時間:2023-03-20 16:25:16
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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)12-0218-02
一、背景
“數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘”是國內(nèi)外高等院校一門重要的課程,是國家基礎教育較為重視的一門學科,受到不同專業(yè)學生的喜愛。其教學目標是提高學生的數(shù)據(jù)分析水平和能力,除了教授學生數(shù)據(jù)分析的常見方法之外,還將引導學生如何對實際的問題進行建模,如何對模型進行簡化和求解。利用實例教學等方法,可以很好地將數(shù)據(jù)挖掘中的抽象概念、模型、公式等闡述清楚,讓學生易于理解和接受。近年來,數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域中的應用越來越廣泛。在疾病診斷、治療、器官移植、基因研究、圖像分析、康復、藥物開發(fā)、科學研究等方面都獲得了可喜的成果。運用各種數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)了解各種疾病之間的相互關(guān)系、各種疾病的發(fā)展規(guī)律,總結(jié)各種治療方案的治療效果,以及對疾病的診斷、治療和醫(yī)學研究都是非常有價值的。因此,我們學院也把這門課程作為計算機專業(yè)及信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的必修課。把計算機與醫(yī)學結(jié)合,使得學生的培養(yǎng)方案全面包括了計算機與醫(yī)學的知識點。由于該課程原本屬于研究生階段開設的專業(yè)課程,教材也大多側(cè)重于介紹體系結(jié)構(gòu)、算法原理、效率分析與改進等理論知識,其中所涉及的內(nèi)容大多比較深,許多知識都超出了本科生的接受范圍,此外,教材對相關(guān)理論在實際應用方面的說明也比較少,不利于安排實驗教學。因此要實現(xiàn)“數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘”課程的教學目標,必須在理論教學和實驗教學環(huán)節(jié)綜合考慮學時多少、教學條件以及學生的接受情況等因素,靈活地加以選擇安排。
二、存在的問題
主要包括以下幾方面:①課堂上以教師講、學生聽的教學形式為主,學生學習處于被動狀態(tài),他們的創(chuàng)造性因此被嚴重扼殺;②教師對專業(yè)課程體系和學生的知識體系不夠重視,對課程體系的講解不到位,造成學生在學習時課程之間聯(lián)系不上,知識銜接不好,對知識的運用和融會貫通比較差;③實驗與理論脫節(jié)?!皵?shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘”課程理論講授的算法與實驗軟件中的算法有很大差距,使得學生難以理解。比如對于理論上講授的關(guān)聯(lián)規(guī)則算法,實驗中使用SQL SERVER 2005中的商務智能工具做實驗,學生發(fā)現(xiàn)有很多參數(shù)與理論上講授的有很大不同;④醫(yī)學院校的學生對純粹計算機理論知識接受困難。由于該門課程是交叉學科,涉及計算機、數(shù)學、統(tǒng)計學等知識,如果學生的其他學科學得不好,就會對該課程的學習產(chǎn)生障礙;⑤教師講授沒有把理論課程結(jié)合到實際應用中。有很多學生不知道學習這門課的意義,老師沒有很好引導學生,激活他們的學習熱情。
三、目標驅(qū)動的教學框架
對于以上問題,本文提出了一個新的教學體系,設計了一套基于目標驅(qū)動的教學框架,把教師與學生緊密聯(lián)系起來,從教學大綱的設置,教材的選擇,理論教學,實驗教學,課程設計及畢業(yè)論文,全面引導學生從初步了解到深入學習的過程。對于我們學校的實際情況,有兩個專業(yè)的學生要學習這門課程。一個是計算機科學與技術(shù)專業(yè),一個是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)。對于兩個不同的專業(yè),我們設置不同的教學大綱。比如對于計算機專業(yè)的學生,數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘教學總時數(shù)為72學時,其中理論為54學時,實驗為36學時。
1.理論教學。對于信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的學生,我們可以設置如下的教學計劃,可分為三個主要部分。我們教材選擇韓家煒的《數(shù)據(jù)挖掘概念與技術(shù)》,第一部分:第一至四章為數(shù)據(jù)挖掘的基礎知識,包括數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘的基本概念和相關(guān)知識介紹;第二部分:第五、六章介紹了數(shù)據(jù)挖掘的算法和工具;第三部分:第七章是數(shù)據(jù)挖掘的聚類分析的實際應用。本課程是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)本科生專業(yè)必修課。通過該課程的學習,要求學生掌握數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘的基本概念,了解基本方法和應用背景。掌握數(shù)據(jù)倉庫的設計和建立,掌握數(shù)據(jù)挖掘的主要步驟和實現(xiàn)方法,數(shù)據(jù)挖掘的常用算法,實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘的具體操作。理論學時的安排,第一章緒論(6學時);第二章數(shù)據(jù)倉庫(4學時);第三章數(shù)據(jù)預處理(8學時);第四章數(shù)據(jù)挖掘發(fā)現(xiàn)知識的類型(8學時);第五章數(shù)據(jù)挖掘中常用算法(12學時);第六章數(shù)據(jù)挖掘的工具及其應用(8學時);第七章數(shù)據(jù)挖掘應用實例(8學時)。
2.實驗教學。本課程配合理論教學,通過系統(tǒng)的實踐教學鍛煉,著重培養(yǎng)學生的獨立分析問題和解決問題的能力,熟練掌握數(shù)據(jù)倉庫的設計和建立以及各類數(shù)據(jù)挖掘方法,使學生具有一定的數(shù)據(jù)分析和挖掘能力,能在認識基礎上,提出有效的數(shù)據(jù)挖掘方法,依據(jù)實際例子,寫出解決方案。學生應在實驗課前明確實驗的目的和要求,然后針對相關(guān)問題寫出解決方案。實驗時對實際方案的運行結(jié)果應能進行分析并提出改進方法,最終寫出實驗報告。通過實驗教學應達到以下基本要求:①理解數(shù)據(jù)倉庫的工作機理及其構(gòu)建過程;②掌握典型的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)及其開發(fā)工具的使用;③理解數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的工作原理與流程;④掌握典型數(shù)據(jù)挖掘工具的使用;⑤掌握幾種典型的數(shù)據(jù)挖掘算法;⑥掌握使用SQL SERVER 2000和SPSS工具解決實際問題。實驗成績包括:實驗教學過程成績、實驗報告成績,各占50%。實驗過程表現(xiàn)成績包括:學習態(tài)度是否認真、實驗操作是否正確規(guī)范、基本技能掌握程度是否具有創(chuàng)新意識等方面。實驗報告成績包括:實驗報告格式是否正確、原理是否論述清楚、實驗結(jié)果分析討論是否符合邏輯,報告字跡是否清楚等方面。
3.課程設計。理論課和實驗課接近結(jié)束時,我們把最后三周作為本門課程的課程設計。課程設計的目的是讓學生進一步深刻理解所學知識。由于本門課程很多算法不容易理解,如何讓學生把所學知識結(jié)合到醫(yī)學應用中是課程設計的關(guān)鍵。比如我們對信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的學生課程設計,要求學生每人選擇一個老師給定的題目,課程設計有詳細的要求,比如題目“數(shù)據(jù)挖掘在醫(yī)學診斷中的應用”要求學生能把本門課程相關(guān)的算法結(jié)合使用,最后給出詳細的分析。通過課程設計,我們發(fā)現(xiàn),學生對本門課程更有興趣。
4.畢業(yè)論文。我們把課程一般開設在大三的下學期,也就是說學生學完這門課程后,就做了該門課的課程設計,使得學生對數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)知識有了比較深刻的認識。這樣,我們可以引導學生畢業(yè)論文的選擇。畢業(yè)論文畢竟是反映學生大學四年所學知識,也對他們將來就業(yè)起到提前培訓的作用。把理論結(jié)合實踐,老師對學生的引導也十分重要。
我們根據(jù)醫(yī)學院校的特征,提出了一套目標驅(qū)動的教學理念,從學生認識這門課程到學生理論課的學習,實驗課的學習,課程設計及畢業(yè)論文的完成,在老師的指導下,使用我們的考核體系,可提高學生對所學課程的興趣。
1 統(tǒng)計學介紹
統(tǒng)計學是認識現(xiàn)象規(guī)律的一種方法,它的特點是揭示現(xiàn)象量變到質(zhì)變的規(guī)律,具有普適性。對于高校學科體系來說,統(tǒng)計學已經(jīng)從經(jīng)濟學和數(shù)學中獨立出來作為一級學科,足以表明統(tǒng)計學在理論研究與實際應用中的巨大作用。隨著數(shù)據(jù)時代到來,統(tǒng)計學作為一門工具學科,越來越廣地應用到生物、醫(yī)藥、物理、水利、工程技術(shù)、人文社科等其他學科的研究中,統(tǒng)計學專業(yè)課程設置向多樣性發(fā)展,以期培養(yǎng)出能為社會所用的人才。
高校統(tǒng)計一般分為數(shù)理統(tǒng)計和經(jīng)濟統(tǒng)計兩個方向,部分高校在理學院和經(jīng)管學院分別設置統(tǒng)計學專業(yè),比如:暨南大學經(jīng)濟學院的統(tǒng)計學專業(yè)學生獲得的是經(jīng)濟學學位,信息科學技術(shù)學院的應用統(tǒng)計專業(yè)學生獲得的是理學學位。雖然分為不同學院,設置的專業(yè)基礎課程卻有很大部分重疊。本文著重討論經(jīng)濟統(tǒng)計專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀。
2 人才培養(yǎng)目標
目前統(tǒng)計學人才培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具有良好的數(shù)學基礎和統(tǒng)計學、經(jīng)濟素養(yǎng),掌握統(tǒng)計學基本理論和方法,能熟練運用統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù),能在企事業(yè)單位從事統(tǒng)計調(diào)查、統(tǒng)計信息管理、數(shù)量分析等開發(fā)、應用與管理工作,或在金融、貿(mào)易等領(lǐng)域從事統(tǒng)計分析工作的復合應用型人才。
3 課程設置
