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[關(guān)鍵詞]計算機(jī)工程技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號:F224-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)27-0337-01
從20世紀(jì)八十年代開始,在水利、水電、建筑、公路等各種工程建設(shè)的勘察設(shè)計工程中,就開始引入了計算機(jī)替代人工進(jìn)行計算的計算機(jī)工程技術(shù)的應(yīng)用,但是目前人們已經(jīng)越來越依賴著計算機(jī),以計算機(jī)的計算數(shù)據(jù)為準(zhǔn),這在進(jìn)行工程設(shè)計時,將對工程建設(shè)的安全構(gòu)成極大的威脅。是當(dāng)前值得注意的一個突出問題。
1.計算機(jī)工程技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著計算機(jī)硬件技術(shù)、軟件技術(shù)的高速發(fā)展,各種計算機(jī)應(yīng)用程序的開發(fā)形成了這一批技術(shù)工程師從走出校門開始,就在計算機(jī)上進(jìn)行工程計算、設(shè)計。他們小再經(jīng)歷老一代工程師們通過乎工計算的過程,甚至自日迷信計算機(jī),認(rèn)為計算機(jī)是解決一切工程問題的源泉,簡單地信賴計算機(jī)。隨著人里的計算機(jī)軟件的開發(fā),但又缺乏對計算機(jī)軟件的質(zhì)里的保證,包括對軟件開發(fā)者和其技術(shù)支持的技術(shù)資質(zhì)證明;軟件開發(fā)商的質(zhì)量保證、質(zhì)量控制過程的嚴(yán)格評價,軟件中所用技術(shù)的理論依據(jù)的嚴(yán)格評價;簡單和復(fù)雜例題測試結(jié)果的嚴(yán)格評價及其與其他獨認(rèn)求解結(jié)果的比較等等很多威脅到工程技術(shù)安全的問題,被計算機(jī)軟件應(yīng)用的發(fā)展所掩蓋了。
在當(dāng)今世界,計算機(jī)技術(shù)的濫用開始日益威脅著公眾的安全,計算機(jī)技術(shù)被抬高到了是知識、經(jīng)驗、思維的替代品。人們越來越愿意相信計算機(jī)技術(shù)使他們能對工程作出正確的判斷,而很少有人在想,特別是年輕的工程師們更很少去想,如果沒有計算機(jī),工程設(shè)計師需要哪些必要的知識和經(jīng)驗。人家都相信,解決工程問題的專業(yè)知識就是怎樣使用計算機(jī)技術(shù)以及計算機(jī)本身的專業(yè)知識,有的甚至把使用計算機(jī)的能力當(dāng)成能勝任工作的能力,人里的工程師們相信,他們僅僅依靠計算機(jī)技術(shù)就可以“解決”工程問題。沒有人認(rèn)識到高質(zhì)里的工程只能是淵博的工程理論知識、豐富的工程實踐經(jīng)驗、以及艱辛的腦力勞動、高質(zhì)里的設(shè)計思想相結(jié)合的產(chǎn)物。
在工程設(shè)計計算中利用計算機(jī)工程技術(shù)已有了很嚴(yán)重的負(fù)內(nèi)影響,它使年輕的一代工程師們相信計算機(jī)的安全莊、知識莊和能力。他們變得如此依賴計算機(jī),以至十喪失了正確進(jìn)行工程計算工作的能力。他們不懂得計算機(jī)不可能記錄有關(guān)模型、分析和設(shè)計的一此技巧。在現(xiàn)實工程實踐經(jīng)驗中,工程設(shè)計,特別是水利水電工程設(shè)計的模型是千差萬別的,計算機(jī)不可能識別上千萬種工程設(shè)計思想,除了具有陜捷的計算速度以外,計算機(jī)程序只是一此離散的知識。而真正的工程知識是經(jīng)驗、直覺、靈感、領(lǐng)悟力、創(chuàng)造力、想象力和“認(rèn)知”的巨人綜合體,它超越了任何計算機(jī)程序和程序員對結(jié)構(gòu)工程的“理解”。
現(xiàn)代工程具有復(fù)雜的理論依據(jù)、集體的設(shè)計思想,單純的依靠計算機(jī)工程技術(shù)是不可能讓人們學(xué)習(xí)有意義的經(jīng)驗的。越來越多的工程師們都期盼計算機(jī)軟件能將工程設(shè)訓(xùn)程序完全自動化,希望在解決工程問題時他們只需要區(qū)化類型和條件,讓程序自動生成必要的數(shù)學(xué)模型,完成復(fù)雜而重復(fù)的分析和設(shè)計過程,最后由制圖工具完成設(shè)計圖紙。這樣,工程設(shè)計唯一的責(zé)任就是明確所要解決的問題,然后評價最后的設(shè)計“成果”。而對于是否能可靠的檢測特征值,在進(jìn)行分析時是否用了足夠的模型、狀態(tài),或計算機(jī)建認(rèn)數(shù)學(xué)模型的理論是否正確,是否符合工程實際的特征,分析結(jié)果對工程敏感部位是否敏感,計算結(jié)果是否在條件允許范同之內(nèi),是否能根據(jù)實際的工程設(shè)計模型對某此邊界條件進(jìn)行調(diào)整。這些在年輕一代的結(jié)構(gòu)工程師們心中,都變得模糊不清。
很多軟件開發(fā)商,在對計算機(jī)技術(shù)知識的精通之外,畢競不是工程師,專業(yè)技術(shù)知識肯定有著各種方面的欠缺。計算機(jī)是一種工具,不可能替代人的腦力勞動、人的知識、經(jīng)驗的積累,計算機(jī)能處理大量的信息,但計算機(jī)程序是沒有多少工程實際工作經(jīng)驗的程序員編制的,程序?qū)こ探⒌臄?shù)學(xué)模型也不會很完善,在計算中,即使是錯誤的信息,計算機(jī)也不可能識別,同樣的都在計算機(jī)上顯示給專業(yè)技術(shù)工程師們。這就要求專業(yè)技術(shù)工程師們自己能通過專業(yè)技術(shù)知識的掌握,來控制設(shè)計計算機(jī)的偏差。
在軟件的實際應(yīng)用方面,那些只有極少經(jīng)驗、極少學(xué)識、年輕的工程師依靠計算機(jī)軟件來解決極度復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計問題。他們對力學(xué)基本原理和設(shè)計規(guī)范的背景知識了解很少,無法判斷程序算法所蘊含的假設(shè)和步驟,也無法判斷計算機(jī)運算結(jié)果的質(zhì)量,他們寧愿相信計算機(jī)程序產(chǎn)生的任何結(jié)果都是正確的,也無法懷疑計算機(jī)作出的所有結(jié)果,以及用獨立的例題校驗結(jié)果,這對計算機(jī)工程技術(shù)的應(yīng)用方面造成了很大的缺陷。
