時間:2022-11-21 04:11:19
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇軟件課程設計總結,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:物流系統;仿真教學;實驗教學
【中圖分類號】G642物流管理專業是一個多學科交叉、理論與實踐并重的專業,傳統的課堂教學很難滿足物流管理專業人才培養的需要。而實踐教學作為課堂理論教學的延續、補充和深化,在物流管理專業的教學中具有重要的意義。
一、物流系統規劃設計課程設計
目前物流管理專業的實踐教學安排仍需逐步完善,很多實踐教學停留在驗證、認知階段,實踐教學的開放性和綜合性沒有得到充分的體現,不能滿足物流管理專業人才培養的需求。而《物流系統規劃課程設計》作為《物流系統規劃與設計》課程理論學習之后的實踐教學環節,要求學生融會貫通、獨立思考,是學生綜合運用所學物流領域的基本知識的機會。
《物流系統規劃課程設計》可以利用綜合實訓的模擬系統,利用先進的仿真模擬軟件,使學生在綜合實訓的模擬系統內進行互動式實戰性操作,從而讓學生掌握專業的基本技能、增強綜合實踐能力、培養創新和解決實際問題的能力。
二、常見的物流仿真系統
目前,ProModel、Flexsim、Witness等都是市場上常??吹降哪M仿真軟件。在實際應用和國內外本科和研究生教學中采用的物流仿真系統普遍需要具有以下基本功能和特點:強大的建模規劃功能、先進可靠的優化仿真、直觀便捷的可視化的功能要求,以及能夠產生運行數據分析報告。這里簡單介紹ProModel和Flexsim,RaLC三種仿真分析軟件。
(一)ProModel系統
ProModel是由美國ProModel公司開發的離散事件仿真軟件,可以構造多種生產、物流和服務系統模型。它采用圖形化用戶界面,并向用戶提供人性化的操作環境,提供二維和3D建模及動態仿真環境場景。用戶根據需求,利用鍵盤或鼠標選擇所需的建模元素,就可以建立仿真模型。ProModel仿真軟件,主要針對生產制造業的系統仿真,對制造和物流系統的人員、機器、物料、夾具、機器手、輸送帶等動態建模元素,可以設定元素的速度、加速度、容量、運作順序、方向等屬性。
(二)Flexsim系統
Flexsim是工程師、管理者和決策人對提出的“關于操作、流程、動態系統的方案”進行試驗、評估、視覺化的工具,能使決策者輕易地通過計算機建構及監控任何工業及企業的分布式流程,可以從Excel讀取資料和輸出資料(或任何ODBC數據庫),可以從生產線上讀取現時資料以作分析功能,Flexsim也允許用戶建立自己的模擬對象。Flexsim采用部件(Object)來建模,通過部件的參數設置,可以對幾乎所有的物理現象進行模型化。
(三)RaLC物流系統仿真軟件
RaLC系列物流系統仿真軟件是一款三維動畫物流系統仿真快速建模與分析工具軟件系統。RaLC系列軟件以3D動畫為載體,對智能作業人員、搬運設備、貨物、控制系統、數據信息等多個物流系統元素進行仿真抽象和設置,快速構建三維動畫計算機系統仿真驗證模型,采用視窗操作、功能模塊直接拖放使用,操作簡單、模型建立快速便捷。
本文將以RaLC軟件為例,探討《物流系統規劃與設計課程設計》教學。
三、課程設計教學
(一)RaLC軟件功能
1.軟件功能組成:RaLC仿真軟件中包含了倉庫、配送中心的所有的設備。不僅有普通倉庫用到的:貨架、叉車、手推車等常用設備;也有先進的自動智能設備:自動碼垛機、AGV無人搬運車、自動軌道車、升降機、自動立體倉庫、移動貨架、旋轉貨架等百余種與現實物流環境相對應的物流設備模塊,只需點擊按鈕就可以添加設備。使用時只需按要求對其屬性做相應調整即可,無需進行復雜編程。
2.建模方式:RaLC仿真軟件采用視窗操作方式,物流設備及功能模塊可直接點擊按鈕添加使用。各個設備之間的邏輯關系可根據在設備上的貨品流向方便地通過雙擊鼠標即可建立連接,在建模過程中可隨時根據需要,調整和修改人員動作、物流設備功能與參數、仿真數據驅動。
3.數據分析:RaLC仿真軟件包帶有仿真數據分析工具,通過解析模型日志,可以得到設備的能力圖、作業時間分布圖、作業內容分布圖等數據圖表。以此反映物流配送中心的總體運行情況,為改善決策提供有力參考依據。
(二)課程設計案例的提出
課程設計的案例問題最好是企業的實際問題,但這就存在企業信息或數據資料的獲取問題。企業資料的獲取是課程設計的首要環節,但如果讓學生通過實地調研獲取數據,往往存在不能找到合適企業、或企業不愿意提供相關數據的問題。教育部高等學校物流類專業教學指導委員會、部分省市及大型物流公司都有舉辦各類物流設計大賽,這一類大賽往往提供了非常詳細的企業數據與案例資料,同時兼具問題導向。建議可將該類大賽的案例資料提供給學生,作為規劃、設計與仿真的企業案例資料。
(三)課程設計教學步驟
1.給出企業案例信息與數據資料,由學生選擇感興趣的案例進行課程設計。
2.組建學生課程設計小組,并選出項目組長,通常小組為3-5人。
3.分小組查找資料及討論課程設計的總體方案、任務分解方案,及各小組的任務分工情況,將方案上報教師,教師可以加以指導;
4.課程設計環節,建議由學生獨立進行,期間遇到的問題由各小組自行探討解決,以此訓練學生的分析、解決問題的能力,及獨立思考能力;
5.課程設計初始方案研討。各小組將獨立完成課程設計在此次研討會上提交,包括在課程設計中遇到的問題和解決方法。同時,也將至今尚未解決的問題提出,在教師的指導下,讓各組暢所欲言、相互交,尋找解決的問題的方法。
6.各小組進行課程設計方案的修改,解決問題、優化模型。
7.課程設計總結交流會,提交最終的課程設計方案,由每組組長介紹總體設計思路和方案,以及收獲體會等。再由指導教師進行點評講解,并對本次課程設計進行評述與總結。
四、結束語
在完成課程設計的建模、運行以及優化方案后,需要學生根據仿真的結果提交課程設計報告,報告應包括整個課程設計各個環節中遇到的問題、解決方法,最后設計方案與初始方案之間的區別,課程設計優化的過程等重點環節。根據模型運行結果對系統參數進行調整,比較調整前后的運行結果有何不同,并寫出學習仿真軟件和建模的心得體會和建議。
參考文獻:
[1]沈麗、孫衛華.物流開放性實驗教學研究[J].物流技術,2009,28(10).
關鍵詞: 軟件工程課程設計 教學現狀 教學模式評價體系
一、引言
軟件工程是計算機科學、信息技術、軟件工程等專業的教學計劃中一門重要專業必修課[1],而軟件工程課程設計是針對軟件工程這門課程展開的一項理論與實踐相結合的重要教學活動;它不同于畢業設計,更不同于簡單的實驗過程。它是軟件工程教學的一個重要實踐環節,為學生綜合能力的運用、技術思維的形成、創造能力的培養搭建了一個平臺,使學生除了掌握軟件工程理論和方法外,還能夠綜合運用已學過的程序設計、數據結構、計算機網絡、管理學和經濟學等課程的技能、工具解決與其相關的理論或實際問題。
在軟件工程課程設計中,很多本學科的學者與施教者總結了不錯的經驗,比如“激勵機制”[2]、面向對象的自主實驗教學[3]、課程相關體系研究[4]及相關的案例法教學實踐設計[5]等,這些方法各有所長。我取其所長,結合親身教學實踐,從課程設計的目標要求,設計內容,設計的具體實施,學生成績評價體系等方面,對軟件工程課程設計教學模式作了系統的探討。
二、軟件工程課程設計的教學現狀
長期以來,很多高校培養的學生存在著“什么都學過,卻什么都不會”的尷尬局面,專業教育、教材與實際應用需求嚴重脫節[6]。傳統的軟件工程課程設計雖然也有設計的要求,但一般只是停留在組織學生編寫軟件項目若干設計文檔這個單一環節上,忽略了對教學方法和內容的更新。目前,大多數院校軟件工程課程設計課程教學中普遍存在的問題有以下幾點。
1.課程設計目標不夠明確,實驗和設計不加區別。把軟件工程實驗和設計的要求同等對待,從而使設計內容偏少,驗證性實驗內容和方法偏多,實驗過程變成了重復的復制和操作的過程,實驗教學效果不理想,達不到培養學生獨立思考和創新能力的目的。
2.課程設計內容比較陳舊,不能與時俱進。很多從事軟件工程課程設計教學的教師本身缺乏項目開發的實戰經驗,對課程設計的內容往往從一些參考書籍的實例中拿過來讓學生去做,有的甚至多年不更新設計內容,這樣很容易給學生抄襲的機會,達不到課程設計的要求;同時,很多學生對設計的內容也不一定感興趣,因此也容易扼殺學生的積極性和創新能力。
3.在項目組劃分確定方面,缺乏對學生專業基礎,性格和技能的分析與匹配,導致沒有凝聚整組成員的合作精神和團隊的開發能力。組長的核心作用很重要,但在具體的設計中,一般就是簡單的按學號自然的分化,或者學生的自由組合分組,前者失去了團隊能力的柔化組合與應用,后者導致少數技能較差的學生不能分到組中去而處于孤軍作戰的局面。
4.教師制定課程設計的指導要求目的不明確、不詳細,監管力度不到位,導致項目開發團隊在執行的過程中出現安排任務不合理,出現某些成員任務過重或者過輕的情況。
5.學生成績的評分結果過于單一,評價體系不夠科學合理。對學生的設計成績的評價往往是指導老師根據學生提交的報告和設計結果來評分,這樣容易忽略對學生綜合能力(包括學生的口頭表達能力,組織能力,團隊協調能力等各方面)的評價。
因此,為了培養高素質的綜合型軟件人才,高等學校探索良好的軟件工程課程設計教學模式就顯得十分必要。
三、軟件工程課程設計教學模式的探討
針對當前多數院校軟件工程課程設計課程教學中普遍存在的一些問題,我根據多年的教學經驗,對該課程的教學模式作了如下探討。
1.指導老師根據軟件工程教學的特點,制定出軟件工程課程設計的目標與通過該課程設計后可取得預期的收獲。下面是我對軟件工程課程設計制定的目標和可能的預期收獲。
(1)通過本課程設計的實踐及其前后的準備與總結,復習、領會、鞏固和運用軟件工程課堂上所學的軟件開發方法和知識,比如,軟件項目的完整設計與開發過程、結構化技術、快速原型法和面向對象方法,等等。
(2)為學生適應畢業后團隊合作開發規模稍大項目和綜合應用本專業所學習的多門課程知識(例如,軟件工程、程序設計語言、操作系統、數據庫、網絡編程等)創造實踐機會。為學生提供主動學習(比如,對Web網頁設計、或ASP交互網頁技術、Java開發環境、網站構架如Struts,Hibernate,Spring,商用數據庫應用、電子商務、客戶機/服務器技術、Visio與Rational Rose,Sybase powerdesigner軟件工具等內容的學習)、積極探索與大膽創新的機會。
(3)使學生通過參加小組團隊的開發實踐,了解項目管理、團隊協作、與客戶交流、文檔編寫、口頭與書面表達的重要性。
(4)使每個學生了解軟件工具與環境對于項目開發的重要性,并且重點深入掌握好一、兩種較新或較流行的軟件工具或計算機應用技術、技能。
(5)通過“稍大的”富有挑戰性的軟件設計項目開發實踐,提高學生的自學能力、書面與口頭表達能力、創造能力和與團隊其他成員交往和協作開發軟件的能力,提高學生今后參與開發稍大規模實際軟件項目和探索未知領域的能力和自信心。
2.課程設計內容選擇應該具有科學性和與時俱進性。課程設計內容選擇十分重要,既要體現時代性,又要體現科學性和難度的適當性,因此要求指導老師對當前軟件開發領域的整個動態有總體掌握。下面是我對當前軟件開發領域進行的大致歸類。