高校統(tǒng)計學課程分為理論課程和實踐教學課程。理論課程包括思想道德修養(yǎng)、中國近代歷史、大學英語等通識課程,高等數(shù)學、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、西方經(jīng)濟學等學科基礎必修課程,財務管理、國際金融等基礎選修課程,統(tǒng)計學、計量經(jīng)濟學、抽樣調(diào)查、時間序列分析等專業(yè)必修課程,博弈論、非參數(shù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)挖掘、市場調(diào)研等專業(yè)選修課程。實踐教學課程包括實習、學術(shù)活動和課程設計等。其中理論課程學分占總學分的80%左右,實踐教學課程占總學分的20%左右。理論課程中通識課程和基礎課程一般安排在大一和大二上學期;大二到大三主修專業(yè)必修課程和選修課程,專業(yè)課程大部分是理論課和實驗課相結(jié)合,理論課主要講授模型方法論,通過設計實驗課,學習統(tǒng)計分析軟件,并實現(xiàn)模型案例實證分析;大四理論課程基本結(jié)束,主修教學實習和課程設計。
高等學校核心課程體系尚屬完善,大多數(shù)課程偏重理論教學,忽視實踐教學,人才培養(yǎng)計劃中未設置實踐教學環(huán)節(jié)或者實踐教學課時偏少。實踐教學是以實踐性知識為課程內(nèi)容,以生成實踐性知識為目標的課程。以實踐過程和實踐性知識的掌握為課程結(jié)構(gòu)展開的起點,讓學生在一定程度實踐的基礎上建構(gòu)所需的理論知識,以教學實踐任務為中心來組織課程內(nèi)容,所需要的理論知識也圍繞實踐過程來選擇、組織和學習,以實踐過程作為學生學習的主要形式,并通過實踐報告、實踐表現(xiàn)等來評價學生的學習結(jié)果。實踐課縮短了從理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化的時空上的滯后,比如市場調(diào)查分析,通過學生親手設計調(diào)查問卷、選取合適的抽樣方法展開問卷調(diào)查、后期問卷數(shù)據(jù)匯總分析,最終生成調(diào)查分析報告,在實踐課程中加深統(tǒng)計專業(yè)知識的掌握和綜合運用。因此,應適當提高實踐教學課時比例。課程設置上,專業(yè)選修課程安排相對獨立,忽視了與其他學科的交叉融合學習,可適當增加交叉學科基礎知識的課程設置。
4 理論教學分析
教學方式上,大部分教師采取傳統(tǒng)的課堂面對面教學,仍停留在傳統(tǒng)統(tǒng)計專業(yè)教學模式。互聯(lián)網(wǎng)時代,隨著互聯(lián)網(wǎng)+教育的興起,由于網(wǎng)絡課程的低成本和便利性,其在大學教育中占據(jù)越來越大的比重。微課、慕課等互聯(lián)網(wǎng)教學模式,通過科學的設計將課程重點知識碎片化、網(wǎng)絡化,便于更多學生隨時隨地進行學習,而現(xiàn)今大部分高校形式上鮮有統(tǒng)計學的慕課、微課等網(wǎng)絡課程教學。教學手段上都是以理論講解為主,專業(yè)知識枯燥無味,不能最大程度激發(fā)學生的學習興趣,缺乏探討式、研究式、報告式等多樣化教學研討形式。
課程設計是教師形成具體教學方案的過程,特別是對于統(tǒng)計學這門應用性、實踐性都很強的課程,不僅要求學生能夠熟悉和掌握統(tǒng)計學基本理論知識及常用的統(tǒng)計分析方法,更要求能夠結(jié)合實際問題,應用最合適的統(tǒng)計方法,借助統(tǒng)計軟件,完成對問題的研究分析,真正達到學以致用的目的。統(tǒng)計學課程的教學設計尤為重要。課程設計需要綜合考慮教師自身教學技能、知識結(jié)構(gòu)和教學經(jīng)驗,學生的知識儲備情況和學習能力,課程本身所承載的信息技能。課程設計聯(lián)系經(jīng)濟生活中的實際問題,有助于開拓學生的思維空間,學以致用、觸類旁通,作為理論知識到實際應用的橋梁工程,合理規(guī)范的課程設計起到將抽象理論具化到應用的紐帶作用。
教學內(nèi)容上,統(tǒng)計軟件應用教學大部分限于Excel、SPSS、Eviews等傳統(tǒng)老舊的軟件,以致大部分學生的畢業(yè)論文或者課程設計都是對照陳舊的教材生搬硬套,用SPSS或Eviews做一個簡單的因子分析、主成分分析或者多元回歸模型,而SAS、R語言、Python等功能強大兼具實用性的潮流軟件學習課程欠缺。使用的教材著重對統(tǒng)計基礎知識的講解,對于變量選取、文本分析、隨機森林等實用性強的模型講解欠缺。
考核形式上,課程大部分以閉卷、開卷形式考核,造成學生只會死讀書、讀死書的弊病,靈活跳躍的邏輯思維能力和分析表述能力都是卷面考試考查不到而對于統(tǒng)計分析人員至關(guān)重要的能力。課程考核模式方面可以考慮加入分組開展調(diào)研、總結(jié)報告等開放式考核形式,變革考核情境,激發(fā)學生主動學習的積極性,在考核過程中塑造學生的統(tǒng)計思想。
5 實踐教學分析
大學生實踐學習分為實習和參加學術(shù)科研活動兩方面。大學生實習課程一方面從傳統(tǒng)意義上提高實踐技能,另一方面轉(zhuǎn)變?yōu)閷ふ揖蜆I(yè)的試水,本科生實習已經(jīng)從過去的專業(yè)實踐直接指向就業(yè),學生可以在實習過程中對所學專業(yè)有客觀實際的認識,不再局限于書本上教條案例,有助于學生拓展眼界,找到自身發(fā)展的興趣點。對于應用性較強的統(tǒng)計專業(yè),實習課程的開展、實習基地的選擇、實習任務與時間的安排等都起到很重要的作用。實習基地的建設使學生在政府部門、企事業(yè)單位中了解部門統(tǒng)計、不同行業(yè)工作的內(nèi)容和特點,拓寬學生的就業(yè)渠道。
高校學生實習有兩種形式。一種是院系組織,建立校企合作實習基地,定期輸送學生到實習崗位實踐學習。大學中實習基地掛牌很多,但是限于學生和企業(yè)之間關(guān)于交通、住宿、實習時間等問題難以協(xié)調(diào),或者受其他因素影響,實習基地能夠提供給學生的實習機會較少。有待加強學校與企事業(yè)單位合作,建立友好長期的合作實習基地,為學生提供高質(zhì)量的實習機會。另一種是學生自主尋找興趣相關(guān)的實習機會,這一類實習需要付出較多的時間成本,很難找到專業(yè)對口的實習崗位,學生實習期間的安全問題也難以得到保障。校方應做好留底審核實習協(xié)議資料等工作,實時掌握校外實習的學生動向,確保實習的合法合規(guī)。
高校大學生參加實踐競賽等科研活動是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效途徑。本科生參加實踐競賽有利于培養(yǎng)團隊協(xié)作精神和創(chuàng)新精神,了解學科前沿動態(tài),了解國家產(chǎn)業(yè)政策及區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展問題,提高創(chuàng)新實踐綜合素質(zhì)。另一方面也彌補了教師科研人員不足的問題。構(gòu)建基于實踐競賽等科研活動的教學體系,對于學生明確學習目標、提升自主學習熱情、培養(yǎng)科研興趣具有積極推動作用。
科研競賽方面,學校會給參加科研競賽的學生學分獎勵,提升學生在學術(shù)競賽和科研活動上的積極性。目前各種國家級、省級科研競賽有大創(chuàng)項目、挑戰(zhàn)杯、數(shù)學建模競賽、統(tǒng)計建模競賽、數(shù)據(jù)挖掘競賽、SAS數(shù)據(jù)分析大賽、市場調(diào)查大賽等。學生初期報名熱情高漲,但常常由于指導教師欠缺、教學軟件資源不足等原因,培訓指導不能滿足學生參加競賽的知識需求,學生大部分是靠自學獲取相關(guān)知識,競賽結(jié)果不盡如人意。實踐競賽項目報名、培訓、參賽等組織過程起著重要輔助作用,實踐類競賽項目的組織迫在眉睫。
6 總結(jié)
統(tǒng)計學的產(chǎn)生發(fā)展來源于實踐,依賴于應用,并在應用過程中發(fā)展壯大,統(tǒng)計學的生命力就在于其能不斷滿足社會應用的需要。我國設有統(tǒng)計學及相關(guān)專業(yè)的高校數(shù)量也在明顯增多。近些年來,隨著信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展,大數(shù)據(jù)環(huán)境對統(tǒng)計學專業(yè)的教學理念和教學模式產(chǎn)生變革性影響,統(tǒng)計基礎的數(shù)據(jù)分析人才將是社會最需要的人才。針對當前統(tǒng)計學教學中存在的問題,以及統(tǒng)計學與其他學科的交叉融合這一事實,培養(yǎng)統(tǒng)計人才需要對高校統(tǒng)計學教學進行改革。
就業(yè)前景分析方面,谷歌首席經(jīng)濟學家哈爾•瓦里安預計,未來即將出現(xiàn)一類新型的專業(yè)人才和職業(yè)崗位——數(shù)據(jù)科學家,當然數(shù)據(jù)智能分析師也會應運而生?,F(xiàn)下時代是數(shù)據(jù)時代,甚至稱之為大數(shù)據(jù)時代,企事業(yè)單位面臨大量數(shù)據(jù)如互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、醫(yī)療數(shù)據(jù)、能源數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)等,實際應用中普遍遇到分析能力弱、噪聲數(shù)據(jù)多、缺少分析方法、分析軟件能力差、模型可信度低等問題,其主要原因在于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方法不能滿足需要,而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、機器學習技術(shù)、模式識別技術(shù)、知識發(fā)現(xiàn)等智能技術(shù)可以為數(shù)據(jù)智能分析方法與工具提供技術(shù)支撐。2014年4月24日,百度高級副總裁王勁在第4屆“技術(shù)開放日”上正式宣布推出“大數(shù)據(jù)引擎”,數(shù)據(jù)智能概念由此產(chǎn)生。數(shù)據(jù)智能分析是指通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、機器學習、深度學習、模式識別與分析、知識發(fā)現(xiàn)等技術(shù),對數(shù)據(jù)進行處理、分析和挖掘,提取隱藏在數(shù)據(jù)中有價值的信息和知識,從而尋求有效解決方案及決策支持預測。目前社會急需懂得智能技術(shù)的各層次數(shù)據(jù)智能分析人才,可以預計,熟練掌握智能技術(shù)的數(shù)據(jù)科學家、數(shù)據(jù)分析師、數(shù)據(jù)挖掘人員將有廣闊的用武之地。培養(yǎng)手段探索方面:①以“點—線—面”結(jié)合的方式橫向縱向設置課程群,面向數(shù)據(jù)智能分析,以案例為導向貫穿“線”上的各關(guān)節(jié)點課程,比如以數(shù)學基礎課(線性代數(shù)、概率統(tǒng)計、數(shù)學分析)大類專業(yè)課(程序設計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫技術(shù))數(shù)據(jù)智能分析專業(yè)課(數(shù)據(jù)挖掘、機器學習、多維數(shù)據(jù)分析)為主線,理論與實踐齊頭并進;②立足培養(yǎng)“計算技術(shù)+智能信息+知識技術(shù)”的高級數(shù)據(jù)分析師,理論學習—隨課實驗—集中實踐—科技活動—企業(yè)實習—畢業(yè)設計等教學環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)配合,“資格認證—競賽獲獎—獎學資助”激勵培養(yǎng);③以大數(shù)據(jù)智能分析為契機,積極培養(yǎng)本科生的大數(shù)據(jù)計算思維和認知能力,使其掌握大數(shù)據(jù)智能分析方法、機器學習數(shù)據(jù)挖掘工具和開發(fā)環(huán)境。政策導向分析方面:建議中國計算機學會與中國商業(yè)聯(lián)合會數(shù)據(jù)分析專業(yè)委員會等機構(gòu)緊密協(xié)調(diào)合作,設立適應新時代社會與經(jīng)濟發(fā)展的“數(shù)據(jù)智能分析師”認證[6],當然將大數(shù)據(jù)智能分析納入計算機水平考試的可選項也是當前的一種解決方案,提高智能科學與技術(shù)專業(yè)社會認可度,增強本專業(yè)學生的歸屬感,更好地培養(yǎng)各層次的數(shù)據(jù)智能分析人才。
