新时期高校计算机教育论文

2022-04-22

[摘要]针对目前大学生动手实践能力普遍不高的情况,中北大学仪器与电子学院设计了综合实训模块,在实训过程,学生分组在教师指导下完成有故障点设置的传感器信号调理电路的调试与传感器静动态性能标定。今天小编给大家找来了《新时期高校计算机教育论文(精选3篇)》仅供参考,希望能够帮助到大家。

新时期高校计算机教育论文 篇1:

计算机学科发展对计算机教育的影响

快速发展的计算机信息技术已在各行各业得到了广泛应用。为了向社会输送更多高精计算机人才,我国高校逐步加大了人才培养力度,并对计算机学科发展趋势进行了相应的研究。本文结合计算机教育情况、分析了学科发展趋势以及其对计算机教育的具体影响。

计算机技术已成为人们日常工作与生活不可或缺的关键性技术,在现实中,计算机技术涉及到经济、军事和金融等诸多领域。高校计算机教育是向社会输送人才的重要途径,因此,加强计算机学科发展趋势研究,可以帮助教育工作者制定科学完善的教学计划。

计算机学科发展趋势

计算机学科逐步向独立门类发展

计算机学科具有着显著的应用与交叉性。计算机学科由数学、自动化等学科发展而来。在 2011 年,我国计算机学科衍生出软件工程学科,随后几年出现了信息和通信工程等交叉性学科。在 2016 年,计算机学科衍生出网络空间安全学科。尤其,近几年的人工智能领域,成为计算机学科的又一大进步。随着计算机学科的不断发展,我国教育部不断更新与优化计算机学科专业类别,截止 2020 年,教育部颁发的《普通高等学校本科专业目录》中将计算机本科专业细化为了17 个专业,如:计算机科学与技术、软件工程、网络工程和信息安全等。

近几年,我国高校为了加快计算机相关学科的发展,在计算机学院的基础上,成立了软件学院、网络空间安全学院以及人工智能学院等不同学院,使得计算机学科的独立门类特性逐步显现。

呈现出交叉融合趋势

计算机学科的交叉融合主要体现在以下几个方面:首先,基础理论存在着不同程度的交叉。例如 MLSys 会议就是由机器学习和体系结构领域专家共同发起,促使机器学习理论与计算机体系结构的联结性加强。

其次,关键性技术间也存在着交叉。比如,云计算、大数据等技术均具有着较强的系统性,往往会涵盖数据库、计算机网络和数据库等多种知识。

再次,研究团队也存在着较大的交叉。新时期的研究团队往往来自于计算机网络、数据库、机器学习和计算机安全等多个领域。

最后,计算机学科与其他学科间的交叉性逐步增强。计算机学科属于应用导向学科,通过对计算机学科进行内外交叉与渗透,使计算机学科获得了良好发展。非计算机学科在出现发展瓶颈后,与计算机学科交叉融合,这为非计算机学科发展指明了新方向。

富有创新性的计算机技术助推各个学科发展

在計算机学科发展初期,计算机技术作为一种辅助性工具被应用到其他学科或领域,比如,计算机技术成为多数理工科专业的重要编程工具。尽管计算机技术被广泛应用到其他学科或领域,但是学科间具有着较为明显的边界,计算机学科往往无法与其他学科进行高度融合。然而,随着计算机学科的快速发展,对其他学科的引力作用逐步显现,且学科间的融合性逐步增强。未来,计算机将会引领其他学科积极探索“人、机、物”三元空间,不断增大科技创新力度。

计算机发展趋势对计算机教育的影响

未来计算机的发展势必会对计算机教育产生相应影响。新时期的计算机教育,应顺应时代发展不断调整与优化教学策略,方可提升教学成效,并向社会输送大量高端人才。具体影响主要表现在以下几个方面:

首先,计算机类专业数量大幅度增加,计算机专业规模逐步扩大。新时期的计算教育应逐步向门类化、融合化与引领化方向发展,构建健全的计算机教育体系。

其次,高效梳理计算机类专业与学科发展方向,防止专业设置上存在重复性,从根本上提升计算机门类体系的合理性。

再次,注重计算机学科核心教育。围绕计算机科学与技术专业,强化数学基础、注重系统能力,强化相关学科知识间的融合性,制定出富有针对性的培养计划。

最后,注重非计算机专业中计算机教育内容的科学合理性。新型计算机技术与其他相关学科知识间的融合性逐步加深,新时期的教育人员应适度增加新型计算机教育内容,全面提升学生的新型计算机问题解决能力,并培养学生对新型系统的创新设计能力等。

