非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨

非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨摘非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨要：本文针对非计算机专业(机械类)学生高级语言编程能力弱的现状，分析非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨产生这种情况的原因，结合选修课“数据结构” ，以实践环节为出发非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨点调整授课、上机、考核等一系列教学环节，探讨学生在老师指导下的非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨自主型学习，以提高编程能力的实践环节教学模式。 关非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨键词：教学模式；程序设计；教学平台；实践环节 非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨 1 引言 在我国向新型工业化社会非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨发展过程中，机械加工的自动化程度高低起关键作用，而软件编程是数字非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨化制造的重要体现，因此需要具有工程背景又具有高级编程能力的高科技人才非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨。 由于传统教学重理论、轻实践，在教授“数据结构”和非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨指导毕业设计过程中感到机械类学生实际编程能力较弱，本文结合“非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨数据结构”选修课，以学生为教学主体，以实践环节为出发点，调整授课、上非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨机、考核等一系列教学环节，探讨非计算机专业学生如何在有限的学时非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨内加强实践环节练习，以提高其编程能力的教学模式。 2 调整影响实践教学环节的因素 实践教非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨学环节的主体是学生，教师的一切活动应以是否能够使学生得到充分有非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨效的实际训练为中心，从这个角度出发，在教授“数据结构”过程中，让学非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨生先熟悉上机环境，利用实践教学平台，加强实验教学内容的训练，非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨完善实验教学内容的考核，提高学生编程的主动性，激发学生学习的兴趣。 2.1 知识的衔接 “数据结构”课程上机练习的环非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨境是 Visual C+， “数据结构”是以“C 语言程序设计”非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨为基础，课程开始时有针对性对学生 C语言中不易掌握的指针、结构体、非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨函数、变量的类型定义等内容以实例进行复习，并在 Visual C 非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨+ 环境中编辑、编译、调试和运行。这一环节主要在老师指导下学非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨生操作，让学生上机练习 C 语言程序，目的是让学生利用已有的 C 语言知非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨识，熟悉上机环境，明白调试的方法和步骤，掌握调试过程中出现的错误信息非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨含义以及解决方案，巩固 C 语言所学内容，使学生尽快过渡到“数据结构”非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨的学习中，方便学生对今后所学“数据结构”课本上算法的理解，便于非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨学生自学。 