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【關鍵詞】CDIO 自動化 人才培養方案 項目化課程
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）04-0016-02
1.引言
自動化專業是涉及理、工、文、管等多學科的“寬口徑”的專業，其“控管結合，強弱并重，軟硬兼施”的特點，使得在對本專業的人才培養過程中注重理論與實踐結合、跨學科培養顯得尤為重要。CDIO教育理念是近年來國際上在工程教育中取得的重要成果，它強調在高等教育過程中采用“構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）”理念[1]，以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。這正好符合自動化專業的教育特點。因此廣東白云學院在2010年就啟動了基于CDIO教育理念的教學改革，經過兩年的改革探索，各專業從人才培養方案的制定、教學大綱的編撰到課程設置及實施都取得了一定的成果。我們在對企業用人需求進行深入調研的基礎上，考察了相關兄弟院校的教學改革，總結相關經驗，重新制定了人才培養方案，并在近兩年的教學中總結出一套行之有效的項目化課程教學方法。
2.自動化專業課程體系的重構
我們根據專業大綱的4個一級指標和17個二級指標推導出本專業的課程，使其形成符合培養目標要求的課程體系。在整個課程體系中，我們強調在整個專業教育階段的工程能力的培養。
自動化專業的人才培養模式重構是為了培養具有扎實的理論基礎和較強動手能力的工程師，使其能適應未來工業發展對于自動化專業人才的需求。因此在整個人才培養過程中按照CDIO教育理念設置相關的工程培養環境，通過多個項目生命周期的完整訓練，能夠幫助學生進行知識學習和技能培養，而且使其現代國際工程師素養得以鍛煉。以工程能力培養為核心的自動化專業課程體系設置應該充分體現CDIO 環境教學，如圖1 所示是自動化專業課程體系魚骨圖，即以三級項目體系為育人環境。
從圖1可以看出，在新的人才培養模式下，對自動化專業的專業基礎課和專業課進行了分類總結，針對相近課程設立了二級項目課程，通過各學期由淺入深的、建立在工程環境下的項目課程的教學實踐，使學生掌握整個專業課程體系的相關知識，并獲得一定的工程經驗。與傳統的課程體系相比，在總學分不變的情況下，每門課程的授課學時減少了15%～25%，用于學生在項目環境中自學與合作研討，增加了團隊設計項目，以提升學生的自主學習能力、團隊協作能力及工程項目的駕馭能力。
3.項目課程的實施
在對自動化專業人才培養模式的重構過程中，我們將重點放在一級、二級項目課程的實施上，希望探索一條適合廣東白云學院的課程改革的新路。從兩年來的項目課程實施的過程來看，取得了一定的成果，也為以后的課程改革積累了一些經驗。下面以《自動化專業導論》一級項目課程為例，對CDIO項目的教學進行剖析。
《自動化專業導論》是針對大一新入校的學生開設的一門課程，主要包括理論和實踐兩部分。其中理論課程以2~3次講座的形式完成，實踐則以項目課程的形式完成。這門課程的主要目的是為讓學生對于本專業有一個初步認識，并且通過小項目的制作激發學生的學習興趣，同時使學生獲得進行科學研究的基本方法。
3.1實行導師制，近距離培養學生的整體素質。
在學生新入學起，按照4:1的比例給四名學生配備一名專業導師，形成導師指導下的多名學生自主學習的團隊。這個團隊在導師的近距離指導下，完成整個四年的項目課程的教學任務。導師不但在課程上、專業上對學生言傳身教，而且對團隊的組織活動、學生合作精神的培養都非常有幫助。這樣做貼近了教師與學生的關系，使學生獲得了許多在課堂上無法獲得的知識和技能。
3.2 以工作任務形式布置學生在整學期的課程要求。
在《自動化專業導論》課程中，專業指導教師在學期初以任務書的形式將本學期的項目任務、學生需要完成的工作、應達到的知識和能力的要求給學生。學生在整個學期內在專業導師的指導下完成項目任務工作，在學期末按照任務書的要求進行驗收考核。
3.3 項目課程的學時在課余實踐完成，不占用課堂時間。
針對學生課堂學時較多的情況，結合項目課程的特點，《自動化專業導論》的學習以課余時間為主。學生們在課后按照任務書的要求，通過專業導師指導及網絡學習，自主地進行項目研究。這樣做使學生具有更大的自由度，培養了他們的自學能力和自制能力，不僅使學生的學習興趣和專業素質得到提高，而且培養了他們的綜合素質。
3.4采用學校與個人相結合的形式保證資金與設備。
由于《自動化專業導論》課程采用的是項目化形式，通過學生的課余時間完成，因此對于元件的采購和實驗設備的使用就不能像普通課程實驗一樣管理。我們在此期間采用的是學校與個人相結合的形式。對于在項目中需要用到的主要元器件和實驗設備主要通過學校統一采購、統一調配，而對于在項目中用到的個性化、小金額的元件則讓學生自主采購，這樣不僅可以節省時間，而且可以讓學生參與采購過程，使其了解一個完整的項目設計的各個環節。
3.5采用靈活多樣的考核方式。
在整個項目課程的教學過程中，考核方式是最重要的，這是檢驗學生知識、素質的關鍵環節，也是課程順利進行的重要保證。《自動化專業導論》課程考核采用的是專業導師考核與項目驗收相結合的方式。專業導師對學生整個學習過程進行考核。在學期末由專門的課程驗收小組組織學生進行項目答辯，課程驗收小組針對學生的答辯情況，結合學生的實際成果進行考核。學生的最終成績則是由兩部分成績的加權平均成績。這樣可以全面的考核學生在整個學習過程中各項能力的提高。
4.初步的教學成果
遵循CDIO教育理念，經過兩年的教學實踐，我們獲得了一定的教學成果，不僅是對過去工作的檢驗，也是將來教學工作的借鑒。
（1）CDIO教育理念強調以產品的研發、運行周期為載體，使學生獲得整個產品周期的所有知識和素質。我們對這種教育理念在自動化專業課程教學過程中的運用進行了研究。
（2）全面重構了自動化專業的人才培養模式。分析了自動化專業應具備的專業能力與各課程之間的關系，合理的設置專業理論課，改變了過去教師糊涂開課、學生糊涂學習的局面。同時我們也針對本專業的特點，將各門理論課分類，設置相應的項目課程環節進行實踐能力的鍛煉，使學生在理論學習的基礎上重點培養工程師的綜合能力。
（3）通過兩年的項目課程的教學工作獲得了一套行之有效的教學方法。在項目教學過程中秉承CDIO教育理念，將“構思、設計、實現和運作”貫穿至整個教學過程，制定了相關的教學檔案，探索了課程實施的資金設備保障，改革了課程的考核方式，使整個教學更有利于培養學生的學習興趣和綜合素質。
5.結論
自動化專業的特點決定在教學過程中貫徹CDIO教育理念可以更好的培養學生卓越工程師的各項能力。通過兩年的教學改革的實情來看，學生從入學初至現在不僅獲得了自動化專業的專業基礎知識，而且在英文使用能力、論文撰寫能力、團隊精神等方面都有了很大的進步。同時，通過項目課程的學習激發了學生的學習興趣，為以后的學習打下了堅實的基礎。
參考文獻：
[1]査建中、何永汕 《中國工程教育改革三大戰略》，北京理工大學出版社，2009.