2.如何正確合理的應(yīng)用計算機(jī)工程技術(shù)
首先,在年輕一代的工程師當(dāng)中,應(yīng)讓他們對工程設(shè)計的危險性、對公眾安全的威脅、對工程設(shè)計的責(zé)任感有一定的認(rèn)識,應(yīng)該讓他們知道,工程特性是由工程設(shè)計的質(zhì)量決定的。真正有經(jīng)驗的工程師,應(yīng)該不用完全使用計算機(jī)就能工作,計算機(jī)工程技術(shù)的應(yīng)用本身并不是壞事,問題的核心是在工程計算中計算機(jī)的使用方法,不能濫用計算機(jī)。要強調(diào)工程實踐中知識、專業(yè)技術(shù)以及經(jīng)驗的重要莊,了解“為什么”這樣設(shè)計才是關(guān)鍵。專業(yè)的工程師應(yīng)在參加工作的最初一段時間內(nèi),對工程設(shè)計計算進(jìn)行手工求解,了解手工求解的原理、基本原則和提煉模型、識別計算結(jié)果中的錯誤,解決問題的其他方法,判斷計算結(jié)果的有效性。對計算機(jī)的計算結(jié)果應(yīng)持批評態(tài)度,尊重工程實踐經(jīng)驗,通過工程實踐學(xué)習(xí)工程設(shè)計,強調(diào)從那此資深的或有經(jīng)驗的結(jié)構(gòu)工程師那里學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)工程設(shè)計。不依賴計算機(jī)解決工程問題,要經(jīng)常懷疑計算機(jī),在沒有深入工程以前不使用計算機(jī)的結(jié)果。在被工程師證實正確之前,假設(shè)計算機(jī)提供的結(jié)果是錯誤的。在用計算機(jī)求解之前,必須先知道答案。不崇拜計算機(jī),而是崇尚知識和經(jīng)驗,提倡全面了解工程理論和實踐中的所有經(jīng)驗。
計算機(jī)在為人們提供很多方便、快捷的圖像、文字、數(shù)值計算等信息處理技術(shù)的同時,要認(rèn)識到計算機(jī)不可能能成為人類知識、經(jīng)驗、遠(yuǎn)見、靈感、創(chuàng)造力、想象力、獨立思維的替代品。雖然在工程實踐中計算機(jī)技術(shù)是非常有價值的工具,但是工程師們必須認(rèn)識到對工程學(xué)的原理、方法、標(biāo)準(zhǔn)等等的全面了解,比對計算機(jī)操作方法的了解要重要得多,計算機(jī)不可能記錄有關(guān)模型、分析和設(shè)計的一些技巧。
一個合格稱職的工程師,應(yīng)具備不依賴計算機(jī)技術(shù)解決工程問題的能力,應(yīng)具備經(jīng)驗、直覺、靈感、領(lǐng)悟力、創(chuàng)造力、想象力和對工程的設(shè)計思想的能力。能獨認(rèn)地靠學(xué)識、創(chuàng)新和豐富的經(jīng)驗,而不是是依賴計算機(jī)找出工程問題的正確解答。計算機(jī)工程技術(shù)只能回歸到工具的位置,只是一種方便快捷的計算、圖像、文字處理等信息技術(shù)工具的位置,認(rèn)識到這點,將對計算機(jī)工程技術(shù)的應(yīng)用策略起到重要的影響。
總而言之,對計算機(jī)工程技術(shù)的應(yīng)用不能完全依賴于計算機(jī)及其得出的表內(nèi)數(shù)據(jù),而應(yīng)該更多的憑借自身的工程經(jīng)驗知識,這是一個合格的工程師所必備的條件之一。
參考文獻(xiàn):
[1]明輝.計算機(jī)工程技術(shù)基礎(chǔ)研究[J].電腦知識與技術(shù),2010(12)。
現(xiàn)在計算機(jī)的發(fā)展速度很快,硬件技術(shù)和軟件技術(shù)都有很大的進(jìn)步。各種應(yīng)用程序?qū)映霾桓F,并且廣泛的應(yīng)用于建設(shè)設(shè)計行業(yè)。所以這一批工程師在剛剛參加工作就開始使用計算機(jī)進(jìn)行工程的相關(guān)計算和設(shè)計工作。他們開始盲目的相信計算機(jī),而不通過自己實際的手工計算來對結(jié)果進(jìn)行審核,這樣會使設(shè)計的準(zhǔn)確性受到影響。會對建筑的安全有很大威脅。這些人認(rèn)為計算機(jī)可以解決所有的問題,并且不會出現(xiàn)錯誤。但是現(xiàn)在的計算機(jī)軟件雖然得到了大量的開發(fā),但是這些軟件的質(zhì)量卻沒有得到保證,有一些軟件的開發(fā)者和技術(shù)支持的資質(zhì)證明都沒有得到保證,還有的軟件的質(zhì)量沒有進(jìn)行合理的檢測,所以這些軟件往往不能全部相信,不能完全依賴。如果只通過這些軟件進(jìn)行設(shè)計,會造成工程的安全受到威脅。所以我們必須重視這個問題?,F(xiàn)在因為在工程的設(shè)計工作中,使用計算機(jī)工程技術(shù)進(jìn)行計算已經(jīng)產(chǎn)生了很多不利的影響?,F(xiàn)在新一代的工程師變得十分依賴計算機(jī),他們堅信計算機(jī)的知識性、安全性和能力不會出現(xiàn)問題,所以逐漸失去了對工程內(nèi)容進(jìn)行正確計算的能力。他們不知道,計算機(jī)不可能對一些模型、設(shè)計的技巧和分析進(jìn)行詳細(xì)的記錄。他們只會依賴計算機(jī)來進(jìn)行設(shè)計。通過實踐經(jīng)驗表明,工程的設(shè)計工作,尤其是水利水電方面的工程設(shè)計有很多模型,而且差別很大,計算機(jī)不可能對這些不同的模型全部識別清楚。計算機(jī)的計算速度是很快,這一點毋庸置疑,但是除此之外,它在其他方面的知識都十分零散。而在工程建設(shè)過程中,要憑借設(shè)計師自身的經(jīng)驗、靈感、直覺、創(chuàng)造力、領(lǐng)悟力、想象力和認(rèn)知能力來綜合的進(jìn)行設(shè)計。這一點計算機(jī)是永遠(yuǎn)無法取代的。任何計算機(jī)和程序員都沒有辦法對這種設(shè)計進(jìn)行理解。