導(dǎo)語：如何才能寫好一篇計算機視覺課程設(shè)計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

設(shè)計教育要有一個時代意識，當前的藝術(shù)設(shè)計教育面臨著一個全新的時代挑戰(zhàn)。美國著名人類學(xué)家瑪格麗特?米德將文化分為三種類型：一是“前喻文化”，即晚輩向長輩學(xué)習的時代;二是“共喻文化”，晚輩和長輩互相學(xué)習，共同成長;三是“后喻文化”，是長輩反過來向晚輩學(xué)習。[1]“信息時代”是美國麻省理工學(xué)院教授尼葛洛龐帝在《數(shù)字化生存》一書中提出的概念。[2]維基百科對信息時代的解釋為“計算機時代或者數(shù)字時代。它是指在現(xiàn)時代，個人都有能力去自由傳遞信息，以及實時獲取信息的這種特征......傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟轉(zhuǎn)變?yōu)橐孕畔⒐芾頌橹鞯闹R經(jīng)濟，亦即信息化社會?！痹谛畔r代，學(xué)習渠道更為多樣，獲取信息更加便利，知識更新的速度加快，教與學(xué)的需求和關(guān)系已經(jīng)發(fā)生了微妙的變化。學(xué)習工具及環(huán)境發(fā)生了變化，授課對象發(fā)生了變化，在教學(xué)上“共喻文化”與“后喻文化”的情境更為突顯，因此教學(xué)觀念與方法也需要相應(yīng)的做出革新。

一、當前計算機輔助設(shè)計教學(xué)存在的問題

計算機技術(shù)普及以來，很多高校藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的計算機輔助設(shè)計課，被列為視覺傳達專業(yè)開設(shè)的低年級基礎(chǔ)技能課。為之后的設(shè)計專業(yè)課程做技術(shù)鋪墊。通過教學(xué)活動中的觀察和對教師學(xué)生訪談得知高校的計算機輔助藝術(shù)設(shè)計課普遍存在以下問題：

1.如何適應(yīng)信息化環(huán)境

在信息資源不充足的情況下，課堂作為主要知識和信息來源，計算機輔助設(shè)計課內(nèi)容較為偏重軟件技能的傳授。信息化的學(xué)習環(huán)境中，課外學(xué)習資源從某種程度上沖淡了課堂教學(xué)的技能知識部分的價值。因此為了避免教學(xué)資源浪費和低價值重復(fù)性教學(xué)勞動，課堂教學(xué)的側(cè)重要有所轉(zhuǎn)變。

2.如何應(yīng)對知識碎片化

蘇加特分析，在今后的大數(shù)據(jù)時代，只有三種最基本的東西對于學(xué)生是必須的：一是閱讀、二是搜索、三是判斷?，F(xiàn)今的信息化技術(shù)條件讓學(xué)生的學(xué)習資源成倍擴展，面對大量的公開課與視頻教程，以及種種其他課外學(xué)習資源，學(xué)生們需要加強判斷力和自身知識系統(tǒng)建構(gòu)及管理能力。

3.如何應(yīng)對知識更新

就視覺傳達專業(yè)的計算機輔助課內(nèi)容來講，核心的知識點是相對穩(wěn)定的，但隨著軟件技術(shù)的快速發(fā)展，知識是持續(xù)更新的，甚至要面對更多新開發(fā)的軟件產(chǎn)品，課堂教學(xué)內(nèi)容如何不滯后也是一個重要問題。

除了以上的問題之外，高校里還普遍存在課業(yè)負擔重;知識的有效性和關(guān)聯(lián)性弱;知識的轉(zhuǎn)化率低等一系列的普遍問題。在高校視覺傳達專業(yè)課程體系里，傳統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計課的定位就是解決學(xué)生的軟件技能問題，為之后的標示設(shè)計、插畫設(shè)計、界面設(shè)計等創(chuàng)意性較強的專業(yè)課做準備。課程功能比較單一，雖然課程會結(jié)合案例進行教學(xué)，但學(xué)生依然會感到枯燥，很多專業(yè)教師也不愿意上這類課。

二、計算機輔助設(shè)計課程改革的教學(xué)理念

數(shù)字化信息環(huán)境為大學(xué)生提供了更好的學(xué)習條件，可以讓學(xué)生視野更加開闊，選擇更加豐富。高校尤其是研究型大學(xué)中，視覺傳達設(shè)計專業(yè)是一個應(yīng)用性比較強的專業(yè)，計算機輔助設(shè)計應(yīng)用技能是必須的。但是計算機輔助設(shè)計課如果只解決技能的問題，尤其在信息時代，其課堂的價值其實很低。所以課程改革的要求是能夠傳授有效技能的同時鼓勵學(xué)生自主學(xué)習能力的提升及創(chuàng)新性思維。在知識層面，充分利用課外學(xué)習資源，課程的設(shè)計和實施要發(fā)揮課堂教學(xué)的優(yōu)勢和特點，避免重復(fù)性勞動。課程的教學(xué)改革期望達到3個效果：1、引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，培養(yǎng)原創(chuàng)意識， 鍛煉解決問題的能力。2、引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自身需求，建構(gòu)與管理自身的知識系統(tǒng)，成就學(xué)生的個性化學(xué)習效果。3、在課題實施和創(chuàng)作的過程中提高技能應(yīng)用的水平，并能持續(xù)更新技能。要達到以上3個學(xué)習效果，計算機輔助設(shè)計課的改革提出了以下3個基本思路：

