發(fā)布時(shí)間：2022-06-20 04:48:44
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞:美國;計(jì)算機(jī);基礎(chǔ)課程;教學(xué)大綱
2009年11月,作為國家示范教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)工作的一部分,國內(nèi)高校計(jì)算機(jī)教學(xué)單位組團(tuán),對(duì)美國中部幾所大學(xué)的計(jì)算機(jī)教育情況進(jìn)行了考察。本文對(duì)美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校(UIUC)和伊利諾伊理工學(xué)院(IIT)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育和美國大學(xué)非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的指導(dǎo)方針進(jìn)行介紹和探討。
伊利諾伊大學(xué)香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign,UIUC)成立于1867年,學(xué)科專業(yè)設(shè)置齊全,共有近200個(gè)專業(yè),最好的學(xué)科是工程和商科,還有農(nóng)學(xué)院、法學(xué)院、教育學(xué)院、航空學(xué)院、工程學(xué)院、通信學(xué)院、獸醫(yī)學(xué)院、藝術(shù)學(xué)院、勞資關(guān)
系學(xué)院、企業(yè)管理學(xué)院、社會(huì)研究學(xué)院、人類學(xué)院、化學(xué)和化工學(xué)院、人文和家庭研究學(xué)院、應(yīng)用科學(xué)生命學(xué)院、哲學(xué)和理學(xué)院等20多所學(xué)院[1]。
UIUC的計(jì)算機(jī)科學(xué)系創(chuàng)建于1972年,經(jīng)歷30多年的發(fā)展,一直雄居全美前5名,僅次于Stanford、Berkeley、MIT和CMU[1]。UIUC的計(jì)算機(jī)科學(xué)(CS,Computer Science)課程體系規(guī)劃基本成形于1986年,并在此后的20多年間不斷完善。目前有57位教員(Faculty)[2],承擔(dān)著全部本科教學(xué)和科研工作。CS本科課程設(shè)置特點(diǎn)為廣、深結(jié)合,理論、實(shí)踐結(jié)合。課程覆蓋計(jì)算機(jī)理論、設(shè)計(jì)和應(yīng)用等領(lǐng)域[3]。
伊利諾伊理工學(xué)院(IIT)始創(chuàng)于1890年,坐落于芝加哥,是一所同時(shí)重視科學(xué)和工程學(xué)的學(xué)府,是美國知名的三大理工院校之一,下設(shè)7個(gè)學(xué)院和1個(gè)研究中心,即阿默工程學(xué)院(Armour College of Engineering)、芝加哥肯特法學(xué)院(Chicago-Kent College of Law)、建筑學(xué)院、文理學(xué)院、設(shè)計(jì)學(xué)院、心理學(xué)院、斯圖爾特商學(xué)院(Stuart School of Business)和職業(yè)發(fā)展中心[4]。IIT的CS系目前有16位教員,承擔(dān)著計(jì)算機(jī)本科教學(xué)和科研工作。
1計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)的特點(diǎn)
分類的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課是美國大學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)的主要特色,不同類型的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課分別面向計(jì)算機(jī)專業(yè)、理工科專業(yè)和非理工專業(yè)。其中,根據(jù)美國本科教育的特點(diǎn),計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)課有非常顯著的針對(duì)性。非計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課設(shè)計(jì)也很耐人尋味。
美國的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課一般有兩門,在UIUC分別是CS100 Freshman Orientation(新生指導(dǎo),1學(xué)分)和CS 125 Intro to Computer Science(計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論,4學(xué)分) [5]。在IIT分別是CS100 Introduction to Professions (職業(yè)生涯介紹,2學(xué)分)和CS201- Accelerated Introduction to Computer Science(簡(jiǎn)明計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論,4學(xué)分)[6]。
面向新生開設(shè)的CS100類課程不僅課時(shí)較少,內(nèi)容也比較簡(jiǎn)單,在國內(nèi)高校中較為少見。例如,IIT的CS100課程“作為一種(從事計(jì)算機(jī))科學(xué)和工程職業(yè)介紹,闡述應(yīng)用(計(jì)算機(jī))工程和科學(xué)解決問題的過程,強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科和國際化解決問題并需要評(píng)估計(jì)算、金融和社會(huì)制約因素下的解決方案[7]?！睂W(xué)習(xí)目標(biāo)定位在使學(xué)生“理解計(jì)算機(jī)科學(xué)基本概念,包括計(jì)算歷史、二進(jìn)制計(jì)算/邏輯/程序轉(zhuǎn)換、算法、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等;展示使用偽代碼解決基本問題,如排序和遞歸;與計(jì)算機(jī)科學(xué)職業(yè)生涯有關(guān)的職業(yè)操守(ACM Ethics Code);利用圖書館資源研究和撰寫計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的研究論文;創(chuàng)建并進(jìn)行計(jì)算機(jī)科學(xué)理論的教學(xué)演示或計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)銷售演示[7]?！?/p>
這類課程在美國大學(xué)是非常有意義的。許多選擇計(jì)算機(jī)為職業(yè)方向的本科新生對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)課程和職業(yè)生涯并沒有真正了解,而這門課程就可以幫助這些學(xué)生了解計(jì)算機(jī)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)前景,然后再作決定。不少學(xué)生學(xué)完這門課后,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)與自己想象的完全不同,就可以盡快轉(zhuǎn)到其他專業(yè)。另一種情況則相反,一些沒有專業(yè)方向的本科生(美國大學(xué)允許大學(xué)生沒有專業(yè)方向,但需要輔修若干小專業(yè))在選修了這門課程后,可能將計(jì)算機(jī)作為自己的主修或輔修專業(yè)。
UIUC的CS125計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論是以Java語言為主的編程入門課,涵蓋了一些算法的內(nèi)容,介紹與解決計(jì)算問題有關(guān)的基本概念和基本技術(shù),此外還有與之配套的實(shí)驗(yàn)課[2],擬作為計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的第一門課程。該課程與我們國內(nèi)多計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)的第一門計(jì)算機(jī)課程有共同之處。
2非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)指導(dǎo)方針
美國大學(xué)的非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的指導(dǎo)方針出自美國國家科學(xué)研究委員會(huì) (National Research Council,NRC)1999年出版的報(bào)告《Being Fluent with Information Technology》[8]。在報(bào)告中,該委員會(huì)將現(xiàn)代高等教育中受教育者的計(jì)算機(jī)或信息技術(shù)應(yīng)用能力分別定義為智力性能力、信息技術(shù)的概念和信息技術(shù)技能3個(gè)方面,每個(gè)方面包含10項(xiàng)內(nèi)容,共30項(xiàng)。
這3個(gè)方面的具體內(nèi)容如下:
1)Intellectual capabilities(智力性能力,指在復(fù)雜和支撐性環(huán)境中應(yīng)用信息技術(shù))。
(1)Engage in sustained reasoning(持續(xù)運(yùn)用推理能力)。
(2)Manage complexity(管理復(fù)雜性)。
(3)Test a solution(測(cè)試解決方案)。
(4)Manage problems in faulty solutions(在失敗的解決方案中尋找并解決問題)。
(5)Organize and navigate information structures and evaluate information(組織和導(dǎo)出信息結(jié)構(gòu)并評(píng)估信息)。
(6)Collaborate(合作)。
(7)Communicate to other audiences(與他人溝通)。
(8)Expect the unexpected(準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)預(yù)料之外、情理之中的情況)。
(9)Anticipate changing technologies(預(yù)見技術(shù)的變化)。
(10)Thinking about information technology abstractly (關(guān)于信息技術(shù)的抽象思維)。
2)Information technology concepts(信息技術(shù)的概念)。
(1)Computers(計(jì)算機(jī))。
(2)Information systems(信息系統(tǒng))。
(3)Networks(網(wǎng)絡(luò))。
(4)Digital representations of information(信息的數(shù)字化表達(dá))。
關(guān)鍵詞:工程碩士;開放式教學(xué);課程組
中圖分類號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
1引言
軟件學(xué)院軟件工程碩士的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)高層次、應(yīng)用型人才,針對(duì)這個(gè)目標(biāo),其教學(xué)實(shí)施應(yīng)著重體現(xiàn)出以下兩個(gè)差異性:
(1) 軟件工程學(xué)科領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)學(xué)科領(lǐng)域間專業(yè)設(shè)置的差異性,這個(gè)差異應(yīng)能夠很好地體現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的;
(2) 工程碩士課程和軟件學(xué)院本科課程的差異性,這個(gè)差異應(yīng)能夠很好地體現(xiàn)培養(yǎng)高層次人才的目的。
目前國內(nèi)軟件學(xué)院軟件工程學(xué)科和傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)科在課程設(shè)置上差異還不顯著,工程碩士的培養(yǎng)方案中甚至部分課程只是本科階段的重復(fù)。雖然大都開始強(qiáng)調(diào)學(xué)生的軟件項(xiàng)目實(shí)踐,但普遍缺乏過程管理。本文在對(duì)IEEE的軟件工程知識(shí)體系進(jìn)行深入學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,針對(duì)軟件學(xué)院軟件工程碩士提出了實(shí)現(xiàn)開放式教學(xué)體系的教學(xué)改革方案。
2軟件工程知識(shí)體系
2004版SWEBOK將整個(gè)軟件工程知識(shí)體系分為11個(gè)知識(shí)領(lǐng)域(Knowledge Area,KA),其中前5個(gè)知識(shí)領(lǐng)域是按軟件開發(fā)的生命期諸階段排列的,即軟件需求、軟件設(shè)計(jì)、軟件構(gòu)造、軟件測(cè)試和軟件維護(hù);后6個(gè)知識(shí)領(lǐng)域是軟件開發(fā)中的支撐性或者輔的方面,可能覆蓋軟件開發(fā)的多個(gè)階段,包括軟件配置管理、軟件工程管理、軟件工程過程、軟件工程工具與方法、軟件質(zhì)量、相關(guān)學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域。這些知識(shí)領(lǐng)域SWEBOK并沒有重新系統(tǒng)規(guī)定,而是直接套用已經(jīng)成型的各領(lǐng)域知識(shí)體系,因此不可避免地存在重疊和不匹配。
在SWEBOK的基礎(chǔ)上,IEEE與ACM又共同擬定了CCSE。其中的核心部分是軟件工程教育知識(shí)(SEEK)。SEEK由十個(gè)知識(shí)領(lǐng)域組成,包括:計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)(CMP)、數(shù)學(xué)和工程學(xué)基礎(chǔ)(FND)、職業(yè)實(shí)踐(PRF)、軟件建模與分析(MAA)、軟件設(shè)計(jì)(DES)、軟件驗(yàn)證(VAV)、軟件演化(EVL)、軟件過程(PRO)、軟件質(zhì)量(QUA)、軟件管理(MGT)。
可以看出,SEEK和SWEBOK基本內(nèi)容是相近的?？偟膩碚f,二者都是包含了軟件工程核心類的知識(shí)領(lǐng)域、基礎(chǔ)類或前導(dǎo)類的知識(shí)領(lǐng)域,以及其他相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)。
3高等教育教學(xué)改革研究狀況
目前國內(nèi)關(guān)于高等教育教學(xué)改革的論文很多,如翁敬農(nóng)、劉云等在軟件學(xué)院實(shí)踐教學(xué)體系的內(nèi)容與規(guī)劃中提出了“一個(gè)目標(biāo)”、“兩種途徑”、“三大環(huán)節(jié)”、以及“四級(jí)臺(tái)階”的具體步驟。王移芝、林艷琴提出基于“兩段教學(xué)”的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)體系框架。謝芳清、閆大順提出了以素質(zhì)教育為目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)體系。王浩、胡學(xué)鋼等提出計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的總體研究與建設(shè)。王志英以國家實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心為例,提出實(shí)踐是綜合能力培養(yǎng)的基礎(chǔ),并以此構(gòu)建計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。董瑋、邱建華等以專業(yè)課“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(C語言)”為例給出了建設(shè)實(shí)踐教學(xué)體系的實(shí)踐探索。然而目前還沒有檢索到專門研究軟件學(xué)院工程碩士教學(xué)改革的論文。無論是從傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)與軟件學(xué)院軟件工程專業(yè)的區(qū)別,還是本科生與研究生的區(qū)別來看,針對(duì)軟件學(xué)院工程碩士的教學(xué)改革研究都是十分有必要的,同時(shí)也是迫切的。
4工程碩士的課程體系設(shè)計(jì)策略
我們以IEEE SWEBOK和CC2004SE的知識(shí)體系為主體,結(jié)合中國軟件產(chǎn)業(yè)以及本院的具體實(shí)際情況,設(shè)計(jì)了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)軟件學(xué)院軟件工程專業(yè)的知識(shí)體系,作為我院工程碩士課程設(shè)置和教學(xué)計(jì)劃實(shí)施的依據(jù)。以SEEK為基礎(chǔ),我們對(duì)軟件工程的課程設(shè)置進(jìn)行規(guī)劃。整個(gè)課程設(shè)置可以分為三個(gè)層次,即導(dǎo)論性課程、軟件工程核心課程和其他課程。如圖1所示,該知識(shí)體系定義了7個(gè)知識(shí)體系子類。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)和工程學(xué)基礎(chǔ)屬于導(dǎo)論性課程、其他課程包含了職業(yè)實(shí)踐、領(lǐng)域課程、軟件工具、工程實(shí)踐等四個(gè)子類。
