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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流基于CDIO的计算机信息管理专业课程体系构建.精品文档.基于CDIO的计算机信息管理专业课程体系构建 基于CDIO的计算机信息管理专业课程体系构建摘要：重视学生工程能力培养是目前高等职业教育必然趋势。本文根据区域人才需求和学校实际情况，在充分借鉴CDIO工程教育模式基础上，构建项目导向的计算机信息管理专业的一体化课程体系。 关键词：CDIO；一体化；项目导向 近年来，国内的高等教育体系发生了一些变化，国内专家、学者及教育管理者也在努力探求工程教育改革的理论、方法，并且在某些方面进行了尝试。但总体而言，培养的学生能够满足国内企业需求的不多，能够
2、满足国际跨国公司需求的更少。要培养满足企业要求的人才，关键是构建合理的、系统化的专业课程体系。我们在企业调研的基础上，结合学校实际情况，在高职教学中引进了国际先进的CDIO工程教育理念，构建了基于CDIO的计算机信息管理专业课程体系。 1CDIO工程教育模式 CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，是由美国麻省理工学院、瑞典皇家工学院、瑞典查尔摩斯工业大学和瑞典林雪平大学等四所大学共同创立的工程教育改革模式。CDIO代表构思(conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(0perate)，是“做中学”和“基于项目教育和学习”(Pmiect base
3、d education and learning)的集中概括和抽象表达。它以工程项目(包括产品、生产流程和系统)从研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO的理念不仅继承和发展了欧美20多年以来的工程教育大改革的理念，更重要的是直接参照工业界的需求提出了系统的能力培养、全面的实施指导(包括培养计划、教学方法、师资、学生考核、学习环境)以及实施过程和结果检验的12条标准，其中标准3一体化课程计划、标准4工程导论、标准5设计一实现的经验主要介绍了基于CDIO教学模式的课程计划的设计过程。 2计算机信息管理专业课程设计 2.1一体化课程体系 一体化课
4、程体系是一个相互支持的专业课程和明确集成个人、人际交往能力以及产品、过程和系统创造能力为一体的方案所设计出的课程体系。本专业根据相关人才岗位需求，组织企业专家和校内骨干教师成立课程体系开发团队，对职业岗位进行深入分析。针对产品销售工程师、客户化开发工程师、售后服务工程师三个职业岗位，以工作过程为主线，以真实工作任务为载体，确定了以设计和实现为主导的课程体系。其主要内容包括课程结构和学习效果的顺序。 2.1.1课程结构 一体化课程体系主要包括四类课程：导论型课程、学科课程、专业课程和总结性项目。如图1所示。 教学计划前期主要是由素质课程、学科基础课(高等数学、管理学、会计学原理等)和导论性课程组
5、成，它们提供了尽快培养学生个人及人际关系能力、产品、程序和信息系统设计能力的机会，并通过工程知识的应用，激发学生的学习兴趣，激励学生的学习动机。 教学计划的第二部分主要是学科课程和专业课程，包括工程方面的课程和相关的设计项目。这些课程构成专业的一般和必要的核心内容。对这些学习经验进行组织和排序使其成为一系列全新的结构，同时注重将专业核心课程和职业资格认证课程进行有机融合，对部分课程进行课程置换和课证融合，使我们更容易对个人、人际交往能力以及产品、过程和系统的建造能力的学习效果与学科学习效果进行整合。 教学计划的最后一部分是总结性的学习环节以及设计一实现的经验。由于在一体化课程这部分内容中学生有
6、许多可选的课程，因此，对能力方面的整合将变得很困难。我们最好把重点放在总结性的项目，实现课程上。 2.1.2课程计划内容与学习效果的顺序 对于与产品销售工程师、客户化开发工程师、售后服务工程师三个职业岗位相适应的主要能力有计算机操作能力、信息系统开发能力、数据库管理与维护能力、信息产品营销能力以及信息管理能力。这些能力必须通过专业中的多门课程来培养。在课程计划中，我们协调好学生学习活动的次序，使得一门课程的学习经验建立在之前的经验上，同时又为学生后续的学习经验做好准备。图2给出信息管理专业培养的各种专业能力的学习进程路线。 2.2导论性课程设计 计算机导论课程是信息管理专业的第一门课程，过去我
