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摘要:色彩在包装设计中的作用是尤为重要的,它甚至可以在很大程度上决定商品的畅销与否。在现代社会中,商品包装上色彩运用的形象,在商品的流通过程中会对消费者产生先声夺人的重要作用。因此,包装的色彩也就成为商品品牌形象的重要组成部分。
关键词:色彩性质;运用;规律
一、引言
在生活中,我们不得不承认色彩和生活的密切程度,差不多到了难舍难离的地步。小如每天上班该穿着什么颜色的衣服,大如设计一个国家的国旗用什么样的颜色,这都在很大程度上反映出色彩在我们日常生活中的重要作用。事实上,除了黑白影片的人物外,没有人可以生活在一个无色的世界中。色彩令这个世界变得五彩缤纷,它能改变世人的心情,影响人们对某事某物的看法。
人类对色彩应用的重要意义的认识是在不断发展的。在原始社会人类就能运用红色染料绘制壁画和彩陶,这是人类对色彩最早的认识。到如今,设计的色彩以电脑技术来完成。几千年的发展历程形成了色彩运用的规律,也显示出人们对色彩的某些固定看法,这都与人们的生活、文化密切相关。作为包装设计的色彩运用也自然脱离不开色彩被人们所赋予的情感因素。因此,色彩情感是人们长期的经验和积累,也是人们对历史文化和现实生活的双重尊重。
二、色彩的象征特性
色彩的性质,对人的心理和生理具有重要的影响力。如红色可使人兴奋、激动;蓝色能使人平静、安宁等。这种反应成了一种俗成约定,也就有了一定的寓意性。如暖色使人想到太阳、火、或进取向上的东西;而冷色则让人联想到水、空气,想到理性与冷静等个性品质。
下面介绍一下各种色彩所代表的意义:
红色——象征血、夕阳、火、热情、危险等;
橙色——象征晚霞、秋叶、温情、积极等;
黄色——象征黄金、黄菊、注意、光明等;
绿色——象征草木、安全、和平、理想、希望等;
蓝色——象征海洋、蓝天、沉浸、忧郁、理智等;
紫色——象征高贵、神秘、优雅等;
白色——象征纯洁、素雅、神圣、庄重等;
黑色——象征黑夜、死亡、邪恶、严肃等。
心理学家也留意到,一种颜色通常不只含有一个象征意义,不同的人对同一种颜色的密码,会做出截然不同的诠释。除此之外,个人的年龄、性别、职业、所处的社会文化及教育背景,都会使人对同一种色彩产生不同的联想。在不同文化背景下,色彩隐喻有不同意义的语言,所表达的意义也会截然不同。
三、色彩的运用
色彩运用是一门学问,它在艺术设计中占的位置到底有多重要?一件设计作品,一般包含三个元素:色彩、图像、文字。这三个元素中,以色彩较为重要。人对色彩是相当敏感的,当他们首次接触一件设计作品时,最先攫取其注意力的,就是作品的颜色;其次是作品的图像;最后才是文字。设计师最容易通过色彩去表达他的设计意念,而身为设计师,就必须懂得色彩的功能和妙用。
色彩牵涉的学问很多,它包含有美学、光学、心理学和民俗学等等。心理学家近年提出许多色彩与人类心理关系的理论。他们指出每一种色彩都具有一定的象征意义,当视觉接触到某种颜色,大脑神经便会接收色彩发放的讯号,即时产生联想,例如红色象征热情,于是看见红色人们便心情愉悦;蓝色象征理智,看见蓝色便会使人冷静下来。经验丰富的设计师,往往能巧妙地运用色彩,进而唤起人们进行心理上的联想,从而达到自己的设计目的。
(一)单色设计。以单一色彩进行设计,在色彩上能够较容易地掌握整体性的问题,使包装的形象更为鲜明,使商品具有较强的视觉冲击力。但是单色设计也有使包装形象产生单调、刻板的嫌疑。
在单色的设计中需要注意以下问题:(1)如何紧密结合产品的属性和自己的创作意念,正确地选择色相;(2)如何根据设计概念和产品属性确定色彩布局和色彩的形状;(3)打破固有色的概念而进行大胆创新,要注意考虑到色彩的识别性和独特品牌感。
(二)协调色的设计。我们大家知道色彩可以分为两大色系:红黄为主的暖色系和蓝紫为主的冷色系,各个色系之间的色彩的调配都可以称之为协调色的色彩设计。而由于协调色具有色彩感知的连续性,所以往往会给人以赏心悦目、和谐、柔和的感觉。在温和性、柔软性、流体类的商品包装中我们经常用到。
在协调色的设计中需要注意以下问题:(1)要控制好协调色之间的对比技巧;(2)要在明度、纯度等方面多下些功夫,要利用好中性色,如:黑、白、灰色等,这样运用会使色彩更为协调,具有媚而不俗、柔和不怯的效能。
(三)对比色的设计。对比色即是在色相环上相对的颜色,由于我们视觉的关系,在单色的环境中视觉要求有其对比色来平衡。色彩的对比会唤起我们视觉的兴奋点,容易产生刺激、新鲜、活泼、生动等视觉印象。在色彩的对比关系中,根据色彩的物理属性,会有色相对比、明度对比、纯度对比等不同的对比方法。
在对比色的设计中需要注意以下问题:(1)尽量利用对比的关系处理色彩,要切实把握好色彩的主色调,并使主色调与产品属性和创作意念相吻合;(2)在色彩因素增多的情况下,要保持好设计要素的秩序性和完整性。
这里还要提到的是自从出现了计算机绘图软件,计算机俨然成了设计师最忠实的合作伙伴。看着设计师的双手在键盘上飞快的跳跃,计算机屏幕上的设计瞬间变化,色彩纷呈,情景煞是好看。无疑,计算机绘图软件使设计工作变得更加快捷和方便,设计师可以很快就把脑海中设想的东西具体化,可以做出多种效果,设计师可发挥的空间也相应增加。不过,在计算机应用普及的同时,我们不能否认一个事实,就是设计中的人性化部分越来越少,计算机设计所占的比重越来越多,作品看起来好像少了点感情,缺乏了人情味。
有些设计师过分依赖计算机,为客户设计时,想也不想,只在计算机上把颜色换完一种又一种,找个看起来顺眼的便可。严格说来,这些还算不上是设计师,他们完全无视设计中最重要的一环:人脑的思维。电脑可以把图像做的很精美,但说到底,它都不过是把本身所拥有的资料重新呈现出来。假如所谓的设计师,只是在一大堆资料中左挑右选,再东拼西凑的做成一件作品,那这种作品还有什么设计艺术可言?这个黄,那个绿,到底为什么要放在那儿?要表达的是什么?根本没人理会。由于这种色彩设计不具人性味,它也很难会唤起观众的共鸣与认
可。
四、色彩的规律性
包装设计与其它视觉艺术与平面艺术不同的是:包装色彩的设计与运用在一定程度上将是非常专业的——在许多产品包装领域,一直运用着一些特定的色彩与色彩配置规律,离开了这些规律,放到市场上去销售,人们就会觉得这个包装不对了。如带辣椒的食物,通常包装的颜色都是红色和黄色,因为人们认为这种颜色意味着刺激、火辣,如果用了其它颜色,就有可能被消费者认为这个食物不辣、口感不好,就得不到人们的认可。有的时候,这种色彩配置规律在感觉上又是非常微妙的,如烟草产品,要表达出那种特有的“香烟味道”确实是很困难的。
在这里要指出的是:色彩的规律性是一种动态的规律性。一方面,它们来自于社会生活的习俗传统;另一方面,它们也随着社会生活的发展而不断地发展和变化着。
一般来说,人们会把需要包装设计的产品加以分类,食品、机械、饮料、酒类、日常生活用品、儿童用品、电子音像等等,然后提供色彩设计的依据。食品家庭类的色彩就要暖一点,用暖色系;机械的表现重金属感,用冷色系。
这种分类方法在一定程度上说是具有参考价值的。因为人们在一定程度上脱离不开商品的固有色概念,然而设计师也可以打破上述色彩运用的习惯和潮流。但设计过程一定要考虑选择恰当的色彩有效地传达出企业的经营理念,准确(下转145页)(上接144页)地表达企业的形象特征。
色彩的处理除了要遵循一定的原则外,还要考虑色彩的共性和个性,矛盾之处就要设计师来灵活掌握了。设计师除了要考虑产品的商业性,即上面说到的色彩运用的习惯。还要考虑到流行色的运用、色彩的独特性、色彩的注目性。流行色的运用,既是运用当下的流行色以提高人们对包装的注意,当然不同的时期有不同的流行色。所谓流行色通常是指大部分人群在某一段时间内接受并喜好的颜色。
总之,世界上无所谓好看的色彩或不好看的色彩,只在乎设计师如何运用。设计师要运用崭新的观念去表现色彩的特色,设计和组合上都要带给其他人清新的感觉,引导观众进一步发掘色彩背后的意义。设计师要积极为客户着想,考虑有什么可运用的资源、客户预备在这个设计上投资多少等等,当然最重要的是这个色彩可否增加商品的吸引力。大自然无形之手给我们展示了一个色彩缤纷的世界,千变万化的色彩搭配令人着迷;同样,一个成功的色彩设计,它拥有生命力,可以感染观众的情绪。只要设计师对色彩运用能够进行深入研究,设计师就一定能够设计出更加精美的作品。
参考文献:
1.王宏建,《艺术概论》,文化艺术出版社,2000年1月出版
2.荆累,《设计概论》,河北美术出版社,1997年12月出版
3.朱国勤、吴飞飞,《包装设计》,上海人民美术出版社,2002年7月出版
4.王子源,《包装色彩》,江西美术出版社,2002年1月出版
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色彩设计作为时尚流行文化的一个重要载体,在图案设计的视觉要素中的地位非常重要,它直接影响着人们的思想、情绪和精神风貌。处理好色彩设计的时尚流行因素才能使设计的图案被消费者喜爱和接受。
流行色基于人们对色彩的视觉反射和心理反应,以及个人自我因子和模仿因子交替转换的基点,色彩又是社会生活不可缺少的重要元素,因此政治、文化、经济、社会对流行色的变化发展起着重要的影响和作用。例如,““””的政治思潮,掀起了红袖章、绿军装狂热流行潮,全国呈现大江山河“一遍红”的特定色彩。随着安定团结、改革开放的政策,经济发展、文化活跃、人民生活水平的提高,人们的色彩视觉追求由自我安定的铁灰色,发展到上世纪80年代初期流行的鲜艳多彩的服饰色彩。1986年,作为2000多年中国帝王的专用色彩一黄色,突破了神秘的面纱,赋予黄色新的时新含意,作为现代时尚的流行色彩元素,席卷中国大地。1986年,在中围掀起的“黄色流行潮”,引起了国外色彩研究同行们的高度关注,日本流行色协会的会刊《流行色》杂志派专业记者来中国采访,并在1986年9月号的期刊,专题发表了有关中国流行黄颜色的报道,并刊登了“北京流行黄裙子”的照片。随着国内外交流日益频繁,受国际流行色的影响,国内刮起了回归自然的色彩流行潮。2008年北京奥运会的举办,又一次在世界范闻掀起“中国红”的色彩流行潮,向全世界传播中华民族5000年的优秀文化遗产。
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创新的关键在于差异化,差异化设计越来越成为现代艺术设计追求的目标、从韩国传统服饰色彩的解构中发掘传统色彩与现代设计的继承关系,有助于现代艺术设计的创新,
韩国的艺术设计在近现代的崛起,得力于其对色彩的把握——立足传统,形成了自己的风格:有的色彩非常艳丽,有的又非常纯净和高雅;无论是浓妆还是淡抹都很相宜,流行且引领时尚。每当我们在称赞韩国的设计为“花”一样的设计时,不仅是说设计样式的新颖别致,更有着色彩带来的感官印象与刺激。
从可口可乐的经典红色,到IBM的蓝色,我们正告别黑、白、灰的时代,进入绚烂的彩色时代。研究表明,色彩在产品、品牌的信息传播中能够扩展40%的受众,把人们的认知能力提高70%,这就是色彩的力量。色彩的力量在韩国设计中得到了印证和广泛应用。
韩国现代设计丰富的色彩不是凭空产生的,它源于韩国传统服饰的色彩。这一判断来自于对韩国传统服饰色彩的解构。
解构色彩就是从选定的色彩对象中抽取原色并将原色所形成的原格局打散、重组,经增减整合后再创作。从操作角度说,解色彩就是对原来的整体色调、面积、形状进行重新组合和设计,抽取原作中典型的色彩个体或部件特征,按照一定的意图在新的画面上进行具有形式美的概括、归纳和重构,将原有的视觉样式纳入预想的设计轨道,重新组合出带有明显设计倾向的崭新形式。
解构色彩包括两个过程:色彩解构和色彩重构。要解构韩国传统服饰中的色彩,我们从中抽取出几个典型的个体进行研究,包括颜色个体的特征、规律和成型原则等其一,韩服的色彩偏爱与格调。韩国自古就是一个尚白的民族,《三国志?东夷传》中记载扶余“衣尚白,白布大袍裤,履革”,这也可以从韩国国旗的白底色中看出来、古时候的韩国——高丽,素与中国交好,交流颇多,中国五行的颜色对韩国传统服饰的颜色也产生了影响,他们也喜爱用红色、青色、黄色,青色作为一种高贵色被广泛地用于其宫廷服和日常韩服中。韩国服饰的色彩十分丰富,从男子服饰就可见一斑:他们平时把蓝色、紫色短上衣作为便服,没有其他哪个民族能把纯度如此高的紫色、湖蓝用在男子的服饰上。韩国女子服饰的色彩更加绚烂多彩。总体来说,这些色彩形成的风格主要有两种:一种是淡雅的基调。白色的应用在传达这种基调中占据重要位置,加入白色就能够形成粉红、粉绿、粉蓝、淡黄等系列,在各种色彩中添加灰度形成咖啡、藏蓝等沉静色调,这也有助子韩服传达着衣人的优雅气质。另一种是对比鲜明、具有强力视觉刺激效应的基调。比如纯度很高的亮黄色、大红色、紫罗兰色、绿色,甚至有明显带光感的色彩。
其二,韩服中的高纯度色彩。高纯度色在韩服中比比皆是,这种高纯度色有时甚至是自然色的直接应用。色彩心理学研究表明,纯度高的色彩能够使人产生更强的视觉印象和心理反应,比饱和度低的颜色更具有跳跃感,这也从一个侧面烘托出韩国是一个有活力的民族。韩国人对色彩是敏感的,对饱和度的把握令人折服。
其三,韩服中的对比色。对比色的应用在韩国传统服饰中是又一特色。浅绿色短上衣配红色裙子,强烈对比的绿衣红裳成为主调,这种大片的红色配大片的绿色在其他民族的传统服饰中是很少出现的。然而强烈对比产生的醒目与活跃的背后并不是不可调和的艳俗之感,在韩服中白色、黑色、金色的恰当运用很好地调和了对比色,即使等面积对比色经过穿插与调和看起来也是和谐悦目的。除了红绿对比的应用,还有黄与紫的对比、黑白对比等。
其四,韩服中的色彩过渡。以过渡形式让色彩减弱对比,如由大红到浅黄再到黄褐,使得整体中的元素不再突兀。其五,韩服中的带状色彩。带状色彩在韩服中起着分割和调和的作用,避免了大面积同种色彩的单调,使视觉形象中出现你中有我、我中有你的协调效果。领口、袖口和衣带,由于其功能的限制,自然而然地形成带状色彩,很多时候在上衣袖子部分都是通过带状色彩来丰富颜色的。这些带状色彩的划分是规整的,为韩服增添了优雅与宁静的气质。
其六,韩服中的金色。金色在调和对比色中具有分割的作用。在韩服中既有以图案方式刺绣在服饰上的,也有以装饰物的形式附加在服装上的。金色是王者的专用色,用来体现霸气和高贵,但随着封建制度的衰落,金色已普遍用到日常韩服中,用来体现着衣人独有的高贵气质,体现人们对美好生活的追求。金色作为一种特别的颜色被韩国人用得恰到好处。
上述六点就是从传统韩服中抽取出来的个体。下面我们将解构出来的个体元素以现代词汇方式注入到新的组织结构中,重组产生新的色彩形象,但又不失原来整体的意境。
我们从韩服中提取出最本质特征的色彩组合单元,即高纯度色方式、对比色方式、渐变色方式、带状色方式,按照一定的内在联系与逻辑重新构建,组合成一个新的色彩画面,也就是原来元素的异构体。先抽离韩服中的四种基本色,它们都是以高纯度和对比的方式存在,然后以带状把它们拟合到一起,以白色为底,既起到调和作用,也能够体现韩国人对白色的崇尚。人们在看到这个解构图之后会感觉到色彩构成依然是韩国原味的。有了这个联想作基础,自然而然地就产生了诉说传统的语言方式。有了这种语言,我们就可以用这种传统的语言来表达现在的设计了。众所周知,民族的才是国际的,色彩中的传统是长期以来积淀下来的关于色彩元素的经验和规律,单把传统元素照搬照抄地应用到现代设计中是不能产生丝毫时尚感的。而传统色彩的解构使我们不仅可以向传统学习,更可以从传统色彩中寻找到灵感,给我们现在的设计找到一种民族化的表达方式。
韩国当代服装的色彩设计更是来源于传统又超越了传统,其当代服饰风靡整个亚洲,引领整个地区的时尚。其饱和度很高、对比大胆的服饰色彩从来不会让人感觉到艳俗,反而以更大胆的方式诉说着个性和前沿,淡雅至极的色彩格调能不失时宜地体现消费者的优雅气质。
韩国在产品设计的色彩营销方面做得也很成功。由于产品的同质化程度越来越高,颜色成为人们选择商品的决定因素之一。研究表明,人们在挑选商品时存在一个“7秒钟定律”,即人们面对琳琅满目的商品时,在7秒钟之内就可以确定对某一商品的兴趣,其间色彩决定了商品对人吸引力的67%。韩国产品在色彩设计方面有着得天独厚的传统优势,丰富多彩的传统色彩体系给了设计师很多灵感。同时,鉴于人们对于色彩的需求更加丰富、广泛和细腻,设计师也必须针对色彩营销的需求而进行设计。于是越来越多的产品面临色彩选择,在这场产品的色彩革命中,韩国设计师继承传统又超越传统,以民族的语言诠释着时尚与流行,如韩国手机带来的白、红、绿的色彩风潮给西欧的金属冷色调设计迎头一击,从而确立了韩国在色彩方面的引领地位。
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在我国的美术色彩中,存在许多的传递感情的方式,运用色彩作为表达自己意愿的东西,可以使人类得到精神上的需求,通常色彩是构成独特的艺术形象,能够给人类以独特的美感和刻骨铭心的印象,由于我国文化的博大精深,逐渐形成了不同特色的色彩文化,最终形成了著名的色彩体系。本文就将对美术的色彩特征进行阐释,并分析将美术色彩应用到现代招贴设计中去,为人类的精神生活提供理论依据,与此同时,也为我国的精神文明建设和发展提供了方向。
美术色彩在我国早期就存在着,古人用色彩来表达自己的情感,用色彩应用来叙述事情。美术色彩是人们精神层面上的象征,给人们带来美的享受感悟。而我国的美术色彩更具有民族的特色,例如:在我国传统文化中的皮影戏、风筝、刺绣等民间艺术的设计中,美术色彩的运用就尤为可见,色彩的设计者也利用了这些因素和创意,因此,将美术色彩运用到现代招贴的设计中是较为必要的。随着全球经济化的今天,我国的民族文化不断和世界各国文化相结合,这给美术色彩的设计提供了方便的条件。在我国的美术色彩和人们的生活是密不可分的,这和人们的生活态度和价值是一致的,正是因为美术色彩的亲和力,才使得美术色彩更具有广泛的空间。美术色彩是具有文化内涵的,而在美术色彩的运用上更是人们关注的焦点,因此,将美术色彩运用到招贴设计中是势在必行的,同时,也体现出了我国民族文化的底蕴和内涵。
在得到了优秀的创意设计之后,在现代招贴的设计中设计者要找到适合的艺术形象来将所表达的内容发挥淋漓尽致,一个好的设计作品可以让欣赏者产生共鸣,而这种共鸣是发自内心的。色彩通过视觉上的表达是极为重要的,人们对招贴上的第一印象就是通过美术的色彩来感觉的,因此,在设计招贴的过程中,要考虑如何充分的利用色彩的优势,让人们在第一印象中获得好感。我国的美术色彩研究历史悠久,其色彩的运用早已深入人心。例如,在我国古代,红色就代表着红红火火的寓意,体现了人们对美好事物的象征,极具有浪漫主义色彩。而在美术色彩的创意上更是要结合民间传统的元素,要设计出符合大众口味的艺术作品。而在设计的过程中,要最大化的发挥出我国传统的艺术色彩,同时,要拓展设计者的思维空间和创意理念,在我国传统的艺术理念之上,赋予美术色彩生命力。
在美术色彩的现代招贴设计中运用方式中,还可以选择图形的表现方式。众所周知,图形无论是视觉还是感官上都是最容易让人们所接受的表达方式之一。因此,在运用图形方面去表达设计者的情感是事半功倍的,图形色彩能够准确的表达出所要表达的情感。在我国美术设计中,图形是最简单且富有鲜明功效的方式,通过色彩和图形的相结合,给人们可以留下深刻的印象。在设计的过程中,运用到传统的中国文化色彩,可以使人们更加深刻的理解其作品的寓意,更使欣赏者以言简意赅的理解。
无论是使用文字还是使用图形的表达,都是视觉符号的最好诠释。文字设计一方面可以表达情感,另一方面还可以利用文字本身表达视觉图形的意义。在我国古老的历史之中,汉字的表达无疑是招贴设计中的宠儿,汉字凝聚了独特的形象和观念,再加之色彩的运用,可以充分的体现出作品的灵魂,将文字进行图形化正是我国现阶段研究的重点话题。例如:我国从古至今常用的几个字:“寿”及“福”字,其汉字的图形化是具有典型的代表意义。同时,设计者还会运用到汉字的谐音来进行设计,汉字图形作为我国民俗中的常用图形,被广泛的运用到设计作品中。在我国信息化逐渐发展的今天,文字的运用空间也是逐渐变大的,而文字的本身也远超越了符号的内涵,因此,运用文字和图形是在现代招贴设计中的一重要部分。
美术色彩的运用是我国民族文化的缩影,而设计师们要充分的利用到我国美术色彩的理论,再结合富有创意的设计理念,结合图形或文字进行表达,通过思维的拓展,更加精准的表达出设计作品的理念。因此,本文将对美术色彩在现代招标设计中的运用进行阐释,通过采用文字和图形的表达方式,来满足人们对美的追求和向往,使欣赏者在欣赏到优美的作品的同时,还体会到了我国传统文化的内涵和底蕴。为我国美术色彩的发展提供了理论依据,与此同时,也为我国现代招贴的研究提供了方向。
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舞台美术设计简称舞美设计,其任务是根据剧本的内容和演出要求,在统一的艺术构思中运用多种造型艺术手段,创造出剧中环境和角色的外部形象,渲染舞台气氛。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈舞台美术设计中的色彩运用相关论文。具体内容仅供参考,欢迎阅读!
舞台美术设计是一个复杂的设计过程,其中色彩设计是不容忽视的重要环节。“看剧先看色”,在舞台美术设计中,依据舞台剧内容选择相符的颜色设计,可以更加有效地烘托舞台场景,给观众直接的视觉冲击。现代舞美大师在舞台设计中,十分强调颜色设计的重要性。采用正确的色彩,并实现不同色彩之间有机的结合,是舞台美术设计中的颜色设计最基本的要求。因此,在舞台设计中,要想实现舞台华丽多姿必须关注颜色设计。正确的颜色设计可以充分吸引观众的注意力,对舞台剧产生直观深刻地印象。但是,不恰当的舞台美术中的色彩设计与运用,会分散观众注意力,甚至对舞台剧表演内容本身也产生负面影响。
舞台美术设计在色彩运用中要把握以下三个原则:一是色彩要与舞台剧相协调一致原则,即色彩的选择要与剧中人物形象,舞台整体环境相互协调,相得益彰。二是色彩要凸显舞台剧主旋律原则。每一种舞台剧都会有一个主题思想,要运用恰当的色彩表现主要人物的性格和内在心理变化情况,进而彰显整部舞台剧的主旋律。三是色彩之间的选择搭配和转换协调性原则。每一种人物,每一个舞台场景的色彩设计都提出个性化的要求。因此,色彩的选择搭配十分重要,如果选择错误就会产生角色的错位,舞台场景布置的混乱。同时色彩之间的转移也要自然协调,尤其在舞台场景转换中,色彩的转换直接影响关注的注意力,进而影响观众对舞台剧内容的理解。以上三个原则,笔者认为是做好舞台美术设计中色彩运用必须遵循的最基本的原则。
2.1色彩选择与舞台实际不适应
现实舞台美术设计中,由于设计人员美术素养和设计技能参差不齐,造成在舞台美术设计中色彩的选择中产生较明显的差异性。某些设计人员不从舞台实际出发,没有对舞台人物的性格和心理变化等仔细揣摩,有时也没有考察舞台场景布置的实际需要,就进行了色彩的选择。这必然会对舞台剧的人物打造和情节推进产生负面影响,这也是对观众不负责任的表现。
2.2色彩搭配不合理
某些舞美大师追求个性化色彩搭配原则,的确给观众耳目一新的感觉。但是这种色彩搭配中的创新,需要有雄厚的专业功底。而部分普通设计人员在不具备色彩搭配创新理念的前提下,就盲目模仿,造成色彩搭配中的混乱。以京剧舞台表演艺术为例,几百年来形成的京剧行当对不同角色的色彩设计有严格到极致的规定,不同的人物要选择搭配不同的颜色,京剧舞台场景的布置也要十分关注颜色的搭配,否则就会出现“黑脸的关公、红脸的曹操”等角色错位现象。
2.3颜色转换不及时
不同的场景需要不同的舞台场景颜色,因此在舞台美术设计中要十分关注不同舞台色彩转换的设计。同时不同舞台人物在不同的舞台场景下,也要关注角色服装、脸部描妆等颜色的转换。这是舞台美术设计中颜色设计的最基本的要求,但是在现实的舞台美术设计中,部分设计师尤其是刚入行的设计师在颜色转换的设计中不注意。这就造成了某些舞台场景变化不及时,甚至出现舞台角色上一场和下一场穿戴打扮相同的现象。这就给观众带来了剧情理解上的偏失,甚至出现审美疲劳现象。
2.4舞台美术设计人员设计水平差异性较大
前面是从舞台美术设计中的技术角度,探讨色彩的运用中出现的问题。但是归根到底,造成以上舞台美术设计中色彩运用差异性的根本原因,在于设计人员设计水平参差不一。随着我国文化事业的发展,舞台美术设计人员出现暂时的短缺现象,这就造成一些专业素质不高的设计人员也进入这个行业,带来设计群体的鱼龙混杂。一般来说,舞美大师的水平一般比普通设计人员的设计素质和设计技能高,但也有失误的时候。设计人员素质高低不同,造成舞台美术设计中在色彩运用方面,差异性较大。
3.1依据舞台场景的转换和人物特点选择恰当的色彩
舞台场景变换频繁,不同的地点,不同的舞台环境,应当选择不同的设计色彩。同时,舞台人物是过去和现在人物的舞台化再现,各有自己的个性特点,因此舞台美术设计人员在颜色选择中,要充分了解每一个人物的性格、心理变化等特点。以京剧舞台戏剧人物为例,不同的脸谱,在京剧艺术领域表现了不同人物的特点,红色脸谱代表忠诚,黑色脸谱代表粗狂,而白色脸谱代表奸诈等。京剧戏曲爱好者通过人物脸谱的色彩就能够大致推测人物的忠奸,以及在整个戏剧中的重要性。
3.2舞台美术设计中颜色的搭配要合理,色彩转换要及时
舞台设计人员要关注每一舞台场景的不同之处,考察不同舞台角色之间的关系,然后进行色彩设计中合理的搭配。不同的舞台场景,需要不同的舞台设计,采用不同的设计颜色。舞台剧剧情平缓美好之时,要多采用柔和浅淡的颜色;而舞台剧剧情强烈跌宕之时,要采用更加爱活泼深重的颜色。在不同人物角色的颜色搭配中,要依据不同剧情人物的性格、年龄等进行颜色的搭配,同时还要考察不同人物角色之间的关系,实现合理的颜色配置。在颜色转换过程中,不同舞台场景之间的颜色转换要自然协调;在人物角色不同的场景下,颜色的转换也要紧贴剧情,及时加以转换。
3.3培养更多优秀的舞台美术设计人员
优秀设计人员是做好舞台美术设计的保障。要从国家相关艺术院校吸引大量优秀人才进入这个领域。同时还要加强对舞台美术设计人员的培训,提高他们的设计素质和设计技能。这样才会为我国舞台美术设计奠定人力基础。笔者认为最有效的方式,就是采用新入行的设计人员向行业领域内的舞美大师进行“拜师学艺”,这会用最快的速度培养我国亟需的高素质的舞台美术设计人员。
舞台美术设计中色彩的运用十分重要,这是做好舞台美术设计不容忽视的重要内容。我国目前在舞台美术设计的色彩运用中还存在很多不足之处,因此要采用合理有效的措施提高我国在舞台美术设计中色彩运用的水平。最终为我国观众提供更加美轮美奂的视觉冲击,促进我国舞台艺术健康的发展。
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一个艺术家通常都是具有天赋的。当然,从最开始的时候,艺术家都要经历学习绘画,不断创作来发展自己的艺术特长。但是,艺术家最本质的价值在于其与生俱来的天赋。可以这么说,好的艺术家一定具有设计技巧,但拥有好的设计技巧却不一定能够成为艺术家。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:民间绘画色彩在现代艺术设计中的应用研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘 要】传统艺术和民间绘画色彩在中国现代艺术设计中的应用,有利于我们借鉴民间绘画色彩所特有的表现手法,实现具有现代审美特点的艺术设计作品,从而寻求具有强烈的民族特点的现代艺术设计道路。本文中,笔者主要对民间绘画色彩在现代艺术设计中的应用进行了研究与分析。
【关键词】 民间绘画色彩;现代艺术设计
随着全球化发展,越来越多海外的艺术元素流入我国,与我国传统艺术相互融合、相互影响,优化艺术设计领域的进化与发展。我国人民自古对艺术创造有很高的天赋,有尤其是在绘画方面,结合了天人合一的道家思想,民间绘画作品色彩自然、纯粹、鲜明,令人看来眼前一亮、心旷神怡。在当代艺术创作中,设计者要想突破固态思维、扩宽设计思路,可以将我国传统绘画用色方法应用于艺术设计,实现继承与突破。
我国是拥有五千年灿烂文明的国家,在文学、科学和艺术领域都有十分深厚的文化基础,尤其是在艺术领域,数千年间,我国产生了许多绘画艺术流派,创作了许多杰出的工艺、艺术作品,艺术对我国的民间生活有十分深重的影响。经过长年发展和累积,我国民间绘画艺术已经形成了固定而独特风格,中国民间绘画风格与模式自成一派,绘画作品中包含着我国人民独特的审美理念和传统文化,明显区别于其他国家的美术作品[1]。
我国传统绘画在用色上具有色彩艳丽、对比明朗、层次丰富等特点,而不同时期、不同流派的绘画在用色上也有不同特色,例如唐宋时期绘画作品,色彩丰富艳丽、着色大起大落,凸显盛世景象,而明清时期的绘画作品笔触细腻、画工精致,色彩淡雅素净,符合明清时代特点。
虽然我国许多民间艺术家和画师对色调、用色的理论知识知之甚少,但通过传统文化氛围的熏陶,画师同样可以通过经验与才智,对色彩进行划分,将分红、嫩黄、蔚蓝等柔和的色彩划分为软色,而将墨绿、深红、大紫、靛色等浓重的色彩划分为硬色,我国传统绘画艺术,在配色方面,注重和谐、中庸,通常不会大幅倾向软色或硬色,而习惯于将软硬色彩结合使用,创造出配色鲜明、层次丰富的画作,给人以无限的想象和视觉冲击。民间绘画创作,为了凸显色彩的冲击力,通常会运用到大量的互补色彩,例如,墨绿与深红的组合、浅黄与天蓝的组合[2]。这样的色彩搭配体现了民间画师对大自然的崇拜、对市井生活的热情,因此作品往往给人的第一感觉就是平和、纯真、朴素。
2.1 扩展设计的用色思路
艺术作品的用色,不但能表现作品内容,更是作者内心情感的真实写照。通常,内心开朗的设计者其作品用色往往大起大落、不拘一格,偏向明亮与轻快。
色彩是人们对艺术作品基调最直观的感受,会对人们的心理造成很大的影响和刺激[3]。优秀的作品的色彩,往往富有层次感能激发观看者的想象,让观看者能顺利接受到作者通过作品传达的信息。因此,当代设计时再进行艺术创作时,要结合传统文化拓宽设计思路,将民间艺术真挚、淳朴、天然的用色方式与艺术创作相结合,赋予作品深厚的民俗内涵。结合了传统绘画色彩的艺术设计作品,不但能因其国人的共鸣,提高国人对设计的认同感,还能吸引国际友人的注意,提高外国人民对我国传统绘画艺术的了解。
2.2 将传统绘画用色方式应用于时装设计
选用何种色彩是奠定服装风格的基础,鲜艳纯粹的颜色往往显得青春而富有活力,而深沉浓重的色彩则显得庄重沉稳。因此在进行服装设计时,选择何种色彩是最需深重思考的问题质疑其。在当今社会,时装更新淘汰的频率日渐提高,设计师要想掌握潮流的变化方向,首先必须要拥有能引领潮流的设计能力,在实践中探索出创新设计的方法。近年来,随着复古风潮席卷全球,正是将中国传统艺术与时装相结合的最佳时机。
其中,我国的传统绘画色彩特点鲜明,历久弥新、永不过时,因此设计师再进行服装设计时,应该多引用传统绘画用色,例如,我国明代青花瓷器绘画用色,将青色与纯白结合淳朴自然,简洁大方。在设计服装时,可以在现代服装款式的基础上使用青、白两种色彩,不另外增加其他杂色,并结合青花绘画图案,设计出既符合时代潮流,又富有传统色彩的服装,将现代服装设计与传统绘画用色相结合,创造具有设计师自身风格的作品。
2.3 将传统绘画用色方式应用于平面设计
纵观当代商品包装、商标、城市国家标识设计,凡是在世界范围广受好评的作品,大多都结合了设计师所在国家的传统文化。这样的作品之所以能吸引国内外人民的喜爱,其根本原因就是正是由于作品本身富有民族特色,给国人熟悉亲切的感觉,同时给国际友人眼前一亮的新鲜感。例如,我国奥林匹克运动会的吉祥物―福娃,就是结合了民间绘画色彩特点的杰出平面设计作品。五个福娃是五种典型的动物形象,分别为纯正的黄、白、青、红、黑色,这五种颜色是大自然最基本的颜色,是构成世间万物色彩的原色,符合我国崇尚自然的传统理念[4]。
总而言之,民间绘画具有鲜明的艺术特点,对我国国民的审美观念影响深重,随着全球化发展,民间艺术的影响力不断向海外辐射,越来越多的外国友人都对中国民间绘画怀着浓厚的兴趣。在当代,设计师要想拓宽设计思路,创作出不落俗套、别具一格的平面、装饰设计作品,就要对我国民间绘画进行探索,将传统绘画的用色特点应用于现代艺术设计,创造符合国人和国际友人审美的艺术作品。
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在世界整体信息化、全球化的潮流下,设计的民族风格和人文特色在多元化发展中备受重视,我们可以感受出现代平面设计所显示的人文本土意识的回归,根植于中国传统文化的民间美术色彩,其独具特色的赋色体系应用于平面设中,将具有十分重要的意义。以下是读文网小编为大家精心准备的:中国民间美术色彩在平面设计中的应用相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
中国民间美术色彩在平面设计中的应用全文如下:
摘要:色彩是民间美术的重要构成元素,不仅具有审美的功能,更是一种独特的文化语言,体现了作品创作者的思想和情感。近年来,随着艺术设计领域的不断创新和发展,民间美术色彩在现代平面设计中的应用愈发广泛,从而开拓出具有民族性与世界性的设计之路。鉴于此,本文对中国民间美术色彩在平面设计中的应用进行了探讨,以期对相关从业人员有所借鉴意义。
民间美术是中华瑰宝中的重要组成部分,是劳动人民在漫长的生活和劳动过程中创造的,反映当地民俗、民风的美术作品。这些美术作品形态各异、风格多样,贯穿于人们生活和精神世界的各个领域。正是由于扎根于民间,民间美术得到了广泛的应用,有的用于日常生活,例如结婚用的嫁衣、儿童穿的虎皮帽、长命衣等;有的用于环境装饰,例如我国春节时贴的年画、房间玻璃上的剪纸等等。这些民间美术作品大多制作精巧、构思奇特,不仅具有一定的使用价值,而且极具审美价值,表现出创作者对美好生活的热爱,对人生积极乐观的态度,具有鲜明的浪漫主义色彩。
色彩是中国民间美术作品中重要的构成要素,也是美术作品情感表达的重要载体。在视觉艺术中,色彩给人的视觉印象更加深远,具有先声夺人的作用。当人们在欣赏某一作品时,最先关注的是色彩,然后才是形状,再是细节,这充分说明了色彩在艺术设计中的重要性。进入现代社会后,现代人的审美意识得到了很大的提高,对颜色美感的要求越来越高,色彩在平面设计领域得到了广泛的应用。所谓平面设计是指设计师在平面空间内,利用图形、颜色和字体等元素,根据各种创意和想法来传播信息和表达情感,平面设计的最终技术手段是现代印刷技术和电脑喷绘技术。
1、吉祥物设计中的民间美术色彩运用
吉祥物是中国的特色,是古代人民在与大自然斗争中形成的原始文化,中国民间的吉祥物多种多样,不仅有龙、凤凰等吉禽瑞兽,也有喜鹊、羊、牛等大众化的动物。不管何种模样的吉祥物,都代表了人们求吉祥、保平安的思想情感。直到今天,吉祥物依然在我国生活中频繁出现,象征着现代人追求幸福和美好的愿望。由于吉祥物富含中国传统文化,体现中国民族精神和特色,因此在吉祥物色彩设计中大多借鉴民间美术色彩,例如2008年奥运会的福娃就是成功的杰作之一,设计师在设计福娃时,为了将现代设计与传统文化有机结合起来,展现中华民族的文化内涵和民族精神,采用中国五行的金木水火土,来设计出五种不同颜色的福娃,五个福娃、五种造型,五个颜色,诠释出浓浓的奥林匹克精神,并传递出中华民族爱好和平、追求和谐相处的理想和追求,全世界都感受到中国文化的魅力。
2、招贴设计中的民间美术色彩运用
招贴是指被张贴于楼宇、公交车或者车辆上的印刷广告,是户外广告重要的形式之一,大多用于商业或者公益宣传,起到广而告之的目的。公众对招贴的第一印象就是通过色彩得到的,招贴中的色彩起到了烘托主题、表达情感的目的。因此设计人员在招贴设计中,需要着重考虑颜色的选择,来形成强烈的视觉冲击,引起大众的共鸣。事实上,在漫长的历史发展中,颜色的观念已经深深的影响到每一位国人,尤其是民间美术的色彩元素,其扎根于民间,有着广泛的普及性和认可度。很多设计师纷纷将民间美术颜色用于招贴设计,纵观一些知名平面设计大师的作品,都将色彩的运用发挥得淋漓尽致。
例如日本著名设计师衫浦康平根据中国传统文学西游记中的新悟空为原型,设计了一款形象逼真、颜色鲜艳的京剧海报(图1),作品以黑色做底,采用京剧戏服的明黄色进行搭配,黄黑颜色之间形成鲜明的对比,产生强烈的视觉冲击,再配上红底黑色的汉字,不仅展现了逼真的人物形象,又传达了京剧的艺术魅力,给现代设计风格带来一股清新的空气。香港著名的设计师靳埭强,创作了大量的文化招贴。靳埭强先生深受中国传统文化的影响,在他的作品中,经常会看到民间美术颜色的巧妙运用。例如靳先生的代表作之一《儒传天下》(图2),该作品用明黄色做底色,配上鲜艳的红色字母“C”。事实上,在颜色的搭配上,大红颜色做主调、黄色做辅的作品十分常见,红色让人想到火光之热烈,黄色是彩色中的亮色,红与黑的搭配是火热与明亮的融合,突出了节庆的氛围,给人一种热闹、喜庆、浪漫的感觉。该副作品中就是采用了红黄搭配,一方面展示了现代中国向全世界开放的心态,展现了中国人的热情和好客。另一方面也诠释了儒家文化的精神,彰显孔子的尊贵。
2008年北京奥运会的申奥标志(图3),采用了传统美术作品中黑色、黄色、青色、红色配以白色作为底色,然后用太极图的形式展示出来,该作品不仅契合奥运精神,而且渲染了中国传统文化,给世界友人带来视觉上的冲击和享受,这也是现代平面设计与传统民间美术色彩相融合的典范。
3、中国民间美术色彩在包装设计中的应用
中国传统的色彩强调传神、写意的韵味,富于装饰性,配色崇尚平淡自然、朴素幽深的意境,这与现代包装设计倡导的理念极为贴近,而在我们生活中的许多包装设计都体现了中国民间美术色彩的韵味。中国民间美术色彩的应用手法为现代包装提供了丰富的素材。著名设计家陈幼坚,他将东、西方文化在他的设计理念中更为合理地融合在一起。他成功地融合西方美学和东方文化,既赋予作品传统神韵又不失时尚品味的优雅,他的设计作品中国风味浓重,却又不失优雅精细。如他的包装设计作品《英记茶庄》(图4),幽雅而传统的红色,与黑色的巧妙搭配,使我们仿佛嗅到阵阵茶香,并体验到浓浓的中国味。
总之,民间美术是中国传统文化的重要组成部分,在几千年的发展中,中国民间美术形成了独特的艺术特性。色彩是民间美术情感表达的方式之一,是当代人审美心理、文化观念的反映。尽管今天中国发生了很大的变化,审美多元化和个性化的趋势不断强化,但不可否认的是,民间美术色彩体现出强烈的生命力,未来将得到广为广阔的运用。
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色彩 一词因着眼点不同而衍生出多种不同的定义,对于艺术设计来说,就是艺术的语言,是带给人视觉冲击的重要因素之一,作者可以通过对不同色彩元素和色调的搭配,表达自已的情感,宣泄自已的情绪,与此同时,又会对人们的心理情绪产生影响。以下是读文网小编为大家精心准备的:解析情绪心理在艺术设计色彩中的应用相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘 要】色彩的运用在现代设计中起到了关键性的作用,其通过设计师不同的表达手法与应用手段,能够充分展示出设计主体物的美感,以及设计师所要传达的中心思想,运用色彩的表达方式比苍白的语言更具有说服力。通常情况下,在日常生活中人们可以通过一些色彩体会到其所传达的情绪,并且这种情绪能够支配人们的行为和心理活动。
色彩是艺术设计中的重要环节,通过对色彩的科学应用能够充分调动观者的心理情绪,从而表现出最真实的心理反馈。现阶段,对于色彩应用方面的研究还较为稀缺,能够借鉴与学习的研究成果凤毛麟角。同时,色彩也是自然界赠与人类最盛大的礼物,为人们提供了良好的感官体验,为想象力插上了飞跃的翅膀。在这个丰富多彩的大自然中,各种色彩对人们的情绪、心理、感官世界产生着不同的影响,在这种色彩的熏陶与感染下促成人们产生了独特的审美观点,作为一种情感与思想的抒发方式,色彩是最直观也是最直接的表达方式,能够对观者产生情绪心理上的影响并通过其行为反映出来。
人类对某些事物的记忆有时候会停留在对某种代表性色彩的记忆上,或者通过代表性的色彩得到启发,从而引发对该事物的思考、想象、回忆,当某些色彩冲击到人类记忆的敏感神经元时,将能够改在一定程度上改变人类的心情或者举止行为。色彩不仅为人带来感官上的体验,更能够为人类表达与抒发思想情感,因此,我们应该充分利用色彩的影响力,更多更全面的在艺术设计中应用色彩,发挥其重要作用。
人们的情绪实际上是需求与客观事实共同作用下的产物,其内容主要包括了面部表情、生理反应以及情感抒发这三种因素的综合统一。也就是说,情绪是人类心理以及生理对于客观存在的事物,所产生的最直接的情感表达,体现了人类的主观需求与客观事实之间的关系。在本文中所提到的情绪,与情感具有相同的性质属于同一理论概念。从某种角度来分析,情感与情绪是相互依存缺一不可的,情绪是情感的直接表达,情绪的波动反映了情感的变化过程。同时,情感渗透于情绪之中,缺少了情感的影响,情绪的抒发缺少真实的感官体验,而情感离开了情绪,则无法显现出来。
情绪与色彩之间有着千丝万缕的关系,人的情绪能够通过不同的色彩表达出来,同时不同的色彩也能够刺激或者引发人们产生不同的情绪心理。从物理学以及生理学的角度来讲,根据色彩不同波长的理论依据来研究,不同的波长对人们视觉的传达所产生的影响程度不同,因此人们对不同色彩所形成的情绪心理也各不相同,例如,实验研究发现,在所有色彩中蓝色的波长是最短的,在其对人类的视觉刺激下,能够使人们情绪逐渐平静下来;而在这其中红色的波长是最长的,通过红色对人们视觉上的刺激,能够让人们感到情绪澎湃充满活力。往心里学层面分析,人们的联想受到不同颜色的引导会产生不同的变化,最终形成情绪上的相对反应。
譬如:人们看到红色时,总是能想到温暖热烈的火焰,从而产生兴奋与激动的情绪;看到黄色时,能产生愉悦、明快的心理情绪;看到紫色时,会让人感到忧虑不安;而看到白色时,能让人产生冷静与理智的心理情绪。在掌握了这些色彩对人类心理情绪的影响之后,科学合理的将这些色彩运用到日常生活中,能够发挥色彩的更多价值。曾有实验研究结构显示,将儿童医院的整体装饰颜色,从白色基调变换为以绿色为主的彩色基调时,儿童对于医院的恐惧与排斥心理在很大程度上有所减弱,心理情绪上也得到了充分的安抚,更有利于儿童疾病治疗的进行。通常情况下,我们都有这样的体验经历,当我们在日常工作中感到疲惫的时候,都会产生想去森林或者大自然放松心情的想法,这是因为绿色能够愉悦人们的心情,能够有效舒缓紧张的情绪让人能够放松下来,心灵得以释放和平静,在这过程中有效缓解疲劳与压力。
随着社会文明的不断发展,人们对艺术设计色彩的要求越来越高,从单纯的追求视觉体验上升为心理情绪方面的要求。由此可见,色彩的审美通常受到情绪心理的影响。
(一)在产品设计中运用色彩心理情绪所形成的审美
在产品设计中灵活的应用色彩,能够有效提高该产品的艺术美感,为人们提供良好的视觉体验,从而加强人们的购买动机和欲望。较为典型的例子就是近几年风靡全球的苹果手机,其选用了简单质朴的黑、白两大色系作为手机的主要色彩,众所周知,黑色是庄严、稳重的代表,而白色象征着纯洁和坦率也是在宗教中最为圣洁的色彩,这两种简单的颜色对于大众来说比较易于接受,因此,苹果手机在设计中运用黑、白两种色彩,一方面有别于市场上花样繁多的手机走简约商务路线;另一方面,巧妙的运用色彩搭配成功扩大的消费群体,促进了产品的消费。
(二)在室内设计中运用色彩心理情绪所形成的审美
在室内设计中灵活运用色彩,对于使用者的日常生活产生了相当大的影响。譬如在设计儿童房的时候,多选用一些较为活跃的色彩如橙色、绿色、蓝色、黄色等,创造一种温馨的环境,能够对幼儿良好性格养成起到一定的作用。
总而言之,色彩的应用对于现代设计情绪心理的发挥起到了关键性的作用,并且是表达心理情绪最直观的手法,这些特点在现代工业产品设计、室内设计中表现最为突出。色彩对人们心理情绪所产生的影响是不可否认的,因此,现代设计师需要对各种色彩的含义,以及对心理情绪所产生的影响进行深入的研究,探索出在设计中合理应用色彩的增加设计价值的方案。
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室内设计是建筑设计的继续和深化,是室内空间和环境的再创造。它是一门建立在现代环境科学研究基础之上的新兴边缘性科学,其设计的范畴包括人文社会环境、自然环境、人工环境的规划与设计。下面是读文网小编为大家推荐的室内设计色彩论文,供大家参考。
随着社会的日益繁荣,随着个人的经济能力成长到一定的程度,更好的居家生活品质成为随之而至的生活目标。“执子之手,与子携老”,当人们经历了追逐、拼搏、浪漫和收获之后,在穿越时空的浓浓情缘牵引下,家便成为了温馨的港湾。
家,也有表情。他无一例外地隐藏在钢筋混凝土的都市里,也无一例外地通过清一色“四白落地”的格局构成了四方空间,我们的的确确感受到的是怎样的表情?最佳的室内设计是形状、空间、冷暖、质地和色彩的和谐搭配,而色彩是每项设计所不可缺的基本组成部分。色彩对人类的意义是不言而喻的。色彩无处不在,人们获取的外界信息中80%是通过视觉完成的,75%—90%的人体活动是由视觉引起的。从色彩的实验可以证明,在正常状态下观察物体时,首先引起视觉反应的就是色彩,其次才是形状、质感等①。居室空间中的色彩时常意味着居住者情感的宣泄或流露,同时色彩也影响着居住者的情绪,甚至家庭成员之间的关系。当居住者选择了某种属于自己的色彩并将自己融入这个特定的环境中,他就和这个色彩空间一样,拥有了自己的专属表情。
所有的色彩都有三种重要的属性:色相、明度和纯度,被称之为色彩立体。红、黄、蓝是减色法的三原色,所有其他色彩都是这三种色的衍生色。不同的色彩有不同的波长,可综合分为12个色系:给人漂亮感觉的亮粉红色、奶油色,这些色令人觉得可爱、天真;黄色、橙色,这些色令人觉得轻松、快活;红色充满生气,令人觉得强烈、大胆;柔和的粉红色系让人们觉得罗曼蒂克;米色系体现着暖和和自然,这些色令人觉得温柔、朴素;玫瑰色、淡紫色令人觉得雅致、优美;清爽、自然的嫩草色,令人觉得淡雅、爽快;褐色系、蓝色令人觉得素雅、漂亮,不乏一种时髦的气息;典雅的深咖啡色、深橄榄色令人觉得稳重、沉着;清澈的淡蓝色系令人觉得朴素、爽快;清爽、轻快的蓝色、绿色令人觉得轻松、舒爽;而深蓝、黑色则是摩登的代表。同时我们也可以用配色法将这些颜色搭配使用,会创造出各种不同的效果。类似色的配色法运用的是色相环上相互邻接的三种颜色或是他们的阴暗深浅,它们可以是冷色和暖色的组合,如蓝色、紫蓝色和紫色的组合,或红色、橘红色和橘色的组合。这些配色法充满活力,是运动设施、幼稚园、学校和休闲俱乐部等生动活泼场所非常适合的设计选择。类似色配色法可以混合暖颜色和冷颜色,像紫红色、红色和橘红色那种生动的配色;或绿蓝色、绿色和绿黄色之类,令人心旷神怡犹如身处热带水上那样的颜色。比同一色的彩色调色板更为有趣的是中性色配色法,它包含诸如纯白色、中灰色、米色、棕黄色和浅灰褐色之类程度较浓的色彩。这些配色,既不暖也不冷,被认为是精美、正规和雅致的表现。中性色建立在色彩的明度之上,中性配色可作为单一显眼的浓色彩或美术收藏品的背景。单一种中性色的同一色彩组合是最为稳妥,最为保守的方法。互补色的配色是色相环上相对应的色彩,是最醒目、最有差别的配色,也是最难适当均衡的色彩,互补是调和,这些配色被用来使室内空间充满活力,使人感到愉快、精力充沛。互补的深绿色和红色令人向往,其色彩的浓淡程度恰足以维持室内的平静气氛。比起互补配色更为复杂的是对邻互补配色,对邻互补配色是利用色环一侧的一种颜色与其互补色的两个邻近色。例如紫色配绿黄和橘黄就是对邻互补配色。这两个邻近色的色彩是协调的,而互补配色表示动作和能动性。三色配色是使用环绕色相环等距间隔的三种色彩。最具有代表性的三色配色是红、黄和蓝这三种原色的配合。这些配色倾向于色彩轮廓清晰、引人瞩目,最适合于诸如学校、运动场和电影院之类的大空间。
建筑是冰凉的,家具是沉重的,而色彩却为这样的家居生活注入了新鲜感,注入了轻松的活力。无论是阴暗、冷暖、轻重或者远近,都是那么的恰如其分。色彩是家居装饰的重要内容,用喜欢的色彩来展示个性表达自我,装点这精彩的家。色彩不占据居住空间,也不受空间结构的限制,色彩具有以下一些重要的作用:1.决定空间的情调或气氛;2.吸引或转移视线;3.调节空间,使其产生更大或更小的感觉;4.隔断和划分空间;5.连结空间或令其和谐统一②。每一种色彩都能代表着一种心情,每一种色彩都关系着特定的环境,每一种色彩都能影响人们的温度知觉和空间知觉甚至是情绪。例如在以冷色调为主的餐厅中使用暗淡的绿色、灰色或黑色,会使人们产生一种宁静的气氛。要是能在玻璃或地窗等透明的材质上配合使用上引人注目的鲜艳色彩加以点缀,就能在整体上形成和谐的反差,令人兴奋充满幻想。这些点缀的颜色能给人们很醒目的感觉,将人们的视线一下子被集中吸引过来,成为这个空间的点睛之笔。对不同的色彩,
人们的视觉感受是不同的。色彩会使人产生心理上和生理上的反应,在和其他色彩的关系上,暖的色彩似乎向观看者进逼,冷的色彩却向后退。例如,在同一个空间中使用分量相等的红、黄、蓝三原色去展示物体时,很明显我们会感觉红色离我们比较近,其次是黄色,最后才是蓝色。要改变这样的状况,只有将红色的用量减少,增加蓝色的用量,才能使这些带有颜色的物体给人们的感觉处于同一水平线上。色彩的彩度和明度不同,也能造成不同的空间感。明度高的暖色有突出、前进的感觉,明度低的冷色有凹进、远离的感觉。色彩的作用显然是不容忽视的。
色彩千变万化,飘忽不定,但也不是那么难被把握的。现代居室的色彩运用有以下几个主要规则:⑴设计构思:在决定哪些部位上哪种颜色之前,尽量要明了空间的设计构思。如果空间有某个连接部位例如楼梯或其他固定的细部结构,可以巧妙地利用色彩突出这些部位。现代居室通常都有一些抽象的交合线、平面以及一些设有屏障的不规则的小区间,没有齐整框边的建筑细部等。就从这些具有可塑性的、有连接空间作用的部位开始着色。⑵平面与实体:如果居室被分割为几个抽象平面和实体,尽量用稍有不同的色彩处理每个平面或实体。成功的色彩运用可以令空间清晰明朗,整齐有条理。如果不施色彩,这种空间会显得空洞乏味,杂乱无章。在这样的空间,用低对比度的色彩组合往往会产生很好的效果。每种颜色应与相邻的颜色稍有不同,但要避免使用强烈的反差色彩。例如在厨房或储藏间之类的房间里,常常是堆满了各种用具和设备,给人们一种拥挤和繁忙的感觉,如果能在这样的背景上用类似仿古的灰色漆加以掩饰,甚至在这样的墙面加上些肌理效果,不但能给人耐人寻味的感觉,同时还能舒缓紧张的气氛。⑶强调部位:强调色彩可以把人的视线和注意力集中至任何特别的建筑结构,例如栏杆、橱柜、设备等,选择强调色彩时,最好使用对比较强的色彩,同时要选定着重突出的特定部位。
色彩给人的印象会随着搭配的组合而改变,因此我们不能孤立地看待色调,色调能给空间布局起到整体改观的效果,颜色的搭配也是一种品位的体现。室内的色调可以分为单色调、相似色调、互补色调和无彩色调四种。许多对色彩并不了解的居住者常常认为颜色越少越整洁,我认为这是一种偏见。只要平衡搭配,多种色彩组合同样能有素净的效果③。要想营造室内整洁素净的气氛,就必须对室内进行尽量的精简。任何家居内摆放的家具、装饰物品或日常生活用品都带有颜色,因此要对他们进行统一,使他们能在同一色调上进行细微的变化,达到和谐的效果。但是不可否认的是,鲜艳的色彩组合和多样的色调搭配能吸引人们的目光和吸引力,这样在视觉和感觉上能为繁忙的现代人们凌乱的生活起到掩饰的作用。事实上例如墙壁、天花和地面的颜色都是房间的主色调,窗帘、灯罩、桌布、鲜花等等都是细节部分,但是无论是重点或细节都是为了整体服务的,房间的整体效果都是这些共同作用的结果。色彩的选用还必须考虑到周边色彩和材料的选用,房间内有墙壁、窗帘、家具等各种要素,即使颜色相同,但是材料、质地的不同给人们带来的感觉也不尽相同,颜色与颜色之间会相互影响,也因形状和面积的不同,产生不同的效应。合理地处理整体的色彩搭配能利用这些物体的折射,形成意想不到的混合光色。色彩的力量是无穷大的,我们不能被色彩的印象所左右,即使是相同的色彩也能给人们有不同的感觉。正所谓“十人十色”,每个房间都不可能单独存在一种色调,居室的布局设计也靠色调来改变效果。总的说来配色无非就分为两种,一是遵循一些章法的配色原则,另一种就是打破常规,避开对原则性的束缚的配色原则。室内色彩的配置,一般情况下应采取上浅下深的方法,使重心处下沉,给人们一种稳重的感觉。可以按地板、墙面、顶棚的顺序选择层次明亮的色彩组合,使房间具有宽阔的感觉。居室的色彩搭配还应考虑朝向问题,阴面的房间应以暖色调为主,如米黄色、淡粉色等,增大采光系数;阳面的房间则可根据用途采用暖色调和冷色调。自然光也会对色彩产生影响,从北方来的光发出浅淡的冷绿色,而南方来的光却投射出鲜艳夺目的淡红色。东方来的光使色彩看起来似乎是退了色一样,淡黄,刺目。西方来的光能产生明亮的橘红色效应。一般情况下室内的主色调是很难改变的,应在其他色彩上采用相近的同色系色彩,产生一些变化和层次,带来整体和谐美,避免杂乱无章,失去主次之分。在考虑了颜色本身给人们带来的信息后,还应考虑家人的不同爱好甚至不同年龄对色彩的要求,比如老年人适合具有稳定感的色系,沉稳的色彩比较有利于老年人身心健康;青年人适合对比度较大的色系,让人感觉到时代的气息与生活节奏的快捷;儿童适合纯度较高的浅蓝、浅粉色系,适合儿童天真无暇的个性。在这种情况下,全家采用一个颜色也是不合适的,因此可以选择同一色系的不同深浅,或者在相对独立的房间里采用不同的颜色。另外还可以借助一些外力来改变色彩给整体带来的影响。比如,在狭窄的空间中,人们喜欢用一面镜子来扩大视觉上的空间感和增加亮度,同时镜子也能将映入其中的色彩视觉的效果扩大。不同的区域对色彩的要求也不一样,比如对卧室色彩的要求较高,卧室是人们睡眠休息的地方,不同年龄对卧室色彩的要求差异也极大,应该使用能让人们身心得到放松的颜色;厨房是制作食品的场所,颜色表现应以清洁、卫生为主。由于厨房在使用中易发生污染,需要经常清洗,因此应以白、灰色为主。鲜黄、鲜红、鲜蓝及鲜绿色都是快乐的厨房颜色,而厨房的颜色越多,家庭主妇便会觉得时间越容易打发。乳白色的厨房看上去清洁卫生,但是别让带绿的黄色出现。餐厅是进餐的专用场所,在色彩运用上应根据家庭成员的爱好而定,一般应选择暖色调,突出温馨、祥和的气氛,同时要便于清理。客厅是全家展示性最强的部位,色彩运用也最为丰富,客厅的色彩要以反映热情好客的暖色调为基调,并可有较大的色彩跳跃和强烈的对比,突出各个重点装饰部位。对于室内装饰来说,现今还是有大部分人们在用色方面比较保守,但试着背离或违反色彩和谐的规则也能给人们不同凡响的效果。色彩和谐的原理都是指比较对称的色彩反差。严格按照这些原理设计,自然会获得和谐的色彩组合。然而,完全的色彩和谐也会令人们感觉沉闷,缺少新鲜感。在色彩组合上加进某种强烈的不和谐色彩可以增加动感。不和谐色彩可以明显地吸引视线,或引起惊奇。主要的问题是所用的色彩是否能在适当的时刻把视线吸引至适当的物体上去,也得看业主有没有这样的勇气去尝试了。总结一下有这样几点用色建议:完整的配色是全局考虑的结果,首先要考虑好大的色调,同时不能忽视细节的点缀与整体的呼应;明度和彩度会随着色彩的形状和颜色而改变,,因此要以大面积的色彩来决定小面积的色彩,而不能完全依赖小面积的色彩;要考虑到材料本身的色泽和质感,它们也是影响色彩的重要因素;要注意到自然光线带来的影响,因为颜色也是会相互作用的,不同的亮度和光色下,整体的颜色感觉也会产生变化的;在同一房间使用多种颜色,可以利用色彩本身的属性来调整它们之间的关系,如给人们所产生的前进后退的感觉等。
或许,你是一位成熟稳重的现实主义者,喜欢平静、安宁的生活方式;或许,你是一位富于幻想的浪漫主义者,追求着自由自在、前卫大胆的生活方式;也或许,你是一位心态平和的温情主义者,享受着自然、简单的生活方式;在这样的色彩世界里,寻找属于自己的表情,让自己的眼睛和心灵得到充分的愉快,刺激和美的享受。
①摘自《城市色彩景观规划设计》第5页
②摘自《室内色彩设计》居室分册
③摘自《百姓家装细部80要决》第81页
参考文献
①《城市色彩景观规划设计》
②《室内色彩设计》居室分册
③《百姓家装细部80要决》
摘要:
色彩作为视觉传达五要素之一,在室内设计中具有较强的视觉冲击力,从理论与实践上阐述了如何利用色彩表现,把室内空间布臵得更加合理、美观,使人们的生活更加舒适、美满,来满足人们的消费心理需求,以达到满足和平衡人们精神与心理的需要。
关键词:室内设计;色彩;表现
随着人们生活水平的日趋提高,人们对居室功能要求不断的发生变化,在室内设计方面也越来越花费心思,而色彩却可以赋予居室生活奇妙的表情。单纯的色彩源自大地,能展露出表情的室内色彩却是发自内心的。色彩能表达自我、展现个性,我们应善于发现色彩,利用色彩的不同属性,利用色彩的不同搭配效果来唤出层次,唤出不同的生活情调,从而装点出我们精彩的居室生活。
一、色彩是室内设计的重要组成部分
室内的色彩设计要考虑的因素有很多这包括有空间、形式、结构、光线、材料以及色彩。然而设计因素中往往被忽视就是色彩。这种方式往往会使色彩的效果不能达到最佳状态.应该把色彩选择纳入建筑整体设计的内容,而不应事后应付般地处理。成功的色彩设计是把所有的色彩和其他材料作为一个色彩组合来处理。最为成功的室内色彩设计与整体设计的目标一致。
二、 色彩在室内设计中的重要性
人的一生有三分之二的时间是在室内度过的,因此,人们设计创造室内环境,必然会影响到室内生活,关系到人们的安全、健康、舒适、效率。室内环境的构成有很多的方面,其中色彩因素是室内环境中的重要部分。据调查,人进入某个空间最初的几秒钟内得到的印象,百分之七十五是对色彩的感觉,然后才会去理解形体。所以,色彩是室内装饰设计不能忽视的重要因素,了解不同色彩所产生的不同功能及人们自身对色彩的要求的重要作用是不言而喻的。
三、色彩对心里生活的重要性
选择一种自己喜爱的颜色作为居室风格设计主线,一切围绕这个主线来选择和搭配,这应该是一种省力又讨巧的办法,能把握自己心仪的色彩也是一种比较有成就感的事。但是,不同的颜色对于长期身处其中的人会产生不同的心里影响,
日积月累,这种影响将会变成一种不可忽视的力量,继而影响到生活的方方面面。色彩心里学家认为,不同颜色对人的情绪和心理的影响有差别。
暖色系列:红、黄、橙色能使人心情舒畅,产生兴奋感;而青、灰、绿色等冷色系列则使人感到清静,甚至有点忧郁。白、黑色是视觉的两个极点,研究证实:黑色会分散人的注意力,使人产生郁闷、乏味的感觉。长期生活在这样的环境中人的瞳孔极度放大,感觉麻木,久而久之,对人的健康、寿命产生不利的影响。把房间都布臵成白色,有素洁感,但白色的对比度太强,易刺激瞳孔放缩,诱发头痛等症状。
据美国学者研究发现:悦目明朗的色彩能够通过视神经传递到大脑神经细胞,从而有利于促进人的智力发育。在和谐色彩中生活的少年儿童,其创造力高于普通环境中成长者。若常处于让人心情压抑的色彩环境中,则会影响大脑神经细胞的发育,从而使智力下降。
四、色彩的科学性
所有的色彩都有三种重要的属性:色相、明度和纯度,被称之为色彩立体。红、黄、蓝是减色法的三原色,所有其他颜色都是这三种色的衍生色。不同的色彩有不同的波长,可综合分为12个色系:给人漂亮感觉的亮粉红色、奶油色,这些色令人觉得可爱、天真;黄色、橙色,这些色令人觉得轻松、快活;红色充满生气,令人觉得强烈、大胆;柔和的粉色系让人们觉得罗曼蒂克;米色系体现着暖和和自然,这些色令人觉得温柔、朴素;玫瑰色,淡紫色令人觉得雅致、优美;清爽、自然的嫩草色,令人觉得清雅、爽快;褐色系、蓝色令人觉得素雅、漂亮,不乏一种时髦的气息;典雅的深咖啡色、深橄榄色令人觉得稳重、沉着;清澈的淡蓝色系令人觉得朴素、爽快;清爽、轻快的蓝色、绿色令人觉得轻松、舒爽;而深蓝色、黑色则是摩登的代表。同时我们也可以用配色法将这些颜色搭配使用,会创造出各种不同的效果。
所以说正确的应用色彩美学,有助于改善居住条件。宽敞的居室采用暖色装修,可以避免房间给人以空旷感;房间小的住户可以采用冷色装修,在视觉上让人感觉大些。人口少而感到寂寞的家庭居室,配色宜选暖色,人口多而觉喧闹的家庭居室宜用冷色。同一家家庭,在色彩上也有侧重,卧室装饰色调暖些,有利于增进夫妻情感的和谐;书房用淡蓝色装饰,使人能够集中精力学习、研究;餐厅里,红棕色的餐桌,有利于增进食欲。对不同的气候条件,运用不同的色彩也可以一定程度的改变环境气氛。在严寒的北方,人们希望温暖、室内墙壁、地板、家具、窗帘选用暖色装饰会有温暖的感觉,反之,南方气候颜色潮湿,采用青、绿、蓝色等冷色装饰居室,感觉上会比较清凉爽些。
所以面对如此丰富的色彩呈现,我们室内设计中对于色彩的运用应该坚持以下几个原则:
1.设计构思:在决定哪些部位上哪种颜色之前,尽量要明了空间设计构思。如果空间某个连接部位例如楼梯或其他固定的细部结构,可以巧妙地利用色彩突出这些部位。现代居室通常都有一些抽象的交合线、平面以及一些设有屏障的不规则小区间,没有齐整框边的建筑细部等。就从这些具有可塑性的、有连接空间作用的部位开始着色。
2.平面与实体:如果居室被分割为几个抽象平面和实体,尽量用稍有不同的色彩处理每个平面和实体。成功的色彩运用可以令空间清晰明朗,整齐有条理。如果不施色彩,这种空间会显得空洞乏味,杂乱五章。在这样的空间,用低对比度的色彩组合往往会产生很好的效果。每种颜色应与相邻的颜色稍有不同,但要避免使用强烈的反差色彩,例如在厨房或者储物间之类的房间里,常常是堆满了各种用具和设备,给人们一种拥挤和繁忙的感觉,如果能在这样的背景上用类似仿古的灰色漆加以掩饰,甚至在这样的墙面加上些肌理效果,不但能给人耐人寻味的感觉,同时还能舒缓紧张的气氛。
3.强调部位:强调色彩可以把人的视线和注意力集中甚至任何特别的建筑结构,例如栏杆、橱柜、设备等,选择强调色彩时,最好使用对比较强的色彩,同时要选定着重突出的特定部位。
当然对于室内设计来说,现今还是有大部分的人们在用色方面比较保守,但试着背离或者违反色彩和谐的规则也能给人们不同凡响的效果。色彩和谐的原理都是指比较对称的色彩反差,严格按照这些原理设计,自然会获得和谐色彩组合。然而,完全的色彩和谐也会令人们感觉沉闷,缺少新鲜感。在色彩组合上加进某种强烈的不和谐的色彩可以增加动感。不和谐色彩可以,明显的吸引视线,或引起惊奇。主要的问题是所用的色彩是否能在适当的时候把视线吸引至适当的物体上去。
参考文献
《室内设计资料集》中国建筑出版社 张绮曼 郑曙旸
《色彩学讲座》广西师范大学出版社 李萧锟
《美国色彩基础教材》(美)潘泰克(pantak,s.)(美),罗斯(roth,r.) 著,汤凯青 译
上海人民美术出版社
致谢
经过为期一个月的忙碌,最终本次毕业设计和论文已经顺利完成。这都是陈泉老师的精心指导的结果,虽然有繁忙的工作,但仍抽出时间给予我们学术上的指导和帮助,在此,谨像陈老师致以深深的敬意和由衷的感谢。
感谢五年来所有的任课老师,正因为有了你们优秀的教学理念和方式,才能让我轻松的发挥所学的知识、独立的完成这次毕业设计。
也感谢各位同学,在我遇到学术上的困难的时候所给予的帮助。
最后,感谢我的母校湖南工艺美术职业学院,五年来对我的大力栽培,在这里,我仅用一句话来表明我无法言语的心情:感谢你们!
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计算机工程又称为计算机系统工程或者电子和计算机工程,因为计算机工程包括电气工程与计算机科学。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。
一、渐进式的工程化实践教学
数据库技术及应用是与各专业应用结合比较紧密的应用技术基础课程,是一门工程性和实践性都非常强的课程,因此我们主要以工程化实践教学模式进行数据库技术与应用课程的教学,根据“初步体验、独立项目实践、从业实践与实训”3个层次实行渐进式实践教学训练。在教学过程中,我们注重培养学生的工程能力,强化学生的工程实践意识,从教学内容的组织和实验环节的设计到课堂教学案例和实验教学的开展,都围绕工程素养的培养进行遴选。
1.1采用工程案例驱动的理论教学模式
在理论课讲授方面,我们以工程案例驱动模式进行教学,以网上书店的开发案例贯穿教学全过程,将数据库基本原理和设计技术融于案例教学过程。同时,根据浙江传媒学院电子信息工程专业的传媒行业特色,对教材的内容进行优化整合,增加与新媒体应用相关的多媒体数据库等新技术内容,加强数据库工程应用设计及网络数据库应用技术能力的培养。在各章的教学中,我们用案例进行分析,逐层引导,全过程地阐述数据库系统原理及应用中的各类概念和技术问题。
1.2实行渐进式的工程化实践教学过程
1)初步工程训练体验。课程的教学除了理论教学外,还有相应的课内实验教学。实验内容分成两部分,一部分是数据库技术的基本实践,主要包括特定DBMS的使用、SQL语言的编程练习以及数据库的连接技术;另一部分是小型数据库应用系统的开发,采用工程化的基本思想,组织学生分组设计实现一个初步的工程项目,培养学生的自学能力、主动学习能力、团队协作能力以及初步的工程实践能力。在初步工程训练体验阶段,教师提出工程设计的基本功能和性能要求,包括系统界面设计、基本的数据操作和查询统计功能设计、性能指标设计等基本要求。学生可自由组成小组,根据教师要求自主选题并自主选择开发工具和数据库环境,在完成基本功能要求的前提下,可以结合自己的工程项目设计实现一些特色功能模块,然后完成项目设计的总结报告。最后,教师对每个小组的作品进行项目验收,要求每个小组制作PPT进行项目工作汇报并演示所设计的作品,由学生推选出的若干学生评委负责项目评分。工程项目设计成绩作为该小组成员平时成绩的主要评分依据。
2)独立工程训练实践。独立工程训练实践要求学生在课程设计阶段完成。该阶段要求每个学生自主完成一个真实的或模拟的项目开发实践,以着重培养学生的自学能力、独立从事工程实践的能力、基本的分析问题和解决问题能力。课程设计阶段要求学生自学数据库开发工具和环境,强调独立设计,强化学生查阅资料能力、自学能力、创新设计和实践能力的培养。在此课程设计阶段,教师除了提出项目设计的基本能力训练要求和设计作品的基本功能和性能要求外,还给出一系列参考选题让学生选择。学生也可以自主选题,但需征得教师同意,以保证选题的质量。为避免抄袭等行为的发生,每个学生的题目和内容必须不同。同时,课程设计阶段会要求学生采用与上一次设计不同的工作模式(C/S或B/S),采用工程化的手段和方法完成基本的设计实现工作。课程设计完成后,指导教师组织学生评委(7人)对学生作品和设计方案进行检查,最后通过汇报答辩的形式评定作品设计成绩。作品设计和汇报答辩成绩由学生评委给定,教师在设计过程中负责答疑,在答辩过程中负责点评,但教师有权对成绩进行微调。另外,在课程设计结束后,学生要完成课程设计报告,教师对课程设计报告批注评语并给出成绩,课程设计的最终成绩由作品设计成绩和设计报告成绩组成。经若干次实践证明,上述实践教学方法既减轻了教师的工作任务,同时又促使学生相互学习并取长补短,在促进学生自主学习、主动学习和实践的同时,也提高了学生的表达能力;通过课程设计报告,学生提高了撰写规范的项目设计方案的能力和设计总结报告的水平。
3)从业工程训练实践。从业工程训练实践主要指学生在企业实习期间,以行业一线的真实工程项目为背景,参与并完成相应的工程项目设计实现工作(或作为其毕业设计),培养数据库工程应用实践开发和运用数据库技术从事服务外包等实际应用开发能力。第3阶段主要是结合实际数据库工程项目,尤其是与传媒应用密切相关的数据库工程项目的设计与实现工作,如电视节目查询点播系统、媒体资产管理系统、影视资料编目系统等。这一阶段的实践主要培养学生的实际应用能力,帮助其尽快适应社会需求,在离校前具备应对复杂工程实践的基本能力。通过3个阶段的实践教学,学生能够初步具备到一线从事数据库工程及服务外包等项目开发的基本能力。
二、以能力培养为目标的考核评价机制
教学方法和手段中的一些不足之处,不可避免地会导致考核评价机制不科学和不公平现象的发生。多数课程的考试都采用期末笔试形式,课程考试无法真正做到考核学生的实际工程能力,为此改革评价方式宜与教学模式改革相配套。为使实践训练能落到实处并能给出客观公正的实践评价,我们对于C语言、Java课程以机考为主,采用具有自动评价学生程序功能的程序设计上机练习及考试系统,改变期末笔试的考试形式,在开学半学期后每两周组织一次机考,采用多次开卷机考的方式进行课程考核。通过考试的学生如果不满意成绩,还可以在学期结束前的任何一次考试中重考。数据结构与算法课程考核分为笔试和机考两部分,期末总评成绩建议按照平时成绩占20%、笔试成绩占40%、机考成绩占40%的比例计算。数据库技术与应用课程的成绩由理论考试成绩和工程项目设计成绩两部分组成,理论考试和工程项目设计各占总成绩的50%,其中设计作品占40%,设计报告占10%,不再单独设置平时成绩,而以初步的工程项目实践成绩作为平时成绩。课程成绩的评价采用理论学习与能力培养并重的方式。
三、结语
通过组建由C程序设计、Java程序设计、数据结构与算法分析、数据库技术与应用4门课构成的计算机类课程,我们从以下几个方面对教学模式尤其是实践教学模式进行改革和探索。
(1)以案例驱动方式深化C语言课程的教学改革,完全由学生自学C语言语法,突出专业层面的基本程序设计能力训练。
(2)以案例驱动和项目驱动并重的方式深化Java语言课程的教学改革,前半学期主要采用案例教学法,让学生学会Java语言的语法规则和调试方法,熟悉Java特性和程序架构,特别是熟悉面向对象程序设计的理念;后半学期主要通过项目驱动教学方法,强化学生工程实践能力的培养,突出项目设计实现能力训练。
(3)以理论与实践并重的模式开展数据结构与算法课程教学,以学习传统的、经典的数据处理方法为核心,以掌握算法设计基本功能为目标,通过课堂教学与OJ系统中相应的配套练习,基本达到工程设计必需的基本技能要求。
(4)以工程案例驱动和分组数据库应用工程训练方式改革数据库技术与应用课程教学。我们通过工程教育相关课程的理论和实践教学模式改革,激发学生学习积极性,提高学生自主学习能力;始终坚持以培养学生的工程实践能力为目标,使学生能将工程设计理论和技术应用于实际系统中,更好更快地适应社会对工程人才的需求。
1983年12月,由国防科学技术大学计算机研究所研制成功的中国第一台亿次巨型计算机通过国家技术鉴定,国防科委主任张爱萍将其命名为“银河”。这是中国改革开放、独立自主与引进吸收相结合方针以及全国大力协作的产物,也是中国工程创新的成功案例。本文以银河亿次巨型计算机为例,着重探讨该工程的决策、组织管理中的成功经验,为后人提供有益借鉴。
1工程的背景与决策
国际巨型计算机的研制始于20世纪60年代中期。1976年美国CRAY公司研制成功的Cray-1流水线向量巨型计算机,标志巨型计算机技术的成熟,并开始进入商品化阶段。苏联、法国、英国、西德以及日本奋起直追[1][2],相继研制出各自的巨型计算机。技术先进、功能最强的计算机,历来被首先满足于军事领域的迫切需求。美国国防部以及和军事密切相关的航天局、能源部、国家安全局,一直是巨型机的最大用户,也是巨额研制费用的提供者。1976年,美国著名核武器设计发展中心洛斯•阿拉莫斯实验室以880万美元的价格购买了第一台Cray-1机[3],美国三军及战略武器部队的C3I系统也使用了Cray-1机[4]。因此,美国将巨型计算机看作“军备竞赛的基本要素”,决定“不应让这种计算机输出到任何国家”,尤其对社会主义阵营国家,实行技术封锁和禁运。第三台Cray-1机原本是苏联定购的,但被美国国防部一票否决[5]。
中国考虑研制巨型计算机始于20世纪70年代初。1956年中国的计算技术开始兴起[6],经过仿制苏联到自行研究、设计、制造等不同发展阶段,先后研制出电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路计算机,为国家经济、科学研究尤其是国防科技做出重要贡献[7][8]。正是由于计算机技术与国家安全、国防科技以及武器装备发展密切相关,1967年9月聂荣臻就提议研制更高水平的计算机。据此,国防科委四局组织调查组到中国科学院计算技术研究所调研,准备百万次计算机的研制方案。1968年4月,在北京召开总体方案论证会,9月国家计委、国防科委、国防工办向中科院计算所下达百万次计算机研制任务书,代号1025。1970年11月,十院向国防科委报告,提议中科院计算所研制亿次巨型计算机,代号723[9]。1972年10月,国防科委根据国家尖端武器、增强国防实力的迫切需要,召开扩大会议,专门研究我国巨型计算机研制问题,并向中共中央专门委员会建议,将巨型计算机的研制列入国家重点工程项目。1974年初,中科院、四机部和国防科委联合向国务院、中央军委、中央专委提出组织全国力量,开展巨型计算机研制。1975年10月,国防科委主任张爱萍指示科委机关,组织国内计算机知名单位,进行全国性调研,了解国内对巨型机的需求、国产元器件质量状况、外部设备的生产能力与水平,以及性能价格比等情况。但是,由于““””的干扰,巨型计算机工程几经筹划,均未能正式实施。
““””结束后,巨型计算机工程问题被再次提出。1977年国防科委经过一段紧张的酝酿、准备,于11月14日向中央呈报了《关于研制巨型电子计算机事》的请示报告,四机部、中科院等部门亦积极争取。此时,中国巨型计算机的研制力量主要有两支:一支是专门从事计算技术研究的研究所,如中科院计算技术研究所、四机部第十五研究所(即华北计算技术研究所)和华东计算技术研究所;另一支是分散在地方和军队高校中从事计算技术教学、科研单位。1978年3月4日,在中央部署巨型计算机研制的汇报会议上,邓小平决定将研制任务交给国防科委,责成长沙工学院完成[10],规定用六年左右时间(到1983年底左右)、2亿元左右经费,研制出每秒运算1亿次的巨型计算机。
长沙工学院的前身是成立于1953年的哈尔滨军事工程学院,是新中国第一所直属中央军委领导的高等军事工程技术学院。1966年退出军队序列,改名哈尔滨工程学院;1970年南迁长沙,改名长沙工学院;1978年10月组建国防科学技术大学,重新回到军队序列。长沙工学院计算机研究所能够争取到巨型机工程项目,主要原因有三:一是由于研制武器装备的迫切需求,国防科委在国家财政困难的情况下,积极承担该项工程的经费。二是敢于拼搏、勇于创新的团队精神。长沙工学院计算机研究所是由哈尔滨军事工程学院海军工程系一个9人计算机小组发展而来,尔后逐渐发展成为军用计算机室、计算机专业、计算机系。自1958年以来,先后研制出一系列军用、通用计算机。1965年,在慈云桂的主持下,率先用国产元器件生产出稳定可靠的441B晶体管通用计算机,打破“国产元器件做不出稳定可靠计算机”的说法,先后生产30余台,用于国防科委各基地、国防科研院所、高等院校及国民经济各部门。1970年代研制的151-3/4型百万次计算机,在1979年、1980年洲际运载火箭发射、潜艇水下发射、同步卫星发射等一系列科学试验中应用。三是与慈云桂的运筹帷幄和不遗余力分不开。在中央决策到底由谁承担巨型机研制任务时,中科院计算所正在研制757工程千万次计算机(该工程直到1983年11月完成)[11];四机部十五所承担的718工程任务,“进展十分缓慢”[12]。此时,慈云桂正在主持国防科委巨型机国内需求及生产的调研工作,虽然也承担着718工程任务,但因前期工作进展较快,1977年下半年就把主要骨干力量抽出,提前进入巨型机的预研和方案论证,从而把握时机,抓住机遇。1978年5月,巨型计算机工程正式立项,代号785工程。
2工程的组织与管理
785工程的组织管理创新,主要体现在指导思想、工程指挥、组织队伍、建立制度以及政治工作等方面。
