序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇分布式教學(xué)的概念范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

關(guān)鍵詞：C++；基于對象；概念；事例；教學(xué)方法

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)識碼：B

近年來，支持面向?qū)ο蠹夹g(shù)的C++語言越來越多地被高校選為計算機教學(xué)的入門教學(xué)語言。但是由于C++牽涉概念很多，語法比較復(fù)雜，內(nèi)容十分廣泛，作為入門的教學(xué)語言有其天然的困難，學(xué)生感到學(xué)習(xí)難度較大，難以入門，如果只是就理論講理論，照本宣科只能使學(xué)生厭倦疲勞，昏昏欲睡，學(xué)生不但記不住，還會產(chǎn)生逆反心理。但好在程序設(shè)計語言是人們根據(jù)從現(xiàn)實生活實踐中抽象出來的經(jīng)驗而創(chuàng)造的，C++更是如此，那么就是說，各種概念總能在現(xiàn)實生活中找到原型。若能在教學(xué)中運用最能反映概念本質(zhì)的事例去解釋看似復(fù)雜的概念，就能達到快速理解概念及其現(xiàn)實意義的目的，能使教學(xué)脫離枯燥的概念講解，活躍課堂氣氛、形象直觀、易于理解、便于記憶，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生良好的教學(xué)效果。

C++基本編程的過程無非是根據(jù)實際需要創(chuàng)造出一系列類，安排好類與類之間的關(guān)系，由類去生成對象，然后指揮一個個對象去完成一系列任務(wù)。由此特點并通過教學(xué)實踐，我一般用人(或人體)這個概念來講解基于對象部分的一些概念，感覺是比較恰當(dāng)?shù)?，可以使學(xué)生快速抓住這些概念的實質(zhì)。當(dāng)然也可以對每個概念分別用不同的事例去解釋，但這樣做可能會導(dǎo)致學(xué)生缺乏知識的連貫性和對總體的把握，最好的辦法是用一個例子從始至終地進行講解。下面對一些基于對象的概念進行初步討論。

1類和對象

對象的類型稱為類，類代表了某一批對象的共性和特征。類是對象的抽象，對象是類的具體實例。類是抽象的，不占用內(nèi)存，而對象是具體的，占用存儲空間。

對于人(體)來說。所有人都是屬于人類這一概念的，人類這一概念具有每一個具體的人的共性和特征。人類這個概念是對每一個具體人的抽象，具體的一個人是人類這一概念的具體實例。人類這個概念是存在于人的頭腦中的，可以認為不占現(xiàn)實空間，而作為具體的人是在現(xiàn)實中占空間的。這樣講解可以使學(xué)生明確類和對象的關(guān)系與區(qū)別。

2private、public、protected成員

private、public、protected主要是用來聲明成員訪問權(quán)限的關(guān)鍵字。一般做法是將需要被外界調(diào)用的成員指定為public，不準(zhǔn)備為外界調(diào)用而是為本類中的成員函數(shù)所調(diào)用的，指定為private?；趯ο蟛糠謺簳r不討論private和protected的區(qū)別。

對于人(體)來說。心臟，肺臟等等都可以認為是private成員，是不允許外界直接調(diào)用的。而耳、眼等感覺器官可以認為是public成員，因為它們可以被外界直接調(diào)用。上課時可以舉個簡單的例子，讓學(xué)生深呼吸一下。然后解釋，教師是通過學(xué)生的public成員(耳)來調(diào)用private成員(頭腦和肺)，并且只能通過public成員來調(diào)用private成員，否則危險性是很明顯的?；蛘吆蛯W(xué)生解釋，課堂上教師就是通過調(diào)用每個人的耳朵和眼睛這些可以看作是公用部分的器官來調(diào)用大腦等這些可以看成私有部分的器官來達到授課目的的，并且顯然通過公用部分調(diào)用私有部分比直接調(diào)用私有部分安全得多。這樣的講解可以使學(xué)生馬上就能記住private、public等成員的區(qū)別和該如何劃分。

3封裝和信息隱蔽

將多個項目(比如變量和函數(shù))合并到一個包(比如類的一個對象)中，這個過程稱為封裝。類的公用接口與私有實現(xiàn)的分離形成信息隱蔽。

對于人(體)來說，顯然如果不封裝起來那么是很危險的(別人看起來也是很恐怖的)。人體對外界開放的只是一些公用接口，這些接口(如各個感覺器官)的作用是把外界的信息(消息)轉(zhuǎn)化成身體各部分能夠接受和處理的信號，并且只有通過這些公用接口轉(zhuǎn)化的信息才能夠被人識別。得到消息之后人去做某件事的具體實現(xiàn)是不需要消息的人知道的，即如果讓一個人去做某件事，沒必要了解他(她)先邁哪一條腿，走多少步，到什么地方，如何做等各個細節(jié)。只需要告訴他(她)去做什么事情即可，如何去做是不需要關(guān)心的(前提是那個人知道如何做，即相對于程序來說就是“方法”已經(jīng)事先編好了)。封裝與信息隱蔽是比較抽象的概念，相信這樣的講解學(xué)生就能很好地理解了。

4對象、方法和消息

類的成員函數(shù)在面向?qū)ο蟪绦蚶碚撝斜环Q為“方法”，“方法”是指對數(shù)據(jù)的操作。外界通過發(fā)“消息”來激活有關(guān)的方法。所謂“消息”，其實就是一個命令，由程序語句來實現(xiàn)。

人體經(jīng)過封裝之后，成為了一個對象，他(她)能夠做的事情取決于自身的各項能力(方法)，外界通過給他(她)一個命令任務(wù)(消息)，他(她)運用自己的能力(方法)去完成這個任務(wù)。這樣就很容易理解三者之間的關(guān)系。

5構(gòu)造函數(shù)的意義

構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的成員函數(shù)，處理對象的初始化，與其他成員函數(shù)不同，不需要用戶來調(diào)用它，而是在建立對象時自動執(zhí)行。

人體在出生時必須具有一些正常的生理機能，這就是人體生理方面的初始化，這由基因自行決定?；蛘哒f，在人步入社會開始工作之前，必需經(jīng)過一定時間的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，否則無法完成基本的工作，這就是人在知識技能方面上的初始化，這由所受的教育決定。構(gòu)造函數(shù)可以看成是對象在使用前的一些必要的初始化。

6析構(gòu)函數(shù)的意義

析構(gòu)函數(shù)也是一個特殊的成員函數(shù)，它的作用與構(gòu)造函數(shù)相反，當(dāng)對象的生命期結(jié)束時，會自動執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)。析構(gòu)函數(shù)的作用并不是刪除對象，而是在撤銷對象占用的內(nèi)存之前完成一些清理工作。只要對象的生命周期結(jié)束，程序就自動執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)來完成這些工作。

這個概念解釋起來可能會沉重一些。人在去世之后會有一些善后要做，這可以看成類似于析構(gòu)函數(shù)的作用。區(qū)別只不過是程序中的析構(gòu)函數(shù)是在對象被撤銷之前執(zhí)行，而人的善后主要是在人去世之后進行的，當(dāng)然立遺囑這件事是在去世之前完成的。

7調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的順序

基于對象部分中的調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的順序是先構(gòu)造的后析構(gòu)，后構(gòu)造的先析構(gòu)，相當(dāng)于一個棧，先進后出。

調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的順序體現(xiàn)的是系統(tǒng)對對象的釋放順序。從而可以這樣解釋，單個人作為一個對象，他(她)可能參加一些組織，比如公司、小組等，一般創(chuàng)建這個小組的人是很重要的人，他(她)可能掌握很多重要的東西，如果想最安全地、避免混亂地撤銷這個組織，最好的方法就是先撤銷不重要的人，最后才撤銷重要的人。這如同如果用手工的方式去拆毀一個大樓，選擇的順序肯定是由高層逐層向下拆除，否則危險性實在是太大了。

8友元

友元可以訪問與其有好友關(guān)系的類中的私有成員。友元包括友元函數(shù)和友元類。

現(xiàn)實生活中，一個人對待不同來源的消息的態(tài)度是不同的?？赡芨嘈拍承┫⑶?可看作友元函數(shù))或某些人(可看作友元類)的消息，而不會太相信不信任的渠道或人所提供的消息。這點可以說明一個人(對象)可以允許外界的某些事物(可靠的渠道或可靠的人)比較直接地訪問自己的私有事物(比如頭腦中對某件事的判斷)。

篇（2）

【關(guān)鍵詞】

通識教育；MOOC；設(shè)計學(xué)

通識教育旨在使學(xué)生通過對廣博知識的了解，確立正確的人生觀與世界觀，實現(xiàn)理性與感性的均衡發(fā)展，進而形成完善的人格，提升解決問題的能力，以適應(yīng)現(xiàn)代社會生活節(jié)奏，提高生活品位與個人修養(yǎng)。藝術(shù)設(shè)計鑒賞類課程作為高校通識課程的組成部分，能夠提升學(xué)生設(shè)計水平，改善其學(xué)習(xí)和生活的態(tài)度，進而影響其處事方式，提升綜合修養(yǎng)。

一、通識教育的概念及特點

（一）通識教育概述

通識教育最早由美國提出，講求在專業(yè)教育與自由教育之外應(yīng)有計劃、有目的地對課程體系進行編排，打破原有的專業(yè)限制，是面向全民的教育。哈佛大學(xué)前校長詹姆斯•布萊恩特•科南特在《哈佛通識教育紅皮書》中提到，“20世紀(jì)美國教育的創(chuàng)新之處就是將通識教育應(yīng)用到了全民教育體系之中”。通識教育能夠幫助學(xué)生形成較為完整的世界觀，并借助感性與理性的均衡發(fā)展，形成完整的價值體系與完善的人格，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。通識課程的教育方式主要分為核心課程模式（CoreModel）和分布課程模式（DistributionModel）。核心課程模式多被專業(yè)院校采用，分布式教學(xué)模式多被綜合類大學(xué)采用。綜合類大學(xué)具有學(xué)科門類較為齊全的優(yōu)勢，開設(shè)的通識類課程門數(shù)眾多、涵蓋面廣，學(xué)生的選擇余地較大。不論是核心課程模式還是分布式課程模式的通識課程，其教學(xué)理念都是讓學(xué)生在本專業(yè)的基礎(chǔ)上涉獵社會科學(xué)、人文藝術(shù)、自然科學(xué)的知識，并將這些知識與專業(yè)知識進行系統(tǒng)的銜接，突破專業(yè)知識的局限，不斷提升綜合能力。

（二）通識課程的設(shè)置特點

通識課程的設(shè)置因不同的教育理念與學(xué)科背景區(qū)別較大。我國通識課程的設(shè)置主要集中于以下七個方面：一是中國的傳統(tǒng)文化與當(dāng)代社會文化，力求以發(fā)展的眼光審視中國傳統(tǒng)文化的成就和不足，幫助學(xué)生建立民族自信與文化認同；二是世界文明歷史，培養(yǎng)學(xué)生的國際視野和社會責(zé)任感，增強文化包容度，使學(xué)生具有正確的世界觀與價值體系；三是倫理價值與思考方法，強調(diào)當(dāng)代社會價值體系，陶治學(xué)生的人性與品格；四是系統(tǒng)介紹自然科學(xué)的重要理念，了解事物之間的基本規(guī)律，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)；五是經(jīng)濟發(fā)展與社會問題，提升學(xué)生的主觀判斷能力、批判思維和解決實際問題的能力；六是文學(xué)藝術(shù)，提升學(xué)生的個人修養(yǎng)與審美趣味；七是跨文化溝通與人際交往，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)社會與團隊合作的能力。由此可以看出，經(jīng)過通識教育充實的專業(yè)教育，能幫助學(xué)生從深度學(xué)習(xí)走向廣度學(xué)習(xí)，在接受良好的專業(yè)學(xué)術(shù)訓(xùn)練的同時，受到社會科學(xué)、自然科學(xué)與人文藝術(shù)方面的熏陶。這種綜合素質(zhì)與能力的培養(yǎng)，有助于學(xué)生形成正確的人生觀與價值觀，并不斷完善自身的人格、知識與技能。文化藝術(shù)作為通識課程中重要的環(huán)節(jié)，對于學(xué)生個人修養(yǎng)、內(nèi)涵、品位的提升有著積極的意義。設(shè)計類的通識課程作為文化藝術(shù)在現(xiàn)代技術(shù)條件下的延伸，可有效地將設(shè)計學(xué)科滲透至社會的方方面面。

（三）通識教育中的問題及對策

通識課程大多是作為教學(xué)范圍相對較小的專業(yè)學(xué)科的輔課程，綜合性大學(xué)多會采用分布式課程模式。該模式的優(yōu)勢主要是課程門數(shù)多，覆蓋面廣，學(xué)生選擇余地較大；但缺點也比較明顯，即難以有效整合課程資源。設(shè)計學(xué)專業(yè)課程強調(diào)對專業(yè)知識教授和應(yīng)用，學(xué)生在自由選擇主題的前提下，很難對相關(guān)的課程進行系統(tǒng)性選擇。因此，應(yīng)對課程核心內(nèi)容進行優(yōu)化和整合。然而，傳統(tǒng)的授課方式較難在通識教育中形成教師團隊式教學(xué)和課程模塊式教學(xué)，難以實現(xiàn)通識教育中課程的自我優(yōu)化。教師作為獨立的個體，在課題組織、教學(xué)安排、師生互動模塊的銜接方面存在一定不足。利用互聯(lián)網(wǎng)平臺有組織系統(tǒng)授課能對以上問題的解決起到積極的作用。近年來，網(wǎng)絡(luò)MOOC教學(xué)在高校通識教育中具有示范作用，如通過網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)和合理分配教學(xué)資源，可以有效解決分布式課程模式專業(yè)內(nèi)容整合的問題。

二、MOOC的概念以及特點

（一）MOOC的概念

MOOC（MassiveOpenOnlineCourses，即大規(guī)模開放在線課程），起源于開放教育資源運動和連通主義思潮。美國麻省理工學(xué)院于2002年面向全球?qū)W習(xí)者開放的開放課程標(biāo)志著開放教育資源運動的興起。MOOC是在2008年由加拿大愛德華王子島大學(xué)網(wǎng)絡(luò)傳播與創(chuàng)新主任戴維•科米爾與國家人文教育技術(shù)應(yīng)用研究院高級研究員布萊恩•亞歷山大首次提出，兩位學(xué)者在加拿大曼尼托巴大學(xué)開設(shè)了新型大規(guī)模開放網(wǎng)絡(luò)課程。MOOC在信息化平臺中賦予學(xué)生更多的學(xué)習(xí)自由選擇權(quán)。區(qū)別于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，MOOC作為開放式平臺課程有更大的受眾面，能夠讓專業(yè)學(xué)生選擇更加優(yōu)秀的課程資源，同時也是通識類課程的最佳傳播途徑。

（二）MOOC教學(xué)的形式與特點

MOOC授課內(nèi)容以視頻錄播為主，輔助以其他圖文、聲像等資料。對比傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式，MOOC的教學(xué)方式特點鮮明：第一，MOOC教學(xué)可以是單人授課的形式，也可以是多人訪談的形式。教學(xué)形式多樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中有代入感，有助于提高學(xué)習(xí)興趣。第二，學(xué)生可以在平臺上選擇合適的課程進行修讀，選課不再局限于班級與人數(shù)的限制，學(xué)生可選擇自己認可的課程，擴大選擇面的同時也促進相關(guān)學(xué)科教師不斷完善課程內(nèi)容、探索不同的教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量。第三，MOOC的授課平臺建設(shè)推動了大學(xué)生素質(zhì)教育和通識教育的發(fā)展，學(xué)生的人文素養(yǎng)、藝術(shù)審美能力等可通過MOOC平臺得以提升。