其中計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)定義了軟件工程作為計(jì)算學(xué)科所必需包含的計(jì)算科學(xué)基礎(chǔ)以支持軟件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與建設(shè);數(shù)學(xué)與工程學(xué)基礎(chǔ)提供了軟件產(chǎn)品獲得所需屬性的理論和科學(xué)基礎(chǔ);職業(yè)實(shí)踐則聚焦于軟件工程師以職業(yè)行為從事軟件工程實(shí)踐所必需具備的知識(shí)、技能和態(tài)度;軟件工程核心課程應(yīng)該包含軟件開發(fā)生命周期所涉及到的主要知識(shí)領(lǐng)域;領(lǐng)域課程包含了對(duì)于某個(gè)特定領(lǐng)域軟件工程師應(yīng)該接受的特定教育或經(jīng)驗(yàn);軟件工具定義了從事軟件工作所必需掌握的當(dāng)前主流工具與軟件產(chǎn)品等;工程實(shí)踐則是學(xué)生使用所學(xué)到的知識(shí)從事實(shí)際開發(fā)活動(dòng),提供動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)。
對(duì)于工程碩士來說,大部分同學(xué)經(jīng)過計(jì)算機(jī)本科專業(yè)的學(xué)習(xí),已經(jīng)具備了初步的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)以及數(shù)學(xué)與工程學(xué)基礎(chǔ),因此目前其課程體系建設(shè)如圖2所示,重點(diǎn)是完成軟件工程核心課程教學(xué),并結(jié)合IT界的最新技術(shù)趨勢(shì)設(shè)計(jì)相關(guān)領(lǐng)域課程。教學(xué)改革的核心是如何設(shè)計(jì)軟件工程的核心課程,并指導(dǎo)學(xué)生熟練掌握相應(yīng)的軟件工具,強(qiáng)化他們的實(shí)踐動(dòng)手能力。
5工程碩士開放式教學(xué)體系建設(shè)
對(duì)于如何設(shè)計(jì)軟件工程的核心課程,我們的主要思路是打破原先各子知識(shí)體系間的界線,圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),結(jié)合學(xué)生的工程實(shí)踐,引入課程組的概念,實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的開放式教學(xué)體系。如圖3所示,整個(gè)開放式學(xué)習(xí)體系包含三個(gè)部分:
(1) 設(shè)計(jì)課程組:在理論環(huán)節(jié)采用課程組的概念,集中講授較高層次的、符合碩士生水平的軟件工程的某些重要環(huán)節(jié);
(2) 開設(shè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié):在實(shí)踐教學(xué)中采用做中學(xué)(Learning by Doing或LBD)理念,由指導(dǎo)教師講述軟件工具的具體操作過程,同學(xué)實(shí)際動(dòng)手學(xué)習(xí);
(3) 強(qiáng)化工程實(shí)踐:在工程實(shí)踐中由學(xué)生自主選題,并將LBD中講述的工具在項(xiàng)目整個(gè)生命周期中貫穿使用。
5.1設(shè)計(jì) 課程組
目前我院開設(shè)的高級(jí)軟件工程和本科的軟件工程課程內(nèi)容并沒有太大差別,對(duì)于軟件工程的各個(gè)環(huán)節(jié)面面俱到,但又都比較淺顯,對(duì)于工程碩士的培養(yǎng)顯然是不合適的。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了軟件工程課程組的理念,初步設(shè)計(jì)了以下課程:
(1)“軟件開發(fā)管理”(Managing Software Development)
(2)“軟件系統(tǒng)架構(gòu)”(Architectures for Software Systems)
第一門課程主要針對(duì)以后立志從事軟件工程管理方向的同學(xué),課程針對(duì)IT項(xiàng)目集中闡述如何實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)、資金、工期等各方面的管理;第二門課程主要針對(duì)以后立志從事軟件高級(jí)開發(fā)方向的同學(xué),課程主要講述復(fù)雜軟件系統(tǒng)架構(gòu)層上的設(shè)計(jì),介紹目前通用的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)的模型、表述方法等。這兩門課程對(duì)于軟件工程碩士應(yīng)該至少必修一門。除了這兩門課程,其他軟件工程類的課程包括了設(shè)計(jì)模式、軟件測(cè)試、語言類課程如J2EE、.NET等等,學(xué)生可根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行選修。
5.2開設(shè)實(shí)踐教學(xué)
針對(duì)該課程組,我們開設(shè)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),采用做中學(xué)理念,由指導(dǎo)教師(可以由助教擔(dān)任)根據(jù)事先確定的主題,選用具體工具講述如何使用該工具完成項(xiàng)目開發(fā)的某具體環(huán)節(jié),工具涵蓋了項(xiàng)目管理、架構(gòu)設(shè)計(jì)文檔化以及測(cè)試等軟件項(xiàng)目開發(fā)的主要方面。
對(duì)于軟件工具的選擇,有兩種思路。一種方法是對(duì)軟件工程的不同環(huán)節(jié)分別選擇不同工具,例如項(xiàng)目管理選Project、開發(fā)文檔化選Rational、測(cè)試再選別的工具這樣來做,但結(jié)構(gòu)分散,不利于整體化考慮。另一種是采用套件,完成項(xiàng)目開發(fā)全程的所有操作,目前我們選擇了兩種套件,一是微軟的VSTS,該套件和微軟的Visual Studio開發(fā)平臺(tái)綁定,適合學(xué)習(xí).net開發(fā)框架的同學(xué);另一種是IBM的RSA,該套件和Eclipse開發(fā)平臺(tái)綁定,適合選擇開源J2EE開發(fā)框架的同學(xué)。
5.3強(qiáng)化工程實(shí)踐
大多數(shù)的軟件學(xué)院目前都開設(shè)了專門的工程實(shí)踐環(huán)節(jié),但實(shí)際的效果并不盡如人意。因此我們將工程實(shí)踐環(huán)節(jié)也納入到開放式學(xué)習(xí)體系中,以前面所說的理論以及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)來指導(dǎo)學(xué)生更好地高質(zhì)量完成整個(gè)工程實(shí)踐。
從教學(xué)方法上,工程實(shí)踐應(yīng)盡可能地貼近現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目,除了常見的軟件工程文檔,我們還要求學(xué)生提交過程管理類文檔(軟件開發(fā)合同、會(huì)議記錄、工作日程記錄、合同執(zhí)行報(bào)告:財(cái)務(wù)報(bào)告和開發(fā)過程報(bào)告、個(gè)人總結(jié)、小組總結(jié)等)。
從技術(shù)上,學(xué)生可以自由選題,也可參考工程實(shí)踐題庫中的選題。選題涉及所有領(lǐng)域課程包含的內(nèi)容。要求學(xué)生必須采用實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中介紹的工具全程介入項(xiàng)目開發(fā)的各個(gè)階段。學(xué)院設(shè)立專門的工程實(shí)踐網(wǎng)站提供學(xué)生選題及交流,以及指導(dǎo)教師的監(jiān)督。
從教學(xué)形式上,則注重如何實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型軟件人才的核心能力分析與培養(yǎng),要求學(xué)生運(yùn)用職業(yè)實(shí)踐子知識(shí)體系中的相應(yīng)內(nèi)容,鍛煉學(xué)生的口頭表達(dá)能力、書面表達(dá)能力等。通過學(xué)生的開題演講、采用各種工具完成相應(yīng)的項(xiàng)目文檔、結(jié)題答辯等環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。
從實(shí)踐效果評(píng)價(jià)上,我們制定了一系列的成績考核方法、管理考核信息、分析考核結(jié)果、評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量等措施,實(shí)現(xiàn)完整的考核體系。
6結(jié)論
軟件工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng),在學(xué)科教育與培養(yǎng)面向市場(chǎng)需求的人才方面有著事實(shí)上的矛盾。軟件學(xué)院現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)體系存在著專業(yè)課程設(shè)置定位不準(zhǔn)確、課程實(shí)驗(yàn)師資不足、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容質(zhì)量不高、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和管理落后等問題。根據(jù)軟件工程專業(yè)教學(xué)所面臨的挑戰(zhàn),在充分調(diào)研IEEE SWEBOK和CC2004SE知識(shí)體系的基礎(chǔ)上,針對(duì)軟件學(xué)院的工程碩士,我們提出了軟件工程碩士開放式教學(xué)體系的建設(shè),圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),結(jié)合學(xué)生的工程實(shí)踐,引入課程組的概念,制定了一套較為完整的開放式實(shí)踐教學(xué)實(shí)施計(jì)劃。
參考文獻(xiàn) :
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姓名： 專業(yè)： 所屬系別：
學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名 職 稱：
開題報(bào)告時(shí)間： 年 月 日
論 文 題 目 ：小型醫(yī)院業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、擬選課題國內(nèi)、外的研究動(dòng)態(tài)、水平、存在問題，與本人實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐、調(diào)研的關(guān)系，并附主要參考文獻(xiàn)：
醫(yī)院的醫(yī)療水平和服務(wù)質(zhì)量一直是國內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)，僅靠增加基礎(chǔ)設(shè)施投入和脫離信息化的管理方法的改進(jìn)，是不能從根本上提高醫(yī)院的工作效率、服務(wù)質(zhì)量和管理水平的。醫(yī)院業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的目的就是減輕業(yè)務(wù)勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了差錯(cuò)，科學(xué)管理藥品，節(jié)省人力，提高醫(yī)院的財(cái)、物管理水平，增加經(jīng)濟(jì)效益，改善患者的就醫(yī)環(huán)境，方便患者就醫(yī)和查詢，提高醫(yī)院的服務(wù)效率和服務(wù)質(zhì)量，提高醫(yī)院的醫(yī)療質(zhì)量和管理水平。所以，一個(gè)現(xiàn)代化的適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的醫(yī)院，除了具備一流的醫(yī)療隊(duì)伍、一流的服務(wù)設(shè)施之外，還應(yīng)具備一流的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。
醫(yī)院業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)不僅能提高醫(yī)務(wù)人員的工作效率和醫(yī)療水平，而且能提高醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量。因此，醫(yī)院對(duì)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)有著強(qiáng)烈的需求。本文介紹了醫(yī)院出入院處、病區(qū)、藥房、藥庫的業(yè)務(wù)流程，在整體分析醫(yī)院各部門以及部門之間的實(shí)際工作業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合管理系統(tǒng)開發(fā)的理念，用VB 6.0作為前端開發(fā)工具，開發(fā)了醫(yī)院業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。目的就是利用計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等現(xiàn)代化手段，對(duì)醫(yī)院及其所屬各部門的業(yè)務(wù)進(jìn)行綜合管理。從而為醫(yī)院的整體運(yùn)行提供全面的、自動(dòng)化服務(wù)的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)。全文通過對(duì)業(yè)務(wù)流程的分析以及對(duì)系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)、實(shí)體-聯(lián)系圖(E-R圖)設(shè)計(jì)、關(guān)系模式設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、代碼設(shè)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)等，詳細(xì)地闡明了本系統(tǒng)開發(fā)的目的、過程及預(yù)期效果。
業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)是一門集管理科學(xué)、信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)為一體的綜合性學(xué)科，研究的是管理活動(dòng)的全過程，以便有效的管理醫(yī)院。
參考文獻(xiàn)
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2、課題擬解決的主要問題，在理論和應(yīng)用方面的意義，完成課題的條件（包括實(shí)習(xí)單位情況）和設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容：
意義：1、為病人提供更好更快、更快的服務(wù)，提高醫(yī)院在醫(yī)療市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力以及吸引更多的病人到本醫(yī)院就醫(yī)；
2、人力工資昂貴，迫使醫(yī)院采用計(jì)算機(jī)以提高勞動(dòng)效率；
功能：1、門診掛號(hào)：為病人提供就醫(yī)卡方便病人；
2、住院病人管理系統(tǒng)：是醫(yī)院可以隨時(shí)了解病人情況；
3、藥房管理系統(tǒng)：提高了藥品管理的質(zhì)量，和工作效率；
4、門診醫(yī)生工作站、住院費(fèi)用的管理、病歷管理系統(tǒng)、以及外部接口等。
3、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生選題報(bào)告的評(píng)語：
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
4、選題報(bào)告會(huì)評(píng)議組意見：
組長（簽字）： 年 月 日
5、學(xué)院審查意見：
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)工程；培養(yǎng)方案；人才培養(yǎng)；課程體系；實(shí)踐教學(xué)
中圖分類號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16727800（2012）008021202
作者簡(jiǎn)介：趙卿松（1972-），男，碩士，武漢工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院副教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)。
1專業(yè)培養(yǎng)方案的體系結(jié)構(gòu)
根據(jù)素質(zhì)教育和專業(yè)教育并重的原則，課程體系的設(shè)置以“低年級(jí)實(shí)行通知教育和學(xué)科基礎(chǔ)教育以提升學(xué)生素養(yǎng)，高年級(jí)實(shí)行有特色的專業(yè)教育以提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力”為準(zhǔn)則，構(gòu)建理論教學(xué)平臺(tái)、實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)和創(chuàng)新教育平臺(tái)。
理論教學(xué)平臺(tái)由三類課程組成：通識(shí)教育課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程。通識(shí)教育課程由公共基礎(chǔ)課和素質(zhì)教育課兩個(gè)模塊組成；學(xué)科基礎(chǔ)課程按照學(xué)科大類安排學(xué)科基礎(chǔ)課程；專業(yè)課程則分為專業(yè)主干課和專業(yè)選修課兩個(gè)模塊。
