在计算机基础教育中应用ＬＥＧＯ　Ｍｉｎ

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1、抓住帮扶契机，实现教学团队的快速发展 摘要：本文在对青海大学计算机系教学团队的建设、发展及壮大的过程进行总结的基础上，进一步阐述了抓住清华大学对口支援青海大学的帮扶契机，强化教学研究、深化教学改革、带动队伍建设，实现教学团队的快速发展。关键词：教学团队；课程建设；队伍建设1引言对口支援西部地区高等学校建设是国家教育部2001年为贯彻党中央国务院提出的“实施西部大开发战略”而作出的重要举措。2001年6月，清华大学开始对青海大学进行全方位的对口支援。青海大学计算机系成立于2007年5月，得到教育部、青海省、清华大学和青海大学的大力支持。根据两校协议，清华大学将从发展规划、学科建设、培养方案和课程

2、体系制定、师资队伍、实验室建设等方面给予全方位的支持和帮助。2抓住帮扶契机，多方面实现教学团队的快速、有效发展青海大学计算机系系主任由清华大学计算机科学与技术系学术委员会主任、信息领域著名学者周立柱教授担任。在实施具体帮扶的过程中，清华人秉承“厚德载物，行胜于言”的优秀传统，同时结合西部及青海大学的实际情况，制定了“走出去、溶进去、有声音、有影响”的工作思路，从新系发展角度，制定了“夯实基础调整巩固发展提高”的三年发展思路，全面推进计算机系的建设，促进了计算机教学团队在多方面的快速发展和进步。2.1建设教学的师资队伍2.1.1教学队伍结构的变化及整体素质的提高2007年5月之前，从事全校计算机

3、基础教学的计算机教研室隶属于学校现代教育技术中心，主要承担全校“计算机文化基础”、“数据库应用基础”及“程序设计语言C”等课程的教学工作。从表1可看出，从事计算机教学的师资特征如下：年龄结构呈年轻化状态高职称及高学历人数偏低2007年5月计算机系成立，计算机教研室归并到计算机系，所承担课程由原来的3门变成包括“C程序设计”在内的13门基础课程及专业课程。在清华大学的帮扶和青海大学的支持下，计算机系在科学有效的整合原有教师队伍结构的基础上，广纳贤才。除了严格引进优秀的硕士生、博士生外，教师队伍中还有在国外学习、进修经历的教师，这大大改善了教学队伍结构、提升了教师队伍的整体素质，短短一年多的时间内

4、就在教学、科研等方面得以快速发展，取得了骄人的成绩。目前教学团队师资状况见表2。从表2可看出，目前，从事计算机教学的师资特征如下：教学梯队的学历结构、年龄结构、学缘结构、职称结构趋近合理高职称及高学历人数大幅度提高已形成清华大学青海大学联动的培养机制教学团队教师人数比建系前增加了10名，导致教学团队学历结构、年龄结构、学缘结构、职称结构均发生了巨大变化。具体见表3。说明：职称指标的助教人数由建系前的5人增到8人，表明伴随着计算机系的发展新增青年教师人数增加，后备力量增强；从表3看出学历指标的变化最大，在读硕士由2人迅增到11人、学士由13人降为5人，说明教师自主学习、注重知识更新、注重提高业务

5、水平的意识增强，从一定程度上提高了教学团队的整体水平。2.1.2教学队伍建设的力度日趋加大(1) 学科建设与队伍建设。科研和教学的紧密结合是学科建设的一大特点，鼓励团队教师积极参与教改项目申报与研究，以科研带动教学，同时在师资队伍建设过程中，注意培养和造就思想正派、业务素质优良的中青年学科带头人，促进团队人才梯队的建设，形成团队创新能力的可持续发展。从建系开始，充分利用清华大学教师与国内计算机业界、同行的联系，积极参与国内相关专业学术团体的活动，利用这些有力条件加强对外交流，能够及时掌握计算机教育最新发展动态，截止目前已陆续派出19人次的教师参加国内高校的课程进修及各类学术活动，派出人数占团队

6、教师总人数的73.1%，教师增长了才干，开拓了视野。(2) 教学研究。根据计算机学科的特点，制定出切实可行的教学研究计划，促使教师积极改进教学模式、教学方法和教学手段，将自己在教学过程中的思考通过撰写教学研究论文的形式呈现，促使教师进一步提高教学水平、理论水平和科研水平，确保教学质量的稳步提高。在计算机系成立一年半的时间里，教师在各类刊物上发表文章20余篇，实现了历史性的突破。科研项目上，已申请到省部共建的“网络教育数字化学习资源中心建设”、教育部的“质量工程青海大学数字教室建设”及青海省的“信息技术与应用实践教育基地”3个项目，此外还成功申请校内立项项目3个，参加人数达20人，初步启动了科研

7、工作。(3) 教材建设。由于“软件技术基础”是针对工科类学生新增设的课程，内容设置较为广泛，涉及的知识点较多，使教材的选用难度很大。为体现因材施教，成立了系“教材编写委员会”，组织教师编写教材，按课程模块划分到人，并订立了进度计划、每周的例会讨论制度，同时由清华大学教师同步进行教材编写规范及思路的培训，针对每个教师的编写部分进行详细的点评、指导，目前已在清华大学出版社立项。编写教材不仅锻炼了教学队伍，实现了教材建设上零的突破，更成为青海大学计算机教学上的一个里程碑，极大地促进了课程建设与队伍培养。2.1.3抓住帮扶契机，建立、实施有效持续的中青年教师培养计划师资队伍建设是影响教育质量的决定性因