[2]顧佩華、陸小華 《CDIO工作坊手冊》，汕頭大學出版社，2008.
作者簡介：
熊宇，男，1972年生，江西南昌人，碩士，講師，主要研究方向：電力電子與開關電源
受濟南大學委派，本人于20××年3月至9月赴美國Virginia Commonwealth University機械系作訪問教授半年。
二、教學工作
1、主講本科生課程、研究生課程各1門，機械工程及自動化專業導論1次，全院性講座1次。
2、指導碩士研究生5名。其中，畢業2人。
3、教學獎勵：
（1）201x年度濟南大學優秀研究生導師。
（2）山東省優秀學士論文1人。
（3）山東省研究生優秀科技創新成果三等獎1項。
（4）校級優秀碩士論文1人。
4、教研項目：
主持校級研究生教育創新計劃項目、院級教研項目各1項。
三、科研工作
1、科研獎勵：
（1）山東省科技進步三等獎1項（校內人員第1位，總排名第2位）。
（2）濰坊市科技進步二等獎1項（校內人員第1位，總排名第2位）。
2、科研項目：
主持科研項目3項。其中，新項目2項。本年度新入賬經費26.8萬元。
（1）主持國家自然科學基金項目1項（新項目），本年度入賬經費19.8萬元。
（2）主持山東省自然科學基金項目1項，本年度入賬經費2萬元。
（3）主持企業委托項目1項（新項目），本年度入賬經費5萬元。
3、專利：獲實用新型專利授權3項，申請發明專利1項（已公開）。
4、論文：以第一作者身份4篇。其中，EI收錄3篇。
5、著作：負責編寫《鍛壓手冊》（沖壓）第3版第十篇第一章，機械工業出版社。
四、其他
關鍵詞：人工智能；教學內容；教學方法
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
1 引言
人工智能(AI)是二十世紀五十年代后期興起的利用計算機模擬人類智能活動去求解問題的學科，與空間技術、原子能技術一起被譽為二十世紀三大科學技術成就，目前廣泛應用于專家系統、機器翻譯、語音識別、文字識別、計算機視覺、機器人、電子游戲等方面，已經成為計算機技術發展以及許多高新技術產品中的核心技術。
為了適應人工智能技術日益廣泛的需要，國內外高校普遍開設了“人工智能”方面的課程，特別是作為計算機方面專業的核心課程之一。我校自從1993年開始為自動化專業本科生開設“智能控制”選修課，1996年為自動化、計算機、機械等專業本科生開設“人工智能導論”、“人工智能及其應用”課程。目前，我校軟件學院、信息學院、機電學院都開設了“人工智能導論”課程，已經成為計算機科學與技術、軟件工程、數字媒體技術、自動化、機械制造與自動化等許多專業本科生的一門重要的技術基礎課程，也是面向包括人文社科等全校所有專業的公選課之一，其目的是使學生了解人工智能的基本概念和基本原理，初步學習和掌握人工智能的基本技術和前沿內容，拓寬知識面，啟發思路，為學生提供最基本的人工智能技術和有關問題的入門性知識，提高學生應用開發軟件的能力和水平，為今后在相關領域的研究和應用奠定更為堅實的基礎。因此，建設好“人工智能導論”課程具有重要意義和很廣的受益面。
由于人工智能是交叉學科，涉及面廣、內容抽象、不易理解，學生往往有望而生畏的感覺，在教學過程中，老師教、學生學都比較吃力。為了更好地實現上述教學目標，提高本課程的教學質量，協調好教與學的雙邊關系，使學生由望而生畏的感覺，變為有用有趣的感覺，根據已有人工智能課程在教學與實踐方面的經驗和方法，結合“人工智能導論”課程的近幾年教學實踐，對課程的教學體系、教學內容、教學方法、教學手段、考核方式等方面進行了探索總結。
2 調整與優化教學體系和教學內容
“人工智能導論”是計算機科學與技術、軟件工程、數字媒體技術、自動化、機械制造與自動化等許多專業本科生的一門重要的技術基礎課程，也是面向包括人文社科等全校所有專業的公選課之一，其研究領域及內容十分豐富，涉及的基礎面廣。因此如何選好教學內容，既能使學生了解本領域的概貌，又能適合學生的基礎，便于他們在有限的時間完成學習任務，是一件重要而又困難的事情。
進入21世紀以來，人工智能學科又有了新的發展。為了及時反映人工智能研究和學科的最新進展，我們修訂了“人工智能導論”的教學大綱，對教學內容進一步優化和更新，極大充實了各個系統的內容。我們確定的教學內容主要分為三部分：第1部分為概論，介紹人工智能的基本概念、基本內容、主要研究領域及發展過程；第2部分是知識表示，推理和搜索技術，討論幾種常用的知識表示方法、推理技術(包括確定性推理方法和不確定推理方法)和搜索求解策略；第3部分是人工智能應用研究領域，包括專家系統、自然語言理解、機器學習、人工神經網絡、遺傳算法等的基本概念和方法等。其中第2部分是基礎理論，是人工智能的重要基礎，應該循序學習。第3部分是人工智能的應用，由于每個研究內容都相對獨立、自成體系且有其專門的學術著作研究、熱點，因此針對高等院校的本?？粕鷣碚f，不必循序學習，而且結合專業特點可以選擇其中幾個研究領域。例如對自動化專業的學生來說，可以選擇專家系統、人工神經網絡、遺傳算法等，同時可增加在自動控制領域的應用，包括專家控制、神經網絡控制和進化控制等熱點：而對計算機科學與技術專業來說，可以選擇專家系統、自然語言理解、機器學習等，并輔以動物識別系統、語音識別系統、智能機器人等實例?？傊褪且盐照n程性質和教學目的，調整本課程教學體系，優化教學內容，讓學生以有限的時間學到人工智能的基礎知識和基本方法。