(1)網站開發類:包括休閑娛樂(音樂,影視,聊天,休閑運動,旅游景點等)網站;工商經濟網站(攝影,日用家居,玩具等);文學網站(詩詞/韻文,港臺文學,民間文學,科幻文學等);體育與健身網站(極限運動,球類,健美/健身,運動常識,網球,乒乓球等);衛生與健康網站(醫學理論,醫療器械,保健/養生,論壇等);國家地區網站(北京,上海,廣東,江蘇,天津等);教育培訓網站(小學/中學教育,職業教育,高等教育,教育軟件,培訓機構等);其他等類型網站。
(2)應用軟件類:如信息管理系統,漢字輸入,轉換翻譯,文字處理,壓縮解壓,電子閱讀,文檔管理,字體工具,數據恢復等。
(3)系統軟件類:如系統管理,內存管理,文件管理,系統測試工具等。
(4)游戲娛樂類:如網絡游戲,Flash游戲,牌和棋游戲等。
(5)其他:如安全病毒,桌面工具等。
這樣,課程設計的內容可以根據學生的興趣和愛好從以上幾方面進行選擇,也可以由學生自己選擇設計內容,指導老師把握學生選擇的項目難易程度,同時提出所要達到的要求(包括完成日期,演示時間,學生所要提交的成果,文檔資料,等等)。
3.課程設計項目具體實施
(1)確定開發團隊。指導老師在班長和學習委員的協助下充分了解學生的興趣、愛好、基本技能和未來學生的就業意向,學生在教師的指導下,有選擇性地進行分組,一般3至5人為一組,并選定好組長。
(2)確定開發項目。指導老師給小組成員分配好開發任務,組長寫好開發計劃進程安排并提交指導老師檢查以便及時修進。
(3)中期檢查與指導。指導老師根據各個團隊提交的開發計劃,對各團隊開發項目進程定期進行中期檢查,檢查各團隊的項目進展情況,包括各個小組的開會記錄,所查閱的資料,當前所遇到的困難,協助與指導小組面對困難所要采取的解決方法等。
(4)成果提交與演示。課程設計結束時指導老師要求按時提交項目的相關成果,并組織小組團隊進行演示與簡短的答辯。演示過程要求學生用5―10分鐘時間敘述設計原理、過程、系統運行的情況和體會,敘述完畢后由指導老師或其他小組成員提問,指導老師和小組成員記錄該學生演示情況和回答問題的情況,并以此作為下一階段評定該學生成績的一部分。
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4.建立合理,科學公正的評價體系。為了對每個開發團隊中的成員成績有個公正、公平和合理的成績,因此必須建立合理、科學、公正的評價體系,本文建立的評價體系包括:學生提交成果,學生演示與答辯,學生自評與互評,教師評分。學生提交成果根據表1學生所承擔的角色來交付;學生演示與答辯重點體現對系統的原理、過程、結論,以及開發體會進行表述;學生自評和互評體現了學生的自我認同和互相認同感;最后是教師的評分,教師的評定從以下幾方面全面考慮:(1)學習態度是否端正,總體表現;(2)項目組織是否有條理,協作程度;(3)軟件系統文檔資料表達格式是否規范、符合要求,表達是否準確、完整、簡單明了;(4)系統結構是否合理,功能是否正確,人機界面是否友好;除了符合上列基本要求具體評定可以參見下表1。最后學生的總評定成績為:0.4×教師評定分+0.2×學生互評分+0.2×學生演示與答辯評分+0.2×學生自評分。
表1 評定標準
四、結語
軟件工程課程設計是一門理論與實踐相結合的應用性很強課程,我結合自身從事軟件開發的經驗和多年的教學,從以上幾個方面探索了該課程的教學模式,在實踐工作中雖然取得了一定的成效,獲得了學生的認可與好評,但仍處于嘗試和探索階段。在實際指導過程中還存在不少問題,例如:個別學生的積極主動性不夠,存在抄襲設計成果現象,等等。這些都需要繼續努力,尤其是隨著軟件產業的飛速發展,如何培養高素質軟件人才,對教師來說更是一種挑戰。因此,教師應不斷學習新的知識,提升自身的能力,把握學科的最新發展動態,探索新的教學模式,深化實踐教學改革,為我國教育事業作出更大的貢獻。
參考文獻:
[1]張海藩.軟件工程導論(第5版)[M].北京:清華大學出版社,2008:55-73.
[2]張引,楊小虎,陳越.“軟件工程”課程實踐中激勵機制的探索[J].計算機教育,2007,(5):30-32.
[3]江頡,石曉耀.面向對象的軟件工程自主實驗教學改革[J].實驗技術與管理,2007,24(7):112-114.
[4]王薇.軟件工程課程體系研究[J].計算機教育,2007,(8):31-32.
[5]巫華芳.軟件工程教學案例設計初探[J].教育與職業,2007,(11):139-140.
[6]馬燕,張根耀,王文發.軟件工程實驗教學模式改革與實踐研究[J].教育與職業,2006,(36):149-150.
近年來,軟件行業進入第二春,供需兩旺。據調查,以北京為例,軟件工程師每年需求50000人左右。據IT英才網數據顯示:北京IT職場每月需求達3380個。 [1]但是,軟件行業市場的供需出現了錯位,一方面,IT企業對軟件工程專業的人才需求旺盛,另一方面,軟件工程專業的畢業生就業質量卻不高。究其原因,是我們培養的人才不能滿足企業對軟件工程人才要求。
軟件工程專業是國家教育部在2002年新增的專業。該專業以計算機技術為主的專業,實踐性很強,專業的實踐教學體系是培養學生實踐能力、計算機工程能力、創新能力的重要途徑。我們應該充分了解市場和企業的需求,制訂和實施切實可行的實踐教學體系。[2]
曲靖師范學院軟件工程專業從2008年開辦至今,已經培養5屆學生,一直以來,我們不斷豐富和完善該專業的實踐教學體系,形成了相對完備、效果好的實踐教學體系。
2 實驗室建設是硬件基礎
實驗室是開展實踐教學的硬件保障,實驗室建設的好壞,直接關乎實踐教學體系執行的成敗。一直以來,我們非常重視軟件工程專業的實驗室建設。實驗建設能充分滿足軟件工程專業實踐教學體系的硬件要求。實驗設備采購的指導思想是實驗設備要先進、實用,充分滿足學生的學習和教師的實踐教學需要。
該專業已經建成硬件實驗室有2個,分別是“計算機組成原理實驗室”、“計算機組裝與維護實驗室”;通信與網絡實驗室有2個,分別是“計算機通信實驗室”、“計算機網絡實驗室”;軟件類的實驗室有3個,分別是“軟件開發與測試實驗室”、“數據庫實驗室”、“信息技術創新實驗室”。同時,為適應當今云計算的研究需要,我們投資200多萬建立了云計算平臺。
以上實驗室的更新及新建,能充分滿足師生完成實踐教學的需要。
3 軟件工程專業技能訓練是實踐教學體系的抓手
在學生大學期間,為了在不同學期適時提高學生的綜合實踐能力,我們結合“軟件工程專業人才培養方案”的要求,開展了貫穿大學4年的專業技能訓練。我們把專業技能訓練當作實踐教學體系的抓手,專業技能訓練根據訓練大綱,著力提升學生應具備的專業素養和能力。
我院的專業技能訓練主要包括兩個級別,一級是課程設計訓練,本訓練以課程為依托,制定課程級別的訓練大綱;二級是綜合設計訓練,主要訓練學生的軟件論文項目的開發能力,要求學生能靈活應用所掌握的知識和技能,完成一個綜合性、設計性的軟件項目。下面分別對這兩級訓練作詳細介紹。
3.1 課程設計訓練
“課程設計”是一個多義詞詞條。它可以指“為掌握某一課程內容所進行的設計”[3]。課程設計是課程實驗的高級環節,課程實驗是提升學生立體實踐能力的根本,課程實驗分為驗證性實驗、綜合性實驗和課程設計實驗,我們在傳統驗證性實驗的基礎上開展課程設計實驗,提升學生的課程綜合實踐能力。
以《Java程序設計》課程設計為例,課程設計的目的:利用Java語言的語法特性,結合數據結構算法、網絡知識、文件處理和數據庫等知識完成綜合題目的設計和代碼實現,并培養鍛煉分析程序、撰寫報告等能力。
軟件工程專業的已經開出課程設計的課程有4門,分別是:OFFICE辦公軟件、計算機組裝與維護、C語言程序設計、JAVA程序設計。我們針對這些課程,在編寫實驗大綱時,要求包含課程設計,設計方案要經過專業系的審核和教授委員的審定。最后,以審定通過的課程設計為依托,為后續綜合實踐能力的提升打下堅實的基礎。
3.2 綜合設計訓練
綜合設計訓練的目的是鍛煉學生綜合所學知識,設計和開發一個小項目的能力。這些項目有“JAVA程序設計”、“商業數據庫開發”、“J2EE企業應用”、“JAVA Web開發”等,這些小項目的訓練要基于幾門課的知識和技能,如“JAVA Web開發”就需要學生綜合數據庫、軟件工程、JAVA程序設計語言等知識與技能。
綜合設計訓練要與畢業設計區別開來,此訓練的主要目的是讓學生體驗和掌握項目開發流程,同時鍛煉綜合應用所學課程來完成一個具體的小項目。
3.3 軟件工程專業技能訓練安排
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為鼓勵學生多渠道獲得技能分,我們規定,學生參加通過全國軟件資格(水平)考試(中級),可以獲得2學分,參加通過軟件資格(水平)考試(高級),可以獲得3學分。
4 畢業設計是實踐教學體系總結性的實踐環節
畢業設計是教學過程的最后階段采用的一種總結性的實踐教學環節。通過畢業設計,學生可以綜合應用所學的各種理論知識和技能,進行全面、系統、嚴格的計算機技術及軟件工程能力的練習。[4]畢業論文(設計)是實踐教學體系的技能整合,我院對畢業論文(設計)作重大改革,著力打造學生綜合實踐能力。
參加畢業論文(設計)的學生分兩部分,一部分在公司實習,同時要在公司完成畢業論文(設計)工作,余下的學生在曲靖師院完成畢業論文工作,為提高畢業論文(設計)的質量,經向教務處請示,允許我院結合專業實踐性強的實際,改革本專業畢業論文(設計)工作。改革思路包括三點,一是我院學生的畢業論文(設計)以畢業設計為主,弱化對學生文本的要求,強化對實踐動作能力的提升和檢查,二是做好規范管理工作,制定相關文件,如:“信息工程學院畢業論文(設計)工作規定”、 “信息工程學院畢業設計開發文檔的撰寫與打印規范” 、“信息工程學院畢業設計開發文檔”等。
5 校企合作助力實踐教學體系
為提升學生的實習效果和就業質量。我們自2012年開始,與四川華迪信息技術有限公司開展畢業實習的合作,該公司是一家集軟件外包、信息服務、學生專業技能培訓為一體的公司,在以上業務深耕12年,在全國小有名氣。我們的學生參加校企合作實習有兩種類型,一是為期三個月的專業實習,二是為期四個月的就業培訓。三個月的專業實習分為Java開發方向和計算機網絡方向,Java開發實訓的重點是提升學生的軟件開發實踐能力和水平,計算機網絡方向的實訓重點是提升學生的網絡規劃、設計、實施、部署的能力。
從2013年開始,軟件工程專業的學生幾乎都參加校了企業合作的實習,取得了良好效果,學生的專業實踐能力提升了,就業質量明顯提高,很多學生就在四川成都就業、創業。
6 結語
本文結合長期的思考和實踐,不同的實踐環節有機整合,大大提高了學生的職業能力和素質。軟件工程專業的實踐教學體系的構建和實踐是一個系統的、長期的過程,還需要我們不斷地探索,進一步提高人才培養質量。
參考文獻:
關鍵詞:機械設計;課程設計;教學改革
一、機械設計課程設計存在的問題
目前,我國大多數高校機械類學生通常在第5學期進行機械設計課程設計,該設計是學生學完工程制圖、工程力學、機械原理、機械設計課程后完成的一門較為綜合的課程設計,同時,這也是為學生畢業設計和今后工作后機械設計能力培養奠定一定基礎。但是長期一成不變的課程設計時間和題目,以及傳統的教學模式,早已不能滿足現代信息快速發展的今天。
