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【中图分类号】G642物流管理专业是一个多学科交叉、理论与实践并重的专业,传统的课堂教学很难满足物流管理专业人才培养的需要。而实践教学作为课堂理论教学的延续、补充和深化,在物流管理专业的教学中具有重要的意义。
一、物流系统规划设计课程设计
目前物流管理专业的实践教学安排仍需逐步完善,很多实践教学停留在验证、认知阶段,实践教学的开放性和综合性没有得到充分的体现,不能满足物流管理专业人才培养的需求。而《物流系统规划课程设计》作为《物流系统规划与设计》课程理论学习之后的实践教学环节,要求学生融会贯通、独立思考,是学生综合运用所学物流领域的基本知识的机会。
《物流系统规划课程设计》可以利用综合实训的模拟系统,利用先进的仿真模拟软件,使学生在综合实训的模拟系统内进行互动式实战性操作,从而让学生掌握专业的基本技能、增强综合实践能力、培养创新和解决实际问题的能力。
二、常见的物流仿真系统
目前,ProModel、Flexsim、Witness等都是市场上常常看到的模拟仿真软件。在实际应用和国内外本科和研究生教学中采用的物流仿真系统普遍需要具有以下基本功能和特点:强大的建模规划功能、先进可靠的优化仿真、直观便捷的可视化的功能要求,以及能够产生运行数据分析报告。这里简单介绍ProModel和Flexsim,RaLC三种仿真分析软件。
(一)ProModel系统
ProModel是由美国ProModel公司开发的离散事件仿真软件,可以构造多种生产、物流和服务系统模型。它采用图形化用户界面,并向用户提供人性化的操作环境,提供二维和3D建模及动态仿真环境场景。用户根据需求,利用键盘或鼠标选择所需的建模元素,就可以建立仿真模型。ProModel仿真软件,主要针对生产制造业的系统仿真,对制造和物流系统的人员、机器、物料、夹具、机器手、输送带等动态建模元素,可以设定元素的速度、加速度、容量、运作顺序、方向等属性。
(二)Flexsim系统
Flexsim是工程师、管理者和决策人对提出的“关于操作、流程、动态系统的方案”进行试验、评估、视觉化的工具,能使决策者轻易地通过计算机建构及监控任何工业及企业的分布式流程,可以从Excel读取资料和输出资料(或任何ODBC数据库),可以从生产线上读取现时资料以作分析功能,Flexsim也允许用户建立自己的模拟对象。Flexsim采用部件(Object)来建模,通过部件的参数设置,可以对几乎所有的物理现象进行模型化。
(三)RaLC物流系统仿真软件
RaLC系列物流系统仿真软件是一款三维动画物流系统仿真快速建模与分析工具软件系统。RaLC系列软件以3D动画为载体,对智能作业人员、搬运设备、货物、控制系统、数据信息等多个物流系统元素进行仿真抽象和设置,快速构建三维动画计算机系统仿真验证模型,采用视窗操作、功能模块直接拖放使用,操作简单、模型建立快速便捷。
本文将以RaLC软件为例,探讨《物流系统规划与设计课程设计》教学。
三、课程设计教学
(一)RaLC软件功能
1.软件功能组成:RaLC仿真软件中包含了仓库、配送中心的所有的设备。不仅有普通仓库用到的:货架、叉车、手推车等常用设备;也有先进的自动智能设备:自动码垛机、AGV无人搬运车、自动轨道车、升降机、自动立体仓库、移动货架、旋转货架等百余种与现实物流环境相对应的物流设备模块,只需点击按钮就可以添加设备。使用时只需按要求对其属性做相应调整即可,无需进行复杂编程。
2.建模方式:RaLC仿真软件采用视窗操作方式,物流设备及功能模块可直接点击按钮添加使用。各个设备之间的逻辑关系可根据在设备上的货品流向方便地通过双击鼠标即可建立连接,在建模过程中可随时根据需要,调整和修改人员动作、物流设备功能与参数、仿真数据驱动。
3.数据分析:RaLC仿真软件包带有仿真数据分析工具,通过解析模型日志,可以得到设备的能力图、作业时间分布图、作业内容分布图等数据图表。以此反映物流配送中心的总体运行情况,为改善决策提供有力参考依据。
(二)课程设计案例的提出
课程设计的案例问题最好是企业的实际问题,但这就存在企业信息或数据资料的获取问题。企业资料的获取是课程设计的首要环节,但如果让学生通过实地调研获取数据,往往存在不能找到合适企业、或企业不愿意提供相关数据的问题。教育部高等学校物流类专业教学指导委员会、部分省市及大型物流公司都有举办各类物流设计大赛,这一类大赛往往提供了非常详细的企业数据与案例资料,同时兼具问题导向。建议可将该类大赛的案例资料提供给学生,作为规划、设计与仿真的企业案例资料。
(三)课程设计教学步骤
1.给出企业案例信息与数据资料,由学生选择感兴趣的案例进行课程设计。
2.组建学生课程设计小组,并选出项目组长,通常小组为3-5人。
3.分小组查找资料及讨论课程设计的总体方案、任务分解方案,及各小组的任务分工情况,将方案上报教师,教师可以加以指导;
4.课程设计环节,建议由学生独立进行,期间遇到的问题由各小组自行探讨解决,以此训练学生的分析、解决问题的能力,及独立思考能力;
5.课程设计初始方案研讨。各小组将独立完成课程设计在此次研讨会上提交,包括在课程设计中遇到的问题和解决方法。同时,也将至今尚未解决的问题提出,在教师的指导下,让各组畅所欲言、相互交,寻找解决的问题的方法。
6.各小组进行课程设计方案的修改,解决问题、优化模型。
7.课程设计总结交流会,提交最终的课程设计方案,由每组组长介绍总体设计思路和方案,以及收获体会等。再由指导教师进行点评讲解,并对本次课程设计进行评述与总结。
四、结束语
在完成课程设计的建模、运行以及优化方案后,需要学生根据仿真的结果提交课程设计报告,报告应包括整个课程设计各个环节中遇到的问题、解决方法,最后设计方案与初始方案之间的区别,课程设计优化的过程等重点环节。根据模型运行结果对系统参数进行调整,比较调整前后的运行结果有何不同,并写出学习仿真软件和建模的心得体会和建议。
参考文献:
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)02-0243-02
一、软件工程课程实践教学现实情况
长期以来,由于软件工程课程偏重于方法学理论的讲授,其中心是软件生命周期的工程技术方法。然而这些技术和方法,对于缺乏工程开发经验和管理知识的在校学生来说非常难以理解。在实践教学中学生感觉软件工程理论对软件开发的帮助作用不大[1]!尽管实践教学对学生有严格的要求,但是他们往往为了能完成任务的考核,只能按照要求粗略地完成或者收集现成的文档来充数,而未能通过实践对所学的知识进行理解与消化。此外,靠死记硬背的知识、概念常常未能得到有效理解,从而难以转化为软件工程技能。多年来,各个学校在不断地探索和改进其实践教学方法,当前也有些对传统实践教学改进的方法并且取得了一些效果[2][3]。经过对这些方法的分析,可知其大致可分为两类:一类是直接套用软件工业界的要求,但学生缺乏技能和实践条件对任务根本无法完成,只能敷衍了事,达不到对软件工程知识理解和应用的目的;而另一类则是要求不明确且缺乏规范,因要求过于简单而无法达到增强对软件工程理论应用的目的。
鉴于这样的情况,学校迫切需要对软件工程实践教学加以改革,逐步建立实践与理论紧密结合的教学方法,着力培养学生的工程化开发能力,进而形成一个融基础理论、实践教学和参加软件科技竞赛的一种培养机制。因此,使课程设计成为对课堂教学的有效补充是实践教学改革的一个重要任务[4]。
二、“课程设计与科技竞赛”相结合的实践教学方法
课程设计与科技竞赛相结合就是要打破传统实践教学法的不足,充分调动学生学习的积极性和主动性,极大地激发学生的学习兴趣,以实践教学活动带动软件工程理论的学习。这样实践教学就能改变成为对理论知识的巩固应用和对工程实践能力培养的主动学习方式,从而使教学出现可喜的变化。它能把教师要求转变为以学生自主要求,把常规工程文档写作转变为以任务为驱动的分析、设计和实现的学习。
该实践教学是在教师的指导下由学生实施的一个较为完整的“项目”而进行的实践教学活动。参照科技竞赛题目的特点,并依据软件工程理论、方法的特点,制定了本课程设计的知识要求结构如图1所示。在软件工程理论知识的基础上,挑选某种易于扩展、应用的工程技术方法,在软件工程规范文档的要求下进行课程设计。从而使其按需求分析、总体设计、详细设计、实现和测试的流程来开发软件。这样,经过课程设计较为完整的项目训练,能有助于对学生工程技能的培养和对工程理论的理解,最终使学生在有限的时间内,对软件工程的核心理念有较好的把握。它能帮助学生有效地参与各级软件类科技竞赛,提高自己就业时的信心和社会竞争力,使其毕业后能够顺利过渡到实际的软件应用开发中,并在实践中对软件工程理论加以检验和完善并逐步锻炼成为社会急需的各类软件人才。
课程设计与科技竞赛相结合的教学方法是以学生为主体,教师为辅助,在课程设计实践中加深对软件工程理论的理解,培养学生在工程实践中发现知识与分析、解决问题的能力。要达到这样的实践教学目的,软件工程课程设计要做到以下的要求。首先,关于课程设计与科技竞赛相结合的教学内容的设计上,要以学生兴趣为中心自由选择题目。针对实践教学要求,学生选择合适的题目是保证该实践教学顺利开展的关键。因此,题目要以理论教学内容为依据,同时要考虑学生的知识结构特点和实践教学的要求。此外,题目要注重以解决身边的软件需求为背景,充分使其既包含教学知识点,又能激发学生软件开发的兴趣,达到培养学生软件工程能力的目的。其次,实践指导老师要提供合适的示范案例,并不断地引导学生向正确的方向前进。由此,在课程设计的准备阶段需要对为完成设计所需的基本知识进行明确且扼要地讲透。这样学生在遇到困难时,才知道行进的方向而不至于迷茫和不知所措!在课程设计中,要使学生明确课程设计的要求,并尽快地掌握工程的基本方法和使用工具的基本技能。同时,应尽量使学生独立地解决设计中所遇到的问题,而教师则需要对学生进行全程的指导和监督。再次,应确定合适评价标准,客观考核学生的学习效果。主要方法是以学生完成课程设计的情况来评价学生的学习效果,要求各课程组定时汇报开展的进度和情况,并及时地对各阶段性成果进行评价。
三、课程设计的教学实施
1.工商管理专业开设课程设计环节的必要性
工商管理本科层次的目标是培养具有管理、经济、法律及企业管理方面的知识和能力,能在企事业单位及政府部门从事管理以及教学、科研方面工作的工商管理高级专门人才,而根据当前用人单位的信息反馈,企事业单位最重视学生的综合素质,特别是结合实际,独立分析和解决问题的能力。因此,实践与创新是工商管理专业本科生能力培养的重点。课程设计环节给学生提供了理论与实践相结合的练习平台,也可以锻炼学生的独立思考、文献查阅、团结协作等多方面的能力,是实现工商管理专业本科培养目标,全面提高学生综合素质的重要保证。