另外，在選擇和確定教學內容時必須兼顧基礎知識和新興技術，注意與相關課程(如離散數學、數據結構、概率論、自動控制原理、Matlab系統仿真、面向對象的編程技術等)的鏈接，密切理論與實際的關系，通過課堂講授和課外訓練，注意學生能力培養，提高他們的學習效果和整體素質。
3 加強課程立體化建設和系列教材研究
在課程的立體化建設中，教材充當了地基的角色，所有的課程內容安排，無不體現出以教材為基本，以教材為模板。所以本著基礎、實用的原則，我們先后編著出版了《人工智能及其應用》課程教材導論部分概括性強，引人入勝；基礎部分系統全面，敘述深入淺出，循序漸進；應用部分密切理論與實際關系，典型形象。其中第二版在第一版的基礎上，增加了證據理論、模糊推理、神經網絡等理論的一些典型應用，使學生能夠更深入地理解和應用這些理論；另一方面，又新增了自然語言理解及其應用內容，以適應目前計算機翻譯、人機自然語言交互等技術日益廣泛應用的需要。系列教材適應了人工智能導論新課程開設的需要，反映了人工智能學科的發展，為人工智能課程確立了基本框架，發揮了重要作用。系列教材的問世不僅解決了本?！叭斯ぶ悄軐д摗闭n程教學用書的問題，而且也被各兄弟院校普遍采用，促進了該課程的普遍開設，推動人工智能學科的發展。
為了配合教材第二版的教學和自學，在已有教學經驗和教學成果積累的基礎上，制作了高質量的教學課件和完整的教學視頻錄像，并刻錄成光盤隨書供讀者使用；同時又研究與開發了網絡課程(http：//)，以更好地調動學生的學習興趣和主動性，促進本課程的教學改革。
包括主教材、電子教案、教學視頻錄像、網絡課程及教學資料庫等在內的課程立體化建設符合二十一世紀高校教學的要求，支持教師提高教學手段現代化的水平，更貼合學生的學習需求。
4 改革與創新教學模式和教學方法
在“人工智能導論”課程教學的過程中，我們積極探索教學新路，經過數年辛勤試驗，結合蔡自興教授等對人工智能課程的建設經驗，對課程的教學模式和教學方法進行了如下一些的改革與創新。
(1)通過多種途徑激發學生的學習興趣
“興趣是最好的老師”，“人工智能導論”課程的學習效果，直接受到學生興趣和參與意識的影響。由于這是一門導論性前沿課程，一般來說，學生開始學習興趣很大。但是，當一些學生開始接觸到抽象概念和算法時，往往感到不易接受。我們通過各種途徑和方法，激發和培養學生的學習興趣。例如，鼓勵學生參與課堂討 論、布置讀書報告和課外實驗、以問題為導向的啟發式教學、專題討論／辯論等形式。特別，我們精心組織和準備了模糊控制技術及其應用、智能機器人技術與應用、智能交通、BCI(腦機交互接口)等專題，以及智能調度軟件、語音識別系統、動物識別系統、足球機器人比賽、機器人軌跡跟蹤、倒立擺的智能控制等課內演示，使學生擴大了眼界，增加了感性知識，達到提高學生學習興趣的目的與效果。
(2)面向問題的啟發式教學
人工智能中的許多問題，有的似是而非，有的引人入勝。在教學中，有意識的提出相關問題，提請學生思考，鼓勵學生提出自己的猜想和解決方案。然后逐步進入教材中的解決方案，啟發學生求解這些問題，并進行分析和比較，從而強化了學生學習的主動意識和參與意識，提高了學生的學習積極性。例如，在講到比較抽象的“遺傳算法”時，提出“遺傳算法如何用于優化計算?”這一問題。針對該問題，先從“達爾文的生物進化論”入手，討論“遺傳”、“變異”和“選擇”作用；然后通過一個簡單的例子，從特殊到一般地啟發學生思考“遺傳”、“變異”和“選擇”的實現，最終讓學生與教師一起導出遺傳算法用于優化計算的基本步驟。這樣，學生不但從中學習了遺傳算法，而且得到一次邏輯思維的訓練，取得很好的教學效果。
(3)課堂辯論與交互式教學
組織課堂辯論，討論的議題包括人工智能的應用前景和其他比較等有爭議的問題。學生對這些問題展開了激烈的爭論，激發了學習潛能，明確了學習目標。例如，為了加深學生對智能機器人內涵的理解，我們組織了“機器智能能否超過人類智能”的辯論會。會前正反雙方結合本課程內容及其相關知識，認真進行準備；辯論會上正反雙方唇槍舌戰，激烈爭辯，氣氛熱烈。辯論后，學生余意未盡，討論熱情不減。無論是哪一方獲勝，都達到了預期的效果。教學中我們還注意采用了多種交互式策略，如課堂上教師提問可鼓勵或指定學生提問，也可由學生自由地就某個知識點進行主題發言后老師點評等。
(4)個性化學習與因材施教
在本課程教學過程中注意對學生因材施教和個性化教學。例如，通過組織學生進行讀書報告的形式，鼓勵學生從多方面、多角度考慮問題，多提新穎思想，有意識地鼓勵優秀學生探討比較深層的內容，并輔導優秀學生將其成果以科技論文和發表文章的形式轉化為成果。又如，在教學設計和實驗設計中，注意要求學習有余力和興趣的學生選作部分探索性、創新性的功課和實驗(選學內容，如模糊控制器的設計、進化控制等)，從而引導學生發揮個性優勢，達到因材施教的目的。同時注意分析學習較差的學生的具體困難，進行有針對性的指導。
(5)多媒體與網絡教學的使用
本課程在PPT演示文稿和網絡課程上，采用了大量的多媒體表現形式，如視頻、動畫、聲音和圖像等。目的在于使得人工智能抽象的知識形象化，便于學生理解。例如，課內讓學生在線觀看涂曉媛博士的計算機動畫“人工魚”的錄像片段、人工生命Floy中生命智能體在環境中不斷的適應進化構成演示等，有助于加深學生對所學知識的理解，促進教學水平的提高，激發了學生對課程的興趣，使學生創新意識得到增強。此外，隨教材附贈的教學光盤和開發的網絡課程(http：//)提供了學生課外自學用的高質量的電子課件、完整的教學視頻錄像、豐富的實驗和案例資料等，以更好地調動學生的學習興趣和主動性。