1.傳統的課程設計時間短。機械設計課程設計通常是在《機械設計》課程結束以后的3周內進行,在期末的這3周中學生考試科目較多,很難集中精力集中時間做好課程設計。由于目前招生人數的增加,而指導老師的數量并沒有增加,這就造成了老師精力不足,最終導致課程設計的質量越來越低。學生沒有足夠的時間保證,導致學生思考問題不認真、不周全,照搬照抄,計算繪圖盲目倉促,難以達到課程設計所設置的目的要求。課程設計由于時間緊張,工作量大,老師不能及時地鼓勵學生的創新設計,從而限制了學生創新能力的培養。而對于學生單一的、不協作的課程設計,時間緊張,思維狹窄而受限就更難以充分發揮學生的創新才能。雖然有一些學生有好的想法,但是沒有充足的時間考慮,加上老師對學生的監管不到位,沒有老師的認真點撥和指導導致學生的創新能力受到限制。
2.課程設計題目陳舊、缺乏創新。機械設計課程設計通常選擇一般用途的機械傳動裝置或簡單機械。通常以齒輪減速器或蝸桿減速器為主體的機械傳動裝置作為設計課題。因為減速器包括了機械設計課程的大部分零件,具有典型的代表性。傳統的課程設計重點是鞏固和加強所學的理論知識,設計題目和給定數據多年不變,只需要按設計任務中給定的數據、方案及規定的設計方法完成一定的工作量即可,這就導致了相互抄襲的后果。學生缺乏主動性、積極性,教師缺乏新思維,師生同受其害。同時,傳統課程設計題目與專業、畢業設計相關度不大,使得學生所學專業課程無用武之地,缺乏學習興趣,設計與專業課程學習不同步達不到學以致用的目的和充分培養學生理論聯系實際的能力。
3.考核方式較為傳統死板,沒有調動學生的積極性。教師對課程設計的考核方式也過于簡單,學生最后提交的是圖紙說明書等紙質材料,由于學生考試的穿插,加上期末老師的年終總結任務較多,用于集中指導的時間少,教師只憑印象批閱說明書和圖紙,自行決斷,確定最終得分。整個課程設計過程前期組織動員工作準備不充分,缺乏師生的交流與互動,對學生的監督與管理不嚴,部分學生的抄襲很難評判??己巳狈藴市院屯该鞫?,助長了懶惰學生抄襲的不良風氣,影響了勤奮好學學生的積極性,嚴重違背了課程設計教學的初衷。
二、改革手段和方法
針對目前課程設計學生態度不積極、時間較短、流于形式等現象,我們就本科生專業實習提出“長時間課程設計”的概念,即在機械設計課程初進行持續近一個學期的時間,以加強學生創新能力訓練,鍛煉學生在工作中解決實際問題的能力。這一概念通過近幾年的實施取得了一定的成果,但有些方式仍需繼續探討。
1.采用“化整為零”法。通過將課程設計融入平時課程作業中,學生在進行課程學習時,有的放矢,應用所學知識完成課程設計計算工作;課程設計中先進設計方法和手段的訓練,使學生在實踐中應用設計軟件,掌握三維建模知識,了解虛擬裝配過程。在平時上課時完成課程設計的計算部分,課程設計節省的計算時間用于對學生的應用現代設計軟件,開展先進設計方法訓練及應用;增強實踐性環節教學,建議實驗室允許學生借出減速器模型,在課程設計室內使用,從而通過先進設計方法訓練和增強實踐能力,提高學生設計能力和綜合素質?!盎麨榱恪狈ㄍ苿诱n程設計的改革。根據教學大綱的要求,在不減少學生的設計工作量的前提下,采用“化整為零”法來完成課程設計任務,就是在開始講述機械設計部分的時候就把課程設計任務書發給學生,將課程設計的部分計算內容(如帶傳動設計、齒輪傳動的設計)放在機械設計課程教學時,作為課外作業布置給學生,這樣可以發揮學生學習的主動性和積極性,同時老師在日常教學期間通過批改課程設計作業,及時地發現學生的計算錯誤或不合理的設計,督促學生及時改正。
2.在課程設計中引入現代設計軟件,提高學生的興趣。學生在機械制圖課程教學中已經學習了Auto-CAD,但是沒有把它與具體的工程設計結合起來。我們根據學生的具體情況,在課程設計中以不同的方式把計算機CAD技術應用到設計中,鼓勵一般的學生能夠進行零件的平面CAD繪圖,對于基礎好的學生鼓勵他們對零件進行三維CAD繪圖或者運用UG、Pro/E、SolidWorks軟件繪圖,也可以在電腦上完成裝配圖的繪制。機械設計基礎的課程設計并不是孤立的,它不僅是與任課指導教師有關的教學活動,也是在先修的相關課程基礎上的實踐教學環節。因此,可在設計中聘請制圖、公差、力學等相關課程的教師,從各個不同的角度加強業務指導,進一步提高學生的工程素養和素質。
3.結合機械創新設計第二課堂,提高學生創新能力。為避免設計的雷同,采用多題目、多數據,將全班分成若干小組,每組3~5人,經小組成員民主選出組長全面負責設計工作,小組各成員按照自己的學習優勢進行合理分工:數據計算與整理、查閱手冊資料、繪制圖樣、三維造型與裝配等,每人各負其責,獨立完成,但要數據共享,步調一致。由于學生缺乏實際經驗,往往需要對某些結構不夠合理的地方進行多次修改,采用軟件只需修改零件某個參數的數值即可完成整體修改,方便省時,且整個設計過程符合學生的認知規律,使學生能夠更加深入地理解設計的內涵,并可以直觀地看到自己的設計成果,增強學生的成就感。采取靈活多樣的教學方法,根據設計對象的不同和設計過程中隨時出現的具體問題,針對年輕人思想活躍的特點,鼓勵學生在總結前人經驗的基礎上有所創新,引導學生獲取知識與方法。此外,在設計節點組織學生相互間互查,以提高其對技術文件的審核、鑒定的能力,以及對工作精益求精的態度和責任感。采用第二課堂和課程設計想結合的方式,設立專項基金,針對學有余力的學生,激勵其進行創新性實驗研究。根據所申請項目的內容及課題完成情況進行審批,給予一定額度的資金支持并配備專門教師給予指導。對于特色較為鮮明、成果比較出眾的項目資助其申報發明專利、撰寫論文和參與學術交流,并優先推薦評選“國家大學生創新性實驗計劃”。同時,積極創造條件、出臺措施,鼓勵學生參加教師的科研項目,給學生提供廣闊的自由發展平臺與空間。
4.結合科研項目提高教師的積極性。這雖然加大了教學的難度,要求教師具備扎實的工程功底,但既滿足理論聯系實際的要求,又可達到綜合訓練的目的,讓學生體會到機械設計中既要參考原有樣機,又要積極思考,有所創新,對提高學生的設計水平和促進教師教學水平的提高都非常有益。需要注意的是選題的適當和題目的相對穩定,并設立合適的考核節點,對課程設計的全過程進行約束和監督,以利完成課程設計的教學要求。在《機械設計基礎》課程伊始,即下達設計任務,通過系統的設計任務將原教學內容中相互獨立且略顯繁雜的知識點聯系起來,置學生于實際的工作情境之中,使其切身去解讀一個機械裝置的實際設計過程,并掌握由此所涉及到的原理、知識以及問題解決思路和方法。帶著問題來學習課程,設計中每一步結果的取得,無論是數據還是結構,都與教學的各章節密切相關。在教學中進行實際工作的演練,是抽象知識與具體行動的有機融合,能夠極大地激發學生的學習興趣和學習潛力,鍛煉學生的實戰設計能力,培養全面的設計素質,為課程設計的順利完成奠定良好基礎。
三、結論
經過幾輪的課程設計實踐,本項目取得如下成果:
1.針對學生能力,開展分層次教學,讓學有余力的同學利用課程設計的平臺鍛煉三維建模能力,二維繪圖能力,并起到輻射帶動作用;
2.以“做中學”的模式讓學生自主自發學習應用先進的設計軟件,一方面提高了他們軟件水平,另一方面,提高了他們的自信心和主動性,促使他們掌握了一種有別于死記硬背的新的學習方法。
作者:李霞 陳建萍 魏敏 葛云 單位:石河子大學機械電氣工程學院 新疆交通職業技術學院汽車與機電工程學院
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《軟件工程》是一門理論與實踐緊密結合的學科。目前的實驗教學存在諸多問題,本文總結了多年來《軟件工程》的實驗教學經驗,提出了章節實驗+課程設計的教學實驗方案,并在教學中合理運用,取得了有效地成果。
關鍵詞:
軟件工程;課程設計;實驗教學
0引言
隨著Web程序設計及云與大數據在各領域中的廣泛使用,工程化的開發人員越來越被需要,然而在現有高校的《軟件工程》教學中,不太注重對學生的軟件設計、開發及運行維護能力的培養,而往往把大量的理論灌輸在軟件工程這門課上[1-3]。如何在《軟件工程》教學中最大限度地激發學生的實踐能力是亟待解決的一個重要課題。另一方面,基于軟件生命周期的工程化開發方法,歸根結底屬于文檔驅動型的開發方法,如何引導學生書寫規范化的軟件開發文檔也是我們教學過程中應該注重的一部分。鑒于此,我們提出了章節實驗+課程設計的啟發式軟件工程實驗教學模式,以激發學生的學習積極性,增強學生的實踐開發能力。
1目前軟件工程實驗教學中存在的問題
1.1理論教學缺乏新意,無法激發學生的學習興趣
《軟件工程》課堂教學內容基本為理論講授,按照軟件的全生命周期過程,分別給學生介紹了問題定義、可行性研究、需求分析、概要設計、詳細設計、編碼測試與維護的相關理論知識。通過課堂教學,大部分學生只掌握了基本概念、開發原理,開發方法。課堂授課枯燥無味加上內容較抽象,嚴重影響了實際教學效果。實際上,隨著軟件開發規模的不斷擴大以及對軟件質量要求的提高,軟件工程課程的教學內容及教學模式更應該注重理論與時間的結合。既要注重軟件設計的基本原理與方法,還要注重軟件開發的實踐經驗以及技術運用。
1.2實驗內容不具體,學生無從下手
目前的《軟件工程》實驗,一般只有一個課程設計,題目自選,類型自選。這樣的實驗要求缺乏具體性,使得學生無從下手。另外《軟件工程》的整個教學過程是基于軟件生命周期的過程,在每個相關階段都有具體的實施技巧與實施方法,可以將具體的的技術方法以小實驗的形式命題[4-8]。比如在講到需求分析的工具數據流圖時,可以給出一個小型系統功能的問題描述,然后讓學生利用MicrosoftVisio畫出描述該業務流程的數據流圖,這樣既可以將理論應用于實踐,又體現了文檔驅動型的開發理念。
1.3實驗教學缺乏有效的檢測機制
目前的實驗教學,教師一般是把課程設計布置下去,然后讓學生獨立完成。但是對于沒有任何開發經驗的學生來說,根本無從下手,所以80%的學生最后放棄了實驗。只有部分學生開展了課程設計,但中途遇到困難也就放棄了。因此規定好課程設計的題目,進行有效的選題知道,中期審查以及后期檢查等活動,可以督促學生完成設計。另外,在整個課程設計過程中,教師的輔導時必不可少的。
2章節實驗與課程設計相結合的平行實驗教學模式
隨著理論教學的推進,在適當的知識點完成后,安排小實驗,以鞏固所學知識。另外,大實驗設計即課程設計貫穿整個學期,通過大實驗的設計與實現使學生實際體驗系統開發全過程。這樣大小實驗穿行,相輔相成,相得益彰。
2.1章節實驗內容的設計
《軟件工程》理論教學是按照軟件生命周期的全過程完成的,在各個開發實施的階段都會介紹到開發原理、開發工具、開發技術[9-14]。比如在可行性研究階段會介紹到數據流圖、數據字典;在需求分析階段會介紹到E-R模型、層次方框圖、Warnier圖等;在設計階段會介紹到結構化的設計方法、過程設計工具PAD圖、判定表、判定樹等;在實現階段會介紹到各種測試方法:單元測試、集成測試、回歸測試、白盒測試、黑盒測試等;在面向對象的開發方法中又會介紹到UML的各種模型圖。對于這些知識點,我們都設置了小實驗以鞏固學生的理論知識。其實驗設計如表1所示:小實驗的內容貫穿整個實驗教學過程,通過十個小實驗的練習,將課本上90%的知識點覆蓋,學生即通過實驗鞏固了理論知識,又學會了如何將理論知識應用于實踐,還掌握了一些文檔編寫需要的工具。
2.2課程設計實驗的設計
課程設計以應用型軟件系統研發為主,教師給出部分的設計實施題目,也可以學生自選設計題目,但教師要最后把關。根據實際需求,靈活選定軟件項目,在規定的周期界定范圍內,學生完成相關的階段性任務,以規范性的文檔形式提交任課教師審閱。批準后,以此為據,展開下一階段任務。整個的分析、設計和研發過程,是以規范性的文檔形式為審閱結果及實踐提交成果。課程設計以軟件生命周期為依據,序列化螺旋式展開,每一階段都以相應的文檔性資料為依據,通過審核后方可進入下一階段的任務,最后提交軟件系統,整理代碼結構,以及相關的后期工作任務總結資料。
