面向应用型人才培养的软件工程课程改革与实践.doc

面向应用型人才培养的软件工程课程改革与实践 面向应用型人才培养的软件工程课程改革与实践关键词:软件工程;应用型人才培养;任务驱动教学;开放式实验 摘要:应用型人才培养模式主要面向经济和社会发展需要,设置应用学科专业,突出实践教学,培养基础扎实、综合能力较强的专业应用人才。为了适应社会和市场经济发展的需要,计算机专业人才培养要注重拓宽计算机学科领域,改善计算机学科专业的教学和实践内容,完善计算机应用人才培养模式。 本文叙述了软件工程课程教学的改革和实践,通过科学合理地设定知识结构和教学方式,改善计算机专业应用型人才的培养。 1应用型计算机人才是社会和经济发展所需 提高高等教育质量,优化学科专业结构,推进高水平大学学科建设是高等教育的一项重要任务。为有效地解决我国高等教育在发展过程中存在着的问题,还需要采用努力改革教学管理体制、完善教学管理制度、不断提升学生素质1、建设良好的学风、加强师资队伍建设、构建科学的评价体系和机制等一系列措施和手段,以保证在高等教育快速发展的时期提高教育教学质量,保持高等教育的可持续发展。 应用型人才是能将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的一种专门的人才类型,它与知识型、研发型、技能型人才之间既有联系又有显著的区别。联系在于应用型人才也同样具有必要的专业知识和专业技能,区别在于它既不需要知识型(学科型)人才那么丰富系统的专业知识和扎实的理论基础,也不需要技能型(技艺型)人才的那种熟练的实际操作技艺,更不需要研发型(创新型)人才的那种研发能力和创新品质2。应用型人才培养既是我国新型工业化和现代化发展的需要,也是我国高等教育迎接新挑战的必然选择。应用型人才的培养不同于学术型/理论型人才的培养,应用型人才培养模式的构建,必须贯彻能力本位原则和多样性原则,针对不同专业特点和培养要求,构建如模块化教学、项目教学等多样化的人才培养模式。 为了更好地培养计算机相关的应用型人才,与计算机相关的软件工程课程的改革值得探讨。近年来,我们从用人单位等多方作了相应的调查,开展了相关的课程改革与实践活动。 2企业需要应用型计算机人才 目前社会对计算机学科专业的学生的普遍反映就是,学生的实践动手能力差,专业课程的科目和内容难以与IT发展同步,学生没有特色。结果毕业生工作不好找,企业聘请不到合适的计算机人才。 IT企业要求员工掌握符合国际标准的软件工程规范和技术规范,熟练运用外语,具有良好的团队协作能力,能够参与国际软件开发竞争。企业希望通过现有的各种项目,锻炼和培养一批能承接国际软件项目的队伍;通过公司内部技术等级的认定制度,健全激励体制和评价体制;设立程序员PG、软件工程师SE、项目组长PL、项目经理PM的各技术等级,明确认定条件和评定制度,并确立进入和退出机制。 本科毕业生到了企业后,公司人力资源培训部需要进行新员工培训。除了进行商务礼仪、商务道德、商务的行为规范等教育以外,还要进行软件工程规范教育,并在项目中明确组织中的成员关系,搞好传、帮、带;举行专题讲座和员工研修制度,给员工提供再学习的条件;同时对PM、PL、SE进行教育,使其在管理能力、与顾客相处能力、营销能力、提方案能力、交流能力、执行贯彻力等方面不断提高;公司会选择一些典型成功项目,进行经验交流和技术交流,以达到管理上、技术上等方面的信息交换。 大学和企业联合,让高校能够更多地关注企业对计算机专业学生的要求,而且不断在教学和实践中加强专业以及各种素质的教育,就可以缩短大学与企业的距离。选择符合企业发展的战略合作伙伴,建立人才资源共享链,企业也可以选择较优秀且成本较低的合格人才,在员工录用上做到采用适合企业的人。 3采用新型有效的教学方式 为了改变传统的教学模式,我们已经尝试采用任务驱动、案例式、交互式和情景式等多种教学方法,以提高课堂教学效果。我们在软件工程课程的教学中,积极采用了任务驱动的教学方法。任务驱动教学法,将课程学习内容划分为多个特定的任务,每个任务包含特定的知识点,只要完成了课程中设定的任务,就可以掌握课程学习的内容。这种通过设定任务,并且在实践环节中完成设定的任务的教学法使学生的学习目的更加明确,从而激发出学生学习的积极性和创新意识。我们三年来的软件工程课程实践表明,改善课程教学的方法,可以明显提高课程的教学效果。 对于软件工程课程内容,需要学生具备的开发基础包括基本的开发理论、开发语言、软件相关的知识,数据库知识,SQL、Oracle数据库等。例如,与我们具有合作协议的某IT公司,毕业生进入公司时,还需要完成表1所列出内容的强化培训。 任务驱动教学法的基本过程为:提出任务、分析任务、学生操作、交流讨论、巩固创新、总结等。