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改善农村人居环境是社会主义新农村建设的一项重要内容与检验标准,因此,坚持用科学规划引领新农村建设,进一步优化农村人居环境意义重大。要落实科学发展观,就必须坚持规划先行,按照 适度超前、城乡统筹、科学布局、分步实施 的原则,进一步优化农村人居环境,从而推动新农村建设。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈新农村建设中建筑设计要点相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:社会主义新农村建设中的建筑设计随着社会主义新农村建设的推进而不断加快。在国家政策的支持下,越来越受到人们的重视和关注,人是社会建设的主导力量,尤其在农村建设中。农村的建筑设计与农村居民的生产生活息息相关,关系着社会主义新农村建设工作的成效。因此,对新农村建筑设计的技术投入加大,根据现实情况,看到建筑设计中的不足,争取设计出适宜农村居民生产生活的新型农村建筑。
关键词:社会主义;新农村
改革开放搞活了农村经济,给农村发展带来了无限生机,新农村的住宅建筑成为这个时期农民们最为关注的话题,也成为村镇建设的重点。新农村的建筑设计要以实用为原则、以人与自然环境为中心;要布局合理;要在安全、耐用、节能的同时兼顾外观。本文将就新农村建筑设计现状及设计要点等问题进行以下探讨。
1.1农村住宅建设观念陈旧,缺乏科学的规划
改革开放拉动了农村的经济发展,使农民富了起来,富起后的村民,大多数都想重新建造自己的住宅,然而由于受到眼界、意识等方方面面的制约,再加上农民之间盲目的攀比性,使得其新建造的住宅,毫无实用和美观可言。住宅几乎都是自拆自建,没有规划、杂乱无章,攀比心理致使住宅都是粗放式结构,占地面积大,使土地资源严重浪费,对农村经济的可持续发展造成了很多不利因素。
1.2质量与公共基础配套设施的问题
在农民自拆自建的住宅中,保暖、防水、抗震等实质性技术问题难以得到解决,很多农民外出务工,长期不在村里居住,建房后多数时间也是空着,因此农民也不关注住宅的建筑质量,只是盲目的跟风建造,并在施工过程中过度节省用料,使得新建住宅存在很大的安全隐患。目前现有的各种建筑法规、标准也少有适合农村住宅的,这也是导致新农村住宅建设杂乱无章的重要原因。农村住宅建筑无人管理,使得村庄日益外延,空房遍地皆是,既造成了土地浪费,又难以保证公用设施的配套,阻碍了农村经济的持续健康发展。
1.3交通问题
村庄的日益外延、土地的大肆占用,使得农村的道路越来越窄,弯曲不畅,导致里面的资源难出去,外面的资源难进来,由于资源与信息的闭塞,严重阻碍了农村经济的发展,使农村的建设日渐落后,这个问题在偏远山区的农村极为明显。
农村的住宅不同于城市住宅,除了能够满足居住外,还要兼顾生产。因此,对于新农村住宅的设计,不能完全照抄城市的模式,而是要站在农民实际需求的立场上,再融合村民的生活习惯、生产需求等多方因素进行设计。在设计时要考虑以下几个因素:
(1)院子:院子是农宅必不可缺的设计,是农民生活和劳作的主要场所,家庭种植、手工生产、农机存放等都离不开院子的存在。
(2)生产用房:主要用于农作物存放和农作物二次加工,是农村住宅不可缺少的组成部分。
(3)低建筑面积、高使用面积:这是节约农村土地资源的重要途径。
3.1制定合理的建筑规划
改变农村住宅建筑布局混乱、杂乱无章、无人管问的局面,最有效快捷的手段就是对新农村住宅建设制定详细的规划。科学合理的规划新农村住宅建筑,不仅可以促进农村建筑与城市建筑的接轨,使农村建筑在经济适用的同时更具现代风格,还可以节约大量的土地资源,使建村、建房、建路、建基础设施同步实现。
3.2新农村建筑设计的防风设计
地处山地上的住宅建筑上要充分考虑防风设计,应将建筑建在山坡中段,避开山脚下的冷空气槽和山顶上的大风。建筑周围可考虑种植常绿树木构成防风林。可用院墙保护建筑,尤其须应注意使入口不受冷风吹入。在经常刮风的地区,尽量建造低矮的(一层)建筑。将面对风向(尤其是冬季)的开窗面积减到最小,主要开口要位于背风面。
3.3新农村建筑设计的抗震设计
地震是令人悲痛的灾难,人们不能阻止它的到来,但是可以采取一切手段降低人们在地震中受到的伤害。对于普通的住宅,尤其是农村自拆自建的住宅,地震是致命的,所以在新农村的建筑中要加强防震、抗震的设计,这一点尤为重要。建筑时要避开山脚、高岗,选择地势平坦、开阔,土层密实的地段,比较松软的土地不利于建造房屋,基础沟槽必须宽厚,槽底均匀铺设灰土层并分层夯实后,用水泥浆砌砖或石料混凝土做好基础,还可用加桩等技术加固地基。
3.4新农村建筑设计的节能设计
目前,在农村能源浪费的现象很严重,农村在建筑上,很少有保温隔热的意识,因此,新农村建筑设计中要加强墙体的保温设计,外墙可以贴苯板等做保温层,降低外墙导热系数。保温设计工作做的合理,可以减少冬季对煤或是木材的消耗,这样不仅节约了能源,还减少了燃烧产生的废气对环境的污染。除了采用外墙做保温的手段,还可采取加装门窗密封条、窗户玻璃采用双层、窗框采用隔热性能好的材料等手段改善门窗导热性能,有效降低室内外空气的热传导,达到节能减排的目的。
3.5新农村建筑设计要因地制宜
由于不同地区的历史、文化、环境、经济基础都不相同,所以采取同种模式、同种标准来促进新农村建设就会导致很多矛盾,因此在规划新农村建设时必须要因地制宜,结合当地的实际情况,充分掌握当地的各种背景条件,尊重民俗民风,以各农村独有的特点为基本立足点,充分考虑农民的利益和发展需求,合理布局、顺应自然、就地取材,严禁盲目扩大建筑规模,搞政绩工程。新农村建设要适合当地的经济水平,在建设的同时不能增加村委和农民的负担。总之,在新农村建设过程中,应立足于农民的根本利益,充分考虑农民自身的需要,尊重当地的自然文化,做出合理的规划和建设。
在极力推动新农村建设的社会形势下,农民住宅建筑的发展和新设计理念是重要的议题,新农村的建筑发展不是一成不变的,必须要在“新”上下功夫,既要改善农民的居住问题,还要解决设计规划、环境、材料、施工等技术问题。在新农村建筑建设中,我们必须了解农村居民的生活习惯和实际需求,将农村住宅设计与先进理念结合起来,设计出人性的、生态的新农村建筑。
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环境艺术设计是指对于建筑室内外的空间环境,通过艺术设计的方式进行整合设计的一门实用艺术。环境艺术所涉及的学科很广泛,包括建筑学、城市规划学、人类工程学、环境心理学、设计美学、社会学、文学、史学、考古学、宗教学、环境生态学、环境行为学等学科。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅析环境艺术设计生态理念与其审美特征相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
设计理念和艺术特征存在着某种辩证关系。设计理念对于环境设计起着指导性的作用,好的环境设计能够使人们改善环境观念和设计观念,提高人们的审美水平。设计理念和设计形态离不开人类的可持续发展,因为每个国家和地区的科技水平和经济情况各不相同环境设计理念和艺术设计水平也各不相同随着人类对环境保护的意识得到提高环境艺术设计业得到了人们的越来越多的关注。
环境艺术设计是环境、艺术和设计三个不同概念的集合,它们是相对独立又相互联系的整体。
首先,环境是指人们能够认识到的所有空间,以及该空间内所包含的所有物质与非物质因素。从环境形成的客观规律来看,一是大自然创造的自然生境。二是人类创造的人工环境。
其次,环境艺术是指以自然环境为立足点,以各种艺术和技术为手段而设计出来的能够满足人的需求,并协调自然、社会和人之间的关系,为人提供生存生活时空环境的一门艺术,或者说,在认识和创作的基础上,运用更广泛的材料,并与高科技相结合而产生出多种艺术表现形式。
第三,环境艺术设计是指在特定的区域内,将建筑、雕塑、绿化、公共设施等诸多要素进行综合、艺术的布局,以塑造建筑物外部空间艺术环境为主要内容的艺术设计,是建立在现代环境科学基础之上的一门艺术设计学科。
运用生态理念能够在传统设计基础上创新使用各种自然环境保护措施,并构建满足各种生活需求的景观格局,促进能源物质获得循环利用与再生,降低废弃物的产生与排放,从整体上强化景观格局生态服务水平及质量。生态理念在环境艺术设计中的实际应用方式主要包括以下几种:
(1)作用延伸及拓展方式。保留原有场地或场地中具有的部分元素是生态理念在环境艺术设计中的一种有效应用方式。例如,美国西雅图煤气厂公园设计者首先保留了工厂各种废弃机械设备,包括蒸汽机、压缩塔及煤气裂化塔等,在突出工厂历史基础上创新,将蒸汽机与压缩塔涂刷成红、黄、蓝、紫等颜色,此外,这些废弃设备还可以攀爬游乐,契合了煤气厂公园的设计需求,充分挖掘了固有元素延伸作用。
(2)能源物质循环利用方式。能源物质循环利用思想应该始终贯穿在环境艺术设计整个过程中,设计者应该充分挖掘各种原材料的再次利用与开发职能,尽最大努力创造材料与资源循环利用的平台。
(3)强化场地原貌维持方式。发展可持续的处理技术已成为当代环境艺术设计中生态理念应用的又一典型。例如,四川成都利用自然的力量实现了生态系统的恢复和再生,大大节约资源,并且减少废弃物的产生。他们将府南河人工湿地系统的污水,注入部分厌氧池、植物塘、植物床、养鱼塘、氧化沟等净化系统,使之由浊变清,最终重返府南河。
(4)有效利用能源方式。现在设计师们一方面通过科学技术一定程度上减少了可再生能源的消耗;另一方面又大量地使用自然界的可再生能源,如太阳能、风能等,以适应现代生态环境。提高住宅的隔热性能,保证自然通风,利用太阳能蓄热等,这些自然能源的有效利用也是设计中的有效手法。此外,以太阳能的热与光为主,通过相应设备来利用自然能源的方法也在住宅的应用上得以实现。
环境设计关系到人们的居住环境的设计在人们生活和工作中的环境也需要设计。人们的生活活动是各种各样的所以对环境的需求也是各不相同的。因此,环境设计具有以下几个方面的特点。
(1)环境设计的多学科性。环境艺术设计包含了很多学科专业需要建筑学、城市规划和设计等学科的相互结合共同设计完成。所以,环境艺术充满了广泛性和丰富性。
(2)环境设计的多层次性。环境设计首先要满足人们最基本的需求。让人们在生活中达到使用安全、方便、经济的目的。不同的设计对象其设计要求和方法也各不相同。
(3)环境设计的关联性和空间的统一性。在环境设计中必须要稳扎稳打考虑到设计的整体综合性。
(4)环境艺术设计的实用性。环境艺术设计不仅展现出设计的美而且必须具有实用性。就像房子内的装修设计最基本的就是要满足人们在生活中的使用和需求。
(5)环境设计的审美特征对环境设计教育的影响。由于环境设计的学科专业比较多,所以要求设计人员必须具备很高的专业性和综合性。
(1)生产力与经济基础的制约。
环境设计观念受到生产力与经济基础的制约。古代,生产力低下,农业、手工业生产占据主导地位。农民希望天遂人愿、但愿风调雨顺以至五谷丰登。达到“天上人间”的理想境界,“天人合一”是最高的追求。人们的环境观念则是将自我融于大自然中,享受大自然的恩赐。“苔痕上阶绿,草色入帘青”(刘禹锡),反映在环境设计上则是建筑选址注重“背山面水”,营造小气候。
19世纪随着蒸汽机的发明,人类社会进入工业文明。大生产所追求的高效率与高利润,打破了封建社会时期人们恬静悠闲的生活。当人类还自我陶醉在工业文明“人定胜天”信念中的时候。工业污染所带来的全球温室效应,洪水、旱灾等异常自然灾害的发生,使人们认识到环境问题的重要性;在工业领先的发达资本主义国家,环境治理已经从简单的单一治理转向可持续发展。在生产技术落后的时代,人类对自然持消极的态度,高科技的今天,人类步入创造自然的时代。设计应该从创造第二自然的观念出发去美化生活。
(2)地理环境因素的影响。
古中国地处温带地域,温和的气候形成了以长江、黄河流域为中心的农业文明,环境理念也紧紧贴合这一“温和”特征,表现出以农业文明为主导,期望与大自然和睦相处的“天人合一”思想,在此基础上形成的“齐家、治国、平天下”的儒家思想,主张“达则兼济天下,穷则独善其身”――士人得志,指点江山、激扬文字;仕途失意,归隐田居、遁迹山林。这些思想都导致了中国人所特有的审美特征――融于自然,“崇尚自然,师法自然”的理念也成为中国园林遵循的亘古不变的法则。
(3)社会制度与社会文化的影响。
影响环境设计理念和艺术特征的因素是综合的,除了前二者外社会制度、宗教、哲学思想、民俗等文化因素对于人们的环境观、自然观和审美艺术特征都有着重要的影响,有时甚至还起着决定性的作用。道教“道法自然”,认为自然界本身最美,“天地有大美而不言”(老庄),大自然之所以美,不在于它的形成,而在于它最充分、最完全地体现了“无为而无不为”的“道”,大自然本身没有意识去追求什么,却在无形中造就了一切。
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剪纸艺术是最古老的汉族民间艺术之一,作为一种镂空艺术,它能给人以视觉上以透空的感觉和艺术享受。剪纸用剪刀将纸剪成各种各样的图案,如窗花、门笺、墙花、顶棚花、灯花等。每逢过节或新婚喜庆,人们便将美丽鲜艳的剪纸贴在家中窗户、墙壁、门和灯笼上,节日的气氛也因此被烘托得更加热烈。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:运用现代化设计理念完美演绎传统剪纸艺术相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
剪纸是以纸张、树叶、金银箔纸、树皮、布、革为载体,以剪刀或刻刀为工具而形成的一种镂空艺术。剪纸在我国有着悠久的历史,而且是作为民间最普及的艺术形式,其跨越民族跨越区域的广泛流传特性,也成为我国民间艺术的一朵奇葩、中国民间艺术的瑰宝,也成为世界的艺术宝库中一种珍藏。同时,也反映出这种简单的艺术形式的良好群众基础,剪纸利用自己特定的表现语言,表现出了美丽和吉祥的寓意,以自己的特殊形式传达着中国的传统文化。
在剪纸艺术两千年的发展史,使的它浓缩了中华文化的传统理念,世世代代的传递着这个中华古老民族的审美情趣、人文精神和思想感情。随着中西方艺术理念和艺术价值的融合过程中,以现代化的设计理念来诠释我国传统剪纸艺术不仅有利于剪纸艺术的发掘,而且可以使我国古老的民间艺术走出国门,走向世界。
剪纸艺术作为一种镂空艺术,主要分为阴刻和阳刻两种表现方式,但是无论那种表现方式,任何一个剪纸所呈现出来的画面都必须连续在载体上出现,以纸张为载体来说,所有作者想要借用的事物之间必须相互联系的在一起,整体完整的出现在同一张纸上。这就要求作者在创作剪纸的过程中,要有充分的构思,借用线条将各个事物联系在一起。
在这个过程中,不仅对作者的版面布置有很高的要求,同时,剪纸作为一种艺术形式,各事物之间的联系不能太过于生硬,这就要求作者在创作过程中充分发挥想象,利用点线面将各个事物之间极富艺术感的连接在一起。在这个过程中,作者以整体性为主要的指导思想,采用其他的表现手法将各事物之间有机的结合在一起。
艺术来源于现实,但是又不拘泥于现实,有着超越自然法则的空间形式,剪纸作为构建特定的层次性方面,和其他艺术形式相比,有着更明显的层次性特征。剪纸艺术作为一种雅俗共赏艺术形式,就是因为剪纸艺术表现的是一种充满空间层次感的世界,剪纸中所表现出的事物之间并没有因为剪纸载体的限制而出现跳跃,各事物之间进行有条不紊的排列组合,令人赏心悦目,心旷神怡。在剪纸艺术中无论是在构图、还是对于具体构图的表达都体现出了一定的层次性,体现出现代设计理念中秩序重构以及多样性统一的法则。在构图的过程中,或者按照某一具体的逻辑顺序,如由远及近,或者利用构图的对称,或者利用构图事物的具体细节表达,将这一镂空艺术的美感发挥到极致。
浪漫在我国传统剪纸艺术中是一个贯穿始终的线,无论是作者在创意构图到具体表现,从具体事物的表现手法,从剪纸的效果还是欣赏着的角度,浪漫是不可或缺的主要因素。在传统的剪纸艺术中,尤其在北方,剪纸艺术多用来作为出嫁或者是春节等喜庆的节日出现。剪纸的能工巧匠们多利用一些动物的憨态可掬的形象来表现出喜庆吉祥的寓意,他们在表现手法中多用夸张、拟人等浪漫主义表现手法。这种浪漫主义非纪实手法,作者利用富有想象力的形式来对剪纸内容进行重构,在剪纸的整个画面中,作为一种表现形式可以逃脱自然法则,添加作者的想象和升华,是整个画面具有诗情画意和想象的趣味在里面,让整个画面呈现在欣赏者面前时,获得一种愉悦的心情。
“一把剪刀多有用,能剪龙、能剪凤,能剪老鼠会打洞;能剪鸡,能剪鹅,能剪鲤鱼戏天河。”在这句赞美我国剪纸艺术的歌谣中,不仅展现了我国传统剪纸艺术的风采,同时也不难发展,即使现在还看现代剪纸,所借用的事物也无出其右,我国在剪纸艺术中的继承性是非常之强的。在我国传统的剪纸艺术中,不难发现通常借用一些具体的动物或者花卉来代表吉祥的寓意,这与我国古典诗词歌赋的借代手法是相同的,是我国传统文化的一种体现方式。例如,牡丹意味着富贵;鲤鱼意味着富足和连连高升;龙凤者主要在婚庆时使用,意味着夫妻二人举案齐眉、幸福美满。在现代剪纸的设计手法上面继承以上各种深入民心的借代事物的同时,与时俱进的增加了很多现代元素,让整个画面在呈现出中国古典特色的同时,也不失现代的美感。
在图5-1中,作者继承了传统的一些表现事物的手法,如剪纸中的龙凤图案、着装古典服饰的男女,当然作为婚庆窗花必不可少的繁体“?”字;同时增加现代元素,最主要的“心形”图案,和 “我们结婚啦”充满现代气息的独白。在画面上,借用传统和现代元素最明显的对比则是繁体“?”字和“心形”图案,繁体“?”字代表中国古典剪纸在用于婚庆时必不可少的表现元素,和现代人在婚庆时必不可少“心形”图案同时出现在同一张剪纸艺术品中,让欣赏着在驻足观看时,既有中国古典的吸收,又有现代元素的借鉴,老少皆宜,美不胜收。
一张张剪纸窗花,贴出的不仅仅是对来年幸福生活的向往,不仅仅是对一对新人祝福的地久天长,更贴出的是中国几千年灿烂文化的延续,贴出的是中华儿女的精气神。小小的剪纸,剪刀与纸的艺术,体现的不仅仅是人们对于美好生活的向往,更是我国社会最底层人们的创作智慧。他们根本不知道什么叫做文艺复兴,他们甚至说不上什么叫做艺术,然而他们却是用实际行动来践行着艺术家的作为,他们才是我们看的见、摸得着的艺术家。
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老子《道德经》第四十二章曰: 道生一,一生二,二生三,三生万物。 这是前人对世间万物生成论的一种哲学思想观。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅析《道德经》中的设计理念相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘 要】在当今日本的设计都是世界比较先进的,其设计理念都是有其独到之处。而老子的《道德经》中的很多思想在被提炼到艺术设计里同日本的设计理念有了很多程度上的契合。文章通过《道德经》中所体现出的“自然”“虚实”“有无”等等思想来对当代日本设计做简要分析。