2.2加强实践教学内容训练 非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨高级程序设计语言是一门实践性较强的学科，只有通过上机，运行程序，非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨得到正确的结果，才能真正理解变量、程序的含义，仅看书是不行的，因此非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨增加实践教学的学时及内容。在讲授“数据结构”课程过程中，根据教学非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨需求分别布置课内、课外上机内容。课内上机，学生应事先自己编辑，在机房非计算机专业高级语言实践环节教学模式探讨让学生自己编译、调试，对程序进行查找错误、设置断点、单步执行、变量跟踪等调试手段，出现的疑难问题与老师沟通；老师也可集中讲解学生调试过程中出现的各种问题，使学生在调试过程中找到编程的乐趣和技巧。课外上机，学生根据题目要求在课下独立完成上机作业。 每次完成上机作业，学生应根据实验的内容与要求写出实验报告，实验报告的主要内容包括实验题目、算法设计、程序代码(包括注释)、输入内容、输出结果，程序以电子板形式上交，实验报告以打印的书面形式上交。这些报告为以后对学生的上机实践部分考核备用。 2.3 利用实践教学平台资源 为鼓励学生自学，便于掌握课本的理论知识以及课下预习、复习和上机操作练习，充分利用网络优势，我们研究开发一个实践教学测试平台。该平台以选择题、填空题相结合的方式，配有题目、答案，使学生通过交互式操作，理解教学内容，为上机实际操作做理论准备。 该平台还配有上机指导，内容包括上机编辑、调试、运行等步骤，引导学生课下自我练习，每章均有所布置的小作业和上机作业题目，以及关键算法的提示，便于学生进行课下的计算机编程。 图 1 为该实验教学平台的界面，该平台将学生的理论知识与上机实验操作结合起来，内容丰富，方便学生的自学。 2.4 调整考核方式 考核是评价教学的一个重要组成部分，也是衡量学生掌握知识水平能力的一种有效方法，不同的考核方式激发学生不同的学习态度。传统考核以卷面考试为主，仅能体现学生的理论基础知识，这样使有的学生得分高，但实际编程能力低，评价不够全面。上机作业能够反映学生综合编程能力，因此改变考核方式，增大实践操作在成绩中的权重，对学生上机操作能力进行面向过程考核，使学生重视上机操作训练。 每次学生完成上机作业后，将源程序、算法和运算结果以报告的形式提交，老师在规定时间内随机抽查每个学生的上机作业，让学生给老师讲解程序编制的思路、算法、含义等，这样从客观上避免学生上机的偷懒性，促使学生动手编程，搞清每行程序、变量的含义。学生通过回答老师的问题，提高其表达能力，激发学生学习的自动性。通过这种方式，可以全面衡量学生的学习效果，达到教学的目的，使成绩趋于更合理，当然这样增大了教师的工作量。 3 结束语 程序设计语言本身就是一门实践性比较强的课程，本文探讨一种如何提高学生实际动手编程能力这一实践环节的自主学习式教学模式，该模式结合“数据结构”课程，从不同的方面激发学生编程的兴趣与主动性，使学生在有限的学时内，以最快、最简单的方式掌握所学知识，学生反应良好，达到预想的效果。这种教学模式在后续的教学过程中，还需要不断的完善和补充，力争最大限度的提高学生学习的主动性，而且这种编程能力在学生毕业设计过程中得到更多的训练。 提高机械类学生软件的实际动手编程能力，可以提升他们的实践创新素养和解决工程实际问题的能力，成为用人单位欢迎的技术人才，增加就业机会，同时也有助于加快我国向制造强国发展的步伐。 参考文献 1 赖晓晨. 程序设计课程创新教学模式探索J. 中国大学教学 ,2008,(7). 2 龚沛曾,杨志强等. 大学生计算机实践能力培养的改革和实践J. 中国大学教学 ,2008,(6). 3 严蔚敏,吴伟民. “数据结构”(C 语言版)M. 北京:清华大学出版社,2002. 4 樊新华,孟铂. “C 语言程序设计”实验教学的探讨J. 辽宁教育行政学院学报 ,2008,(5). 摘要：本文通过设计一个综合性较强的实验项目，很好地培养学生的创新能力和综合运用知识和技术的能力。该项目致力于设计新一代小区监护服务系统，它将无线网络技术，视频监控技术，家居智能安全技术结合起来。 关键词：综合性实验；视频监控；家居安全；无线遥控巡逻车；车辆防盗；Windows XP Embedded 1 背景 随着我国住宅建设的发展，智能化小区建设也得到了飞速发展，传统的模拟及数字监控系统已不能适应新型智能化小区的要求。以现代网络技术、电子技术、计算机技术、软件技术以及信息技术为代表的高新技术的应用, 使得小区的智能化监控成了现代化小区的标志。 近年来，嵌入式技术的不断发展，使基于嵌入式系统平台的开发设计占据了越来越重要的地位。为培养具有适应社会发展需要的硬件“嵌入式技术”人才，哈尔滨工程大学计算机实验教学中心成立计算机技术创新实验室。教师们围绕着嵌入式方向，设计了若干项目，供学生选择实践，其中有几个小区智能化服务方面的项目，完成情况较好，学生得到了锻炼，实用性也很好。为参加 2006 年教育部和信息产业部主办的“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） ”，把现有的几个项目综合在一起，再进行进一步开发，形成一个综合性项目参赛，即“综合性实验设计小区智能监护服务系统” ，获得了三等奖。 