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關(guān)鍵詞:電子商務(wù)概論;課程建設(shè);電子商務(wù)網(wǎng)站
一、引言
《電子商務(wù)概論》作為一門(mén)新興的并且在不斷快速發(fā)展的學(xué)科,已經(jīng)有越來(lái)越多的專(zhuān)業(yè)來(lái)選修它。就目前的情況來(lái)看,電子商務(wù)概論教學(xué)在課程內(nèi)容與教學(xué)方法方面還有許多不足的地方。本文根據(jù)近幾年《電子商務(wù)概論》課程的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生需求的基礎(chǔ)上,就《電子商務(wù)概論》這門(mén)課程教學(xué)談?wù)勛约旱目捶ā?/p>
二、《電子商務(wù)概論》課程教學(xué)中存在的問(wèn)題
(一)師資隊(duì)伍薄弱,缺少實(shí)踐能力
由于電子商務(wù)是一門(mén)新型的學(xué)科,擔(dān)任該學(xué)科的老師一般都是計(jì)算機(jī)、管理經(jīng)濟(jì)類(lèi)的教師,或者其他專(zhuān)業(yè)轉(zhuǎn)型而來(lái),很多老師無(wú)法將電子商務(wù)相關(guān)課程融合一起,缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn);其次,雙師型教師比較少,缺乏實(shí)際動(dòng)手能力,只是將自己所學(xué)照搬給學(xué)生,缺少相關(guān)電子商務(wù)企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
(二)教學(xué)內(nèi)容缺乏本專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)
電子商務(wù)是一個(gè)成長(zhǎng)中的領(lǐng)域,電子商務(wù)教育與電子商務(wù)實(shí)踐處于同步發(fā)展階段,教育者與管理者面臨與受教育者幾乎同步學(xué)習(xí)的境況。教材內(nèi)容經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的編寫(xiě)、編輯、印刷、發(fā)行等過(guò)程,己經(jīng)出現(xiàn)了滯后性。加上開(kāi)設(shè)《電子商務(wù)概論》這門(mén)課程的專(zhuān)業(yè)不同,有計(jì)算機(jī)類(lèi)、管理類(lèi)、營(yíng)銷(xiāo)類(lèi)等,對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,往往是全校專(zhuān)業(yè)都講一致的內(nèi)容,卻缺乏本專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)與針對(duì)性。
(三)教材和教學(xué)內(nèi)容無(wú)法保證先進(jìn)性
電子商務(wù)是一門(mén)新興的綜合性學(xué)科,電子商務(wù)的內(nèi)容卻飛速膨脹,運(yùn)營(yíng)模式不斷變化,電子商務(wù)知識(shí)的多樣性要求相應(yīng)的教材也必須不斷創(chuàng)新來(lái)適應(yīng)電子商務(wù)發(fā)展的步伐。但是,從目前教學(xué)情況來(lái)看,大部分學(xué)校沒(méi)有適應(yīng)這種變化,教材和教學(xué)內(nèi)容無(wú)法保證這么課程的時(shí)代感和電子商務(wù)技術(shù)的先進(jìn)性,基本上還是采用面對(duì)面的傳統(tǒng)課堂教學(xué)形式,師生之間感情交流和討論偏少。傳統(tǒng)課堂教學(xué)有利于教師主導(dǎo)作用的發(fā)揮,但由于教學(xué)中過(guò)于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳授,忽視學(xué)生的積極性、主動(dòng)性的發(fā)揮,不但使學(xué)生難于掌握電子商務(wù)的基礎(chǔ)理論知識(shí),也不利于學(xué)生掌握實(shí)務(wù)操作技能,培養(yǎng)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。大部分學(xué)生認(rèn)為目前教學(xué)同時(shí)代要求有很大差距,不太符合高校課堂教學(xué)要求。
三、《電子商務(wù)概論》課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置原則
在實(shí)際《電子商務(wù)概論》的教學(xué)中需要根據(jù)專(zhuān)業(yè)的不同決定教學(xué)內(nèi)容的取舍,分主次,突出重點(diǎn),使學(xué)生能真正將方法和理念學(xué)到手。對(duì)電子商務(wù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,開(kāi)設(shè)《電子商務(wù)概論》課程是為了培養(yǎng)學(xué)生電子商務(wù)系統(tǒng)綜合應(yīng)用能力;對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,開(kāi)設(shè)《電子商務(wù)概論》課程是為了培養(yǎng)學(xué)生電子商務(wù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與維護(hù)能力;對(duì)英語(yǔ)、日語(yǔ)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,開(kāi)設(shè)《電子商務(wù)概論》課程是為了培養(yǎng)學(xué)生了解電子商務(wù)業(yè)務(wù),熟悉系統(tǒng)的使用。在《電子商務(wù)概論》課程內(nèi)容設(shè)置上,針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)將《電子商務(wù)概論》課程針對(duì)不同的授課對(duì)象進(jìn)行區(qū)別[1],電子商務(wù)專(zhuān)業(yè)的《電子商務(wù)概論》課程主要側(cè)重經(jīng)營(yíng)模式、電子商務(wù)技術(shù)及各種思想的學(xué)習(xí);計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的《電子商務(wù)概論》課程主要側(cè)重對(duì)技術(shù)的了解,增強(qiáng)對(duì)電子商務(wù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā);而其他專(zhuān)業(yè)主要側(cè)重對(duì)電子商務(wù)模式的了解和應(yīng)用。應(yīng)用框架與交易模式注重電子商務(wù)應(yīng)用框架、環(huán)境和交易模式;網(wǎng)絡(luò)工具的使用注重搜索引擎、網(wǎng)絡(luò)支付工具和電子商務(wù)安全;阿里巴巴專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站分析淘寶、阿里巴巴國(guó)內(nèi)站和阿里巴巴國(guó)際站;阿里巴巴與行業(yè)網(wǎng)站講解淘寶、阿里巴巴國(guó)內(nèi)站、國(guó)際站和行業(yè)網(wǎng)站;網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo)注重企業(yè)網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo)方法和產(chǎn)品宣傳的方法。
四、《電子商務(wù)概論》課程建設(shè)內(nèi)容
(一)將電子商務(wù)的基本理論與各專(zhuān)業(yè)實(shí)踐相結(jié)合。
《電子商務(wù)概論》課程涉及的知識(shí)比較廣泛,主要有電子商務(wù)概念、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子支付平臺(tái)、網(wǎng)站設(shè)計(jì)、物流以及營(yíng)銷(xiāo)等方面的知識(shí)。從我校的情況來(lái)看,開(kāi)設(shè)《電子商務(wù)概論》課程的班級(jí)有電子商務(wù)、計(jì)算機(jī)、英語(yǔ)、日語(yǔ)以及經(jīng)濟(jì)類(lèi)、管理類(lèi)的專(zhuān)業(yè),因此,不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的目的也不同,因此在講授《電子商務(wù)概論》課程的過(guò)程中,盡量將電子商務(wù)概論中的相關(guān)理論與各專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐相結(jié)合,這樣有利于學(xué)生掌握和理解。例如。
(二)將案例教學(xué)引入課堂,加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)