【关键词】自然;朴素;虚实;设计理念、
日本这座岛国,由于自身所处的地理环境等原因,让他们更加珍惜自然资源。从最初的全盘西化式设计到现在的负设计,日本在经过一系列探索中找到了最深入人心的设计,在设计领域和哲学高度探索了人对日益发展的社会环境的思考与探究。其设计风格及理念上也更加突出自然、朴素、简洁的一面。这和老子《道德经》中所阐述的种种观点不谋而合。
所谓“道法自然”就是指“道”以“自然”为法则,“自然”是整个宇宙的普遍规律,人类作为一个生物物种的确是自然界的一部分,人体的生命活动始终遵循自然规律,自然界和人类社会必须遵循这一法则才能达到和谐。道家思想中“自然”指天地万物赖以生存的本原,包括自然界和人类社会的永恒规律。老子认为“自然”是一种天人合一的生活状态,是自然而然之意,反对过分的粉饰。可见老子思想中很重要的一点便是自然朴素的唯物主义。《道德经》提到“是以圣人处无为之事,行不言之”这里的无为之事也是指做事情顺应自然的事。
设计是人类智慧的体现。在我们看来设计虽说是一种人为活动,但在人类不断寻求自然规律的过程中,设计更多的是为人类服务。自然因为人的存在具有了价值和意义,人因为自然的存在得到生存与表现。在遵循设计本身规律的同时也要顺应自然的规律,这样才能最大限度地改造自然、不能纯粹地依赖自然。近而由于设计的艺术品格问题与环境的矛盾日益突出,设计师在面对产品市场的同时也必须对传统设计观念提出新的思考和再认识,人与自然的关系就应该重新审视。看似探讨设计与自然的关系,实则讲诉人与自然的关系。
当今全球经济的飞速发展使我们的环境急剧恶化,自然资源也因此愈加珍贵,从而尊重自然、追求简单朴素设计风格的设计美学观便起着积极的现实意义。日本设计强调与大自然的和谐以及对自然材质的珍惜与爱护,以简约的形式发挥材料的本质,体现了其纯粹之美。
自然是人类从事设计活动的源泉和基础,自然在设计中也发挥了重大作用。日本高山县八尾町社区照明系统是角馆政英所设计的,他将灯火做点状分布,小区道路照明用灯光和建筑出入口灯光依山分布,高低错落,倒映于社区旁的河水中,很自然的与周边环境融为一体。在谈到他的构思时说:“人和环境要建立一种和谐的关系,需要人能对环境有所体会,比如你生活中有一条河,你要和它有情感,才可能爱这条河。这个社区是临河的,它的特色与这条河有关,所以设计就是把这个特色凸显出来。”
我们都知道一幅画是由点、线、面构成,加之五颜六色的堆积有时让观者摸不着头绪。如今大多数设计行业也诉求着运用简单大方的艺术形式来快速有效地传播实用信息。当代的主流设计思想便是通过删减多余的视觉元素,把有用的图形和色彩进行重组,并用留白等艺术手段对其处理,达到内在的系统性和外在的形式化的统一。于是“减法”这个数学概念被设计师运用到设计中,力求最少的线条,最纯的颜色表达作品的意义。现代主义建筑大师密斯?凡德罗曾说:“少即是多。”“少”是指根除一切非本质的,不必要的加工,还原作品本质的功能和单纯材质所蕴藏的魅力。
中国传统思想从来不缺乏对“少”的追求。《道德经》中“曲则全,枉则直,洼则盈,敝则新,少则多,多则惑。”即少取反能多得,贪多反会迷惑。这里的“少”与“多”表意是数量上的大小,实则是指统一集中的事物更容易被获取,而复杂的事物容易使人疑惑。“五色令人目盲,五音令人耳聋。”缤纷的色彩,使人眼花缭乱,纷繁的音乐,使人听觉不灵敏。可见老子是喜静不喜闹的,喜简不喜繁。去繁从简的思想同西方极简主义有异曲同工之妙,也是一直根植在设计领域的思想当中的,是设计的重要原则之一。
一直以来日本文化就像个大熔炉,让人们会误以为结果是一片混乱,但实际不然,日本设计的做法便是扬弃有,最后归零。原研哉曾做过如下解释:“日本极简主义其实不是西方意义上的极简或简约,而是来自日本民族的‘虚空’概念。日本人从原始社会最常用的工具――容器出发,逐渐演变发展了以虚空为中心的审美。”老子也说“朴散则为器。”无雕琢,淳朴自然最美。
隈研吾在设计石头博物馆时,只用石头一种石材,室内采光也只用最简单的手法,用砖砌出一排排的孔洞,让自然光从这些孔洞进入室内。这种设计令建筑视觉简练,功能实现也自然平静。这种简素的美学主张则是将日本美学传统中“空寂”的意境做了现代的发挥。这些看起来浅淡的色彩都被细节精致的设计调理得各有风采。
老子的辩证法思想,除了体现在“有”与“无”这对哲学范畴之外,还体现在“阴”与“阳”,“动”与“静”,“刚”与“柔”等概念上。“天地万物生于有,有生于无。”“万物负阴而抱阳,冲气以为和。”“ 将欲软之,必固张之。将欲弱之,必固强之。将欲废之,必固兴之。将欲取之,必固予之。”“ 大成若缺,其用不弊。大盈若冲,其用不穷。大直若屈,大巧若拙,大辩若呐,大森若细。”。“有”与“无”相互对立而得以产生,“难”和“易”互相对立而形成,“长”与“短”相对立而得以体现,“前”与“后”互相对立而出现,这是永恒的。因此,圣人用“无为”的态度来对一切问题,任凭万物生长而不加以干涉。所有这些思想都对艺术创作产生了深远的影响,它不但启发了艺术家们的艺术思维,丰富了他们的表现手法,而且寻找到了富有表现力和感情色彩的艺术语言。天下人都知道美之所以为美,那是由于有丑陋的存在,都知道善之所以为善,那是因为有恶的存在。无不体现着老子辩证法思想的闪光点。
杯子中“空”才能盛水、房间里“无”才能容纳东西。可见“有”的必要前提就是“无”。老子的“有无”辩证思维体现在设计中便是黑白、虚实、正负的对比关系。如深泽直人为三宅一生设计的一款腕表只用了黑白两色,整个表盘没有任何刻度或文字,只在时针上打上了三宅一生的标志,耐人寻味。“大音希声,大象无形。”提倡在欣赏实物的过程中体会它的虚幻。因此“有无虚实”观可谓是艺术家排除了非本质的具象,用有限的本质传递出无限的想象,与道家思想高度统一。
四、见素抱朴
有观点认为道家的最高思想,并不在物质的自然和精神的统一,其最深、最大的理念,是在物质和精神的浑元和形神的一体。我很同意这点。“见素抱朴” 便是有其中之意。它提倡用朴实的本原表现事物。朴实的本原,在外型上事物原有的形状,诉求的是一种用朴实的本原表现自我,保持纯洁质朴、恢复自然本性,追求素雅、简练的美学观点。提倡用朴实的本原表现事物,朴实的本原,在外型上事物原有的形状,在内在含义上则是该事物所承载的文化内涵和历史积淀。而这种极富道家色彩的意象和日本简素美学极其相似,亦能看出设计师在着手构思之初,根植了民族的文化性,重在强调以形取神。
“是以大夫处其厚,不居其薄,处其实,不居其华。”要守质朴的大道,不虚伪狡诈,舍去礼的浮华,取用道的厚实。这里虽说的是做人道理,但做设计亦是如此。在日趋浮躁的社会里奔波,人心都渐渐失去了温度,健康生活更是人们可望不可即的,更不要说能发现生活中美的一面。而日本设计恰恰做到了这点。在日本设计里你会看到对生活的高度重视。一块尿不湿,没用时平常不过,一旦尿湿,一道彩虹图案赫然出现在宝宝的小屁股上,这个小细节既提示了父母宝宝该换尿不湿了,又有“雨后见彩虹”的会心一笑,让父母不觉得这是一件麻烦事,反而会感到窝心。足见设计师的独特之处。
在我看来日本的设计也有点“反设计”的味道。“反设计”就是反装饰雕琢、反造作矫情。当今社会标榜的所谓“设计感”“美感”都渐渐让我们失去了设计的本真,多了矫揉造作之意,我们要让设计回归到真正意义上来,贴合人类的设计。日本并不试图追求夸张、惊人、在貌似平实的外表下,其在细节上所显示的功力是相当深厚的,是用最少的东西最简单的方式创造一种深入人心的美。这种精益的能力在日本国民中已可以称得上是人的基本素质。当设计不背负过多责任的时候,它就可以专注地完成自己的任务。这种认识不仅存在于日本的大众产品的设计,也同样存在日本的奢侈品的设计中。岩他荣利设计的一张桌子竟然卖到200万日元,看上去并无独特之处,但细察之下才知道,桌面是用树龄达500年的山毛榉树干完整的断面剖成的,“世界上能有几张桌子是用这稀有的材料制成?这张桌子的纹理呈现了树的内心,不剖开,就看不见树心的真实面孔,所有的纹理都是经历过大自然对风霜雨雪的记录。这样的家具经得起时间的考验,可以代代相传,这就是最奢侈的。不需要人做更多的工作,大自然已经足够丰富了,我们只需要体会。”设计者如实说。可见华丽掩盖了真相,追求质朴才是本真。
好的艺术设计让人有美得享受,而好的设计师就是把自己对生活的体悟放到设计中,他们深知设计是无时无刻为人类服务的,只有更好的设计,才会推动人类走向更文明的社会。日本的设计同《道德经》有很多相通点,虽说《道德经》在治国、做人等多方面对我们的影响多一些,但在以后社会不断转型中,艺术设计也必将有更为迫切的需求,《道德经》对艺术设计的影响在以后也是极其深刻的,除了“道法自然”“去繁从简”“有无相生”“见素抱朴”等还有好多设计理念是让两者有更多结合的,并使艺术设计应用在建设和谐社会中发挥应有的积极作用
浅析《道德经》中的设计理念相关
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《VB程序设计》是2009年清华大学出版社出版的图书,《VB程序设计》以Visual Basic 6.0简体中文版为语言背景。深入浅出的介绍Visual Basic 6.0程序设计技术,基本涵盖了Visual Basic 6.0编程时的常用内容。《VB程序设计》共分14章,主要内容包括开发环境、语言基础和数组与过程、常用控件、菜单设计、文件处理、ActiveX控件、数据库程序设计、图形程序设计、多媒体编程、网络编程、API函数和注册表、安装程序的制作和综合实例。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于CDIO理念的《VB程序设计》教学改革相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
Visual Basic程序设计语言是最适合初级编程者学习使用的、国内外最流行的高级语言之一,是一种可视化的面向对象的程序设计语言,是设计Windows应用程序的重要工具。它具有易于入门和掌握、通俗易懂、使用方便、功能强大等优点。通过本课程的学习,可以激发学生对计算机编程的兴趣,培养学生进行程序设计的工程能力和创新能力。不仅是计算机专业的学生,非计算机专业的学生同样应当学习并掌握计算机高级程序设计。要使学生掌握程序设计方法,并学会利用程序设计方法解决实际应用问题,既需要基础理论知识,也需要实践操作能力。这就使得VB程序设计的各个教学环节不能完全采用传统的教学方法,如何提高学生的学习兴趣,如何培养学生的工程开发能力,如何提高学生解决实际问题的能力等等,是广大计算机教育工作者面临的问题和挑战。针对这个难题,广大计算机教育工作者不断改革教学模式、教学方法和教学内容等,致力于提高教学质量和效果。
CDIO是一种国际化高等工程教育的创新模式,是由麻省理工学院(MIT)等四所大学合作开发的一整套工程教育理念和实施体系。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到产品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。这种模式不仅注重培养学生扎实的专业技术知识,更关注团队协作精神和创新精神的培养,并通过“做中学”和“基于项目的教育和学习”的教学模式培养既有扎实的专业技能,又有良好的团队协作能力和创新能力的国际化工程师。我国高等工科教育的迫切任务是尽快培养与国际接轨的中国工程师,然而我国工科的教育实践中还存在不少问题,如重理论轻实践、强调个人学术能力而忽视团队协作精神、重视知识学习而轻视开拓创新的培养等问题。国内外的经验都表明CDIO“做中学”的理念和方法是先进可行的,适合工科教育教学过程各个环节的改革。
因此,为了提高学生学习的积极性和主动性,为了提高学生的动手实践能力、团队协作能力和创新能力,并使学生具备解决实际问题的能力,教师必须对现有的教学方法进行改进,以达到良好的教学效果。这些能力的培养完全符合CDIO工程教育模式的要求,因此针对VB程序设计的教学现状,以CDIO人才培养理念开展教学改革具有很强的现实意义和指导作用。
由于受到传统教学模式的影响,在VB程序设计的教学过程中,重理论、轻实践的现象普遍存在,导致学生缺乏学习的积极性,实践能力和实际应用能力得不到提高,导致教学效果不佳。以往的教学经验表明,很多学生学完课程之后并没有达到预期的效果,不能将学到的知识应用于实践,或无法将知识点连成知识面进而形成知识体系。在过去的教学中,主要采用“教师讲,学生听”的模式,教师只注重基本语句和语法的讲解,学生只是被动地接受,缺乏对所学课程的整体把握和整体应用。这种模式限制了学生的思路,学生只能在教师思路的引导下思考,无法满足个性化的学习要求。而且这种灌输式的教学模式,会使学生感到内容乏味枯燥,不能激发学生的学习兴趣和积极性,甚至出现厌学现象。导致学生在动手实践时,感到没有头绪、无从下手等情况。这种教学模式无法使学生真正掌握编程方法,无法培养学生解决实际问题的能力,更不要说对学生团队协作精神和创新精神的培养。
目前,教学中存在的问题主要表现在以下几方面:
1.传统教学模式影响教学效果;
2.教学方法单一,缺乏吸引力;
3.教学内容安排不合理;
4.实验教学不适应能力培养的要求;
5.课程评价中考核内容单一,缺少对学习过程的评价。
(一)课堂教学改革
CDIO工程教育模式是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达。在教学方法上,树立“以学生为中心”的新观念,引导学生主动学习。教师要预先明确所授课程在本专业知识结构中的地位和作用,以及学生学习本课程应该掌握的知识和能力、教学中安排丰富的综合性实验,让学生自己动手和全身心投入,增强概念学习,强调学生发现问题、分析问题和解决问题能力的培养,建立和加强学习反馈机制。在这种教学模式下,学生是学习的主体,教师是教学的主导,学生在合作完成实际项目过程中学习必备的知识,发挥各自的创新潜能,锻炼学生的综合能力,提高个人的综合素质。
基于这种教学模式,结合多年的教学体会和工程设计经验,本文提出一种问题引导、知识讲解、案例驱动、动手实践、分组讨论、综合评价等相互结合渗透的师生互动的课堂教学模式。首先,教师要让学生明白学习本次课程后,可以解决哪些问题,根据教学内容,向学生提出问题,做简单分析后,说明解决问题所需要的知识,先让学生自己了解这些知识,然后有针对性地对重点和难点进行讲解,结合所讲知识要点,设计教学案例,让学生设计解决方案,并动手实现,并与学生一起分析讨论这些解决方案,最后进行总结和评价。在进行课堂教学时,需要特别注意以下几方面:
1.要精心梳理教学内容,合理安排。VB程序设计课程中涉及到的知识点很多,教师在上课前,要对这些知识点分类整理,明确重点和难点,对于简单易懂的知识,可以以学生自学为主,对于同类的知识点,可以通过讲解典型性的内容,引导学生举一反三,触类旁通。只有这样,才能在有限的课时内,循序渐进地向学生传授更多的知识和程序设计方法,使学生掌握学习方法,以后可以自学所需的内容。
2.要充分了解学生的知识背景。教师在上课时,要根据学生的知识背景和教学内容,明确哪些知识学生通过自学可以理解,哪些知识是难点,需要教师详细讲解。设计案例时,也要考虑学生的知识背景,基础性的案例让学生自主解决,综合复杂的案例要引导学生,与学生一起分析解决。设计问题时更要结合学生的知识背景,否则学生无法理解。
3.要激发学生的学习兴趣、实践欲望,使其有成就感。在教学中,不仅要让学生知道学习VB是“有用”的,而且在学习过程中要让学生感受到学习VB是一件有趣的、很有成就感的事情。在上课时,通过问题启发、案例驱动、动手实践、分组讨论等方法要让学生主动地学习,积极地动手练习,让每个学生都能自主解决问题,产生成就感,进一步激发学习兴趣。
4.要设计丰富多样、针对性强的教学案例。设计合适的教学案例是实现本文所提课堂教学模式的基础,也是关键内容和难点。设计教学案例时要结合学生的已有知识,要联系实际生活,还要考虑如何提高学生的学习兴趣等,这就给教学案例设计增加了难度和复杂性。在设计案例时,既要结合核心知识设计基础型案例,又要联系实际设计应用型案例,还要综合所学知识设计较复杂的综合型案例,也要为提高学生的创新能力设计一些创新型案例等等。只有设计出丰富多样、针对性强的教学案例,才能激发学生自主学习的热情,培养学生分析问题、解决问题的能力,并激发学生的创造性思维。在教学过程中,要不断丰富、优化教学案例,可以建立分种类、有层次的教学案例库,并定期更新。
(二)实验教学改革
实验教学是培养学生知识运用能力、动手能力、解决实际问题能力的重要环节。VB程序设计是一门融知识性与技能性于一体,逻辑分析和实践操作性都很强的课程。以往的教学模式偏重于理论知识的讲解,对实验环节关注不够。实验课时远少于理论课时,实验内容单一、缺乏吸引性,无法激发学生动手实践的兴趣。针对这些问题,本课程组在教学过程中,实践与理论并重,增加了实验课时,设计了分层次、多样化的实验案例。把实验案例分为基础型、设计型、综合型、创新型等几种,实验案例融合了VB基础知识、学生专业特点和实际应用。根据内容安排,采用学生自选实验内容的灵活方式,有些是必须做的实验,有些是可选的实验,甚至可以根据要求,学生自主设计实验案例;有些是需要独自完成,有些是需要多人共同完成。实验结束后,学生分组讨论实验方案,分析问题,优化后进行总结,最后进行评价。通过实验案例,进一步培养了学生的实践能力、创新能力和团队协作能力,使学生产生成就感,提高学生学习程序设计的自信心,让学生感到学习程序设计也不是高不可攀的难事,并激发了学生进一步学习的热情。
(三)课外作业改革
以往的课外作业都是针对VB基础知识的书面练习题,以增强学生对基础知识的记忆掌握,并不能让学生真正学会编程,无法培养学生对知识的灵活运用能力。结合CDIO工程教育理念,本课程组在教学过程中,采用一种灵活的方式布置课外作业,学生可以去做书面练习题,可以去做实验中没有选做的实验案例,也可以针对所学知识,通过查阅资料,自行设计案例,自行分析并解决。可以独自完成,也可以多人共同完成。通过这种灵活的作业方式,培养了学生的自学能力和解决实际问题的能力,在相互合作中,培养了学生的团队协作精神。
(四)考核模式改革
传统学业评价主要考核学生对基础知识的掌握情况,无法考核学生的动手实践能力,考试成绩往往不能体现对学习过程的整体评价,针对这些不足,本课程组在实施时,研究了CDIO模型理念的学业评价方式,以“过程”为基础开展,关注知识、技能的学习过程,关注实践环节及工程应用能力,力求知识与能力的协调统一。改革了考试内容与形式,把考试内容的重点放在了知识的应用能力和解决实际问题的能力上,而不再是考核基础知识的“记忆”,并把案例考核、实践环节等融入到最终的考核成绩中,为了考核学生的实际编程能力,还在期末进行专门的上机编程考试,但目前这些考核内容在最终的考核成绩中所占比例偏小,改革力度不够大,有待进一步研究并完善学业评价方式。
经过五年的探索和研究,本课程组不断学习领会CDIO工程教育模式,把CDIO工程教育理念融入到VB程序设计的各个教学环节中。在我校电子科学与技术专业、微电子学专业实施了改革方案。
在改革之初,由于部分教师习惯于传统的教学方法,再加上对CDIO工程教育理念理解不够深入,在开展课堂教学改革时,感到有些不适应。以往上课前的备课主要体现在教案和课件,主要围绕教学大纲和教材进行。实施改革后,备课要准备大量的材料,要设计各种教学案例,课堂上还要不断与学生互动,还要根据实际情况,灵活调整教学内容与方法。如果教学内容准备不够充分,教学案例设计不够合理,问题设计启发性不强等,课堂教学就会出现内容衔接不流畅、学生积极性不高等问题,进而影响课堂教学效果。教师首先要转变传统的教学观念,积极改革教学内容、教学方法,才能保证教学改革的顺利开展。
随着改革的不断深入,教师们逐渐发现学生的学习兴趣提高了,参与课堂讨论的积极性也很高,无形之中坚定了教师们进行教学改革的决心,提高了教师参与改革的积极性,并适应了新的教学模式和教学方法。
以CDIO工程教育理念为指导,开展VB程序设计教学改革取得了良好的教学效果,提高了教学质量。相比于改革之前,学生的学习积极性、动手实践能力和解决实际问题的能力得到了提高,培养了学生的团队协作精神,并进一步激发了学生的创造性思维。开展CDIO工程教育改革,要结合各个学校的实际情况,要考虑学科专业的要求,也要针对具体课程的特点。改革不是一朝一夕的事情,也不可能一蹴而就、一帆风顺。随着对CDIO工程教育理念理解的不断加深,改革措施定会不断更新和完善。
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甜菜是新疆重要的优势经济作物,它不仅是制糖工业的主要原料之一,而且其茎叶和糖渣是家畜的优良饲料。得天独厚的自然优势以及种植技术的不断改进,使新疆甜菜生产水平和栽培面积在国内处于较高水平。但甜菜栽培与收获方式主要以人工为主、机械为辅,用工量大,成本高,产量低,效益差,特别是甜菜收获机械等问题一直未能得到推广和解决,极大地限制了甜菜产业的进一步发展。所以,甜菜收获机械的研制与推广,对于提高我区机械化水平、提高劳动生产率、增加农民的收入及提高收获质量等方面都具有重大的意义。
(一)甜菜切顶机设计方案的确定由于分段式收获工艺易与中小型拖拉机配套,比较适合我国目前的甜菜生产模式。甜菜切顶机作为分段式收获工艺的关键机具之一,必须满足甜菜切顶的要求;在满足结构、功能的前提下,同时也要考虑其工作效率。通过对现有各种切顶机关键部件的分析,我们发现,在甜菜收获机上采用的甜菜切顶装置,主要由驱动圆盘式仿形器和从动平面切刀组成的。这种甜菜切顶装置虽然机构比较紧凑,但切割质量不太稳定。目前,各甜菜产区普遍采用以下两种切削方法:人工多刀切削和一刀平切的方法切削块根。1.多刀切削法:是用刀从块根的根头最下排叶痕处,像削铅笔似地向上斜削5~6刀,厚度2~3mm,使根头微露白。既不能削得过多,造成原料损失;也不能留青头太多,否则收购时将按夹杂物扣除。2.一刀平切法和机械切削相同,即在块根的根头最下排叶痕处上方1.5cm处平削一刀,削掉叶丛,并去除根头剩余干枯叶柄,削掉1cm以下的根尾。一刀平切法,省工、效率高,而且刀伤面小,块根不易感病而腐烂,便于田间保藏。[8]我们曾考虑采用机械进行多刀切削,但是多切刀的布置形式和位置对甜菜切顶的质量有较大的影响,且结构也相对复杂,效率也没有得到很大的提高。为了能够准确切顶,我们按照当前提出的一种新型甜菜收获工艺路线,即:首先将甜菜樱叶由打樱机打去,然后由甜菜挖掘机将甜菜挖掘后装运至糖厂进行切顶作业,或在装运输送的过程中进行切顶作业。
(二)输送机构结构设计甜菜切顶装置的输送部分主要由传输皮带1分隔板2、皮带轮3和机架4组成。其主要作用就是将定向好的甜菜块根输送至下面切顶部分,而且便于对没有理顺的甜菜块根进行人工辅助矫正,以便更好地完成下面切顶工作。其中,分隔板的目的就是保证甜菜块根从隔板内单向通过,以便切顶部分对甜菜块根进行逐一切顶,其动力也是通过皮带轮传送。为了保证甜菜块根的通过性,分隔板之间的距离取为26cm。根据甜菜的几何形态特征,其平均长度为200mm,最大长度约为320mm,为此我们选用带宽B为500mm的皮带输送,从而保证甜菜在皮带上顺利通过。
(三)切顶机构结构设计切顶机构主要由机架5、动力部分(皮带轮1和电机6)、切削圆盘4和刀片、刀盘轴,齿轮箱及带有导向装置的进料斗3和排出装置7等部分组成,是甜菜切顶机的主要工作部件。切顶机构的作用就是完成最终的甜菜块根切顶工作,其工作原理是:甜菜块根由上面的输送部分垂直喂入到进料斗,经过固定在切削圆盘上的切刀完成切顶动作,最后经过排出斗将切削好的甜菜排出,属于垂直喂入式动力切顶机。其中,切削圆盘是该机构的主要工作部件,其主要参数有:切削速度、切削角、刀刃角。甜菜切顶所用的切削力,即切削能耗主要取决于这些参数。研究资料表明,甜菜单位切削面积的最小能耗为3.10(kg-cm)/cm。该切顶机构主要还是采用一刀平切的方法,将甜菜青顶切去。但是切顶厚度可以通过进料斗高度以及直径进行调节,能比较合理的控制切顶损失。
(四)甜菜切顶机的结构设计根据甜菜块根的几何形态、含糖量分布及机械特性等特征,针对目前国内外切顶装置存在切顶不准确等缺陷,经反复理论分析和模拟试验研究,我们设计了一种小型甜菜切顶装置。此甜菜切顶装置采用皮带传输,甜菜经过“V”形带和倒“L”形挡板构成的定向装置定向,最后由固定圆盘式切刀完成对甜菜块根的切削。该切顶装置主要进料部分、输送部分和切顶部分三大部分组成。
(五)进料机构结构设计甜菜切顶装置的进料部分主要由机架1、皮带轮2、倒“L”形挡板3、分隔板4“、V”带轮5和传输皮带6组成。其主要作用就是将杂乱无序的甜菜块根理顺成单一的纵向,且块根青顶部分在落入传输送带前。全部统一向下,保证下面输送带上的甜菜块根青顶部分全部统一向前。甜菜的大小一般为长度20~40cm,宽度10~25cm。甜菜在输送过程中,为防止甜菜往两边掉落和压低输送带,专门设计了侧挡板和托辊。其输送带动力均由皮带轮提供,为了简化传动结构“,V”带与皮带轮之间采用锥齿轮传动。其传动比为3:1。两个“V”带互成一定夹角,之间的间距为20cm,从而保证将甜菜块根形态变成单一纵向。为了保证甜菜块根能顺利通过导向装置,倒“L”形挡板与传输皮带6斜落部分之间的最短距离与甜菜块根的最大直径一致,而且传送带与挡板的高度一致。因此,其间最短距离取为20cm。
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农网改造工程增加了大量的低压配电变压器和配电线路,导致10kv及以上电网输送无功电力增加,功率因数降低,电压质量下降,线损率增高。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:农村配电网无功补偿方案设计探讨相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】随着我国现代化进程的不断加快,人民的用电需求日益增加,对电力系统的要求为了提高供电的可靠性与安全系数,增强供电能力,农村配电网也在不断改进,电力设备也随之日益更新。多年的实践经验表明,无功补偿对农村配电网的安全、电压的质量以及经济效益都具有重要作用,因此农村配电网的无功补偿问题得到了用户和电力部门的共同关注。
近几年来,随着我国新农村建设发展的不断深入,居民的生活水平也有所提高,家用电器正不断的走进农户家中,致使农村用电负荷快速的增长。由于配电系统中存在大量的感性负荷,会消耗大量的无功功率,所以电网的功率因数大多数都比较低,造成农村电网中线路电压的损失日益加大,由于有功损耗不断增加,供电的质量将不断的下降,这样给农村电网带来了很多不良的影响。如何能够使农村配电网中的无功分布合理,进而提高电网的电能质量,有效降低网损,改善电压的质量问题。合理的利用无功补偿技术,进行优化配置设施等。
所谓的无功补偿是指减少无功功率在电网中的流动,降低输电线路因输送无功功率造成的电能损耗,改善电网的运行条件。目前,在农村配电网中, 纯居民式生活用电的农村已经不存在了,大多数电力负荷是感性负载,异步电动机、感应电炉、交流电焊机、日光灯等设备系无功功率的主要消耗者,其中感应电动机占农村电力负荷60%,还有各种类型的中小容量配电变压器占20%,由于绝大多数的农村配电网的供电设施陈旧老化,而且用电设备的配套和使用不够合理,配电线路供电半径过长,高耗的配电变压器特别多,分支线多或导线过细,电压严重不足,电能质量十分差,空载或轻载的运行情况比较严重,造成电能的损耗过高。因此农村配电网的无功补偿最佳合理方案的建设及其相当的重要。
切实做好农村配电网无功补偿方案设计工作,在农村供电系统发展中有着至关重要的作用,无功功率不仅影响配电系统的电压质量,同时限制了线路、配变的供电容量,农村配电网无功补偿方案大大的增加了配电系统的供电线损耗电压的质量并提高了供电的能力。通过无功补偿装置与系统中线路、配电变压器、用电设备等互相抵消无功功率,达到从整体上平衡或减少无功功率的输出,提高功率因数,稳定受电端及电网的电压,提高供电质量的目的。在系统三相不平衡的场合,平衡三相有功及无功负载。
农村配电网中常用的无功补偿方式有:在系统的部分变、配电所中,在各个用户中安装无功补偿装置;在高低压配电线路中分散安装并联电容机组;在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台电动机附近安装并联电容器,进行集中或分散的就地补偿,根据农村配电网中常用的无功补偿方式,提出以下几种补偿方案:
(1)低压无功补偿,在配电变压器低压400(380)伏网络中安装补偿装置,包括:一、随机补偿,将低压电容器经过熔断器与电动机并接,通过控制,保护装置与电动机同时投切。二、随器补偿,低压电容器经过熔断器固定接在配电变压器低压侧,以补偿变压器的励磁及漏磁无功损耗。三、跟踪补偿,以无功补偿投、切装置作为控制保护装置,将低压电容器组并接在大用户400伏母线上。将低压电容器经过熔断器与电动机并接,通过控制,在配电网维护的过程中,采用手动或自动投切,随时补偿400伏网络中变动的无功负荷。
(2)就地补偿,对于大型电机或者大功率用电设备宜装设就地补偿装置。就地补偿是最经济、最简单以及最见效的补偿方式。在就地补偿方式中,把电容器直接接在用电设备上,中间只加串熔断器保护,用电设备投入时电容器跟着一起投入,切除时一块切除,实现了最方便的无功自动补偿,切除时用电设备的线圈就是电容器的放电线圈。
(3)分散补偿,当各用户终端距主变较远时,宜在供电末端装设分散补偿装置,结合用户端的低压补偿,可以使线损大大降低,同时可以兼顾提升末端电压的作用。针对农村配电网中10千伏供电系统,在变电站10千伏母线上装设集中补偿方式的并联电容器组,只能增大变压器与10千伏母线之间及上一级电压等级线路的功率因数,最好选择随线路上配电变压器装设低压无功补偿装置,进行分散补偿方式。这种方式易于根据无功负荷需要选择补偿容量,这种补偿方式具有哪里缺就补哪里,而且是缺多少补多少,能有效的把10千伏及其上一级电压等级的线路线损降低,补偿效果极好。
(4)集中补偿,变电站内的无功补偿,主要是补偿主变对无功容量的需求,结合考虑供电压区内的无功潮流及配电线路和用户的无功补偿水平来确定无功补偿容量。35KV变电站一般按主变容量的10%-15%来确定;110KV变电站可按15%-20%来确定。
(5)一是对于建站初期负荷较小,以后负荷逐渐增大的情况,组装设无载可调容电容器组,随着负荷的改变,可以人工断电后改变投切组合满足某一时间段的无功平衡。二是对于短时段内负荷频繁变化的组合加装可快速跟踪的瞬态无功补偿装置,通过快速调整电抗器的输出无功,从而达到无功瞬态平衡的目的。针对一些小加工厂按电动机容量计算选择并联电容器补偿。补偿电容器采用手动投切方式,可大大降低农网线路的线损,节约成本。
在农村配电网中合理地进行无功补偿点的选择,同时确定合理的补偿容量,可以有效地维持系统的电压水平,提高系统的电压稳定性,是避免大量无功功率的远距离传输的有效方法,是降低网损,减少发电费的重要手段。因此,在今后后的农村配电网系统中,依据农村配电网无功补偿的配置原则,设计符合农村配电网的无功补偿方案,把无功补偿工作落实到实际的工作中,一定会取得了很好的效果。
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生态理念是指人类对于自然环境和包括小城镇在内的社会环境的生态保护和生态发展观念,涉及到人类与自然环境、社会环境的相互关系。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅析水利设计中融入生态理念的策略相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
如今,随着经济的不断发展,水利建设也不再局限于只提高人们的环保意识,在这同时,更注重的是改善人们生活的环境和保护自然环境。将生态理念融入到水利设计中,以促进实现水利工程的可持续发展。生态技术在作为水利建设的核心的同时,也拥有着解决环境问题的重要意义和建设生态河流的主要手段。现在人们也逐渐接受了利用在水利设计中融入生态理念作为发展生态工程建筑的主要途径。
1.1 改善生态环境
水利工程建设作为实现资源的合理配置,利用科学技术实现水资源的储存、分配以及再利用,实现通过科学技术使水资源合理的分配到干旱缺水的地区。因此表明,在考虑了人类需求的同时,我们更应该注重改善生态环境。让水利工程和生态安全与人类的生存环境发展融为一体,从而实现人类与自然地和谐氛围。
1.2 增强生态理念
在水利工程中,设计人员不仅要承担工程设计的责任,还要具有关于生态保护的相关科学知识。通过对工程设计人员、环境检测人员及管理人员的专业培训、实地考察,来实现对自然保护意识的示范作用。通过对水利工程的建设,来预防自然环境带来的灾害,例如水土流失、河道淤积、堤坝溃决等。为生态环境提供有力的保障。
1.3 实现自然资源的可持续发展
通过对洪水的控制及利用,使得改变其传统观念,来更好地展现水利设计融入生态理念。同时解决部分地区的水资源匮乏问题。并能通过水利设计与生态理念的结合,充分的激发大自然的洁净能力,强化保护水资源的意义。
2.1 资料匮乏
在水利设计中融入生态理念的主旨就在于,建设水利工程的同时,保证当地自然环境的不被破坏。在对水利工程进行设计前,需要实地考察或查找相应的资料来了解当地生态环境,以便生态理念和水利工程的更好融入、更好促进、更好发挥。但由于实际工作中水文资料的匮乏,使得工作人员无从下手,也就造成了生态环境在水利设计中的融入效果。对于资料匮乏使得不能准确掌握当地生态状况造成水利设计师判断的准确性,和水利设计对当地生态环境的影响。
2.2 设计人员对于相关意识的缺乏
在实现社会生活保障的基础上,促进当地的经济发展,水资源的合理利用。但由于设计人员的过于重视水利工程的经济作用,容易疏忽水利工程与生态环境和谐发展的目的,也就导致了,无法实现水利工程在保护生态环境的真正目的。所以,水利工程日益多样化的同时,应对设计工作不断地提出更搞得要求。提高设计人员的环保意识,以便于水利设计和生态理念更好地融合,也解决了生态理念在水利设计中难以实现的应用价值。
3.1 经济性与安全性原则
生态水利工程设计首先必须要遵循水利工程的基本原则,并且达到生态学的基本原理,来提高设计方案的经济性和安全性。需要设计人员综合考虑侵蚀、淤泥、流泥沙运输和河道冲刷的特征,还要从经济合理性的角度出发,对水利工程方案进行严密的对比和分析,在降低建设成本的同时保证经济效益的最大化。
3.2 生态系统自组织与自我恢复的原则
生态系统的自组织是指物种之间的自然选择,其物种可以通过自然选择寻找适合自己的生存环境,保证其物种的正常繁衍。通过按照生态系统的自组织、自恢复来选择合理的物种,来表现生物种类的多样性,并促进其物种的自我恢复功能,达到水利设计的重要目的。
3.3 保持与恢复河流空间的异质性原则
生物的多样性,和生物群和非生物的环境空间异质性有着密不可分的联系。生物环境空间复杂,就表明了生物种类的繁多。水利工程设计要保证非生物与生物群体的有利共存。在有限的河流生态系统心中,创造良好的环境。
1)水利工程的蓄水能力在为城市居民带来了方便的同时,也解决了很多生态环境带来的问题。在满足了他们的生活条件,也让他们更好地享受了生态环境所带来的愉悦心情。在关于河流生态设计方面,主要被分为两个方面:a.关于河道整治,再设计规划前,对河道的生态环境进行相关的调查,以便因地制宜。b.结合当地的自然情况,对河道的定位等其他问题做出科学、合理的解决方案。在保证河道的真正价值,实现造福人民与生态环境的和谐,坚持保存河道流域生态的自我修复的能力。
2)水利工程服务不仅限于供水,更要满足绿化的要求。因此,弄清楚水资源的配置和基本要求,才能服务于更多对象。资料显示,在浙江省的某水利设计研究院,在承担某湿地生态改造工程的过程中,从生态水文方面进行综合评估与考虑,在实施工程过程中,通过对其服务对象的需求,提出了在非灌溉期或灌溉空隙时间为湿地补水和利用灌区尾水给退化湿地进行补水的生态水利设计方案。这成为了近年来生态水利的典型案例,既满足了农业上的需求,也在湿地补水方面起到了恢复生态的作用。
3)为了将水利工程中那些不必要的对环境因素的影响降到最低,设计人员将会关键的生态敏感目标进行准确识别。以免因为疏忽造成将来对生态环境的威胁。只有对关键的生态敏感目标给予特殊关注,才能大大的减少水利工程建设将会对生态环境造成的不利影响,也保证了人类的居住环境的健康。
结合水利工程保障基本能源、降低自然灾害的发生和对生态环境带来的不良影响的两面性来说,将生态理念融入到水利工程中,不但可以提高其社会经济效益,也严格的控制了生态的平衡发展。实现经济与环境共发展、共进步的理想。也把水利建设与生态理念的融合的作用放大、扩大。真正意义上的实现人类发展与原生态的和谐共存,让人们在真正意义上接受这个民生的基础性建设、城市经济的命脉——水利设计与生态理念的融合。
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极简主义艺术理念是19世纪西方现代艺术的一个流派,现在已经被广泛的应用起来。下面是读文网小编带来的关于极简主义艺术理念的运用论文的内容,欢迎阅读参考!
摘要:极简主义它本来就简洁、明快、线条单一、实在、这是极简主义的魅力所在。在现代家居行业中,复杂的风格往往不长久,极简主义成为流行色,被广泛应用,并具备持久力。它所以得到发展与人们生活方式的改变和思想意识的改变密切相关。时代在进步,经济在发展,人们改变居住条件行为和改变住所的需求在增加,这种现象使极简主义的存在变得必不可少。
关键字:极简主义、现代、室内设计
一、引言
20世纪中期,有一位著名的现代建筑大师密斯・凡德罗,他在对平日的积累和实践中,提出了“少即多”的立场和原则,开创了极少主义建筑装饰的先例。他主张形式简洁,构思巧妙,在自然简洁风格中增加健康元素,高度功能为真正的建筑装饰艺术。在上世纪二三十年代,这种极少主义风格,曾经漫步全欧洲,成为西方后现代主义的里程碑。直到今日,无论是建筑界,还是绘画界;无论是服装设计,还是手机,手表设计都有很多的极简主义追求者。如今,极简主义在家居装饰业界也渐渐风行起来,极简主义也成为更多的人认为是最完美的境界。
二、极简主义的定义,其产生的背景及发展过程
极简主义(Minimalism),或译作简约主义或微模主义,兴起于上世纪20年代的欧洲,是人类设计史上最重要的、最具影响力的活动之一。它的出现,对建筑、绘画、雕塑、装置、设计以及视觉艺术以外的音乐与文学都产生了极大的冲击。在“以多为美”的“加法美学”潮流风行之时,极简主义反其道而行之,去除一切不必要的加工和技巧,只剩下素材和功能本身。
作为一种独特的艺术风格,极简主义将艺术中复杂的观念和物体形态转变为通俗的表象,将其提升为一种高度浓缩、高度概括的抽象形式,追求简约、明晰的造型,采用将单体元素系列化的手法,摒弃传统的俗套与浮华,提炼出新概念。这种独特的造型艺术运用新材料、新技术、新手法,与人们的新思想、新观念相统一,以一种鲜明的姿态与现代社会和现代生活相契合,并为现代设计提供了一种崭新的设计思维,所以被现代主义设计所选择并广泛应用于设计实践中,最终成为一种典型风格。
多年来,极简主义风格不仅一直为欧洲各国推崇并提炼运用,亚洲国家也如此。如日本的设计,将极简与禅宗理念互通,愈显灵性和深幽,表现出一种自然外物的空寂,它以“象外之象、意外之意”描绘出一个极静的空灵意境。在他们的理念中,认为简单的优于复杂的,幽静的优于喧闹的,轻巧的优于笨重的,稀少的优于繁杂的。于是,极简主义中的优雅、简洁、做工精巧、对功能的清晰表达、形式的最小化和功能的最大化原则,成为日本设计的传统美学特质。其代表“无印良品±0”的设计,强调“sleek simplicity”“userfriendliness”,平凡但不普通,简单却不简陋,精致而不张扬,便是你最初梦中最想要的形态。
三、极简主义得以发展的原因
追求极简主义的人越来越多,极简主义在现代家居装饰中被越来越多的人所重视和运用。这种发展的趋势形成的最本质原因是人们高品位的审美观念。社会在进步,时代在发展,现代人的审美观念和欣赏水平都有很大的提高,简洁明快式的风格更容易融入人们的眼帘。单线条、简洁式,的确令人心情愉快、赏心悦目。既然是好的风格,那么信仰它的人就必定多。
除此之外,人们生活方式和思想意识的改变也成为极简主义得以发展的力量支柱。随着时代的演变,越来越多的人走出传统的大家庭模式,他们追求一种独立、时尚的个性。年轻人希望及早的脱离开父母,有自己的独处空间。生活工作的繁忙,使更多的人在家中的时间有限,在这种前提下,他们不求阔不求大,而是力求实用,关心生活的本质,本着极简主义的原则,不过重关注外表如何华丽,而是追求小户型公寓或是小户型的普通住宅。在简洁明快的小居室中,他们力争通过简洁的装修,来获得更大的生存空间。希望以生活环境的简洁来应对繁多的生活压力,来化解生活的烦恼。世间已经很复杂,只想让自己的居室轻松些,简单些,这样的要求真的不算高。他们在装修时,做到一切从简,轻装修,重装饰,力争在装饰中找到些能给人带来快乐的因素和亮点,真正让极简主义得以发展。
四、极简主义在现代室内设计中的运用
极简主义在现代家居装饰中的运用范围极其广泛,包括室内空间的打造、室内家具的选择布置、室内色彩的选择搭配等方面,都表现得淋漓尽致。
笔者所说的室内空间即包括房屋内的实实在在的空间,也包括墙体墙壁等部分。一般说来,房屋的空间在房屋交付给房主使用时基本上就是成型的,它无外乎是由卧室、客厅、饭厅、厕所、阳台等部分构成。其中客厅、饭厅基本上都是一个,但是卧室、厕所、阳台的数目可能不止一个。无论如何,一室一厅一卫一厨可以说是构成家的最基本元素。这是极简主义的一个具体体现。
但在现实生活中我们经常看到有些人家居装饰时,随意更改房屋的格局。当然,有些更改是合理的,但有些令人不可思议,他们为了求多,赶时髦,往往将一个卧室分出二个,甚至三个,卫生间也刻意打造成两个。我说的故事绝不是耸人听闻,你如果留心注意,可能轻易地就会找到这样的例子。
关于墙体的颜色,现在多以白色为主,白色涂料涂上后不加任何修饰。像过去那样,粘贴墙壁纸的装修潮流早已过去。现在很多家庭的白色墙面上都挂放一幅或多幅装饰画,但我觉得很多家庭中都是牵强附会的挂放,什么都没有不也是一种美吗。什么都没有,难道不也是极简主义的具体体现吗、
关于家具的选择,主张极简主义的家庭改变传统的“多多益善”的原则,他们改变过去那样在能够放置家具的地方都放置上,将家里里外外上上下下塞的严严实实的风格,除了衣柜、写字台、书柜、床、沙发等必要东西之外绝对不奢求。另外,在家具的购买或打造上避免高大家具的出现。理由是高大家具占用的空间大,背离极简。还有,在家具的搭配上追求颜色整体一致或相近。但这不是绝对的,还有一种反差效果,比如黑与白。白色的沙发、黑色的衣柜等。但这种方法不容易把握,把握不好就会造成适得其反的效果。房屋里的其他物件的颜色也要讲究统一原则,不求五颜六色什么都有。单一的颜色最和谐,不会令人眼花缭乱。
五、极简主义存在的必要性
众所周知,近年来中国经济高速发展,国民的人均收入在不同程度上都有所提高。这种大环境的好,让更多的人有能力在居住条件上进行改善。这种改善可能是通过购买新房,换新居,然后装修来实现,也可能是通过对现有居室的改造翻新重装修来实现。这些都是好的现象,无可厚非。但是在购房上不可求大,在装修上不可求阔,因为我国现阶段依然是发展中国家,经济发展好的地区只集中在东部沿海地区和一部分内陆地区,大部分的内陆地区和西部地区经济还很贫困,甚至还没解决温饱问题。我国自古就有节俭的美德,简洁主义正是这种节气的体现。
另外,装修的风格时常都在改变,复杂的极多的装修模式,早晚会成为过时的、落伍的。过多的投入只能是造成不必要的浪费,因为时髦的时期一过,那些冠冕堂皇的东西就成为了垃圾。只有简洁的装修风格,持续力最强,生命力最旺盛。
六、结束语
极简主义它本来就简洁、明快、线条单一、实在、这是极简主义的魅力所在。在现代家居行业中,复杂的风格往往不长久,极简主义成为流行色,被广泛应用,并具备持久力。它所以得到发展与人们生活方式的改变和思想意识的改变密切相关。时代在进步,经济在发展,人们改变居住条件行为和改变住所的需求在增加,这种现象使极简主义的存在变得必不可少。
参考文献:
[1] 王受之:《世界现代平面史》,《新世纪出版社》,2006年06期
[2] 王林著:《设计概念100问》,《四川美术出版社》,2004年 09期
[3] 薛舒阳:《极简风格》,《设计平台》,2007年12期
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近年来,互联网技术不断普及、计算机发展迅速,计算机工程能够实现信息的有效传输,对网络与电子商务等的发展具有推进作用。下面是读文网小编为大家整理的关于计算机工程毕业设计论文,供大家参考。
1计算机工程专业方向培养目标
随着计算机领域新技术的不断涌现,“计算机科学与技术”原有的专业设置框架被突破,逐渐形成计算机科学、计算机工程、软件工程、信息技术、信息系统等多个专业方向的新格局[3]。计算机工程是计算机科学与技术领域最早出现的专业方向,它是现代计算机系统、计算机控制设备的软/硬件设计、制造、实施和维护的科学与技术。国际技术教育协会定义工程设计为:系统和创造性地把科学和数学原理运用于实践。鉴于此,在《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》中指出计算机工程专业方向的培养目标是:系统地掌握计算机科学理论、计算机软/硬件系统及应用知识,基本具备领域分析问题、解决问题的能力,具备一定的工程实践能力。因此,实践教学显得尤为重要。
2计算机工程专业方向嵌入式系统课程特点
嵌入式系统涉及到IT领域方方面面的新技术,它融合了计算机软、硬件技术、通讯技术和半导体微电子技术,针对实际应用系统需求,将相应的计算机直接嵌入到应用系统中。嵌入式系统设计需要设计者具有较强的综合理论知识和动手能力,是对设计者一个综合能力、特别是创新能力的考查。因此,嵌入式系统课程应更注重培养学生工程实践的能力、团队合作的能力[2]。目前,在计算机专业之外,国内许多高校还在电子工程、自动化、软件等专业开设了“嵌入式系统”相关课程。由于各专业培养目标、教学体系侧重点不同,课程内容也不尽相同。电子工程专业主要侧重于硬件基础平台的设计,自动化专业则侧重于智能仪器、仪表的设计,软件专业侧重于嵌入式应用软件开发。计算机工程专业方向则应从“系统”的角度出发,更侧重于软/硬件的协同工作,将计算机系统“自下而上”的专业课程有机地整合起来,形成一条清晰的逻辑线,让学生认识到计算机组成原理、微机接口技术、操作系统、数据库、程序设计、计算机网络、计算机控制等课程不再是独立的课程,而是一个有机的“整体”。在嵌入式系统工程设计中,会用到操作系统课程中所讲述的进程、线程、调度、文件系统的概念等;在通信中会用到微机接口课程中所讲述的串行接口的概念;在数据采集中会用到计算机控制课程中讲述的A/D转换、数字滤波算法等;在一个大型应用系统中还会用到计算机组网技术、套接字、数据库的概念等等。因此,计算机工程专业方向嵌入式系统课程内容应以实践为主,结合前修理论课程的内容,最终完成一个实际应用系统的开发[3]。
3嵌入式系统课程内容体系的构建及特色
我学院在2004年开设“嵌入式系统”专业选修课的同时,将计算机工程专业方向细分成嵌入式系统和网络技术两个培养方向,并制定了嵌入式系统专业方向培养计划,设置了4门实践性很强的专业方向课:计算机控制原理与技术(64学时)、嵌入式系统原理与技术(64学时)、嵌入式系统工程设计方法(32学时)和嵌入式系统课程设计(60学时)。IT领域的新技术发展之快、之多令人应接不暇,虽然大学生在校期间需要学习的都是一些基础知识,但他们毕业走向社会后,必然要面对这些新技术,如果我们的教学内容过于陈旧,就会加长学生毕业后的适应周期;如果我们能够提供给学生更多的接触这些新知识、新技术的机会,就能够缩短学生毕业后角色转换的时间,尽快地投入到工作中。因此,在教学内容设置上应力求将最新的技术、最新的设计方法传授给学生。为此,我们积极与国际知名企业建立合作关系,先后建立了“北京工业大学—Intel嵌入式系统联合实验室”、“微软嵌入式系统认证培训中心”和“北京工业大学—AlteraEDA/SOPC联合实验室”,为学生提供了一个接触、学习新技术的环境,同时也能使我们的教学内容与这些企业的新技术基本保持同步[4-5]。“嵌入式系统原理与技术”涉及目前嵌入式系统最为流行的两项新技术—英特尔公司的XScale技术(ARM架构)和微软公司的嵌入式操作系统WindowsCE,该课程以XScale应用处理机为硬件平台,讲述WindowsCE操作系统定制、优化方法以及驱动程序、应用程序的开发手段和方法。“嵌入式系统工程设计方法”则涉及了另一项新技术“IP(知识产权)复用技术”,该课程以Altera公司的Nios软核嵌入式处理器为核心,讲述了SOPC(片上可编程系统)设计方法和流程。上述两门课程均是以工程设计为主的课程,在讲述工程设计方法和设计流程时要涉及到开发环境、开发工具的使用,如果按照以往先在课堂讲授,再到实验室做实验的教学方式,不仅会使学生感觉到枯燥无味、不易掌握,而且在实验之前还要再花费时间复习。因此,我们借鉴美国卡内基•梅隆大学率先提出的“Learningbydoing”的教学理念,这种教学理念旨在强化工程学科的学生全面的实践能力和工程素养。从2005年开始,在实验室授课,采用教师边讲学生边做的教学方式,使学生“从做中学”,取得到了较好的教学效果[6]。
4实践教学安排
为了加强学生工程实践能力的培养,在实践教学体系中,采用了课内实验、课程设计和综合性课程设计3个阶段的培养模式,使学生全面掌握嵌入式系统的工程设计方法和设计流程。
4.1课内实验
以一个实际应用系统开发流程为例,设计了如下实验内容:(1)WindowsCE操作系统的定制:包括在硬件平台和模拟器上定制WindowsCE操作系统、添加组件以及使用远程调试工具进行调试。(2)修改WindowsCE操作系统映像配置文件:包括通过修改系统映像配置文件,在操作系统映像中添加各类文件和修改系统设置。(3)硬件定制实验:包括添加CF存储卡、802.11无线网卡和蜂窝注册表等硬件相关组件。(4)WindowsCE驱动程序的开发:包括流接口驱动程序的开发以及在PlatformBuilder环境下开发简单应用程序用以调用驱动程序函数。(5)WindowsCE应用程序的开发:包括导出SDK开发包,在EVC开发环境下开发、调试应用程序,制作自定义组件、系统优化和Shell实验。
4.2课程设计
课程设计的任务是完成一个应用程序的开发,课程设计题目每年不断更新,学生可以根据自身掌握的程度选择不同难度的题目,分值依据题目难易程度而定。学生也可以自拟题目,为保证题目的难度和规模能达到教学要求须经任课教师认可。题目有:在WindowsCE环境下的闹钟提醒程序、注册表编辑器、串口调试程序、文本编辑器、计算器、画图、贪吃蛇等[4,7]。
4.3综合性课程设计
“嵌入式系统课程设计”是综合性课程设计,要求学生结合专业方向的理论课程,充分发挥自身的能动性,3~4名学生组成一个项目组,自选题目,自选平台,完全按照工程项目管理规范严格检查各阶段完成情况。使学生掌握嵌入式系统实际工程设计的方法和流程,巩固理论课程内容,规范工程文档的建立,培养学生的创新能力和团队精神。通过答辩、演示给出成绩,将题目新颖、完成情况较好的项目组推荐参加国内外相关竞赛。今年正在进行中的项目有:家庭视频监控系统、食品安全追溯系统、家电语音控制系统等[8]。
4.4学生科技竞赛
2007年1月,教育部、财政部“关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见”中,要求继续开展大学生竞赛活动,重点资助在全国具有较大影响和广泛参与面的大学生竞赛活动,激发大学生的兴趣和潜能,培养大学生的团队协作意识和创新精神[4,9]。我校十分重视嵌入式系统学生科技竞赛活动,在2006年投资近60万元,建立了“嵌入式系统科技竞赛训练基地”。通过搭建一个学生参加科技竞赛、训练的基础平台,形成一个传、帮、带的梯队、达到“以点带面”的良性循环效果,增加了学生学习理论课程的兴趣,加强学生创新能力的培养[4]。计算机学院在国、内外嵌入式系统相关竞赛中取得了优异的成绩,在教育部、信息产业部举办的“全国大学生电子设计竞赛———嵌入式系统专题邀请赛(英特尔杯)”中,2004年获得了三等奖,2008年获得了二等奖。“2005年微软嵌入式系统全球大学生挑战赛”入围全球前30名,并参加了在美国西雅图微软总部举行的总决赛,获得“优胜奖”。在IEEE举办的“第六届计算机协会国际设计大赛(CSIDC)”,进入了在美国首都华盛顿举行的全球前10名总决赛,并获得“优胜奖”。在Altera公司举办的“Nios软核嵌入式处理器设计大赛”中,先后获得过优胜奖和三等奖[10]。
5结束语
嵌入式系统涉及的领域越来越广,发展速度越来越快,为了加强计算机工程专业方向学生工程实践能力的培养,就要求我们通过不断地探索、实践,完善嵌入式系统实践教学体系。
1现状及发展趋势
大多数高等院校计算机本科专业涉及的硬件教学课程主要有“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”、“计算机组成原理”、“计算机系统结构”、“微机原理与接口技术”、“单片机”、“嵌入式系统”等,在新形势下部分课程内容设置显得不够合理,部分教学内容与实际应用脱节,影响了教学效果,无法完全满足教学大纲中要求的动手能力培养,更无法有效培养同学们的创新意识。目前,作为计算机教学重要专业基础课程的“数字逻辑”,要求学生掌握组合逻辑、时序逻辑电路的分析和设计方法,研究对象主要是分立元件、通用中小规模集成电路及基本的可编程器件等,介绍的方法也以传统方法为主,已无法适应目前应用的需要;作为专业主干课程的“计算机组成原理”、“计算机系统结构”,主要内容是讨论计算机的结构、各功能部件原理及设计方法,同时介绍当前的新技术、新方法,目的是让同学们熟悉计算机的结构,为以后应用和设计计算机系统打下基础。目前大家普遍采用的教材在部件设计中讨论的方法主要是硬布线逻辑或微程序设计方法:硬布线逻辑运行速度高,但缺乏灵活性;微程序设计方法有一定的灵活性,但资源占用多,运行速度慢。尽管这两种方法对于理解计算机组成原理不失为一种较好的选择,但由于缺乏实际应用背景,学生学习兴趣受到影响,教学效果也大打折扣,提高学生的动手能力、培养创新意识更是无从谈起。“汇编语言程序设计”课程也存在类似尴尬,讨论以16位个人计算机为背景的汇编语言程序设计知识,适合入门和了解基本原理,但与“计算机组成原理”、“计算机系统结构”课程一样,由于缺乏实际应用背景,教学目标无法完全实现。随着电子设计自动化(EDA)、系统编程(ISP)、片上系统(SOC)等技术的发展,32位个人计算机的应用已很成熟,多核64位计算机应用也将逐步成为主流。嵌入式系统设计需要较强的软硬件知识综合应用能力,因此在计算机硬件课程的教学中应加大相关新技术的比例,并根据实际及时调整教学内容。国外许多知名高校本科专业的教学内容已经作了适时调整,如麻省理工学院非常注重学生的设计能力的培养,为此专门开设了“计算机系统设计”课程,要求学生在实践环节中自主设计ALU、单指令周期CPU、多指令周期CPU乃至流水线32位MipsCPU和Cache;斯坦福大学也有相似的课程和实验环节;加州大学伯克利分校和杨百翰大学在基于可编程逻辑的超级计算机研制方面也有大量成果。当前在国内,案例教学已被越来越多的人所接受,尤其是在一些法学、工商管理类高校已经开始广泛运用。案例教学法是一种动态的、开放的教学方法,目标是解决学生如何用更有效的方式获得知识以提高应用能力的问题。案例教学法具有综合性、交互性、启发性、针对性和可操作性等多种特征,它的使用大大缩短了教学理论与实际应用之间的差距,同时对教师的教学观念产生了重大的影响。鉴于计算机专业知识与实际应用结合紧密的特点,教学中尤其适合案例式教学。目前在国内计算机课程的教学中,案例教学还处于一个起步阶段,主要表现在:案例教学比例不够,没有形成完整的体系;案例数量不足,质量欠缺;许多高校尽管重视案例教学的应用,但是在案例的搜集、整理与分析等方面相对滞后;案例陈旧,缺乏代表性等。
2以ISP技术为主线改革计算机专业硬件课程教学体系和教学内容
计算机本科专业涉及的硬件教学课程按合理教学顺序一般为“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”、“计算机组成原理”、“计算机系统结构”、“微机原理与接口技术”、“单片机”、“嵌入式系统”等,一些课程可以在时间上重叠,如“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”等。由于ISP、EDA技术可以灵活地开发出具有自主知识产权的硬件产品,是目前工程实践领域和芯片设计领域运用最广泛也是最有应用前景的技术,因此在计算机硬件课程的教学中应该把相关技术列为重要内容,即以ISP、SOC技术为主线,使相关课程形成一个完整的体系,达到培养创新性人才的目的。为了实现这一目标,在“数字逻辑”课程中,应大幅增加可编程逻辑技术的比重,重点讨论用EDA方法,利用ISP技术、SOC技术设计IP核的方法,使学生对相关技术的应用及发展趋势有一个全面的理解,并具备基本的实践能力;在“计算机组成原理”课程中增加计算机设计原理和实践的内容,也可考虑再单独增加一门计算机设计课程以替代目前“计算机组成原理”课程设计,在该课程中重点讨论如何采用EDA方法,利用ISP技术、SOC技术设计计算机各部件如CPU、Cache等,通过实际应用和实践进一步加深对相关技术的理解和掌握。在“微机原理与接口技术”课程可以考虑以16位计算机应用知识入门,以讨论32位计算机的应用为重点。相应的,作为“微机原理与接口技术”课程的先行课程,“汇编语言程序设计”课程也应把相应的内容整体提升到32位,考虑到学习过程的先易后难,可以先介绍16位汇编语言程序设计知识作为入门,再对32位汇编语言程序设计相关内容展开。单片机系统本质上也是嵌入式系统,嵌入式系统是针对应用或用户定制的完整、高效的计算机系统,嵌入式系统设计需要较强的操作系统原理、应用程序设计和硬件设计方面知识的综合应用能力,其中特别是硬件系统设计能力可以通过以上几门硬件课程的系统学习逐步培养,因此相关课程的教学内容应注意衔接,同时遵循先易后难的原则,面向实际应用,以提高动手能力、增强创新意识为目的。针对实践教学,目前相关课程的实验教学的实验项目及内容固定,大多为验证性实验,实验步骤程式化,许多同学按教学实验计划做完实验,仍然无法充分理解课程的主要内容,无法真正拥有教学大纲所要求的动手能力。更重要的是计算机技术一直处于高速发展中,高等院校的计算机教学理应不断地适应这种要求,相关的实验教学应适时地调整教学内容。解决问题的一个好思路是利用ISP、SOC技术开发出一种内容可定制的硬件课程教学实验平台,由于作为控制对象的外围电路是相同或相近的,可以设计为通用模块,而实验平台控制部分则可以利用可编程逻辑改变,以适应不同的课程。如控制部分设计为基本CPU即可做“计算机组成原理”课程的相关实验;控制部分设计为单片机即可做“单片机”课程的相关实验;甚至控制部分可以设计为个人计算机CPU,配合有关的接口电路,即可做“微机原理与接口技术”课程的相关实验等。在我院的计算机本科专业相关硬件课程教学实践中,我们已作出了一些有益的探索,如我院“数字逻辑”教学大纲已在近年作过相应调整,EDA技术、可编程技术的理论和实践教学内容的比例从原来的20%增加到60%以上,经过多年的建设,“数字逻辑”课程在今年被评定为“湖北省精品课程”;在“计算机组成原理”课程中引入利用ISP技术设计CPU软核等教学和实践内容;“汇编语言程序设计”、“微机原理与接口技术”课程中也增加了32位计算机相关内容的学习和讨论,新的实验设备可以进行32位的相关实验等,这些安排增强了学生的学习兴趣,学生学习的主动性也明显提高了。
3采用案例教学法作为计算机专业硬件课程教学的主要方法
案例教学法是一种事半功倍的教学方法,在教学过程中围绕事先精选的典型的、具有工程背景的实际案例进行讨论,可以为同学们模拟实际应用的场景,获得近似于实战的经验。为完成设计目标,同学们自然会自己主动学习,在这一过程中掌握知识,并学会应用知识,提高解决问题的能力;也能通过用不同的途径解决问题,培养创新意识。这样教师在授课中可以把精力集中于教学内容的总体把握上,而不需要过分在知识细节上消耗时间,提高了教学效率。案例教学法关键在于选择合适的案例,案例首先必须有代表性和实时性,必须是实践中的典型应用实例。在实践中应用的几率高,具有普遍意义,这样的实例在教学过程中值得花费精力讨论和设计,才是有意义的。同样重要的是案例需具有实际工程背景,学生可以面对具体的实际问题和特定的环境,有针对性地通过自主学习和思考进行设计,培养实际解决问题的能力。案例还应该形成相对固定的案例集,并具备一定的开放性,应定期对案例集进行评估,剔除一些过时的案例,增加一些新的典型应用实例。这样就保证了案例的典型性、实时性及工程背景。在教学实践中,我们把案例教学法作为主要方法,并把案例分为4类:一是问题评论型,给出问题和解决问题的方案,让学生去评价;二是分析实现型,不给出解决方案,要求学生讨论分析以提出方案;三是实际模拟型,是指在教学过程中依据教学内容,让学生分别充当不同的角色,进行模拟性的实践活动;四是发展开放型,通过案例发现新的理论生长点,讨论相关理论的发展趋势。我院在相关课堂教学中采用的部分案例如表1所示。在“数字逻辑”、“计算机组成原理”等课程的重点章节教学中,我们通过采用上述案例法,调动学生成为积极参与者,而不是消极被动的听众,在案例学习和讨论中,鼓励学生提出更多解决问题的办法,在课堂上营造出积极发表意见和争论的气氛。这样提高了学生的学习兴趣,教学效果有明显改善,学生的动手能力有了显著增强。
4总结
为实现面向实际应用提高学生动手能力、增强创新意识、培养创新型人才、确定完整合理的计算机本科专业硬件理论教学和实践教学体系的目的,我们提出了以ISP技术为主线的计算机专业硬件课程教学改革方案。它的主要内容为两方面:一是调整现有教学体系和教学内容,如在“数字逻辑”、“计算机组成原理和系统结构”、“嵌入式系统设计”等课程中以“数字逻辑”课程为先导,以ISP、SOC技术为主线贯穿于各相关课程教学过程中;在“汇编语言程序设计”、“微机原理与接口技术”等课程中把主要内容全面提升到32位等。二是在教学中运用案例法,使学生成为教学活动的主体,形成学生自主学习、合作学习、研究性学习和探索性学习的开放型学习氛围。充分发挥案例教学有利于提高学生分析问题和解决实际问题的能力、有利于促使学生学会学习、有利于促使学生学会沟通与合作的优势。实践表明以ISP技术为主线的计算机专业硬件课程教学改革,符合国家高等质量工程建设中培养创新性人才的规划,有效地增强了学生的动手能力和创新意识。我们也意识到计算机工程教学是一个复杂的过程,牵涉到许多方面,我们将在实践中探索教学规律,不断提高教学水平,进一步改善教学效果。
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近年来,互联网技术不断普及、计算机发展迅速,计算机工程能够实现信息的有效传输,对网络与电子商务等的发展具有推进作用,计算机工程被广泛应用。下面是读文网小编为大家整理的计算机工程毕业论文,供大家参考。
1概述
近年来,科学技术不断进步,互联网与计算机技术也随之快速发展,信息技术向人类生活的各个领域全面推进,促进了商业、信息业、通信业等各个科学领域的发展,逐步演变成数字化时代。如今,计算机工程应用具备方便、快捷等优势不可否认,但网络环境的开放性,使非法用户有机可趁,随之带来了病毒入侵、数据丢失、黑客攻击等一系列影响人们正常工作与生活的问题。因此,计算机工程应用中存在的问题,值得我们深入探究,并挖掘计算机工程应用的优势,不断改进,不断取得创新,以确保计算机工程应用的安全性和可靠性。
2计算机工程应用存在的相关问题
在计算机工程的应用中,由于信息网络平台的开放共享,病毒与黑客极易入侵计算机系统,对信息数据的安全构成严重威胁。因此,计算机工程应用中的安全问题应该得到重视。对计算机安全的管理,包括软硬件结构管理、数据信息管理和应用程序的管理。首先,在计算机应用阶段,计算机的实体安全性应该得到有效确保,计算机实体、计算机的电磁辐射应该得到有效控制,使其符合各项安全指标。其次,针对计算机软件设施,应该进行高效安全的管理和控制,使计算机的存储功能得到体现,阻止非法入侵和数据丢失。除此之外,提高计算机的存储防护能力也很重要,约束用户的作业范畴,避免用户读写操作跨越规范的界限。对于数据信息管理,设置专人进行数据的安全管理以及数据的输出管控,实施安全体系监测,有效记录数据及系统运行状况。另外,对计算机传输数据的输出进行全面审核也很重要。在计算机系统中,用户识别身份的方式通常为口令识别,因此,应严格管理用户登记信息,当应用中出现非法请求,系统应实施全面追踪程序,进行有效识别,对非法用户实施拦截。此外,计算机应自动对应用中的日志记录进行全面记载,记录项目包括节点名、用户名、用户口令、使用终端、使用数据等方面,实施对信息的有效保护。在计算机中,计算机应用的安全性与便利性存在失衡。安全体系的安全水平等级不一,针对信息的重要程度,制定相应的安全措施进行保护。确保信息与数据的保密性、整体性、可用性。在计算机网络体系中,计算机信息的取用,使用者必须经过授权方可访问,这是确保网络管理信息保密性的根本[1]。在信息输入、输出过程中,未经授权用户禁止擅自更改数据,破坏数据的整体性。同时,要体现动态信息的可见性,提高系统静态信息的可操作性。
3计算机工程应用的优势
计算机工程在应用上存在诸多安全隐患,对计算机信息实施安全保护非常重要,计算机工程应用也因此得到发展。例如,运用入侵检测系统,对计算机软硬盘设施中的信息数据进行实时检测,及早发现恶意攻击。对于黑客的入侵和恶意攻击,采取防火墙、防病毒墙对计算机系统进行保护,防火墙可以对网络数据的合理性进行分析,防止外部入侵,对非法用户进行约束[2]。运用加密技术,使黑客无法还原数据,从而阻止其恶意攻击。优化端口保护也具有显著的保护作用,能够对单端及双端进行保护,解决远程终端在计算机应用中的不足。计算机工程的广泛应用,推动了信息化的发展,同时也对经济发展起到了促进作用,计算机工程的发展,带动起相关产业的发展步伐,使我国经济水平提高,同时网络平台的发展给就业者提供了更多的就业机会和发展平台,带动电子产业、商业、信息业、通信业等各大领域的大规模发展。在保证安全的情况下,充分发挥计算机工程应用的优势,让用户安全、放心的使用。在公共服务体系中,计算机工程得到社会的广泛应用,其与互联网技术相结合,有效提高了公共服务体系的管理水平和工作效率。过去,公共服务体系数据需要人工采用手工输入法输入,导致工作效率较慢、服务水平低下、服务质量欠佳等想象。如今,计算机工程与互联网技术的应用,使公共服务体系得到明显改善,服务效率有所加强,获得巨大的进步。
结束语
综上所述,计算机工程在应用过程中,尚存在一些相关的安全问题,但也具备相应的优势。因此,对计算机工程应用的不足与优势进行探讨,掌握存在的问题并针对问题提出解决方案,运用科学的管理手段,实施具有针对性的安全措施,以解决计算机工程应用存在的不足,提高其可靠性和安全性,充分发挥其应用价值,为人们提供安全、可靠的信息平台,促进经济、科学的发展,提高全民经济水平。
14所大学计算机工程课程设置
计算机工程是涉及现代计算系统、计算机控制设备的软硬件设计、制造、操作的科学与技术,建立在计算、数学、科学和工程学的基础上,主要研究计算机处理器、多处理器通讯设计、网络设计和存储器体系,着重研究硬件设计以及与软件和操作系统的交互性能,如嵌入式系统、分布式数据与大规模存储系统。绝大多数美国学校的电气工程和计算机工程是在一个系,除数学、物理等基础科学知识外,课程体系主要包括计算机科学和电气工程等学科的相关课程、设计和构建计算机系统及基于计算机系统的相关软硬件课程。培养的学生应具备从事计算机系统工作的能力,或具备基于计算机相关系统进行分析、设计、应用和集成工作的能力,具有扎实的计算机基础理论、良好的科学素质和工程实践能力,包括良好的团队合作和人际交流沟通能力[5]。下面主要介绍美国这4所大学的计算机工程课程设置情况。
1.1UIUC计算机工程专业本科课程设置
UIUC计算机工程专业学生需要修满128个学分,这些课程分为如下7大类:1)科学基础与数学课程(31学分),包括数学、物理、化学在内的10门课程。2)计算机工程核心课程(34学分),这些课程重点介绍计算机工程领域的基本概念、基本原理、基本实验方法和技术,共有10门课程。3)专业基础数学课程(6学分),包括离散数学和概率、工程应用两门数学课程。4)写作课程(4学分),1门写作原理课程,主要讲授研究报告的写作方法。5)专业技术选修课(23学分),其中1门必须选自计算机工程和计算机科学专业技术选修课程之外的课程,其他必须均选自计算机工程和计算机科学专业技术选修课程。这些课程强调计算机工程实践中用到的主要分析方法和设计原则。6)社会科学与人文科学课程(18学分),这些课程被工学院认可并满足学校对学生社会科学与人文科学课程通识教育的要求。7)自由选修课程(12学分),这些几乎没有限制的选修课可以让学生学习任何领域的知识。学生可以在计算机工程专业深入学习课程,也可以学习生物工程、技术管理或语言等课程。
1.2普度大学计算机工程专业本科课程设置
普度大学计算机工程专业学生需要修满125个学分,这些课程分为如下6大类:1)通识教育课程(24~25学分),包括6~7学分的两门交流技巧课程和18个学分的社会与人文学科选修课程。2)数学课程(21~22学分),数学课程有两种套餐,各6门课,学生可以根据自己的情况任选一种。3)科学基础课程(18~19学分),包括物理、化学、生物及面向对象编程等5门课程。4)工程基础课程(7学分),包括工程导论两门课程及计算机工程和计算机科学以外学科的工程学科选修课1门。5)计算机工程专业课程(49学分),包括32~33学分的13门计算机工程专业核心课程;两门共计1学分的研讨课程;2门3~4学分的高级设计课程;2门8学分的研究生课程;1~2门计算机专业选修课程,使计算机工程专业课程总学分达到49学分。6)任选课程(4~6学分),根据辅修要求或个人兴趣,任选课程可以从理学院或文理学院中适合工科学生的数学、科学课程中选择,目的是使总学分达到125学分。
1.3伊利诺伊理工学院计算机工程专业本科课程设置
IIT计算机工程专业学生需要修满130~134个学分,这些课程分为如下3大类:1)限选课程(109学分),学分分配如下:计算机工程专业限选课程47学分,包括计算机工程和计算机科学两类课程;数学限选课程24学分;物理限选课程11学分;化学限选课程3学分;工程科学限选课程3学分;社会科学与人文学科限选课程21学分。2)选修课程(15~19学分),包括专业选修课程9~12学分,其中含1门硬件设计选修课;科学选修课程3学分。3)跨专业实践项目课程(6学分),包括IPROI跨专业实践项目I和IPROII跨专业实践项目II两门课程。
1.4西北大学计算机工程专业本科课程设置
西北大学计算机工程专业学生需要修48门课程,这些课程分为如下7类:1)通用工程方法、数学、科学基础课程(15门),必修计算方法与线性代数GenEng205-1、线性代数与力学GenEng205-2、动态系统建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4门通用工程方法课程;必修微积分(I)MATH220,微积分(II)MATH224,微积分(III)MATH230及多元积分与矢量微积分MATH234四门数学课程;必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3两门科学基础课程;从McCormick工学院科学基础课程中任选其他2门课程;另外必修IDEA106-1工程设计与交流(I)、IIDEA106-2工程设计与交流(II)两门工程设计和交流课程。2)工程基础课程(5门),必修4门,包括EECS202电气工程导论、EECS203计算机工程导论、EECS211编程基础(C++)、EECS302概率系统与随机信号,并从McCormick工学院工程基础课程热电力学、系统工程与分析、材料科学和流体与固体中任选1门。3)交流与社科人文学科课程(8门),选修GenCmn102演讲或GenCmn103课程的其中1门,另外选修7门满足McCormick工学院要求的社科人文学科课程。4)专业核心课程(5门),必修EECS205计算机系统软件基础、EECS303高级数字逻辑设计、EECS361计算机体系结构、EECS311数据结构与数据管理和EECS343电路基础这5门课程。5)技术选修课程(10门),西北大学计算机工程专业分高性能计算、VLSI与CAD、嵌入式系统和算法设计与软件系统4个方向,每个方向开设若干门技术课程,每个学生必须在这4个方向中选修5门课;从专业基础课程EECS213计算机系统导论、EECS222信号与系统基础、EECS223固态工程基础、EECS224电磁场与光学基础、EECS225电子学基础5门课中根据学习方向选修2门;剩下3门从计算机科学、计算机工程、数学、科学基础等课程中选修,如可以是生物学BIOL210-1,2,3和化学原理CHEM210-1,2,3课程,也可以经申请同意选修相关计算机工程研究生课程。6)自由选修课程(5门),共修5门,学生可以根据自身情况和兴趣爱好自由选修。若从未学习过任何计算机编程语言,建议其中1门选修编程入门(Python)EECS110课程。7)高级项目课程(1门),至少在微处理器系统项目EECS347-1、计算机体系结构项目EECS362和VLSI设计项目EECS3923门课中选修1门。
24所大学计算机工程课程设置特色
4所大学计算机工程本科专业的课程设置都通过美国工程教育认证机构ABET的EC2000指标体系认证,有如下特点:
1)注重基础知识的学习,在贯彻通识教育中培养学生的各种能力。基础知识直接决定学生未来的发展潜力[7-8],而基础知识的掌握通常是通过通识教育实现的。与我国高校通识教育不同的是,这4所美国大学按照各种完整的项目组织基础知识,让学生在基于项目的学习中形成各种能力。他们还特别重视人际沟通能力的培养和学生对广泛深入的人文社科知识的理解,使所有工科学生在数学、物理、信息、物质、生命、技术和能源科学方面及人文社科方面打下广泛的基础。这种比知识更重要的能力是学生取之不尽、用之不竭的资源。普度大学第一年的工程基础培养及UIUC第一年的计算机工程训练从一开始就围绕能力培养,使学生能更好地理解和应用所学的基础科学和数学知识。
2)注重相关学科的交叉和融合,培养学生跨学科处理问题的本领。现代工程是一个复杂系统,不是狭隘的技术知识背景所能胜任的。解决现代工程问题要求工程师能够打破学科壁垒,把被学科割裂开来的工程再还原为一个整体。这要求学校在课程设置上必须充分考虑学科的交叉和融合,为学生提供综合的知识背景,以利于复杂工程问题的解决[6,8]。UIUC、普度大学、西北大学和IIT在课程设上均体现了学科交叉、学科融合的思想。UIUC规定学生在技术选修课中必须选1门计算机工程和计算机科学系以外的课程,例如宇航工程、农业与生物工程、土木工程、化学工程、生理学、生物工程、生物物理学、生物化学、大气科学、天文学、材料科学与工程、机械工程等。普度大学的计算机工程专业学生也必须选修1门电气工程和计算机工程领域以外的课程,以满足工程拓宽要求,可以是航空力学、化学工程计算、噪音控制、核工程导论、材料结构与特性、环境工程中的物理化学原理、环境可持续工程以及运筹学-优化、运筹学-随机模型中的任何1门。西北大学的计算机工程本身就是该校电气工程和计算机科学交叉和融合的结果,学生除必须选修科学基础选修课中的普通物理-电磁学、普通物理-波现象和现代物理外,还必须在遗传和进化生物学、工程分子和细胞生物学中任选1门。IIT规定科学选修课必须选1门生物学、材料科学、化学原理,工程选修课必须选1门机械学导论或热动力学。
3)强调工程实践能力培养,培养学生“以解决问题为中心”的工程设计能力。工程本身就意味着实践,意味着更加重视工程实际和工程的系统性和完整性。这4所大学都十分强调学生工程实践能力的培养,在课程设置上不仅有丰富的实验课程,而且通过更为灵活多样的基于项目学习(Project-basedLearning)课程培养学生的实践能力。如IIT有IPRO跨专业实践项目,西北大学要求学生在微处理器系统项目(EECS347)、计算机体系结构项目(EECS362)、VLSI设计项目(EECS392)等项目课程中必须至少选修1门。普度大学要求学生选修电气工程设计导论(ECE402)、计算机设计与样机(ECE437)、操作系统工程(ECE469)、编译器与翻译器工程(ECE495S)和数字系统高级项目(ECE495C)等项目课程。UIUC则有计算机组成与设计(ECE411)、高级数字系统项目(ECE395)、微处理器项目(ECE412)、数字信号处理项目(ECE410)等项目课程供学生选择。
4)发挥和保护学生的个性及兴趣,激发学生的自主性和创造性。工程教育应该在最大程度上发挥学生的个性并促进其创新能力的发展。在专业学习中,学生可以根据自己的水平、学习兴趣、个性特长选择不同的课程,从而促进个性和创造性的发展。为学生提供不同的培养计划是这4所大学的共同特点。西北大学为计算机工程学生提供了高性能计算、VLSI与CAD、嵌入式系统和算法设计及软件系统4个不同的学习路径。UIUC、IIT及普度大学则采用庞大的选修课程及明确的课程分类,使学生可以依据兴趣爱好自行组织课程和学习内容,以发展个性,提高创新能力。
5)坚持课程设置机构的开放性,改变只按学科知识、由教师单方面设置的做法。在课程设置机构方面,这4所大学均根据产业界对计算机工程师的能力、素质、技能和知识等要求,学生求职的需求,毕业校友学习和工作的经验反馈及ABET2000指标体系,成立由有工程背景的教师、产业界、教育认证机构、学生及毕业生等利益相关者组成的专门委员会,讨论、确认、不断改进计算机工程专业的课程体系及教学大纲。这与我国由高等院校计算机科学与技术专业教学指导委员会主导、以学科为导向,追求知识完备性为基础,由缺乏产业经验和工程背景的教师确定的课程设置和教学计划相比,在满足学生求职和产业界需要等方面有明显优势[8]。
3改进我国计算机科学与技术本科专业实践教学的思考
截至2006年,我国高校工科专业在校生为600万人,其中计算机相关专业在校生近45万人,在规模上基本适应我国经济社会发展的需求。问题是我国计算机工程教育与计算机工业界脱节较严重,不同类型、层次学校的培养目标趋同[8]。通过深入研究、分析和比较美国高等学校计算机工程专业的培养目标及课程设置特色,我们深刻认识到我国工科院校计算机专业本科教育存在的诸多弊端。比如工程实践环节薄弱;工科教师队伍的非工化趋向严重;评价体系错位;课程体系落后,学科交叉欠缺,导致创新与实践双向不足,计算机毕业生得不到产业界的认同,普通工科院校计算机专业毕业生就业率低下。以下是我们对工科院校计算机科学与技术本科专业实践教学改革的一些思考:
1)计算机科学与技术本科专业实践教学的改革应从培养目标、课程体系、师资建设和评价体系、产学合作等方面综合考虑。
2)从培养目标上,工科计算机人才培养应从学科导向转为求职导向,也就是以产业需求为导向。这使学生能形成胜任今后工作的能力,成为合格的公民和称职的产业人员,而不仅仅是只掌握系统、完备的学科知识。
3)课程体系要符合大工程观的要求,注重学科的交叉和融合,强调基础知识的同时强化对学生实践能力的培养。实践教学应加强实验课程、项目课程和企业实习项目的建设,强调做中学、用中学,提倡学生的主动学习和实践是实践教学改革的重点内容。
4)评价体系涉及如何评价学生的学习效果,是关系到教学是否能达到培养目标的重要因素。如果要培养符合计算机产业界需要的具有各种能力和素质的工程师,以理论考试为主评价学生能力的评价体系就尤显片面。如何制定科学有效的评价指标,对学生的各种能力进行综合评价,特别是在基于项目的实践学习中对学生的团队合作能力、交流沟通能力、解决工程实际问题的能力进行科学评价,是一个有待探索的问题。
5)工科院校的师资队伍建设不应片面追求高学位和高学历。一方面应加强对现有教师实践环节的训练,鼓励大学教师到产业界兼职、进修和实习,通过必要的产业实践提高他们理论联系实际的能力,加强他们对产业发展需求的了解和认识;另一方面应聘请产业界具有丰富理论及实际经验的工程师到工科院校兼课,帮助学生了解工程实际,指导他们应用理论解决实际问题。
6)目前,产学合作主要体现在校企科研项目联合攻关、科研成果转化等方面。今后,我们应将产学合作有计划、有步骤地深入到工科高等院校计算机专业的课程设置、教学内容制定、实践项目课程教学、教学评价、师资培训等方面中去。
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计算机工程已经逐渐地走进了人们的生活之中,在人们的日常生活中也在不断地扩大应用范围。下面是读文网小编为大家整理的计算机工程毕业设计论文,供大家参考。
一、计算机工程制图的概念
市场的快速扩大使得近年来环境艺术设计专业得以长足发展,据统计,全国已有超过百所院校开设此学科,有超过五百所院校开设了相关设计类学科,但在专业制图软件操作上的规范性与高效性仍相对滞后,制图能力与设计能力脱节的矛盾十分突出,无法满足日益发展需求的设计教育现状。工程制图是设计师之间相互交流的规范语言,是方案设计乃至整个方案实施过程中的一个施工依据。随着计算机技术的迅猛发展和普及性的提高以及行业的迫切需要,计算机辅助绘图(ComputerAidedDrafting)应运而生并被广泛应用,简称为CAD。
二、计算机工程制图教学现状
环境艺术设计专业在学制内开设的计算机软件课程从专业应用角度可分为四个方面。一类是使用AutoCAD辅助设计软件,完成工程制图,或三维模型;第二,是三维造型、场景设计和建筑动画,以3dsMax、Vray等软件为代表;第三,是版面编排和平面设计软件,用于效果图后期编辑和制版,如Pho-toshop、CorelDRAW等;四是非线性编辑软件(一般作为选修课程),用于建筑漫游动画等流媒体文件后期合成。作为院校的设计专业的软件教学,就应该在宏观上划分出软件类别,进而才能针对不同软件定位和应用领域确定课程教学方向,选择相关软件,分析专业差异,开展组织教学。环境艺术设计专业兼有文、理等学科的内容,具有学科跨度大等特点,因而,在课程的设置上要整合课程资源,突出专业特点。鉴于传统教学的模式,是根据专业文理倾向不同的特点而通常采用两种教学模式:即按艺术类的艺术教学模式和按工程技术类的理工科教学模式。这两种模式同时存在是专业教学的必然结果,但经过长期的教学实践会发现,这样的课程设置虽然各有千秋,但都缺乏符合专业教学特点的专业性和系统性。在环境艺术基础教学中,软件操作课程是环境艺术设计设计专业的必修课程,而计算机工程制图又是软件操作课程的基础,其目的在于培养学生空间的创造能力和想象能力,在室内设计中正确运用计算机软件通过图示、图解法阅读、绘制图形等技能,进而加强设计能力。学生可借用计算机制图技术设计再现各种施工图或设计全新的方案。自课程开设以来,已经逐渐形成了一种相对稳定的传统教学模式,即在教学内容、教学方式方法上都直接借用了工科类机械制图的教学方式方法。然而环境艺术设计专业的学生主要是由艺术类招考录取的,无论是数学运算和逻辑思维都不是强项,这种教学模式给教学带来诸多的困难和矛盾,如学生对知识的接受能力、逻辑性思维能力以及在教学内容、教学过程等方面都存在着不适的严重问题,归根到底就是传统的教学方式方法与本专业的教学不能完全匹配。艺术类学生的形象思维能力和造型表达能力十分突出,这就要求课程要因材施教、扬长避短,进行相应的改革,要根据专业的特点和需求,在教学方法上创造一种适合于环境艺术设计专业的教学模式,以满足真正适应专业要求和满足社会需求教学模式。
三、教学方法改革措施
(一)教学理念的改革
环境艺术设计专业是以室内空间设计为核心的设计学科,空间的布置、色彩的搭配、材料的选择、施工的工艺等,是环境艺术设计设计重要的研究方面,这就要求在课程中适当引入美学法则、人机工程学、材料学以及人文学等内容,要考虑空间的划分、构建等各阶段所涉及的方方面面因素,因此专业的学习目的在于解决空间环境与人、环境与社会、室内空间与室外空间的诸多关系。作为环境艺术设计专业所开设的第一个软件课程,它是培养设计思想的必要过程,是实现设计作品的重要手段,它的目的在于为今后的设计创意奠定基础,也为设计的传达和实施创造更多可能性。因此要指导学生明确学习的目的性,熟悉现代制图的观念,提高空间造型水平,促进设计表达能力,变再现为创新,理论与实践的交互,才能使学生把握知识、提高技能。
(二)教学内容的改革
从计算机工程制图的知识体系来看,它主要以专业制图要求为依据,以专业透视和手绘效果图为基础,通过AutoCAD软件确定各视图之间的造型关系,从而规范高效地完成制图。那么,如何将把前期相关课程的内容结合起来,贯穿在计算机工程制图课程中就成为教学的重要内容,使其并非仅仅停留在讲授计算机软件相关知识与操作技巧的层面上。此外,把握基本原则是建立一切关系的必要条件,不论是在图形的分析过程中,还是在设计作品表达过程中,制图规范要求和合理制图步骤都是至关重要的。目前我们将计算机工程制图教学内容分成两大部分:一是平面制图部分,包括平面图、天棚图、立面图、剖面图、节点大样图等。使用线型、线宽、图层工具、绘图工具、修改工具、标注工具等,结合投影理论,绘制施工图的各个元素,学习AutoCAD制图的常用表达方式(包括造型的构成与修改、图层的建立与编辑、尺寸标注与文字标注、图框绘制)等方面的内容。如案例教学中安排的学习内容有:家具组合平面图、建筑总平面图、建筑立面图、详图、园林规划图等。适合于环境艺术设计、建筑设计、工业设计的基础制图教学;二是三维制图部分,学习使用三维造型工具,建立基本体造型和三维造型编辑命令,让学生树立视图概念、三维空间想象能力,结合专业的要求进行内容设置。如案例教学中所安排的三维制图内容有:三维零件图、三维零件装配图、三维室内空间图、矢量图导出为位图等内容。另外,由于该课程是学制内学生所接触的第一个软件课程,教学初期需要引导学生了解Windows基本操作。这些都是环境艺术设计专业的实践课基础教学内容,是根据专业的特点而制定的,在教学内容的讲解中自始自终围绕着专业特点进行,内容设置上也以规范和创新为基础展开。
(三)教学方法的改革
首先,相对于传统手绘制图是一种锻炼手、眼、脑配合的练习形式,在制图应用的软件中Auto-CAD、3dsMax绘图制图软件其强大的数据治理系统和优选功则能给设计过程搭建了新平台,一方面可以高效制图、便捷传输,另一方面也能激发设计师的想象空间,激发设计灵感。因此,如果学习过程仅停留在简单的造型临摹,无异于放弃了计算机制图软件的思维拓展功能。在整个图形的表达过程中能充分进行思维构想,所以在课堂上除了案例操作演示、快速表现练习外,要通过临摹范图,强调制图规范,还要通过开放性题目,提高学生的创造能力和设计水平。其次,设计流程中,通常是先画出总平面图,然后分解画出各角度立面图、以保证设计表达的准确性;在内部图形的处理上则采用剖面图和节点大样图来明确表达出其细部线型关系、材料工艺等信息。借助计算机工程制图软件,利用对象属性、图层以及其他辅助工具,合理安排图形、文字、标注等制图内容,通过制图软件实现制图表达的准确性和规范性是练习过程中的学习重点。为了让学生在学习过程中明确专业定位和学习目的,要在课程中安排出适量课时进入到设计工作室了解整个环境艺术设计流程,了解所学知识在行业中的定位,明确学习的目的性。
1.计算机实践教学中存在的问题
随着国家对教育的不断投入,教学改革已经有了明显的成效,但实践教学还在诸多方面存在一些不足。
1.1实践经费相对不足
学校真正提供给实践的资金有限,校内实践场地和设备存在一定程度上的不足,这就出现了人均实际操作动手机会少,教学与设备不协调等现象,直接影响了实践教学的质量,也影响了学生技能的培养。
1.2实践指导教师结构不合理
在实践教学师资队伍中,“双师型”教师还比较紧缺。参与实践教学指导者多为从公司聘请的工程技术人员,他们虽有着深厚的实践经验,但不能很好地将实践操作与理论知识统一起来,属于会做不会讲。而本校的教师虽有一定的专业基础理论知识,但在生产实践方而缺乏一定的锻炼,属于会讲不会做。教师结构的不合理,使得理论知识与实践技能不能有效的形成统一体,也影响了实践教学的质量。
1.3校企合作实践存在不足
(1)能够接受实践的学生少。企业受到人员和场地的限制,不可能接收太多的学生进入企业实习。
(2)对学生管理不足。由于学校和企业对于学生实践的管理都较为松散,造成学生对实践教学缺乏正确认识,使得实践教学的质量难以保证。
(3)需要有专门的教师脱离工作岗位指导学生。如果没有专门教师指导,企业很难抽调人员为学生提供专门指导。另外,没有教师的参与,企业很难保证项目开发进度,也不愿意不熟练的学生参与项目开发。这样,学校和企业就失去了合作的基础。
1.4实践考核不严
学校对于实践教学没有建立规范的考核标准,对实践教学的考核往往低于理论考核的要求,使得实践考核流于形式,影响了实践教学的效果。
2.计算机工程教育实践教学改革
针对上面分析的问题,我们认为高等工程教育中计算机实践教学改革应该侧重以下几个方面。
2.1加强教师实践能力培养,提高教师专业素质
高素质、实践能力强的师资队伍是提高人才培养质量的保证。学校应该加强计算机专业具有丰富工程经验的“双师型”教师的引进,同时采取有力措施组织教师参加各类师资培训,努力提高师资队伍的业务水平和工程能力,不断更新和拓展专业知识,提高专业素养。学校发展过程中有许多与计算机相关的项目,教师应该关注这些项目的实施,学校要尽可能把这些项目放在学校内部立项、实施。这些可以为老师和学生提供一次实践锻炼的机会,并能够降低开发成本,方便维护。有计划地安排教师到相关企业实践,了解计算机行业管理知识和新技术发展动态,积累工程开发经验,努力打造“双师型”教师队伍。教师们将最新的软件技术和职业技能传授给学生,指导学生进行实践,培养学生的实践创新能力。在人才引进和教师培训有限的情况下,教师可以组成模拟项目开发教学团队,确定明确的设计目标,教师引导,学生直接参与,按照工程项目管理方法管理,按照项目验收标准验收,提高教师的实践教学能力和管理水平,促进学生工程开发能力和团队合作精神的培养。
2.2案例教学法
根据教材重点、难点和学生中存在的疑难问题,精心设计案例题,以巩固深化知识,发展能力,以达到热能生巧。案例教学模式就是打破“以教师为中心”的传统教学模式,扩展到“以学生为中心”的复合型教学模式。在这种教学模式下,整个教学过程,教师利用情境、协作、会话等学习环境,要求充分发挥学生的主动性、积极性和创造精神。在这种模式中,学生是主体,也是中心,是知识的主动构建者;而教师是教学过程的组织者、指导者、促进者;教材是学生主动构建的对象;媒体则是认知工具。这种模式是与现代社会对人才培养目标相适应的,因而也是最有效的新型教学模式。
