单片机课程任务式启发式教学改革

单片机课程任务式启发式教学改革 摘要：本文针对单片机课程在高职院校中普遍存在上课难的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，提出以实践为主，采用实验任务指派，教师在课堂中启发式的教学方法。教学实践证明这种方法起到了积极的推动作用，学生能够从中掌握实用技能，为日后就业打下坚实基础。
　　关键词
本文来自：计算机毕业网 ：任务式；启发式；教学改革
　　　　　　
　　1传统教学方法的弊端
　　
　　单片机课程在高职院校的教学总是遇到尴尬的境遇。教材是先介绍单片机的内部构造、基本指令，再介绍基本应用，之后再讲解基本操作。由于理论学习和实验不能同步进行，学生学习理论时没有实际体验，学习起来感觉枯燥乏味，而在实验课中又感觉理论掌握不够，无从下手，整体教学效果甚差。
　　单片机的特点是概念多、内容抽象、指令丰富且与硬件结合紧密。但学生往往把单片机的学习看成一般的计算机语言的学习，而不重视对硬件及整个单片机系统的了解。这样在学习单片机编程方法及应用系统设计时，就不能深入理解各条指令的用法，领会不到这种面向机器的汇编语言的精要所在。
　　
　　2任务式教学法与启发式教学法整合
　　
　　经过多年的教学验证，我们不断改进教学方式，将原来的重理论轻实践逐渐扭转到以实践为主，把教学环境从课堂搬到实验室，摈弃填鸭式的知识灌输，采用任务式教学法和启发式教学法整合，用实践教学来驱动理论教学，理论教学促进实践教学，教学效果取得了一定程度的提高。
　　2.1任务驱动，改革教材
　　从目前单片机教材来看，通常先介绍产品的功能部件，再介绍指令系统、程序设计，最后是一些常用接口部件的外部扩展等内容，而且有些教材中应用过时的器件，实用价值不高，对学生就业没有指导作用。有些新的教材采用更新的器件，但是大多存在重理论轻实践的问题，只能作为工具书，当教材就有点勉为其难了。为此，我们在单片机教学中采用了任务式单元教学，重新改编教学内容。我们通过多种途径搜集了上百个单片机应用实例，并通过筛选、整合成6个单元，每个单元由4～5个同类实例组成。每个课题以一个应用实例为主题，如信号灯的控制，其内容包括：控制要求、硬件线路、所用的基本指令、编程方法。单元内的课题按照难易程度安排教学的先后顺序。
　　2.2进行一体化教学，充分发挥启发教学的作用
　　下面以I/O口工作原理为例，简单阐述我们摸索出来的方法。传统教学中，我们发现I/O口知识点在教学过程中很容易让学生混淆，对准双向口的概念模糊不清。
　　我们使用仿真机使P1口和发光二极管连接，给学生提供一段小程序，驱动发光二极管循环点亮，学生看到二极管点亮，就觉得很新鲜，对编程控制发光二极管发亮很有兴趣。此时我们给学生做适当的程序讲解，在学生初步掌握该实验的指令之后，要求学生改写程序，比如让发光间隔闪烁，或者从左边到右边做各种规律的变化。当大部分学生能掌握程序改写之后，可以衍生出新的实验。将P1口和开关连接，而P0口和发光二极管连接，利用开光的拨动来驱动对应的发光二极管点亮。此时向学生提示在使用P1口作为输入口使用的时候，必须向P1口的锁存器写入FFH，这时可以对P1口的电路逻辑做必要的理论知识的补充，向学生解释何为准双向口。通过衍生实验的学习，基本能让学生掌握准双向口的概念。
　　此外，该实验还可以进行多方位的启发，比如将延时子程序的延时时间进行更改，这就涉及到指令执行的机器周期数以及循环的次数。甚至到最后可以提出更高的要求，要求学生延时一秒钟或者半秒钟，而这又将是一次学生锻炼编程能力以及主动学习循环嵌套和晶振频率与机器周期相关知识的机会，学生也会逐渐开始主动地思考并设计实验方案，独立解决调试过程中存在的问题。
　　随着理论课程的不断深入，我们还设立课程设计环节，这是实践教学的重要组成部分，是学生消化知识、锻炼能力、提高综合素质的重要手段。我们向学生推荐若干不同难易程度的单片机应用课题，学生根据自己的能力选择其中一个课题，然后通过查阅资料，自己设计硬件电路、软件框图和程序清单，关注市场行情与价格，选择所需元件，完成电路焊接、调试、软硬件仿真和程序固化。指导老师的作用是让学生明确每一步骤的任务，检查工作进度，帮助分析解决设计中存在的问题。通过这一过程的锻炼，真正使所学知识融会贯通，为从事单片机的实际开发积累了宝贵的经验，同时培养了学生严谨的科学作风。对于理论知识扎实、动手能力较强、有兴趣深入钻研的同学，可以提供他们参加各种电子设计竞赛的机会，以竞赛促进教学内容和教学方法的改进，使学生的创新意识和协作精神得到锻炼和提高。
　　2.3采用多种教学手段
　　单片机应用技术特点之一是逻辑性、抽象性强，简单的说教无法让学生有直观形象的印象，因此我们在教学中尽量使用示教板和投影教学。使用了配套课题实例的幻灯片、示教板以及控制实物，另外课程还直接搬到实验室上，通过仿真机来直接运行，也为学生提供了直观的学习环境。这样，过去学生普遍感到抽象的单片机内部结构、指令操作等内容变得非常直观、易于接受。利用多种教学手段可以增强学生的感性认识，降低学习的难度。
　　2.4亲临企业体验单片机技术的应用
　　在条件允许的情况下，我们还带学生到企业参观学习。经常会有同学问“为什么学这门课?有什么用?”，在参观过程中，学生会认识到所学知识在企业中的应用，从感性认识中激发学生学习的积极性。
　　
　　3教学体会
　　
　　纵观启发性任务式的实验教学，最为重要的在于抓住两点：其一，充分调动学生的学习积极性，这就要求教师选实验的时候要贴近实际，这种实用性实验的带入性很强，同时也给教师的选题提出更高的要求。其二，知识点的覆盖率不能太低，这就要求教师的启发性教学要充分发挥出来，不做生硬地过渡，也做到尽量不遗漏知识点。此外合理、科学的安排实验也是任务式启发式教学中需要注意的问题，我们力求按照科学性、连贯性、启发性的原则来进行筛选实验，并且能够完成90%以上知识的覆盖率，避免出现重点知识点的遗漏和疏失。每一章的实例都能有效地反映该章的核心内容。
　　任务式启发式教学法在我校单片机教学中取得较好效果。以前一个班级仅有10%左右的平时学习比较主动的学生能够初步掌握所学内容，而采用任务式教学和启发式教学后，课堂中85%以上的学生可以自己动手并且独立完成所布置的实验任务，并能通过实验不断提高单片机技术的应用能力。
　　总之，任务式启发式教学法遵循现代教育理论的观念，符合职业教育培养目标，既缩短了教与学、学与用的距离。又能增强学生使用单片机的实践能力，为毕业后迅速适应岗位需要奠定了基础，增强了学生就业的适应性。
　　
　　参考文献：
本文出自： 计算机毕业网
　　[1] 徐玮，徐富军，建良. C51单片机高效入门[M]. 机械工业出版社，2008.
