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篇（1）

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）35-8107-02

1 緒論

提到安全模型，最具有代表性的形式化信息安全模型為Bell-LaPaula模型，簡稱BLP模型，這個模型是被David Bell和Leonard La Padula兩人在1973年首次提出，而后在1976年最終修改并完善的一種安全模型。他們二人致力于研究出這樣一種可以用于模擬軍事完全策略的這種安全計算機操作系統(tǒng)的安全模型，從系統(tǒng)的安全性角度出發(fā)在有效地確保了保密性方面的同時細致地描述了不同秘密級別的主體和客體之間的聯(lián)系，它是多級安全模型的基礎(chǔ)，是公認的基本安全公理，也是最早的、最常使用的一種模型。

2 BLP模型

BLP 模型標明了相關(guān)主體、客體、安全等級函數(shù)、狀態(tài)、系統(tǒng)等定義，定義了 4 個特性，定義了系統(tǒng)狀態(tài)機狀態(tài)間轉(zhuǎn)換規(guī)則，并制定了一組約束系統(tǒng)狀態(tài)間轉(zhuǎn)換規(guī)則的安全理論，包括 10 個定理、 11 個規(guī)則，給出了形式化表示，并進行了證明。BLP模型元素表如表1。

BLP 模型是一個狀態(tài)機模型，它形式化地定義了系統(tǒng)、系統(tǒng)狀態(tài)以及狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，使得對于一個安全的系統(tǒng)，經(jīng)過的一系列規(guī)則轉(zhuǎn)換后，可以證明該系統(tǒng)仍是安全的。以下三個其代表性的安全公理。

簡單安全性公理：當且僅當以下一條成立：1）x=a或x=e； 2）x=w或x=r且fs（s）=fo（o）。

*特性：當且僅當s滿足下列三個條件：

1）s[∈]S [?] O[∈]b（S：a ）[?]（fo（O）>fc （S））

2）s[∈]S [?] O[∈]b（S：w ）[?]（fo（O）=fc （S））

3）s[∈]S [?] O[∈]b（S：w ）[?]（fo（O）

兼容性：當且僅當對于每個o[∈]O，有o1[∈] h（o）且fo（o1）支配fo（o）

BLP模型的信息流向如圖1。

3 BLP 模型存在的問題

由于BLP模型最早提出時適用于軍事策略的安全模型而且當時提出的時候計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展較不成熟，所以BLP模型存在幾個方面的問題。

1）BLP模型機密性差。如秘密級別的用戶主體不能獲取機密級別用戶主體的數(shù)據(jù)信息，卻可以修改機密級別主體用戶數(shù)據(jù)；而*屬性使得機密級用戶主體信息只能流向秘密級別或者無密級別，這樣雖然防止了信息泄露，但秘密級別的用戶主體修改的數(shù)據(jù)信息的正確度及準確度難以衡量。

2）高密級數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)完整性得不到保證。比如機密級別用戶可以修改絕密級別用戶的文件甚至各種權(quán)限，這樣的話，絕密級別的用戶數(shù)據(jù)隨時有可能變成沒用的數(shù)據(jù)，從而難以保障數(shù)據(jù)的完整性。

3）BLP模型可用性不高。如無密級用戶主體不能獲取高密級的重要信息，但同時高密級用戶向非敏感客體寫數(shù)據(jù)這樣的合理要求卻也被限制，系統(tǒng)的可用性得不到保障；并且模型對文件共享機制未進行規(guī)定，無法解決隱蔽通道的問題。

4 BLP模型的改進方向

為解決上述三大問題，學者們加大了對BLP模型的深入研究并提出了多種對 BLP 模型的改進方案，其中影響較大的并且有所成果的主要從以下兩方面著手：（一） 針對模型本身的改進。劉彥明等人提出了BLP模型的一個完整性增強模型-EIBLP模型[5]。該模型在不改變 BLP模型信息流方向（下讀上寫）的基礎(chǔ)上對上行信息流增加了必要的限制，并對 BLP 模型安全公理、主客體訪問控制標簽、訪問控制操作模式以及狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則進行了改進，且對該模型的安全性進行了分析并給出了證明。結(jié)果表明，改進后的 EIBLP 模型不僅仍然滿足 BLP 模型的基本安全特性，而且通過改進 BLP 模型信息上行約束條件、主客體的安全標簽、擴展模型操作模式、完善模型狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則等方法，有效提高了 BLP 模型的完整性，并在一定程度上提高了機密性。谷千軍等人提出了一個增強的多級安全模型[6]，對主體的安全等級函數(shù)重新進行定義，總的讀寫原則是“低一級寫、高一級讀”，該模型增強了信息的安全性，提高了信息的完整性。（二） 為彌補自身的不足與其他模型的相互結(jié)合。胡明等人在分析BLP模型和RBAC模型及其相關(guān)衍生模型[7]的基礎(chǔ)上，提出一種改進的模型。其實驗結(jié)果表明，這種改善模型不但有效的對安全性做了較好的完善而且也大大增加了其可用性。陳進等人根據(jù)BLP模型“向上寫”的原則[8]，雖然在信息上流上確保了其機密性但是不能解決普遍存在的向下讀信息流的問題。而Clark-Wilson模型由于其本身的職責分離原則和良構(gòu)事務(wù)原則很好的控制了數(shù)據(jù)的完整性。提出的模型以BLP模型為主， Clark-Wilson模型為輔，證明了該模型是安全的，可行的。

5 結(jié)束語

經(jīng)典BLP模型是計算機各類系統(tǒng)模型的重要安全公理之一，對計算機系統(tǒng)中實現(xiàn)多級安全起到深遠的影響，但是隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展以及實際商務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)中對安全系統(tǒng)的可用性需求，該模型在可用性需求上仍要作更深入的研究。該文簡要分析了BLP模型原理及其存在的缺陷，然后重要分析了兩大主流改進方向。BLP模型雖在信息安全性方面做得很好但其仍有待于在實際系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)用完善。

參考文獻：

[1] Bell D E，LaPadula L J.Secure Computer Systems：Mathematical Foundations and Model. Technical Report M74-244[J].Mitre Coporation，BelfordMA，1975.

[2] 卿斯?jié)h，劉文清，溫子紅，劉海峰.操作系統(tǒng)安全[M].北京：清華大學出版社，2004.

[3] 卿斯?jié)h，劉文清，劉海峰.操作系統(tǒng)安全導論[M].北京：科學出版社，2003.

[4] 賈春福，鄭鵬.操作系統(tǒng)安全[M].武漢：武漢大學出版社，2006.

[5] 劉彥明，董慶寬，李小平.BLP模型的完整性增強研究[J].通信學報，2010，32（2）.

篇（2）

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）18-0125-02

Exploration and Practice of Cultivation Model for Application-type Software Engineering Personnel//PENG Huanfeng， XU Jinbao

Abstract In view of the problem that current Application-type software engineering personnel cultivation doesn’t fit the and enterprise requirements， combined with Nanjing Institute of Technology of software engineering personnel cultivation experience， introduces the exploration and practice of cultivation model for application-type software engineering personnel from three aspects： cultivating goal system， curriculum system construction， combined cultivation with enterprises.

Key words application-oriented undergraduate education； software engineering； cultivation model

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，軟件產(chǎn)業(yè)在我國得到長足發(fā)展，但在軟件人才需求方面仍有大量缺口。隨著高等院校招生規(guī)模的擴大，高校為行業(yè)輸出大量軟件工程人才，但人才培養(yǎng)與社會需求仍然存在較大程度的脫節(jié)[1]，主要體現(xiàn)在畢業(yè)生應(yīng)用能力差、缺乏工程意識以及創(chuàng)新能力較差等方面[2]。

作為應(yīng)用型本科院校，南京工程學院計算機工程學院致力于培養(yǎng)富有工程意識的軟件工程專門人才，強調(diào)畢業(yè)生的工程實踐能力的培養(yǎng)。南京工程學院計算機工程學院軟件工程專業(yè)是全國首批卓越工程師計劃和CDIO工程教育模式的試點專業(yè)，并于2012年獲批江蘇省重點建設(shè)專業(yè)。為解決高校應(yīng)用型軟件工程人才培養(yǎng)與社會需求脫節(jié)的問題，積極開展了有益的探索和實踐，并取得良好成效。

1 培養(yǎng)目標體系的建立

通過企業(yè)考察、召開座談會和問卷調(diào)查等多種形式，在用人企業(yè)、畢業(yè)生及在校生中開展有關(guān)人才培養(yǎng)目標的調(diào)研活動，進一步明確軟件工程專業(yè)人才的培養(yǎng)定位，從學科基礎(chǔ)與專業(yè)理論知識、專業(yè)能力與工程實踐能力、綜合素質(zhì)與職業(yè)素養(yǎng)三個方面明確培養(yǎng)目標體系。

學科基礎(chǔ)與專業(yè)理論知識 區(qū)別于社會IT培訓機構(gòu)，高等院校軟件人才培養(yǎng)應(yīng)注重基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的積累，畢業(yè)生應(yīng)具備扎實的專業(yè)理論知識，且應(yīng)更強調(diào)合理的知識結(jié)構(gòu)。經(jīng)過深入調(diào)研，結(jié)合已有培養(yǎng)經(jīng)驗，面向應(yīng)用型軟件工程人才培養(yǎng)的畢業(yè)生應(yīng)具備良好的數(shù)學基礎(chǔ)、扎實的計算機專業(yè)基礎(chǔ)知識，同時具備軟件開發(fā)、系統(tǒng)測試、計算機網(wǎng)絡(luò)等較寬領(lǐng)域的專業(yè)知識。

專業(yè)能力與工程實踐能力 南京工程學院倡導學以致用的辦學理念，軟件工程專業(yè)定位于培養(yǎng)高級應(yīng)用型專門人才，為實現(xiàn)工程師化的人才培養(yǎng)目標，注重綜合素質(zhì)和工程實踐能力的培養(yǎng)；與研究型本科人才注重“厚基礎(chǔ)、寬口徑”有著明顯差別，與高職類人才注重職業(yè)能力的技能培養(yǎng)也顯著不同。多次組織企業(yè)和知名高校對軟件工程人才的工程能力培養(yǎng)模式進行論證，明確應(yīng)用型軟件工程人才在專業(yè)能力和工程實踐能力方面的培養(yǎng)目標，即具備扎實的專業(yè)理論知識、較強的軟件工程實踐能力、富有創(chuàng)新意識及較強的再學習能力。

綜合素質(zhì)與職業(yè)素養(yǎng) 良好的綜合素質(zhì)與職業(yè)素養(yǎng)是畢業(yè)生能否取得職業(yè)成就的關(guān)鍵因素，有些素質(zhì)如人際交流的能力需要在日常學習生活中得到鍛煉，但有些素質(zhì)和能力需要在教學中著重培養(yǎng)，包括文獻檢索與利用能力、信息表達能力、外語應(yīng)用能力、工程意識與創(chuàng)新意識及終生學習的能力等方面。

2 課程體系建設(shè)

理論課程體系 根據(jù)人才培養(yǎng)目標體系，課程設(shè)置應(yīng)體現(xiàn)各種能力的培養(yǎng)。結(jié)合人才培養(yǎng)目標和課程之間的內(nèi)在聯(lián)系，對課程進行模塊化設(shè)置，強化基礎(chǔ)理論與專業(yè)能力的模塊化培養(yǎng)。課程體系由公共基礎(chǔ)模塊、基礎(chǔ)編程模塊、高級編程模塊、核心專業(yè)課程模塊、專業(yè)能力拓展等五個模塊組成。通過這些課程模塊的學習，使畢業(yè)生具備專業(yè)理論知識及專業(yè)技能，最終成長為一名合格的軟件工程師。

專業(yè)能力拓展模塊包括企業(yè)級軟件開發(fā)、軟件測試、數(shù)據(jù)庫工程師、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、軟件服務(wù)外包等五個拓展子模塊。學生有選擇地學習專業(yè)能力拓展課程，強化具體專業(yè)技能，通過對相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域進行更加深入的學習和應(yīng)用，拓展就業(yè)領(lǐng)域。

實踐課程體系 實踐課程是培養(yǎng)學生實踐能力、工程能力的重要載體[3]，通過基礎(chǔ)實踐、工程認知、綜合實踐、創(chuàng)新實踐四個層次構(gòu)建實踐課程體系。

基礎(chǔ)實踐層次包括企業(yè)參觀及相關(guān)課程實驗，通過企業(yè)參觀，學生對行業(yè)現(xiàn)狀及未來從事的職業(yè)有初步認識，通過相關(guān)課程實驗為進一步提高專業(yè)技能打下基礎(chǔ)。專業(yè)課程是培養(yǎng)專業(yè)技能的核心，因此，通過加強考核力度，強化課程設(shè)計的實際訓練效果，同時鼓勵學生參加各類程序設(shè)計大賽，考取相關(guān)職業(yè)證書，參加相關(guān)學術(shù)報告以提升對新技術(shù)的跟蹤與認知。通過為期四周的軟件開發(fā)綜合訓練、畢業(yè)設(shè)計、企業(yè)實習，提高學生的綜合實踐能力。同時，為加強學生的創(chuàng)新實踐能力，學院建立專項基金資助學生進行科研實踐活動；學校層面創(chuàng)建大學生創(chuàng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園，制定優(yōu)惠政策，鼓勵畢業(yè)生及在校生自主創(chuàng)業(yè)。

3 企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)

為培養(yǎng)滿足企業(yè)需求的合格應(yīng)用型軟件工程人才，南京工程學院計算機工程學院與企業(yè)深入開展合作，在多年的教學實踐中，逐步摸索出校企合作、人才聯(lián)合培養(yǎng)的一些經(jīng)驗。相對穩(wěn)定的校外實踐教學基地達到16家，并于2012年與中軟國際聯(lián)合成立中軟國際國家級軟件工程實踐中心。實踐“3+1”校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，經(jīng)過前三年的在校學習，學生具備專業(yè)基本知識和初步項目實踐經(jīng)驗，第四學年在企業(yè)頂崗實習。

雙師制度 推進“雙師型”教師隊伍建設(shè)，教師參加企業(yè)組織的高端技術(shù)、管理培訓，參與企業(yè)的項目開發(fā)，具有實際項目實踐經(jīng)驗的教師比例逐年增加。與企業(yè)合作進行專業(yè)課程優(yōu)化等多層次合作，企業(yè)可以參與學校、學院的教學與人才培養(yǎng)。為進一步深化教學改革，培養(yǎng)優(yōu)秀的軟件工程人才，建立了完善的企業(yè)教師兼職制度，聘用企業(yè)技術(shù)專家或具有豐富項目管理、實踐經(jīng)驗的優(yōu)秀人才作為兼職教師，開設(shè)企業(yè)課程，指導學生綜合實訓、畢業(yè)設(shè)計及企業(yè)實習。

綜合實訓 針對四年級本科學生進行軟件外包綜合實訓，一般于完成大三學習后的暑假進行，為期一個月。與企業(yè)共同設(shè)計項目案例，以項目為主導，模擬真實的開發(fā)環(huán)境，項目組成員3～5人，協(xié)同完成需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、編碼、測試等軟件開發(fā)各個階段的工作。通過高強度的綜合實訓，強化學生對專業(yè)知識的綜合應(yīng)用能力，更為關(guān)鍵的是讓學生熟悉軟件項目開發(fā)流程的各個階段，體驗企業(yè)開發(fā)環(huán)境，培養(yǎng)團隊合作意識，加強對軟件開發(fā)中的各崗位的認識[4]。綜合實訓是學生在校學習的最后一個環(huán)節(jié)，能夠為下一階段的企業(yè)培養(yǎng)打下良好基礎(chǔ)。

企業(yè)培養(yǎng) 企業(yè)負責學生在企業(yè)學習期間的各項教學安排，專業(yè)實習環(huán)節(jié)安排學生進行軟件項目開發(fā)實踐，盡量做到頂崗實習。畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)由學校教師和企業(yè)工程師共同承擔，工程師負責指導系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)，學校教師負責指導論文寫作，通過這兩個環(huán)節(jié)的實踐，培養(yǎng)學生良好的職業(yè)素養(yǎng)和工程實踐能力。由于學生在企業(yè)完成企業(yè)培養(yǎng)階段的學習，有助于培養(yǎng)學生良好的團隊意識，了解行業(yè)現(xiàn)狀，并對將來所從事職業(yè)的認識更加清晰，因此，企業(yè)培養(yǎng)可以看作學生正式進入行業(yè)工作的良好過渡。

4 結(jié)語

經(jīng)過多年的積極探索和實踐，堅持對人才培養(yǎng)模式進行深入改革和創(chuàng)新，并取得一定成效。軟件工程專業(yè)在校生多次獲得國家級競賽獎項，在就業(yè)方面，畢業(yè)生受到用人單位的廣泛好評。近年來，通過麥可思數(shù)據(jù)有限公司的調(diào)查報告顯示，南京工程學院計算機工程學院畢業(yè)生的就業(yè)率和就業(yè)薪酬在國內(nèi)同類高校中名列前茅。今后將繼續(xù)深入進行教學改革，完善培養(yǎng)體系，提高辦學質(zhì)量，培養(yǎng)優(yōu)秀的應(yīng)用型軟件工程人才。

參考文獻

[1]韓中元，雷國華，李軍.應(yīng)用型本科軟件工程人才培養(yǎng)模式的探索與實踐[J].計算機教育，2010（10）：26-29.