通過(guò)實(shí)踐課可讓學(xué)生對(duì)電子商務(wù)交易的流程,支付過(guò)程及物流過(guò)程有全面的把握和認(rèn)識(shí),從而讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的理論知識(shí)有更深的理解和掌握[2]。在分析過(guò)程中引入適當(dāng)?shù)陌咐ㄟ^(guò)案例來(lái)深入淺出地分析各類(lèi)知識(shí),理論與實(shí)踐相結(jié)合,了解如何在實(shí)際管理工作中使用,解決哪些問(wèn)題,為將來(lái)靈活應(yīng)用打好基礎(chǔ)[3]。例如,在實(shí)訓(xùn)搜索引擎收集電子商務(wù)信息,引入百度和谷歌網(wǎng)站;第三方支付平臺(tái)實(shí)訓(xùn)活動(dòng)中,引入支付寶、翼支付和微支付等為例,引導(dǎo)學(xué)生申請(qǐng)第三方實(shí)名認(rèn)證;在電子商務(wù)交易實(shí)訓(xùn)活動(dòng)中,學(xué)習(xí)B2C、C2C電子商務(wù)網(wǎng)站購(gòu)買(mǎi)商品,以當(dāng)當(dāng)網(wǎng)、亞馬遜、淘寶網(wǎng)和易趣Ebay為例,通過(guò)購(gòu)買(mǎi)商品,掌握電子商務(wù)交易經(jīng)歷。
(三)進(jìn)行分組討論和實(shí)踐
每個(gè)階段講完相應(yīng)的內(nèi)容后,布置相應(yīng)的討論和實(shí)踐項(xiàng)目,讓同學(xué)們分組完成,從而加深理解與認(rèn)識(shí)。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行電子商務(wù)創(chuàng)業(yè),引導(dǎo)學(xué)生在淘寶、騰訊拍拍等C2C電子商務(wù)網(wǎng)站開(kāi)設(shè)網(wǎng)店,創(chuàng)立適合學(xué)生的創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。通過(guò)淘寶平臺(tái)的學(xué)習(xí),掌握C2C網(wǎng)站實(shí)踐、店鋪裝修,通過(guò)平臺(tái)獲取電子商務(wù)企業(yè)信息,拓寬營(yíng)銷(xiāo)渠道,提高銷(xiāo)售額。
(四)采用多媒體手段進(jìn)行教學(xué)
對(duì)一些比較抽象,但又比較重要的理論知識(shí)應(yīng)進(jìn)行課堂演示,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深印象。通過(guò)圖文并茂、生動(dòng)形象的課件教學(xué),一方面可增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,另一方面可拓寬知識(shí)面、擴(kuò)大知識(shí)量。傳統(tǒng)的教學(xué)手段板書(shū)速度過(guò)慢,每節(jié)課涉及的知識(shí)量非常有限。當(dāng)然,應(yīng)充分利用好多媒體資源,使各項(xiàng)資源發(fā)揮最大的效力。
五、結(jié)論
該課題的研究與實(shí)踐從2010年開(kāi)始至今,取得了一定的成績(jī)。建立了一支團(tuán)結(jié)協(xié)作、高學(xué)歷和較高水平的電子商務(wù)教學(xué)團(tuán)隊(duì),教學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合北京理工大學(xué)出版社編寫(xiě)了《電子商務(wù)概論》教材。在從09級(jí)到15級(jí)的許多班級(jí)的教學(xué)中,逐步將以上教學(xué)模式應(yīng)用在《電子商務(wù)概論》的實(shí)際教學(xué)中,加強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,得到了學(xué)生的一致認(rèn)可,取得了很好的效果,在我院教師的指導(dǎo)下,學(xué)生參加e路通電子商務(wù)大賽取得了全國(guó)一等獎(jiǎng)的成績(jī)。同時(shí),有興趣的同學(xué)還積極申報(bào)和參加學(xué)校組織的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,對(duì)電子商務(wù)領(lǐng)域方面的一些問(wèn)題進(jìn)一步研究和探討。在今后的教學(xué)過(guò)程中將不斷改進(jìn)和完善現(xiàn)有的方法,力爭(zhēng)更好的效果。(作者單位:江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院)
基金項(xiàng)目:江西省教改課題(JXJG-114-3-24)和(JXJG-13-3-17),大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201410410020)
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關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系;教學(xué)改革;創(chuàng)新教育
中圖分類(lèi)號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1672-5913 (2007) 22-0042-03
我校在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革過(guò)程中,參照國(guó)際通用的工程與技術(shù)評(píng)估條列(Accreditation Board for Engineering and Technology,ABET)列出的工科大學(xué)生必須具備的11項(xiàng)能力要求,把國(guó)際國(guó)內(nèi)一流大學(xué)(如斯坦福、卡耐基?梅隆、伯克利以及清華大學(xué)等)的教學(xué)理念和成功經(jīng)驗(yàn)融合到實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系之中,形成了有鮮明特色的多層次、立體化的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。
1實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題[1][2]
1) 實(shí)驗(yàn)課依附理論課
這種實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)大多為基礎(chǔ)型和簡(jiǎn)單應(yīng)用型實(shí)驗(yàn),為了驗(yàn)證理論教學(xué)的內(nèi)容而設(shè)置,內(nèi)容相對(duì)單一且更新慢,學(xué)生僅僅為學(xué)分而學(xué)習(xí),缺乏積極主動(dòng)參與。
2) 實(shí)驗(yàn)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置時(shí)間滯后
課程設(shè)置一般采用“階梯式”結(jié)構(gòu),即基礎(chǔ)課技術(shù)基礎(chǔ)課專(zhuān)業(yè)課專(zhuān)業(yè)方向課,致使學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課時(shí)間滯后。例如要學(xué)好計(jì)算機(jī)軟件,一種典型的課程設(shè)置觀點(diǎn)認(rèn)為必須按微積分物理學(xué)電路理論模擬電路數(shù)字電路計(jì)算機(jī)硬件的順序設(shè)置課程。這樣幾乎所有的計(jì)算機(jī)軟件課程只能安排在三年級(jí)以后學(xué)習(xí),使高年級(jí)階段很難有足夠的時(shí)間對(duì)學(xué)生實(shí)施工程項(xiàng)目式的創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)。
3) 缺乏科研與工程實(shí)踐訓(xùn)練
學(xué)生一般到最后一學(xué)期才有論文導(dǎo)師,本科學(xué)生直接參與科研項(xiàng)目的機(jī)會(huì)較少,難有足夠的時(shí)間對(duì)學(xué)生實(shí)施科研與工程實(shí)踐訓(xùn)練,很難使學(xué)生形成良好的知識(shí)結(jié)構(gòu),更談不上激發(fā)學(xué)生的積極思維和創(chuàng)造力。
4) 層次性與體系性不足
實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置缺乏層次性和體系性。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完全一致、難度上沒(méi)有層次的實(shí)驗(yàn)課對(duì)學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生沒(méi)有激勵(lì),潛能得不到挖掘,對(duì)較慢或散漫的學(xué)生沒(méi)有鞭策,他們的動(dòng)手能力難得到提高。另外,實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置缺乏體系,對(duì)學(xué)生綜合能力的提高缺乏系統(tǒng)訓(xùn)練。
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)[3][4][5][6]
