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1緒論
在國外,金相圖像自動分析系統的探索要比我們國家投入研究的早。早在1960年左右,就有很多生產商抓住商機將其投入到生產中。這類產品有很多,如英國劍橋儀器企業的T系列、美國Buahc&Lomb公司的QMs系列等等,這樣的比較有年代感的商品使用了光導管掃描裝置來獲得圖像,量化級別相對較低,就像QTM,只有64級灰度。數字圖像處理在許多的領域都投入使用,而且也已經在人民群眾的生活中得到普及,在國家的安全方面以及經濟進步方面、日常的生活中也越來越發揮不可替代的作用。以后的圖像處理技術也會在應用以及研究中得到進步。而且進步的方向大致有四個領域。必將向著快速、高分辨率以及多媒體化、立體化、科技化和高性能化這樣的領域逐步前進,實時圖像處理的思想以及探索也會不斷地得到完善。
2計算機定量金相分析系統設計
2.1硬件系統結構一般情況下,計算機定量金相分析系統的主要工作就是使用圖像采集卡來對各種圖片進行收集,所收集到的圖片大部分都是電子顯計算機定量金相分析系統的軟件開發與圖像處理方法文/劉靜在金相分析的技術上以及準確性上,數字圖像處理技術又進入了一個新的發展領域,當然也在材料科技學科給予了一種全新的研究方式。這篇文章就是把數字圖像處理技術投入到金相應用中來,對這樣的跨方向的科技創新開展了深入的剖析。這篇文章的主要內容就是將圖像處理技術使用到定量金相剖析中來,而且使用VisualC++6.0編程來研究了金相構成計算機剖析系統。這篇文章勾勒出了金相圖像分析系統的大致的結構和使用方式、創新圖像預處理的算法等,并且說明這些結構的最終用處是配合金相圖像的研究工作。摘要微鏡下看到的圖片,而且把它變換為數字圖像,然后在儲存到硬盤里;另外一種方式就是通過數碼照相機拍攝到的圖片,保存到電腦中,目的是為了接下來的研究以及剖析;與此同時還使得計算機能簡單的完成顯示以及處理任務。系統的硬件結構如圖1所示。2.2軟件系統構造2.2.1面向對象的程序研究方案在一般的結構化程序研究中就是將軟件劃分為各個部分的模塊來完成的,這樣能夠將程序框架變得更加的清楚,有利于研究以及優化,然而模塊之間不是所謂意義上的各個獨立。然而其內部之間都是有非常錯綜復雜的關聯。所以很明顯這樣以編碼為中心的比較基礎的結構化程序構建方式早就不符合要求。然而一定會使用面向對象的語言來完成。其最重要的特點如下:(l)對象的類描述;(2)封裝性;(3)多態性;(4)繼承性。2.2.2本軟件構造的根本思想本軟件使用的是軟件工程模型的線性模型,即使這個軟件太過于簡單和不可實現性,早就無法適應和滿足當前軟件發展的需求了。然而,相關設計人員在設計本軟件的時候,就充分考慮到了這個問題,并建立了線性模型,具體如圖2。軟件的最本質的性能以及由于對軟件優化以及保護需求,本軟件系統大體設計思路如下所示:(1)文件儲存;(2)金相參數評估;(3)圖像處理;(4)圖像預處理;(5)框架與結構;(6)幫助功能。圖3是軟件結構,圖4是界面設計。2.2.3編程環境從整體上說,C語言并不是一個單純只面向對象的語言,其中包含有大量的概念機制,能夠對對象概念進行編程;Visua1C++這個平臺具有三個明顯的特點,分別是高度集成、交互和可視化編程,所以在選擇本軟件編程環境的時候,毫不猶豫地選擇了ViusalC++.60。該系統能夠讓用戶直接使用代碼,而不需要考慮具體的使用細節,這樣一來,使用者就可以將更多地精力放在圖像處理的算法方面,這樣程序的設計效率得到了大幅度提升。MFC庫具有非常多的功能,通過MFC庫寫出的程序,維護、移植、擴充等都非常簡單。2.2.4具體實現設計系統用到的設計主要包括:(1)應用類;(2)主框架類;(3)子框架類;(4)視圖類;(5)文檔類;(6)處理圖像類;(7)金相組織類。本軟件處理的對象主要集中在設備無關位圖(DIB)方面,但是在MFC庫中卻沒有專門針對該類型的類,并且在整個Win32SDKAPI中,涉及到的處理函數數量非常少,基本上無法滿足處理的具體要求。所以在本軟件的設計中,專門設計了CDib。但是在MFC庫中,已經有了一個可以對設備相關位圖(DDB)進行操作的ciBtm。原先計劃把該類當成父類,通過父類派生輸出具體的CDib,但是如果從長遠發展的角度來看,這種做法并沒有太大的用處。不僅如此,cobject類還有兩個不得不說的優點,那就是最低限度的成員數據和函數,派生花費得到了大大的降低。