1.將技能的學(xué)習和訓(xùn)練融入創(chuàng)意項目實踐過程中

作為一個設(shè)計專業(yè)的學(xué)生，一個創(chuàng)意的實現(xiàn)的過程往往是他們的樂趣所在和有效學(xué)習動力之一。將創(chuàng)意創(chuàng)作課題導(dǎo)入，貫穿計算機輔助設(shè)計課程可以避免學(xué)習過程中技能和創(chuàng)意的割裂，更能讓學(xué)生在遇到實際問題，分析和解決問題的過程中體會學(xué)習的樂趣。由此看來計算機輔助設(shè)計課的主要形式可以轉(zhuǎn)型為項目組織結(jié)合技術(shù)指導(dǎo)、信息整合與問題討論，在做中學(xué)，在學(xué)中做。網(wǎng)絡(luò)和書籍等課外學(xué)習資源可以作為課前的鋪墊和課后的補充。

2.組織、引導(dǎo)與管理，重新定位教師的角色

教師角色的定位不應(yīng)該只局限于知識的傳授者，而是兼?zhèn)浣虒W(xué)活動的組織、引導(dǎo)與管理的職能。在筆者看來現(xiàn)在的大學(xué)生對于從網(wǎng)絡(luò)獲取知識有著較強的適應(yīng)性，且對軟件學(xué)習領(lǐng)悟的更快。在這樣的前提下計算機輔助設(shè)計課的課堂教學(xué)可以導(dǎo)入相應(yīng)難度的項目課題，教師是課題的組織者，策劃與設(shè)計整個課程的課題及實施路徑。教師在具備一定的知識積累和經(jīng)驗的前提下，推薦優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題，獨立思考，解決問題。教師作為教學(xué)活動的管理者，設(shè)置課堂教學(xué)活動規(guī)則，維護課堂秩序，調(diào)動學(xué)習氣氛。依據(jù)當前學(xué)生的學(xué)習條件，自學(xué)可以設(shè)置為一個學(xué)生學(xué)習的環(huán)節(jié)與課堂教學(xué)結(jié)合起來。課堂的形式不再是一言堂，而是能夠平等地討論，一起面對難點、重點和知識更新的問題，以期達到教學(xué)相長的效果。這樣一方面可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習自主性，避免單一視野的局限性;另一方面實體課堂的時間可以更多地放在互動和探討問題上，讓學(xué)生在課題的實施過程中將知識內(nèi)化。

3.分階段地實施課程改革

改革的教學(xué)理念要落實，需要因課制宜。課程改革需要考慮整個學(xué)科發(fā)展的需要和課程本身的定位及目標，分階段地落實與推進。計算機輔助設(shè)計課是視覺傳達專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，學(xué)科發(fā)展的趨勢需要本課程突破單一技能學(xué)習的局限性，古話講“授人一魚，不如授人以漁”，掌握了學(xué)習方法、提高了知識更新和信息整理的能力，課程的作用力將擴展到整個職業(yè)生涯。課程改革的初級階段，教師對于軟件的具體的功能講解及演示案例實際操作是必要的。在課程改革后續(xù)階段，教師要給學(xué)生更多的主動權(quán)，以翻轉(zhuǎn)課堂的形式引導(dǎo)其學(xué)習自主性，推進其學(xué)習的探究性及合作性。這樣教師就可以把更多精力投入在課題的設(shè)計與教學(xué)活動的組織、引導(dǎo)和管理等工作上。分階段地實施課程改革，可以讓學(xué)生潛移默化地適應(yīng)新的教學(xué)理念。

三、計算機輔助藝術(shù)設(shè)計課的教學(xué)改革實踐

1.創(chuàng)作課題的設(shè)計及課外學(xué)習資源的分享

以本年度計算機輔助設(shè)計Photo Shop課為例，結(jié)合設(shè)計專業(yè)學(xué)生的特點，教師在課前設(shè)計了一個藝術(shù)課題――超現(xiàn)實主義視覺與寓言，作為創(chuàng)作的任務(wù)在教學(xué)的第一堂課上，分享了課題相關(guān)的設(shè)計網(wǎng)站、教程網(wǎng)站和圖書作為課下學(xué)習資源，并鼓勵學(xué)生擴展知識。藝術(shù)創(chuàng)作課題的設(shè)定融入了人文思考，既有主題性又有擴展性，要求通過計算機輔助設(shè)計進行創(chuàng)作，運用軟件技術(shù)實現(xiàn)創(chuàng)意，在創(chuàng)作過程中將思想、美學(xué)、創(chuàng)意與技術(shù)融合起來，從而實現(xiàn)技術(shù)在圖像文化上的介入。我們訓(xùn)練的不僅是技術(shù)，更是通過技術(shù)在美學(xué)和創(chuàng)意上的實現(xiàn)及思想的表達。創(chuàng)作課題――超現(xiàn)實主義視覺與寓言選題主要有以下幾個依據(jù)：

1.1超現(xiàn)實主義是一種藝術(shù)表達的主張和風格，寓言是一種文學(xué)體裁。超現(xiàn)實主義視覺藝術(shù)和寓言在創(chuàng)作主張上有著共通性，即通過表象的提煉與重構(gòu)來追求和傳達內(nèi)在的真實。本課題有一定的想象發(fā)揮空間，可以引發(fā)學(xué)生的人文思考，寓言可以聯(lián)系當代的社會現(xiàn)象和自己的生活感悟進行聯(lián)想和想象，可以有新解。這樣在某種程度上也保障了學(xué)生創(chuàng)作的原創(chuàng)性。

1.2抽象的文字語言或概念轉(zhuǎn)換為具象視覺語言是貫穿設(shè)計師整個設(shè)計生涯的一種必備的能力。因此課題的設(shè)定不論從技術(shù)層面還是從創(chuàng)意能力及表達能力層面的訓(xùn)練對學(xué)生的影響都是深遠的。

