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關鍵詞:自動控制系統(tǒng);教學研究;課程實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)42-0171-02
一個自動控制系統(tǒng)的設計過程,包括圖1所示的每一個知識領域:對象與建模環(huán)節(jié)、執(zhí)行與驅(qū)動環(huán)節(jié)、信息傳輸與處理環(huán)節(jié)、控制器設計環(huán)節(jié)。其中,自動化專業(yè)的核心即為控制與設計。面對各種各樣錯綜復雜的系統(tǒng),控制對象可能是確定的,也可能是隨機的;控制方法可能是常規(guī)的,也可能需要優(yōu)化設計。這樣的學科專業(yè)教師應具有什么樣的知識結構,學生具有什么樣的專業(yè)背景,這正是教師“教”與學生“學”的過程中的難點所在。
“自動控制系統(tǒng)”作為自動化專業(yè)學生的必修課程,該課程的特點是:綜合應用性廣泛,理論知識面豐富,與實踐環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密。在學生了解控制原理的基礎之上,接觸控制系統(tǒng)集成的概念,實現(xiàn)硬件和軟件的綜合、元件與系統(tǒng)的綜合,真正進入“應用與實踐”相結合的學習模式。針對應用型本科人才的培養(yǎng)定位,本文對“自動控制系統(tǒng)”課程的結構體系、內(nèi)容方法和教學效果上作一些探討和研究。
一、第一堂課:興趣入門
“自動控制系統(tǒng)”的先修課程包括“自動控制原理”、“現(xiàn)代控制理論”、“電子技術”等,都是難度較大、理論性較強的抽象性思維課程,部分學生在學習的時候只能對一些公式、定理死記硬背,機械地應付考試,以至于重要的知識點學完就忘,考完就丟,根本就沒有達到理解和掌握的程度。
為了提高學生學習的積極性和主動性,在課程設置的第一堂課就別出心裁,帶領學生進入實驗室參觀學習,讓學生最先接觸到的是具體的控制系統(tǒng),而非理論概念。學生在對控制過程有了直觀印象之后,就會產(chǎn)生進一步深入了解的興趣,通過探究的方式提出自己的問題:先前學習的控制原理應用在哪些方面,即將學習的控制系統(tǒng)又是如何來分析和設計的。在之后的課程學習中,學生帶著這樣的問題會尋求答案,并互相之間進行交流和討論。教師也在教學的過程中,鼓勵學生的自主探究,并根據(jù)不同的知識點拋出新的問題,形成控制理論中典型的循環(huán)反饋結構。在第一堂課,通過已知帶動未知,抓住學生的好奇心,尋找合適的切入點,將學生引入自動控制領域的興趣之門[1]。
二、課內(nèi)教學:因材施教
應用型本科教育的培養(yǎng)模式,決定了教學必須以“應用、實踐”為主,以“應用知識能力”作為培養(yǎng)學生成才的核心?!白詣涌刂葡到y(tǒng)”的課內(nèi)教學包括三個部分:56個學時的理論授課,8學時的課內(nèi)實驗,以及1周的課程設計。在基礎理論教授的同時,通過建立幾個貫穿整個課程體系的工程實例,來加深學生對概念的理解,把前后所學的專業(yè)知識融合起來,形成對系統(tǒng)的認知、分析和設計的過程。
(一)教學內(nèi)容的精選
“自動控制系統(tǒng)”的主要內(nèi)容就在于研究系統(tǒng)的特性,即穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能,根據(jù)給出性能指標運用多種方法來設計相應的控制器,得到良好的輸出響應。教師在講課過程中,不僅僅要把基本原理和基本方法講清楚、教明白,讓學生理解“控制”的概念,還要把每一章節(jié)的內(nèi)容通過具體的工程實例,生動地展現(xiàn)出理論的應用價值。
學院自動控制系統(tǒng)實驗室的教學設備包括如下幾套裝置:倒立擺控制系統(tǒng)、磁懸浮控制系統(tǒng)、球桿控制系統(tǒng)、數(shù)字隨動控制系統(tǒng)和小型水箱過程控制系統(tǒng),自動化專業(yè)所學的理論知識都能在這些實驗裝置上集中體現(xiàn)。就以球桿系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)是自動控制學習中的經(jīng)典實驗教學設備,是一個典型的開環(huán)、非線性不穩(wěn)定系統(tǒng),它的許多特性都是控制領域的熱點問題。它的非線性主要體現(xiàn)在電機圓形轉子和橫桿角度的傳動關系上,它的不穩(wěn)定性主要體現(xiàn)在球桿的角度和小球位置的控制上。其對于控制理論學科來講,是一個非常適于基礎實驗和開發(fā)研究的教學平臺[2]。
