一、统计学的基本发展趋势
纵观统计学的发展状况，与整个科学的发展趋势相似，统计学也在走与其他科学结合交融的发展道路。归纳起来，有两个基本结合趋势。
（一）统计学与实质性学科结合的趋势
统计学是一门通用方法论的科学，是一种定量认识问题的工具。但作为一种工具，它必须有其用武之地。否则，统计方法就成为无源之水，无用之器。统计方法只有与具体的实质性学科相结合，才能够发挥出其强大的数量分析功效。并且，从统计方法的形成历史看，现代统计方法基本上来自于一些实质性学科的研究活动，例如，最小平方法与正态分布理论源于天文观察误差分析，相关与回归源于生物学研究，主成分分析与因子分析源于教育学与心理学的研究。抽样调查方法源于政府统计调查资料的搜集。历史上一些著名的统计学家同时也是生物学家或经济学家等。同时，有不少生物学家、天文学家、经济学家、社会学家、人口学家、教育学家等都在从事统计理论与方法的研究。他们在应用过程中对统计方法进行创新与改进。另外，从学科体系看，统计学与实质性学科之间的关系绝对不是并列的，而是相交的，如果将实质性学科看作是纵向的学科，那么统计学就是一门横向的学科，统计方法与相应的实质性学科相结合，才产生了相应的统计学分支，如统计学与经济学相结合产生了经济统计，与教育学相结合产生了教育统计，与生物学相结合产生了生物统计等，而这些分支学科都具有“双重”属性：一方面是统计学的分支，另一方面也是相应实质性学科的分支，所以经济统计学、经济计量学不仅属于统计学，同时属于经济学，生物统计学不仅是统计学的分支，也是生物学的分支等。这些分支学科的存在主要不是为了发展统计方法，而是为了解决实质性学科研究中的有关定量分析问题，统计方法是在这一应用过程中得以完善与发展的。因此，统计学与各门实质性学科的紧密结合，不仅是历史的传统更是统计学发展的必然模式。实质性学科为统计学的应用提供了基地，为统计学的发展提供了契机。21世纪的统计学依然会采取这种发展模式，且更加注重应用研究。
这个趋势说明：统计方法的学习必须与具体的实质性学科知识学习相结合。必须以实质性学科为依据，因此，财经类统计专业的学生必须学好有关经济类与管理类的课程，只有这样，所学的统计方法才有用武之地。统计的工具属性才能够得以充分体现。
（二）统计学与计算机科学结合的趋势
纵观统计数据处理手段发展历史，经历了手工、机械、机电、电子等数个阶段，数据处理手段的每一次飞跃，都给统计实践带来革命性的发展。上个世纪40年代第一台电子计算机的诞生，给统计学方法的广泛应用创造了条件。20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性，但由于计算工作量大，使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展，使得复杂的数据处理工作变得非常容易，那些计算繁杂的统计方法的推广与应用，由于相应统计软件的开发与商品化而变得更加方便与迅速，非统计专业的理论工作者可以直接凭借商品化统计分析软件来处理各类现实问题的多变量数据分析，而无需对有关统计方法的复杂理论背景进行研究。计算机运行能力的提高，使得大规模统计调查数据的处理更加准确、充分与快捷。目前企业经营管理中建立的决策支持系统（DSS）更加离不开统计模型。最近国外兴起的数据挖掘（Datamining,又译“数据掏金”）技术更是计算机专家与统计学家共同关注的领域。随着计算机应用的越来越广泛，每年都要积累大量的数据，大量信息在给人们带来方便的同时也带来了一系列问题：信息过量，难以消化；信息真假，难以辨识；信息安全，难以保证；信息形式不一致，难以统一处理；于是人们开始提出一个新的口号“要学会抛弃信息”。人们考虑“如何才能不被信息淹没，而是从中及时发现有用的知识，提高信息利用率？”面对这一挑战，数据挖掘和知识发现（DMKD）技术应运而生，并显示出强大的生命力。数据挖掘就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘是一门交叉学科，它把人们对数据的应用从低层的简单查询，提升到从数据中挖掘知识，提供决策支持。在这种需求牵引下，汇聚了不同领域的研究者，尤其是数据库技术、人工智能技术、统计、可视化技术、并行计算等方面的学者和工程技术人员，投身到数据挖掘这一新兴的研究领域，形成新的技术热点。虽然统计学家与计算机专家关心Datamining的视角不完全相同，但可以说，Datamining与DSS一样，使得统计方法与计算机技术的结合达到了一个更高的层次。
因此，统计学越来越离不开计算机技术，而计算机技术应用的深入，也同样离不开统计方法的发展与完善。这个趋势说明：充分利用现代计算技术，通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来，让用户直接看到统计输出结果与有关解释，从而使统计方法的普及变得非常容易。所以，对于财经类统计专业的学生来说，一方面要学好统计方法，但另一方面更加要学会利用商品化统计软件包解决实践中的统计数量分析问题，学好计算机信息系统开发的基本思想与基本程序设计，能够将具体单位的统计模型通过编程来实现，以建立起统计决策支持系统。
所以统计与实质性学科相结合，与计算机、与信息相结合，这是发展的趋势。了解这一点，再来看我们目前教育中的问题就更加明显了，所以一些课程要改革，教学方式也要改革。以下谈一谈统计教育需要改革的几个方面。
二、统计教育的改革
(一)统计专业课程建设问题
专业建设考虑的是应当培养什么样的人才和怎样培养这样的人才。专业建设的核心问题是课程设置和规范课程内容。课程设置主导学生的知识结构，培养统计理论人才应当设置较多的数学课程，目的是让学生能对各种统计方法有较深刻的理性认识；培养应用统计人才应当设置较多的相关应用领域的专业课程，目的是让学生如何能将统计方法正确地运用到相关领域。例如培养从事经济管理的统计人才，在课程设置上至少应当包括四方面的知识：（1）经济理论课程，让学生了解经济活动的主要进程和基本规律；（2）研究社会经济问题主要统计方法，包括常用的统计数据搜集方法，统计数据处理方法和分析方法；（3）适用电脑技术，让学生初步掌握运用电脑进行统计数据处理和分析的基本理论和技能；（4）有关统计理论和统计实践中的前沿性问题，目的不在于要学生真正掌握这些问题，而是让学生了解统计理论和统计实践的前沿发展动态，启迪学生的科学思维能力。
(二)教学方法和教学手段的改革
统计教学方法和教学手段改革中，有两个焦点问题：一是如何激发学生学习统计学的兴趣；二是应用什么教学手段来达到较好的统计教学效果等。充分运用现代教育技术、教学手段，更新教学方法，促使教育技术、教学手段和教学方法有机结合。
1.改灌输式教学为启发式教学，特别注重教育多样化和多层次性，不仅让学生掌握如何搜集、整理数据的技术，还要教学生读懂数字背后的事实。学会按照具体与抽象、动态与静态、个体与总体、绝对与相对、一般与特殊、演绎与归纳等不同的思维方式分析问题和解决问题。注重利用一题多解与一题多变，开拓学生的发散思维。
2.改单向接受式的教学为双向互动式教学，以案例分析与情景教学开启学生的思维闸门，使学生更形象、快捷的接受知识，发挥其独立思考与创造才能，培养学生创造性思维能力。
3.构建以课堂、实验室和社会实践多元化的立体教育教学体系。在传授和学习已经形成的知识的同时，加强实践能力锻炼，提高学生的动手能力和创新能力。只有将统计学的方法结合实际进行应用，找到应用的结合点，才能使统计学获得最大的生命力。
（三）统计学与计算机教学相结合
教材要与统计软件的应用相结合。现在许多教材都是内容与软件分家，现在计算机已非常普及，无论是高校、高职和中专，培养出来的学生不会用统计软件分析数据，不管哪一个层次，都已说不过去。统计学是一门应用的方法型学科，统计学应从数据技巧教学转向数据分析的训练。统计学与计算机教学有机地合为一体，让学生掌握一些常用统计软件的使用。除了要培养学生搜集数据、分析数据的能力外，还要培养学生处理大量数据的能力，即数据挖掘的能力。
（四）教学与实际的数据分析相结合
笔者长期担任《社会统计学》教学，发现大部分学生为文科生，数学基础差，课程负担重，如何增强学生利用所学统计学知识，解决实际生活尤其是走出校园参加工作后学以致用是当前课程教学改革的重点和难点。
一、当前社会统计学教学存在的问题
（一）教学内容的针对性不强
一本高质量的《社会统计学》教材，既需要像数理统计一样，讲清讲透基础统计学原理和知识，又要明晰研究内容和研究对象，阐释清楚与其他应用统计学的区别。而当前的《社会统计学》主流教材，都存在侧重于其中一方，能够做到两方面兼顾得很好的教材几乎没有。如目前高校使用量较大的教材有卢淑华的《社会统计学》，偏重于数理统计的理论推导，蒋萍的《社会统计学》尽管对研究对象有清晰的定位，但是需要学生具有一定的数理基础。目前的统计学教学中一般采用理论讲解为主的教学模式，教师主要依托教材，对与统计学相关理论和方法逐一进行介绍，对涉及到的公式和定理进行推导。因此，当前社会统计学最需要解决的问题就是尽快编撰一本如何将统计学知识运用到具体的社会问题研究或者实践中去的优秀教材。
（二）教师的水平参差不齐
目前不少院校的社会统计学教师队伍主要来源于两块，一是外聘数理统计学的教师教授《社会统计学》课程，这些老师上课更多的偏重理论讲解和推导，让学生掌握比较扎实的基础统计学知识。由于他们对社会学、社会工作等文科专业不熟悉，课堂讲解中不能结合专业领域内的社会调查和案例来分析讲解。导致学生学习起来压力大，觉得枯燥无味，在面对社会现象时不知道怎么利用所学统计学知识分析和阐释社会现象。二是社会学专业背景老师讲授《社会统计学》，这些老师由于没有系统接受过数理统计学的训练，对于统计学的数理部分往往一知半解或者干脆略过，教学中更多的偏重例题分析和软件的使用。
（三）学生的学习态度不端正
学习社会统计学的学生多为文科生，在进入大学前，就是因为对数学等学科的害怕才选择报考文科专业。而统计学需要一定的概率论和微积分等数学基础，所以学生一看到社会统计学中涉及的数学知识就头疼，认为自己很难学好，产生先入为主的畏难心理，对自身的学习能力信心不足，缺乏动力，提不起兴趣，部分学生甚至在遇到困难时主动放弃统计学的学习。学生认识不到社会统计学与其它应用统计学相比，有其自身特点：研究对象为人类行为、政治文化等社会现象；所需具备的数理知识要求相对较低，更侧重于对统计结果的理解和解释；社会统计中收集到的资料，往往很多是低层次的变量，如定类、定序变量。因此，定类、定序变量统计分析在社会统计学中占有很大的比重，讨论变量之间的关系，如列联表、列联强度，相关关系的测量是学习的重点。
二、以就业为导向的《社会统计学》教学改进措施
（一）统计思维改进法
1、统计无用论向统计实用论的转变
社会统计学作为一门定量分析工具，是社会科学科学性的实现工具，尤其是随着中外学术交流的加强和规范化，近些年高级统计学的发展，统计学在社会科学的发展中扮演着越来越重要的角色。学好统计学对于本科生考研或者将来从事学术研究，都是必不可少的知识，尤其是社会学、社会工作、公共管理等专业的考研，社会统计学是必考科目，也是导师特别看重的学生必备能力之一。二是社会统计学作为一门实用性很强的工具，现在很多企业、调查公司等在招聘的时候非常看重应聘者统计学的知识和能力，熟练掌握和应用EXCEL、SPSS、STATA、SAS等统计分析软件，可以极大增加就业机会和就业筹码。
2、教学过程中的定量思维与定性思维的结合
社会统计学作为定量分析工具，需要学生具有较强的数学分析思维和逻辑思维，所以统计学中有大量的公式和推导过程。作为教师，在教授过程中在讲清楚原理和推导过程的同时，需要根据文科学生的特点，用定性的话语和思维解释清楚来龙去脉。