3金相圖像預處理技術及其實現
3.1圖像的數據結構和運算圖形的畫面存儲形式具有非常明顯的特點,根據這個特點可以很輕松地對其進行區別:圖像不是矢量結構,而是柵格結構的。所謂柵結構就是將圖像均勻地分成若干個柵格(像素),并對每一個柵格的光度值進行了記錄;像素的坐標通常會有規則地進行隱藏,并呈規則排列,最常見的一種排列方式就是矩陣排列。由此圖像可用基于位置坐標的三維函數來表示:圖像的形式有兩種,即黑白和彩色。黑白圖像就是說在該圖像中,每一個點都不是彩色的,而是紅、綠、藍顏色平等地分布開來,即對于黑白圖像來說,f(x,y)所代表的是(x,y)所在點的灰度值。計算機只能夠對一些離散的數據進行處理,所以處理那些連續圖像函數的時候,就需要事先進行掃描、采集、量化的采集工作,之后才能進行轉化,使之成為數字圖像。數字圖像的表現方式為:由采樣點的值所組成的矩陣。具體如下:3.2圖像的存儲格式圖像在某種程度上可以被看成是簡單的數組,但是圖像在際存儲格式方面卻并不簡單,有著復雜多樣的格式,而且不同格式都有獨特的工作機理和優缺點。本系統的圖像格式為BMP格式,這是一種比較常用的一種格式。該格式也被稱為位圖(DIB),和設備沒有任何關系,有時候還會以BMP或者DBI為后綴。其結構如圖5。3.3圖像處理及其功能和原理數字圖像技術主要有兩種目的,第一個目的是讓人能更清晰地看到圖像,第二個目的就是讓圖像的內容能夠更明確清楚地展現出來。第一種被稱為圖像處理,通常會經過變換和增強濾波和信噪比來實現;有些圖像信息微弱,對于這種圖像來說,最好的辦法就是進行灰度變換,提高對比度;對于那些非常模糊的圖像來說,如果想要實現圖像的恢復,那么就需要進行相應的幾何校正工作。通過這些處理的辦法,可以在很大程度上改善圖片的質量,讓人更容易識別。第二種被稱為圖像分析或圖像識別。這種方式進行的基礎是圖像處理,在一些數學理念的基礎上對圖像進行區域分割、,并對其中的特征進行提取,之后,通過定量的描述建立起參數關系,從而為進一步分類和測量提供參考。在金相圖像的分析中,出現了很多灰度差異的問題。造成這種問題的主要原因在于,金相試樣制備是殘留了過多的磨痕、拋光粉等異物。這種情況還會造成圖像分析的誤差,因此,就需要進行圖像增強和平滑銳化等預處理。
4結論與展望
在計算機圖像處理技術發展的同時,漸和材料學進行了融合,并出現了金相組織計算機分析系統,該系統的出現時必然的,是充分結合了計算機技術、圖像處理、定量金相等技術的綜合性系統。該系統涉及的技術較多,所以在很多的時間內并不能做到盡善盡美,其中還存在很多問題需要我們一起去研究:(1)軟件問題:很多軟件的功能還需要進一步地進行加強并提升其功能,尤其是金相參數測量方面。(2)在理論方面,要將重點放在圖像分割方面。金相圖像是個微觀顯示圖像,弱邊緣的問題非常明顯,所以,不能用通常情況下采用的邊緣檢測方式來進行。(3)在圖像分割技術的支持下,模式識別將會實現對金相組織的自動識別。綜上所述,隨著我國機械行業的不斷向前發展,對材料的性能要求也日益增強,在金相分析中也出現了很多圖像處理技術,共同推動其不斷向前發展。
參考文獻
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關鍵詞:計算機聯鎖系統;信號工程;過渡開通;區間過渡;站內過渡
中圖分類號:U284 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2011)07-0084-02
隨著鐵路建設的發展,對既有線車站進行改擴建也越來越多,包括電氣化改造、單線改復線、三顯示改為四顯示、站場本身增加能力改擴建等。改建車站是在已經投入運行的線路上進行,聯鎖開通方案及過渡方案等需盡可能優化,確保運輸安全,同時減少對運輸的影響。近年來鐵路信號大量采用計算機聯鎖及四顯示自動閉塞技術,使得信號工程的施工、過渡、調試、驗收模式與過去有所不同。從工程性質的角度來分,信號工程主要包括新建、改建、大修三種。具體施工包括:軟件制作、調試、仿真測試、驗收;硬件的生產、調試、現場安裝;現場室內外信號設備安裝;最后是工程現場的綜合調試和驗收。過程如圖1所示:
施工過程中,由于站前站后專業的不同步及運輸需要,都可能會使得工程分步開通,投入使用,這就不可避免地引起工程過渡,以下主要結合實際工作中遇到的工程過渡,分析各類過渡的方案及處理原則。