2.工商管理专业课程设计中存在的问题
2.1 各课程设计之间衔接不足
课程设计是理论教学后的环节,许多任课教师在完成一门课程后,自主出题,要求学生进行本课程的设计,而不会过多的考虑到本课程与其他课程设计之间的联系,这样就难以让学生对工商管理专业理论形成一个综合整体的认识。 由于一些工商管理专业课程之间具有重叠的内容,也造成了课程设计中内容的重叠。这都是在课程设计改革中应该解决的问题。
2.2 课程设计教学方式单一
从课程设计形式上分析,目前许多工商管理专业的课程设计采用的都是由教师出题,学生回答,并完成书面报告的方式,单一的方式不利于提高学生学习的兴趣,许多学生随便到网上下载一个跟题目相符的报告应付教师。这样的课程设计起不到对学生素质培养的作用。
2.3 课程设计选题不适当
恰当的课程设计选题应该有新意,考虑到社会当前的管理问题和用人单位的需求。但是一些教师在课程设计中给出的选题没有及时更新,每年题目相近,于是有些学生直接把上届学生做好的东西拿来照抄。这种选题难以吸引学生的兴趣,也不能及时与社会需求匹配;选题的另一个问题是不具有可操作性,太大或太空,这都不利于课程设计作用的发挥。
3.基于“一体三层次”的工商管理专业课程设计教学改革原则
3.1 实践能力的培养
(1)内容的设计应符合系统性特点
每一门课程都是相对独立的,在课程设计中,设计方案应该综合反映相关课程的理论体系,以项目管理课程设计为例,项目管理理论是一个完整的体系,包括项目目标确定、范围管理、进度管理、质量管理、费用管理、人力资源管理、采购管理、沟通管理、集成管理等模块,这些模块之间有密切联系,进度管理的目标及手段就会作用于费用管理、质量管理等,对于一个单一的模块,从过程上说,又分为计划、组织、控制等环节,为了让学生在课程设计中体会到各模块之间的关系以及各管理环节之间的联系,教师应该要求学生做出综合设计。
(2)内容应该具有可操作性
在校学生的劣势是缺乏实践经验,进行课程设计的初衷也在于此,通过对给定课题的分析,诊断,提出相应的方案,从而培养了学生理论与实践相结合的能力。但这种能力的培养要有一个循序见进的过程,考虑到学生的实际水平,本科课程设计阶段选定的题目应该满足可操作性原则,尽量选择学生熟悉的、易于收集数据的课题。
3.2 创新能力的培养
了解研究领域的现状与发展动态,有助于提出新的思想和方法 完成学术上的重大突破,因此,课程设计中选择的题目应该具有一定的前沿性。特别是鼓励教师将科研与教学相结合,把承担的科研项目引入到课程设计中,使本科学生提前接触到学术前沿的课题。
课程设计的开放性是指教师在给出课程设计题目时,应该给予学生自行发挥的空间。当前的课程设计教学中,教师往往已经把设计的环境、要求、条件给定,学生只需要套用理论方法即可,这就如给出了一个综合习题,虽然巩固了学生的理论知识,对理论与实践结合的能力有一定锻炼,但没有给予学生提出新方法的机会。为此,建议在给出课题时,应该有一定的开放性,如在技术经济课程设计中,我们只给出部分数据和限定条件,其他的由学生根据当前的市场环境补充。
3.3 综合能力的培养
(1)对于综合性较强课程设计,应该采用团队形式完成
教师对课程设计的要求中,都会强调独立完成,目的是锻炼学生的独立性,考核学生理论与实践相结合的真实水平,但独立完成不等于没有分工合作。对于一些知识综合性较强的课程设计,如市场营销课程设计、技术经济学课程设计,建议采用团队形式完成,成员明确分工,最后进行整体考核。这样,对学生组织能力、沟通能力的提高都有很大的帮助。
(2)课程设计考核采用设计报告加答辩的方式
课程设计的成果通过设计报告表现,完成报告的过程也是对学生汇总、归纳、总结提炼等能力培养的过程,除此之外,我们还建议在考核中,加入答辩环节,即由学生对所做的工作以及取得的成果进行陈述,教师对关键的知识点提出问题,学生回答。这种方式能够更准确地判断学生掌握知识、运用知识的能力,也使学生对知识点有了更深刻的理解,同时,还锻炼了学生的语言表达能力。
(3)广泛应用模拟软件中
在课程设计中引入应用软件或模拟软件,可以提高学生应用专业软件的能力,如在项目管理课程设计应用的project 2007、技术经济学课程设计中应用的技术经济分析软件、电力负荷预测课程设计中所应用的Matlab或自行开发的经济预测系统软件等,都是一些专业软件,学生可以应用这些软件进行规划、测算。
4.课程设计实施中的全过程管理
过程管理由过程策划、过程实施、过程监控和过程改进四个环节组成,为了提高课程设计实践教学的效果,应该建立相应的过程管理体系,每一个实践环节,应该有详细的过程设计,包括设计任务书下发,给出设计实践过程的要求,让学生按任务书规定的时间完成阶段性任务。指导教师要认真负责地对课程设计实施全过程进行监控,分析和总结出现的问题,及时进行处理。根据学生的设计效果和评价进行适当的改革,从而进一步提高该课程设计环节的教学效果。
一、引言
软件工程是计算机科学、信息技术、软件工程等专业的教学计划中一门重要专业必修课[1],而软件工程课程设计是针对软件工程这门课程展开的一项理论与实践相结合的重要教学活动;它不同于毕业设计,更不同于简单的实验过程。它是软件工程教学的一个重要实践环节,为学生综合能力的运用、技术思维的形成、创造能力的培养搭建了一个平台,使学生除了掌握软件工程理论和方法外,还能够综合运用已学过的程序设计、数据结构、计算机网络、管理学和经济学等课程的技能、工具解决与其相关的理论或实际问题。
在软件工程课程设计中,很多本学科的学者与施教者总结了不错的经验,比如“激励机制”[2]、面向对象的自主实验教学[3]、课程相关体系研究[4]及相关的案例法教学实践设计[5]等,这些方法各有所长。我取其所长,结合亲身教学实践,从课程设计的目标要求,设计内容,设计的具体实施,学生成绩评价体系等方面,对软件工程课程设计教学模式作了系统的探讨。
二、软件工程课程设计的教学现状
长期以来,很多高校培养的学生存在着“什么都学过,却什么都不会”的尴尬局面,专业教育、教材与实际应用需求严重脱节[6]。传统的软件工程课程设计虽然也有设计的要求,但一般只是停留在组织学生编写软件项目若干设计文档这个单一环节上,忽略了对教学方法和内容的更新。目前,大多数院校软件工程课程设计课程教学中普遍存在的问题有以下几点。
1.课程设计目标不够明确,实验和设计不加区别。把软件工程实验和设计的要求同等对待,从而使设计内容偏少,验证性实验内容和方法偏多,实验过程变成了重复的复制和操作的过程,实验教学效果不理想,达不到培养学生独立思考和创新能力的目的。
2.课程设计内容比较陈旧,不能与时俱进。很多从事软件工程课程设计教学的教师本身缺乏项目开发的实战经验,对课程设计的内容往往从一些参考书籍的实例中拿过来让学生去做,有的甚至多年不更新设计内容,这样很容易给学生抄袭的机会,达不到课程设计的要求;同时,很多学生对设计的内容也不一定感兴趣,因此也容易扼杀学生的积极性和创新能力。
3.在项目组划分确定方面,缺乏对学生专业基础,性格和技能的分析与匹配,导致没有凝聚整组成员的合作精神和团队的开发能力。组长的核心作用很重要,但在具体的设计中,一般就是简单的按学号自然的分化,或者学生的自由组合分组,前者失去了团队能力的柔化组合与应用,后者导致少数技能较差的学生不能分到组中去而处于孤军作战的局面。
4.教师制定课程设计的指导要求目的不明确、不详细,监管力度不到位,导致项目开发团队在执行的过程中出现安排任务不合理,出现某些成员任务过重或者过轻的情况。
5.学生成绩的评分结果过于单一,评价体系不够科学合理。对学生的设计成绩的评价往往是指导老师根据学生提交的报告和设计结果来评分,这样容易忽略对学生综合能力(包括学生的口头表达能力,组织能力,团队协调能力等各方面)的评价。
因此,为了培养高素质的综合型软件人才,高等学校探索良好的软件工程课程设计教学模式就显得十分必要。
三、软件工程课程设计教学模式的探讨
针对当前多数院校软件工程课程设计课程教学中普遍存在的一些问题,我根据多年的教学经验,对该课程的教学模式作了如下探讨。
1.指导老师根据软件工程教学的特点,制定出软件工程课程设计的目标与通过该课程设计后可取得预期的收获。下面是我对软件工程课程设计制定的目标和可能的预期收获。
(1)通过本课程设计的实践及其前后的准备与总结,复习、领会、巩固和运用软件工程课堂上所学的软件开发方法和知识,比如,软件项目的完整设计与开发过程、结构化技术、快速原型法和面向对象方法,等等。
(2)为学生适应毕业后团队合作开发规模稍大项目和综合应用本专业所学习的多门课程知识(例如,软件工程、程序设计语言、操作系统、数据库、网络编程等)创造实践机会。为学生提供主动学习(比如,对Web网页设计、或ASP交互网页技术、Java开发环境、网站构架如Struts,Hibernate,Spring,商用数据库应用、电子商务、客户机/服务器技术、Visio与Rational Rose,Sybase powerdesigner软件工具等内容的学习)、积极探索与大胆创新的机会。
(3)使学生通过参加小组团队的开发实践,了解项目管理、团队协作、与客户交流、文档编写、口头与书面表达的重要性。
(4)使每个学生了解软件工具与环境对于项目开发的重要性,并且重点深入掌握好一、两种较新或较流行的软件工具或计算机应用技术、技能。
(5)通过“稍大的”富有挑战性的软件设计项目开发实践,提高学生的自学能力、书面与口头表达能力、创造能力和与团队其他成员交往和协作开发软件的能力,提高学生今后参与开发稍大规模实际软件项目和探索未知领域的能力和自信心。
2.课程设计内容选择应该具有科学性和与时俱进性。课程设计内容选择十分重要,既要体现时代性,又要体现科学性和难度的适当性,因此要求指导老师对当前软件开发领域的整个动态有总体掌握。下面是我对当前软件开发领域进行的大致归类。
(1)网站开发类:包括休闲娱乐(音乐,影视,聊天,休闲运动,旅游景点等)网站;工商经济网站(摄影,日用家居,玩具等);文学网站(诗词/韵文,港台文学,民间文学,科幻文学等);体育与健身网站(极限运动,球类,健美/健身,运动常识,网球,乒乓球等);卫生与健康网站(医学理论,医疗器械,保健/养生,论坛等);国家地区网站(北京,上海,广东,江苏,天津等);教育培训网站(小学/中学教育,职业教育,高等教育,教育软件,培训机构等);其他等类型网站。
(2)应用软件类:如信息管理系统,汉字输入,转换翻译,文字处理,压缩解压,电子阅读,文档管理,字体工具,数据恢复等。
(3)系统软件类:如系统管理,内存管理,文件管理,系统测试工具等。
(4)游戏娱乐类:如网络游戏,Flash游戏,牌和棋游戏等。
(5)其他:如安全病毒,桌面工具等。