例如对于标准分的理解，卢淑华是这样解释的：“标准分Z的意义在于它是以均值为基点，以标准差σ为量度单位，计算x取值距离标准差的距离，以便进行不同的μ和σ之间进行比较。”不同的变量一般有不同的均值和标准差，统计上，不同的均值和标准差是不能互相比较的。例如甲乙两名学生在两个不同的班级考了同一门《社会统计学》课程，他们的成绩如下：甲同学考了80分，乙同学考了90分。已知甲班《社会统计学》的平均成绩是70分，标准差是10分；乙班《社会统计学》的平均成绩是70分，标准差是20分。请问甲乙同学在本班中谁的成绩更好？通过标准分计算，两者的标准分都是1，说明两名同学在班级的成绩排名是一样的。经过定性的案例分析讲解，学生就能明白为什么曾经一度在高考中引入标准分的原因了，以使不同考区的学生以相对公平的分数被录取。
3、数理思维向理解思维的转变
实质上，学习统计学的过程，就是学习统计思维的过程，而不只是公式的简单套用和通常的数字计算。统计学有严格的前提假设和适用变量层次，是一门量化分析工具，我们在实际运用中，不能为了分析或者所谓的科学性而滥用统计方法，用统计数字代替科学推理，犯了社会学家邓肯（Duncan）所说的统计至上主义（statisticism）。统计数字会撒谎，正如桑普拉斯所说：“统计未必能够揭示真实，有时候还可能成为假象的帮凶。”因此对于统计学的学习，除了养成良好的统计思维外，还需要我们具有扎实的理论基础，规范的社会调查研究方法和对统计方法的甄别使用和统计结果的合理解释。社会统计学课程的学习更看重的是学以致用，用所学知识科学的分析和解释社会中的现象。正如我们学会游泳前不一定要了解动力学的知识，会使用计算机不一定要先懂得编程一样，理解计算机的输入和输出结果比知道计算机如何计算重要得多。
例如学生对于假设检验的原理很难理解，我们可以通过举例让学生理解假设检验的思路。在航天火箭发射前，没有任何人能够事先证明火箭发射是安全的，人们最多只能说，用现有手段没有发现问题。但是，只要发现一个影响安全发射的问题，那就不能发射。这说明，企图肯定什么事情很难，而否定却要相对容易得多。物理学以及其他科学都是在否定中发展的，这也是假设检验背后的哲学。假定原假设火箭发射是安全的，即使通过研究假设也无法否定原假设，也不能说明原假设是正确的，就像用一两个仪器没有发现火箭有问题还远不能证明火箭是安全的，但是只要在原假设成立的前提下，出现了小概率事件，我们就认为原假设不成立，那么航天火箭就不能发射。
（二）统计应用推动法
1、开展课外调查活动
引入以“提出问题―分析问题―提出假设―验证假设”为流程的基于问题的学习方法（Problem Based Learning，PBL）来开展课外调研活动。组织学生以小组为单位，选择和确定实践课题，成立以6―7人为一组的若干个项目小组，并选出各组组长。当然，研究课题可以是学生日常生活中所关心的问题，如大学生校园恋爱观的调查、大学生消费行为调查、学习时间调查、学习成绩调查、课余活动、生活习惯、自媒体使用情况调查；也可以是社会生活中的热门现象，如独生子女价值观、二孩生育行为、观念，贫困人口认定与帮扶等调查。让学生通过利用所学的社会调查研究方法，科学选题、做好研究设计、设计问卷、选择合适的抽样调查方法、收集资料、利用统计软件分析数据，撰写调查报告来学习和使用统计学知识分析和解释社会现象。这样不仅可以有效解决由于实训基地、实习经费的限制所带来的不便，而且这种调查贴近学生生活，容易入手，易于激发其兴趣，并且有助于加深对统计学原理的理解，明白统计学就在身边，与我们的生活息息相关。
2、使用统计软件法
有针对性的将Excel、SPSS、STATA，SAS等统计应用软件作为社会统计学课程的实训内容。在课堂讲授时，可以教会学生使用Excel函数、Excel图表与图形以及Excel数据透视表来处理常用的统计数据。有条件的话可以安排在计算机房上课或者安排一定量的学时让学生在计算机房上机操作SPSS等软件，培养学生运用统计软件搜集、整理、分析统计数据的能力。
3、加强社会统计学的实习实践
与当地的政府部门、市场调研公司、市场咨询公司、专业的调查机构、相关企业建立协作和参与机制。让学生学会如何开展调查、如何获取资料、如果统计分析资料，所获取的统计分析数据是如何指导工厂、企业等单位的生产运作的。例如：学生通过参与公司的市场调查，了解公司的产品是如何定位顾客、细分市场的；参观地方政府统计部门的日常统计和上报统计报表，了解政府统计是如何进行的；学生参与各社区或者街道的贫困人口统计、人口普查等调查。
（三）统计课程革新法
1、建立完善的社会研究课程体系
社会研究课程体系是指教授学生如何在理论的指导下通过各种科学的方法进行调查与创新性研究的一系列课程。主要包括“社会调查研究方法”、“社会统计学”、“SPSS统计软件应用”等课程。尽管目前各高校都开设了这几门课程，但在实际教学过程中，一般都是分学期开设，由不同的老师授课，导致有些内容重复，例如抽样调查，在“社会调查研究方法”、“社会统计学”中都会涉及，理论学习和实践脱节，例如“社会统计学”、“SPSS统计软件应用”分别在不同学期开设。建议高校开设课程进行改革，由固定的老师来讲授社会统计研究课程体系，将“社会统计学”、“SPSS统计软件应用”整合为一门课程，并合理设置理论学习和实践教学的课时。
2、建立社会统计学案例库，试题库
为适应我国社会、经济、科技和高等教育的发展，国务院学位委员会、教育部于2011年3月22日将作为二级学科统计学提升为“理学”门类下的一级学科[1]。新的专业目录分类将分散在各个学科下面的统计学集中起来，将统计学作为一级学科，而数理统计、社会经济统计、生物卫生统计、金融统计、应用统计等作为二级学科进行建设[2]。此改革之后，各高校纷纷开设和发展统计专业，许多地方性二本院校也卷入了这股浪潮之中。
据我们对近两年的应用统计专业毕业生的就业情况调查结果看，统计专业的应用主要面向中大型城市的中大型企业，当地区域和地方企业对统计专业人才需求甚少，或者说当地区域和地方企业对统计人才的运用仅仅是初步的、最基本的，也就说统计人员在当地区域经济或地方经济的建设和发展上的作用未发挥出来，然而中大型企业对统计人才的要求地方本科院校的学生又达不到，继而形成了地方高校培养的人才不能适应社会的需求。一旦学校培养的人才不能适应社会的需求，必将影响学生的就业情况，从而影响学校的招生和发展[3]。
那么，在人才培养过程中，地方本科院校如何既突出应用又着眼点区域经济或地方经济的建设和发展，继而实现地方院校和中心城市重点高校的错位发展，保证人才的出口和入口，这是一个值得探究的问题。本文结合现阶段地方本科院校统计专业的实际情况，从以下几个方面探讨应用型地方本科院校应用统计专业人才培养方案的设计。
一、地方高校现有人才培养方案存在的不足。
（一）口径窄。主要指培养的学生就业口径窄，毕业生就业主要面向的还是机关事业单位，但近几年，随着统计的发展，统计学的应用已不再单一地面向机关事业单位，来自企业的统计专业人才需求呈现上升趋势，一些新型行业部门给统计专业人才的培养提供了空间。尤其，随着大数据时代的到来，统计专业人才越来越多地被需求和重视。我们急需调整人才培养目标和模式以适应社会发展要求。
（二）单一化。指课程设置单一和考核方式单一。课程设置单一主要指专业拓展课程方向单一。统计是一门工具，服务于各行各业，统计的应用必定要求了解一定领域的知识背景。现有的课程考核方式基本上是不管什么课程统一闭卷考核，导致学生考前一个个死记硬背，把统计学当成纯文科来学。这样不仅增加了学生考前压力，而且根本实现不了课程教学目标。
（三）理论型。由于地方本科院校现有的统计师资队伍和实验室条件限制，人才培养依然是注重理论，忽略实践。一来，由于地理位置因素，地方高校师资队伍本就比不上中心城市的高校，教师多缺乏实践技能，又由于地方高校经费紧张，教师的进一步进修和提高受到限制。二来，地方高校的经费紧张必然导致实践教学条件的匮乏。基于以上，地方高校的人才培养难免会出现重理论轻实践的现象。
（四）知识陈旧。近几年随着统计专业的发展，尤其是大数据时代和数据科学的到来，市场对统计专业知识的更新提出了更高要求。然而，由于地方高校统计专业教师结构老化，学习和进修受到一定限制，统计专业教师的知识更新大多未能赶上市场的需求。
二、人才培养方案改进措施。
（一）明确培养目标。只有明确了培养目标，教育实践活动才能走上正轨、稳步向前；只有明确了培养目标，才能正确指导教育教学的各个环节；只有明确了培养目标，学生的就业才有保障。
社会需求决定了应用型人才的培养方向，继而决定了人才培养目标，也是专业设置的基础。应用型地方本科高校统计学专业的培养目标应以“宽口径、厚基础、重应用”为指导方针培养统计学人才。所培养的学生务必符合市场的需要，既要在某一方面具有宽厚的应用理论知识，又能掌握各种统计分析软件的操作技术，成为一个“一专多能”的复合型人才，才能适应市场的需要，保证学生的就业。
（二）根据市场需求完善课程设置。统计学是一门工具性的学科，它应用服务于各行各业。我们的课程设置应把培养学生的能力和技能作为首要目标，以市场需求和学生就业为最终导向。应用型地方本科院校在培养统计学专业人才时，可根据市场需求和统计专业的职业方向划分专业方向课程，学生可根据自己的兴趣和未来的职业规划选择专业方向课程，即专业拓展课的设置应该多元化。如设置不同的专业方向拓展课程：金融统计方向、社会统计方向、商务统计方向、管理统计方向等。金融统计方向可设置会计学、国民经济核算原理、货币银行学、保险理论与务实等课程，社会统计方向可设置统计案例分析、描述性统计等课程。
（三）构建应用型实践教学体系[4]。应用统计学作为应用型专业，实践教学务必作为人才培养的重点建设。人才培养改革的方向务必向实践教学倾斜，深化理论教学与实践教学对接、校内实践教学与校外专业实践协同、课程实践教学与课外团学活动联动。按照岗位能力要求，整合实践教学内容，形成实践项目，确立实践课程，建构实践教学课程体系，增强实践教学内容和实践教学环节的科学性、合理性和规范性。增加实践教学学时，推进实践教学内容与方法改革，精减验证性实践，增加综合性和设计性实践，开发工学结合的项目实践。最终形成“四年满打算，四年不间断”梯度式逐渐提升的完善实践教学体系。从基础实践到提升实践再到关联课程综合实践，从实验室的实验教学到社会调查再到校企合作的专业见习和专业实习。另外，我们应充分利用实践教学周开展各种学科竞赛、专业资格培训、创新创业训练、职场招聘模拟等实践活动，提高学生动手操作技能和就业技能。
（四）加强师资队伍建设。师资队伍是学科发展的决定因素，也是人才培养质量的决定因素。应用型地方本科院校由于受到地域因素的限制，在引进人才方面本就具有一定劣势，因此更应该重视和加强师资队伍的建设。一方面，学校在待遇和福利上应该给予更多优惠政策以吸引高层次人才；对在职人员提供更多的学习、培训、进修机会，并给予相应的经费补贴；鼓励青年教师继续深造，读硕、读博、学着访问；鼓励青年教师到企业进行实践锻炼，既能让教师在教学过程中注重学校所学知识与市场需求接轨，又能帮助教师形成科研项目，实现生产、科研与教学一体化；引进企业中的优秀统计工作人员为兼职教师或是请他们做讲座。另一方面，教师应积极主动更新知识和观念，由理论型教师向实践型教师转化，改变教学方式，充分利用多媒体资源，注重互动教学、案例教学。
参考文献：
[1]曾五一，肖红叶，庞皓，朱建平.经济管理类统计学专业教学体系的改革与创新[J].统计研究，2010（2）：4-6.