一、區間過渡
從聯鎖角度來說,區間過渡由以下幾種工程引起:新建區間分段開通、單線改復線工程、自動閉塞三顯示改四顯示工程等。采用的過渡方案包括:上下行區間分段開通自動閉塞、上下行線分步開通的64D半自動過渡等,以下分別介紹:
(一) 上下行線分步開通過渡,64D半自動過渡
上下行線分步開通過渡,64D半自動過渡,如下圖2所示:
為滿足工程需要,下行線先期開通,需分步采用64D半自動閉塞過渡。繼電聯鎖時,工程過渡由繼電電路完成,正式開通時進行相應的配線修改即可,對于計算機聯鎖車站,則需要臨時開通過渡版軟件,待全部線路完成后,開通正式版軟件。對于此種情況,可能會需要多版過渡軟件,對聯鎖廠家、施工、驗收部門均增加了很大工作量,同時每版過渡軟件的開通,對運輸影響也較大。
(二) 區間分段開通或三顯示改四顯示的施工過渡
區間分段開通工程與三改四工程施工過渡有類似之處,其過渡方法也基本相同,對于這類工程的重點是選擇三顯示與四顯示的分界點,基于車站聯鎖電路及車站信號顯示關系特點,一般宜選擇進站信號機為分界點。
以圖2為例,本線路由三顯示改為四顯示。三改四的工作量主要在區間閉塞分區布點的調整,開通方式一般也是采取三站兩區間的方式推進,這就會涉及到車站聯鎖的分步開通。相關單位確定開通方案時,車站聯鎖可采取一次開通正式版的方式,具體處理方法包括:
信號顯示電路的處理:通過拆除LUXJ的勵磁電路,使LUXJ保持落下,可取消進站信號機LU顯示;由于2LQJ和3LQJ保持同步,出站信號機將不再顯示Lu信號,如圖3所示:
同時通過修改配線,取消站內移頻低頻編碼的Lu碼。接近及離去區段的處理:一接近與既有三顯示的一接近保持動作一致,二接近和三接近與既有三顯示的二接近保持動作一致,一離去與既有三顯示的一離去保持動作一致,二離去和三離去與既有三顯示的二離去保持動作一致,修改示意圖如圖4:
二、站內過渡
車站聯鎖的開通方案是與站前線路專業密不可分的,具體開通方案需要多專業共同討論確定,針對I臨時插入道岔、拆除道岔、預留道岔、三顯示改四顯示的處理,基本原則是插入的道岔必須裝轉轍機,并將其納鎖關系;拆除或預留的道岔可臨時保留原道岔表示,以減少聯鎖關系的修改;制定臨時過渡期間使用及維護注意事項。以下簡單介紹一些常用的減少軟件過渡處理方法。
(一) 新插入道岔的處理
我們現看一個簡單的例子,如圖5所示:
本站插入7號道岔,但暫不開通使用。按有關規定,此種情況需將7號道岔納鎖,為減少過渡,可采取將7號道岔定位表示串入3/5道岔反位表示中進行位置檢查,同時斷開7號道岔轉轍機室外開閉器及室內啟動電路。
(二) 拆除道岔的處理
參見圖5,7號為既有道岔,需拆除,同時因為本站還有其他改造工作,正式版聯鎖暫不開通。此種情況可采取室內斷開7號道岔啟動電路、保留7號道岔定位表示、斷開7好道岔反位表示的方式處理。
(三) 預留道岔的處理
參見圖5,7號道岔為設計預留。此種方式的處理方式需建設單位確認預留的種類,近期預留還是遠期預留?對于遠期預留,一般暫不考慮納鎖,對于近期預留,特別是已經確認即將實施的,建議聯鎖提前開通,采取斷開7號道岔室內啟動電路、斷開反位表示、保留定位表示的方式進行過渡處理。
關鍵詞:計算機本科;應用型人才;專業能力;培養方法;實踐結果
當今,高等教育已經從精英教育轉變成大眾教育,大部分地方性高等院校都將培養合格本科應用型人才作為自己的定位,以適用社會經濟發展需要。但是,作為熱門專業,計算機科學與技術專業卻面臨尷尬局面,一方面,公司、企業招不到其需要的計算機人才;而另一方面,卻出現計算機專業的畢業生就業難的局面。產生矛盾的原因在于學校不了解公司、企業相應崗位對計算機人才專業素質、知識結構、專業能力的要求,對學生的培養脫離實際需要。為此,對計算機專業應用型人才的專業能力構建與培養進行研究具有現實意義。
1計算機本科專業學生就業情況分析
我校計算機本科專業畢業生就業情況統計分析顯示,約10%的學生受聘用于軟件開發企業,從事軟件系統的設計開發,30%的學生到中學、職業中學或培訓機構從事計算機教學工作,25%的學生進入機關、事業、企業單位從事系統管理和網絡管理工作,15%的學生到計算機軟硬軟件銷售公司從事營銷工作,10%左右的學生從事行業CAD、文字處理、平面圖像處理工作,5%左右的學生考上研究生,繼續深造,5%左右的學生從事與本專業無關的行業。從