　　[2] 杨将新，李华军，刘东骏. 单片机程序设计及应用[M]. 电子工业出版社，2006.
　　[3] 李广弟，朱月秀，王秀山. 单片机基础[M]. 北京航空航天大学出版社，2004.
　　[4] 张俊谟. 单片机中级教程[M]. 北京航空航天大学出版社，2006.

探讨综合电子系统嵌入式计算机体系结构

　　关键词:综合电子系统;嵌入式计算机体系;结构
摘要:随着现代电子信息技术的不断发展与创新,以及电子信息技术应用领域的拓宽,综合电子系统嵌入式计算机在军事、智能家电、数字机床、车载电子设备等领域均得到广泛的应用。本文通过简要的分析与研究,探讨综合电子系统嵌入式计算机的体系结构,以满足新一代综合电子系统嵌入式计算机对高性能的实际应用要求。

　
　　一、综合电子系统嵌入式计算机的特点
　　综合电子系统嵌入式计算机是嵌入到对象体系中的专用计算机,其物理结构和功能都嵌入到应用系统中,不能脱离系统操控程序而独立运行。进入21世纪以后,综合电子系统嵌入式计算机在军事上得到了广泛的推广与应用,同时在智能家电、数字机床、车载电子设备等生活领域也得到不少的应用,为人类的发展注入了全新的科技动力。综合电子系统嵌入式计算机的特点,主要表现在以下几方面:
　　(一)实时性
　　综合电子系统嵌入式计算机直接从前端传感器获取信息和资料,进行实时或近实时的操控处理和技术分析,因此,综合电子系统嵌入式计算机对信息的处理、分发和管理的实时性要求极高。
　　(二)与宿主系统相匹的性能与功能
　　综合电子系统嵌入式计算机是宿主系统的主要组成部分,其体积、重量、形状、性能等诸多数据参数必须满足各种宿主系统的不同技术性要求,其功能性与技术性必须与宿主系统的水平相适应,符合技术应用的科学发展方向。[1]
　　(三)环境的可靠性和适应性
　　综合电子系统嵌入式计算机被大量应用于工业、军事、野外等恶劣环境中,要经受振动、辐射、盐雾、高低温、电磁干扰等经验,对可靠性要求极高。传统综合电子系统嵌入式计算机的体系结构设计主要根据嵌入式系统的应用特点进行剪裁。[2]综合电子系统嵌入式计算机采用模板化结构,但是总线带宽和扩展能力有限,不具备动态重构、数据信号综合处理等功能。
　　二、综合电子系统嵌入式计算机的体系结构
　　嵌入式系统是现代电子信息技术、计算机技术和半导体技术,以及各个行业具体应用相结合的产物。因此,嵌入式系统是一个资金密集、技术密集、高度创新、不断创新的知识集成系统。综合电子系统嵌入式计算机体系结构的核心部件是处理器,系统结构较为复杂。
　　图1 综合电子系统嵌入式计算机的体系结构
　　(一)嵌入式微控制器
　　嵌入式微控制器将整个计算机系统集成到一块芯片中,芯片内部集成RAM、ROM/EPROM、总线逻辑、总线、定时/定时器,WatchDog、串行口、D/A、A/D、Flash RAM、EEPROM等各种基础功能和外设。为了适用综合电子系统嵌入式计算机不同的体系结构和功能需求,一般一个系列的单片机具有多种衍生产品,每种衍生产品的处理内核体系结构都是相近的,不同的存储器和外设的配置及封装。[3]这种体系机构可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配,功能不多不少,从而减少功耗和成本。目前,世界通用的嵌入式控制器型号主要有:P51XA、8051、C166/167、MCS-96/196/296、MC68HC05/11/12/16等。
　　图2 嵌入式微控制器结构图
　　(二)嵌入式微处理器
　　嵌入式微处理器是综合电子系统嵌入式计算机的CPU,在实际应用中,微处理器被装配在专门设计的电路板上,只是保留和嵌入式应用的相关母版功能,这种体系结构可以最大幅度减少系统的体积和能源消耗。[4]嵌入式微处理器具有重量轻、体积小、可靠性高、成本低等优点,其体系结构的电路板上必须包括:总线路接口、各种外线器件、RAM、ROM等,技术保密性相对较强。目前,世界主要应用的嵌入式微处理器主要有:386EX、Power PC、SC-400、MIPS、68000、ARM等系列。
　　图3嵌入式微处理器结构图
　　(三)嵌入式片上系统
　　近年来,随着EDI的推广和VLSI设计的普及化,综合电子系统嵌入式计算机体系结构中一个硅片上实现一个更为复杂的全新计算机系统,也可以称之为SOC。嵌入式片上系统一般可以分为通用和专用两类,通用系列包括Infineon的TirCore,Motorola的M-Core;专用系列包括Philips的Smart XA等。
　　图4嵌入式片上系统
　　(四)嵌入式DSP处理器
　　DSP处理器对于综合电子系统嵌入式计算机的体系结构和指令进行了特殊性的设计,使其更适用于执行DPS的计算方法,编译效率普遍较高,指令执行速度也较快。DSP处理器经过单片化、EMC改造、增加片上外设成为嵌入式DSP处理器。[5]嵌入式DPS处理器比较有代表性的产品是:Texas Instruments的TMS320系列和Motorola的DSP56000系列。