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-9599(2011)23-0000-01
Curriculum Study for Computer Undergraduate Embedded System
Li Biyun,Shi Junping,Li Zongshou
(College of Information Science&Engineering,Jishou University,Jishou 416000,China)
Abstract:For the lag teaching and training in higher education embedded system,this article analyzes the development characteristics of the embedded system,identify curriculum thinking and personnel training objectives of building embedded systems of major computer science in colleges,a new curriculum system with theory and practice of the embedded system is proposed based on the courses of major in computer.
Keywords:Embedded system;Talents training objective;Computer undergraduate;
Curriculum system
一、引言
嵌入式系统是指以应用为核心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。它由包括微处理器、定时器、微控制器、存储器、传感器等一系列微电子芯片与器件，和嵌入在存储器中的微型操作系统、控制应用软件组成，共同实现诸如实时控制、监视、管理、移动计算、数据处理等各种自动化处理任务。嵌入式系统以应用为中心，以微电子技术、控制技术、计算机技术和通讯技术为基础，强调硬件软件的协同性与整合性，软件与硬件可剪裁，以满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求[1]。
嵌入式系统已被广泛地应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器仪表等众多领域，如手机、PDA、MP3、手持设备、智能电话、机顶盒等，可以说嵌入式技术无处不在。由于社会对掌握嵌入式技术人才的大量需求，使嵌入式软硬件工程师成为未来几年最为热门的职业之一。
目前，随着嵌入式技术越来越热，国内越来越多的高校陆续开设了相关课程，并建立了嵌入式实验室。但是通过各种渠道反映出，很多高校嵌入式课程开设的情况不理想，很多学校建立了优良的嵌入式实验室，却很难达到理想的授课效果。归结其原因主要有两点：一、没有完善的课程体系；二、需要合适的师资力量。吉首大学作为一所办在民族地区的省属高校，其办学宗旨之一就是为地方经济建设服务。吉首大学计算机系一直就是秉承此种宗旨来发展和培养应用型人才的。从目前的嵌入式系统技术发展趋势来看，计算机专业本科教学不仅要面向计算机软硬件系统，更应与嵌入式系统方向相结合，与人才培养模式和人才需求相结合进行适时调整，从理论及实践课程体系、师资能力到人才培养模式进行整体规划，以适应当前应用广泛的嵌入式系统人才需要。
二、计算机本科专业嵌入式方向的人才培养目标
按照嵌入式技术及其密切相关的电子信息产业目前及未来的发展需求，培养与我国社会主义现代化建设要求相适应的，在德、智、体、美等方面全面发展，掌握计算机科学与技术基本理论、基本知识和基本技能，具有深厚嵌入式理论基础、能从事嵌入式系统设计与开发、集成电路设计与应用、无线通信等实际工作，具有良好的政治素养、文化科学素养、较强的学习能力、实践能力和创新意识和综合解决实际问题能力的高级应用型人才。嵌入式系统方向重点培养学生嵌入式系统软件工程实践能力，包括软件工程及各种嵌入式系统开发技术、调试和测试工具[2]，毕业后学生将具备嵌入式系统软件开发能力，有能力适应巨大的嵌入式系统产品市场需求，成为嵌入式系统产品企业所急需的掌握嵌入式系统软件技术的人才。
毕业生具有的知识、素质、能力包括：1.具有良好的思想道德素养和团结协作的精神，熟悉计算机方面的有关法规，遵纪守法，善于合作，勇于创新。掌握较丰富的科学文化知识、较扎实的计算机学科基础知识、系统的专业基础知识和基本技能，了解计算机专业的发展趋势和新进展。2.具有较强的学习能力和实践能力，能够熟练地运用多种方法获取知识、理解知识、掌握知识，能够综合性地提出问题、分析问题和解决问题；具有较强的计算机综合应用能力和一定的科学研究能力。3.掌握嵌入式系统开发的理论和基本方法，具有嵌入式系统软硬件的设计、开发、调试及维护的基本能力。具体掌握一种嵌入式操作系统，具有在该操作系统环境下设计、编程及开发的能力。兼具软件及硬件的协调开发能力。4.具有良好的语言表达和书面表达的能力，适应现代社会的交往沟通方式，具有较强的集体合作和组织协调的意识与能力。5.熟练掌握一门外语,并能顺利阅读本专业的外文书刊，了解文献检索、资料查询的基本方法。能够较熟练地使用英语从事嵌入式方向的研究与开发。
三、计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系建设思路
嵌入式系统作为一个完整的智能电子系统，需要掌握有关电子和计算机等相关领域的硬、软件综合知识。一般而言，自动化、测控和电子类的学生电子设计的基础较好，程序设计偏弱；而计算机类的学生程序设计基础好，电子设计能力偏弱。计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系的建设和规划，应从以下几方面结合进行。
（一）计算机本科专业课程与嵌入式系统方向相结合
嵌入式系统是将先进的计算机技术以及电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。嵌入式系统的应用范围可以粗略分为两大类：电子系统的智能化(工业控制、现代农业、家用电器、汽车电子、测控系统、数据采集等)，计算机应用的延伸(MP3、手机、通信、网络、计算机设备等)。从这些应用可以看出，要完成一个以MCU为核心的嵌入式系统应用产品设计，需要硬件、软件及行业领域相关知识。硬件主要有MCU的硬件最小系统、输入／输出电路、人机接口设计。软件设计有固化软件的设计，也可能含PC机软件的设计，这些有关嵌入式系统的硬、软件设计和测试也是计算机系统的组成部分之一，嵌入式系统知识体系最主要的三大技术仍然是计算机体系结构、计算机操作系统和计算机网络，嵌入式系统方向的课程设置应与这些计算机本科专业课程相结合，在计算机相关软硬件知识基础进一步拓展设计和应用知识。
（二）与嵌入式系统自身特点相结合
嵌入式系统以计算机、电子技术为基础，但嵌入式系统也有其自身的特点。按照层次结构看待嵌入式系统，嵌入式系统分为4层：硬件层、驱动层、操作系统层和应用层，不能片面地从“电子”或“计算机软件”角度认识嵌入式系统，嵌入式系统软件硬件密切相关，软硬件协同设计已经成为电子系统级工具和方法的主要应用，是软件与硬件的综合体，没有对硬件的理解就不可能写好嵌入式软件，同没有对软件的理解也不可能设计好嵌入式硬件。软硬件相结合进行课程设置是嵌入式系统的特点要求之一[3]。嵌入式系统设计也是一门实践性非常强的课程,作为以应用为中心的课程，实践教学是嵌入式系统教学的关键，要求理论与实践并重，为将学生的操作能力、分析能力、工程设计能力与应用实践结合起来，引导学生由浅入深地掌握嵌入式系统设计的理论与技术，嵌入式系统方向课程设置应以培养实践动手能力为核心。
（三）与市场、企业需求相结合
高校计算机专业嵌入式方向从需求的角度，总体培养目标是培养人才市场紧缺，企业需求量大，就业率高的软硬结合的复合型嵌入式开发工程师。嵌入式系统人才的培养应与社会需求相接轨，充分培养学生技能水平与职业素养，使学生能够达到企业实际岗位的用人标准，满足企业应用需求，缩短企业二次岗前培训，成为具有完备的专业知识和技术能力的应用型人才。
四、嵌入式方向课程体系基本内容
要完成一个嵌入式系统应用产品设计，需要硬件、软件及行业领域相关知识与实践训练，嵌入式方向人才培养的定位为应用型技术人才，综合计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系建设的三个结合点，制定一套培养应用型人才为目标的课程体系[4]。
（一）理论课程体系
计算机科学与技术专业课程包括电路与模拟电子技术、数字逻辑电路、汇编语言程序设计、计算机组成原理、计算机体系结构、微机原理与接口技术等硬件课程；C语言程序设计、离散数学、数据结构与算法、面向对象程序设计（Java和C++）、软件工程等软件课程；操作系统原理、计算机网络、数据库原理等专业核心课程，这些课程也应该为嵌入式方向的支撑课程群。操作系统考虑嵌入式方向课程设置，应增加Linux操作系统的实训内容。
在这些计算机专业课程基础上，删减原来与嵌入式方向联系不大，相对独立的若干专业课程，适当增大嵌入式系统应用技术方向课程比例，构成计算机专业嵌入式方向理论课程体系。基础课程中增加嵌入式系统概论，硬件层面上增加可编程逻辑器件及描述语言FPGA/VHDL、嵌入式处理器体系结构。软件层面上增设Linux下C语言编程、嵌入式Linux驱动开发、嵌入式实时操作系统、嵌入式应用程序开发；嵌入式系统级别上考虑软硬结合增设嵌入式系统设计课程，考虑嵌入式发展方向，增设WinCE设计与开发、嵌入式软件测试技术课程。
（二）实践课程体系