8、素。从表2可看出存在着以下问题：中青年教师多，骨干教师少，高职称教师偏少，而教学任务繁重。伴随着学校、计算机系的发展，青年教师所占的比重会急剧上升，解决中青年教师的科研水平及青年教师的成长问题已迫在眉睫。(1) 建立行之有效的青年教师培养机制通过“课程试讲、观摩教学、指出问题、强化指导”等环节培养青年教师的教学能力，在短期内将其丰富的理论知识转化为实际的课堂教学能力，使他们迅速走向成熟，力争在较短的时间内成为教学、科研的中坚力量。(2) 通过面对面的指导，多方面实施“传、帮、带”制度在教学改革过程中，通过面对面的指导，多方面实施“传、帮、带”制度，以求在科研与课程建设上得到进步和发展。例如如何

9、编写教材，如何申报项目等一系列问题困扰着广大教师，尤其是青年教师。对于新建系，教学研究与项目申报关系到学科建设和教学团队人才培养，针对这些问题，清华大学教师与系学术委员会共同制定并实施了以下措施：定期讲座、座谈计算机技术发展迅速，知识更新的周期缩短，计算机教师需要比其他教师更注意提高自己的业务水平，不断学习新的知识。要求教师每年搞一次以上的讲座，自拟题目，把进修、自修及参加学术会议了解掌握到的新思想、新方法等告诉大家，教师共同讨论。这种形式的讲座、座谈，也是新知识与技能的综合学习的过程。如2008年6月申请校内立项的两项科研项目已通过验收、结题，系学术委员会及时安排相关教师就科研项目的申报、实

10、施及心得体会等作了专题讲座，这种现身说法的讲座收到了良好的效果。课程申报2008年9月，“C程序设计”作为校级重点课程建设拟申请立项。在通过学校形式审查、材料初审的基础上为使“C程序设计”通过答辩、顺利立项，在清华大学教师提供大量有价值材料的基础上，在面对面辅导、帮助下，几易其稿，使得此课程成功建设立项。2.2构建课程体系，优化教学内容准确定位人才培养目标与特色，构建理论教学、实验教学的教学体系，使其具有普及性、科学性、合理性和先进性。如在计算机系成立之初，结合学校专业设置情况对计算机基础课程按照适用专业、体系划分、类别等重新进行了调整、设置，目前已形成拥有十多门公共基础课程的“计算机基础教育

11、系列课群”。2.3改善教学条件，提高教学水平2.3.1教材的科学选用及扩充性学习资料的引进选择优秀的、高质量的教学用书，直接关系到计算机课程体系的建设。如在“C程序设计”课程中选用的教材“C程序设计教程”是国家级优秀教学成果二等奖的组成部分，而与之配套的多媒体视频教学资源符合SCORM规范和中国软件行业CELT规范；与此同时我们对学习环节中的重点、难点问题在清华大学教师的帮助下应用多媒体手段制作了基于Web的教学资源，供学生强化学习，并开放基于该课程的师生交互平台。 2.3.2实践教学条件的改善正在建设中的“信息技术与应用实践教育基地” 包括“计算机硬件技术与应用”等5个实验室，目前已完成实验

12、室规划及主要设备的安装调试工作。该实践基地的建设，不仅诠释了“树立以学生为本，以知识传授、能力培养、素质提高、协调发展为核心”的教育理念，而且能很好地满足学科建设中新的课程体系对实践环境的需求。3结语青海大学计算机系将继续依托清华大学在计算机科学领域的学科优势和师资优势，积极面向经济建设主战场，抓住帮扶契机，以实践教学示范基地建设为目标、以素质教育和质量工程为导向、以建设精品课程为突破口、以科研带动教学和队伍建设为手段，全面推进教学团队建设与教育创新，力争通过3-5年的努力，实现教学团队的高水平发展，实现独立承担培养信息技术与应用的特色人才的目标，满足社会、特别是西部地区对计算机人才的需求。

13、参考文献：1 曾勇. 高校教学团队建设的思考J. 中国地质教育,2007,(04).2 王晓青. 基于西部特色人才培养的计算机基础教育课程体系建设J. 计算机教育,2007,(16). 摘要：本文提出高校现代学习中心应以建构主义学习理论为指导，充分利用海量的教育资源，运用先进的信息技术，科学设计，合理建设，人性化管理，以学生为中心，以学生的学习为中心，全面支持学生进行高效的意义建构，促进有效学习。关键词本文来自：计算机毕业网 ：现代学习中心；元认知；学习单元；高效率学习；主体性信息技术的发展促成数字化教育资源的迅速增加，数字化学习逐渐被学习者所接受，并逐渐成为终身学习的一种主要方式，但作为一种

14、新的学习方式，并不是每个学习者都能适应。数字化学习需要学习者在学习对象与学习伙伴的选择、注意力的分配、学习计划的制定、学习方法与学习策略的运用、学习效果的监测等方面有较强的能力1。高校现代学习中心以高效率数字化学习理论为指导，为学习者不仅提供学习场所和学习资源，而且注重培养学生的数字化学习能力，有着良好的发展前景。1现代学习中心的内涵界定本文探讨的学习中心是基于现代新型图书馆概念的学习中心。有别于其他几种形式，有别于远程教育中的异地教学点，有别于远程教育中的网上学习社区或网上课程中心，有别于函授教育中的异地学习分校或分中心等。现代学习中心是以现代学习理论为指导，运用先进的信息技术手段，为了促进