总之,计算机学科的发展趋势会对计算机教育产生相应的影响。新时期的计算机教育工作者应紧密结合计算机学科发展趋势,不断更新培训目标、优化培养方案,进而为社会培养出具有高专业素养、适合社会发展需要的计算机人才。

作者:宋学莲

新时期高校计算机教育论文 篇2:

基于故障诊断的实训实践模块训练

[摘 要]针对目前大学生动手实践能力普遍不高的情况,中北大学仪器与电子学院设计了综合实训模块,在实训过程,学生分组在教师指导下完成有故障点设置的传感器信号调理电路的调试与传感器静动态性能标定。通过基于故障诊断的模块实训,学生普遍认为实践模块提供了一个很好的接触专业知识的实践平台,通过实践模块可以学会解决问题与处理问题的思路方法,还可以把以前所学的基础知识、专业知识进行融会贯通。

[关键词]实践教学;传感器;电能;教学改革

当代大学生实践能力的缺失,已经是一个不容忽视的问题。新时期高校教育工作存在很多不足。能力是在知识的基础上形成的,知识是靠教育来掌握的,因此可以说能力的形成需要教育与培养。专业实践能力的形成是以一般实践能力为基础的,受制于学校类型和专业学科。高等院校是培养未来社会所需人才的基地,其所培養人才是否适应社会要求是检验高校教育工作好坏的一个标准[1]。

创新已经成为高等教育人才培养的主旋律。创新人才培养的途径是理论与实践相结合的教育教学方式,理论教学需要学生通过课堂打下扎实的理论基础,而创新人才培养的关键在于实践教学环节[2][3]。目前,大部分地方理工类院校对于创新人才培养的实践内容大多局限于实验教学和大学生科技创新活动这两大环节。但是这种创新实践教学培养模式存在一定的缺陷,应进一步改革完善,才能更科学更有效地培养学生的创新能力和创新意识。

实践课程是当代大学生不可或缺的学习部分,一个全新的、可靠的实践教学模块才是新时代大学生所需要的。高等学校实验室是大学生培养的重要场所,实践教学也是高校教学体系的重要环节,在大学生创新能力和工程实践能力培养中发挥着不可或缺的作用。但是目前原有的实验教学体系存在很大的弊端:实验内容陈旧、实验项目不能很好地培养大学生的创新能力、实验室建设和管理体制落后、一级实验室开放程度不够等。

基于以上大学生动手实践能力的缺陷以及现有实验的弊端,本文阐述了一种通过学生寻找电路故障点并解决故障的实践模块。
一、模块内容介绍

加速度传感器实践模块的目的主要是对加速度传感器信号的调试,动态信号的标定以及数据处理。笔者在电路板的制备中特意设置了故障点,让学生在实践活动中发现并解决电路中的故障,以此来提高学生对理论知识的运用能力。学生的主要工作有分析电路原理、电路的焊接与调试。电路包含的模块有三轴加速度传感器模块、放大模块和滤波模块,具体如图1所示。
二、障点设置

显形故障点:

1.发光二极管导通电压故障:如图2,二极管两端电压太大,易造成击穿。

2.电源故障如图3所示,原理图当中电源模块输出标识与放大电路的输入标识不一致,导致它们没有进行电气连接。

3.可调电阻故障,选用的元器件3362的封装方式如图4所示,其管脚定义与PCB板不符合,导致可调电阻失去其调节阻值大小的作用。

图4 电位器3362
三、模块实践流程

学生的实践主要分为三个部分,第一部分是对传感器信号的差分放大、滤波进行EDA仿真,其次学生利用有故障点的电路板进行焊接调试,最后对传感器进行静动态标定。

(一)原理图分析,查找故障点并确定解决方案

1.发光二极管导通电压故障,由于二极管两端电压差值不能稳定在其工作电压内,超过其工作电压将导致二极管击穿,使整个电路供电出现故障。因此确认的解决方案为:给二极管串联上一个分压的可调电阻,保证其正常工作,提高电路稳定性。