就業情況來看,絕大部分學生還是從事與自己專業相關的工作。將他們從事的工作歸納分類,我們發現其專業方向性要求分布如下:對軟件系統設計開發方向要求較高的學生約40%左右,其中10%到軟件公司,30%從事教學與培訓工作;對網絡管理、行業軟件系統的應用方向要求較高的約35%左右,其中25%左右進入機關、企事業單位,10%左右從事行業軟件應用;對計算機組裝與網絡組網方向要求較高的約15%左右,主要是進入軟硬件銷售公司。近年來,我校計算機本科專業畢業基本能夠順利就業,但是,學生尋找工作的過程飽含艱辛和遺憾。專業能力強的學生,不用費多少力氣就能找到自己滿意的工作單位。但是,專業能力差,尤其是操作動手能力差的學生,就業就非常困難,不管是學校推薦還是自己投簡歷,都很少得到用人單位的回應,有些學生因此而錯過很好的單位。現在,用人單位非常注重對畢業生專業能力和專業技能的考核,有些單位還要求學生有一定的實踐經歷。這些都說明,培養計算機本科專業學生的專業能力和專業技能非常重要。
2計算機本科專業學生專業能力存在的不足
多年來,從學生的畢業實習、畢業設計,就業應聘、用人單位對畢業學生的考核以及反饋的情況來看,學生能較好地掌握專業基本理論和基礎知識,具備基本的計算機操作技能、編程方法、網頁制作、數據庫建立等專業能力,有些學生還具備較強的綜合設計與開發能力。即使如此,學生的專業能力和技能還是存在不足。
1) 計算機基本操作能力還不高,操作技能不夠熟練。計算機基本操作主要包括Office辦公軟件以及常用工具軟件的使用、計算機組裝與維護、網絡布線、局域網服務器的安裝與管理、應用軟件的使用等。計算機本科專業學生對辦公軟件及常用工具軟件的使用不夠重視,有些不能熟練操作;計算機軟硬件銷售公司要求畢業生能夠熟練掌握計算機的組裝、維護、網絡布線、組網和應用軟件使用,但部分學生不能熟練組裝計算機或組網,個別學生甚至做不好網線頭,不能熟練操作常用軟件系統。
2) 算法設計與分析能力較低,對常用的算法掌握不多,不能獨立解決較復雜的算法。算法設計與分析是計算機本科專業學生編程的基礎,是使用計算機解決實際問題的第一步。但是,師生對它的重視程度都不高。教師對算法分析與設計講解得不夠,偏重程序語句的解讀,忽視算法的分析;學生對算法設計與分析重視不夠,只滿足于課程簡單算法的代碼描述,而不重視算法的設計與分析過程。
3) 編程能力偏低,讀程與算法實現能力明顯不足。學生閱讀程序量少,常用算法的代碼掌握不多;學生在校期間,編寫的程序太少,有些編寫的代碼總數不超過5 000行。但是,最基本的要求至少應達到20 000行到40 000行以上的程序量[1]。
4) 系統設計與開發能力與社會需求相差較大,不能滿足用人單位的要求。學生的軟件系統設計與開發能力不高,有些學生僅停留在模仿教材例子的水平;有些學生會做系統的前臺界面,卻不會設計后臺數據庫,或設計的功能子程序卻訪問不了后臺的數據庫,總體來說,其綜合設計與開發能力較低。
3計算機本科專業培養的人才類型
《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)》將計算機科學與技術本科專業培養的人才劃分為科學型、工程型、應用型三種類型,并分別由四個不同的專業方向來培養:計算機科學專業方向培養科學型人才、計算機工程專業方向和軟件工程專業方向培養工程型人才、信息技術專業方向培養應用型人才[2]。但是,我校作為一所地方性本科院校,由于招生人數、師資以及學校所處區域經濟發展和IT行業發展水平較低等實際情況,不能按四個專業方向來設置,并培養上述三種類型的計算機專業人才。我們只能根據學校所處的區域經濟發展及各行業對計算機本科人才的需求情況來培養計算機人才。結合上述學生就業情況統計分析,我校計算機本科專業培養的計算機人才應包括軟件工程型人才和應用型人才兩種類型,即培養偏向軟件開發的計算機本科應用型人才。所以,我們培養的計算機本科應用型人才并非單純指由信息技術專業方向培養的應用型人才,還應該包括軟件工程專業方向培養的軟件工程型人才。我們所指的計算機本科應用型人才,是綜合了這兩個專業方向的培養目標、人才培養規格以及教學計劃設置來進行培養的;我們討論和研究的計算機本科應用型人才的專業能力也是包括了軟件工程型人才和應用型人才應具備的能力。
4計算機本科應用型人才的專業能力
根據軟件工程型與應用型人才培養規格以及信息社會對計算機人才的要求,我們制訂計算機本科應用型人才培養規格,并結合人才培養規格,提出計算機本科應用型人才應該具備的專業能力。