所以,我們要培養(yǎng)這些新一批的設(shè)計師進(jìn)行自主的設(shè)計,不要只依賴與計算機(jī),而要進(jìn)行手工計算,這樣才能設(shè)計出符合規(guī)范的作品?,F(xiàn)代工程具有復(fù)雜的理論依據(jù)、集體的設(shè)計思想,單純的依靠計算機(jī)工程技術(shù)是不可能讓人們學(xué)習(xí)有意義的經(jīng)驗的。越來越多的工程師們都期盼計算機(jī)軟件能將工程設(shè)計程序完全自動化,希望在解決工程問題時他們只需要區(qū)化類型和條件,讓程序自動生成必要的數(shù)學(xué)模型,完成復(fù)雜而重復(fù)的分析和設(shè)計過程,最后由制圖工具完成設(shè)計圖紙。這樣,工程設(shè)計唯一責(zé)任就是明確所要解決的問題,然后評價最后的設(shè)計“成果”。而對于是否能可靠的檢測特征值,在進(jìn)行分析時是否用了足夠的模型、狀態(tài),或計算機(jī)建立數(shù)學(xué)模型的理論是否正確,是否符合工程實際的特征,分析結(jié)果對工程敏感部位是否敏感,計算結(jié)果是否在條件允許范圍之內(nèi),是否能根據(jù)實際的工程設(shè)計模型對某些邊界條件進(jìn)行調(diào)整。這些在年輕一代的結(jié)構(gòu)工程師們心中,都變得模糊不清。很多軟件開發(fā)商,在對計算機(jī)技術(shù)知識的精通之外,畢竟不是工程師,專業(yè)技術(shù)知識肯定有著各種方面的欠缺。計算機(jī)是一種工具,不可能替代人的腦力勞動、人的知識、經(jīng)驗的積累,計算機(jī)能處理大量的信息,但計算機(jī)程序是沒有多少工程實際工作經(jīng)驗的程序員編制的,程序?qū)こ探⒌臄?shù)學(xué)模型也不會很完善,在計算中,即使是錯誤的信息,計算機(jī)也不可能識別同樣的都在計算機(jī)上顯示給專業(yè)技術(shù)工程師們。這就要求專業(yè)技術(shù)工程師右自己能通過專業(yè)技術(shù)知識的掌握,來控制設(shè)計計算中的偏差。在軟件的實際應(yīng)用方面,那些只有極少經(jīng)驗、極少學(xué)識、年輕的工程師依靠計算機(jī)軟件來解決極度復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計問題。他們對力學(xué)基本原理和設(shè)計規(guī)范的背景知識了解很少,無法判斷程序算法所蘊含的假設(shè)和根據(jù),也無法判斷計算機(jī)運算結(jié)果的質(zhì)量,他們寧愿相信計算機(jī)程序產(chǎn)生的結(jié)果都是正確的,也無法懷疑計算機(jī)做出的所有結(jié)果,以及用獨立的例證校驗結(jié)果,這對計算機(jī)工程技術(shù)的應(yīng)用方面造成了很大的缺陷。
2、如何正確合理的應(yīng)用計算機(jī)工程技術(shù)
首先,在年輕一代的工程師當(dāng)中,應(yīng)讓他們對工程設(shè)計的危險性、又對公眾安全的威脅、對工程設(shè)計的責(zé)任感有一定的認(rèn)識,應(yīng)該讓他們知道,工程特性是由工程設(shè)計的質(zhì)量決定的。真正有經(jīng)驗的工程師,應(yīng)該不能完全依賴計算機(jī)工作,計算機(jī)工程技術(shù)的應(yīng)用本身并不是壞事,問題的核心在于工程計算中計算機(jī)的使用方法,不能濫用計算機(jī)。要強調(diào)工程實踐中知識、專業(yè)技術(shù)以及經(jīng)驗的重要性,了解“為什么”這樣設(shè)計才是關(guān)鍵。專業(yè)的工程師應(yīng)在參加工作的最初一段時間內(nèi),對工程設(shè)計計算進(jìn)行手工求解了解手工求解的原理、基本原則和提煉模型、識別計算結(jié)果中的錯誤,解決問題的其他方法,判斷計算結(jié)果的有效性。對計算機(jī)的計算結(jié)果應(yīng)持批評態(tài)度,尊重工程實踐經(jīng)驗,通過工程實踐學(xué)習(xí)工程設(shè)計,強調(diào)從那些資深的剪有經(jīng)驗的結(jié)構(gòu)工程師那里學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)工程設(shè)計。不依賴計算機(jī)解決工程問題,要經(jīng)常懷疑計算機(jī),在沒有深人工程以前不使用計算機(jī)的結(jié)果。在被工程證實正確之前,假設(shè)計算機(jī)提供的結(jié)果是錯誤的。在用計算機(jī)求解之前,必須先知道答案。不崇拜計算機(jī),而是崇尚知識和經(jīng)驗,提倡全面了解工程理論和實踐中的所有經(jīng)驗。一個稱職的工程師,應(yīng)具備不依賴計算機(jī)技術(shù)解決工程問題的能力,具備經(jīng)驗、直覺、靈感、領(lǐng)悟力、創(chuàng)造力、想象力和對工程的設(shè)計思想的能力。工程師應(yīng)該能夠做到獨立地靠學(xué)識、創(chuàng)新和豐富的經(jīng)驗,而不是依賴計算機(jī)找出工程問題的正確解答。計算機(jī)工程技術(shù)只能回歸到工具的位置,它只是一種方便快捷的計算、圖像、文字處理等信息技術(shù)工具的位置,而不能夠把它當(dāng)做工作中必須依賴的東西。認(rèn)識到這點,將對計算機(jī)工程技術(shù)的應(yīng)用策略起到重要的影響。能夠使設(shè)計工作更好地進(jìn)行。總之,對計算機(jī)工程技術(shù)的應(yīng)用不能憲全依賴于計算機(jī)及其得出的表面數(shù)據(jù),而應(yīng)該更多的憑借自身的工程經(jīng)驗知識,這是一個合格的工程師所必備的條件之一。
隨著國家對教育的不斷投入,教學(xué)改革已經(jīng)有了明顯的成效,但實踐教學(xué)還在諸多方面存在一些不足。
1.1實踐經(jīng)費相對不足
學(xué)校真正提供給實踐的資金有限,校內(nèi)實踐場地和設(shè)備存在一定程度上的不足,這就出現(xiàn)了人均實際操作動手機(jī)會少,教學(xué)與設(shè)備不協(xié)調(diào)等現(xiàn)象,直接影響了實踐教學(xué)的質(zhì)量,也影響了學(xué)生技能的培養(yǎng)。
1.2實踐指導(dǎo)教師結(jié)構(gòu)不合理
