專業(yè)知識(shí),分析、處理工程和前沿課題中的安全問(wèn)題;創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心,由學(xué)生自發(fā)組建研究小組,圍繞教師的研究項(xiàng)目或?qū)W術(shù)前沿課題,通過(guò)查閱文獻(xiàn)、搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、收集數(shù)據(jù)等,達(dá)到良好的實(shí)踐效果。因此,CDIO工程教育模式要求高校應(yīng)加大安全工程專業(yè)的綜合設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的扶植力度。此外,高校應(yīng)該大力建設(shè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室,向全體本科生開(kāi)放,為學(xué)生參加各類學(xué)科競(jìng)賽、自主實(shí)驗(yàn)、參與創(chuàng)新項(xiàng)目、參與教師科研項(xiàng)目提供平臺(tái)。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室可成為學(xué)生備賽的訓(xùn)練場(chǎng),自己動(dòng)手,積極性增加,也提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率。學(xué)生借助該平臺(tái)選定實(shí)驗(yàn)課題、選擇儀器設(shè)備、擬定實(shí)驗(yàn)方案、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。指導(dǎo)老師和實(shí)驗(yàn)室管理人員在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)資料、解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題等方面為學(xué)生提供全方位服務(wù),給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)研究型的學(xué)習(xí)環(huán)境。同時(shí),實(shí)驗(yàn)室還為全校學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)交友的平臺(tái),許多獲過(guò)獎(jiǎng)項(xiàng)的學(xué)生在這里可以起到很好的示范作用,高年級(jí)引導(dǎo)低年級(jí),研究生指導(dǎo)本科生。安全工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室必須加大相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)投入。各高校可以結(jié)合本校特色,設(shè)置安全系統(tǒng)工程實(shí)驗(yàn)、安全人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)、工業(yè)通風(fēng)實(shí)驗(yàn)、礦井通風(fēng)與除塵實(shí)驗(yàn)、火災(zāi)爆炸實(shí)驗(yàn)、機(jī)械安全實(shí)驗(yàn)、安全檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、電氣安全實(shí)驗(yàn)、鍋爐與壓力容器實(shí)驗(yàn)、地下工程安全防治實(shí)驗(yàn)、軟件模擬仿真實(shí)驗(yàn)等。
(三)多樣化的實(shí)習(xí)教學(xué)模式
認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是讓學(xué)生了解安全工程專業(yè)的主要知識(shí)點(diǎn)及職業(yè)特性,為后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ);通過(guò)共建校外產(chǎn)學(xué)合作認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)基地,采取教學(xué)參觀與專題講座相結(jié)合的實(shí)習(xí)模式,加深學(xué)生對(duì)安全工程專業(yè)的認(rèn)識(shí)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)是在系統(tǒng)掌握安全工程專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課程后實(shí)施,實(shí)習(xí)地點(diǎn)盡量滿足多樣化,如港口碼頭、建筑施工現(xiàn)場(chǎng)、火電廠、變電站、化工廠、造船廠、礦山等。畢業(yè)實(shí)習(xí)單位可由學(xué)生自主與就業(yè)單位取得聯(lián)系,或由指導(dǎo)老師推薦。畢業(yè)實(shí)習(xí)的內(nèi)容可以涉及機(jī)械制造、石油化工、礦山、核電、建筑、道路交通、港口、酒店消防、地鐵施工、金融保險(xiǎn)、安監(jiān)部門(mén)等多個(gè)領(lǐng)域,與地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、生產(chǎn)實(shí)況、科研現(xiàn)狀緊密結(jié)合。依據(jù)CDIO教育理念,必須加強(qiáng)校企合作,建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地,以保障各類實(shí)習(xí)基地的有效性與延續(xù)性。
(四)課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)的多樣性