例如,软件工程课程的实验设定了一个综合性的设计型实验,我们有意识地对照企业的要求,以小组为单位的协作和探究性的软件项目开发实践,采用面向对象的方法来分析和建模,采用C+或者Java语言编程实现给定的设计任务。不同开发小组可以选相同的设计课题也可以是不同的设计课题。我们设计了“美味饮料公司新一代质量管理系统”(2004年),“图书馆管理系统”(2005年),“银行储蓄系统”(2008年)等。 在教师的指导下,小组既有分工到个人成员的任务,也有集体作业。图1、图2分别是本科生在任务驱动教学方式下的案例设计结果,通过协同工作,进行应用软件系统的需求分析,总体和详细设计,代码编程实现,测试方案以及测试用例设定,提交验收等,学生在开发过程中体验到不同阶段所承担的不同角色和需要完成的任务。 课程设计与理论教学内容紧密配合,同步进行。对应于软件工程中的各个过程,提交各阶段的开发文档(需求规格说明书、总体设计和详细设计说明书、源程序、测试说明书和测试结果、系统使用说明书等)及完成的软件。每个后续阶段是以前一阶段的开发结果为前提,只有前一阶段工作的结果通过评审合格后,后一阶段的工作才能顺利进行。这一过程使学生真正理解到软件开发中文档的作用。 新型的教学方式加快了学生对抽象理论方法的理解和掌握,同时改变了传统的课程考核方式,更加注重考察学生的综合能力素质。软件工程课程,除了理论学习,还要强调目标管理、时间管理、合作意识、团队意识、工作意识、品质意识、纳期意识等方面的重要性。 4利用校内开放式实验平台和校外实习基地,充实实践教学环节 武汉科技大学已有湖北省省级计算机实验教学示范中心,已建设成计算机科学与技术专业的湖北省品牌专业,已建立了两个大学生科技创新基地。软件工程课程实质上具有综合已学课程的特点,计算机语言课程、操作系统、数据库、计算机网络等都可以在软件工程的实践中得以使用。 (1) 利用校内开放式实验平台,加强软件工程的实践。 我们建立了开放式实验保障体系,确保开放式实验机制的持续有效运行。要求教学达到计划课时内的实验要掌握基本技能,开放式实验强化充实基础,综合设计实验提高能力的目标。我们通过建立开放式实验条件下的实验教学体系支持平台,整合计算机专业相关的教学科研资源,提供空间和时间上的灵活性,引导学生自主实验和学习,以满足不同层次学生的需求。 加强和巩固学生所学的知识,实验教学对所学内容和相关能力的提高起着十分关键的作用。传统实验教学模式主要是:在规定的时间、规定的地点,按照规定的进程,所有学生统一完成规定的实验实践内容。我们采用的任务驱动教学方法中,更多的实践内容需要以小组为单位在课外完成。这样可以结合学生在理论基础、能力素质、个人兴趣等方面,推进学生自主学习的动力、有利于各小组技能水平的不同的表现,有利于不同层次学生实践创新能力和专业素质的全面提高。   构建“做中学”战略下的CDIO课程体系模式摘要：本文借鉴基于工作过程的课程开发理念与CDIO工程教育模式，提出了以软硬技能为培养目标，基于工作过程开发课程，以项目为主线组织课程，构建模块化组合、学段制安排、项目化实施的课程体系，并通过项目制教学、教学工厂建设、小组合作等方式进行具体的实践，以利于培养高素质的、具有可持续发展潜力的技能型创新人才。 关键词：软技能；做中学；CDIO；课程体系 经济全球化和科技的快速发展，使现代企业对高技能人才的需求不断增加，也对高等职业技术教育的人才培养模式提出了新的要求，用什么样的课程服务于学生以促进学生能力的提升，也成为高职课程建设的热点问题。为此，山东商业职业技术学院参照外资企业对高技能人才的界定，积极借鉴国际先进职教理念，不断实践，形成了做中学战略下的CDIO课程体系，为外资企业培养了大批高技能人才。根据对山东省服务外包企业的调查，现代企业不但重视企业人员的专业知识与操作技能等“硬技能”，而且更为重视企业人员的行为习惯、学习能力、团队合作能力、实践能力、创新能力和组织能力等“软技能”，这些技能决定了企业人员的发展潜力，制约着企业项目化生产的生产效率，影响企业文化的发展水平。因此，在高职教学中运用CDIO工程教育模式，切实加强“软技能”的训练，将有助于为现代企业培养高素质技能型人才。 1CDIO工程教育模式 CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，是“做中学”和“基于项目教育和学习”(Proiect based education and learning)的集中概括和抽象表达。它以工程项目(包括产品、生产流程和系统)从研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。是一种先进的教育理念，代表了国际工程教育的发展方向。它回答了现代工程师究竟需要具备哪些知识、能力和素质；工程教育又应当如何使学生具备这些知识、能力和素质。