2.3兩種實驗內容相輔相成
所謂平行實驗室指在以種教學實驗任務中,以兩條不同的主線開展實施,兩個中心的實驗分別針對不同的知識點和鍛煉方向。中心的實驗內容,表1旨在鍛煉學生的基礎理論知識的實踐運用,表2旨在鍛煉學生的實踐綜合運用能力。兩個實驗方向平行進展,同時開始,分別進行。從不同角度和方向促進了學生的實踐能力的培養。
3平行實驗教學模式的具體實施方案
3.1平行實驗開展過程及方法
對于小實驗,我們以章節為單位,當學習到相關的理論知識時,開展適應的小實驗內容。學生獨立完成小實驗,并提交實驗報告。對于課程設計,我們以小組為單位完成,每小組大概10人左右,設定隊長,有效劃分工作任務。在規定的時間內,由小團隊獨立完成。在任務的展開過程中,出現問題,由教師與學生一起共同解決,并且主要采取引導的方式啟發學生獨立分析和解決問題。
3.2平行實驗模式的教學收效
本實驗課程在3屆軟件工程相關專業的教學中實施,通過該課程的學習,學生鞏固和加深了軟件的工程化和系統化知識,了解了整個學科、專業和課程的發展前沿和實施背景,進一步加強了學生個體綜合設計及創新能力的培養,同時良性引導和培養了學生實事求是、嚴肅認真的科學作風和良好的學習和實踐習慣,為今后的就業和深造打下扎實的基礎。
4結論
《軟件工程》實驗在學院實驗室以及部分合作實施單位的開發梯隊中展開,收到了良好的效果。我們實時記錄學生的項目執行過程,做好日志的量化登記,為此指定了學生的校外實踐指導教師參與,以后將利用校企合作這個廣闊平臺,更加深入的進行工程化的實踐練習。
作者:王妍 高仲合 倪建成 單位:曲阜師范大學軟件學院
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隨著信息社會的到來,既掌握專業技能又具有計算機應用能力的人越來越來受到歡迎。為了適應社會的發展,必須培養既熟悉專業又能把計算機技術同各領域的專業需要緊密結合的復合型人才。數據庫技術成為高校各學科專業的必修或選修課程。數據庫課程設計一般是大學三年級學生在學完計算機應用基礎、計算機編程語言、辦公自動化軟件基礎、數據庫原理與應用等課程后進行的集中實踐環節,主要內容是通過社會調查,選擇一個實際課題,完成數據庫應用系統設計工作,課程結束后提交應用軟件系統和課程設計報告。通過課程設計,可以使學生較全面地理解、掌握和綜合運用所學知識,培養學生調查研究,查閱技術文獻、資料以及編寫技術文獻的能力。非計算機專業學生對于計算機類的課程通常有一定的畏懼感,尤其對計算機語言、編程等,覺得難以駕馭和掌握。如何讓學生通過數據庫課程設計,使他們的各方面能力得到培養和鍛煉,一直是值得思考的課題。本文結合教學實踐,就教學內容、教學手段、考核方式、課程管理等方面進行初步探索。
二、課程設計的目標、內容及要求
教師應了解學生以往所學過的計算機相關課程,注意課程的銜接,分析非計算機專業學生已經掌握的知識和知識的體系結構,明確數據庫課程設計的教學目標、內容及課程設計要求,對需要加強或充實的內容要重點講解和補充。數據庫設計是指對于一個給定的應用環境,構造最優的數據庫模式,建立數據庫及其應用系統,使之能夠有效地存儲數據,滿足各種用戶的應用要求,包括數據庫的結構設計(數據靜態模型的設計)和數據庫的行為設計(應用軟件等的設計)。學生應按照數據庫結構設計的需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、數據庫實施、數據庫運行和維護這六個階段,分階段分步驟進行,完成每一個階段的任務。根據軟件工程的方法和理論進行應用程序的設計,熟練運用相關語言編制應用系統的界面,實現開發工具與數據查詢語言的無縫連接,建立數據庫應用系統。要求學生要提交課程設計報告、所開發的軟件系統和程序清單。課程設計報告包括各階段的設計內容和對所開發的應用系統的評價,以及課程設計的體會與建議。
為了發揮學生的主動性,教師授課的重點應放在系統化的開發步驟和關鍵性問題的求解上,首先要介紹設計思想、方法和程序設計的思想和方法。課程設計過程中教師要指導學生查資料,如數據庫原理及應用,數據庫系統,軟件工程,管理信息系統等方面的書籍,同時要指導學生善用軟件幫助系統,培養學生學會質疑、自學和調查研究解決問題的能力。針對在校學生接觸實際比較少,沒有實際開發軟件和工作經驗的特點,應精選有代表性的案例,從問題的提出、方案的設計與實施,到最終問題的解決,給學生全面了解解決問題的全過程。然后,由學生當主角,讓學生自己解決問題,鍛煉他們綜合運用知識的能力。
三、課程設計的選題
選題是整個課程設計的前提和關鍵。課程設計題目選擇的難易程度、范圍的大小和是否能激發學生的學習熱情,直接影響到這一實踐教學環節的效果。一個好的題目應該符合以下原則:首先,要符合教學要求,使學生通過課程設計進一步鞏固所學的專業知識,培養學生分析問題、解決問題的能力;其次,一個好的題目應該和實踐緊密聯系。理論來自于實踐,又服務于實踐。要貼近學生學習和生活實際,先選擇容易開發的實用的數據庫應用系統,對學生以后從事相關工作有幫助。脫離實踐的題目往往激發不出學生的學習熱情,達不到預期的目標。
首先,將學生分成若干個小組。分組的依據為:學生的學習成績、知識結構、學習能力、性格特點、男女搭配等,遵循互補的原則,成績好的與成績差的搭配,性格內向的與外向的搭配等。每組人員為5~6名,每組設組長,全面負責小組的學習討論和任務安排。在組長的指揮下,對成員進行分工,善于口頭表達的負責聯系工作和調查研究,計算機操作能力強的負責代碼的編寫,程序設計能力強的負責整體規劃、程序調試和連編,寫作能力強的負責技術文檔的書寫等,成員努力的成果與個體成員共同分享。教師只需提醒學生合理分配工作時間,注意小組成員之間的溝通,幫助把握進度。實踐表明:在互相討論又各自有所負責的學習氛圍中,學生之間可以相互學習、取長補短,對知識的掌握與鞏固有很大的幫助。
其次,各個小組通過討論、觀察、思考、查資料等方式,結合各個學生的特長,參考教師指定的范圍選定課程設計題目,然后與教師進行交流。教師應對學生選定的題目進行批閱,在可行性、工作量大小、小組成員及題目意義等方面進行把關評估,及時將意見反饋給學生,學生再針對教師的意見進行調整,最終確定課程設計的選題。結合教學實踐可以選擇如下題目:客房管理系統、學籍管理系統、學校工資管理系統、科研項目管理系統、高校設備管理系統、檔案管理系統、圖書資料管理系統、教學成績管理系統、后勤管理系統、系辦管理系統、居委會管理系統、職工人事管理系統、宿舍管理系統等。
四、方案設計和方案實施
選定題目后,即可著手完成數據庫課程設計的各個階段的任務。首先,各小組應對所選題目進行分析,通過查閱資料、小組討論、走訪專家或社會調查等途徑,進行調查研究和可行性分析。通過調查組織機構情況、業務活動情況、數據情況、用戶要求,確定新系統的邊界,完成系統需求分析。然后,采用實體聯系模型確定應用程序中的實體和聯系,確定實體的屬性和實體之間聯系的類型,得到局部E-R模型,異對局部E—R模型集成進行輸入/輸出設計和軟件結構設計等,完成概念結構設計。接下來,實現E-R模型向關系模型的轉化,利用關系規范化理論進行關系模式的優化,設計用戶視圖,同時進行界面設計,模塊設計等,完成邏輯結構設計階段的任務。再往下,進行物理設計和軟件實施,最后是應用系統的集成與。小組成員在組長的領導下,可以分頭完成各自負責的任務,小組成員要分工負責和團結協作。教師在指導課程設計過程中,可以設置幾個檢查點,制定階段性任務。如根據課程內容、教學目的、系統規模、工作量等因素,審查各小組遞交的初始設計方案,在設計方案的實現方法、表現形式等方面做出調整建議,以避免在方案實施過程中出現不必要的反復。
在課程設計過程中,提倡通過模仿來學習,只有多模仿才能掌握方法,才有可能創新。學生根據初始方案,通過各種途徑查找與自己的題目類似的范例,通過模仿范例來實現自己的程序。有的學生在范例中看到自己感興趣的內容,通過適當修改,將其應用到自己的程序中,使程序更合理,內容更豐富。學生在掌握了基本方法和解決問題的途徑后,對自己感興趣的內容,自然愿意努力去尋找答案。學生在方案設計、修改、實施的過程中不斷發現問題與解決問題,逐步產生了學習的樂趣。為了避免在分組的實驗、設計中有的同學不積極參與的現象,可以采用隨機抽查的辦法來考核小組的成績,促使小組內部互相監督、互相幫助、互相學習,有利于培養學生學習的積極性,提高教學效果。
數據庫課程設計中實驗是重要的組成部分,教師要詳細布置實驗,制訂上機紀律,并且督促學生嚴格按照課程設計各階段工作要求操作。實驗可以參考以下內容安排:(1)建立數據庫。包括創建數據庫,創建表,建立字段和記錄的有效性約束,建立索引,創建表間關系和觸發器設計等。(2)使用表單操縱數據庫。包括設計表單,創建表單,為表單添加對象,定義表單及其對象的屬性、事件和方法。(3)設計用戶視圖。包括創建不同的用戶視圖,實現用視圖來控制更新數據庫中的數據的目的。(4)設計報表。包括創建報表,打印和預覽報表,注意各個帶區的使用。(5)設計菜單系統。包括規劃菜單系統,創建菜單及其子菜單,為菜單指定任務,調試和使用菜單系統。(6)項目集成。包括使用項目管理器集成數據庫、表單、視圖、報表等數據庫對象,設置主控程序,編譯和發行軟件等。
五、課程設計的考核與評定
學生在課程設計結束后,不僅要提交軟件系統,還要提交課程設計報告,闡述其設計思路、運用的知識及自己的體會。課程設計的成績由以下幾部分組成:考勤占10分,平時抽查和提問題情況占10分,課程設計報告占30分,軟件系統設計占30分,演示與答辯占20分。課程設計報告主要看各個部分的完備性,分析的透徹性和獨到的見解。在評分方式上采取自評和互評的方式,首先由各小組依據教師給出的評價標準給本小組打分,然后由每組各選一名代表給大家介紹系統開發的情況并演示系統,同時回答學生和教師提出的問題。所有小組代表陳述完后,由各組分組討論,對其它組開發的系統進行評價和評分。最后由教師根據其自評、互評分數結合實際情況(包括軟件開發水平、演示能力、回答問題能力、軟件開發文檔等)適當總結并公布成績。
為有效避免學生在課程設計過程中的抄襲現象,教師可以對學生進行有針對性地提問,學生當場解答;教師也可以采取刪除軟件中一些關鍵性語句由學生當場調試的方法檢查學生的學習效果。通過評價和自我評價,學生的學習主體意識得到充分體現和加強,激發了學生發現、分析和解決實際問題的學習積極性,不僅提高了學生運用數據庫理論開發出具有實際應用價值的數據庫應用系統的能力,而且學生思考和解決實際問題的能力也有了較大提高。
關鍵詞:物流管理信息系統;課程設計;實踐教學
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A
Abstract: The current study mainly summarises and improves both the teaching methods and teaching organization in the curriculum design, based on the practical curriculum designing of the course“logistics management information system”in our college.