在實踐教學(xué)師資隊伍中,“雙師型”教師還比較緊缺。參與實踐教學(xué)指導(dǎo)者多為從公司聘請的工程技術(shù)人員,他們雖有著深厚的實踐經(jīng)驗,但不能很好地將實踐操作與理論知識統(tǒng)一起來,屬于會做不會講。而本校的教師雖有一定的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識,但在生產(chǎn)實踐方而缺乏一定的鍛煉,屬于會講不會做。教師結(jié)構(gòu)的不合理,使得理論知識與實踐技能不能有效的形成統(tǒng)一體,也影響了實踐教學(xué)的質(zhì)量。
1.3校企合作實踐存在不足
(1)能夠接受實踐的學(xué)生少。企業(yè)受到人員和場地的限制,不可能接收太多的學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實習(xí)。
(2)對學(xué)生管理不足。由于學(xué)校和企業(yè)對于學(xué)生實踐的管理都較為松散,造成學(xué)生對實踐教學(xué)缺乏正確認(rèn)識,使得實踐教學(xué)的質(zhì)量難以保證。
(3)需要有專門的教師脫離工作崗位指導(dǎo)學(xué)生。如果沒有專門教師指導(dǎo),企業(yè)很難抽調(diào)人員為學(xué)生提供專門指導(dǎo)。另外,沒有教師的參與,企業(yè)很難保證項目開發(fā)進(jìn)度,也不愿意不熟練的學(xué)生參與項目開發(fā)。這樣,學(xué)校和企業(yè)就失去了合作的基礎(chǔ)。
1.4實踐考核不嚴(yán)
學(xué)校對于實踐教學(xué)沒有建立規(guī)范的考核標(biāo)準(zhǔn),對實踐教學(xué)的考核往往低于理論考核的要求,使得實踐考核流于形式,影響了實踐教學(xué)的效果。
2.計算機(jī)工程教育實踐教學(xué)改革
針對上面分析的問題,我們認(rèn)為高等工程教育中計算機(jī)實踐教學(xué)改革應(yīng)該側(cè)重以下幾個方面。
2.1加強教師實踐能力培養(yǎng),提高教師專業(yè)素質(zhì)
高素質(zhì)、實踐能力強的師資隊伍是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的保證。學(xué)校應(yīng)該加強計算機(jī)專業(yè)具有豐富工程經(jīng)驗的“雙師型”教師的引進(jìn),同時采取有力措施組織教師參加各類師資培訓(xùn),努力提高師資隊伍的業(yè)務(wù)水平和工程能力,不斷更新和拓展專業(yè)知識,提高專業(yè)素養(yǎng)。學(xué)校發(fā)展過程中有許多與計算機(jī)相關(guān)的項目,教師應(yīng)該關(guān)注這些項目的實施,學(xué)校要盡可能把這些項目放在學(xué)校內(nèi)部立項、實施。這些可以為老師和學(xué)生提供一次實踐鍛煉的機(jī)會,并能夠降低開發(fā)成本,方便維護(hù)。有計劃地安排教師到相關(guān)企業(yè)實踐,了解計算機(jī)行業(yè)管理知識和新技術(shù)發(fā)展動態(tài),積累工程開發(fā)經(jīng)驗,努力打造“雙師型”教師隊伍。教師們將最新的軟件技術(shù)和職業(yè)技能傳授給學(xué)生,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實踐,培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。在人才引進(jìn)和教師培訓(xùn)有限的情況下,教師可以組成模擬項目開發(fā)教學(xué)團(tuán)隊,確定明確的設(shè)計目標(biāo),教師引導(dǎo),學(xué)生直接參與,按照工程項目管理方法管理,按照項目驗收標(biāo)準(zhǔn)驗收,提高教師的實踐教學(xué)能力和管理水平,促進(jìn)學(xué)生工程開發(fā)能力和團(tuán)隊合作精神的培養(yǎng)。
2.2案例教學(xué)法
根據(jù)教材重點、難點和學(xué)生中存在的疑難問題,精心設(shè)計案例題,以鞏固深化知識,發(fā)展能力,以達(dá)到熱能生巧。案例教學(xué)模式就是打破“以教師為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)模式,擴(kuò)展到“以學(xué)生為中心”的復(fù)合型教學(xué)模式。在這種教學(xué)模式下,整個教學(xué)過程,教師利用情境、協(xié)作、會話等學(xué)習(xí)環(huán)境,要求充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造精神。在這種模式中,學(xué)生是主體,也是中心,是知識的主動構(gòu)建者;而教師是教學(xué)過程的組織者、指導(dǎo)者、促進(jìn)者;教材是學(xué)生主動構(gòu)建的對象;媒體則是認(rèn)知工具。這種模式是與現(xiàn)代社會對人才培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的,因而也是最有效的新型教學(xué)模式。
2.3激發(fā)學(xué)生的自主實踐興趣
采取激勵機(jī)制,鼓勵學(xué)生以興趣小組或課程實驗小組的形式開展實驗、展開實驗討論,并主動和教師交流;鼓勵優(yōu)秀學(xué)生和高年級學(xué)生參與課外實踐指導(dǎo),逐步形成學(xué)生合作、自主實驗和自主指導(dǎo)的氛圍,轉(zhuǎn)變教師指導(dǎo)為學(xué)生自主研討,緩解開放性建設(shè)中實驗指導(dǎo)教師數(shù)量不足的問題。設(shè)置合理比例,嚴(yán)格規(guī)定學(xué)生應(yīng)該完成的課內(nèi)和課外實驗,讓學(xué)生帶著任務(wù)進(jìn)實驗室或?qū)嵙?xí)基地。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài),啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生自主選擇實驗項目,自主設(shè)計實驗,綜合運用所學(xué)知識,解決學(xué)習(xí)中的困難和問題,顯現(xiàn)自己的智慧和能力,體驗自主實踐的成果,從而達(dá)到充分調(diào)動學(xué)生自主實踐的積極性和主動性的目的。