（三）設(shè)計類MOOC在通識教育中的優(yōu)勢及意義

設(shè)計學(xué)作為藝術(shù)學(xué)門類下的的一級學(xué)科，包含服裝與服飾設(shè)計、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、視覺傳達設(shè)計、數(shù)字媒體藝術(shù)等眾多方向。設(shè)計學(xué)在通識教育中的重點與難點是如何將眾多的設(shè)計內(nèi)容進行邏輯性整合，將設(shè)計學(xué)不同專業(yè)方向的創(chuàng)意思維、設(shè)計理念以及設(shè)計中形而上的藝術(shù)表達展示在通識教育各環(huán)節(jié)之中。MOOC作為網(wǎng)絡(luò)平臺課程，首先可以引入各個設(shè)計專業(yè)的優(yōu)秀師資，使其進入平臺課程之中進行模塊化、團隊化的教學(xué)，貫徹分布式通識課程的理念。其次，作為一種新的教學(xué)手段，MOOC網(wǎng)絡(luò)后臺提供的大數(shù)據(jù)存儲功能可以實現(xiàn)教師和學(xué)生之間的資源共享，擴充設(shè)計學(xué)通識教育內(nèi)容。最后，MOOC平臺的搭建與討論區(qū)域的設(shè)置，提供了通識教育實時的理念交換空間，有助于啟迪學(xué)生的設(shè)計思維。

三、設(shè)計學(xué)通識課程設(shè)置

深圳大學(xué)于2013年12月在深圳舉辦了全國地方高校MOOC發(fā)展研討會，會上倡議組建UOOC聯(lián)盟（UniversityOpenOnlineCourse），并得到了28所與會高校代表的積極響應(yīng)。UOOC中的U有University（大學(xué)）和Union（聯(lián)盟）兩層含義。2014年5月，UOOC聯(lián)盟成立大會召開，首批6門MOOC上線。作為綜合性大學(xué)通識課程的試點，深圳大學(xué)取得了良好的效果。2015年11月，設(shè)計類通識課程藝術(shù)設(shè)計鑒賞上線，該課程將不同的設(shè)計學(xué)科進行整合，引入模塊式教學(xué)團隊任教，聘請知名設(shè)計師與專任教師，以講述式、案例式、啟發(fā)式、訪談式相結(jié)合的教學(xué)手段和通識教育的理念，規(guī)劃設(shè)計學(xué)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容。課程運用網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)手段，鼓勵學(xué)生進行設(shè)計交流與經(jīng)驗分享。設(shè)計學(xué)MOOC較之傳統(tǒng)課程具有如下優(yōu)勢。

（一）課程內(nèi)容與授課方式的創(chuàng)新

將不同的設(shè)計學(xué)科進行有機整合，需要不同學(xué)科背景的教師進行團隊協(xié)作，傳統(tǒng)教學(xué)模式受教學(xué)進度、學(xué)生選課等多重因素的制約，難于實現(xiàn)這一目的?；诰W(wǎng)絡(luò)平臺的MOOC設(shè)置，便于教師、企業(yè)設(shè)計師等進入課堂教學(xué)，有利于任課團隊的組建；而通過播放錄制視頻的授課方式，教師和學(xué)生不再受上課時間與地點的制約，更便于協(xié)調(diào)課程內(nèi)容。通過創(chuàng)新授課方式，解決了以往困擾分布式通識課程任課團隊建設(shè)的問題。

（二）大數(shù)據(jù)資源更加豐富

通識課程具有更廣博的知識面，網(wǎng)絡(luò)平臺以及支撐平臺課程的大數(shù)據(jù)資源尤為重要。如課程在介紹國際四大時裝周時，相比于傳統(tǒng)課件中的文字和配圖，時裝周現(xiàn)場的服裝展演視頻更有利于學(xué)生對于服裝流行趨勢的了解與研究。產(chǎn)品設(shè)計中，物件加工工藝與材料的視頻介紹能更好地幫助學(xué)生體會優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的定義及其所能帶來的良好效果等。這些通識課程中的實訓(xùn)實踐內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)平臺下能夠得到更好的實現(xiàn)。

（三）改善師生交互環(huán)境

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式中，教師難以在課堂與學(xué)生進行充分互動。在通識教育中，學(xué)生數(shù)量遠遠多于專業(yè)課程教學(xué)，師生間的互動問題會更加突出。在藝術(shù)設(shè)計鑒賞課程中，深圳大學(xué)利用網(wǎng)絡(luò)平臺設(shè)置了討論區(qū)并配備專職助教與學(xué)生進行互動。此外，學(xué)生還可以在網(wǎng)絡(luò)交流區(qū)相互交流、共享課程素材與學(xué)習(xí)資源，在很大程度上解決了通識課程中的互動需求。

結(jié)語

高等教育中分布式通識教育需要整合學(xué)科資源，分布式通識課程的教學(xué)、目的是盡可能讓學(xué)生在接受專業(yè)教育的同時了解自然科學(xué)、人文藝術(shù)、社會科學(xué)等學(xué)科內(nèi)容。在大的學(xué)科背景中需要整合相關(guān)知識，防止學(xué)生學(xué)習(xí)知識的碎片化，體系完整的學(xué)科通識教育精品內(nèi)容將更適應(yīng)學(xué)生發(fā)展的需要。

作者：涂星 單位：深圳大學(xué)

參考文獻：

[1]哈佛委員會.哈佛通識教育紅皮書[M].李曼麗，譯.北京：北京大學(xué)出版社，2010.

篇（3）

摘要：“中間件技術(shù)”是軟件工程專業(yè)的核心課程，該課程學(xué)習(xí)企業(yè)級分布式系統(tǒng)開發(fā)所需的大量理論、技術(shù)和概念。傳統(tǒng)講授法令學(xué)生感覺課程內(nèi)容繁雜、抽象、枯燥，難以掌握。探索將案例教學(xué)法和問題導(dǎo)入法有機結(jié)合，提出案例式問題導(dǎo)入法，并引入到“中間件技術(shù)”課程教學(xué)中，為“中間件技術(shù)”及類似課程的教學(xué)改革提供參考，并對案例式問題導(dǎo)入法的開展給出幾點建議。

關(guān)鍵詞：中間件技術(shù)；案例教學(xué)法；問題導(dǎo)入法；分布式系統(tǒng)

中圖分類號：G642.3文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1002-4107（2015）09-0046-03

收稿日期：2014-12-17

作者簡介：梁春泉（1981—），男，廣西桂平人，西北農(nóng)林科技大學(xué)信息工程學(xué)院講師，博士，主要從事軟件工程、數(shù)據(jù)挖掘研究。

基金項目：西北農(nóng)林科技大學(xué)教改項目課題“案例式問題導(dǎo)入法在中間件技術(shù)課程教學(xué)中的探索與實踐”（JY1302064）及“軟件工程專業(yè)個性化能力培養(yǎng)模式研究”（JY1301009）

“中間件技術(shù)”是軟件工程專業(yè)的主干課程，是全國各大高等院校軟件工程專業(yè)本科生或研究生的必修課。中間件實質(zhì)上是對企業(yè)級分布式系統(tǒng)開發(fā)中面臨的共性問題進行提煉、抽象所形成的可復(fù)用軟件部件，為企業(yè)級應(yīng)用系統(tǒng)提供基礎(chǔ)架構(gòu)。該課程以計算機編程語言、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)等多課程交叉知識為基礎(chǔ)，圍繞五大類型中間件即遠程調(diào)用、消息、分布對象、數(shù)據(jù)庫和事務(wù)中間件開展，學(xué)習(xí)中間件技術(shù)的概念、原理及應(yīng)用。課程強調(diào)學(xué)生對企業(yè)級分布式系統(tǒng)原理的掌握，同時注重學(xué)生解決實際問題的實踐能力。

然而，各大高校在開設(shè)“中間件技術(shù)”課程時，普遍側(cè)重于向?qū)W生灌輸基本概念和原理，輔以簡單孤立的、遠離真實企業(yè)應(yīng)用的程序示例進行講解。部分高校甚至把對某一中間件產(chǎn)品的介紹，如J2EE或.NET，當(dāng)成學(xué)習(xí)“中間件技術(shù)”的全部內(nèi)容。造成學(xué)生對該課程中所涉及的大量知識難以融會貫通，對企業(yè)級分布式系統(tǒng)開發(fā)理論理解的廣度和深度不夠。同時，本科生由于缺乏軟件項目經(jīng)驗，特別是大型企業(yè)級分布式系統(tǒng)項目經(jīng)驗，對中間件技術(shù)的應(yīng)用角度和應(yīng)用領(lǐng)域不理解，也不了解中間件技術(shù)在就業(yè)前景和職業(yè)生涯中的作用，學(xué)習(xí)興趣不高。國內(nèi)對“中間件技術(shù)”課程的教學(xué)改革探討工作也非常少，據(jù)筆者查閱，只查到相關(guān)文獻[1-2]，但這些文獻僅探討了J2EE中間件教學(xué)，并非真正意義上的“中間件技術(shù)”課程。

為了讓學(xué)生能更好地把前期所學(xué)專業(yè)課知識、企業(yè)級分布式系統(tǒng)開發(fā)理論和實踐結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，提高“中間件技術(shù)”課程教學(xué)質(zhì)量，本文嘗試將案例教學(xué)和問題導(dǎo)入法融合起來，提出案例式問題導(dǎo)入法，并引入到“中間件技術(shù)”課程教學(xué)中。

一、案例式問題導(dǎo)入法的提出

（一）案例教學(xué)法的內(nèi)涵及意義

案例教學(xué)是在學(xué)習(xí)者掌握相關(guān)知識基礎(chǔ)上，在教學(xué)者的組織和指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容要求，借助于真實案例連接學(xué)習(xí)的內(nèi)容與實際應(yīng)用，把學(xué)習(xí)者帶入具體場景進行案例分析，讓學(xué)習(xí)者通過對案例相關(guān)資料的收集、研究及對案例的分析、討論和交流，最終對問題予以解決，在此過程中加深學(xué)生對基本原理和概念理解的一種教學(xué)方式。案例教學(xué)最初源于英國的法學(xué)，后來被成功地用于法學(xué)、醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)和管理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域。計算機專業(yè)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式側(cè)重于講解基本概念和原理。由于學(xué)生缺乏對工程實踐背景的了解，其結(jié)果是學(xué)生雖然掌握了單個原理，但卻很難融會貫通并綜合應(yīng)用。為此，在計算機專業(yè)課程教學(xué)中，國內(nèi)許多學(xué)者也引進了案例教學(xué)[3-4]，為學(xué)生在計算機理論與實踐之間搭起一座橋梁。

本文在“中間件技術(shù)”課程教學(xué)中引入案例教學(xué)，避免學(xué)生孤立地學(xué)習(xí)各個概念，幫助學(xué)生理解如何將多課程理論知識融合成一個整體，深刻地理解企業(yè)級分布式系統(tǒng)理論如分布式事務(wù)、安全服務(wù)、負載均衡等，并提高運用前期所學(xué)知識的實踐能力。同時，真實的案例還可以幫助學(xué)生了解中間件技術(shù)在就業(yè)前景和職業(yè)生涯中的作用，提高其學(xué)習(xí)興趣。

（二）問題導(dǎo)入法的內(nèi)涵及意義

問題導(dǎo)入法是啟發(fā)式教學(xué)原則的一種具體教學(xué)方式，以解決問題貫穿整個教學(xué)。實施過程中，教學(xué)者為了讓學(xué)習(xí)者掌握一個理論或方法，導(dǎo)入一個具體問題，以解答這個問題為導(dǎo)向，引發(fā)學(xué)習(xí)者思考解決這個問題，從而引入所需要學(xué)習(xí)的理論或方法，并在解決問題過程中掌握這些理論或方法。該方法能培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，讓教學(xué)變得靈活，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；同時，由于學(xué)生在解決問題過程中可以提出不同的思想和方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維[5]。

中間件實質(zhì)上是對企業(yè)級分布式系統(tǒng)開發(fā)過程中面臨的共性問題進行提煉、抽象所形成的可復(fù)用部件。在“中間件技術(shù)”課程中應(yīng)用問題導(dǎo)入法，引出并解決這些共性問題，可讓學(xué)生自然地掌握中間件技術(shù)的概念和理論。再者，“中間件技術(shù)”課程涉及大量抽象的、難于理解的概念，直接講授會令學(xué)生覺得枯燥無味，沒有學(xué)習(xí)興趣。問題導(dǎo)入法將學(xué)生帶入問題的思考中，在思考中學(xué)習(xí)中間件技術(shù)知識并培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。最后，中間件技術(shù)是前期課程知識的綜合。傳統(tǒng)講授法讓學(xué)生簡單孤立地理解各個概念，無法從整體上把握。問題導(dǎo)入法帶引學(xué)生思考，在此過程中，學(xué)生自己將各種理論和技術(shù)聯(lián)系起來，從而在宏觀整體上理解中間件平臺。

（三）案例教學(xué)與問題導(dǎo)入法的結(jié)合

案例式問題導(dǎo)入法將案例式教學(xué)和問題導(dǎo)入法有機結(jié)合，充分利用這兩種啟發(fā)式教學(xué)的優(yōu)點，調(diào)動學(xué)生的積極性，啟發(fā)學(xué)生思維，變被動為主動。傳統(tǒng)問題導(dǎo)入法按問題的導(dǎo)入方式一般有情景式導(dǎo)入問題、任務(wù)式導(dǎo)入問題和案例式導(dǎo)入問題。本文也是在案例中導(dǎo)入問題，但“中間件技術(shù)”課程教學(xué)中的案例式問題導(dǎo)入法有其特殊性。傳統(tǒng)的案例式問題導(dǎo)入法，圍繞案例導(dǎo)入問題，學(xué)生通過解決這些問題，得到整個案例的解決方案。然而，在“中間件技術(shù)”課程中，學(xué)生需學(xué)習(xí)的是如何解決企業(yè)級應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中的共性問題，而不是開發(fā)整個系統(tǒng)。因此，對企業(yè)級應(yīng)用案例，只需導(dǎo)入系統(tǒng)開發(fā)中的共性問題，讓學(xué)生在解決這些共性問題中學(xué)習(xí)中間件知識。

“中間件技術(shù)”課程中案例式問題導(dǎo)入法的基本思路為：教師首先對真實的企業(yè)級應(yīng)用案例作垂直層次分析，識別出開發(fā)共性問題，將案例分為業(yè)務(wù)層、中間件和部署環(huán)境；然后把所用到的中間件轉(zhuǎn)變?yōu)殚_發(fā)中面臨的共性問題，其他兩層作為從已知引出未知的基礎(chǔ)；最后組織學(xué)生討論并解決這些問題，掌握中間件技術(shù)的原理和應(yīng)用。

二、運用案例式問題導(dǎo)入法的策略

案例式問題導(dǎo)入法在“中間件技術(shù)”課程中的實施過程包含獲取案例、分析案例、導(dǎo)入問題、設(shè)計教案、發(fā)放資料、組織課堂、案例實踐、交流反饋、評價調(diào)整等九個步驟。

（一）獲取案例

案例是開展案例式問題導(dǎo)入法的基礎(chǔ)，案例獲取和選擇最終影響著教學(xué)效果。課程小組根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的要求，通過網(wǎng)絡(luò)或其他資源，收集國內(nèi)外企業(yè)級應(yīng)用系統(tǒng)案例，供案例式問題導(dǎo)入法教學(xué)實施或?qū)W生案例實習(xí)使用。案例不是簡單舉例，案例必須是真實的、完整的、典型的和具有啟發(fā)性的[6]。