2創(chuàng)新型智能技術(shù)人才培養(yǎng)
智能科學與技術(shù)的發(fā)展與計算機技術(shù)幾乎同時起步,但其進展比計算機技術(shù)要慢許多,根本問題在于高級智能的載體——“人腦”是世界上最復雜的系統(tǒng),人類對它的認識和了解仍然處于初級階段。近年來通過智能技術(shù)解決實際應用問題有了長足進步,國內(nèi)已相繼有20多所高校面向市場變化和未來需求,自2004年以來陸續(xù)開辦了智能科學與技術(shù)本科專業(yè)。盡管大多數(shù)智能技術(shù)的理論基礎還不完備,但實際應用的強勁需求與問題解決能力超越了薄弱理論基礎的約束。本專業(yè)課程的教學內(nèi)容與課程實踐都適合教師與學生以研究者的身份參與到“教”與“學”的活動之中。1)研究型教學。蓬勃發(fā)展中的智能技術(shù)需要教師啟發(fā)式、創(chuàng)造式、批判式地“教”,學生也要創(chuàng)造式、批判式地“學”。教與學要能夠從研究思維、問題探索、模型改進、算法優(yōu)化、腦認知和自然智能指導的角度推進教學活動,進行創(chuàng)新性教學和研究型學習。教學實踐活動中應強調(diào)學生半監(jiān)督式學習與自監(jiān)督學習為主導,鼓勵引導深度學習,經(jīng)典案例、前沿講座、討論探索貫穿課堂教學,課程考核注重創(chuàng)新科技實踐、問題探索、課程內(nèi)容探索、課程研究性專題報告、以課程為基礎的作品開發(fā)等創(chuàng)新效果和教學效果。2)“研究型分組”培養(yǎng)。智能科學與技術(shù)專業(yè)開辦時間不長,成熟教材不多,課程體系需要不斷適應學生和社會的需求做出調(diào)整,又加上智能科學專業(yè)課程本身的發(fā)展探索與實際應用現(xiàn)在處于同步發(fā)展階段,決定了專業(yè)老師大力推進“研究型班級教學”,在教學過程中實施“大班基礎講授”+“小班研究型討論”+“小組探索型課題實施與報告”的教學體系,同時來自相關(guān)研究方向的研究生也作為助教協(xié)助專業(yè)老師對小班(組)課題討論進行引導。3)科研訓練提高學習積極性。大類培養(yǎng)模式下實施科研訓練引導學習,大一、大二年級主要學習公共基礎課程和大類專業(yè)基礎課程,其中的數(shù)學基礎課,如線性代數(shù)、高等數(shù)學、概率統(tǒng)計、離散數(shù)學等,由于缺乏實際應用案例支撐,很多學生會懷疑這些知識在將來本專業(yè)學習中的用處,課堂課后處于被動學習狀態(tài),個別學生還會由于認識滯后,產(chǎn)生厭學情緒甚至放棄基礎知識學習,以致于專業(yè)分流后表現(xiàn)為學習能力嚴重不足。通過吸收本科生參加科學創(chuàng)新實踐和科技活動,使他們發(fā)現(xiàn)數(shù)學知識能夠用來解決實際問題,有利于提高本科生學習基礎知識的積極性,變被動學習為主動學習。同時,教師也能從中發(fā)現(xiàn)部分優(yōu)秀本科生的創(chuàng)新潛力和研究能力,激發(fā)他們科學研究的興趣,引導他們把智能科學技術(shù)作為研究方向并致力于攻讀相關(guān)方向碩士研究生、博士研究生,進一步強化其科學創(chuàng)新能力,勢必會使其獲得高水平創(chuàng)新性成果。大類培養(yǎng)模式下強化專業(yè)教育與實踐,專業(yè)老師要積極主動引導學生,變被動地等待學生選專業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)槲齼?yōu)質(zhì)學生,以大二上學期為主要時間點,引導大類專業(yè)學生對特色專業(yè)的興趣,通過科學研究和學生科技活動吸引選拔學生進科研團隊,同時實施科研成果進課堂、進教材、進學生活動。專業(yè)教師、班導師可宣講專業(yè)特色和就業(yè)前景,指導本科生申請大學生科研訓練計劃、參加科技競賽、開發(fā)智能技術(shù)特色作品。大類培養(yǎng)模式下實施科研訓練計劃,需要本科生積極主動地理解大類下各子專業(yè)的特點和特色,結(jié)合自己的興趣愛好和實際情況,在大類培養(yǎng)結(jié)束時分流到各特色專業(yè)。因此,本科生參加科研實踐和專業(yè)科技活動的時間點很重要,從大一結(jié)束后的暑假開始,一直延續(xù)到本科畢業(yè),同時實施“泛畢業(yè)設計”(即大二選方向并實施課題基礎儲備,大三實施課題,大四結(jié)合專業(yè)實習完善畢業(yè)設計)[3],這樣既充分利用了本科生大二大三充裕的課后時間,也緩解了大四本科生面臨就業(yè)、考研、出國等問題的突出矛盾。
3智能系統(tǒng)開發(fā)人才培養(yǎng)
智能技術(shù)已成為當前技術(shù)革命創(chuàng)新的源泉,智能系統(tǒng)廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務業(yè)等各領(lǐng)域,比如2014年11月2日開始處女航的皇家加勒比郵輪公司“海洋量子號”郵輪也因為大規(guī)模運用了高科技智能系統(tǒng)而號稱“世界上第一艘智能郵輪”。智能系統(tǒng)是建立在“智能技術(shù)+計算技術(shù)”基礎上,結(jié)合了控制技術(shù)、信息技術(shù)的軟硬件系統(tǒng)。智能系統(tǒng)開發(fā)人才培養(yǎng)目標是社會急需的智能系統(tǒng)開發(fā)工程師,其從事的工作主要包括智能系統(tǒng)的設計、開發(fā)、維護、運營、服務及相關(guān)的技術(shù)指導。為了適應智能系統(tǒng)開發(fā)人才的培養(yǎng),應該建設智能終端實驗平臺、計算智能實驗平臺、腦認知實驗平臺、高性能計算平臺等人才培養(yǎng)基地與實訓基地,推進實施智能終端軟件開發(fā)技術(shù)、智能系統(tǒng)應用課程設計、智能系統(tǒng)與工程課程設計、智能游戲開發(fā)與設計、人機交互系統(tǒng)開發(fā)與設計等教學實踐活動。
4復合型智能技術(shù)人才培養(yǎng)
智能科學與技術(shù)是一門綜合學科,智能技術(shù)也廣泛應用到智能交通、智慧城市建設、電子信息、信息安全、電子政務、電子商務、工業(yè)制造、教育、醫(yī)療、管理、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、國防現(xiàn)代化等眾多領(lǐng)域,需要大量復合型智能技術(shù)人才。筆者認為,以下4條措施是智能科學與技術(shù)新興專業(yè)培養(yǎng)復合型人才切實可行的培養(yǎng)方案:①充分發(fā)揮大類培養(yǎng)特色明顯的人才培養(yǎng)優(yōu)勢,開放“全校特色專業(yè)選修課”,跨專業(yè)、跨學院科教團隊,與大學生科技創(chuàng)新計劃融合,重點培養(yǎng)學生的綜合性、復合性、應用性;②引導并嚴格要求B學分課程學習,特別是設計規(guī)劃實施好“科技創(chuàng)新”、“文體活動”、“技能認證”、“企業(yè)實習”、“暑期社會實踐”等綜合能力提高計劃;③交叉融合辦好本科生二專業(yè),鼓勵學有余力的本科生對知識的渴求,允許學生在本專業(yè)的基礎上再輔修另一個專業(yè),并提供配套措施,保證二專業(yè)學生能獲得優(yōu)質(zhì)教育,發(fā)揮學科交叉融合優(yōu)勢,使本科生形成寬廣深厚的知識結(jié)構(gòu),培養(yǎng)有特色的智能科學技術(shù)專業(yè)復合人才;④通過與企業(yè)橫向合作,建立校企實訓基地,緊跟企業(yè)和市場需求,與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)復合應用人才。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2012.07.053
引言
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已成為現(xiàn)實生活中不可或缺的一部分?!稊?shù)據(jù)庫原理》作為計算機類本科專業(yè)的專業(yè)基礎課,有著重要的作用和地位。其課程內(nèi)容既需要有較深的數(shù)理知識,同時又與工程實際有著密切的聯(lián)系。因此,如何根據(jù)現(xiàn)有教學情況調(diào)整課程體系,整合教學內(nèi)容,采用合適的教學方法,使既能掌握一定的理論基礎,同時又具有較強的實際動手能力,達到產(chǎn)學相結(jié)合的目的,是目前應用型本科《數(shù)據(jù)庫原理》課程教學應思考和解決的問題。
1.《數(shù)據(jù)庫原理》目前教學中存在的現(xiàn)狀
根據(jù)目前計算機及相關(guān)專業(yè)教學現(xiàn)狀,結(jié)合應用型本科學校特點,《數(shù)據(jù)庫原理》課程教學主要存在以下幾個方面問題。
1.1理論與實踐教學結(jié)合不強
《數(shù)據(jù)庫原理》課程一般包括數(shù)據(jù)庫原理、設計和應用三個部分。原理是其基礎,設計和應用是提高,他們相輔相成、互相促進。但是目前一些院校教學的基本情況如下:
第一,有些教師重點偏向數(shù)據(jù)庫原理的理論教學,而向?qū)W生介紹具體的數(shù)據(jù)庫使用技術(shù)方面內(nèi)容較少,使學生不能將所學知識融會貫通,不能適應企業(yè)對數(shù)據(jù)庫應用人才的需要。
第二,教師重點偏向數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具的使用,忽視甚至放棄原理的教學,造成學生對具體開發(fā)工的操作能力突出,但缺乏數(shù)據(jù)庫設計完整的知識結(jié)構(gòu)。從而導致學生在實際使用數(shù)據(jù)庫過程中不能很好的進行規(guī)劃,導致大量數(shù)據(jù)的冗余和結(jié)構(gòu)的不合理。
1.2教學實踐有悖工程化原則
現(xiàn)代企業(yè)數(shù)據(jù)庫應用基本上是工程化的合作開發(fā),其基本特征是按軟件工程學的原則進行組織,軟件工程學的基本方法融入數(shù)據(jù)庫原理與應用課程的實踐環(huán)節(jié),使學生盡早建立起工程化的概念,順應人才市場需求的一條原則,但考察目前的教學過程可以看到,除了畢業(yè)設計(論文)之外,從課后作業(yè)、上機實踐到課程設計,幾乎都是學生的個人行為,大多數(shù)學生是抱著應付差事的心理被動地來完成這些任務的,缺乏創(chuàng)新思維。在畢業(yè)設計(論文)中反映出許多學生不懂得如何合作開發(fā)一個實用的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng),嚴重影響了畢業(yè)設計的質(zhì)量,學生畢業(yè)后也不能迅速適應所在單位的工作要求。從而達不到應用型本科產(chǎn)學相結(jié)合的教學模式。
1.3教學內(nèi)容和教學方法較單一
目前,大多數(shù)學生還是通過課堂教學獲得相關(guān)知識,但是,數(shù)據(jù)庫相關(guān)知識日新月異,很多知識不可能在課堂教學中完成,很多內(nèi)容還需學生課后自學,因此,就需要向?qū)W生提供更多的學習平臺和空間,讓學生能進行課后學習、交流。