計算機本科應用型人才的人才培養規格為:
1) 樹立科學的世界觀、人生觀和價值觀;具有責任心和社會責任感;具有法律意識,注重職業道德修養;具有誠信意識和團隊精神;具有良好的心理和身體素質。
2) 具有良好的文字和口頭表達能力、交流與溝通、協調、應變和創新能力。
3) 掌握文獻檢索、資料查詢、運用現代信息技術獲取信息的基本方法,具有初步的科學研究能力和實際工作能力。
4) 具有廣泛的自然科學知識及比較扎實的數理基礎,具備較強的英語實際運用能力;
5) 具有較強的編程能力和數據庫應用能力;
6) 初步具有大中型軟件系統的設計和開發能力,以及較強的學習掌握和適應新的軟件開發工具的能力;
7) 有較強的組網能力、網絡編程、設計與開發、維護與管理能力。
上述的計算機本科應用型人才培養規格包含人才素質要求、知識結構要求和能力要求。其中,規格中的第一二條是對計算機應用型人才的素質要求;第三四條是對人才的知識結構要求;第五六七條是對人才的能力要求。對上述人才能力要求進行歸納整理后,我們認為計算機本科應用型人才的專業能力包括:計算思維能力、基本操作能力、算法分析與編程能力、系統綜合開發能力等四個方面[3]。
為了培養計算機本科應用型人才的專業能力,我們綜合軟件工程專業方向和信息技術專業方向的培養目標、人才培養規格、課程結構體系,制訂了我校計算機科學與技術專業的人才培養方案、教學計劃和課程教學體系,并從多方面提出培養計算機應用型人才的方法和途徑,以保證計算機本科專業應用型人才培養目標的實現。
5計算機應用型人才專業能力的培養與成效
應用型人才專業能力的培養,必須通過專業教學計劃的制訂,課程教學結構體系、教學內容、理論教學與實踐教學的改革以及科學的實施方案才能夠實現。為此,我校計算機本科專業應用型人才專業能力的培養,主要通過以下幾種方法和途徑來開展。
5.1教學體系改革
5.1.1課程體系結構的改革
計算機本科專業課程體系原來只設置兩大類課程,一類是公共必修課程,另一類是專業課程,專業課程主要培養學生的編程能力。但是,隨著信息技術和社會經濟的高速發展,信息社會對計算機人才的需求發生了新的變化,從原來對算法分析與編程能力的要求發展成對基本操作能力、算法分析與編程能力、系統綜合開發能力的要求。為此,我們從培養計算機本科應用型人才的專業能力出發,對計算機本科專業的課程體系結構進行改革,將課程體系設置成5個模塊,分別是“公共必修課程”模塊、“公共選修課程”模塊、“專業必修課程”模塊、“專業選修課程”模塊和“實驗與實踐課程”模塊。其中,公共必修課程主要為培養學生的世界觀、價值觀和計算思維等能力服務;公共選修模塊課程主要培養學生的人文與藝術、教育與心理學、教學技能等方面的修養與能力,為學生畢業后從事教師工作服務;專業必修課模塊主要培養學生的專業基礎知識、基本原理、算法分析與編程、系統設計的基本方法和能力;專業選修模塊又設置“軟件開發與軟件外包裝方向”、“網絡技術方向”、“多媒體技術方向”、“嵌入式系統方向”4個不同的專業方向,讓學生根據自己不同的興趣愛好和不同就業意向選擇不同的方向課程,培養學生基本操作能力、編程能力、系統綜合開發能力;實踐類模塊課程包括課程實驗、課程設計、綜合設計、系統開發實訓、專業實習、畢業設計等課程,主要培養學生辦公軟件使用、計算機組裝與維護、網絡布線、組網等基本操作能力,算法設計與編程能力、系統綜合開發能力。
5.1.2加強實踐類課程的教學
除了對課程體系結構進行改革之外,我們還對理論課程與實踐課程的課時量(學分)進行修改,把理論課程與實踐類課程的學分比從原來的67∶23調整為49∶41,將實踐課程的學分提高到與理論課程接近1∶1的程度,并根據學生的實際情況和社會需求,加強了實踐類課程的教學與訓練,增加了基本操作類課程、案例教學與綜合開發實訓等課程,以提高學生的實踐動手能力和軟件系統開發能力。
5.1.3教學內容的改革
通過課程及教學內容的改革,培養學生的編程能力和團隊合作精神。主干課程除了適當更新教學內容以外,主要在于增加選修課程的數量,并根據目前流行的軟件開發工具,從兩個系列開設程序設計課程。一個系列是微軟平臺的開發工具,如C、C++、C#、ASP、.NET等開發語言,一個系列是以Java為基礎的跨平臺開發工具,如Java、JSP、J2EE等開發語言。改變以往只注重開設微軟平臺開發工具的做法;學生通過選修某一系列的課程,以適應軟件開發企業不同的需要;增加小組開發過程等團隊協作課程,提高學生的團隊合作精神。