2.4開發(fā)虛擬實踐教學(xué)平臺
由于自主實驗所占比例較高,實踐教學(xué)條件勢必有限,加上難以為每個開放實驗室全程安排指導(dǎo)教師,那么,可以借助校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)虛擬實踐教學(xué)平臺,方便各個實踐課程項目案例的管理,緩解教師和設(shè)備短缺問題,也緩解外出校企合作費用過高問題,為學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。以此平臺的軟件虛擬實訓(xùn)環(huán)境為例,老師和學(xué)生分組充當(dāng)項目經(jīng)理、開發(fā)員和測試員角色,登陸虛擬實訓(xùn)環(huán)境,根據(jù)其中真實的軟件開發(fā)實例課件內(nèi)容要求完成不同的開發(fā)和測試任務(wù),并分階段提交各自的成果,項目經(jīng)理對開發(fā)員和測試員的工作進(jìn)行指導(dǎo)、評審、考核和答疑。這樣,學(xué)生將置身于以真實工程項目職場為背景的實訓(xùn)環(huán)境中,以項目團(tuán)隊的組織形式完成實戰(zhàn)訓(xùn)練,親身感受到規(guī)范的軟件開發(fā)流程,迅速掌握規(guī)范高效的軟件項目開發(fā)步驟與方法,在真實的項目開發(fā)過程中提高實踐動手能力,獲得實際工作經(jīng)驗,從而大大縮短了就業(yè)后的崗位適應(yīng)期,真正實現(xiàn)專業(yè)教育與企業(yè)崗位需求之間的相互銜接。為了提高實踐教學(xué)資源的利用率,開發(fā)實踐教學(xué)資源庫也就顯得尤為重要。計算機(jī)虛擬實踐教學(xué)資源庫的構(gòu)建要與人才培養(yǎng)目標(biāo)相一致,以專業(yè)崗位需求為根據(jù),突出“能力”目標(biāo)。如軟件開發(fā)課程實踐庫應(yīng)主要包括以下內(nèi)容:軟件開發(fā)的基本概念、方法和步驟,解決問題的思路和過程;完整的開發(fā)過程和各個過圖1計算機(jī)虛擬實踐教學(xué)資源庫結(jié)構(gòu)圖程的實際成果資料,具體包括“軟件開發(fā)計劃書”、“可行性研究報告”、“需求分析說明書”、“概要設(shè)計說明書”和“詳細(xì)設(shè)計說明書”;最終開發(fā)成果、編碼集及操作使用說明書。實踐案例按照行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化的、系統(tǒng)的制定原則,把行業(yè)的要求融合到教學(xué)案例中,使案例庫豐富及多樣。實踐項目庫的項目是非常典型的,具有代表性的任務(wù),根據(jù)專業(yè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)職業(yè)崗位的任職要求,充分體現(xiàn)職業(yè)性、實踐性和可持續(xù)發(fā)展性;以職業(yè)崗位真實的項目和任務(wù)及其工作過程為依據(jù),整合相應(yīng)的知識、技能,在真實項目的基礎(chǔ)上構(gòu)建學(xué)習(xí)性的環(huán)境。
關(guān)鍵詞:計算機(jī)工程;應(yīng)用;問題;優(yōu)勢;分析
中圖分類號:TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
現(xiàn)階段世界范圍內(nèi)發(fā)展最迅速的行業(yè)就是計算機(jī)以及互聯(lián)網(wǎng)。計算機(jī)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種連接虛擬畫面,其主要的目的是進(jìn)行資源之間的共享。計算機(jī)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及成為了現(xiàn)階段社會發(fā)展的主要助力。因此我們在今后的發(fā)展過程中需要更加地重視計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及創(chuàng)新。從計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展過程中,我們會發(fā)現(xiàn),計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展都是在具體的實際應(yīng)用中不斷提升的。因此想要進(jìn)一步發(fā)展計算機(jī)技術(shù),我們需要在計算機(jī)工程應(yīng)用中逐漸給予重視。本文主要是針對計算機(jī)工程領(lǐng)域的主要應(yīng)用以及發(fā)展進(jìn)行論述,針對計算機(jī)工程的優(yōu)勢來進(jìn)行具體的應(yīng)用闡述,在最大程度上保障計算機(jī)工程技術(shù)在應(yīng)用過程中安全使用,可靠使用。
1. 簡要敘述我國計算機(jī)工程在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題
1.1 問題一:在計算機(jī)工程應(yīng)用過程中容易受到外來病毒或者是電腦黑客的入侵或者干擾