15、学生进行自主性学习而建立的学习单元。可以是一个电脑终端单元，可以是一个机房，也可以是整个高校图书馆，甚至是一个完整的网上虚拟学习社区。现代学习中心的产生主要缘由有二，一是现代教育学理论及其重要分支现代教育技术学理论的发展，以及信息技术对教育领域提供的强大技术支持，促成了学生学习方式的转变。学生的学习一方面传承着传统班级授课制的优势与特点，继续着以课堂教学为主的学习方式，另一方面出现了多种行之有效的学习方式，如多媒体课堂教学方式，课堂教学与网络教学相结合的方式，课堂内小组协作学习方式，网上小组协作学习方式，远程教学方式，基于网络的自主性学习方式等。这些学习方式归根结底是在传统教学和学习方式基础上

16、，加大、强化了自主性学习的元素2。二是随着图书情报学及其领域的发展，随着信息技术对高校图书馆的全面支持与提升，高校图书馆已不再只是提供纸质图书报期、常规影像媒介、传统学习阅读空间与桌椅等，而是逐步向数字化迈进，发展成为集传统纸质图书为一体的新型数字图书馆，不仅提供传统服务，而且更多地、更倾向于提供数字化的学习资源，提供现代化的学习空间和信息技术设施，提供学习指导与帮助，提供人性化的学习空间，提供多功能深层次的主动式服务3。因此高校应该顺应时代的发展变化，在校内建设能全面支持学生进行自主性学习的场所，并提供全方位的服务支持。于是，现代学习中心的建立成为趋势。现代学习中心的设计与建设必须基于两点，

17、一点是基于全面支持学生进行自主性学习，另一点是基于现代新型图书馆的服务功能的转变及提升，目的是为了促进学生进行高效的学习。2现代学习中心理论基础现代学习中心的理论基础是众多有关的自主性学习理论，其中以建构主义学习理论为其核心理论基础。建构主义学习理论认为学生知识的获取不是通过教师讲授获得的，而是学习者在一定的学习情景下，借助他人的帮助，与他人进行协商、会话、交流，通过主动的意义建构的方式而获得。建构主义学习理论强调以学生为中心，认为学生是认知的主体，是意义建构的主动者，教师只起帮助、引导和促进作用。强调“情景”的创设，强调学生与教师、学生与学生之间的“协商”、“会话”与“交流”，强调知识的主动

18、建构。建构主义学习理论的优点在于：强调以学生为中心，以学生的学习为中心，注重学生学习的主体性，强调学生进行意义的主动建构，有利于学生创新思维的发展和创造力的培养4。3现代学习中心的设计理念与原则现代学习中心的设计理念与宗旨是，以学生为中心，以学生的学习为中心，促进学生进行高效的意义建构。(1) 为学生提供学习、交流的场所、设施。如专用的投影教室、小型研讨室、语音学习室、多媒体教室等。有了这些场所设施，学生才可在其间进行集体学习、小组学习，讨论交流，并可借助先进的教学、学习媒介进行高效率的学习。(2) 为学生提供个别化的学习终端及工具。如高速网络联接的高性能电脑终端、影碟机、语音室终端等。这样学

19、习者才可进行个别化学习，并可借助网络，进行个别化学习或进入网上学习社区进行远程网络学习，或自已看碟学习，或强化训练语言类学习。先进的技术工具为学习者提供了半智能化的协助5，可以减少学习者琐碎的、重复性的工作，同时，对学习者的学习，还可以提供智能化的反馈。这样，学习者在学习过程中，可以高效率的借助学习工具对知识进行加工，实现意义的建构。技术工具不仅扮演了信息加工的角色，而且扮演了管理监控的角色。(3) 为学生提供丰富的资源。学生进行主动的意义建构性学习，需要大量的学习资源或情境。通过建设校内数字化学习资源库，可以帮助学习快速找到自己需要的资源或学习情境，加速学生的意义建构，提高学习效率。通过组织

20、、建立校园网外互联网上的资源快速导航，可以帮助学生更快，更准地找到学习资源。一方面可以帮助学习进行更高效率的知识、技能学习，另一方面，可能培养、提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。(4) 为学生提供学习方法帮助。 不同的学生有不同的学习风格，不同的学习内容有不同的学习方法。学生对某一知识的认知，应该首先确定采用什么样的学习方法，采取哪些学习策略，以帮助他们快速高效的提高学习成绩。学习中心应提供相关学习方法的培训，比如，高效的阅读方法、记忆方法和理解方法，使学生在知识、能力等各个方面得到提高。(5) 培养学生的合作精神，促进学生的非智力因素的发展。现代学习中心是一个开放的、互动的中心，学

21、习者相互之间可以交流学习心得，探讨学习中遇到的难题，这样，将学生的学习与应用结合起来，将学生的个体学习与社会化学习结合起来。学生在学习的过程中，主体性得到了充分的表达，通过提出问题、交流心得和解决问题，使学生能及时对自己的认知能力、记忆能力和理解能力得到清晰的认识，从而使学生不仅能学到知识，而且提高了认识问题的能力，在交流与合作中，得到鼓励与帮助，从而促进学生的非智力因素的发展。(6) 以人为本，个性化，人性化的服务。现代学习中心体现了数字化时代学习的特点，是先进的教学理论和多种信息技术的综合运用。学习中心既考虑到学习者作为学习的主体的需求，提供了个性化的学习环境和服务，同时时刻关心进入学习中