實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)由實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)組成：①實(shí)訓(xùn)包括：軍訓(xùn)、綜合課程設(shè)計(jì)等；②實(shí)驗(yàn)教學(xué)以課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)為主，并開設(shè)一定比例的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等；③實(shí)習(xí)包括：認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等環(huán)節(jié)。
創(chuàng)新教育平臺(tái)由課程創(chuàng)新教育、學(xué)術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)和實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)組成。課程創(chuàng)新教育包括學(xué)科前沿課程和創(chuàng)新教育課等；學(xué)術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)包括學(xué)科競(jìng)賽、課外科技活動(dòng)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目等；實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)包括以取得職業(yè)資格證書或企業(yè)培訓(xùn)合格證為目的的各類專業(yè)技能培訓(xùn)活動(dòng)等。
2專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及課程體系
結(jié)合本校的實(shí)際情況及社會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才的需求，以培養(yǎng)“高級(jí)應(yīng)用型網(wǎng)絡(luò)人才”為目標(biāo)，具備計(jì)算機(jī)科學(xué)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、具備網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力、具有網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與管理專長、能從事網(wǎng)絡(luò)工程領(lǐng)域的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、管理維護(hù)等工作。
課程體系是專業(yè)培養(yǎng)方案的核心內(nèi)容，是培養(yǎng)目標(biāo)的具體體現(xiàn)，很大程度上決定了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。按照學(xué)校整體的人才培養(yǎng)特色，結(jié)合學(xué)院目前的學(xué)科發(fā)展?fàn)顩r，按照“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、有特色”的培養(yǎng)原則，在課程設(shè)置方面認(rèn)真考慮了以下幾點(diǎn)：
（1）由于網(wǎng)絡(luò)工程是多學(xué)科交叉融合的新興專業(yè)，因此，在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、信息處理等方向上，設(shè)置了對(duì)應(yīng)的專業(yè)核心基礎(chǔ)課程，以提高學(xué)生的適應(yīng)性。
（2）課程設(shè)置強(qiáng)調(diào)了公共基礎(chǔ)和學(xué)科基礎(chǔ)的重要性，對(duì)重要的基礎(chǔ)課程給予了充足的學(xué)時(shí)。
（3）將方向的選修課程分為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)及管理、網(wǎng)絡(luò)信息處理兩部分，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程專門人才的需求。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程體系如表1。
表1網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程體系
作為工科專業(yè)，公共基礎(chǔ)課程的設(shè)置與其它工科專業(yè)類似，開設(shè)大學(xué)英語、數(shù)理、政治理論基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等課程。學(xué)科基礎(chǔ)課程除了電類基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)基礎(chǔ)外，增加了網(wǎng)絡(luò)工程導(dǎo)論、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字通信原理等課程，以補(bǔ)充學(xué)生在數(shù)字通信領(lǐng)域上的基礎(chǔ)知識(shí)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)工程的后繼課程打下良好的基礎(chǔ)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)方向，在專業(yè)主干課和專業(yè)選修課中設(shè)置了現(xiàn)代通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等課程，以培養(yǎng)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)方面的能力；針對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息處理方向則設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)編程、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)、Linux系統(tǒng)管理、Linux程序設(shè)計(jì)、Java程序設(shè)計(jì)等課程，以培養(yǎng)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與開發(fā)方面的能力。
3實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
3.1課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)
所有的學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)主干課程和專業(yè)選修課程都設(shè)置了一定比例的實(shí)驗(yàn)，課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)以加深、鞏固對(duì)基本原理的理解和掌握。課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的形式來組織，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目占2學(xué)時(shí)或4學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，一般設(shè)計(jì)性或綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)時(shí)數(shù)占課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的30%～40%。
基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要是對(duì)課程所涉及到的基本原理與過程、基本方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以消除學(xué)生對(duì)課程基本原理理解上的抽象性和神秘感。綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的掌握為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用課程涉及到的知識(shí)，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程基本原理的掌握并融會(huì)貫通，適用于數(shù)字通信原理、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等課程學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行，為后繼的綜合課程設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也是以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的掌握為基礎(chǔ)，提出實(shí)驗(yàn)任務(wù)與要求，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的方案、實(shí)驗(yàn)步驟和方法，適用于程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)編程、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理等課程學(xué)習(xí)過程中。通過設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的鍛煉，學(xué)生可以初步了解網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的思路，掌握網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
3.2綜合課程設(shè)計(jì)
綜合性的課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，其目的是進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力和專業(yè)知識(shí)綜合運(yùn)用的能力。從第四學(xué)期開始至第七學(xué)期，開設(shè)了基礎(chǔ)軟件綜合設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)硬件綜合設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)工程綜合設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)通信綜合設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用綜合設(shè)計(jì)等綜合課程設(shè)計(jì)。每個(gè)綜合課程設(shè)計(jì)集中安排在學(xué)期末，占2周時(shí)間，為了更好滿足學(xué)生的興趣，采用教師給出多個(gè)設(shè)計(jì)題目供學(xué)生選擇這種雙向選擇的方式。同時(shí)要求課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師的最多指導(dǎo)學(xué)生的人數(shù)不能超過30人，以保證教師對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)效果。
為培養(yǎng)學(xué)生的論文書寫能力，要求學(xué)生書寫完整的綜合設(shè)計(jì)報(bào)告，包括課題背景、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)方案論述、詳細(xì)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)結(jié)果及分析、總結(jié)等內(nèi)容；為保證綜合設(shè)計(jì)的質(zhì)量，安排了綜合設(shè)計(jì)答辯環(huán)節(jié)，答辯中由學(xué)生先對(duì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行闡述和演示，然后答辯教師針對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容隨機(jī)提問，以考察設(shè)計(jì)完成情況。綜合設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)判由平時(shí)表現(xiàn)、完成情況、報(bào)告質(zhì)量和答辯情況等內(nèi)容按照一定比例組成，能比較客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生完成綜合設(shè)計(jì)質(zhì)量。
3.3實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)
為讓學(xué)生接觸社會(huì)，體驗(yàn)未來就業(yè)單位的工作環(huán)境和實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)過程，從三年級(jí)上學(xué)期開始分別組織3次實(shí)習(xí)，即認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)。
認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)安排在第五學(xué)期初，占2周時(shí)間，參觀IT企業(yè)或事業(yè)單位的科研環(huán)境或辦公網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，見識(shí)不同廠家或品牌的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如交換機(jī)、路由器、服務(wù)器等）及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用情況或研發(fā)過程，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)增加感性認(rèn)識(shí)。
生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)安排在第七學(xué)期和第八學(xué)期初，各占3周時(shí)間，為了保證實(shí)習(xí)的效果，與IT企業(yè)或思科認(rèn)證培訓(xùn)機(jī)構(gòu)合作，建立了多個(gè)校外實(shí)習(xí)基地，讓學(xué)生參與到組網(wǎng)工程、網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)軟硬件系統(tǒng)開發(fā)等項(xiàng)目中。特別是在與思科認(rèn)證培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的合作過程中，充分利用他們的師資與設(shè)備資源，很好地克服了我校網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)備不足的缺陷，為學(xué)生提供了一個(gè)理論與實(shí)踐相結(jié)合的平臺(tái)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前提供了一次綜合性專業(yè)技術(shù)實(shí)踐鍛煉，畢業(yè)設(shè)計(jì)課題圍繞網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)與網(wǎng)絡(luò)信息處理兩個(gè)方向展開，畢業(yè)設(shè)計(jì)周期為14周左右，包括選題、開題、課題任務(wù)的完成、書寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文和論文答辯等環(huán)節(jié)。我們將校企合作方式也引入到畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，對(duì)部分學(xué)生實(shí)行校內(nèi)和校外指導(dǎo)教師共同指導(dǎo)的方式，真題真做，以達(dá)到在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)的同時(shí)，解決企業(yè)某方面實(shí)際問題的目的。
4結(jié)語
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)是在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信等專業(yè)基礎(chǔ)上經(jīng)過發(fā)展逐步形成的專業(yè)，作為一個(gè)實(shí)用性強(qiáng)、服務(wù)面廣的專業(yè)，在人才培養(yǎng)過程中不能簡(jiǎn)單地套用傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式，需要根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)不斷地摸索、循序漸進(jìn)和逐步完善。
參考文獻(xiàn)：
\[1\]王春枝，李紅.網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)方案探索與實(shí)踐\[J\].計(jì)算機(jī)教育，2010(23).
學(xué)校簡(jiǎn)介
伊利諾伊大學(xué)香檳分校是“十大”盟校（The Big Ten）之一，建立于1867年，一直是全美最優(yōu)秀的大學(xué)之一，理工科在“十大”中更是排名第一。該大學(xué)排名全美前10名的研究生專業(yè)有物理學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、教育學(xué)、工程學(xué)、會(huì)計(jì)學(xué)、大眾傳播學(xué)、圖書館科學(xué)、音樂、數(shù)論、代數(shù)、邏輯學(xué)、微生物學(xué)。工程學(xué)院在全美聞名遐邇，其電子工程、計(jì)算機(jī)工程、土木工程、材料科學(xué)與工程、機(jī)械工程、原子工程、農(nóng)業(yè)工程、環(huán)境工程等系科都排在全美前五位，化學(xué)工程、航空航天工程排在全美前十位。