这样,课程设计的内容可以根据学生的兴趣和爱好从以上几方面进行选择,也可以由学生自己选择设计内容,指导老师把握学生选择的项目难易程度,同时提出所要达到的要求(包括完成日期,演示时间,学生所要提交的成果,文档资料,等等)。
3.课程设计项目具体实施
(1)确定开发团队。指导老师在班长和学习委员的协助下充分了解学生的兴趣、爱好、基本技能和未来学生的就业意向,学生在教师的指导下,有选择性地进行分组,一般3至5人为一组,并选定好组长。
(2)确定开发项目。指导老师给小组成员分配好开发任务,组长写好开发计划进程安排并提交指导老师检查以便及时修进。
(3)中期检查与指导。指导老师根据各个团队提交的开发计划,对各团队开发项目进程定期进行中期检查,检查各团队的项目进展情况,包括各个小组的开会记录,所查阅的资料,当前所遇到的困难,协助与指导小组面对困难所要采取的解决方法等。
(4)成果提交与演示。课程设计结束时指导老师要求按时提交项目的相关成果,并组织小组团队进行演示与简短的答辩。演示过程要求学生用5―10分钟时间叙述设计原理、过程、系统运行的情况和体会,叙述完毕后由指导老师或其他小组成员提问,指导老师和小组成员记录该学生演示情况和回答问题的情况,并以此作为下一阶段评定该学生成绩的一部分。
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4.建立合理,科学公正的评价体系。为了对每个开发团队中的成员成绩有个公正、公平和合理的成绩,因此必须建立合理、科学、公正的评价体系,本文建立的评价体系包括:学生提交成果,学生演示与答辩,学生自评与互评,教师评分。学生提交成果根据表1学生所承担的角色来交付;学生演示与答辩重点体现对系统的原理、过程、结论,以及开发体会进行表述;学生自评和互评体现了学生的自我认同和互相认同感;最后是教师的评分,教师的评定从以下几方面全面考虑:(1)学习态度是否端正,总体表现;(2)项目组织是否有条理,协作程度;(3)软件系统文档资料表达格式是否规范、符合要求,表达是否准确、完整、简单明了;(4)系统结构是否合理,功能是否正确,人机界面是否友好;除了符合上列基本要求具体评定可以参见下表1。最后学生的总评定成绩为:0.4×教师评定分+0.2×学生互评分+0.2×学生演示与答辩评分+0.2×学生自评分。
表1 评定标准
四、结语
软件工程课程设计是一门理论与实践相结合的应用性很强课程,我结合自身从事软件开发的经验和多年的教学,从以上几个方面探索了该课程的教学模式,在实践工作中虽然取得了一定的成效,获得了学生的认可与好评,但仍处于尝试和探索阶段。在实际指导过程中还存在不少问题,例如:个别学生的积极主动性不够,存在抄袭设计成果现象,等等。这些都需要继续努力,尤其是随着软件产业的飞速发展,如何培养高素质软件人才,对教师来说更是一种挑战。因此,教师应不断学习新的知识,提升自身的能力,把握学科的最新发展动态,探索新的教学模式,深化实践教学改革,为我国教育事业作出更大的贡献。
参考文献:
[1]张海藩.软件工程导论(第5版)[M].北京:清华大学出版社,2008:55-73.
[2]张引,杨小虎,陈越.“软件工程”课程实践中激励机制的探索[J].计算机教育,2007,(5):30-32.
[3]江颉,石晓耀.面向对象的软件工程自主实验教学改革[J].实验技术与管理,2007,24(7):112-114.
[4]王薇.软件工程课程体系研究[J].计算机教育,2007,(8):31-32.
[5]巫华芳.软件工程教学案例设计初探[J].教育与职业,2007,(11):139-140.
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)21-0022-02
教育部2012年对《普通高等学校本科专业目录》和《普通高等学校本科专业设置管理规定》进行修订。以此为契机,结合华北水利水电大学(以下简称“我校”)软件人才培养模式,根据软件工程专业的培养目标和培养要求,积极借鉴“高等学校本科教学质量与教学改革工程”实施以来的教学改革理念、措施和经验,对“数据库课程设计”实践教学环节存在的问题进行反思,提出将工程设计的理念固化在课程设计的各个环节,对其进行改革和研究,旨在提高学生的实践动手能力和自主创新能力。
一、“数据库课程设计”现状概述
“数据库课程设计”为软件学院(以下简称“我院”)软件工程专业在学习完“数据库系统”(包括“数据库原理”与“数据库应用”)课程之后于学期末独立开设的一个综合实践教学环节。实践教学在工科教学领域是一个不可忽视的环节,它不但是理论知识得以迁移的手段,也是抽象与具体、理论与实践结合的基点。数据库系统是一门理论性、实践性均非常强的课程,开设该环节旨在加深学生对数据库系统相关理论知识的理解,培养学生分析、设计和编程实现数据库应用系统的能力,并在具体的数据库应用系统开发过程中强化学生的专业技能。
“数据库课程设计”是让学生独立地根据具体的应用环境,构造满足相应需求的数据库应用系统,它属于设计性实验范畴。设计性实验不但能够促使学生运用所学知识培养综合解决问题的能力,而且也会充分激发学生的学习动机,培养学生的学习兴趣,加强学生的实践能力。但在目前的实施过程中达不到预期的效果,通过分析和反思主要原因如下:
1.轻视实践教学环节
“数据库课程设计”于学期末开设,为期2周。从时间上考虑课程已全部结束,从心理上处于一个放松的状态,已不能全身心地投入学习。且时间较短,学生总以为2周的时间学不到专业技能,不能充分认识安排实践环节的目的和重要性,缺乏学习的兴趣,不能积极参与。
2.缺乏软件工程观念
在学习完“数据库原理”之后进行“数据库课程设计”,大部分学生认为该课程设计只需编程完成数据库的建立、各位数据库对象的建立及数据的添加、删除、修改和查询等功能。学生根据老师布置的课程设计题目马上就做这部分工作,对系统设计缺乏一个整体认识。这部分工作一天时间足以完成,在实际的实践教学环节中,学生大部分时间会浪费在数据库的连接、登录等问题上。这就出现了重程序设计技能,[1]轻软件工程方法,热衷于探索各种机巧的程序设计方法,忽视需求分析、评审、测试等软件工程的基本原则与方法。
3.考核模式过于传统
“数据库课程设计”作为一个独立的实践教学环节,传统的考核方式为出勤率(10%)、电子版系统(30%,界面+数据库连接+数据库设计)和纸质课程设计报告(50%),没有对学生所设计的数据库应用系统进行深入分析,投入的人力、精力不足,没有充分调动学生的自主创新能力。
如何充分发挥“数据库课程设计”的作用,收到良好的教学效果,是本次教学改革的主要研究任务。基于以上分析,主要从以下几个方面进行研究。
二、课程设计实践环节改革思路
1.任务提前分配
通过“数据库系统”课程的教学及“数据库课程设计”实践教学环节的实施,经过反思和讨论,认为通过对课程设计任务的提前分配可以充分认识到实践环节中的要求,调动学生的学习兴趣积极参与其中。关键问题是任务如何分配,提前到什么时候。
“数据库课程设计”是在学习完“数据库系统”课程之后于学期末开设,课程与实践环节是前后连贯的。那么在讲授“数据库系统”时就把“数据库课程设计”的题目、内容、要求、目标及成果提交的方式等分配给学生,在学生认识到学习完课程之后还有一项重要的任务。在学习课程的过程中,学生自己就能认识到学习的重点与难点。
“数据库系统”课程与“数据库课程设计”各个环节的对应关系如图1所示。
2.注重题目设计
“数据库课程设计”的第一个环节:题目的设计,至关重要。教师查阅资料,认真选题。首先题目的难度要适中,若选题简单,会让学生误认为数据库应用系统开发是一件很容易的事情,学生不能在设计中全面了解数据库设计的全过程及数据库系统的各种功能,达不到课程设计的目的;若选题过难,部分学生会知难而退。其次,题目要充分,避免抄袭现象,要设计到较多的领域,题目示例如表1所示。由于在学期初进行任务分配,学生有充分的时间对自己感兴趣的题目进行详细地实地调研,并能让学生充分认识到所学的知识并不抽象,能用来解决现实生活、工作中的实际问题,理论与实践完美结合。
由于学生的工作经验和社会阅历都不够丰富,在给出题目时,不但包括系统应该完成的功能需求,也包括一些描述系统的素材,同时还对各系统中现实环境中的情景用flash或DV制作了一系列的虚拟片断,从而为学生直观地理解系统中的业务需求奠定了基础。[2]
3.培养团队合作意识
学生分组,每组一题,不能重复,组内成员分工合作,培养团队协作能力,避免出现注重个人程序设计技能的运用和各种经典程序设计难题的解决,轻视团队协作能力和具体项目环境下的工程开发能力。
尤其在设计环节,要求学生灵活运用学过的知识进行设计,给同学们提供了较大的思维想象空间,调动了学生的学习兴趣,勤于思考,充分表达对不同设计的看法,然后集体讨论和总结,发挥集体的智慧,得到较优的数据库模式。
4.加强软件工程观
根据学生在进行数据库信息系统设计时重编程、轻设计的问题,提出把软件工程的观念贯穿到信息系统设计的各个环节。基于国际软件工程学科CC-SE2004规范,软件工程的教学与实践,从早期注重培养学生的软件工程观。
软件开发过程是一个系列活动,应包括:需求分析、软件设计、实现与调试、测试与验收、部署、维护等活动,具体过程如图2所示,在此过程中要借鉴工业工程中的“过程决定质量”的理论,强调过程对于软件开发的作用。[3]由此可见,编程只是其中很小一部分工作,应把重点放在分析和设计阶段。
为帮助学生以工程方法构建中小规模软件系统的知识和技能,演示一完整的项目作品,并制作开发视频,视频中展示数据库应用系统开发中每个阶段的主要任务和具体做法,尤其是需求分析和项目设计阶段,从而避免重编程实现而轻分析、设计的现象。
5.考核模式创新
为充分调动学生积极参与到课程设计各个环节,课程设计最后一天,每个设计小组分别答辩,讲解项目开况并回答老师提出的问题,最后提交课程设计报告。最终的成绩由考勤记录、课程设计报告和答辩三部分组成,成绩比例为2:3:5。该方式可充分调动学生的积极性,让每个学生均参与其中。
在此基础上,院里可以组织系统设计大赛,课程设计的作品可以参赛,并把获奖作品上传到院系网站,让学生自己进行投票,评选出界面设计奖、功能奖、代码设计奖等奖项。
6.实践效果的评价与反思
在课程设计结束后要做好教学效果的反思工作,通过问卷、交谈、建议等方式了解学生的心得体会,[4]特别是在实践动手能力方面的收获以及不足之处,以便进行教学改革,逐步提高教学水平,达到更好地教学和实践效果。
三、总结
根据软件工程专业特色,对“数据库课程设计”实践教学环节的任务分配、题目设计、团队意识、软件工程观及考核模式等方面进行改革和研究。近几年的实践表明,改革后效果良好,提高了学生的实践能力,达到了课程设计的预期效果。
参考文献:
[1]何福保,道,胡开华.基于项目模拟实训的“数据库课程设计”教学方法研究[J].福建电脑,2012,(1):31-32.