嵌入式系统是面向应用的，实践是整个嵌入式系统课程体系中最重要的环节，其目标是培养学生实际的嵌入式软硬件设计能力。在嵌入式课程实践中，采用多层次专业实践与培训认证相结合的实践体系。专业实践包括课内实验、课程设计、综合项目实践、毕业实习与毕业设计，课内实验学时占每门课总学时数比例不低于30%，课程设计包括软硬件和应用系统开发等课程，综合项目实践以项目团队的形式使学生得到团队协作的训练，毕业实习以校企合作、实习基地形式进行。课内实验和课程设计可使学生课程理论知识得到巩固提高，综合项目实践则培养学生阶段性综合性实践能力，毕业实习和毕业设计可培养学生综合分析设计的应用能力。目前，在嵌入式专业领域内的知名厂商及相关认证也越来越为更多的大学毕业生及在职工程师所关注，在实践教学中，引入国际和国内嵌入式认证的培训内容和知识更新体系，增加实践动手能力，积累项目开发经验，增加就业竞争力。
五、结束语
在IEEE计算机协会和ACM共同制定的2004版计算机类课程体系中，嵌入式系统已经被列为核心课程之一。嵌入式系统课程群建设是一项长期、艰难的任务，新知识更新速度明显快于传统学科，计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系的规划与建设，需要明确人才培养目标和建设思路，并在计算机专业课程基础上进行，既重视融合学科的基础知识积累，又强调实践性，使嵌入式系统的教学紧随嵌入式技术的发展。
参考文献：
[1]马义德,汤书森,张北斗等.嵌入式系统课程群建设与创新型人才培养[J].高等理科教育,2004(8):23-25
[2]徐劲松,刘钰碧,蒋晶.应用型本科嵌入式系统课程群建设与实践[J].企业技术开发,2009(28):145-146
[3]徐敏,林瑞金,关健生.嵌入式系统教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2009(3):13-15
[4]杨立林.从企业招聘需求看嵌入式系统教学课程体系设置[J].中国电力教育,2011(22):69-70
信息管理与信息系统专业是一个信息科学、管理科学、系统科学、计算机科学等众多学科交叉的专业[1]。由于其具有涉及学科领域广、发展变化快的特点,决定了信息管理与信息系统专业课程体系建设具有动态性。在该专业中计算机类课程是培养学生计算机素养和技能、支撑管理信息化的重要基础,其在课程设置中占有相当的比重。因此,构建适时、科学、合理的计算机类课程教学体系是本专业课程体系建设的核心内容之一。然而,由于不同学校该专业的办学背景不同,教学侧重点差别大,导致课程体系不尽相同,因此给出一个该专业的计算机类课程教学“统一”体系是不科学的,也是不切合实际的。本文旨在根据自身教学实际,提出地方本科院校该专业在计算机类课程教学体系设计的一种思路,让更多的人关注,并加入到相关的研究的队伍中来。
1计算机类课程的重要地位
信息管理与信息系统专业的多学科交叉特点,决定了该专业的发展方向和人才培养的模式与特征,即以管理为基础,以信息科学为支持,管理与技术并重,培养以应用为目标,管理、信息技术相融合的技术型管理人才。这一方向和目标要求在教学中以计算机作为工具,注重将信息技术与管理的融合,树立“技术进步促进管理理念的发展,管理理念通过技术实现”的思想[2],让学生获得信息化管理与决策的专业技能。
课程是教学的根本,课程设置状况直接反映了人才培养的方向,人才培养的方向决定了课程体系的结构[3]。虽然目前信息管理与信息系统专业的建设与发展主要有工商管理、信息资源管理、技术导向3种模式[1],课程体系方面有以清华大学、同济大学为代表的理工科院校,课程重点在于计算机科学技术,尤其是信息系统的开发技术;以北京大学、武汉大学为代表的综合性院校,课程重点在于情报学、信息学等基础课程;以人民大学、东北财经大学等为代表的财经类院校,课程重点在于经济管理知识,侧重企业中的管理信息系统和电子商务方面的教育三大类[4]。这些模式虽各有自身特点和优势,但无论何种模式与课程体系其共同特点都是计算机类课程占有相当大的比重,且计算机类课程与管理类课程分界明显,不能充分体现计算机技术与管理思想的融合与及本专业对人才培养的特色需要。地方本科院校不能照搬任何一种模式,必须结合当地社会需要,结合实际提出一种计算机类课程教学体系的设计思想,构建一套符合地方本科院校自身实际和人才培养目标的计算机类课程教学体系。
2计算机类课程体系设计的基本思路与要求
课程体系建设是教学研究的重要内容,是实现人才培养目标的关键。信息管理与信息系统专业的课程体系建设要以科学性、专业性与广博性、理论性与实践性、稳定性和动态性为原则[5],课程设置坚持“基础为先,重在主干,突出特色”的导向。从该专业课程建设的指导思想与人才培养目标出发,结合社会对本专业人才的能力需求,在充分考虑教学规律、学生知识结构、学生成长和能力提高等多种因素的基础上,提出本专业计算机类课程设计的基本要求是:(1)社会对本专业人才的计算机应用能力需求;(2)体现本专业的特点和特色;(3)体现信息化时代教育的风貌和要求;(4)充分考虑到学生未来发的知识基础。
信息技术的时代性决定了信息管理与信息系统专业的计算机类课程体系建设是一个复杂的过程,但无论何时,教学的目标是明确的,就是培养能够利用信息技术,开发信息系统,在数据建模的基础上完成信息分析、服务于管理决策、实现管理创新的中坚力量[6]。围绕这一目标,课程体系设计的思路是社会人才需求决定人才培养目标,人才培养目标决定教学要求,教学要求推导知识模块,在由知识模块决定开设课程,构建一个面向能力培养的课程体系。
3计算机类课程体系的设计
3.1课程体系的基本框架
根据信息管理与信息系统专业培养的目标和要求,计算机类课程体系可分为:计算机基础知识、计算机软件、硬件知识、系统工程知识、系统开发、设计知识、系统集成、应用和维护知识和信息化管理知识七大模块,分类于三个层次(如图1所示)。底层是上一层的基础,上一层是对底层知识的应用。
(1) 计算机基础知识模块。让学生掌握计算机基础知识和常用工具软件的使用方法和技巧,具有熟练利用计算机从事文档、办公及通讯工作的能力。
(2) 计算机软件、硬件知识模块。使学生理解计算机软件的基本现状及未来发展趋势,掌握计算机的硬件体系基本结构和发展趋势,能自主学习常用软件的使用,会对计算机硬件进行组装和维护,具有对实用软件和硬件维护的实际操作能力。
(3) 系统工程知识模块。理解系统工程的基本概念,懂得系统工程的基本原理和方法,并用此引导学生加深对信息系统的认识和理解。
(4) 系统开发、设计知识模块。这一知识模块是课程体系中的核心内容,要求学生掌握系统开发的基本流程和数据处理基本方法,至少会用一门程序设计语言进行小型系统的开发设计,并将所学管理融合到系统开发与设计过程中。
(5) 系统集成、应用和维护知识模块。在对信息系统有全面认识和开发设计经验的基础上,能将小型系统集成起来,并加以应用,同时能系统进行整体的维护。
(6) 信息化管理知识模块。掌握信息管理的基本知识和方法,会借助计算机或相关工具对信息进行有效管理,并能把信息化管理的发展动向和发展趋势。
3.2专业方向设置
信息管理信息系统是一个多学科交叉的专业,要使本专业培养的学生具备社会的竞争能力,仅有知识面广是不够的,必须培养学生在具备广博知识面的同时还能根据社会需要和学生未来发展需求,使学生具备某一方向的专业能力。为此,在第4学年对本专业学生进行分专业方向教学是十分必要的。在实际的教学中我们将本专业的学生分为信息管理方向和信息系统方向来进行培养,开设不同侧重的课程。前者注重信息化管理能力的培养,后者重在信息系统的分析与设计,使学生毕业后能迅速适应社会需求。专业方向的设置使学生适应社会的能力得到了提高。
3.3知识模块与课程设置
根据课程设置思路和原则,将课程分为计算机基础类课程、计算机技术类课程、计算机技能类课程、技术与管理融合类课程、信息管理类课程五大类型。知识模块所对应的课程群,课程所属类型和专业方向如表1所示。
3.4课程开设建议
第1学年:让学生掌握计算机基本结构和基础知识,具有能利用计算机进行简单管理工作的能力。针对这一目标,可在本学年第1学期开设计算机应用基础、计算机系统概论课程。第2学期开设常用工具软件使用和一门程序设计语言。
第2学年:掌握信息管理和信息系统的基本理论、基本知识;具备信息组织、信息检索与存储、信息分析研究、传播与开发利用的基本能力。本学年可在第1学期开设信息系统开发方法、数据结构、面向对象程序设计;第2学期开设计算机网络、数据库原理及应用、信息存储与检索。
第3学年:掌握管理信息系统的分析方法、设计方法和实现技术;具有简单信息系统开发、设计、调试与维护的能力。本学年可在第1学期开设信息系统分析与设计;计算机系统与系统软件;第2学期开设软件工程、管理信息系统开发案例、管理信息系统课程设计(综合型实验课)。
第4学年:掌握信息管理和信息系统两个方向的发展趋势和信息技术发展方向,具有能有效进行信息组织与管理,并能解决信息管理系统软件开发、和使用中常见问题的能力。本学年主要以选修课为主,分两个方向(信息管理方向、信息系统方向)进行选修。信息系统方向可开设计算机应用新技术、IT项目管理、数据仓库与数据挖掘、Web 数据库开发技术、软件系统开发实践等;信息管理方向可开设信息分析与预测、决策支持系统、知识管理原理与技术、电子商务应用案例等。
4结语
信息管理与信息系统专业作为一个应用性很强的专业,必须紧密结合社会的需求,在课程体系的设置、教学内容的选择上不断进行改进和创新。计算机技术由于其发展变化快,在课程体系的设置上不能只进行简单的知识累加和课程增加,而应该把信息技术应用能力培养放在首位,并准确把握专业的特点和就业市场的变化,实时构建面向信息技术能力培养的计算机类课程体系,才能培养出符合社会需要的信息化管理人才。
参考文献:
[1] 王学颖,黄淑伟. 信息管理与信息系统专业课程体系建设的研究[J]. 沈阳师范大学学报:自然科学版,2006,24(3):378-381.
[2] 张基温. 信息管理与信息系统专业课程体系的分析与设计[J]. 计算机教育,2005(8):48-52.