它提出了一个愿景，给出一个完整的能力培养大纲和实现CDIO模式的五个指引，以及判断是否是CDIO模式的12条标准。它是一个开放的模式，各个学校的各个专业在该模式下，结合自身的办学思想和办学特色以及专业特色，可以采取多种多样的实现方式。 2构建CDIO课程体系 山东商业职业技术学院积极借鉴基于工作过程的课程理论与CDIO工程教育模式，以软硬技能兼顾的素质结构为培养目标：在课程开发时，运用工作过程系统化课程理论进行学习领域的课程设计；在课程组织上，以学生的认知规律与职业成长规律进行课程的排序，更为主要的是以CDIO项目为课程体系的主线，实施模块化组合、学段制安排、项目化实施的课程体系，着力运用“项目是课程的运用”理念，使学生软硬技能均得到全面发展。 2.1“系统化”课程 在课程开发上，基于学院良好的校企合作机制，各专业均以某一企业为合作对象，共同开发基于工作过程的学习领域课程。学习领域课程开发过程是：通过企业调研、工作任务分析会，根据专业对应工作岗位及岗位群实施典型工作任务分析一根据能力复杂程度整合典型工作任务形成行动领域一根据认知及职业成长规律重构行动领域，转换为若干学习领域课程。 学习领域课程建立在职业行动基础上，是工作过程系统化的现代职业教育课程的典型代表，是跨学科的、经过系统化教学处理的职业行动领域，因而其名称与典型工作任务名称一致。通过一个学习领域的学习，就可完成一个典型的综合性任务。同时，学习领域的课程设计，主要是通过解构原来学科化的专业课程和部分专业技术基础课程，再基于工作过程来重构学习情境。学习领域课程的任务不仅培养完成工作任务的专业能力，更是通过教学设计实现方法能力和社会能力的培养。通过若干个相互关联的学习领域的学习，学生就可获得职业岗位的就业能力。 2.2“项目制”主线 针对高职学生形象思维为主的特点，我院在构建课程时充分汲取了CDIO的“做中学”的教学理念，注重让学生参与项目的全生命周期的运行，从项目的构思、设计、制作、运行四个环节中，主动获取知识，注重知识与能力的关联，突出学生硬技能与软技能的培养。为此，我院以CDIO项目为课程体系的主线，设置一级项目(毕业项目)、二级项目(学期项目)、三级项目(课程项目)。在课程中以系统化的三级项目为载体承载知识、技能和素养的训练；在学期中，以二级项目(学期项目)为中心，联系一个模块的课程的学习，通过项目的“设计一制作”，巩固、运用知识与技能：以三级项目(毕业项目)为综合训练，使学生的硬技能与软技能得到进一步的提升。 2.3“模块化”课程 在课程组织中，为了便于实施学期项目，实施以学期项目为中心的课程模块。一个课程模块，是针对某一任务领域的学习领域课程与职业素质课和选修课的组合，更是针对学期项目的“拼盘”课程，以“项目是课程的运用”原则为学期项目的运行而设计的。学生学完一个模块后，能从事某一领域的工作，也就能顺利进行学期项目的CDIO运作。 2.4“学段制”实施 为了便于学期项目的实施，以学段作为教学组织单位。每个学段为78周，每个学期有2个学段，并在各学段结束后安排1周进行学期项目的设计与制作，其中第1个项目周注重项目的构思与设计，第2个项目周注重项目的实施与运行。这样，学生在学完课程后，通过项目的“设计一制作”，使学生综合运用所学知识，培养学生知识与能力的关联能力。 2.5“情境化”教学 在教学情境的呈现时，注重学习过程与工作过程相结合，营造真实的生产性实训条件，让学生在每个典型载体的操作时，按照完整工作过程进行训练，通过系统化项目的反复训练，逐步提高学生的专业能力：同时，教学情境的实施采用行动导向的六步骤教学法，运用项目教学、小组合作、项目汇报、资源开发和工程环境建设等手段加强软技能的训练，有利于培养高素质、具有可持续发展潜力的技能型创新人才。 3CDIO课程体系的实施 3.1推行项目教学法，确保工学结合模式的施行 CDIO教育模式要求学生基于工程项目的全生命周期进行学习与实践：高职教学应以项目为逻辑主线组织教学内容，以项目为知识学习、技能训练和素质养成的载体。为此，我院利用优越的校企合作优势，与企业合作开发课程，采用企业中真实工作项目为学习载体，并且按照学生的认知规律与职业成长规律进行序列化，项目安排由简单到综合，由低级到高级。在项目的教学中，注重以项目为中心构建真实的学习情境；以项目引入教学，激发学生学习的兴趣；以项目为中心开展“做中学、做中教”，实施先会后懂的教学逻辑，注重培养学生的工作过程性知识；以项目的行动过程开展教学，通过“构思、设计、实现、运 作”四个环节，掌握项目生产的方法与能力；以项目的运行过程为评价的重要依据，注重学生能力的评价。 3.2创建教学工厂实训基地，营造真实的教学情境 CDIO教育体系旨在培养工程技术人员素质，因此应将项目的“设计一制作”全过程置于真实的生产环境之中，注重职业行为的反复训练。