中图分类号:G642.0文献标识码:B
文章编号:1672-5913(2007)08-0045-04
计算机操作系统是与硬件直接相关的系统软件,计算机中的关键性技术,它的设计与实现体现了程序设计与软件工程的精髓[1]。计算机操作系统原理课程是计算机科学与技术及相关专业的核心课程之一,对理论与实践要求都很高,历来为计算机及信息学科所重视。操作系统课程设计正是该课程实践环节的集中表现,不仅可使学生巩固理论学习的概念、原理、设计、算法及数据结构,同时培养开发大型软件所应拥有的系统结构设计和软件工程素养。对该课程考核体系的构建可以促进学生设计能力、创新能力和科学素养的全面提升。
1 操作系统课程实践现状分析
国内外高校对操作系统课程的实践环节极为重视[1]。北大、清华、西电、国防科大等院校均分两个学期,设立理论、实践环节来共同完成该课程的教学工作。实践内容主要分为模拟仿真型、解剖型或设计型。由于操作系统课程内容的抽象性、复杂性,决定了许多学生在学完理论以后,对实践环节感到束手无策;同时该课程内容承上启下,涉及以前学习的许多课程,如C语言、数据结构、计算机组成原理等,要求学生有较强的综合分析问题和设计的能力。课程的难度阻碍该课程的考核,实践考核往往成为程序设计考核或算法编程考核,没能成为有效促进操作系统学习的有力工具。一些院校在此方面进行了有益的改革与尝试。北京大学根据MIT的开放课程经验和自己学生的特点,建立操作系统实验室,提出了一套自己的试验平台和实验体系,包括实习授课、进程控制、实习反馈等环节控制教学质量[2]。考核模式中增加成果演示和期末答辩环节,借助交流开发心得、压力测试等方法检查进度控制好坏,达到促进学生学习的目的。南开大学提倡使用系统仿真的实验环境加强学生理论联系实际的能力,降低试卷考试的压力,建立多元化考核体系,使用“弹性考核制度”培养学生的综合素质和能力[3]。
我校是农业类院校,操作系统课程设计是紧接操作系统原理课程的实验型必修课,安排在上完理论课的下一学期。过去两三年里,借鉴其他院校的经验,根据自己学生的生源特征和课程特点,本着“承上启下、提高综合能力”的宗旨,为提高学生的软件设计能力、动手编程能力,摸索与总结了一些控制实践课程质量的方法。但也暴露出一些问题。(1)无法将操作系统理论与实践结合起来。一些同学只为完成表面上的功能进行软件设计与开发,没有借鉴前人成果;(2)同学之间依赖性严重,加之Internet网提供的便利功能,一些同学出现网上拷贝,不劳而获、浑水摸鱼的现象;(3)缺少考核体系与测试环节。对原理课程的认识不足,缺少软件工程的思想指导。实践环节的软件开发等同于以前的算法设计或编程,没能突出该课程系统性的特点;(4)缺少分组协作能力、口头表达能力、进程控制能力等方面的训练,许多同学会做不会说、不会写;能单独开发,不会小组共同协作。
2操作系统课程设计考核体系构建思路
学习评价是课程学习的一部分,能够有效地促进课程学习。一个完整的课程考核体系应该有过程性学习评价和终结性学习评价两部分。针对本课程的现状,考核体系应具体解决如下问题:(1)量化考核指标;(2)量化考核每位同学的协作能力、分析解决问题能力。由于分组协作完成设计任务,给老师有效地分辨出每位同学具体完成的工作量及工作质量带来困难,需要考核环节中具体的量化措施来保证。(3)体会软件开发全过程。操作系统是计算机中管理软硬件资源的系统软件,其设计与实现的着眼点均是“一切为了用户”的系统观点。通过考核环节的设定,使没出过校门,没有实践经验的学生,在校期间体会到软件的开发过程。
与理论考核模式相比,实践考核不仅注重结果,更加注重过程、技术和素质考核。分析操作系统课程设计实践现状,结合具体的考核量化问题,本着过程与结果并重的原则,提出如下指导原则:
(1)坚持多样化考核与多次考核机会相结合的考核方法。建立以考察专业技术和职业素质为基础的考核体系。考核内容的选择,既要体现和课程培养目标,又要有利于培养学生运用所学知识和技术分析问题和解决问题的能力。真正做到既考知识,又考能力(技能)和素质。
(2)强调理论与实践的结合。课程设计从题目的选择到设计与实现,均应借鉴前人成功的设计理念,采用或扩展已学过的算法和策略,考察将抽象的理论知识渗透到实践设计的能力。
(3)根据课程设计考核改革模式,设计考核评测体系及考核评价指标。过程考核、技术考核及结果考核相结合,最终得出综合成绩。同时,注重每一考核环节的交流与指导。
(4)将软件工程的思想融入课程设计,培养学生分工协作能力,进度控制能力。
本研究在总结我校前三届学生课程设计经验的基础上,学习借鉴其他高校的成功经验,针对农业院校学生的特点,突出内容的系统性、设计性和可操作性的同时,本着综合能力提高的宗旨,通过协作学习与模拟性学习相结合,设计出一套适合本校学生特点的学习考核模式,采用过程考核、技术考核、结果考核等多种形式建立实践教学的考核评价体系(图1),提高实践环节的质量,调动学生的学习热情,“以考促学”,培养学生多元能力,为农林类院校操作系统课程实践考核趟出有益的道路。
3 考核评测体系的构建
操作系统实践教学的考核目标是在软件工程思想指导下,提高大型软件的分析设计能力,小组成员的分工协作能力,设计结果的分析测试能力。因此,考核体系的制定既要考虑理论知识与技能提高,又要加强团队精神与素质培养。本研究按照该课程实施过程中的五个步骤:明确目标――小组计划――协作研究――分组测试――最终评价设立考核环节。
3.1 考核评测环节的建立
操作系统课程设计考核体系根据课程考核的指导原则和课程设计流程,本着科学合理,重理论、重技能、重素质的原则,设定为五大考核环节,分别是设计考核、算法考核、测试考核、能力考核和提优考核,最终考核成绩是五部分乘权重之和。表1,体现各考试环节的考核内容与方法。其中,设计考核针对课程设计的开始部分,检查学生整体规划和协作分工能力;算法考核主要考核每位学生的参与程度,具体实现措施;测试考核属于对课程设计成果的检查,是以往实践考核的薄弱环节。该考核体系中强调测试,通过制订组内测试、组间测试和教师测试制度完成整体测试。具体测试过程是教师提供测试报告书格式及考核项目,组间成员按照对方提供的操作说明对软件作品进行相互测试,并填写测试报告,然后由教师组成的测试小组进行综合性测试,给出测试评语。能力考核贯穿实践的每个环节,通过学生制作PPT、口头汇报并回答问题,考察语言表达能力、进度计划实施情况及工作汇报能力。提优考核是在课程设计结束后,针对部分优秀的学生主动申请,通过撰写小论文的形式体现。
3.2 考核评价指标的建设
考核测评环节是指导实践考核的基础,考核评价指标具体量化考核环节,是成绩评定的依据,它的构建必须有系统和全局的眼光。我校操作系统课程设计是停课一周进行,时间安排在三年级下学期开学第一周。三年级上学期理论课结束后学生分组、选题,利用寒假时间准备资料,开学后完成具体实践工作。课程设计的好坏很大程度取决于假期准备工作的好坏。为了有效考核学生准备工作和实践情况,针对考核环节设定具体的汇报考核指标和测试报告考核指标。由教师和四年级优秀学生组成考核小组,按照汇报考核指标打分,存档源码程序、可运行程序、测试报告和课程实践报告,综合测试报告考核指标给出课程设计的综合成绩。
(1)汇报考核指标
汇报考核如表2,属于过程性考核,主要考查学生整体计划,分工协作与进程控制能力,语言表达能力和幻灯汇报能力,有利于提高理工科学生的综合素养。采用PPT幻灯形式,汇报时间穿插在实践设计的过程中,是量化设计考核、算法考核和综合能力的主要手段之一。同时,总结性汇报促进同学之间彼此交流成果与心得。
(2)测试报告考核指标
软件测试是保证软件质量的重要环节,测试考核指标的设立有助于建立良好的软件测试观,养成良好的测试习惯,为后续软件工程课程的开设积累实践经验。测试考核以测试报告的形式存档,考核指标既要体现整体构思,又要能够促进被测试软件的完善,有助于错误的发现与改进;同时,该项工作的开展是同学之间交流与学习的机会。核心测试指标如下:
理论依据是否充分。
功能、结构设计的合理性、是否考虑充分。
算法正确性及容错程度、算法性能情况,要求评测人用具体的测试数据进行说明。
用户界面友好性、直观性、易用性,并要求具体列举。
总结评价该设计的优缺点,具体描述特色与创新,并提出改进建议。
4 实践与效果分析
4.1 操作系统课程设计的实践
2005~2006学年第二学期,在我院院级实践教学改革项目的资助下,计算机科学与技术系02级共63位同学分成20个小组,按照操作系统课程设计考核体系进行实践。教师提供20道参考题目供学生选择,同学也可根据自己的兴趣爱好自定与操作系统相关的题目。有模拟内存可变分区的系统,有模拟Linux 2.6内核的进程调度系统,也有图形化动态模拟磁盘调度各种算法的系统。两名教师和两名四年级同学组成考核小组,经过三阶段的汇报考核,组间测试考核,实践报告考核,作品测试等考核,顺利通过课程设计课程实践。每组同学巩固理论学习的同时,加强软件设计与编程能力,整体素质得到锻炼与提高。每个小组提交软件作品,其中5个小组提交提优论文。图2和图3分别是课程设计学生作品样例。
4.2 实践效果
经过一周的停课实践,学生们普遍感觉加强了对操作系统理论的认识,同学之间的协作能力提高,自身的编程能力、系统设计能力及表达能力得到锻炼和改善。通过课程设计考核体系的实施,使广大学生在如下几个方面得到了提升:
(1)协作学习能力普遍提高。每个小组非常重视三个阶段的汇报,从查阅资料到幻灯结构、内容和色彩都经过仔细琢磨;小组内讨论气氛热烈,有些小组甚至在宿舍熄灯后仍在探讨问题;还有的小组到处寻找通宵教室,加班加点工作。
(2)真实能力明显提高。量化课程设计过程和考核指标,完善了过程监督,有效地防止了学生实践“做弊”现象,使所有学生的能力都得到一定锻炼。
(3)提升综合应用知识的能力。操作系统模拟的许多题目,不仅涉及数据结构,同时要求活学活用操作系统理论中的概念与方法。如,模拟内存管理的设计中,为突出并发和共享特征,一些小组使用了多线程实现并发。另外,数据结构中树、链表以及Hash表的知识得到巩固。
(4)计划表达与交流能力提高。课程设计三个考核环节,将自己的成果展现给同学和老师,并且解答老师的提问,有助于老师与学生、学生与学生之间交流。老师可以及时发现问题,指导学生改进设计方案;学生也可在汇报过程展现自己,锻炼语言表达能力,对于不善表达的理工科生来说是很好的锻炼。此外,该考核方法使学生不敢懈怠,按时完成任务。
(5)学习主动性和创新性得到激发。课程设计的所有考核环节均开放式进行,学生在考核过程中可以相互对比,有效促进了比学赶超的学习热情;考核压力促进基础薄弱的同学在基础较好的同学带动下进行主动学习。学生潜力得到很大发挥,不再局限于教学过程中所学知识,自学相关内容,力图将设计做到最好。
5 结束语
该套考核环节、方法和考核指标的建立,强化了操作系统原理的掌握,激发了学生学习热情,提高了实际软件设计、编程能力,培养了组织协作与团队精神,为抽象理论课的实践环节的理论提升探索出一条有益的道路。由于该考核体系处于实验阶段,有待于进一步发展和完善。
参考文献:
[1] 孙微微,刘才兴.研究型大学操作系统课程实习项目的设计[J].农业网络信息. 2005,5.
[2] 陈向群.操作系统实习教学经验[J].全国第八届操作系统课程教学研讨会. 2005,5.
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[4] 邹恒明.上海交通大学“操作系统”精品课程的立体化建设[J].计算机教育. 2006,7.
[5] 程金林,吴斌,靳晓枝,黄铮. 高校实验教学考核模式的改革与实践[J]. 实验室研究与探索, 2004,24,(4).
[6] 康丽军.关于操作系统课程改革的探索与实践[J].太原大学学报.2004,5,(3).
收稿日期:2006-9-14
资助项目:南京农业大学信息技术学院院级教改项目的资助
作者简介:姜海燕(1967-),女,浙江临安人,副教授,研究方向:农业信息技术、软件工程。
软件工程专业是国家教育部在2002年新增的专业。该专业以计算机技术为主的专业,实践性很强,专业的实践教学体系是培养学生实践能力、计算机工程能力、创新能力的重要途径。我们应该充分了解市场和企业的需求,制订和实施切实可行的实践教学体系。[2]
曲靖师范学院软件工程专业从2008年开办至今,已经培养5届学生,一直以来,我们不断丰富和完善该专业的实践教学体系,形成了相对完备、效果好的实践教学体系。
2 实验室建设是硬件基础
实验室是开展实践教学的硬件保障,实验室建设的好坏,直接关乎实践教学体系执行的成败。一直以来,我们非常重视软件工程专业的实验室建设。实验建设能充分满足软件工程专业实践教学体系的硬件要求。实验设备采购的指导思想是实验设备要先进、实用,充分满足学生的学习和教师的实践教学需要。
该专业已经建成硬件实验室有2个,分别是“计算机组成原理实验室”、“计算机组装与维护实验室”;通信与网络实验室有2个,分别是“计算机通信实验室”、“计算机网络实验室”;软件类的实验室有3个,分别是“软件开发与测试实验室”、“数据库实验室”、“信息技术创新实验室”。同时,为适应当今云计算的研究需要,我们投资200多万建立了云计算平台。
以上实验室的更新及新建,能充分满足师生完成实践教学的需要。
3 软件工程专业技能训练是实践教学体系的抓手
在学生大学期间,为了在不同学期适时提高学生的综合实践能力,我们结合“软件工程专业人才培养方案”的要求,开展了贯穿大学4年的专业技能训练。我们把专业技能训练当作实践教学体系的抓手,专业技能训练根据训练大纲,着力提升学生应具备的专业素养和能力。
我院的专业技能训练主要包括两个级别,一级是课程设计训练,本训练以课程为依托,制定课程级别的训练大纲;二级是综合设计训练,主要训练学生的软件论文项目的开发能力,要求学生能灵活应用所掌握的知识和技能,完成一个综合性、设计性的软件项目。下面分别对这两级训练作详细介绍。
3.1 课程设计训练
“课程设计”是一个多义词词条。它可以指“为掌握某一课程内容所进行的设计”[3]。课程设计是课程实验的高级环节,课程实验是提升学生立体实践能力的根本,课程实验分为验证性实验、综合性实验和课程设计实验,我们在传统验证性实验的基础上开展课程设计实验,提升学生的课程综合实践能力。
以《Java程序设计》课程设计为例,课程设计的目的:利用Java语言的语法特性,结合数据结构算法、网络知识、文件处理和数据库等知识完成综合题目的设计和代码实现,并培养锻炼分析程序、撰写报告等能力。
软件工程专业的已经开出课程设计的课程有4门,分别是:OFFICE办公软件、计算机组装与维护、C语言程序设计、JAVA程序设计。我们针对这些课程,在编写实验大纲时,要求包含课程设计,设计方案要经过专业系的审核和教授委员的审定。最后,以审定通过的课程设计为依托,为后续综合实践能力的提升打下坚实的基础。
3.2 综合设计训练
综合设计训练的目的是锻炼学生综合所学知识,设计和开发一个小项目的能力。这些项目有“JAVA程序设计”、“商业数据库开发”、“J2EE企业应用”、“JAVA Web开发”等,这些小项目的训练要基于几门课的知识和技能,如“JAVA Web开发”就需要学生综合数据库、软件工程、JAVA程序设计语言等知识与技能。
综合设计训练要与毕业设计区别开来,此训练的主要目的是让学生体验和掌握项目开发流程,同时锻炼综合应用所学课程来完成一个具体的小项目。
3.3 软件工程专业技能训练安排
]
为鼓励学生多渠道获得技能分,我们规定,学生参加通过全国软件资格(水平)考试(中级),可以获得2学分,参加通过软件资格(水平)考试(高级),可以获得3学分。
4 毕业设计是实践教学体系总结性的实践环节
毕业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。通过毕业设计,学生可以综合应用所学的各种理论知识和技能,进行全面、系统、严格的计算机技术及软件工程能力的练习。[4]毕业论文(设计)是实践教学体系的技能整合,我院对毕业论文(设计)作重大改革,着力打造学生综合实践能力。
参加毕业论文(设计)的学生分两部分,一部分在公司实习,同时要在公司完成毕业论文(设计)工作,余下的学生在曲靖师院完成毕业论文工作,为提高毕业论文(设计)的质量,经向教务处请示,允许我院结合专业实践性强的实际,改革本专业毕业论文(设计)工作。改革思路包括三点,一是我院学生的毕业论文(设计)以毕业设计为主,弱化对学生文本的要求,强化对实践动作能力的提升和检查,二是做好规范管理工作,制定相关文件,如:“信息工程学院毕业论文(设计)工作规定”、 “信息工程学院毕业设计开发文档的撰写与打印规范” 、“信息工程学院毕业设计开发文档”等。
5 校企合作助力实践教学体系
为提升学生的实习效果和就业质量。我们自2012年开始,与四川华迪信息技术有限公司开展毕业实习的合作,该公司是一家集软件外包、信息服务、学生专业技能培训为一体的公司,在以上业务深耕12年,在全国小有名气。我们的学生参加校企合作实习有两种类型,一是为期三个月的专业实习,二是为期四个月的就业培训。三个月的专业实习分为Java开发方向和计算机网络方向,Java开发实训的重点是提升学生的软件开发实践能力和水平,计算机网络方向的实训重点是提升学生的网络规划、设计、实施、部署的能力。
从2013年开始,软件工程专业的学生几乎都参加校了企业合作的实习,取得了良好效果,学生的专业实践能力提升了,就业质量明显提高,很多学生就在四川成都就业、创业。
6 结语
本文结合长期的思考和实践,不同的实践环节有机整合,大大提高了学生的职业能力和素质。软件工程专业的实践教学体系的构建和实践是一个系统的、长期的过程,还需要我们不断地探索,进一步提高人才培养质量。
作者简介:张艳(1976-),女,河南南阳人,上海理工大学光电信息与计算机工程学院,讲师。(上海 200093)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0096-01
计算机是一门技术性、工程性和应用性很强的学科,教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会的发展战略研究报告中也指出:计算机专业的人才应该被分为科学型、工程型、应用型三类,而绝大多数应该是工程型和应用型的。许多高校注重学生专业能力的培养,纷纷开设实践类课程以满足信息社会对实用型人才的需求。因此,如何建设实践类课程无疑是摆在每位一线专业教师面前的重要课题。本文以“应用软件课程设计”课程的建设为主要探讨对象,介绍了该课程的设置意义、教学方法和实施细则,希望能对计算机专业实践类课程的建设和教学以及学生的就业有所帮助。