5.2理論教學培養學生計算思維和算法設計分析能力
計算機應用型人才必須具備牢固扎實的專業基礎知識和基本理論,掌握好本專業的基礎課程和專業主干課程,形成較為完整的專業知識結構體系,構建基本的計算思維和算法分析能力,具備解決實際問題的專業思維、方式、方法和能力。
我們通過開設高等數學、離散數學、線性代數、概率論與數理統計等課程,培養學生的計算思維,使學生具備建立數學模型和解決實際問題所必備的數學知識和抽象邏輯思維能力。通過開設高級語言程序設計、數據結構、面向對象程序設計、算法設計與分析等課程,有針對性地培養學生掌握算法設計與分析的方法,使學生熟練掌握常用算法、掌握算法設計與分析的方法和步驟,并通過教學加大學生的讀程和編程量,提高學生的讀程和編程能力。通過開設數據庫原理及應用、軟件工程、信息系統設計與管理、網站設計、網頁設計、網絡編程、數據庫編程、系統案例分析、小組軟件工程等課程,加大學生綜合系統設計開發,使學生掌握中小型軟件系統的架構、算法分析和設計能力,掌握軟件系統分析與設計的方式方法,提高學生綜合系統編程能力。
5.3實踐教學培養學生的專業能力和技能
1) 基本操作能力的培養。從多年計算機本科專業畢業生就業情況來看,計算機畢業生的就業行業面廣、要求學生的專業能力層次多樣。但是,最基本的就業要求,就是要求學生能夠熟練掌握計算機的硬件和軟件的基本操作。然而,我們培養的專業學生很多卻達不到這樣的要求。為此,通過開設計算機基本操作實踐課程,培養學生熟練掌握辦公軟件的使用,使學生能夠從事文員及簡單的數據處理工作;熟練掌握計算機的組裝與維護,使學生能夠從事計算機硬件的安裝和計算機系統的維護,適應計算機銷售公司的需要;熟練掌握網絡布線、局域網的組網、網頁制作、網站建設與管理,使學生能夠從事網絡安裝、建設與維護工作;熟練掌握某一行業的應用軟件,使學生能夠從事該行業的應用軟件系統的使用、管理以及二次開發工作。如開設的Photoshop、Flash、AutoCAD、用友財務軟件等課程,學生通過選修Flash課程,熟練掌握Flas的制作,就可以應聘于游戲制作企業、新聞廣告公司、網絡管理機構、學校的課件制作中心等單位。我們通過開展科技活動月等活動,開展漢字錄入比賽、計算機組裝比賽、網絡布線與組網比賽,提高學生的計算機硬件和軟件基本操作能力。
2) 算法分析與編程能力的培養。通過開設C語言程序設計課程實驗,使學生掌握基本的編程基礎以及模塊化的程序設計理念,學會基本的算法分析與設計;開設數據結構課程實驗,使學生掌握解決實際問題中數據結構如何設計與存儲,算法如何分析、設計與實現;開設數據原理及應用實驗,使學生掌握數據庫的建立及編程操作;開設面向對象語言實驗,使學生掌握當今面向對象軟件系統開發所使用的語言,學會建立面向對象軟件系統的前臺;開設網絡編程和網絡數據庫編程實驗,使學生掌握面向Internet的C/S模式或B/S模式應用軟件系統的開發,尤其是使學生學會建立軟件系統的前臺與后面的連接與訪問操作;開設軟件工程實驗,使學生掌握開發軟件系統所需要經歷的步驟以及每一個階段所要做的工作。我們還通過開設設計性和綜合性的實驗、課程設計等實踐活動,訓練學生的編程,要求學生編程量至少要達到20 000行以上,以提高學生的編程能力。通過組織學生參加系級的、校級的、省級,甚至國家級的程序設計大賽等形式,提高學生的算法分析和編程能力。
3) 系統綜合開發能力的培養。開設面向對象課程設計,使學生能夠使用面向對象語言設計一個比較完整的軟件系統的界面及各模塊功能程序;數據庫課程設計,使學生能夠根據解決問題建立軟件系統的后臺數據庫;軟件工程課程設計,使學生根據所建立的軟件系統,編寫完整的系統開發各階段的分析與設計文檔,并編程測試、運行;系統設計與開發綜合實訓,以軟件系統案例的形式進行實訓,使學生能夠綜合自己所學的語言、數據庫等技術開發一個B/S軟件系統,或建立一個網站;嵌入式系統課程設計,使學生掌握嵌入式系統的開發。通過實習和畢業設計等教學環節,培養學生綜合運用專業知識和專業技術的能力,提高學生軟件系統綜合設計和開發能力。