为此，我院注重教学工厂型实训基地的建设，将职业要素融入实训室中，依托真实的生产环境实现教学与实训、学习与工作、理论与实践的有机结合。在学院内部引进符合专业发展方向的企业，营造教学工厂，让学生在等同生产环境的教学环境下“真枪真刀”地学习和实训。“教学工厂”是我院实施教学环境等同生产环境的策略，我们通过企业的引进、设备的投入、营造了产学一体化的教学工厂环境，教学工厂既是教室又是生产的车间，真正做到“车间和实验室合一”。 3.3开展项目汇报活动，培养学生的表达能力 CDIO工程教育模式以工程项目为中心、注重学生的学习能力与实践能力培养，因而必须以学生为主体，教师为主导。在项目的实施中，可以在项目构思、设计后让各小组代表进行项目设计汇报，让全体学生进行评价，评价合格的学生进入后续操作，评价不合格的项目则需要重新构思与设计，直至全体学生通过为止；在项目实现、运作后可以进行项目总结交流，实现经验分享，并拓展学生的知识。这样，不但提高学生的项目开发能力，更为重要的是培养了学生的语言表达等沟通协调能力。 3.4采用小组合作方式，提高学生的团队合作能力 CDIO教育模式采取以项目为中心、学生为主体的“做中学”教学模式，必然导致学习组织形式的变化。由于一个项目具有一定的综合性、系统性和专业的复合性，往往需要不同技能、不同知识领域、不同能力的多名学生组成团队，才能实施项目的全生命周期教学。因此，CDIO教育模式必然要求采用小组合作教学模式，一个小组合通常由46个学生组成。每个项目之初，由学生自由组合，确定组长，明确分工，从而让学生学会分工、学会计划、学会协调、学会沟通，提高学生的组织能力、团队合作能力。项目运作之中，项目小组成员之间要相互支持、共同讨论，学会检查，学会管理计划与时间，学会探索学习知识，从而培养学生的实践能力与学习能力。同时，促使学生体验团队协作的意义，若实训受挫则启发学生分析失败原因，以强化对相关知识的理解和运用。项目完成后，学生要学会评估，相互检查，并将获得的经验与大家分享，从而进一步提高与巩固学生的沟通能力与团队合作能力，并拓展工程科学知识。在项目总结中，强调项目报告的规范，不仅训练文字表述能力，而且培养系统思考和知识发现的能力。 3.5重视教学资源建设，培养学生的自主学习能力 为了使学生在CDIOI程教育模式中发挥主体作用，应该培养学生的自主学习能力，从而使学生掌握项目生产的方法与能力，不断适应变化的项目。因此，在项目学习中，应该充分实 摘要：本文提出了将“C程序设计”教学分成引导入门、实践提高、实际应用三个阶段进行，每个阶段均有不同的学习任务和内容，并根据不同阶段的特点选用不同的教学方法。分段教学能使学生在具备扎实的基础知识的同时，又具备解决实际问题的能力。关键词本文来自：计算机毕业网 ：建构主义；分段教学；“C程序设计”教学信息社会对计算机专业的学生提出了更高的要求：不仅要会使用编程工具，而且要能应用编程工具解决实际问题。然而，传统的程序设计教学方法过多地关注语言细节而缺乏对学生程序设计方法和能力的训练，并在一个人为简化了的教学环境下传授知识，不利于知识迁移，因此出现了学生学完了程序设计课程却不会编程的现象。如何使学生具备扎实的基础知识，同时又具备解决实际问题能力，是目前亟待解决的问题。建构主义因其倡导的有意义学习，被越来越多的教师用于指导程序设计课程的教学，并塑造了一些教学运作的新方式1。但建构主义理论本身还在不断完善和发展中，建构主义在程序设计教学实践中的应用还有待进一步的探讨。1建构主义教学观实际教学中倾向于选择建构主义教学观还是传统教学观，应该根据学生的认知规律与教学内容特点而定。传统教学观与建构主义教学观处于一个系统的两个极端2。传统教学观不太强调学习者内在的条件，认为外在知识的内容和结构能完全复制到学生的头脑中，为了减少学习者的混乱而简化了真理；建构主义则处于另一个极端，强调学习者，认为学习是对学习者已有概念重新调整的过程，强调提供丰富多彩的学习环境以利于技能的迁移。以教师为中心的传统教学观忽视了学习者对知识的主动建构，忽视了发展学习者的高阶思维能力。尽管传统教学观遭到批判，但它依然是广大教师使用最广泛的教学模式之一，有其存在的价值。传统的讲授法是一种高效的形式和方法，有利于基础知识和基本技能的系统传授，并能最大限度地发挥教师的主控作用，教学操作性强，适合学习者初级阶段的发展水平。建构主义教学观越来越受到普遍的关注。建构主义在知识观、学习观、教学观、师生关系观和信息技术应用观等方面提出了与传统教学观不同的观点，有利于促进学习者高阶学习和高阶能力。它与当前我国教育理念改革和教育信息化的发展方向是一致的。对于初学程序设计的大学一年级新生，因为没有建立有效的计算机模型，适于在较为简单的、限制的环境中，循序渐进地建立关于程序设计的基本概念。