摘要:本文分析了“算法分析与设计”课程教学中存在的问题,利用“任务驱动”教学方法,引入ACM/ICPC在线评测平台,结合教学实践,从任务设计、课堂教学和课程考核等方面探讨了一种注重过程和实践的教学模式。
　　关键词:任务驱动;在线评测;代码雷同;教学改革
　　中图分类号:G642文献标识码:B
　　
　　1引言
　　
　　“算法分析与设计”是一门面向设计的专业核心课程,是计算机科学研究的重要领域之一,也是现代软件系统的核心问题。课程旨在培养学生分析问题和解决问题的能力,掌握算法设计及复杂性分析方法。课程理论与实践并重,内容具有综合性、广泛性和系统性,是一门集应用性、创造性及实践性融为一体的综合性课程。目前,该课程的教学方法还是以讲解为主,通常只将已有的经典算法在数学模型和数据结构上片面地解释给学生;在实践环节只盲目地验证算法,而对该算法的运行效率、测试数据的规模以及实际应用场景则很少考虑。学生的学习则主要以理解和记忆的继承式学习为主,虽然记住了大量的算法理论,但没有“理解”和“消化”,不能灵活运用算法;在实践环节学生代码抄袭严重,很难达到训练的效果。在这种教学模式下,学生缺乏问题抽象能力,在遇到实际问题时无从下手,思维创新能力和实践能力难以得到有效的提高。
　　针对以上问题,文献[1]从教学思想及教师角色的转变两个方面探讨了如何在课堂教学中训练学生的综合分析能力。文献[2～3]对教学内容的选择、以学生为中心教学方式的改变、实验与课程设计环节的加强、考核形式及评分 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的改革等方面做了探讨。笔者在长期的教学实践中,结合课程特点和实际教学,利用“任务驱动”教学方法,引入ACM/ICPC的在线评测系统,探讨了算法分析与设计的课程教学改革。
　　“任务驱动”是一种建立在建构主义学习理论基础上的一种教学方法,是建构主义理论在教育教学中的具体应用。这种教学方法主张教师将教学内容隐含在一个或几个有代表性的任务中,以完成任务作为教学活动的中心;学生在完成任务的动机驱动下,通过分析和讨论任务涉及的知识及需要解决的问题;在老师的指导下,通过对知识的主动学习和应用,自主探索来完成任务。该教学方法的显著特点是以训练学生能力为主,教师的主要功能是“促进学生学习,引导学生成功”,是基于探究学习和协作学习的一种教学模式。
　　
　　2注重教学过程及考核的“任务驱动”教学模式实践
　　
　　2.1 “任务驱动”教学基本模式
　　算法分析与设计的课程内容由一些具体问题构成(如排序问题、字符串处理问题、查找问题、图问题、组合问题、几何问题等),这些问题可看成是“任务驱动”教学法中的“任务”。在课程教学中,将具体的算法设计策略融入到这些“任务”中;课堂教学以任务为主,引导学生利用算法设计策略探索解决方案;在课后的实践环节,将结合实际应用且融入了知识点的任务放到ACM/ICPC在线评测系统上,让学生在课后根据任务描述,自主探索问题解决方案,并提交程序代码,在线评测系统根据任务设计时的测试数据来评价学生的解决方案;同时,为了避免学生抄袭代码,可以将学生代码导出后甄别代码雷同情况。
　　整个教学过程以“任务”为中心,通过课堂教学和课后实践两个环节的任务驱动,让学生在自主探索的过程中掌握算法分析方法和常见的算法设计策略,并应用到实际问题中,训练学生实践能力,以达到教学目标。
　　2.2面向应用的任务设计
　　任务设计是“任务驱动”教学实施的第一步,也是该方法的核心,要求教师将教学内容和教学目标隐含到具体的任务中。课堂教学和实践环节的任务设计有着各自的侧重点。
　　(1) 课堂教学中的任务设计
　　课堂教学环节的任务设计重点是把教学内容和教学目标融入到任务中,让学生在教师的引导下逐步探索该任务的解决方法,以此掌握某一类算法设计策略。课堂教学是一个逐步推进的过程,因此,课堂教学中的任务可设计成多个有递进关系的小任务,由易到难,循序渐进地完成,激发学生的学习兴趣。
　　例如,在讲到动态规划算法时,可根据动态规划求解的一般步骤来设计任务。动态规划是解决最优性问题一种重要算法设计策略,是通过寻找问题的递推关系来解决问题,教学的重点是让学生掌握寻找递推关系式的方法。递推关系表明了一些交叠子问题之间的关系,这些交叠的子问题可看成不同的阶段,递推关系式表明了阶段之间的关系。动态规划算法的求解步骤为划分阶段、找出阶段之间的递推关系及初始值、利用初始值求解递推关系式。因此,动态规划教学的任务设计按照求解步骤可分成多个由易到难的小任务,通过逐步解决这些任务来掌握动态规划算法的知识点。
　　动态规划算法中求解有向图传递闭包的Warshall算法的任务可设计为:
　　任务一:划分传递闭包的阶段?