利用球桿的“物理特性”建立系統(tǒng)的數(shù)學模型,如圖2所示,即描述出被控對象的微分方程或傳遞函數(shù),其中包括將非線性模型進行線性化,建立狀態(tài)空間表達式的過程。其次,定義小球位置為輸出量、齒輪角度為輸入量,分析在不加任何控制環(huán)節(jié)時球桿系統(tǒng)的階躍響應,得出其開環(huán)不穩(wěn)定性。最后設計多種控制器:PID控制器、根軌跡控制器、頻率響應控制器的控制效果,選擇最優(yōu)控制算法。通過這樣的系統(tǒng)實例解析,讓學生掌握分析問題和解決問題的能力。
(二)教學模式的發(fā)展
“自動控制系統(tǒng)”的實踐性較強,教師在課堂教學時也以自動化工程師角度對學生授課,真正實現(xiàn)“雙師型”教育。教學的模式也在逐步發(fā)展,從以往簡單的教與學,發(fā)展到現(xiàn)在多種模式并存。除上文提到的探究式教學、案例式教學外,還可采用討論式、對比式等方法,充分發(fā)揮學生的主觀能動性,挖掘?qū)W生自身的學習意識[3]。
在授課過程中將多媒體技術的形象性、板書推導的條理性與教師講解的系統(tǒng)性有機結合起來[4]。在近年的教學中發(fā)現(xiàn),雖然使用多媒體課件教學能大大增加課程信息量,但正是由于信息量巨大,反而會使得部分學生在學習時充滿迷惑,不知道哪部分內(nèi)容為重點,覺得知識點過多而無法全部掌握。因此,板書的推導決不能忽視,將一些重要定理及公式推導在板書上復現(xiàn),能夠加深學生對重點內(nèi)容的記憶,形成一個主次分明,結構完整的知識體系。當然這對教師則提出了更高的要求,脫稿的板書書寫并對內(nèi)容做實時解析,讓學生受益匪淺。
(三)教學實踐的加強
教學實踐對于整個教學體系而言,是非常重要的組成部分,在重點培養(yǎng)學生獨立解決問題能力和創(chuàng)新意識能力的現(xiàn)代教學,動手操作環(huán)節(jié)所占的比重越來越大。如何將一個控制系統(tǒng)“動起來”,所涉及范圍較為廣泛,還包括其他課程,如計算機技術和電子技術等,實踐教學將這些課程合為一個系統(tǒng),展現(xiàn)在學生面前,使學生加深對課程甚至自動化專業(yè)的理解。
MATLAB仿真軟件作為先修課程單獨授課,學生們對此已經(jīng)比較熟悉,對控制系統(tǒng)的仿真驗證可以作為課內(nèi)輔助教學來增加課堂的趣味性和定理的可信度,也是實踐操作環(huán)節(jié)的重要一步[5]。以磁懸浮控制系統(tǒng)為例,在建立控制系統(tǒng)的數(shù)學模型之后,可以設計較為復雜的模糊PID控制器,通過MATLAB進行仿真驗證(如圖3),最后在實際控制系統(tǒng)上調(diào)試實現(xiàn)穩(wěn)定懸浮。
三、課外拓展:學以致用
“自動控制系統(tǒng)”的學習不僅僅局限于課內(nèi)教學,也應積極拓展課外訓練,學以致用,加強學生的科研創(chuàng)新能力。如指導學生完成創(chuàng)新項目“倒立擺系統(tǒng)的遠程控制設計”,開發(fā)遠程控制平臺,實現(xiàn)校園內(nèi)的網(wǎng)絡實驗和實時監(jiān)控,大大提高了教學儀器裝置的利用率。組織部分優(yōu)秀學生加入創(chuàng)新團隊,以現(xiàn)有控制系統(tǒng)為基礎,研發(fā)環(huán)形倒立擺裝置,獲得全國大學生電子設計競賽的優(yōu)異成績。
四、總結
專業(yè)知識的學習并不以考試合格作為最終目標,而是以實踐應用作為理解掌握的基礎。對“自動控制系統(tǒng)”課程進行教學研究和探索,不僅僅是對課程本身進行優(yōu)化和提煉,更重要的是在為培養(yǎng)高等技術應用型人才而努力。
參考文獻:
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[2]魏衡華.“系統(tǒng)與控制”實驗教學研究與建設[J].教育與現(xiàn)代化,2003,(3):9-12.
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[4]周立,趙凱,李煒,等.“自動控制原理”課程教學研究與改革[J].中國電力教育,2009,(20):74-75.