2.电源故障,通过原理图看出稳压芯片的输出端与放大电路芯片ad623输入端标识不一致,会导致在电路板当中它们没有进行电气连接。确定的解决方案为在电路板上进行飞线建立连接。

(二)电路分步焊接、故障点查找并确定解决方案

可调电阻故障,选用的可调电阻管脚与电路板焊点不匹配,解决方案为对照PCB图调整可调电阻管脚焊接到电路板上。

(三)电路分步调试,故障点查找并确定解决方案

根据传感器输出特性[UO=kX+12U′],[U′]=3.3 V,因此在ad623反向输入端2脚输入1.65V的电压值,通过调节可调电阻值实现。

由于测量的范围为-5 g~5 g,但是输出电压范围0~2.5 V,因此要求我们输出0 g的时候在1.25V 左右,所以ad623芯片5脚的参考电压调节1.25 V;由于max291芯片存在负偏压,因此调试时让ad623的2、3脚接地,调ad623芯片的5脚参考电压使max291芯片的输出为1.25 V。

放大倍数调试,ad623的增益G是由于1脚和8脚的阻抗来决定的,阻抗[RG=100 KΩ/(G-1)],由于三轴放大倍数存在差异,需分别计算可调电阻的阻值且进行调试。

滤波电路截止频率的调试,根据芯片max291的芯片手册可知时钟频率[fosc(KHz)=1053Cosc(PF)],[f截止=fosc100],其中[Cosc]为max291的1脚电容。因此根据上述公式和任务书要求的带宽来确定电容值。

(四)传感器静动態标定

通过翻转台实验对三轴MEMS加速度计及其测量电路进行灵敏度、零偏、重复性等静态参数标定和测试;通过振动台对三轴MEMS加速度计进行带宽、幅频特性等动态参数测试。

记录电路标定和测试过程及数据,根据测试数据分析电路的各项指标参数,并与设计指标要求进行对照,分析测试电路的误差源、优缺点。
四、模块实践过程中其他需要注意的问题

1.示波器的使用问题,要将其设置成直流耦合,为了观察记录电路板某些参数,需要在显示菜单栏把频率、幅值、峰峰值、均值等参数显示出来。

2.芯片是否正常工作问题,调试电路板的过程中首先测量电源供电电压是否正常,正常才可进行下一步调试,其次测量ad623和max291已知理论电压值的管脚,进一步确认芯片是否正常。

3.调节可调电阻阻值选取和调节问题,此次用到的滑动变阻器外观上无太大差别,可以通过型号读取其阻值或实测其阻值,而且电路不同位置选用的阻值不尽相同,通过计算选取合适阻值。调试时其阻值可能被轻微触碰后就会引起变化,要特别注意。

4.放大倍数调节问题,在接传感器之前可以使用信号发生器输入信号,对电路进行调试,调试电路的放大倍数,观察滤波前后信号的变化。

5.做动态标定遇到的问题,在示波器上看到的mean值不是刚开始调试的零位值1.25 V,分析后发现此时有一个g值(大于1.25是正1个g,小于1.25是负一个g)的静态信号,也就是传感器板受到了1g重力加速度。此时测试的是振动动态信号,这时的信号是1个g的基础上的振动信号,需要记录其峰峰值;振动情况下可以调节示波器的模式为交流模式,直接记录其峰峰值。

6.传感器静动态标定的静态指标问题,通过对静态标定数据的处理,可以得到传感器灵敏度、线性度、重复性、迟滞等静态指标,动态数据记录两组,一组是AD623直接放大数据,用以分析传感器本身的频响特性;一组是MAX291滤波后输出数据,用来分析滤波电路的滤波特性。
五、课程的教学反馈

在模块实践课程结束,编制了教学反馈表,反馈表中主要裂了9个调查项目,分为1(非常不满意)、2、3、4、5(非常满意)五个档次,共交回反馈表172份。反馈表从反馈内容来看,学生对这种新颖的实践教学模式认可度还是比较高的,同学们普遍认为实践模块提供了一个很好的接触专业知识的实践平台,通过实践模块可以把以前所学的基础知识、专业知识进行融会贯通,但同时从反馈表也可以看出,在对解决复杂工程问题以及对所学知识的灵活运用等方面还需进一步加强。
六、结论

此次加速度传感器实践模块紧密契合学生的知识框架,但是更加注重考察学生的动手能力,发现并解决问题的能力以及对于所学知识的运用。通过一个完整典型的电子产品设计流程,不仅仅能够发现学生在知识和操作上的漏洞,更能对现有的教学实践改革提出指导性的建议。
[ 参 考 文 献 ]

[1] 卫星. 当代大学生实践能力的缺失与培养[J]. 黑龙江高教研究,2005(11):143-144.