　　任务二:根据题目要求确定阶段之间的递推关系及初始条件。
　　任务三:根据递推关系描述算法。
　　任务四:分析算法的效率,并讨论与遍历方法的效率比较。
　　(2) 实践环节的任务设计
　　实践环节的任务设计重点在综合应用课堂教学中讲授的算法策略,需要面向具体应用,且难度适中、内容典型新颖、能有效激发学生学习兴趣。这一环节的任务应注意创造一种与现实应用紧密结合的任务环境,可融入多种算法设计策略,还应考虑提供具有一定规模的测试数据,以测试不同算法的效率。
　　如Warshall算法实践环节的任务可设计为:
　　任务:挑棒游戏
　　有若干塑料游戏棒散倒在桌子上,玩家要试着把他们一根根取走而不移动其他游戏棒。我们只考虑一对游戏棒之间是不是通过一系列相互搭着的游戏棒相连接。给定N(N>1)根游戏棒的端点列表,请找出所有相连的游戏棒。注意,搭在一起的算相连,但能通过其他相连游戏棒间接相连的也算相连。测试数据给多组,每组测试数据的规模不定,这样可以比较出不同算法的效率。
　　该任务初一看跟Warshall算法没有联系,但仔细分析后发现,只要将游戏棒缩小成一个点,如果两根游戏棒的端点值一样,则可以看成这两个点之间有边相连;这样散倒在桌子上的游戏棒就变成了一个无向图,找出所有相连游戏棒的任务就变成了求出该无向图的传递闭包。该任务可以有效的训练了学生理解问题、分析问题、灵活利用所学算法策略求解问题的能力。
　　另外,实践环节任务的设计除了考虑综合应用外,还应考虑到学生之间水平的差异。一个教学班上学生的接受能力、理解能力和动手能力各不相同,应区别对待。对于能力强的学生,在完成基本要求的基础上,再增加一些有难度的问题,并引导学生自主研究新的解决问题的方法,激发学生的创新能力。在具体实施时,考虑提供多个难易程度不一样的任务,一些为必选,一些为可选,让学生选择完成,实现因材施教。
　　2.3以培养学生能力为中心的课堂教学
　　课程的目标是培养学生算法设计与分析的能力,只有学生去思考并实践了才能很好掌握这些技能。因此,在课堂教学中应改变以往上课时老师唱主角,将大量内容“灌输”给学生,而不重视学生反馈和实践的教学方式;重点应放在指导学习方法,根据任务引导学生理解算法设计的基本策略与分析的基本思路,通过具体实例解析一些经典算法,让学生讨论算法在求解该任务时的效率,分析方法的优劣及适用场景,当学生了解算法设计的基本方法后,把求知的钥匙交给学生。
　　在课堂教学中以学生为中心,注意对问题进行归类,揭示算法设计策略的规律,使学生触类旁通;这样,学生在碰到实际问题时就不至于茫然,有一套明确的解题思路。在引导学生探索任务求解方案时采用启发式提问,运用富有思考性的问题,引导学生积极思考,让学生自己去分析问题、解决问题。在任务求解方案找到后适时地开展课堂讨论,引导学生对方案提出疑问,讨论算法的效率及实际应用场景,激发学生针对一些问题探求新的解决思路,让学生对各种方法加以评价;这有助于启发学生的思维,加深对问题的理解。

2.4注重过程的考核及评分标准改革实践
　　课程考核是“任务驱动”教学法实施的评价阶段,主要评价学生是否完成了对课程知识点的掌握及灵活应用,也是课程教学的重要阶段。目前,该课程的考核基本上分为两个部分,一部分是平时成绩,占30%～40%,主要由作业和出勤组成;另一部分为期末考试,占60%～70%。这样的考核方式很难考察学生的实践能力,导致大部分学生只注重期末考试,而忽略学习过程,很难有效的提高学生的创新能力和实践能力。
　　算法分析与设计课程的考核应着重考核学生对常见算法设计策略的灵活应用及效率分析,而不是对算法的死记硬背。对此,在笔者的教学实践中,引入ACM/ICPC在线评测系统及代码雷同判断系统,对课程的考核方式及评分标准作了如下改革:
　　课程考核分为三部分,分别为课堂讨论考核(10%)、常见算法设计策略的应用(过程)考核(60%)、课程报告考核(30%)。
　　课堂讨论考核主要考核学生的学习积极性,包括对提问的回答、学生提问及讨论。在课堂教学过程中记录下每位学生的发言次数,到期末统计次数,给出相应的分数。
　　常见算法设计策略的应用(过程)考核主要考核学生的实践能力,在实践环节完成。这一部分的考核与课堂教学同步,在ACM/ICPC在线评测系统上进行;在评测系统上提供多道难易程度不一的问题(任务),让学生在规定时间(如两周)内求解并提交代码到系统上,要求通过任务的测试数据,完成不同的任务可获得不同的分数。为了避免代码抄袭,在一次考核完成后,从在线评测系统中提取学生代码,利用代码雷同判断系统判断代码的雷同率,如果代码雷同率较高(如90%),则可认定为抄袭,计0分。代码雷同判断是一个难度较大的工作,笔者这里采用的是Stanford大学的Moss系统,它提供了一个免费的使用接口,通过该接口,可判断你提交代码的雷同率[7]。
　　课程报告考核主要考核学生算法分析与设计的综合能力,在课程结束后进行。考核时给出多个具有一定综合性和多种测试数据的任务,让学生选择1～2个任务解决,并撰写报

电子阅读器的纷扰混战与未来之路

与电脑、手机市场的“慢热”发展相比,电子阅读器仅用不到两年的时间,即在全球范围内掀起一浪接一浪的火爆热潮,各方重量级企业的火速侵入,使得这一尚处于初级发展阶段的市场迅即进入纷扰的混战状态。
　　
　　电子阅读终端纷扰的混战
　　
　　随着电脑、手机乃至播放器等IT数码市场竞争的白热化,产业链各方利润摊薄已成必然。如何寻求新的产业蓝海成为包括终端制造商、运营商、渠道及内容提供商在内的IT通信产业面临的大问题。