本系统采用“研扬 GENE-8310 工控板”作为中央监控平台核心，利用无线网络技术，视频监控技术，家居智能安全技术，结合 Windows XP Embedded 操作系统,实现了小区的无线视频监控、遥控巡逻，远程实时看护，车辆定位防盗报警以及家居安全监控功能。 2 系统设计 2.1 系统设计指标 (1) 实时监控三路视频，可根据需要扩充为多路视频监控； (2) 视频监控最大延迟不超过 10s； (3) 车辆防盗报警装置误报率 95%3%； (4) 视频监控数据单路大小120MB/h20MB/h； (5) 中央监控系统能在采用电池供电时持续工作 2 小时以上；(6) 无线遥控巡逻车能在电池的驱动下持续工作两小时以上，并能在中央监控平台的控制下进行前进、后退，左转、右转、停止动作； (7) 住户居家信息终端能与中央监控平台相互通信并正确显示数据； (8) 中央监控平台能与远程监控装置相互通信并正确显示数据； (9) 中央监控平台能与无线遥控巡逻车相互通信并完成相关功能。 2.2 系统功能 (1) 小区信息发布。该功能由住户居家信息终端和中央监控平台共同完成，小区物业管理部门在中央监控平台以短信群发或针对单一用户的方式向各住户居家信息终端发送小区信息广播，住户居家信息终端成功接收后存储等待用户查看。 (2) 住宅火警、煤气泄露报警。该功能由住户居家信息终端和中央监控平台共同完成，当用户住宅内的温度、煤气浓度等出现异常，住户居家信息终端以短消息的形式将数据发送至中央监控平台，由中央监控平台对数据进行解码并在屏幕上显示以向小区管理人员发出警告。 (3) 无人巡逻。此功能由自移动巡逻车和中央监控平台共同完成，小区管理人员在管理中心通过中央监控平台向自移动巡逻车发送指令，由自移动巡逻车按照指令要求进行巡逻，同时可以根据小区实际地形编制程序进行自主巡逻。在巡逻过程中，由车载数传电台将所采集的视频信号发送至中央监控平台并在屏幕上实时显示出来。此功能可以减轻小区保安的巡逻负担，在一定程度上节约了人力资源成本。 (4) 视频监控。此功能由视频采集摄像机和中央监控平台以及流媒体服务器共同完成，视频采集摄像机采集的视频数据通过流媒体服务器进行处理后在中央监控平台上显示出来，监控图像可根据需要在多路视频源中实时选择、切换。同时，视频监控也可针对小区中有特殊监控需要的部分住户，在为其加装了视频采集终端并连入流媒体服务器网络后，用户既可在获得授权的前提下访问指定 IP 对其指定地点进行视频监控，也可为流媒体服务器开发 Web 站点。 (5) 特殊人群定位。此功能由远程监控装置和中央监控平台共同完成，主要针对小区中的特殊群体(如小孩和有一定记忆障碍的老人等) 的监护需求而设计，携带远程实时监护装置的用户，其所处位置的 GPS 坐标数据将会通过 GSM 网络传回中央监控平台，中央监控平台主控程序对数据进行坐标变换后，在中央监控平台的电子地图上以光标的形式将坐标对应的地点在地图上的位置显示出来，以方便用户的查找与追踪。此功能也可作为小区物业管理部门的一项特殊业务，由专门工作人员为提出监护需求的小区住户提供监护服务。 (6) 车辆防盗报警。此功能由中央监控平台和车辆防盗报警装置共同完成，主要针对车辆防盗进行设计。在车辆上安装车辆定位防盗报警装置后，当有人未经许可非法启动车辆并行驶超过一定距离后，车辆定位防盗报警装置会通过 GSM网络以短消息的形式将警告发送到用户的手机上，同时在中央监控平台的电子地图上定位该车辆位置并进行跟踪。同时，此装置可根据实际使用需要扩展功能，如扩展为采用GPRS 网络进行实时追踪，可做为银行系统的运钞车实时追踪的解决方案。 2.3 系统方案 根据系统设计指标和功能，本系统提出了如下设计方案： 中央监控平台由 GENE-8310 和 Windows XP Embedded 操作系统构成，同时，针对所需功能开发对应的软件在中央监控平台上运行，软件通过预先定义的协议通过通信网络与各个终端进行通信。系统分为以下五个部分： (1)中央监控平台；(2) 远程监控装置；(3)车辆定位防盗报警装置；(4)住户居家信息终端；(5)无线遥控巡逻车 其中中央监控平台和远程监控装置、车辆防盗报警装置以及住户居家信息终端进行通信时，由于其数据量小，且不需要保持数据传输链路，采用 TC35i 通过 GSM 网络以短消息的形式进行数据传输。而中央监控平台在与自移动巡逻车进行通信时，有较大的数据流量而且需要保持数据传输链路，采用数传电台的方式实现。数传电台在使用中具有传输带宽高，传输距离可调的特点。方案总体结构如图 1 所示。 图 1 系统总体结构框图 2.3.1 视频监控方案 视频监控系统没有采用常用的工业用监控卡进行视频采集，而是采用 Viewcast 公司 OsPrey 200 流媒体卡实现，主要是由于工业用监控卡一般开发时间长，需要有专门的软件进行配套，不易将其集成到应用软件中，而且，其开发成本相对较高，同系统预期目标中提出的提供一种低成本的小区智能化系统建设方案不一致。我们在对比了多种流媒体卡后，选择了 Viewcast 公司的 OsPrey 流媒体卡，该卡的特点是图像采集时对 CPU 的占用率非常低，使流媒体服务器有更多的系统资源可以用来进行流媒体的编码和发布，而且其支持一机多卡不但为视频监控扩展监控终端提供了可能，也使得视频监控的扩展成本低廉、易于实现。 基于 Windows Media Services 进行流媒体的采集、编码和发布。流媒体编码器对所采集数据加时间戳后存储，可使用户查询指定时间指定位置的监控数据。监控数据主要通过无线网络传输，也有部分视频数据通过数传电台传输。 