該校的教授和校友有不少知名人士，比如歷史上第一次在同一領(lǐng)域（固體物理學(xué)）中兩次獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的發(fā)明了晶體管并提出了低溫超導(dǎo)理論（BCS理論）的巴丁教授；哈肯教授與阿佩爾合作在計(jì)算機(jī)完成了四色定理的證明；網(wǎng)絡(luò)神童馬克?安德森（Mark Anderson）在伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校設(shè)計(jì)了因特網(wǎng)瀏覽器軟件Mosaic及Netscape；身價(jià)一度超過比爾?蓋茨成為世界首富的甲骨文公司（Oracle）董事長兼首席執(zhí)官拉里?埃里森（Larry Ellison）曾在伊利諾大學(xué)香檳分校讀書；AMD創(chuàng)始人兼首席執(zhí)官杰里?桑德斯（Jerry Sanders）是伊利諾大學(xué)香檳分校電子工程學(xué)士；通用電氣（GE）董事長兼首席執(zhí)官杰克?韋爾奇（Jeck Welch）是伊利諾大學(xué)香檳分校化工博士。截至2003年，該大學(xué)共有二十位教授及校友榮獲過諾貝爾獎(jiǎng)，兩位校友榮獲過圖靈獎(jiǎng)，一位教授榮獲過菲爾茲獎(jiǎng)，二十一位教授及校友榮獲過普利策獎(jiǎng)，十一位教授榮獲過美國國家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)?，現(xiàn)任教授中有兩位普利策獎(jiǎng)得主、二十六位美國國家科學(xué)院院士、二十九位美國國家工程院院士。
該校的計(jì)算機(jī)系創(chuàng)建于1972年，多年來在全美排名一直保持在Top5之內(nèi)，一些事實(shí)也無可爭(zhēng)辯地捍衛(wèi)著這一地位：世界上最早的計(jì)算機(jī)Eniac誕生在這里；世界上第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器Mosaic誕生在這里；其畢業(yè)生所建立的公司（Netscape、YouTube、PayPal、Lotus和Sieble Systems）在計(jì)算機(jī)界赫赫有名；其國家超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用中心（NCSA）是全美國五大計(jì)算機(jī)研究中心之一。
課程設(shè)置
該校計(jì)算機(jī)系的課程設(shè)置乍一看上去和國內(nèi)大學(xué)似乎沒有什么大的區(qū)別。對(duì)本科生來說，“1”開頭的系列基礎(chǔ)課程，主要是包括計(jì)算機(jī)導(dǎo)論，離散數(shù)學(xué)等計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程；“2”開頭的是更專業(yè)一些的課程，比如類似國內(nèi)操作系統(tǒng)的System Programming、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；“3”開頭的目前僅有兩門課：397 Individual Study和398 Special Topics in CS，主要是擴(kuò)展學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力。研究生的課程都是以“4”開頭的專業(yè)基礎(chǔ)課程和以“5”開頭的專業(yè)課程，其中以598開頭的為前沿學(xué)科討論課程。學(xué)生也分為碩士和博士，但對(duì)碩士的要求不高，所以很多直接跟隨教授做研究的學(xué)生都是博士。課程的要求也是作業(yè)、項(xiàng)目和最后的考試。但實(shí)質(zhì)上，由于管理、研究水平等原因，這些設(shè)置還是有所不同。
該系目前提供三種類型的本科學(xué)位，一種是五年的本科和碩士生打通的學(xué)位，五年畢業(yè)后取得本科和碩士兩個(gè)學(xué)位；另兩種是計(jì)算機(jī)科學(xué)本科學(xué)位和軟件工程學(xué)位。每一種根據(jù)對(duì)學(xué)生都有不同的學(xué)分和課程要求。比如對(duì)于第一種學(xué)位，要求選夠120學(xué)分，其中理論（473 Algorithms或者475 Formal Models of Computation）、結(jié)構(gòu)（431 Embedded Sys Arch and Software或者433 Computer System Organization）和軟件（421 Programming Lang and Compilers或422 Programming Language Design或423 Operating Systems Design）必須按研究生學(xué)分選修。
研究生分論文和非論文兩類。論文學(xué)位中和國內(nèi)一樣分碩士生和博士生。普通論文碩士要求28個(gè)課程學(xué)分和4個(gè)論文學(xué)分。博士生的總學(xué)分要求是96個(gè)課程學(xué)分，包括課程學(xué)分和論文學(xué)分，其中至少要求32個(gè)論文學(xué)分；學(xué)士直讀的博士生要求96個(gè)課程學(xué)分。目前注冊(cè)的研究生人數(shù)近450人。
從課程設(shè)置方面看，該系的課程分得很細(xì)，從和國內(nèi)相類似的專業(yè)基礎(chǔ)課，比如計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、軟件工程；到很專業(yè)的課程，比如算法、密碼學(xué)導(dǎo)論、程序驗(yàn)證、自主信息系統(tǒng)、形式化軟件開發(fā)方法以及以598打頭的帶有主講教師名字代號(hào)的擴(kuò)展課程。尤其以研究生的課程設(shè)置最為細(xì)致。數(shù)一下他們的課程可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生有很多方向可以選擇，本科生的課程多達(dá)77門，研究生的更是多達(dá)102門。當(dāng)然有不少課程是兩者都可以選修的。一般一門課程3~4個(gè)學(xué)分（根據(jù)是否完成Project區(qū)分），每周兩次，一次75分鐘。
講授該課程的教師基本上都是該校專門從事這一方面研究的權(quán)威，有著多年的研究經(jīng)驗(yàn)。比如我所選修的“程序驗(yàn)證”課程屬于該系的研究生基礎(chǔ)理論課程，任課教師Meseguer教授已經(jīng)在這方面從事了近三十年的研究，而且目前也是這方面的權(quán)威?！皵?shù)據(jù)挖掘”課程的教師是Han教授，也是數(shù)據(jù)挖掘的世界級(jí)權(quán)威。這保證了任課教師在講授課程的同時(shí)貫穿了該課程在學(xué)科中的領(lǐng)先技術(shù)和知識(shí)。同時(shí)，比較明顯的一點(diǎn)是課程結(jié)合實(shí)際動(dòng)手的項(xiàng)目比較緊密。比如我所選修的“程序驗(yàn)證”課程雖然有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)背景，介紹了等式邏輯和重寫邏輯，但該課程輔以該實(shí)驗(yàn)室的Maude系統(tǒng)作為實(shí)踐工具，所以所介紹的理論可以實(shí)實(shí)在在地在計(jì)算機(jī)上看到其作用和結(jié)果?！俺绦蛟O(shè)計(jì)原理”這門課也使用了Maude系統(tǒng)作為高級(jí)程序語言的規(guī)格說明語言，這立刻就讓本來很抽象的兩門課有了感性認(rèn)識(shí)的平臺(tái)，學(xué)生可以立刻通過工具感受邏輯在計(jì)算機(jī)中的作用，可以使用該工具立刻設(shè)計(jì)出自己的新的程序語言。相比而言，國內(nèi)類似的課程都缺乏相應(yīng)的輔助工具，學(xué)生學(xué)理論不知道怎樣用到計(jì)算機(jī)中，學(xué)程序語言設(shè)計(jì)多是看看別人設(shè)計(jì)的語言是怎樣的，難以在短時(shí)間內(nèi)自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)。
開放性
這半年中我感受最深的當(dāng)數(shù)該系信息資源的開放性。從課程上來說，每學(xué)期的每一門課程都能在系里的網(wǎng)絡(luò)上找到相應(yīng)的講義、作業(yè)、項(xiàng)目以及閱讀的參考資料。和課程相對(duì)應(yīng)，每位教授都開設(shè)一個(gè)甚至多個(gè)專題討論會(huì)，這些討論會(huì)都有相應(yīng)的MailList可以讓學(xué)生或是研究人員加入。根據(jù)我的研究興趣，我參加了Maude、Runtime Verification以及軟件工程討論小組。每一個(gè)討論組由教授主持每周定時(shí)討論一至兩個(gè)小時(shí)，同時(shí)維護(hù)一個(gè)網(wǎng)站公布每次討論的主題或是論文。所以，和國內(nèi)的例會(huì)不同，這些討論會(huì)除了教授自己的學(xué)生，往往會(huì)有一些感興趣的學(xué)生或是像我這樣訪問學(xué)者參加。通過這樣的方式，也有教授的介紹，我和目前我感興趣的幾個(gè)教授都交流過，他們都很細(xì)致地介紹自己的研究，包括介紹實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的軟件工具。而這些軟件工具都放在他們自己實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)站上，有的是可以免費(fèi)使用的，有的甚至是源碼公開的，同時(shí)有他們公開發(fā)表的論文。有兩位教授的實(shí)驗(yàn)室研究內(nèi)容我比較感興趣，但他們還沒有源碼，經(jīng)過兩次討論后，他們都表示可以提供源碼以便進(jìn)行進(jìn)一步的研究。同時(shí)，我找他們的學(xué)生詢問相關(guān)工具的一些細(xì)節(jié)技術(shù)，他們都詳細(xì)解答，有時(shí)甚至花費(fèi)兩個(gè)多小時(shí)。
其實(shí)這一點(diǎn)在我聯(lián)系訪問的Host Professor時(shí)就感受頗深：每一位教授都可以在他們的主頁上找到非常詳細(xì)的資料，他們的研究概況、發(fā)表的論文、教授的課程、所做的研究項(xiàng)目、學(xué)生、聯(lián)系方式等等。對(duì)比國內(nèi)同行，很多都沒有自己的主頁，有一些由于單位組織倒是有，但所找到的基本上都是僅僅一頁的概述而已。這導(dǎo)致國內(nèi)很多信息無法交流。當(dāng)然，我想這也有一點(diǎn)客觀原因，就該系的項(xiàng)目情況而言，縱向課題的資助就已經(jīng)足夠教授們完成研究，所以他們并不在乎把研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品，而是公開這些研究成果，讓其他人盡量多地使用，讓其他人或公司完成產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化工作。反之，國內(nèi)很難找到根據(jù)研究成果完成的軟件工具，因?yàn)橐话闳绻龅焦ぞ撸枷ＭM(jìn)一步做到產(chǎn)品化，能以此爭(zhēng)取到橫向課題的支持，以便彌補(bǔ)縱向課題經(jīng)費(fèi)的不足。由于橫向課題講求實(shí)用，有很多非前沿性，非研究性質(zhì)的工作需要完成，直接影響了研究的深度。
開放性還反映在該系的研究領(lǐng)域交叉之中。該系的研究領(lǐng)域分為：算法和理論；人工智能；體系結(jié)構(gòu)、并行計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)；復(fù)雜生物及計(jì)算生物；數(shù)據(jù)庫及信息系統(tǒng)；圖形圖像和人機(jī)界面；系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)；程序語言、形式化系統(tǒng)和軟件工程；以及科學(xué)計(jì)算。但在我所參加的討論中，經(jīng)?？梢钥吹蕉鄠€(gè)實(shí)驗(yàn)室的教師和學(xué)生相互參與討論。比如我上上周參加的形式化小組的討論會(huì)上，就有體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生；上一周的軟件工程討論會(huì)上，報(bào)告者是一個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生，因?yàn)樗墓ぷ鲀?nèi)容涉及到用數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行軟件調(diào)試，同時(shí)與會(huì)的還有該實(shí)驗(yàn)室的兩位教授以及其他實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生。同一個(gè)研究領(lǐng)域內(nèi)的合作就更多，比如我所訪問的教授專注于程序語言、形式化系統(tǒng)和軟件工程領(lǐng)域，他自己的實(shí)驗(yàn)室和另外該領(lǐng)域的另一位教授Rosu的實(shí)驗(yàn)室相連，兩人合作過多篇文章，Rosu的程序設(shè)計(jì)語言以及形式化軟件開發(fā)方法課程中應(yīng)用了Prof. Meseguer的形式化工具，甚至有一些講義。我大致看過該系教授們的簡(jiǎn)歷，非常少有本校畢業(yè)的學(xué)生，這說明相關(guān)合作并不是以前師生關(guān)系的繼續(xù)。同時(shí)，這里常常有一些前沿講座是由斯坦福、劍橋、伯克利和愛丁堡大學(xué)的教授和博士生開設(shè)（應(yīng)聘的博士生都要公開做一個(gè)面試形式的講座），也有微軟和IBM這樣的大公司的研究院或是一些著名公司的學(xué)者的講座，這些講座頻率很高，常?？梢栽谠撓得恐艿娜諝v上看到這些通知。
其實(shí)，訪問學(xué)者這樣的一個(gè)制度本身就是很開放的。半年一年的互訪，帶來了很多交互的信息。相比而言，國內(nèi)有不少實(shí)驗(yàn)室雖然也設(shè)有客座教授、開放項(xiàng)目等，但是很難落到實(shí)處，很難有人真正是在實(shí)驗(yàn)室里交流這么長時(shí)間，更多的僅僅是每年幾次的互訪而已。不過，為每一位訪問學(xué)者提供一間寬敞明亮的辦公室，提供所有辦公服務(wù)恐怕也是目前高校難以提供的緊缺資源。
風(fēng)氣
另一個(gè)讓我感受比較深的地方是該系的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。由于課程設(shè)置很細(xì)，很多課程選課的人并不多，一二十個(gè)學(xué)生的課堂是很常見的，有的課程僅僅4~5個(gè)學(xué)生。當(dāng)然也有上百人的大課，這一般是本科和研究生共同選修的課程。我上學(xué)期選修的program verification課程共有12個(gè)學(xué)生，這學(xué)期選修的formal method software development也不過十七八個(gè)學(xué)生。但給我印象很深的一點(diǎn)是，從開學(xué)到學(xué)期末，學(xué)生數(shù)目基本上保持不變，可見很少有人缺課。上課的氣氛很活躍，課堂上幾乎沒有見過學(xué)生打瞌睡，講課中間學(xué)生隨時(shí)提問，教師也是當(dāng)時(shí)就回答。對(duì)于教師提出的問題，也幾乎沒有冷場(chǎng)沒有人回答的情況，當(dāng)然也不是每一次回答都正確。相比而言，國內(nèi)大學(xué)目前缺課的現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，有的必修課程都有三分之一缺課的，選修課就更不用說了。這當(dāng)然有教師的原因，目前教學(xué)普遍不受重視，所有職稱的評(píng)定基本上由科研決定，這從前年上海交大的倍受學(xué)生歡迎的教師始終僅僅是一個(gè)講師就可見一斑。而教學(xué)顯然是很需要花費(fèi)時(shí)間和精力的。
也不是說這里的教授上課都很好，也有底下學(xué)生反映講課不好的，但無論是從教師的授課還是學(xué)生的學(xué)習(xí)，你可以明顯感受到兩個(gè)字：認(rèn)真。研究生自己決定上什么課，一個(gè)學(xué)期一般也就選修2~3門。相比而言，國內(nèi)碩士研究生一學(xué)期的課程多達(dá)七八門，其中不少都是必須選修的，學(xué)生的學(xué)習(xí)相對(duì)比較被動(dòng)，很多學(xué)生就為拿學(xué)分，課堂上打瞌睡，學(xué)Tofel和GRE，復(fù)習(xí)考研的學(xué)生大有人在，課堂上很少看到學(xué)生主動(dòng)提問。在我的一門電子商務(wù)的選修課上我就問過學(xué)生，他們是否愿意做我以項(xiàng)目的方式提供的考試，很多學(xué)生說很有興趣，可是卻沒有時(shí)間。必修課和學(xué)位課的項(xiàng)目、作業(yè)已經(jīng)讓他們窮于應(yīng)付，還要復(fù)習(xí)考研、考Tofel和GRE，實(shí)在是心有余而力不足。為此我還調(diào)整過項(xiàng)目完成時(shí)間，允許學(xué)生在第二個(gè)學(xué)期開學(xué)時(shí)交，可以看到效果要好一些，有一些學(xué)生利用假期完成了自己感興趣的內(nèi)容?？墒请S著教學(xué)管理的正規(guī)化，要求課程結(jié)束后一周內(nèi)必須給成績，剛開放一些的項(xiàng)目只好又恢復(fù)原狀。