[3] 查先进. 信息管理与信息系统专业人才培养方向和课程体系探索:基于科技信息专业背景的实证分析[J]. 情报学报, 2003,4(22):507-512.
[4] 翟丹妮,黄卫东. 信息管理与信息系统专业的计算机教学改革研究[J]. 计算机教育,2006(10):41-43.
[5] 张劲松. 信息管理与信息系统专业课程体系创新研究[J]. 情报杂志,2008(11):102-106.
[6] 蔡淑琴,张子刚,张金隆. 信息管理与信息系统专业人才培养的研究[J]. 高等工程教育研究,2001(4):25-29.
The Design on Computer Class Curriculum System for the Specialty of
Information Management and Information System
LV Yong-lin,SHI Wei
(Department of Economic Information Management and Computer Application,
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)21-5874-02
Research of University Computer Specialty Setup and Innovative Personnel Training
CHE Kui1,2, LU Ling1, XUE Hai-yan1
(1. Department of Computer Science and Application, Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management, Zhengzhou 450015, China; 2. College of Software, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China)
Abstract: With the uninterrupted development of computer technology, the computer application is infiltrating to other fields step by step, and the society requirement is extending uninterruptedly. How to train high quality innovative personnel, this brings forward a new challenge to university computer specialty setup and layout. This paper researches mainly university computer specialty setup and innovative personnel training,includes the setup of specialty direction and courses system, the training pattern and training project of innovative personnel to adapt society requirement.
Key words: computer specialty setup; courses system; innovative personnel training; practical teaching
计算机专业是一个发展十分迅速的专业,目前在国内高校本科教育中已形成了规模庞大、方向多样的教学体系,每年向社会输送大批的计算机人才。由于计算机技术的不断发展,计算机应用向其它领域的逐步渗透,以及社会需求的不断扩充,如何培养出高质量的创新型计算机人才,对于高校计算机专业的设置与规划提出了新的挑战。本文主要研究了计算机专业的设置规划与创新型计算机人才的培养,包括专业方向、课程体系的设置,适应社会需求的人才培养模式与培养方案。
1 计算机专业设置规划
在制定计算机专业设置规划过程中,应考虑到社会对计算机人才的需求,从“研究型人才”、“工程型人才”、“应用型人才”的培养目标入手,将计算机专业划分为多个培养方向,主要包括“计算机科学”方向、“软件工程”方向、“网络工程”方向、 “信息技术”方向等。
1.1 “计算机科学”方向
“计算机科学”方向主要研究计算机和可计算系统的理论、设计、开发和应用技术,涉及算法分析与设计、程序设计语言、数据结构、软件开发与理论、数据库系统、人工智能、计算机系统、计算机网络、操作系统、编译原理等知识领域。该专业方向培养学生具有深厚的计算机科学理论基础,具备一定的研究开发能力,熟练掌握计算机程序设计及算法的实现,强调学生应用计算机算法解决相关领域的实际问题,并可构建出高效的解决方案。
“计算机科学”方向的核心课程为:程序设计、计算机组成原理、计算机体系结构、算法分析与设计、数据结构、数据库系统原理、软件工程、软件测试、操作系统、编译原理、计算机图形学、计算机网络技术、人工智能、课程设计、毕业设计等。
1.2 “软件工程”方向
“软件工程”方向主要研究计算机软件开发过程的理论、设计、开发和应用技术,涉及算法与程序设计语言、数据结构、数据库原理、软件工程、面向对象分析与设计、操作系统、计算机体系结构、软件测试与质量保证、软件需求开发、软件管理等知识领域。该专业方向培养高层次、实用型、复合型软件工程技术和软件工程管理人才,学生具备扎实的程序设计能力,具备深厚的软件工程理论基础及较强的工程实践能力、研发能力和市场与国际意识,能够对软件产品的需求分析、架构设计、实施和测试执行规范有效的组织和管理,以及进行可靠的方案实施。
“软件工程”方向的核心课程为:高级程序设计、算法与数据结构、操作系统、数据库系统原理、计算机网络技术、编译原理、软件工程、UML软件建模设计、软件测试与质量保证、软件项目管理、软件配置管理、Web开发技术、软件体系结构、设计模式与重构、软件工程实践、课程设计、综合实训、毕业设计。
1.3 “网络工程”方向
“网络工程”方向主要研究计算机及计算机网络系统的理论、设计、开发和应用技术,涉及程序设计语言、数据结构、网络设计与理论、数据库系统、计算机系统、计算机网络、网络操作系统、信息安全、网络协议等知识领域。该专业方向培养学生具备计算机网络技术、计算机通信技术、计算机网络安全等知识,能够在IT领域从事计算机网络技术与设备的开发、设计与管理,具有基础理论扎实、知识面宽、实践与开拓创新能力强的高素质技术工程型与开发型人才。
“网络工程”方向的核心课程为:计算机组成原理、程序设计、数据库技术、网页制作技术、网络操作系统、TCP/IP技术、计算机网络体系结构、网络管理技术、密码学与网络信息安全技术、网络性能分析、网络软件设计、多媒体应用技术、综合实训、毕业设计等。
1.4 “信息技术”方向
“信息技术”方向主要研究计算机在信息处理、信息管理等方面的理论、设计、开发和应用技术,涉及程序设计、算法与数据结构、计算机组成原理、计算机网络技术、管理信息系统、信息安全、系统分析与设计、系统管理与维护、电子商务、ERP原理、信息管理、软件工程、数据库系统等领域。该专业方向培养学生具备现代管理学理论基础、计算机理论知识及计算机应用技能,掌握信息系统分析与设计方法及信息管理等知识,具有从事信息管理及信息系统分析、设计、开发实施管理与评价等多方面能力的复合型、应用型人才。
“信息技术”方向的核心课程为:程序设计、算法与数据结构、计算机组成原理、计算机网络与互联网、信息管理导论、管理信息系统、信息安全技术、系统分析与设计、Web系统与技术、电子商务、ERP原理及应用、软件工程、数据库与信息管理技术、课程设计、毕业设计等。
2 创新型计算机人才培养方案
在创新型计算机人才培养方面,应坚持理论教学、实践教学、教学实习基地建设相结合的方式,注重培养学生的动手能力与创新能力,使计算机专业的发展方向与社会经济、社会需求相一致。信息化社会对计算机专业人才的需求呈现出多样化的特征,尤其对实践能力强的创新型人才的需求更为迫切。
2.1 结合社会需求,制定创新型计算机人才培养目标
创新型人才是指具有创新意识、创新思维、创新能力和创新人格的人才,创新型人才不仅是全面发展的人才,还是充分发展的人才,更是对科技发展和社会进步做出较大贡献的人才。因此,在对学生进行计算机专业教育过程中,应强化创新意识教育,增强创新思维训练,注重创新能力培养,着力创新人格塑造。
人才培养目标定位是制订人才培养方案的首要问题,其决定了专业能力结构和知识体系,而社会需求是一个客观标准。专业能力结构是培养目标的具体化,贯穿于知识体系与教学模式中。在构建专业能力结构时,需考虑社会本位和个人本位的问题。社会本位注重学生未来的就业前景,强调职业的针对性和应用性;个人本位注重个人综合素质和能力的培养,为学生的未来发展创造积极的条件。培养具有创新型计算机人才,需将专业能力与基本能力有机地结合起来,形成以专业能力为核心的科学架构。针对不同的专业方向,强化相应的专业知识,按照“研究型人才”、“工程型人才”、“应用型人才”的培养模式进行人才培养。
“研究型人才”注重计算机理论知识的学习,具备深厚的计算机知识,关注计算机前沿的发展趋势,培养方向为计算机科学。“工程型人才”注重实践能力的培养,可分为软件工程、网络工程两个培养方向。“应用型人才”重视计算机技术的应用,包括信息技术、计算机图形图像处理、计算机辅助设计、电子商务、管理信息系统等多个培养方向。
2.2 紧跟计算机发展趋势,不断更新专业课程体系
结合计算机的发展趋势,按照突出应用性、实践性的原则重组课程体系,教学内容要突出理论知识应用和实践能力培养。基础理论课教学以应用为目的,专业课教学需加强针对性和实用性,强调实践课的重要性。
按照信息社会对计算机人才的需求,培养学生具备深厚的理论知识和应用实践能力,应不断更新专业课程体系。根据不同的培养方向,增加相应的特色专业课程,并对主干课程设置课程设计,强化学生的实践能力。
2.3 灵活运用多种教学方法,构建和谐教学环境
教师在授课过程中,可灵活运用多种教学方法,以提高教学效果。“任务驱动”教学法应用广泛,可以培养学生学习的主动性和成就感,在某个学习阶段,紧紧围绕一个既定的学习任务,学习相关的知识,当完成了一个学习任务时,再定下一个学习任务。在课堂教学中,教师应根据知识单元从不同角度提出相关的问题,引导学生思考,启动其创新思维能力,通过开拓思维获取新知识。
教师应把教学作为发展认知的手段,充分调动学生的学习积极性,使其参与到计算机课程的教学活动中。鼓励学生大胆质疑,给予学生发表意见的机会,使学生逐步具有创新意识。针对学生的不同见解,引导学生审视其观点,从而得出正确的结论,这样可以保护学生学习的积极性,使学生树立独立学习及创新思维的自信心。
2.4 加强实践教学环节,重视教学实习基地建设
计算机专业的实践性很强,为了增强学生的创新意识,增强学生的创新能力,必须将实践教学贯穿于整个教学环节中。通过实验、课程设计、综合实训等方式强化实践教学环节,注重学生设计软件/硬件的创新能力。
通过学校与企业合作,建立教学实习基地,有效地开展专业实习。鼓励学生在实习基地参与实习工程,并结合实习成果完成毕业论文。学生通过参与企业运作与项目研发,体验真实的企业环境和项目开发环境,可提高自身的工程能力和职业素质。
2.5 完善教学设备,进一步加强师资队伍建设
教学设备应随着计算机技术的发展及专业设置的调整而不断更新,在创新型计算机人才培养方案中,实践教学环节十分重要,教学设备是实践教学的必备条件,因此需要投入大量的资金完善教学设备,建立实验室、机房等。
创新型人才的培养离不开创新型师资,由于计算机学科发展迅速、实践性强,对于计算机专业教师提出了更高的要求。计算机专业师资队伍的建设需不断改革与完善,制定有利于师资队伍建设的管理体系与有效措施,建立科学有效的师资队伍考核评价体系,营造学科创新氛围,创造良性竞争环境,积极探索师资队伍的优化与整合,创造多学科汇聚与多方向交叉融合的创新团队群,努力打造一流的计算机专业师资队伍。
3 结束语
在高校计算机专业教学中,应不断改革教育理念和专业设置,积极探索信息时代教育教学的新模式和新思路,促进学生创造精神和创新能力的培养。结合社会需求,不断调整计算机专业设置和课程体系,灵活运用多种教学方法,加强实践教学环节,完善教学设备,构建和谐教学环境,为国家培养出高素质和高质量的创新型人才。
参考文献:
[1] 韦丽梅.计算机类专业课程设置对就业情况的影响[J].计算机应用与软件,2009,26(10):111-113.