　　电子阅读器凭借其比笔记本电脑更便携、比手机更理想的阅读体验等革命性优势,迅速成为索尼、亚马逊等一部分有先见之明的企业先发制人、抢占市场先机的新领域。尤其是全球网络书店亚马逊的电子阅读器——kindle的上市,凭借其内容资源优势、品牌声誉以及设计理念,甫一推出即赢得全球消费者的追捧。亚马逊的这一跨界杰作更成为日后产业链各方进军电子阅读终端的最佳理由和参考样板。
　　2010年1月底,苹果公司的iPad产品正式发布,这一平板电脑被业界看作是对Kindle的巨大威胁。或许是苹果从电脑到播放器再到iPhone手机的屡次创新杰作令业界产生“盲目崇拜”,以至于将阅读只是其功能之一的iPad,瞬间混入与kindle等电子阅读终端的竞争漩涡中。
　　实际上,kindle的优势在于将纸质出版物的阅读体验完美平移到了电子终端之上,在阅读过程中对眼睛的保护、阅读体验、电池续航能力等方面远远超过采用传统液晶屏幕的笔记本电脑等显示终端。而iPad以其发起新革命的姿态所掀起的,并不仅是一场电子阅读的战争,而是平板电脑军团日后的血雨腥风。据最近的报道,谷歌、东芝、三星、诺基亚、惠普等知名品牌都表示将推出叫板iPad的平板电脑新品。
　　正是由于当前IT数码业界最烫手的产品非电子阅读器莫属,加上跨界营销成为近两年日趋流行的融合发展模式,因此,从电脑厂商到手机厂商、通信运营商,甚至此前专注数码影音领域的中小制造商,均耐不住诱惑,一股脑儿地投入到这块IT通信产业的“处女地”。
　　这种混战状态在国内市场表现得淋漓尽致。首先,以汉王为代表的部分厂商在电子阅读器市场耕耘已久,不仅拥有了国内最早一批电子阅读用户,而且在与产业链各方合作等方面占尽先机,在盈利模式和市场推广方面亦积累了不少经验。汉王凭借其较早起步的优势、暂且领先国内市场份额的地位以及“烧钱”不眨眼的大手笔宣传企划,在深耕国内市场的同时,更将扩张的触角伸到了国外。金蟾、津科等原本为其他企业OEM的厂商,也已积攒资本和技术的双重力量,打算凭借其代工经验和国产电子墨水技术来分得一杯羹。
　　其次,中国移动等通信运营商,不仅早在去年3G发牌后即考虑将电子书打造为3G新终端。而且,在今年以来,3G上网本推广失利、3G手机销量不佳、3G应用更未达到预期火热目标的残酷现实和推广压力下,电子阅读器也就顺其自然地成为运营商推广3G应用、提升在网客户黏度、抢夺新用户的新市场。5月5日,中国移动联合汉王、大唐电信、大唐移动、方正、华为、明基六家电子书厂商推出7款融合了TD模块的电子书终端,意欲主导手机阅读产业链。
　　再次,盛大文学、龙源期刊网等内容提供商也凭借自有或合作资源的内容优势,已经或即将推出自有品牌阅读器。就连一些传统出版社也纷纷踏上此路,试图以内容之力撬电子阅读之门。
　　除此以外,在山寨手机市场竞争惨烈,山寨本“赔本赚吆喝”的生存状态下,有“班子”没项目的山寨厂商,面对越来越火的电子阅读市场,也纷纷观望甚至提早行动起来。
　　
　　数字内容远未跟上终端硬件的步调
　　
　　在厂商们争相以推出硬件终端作为涌入电子阅读市场的第一步之际,数字内容却跟不上终端硬件的步调——这一关系市场发展和产品命运的致命问题当即浮出水面。要么是硬件厂商重终端而轻内容,要么则是网络出版和传统出版机构以为单靠把持自有内容,外加一部贴上自己招牌的终端就可以叫嚣市场。具体而言,在内容问题的解决上,厂商们主要有如下三种做法:
　　其一,搭建内容平台,以在终端上的地位试图撬动内容资源杠杆。比如国内厂商汉王在其汉王书城推出二八分成模式。然而,这种为刺激终端销售而多以内容低价销售为策略的平台模式,却难以赢得掌控优质内容的传统出版机构的掌声。
　　其二,凭借自有内容“软硬”通吃。此类做法中典型的代表当属盛大公司,基于旗下盛大文学等网上数字内容,推出自有阅读器终端。然而,能否吸引现有网上读者买单尚属未知,更恐难在日后凶猛的市场竞争中占据优势。
　　其三,盲目跟风终端热,以对多格式内容的支持来“玩火”。比如,有些在mp3、mp4市场小有名气的品牌,眼看播放器产品的暴利时代终结、需求渐趋饱和,恰好碰到了电子阅读器的“开市”。由于电子阅读器多采用上游电子墨水技术,厂商进行成品生产的技术门槛不高,因此明知道在内容方面没有优势也硬着头皮闯入。为解决内容问题,他们瞄准了一部分网民对网上免费电子书的需求,将支持多种电子书格式作为阅读器的卖点。殊不知,这一如意算盘乃违背电子阅读产业发展潮流之举,将在日后掀起数字出版革命的阅读器万万不能走上“歪路”。
　　实际上,真正称得上大腕们的游戏的,是凭借对内容资源的超强整合能力来“搭大台、唱大戏”。亚马逊kindle之所以大获成功,离不开其长期以来与各大出版机构、内容提供方所建立的牢固的合作关系,以及积累的其他市场进入者所难以匹敌的数字内容资源。
　　而苹果iPad一推出便被业界理解为kindle面临的最大威胁,很大程度上因为苹果在音乐、手机等领域内容应用的整合能力。从国外市场的最新动态看,美通社、彭博社、金融时报、华尔街日报等各大媒体,以及雅虎、Google等网络巨头都争相推出了针对iPad的内容应用。
　　试问,除苹果以外,目前推出的电子阅读器或平板电脑中还有哪个产品具有这种对内容资源的掌控、整合和召唤能力?尽管,终端的普及将是电子书阅读产业未来一段时间内的主要任务。但从长远看,在产业终端、平台、内容环节建立统一、开放的内容标准和规范,才是电子阅读真正普及的开始。
　　
　　未来之路是内容之路
　　
　　未来之路就是内容之路,内容上的“干瘪”与“敷衍”,让其他一切无从谈起。与传统阅读时代纸张生产和印刷企业均属幕后厂商不同,电子阅读一上来就上演了一出幕后唱主角、硬件商占山称王的闹剧。尤其是当一些不具备内容资源的终端厂商错误理解了电子阅读游戏规则和盈利模式之后,混战的背后就是内容上的明显脱节。