监控网络分为两部分，小区监控局域网和外围监控广域网。小区监控局域网主要针对小区监控设备架构专用网，保证不占用视频数据的传输带宽。外围监控广域网主要针对小区中需对自己家庭进行监控的特殊用户提供授权监控功能，该类型用户可在小区为其加装视频采集终端和分配用户监控权限后监控授权监控地点。 由于视频信号采集占用了较多的系统资源，GENE-8310 不提供监控板扩展所需的多个PCI 总线插槽，因此未将其集成到中央监控平台，而是单独由一台流媒体服务器来完成，服务器的主要功能是将通过各无线/有线监控摄像机采集到的视频信号进行编码、压缩后，通过 802.11g 无线网络传送给中央监控平台，同时对所收集到的视频信号进行存储。 2.3.2 通信实现方案 为了保证中央监控平台能识别各终端发送的数据，系统通过约定的格式定义了中央监控系统同各终端之间的通信方式，根据需要的功能定义了如下 6 种通信协议： (1) 天气预报广播 (中央监控系统住户居家信息终端 ) 01 00 2008 06 20 00 01 27 00 XXXXXX 01 - 功能 1(不需要更改 ) 00 - 分隔符(不需要更改) 2008 - 年 06 - 月 20 - 日 00 - 天气：00 晴 01阴 02 雨 03 雪 对应家庭终端上的天气符号 01 - 温度的符号 00 正 01 负 27 - 温度的绝对值 00 - 分隔符 XXXXXX - 提示信息 (2) 信息广播(中央监控系统-住户居家信息终端 ) 02 00 XXXX XXXX XXXX . XXXX 0000 YYYY YYYY . 02 - 功能 2(不需要更改) 00 - 分隔符( 不需要更改) XXXX XXXX XXXX . XXXX - 标题，4 位一个汉字 0000 - 分隔符 YYYY YYYY .- 正文 (3) 报警(住户居家信息终端-中央监控系统) 03 00 01 03 - 功能 3(不需要更改) 00 - 分隔符(不需要更改) 01 - 报警信息 01 火警 02 煤气 03 紧急呼叫 (4) 请求 GPS 位置信息(中央监控系统-远程实时监护装置、车辆定位防盗报警装置) 04 04 - 功能 4(不需要更改) (5) 返回坐标(远程实时监护装置、车辆防盗报警装置中央监控系统) 05 00 XXXXXXXXXXXXXXXXYYYYYYYYYYYY YYYYYY 05 - 功能 5(不需要更改)00 - 分隔符 (不需要更改) XX(16 位) - 经度 YY(18 位) - 纬度 (6) 车辆被盗报警(远程实时监护装置、车辆防盗报警装置中央监控系统) 06 00 XXXXXXXXXXXXXXXXYYYYYYYYYYYY YYYYYY 06 - 功能 6(不需要更改)00 - 分隔符 (不需要更改) XX(16 位) - 经度摘要：本文章提出利用新的教学方法（解析教学法）改革程序设计类课程的教学，探讨了相关的教学模式和考核评价模式，最后给出了解析教学法在实践中的具体效果评价。 关键词本文来自：计算机毕业网 ：解析教学法；教学模式；考核评价；知识迁移 1 程序设计类课程的教学现状多数高等院校开设程序设计类课程的主要目的，除了计算机等级考试外，实用也是一个主要因素希望学生把所学程序设计技能应用在自己的专业领域中。但是当前程序设计类课程的“教”和“学”中，存在着以下问题，导致教学与实际需求脱节：(1) “知识发现”环节成为教学盲区 以“C 程序设计”课程教学为例，很多学生在学习求最大公约数的算法后，知道用辗转相除法可以较为有效地得到两个数的最大公约数，但是该算法反映的是什么思想方法、该问题的突破口在哪里学生并不知道，教材没有讲解，教师上课的时候也没有提到。这样大学四年下来，学生依然对这个问题一知半解。 这就是传统教学方式的问题所在：在传授知识的时候，将知识本身和发现知识的过程割裂开来，没有将知识和知识中蕴含的思想、思维和技巧同步传递给学生。忽略知识发现的过程、缺少对问题来龙去脉的讲解，将导致学生所学知识生硬，不能做到融会贯通，应用知识解决实际问题的能力较低，不能完成知识的迁移。而这恰恰是学生最需要教师进行指导的地方，也恰恰是体现教学真正意义所在的地方。这就是人们常说的：“授人以鱼，不如授人以渔” 。 (2) 学生被动接受知识，不能实现知识迁移 程序设计是需要灵感和创造性的课程，需要学生充分将学习和生活中得到的知识和经验迁移到课程学习当中。比如，在“C 程序设计”中，很多求解问题的基本算法只需利用简单的生活常识或小学、初中的知识就可以找到问题的突破口，但是学生往往不知道怎样入手，这和当前的教学方式有较大关系。再以“C+程序设计”为例，C+ 涉及的语法繁多而且复杂，单纯以知识点为主进行授课，学生往往感到头绪很多，无从下手，得到的知识较为生硬。在实际使用 C+完成专业上的课程设计时，感到动不了手。 可见，教师进行教学时，应注意从学生的思维特点出发，将知识融入实际问题中，从实际问题入手，引导学生发现知识，寻找求解办法，让学生在学习知识的同时，也掌握了知识中蕴含的方法和技巧，激励学生从被动听课转化为主动思考、主动探索，将已有的知识和经验迁移到程序设计中，同时也可以将程序设计中学到的良好思想和方法迁移到学习和生活中去，达到知识迁移，举一反三。 (3) 教学其他环节也存在一些问题 在教材方面，国内的教材注重知识点的整合和循序渐进的讲解，这是国内教材的优势，但不足之处在于它们仍然将知识和知识的发现过程割裂开来，缺少对问题来龙去脉的分析和知识发现的环节。国外的优秀著作对于问题的讲解较为清晰，但行文叙述和章节安排的方式更适合研讨和参考，却不容易走进课堂。