22、心的学习者，及时发现它们们遇到的困难对学生的，给予最及时的帮助。(7) 优越的环境设计。优越的环境有助于促进学习者的高效率学习。环境设计首先要考虑整体性和协调性，从学习中心总体的布局、装饰图案、功能划分等方面入手，既体现了学习中心是一个整体，又能反映各个方面的特色。其次，现代学习中心设计要注意体现教育性，体现专业特色，学习中心的每一个角落都应成为一个学习的平台，使学习者能从中得到启迪。第三，环境设计中要充分考虑到光线、温度、空气、色彩等因素等对学习者的影响，力争构建一个装饰淡雅，宁静整洁、空气清新的学习环境，让每一个进入学习中心的学习者心情舒畅，可全神贯注的投入学习活动之中6。 (8) 先进信

23、息技术设施。信息技术设施的配置，不仅要考虑学习者学习的内容中含有大量的视频、动画(二位动画和三维动画)、虚拟现实等元素，而且要考虑信息技术在对学习者的管理监控对学习情况进行记录等因素。首先，信息技术设施能够支持流媒体的多向传输，使学习者相互之间能够通过视频、音频等方式建立虚拟的学习社区进行在线等学习活动。其次，设施能够实现对大量学习者学习过程及学习行为的监管与指导，通过高性能的数据库和服务器记录学习者的学习行为，提供智能化的反馈。第三，提供丰富的信息加工手段，帮助学习者完成信息加工。另外，还应提供刻录、媒体采集与各式转换等设施。个别化学习区应配备高速网络、高性能电脑、液晶显示器、投影仪、DVD

24、播放机、刻录机、摄像头、耳麦、打印机、扫描仪、白板等。 另外，集体学习区可建设投影教室、小型研讨室、语音学习室、多媒体教室等，并配备相应的媒介设施。(9) 科学的学习帮助。要采取切实有效的方法对学习者的学习提供科学的学习帮助。首先，应向学生介绍利用现代学习中心进行科学学习的方法、模式；其次，培训学生利用现代技术手段和已有的知识和技能对信息进行加工，并将加工进行展示、交流；第三，对学生在学习中遇到的问题，提供网络化反馈与帮助；第四，对学生的学习行为进行管理监控，避免学生蜻蜓点水式的学习，力图使学习者的学习深入。第五，定制好每个学习终端的桌面，如科学合理地列出各类资源库访问的快捷路径，如图书馆书目

25、查询、校内资源库、网络课程中心、电子书库、期刊库等；配齐各类网络常用工具，如QQ、BBS、聊天室等；准备好网络搜索引擎，如Google、Baidu等；列出常用实用网站链接等。另外，配备专业服务馆员，随时满足学生对馆藏书籍的查阅需要，并记录好学生其他类需要的帮助，尽快、高质量给予满足，如电脑终端正的使用帮助、网上资源查找的帮助、复印的帮助、馆际借阅的帮助等。4现代学习中心的建设实例以深圳职业技术学院新图书馆学生现代学习中心建设为例，建设一个外语学习中心专区和一个综合学习中心专区，具体建设方案如下。(1) 外语学习中心功能：通过提供多种外语类学习设备、资料、场所，并配备相应的学 基于.net的新闻

26、发布系统的设计与实现关键词:ASP.NET;C#;新闻发布系统摘要:随着网络技术的发展和Internet应用的普及,互联网已成为人们获取信息的一个重要途径。而越来越多的企业和单位拥有了自己的新闻发布系统。本文主要运用ASP.NET技术框架基于C#语言制作的一个动态网站,数据库采用SQL Server。实现网站新闻的动态管理,使得对信息的管理更加及时、高效,提高了工作效率。  NET News Publishing System-Based Design&Implementation Li Jun (Chengdu Science&Technology Universi

27、ty,Information Engineering College,Computer Application Technology,Chengdu 610059,China) Abstract:Along with networkings development and the Internet applications popularization,Internet has become an important way for people to gain an information.More and more enterprises and units own News Publis

28、hing System. This article mainly utilized the ASP.NET technology frame based on a C# language dynamic website, the database has used SQL Server.Realized the website news dynamic management,causes to prompt the information management with highly effective, raised the working efficiency. Keywords:ASP.

29、NET;C#;News Publishing System 一、引言 伴随着网络的发展,网页逐渐融入人们的生活。而新闻发布作为网页一个重要的组成部分,也越来越受到企业和单位的重视。能够及时有效的发布新闻,也成为人们追求的目标。随着ASP.NET技术的出现,使得系统的性能有了很大的提高。主要体现在: (一) ASP.NET是在服务器上运行的编译好的公共语言运行库代码 (二) ASP.NET采用了代码分离技术,使得代码更易于编写,结构更加清晰 (三) ASP.NET使执行常见任务变得容易,从简单的窗体提交和客户端身份 验证到部署和站点配置 二、ASP.NET及C#语言简介 ASP.NET是一项微软

30、公司的技术,它是一种建立在通用语言上的程序构架,能被用于一台Web服务器来建立强大的Web应用程序。在ASP.NET中,所有的程序执行都是经过服务器编译的。 C#语言是.NET中一种崭新的语言,C#是由C和C+派生而来的一种“简单、流行、面向对象、类型安全”的程序设计语言,C#意在综合VisualBasic的高效率和C+的强大功能。 三、系统分析 (一)需求分析 该系统用户主要有3种用户:浏览该新闻的随机游客、新闻录入人员、后台管理人员。 通过对这3种用户不同的需求分析,可以把这个新闻发布系统分为如下的3个模块: 1.前台显示模块:按类别显示新闻、最新新闻的发布功能。 2.录入模块:提供新闻的