[2] 景海峰.高校计算机教学中学生实践创新能力培养的思考和建议[J].黑龙江教育,2008(7):84-85.
[3] 周兴社,樊晓垭.创新型计算机人才培养的探索与实践[J].计算机教育,2007,(3):10-11.
2011年鲁东大学计算机科学与技术专业获得省级特色专业建设立项；2012年成为山东省名校工程重点建设专业之一。计算机科学与技术专业建设期间，鲁东大学将围绕建设应用型、有特色、国际化高水平大学的发展目标，面向地方经济和社会发展需要，坚持“夯实理论基础，突出专业特色，注重实践能力，激励知识创新”的原则，创新教育模式，优化人才培养方案和课程体系，深化教育教学改革，全面推进素质教育，培养具有创新精神和国际化视野的应用型计算机技术人才；面向应用型人才培养，构建科学合理的课程体系和教学内容；面向地方经济和行业需求，设置了“嵌入式系统开发”等专业特色方向；围绕特色方向培养目标，确立了各个方向的课程构成。本文从专业方向课程群的规划、基于方向群的理论教学和实践教学、考核方式的改革等方面进行探讨与实践，以期更好地提高学生的综合应用能力，为未来的就业奠定坚实的基础。
一、专业方向课程群的组织与规划
以应用型人才培养为目标，构建了科学合理的课程体系，实施层次性、个性化和模块化。通过设计不同的基础理论模块、不同应用方向的模块课程来体现层次教育、个性化教育，有利于学生根据自己的兴趣选择。2013版计算机科学与技术专业培养方案主要包括：公共基础课程、学科选修课程、专业必修课程以及专业方向选修课程四大模块。其中，在专业方向的设置上，主要面向地方经济和行业需求，突出工程应用，设置了数据库系统开发、嵌入式系统开发、智能信息处理三个特色专业方向。在专业方向知识体系设置上，首先从专业方向的培养目标着手分析学生应该具备的能力、应该掌握的知识体系；其次，根据知识体系选定相关课程，并从课程相关性、科学性、实践性、可操作性等方面进行详细论证；最后确定各个专业方向的课程群。数据库系统开发、嵌入式系统开发、智能系统开发三个专业方向课程群具体规划如下：
1.数据库系统开发课程群
由“Java程序设计”“C#程序设计”“大型数据库”“软件工程”“数据库系统开发”五门课程组成。学生在专业必修课程中已经学习了数据库系统原理课程，掌握了数据库的原理知识，具备了数据库设计的能力；“Java程序设计”和“C#程序设计”代表了程序设计的两大方向，锻炼学生的编程能力，将在第五学期开设；“软件工程”课程主要培养学生科学规范地进行软件开发，培养学生的工程应用能力，将在第六学期开设；“大型数据库”主要讲授Oracle数据库管理系统，使学生能够熟练地进行Oracle数据库的开发与管理，将在第六学期开设；“数据库系统开发”课程是以实践为主的综合应用课程，旨在锻炼学生对于数据库、编程语言以及软件开发思想的综合运用能力，在第七学期开设，为第八学期的毕业设计奠定基础。
2.嵌入式系统开发课程群
由“单片机系统与应用”“嵌入式体系结构与应用”“EDA技术与应用”“嵌入式操作系统”以及“嵌入式系统开发”五门课程组成。学生在专业必修课程中已经学习了电路、数字逻辑以及计算机组成原理课程，具备了进行计算机系统学习的硬件理论基础；“单片机系统及应用”作为嵌入式系统的入门级课程，使学生熟悉和掌握各种常用接口、元器件的硬件设计和底层控制程序的编写方法，为嵌入式系统的相关后续课程打下基础，将在第五学期前半学期开设；“嵌入式体系结构与应用”课程培养学生从“整体”的角度认识、研究和解决嵌入式计算工程问题的方法和能力，将在第五学期后半学期开设；“EDA技术与应用”和“嵌入式操作系统”课程作为嵌入式系统的中间层，将在第六学期开设；“嵌入式系统开发”是以实践为主的综合应用课程，培养学生硬件知识和嵌入式系统知识的综合运用能力，将在第七学期开设。
3.智能系统开发课程群
由“模式识别”“计算智能”“机器视觉”“互联网数据处理”以及“智能系统开发”五门课程组成。学生在专业必修课和选修课中将学习“算法分析与设计”“智能技术概论”“人工智能”以及“机器学习”等课程，“模式识别”和“计算智能”将在第五学期开设，为学生进行后续的学习打下坚实的理论和算法基础；“机器视觉”和“互联网数据处理”偏重于互联网各种类型数据的处理，结合推荐系统等应用，将在第六学期开设；“智能系统开发”是综合实践类课程，训练学生构建包含文本、图像、音频和视频等信息的综合处理系统，培养学生的知识综合应用能力。
二、专业方向课程群的理论教学改革
课程群是由内容联系紧密、逻辑性强的多门课程组成的有机整体，其弱化了课程的独立性，强化了课程之间的亲和性，突出各门课程所蕴含的技能定位，凸显它们为共同培养目标而服务的特征。本章将从教学内容、教学方法和教材编写等方面探讨专业方向课程群的理论教学问题。
1.优化课程群相关课程的教学内容
基于课程群的理论教学，需要根据培养目标层次把握课程内容的分配、实施和技能的实现，从而打破了课程内容的归属性。因此，课程群建立之后，首先应该基于课程群进行相关课程教学内容的优化与调整。选拔能够把握课程群培养目标、熟悉教学内容的资深教师担任课程群负责人，定期组织课程群主讲教师进行讨论，以建设目标为依据，对课程群相关课程的教学内容进行整体优化；同时，课程群中的每门课程也应该建立相应的子目标。以数据库系统开发课程群为例，具体优化方法说明如下：
（1）删减课程中重复、陈旧过时的教学内容，适当增加本专业方向的前沿知识。在“Java程序设计”和“C#程序设计”两种编程语言的授课中，对程序语言的语法内容应该进行删减，结合项目从系统的角度结合案例进行程序设计方法的讲述。在“大型数据库”课程中不再讲述与数据库原理课程重复的SQL语法部分，重点讲解Oracle殊的SQL语法结构、PL/SQL程序设计以及Oracle数据库管理。“软件工程”课程中简化传统的结构化软件开发方法，重点基于UML讲述面向对象的软件开发方法。“数据库系统开发”课程则是以实践为主，重点培养学生数据库应用系统的开发能力，为之后的毕业设计和未来工作奠定基础。
（2）分析各门课程知识点之间的关系以及侧重点。“Java程序设计”和“C#程序设计”两门课程的知识点侧重于程序设计，“大型数据库”课程侧重于数据库设计、管理与维护，“软件工程”侧重于软件开发方法。开发语言、数据库、开发方法是构建一个案例系统的必备条件。通过一个案例系统的开发将课程群各门课程的知识点合为一体。
（3）选取课程教学体系中的典型教学案例贯穿于课程群课程的教学内容，节省教学时间，提高课程群的规模教学效益。在教学过程中选取学生容易理解的教学案例，如：学生选课系统、图书管理系统等。在开发语言Java和C#教学中，借助于教学案例讲解开发语言访问数据库的方法；在大型数据库课程中结合案例讲解数据库后台编程的方法；在“软件工程”课程里从工程的角度进行整个案例系统的分析与设计；在“数据库系统开发”课程中实现案例系统的完整开发。在整个课程群的教学中，选取的案例是连续的、不断迭代和完善的。
2.改进教学方法和教学手段
在课程群课程理论内容的教学过程中，教师逐渐改变以往填鸭式教学方法，综合运用项目驱动教学法、案例教学法、小组合作讨论、自主学习等多种教学方法与教学方式，取得了较好的教学效果。
（1）项目驱动教学法。项目驱动教学法是在具备一定的条件与要求下，师生通过共同实施一个完整的任务而进行的多次、分步骤的教学活动，课程理论与实践相结合，激发学生的学习兴趣，培养学生的实践能力。专业方向课程群中的课程相关性很大，先开课亦是后续实践课的基础。因此，可以考虑选择同一个项目，贯穿于各门课程。项目的选择需要课程群所有老师讨论确定，选取学生容易理解、可实现、操作性强的项目，也可以邀请校内外专家和技术人员对项目进行评定。项目选定以后，根据项目总体规划进行任务划分，密切结合各门课程的知识点进行任务的分配。在所有任务的驱动之下，学生修完课程群中所有课程后将实现一个完整的项目开发。这不仅能够提高学生的学习兴趣，培养学生的工程应用能力和实践能力，同时又能够增强学生的成就感和自信心，为后续的就业奠定基础。
（2）案例教学法。在采用其他教学方法的同时，穿插采用案例教学法会使得内容的讲解更加清晰，便于学生理解和掌握。在教学中设计了大量的教学案例，教师先对教学案例进行分析，再进行操作演示，最后学生进行模仿完成相应的任务。当然，案例的选取与设计至关重要。应该基于课程群的总体目标以及每门课程的教学目标，结合每门课程的特点，选取有效的案例，充分发挥每个案例的作用，帮助学生更好地掌握知识点。
3.加强基于课程群的教材建设
引入课程群后，结合教学目标对知识体系进行总体规划，各门课程的知识点既有侧重点又有相互的关联。而现有的教材只针对单一课程，更多地考虑知识的全面性，很少兼顾与其他课程的关联，不能满足方向课程群教学的实际需要。为此，在专业方向课程群的实际教学中，应该不断积累教学经验、教学案例与教学素材，编写满足课程群教学需要的特色教材。
三、专业方向课程群的实验教学改革
进行应用型人才培养关键在于培养学生的实践动手能力。为此，基于专业方向课程群，对实践教学进行改革，重新修订实验教学大纲，改进实验教学方法，对实验过程进行规范管理与指导。具体方法如下：
1.增加实验学时，加大实践学分的比重
对于实践性较强的课程，适当减少理论学时，增加实验学时。以数据库系统开发课程群为例，Java程序设计、大型数据库和数据库系统开发课程的实验学时都增加到36学时。
2.加大设计性和综合性实验的比例
在每门课程中减少验证性实验，增加设计性和综合性实验，培养学生的实践能力以及知识综合运用能力。方向课程群中最后一门课程，如数据库系统开发课程，是以一个完整的系统开发作为实验内容,以培养学生系统化思维能力、独立分析问题和解决问题的能力。
3.针对一些课程增设课程设计或综合实训环节
例如，Java课程讲完后开设两周的Java综合实训，让学生在实训中巩固所学的知识，加深对知识的掌握与应用。同时，在专业必修课程中的一些核心课程也增开相应的课程设计，进一步加强了学生实践能力的培养。
4.改进实验教学方法