1.3 Photoshop是一個強大的圖像后期處理軟件，學(xué)生對應(yīng)本課題的創(chuàng)作，能夠充分挖掘這個軟件的功能，在提升應(yīng)用技能的基礎(chǔ)上也發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)造力。

2.設(shè)置課堂的規(guī)則及學(xué)習路徑，營造學(xué)習情境

圍繞藝術(shù)課題，計算機輔助設(shè)計photoshop的課堂活動主要分為幾個環(huán)節(jié)：

2.1課題相關(guān)作品案例分析

由教師帶頭示范超現(xiàn)實主義風格視覺作品案例的分析，后續(xù)每次課學(xué)生以組為單位，輪流進行收集案例的分享，要求內(nèi)容不能重復(fù)。這就需要學(xué)生課下做資料搜集和分析的工作，每個人的信息來源不同，觀看的角度和觀點不同，這個環(huán)節(jié)的設(shè)置從某種程度上打破了每個人視野的局限性。

2.2軟件的功能講解及實例訓(xùn)練

這個環(huán)節(jié)在初學(xué)設(shè)計軟件階段是避不開的，教師引導(dǎo)性地講解軟件的主要功能，并鼓勵學(xué)生結(jié)合課下學(xué)習資源進行知識擴展和補充，并在課堂上分享，課堂的實例訓(xùn)練讓學(xué)生通過臨摹學(xué)習技術(shù)和藝術(shù)結(jié)合的技巧，以備在自己的創(chuàng)作中有所發(fā)揮。

2.3重點難點總結(jié)及答疑

每一次課的結(jié)尾，教師都會以提問的方式將課堂上的重點、難點進行回顧和總結(jié)，并針對個別同學(xué)的提問進行答疑。

課堂圍繞課題及技術(shù)、美學(xué)和創(chuàng)意的關(guān)系進行學(xué)習和各項能力訓(xùn)練，每一個環(huán)節(jié)之間相互聯(lián)系。課堂營造了一個主動探索，獨立思考，互動分享的學(xué)習情境，在技能掌握和訓(xùn)練的過程中，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。

3.作品匯報及相互點評

從第二次課開始，我們每次課都要用Photoshop針對課題創(chuàng)作一幅作品。在教師的引導(dǎo)下，同學(xué)之間可以相互觀摩及點評，充分調(diào)動課上的交流互動氣氛。在課程的最后一次課，將讓同學(xué)們結(jié)合圖文并茂的課件，就自己的創(chuàng)作和學(xué)習所得進行一次綜合的匯報，把自己的學(xué)習過程及知識結(jié)構(gòu)整體梳理一遍。課件包含以下內(nèi)容：（1）自己最得意的作品及作品的創(chuàng)意、制作過程;（2）關(guān)于創(chuàng)意、美學(xué)、科技三者關(guān)系的認識;（3）自己在這門課里所學(xué)到的東西。對于學(xué)生來說，最終的匯報是展示自我的一個舞臺，很多人盡其所能地表現(xiàn)自己的個性、不同的思路和觀點，在這個過程中，學(xué)生的信息整理的能力及口頭表達的能力也得到了鍛煉。

教師在課程改革的過程中了解到一些情況，比如學(xué)生覺得課程導(dǎo)入課題的方式能夠促使他們主動思考和創(chuàng)作，但是感覺課程的節(jié)奏稍快，課時量有點少。攝影課如果能夠排到這門課的前面，能夠更大程度上保障創(chuàng)作素材的原創(chuàng)性。這些問題為我們課程改革進一步工作提供了依據(jù)，讓我們意識到課時的設(shè)置與各門課程的排序可以更加優(yōu)化，以后計算機輔助設(shè)計課程有可能轉(zhuǎn)換為包含軟件技能學(xué)習環(huán)節(jié)的專業(yè)設(shè)計課。

篇2

圖像處理、圖像分析、機器視覺和計算機視覺是彼此緊密關(guān)聯(lián)的學(xué)科，其特點均具有很強的理論性和實踐性。如果在教學(xué)中不重視實踐教學(xué)或?qū)嵺`教學(xué)手段不力，都不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和動手能力的培養(yǎng)。高校教師應(yīng)重視理論教學(xué)的同時，更要重視實踐教學(xué)，關(guān)鍵是要找到強有力的教學(xué)方式和教學(xué)手段，找到恰當?shù)膱D像處理軟件。Matlab科學(xué)計算軟件具有豐富的圖像處理工具箱[1-2]，目前被廣泛1應(yīng)用于圖像處理的教學(xué)中。但是，機器視覺課程具有很強的理論和實踐性，一些功能齊全的機器視覺軟件，如Halcon和Open CV等軟件的出現(xiàn)，為提高這些課程的實踐教學(xué)效果提供了新的手段。本文將探討如何應(yīng)用Halcon軟件改進實驗教學(xué)方式和手段，并結(jié)合實例說明Halcon在機器視覺等課程教學(xué)中的應(yīng)用。

1 機器視覺硬件系統(tǒng)概述

機器視覺系統(tǒng)[3]是基于機器視覺技術(shù)為機器或自動化生產(chǎn)線建立的一套視覺系統(tǒng)，圖1為實驗用機器視覺系統(tǒng)，包含攝像機、照明光源、鏡頭、圖像采集卡和計算機組成。

2 Halcon概述

Halcon 軟件是德國MVtec公司開發(fā)的一套完善的標準的機器視覺算法包[4]，是得到廣泛應(yīng)用的機器視覺集成開發(fā)環(huán)境，提供了1100多種具備突出性能控制器的庫，如圖像的運算、圖像的幾何與數(shù)學(xué)變換、濾波、色彩分析、Blob分析、形態(tài)學(xué)計算分析、3D校正等。Halcon軟件保障與硬件無關(guān)，支持大多數(shù)圖像采集卡及帶有Directshow和IEEE 1394驅(qū)動的采集設(shè)備。