課程設(shè)計(jì)主要以專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ),是安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié),有助于學(xué)生深入理解和靈活應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí),并且可以進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。當(dāng)前課程設(shè)計(jì)普遍存在一些不足之處,如課程設(shè)計(jì)題目偏少、時(shí)間安排不充足、教師重視程度不夠、考核方式不科學(xué)等,這是高校需要共同解決的一個(gè)問(wèn)題。畢業(yè)設(shè)計(jì)是安全工程本科教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分,其目的在于培養(yǎng)學(xué)生具有系統(tǒng)運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和技能分析和解決實(shí)際安全問(wèn)題的能力,能夠從事安全技術(shù)與管理、安全科學(xué)研究及安全工程師的工作。安全工程專業(yè)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的選題應(yīng)該緊扣學(xué)生的畢業(yè)實(shí)習(xí)單位,以便讓學(xué)生更早融入工程實(shí)踐中,適應(yīng)新的社會(huì)環(huán)境。學(xué)生也可以根據(jù)未來(lái)的就業(yè)方向及科研興趣進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的選擇,按照“導(dǎo)師—學(xué)生”雙向選擇的原則確定指導(dǎo)教師。保證畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的選題盡量滿足工程設(shè)計(jì)需要,與實(shí)習(xí)項(xiàng)目相吻合。畢業(yè)設(shè)計(jì)題目類型多樣化,可涉及核電項(xiàng)目、建筑施工、公路隧道、煤礦水害、船舶重工、消防滅火、石油化工、銀行保險(xiǎn)、礦山等多個(gè)行業(yè)的安全問(wèn)題。
(五)科研訓(xùn)練項(xiàng)目的設(shè)立
安全工程作為具有高度社會(huì)責(zé)任感的特色專業(yè),要求畢業(yè)生在工作中要有較高的創(chuàng)新性思維和動(dòng)手能力。開(kāi)展科研訓(xùn)練是遵循CDIO工程教育理念的重要手段之一,有利于創(chuàng)建良好的創(chuàng)新型學(xué)習(xí)環(huán)境。為提高本科生的科研能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力,了解安全學(xué)科發(fā)展的前沿和動(dòng)態(tài),可以組織和實(shí)施校級(jí)本科生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。同時(shí),專業(yè)教師還應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生積極申請(qǐng)國(guó)家級(jí)、省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目;學(xué)生也可以直接參與專業(yè)教師的在研課題。福州大學(xué)安全工程專業(yè)本科生近年獲批的立項(xiàng)課題涉及企業(yè)安全文化體系構(gòu)建、煤礦水害防治、建筑施工用電風(fēng)險(xiǎn)管理、學(xué)生公寓人機(jī)不安全因素辨識(shí)、校園安全風(fēng)險(xiǎn)分析、大學(xué)生職業(yè)安全健康素質(zhì)調(diào)研、手機(jī)人機(jī)界面設(shè)計(jì)、建筑工程安全培訓(xùn)模式構(gòu)建、防火涂料研制等。學(xué)生通過(guò)參與各類科研訓(xùn)練,由此貫穿項(xiàng)目構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行的全過(guò)程,不僅拓寬了安全工程領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí),而且有助于培養(yǎng)自身的工程設(shè)計(jì)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
(六)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)
為更好地貫徹CDIO工程教育理念,必須建立一支優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。當(dāng)前從事安全工程專業(yè)教育的多數(shù)教師是在本科畢業(yè)后直接深造而走上教學(xué)崗位的,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)比較缺乏。各個(gè)高校可以有計(jì)劃地安排青年專業(yè)教師深入工礦企業(yè)一線掛職鍛煉,并建立相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)制度;或主動(dòng)聘請(qǐng)?jiān)诟黝惼髽I(yè)中專門(mén)從事安全管理與安全技術(shù)的優(yōu)秀工程科技人員到高校任教,彌補(bǔ)專職師資隊(duì)伍工程經(jīng)驗(yàn)不足的缺陷。安全工程專業(yè)教師要有終身學(xué)習(xí)的能力,不斷提高自身的工程實(shí)踐能力,以便及時(shí)將企業(yè)最新的技術(shù)進(jìn)展反饋給本專業(yè)的學(xué)生。改革安全工程專業(yè)教師的考核方式,不能僅以論文為指標(biāo),還需注重教師的教學(xué)能力、工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、人際交往能力和終身學(xué)習(xí)能力的綜合評(píng)價(jià)。實(shí)行本科生導(dǎo)師制。每個(gè)專業(yè)教師負(fù)責(zé)若干名學(xué)生的學(xué)業(yè)輔導(dǎo),定期與學(xué)生進(jìn)行直接交流,加強(qiáng)學(xué)生在職業(yè)道德、誠(chéng)信和職業(yè)素質(zhì)等方面的指引。
三、結(jié)論
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
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