此阶段主要采用传统教学方法，帮助初学者较快地建立有效的计算机模型。当学生不再对计算机感到困惑时，应该由传统教学方法逐步过渡到建构主义教学方法，所呈现的教学情景越来越接近真实问题的环境，从而使学生分析问题、用编程工具解决问题的能力得到越来越多的训练。根据“C程序设计”教学内容的特点及学生认知能力的发展过程，教学可分3个阶段，分别选用不同的教学方法进行(见表1)。2分阶段选用不同的教学方法2.1引导入门阶段对于刚接触程序设计的初学者来说，本阶段的任务是快速建立有效的计算机模型，掌握程序的基本构成及常用算法模式，掌握用计算机检验所学知识的方法，为后继阶段的学习作积累。主要学习的内容包括：程序基本构成，控制结构，简单函数。上机实践内容主要是学习使用编程环境，验证和熟悉语法，熟悉常用算法模式，会用计算机来验证语言知识，分析程序的执行。教学一开始就应将课程的整体框架引入，让学生有个整体的概念和学习目标。“概念图”、“思维导图”之类的图形化工具有助于概念知识的表达，可以用于整体框架的引入，也可用于评价学生的学习。课堂教学中，主要学习程序的阅读与分析。通过已编好的难度合适的程序将枯燥的数据类型、运算符等基本概念引入课堂，通过问题的解决来研究语法的结构、功能和使用效果；研究各部分代码的来龙去脉，形成完整的程序结构；研究常见算法模式与编程技巧。同时也使学生了解程序设计风格、技术规范、软件适用性、程序效率等。问题解决过程中应尽量结合学生原有的学习与生活经验，有利于新知识的同化。课后，对于常见算法模式，如交换两个数，查找，求累加和，数组的基本操作等，要求学生熟记并模仿。通过测试、上机及课后作业等手段，教师利用负反馈及时发现学生的问题，使教师的教与学生的学同步。并要求学生经常小结上机调试经验。2.2实践提高阶段通过引导入门阶段的学习，学生已经建立了基本的计算机求解模型，了解了程序的基本构成、程序设计的基本策略与常用算法模式，基本会使用编程工具。此时需要在已有基础上学习高阶的问题分析、程序设计方法，提高解决问题的能力，完成实际技能的提升。主要学习的内容包括：常见算法，函数，结构，文件。上机实践内容主要是设计较简单程序，学会用计算机来测试程序正确与否。课堂教学中，主要学习问题的分析与解决。对于高阶思维的学习适于选用建构主义教学方法。教师需要对课程的知识点有整体的把握，有所选择地把主要知识点合理地组织到有趣的实际任务中，并考虑到新旧知识的联系，以推动学习的进行。教学中包括以下要素：(1) 情景：通过呈现有趣的、接近实际的任务情境，激起学生解决任务的兴趣。多媒体及演示动画的应用有助于学生对任务的理解，使情景更逼真。(2) 协作：24人一个小组。教师提出任务后，小组内通过交流确定学习目标：明确要实现的功能和功能的划分。在选择数据结构与实现方法时，学生可以分工合作，借助教材、参考书、系统帮助等工具获取算法思路、库函数使用方法等知识。对于较复杂算法的实现，学生可以分工完成。(3) 会话：通过会话促进知识的建构，包括师生会话和生生会话。师生会话：教师引导学生自顶向下地逐步分析出解题思路，并注意启发性，鼓励学生提出不同的想法。利用结构化的算法描述工具，如PAD图，NS图，可以清晰地呈现解题思路。生生会话：选择可用的概念，讨论解决的方法，调整概念结构。学生与学生由于拥有更加接近的知识和生活经验，更容易沟通和相互促进。(4) 意义建构：通过知识建构环境中学习目标、学习者原有概念、学习经验等众多复杂因素的相互作用，学习者形成自己独有的解决任务的思路、技巧和方法，即意义建构。2.3实际应用阶段当课程主要内容学完后，应为学生提供一个综合性的、更真实的大任务，要求学生遵从软件工程过程，合作完成任务。任务应有一定的复杂度，使得学生必须协作完成。课堂上主要解决一些普遍存在的问题，学生必须利用课外时间才能按时完成任务，可以借助图书馆、Internet获得必要的帮助。任务完成后，通过展示与评价学生作品来评价任务完成情况，通过提交书面报告实现对任务实现过程的总结。3建构主义教学实践中应注意的问题建构主义教学条件要求较高，需要丰富的教学资源，并要求改变教师和学生的观点。要引起教学实质的变革，必须全面地理解建构主义各原则之间的联系2。由于多数教师对建构主义的认识是逐步加深的，建构主义对教学实践的指导也是逐步进行的，如此可能只是引起了一些表面的变化，甚至使情况变得更糟。笔者一接触到任务驱动教学法就被这种方法吸引了，并开始在教学中实践。由于对建构主义原则理解不深，加上学生未能主动参与知识建构，教师还未实现从传授知识向意义建构促进的转变，而且难度合适组织方法相近的可用教材较少，学生反映起点高，难度大。同时也反映，若课前做过预习，则效率很高。后继课程的教师则反映学生的程序设计能力有所提高。