（二）分析案例

案例的解決方案，表面上是一個平面化的技術(shù)框架。在案例分析過程中，課程小組需要根據(jù)中間件的定義，將案例解決方案在垂直方向上劃分為三個層次：業(yè)務(wù)層、中間件和開發(fā)部署環(huán)境。

業(yè)務(wù)層：應(yīng)用系統(tǒng)包括哪些業(yè)務(wù)模塊、業(yè)務(wù)子系統(tǒng)；哪些業(yè)務(wù)子系統(tǒng)給別的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)提供服務(wù)，或哪些業(yè)務(wù)子系統(tǒng)需要別的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)提供服務(wù)。

中間件：業(yè)務(wù)子系統(tǒng)間采取什么通信方式，如過程調(diào)用、對象調(diào)用或消息調(diào)用等；如何實現(xiàn)服務(wù)定位、安全機制、事務(wù)實施、多任務(wù)創(chuàng)建及負載均衡等。

開發(fā)和部署環(huán)境：分析硬件環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)類型、操作系統(tǒng)類型、開發(fā)語言、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。

（三）導(dǎo)入問題

根據(jù)課程內(nèi)容，以業(yè)務(wù)系統(tǒng)和部署環(huán)境為基礎(chǔ)，假設(shè)中間件部分未知，把所需中間件轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)級應(yīng)用開發(fā)面臨的共性問題。例如對消息中間件提出業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間如何消息傳遞的問題；對對象調(diào)用中間件提出業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間如何調(diào)用彼此對象的問題；對CORBA提出業(yè)務(wù)子系統(tǒng)語言開發(fā)語言不同，如何調(diào)用彼此對象的問題；對事務(wù)中間件提出如何在子系統(tǒng)之間保證一系列操作滿足事務(wù)特性的問題等。每個大的問題同時還可以拆分成一系列前后相關(guān)、有啟發(fā)性的子問題。

（四）設(shè)計教案

圍繞教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，確定每次案例教學(xué)的重點和難點。特別是中間件概念、原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和作用。在教學(xué)方法中，引導(dǎo)學(xué)生討論，激勵他們參與和合作學(xué)習(xí)，注重啟發(fā)思維和理論聯(lián)系實際。在教學(xué)過程中，合理組織和使用案例分析得到業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成、開發(fā)部署環(huán)境組成及導(dǎo)入的共性問題，考慮如何從業(yè)務(wù)系統(tǒng)、開發(fā)部署環(huán)境中提出問題，安排學(xué)生從一個問題的討論過渡到另外一個的討論。同時，教師還需要規(guī)劃和控制好教學(xué)過程的時間。

（五）發(fā)放材料

課前，學(xué)生需要對企業(yè)級分布式應(yīng)用案例有所了解。因此課前需要將案例相關(guān)材料發(fā)給學(xué)生。但給學(xué)生提供的不是完整的案例，而是除去中間件部分的案例分析材料。對中間件部分，可轉(zhuǎn)變?yōu)槌醪降膯栴}，如系統(tǒng)缺了什么，也提供給學(xué)生。同時還要將企業(yè)簡介、業(yè)務(wù)背景、公司網(wǎng)址等參考資料交給學(xué)生，供學(xué)生提前準(zhǔn)備。

（六）組織課堂

整個課堂組織以學(xué)生討論為主。教師從業(yè)務(wù)系統(tǒng)需求、開發(fā)部署環(huán)境條件開始，將學(xué)生帶入到共性問題中，組織學(xué)生分組討論。在學(xué)生討論過程中，要調(diào)動學(xué)生的積極性，盡量讓所有學(xué)生參與討論，避免出現(xiàn)冷場現(xiàn)象；注意觀察和了解學(xué)生的反應(yīng)和表現(xiàn)，加強個別輔導(dǎo)，鼓勵學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生參與討論和發(fā)言。討論中，教師需要在適當(dāng)?shù)臅r候加入評價、反饋矯正和歸納，突出重點和突破。

（七）案例實習(xí)

“中間件技術(shù)”課程的實習(xí)，不應(yīng)該是簡單地調(diào)用中間件運行庫的API編程。在實習(xí)中，需要給學(xué)生提供一個新的、與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的、完整的案例。首先讓學(xué)生依據(jù)課堂所使用的案例分析材料，采用相同的案例分析方法，將案例垂直劃分為業(yè)務(wù)層、中間件層及開發(fā)部署環(huán)境層，確定每層包含的內(nèi)容。其次確定案例所采用的中間件產(chǎn)品。最后讓學(xué)生編程部分實現(xiàn)中間件調(diào)用；對于優(yōu)秀的學(xué)生，鼓勵其實現(xiàn)簡單的中間件。通過這樣的實踐，讓學(xué)生從宏觀到微觀，從中間件的作用、地位到應(yīng)用等多角度進一步學(xué)習(xí)。

（八）課后交流

課后的交流對改進教學(xué)過程、提高教學(xué)質(zhì)量有著重要作用。課后，教師需要與學(xué)生交流對案例式問題導(dǎo)入法的感受，了解有哪些考慮不足的地方，學(xué)生對課程實施有什么意見。在筆者實施教學(xué)過程中，有許多學(xué)生會主動與教師交流。在反饋過程中，學(xué)生提出了許多建議，同時普遍認為，這種教學(xué)方式，讓他們都可以參與，更能集中注意力；真實的企業(yè)級分布式應(yīng)用案例中導(dǎo)入問題，能激發(fā)他們的興趣和動力，能讓他們從部分到整體深刻掌握中間件技術(shù)，同時更能理解中間件的作用及在系統(tǒng)中的地位。

（九）評價與改進

一輪案例式問題導(dǎo)入法教學(xué)實施之后，教師需根據(jù)學(xué)生實習(xí)過程和實習(xí)報告、課堂討論、課后交流及考試等方面的情況，對該教學(xué)進行評價，總結(jié)可取之處，發(fā)現(xiàn)不足。針對不足地方，需要在案例分析、問題導(dǎo)入上進行適當(dāng)調(diào)整，甚至修改教案和調(diào)整課堂組織。調(diào)整結(jié)果將應(yīng)用到下一輪教學(xué)中。通過評價調(diào)整，持續(xù)改進案例式問題導(dǎo)入法，使其趨于完善。

三、反思

（一）建立高質(zhì)量的企業(yè)級分布式應(yīng)用案例庫

實施案例式問題導(dǎo)入法的基礎(chǔ)是建立完整、真實、典型和啟發(fā)性的案例庫。案例必須是真實的，是國內(nèi)外知名企業(yè)的真實企業(yè)級分布式應(yīng)用；案例必須是完整的，包括應(yīng)用背景、技術(shù)方案和實施結(jié)果；案例必須是典型的，覆蓋著一類或幾類中間件技術(shù)，并且是這些技術(shù)的典型應(yīng)用；案例必須具有啟發(fā)性，能啟迪學(xué)生思考，給學(xué)生足夠的想象和自由發(fā)揮空間。

（二）解決企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)中的共性問題

傳統(tǒng)的案例教學(xué)中，教師提供案例背景，導(dǎo)入面向整個案例問題，讓學(xué)生圍繞問題解決整個案例。在“中間件技術(shù)”課程教學(xué)中，學(xué)生不需要實現(xiàn)整個企業(yè)級分布式應(yīng)用案例方案，如，不需搞清楚業(yè)務(wù)流程、如何實現(xiàn)業(yè)務(wù)模塊，也不考慮如何選擇底層部署環(huán)境。學(xué)生要解決的是系統(tǒng)開發(fā)中的共性問題，即中間件部分的問題。對業(yè)務(wù)實現(xiàn)方案和開發(fā)部署環(huán)境方案，教師分析后直接提供給學(xué)生，中間件部分轉(zhuǎn)變?yōu)楣残詥栴}，讓學(xué)生能在業(yè)務(wù)和部署環(huán)境的基礎(chǔ)上解決這些問題，從而自然掌握中間件知識。

（三）注意提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是課堂組織過程中，讓學(xué)生積極參與、避免冷場的關(guān)鍵。在筆者初步嘗試案例式問題導(dǎo)入法時，從案例的業(yè)務(wù)需求和部署環(huán)境直奔導(dǎo)入的問題，讓學(xué)生討論，結(jié)果學(xué)生興趣不高，課堂氣氛不是很活躍。在這種情況下，筆者及時調(diào)整，以企業(yè)規(guī)模和地位、員工收入、業(yè)務(wù)背景等方面激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生感覺以后他們將會在這樣的企業(yè)中發(fā)展，置身企業(yè)員工角色中。在評價和小結(jié)過程中，充分肯定每一位學(xué)生的見解和方案。通過這樣方法，啟發(fā)了學(xué)生的興趣和動力，課堂變得活躍，學(xué)生開始積極發(fā)言，相互啟發(fā)，取得較好教學(xué)效果。

（四）對師生的要求

教師作為教學(xué)的組織者，必須對所講授的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)科知識體系有明晰、深刻的認識。同時教師最好具有在軟件企業(yè)從業(yè)或進修的經(jīng)歷，有著豐富的軟件工程項目經(jīng)驗。這樣才可對企業(yè)應(yīng)用背景、案例有深刻的理解，能對案例在垂直層次進行合理的分析。教師還要能根據(jù)學(xué)生已有知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、思維能力水平層次，針對中間件層，導(dǎo)入難度要適當(dāng)，但又稍高于學(xué)生現(xiàn)有能力的問題。學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，不需要具備全部的基礎(chǔ)知識、概念、基本技能，因為討論過程中，每位學(xué)生所擅長的知識可以彌補彼此的不足；但他們需要在教師引導(dǎo)下，能夠主動地參與討論，積極探索。

本文將案例教學(xué)和問題導(dǎo)入法相結(jié)合，引入到“中間件技術(shù)”課程教學(xué)中，以真實的企業(yè)級分布式應(yīng)用案例驅(qū)動教學(xué)。對案例選取、案例分析、問題導(dǎo)入、課堂組織及案例實習(xí)等方面進行了討論，指出了案例式問題導(dǎo)入法的要點。

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篇（4）

數(shù)學(xué)實驗作為一門新實踐課程被國內(nèi)眾多高等學(xué)府引入大學(xué)課程中，數(shù)學(xué)實驗教學(xué)平臺建設(shè)是研究熱點之一。目前，各高校建設(shè)的數(shù)學(xué)實驗室是主要數(shù)學(xué)實驗教學(xué)資源平臺[1]。傳統(tǒng)數(shù)學(xué)實驗室是將計算機軟硬件、數(shù)學(xué)軟件包、教學(xué)資源、課件制作、計算機輔助教學(xué)等有機融為一體，是基于局域網(wǎng)的數(shù)學(xué)實驗環(huán)境，建設(shè)成本較高，學(xué)生必須到數(shù)學(xué)實驗室――以微機為主體的機房進行實驗，使數(shù)學(xué)實驗受到空間上的限制，同時基礎(chǔ)數(shù)學(xué)實驗是面向所有專業(yè)學(xué)生開設(shè)的，實驗資源緊張，導(dǎo)致學(xué)生上機實驗時間受到限制。為了克服以上困難，本文提出了建設(shè)云計算環(huán)境下數(shù)學(xué)實驗輔助教學(xué)平臺，該平臺有利于提高學(xué)生對數(shù)學(xué)實驗的興趣，顯著提高實驗設(shè)備的利用效率，降低硬件資源建設(shè)成本。

1.云計算在構(gòu)建良好數(shù)學(xué)實驗環(huán)境中的優(yōu)點

云計算既指在互聯(lián)網(wǎng)上以服務(wù)方式提供的應(yīng)用系統(tǒng)程序，又指在數(shù)據(jù)中心用來提供這些服務(wù)的硬件和系統(tǒng)軟件。云計算可理解為并行計算、分布式計算和網(wǎng)格計算的發(fā)展，或者說是這些計算機科學(xué)概念的商業(yè)實現(xiàn)[2]。云計算的理念是把基礎(chǔ)設(shè)施、平臺或者應(yīng)用程序以服務(wù)的形式提供給用戶，使云計算在遠程實驗室建設(shè)中具有許多優(yōu)勢。

云計算在構(gòu)建數(shù)學(xué)實驗環(huán)境中的主要優(yōu)點體現(xiàn)在：第一，基于云計算技術(shù)構(gòu)建的數(shù)學(xué)實驗環(huán)境是放置在云端的，在高速互聯(lián)網(wǎng)支持下，學(xué)生和教師可以隨時隨地進行數(shù)學(xué)實驗，使數(shù)學(xué)探索過程更順暢，同時教師可以通過云端實時在線指導(dǎo)；第二，云計算技術(shù)中主要的計算和存儲由后端集群架構(gòu)完成，前端設(shè)備可以最小化，學(xué)生和教師可以通過智能化終端如手機等進行數(shù)學(xué)實驗，降低數(shù)學(xué)實驗的準(zhǔn)入門檻；第三，有利于構(gòu)建協(xié)作式教學(xué)和實驗環(huán)境，由于所有教學(xué)資源和學(xué)生學(xué)習(xí)文件都放置在云端，可以方便地進行集體式備課、異步教學(xué)探討、分組實驗和知識交流；第四，提高數(shù)學(xué)實驗教學(xué)效率，海量的云存儲空間可以為每一個學(xué)生建立一個個性化的實驗空間，為每個教師建立教學(xué)空間，學(xué)生可以快速下載實驗資料，教師能快速部署課程文檔和程序；第五，高效利用數(shù)學(xué)實驗室的軟硬件資源，計算機和正版數(shù)學(xué)軟件是數(shù)學(xué)實驗室的主要資源，而這些資源只有在機房開放時才會被使用，在沒有實驗課時及假期尤其漫長的寒暑假基本處于閑置狀態(tài)，云計算技術(shù)可以將這些廉價的PC整合成具有強大計算能力和存儲能力的服務(wù)平臺，提供不間斷的服務(wù)并且通過網(wǎng)絡(luò)將這種服務(wù)配送給廣大師生；第六，滿足特殊的數(shù)學(xué)實驗和計算要求，一些數(shù)學(xué)實驗任務(wù)涉及大數(shù)據(jù)的處理和耗時的計算，在單機上難以完成，云計算系統(tǒng)框架允許在短時間內(nèi)靈活地集結(jié)實驗室的計算機，使之完成大型實驗任務(wù)。

2.數(shù)學(xué)實驗云計算輔助教學(xué)平臺的設(shè)計

2.1功能模塊設(shè)計

數(shù)學(xué)實驗云計算輔助教學(xué)平臺是一個集成的數(shù)學(xué)實驗環(huán)境，在此環(huán)境中主要的操作對象有教師、學(xué)生和平臺管理人員和執(zhí)行特殊科學(xué)計算任務(wù)的科研人員，因此將該平臺分成四個子系統(tǒng)，分別是教師子系統(tǒng)、學(xué)生子系統(tǒng)、科學(xué)計算子系統(tǒng)和管理人員子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)之間相互聯(lián)系，實現(xiàn)一個整體的數(shù)學(xué)實驗教與學(xué)的環(huán)境。管理人員子系統(tǒng)主要負責(zé)對整個平臺的運營管理，包括實驗環(huán)境管理、平臺的配置管理、運營數(shù)據(jù)管理和安全策略管理，并對教師、學(xué)生、科研人員的信息進行管理。教師子系統(tǒng)實現(xiàn)教師課程管理、部署實驗任務(wù)、在線輔導(dǎo)、協(xié)作備課、作業(yè)布置及處理、測試管理和學(xué)生信息管理，還包括數(shù)學(xué)實驗?zāi)K。學(xué)生子系統(tǒng)實現(xiàn)在線實驗、協(xié)作交流、作業(yè)處理、資源共享、在線測試和實驗心得分享等功能?？茖W(xué)計算子系統(tǒng)為科研人員提供大數(shù)據(jù)處理和高要求的數(shù)學(xué)計算功能，實現(xiàn)項目計算任務(wù)管理。