針對(duì)以上問(wèn)題,我們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)以創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)為先導(dǎo)、以學(xué)生能力培養(yǎng)為主線;以加強(qiáng)學(xué)生工程訓(xùn)練能力和設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)為核心,以多層次、結(jié)構(gòu)化和開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平面化、教條化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。形成了“實(shí)驗(yàn)與理論結(jié)合、軟硬件并重、課內(nèi)外齊抓、涵蓋基礎(chǔ)型、應(yīng)用型、綜合型、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。規(guī)劃設(shè)計(jì)了一個(gè)涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、信息安全、數(shù)字媒體和大型機(jī)五個(gè)方向并滿足基礎(chǔ)性、探索性和研究性實(shí)驗(yàn)需求的實(shí)驗(yàn)體系,實(shí)現(xiàn)了學(xué)生四年本科實(shí)驗(yàn)不斷線的培養(yǎng)模式。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中,融入了計(jì)算機(jī)學(xué)科前沿技術(shù)以及教師的教學(xué)和科研的最新成果,注重與科研、工程、社會(huì)應(yīng)用實(shí)踐密切聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)體系結(jié)構(gòu)分為基礎(chǔ)教育實(shí)驗(yàn)、學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)技能實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次。
(1) 基礎(chǔ)教育實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
面向低年級(jí)本科生,以本學(xué)科應(yīng)掌握的物理和數(shù)學(xué)的公共基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理的理解、驗(yàn)證和基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練為主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí),使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)研究的基本方法,提高學(xué)生的分析能力和創(chuàng)新能力。基礎(chǔ)教育實(shí)驗(yàn)主要包括物理實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)建模。
(2) 學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
面向高年級(jí)本科生,由本學(xué)科各個(gè)專(zhuān)業(yè)方向共性的、具有明顯學(xué)科特點(diǎn)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容構(gòu)成,基本反映了本學(xué)科一個(gè)合格的本科畢業(yè)生應(yīng)具備的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)性實(shí)踐能力和理論知識(shí)需求。學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要包括電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(涵蓋電路分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、模擬電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)、微機(jī)原理與接口實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)代電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)等)、離散數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理實(shí)驗(yàn)、編譯原理實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、軟件工程實(shí)驗(yàn)等。
(3) 專(zhuān)業(yè)技能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
面向高年級(jí)本科生,具有明顯的專(zhuān)業(yè)方向特征,滿足本學(xué)科專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)的實(shí)驗(yàn)需要,同時(shí)重點(diǎn)培養(yǎng)本學(xué)科高年級(jí)本科生的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力、綜合能力和研究創(chuàng)新能力。包括五個(gè)研究方向:計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、信息安全、數(shù)字媒體和大型機(jī)。
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái):主要包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、形式語(yǔ)言與自動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)、軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境實(shí)驗(yàn)、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和單片機(jī)及應(yīng)用等實(shí)驗(yàn)。
軟件工程實(shí)驗(yàn)平臺(tái):主要包括UML統(tǒng)一建模實(shí)驗(yàn)、軟件測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)、軟件過(guò)程模型實(shí)驗(yàn)、軟件體系架構(gòu)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)代軟件技術(shù)綜合設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)。
信息安全實(shí)驗(yàn)平臺(tái):主要包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)攻擊實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)防御實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議實(shí)驗(yàn)和PKI技術(shù)等實(shí)驗(yàn)。
數(shù)字媒體實(shí)驗(yàn)平臺(tái):主要包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)實(shí)驗(yàn)、三維渲染技術(shù)實(shí)驗(yàn)、多媒體技術(shù)實(shí)驗(yàn)和數(shù)字媒體綜合設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)。
大型機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái):主要包括大型機(jī)操作系統(tǒng)概論實(shí)驗(yàn)、大型機(jī)體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、COBOL程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、交易中間件技術(shù)實(shí)驗(yàn)和大型機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)分級(jí)分層、循序漸進(jìn),從基礎(chǔ)到綜合,再到設(shè)計(jì)與創(chuàng)新,要求學(xué)生完成一定的選修學(xué)分和創(chuàng)新學(xué)分。其中,基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)主要為應(yīng)知應(yīng)會(huì)等原理性實(shí)驗(yàn);應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)主要介紹現(xiàn)代主流操作系統(tǒng)和流行的應(yīng)用軟件,訓(xùn)練學(xué)生在主流軟件平臺(tái)下的動(dòng)手能力。