一、课程设置的重要意义
在大学里,设置一门课程,不能只关注这门课程所含的内容,更要考虑本科教育培养学生基本专业能力、可持续发展能力等这些本质性的问题。计算机学科问题求解的基本思路是“问题形式化描述计算机化”,以抽象、理论、设计为其学科形态。按照计算机科学与技术专业本科生的培养目标,到学生毕业时应具备计算思维;算法设计与分析;程序设计与实现系统的认知、分析、开发与应用等四大基本能力。
“应用软件课程设计”课程面向大三的学生开设,在计算机科学与技术专业四年本科教学中,是以前期的“数据结构”、“计算方法”、“离散数学”、“软件系统”(包括编译原理,操作系统)、“软件工程”、“程序设计”、“数据库原理”以及“计算机网络与通信”等课程为基础的一门软件开发技术综合应用的专业课程。该课程让学生综合运用专业知识,通过动手实践,以团队协作的方式根据软件工程的原理选择难度适中的课题,完成网络环境下基于B/S架构的综合应用软件的系统设计与实现任务。课程设置的目的就是通过本课程的系统学习与实训,达到全面提升学生综合应用软件的实际开发能力和团队合作能力,以解决传统教学中理论学习与工程应用相脱节、单门课程孤立地学习与缺乏正确运用学科体系的理念来指导学生实现综合技术全面应用的突出问题,以期有效地实现计算机科学与技术专业本科学生的培养目标。
课程开设近10年的实践证明,学生综合运用计算机专业基础知识,科学设计、开发软件,合理进行软件开发的能力得到全方位的、实战型的锻炼,不仅实现了专业理论知识与实践有效地相互结合,而且很好地锻炼了学生的动手实践能力和团队协作能力,为日后的择业起到很好的铺垫作用。
二、“应用软件课程设计”的教学内容
“应用软件课程设计”主要以曹渠江教授编写的《综合运用软件设计》一书为教材,辅助以课程网站和网络上的各类学习资源,要求学生利用软件工程、面向对象程序设计的思想,根据课程项目任务和功能完成课题的需求分析;制定课程项目详细的时间进度规范;利用面向对象程序设计、计算机网络、数据库原理、多媒体技术等相关知识来进行数据库设计与开发;熟悉和掌握网络应用的开发环境,分析课题中技术难点并进行技术攻关;根据制定的时间进度计划和需求分析,进行网络环境下基于B/S架构的系统软件模块的编写、开发与整合;对整个项目所有模块进行代码集成测试、软件产品完善;最后提交课程设计个人报告、课程设计小组报告以及完整程序。整个课程总学时为64学时,主要以机房实践为主,通过演示软件、答辩的形式公开、公平地评定成绩。
三、应用软件课程设计的实施方法
1.本课程的实施原则
实践类课程不同于其他计算机专业课程,主要以实践为主,这就比较难控制进度和公正地评价学习成绩,因此笔者制定了如下实施原则:
由教师提供网上新闻管理系统、网上宠物商店、网上公文流转系统、药品管理系统、继续教育管理系统、网上用户投诉系统、在线同学录、企业仓库管理系统、班级相册管理系统、在线学籍管理系统、网上聊天室、客户关系管理系统等难度适中的十几个项目,对于每个项目都讲明设计要求和要求实现的基本功能;按照自愿原则,四到六个同学组成一个项目小组,推选出一位组长。对于没被组合的同学,由教师统一安排,每组配备一位有项目开发与项目管理经验的研究生为指导教师,负责学生的上机辅导、课外答疑、技术咨询与指导;每组由组长填报所有成员的个人信息,以便师生之间紧密联系;每组组长代表小组全体成员与指导教师商定每周一次的辅导、提问与答疑的时间,并互通联络信息;教师每周安排两次上机,每次4个学时。最初的3周(12学时)进行理论授课,主要讲课程基本要求和安排以及软件工程、软件开发工具和方法的基本知识;设立课程公共电子邮箱,上传所有课程资料、进度安排和学生要提交的各个阶段的文档模板,每位学生必须根据给定的工作模板与课程要求,在不同时间节点完成个人与小组的初期、中期、末期三个时期的阶段报告和最终的课程设计报告;最后进行大组公开演示和答辩,全体指导教师根据答辩情况、提交的报告质量、平时上机表现与平时的检查情况集体打分,综合评定出每位学生的最终成绩。
2.本课程的教学安排
整个课程在实际教学过程中,按照16周的总体时间共分为以下5个阶段。
(1)课程设计第一阶段(3周):认真学习教材和阅读课题任务说明书,根据软件工程的理论和选定项目任务完成课题的需求分析;制定本课题的实施方案,完成个人角色任务分配等各类文档和开发规范;确定课题技术难点及其攻关措施;熟悉和掌握.NET的开发环境、后台数据库开发工具以及与课题相关的开发工具。在本阶段结束时,向指导教师提交课程设计个人及小组的初期报告。
(2)课程设计第二阶段(4周):根据制定的时间进度计划和需求分析,进行系统数据库的实现及应用软件的初步模块编写与开发。在本阶段结束时,向指导教师提交课程设计个人与小组的中期报告以及个人阶段性开发的程序源码。
(3)课程设计第三阶段(4周):本阶段是项目开发的实质性阶段,对整个项目所有模块进行开发并进行代码集成测试、完善整个软件产品。在本阶段结束时,向指导教师提交课程设计末期的个人和小组的报告。
(4)课程设计第四阶段(3周):完成全部代码的开发工作,检查并汇总本课题小组成果,课题小组完成项目开发总结报告,个人完成各自的课程设计个人报告。在本阶段结束时,向指导教师提交课程设计个人与小组的报告以及小组的完整的、可供运行的代码文档。
(5)最后是课程设计综合评价阶段(2周):对本课题设计项目综合评价,最后进行大组公开演示和答辩,检查程序运行效果;全体指导教师根据答辩情况、提交的报告质量与平时的上机情况集体打分,综合评定出每位学生的最终成绩,力求公平、公正。
另外,在课程结束后会召开师生座谈会,集中讲评、总结课程的教学、学习情况,征求学生对课程和教学方面的建议和意见,同时给学生指出专业学习的努力方向,学生给教师提出今后课程需改进的地方,使教与学相互促进从而不断完善该课程。
四、结论
“应用软件课程设计”在上海理工大学已经开设10年,是上海理工大学精品课程与上海市教委重点课程建设项目,它很好地体现了计算机专业课程的系统性、完整性、科学性和原理性,有效锻炼了学生的动手实践、软件开发和团队协作能力,对提高学生的专业能力和专业素质起到了关键作用。任课教师在教学实践中付出了很大的努力,不断完善课程的教学模式和评价手段,积累了大量经验,该课程多次受到学生的好评,很多已就业的学生反馈的信息表明:该课程对学生专业素养的培养和从学校到职场的衔接起到了很好的作用,为计算机专业的实践教学探索出一条切实可行的道路。
中图分类号:H191
近几年来,随着高考生源减少和本科院校的扩招,低分生源进入高职院校已是不争的事实。他们文化基础知识薄弱、学习能力偏低,抽象的机械类专业的学科知识让他们感到很难学懂,传统的教学方法不能激发出他们的学习兴趣。机械设计基础,是各个专业中学时最多,任务最重的一门课程,在人才培养计划中起着举足轻重的作用。它既具有很强的工程应用价值,也为后续相关专业课的学习奠定了基础。因此,如何上好这门课,使学生在有限的教学时间里,既能掌握课程的基本内容,又具备一定的基本技能训练和工程实践的能力,成为教师教学方法研究的重要课题。为了客观真实反映教学现状,我们在7个高职院校进行了为期6个月的调查研究。
一 问卷调查的主要内容
我们于2012年3月至2012年9月开展调查,本次调查问卷主要涉及《机械设计》的课堂教学、实验、课程设计,考试安排,任务驱动法的学生反馈五个方面,共40个问题。调查学生包括不同职业院校,不同专业学生共计1200人左右,题型以选择为主,选作安排学生对课程讲解的建议和意见。发放试卷采用任课老师安排作业的方式,这样可以避免学生敷衍了事,反映真实的教学现状。
二 调查结果反映的问题
调查共收到有效答卷960份。问题集中反映在以下几个方面
(一) 学生学习时目的性不强。课程的教学和实践活动没有结合学生所学专业的特点,使学生感觉这门课程与今后所学专业没有太大关系。
(二) 课程设计质量下降。
(三) 学生工程意识薄弱,学习方法不适应课程要求。
(四) 考试方式陈旧单一,过程不透明,没有新颖性。
三 基于任务驱动的教改方案的实施
一、教学内容模块化,增强立体感
高等职业教育重视技能训练和综合素质培养的要求,机械设计基础课程教学应减少原理阐述,把重点放在与生产一线紧密结合的机械零件部分,在教学中将课程内容分为必修、选修和自修三种,另外,针对我校数控、模具和机电专业的特点,涉及到的机械设备都是高速回转机械,回转件的平衡和滑动轴承中的静压轴承在本专业中有很重要的地位,也作为必修内容,将教学内容分成牛头刨床刨刀驱动机构的传动分析、缝纫机踏板机构的运动分析、单缸四冲程内燃机的传动结构分析、圆柱齿轮减速器的传动分析四个情景。每个情景安排学习目标,内容,方式方法建议。根据教学内容下发若干任务,每个任务中具体化知识点、能力点、教学形式、方法、环境要求。以牛头刨床刨刀的教学情景示例如下表一。
5.材料与工具 实验实训指导书,教学模型机构
6.教学重点 自由度的概念和运动副对自由度的限制,机构具有确定相对运动的条件,机构自由度的计算。
二、突出课程的工程性和实践性,提高创新积极性