2.2基于Hadoop的數(shù)學(xué)實驗云計算教學(xué)輔助平臺的框架

Hadoop框架是Apache基金會基于Java語言開發(fā)的開源云計算框架，很多國內(nèi)外知名互聯(lián)網(wǎng)公司使用Hadoop框架開發(fā)出自己的云計算服務(wù)。Hadoop框架最核心的設(shè)計就是：分布式文件系統(tǒng)（Hadoop Distribution File System，HDFS）、分布式計算框架（MapReduce）、分布式數(shù)據(jù)庫（HBase）和數(shù)據(jù)倉庫（HIVE）。

由于Hadoop是采用Java語言開發(fā)的，因此基于Java平臺開發(fā)Web層，這樣web層能很好地與Hadoop相融合，web層主要接受用戶請求并返回對用戶的響應(yīng)，包括教師子系統(tǒng)、學(xué)生子系統(tǒng)、科學(xué)計算子系統(tǒng)和管理員子系統(tǒng)。Web層數(shù)據(jù)交互模式有三種方式：與數(shù)據(jù)庫交互網(wǎng)頁信息數(shù)據(jù)、與HDFS交互資源文件數(shù)據(jù)、與數(shù)學(xué)軟件通過webservice交互數(shù)據(jù)，處理用戶的請求，如在線數(shù)學(xué)實驗、教學(xué)資源上傳下載，并將處理結(jié)果回饋給Web層，在線數(shù)學(xué)實驗是本輔助教學(xué)平臺提供的核心云端服務(wù)，該服務(wù)面向廣大師生，經(jīng)常會出現(xiàn)大規(guī)模的并發(fā)訪問，因此在這一層將應(yīng)用Hadoop的MapReduce并行計算框架，將多個數(shù)學(xué)實驗服務(wù)請求發(fā)送給集群內(nèi)不同的計算機并行處理，并將處理結(jié)果返回給Web層。這樣不僅可以完成小型數(shù)學(xué)實驗項目，還可以完成大數(shù)據(jù)處理和耗時的科學(xué)計算等特殊實驗項目。數(shù)據(jù)層使用MySql和HBase結(jié)合的方式存儲大量的數(shù)據(jù)，對外提供一致的數(shù)據(jù)接口。數(shù)學(xué)實驗輔助教學(xué)平臺的資源存儲訪問模塊基于Hadoop的HDFS實現(xiàn)。

2.3數(shù)學(xué)實驗云計算輔助教學(xué)平臺的集群架構(gòu)

云計算系統(tǒng)之所以具有超強計算能力和存儲能力，是因為背后有集群計算機的支撐，云計算下的數(shù)學(xué)實驗教學(xué)輔助平臺通過Hadoop框架，可以將數(shù)學(xué)實驗室的普通PC機組織成起來，以集群方式向廣大師生提供高性能和高質(zhì)量的服務(wù)，高效利用實驗室設(shè)備，并可以進行大型的并行計算和分布式計算，如大數(shù)據(jù)處理。由于數(shù)學(xué)實驗室的每臺計算機上都安裝了數(shù)學(xué)軟件，在每臺機器上部署Hadoop系統(tǒng)，則每臺PC都可以成為一個計算服務(wù)器，并為Hadoop系統(tǒng)的調(diào)度器調(diào)用。

篇（5）

中圖分類號：TP311.13 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2013）02-47-03

Analyzing the relationship between NoSQL and teaching database

Lou Ying

（Electronic Information Engineering College， Henan University of Science and Technology， Luoyang， Henan 471003， China）

Abstract： Because of the dominant position in database， the relational database has been always the main content in database curriculum of university. With the rise of Web2.0， in the huge data environment， NoSQL （not relational database） technology is used widely and the current database course teaching has been impacted deeply. NoSQL technology is introduced in this paper and then the challenges of NoSQL database technology to teaching database are analyzed. Finally， the teaching methods of database course are proposed.

Key words： relational database； NoSQL； massive data； teaching

0 引言

NoSQL指的是非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫。隨著互聯(lián)網(wǎng)Web2.0網(wǎng)站的興起，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫在應(yīng)付Web2.0網(wǎng)站，特別是超大規(guī)模和高并發(fā)的社交網(wǎng)絡(luò)類型的Web2.0純動態(tài)網(wǎng)站已經(jīng)顯得力不從心，暴露出了很多難以克服的問題。例如：關(guān)系數(shù)據(jù)庫為了降低數(shù)據(jù)冗余，保證數(shù)據(jù)約束性，在數(shù)據(jù)查詢時不得不使用多個數(shù)據(jù)表之間的連接操作，這極大地降低了查詢效率，不能夠滿足當(dāng)前Internet的高實時性的要求。而非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫對并發(fā)的大規(guī)模訪問有著效率上的優(yōu)勢，因此，非關(guān)系數(shù)據(jù)庫是在具體應(yīng)用背景下得到了迅速的發(fā)展。

其實，NoSQL概念最早出現(xiàn)在1998年，當(dāng)時的含義是反SQL技術(shù)革命運動，但并未引起太多的關(guān)注。直到2009年，NoSQL概念被來自Rackspace的Eric Evans再次提出，這時的NoSQL已經(jīng)不是單純的反SQL運動，指的主要是非關(guān)系型的分布式數(shù)據(jù)庫，并且不支持原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）、持久性（Durability）的數(shù)據(jù)庫設(shè)計模式[1]。在亞特蘭大舉行的有關(guān)NoSQL的討論會上，學(xué)者給出了NoSQL較為普遍的解釋，即“非關(guān)系型的”。并且指出Key-Value存儲和文檔數(shù)據(jù)庫是NoSQL的主要特點，本文認為NoSQL是一項新的與傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫有顯著區(qū)別的新技術(shù)。

1 NoSQL的主要特點

1.1 Key-Value存儲

Key-Value本身是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的模式，其基本思想為：一個主鍵下有相應(yīng)的值，在實現(xiàn)上可以通過哈希表或B樹等不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完成。Key-Value存儲是以鍵值對的數(shù)據(jù)模型存儲數(shù)據(jù)，并能提供持久化分布式存儲系統(tǒng)，查詢速度快、存放數(shù)據(jù)量大、支持高并發(fā)，非常適合通過主鍵進行查詢機制和數(shù)據(jù)同步等功能[2]。

現(xiàn)有非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫采用不同的方式實現(xiàn)了Key-Value存儲，并且擁有各自的優(yōu)缺點。然而，性能優(yōu)良的Key-Value存儲需要滿足下列條件：高可用性，即在Key-Value存儲模式下可以提供不間斷的服務(wù)；可擴展性，海量數(shù)據(jù)的處理要求存儲模式能夠具有可擴展性；故障恢復(fù)，要求該存儲模式下能夠?qū)收献詣痈兄⒛茏詣踊謴?fù)。

在具體的實現(xiàn)上，多數(shù)非關(guān)系數(shù)據(jù)庫采用單文件進行存儲，雖然單個文件操作具有一定的方便性，但在數(shù)據(jù)量不斷增大時，會遇到存儲瓶頸。為了提高響應(yīng)速度，Key-Value存儲一般只支持數(shù)據(jù)的添加操作，而不是支持數(shù)據(jù)更新操作。為了實現(xiàn)故障可恢復(fù)，需要對數(shù)據(jù)進行備份，數(shù)據(jù)備份操作即從主端向從端的數(shù)據(jù)復(fù)制，應(yīng)用系統(tǒng)的性能在備份過程中會受到影響，備份策略決定了影響程度。然而，數(shù)據(jù)可靠性和性能是一對平衡關(guān)系，越是可靠性高的數(shù)據(jù)保障，其性能相對會下降。

1.2 最終一致性

一致性是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中主要特點[3]，關(guān)系數(shù)據(jù)庫為了保證一致性需要使用約束條件，從而影響了數(shù)據(jù)的讀寫效率。而非關(guān)系數(shù)據(jù)庫只要求保證數(shù)據(jù)的最終一致性，基本思想是：在數(shù)據(jù)的讀寫過程中，對一致性的要求是松散的，而最終完成操作后的結(jié)果是一致的。

假設(shè)A為對數(shù)據(jù)庫的寫操作，而B和C都代表對數(shù)據(jù)庫的讀操作，且A，B和C之間是相互獨立的。當(dāng)執(zhí)行了A，即向數(shù)據(jù)庫中寫入數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠保證隨后B和C的讀操作都能夠讀到最新的數(shù)據(jù)，則說明該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有強一致性，關(guān)系數(shù)據(jù)庫能夠保證強一致性；當(dāng)執(zhí)行了A，B和C不能夠立即讀到最新的數(shù)據(jù)，而是需要經(jīng)過一段時間才能獲取更新的數(shù)據(jù)，則說明該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具備弱一致性，這段時間也叫做不一致性時間窗口；最終一致性屬于弱一致性的特例，當(dāng)執(zhí)行了A，在該數(shù)據(jù)沒有再被更新的條件下，B和C最終都讀取到最新的數(shù)據(jù)，這就是最終一致性。

最終一致性是在高數(shù)據(jù)量（十幾億條記錄、數(shù)TB數(shù)據(jù)）和高訪問量（數(shù)千TPS、數(shù)萬QPS）需求下的選擇，在缺乏種種約束的情況下，最終一致性在一致性要求不高的應(yīng)用場景下能夠極大提高數(shù)據(jù)訪問效率。

1.3 可擴展

這里的擴展性主要指的是水平擴展性，應(yīng)用無關(guān)和容錯性。關(guān)系數(shù)據(jù)通常通過讀寫分離，更換高性能的服務(wù)器來提高性能[4]，而在海量數(shù)據(jù)的環(huán)境下，這些方法仍然無法滿足某些應(yīng)用需求。非關(guān)系數(shù)據(jù)庫具有水平擴展性的特點。

盡管現(xiàn)有的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫采用不同的技術(shù)實現(xiàn)可擴展性，但其基本的目標(biāo)是：在應(yīng)用不間斷的情況下，增加或刪除數(shù)據(jù)節(jié)點，實現(xiàn)水平擴展；利用分布式計算的技術(shù)，通過節(jié)點之間的通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分布式處理，滿足海量數(shù)據(jù)的讀寫性能要求。

2 NoSQL技術(shù)對數(shù)據(jù)庫教學(xué)的影響

長期以來，普通高校計算機專業(yè)的數(shù)據(jù)庫課程以關(guān)系數(shù)據(jù)庫為講授內(nèi)容。作為當(dāng)前數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域不可忽視的力量，NoSQL技術(shù)已經(jīng)引起了許多高校的關(guān)注，它給傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫教學(xué)帶來了以下幾個方面的挑戰(zhàn)：

挑戰(zhàn)一，教師的認知和講授能力。長期以來，在講授數(shù)據(jù)庫課程時，往往認為關(guān)系數(shù)據(jù)庫占主導(dǎo)和統(tǒng)治地位，忽略了對其他數(shù)據(jù)庫的研究。當(dāng)前高校與市場的聯(lián)系遠遠不如想象的那樣緊密，因此，當(dāng)前高校教師面對著對NoSQL技術(shù)的認知能力，這里不僅包含對技術(shù)的掌握和熟悉，而更重要的是對該新興技術(shù)的認可。

在授課的過程中，如何把握NoSQL技術(shù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的之間的關(guān)系，巧妙地融合兩種技術(shù)，使學(xué)生有個全面和清晰的認識是數(shù)據(jù)庫課程教師的重要工作之一。

挑戰(zhàn)二，學(xué)生的接受水平。對于剛剛接觸專業(yè)課程的學(xué)生，同時掌握兩種具有對立性質(zhì)的技術(shù)也是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的一個難點。

挑戰(zhàn)三，學(xué)校的實驗環(huán)境。實驗一直是數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)有大多數(shù)學(xué)校的實驗條件和環(huán)境能夠基本滿足關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的教學(xué)需要，對于NoSQL技術(shù)所在大規(guī)模數(shù)據(jù)處理下的優(yōu)勢，如何構(gòu)建實驗環(huán)境也是教學(xué)的一個重要挑戰(zhàn)。

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，我們至少需要弄清楚兩個方面的問題：①為什么要使用NoSQL；②NoSQL技術(shù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系和區(qū)別。

2.1 為什么要使用NoSQL技術(shù)

NoSQL技術(shù)不是實驗室的產(chǎn)物，而是以實際需求推動的，這里的推動主要指的是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展在推動。Web2.0時代，用戶每天使用網(wǎng)絡(luò)的同時也在制造網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容。例如：用戶在瀏覽微博網(wǎng)站的同時也會自己的信息。這種特點改變了對網(wǎng)站后臺數(shù)據(jù)庫的訪問方式，從原先頻繁的讀操作變成了頻繁的讀寫操作，這時，往往要達到每秒上萬次讀寫請求，關(guān)系數(shù)據(jù)庫還能同時勉強應(yīng)付上萬次的SQL查詢，但是要同時應(yīng)付上萬次的SQL寫數(shù)據(jù)請求，關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就已經(jīng)無法承受了，對數(shù)據(jù)讀寫操作需求的變化推動了新技術(shù)的發(fā)展。

社交網(wǎng)絡(luò)是Web2.0的一個重要產(chǎn)物，近年來，社交網(wǎng)絡(luò)用戶的規(guī)模日漸增長，2011年8月，F(xiàn)acebook的活躍用戶已經(jīng)接近7億，用戶對Web的要求也逐步的提高，縮短用戶操作的響應(yīng)時間已成為提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的基本要求。關(guān)系數(shù)據(jù)庫在保證數(shù)據(jù)的一致性方面有優(yōu)勢，而在大規(guī)模的用戶操作下，嚴格的一致性對現(xiàn)實的需求來說并不是必須的，高效的數(shù)據(jù)響應(yīng)才是最重要的，NoSQL在保證最終一致性的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)高效的數(shù)據(jù)訪問。

對于一個Web應(yīng)用系統(tǒng)，在用戶量和訪問量不斷增加的時候，該應(yīng)用系統(tǒng)需要增加新的服務(wù)節(jié)點來提高性能和負載能力，在增加服務(wù)節(jié)點時，可以通過增加硬件設(shè)施在滿足Web服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器的需求，而對于數(shù)據(jù)服務(wù)器，關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式下很難進行類似增加節(jié)點的水平擴展。因此，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫的模式下，進行節(jié)點增加時需要停機維護和數(shù)據(jù)遷移，這對于很多需要提供24小時不間斷服務(wù)的網(wǎng)站來說是不方便的?？梢钥闯?，關(guān)系數(shù)據(jù)庫無法滿足應(yīng)用的可擴展性和高可用性，而NoSQL技術(shù)具有水平擴展性的特點，可滿足需求。

從上述分析可知，在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下處理海量數(shù)據(jù)時，關(guān)系數(shù)據(jù)庫無法滿足實際需求。一方面，關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)中的種種約束（事務(wù)管理、完整性約束等）對實際需求來說是沒有必要的；另一方面，這種約束的保證影響了數(shù)據(jù)處理性能。在這種情況下，NoSQL技術(shù)就自然而然地成為了人們的選擇并取得了快速的發(fā)展。