4) 項目驅動的軟件系統開發實踐,培養學生綜合開發能力。從2005年開始,我們制訂并實施“兩個一”工程實施方案,即每個學生在畢業前學會開發“一個”軟件系統、學會建立“一個”網站,并從此開始了項目驅動的軟件系統開發實踐活動。為順利有效執行此次活動,我們制訂了“兩個一”工程的管理條例與獎勵措施、導師制實施方案,建立學生選導師系統,建立學生實習實訓基地等,為活動的順利開展奠定基礎。從2005―2009年已有多個年級共450多名學生、教師80多人次參與該項活動,開發了450多個功能比較完整的簡單系統和網站,一些學生開發的系統或網站達到了比較高的水平。多年來,該方案得到順利有效的執行,取得了較大的成效,切實提高了學生的綜合系統開發能力。
多年來,我們通過對計算機本科專業的教學計
劃、課程教學體系結構、課程設置、課程教學內容、實踐教學、教學方法與手段等多方面的改革,采用多種培養方法和途徑,有效提高了計算思維、計算機基本操作、算法分析與編程、系統綜合設計開發等計算機本科應用型人才的專業能力。“兩個一”工程活動實踐表明,我們培養計算機本科專業應用型人才的專業能力方法和途徑是可行而有效的。
4結語
大多數IT企業選拔人才看重的是應聘者的實際操作能力和開拓能力,他們所需要的是計算機應用型人才。我們培養的畢業生,雖然掌握了比較扎實的基礎理論知識和簡單的技能操作,但是還無法達到用人單位的要求。我們通過對信息社會對計算機應用型人才的需求以及學生專業能力現狀進行分析,提出培養計算機本科應用型人才專業能力的一些方法,并取得了一定的成效。但是,信息技術的迅猛發展以及國家信息化工作的不斷深入,都要求我們動態地跟蹤IT企業對計算機應用型人才專業能力的要求,不斷改進和完善培養計算機本科應用型人才專業能力的方法,以適應市場對計算機應用型人才的需要。
參考文獻:
[1] 王志英,蔣宗禮,楊波,等. 計算機科學與技術專業實踐教學體系與規范研究[J]. 中國大學教學,2009(2):42-44.
[2] 高等學校計算機科學與技術專業教學指導委員會. 高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)[M]. 北京:高等教育出版社,2006:13-25.
[3] 王志英. 計算機科學與技術專業實踐教學體系研究[J]. 計算機教育,2008(3):18-20.
Training on Professional Ability of Undergraduate Computer Application Talent
LI Wenjing, LIU Zhijia, BI Yingzhou
(College of Computer Science and Information Engineering,, Guangxi Teachers Education University, Nanning, 530001, China)
關鍵詞:計算機組成原理 分班教學 教學改革 就業
中圖分類號:G642 文獻標識碼: A 文章編號:1672-1578(2013)06-0065-01
1 目前存在的問題
計算機行業發展速度快,目前的計算機專業高等教育存在著專業層次單一,課程設置陳舊,教學內容滯后,理論與實踐脫節等問題[1],導致高校的人才培養與企業需求脫軌。經過十幾年的教育體制改革,中國高等教育已經不再是精英教育,尤其是普通高校應該定位在培養具有專業技能的應用型人才。計算機專業的教學也要由“廣而全”改變為“深而精”。
計算機專業還存在研究方向眾多,教學難于統一的問題。同樣是計算機科學與技術專業的學生,學習興趣和就業方向截然不同。有的同學喜歡Web應用程序開發;有的對多媒體開發感興趣,甚至選修了美術專業的一些課程;有的同學傾向于計算機底層開發,研究嵌入式系統;還有一些致力于考研,需要研究每個知識點的細節,并且能夠熟練解題。雖然學校通過開設選修課程來滿足學生不同的學習需求,但是必修課程卻只能“一刀切”,為了提高學生的學習效率,需要對部分必修課程實施教學改革,本文主要討論“計算機組成原理”的分班教學改革。
2 分班教學實施方案
2.1分班方案
“計算機組成原理”是計算機科學與技術專業的必修課,課程一般以馮?諾依曼模型計算機為基礎,自頂向下的介紹計算機硬件系統的內部結構,工作原理以及設計方法[2]。根據學生的需求,可以將學生分為兩個方向,以嵌入式軟硬件設計等計算機底層開發為目標的,稱為綜合設計方向;以網絡應用、數據庫應用、多媒體技術等軟件應用為學習目標的統稱為軟件應用方向。前者“偏硬”,后者“偏軟”,有考研需求的學生應歸為前者。
2.2教學內容