1.4考核方式的單一性
考核是檢驗教學成果的有效方式和重要手段,對學生學習和教師教學具有重要的導向作用,不同的考試方式能激發(fā)學生不同的學習動機。數(shù)據(jù)庫原理是一門理論性和實踐性都很強的課程,傳統(tǒng)的考試模式通常以期終理論考試成績作為對學生最終評分的主要依據(jù),造成學生為考試過關(guān)而學,并不注重提高自身能力。
2.《數(shù)據(jù)庫原理》課程改革研究的具體措施
針對目前存在的以上問題,對《數(shù)據(jù)庫原理》課程的改革已是十分必要。而根據(jù)我校應用型本科的特點以及計算機類專業(yè)產(chǎn)學模式結(jié)合的教學模式課題研究的背景,本課程教學改革的指導思想是多方面提高學生的學習,培養(yǎng)學生綜合地應用專業(yè)知識,以產(chǎn)學結(jié)合為教學模式,對實際項目進行模擬化開發(fā),訓練工程化的設計思想。
2.1課程內(nèi)容體系的改革
根據(jù)課程改革的指導思想,對《數(shù)據(jù)庫原理》課程體系進行改革,建立理論教學內(nèi)容、實踐教學內(nèi)容以及能力拓展內(nèi)容三級結(jié)構(gòu)。其中,理論教學內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)庫的基本知識;在實踐教學內(nèi)容中把理論課程中的實驗部分進行重新設計,分為必做實驗和選做實驗,同時將實踐教學內(nèi)容中的課程設計部分進行修改,課程設計題目由指導教師明天和學生自主命題共同組成,教師命題要求指導教師根據(jù)產(chǎn)學模式,以相應的校企合作企業(yè)的項目為原型進行修改命題,鼓勵學生從實際生活、工作、學習的需要出發(fā)設計題目,同時以團隊形式充當不同的項目角色;能力拓展內(nèi)容鼓勵學生參加各種計算機競賽、參加各種形式的認證考試(如計算機等級考試三級、軟件服務外包大賽、MAT認證等)。
2.2教學方法方式改革
在實際的教學過程中,合理的綜合使用各教學方法、教學手段,以學生為中心,多采用講解和項目教學相結(jié)合的教學方法,提供豐富的學習資源和學習平臺,增加學生的實踐機會、自學機會和創(chuàng)新機會,極大地調(diào)動學生的學習的主動性和積極性。
2.2.1結(jié)合多種教學方法進行教學
《數(shù)據(jù)庫原理》課程的特點是理論性較強,因此在對理論知識進行講解時,以項目案例貫穿其中進行知識的講解。為了讓學生進行能快速理解,采用學生熟悉的學生選課系統(tǒng)作為案例。同時,在對理論性較強的知識點講解時,采用多媒體課件輔助教學,如用戶訪問數(shù)據(jù)庫的工作過程一節(jié)時,就制作了Flas來輔助講解,這樣學生就能直觀的掌握工作過程,同時也增強了學習興趣。此外,在課堂教學中,還采用小組討論、回答問題等形式來豐富課堂教學。
2.2.2提供課程網(wǎng)站進行學習及教學
此外,由于數(shù)據(jù)庫知識日新月異,為了讓學生能更多的了解最新知識,在課堂教學之外,還采用其他教學方式讓學生進行學習,課程網(wǎng)站就是其中之一。為此,在學校課程中心《數(shù)據(jù)庫原理》課程網(wǎng)站上,除了傳統(tǒng)的布置作業(yè)、上傳下載課件等之外,還提供了豐富的課程資源和討論區(qū)。在課程資源模塊中,放置了大量的關(guān)于數(shù)據(jù)庫技術(shù)方面的文章,如各種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的安裝和使用,數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)倉庫等方面的知識,極大地豐富了學生的學習資源,同時在課堂教學中也鼓勵學生自己去查閱相關(guān)文獻和企業(yè)對數(shù)據(jù)庫方面的最新需求。為了方便學生在學習過程中的及時交流,教師與學生每周固定一次在線交流時間,解決學習及教學討論等問題,同時師生也可發(fā)起相關(guān)話題,進行探討,從而增強師生、生生之間的交流和溝通。
除了讓學生能及時了解最新知識、及時溝通之外,為了強化學生對理論知識點的掌握,該課程網(wǎng)站還提供了在線自適應測試系統(tǒng),學生可以根據(jù)自己實際掌握情況選擇不同的內(nèi)容進行測試,同時系統(tǒng)還可以根據(jù)學生測試情況判斷學生目前的知識水平,自動的提供相關(guān)測試內(nèi)容供學生學習。
2.3實踐教學內(nèi)容改革
根據(jù)課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu),實踐教學內(nèi)容包括課程內(nèi)實驗和課程設計。課程內(nèi)實驗又分為必做實驗和選做實驗。必做實驗教師在課堂上應給學生指定明確的有利于消化課堂理論知識的實驗題目,讓學生上機時做到目的明確、有的放矢。選做實驗可以讓學生根據(jù)自己掌握情況進行選做,如數(shù)據(jù)庫的恢復、觸發(fā)器使用、其它數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使用等實驗可作為選做實驗。
上機實驗針對的往往是一定范圍的知識點,各個知識點相互聯(lián)系不夠緊密,具有一定的局限性,因此在課程的后期需要集中安排課程設計。根據(jù)培養(yǎng)應用型人才及產(chǎn)學結(jié)合教學模式的要求,在課程設計環(huán)節(jié)中,指導教師根據(jù)校企合作企業(yè)所提供的實際項目進行改進,讓學生進行項目的模擬化設計開發(fā),如公司EHR系統(tǒng)、設備管理系統(tǒng)等項目等,同時也鼓勵學生自己從實際生活、學習出發(fā)自擬題目。根據(jù)這些實際項目或有意義的課題,讓學生在課程設計環(huán)節(jié)中得到工程化訓練,從而學生能夠更快的適應企業(yè)項目,達到產(chǎn)學相結(jié)合的教學模式。通過前期對數(shù)據(jù)庫基礎、SQL語言、數(shù)據(jù)庫設計理論、數(shù)據(jù)庫完整性、安全性、數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù)和并發(fā)技術(shù)的學習,使學生具有基本理論知識,再通過學生課程設計項目的需求分析訓練了學生的溝通能力和工程思想;通過數(shù)據(jù)庫編程和程序設計結(jié)構(gòu)的學習是學生具有進行開發(fā)的專業(yè)技術(shù)能力,通過作品的展示、評價和答辯,使學生的團隊精神、綜合應用能力得到鍛煉。
此外,還鼓勵組織學生參加計算機應用能力大賽、軟件服務外包大賽等各種競賽,通過競賽,使學生的知識面加寬,閱歷增強,認識到本課程技術(shù)的更深應用領(lǐng)域和技術(shù),促進了學生繼續(xù)訓練學習的興趣,同時也提高了學生解決實際問題的能力。
2.4改革考核方式,注重能力考核
學生學習能力的評價應采用不同的方法來衡量學生的專業(yè)知識、個人自身能力、團隊合作能力、建造產(chǎn)品和系統(tǒng)的能力。這些方法包括筆試、口試、學生表現(xiàn)的考察、評分、學生反映、論文、學生互評和自評等。不同能力的評價需要有不同的方法。
數(shù)據(jù)庫原理課程的考核分為理論知識考核與應用能力考核兩部分。理論知識的比重占50%,應用能力的比重也占50%。理論知識考核重點考察學生對關(guān)鍵性概念和原理的熟悉和理解,著重考核學生綜合運用知識解決實際問題和創(chuàng)新思維的能力。因此,理論知識應采取筆試和口試相結(jié)合的方法。
二、土木工程實踐教學資源協(xié)同開發(fā)的原則與方法
現(xiàn)在的信息技術(shù)手段、網(wǎng)絡服務及移動終端設備已經(jīng)完全具備對龐大的數(shù)據(jù)進行整合和處理應用的能力,故借助于云計算技術(shù)來收集、整合、處理、挖掘超量、繁復的工程實踐教學資源,不但能有效解決工程專業(yè)實踐教學中的眾多困擾,而且能為工程人才個性化培養(yǎng)及創(chuàng)建終身教育奠定堅實基礎。
1.開發(fā)原則
各種專業(yè)工程實踐教學資源的內(nèi)容豐富、博大,所以在協(xié)同開發(fā)和挖掘相關(guān)資源時,應堅持“有所為,有所不為”的原則。應分專業(yè)類別廣泛收集各種實踐教學資源,并在收集和整合資源過程中,要注意以資源的全體和完整為主,不要片段、抽樣;要注重資源獲取的效率,不要以工程項目內(nèi)容的絕對精確作取舍;要考量工程項目資源內(nèi)容相關(guān)性,不必在因果邏輯上做深究[3]。要按照培養(yǎng)目標,從學習者實踐知識建構(gòu)需要來識別資源的意義,在豐富、靈活、多樣、寬泛的基礎上,進行資源采集、處理和加工,讓運用者按需配置其專業(yè)工程實踐教學資源,能方便、高效地實現(xiàn)其教學價值。依據(jù)專業(yè)工程學科創(chuàng)新知識與能力培養(yǎng)所設定的目標,以協(xié)同創(chuàng)新的核心單位為主體,科學創(chuàng)設基于學生專業(yè)工程實踐學習需要的活動情境。即將有關(guān)資源分層次構(gòu)造出各學習階段專業(yè)工程實踐的問題情境,以引導學生循序漸進式地經(jīng)歷實踐的過程,使學生能自覺調(diào)動多種感官,如視覺、聽覺、觸覺以及語言表達等,尋找多種操作、動手、研討途徑,積累起豐富的土木工程實踐感性認識和動手操作經(jīng)驗,激發(fā)學生對工程項目的類型、設計與施工條件、理論與技術(shù)方法、施工技術(shù)與組織管理、工程量、產(chǎn)品形態(tài)、建(制)造和場地環(huán)境、時空邊界條件等現(xiàn)象與相互關(guān)系產(chǎn)生濃厚的興趣和探究的欲望。
2.主要途徑
由于培養(yǎng)人才的責任主體是大學,校方的圖書與電子資源豐富,多建有信息網(wǎng)絡技術(shù)中心,軟硬件設施和技術(shù)人才相對充足,且信息技術(shù)在所涉土木工程專業(yè)教學需求與科研應用量巨大。建立學校與協(xié)同核心單位間工程實踐教育資源共享平臺是協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展的一種必然趨勢,因此,校方應成為實踐教學資源共享建設的投資主體與推行者。協(xié)同開發(fā)與共享專業(yè)工程實踐教學資源的主要途徑,可從以下四方面進行:(1)建立一套運行機制。專業(yè)工程實踐教學資源建設是一項有序的、動態(tài)的、可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)工程,必須建立良好的運行機制,以促進建設過程中各個環(huán)節(jié)的正規(guī)有序,實現(xiàn)統(tǒng)合,搞好頂層設計。(2)規(guī)范一套建設標準。用科學的標準來促進專業(yè)工程實踐教學資源系統(tǒng)的建構(gòu)[4,5]。應建立面向協(xié)同中心所涉各類工程專業(yè)的不同實踐教學主題、覆蓋其各個層次、不斷動態(tài)更新的工程實踐教學資源建設標準,為實現(xiàn)各級各類資源系統(tǒng)的網(wǎng)絡互連、信息互通、資源共享奠定基礎。(3)搭建一個基于云服務的共享平臺。各類工程實踐教學資源只有不斷被其工程專業(yè)教學所應用、學習者所掌握,使其流動、開放和充分共享,才可持續(xù)。在各專用工程實踐教學資源庫和實踐教學課件建設的基礎上,通過云服務端資源集成,實現(xiàn)各門專業(yè)的各級各類實踐教學活動資源交換和資源共享。(4)培養(yǎng)和建立一支“雙師”實踐教學專業(yè)隊伍。專業(yè)工程實踐教學資源庫及課件開發(fā)、建設的每個環(huán)節(jié)都需要依靠高素質(zhì)專業(yè)人員完成,因此,必須根據(jù)協(xié)同機制,整合學校與協(xié)同核心單位的人才資源,培養(yǎng)和造就一支懂教學、懂工程技術(shù)、懂教育教學管理的資源庫建設專業(yè)隊伍。