2.2 NoSQL與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的對比

通過上述分析可以看出，NoSQL數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫是根本不同的，兩種數(shù)據(jù)庫分別適應(yīng)不同的需求。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫是以表來存儲數(shù)據(jù)的，表的組織形式嚴格，表中的每一行代表一條數(shù)據(jù)記錄，每一列代表特定方面的信息。在設(shè)計好表結(jié)構(gòu)（表的列信息）后，修改的代價巨大，數(shù)據(jù)庫表之間存在著聯(lián)系和某種約束關(guān)系。所設(shè)計的數(shù)據(jù)操作（查詢，添加，修改，刪除）通常涉及對單張表和多個表，在對多個表的操作時需要使用到表之間定義的范式，消除數(shù)據(jù)冗余和保證數(shù)據(jù)一致性是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本要求。長期以來，關(guān)系數(shù)據(jù)庫一直以簡潔、規(guī)范和靈活占據(jù)著數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的統(tǒng)治地位，現(xiàn)有關(guān)系數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)品主要有SQL Server，DB2，Oracle，MySqL等，這些產(chǎn)品都屬于關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，雖然功能有所不同，但基本思想都屬于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的范疇。正是由于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的主導(dǎo)地位，在高校計算機學(xué)科數(shù)據(jù)庫教學(xué)中，關(guān)系數(shù)據(jù)庫也一直是該課程講授的重點內(nèi)容。

NoSQL數(shù)據(jù)主要有三種主流的數(shù)據(jù)模型，除了上面介紹的Key-Value以外，還有列式和文檔兩種。列式也主要使用Table這樣的模型，但是它并不支持關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的多表連接操作，其主要特點是在存儲數(shù)據(jù)時，主要圍繞著“列”，而不是像關(guān)系型數(shù)據(jù)庫那樣根據(jù)“行”進行存儲；在結(jié)構(gòu)上，文檔模式與Key-Value模式想象，不同的是，這里的Value對應(yīng)的往往是一個文檔。在查詢時，NoSQL數(shù)據(jù)庫往往只支持主鍵或者是單個列查詢，不支持關(guān)系數(shù)據(jù)庫多表復(fù)雜查詢。在寫操作時，NoSQL數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)一致的要求并不是那么高?，F(xiàn)有的NoSQL產(chǎn)品很多，主要有Cassandra，HBase，Memcached，Voldemort等。這些數(shù)據(jù)庫的側(cè)重點不同，雖然都具備NoSQL的特點，但一些也兼具關(guān)系數(shù)據(jù)庫的功能。其中，許多產(chǎn)品是開源的，開源雖然能夠使更多用戶采用，但其可靠性和后期的維護也受到了用戶的質(zhì)疑。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫是否能被NoSQL數(shù)據(jù)庫取代呢？答案是否定的。雖然關(guān)系數(shù)據(jù)庫在處理Web2.0數(shù)據(jù)時明顯遇到了瓶頸，但不代表它就能被NoSQL技術(shù)完全取代。不同的應(yīng)用背景可有不同的選擇，例如，在金融和電信領(lǐng)域，用戶無法接受數(shù)據(jù)的不一致，因此，關(guān)系數(shù)據(jù)庫的一致性對數(shù)據(jù)處理來說就尤為重要。而對一些非核心數(shù)據(jù)的處理，日志的管理和外部數(shù)據(jù)的集成來說，NoSQL技術(shù)就更能勝任。因此，應(yīng)該根據(jù)實際的需求選擇NoSQL技術(shù)或者是關(guān)系數(shù)據(jù)庫。NoSQL技術(shù)是在新的需求下對關(guān)系數(shù)據(jù)庫的補充和擴展。這就需要將NoSQL技術(shù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫進行結(jié)合使用，各取所長，需要使用關(guān)系特性的時候使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫，需要使用NoSQL特性的時候使用NoSQL數(shù)據(jù)庫。

2.3 采用啟發(fā)式教學(xué)法

啟發(fā)式教學(xué)的基本思想是：教師在根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律，從實際出發(fā)，以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心，采用多種方式，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，促使他們生動活潑地學(xué)習(xí)的一種教學(xué)指導(dǎo)思想。

由于NoSQL技術(shù)是從實際應(yīng)用需求產(chǎn)生而來的，具備實際的推動力。因此，教師在講授時，可以首先介紹關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本知識，在介紹關(guān)系數(shù)據(jù)庫的性能指標(biāo)，例如：每秒讀寫數(shù)據(jù)的次數(shù)，數(shù)據(jù)處理能力的極限等概念時，再描述現(xiàn)實需求。從現(xiàn)實中，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的不足，當(dāng)它的某些優(yōu)點不是必須時，就引出了NoSQL技術(shù)。啟發(fā)學(xué)生從需求出發(fā)研究技術(shù)的思想，真正做到學(xué)以致用。

3 結(jié)束語

NoSQL技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)給市場帶來了巨大的影響。本文總結(jié)了NoSQL的特點，對比了NoSQL與關(guān)系數(shù)據(jù)之間的區(qū)別，提出了NoSQL技術(shù)給高校計算機教學(xué)帶來的挑戰(zhàn)。面對計算機技術(shù)高速發(fā)展的時代，高校計算機的教學(xué)模式是否能夠適應(yīng)當(dāng)前教育的需要，在數(shù)據(jù)庫教學(xué)方面，如果仍然按照固定的教學(xué)模式，將關(guān)系數(shù)據(jù)庫不可動搖地位的思想傳遞給學(xué)生，顯然是不合理的。因此，我們需要在重視理論教育的同時，研究技術(shù)發(fā)展的動態(tài)，以更客觀和合理的方法講授課程。T技術(shù)是一項發(fā)展迅速的技術(shù)，在未來的教學(xué)工作中，知識的傳播已經(jīng)不是高等教育的主要任務(wù)，而啟發(fā)式的引導(dǎo)才能豐富高校的教學(xué)成果。

參考文獻：

[1] Thomas， R. H. A majority consensus approach to concurrencycontrol for multiple copy databases. ACM Transactions on Database Systems，1979.4（2）：180-209

篇（6）

關(guān)鍵詞：同化理論；CDIO；電力工程基礎(chǔ)；課程改革

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）49-0078-02

《電力工程基礎(chǔ)》是電氣工程及其自動化專業(yè)的核心課程，在其課程體系中占有舉足輕重的地位。為了滿足中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會制定的《工程教育認證標(biāo)準(zhǔn)（2015版）》中關(guān)于電氣工程專業(yè)的補充標(biāo)準(zhǔn)，本課程組將“電力工程基礎(chǔ)”更名為“電力系統(tǒng)分析”，同時為了適應(yīng)大工程背景下應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程組將從教學(xué)手段和方法、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)、考核評價方式、網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)等幾個方面對該課程進行改革，使學(xué)生能夠很好地掌握電能的生產(chǎn)、輸送、變配等相關(guān)的工程基礎(chǔ)理論和計算方法，能夠應(yīng)對電氣工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，具備較強的工程計算能力和應(yīng)用分析能力。

一、教學(xué)手段和方法的改革

以往的教學(xué)方法都是以教師為中心，以課堂講授為主、驗證型實驗為輔的傳統(tǒng)模式。教學(xué)手段過于單一，從書本到書本，采用教師講、學(xué)生記的“填鴨式”教學(xué)模式，偏重于對概念、理論及計算方法的講解而脫離實際應(yīng)用。為了適應(yīng)大工程背景下對應(yīng)用型人才需求的現(xiàn)狀，我們要不斷地探索新的、有效的教學(xué)方法和手段，把傳授學(xué)生知識改為傳授學(xué)生學(xué)習(xí)知識的方法，讓學(xué)生由“被動”變“主動”學(xué)習(xí)，才能為以后更長遠的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。

1.同化理論的應(yīng)用。1963年美國紐約大學(xué)研究院教育心理學(xué)教授奧蘇泊爾提出“同化理論”概念，其核心思想是：學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)新知識過程中對已有的認知結(jié)構(gòu)進行重新改組，使自己原有的觀念發(fā)生變化，這樣才能有利于新知識的掌握和消化[1]。

引導(dǎo)W生在自己的頭腦中建立已有的理論知識和框架，鼓勵學(xué)生主動地去學(xué)習(xí)相關(guān)的新理論知識，并將新知識與自己頭腦中原有的理論知識之間建立起實質(zhì)性的聯(lián)系，即新舊知識融合。比如，在講完輻射狀配電系統(tǒng)潮流計算方法后，若引入分布式電源到配電網(wǎng)，會使原有的潮流計算方法有何變化？如何解決含有分布式發(fā)電的配電網(wǎng)潮流計算？學(xué)生利用課余時間查閱課外資料，增長見識，使枯燥的理論在自己的頭腦中變得生動起來，從而使課程學(xué)習(xí)變得有趣起來。變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，學(xué)生的積極性比傳統(tǒng)的教學(xué)將顯著提高，積極參加問題的討論。

2.CDIO工程教育模式的應(yīng)用。CDIO工程教育模式是以美國麻省理工學(xué)院為主導(dǎo)，采用構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作的模式，是“項目教學(xué)”的集中概括和表達。該模式可以讓學(xué)生以積極主動的態(tài)度成為學(xué)習(xí)的主體，并在項目實踐中獲取工程能力[2]。CDIO工程教育模式與“同化理論”的教育理念相同，也是讓學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，區(qū)別是它改變以往教學(xué)中重理論輕實踐的弊端，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力。

在CDIO工程教育模式下，可以采用分組法、任務(wù)法及項目法等多種方法，不僅提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與性、學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力及團隊合作能力。以分組法為例，由于該課程是大班上課，授課人數(shù)為70多人，每個學(xué)生的水平差異較大，所以在第一次課上，以本課程應(yīng)用到的先修課程像《高數(shù)》、《電路》、《工程電磁場》等部分知識點為考查目標(biāo)，進行一次摸底考試，摸清學(xué)生基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)水平，并將他們按照高低相結(jié)合的方式進行分組，挑選分數(shù)最高的同學(xué)擔(dān)任小組長，在整個學(xué)期中由他（她）帶領(lǐng)全組同學(xué)，互幫互助，培養(yǎng)同學(xué)之間的團隊協(xié)作能力。

二、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)一般都處于從屬地位，學(xué)時安排較少，實驗教學(xué)的內(nèi)容較為固定，一般都是針對一些原理和現(xiàn)象的驗證。本課程的實驗學(xué)時為8學(xué)時，占課程總學(xué)時的15.4%，實驗內(nèi)容主要是利用電力系統(tǒng)仿真軟件EDSA進行潮流計算和短路計算。教學(xué)形式較為單一，學(xué)生都是按照教師的示范或指導(dǎo)書的步驟去操作，限制了學(xué)生創(chuàng)新思維能力的提高。

1.同化理論應(yīng)用到實踐環(huán)節(jié)。課程組考慮將奧蘇泊爾的同化理論也應(yīng)用到實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生有意義地進行發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，從而避免被動式接受學(xué)習(xí)。一方面，調(diào)整課內(nèi)實驗內(nèi)容及學(xué)時，依托電氣實訓(xùn)平臺將理論部分與實踐環(huán)節(jié)有效地結(jié)合起來；另一方面，利用開放性實驗、大學(xué)生創(chuàng)新項目等課外實踐環(huán)節(jié)，擴展該課程的實踐教學(xué)形式，提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。比如，講完第一章電力系統(tǒng)的基本概念后，組織一次學(xué)生的認識實驗，通過實驗平臺的使用了解整個電力系統(tǒng)的構(gòu)成，擺脫以往只見理論，沒有實物環(huán)節(jié)的缺陷，調(diào)動學(xué)生對理論學(xué)習(xí)的興趣；同時，為了發(fā)揮實驗環(huán)節(jié)的效果，提供實驗思考題，讓學(xué)生課后獨立完成，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自學(xué)能力。

2.CDIO工程教育模式應(yīng)用到實踐環(huán)節(jié)。CDIO工程教育模式下的項目法可以很好地應(yīng)用到實踐環(huán)節(jié)，發(fā)揮項目組成員的動手能力、思考能力、團隊協(xié)作能力等，完成從項目開題、項目實施到項目結(jié)題的全過程訓(xùn)練，將電氣類專業(yè)知識與工程實際有效地結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生成為具有良好職業(yè)素質(zhì)、堅實理論基礎(chǔ)、較強實踐能力的應(yīng)用型技術(shù)人才。例如，安排一個開放實驗項目為“含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)潮流計算設(shè)計”，要求學(xué)生利用Matlab軟件編寫潮流計算程序，并與EDSA仿真軟件結(jié)果進行對比，驗證其正確性。這個項目就要求項目組成員必須弄清楚分布式發(fā)電節(jié)點的處理方法、潮流計算流程、Matlab軟件的使用方法等，訓(xùn)練學(xué)生采用科學(xué)方法對電氣工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論等。

三、課程考核評價方式的改革

現(xiàn)有的考核制度都較為死板，大多數(shù)高校學(xué)生關(guān)注的學(xué)習(xí)重點是老師要考什么內(nèi)容，而不是什么對自身發(fā)展有用；考試前采用“刷夜”的復(fù)習(xí)手段，為了考試而考試，而不是平時去理解吸收；此外，平時成績中的作業(yè)練習(xí)往往存在抄襲現(xiàn)象，導(dǎo)致總評成績水分較大。因此，課程考核評價方式改革刻不容緩。

一方面，適當(dāng)減少期末考試分數(shù)的比重，增加討論小組的考評結(jié)果以及課程實踐綜合評分的比重，這樣既能達到考核的目的，又能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。另一方面，健全學(xué)生獎勵辦法，將實踐項目成績折算成相應(yīng)的綜合素質(zhì)學(xué)分，在助學(xué)金、獎學(xué)金以及評優(yōu)中優(yōu)先考慮，這樣學(xué)生就會以極大的熱情和積極性去完成相關(guān)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)[3]。最終形成了既重視基礎(chǔ)理論知識又鼓勵學(xué)生自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)的多元化、綜合性的新型考核機制，改變以往主要依靠卷面分數(shù)來衡量學(xué)生知識掌握能力的現(xiàn)狀。

四、網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)的開設(shè)

充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺，建立“電力系統(tǒng)分析”課程教學(xué)資源網(wǎng)站，開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，拓展學(xué)習(xí)資源，進行混合式教學(xué)，其內(nèi)容主要包括：學(xué)習(xí)資源、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上討論等。學(xué)習(xí)資源以多媒體形式為主，如教學(xué)課件、電子教案、演示動畫、常用軟件、以及教材中沒有涉及到的新知識、新技術(shù)和學(xué)科前沿問題等，既使學(xué)生復(fù)習(xí)課上所學(xué)內(nèi)容，還可以擴展自己的知識面，完善自己的知識結(jié)構(gòu)。網(wǎng)上答疑彌補了課后答疑不方便的缺陷，可以使學(xué)生對平時學(xué)習(xí)中遇到的問題和困難及時與教師溝通，擴寬了師生互動的時間和空間。網(wǎng)上討論可以及時了解學(xué)生對某一知識點的大致掌握情況，從而在授課過程中更能做到有的放矢。學(xué)生們利用這個輔助平臺，變被動式學(xué)習(xí)為主動式學(xué)習(xí)，增強了學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的興趣。