綜合設計方向要求熟悉計算機硬件基本原理,掌握計算機的總體結構,理解硬件系統設計。不僅要研究具體硬件模塊的原理,更要強調對硬件結構的設計思路以及系統級的認知。教學組織上要采用 “整體自頂向下”,“細節自底向上”的方法。為滿足考研需求的學生,還要練習適當的習題。
軟件應用方向的教學,主要把握計算機硬件系統設計的整體思路,而不拘泥于具體的電路細節和硬件實現,重點研究計算機的運算方法、指令系統、控制方式,根據情況也應把“計算機體系結構”中的部分知識納入到教學中去。
2.3教材選擇
綜合設計方向推薦使用哈爾濱工業大學唐朔飛教授編寫的“計算機組成原理”,這本書概念清楚、內容精煉、通俗易懂。全書分為四個部分,總體設計思路清晰,細節描述詳盡。同時還是考研推薦書目,書中內容與考研大綱接近。
根據軟件應用方向的教學內容,教材的選擇要注重把握計算機的總體設計思路,篇幅不宜太長,同時還可以選擇“計算機體系結構”、“匯編語言”等教材作為輔助。為切合教學實際,教師也可以自編講義供學生使用。
3 需要注意的幾個問題
3.1對教師專業素養的要求
分班教學打破了傳統教材的限制,同時也提高了對教師專業素養的要求。擔任綜合設計方向教學的教師,要熟悉模擬和數字電路的設計,具有單片機、DSP、FPGA/CPLD等嵌入式項目的開發經驗。擔任軟件應用方向教學的教師,要精通一門以上的面向對象程序設計語言,具有應用程序開發經驗,熟悉操作系統內核,掌握驅動程序開發。
3.2注意考核的公平性
同一個專業的學生按照不同的教學大綱學習同一門課程,如果考核難易有別,會造成成績的不公平,進而影響下一屆學生的選班意向。另外成績還可能影響學生的獎學金、就業等切身利益。
3.3教學安排
與一般的統一授課不同的是,課程分班打破了正常的分班建制,學生按照自己的選擇上課。因此要盡量讓兩個授課班級的課時相同,利于教學安排。
4 結語
隨著計算機行業的逐漸成熟,計算機人才就業市場也發生了很大變化。企業不但要求大學生具有扎實的理論功底,更要具有某個方向的專長,甚至是項目經驗。導致以往的“通才”式教育培養的人才,在校時各科成績優秀,就業卻常常碰釘子;而有技能專長的“專才”,具有某個方向的特長,更容易得到用人單位的青睞。為了改變大學里“不逃課的學生不是好學生”的現狀,就需要大學改變教育思路,不再出現“聽老師話,找工作難”的怪象。讓學生把有限的精力投入到更有針對性的學習中。
“計算機組成原理”的分班教學有利于增強學生學習的目的性,讓他們感覺學有所用;有利于改善學習積極性,激發學生學習的熱情和興趣;有利于提高學生學習的效率,幫助他們早日確定研究方向,找到學習的捷徑。
參考文獻:
有很多學習計算機的女生是非常的想知道,自己適合做什么崗位的,就業方向是什么呢,小編整理了相關信息,希望會對大家有所幫助!
一、計算機女生可以做的工作
1.如果你喜歡編程的話,就去做美工,測試,前端,數據庫,這些都是女人的天下;
2.如果你不喜歡寫代碼,但是覺得自己還懂一些的話,就去做實施,運維,這些相對技術含量低;
3.如果你壓根就不喜歡寫代碼,只是了解一些皮毛,程序也看不懂的話,那你就去找一個it公司,做銷售,人力,等等需要你對計算機產業了解但可以不需要懂技術的職位,對于做計算機產業的公司來說,他希望他的員工至少都需要對計算機又了解,這樣才能迅速進入工作狀態,不需要花長時間去適應。
忠告:換工作不換行業,千萬不要去涉足你壓根不了解的行業,你的工作一定要和計算機相關,任何企業都不喜歡半路出家的和尚。
二、計算機女生的就業方向 1.WEB應用程序設計專業
畢業后能夠從事網站應用程序開發、網站維護、網頁制作、軟件生產企業編碼、軟件測試、系統支持、軟件銷售、數據庫管理與應用、非IT企事業單位信息化。
2.可視化程序設計專業
畢業后能夠從事軟件企業桌面應用開發、軟件生產企業編碼、軟件測試、系統支持、軟件銷售、數據庫管理與應用開發、非IT企事業單位信息化等工作。
3.數據庫管理專業
畢業后能夠從事企、事業單位數據庫管理、軟件開發、專業數據庫應用設計與開發、數據庫的應用與開發、信息管理系統開發、企、事業單位網絡管理、軟件銷售等工作。
三、計算機行業適合女生從事嗎?
女生學習計算機有諸多優勢,男女執行同一任務時大腦明顯使用不同的區域。艾波特大學研究稱發現了男性和女性在執行相同任務時使用的大腦區域是不同的,男性的大腦是高度區域化的,所以男性思考問題時只用右腦或者左腦,是專一的思維;但是女性是將所有問題不停在大腦中涌現,在用左腦或者右腦思考時另一半大腦也會參與意見,是感性思維。適合軟件測試。