能将国内外教材优点都结合起来的教材目前较少。 在考核评价方式方面，绝大多数学校以期末笔试和上机来考核学生的实际能力，其中笔试的比重非常高，往往占 70左右。这对考察学生解决问题的实际能力有一定的偏差。此外，对于学生当中平时不努力学习，期末临时抱佛脚的现象也不能有效遏制。 根据上述问题，这里提出用解析教学法改革程序设计类课程的教学。 2 解析教学法定义 解析教学法( 简称解析法)是指在教学活动中，尊重学生的思维模式和认知规律，将知识和知识发现结合起来，从实际问题出发，引导学生分析问题、找寻问题的求解思路，引出问题所涉及的知识点，然后围绕问题讲解知识点，最后解决问题，同时建立起求解同类问题的模型，能够举一反三，达到知识迁移的目的。解析教学法是融教育学、心理学、认知学为一体的综合性教学方法。 这里所提的解析教学法，并非数学意义上的解析法。数学中的解析法是指将一个问题用数字定量地表示为一个数学表达式。而这里的解析教学法是在教学过程中，从实际问题入手，剖析求解问题涉及的各种要素，并根据各要素之间的关系建立问题的求解模型。 解析教学法对于基础知识点多、教学难度大、学生感觉抽象的计算机程序设计教学非常适用。 3解析教学法在程序设计类课程的具体实施 根据解析教学法要解决的问题，本文将教学活动划分为两种模式：讲授模式和研究模式，并将解析法融入这两种模式中。3.1 讲授教学模式 这里以 C+中“类和对象 ”章节的教学为例讲述如何利用解析法组织讲授模式的课堂教学。这种模式以课堂讲授和教学互动为核心。 教师首先提出一个具体的问题：要求学生设计一个账户类，实现简单的存钱、取钱和查询功能。该问题利用学生非常熟悉的生活经验激发学生求解问题的热情，让学生在心理层面上成为教学活动的主体，教师只起引导作用，通过引导学生思考账户具有哪些静态和动态特征，从而引出对象的属性和行为、成员和方法等知识点。再根据知识点讲解对应语法，最后，根据讲授的语法，让学生独立完成账户类的设计，教师进行总结。最后进行举一反三，这是解析法非常重要的环节在完成新内容学习的基础上，要求学生独立完成思考题，设计一个时钟类。 可以看出，在这样的教学模式中， “教”和“学”的互动更紧密：教师抛出问题，引发学生积极思考问题。教师留给学生一定思考时间后，引导学生步入正确的思考方向。学生尝试从问题中剥离知识，教师在此基础上剖析问题，发现知识，修正学生建立的问题求解模型，最后总结知识点并举一反三。这样的教学模式更利于培养创造型人才。 图 1 讲授模式中教学互动过程 3.2 研究教学模式 结合解析法的研究模式具体表现为：将新知识融入多个典型问题中，让学生根据题目数量自愿组成几个小组，每个小组利用课余时间完成一个问题，然后在课堂上分组进行讨论，最后每组派一个代表阐述该小组解决问题的算法思想和实现代码，最后由教师对新知识点进行梳理和归纳，点评知识点在具体问题中体现出的思维方法和技巧。 这里以研究模式教学的实践经验为例说明研究模式的教学特色和效果。在“C 程序设计”二维数组章节的教学中，作者采用了研究模式教学。设置的研究题目中，有一个是打印杨辉三角形。对于同一个题目，该小组的成员提出了三种非常典型的求解办法，一种是利用新知识二维数组求解，一种是没用到新知识，仅仅利用循环和数学上的排列组合进行求解，一种是利用课堂远远没有讲到的递归进行求解。该小组提出的三种解法较好地体现了学生吸收新知识和利用已有知识发现新知识的能力，引起了其他同学较大的心理触动和全新的学习体验。教师抓住机会，在归纳环节以该小组为例引导同学积极探索，尽力完成知识迁移。 研究模式和讲授模式刚好相反，讲授模式是根据问题引出知识点和思维方法再举一反三，而研究模式则是先“举一反三” ，知识点的应用先给出，然后根据应用梳理和归纳知识，最后通过课后习题进一步加深课堂印象。研究模式教学的前提条件是学生必须预习新知识。研究模式较讲授模式对学生的自觉性要求更高，但更能提高学生自主学习能力和知识迁移能力。研究模式教学在学生略具一定基础之后实施效果更好。 3.3 考核评价方式 解析教学法的主要目标是提高学生独立解决问题和灵活驾驭知识的能力，因此考核的重点应放在平时。考虑到学生具体情况和现有教学条件，在实施过程中可采用较为有弹性的考核方式，包括以下几种：学生自荐创新课题答辩、平时成绩、期中课程设计、综合课程设计和期末笔试。其中创新课程成绩可占总评成绩的35100(免试)，平时成绩占 30。此外，对于期末考试题型，采用全代码方式考核，突出能力培养，避免学生死记硬背。 采用这样的考核评价模式，是为了保障学生学以致用，能独立地解决实际问题。 3.4 教材建设 在实践中，为了更好地实施解析教学法，课程组与清华大学出版社合作出版了一套“高等学校计算机基础课程解析法系列教材” ，包括解析 C 程序设计 、 解析 Java 程序设计 、 解析 C+面向对象程序设计 、 解析 Visual C+程序设计 、 解析 Visual Basic 程序设计等，根据需要还可以不断地充实。 4 教学效果调查分析 在解析教学法的具体实施过程中，根据解析法的具体实施情况课程组在学生中做了问卷调查，现将调查得到的相关统计列出到表 1 中。 表 1 解析教学法教学效果调查表 总的来讲，解析教学法将知识和知识发现过程结合起来，以学生的思维模式和认知规律为出发点进行教学，能帮助学生较为灵活地驾驭知识，实现知识迁移。 