篇（3）

伊利諾伊大學香檳分校是“十大”盟校（The Big Ten）之一，建立于1867年，一直是全美最優(yōu)秀的大學之一，理工科在“十大”中更是排名第一。該大學排名全美前10名的研究生專業(yè)有物理學、化學、計算機科學、心理學、教育學、工程學、會計學、大眾傳播學、圖書館科學、音樂、數(shù)論、代數(shù)、邏輯學、微生物學。工程學院在全美聞名遐邇，其電子工程、計算機工程、土木工程、材料科學與工程、機械工程、原子工程、農(nóng)業(yè)工程、環(huán)境工程等系科都排在全美前五位，化學工程、航空航天工程排在全美前十位。

該校的教授和校友有不少知名人士，比如歷史上第一次在同一領(lǐng)域（固體物理學）中兩次獲得諾貝爾物理學獎的發(fā)明了晶體管并提出了低溫超導理論（BCS理論）的巴丁教授；哈肯教授與阿佩爾合作在計算機完成了四色定理的證明；網(wǎng)絡(luò)神童馬克?安德森（Mark Anderson）在伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校設(shè)計了因特網(wǎng)瀏覽器軟件Mosaic及Netscape；身價一度超過比爾?蓋茨成為世界首富的甲骨文公司（Oracle）董事長兼首席執(zhí)官拉里?埃里森（Larry Ellison）曾在伊利諾大學香檳分校讀書；AMD創(chuàng)始人兼首席執(zhí)官杰里?桑德斯（Jerry Sanders）是伊利諾大學香檳分校電子工程學士；通用電氣（GE）董事長兼首席執(zhí)官杰克?韋爾奇（Jeck Welch）是伊利諾大學香檳分?；げ┦?。截至2003年，該大學共有二十位教授及校友榮獲過諾貝爾獎，兩位校友榮獲過圖靈獎，一位教授榮獲過菲爾茲獎，二十一位教授及校友榮獲過普利策獎，十一位教授榮獲過美國國家科學獎?wù)?，現(xiàn)任教授中有兩位普利策獎得主、二十六位美國國家科學院院士、二十九位美國國家工程院院士。

該校的計算機系創(chuàng)建于1972年，多年來在全美排名一直保持在Top5之內(nèi)，一些事實也無可爭辯地捍衛(wèi)著這一地位：世界上最早的計算機Eniac誕生在這里；世界上第一個網(wǎng)絡(luò)瀏覽器Mosaic誕生在這里；其畢業(yè)生所建立的公司（Netscape、YouTube、PayPal、Lotus和Sieble Systems）在計算機界赫赫有名；其國家超級計算機應(yīng)用中心（NCSA）是全美國五大計算機研究中心之一。

課程設(shè)置

該校計算機系的課程設(shè)置乍一看上去和國內(nèi)大學似乎沒有什么大的區(qū)別。對本科生來說，“1”開頭的系列基礎(chǔ)課程，主要是包括計算機導論，離散數(shù)學等計算機基礎(chǔ)課程；“2”開頭的是更專業(yè)一些的課程，比如類似國內(nèi)操作系統(tǒng)的System Programming、計算機體系結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；“3”開頭的目前僅有兩門課：397 Individual Study和398 Special Topics in CS，主要是擴展學生的學習興趣和能力。研究生的課程都是以“4”開頭的專業(yè)基礎(chǔ)課程和以“5”開頭的專業(yè)課程，其中以598開頭的為前沿學科討論課程。學生也分為碩士和博士，但對碩士的要求不高，所以很多直接跟隨教授做研究的學生都是博士。課程的要求也是作業(yè)、項目和最后的考試。但實質(zhì)上，由于管理、研究水平等原因，這些設(shè)置還是有所不同。

該系目前提供三種類型的本科學位，一種是五年的本科和碩士生打通的學位，五年畢業(yè)后取得本科和碩士兩個學位；另兩種是計算機科學本科學位和軟件工程學位。每一種根據(jù)對學生都有不同的學分和課程要求。比如對于第一種學位，要求選夠120學分，其中理論（473 Algorithms或者475 Formal Models of Computation）、結(jié)構(gòu)（431 Embedded Sys Arch and Software或者433 Computer System Organization）和軟件（421 Programming Lang and Compilers或422 Programming Language Design或423 Operating Systems Design）必須按研究生學分選修。

研究生分論文和非論文兩類。論文學位中和國內(nèi)一樣分碩士生和博士生。普通論文碩士要求28個課程學分和4個論文學分。博士生的總學分要求是96個課程學分，包括課程學分和論文學分，其中至少要求32個論文學分；學士直讀的博士生要求96個課程學分。目前注冊的研究生人數(shù)近450人。

從課程設(shè)置方面看，該系的課程分得很細，從和國內(nèi)相類似的專業(yè)基礎(chǔ)課，比如計算機導論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、軟件工程；到很專業(yè)的課程，比如算法、密碼學導論、程序驗證、自主信息系統(tǒng)、形式化軟件開發(fā)方法以及以598打頭的帶有主講教師名字代號的擴展課程。尤其以研究生的課程設(shè)置最為細致。數(shù)一下他們的課程可以發(fā)現(xiàn)，學生有很多方向可以選擇，本科生的課程多達77門，研究生的更是多達102門。當然有不少課程是兩者都可以選修的。一般一門課程3~4個學分（根據(jù)是否完成Project區(qū)分），每周兩次，一次75分鐘。

講授該課程的教師基本上都是該校專門從事這一方面研究的權(quán)威，有著多年的研究經(jīng)驗。比如我所選修的“程序驗證”課程屬于該系的研究生基礎(chǔ)理論課程，任課教師Meseguer教授已經(jīng)在這方面從事了近三十年的研究，而且目前也是這方面的權(quán)威?！皵?shù)據(jù)挖掘”課程的教師是Han教授，也是數(shù)據(jù)挖掘的世界級權(quán)威。這保證了任課教師在講授課程的同時貫穿了該課程在學科中的領(lǐng)先技術(shù)和知識。同時，比較明顯的一點是課程結(jié)合實際動手的項目比較緊密。比如我所選修的“程序驗證”課程雖然有很強的數(shù)學背景，介紹了等式邏輯和重寫邏輯，但該課程輔以該實驗室的Maude系統(tǒng)作為實踐工具，所以所介紹的理論可以實實在在地在計算機上看到其作用和結(jié)果。“程序設(shè)計原理”這門課也使用了Maude系統(tǒng)作為高級程序語言的規(guī)格說明語言，這立刻就讓本來很抽象的兩門課有了感性認識的平臺，學生可以立刻通過工具感受邏輯在計算機中的作用，可以使用該工具立刻設(shè)計出自己的新的程序語言。相比而言，國內(nèi)類似的課程都缺乏相應(yīng)的輔助工具，學生學理論不知道怎樣用到計算機中，學程序語言設(shè)計多是看看別人設(shè)計的語言是怎樣的，難以在短時間內(nèi)自己動手設(shè)計一個。

開放性

這半年中我感受最深的當數(shù)該系信息資源的開放性。從課程上來說，每學期的每一門課程都能在系里的網(wǎng)絡(luò)上找到相應(yīng)的講義、作業(yè)、項目以及閱讀的參考資料。和課程相對應(yīng)，每位教授都開設(shè)一個甚至多個專題討論會，這些討論會都有相應(yīng)的MailList可以讓學生或是研究人員加入。根據(jù)我的研究興趣，我參加了Maude、Runtime Verification以及軟件工程討論小組。每一個討論組由教授主持每周定時討論一至兩個小時，同時維護一個網(wǎng)站公布每次討論的主題或是論文。所以，和國內(nèi)的例會不同，這些討論會除了教授自己的學生，往往會有一些感興趣的學生或是像我這樣訪問學者參加。通過這樣的方式，也有教授的介紹，我和目前我感興趣的幾個教授都交流過，他們都很細致地介紹自己的研究，包括介紹實驗室開發(fā)的軟件工具。而這些軟件工具都放在他們自己實驗室的網(wǎng)站上，有的是可以免費使用的，有的甚至是源碼公開的，同時有他們公開發(fā)表的論文。有兩位教授的實驗室研究內(nèi)容我比較感興趣，但他們還沒有源碼，經(jīng)過兩次討論后，他們都表示可以提供源碼以便進行進一步的研究。同時，我找他們的學生詢問相關(guān)工具的一些細節(jié)技術(shù)，他們都詳細解答，有時甚至花費兩個多小時。

其實這一點在我聯(lián)系訪問的Host Professor時就感受頗深：每一位教授都可以在他們的主頁上找到非常詳細的資料，他們的研究概況、發(fā)表的論文、教授的課程、所做的研究項目、學生、聯(lián)系方式等等。對比國內(nèi)同行，很多都沒有自己的主頁，有一些由于單位組織倒是有，但所找到的基本上都是僅僅一頁的概述而已。這導致國內(nèi)很多信息無法交流。當然，我想這也有一點客觀原因，就該系的項目情況而言，縱向課題的資助就已經(jīng)足夠教授們完成研究，所以他們并不在乎把研究成果轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品，而是公開這些研究成果，讓其他人盡量多地使用，讓其他人或公司完成產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化工作。反之，國內(nèi)很難找到根據(jù)研究成果完成的軟件工具，因為一般如果做到工具，都希望更進一步做到產(chǎn)品化，能以此爭取到橫向課題的支持，以便彌補縱向課題經(jīng)費的不足。由于橫向課題講求實用，有很多非前沿性，非研究性質(zhì)的工作需要完成，直接影響了研究的深度。

開放性還反映在該系的研究領(lǐng)域交叉之中。該系的研究領(lǐng)域分為：算法和理論；人工智能；體系結(jié)構(gòu)、并行計算機和系統(tǒng)；復雜生物及計算生物；數(shù)據(jù)庫及信息系統(tǒng)；圖形圖像和人機界面；系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)；程序語言、形式化系統(tǒng)和軟件工程；以及科學計算。但在我所參加的討論中，經(jīng)常可以看到多個實驗室的教師和學生相互參與討論。比如我上上周參加的形式化小組的討論會上，就有體系結(jié)構(gòu)實驗室的學生；上一周的軟件工程討論會上，報告者是一個數(shù)據(jù)庫實驗室的學生，因為他的工作內(nèi)容涉及到用數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計的方法進行軟件調(diào)試，同時與會的還有該實驗室的兩位教授以及其他實驗室的學生。同一個研究領(lǐng)域內(nèi)的合作就更多，比如我所訪問的教授專注于程序語言、形式化系統(tǒng)和軟件工程領(lǐng)域，他自己的實驗室和另外該領(lǐng)域的另一位教授Rosu的實驗室相連，兩人合作過多篇文章，Rosu的程序設(shè)計語言以及形式化軟件開發(fā)方法課程中應(yīng)用了Prof. Meseguer的形式化工具，甚至有一些講義。我大致看過該系教授們的簡歷，非常少有本校畢業(yè)的學生，這說明相關(guān)合作并不是以前師生關(guān)系的繼續(xù)。同時，這里常常有一些前沿講座是由斯坦福、劍橋、伯克利和愛丁堡大學的教授和博士生開設(shè)（應(yīng)聘的博士生都要公開做一個面試形式的講座），也有微軟和IBM這樣的大公司的研究院或是一些著名公司的學者的講座，這些講座頻率很高，常?？梢栽谠撓得恐艿娜諝v上看到這些通知。

其實，訪問學者這樣的一個制度本身就是很開放的。半年一年的互訪，帶來了很多交互的信息。相比而言，國內(nèi)有不少實驗室雖然也設(shè)有客座教授、開放項目等，但是很難落到實處，很難有人真正是在實驗室里交流這么長時間，更多的僅僅是每年幾次的互訪而已。不過，為每一位訪問學者提供一間寬敞明亮的辦公室，提供所有辦公服務(wù)恐怕也是目前高校難以提供的緊缺資源。

風氣

另一個讓我感受比較深的地方是該系的學習風氣。由于課程設(shè)置很細，很多課程選課的人并不多，一二十個學生的課堂是很常見的，有的課程僅僅4~5個學生。當然也有上百人的大課，這一般是本科和研究生共同選修的課程。我上學期選修的program verification課程共有12個學生，這學期選修的formal method software development也不過十七八個學生。但給我印象很深的一點是，從開學到學期末，學生數(shù)目基本上保持不變，可見很少有人缺課。上課的氣氛很活躍，課堂上幾乎沒有見過學生打瞌睡，講課中間學生隨時提問，教師也是當時就回答。對于教師提出的問題，也幾乎沒有冷場沒有人回答的情況，當然也不是每一次回答都正確。相比而言，國內(nèi)大學目前缺課的現(xiàn)象相當嚴重，有的必修課程都有三分之一缺課的，選修課就更不用說了。這當然有教師的原因，目前教學普遍不受重視，所有職稱的評定基本上由科研決定，這從前年上海交大的倍受學生歡迎的教師始終僅僅是一個講師就可見一斑。而教學顯然是很需要花費時間和精力的。

也不是說這里的教授上課都很好，也有底下學生反映講課不好的，但無論是從教師的授課還是學生的學習，你可以明顯感受到兩個字：認真。研究生自己決定上什么課，一個學期一般也就選修2~3門。相比而言，國內(nèi)碩士研究生一學期的課程多達七八門，其中不少都是必須選修的，學生的學習相對比較被動，很多學生就為拿學分，課堂上打瞌睡，學Tofel和GRE，復習考研的學生大有人在，課堂上很少看到學生主動提問。在我的一門電子商務(wù)的選修課上我就問過學生，他們是否愿意做我以項目的方式提供的考試，很多學生說很有興趣，可是卻沒有時間。必修課和學位課的項目、作業(yè)已經(jīng)讓他們窮于應(yīng)付，還要復習考研、考Tofel和GRE，實在是心有余而力不足。為此我還調(diào)整過項目完成時間，允許學生在第二個學期開學時交，可以看到效果要好一些，有一些學生利用假期完成了自己感興趣的內(nèi)容?？墒请S著教學管理的正規(guī)化，要求課程結(jié)束后一周內(nèi)必須給成績，剛開放一些的項目只好又恢復原狀。

篇（4）

隨著網(wǎng)絡(luò)中信息安全事件的不斷升溫，網(wǎng)絡(luò)安全教育也越來越受到高校重視。各大高校紛紛開設(shè)該類課程。本校計算機科學與技術(shù)、信息工程等專業(yè)都相繼開設(shè)《網(wǎng)絡(luò)與信息安全》、《信息安全》、《信息安全技術(shù)》等課程，普及網(wǎng)絡(luò)安全知識，提高學生的網(wǎng)絡(luò)安全技能，增加網(wǎng)絡(luò)安全意識。以《網(wǎng)絡(luò)與信息安全》課程為例，課程分配學分為4.0，采用“2+2”模式教學，其中理論2.0為課堂教學和課堂討論課時，實驗2.0為實驗課時，即每周理論2節(jié)課，單周理論課時，雙周討論課，實驗課每周2節(jié)課。該課程的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。[1，2]

教學過程中的基礎(chǔ)內(nèi)容

《網(wǎng)絡(luò)與信息安全》課程分為三大模塊：①網(wǎng)絡(luò)安全基本知識概述。該模塊主要講述了網(wǎng)絡(luò)安全的發(fā)展和現(xiàn)狀問題，列舉網(wǎng)絡(luò)安全問題引發(fā)的各種不同影響的案例。②網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)。該模塊主要講述網(wǎng)絡(luò)中的一些攻擊現(xiàn)象、攻擊行為以及攻擊工具等。③密碼學模塊。該模塊主要講述古典密碼學和現(xiàn)代密碼學的一些應(yīng)用，以及信息隱藏技術(shù)的一些實際作用等。④網(wǎng)絡(luò)防護技術(shù)。該模塊主要講述網(wǎng)絡(luò)中針對安全的一些防護措施，如防火墻、入侵監(jiān)測系統(tǒng)等。