应用型高职教学不仅要重视常用机构和通用零件工作原理和设计理论,而且要将与工程实际紧密联系的部分作为教学重点,才能使理论教学与实际紧密联系起来。例如,在绪论中研究机械的组成和功用,以汽轮机和内燃机为例子讲授,这两个例子中,包括连杆机构、凸轮机构、连接件、传动件、轴系件以及弹簧等。这两个典型例子的选取,既满足了教学要求,便于学生理解,又突出了课程的实用性和我校的专业特色。课程设计题目的搜集有多种途径,例如:结合教师的科研项目拟定合适的课程设计题目;建立学校与企业的合作关系,了解企业的需求,将企业一线急需解决的设计问题引入到课程设计中;从往届毕业设计的题目中截选出合适的传动装置设计部分作为题目;允许并鼓励学生根据经验和兴趣自己拟题;结合国家、省和市机械创新大赛主题寻找一些题目作为课程设计题目。在此类题目的课程设计中,由于有明确的设计目标,学生投入精力很大,兴致也很高,课程设计效果较明显。
三、使用现代工程设计方法和手段,
随着计算机科学技术的迅速发展,世界机械制造业已进入数字化设计、分析与制造的新时代,先进的三维设计及其制造方式正在全面展开。所以在"机械设计课程设计"中,将三维数字化设计代替传统的二维制图是课程改革的一个重点,并对二维设计的机械课程进行整体优化。现在领先的三维设计软件有Pro/E 和UG 等。现阶段许多学生选用传统二维设计软件AutoCAD 绘制工程图,对于缺乏感性知识的学生来说有一定困难,有碍于学生设计能力和创新意识的培养。应当鼓励学生采用三维设计软件进行三维实体设计,使设计手段与现代企业要求接轨,完成零件与系统的设计,先建立三维模型,再形成二维投影,符合一般人的思维习惯,有利于学生创新形象思维。三维图形模型可直接调入有限元软件,进行CAE 分析。这样可拓宽学生创造设计能力的培养,也是软件发展多样化的需要。随着机械制造企业信息化工程的进展,广大工程技术人员使用计算机进行数据处理和设计计算工作,对机械设计制造中通用基础信息资源也提出了新的需求。在使用CAD/CAM/CAPP/CAE/PDM 等软件工具进行产品设计制造过程中,经常涉及各种标准规范、常用基础数据、曲线图表等信息资源的查询和选用,也涉及常用机械零部件、标准件校核计算和设计分析等专业应用问题,设计手册的查询是设计时遇到的一件非常繁琐的事情。我们推荐使用《机械设计手册(软件版)》,实践表明,学生应用该软件进行传动部件相关零件计算和数据查询所花时间只有以前的一半,不但可以留下更多时间去进行传动机构的三维造型,而且也通过传动部件设计实践,掌握了有别于手工计算、人工查询手册的软件版手册用法,为今后更有效地工作,打下了坚实的基础。
四、坚持并加强课程设计的总结和答辩,培养学生团队意识
答辩是对学生设计成果的一种肯定,也是学生间、师生间相互交流的重要方式;是教师检查设计质量高低的有效手段,也是对暴露出来的共性问题进行的一次集中答疑。以往的答辩方式是单个学生逐一答辩,由于时间紧,提出问题的覆盖面小,难以真正反映学生对课程设计知识的掌握程度。采用分小组答辩的方式,学生之间可以通过相互的讨论,培养学生的团队精神,这样可以获得一次学习提高的机会,提高答辩效果。同时要重视课程设计总结。学生通过认真总结,剖析自己设计中的得失、成败,有助于进一步掌握设计方法和步骤,找出今后设计中应注意的问题。教师也要认真对整体设计情况有一个针对性的总结,指出设计的不足,要肯定成绩并给予鼓励。通过系统总结和答辩,可使学生进一步发现设计计算和设计中存在的问题,进一步搞清不甚理解的或未曾考虑到的问题,从而取得更大的收获,圆满地达到课程设计的目的与要求。
五项目化教学的考核评价方法
基于项目驱动教学的考核强调以人为本的整体性评价观,重视对学生能力高低认定具体手段和实用方法。根据《机械设计基础》课程特点及教学目标, 结合职业岗位能力的需求, 该课程学生学习成绩由学习过程态度考核、学习过程知识技能考核、综合能力考核及理论知识考核四个部分组成。具体考核评定标准如下。
准时提交作业、实验报告且内容基本正确和符合要求可得满分;迟于规定时间上交作业者每次扣1分;不交作业者每次扣2分;作业内容有明显抄袭痕迹或完全不符合要求者每次扣1分。
实验、设计课遵守纪律。不大声喧哗。实验操作规范得满分。明显扰乱课堂秩序,影响他人的扣2分,扣完为止。
全部按时交作业准确率80%以上得15分;准确率(70-80)%得12分;(60-70)%得10分。不交作业一次扣一分,扣完为止。
客观题部分,主要用来考查学生必须掌握的基础知识; 主观题部分,考查学生对知识的应用能力。
四、结束语
教学实践表明,本次在机械设计基础课程中采用任务驱动和模块化教学模式的改革是成功的。教育模式是能力本位的培养模式,是对传统教育模式的颠覆性改革。其优势体现在:第一,构建以培养学生具备在现代工程环境下赖以生存和成长的团队协作精神、交流沟通能力,对新产品、新流程、新系统的掌控意识和能力为核心的教学目标。第二,将教学内容与工程实践紧密联系在一起,顺应先进制造技术发展的需求,适应日益扩大的国际经济交流,以及日益增加的工程全球化竞争环境。第三,营造有利于创新人才培养的环境,激励学生的创新精神、创新能力,以满足社会对工程人才知识结构和素质能力的要求。第四,在理论课堂教学中强化实践教学,提高学生的工程意识和工程素养。以适应信息时代对工程技术人才的需求,适应高职院校对高技能高素质人才培养的要求。但是,这种教育模式的实施,对教学环境,对教师的素质都提出了新的挑战。我们应该共同努力使中国的工科教育能够走在世界前列。
参考文献
[1] 濮良贵, 纪名刚. 机械设计[M]北京: 高等教育出版社,2001.
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[4]朱玉.CDIO工程教育模式下"机械设计课程设计"教改的探讨[J].中国电力教育,2010,(19):98-99.
一、机械设计课程设计存在的问题
目前,我国大多数高校机械类学生通常在第5学期进行机械设计课程设计,该设计是学生学完工程制图、工程力学、机械原理、机械设计课程后完成的一门较为综合的课程设计,同时,这也是为学生毕业设计和今后工作后机械设计能力培养奠定一定基础。但是长期一成不变的课程设计时间和题目,以及传统的教学模式,早已不能满足现代信息快速发展的今天。
1.传统的课程设计时间短。机械设计课程设计通常是在《机械设计》课程结束以后的3周内进行,在期末的这3周中学生考试科目较多,很难集中精力集中时间做好课程设计。由于目前招生人数的增加,而指导老师的数量并没有增加,这就造成了老师精力不足,最终导致课程设计的质量越来越低。学生没有足够的时间保证,导致学生思考问题不认真、不周全,照搬照抄,计算绘图盲目仓促,难以达到课程设计所设置的目的要求。课程设计由于时间紧张,工作量大,老师不能及时地鼓励学生的创新设计,从而限制了学生创新能力的培养。而对于学生单一的、不协作的课程设计,时间紧张,思维狭窄而受限就更难以充分发挥学生的创新才能。虽然有一些学生有好的想法,但是没有充足的时间考虑,加上老师对学生的监管不到位,没有老师的认真点拨和指导导致学生的创新能力受到限制。
2.课程设计题目陈旧、缺乏创新。机械设计课程设计通常选择一般用途的机械传动装置或简单机械。通常以齿轮减速器或蜗杆减速器为主体的机械传动装置作为设计课题。因为减速器包括了机械设计课程的大部分零件,具有典型的代表性。传统的课程设计重点是巩固和加强所学的理论知识,设计题目和给定数据多年不变,只需要按设计任务中给定的数据、方案及规定的设计方法完成一定的工作量即可,这就导致了相互抄袭的后果。学生缺乏主动性、积极性,教师缺乏新思维,师生同受其害。同时,传统课程设计题目与专业、毕业设计相关度不大,使得学生所学专业课程无用武之地,缺乏学习兴趣,设计与专业课程学习不同步达不到学以致用的目的和充分培养学生理论联系实际的能力。
3.考核方式较为传统死板,没有调动学生的积极性。教师对课程设计的考核方式也过于简单,学生最后提交的是图纸说明书等纸质材料,由于学生考试的穿插,加上期末老师的年终总结任务较多,用于集中指导的时间少,教师只凭印象批阅说明书和图纸,自行决断,确定最终得分。整个课程设计过程前期组织动员工作准备不充分,缺乏师生的交流与互动,对学生的监督与管理不严,部分学生的抄袭很难评判。考核缺乏标准性和透明度,助长了懒惰学生抄袭的不良风气,影响了勤奋好学学生的积极性,严重违背了课程设计教学的初衷。
二、改革手段和方法
针对目前课程设计学生态度不积极、时间较短、流于形式等现象,我们就本科生专业实习提出“长时间课程设计”的概念,即在机械设计课程初进行持续近一个学期的时间,以加强学生创新能力训练,锻炼学生在工作中解决实际问题的能力。这一概念通过近几年的实施取得了一定的成果,但有些方式仍需继续探讨。