參考文獻：

篇（7）

人工智能是一門研究機器智能的學(xué)科，是在研究人類智能行為規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用人工的方法和技術(shù)，研制智能機器或智能系統(tǒng)來模仿、延伸和擴展人的智能，實現(xiàn)智能行為。在知識經(jīng)濟向智能經(jīng)濟高度發(fā)展的今天，人工智能具有重要的理論意義和社會價值。人工智能理論已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域，人工智能技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用，許多研究成果已經(jīng)進入人們的生活。

人工智能課程是一門多學(xué)科交叉的課程，具有很強前沿性，涉及哲學(xué)、認知科學(xué)、行為科學(xué)、腦科學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)、邏輯學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)等眾多領(lǐng)域；涉及面寬，內(nèi)容廣泛，更新快。人工智能課程的開設(shè)能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和技術(shù)創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生對計算機前沿技術(shù)的前瞻性，提高他們的科技素質(zhì)和學(xué)術(shù)水平[1]。

人工智能課程內(nèi)容的廣泛性、前沿性和應(yīng)用性特點決定了授課方法的多樣性。與本科生相比，研究生在教育目標(biāo)和身心特征方面都有較大的區(qū)別。筆者多年從事研究生人工智能課程教學(xué)工作，現(xiàn)總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗如下。

1研究生培養(yǎng)目標(biāo)及其教學(xué)特點

研究生教育階段的教育目標(biāo)是使研究生形成具有個性化的研究品格、研究定向和研究視野，以具有獨立思考并獲得獨創(chuàng)研究成果的能力[2]。從這一意義上講，個性化是研究生教育培養(yǎng)目標(biāo)的構(gòu)成主體。尤其隨著我國經(jīng)濟持續(xù)高速增長，社會對知識創(chuàng)新、新經(jīng)濟生長點的期望值增大，這就要求我國研究生教育在其培養(yǎng)目標(biāo)的定位上不僅要重視人才培養(yǎng)的高層次性，更要重視創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的培養(yǎng)。并且，研究生身心發(fā)展已較成熟，具有較穩(wěn)定的個性特征，思維力強，具有較高的專業(yè)性思維意識和創(chuàng)造力，為獨立地進行專業(yè)研究活動提供了心理上和智力上的保證。而且，研究生已具備了基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，特別是有一定工作經(jīng)歷的研究生，他們不僅有本科教育階段的知識積累，也有應(yīng)用這些知識的經(jīng)驗，對于擴大其專業(yè)知識領(lǐng)域并進行研究有著積極主動的態(tài)度?？傊?，從年齡構(gòu)成及身心特征上講，研究生適應(yīng)高層次、跨學(xué)科知識領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和研究。

研究生的特征及其教育目標(biāo)決定了研究生教學(xué)不應(yīng)該是由教師講授已定論的知識，而應(yīng)是以教學(xué)為基本依托，通過教學(xué)提出具有研究性、探索性、未確定性甚至是尚存爭議性的課題，激勵研究生獨立思考和質(zhì)疑，讓他們在思考和質(zhì)疑的過程中提出問題，培育他們發(fā)現(xiàn)問題、提出質(zhì)疑的科學(xué)批判精神，訓(xùn)練并提高其創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)新精神。創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力主要表現(xiàn)在具有健全的人格、強烈的責(zé)任感、開放的心態(tài)、團結(jié)合作的精神、嚴謹科學(xué)的思維能力和創(chuàng)新思維方式。

個性是創(chuàng)新的源泉，研究生課程體系的設(shè)置應(yīng)該具有一定的靈活性，依據(jù)研究生不同的知識基礎(chǔ)和研究定向，設(shè)置具有彈性化的課程，使研究生的個性化得以凸顯。另外，為提高研究生專業(yè)研究和創(chuàng)新能力，在課程教學(xué)中，也應(yīng)凸顯教學(xué)的研究性和專業(yè)性，重視專業(yè)領(lǐng)域背景知識和研究方法的講授，開展跨學(xué)科、非專業(yè)知識的教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)涵蓋專業(yè)領(lǐng)域的研究熱點、難點、爭議問題和最新研究動態(tài)，還應(yīng)包括交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科的研究趨勢，以擴展學(xué)生的視野[3]。也就是說，研究生教學(xué)既要凸顯研究生的個性化特點，又要凸顯內(nèi)容的學(xué)術(shù)性和研究的指向性。

2人工智能課程的特點

2.1多學(xué)科交叉，具有很強的前沿性

人工智能是一門多學(xué)科交叉的課程。課程內(nèi)容的理解需要運用多學(xué)科知識和較強的邏輯思維能力，多學(xué)科的知識相互聯(lián)系、相互交叉，融合形成新的知識，成為新的思維方法和綜合能力的萌發(fā)點。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可以通過不同學(xué)科知識的融合來達到對原有知識的超越，用一種全新的思維方法來思考所遇到的問題，提出新的解決辦法。這也是創(chuàng)造力的迸發(fā)和智能的飛躍。具有了知識的廣度和深度才具有融會貫通、創(chuàng)新的可能，人工智能課程的開設(shè)能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和技術(shù)創(chuàng)新能力，為學(xué)生提供一種新的思維方法和問題求解手段。

2.2涉及面寬，內(nèi)容廣泛，更新快

人工智能課程是一門知識點較多的課程，它以概率統(tǒng)計、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機編程語言、數(shù)據(jù)庫原理等課程為基礎(chǔ)，涵蓋了模式識別、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、計算智能、自然語言理解、專家系統(tǒng)等眾多研究方向，內(nèi)容涉及面廣，概念抽象，不易理解。并且，人工智能課程內(nèi)容更新快，近年來人工智能科學(xué)的快速發(fā)展，涌現(xiàn)出了大批新方法，研究熱點問題也從符號計算發(fā)展到智能計算和Agent等。其中，計算智能主要涉及神經(jīng)計算、模糊計算、進化計算和人工生命等領(lǐng)域，在模式識別、圖像處理、自動控制、通信網(wǎng)絡(luò)等很多領(lǐng)域都得到了成功應(yīng)用；Agent最早來自分布式人工智能，隨著并行計算和分布式處理等技術(shù)的發(fā)展而逐漸成為熱點。

在互聯(lián)網(wǎng)上有大量最新的與課程內(nèi)容相關(guān)的研究論文，為學(xué)生提供了很好的查閱文獻的環(huán)境，使學(xué)生能夠根據(jù)所學(xué)習(xí)的內(nèi)容和所在課題組的研究方向閱讀相應(yīng)文獻，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和獨立提出問題、解決問題的能力。

2.3應(yīng)用性強

人工智能理論已經(jīng)滲透到科學(xué)的各個領(lǐng)域，當(dāng)前，幾乎所有的科學(xué)與技術(shù)分支都在共享著人工智能領(lǐng)域所提供的理論和技術(shù)。例如，自第一個專家系統(tǒng)DENDRAL研制成功以來，專家系統(tǒng)已成功地應(yīng)用于數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、地質(zhì)、氣象、農(nóng)業(yè)、法律、教育、交通運輸、軍事、經(jīng)濟等幾乎所有領(lǐng)域；數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是以一種更自動化的方式對具有大量數(shù)據(jù)的商業(yè)活動進行分析和預(yù)測，在市場營銷、銀行、制造業(yè)、保險業(yè)、計算機安全、醫(yī)藥、交通、電信等領(lǐng)域已有許多案例；語義Web讓W(xué)eb上的信息能夠被機器所理解，實現(xiàn)Web信息的自動處理，成功地將人工智能的研究成果應(yīng)用到互聯(lián)網(wǎng)。另外，在機器視覺、自然語言理解、智能控制與智能制造等方面，人工智能技術(shù)也得到廣泛的應(yīng)用，有許多研究成果已經(jīng)進入人們的生活。目前，從理論到技術(shù)，從產(chǎn)品到工程，從家庭到社會，智能無處不在，人工智能廣泛的應(yīng)用性給學(xué)生提供了大量的現(xiàn)實案例，使得人工智能不再是高深莫測的理論，而是現(xiàn)實中可以觸及的內(nèi)容。

人工智能課程的多學(xué)科交叉性、內(nèi)容廣泛性、概念抽象、不易理解以及前沿性和應(yīng)用性特點決定了在該課程的講授過程中應(yīng)該采用多種授課方法。多種授課方法的采用一方面便于授課內(nèi)容的理解，另一方面也能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和技術(shù)創(chuàng)新能力，提高他們的科技素質(zhì)和學(xué)術(shù)水平。

3人工智能課程教學(xué)方法

3.1基于問題的啟發(fā)式教學(xué)法

蘇霍姆林斯基說：“喚起人實行自我教育，乃是一種真正的教育。”基于問題的啟發(fā)式教學(xué)法是教師在深入了解學(xué)生心理特點和學(xué)習(xí)規(guī)律的基礎(chǔ)上，設(shè)計適合教學(xué)的啟發(fā)式問題，并采取靈活多樣、生動活潑的啟發(fā)方式，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題、提出問題和解決問題的能力。該教學(xué)方法強調(diào)的是過程，教師的主要任務(wù)是提出問題，依據(jù)舉一反三的思路引導(dǎo)學(xué)生展開邏輯推理，通過逐層分析深入思考問題，最后綜合學(xué)生觀點闡述相關(guān)理論。

在課程教學(xué)中，有許多內(nèi)容適合于采用啟發(fā)式教學(xué)方法。例如，在知識表示方法的學(xué)習(xí)過程中，教師首先提出問題：“你是怎樣進行數(shù)學(xué)定理證明的？”并在學(xué)生的回答過程中，引導(dǎo)學(xué)生認識到知識及其表示的重要性；隨后，提出問題：“在計算機中如何表示知識？”引導(dǎo)學(xué)生逐步總結(jié)出不同知識表示方法在知識表達能力、推理效率、可實現(xiàn)性、可組織性、可維護性方面的區(qū)別。另外，在確定性推理的教學(xué)過程中，教師可以利用“某處發(fā)生盜竊案，公安局派出5個偵查員去調(diào)查，研究案情時，5個偵查員各給出了一句可信的結(jié)論，據(jù)此判斷誰是盜竊犯”的問題[4]，讓學(xué)生進行判斷和討論，引導(dǎo)學(xué)生認識到推理過程中可以使用多條規(guī)則進行推理，并且推理路線也可能存在多條，從而引出推理的兩大基本問題：解決沖突消解等問題的推理策略，以及解決推理線路等問題的搜索策略。

啟發(fā)式教學(xué)法的要點是設(shè)計適當(dāng)?shù)膯l(fā)式問題和啟發(fā)方式、安排能調(diào)動學(xué)生積極性的討論環(huán)境、鼓勵學(xué)生發(fā)表個性化觀點。教師不僅用問題引發(fā)學(xué)生思考，更要鼓勵學(xué)生讓思維自由馳騁，主動提出問題，討論問題，尋求問題解決方案。在探討、研究問題中，不要以現(xiàn)有的結(jié)論和固定的程式束縛思想，鼓勵學(xué)生的個性化觀點。啟發(fā)式教學(xué)是一種民主、科學(xué)的教學(xué)方法，其中包含諸多具體的教學(xué)方法，如激疑啟發(fā)法、比喻啟發(fā)法、類比啟發(fā)法、聯(lián)系啟發(fā)法，等等。啟發(fā)式教學(xué)在傳授知識的同時，更注重的是對創(chuàng)新的孕育、萌芽、生成和壯大，它能促使學(xué)生自己獲取知識、思考問題、提出問題、分析問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。以問題為基礎(chǔ)的啟發(fā)式教學(xué)，利用問題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，全方位深層次發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維和探究性學(xué)習(xí)能力。問題可以誘發(fā)出學(xué)生的求知欲，激發(fā)、喚醒了學(xué)生的主體意識；問題往往是面向生活世界的實踐活動的，它使教學(xué)活動從以傳授知識為中心轉(zhuǎn)化為傳授知識與培養(yǎng)能力并重，理論與實踐相結(jié)合，提高了學(xué)生分析、綜合、觀察、想象等思維能力。

3.2基于案例的探究式教學(xué)法

基于案例的探究式教學(xué)法要求教師能夠根據(jù)學(xué)生的認知水平和能力，創(chuàng)設(shè)引導(dǎo)學(xué)生進行探究活動的案例，以激發(fā)學(xué)生探究問題的興趣，促進學(xué)生質(zhì)疑、探求的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)動機，通過選擇與確定問題、討論與提出設(shè)想、實踐與尋求結(jié)果、驗證與得出結(jié)論，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生獨立探究、研究能力和創(chuàng)新能力。探究式教學(xué)強調(diào)學(xué)生的積極參與，強調(diào)師生互動。對教師來說，必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“傳道”觀念，以平等的心態(tài)與學(xué)生交流探討。在課堂上，要努力營造民主、寬松、和諧的教學(xué)氛圍，積極引導(dǎo)學(xué)生大膽設(shè)想，大膽探索。使學(xué)生樹立研究型學(xué)習(xí)的觀念，消除依附心理，養(yǎng)成勤于思考、善于思考的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，通過積極參與研討培養(yǎng)學(xué)生自己獲取新知、探求未知的能力，以及團隊意識和合作精神。

我們在本課程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部分的教學(xué)中，將基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的維吾爾文手寫字母識別作為案例開展了探究式教學(xué)活動。在介紹了前饋多層感知器及標(biāo)準(zhǔn)BP算法之后，教師將科研項目中基于標(biāo)準(zhǔn)BP算法的維吾爾文手寫字母識別實驗及其結(jié)果詳細地在課堂上進行演示，引導(dǎo)學(xué)生對實驗提出質(zhì)疑。在教學(xué)實踐中，學(xué)生提出了大量問題，例如，輸出層神經(jīng)元個數(shù)如何確定，為什么輸出層神經(jīng)元個數(shù)對識別率會有影響？網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程中出現(xiàn)震蕩的原因是什么？如何解決？為什么有時誤差較大，權(quán)值的調(diào)整量反而很??？等等。在教師事先準(zhǔn)備好的實驗演示的基礎(chǔ)上，開展學(xué)生進行課堂討論，讓學(xué)生提出解決問題的各種方法，并現(xiàn)場通過實驗進行驗證，逐步讓學(xué)生理解BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計、輸入輸出數(shù)據(jù)的預(yù)處理、初始權(quán)值設(shè)計的必要性及其實現(xiàn)方法。課堂授課實踐表明，這種方法極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠大膽設(shè)想，大膽探索，增加了學(xué)生的自信心和創(chuàng)新精神。本次課堂討論結(jié)束后，教師根據(jù)學(xué)生的討論以及實驗結(jié)果演示，總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)BP算法的局限性，例如，“易形成局部極小”，“訓(xùn)練次數(shù)多，學(xué)習(xí)效率低”，“訓(xùn)練時有學(xué)習(xí)新樣本遺忘舊樣本的趨勢”等，并要求學(xué)生通過查資料、搜集必要的信息、積極地思索和實驗驗證提出解決上述問題的方法，將學(xué)生分組，讓學(xué)生展開討論，為下次討論課作好準(zhǔn)備。

傳統(tǒng)教學(xué)方法是告訴學(xué)生怎么去做，在一定程度上損害了學(xué)生的積極性。而案例教學(xué)要求學(xué)生自己去思考、去創(chuàng)造，使得枯燥乏味的內(nèi)容變得生動活潑，并且案例教學(xué)中，通過學(xué)生之間的交流既可以使學(xué)生取長補短、促進人際交流能力，也可以引導(dǎo)學(xué)生變注重知識為注重能力。