　　电子阅读器不是一个产业的产物,而是信息传播技术日新月异、媒介内容加速融合发展的趋势使然。在这个趋势面前,电子阅读器的使命是为传统出版和报业的数字化转型提供了一个较之先前的笔记本电脑、智能手机更理想的信息终端。借助这种新兴信息终端及其所采用的电子墨水等技术,使得传统报业和出版机构有了更大的让纸质媒介品牌和内容在数字化传播时代焕发青春活力的勇气。
　　与一部冷冰冰的阅读器终端的售卖相比,真正有血有肉、真正 吸引用户的恰恰是数字化的内容本身。在电子阅读的雏形阶段,产业各方拥挤在硬件终端之上,并不是一个好现象。
　　内容对应的是一个潜力更巨大的数字出版产业,凡是在传统出版时代以纸张为介质的出版物都有着在数字时代数字化的可能与需要。这使电子阅读器面前出现了条条内容之路,如何做选择尤为关键。在这一点上,已无版权困扰的公版图书、面向中小学生的电子教辅、发行量喜人的畅销书、拥有庞大读者群的报刊,成为当前竞相角逐的几大内容领域。然而,用户的阅读习惯有一个培养和形成的过程,传统出版产业的观念要全盘转变也非朝夕之功。因此,在数字出版和电子阅读革命的升温过程中,想依靠硬件终端在短期内赚钱的心态是危险的,任何急功近利、无视产业培育重要性的投机行为都是“拔苗助长”,最终只能无功而返、败走麦城。
　　当然,数字出版内容的勃兴离不开终端的普及,但终端的普及又依赖于内容对用户需求的刺激和吸引。这样一对难以权衡的关系需要在一个恰当的火候,即足以引爆流行的引爆点上,冲破观念、习惯、价格、认知、技术等多方面的阻力。
　　在国内市场环境下,以汉王为代表的部分厂商、以中移动为代表的通信运营商、以盛大为代表的网络出版品牌,无不有着强烈主导电子阅读市场以求一家独大的意愿。然而,这些原本分属不同产业层面的企业,在操纵全盘、整合终端与内容方面又注定是心有余而力不足的。
　　以2G时代在报业数字化领域之一手机报业务上涉足颇深的中国移动为例,或许会凭借其已然形成的手机报报业合作网络,将与报业的这种合作和报业对数字化转型和数字化盈利的渴望平移到电子阅读终端。而在内容平台上,则恰好与Mobile Market这种运营商的应用商店相对应,Mobile Market或许就是中移动接下来重点尝试的电子书业务发展的内容支撑平台。然而,这些优势在其“主业”3G手机内容应用推广上一年多的表现并不理想,又有何理由断定中移动这类企业能在电子阅读产业的主导上游刃有余?在当前这个发展阶段,尤其是混战局面下,放慢步伐以抬头看路,进而厘清思路再行动是很有必要的。在产业链建设中,需要的是资源整合和融合发展,独占山头并不可取,也不可能获得成功。
　　尽管报社、出版社等纸质媒体机构不会因为数字媒体时代的全面到来而“退役”,但报社、出版社的内容出版和发行模式必将发生深刻变革。从国内外传媒业的发展趋势来看,“纸”的消失和内容出版发行的数字化转型乃必然趋势。这种趋势赋予了电子阅读终端未来发展中的巨大潜力,也是造成当前这般混战局面的根本原因。
　　在趋势面前,谁都想抓住机遇大干一番。只是,这种机遇必将更多属于媒体、出版机构和数字内容提供商。终端厂商、通信运营商在未来电子阅读市场中的角色,理应归回到其硬件商、网络服务商的层面。只有产业链各方都回归到各自既有的角色之中,电子阅读器的终端热才能降温,内容建设才会朝着标准、规范、开放、注重版权的道路有序前行。

以培养高素质本科软件人才为目标的教育机制探索与实践

　摘要:笔者调查了我国软件人才的需求状况,分析了现有的高校培养模式、就业状况等。本文针对调查中出现的问题,在总结计算机科学与技术软件方向实践教学经验的基础上,提出“2+1+1”的专业培养方案和校企合作的实践模式等,以提升学生的软件应用能力、就业能力和职业能力。
　　关键词:市场需求;软件人才;培养模式;“2+1+1”专业培养方案;校企合作;应用能力
　　
　　1本科软件人才现状
　　
　　1.1软件人才的需求
　　据人事部统计,2003年,我国计算机专业的求职人数高居各专业之首,为39.6万人,而招聘的人数仅为14.8万人,计算机人才的供需比为2.68︰1[1]。2004年第1季度,计算机专业的求职人数再次名列第一。随着中国软件业的迅猛发展,越来越多的国外大型企业都把目光放到了中国,把中国作为软件研发、测试和外包服务的中心,因此对软件开发和测试人才的需求量非常大。作为发展中国家,我国在国际软件市场上的份额也在不断增加,中国政府已明确把软件业作为战略性产业优先发展[2]。前程无忧网数据显示,2009年4月,IT市场软件人才需求位居首位。
　　1.2 本科软件人员的培养、就业现状
　　近年来,计算机专业在规模上蓬勃发展,给更多的学子创造了接受高等教育的机会,为社会输送了大批专业人才[2],而且每年培养的人数还在以几何级数递增;然而软件业人才的缺口却越来越大,出现了前所未有的“人才饥荒”,软件企业不仅奇缺高级程序员、需求分析师等“高精尖”人才,也奇缺从事软件产业基础性工作的软件蓝领,出现高级人才也缺,初级人才也缺的现象。
　　软件人才向来是招聘需求大户,但是仍有不少毕业生感叹工作不好找,要进入知名大企业更是难上加难[3]。软件技术的发展日新月异,而学校传授的计算机技能并不能很快适应工作岗位的较高要求,学生只能勉强应付,计算机专业教育存在专业特色不明显等问题。为适应社会需求,学生只能自学或参加培训,以提高自己的计算机技能。在这种现状下,我们认为大学首先要满足社会发展的需要,调整培养规格和要求,改革高校计算机课程设置、教学内容和实验内容,使计算机专业的学生成为具有优势的知识结构,符合社会需求的软件人才。
　　
　　2本科软件开发方向的人才定位
　　