Key words: logistics management information system; curriculum design; practical teaching
1 《物流管理信息系統》課程特點
從廣義上來說,物流管理信息系統應包括物流過程各個環節的信息系統,是一個由計算機、應用軟件及其它高科技設備通過全球通信網絡連接起來的系統。從狹義上來說,物流管理信息系統只是管理信息系統在某一涉及物流的企業中的應用,即管理物流的系統。
隨著信息技術的發展,特別是現代物聯網的興起,信息技術在物流中的應用將會促進物流業的迅猛發展。物流管理信息系統是物流類專業的專業核心課,綜合性和實用性較強,將物流學、管理學、計算機科學和通信技術等內容結合運用。
教學重點分為兩個部分:一個是讓學生意識到信息技術對物流企業管理活動的重要性,讓學生掌握物流管理信息系統的基本結構、功能及建立物流信息系統的基本思想和方法,要求學生能完成中等規模的物流管理信息系統的設計與開發。二是要重點培養學生的實踐動手能力,實際操作物流工作軟件及信息化設施設備的能力。隨著物流企業越來越向智能化發展,熟練地掌握信息技術是高職高專學生必不可少的技能。
課程設計是物流管理信息系統課程的重要組成部分,其目的是鞏固學生所學的物流管理信息系統理論知識,培養學生分析、設計和解決實際問題的能力,提高學生綜合應用計算機技術及設施設備的能力。整個設計秉承著“以學生為主體”的思想,充分調動學生的積極性和能動性。
2 物流管理信息系統課程設計教學實踐中遇到的主要問題
針對物流管理信息系統課程設計教學環節中的實際情況,對該課程設計教學實踐中遇到的主要問題進行總結,其內容如下:
(1)目標定位不明確,相關課程的知識儲備不足。物流管理專業的學生反映物流管理信息系統很難,基于他們沒有數據庫應用基礎、計算機網絡的相關前導課程,所以他們對于這門課程不容易上手。調查發現,大多數高職院校開設的這門課程實踐環節薄弱,內容整合性不夠好,導致很多學生對學習這門課程的目的不明確,缺乏主動性、積極性,并且有畏難情緒。
(2)課程內容豐富,面面俱到的機械整合不合理。物流管理信息系統的課程包括兩部分內容,一是管理學科中的物流管理方向,包括物流以及物流管理信息系統概述、信息技術(數據庫技術、軟件開發技術、條形碼、EDI、GPS、GIS等);另一種是物流工程方向,包括管理信息系統的規劃、開發、分析、設計、實施、評價等。物流管理信息系統的內容非常豐富,簡單的將兩部分內容疊加,在有限的課時下,教師全面透徹的講授上述所有內容非常困難。而且對于物流管理方向的學生來說,掌握信息系統的開發設計比較困難,但是完全不學習這方面的知識,對于物流軟件只是機械的重復,不能深入理解系統的原理及各環節的相關性。
(3)實踐性不強,并且缺少實踐教學的具體安排。對指導學生課程設計實踐活動以及實踐操作的具體要求沒有應有的規范化和標準化,使得學生得不到具體化的訓練。很多學生反映物流管理信息系統的開發內容較難理解,而且開發的系統對物流企業的實際用處沒有實踐性的理解;理論知識也只是機械的聽講,過后就忘。真正走上工作崗位,面對物流企業越來越全面的信息化操作覺得力不從心。
因此,針對上述存在的問題,積極探索新的教學思路,對這門課程進行教學改革,對培養社會真正需求的物流人才具有重要的意義。
3 物流管理信息系統課程設計的教學組織與設計
3.1 課程設計的教學目標。教學目標必須根據培養目標和學校的專業特色來制定。武漢城市職業學院是一所高職院校,以培養技術型人才作為辦學指導思想。將物流管理信息系統課程的教學目標設置為:通過理論學習與實踐教學,培養學生靈活運用各種物流信息技術的能力;根據管理信息系統的理論了解物流管理信息系統的規劃、分析、設計、開發過程,培養學生具備物流信息系統的管理能力和初步開發能力;結合先進的管理思想和決策方法,實現對物流活動中各種信息的采集、加工、傳送、存儲過程。
根據上述培養目標,教學內容應針對學生的專業背景進行設置:針對物流管理類專業,學習物流管理信息系統的目標是培養其成為物流管理信息系統及物流信息技術的管理者和使用者。由于他們信息技術及計算機應用能力相對較弱,教學內容中補充數據庫相關內容,以及系統開發的相關內容,以輔助更好地理解和使用物流系統。但側重于物流管理信息系統的基本概念、系統的管理使用以及物流設施設備的使用上。
具體目標:以第三方物流企業的實際業務管理過程為規劃、分析和設計的原型,主要完成該第三方物流的倉儲管理(貨物入庫管理、庫存管理、盤點管理、出庫管理、車輛配送管理以及系統管理)簡單的工作流程。在此基礎上,結合實際的第三方物流系統軟件,學生在實踐中體會系統在物流企業中的應用,將物流的入庫、庫存管理、出庫、配送等環節有機地結合起來。 3.2 課程設計的教學內容。根據物流管理專業學生實際情況,將數據庫、計算機的相關知識加以補充,初步掌握信息系統的設計與規劃,這部分內容是為更好地管理使用物流系統打下基礎。重點在于建立學生系統的概念,熟練地掌握物流系統軟件,以模塊化教學,將任務分解,以實際任務驅動來組織教學。教學內容的具體安排見表1。
3.3 教學效果及評價。在學期后的調查結果表明:學生普遍認為該課程實踐性很強,沒有枯燥的講理論,而是在“做中學”,獲得了將理論知識應用于實踐的樂趣。
(1)部分學生的課程設計成果。課程設計的教學環節中,在教師的指導下讓學生詳細分析企業的具體流程情況,畫出簡單的業務流程圖。圖1為學生畫出的第三方物流企業中心業務流程圖。
(2)在整個學期的學習和實踐中,能夠熟練地掌握第三方物流軟件(尼奧系統)。在物流實訓室中,能熟練使用電子標簽、立體倉庫等物流設施設備。
3.4 《物流管理信息系統》課程改進的幾個方面:
(1)物流管理信息系統是一門理論與實際相結合的課程,但由于內容繁雜,課時有限,現有這門課的教學方法通常過于偏重理論教學,缺少理論與實際的結合,導致學生學習時常感覺這門課程內容枯燥,逐漸缺乏對這門課程的興趣。為改進教學效果,提高學生的學習興趣,在理論方面的教學,可利用學校軟硬件條件,針對相應的理論知識展開實踐教學。比如講物流信息技術,涉及到條形碼、電子標簽的內容,可以在物流實訓室講解這部分內容,教師可以一邊講解一邊操作,這樣學生就覺得豐富多了。將學生分為5~7人一組,以小組的形式自己動手完成設施設備的操作。提高他們學習興趣的同時,大大增強了他們的合作意識和動手能力,這正是高職院校培養學生的理念。
(2)實踐環節可以采用多種形式實現,對于物流管理信息系統方面的學習,可以第三方物流企業的工作流程為模型,采用課堂系統設計與實際系統軟件使用相結合的形式,逐步提高理論與實際相結合的廣度和深度。
通過模擬第三方物流企業中的實踐,學生可以用所學內容對實際企業的物流信息管理過程提出建設性的建議并給出具體的規劃,從而真正實現理論對實踐的指導意義。第三方物流企業系統軟件(尼奧軟件)見圖2。
(3)每節上機實訓課程都有詳細的實訓指導書,模擬企業實際工作需要設計任務,讓學生有身臨其境的感覺;數據詳細,任務具體,將實踐操作的具體要求規范化和標準化?!赌釆W物流管理系統》實訓指導書見圖3。
4 結束語
物流管理專業的物流管理信息系統課程設計的教學目標要以培養學生的實踐技能為出發點,根據物流企業的實際業務需求不斷地改進教學方法和教學過程,并保證教學內容的相關性和實踐性。本文主要結合武漢城市職業學院物流管理專業對學生能力培養的實際需求,豐富物流管理信息系統課程設計的教學內容,對教學設計中的教學方式和教學組織過程加以總結和改進,對物流管理專業教學起到一些啟發作用。
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關鍵詞:應用型本科;培養軟件工程師;Java課程群;教學研究
中圖分類號:TP3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)19-4518-03
Java Programs Applied Undergraduate Teaching and Research Group for the Training of Software Engineers
YU Xiao
(Wuhan Technology And Business University Department of Information Engineering, Wuhan 430065, China)
Abstract: In this paper, application-oriented university training Java software engineers in the process of teaching a number of issues, analyzes how demand-oriented enterprise Java software engineers conduct group teaching curriculum design, including accurate positioning training applied talents teaching objectives, optimize Curriculum reconstruction and the accumulation of experience teaching curriculum system, integration and research.