這些情況造成了惡性循環(huán)，學(xué)生老師相互認(rèn)為對(duì)方不認(rèn)真，老師認(rèn)為學(xué)生既然不想學(xué)，花的時(shí)間精力又不值，何必認(rèn)真。學(xué)生認(rèn)為老師備課不認(rèn)真，講授的內(nèi)容陳舊，學(xué)不到東西，沒必要好好學(xué)。從作業(yè)方面看兩者也有很大的差距。作為訪問學(xué)者，我雖然選修了課程，但其實(shí)并沒有學(xué)分，也沒有在學(xué)校注冊(cè)，充其量也就是旁聽，但由于教授建議我做作業(yè)以加深理解，我也基本上按時(shí)完成了作業(yè)，一學(xué)期一共五次作業(yè)，有理論證明，也有系統(tǒng)的使用（實(shí)驗(yàn)室開放了根據(jù)他們的理論開發(fā)的軟件工具）和編程，要求打印作業(yè)并提交。發(fā)還作業(yè)的時(shí)候，我看到所有學(xué)生，包括我自己在內(nèi)的作業(yè)都被認(rèn)真批改過。而我自己為了完成作業(yè)把講義看了一遍又一遍，花了很多時(shí)間，但也從中發(fā)現(xiàn)很多深入的問題，如果不做作業(yè)還以為自己理解了，其實(shí)不然。詢問其他學(xué)生，他們也花很多時(shí)間做作業(yè)。該系的學(xué)生鮮有抄作業(yè)的，一方面學(xué)校處理很嚴(yán)，大家都認(rèn)為是很不光彩的行為；另一方面認(rèn)為做作業(yè)時(shí)為自己能學(xué)到東西做的。相比之下，國內(nèi)目前學(xué)生抄襲作業(yè)的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，有的學(xué)生私下里說有的課程甚至超過90%的比例。我認(rèn)為這一方面有社會(huì)風(fēng)氣的影響：君不見教授、學(xué)者的學(xué)術(shù)抄襲都時(shí)有曝光；另一方面是管理不嚴(yán)造成的。雖然國內(nèi)的大學(xué)也有同樣的制度說抄襲者要懲罰，可是國內(nèi)大學(xué)一門必修課由于研究生擴(kuò)招甚至達(dá)到三百多人，雖然也有助教制度，但如此高的學(xué)生教師比例勢(shì)必造成作業(yè)、項(xiàng)目甚至試卷批改難以把關(guān)，從而進(jìn)一步加劇了抄襲現(xiàn)象。
關(guān)鍵詞：軟件工程；課程體系；培養(yǎng)方案
軟件工程教育兼屬科學(xué)教育和工程教育范疇，軟件工程的科學(xué)教育屬性主要是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)人類意識(shí)與智慧進(jìn)行科學(xué)理解、增強(qiáng)運(yùn)用軟件本質(zhì)特性(構(gòu)造性與易演化性)和解決具體問題的能力；而軟件工程的工程教育屬性主要是引導(dǎo)學(xué)生綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、管理等科學(xué)原理，借鑒傳統(tǒng)工程的原則、方法，提煉和固化知識(shí)，通過創(chuàng)建軟件來達(dá)到提高質(zhì)量、降低成本的目的。然而，McKinsey Global Institute2005年10月發(fā)表的一份報(bào)告稱，我國2005年畢業(yè)的60多萬工程技術(shù)人才中適合在國際化公司工作的不到10％，主要原因是中國教育系統(tǒng)偏于理論，學(xué)生在校期間幾乎沒有受到Project和團(tuán)隊(duì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，這對(duì)我國高等院校工程教育改革與創(chuàng)新提出了挑戰(zhàn)，也為軟件工程專業(yè)建設(shè)指明了方向。
合理的課程體系是高等院校保證培養(yǎng)目標(biāo)和形成辦學(xué)特色的重要手段。目前，我國1900多所普通高校中雖有100多所院校開設(shè)了軟件工程專業(yè)，但與當(dāng)前軟件工程技術(shù)發(fā)展差距較大。為了培養(yǎng)出既有理論知識(shí)又有應(yīng)用技能的工程型實(shí)用軟件人才，軟件工程專業(yè)課程體系必須進(jìn)行改革。對(duì)此，本文結(jié)合CC2005、SE2004、SWEBOK、國內(nèi)軟件工程專業(yè)課程設(shè)置現(xiàn)有的研究成果，探索軟件工程專業(yè)本科教學(xué)課程體系建設(shè)問題。
1 軟件工程專業(yè)課程體系設(shè)計(jì)策略
計(jì)算學(xué)科本科教學(xué)常用的課程體系設(shè)計(jì)策略主要?jiǎng)澐譃椋赫n程啟動(dòng)策略、課程組織策略、特色課程設(shè)置策略。課程啟動(dòng)策略主要包括：1)圍繞算法設(shè)計(jì)展開的算法優(yōu)先策略；2)自底向上展開的硬件優(yōu)先策略；3)從計(jì)算機(jī)導(dǎo)論展開的廣度優(yōu)先策略：4)強(qiáng)調(diào)編程能力的程序設(shè)計(jì)優(yōu)先策略；5)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)使用命令優(yōu)先策略；6)從面向?qū)ο笳归_的對(duì)象優(yōu)先策略。
課程組織策略主要有：1)基于主題的組織模式，它把知識(shí)體系中的每個(gè)知識(shí)域組織成一門或幾門課程；2)基于系統(tǒng)的組織模式，它把每類計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)設(shè)置成一門或幾門課程；3)混合模式，在課程設(shè)計(jì)時(shí)不考慮區(qū)分前兩種方法，兼而有之。特色課程設(shè)置策略主要依據(jù)本校辦學(xué)特色和研究專長來確定。
由于軟件工程教育兼屬科學(xué)教育和工程教育范疇，其科學(xué)屬性和工程屬性決定了軟件工程專業(yè)本科教學(xué)課程規(guī)劃，一方面要強(qiáng)調(diào)工程性、技術(shù)性、實(shí)用性、系統(tǒng)性、綜合性和復(fù)合型，另一方面要強(qiáng)化基礎(chǔ)軟硬件知識(shí)在解決復(fù)雜軟件構(gòu)造和應(yīng)用方面起到的關(guān)鍵作用。對(duì)于課程啟動(dòng)策略而言，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的課程啟動(dòng)方式并不適合于本專業(yè)，但工程優(yōu)先策略似乎也不適合于沒有任何計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的本科生；同樣，在課程組織策略上，基于主題的組織模式更多地具有科學(xué)研究屬性，而基于系統(tǒng)的組織模式又不利于基礎(chǔ)知識(shí)強(qiáng)化；此外，特色課程設(shè)置時(shí)，有時(shí)會(huì)缺乏全面綜合考慮，因人設(shè)課會(huì)造成特色課程系統(tǒng)性差問題。因此，在軟件工程專業(yè)課程體系設(shè)計(jì)策略方面，應(yīng)根據(jù)軟件工程學(xué)科自身屬性，綜合考慮以上各種策略特點(diǎn)，全局思考，統(tǒng)一規(guī)劃，避免課程系統(tǒng)性差、教學(xué)內(nèi)容重復(fù)和遺漏并存等現(xiàn)象。
2 軟件工程專業(yè)課程體系架構(gòu)模型設(shè)計(jì)
根據(jù)軟件工程專業(yè)本科教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)及規(guī)格要求，其課程體系采用“夯實(shí)基礎(chǔ)教育、提高系統(tǒng)認(rèn)知、強(qiáng)化軟件開發(fā)、推進(jìn)工程實(shí)訓(xùn)”為主線的設(shè)計(jì)思路，構(gòu)建了“分層次、互動(dòng)式、工程化”的課程體系架構(gòu)模型(如圖1所示)。該模型共分為四個(gè)層次，即基礎(chǔ)知識(shí)教育層、系統(tǒng)認(rèn)知教育層、工程設(shè)計(jì)開發(fā)層和工程實(shí)踐訓(xùn)練層。各層次不是相互獨(dú)立的，而是相互關(guān)聯(lián)、相互影響、逐層遞進(jìn)的演進(jìn)關(guān)系。該模型簡(jiǎn)化了計(jì)算機(jī)科學(xué)核心課程數(shù)量，突出基于主題的組織模式，沿著由淺入深、循序漸進(jìn)的認(rèn)知路徑，力圖實(shí)現(xiàn)“基礎(chǔ)與編程一體化、編程與系統(tǒng)一體化、系統(tǒng)與工程一體化、工程與職業(yè)一體化”四位一體的工程型實(shí)用軟件人才教學(xué)目標(biāo)。
2.1 基礎(chǔ)知識(shí)教育層
基礎(chǔ)知識(shí)教育的設(shè)計(jì)思路，強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和編程意識(shí)，實(shí)現(xiàn)“基礎(chǔ)扎實(shí)和編程意識(shí)強(qiáng)”兩個(gè)目標(biāo)?；A(chǔ)知識(shí)教育層結(jié)構(gòu)具體劃分為：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)類課程模塊、外語類課程模塊、軟件基礎(chǔ)類課程模塊、其他公共基礎(chǔ)類課程模塊。根據(jù)各模塊自身特點(diǎn)，全面考慮各模塊之間的關(guān)聯(lián)性，做好彼此之間的銜接。在課程啟動(dòng)策略方面，主要采取基于基礎(chǔ)的編程優(yōu)先策略。在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)類課程模塊中確定一門銜接較好的基礎(chǔ)課作為軟件基礎(chǔ)類課程模塊的啟動(dòng)，軟件基礎(chǔ)類課程模塊率先啟用軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，力圖達(dá)到“基礎(chǔ)與編程一體化”的教學(xué)目標(biāo)。在課程組織策略方面，采取基于主題的組織模式，有利于學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)。
2.2 系統(tǒng)認(rèn)知教育層
系統(tǒng)認(rèn)知教育的設(shè)計(jì)思路：強(qiáng)化學(xué)生的編程能力和對(duì)軟件系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)能力，實(shí)現(xiàn)“編程能力強(qiáng)和系統(tǒng)級(jí)認(rèn)知”兩個(gè)目標(biāo)。根據(jù)軟件工程專業(yè)對(duì)硬件系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件的知識(shí)要求，系統(tǒng)認(rèn)知教育層結(jié)構(gòu)劃分為：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)類課程模塊、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類課程模塊、操作系統(tǒng)類課程模塊和編譯系統(tǒng)類課程模塊。在課程啟動(dòng)策略方面，主要采取基于編程的系統(tǒng)優(yōu)先策略。通過軟件基礎(chǔ)類課程模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程和系統(tǒng)認(rèn)知類課程模塊的數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用等課程，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的編程能力，并以程序設(shè)計(jì)為主線引導(dǎo)學(xué)生的系統(tǒng)級(jí)認(rèn)識(shí)能力，實(shí)現(xiàn)“編程與系統(tǒng)一體化”的教學(xué)目標(biāo)。在課程組織策略方面，采取基于系統(tǒng)的組織模式，簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)科學(xué)核心課程數(shù)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性和對(duì)知識(shí)的掌握程度。
2.3 工程設(shè)計(jì)開發(fā)層
工程設(shè)計(jì)開發(fā)的設(shè)計(jì)思路：以工程化方法為手段，依托項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的“工程”意識(shí)，鍛煉學(xué)生對(duì)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)能力，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的系統(tǒng)級(jí)認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)“更完整的系統(tǒng)級(jí)認(rèn)識(shí)和軟件系統(tǒng)工程化設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)”兩個(gè)目標(biāo)。根據(jù)軟件工程項(xiàng)目開發(fā)流程，工程設(shè)計(jì)開發(fā)層結(jié)構(gòu)劃分為：軟件過程類課程模塊、軟件設(shè)計(jì)類課程模塊、軟件架構(gòu)類課程模塊、軟件測(cè)試類課程模塊、人機(jī)交互類課程模塊、特色項(xiàng)目類課程模塊、可擴(kuò)充類課程模塊。該層綜合考慮核心專業(yè)課程和特色項(xiàng)目課程設(shè)置，基于專業(yè)方向設(shè)置若干動(dòng)態(tài)可擴(kuò)充課程，全面考慮課程之間的關(guān)聯(lián)，強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一規(guī)劃。學(xué)生在這個(gè)層次必修一些工程設(shè)計(jì)開發(fā)系列課程，選修可擴(kuò)充類課程，達(dá)到“系統(tǒng)與工程一體化”的教學(xué)目標(biāo)。課程啟動(dòng)策略采取基于系統(tǒng)的工程優(yōu)先策略。課程組織策略采取項(xiàng)目的組織模式，以此來提高學(xué)生的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)能力。
2.4 工程實(shí)踐訓(xùn)練層
工程實(shí)踐訓(xùn)練總體設(shè)計(jì)思路：通過實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練、專業(yè)實(shí)習(xí)、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)，依托校內(nèi) 外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，采用校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、自主實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、校內(nèi)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)和外聘軟件工程師等形式，強(qiáng)化學(xué)生的工程能力，培養(yǎng)學(xué)生的職場(chǎng)素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)工程與職業(yè)一體化的教學(xué)目標(biāo)。工程實(shí)踐訓(xùn)練層結(jié)構(gòu)具體劃分為兩大類，一類是實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)類課程模塊，另一類是工程實(shí)訓(xùn)與畢業(yè)論文類課程模塊。其中，實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)類課程模塊的具體設(shè)計(jì)思路，通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)體驗(yàn)、編程能力訓(xùn)練三個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，完善學(xué)生的系統(tǒng)級(jí)認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的開發(fā)技能；而工程實(shí)訓(xùn)與畢業(yè)論文類課程模塊的具體設(shè)計(jì)思路，通過“軟件工程項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)”這個(gè)載體，采取“企業(yè)+實(shí)訓(xùn)+論文+就業(yè)”捆綁的運(yùn)作模式，與多家國內(nèi)知名IT公司合作，讓學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目綜合訓(xùn)練，并完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)工作，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐結(jié)合、技巧與職業(yè)素質(zhì)結(jié)合的教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)也為學(xué)生就業(yè)提供一個(gè)良好平臺(tái)。
上述四個(gè)教育層是彼此聯(lián)系和互動(dòng)發(fā)展的，在課程體系設(shè)計(jì)中充分考慮銜接性、系統(tǒng)性和創(chuàng)新性。交流、溝通、講演、寫作的培養(yǎng)更多體現(xiàn)在第二課堂科技學(xué)術(shù)活動(dòng)中。
3 軟件工程專業(yè)核心課程設(shè)置
3.1 課程設(shè)置原則