　　软件技术及产业发展迅速,软件工程专业的内涵与外延在迅速扩大,软件产业人才层次的需求不同,因此培养目标也不尽相同。目前,我校坚持以市场为导向,根据软件人才需求结构和软件技术发展的需要培养软件人才。我校本科计算机科学与技术软件方向的人才培养目标分为三类:
　　(1)Web应用开发方向:为软件开发企业培养具体编程和基于Web应用程序及组件的开发人员。毕业生应能够适应团队开发环境,熟练使用相关主流开发平台,进行网页的制作、网站的搭建、管理,按照详细设计要求完成相关的功能模块设计、编码、调试和单元测试工作。
　　 (2) 数据库管理开发方向:培养学生能够较全面地掌握当前主流数据库管理的基本知识与应用技能,能初步应用关系范式进行数据库设计,精通SQL语言,熟练掌握数据库存储、维护和恢复的技能,胜任常用数据库服务器的管理与应用工作,同时具备一般MIS软件开发的基本能力。
　　(3) 可视化程序设计方向:为软件开发企业培养具体编程和面向政府、企业窗体应用的开发人员。毕业生应能够适应团队开发环境,熟练使用相关主流开发平台,按照详细设计要求完成相关的功能模块设计、编码、调试和单元测试工作。
　　
　　3本科软件人才培养须注意的问题
　　
　　软件人才培养要注重提高学生的动手实践能力,以培养应用型、综合型的高素质人才,经过这几年的培养实践,我们认为应注意以下问题:
　　(1) 教学内容调整。制定严格的教学 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 ,确保教学计划、人才培养计划的实施。系教授委员会负责专业方向、教学计划的审定,专业教师的聘任和校外指导教师的选聘等。确定课程建设梯队和任课教师职责,制定管理制度与质量保证体系。
　　(2) 师资队伍调整及素质提高。大力引进有工作经验的高学历优秀人员,满足工程应用人才培养的需求。我校每年派出年轻教师到温州研究院、佛山研究院等相关企业锻炼,以提高业务素质。
　　(3) 抓紧实验环节。加强与软件企业合作,在校园内建立多个富有特色的专业实验室,作为校内实训基地,同时聘请校外软件专家担任实验室指导教师[4]。
　　
　　4本科软件人才培养的实践
　　
　　经过4年的培养,计算机科学与技术应用型软件人才应该掌握扎实的计算机软件理论基础,具有较高的软件设计、编程、测试等实践能力,有发现问题、搜集资料、找到差异、逻辑推理的能力及在实际工作中分析和解决问题的综合能力。一个软件企业需要各种层次的软件人才,如程序员、项目分析师、程序设计师、行业专家(需求分析设计师)、应用人员(如数据库分析设计师)等,软件产业三级(高、中、低)人才的培养是一个综合体系,要协调发展。我校在以下几个方面进行了大胆的探索与实践:
　　4.1校园实验室培养模式
　　我校进行科学论证,合理开发课程。欢迎企业到校园设立实验室,并随时根据需要修改教学大纲、调整课程内容,使教学体系更加务实灵活。我校根据培养目标设立以下核心课程体系:
　　(1)IT技术及软件开发基础课程:软件基础、C语言程序设计、操作系统、常用应用软件、网络基础、软件工程等,使学生具有厚实的基础,以提高兴趣。
　　(2) 可视化程序设计课程:C#编程基础、面向对象编程、I/O系统、多线程开发、网络程序开发等,使学生具有开发面向对象程序的能力。
　　(3) 数据库技术课程设计:SQL语言基础、数据库连接技术、数据库访问层设计、基于图形界面的数据访问等,使学生具有设计、实施和维护数据库的能力,并能开发GUI数据库应用系统。
　　(4)Web开发技术课程:IIS服务器、HTTP协议解析、Java编程基础、JSP编程、Web程序设计,使学生具有开发C/S或B/S模式Web应用系统的能力。
　　(5) 最后开设软件设计和项目管理课程,如UML建模,使学生具有软件项目设计和管理的能力,具备软件行业应有的职业素质。
　　4.2“2+1+1”人才培养模式
　　在第一个阶段,Web、数据库、可视化编程三个方向的教学内容基本相同,后两个阶段则按需要分别设置专业课程。
　　在第一阶段,在一、二年级进行知识积累和通识教育,要求学生完成基础和专业基础课程。在知识结构上,要求重视数学等基础及职业素质(软件公司系统结构、软件技术岗位职责和软件人员职业道德)的培养,因此需要计算机系、理学院、设计学院等联合制定培养方案、教学计划和教学内容。此时给学生一个比较完整的软件项目,随着每门课程的开设,学生逐渐知道需要重点学习的内容。
　　在第二阶段,学生在三年级进入面向专业方向的课程学习与项目训练,以项目实践为核心,采取“学习,实践,学习,实践”的方式,参与实际软件的开发。就第一阶段给定的任务,学生需要用所学知识完成软件的部分设计与开发。教师应培养学生多问几个为什么的习惯和质疑的科学态度。例如:在编程语言中都有数据类型的问题,为什么需要数据类型?不要类型定义行不行?我该怎样检查某种类型的数据?这样不仅学到了知识,还学到了方法。在四年级,学生通过毕业设计和实习完成软件系统的完整开发,此时教师应鼓励学生到各个企业实习,熟悉企业运作环境,形成良好的职业素质。

 

编者按：子曰：吾十五而志于学。可知孔子十五岁才开始立志于学习。而我们这期名师讲堂的主人公——同济大学软件学院的张晨曦教授，十五岁时已经“志于教”了。三十多年的从教生涯，二十多年主讲计算机系统结构和从事系统结构研究，独特的CAI动画解析教学法，多本专业教材和多部精品课程的推出，无数的各级奖励和荣誉，勾勒出一个清晰可见、与时俱进、爱岗敬业、善教乐教的教学名师形象。天生就是为做教师而生的张老师，连生日都和教师节是同一天！而“一辈子做学生喜欢的优秀老师”则成为张老师追求的永恒理想。