1.采用“化整为零”法。通过将课程设计融入平时课程作业中,学生在进行课程学习时,有的放矢,应用所学知识完成课程设计计算工作;课程设计中先进设计方法和手段的训练,使学生在实践中应用设计软件,掌握三维建模知识,了解虚拟装配过程。在平时上课时完成课程设计的计算部分,课程设计节省的计算时间用于对学生的应用现代设计软件,开展先进设计方法训练及应用;增强实践性环节教学,建议实验室允许学生借出减速器模型,在课程设计室内使用,从而通过先进设计方法训练和增强实践能力,提高学生设计能力和综合素质。“化整为零”法推动课程设计的改革。根据教学大纲的要求,在不减少学生的设计工作量的前提下,采用“化整为零”法来完成课程设计任务,就是在开始讲述机械设计部分的时候就把课程设计任务书发给学生,将课程设计的部分计算内容(如带传动设计、齿轮传动的设计)放在机械设计课程教学时,作为课外作业布置给学生,这样可以发挥学生学习的主动性和积极性,同时老师在日常教学期间通过批改课程设计作业,及时地发现学生的计算错误或不合理的设计,督促学生及时改正。
2.在课程设计中引入现代设计软件,提高学生的兴趣。学生在机械制图课程教学中已经学习了Auto-CAD,但是没有把它与具体的工程设计结合起来。我们根据学生的具体情况,在课程设计中以不同的方式把计算机CAD技术应用到设计中,鼓励一般的学生能够进行零件的平面CAD绘图,对于基础好的学生鼓励他们对零件进行三维CAD绘图或者运用UG、Pro/E、SolidWorks软件绘图,也可以在电脑上完成装配图的绘制。机械设计基础的课程设计并不是孤立的,它不仅是与任课指导教师有关的教学活动,也是在先修的相关课程基础上的实践教学环节。因此,可在设计中聘请制图、公差、力学等相关课程的教师,从各个不同的角度加强业务指导,进一步提高学生的工程素养和素质。
3.结合机械创新设计第二课堂,提高学生创新能力。为避免设计的雷同,采用多题目、多数据,将全班分成若干小组,每组3~5人,经小组成员民主选出组长全面负责设计工作,小组各成员按照自己的学习优势进行合理分工:数据计算与整理、查阅手册资料、绘制图样、三维造型与装配等,每人各负其责,独立完成,但要数据共享,步调一致。由于学生缺乏实际经验,往往需要对某些结构不够合理的地方进行多次修改,采用软件只需修改零件某个参数的数值即可完成整体修改,方便省时,且整个设计过程符合学生的认知规律,使学生能够更加深入地理解设计的内涵,并可以直观地看到自己的设计成果,增强学生的成就感。采取灵活多样的教学方法,根据设计对象的不同和设计过程中随时出现的具体问题,针对年轻人思想活跃的特点,鼓励学生在总结前人经验的基础上有所创新,引导学生获取知识与方法。此外,在设计节点组织学生相互间互查,以提高其对技术文件的审核、鉴定的能力,以及对工作精益求精的态度和责任感。采用第二课堂和课程设计想结合的方式,设立专项基金,针对学有余力的学生,激励其进行创新性实验研究。根据所申请项目的内容及课题完成情况进行审批,给予一定额度的资金支持并配备专门教师给予指导。对于特色较为鲜明、成果比较出众的项目资助其申报发明专利、撰写论文和参与学术交流,并优先推荐评选“国家大学生创新性实验计划”。同时,积极创造条件、出台措施,鼓励学生参加教师的科研项目,给学生提供广阔的自由发展平台与空间。
4.结合科研项目提高教师的积极性。这虽然加大了教学的难度,要求教师具备扎实的工程功底,但既满足理论联系实际的要求,又可达到综合训练的目的,让学生体会到机械设计中既要参考原有样机,又要积极思考,有所创新,对提高学生的设计水平和促进教师教学水平的提高都非常有益。需要注意的是选题的适当和题目的相对稳定,并设立合适的考核节点,对课程设计的全过程进行约束和监督,以利完成课程设计的教学要求。在《机械设计基础》课程伊始,即下达设计任务,通过系统的设计任务将原教学内容中相互独立且略显繁杂的知识点联系起来,置学生于实际的工作情境之中,使其切身去解读一个机械装置的实际设计过程,并掌握由此所涉及到的原理、知识以及问题解决思路和方法。带着问题来学习课程,设计中每一步结果的取得,无论是数据还是结构,都与教学的各章节密切相关。在教学中进行实际工作的演练,是抽象知识与具体行动的有机融合,能够极大地激发学生的学习兴趣和学习潜力,锻炼学生的实战设计能力,培养全面的设计素质,为课程设计的顺利完成奠定良好基础。
三、结论
经过几轮的课程设计实践,本项目取得如下成果:
1.针对学生能力,开展分层次教学,让学有余力的同学利用课程设计的平台锻炼三维建模能力,二维绘图能力,并起到辐射带动作用;
2.以“做中学”的模式让学生自主自发学习应用先进的设计软件,一方面提高了他们软件水平,另一方面,提高了他们的自信心和主动性,促使他们掌握了一种有别于死记硬背的新的学习方法。
作者:李霞 陈建萍 魏敏 葛云 单位:石河子大学机械电气工程学院 新疆交通职业技术学院汽车与机电工程学院
参考文献:
[1]郝秀红,邱雪松,王琼,等.机械设计课程设计教学改革初探[J].教学研究,2011,(03):51-54.
[2]易传佩.机械设计课程设计融入课堂教学的探索[J].职业技术教育,2007,(14):20-21.
1.引言
数字电子技术课程设计是配合数字电子技术基础课程与实验教学的一个非常重要的教学环节。它能帮助学生巩固数字电子技术的理论知识,提高学生电子电路的设计水平,增强学生综合分析问题和解决问题的能力,培养学生的实验技能和动手能力,强化学生的创新意识,发展学生的创新思维。
如今越来越注重学生的实践动手能力,我们有必要对数字电子技术课程设计的教学进行改革,适应市场对人才的需求。
2.数字电子技术课程设计的现状及存在问题
2.1重理论,轻实践。
数字电子技术课程设计一般为期一周,学生在一周内很难完成查阅资料、选择方案、设计电路、安装调试及撰写报告的任务。由于时间紧迫,所选课题受到限制,因此大多数学生只重视理论设计,而忽视实践制作及调试,整个设计变得枯燥乏味,使得课程设计有名无实,不能真正提高学生的动手能力。
2.2选题盲目。
数字电子技术课程设计一般由指导教师拟定若干课题,学生从中选择,由于选题时间有限,学生选题带有一定的盲目性。另外,指导教师拟定的课题往往难度太大,内容太偏,使学生失去设计兴趣,过于依赖教师,加重辅导教师的负担。
2.3综合职业能力认知度较低,积极性不高。
数字电子技术一般在大二第一学期开设,学生参与的实习实训较少,大多数学生的工作岗位职业意识淡薄,综合职业能力认知度较低,在学习过程中只注重数字电子技术理论知识的学习,理论学习与实践脱节,使学生学习兴趣降低,自我怀疑,造成在数字电子技术课程设计过程中积极性不高、动手能力较差。
2.4仿真软件利用率较低。
目前,应用EDA软件进行电子线路辅助设计已经成为一种潮流。Prote1具有功能强大、操作方便等诸多优点,是目前最为流行、使用最多的EDA软件之一,在课程设计中学生完全可以利用EDA仿真软件进行电路仿真,利用Prote1软件设计印刷电路板,弥补自行设计电路的不足。由于很多学生对这些软件了解不多,现代化的软件利用率较低,与现代企业实际脱节。
3.关于数字电子技术课程设计改革的几点建议
3.1合理制订计划。
合理的课程设计计划对课程设计教学的实际效果起着很重要的作用。将数字电子技术课程设计的时间改为两周,课程设计的内容在原来的基础上增加设计制作印刷电路板及组装调试。这样,学生就有充裕的时间完成任务,充分发挥主动性,使课程设计的成果多种多样。课程设计的计划制订拟定如下:
数字电子技术课程设计计划表
3.2灵活选题,教师把关,贴近实际。
合理选题对课程设计完成的质量及学生的能力培养有很大的影响,选用实用性较强的课题能激发学生的兴趣,提高课程设计质量,增强学生的成就感。目前,随着电子技术的不断发展,各种成熟的电子电路数不胜数,为适应这一发展趋势,在平时的授课过程中,教师要为学生灌输课程设计的必要性及要求,有意识地多介绍一些常见芯片的典型应用,多提一些趣味性较强、实用性较高的题目(如电子密码锁、循环流水灯等),激发学生的学习热情,鼓励学生自由选题,指导学生合理选题,选出感兴趣的课题,这样既可进一步调动学生设计的积极性,又可减轻辅导教师的负担,还可避免以往课程设计中学生抄袭的现象。
3.3营造职业氛围,树立职业意识。
讲解现代企业的运行模式、管理理念,产品的开发、生产流程,设计时按课题对学生进行分组、分工,权责明确,将一个个设计课题当成产品去做,努力培养学生的实验技能和动手能力,启发学生的创造意识及创新思维能力,积极营造职业氛围,树立学生的职业意识,帮助学生形成社会人的基本品格。
3.4充分利用现有的仿真软件。
在授课过程中,介绍电子线路设计中的常用软件,让学生提前了解,在平时实验时就学习使用,在课程设计时鼓励学生用仿真软件进行电路仿真,用绘图软件进行绘图。
3.5合理制定评定体系。
合理的评定指标是激发学生的学习动力,对于数字电子技术课程设计可采用以下方案评定:
3.5.1审阅课程设计报告,报告占总评成绩的40%,报告要求条理清楚,格式规范,图表完备,技术用语正确等。
3.5.2现场实物测试并提问,其中指标完成占30%,外观占5%,焊点质量及布线占5%,该项占总评成绩的40%。
3.5.3集体答辩,根据组员分工情况集体答辩,该项占总评成绩的20%。
3.5.4总结分析设计、调试中出现的问题,就课题中出现的问题进行综合分析,评选出优秀作品,予以奖励。
4.结语
课程设计是数字电子技术课的一个重要实践环节,如何提高学生的创新能力、切实加强学生动手能力的培养是各高校普遍重视的问题。制订合理的设计计划、合理选题及应用先进的软件进行辅助设计等,可以激发学生对课程设计的浓厚兴趣,使学生的创造力和综合技能得到提高,为将来的毕业设计及工作打好基础。
参考文献: