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關(guān)鍵詞:MCLA;計(jì)算機(jī)教學(xué);教學(xué)研究;教學(xué)改革

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

1引言

高校計(jì)算機(jī)教育的過程中,難點(diǎn)知識(shí)的教和學(xué)是困擾著教師和學(xué)生的重要問題,對(duì)于難點(diǎn)知識(shí)教學(xué)方法的研究,引起了廣大高校計(jì)算機(jī)教師的重視,其研究成果已經(jīng)在高校計(jì)算機(jī)教育中起到了越來越重要的作用。難點(diǎn)知識(shí)一般分布在學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)選修課中,這些知識(shí)點(diǎn)往往理論性較強(qiáng),需要較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)才能一次性掌握,這些知識(shí)點(diǎn)往往是某一門課程或某個(gè)研究方向的核心或者基礎(chǔ),如果不能很好地掌握,又影響到后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)和研究的開展。類似的知識(shí)點(diǎn)如:“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”中的“最短路徑”和“KMP算法”、“計(jì)算機(jī)視覺”中的“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程(PDEs)”、“編譯原理”中的“有限自動(dòng)機(jī)”、“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”中的“多態(tài)性”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”中的“七層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)”等。

提升難點(diǎn)知識(shí)的教學(xué)效果顯得非常重要,但是傳統(tǒng)的教學(xué)方法中,由于各種因素的影響,往往采用從理論到實(shí)踐的教學(xué)過程。首先講解知識(shí)的數(shù)學(xué)背景,然后闡述其理論框架,接下來講解該框架中的相關(guān)公理或者定理,推出一系列公式,最后加以應(yīng)用。在這種背景下,由于學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備的差異性,以及學(xué)生聽課狀態(tài)的波動(dòng)性,這種教學(xué)方法往往造成部分學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,無法理解他們看起來很高深理論,從而失去學(xué)習(xí)興趣,放棄后續(xù)學(xué)習(xí),靠做題應(yīng)付考試,最終即使得到高分,對(duì)知識(shí)點(diǎn)知其然不知

其所以然,更不要說進(jìn)行創(chuàng)新。實(shí)踐證明,該方法確實(shí)導(dǎo)致部分學(xué)生無法清楚地掌握知識(shí)的實(shí)質(zhì),造成了教學(xué)過程中的無用功和教學(xué)資源的浪費(fèi)。

為了克服以上方法的不足之處,我們借鑒了國外著名教育機(jī)構(gòu)的教學(xué)方法,將其引入到我們的教學(xué)過程中去。MCLA(Model Centered Learning Architecture)教學(xué)法來源于印度國家信息技術(shù)學(xué)院(印度NIIT),該教學(xué)方法的基礎(chǔ)是:以“模型”為中心,通過完成“模型”來講解理論,在該學(xué)院的教學(xué)中起到了巨大的作用。本文針對(duì)計(jì)算機(jī)難點(diǎn)知識(shí)教學(xué)過程中遇到的問題,結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn),將MCLA教學(xué)方法應(yīng)用到教學(xué)過程中去,以“圖像處理中的各向異性擴(kuò)散的偏微分方程”的講解為案例,闡述MCLA方法在教學(xué)過程中的應(yīng)用。實(shí)踐證明,該教學(xué)方法能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,取得了較好的教學(xué)效果。文章最后還對(duì)該方法適用的

范圍進(jìn)行了討論。

2傳統(tǒng)教學(xué)方法的問題

難點(diǎn)知識(shí)在高校計(jì)算機(jī)教育中,不僅對(duì)于學(xué)生是學(xué)習(xí)難點(diǎn),而且對(duì)于教師也是講授難點(diǎn)。它難就難在理論性強(qiáng),數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高,教師即使能夠熟練精通地掌握,由于學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備的差異,學(xué)生就不一定能掌握;即使學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備足夠,由于聽課狀態(tài)波動(dòng),如果興趣不高也會(huì)無法聽懂,造成知識(shí)的遺落;教師將自己會(huì)的知識(shí)教給學(xué)生,學(xué)生卻沒學(xué)會(huì),不能不說是教學(xué)資源的巨大浪費(fèi)。

2.1教學(xué)案例描述

本文以“計(jì)算機(jī)視覺”中的“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程”為例,來闡述這個(gè)問題。

“計(jì)算機(jī)視覺”是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門專業(yè)選修課,對(duì)于即將攻讀研究生并從事模式識(shí)別和圖像處理的學(xué)生,是一門基礎(chǔ)性課程?！案飨虍愋詳U(kuò)散的偏微分方程”屬于計(jì)算機(jī)視覺中的前沿技術(shù),一般在書本的后半部分講授。在此之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了圖像處理的基本知識(shí),如基本的圖像存儲(chǔ)、變換、濾波以及常見的圖像特征提取方法。

在計(jì)算即視覺中,“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程”最簡單的情況是用于圖像的平滑。在平滑圖像的過程中,能夠較好地保持邊緣。該框架下,圖像的平滑被假定類似于化學(xué)物質(zhì)的擴(kuò)散過程,圖像的灰度(化學(xué)物質(zhì))將隨著時(shí)間的變化而變化(擴(kuò)散)。在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn),變化后的圖像(擴(kuò)散的結(jié)果)就是試圖得到的平滑后的圖像。描述如下:

設(shè) 表示一幅二維灰度圖像, 為像素點(diǎn) 處的灰度值。 表示圖像隨著時(shí)間 變化的狀態(tài),具有邊界停止功能的方程中,圖像隨著時(shí)間變化的狀態(tài)或者圖像的平滑過程被如下的擴(kuò)散方程描述:式中, 為散度算子, ,是 的空間梯度。在這里, 必須是個(gè)減函數(shù),當(dāng) 較大,擴(kuò)散必須很小,圖像的邊緣得到保持; 較小,擴(kuò)散應(yīng)該很大,圖像將會(huì)得到平滑。對(duì)于 的設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)的正確工作起著決定性的作用,一般可令:

從以上數(shù)學(xué)模型可以看出, ,為非增函數(shù),當(dāng)點(diǎn) 位于圖像灰度變化不大的區(qū)域,即 的值相對(duì)較小的時(shí)候, 的值相對(duì)較強(qiáng);反之,在圖像的邊緣點(diǎn)上, 的值相對(duì)較大,則擴(kuò)散速度相對(duì)較小。 為梯度門限,是一個(gè)正數(shù)。 的值小于 時(shí),擴(kuò)散過程進(jìn)行,當(dāng) 接近 時(shí),擴(kuò)散過程停止。

實(shí)際處理過程中,輸入的圖像為二維圖像,必須能夠?qū)D像的處理過程進(jìn)行離散化。一般采用如下形式:

其中, 是離散采樣圖像上的像素點(diǎn) 在 時(shí)刻的灰度值, 是時(shí)間離散步長,常量 ,決定了擴(kuò)散的速度。 的下標(biāo) 表示 的計(jì)算與像素 和 相關(guān)。 表示像素 的空間鄰域, 表示鄰域像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)(如在8鄰域情況下,取 =8),將圖像梯度沿著特定的方向近似為:

最后的實(shí)驗(yàn)中,我們可以采用一些需要平滑的圖像,分別用傳統(tǒng)的低通濾波的方法和PDEs方法進(jìn)行平滑,來檢測其平滑效果。

2.2傳統(tǒng)講授方法及其效果

傳統(tǒng)方法在講授的過程中,一般采用如下步驟:

(1) 首先講解“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程”的作用:在平滑圖像的過程中,能夠較好地保持邊緣,但也能對(duì)其它部分作平滑。

(2) 講解“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程”的數(shù)學(xué)模型,特別強(qiáng)調(diào)擴(kuò)散方程以及其中參數(shù)、算子的選擇。

(3) 對(duì)該模型進(jìn)行離散化。

(4) 最后舉例說明“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程”在實(shí)際中的應(yīng)用,并一定的實(shí)例讓學(xué)生閱讀,最后布置習(xí)題。

該方法在步驟(1)中,確實(shí)提到了“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程”的作用,激起學(xué)生的興趣。但是可惜的是,這個(gè)興趣只是在學(xué)生腦海里面逗留了片刻,就被后面大量的數(shù)學(xué)公式淹沒了。除了少數(shù)比較認(rèn)真的學(xué)生能夠保持興趣,將這些數(shù)學(xué)公式緊扣其作用,其它學(xué)生一旦遇到聽不懂的內(nèi)容,便放棄學(xué)習(xí)了。結(jié)果只能是教師一直在講課,卻只有部分學(xué)生能夠理解教師的講解。當(dāng)然,最后的實(shí)例,大部分學(xué)生都會(huì)閱讀,也能讀懂,對(duì)于練習(xí),也能模仿習(xí)題進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn),最后應(yīng)付考試。但對(duì)于該習(xí)題和前面講解的數(shù)學(xué)公式之間有什么關(guān)系,學(xué)生是很難理解的。我們知道,理論的創(chuàng)新都是來源于知識(shí)點(diǎn)的抽象表達(dá),如果那些原理沒有理解清楚,即使學(xué)生升入研究生進(jìn)行科學(xué)研究,也無法進(jìn)行創(chuàng)新。

針對(duì)這種方法,我們在南京某大學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),隨機(jī)抽取50名計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的本科學(xué)生,選修了“計(jì)算機(jī)視覺”的課程,并且已經(jīng)學(xué)習(xí)了“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程”的前續(xù)知識(shí),我們用此方法進(jìn)行講解,得到的問卷如表1所示。

從上表可以看出,96%的學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的作用還是了解的,也就是說從課程開始學(xué)生還是有興趣的,但是自從對(duì)數(shù)學(xué)公式無法理解之后,直接影響了后面知識(shí)的理解,更不要說創(chuàng)新了。

3MCLA教學(xué)法的實(shí)踐

MCLA(Model Centered Learning Architecture)是基于模型的學(xué)習(xí)方法,該方法在教師引導(dǎo)下的獨(dú)立解決實(shí)際問題。其步驟如下:

(1) 教師根據(jù)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容,結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況,對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的概況介紹,提出一個(gè)典型案例,激起學(xué)生興趣。

(2) 教師用所設(shè)計(jì)的案例,采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的示范性教學(xué)。將知識(shí)點(diǎn)隱含到每一個(gè)任務(wù)中,使得學(xué)生更容易接受相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容。

(3) 當(dāng)教師在用系統(tǒng)的方法完成各項(xiàng)任務(wù),成功解決問題時(shí),學(xué)生在一旁觀察以通過觀察思考形成一種行之有效的思維方式。

(4) 布置類似的案例,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐。

(5) 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新探索,并能針對(duì)所探索的結(jié)果進(jìn)行演講。

MCLA的獨(dú)特之處在于,它不但要教會(huì)學(xué)生如何在實(shí)際問題中應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)和培養(yǎng)其專業(yè)技能,而且也要培養(yǎng)學(xué)生信息搜索和分析的能力、團(tuán)隊(duì)合作的能力以及對(duì)所學(xué)知識(shí)達(dá)到綜合性理解和應(yīng)用的能力。這有助于學(xué)生提高在技術(shù)探索和創(chuàng)新方面的技能,并使其成為一種習(xí)慣。

3.1教學(xué)過程

(1) 提出模型

在該過程中,教師首先不講解“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程”的作用,而提出一個(gè)實(shí)際圖像處理中遇到的一個(gè)問題:在出版、公安、醫(yī)學(xué)、控制等應(yīng)用系統(tǒng)中,往往需要使用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)字符的正確識(shí)別。字符識(shí)別的過程一般是針對(duì)字符圖像輸入,運(yùn)用一系列的識(shí)別算法得到正確的結(jié)果。但是,由于各種因素的影響,輸入圖像的真實(shí)性可能會(huì)受到一些損害。比如,字符可能由于分辨率不足而失真,最典型的就是字符的斷裂和缺口,如圖1所示。

由此提出一個(gè)問題:怎樣將缺口的部分連接起來?引起學(xué)生討論,激發(fā)學(xué)生興趣。

由于學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了前續(xù)知識(shí),不少學(xué)生可能會(huì)提到可以將圖像進(jìn)行低通濾波,即:通過將圖像變平滑、模糊,用以造成字符黑色邊緣擴(kuò)散,擴(kuò)散之后看能否將缺口部分連起來。

于是,教師采用低通濾波方法,利用已有的程序,將該圖像進(jìn)行濾波,圖2是截止頻率為80時(shí)的高斯低通濾波器得到的結(jié)果。

學(xué)生可能對(duì)該方法的效果沒有一個(gè)客觀的認(rèn)識(shí),可以提醒學(xué)生:從上圖可以看出,利用高斯低通濾波器可以較好地解決字符斷裂和缺損的問題,斷裂部分基本連接起來了,為后期的特征提取打下良好的基礎(chǔ),它實(shí)際上是一個(gè)圖像平滑的過程。但是,從圖2我們可以看出,輸出的圖像雖然在斷裂處有了明顯的改進(jìn),但其邊緣卻產(chǎn)生了過度的模糊,從而在某種程度上可能丟失一些特征信息。此外,一個(gè)更為嚴(yán)重的后果是,針對(duì)某些線條比較密的字符,對(duì)圖像的平滑可能會(huì)造成線條的互相干涉,如 e字母,上半部分已經(jīng)進(jìn)行了過度的模糊,給后期的工作帶來一些障礙。因此,尋找一種既可以對(duì)字符的斷裂進(jìn)行復(fù)原,又可以保證不會(huì)將字符圖像邊緣進(jìn)行過度平滑的方法就非常重要。由此引出“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程”,并提出它的作用:在垂直于字符邊緣的方向不進(jìn)行平滑,在沿著字符邊緣的方向進(jìn)行平滑。

(2) 建立任務(wù)

任務(wù):將圖1的斷裂字符,斷裂部分盡量連接起來,但又不要過度模糊。

任務(wù)的核心:在將字符進(jìn)行平滑的時(shí)候,在垂直于字符邊緣的方向少進(jìn)行平滑,在沿著字符邊緣的方向進(jìn)行平滑。

任務(wù)難點(diǎn):

① 怎樣知道一個(gè)像素點(diǎn)是否在字符邊緣?

② 怎樣確定垂直于字符的邊緣的方向和沿著字符邊緣的方向?

③ 怎樣進(jìn)行平滑?

這些問題都可以讓學(xué)生在課堂上討論。

(3) 講解知識(shí)

針對(duì)第一個(gè)問題,怎樣知道一個(gè)像素點(diǎn)是否在字符邊緣?可以引導(dǎo)學(xué)生提出“圖像灰度變化率”的概念。在邊緣處,垂直于邊緣的方向,圖像灰度變化率是最大的,再次引導(dǎo)學(xué)生將其用數(shù)學(xué)模型表示:即梯度;而平行于邊緣的方向,字體內(nèi)部,圖像的背景,灰度變化率最小。

于是,問題變成:在梯度較大的位置,圖像不要進(jìn)行平滑,梯度較小的位置,圖像進(jìn)行平滑。第二個(gè)問題得到解決。

通過和學(xué)生的互動(dòng)討論,由此引出如下公式(具體表達(dá)式的含義已在上節(jié)敘述,此處不再重復(fù)):

并可以強(qiáng)調(diào), 應(yīng)該是一個(gè)關(guān)于梯度的減函數(shù),因?yàn)楫?dāng) 較大,擴(kuò)散必須很小,圖像的邊緣得到保持; 較小,擴(kuò)散應(yīng)該很大,圖像將會(huì)得到平滑。并可以說明,這就是偏微分方程里面最簡單的“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程”,也就是本節(jié)課要講解的內(nèi)容。到此為止學(xué)生的興趣就完全被調(diào)用起來了。更重要的是學(xué)會(huì)了將實(shí)踐問題抽象為數(shù)學(xué)理論的方法。

接下來講解 的選取,選取各種關(guān)于梯度 的減函數(shù)讓學(xué)生評(píng)價(jià),最后引出比較經(jīng)典的選取方式:

說明理由,并對(duì) 的意義稍作說明。

這些內(nèi)容講解完畢,就可以進(jìn)行離散化,解決第三個(gè)問題,在這里可以讓學(xué)生進(jìn)行討論離散化過程,得出如上節(jié)的離散化公式。

最后教師可以用該方法做一個(gè)實(shí)驗(yàn),圖3即為實(shí)驗(yàn)效果,可讓學(xué)生和圖2的作比較。

(4) 學(xué)生實(shí)踐

通過上一步的講解,學(xué)生基本了解了“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程”進(jìn)行圖像處理的方法和性質(zhì),并通過案例建立了感性認(rèn)識(shí),該步驟中可以布置一個(gè)類似的案例讓學(xué)生回去練習(xí)。并讓學(xué)生設(shè)計(jì)不同的函數(shù) 進(jìn)行測試,觀察其效果。

(5) 創(chuàng)新搜索與演講

在布置作業(yè)的過程中,可以另外讓學(xué)生搜索一下當(dāng)前偏微分方程在圖像處理方面的其它的一些應(yīng)用,最好能夠

提出創(chuàng)新觀點(diǎn),將學(xué)生分為每5人1組,各選擇不同的方面,如圖像平滑、圖像分割、圖像去噪等等。在接下來的課程中,進(jìn)行演講,讓學(xué)生加深認(rèn)識(shí),培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。

3.2教學(xué)效果

針對(duì)這種方法,我們也設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),另外隨機(jī)抽取50名計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的本科學(xué)生,選修了“計(jì)算機(jī)視覺”的課程,并且已經(jīng)學(xué)習(xí)了“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程”的前續(xù)知識(shí),我們用MCLA方法進(jìn)行講解,得到的問卷如表所示:

表2MCLA教學(xué)方法效果

說明 完全理解(%) 一般理解(%) 無法理解(%)

從上表可以看出,在MCLA方法應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐之后,學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的掌握程度大大加強(qiáng),并且具有的創(chuàng)新意念更加活躍。

4結(jié)束語

該文介紹了MCLA(Model Centered Learning Architecture)教學(xué)法在高校計(jì)算機(jī)難點(diǎn)知識(shí)教學(xué)中的應(yīng)用,針對(duì)計(jì)算機(jī)難點(diǎn)知識(shí)教學(xué)過程中遇到的問題,結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn),將MCLA教學(xué)方法應(yīng)用到教學(xué)過程中去,以“各向異性擴(kuò)散的偏微分方程(PDEs)的圖像處理”的講解為案例,闡述MCLA方法在教學(xué)過程中的應(yīng)用。實(shí)踐證明,該教學(xué)方法能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,取得了較好的教學(xué)效果。

該方法對(duì)教師提出了更高的要求。首先,教師應(yīng)該對(duì)知識(shí)點(diǎn)特別熟悉,并能和相關(guān)應(yīng)用案例聯(lián)系起來;另外,并不是每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都能夠?qū)ふ业较鄳?yīng)的案例,不過可以指出的是,在計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程中,大多數(shù)知識(shí)點(diǎn)都是有案例可循的。

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The Design and Implement of the Basis of Applications of MCLA in Difficult Computer Knowledge Teaching

GUO Ke-hua ,LI Min

(School of Information Science & Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

篇3

關(guān)鍵詞：圖像處理技術(shù)；深度學(xué)習(xí)；教學(xué)探討

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）09-0115-02

引言

圖像處理是電子信息、計(jì)算機(jī)類專業(yè)的重要課程[1]，是一門涉及多領(lǐng)域的交叉學(xué)科，是模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺、數(shù)字視頻、視頻通訊、多媒體技術(shù)等學(xué)科的基礎(chǔ)。在圖像處理技術(shù)課程的教學(xué)中，不但要讓學(xué)生掌握其基本概念和原理，還要讓學(xué)生盡可能理解和掌握圖像處理在當(dāng)前時(shí)代應(yīng)用的最新發(fā)展。圖像處理所講授的理論和實(shí)驗(yàn)過程較復(fù)雜[2，3]，如何讓學(xué)生能靈活應(yīng)用這些知識(shí)，是課程學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。

在高度信息化的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代背景下，深度學(xué)習(xí)已經(jīng)引起高校教師的普遍重視[4]，深度學(xué)習(xí)特別是“如何促進(jìn)深度學(xué)習(xí)”也成了當(dāng)前學(xué)習(xí)研究的重要內(nèi)容。本文結(jié)合電子信息學(xué)科的特點(diǎn)和多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，引入深度學(xué)習(xí)框架，對(duì)圖像處理技術(shù)課程的教學(xué)模式與實(shí)踐模式進(jìn)行了探討。

一、圖像處理課程特點(diǎn)

圖像處理有相關(guān)課程、基礎(chǔ)課程較多，實(shí)踐性強(qiáng)，發(fā)展快、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，新方法內(nèi)容抽象，要求數(shù)學(xué)基礎(chǔ)高等特點(diǎn)。隨著安防系統(tǒng)中圖像處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能手機(jī)中的拍照功能越來越強(qiáng)，以及指紋識(shí)別、人臉檢測等功能在智能手機(jī)中的引入，圖像處理技術(shù)在生活中已經(jīng)無處不在了。圖像處理技術(shù)涉及的相關(guān)課程有模式識(shí)別、數(shù)字視頻、計(jì)算機(jī)視覺、多媒體技術(shù)等?；陔S機(jī)場MFS的方法、基于圖論的方法、基于偏微分方程的方法在圖像增強(qiáng)、分割等各個(gè)方面的應(yīng)用，這些方法要求數(shù)學(xué)基礎(chǔ)高，給教學(xué)帶來了難度。

理論和實(shí)踐的結(jié)合是本課程的關(guān)鍵，注重基礎(chǔ)理論和技術(shù)的教學(xué)，以及加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和課題研究能力的培養(yǎng)是本課程的主要教學(xué)目的。由于涉及課程較多，只有在相關(guān)的模式識(shí)別、數(shù)字視頻等課程學(xué)習(xí)完后，才能進(jìn)一步的開展實(shí)踐。這些工作需要在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)中才能開展。

二、走向深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)是指在理解學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判性地學(xué)習(xí)新的思想和事實(shí)，將其融入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，并將已有的知識(shí)遷移到新的問題中，做出決策并解決問題的學(xué)習(xí)。它是一種主動(dòng)的、探究式的、理解性的學(xué)習(xí)方式，將其引入圖像處理課程的教學(xué)實(shí)踐中，可以讓學(xué)生進(jìn)行理解性的學(xué)習(xí)，深層次的加工各門相關(guān)課程的信息，進(jìn)行主動(dòng)的知識(shí)建構(gòu)和知識(shí)轉(zhuǎn)化，靈活應(yīng)用知識(shí)來解決實(shí)際問題。反思是貫穿于整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其主要目標(biāo)是通過對(duì)學(xué)習(xí)過程及結(jié)果的調(diào)控來促進(jìn)問題解決，是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的重要策略之一。針對(duì)課程構(gòu)造了一個(gè)較為復(fù)雜、完整的深度學(xué)習(xí)框架，參考這個(gè)框架，本文構(gòu)造一個(gè)簡化的深度學(xué)習(xí)策略，主要過程為：a.基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)；b.問題提出；c.反思、知識(shí)建構(gòu)或轉(zhuǎn)化；d.知識(shí)應(yīng)用、解決問題。

“基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)”是一般教學(xué)過程都具備的前期學(xué)習(xí)過程，為后面的深度學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)；“問題提出”是結(jié)果應(yīng)用實(shí)踐，給出學(xué)生們感興趣的問題，引起對(duì)學(xué)習(xí)的注意；“反思、知識(shí)建構(gòu)或轉(zhuǎn)化”是深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過對(duì)知識(shí)的建構(gòu)，促進(jìn)對(duì)各個(gè)相關(guān)知識(shí)的綜合理解、轉(zhuǎn)化，完善基本技能；“知識(shí)應(yīng)用、解決問題”體現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的高階特性，將知識(shí)、技能進(jìn)行綜合聯(lián)接。

深度學(xué)習(xí)的一個(gè)重要特點(diǎn)是靈活的知識(shí)應(yīng)用。圖像處理是門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，需要通過解決實(shí)際問題，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深刻理解，把知識(shí)靈活運(yùn)用，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的開展。圖像處理要求的知識(shí)面較廣，新技術(shù)、新方法很多，受到學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)限制，不能在短短的課堂上講述所有的方法。針對(duì)本科生的教學(xué)過程，不僅在課堂教學(xué)中引入深度學(xué)習(xí)，在相關(guān)的課程、實(shí)踐環(huán)節(jié)中都體現(xiàn)圖像處理技術(shù)的具體應(yīng)用，每個(gè)環(huán)節(jié)中根據(jù)實(shí)際情況，引入深度學(xué)習(xí)過程模式。讓學(xué)生能真正學(xué)會(huì)自己動(dòng)手解決問題，提高學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性。

三、課堂教學(xué)中的深度學(xué)習(xí)

在課堂教學(xué)過程中，可以根據(jù)“問題―反思―生成”模式來開展教學(xué)活動(dòng)，即通過創(chuàng)設(shè)問題情境、制造認(rèn)知沖突來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思探究、知識(shí)建構(gòu)及問題解決。部分教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的深度學(xué)習(xí)教學(xué)模式設(shè)計(jì)如下。

（一）圖像增強(qiáng)教學(xué)中的應(yīng)用

“問題―反思―生成”模式設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)如下：

“噪聲對(duì)圖像的影響―產(chǎn)生原因―低通濾波器設(shè)計(jì)（平滑模版）”。

教學(xué)過程中，首先聯(lián)系電路分析、數(shù)字信號(hào)處理等課程提出問題：

1.“圖像噪聲和電路噪聲的相同點(diǎn)”。

2.“電路中用RC電路去除噪聲，數(shù)字信號(hào)中如何模擬這一過程”等。

在反思環(huán)節(jié)中，引導(dǎo)學(xué)生明白，噪聲在時(shí)域上的體現(xiàn)是快速變換的信號(hào)，在圖像中是隨著空間間隔快速變換的光的強(qiáng)度；RC電路的本質(zhì)是利用電容的充、放電過程，減緩信號(hào)的變化，達(dá)到去除噪聲的目標(biāo)。

在生成環(huán)節(jié)中，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合數(shù)字信號(hào)處理中的FIR數(shù)字低通濾波器，采用簡單的鄰域加權(quán)平均，減弱信號(hào)的變化量，達(dá)到平滑噪聲目的。不同加權(quán)系數(shù)，構(gòu)成了不同的平滑模版。

（二）車牌識(shí)別教學(xué)中應(yīng)用

車牌識(shí)別是圖像處理中結(jié)合實(shí)踐常見的一個(gè)應(yīng)用例子，包含圖像預(yù)處理、車牌檢測、二值化、字符分割、字符識(shí)別等多個(gè)子過程，每個(gè)子過程都可以利用“問題―反思―生成”的深度學(xué)習(xí)模式來開展教學(xué)活動(dòng)。

例如在字符識(shí)別子過程中，首先提到的問題是“計(jì)算機(jī)如何做識(shí)別”，這個(gè)問題比較有難度，在“反思”階段只能引導(dǎo)學(xué)生通過比較兩幅數(shù)字圖像的每個(gè)像素值，也就是模版匹配的方法，到達(dá)識(shí)別的目的。這樣在“生成”階段可以利用相關(guān)法進(jìn)行匹配，完成識(shí)別過程的任務(wù)。

四、將科研思想、深度學(xué)習(xí)方法運(yùn)用到實(shí)踐科研過程中

課堂學(xué)習(xí)，以老師講授為主，沒有體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性。在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課上，以及后續(xù)的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，引入深度學(xué)習(xí)，結(jié)合老師的一些科研課題，讓學(xué)生主動(dòng)思考，增強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)性。在這階段的實(shí)踐中結(jié)合深度學(xué)習(xí)，以問題為中心，讓學(xué)生通過查閱資料和及時(shí)的交流討論自主的解決問題，這樣培養(yǎng)了學(xué)生初步開始科研活動(dòng)的能力。

（一）課程實(shí)驗(yàn)中，引入深度學(xué)習(xí)，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

圖像處理課程實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，結(jié)合生活中的實(shí)際問題，實(shí)現(xiàn)photoshop、美圖等軟件中的部分相應(yīng)算法，實(shí)驗(yàn)素材采用學(xué)生自己生活中的照片。讓學(xué)生自己尋找想解決的問題，通過反思、分析，靈活運(yùn)用相關(guān)知識(shí)，解決問題。這樣達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性的目的。

（二）課程設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)簡單的應(yīng)用題目

課程實(shí)驗(yàn)中，由于時(shí)間短，只能對(duì)課本上的部分算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，不能進(jìn)行更多的綜合反思。課程設(shè)計(jì)是一個(gè)持續(xù)數(shù)周的實(shí)踐過程，在這過程中，設(shè)計(jì)些簡單的應(yīng)用題目，讓學(xué)生有充足的時(shí)間反思，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。

（三）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，提煉綜合題目

教師可以從科研課題和開發(fā)項(xiàng)目中，提煉出一些關(guān)鍵問題，并結(jié)合當(dāng)前學(xué)生感興趣或覺得有前途的工具平臺(tái)，作為本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目。臨近畢業(yè)了，學(xué)生們在找工作過程中已經(jīng)接觸了較多的社會(huì)，他們選擇課程設(shè)計(jì)經(jīng)常帶著較強(qiáng)的傾向性，選擇通常受到以后工作的需求、媒體上宣傳等因素影響較重。近年來，隨著智能手機(jī)的普及，社會(huì)上對(duì)Android環(huán)境下的編程工程師需求較多，學(xué)生們對(duì)這方面的知識(shí)需求也較迫切，而課程的設(shè)置卻難以跟上這些需求。畢業(yè)設(shè)計(jì)中如果可以補(bǔ)充學(xué)生的知識(shí)需求，無疑可以大大提高學(xué)生們的興趣。

將教師圖像處理方面的科研與學(xué)生需求結(jié)合，提出“Android平臺(tái)下的人臉檢測”、“Android平臺(tái)下的字符識(shí)別”、“二維碼的檢測與提取”、“Android平臺(tái)下視頻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測與跟蹤”等題目，這些題目的成果可以運(yùn)行在學(xué)生手機(jī)上，提高了學(xué)生的興趣和成就感。

五、總結(jié)

針對(duì)數(shù)字圖像處理課程的特點(diǎn)，結(jié)合多年的教學(xué)體會(huì)，在課堂教學(xué)、實(shí)踐等環(huán)節(jié)引入深度學(xué)習(xí)，對(duì)一些教學(xué)過程進(jìn)行了探討。通過深度學(xué)習(xí)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深刻理解，靈活掌握知識(shí)運(yùn)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)創(chuàng)新能力。教學(xué)改革是一項(xiàng)長期任務(wù)，如何更有效地改善教學(xué)效果，還需要在教學(xué)實(shí)踐中不斷的探索。

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篇4

關(guān)鍵詞：高校；計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室；設(shè)備利用

中圖分類號(hào)：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1673-8454(2012)07-0056-03

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，高校人才培養(yǎng)構(gòu)的調(diào)整，以及社會(huì)對(duì)人才技能要求的不斷提高，各高校對(duì)于教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)越來越重視。對(duì)于計(jì)算機(jī)學(xué)院來說，90%以上的專業(yè)課程都是理論和實(shí)驗(yàn)相合，另有一半以上的課程需要有課程設(shè)計(jì)。在做實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生才能真正將課堂中所學(xué)的技能部分付諸于實(shí)踐，并且能很好地掌握這些技能；課程設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)一門課程的掌握程度，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)完成一個(gè)綜合性的任務(wù)，在這個(gè)任務(wù)中不僅考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，更重要的是考查學(xué)生的設(shè)計(jì)能力以及創(chuàng)新能力。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤為重要，直接影響到課程教學(xué)的整體質(zhì)量。

作為一名實(shí)驗(yàn)室管理員，如何科學(xué)有效地管理實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的存在價(jià)值，提高實(shí)驗(yàn)室的利用率和管理效率，是我們當(dāng)前迫切需要解決的問題。針對(duì)我校計(jì)算機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)中心所面臨的現(xiàn)狀和問題，提出幾點(diǎn)建議和措施。

一、我校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理現(xiàn)狀

我校計(jì)算機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)中心成立于1996年，其前身為復(fù)校以來的計(jì)算機(jī)機(jī)房、計(jì)算機(jī)中心和數(shù)字邏輯及計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)室。計(jì)算機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)中心實(shí)行院、系、室三級(jí)管理為主的管理體制，實(shí)驗(yàn)中心歸屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，主要承擔(dān)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)、管理和維護(hù)工作。計(jì)算機(jī)學(xué)院現(xiàn)有12個(gè)實(shí)驗(yàn)室，其中有兩個(gè)計(jì)算機(jī)教學(xué)機(jī)房，主要承擔(dān)全校各專業(yè)C語言、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)構(gòu)等課程的上機(jī)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)，其余10個(gè)均為專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，包括：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教改實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗與信息安全實(shí)驗(yàn)室、探測制導(dǎo)與控制綜合實(shí)驗(yàn)室、軟件工程實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)組成原理與數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)室、微機(jī)原理與接口實(shí)驗(yàn)室、PLC實(shí)驗(yàn)室、嵌入式綜合實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)視覺與圖像處理實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)工程訓(xùn)練中心、計(jì)算機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)室，共有計(jì)算機(jī)約458臺(tái)，用房面積為1220平方米。

在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)室工作人員的共同努力下，經(jīng)過學(xué)校多次投資建設(shè)，實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)條件和儀器設(shè)備得到很大的補(bǔ)充和改善，實(shí)驗(yàn)室管理模式基本適合當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。

1.人員構(gòu)成

我校計(jì)算機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)中心共有6名工作人員，其中高級(jí)工程師1人、工程師2人、講師1人、助理工程師1人、臨時(shí)聘用1人；6人中在編人員4人、人事1人、外聘1人。從目前的情況來看，實(shí)驗(yàn)室管理人員數(shù)量不足，技術(shù)水平整體偏低，不能滿足當(dāng)前的工作需要。因此需要補(bǔ)充專業(yè)技術(shù)人才，并且對(duì)現(xiàn)有人員通過培訓(xùn)、進(jìn)修等方式，提高其技術(shù)水平。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備及其使用情況

現(xiàn)有的12個(gè)實(shí)驗(yàn)室中，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教改實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)工程訓(xùn)練中心、探測制導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗與信息安全實(shí)驗(yàn)室和一個(gè)教學(xué)機(jī)房是2009年和2010年實(shí)驗(yàn)室建設(shè)時(shí)期新建的實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)設(shè)施全面，實(shí)驗(yàn)設(shè)備先進(jìn)，滿足了新開設(shè)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的要求；其余幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室，是在前期根據(jù)教學(xué)需求相繼建設(shè)而成，實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)有些落后。在應(yīng)用方面，由于兩個(gè)教學(xué)機(jī)房承擔(dān)全校公共課以及計(jì)算機(jī)學(xué)院專業(yè)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)，因此利用率相對(duì)較高，而幾個(gè)新建的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)應(yīng)的課程比較少，目前利用率不高。

3.管理模式

學(xué)院成立初期，實(shí)驗(yàn)室工作人員承擔(dān)所有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，但是這種實(shí)驗(yàn)和教學(xué)分離的情況存在一定的缺陷，既不利于學(xué)生的學(xué)，也不利于教師的教，因此，目前實(shí)驗(yàn)室工作人員只承擔(dān)管理和維護(hù)工作，同一門課的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)由同一個(gè)任課教師完成。

計(jì)算機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)中心作為計(jì)算機(jī)學(xué)院一個(gè)獨(dú)立的職能部門，專門從事實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)、管理和維護(hù)工作。但是，由于實(shí)驗(yàn)室人員逐步縮減，實(shí)驗(yàn)任務(wù)繁重，2010年學(xué)院決定，將所有的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室劃分到對(duì)應(yīng)的系，實(shí)驗(yàn)中心管理兩個(gè)教學(xué)機(jī)房，并承擔(dān)所有實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和維護(hù)工作。實(shí)行管理歸系，建設(shè)和維護(hù)歸實(shí)驗(yàn)中心的兩級(jí)模式。這種兩級(jí)管理模式，一方面能夠減輕實(shí)驗(yàn)中心的工作負(fù)擔(dān)，另一方面各個(gè)教研室能夠靈活應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué)和研究。

二、建議措施

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力以及計(jì)算機(jī)專業(yè)技能的重要場所，也是承擔(dān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基地，為理論課知識(shí)的理解提供一種重要的輔助手段。應(yīng)用的好壞直接影響了課程的整體教學(xué)效果。

1.提高實(shí)驗(yàn)室管理人員的技術(shù)水平

（1）鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室管理人員根據(jù)需要參與校外組織的技術(shù)培訓(xùn)，學(xué)習(xí)新技術(shù)的同時(shí)還可以跟其他院校的同行們進(jìn)行技術(shù)交流和知識(shí)共享。

（2）定期開展校本培訓(xùn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室當(dāng)前的管理現(xiàn)狀以及技術(shù)需求，對(duì)管理人員進(jìn)行有針對(duì)性的專題培訓(xùn)，解決當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室管理與維護(hù)中遇到的各種疑難問題。

（3）實(shí)驗(yàn)室管理人員要經(jīng)常跟代課教師進(jìn)行溝通，及時(shí)了解教師的需求，聽取教師的建議，技術(shù)方面的疑難問題還可以跟教師進(jìn)行探討，互相學(xué)習(xí)。

2.提高實(shí)驗(yàn)室的利用率和效率

（1）建設(shè)開放實(shí)驗(yàn)室

建設(shè)開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生主動(dòng)探索式學(xué)習(xí)，這是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的重要舉措，也是高校實(shí)驗(yàn)室改革和發(fā)展的必然趨勢。開放實(shí)驗(yàn)室的根本目的就是在完成正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提下，最大限度地為廣大師生提供服務(wù)，使實(shí)驗(yàn)室成為培養(yǎng)開拓型、創(chuàng)新型人才的重要基地。在開放實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生通過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，充分發(fā)揮自己的才智，最大限度地激發(fā)學(xué)生參與實(shí)踐的積極性，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

實(shí)驗(yàn)中心跟各個(gè)教研室協(xié)商，制定一份詳細(xì)的開放實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，確定所開設(shè)的開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、指導(dǎo)教師以及具體的開放時(shí)間和地點(diǎn)。每學(xué)期初，由學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣提出申請，經(jīng)實(shí)驗(yàn)中心審核之后，學(xué)生方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)束時(shí)學(xué)生需要提交由實(shí)驗(yàn)中心制定的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生的報(bào)告要給予評(píng)價(jià)。

（2）開展校企聯(lián)合辦學(xué)

一方面，實(shí)驗(yàn)中心通過承接校外各種計(jì)算機(jī)相關(guān)的培訓(xùn)，在促進(jìn)校企合作交流的同時(shí)，方便我校學(xué)生參與培訓(xùn)，更重要的是還能提高實(shí)驗(yàn)室的利用率和效率。

另一方面，通過與企業(yè)合作，借助其先進(jìn)的技術(shù)和理念，大大提升了我院的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)水平；使教師和學(xué)生能充分接觸到最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，將理論與實(shí)踐有效合。企業(yè)員工為學(xué)生做報(bào)告或者培訓(xùn)，使學(xué)生能夠盡早地了解企業(yè)對(duì)人才的需求，為以后進(jìn)入工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（3）有效利用淘汰設(shè)備

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，設(shè)備的淘汰率不斷提高。為了有效利用舊設(shè)備，避免電子垃圾的產(chǎn)生，我們應(yīng)用過時(shí)的、淘汰的設(shè)備，組建了新的實(shí)驗(yàn)室和新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，例如：計(jì)算機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)室和組網(wǎng)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)室。這樣做既節(jié)約了經(jīng)費(fèi)、提高了設(shè)備利用率，又滿足了教學(xué)需要，同時(shí)還提高了青年教師的實(shí)踐動(dòng)手能力。

3.強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室管理制度

建立完善的規(guī)章制度是管理好計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)和前提，對(duì)保證正常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)秩序具有極其重要的意義。由于我們實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了全校學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課等實(shí)驗(yàn)教學(xué)，任務(wù)繁重，管理難度比較大。為了充分有效地利用實(shí)驗(yàn)室，需要進(jìn)行規(guī)范化的管理，這種規(guī)范化的管理必須建立在一系列規(guī)章制度基礎(chǔ)之上，針對(duì)學(xué)生、實(shí)驗(yàn)室管理人員、計(jì)算機(jī)教師、實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人員制定相應(yīng)的規(guī)章制度，如實(shí)驗(yàn)室教師職責(zé)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則、儀器設(shè)備管理制度、實(shí)驗(yàn)儀器借用制度、實(shí)驗(yàn)室安全制度等。有了這些規(guī)章制度，才能夠規(guī)范不同人員的行為，從而保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行。

4.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件

科技是第一生產(chǎn)力。隨著技術(shù)的更新?lián)Q代，人才培養(yǎng)模式的改變，現(xiàn)有的設(shè)備不能滿足當(dāng)前教學(xué)的需要，有些設(shè)備過于陳舊，需要更新?lián)Q代；對(duì)于計(jì)算機(jī)學(xué)院近幾年陸續(xù)開設(shè)的新專業(yè)，如：探測與制導(dǎo)，信息安全等，需要組建新的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，從硬件建設(shè)上滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，將我校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建成既能夠滿足基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)室，又要能夠體現(xiàn)一定的先進(jìn)性，特別是在重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)上要上水平，能夠跟蹤計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的最新技術(shù)。要從實(shí)驗(yàn)室數(shù)量上滿足學(xué)校發(fā)展需要，從內(nèi)容上滿足計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展的需要。

（1）建立面向計(jì)算機(jī)學(xué)院不同方向的專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地，以提升學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)為契機(jī)，通過設(shè)立開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生在正常實(shí)驗(yàn)以外的時(shí)間能夠接觸到專業(yè)設(shè)備，以便更深層次地理解和掌握專業(yè)知識(shí)和技能。例如，網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)訓(xùn)中心，突出網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多層次技能和工程實(shí)踐訓(xùn)練基地，著重營造與生產(chǎn)實(shí)踐相一致的工程環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、專業(yè)技能和解決工程實(shí)際問題的能力。與此同時(shí)，學(xué)生還可以在現(xiàn)有專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，對(duì)多門課程內(nèi)容進(jìn)行整合，從不同的視角去發(fā)現(xiàn)和研究，發(fā)散學(xué)生的思維。

（2）建立面向全校的多層次、開放性、綜合性的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)基地。該實(shí)踐教學(xué)基地主要以全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試為出發(fā)點(diǎn)，滿足全校學(xué)生的上機(jī)操作需要，通過安裝真實(shí)的考試環(huán)境，讓學(xué)生在考試環(huán)境下操作；提供大量的模擬試題，讓學(xué)生能夠多加練習(xí)，不斷提高技能水平。除此之外，還可以解決一部分學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)操作不熟練的問題。

（3）面向全校，以電子設(shè)計(jì)、挑戰(zhàn)杯、機(jī)器人、創(chuàng)業(yè)杯等競賽為龍頭，以科研成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)品研發(fā)為基礎(chǔ)，提供專業(yè)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的聰明才智，建立研發(fā)基地，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及敢于挑戰(zhàn)的精神，促進(jìn)科研成果的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，使之成為學(xué)?？萍籍a(chǎn)品研發(fā)的孵化器。

三、束語

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理是一門繁重而重要的工作，需要借助專業(yè)的知識(shí)技能才能將實(shí)驗(yàn)室管理工作做得更好。計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異，硬件與軟件的更新速度也越來越快，新的問題不斷出現(xiàn)，作為實(shí)驗(yàn)室管理員，只有在管理過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并且不斷地總經(jīng)驗(yàn)，才能實(shí)現(xiàn)科學(xué)、高效、規(guī)范化管理。

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篇5

關(guān)鍵詞：卓越工程師；數(shù)字媒體技術(shù)；人才培養(yǎng)方案；模塊化課程

1 改革思路

專業(yè)人才培養(yǎng)方案是對(duì)人才培養(yǎng)的目標(biāo)與規(guī)格、內(nèi)容與方法、條件與保障等培養(yǎng)過程和方式的描述和設(shè)計(jì)，是確定課程體系和課程標(biāo)準(zhǔn)、安排教學(xué)內(nèi)容、組織教學(xué)活動(dòng)的總體設(shè)計(jì)和計(jì)劃，是實(shí)施人才培養(yǎng)工作的綱領(lǐng)性文件[1]。認(rèn)真制定人才培養(yǎng)方案，對(duì)規(guī)范人才培養(yǎng)過程、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)起著舉足輕重的作用。面向卓越工程師的培養(yǎng)計(jì)劃，其培養(yǎng)的核心是卓越的工程設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力，不同行業(yè)的卓越工程師有不同的教育規(guī)律和培養(yǎng)特點(diǎn)。結(jié)合我校辦學(xué)的條件以及卓越工程師的培養(yǎng)理念和要求，我們明確了本次修訂培養(yǎng)計(jì)劃的思路：①明確應(yīng)用型工程人才培養(yǎng)目標(biāo)；②以培養(yǎng)工程能力為目的，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)；③注重創(chuàng)新教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神；④構(gòu)建以能力為核心的模塊化課程體系，彰顯辦學(xué)特色；⑤堅(jiān)持統(tǒng)一性和多樣性相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展；⑥體現(xiàn)校企合作的辦學(xué)理念 突出“工學(xué)結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式。

2 具體做法

2.1 明確面向卓越工程師的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)回答了“把教育對(duì)象培養(yǎng)成什么樣的社會(huì)角色和具有什么知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)”這個(gè)根本性問題，對(duì)整個(gè)專業(yè)活動(dòng)起導(dǎo)向和規(guī)范作用，是人才培養(yǎng)方案中的靈魂?！白吭接?jì)劃”中指出，本科階段建議培養(yǎng)應(yīng)用型工程師，主要是在現(xiàn)場從事產(chǎn)品的生產(chǎn)、營銷、服務(wù)或工程項(xiàng)目的施工、\行、維護(hù)。應(yīng)用型人才又可劃分為工程型、技能型和技術(shù)型三種類型[2]，不同類型的人才在具備的知識(shí)能力、素質(zhì)方面有共性但也有特性，不同類型應(yīng)用型人才在專業(yè)發(fā)展層面?zhèn)戎攸c(diǎn)不一樣。

工程型人才要將科學(xué)原理及學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)方案或設(shè)計(jì)圖紙，主要從事設(shè)計(jì)、規(guī)劃和決策工作，強(qiáng)調(diào)工程管理能力。對(duì)數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)來說，主要是培養(yǎng)具備統(tǒng)籌、策劃、管理能力的人才，如編導(dǎo)、制片、游戲策劃、設(shè)計(jì)師、創(chuàng)意總監(jiān)等。如果不具備市場調(diào)研能力、對(duì)系統(tǒng)工程的掌控能力、對(duì)作品的分析評(píng)價(jià)能力、出眾的協(xié)調(diào)能力等，就很難勝任這些角色。對(duì)于這一層次類型的人才培養(yǎng)，需要有高質(zhì)量的教師和研究隊(duì)伍、高水平的研究課題與研究成果做保障。技能型人才是在生產(chǎn)一線或工作現(xiàn)場通過實(shí)際操作將工程型人才設(shè)計(jì)出來的方案、計(jì)劃、圖紙等轉(zhuǎn)變成具體產(chǎn)品的人才，他們主要從事實(shí)際操作或具體運(yùn)作，側(cè)重于職業(yè)崗位的具體操作，強(qiáng)調(diào)動(dòng)作技能和經(jīng)驗(yàn)技能，如動(dòng)畫師、渲染師、模型師、特效制作等技能型人員。技術(shù)型人才是介于工程型人才和技能型人才之間的一種人才，具有較強(qiáng)的綜合應(yīng)用知識(shí)和技能解決現(xiàn)場實(shí)際問題的能力，側(cè)重于生產(chǎn)、管理和服務(wù)等方面技術(shù)應(yīng)用開發(fā)與現(xiàn)場管理，主要從事組織管理操作活動(dòng)并處理操作過程中的技術(shù)問題，從人力資源結(jié)構(gòu)的層次來看，這類人才居于決策層和操作層之間的執(zhí)行管理層。如將游戲引擎開發(fā)、數(shù)字產(chǎn)品開發(fā)能力為主的人才定位于技術(shù)型，就需要建立產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，注重實(shí)踐性和行業(yè)性。

“卓越計(jì)劃”要求高等工程教育克服單純技能型人才的誤區(qū)，因此面向卓越工程師的數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)不能僅僅定位在技能型人才培養(yǎng)上，而要側(cè)重于技術(shù)型人才培養(yǎng)，并不斷向工程型人才提升。

2.2 完善人才培養(yǎng)規(guī)格與要求

“卓越計(jì)劃”通用標(biāo)準(zhǔn)中指出，培養(yǎng)規(guī)格具體體現(xiàn)在知識(shí)、素質(zhì)和能力3方面的培養(yǎng)要求。卓越工程師所具有的知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是知識(shí)面廣，專業(yè)理論基礎(chǔ)扎實(shí)，專業(yè)技術(shù)能力強(qiáng)，有良好的思維能力和技術(shù)運(yùn)用、推廣和轉(zhuǎn)換能力，能夠分析、提出方案并解決工程實(shí)際問題，能夠參與生產(chǎn)及運(yùn)作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并具有運(yùn)行和維護(hù)能力，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)以發(fā)明新技術(shù)、創(chuàng)造新產(chǎn)品。參照這一通用標(biāo)準(zhǔn)，修訂專業(yè)培養(yǎng)方案時(shí)，遵循“以知識(shí)為基礎(chǔ)、以能力為中心、以素質(zhì)為目標(biāo)”的原則，完善人才培養(yǎng)規(guī)格與要求。

2.3 重構(gòu)與培養(yǎng)目標(biāo)相一致的課程體系

專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)規(guī)格最終是通過完善的課程體系來實(shí)現(xiàn)的，課程體系是培養(yǎng)方案最核心的內(nèi)容，也是專業(yè)特色的具體體現(xiàn)。學(xué)生所學(xué)的知識(shí)、能力和素質(zhì)在很大程度上是由相應(yīng)的課程體系決定的。由此可見，課程體系的構(gòu)建是人才培養(yǎng)方案中的一項(xiàng)重要工作。在重構(gòu)課程體系時(shí)，需注意以下4點(diǎn)。

1） 充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，突出特色課程體系。

高校各專業(yè)人才培養(yǎng)的特色都是要以課程體系的特色來體現(xiàn)的，要辦有特色的專業(yè)首先要有有特色的課程體系。通過對(duì)部分高校數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案的分析，我們發(fā)現(xiàn)許多高校的課程設(shè)置大同小異，并沒有依托學(xué)校已有的學(xué)科基礎(chǔ)、師資力量、軟硬件條件，發(fā)揮自身的優(yōu)勢，凸顯自己的特色。我校數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)設(shè)置在信息科學(xué)與工程學(xué)院下，教師隊(duì)伍在數(shù)字圖像處理、游戲程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)視覺、虛擬現(xiàn)實(shí)與可視化等方面有著豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和研究成果，在此基礎(chǔ)上整合其他學(xué)院的教師資源，引進(jìn)優(yōu)質(zhì)專業(yè)師資。因此，在課程的設(shè)置上偏重于游戲編程方向，同時(shí)依托“山東省智慧礦山信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和“山東省高校數(shù)字礦山與軟件技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，結(jié)合校企合作項(xiàng)目，開展虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真方向的課程，體現(xiàn)出自身的優(yōu)勢和專業(yè)特色。

2） 精心選擇課程，優(yōu)化整合知識(shí)結(jié)構(gòu)。

篇6

[關(guān)鍵詞] 林業(yè)機(jī)械；創(chuàng)新人才；培養(yǎng)模式

[中圖分類號(hào)] G642.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1005-4634（2013）04-0089-03

0 引言

南京林業(yè)大學(xué)1958年成立“林業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造”專業(yè)，并招收本科生，1960年成立林業(yè)機(jī)械系，1998年與其它機(jī)械類專業(yè)合并調(diào)整為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，至今該專業(yè)已經(jīng)招生55屆，畢業(yè)學(xué)生二萬多人。該專業(yè)2004年被批準(zhǔn)成為江蘇省特色專業(yè)，2009年被批準(zhǔn)成為國家級(jí)特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，2012年成為江蘇省“十二五”重點(diǎn)專業(yè)。其特色在于以林業(yè)生產(chǎn)機(jī)械、木制品生產(chǎn)加工機(jī)械為主線，以機(jī)、電、信息技術(shù)結(jié)合為支柱，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)、現(xiàn)代制造技術(shù)、檢測與控制、機(jī)電一體化等方面的專業(yè)人才，為江蘇和全國的林業(yè)機(jī)械企業(yè)、木制品加工企業(yè)和機(jī)電制造企業(yè)提供既有扎實(shí)的設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)，又有豐富的專業(yè)機(jī)械知識(shí)的特色人才。

林業(yè)機(jī)械是機(jī)械工業(yè)中的重要組成部分之一，其研究對(duì)象和產(chǎn)品主要服務(wù)于林業(yè)生產(chǎn)和木竹制品加工生產(chǎn)等行業(yè)。國家近幾年實(shí)行的退耕還林、天然林保護(hù)、林業(yè)產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)工程等舉措，對(duì)林業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化提出了更高的要求，林業(yè)機(jī)械、木制品加工技術(shù)及裝備與國外還有相當(dāng)大的差距。江蘇省地處長三角的要地，其制造業(yè)（包括農(nóng)林木業(yè)機(jī)械）具有良好的發(fā)展基礎(chǔ)。每年對(duì)機(jī)械行業(yè)的人才，特別是林業(yè)、木工等特殊機(jī)械產(chǎn)業(yè)的人才需求量很大，林業(yè)機(jī)械特色專業(yè)人才的就業(yè)形勢十分旺盛[1]。但由于人才培養(yǎng)和教育缺乏先進(jìn)方法和模式，導(dǎo)致林業(yè)機(jī)械化人才供求矛盾日益突出，與先進(jìn)農(nóng)林機(jī)械數(shù)量的快速增長形成鮮明對(duì)比，培養(yǎng)一批具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和必要的專業(yè)知識(shí)，具備科學(xué)的思維方法、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新實(shí)踐能力的新型林業(yè)機(jī)械化人才已成當(dāng)務(wù)之急，同時(shí)也對(duì)林業(yè)機(jī)械技術(shù)人才培養(yǎng)提出了更高的要求。

1 創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建

林業(yè)機(jī)械涉及的門類繁多，譬如營林機(jī)械、木材生產(chǎn)加工機(jī)械、園林機(jī)械、人造板機(jī)械、采伐機(jī)械、廠內(nèi)運(yùn)輸裝備等等，僅用4年時(shí)間（半年專業(yè)課程學(xué)習(xí)時(shí)間）使學(xué)生成為勝任工作的技術(shù)人才是不容易的。過去那種以追求理論完整性為目的的培養(yǎng)方式是不適應(yīng)當(dāng)前創(chuàng)新型人才培養(yǎng)特點(diǎn)的，更不符合林機(jī)行業(yè)第一線工作的要求[2]，必須在人才培養(yǎng)的全部過程中始終圍繞林業(yè)機(jī)械特色，拓寬學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域，增強(qiáng)專業(yè)適應(yīng)性。

1）拓寬基礎(chǔ)：要求學(xué)生牢固掌握必要的力學(xué)、圖學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、液壓傳動(dòng)及電工電子等基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論、基本技能；

2）注重特色：根據(jù)專業(yè)結(jié)構(gòu)有針對(duì)性地設(shè)置專業(yè)基礎(chǔ)課，其教學(xué)內(nèi)容要為主干課服務(wù)；

3）創(chuàng)新實(shí)踐：林業(yè)機(jī)械專業(yè)的實(shí)踐性很強(qiáng)，紙上談兵不能培養(yǎng)扎實(shí)的技能，加強(qiáng)實(shí)踐和應(yīng)用性知識(shí)的比重，提高學(xué)生分析解決實(shí)際問題的能力，學(xué)以致用；

4）能力培養(yǎng)：還要注重人文科學(xué)管理知識(shí)的滲透，培養(yǎng)學(xué)生廣泛的興趣，使他們具有一定的社會(huì)交際能力，適應(yīng)未來工作環(huán)境。

本文以南京林業(yè)大學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)為主體，以林業(yè)機(jī)械特色為核心，構(gòu)建了“專業(yè)+特色”、“理論+實(shí)踐”、“創(chuàng)新+能力”的多元化人才培養(yǎng)模式。重點(diǎn)培養(yǎng)“理論-創(chuàng)新-實(shí)踐-信息”相結(jié)合的人才。通過調(diào)整原有教學(xué)、人才培養(yǎng)思路，把科學(xué)和技術(shù)結(jié)合起來，把理論和實(shí)踐結(jié)合起來，在人才培養(yǎng)方案、課程教材、教學(xué)方式等影響專業(yè)特色人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了綜合改革與實(shí)踐。

2 創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的實(shí)踐

2.1 實(shí)施以“寬機(jī)械基礎(chǔ)+重林業(yè)特色”為結(jié)構(gòu)特征的多元化創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案