同時(shí),配合IBM公司大型主機(jī)操作系統(tǒng)認(rèn)證培訓(xùn)和考試,鼓勵(lì)學(xué)生參加專(zhuān)業(yè)認(rèn)證培訓(xùn),并取得專(zhuān)業(yè)認(rèn)證證書(shū);綜合型實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生結(jié)合一門(mén)課程的多個(gè)知識(shí)點(diǎn),甚至綜合多門(mén)相關(guān)課程,完成一個(gè)較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)任務(wù),綜合型實(shí)驗(yàn)是難度較大的實(shí)踐環(huán)節(jié),通過(guò)案例復(fù)現(xiàn)和模塊替換實(shí)驗(yàn)等,掌握技術(shù)實(shí)現(xiàn)和模塊設(shè)計(jì)的方法與技巧;設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)與實(shí)際工程應(yīng)用相結(jié)合,或者完成科研項(xiàng)目的某個(gè)模塊,這類(lèi)實(shí)驗(yàn)由指導(dǎo)教師給定設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)思路,由學(xué)生獨(dú)立完成;創(chuàng)新型則完全為開(kāi)放式教學(xué)方式,由學(xué)生獨(dú)立或者與指導(dǎo)教師共同擬定設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)目標(biāo),并獨(dú)立完成。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)還包括由學(xué)生自由組隊(duì)參加國(guó)際國(guó)內(nèi)各級(jí)計(jì)算機(jī)硬件和軟件大賽。
3實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革
計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容要體現(xiàn)厚基礎(chǔ),寬口徑,軟硬件并重,注重綜合技能訓(xùn)練,以培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)思想。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革的基礎(chǔ)上,對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)整和更新,主要調(diào)整的重點(diǎn)如下。
(1) 將開(kāi)設(shè)的所有實(shí)驗(yàn)分為三大類(lèi):課程實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)項(xiàng)實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。除創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)外,每一類(lèi)實(shí)驗(yàn)又設(shè)計(jì)了從基礎(chǔ)型到綜合型再到創(chuàng)新型的不同層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。將課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論課程教學(xué)有機(jī)結(jié)合,幫助學(xué)生掌握課程教學(xué)中需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和應(yīng)用實(shí)踐的知識(shí)點(diǎn),對(duì)輔助和強(qiáng)化課程教學(xué)起到了不可替代的效果。所有包含實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的理論課程均有相應(yīng)的課程實(shí)驗(yàn),如計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。專(zhuān)項(xiàng)實(shí)驗(yàn)以學(xué)科建設(shè)和專(zhuān)項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為平臺(tái),將實(shí)際的工程項(xiàng)目、科研項(xiàng)目和科研成果中的關(guān)鍵技術(shù)抽取出來(lái)作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科研、工程和應(yīng)用實(shí)踐能力的目的。如網(wǎng)絡(luò)工程系列實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)安全綜合實(shí)驗(yàn)、安全實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)項(xiàng)建設(shè)等。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)學(xué)生探索精神、科學(xué)思維、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力為核心,推進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)主要包括大型課程設(shè)計(jì)、各級(jí)各類(lèi)競(jìng)賽項(xiàng)目以及由學(xué)生自擬的科研項(xiàng)目組成。
(2) 在確保基礎(chǔ)型、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的同
時(shí),增加綜合型、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的比例。除創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)外,每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都要求有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)大綱和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),大部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目還要求提供標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、成果考核與驗(yàn)收形式等。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)則完全實(shí)行開(kāi)放式管理(實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)放、設(shè)備和環(huán)境開(kāi)放,時(shí)間開(kāi)放等), 既可以由學(xué)生自發(fā)組隊(duì),自主完成,也可以為學(xué)生指定指導(dǎo)老師,由學(xué)生和老師共同擬定題目,學(xué)生獨(dú)立完成。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的完成質(zhì)量可以通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生參加各級(jí)各類(lèi)比賽或者要求提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)成果兩種形式得以保障。
(3) 壓縮陳舊的、重復(fù)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加反映學(xué)科發(fā)展方向的新實(shí)驗(yàn)和一些融研究、創(chuàng)新、實(shí)踐于一體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。大部分實(shí)驗(yàn)課程都設(shè)有必修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和選修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和愛(ài)好自主選擇。
我校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)壳肮查_(kāi)設(shè)本科實(shí)驗(yàn)課程共60余門(mén)(含創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)類(lèi)),實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共計(jì)290余項(xiàng)。按照“基礎(chǔ)型、應(yīng)用型、綜合型、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型”的層次化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系設(shè)置,各層次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)如表1所示,各種類(lèi)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所占比例如圖1所示,其中綜合型、設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)占所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的81%。
4結(jié)束語(yǔ)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校創(chuàng)新教育的一個(gè)重要環(huán)節(jié),按照創(chuàng)新人才體系的標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)筑新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合考慮、合理安排,形成適應(yīng)學(xué)科特點(diǎn)及自身系統(tǒng)性和科學(xué)性的、完整的體系,全面培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力,使學(xué)生具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,達(dá)到培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才的目的[7]。
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作者簡(jiǎn)介
侯孟書(shū),博士,副教授,電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心常務(wù)副主任,工程系主任。研究方向包括分布式存儲(chǔ)、P2P計(jì)算等。
傅彥,教授/博導(dǎo),電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院副院長(zhǎng),計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心主任。研究方向包括數(shù)據(jù)挖掘、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。
聯(lián)系方式:侯孟書(shū),四川成都電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院,610054
phone:13981900119
【關(guān)鍵詞】微電子;延伸領(lǐng)域;發(fā)展方向
1.引言
微電子技術(shù)是隨著集成電路,尤其是大規(guī)模集成電路發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)。微電子產(chǎn)業(yè)包括系統(tǒng)電路設(shè)計(jì),器件物理,工藝技術(shù),材料制備,自動(dòng)測(cè)試及封裝等一系列專(zhuān)門(mén)的技術(shù)的產(chǎn)業(yè)。微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速,它已經(jīng)滲透到了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,特別是以集成電路為關(guān)鍵技術(shù)的電子戰(zhàn)和信息戰(zhàn)都要依托于微電子產(chǎn)業(yè)。
微電子技術(shù)是微電子產(chǎn)業(yè)的核心,是在電子電路和系統(tǒng)的超小型化和微型化的過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的。微電子技術(shù)也是信息技術(shù)的基礎(chǔ)和心臟,是當(dāng)今發(fā)展最快的技術(shù)之一。近年來(lái),微電子技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始向相關(guān)行業(yè)滲透,形成新的研究領(lǐng)域。
2.微電子技術(shù)概述
2.1 認(rèn)識(shí)微電子
微電子技術(shù)的發(fā)展水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家科技進(jìn)步和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志之一。因此,學(xué)習(xí)微電子,認(rèn)識(shí)微電子,使用微電子,發(fā)展微電子,是信息社會(huì)發(fā)展過(guò)程中,當(dāng)代大學(xué)生所渴求的一個(gè)重要課程。
生活在當(dāng)代的人們,沒(méi)有不使用微電子技術(shù)產(chǎn)品的,如人們每天隨身攜帶的手機(jī);工作中使用的筆記本電腦,乘坐公交、地鐵的IC卡,孩子玩的智能電子玩具,在電視上欣賞從衛(wèi)星上發(fā)來(lái)的電視節(jié)目等等,這些產(chǎn)品與設(shè)備中都有基本的微電子電路。微電子的本領(lǐng)很大,但你要看到它如何工作卻相當(dāng)難,例如有一個(gè)像我們頭腦中起記憶作用的小硅片―它的名字叫存儲(chǔ)器,是電腦的記憶部分,上面有許許多多小單元,它與神經(jīng)細(xì)胞類(lèi)似,這種小單元工作一次所消耗的能源只有神經(jīng)元的六十分之一,再例如你手中的電話,將你的話音從空中發(fā)射出去并將對(duì)方說(shuō)的話送回來(lái)告訴你,就是靠一種叫“射頻微電子電路”或叫“微波單片集成電路”進(jìn)行工作的。它們會(huì)將你要表達(dá)的信息發(fā)送給對(duì)方,甚至是通過(guò)通信衛(wèi)星發(fā)送到地球上的任何地方。其傳遞的速度達(dá)到300000KM/S,即以光速進(jìn)行傳送,可實(shí)現(xiàn)雙方及時(shí)通信。
“微電子”不是“微型的電子”,其完整的名字應(yīng)該是“微型電子電路”,微電子技術(shù)則是微型電子電路技術(shù)。微電子技術(shù)對(duì)我們社會(huì)發(fā)展起著重要作用,是使我們的社會(huì)高速信息化,并將迅速地把人類(lèi)帶入高度社會(huì)化的社會(huì)。“信息經(jīng)濟(jì)”和“信息社會(huì)”是伴隨著微電子技術(shù)發(fā)展所必然產(chǎn)生的。
2.2 微電子技術(shù)的基礎(chǔ)材料――取之不盡的硅
位于元素周期表第14位的硅是微電子技術(shù)的基礎(chǔ)材料,硅的優(yōu)點(diǎn)是工作溫度高,可達(dá)200攝氏度;二是能在高溫下氧化生成二氧化硅薄膜,這種氧化硅薄膜可以用作為雜質(zhì)擴(kuò)散的掩護(hù)膜,從而能使擴(kuò)散、光刻等工藝結(jié)合起來(lái)制成各種結(jié)構(gòu)的電路,而氧化硅層又是一種很好的絕緣體,在集成電路制造中它可以作為電路互聯(lián)的載體。此外,氧化硅膜還是一種很好的保護(hù)膜,它能防止器件工作時(shí)受周?chē)h(huán)境影響而導(dǎo)致性能退化。第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是受主和施主雜質(zhì)有幾乎相同的擴(kuò)散系數(shù)。這就為硅器件和電路工藝的制作提供了更大的自由度。硅材料的這些優(yōu)越性能促成了平面工藝的發(fā)展,簡(jiǎn)化了工藝程序,降低了制造成本,改善了可靠性,并大大提高了集成度,使超大規(guī)模集成電路得到了迅猛的發(fā)展。
2.3 集成電路的發(fā)展過(guò)程
20世紀(jì)晶體管的發(fā)明是整個(gè)微電子發(fā)展史上一個(gè)劃時(shí)代的突破。從而使得電子學(xué)家們開(kāi)始考慮晶體管的組合與集成問(wèn)題,制成了固體電路塊―集成電路。從此,集成電路迅速?gòu)男∫?guī)模發(fā)展到大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路,如圖1所示。
圖1 集成電路發(fā)展示意圖
集成電路的分類(lèi)方法很多,按領(lǐng)域可分為:通用集成電路和專(zhuān)用集成電路;按電路功能可分為:數(shù)字集成電路、模擬集成電路和數(shù)模混合集成電路;按器件結(jié)構(gòu)可分為:MOS集成電路、雙極型集成電路和BiIMOS集成電路;按集成電路集成度可分為:小規(guī)模集成電路SSI、中規(guī)模集成電路MSI、大規(guī)模集成電路LSI、超導(dǎo)規(guī)模集成電路VLSI、特大規(guī)模集成電路ULSI和巨大規(guī)模集成電路CSI。
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了集成電路(IC),集成電路是微電子學(xué)的研究對(duì)象,其正在向著高集成度、低功耗、高性能、高可靠性的方向發(fā)展。
2.4 走進(jìn)人們生活的微電子
IC卡,是現(xiàn)代微電子技術(shù)的結(jié)晶,是硬件與軟件技術(shù)的高度結(jié)合。存儲(chǔ)IC卡也稱(chēng)記憶IC卡,它包括有存儲(chǔ)器等微電路芯片而具有數(shù)據(jù)記憶存儲(chǔ)功能。在智能IC卡中必須包括微處理器,它實(shí)際上具有微電腦功能,不但具有暫時(shí)或永久存儲(chǔ)、讀取、處理數(shù)據(jù)的能力,而且還具備其他邏輯處理能力,還具有一定的對(duì)外界環(huán)境響應(yīng)、識(shí)別和判斷處理能力。
IC卡在人們工作生活中無(wú)處不在,廣泛應(yīng)用于金融、商貿(mào)、保健、安全、通信及管理等多種方面,例如:移動(dòng)電話卡,付費(fèi)電視卡,公交卡,地鐵卡,電子錢(qián)包,識(shí)別卡,健康卡,門(mén)禁控制卡以及購(gòu)物卡等等。IC卡幾乎可以替代所有類(lèi)型的支付工具。