7、们和其他学校一样，由学校教师授课，主要介绍信息管理专业概述、就业方向、素质要求、课程设置、学习方法以及一些基本的办公软件和信息技术方面的知识。作为CDIO课程改革的一部分，在改革后，我们把信息管理专业的几门素质课程和专业基础课进行整合。向即将开始专业学习的一年级学生介绍基于CDIO理念的教学大纲内容，使其了解未来学习的专业课程及各种实践活动，灌输CDIO的思想，注重培养学生的个人能力与协同能力，尤其是项目组织、设计、开发和实施能力，以及较强的沟通能力和协调能力，从而培养学生的创新意识、协作精神和理论联系实际的学风。 课程主要依托甲骨文数据库全球建模大赛和能力拓展训练来开展。全球数据库建模大赛每
8、年都会提供一个基于实际情况的数据库建模项目。要求学生每4人组成一个项目团队，在没有相关行业知识的背景下，从参观单位信息系统，了解单位实际需求开始，根据多个单位的需求建立一个通用的模型。在项目进行过程中小组成员定期开会，定期向项目负责教师汇报项目进展。在最后的汇报阶段，口头和文字语言交流专家、相关企业人员、专业教师会评估他们的报告并对表现进行点评和指导，每个成员都要写报告，对自己在技术和团队工作中的表现进行评估。由于学生知识的局限性，为了使自己的项目能够不断完善，具有通用性，项目团队需要到多个企业或事业单位进行调研了解项目需求，进行多次讨论和汇报。通过项目的进行可以使学生初步了解现代企业的运转过
9、程，掌握沟通交流基本知识，养成良好的商务礼仪，了解现代企业对人才的要求，从而有目的、系统地规划未来学业。 2.3项目导向的课程设计 CDIO是一种以工程项目设计为导向、工程能力培养为目标的工程教育模式。工程项目设计是工程实践的精髓所在。功能、技术、经济、环境、社会乃至历史要求及其限制都要在项目设计的过程中得到反映，CDIO培养模式通过项目设计将整个课程体系有机而系统地结合起来，所有需要学习和掌握的内容都围绕项目设计这个核心。为此，我们以CDIO项目为课程主线，设置了三级项目。在整个项目设计及运行过程中体现构思、设计、实现、运行四个过程，重点放在实施和运行两个环节。 一级项目是包含专业主要核心课
10、程和能力要求的项目。本专业在第五学期共设置三个一级项目，分别是信息产品营销实训、ERP软件操作及配置实训、信息产品售后服务实训。它们能够模拟在企业和社会环境中实际产品、过程或系统的构思、设计、实施和运行过程。如ERP软件操作及配置实训采用的是“Global Bike Company”的SAP软件操作及配置项目。在训练过程中注重培养学生的设计、创新、协调、沟通和领导能力以及职业能力和态度，要求轮流承担不同的角色，担当项目小组组长，定期提供教师项目进度、组内成员的表现和参考成绩，领导和提高组内 二级项目是包含专业相关核心课程和能力要求的项目。前四个学期按照从易到难、从简单到复杂不断迭代的原则设置四
11、个学期项目，然后围绕学期项目把这学期的课程组织起来，在授课过程中多门课的授课教师组成一个教学团队，可以在每个学期开始时各自独立地教学，在最后课程设计周中把这学期的课程合并起来，进行学习项目的教学，也可以整个学期以学期项目为连接点围绕学期项目进行教学。通过将这些项目课程群的建设和实践结合起来，使学生掌握有机和关联的知识群而不是孤立的知识点。 三级项目是单门课程内设置的项目，以来源于企业的真实题目或结合教师的科研课题组织和设计，以项目作为基础知识传授与基本技能掌握的载体。如基于Oracle的Web应用开发中的“鲁商唱片管理系统”、ERP原理及应用中的“Global Bike Company”，这些
12、项目贯穿于教师的授课过程中，教师以这些项目为载体来传授基本知识和基本技能。 3总结 基于CDIO的一体化课程体系，在实际教学中取得了明显的成效。整个课程项目的执行过程都是采用团队合作的形式完成的，学生在项目执行过程中学习探索、综合应用知识，培养了团队精神及学习项目的组织和管理技能，锻炼了CDIO能力。我们在以后的教学中将不断地探索和改革，使专业培养的人才更适合区域经济发展和产业发展的需求。 1引言随着通信技术和因特网的快速发展，随着国家党、政机关电子政务网络的普遍建设和应用，计算机网络中涉及国家机密的信息安全面临极大的威胁，已经成为敌对势力窃取的主要目标。信息安全的目标就是要保护信息免受各方面