以信息隱藏技術(shù)為例，該部分內(nèi)容在整個課程中非常重要，它將一些保密或重要的信息隱藏到另外一個可以公開的媒體之中，如把指定的信息隱藏于數(shù)字化的圖像、聲音或文本當中，充分利用人們的“所見即所得”的心理，來迷惑惡意的攻擊者。近幾年來，信息隱藏技術(shù)不斷發(fā)展，越來越多地應(yīng)用在生活中，如隱寫術(shù)、數(shù)字水印、數(shù)字指紋、隱藏信道、閾下信道、低截獲概率和匿名通信等，是目前較熱的話題。[3，4]

在課程中這部分內(nèi)容是整個課程的重點、難點之一，教學過程采用了比較、舉例等方法，課時分配――理論教學：討論：實驗=1：1：2，理論講授以圖1中的知識框架為主線，算法原理及實現(xiàn)方法，討論和實驗結(jié)合中軟吉大的網(wǎng)絡(luò)信息安全系統(tǒng)進行教學。綜合起來可以把這部分內(nèi)容分為以下幾部分。

1.信息隱藏位圖法

位圖法目前使用越來越少，但作為一種基礎(chǔ)信息隱藏方法，仍有較高的教學應(yīng)用價值。該方法作為課程中的一個基本知識點，要求學生掌握它的基本原理，并能通過一個案例，掌握主要運算過程如下：

例如，一幅24位BMP圖像，文件頭和圖像數(shù)據(jù)由54字節(jié)組成，文件頭不能隱藏信息，從第55字節(jié)開始為圖像數(shù)據(jù)部分，這部分可以隱藏信息。圖像數(shù)據(jù)部分是由一系列的8位二進制數(shù)所組成，因為每個8位二進制數(shù)中“1”的個數(shù)只有奇數(shù)或偶數(shù)兩種可能性，因此若一個字節(jié)中“1”的個數(shù)為奇數(shù)，則稱該字節(jié)為奇性字節(jié)，用“1”表示；若一個字節(jié)中“1”的個數(shù)為偶數(shù)，則稱該字節(jié)為偶性字節(jié)，用“0”表示。我們用每個字節(jié)的奇偶性來表示隱藏的信息。

設(shè)一段24位BMP文件的數(shù)據(jù)為：01100110，00111100，10001111，00011010，00000000，10101011，00111110，10110000，則其字節(jié)的奇偶排序為：0，0，1，1，0，1，1，1.現(xiàn)在需要隱藏16進制信息4F，由于4F轉(zhuǎn)化為8位二進制為01001111，將這兩個數(shù)列相比較，發(fā)現(xiàn)第2，3，4，5位不一致，于是對這段24位BMP文件數(shù)據(jù)的某些字節(jié)的奇偶性進行調(diào)制，使其與4F轉(zhuǎn)化的8位二進制相一致：第2位：將00111100變?yōu)?0111101，則該字節(jié)由偶變?yōu)槠?；?位：將10001111變?yōu)?0001110，則該字節(jié)由奇變?yōu)榕?；?位：將00011010變?yōu)?0011011，則該字節(jié)由奇變?yōu)榕?；?位：將00000000變?yōu)?0000001，則該字節(jié)由偶變?yōu)槠妗?/p>

經(jīng)過變化，8個字節(jié)便隱藏了一個字節(jié)的信息，這樣就能很好地將信息隱藏在位圖中了。當然逆向提取隱藏信息需要花費更長的時間。

2.LSB水印提取

LSB（最低有效位）算法是在位圖法的基礎(chǔ)上將輸入的信號打亂，并按照一定的分配規(guī)則使嵌入的信息能夠散布于圖像的所有像素點上，增加破壞和修改水印的難度。水印信號嵌入模型如圖2，水印信號檢測模型如圖3。

3.DCT變換域算法

DCT變換域算法是這一類算法的總稱，在它下面的具體的算法會有一些不同。下面介紹一種基于模運算的數(shù)字水印算法。該方法將水印作為二值圖像（每一像元只有兩種可能的數(shù)值或者灰度等級狀態(tài)的圖像）進行處理，依據(jù)圖像在進行DCT變換后系數(shù)的統(tǒng)計來選取適當?shù)拈撝担ㄟ^模處理加入水印。此算法的特點是在水印檢測時不需要原始圖像（如圖4）。

模擬主動水印攻擊教學過程

通過基礎(chǔ)知識的學習，學生對信息隱藏技術(shù)已經(jīng)有了一定的了解，為了加深記憶，使知識應(yīng)用得更好，在這部分課程最后增加了一個模擬主動水印攻擊的教學模塊。該模塊主要應(yīng)用前期的知識完成。常見的水印攻擊方法有：移去攻擊、幾何攻擊、密碼攻擊、協(xié)議攻擊（如圖5）。

通過模擬攻擊實驗，學生對數(shù)字隱藏技術(shù)有了更深的了解，對各種算法增加了興趣。并在課堂上針對結(jié)果展開討論。下頁圖6為實驗?zāi)M攻擊后的有效結(jié)果之一。

選用LSB或者DCT進行水印攻擊，測試可以顯示如下頁圖6效果。

教學成效

通過對課程中信息隱藏技術(shù)教學的改進，學生對比較難懂的數(shù)字水印部分內(nèi)容有了更深一步的了解。通過改革，不僅充分調(diào)動了學生的積極性，培養(yǎng)了自學能力，開發(fā)了創(chuàng)新能力，還鍛煉了學生的團隊合作意識和實踐能力。攻擊中涉及算法的選擇、操作的選擇、速度的快慢，學生都能通過團隊合作完成。學生在實踐過程中強烈感受到了成功感和自信感。

結(jié)束語

本文以信息隱藏技術(shù)內(nèi)容教學為例，闡述了三種不同的信息隱藏技術(shù)的基本知識點，分析了它們之間的關(guān)聯(lián)性和區(qū)別，提高了學生的團隊合作能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，加強了學生的學習興趣。此外，本模式將教學與科研能力培養(yǎng)相融合，更多地引發(fā)了學生的思考。該教學模式可推廣到其他課程中。

參考文獻：

[1]李繼芳，奚李峰，董晨.IPR―CDIO環(huán)境的計算機工程教育研究[J].計算機教育，2009（18）.

[2]李繼芳，奚李峰，殷偉鳳，高昆.基于合作式學習的計算機導論課程教學[J].計算機教育，2008（10）.

篇（5）

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）33-8066-03

伴隨著制造企業(yè)信息化進程的不斷發(fā)展，仿真建模在產(chǎn)品制造中的應(yīng)用也由分散到集成，由局部到全局，并且更加注重可視化技術(shù)的應(yīng)用和與用戶之間的交互[1]。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)為相關(guān)裝置構(gòu)造虛擬環(huán)境可以擺脫傳統(tǒng)仿真培訓系統(tǒng)中所存在的一些不足，例如在軟件仿真中，主要以圖、圖表、照片和現(xiàn)場錄像等傳統(tǒng)多媒體方式為表現(xiàn)手段，真實感和臨場感都較為欠缺；而在物理仿真中，系統(tǒng)復雜、龐大難于實現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以在很大程度上提高場景的沉浸感和真實感。

1　三維虛擬環(huán)境框架

虛擬環(huán)境的開發(fā)涉及了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)、人工智能、高性能計算技術(shù)、模式識別、傳感技術(shù)、計算機圖形學、圖像處理等技術(shù)，還涉及社會學、美學、氣象、通信、物理、數(shù)學等學科，復雜程度可想而知。虛擬現(xiàn)實要達到實現(xiàn)自然實時交互和逼真的多種感覺的要求，其組成主要應(yīng)包括幾方面：虛擬環(huán)境生成系統(tǒng)，產(chǎn)生實時的圖像；用以確定參與者位置和動作的定位跟蹤系統(tǒng)；提供虛擬空間多用戶協(xié)同交互功能的網(wǎng)絡(luò)接口；含有CAVE、PowerWall、立體顯示設(shè)備的沉浸式顯示系統(tǒng)；提供立體聲源和判定空間位置的音效系統(tǒng)；提供參與者感知力與壓力的反饋的觸覺和力反饋系統(tǒng)。

虛擬環(huán)境[2]框架的功能主要體現(xiàn)在：首先支持對象的屬性和交互的訂購，同時提供回調(diào)和事件的通知機制，支持HLA的各種時間管理策略，從而達到在全部聯(lián)邦范圍內(nèi)的對象可以根據(jù)已給定的時序和消息傳遞關(guān)系來工作；其次是提供與各種對象定位、創(chuàng)建、刪除等相關(guān)的服務(wù)，并且分類、統(tǒng)一組織管理不同功能和不同性質(zhì)的仿真實體，即是對虛擬場景的結(jié)構(gòu)和組織管理；最后還可以通過事件驅(qū)動和回調(diào)函數(shù)機制和場景對象組織、仿真對象管理功能集成，沉浸式人機交互設(shè)備和接口的集成。

根據(jù)軟件模塊[3]的分層結(jié)構(gòu)，我們把系統(tǒng)分為三個層次，如圖2所示，即用戶界面層、交互層和數(shù)據(jù)服務(wù)，虛擬環(huán)境和仿真管理層。

界面層提供的用戶界面輸入可以接收用戶對數(shù)據(jù)的訪問請求，然后經(jīng)環(huán)境和仿真層的相關(guān)轉(zhuǎn)換成為對數(shù)據(jù)服務(wù)層的訪問請求，然后數(shù)據(jù)服務(wù)層將其處理后通過中間層傳送給界面層進行最終的輸出。

實現(xiàn)虛擬場景的基礎(chǔ)是三維圖形引擎?，F(xiàn)在，開發(fā)者較多使用可以提供功能強大模塊的較為流行的繪制引擎，例如OpenGVS、CG2公司的Vtree和Multigen公司的Vega等，但是它們也存在很多不足：商業(yè)引擎開發(fā)缺乏靈活性，因為其一般都不提供底層開發(fā)接口，從而限制功能的擴展；商業(yè)引擎無法渲染出較為逼真的場景效果，浪費GPU的處理能力從而影響系統(tǒng)實時性；由于其功能繁多，產(chǎn)生冗余代碼也多，影響其運行效率。

介于以上圖形引擎的諸多不足，OpenSceneGraph（OSG）作為虛擬場景圖形引擎，是一個跨平臺的、開放源碼的、高效的三維圖形引擎，目前應(yīng)用于高性能圖形設(shè)計領(lǐng)域中，例如虛擬現(xiàn)實、游戲、仿真、科學可視化等。OSG不僅提供基于OpenGL的面向?qū)ο蟮目蚣埽€有加快圖形應(yīng)用開發(fā)的附加功能模塊和可擴展接口庫。

2　基于情景上下文的虛擬交互

隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展以及人機交互在其中所占有的重要地位，虛擬環(huán)境和其參與者的人機交互作用賦予了新的內(nèi)涵。沉浸式虛擬環(huán)境[4-5]讓用戶有一種“身臨其境”的感覺，這也正是用戶與對象之間進行交互的過程，其歸根結(jié)底要解決如何操作和改造虛擬環(huán)境中的對象。

2.1　語義對象與交互行為

“信息透鏡”概念指的是界面對象通過視圖的不同縮放比例來顯示相對應(yīng)的外觀信息，這是Jazz在可伸縮用戶界面中提出的早期語義對象的概念；再如“按需提供細節(jié)（the　mantra　of　detail.on.demand）”的技術(shù)[6]是Ben　Shneiderman在信息可視化系統(tǒng)中提出的。

語義對象的定義可以從實現(xiàn)面向語義的高層交互隱喻的目標這個角度來詮釋，一個語義對象由交互構(gòu)件（interaction　component）、圖形構(gòu)件（graphics　component）、規(guī)則構(gòu)件（rule　component）、和應(yīng)用構(gòu)件（application　component）　行為構(gòu)件（behavior　componen0構(gòu)成.在虛擬環(huán)境中的虛擬對象，它的語義一般包括一系列行為狀態(tài)和規(guī)則事件。換句話說，存在于虛擬環(huán)境中為用戶所感知的對象或者物體（包含其交互上下文的語義信息和外觀幾何信息）按照相應(yīng)的規(guī)則反饋和相應(yīng)所發(fā)生的交互事件，繼而完成相應(yīng)任務(wù)。

通過我們分析觀察的上文所提及的事件，　在人機交互中多由用戶所觸發(fā)，一般分為虛擬場景中用戶化身的位置變化即化身位置感應(yīng)（PositionRps）和用戶在虛擬對象[7]上進行各種交互操作的用戶手勢操作（GestOpt）。語義模型可以很好的解決場景圖處理不好交互語義的問題，它是具有特定應(yīng)用含義和組織形式的場景構(gòu)成模式，達到易于操作處理用戶界面的目的。

在實際操作中，我們一般會遇到的例如對象在化身可操作范圍內(nèi)時處于“可操作”狀態(tài)，離開操作范圍后變?yōu)椤安豢刹僮鳌睜顟B(tài)，或者鼠標的各項操作和三維手勢等。

1）規(guī)則構(gòu)件[8]：在我們的現(xiàn)實世界里，有很多操作都會有特定的先后順序，比如先倒水再喝水，在虛擬世界中我們把它看作是是否響應(yīng)事件和如何響應(yīng)事件，規(guī)則構(gòu)件則表達了虛擬對象的交互規(guī)則和約束。另外，在現(xiàn)實世界里某些對象具有特定的供給屬性，比方說人可以在水里游泳卻不可以在陸地上，這就說明了水具有可以游泳的供給，而陸地不具備，所以規(guī)則構(gòu)件還含有某些特定的供給屬性，這也同時決定了某些對象的交互特性。

2）圖形構(gòu)件：在某些情況下，當我們需要對圖形構(gòu)件進行更進一步的抽象來實現(xiàn)高層交互語義時，接收的輸入內(nèi)容含有復雜的交互行為指令，這時圖形構(gòu)件就發(fā)揮了作用。它包含了虛擬對象的諸如紋理、顏色、材質(zhì)、形狀等屬性、語音信息以及動態(tài)特征等，方便同一層次中的交互行為。

3）應(yīng)用構(gòu)件：當用戶和虛擬環(huán)境發(fā)生交互時，當圖形構(gòu)件提供相應(yīng)的視聽覺方面的線索于反饋時，應(yīng)用構(gòu)件表達與之相關(guān)的應(yīng)用任務(wù)，并由交互構(gòu)件觸發(fā)執(zhí)行。

4）交互構(gòu)件：交互構(gòu)件可以處理基本的交互事件如點擊和拖拽等，還可以處理完成給復雜的例如三維手勢的交互性操作。它主要做了處理接收和交互分發(fā)的工作，處理接收轉(zhuǎn)化用戶的交互操作以及語義對象能夠相應(yīng)的交互事件，將其發(fā)送給行為構(gòu)件來執(zhí)行。為實現(xiàn)復雜的交互操作，分析和推理交互事件通過調(diào)用規(guī)則構(gòu)件來進行。

5）行為構(gòu)件：行為構(gòu)件反應(yīng)了虛擬環(huán)境中相應(yīng)對象的各種行為，在人機交互的過程當中，通過調(diào)用圖形構(gòu)件的功能來實現(xiàn)執(zhí)行對象的行為。這些行為描述了語義對象對對象狀態(tài)變化和語義對象對用戶交互動作的響應(yīng)。行為構(gòu)件接收交互構(gòu)件所發(fā)來的查詢命令，將反饋狀態(tài)的信息發(fā)送給交互構(gòu)件，交互構(gòu)件因此來分析判斷最終決定執(zhí)行何種交互行為。

語義對象體系結(jié)構(gòu)[9]中的各個構(gòu)件之間通過查詢規(guī)則狀態(tài)、反饋對象的行為規(guī)則及狀態(tài)或者功能調(diào)用來實現(xiàn)它們之間的通信，實現(xiàn)從輸入“事件”到輸出“反饋”的流程。在虛擬環(huán)境中，通過加入交互語義IS=來識別虛擬對象需要執(zhí)行的交互任務(wù)。交互對象為Object，用謂詞邏輯演算表達式來描述的觸發(fā)交互行為的規(guī)則為rule，參與者和相應(yīng)的交互對象所產(chǎn)生的動作為action，交互結(jié)果即所執(zhí)行的交互任務(wù)為task，交互產(chǎn)后后的多感知通道級視聽覺和觸覺等的反饋為feedback。