(7)理論與實踐結合
在教學內容安排上，注意理論聯系實際，適時布置一些人工智能實驗給學生進行課外練習。設計的課外實驗包括產生式系統實驗，歸結反演實驗，主觀Bayes推理網絡實驗，A搜索實驗，以及基于Maltab工具箱的模糊控制位置跟蹤系統、兩車追趕模糊控制系統、神經網絡模式識別仿真、遺傳算法優化計算等實驗。通過實踐和參與，保持學習興趣，有助于學生對人工智能基本概念和難點的理解，掌握基本方法和技術，為從事智能系統應用開發打下基礎，從而達到教學目的。例如，我們組織學生參觀我們的研究生綜合自動化實驗室，觀看機器人臂取物、倒立擺控制、語音識別軟件、指紋識別軟件、智能調度軟件等演示，密切理論與實際的關系。
我們在教學改革實踐中探索的這些教學方法，有利于充分激勵學生的學習積極性和主動性，有利于鼓勵學生發揮獨立思考和創新思維，有利于多方位培養學生學習發現問題、分析問題和解決問題的能力。
5 運用多樣化的教學手段和考核方式
5.1 多樣化的教學手段
采用現代信息技術進行教學，構筑“人工智能導論”課程的現代教學模式，是本課程的主要特點之一。教學過程中采用了多媒體教學課件和網絡課程相結合的方法，充分利用多媒體的豐富表現形式，利用網絡課程的交互性、情景化等，進行教學。采用的方法包括：
(1)抽象知識內容的多媒體表示
通過動畫和視頻來演示抽象的概念、算法和過程，包括機器人軌跡跟蹤、機器人臂取物、足球機器人比賽、倒立擺控制、“人工魚”等錄像片段，以及智能調度軟件、語音識別系統、指紋識別系統、動物識別系統等軟件演示。
(2)通過PPT撰寫教案
精心編制PPT，組織好課件內容，做到圖文并茂，提綱挈領，便于學生理解，便于教師講授。
(3)開發與應用網絡課程
“人工智能導論”網絡課程較好的實現了交互性、在一定程度上實現了學習過程的情景化。在交互性方面，通過網絡課程的課堂練習和章節練習，評價學生的學習情況，并給學生提出學習建議。在情景化方面，采用了在線答疑形式，使得學習過程豐富有趣。
(4)先進實驗系統的觀摩與演示
利用我們的研究成果等有利條件，有針對性地對學生進行成果演示(包括智能調度軟件、語音識別系統、指紋識別系統、動物識別系統等軟件)，使學生知道學了有用，而且很有用，很有趣，很有意義，從而進一步誘導學生的學習興趣，鞏固了課堂所學知識，提高了教學質量。
教學效果通過上述先進的現代信息技術的應用，不僅極大地提高了學生的學習興趣和主動性，而且也取得很好的實際教學效果，提高教學質量。
5.2 作業、考試等教改舉措
(1)改革作業方式與方法
改變過去那種單純的書面習題作業，發展成為必須交給教師評閱的書面家庭作業、不必交給教師的課外思考題目、口頭布置的思考題或閱讀材料以及大型作業等。其中上交作業通過網絡進行，教師批閱后的作業也通過網絡返回給學生，實現了作業呈交和返回的網絡化。
(2)改革考試方式與方法
如何對本課程的考試方式進行改革一直是我們探索的問題。我們綜合考慮課堂出勤情況(10％)、平時正式作業成績(20％)和期末課程考試(70％)，進行綜合評分。期末考試有時采用綜合試題考試，出幾個大題目讓學生選擇其中幾個進行開卷筆試，當面交卷后評分；有時采用課外開卷論文結合或口試面試。最近，我們還對部分學生結合實驗或實際問題提問等進行考核。我們正進一步改革、試驗和探索，使考試成為衡量與培養創新能力，促進學生學習主動性和提高課程教學質量的重要環節。
關鍵詞：測試技術及儀器；導論；教學
作者簡介：王平（1977-），男，浙江杭州人，南京航空航天大學自動化學院，副教授。（江蘇 南京 210096）
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0119-02
一、在本科教學中開展本專業導論課程的必要性
測控技術與儀器專業是建立在精密機械、電子技術、光學、自動控制和計算機技術基礎上，以工為主，多學科綜合的專業，探討各種精密測試和控制技術的新原理、新方法。開發激光、傳感器、光電檢測和計算機等新技術在精密測試儀器儀表中的應用，及以計算機技術為中心的面向機電運動、面向自動化生產的控制技術，使精密儀器儀表及測試和控制技術向高精度、動態、自動化、綜合和多功能等機電一體化和信息化方向發展。因此，本專業本科教學具有鮮明的特點，包括：
1.課程門類較多，具有交叉學科特征
本專業的主要課程包括機械設計基礎，電工電子學、微機原理與應用、自動控制、光學、測控電路、光電檢測技術、傳感器技術、智能儀器儀表設計、電路分析基礎、電子技術基礎、誤差理論及應用、計算機程序設計、微型計算機原理與接口技術等，涵蓋機械、電子、計算機等多門類的主干課程，課程信息量大。
2.注重復合能力的培養
本專業從培養人才方面來看，培養包括面向零件幾何精度參數、機械量和熱工過程參數的計量測試和控制技術，及儀器的應用和開發研究的高級工程技術人才，廣泛適用于質量監督部門、機械、電氣、汽車、造船、航空、航天、動力、冶金和石化等多方面產業和科研部門對人才的需求。因此，學生必須掌握機、電、計算機等多個領域的專業技能。
而本專業的學生入學情況則比較復雜，呈現如下幾種特點：很多學生是在高考時報考的是通信、電子、自動化等其他熱門專業，后經過調劑進入本專業學習，對本專業的特點缺乏認識，對于本專業課程多、跨學科能力培養的情況不太了解；存在與高中學習習慣的銜接問題，對大學學習的主動性不夠；對于90后的新一代本科生而言，普遍對于社會具有一定程度的認識，面臨較大的競爭壓力，但是對于本專業的就業前景以及如何提高自身的就業能力還缺乏清晰的認識。