13、的威胁，以确保业务的持续性并尽可能减少损失。信息安全具有保密性、完整性、可用性、可控性和不可否认性等主要特性。信息安全学科是由数学、计算机科学与技术、信息与通信工程等学科交叉而形成的一门综合性学科。目前主要研究领域涉及现代密码学、计算机系统安全、计算机与通信网络安全、电子商务/电子政务系统安全等。1当前国内对信息安全人才的需求量特别大，主要的需求单位包括政府、工商、税收、电信、银行、证券、保险、军队、公安、政法、社会保障、电力、能源、民航、公路交通、科研与教育、信息产业和一般企业，等。2000年，教育部首次批准武汉大学开办信息安全专业，在随后的几年中又先后批准(备案)了包括北京邮电大学、西南交
14、通大学等在内的四十余所大学开办信息安全专业。目前我国已经形成了包括博士后、博士生、硕士生、本科生等在内的信息安全人才培养体系，并且已经培养出了一大批在国内外信息安全领域内有相当影响的高水平人才。但是与我国巨大的人才需求相比，信息安全专业人才需求缺口特别大。据2004年不完全统计，国内对信息安全专业人士的需要量高达30余万人，但是，国内从事信息安全的专业人才(包括博士后、博士生、硕士生)只有3500人左右。由于我国的信息安全专业还是一个新办专业，其课程体系、人才培养模式等还处于积极探索阶段，近几年国家对设立信息安全专业的控制也很严格。因此，除了依托信息安全专业系统培养信息安全专门人才以外，在其相
15、关专业设立信息安全研究方向，也是缓解我国信息安全人才需求缺口的好办法。由于计算机科学与技术专业的知识结构、课程体系与信息安全学科的知识结构、课程体系比较相近，只需适当增加与信息安全有关的课程和实践环节，即可使计算机科学与技术专业的学生能比较系统地掌握信息安全的基本理论、方法和技术，以胜任信息安全相关工作，缓解我国对信息安全专业人才极度需求的现状，提高我国信息安全从业人员的整体素质和水平。本文结合作者在哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院的教学工作，就如何在计算机科学与技术专业教学中引入信息安全学科有关内容进行了探讨，包括课程设置、实践环节设计、实验室建设等内容。2课程设置2.1课程设置原则课程方
16、案的设置要服务于人才培养目标。信息安全专业发展战略研究报告1中提出的信息安全专业的培养目标是：培养适合社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，拥有较高的思想道德修养、科学文化素质和社会责任感，具有扎实的数理基础、较好的外语和计算机技术运用能力，掌握信息安全的基本理论与技术、计算机与网络通信及其安全技术以及信息安全法律、法规等方面的知识，能运用所学知识与技能分析和解决相关的实际问题，具有较高的综合业务素质，具有较强的实践、创新与知识更新能力，可以在政府、国防、金融、公安和商业等部门从事信息安全产品的研发、信息系统安全的分析与设计、信息安全技术的咨询与评估服务、信息安全教育、信息安全管理与
17、执法等工作的高级专门人才。课程方案的设置要符合学科特点。信息安全是一个多学科交叉的综合性学科，其学科基础包括数学、密码学、计算机科学与技术、电子科学与技术、信息通信与通讯工程等学科的内容。因此，课程设置要涵盖上述学科的知识点，从而构成完善的知识体系。课程方案基于哈尔滨工程大学计算机科学与技术专业培养方案(2005年版)2(以下简称原有方案)的课程体系进行设计，以体现计算机科学与技术学科基础，保持我校计算机学科专业的既有特色和优势。2.2课程设置方案根据原有方案的基本架构，设立公共基础与通识教育平台、学科与专业基础平台、学科与专业特色平台、学生自主选择平台四个课程平台，在每个课程平台下设置若干理
18、论课和实践环节。公共基础与通识教育平台和学科与专业基础平台下的课程为必修课程。在学科与专业特色平台下，设有专业主干课和选修课(指定选修课和任意选修)。在学生自主选择平台下，针对学生毕业后的去向(就业、保研、考研)，分别设置社会调查、部分研究生基础课程或数学、外语、政治选修课程。参考全国高校本科信息安全专业规范3和相关高校计算机学院信息安全专业的人才培养方案4，结合我校计算机科学与技术学科专业的既有特色和优势，我们可以对原有方案的课程体系作如下调整：(1) 公共基础与通识教育平台下的课程保持不变。(2) 对学科与专业基础平台下的课程进行调整，使其涵盖数学、计算机、电子、通信学科的基础内容。在原有