綜上所述，我們通過一張圖來說明語義對象解析和響應(yīng)交互事件的過程：首先，經(jīng)過系統(tǒng)的分析整合，用戶的實際操作封裝成交互事件傳遞給正在交互的虛擬對象；其次，語義動作的生成，通過查詢該虛擬對象的語義規(guī)則然后將交互事件附上特定的語義屬性；最后，系統(tǒng)判斷做動作反饋還是進行導航，還是選擇、操作或者控制任務(wù)，如果是反饋，則包括紋理、材質(zhì)或顏色等可視化表達信息和旋轉(zhuǎn)平移等幾何變換。

如何讓用戶根據(jù)實際感知來和虛擬環(huán)境進行交互？通過人機接口系統(tǒng)將虛擬環(huán)境中的壓力、音響、圖像等信息傳送到這個封閉回路系統(tǒng)中的重要角色用戶的感官，并及時的將用戶的行為反應(yīng)通過傳感器進行測試來調(diào)整生成的序列。

所以，隨著技術(shù)的日益完善，人已不再是被動的接受者于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)相對立，而是一個不可或缺的關(guān)鍵角色，這種觀念引導著更加和諧的人與虛擬環(huán)境的關(guān)系，也讓人機交互更加的人性化、真實化。

3　結(jié)束語

虛擬現(xiàn)實主要通過使用計算機及其外部設(shè)備生成虛擬環(huán)境，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對其中的實體進行控制和交互操作。操作者能夠很好地融入到虛擬環(huán)境中，達到一種身臨其境的感覺。

它是集傳感器技術(shù)、計算機圖形學、計算機仿真、人工智能、人機接口等多種高科技為一體的人機交互技術(shù)。作為一種高級的人機交互技術(shù)，虛擬現(xiàn)實的研究主要圍繞著提高系統(tǒng)的構(gòu)想性、沉浸感、交互性來進行。隨著對人類感知系統(tǒng)的不斷深入研究，三維圖形技術(shù)和多傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實作為一項實用技術(shù)，廣泛的應(yīng)用于很多領(lǐng)域，例如娛樂、訓練、產(chǎn)品原型設(shè)計、教育、醫(yī)療、遙控操作等。

虛擬現(xiàn)實研究的熱點也是重要的研究領(lǐng)域為虛擬環(huán)境，它是通過計算機生成聽、視、觸覺等感覺作用于用戶，使用戶產(chǎn)生“身臨其境”感覺的交互式視景仿真系統(tǒng)。該文所構(gòu)建的仿真虛擬環(huán)境的沉浸感還不足，可以通過結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的傳感器技術(shù)、人工智能等技術(shù)來加強，考慮逐步增加其它交互通道。

參考文獻：

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篇（6）

電子商務(wù)是利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和遠程通信技術(shù)來實現(xiàn)整個商務(wù)(買賣)過程中的電子化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，圍繞Internet技術(shù)的日見成熟，公眾上網(wǎng)人數(shù)在成倍增長、上網(wǎng)意識逐漸加強，電子商務(wù)的應(yīng)用也開始廣為普及。隨著時間的積累，電子商務(wù)數(shù)據(jù)庫中會保存著大量的信息，這些信息包括過去、將來和現(xiàn)在的，并且是同等重要的[1]。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫很難體現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的時態(tài)性，數(shù)據(jù)處理的時空效率無疑受到局限。為此人們提出了多種時態(tài)數(shù)據(jù)庫TDB(TemporalDataBase)的理論模型，這些模型大都是以傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)的[2]。下面對時態(tài)數(shù)據(jù)模型進行討論，并且通過具體實例說明如何利用TimeDB實現(xiàn)對電子商務(wù)時態(tài)信息的數(shù)據(jù)處理。

1時態(tài)基本元素

在現(xiàn)實世界中，時間無時不有，客觀世界中的所有事務(wù)都帶有時間的屬性，這些隨著時間變化的信息稱為時態(tài)信息，描述現(xiàn)實世界中帶有時間屬性的信息系統(tǒng)，稱為時態(tài)信息系統(tǒng)。時態(tài)信息需要基本的時間元素來表示，可以是基于點、基于區(qū)間、基于跨度時間元素，也可以是一個時間集合。時態(tài)數(shù)據(jù)庫所定義的描述時間數(shù)據(jù)的最小時間單位稱為時間粒度，其大小受到時間量子的約束，而時間量子是由計算機系統(tǒng)所支持的最小的時間單位決定。在時態(tài)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可以采用單一粒度和多粒度兩種形式，必要時兩種時間粒度可以互相轉(zhuǎn)換。

Allen在其論文《MaintainingKnowledgeaboutTemporalIntervals》中描述了13種時態(tài)區(qū)間before(<)，equal(=)，meets(m)，overlap(o)，during(d)，starts(s)，finishes(f)及其反運算(>，mi，oi，di，si，fi)，見圖1，其中A、B表示時態(tài)區(qū)間。如果將時間點視為延續(xù)時間為0的時間區(qū)間，可以更簡單地表示基于時態(tài)區(qū)間與時間點之間的時態(tài)關(guān)系、基于時間點之間的時態(tài)關(guān)系[3]。。

2時態(tài)數(shù)據(jù)模型

時態(tài)數(shù)據(jù)庫在處理時間問題時，最重要的兩種時間是事務(wù)時間和有效時間。其中有效時間(ValidTime)是指一個對象在現(xiàn)實世界中發(fā)生并保持的時間，是可以反映過去、現(xiàn)在和將來的時間。事務(wù)時間(TransactionTime)是指一個數(shù)據(jù)庫對象進行操作的時間，它記錄著對數(shù)據(jù)庫進行修改或更新的各種歷史[4]。

傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是兩維的，一為屬性維，二為元組維，如合同的關(guān)系模式為：(合同號，合同名稱，簽約單位，簽約金額，簽約日期)(見表1)，而時態(tài)數(shù)據(jù)庫則是在傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上加入了時間維的概念。按Spipada和Snodgrass的意見，時態(tài)數(shù)據(jù)庫按功能可分為三類∶

①歷史數(shù)據(jù)庫。被管理對象的生命周期稱為有效時間(ValidTime)，對象歷史由DBMS內(nèi)部機制處理。②事務(wù)數(shù)據(jù)庫。其中，數(shù)據(jù)庫本身被查刪改的時間稱為事務(wù)時間(TransactionTime)，其歷史由DBMS內(nèi)部機制處理。③雙時態(tài)數(shù)據(jù)庫，既能管理對象歷史，又能管理數(shù)據(jù)庫本身的歷史[5]。

針對合同的有效性問題，在合同信息中添加有效時間字段構(gòu)成表2所示的N1NF信息結(jié)構(gòu)，作為合同關(guān)系的歷史數(shù)據(jù)庫模型[6]。

3時態(tài)查詢語言

3時態(tài)查詢語言

時態(tài)數(shù)據(jù)庫使用的語言有多種，目前還沒有形成較完整的國際標準，大部分時態(tài)數(shù)據(jù)查詢語言只是擴展當前的查詢語言，有13種被收入時態(tài)數(shù)據(jù)庫專著《TemporalDatabase—Theory，DesignandImplementation》中[7]。其中TSQL2語言是時態(tài)數(shù)據(jù)庫模型、時態(tài)數(shù)據(jù)查詢語言的研究成果與SQL-92的結(jié)合，是當前最具代表性的時態(tài)數(shù)據(jù)庫查詢語言[5]。TimeDB是AndreasSteiner等人開發(fā)的一個支持雙時態(tài)數(shù)據(jù)庫的軟件，可以支持ATSQL2--時態(tài)查詢語言，下面介紹如何利用TimeDB實現(xiàn)合同關(guān)系的時態(tài)查詢。

1)創(chuàng)建合同關(guān)系

CREATETABLE合同(合同號integer，

合同名稱varchar(30)，

簽約單位varchar(30)，

簽約金額integer)ASVALIDTIME；

2)插入數(shù)據(jù)

VALIDTIMEPERIOD[2006.3.10-2006.5.10]INSERTINTO合同VALUES(00003，‘ZZZ合同’，’C公司’，20000)；

3)查詢合同有效期在2002.5.1～2003.5.1間有效的合同

VALIDTIMEPERIOD[2002.5.1-2003.5.1]

SELECT合同，合同名稱，簽約單位，簽約金額

FROM合同；

則顯示結(jié)果如下：

lidtime合同號合同名稱簽約單位簽約金額

---------------------------------------

002.6.1-2002.10.1]00001AAA合同A公司10000

003.1.10-2003.2.10]00002BBB合同B公司12000

以上一個簡單的帶有有效時間信息的數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、插入數(shù)據(jù)以及查詢數(shù)據(jù)，可以看出ATSQL2在標準SQL語句中加入時態(tài)關(guān)鍵字VALIDTIME，這樣的語句可以處理時態(tài)信息，也可以和標準SQL語句兼容，也就是標準SQL語句可以繼續(xù)在支持ATSQL2的TDBMS中應(yīng)用[4]。

4結(jié)束語

本文分析了電子商務(wù)信息中的時間因素，指出目前電子商務(wù)數(shù)據(jù)信息處理中的不足。針對目前的這種不足，結(jié)合時態(tài)信息處理技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，提出一種解決方法。本文提出的解決方法不局限于電子商務(wù)應(yīng)用，可以拓展到電子政務(wù)等其他領(lǐng)域。

參考文獻

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[4]湯庸.時態(tài)數(shù)據(jù)庫導論[M].北京：北京大學出版社，2004

篇（7）

0 引言

大學的主要任務(wù)是培養(yǎng)人才，特別是培養(yǎng)創(chuàng)新人才。培養(yǎng)創(chuàng)新人才的基本途徑與方法有課程教學、參與科學研究與項目開發(fā)、對外學術(shù)交流等。然而傳統(tǒng)本科課程教學多注重傳授學科的系統(tǒng)理論等專業(yè)知識，不重視對知識產(chǎn)生原因、方法的介紹，如忽視思考解決學科基本問題的具體過程等，這會造成課程教學傳授知識與科學研究相脫節(jié)，導致學生的知識結(jié)構(gòu)產(chǎn)生缺陷，不利于他們將來從事創(chuàng)新等研究工作。為配合計算機圖形學課程的教學改革，根據(jù)計算機圖形學課程的特點，筆者提出一種面向科學思維的教學新方法，它能有效彌補傳統(tǒng)本科課程教學的不足。

1 面向科學思維教學方法的基本要求

常見典型的教學方法有：結(jié)構(gòu)主義的教學方法、建構(gòu)主義的教學方法、問題（任務(wù)）驅(qū)動教學方法等。這3種方法各有其優(yōu)缺點，一個好的教學方法最好能全面綜合這3種方法的優(yōu)點。面向科學思維的教學方法要求把思考問題的方法、系統(tǒng)分析與綜合的方法、科學研究的工作方法、查找資料與抽象的方法等知識產(chǎn)生的方法引入課程教學中，有效講解學科專業(yè)知識是根據(jù)發(fā)展需求、通過研究各種問題產(chǎn)生的；專業(yè)理論體系或與其學科結(jié)構(gòu)是由多項研究成果形成的，這些知識是科學研究與科學思維產(chǎn)生的結(jié)果。

結(jié)構(gòu)主義、建構(gòu)主義與面向科學思維教學方法的異同點見表1。

2 確立計算機圖形學課程的教學內(nèi)容與教學模式

2.1 傳統(tǒng)計算機圖形學課程教學改革的原因

2013年以前，國內(nèi)外傳統(tǒng)計算機圖形學課程教學以講授圖形標準（顯卡驅(qū)動與顯示圖形等子程序的集合）或CAD為主。這種CAD與計算機圖形學（即圖形標準）學科的劃分有問題，它只便于圖形標準的硬件實現(xiàn)，卻因基本概念不全導致這兩者均不能獨立講清三維真實感圖形的自動生成原理以及計算機程序設(shè)計的基本規(guī)律，更不能總結(jié)計算機圖形學的研發(fā)成果與發(fā)展規(guī)律，不能滿足計算機圖形學學科建設(shè)發(fā)展需求。

2.2 用系統(tǒng)分析與綜合的方法確立計算機圖形學課程的教學內(nèi)容

2.2.1 系統(tǒng)分析：從理論上確立實現(xiàn)計算機圖形學課程目標的發(fā)展路線圖

本課程目標是用計算機程序自動生成類似人眼觀察世界獲得的觀察圖像（亦為學科研究的基本問題，它適合作為建構(gòu)主義教學方法要求的教學環(huán)境需求問題）。為此至少要完成3個子任務(wù)：①掌握三維圖形的生成原理；②掌握生成三維動畫等圖形的程序設(shè)計；③理順新課程教學內(nèi)容與圖形標準、CAD的相互關(guān)系。

1）第一個任務(wù)的實現(xiàn)方法。

照相機生成照片遵循光線傳播生成三維圖形這一物理原理，計算機生成所有三維圖形（包括光線跟蹤算法、輻射度算法、投影、多邊形填充、紋理映射、陰影算法、圖像融合算法與二維直線的生成等）也應(yīng)遵循該原理。這是本課程知識理論體系的完備性與一致性的基本要求，它決定了計算機圖形學的學種性質(zhì)與教學定位。

2）第二個任務(wù)的實現(xiàn)方法。

用輻射度和光線跟蹤算法生成的三維真實感圖形等程序，是一類典型的顯示圖形的計算機仿真應(yīng)用程序。故計算機圖形學的編程實現(xiàn)既遵循計算機仿真的基本原理，也遵循計算機程序設(shè)計的基本規(guī)律。

計算機仿真遵循系統(tǒng)（決定被仿真對象的范圍與其行為特性）、建模（用數(shù)學模型描述仿真實驗對象）、仿真算法（計算機通過執(zhí)行該仿真算法，進行仿真實驗）與評估（檢驗仿真實驗的結(jié)果是否與應(yīng)用需求保持一致）這一基本原理。

計算機程序設(shè)計應(yīng)遵循計算理論可計算性的實現(xiàn)前提對程序設(shè)計的規(guī)范要求：①待解問題被模型與系統(tǒng)形式化方法所描述；②這種描述要轉(zhuǎn)換成算法；③算法要有合理的復雜度。

這里，形式化描述指用數(shù)學符號、邏輯符號與流程圖描述并要求保持邏輯上的一致性。系統(tǒng)的概念被本文定義為軟件系統(tǒng)：它按解決問題的系統(tǒng)流程要求，編程實現(xiàn)數(shù)個模型描述數(shù)據(jù)與命令的輸入、存儲管理、運算處理、輸出顯示4個過程，能直接達到自動運行軟件的設(shè)定目標并具有完整動態(tài)結(jié)構(gòu)的綜合程序。軟件系統(tǒng)的概念是國內(nèi)傳統(tǒng)計算機核心課程教學缺失的重要概念。

故三維圖形學的教學內(nèi)容，主要用3組數(shù)學模型描述可視物體、燈光、照相機物理模型的物理特性（如用幾何模型、材質(zhì)模型與紋理模型描述可視物體；用光線幾何模型、顏色模型、照明模型、輻射度算法和光線跟蹤算法等描述點光源；根據(jù)類照相機的觀察參數(shù)，用陰影算法、圖像融合等算法描述照相機模型；對光線跟蹤算法，應(yīng)重構(gòu)照相機模型）；在物理仿真、數(shù)學建模與軟件系統(tǒng)概念的指引下，編程構(gòu)建三維圖形軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)三維圖形的自動顯示。物體運動與變形、燈光變幻、照相機運動可形成計算機動畫。計算機游戲是用人機交互的操作方式并通過實時動畫與聲音有效描述具有智能行為能力的人（或動物）的多種社會實踐活動。

3）第三個任務(wù)的實現(xiàn)方法。

計算機動畫包含了傳統(tǒng)圖形標準與CAD的原理，所以在課程最后，可講解圖形標準OpenGL的原理與編程使用方法。同時圖形標準是游戲軟件的基石，是現(xiàn)代計算機應(yīng)用不可缺少的基本配置。

2.2.2 系統(tǒng)綜合：介紹圖形學的基本原理與動畫軟件的實現(xiàn)方法

這要求教師先查找資料、匯集前人發(fā)表解決以上問題的不同論文與教材（解決課程教學問題的先決條件），挑選材料編寫課程講義，詳細介紹完成該任務(wù)所需的基本原理與實現(xiàn)方法，講義試用成熟后再編著出版教材。