針對這種情況，在高等學科開展本專業的導論課程對剛入學的學生進行專業特點、課程體系的設置、就業情況等方面的介紹和學習引導是非常必要的。
二、課程的教學目標和難點
本課程的教學目的在于初步建立起概念體系，了解專業的知識體系以及后續學習的科目，明確課程之間的銜接關系，合理分配時間，明確學習目的、用法。此外，應使得學生了解專業的應用和發展過程、發展前景、畢業分配和可能職位。
本課程的教學難點在于，本科新生不具備本專業的基本知識，只能用大量的、實例、類比去定性解釋基本概念以及課程體系結構，教學內容的深淺較難把握。同時，導論課的課時一般較少，通常在16學時左右，如何在短時間內讓學生建立對專業的初步認識具有難度。
三、課程內容
本課程通過4部分進行講授，主要包括：
1.基本概念
如測控技術、儀器儀表定義的介紹，包括什么是儀器儀表以及測控技術，并對現實生活中的儀器儀表分類舉例，包括醫療、家電、工廠自動化、軍事領域、航空儀表、宇航測控等應用的介紹；儀器的歷史簡介以及儀表的最基本功能組成部分，包括傳感器、信號處理、轉換、傳輸部分、信號顯示、與人交互部分等；儀器儀表的分類，以及各部分功能的演變、評價指標等。
2.介紹傳感器技術
包括其基本概念、分類、相關課程（如“傳感器技術”），以及性能指標（包括靜態指標、動態指標等）。介紹信號調理，用圖示方式介紹噪聲概念，模擬信號放大、模擬信號濾波的作用，以及相關課程（如“模擬電子技術”）；介紹信號處理，包括頻譜分析、濾波等應用簡介以及實現平臺，包括硬件平臺、軟件平臺及工具簡介；介紹相關課程如“數字信號處理”、單片機、DSP等相關技術；介紹可靠性設計，包括特定條件、特定時間、完成特定功能的含義；介紹一般可靠性設計方法，包括電源、信號調理、屏蔽、改善應用環境等方法；介紹通訊技術，簡單介紹通信技術的基本概念。
3.課堂討論
課堂討論儀器儀表的設計方法，回顧儀器儀表的評價指標，并討論選擇如下功能模塊的實現技術：包括傳感器的類型、原理、使用環境、壽命、精度、廠家、成本、對后續處理的要求；處理部分采用什么結構，模擬電路部分設計、模數轉換設計、數字電路部分設計主要芯片選擇、處理結構和算法；儀器整體結構，包括PC虛擬儀器結構、獨立儀器結構，以及顯示方式、輸入方式以及主要模塊的選擇；根據信息存儲要求、存儲手段、數據導出特征選擇存儲技術；并考慮可擴展技術，如多臺儀器能否聯網、如何協調工作、選用何種協議等問題。
4.總結
儀器儀表（檢測技術）與別的學科的關系以及檢測技術在工科體系中的地位，指明信息學科的最前端，使用最廣泛，需求最迫切。
四、教學方法的運用
傳統的教學方法手段單一，缺乏交流，尤其專業導論課程內容抽象，教學效果往往不理想。為了取得較好的教學效果，可以采用以下方法：
1.精心制作PPT教案
由于教學內容是以專題形式組織，且尚缺少成型的教材，因此需要制作教案。采用文字、圖像、聲音、視頻等多種媒體表現形式，以利于將背景知識及應用情況講透。教學過程中利用大屏幕投影的優勢，將一些需要教師在黑板上動態演示的過程作成FLASH動畫，既可以在課堂上演示，也可以由學生在課后自己觀摩。
在應用實例講解中，對現實生活中的儀器儀表分類舉例：醫療器械：例如心臟起博器、腸胃鏡、X光、B超、核磁共振、檢測監護儀器等，反映了檢測技術造成醫療手段的進步；家電行業中空調、熱水器、GPS定位導航系統技術進步造成消費者舒適度的提高；在工廠自動化中對溫度、壓力、轉速的測量，以及生產需要的信息資料的獲取等；在軍事領域，包括對敵監控等直觀、學生感興趣的應用作為切入點介紹。在對傳感器的定義介紹，舉例包括：溫度傳感器，可以是雙金屬片：溫度轉換為機械變形；熱電偶：溫度轉換為電壓；數字傳感器：溫度轉換為數字量等不同類型，但是功能相同。對信號處理、轉換、傳輸部分的介紹，采用圖表方式，表現各種信號處理、轉換、傳輸舉例：在信號顯示、與人交互部分，用圖舉例，包括指針表盤、LCD顯示、計算機屏幕等。在介紹評價指標時，以測溫度為例舉例，對于體溫、環境溫度、實驗室精密生化反映溫度控制、發電廠生產車間爐溫監測等幾種情況下需要的量程以及測試精度的對比。目的在于使儀器儀表抽象的知識形象化，便于學生理解。
2.教學形式上引入課堂討論
組織學生就感興趣的背景問題進行課堂討論和辯論，討論議題包括儀器儀表的應用、就業、學科在社會上的作用、前景等有爭議的問題，以激發學生的學習興趣和潛能，明確學習目的。
3.考核方式的選擇
專業導論考核方式應采用能反映學生對專業認識掌握程度的一些方法，如采用課程論文、調研等形式，既可以避免死背書的弊端，又可以培養學生專業的興趣。在這種考核方式下，學生不需要記憶枯燥的概念，而需要建立相應的知識體系。
五、教學效果
經過16課時的學習，大學一年級新生對于本專業的概念體系、知識體系和課程體系有了初步的了解和認識，并對后續學習的科目以及課程之間的銜接關系做了主動的調研，為今后四年的本科學習合理分配時間、明確學習目的打下了基礎。此外，學生對專業的應用和發展過程、發展前景、畢業分配和可能職位均做了一定的了解。經過六年的教學經驗證明，開設本課程對于學生的發展起到了明顯的促進作用。
參考文獻：
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[2]侯媛彬.測控技術與儀器專業導論[M].北京：北京大學出版社，2010.