[2] 叶其馨,汪玉梅,林晓冰,等. 论我校本科生创新能力培养的缺陷及制度化建设[J]. 中国中医药现代远程教育,2009(6):82-83.

[3] 徐朝辉,秦杰,梁义涛. 学生创新实践教学体系改革的思考[J]. 计算机教育,2012(20):40-43.

[责任编辑:张 雷]

作者:石云波 曹慧亮 唐军 刘文怡 刘俊

新时期高校计算机教育论文 篇3:

浅谈高职院校计算机教育改革的思路

[摘要]目前我国高校的计算机教育分两种:一是计算机专业教育;一是面向全体学生的计算机基础教育。而作为具有明确的职业技术特点的高职院校,不论是计算机专业还是非计算机专业,计算机教育更应着重实践能力和创新能力的培养。结合实际,谈谈高职院校计算机教育改革的思路。

[关键词]高职院校 计算机教育 改革 思路

从1980年初建立第一所职业大学至今,我国高职教育已经有20多年的发展历程了。特别是在1999年的全国教育工作会议中,中央提出“大力发展高等职业教育”的工作要求后,我国高职教育更是进入蓬勃发展的新时期。而作为近些年来热门的计算机专业,不论其在高等职业教育还是普通高等教育中都占有极其重要的地位和作用。

目前我国高校的计算机教育分两种:一是计算机专业教育;一是面向全体学生的计算机基础教育。计算机专业和非计算机专业的计算机教学的侧重点不同,教学目的也不一样。前者注重计算机软件基础理论和应用能力的培养,学生将了解计算机学科领域及相关学科的方向,掌握现代计算机科学的基本理论和基本方法,具备较强的软件研发和项目管理能力。而后者注重计算机知识、能力与素质方面的教育,旨在使学生掌握计算机、网络及其他相关信息技术的基本知识,培养学生利用计算机分析问题、解决问题的意识与能力。而作为具有明确的职业技术特点的高职院校,不论是计算机专业还是非计算机专业,计算机教育更应着重实践能力和创新能力的培养。

一、当前高职院校计算机教育所面临的形势和任务

随着计算机技术、信息技术、通信技术等先进技术的迅猛发展,各行各业的信息化程度不断加深。电子商务、电子政务、数字化校园、数字化图书馆等已经出现。用人单位对大学毕业生的计算机能力要求越来越高,计算机水平成为衡量大学生业务素质与能力的标志。对于以就业为导向的高职教育来说,计算机教育显得尤为重要。而我国的计算机教育起步较晚,同时因地区差异发展不平衡,这就造成了学生的计算机水平差异性很大,少数学生已经掌握了计算机基本技能,而有的学生却连计算机都没见过。另一方面,目前计算机基础教育中计算机文化的教学内容已逐步下调到中小学阶段,但由于各地区发展不平衡,在今后很长一段时间内,大学新生的计算机水平的差距势必将继续扩大。而对于高职院校的学生来说,普遍存在着学习能力、思维能力和动手能力都较差的问题,如何提高这类学生的计算机水平正是摆在我们高职院校计算机教师面前的难题。

二、高职院校计算机教育改革的具体思路

近年来我国高职教育发展迅速,在取得显著成绩的同时,也暴露出不少问题。其中高职院校的办学质量、办学模式、管理体制以及师资力量等问题最为突出。计算机是一门实践性较强的课程,对教学内容、教学方式有较高的要求,它不但应具有应用性、实践性和创新性的内容,而且还应加强对学生实践能力和创新能力的培养。而目前我国高职教育整体的教学质量还有待提高。就计算机教学来说,很多学校所使用的教材陈旧,教学内容跟不上新技术的发展和变化,教学手段过于单调,教学模式一成不变。要深化高职计算机教育改革必须首先从教学模式、教材模式着手,体现出高职院校的特色。