19、方案中，已涵盖上述学科的大多数课程，只需增加“信息安全数学基础”、“通信原理”两门课程。(3) 对学科与专业特色平台下的课程进行调整。专业主干课包括原有方案的“专业导论”、“计算机网络”，以及新增的“现代密码学”。在指定选修课的设置上，包含原有方案的“数据库原理”、“算法设计与分析”，以及新增的“信息安全”、“网络安全”。在任意选修课的设置上，包括原有方案的“软件工程”、“数字信号处理”、“嵌入式系统”、“多媒体技术”、“网络集成”、“Java与面向对象程序设计”，以及新增的“信息隐藏与数字水印”、“电磁防护与物理安全”、“信息内容安全”、“信息安全法律法规”、“网络程序设计”、“网络管理”、
20、“Linux原理与应用”。(4) 在学生自主选择平台下，设置“信息安全新技术讲座”。表1给出了一个计算机科学与技术专业信息安全方向的课程设置方案。3实践环节设置和实验室建设信息安全是一个实践性很强的学科，为提高学生的实践能力和创新精神，信息安全专业必须加强实践环节的教学。除了理论课程中包含的课程实验以外，专业实践教学还包括独立设置的实验课程、课程设计、社会实践、科技创新、工程实践、毕业实习、毕业设计等多种形式。(1) 独立设置的实验课程。包括原有方案中的“数字逻辑实验”、“微机系统与接口实验”和“计算机组成实验”，以及新增的“计算机网络实验”、“信息安全综合实验”、“网络安全实验”。(2) 课
21、程设计。可进行“嵌入式系统设计”、“计算机网络设计”和“信息安全工程系统设计”等一般性课程设计，也可以进行“程序设计综合训练”、“信息安全系统软件”等大型应用软件课程设计。课程设计可以在指导教师的组织安排下，由每个学生独立完成，或组成项目组协同完成。(3) 科技创新。参加数学建模大赛、程序设计大赛、电子设计大赛、嵌入式系统大赛、科技创新或发明大赛、创新或创业设计大赛，撰写学术论文，等。(4) 社会实践。进行社会调查活动，由学校(学院)提出可选的调查题目，学生利用假期进行社会调查活动，并按格式要求写出调查报告。(5) 工程实践。主要是电子工艺实习，要求掌握电路原理图和PCB图的绘制方法、焊接与电
22、路调试方法，提高实践动手能力。(6) 毕业实习。联系实习单位或进入学校的实践基地，锻炼自己的独立工作能力。(7) 毕业设计。结合科研项目和用人单位的要求，进行技术专题研究或工程设计。 表2给出了一个计算机科学与技术专业信息安全方向的实践环节设置方案。我校建有黑龙江省实验教学示范中心哈尔滨工程大学计算机实验教学中心，其下设计算机基础实验室、计算机硬件实验室、计算机软件实验室、软件工程实验室(ACM/ICPC程序设计大赛训练基地)、计算机网络与信息安全实验室、计算机技术创新实验室六个实验室，设备先进、管理规范、师资优良。计算机硬件实验室可以为“数字逻辑实验”、“微机系统与接口实验”和“计算机组成实
23、验”等实验课程提供场地、设备和师资。计算机网络与信息安全实验室可以为“计算机网络实验”、“信息安全综合实验”、“网络安全实验”等实验课程提供场地、设备和师资。计算机技术创新实验室和软件工程实验室(ACM/ICPC程序设计大赛训练基地)可以为科技创新活动提供场地、设备和师资。依托计算机实验教学中心和学院科研实验室，结合研究生导师的实际科研项目，可以开展课程设计和毕业设计工作。学校工程训练中心、校外实习基地、校外社会实践基地可以提供工程实践、毕业实习、社会实践的场所。4结束语信息安全学科专业是一个新兴的交叉学科，其发展潜力很大，各学校都在积极组织力量进行建设。本文基于作者教学实践，通过对计算机科学
24、与技术专业培养方案进行适当调整，在计算机科学与技术专业教学中引入了信息安全学科内容，这对计算机科学与技术专业设置信息安全方向具有一定的指导作用。通过相关课程的设置、实践环节的设计、实验室的建设，可使毕业生在扎实的计算机科学与技术知识体系下较为系统地掌握信息安全基本理论、技术和方法，进而培养出具有计算机学科特色的复合型信息安全人才，这对改善我国信息安全专业人才极度匮乏的现状具有积极的促进作用。 参考文献1 电子信息与电气学科教学指导委员会. 信息安全专业发展战略研究报告. 高等理工学科专业发展战略研究报告，422437. 北京：高等教育出版社，2006.2 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院.