[3]劉光明，于斐，周雅，等.大學低年級課程中開設專業導論課的探索[J].高教論壇，2007，（1）：37-39.
[4]羅福午.提高對于專業概論課的認識[J].中國高教研究，1992，（2）：82-85.
[5]鄢泰寧.為新生開設專業概論課有助于激發學生的學習熱情[J].中國地質教育，2008，（2）：76-77.
申請級別：副研究員
計算機工程與科學學院
XX年7月7日
教育與工作經歷
教育
1994.9-1998.7 上海大學機械自動化系 本科
1998.9-XX.3 上海大學機械自動化系 碩士
XX.3-XX.9 上海交通大學圖像處理與模式 識別研究所 博士
工作
XX.9-今 上海大學計算機學院 講師
學術活動
兼職
中國計算機學會yocsef上海分壇學術秘書委員(XX.5~今)
ieee會員，ieee計算機分會會員(XX.1~今)
上海市計算機學會會員(XX.1～今)
主持中國機器學習郵件列表(XX.1~今)
活動
機器學習及其挑戰研討會，上海，參與，XX.11
第十屆中國機器學習會議，上海，口頭報告，XX.10
環太平洋人工智能大會，aucland，口頭報告，XX.8
國際神經網絡大會，大連，展板，XX.8
神經網絡及其應用研討會，北京，大會報告，XX.3
科研經歷
參與國家自然科學基金四項
基于數據挖掘和綜合模型的腦磁共振圖像分析和診斷(30170274)已結題
面向鋼鐵生產的數據挖掘和數據融合信息處理平臺及應用(50174038)已結題
納米氧化鋁材料設計的支持向量機方法 (20373040)進展順利
分布式概念格數學模型及算法研究 (60275022)進展順利
參與上海市高校網格技術e研究院一期項目
數據挖掘在生物醫學網格中的應用 (XX.7-XX.6)
主持軟件新技術國家重點實驗室(南京大學)開放課題一項
機器學習中冗余特征問題的研究(XX.5-XX.6)
已申請國家自然科學基金
合作者：化學系 陸文聰教授
已申請上海市教委科技發展基金
正在申請上海市高校網格技術e研究院二期項目
研究方向
特征選擇
結合學習器的研究
支持向量機
集成學習
多任務學習
偏最小二乘法
化學計量學
多元校正
藥物構效關系
jcics，nsfc
學術成果
論文20余篇(第一作者9篇以上)
sci 收錄5篇，其中第一作者4篇
ei收錄10篇，其中第一作者3篇
其它核心雜志，第一作者5篇
sci收錄源雜志錄用2篇，正在出版
譯著一本(第一作者)
支持向量機導論，電子工業出版社出版，XX.3
專著一本(算法部分，五萬字以上)
support vector machine in chemistry，singapore, world scientific publishing company，XX.9
第一作者論文
************************************
學院工作
人工智能、軟件工程等專業課
學術報告(二次)
計算機學院一次
化學系一次
本科生班主任(03級10班)，優秀生導師(5)
****************
其它條件
全國大學英語等級考試cet-6
合格，1997.6
上海市職稱計算機能力考試
合格，XX.4
匯總
【關鍵詞】遠程開放教育 畢業論文 管理系統 ASP
遠程開放教育是利用計算機網絡技術和多媒體技術所建立的具有雙向交互功能的教學平臺進行教學的一種教學形式，是高等教育的重要組成部分，在高等教育大眾化以及普及化階段扮演著重要角色。在遠程開放教育的教學環節中，畢業論文是完成專業培養目標中的最重要的教學環節，也是培養學生綜合運用所學的基本理論和知識去解決實際問題的能力的重要手段。隨著計算機網絡的普及和各個院校的校園網絡的日益完善，各遠程教育院校已廣泛采用遠程教育平臺開展課程教學，但采用網絡平臺進行畢業論文指導環節的目前來看還比較少，基本還是采用傳統面授的指導模式。為了提高該教學環節的工作效率，打破傳統的面對面畢業論文指導模式，本文設計了一種網上畢業論文管理系統。經過實踐，該系統可以為學生、教師、班主任和管理員提供一個交互平臺，規范了教師、班主任及管理人員在論文指導過程中的管理工作，極大地提高了教師、學生、班主任和管理人員的工作效率。
1 系統分析
本系統是根據地市級廣播電視大學（簡稱電大）開展遠程開放教育的實際，涵蓋了學生的畢業論文教學環節的全過程，實現了學生分組、論文選題、畢業論文相關文檔的提交與管理以及成績統計與管理等功能。
1.1 系統需求分析
該系統是針對地市級電大畢業論文管理的現狀，堅持“以服務學生為中心”的辦學理念，解決論文輔導具體業務的網絡化與自動化，達到利用該平臺進行畢業論文的選題、提交、指導、評價與查詢等具體業務的自動化管理目的，為支持電大師生網上非實時畢業論文輔導教學活動提供了互動平臺。該系統主要針對地市級電大遠程開放教育的學生，因此用戶群主要定位有四種，分別是系統管理人員、班主任、學生和指導老師。系統管理人員主要是完成系統數據維護、各類用戶權限的分配、系統安全維護等。班主任主要是負責學生分組、督促與查看學生論文進度情況、統計班級論文完成情況和溝通聯系學生等。學生主要是根據時間節點完成畢業論文的選題、論文初稿的提交、查看指導老師的評語、修改論文、提交終稿等。指導老師主要是布置畢業論文選題、審核選題、跟蹤查看學生論文、寫出修改意見與評語、給出論文成績等。由于針對的是四種不同類型、不同權限的用戶，因此該系統必須具備友好的用戶界面、簡單的操作流程和專業的管理模式，這樣才能使系統的所有使用人員經過簡單的業務培訓就能很好地得到應用。