隨著IC技術(shù)的成熟,IC卡的芯片已由最初的存儲(chǔ)卡發(fā)展到邏輯加密卡裝有微控制器的各種智能卡。它們的存儲(chǔ)量也愈來(lái)愈大,運(yùn)算功能越來(lái)越強(qiáng),保密性也愈來(lái)愈高。在一張卡上賦予身份識(shí)別,資料(如電話號(hào)碼、主要數(shù)據(jù)、密碼等)存儲(chǔ),現(xiàn)金支付等功能已非難事,“手持一卡走遍天下”將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。
3.微電子技術(shù)發(fā)展的新領(lǐng)域
微電子技術(shù)是電子科學(xué)與技術(shù)的二級(jí)學(xué)科。電子信息科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)代最活躍,滲透力最強(qiáng)的高新技術(shù)。由于集成電路對(duì)各個(gè)產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)烈滲透,使得微電子出現(xiàn)了一些新領(lǐng)域。
3.1 微機(jī)電系統(tǒng)
MEMS(Micro-Electro-Mechanical systems)微機(jī)電系統(tǒng)主要由微傳感器、微執(zhí)行器、信號(hào)處理電路和控制電路、通信接口和電源等部件組成,主要包括微型傳感器、執(zhí)行器和相應(yīng)的處理電路三部分,它融合多種微細(xì)加工技術(shù),并將微電子技術(shù)和精密機(jī)械加工技術(shù)、微電子與機(jī)械融為一體的系統(tǒng)。是在現(xiàn)代信息技術(shù)的最新成果的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的高科技前沿學(xué)科。
當(dāng)前,常用的制作MEMS器件的技術(shù)主要由三種:一種是以日本為代表的利用傳統(tǒng)機(jī)械加工手段,即利用大機(jī)械制造小機(jī)械,再利用小機(jī)械制造微機(jī)械的方法,可以用于加工一些在特殊場(chǎng)合應(yīng)用的微機(jī)械裝置,如微型機(jī)器人,微型手術(shù)臺(tái)等。第二種是以美國(guó)為代表的利用化學(xué)腐蝕或集成電路工藝技術(shù)對(duì)硅材料進(jìn)行加工,形成硅基MEMS器件,它與傳統(tǒng)IC工藝兼容,可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)械和微電子的系統(tǒng)集成,而且適合于批量生產(chǎn),已成為目前MEMS的主流技術(shù),第三種是以德國(guó)為代表的LIGA(即光刻,電鑄如塑造)技術(shù),它是利用X射線光刻技術(shù),通過(guò)電鑄成型和塑造形成深層微結(jié)構(gòu)的方法,人們已利用該技術(shù)開(kāi)發(fā)和制造出了微齒輪、微馬達(dá)、微加速度計(jì)、微射流計(jì)等。
MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,在信息技術(shù),航空航天,科學(xué)儀器和醫(yī)療方面將起到分別采用機(jī)械和電子技術(shù)所不能實(shí)現(xiàn)的作用。
3.2 生物芯片
生物芯片(Bio chip)將微電子技術(shù)與生物科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物,它以生物科學(xué)基礎(chǔ),利用生物體、生物組織或細(xì)胞功能,在固體芯片表面構(gòu)建微分析單元,以實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物、蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞及其他生物組分的正確、快速的檢測(cè)。目前已有DNA基因檢測(cè)芯片問(wèn)世。如Santford和Affymetrize公司制作的DNA芯片包含有600余種DNA基本片段。其制作方法是在玻璃片上刻蝕出非常小的溝槽,然后在溝槽中覆蓋一層DNA纖維,不同的DNA纖維圖案分別表示不同的DNA基本片段。采用施加電場(chǎng)等措施可使一些特殊物質(zhì)反映出某些基因的特性從而達(dá)到檢測(cè)基因的目的。以DNA芯片為代表的生物工程芯片將微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合,采用微電子加工技術(shù),在指甲大小的硅片上制作包含多達(dá)20萬(wàn)種DNA基本片段的芯片。DNA芯片可在極短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化,對(duì)遺傳學(xué)研究、疾病診斷、疾病治療和預(yù)防、轉(zhuǎn)基因工程等具有極其重要的作用。生物工程芯片是21世紀(jì)微電子領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)并且具有廣闊的應(yīng)用前景。
3.3 納米電子技術(shù)
在半導(dǎo)體領(lǐng)域中,利用超晶格量子阱材料的特性研制出了新一代電子器件,如:高電子遷移晶體管(HEMT),異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT),低閾值電流量子激光器等。
在半導(dǎo)體超薄層中,主要的量子效應(yīng)有尺寸效應(yīng)、隧道效應(yīng)和干涉效應(yīng)。這三種效應(yīng),已在研制新器件時(shí)得到不同程度的應(yīng)用。
(1)在FET中,采用異質(zhì)結(jié)構(gòu),利用電子的量子限定效應(yīng),可使施主雜質(zhì)與電子空間分離,從而消除了雜質(zhì)散射,獲得高電子遷移率,這種晶體管,在低場(chǎng)下有高跨度,工作頻率,進(jìn)入毫米波,有極好的噪聲特性。
(2)利用諧振隧道效應(yīng)制成諧振隧道二極管和晶體管。用于邏輯集成電路,不僅可以減小所需晶體管數(shù)目,還有利于實(shí)現(xiàn)低功耗和高速化。
(3)制成新型光探測(cè)器。在量子阱內(nèi),電子可形成多個(gè)能級(jí),利用能級(jí)間躍遷,可制成紅外線探測(cè)器。
利用量子線、量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)作激光器的有源區(qū),比量子阱激光器更加優(yōu)越。在量子遂道中,當(dāng)電子通過(guò)隧道結(jié)時(shí),隧道勢(shì)壘兩側(cè)的電位差發(fā)生變化,如果勢(shì)壘的靜電能量的變化比熱能還大,那么就能對(duì)下一個(gè)電子隧道結(jié)起阻礙作用。基于這一原理,可制作放大器件,振蕩器件或存儲(chǔ)器件。
量子微結(jié)構(gòu)大體分為微細(xì)加工和晶體生長(zhǎng)兩大類(lèi)。
4.微電子技術(shù)的主要研究方向
目前微電子技術(shù)正朝著三個(gè)方向發(fā)展。第一,繼續(xù)增大晶圓尺寸并縮小特征尺寸。第二,集成電路向系統(tǒng)芯片(system on chip,SOC)方向發(fā)展。第三,微電子技術(shù)與其他領(lǐng)域相結(jié)合將產(chǎn)生新產(chǎn)業(yè)和新學(xué)科,如微機(jī)電系統(tǒng)和生物芯片。隨著微電子學(xué)與其他學(xué)科的交叉日趨深入,相關(guān)的新現(xiàn)象,新材料,新器件的探索日益增加,光子集成如光電子集成技術(shù)也不斷發(fā)展,這些研究的不斷深入,彼此間的交叉融合,將是未來(lái)的研究方向。
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Abstract: Aiming at the problems in the teaching process of Engineering Optics of University of Science and Technology of Anhui, the teaching content of engineering optics course is optimized. In the teaching of theory course, some repetitive teaching contents are deleted. In the teaching of experiment course, the proportion of comprehensive and self-designed experiments is increased, and the teaching mode is reformed. In the way of assessment, the stage assessment model is carried out. Practice of reform indicated: through the optimization of the teaching content of the course, the students' innovation ability is improved and students' enthusiasm for learning is stimulated through the reform of teaching mode, students really integrate into the classroom, and the quality of teaching on engineering optics has improved significantly.