实验课程的开展主要以学生自己操作为主，教师讲解为辅。但从学生的实际情况来看，大多数学生在实验中对教师的依赖性太强，习惯于照着教师提供的实验材料和步骤操作。如果脱离教师提供的实验大纲或参考程序，大多数同学将无从下手。究其原因，一方面是学生自主学习的能力较差，另一方面也反映出教师实验教学的方法存在问题。教师直接将实验详细步骤或程序发给学生，学生不需要思考就可以完成，造成了学生的严重依赖性。为此，教师应该调整实验课的教学方法，提高学生的动手实践能力和解决实际问题的能力。对于少量验证性实验，可在实验参考文档中巧妙设置错误，使系统产生故障，由学生自己寻找解决方案，这样不仅可以加深学生对于知识的理解和掌握，而且可以培养学生解决问题的能力。而对于设计性和综合性的实验，题目相对较难，教师应该采用启发式教学法和案例教学法给学生适当的引导和讲解，让学生通过自己的努力完成实验。
四、专业方向课程群的考核方式改革
课程考核是学校、教师对学生进行评价的重要手段。在目前应试教育背景下，学生最熟悉的考核方式就是卷面考试。但对于实践性较强的计算机专业课程来说，这种考核方式很难全面地、合理地反映学生的知识掌握程度以及实践应用能力的高低等等。同时，对于专业方向课程群的课程考核，其课程内容之间的关联性很强，同时每门课程的实践性也很强。为此，基于方向课程群，探讨课程考核方式以及成绩评定方法是非常必要的。
1.考试形式多样化
方向课程群中的课程重点培养学生的动手实践能力，因此可以采用上机考试的形式，如“Java程序设计”和“C#程序设计”课程。对于操作性很强的课程，如“大型数据库技术”，采用上机考试方式，通过学生的操作可以很直观地反映出学生知识掌握的熟练程度。而对于综合性较强的课程，如“软件工程”和“数据库系统开发”，则可以采用大作业的形式。同时，如果方向课程群中的课程在一个学期开设，则可以探讨采用一个大作业同时考核两门课程内容的方式。如设计并实现一个应用系统，既可以考查数据库知识又可以考查编程语言的掌握情况。这样，不仅可以减轻学生的负担、提高完成质量，还可以培养学生的综合应用能力。
2.建立综合测评体系
通常情况下，综合成绩一般由三七分的平时成绩和期末成绩综合而来。考虑到专业方向课程群中的课程教学重点是提高学生的实践应用能力，都设有实验课时，因此实验成绩应该在综合成绩中占有较大的比例。通过专业特色方向课程群的建设，多门课程紧密地结合在一起，对课程内容进行优化与调整并形成一条主线，使得学生学习的思路更加清晰，能够从系统的角度来理解、掌握和应用知识点，有利于专业特色方向培养目标的达成。在山东省名校工程项目的支持下，完成了嵌入式系统开发和数据库系统开发两个课程群（共10门课程）的网络平台和资源建设；同时，在课程群的带动下，又设立了操作系统、计算机组成原理等校级精品课程10余门。未来几年，继续坚持以应用型、复合型人才培养为目标，在教育信息化建设背景下，继续推进教育教学改革，完善课程教学资源，探索翻转课堂、MOOC教学等新型教学模式的使用，更好地提高学生的综合应用能力以及培养质量。
参考文献：
[1]彭佳红,彭佳文,拜战胜.农科类计算机科学与技术专业课程群建设研究[J].高等农业教育,2010,3(3):66-67.
二、室内设计中系统工程思想的运用
(一)室内设计横向系统和纵向系统的内涵
室内设计中包含着诸多相互制约的因素,是一门多种因素综合交叉的学科,一般来说,室内设计的横向系统强调的是设计因子的相关性。在设计过程中,要关注横向系统中每个因子之间的相互影响和冲突,对横向系统中的每个因子进行统筹考虑。一般情况下,室内设计系统的横向系统的因子不但包含了建筑系统、环境系统、照明系统,好包含了结构系统、给排水系统、消防系统,同时还有HYAC系统、标志系统、陈设艺术系统等等因子。
(二)室内设计中系统工程思想的运用
中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）13-0037-02
在传统的教学体系下，操作系统教学存在以下几个问题：一是缺乏高质量的实践环节支持，学生不能透彻理解操作系统的具体的实现机制；二是缺乏针对不同培养方向教学方案，系统方向需要的是和操作系统有关的所有底层硬件及内核实现的深入理解，而非系统方向需要知道如何利用操作系统机制来支持上层应用的开发；三是操作系统课程知识点过于集中在一门课当中，没有强调不同课程中有关知识点之间的联系和呼应。复旦大学软件学院一直尝试进行改革和探索，引进国外先进的教学理念和课程设计，在课程设置上不仅涵盖了计算机专业重要的知识点，更重要的是这些课程在内容上互相呼应、前后关联，帮助学生从低年级开始先树立整体的计算机系统概念，然后在后续的课程中不断深化某一方面知识的学习[1]。论文以操作系统的教学设计为例，来说明操作系统的知识点如何分布在多门课程中，并针对不同方向的学生有针对性地完成课程内容和课程实验设计，让系统方向和非系统方向的学生都获得相应操作系统知识，满足今后工作或深造的知识需求。
一、知识点的分布
软件学院引进了CMU和MIT知名高校的计算机课程，并且对这些课程进行了合理的改造。在操作系统课程方面，考虑到操作系统的教学和实验环节的难度，将操作系统的知识点合理分布到了不同课程中，组成有机的知识系列，前期的知识储备为学生完成操作系统实验打下了很好的基础。在课程体系设计中，和操作系统有关的课程包括从CMU引进的《计算机系统基础》，从MIT引进的《计算机系统工程》，从MIT引进的《操作系统》，以及参考CMU的《系统程序设计》。《计算机系统基础》的主要内容包括信息的表示和处理、程序的机器级表示、处理器体系结构、优化程序性能、存储器层次结构、异常控制流、网络编程、并发编程等。课程从程序运行的角度介绍了程序的内存布局、虚拟内存的管理，以及系统级IO编程方法等和操作系统有关的重要概念，通过该课程学生已经完全能够从概念上理解基于页面机制的虚拟内存的转换方法，以及程序的内存布局等知识。《计算机系统工程》深入而广泛地介绍了构造计算机系统的主要原理和概念，包括系统和复杂性，命名机制以及系统模块之间的引用和访问；从虚拟化的角度来讲解线程、内存以及进程间的通信；在性能设计方面讨论了CPU的调度、内存的替换策略、磁盘调度；讨论了系统容错的原理和方法，对实现原子性进行了讨论，说明了如何实现线程之间的一致性数据保护。通过该课程，学生建立了计算机系统的整体概念，同时也掌握了操作系统必要的调度、内存、文件系统等概念。系统方向的《操作系统》是完成操作系统教学的核心课程，该课程从理论上涵盖了所有操作系统的概念和实现机制。由于在前期的课程中虚拟内存、IO和进程的概念已经涉及过，在温习这些知识的基础上，主要讲解如何实现操作系统的细节，比如在x86架构下的段页内存管理机制，Linux的内存管理方式，虚拟内存管理，为学生的实践项目（project）中的进程控制开发提供支持。正是因为有了之前《计算机系统基础》和《计算机系统工程》的知识准备，学生才能在操作系统课程中完成高质量的实践项目[2]。非系统方向的操作系统课程是《系统程序设计》，将系统方向和非系统方向的学习内容有所区分，一方面保证系统方向的内容和MIT的实践项目保持一致，另一方面满足非系统方向学生的对操作系统的知识需求。《系统程序设计》课程是针对非系统方向学生开设的课程，该课程通过对UNIX系统的底层编程细节讨论来认识操作系统概念在UNIX系统中的具体实现。主要内容包括文件系统和IO的性能，缓冲区对IO性能的提升，进程的控制方法，过fork以及内存页面的优化策略，信号机制，多线程编程方法，高级IO的一些方法和终端设备IO进行了讨论。通过这些知识及补充材料，非系统专业学生可以掌握在开发上层应用时，如何利用操作系统提供的机制，通过实验设计了解UNIX操作系统的设计机理，提高应用程序性能。
二、实验设计
在《计算机系统基础》和《计算机系统工程》中关于虚拟内存、IO和CPU调度虽然没有编程的实验，但是通过手工计算、画结构图等帮助学生建立了知识的框架，为后续的课程打下了理论基础。引进国外大学的操作系统课程后，特别是实践部分和MIT同步之后，学生有机会通过完成操作系统中的主要模块来深入理解如何通过硬件的支持完成操作系统的功能。《操作系统》的实践项目将要完成一个基本的操作系统内核，整个项目被分成几个相对独立的部分，首先完成进程的创建，主要完成内核和用户进程空间的内存分配，进而在此基础上实现fork和exec系统调用，实现进程切换以及CPU调度，完成基本的文件系统。通过完成这个实践项目能够帮助学生彻底理解实现操作系统核心功能的软硬件机制[2]。《系统程序设计》课程的实验设计包括：（1）IO性能对比，了解不同的IO的方式在读写性能，了解操作系统中IO和文件系统上的实现策略对性能的影响。（2）信号机制：通过信号机制来控制进程。（3）并行程序设计，通过多线程和openMP实现并行程序设计；（4）实现一个能够支持流媒体服务器。（5）实现简单的Linux驱动。通过这些实验项目，非系统方向的学生能够掌握系统内核的实现方法，掌握操作系统对上层应用性能的影响和系统优化方法。
三、教学方法改革
除了课程体系的改进之外，软件学院在教学方法上也进行了改革，将不同课程中有关操作系统的知识点的有机的串联，在不同课程中进行合理的分工，既要避免重复又相互支持和呼应。在具体的知识讲解方面，各个课程都能根据课程分工抓住重点和难点进行透彻分析，而对于一般性的问题只是将问题提出，让学生通过课后学习，通过作业等方式来检查学生的掌握情况。为了扩展学生的知识面，加深对书本上概念的理解，针对不同的知识点安排相应的课后阅读材料，并提交相应的作业或设计。在《计算机系统工程中》设计了一系列的课后阅读的论文，包括：《Worse Is Better》讨论了两种设计哲学的优劣，引导如何找到适合的设计方法；《Fast File System》对现有文件系统的各种缺点进行了改进和优化；《Map Reduce Google》帮助学生了解目前最重要的关于大数据处理的方案；《RAID》讲解关于RAID磁盘阵列的原理与简单的性能比较；《End To End control in network》讲解网络中端对端层的设计原理，并针对应用进行优化。在《操作系统》课程中则要求学生阅读x86 CPU的白皮书中细节，阅读《深入理解Linux内核》的对应章节了解Linux在x86架构上的实现方式。通过大量补充相关阅读材料，学生加深了对课程内容的理解。为了保证实践项目的顺利完成，各个课程都增加了教师助教和学生助教，帮助学生理解实践项目的目的、要求、知识需求等，并设计对应的开发和测试环境，保证了课程体系改革的成功。