Halcon軟件包含一個功能強大的交互式軟件接口HDevelop，提供一個通用的瀏覽界面，訪問不同的圖像采集設(shè)備，支持Windows、Linux和Solaris運行環(huán)境，為用戶搭建了快速有效的圖像處理程序開發(fā)平臺。它甚至可以從圖像采集設(shè)備中實時捕捉圖像。HDevelop擁有很多數(shù)據(jù)和圖像檢查的圖形工具。它的圖形用戶界面支持多種顯子語言。HDevelop具備語法檢查，語法凸現(xiàn)，函數(shù)參數(shù)的合適取值，后續(xù)操作和替代算子建議，程序調(diào)試，完整的在線幫助等功能。Halcon軟件還可以導(dǎo)出以C++、C#、C、Visual Basic或者VB.NET程序，以嵌入到其他程序中。

3 實驗教學(xué)應(yīng)用實例

在機器視覺等課程的理論教學(xué)中，我們的教學(xué)目的是讓學(xué)生掌握相關(guān)的理論知識，在機器視覺等課程的實驗教學(xué)階段，我們更要培養(yǎng)學(xué)生的算法編程能力和實踐應(yīng)用能力。利用Halcon軟件的高度交互式編程環(huán)境HDevelop，能編譯和測試視覺處理算法，可以方便查看處理結(jié)果。再者，Halcon軟件自帶許多圖像處理與機器視覺的相關(guān)案例，涵蓋了圖像處理與機器視覺基礎(chǔ)知識的大部分內(nèi)容[4]。我們在教授學(xué)生理論知識的同時，結(jié)合案例的講解，使學(xué)生在掌握理論的同時熟悉實踐過程，進而培養(yǎng)學(xué)生的編程實現(xiàn)能力。因此選擇Halcon軟件作為教學(xué)軟件，成為培養(yǎng)學(xué)生圖像處理和視覺處理算法編程能力和實踐能力的又一重要手段。由于篇幅限制，這里僅以利用Blob分析算法實現(xiàn)車牌識別的實例來說明 Halcon軟件在機器視覺與數(shù)字圖像處理等課程教學(xué)中的應(yīng)用。

Blob分析算法實現(xiàn)車牌定位識別程序如下：

read_image（Image，'lisence'）

fill_interlace（Image，ImageFilled，'odd'）

threshold（ImageFilled，Region，0，90）

connection（Region，ConnectedRegions）

select_shape（ConnectedRegions， SelectedRegions，'width'，'and'，30，70）

select_shape （SelectedRegions，Letters， 'height'，'and'，60，110）

sort_region（Letters，SortRegions，'upper_left'，'true'，'column'）

read_ocr_class_mlp（'Industrial_0-9A-Z.omc'，OCRHandle）

do_ocr_multi_class_mlp（SortRegions，ImageFilled，OCRHandle，Class，Confidence）

area_center（SortRegions，Area，Row， Column）

disp_message（3600，['The result is：']， 'window'，200，150，'yellow'，'false'）

for Index：=0 to 6 by 1

disp_message（3600，Class[Index]， 'window'，200，300+20*Index，'yellow'， 'false'）endfor

上面程序中，利用read_image算子讀入要識別的車牌圖像，命名為Image，如圖2所示；通過fill_interlace算子修改在采集圖像過程中造成的兩個半幅圖像拼接的問題。接著，用threshold算子對圖像進行閾值分割處理，分割出含有車牌的圖像區(qū)域，灰度閾值范圍為0～90；接著用connection算子將選擇出來的區(qū)域進行相聯(lián)，形成相連區(qū)域ConnectedRegions，如圖3所示。處理后的圖像除了車牌區(qū)域使我們的感興趣區(qū)域外，其他的都為干擾區(qū)域，于是用算子select_shape通過限定width和height將車牌區(qū)域選擇出來，如圖4所示。車牌區(qū)域共有7個，從左至右排序后，利用現(xiàn)有Industrial_0～9A～Z字符庫對車牌7個部分進行識別，用到算子do_ocr_multi_class_mlp。識別之后，利用for循環(huán)將結(jié)果用淺黃色字體顯示在窗口中，實驗結(jié)果如圖5所示。

從上面的車牌識別實例可以看出，HDevelop交互編程環(huán)境中的函數(shù)概念清楚，用法明了，應(yīng)用簡單。由于每一個HDevelop算子的各個參數(shù)都可以在編程過程中及時調(diào)整和編輯，這樣我們在實驗過程中對程序進行單步調(diào)試，講解重要算子的選擇、調(diào)試和參數(shù)編輯，讓同學(xué)們看到算法運行的每一個步驟，這樣同學(xué)們就能很快掌握相關(guān)知識點。Halcon具備可實時查看圖像屬性的交互對話框，來查看程序中的參數(shù)設(shè)置，灰度直方圖，特征值柱狀圖，放大鏡和特征檢測等。隨著學(xué)生對HDevelop編寫算法的掌握，后續(xù)的教學(xué)部分可以從HDevelop導(dǎo)出算法代碼并集成到應(yīng)用程序中，例如生成用戶界面等，這樣同學(xué)們就可以開發(fā)機器視覺程序，添加用戶界面，集成調(diào)試生成可執(zhí)行的應(yīng)用程序。