31、添加、删除、修改功能。 3.后台管理模块:主要针对录入人员的管理和新闻类别的管理功能。 (二)性能需求分析 该系统在性能功能上应达到如下要求: 1.操作简单、界面友好:通过合理的布局使浏览新闻的人对新闻的分类能够一目了然, 2.及时高效:录入人员对新闻的添加、修改、删除,能够及时准确地显示在页面上。 3.具有良好的可扩展性,便于将来新的功能模块的添加。 (三)系统的功能模块图 通过对新闻发布系统的分析可以列出系统的功能模块图如下: 四、系统的设计与实现 (一)数据库设计 该系统使用SQL 2000作为数据库,数据库名为news,建立了3张数据表:News_User:用于存储用户信息;News_

32、Class:用于存储新闻的内别信息;News_Content:用于存储新闻内容。News_Class表与News_Content表相关联。 现主要介绍一下News_Content表如下: c_id为该表主键,class_id为所属新闻类别id,c_author为新闻发布者名字,c_datatime为新闻发布时间,c_title为新闻标题,c_content为新闻内容,c_hit为新闻点击数。 (二)数据库连接 通过对数据访问类的引用(创建一个类的实例),调用数据访问类的相应函数,完成对数据库的连接。此处创建db类,用于数据库的连接。代码如下: public static Sqlconnecti

33、on creatconnection() System.Data.SqlClient.SqlConnection con = new SqlConnection(server=.;database=news;uid=sa;pwd=;); return con; (三)系统设计与实现 1.web用户控件。 在web用户控件的编辑状态下,单击“设计”按钮,在页面上依次添加Table表、Button控件、TextBox控件、Label控件。为了配合母板的整体效果,在此把web控件设计成长条形。页面设计完成后,在后台添加处理程序以验证用户身份、为用户提供后续页面入口。 2.母版页的设计。 在“解决方案

34、资源管理器”中,选择所建项目,点击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“添加”“新建项”,然后选择“母板页”模板,单击“添加”按钮,进入母版页编辑状态。在编辑状态添加Table表格,然后把表格分为标题图区域(用于添加系统图片)、用户控件区域(添加创建的用户控件)、内容页区域(用于添加各页面内容)、页脚区域(用于添加版权信息)。至此,母版页创建完成,单击“保存”即可。 3.系统内容页的创建。 本系统主要由以下几个页面构成:首页(index.aspx)、新闻分类页(classnews.aspx)、新闻内容页(newscontent.aspx)、录入员页(writer.aspx)和管理员页(manage

35、r.aspx)。而这些页面均作为母版页的内容页。 以新闻分类页的创建为例:该页面主要是一个GridView控件,用它显示某类新闻的列表。为了使标识更加明确,在GridView控件上方添加一个Label控件以显示类别信息。Classnews.aspx页的后台处理程序主要是对GridView控件进行数据绑定,在数据绑定前首先要辨别出新闻的类别,在进行查询时,必须要和所选的新闻类别id一致。 新闻分类页的创建方法如上。其它各页面的创建与此基本类似,都是通过调用控件,以及添加与控件相对应的事件处理程序。 五、总结 系统基本上实现了新闻的添加、修改、分类以及管理员对系统的管理等功能。但本系统只是一个基本

36、的新闻发布系统,还存在很多的不足之处,有很多的细节没有完善。企业、单位或者个人可以根据自身的需求在此基础上建立一个更加完善的系统。 参考文献: 1郭睿志,张学志.C#+SQL SERVER项目开发实践.中国铁道出版社,2007,3 2王华杰,李律松,孙一波.C#数据库开发技术.清华大学出版社,2003,2 3李新峰,付志涛,缪勇.亮剑.NET图解C#开发实战.电子工业出版社,2009,7   摘要:本文针对数字电路与逻辑设计实验的教学现状,提出实验教学组织模式、实验方法和实验内容的改革措施,并通过范例详细介绍了实验教学改革具体的实施过程,其中一些观点和方法对提高实验教学效果具有很好的

37、借鉴意义。关键词:数字电路与逻辑设计;实验教学;教学改革G6421引言“数字电路与逻辑设计”是计算机类专业的专业基础课,具有综合性与实践性两大特点,特别是实践动手能力是学好这类课程的关键,这也是学生进入大学的第一门与工程相关的硬件课程,学生需要掌握的不仅仅是相关的课程知识,更应该通过实际电路的分析与设计学会逻辑思考,为后续的计算机组成原理、微机接口与通信、嵌入式系统原理等硬件系列课程打好基础,这就要求将所学的知识综合运用、融会贯通。由于学生缺乏工程实践经历,习惯用数学思维思考,不做可行性分析和定性分析,所以对课程的学习经常抱怨“上课听不懂、实验没头绪、太难”,最后失去对硬件系列课程的兴趣,不能

38、很好地理解计算机结构和工作原理,对于很多问题,包括软件设计等问题都不可能找到最优的解决方案。如何通过实验的训练,使学生掌握工程设计的主要程序和方法,培养分析和解决工程实际问题的能力,树立正确的设计思想,训练逻辑思维能力和创新意识是值得探讨的问题。2实验课程改革思路华南农业大学为计算机类专业开设的“数字电路与逻辑设计”课程计划学时数为88学时,其中授课64学时,实验24学时。以下介绍我们在实验教学中为提高学生学习积极性、训练逻辑思维能力和实际操作能力所提出的教学改革思路和实践情况。2.1实验组织模式的改革“数字电路与逻辑设计”实验主要包含验证性实验、设计性实验、课程设计和创新实验四大类。在实验课