2.3激发学生的自主实践兴趣
采取激励机制,鼓励学生以兴趣小组或课程实验小组的形式开展实验、展开实验讨论,并主动和教师交流;鼓励优秀学生和高年级学生参与课外实践指导,逐步形成学生合作、自主实验和自主指导的氛围,转变教师指导为学生自主研讨,缓解开放性建设中实验指导教师数量不足的问题。设置合理比例,严格规定学生应该完成的课内和课外实验,让学生带着任务进实验室或实习基地。根据学生的学习动态,启发和引导学生自主选择实验项目,自主设计实验,综合运用所学知识,解决学习中的困难和问题,显现自己的智慧和能力,体验自主实践的成果,从而达到充分调动学生自主实践的积极性和主动性的目的。
2.4开发虚拟实践教学平台
由于自主实验所占比例较高,实践教学条件势必有限,加上难以为每个开放实验室全程安排指导教师,那么,可以借助校园网络建设虚拟实践教学平台,方便各个实践课程项目案例的管理,缓解教师和设备短缺问题,也缓解外出校企合作费用过高问题,为学生自主学习创造条件。以此平台的软件虚拟实训环境为例,老师和学生分组充当项目经理、开发员和测试员角色,登陆虚拟实训环境,根据其中真实的软件开发实例课件内容要求完成不同的开发和测试任务,并分阶段提交各自的成果,项目经理对开发员和测试员的工作进行指导、评审、考核和答疑。这样,学生将置身于以真实工程项目职场为背景的实训环境中,以项目团队的组织形式完成实战训练,亲身感受到规范的软件开发流程,迅速掌握规范高效的软件项目开发步骤与方法,在真实的项目开发过程中提高实践动手能力,获得实际工作经验,从而大大缩短了就业后的岗位适应期,真正实现专业教育与企业岗位需求之间的相互衔接。为了提高实践教学资源的利用率,开发实践教学资源库也就显得尤为重要。计算机虚拟实践教学资源库的构建要与人才培养目标相一致,以专业岗位需求为根据,突出“能力”目标。如软件开发课程实践库应主要包括以下内容:软件开发的基本概念、方法和步骤,解决问题的思路和过程;完整的开发过程和各个过图1计算机虚拟实践教学资源库结构图程的实际成果资料,具体包括“软件开发计划书”、“可行性研究报告”、“需求分析说明书”、“概要设计说明书”和“详细设计说明书”;最终开发成果、编码集及操作使用说明书。实践案例按照行业工程标准规范化的、系统的制定原则,把行业的要求融合到教学案例中,使案例库丰富及多样。实践项目库的项目是非常典型的,具有代表性的任务,根据专业相关技术领域相关职业岗位的任职要求,充分体现职业性、实践性和可持续发展性;以职业岗位真实的项目和任务及其工作过程为依据,整合相应的知识、技能,在真实项目的基础上构建学习性的环境。
3.结束语
实践教学是高等计算机工程教育中的重要环节,也是培养学生实践能力、创新能力的重要手段,还有许多教学改革的问题值得研究,我们将不断努力,逐步完善实践教学体系,在改革中探索、提高,培养出更多适应社会需要的复合型、应用型工程人才。
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小学的心理健康教育建设不容轻视,尤其是在相较于城市而言公共基础设施和教育水平相对落后的农村。下面是读文网小编为大家整理的农村小学生心理健康教育论文,供大家参考。
当下,农村中小学的心理问题复杂严重,亟待实施开展有效的心理健康教育。在基础教育领域需要更多的专家、学者、教育主管部门及教师关注农村心理健康教育的现状,建立专门的机构,配备专业的师资,以期有效地改变农村心理健康薄弱甚至空白的落后现状。
一、农村中小学心理健康现状
农村中小学生的心理健康问题主要体现在以下三个方面:
1.“自我”意识。这方面有个性上的问题,如内向、孤僻、任性、自私;有来自意志品质上的问题,如懒惰、意志薄弱、依赖性强;也有来自情绪方面的,如暴躁、厌学、冷漠等等。
2.交往意识。这方面的心理问题有来自家庭的,如叛逆、依赖心强、不独立、蛮横;有来自学校的,如刻薄、嫉妒;也有来自社会的,如打架斗殴、上网成瘾等等。
3.学习意识。这方面的心理问题主要体现在厌学、逃学、旷课、上课无精神、注意力不集中等等。
二、积极探索有益学生心理健康发展的良好途径
1.意识先行。要有实际作为,先改头脑,要实施有效的开展心理健康教育,必须先得让相关人员改变意识,从观念上加以转变,注重对学生的心理健康教育。首先教育行政领导要有意识。教育行政领导要意识到心理健康教育是学校教育的一部分,是教育应有的内涵之一,从而纳入整个教育体系,并且从物质、师资等软硬件上加以配备及完善。第二、强化学校相关负责人的意识。学校相关负责人要提高其对心理健康的重视程度,让教育回归人的本质,也让心理健康教育回归课堂,而不仅仅是课程表上欺上瞒下的一个象征性的文字符号。第三、教育者要有意识。教育者要能够积极参加专业培训。使自己走向专业化的心理教育的道路,丰富完善自己的教育理论,注重心理训练的实践以及案例的反思总结,这也是农村中小学心理健康教育最坚实而有效的一步。第四、家长要有意识。在这一点上,学校是家长产生意识的助推者。学校应适时组织家长学习有关学生心理健康教育知识,尤其对于留守学生的监管人而言,无论定期举行家长会或通过家访了解学生家庭背景,还是有关训练心理发展的活动、方法都要与家长进行讨论,进而制定方案。
2.行动跟进。第一、做好专业教师的培训。学校要加大培训力度,加大投资,在本校培养至少一名专业的心理教师。第二、做好各学科教师的延伸培训工作,提高全体教师的心理健康教育水平,掌握基本的心理疏导及训练的方法,有效地控制好自己的教育行为。第三、做好教师的心理健康工作。教师要以积极健康的心态,愉悦的心境,和稳定平和的情绪投入到教育中去,优化教育教学环境。第四、做好评价工作。学校要建立包括各学科教学成果、师生的情感体验、健康水平测试等多维度多层次的评价体系。第五、做好各学科的渗透性教育。各学科教师要打破学科概念,发掘本学科的心理健康教育因素,适时适机地对学生进行教育。第六、做好班主任工作。班主任是学生心理健康教育的中心角色,他既是管理者,又是陪伴其成长的朋友,与学生的交往最为密切。因此,班主任的工作一定要勤、细、实、巧,要深入了解学生心理,根据不同学生地不同心理问题,采用灵活多变的方式对学生实施教育。
3.文化陶冶。开展丰富多彩,健康高尚地各种文体活动,演讲比赛,团队活动,给学生心理发展以积极健康向上的影响。并可通过橱窗、板报、专栏、手抄报等方式营造健康和谐的的校园文化环境,以陶冶学生的性情、促进其活动能力,集体生活与人际交往能力。
4.爱的滋养。“没有爱,就没有教育”,爱是教育的前提和出发点,把爱当做心理教育的催化剂、灵丹妙药,你会发现走进学生心灵是多么的幸福。所以,教师要善于发掘社会、学校、家庭的爱的教育资源,实施爱的教育,营造爱的氛围,让感受爱与奉献爱成为每个教师的工作方式和每个学生的生活方式。总之,农村中小学学生的心理健康教育是一项任重道远的工作,急需我们集思广益,群策群力,做好从无到有的工作,之后不断的健全与完善,使之在农村中小学加以推广与普及,这样才能给农村中小学心理健康教育一份关注,一份希望,也才能给无数农村学生以一份关爱,让他们健康成长。
摘要:针对当前小学心理健康教育与德育工作的整合现状,在小学心理健康教育与德育教育工作相互整合的基础上,提出了相应的措施。
关键词:小学生;心理健康教育;德育教育
当代社会是一个知识经济的时代,也是人才竞争的时代。在这一社会背景下,关注学生的心理健康以及品德修养对学生的发展尤为关键。本文主要从对学生心理教育与德育教育的整合工作提出相应的合理化建议,使学生能够健康快乐地成长。
一、对小学心理健康教育与德育工作整合的重要性分析
(一)有利于形成教师对学生的正确认识
对于小学生来说,思想观念与心理发展还不十分成熟。因此在小学教育中将心理教育与德育教育进行整合有一定的重要性。首先,小学生的心理发展必将通过行为方式表现出来,并且如果小学生与同学相处的过程中,人际关系过于敏感,就会影响学生的健康发展。通过一定的心理健康教育以及德育工作,能够使教师明白学生的心理发展特点,也不会因为一些小问题而把违纪行为当成是思想道德方面的问题,能使教师更好地教育学生。
(二)有助于学校德育工作的开展
以往的学校德育工作中,一般都采用知识传输型教育模式。这种简单的教育方法会使学生处于被动接受的位置,很容易造成学生的抵触心理。因此,作为教师可以将心理教育引入到德育教育工作中来,可以采用宣泄法、疏导法等方法,改变以往简单的教育方式,使学生愿意接受教师的教育工作。通过教师与学生的心理沟通,以朋友的身份与角色为学生疏导心理上的问题,才能够使学生放下心里的包袱,主动接受教师的德育教育。
二、当前小学心理健康教育与德育工作的整合现状
首先,关于心理教育与德育教育的整合工作缺乏一定的方法指导。由于二者分别处于不同的学科领域,必须要打破学科的界限,并且在研究过程中找出两者的共性特点,才能有效地指导学生的德育教育工作。其次,对于不同学科的整合人才相对缺乏。比如一些学校负责德育教育的是政教处的工作人员,但是他们对心理学的知识了解甚少,而一些心理健康的教育工作者对学生的了解也不够,对于教育学方面也是缺乏一定的研究,而一些德育工作者多为刚毕业的大学生,缺乏一定的教育实践,尽管有心理学的基础,但是他们不能够在实践中更好地指导学生。最后,当前的德育工作与心理教育的整合缺乏良好的环境支持。除了部分教师,一些家长以及校领导也都未能真正掌握心理健康知识在德育教育工作中的应用,从而阻碍心理健康知识在德育教育工作中的发展。对于当前现状,需要经过长期的改革以及思想方面的渗透,使整合工作得到最大化地合理实现[1]。
三、小学心理健康教育与德育工作整合的重要举措
(一)促进心理健康教育与德育工作在实践上的整合
要想将心理健康教育与德育工作进行整合,首先应该把心理健康教育与德育教育在课程上进行整合。小学思想品德课程以传统的知识传授为主,教师可以把心理健康知识纳入到课堂教学体系之中。例如,首先,可将如何与人交往、如何正确看待自己等放到相关章节中来;其次,教师也可以根据学生自身的性格特点,利用相关的心理健康调查表对学生进行调查,做到因材施教,有针对性地对每位学生进行心理健康分析;最后,学校还可以大力开展一些心理指导课程、道德事迹褒奖等相关知识讲座,大力宣传道德知识,从而促进学生的全面健康发展[2]。
(二)联系学生的日常生活加以整合
每个人都离不开生活这个大舞台,它与每个学生息息相关。因此,要想很好地将心理教育与德育教育相结合,教师需要特别关注学生的日常生活,以学生的生活为出发点,了解学生的生活经验,并通过观察学生的生活状况来研究学生的心理特征,以此来指导德育教育工作的发展。
(三)通过与家长之间的相互配合实现二者的整合
学生的成长活动离不开家庭与学校这两个载体。因此,将二者整合在一起对学生进行德育教育,就应该与家长多交流,多沟通,掌握学生在家中的情况,如父母之间是否和谐,家庭对孩子的成长态度如何等。除此之外,学校还可以开展几次主题班会,对学生的心理与德育教育方面请家长谈谈自己的看法;还可以举行亲子活动,通过活动的参与,使家长更加了解孩子,教师更加了解父母与学生之间的关系,并与家长一起对学生的心理与品德进行教育与指导[3]。综上所述,实现对小学生心理健康教育与德育工作的整合对小学生的健康发展有重要的影响。而实现二者的整合需要教师、家长与学校等多方面的努力,如此才能有效促进学生健康发展。
参考文献:
[1]张艳婷.学校德育与心理健康教育的有效结合[J].西昌学院学报:社会科学版,2010(3):19-21.
[2]谭军.德育与心理健康教育的相互渗透[J].教学与管理,2011(36):564-565.
[3]磨丽萍.探索德育与心理健康教育的整合[J].交通职业教育,2010(2):87-89.
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计算机的应用广泛,为人们的生活提供了便捷的服务。随着计算机技术和网络技术的不断发展,人们的生活、工作和学习已经离不开计算机,人们对计算机的依赖程度使得计算机的安全问题,受到广泛的关注。下面是读文网小编为大家整理的计算机毕业设计论文,供大家参考。
1现有实践教学体系的不足
1.1专业课程设置定位不准确
当前很多高校计算机工程专业是在社会大量需求下匆匆上马,没有相应的学科基础,新教师多,是参照其他学校的教学大纲开设自己的专业课,没有深入研究本校学生的基础素质和能力,以及本校教师的专业素养和能力,使其专业课程不能满足现代高等教育的理念,造成其实践教学体系先天性不足。
1.2课程实验师资不足
学校规模的扩大,在校学生规模剧增,致使专业教师和实验指导人员严重不足。每年分配到校的年轻老师几乎都是从学校到学校,缺乏实践经验。暑假的教师岗前培训,不到一个月的时间也只是形式而已。同时计算机工程专业高级教师的大量流失,使实验课程的指导教师严重缺失。
1.3实验教学内容质量不高
师资专业水平不高,使开出的实验内容水平也不高。主要是以验证性和观察性的实验为主,设计性、综合性的实验较少,研究性和创新性的实验几乎没有。现在的实验很多都是表面的形式,没有达到实际的效果。
1.4实验指导和管理落后
计算机工程专业的实验以锻炼学生的能力为主。但是当前实验内容陈旧,指导教师的实践经验不足,不能很好满足学生学习的需要。实验课程的安排随意性很大,不能与课堂教学相辅相成,学生理论和实践脱节。实验室管理手段比较落后,采用人员绑定实验室,手工登记和监督,致使实验教学非常忙乱,更不用说实验室开放了,使很多教学设备闲置,学生的需求得不到满足。
1.5实验设备不足和陈旧
计算机设备是更新非常快、投入非常大的,与其他学科的实验设备性质差别很大。很多学校的领导和相关部门不能认识到计算机教学的特点,在实验设备上投入不够,使很多设备落后,数量也不足,根本达不到教育部规定的4:1的指标。
1.6实习基地较少
学校与企事业单位联系的渠道较少,相互的合作不多。学生的毕业实习基本由学生自己解决实习的单位,学校只能提供较少的实习单位给学生,根本无法满足学生增长的需要。针对当前计算机工程专业实践教学体系的不足,参照国内外高校中计算机工程专业教学体系,按照学校的实际情况重新制定培养计划,对本校的专业教师和实验人员进行继续教育和培训,加大设备的投入。本文按照实践教学的各个环节分开讨论如何设置实践教学的内容、目标和教学的手段,给出一个符合当前社会需求的计算机工程专业实践教学体系的设置方案。
2以素质教育为目标的实践教学体系
2.1课程实验
课程实验是课堂教学的重要组成部分,它是和课堂理论教学相辅相成的。通过课程实验,不仅可以传授实验基础理论知识,而且可以使学生更加深入地理解理论,完成理论与实践的结合。通过实验可以训练学生的基本技能,严格按照实验过程进行,分析实验中出现的问题,排除一般故障,对实验的结果进行分析和解释,锻炼学生的动手能力,培养学生的技能,提高其计算机软件和硬件设计和实现的技能。实验也是教师和学生深入交流的通道,启发学生深入思考,敢于创新。计算机工程专业的课程实验按照实验的性质,可以分为观察性实验、验证性实验、设计性实验、研究性实验等不同类型。现在实行多媒体教学,观察性的实验一般可以在课堂上简单演示,一般不列入实验体系。自从20世纪90年代以来,互联网在全世界大规模推广,现在的很多学生在大学入学之前都接触过使用过计算机,很多中学都开设了计算机课程,使学生具备了初步的计算机技能,能够使用可视化的开发工具进行编程,这使得计算机工程专业的低年级学生可以有少量的验证性试验,验证性实验可以在理论教学中简单演示,给出详细的辅导材料指导学生利用课余时间自己实验,其他的实验为设计性实验和综合性实验。在计算机工程专业有全校理工课基础教育,包含的物理实验、化学实验等公共基础系列实验本文不予讨论。软件技术系列实验要强调实验内容的设计,按照学生的能力和当前的素质以及教学大纲重新规划实验的内容,追求变化以适应社会的需求。
当前重点加强的实验是基础理论系列实验和硬件技术系列实验。现在学生都是轻理论重应用,计算机工程专业的本科教育是以素质为核心的,理论是应用的基础,只有掌握理论应用才能够深入的探讨,否则其应用仅仅是模仿,不能够进行创新。为此要加强数值分析实验、离散数学实验、算法设计与分析实验等为主的基础理论系列实验,其中离散数学原来仅仅是讲授原理,不能和实践应用结合脱离实际。这些实验应该在验证性的基础上变换为一定设计性实验,重点强调理论的实践。软件实验的可操控性强,对于硬件实验需要一定的技术和经验,当前很多学生和教师都不愿开设这类的实验,多数是按照实验设备教程进行验证性操作,没有任何的设计性,更谈不上创新试验了,为此电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、数字逻辑、计算机原理、微机原理及应用、嵌入式系统、计算机接口设计、计算机网络[2]等课程实验要增加趣味性,不要仅仅是枯燥的理论验证,而是结合理论设计实验内容以激发学生兴趣为主,寓教于乐,在设计性实验中掌握理论,在实验中培养学生的创新思维。在设计实验内容时要考虑到学生的起步基础不同和素质高低不同,设计出可以选择的实验,满足多方面多层次的需求,提高实验的质量。课程实验应该包括适当的开放性实验,目的是进一步提高教学水平、培养学生实验技能与创新能力。为此需要实验管理采用开放性,采用自动式的学生认证系统,提高设备的利用效率,为学生创造良好的实验环境。
2.2课程设计和协作设计