計算機(jī)工程在應(yīng)用過程中,非常容易受到外界的攻擊。這種攻擊主要有兩種形式,第一種是外來黑客的攻擊,這種攻擊通常是惡意的;第二種是外來病毒侵犯。上述兩種外來攻擊都會不同程度地影響計算機(jī)工程的應(yīng)用和使用性能。基于上述的原因,我國的計算機(jī)工程在應(yīng)用過程中非常重視網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全問題。在計算機(jī)工程中對于計算機(jī)安全的保護(hù)主要有3種形式的安全管理。第一種是從計算機(jī)物理構(gòu)成方面保護(hù)計算機(jī)工程的應(yīng)用;第二種是從計算機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)方面保護(hù)計算機(jī)工程的應(yīng)用;第三種是從計算機(jī)工程的應(yīng)用主要功能方面保護(hù)計算機(jī)工程的應(yīng)用。在使用計算機(jī)工程初期,計算機(jī)的安全性能非常穩(wěn)定,但是隨著應(yīng)用的時間增多,計算機(jī)的輻射會逐漸地同外部設(shè)備形成一種電磁輻射,這種情況下,我們就要重新評估計算機(jī)工程的安全性能問題。計算機(jī)在使用過程中要對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測,保障存儲文件的安全性能,同時我們還要在計算機(jī)中設(shè)置相應(yīng)的用戶識別功能,現(xiàn)階段身份識別功能最好的體現(xiàn)形式就是輸入口令,通過口令的校核保障計算機(jī)的使用安全性。同時還需要對計算機(jī)的使用日志進(jìn)行關(guān)注,每一次安全登陸過后,我們都要進(jìn)行相關(guān)日志的檢查,確保日志中的記錄沒有異常。
1.2 問題二:在計算機(jī)工程應(yīng)用過程中相關(guān)應(yīng)用安全很難和便利通信兩者之間形成平衡
在計算機(jī)工程應(yīng)用的過程中,對于計算機(jī)的安全等級體系有著明確的規(guī)定,現(xiàn)在主要分為3個等級。第一個等級是低級安全體系;第二個等級是中級安全體系;第三種是高級安全體系。我們可以根據(jù)計算機(jī)的實際使用情況來確定在計算機(jī)中植入哪一級別的安全防護(hù)等級。計算機(jī)的安全體系主要體現(xiàn)在3個方面。第一個是計算機(jī)信息的保密性;第二個是計算機(jī)信息的整體性;第三個是計算機(jī)信息的可用性。計算機(jī)安全體系中的保密性主要指的是計算機(jī)中的相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)只能通過一定的實體授權(quán)才能夠進(jìn)行獲取或者瀏覽;計算機(jī)安全體系中的整體性主要指的是計算機(jī)中的信息或者數(shù)據(jù)要保障存儲過程中的全面性以及完整性,不能夠隨意更改。計算機(jī)安全體系中的可用性主要指的是計算機(jī)中的信息在一定的靜態(tài)條件下能夠?qū)崿F(xiàn)操作,對于一般性的文件或者數(shù)據(jù)實現(xiàn)可見。
2. 簡要敘述我國計算機(jī)工程在應(yīng)用過程中的主要優(yōu)勢
關(guān)于我國計算機(jī)工程在應(yīng)用過程中的主要優(yōu)勢的闡述,本文主要從4個方面進(jìn)行分析。下面進(jìn)行詳細(xì)的分析以及闡述。
2.1 簡述信息工程中計算機(jī)工程應(yīng)用的主要優(yōu)勢
在信息工程中,由于有了計算機(jī)工程的加入,有了更加強大的技術(shù)支持。主要的體現(xiàn)有兩點。第一點是能夠有效地實現(xiàn)信息工程中的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的生成,能夠在根源處保障信息傳遞的工作效率;第二點是計算機(jī)工程的應(yīng)用能夠為信息工程建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫,保障數(shù)據(jù)的存儲和調(diào)取。
2.2 簡述科研教育工作中計算機(jī)工程應(yīng)用的主要優(yōu)勢
在我國的科研教育行業(yè)中,由于有了計算機(jī)工程的加入,能夠促進(jìn)科研教育工作的長遠(yuǎn)發(fā)展。通過計算機(jī)工程建立一套相應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)平臺,通過互聯(lián)網(wǎng)平臺來實現(xiàn)科研教育的多元化發(fā)展,提升科研教育的發(fā)展速度。
2.3 簡述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的計算機(jī)工程應(yīng)用主要優(yōu)勢
隨著網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展及計算機(jī)工程在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用,為互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展提供了更為廣闊的發(fā)展空間。例如:以太網(wǎng)(Ethemet)、令牌環(huán)網(wǎng)(Token-Ring)、光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)。可見,計算機(jī)工程在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)地進(jìn)一步發(fā)展。
2.4 簡述在公共服務(wù)工作過程中計算機(jī)工程應(yīng)用的主要優(yōu)勢
目前,在社會公共服務(wù)體系中,為了提高公共服務(wù)體系的管理效率,計算機(jī)工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有效結(jié)合得到了廣泛的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的公共服務(wù)體系中,大多數(shù)的數(shù)據(jù)是依靠人工手工輸入來完成的,不僅整體服務(wù)水平不高、服務(wù)效率低下,還存在較大的數(shù)據(jù)安全隱患。在依靠計算機(jī)工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大力支持下,公共服務(wù)體系獲得了先進(jìn)的技術(shù)支持。計算機(jī)工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)改變了傳統(tǒng)的公共服務(wù)管理模式。
參考文獻(xiàn)
[1]廖白華,黃小鵬,胡麗婧.計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用安全問題與有效應(yīng)對策略[J].計算機(jī)工程技術(shù),2007(1):21.