3.技術(shù)方法
構(gòu)建一個基于云計算的數(shù)字化實踐教學資源處理平臺。實踐教學資源經(jīng)數(shù)據(jù)處理,區(qū)分成關(guān)系化、結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),其中關(guān)系化數(shù)據(jù)是指二維關(guān)系約束的數(shù)據(jù)表,結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括了數(shù)字、符號等數(shù)據(jù),非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括了文本、圖像、聲音、視頻等數(shù)據(jù),從而進行有效存儲、組織來自校內(nèi)外協(xié)同創(chuàng)新單位的教學資源。利用處理平臺能夠?qū)装偕踔潦菐浊€分布式數(shù)據(jù)庫,或者分布式存儲集群中的內(nèi)容進行分析。該處理平臺還能根據(jù)具體教學環(huán)節(jié)、層次需求建立相應服務,解決傳統(tǒng)的學習平臺資源無序、缺乏統(tǒng)一管理調(diào)配的問題。教師可以通過云服務平臺在技術(shù)項目上實現(xiàn)跨學校、跨地域合作,分享工程實踐與研究成果,為教學、學術(shù)研究提供便利;學生可以突破時空限制,使用現(xiàn)代化通訊工具隨時隨地全方位獲取優(yōu)質(zhì)的實踐教學資源。數(shù)據(jù)化工程實踐教學資源的開發(fā)流程與實現(xiàn)方式,可以概括為四步:分別是采集、導入和預處理、統(tǒng)計和分析,最后是資源實踐教學價值的發(fā)現(xiàn)與挖掘[6]。(1)以協(xié)同機制作保障,通過數(shù)據(jù)遷移、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、共享等有效手段[4]對數(shù)字化實踐教學資源進行收集、采集,把協(xié)同創(chuàng)新主體單位既有實踐教學資源重新整合起來,并加載到數(shù)據(jù)倉庫或數(shù)據(jù)集市中——存儲在遠程云服務端,成為聯(lián)機分析處理、數(shù)據(jù)挖掘的基礎。這樣才可以徹底消除學校或土建行業(yè)信息化建設中各相關(guān)單位存在的信息孤島以及信息碎片化現(xiàn)象,提高實踐教學資源的可使用率。還可通過MapReduce編程模型對實踐教學資源進行管理,以提高對海量教學資源分析的速度和效率[7]。(2)在完成資源收集之后,如果要對這些海量數(shù)據(jù)進行有效分析,還需將這些來自前端的數(shù)據(jù)導入到一個集中的大型分布式數(shù)據(jù)庫,或者分布式存儲集群,通過并行計算框架[7],優(yōu)化并行分析算法,如Mahout、R語言等,對這些分散乃至碎片數(shù)據(jù)進行過濾,在導入基礎上作一些簡單的清洗和預處理工作,以排除混雜、錯亂的工程信息,重復的資源數(shù)據(jù),提高資源的質(zhì)量。(3)從分布式數(shù)據(jù)庫,或者分布式計算集群的海量實踐教學資源中,提煉出連續(xù)的、低信息粒度的實踐教學素材,并擇優(yōu)質(zhì)實踐教學素材交于上層實踐教學統(tǒng)計、分析系統(tǒng),進行普通的專業(yè)工程實踐需求分析和分類匯總等。(4)對實踐教學資源分析之后的資源內(nèi)容進行實踐教學模擬和價值挖掘,是指利用數(shù)據(jù)挖掘算法,包括分類算法、回歸算法、聚合算法和降維算法等,對存儲在云服務端(分布式數(shù)據(jù)庫或者分布式計算集群)大量的、不完全的、模糊的數(shù)字化工程教學資源挖掘,以挖掘出隱藏在資源背后有價值的信息,為教師作出實踐教學組織安排奠定基礎。應用數(shù)據(jù)分析、挖掘等技術(shù)對存儲在云服務端的各種分散的關(guān)系化、結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化實踐教學資源進行分析和挖掘,掌握學習者查詢其專業(yè)工程實踐資源的行為、知識點內(nèi)容、知識應用能力等,以預測學習者對實踐知識與資源服務的需求,使教師能根據(jù)預測進行決策,更好地引導學習者學習;同時,也可應用數(shù)據(jù)分析技術(shù)對開設的課程進行效果評估,盡早地捕捉學生的學習不適應癥狀,進行學習預警和干預[8],以便及時調(diào)整培養(yǎng)方案,為學習者推薦學習軌跡,開展自適應學習,自我導向?qū)W習[9,10]。例如:自適應學習既不是簡單的符號或文字,也不是言語或文字陳述的概念或原理,而是教師列展的一些具體的實例或問題。學習者的任務是通過考察實例、分析和解決問題來發(fā)現(xiàn)有關(guān)的知識,并積累解決問題的技能[11]。教師是用最適合的學習方法,讓學習者主動參與到學習過程中,接受各種各樣的挑戰(zhàn)。整個學習過程因為有學習效果的追蹤,記錄了學習者在每個任務上花費的時間,實時反饋給教師,如果學生遇到不能解決的問題時,教師會立即知道,并對其進行針對性的輔導。應用數(shù)據(jù)分析技術(shù)也可對協(xié)同科研創(chuàng)新合作過程及交互型工程技術(shù)服務過程進行分析和預測,從而應對過程中的資金、政策、機制、技術(shù)、成果、共享等環(huán)節(jié)潛在的矛盾與風險。
三、專業(yè)工程實踐教學資源共享應用
專業(yè)工程實踐教學資源和信息化技術(shù)是共享方案設計中不可或缺的兩大方面。構(gòu)筑較快見效的共享建設方案可以“三層法”:基礎設施層、平臺服務層和共享應用服務層[12]。實踐教學資源共享應用是將云計算作為其技術(shù)支持,通過對實踐教學資源挖掘與實踐學習分析則會帶來工程實踐教學理念、方式和技術(shù)方面的巨大變革和創(chuàng)新。
1.教學資源的流動需求與信息技術(shù)相結(jié)合
工程實踐教學資源應用的關(guān)鍵也是其必要條件,就在于“信息技術(shù)”與“專業(yè)工程實踐教學”的融合。豐富多樣的專業(yè)工程實踐教學資源通過信息技術(shù)應用到大學教育中,對學習者未來事業(yè)會有更加直接的幫助;快捷的反饋信息是衡量實踐教學資源開發(fā)、應用過程對實踐教學各個方面和層次產(chǎn)生影響、效果的依據(jù)。將開發(fā)的數(shù)字課程應用到教學上。比如:創(chuàng)建自適應各專業(yè)的工程實踐學習課程,利用人工智能為每個學生創(chuàng)建自適應的學習體驗。還可創(chuàng)建各專業(yè)工程實踐定制化學習或終身學習課程,將工程實踐教學從同一模式的“批量化生產(chǎn)”變?yōu)椤翱茖W管理下的定制化學習過程,幫助學生培養(yǎng)更好的學習技能”,“讓學生了解如何利用時間、應對挑戰(zhàn)、成為終身學習的人”[9]。
2.當代網(wǎng)絡交流條件引發(fā)實踐教學組織方式變革
隨著具有語義網(wǎng)特征的數(shù)據(jù)基礎設施和數(shù)據(jù)資源發(fā)展起來,實踐教學組織的變革就越來越顯得不可避免。豐富多樣的工程實踐教學將召喚網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)產(chǎn)生無組織的教學組織力量。最先反映這種教學結(jié)構(gòu)特點的,是各種各樣去中心化的WEB2.0應用,如RSS、維基、微信、博客、云儲存與計算等。各種專業(yè)的工程實踐教學資源中只有少量是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),如項目可研報告、立項審批、設計文件、計算書仍至工程圖紙、項目報建(批)、質(zhì)量與安全監(jiān)督、施工(生產(chǎn))許可、施工組織設計(生產(chǎn)計劃)、竣工(產(chǎn)品)驗收等,其余大量的由半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)組成,如施工(生產(chǎn))過程中具體的施工(生產(chǎn))作業(yè)方式、方法,技術(shù)會議等以郵件、視頻、微博等的形式表現(xiàn)。海量的專業(yè)工程實踐教學資源之所以成為實踐教學的變革力量,在于它通過追隨實踐意義而獲得工程智慧。
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關(guān)鍵詞 ]新媒體 人才培養(yǎng) 體系
2009年1月,寧波日報報業(yè)集團全媒體新聞部正式成立,相繼南都全媒體集群組建成立。2012年3月,國家新聞出版總署、廣電總局職責整合,組建國家新聞出版廣電總局。2012年底,網(wǎng)絡與新媒體專業(yè)成為教育部審批同意設置的普通高等學校本科新專業(yè)。
新聞行業(yè)與教育的不斷改革前行,也激發(fā)了融合背景下新聞人才培養(yǎng)的全面思考。當前,我國新聞人才培養(yǎng)環(huán)境與趨向也在不斷演變,主要表現(xiàn)為:(1)信息行業(yè)的迅猛發(fā)展催生眾多領(lǐng)域急需專業(yè)化人才;(2)媒體行業(yè)的融合發(fā)展對復合型的新聞人才的需求不斷增長;(3)傳統(tǒng)媒體對新聞內(nèi)容的生存更加注重專業(yè)、深度,調(diào)查記者、數(shù)據(jù)分析師等人才需求熱;(4)網(wǎng)絡與新媒體專業(yè)人才培養(yǎng)已成為新聞傳播教育的未來支撐。
2013年,以暨南大學為代表的全國28所高等院校首批招收網(wǎng)絡與新媒體專業(yè)本科學生,2014年這一數(shù)據(jù)加大到48所。面對傳媒融合發(fā)展的需求及人才競爭的白熱化,構(gòu)建網(wǎng)絡與新媒體專業(yè)多元化人才培養(yǎng)的體系迫在眉睫。然而當前該新專業(yè)國內(nèi)尚無完善的教學體系與人才培養(yǎng)模式,大多是基于傳統(tǒng)新聞傳播學科的延伸和嫁接,是培養(yǎng)傳統(tǒng)新聞人才的數(shù)字化應用?還是培養(yǎng)技術(shù)人才的新聞業(yè)務素養(yǎng)?亦或是其他的創(chuàng)新模式?本文將從人才培養(yǎng)定位課程體系兩大方面來解讀網(wǎng)絡與新媒體專業(yè)的核心能力培養(yǎng)體系建構(gòu)。
一、人才培養(yǎng)定位
網(wǎng)絡與新媒體專業(yè)學科歸屬于新聞學與傳播學,專業(yè)上與新聞學、廣播電視學、廣告學等專業(yè)并列,人才培養(yǎng)的體系構(gòu)建既要有學科的統(tǒng)一性,也要有專業(yè)的差異性。
進入互聯(lián)網(wǎng)時代,傳媒的數(shù)字化發(fā)展日新月異,目前普遍認同的主要趨向有:多適配、多媒體、全天候、即時、互動、社交化、位置;圍繞專業(yè)能力的需求主要包括:新聞基本功、全媒體傳播技能、網(wǎng)絡輿情研究能力、數(shù)據(jù)挖掘和分析能力、策劃創(chuàng)意、團隊協(xié)作能力、工具應用能力:圍繞人才培養(yǎng)的
關(guān)鍵詞 主要有:內(nèi)容、渠道、技術(shù)、產(chǎn)品、互聯(lián)網(wǎng)思維。
從發(fā)展趨勢、能力需求和人才培養(yǎng)三個維度可以歸納網(wǎng)絡與新媒體人才培養(yǎng)的基本思路:(1)培養(yǎng)掌握新聞與傳播專業(yè)基礎知識的復合型人才:(2)培養(yǎng)基于網(wǎng)絡與新媒體技術(shù)應用的全媒體傳播人才;(3)培養(yǎng)熟悉互聯(lián)網(wǎng)核心應用的網(wǎng)絡與新媒體創(chuàng)新人才。
具體培養(yǎng)規(guī)格要求分解為五個層面:
(1)掌握網(wǎng)絡與新媒體領(lǐng)域所涉及新聞學、傳播學、計算機科學、社會學等多學科交叉的基本理論。
(2)具備網(wǎng)絡與新媒體的專業(yè)視野及敏銳的觀察力,掌握信息傳播的基本規(guī)律和新興媒介的發(fā)展特點,通曉信息傳播的技術(shù)原理。
(3)具備交互、體驗、服務等眾多類型信息產(chǎn)品的內(nèi)容策劃、設計,并熟練掌握網(wǎng)絡與新媒體信息制作的基本技能。
(4)了解網(wǎng)絡與新媒體相關(guān)的政策與法規(guī),掌握科學的社會調(diào)查方法,具備嫻熟、練達的社會活動能力。
(5)具有較強的計算機應用能力和外語聽、說、讀、寫、譯的能力。
二、課程體系
互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對高校新聞與傳播學科的影響與日俱增,傳統(tǒng)媒體與新興媒體加速融合。人才培養(yǎng)從傳統(tǒng)的內(nèi)容主體逐漸向復合型轉(zhuǎn)變。技術(shù)素養(yǎng)成為未來數(shù)字化發(fā)展的重要基礎。
近年來,多數(shù)高校新聞傳播學院(系)的網(wǎng)絡傳播或新媒體等相似專業(yè)的課程設置都向“寬口徑,厚基礎,精專業(yè)”的方向發(fā)展,以實現(xiàn)培養(yǎng)綜合型、復合型新聞傳播人才的目標,但在主干課程或?qū)I(yè)課程設置的實際操作中卻各有側(cè)重,形成了以下幾種模式:一是以傳統(tǒng)新聞學訓練為主,互聯(lián)網(wǎng)信息傳播和應用為輔,這種模式以中國人民大學和中國傳媒大學為代表:二是以互聯(lián)網(wǎng)應用和技能訓練為主,傳統(tǒng)新聞學訓練為輔,這種模式以武漢大學和華中科技大學網(wǎng)絡傳播專業(yè)為代表;三是以傳播學訓練為主,以互聯(lián)網(wǎng)信息傳播和應用為輔,這種模式以復旦大學新聞學院為代表。這三種模式具有代表性,同時也隱藏著在人才培養(yǎng)方面不同價值取向的沖突:選擇傳統(tǒng)新聞學的價值取向還是傳播學經(jīng)驗學派的價值取向;以新聞傳播基礎訓練為主,還是以網(wǎng)絡傳播應用技能訓練為主;是突出網(wǎng)絡傳播信息內(nèi)容層面,還是側(cè)重網(wǎng)絡傳播技術(shù)層面。
(一)課程分析。
本文研究選取了全國首批開辦網(wǎng)絡與新媒體專業(yè)的28所院校,就新專業(yè)申報表中主干課程一欄進行了統(tǒng)計分析,排名前10課程/次如(圖表1)
通過圖表分析,28所院校全部開設了《傳播學概論》基礎理論課程,對網(wǎng)頁設計、網(wǎng)絡動畫等計算機技能均比較重視,排名前10的課程中,網(wǎng)絡與新媒體實務相關(guān)的多達5門,理論課程2門,傳統(tǒng)媒體實務2門。研究表明,新專業(yè)的課程體系主要以傳統(tǒng)新聞與新媒體融合為理論依據(jù),以傳統(tǒng)新聞與傳播實務為基礎,以網(wǎng)絡與新媒體實務為能力培養(yǎng)的重要內(nèi)容,包括計算機技術(shù)應用與新媒體傳播、運營實務等。
中國傳媒大學媒體管理學院院長李懷亮認為,新媒體專業(yè)培養(yǎng)是一個復雜的、系統(tǒng)的工程,涉及到理科、工科、文學、藝術(shù)、經(jīng)濟與管理等多個學科門類。張芹、黃宏在《高校網(wǎng)絡和新媒體傳播專業(yè)人才培養(yǎng)模式分析》一文中歸納指出,新媒體的媒介特征及產(chǎn)業(yè)屬性決定了新媒體專業(yè)設置主要由三大學科群構(gòu)成,即傳播學、信息科學和傳媒經(jīng)濟學三大學科群;還須三大技術(shù)支撐,即計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感技術(shù)。
歸納28所高校三大學科群主要開設的課程包括:
傳播學科:傳播學概論、新聞學概論、新聞寫作、網(wǎng)絡傳播概論、網(wǎng)絡倫理學、新聞法規(guī)與傳媒規(guī)制、新媒體與社會、新聞攝影、電視攝像與編輯等。
信息學科:計算機網(wǎng)絡原理與實務、平面設計、數(shù)字信息處理、網(wǎng)絡信息檢索與利用、網(wǎng)頁設計與制作、網(wǎng)絡信息編輯、網(wǎng)絡傳播技術(shù)、數(shù)字出版及技術(shù)等。
傳媒經(jīng)濟學科:傳媒經(jīng)濟學、新媒體經(jīng)營與管理、網(wǎng)絡運營、網(wǎng)絡廣告學、網(wǎng)絡營銷學、電子商務概論、網(wǎng)站策劃與建設、新媒體產(chǎn)品設計等。
根據(jù)課程涵蓋的內(nèi)容及課程名稱
關(guān)鍵詞 提取門類,排前5名的依次為技術(shù)類(包含基礎技術(shù)和應用技術(shù))、概論(包含傳統(tǒng)與網(wǎng)絡新媒體)、網(wǎng)頁設計(包括網(wǎng)頁與網(wǎng)站)、編輯類(包含傳統(tǒng)編輯與網(wǎng)絡編輯)及廣告,其中技術(shù)類、基礎理論的課程每所學校開設門次接近2門,對技術(shù)和理論學習的認可度非常高,廣告與營銷方面也有49次開課次,對市場運作能力也非常看重。如(圖表2)
(二)課程體系設計。
根據(jù)28所院校的主干課程分析,構(gòu)建核心能力培養(yǎng)的課程體系可以從三大層面設計,分別是專業(yè)理論(包括傳統(tǒng)新聞、網(wǎng)絡與新媒體)、技術(shù)應用(包括數(shù)學、計算機及通訊)和傳媒實務(包括傳統(tǒng)媒體實務、新媒體傳播實務、市場運營與管理)。
1.專業(yè)理論體系及其課程設計。
網(wǎng)絡與新媒體作為全新的特設專業(yè),基于完整專業(yè)體系的建立,理論部分與實踐(務)部分是相輔相成的兩大支柱,且是網(wǎng)絡與新媒體專業(yè)人才培養(yǎng)不可缺少的充分必要條件,而且兩者密不可分、相互補充、相互影響。理論體系以新聞傳播學基礎理論為一致性原則,以網(wǎng)絡與新媒體專業(yè)理論為創(chuàng)新構(gòu)建,其專業(yè)理論的課程體系設計思路主要包含兩個層面:
(1)以專業(yè)主干課程為主體,構(gòu)建專業(yè)理論的縱深,主要課程包括新聞學概論、傳播學概論、中外新聞史、網(wǎng)絡與新媒體概論、網(wǎng)絡傳播概論、融合新聞學、新媒體與社會、網(wǎng)絡倫理與法規(guī)、網(wǎng)絡與新媒體研究方法等;
(2)以專業(yè)選修課程為補充,豐富專業(yè)理論的延伸,主要課程包括西方網(wǎng)絡與新媒體理論、數(shù)字出版導論、網(wǎng)絡與新媒體經(jīng)典案例等。選修課程根據(jù)各高校師資的具體情況,其設計思路也可以不盡相同。
2.技術(shù)應用體系及其課程設計。
網(wǎng)絡與新媒體作為典型的文理交叉型專業(yè),其技術(shù)應用的學習和實踐是關(guān)鍵,結(jié)合人才培養(yǎng)的具體要求,可以開設數(shù)學基礎、計算機應用技術(shù)等多門課程,構(gòu)成較為連貫的技術(shù)應用體系。體系設計的目標是:掌握計算機學科的基礎技術(shù)。熟練運用網(wǎng)絡與新媒體傳播技術(shù)。
(1)以大數(shù)據(jù)應用為方向,構(gòu)建數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)分析為特色的技術(shù)應用,主要課程包括:高等數(shù)學、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、統(tǒng)計學、數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化等;
(2)以計算機應用技術(shù)為主體,夯實學生的技術(shù)素養(yǎng),主要課程包括:C語言、網(wǎng)頁設計、網(wǎng)站設計、數(shù)據(jù)庫應用、網(wǎng)絡與新媒體技術(shù)、平面設計、多媒體設計、網(wǎng)絡動畫、網(wǎng)絡安全技術(shù)等。
3.傳媒實務體系及其課程設計。
網(wǎng)絡與新媒體專業(yè)的核心特色在于實務體系的交叉,通過多元化實務的體系設計構(gòu)建復合型、應用型人才培養(yǎng)的具體目標。課程設計的目標是:掌握網(wǎng)絡與新媒體行業(yè)所需的基本業(yè)務,能夠獨立進行全媒體新聞傳播,主要包括采編實務、運營與管理實務以及其他實務能力。
(1)以傳統(tǒng)新聞實務為基礎,培養(yǎng)學生扎實的新聞基礎業(yè)務,課程主要包括:新聞采訪、新聞寫作、新聞編輯、新聞攝影、電視攝像與編輯等:
(2)以網(wǎng)絡與新媒體實務為主體,與行業(yè)發(fā)展需求為目標,培養(yǎng)學生全面的專業(yè)動手能力,課程主要包括:全媒體新聞采寫、網(wǎng)絡編輯與策劃、網(wǎng)絡與新媒體評論、網(wǎng)絡與新媒體用戶分析、網(wǎng)絡輿情監(jiān)測等:
(3)以互聯(lián)網(wǎng)思維為基本思路,以傳媒經(jīng)濟為主要延伸,課程主要包括:市場營銷學、網(wǎng)絡營銷學、電子商務實務、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設計、網(wǎng)絡與新媒體廣告等。
(4)以集中實踐為形式,加大實踐和實習的培養(yǎng)力度。若以180四年總學分制計算,實踐、實習的周數(shù)應在20周左右(不包含畢業(yè)論文、設計)。
結(jié)語:人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建對網(wǎng)絡與新媒體專業(yè)的立足與發(fā)展至關(guān)重要,它關(guān)系專業(yè)的學科立足,關(guān)系人才培養(yǎng)的效果,關(guān)系專業(yè)的未來發(fā)展,新媒體發(fā)展的不確定因素遠遠超出學界和行業(yè)的預期想象,因時制宜的人才培養(yǎng)定位,不斷創(chuàng)新改革的教學內(nèi)容和教學模式,將是網(wǎng)絡與新媒體人才培養(yǎng)體系的核心思想。
參考文獻:
[1]余紅:《李婷我國網(wǎng)絡與新媒體人才求調(diào)研與專業(yè)培養(yǎng)》,《現(xiàn)代傳播》2014第2期
[2]朱旭輝:《網(wǎng)絡與新媒體學科發(fā)展路徑的探析》,《編輯學刊》2013年第6期
[3]安金偉:《網(wǎng)絡傳播與新媒體專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新研究》,華中科技大學學位論文.2012
[4]張芹、黃宏:《高校網(wǎng)絡和新媒體傳播專業(yè)人才培養(yǎng)模式分析》,《黑龍江社會科學》2007年第3期
培養(yǎng)和造就具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的應用型高技能人才是目前職業(yè)學校的核心問題。很多中等職業(yè)學校已經(jīng)開始對應用型高技能人才的培養(yǎng)模式、實操能力、創(chuàng)新能力等方面進行了研究。對不同專業(yè)學生實操能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方案也進行了探索和實施。但在圍繞專業(yè)核心課程進行實操能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面,還沒有形成有效的模式。本文結(jié)合數(shù)控專業(yè)計算機輔助設計(CAD)課程的教學實踐,提出了一種四維一體的實操能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學模式,對創(chuàng)新型高技能人才的培養(yǎng)進行了探索性的研究。