Key words: Application-Oriented; Training of Software Engineers; Java Curriculum Group; Teaching and Research
1 應用型本科Java課程群的教學現狀
隨著計算機行業的發展進入到互聯網時代,由于 Java語言在計算機軟件開發尤其是支持網絡編程方面的優勢,大多數高校計算機科學與技術專業在培養計劃中都設置了Java系列課程的培養方案。應用型本科大學作為第三類大學在進行Java系列課程教學改革中確定Java課程群體系的培養目標是非常重要的。因為應用型本科培養的軟件類畢業生在就業中將會與研究性大學本科??飘厴I生、職業技術??茖W院和職業培訓機構的學生進行競爭。為了適應軟件行業對Java開發人才的需要,高校簡單的開設一門Java語言程序設計是遠遠不夠的[1]?,F階段,應用型本科大學的Java課程體系是參考研究性大學本科課程體系的標準而制定的,并沒有突出應用性的特點,而學生在編程方面的能力培養遠不及職業技術學院、職業培訓機構的學生在實踐編程能力的培養。
2 面向培養Java軟件工程師課程教學的重要性
現階段計算機應用軟件的開發主要采用.Net平臺和Java兩大平臺,這兩個平臺各有千秋[2]。在計算機類職業培訓機構的課程體系中Java系列課程也是熱門的課程。Java軟件工程師的職位在目前就業市場中屬于緊缺職位。面向培養IT企業需要的軟件工程師,為企業輸送急需對口人才是各大高校在進行Java課程群的教學建設中需要考慮的問題。但是,很多Java課程體系的教學與市場需求存在脫節的情況。另外,Java教學的知識落后于企業正在使用的技術。計算機行業是發展和更新知識非??斓男袠I,由于高校教師缺乏與企業交流而導致在Java教學過程中不能及時更新到最新的技術,使得學生在畢業時所學的知識過時。
3 面向培養軟件工程師的Java課程群教學思路
3.1應用型本科大學在Java課程群教學改革中的優勢
應用型本科大學比科研型本科大學在課程設置上允許更為靈活,所以在Java課程群教學中可采用多種培養方式相結合。例如,在實踐教學環節可以加強校企合作。Java的實踐課程可以由企業的講師或軟件培訓機構的人員參與教學過程,在教學內容上,可以比研究性大學更偏重應用。也可以在高年級的實踐教學中的有限課時內讓學生直接在企業中實習。為實施素質教育,提高學生的專業技能,培養技術應用型人才,需要不斷探索以變更落后的教學方法,改革傳統的教學模式[3]。
應用型本科大學在教學過程中比職業培訓機構更注重綜合能力的培養。比如,應用型本科教學不僅教授的是Java語言,除此之外教學課程體系中還會設置有《數據庫原理》、《計算機網絡工程》、《操作系統原理》和《軟件工程》等重要的理論性指導課程,使學生在計算機應用能力上更具全面性,為學生更好的在職業發展中成為軟件工程師打好理論基礎,而不僅僅只能成為程序員。
3.2 面向培養軟件工程師的教學目標
應用型本科Java課程體系教學應將與Java技術緊密相關的多門課程整合起來形成課程群,以強化課程間的關系,理清課程間的銜接,避免課程內容的重復性。設計課程群中實踐課程的遞進關系。課程群的建設應緊密結合企業的需求,設計面向培養軟件工程師所需的能力項目的定向案例或課題。進行Java課程群教學培養的目標應是面向企業需求的以應用型為主的強化實踐編程能力的軟件工程師。
3.3 Java課程群體系
根據現有Java技術相關的教學課程選擇五門課程組成Java課程群,分別是Java語言程序設計、Java語言程序設計課程設計、Java Web程序設計、Java Web程序設計課程設計、Java技術畢業設計。課程群中前一門課程是后一門課程的基礎,課程的難度是遞進的由淺入深的介紹Java技術的應用。每門課程都有不同的教學培養的側重點,如下表所示。
表1 Java課程群的培養與考核
[課程名\&能力培養側重點說明\&考核方式\&Java語言程序設計\&Java語言基礎、面向對象程序設計、圖形用戶界面編程、文件編程\&理論筆試與實踐課程綜合評分\&Java語言程序設計課程設計\&三個方向的綜合應用程序開發:圖形用戶界面與文件流結合編程;圖形用戶界面與網絡通信結合編程;圖形用戶界面與數據庫結合編程\&答辯與課程設計論文綜合評分\&Java Web程序設計\&JSP技術基礎、JDBC、JSP進行動態網站開發\&理論筆試與實踐課程綜合評分\&Java Web程序設計課程設計\&使用JDBC數據庫連接技術進行JSP動態網站開發的綜合應用\&答辯與課程設計論文綜合評分\&Java技術畢業設計\&使用EJB應用開發、Java API的使用及服務的應用進行小型實際應用項目的開發\&畢業設計答辯與畢業設計論文綜合評分\&]
課程群的每門課程都分為理論教學環節、實踐教學環節和考核環節組成。每門課程的評分標準根據課程的特點而定。程序設計課程以理論考試與實踐課程的程序完成情況進行綜合評分,課程設計課程以系統運行演示與答辯結合課程設計論文的綜合評分,畢業設計環節需要通過本科畢業設計答辯和本科畢業論文的考核綜合評分。
4 面向培養軟件工程師Java課程群的教學研究
4.1 面向培養軟件工程師Java課程群教學方法的研究
在應用型本科大學教學多年Java課程群的課程以后,根據教學實際情況在教學方法方面進行了歸納總結。在Java課程群教學中應以學生在學習該課程的實際情況為出發點,一方面強化面向對象編程思想,因為面向對象是軟件工程的基礎,為后續用Java工具進行軟件工程與產品設計打基礎;另外一方面應突出Java與C++的不同點和各種工具包,主要以圖形用戶界面與事件作為重難點。具體來說,課堂教學方法上盡量深入淺出而突出重難點,因為一般來說,開設《Java程序設計》課程是在大學本科已經開設了至少兩門語言課程《C語言程序設計》、《C++語言程序設計》之后的高年級專業課,一部分內容希望學生在老師的引導下培養自學能力或在后續課程《軟件工程》與《Java Web程序設計》課程中逐步強化細節。
4.2面向培養軟件工程師Java課程群教學方式的研究
教師在本校應用型本科大學教學過程中與學生進行了多次交流,得到了學生寶貴的反饋,結合教師在不斷教學探索與實驗教學過程中的體會與思考,對進行培養面向軟件工程師的Java課程群教學方式改革進行了總結,得到以下五個方面的改進措施。
1) 實踐教學與課堂教學整合
學生反映理論教學在教室學習效率不高,建議安排在實驗機房進行教學,理論教學后及時進行上機操作能更好的鞏固知識,實現理論與實踐的同步教學。課堂教學中的每個知識點在理論教學后布置上機的小實例作業,學生通過完成小實例作業就能很好的檢測該知識點的掌握情況,將實踐教學與課堂理論教學整合。整個教學全程安排在實驗機房完成。
2) 分步式案例教學
Java課程群中的課程的每門課程開始列出該門課程的重要知識點。在教學過程中以一個綜合應用案例為線索,涵蓋該門課程大部分最重要的知識點應用。將這個綜合案例分解成若干部分,整個教學過程中在不同的重要章節中逐步分別講解案例的某個部分。最后,將分步驟講解的案例部分組合在一起,完成整個案例的拼接運行與演示。這種分步式案例教學讓學生對該門課程有一個完整的知識體系。分步式案例教學在培養學生綜合應用能力方面取得了很好的效果,使學生從應用角度對該門課程每章的內在聯系有了一個總體的了解。
3) 學生演講與教師指導相結合
一般來說,學生在學習Java課程群的課程時已經具有了一定程序設計語言的基礎,學生在現有的C語言或C++語言學習的基礎上進行多種編程語言的對比,能更好更快的掌握Java課程群的新知識。關于Java語言基礎和JSP語言基礎部分,例如變量與常量、表達式與運算符等知識點,可以讓學生進行課下自學,并在上課過程中由學生進行演講,對比現已學過的語言,分析Java語言或JSP語言的不同點和相同點。教師在學生講課中及時進行補充或更正學生知識點的講解。學生演講與教師指導相結合的方式適用于Java課程群中程序設計語言基礎部分。這種教學方式在一方面鍛煉了學生的表達能力,在另一方面讓學生鞏固了以往的知識點并學習了新的知識點。在一定程度上調動了學生的學習積極性和促使學生更加參與課程教學,增加教與學的互動。
4) 分組答辯式教學
學生的課程設計或教學演講都可以采用分組的方式,例如一個班級30人,一般將該班級分為6個組,每組5人。因為企業大型項目開發都是以團隊的方式進行的。在應用型本科Java課程群的課程設計類課程中以團隊方式進行答辯,每組團隊得到相同的分數等級。使學生更具有團隊合作意識,增進團隊合作能力進行編程,使學生在企業中作為軟件工程師能更快適應軟件開發團隊。
5) 案例式擴展教學在實踐教學過程中的應用
Java課程群中實踐課程教學可以采用一個應用實例貫穿到每個實踐環節。從課內小案例的添加功能就可以完成該門課程的大案例,再在這個大案例的基礎上進行優化完善可以完成綜合課程設計,然后添加高級應用功能可以達到畢業設計的要求。使實踐課程體系中的所有課程共同使用一個應用實例使這些多門實踐課程具有內在的連續性,又可以很好的擴展性,使一個應用實例不斷進行加強與優化。
參考文獻:
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關鍵詞:學科競賽;課程設計;計算機學科;創新實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)12-0043-03
大學生創新實踐能力培養是高校人才培養中的重要工作之一[1],各高校師資和學生水平不同,培養目標也不完全相同,所采取的方法也各有千秋。西南交通大學曾采取制訂創新人才培養計劃、建設創新人才培養基地、培養造就教學創新團隊等措施[2];武漢大學提出計算機學科拔尖創新人才小班制培養方法[3]。課程設計能夠培養訓練學生綜合運用知識解決復雜問題的能力,學科競賽可為優秀人才脫穎而出創造條件,沈陽工業大學計算機科學與技術專業采取了二者相結合的方法提高學生創新實踐能力,取得了一定的效果。
一、計算機學科競賽簡介
近年來各個學科都陸續出現了不同類型的學科競賽,和計算機學科相關的競賽分為3類,分別是算法類、軟件應用開發類和硬件開發類。其中算法類競賽的典型代表是ACM國際大學生程序設計競賽,可以提高學生的計算思維能力[4,5];軟件應用開發類包括中國大學生計算機設計大賽、普通高等學校本科大學生移動應用開發大賽、全國大學生信息安全競賽[6,7]、中國軟件杯大學生軟件設計大賽等;硬件開發類代表是全國大學生電子設計競賽[8,9]。上述競賽由國家教育部門、地方政府和相關公司多方主辦,競賽項目涉及本學科的研究熱點和前沿技術,對提高學生實踐能力并激發創新精神有很大的幫助。但由于多數學生缺少參賽經驗,缺乏自信,導致學生積極性不高,參賽學生人數并不多,失去了提高自身能力的非常好的機會。如何將學科競賽引入到日常教學中,讓更多的學生受益,而不是僅局限于極少一部分學生,培養學生創新實踐能力是值得探索的課題。
二、計算機專業的課程設計現狀
課程設計是實踐教學中的重要組成部分,是對理論教學的一個有益補充,是對學生進行的比較全面、系統的綜合性工程設計訓練,是培養學生實踐動手能力、創新能力和綜合素質的一個主要環節,不同的課程設計有不同的方法,例如中山大學提出計算機信息類綜合實驗課程設計方法[10],湖南大學提出基于ISP技術的嵌入式系統課程設計實施方法[11]。教育部高等學校計算機科學與技術專業教學指導分委員將計算機科學與技術一級學科本科專業分成四個方向,分別是計算機科學、計算機工程、軟件工程和信息技術,對各個方向分別給出了6個課程設計范例[12],見表1。
不同學校計算機科學與技術專業特點不一樣,開設的課程設計也不完全相同,我校根據教學目標和學生特點從第2學期至第7學期各有一門作為單獨課程開設的綜合性課程設計,分別是計算機程序設計實踐、計算機組成原理課程設計、操作系統課程設計、數據庫與軟件工程課程設計、算法課程設計及專業課程設計。傳統的課程設計存在題目比較陳舊、學生合作意識差、成績評定主要由教師決定等問題。
三、學科競賽和課程設計融合方法