39、上针对这四种不同类别和层次的实验,采用不同的实验组织模式,如图1所示。 图1实验组织模式对于重点考察基础知识、基本分析设计能力的验证性、设计性实验要求学生独立完成,每个实验又包含必做实验和选做实验,难度分级适当,既有多数学生都能完成的基本设计和制作,使他们在实验过程中掌握基本的知识并获得成就感,又有具有挑战性的项目,可激发学生的研究探索兴趣,以期实现较好的教学效果。课程设计是单独设立的一个实验教学环节,学时数为两周,时间安排在讲授完“数字电路与逻辑设计”课程之后到“计算机组成原理”课程开课之前,用以加强数字逻辑的学习,并为“计算机组成原理”课程的学习作好预备。课程设计要求学生组队合作完成,设计

40、过程采用开放式的管理。创新实验是在完成课程实验和课程设计后,吸收部分对硬件感兴趣的优秀学生加入到创新实验的团队中来参加各种创新项目。实验课的组织模式涵盖了各种层次的需求,既满足课程要求,又有延伸。2.2实验内容的改革实验内容的设置非常重要,不但要涵盖基本概念、基础知识,还要有实用性、可操作性。要有新意,与工程应用相结合;难度有层次性,既可以使大部分学生都可以完成基础实验,又有挑战性。“数字电路与逻辑设计”课程的实验安排如表1所示,每个实验都分成两部分。第一部分是基础实验,通过实验使学生进一步巩固和加深对相关课程基本理论的理解,巩固基本概念,提高综合运用所学知识的能力;第二部分是延伸实验,目的是

41、进一步提高学生对数字系统的理解、培养学生独立分析问题和解决问题的能力、综合设计及创新能力,培养学生进行科学研究的独立工作能力,取得工程设计与组装调试的实践经验。表1实验安排实验名称学时实验延伸实验一:芯片检测和基本门的构建2学习示波器和万用表的使用实验二:组合逻辑电路的分析与设计4多进制全加、全减器的分析设计;OC门、三态门的认识。实验三:中规模组合逻辑电路设计一(并行加法器)4各种码形变换电路实验四:中规模组合逻辑电路设计二(译码器、数据选择器)4串并变换电路、交通灯故障报警电路、密码电子锁电路、表决器电路的分析与设计实验五:触发器测试2加强时序概念的理解实验六:同步时序逻辑电路分析设计4不

42、完全确定同步时序逻辑电路分析设计实验七:中规模集成电路计数器的功能及应用4综合运用综合实验:课程设计2周硬件描述语言VHDL2.3实验方法的改革实验课教学不再是单纯的老师讲解、学生照电路图连线,也不是简单地完全交由学生独立完成,而应是根据实验类别分别处理。验证性实验和设计性实验主要进行基本技能训练,先由老师讲述知识点的背景、问题产生的缘由、电路构成的思路等,之后才要求学生动手实验。对每一个讲解的电路,都要留给学生一系列问题:电路的设计思路是什么?有没有问题?适用在什么场合等等。要求通过实际电路的检测来寻求答案,学生通过主动思考来解决问题,大大激发了学习兴趣。在此基础上,再要求学生完成较有难度的

43、设计,学生根据所学逻辑电路的设计步骤,设计、连接电路并调试,写出完整的实验报告。课程设计要求综合运用当前课程和前修课程的基本知识,进行融会贯通,对所学专业课程知识进行综合和实际应用。实验前给出设计要求,要求学生按设计任务书中的要求独立完成探索研究、查阅资料、设计方案、选择设备和安装调试、评估优化,写出完整的项目说明书。老师只进行答疑,但不涉及基础知识。创新实验不是针对所有学生开设的,选择吸收部分对硬件感兴趣的优秀学生加入到创新实验的团队中来参加各种创新实验活动。实验室提供了元器件、硬件组装平台、各种产品开发平台,学生经过市场调研、分析设计、确定开发工具、项目实现、评估优化、开发说明书等过程,需

44、要综合运用各门课程的知识,还要涉及到一些未曾接触过的领域,老师只进行设计思路的指导。通过创新实验即培养学生的科研兴趣也提高他们开发硬件产品的水平。3实验课程改革实施情况分析“数字电路与逻辑设计”的实验教学改革经过4年的实施,取得了一定的效果,学生普遍对硬件类课程产生了兴趣,提高了综合运用知识的能力,训练了逻辑思维。3.1培养了分析和解决工程实际问题的能力在同步时序逻辑电路分析设计(实验六)这个实验中,实验课上给了学生电路图(图2),要求学生分析,并搭建实际电路验证,大部分学生都可以根据电路图写出方程式(输出方程、驱动方程、状态方程)、列状态转移真值表、画状态转移图和时序图、说明逻辑功能,得出的