1.2 業務流程分析
地市級電大畢業論文工作的一般業務流程是：教學管理部門（教研室）畢業論文指導任務；畢業班班主任根據本班學生情況進行分組并分配指導老師；指導老師與班主任組織學生開會并畢業論文選題范圍；學生進行選題；指導老師查看選題并同意撰寫初稿并提交給指導老師；指導老師審核，這樣反復幾次后，最終定稿，并給出初評成績。教學管理部門負責整個流程的監管。鑒予此，本系統的主要工作業務流程如圖1所示。
1.3 總體功能分析
設計開發網上畢業論文管理系統的目的是利用計算機網絡解決師生論文輔導存在時空矛盾的關鍵問題，同時還可以利用計算機強大的管理統計功能對論文進行有效管理，從而提高師生和管理人員的工作效率。在實際工作的調研過程中發現，網上畢業論文管理系統主要涉及學生管理、論文選題、論文提交、論文評價、論文查詢與統計等幾個方面。根據這幾方面數據管理上的需求，把系統分以下幾個模塊：系統用戶管理、學生分組管理、選題管理、論文文章管理、成績管理。系統總體功能模塊結構如圖2所示。
系統用戶管理：用戶分為管理人員、班主任、教師和學生。每個用戶根據自己的角色擁有不同的權限。例如管理人員和班主任可以查看每個指導老師對學生畢業論文的指導進度。指導老師只能查看自己所指導學生的進度和相關信息等。該功能模塊就是實現對各種不同權限用戶的管理，如輸入與修改用戶基本信息等。
學生分組管理：這個功能主要是針對班主任的。班主任根據教務部門的要求按照學生人數和指導老師的數量進行學生分組，指定學生的論文指導老師。之所以對學生進行分組并指定指導老師，是為了便于教學部門監管教師與學生之間的論文指導工作。
選題管理：該功能模塊是實現畢業論文題目的與查看、選題查詢、學生選題、更改選題、審核選題等功能。畢業論文題目可以由指導老師進行并限定選題人數，也可以由學生自己命題由指導老師審核。經審核后畢業論文題目進入指導老師的選題庫，該指導老師所帶的學生都可以查看并進行選題。當學生選題人數超過畢業論文限定選題人數時，就要求指導老師要進行篩選，并指定學生進行重新選題。
論文文章管理：本系統采用上傳與下載的文章管理方式來實施論文指導過程。具體實施方式是學生上傳文章給指導老師，指導老師查看并下載文章，然后指導老師線下評閱文章并在文章中標注修改意見，然后把標注有修改意見的文章上傳給指導老師，重復該過程直至論文定稿。
成績管理：該模塊主要是實現教師對學生的畢業論文進行評分、并錄入或修改學生成績，按照指導學生的論文進行指導小結的錄入等。
輔助交流管理：該模塊主要是實現指導老師信息的、學生提問、老師答疑、師生互動討論等功能。
2 系統主要模塊實現
本系統是基于ASP三層架構進行開發的，前端開發工具采用HTML+CSS+JavaScript，后端開發工具采用，整體開發環境為ASP+IIS6.0+Access2003。操作系統是Windows server 2003，服務器采用其內置Web服務器IIS6.0。系統客戶端通過IIS6.0與ASP應用程序進行聯接。底層數據庫系統開發采用Access2003，因為Access2003與Windows操作系統系統及ASP環境之間具有很好的兼容性。
2.1 用戶管理模塊實現
本系統涉及到多個用戶，每個用戶擁有不同的權限，管理員用戶具有最高權限，包括所有設置、創建編輯所有用戶權限。不同權限用戶登錄系統后產生的界面不同，因此系統的訪問控制機制非常重要。本系統的訪問控制機制是：給每張表每個模塊賦予一個ID，并根據用戶權限把ID寫入用戶數據信息表字段中，當用戶登錄系統時，先讀取用戶數據信息表，然后根據數據表中的字段里所包含的ID號來顯示相應的用戶管理界面。
2.2 選題管理模塊實現
選題管理模塊主要包括我的選題列表、添加選題、批量導入選題、選題確認修改、導出我的選題和所有選題構成。我的選題列表主要列舉出可供選題的題目和相關選題細節，并供學生進行選題；添加選題主要是實現教師或學生添加論文題目，教師可以批量導入或導出選題信息，而學生只能添加一個自己的選題并選擇所添加的選題。添加選題界面如圖3所示。
2.3 文章管理模塊實現
文章管理模塊主要包括文章上傳與文章下載功能。文章上傳功能可以實現將文章上傳給指定某個用戶，如圖4所示。例如，當指導老師點擊文章上傳按鈕時，會顯示該指導老師所指導的所有學生，然后可以選擇某位學生，把文章上傳給該學生。文章下載功能可以實現定位下載功能，例如點擊文章下載，會顯示所有該指導老師所指導學生上傳的文章，點擊某篇文章就可以下載該文章。
2.4 成績管理模塊實現
成績管理模塊主要有錄入初評成績、錄入評審成績、指導小結和查詢導出功能。錄入初評成績是指導老師根據指導論文的質量給學生錄入定稿成績；錄入評審成績是指定的評審老師對學生論文評定成績進行評審，并錄入評審成績。指導小結是供指導老師填寫小組的指導小結；查詢導出是實現查詢或導出所選學期、所選班級的全部指導論文。
3 結束語