關(guān)鍵詞: 工程光學(xué);教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)模式;教學(xué)改革
Key words: Engineering Optics;teaching content;teaching pattern;teaching reform
中圖分類(lèi)號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2017)01-0160-03
0 引言
《工程光學(xué)》是安徽科技學(xué)院光電信息科學(xué)與工程和電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課程,在課程體系中具有非常重要的作用。教學(xué)內(nèi)容包括幾何光學(xué)和物理光學(xué)。這些內(nèi)容是后續(xù)相關(guān)課程(如光電子技術(shù)、信息光學(xué)、光電檢測(cè)與信號(hào)處理、光纖通信等)的基礎(chǔ)。
根據(jù)人才培養(yǎng)方案的要求,課程組編寫(xiě)了該課程的理論教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)總學(xué)時(shí)80學(xué)時(shí)(含實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)18學(xué)時(shí)),電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)總學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí)(含實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)12學(xué)時(shí))。在實(shí)施工程光學(xué)教學(xué)改革之前,教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)了以下問(wèn)題:①理論教學(xué)中,側(cè)重公式推導(dǎo),沒(méi)有突出學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng);同時(shí),物理光學(xué)中有部分內(nèi)容與大學(xué)物理中波動(dòng)光學(xué)內(nèi)容重疊,這部分內(nèi)容再一次教學(xué)顯得累贅。②實(shí)驗(yàn)課中,沒(méi)有突出綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的重要地位,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的關(guān)鍵問(wèn)題[1],綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力具有重要的作用。改革以前,學(xué)校的工程光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,主要以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為主。③教學(xué)方法與手段單一。在理論課教學(xué)中,教學(xué)過(guò)程是教師講、學(xué)生聽(tīng)滿堂灌的教學(xué)模式,缺少與學(xué)生有效的互動(dòng)環(huán)節(jié),學(xué)生的主觀能動(dòng)性得不到體現(xiàn);在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中,學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想。④考核方式太單一。改革之前,工程光學(xué)考核成績(jī)由兩部分組成,其中閉卷筆試成績(jī)占80%,平時(shí)成績(jī)占20%。這種考核方式不能多角度反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。
針對(duì)工程光學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的這些問(wèn)題,我們對(duì)工程光學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化,在理論課程教學(xué)中,刪除了一些重復(fù)性的教學(xué)內(nèi)容;在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中,加大了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例;同時(shí)對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行了改革,在考核方式上開(kāi)展了階段性考核模式。
1 工程光學(xué)課程理論教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
1.1 注重與大學(xué)物理的銜接
波動(dòng)光學(xué)是目前大學(xué)物理波動(dòng)部分講授的主要內(nèi)容,學(xué)生通過(guò)大學(xué)物理的學(xué)習(xí),對(duì)于光波的基本概念和光的干涉、衍射的基本現(xiàn)象有了較深刻的認(rèn)識(shí),為了避免重復(fù)講授相同內(nèi)容,課程組對(duì)這部分教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化:刪除了與大學(xué)物理課程重復(fù)的內(nèi)容(如光的干涉中的部分內(nèi)容),增加了部分現(xiàn)代光學(xué)內(nèi)容,弱化了理論公式推導(dǎo)。
1.2 注重與后續(xù)課程的銜接
由于這兩個(gè)專(zhuān)業(yè)后續(xù)將開(kāi)設(shè)多門(mén)光學(xué)課程,比如激光原理與技術(shù)、光電子技術(shù)、信息光學(xué)、光纖通信技術(shù)、光電探測(cè)與信號(hào)處理、光學(xué)設(shè)計(jì)等。為了保證課程體系的系統(tǒng)性同時(shí)避免后續(xù)課程的重復(fù),我們對(duì)工程光學(xué)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化選擇。
幾何光學(xué)部分選擇了以下教學(xué)內(nèi)容:①幾何光學(xué)基本定律與成像概念;②共軸球面光學(xué)系統(tǒng);③理想光學(xué)系統(tǒng); ④平面系統(tǒng);⑤光學(xué)系統(tǒng)的光束限制;⑥像差概論;⑦實(shí)用光學(xué)系統(tǒng)。將現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)容移至后續(xù)的光纖通信技術(shù)課程中講授,這樣安排既有利于避免相同內(nèi)容的重復(fù)講授,又保證了幾何光學(xué)部分課程體系的系統(tǒng)性。
物理光學(xué)部分主要講授:①光的電磁理論基礎(chǔ);②光的干涉;③光的衍射;④光的偏振。對(duì)于教材中涉及的晶體光學(xué)基礎(chǔ)放在后續(xù)課程進(jìn)行講授。
1.3 加強(qiáng)課堂教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代光學(xué)前沿問(wèn)題的聯(lián)系
在課堂教學(xué)中,加強(qiáng)課堂教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代光學(xué)前沿問(wèn)題的聯(lián)系,向?qū)W生講授這些知識(shí)在現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用,更能使學(xué)生了解光學(xué)前沿的概況及其發(fā)展動(dòng)態(tài),這樣比傳統(tǒng)教材更具活力和現(xiàn)代氣息,同時(shí),通過(guò)講授這些知識(shí)還可以開(kāi)闊學(xué)生視野,啟發(fā)學(xué)生思維,拓展學(xué)生的知識(shí)面。
2 工程光學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
2.1 工程光學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的整合與優(yōu)化
在多年的工程光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,我們對(duì)工程光學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了整合與優(yōu)化,構(gòu)建了基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性三個(gè)層次的工程光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系,各層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容所包括的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如表1、表2、表3所示。
2.2 突出綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的重要地位
改革之前,安徽科技學(xué)院的工程光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,主要以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為主,沒(méi)有突出綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的重要地位,顯然這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系不利于培養(yǎng)學(xué)生的開(kāi)拓精神和創(chuàng)新能力,為了突出綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要地位,我們加大了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所占比例,壓縮了基礎(chǔ)性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。目前,學(xué)校光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)工程光學(xué)實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)為18學(xué)時(shí),我們安排時(shí)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),6學(xué)時(shí)的綜合性實(shí)驗(yàn),3學(xué)時(shí)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn);電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)工程光學(xué)實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)為12學(xué)時(shí),我們安排了6學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),3學(xué)時(shí)的綜合性實(shí)驗(yàn),3學(xué)時(shí)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn);通過(guò)改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容將綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例提高到了50%,幾年的教學(xué)實(shí)踐表明:改革后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系更有利于提高學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的積極性,學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神在實(shí)驗(yàn)過(guò)程得到了充分地體現(xiàn),在今后的教學(xué)改革中,我們將繼續(xù)加大綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例,進(jìn)一步突出綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的重要地位。