(一)采用多种多样的教学手段,积极培养学生能力,深化计算机教育改革

计算机课程具有较强的实践性,对计算机能力的培养很大程度上取决于学生上机的实践和钻研。一方面,教师在上课期间应充分利用多媒体教室、网络等各种教学媒体,丰富教学内容,提高学生学习的兴趣。同时教师应改变传统的授课教学模式,在课堂上积极提供机会让学生思考、实践,精心设计大量能提高学生创新能力和实践能力的课后练习、实训题目,积极开发学生的创造性思维,发挥学生学习主动性和创造性,提高学生独立思考、获取、处理和利用知识的能力,让学生在实践的同时巩固、提高理论知识的掌握程度。另一方面,学校应加强学生实训活动,多提供让学生校内、校外实践的机会。就计算机网络这门课程来说,理论知识枯燥、难懂,如果仅仅靠教师课堂的讲解,学生根本提不起学习的兴趣,自然学习效果就可想而知了。同时学校还可以建立课程的网站,充分利用网络资源给教师的教学、学生的学习提供更好的平台。网站的建设应包含教学讲义、实验指导书、网络课程,还有学生自学需要的素材库、试题库,以及考试系统等丰富的教学资源和软件,各种教学形式既互相补充又能充分发挥各自优势,多方面满足教师和学生的需求。

计算机教学应课堂教学、实践教学、网络教学相辅相成,全面培养学生的实践能力、独立分析和解决问题能力、知识综合运用能力。

(二)改革计算机教材模式,体现高职特色

教材作为教师实施教学的重要载体,也是学生获取知识、发展能力的重要渠道。所以高职教材的选择必须突出其职业性、实践性、先进性和科学性。高职计算机教材改革必须与计算机教育改革相适应,坚持以素质教育为核心,以就业上岗能力培养为重心,以技能训练为指导思想。同时计算机教师应根据学生实际学习情况、专业等合理选择计算机教材,规划教学内容,设定教学目标。课堂上的理论阐述也应结合适当的案例分析,加深、巩固学生掌握理论的程度,同时又能让学生带着问题学习,提高学习兴趣,培养其积极思考、分析、解决实际问题的能力。

(三)进一步加强“双师型”师资队伍的建设

尽管高职教育“双师型”师资队伍建设已取得了很大发展,但从总体上看,仍落后于高职教育的发展要求。目前高职院校具有“双师型”教师比例距教育部门要求的50%還有较大差距。教师是学校实施教学活动的主体,特别是对计算机教育来说,教师的知识性、实践性、先进性将直接影响学生的计算机水平,因此高素质的师资队伍建设将是计算机教育改革的关键。为了提高师资队伍的层次,从学历上讲,专业教师应具有硕士以上学历,教辅人员应不低于本科学历。计算机技术的变化日新月异,学校应重视教师培训工作,不断提高教师的业务水平。同时还应重视聘请行业企业专家担任专职、兼职教师,进一步加强专业教师从单一的“知识理论型”转变为“双师型”,只有这样,才能适应高职教育的发展。

三、结束语

近些年来,由于国家的重视和时代的需要,高职教育取得了极大的成效,同时它的问题也越来越多。如何培养学生计算机应用能力,全面提高其素质等就是摆在高职院校计算机教师面前的首要任务。但是目前高职院校计算机教学中普遍存在的计算机课程安排不合理,教材选择不合适,开课课时较少,学校的计算机软硬件资源跟不上等问题都严重制约了高职院校计算机教育的发展。作为高职院校的计算机教师,在教学中我们一直探索着更好的教学模式,利用现有资源,培养学生的实践能力、创新能力和解决问题的能力,培养学生学习的主动性和积极性。

参考文献:

[1]闻丽华,《高职院校计算机文化基础课教学改革探索》,《辽宁教育行政学院学报》,2006年23卷8期.

[2]张怀中、林文学、潘志安,《关于高职院校计算机专业教育改革的思考》,《孝感职业技术学院学报》,2003年01期.

[3]柴进栋,《高职院校计算机公共基础课教学改革探索》,《辽宁高职学报》,2005年06期.

[4]苏玉、许绘香,《高职院校计算机软件专业工程化实践教学体系的改革与探索》,《计算机教育》,2007年第24期.

作者:肖 勇

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