課程設計是學科競賽的基礎,學生只有掌握了相應課程知識,才能有機會參加學科競賽,競賽能夠使學生進一步鞏固所學知識,具有更多的創新思想。例如數據結構和算法課程設計與ACM國際大學生程序設計競賽相互促進。
下面以我校《數據庫與軟件工程課程設計》為例,說明學科競賽與課程設計相融合提高學生實踐創新能力的實施過程。該課程設計是學習完《數據庫原理》和《軟件工程》課程后實踐性和綜合性比較強的實踐教學環節,要求學生能在3周時間內將理論知識加以綜合運用,開發一個小型信息系統。
1.團隊成員取長補短的優化組隊原則。計算機學科的競賽通常以團隊的方式組織,如果團隊成員能充分發揮各自的優勢,整體的力量將會更加強大。組長要負責總體協調,需要有良好的組織協調能力;技術人員要負責解決關鍵技術問題;文檔編寫人員要具有較好的文字表達能力;答辯人員要具有較好的語言表達能力。這樣的組合方式可以使學生互相學習別人的長處,彌補自己的不足。所以在課程設計中我們也采取這種優化組隊方式,學生根據自身情況自愿組合,教師考查各組學生情況后,再進行適當調整。
2.精選歷屆競賽題目或自選創新題目。題目確定有兩種方式:一是從以往的計算機學科競賽中挑選出符合課程培養目標和學生水平的競賽題目;二是鼓勵學生根據興趣愛好自己確定題目,教師把關確認題目的合理性、實現的可行性和工作量等問題。要求每隊一題,題目不能相同。
3.項目組給出切實可行的設計方案。學生根據所選題目通過網絡和書籍查找相關資料,結合所學理論知識對課題進行仔細分析,同時需要了解軟件用戶實際需求,可以把同學或教師當作用戶,進行需求調研,在此基礎上提出切實可行的實施方案,并進行方案論證,包括需求分析、總體設計、詳細設計、測試方案等幾個方面。
4.組間互評,論證設計方案的合理性與可行性。每個小組以答辯的方式進行方案匯報,教師和其他小組成員一起對方案進行分析、評價和指導。組間的互評目的是調動學生的積極性,讓其有主人的感覺,他們既是參賽者又是評委,這樣大家可以取長補短,意見也更加全面。
5.以團隊為單位的項目研發與測試。即設計方案的具體實施階段,根據設計方案進行編程和系統測試。教師定期為學生提供技術支持,和組內學生一起討論,對學生出現的普遍問題,進行講解,為學生提供解決問題的新思路。
6.以團隊為單位的項目展示與組間評價。學生完成整個項目后,各個小組將撰寫項目報告,提交最終作品并進行答辯,接受包含指導教師在內的驗收教師組和學生組間互評。這個環節主要考查學生對基礎知識的掌握程度、項目研發水平、總結表達等能力,觀察團對成員實踐過程中在設計、編碼、測試等方面的亮點。此過程主要強調以團隊為單位的評價,按照科技競賽比賽規則,通過比較各組作品以及答辯過程評出小組等級。
7.以個人為單位的組內成員互評、自評。每個學生在小組內發揮的作用和大小不同,貢獻也不同,課程設計最后的成績也不同。小組成員要根據每個人的實際情況公正地給出每個成員(包括自己)在小組中的位置,清晰地意識到自己及他人在組中發揮的作用,互相了解優勢和劣勢。
8.選拔優秀學生團隊和作品。評選出優秀作品,在教師指導下進一步進行完善,準備參加計算機學科相關科技競賽。
四、學科競賽和課程設計融合成果
學科競賽和課程設計的融合,可以使雙方都受益,二者的關系如圖1所示。
采取上述方法進行的學生培養,既可以使優秀團隊脫穎而出,為參加上一級比賽做好準備,使其能在激烈的競爭中取得好成績,提高學校參與競賽的人數,提高獲獎數量和等級,也可以使絕大多數普通學生在各個方面得以鍛煉,提升專業能力,如方案設計能力、系統開發能力和集成調試能力等,提升非專業能力,如表達能力、文檔撰寫能力、PPT制作能力和組織能力等,并讓其感覺到只要通過努力并做好充分的準備,競賽的難度是沒有那么大的,提高參賽的積極性和自信心。
中國大學生計算機設計大賽由教育部高等學校計算機類專業教學指導委員會、軟件工程專業教學指導委員會等聯合主辦,包括軟件應用與開發類、軟件服務外包類等小類,我校在2012年只報名參加了一項省賽,2013―2014年,我們將課程設計和中國大學生計算機設計大賽相結合,取得了如下成績,如表2所示??梢妼W科競賽和課程設計的融合,促進了參賽數量和獲獎等級的提高。
五、結語
計算機學科競賽和課程設計相融合的方法不僅改變了傳統課程設計模式,而且改變了傳統科技競賽校內推薦方法。傳統的推薦模式是學生接到競賽通知后,自行組隊參加比賽,存在的問題是競賽準備時間短、作品不完善,另外沒有經過訓練的學生直接參加競賽,對比賽的規則和要求沒有經驗,獲獎的概率小,獲獎的等級低。通過課程設計系統地創新性培養,提前選拔優秀團隊并進一步重點培養代表學校參加校外競賽,可增強學生的核心競爭力,提高學校的競爭力。在課程設計成績評定時綜合了組間評價、組內成員互評和自評,改變了傳統的以教師為主導的評價方式,提高了學生學習的積極性,同時促進了組內和組間學生的交流合作。
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關鍵詞:小組互助式;課程設計;應用型人才;教學手段
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2016)01-0023-02
數據庫技術是現代軟件類人才所必需的三大技能之一,在高校培養軟件類人才的課程體系中,數據庫原理課程占有舉足輕重的地位[1]。數據庫技術是一項應用最為廣泛,發展最快的技術,幾乎涉及所有的計算機應用領域[2]。特別是隨著大數據技術的發展,數據庫技術已經成為該技術的核心技術之一。而對應于傳統的數據庫原理課程設計,存在著重原理,輕應用,教學方法較為陳舊等不足[3]。很難適應應用型本科人才的培養目標。通過在數據庫原理課程設計中,引入小組互助式教學方法[4],可以改善這些問題。采用小組合作教學模式,教學過程的所有環節以小組活動為核心,依靠小組成員積極的相互依賴關系,面對面的促進式互助來完成學習任務;以小組成績為最終考核成績,而非某個成員的成績。本文探討了小組互助式教學模式在數據庫原理課程設計的運用。
1數據庫原理課程設計中存在問題分析
近幾年來,全國大多數的高等院校都進行了數據庫原理課程設計的改革研究,并取得一定的成果,但數據庫原理課程設計教學過程中存在以下不足。
1)重理論輕實踐,大部分高校開設數據庫原理這門課程存在著理論原理學時和課程設計上機實踐學時分布不均衡的問題。也就是注重理論知識的講授,忽略了學生動手能力的培養,這與應用型人才培養是相矛盾的。
2)課程設計工作量較小,只適合一人獨立完成。這與現代軟件開發是相抵觸的,從軟件工程學角度來講,軟件開發需要團隊協作完成。
3)課程設計考核制度較為陳舊。傳統的數據庫課程設計考核,大多以學生所做數據庫系統的前臺實現情況和后臺數據庫設計兩個方面進行考核。所做系統相對簡單,與實際要求的技術水平有出入。不利于激發學生實踐的主動性,應用型人才培養的目標也無法真正落到實處。
2小組互助式教學的實施
1)組建數據庫原理課設小組
根據學生自選優先的選擇,分成若干小組。各小組組建后,求小組成員推薦組長。老師布置好課程設計任務后,學生根據要求開會討論確定實施方案。有組長牽頭實施,統籌全局,并將課程設計任務分解,分配到各小組成員手中。按照相應的工作內容,將小組成員劃分為需求分析、概要設計、數據庫設計、詳細設計等工作的負責人。也就是每個人負責組織在不同階段的實施內容,例如召集例會討論、調研、設計等工作。每個小組成員,并不意味著完成自己的相應工作就完成了,也要參與到其他環節中去。
2)數據庫原理課程設計題目的選取
根據所學數據庫原理知識,根據所給題目,進行數據庫設計,選擇SQLServer數據庫管理系統作為后臺開發工具。結合所學面向對象編程知識,選擇合適面向對象程序設計語言作為前臺開發工具。設計一個數據庫應用系統,一般以中型題目為宜,能夠對數據進行錄入、編輯、修改、刪除、添加、瀏覽等功能。教師規定學生可以從學生成績管理子系統、課程管理子系統、圖書管理子系統、通訊錄子系統、教室管理子系統、宿舍管理子系統、個人事務管理子系統,庫房入庫出庫管理子系統進行選取,也可小組自擬題目,但工作量必須由指導教師進行審核。對于題目,教師鼓勵小組自擬題目,因為這樣學生才能選取與實際項目相近的題目,提高學生的課程設計的興趣。
3)課設中實施
指導教師,要對各小組的工作進行整體監控。在課設的前期準備工作中,參與到各小組的課設討論中去,給予相應的開發建議。通過小組間的競爭,點燃各小組的課設工作的熱情,激發學生的數據庫設計工作的欲望。當各小組進入到課程設計實施過程中時,要進行必要的指導,省得學生走彎路。課程設計環節對學生技能的提升來說非常重要,它能提升學生的設計能力和創新能力。學生在課設的實施環節中,按照小組進行,由組長統籌安排。依據數據庫設計的工作流程進行開發,做到人員分工明確,以團隊形式進行課程設計工作。課程設計結束后,要以小組為單位進行公開答辯,小組各成員表述自己設計的理念和實施方案,小組成員的結構和分工,遇到問題及解決方案等,由指導教師和各小組組長作為評委進行考核。這樣有利于,增強學生的溝通能力,也提高了學生的社交能力和數據庫原理實踐能力,還培養了學生的團隊精神。并且教師在整個過程中,既是主導者又是參與者,融洽了師生關系。
4)課設的總結
答辯結束后,各小組長要代表本組進行總結,主要總結課設過程中存在的不足,以及從其他組學習來的經驗,還有對本組課設內容怎么進行完善等。最后教師對每組進一步的點評,包括各組的優缺點,課設中存在的共性和個性問題等。
3小組互助式在課設工作中的優勢和不足
小組互助式進行數據庫課設工作,是以小組為主導,教師為輔助的一種課設教學方式。比以教師為主導的程序要復雜,但學生在參與熱情上明顯提升。比較優秀的學生通過此進程,可以提高自身理論實踐的水平;中低層次的學生,可以通過與小組其他成員學習,增加自己的學習興趣。這種方式,給予每名同學展現自我的平等機會,更有利于個體的發展。當一個小組中,責任不清晰,工作不平衡時,會導致課設工作要集中到一兩個人的手中,導致其他學生產生不勞而獲的狀態。所以,指導教師,要監控整個課設活動,積極進行巡查督導,發現問題,解決問題。
4結論
本文分析了數據庫原理課程設計中存在的一些問題,并進行了分析,提出了一種基于小組互助式的數據庫原理課程設計的實施方案。該方案,為學生的想象力、創造力的發揮提供了平臺,也為將來的團隊式軟件開發工作打下了堅實基礎。為數據庫原理課程設計和其他實踐能力要求比較強的實踐教學環節,提供了相應指導。
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【關鍵詞】課程設計;項目化教學法;全局規劃
一、引言
《數據庫課程設計》是計算機專業本科生在學過《數據庫系統概論》課程之后開設的一門綜合性較強的實踐課程。其主要任務就是使學生進一步鞏固和理解所學的數據庫基本理論知識和技術,培養學生運用所學的知識和技術設計數據庫系統的能力。在實踐中,我們采用了項目化教學法進行數據庫課程設計,該方法使得學生對知識的掌握和理解、解決問題的能力等方面都得到了極大的提高。但是學生在進行數據庫設計時,也常常存在著一些問題。這些問題不糾正,將導致學生在系統設計中養成一些不好的習慣,設計出的系統也存在不實用,不穩定等問題。
二、項目化實驗教學法的主要內容
項目化實驗教學法是通過實施一個完整的項目而進行的實驗教學活動,其目的是在實驗教學中以學生為中心,把理論與實踐教學有機地結合起來,充分發掘學生的自主創新能力,提高學生解決實際問題的綜合能力。項目化實驗教學法,是由教師提出開發目標,學生以小組為單位進行項目選題,在教師的指導下完成項目開發,學生通過親身實踐,自覺運用已學的知識,有效探究和學習新的知識,從而提高專業技能,并體會探究的樂趣和協作的精神。這是一種“以學生為主體、以教師為主導”的建構主義教學模式,它強調項目任務的真實性、教師指導的目標指引性、學生學習的積極主動性、實踐過程的探究性和合作性、評價的過程性和反思性等[1]。
項目化實驗教學法最顯著的特點是“以項目為主線,教師為主導,學生為主體”,改變了傳統教學中“教師講,學生聽”的被動教學模式,創造了學生主動參與、協同合作、探索創新的新型教學模式。