教材按以下思路組織：用二維圖形學構(gòu)建軟件系統(tǒng)概念的教學，用三維圖形學構(gòu)建三維圖形數(shù)學建模的教學（直接用三維圖形構(gòu)建軟件系統(tǒng)概念的教學，會導致課程教學內(nèi)容的復雜化）。在每章的開頭，均提出應(yīng)思考并解決哪些問題才能達到本章的教學要求，加強訓練讀者思考問題的習慣。

學完本課程，學生要能勝任計算機動畫軟件的設(shè)計與編程實現(xiàn)等任務(wù)。

2.3 歸納計算機圖形學的學科結(jié)構(gòu)

以上教學充分展示：由物理模型（化學模型、生物模型、社會發(fā)展需求模型等）數(shù)學模型（數(shù)據(jù)模型是數(shù)學模型的一種簡單特例，其編程操作主要是數(shù)據(jù)的存儲與檢索，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫軟件。根據(jù)數(shù)學模型“曲高和寡”的原理得知，數(shù)據(jù)庫軟件是應(yīng)用軟件中應(yīng)用面最廣的一類軟件；或用離散數(shù)學的方法、判斷規(guī)則與判據(jù)或可編程實現(xiàn)的自然語言與功能等描述解決問題的過程與步驟；或用通信協(xié)議描述數(shù)據(jù)通信過程要遵循的規(guī)則、約定等要求，這是網(wǎng)絡(luò)通信編程的基礎(chǔ)）軟件的系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)用算法語言實現(xiàn)程序編碼并形成算法軟件測試評估等過程所確立程序設(shè)計的基本規(guī)律。程序設(shè)計這一規(guī)律，能被雷達的設(shè)計與制造過程所佐證，如通過物理實驗確立雷達原理用數(shù)學模型描述雷達的工作過程設(shè)計雷達系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)用電子技術(shù)制造雷達設(shè)備做好的雷達要通過測試評估才能交付使用等。

由此能用理論（物理原理、建模、軟件系統(tǒng)、仿真、程序設(shè)計）、工具（OpenGL、Direct3D、著色語言、ACIS、WebGL、OpenCL、3D游戲引擎等）與應(yīng)用（顯示圖形的應(yīng)用程序，如3D動畫或CAD、地理信息系統(tǒng)（空間復雜性高而時間復雜性低）、游戲與虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)（時間復雜性高而空間復雜性低））3個學科形態(tài)描述計算機圖形學的學科結(jié)構(gòu)。

2.4 用科學研究的工作方法確立計算機圖形學課程的教學模式

（1）選題（發(fā)現(xiàn)問題）：找任務(wù)、了解用戶需求、檢索閱讀資料并提出問題。自由選題要確立研究問題的科學性、目標性、創(chuàng)新性和可行性，并找準課題的申報渠道。提出問題是對任務(wù)深入思考或科學研究的前提。如計算機圖形學的學科屬性與教學內(nèi)容是否成熟，是此前國際計算機圖形學教育界多年關(guān)注的教學疑難問題。

（2）分析問題：真實照片由照相機、可視物體與燈光3個主要因素決定，由此確立解決問題的方法。

（3）尋找解決問題的方法（提出假說）：首先用二維圖形建立軟件系統(tǒng)的概念；然后建立描述照相機、可視物體、燈光物理模型物理特性所需的數(shù)學模型，構(gòu)建仿真光線在計算機場景與照相機模型中傳播，生成三維動畫圖形。

（4）做實驗解決問題（找尋證據(jù)支持假說）：針對建立的數(shù)學模型，選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計算法，編寫程序源代碼并調(diào)試測試程序，構(gòu)建三維圖形軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)圖形的自動顯示。

（5）取得新成果（查新驗證）：改進學科的系統(tǒng)理論與基本方法，發(fā)表研究論文，推廣該研究成果或論證申報新開發(fā)項目，推動學科建設(shè)向前發(fā)展。當我們解決好計算機圖形學的教學問題時，就為撰寫本文并申報計算機圖形學國家規(guī)劃教材奠定了基礎(chǔ)。

由此構(gòu)建程序設(shè)計教學的完整過程，并把程序設(shè)計拓展成科學研究工作方法的一種形式與組成部分。

該教學模式不僅把教學與科學研究兩個不同性質(zhì)的學術(shù)過程結(jié)合在一起，還說明圍繞課程教學思考問題的訓練屬于科學研究領(lǐng)域思維活動的一種基本形式。

3 在課程教學過程中合理安排思考問題的訓練

教師在重點介紹、講解每個專題前，要考慮如何訓練學生根據(jù)學科的發(fā)展需求思考問題，這些問題是任務(wù)驅(qū)動教學法中各種問題的來源。

3.1 用二維圖形學構(gòu)建軟件系統(tǒng)概念的教學

專題1：線段圖形的描述與生成?；締栴}：如何用數(shù)學的語言與方式（如描述函數(shù)）描述各種線段圖形的幾何形狀，以形成各種線段圖形的幾何模型？如何形成矢量漢字等子圖形高效率的描述方法？如何把這種描述函數(shù)轉(zhuǎn)換成算法，并根據(jù)其描述數(shù)據(jù)生成這些基本圖形？

專題2：實面積圖形的描述與生成?；締栴}：用什么方法描述實面積圖形的幾何形狀，以形成各種實面積多邊形的幾何模型？如何利用顯示設(shè)備的繪圖功能生成實面積圖形？如何實現(xiàn)直線圖形邊緣的反走樣顯示？

專題3：圖形的基本運算?；締栴}：圖形運算的目的是什么？如何用幾何變換矩陣的方式描述圖形幾何模型的幾何變換？若用實面積多邊形的布爾運算構(gòu)建新的復雜圖形的幾何模型，則布爾運算的數(shù)學基礎(chǔ)是什么？如何實現(xiàn)其布爾運算？

專題4：圖形的觀察運算。基本問題：如何把輸入到計算機中的圖形幾何模型描述數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成顯示設(shè)備坐標系中的圖形幾何模型描述數(shù)據(jù)？并調(diào)用圖形的生成算法顯示各種圖形的幾何形狀？

專題5：圖形數(shù)據(jù)與命令的輸入?；締栴}：能用哪些方法把圖形模型描述數(shù)據(jù)與命令高效率地輸入到計算機中？如何利用輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)輸入功能與顯示設(shè)備的圖形顯示功能，編程實現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)的交互輸入？如何規(guī)劃應(yīng)用程序中的人機交互設(shè)計問題？

專題6：圖形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。基本問題：圖形數(shù)學模型的種類與復雜、復合圖形的構(gòu)建方法，這些對保存圖形幾何模型的描述數(shù)據(jù)提出了哪些動態(tài)管理上的要求？如何設(shè)計相應(yīng)圖形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，才能有效地保存、管理存儲于計算機中的各種圖形描述數(shù)據(jù)（命令）？如何把圖形顯示區(qū)中的圖形描述數(shù)據(jù)編譯轉(zhuǎn)換成多種顯示設(shè)備能識別并運行的顯示指令代碼，以實現(xiàn)圖形的顯示？為編程實現(xiàn)各種圖形的自動顯示，需要確定編程處理圖形數(shù)據(jù)的基本流程和程序的功能與結(jié)構(gòu)，以形成軟件系統(tǒng)的概念。

3.2 用三維圖形學構(gòu)建數(shù)學建模的教學

專題7：照相機模型的建立與三維幾何圖形的顯示。基本問題：如何用數(shù)學模型，特別是用矩陣的方法，描述照相機拍攝（投影顯示）三維直線圖形的物理過程？

專題8：平面物體幾何模型的構(gòu)建與圖形顯示?；締栴}：如何用直線與平面函數(shù)描述平面物體的幾何形狀？如何記錄這種描述所形成的幾何模型數(shù)據(jù)？如何構(gòu)建形狀復雜的平面幾何物體？如何顯示平面物體的幾何形狀與表面？

專題9：曲面物體幾何模型的構(gòu)建基礎(chǔ)與線框模型圖形顯示?；締栴}：用什么方法描述曲面物體的幾何形狀并構(gòu)建其幾何模型？如何顯示曲面物體的幾何形狀？

專題10：燈光模型的建立與光照物體的圖形顯示?；締栴}：如何用數(shù)學模型的方法描述燈光的物理特性？如何描述在燈光照射條件下幾何物體的可視物理特性？如何顯示光照效果的曲面物體的表面與幾何形狀？如何更有效地描述光線傳播的物理特性與變化規(guī)律？

學生按照這一思路進行選題，可考慮為實現(xiàn)像照片一樣自然景觀（如白光的薄膜干涉等現(xiàn)象）的圖像顯示，需研究哪些問題等，并發(fā)表其研究成果。課程教學內(nèi)容成熟完整后，才便于界定計算機圖形學的學科內(nèi)涵。

4 分析計算機專業(yè)主要課程的基本特點，提煉計算科學的學科結(jié)構(gòu)

4.1 計算機教學此前無計算科學學科結(jié)構(gòu)概念的原因分析

現(xiàn)有權(quán)威資料和維基百科、百度百科表明，此前國內(nèi)外計算機教學均無計算科學學科結(jié)構(gòu)這一重要概念。以下3點是導致這一現(xiàn)象存在的重要原因。

4.1.1 對計算工具的分類作用認識不足

盡管人們知道計算機是一種計算工具，計算機有廣泛的應(yīng)用，計算機科學有自己的一套理論根據(jù)，但僅用“理論、工具與應(yīng)用”很難全面概括計算科學的研究全貌與多項用途。事實上，計算機的系統(tǒng)工具對總結(jié)計算科學的學科結(jié)構(gòu)非常重要。

計算機系統(tǒng)是一個能對編程實現(xiàn)的數(shù)學模型與邏輯模型，進行自動解算與推理的通用計算工具。這決定了程序設(shè)計在編程使用計算機上的重要性。

操作系統(tǒng)是對計算機的各種硬件資源與軟件資源進行程序管理，使計算機正常運行的系統(tǒng)工具軟件。同時，它能對用戶程序（命令）的輸入、存儲管理與自動運行提供服務(wù)（包括對通信進程進行有效監(jiān)管控制），并用人機交互與圖形界面的方式記載這種用戶程序與命令操作的運行結(jié)果。

編譯系統(tǒng)是用高級語言編程必備的系統(tǒng)工具軟件，它可以把用戶用高級語言編寫的程序源代碼、編譯轉(zhuǎn)換成計算機能識別并自動執(zhí)行的機器語言程序代碼。

算法語言是用戶為編程使用計算機的各種計算功能，用類自然語言的方式與計算機相互交流思想的符號表達工具。

這些計算工具本身沒有直接解決數(shù)學計算與邏輯推理等應(yīng)用問題，該任務(wù)由編程解決。

這類計算工具是在實際應(yīng)用過程中總結(jié)、提煉的結(jié)果，工具本身一般不直接解決最終的應(yīng)用問題，這是工具的第一個特點。它的第二個特點是工具的制造具有遞歸性，即可用簡單工具制造復雜工具。它的第三個特點是專業(yè)復雜工具的制造方法與技術(shù)具有封閉性與隱蔽性，但這不影響他人對工具的操作使用；且其隱蔽、封閉性是工具使用方便、高效的主要原因。

軟件系統(tǒng)與計算工具等概念的形成，是用抽象的方法（從眾多事物中總結(jié)提煉出具有共同本質(zhì)的特征、而舍棄其非本質(zhì)的特征等內(nèi)容）處理形成的結(jié)果。

4.1.2 傳統(tǒng)課程沒有講清計算機仿真的原理與計算機程序設(shè)計的基本規(guī)律

傳統(tǒng)計算科學的核心課程（計算機導論、計算機原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、算法語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯系統(tǒng)與操作系統(tǒng)、軟件工程、離散數(shù)學、數(shù)據(jù)庫和計算機網(wǎng)絡(luò)）從未講清計算機程序設(shè)計的基本規(guī)律與計算機仿真的基本原理。學生往往通過課后大量的編程訓練，積累對計算機程序設(shè)計與計算機仿真的認識。這種程序設(shè)計經(jīng)驗式教學培養(yǎng)模型，無助于學生總結(jié)并提煉計算科學的學科結(jié)構(gòu)。相反，人們在算法語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學上存在一些模糊認識。例如，算法語言是用一組語法規(guī)則與功能約定的一種符號標記系統(tǒng)，它讓人們掌握語言的符號約定、功能、特性以及用算法語句描述給定的數(shù)學計算與數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷等――即其教學主要是完成程序的編碼訓練，由此形成算法；也為研制該語言的編譯系統(tǒng)做鋪墊。然而部分算法語言的教科書，只有一些算法驗證性應(yīng)用實例，并把它們等同于計算機程序設(shè)計教學，這無助于初學者全面正確地掌握計算機程序設(shè)計的基本規(guī)律，因為學習算法語言后，他們還是沒有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是研究用程序編碼的方式，在計算機中有效實現(xiàn)多種類型數(shù)據(jù)的存儲組織（形成線性、非線性、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形式以及靜態(tài)或動態(tài)結(jié)構(gòu)形式的數(shù)據(jù)存儲方法）、存儲管理、排序檢索與編程效率等任務(wù)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程有很多計算復雜性的案例，是培訓人們掌握編程技巧的一種有效方法。因為編寫程序所采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往決定了算法的編碼實現(xiàn)方法，更重要的是，CPU是根據(jù)保存在內(nèi)存各處程序代碼的邏輯次序、通過逐條讀取其指令代碼來完成用戶指定應(yīng)用程序（或命令）的執(zhí)行。如何規(guī)劃、設(shè)計、調(diào)度與管理內(nèi)存的使用，這與數(shù)據(jù)的調(diào)度與管理原理類似，是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)討論的問題之一（常在操作系統(tǒng)課程中介紹解決該問題的方法。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題本質(zhì)上屬計算機內(nèi)存的動態(tài)、合理使用與管理問題）。而該課程中所謂抽象數(shù)據(jù)類型，是指在指定的數(shù)據(jù)集上定義對該數(shù)據(jù)元素進行多種加工等編程操作方法。這個數(shù)據(jù)集以及對其數(shù)據(jù)元素的加工方法（數(shù)據(jù)集與其加工方法均能遞歸定義），應(yīng)來源于人們用數(shù)學的方法描述解決實際應(yīng)用問題這一過程，該主次關(guān)系不能顛倒。沒有這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與程序編碼等基礎(chǔ)訓練，初學者很難規(guī)劃好一個軟件的系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)。

由于傳統(tǒng)的算法語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學無數(shù)學建模（它決定了解決多種應(yīng)用問題算法的來源）與軟件系統(tǒng)的概念，故傳統(tǒng)的算法語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程沒有講清程序設(shè)計的基本規(guī)律。

4.1.3 傳統(tǒng)計算機課程存在教學問題

首先，傳統(tǒng)計算機圖形學課程存在教學問題，現(xiàn)已被本教學改革有效化解。

其次，軟件工程課程存在教學效果空洞抽象等困惑。若把新的計算機圖形學課程作為軟件工程課程的教學實習對象，可以有效解決該教學困惑。由于新的計算機圖形學課程可以講清程序設(shè)計的基本規(guī)律與計算機仿真的基本原理，這使軟件工程課程的教學從理論上能達到軟件全生命周期設(shè)計的教學目的。

第三，計算機導論與計算機基礎(chǔ)課程存在教學困惑。計算機導論應(yīng)對計算學科發(fā)展的全貌作整體介紹，并理順計算學科與其他學科之間的關(guān)系，引導讀者根據(jù)自己的需求有效選擇學習不同的計算機專業(yè)知識。由于此前計算機課程存在以上問題，導致歷次獲國家級獎勵的計算機教學改革成果以通過有效載體進入課程教學，致使計算機課程教學體系仍然不夠成熟。這往往是行業(yè)外人士選修計算機課程的迷惑。因為自牛頓時代以來，用數(shù)學的語言描述自然科學取得的新進展，是各自然學科之間相互交流學術(shù)思想與成果的通用方法；然而目前其他自然科學工作者學習計算機后，卻無法順利地用計算工具的方法來表達其各自學科建設(shè)研究成果的數(shù)學模型等。這種計算機課程教學不便于計算機教育與其他自然科學教育進行對等有效的學術(shù)交流，并導致計算機基礎(chǔ)課程教學出現(xiàn)危機。另計算機教學無計算科學學科結(jié)構(gòu)的概念，即人們沒有評判計算機導論教材好壞的客觀標準。計算機圖形學教學改革取得的新成果――發(fā)現(xiàn)計算科學學科結(jié)構(gòu)的客觀存在，為重構(gòu)計算機導論與計算機基礎(chǔ)課程提供了重要借鑒。