25、哈尔滨工程大学计算机科学与技术专业培养方案(2005版)，2005.3 北京邮电大学信息安全中心. 全国高校本科信息安全专业规范，教育部文件，2004.4 武汉大学计算机学院. 武汉大学计算机学院信息安全专业培养方案 摘要：本文阐述了将虚拟现实技术应用到虚拟实验教学中心建设的理论过程。同时针对哈尔滨工程大学计算机虚拟实验教学中心的实际建设情况进行了详细的论证。关键词本文来自：计算机毕业网 ：虚拟；实验室；教学1绪论计算机硬件教育的实践性非常强，设备仪器的升级换代速度非常快，特别是当前创新教育引领学生发展的环境下，平均不到两年，设备的配置就已无法满足学生的创新实验需要，由于设备仪器的被动淘汰，必
26、然产生大量的更新需求，因此，高额的采购费用始终是高校硬件实验教学大踏步发展和改革的瓶颈。计算机硬件教育的资源十分有限，目前门类繁多的硬件实验教学体系课程，特别是实验中心全面开放导致的学生数量猛增，硬件设备无法保证人均占有率，同时，由于设备的长时间运转，也无形中增加了设备的磨损和维修频率。对于实验室的整体教学资源是一种负担。在这样的强势需求下，利用虚拟现实技术搭建虚拟实验教学中心势在必行。虚拟实验教学中心，具有多方面的优势和潜力。它可以减轻教学人员的负担，使教学人员更多地投入到实验教学改革中去；它可以满足任意数量学生在任意时间的网上实验；它可以很容易地实现系统升级，调整设备配置，以插件的方式对虚
27、拟设备进行升级；它只需要按照相应设备的逻辑本质，定义虚拟元器件就可以帮助学生进行更多地创新实验。2虚拟现实技术典型的虚拟现实系统有以下几部分组成，如图1所示：图1 虚拟世界结构化模型1) 虚拟建模系统。建模系统是虚拟世界的支撑软件。根据用户需求和定义好的处理逻辑，建模系统可以完成虚拟世界的建设工作，并将其与客观世界达成映射。2) 视景生成器。视景生成器是虚拟系统的UI部分，它人机交互的接口，用户通过视景生成器定义的图形图像进行操作，达到在虚拟世界仿真分析的目的。视景生成器根据不同的逻辑定义不同的视景展现顺序。3) 知识库系统。知识库系统是虚拟世界运行和维护的资源库，虚拟世界的视景的实际意义在知
28、识库中都有定义，虚拟元素之间的关系，虚拟电路的逻辑推动引擎，对虚拟电路的判定等均根据知识库中的数据定义。4) 虚拟组件系统。它主要提供在虚拟环境下对虚拟元素的设计和管理。如虚拟元器件的类型，大小，颜色的设置；虚拟环境下的视景的调节，虚拟世界的世界调整，坐标变换等。传统的教学方式以讲为主，辅之以实验验证，使学生缺乏主动思维的能力和主动性，在潜意识中认为老师讲的就是对的，而实验验证只是走过场。对于创新人才的培养，最注重的恰恰是实践能力的培养，由实验转为实践，不仅仅是教学内容由验证型向设计型，综合型的形式转变，它更注重的是教学方法的改变，即教师少讲内容，多引导学生思维。虚拟实验中心面向新的培养目标能
29、够有的放矢地进行模拟实验演示，仿真实验数据分析，综合型实验检测，问题跟踪等一系列需要教师和学生进行1:1授课才有可能真正意义完成的教学任务。此外，虚拟实验中心依托于校园网络，可以弥补设备资源的不足，实验室开放与学习任务冲突等问题，可以实现最大负荷情况下的多人数在线虚拟实验。在虚拟实验室，教师是建设者，虚拟仿真实验室是服务人员，监控系统是后勤保障。其结构如图2所示：图2 虚拟实验教学中心基本结构(1) 多个用户可以同时登录虚拟实验教学中心，用户的基本信息与教务处学生信息管理系统直接相连，数据跨平台共享；(2) 根据登录信息，记录其登录后的访问行为，即如实验日志，包括实验人员名称，实验时间，在线时