45、结论是“111”序列检测器,再按电路图搭建实际电路,测试结果。学生发现实验时两个1输入之后,输出就为Z=1,与分析结果不符,继而查找出原因是输方程为Z=xy2 y1,在11状态之后,输入x=1,在时钟未到来输出已经置1,修改电路为Moore型,则可实现“111”序列检测器。图2同步时序逻辑电路分析设计电路图通过这个实验,学生们加深了对时序概念的理解,训练了独立思维的能力和动手能力,发现了指导老师也未注意的问题,对课程的学习产生了信心。3.2训练了逻辑思维能力和创新意识中规模组合逻辑电路设计(实验三)要求选用4位并行加法器和适当的逻辑门电路实现(X+Y)Z,其中,X=X2X1X0、Y=Y2Y1Y

46、0、Z=Z1Z0均为二进制。实验中希望同学积极思考,采用不同的方法来实现。下面介绍其中2种设计。根据乘数和被乘数的取值范围,可知乘积范围处在048之间。故该电路应有6个输出,设输出用W5W4W3W2 W1W0表示。第一种设计方案,两数先加再乘,过程如图3。图3第一种设计方案第二种设计方案,两数先分别乘,如图4、图5;再将结果相加,过程如图6。经过这个实验,大部分的学生愿意积极主动思考,敢于创新,并通过实验训练了逻辑思维能力。图4第二种设计方案(1)图5第二种设计方案(2)图6第二种设计方案(3)4结束语在“数字电路与逻辑设计”课程的实验教学工作中,我们不仅注重实践动手能力的培养,更注重逻辑思维

47、能力、综合运用知识能力、创新意识的培养,更要使学生掌握工程设计的主要程序和方法,培养分析和解决工程实际问题的能力,树立正确的设计思想。实验教学改革是一个长期过程,它需要在实践中不断深入与完善,适应科学技术的发展和社会对高素质人才的需求。参考文献:1 常薇,张明武. 硬件与电子技术课程网上虚拟实验教学模式研究J. 中山大学学报论丛,2005(3):80-82.2 李南樱. 计算机专业“数字逻辑”课程教学改革的探讨J. 科技信息,2007(3):189-190.3 王诗兵,陈蕴. 浅谈数字逻辑实验教学改革J. 阜阳师范学院学报: 自然科学版,2004(21):69-71.4 白中英,张杰. TEC

48、-5数字逻辑与计算机组成的实验系统J. 实验技术与管理,2007(24):49-51.5 颜雪松,樊媛媛,墙威. 数字逻辑课程设计的教学探索J. 中国科教创新导刊,2008(08):31.6 欧阳星明. 数字逻辑M. 武汉:华中科技大学出版社,2005. 摘要：本文深入分析了国内外几所典型大学计算机工程专业硬件课程设置情况，讨论了目前我国计算机专业硬件课程实践教学改革的方向和亟待解决的问题。关键词本文来自：计算机毕业网 ：实践教学；计算机工程；硬件课程教材设计；嵌入式系统1引言2005年底，我国高校有771个“计算机科学与技术”专业点，44万多在校生。根据各校的办学理念和培养目标，本专业又可分

49、为五个专业方向：计算机科学、计算机工程、软件工程、信息系统和信息技术。各个方向的课程设置及教学要求均有所侧重，对于传统的工科院校中的计算机应用技术专业而言，其方向介于计算机科学(CS)和计算机工程(CE)之间，且更偏向于计算机工程。计算机工程方向是计算机科学与电子工程的交叉学科，电类基础课程较多，大多数院校均开设电路与系统、电工电子学等相关课程。此外，计算机硬件系列课程包括数字逻辑、计算机组成原理和计算机系统结构三门核心课程。从根本上讲，计算机学科是一门技术学科，工程技术的含义远大于科学的涵义，因而本专业具有实践性非常强的特点，强调实践教学体系。许多优秀的计算机专业学生(例如比尔盖茨)的成长历

50、程也说明了计算机实践能力培养的重要性，因此新世纪的计算机教育不仅要重视扎实的专业基础理论学习，更要强调硬件开发、软件设计的能力培养。2中外计算机专业硬件课程实践教学对比为探索工科院校计算机专业硬件系列课程实践教学改革的方向及实施方法，本文分析了美国斯坦福大学、马里兰大学计算机工程专业的课程设置及实践课程规划，将其与哈尔滨工程大学计算机科学与技术专业的本科生培养计划进行比较，详细结果如表1所示。表2列出了这几所典型大学计算机专业硬件相关课程实践学时与理论学时的分配情况。表1 几所典型大学计算机工程专业硬件相关课程表2 几所大学计算机工程专业硬件相关课程实践学时分析通过表1和表2的结果可以看出，我

51、们目前的课程设置情况是合理的，与国际领先大学的计算机工程专业课程设置相符。对于计算机工程专业普遍开设的三门硬件系列课程数字逻辑、计算机组成原理和计算机系统结构均开设了相应的课内实验或课程设计，对理论课所传授内容的补充和深化，不但增强学生对课程的理解，同时加强了学生的工程实践意识，培养学生从事计算机工程相关工作的能力。本专业学生需要学习数字系统和计算机系统的相关知识以及软件设计方面的知识，前者包括数字逻辑设计、计算机组织、计算机体系结构及对程序设计的支持，后者包括操作系统、编译器以及程序设计语言的组织等理论。然而，进一步分析比较各高校的实验与课程设计的内容可以发现，我们目前的实验内容设置和课程设