Applying Analytic Teaching to Programming-Language Teaching Reformation Abstract: The paper focuses on programming-language teaching reformation by analytic teaching and discusses the teaching pattern and evaluation methods, finally gives the dada on effect of carrying out analytic teaching. Keywords: analytic teaching, teaching pattern, evaluation methods, knowledge transferring 作者简介：冯潇(1980-)，女，四川人，讲师，硕士，研究方向：数据库与智能决策 联系方式：重庆市南岸区黄桷垭重庆邮电大学计算机科学与技术学院，410065 电话E-mail： 协同管理系统驱动企业低碳高效运转 近两年来,企业管理软件领域发生了一个实实在在的变化。这个变化就是企业管理软件的基础软件办公自动化系统 OA 被升级换代了。用市场的话来说,就是整个被洗了一遍牌。包括已安装系统的升级换代和新安装的系统,几乎统统被协同办公系统取代了。这虽然只发生在 OA 上,但对于整个企业管理软件市场却具有非同小可的象征性意义企业管理软件协同化的趋势已经形成。 企业管理软件协同化是指在企业管理软件系统中嵌入协同引擎,把企业管理软件系统架构在协同管理平台之上,或者是在企业管理软件系统中广泛地使用协同工具。这里讲的企业管理软件,实际上也涵盖包括政府机构在内的其他社会组织的管理软件。企业管理协同的主要驱动因素 根据我们对中国协同管理软件领先厂商用友致远的协同管理软件企业用户的分析,许多企业用户虽然是以办公自动化系统平台(OA)的名目选型采购了协同管理软件,或者干脆就说采购的是协同办公系统。 但是,用户们在应用部署上却表现出一些不同于 OA 系统的特点。首先,有的用户使用致远的协同管理平台去沟通其他业务信息系统,如 ERP、CRM 等,有人将这些已经成熟运转的系统称为信息孤岛。调研中,我们看到有用户将致远的协同管理系统与 SAP 软件整合使用。 其次,许多用户对协同管理系统特别看重的是它的流程调度管理机制,并且把它用于运营管理以提高企业的执行力和执行效率。 再有,我们发现许多用户建立起了人人、人事协同的概念,并正在通过人事人的协同机制来再设计其运营和管理流程。对于其他协同管理软件厂商的企业用户的了解,也证实和致远的用户有相同的情况。这说明管理软件协同化的背后,是企业用户对协同增效的不懈追求。 软件升级的主要驱动因素之一是技术进步。管理软件协同化趋势当然也离不开这个因素,近几年协同技术取得了长足的进步。但管理软件协同化的趋势则主要来自于企业组织对于协同的不懈追求。正是这种不懈的追求才使得协同办公系统刚一推出就受到了企业的欢迎,企业纷纷升级自己的 OA 到协同办公。这其中的原因,就是协同管理可以帮助组织实现一种低资源消耗高效率运转模式,也就是低碳高效运作模式。 企业或者其他社会组织的基本功能就是协作,有一群人协同运作一件事情或者一系列事务,这就是办公,广泛而通俗的叫法就是工作或者上班儿。区别于独自做事情的“办私” 、 “私作”,办公或工作的基本特点就是协作。协作自然需要具备一定的资源和必要的条件,同时还必须保证协作能够有效率并符合组织的目的。这就是企业或其他组织的运营和管理。协同正是这样的一种运营和管理工具,一种高效协作引擎,一种协作支撑平台。致远协同管理系统是建立在现代网络技术和组织行为协同理念之上,协同环境(技术平台和文化环境) 支撑、协同引擎驱动、协同工具应用的组织运转解决方案。借助这一高效运转方案致远为企业提供和实现一种持续增效、绿色环保、节约低碳型的运作模式。 从碳排放看企业组织运转模式 让我们以一个全新的角度来看组织(企业)的运转碳排放。运动、运转的事物必然消耗能量,就和碳排放有关。任何组织,任何企业,都需要运转,因此就牵涉到排放。我们下面就对企业组织的运转做一个考察,而考察的落脚点却放在协作或者称协同上。我们要证明的是企业或其他组织需要协同,因为协同是达到目的的方法和路径。为了协同,人们必须要消耗和付出成本,因此低效协同或者协同不了必然导致大的消耗,即大的“碳排放” 。 企业的运转和管理需要协作。而协作是一切社会活动以组织形式存在和运转的原因。如果都私自个人去干了,就不需要组织了。因此可以说企业(及其他社会组织) 存在的目的就是协作,也就是广义的办公。广义地讲,协作、办公是目前社会运转的基本模式和工具。在这种传统的运转模式中必然要求我们实现协作的前提条件,而实现这些条件必然会带来附加的成本和资源消耗,有时消耗还会很高,变得企业和社会不堪重负。这其中包括: 交通人的(移动) 运动,频繁不均衡的运动,造成能源消耗,交通拥堵 ,大量非有效的工时耗费。 聚集为了办公大家必须聚到一起,下了班大家都离开,空间利用不均衡,大的办公场地断续使用,维持场地运行造成空间、设备资源、能源消耗,时间交错成本,巨大的时间交错成本指为聚集而耗费的路途时间成本。 资源复置为存储、传播、沟通而进行的打印、复印、印刷,非均衡性应用的其他资源、能源备置。 错时运转由于要求一定的同时性而必需的备时运转。比如,开半个小时的会议而需要 N 多人提前花费 N 多个半小时甚至一小时的时间向同一个地点运动。 为上班花费在路上的时间居高不下已成世界性的社会问题,对此,我们每个人都有体会。可以说这是一种费时低效、高能源资源消耗、低协作效率的社会和组织运转模式。 协同管理系统驱动企业低碳高效运转 在企业中引入致远倡导的协同运营管理系统,实现企业高效协同绿色低碳的运转模式。