30、长，实验内容，操作是否规范，操作是否熟练，对于随机问题的排错和调试能力等；(3) 根据实验的基本考核点，计算其实验成绩，如对于数字逻辑虚拟实验，学生的实验成绩M=(实验完成时刻-开始时刻)/实验规定完成时间*0.3+(实际配错数目/随机产生错误数据)*0.2+实验结果是否正确*0.5其中，对于数字逻辑虚拟实验来说，实验结果是否正确，是由系统知识库自动输入数据，根据输出结果，动态输出的权值，该值的范围在0.51之间取值。对于不同的实验类型和内容，系统依据知识库进行不同的判定和成绩输出。学生的成绩最终存储到成绩库，该数据库为中心与教务系统互联，成绩由系统自定判定，并定时备份和上传，无法更改。(4)
31、 虚拟实验教学中心，现包括四个硬件虚拟实验室：数字逻辑及电路虚拟实验室，可编程逻辑及数字系统虚拟实验室，嵌入式系统虚拟实验室，计算机技术创新虚拟实验室，每个虚拟实验室内部运行结构如图3：图3 虚拟实验室内部运行结构以数字逻辑及电路虚拟实验室为例：学生完成登录操作，可以浏览虚拟实验教学中心基本介绍，在虚拟环境下参观教学中心。学生选择进入数字逻辑及电路虚拟实验室，虚拟电子门禁自动记录该人员进入实验室时间；进入实验室，可多角度观察该实验室，进入某位置入座；根据实验目标，学生可根据需要选择虚拟元器件类型和数目。如果选择不理想，在后期实验过程中，可以动态申请元器件数目和类型。但对于指定元器件的数目和类型
32、的实验，选择是无效的；向虚拟实验室的虚拟网络管理员申请要进行实验的内容，系统会进行虚拟环境快速建模，针对实验内容搭建虚拟实验平台，同时实验评判系统开始工作，记录学生的开始时间和每一个实验操作及对随机错误的调试等，随机错误由知识库生成，特别地，知识库还存储着实验内容的演示结果，虚拟元器件的逻辑内容；学生开始进行实验，检查完毕，申请结束；专家系统启动，根据所完成数字逻辑电路，实测输入输出，并和理论值进行比较，对于错误的结果，回溯逻辑电路，找到问题并记录；计算成绩M，并结合知识库，由专家系统提出电路存在的问题和不足；学生可选择性的观看正确的实验操作过程和演示，也可以选择回放自己的实验过程，加深理解；
33、离开实验室，门禁系统登记，注销该用户；3虚拟现实技术的具体应用虚拟实验室的建设完全遵循虚拟现实技术的组成要素，以数字逻辑及电路虚拟实验室为例：主要包括数字电路运行及展示效果发生器，实验环境快速建模仿真器以及实验室实景仿真器以及虚拟实验室应用管理系统，组件构造系统。(1) 数字电路运行及展示效果发生器，负责学生对虚拟元器件的操作接口，例如当用户选择某元器件，并对该元器件进行移动，添加到任意位置；同时，还负责对虚拟电路运行的演示效果，如逻辑值输入到输出的演示过程，专家系统判定的错误连线提示等情况提示；特别地，负责对动态展示效果的定义。(2) 实验环境快速建模仿真器以及实验室实景仿真器，是虚拟实验室
34、建设的核心部分。首先，定义了虚拟实验室的运行逻辑，即上述的整体运行过程；其次，定义了虚拟实验室实验内容的操作流程和控制行为的管理；再次，定义了系统同数据库，特别是知识库以及专家系统得互联和访问机制；特别地，定义了实验室运行和维护的基本准则和逻辑流程。(3) 虚拟实验室应用管理系统，是实验室正常运行的软件保障，包括用户管理，数据库访问管理，逻辑元器件基础信息管理，实验内容管理，逻辑知识管理，专家系统，知识库定义和更新等内容。 (4) 组件构造系统，定义了虚拟元器件的类型和图形展示方案；定义了虚拟实验中心的图形展示和方案；定义了所有动态演示方案；由以上4个部分组成了数字逻辑及电路实验室，从图形界面