3 工程光學(xué)教學(xué)方法與教學(xué)模式的改革
3.1 充分發(fā)揮多媒體課件教學(xué)的優(yōu)越性
工程光學(xué)課程光路圖多、知識(shí)面廣泛、公式推導(dǎo)繁雜,而且具有一定的抽象性;應(yīng)用多媒體課件教學(xué),可以綜合文字、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)和視頻等信息,展示工程光學(xué)的教學(xué)內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)立體教學(xué)[2]。可以將抽象的內(nèi)容形象化,從而有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。同時(shí)利用多媒體課件教學(xué)還可以節(jié)省課堂板書(shū)、公式推導(dǎo)和作復(fù)雜光路圖的時(shí)間,從而大幅度擴(kuò)展工程光學(xué)單位學(xué)時(shí)的授課信息量,解決了當(dāng)前該門(mén)課程普遍存在的內(nèi)容多與學(xué)時(shí)少的的矛盾。
3.2 改革工程光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,變被動(dòng)接受為主動(dòng)探索
在工程光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式上,我們建立了以“學(xué)生為主體”的新型教學(xué)模式。對(duì)三種不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容采用了不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,其中基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要由學(xué)生自主完成,教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要做好以下工作:①維護(hù)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)秩序;②對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的故障實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)維修;③對(duì)個(gè)別通過(guò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)仍無(wú)法單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo);④組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行討論等。綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式:教師提前兩個(gè)星期布置實(shí)驗(yàn)任務(wù),讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)要求并提供所用實(shí)驗(yàn)設(shè)備等相關(guān)信息,學(xué)生在這段時(shí)間內(nèi)以組為單位通過(guò)查閱資料完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),在實(shí)驗(yàn)課上,以組為單位完成實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)踐結(jié)果表明:這種以“學(xué)生為主體”的新型教學(xué)模式極大地提高了學(xué)生的獨(dú)立思考能力和開(kāi)拓精神,同時(shí)也很好地培養(yǎng)了同學(xué)之間的協(xié)作精神。
3.3 開(kāi)展開(kāi)放式教學(xué)模式的改革
目前,學(xué)校工程光學(xué)實(shí)驗(yàn)室能夠開(kāi)出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共26個(gè),以后還將不斷地增加一些新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中,我們只能完成部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,而很多學(xué)生對(duì)沒(méi)有開(kāi)出的其它實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也很敢興趣,為了滿足這部分學(xué)生的要求,我們進(jìn)行了開(kāi)放式教學(xué)模式的改革,開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中沒(méi)有安排的所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,學(xué)生結(jié)合自己的興趣可以在一個(gè)學(xué)期或幾個(gè)學(xué)期內(nèi)選擇完成幾個(gè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室并由專(zhuān)職教師進(jìn)行管理,并負(fù)責(zé)啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題。
4 考核內(nèi)容與考核方式的改革
教學(xué)改革之前,課程組確定的考核方式是閉卷筆試成績(jī)占80%,平時(shí)成績(jī)占20%,平時(shí)成績(jī)中作業(yè)和實(shí)驗(yàn)各占10%。這種考核方式不能真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)水平,而且也不能多角度反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。為此我們進(jìn)行了考核內(nèi)容與考核方式的改革,將考核成績(jī)分成了四部分:期中閉卷筆試成績(jī)占30%,期終閉卷筆試成績(jī)占30%,實(shí)驗(yàn)操作考核占20%,平時(shí)成績(jī)占20%。
4.1 實(shí)行分階段考核
實(shí)行分階段考核方式,有利于維持學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,有利于教學(xué)環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行,有利于促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)[3]。我們的做法是將理論考核分為期中和期終閉卷考核,權(quán)重各為總成績(jī)的30%,為了體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性,在期中和期終閉卷考核中實(shí)驗(yàn)部分所占的比例不低于20%。期中閉卷考核一般安排在學(xué)期的第11周進(jìn)行,考核內(nèi)容為除實(shí)用的光學(xué)系統(tǒng)以外的幾何光學(xué)部分相關(guān)內(nèi)容;期終閉卷考核安排在學(xué)期末進(jìn)行,考核內(nèi)容為實(shí)用的光學(xué)系統(tǒng)和波動(dòng)光學(xué)部分相關(guān)內(nèi)容。
4.2 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作考核
我們建立了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)操作考核細(xì)則,第一次實(shí)驗(yàn)課時(shí),向?qū)W生講清楚實(shí)驗(yàn)操作考核的時(shí)間,地點(diǎn),內(nèi)容,考核方式以及在總成績(jī)中權(quán)重等,實(shí)驗(yàn)操作考核主要從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作情況及實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況等方面對(duì)學(xué)生本學(xué)期已完成過(guò)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全方位評(píng)價(jià),實(shí)驗(yàn)操作總成績(jī)按權(quán)重的20%計(jì)入總成績(jī)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作考核這種方式大大提高了學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的積極性,實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果大大提高。
5 結(jié)束語(yǔ)
本文是針對(duì)安徽科技學(xué)院的實(shí)際情況,借鑒了國(guó)內(nèi)各高校的工程光學(xué)教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn),對(duì)工程光學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化,在理論課程教學(xué)中,刪除了一些重復(fù)性的教學(xué)內(nèi)容;在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中,加大了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例;同時(shí)對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行了改革,在考核方式上開(kāi)展了階段性考核模式;改革后的實(shí)踐表明,通過(guò)課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力,通過(guò)教學(xué)模式的改革激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,使學(xué)生真正融入到課堂教學(xué)中,工程光學(xué)教學(xué)質(zhì)量有了明顯的提高。
參考文獻(xiàn):
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