軟件工程專業(yè)課程設(shè)置遵循六個(gè)基本原則，即先進(jìn)性、靈活性、復(fù)合性、工程性、創(chuàng)新性和模塊化。1)先進(jìn)性：課程設(shè)置和課程內(nèi)容需反映國際上先進(jìn)的軟件技術(shù)發(fā)展成果和軟件企業(yè)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的需求，以及相關(guān)的基礎(chǔ)理論。2)靈活性：課程設(shè)置需具有靈活性，應(yīng)根據(jù)軟件技術(shù)的發(fā)展及時(shí)調(diào)整。3)復(fù)合性：課程設(shè)置需包括技能、工程、管理等方面的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生具有必要的綜合技能和基本素質(zhì)。4)工程性：課程設(shè)置面向軟件工程實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，使學(xué)生能夠自覺運(yùn)用先進(jìn)的工程化方法和技術(shù)從事軟件開發(fā)和項(xiàng)目管理，具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。5)創(chuàng)新性：課程設(shè)置應(yīng)倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并給予必要的指導(dǎo)，從而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自我提高能力，以及勇于開拓和善于創(chuàng)新能力。6)模塊化：課程應(yīng)按照模塊化準(zhǔn)則設(shè)計(jì)，課程模塊設(shè)計(jì)可以交叉。根據(jù)軟件技術(shù)最新發(fā)展、當(dāng)前市場(chǎng)需求及專業(yè)培養(yǎng)方向、學(xué)生目前具備的領(lǐng)域知識(shí)等，靈活調(diào)整課程設(shè)置和課程內(nèi)容。
3.2 核心課程模塊設(shè)置
1)軟件基礎(chǔ)類課程模塊設(shè)有：計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)、軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組織原理、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、算法分析與設(shè)計(jì)等課程。2)操作系統(tǒng)類課程模塊設(shè)有：操作系統(tǒng)原理、LINUX系統(tǒng)基礎(chǔ)、嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)等課程。3)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類課程模塊設(shè)有：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與集成、網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)與防范技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)軟件等課程。4)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)類課程模塊設(shè)有：數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用、ORACLE數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等課程。5)編譯系統(tǒng)類課程模塊設(shè)有：編譯系統(tǒng)原理、編譯技術(shù)等課程。6)軟件過程類課程模塊設(shè)有：軟件工程、需求工程、軟件項(xiàng)目管理、軟件建模技術(shù)UML等課程。7)軟件設(shè)計(jì)類課程模塊設(shè)有：C++高級(jí)程序設(shè)計(jì)、J2EE與中間件、.NET架構(gòu)技術(shù)、設(shè)計(jì)模式等課程。8)軟件架構(gòu)類課程模塊設(shè)有：大型軟件系統(tǒng)構(gòu)造、軟件體系結(jié)構(gòu)等課程。9)軟件測(cè)試類課程模塊設(shè)有：軟件測(cè)試技術(shù)、軟件測(cè)試與評(píng)估等課程。10)人機(jī)交互類課程模塊設(shè)有：人機(jī)交互技術(shù)等課程。11)特色項(xiàng)目類課程模塊設(shè)有：軟件工程項(xiàng)目案例解析、大型軟件工程項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)等課程。12)可擴(kuò)充類課程模塊設(shè)有：手機(jī)游戲開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)游戲開發(fā)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、嵌入式Linux網(wǎng)絡(luò)及GUI應(yīng)用開發(fā)、嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)開發(fā)、手持設(shè)備軟件開發(fā)等課程。
4 軟件工程專業(yè)培養(yǎng)方案制定與實(shí)施
軟件工程專業(yè)培養(yǎng)方案制定是基于軟件與工程的復(fù)合，將軟件工程與領(lǐng)域應(yīng)用相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的同時(shí)，將專業(yè)課程重點(diǎn)放在軟件新技術(shù)和軟件工程新技術(shù)方面，通過對(duì)實(shí)踐類課程工程化改造，增設(shè)軟件工程項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，開設(shè)部分技能課程，試圖使學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)技能、創(chuàng)新能力、工程能力和職業(yè)素質(zhì)都能得到全面均衡發(fā)展。具體措施如下。
4.1 建立英語為主日語為輔的外語教學(xué)體系
根據(jù)IT市場(chǎng)的實(shí)際需求，軟件工程專業(yè)培養(yǎng)方案制定，除正常開設(shè)四個(gè)學(xué)期大學(xué)英語外，增開兩個(gè)學(xué)期標(biāo)準(zhǔn)目語和一個(gè)學(xué)期專業(yè)英語，堅(jiān)持外語學(xué)習(xí)四年不斷線，旨在為學(xué)生選擇日企或?qū)θ胀獍髽I(yè)就業(yè)提供方便。
4.2 建立工程化實(shí)踐教學(xué)體系
建立“四年不斷線、三個(gè)層次相呼應(yīng)、兩大措施為保障”的工程化實(shí)踐教學(xué)體系?！八哪瓴粩嗑€”是指實(shí)踐環(huán)節(jié)四年不斷線，每個(gè)學(xué)期至少有一個(gè)集中性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，體現(xiàn)“全過程”實(shí)踐；“三個(gè)層次相呼應(yīng)”主要是從實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上考慮的，包括第一層次教學(xué)實(shí)驗(yàn)，第二層次課程設(shè)計(jì)及專業(yè)實(shí)習(xí)，第三層次工程項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)與畢業(yè)設(shè)計(jì)；“兩大措施為保障”主要指教學(xué)計(jì)劃保障和考核制度保障。
4.3 設(shè)置專門的實(shí)踐課程
針對(duì)工程化軟件人才應(yīng)具備的個(gè)人開發(fā)能力、團(tuán)隊(duì)開發(fā)能力、系統(tǒng)研發(fā)能力和設(shè)備應(yīng)用能力，以必修課和選修課形式，開設(shè)四類特色化、階梯狀工程實(shí)踐學(xué)分課程，即程序設(shè)計(jì)類實(shí)踐課程、軟件工程類實(shí)踐課程、項(xiàng)目管理類實(shí)踐課程和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)類實(shí)踐課程，構(gòu)成了系統(tǒng)全面的學(xué)生實(shí)踐能力訓(xùn)練體系。
4.4 提高專業(yè)課程教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)課時(shí)量
除個(gè)別側(cè)重理論教學(xué)的專業(yè)課程外，80％以上的專業(yè)課程包含實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)成績占總成績的30％以上，一部分實(shí)踐性較強(qiáng)的課程是以上機(jī)考試和答辯作為最終考試方式。
4.5 開設(shè)部分技能課程
在技能課程中，與該領(lǐng)域內(nèi)具有國際領(lǐng)先水平的企業(yè)在課件共享、教師培訓(xùn)和資源投入等方面展開合作，共同設(shè)計(jì)、講授和評(píng)估課程。鼓勵(lì)學(xué)生參與企業(yè)提供的專業(yè)認(rèn)證考試，或參加國家相應(yīng)的專業(yè)資格考試，對(duì)此，學(xué)院將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、Oracle數(shù)據(jù)庫、J2EE與中間件等認(rèn)證課程納入本科教學(xué)計(jì)劃中，全面體現(xiàn)學(xué)生的“多證多能”。
【關(guān)鍵詞】Openstudy；開放課程資源；社交學(xué)習(xí)；整合；國家精品課程
【中圖分類號(hào)】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009―8097（2011）07―0010―05
2001年麻省理工學(xué)院推行的“開放課件”運(yùn)動(dòng)將開放課程資源推向了一個(gè)新的熱潮[1]。十年來，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和普及，各種開放課程資源項(xiàng)目迭出。哈佛、耶魯?shù)葌鹘y(tǒng)名校相繼推出自己的開放課程，力圖使自己在未來的教育競(jìng)爭(zhēng)中跟上潮流，更不用說英國開放大學(xué)這種以“開放學(xué)習(xí)”為宗旨的大學(xué)了。即便是在民間，也有很多個(gè)人或團(tuán)體受到開放教育理念的鼓舞，憑一己之力創(chuàng)建了許多開放教育資源項(xiàng)目，如近期興起的可汗學(xué)院（Khan Academy）[2]、P2P University[3]等。
社交學(xué)習(xí)[4]則是近年來興起的另一種學(xué)習(xí)熱潮，作為開放教育資源項(xiàng)目的Openstudy是這個(gè)熱潮中出現(xiàn)的一個(gè)典型案例，通過剖析Openstudy，也許我們可以從中窺探到開放教育資源運(yùn)動(dòng)的一些規(guī)律，探尋開放教育資源發(fā)展的趨勢(shì)。
一 Openstudy簡(jiǎn)介
1 Openstudy的創(chuàng)建
Openstudy建立于2007年，是一家社交學(xué)習(xí)網(wǎng)站，由Ashwin Ram，喬治亞理工學(xué)院教授及他以前的學(xué)生Preetha Ram（現(xiàn)任埃默里大學(xué)的副院長）、首席執(zhí)行官Chris斯普拉格，共同在硅谷建立的。他們和企業(yè)家以及喬治亞理工學(xué)院、埃默里學(xué)校的學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作，總部位于佐治亞理工學(xué)院ATDC（Advanced Technology Development Center）中心的科技廣場(chǎng)，目前已得到美國國家科學(xué)基金會(huì)、美國國立衛(wèi)生研究院和佐治亞州研究聯(lián)盟的資助。
Openstudy創(chuàng)立的初衷是因?yàn)閯?chuàng)辦者們感覺到學(xué)生大多是個(gè)體孤立的學(xué)習(xí)，比較辛苦，為解決此問題而開發(fā)了Openstudy。Openstudy是一個(gè)社交學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，來自世界各地的任何人都可以在平臺(tái)上提問以尋求他人的解答，也可以按照自己的興趣和其他人一起組成小組對(duì)某個(gè)問題進(jìn)行研究，還可以通過網(wǎng)站學(xué)習(xí)麻省理工學(xué)院的開放教育資源，并與他人進(jìn)行討論學(xué)習(xí)。Openstudy致力于建立一個(gè)大的學(xué)習(xí)社區(qū)，大家共同學(xué)習(xí)，而不僅僅局限于個(gè)別學(xué)校、個(gè)別區(qū)或某種情境。正如Openstudy宣稱的那樣：讓世界成為你的學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)[5]。
Openstudy目前有來自喬治亞理工學(xué)院和埃默里學(xué)校的學(xué)生團(tuán)隊(duì)及類似于Fast company這樣的教育創(chuàng)新孵化公司為其提供運(yùn)作支持。Openstudy的用戶已經(jīng)擴(kuò)展到來自138個(gè)國家的1500所學(xué)校，而且仍在蓬勃發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在Openstudy大約90%學(xué)生的問題得到了解決。
2 Openstudy的發(fā)展
Openstudy創(chuàng)建之初只是一個(gè)為學(xué)習(xí)者提供自由交流、協(xié)作的平臺(tái)，隨著其影響的日益增長，以及部分麻省理工開放課件（MIT COW）課程學(xué)習(xí)者的成功案例，吸引了麻省理工學(xué)院（MIT）的關(guān)注。隨后Openstudy建立了與MIT OCW項(xiàng)目的正式合作，由MIT提供課程資源，Openstudy提供學(xué)習(xí)平臺(tái)，引導(dǎo)MIT OCW課程的學(xué)習(xí)者在Openstudy上開展討論、交流等學(xué)習(xí)活動(dòng)，MIT甚至提供了一些指導(dǎo)教師，對(duì)在Openstudy上學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)者進(jìn)行指導(dǎo)。
MIT OCW外聯(lián)部主任史蒂夫•卡森說：“麻省理工學(xué)院幾年前開過一個(gè)BBS，試圖以此促進(jìn)開放式課程的討論，但每門課程的討論都不多。所以剛開始和Openstudy合作時(shí)只開放了《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》、《單變量微積分》和《中文》三門課程，但反響非常好”。很快就有三千多名學(xué)生參與計(jì)算機(jī)科學(xué)的學(xué)習(xí)小組，微積分小組有2400人，中文組有800人。于是，麻省理工學(xué)院和Openstudy又增加了更多學(xué)習(xí)小組，現(xiàn)在已經(jīng)有十門課建立了學(xué)習(xí)小組，幾周內(nèi)就有幾百學(xué)生加入。Openstudy上的學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)幾乎每時(shí)每刻學(xué)習(xí)小組中都有人在線。卡森表示這次嘗試為以后開放式課程的發(fā)展指明了新的道路：很顯然開放式課程學(xué)習(xí)者感興趣的不僅僅是學(xué)習(xí)資料，還有學(xué)習(xí)時(shí)能在一個(gè)社區(qū)共享和討論彼此的想法[6]。
最近，耶魯大學(xué)等其他大學(xué)也紛紛展開與Openstudy的合作，共享優(yōu)質(zhì)開放教育資源，方便了廣大的學(xué)習(xí)者，完善了平臺(tái)的資源機(jī)制。Openstudy還與互聯(lián)網(wǎng)上最流行的Web2.0的社交平臺(tái)Twitter、Facebook等合作，學(xué)習(xí)者注冊(cè)Twitter、Facebook之后，就可以加入Openstudy，與Openstudy上的人分享自己的生活狀況和思想感悟等，逐步擴(kuò)展自己的交際面，然后找到興趣一致的同伴，選擇合適的群體共同學(xué)習(xí)?；蛘甙凑兆约旱呐d趣點(diǎn)，邀請(qǐng)自己的朋友或同學(xué)加入Openstudy進(jìn)行交互學(xué)習(xí)。
3 Openstudy用戶的學(xué)習(xí)方式與支撐平臺(tái)
Openstudy用戶的學(xué)習(xí)主要通過三種途徑完成：直接交流、學(xué)習(xí)小組、開放課程。
所謂直接交流學(xué)習(xí)就是用戶登錄后，可以直接在Openstudy網(wǎng)站上提出自己的問題，其他用戶看到問題后可以跟帖形式回復(fù)答案，也可發(fā)郵件給提問者。這種方式適合于特定問題的學(xué)習(xí)。
學(xué)習(xí)小組（Study Pad）是Openstudy的一種協(xié)作學(xué)習(xí)形式，即若干具有相同興趣的學(xué)習(xí)者組成一個(gè)學(xué)習(xí)小組，共同針對(duì)某個(gè)問題進(jìn)行研討。學(xué)習(xí)小組可由用戶自己創(chuàng)建，然后邀請(qǐng)自己的朋友參與，或者等待其他有興趣的用戶參與。學(xué)習(xí)小組通常由5~6人組成。這種方式可以發(fā)揮同儕教學(xué)的作用。
開放課程這種途徑，是指用戶通過Openstudy瀏覽MIT或其他學(xué)校提供的開放課程，并參與在Openstudy上組建的課程學(xué)習(xí)小組，與其他選學(xué)了相同課程的學(xué)習(xí)者進(jìn)行交流，或者接受指導(dǎo)教師的指導(dǎo)。這種方式適合于系統(tǒng)的課程學(xué)習(xí)，目前以MIT提供的課程為主。
上述三種學(xué)習(xí)途徑并存，可以同時(shí)使用，即，對(duì)于學(xué)習(xí)者而言，隨時(shí)可以根據(jù)需要選擇合適的學(xué)習(xí)方式，從而獲得最佳的學(xué)習(xí)效果。用戶在Openstudy上的學(xué)習(xí)流程如圖1：
為了支撐用戶在Openstudy上的各種學(xué)習(xí)活動(dòng)，Openstudy不斷研發(fā)、完善學(xué)習(xí)支持平臺(tái)，其目標(biāo)是為學(xué)習(xí)者提供各種學(xué)習(xí)交流和相應(yīng)學(xué)習(xí)資源。例如為了幫助學(xué)習(xí)者創(chuàng)建或?qū)ふ业胶线m的學(xué)習(xí)小組，Openstudy提供了對(duì)學(xué)習(xí)小組按關(guān)鍵詞瀏覽和檢索的功能。學(xué)習(xí)小組中的問題與討論也可通過郵件的方式發(fā)送給小組成員，隨時(shí)提醒各位組員討論的進(jìn)展與變化。