通过引进国外的课程，并合理组织操作系统知识点在不同课程中的分布，改革教学方法加强学生的自我学习，针对不同方向的学生设计不同的实践项目，加强对学生的辅导，几年的实践证明，这样的教学设计有助于学生加深对操作系统概念的深入理解，学生能够完成世界一流大学的实践项目，使软件学院的操作系统教学接近国际水平，为培养国际化的合格人才做出了贡献。
参考文献：
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）23-0031-02
东北电力大学作为一所以工为主、电力行业特色鲜明的省属院校，于2011年10月入选教育部第二批卓越工程师教育培养计划高校，自动化专业是东北电力大学实施“卓越计划”的重点学科之一。旨在通过教育和行业、高校和企业的密切合作，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。[1-3]计算机控制系统、计算机控制系统课程设计、专业方向课程设计等环节为自动化专业的专业必修课，在控制理论和计算机控制技术的基础上，面向计算机控制系统的理论问题和工程实践需求，使学生掌握控制理论工程应用方面的基础知识和工程实现方面的技术能力。为了积极响应东北电力大学“272工程”提出的优质课程改革与建设工程实施方案，同时以培养卓越工程师为目标，加强计算机控制类课程的建设质量，提高学生学习的主动性和积极性，培养学生的探索意识和科研能力，增强学生的职业综合能力，针对计算机控制系统课程的课堂教学、实践环节以及学生工程应用能力培养方面做了一些工作，现在介绍教学改革中的一些体会和经验。
一、优化整合课程教学内容
计算机控制系统课程涉及知识面广且集成度高，从控制算法到系统硬件，从基本理论到先进技术，从微型计算机控制系统到集散控制系统现场总线技术，既有理论方面的知识，又有实际工程应用方面的要求，要想在一门课中把这些知识点都包括进去，既不可能，又不实际。[4]为此对教学内容进行了优化整合，遵循的基本原则是理论联系实际，兼顾基础性和工程实用性，把控制原理和典型应用相结合、软件和硬件相结合，并通过各个教学环节之间的紧密联系，使学生掌握计算机控制系统的组成和特点、数字控制器设计的原则和应用技术、复杂控制规律的原理和应用场合以及计算机控制系统的硬件、软件的选择、配置和设计。
经过整合后，课程主要内容包括：以数字控制理论为主体，区别离散控制与连续控制的不同点；数字控制器的设计，控制算法与编程；复杂控制规律系统的设计及应用场合；计算机控制系统的设计与实现。
在课堂教学中穿插介绍应用实例，例如计算机温度控制系统、计算机技术在电厂中的应用，让学生将枯燥的理论知识同实际应用结合起来，从整体设计到软硬件设计再到系统仿真与调试，使学生对计算机控制系统设计及应用有一个全面的认识。为了保证理论体系的完整性，还需要实验、课程设计、实习等实践环节的配合，以补充课堂上不能完全呈现的内容。
二、丰富教学手段和方法
在理论教学方面，尝试采用基于项目的研究性教学模式，采取以问题为导向，以作业、专题研究报告、组织研讨课、研究性实验报告等为载体的探索式教学模式。[5]教学方法上，以开拓学生学习兴趣，积极主动获取知识为主，教师正确引导和总结为辅，变学生被动学习为主动学习和课堂内外多途径获取新知识的方式。[6]
在教学手段上，开发了多媒体课件，将传统教学同多媒体、FLASH、网络等现代化的手段相结合，使教学内容更加形象直观，易于理解。另外，将仿真技术引入到教学中来，进一步丰富教学手段。仿真教学包括制作仿真型课件供课堂教学使用，编写或利用具有仿真功能的软件进行仿真实验。[7]例如对设计好的数字控制器进行验证，从理论上讲解显得很枯燥，学生理解起来也困难，可利用仿真软件对控制系统进行仿真，学生可直观地看到控制效果，加强感性认识。
在课堂教学中，采用知识点讲授、课堂讨论和测验、工程实例分析相结合的方法，注重师生之间的双向沟通，处理好概念与应用之间的关系，做到层次分明、精讲多练。以形式多样的大作业为载体，鼓励学生探究式学习。[8]
第一，在教学过程中，当讲解完数字控制器的设计、复杂控制系统等知识后，以大作业的形式，让学生对课后习题进行仿真练习，一方面验证理论计算的结果，另一方面提高学生的软件编程能力。
第二，利用丰富的网络资源和图书馆的数字资源，让学生检索查阅计算机控制技术在电厂过程控制中应用的文章，包括PID参数优化、PID在电厂热工过程中的应用、前馈-串级控制技术的应用、Smith预估控制技术的应用等研究方向，锻炼了学生的文献检索能力。
三、多层次实践环节相辅相成
实践环节是课程学习的重要内容，实践能力特别是系统性的综合实践能力是自动化专业本科学生的必备素质之一。[9]实践环节的设置在内容上应力求做到理论联系实际，重视工程概念及其在实际问题中的应用，注重培养学生应用所学知识解决实际问题的能力，进而提高学生的的工程意识、工程素质和工程实践能力。[10]本课程设置了实验课、课程设计、实习、毕业设计和课外科技活动等实践环节，在内容上兼顾对知识的覆盖程度，难易程度循序渐进，做到实践环节之间相辅相成，实现递阶性、系统性的培养模式，对理论课进行有效的扩充和延展。
1.实验教学的改革
实验教学采用启发式实验教学方式，应以工程素质为基础，突出能力目标，以学生为主体，以项目为载体，以实训为手段。[6]以往实验多为验证性的，缺少让学生自己动手设计并调试数字控制系统，因此增设了一些软件仿真方向的综合性、设计性、研究型的实验内容。根据理论课的教学进度，穿插了5个基础实验，包括A/D转换、D/A转换、数字PID调节器、纯滞后补偿控制系统设计和步进电机转速控制。由实验指导教师讲解实验台的操作、通信接口的功能、软件编程的技巧等，然后由学生动手搭接硬件电路完成系统连接和算法编写，及时巩固了理论知识，又提高了实践动手能力。
2.课程设计的改革
课程设计是教学计划中进行综合训练的重要实践环节，它将使学生在综合运用所学知识解决本专业方向的实际问题方面得到系统性的训练。[10]本课程设置了计算机控制系统课程设计和专业方向课程设计两个课程设计，分别在开课学期和大四上学期进行。为了实现课程设计的多样性，在原来课程设计的基础上又增设了一些设计题目。第一，以倒立摆系统和水箱为被控对象进行控制系统的设计，并通过MATLAB软件进行编程仿真验证控制策略的有效性；第二，利用单片机设计并开发能自动循迹和调速的电动小车控制系统，完成硬件电路的设计、软件设计和实物制作等。在专业方向课程设计中，与计算机控制技术相关的方向有计算机控制方向、DCS方向、过程控制方向等，学生可根据兴趣选择不同的方向完成课程设计。例如，计算机控制方向要求学生根据给定的性能指标设计一个离散控制系统，并采用MATLAB仿真从时域和频域对比校正前后系统的性能，分析得出结论。通过课程设计的合理设置，达到了“软硬兼施”的目的。
3.毕业设计和实习
理论课、实验课和课程设计学时有限，要想全面提高学生综合实践能力和计算机控制技术的应用能力，还需要通过毕业设计和实习等实践环节进一步强化。通过数字PID控制算法及仿真研究、电厂锅炉燃烧模糊控制系统的设计、神经网络在PID控制器参数整定中的应用、基于PLC的火电厂输煤程控系统设计、基于单片机的交通灯控制系统设计等综合性毕业设计题目，让学生得到更全面的锻炼。
自动化工程学院与国电吉林热电厂、丰满发电厂等企业建立了良好的合作关系，在大四下学期学院组织学生去企业参加认识实习，同时到学校电力运行仿真中心进行仿真实习，使学生熟悉电能生产、输送的整个过程，了解电厂 DCS系统的组成和运行，对过去所学的专业知识能够进一步加深理解和融会贯通，也得到了操作技能的训练，毕业后能很快适应生产现场的需求。
4.开展丰富的课外科技活动
在“以教师为主导，以学生为主体，以政策为导向”的指导思想下，学院在2007年成立了自动化创新实践基地，下设创新制作研究室、建模与仿真研究室、机器人研究室和炎火工作室四个研究室，组织学生开展了丰富的课外科技活动。在教师的指导下，学生们充分发挥了创造力和想象力，灵活地运用了本门课程中学到的知识，如数字控制器的设计、先进控制算法的仿真、单片机测控系统的设计等。建模与仿真研究室指导学生使用MATLAB软件编程实现数字PID参数的整定、控制系统的数字仿真等，同时让学生提前学习先进控制算法，如模糊控制、神经网络控制、遗传算法等用于控制系统的设计。另外指导学生进行PLC程序设计，参加全国西门子杯工业自动化挑战赛，使学生开拓了视野。创新制作研究室指导学生进行单片机测控系统设计，参加全国挑战杯科技作品大赛、全国大学生电子设计竞赛并取得了较好的成绩。
四、结束语
计算机控制系统课程有着更新快、实践性强的特点，因此对于课程内容、教学方法、实践环节等的改革是永无止境的。虽然在计算机控制系统课程改革中取得了一些成绩，积累了一些经验，在今后的实践中会进一步探索和完善该课程的授课模式，丰富理论授课内容，引入更多的工程实例，强化实践环节让学生得到更多的锻炼。在学校“卓越计划”的培养目标下，要面向企业，树立理论联系实际的思想，强化实践教育，注重工程实际应用，及时更新教学内容，积极创新教学方法和教学手段，为培养合格的高素质的卓越工程师奠定基础。
参考文献：
[1]宋佩维.卓越工程师创新能力培养的思路与途径[J].中国电力教育，2011，（7）：25-27，29.
[2]王少怀，刘羽，黄培明，等.实施“卓越工程师教育培养计划”打造“双师型”教学团队[J].中国地质教育，2010，（4）：63-65.
[3]盛朝强，谢昭莉，柴毅.培养自动化卓越工程师初探[J].长春工业大学学报（高教研究版），2011，32（3）：8-9，49.
[4]张德江，于微波，贾文超.教学与教研互动 教法与学法共融――“计算机控制系统”国家精品课建设的体会[J].中国大学教学，2007，
（10）：29-31.
[5]张安富，刘兴凤.实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].高等工程教育研究，2010，（4）：56-59.
[6]王永东.“卓越工程师”培养目标下无机化学课程教学的思考[J].东莞理工学院学报，2011，18（5）：114-116.
[7]李祥飞，张昌凡.“计算机控制系统”课程教学方法探讨[J].中国电力教育，2010，（12）：85-86.
[8]邢航，张铁民.“计算机控制技术”教学改革探索与实践[J].实验室研究与探索，2007，26（12）：370-372.