35、到动态效果仿真，从实验室运行维护到同教务等其它系统的交互访问；从专家系统判定实验到知识库更新，增加新的实验内容；从学生访问实验室到教室建设和加强虚拟实验室的功能，所有的工作都是围绕以上4个部分进行，并展开升级工作的。4结论虚拟现实技术以其良好的应用基础和理论应用前景，受到越来越多高校的青睐，特别是伴随着高校有限资源同广泛的教学需求之间的日益加深的矛盾，基于虚拟现实技术的虚拟实验教学实验室的建设显得迫在眉睫。哈尔滨工程大学计算机实验教学中心继承和发扬“哈军工”的优良传统，经多年实践，中心积累了丰厚的教学经验，确立了“强基础、重能力、抓创新”的教学理念，伴随着虚拟实验教学中心的建立，实验教学中心的
36、实验教学充满生机和活力，深受广大学生欢迎。虚拟实验教学中心为大学生的创新能力、动手能力、协作能力的培养发挥了不可替代的重要作用。 参考文献1 曾芬芳. 虚拟现实技术M. 上海交通大学出版社，1997.2 汪成为，高文，王行仁. 灵境(虚拟现实)技术的理论、实现及应用M. 北京清华大学出版社，广西科学技术出版社，1996.3 美 VinceJ. Virtual Reality SystemsM. Addison Wesley Publishing，1998.4 方恺晴，石琳，林亚平. 虚拟电子实验台在实验教学中的应用J. 实验室研究与探索，2000，(1).5 赵沁平，陈小武. 虚拟现实技术与应
37、用J. 中国计算机报，2001，(2).作者简介武俊鹏(1962-)，男，副教授，哈尔滨工程大学计算机专业实验教学中心主任，1984年7月毕业于哈尔滨船舶工程学院(现哈尔滨工程大学)计算机科学与技术专业，获工学学士，现主要从事实验室管理、专业实验教学和嵌入式技术的研究工作。wujunpeng孙建国(1981-)，男，博士研究生，哈尔滨工程大学计算机专业实验教学中心教师，现主要从事嵌入式系统研究以及仿真技术研究工作。张国印(1962-)，男，工学博士，教授，博士生导师。主要研究领域为嵌入式系统、网络与信息安全、智能控制与智 摘要：本文针对目前“计算机导论”课程教学中普遍存在的问题,结合自身的教学
38、实践经验,提出了该课程教学改进措施,以使其为计算机专业的学生学习后续专业课奠定良好基础。关键词本文来自：计算机毕业网 ：计算机导论；教学方法；多媒体1引言“计算机导论”课程是计算机专业者要学习的一门非常重要的专业基础课，能帮助计算机专业的新生在入学伊始全面了解计算机的专业领域知识，了解计算机技术的最新发展及应用，对自己今后要学习的主要知识专业方向有一个基本了解，为后续课程构建一个基本知识框架，为以后学习和掌握专业知识提供必要的专业指导。2当前现状目前，国内高等院校及各类成人和高职高专计算机专业都开设了“计算机导论”课程，通过对一些院校的调查分析，发现主要存在以下现象。2.1 “四教”认识不清楚
39、“四教”是指教学大纲、教学要求和教学内容、教学目的。很多高校对“计算机导论”认识不清，有的将“计算机文化基础”课程等同于“计算机导论”课程；有的虽然会介绍一些计算机专业领域知识，但比较侧重于程序设计语言的教学；有的高校只要求熟练掌握各种基本操作；有的高校把“计算机导论”看成计算机专业学生在大学期间所有所学课程的一个简洁的压缩版。造成以上诸种现象的根本原因，是对本课程的课程设置和在专业教学计划中的地位认识上的差异。2.2教学方法单一许多高校采用传统的“填鸭式”教学，以老师为主体，学生会觉得枯燥无味，对计算机失去兴趣；即使有些采用现代多媒体教学，课件也只是教材的复制品，老师大多是课件的解说员，虽然