計算機(jī)工程是涉及現(xiàn)代計算系統(tǒng)、計算機(jī)控制設(shè)備的軟硬件設(shè)計、制造、操作的科學(xué)與技術(shù),建立在計算、數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程學(xué)的基礎(chǔ)上,主要研究計算機(jī)處理器、多處理器通訊設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和存儲器體系,著重研究硬件設(shè)計以及與軟件和操作系統(tǒng)的交互性能,如嵌入式系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)與大規(guī)模存儲系統(tǒng)。絕大多數(shù)美國學(xué)校的電氣工程和計算機(jī)工程是在一個系,除數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)科學(xué)知識外,課程體系主要包括計算機(jī)科學(xué)和電氣工程等學(xué)科的相關(guān)課程、設(shè)計和構(gòu)建計算機(jī)系統(tǒng)及基于計算機(jī)系統(tǒng)的相關(guān)軟硬件課程。培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具備從事計算機(jī)系統(tǒng)工作的能力,或具備基于計算機(jī)相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計、應(yīng)用和集成工作的能力,具有扎實的計算機(jī)基礎(chǔ)理論、良好的科學(xué)素質(zhì)和工程實踐能力,包括良好的團(tuán)隊合作和人際交流溝通能力[5]。下面主要介紹美國這4所大學(xué)的計算機(jī)工程課程設(shè)置情況。
1.1UIUC計算機(jī)工程專業(yè)本科課程設(shè)置
UIUC計算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生需要修滿128個學(xué)分,這些課程分為如下7大類:1)科學(xué)基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)課程(31學(xué)分),包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)在內(nèi)的10門課程。2)計算機(jī)工程核心課程(34學(xué)分),這些課程重點介紹計算機(jī)工程領(lǐng)域的基本概念、基本原理、基本實驗方法和技術(shù),共有10門課程。3)專業(yè)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程(6學(xué)分),包括離散數(shù)學(xué)和概率、工程應(yīng)用兩門數(shù)學(xué)課程。4)寫作課程(4學(xué)分),1門寫作原理課程,主要講授研究報告的寫作方法。5)專業(yè)技術(shù)選修課(23學(xué)分),其中1門必須選自計算機(jī)工程和計算機(jī)科學(xué)專業(yè)技術(shù)選修課程之外的課程,其他必須均選自計算機(jī)工程和計算機(jī)科學(xué)專業(yè)技術(shù)選修課程。這些課程強調(diào)計算機(jī)工程實踐中用到的主要分析方法和設(shè)計原則。6)社會科學(xué)與人文科學(xué)課程(18學(xué)分),這些課程被工學(xué)院認(rèn)可并滿足學(xué)校對學(xué)生社會科學(xué)與人文科學(xué)課程通識教育的要求。7)自由選修課程(12學(xué)分),這些幾乎沒有限制的選修課可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)任何領(lǐng)域的知識。學(xué)生可以在計算機(jī)工程專業(yè)深入學(xué)習(xí)課程,也可以學(xué)習(xí)生物工程、技術(shù)管理或語言等課程。
1.2普度大學(xué)計算機(jī)工程專業(yè)本科課程設(shè)置
普度大學(xué)計算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生需要修滿125個學(xué)分,這些課程分為如下6大類:1)通識教育課程(24~25學(xué)分),包括6~7學(xué)分的兩門交流技巧課程和18個學(xué)分的社會與人文學(xué)科選修課程。2)數(shù)學(xué)課程(21~22學(xué)分),數(shù)學(xué)課程有兩種套餐,各6門課,學(xué)生可以根據(jù)自己的情況任選一種。3)科學(xué)基礎(chǔ)課程(18~19學(xué)分),包括物理、化學(xué)、生物及面向?qū)ο缶幊痰?門課程。4)工程基礎(chǔ)課程(7學(xué)分),包括工程導(dǎo)論兩門課程及計算機(jī)工程和計算機(jī)科學(xué)以外學(xué)科的工程學(xué)科選修課1門。5)計算機(jī)工程專業(yè)課程(49學(xué)分),包括32~33學(xué)分的13門計算機(jī)工程專業(yè)核心課程;兩門共計1學(xué)分的研討課程;2門3~4學(xué)分的高級設(shè)計課程;2門8學(xué)分的研究生課程;1~2門計算機(jī)專業(yè)選修課程,使計算機(jī)工程專業(yè)課程總學(xué)分達(dá)到49學(xué)分。6)任選課程(4~6學(xué)分),根據(jù)輔修要求或個人興趣,任選課程可以從理學(xué)院或文理學(xué)院中適合工科學(xué)生的數(shù)學(xué)、科學(xué)課程中選擇,目的是使總學(xué)分達(dá)到125學(xué)分。
1.3伊利諾伊理工學(xué)院計算機(jī)工程專業(yè)本科課程設(shè)置