案例教學(xué)法的關(guān)鍵是案例的選擇。案例是為教學(xué)目標(biāo)服務(wù)的，因此它應(yīng)該具有典型性，且應(yīng)該與所對應(yīng)的理論知識有直接的聯(lián)系。案例最好是經(jīng)過深入調(diào)查研究。來源于實踐，不能只是一堆數(shù)據(jù)的羅列。教科書的編寫應(yīng)采用圖片、表格、曲線等方式讓學(xué)生看到算法的實驗結(jié)果，啟發(fā)學(xué)生思考。另外，案例應(yīng)該只有情況沒有結(jié)果，有激烈的矛盾沖突，沒有處理辦法和結(jié)論，由學(xué)生對案例提出質(zhì)疑，從這個意義上講，案例的情況越復(fù)雜，越多樣性，越有價值。

案例教學(xué)法能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)相長。教學(xué)中，教師不僅是教師而且也是學(xué)員。一方面，教師是整個教學(xué)的主導(dǎo)者，掌握著教學(xué)進程，引導(dǎo)學(xué)生思考、組織討論研究，進行總結(jié)、歸納。另一方面，在教學(xué)中通過共同研討，教師不但可以發(fā)現(xiàn)自己的弱點，而且從學(xué)生那里可以了解到大量感性材料。另外，案例教學(xué)法能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。教學(xué)中，由于不斷變換教學(xué)形式，學(xué)生大腦興奮不斷轉(zhuǎn)移，注意力能夠得到及時調(diào)節(jié)，有利于學(xué)生精神始終維持最佳狀態(tài)。案例教學(xué)的最大特點是它的真實性。由于教學(xué)內(nèi)容是具體的實例，加之采用是形象、直觀、生動的形式，給人以身臨其境之感，易于學(xué)習(xí)和理解。最后，案例教學(xué)法能夠集思廣益。教師在課堂上不是“獨唱”，而是和大家一起討論思考，學(xué)生在課堂上也不是忙于記筆記，而是共同探討問題。由于調(diào)動集體的智慧和力量，容易開闊思路，收到良好的效果。

3.3加強研討

鑒于研究生的培養(yǎng)目標(biāo)和人工智能課程研究范疇的寬泛性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性和前沿性，根據(jù)我校計算機系碩士生指導(dǎo)教師的研究領(lǐng)域，我們在課堂教學(xué)中為計算智能、機器學(xué)習(xí)算法、機器視覺、自然語言理解部分增加了研討會，要求學(xué)生上網(wǎng)進行文獻檢索、閱讀和學(xué)術(shù)研討，根據(jù)個人的研究興趣和研究設(shè)想上臺作報告。另外，我們還邀請相應(yīng)專家和成果突出的各屆研究生為學(xué)生做報告，介紹他們的研究實踐、研究成果和心得體會。例如，在自然語言理解部分的課堂教學(xué)中，在介紹完自然語言理解的基本概念與原理之后，我們要求將來做這個領(lǐng)域的研究生在通過查資料了解所在研究小組工作的基礎(chǔ)上，上臺作報告。機器翻譯研究組的同學(xué)在學(xué)習(xí)自然語言理解部分的內(nèi)容之后，對其所在小組目前的工作及采用的技術(shù)、存在的問題做了分析，并通過閱讀文獻，提出了初步的解決問題的設(shè)想。與自己所在研究小組的科研相結(jié)合，開展文獻檢索和學(xué)術(shù)研討，一方面讓學(xué)生開闊了眼界，另一方面也提高了學(xué)生查閱文獻、主動獲取知識、獨立思考的科研能力。

4結(jié)語

人工智能理論已經(jīng)滲透到科學(xué)的各個領(lǐng)域，人工智能技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。人工智能課程具有多學(xué)科交叉、內(nèi)容廣泛、前沿性和應(yīng)用性強等特點，課程開設(shè)能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和技術(shù)創(chuàng)新能力。教與學(xué)是教師與學(xué)生雙方互動的過程，教學(xué)中要根據(jù)學(xué)生身心特征的實際情況采用相應(yīng)的教學(xué)方法，并結(jié)合本校科研隊伍的研究領(lǐng)域，不斷地探索和提高，才能使教學(xué)工作更上一層樓，切實為國家、為社會培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的高層次人才。

參考文獻：

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Exploration of Artificial Intelligence Course Teaching of Graduate Students

ZHAO Hui1, JIA Zhenhong1, WANG Weiqing2

(1.School of Information Engineering, Xinjiang University, Urumuchi 830046, China;

篇（8）

P鍵詞： 項目管理；信息化技術(shù)；教學(xué)研究；工業(yè)工程

Key words： project management；informatization；teaching reform；industrial engineering

中圖分類號：G423.07 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）10-0181-05

1 概述

工業(yè)工程是關(guān)于系統(tǒng)設(shè)計和改善的學(xué)科，是管理科學(xué)與系統(tǒng)工程、制造科學(xué)等學(xué)科的綜合交叉學(xué)科。在歷經(jīng)一個多世紀(jì)的發(fā)展過程中，工業(yè)工程學(xué)科對世界的經(jīng)濟建設(shè)起了不可估量的作用；美國著名質(zhì)量管理大師朱蘭認為美國正是由于工業(yè)工程才在世界經(jīng)濟格局中處于領(lǐng)頭羊地位。工業(yè)工程學(xué)科教育在我國的發(fā)展，對于培養(yǎng)我國高素質(zhì)的綜合性管理人才，對于企業(yè)生產(chǎn)效率的有效提升，對于促進中國制造2025戰(zhàn)略的具體實施等都具有重要意義。

在工業(yè)工程專業(yè)教育中，不僅要重視制造系統(tǒng)相關(guān)的基本專業(yè)技術(shù)技能的訓(xùn)練，而且要注重管理理念及技能的培養(yǎng)，力求使學(xué)生成為具備工程實際與管理能力的復(fù)合型人才。項目管理課程是工業(yè)工程學(xué)科教育的骨干課程，主要關(guān)注項目的有效規(guī)劃管理、執(zhí)行與控制等內(nèi)容。課程的目標(biāo)是使學(xué)生對項目的管控有較為全面的理解，掌握應(yīng)用計劃與控制的方法幫助企業(yè)實施項目時達成Q（質(zhì)量）、D（時間）、C（成本）等多維相互制約且矛盾的目標(biāo)。目前，我校工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后，大都從事中小企業(yè)的管理運營改善等工作。據(jù)統(tǒng)計[1]，國內(nèi)中小企業(yè)約占企業(yè)總數(shù)的99.3%，吸納了75.5% 的就業(yè)人口，創(chuàng)造40.3%的利稅。而企業(yè)的項目管控工作，對于企業(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)，生產(chǎn)系統(tǒng)的新建、擴建、改善等都具有重要的意義。中小企業(yè)做好項目管理，可有效實現(xiàn)降低庫存，縮短訂單交貨期，控制產(chǎn)品研發(fā)成本、生產(chǎn)成本，最終全面提升企業(yè)的核心競的爭力。因此，有效引導(dǎo)工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)好項目管理課程，讓學(xué)生具備應(yīng)用相關(guān)理念方法解決企業(yè)實際生產(chǎn)中的問題的能力，是我們培養(yǎng)學(xué)生的重要目標(biāo)。該課程的課程建設(shè)工作也被大多數(shù)院校列為工業(yè)工程專業(yè)建設(shè)的主要環(huán)節(jié)之一。

然而，在實際的課堂教學(xué)中，許多學(xué)生覺得課程理論性太強，學(xué)起來有些枯燥，興趣不濃。這是因為傳統(tǒng)的教學(xué)往往停留在填鴨式教學(xué)模式，學(xué)生被動接受知識；由于實驗教學(xué)設(shè)施和手段的限制致使教師偏重理論的講解，從而使得學(xué)生的主動思考能力和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力都難以發(fā)揮；此外大多數(shù)學(xué)生對項目沒有感性確切的認知，難以把所學(xué)的知識進行理論實際的聯(lián)系，這也導(dǎo)致了學(xué)生學(xué)習(xí)難度的增加。

針對學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高，教學(xué)效果不好等問題，許多教師做了相應(yīng)的教學(xué)改革研究。趙浩宇[2]分析了高校項目管理教學(xué)中存在的問題，提出了一種基于案例和情景推演的教學(xué)方法；程敏[3]基于分布式認知視角對項目管理課程的學(xué)習(xí)活動的特質(zhì)進行了分析，分別從師生關(guān)系、教學(xué)過程、教學(xué)媒介三個方面探討了項目管理課程分布式教學(xué)觀的轉(zhuǎn)向及教學(xué)模式創(chuàng)新方法。吳振華等[4]通過比較《項目管理》課程在本科生和研究生中教學(xué)方式的差異，分析了研究生《項目管理》課程教學(xué)過程中存在的問題并從學(xué)生自主學(xué)習(xí)、加強案例教學(xué)和開展實踐性教學(xué)三個方面提出了工業(yè)工程專業(yè)研究生《項目管理》課程的教學(xué)改革方案。董雄報等[5]分析了工業(yè)工程專業(yè)的特點及與項目管理的關(guān)系，總結(jié)了項目管理課程教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)中存在的主要問題，指出運用啟發(fā)式、案例式、實驗式等教學(xué)方法提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效果；楚巖楓等[6]分析討論傳統(tǒng)教學(xué)模式與研究性教學(xué)模式的區(qū)別，從《項目管理》課程的特點出發(fā)，在課程教學(xué)中實施研究性教學(xué)模式，深度發(fā)掘?qū)W生的自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識；袁華[7]指出了目前項目管理課程教學(xué)存在的問題，并進一步探析了從教師能力，教學(xué)團隊，考核方式等幾個方面著手的項目管理課程教學(xué)改革的有效策略。

以上教師的研究都對項目管理課程的教學(xué)改進具有積極意義，但同時針對工業(yè)工程專業(yè)特點和現(xiàn)代信息化技術(shù)兩個角度出發(fā)的項目管理課程教學(xué)的研究比較少。本文參照已有教師的改革研究成果，結(jié)合現(xiàn)代數(shù)字化、信息化技術(shù)的發(fā)展，針對工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)科特點和人才培養(yǎng)目標(biāo)，對項目管理課程的教學(xué)體系及方法進行了探索實踐，調(diào)查結(jié)果表明教學(xué)效果良好，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性大幅度提高。

2 項目管理課程體系分析設(shè)計及其與信息化技術(shù)的結(jié)合

2.1 項目管理信息化技術(shù)簡介

信息管理的信息化技術(shù)是指應(yīng)用先進的管理理念，借助先進的信息技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)來整合項目現(xiàn)有的生產(chǎn)、物資、技術(shù)、設(shè)備、材料、財務(wù)、管理等資源及時有效的為項目管理者提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，以便項目管理者對項目環(huán)境變化做出迅速反應(yīng)，對干系人的需求及滿意度進行及時的干預(yù)，以便最大限度地讓各項目干系人的需求得到滿足，促成項目的成功，加強企業(yè)的競爭力。

S著科技的發(fā)展，項目管理工作已經(jīng)不再是簡單的以人工勞動為主，現(xiàn)代信息技術(shù)對項目管理的傳統(tǒng)方式造成了沖擊，越來越多的企業(yè)認識到引進符合自身要求的信息化技術(shù)的重要性與迫切性。此外，項目管理作為企業(yè)管理的重要組成部分，項目的信息化管理有利于企業(yè)實現(xiàn)深化改革，促進企業(yè)效益的大幅提升，越來越多的企業(yè)借助項目管理信息化工具進行項目管理，達到了企業(yè)簡化管理流程和提高項目成功率，最終提高了企業(yè)競爭力?；陧椖抗芾硇畔⒒脚_的可移植性及便利性，信息化技術(shù)可以和教學(xué)實際密切聯(lián)系起來，可以把具體的項目信息化模型在課堂里完整呈現(xiàn)給學(xué)生，讓理論教學(xué)有的放矢，克服傳統(tǒng)理論教學(xué)空對空的填鴨式傳授。

2.2 基于信息化技術(shù)的項目管理課程體系設(shè)計

工業(yè)工程專業(yè)的項目管理課程體系和一般管理類專業(yè)的項目管理課程（如“工程項目管理”、“會展項目管理”、“軟件項目管理”）應(yīng)做有效區(qū)分。我們認為應(yīng)結(jié)合工業(yè)工程專業(yè)特點和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)對該課程的課程體系進行優(yōu)化設(shè)計，以使該課程區(qū)別于其他專業(yè)的項目管理課程。工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生通過學(xué)習(xí)項目管理課程，最終應(yīng)對項目及其管理技術(shù)形成深入認識并掌握應(yīng)用計劃與控制的手法改善項目管控績效的相關(guān)技能。課程的體系設(shè)計應(yīng)緊扣工業(yè)工程師的能力培養(yǎng)目標(biāo)，應(yīng)圍繞工業(yè)工程師對項目的掌握、認知及管理改善相關(guān)能力的培養(yǎng)?；谝陨峡紤]及未來智能制造、數(shù)字化、信息化的普及等遠景目標(biāo)，我們設(shè)計了課程體系內(nèi)容，并制定了能力培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系內(nèi)容對應(yīng)表，如表1所示。

項目管理課程就是要在企業(yè)在面臨項目多維度且互相矛盾的目標(biāo)抉擇時，提供恰當(dāng)?shù)墓芸丶夹g(shù)與手段，盡最大可能滿足各個目標(biāo)，為企業(yè)創(chuàng)造最大的效益。學(xué)生要想掌握這一核心能力，必須構(gòu)建必要的知識脈絡(luò)體系。圖1中，本文給出了由各知識點構(gòu)建而成的工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生的項目管理知識脈絡(luò)體系。在該體系中，我們以對項目的基本認知和對項目管理的基本認知為基石，以項目外部環(huán)境的整體把控與分析及內(nèi)部組織過程資產(chǎn)的使用及構(gòu)建為支柱，以項目啟動、規(guī)劃、執(zhí)行、控制及收尾各過程中所涉及的子過程為各層架，構(gòu)筑了工業(yè)工程專業(yè)的項目管理知識體系屋，最終追求的目標(biāo)是全面達成企業(yè)的項目管理目標(biāo)Q（質(zhì)量）、D（交期）、C（成本）及滿足干系人的需求和期望。工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生，只要搭建了這樣的知識體系脈絡(luò)，就可以對項目管理有全面深入的了解認知，能夠?qū)椖抗芸剡^程進行調(diào)研分析，然后本著工業(yè)工程的問題意識，用工業(yè)工程的專業(yè)手法去發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，最終幫助企業(yè)提高項目成功率，提升核心競爭力。

基于工業(yè)工程專業(yè)特色的教學(xué)，一定要從分析與改善著手；所以在課程的理論教學(xué)中，理論一定要和分析與改善結(jié)合起來，讓學(xué)生認識到所學(xué)的理論知識是真正有用的知識，是能為企業(yè)創(chuàng)造真金白銀的知識，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。而信息化技術(shù)為該目標(biāo)的實現(xiàn)提供了可行的路徑，有了信息化技術(shù)，我們可以方便的把“項目”搬進課堂，可以對其分析，優(yōu)化，改善，“實施”并確認改善效果。