一、數(shù)控專業(yè)CAD課程教學現(xiàn)狀
現(xiàn)在中等職業(yè)學校的數(shù)控專業(yè)開設CAD課程已經(jīng)是普遍現(xiàn)象。它是信息化、工業(yè)化技術(shù)不斷發(fā)展與學科之間不斷融合所導致的一種現(xiàn)實結(jié)果。從人才培養(yǎng)的角度和課程特點來看,數(shù)控專業(yè)開設CAD課程可以提高學生的專業(yè)素質(zhì)、培養(yǎng)學生實操技能,鍛煉學生的實作能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力。但在對中職生的教學過程中也存在以下共性問題:
(1)課程內(nèi)容單一、覆蓋面窄、缺乏針對性,多數(shù)學校以講授AutoCAD軟件功能為主。
(2)課程目標定位較低或滯后。課程總學時在40至60學時之間,課程結(jié)束后學生應用CAD軟件設計的能力較差,不能達到企業(yè)應用的水平。
(3)缺少既具有豐富實踐經(jīng)驗、創(chuàng)新能力,又具有一定理論水平的雙師型師資隊伍,不利于學生創(chuàng)新能力和綜合能力的培養(yǎng)。
(4)在課程實施中尚缺少提高實操能力和創(chuàng)新能力的具體措施和制度保障。
二、以實操能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標的四維一體CAD教學體系
針對上述教學過程中存在的共性問題,從重基礎、寬口徑,培養(yǎng)具有高技能的創(chuàng)新型人才角度出發(fā),須將課程的教學目標定為:在讓學生掌握CAD的基本概念,了解其設計思想的基礎上,熟練掌握一種CAD軟件的使用方法,著力培養(yǎng)學生基于CAD軟件使用基礎上創(chuàng)新設計的能力。因此必須對該課程的教學大綱進行重新規(guī)劃,并采用派出骨干教師參加軟件原廠課程培訓和邀請企業(yè)工程師來校對教師和學生進行培訓的方式,培養(yǎng)既有深厚理論基礎又有豐富實踐經(jīng)驗的任課教師,來解決師資方面存在的問題。
而針對課內(nèi)學時不足及近年來就業(yè)難等具體問題,將課程學習和課外強化、資格認證、開展技能比賽等方式緊密結(jié)合起來,創(chuàng)建了四維一體的CAD課程教學體系。該教學體系的指導思想是立足課程理論教學基本點,將軟件培訓、實操訓練、資格認證、創(chuàng)新設計融為一體,全面提高學生實操能力和創(chuàng)新能力。按照該指導思想,確定課程計劃學時為80學時,理論講授26學時(包括軟件功能教學),實操訓練40學時,并增加課程設計環(huán)節(jié)14學時。從第二學期開始開設該門課程,用40個學時的時間完成理論知識講授、基礎實操訓練,使學生基本具備獨立的實操能力。第三學期開始用近兩個月的時間對技能進行強化,使學生獨立、熟練的完成實操練習。然后結(jié)合專業(yè)特點安排相關(guān)課程設計,可以分組進行,從而培養(yǎng)學生的合作精神、鍛煉學生的實操能力,最后根據(jù)需求進行認證考試。并從學校層面組織開展各種專業(yè)技能比賽,并根據(jù)學生實操能力分別推薦參加市、區(qū)級技能比賽,激發(fā)學生學習興趣??傮w用近一年的時間完成軟件培訓、技能比賽、資格認證等環(huán)節(jié)。
因此可嘗試將該課程體系劃分為5個環(huán)節(jié)。
1.課程學習環(huán)節(jié)主要包括課程講授和上機實驗,是完成創(chuàng)新應用能力培養(yǎng)的基礎環(huán)節(jié)。課堂主要講授CAD基礎理論、基本概念。主要內(nèi)容包括草圖繪制技術(shù)、參數(shù)化設計、模塊設計、特征建模、裝配建模、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、計算機輔助工程分析、曲線曲面造型技術(shù)等。
2.實訓環(huán)節(jié):學生在此環(huán)節(jié)主要完成典型案例的上機實訓、課程設計等,從而掌握軟件的基本功能,并能熟練使用軟件,從而提高實用技能。
3.軟件應用實踐環(huán)節(jié):以軟件應用培訓為主,主要利用學生空余時間進行。一般安排每周4-6學時,十周時間。培訓內(nèi)容同軟件原廠認證工程師培訓統(tǒng)一,培訓案例主要來源于工程實際的典型案例。培訓主要使用案例教學法,并由獲得認證講師資格的教師或企業(yè)應用工程師主講。教學采用每人一機,全程局域網(wǎng)絡視頻交互方式,講練結(jié)合,極大地激發(fā)了學生的學習熱情。通過培訓考核的學生可獲得三維CAD技能工程師認證證書,并推薦參加原廠工程師認證資格考試。
4.工程實踐環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學生工程意識、協(xié)作能力及初步的創(chuàng)新能力。此環(huán)節(jié)教學目標是:學生每3-5人為一個設計小組,分工合作完成一個中等復雜程度的裝配設計,并提交工程圖、裝配和零件仿真。此環(huán)節(jié)時間一般安排在第三學期后期,等同于CAD課程設計可用來替代一定學時的企業(yè)實習。通常做法是由學生自由組隊并選定設計對象,教師備案;教師做進一步指導,學生一個月內(nèi)提交設計文件。該環(huán)節(jié)能使學生真正熟悉企業(yè)生產(chǎn)流程,鍛煉團隊協(xié)作能力。同時進一步提高其創(chuàng)新設計的能力。
5.考核認證環(huán)節(jié):經(jīng)過系統(tǒng)的應用學習和工程實踐之后,推薦學生參加原廠工程師資格認證考試或者用人單位認可的其它認證資格考試,為就業(yè)打下良好基礎。對成績優(yōu)秀的學生組織市級、區(qū)級、國家級比賽,更進一步提高學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
在日常學習及畢業(yè)設計過程中,如果學生具備非常好的搜索技能,那么學生能在非常短的時間內(nèi)找到解決問題的資料、工具、方法,從而提高解決問題的可能性。對于信息搜索能力,首先,學習常用的搜索引擎(Google,Baidu,Sogou),了解每個搜索引擎的優(yōu)勢及特點,例如,Google搜索引擎提供的子功能GoogleScholar可以提供學術(shù)資源的查找與搜索,尤其是英文學術(shù)資源的查找;其次,了解學校電子圖書館提供的電子資源概況,以及如何獲取和使用這些資源,包括學習使用一些常見的文獻管理軟件如NoteExpress,EndNote等;最后由專業(yè)課教師在平時上課的過程中或者在新生專業(yè)介紹會上列出與物流管理專業(yè)相關(guān)的常用社區(qū)、論壇或微博網(wǎng)址,如了解與管理、經(jīng)濟等物流管理專業(yè)相關(guān)的大型學術(shù)網(wǎng)站———人大經(jīng)濟論壇。
(二)信息存儲技術(shù)
21世紀已經(jīng)進入大數(shù)據(jù)的時代,如何采集數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)挖掘出數(shù)據(jù)背后的有用信息是非常有潛力的一種管理模式。例如著名的尿布—啤酒故事就是典型的購物籃分析所帶來的好處,而沒有大量歷史數(shù)據(jù)的使用與存儲,購物籃分析又談何容易。而大量的數(shù)據(jù)從各種鏈接、免費數(shù)據(jù)庫、商業(yè)數(shù)據(jù)庫采集時,需要考慮采用何種方式存儲這些數(shù)據(jù),以及如何管理并利用這些數(shù)據(jù),因此,我們應該學習有關(guān)信息存儲技術(shù)。學習數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以實現(xiàn)對一些分散的數(shù)據(jù)進行集中統(tǒng)一管理。
(三)信息處理能力
在收集好數(shù)據(jù)之后,對數(shù)據(jù)信息進行合理的處理是獲取信息價值的必要途徑,給學生介紹相關(guān)數(shù)據(jù)信息處理軟件:Excel,MATLAB,SPSS,R,EViews等。這些軟件都比程序設計語言處理數(shù)據(jù)要更加易于學習和使用,而且對于數(shù)據(jù)的可視化都較其他程序設計語言工具方便得多。此外,對于海量數(shù)據(jù)的處理還可以借助諸如Or-acle、SQLServer這樣的大型數(shù)據(jù)庫。
(四)問題建模及求解能力
對物流管理專業(yè)類學生而言,物流作為第三利潤源的概念已經(jīng)通過很多專業(yè)基礎課程及專業(yè)課程的學習而深深映入腦海,那么思考的一個問題便是如何挖掘第三利潤源,也就是采取何種策略降低物流成本,使得物流冰山下的成本得以不斷減少,從而達到追逐并獲得第三利潤源的目的。這個過程其實就是優(yōu)化問題,即如何建立優(yōu)化模型,例如建立模型優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度策略,優(yōu)化車輛配送路徑,優(yōu)化物流配送車輛裝載率,優(yōu)化供應鏈的庫存,對供應鏈訂單進行排序等,這些優(yōu)化模型構(gòu)建的相關(guān)基礎知識在物流管理專業(yè)核心課程———管理運籌學里都有詳細的介紹,但是對于求解的方法基本都是介紹的經(jīng)典理論且是對非常小規(guī)模的問題進行處理,然后用手工計算的方式進行求解。為此,我們提出介紹一些建模優(yōu)化軟件如LINGO、CPLEX、MATLAB等來對問題進行求解,從而實現(xiàn)所解決的問題更接近實際情況。
(五)結(jié)果展示能力
當對一個問題進行分析,建模并求解之后,需要對結(jié)果進行展示,其中包括數(shù)據(jù)可視化的展示,即圖形化表示,為此學生需要具備一定的繪圖能力,這個任務可以通過學習MicrosoftVisio及Excel的繪圖功能來完成。此外,我們需要對相關(guān)結(jié)果形成正式的報告或文檔(畢業(yè)設計論文,課程設計報告),這個任務可由微軟辦公軟件WORD來完成,即學習WORD中的一些高級排版技巧(自動生成目錄,自動公式編號等)。最后,學生可能需要在一些公開場合(例如參加全國大學生物流設計大賽的答辯會)展示自己解決問題的成果,這時需要使用到PowerPoint多媒體功能。
二、物流管理專業(yè)學生實用軟件技能的培養(yǎng)模式
(一)單獨開設相關(guān)課程
對于某些應用范圍大、處理能力強的通用軟件或開發(fā)軟件應單獨開設系列課程,例如對于在諸多場合(優(yōu)化、數(shù)據(jù)處理等)都非常實用的軟件MATLAB可以考慮單獨開設課程來講授,以使學生在后續(xù)課程當中可以不斷地使用該軟件解決課程作業(yè)及進一步解決更加實際的問題。這些軟件技能的培養(yǎng)對于其他課程能起到承上啟下、循序漸進的紐帶作用。
(二)依托相關(guān)專業(yè)基礎課或?qū)I(yè)課設置教學內(nèi)容模塊
對于某些學習難度不是太大的實用軟件技能,采用隨堂教學的方式依托相關(guān)課程設置一定學時的教學內(nèi)容模塊來實現(xiàn)軟件的普及入門。例如EXCEL、WORD、VISIO的學習可以放在校必選基礎課———“計算機文化基礎”課程里,而對于LINGO可以放置在“管理運籌學”課程里,而且從2012年開始,蘭州交通大學物流管理專業(yè)選用由李引珍教授編著的國家級精品課程教材《管理運籌學》已經(jīng)將LINGO列入了每一章的講授內(nèi)容。此外,基于Logware軟件的供應鏈仿真建模分析也在相關(guān)課程設計中得以運用,即對于依托相關(guān)課程實施實用軟件技能培養(yǎng)已邁入了實質(zhì)性的教學階段。
(三)設置引導型教學模塊