2•1制定正确的指导思想
工程创新首先是观念创新。在特定的历史条件下,制定一个正确的指导方针是保证工程得以顺利完成的重要前提。785工程是在改革开放之初上马的,当时中国的工业基础、技术水平远远落后于发达国家,不少人认为五年根本研制不出亿次机,即使勉强研制出来也不能工作。有人甚至上书中央、国务院、军委领导,希望制止这种“毫无成功希望”的工程[13]。慈云桂和同事们顶着压力,提出“豁出命也要把亿次机研制出来”[10]。慈云桂参加过1975年、1977年两次全国性调研,了解国内当时无法提供巨型机所需的大规模、高速集成电路和其他相关元器件。如果完全立足国内,从元器件攻关开始,十年也没有希望研制出巨型机。因此,他们大胆提出,785工程不能走闭关自守的老路,必须闯出内外结合的新路,进而制定出既符合中国实际又反映时代特征的工程指导思想:“学习国内、外先进经验,尽量以当前国际先进水平为起点,积极采用先进技术,引进必要的技术、设备,洋为中用。从我国实际出发,尽量采用行之有效的、先进成熟的工艺、技术和元件,把先进性和现实性有机地结合起来,加速完成研制任务”。785工程总体方案设计,集中体现了这一指导思想。1977年,亿次巨型机的总体方案设计是瞄准美国1972-1973年研制成的两台著名巨型机Star100和ASC,此方案1978年5月通过。几乎同时,设计人员偶然了解到美国新近推出的Cray-1产品简介。对新技术极其敏感的慈云桂,立即组织力量进行研究,认为Cray-1的设计思想和实现手段是先进的,是新一代巨型机的杰作,当即决定把瞄准目标转向Cray-1,重新设计既符合中国国情又与国际主流机兼容的总体方案[14]。1978年12月,建立在一个较高起点上的785工程总体方案获得批准。
2•2建立垂直的工程指挥系统
785工程立项后,即建立了由国防科委、国防科技大学、计算机系(所)、研究室和专业组构成的组织系统。国防科委组成785工程工作组,张震寰[15]副主任担任领导、组织协调。张震寰自20世纪50年代中期起,便协助聂荣臻、张爱萍组织“两弹”的研制,主抓试验工作。国防科技大学成立785工程领导小组,张文峰副校长担任组长,下设785工程办公室。计算机研究所分为教学、科研两大块,其中,科研人员按亿次巨型机的构成,分成若干研究室,室下设专业组,形成所、室、组三个层次。张震寰采取“一竿子插到底”的垂直指挥方式,亲自带领工作组定期到工程一线,调查研究,解决问题。他经常把电话直接打到计算机研究所下辖的室、专业组和车间,做到处理事情不过夜。工程涉及的境外订货,凭电话“热线”办理,按正常程序需几个月才能办成的事,缩短在几天完成。学校785工程领导小组、办公室主任也经常深入工程第一线。为保证及时通报工程进展情况,国防科技大学组办了“785工程简报”,将工程进展情况及时上报有关领导部门和单位。在这个工程指挥系统中,慈云桂担任了多重角色:作为副校长兼计算机系(所)主任、学校785工程领导小组成员,具有行政指挥权力;同时,作为785工程总设计师,直接负责技术工作;此外,上至直接接受钱学森、张震寰等领导的指示,下至深入到研究所各研究室、专业组以及工厂、车间,在整个工程中发挥了不可替代的作用。
2•3组织各种相关力量,联合攻关、协同作战
785工程上马之时,正值““””后第一批大学生入学,教学和科研工作全面展开,研制、设计、生产人员十分缺乏。在各级领导的大力支持下,陆续从校内、外调入近百名技术干部。国防科委司令部从各基地抽调50名战士集中培训,从事785工程试制、调试的辅助工作;招收100名知青经过政治和业务集训后,参加785工程的生产。“大力协同”是毛泽东对研制原子弹工程的重要批示[15],也是中国成功发展尖端武器的重要经验。鉴于785工程研制力量的短缺,“必须发扬社会主义大协作精神,组织各种相关力量联合攻关”。一方面在校内与各系及相关部门协作,另一方面与校外相关单位协作。这些协作,按其内容、方式及深入程度的不同,分为五大类,即直接参研、提供设备器材、人力支援、给予技术支持和参加试算,共计48个单位。为使研制出来的巨型机能够及时、有效地发挥作用,785工程开始不久,用户便派技术人员到计算机研究所参与工程,同步学习、掌握巨型机的使用、操作及维护。为解决这批协作人员的住宿问题,专门建了招待所,称其为“协作楼”。在785工程的推动下,计算机研究所(系)坚持教学与科研结合,狠抓师资队伍建设、教材建设、实验室建设,逐步形成学科专业门类齐全,包含本科、硕士、博士完整的教学体系。77级、78级和79级本科生的毕业设计,在研究室研制人员和教员的指导下,大多数是围绕785工程任务展开,既提高教学质量,又培养了技术人员,推动学科建设的发展。为保证785工程的生产,计算机研究所不仅为计算机工厂[10],抽调培养上百名技术工人,而且从国内、外购入相关设备,大大提高印制板生产、绘图与制板、打孔、层压、金属化孔、蚀刻、抗蚀镀金、外形加工、装联工艺等工艺水平[10],攻克许多技术和工艺难关。
2•4建立严格的工程管理制度
质量是工程的生命线,国防、军事工程尤为如此。为保证785工程按时按质完成,计算机研究所制定了一系列严格的设计、生产、保障等管理的规章制度。首先,制定了从设计研制人员到生产、加工、组织管理等一系列岗位责任制。整个工程期间,要求“严格岗位责任制,认真贯彻执行规章制度,提高产品质量,杜绝各种事故。……决不能迁就敷衍”。在研制设计层面上,所领导定期召开各室领导、各部分技术负责人的联席会议,讨论、解决工程研制中出现的问题。后逐渐形成每周一次的协调会制度。计算机工厂也建立相应的生产协调会制度。其次,成立器材设备科,负责785工程器材设备的采购、验收及经费管理。为保证工程顺利进行,实行“用采合作”方式:由科研人员提出所需器材清单及要求,器材设备科统一采购。涉及国外采购任务时,实行“技贸合作”方式:技术上由计算机所把关,贸易由相关部门专人进行商务谈判。为确保进口元器件设备及时而准确到位,有关部门简化审批手续[10]。此外,还建立器材进出库制度、请领申报制度、元器件老化筛选制度、工具申请登记制度等一整套严格的管理制度,各研究室也有专人负责器材的清理与保管。正是由于这些合理的器材管理制度,不仅保障了785工程的质量和工期,而且节省了大量资金,全部工程支出只为下拨经费的五分之一[10]。再次,坚持质量第一、可靠性第一,把“三严”作风贯彻到整个工程的始终。为保证生产质量,计算机工厂成立了质量管理领导小组,制定各类人员质量管理职责,对厂长、总工程师、科室、车间、工程技术人员直至生产班长、检验员、工人的质量管理职责,都做出明确规定,并建立严格的生产工艺规程,创下100多万个焊点无一虚焊等多个工程上的纪录,保证了工程的顺利完成。
2•5开展“以人为本”的政治思想工作
政治工作历来是中国大工程成功的保证。要想把有专家学者、工程技术人员、战士、工人、知青和政工干部组成的团队,长期集合在一个专业领域中,以创造精神和高超技术团结协作,不断做出贡献,没有共同的理想信念、思想基础、传统作风,是不可能达成的。政治工作在工程创新尤其是国防科技工程创新中发挥着重要作用,是中国大工程最重要的特征之一。计算机研究所注重理想信念教育,要求全体研制人员具有坚定正确的政治方向,竖立国家利益至上的观念,把个人的价值实现同国家计算机事业、国防科技事业联系起来。在工程实施的各个关键时刻,通过思想教育、动员会、总结表彰等各种方式,强调“任务光荣、责任重大”,“是立了军令状的,是极其严肃的问题”,大大提升研制人员为国增光、为军服务的政治热情和集体荣誉感。同时,785工程各基层党组织,始终注重将政治工作与科研、技术与生产工作相结合,紧紧围绕“弘扬献身国防、无私奉献和我军优良传统,倡导开拓创新、集智攻关和团结协作精神,坚持科学求实、质量第一和三严作风”这一主题展开。政治工作者深刻认识到,巨型计算机的研制是一项长期、艰巨的事业,需要付出极大的创造性劳动。政治工作的目的,在于激发全体研制人员的工作热情。因此,政治工作不能仅仅停留在讲大道理的层面,更要注重人文关怀,积极解决涉及研制人员切身利益的晋职晋级、学习进修、出国考察、夫妻分居、住房改善、子女教育、日常生活等一系列实际问题,解除大家的后顾之优。政治工作者的这些努力是卓有成效的。正是通过亿次巨型机的研制,逐步形成大家一致认同的“银河精神”:胸怀祖国、团结协作,志在高峰,奋勇拼搏。
3相关启示
通过以上分析,我们可以得出这样一个认识:银河亿次巨型机工程的顺利完成,与其正确的指导思想和合理有效的组织管理是密不可分的。其中的一些思想观念和组织管理措施,对于当今的工程创新尤其是国防工程创新,具有一定借鉴意义。概括起来主要有以下几点:
3•1国家支持与国家意志的集中体现
重大工程项目往往与国家利益、国家安全密切相关,它不仅包含着工程技术的综合集成,而且受国内外政治、经济、军事和文化等诸多因素的影响与制约。巨型计算机对当今人类社会的影响是不言而喻的。然而,现实中“用精度高、速度快的巨型机来解决的问题并不太多”,加之技术风险大、研制费用巨,不是某一个部门、单位能够独立承担并完成的。因此,必须在国家层面上,进行规划、决策、组织、协调与管理,并提供足够的人力、物力、财力的保障。银河亿次巨型机正是在国家鼎力支持和组织保障下完成的。它不仅填补了中国巨型机技术的空白,而且在国防尖端技术和石油地震勘探领域得到实际应用,促进了中国计算机技术的发展。然而,亿次巨型机工程完成之时,就已落后世界先进水平[13],其应用也非常有限。从这个意义上说,它本身的政治意义大于技术意义。它不仅充分表明中国改革开放的必要性和“独立自主与引进吸收相结合方针”的正确性,而且在一定程度上打破西方对中国的技术封锁,帮助中国人建立自信,向世人昭示中国人在高技术领域中是能够有所作为的。因此,亿次巨型机是大工程更是大政治,是国家意志的集中体现。
3•2两弹一星工程组织管理模式的示范作用
统一领导、行政和技术两线式指挥、总设计师制、“集中力量、大力协同”以及预先研究、计划评审技术(programevaluationandreviewtechnique,即PERT)等,是两弹一星工程总结出来的宝贵经验。银河亿次巨型机工程的决策与组织管理,以两弹一星工程为示范,并加以发展。如“一竿子插到底”的垂直指挥方式,“预先研究+模型机研制”(通过对模型机的生产、组装、调试、试算,及时发现和解决问题,积累经验,避免浪费)等。但有些方面还做得很不够,1979年钱学森视察785工程时就曾指出:亿次巨型机工程,从制定计划到组织管理,要使用先进的管理经验,如PERT,要提高效率,要进行质量控制。
3•3工程质量与规章制度的可靠保证
质量是工程的生命线,也是巨型机运行稳定可靠的重要保证。在工程的研制、生产、测试、质检等各个环节中,通过制定一系列的规章制度和岗位责任制,坚持“三严作风”(严肃、严密、严格)、“十六字方针”(严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万无一失),从而有效地控制了工程质量和进度,按时保质达成设计目标。
3•4领军帅才与优良传统的有机结合
慈云桂院士作为国防科技大学副校长兼计算机研究所所长,是亿次巨型机工程的总设计师。他具有战略眼光,对新技术敏感,开拓进取,勇于创新,在总体方案、关键技术以及整个工程的组织协调方面,发挥了重要作用。在他的领导下,这支团队相继产生一名科学院院士、两名工程院院士,并为国防科技领域培养出一大批优秀技术人才。发扬我军艰苦奋斗优良传统、团结协作、无私奉献和勇攀科技高峰的银河精神,始终是支撑这支队伍从事巨型机工程创新的理想信念与内在动力。
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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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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。
计算机毕业设计论文开题报告范文相关
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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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