52、计项目设计还比较陈旧，没有及时根据业界技术的发展进步进行调整，因而未能给理论课提供有力的支撑。综上所述，我们认为我国高等学校计算机专业硬件系列课程实践教学内容改革的要求是迫切的，需要根据工业界的技术发展进行实验内容调整，实验平台更新和课程设计项目的重新设计，而设计出符合这一要求的计算机专业硬件课程实践教材成为这一改革的首要任务。3硬件课程实践教材的设计实验课教材的设计应从科学技术人员基本技能训练的总体要求出发，统一安排实验教学，不能过分强调某一门课程的实验教学，而要强调综合能力的培养。实验课涉及到四种主要能力(观察能力、思维能力、操作能力、表达能力)的发展必须要协调，其中任何一种能力都不可能单

53、独地得到发展。教学实验不仅要让学生学会本专业必要的基本实验方法，掌握基本实验仪器设备的操作技术，还要让他们学会正确分析实验结果、处理数据，要加强培养正确的科学态度和严密的逻辑思维能力。不但让学生懂得“应该怎么做”，而且要懂得“为什么要这么做”，更要创造性地思索“还能做什么”。3.1开放式实验对教材的要求开放式实验教学方法要求给学生独立思考与动手的充分自由。一般的实验教材，重点在介绍一个个实验上，是教师想出的实验让学生去实现，并且对于实验线路、实验方法、实验仪器都做了细致的规定，有的讲义还把实验步骤写得非常细，这样学生根本不必动脑筋，只要依葫芦画瓢即可。这样的教材束缚了学生的学习积极性，不符合开

54、放式实验教学的要求。开放式实验教学使用的教材应具有以下特点：基本实验详细，作为引导学生入门的手段；选做实验、综合实验要粗线条，多留些空白，让学生有充分思考的余地；要把教材内容的重点从介绍一个个实验转移到介绍实验理论、实验方法上来，实验选题只要介绍一些典型的例子，选题本身可以留给学生创新。3.2基于FPGA的硬件系统设计实验教程目前，基于FPGA的教学实验平台及参考书很多，但是根据我们的调查，适合作为高等学校本科教学使用的较少。因此，改革后的课程体系应更注重对学生创新能力的培养，通过开放性的实验内容、开放性的实践环节设计，使学生在探索、研究中学习，切实提高理论联系实践解决问题的能力。利用目前先进

55、的基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array)器件的实验平台，可以安排数字逻辑、计算机组成原理以及计算机系统结构课程的实验与实践内容，培养学生的动手能力和系统观点，而且开发速度快，可靠性高，实验的可重复性好。硬件系列实验与实践课程应包括基于FPGA的硬件设计所涉及的基本知识、循序渐进的实验设计、切实可行的实验步骤、重点模块的代码及关键实践环节指导。借鉴国外大学(例如，美国斯坦福大学和马里兰大学)计算机工程专业开设的数字系统设计方面的课程内容，结合我国高等院校的本科教学的实际需求及所能提供的实验环境，精心编写实验大纲内容及设计实验用例。通过浮点运算电路设计、

56、状态机设计、某个RISC模型机部分模块的设计等实验用例的训练，学生可以建立计算机的整机概念，了解数据在计算机中的表示、传送路径、处理以及控制信息是如何完成对计算机系统的控制。而且，通过流水线设计及Cache设计实验，学生可以了解现代微处理器设计技术。教程应当配合高等学校的数字逻辑、计算机组成原理、计算机系统等课程的实践教学环节，突出实用性，所设计的实验可操作性强，与实践结合紧密。不仅着眼于基于FPGA的EDA设计方法，更着眼于介绍基于基本的数字逻辑组成的功能部件的基础上如何构造微处理器，即计算机专业本科教学的重点和特色是计算机的硬件系统组织，而不仅仅是介绍通用的数字电路和数字系统的设计方法，这

57、是我们与微电子等专业相区别之处，也是计算机专业毕业生的特长。4在硬件课程实践中加强嵌入式系统设计随着嵌入式系统应用飞速地发展，社会对掌握嵌入式技术的人才产生了大量需求，使嵌入式软、硬件工程师成为未来几年最为热门的职业之一。在嵌入式系统硬件设计方面，随着半导体和微电子工艺技术的进步以及可编程逻辑器件技术的迅速发展，利用先进的EDA工具平台，在硬件设计中加入包含自主知识产权的硬件逻辑设计，并以FPGA的形式实现功能强大的嵌入式系统，已成为当前嵌入式电子产品设计的主流。实验课的目的是培养学生良好的实验素养、基本实验技能、独立工作能力、操作能力等。目前，我校已经与国内外多家嵌入式系统领域实力较强的研究

58、机构和企业建立了稳固的合作关系，与美国Xilinx公司成立了FPGA技术联合实验室。对嵌入式系统均有丰富和深厚的理论基础和实际的项目研发经验，并具有传统计算机硬件实验教学的经验。另外，从2003年设立嵌入式系统研究方向以来，我校已经先后投入了300多万元采购了各种先进的嵌入式实验设备和微机，从硬件环境上已经初步完成了计算机硬件实验教学改革的准备工作。我们的目标是提高学生计算机硬件实验的效果，实现“软硬件实验环境一体化、实验平台综合化、实验内容系统化”。构建软硬件一体化实验环境有利于培养学生软硬件综合素质；综合的实验平台可以进行多课程内容交叉的综合实验，有利于培养学生的综合设计能力；实验内容的系统化有利于培养学生的系统化设计的思想。5结论当前实验教学改革的趋势是开放实验室，实行开放式实验教学。各个学校的具体做法可能不完全相同，但对于实验教学改革的基本思路是接近一致的。大家都认为过去实验教学过于死板，基本上采取“抱着走”的教学方法，大大压抑了学