篇3

關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；課程體系；培養(yǎng)管理

1背景

智能科學(xué)與技術(shù)是當前科學(xué)研究和工程實踐的理論與技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個多學(xué)科交叉的跨應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)Ⅲ。智能科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將把整個信息科學(xué)技術(shù)推向“智能化”的高度，這正是當代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的大趨勢，對于這方面人才的需求也越來越迫切。智能科學(xué)與技術(shù)培養(yǎng)掌握堅實智能科學(xué)與技術(shù)基本理論和系統(tǒng)專門知識，具備作為工程師或領(lǐng)導(dǎo)者及公民的良好人文修養(yǎng)，具有從事科學(xué)研究、工程設(shè)計、教學(xué)工作或獨立擔負本專業(yè)技術(shù)工作能力，深入了解國內(nèi)外智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域新技術(shù)和發(fā)展動向，能結(jié)合與本學(xué)科有關(guān)的實際問題進行創(chuàng)新研究或工程設(shè)計的高級專門人才。

高校應(yīng)穩(wěn)妥發(fā)展與完善智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科生教育，夯實本科教育基礎(chǔ)并積極創(chuàng)造條件，大力開展創(chuàng)新教學(xué)，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和工程實踐能力，使之成為具有系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，良好科研素質(zhì)和較強創(chuàng)造能力的智能科學(xué)與技術(shù)工程師。

2教學(xué)計劃與教學(xué)管理分析

智能科學(xué)與技術(shù)屬于計算機類專業(yè)，其必修課程設(shè)計原則是使學(xué)生具備計算機科學(xué)與工程的基礎(chǔ)理論知識，尤其是大類專業(yè)招生教學(xué)的院校，通識課程主要是數(shù)學(xué)、物理文化基礎(chǔ)，強調(diào)扎實的自然科學(xué)基礎(chǔ)。專業(yè)教學(xué)的特色體現(xiàn)在專業(yè)必修和專業(yè)選修課程，專業(yè)必修課一般分為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)課程。計算機類專業(yè)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程一般包括線性代數(shù)、微積分、離散數(shù)學(xué)、微分方程、概率與統(tǒng)計、數(shù)值計算等；專業(yè)課程一般包括程序設(shè)計基礎(chǔ)、高等程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計算機組成與結(jié)構(gòu)、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計等。

2.1學(xué)分

本科培養(yǎng)計劃的學(xué)分中，國內(nèi)外大學(xué)學(xué)分總數(shù)趨勢是逐步減少，追求少而精。國內(nèi)院校一般在130～190學(xué)分之間，如北京大學(xué)為150學(xué)分，清華大學(xué)為1 70學(xué)分，東南大學(xué)與浙江大學(xué)均為160學(xué)分，還有16學(xué)時為1學(xué)分的，也有18學(xué)時為1學(xué)分的。

中國臺灣的大學(xué)一般在130學(xué)分左右。臺灣交通大學(xué)最低畢業(yè)學(xué)分為128學(xué)分，其中必修課程須達76學(xué)分（共同必修58學(xué)分+資工組核心須達分+（資工組副核心課程學(xué)分+另2組核心課程學(xué)分）），專業(yè)選修本系課程須達12學(xué)分，其他選修課程須達12學(xué)分，通識課程須達28學(xué)分（含外語課程必修8學(xué)分）。臺灣“中央大學(xué)”為136學(xué)分，臺灣“清華大學(xué)”為136學(xué)分，其中必修和必選學(xué)分126，其他與導(dǎo)師商量決定。

美國的大學(xué)各校差異較大。美國的學(xué)分計算有4學(xué)期制、兩長一短制及兩學(xué)期制，其中加州大學(xué)伯克利分校為120學(xué)分，麻省理工大學(xué)為90學(xué)分，加州大學(xué)洛杉磯分校為186學(xué)分，斯坦福大學(xué)為180學(xué)分。

2.2教學(xué)管理

在教學(xué)管理上，斯坦福大學(xué)給學(xué)生提供了非常寬松的自由發(fā)展空間。新生入校后不分專業(yè)、不分學(xué)院。除了醫(yī)學(xué)院和法學(xué)院學(xué)生需要經(jīng)過一定的選拔程序外，本科生可以在入學(xué)后的前一個學(xué)期適當時候隨意選擇專業(yè)，并且選擇專業(yè)后允許更改，只要畢業(yè)時滿足專業(yè)培養(yǎng)方案即可。

國內(nèi)的浙江大學(xué)是較早實行按大類招生的學(xué)校之一，分為大類培養(yǎng)、專業(yè)培養(yǎng)和特殊培養(yǎng)3類，前兩年不分專業(yè)，按學(xué)科分類集中培養(yǎng)。

臺灣的大學(xué)專業(yè)也是按大類完成前期的基礎(chǔ)課程，再分小專業(yè)完成各學(xué)程，包括基礎(chǔ)課、核心課和進階課。

教學(xué)分組是現(xiàn)在的主流課程架構(gòu)，也是體現(xiàn)專業(yè)方向的主要形式，分組課程是體現(xiàn)專業(yè)特色的課程組。國內(nèi)清華大學(xué)采用的是分組教學(xué)；臺灣的大學(xué)基本上采用的是以教學(xué)方向分組的方式，臺灣的大學(xué)教學(xué)分為課程與修業(yè)、學(xué)分學(xué)程。

2.3實驗與實踐教學(xué)