考慮到總學時的限制,教師在講授某些主干課程的同時,指出要求學生自學的實踐內(nèi)容,即開展引導型教學模式,以培養(yǎng)學生的自學意識和自學能力,達到延伸、擴展課堂教學內(nèi)容的目的。這部分內(nèi)容可以由教師指出學生自學的提綱,內(nèi)容,自學的方式、方法以及自學的資源(推薦書籍,推薦學習的工具、學習網(wǎng)址),由學生課后業(yè)余時間主動學習。而且對于引導型教學模塊的內(nèi)容,還可以設置自學應該達到的目標,考核的方式(例如做一次匯報)及手段。
本期名師講堂欄目,讓我們走近真誠熱情、樸實無華的何欽銘教授,去體會他的教育思想,學習他的教學經(jīng)驗,感受他的人格魅力,分享他作為一名大學教師的自豪感和幸福感。
1背景
智能科學與技術(shù)是當前科學研究和工程實踐的理論與技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域,智能科學與技術(shù)專業(yè)是一個多學科交叉的跨應用領(lǐng)域?qū)I(yè)Ⅲ。智能科學技術(shù)的發(fā)展將把整個信息科學技術(shù)推向“智能化”的高度,這正是當代科學技術(shù)發(fā)展的大趨勢,對于這方面人才的需求也越來越迫切。智能科學與技術(shù)培養(yǎng)掌握堅實智能科學與技術(shù)基本理論和系統(tǒng)專門知識,具備作為工程師或領(lǐng)導者及公民的良好人文修養(yǎng),具有從事科學研究、工程設計、教學工作或獨立擔負本專業(yè)技術(shù)工作能力,深入了解國內(nèi)外智能科學與技術(shù)領(lǐng)域新技術(shù)和發(fā)展動向,能結(jié)合與本學科有關(guān)的實際問題進行創(chuàng)新研究或工程設計的高級專門人才。
高校應穩(wěn)妥發(fā)展與完善智能科學與技術(shù)專業(yè)的本科生教育,夯實本科教育基礎并積極創(chuàng)造條件,大力開展創(chuàng)新教學,努力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和工程實踐能力,使之成為具有系統(tǒng)技術(shù)基礎理論、專業(yè)知識和基本技能,良好科研素質(zhì)和較強創(chuàng)造能力的智能科學與技術(shù)工程師。
2教學計劃與教學管理分析
智能科學與技術(shù)屬于計算機類專業(yè),其必修課程設計原則是使學生具備計算機科學與工程的基礎理論知識,尤其是大類專業(yè)招生教學的院校,通識課程主要是數(shù)學、物理文化基礎,強調(diào)扎實的自然科學基礎。專業(yè)教學的特色體現(xiàn)在專業(yè)必修和專業(yè)選修課程,專業(yè)必修課一般分為數(shù)學基礎和專業(yè)課程。計算機類專業(yè)數(shù)學基礎課程一般包括線性代數(shù)、微積分、離散數(shù)學、微分方程、概率與統(tǒng)計、數(shù)值計算等;專業(yè)課程一般包括程序設計基礎、高等程序設計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計算機組成與結(jié)構(gòu)、數(shù)字電路與邏輯設計等。
2.1學分
本科培養(yǎng)計劃的學分中,國內(nèi)外大學學分總數(shù)趨勢是逐步減少,追求少而精。國內(nèi)院校一般在130~190學分之間,如北京大學為150學分,清華大學為1 70學分,東南大學與浙江大學均為160學分,還有16學時為1學分的,也有18學時為1學分的。
中國臺灣的大學一般在130學分左右。臺灣交通大學最低畢業(yè)學分為128學分,其中必修課程須達76學分(共同必修58學分+資工組核心須達分+(資工組副核心課程學分+另2組核心課程學分)),專業(yè)選修本系課程須達12學分,其他選修課程須達12學分,通識課程須達28學分(含外語課程必修8學分)。臺灣“中央大學”為136學分,臺灣“清華大學”為136學分,其中必修和必選學分126,其他與導師商量決定。
美國的大學各校差異較大。美國的學分計算有4學期制、兩長一短制及兩學期制,其中加州大學伯克利分校為120學分,麻省理工大學為90學分,加州大學洛杉磯分校為186學分,斯坦福大學為180學分。
2.2教學管理
在教學管理上,斯坦福大學給學生提供了非常寬松的自由發(fā)展空間。新生入校后不分專業(yè)、不分學院。除了醫(yī)學院和法學院學生需要經(jīng)過一定的選拔程序外,本科生可以在入學后的前一個學期適當時候隨意選擇專業(yè),并且選擇專業(yè)后允許更改,只要畢業(yè)時滿足專業(yè)培養(yǎng)方案即可。
國內(nèi)的浙江大學是較早實行按大類招生的學校之一,分為大類培養(yǎng)、專業(yè)培養(yǎng)和特殊培養(yǎng)3類,前兩年不分專業(yè),按學科分類集中培養(yǎng)。
臺灣的大學專業(yè)也是按大類完成前期的基礎課程,再分小專業(yè)完成各學程,包括基礎課、核心課和進階課。
教學分組是現(xiàn)在的主流課程架構(gòu),也是體現(xiàn)專業(yè)方向的主要形式,分組課程是體現(xiàn)專業(yè)特色的課程組。國內(nèi)清華大學采用的是分組教學;臺灣的大學基本上采用的是以教學方向分組的方式,臺灣的大學教學分為課程與修業(yè)、學分學程。
2.3實驗與實踐教學
計算機類專業(yè)各大院校都強調(diào)課程實驗與實驗教學,而目前課程該如何進行教學?這不僅是實驗問題,如何以工程教育專業(yè)論證為目標,怎樣使教學目標達到畢業(yè)要求是關(guān)鍵。做中學是主流實驗教學方式,尤其是美國的大學,大作業(yè)體現(xiàn)的是實驗與理論教學的結(jié)合,是考查學生是否理解理論知識的重要途徑。學生不僅能夠?qū)W習扎實的數(shù)學和計算機專業(yè)知識,還進行大量的實踐創(chuàng)新訓練。麻省理工大學、加州大學伯克利分校、加州大學洛杉磯分校、斯坦福大學都屬于實踐創(chuàng)新性教學模式。例如,斯坦福大學程序設計范式課程重點比較C、C++、Java的特點和難點,每1~2周有一次大作業(yè),針對不同的任務,要求學生用不同的語言實現(xiàn),使學生加深理解各類編程語言的應用場合;麻省理工大學的課程計劃是必須先修12學分的實驗課程,再修3門或4門核心課程,最后選擇3門方向?qū)W科和1門關(guān)于該方向的實驗課、2門專業(yè)拓展課。
3智能科學與技術(shù)課程體系分析
智能科學與技術(shù)課程體系在智能基礎理論研究的基礎上,需要安排基礎性、通用性、關(guān)鍵性的智能技術(shù)研究,主要包括感知技術(shù)和信息融合技術(shù);自然語言處理與理解技術(shù);知識處理(認識)技術(shù),包括知識提煉、知識分類、知識表示技術(shù)等;機器學習技術(shù),特別是統(tǒng)計與規(guī)則相結(jié)合的學習技術(shù);決策技術(shù),即知識演繹技術(shù)特別是不確定推理技術(shù)等;策略執(zhí)行技術(shù),即控制與調(diào)節(jié)技術(shù);智能機器人技術(shù),特別是面向?qū)iT領(lǐng)域的智能機器人技術(shù);智能機器人之間的合作技術(shù);基于自然語言理解的智能人機交互與合作技術(shù);智能信息網(wǎng)絡技術(shù)。
國內(nèi)最早創(chuàng)辦智能科學與技術(shù)專業(yè)的學校包括北京大學,西安電子科技大學是第2批開始培養(yǎng)智能專業(yè)學生的院校。北京大學的本科教學計劃中,專業(yè)必修課程(2分)包括:①專業(yè)數(shù)學/理論基礎(15學分):算法分析與設計、集合論與圖論、概率統(tǒng)計A、代數(shù)結(jié)構(gòu)與組合數(shù)學、數(shù)理邏輯;②硬件與系統(tǒng)基礎(分):數(shù)字邏輯設計、微機原理和信號與系統(tǒng);③智能基礎(5學分):腦與認知科學與人工智能基礎。專業(yè)限選課程(15學分)包括信息論基礎、計算方法B、數(shù)字邏輯設計實驗、微機實驗、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實習、機器感知和智能處理實驗、智能多媒體信息系統(tǒng)實驗。選修組合課程(29~32學分):學生按照自己的興趣,參考智能的2個專業(yè)方向推薦專業(yè)課組合,自行選擇,至少選修20學分的智能專業(yè)課程。公共核心+專業(yè)方向+新技術(shù)及其他:①公共核心課程(分):智能科學技術(shù)導論、模式識別基礎、生物信息處理、智能信息處理;②專業(yè)方向課程(11~15學分):機器感知與智能機器人方向、智能信息處理與機器學習方向、新技術(shù)及其他。
西安電子科技大學智能專業(yè)主要課程包括電路分析理論、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、數(shù)字電路及邏輯設計、模擬電子技術(shù)基礎、微機原理與系統(tǒng)設計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程、人工智能概論、算法設計與分析、最優(yōu)化理論與方法、機器學習、計算智能導論、模式識別、圖像理解與計算機視覺、智能傳感技術(shù)、移動通信與智能技術(shù)、智能控制導論、智能數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡信息檢索、智能系統(tǒng)平臺專業(yè)實驗等課程及30多門選修課程。
建議各學??梢愿鶕?jù)學院教學特色與實際需求,設計專業(yè)核心課程。北京大學偏重“信息處理”,湖南大學偏重“智能系統(tǒng)”,但需要強調(diào)的一個前提就是智能科學與技術(shù)專業(yè)屬于大計算機類,更需要大EECS專業(yè)的基礎。編程、電路、數(shù)學、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機系統(tǒng)這五大核心基礎就是大EECS;其次是專業(yè),計算機以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡、編譯、數(shù)據(jù)庫五大經(jīng)典專業(yè)核心課為主,湖南大學的智能科學與技術(shù)專業(yè)強調(diào)系統(tǒng),因此信號與系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、人工智能是最基本的專業(yè)核心課,然后再分不同的分支。湖南大學智能科學與技術(shù)專業(yè)核心課程包括人工智能概論、機器學習、計算智能導論、模式識別、智能控制導論、智能數(shù)據(jù)挖掘、機器人學等;研究學位課程包括模式識別、人工智能等,主要體現(xiàn)為智能科學與技術(shù)基礎(人工智能概論、機器學習、計算智能導論、模式識別)、核心(智能控制導論、智能數(shù)據(jù)挖掘)和應用(機器人學)。
4結(jié)語
(1)在課程計劃實施過程中,教師需要遵循課程的時序圖,即描述課程的進階關(guān)系,從本科直到研究生,同時還可以實行一定的修課限制,如臺灣交通大學計算機概論與程式設計和面向?qū)ο蟪淌皆O計兩科皆不及格者不得修數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法概論,若數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不及格不能修算法設計課程等。
(2)程序設計類課程用上機程序能力考試來設置合格條件,如臺灣交通大學基礎程式設計及格條件為通過“程式能力鑒定”,湖南大學則以CCF―CSP軟件能力測試作為程序設計課程通過的考核標準。
(3)鼓勵學生參與項目、競賽等課外科技活動,如臺灣“清華大學”的綜合論文訓練是由具有同等水平的項目訓練成果或SRT(student research training)計劃項目以及其他課外科技活動成果經(jīng)認定后代替的。