最后，計算機網(wǎng)絡(luò)課程存在不足。如該課程介紹網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議較多，卻較少介紹網(wǎng)絡(luò)通信工具的構(gòu)建與編程使用方法，以及計算機網(wǎng)絡(luò)通信程序的編程實現(xiàn)，這不利于初學者承擔計算機網(wǎng)絡(luò)計算的重任。

4.2 借鑒計算機圖形學的教改成果。歸納計算科學的學科結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)計算機核心課程缺少一門計算機的綜合運用課程，以總結(jié)并提煉計算機程序設(shè)計的基本規(guī)律與計算機仿真的基本原理。計算機圖形學課程可以很好地承擔這一重任。有了計算工具的概念與計算機圖形學課程后，可以重新分類、歸納已知計算機的多種應(yīng)用。

成熟的計算機圖形學與傳統(tǒng)計算機核心課程的教學，使計算科學理論（即計算機的系統(tǒng)理論和專業(yè)知識。它需回答：什么能被工具有效地進行自動計算，用什么方法研究該命題并形成哪些結(jié)論、成熟的理論與發(fā)展方向；滿足何種條件的實物裝置能實現(xiàn)計算功能，計算裝置如何構(gòu)造實現(xiàn)并使其正常運行、操作使用；可計算性的實現(xiàn)前提是什么，如何用該計算裝置實現(xiàn)這種自動計算，如何保證計算結(jié)果的正確性和計算裝置運行的安全穩(wěn)定，該計算裝置有多強大的計算能力；計算理論與計算機專業(yè)各課程的關(guān)系等）、工具（算法語言、編譯系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)）與應(yīng)用（數(shù)據(jù)存儲與檢索，數(shù)據(jù)計算、仿真、符號變換與推理，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信，數(shù)據(jù)獲取、輸出表達與控制即多媒體）3個學科形態(tài)得到完整展現(xiàn)。它們是形成計算機專業(yè)多個發(fā)展方向（如殺毒與網(wǎng)絡(luò)防火墻、網(wǎng)絡(luò)存儲與查詢、網(wǎng)頁設(shè)計開發(fā)工具與網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，即時通信、流媒體與播放器、人工智能與專家系統(tǒng)、計算機嵌入式應(yīng)用、計算機在通信與自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用等）與綜合（如3D網(wǎng)絡(luò)游戲）或研發(fā)計算機硬件（計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與CPU設(shè)計、計算機工程）的基礎(chǔ)。

因互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，計算機網(wǎng)絡(luò)計算有網(wǎng)絡(luò)理論（在通信理論的支持下，如何可靠、快速、方便、安全地實現(xiàn)計算機信息描述數(shù)據(jù)的通信；網(wǎng)絡(luò)計算的理論基礎(chǔ)與基本規(guī)則是什么，如何利用網(wǎng)絡(luò)資源進行有效的傳輸與計算）、網(wǎng)絡(luò)工具（計算機與互聯(lián)網(wǎng)、路由器與交換機、調(diào)制解調(diào)器、Java、html語言、瀏覽器、Socket、遵循HLA標準的分布式實時仿真工具RTI、網(wǎng)絡(luò)游戲引擎）與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用（如計算機數(shù)據(jù)通信與監(jiān)管、電子商務(wù)、社交網(wǎng)站、網(wǎng)絡(luò)游戲、云計算、信息技術(shù)與信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的應(yīng)用等）。

圖1顯示了計算科學的學科結(jié)構(gòu)。由計算機仿真的基本原理與可計算性的實現(xiàn)前提，可論證程序設(shè)計教學與計算機仿真教學的一致性。

故計算作為一門學科（招生專業(yè)）的根據(jù)是：①它有自己獨立的研究領(lǐng)域。即什么能被有效地用工具進行自動計算以及可靠、安全、快速地傳輸？②產(chǎn)生專業(yè)知識的方法?？茖W研究與科學思維是產(chǎn)生（創(chuàng)造）多種學科新知識的主要方法，這是研究生階段的主要學習任務(wù)。③由此形成的理論體系與其學科結(jié)構(gòu)。這是本科生學習階段應(yīng)掌握的專業(yè)知識。④傳授知識的法定機構(gòu)與辦學條件。⑤廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。

篇（8）

文章編號：1672-5913(2010)08-0029-04

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

教育部1998年正式頒布的本科專業(yè)目錄中，首次設(shè)立了管理學學科門類，在管理科學與工程二級學科下設(shè)有“信息管理與信息系統(tǒng)”專業(yè)。根據(jù)同時頒發(fā)的新舊專業(yè)對照表，原來的信息學、科技信息、經(jīng)濟信息管理、管理信息系統(tǒng)和林業(yè)信息管理5個專業(yè)與這一新的專業(yè)對應(yīng)，這是“科技信息，專業(yè)名稱近二十年來的第一次變革史”。

隨著醫(yī)學信息學的發(fā)展以及醫(yī)院對信息化人才的需求，1997年我校開辦了醫(yī)學信息管理專業(yè)，連續(xù)招生了4屆?？茖哟螌W生。2001年，我校在國家教育部新本科專業(yè)目錄“信息管理與信息系統(tǒng)”下開始招收“醫(yī)學信息管理”專業(yè)方向本科層次的學生。十年發(fā)展歷程中，我們就如何辦好有醫(yī)學特色的新專業(yè)，在其課程建設(shè)特別是課程體系的設(shè)計上進行了積極的探索。由于醫(yī)學院校開辦這一專業(yè)普遍比較晚，如何借鑒原來5個專業(yè)的學科背景和特點，結(jié)合醫(yī)學信息學發(fā)展的過程，系統(tǒng)地設(shè)置適合醫(yī)院信息化建設(shè)人才的專業(yè)課程體系是辦好本專業(yè)的基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)的狀況如何，既影響到對學生培養(yǎng)目標的確定，又影響到學科、專業(yè)的發(fā)展。

1　專業(yè)發(fā)展背景及培養(yǎng)目標

信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的前身之一是科技信息專業(yè)，再往前是科技情報專業(yè)。這一專業(yè)發(fā)展到今天，大致經(jīng)歷了3個階段。

1，1信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)發(fā)展過程

我國科技情報教育始于1958年。當時，中國科技情報所創(chuàng)辦了科技情報大學，1959年并入中國科技大學后，改稱情報學系。1978年，武漢大學創(chuàng)辦了科技情報專業(yè)，之后吉林工業(yè)大學、北京大學、西安電訊工程學院、南京大學等一批院校相繼建立了不同特色的情報專業(yè)。1984年，武漢大學成立圖書情報學院，設(shè)立情報科學系，并開始招收情報學碩士研究生。到1992年，全國共有30多個本科教學點，10個碩士學位授權(quán)點。

90年代初，隨著世界范圍內(nèi)的信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)計劃的提出與推進，社會的進步與發(fā)展將依賴于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的信息環(huán)境，各有關(guān)院校及時跟蹤信息技術(shù)的發(fā)展，開始重視現(xiàn)代信息技術(shù)教育。1992年9月，國家科委的一次會議作出決定，把“科技情報”更名為“科技信息”，這在全國引起廣泛的反響。1993年，在原國家教育委員會頒布的《普通高等學校本科專業(yè)目錄》中，將“科技情報”調(diào)整為“科技信息”。我國情報學教育以改名為契機，向以信息管理為軸心的方向延伸和發(fā)展，開始了新的變革。

教育部于1998年7月頒布了新的專業(yè)目錄，將原來屬于不同學科領(lǐng)域的五個專業(yè)合而為一，設(shè)立了“信息管理與信息系統(tǒng)”專業(yè)。與90年代初那次改革不同的是，信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的設(shè)置不僅明確了情報學教育今后發(fā)展的方向，而且根據(jù)信息管理內(nèi)涵廣泛的特點，與其他學科和專業(yè)進行了大范圍的整合，目前這種整合與重構(gòu)仍在繼續(xù)。趨勢表明，這種整合應(yīng)體現(xiàn)專業(yè)內(nèi)在的規(guī)律性與本質(zhì)特征，高效地配置專業(yè)資源，順應(yīng)社會對復合型信息人才的需求，從而使情報學專業(yè)教育在一個全新的視野和起點上重新塑造自身，培養(yǎng)適應(yīng)時代需要的信息組織與管理人才。

1，2信息管理與信息系統(tǒng)(醫(yī)學)專業(yè)發(fā)展概況

自1985年白求恩醫(yī)科大學率先成立醫(yī)學情報系(本科)以來，我國的醫(yī)學專業(yè)信息教育已經(jīng)走過了20年的發(fā)展歷程。近年來，信息化浪潮席卷全球，開辦醫(yī)學信息管理專業(yè)的院校不斷增多，截至2004年底，教育部正式批準或備案的設(shè)立醫(yī)學信息管理專業(yè)情況是：2000年以前批準的院校有4個，分別是吉林大學(原白求恩醫(yī)科大學)(1985)、中國醫(yī)科大學(1986)、華中科技大學(原同濟醫(yī)科大學)(1986)、中南大學(原湖南醫(yī)科大學)(1987)；2000年至2004年底，教育部批準的院校有29個。由上述可見，僅僅4年時間，開辦醫(yī)學信息專業(yè)的院校從2000年以前的4所迅速增加到2004年的29所，加上其他相關(guān)專業(yè)，實際開設(shè)該專業(yè)的院校已經(jīng)超過40所?？梢娽t(yī)學信息學教育發(fā)展態(tài)勢十分迅猛。

1，3專業(yè)培養(yǎng)目標

根據(jù)教育部的規(guī)定，信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)要培養(yǎng)具備現(xiàn)代管理學理論基礎(chǔ)、計算機科學技術(shù)知識及應(yīng)用能力、掌握系統(tǒng)思想和信息系統(tǒng)分析與設(shè)計方法以及信息管理等方面的知識和能力，能在國家各級管理部門、工商企業(yè)、金融機構(gòu)科研單位等部門從事信息管理以及信息系統(tǒng)分析、設(shè)計、實施、管理和評價等方面的高級專門人才。

這一培養(yǎng)目標明確了學生應(yīng)具備的知識和能力，能夠適應(yīng)的行業(yè)領(lǐng)域以及能夠勝任的專業(yè)工作，是一種寬口徑、厚基礎(chǔ)、重素質(zhì)的培養(yǎng)目標，反映了專業(yè)的學科價值和社會作用，適應(yīng)了信息化社會對信息管理人才的總體需求。在這一整體目標的基礎(chǔ)上，根據(jù)廣東省醫(yī)院信息化發(fā)展的，結(jié)合我校的性質(zhì)、專業(yè)特點、師資狀況和畢業(yè)生的就業(yè)狀態(tài)，我校確定信息管理與信息系統(tǒng)(醫(yī)學信息管理)專業(yè)的培養(yǎng)目標是“培養(yǎng)具有堅實的數(shù)學、外語、計算機科學技術(shù)基礎(chǔ)，系統(tǒng)掌握信息管理的基本原理和技能，熟練運用中外文工具和以計算機技術(shù)為主的現(xiàn)代信息技術(shù)，具有一定的管理和醫(yī)學知識以及較強的適應(yīng)性和繼續(xù)學習的能力，能夠在各類醫(yī)學單位的信息部門從事醫(yī)學信息處理、分析、咨詢、開發(fā)的醫(yī)學信息管理與服務(wù)的高級專門人才?！?/p>

2　課程體系的架構(gòu)思路

課程體系是一個隨著社會與學科的變遷而需要不斷進行研究的復雜系統(tǒng)，其核心是專業(yè)的具體課程設(shè)計。在高等教育的發(fā)展歷程中，始終存在著“教什么”和“學什么”這一永恒的主題，對于一個面向醫(yī)學信息管理的新辦專業(yè)，更是值得探討的問題。

2，1課程設(shè)計的基本觀點分析

(1)學科及專業(yè)取向的觀點。每一門課程都有其相對應(yīng)的研究領(lǐng)域，本科階段的課程設(shè)計應(yīng)該反映本學科及專業(yè)的基本知識取向。但由于學科的分類及界定方法不是唯一的，不同的分類會帶來不同的體系，而且學科下知識的門類在不斷增加，能納入課程體系的課程又十分有限，因而如何適當?shù)剡x擇課程及形成合理的課程體系是一個需要慎重研究的問題。

(2)學生取向的觀點。這一觀點認為學生是學校一切活動的中心，主張實行綜合化教育，反對知識分科，以學科間綜合的方法來傳授各科知識，按照學生的興趣和愛好來考慮學習的內(nèi)容，在課程選擇與時間的安排上給予學生充分的自由。但這在實際操作中較難執(zhí)行。

(3)社會取向的觀點。學校作為社會的一個組成部分，最終應(yīng)為社會服務(wù)，因而在進行課程設(shè)計時，必須經(jīng)過對社會的分析來確定教學目標與內(nèi)容。這種 觀點主張按照社會存在的需要來設(shè)置專業(yè)課程體系，對學生進行塑造，使學生畢業(yè)后，能成為社會有用的一員。

綜上所述，在進行課程體系設(shè)計時，既要滿足培養(yǎng)目標的要求，又要盡可能滿足本科生較寬范圍就業(yè)與繼續(xù)深造的需要。

2，2課程體系的構(gòu)成

根據(jù)以上設(shè)想，參考其他院校信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的課程體系，同時吸收十年教學實踐中形成的醫(yī)學特色，信息管理與信息系統(tǒng)(醫(yī)學信息管理)專業(yè)的課程體系可分為數(shù)學知識模塊、計算機知識模塊、醫(yī)學知識模塊、專業(yè)知識模塊、實踐教學模塊等5個部分，教學環(huán)節(jié)可分為4個階段(圖1)。

第一階段，理工科基礎(chǔ)課。著重培養(yǎng)學生的基本素質(zhì)與技能，包括數(shù)理基礎(chǔ)、外語基礎(chǔ)、人文社會科學基礎(chǔ)、工科基礎(chǔ)和計算機基礎(chǔ)等5個方面。

第二階段，管理類和醫(yī)學類基礎(chǔ)課。主要以管理科學和醫(yī)學科學的基本原理、規(guī)律和方法的學習為主，包括管理學基礎(chǔ)、醫(yī)院管理學、病案管理學、正常人體學、疾病學基礎(chǔ)、藥理學、診斷學、臨床醫(yī)學概論等。

第三階段，信息管理專業(yè)核心課。這是體現(xiàn)專業(yè)特點、培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)所必需的課程。

第四階段，專業(yè)方向選修課。為了充分發(fā)揮學生的個性和潛能，同時也為適應(yīng)社會對人才的需求以及考慮學生今后各方面的發(fā)展，設(shè)立幾組不同專業(yè)方向的選修課程。

2，3具體課程模塊的設(shè)置

根據(jù)前面提出的學生培養(yǎng)目標的要求，信息管理與信息系統(tǒng)(醫(yī)學信息管理)專業(yè)本科學生在知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)上應(yīng)當具有自身的特征。

知識結(jié)構(gòu)：具有良好的數(shù)學和外語基礎(chǔ)，具有熟練的現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用開發(fā)知識，具有系統(tǒng)的信息管理專業(yè)知識，具有管理學科的背景知識和較寬的人文知識。

能力結(jié)構(gòu)：對醫(yī)學信息的快速準確采集能力及分析綜合能力；應(yīng)用先進的計算機技術(shù)進行醫(yī)學信息系統(tǒng)的分析、設(shè)計、維護和評價的能力；外語的聽、說、讀、寫能力和漢語的寫作表達能力；組織管理協(xié)調(diào)、公共關(guān)系、社會調(diào)查及醫(yī)學信息產(chǎn)品的營銷能力。

素質(zhì)結(jié)構(gòu)：具有敏銳的洞察力；具有系統(tǒng)分析與綜合思維能力；具有較強的自學、科研和創(chuàng)造能力；具有開拓精神和責任感。

要達到上述要求，主要依靠在學生四年的修讀時間里，通過不同課程的教學來培養(yǎng)他們。下面對幾個課程模塊的設(shè)置作出說明。

(1)數(shù)學知識模塊。人的素質(zhì)是指一個人對客觀事物的反映和認識所具有的悟性潛能，數(shù)學教育恰能起到啟發(fā)人的悟性、挖掘人的潛能的作用。

開設(shè)數(shù)學課程的目的有三個：一是提高學生的理性思維能力，開發(fā)學生的智能；二是為學習其他課程提供必要的數(shù)學基礎(chǔ)；三是為今后解決專業(yè)領(lǐng)域的實際問題提供一些數(shù)學方法。具體來說，包括基礎(chǔ)數(shù)學課和與專業(yè)相關(guān)的數(shù)學課。