IIT計算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生需要修滿130~134個學(xué)分,這些課程分為如下3大類:1)限選課程(109學(xué)分),學(xué)分分配如下:計算機(jī)工程專業(yè)限選課程47學(xué)分,包括計算機(jī)工程和計算機(jī)科學(xué)兩類課程;數(shù)學(xué)限選課程24學(xué)分;物理限選課程11學(xué)分;化學(xué)限選課程3學(xué)分;工程科學(xué)限選課程3學(xué)分;社會科學(xué)與人文學(xué)科限選課程21學(xué)分。2)選修課程(15~19學(xué)分),包括專業(yè)選修課程9~12學(xué)分,其中含1門硬件設(shè)計選修課;科學(xué)選修課程3學(xué)分。3)跨專業(yè)實踐項目課程(6學(xué)分),包括IPROI跨專業(yè)實踐項目I和IPROII跨專業(yè)實踐項目II兩門課程。
1.4西北大學(xué)計算機(jī)工程專業(yè)本科課程設(shè)置
西北大學(xué)計算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生需要修48門課程,這些課程分為如下7類:1)通用工程方法、數(shù)學(xué)、科學(xué)基礎(chǔ)課程(15門),必修計算方法與線性代數(shù)GenEng205-1、線性代數(shù)與力學(xué)GenEng205-2、動態(tài)系統(tǒng)建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4門通用工程方法課程;必修微積分(I)MATH220,微積分(II)MATH224,微積分(III)MATH230及多元積分與矢量微積分MATH234四門數(shù)學(xué)課程;必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3兩門科學(xué)基礎(chǔ)課程;從McCormick工學(xué)院科學(xué)基礎(chǔ)課程中任選其他2門課程;另外必修IDEA106-1工程設(shè)計與交流(I)、IIDEA106-2工程設(shè)計與交流(II)兩門工程設(shè)計和交流課程。2)工程基礎(chǔ)課程(5門),必修4門,包括EECS202電氣工程導(dǎo)論、EECS203計算機(jī)工程導(dǎo)論、EECS211編程基礎(chǔ)(C++)、EECS302概率系統(tǒng)與隨機(jī)信號,并從McCormick工學(xué)院工程基礎(chǔ)課程熱電力學(xué)、系統(tǒng)工程與分析、材料科學(xué)和流體與固體中任選1門。3)交流與社科人文學(xué)科課程(8門),選修GenCmn102演講或GenCmn103課程的其中1門,另外選修7門滿足McCormick工學(xué)院要求的社科人文學(xué)科課程。4)專業(yè)核心課程(5門),必修EECS205計算機(jī)系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)、EECS303高級數(shù)字邏輯設(shè)計、EECS361計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、EECS311數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)管理和EECS343電路基礎(chǔ)這5門課程。5)技術(shù)選修課程(10門),西北大學(xué)計算機(jī)工程專業(yè)分高性能計算、VLSI與CAD、嵌入式系統(tǒng)和算法設(shè)計與軟件系統(tǒng)4個方向,每個方向開設(shè)若干門技術(shù)課程,每個學(xué)生必須在這4個方向中選修5門課;從專業(yè)基礎(chǔ)課程EECS213計算機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)論、EECS222信號與系統(tǒng)基礎(chǔ)、EECS223固態(tài)工程基礎(chǔ)、EECS224電磁場與光學(xué)基礎(chǔ)、EECS225電子學(xué)基礎(chǔ)5門課中根據(jù)學(xué)習(xí)方向選修2門;剩下3門從計算機(jī)科學(xué)、計算機(jī)工程、數(shù)學(xué)、科學(xué)基礎(chǔ)等課程中選修,如可以是生物學(xué)BIOL210-1,2,3和化學(xué)原理CHEM210-1,2,3課程,也可以經(jīng)申請同意選修相關(guān)計算機(jī)工程研究生課程。6)自由選修課程(5門),共修5門,學(xué)生可以根據(jù)自身情況和興趣愛好自由選修。若從未學(xué)習(xí)過任何計算機(jī)編程語言,建議其中1門選修編程入門(Python)EECS110課程。7)高級項目課程(1門),至少在微處理器系統(tǒng)項目EECS347-1、計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)項目EECS362和VLSI設(shè)計項目EECS3923門課中選修1門。
24所大學(xué)計算機(jī)工程課程設(shè)置特色
4所大學(xué)計算機(jī)工程本科專業(yè)的課程設(shè)置都通過美國工程教育認(rèn)證機(jī)構(gòu)ABET的EC2000指標(biāo)體系認(rèn)證,有如下特點:
1)注重基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí),在貫徹通識教育中培養(yǎng)學(xué)生的各種能力?;A(chǔ)知識直接決定學(xué)生未來的發(fā)展?jié)摿7-8],而基礎(chǔ)知識的掌握通常是通過通識教育實現(xiàn)的。與我國高校通識教育不同的是,這4所美國大學(xué)按照各種完整的項目組織基礎(chǔ)知識,讓學(xué)生在基于項目的學(xué)習(xí)中形成各種能力。他們還特別重視人際溝通能力的培養(yǎng)和學(xué)生對廣泛深入的人文社科知識的理解,使所有工科學(xué)生在數(shù)學(xué)、物理、信息、物質(zhì)、生命、技術(shù)和能源科學(xué)方面及人文社科方面打下廣泛的基礎(chǔ)。這種比知識更重要的能力是學(xué)生取之不盡、用之不竭的資源。普度大學(xué)第一年的工程基礎(chǔ)培養(yǎng)及UIUC第一年的計算機(jī)工程訓(xùn)練從一開始就圍繞能力培養(yǎng),使學(xué)生能更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)和數(shù)學(xué)知識。
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