由于上述原因，教学实践未达到预期效果，但学生和其他教师的反馈也说明：建构主义所倡导的教学原则对程序设计思路和方法的学习确实有帮助。另外，建构主义教学方法实施中比较困难的是：从传统的线性知识组织形式向任务式组织形式的转变，此时需要从全局上把握学科知识并有所选择。在课堂教学中，应注意把握好教学节奏，给学生足够的时间协作和会话，从而完成意义的建构。此时，教师要注意结合实际课堂给予学生动态的引导。4结束语在思考程序设计课程教学中的问题时，很自然地被引向了建构主义。建构主义教学方法处于传统教学方法的另一个极端，在教学实践中，应根据学习内容与学生的认知类型分阶段选用不同的教学方法，以便在有限的教学时数内促进学生完成程序设计的高阶学习任务。 参考文献1 余胜泉. 基于建构主义的教学设计模式J. 电化教育研究，2000，(12)：7-13.2 Tony Greeing主编，麦中凡译. 21世纪计算机科学教育M. 高等教育出版社，2001：55-94.3 张长海. 以程序设计为主线讲授“高级语言程序设计”课J. 计算机教育，2005，(5)：9-12.4 高顺富. “C语言课程设计”教学的思考与实践J. 电气电子教学学报，2002，(1)：103-105.通信地址：云南 昆明 云南师范大学 计算机科学与信息技术学院 650092电话项目受“2005年云南师范大学精品课程建设”资助。 三维动画技术是20世纪创立和发展起来的一种艺术形式，它让艺术家展现了运动中的三维世界。随着当今科技的飞速发展，三维动画技术也在不断的发展，Maya软件是一个三维动画系统，它允许艺术家扮演导演、演员、场景设计和电影摄影师等多个角色，它迎合了很大范围的数字内容制作者的需求，但它的技术含量很高，所涉及的知识范围也很广，要想完成一个完美的动画作品，不仅需要有艺术的思维同时也需要理性的思维。现在很多高校都开设的Maya的相关课程，但大多数的教学都从艺术设计的角度来进行三维设计的教学，本文主要从技术实践的角度来分析理性思维在三维动画设计中指导意义，探讨如何将相关的数理知识融入到三维动画软件的教学中，从而培养学生的理性思维和创造能力。1 Maya软件的技术特点：Maya软件集成了Alias/Wavefront最先进的动画及数字效果技术。它不仅包括一般三维和视觉效果制作的功能，而且还与最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合。Maya可在Windows NT与SGIIRIX操作系统上运行。在目前市场上用来进行数字和三维制作的工具中，Maya是首选解决方案。它的技术特征是分模块：如建模、一般动画、角色动画、动力学、渲染、运动匹配、集成性与输入输出，等等。Maya的基本结构是基于节点，Maya中的节点是最小的单位。每个节点都是一个属性组。节点可以输入，输出，保存属性，改变任意一个节点就可以改变角色的结构等(图一)，如在使用Maya进行三维制作时，所有操作都以各种几何形状，各种色彩的形式出现在品目上，但这些都不是真实存在的，而是由计算机虚拟出来的东西。在这些虚拟物品的背后起支持作用的是数学计算。在操作的过程中，软件系统将用户输入的指令，通过一系列计算转换成屏幕上可视的内容，但并不是所有的计算过程都是同时完成的。整个计算过程会分成一些小的单元，这些单元相互关联又相互独立，每个单元会完成一些计算步骤，形成一个相对独立的任务，然后将计算结果交给下一个计算单元进行进一步处理。节点就是这种计算单元。节点有输入属性和输出属性，能完成相对独立的计算功能。这一切的计算过程都是基于与数理相关的理性思维的。2理性思维在三维动画技术中具有指导意义和教学意义众所周知，动画技术是与时间有关的，角色可以通过艺术的手段设计出来。如何使设计的角色活起来，动画制作者应对时限(timing)的把握有很好的理解，这种技术的把握应具有数理方面的理性思维来完成。图二为人运动的实例图，它反映了三维动画技术不仅需要艺术设计的知识、计算机技术知识，更需要精确的演绎思维即理性思维，在发展理性思维的基础上，发扬感性思维。因此，在三维技术的教学中，有效地培养学生的理性思维是完成教学的一个重要环节。3 如何培养学生的理性思维在三维艺术教学中，我们经常提到的思维一般包括分析、归纳、记忆、判断与想象等要素。从表象上看，三维创作带有直观的感性特征，但内在的意义则积淀了大量的理性要素。严谨的理性是三维设计的基础，现在艺术院校中，往往忽视理性的思考。例如我们的世界里时时刻刻离不开数学和物理这两门基础科学，在Maya中也充分体现了对这两种科学的运用。我们在三维制作中，很多动画都需要进行理性分析，才能做出符合现实状态的逼真动画。例如图三的齿轮运动，我们必须在分析齿轮系统的基础上，运用齿轮原理及相关的数学表达式，才能制作出一个合理的齿轮的运动动画。