其中，基礎(chǔ)數(shù)學課的設(shè)置可以包括：高等數(shù)學(150H)、線性代數(shù)(30H)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(50H)。與專業(yè)相關(guān)的數(shù)學課包括：離散數(shù)學(70H)。

(2)計算機知識模塊。人們說信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)是一個“準計算機專業(yè)”，同樣信息管理與信息系統(tǒng)(醫(yī)學信息管理)也是一樣，因此，對學生的計算機能力及應(yīng)用水平有較高的要求。參照《工科計算機專業(yè)計算機基礎(chǔ)教學指南》的有關(guān)內(nèi)容，設(shè)置計算機類課程，計算機類課程分必修和選修兩大類。

計算機必修類課程包括：計算機科學導論(36H)、PASCAL語言(72H)、c語言程序設(shè)計(72H)、微機原理(含匯編)(80H)、高級軟件設(shè)計(70H)、操作系統(tǒng)(70H)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法(70H)、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用(70H)、計算機網(wǎng)絡(luò)與通信(70H)、軟件工程(50H)。計算機選修類課程包括：計算機工程與技術(shù)(36H)、網(wǎng)頁與多媒體技術(shù)(36H)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)(36H)。

(3)醫(yī)學知識模塊。醫(yī)學知識模塊是醫(yī)學院校開辦信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的特色課程，該模塊知識設(shè)置主要培養(yǎng)學生具備醫(yī)學信息處理的能力。醫(yī)學知識模塊類課程包括：正常人體學(70H)、疾病學基礎(chǔ)(70H)、藥理學(30H)、診斷學(50H)、臨床醫(yī)學概論(120H)。

(4)專業(yè)知識(核心課程)模塊。專業(yè)核心課程是開展專業(yè)教育的課程結(jié)構(gòu)中的主要組成部分，是必須設(shè)置的最低限度的主干課。這些課程及其相關(guān)課程承擔著專業(yè)教育的主要任務(wù)，集中體現(xiàn)專業(yè)的特點。它們與學科的聯(lián)系最緊密，專業(yè)知識含量大，是實現(xiàn)培養(yǎng)目標的重要保證。專業(yè)核心課程的設(shè)計原則是：依托專業(yè)特點，服務(wù)培養(yǎng)目標，緊跟學科發(fā)展。根據(jù)新專業(yè)目錄的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合信息管理與信息系統(tǒng)(醫(yī)學信息管理)專業(yè)演變過程的實際情況，采取繼承與發(fā)展相結(jié)合的方法是穩(wěn)妥之舉。主要專業(yè)課程包括：管理學基礎(chǔ)(50H)、醫(yī)院管理學(90H)、病案管理學(40H)、醫(yī)學信息學(50H)、醫(yī)學統(tǒng)計學(70H)、醫(yī)學圖像處理(40H)、醫(yī)院信息系統(tǒng)(70H)。

(5)實踐教學模塊。根據(jù)專業(yè)的理論教學模塊，把實踐教學分為基礎(chǔ)實驗(539H)、醫(yī)院實習(16周)、現(xiàn)場實訓(8周)和畢業(yè)設(shè)計(8周)四個環(huán)節(jié)，使其形成一個完整的實踐體系。

學生在學校實驗室內(nèi)接受基礎(chǔ)和專業(yè)課程的實驗課是實踐教學第一環(huán)；到醫(yī)院進行醫(yī)院信息管理實習，了解熟悉醫(yī)院信息化環(huán)境和要求，掌握醫(yī)院管理運作流程和醫(yī)院信息管理具體實施是實踐教學第二環(huán)；而現(xiàn)場實訓，在產(chǎn)學研教學基地，隨工程技術(shù)人員到各醫(yī)院承擔醫(yī)院信息系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、維護的具體任務(wù)，這樣的現(xiàn)場訓練是實踐教學第三環(huán)；第四環(huán)就是畢業(yè)設(shè)計，學生要完成一個完整的功能模塊設(shè)計，程序能正常運行并通過論文答辯，這也是最為重要的一環(huán)。這四個不同環(huán)節(jié)的實踐教學形成相互滲透、循環(huán)上升的產(chǎn)學研實踐教學體系，強化了學生的實踐動手能力，開拓了學生的視野，活躍了學生的思維，是醫(yī)學信息管理專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵。專業(yè)核心課程及其相關(guān)課程的構(gòu)成如圖2所示。

3　結(jié)論

篇（9）

熱愛是最好的老師

7年前，作為電子信息與電氣工程學院的新生，我踏入了交大的校園。入學的第一周，我通過面試轉(zhuǎn)入密西根學院，成為了密西根學院的第一屆本科生。密西根學院在大二的時候進行了專業(yè)的選擇，在電氣信息工程和機械工程兩個選項中，我選擇了后者。我的選擇在當時有很多人難以理解，一個從電子信息與電氣工程學院轉(zhuǎn)過來的學生為什么沒有選擇本專業(yè)？為什么選擇機械工程？其實答案很簡單。大一時候，我們有一門課，名叫《工程導論課》，授課老師是一名外教，名叫Jason Daida，老師說，醫(yī)生一次辛勤的努力只能挽救一個生命，而工程師的辛勤工作卻能拯救千萬人，使我們生活得更加美好。有了工程師的辛勞，才有了高聳入云的大樓，才有了跨越大江大河的堅固大橋，才有了通達世界各地的信息網(wǎng)……工程師所創(chuàng)造的產(chǎn)品已成為我們每日必備的生活用品，深入我們生活的每一個角落，徹底地改變了世界。這番話讓我受到了強烈的震撼。而現(xiàn)在，談及我最喜歡的電視節(jié)目，莫過于美國國家地理頻道的《空中浩劫》。這個節(jié)目記錄了全球重大的空難事故以及工程師們對這些空難的調(diào)查，從中人們吸取教訓，不斷改善和發(fā)展航空工程。正是有了這許許多多工程師不懈地努力和調(diào)查，才有了我們今天最為安全可靠的交通工具，縮短了人們之間的距離。這是工程師的偉大之處，也正是我選擇機械工程的重要原因之一。

出于對機械工程的熱愛，我的學習生活變得輕松快樂。平時，我總是學院里最早完成課程作業(yè)的，因為我把課程學習當成一種快樂的生活方式，課程學習給我的生活增添了無盡的樂趣。也正因如此，我在平時便掌握了課程知識，考試之時，我無需突擊，便可輕松地取得優(yōu)異的成績。這也使得我本科的課程成績排名學院機械工程專業(yè)第一。同時，我也獲得了許多殊榮，從學院頒發(fā)的院長獎和杰出學術(shù)成就獎，到學校頒發(fā)的交大優(yōu)秀獎學金，再到上海市頒發(fā)的上海高校優(yōu)秀畢業(yè)生和國家頒發(fā)的國家獎學金等。在輕松快樂的本科學習生活之余，我積極投身科研活動中。我本科時設(shè)計的供血管內(nèi)微型手術(shù)機器人使用的微型電動機獲得了密西根學院設(shè)計展示金獎。正由于我本科優(yōu)異的學習和科研表現(xiàn)，我順利地直升本學院碩士研究生，繼續(xù)著我輕松快樂的學習生活。

一支筆和一張紙的科研

談到科研，人們總是首先想到碩大無比的實驗臺架和實驗室里忙忙碌碌的實驗人員。然而，科研并不僅僅局限于此。實驗固然重要，然而，人們對科研問題的思考和探索卻更為關(guān)鍵。我的導師Robert G.Parker教授曾經(jīng)說過，我們科研所需的其實并不太多，一支筆和一張紙足矣。機械工程雖然是工科學科，但是進入了更專業(yè)的碩博學習階段，同樣需要大量的理論研究，我所從事的就是機械工程專業(yè)理論研究。每當有人問起我的科研方向，我總會回答他，我的科研就是數(shù)學加上物理。Parker教授所做的科研項目大量地應(yīng)用了數(shù)學和物理知識對機械系統(tǒng)的動力學和振動問題進行推導研究，這正是我所喜愛的科研方向，也正因如此，我在三年前選擇了留在學院讀碩，在Parker教授的指導下進行我的科研工作。

我并不像許多刻苦工作的人那樣起早貪黑，相反的，我總是工作日才來到實驗室，而且每天總是“朝九晚五”。在同學們眼中，我的學習和科研生活是輕松的。這樣輕松的科研生活得益于我一根筆和一張紙的科研。正因為我的科研無需笨重的實驗器材，我可以隨時隨地進行著我的科研，即使我不在實驗室中。

據(jù)說英國牛津大學的洗手間里放置著許多的紙張。這些紙張不僅是為了人們使用衛(wèi)生間所用，同時也讓大家在想到一些新的想法時能夠?qū)懴聛?，?jù)說有不少科研問題就是在這樣的紙上解決的。研一的時候，也曾聽其他學院的一位學姐說過，她曾經(jīng)被+錯誤的推導結(jié)果困擾了很久，卻在一次夢中推導出了正確的結(jié)果。夢中推導結(jié)果雖然有些夸張，但我卻真曾躺在床上想通了一個困擾了我一周的科研問題。思考是科研最為關(guān)鍵的步驟，而思考隨時隨地皆可，正因有了思考，我們的生活才充滿了樂趣，科研也因而融入我們的生活中，使我們得以享受科研的快樂。只要我們身邊有一支筆和一張紙，我們可以隨時隨地拿起筆，寫下我們思考的問題，推導出我們思考的結(jié)論，解決我們所遇到的科研問題。

篇（10）

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）01-0102-07

一、 國際化背景下的國際工程管理課程要求

中國2001年加入WTO，成為經(jīng)濟全球化大家庭中的重要一員，全面融入國際社會發(fā)展主流，走向全方位、多領(lǐng)域、自主式、全景式開放，這種理想愿景的實現(xiàn)必須依靠優(yōu)秀的人才支撐。另一方面，加入WTO也為中國企業(yè)進入國際市場提供了更好的契機。2001年之后，中國工程企業(yè)在海外市場的份額不斷增加，營業(yè)額連續(xù)呈現(xiàn)不斷增長的態(tài)勢，踐行了“走出去”戰(zhàn)略，如圖1所示。

近年來，國際工程市場出現(xiàn)了諸多變化，市場競爭日趨激烈，中國承包商在海外工程市場競爭中面臨巨大的挑戰(zhàn)。高等學校作為培養(yǎng)社會高端人才的主要基地，理應(yīng)主動適應(yīng)經(jīng)濟全球化和教育國際化的需求，培養(yǎng)具有國際意識、國際知識、國際交往能力的人才。因此，培養(yǎng)“擁有國際化視野，熟悉國際規(guī)則、標準、規(guī)范，適應(yīng)國際化環(huán)境，具備國際化競爭力”的人才成為當前工程管理專業(yè)高等教育的重要目標，使學生具備處理國際化問題的能力成為教學改革的重要目標之一。雙語教學是實現(xiàn)這一目標的有效手段，從外語能力、專業(yè)技能、思維習慣、文化素養(yǎng)等方面培養(yǎng)學生的國際化能力。

二、東南大學國際工程管理課程探索路徑

（一） 國際工程管理課程在東南大學工程管理專業(yè)中的定位

東南大學工程管理專業(yè)由老一輩工程管理專家錢昆潤和杜訓等教授于20世紀70、80年代開創(chuàng)設(shè)立，至今已走過30多年的歷程。目前，由“管理科學與工程”和“土木工程”兩個一級學科為支撐，工程管理本科專業(yè)為國家特色專業(yè)建設(shè)點。其中，國際工程管理是東南大學工程管理專業(yè)著力打造的重要方向，形成了以合同管理（國家精品課程）、工程經(jīng)濟（東南大學校級雙語實驗課程）、項目管理（東南大學校級精品課程）三大核心課程為依托，以國際工程現(xiàn)場管理與案例分析課程為輔助，以國際工程管理課程為核心的國際工程知識體系，如圖2所示。東南大學國際工程管理教學以培養(yǎng)學生具有國際化視野、掌握國際工程市場分析能力、掌握國際工程法律和合同體系、熟悉國際工程法律法規(guī)、熟悉國際工程現(xiàn)場管理、了解國際工程慣例和文化、了解國際工程研究最新動向為宗旨。

（二）國際工程管理課程在東南大學工程管理專業(yè)中的發(fā)展過程

東南大學工程管理專業(yè)的本科教育一直以國際工程管理課程為核心，隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展和國際工程市場的拓展，國際工程管理教學經(jīng)歷了3個發(fā)展階段，如圖3所示。

東南大學國際工程管理的本科教育始于20世紀90年代中期李啟明教授的國際工程承包合同課程，主要介紹國際工程招投標體系、FIDIC合同體系和關(guān)鍵合同條款。這一時期，對外工程處于起步階段，國家未明確提出“走出去”戰(zhàn)略，承包商承接的國際工程以勞務(wù)分包、分包和少量的總承包為主，市場范圍主要集中在中東和非洲地區(qū)。因而，課程教學偏重合同擬定和管理過程，對市場分析、承發(fā)包模式、風險管理等問題關(guān)注較少。

2001年之后，中國加入WTO，開始推行“走出去”戰(zhàn)略，國內(nèi)承包商實力不斷壯大，但是國際市場的承發(fā)包模式多樣化趨勢也日益明顯，市場爭奪激烈。這段時期，東南大學國際工程管理本科課程主要由鄧小鵬博士講授，課程內(nèi)容逐步擴展到國際工程市場分析、風險管理、承發(fā)包模式、現(xiàn)場管理、文化管理等。由于工程管理專業(yè)核心課程加強，一些國際工程內(nèi)容被轉(zhuǎn)移到合同管理、項目管理、工程經(jīng)濟學、工程項目投資決策課程中，如FIDIC合同、國際項目管理理論方法、國際工程造價與投融資等。國際工程管理課程教學由注重知識講解轉(zhuǎn)向注重能力培養(yǎng)。

2010年之后，中國國際工程市場發(fā)展良好，進入ENR225強的企業(yè)數(shù)量不斷增多，國際工程業(yè)務(wù)遍及全球主要地區(qū)。同時受2007—2008年國際金融危機、非洲多國發(fā)生與戰(zhàn)亂、中東地區(qū)不穩(wěn)定因素等影響，國際工程市場風云變化，業(yè)主對工程的需求趨向總承包、EPC、PPP等模式，金融和政治風險加大，市場波動較大。這段時期，東南大學國際工程管理本科課程主要由袁競峰博士講授，課程教學在繼承以往精華的基礎(chǔ)上，更加注重能力培養(yǎng)，并開始實施雙語教學。為加強學生對國際工程的實際感受，增設(shè)了國際工程現(xiàn)場管理與案例分析課程，由畢業(yè)于臺灣大學的林藝馨博士主講，主要介紹國際工程的實際操作和案例，并采用了全英文的教學環(huán)境。

三、雙語教學模式在東南大學國際工程管理課程的實施

為順應(yīng)國際工程市場變化、實施“走出去”戰(zhàn)略，對工程管理專業(yè)學生的培養(yǎng)，特別是在國際工程管理課程中，不僅應(yīng)強調(diào)基本的專業(yè)技能，更應(yīng)讓學生具備國際環(huán)境下的市場分析能力、理解能力、溝通能力、決策能力。2011年東南大學國際工程管理課程開始探索雙語教學環(huán)境下的開放型和研討型教學模式。

（一） 教學目標的設(shè)定

高校雙語教學定位于“學科教學”，旨在將第一語言與第二語言相結(jié)合，熟練運用兩種語言進行課堂教學，以培養(yǎng)學生外語綜合能力、思維能力和解決專業(yè)問題能力為目標，幫助學生“習得雙語能力，理解多元文化，培養(yǎng)全球意識”。

因此，國際工程管理雙語教學的教學目標應(yīng)確定為：通過中英文雙語教學，引導學生運用英語搜集和獲取相關(guān)國際工程信息、學習相關(guān)知識和方法，提高工程管理專業(yè)學生的外語思維能力，培養(yǎng)學生跨文化意識和跨文化溝通能力，最終提高學生的專業(yè)水平與綜合運用外語的能力。

（二） 教學內(nèi)容設(shè)置及教材選用

選用什么樣的教材關(guān)系到雙語教學的質(zhì)量。在選用教材時應(yīng)關(guān)注4個問題：（1）教材必須反映國內(nèi)專業(yè)的特點和需求，既具備本課程所需的基礎(chǔ)知識，又不缺乏前沿理論與發(fā)展的介紹；（2）教材必須與國際相關(guān)專業(yè)接軌，符合全球化社會對人才的培養(yǎng)要求；（3）教材應(yīng)充分考慮國內(nèi)雙語教學的具體情況；（4）教材還要注意與其他課程的協(xié)調(diào)。