Openstudy學(xué)習(xí)平臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示（見下頁）：
4 Openstudy的典型案例
《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論（Intro Computer Science）》學(xué)習(xí)群體是Openstudy平臺(tái)中最大的一個(gè)學(xué)習(xí)群體，目前該學(xué)習(xí)群體已經(jīng)發(fā)展到一萬多人，該討論群體是基于麻省理工學(xué)院的開放教育課程―《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》―發(fā)起的討論。
《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》課程的教學(xué)對(duì)象是很少或沒有編程經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生，它的目的是幫助學(xué)習(xí)者理解電腦在解決實(shí)際問題中所起到的作用，并且?guī)椭袑I(yè)的學(xué)生學(xué)會(huì)編寫程序，克服對(duì)計(jì)算機(jī)使用的恐懼。
當(dāng)選學(xué)這門課程的學(xué)習(xí)者在Openstudy平臺(tái)注冊(cè)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提示該門課程的學(xué)習(xí)者中影響力較大的學(xué)習(xí)群組或人――比如計(jì)算機(jī)科學(xué)小組。學(xué)習(xí)者可以選擇加入或者不加入該小組。一旦加入該學(xué)習(xí)群體之后就可通過網(wǎng)站來進(jìn)行課程學(xué)習(xí)。當(dāng)學(xué)習(xí)課程中遇到一些技術(shù)或者理論的問題時(shí)，學(xué)習(xí)者可以向該群體里的成員（有老師和學(xué)生）求助，求助的形式有以下幾種：
a 直接提出問題，該討論組的其他成員會(huì)看到并及時(shí)答復(fù)。
b 建立討論組，提出相關(guān)的問題邀請(qǐng)他人或朋友加入，然后他們看到你的問題，你們可以相互討論并解決疑惑。
c 如果你提出的問題不想公開，想私下解決，也可以給平臺(tái)里的任何人寫郵件，請(qǐng)求他給你答復(fù)。當(dāng)然作為群體中的一員，可以隨時(shí)回答群成員提出的問題。如果涉及到理科的數(shù)字符號(hào)，可以使用平臺(tái)提供的公式編輯器。此外，平臺(tái)還可以記錄你或他人回答問題的過程，類似用一個(gè)攝像頭把解決問題的過程記錄下來，這樣會(huì)更直觀，并且可與其他人的答案進(jìn)行對(duì)比。通過課程的學(xué)習(xí)和與不同的學(xué)習(xí)者進(jìn)行討論能夠使自己快速學(xué)到計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)，進(jìn)而擴(kuò)展自己的交際面，且不受時(shí)間和空間的限制。
該平臺(tái)還開發(fā)了標(biāo)簽和搜索技術(shù)，通過標(biāo)簽可以快速查看影響力較大的群體或個(gè)人，這樣就能夠明白大家都在討論和學(xué)習(xí)什么。利用搜索可快速鎖定網(wǎng)站的群體或個(gè)人，方便學(xué)習(xí)者更好的學(xué)習(xí)。
由于該學(xué)習(xí)小組人數(shù)較多，所以當(dāng)你提出一個(gè)問題時(shí)其他成員會(huì)馬上告訴你答案。這也正好反映了網(wǎng)站的思想：更多的社交學(xué)習(xí)體驗(yàn)注入開放式課程，確保學(xué)習(xí)者不會(huì)孤單。無論來自何處，大家都在你身邊。當(dāng)你總覺身邊有個(gè)智囊團(tuán)時(shí)，學(xué)習(xí)者會(huì)有很強(qiáng)的社會(huì)存在感和滿足感。
《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》及其他MIT OCW課程的成功使得Openstudy與MIT加強(qiáng)了合作，也讓其他大學(xué)增強(qiáng)了與Openstudy合作的意愿和信心。
二 Openstudy與其他開放教育資源的比較分析
如前所述，開放教育資源運(yùn)動(dòng)在世界各地蓬興勃發(fā)。21世紀(jì)的第一個(gè)十年，涌現(xiàn)出許多優(yōu)秀的開放教育資源項(xiàng)目，表1是其中影響力較大的幾個(gè)項(xiàng)目與Openstudy的對(duì)比：
以MIT OCW為代表的開放教育資源項(xiàng)目，因其提供的課程資源較優(yōu)秀，又有著較完整的課程設(shè)計(jì)，對(duì)有興趣學(xué)習(xí)這些課程的學(xué)習(xí)者而言不啻為一種福音。但由于缺乏相應(yīng)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)等學(xué)生支持服務(wù)，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題和困難較難得到有效解決，這在很大程度上制約了課程的學(xué)習(xí)效果[7]。
相比MIT等以課程為主的開放教育資源，Openstudy創(chuàng)辦的最初目標(biāo)是為學(xué)習(xí)者提供一個(gè)相互交流的學(xué)習(xí)平臺(tái)，因此，學(xué)習(xí)者所學(xué)的問題和內(nèi)容幾乎不受固定框架的限制，而且它還能為學(xué)習(xí)者提供答疑、討論服務(wù)。在Openstudy中無論是直接交流還是學(xué)習(xí)小組，或者是便捷的學(xué)習(xí)伙伴的尋找，都是為了給學(xué)習(xí)者提供及時(shí)的學(xué)習(xí)幫助，讓他們可以在立體化的交流中解決自己的學(xué)習(xí)問題。
而與MIT OCW的合作則為Openstudy開拓了另一種新的學(xué)習(xí)模式，在這種學(xué)習(xí)中，既能發(fā)揮MIT OCW的課程資源優(yōu)勢(shì)，又可以發(fā)揮Openstudy原有的同儕教學(xué)優(yōu)勢(shì)，二者相互補(bǔ)充，達(dá)到開放學(xué)習(xí)較佳的成效。
在這方面，英國開放大學(xué)（簡(jiǎn)稱“英開”）的Openlearn與Openstudy有些相似，Openlearn既擁有英開優(yōu)秀的課程資源，也為學(xué)習(xí)者搭建了交流的平臺(tái)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)課程資源與社交學(xué)習(xí)的整合[8]。不同的是，Openlearn和Openstudy的出發(fā)點(diǎn)和發(fā)展路徑有所不同。Openlearn是從更好利用課程資源的角度出發(fā)，圍繞已有課程資源來設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)并提供相應(yīng)的支持平臺(tái)，而Openstudy是從純粹的學(xué)習(xí)者間的交流出發(fā)來設(shè)計(jì)和開發(fā)支持平臺(tái)，在發(fā)展過程中逐步整合開放課程資源。由于出發(fā)點(diǎn)和理念上的差異也導(dǎo)致兩個(gè)平臺(tái)在功能上的差異。盡管如此，也不難看出，整合開放課程資源和社交學(xué)習(xí)，是提升開放教育資源應(yīng)用效果的途徑之一。
三 整合：開放教育資源的發(fā)展趨勢(shì)
總的來說，開放教育資源的關(guān)注點(diǎn)有三個(gè)：資源（開放存取的教育內(nèi)容）、平臺(tái)（開放的工具和平臺(tái)）和協(xié)議（開放的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議）[9]。協(xié)議作為一種社會(huì)活動(dòng)的規(guī)范，主要是起到引導(dǎo)和規(guī)范的作用，對(duì)于普通的開放教育資源的建設(shè)者和使用者，不用過多關(guān)注，從建設(shè)和使用的角度來看，焦點(diǎn)還在資源和平臺(tái)上。
MIT OCW、耶魯和哈佛的開放課堂、可汗學(xué)院等開放教育資源項(xiàng)目，大致屬于開放課程資源的建設(shè)者，他們主要是創(chuàng)建某種形式的課程資源（如課件、文本、視頻等）并以開放的形式出來。這些課程資源引起了很大的轟動(dòng)，也為許多有心學(xué)習(xí)的人提供了學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。但是，這些單向的課程資源，也由于諸如“缺乏完善的指導(dǎo)機(jī)制”、“不利于學(xué)生自學(xué)”等原因而導(dǎo)致資源的“利用率低”、“學(xué)習(xí)效果不夠好”等現(xiàn)象。
為了更好地使用這些資源，一些機(jī)構(gòu)開發(fā)了輔助資源使用的平臺(tái)，如英開的Openlearn。Openlearn依托英開豐富的課程資源，搭建了一個(gè)開放的學(xué)習(xí)平臺(tái)，并開發(fā)了一系列的學(xué)習(xí)工具，輔助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)，同時(shí)在學(xué)習(xí)的過程中還可以創(chuàng)建出新的學(xué)習(xí)資源，從而對(duì)原有的課程資源形成補(bǔ)充和完善[10]。
但無論是開放課程資源還是Openlearn，都是以課程資源為出發(fā)點(diǎn)的，其關(guān)注的核心仍然是在資源。
若將視野放寬一些，除了傳統(tǒng)意義上的資源（教材、課件、視頻錄像等），“教師支持”也是一種資源[11]。此外，教學(xué)中還存在另一種形式的“智力資源”，即學(xué)習(xí)中的同伴交流以及對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行的指導(dǎo)（同儕教學(xué)）。
如果說教材、課件等資源是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，那么教學(xué)指導(dǎo)這種資源則是學(xué)習(xí)效果和效率的必要條件。
社會(huì)建構(gòu)理論告訴我們，知識(shí)和意義是在學(xué)習(xí)者的交流與交往中建構(gòu)起來的[12]。學(xué)習(xí)的發(fā)生，離不開交流，無論是與同伴的交流還是與指導(dǎo)者的交流。傳統(tǒng)教育更早就揭示了教學(xué)指導(dǎo)對(duì)學(xué)習(xí)的價(jià)值。人類社會(huì)之所以會(huì)出現(xiàn)學(xué)校和其他專門的教學(xué)活動(dòng)，就是因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn)要想提高學(xué)習(xí)的成果與效率，必須為學(xué)習(xí)者提供合適的指導(dǎo)。在下示“主導(dǎo)―主體”的結(jié)構(gòu)圖中，可以清晰地看到，學(xué)習(xí)者是學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體，但這種主體在對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象的認(rèn)知過程中會(huì)產(chǎn)生困惑，或者缺乏更有效率的認(rèn)知策略，因此需要有教師對(duì)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知過程進(jìn)行指導(dǎo)，教師在這里甚至應(yīng)該發(fā)揮主導(dǎo)的作用，這樣才能幫助學(xué)習(xí)者取得學(xué)習(xí)的最大成效[13]。
如前所述，Openlearn和Openstudy這兩個(gè)出發(fā)點(diǎn)不同的項(xiàng)目，卻在走向同一個(gè)目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)課程資源和社交學(xué)習(xí)的整合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，這是開放教育資源建設(shè)與應(yīng)用的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
對(duì)于我國的精品課程建設(shè)，Openstudy的啟示尤其值得關(guān)注。目前我國的精品課程較多地停留在課程資源的提供上，而較少關(guān)注對(duì)學(xué)習(xí)者的指導(dǎo)[14]。誠然，依靠精品課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)來為海量的學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)并不現(xiàn)實(shí)，但精品課程的建設(shè)可否參考Openstudy與MIT的合作案例，創(chuàng)建一個(gè)合理的機(jī)制，為學(xué)習(xí)者提供開放的、自由的交流平臺(tái)，引導(dǎo)他們相互學(xué)習(xí)，從而提升精品課程的學(xué)習(xí)效果呢？
其實(shí)，類似Openstudy理念的項(xiàng)目在國內(nèi)早有實(shí)踐。早在2001年，國內(nèi)就出現(xiàn)了一個(gè)名為“優(yōu)異研究院”的研究性學(xué)習(xí)網(wǎng)站。這個(gè)網(wǎng)站允許來自全國各地不同的學(xué)生根據(jù)興趣愛好組成一個(gè)個(gè)研究小組，同時(shí)允許各地的教師和成人申請(qǐng)成為研究指導(dǎo)教師，通過網(wǎng)絡(luò)讓研究小組和指導(dǎo)教師自愿結(jié)對(duì)形成一個(gè)個(gè)研究團(tuán)隊(duì)開展研究性學(xué)習(xí)。這個(gè)在今天看來依然具有較先進(jìn)理念的嘗試不到兩年就宣告失敗，原因是缺乏資金的支撐，沒人愿意投錢給這種看不到經(jīng)濟(jì)利益的項(xiàng)目，而社會(huì)又缺乏足夠的公益基金，這種局面一直延續(xù)至今。
對(duì)比“優(yōu)異研究院”的失敗與Openstudy的成功，可以說并沒有理念上的本質(zhì)差異，也不是技術(shù)手段的障礙，制約我國開放教育資源建設(shè)的一個(gè)重要原因在社會(huì)。因?yàn)轶w制的緣故，更因?yàn)槭忻耠A層不發(fā)達(dá)，我國缺乏各種公益基金和非營利性組織，單純依靠政府投資是不夠的。據(jù)悉目前國家正在籌建開放大學(xué)，這對(duì)我國的開放教育是一個(gè)利好消息。但是，開放教育不能僅靠政府的推動(dòng)，更多地需要依靠民間力量。而在國內(nèi)相對(duì)民間力量薄弱的當(dāng)下，不妨將目光投向國外，考慮從國外的基金申請(qǐng)資助來建設(shè)我們自己的開放教育資源項(xiàng)目。這種可能性不是沒有，事實(shí)上，國外有很多基金在到處尋找有價(jià)值的項(xiàng)目。這里說的價(jià)值，更多的是指社會(huì)價(jià)值。開放教育的項(xiàng)目，通常都具有較高的社會(huì)價(jià)值，因此，獲取國外相關(guān)基金的支持完全有可能，這也許是國內(nèi)開放教育資源運(yùn)動(dòng)獲取支持的另一種方式。
四 結(jié)語
開放教育資源作為一種平民化運(yùn)動(dòng)的反映在未來相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)仍將得到持續(xù)發(fā)展，國內(nèi)也是如此。未來我國開放教育資源發(fā)展可考慮兩點(diǎn)：1、整合學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)指導(dǎo)―這是Openstudy給我們最大的啟示；2、合作―開放教育資源的宗旨就是沖破一切束縛，面向世界上任何需要的人，提供教育服務(wù)，因此辦開放教育，也應(yīng)該突破慣有的思維。不僅要突破原有對(duì)“資源”的認(rèn)識(shí)，努力整合各種可為教育服務(wù)的資源，也應(yīng)拓寬眼界，尋找一切可能的支持，在世界大同的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)教育的大同世界。
致謝：本文關(guān)于Openstudy的部分介紹，來自于對(duì)Openstudy創(chuàng)始人之一的Preetha Ram女士的在線訪談，學(xué)習(xí)流程圖和平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖亦經(jīng)Preetha Ram女士修訂。關(guān)于“優(yōu)異研究院”的部分介紹，來自于對(duì)“優(yōu)異研究院”創(chuàng)始人之一的柳棟先生的在線訪談。特此致謝。
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Integration of Open Learning Resources and Social Learning: the Revelation of Openstudy
WANG Xiao-dongZHANG Li-chun
(Future Education Research Center, South China Normal University, Guangzhou,Guangdong 510631,China)
Abstract: Introduced the history and the development of Openstudy, discussed a typical case in Openstudy, showed the figure of the learning flow and the structure of the platform of Openstudy. The Comparison among Openstudy and few other open learning resources was listed, and found that the integration of resources and social learning is one of the trends of the development of Open learning resources. The revelation of Openstudy for China also be mentioned.