遠程教育網上畢業論文管理系統是為了解決電大學生在畢業論文指導過程中遇到的工作效率低、交互性差、時空矛盾嚴重等問題，而采用ASP+IIS6.0+Access2003等技術設計開發的一個非常實用的管理系統。通過學校近幾年的使用，該系統能夠實現多班級選題管理的具體化、直觀化、規范化，指導論文的網絡化、合理化和公開化，很好地促進了學生與指導老師之間的互動交流，極大地提高了畢業論文指導的工作效率。
參考文獻
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作者簡介
熊子東（1984-），男，廣東省梅州市人。碩士學位?，F為梅州市廣播電視大學教技科科員。
張志方（1967-），男，廣東省梅州市人。碩士學位?，F為梅州市廣播電視大學教技科主任。
曾三明（1979-），江西省贛州市人。大學本科學歷。現為梅州市廣播電視大學教研室主任。
__年__學院共有畢業班學生168人，其中機械工程及自動化(卓越)專業26人，機械工程及自動化專業 56人，工業工程工業工程專業44人，汽車服務工程42人，按照培養方案的安排，將參加本次畢業設計。機械工程及自動化(卓越)專業因要涉及卓越計劃教學改革，畢業設計前期工作需要延遲，具體安排另行通知。
人員略
（一） 選題階段（14/15學年第一學期，9月29日-11月10日）
1、確定具有指導畢業設計（論文）資格的教師，結合本科專業培養方案要求，根據自己的研究領域、科研課題，密切聯系生產實際和科研實踐，從科研、教師自擬、學生自選等選題途徑，進行申報擬指導設計（論文）選題。
2、以教研室為單位對教師的選題進行初審，學院組織專家對申報的選題嚴格按照《溫州大學本科畢業設計（論文）管理辦法（試行》的要求進行審核，保證選題的性質、難度和分量，確保選題達到本專業對畢業設計（論文）選題的要求，防止選題雷同。
3、學院以專業教研室為單位組織教師組成審核小組，負責對學生的選題進行審核。
4、經學院教研室和本科畢業設計（論文）領導小組審定后確定課題，并于10月30日前向學生公布。
5、11月10日前完成師生雙向選題。
（二）下達畢業設計（論文）任務書（14/15學年第一學期，11月11日-11月20日）
指導教師根據畢業設計（論文）題目和專業的基本要求制定任務書，任務書必須明確畢業設計（論文）的主要內容和要求、分階段完成時間和最后的工作成果、主要參考資料、調研計劃等，規定畢業設計（論文）的質和量的要求。任務書請各指導老師于11月5日前上傳至系統，11月10日前各教研室主任完成審核。
（三）文獻綜述撰寫和外文翻譯（14/15學年第一學期，11月21日-12月18日）
學生通過系統的國內外文獻查閱，進行文獻資料搜集與整理，在老師的指導下撰寫綜合性敘述與縱橫向評價的文章，要求字數2000字以上，參考文獻要求10篇以上（含外文文獻），并把其中相關的外文作翻譯。
（四）開題報告（14/15學年第一學期，__年12月19日～__年3月12日）
學生根據畢業設計（任務）任務書和文獻綜述，撰寫開題報告，開題報告一般在2000字左右。組織開題報告會，小組成員由具有指導教師資格的教師擔任，人數為4-5人，組長由學生所在教研室主任擔任。開題報告會要求學生利用5-8分鐘左右時間精要匯報，回答審核小組成員的提問。存在問題及時反饋給學生，學生根據指導教師意見作進一步修改。__年3月12日前將最終稿上傳至系統。
（五）中期檢查（14/15學年第二學期，__年3月13日-3月31日）
學院畢業論文領導小組組織專家在中期對畢業設計（論文）的進展情況進行集中檢查（內容：工作進度、工作態度、紀律情況、翻譯文章的原文來源等），并對檢查情況進行總結，并將書面總結報教務處。
（六）實驗與研究，撰寫論文（14/15學年第二學期，__年12月-__年4月底）
學生進行課題的實驗、設計、開發、調查研究及結果的處理與分析，完成畢業設計或論文寫作， __年4月30日前完成正文撰寫。
三．畢業（設計）評閱、答辯及成績評定（14/15學年第二學期，__年5月-6月）
1、成立__學院畢業設計（論文）答辯委員會和答辯小組；
2、由指導教師和本教研室具有相同或相近專業具有指導論文資格的教師分別評閱并填寫評閱書，評閱人要堅持公平公正的原則，根據論文的實際情況給出相應的評語，對不足之處提出修改意見，并提出“是否可以進行答辯”的意見。5月9日前學生根據評閱教師提出的修改意見對論文進行完善。5月13日前完成畢業設計（論文）驗收和評閱工作，5月14日前教務處組織畢業設計（論文）隨機抽樣送校外評審工作，并對所有申請畢業論文答辯的學生進行學術不端檢測。
3、組織學生答辯（答辯時間初步定于5
月16日、5月17日）、成績匯總。 4、根據指導教師、評閱人和答辯小組得分情況匯總得到綜合成績，合分欄應注明各部分成績所占的比例，總成績處應由畢業論文領導小組組長簽字確認，并加蓋學院的公章，以百分制匯總，五級分制上報，成績匯總表于__年5月27日之前交教務處實踐教學科。
5、各專業把畢業設計（論文）的成績及總結報告按規定時間匯總到學院，學院畢業設計（論文）工作領導小組對本屆畢業設計（論文）工作的總體情況進行評析總結，做好論文質量分析及數據統計工作?？偨Y報告于__年6月19日之前交教務處實踐教學科。
6、學生第一次答辯不及格者，不準參加再次答辯，可先申請延長學業，并于下學期開學第二、三周參加補答辯。
四．優秀論文推薦、畢業設計（論文）資料整理及歸檔（__年6月21日前）