計算機類專業(yè)各大院校都強調(diào)課程實驗與實驗教學(xué)，而目前課程該如何進行教學(xué)？這不僅是實驗問題，如何以工程教育專業(yè)論證為目標，怎樣使教學(xué)目標達到畢業(yè)要求是關(guān)鍵。做中學(xué)是主流實驗教學(xué)方式，尤其是美國的大學(xué)，大作業(yè)體現(xiàn)的是實驗與理論教學(xué)的結(jié)合，是考查學(xué)生是否理解理論知識的重要途徑。學(xué)生不僅能夠?qū)W習扎實的數(shù)學(xué)和計算機專業(yè)知識，還進行大量的實踐創(chuàng)新訓(xùn)練。麻省理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)洛杉磯分校、斯坦福大學(xué)都屬于實踐創(chuàng)新性教學(xué)模式。例如，斯坦福大學(xué)程序設(shè)計范式課程重點比較C、C++、Java的特點和難點，每1～2周有一次大作業(yè)，針對不同的任務(wù)，要求學(xué)生用不同的語言實現(xiàn)，使學(xué)生加深理解各類編程語言的應(yīng)用場合；麻省理工大學(xué)的課程計劃是必須先修12學(xué)分的實驗課程，再修3門或4門核心課程，最后選擇3門方向?qū)W科和1門關(guān)于該方向的實驗課、2門專業(yè)拓展課。

3智能科學(xué)與技術(shù)課程體系分析

智能科學(xué)與技術(shù)課程體系在智能基礎(chǔ)理論研究的基礎(chǔ)上，需要安排基礎(chǔ)性、通用性、關(guān)鍵性的智能技術(shù)研究，主要包括感知技術(shù)和信息融合技術(shù)；自然語言處理與理解技術(shù)；知識處理（認識）技術(shù)，包括知識提煉、知識分類、知識表示技術(shù)等；機器學(xué)習技術(shù)，特別是統(tǒng)計與規(guī)則相結(jié)合的學(xué)習技術(shù)；決策技術(shù)，即知識演繹技術(shù)特別是不確定推理技術(shù)等；策略執(zhí)行技術(shù)，即控制與調(diào)節(jié)技術(shù)；智能機器人技術(shù)，特別是面向?qū)ｉT領(lǐng)域的智能機器人技術(shù)；智能機器人之間的合作技術(shù)；基于自然語言理解的智能人機交互與合作技術(shù)；智能信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

國內(nèi)最早創(chuàng)辦智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)校包括北京大學(xué)，西安電子科技大學(xué)是第2批開始培養(yǎng)智能專業(yè)學(xué)生的院校。北京大學(xué)的本科教學(xué)計劃中，專業(yè)必修課程（2分）包括：①專業(yè)數(shù)學(xué)/理論基礎(chǔ)（15學(xué)分）：算法分析與設(shè)計、集合論與圖論、概率統(tǒng)計A、代數(shù)結(jié)構(gòu)與組合數(shù)學(xué)、數(shù)理邏輯；②硬件與系統(tǒng)基礎(chǔ)（分）：數(shù)字邏輯設(shè)計、微機原理和信號與系統(tǒng)；③智能基礎(chǔ)（5學(xué)分）：腦與認知科學(xué)與人工智能基礎(chǔ)。專業(yè)限選課程（15學(xué)分）包括信息論基礎(chǔ)、計算方法B、數(shù)字邏輯設(shè)計實驗、微機實驗、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實習、機器感知和智能處理實驗、智能多媒體信息系統(tǒng)實驗。選修組合課程（29～32學(xué)分）：學(xué)生按照自己的興趣，參考智能的2個專業(yè)方向推薦專業(yè)課組合，自行選擇，至少選修20學(xué)分的智能專業(yè)課程。公共核心+專業(yè)方向+新技術(shù)及其他：①公共核心課程（分）：智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論、模式識別基礎(chǔ)、生物信息處理、智能信息處理；②專業(yè)方向課程（11～15學(xué)分）：機器感知與智能機器人方向、智能信息處理與機器學(xué)習方向、新技術(shù)及其他。

西安電子科技大學(xué)智能專業(yè)主要課程包括電路分析理論、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、數(shù)字電路及邏輯設(shè)計、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、微機原理與系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程、人工智能概論、算法設(shè)計與分析、最優(yōu)化理論與方法、機器學(xué)習、計算智能導(dǎo)論、模式識別、圖像理解與計算機視覺、智能傳感技術(shù)、移動通信與智能技術(shù)、智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)信息檢索、智能系統(tǒng)平臺專業(yè)實驗等課程及30多門選修課程。

建議各學(xué)?？梢愿鶕?jù)學(xué)院教學(xué)特色與實際需求，設(shè)計專業(yè)核心課程。北京大學(xué)偏重“信息處理”，湖南大學(xué)偏重“智能系統(tǒng)”，但需要強調(diào)的一個前提就是智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于大計算機類，更需要大EECS專業(yè)的基礎(chǔ)。編程、電路、數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機系統(tǒng)這五大核心基礎(chǔ)就是大EECS；其次是專業(yè)，計算機以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、編譯、數(shù)據(jù)庫五大經(jīng)典專業(yè)核心課為主，湖南大學(xué)的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)強調(diào)系統(tǒng)，因此信號與系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、人工智能是最基本的專業(yè)核心課，然后再分不同的分支。湖南大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程包括人工智能概論、機器學(xué)習、計算智能導(dǎo)論、模式識別、智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘、機器人學(xué)等；研究學(xué)位課程包括模式識別、人工智能等，主要體現(xiàn)為智能科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)（人工智能概論、機器學(xué)習、計算智能導(dǎo)論、模式識別）、核心（智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘）和應(yīng)用（機器人學(xué)）。

4結(jié)語

（1）在課程計劃實施過程中，教師需要遵循課程的時序圖，即描述課程的進階關(guān)系，從本科直到研究生，同時還可以實行一定的修課限制，如臺灣交通大學(xué)計算機概論與程式設(shè)計和面向?qū)ο蟪淌皆O(shè)計兩科皆不及格者不得修數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法概論，若數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不及格不能修算法設(shè)計課程等。