雙語教學教材的選擇目前有兩種情況，一種是直接引進國外高校原版教材，另一種是學?；虻胤阶约壕帉懡滩摹Ｔ娼滩挠谜Z地道，但與國內(nèi)的教學體系相符度較低，而學?；虻胤阶跃幗滩脑谡Z言表達、思維方式等方面又往往與地道的英語表達脫節(jié)，不利于師生交流。因而，應(yīng)盡量選擇內(nèi)容體系相對完整、兼容中西方特點的教材，并能在條件具備時自編講義或教材。

國際工程管理雙語課程目前還沒有合適的、直接可用的雙語教材，也缺乏符合東南大學教學大綱的原版教材。鑒于語言表達、思維方式、教學難度、教學理念等多方面因素，東南大學國際工程管理教學中采用了國外、國內(nèi)教材相結(jié)合的方法開展雙語教學。最終在教學過程中選用了由李啟明教授主編、東南大學出版社出版的《國際工程管理》為中文教材，Murphy O. J.主編、THOMSON出版的“International Project Management”為英文教材。選用的中文教材集中反映了東南大學工程管理專業(yè)十多年來在國際工程教學中的積累，并體現(xiàn)了國內(nèi)外國際工程的最新研究進展；選用的英文教材在美國、澳大利亞、墨西哥、新加坡、西班牙、英國等國家出版，能夠反映國際工程管理中的一些管理慣例、方法和理論。這兩本教材的結(jié)合不是簡單疊加，而是既反映了國際工程管理的國際化，又堅持了本土化原則，并能體現(xiàn)最新研究進展，實現(xiàn)“洋為中用”。同時，在日常教學中，授課教師結(jié)合學生學習、實踐的需要，編寫了適用的雙語教學講義和幻燈片，編寫了詞匯手冊、注釋手冊等幫助學生理解學習內(nèi)容。授課教師也向?qū)W生提供了大量外文參考書目、文獻，將其中的精華部分以補充性資料的方式介紹給學生，擴寬了學生的知識面。通過教學實踐，不斷探索了國內(nèi)外教材結(jié)合的最佳途徑。

（三） 混合型教學模式的采用

雙語教學模式主要有過渡型、保持型、沉浸型。過渡型雙語教學模式適用于缺乏外語環(huán)境，語言能力以母語為主的群體；保持型雙語教學模式使用兩種語言作為學科語言，目標是使學生同時運用兩種語言交流；沉浸型雙語教學模式以英語為主，對目標群體的英語水平要求較高。針對國際工程管理不同的教學內(nèi)容和教學方法，在雙語教學中進行了混合型的教學模式。

在國際工程管理雙語教學實踐中，首先對2008級和2009級兩屆學生（共計72名）進行了英語能力調(diào)查，調(diào)查顯示全部學生通過了CET-4，超過60%的學生通過了CET-6，英語能力較好；同時，由于國際工程管理課程安排在大三下學期，學生的認知水平和接受能力均較高，因此，采用了以保持型為主，沉浸型和過渡型為輔的教學模式。

（1）教學的初始階段和一些教學的難點（如國際工程市場的準入制度、國際工程投標和標價計算、國際工程保險制度等），主要使用過渡型雙語教學模式，講解以中文為主，僅對部分專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)術(shù)語用英語講解，鼓勵學生查閱專業(yè)外文詞典，積累和整理有關(guān)詞義的信息，以擴大學生專業(yè)詞匯量和培養(yǎng)學生專業(yè)術(shù)語語感為主，強化英語的滲透力度，英語使用比例為15%～20%。

（2）教學的中間階段和教學內(nèi)容中的易理解部分（如國際工程市場分析、國際工程慣例/法律/法規(guī)/規(guī)范/標準、國際工程承發(fā)包模式、國際工程風險管理等），主要采用保持型雙語教學模式，學生通過預(yù)習已掌握了一定專業(yè)詞匯量。在此基礎(chǔ)上，以中、英文交叉滲透教學為主，對教學中簡單的內(nèi)容以英語講解并采用全英文幻燈片，增加英語的使用頻率，在教學中融入國際最新的工程管理理念與方法，逐步培養(yǎng)學生的英語思維能力，課堂英語使用比例達到40%～50%。

（3）教學討論環(huán)節(jié)和一些與國際接軌較多的教學內(nèi)容（如國際工程合同管理、國際工程招標），主要采用沉浸型雙語教學模式。在課堂討論環(huán)節(jié)中，鼓勵學生用英語提問、發(fā)言，并指導學生就選定的課題（2011—2012學年的課題有中國承包商在特定地區(qū)的市場拓展分析、國際工程EPC或PPP項目的分析等）準備課堂研討和匯報，在課堂上主要使用英語報告和交流。在授課環(huán)節(jié)，由于特定的授課內(nèi)容（如合同和招標），學生的專業(yè)儲備較好，能夠?qū)ζ渲嘘P(guān)鍵性的問題進行思考，學生的英語水平和專業(yè)術(shù)語詞匯量也有了提高，接近全英語的授課水平，英語使用比例達到80%以上。

（四）多種教學方法靈活使用

教學方法強調(diào)的是發(fā)揮學生的主動性，最好的學習方法是讓學生從知識的被動接收者轉(zhuǎn)為主動參與者和積極探索者，在發(fā)揮教師主導作用的同時，充分發(fā)揮學生的主體作用。國際工程管理課程內(nèi)容廣泛，知識點眾多，在32個課時內(nèi)很難全部完成，勢必要求教師改變傳統(tǒng)的以教師傳授知識為主的教學方法，引導學生主動思考、探索、發(fā)現(xiàn)問題，鼓勵學生通過小組討論、數(shù)據(jù)庫搜索、教師咨詢等途徑解決問題，發(fā)現(xiàn)新知識。在雙語教學過程中，英語應(yīng)作為信息和知識的獲取工具，引導學生學會從數(shù)據(jù)庫中搜索資料、整理資料，能夠通過團隊合作，培養(yǎng)自身的學習能力。課程宜采用多種教學方法，如互動式、研討式、案例式的教學方法。

1.互動式雙語教學法

互動式雙語教學法，強調(diào)教學過程中的溝通，主要通過師生間的雙向互動、學生間的橫向互動，取得較好的教學效果，將傳統(tǒng)課堂教學變成教學相長、師生共同完成學習任務(wù)的過程。 互動式雙語教學法包括：（1）課堂互動，如英文提問（讓學生英文回答問題）、英文討論等；（2）課下互動，學生在預(yù)習、完成作業(yè)、完成課程論文過程中與同學或教師進行交流，可以通過電子郵件、即時通訊等方法。

2. 研討式雙語教學法

研討式雙語教學法，強調(diào)學生自主學習能力和團隊合作精神。先向?qū)W生命題，學生根據(jù)命題分組擬定方向進行資料搜索、分析，形成英文報告、課堂英文匯報，通過雙語研討完成對特定選題的分析和論證。2010—2011學年中，第三次研討的內(nèi)容是“國際工程中的文化溝通問題”，學生通過自主學習，發(fā)現(xiàn)了教材中不曾提及的一些文化分層現(xiàn)象，并結(jié)合國際工程環(huán)境對中國承包商在海外工程中雇傭外國工人和管理人員的問題進行了探討。2011—2012學年中，第二次研討內(nèi)容是“新興國家國際工程市場準入機制的分析”，學生通過自學、分析數(shù)據(jù)庫等不僅研究了南非、阿根廷、俄羅斯等國建筑市場準入制度，更通過研討和團隊合作，完成了“金磚國家”建筑市場的分析報告，效果良好。在這一過程中，研究與討論的方式結(jié)合，進一步加強了學生的溝通能力。

3. 案例式雙語教學法

案例式雙語教學法，主要通過教師介紹案例、學生課后查找資料、撰寫書面報告完成國際工程管理知識的綜合應(yīng)用。在這一教學過程中，通過精心設(shè)計的實例導出主題，使學生身臨其境，啟發(fā)學生思維，提高了學生理論聯(lián)系實際的能力。同時，案例講解能夠降低內(nèi)容難度，使學生更容易理解授課內(nèi)容。教師通過設(shè)定問題的方式，使學生在接受教師傳遞的信息之后，主動查找相關(guān)資料、尋找規(guī)律、解決問題。例如，通過介紹利比亞戰(zhàn)亂和中鐵的沙特麥加鐵路項目，解釋國際工程的風險問題，向?qū)W生提出“造成這些風險的管理問題是什么”“在投標和項目決策時如何預(yù)測和降低這些風險”等問題。學生通過課后分析，提出融資、設(shè)計、合同擬定等方面存在的問題，提出加強實地考察，盡快實現(xiàn)設(shè)計標準與國際接軌，通過世界銀行或中非基金政治風險擔保降低風險等解決方法。在這一過程中，教師應(yīng)不斷給學生指導，引導學生向正確、合理的方向努力，以達到較好的教學效果。

（五）多種考核方式激勵學生

雙語教學環(huán)境中增加了較多教學模式和教學方法，使單一的期末考核方式考核學生并不全面，因此，雙語教學課程的考核形式應(yīng)該多樣化，靈活應(yīng)用筆試、口試、開卷、閉卷等考試形式。為考查學生的綜合能力，學生的平時作業(yè)、課堂討論、發(fā)言、考核等都計入成績總評中，以此來激勵學生，提高他們的專業(yè)能力和語言表達能力。具體的設(shè)置包括：

（1）平時成績10%，主要考核出勤率和課堂回答問題情況；（2）課堂研討30%，以小組成績作為組員成績（主要強調(diào)團隊合作精神），包括課堂英文匯報、書面英文匯報、匯報改進情況；（3）個人論文30%，考核科技論文撰寫的規(guī)范性、嚴謹程度、專業(yè)技能的應(yīng)用（如數(shù)學方法、統(tǒng)計方法、國際工程知識的應(yīng)用等）和創(chuàng)新性（特別是發(fā)現(xiàn)問題的能力）；（4）期末考核30%，考核采用開卷方式，主要考查學生的綜合應(yīng)用能力。試卷由案例題、論述題和分析題構(gòu)成，中英文各占50%，學生需要閱讀英文資料分析問題，也需要用英文論述觀點。

四、 開放式和研討式雙語教學的實施效果評價

2010—2011，2011—2012兩個學年國際工程管理開放式和研討式雙語教學的探索，已經(jīng)取得了初步成效，在每學年結(jié)束后對學生進行了不記名調(diào)查（2010—2011學年35名學生，2011—2012學年37名學生），結(jié)果如表1所示。

（一）教學的整體滿意度

整體滿意度反映了學生整體上對課程的認可度，涵蓋了雙語課堂教學、研討、作業(yè)、考核等環(huán)節(jié)。比較分析兩年的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，學生對課程的整體滿意度維持在較高水平，并且穩(wěn)中有升，說明課程獲得了學生的認可。通過對學生的考核可以發(fā)現(xiàn)學生在整個課程的學習中個人的語言能力、專業(yè)技術(shù)分析能力、溝通能力、團隊合作意識等均得到了提高，教學質(zhì)量在改革過程中有較大提高。

（二）雙語教學的滿意度

雙語教學是課程改革的核心內(nèi)容，其滿意度直接說明了教學的成敗。兩年的數(shù)據(jù)說明，學生對雙語教學非常支持，超過90%的學生歡迎雙語教學，對雙語教學給予了較大的肯定。通過課堂授課、課堂互動、作業(yè)完成、課堂研討、個人論文等多種方式構(gòu)建的課程英文小環(huán)境保證了教學效果。

（三）研討環(huán)節(jié)的滿意度

研討環(huán)節(jié)是國際工程管理課程改革的重點，其滿意度說明了學生對研討環(huán)節(jié)的認可度。同時需要指出的是，研討成功的關(guān)鍵在于學生的興趣和積極性，此項得分直接說明了研討式教學方法的實施效果。研討環(huán)節(jié)連續(xù)兩年得到高分，充分說明研討式教學深受學生歡迎。通過研討，引導學生分析問題，培養(yǎng)學生的研究興趣與能力。學生提交的論文質(zhì)量均較高，教學效果顯著。

五、 問題與建議

通過2個學年的教學實踐和對學生的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)不少問題，這些問題使雙語教學的效果未能充分體現(xiàn)，也制約了未來由雙語教學向全英文教學轉(zhuǎn)變，需要在教學實踐中不斷改進。

（一）缺乏合適的雙語教材

盡管在雙語教學實施之前已經(jīng)充分分析過教材問題，但在教學實踐過程中仍然發(fā)現(xiàn)缺乏合適的雙語教材。國內(nèi)的國際工程管理教學立足點是中國承包商開拓國際市場，而國外原版教材均沒有類似的內(nèi)容；因此，目前急需既能反映國際市場變化和國際工程慣例，又能充分體現(xiàn)中國特色的雙語教材。東南大學工程管理專業(yè)已將這樣的教材列入議事日程，并準備聯(lián)合海外的華裔教授和熟悉國際工程的外國教授共同編寫，希望保證語言的純正。

（二）學生接受能力仍然有待提高

由于近年來國內(nèi)英語教育的加強，學生英語能力已經(jīng)得到大幅度提高，對展開雙語教學有較大幫助，但是，學生的差異仍然存在，對英語部分的理解并不完全一致；因此，需要教師在課前做好充分的準備工作，提供專業(yè)詞匯手冊等工具書，也需要教師通過情景式教學使學生盡快融入教學環(huán)境。另一方面，相關(guān)專業(yè)知識的要求也對學生接受新知識提出了挑戰(zhàn)。東南大學工程管理專業(yè)在第三學年開設(shè)國際工程管理課程就是考慮到課程的綜合性，但學生對知識的綜合應(yīng)用還有待加強。

（三）授課內(nèi)容的難易程度影響雙語教學效果

國際工程管理課程的內(nèi)容難度不一，對專業(yè)相關(guān)性較低（如國際工程市場準入制度）和技術(shù)性較強（如國際工程標價計算）的內(nèi)容，學生的理解和接受本身就存在困難，在雙語環(huán)境中更加要求教師做好引導工作、學生做好課前預(yù)習和課后復習及查閱資料等工作。

（四）語言學習可能影響到專業(yè)學習

雙語教學強調(diào)的是在非語言類學科中用外語進行教學，以外語為工具學習非語言類學科知識。雙語教學中，外語只是一個教學語言，是一種教師傳播知識和學生互動交流的工具，而不是進行語言教學。雙語教學強調(diào)師生間的互動，強調(diào)教學資源、教學環(huán)境等全方位的第二語言交互。需要讓學生充分認識外語的工具作用，而不是一味學習外語，否則將會對專業(yè)學習造成負面影響。

六、 結(jié)語

雙語教學是中國高等教育改革的熱點問題，是提高教育質(zhì)量、培養(yǎng)學生在國際化環(huán)境中適應(yīng)能力的一種有益實踐。隨著中國國際工程的發(fā)展，國際化程度越來越高，專業(yè)英語的應(yīng)用和英文環(huán)境中的溝通能力在未來國際工程實踐中將得到更加普遍的運用。結(jié)合自身的實際情況，采取合適的方法與步驟，東南大學國際工程管理課程探索取得了一定成效，提高了學生學習興趣和積極性。在雙語教學的同時，嘗試結(jié)合開放型和研討型的教學方法，通過分組學習、研討與報告、互動學習、案例學習等方式，保證了教學目標的實現(xiàn)，活躍了課堂氣氛。

教學中也發(fā)現(xiàn)一些需要改進的問題：一是需要在今后教學中建設(shè)一本適用性較好的雙語教材；二是通過教師對學生的引導，提高學生的接受能力，增強教學效果；三是針對不同的課程內(nèi)容采用不同雙語教學模式，更有助于實現(xiàn)教學目標；四是正確引導學生學習專業(yè)外語和專業(yè)知識。

開展國際工程管理雙語課程是東南大學工程管理專業(yè)面向國際化展開工程教育的新嘗試，由于教師能力和經(jīng)驗有限，教學模式、方法和考核仍在不斷摸索中，教學效果有進一步提升的潛力，需要繼續(xù)探索適合的雙語教學模式，強調(diào)工程管理專業(yè)雙語學習的重要性。

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Capability-based bilingual teaching reform of international construction project management course

YUAN Jing-feng， LI Qi-ming， DENG Xiao-peng， LIN Yi-xin