40、少了黑板和粉笔，但仍然激发不起学生学习的热情。2.3教材过于陈旧目前绝大多数教材都存在一些引导不到位的问题，主要表现在两类：一类是内容上是专业核心课的大集合，将“操作系统”、“程序设计”、“数据库基础”、“网络基础”、“电子商务”等各为一篇进行编写，使用这类教材进行教学，教学内容的深度和广度都难以把握。另一类是计算机文化基础知识的介绍，与非计算机专业使用的“计算机基础”教材没有区别。2.4考试手段传统化调查发现，绝大多数高校还是采用传统的考试方法，有的甚至考试内容只侧重于计算机操作。导论性的课程与其它课程相比有许多不同，如果将其它课程的考试方法嫁接过去，显然是不公平的。3改进措施现依据中国计算
41、机科学与技术学科教程 2002(Chinese Computing Curricula 2002，缩写为CCC2002) ，结合多年的教学实践，对当前存在的现象提出以下改革措施。3.1教学要求CCC2002教程充分地体现了该课程的具体要求：了解学科的研究范畴、发展历史及应用领域，初步认识计算学科；理解计算机技术的体系架构，掌握专业课程体系与知识结构；建立基本的专业概念和认知基础；了解专业特点，形成专业的思维方式和学习方法；掌握基本操作技能；建立学生学科宏观视野和知识更新意识；了解本专业应具有的职业道德和应遵守的法律准则等。以此为准绳，高校可以根据学生的层次，适当进行小范围的变化。3.2教学内容
42、大多高校计算机专业第一个学期除了开设计算机导论基础课之外，一般还开设了“计算机文化基础”，后者强调对学生的计算机基本操作技能的教学。因此，在“计算机导论”课程中可以削弱这方面的教学甚至不教，而应着重计算机的基础知识、基本概念、计算机硬件基础 (计算机组成原理、数字逻辑) 、计算机软件基础 (高级语言、操作系统、数据结构、数据库、软件工程等)，同时兼顾计算机应用领域的前沿知识 (通信与网络基础) 的介绍。作为引导性的课程，不仅要使学生构建良好的计算机知识结构，还要帮助学生树立就业的信心。因此，作为计算机导论的老师不仅要介绍与计算机专业相关的职业，还要着重给计算机科学与技术学科的学生介绍应具有的职
43、业道德和法律准则等。3.3教学方法本着导而不论、侧重引导而不深入探究、尽量全面而不缺漏的原则，在传授知识时尽可能地采取研究性教学。为了激起学生的求知欲，可以在每一部分中穿插介绍计算机发展史上著名的事件、公司、人物、产品，了解我国计算机技术的发展历程，使学生全面了解本学科。为了提高学生的动手实践能力，在讲到数据库开发平台时，可以以ACCESS2000 (涉及的代码不多，一般都能理解)为例介绍数据库开发的基本步骤，最后让学生去开发一个简单的系统，如班级管理系统等。计算机导论中的计算机网络这一单元概念多，且易混淆。为了培养学生的自学能力和查询资料的能力，主讲教师应提出部分在网络中经常遇到的一些专业术
44、语，让学生课后通过INTERNET去搜索，深入计算机机房认识具体的网络器材如集线器，路由器，网络适配器等。计算机导论中与计算机应用基础相重叠的内容，可以忽略，如果要检查学生的学习效果，可以通过由学生主讲或考试的形式达到目的。3.4教材选取与考试方法的改革依据CCC2002的内容提纲，目前较好的教材是由董荣胜、古天龙主编的计算机科学与技术方法论。计算机导论课程的考试与其它课程的考试应区分开来，侧重点放在平时，可用这个公式：平时成绩 (60%) +期末考试成绩 (40%) 。根据笔者的实践，多年来综合采取过辩论赛、写论文、翻译文献资料等多种“考试”形式，使学生在没有任何压力的情况下学到知识，取得了良好的效果。4结束语“计算机导论”课程作为计算机专业学生的入门课程，内容广泛且是学生学习后续课程的基础。任课教师不仅要有极大的热情，激起学生学习的兴趣，更要有对本学科全面深入的了解。在讲课艺术上，教师要变传统的知识型教学为研究型教学，让学生学会思维，使计算机导论课程真正发挥“指南针”的作用。