（2）程序設(shè)計類課程用上機程序能力考試來設(shè)置合格條件，如臺灣交通大學(xué)基礎(chǔ)程式設(shè)計及格條件為通過“程式能力鑒定”，湖南大學(xué)則以CCF―CSP軟件能力測試作為程序設(shè)計課程通過的考核標準。

（3）鼓勵學(xué)生參與項目、競賽等課外科技活動，如臺灣“清華大學(xué)”的綜合論文訓(xùn)練是由具有同等水平的項目訓(xùn)練成果或SRT（student research training）計劃項目以及其他課外科技活動成果經(jīng)認定后代替的。

（4）精煉的課程教學(xué)。核心課程應(yīng)該精且必須加強課程實驗，只有對方法和理論有正確的認識才能掌握這門課程，而動手完成實驗才能真正融會貫通。麻省理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)洛杉磯分校的學(xué)生具備扎實的數(shù)學(xué)和計算機專業(yè)知識后，都需要進行大量的實踐創(chuàng)新訓(xùn)練。

篇4

關(guān)鍵詞：CDIO工程教育理念；課程整體設(shè)計；項目教學(xué)

一、引言

我國正處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，刻不容緩，必須依靠科技和教育進步來推進，軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著舉足輕重的影響。目前，除了示范性軟件職業(yè)技術(shù)院校設(shè)有軟件專業(yè)外，在全國1184所高職院校中8 0％以上的學(xué)校都開辦了計算機專業(yè)，但是培養(yǎng)出能夠適應(yīng)企業(yè)需要的學(xué)生卻很少。學(xué)生畢業(yè)后不能很快就業(yè)，需通過深化培訓(xùn)后才能就業(yè)。然而，前程無憂等國內(nèi)專業(yè)的人才招聘網(wǎng)站的數(shù)據(jù)表明，IT職位需求量最大，接近總量的30％，這又表明IT人才供不應(yīng)求。一方面是軟件外包業(yè)飛速發(fā)展，軟件工程師需求量大，另一方面是學(xué)生實踐能力的欠缺。高職院校的軟件開發(fā)類課程如何組織高效的教學(xué)，培養(yǎng)出企業(yè)真正需要的人才，在就業(yè)中體現(xiàn)職業(yè)教育的優(yōu)勢，已成為亟待解決的問題。針對這些問題，根據(jù)CDIO工程教育理念，結(jié)合我院實際教學(xué)情況，我對軟件類課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進行了深層次的研究和探索。下面將以Java程序設(shè)計課程為例詳細闡述如何在CDIO理念指導(dǎo)下組織教學(xué)。

二、CDIO工程教育模式的創(chuàng)新啟示

近年來，CDIO工程教育模式成為國際工程教育改革的最新成果，它是由美國麻省理工學(xué)院聯(lián)合瑞典查爾姆斯技術(shù)大學(xué)、林克平大學(xué)以及皇家技術(shù)學(xué)院等4所高校，共同開發(fā)的一種全新工程教育理念和實施體系。 CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)。它以工程項目的整個生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習課程。該理念是“做中學(xué)”、“理實一體化”和“基于項目的教育和學(xué)習”的集中概括和抽象表達，其注重培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，包括個人的工程科學(xué)和技術(shù)知識，學(xué)生的終生學(xué)習能力、團隊交流能力和大系統(tǒng)調(diào)控等方面的能力。

CDIO工程教育模式對高職高專軟件類應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新啟示為：以市場需求為背景、以項目為主線、以學(xué)生為主體、以教師為引導(dǎo)的理論聯(lián)系實踐的課程架構(gòu)、項目實踐模式和課程評估標準。

三、課程整體設(shè)計

1、“教學(xué)做一體化”

課程內(nèi)容上我們將軟件企業(yè)中的實際工作作為教學(xué)的重要組成部分，將知識、理論和實踐集成為教學(xué)計劃的規(guī)定內(nèi)容，通過“聽中學(xué)/看中學(xué)/做中學(xué)”使學(xué)生的動手操作能力與文化理論學(xué)習能力同步發(fā)展。

2、“學(xué)習過程與工作過程一體化”

按照職業(yè)崗位的工作過程及要求組織教學(xué)內(nèi)容，以職業(yè)活動為導(dǎo)向，以完成崗位工作任務(wù)為載體，以真實（或仿真）的工作場景開展教學(xué)活動，將學(xué)生的學(xué)習過程與企業(yè)職業(yè)崗位的工作過程緊密結(jié)合，實現(xiàn)學(xué)習任務(wù)與工作任務(wù)密切對接，體現(xiàn)教學(xué)過程的職業(yè)性。

3、“員工、師生身份一體化”

CDIO理念提倡學(xué)生自主學(xué)習，要求教師的主要職能由“教”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?dǎo)”。注重學(xué)生的主體地位，注重教師的主導(dǎo)地位，師生共同參與到一體化教學(xué)過程之中，一起探討理論知識和解決實踐中的各種疑難問題。這就要求教師既能動口、又能動手，既有理論知識、又有實際操作能力。教師應(yīng)成為學(xué)生心目中的工程師的榜樣。

四、多層次項目設(shè)計的教學(xué)模式

根據(jù)CDIO的構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行幾個工程教育環(huán)節(jié)，并結(jié)合軟件類專業(yè)課程的項目化特點，我們從中總結(jié)出了項目構(gòu)思與設(shè)計、項目實戰(zhàn)、客戶反饋、項目匯報與總結(jié)4個教學(xué)環(huán)節(jié)，針對這四個環(huán)節(jié)設(shè)計的項目都是模擬企業(yè)真實項目而來的。