　　本期名师讲堂栏目，我们特别介绍身体力行、精益求精、锐意进取、改革创新的张晨曦教授，体味一名老教师“传道、授业、解惑”之心路历程，感悟他那“蜡炬成灰泪始干”的执着追求和无私奉献的教育之魂。
　　
　　张晨曦，男，1960年9月生于福建龙岩。现任同济大学软件学院教授，博士生导师。1988年获博士学位，后一直在国防科技大学计算机学院工作，2005年9月调入同济大学。国家级“中青年有突出贡献专家”，国家杰出青年基金获得者，先后主持了4项国家自然科学基金项目。张老师15岁就当上了中学教师，大学毕业后继续从事教学工作，对教学方法和现代教育技术有较深入的研究，提出了面向远程教育和CAI的动画解析教学法。
　　张老师主讲计算机系统结构和从事系统结构的研究20余年，作为国防科技大学系统结构课程的负责人，进行了一系列的教学改革和课程建设，取得了突出的成绩。早在20世纪90年代初，他就自筹资金进行CAI 课件 超市陈列培训课件免费下载搭石ppt课件免费下载公安保密教育课件下载病媒生物防治课件 可下载高中数学必修四课件打包下载 的开发。1992年开发出了国内第一套系统结构CAI课件(含30个动画)，在清华、北大等全国10多所高校获得应用。2003年完成教育部新世纪网络课程建设工程项目“计算机体系结构网络课程”，在同济大学负责建设的计算机系统结构课程于2008年被评为国家级精品课程，他负责的“嵌入式软件开发导论”课程被评为2006年度“教育部-微软”精品课程。
　　他负责编写出版的《计算机体系结构》(高等教育出版社)是“面向21世纪课程教材”、“十五”国家级规划教材和“十 一五”国家级规划教材，2002年获全国普通高等学校优秀教材2等奖；2006年，他负责的3本教材被列为“十一五”国家级规划教材。撰写出版专著两部(第二作者)，教材3本(第一作者)，其中专著《新一代计算机》由荷兰North-Holland出版社出版，另一部1992年获“国家教委优秀专著特等奖”，1993年获“全国优秀科技图书一等奖”。发表学术研究 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 80多篇，其中在《中国科学》、《计算机学报》等一级刊物上发表8篇，国外发表20多篇，有18篇被国际著名八大检索工具收录。
　　张教授获部委级科技进步一等奖两项(排名第二)，二等奖一项(排名第一)；获部委级教学成果二、三等奖各一项。1991年被国家教委授予“做出突出贡献的中国博士”光荣称号，被评为湖南省科技青年“十佳”之一；1993年被评为“全军优秀教师”；1993年和1995年两次获“霍英东青年教师奖”；1995年获第4届“中国青年科技奖”；2007年获“宝钢优秀教师奖”，并获“上海市育才奖”；2008年获“第四届上海高等学校教学名师奖”。

摘要：大学生在信息科学与信息技术方面的素养已成为他们进入社会的必备条件之一，本文阐述了在计算机教学中如何运用计算机发展历程、计算机解决问题思路，以及程序设计思想来熏陶和培养学生，以提高学生的思维能力和IT素养。
　　关键词：计算机教育；思维能力；信息素养
　　　　
　　大学生在四年学习中，应该从思考中确立自我，从学习中寻求真理，从独立中体验自主。为此在计算机教学过程中，我们认识到不仅教学观念需从传递知识结构向培养学习技能、信息素养和应用能力转化，使非计算机专业或文科学生掌握计算机知识并应用到专业领域的能力，而且还需要将计算机发展、计算机解决问题的方式传授给学生，让他们了解计算机技术的历史与变化、计算机是如何满足人类的需求并给人类带来进步和发展的。因此，我们从以下几个方面着手培养学生。
　　
　　1计算机技术发展过程展示了社会的需求、人类进步与成就
　　
　　首先，从计算机发展历史让学生认识学习计算机与人类需求是紧密相关的。
　　1.1计算机软件
　　当科学技术经过百年风雨，从原子走向比特，从牛顿的欧几里德空间走向爱因斯坦的相对空间，再走向数字化和信息化时代之际，请环视一下周围的世界，可以通过条形码信息系统来办理书店买书或图书馆借书手续；可以用信用卡到某商场购物并付款；或通过路边二十四小时服务ATM机取款以解燃眉之急；也可以去指定银行付每月电话费而无需去电话局；各银行的联网、Email、共享Internet或互联网信息、网上教育以及移动电话，哪一个不依赖计算机软件来实现！让学生体会到计算机在如今社会的重要地位、功能与高效率，认识到现代文明与世界已经离不开计算机，各个行业都需要通过计算机软件来实现应用。
　　1.2存储设备
　　计算机的存储介质，先描述软盘，它是便于携带的一种存储介质，其软盘鼻祖是8英寸软盘，在60年代末70年代初期，由IBM公司研制成功的，但缺陷就是体积过大，携带很不方便，于是5.25英寸软盘就诞生了，从此这种软盘成为电脑的最佳移动存储设备，容量达到360KB。5.25英寸软盘一直持续到90年代，后来终于被另一种体积更小、容量更大的产品替代了，那就是1.44MB的3.5英寸软盘。
　　计算机硬盘设备随着集成电路集成度增加而不断发展，主要表现在读写速度与存储容量，以及体积容量方面。二十年以前，获得一个40MB的硬盘欣喜如狂，现在160GB、250GB配置的台式机与笔记本电脑多如牛毛。
　　同时，计算机的存储设备由磁介质到光盘，由CD到DVD，从固定的到移动硬盘；其存储器具有随机存储器、只读存储器、虚拟存储器、高速缓存存储器等模式。在教学过程中，从存储设备每一步的进步与革新引导学生去体会IT技术的是逐步发展的，从无到有，不断完善，在解决层出不穷的矛盾与新问题的过程中诞生的。
　　1.3中央处理器CPU
　　通过下表向学生展示PC机的“大脑”中央处理器CPU的发展过程，在三十多年的岁月里，CPU如何从处理信息的4位字长发展到64位，其慢长的发展史融入了计算