在多元化人才培養(yǎng)模式過程中不僅強(qiáng)調(diào)了機(jī)械類設(shè)計(jì)專業(yè)的通識(shí)課程的掌握，更在專業(yè)特色課程和專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)方面突出了林業(yè)機(jī)械特色。具體如下：在專業(yè)課程學(xué)時(shí)有限的情況下，將營林機(jī)械、采伐機(jī)械等合并入林業(yè)機(jī)械課程當(dāng)中；將木材加工機(jī)械、人造板加工機(jī)械和廠內(nèi)運(yùn)輸與氣力輸送合并為木工生產(chǎn)加工裝備課程當(dāng)中；以林業(yè)機(jī)械、木工生產(chǎn)加工裝備、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法作為專業(yè)的必修課程，既突出專業(yè)特色，也強(qiáng)調(diào)了現(xiàn)代林業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)方法的重要性。將園林機(jī)械、泵與風(fēng)機(jī)、林業(yè)機(jī)器人、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)納入選修課程體系當(dāng)中，同時(shí)增設(shè)了農(nóng)林信息化技術(shù)與裝備和生物機(jī)電裝備的新課程，適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需要；圍繞林業(yè)機(jī)械特點(diǎn)將專業(yè)介紹、金工實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、特色專業(yè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、專業(yè)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)貫穿于整個(gè)大學(xué)四年學(xué)習(xí)當(dāng)中，使學(xué)生循序漸進(jìn)熟悉林業(yè)機(jī)械行業(yè)，融入林業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域。

2.2 實(shí)踐了“教材+教學(xué)方法+實(shí)驗(yàn)室資源”的特色專業(yè)課程教學(xué)改革

隨著林業(yè)機(jī)械創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)及培養(yǎng)方案的確立，構(gòu)建新的課程體系和改革教學(xué)內(nèi)容是勢在必行，也要落實(shí)到每門課程和每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。林業(yè)機(jī)械專業(yè)課內(nèi)容應(yīng)力求體現(xiàn)我國當(dāng)前林業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)實(shí)際，兼顧國外林機(jī)現(xiàn)狀，不能滯后也不能過于超前，不能局限于認(rèn)識(shí)，以免使學(xué)生畢業(yè)后有理論不能聯(lián)系實(shí)際之感。林業(yè)機(jī)械系在構(gòu)建的“公共基礎(chǔ)—專業(yè)基礎(chǔ)—專業(yè)—實(shí)踐” 四模塊的課程體系基礎(chǔ)上，通過建立以林業(yè)機(jī)械為核心的優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)，在專業(yè)教材建設(shè)、教學(xué)方法研究、實(shí)驗(yàn)室資源利用等三個(gè)方面進(jìn)行了大膽的實(shí)踐。下面就林業(yè)機(jī)械專業(yè)課程的教學(xué)改革的探索談些體會(huì)。

“營林機(jī)械”是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的主干課程之一，在南京林業(yè)大學(xué)已經(jīng)開設(shè)50多年，該課程既包括基本理論計(jì)算、基本構(gòu)造和工作原理，又包括正確設(shè)計(jì)、使用和調(diào)整。是一門理論與實(shí)踐結(jié)合較強(qiáng)的專業(yè)課程。目前，該課程學(xué)時(shí)已由原來的120學(xué)時(shí)逐漸壓縮到48學(xué)時(shí)。在減少課時(shí)、不減少基本內(nèi)容的情況下，使學(xué)生掌握該門課程，營林機(jī)械進(jìn)行了課程改革探索[3-6]。

1）營林機(jī)械課程突出了“內(nèi)容新、信息量大、知識(shí)覆蓋面寬、理論和應(yīng)用并重” 的原則，更名為“林業(yè)機(jī)械”，刪除了一些過時(shí)的或與林業(yè)機(jī)械化發(fā)展需求不太相適應(yīng)的內(nèi)容，并以林業(yè)作物的完整生長過程和相應(yīng)的林業(yè)操作為主線，各個(gè)生長階段對(duì)應(yīng)的林業(yè)機(jī)械為支線，構(gòu)建了林業(yè)機(jī)械課程教學(xué)平臺(tái)，建設(shè)了林業(yè)機(jī)械教學(xué)資源庫，增加了如精確林業(yè)技術(shù)與裝備、林業(yè)信息化技術(shù)應(yīng)用等先進(jìn)技術(shù)的介紹；

2）課程教學(xué)采用多媒體課件教學(xué)為主、板書為輔的教學(xué)方式，運(yùn)用信息化技術(shù)分析典型農(nóng)業(yè)機(jī)械的工作原理，解剖典型機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，分析其參數(shù)的設(shè)計(jì)過程，訓(xùn)練了學(xué)生對(duì)林業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的性能設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)的各種創(chuàng)新思維方法；采用了啟發(fā)、視頻、第二課堂等靈活多樣的教學(xué)方法，將理論講授與實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生的自我獲取知識(shí)、獨(dú)立分析問題和解決問題及語言表達(dá)等能力；

3）加大課程開放力度，充分利用現(xiàn)代林業(yè)機(jī)械實(shí)驗(yàn)室資源，如：林業(yè)機(jī)械陳列室、科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和綜合測試實(shí)驗(yàn)室等，修訂試驗(yàn)大綱，增加了木材切削機(jī)械、病蟲害防治機(jī)械、挖坑機(jī)等綜合性、設(shè)計(jì)性課內(nèi)試驗(yàn)內(nèi)容；通過與省內(nèi)外林業(yè)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)，如常州林機(jī)廠和蘇州林機(jī)廠等長期開展科研合作和實(shí)踐實(shí)習(xí)，教學(xué)聯(lián)系實(shí)際，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和基本實(shí)踐技能的訓(xùn)練。

2.3 以學(xué)科優(yōu)勢、科研創(chuàng)新為支撐，構(gòu)建了專業(yè)特色創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式

林業(yè)機(jī)械系依托林業(yè)工程國家一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科、機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科、檢測技術(shù)與自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程兩個(gè)二級(jí)學(xué)科作為強(qiáng)有力支撐，充分利用學(xué)科科研優(yōu)勢帶動(dòng)專業(yè)發(fā)展。利用學(xué)科及實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)良平臺(tái)為本科教學(xué)實(shí)踐服務(wù)，使科研優(yōu)勢反哺專業(yè)建設(shè)。通過鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)踐創(chuàng)新大賽、訓(xùn)練項(xiàng)目和教師科研項(xiàng)目，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維，促進(jìn)林業(yè)機(jī)械技術(shù)人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

根據(jù)林業(yè)機(jī)械特色，課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中學(xué)生積極參與“挖坑機(jī)鉆頭的設(shè)計(jì)”、“高射程噴霧機(jī)設(shè)計(jì)”、“林木修剪機(jī)械設(shè)計(jì)”、“林果收獲機(jī)械設(shè)計(jì)”等等內(nèi)容，鍛煉了學(xué)生獨(dú)立思考和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力；2012年本專業(yè)學(xué)生承擔(dān)了江蘇省大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目“便攜式生物農(nóng)藥噴灑技術(shù)的研究”，應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行相關(guān)研究，驗(yàn)收成績?yōu)閮?yōu)秀，提高了學(xué)生的專業(yè)能力和創(chuàng)新能力；學(xué)生實(shí)行導(dǎo)師制，積極參與教師科研項(xiàng)目“挖坑機(jī)的設(shè)計(jì)”、“森林病蟲害防治裝備設(shè)計(jì)”、“森林滅火裝備的設(shè)計(jì)”、“油鋸的設(shè)計(jì)”等等，對(duì)林業(yè)機(jī)械裝備的設(shè)計(jì)及應(yīng)用的認(rèn)識(shí)更加直觀，積累了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)；本專業(yè)學(xué)生完成的“基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的林木病蟲害防治農(nóng)藥自動(dòng)噴霧系統(tǒng)”課題，“小型脈沖式熱煙霧機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)研究”課題的作品在全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”科技創(chuàng)新競賽中均榮獲三等獎(jiǎng)。學(xué)生在參與大賽過程中受益匪淺，不僅了解了多種林業(yè)裝備的設(shè)計(jì)過程，而且增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作的創(chuàng)新能力。

3 結(jié)束語

總之，在國家級(jí)特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)項(xiàng)目的指導(dǎo)下，結(jié)合南京林業(yè)大學(xué)林業(yè)機(jī)械特色，在專業(yè)教學(xué)改革和課程體系設(shè)置方面都有了很大的突破，開展了林業(yè)機(jī)械相關(guān)課程及實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)改革探討與實(shí)踐，在林業(yè)機(jī)械創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面取得了較好的效果。但是，也要清楚的認(rèn)識(shí)到，在以林業(yè)機(jī)械為特色的創(chuàng)新人才的培養(yǎng)過程中，文化知識(shí)、技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)的傳授手段和方法還需要進(jìn)一步探索和實(shí)踐，作為專業(yè)教師應(yīng)該繼續(xù)在林業(yè)機(jī)械特色人才培養(yǎng)過程中積極探索，不斷創(chuàng)新，為國家培養(yǎng)出更多有專業(yè)特色的合格技術(shù)人才。

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