關(guān)鍵詞：系統(tǒng)建模與仿真；Petri網(wǎng)；課程教學(xué)方法
作者簡(jiǎn)介：劉飛（1976-），男，山東平度人，哈爾濱工業(yè)大學(xué)控制與仿真中心，副教授，博士生導(dǎo)師。（黑龍江 哈爾濱 150080）
基金項(xiàng)目：本文系國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：61273226）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G643.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）05-0099-02
Petri網(wǎng)是由德國科學(xué)家C. A. Petri于1962年在其博士學(xué)位論文“自動(dòng)機(jī)通信”[1]中首次提出的，后來，Petri網(wǎng)為眾多計(jì)算機(jī)科學(xué)家所認(rèn)識(shí)和重視，成為計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等學(xué)界的熱門研究課題。Petri網(wǎng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信協(xié)議、軟件工程、柔性制造系統(tǒng)、離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)、生物系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。[2，3]目前，許多高校都開設(shè)了Petri網(wǎng)相關(guān)課程，但是他們通常只關(guān)注Petri網(wǎng)的理論和應(yīng)用。與之不同的是，本課程“基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模與仿真”不僅講授Petri網(wǎng)的基本理論和方法，而且重點(diǎn)講授如何利用Petri網(wǎng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)建模與仿真，目的是讓研究生學(xué)習(xí)和掌握一種可視化的數(shù)學(xué)建模語言和方法，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣和邏輯能力。本文將對(duì)基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模與仿真課程的教學(xué)從教學(xué)目的、內(nèi)容、方法等多個(gè)方面進(jìn)行探討和研究。
一、基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模與仿真課程的教學(xué)目的
Petri網(wǎng)是一種重要的離散事件建模方法，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的建模與仿真中，因此，筆者在教授本課程時(shí)，要教給學(xué)生一種強(qiáng)大的可視化建模與仿真方法，為學(xué)生開展建模與仿真研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
第一，通過課程學(xué)習(xí)讓學(xué)生全面了解該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀、前沿、采用的主流研究方法，以及研究資料收集的一般途徑和整理研究資料的常用工具。
第二，通過課堂講授、文獻(xiàn)講解培養(yǎng)學(xué)生掌握Petri網(wǎng)的理論和方法；學(xué)習(xí)并掌握Petri網(wǎng)的仿真算法設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)；最終掌握基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模、仿真和分析方法；讓學(xué)生熟悉這些方法的主要應(yīng)用過程和應(yīng)用范圍，提高研究生對(duì)科學(xué)研究工作的系統(tǒng)認(rèn)知。
第三，結(jié)合實(shí)驗(yàn)利用各種實(shí)例使學(xué)生能夠在各自的領(lǐng)域內(nèi)實(shí)際運(yùn)用Petri網(wǎng)。Petri網(wǎng)是控制、計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)科中的重要工具，在多個(gè)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，掌握其應(yīng)用能夠?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)和今后工作打下基礎(chǔ)。
二、教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新
本課程主要是講授如何利用Petri網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的建模與仿真。由于教學(xué)目的與其它已有Petri網(wǎng)課程的教學(xué)目的不同，因此需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新。針對(duì)上述教學(xué)目的，本課程的講授主要分為以下兩個(gè)部分。
第一部分講授Petri網(wǎng)的基本知識(shí)，包括概念、結(jié)構(gòu)屬性、行為屬性和分析方法等，從而使學(xué)生首先了解和掌握Petri網(wǎng)的基本理論，為下一部分的講授和Petri網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
第二部分主要從系統(tǒng)建模與仿真的角度來講授Petri網(wǎng)。首先講授包含Petri網(wǎng)的各種擴(kuò)展的建?？蚣埽缓髮?duì)隨機(jī)、連續(xù)、有色等各種不同類型的Petri網(wǎng)分別進(jìn)行講授。講授過程中重點(diǎn)關(guān)注如何利用各種不同類型的Petri網(wǎng)來建模不同應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)際系統(tǒng)，如何設(shè)計(jì)不同的仿真算法來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的仿真和分析等，最終使學(xué)生掌握基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模、仿真和分析方法。本課程的主要內(nèi)容可以概括為圖1。
本課程由哈爾濱工業(yè)大學(xué)控制與仿真中心開設(shè)，該課程的講授將密切聯(lián)系實(shí)際的工程項(xiàng)目，因此需要學(xué)生進(jìn)行大量的計(jì)算機(jī)建模與仿真實(shí)驗(yàn)。
三、提高教學(xué)效果的措施
結(jié)合本課程的理論與工程密切結(jié)合的特點(diǎn)，筆者建議從以下幾個(gè)方面開展教學(xué)活動(dòng)。
第一，案例式課堂教學(xué)：根據(jù)本課程的具體教學(xué)內(nèi)容，盡量多設(shè)計(jì)一些典型的案例，利用案例進(jìn)行課堂講授或者進(jìn)行小組課堂討論。例如，在講授隨機(jī)Petri網(wǎng)時(shí)，可以設(shè)計(jì)排隊(duì)系統(tǒng)、Lotka-Voltera系統(tǒng)等多個(gè)案例來講授隨機(jī)Petri網(wǎng)的基本概念以及如何設(shè)計(jì)隨機(jī)仿真算法。這樣學(xué)生就會(huì)容易理解為什么會(huì)應(yīng)用隨機(jī)Petri網(wǎng)，如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)隨機(jī)仿真算法等問題。
第二，研討式文獻(xiàn)閱讀：針對(duì)課程的相關(guān)內(nèi)容，給學(xué)生提供與之密切相關(guān)的典型學(xué)術(shù)論文，要求學(xué)生分組閱讀和討論，并遞交簡(jiǎn)短研究報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力。例如，針對(duì)文獻(xiàn)，[3]讓學(xué)生閱讀并理解如何使用不同類型的Petri網(wǎng)來建模與分析同一個(gè)生物系統(tǒng)，從而使學(xué)生加深理解不同類型Petri網(wǎng)的建模能力。
第三，工具軟件應(yīng)用：Petri網(wǎng)是一種圖形化建模軟件，離不開工具的支持。因此，從課程的開始，就要求學(xué)生學(xué)習(xí)自己開發(fā)的工具軟件Snoopy[3]的應(yīng)用。利用Snoopy可以建立和分析該課程中所有類型的Petri網(wǎng)。不僅如此，與Snoopy配套的相關(guān)軟件工具還可以對(duì)Petri網(wǎng)從行為屬性、結(jié)構(gòu)屬性、模型檢查等多個(gè)方面提供自動(dòng)化的分析功能。針對(duì)課堂的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，要求學(xué)生能夠自己應(yīng)用工具軟件去建立和分析Petri網(wǎng)模型。這不僅鍛煉了學(xué)生使用工具軟件的能力，更重要的是加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。
第四，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)：本課程需要進(jìn)行多個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)，如連續(xù)仿真算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、隨機(jī)仿真算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、利用Petri網(wǎng)建立相關(guān)系統(tǒng)的概念模型等。針對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)，需要為學(xué)生提供足夠的上機(jī)時(shí)間，讓學(xué)生去自己編程實(shí)現(xiàn)相關(guān)的仿真算法或者建立相關(guān)的模型進(jìn)行仿真和分析等。不僅安排學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)，而且通過將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分割要求學(xué)生平時(shí)自己安排時(shí)間完成相應(yīng)的模塊。此外，對(duì)于每個(gè)實(shí)驗(yàn)，都讓學(xué)生分組完成，但是同一小組的學(xué)生需要分工明確。
第五，結(jié)合科研項(xiàng)目教學(xué)：目前，Petri網(wǎng)已經(jīng)大量應(yīng)用于現(xiàn)在正在進(jìn)行的科研項(xiàng)目中，如復(fù)雜仿真系統(tǒng)概念建模與分析、仿真劇情校核與分析等。為了讓學(xué)生深刻理解理論與實(shí)踐的結(jié)合，有必要從科研項(xiàng)目中提取相關(guān)的研究內(nèi)容，讓學(xué)生去討論和實(shí)踐。例如，針對(duì)該課程的需要，對(duì)相關(guān)科研項(xiàng)目中的模型進(jìn)行模塊劃分，然后讓學(xué)生充分了解課題的背景，完成相應(yīng)的模塊。最后還要求學(xué)生對(duì)此做出總結(jié)，并匯報(bào)各自的心得。
第六，論文指導(dǎo)：讓學(xué)生閱讀典型的學(xué)術(shù)論文，引導(dǎo)他們提出研究問題，然后書寫科研論文，從而培養(yǎng)他們科學(xué)研究的習(xí)慣和能力，這也可以作為課程的考核結(jié)果。如果有必要，可以鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表與課程學(xué)習(xí)相關(guān)的學(xué)術(shù)論文。
第七，積極指導(dǎo)學(xué)生查詢Petri網(wǎng)相關(guān)的期刊和會(huì)議等，擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面，引導(dǎo)他們?cè)缛者M(jìn)入科學(xué)研究的殿堂。
四、理論和實(shí)踐相結(jié)合的考核方式
考慮到本課程理論與實(shí)踐密切結(jié)合的特點(diǎn)，采用以下考核方式：
課程考試成績：開卷考試，該成績占課程總成績的40%。
課堂討論成績：根據(jù)學(xué)生在課堂參與討論的具體情況給定成績，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為積極參與次數(shù)、表達(dá)能力、分析能力等方面，該成績占總成績的20%。
Petri網(wǎng)課程論文成績：根據(jù)學(xué)生提交的Petri網(wǎng)課程論文的原創(chuàng)性、文獻(xiàn)綜述的全面性、撰寫論文的規(guī)范性、研究內(nèi)容的系統(tǒng)性情況給定成績，該成績占總成績的20%。
實(shí)驗(yàn)成績：本課程是一門工程實(shí)踐課程，需要進(jìn)行多個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)，因此實(shí)驗(yàn)成績?cè)谧罱K考核中應(yīng)該占有一席之地，如20%。
五、面向應(yīng)用自編講義
“基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模與仿真”是航天學(xué)院控制科學(xué)與工程學(xué)科的一門研究生課程，是碩士階段研究生重要的理論與應(yīng)用密切結(jié)合的課程，在培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型、綜合型人才方面起著重要的作用。但是目前，還沒有任何一本教材能夠完全覆蓋所有的教學(xué)內(nèi)容，因此筆者結(jié)合相關(guān)的文獻(xiàn)編寫了自己的講義。
教材不僅分析了Petri網(wǎng)課程的主要知識(shí)點(diǎn)，還把知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合起來，由從前的“知識(shí)型”講授模式轉(zhuǎn)向“知識(shí)能力型”，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維，使學(xué)生能扎實(shí)地掌握和靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。
教材是以服務(wù)教學(xué)為目的，在整體上形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)或知識(shí)鏈，一方面保持自身的系統(tǒng)性，另一方面與直接關(guān)聯(lián)的實(shí)際操作內(nèi)容上相銜接，結(jié)合實(shí)驗(yàn)利用各種實(shí)例使學(xué)生能夠在各自的領(lǐng)域內(nèi)實(shí)際運(yùn)用Petri網(wǎng)，使教材在內(nèi)容組織上形成有機(jī)整體，并具有強(qiáng)大的可操作性。其中，Petri網(wǎng)的基本理論部分參考文獻(xiàn)；[2，4-6]隨機(jī)Petri網(wǎng)部分參考文獻(xiàn)；[7-9]連續(xù)Petri網(wǎng)部分參考；[6，9]有色Petri網(wǎng)部分參考；[9，10]針對(duì)每種網(wǎng)類還加入如何利用Petri網(wǎng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)建模與仿真。
六、德國的Petri網(wǎng)課程教學(xué)
Petri網(wǎng)為德國人所提出，并且德國在很多高校都開設(shè)了該門課程。根據(jù)筆者在德國的學(xué)習(xí)和工作經(jīng)歷，認(rèn)識(shí)到德國大學(xué)的Petri網(wǎng)教學(xué)主要存在以下幾個(gè)特點(diǎn)：課堂上老師與學(xué)生充分互動(dòng)，使得學(xué)生通常能夠在課堂上深入透徹地掌握所講授的內(nèi)容；充分利用Petri網(wǎng)工具來輔助課堂教學(xué)，認(rèn)真細(xì)致地講解如何用Petri網(wǎng)建立和分析每一個(gè)實(shí)例；將學(xué)生進(jìn)行分組，合作完成課程作業(yè)和實(shí)踐項(xiàng)目，并在課堂上進(jìn)行討論，分享心得。
這些好的教學(xué)手段都是應(yīng)該借鑒的。在教學(xué)過程中，筆者將充分利用上述這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)來提高教學(xué)效果。
七、總結(jié)
本文對(duì)研究生課程“基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模與仿真”的教學(xué)進(jìn)行了一些探討，希望與同行進(jìn)行交流或?qū)ν刑峁┮欢ǖ膮⒖?。由于該門課程具有較強(qiáng)工程背景，因此在講授時(shí)不能完全采用傳統(tǒng)的教學(xué)習(xí)慣，必須充分考慮理論與實(shí)踐的密切結(jié)合。在以后的教學(xué)工作中，筆者還要根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)繼續(xù)探索適合的教學(xué)手段和方法，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和研究能力的學(xué)生做出貢獻(xiàn)。
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