三、學生在進行數據庫設計時常見的問題
1.課程設計的題目選擇不合理
由于課程設計的選題工作是在數據庫課程設計開始時才進行,因此,有的同學把課程設計的題目設計得很大,然而課程設計安排的時間比較少,學生投入的精力也有限,所以導致學生做出的系統虎頭蛇尾。
2.把程序編寫工作放在數據庫課程設計中的首要位置
學生在做數據庫課程設計之前,已經做過一些課程設計。比如在學習C、C++或Java之后,利用C、C++或Java所做的課程設計。那些課程設計內容是使用高級語言設計和編寫小軟件,在那些課程設計中,程序編寫是一項非常重要的工作,因為那些課程設計是以熟練應用某高級語言為目的[2]。而在數據庫課程設計中,編寫程序工作與需求分析、總體設計和詳細設計等工作相比較,重要程度降低了。因為數據庫課程設計不是以熟練運用某高級語言為目的,而是以熟悉和運用數據庫系統設計知識為目的。
但是學生往往認為程序編寫工作重要,而認為需求分析、總體設計和詳細設計等工作無關緊要。當確定課程設計題目后,有些學生不認真作需求分析、總體設計和詳細設計等工作,匆匆忙忙開始編寫程序,這種行為與數據庫課程設計的目的不相符。
3.只重視系統主要功能模塊的實現,缺乏整體和全局觀念
在系統開發的過程中,學生對系統沒有全局規劃[3],往往是把時間都花在需求分析和系統實現上,在最后階段,由于時間倉促,很多學生甚至沒有做系統測試,草草收場,這樣開發出來的系統將會出現很多問題,究其原因,主要是學生在系統開發各階段,缺乏一個整體的統籌規劃。
4.熟悉常用技術和工具
在《數據庫原理》課程中,我們介紹了數據庫設計的傳統方法,例如:概念設計中ER圖的畫法,以及如何將ER圖轉化為邏輯模型等數據庫的設計方法。由于現在數據庫技術發展很快,在軟件公司實際的數據庫系統開發中,書上介紹的這些技術方法已經過時。有很多工具可以直接完成從數據庫概念模型到物理模型的設計和轉化。如果我們還使用書上的方法,將會造成學生畢業后所學的內容已經過時的問題。
四、改進措施
針對上述問題和問題產生的原因,應該采取如下一些措施加以解決。
1.選擇恰當的課程設計題目
課程設計的選題工作可以在數據庫原理課程開始講授時布置下去,讓學生有充足的時間思考,思考成熟后,在指導教師幫助下,將課程設計題目確定下來。然后學生一邊學習數據庫原理課程內容,一邊著手收集課程設計所需的有關資料,做好課程設計的準備工作。課程設計題目所涉及的問題規模和難度應該比較小。因為課程設計不同于畢業設計,加上課程設計安排的時間比較少,學生投入的精力也有限,所以要控制規模和難度[4]。指導教師在幫助學生選擇題目時,可以選擇學生比較熟悉的問題,如圖書資料管理系統、學生成績管理系統、人力資源管理系統等等,或者選擇學生很快就能熟悉的一些問題。
2.擺正程序編寫工作在軟件工程中的位置
指導教師要引導學生明確數據庫課程設計的目的,使學生清楚程序編寫工作與其他軟件開發工作的關系,讓學生擺正編寫程序工作在數據庫課程設計中的位置;告訴學生不能只重視編寫程序工作而輕視其他工作;更不能不經過需求分析、總體設計和詳細設計等階段而直接開始程序編寫工作。通過做數據庫課程設計引導學生擺正程序編寫工作的位置。此外,指導教師可以通過將一些典型錯誤實例介紹給學生,引起學生的重視;還可以安排時間讓學生對設計內容進行自查和互查。
3.培養整體觀念和全局意識
在數據庫課程設計開始時,教師應該指導學生制訂一個軟件開發計劃。對于軟件開發過程中的每個階段,從可行性研究到需求分析,從總體設計到詳細設計,從編碼到測試,讓學生站在整體和全局的角度,考慮和分配各階段所用時間和各種資源。通過這個計劃的制訂,訓練學生樹立從整體出發來思考軟件系統開發過程的觀念,引導學生學會從全局的角度來合理規劃軟件開發的各項工作,熟悉軟件開發的整體過程。指導教師根據學生做的規劃,對學生各階段的工作進行審查,審查通過之后,再讓學生做后面的工作。
4.熟悉常用技術和工具
指導教師要引導學生利用課程設計來熟悉數據庫開發的一些常用技術和工具。例如,我們在數據庫課程設計中就可以教學生怎樣使用POWER DESIGNER來做數據庫設計[5]。因為學生畢業后,從事數據庫開發工作,就會經常用到這些工具。熟悉這些常用技術和工具的使用方法,并且認真完成課程設計各項文檔材料的制作,可以為畢業后從事相關的軟件開發工作奠定良好的基礎。
五、教學效果
教學實踐表明,這種形式的數據庫課程設計,可以使學生有效地鞏固對基礎理論知識的掌握,使學生系統地了解軟件開發流程,提高學生的系統開發能力,增強學生的就業競爭力,并且可以建立學生的團隊意識,提高學生的交流和協作能力。
參考文獻
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[4]王艷紅,章小莉,姜湘崗.在數據庫課程設計中培養學生項目開發能力[J].計算機教育,2009(13):91-94.
[5]衛東,房薌濃.面向應用型人才培養的數據庫課程教學模式探討[J].高教論壇,2010(5):49-51.
基金項目:貴州大學教改基金項目(編號:gdjg(2010)
關鍵詞:微機原理;課程設計;教學方法;考核體系
課程設計是一種課程形式,也是一種教學方法[1],其基本教學目的是加深學生對課程基礎理論和基本知識的理解與掌握,培養學生綜合運用基礎理論和技能分析與解決實際問題的實踐能力以及勇于探索的創新精神。微型計算機原理與接口技術是計算機硬件基礎的重要組成部分,是高等學校很多專業都開設的一門基礎性課程,也是一門應用性、實踐性很強的課程。由于其開設量大,受益面廣,國內高校都加強了該課程的建設,深化課程改革。一方面,縮短了課堂授課學時,加大實驗學時,特別是加大課程設計學時;另一方面,加大課程設計的改革力度,不斷更新設計內容,改革教學方法和考核方法,突出學生的自主性、主動性,激發學生的創新意識,注重學生設計能力的培養和工程能力的訓練[2]。
天津大學電氣與自動化工程學院開設的微機原理課程設計,基于多個圍繞微機原理課程設計的天津大學教改課題的實踐成果,結合學科前沿和工程實際,創新微機原理課程設計平臺,不斷優化和更新設計內容。結合學生特點和興趣,注重引導、激發學生的創造激情和對知識的渴望,創新教學方法和手段。并且將創新性與工程規范納入考核體系,改革考核和成績評定方法,引導學生從注重結果轉變到注重過程,從注重成績轉變到注重成效。
一、創新微機原理課程設計平臺與內容
1.微機接口實驗系統綜合設計項目開發
基于“通用微機接口實驗系統”,利用實驗系統的外擴展接口,開發利用各種外擴展板,構建多種新的微機接口綜合設計系統。主要包括以下幾個方面:
(1)開發了GPS(全球定位系統)導航系統擴展實驗板[3],并與“通用微機接口實驗系統”系統連接,以及與液晶顯示系統或LED鍵盤控制實驗板互聯,構成全新的綜合設計實驗系統。設計并開設基于導航系統實驗擴展板的綜合設計性實驗,與學科前沿相結合,增加了設計深度與廣度,豐富了實驗教學內容。
(2)實現了“通用微機接口實驗系統”與LCD(液晶顯示系統)連接[4]。新的實驗系統可完成主要內容包括各種字符與圖形的編程與顯示、薄膜按鍵開關實驗等。實驗系統還可與電機等執行元件相連,通過編程在液晶顯示器上顯示輸入輸出及控制和執行信息等綜合設計性實驗內容。
(3)實現了“通用微機接口實驗系統”與LED(發光二極管)鍵盤控制實驗板的連接[5]。該實驗系統通過8279芯片等的應用完成了綜合設計性實驗題目的開發,主要包括總線控制以及對控制對象進行顯示、管理和操作,使課程設計內容更符合電氣與自動化專業對控制技術的要求。
(4)學生自主進行創新設計。實驗室提供紅外收發、溫濕度或壓力傳感器等實驗擴展板及相關技術資料,在課程設計中學生利用實驗室的各種設備與“通用微機接口實驗系統”相結合,自定課題進行創新設計與實踐。
2.微機接口實驗系統綜合設計性實驗應用
拓展設計內容,更新設計項目,做好設計實驗之間的科學銜接,使學生在課堂上更多地接觸前沿技術,為他們未來接觸工程實際奠定良好的基礎。注意將本課程所學知識與“電子技術”、“自動控制原理”、“檢測技術”和“機器人學”等相關課程內容融會貫通,提高學生綜合運用和工程應用能力。
(1)課程設計內容的設立。根據微機原理課程設計的要求,不斷進行實驗系統選題的設計與開發,精心設計課程設計內容,注重先進性和開放性,并與學科的前沿技術相結合,在課程設計的綜合性、設計性環節給予學生更多的選擇。設計課題包括基礎性選題和擴展性選題兩部分。
基礎性選題主要包括:自定義字符顯示編程,漢字字符顯示編程,圖形顯示編程,特效顯示編程,總線控制LED顯示實驗,微機接口、鍵盤、LED綜合實驗,GPS通訊實驗,GPS編程實驗,GPS手持機實驗,各種外擴展板設計實驗。這些設計內容與微機接口技術緊密相關,并具有一定的深度與廣度,同學們通過硬件連接、軟件設計,軟硬件調試完成集采集、顯示、存儲等功能于一體的設計內容。
同時,我們還給出了多個綜合設計性擴展選題。此類選題沒有固定的要求,只是給出一些提示,學生可以根據自己的設想進行硬件選擇、軟件設計,達到自己的設計目標。極大地發揮了學生的主觀能動性和創新性。
(2)課程設計教程的編寫。微機原理課程設計綜合設計性選題的主要知識點依托微機原理接口技術并結合與之相關的學科前沿。為此,根據課程設計要求,編寫了相關的設計教程,提供參考文獻與網站,使學生在實驗前對相關的擴展知識有個初步了解。根據歷屆學生的具體情況,教師不斷總結實踐教學經驗,逐步完善指導書的編寫,使之更適應于學生的實踐與創新。在指導書編寫中按知識點模塊化編寫,設計實驗內容從易到難編排,每個設計實驗都給出了預習要求和達到目標。對于創新性設計實驗我們給出一部分選題,同時鼓勵同學們結合系統,將擴展板進行多種組合,自己設計課題,進行實踐創新。
二、探索新的實踐教學方法和手段
1.加強引導與鼓勵,激發學生的創造激情和對知識的渴望
在微機原理課程設計教學實踐中,首先了解不同學生的特點和學習興趣,在此基礎上有針對性地指導學生選題及團隊組合。在設計過程中,鼓勵學生獨立思考,通過網絡、圖書館、資料室等各種渠道進行信息檢索和資料查詢。教師在指導實驗時,從實踐應用的角度出發去引導學生的設計方法和技術路線,注重培養學生發現問題、思考問題及解決問題的方法和思路以及創新意識。
教師在課堂上注重學生課程設計過程,鼓勵學生以靈活多樣的方式和不同的角度完成自己的選題,激發學生的創造激情和對知識的渴望,促使學生從“要我學、要我做”轉變為“我要學、我要做”。
2.改革課程設計考核和成績評定方法
在課程設計的考核中將創新性與工程規范納入考核體系。指導教師從出勤次數、軟硬件設計、上機調試、預習(第一次實驗時檢查流程圖、源程序)與總結報告、創新性等方面對學生進行綜合考評。在課程設計的考核與評定過程中細化了預習、設計、創新、實驗報告完成各個步驟的考核標準。課程設計過程中為每位同學建立考核表格,其中題目1是基礎性選題,題目2是自選的綜合設計性擴展選題。按照考核指標體系,在課程設計過程中同步給出各環節考核成績,做到公平公正,激勵學生更好地完成課程設計內容,更多地進行創新性設計。
三、教學效果
2006年以來,我們不斷創新微機原理課程設計硬件平臺,不斷擴展和更新設計內容,邊實踐、邊改革。目前已在電氣與自動化工程學院自動化專業和電氣自動化專業6屆學生(平均每屆學生12個班、380人)中進行了教學實踐,取得了良好的教學成果。
微機原理課程設計教學過程中,學生付出了很大努力,他們要自學相關知識,查閱資料,進行實驗設計、流程設計,搭建硬件平臺;并通過軟件設計、軟硬件調試,完成整個設計,寫出設計說明書和總結報告。大部分學生對擴展性選題具有極大興趣,有學生選用導航擴展板實驗系統,通過自學相關知識,實現了GPS地理信息的采集、顯示、存儲,取得了滿意的效果;還有學生偏重理論研究,例如08級的同學在80X86平臺上完成了FFT(快速傅里葉變換)的匯編實現,具有較強的理論價值,能在本科階段做出這樣的課程設計成果,得到了師生的廣泛好評。
參考文獻:
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