致远协同工作系统,采用符合人类组织行为规律的二元工作流理念支撑的工作流和流程协同和管控技术,真正实现对社会系统(组成中有人参与其中)流程的有效管理 ,实现人、资源和任务的高度协同。 无纸化的办公平台,从白纸黑字,有据可查,到无纸留痕,有志为证。实现协作(运营和管理) 行为的空口无凭,到有志为证(自动高效的日志系统 )的规制化可管控时代的升级。只要有通讯就能办公 ,实现跨时空地域的无处不在的协作,员工可以无所在无所不在,成为实时而又无所羁绊行动自由的幸福员工。有效实现信息时代所建造的各种“信息孤岛”的沟通协作,使之协同运转。实现了跨时空,疏交通,高效协作、低耗运转。几千家企业级用户使用致远协同系统,将传统的协作和办公模式升级为绿色低碳、高效协同运转模式。这些企业的实践证明,新的协同管理系统可以帮助企业实现绿色低碳和谐高效的运转模式。 在使用了协同管理系统的企业用户中,有两个典型的情境很好地诠释了低碳高效运转模式是怎样实现的。 第一个情境是无碳信息流,这是通过无纸办公实现的。我们公知的一个事实是,自从上个世纪80 年代计算机和信息处理技术的发展提出了“无纸世界”的理念。实际上那一直是一个美丽的梦想。从那时起,人们拥有了精美的报表和打印技术,导致纸张消费逐年上升,人类距离“无纸世界”越来越远。我们知道,“无纸世界”并不是真的不再使用纸张,而是保护我们的森林,减少纸张的消耗。这件事情只有在今天才有可能实现,在致远协同管理系统的用户那里,纸张的使用大为减少,因为在协同管理的无纸化办公平台,实现了从白纸黑字,有据可查,到无纸留痕,有志为证。实现协作(运营和管理 )行为的空口无凭,到有志为证 (自动高效的日志系统)的规制化可管控。 第二个情境是员工的无所在而无所不在。在协同管理情境下,只要能上网,沟通互动、会议、审批、共享一切信息资源(文本、图像、视频、视觉、音频) 。在无线环境下,只要手机能打通,那么这个员工就可以处理一切业务信息,包括申请、批准、决定等运营和管理流程的执行。在这两种情境下,仅纸张的节约和交通的节约就直接地降低了碳排放,间接地通过时间的节约和效率的提高更可以换算为更大的碳减排。 协同管理不仅仅对于企业,对于政府机构及其他社会组织也是一样的道理,作为对社会运转、政府运作、企业运转的和谐协同工具,可以实现企业、政府机构和社会的持续增效、绿色环保、节约低碳型的运转模式。基于 FPGA 平台的计算机硬件实践教学探索 摘要:本文通过分析当前计算机科学与技术专业硬件实践教学存在的问题,提出了整合硬件实践教学平台的实践教学改革思路。结合硬件逻辑设计的发展趋势,引进硬件描述语言和可编程逻辑器件,基于 FPGA 平台进行了一系列计算机硬件实践教学的改革探索,并在实际教学中进行验证,结果证明该项改革充分利用了教学资源、有助于学生掌握先进技术、提高实践教学质量,最后提出了建立基于 FPGA 平台的硬件实践教学体系的进一步改革目标。 关键词:硬件实践教学;FPGA; 硬件描述语言 高等教育正在由知识型教育向能力培养为中心的教育进行转变,而专业能力的培养离不开实践教学活动。2006 年 6 月,教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会在高等学校计算机科学与技术本科专业发展战略研究报告暨专业规范(试行) 中提出了三个辅助建议 ,其中之一就是要“加强学生实践和动手能力的培养”1-2。 对于计算机科学与技术专业来说,它是一门技术学科,有科学的成分,但是工程技术的含义更多3。学生只有在掌握专业理论知识基础上 ,应用所学知识解决实际问题,才能更好地满足应用型人才所要求的系统能力的培养。因此需要加大教学活动中学生的实践环节和动手能力的培养。 1 计算机硬件实践教学现状 计算机硬件实践教学对于培养学生系统设计能力,特别是对于计算机工程方向的学生培养至关重要。但是由于受到硬件实验环境制约,改革成本高、难度大,在计算机科学与技术人才培养中一直以来处于发展滞后的位置。 在目前的教学中,计算机硬件实践教学主要存在以下几个方面的问题: (1) 实验技术和平台落后。部分高校还在使用传 统的搭积木式的设计方法进行教学,使用中小规模集成电路,在面包板上进行连线。这种实验技术和教学平台极大地限制了学生的设计创新能力的培养,大多只是进行部件验证型的实验,很难进行综合设计型实验。另外,对于大量的面包板连线会增大接触不良等故障的出现机率,从而增大了工作量、效率低下4。 (2) 各门课程实验平台独立,资源利用率低。目前,大多数学校一门课程一个平台 ,开设了多少门课就可能需要多少个平台,没有充分利用实验环境,为了一门课就需要学习一个新的平台,这门课结束这个平台也就不会再用,这样增大了学生负担,也造成了知识掌握不牢固、学艺不精的状况。 (3) 新技术利用缺乏连续性。随着电子设计自动化 (EDA, Electronic Design Automatic)技术的发展 ,越来越多的高校将该技术应用到计算机硬件实践教学中 ,进行了部分课程的改革,但是,从目前的情况来看,大多只针对某门课程进行改革4。学生通过一门课程往往只能掌握 EDA 技术的基本方法 ,没有进行深入学习 ,从而没有真正把这项技术变成自己的一项技能。 (4) 实验教学队伍建设跟不上。要进行硬件实践课程改革离不开教师队伍,而实验教师知识更新跟不上,不够重视实验教师的继续教育和培训问题也比较突出。 综上所述,要改变计算机硬件实践教学现状,就要加强实验教学队伍建设,引进新技术,整合实践教学资源,选择合适的平台,系统建设计算机硬件实践课程。 