2.3 信息化技術(shù)和項目管理課程的融合

信息化技術(shù)基于現(xiàn)代建模與仿真技術(shù)，可以快速的建立項目管控模型，可以方便的把“項目”搬進課堂，讓理論教學(xué)言之有物?；谛畔⒒夹g(shù)的教學(xué)，可有效克服傳統(tǒng)理論教學(xué)的空洞無物等缺點，讓教學(xué)變得生動活潑起來，極大的提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強化學(xué)生的知識掌握及有效知識體系的構(gòu)建。信息化項目管理模型構(gòu)建完成后，基于該環(huán)境可以讓學(xué)生充分理解掌握項目管控的關(guān)鍵知識點?？梢宰寣W(xué)生結(jié)合實際任意調(diào)整項目計劃模型，驗證改善效果，從而深化工業(yè)工程改善意識，建立工業(yè)工程意識的項目管理理念；同時可以讓學(xué)生課下學(xué)習(xí)項目管理信息化軟件，在實踐環(huán)節(jié)中，布置具體的實踐任務(wù)，讓學(xué)生自己設(shè)置項目模型各環(huán)節(jié)參數(shù)，自己建模，自己分析問題，提出問題解決方案；在課程設(shè)計環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生嘗試自己設(shè)計項目，制定計劃，模擬執(zhí)行，模擬改善，形成執(zhí)行――模擬――改善的PDCA循環(huán)。最終形成基于信息化技術(shù)的理論教學(xué)、實踐體驗與課程設(shè)計的全方位體驗式學(xué)習(xí)與實踐，強化、固化關(guān)鍵知識點，形成具有工業(yè)工程專業(yè)特色的項目管理知識體系。

3 結(jié)合信息化技術(shù)的教學(xué)實踐案例

本節(jié)我們結(jié)合信息化技術(shù)給出具體的教學(xué)實踐案例。

在講授項目管理的進度優(yōu)化環(huán)節(jié)時，資源均衡一直是一個教學(xué)難點。我們結(jié)合信息化技術(shù)對該環(huán)節(jié)的教學(xué)過程進行了設(shè)計。首先在建立簡單的項目模型（如圖2所示），然后基于該模型進行現(xiàn)場資源分配，信息化管理軟件會實時繪制出資源需求曲線（如圖3所示），讓學(xué)生實時的看到資源在各任務(wù)之間的參與程度，理解資源需求曲線的繪制方法及邏輯。

在圖3中，可以明顯的看到未經(jīng)優(yōu)化的資源需求波動距離，非常不利于項目的有效管控。在講解了資源平衡的基本概念后，就可以在信息化軟件窗口中實時調(diào)整甘特圖中的任務(wù)開始時間，資源需求曲線隨之馬上發(fā)生變化（如圖4，圖5所示），學(xué)生可實時看到資源平衡的動態(tài)過程。因為學(xué)生有了充分的感性認知，以及基于信息化教學(xué)的興趣激發(fā)，大部分學(xué)生在接受該部分理論知識時都會興趣盎然，參與討論資源平衡的基本原則，最終形成對理論知識的深入掌握。

通過對項目計劃的動態(tài)調(diào)整，讓學(xué)生充分對比各種進度計劃下的資源需求情況，以及進一步講解資源平衡的原則，從而讓學(xué)生不僅掌握了資源均衡相關(guān)的理論知識，同時也掌握了相應(yīng)的改善思路和方法，對進度優(yōu)化中的關(guān)鍵概念也深入了解。

4 教學(xué)結(jié)果分析與討論

筆者對傳統(tǒng)的理論教學(xué)方法和與信息化技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)方法的分別進行了問卷調(diào)查。問卷發(fā)放對象為前后學(xué)習(xí)該課程的工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生，問卷調(diào)查結(jié)果顯92%的同學(xué)認為基于信息化技術(shù)的教育方法比傳統(tǒng)方法更容易接受，學(xué)習(xí)興趣得到了提升。學(xué)生普遍反應(yīng)，采用與信息化技術(shù)相結(jié)合的項目管理課堂，感覺言之有物，學(xué)之有用，興趣很濃。此外，筆者也對前后兩年的考試卷進行了詳細分析，分別針對各知識點的得分率進行了統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

從表2中可以看到，采用基于信息化技術(shù)的教學(xué)方法后學(xué)生在各知識點的得分率普遍獲得提高。比較枯燥的環(huán)節(jié)各類計算部分，采用和信息化技術(shù)相結(jié)合的教育方法后，各知識點的得分率大幅度提高，這表明學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了有效激發(fā)，知識體系的掌握深度和廣度都得到了充分擴展。

5 結(jié)論

本文基于信息化技術(shù)對工業(yè)工程專業(yè)的《項目管理》課程體系進行全面的詳細設(shè)計，教學(xué)體系和內(nèi)容更加貼合工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)科特點和人才培養(yǎng)方向。然后采用和信息化技術(shù)相結(jié)合的方法進行了理論教學(xué)研究與實踐以及構(gòu)建了基于信息化技術(shù)的實踐體系和課程設(shè)計體系。實踐結(jié)果表明，本文所采用的教學(xué)改革極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效改善了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，取得了較好的教學(xué)效果。

參考文獻：

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[4]吳振華，王亞蓓.工業(yè)工程專業(yè)研究生《項目管理》課程教學(xué)建議[J].大眾科技，2015，4：82-84.

篇（9）

一、如何構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體

根據(jù)國內(nèi)外對學(xué)習(xí)共同體研究的經(jīng)驗和報告，以及本校實際實驗的情況，本人覺得打造學(xué)習(xí)共同體應(yīng)該注意以下幾點：

1.積極轉(zhuǎn)變教育觀念。（1）從用功學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向認知學(xué)習(xí)；（2）從個體認知轉(zhuǎn)向共同認知。從個體學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向共同學(xué)習(xí)，從個體認知轉(zhuǎn)向共同認知，“共同學(xué)習(xí)”是從“建立傾聽關(guān)系”出發(fā)，通過組織對話流而實現(xiàn)的。

2.確定促進師生共同進步的發(fā)展指標(biāo)。（1）學(xué)生的發(fā)展指標(biāo)內(nèi)容：構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體要關(guān)注學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率，促進他們“三維目標(biāo)”的達成度，同時增強他們的群體意識和社會適應(yīng)能力，特別是自學(xué)能力和交往、協(xié)作、競爭等具有極強再生功能的能力。（2）教師的發(fā)展指標(biāo)內(nèi)容：構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體要關(guān)注使教師的教育觀念和專業(yè)態(tài)度朝著合乎時代要求的方向轉(zhuǎn)變，提高專業(yè)知識水平和能力水平。

3.開展學(xué)習(xí)共同體的學(xué)習(xí)評價。學(xué)習(xí)共同體的學(xué)習(xí)評價主要是助學(xué)者對學(xué)習(xí)者的知識建構(gòu)、意義協(xié)商、身份形成三方面的評價：（1）學(xué)習(xí)者建構(gòu)知識的正確性、建構(gòu)過程的特點及建構(gòu)的優(yōu)勢和障礙的評價。（2）學(xué)習(xí)者的意義協(xié)商程度的評價，即學(xué)習(xí)者和助學(xué)者在意義建構(gòu)過程中進行協(xié)商，達成一致的程度。（3）學(xué)習(xí)者身份形成的評價，包括學(xué)習(xí)者身份的形成、變化和發(fā)展，正式與非正式參與，新手與熟手等身份的變化。

從個體學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向共同學(xué)習(xí)，從個體認知轉(zhuǎn)向共同認知，“共同學(xué)習(xí)”是從“建立傾聽關(guān)系”出發(fā)，通過組織對話流而實現(xiàn)的。

二、如何設(shè)計學(xué)習(xí)共同體

1.確定學(xué)習(xí)共同體的目標(biāo)。運用學(xué)習(xí)共同體的學(xué)習(xí)方式，其目標(biāo)在于發(fā)展學(xué)習(xí)者終身學(xué)習(xí)、獨立學(xué)習(xí)和學(xué)會學(xué)習(xí)的能力。

2.評價學(xué)習(xí)共同體成員已有的知識和技能。學(xué)習(xí)者已有的知識技能直接影響著學(xué)習(xí)者是否能從學(xué)習(xí)共同體的教學(xué)方式中受益。有效的學(xué)習(xí)共同體能使學(xué)習(xí)者明晰地呈現(xiàn)其思維過程，重視學(xué)習(xí)者的分布式技能。共同體并不要求學(xué)習(xí)者在相同的時間內(nèi)學(xué)習(xí)相同的東西，每個學(xué)習(xí)者都可以學(xué)習(xí)不同的領(lǐng)域或?qū)ｎ}。

3.確定學(xué)習(xí)共同體中要教學(xué)的內(nèi)容。有效的學(xué)習(xí)共同體能使學(xué)習(xí)者投入到圍繞某一真實的、復(fù)雜的主題中展開持續(xù)性的思考和討論。在實際的教學(xué)操作中，通常采用基于問題的或基于項目的學(xué)習(xí)，并且使學(xué)習(xí)者保持4～16周的持續(xù)性學(xué)習(xí)時間。這樣能讓學(xué)習(xí)者形成一種良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，并持續(xù)地堅持下去。

4.確定學(xué)習(xí)共同體中的教學(xué)策略。在學(xué)習(xí)共同體中，常用的策略是組織學(xué)習(xí)者活動的策略。學(xué)習(xí)共同體的全部目標(biāo)可以說是幫助學(xué)習(xí)者學(xué)會與同伴、教師進行互動，從互動中學(xué)習(xí)，在頻繁的互動中實現(xiàn)觀點、數(shù)據(jù)、意見的相互交流。目前，比較有意義的互動教學(xué)策略有交互式教學(xué)、拼圖式教學(xué)和CSILE（計算機支持的有意圖的學(xué)習(xí)環(huán)境）等。

5.學(xué)習(xí)共同體中的教學(xué)開發(fā)?？紤]到靈活性的需求，學(xué)習(xí)共同體的教學(xué)內(nèi)容不能由“缺席的課程開發(fā)者”來開發(fā)。指導(dǎo)學(xué)習(xí)共同體的教學(xué)內(nèi)容開發(fā)，有些基本原則可以參考，例如運用拋錨式，給學(xué)習(xí)內(nèi)容提供一個宏情境，學(xué)習(xí)者生成學(xué)習(xí)項目、交互式教學(xué)、拼圖式教學(xué)和激勵挑戰(zhàn)等。無論如何，教學(xué)內(nèi)容要尊重學(xué)習(xí)者的興趣。

三、學(xué)習(xí)共同體取得的效果

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一、云計算的概念

云計算（Clouds Computing）是并行計算（Parallel Comput

ing）、分布式計算（Distributed Computing）和網(wǎng)格計算（Grid Com

puting）等計算技術(shù)的新形式和進一步發(fā)展；是虛擬化（Virtual

ization）、效用計算（UtilityComputing）、IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺即服務(wù)）、SaaS（軟件即服務(wù)）等計算機概念的混合演進和躍升。通俗來講，云計算就是把成千上萬臺，甚至上百萬臺普通的服務(wù)器或者廉價的個人計算機連接起來組成一個龐大的網(wǎng)絡(luò)，并虛擬化為一臺超級計算機。

二、云計算輔助教學(xué)

（一）概念。云計算輔助教學(xué)（Clouds Computing Assisted

Instruction，簡稱CCAI），是指學(xué)校和教師利用“云計算”提供的服務(wù)，構(gòu)建個性化教學(xué)的信息化環(huán)境，支持教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)，提高教學(xué)質(zhì)量，促進教師和學(xué)生之間的交流，促進學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，是計算機輔助教學(xué)的延伸和新的發(fā)展。云計算輔助教學(xué)的觀點是一切皆服務(wù)（everything as a service）、事事可在線（everything online）、更快更方便（everything easy and

quick）、更加個性化（everythingpersonal），這是教育領(lǐng)域使用計算機輔助教學(xué)走向社會化服務(wù)的趨勢。

（二）云計算輔助教學(xué)優(yōu)點。將云計算應(yīng)用到教育教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，在“云”環(huán)境下利用云服務(wù)平臺構(gòu)建個性化的教學(xué)環(huán)境，可以輔助教師教學(xué)，促進教師和學(xué)生之間的交流，促進學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)和終生學(xué)習(xí)。學(xué)校和教師可以利用云計算支持的教育云服務(wù)，構(gòu)建個性化教學(xué)的信息化環(huán)境，可以促進學(xué)生高級思維能力和群體智慧發(fā)展。學(xué)生可以利用這一平臺開展學(xué)習(xí)、討論、回答問題等一系列學(xué)習(xí)活動，非常有利于小組協(xié)作學(xué)習(xí)，同時可以降低學(xué)校購買硬件設(shè)備和軟件的成本。

三、高職院校傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題

（一）填鴨式教學(xué)。教師們在實施教學(xué)中，考慮的是上什么教學(xué)內(nèi)容，使用什么教學(xué)手段和方法，很少考慮學(xué)生的接受程度。教師上課講授的時間較多，對學(xué)生灌輸知識，學(xué)生與教師的互動活動少，學(xué)生只能被動地接受。教師成為了知識的灌輸者，學(xué)生只能是接受知識的容器。這種教學(xué)方式，極大的壓抑了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣性.減弱了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，剝奪了學(xué)生學(xué)習(xí)知識的靈活性。

（二）課堂教學(xué)呆板。有的教師課堂教學(xué)呆板，缺少實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。有的教師沒有明確的教學(xué)目標(biāo)，使得學(xué)生沒有明確的學(xué)習(xí)目的，還有的教師教學(xué)內(nèi)容安排不合理，造成了教學(xué)時間浪費，下課了還在滔滔不絕地講授，沒有時間進行課程小結(jié)。有的教師課堂教學(xué)缺乏計劃性，想到哪講到哪，使得教學(xué)組織不系統(tǒng)、不完整，沒有突出教學(xué)重點和難點，教學(xué)目標(biāo)不明確。

（三）沒有充分運用現(xiàn)代教育技術(shù)輔助教學(xué)?，F(xiàn)在很多學(xué)校都在建設(shè)精品課程、數(shù)字化校園、精品資源庫、視頻精品課程等等，目的是為了更好的促進教學(xué)活動的開展，但是這些資源的利用率低，使用的用戶極少，沒有很好的運用現(xiàn)代教育技術(shù)輔助教學(xué)手段，沒有促進課堂教學(xué)的現(xiàn)代化發(fā)展。

四、云計算輔助教學(xué)對高職課堂教學(xué)影響

（一）云計算輔助教學(xué)的應(yīng)用對教師的影響。在云計算時

代，教師需要掌握多項基本教育技能及常用工具，促使教師使用社會化的云服務(wù)來豐富教學(xué)內(nèi)容和策略，更新教育理念，分享有效的教學(xué)設(shè)計以節(jié)約準(zhǔn)備教學(xué)的時間。在未來的教學(xué)中，教師要教給學(xué)生怎樣收集信息、整理信息、以及加工信息，而未來的信息來源就是“云”。除此之外利用云服務(wù)提供商提供的免費平臺或者軟件，可以構(gòu)建學(xué)校教學(xué)環(huán)境、群體學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)生個人自主學(xué)習(xí)環(huán)境。利用云計算平臺可以實現(xiàn)跨校、跨地區(qū)、跨國的網(wǎng)絡(luò)教研，可以讓教師在交流的過程中拓展視野，提高教學(xué)水平，促進專業(yè)知識的發(fā)展。

（二）云計算輔助教學(xué)的應(yīng)用對學(xué)生的影響。云計算輔助教學(xué)的應(yīng)用，學(xué)生可以靈活選擇多種學(xué)習(xí)方式，更好地滿足學(xué)生在不同層次上的學(xué)習(xí)需要，使他們能以較少的精力和時間獲得理想的學(xué)習(xí)效果。教師可以將教學(xué)內(nèi)容放在云端，學(xué)生可使用手機、筆記本電腦、平板等終端隨時隨地登錄到學(xué)習(xí)平臺查看所需要的知識內(nèi)容。這樣不僅降低了移動學(xué)習(xí)的費用，而且增加了移動學(xué)習(xí)的多樣性。