在课程实验的基础上,以提高学生的综合能力为出发点,应该选择比较重要的课程作为单独课程开设综合性课程设计,这对学生实践教学能力培养是非常重要的,考虑到整个实践教学必须占到整个学时的比例,应该开设以下综合课程设计。(1)高级程序语言课程设计:高级语言是计算机工程专业的基础课,通过课程实验学生仅仅是掌握语言的词法、语法和语义,不能从整体上掌握整个系统。特别是现在高级程序语言的开发环境虽然比较方便使用,但是其知识结构比较复杂,但是掌握其可以直接在程序中使用,大大提高编程效率。课程设计指导书中给出10多个题目,以学生综合掌握高级程序设计语言和集成设计工具为目的,学生能根据题目的目的,独立完成分析、设计和调试。使学生能更进一步地理解程序设计方法,熟练掌握常用的数据结构和算法,培养学生的实际设计能力和分析解决问题的能力,保持良好的程序设计风格。(2)数字电路课程设计:使学生基本掌握数字电路设计和调试的方法,增加集成芯片的使用知识。教师根据学生的基础列出10多个的选题,给出设计的目标,提供相应的数字电路分离的器件,要求学生独立完成设计、系统装配和调试。能力比较强的同学可以独立完成选题设计,完成系统的装配及调试,教师只需给予一定的指导。(3)计算机原理课程设计:使学生加深对计算机原理和相关课程的理解,实践和锻炼计算机硬件的设计能力和调试能力。要求了解实验所能提供的硬件基础和计算机体系结构,以及现在硬件设计语言的一般设计过程和方法,能够按照指令体系和功能进行逻辑设计和实现CPU,并进行软件的模拟。(4)嵌入式系统课程设计:现在机电设备的智能化都来自于嵌入式系统,嵌入式课程深入需要综合性的课程设计,能够使学生掌握嵌入式的环境应用的限制性、功能的限制性,根据设计的目标,综合使用嵌入式系统的接口、通信的基础知识、嵌入式微处理器构成控制系统,掌握实际控制设备运行的实际知识,培养学生硬件方面的综合设计能力和动手能力。(5)操作系统课程设计:要求学生掌握流行大型操作系统的系统结构、各种实现机理和各种典型算法,系统地了解操作系统的设计和实现思路。该实验可以采用开源的Linux系统为实验平台,运用所掌握的知识对内核某个部分进行替换,运用内核开发环境实现内核的重新组合。这样可以锻炼学生进行系统编程的能力,为今后开发驱动程序、网络接口等打下基础。(6)软件工程课程设计:使学生系统地掌握软件工程及软件管理的过程、方法和工具,教师可以按照学生比较熟悉的需求,设计多个相对比较大的项目作为题目,方便学生需求分析,这些需求分析可以是一定条件下现场的调研,多数数据是通过其他材料整理汇集出来的,也可以通过网络收集具体项目的需求,这个不能是真正的现场调研,这是课程设计中非常重要,而且是需要特别处理的部分。在此基础上学生要完成软件的设计,给出测试和维护的基本原则和文档。由于教学时间的限制,不可能完成编程和具体的测试,仅仅是完成必要的文档标准化和内容完整性检测。
在计算机工程专业的课堂实验和课程设计是按照教学计划一个年级同步进行的,为此可以在达到实验目标的同时,在班级内部进行计算机技能比赛,比赛解决实验相关内容及问题的能力、比赛编写程序的质量、比赛编程程序的规范程度,比赛学生各种能力,促进学生内部有序良好的竞争,提高他们学习的积极性。也在同一个课程的不同班级进行比赛,培养整个专业的学生能够具有注重技能训练的精神。课堂教学和课程设计都是以班级为单位的独立设计来和完成,当前现实的项目是需要多人的系统完成,为此需要增加一个大作业和项目开发的实践教学环节,帮助学生增强交流能力、解决问题能力和技术技能[3]。(1)综合性作业课程:需要综合多门课程,可能需要多个学期,成立班级内部的小组分工协作共同完成。该作业具有一定的难度,综合多个知识点,需要系统的规划,能够锻炼学生的综合能力,同时也可以实现信息沟通技巧的掌握,达到交流技巧的掌握。(2)项目小组开发:团队精神是当今计算机工程专业必须具备的,可以按照当前社会需求和科研需求,设置多个项目,让高低年级学生自由组合,组成开发小组和兴趣小组,协同完成一项任务。项目过程包括开发、软件管理、经济、风险管理、需求工程、设计、实现、维护、质量保证、标准以及协同工作等。这样不仅提高了他们的实践能力和技能训练,关键是协同工作能力的锻炼,使学生更加容易地融入社会工作中。项目小组也是高级学生向低年级学生传递知识和技术的最佳场所,也可以大大提高高年级学生的管理能力和各个方面协调的能力团队开发课程。这也是课堂教学有益的补充。在项目开发的需求分析中要注意相关的法律和道德的可行性研究,清楚涉及的有关问题,锻炼采用何种策略来应对。这样的项目可能是多个学科综合的,可以把相关科目的同学吸引到小组中,比如自动化控制、通信工程、信息技术、电子商务、经济管理等等,实现高层次的综合。
2.3实习和毕业设计
实习不仅是学生发挥本专业特长服务社会、接触社会;也在实践教学中起着重要的作用,使学生在实践过程中即能达到提高个人能力的目的。当前实习有多种形式,多数分为校外的实习基地和校内实习基地,使学生能够到实践单位接触和了解科研和开发中存在的各种现实的技术或管理问题,参与实际课题或项目的开发等。实习基地的选择和建设是非常关键的,为了保证实习的质量。必须定期对实习基地进行评估,包括接收学生的数量、提供实习题目的质量、管理学生实践过程的情况、学生的实践效果等。实习指导教师必须有实践经验、教学经验,校外实习基地聘请业务水平高、责任心强的人员担任校外指导教师。毕业设计是一个科研和教学结合最为密切的实践环节。在毕业设计中学生可以理论联系实际,锻炼解决实际问题的能力。毕业设计应当紧密结合科研项目或课题,从科研任务中选择有价值的题目进行设计、实验和研究,还可以通过与企业紧密合作的实践教学活动来进行。
3结束语
随着计算机技术的日新月异的发展和深入应用,将会对实践教学提出了更高的要求;这就要求高等学校按照自身办学的定位和社会的当前需求对计算机工程专业的实践教学体系进行修订。以培养学生技能和实践能力为核心,高校教师要转变教育思想,更新教育观念,以构建主义为教学指导思想,推动计算机教学向着“培养全面高素质人才”的方向发展,为学生以后更好地为社会服务打下坚实的基础。
1现状分析
培养高质量的软件开发人才一直是社会和行业关注的焦点。早在11年前,对于工程教育的迫切性就被人提出来[1]。工程教育本身也作为一个系统问题被讨论[2]。现在从国家层面在战略上建立了软件学院进行专门培养,各个高校也不断推出新的课程、新的措施方案。在这一领域虽然比过去似乎已经有了翻天覆地的变化,但来自企业的呼吁似乎一直反映出诸多不尽如人意。更多的思路希望将企业的力量直接引入到教学,比如实训基地等[3];而国家层面也非常关注实训[4]。但实际效果可能变得流于表面,因为企业往往难以将核心的工作拿给学生做,而其训练的项目也并未从更全面系统的角度去设计,其锻炼效果就有限了。在软件开发这一领域,由于其具有变化迅速,新技术不断涌现的特点,导致不少在教育内容上选择了追逐新技术、新语言、新平台,以能用会用这些流行主流技术为目标。典型的代表就是北大青鸟,有些二本的学生在毕业前专门花钱去青鸟学习,似乎可以看到这种教育的优势。但另一个矛盾的情况是,往往那些关注员工后劲的公司却不愿意招聘青鸟的学生。如果将目光投向国外的顶级大学,例如斯坦福,其教学上并没有去“依赖”校企合作,以及很热门的“实训”。其核心课程依然是过去的传统经典课程。以一个研究生为例,一学期能修2门课是正常,3门就很优秀。它并没有追逐所谓的新技术。但无人质疑其学生的工程能力、科研能力和创造能力。
2什么是计算机工程能力的核心
什么才是我们软件开发教育的核心知识架构,怎样才能培养学生可持续发展的核心竞争力?我们调查过一些非常高水准的软件开发者,发现他们往往在底层软件上持之以恒地进行长时间深刻的锻炼,然后在未接触的新领域才能非常迅速地掌握核心。例如,一个非计算机专业的系统分析员曾经“只”在DOS这种原始的操作系统下玩了10年,甚至自己写过一个汉化的DOS。他只有书本上的一点点网络知识时,就用一两天时间解决了一个学通信的研究生1个月都不能解决的网络故障。这是一个典型的例子,他并没有“实际的”网络经验,什么使得他如此轻松地进入了新的领域呢?而另一个曾就职于vmware、google等顶级公司的程序员,在Unix下只用C语言做了10年系统级编程。当用Java,C++甚至是javascript时,其学习时间只是1天,很快就比做了几年专门java编程的程序员还精通。如何才是软件开发人员的本质力量?什么才能让他们在变化万千的新技术面前屹立不倒,乘风破浪?
2.1计算机工程能力
我们认为计算机工程能力包含两方面的内容:(1)核心知识架构;(2)计算机的思维方式。什么是核心知识架构呢?是反应该领域最基本规律和支撑技术的知识。简单地说就是传统的操作系统、编译、数据库。操作系统将硬件、软件、高级语言和汇编融汇在一起,它几乎包括了软件工程中所有重要的因素。举一个简单的例子,似乎只有面向对象这种“高级东西”才有的虚函数运用,其实在Linux中就有相应的虚文件系统。操作系统是最为复杂的计算机工程之一。编译融汇了大量的算法,而且能让大家真正看“穿”语言的外表,深入到其内里,体现了最根本的计算机技术。其优化技术,也深刻地和硬件交融在一起,很好体现了底层风范。数据库,不仅是运用算法最多的地方,甚至是超越操作系统的一个复杂的系统,从缓存技术到i/o优化,到索引,再到事务处理,无一不是反映计算机最深刻规律。大家可以发现,所谓核心知识架构,都具有两个特点,反映本质规律,体现软硬融汇交织。也只有这样,才能建立下面谈到的“计算机思维方式”。
2.2核心知识架构
为什么我们没包括一些新兴的语言和技术呢?似乎它们很“实用”。而且已经出现的问题是,按照传统科目和方式学习后,学生在企业什么都不会。这也正是大家关注工程教育的初衷。为什么不强调这些新兴实用技术的教育还在强调“古老”的“基础”。计算机领域一个显著的特点是,表面上知识更新非常快,新技术、语言层出不穷。这很容易导致当我们发现学生能力欠缺时,将问题归罪于新技术的学习不得力,知识结构老化。但其实目前的问题可以从另外一个角度考虑,是否是基础教育不得力?分析国外著名大学,如斯坦福、伯克利的课程,我们发现两个特点:(1)关键的基础课程,如操作系统、编译原理、数据库,始终是其最重要的课程,并没有过分追逐各种“新潮”技术。(2)学生一学期能修的课程非常有限,一般为3门课。而国内却呈现相反的状况,比如编译原理被降到了选修课的角色,新潮课程层出不穷,一个学生二年级一学期要修13门课。在这种走马观花的状况下,计算机这种具有强烈“手艺”色彩和工程实践的学科,被完全纸上谈兵化。而一些可怜的实验内容,还被学生的复制拷贝所湮没。我们认为,恰恰是这种情况,使得基础核心知识教育没有工程化,没有充分动手,导致了基础知识教育某种程度上的巨大失败。从以下鲜明的对比可以窥见问题的端倪:国内学生反映操作系统课程是文科课程(只需要背条款考试即可);而相对地,国外著名高校操作系统课程要求学生实现“小”操作系统。国内数据库只讲其应用(如大量讲解sql等运用,sql即使非计算机专业人士也很容易学习,这也是它被发明的初衷)。斯坦福的数据库课程中有一门需要实现一个数据库系统。在笔者走访的计算机工程上优秀的人才,发现其共同的特点就是在诸如操作系统或数据库上都有很深入的学习经历,比如前面提及的自己构建过汉化DOS系统,或者在Unix下,做内核以及驱动很多年等。而当他们接触新技术时,之前深刻的经验和淬炼的思维就让他们如虎添翼,快人一等。更有甚者,国外真正的最顶级专家,都是在这些领域有无与伦比水平的专家,从delphi的缔造者,转战到微软并入主.net平台的开发,也可看到雄厚的底层知识和能力的巨大作用。所以“老”知识并不是障碍,而是通向天堂的阶梯。究其原因,就涉及到工程能力的第2个方面,计算机思维方式。
2.3计算机思维方式
对非专业人士它是很抽象的概念,而对真正专业人士,这又是一个非常鲜活的概念。这里限于篇幅,我们只举一个简单的例子。面对在C++中外部代码如何直接修改私有变量的问题,计算机的思维方式就是:对象也是放在内存中,只要能拿到对象的地址,并知道对象的布局,那么就可修改。而没有建立这种思维的人,就完全被高级语言的语法所左右,无从下手。一句话,无法看到本质,没有从下而上的底层思维。核心知识课程的有效深入教学和计算机思维方式建立有何直接关系呢?我们认为核心知识因为其反应了计算机本质规律,而且从底层建立起来,所以对其深入掌握运用后,它从开始的逼迫到最后的陶冶,最终潜移默化地让受众建立起“计算机思维方式”。而这正是计算机工程师安身立命之本,就如同音乐家有其独特的音乐思维方式一样。为什么诸如java之类的课程于建立计算机基本思维不太合适呢?因为它更高层,无法让学生看到最下面。而唯有彻底、深刻和系统的底层淬炼,才能真正建立起“计算机思维方式”。
3如何打造强大的计算机工程能力
大家一方面指责基础课程的“空洞”、“无用”、“陈旧”;另一方面在不断开设的海量新课和技术中压得学生更加远离编程,远离实践。即使能培养出熟悉某种语言的学生,也无法看到他们和培训学校有何不同。实训也似乎没有根本解决问题,我们在实践中发现,往往是那些自己醉心于编程的学生最后有着卓越的表现。让基础知识能支撑和指导实践,而非仅仅“符号”,并引导学生进行高效的实践。
3.1“3块连一线”,4门基础课程整合打造核心知识架构我们将4门基本课程进行贯通式整合,着力塑造学生的“计算机思维”。下层的是3门基础课(在上一小节探讨了其在工程能力训练上不可替代的重要地位),对软件开发环境产生支撑。而软件开发环境又通过精心的设计和工程实践,从应用角度将3门课程所学的知识串联起来。从而将基础知识和工程开发更有机整合在一起。首先,阐述为什么将以上课程整合在一起的理由。要回答这个问题,必须先回答什么东西支撑了优秀程序员。在我们的调查人员中,无一例外地都具有很深厚的底层软件开发背景。有长期从DOS的Hack入手的;有长期从事Unix内核编程的;有从Windows的driver起步的;有以反汇编逆向为根基的。长期在最底层的经历,使他们建立了最真实和能触摸的系统观,能以计算机的方式思考。所以面临新技术时,他们能透过新形式很快把握其精髓,深刻地把握其实质。“太阳下面没有真正的新事物”,例如号称21世纪最新的重要的软件技术AOP(AspectOrientedProgramming,AOP),其实在20世纪60年代就出现在了汇编一级的软件技术中,它本质就是钩子技术的系统化。在底层的软件世界,我们不仅能够用到那些所谓的最新的技术,而且能看到其本质(我们可能就是用机器码自己构建出来的,而不被新技术的华丽外衣障目)。这些使得具有底层经验的开发者,更有创造力,更能创造,也更能洞察迷乱后的本质,庖丁解牛,解决那些异常复杂的工程问题。举一个笔者遇到的真实例子,一个具有深刻底层经验的程序员(一直只有C语言和操作系统编程经验)和一个只有深刻Java经验的程序员,在同时学习Javascript的闭包概念时,后者一个礼拜都还有些似是而非。前者很快就能自如运用,且最后指点了后者1个小时,后者顿时豁然开朗。这是典型的“新”与“老”,上层和底层经验在面对新事物时的对比。既然底层软件赋予我们如此强大的能力,那么哪些是底层软件呢?大家公认,操作系统、编译和数据库由来就是计算机工程自身的根基。所以,我们必须将这3门课涉及的知识好好淬炼。而如何将3门课的知识和我们日常的软件开发联系起来呢?如何用它们指导平时程序的开发呢(我们大多数是开发用户级软件,不会开发内核软件,因此许多人认为几乎整个在内核中的操作系统对用户级软件开发无从指导)?另一门课,《软件开发环境》解决了这一问题。它有一条主线,通过反汇编将C语言和汇编串联起来,让系统级的知识从高级语言的面纱下展现出来。同时用逆向工程这把庖丁之刃,将编译、链接、面向对象等软件开发中的重要知识块剖剔,让底层与上层贯通一气。而逆向的技术技巧,本身也是非常高级的软件开发技术。因此,我们用“3块连一线”来总结4门课的关系是最好不过了。为什么不纳入语言课程,比如C/C++语言?从我们的工程经验来看,语言只是计算机原理和思想的载体,是表述方式而已。为了表述形式而专门花大力气是不值得的。比如,国外的著名大学很多都不开设语言课,在其他课程作业中必须用C语言编程,学生们就在那里锻炼了。真正的语言的力量并非来自语言本身,而是底层知识为支撑的项目锻炼。我们的思路是以构建式完成大量的完整系统的编写,这样就很好锻炼了软件开发和工程能力。同时,“软件开发环境”本身从逆向层面也对语言有了深刻的剖析,这是纯粹的语言课难以完成的。另外,从大纲安排上,我们在大一就会让学生用C语言来初步接触程序编写,这时并不适合放入太高级主题。而在教学中,语言的力量已经渗透到一个个工程构建中,随风潜入夜了。为什么不纳入算法课程?从某种程度上,“程序就是算法与数据结构吗”?我们认为在系统中运用算法,算法才具有生命力。而编译、操作系统、数据库以及我们专门设立的一些课程设计将全面运用各种算法和数据结构。在实战中运用并学习提升才是王道。这也正是构建式学习的精髓所在,这也正是探索式学习培养学生的创造能力的精髓所在。算法课已经为我们准备了元件,就看你怎么去组装甚至改造。
3.2以构建主义的思路,深度实践的风格改革课程
前面我们论述了底层知识架构的重要性,那么怎么来将它们实际地建立在学生的工程实践中呢?简单地说就是“构建一个具体而微的系统”。讲操作系统就构建一个小操作系统,讲编译原理就构建一个小编译器。同时,设计一些跨度较大的课程设计覆盖这些课程的一些重点内容。构建完整系统本身就可真实淬炼工程能力,而这些内容的复杂性、难度以及运用知识点的广度,本身就超越了简单的企业实训项目,在培养人才方面具有系统性、完整性、挑战性独特优点。我们需要的是运用团队的思路和现代软件工程的手段,将其开发过程管理发起来,从而熟悉企业级开发的工具链,将软件工程学到的知识贯通到实作中。这也回答了“和以前相似的强调基础课程教育,什么特点使得我们的做法能获得强大的工程能力?”这一问题。以前更多注重理论知识的学习,而现在的做法是回归计算机工程的自身科学规律———实践为王。
3.3改革考核评价标准,充分强调动手实践
以前我们一直是卷面考试,实验分数只是象征性的点缀。这本身违反了计算机工程的特点。只有改变评价考核标准,才能真正驱动学生充分锻炼工程。在课程软件开发环境中,我们采取了平时的考试结合期末考试的方式,而两者均为软件编写。期末考试在实验室上机编撰指定题目。不强调对一些函数名等死知识点的记忆,可以用在线帮助。这本身也符合软件开发的规律。
4结束语
我们在计算机工程教育上试图做一些回归本质的工作,也取得了一些效果。比如在软件开发环境中,学生普遍认为:“似乎将3年学的程序课全学习了,收获很大”。更有同学,在外企公司的面试中,直接运用了课堂上的知识,这在传统的教学环节中是难以获取的。但整个工作尚在起步阶段,所以仍有很多工作需要做,许多环节需要优化。我们希望在以后的工作中更深入探索工程教育的规律和本质。
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