2 硬件描述语言与可编程逻辑器件 传统的硬件电路设计利用中小规模集成电路,以“搭积木”的形式进行设计,这样的设计方法不符合人们由抽象到具体的思维模式,并且设计出的电路不易修改。EDA 技术的应用改变了这种状况 ,它利用硬件描述语言从上层开始到下层逐步描述设计思想,用一系列不同层次的模块来描述复杂的硬件电路系统,并且以可编程逻辑器件为载体进行电路测试和运行。这种从抽象到具体的设计思路更符合人的思维模式,从而逐渐替代了“搭积木”的设计方法,成为当前硬件设计发展的主流5。 硬件描述语言发展至今已经有近 30 年历史 ,并且成功应用到硬件电路设计的建模、仿真、验证、综合等各个阶段6。到 20 世纪 80 年代已经出现了上百种硬件描述语言,分别针对不同的设计领域和层次,随着硬件描述语言向标准化的不断发展,VHDL 语言和 Verilog HDL 语言适应了发展要求,先后成为 IEEE 标准。Verilog HDL 语言相对于VHDL 语言来说,有更广泛的应用群体,设计资源也更加成熟,并且它是在 C 语言的基础上发展起来的硬件描述语言,非常易于掌握,更适合应用到硬件实践教学中。 可编程逻辑器件(PLD,Programmable Logic Device)是 20 世纪 70 年代发展起来的新型器件,它的应用简化了电路设计,提高了系统可靠性,降低了成本。现场可编程逻辑门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)是 PLD 的一种,由于它具有密度高、速度快、编程灵活和可重配置等诸多优点,已经成为 PLD 的主流产品。 随着 EDA 技术的广泛应用,美国、日本等硬件电路设计发达国家高校硬件实践教学普遍采用硬件描述语言进行电路设计,在计算机上进行仿真验证,并下载到可编程逻辑器件中进行测试的方法。要求学生熟悉 EDA 设计仿真工具的使用,掌握一门硬件描述语言,能够在可编程逻辑器件平台上进行电路设计、验证和测试4。 3 基于 FPGA 平台改革计算机硬件实践教学 3.1 充分利用资源,校企合作建立联合实验室 近年来,随着计算机技术的飞速发展,许多国内外大公司都开展了提高产品影响力的大学计划。通过大学计划,公司与高校合作,为高校提供教学所用硬件平台,帮助高校建立联合实验室,对相关教师进行技术培训,将业界最先进的技术最快地应用到教学中。2006 年 6 月,本校与 Altera 公司成立了“北京工业大学Altera EDA/SOPC 联合实验室” 。整个 EDA/SOPC 联合实验室拥有 80 套 Altera开发套件,并且在革新公司帮助下,在 Altera 原有开发板基础上扩展了外围模块,做成了适合教学使用的实验箱,如图 1 所示。经过这几年的努力探索,EDA/SOPC 综合实验平台在北京工业大学计算机硬件相关课程的实践教学中发挥了巨大作用,已经成为计算机专业本科教学以及研究生教学不可或缺的实践平台。 3.2 选好切入点,从硬件基础课程开始改革 数字逻辑课程是计算机科学与技术专业的专业基础课程,是学生系统学习计算机组成与系统结构的前提,我们最早在 FPGA 平台上对数字逻辑实验进行了改革。 我们学校数字逻辑实验是独立设课的实验课程,多年来一直不断探索改革的方法,也做了一些改动,逐步减少验证操作型实验项目,增加综合设计型实验项目,但是限于硬件平台和实验技术的限制,效果一直不是很明显,只是量的变化而没有质的改变。随着EDA/SOPC 联合实验室的建立,引进先进的 EDA 技术,使数字逻辑实验课程发生了根本变化,对于培养软硬件协调设计能力很有帮助。 在联合实验室现有资源基础上,我们开发新的实验技术,在 Quartus II 仿真设计软件环境下设计、综合、仿真逻辑电路,然后下载到Cyclone 系列 FPGA 器件上进行运行,通过实验箱外围输出模块观察电路现象5。在这种实验模式下,我们经过几年不断改进和完善,目前开出了七段译码显示电路、十进制计数器等基本逻辑功能模块实验,BCD 加法器、9 人表决电路、代码发生器、抢答器、彩灯发生器等逻辑电路设计实验,更主要的是开发了数字钟、交通灯控制器、乒乓球游戏机、自动售票机、密码锁等综合电路设计实验7。通过几届学生的教学过程 ,不断丰富综合实验项目,并且正式出版了实验指导教材。 电力配送线路的故障判断方法 关键词:配电网;故障定位 摘要: 要提高供电可靠性,首先必须有合理的配电网,即每一个电力用户至少有两个电源点给其供电,一旦一个电源点或传输线出现故障,此时通过控制可以由另一个电源点给其供电,从而减少停电时间,提高供电可靠性;其次就必须在配电网发生故障时,迅速确定故障区段,并将故障区段隔离、恢复非故障区的供电,从而减少停电面积。因此实施配电自动化的故障定位功能将可以减少停电时间、缩小停电面积,提高供电的可靠性。 一、电力配送线路的故障判断方法 实现故障定位和隔离是配电自动化的关键技术之一,也是目前国内外的研究热点。在配电网中,由于存在开关的误动和拒动,因此不能直接根据开关的动作来判断故障区段。实现配电网的故障定位主要有三种方式:一、基于重合器、分段器的故障定位 ;二、基于电话报修的故障定位;三、基于 FTU 的故障定位。 1.基于重合器、分段器的故障定位 利用重合器和分段器的动作特性,通过设置重合器和分段器的动作次数、时间来实现故障定位的方法称为基于重合器和分段器的故障定位。 重合器是一种自具控制及保护功能的开关设备,它能按预定的开断和重合顺序自动进行开断和重合操作,并在其后自动复位或闭锁。 分段器是一种与电源侧前级开关配合,在失压或无电流的情况下自动分闸的开关设备。当发生永久性故障时,分段器在