1、項目構(gòu)思與設(shè)計

為了減少理論講解，增加實踐課時，我們根據(jù)項目內(nèi)容組織知識點，以理論夠用為原則遵循“回避難點、輕松入門、注重實踐”的教學(xué)理念。我們將Java教學(xué)組織分為三級模塊(見圖1)，一級模塊為任務(wù)驅(qū)動教學(xué)，二級模塊為項目載體實訓(xùn)，三級模塊實戰(zhàn)歷練，保證學(xué)生達到學(xué)以致勝的目的。 下面具體說明教學(xué)設(shè)計機制。

將以Java技術(shù)實現(xiàn)的購物管理系統(tǒng)這一高度仿真企業(yè)實際工作的項目作為理論知識學(xué)習的項目載體。根據(jù)理論知識點和技能點將此項目分解為對應(yīng)的子任務(wù)，要求學(xué)生學(xué)習完理論知識點和技能點后能夠獨立完成子任務(wù)（如圖2所示）。最終將所有子任務(wù)串聯(lián)實現(xiàn)整體項目，即稱之為以項目為載體的任務(wù)驅(qū)動式學(xué)習。

實戰(zhàn)歷練階段是Java課程整體實訓(xùn)部分，用于檢驗整個教學(xué)效果和進行學(xué)生動手能力培養(yǎng)的關(guān)鍵階段。在項目載體完成以后，要求學(xué)生以5-6人一組為單位的開發(fā)小組進行拓展式項目實戰(zhàn)。教師此時作為客戶提出具體軟件需求，由學(xué)生擔任項目設(shè)計和實施者。實戰(zhàn)演練項目的評價是學(xué)生總體課程評價體系的重要組成部分。

2、項目實戰(zhàn)

這是在課程貫穿項目設(shè)計完成的基礎(chǔ)上開展項目設(shè)計制作的環(huán)節(jié)。學(xué)生開始進行分組和團隊合作。每組推選出一名小組長，作為確定項目經(jīng)理。項目經(jīng)理組織項目組成員進行需求分析、軟件設(shè)計、編碼、功能測試等工作，組員分工協(xié)作，也可獨立完成某一新知識型任務(wù)。為了避免學(xué)生在多個項目中重復(fù)擔任某一職責，要求每位學(xué)生在多個項目中從事不同的崗位。這樣既

能讓學(xué)生有機會扮演不同工作任務(wù)的角色，又能真實體現(xiàn)實際工作情境，對于培養(yǎng)學(xué)生協(xié)同工作能力大有好處。對于知識面較廣、難度較大的任務(wù)，可通過小組討論來解決，也可以咨詢教師，在教師團隊的指導(dǎo)下完成。在這個過程中，教師擔負著答疑和指導(dǎo)的任務(wù)，鼓勵學(xué)生們用不同方法完成任務(wù)，針對具體情況提出改進建議。通過這種方法，所有學(xué)生共同參與，協(xié)作完成，提高創(chuàng)作熱情，鍛煉交流與合作能力、學(xué)習和思考能力、解決問題和創(chuàng)造性思維能力。

3、客戶反饋

在項目進行到中期的時候，我們一般都安排反饋環(huán)節(jié)，讓每個工作小組介紹項目進展情況和問題解決情況。除項目組以外的同學(xué)和教師扮演客戶角色對項目進行評價。反饋之后，學(xué)生會看到自已作品的不足，自覺按照客戶需求對作品進行修改。這種客戶反饋是在培養(yǎng)學(xué)生客戶服務(wù)的意識，鍛煉學(xué)生工作的耐性，細致和考慮問題的全面性與多樣性。

五、教學(xué)效果

采用 CDIO 模式開展項目教學(xué)取得了明顯效果，主要體現(xiàn)為：

1、提高了教師動手能力

為了設(shè)計出符合CDIO教育理念的貼近企業(yè)工作需求的課程案例及教學(xué)項目載體，任課教師們通過深入企業(yè)一線實踐，參與實際項目開發(fā)等方式積累了豐富的項目開發(fā)經(jīng)驗，提高了實踐操作技能和動手能力。

2、培養(yǎng)了學(xué)生的工（作）程能力

在重實踐性和探索性的教學(xué)理念下，以項目為主線組織教學(xué)內(nèi)容將項目作為知識學(xué)習與技能訓(xùn)練的載體引導(dǎo)學(xué)生進入實際的工作環(huán)境，切實解決實踐問題，初步掌握工程項目的一般設(shè)計流程，達到理解、消化、吸收的目的。學(xué)生團隊多次申報成功并圓滿完成省級大學(xué)生創(chuàng)新計劃項目，獲得評審專家的好評。

3、提高了學(xué)生的自學(xué)能力

CDIO 教育理念以工程項目為中心，學(xué)生在項目制作中不斷閱讀、查找、研究提供的學(xué)習資源，帶著問題尋找答案，提高了學(xué)習效率，鍛煉程序設(shè)計綜合能力和自主學(xué)習能力。在“全國軟件專業(yè)人才設(shè)計與創(chuàng)業(yè)大賽”Java高職組別中多次獲得省級與國家級大獎。

4、培養(yǎng)了學(xué)生的團隊交流能力

教學(xué)采取小組合作教學(xué)模式，在項目實現(xiàn)、運作之中，小組成員要進行項目總結(jié)交流，實現(xiàn)經(jīng)驗分享，拓展所學(xué)知識從而提高團隊協(xié)作能力，增強了就業(yè)能力。■

參考文獻

［1］易著梁,黃偉.基于CDIO教育模式軟件技術(shù)專業(yè)項目教學(xué)實踐.計算機教育,2011(11):140-143