因而，教学中，如何启发和引导学生运用理性的方式来思考和设计动画，便成为我们在三维技术的教学中的首要任务。这里我结合齿轮转动的教学实例来探讨将数理知识融入到三维动画的教学中，首先，通过分析齿轮原理，会发现在同一个传动系统里无论齿轮多大，具体到一个单独的齿牙和齿口的尺寸是相等的，在齿轮运动时可以得出大小齿轮转动经过的弧长是相等的，根据弧长公式得出大小齿轮转动的角度之比就是他们的半径之比。该公式是Maya软件的编程的理论依据。旋转角度/360度旋转的弧长圆的周长其次，根据弧长公式得出大小齿轮转动的角度之比就是他们的半径之比。最后，根据上面的公式我们就可以在Maya的脚本编辑器中输入以下表达式就可以实现模拟现实中齿轮转动的效果。Gear_23_01.rotateZ=-Gear 37 01.rotateZ/(7.309444/11.772555)；从上面的例子我们可以看出，整个教学过程先从齿轮转动的物理特性入手，目的是训练学生的理性分析、归纳、判断能力，从而进一步完成三维软件的动画编程，而实现这一动画的过程结构是基于节点网络的，是建立在精确的理性计算基础上的。这样动画设计可以通过文件公式进行传递，也就是说教学中训练学生的理性思维，可以帮助学生在动画设计过程中研究物体的客观运动规律，通过现有的条件，根据现有的理论方法求解，寻求合适的方法来完成设计。当然，在设计过程中也要使用一些感性方法，而这些感性思维也是建立在现有理性思维成果基础上的。像前面讲的齿轮运动和人运动都是依据客观规律的，而不是想当然设计的，否则制作出的动画作品就不符合现实了。空间中两点之间的距离的公式就是著名的毕达哥拉斯定理。L2(X2-X1)2+(Y2-Y1)2+(Z2-Z1)2这样的复杂公式在Maya中是通过节点网络连接实现的。图四为节点网络图图五为Maya利用加减节点求两个三维点对应的X、Y、Z的坐标之差。图六为软件用乘除节点求平方图七为软件利用加减节点求和图八为软件利用乘除节点开平方4 结语在科技文明高速发展的现代社会，学科渗透、文理交叉已是大势所趋，理性思维在三维动画设计是具有指导意义，而在动画教学课程中运用实践式的项目教学方式可以有效的训练学生的创新思维能力。 云计算时代的安全风险与解决方法摘要:云计算是分布式计算技术的一种,通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。本文简要探讨在云计算时代存在的信息安全问题及解决这些问题的方法。 关键词:云计算;安全风险 Security Risks&Solutions in Cloud Computing Era Chen Xin (Jiangsu Highway Management Centre,Nanjing211300,China) Abstract:Cloud computing is a distributed computing technology, network computing will be a huge program automatically split into numerous small subroutine,and then handed over to multiple servers through an extensive system search,calculation and analysis after the treatment results back to the user.In this paper,Security Risks&Solutions in Cloud Computing Era was Investigated. Keywords:Cloud computing;Security risk 一、云计算的定义与现状 云计算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展实现。目前云计算的产业分三层:云软件、云平台、云设备。上层分级:云软件提供各式各样的软件服务。参与者:世界各地的软件开发者;中层分级:云平台程序开发平台与操作系统平台。参与者:Google、微软、苹果;下层分级:云设备集成基础设备。参与者:IBM、戴尔、惠普、亚马逊。 二、云计算的重要特点 (一)超大规模。“云计算管理系统”具有相当的规模,Google的云计算已经拥有100多万台服务器,Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。 (二)虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”,而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行,但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。 (三)高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机可靠。 (四)通用性。云计算不针对特定的应用,在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用,同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。 (五)高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要。 (六)廉价。由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云,因此用户可以充分享受“云”的低成本优势。 三、云计算存在的信息安全 作为一项可以大幅降低成本的新兴技术,云计算已受到众多企业的追捧。然而,云计算所带来的安全问题也应该引起我们足够的重视。 云计算使公司可以把计算处理工作的一部分外包出去,公司可以通过互联网来访问计算基础设施。但同时,数据却是一个公司最重要的财富,云计算中的数据对于数据所有者以外的其他用户云计算用户是保密的,但是对于提供云计算的商业机构而言确实毫无秘密可言。随着基于云计算的服务日益发展,云计算服务存在由多家服务商共同承担的现象。这样一来,公司的机密文件将经过层层传递,安全风险巨大。 总的说来,由云计算带来的信息安全问题有以下几个方面: (一)特权用户的接入 在公司外的场所处理敏感信息可能会带来风险,因为这将绕过企业IT部门对这些信息“物理、逻辑和人工的控制”。 (二)可审查性 用户对自己数据的完整性和安全性负有最终的责任。传统服务提供商需要通过外部审计和安全认证,但一些云计算提供商却拒绝接受这样的审查。 (三)数据位置 在使用云计算服务时,用户并不清楚自己的数据储存在哪里,用户甚至都不知道数据位于哪个国家。用户应当询问服务提供商数据是否存储在专门管辖的位置,以及他们是否遵循当地的隐私协议。 (四)数据隔离 用户应当了解云计算提供商是否将一些数据与另一些隔离开,以及加密服务是否是由专家设计并测试的。如果加密系统出现问题,那么所有数据都将不能再使用。 (五)数据恢复 就算用户不知道数据存储的位置,云计算提供商也应当告诉用户在发生灾难时,用户数据和服务将会面临什么样的情况。任何没有经过备份的数据和应用程序都将出现问题。用户需要询问服务提供商是否有能力恢复数据,以及需要多长时间。 四、云计算中确保信息安全的具体方法 (一)对保存文件进行加密 加密技术可以对文件进行加密,那样只有密码才能解密。加密让你可以保护数据,哪怕是数据上传到别人在远处的数据中心时。PGP或者对应的开源产品TrueCrypt等程序都提供了足够强大的加密功能。 (二)对电子邮件进行加密 为了确保邮件安全,使用Hushmail或者Mutemail之类的程序,对收发的所有邮件进行加密。 (三)使用信誉良好的服务 建议使用名气大的服务商,它们不大可能拿自己的名牌来冒险,不会任由数据泄密事件发生,也不会与营销商共享数据。 (四)考虑商业模式 在设法确定哪些互联网应用值得信任时,应当考虑它们打算如何盈利。收取费用的互联网应用服务可能比得到广告资助的那些服务来得安全。广告给互联网应用提供商带来了经济上的刺激,从而收集详细的用户资料用于针对性的网上广告,因而用户资料有可能落入不法分子的手里。 (五)使用过滤器 Vontu、Websense和Vericept等公司提供一种系统,目的在于监视哪些数据离开了你的网络,从而自动阻止敏感数据。比方说,社会保障号码具有独特的数位排列方式。还可以对这类系统进行配置,以便一家公司里面的不同用户在导出数据方面享有不同程度的自由。 参考文献: 1MICHAEL MILLER.云计算,2009,7 2芬加.云计算新版,2009,11 3张为民,唐剑峰.云计算:深刻改变未来,2009,10    集成显卡故障Q一台计算机使用AMD 785芯片组主板,使用板载集成显卡,进入Windows 7操作系统后,画面会不定时地出现彩色横条,插入PCI-E16X独立显卡,可以正常使用,请问这是什么问题造成的? A首先,建议你重新安装通过WHQL认证的主板、显卡驱动程序,看问题是否可以解决。尤其是ATI的整合显卡,其显卡驱动更新是相当频繁的,新驱动会对旧驱动上的BUG进行修复,往往能解决诸如在游戏中花屏、死机等故障。 其次,一些主板厂商为了提高产品性能,出厂时将整合显卡的频率设定在比较高的频率下,一旦遇到机箱散热不畅的情况,就会导致芯片温度过高而造成工作异常。所以建议按DEL键进入主板BIOS设置,选择GFX Engine Clock(GFX频率),设置为650