[5]楊婕,程麗平,孫霞,等.應用型本科“自動控制原理”課程改革及實踐[J].中國電力教育,2010,(4):111-112.
關鍵詞: “自動控制原理” 教學內(nèi)容 學時分配 教學方法 教學設計
“自動控制原理”是電子信息科學與技術專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課程。它側重于理論角度,系統(tǒng)闡述了自動控制科學和技術領域的基本概念和基本規(guī)律,介紹了自動控制技術從建模分析到應用設計的各種思想和方法,內(nèi)容十分豐富。通過自動控制理論教學,學生全面系統(tǒng)地掌握自動控制技術領域的基本概念、基本規(guī)律和基本分析與設計方法,以便將來勝任實際工作,具有從事相關工程和技術工作的基本素質(zhì),同時具有一定的分析和解決有關自動控制實際問題的能力。
本課程是電子通信工程、機電一體化、包裝工程等工科和理科專業(yè)的必修基礎課程。通過本課程的學習,學生將初步掌握自動控制的基礎理論,并具有對簡單連續(xù)系統(tǒng)進行定性分析、定量估算和初步設計的能力,進而為專業(yè)課程的學習和參加控制工程實踐打下必要基礎(方曉柯,2008)[1]。
1.教學內(nèi)容研究
本課程的教學內(nèi)容重點應放在以下方面:
(1)自動控制的概念、基本控制方式及特點和對控制系統(tǒng)性能的基本要求。
(2)典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)、結構圖化簡或梅森公式及控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的建立和表示方法、小偏差線性化方法和通過機理分析建立數(shù)學模型的方法。
(3)暫態(tài)性能指標、勞思判據(jù)、穩(wěn)態(tài)誤差、終值定理、穩(wěn)定性的概念及利用這些概念對二階系統(tǒng)性能的分析、高階系統(tǒng)分析方法和主導極點的概念。
(4)根軌跡的概念和繪制法則,并能利用根軌跡對系統(tǒng)性能進行分析、偶極子的概念及添加零極點對系統(tǒng)性能的影響。
(5)頻率特性的概念、開環(huán)系統(tǒng)頻率特性Nyquist圖和Bode圖的畫法和奈氏判據(jù)。絕對穩(wěn)定系統(tǒng)、條件穩(wěn)定系統(tǒng)、最小相位系統(tǒng)、非最小相位系統(tǒng)、穩(wěn)定裕量、頻域性能指標的概念和頻率特性與系統(tǒng)性能的關系。
(6)校正的基本概念、基本校正方式和反饋校正的作用、復合校正的概念和以串聯(lián)校正為主的頻率響應綜合法、串聯(lián)校正為主的根軌跡綜合法和常用校正裝置及其作用。
為使學生更好地學習和掌握自動控制原理這門課程,依據(jù)學校制定的教學大綱,結合自己在日常教學中的經(jīng)驗和我校學生的基本情況,現(xiàn)將本課程的教學內(nèi)容和學時安排如下,見表1所示,學時共計72學時見下表。
表 “自動控制原理”課程教學內(nèi)容及學時分配
2.教學方法研究
“自動控制原理”為我校物理與電子科學系應用物理學和電氣工程及其自動化這兩個本科專業(yè)的必修課程,目前校內(nèi)每年學習這門課程的學生人數(shù)在100人左右;在日常教學過程中,我們重視對學生的啟發(fā)與引導,鉆研教學教法,不斷改革與創(chuàng)新,采用多種行之有效的教學方法和手段,并取得良好的教學效果。
2.1啟發(fā)―引導式課堂教學
課堂教學的目的是啟發(fā)學生積極主動地建構知識,引導學生分析、解決問題(閻金鐸,2009)[3]。例如,在講解典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)和結構圖化簡時,可以先啟發(fā)學生根據(jù)自己的思路化簡結構圖,求出傳遞函數(shù),然后引導學生根據(jù)書本上的規(guī)則進行結構圖化簡。在啟發(fā)、引導學生建構知識的過程中,教師必須對所教知識本身及其來龍去脈、認識方法有清楚的認識;必須研究學生的認知規(guī)律,進而使知識的傳授過程符合學生的認知規(guī)律。這一教學模式分為以下幾步:
首先,要激發(fā)學生學習新知識的動機。
其次,要引導學生獲得豐富的感性認識,這是學生進行下一步思維加工必不可少的基礎。
第三,要引導學生的思維加工過程,進行分析、推理,然后表述認識的結果,建立概念,總結規(guī)律。
第四,要讓學生學會運用新知識解決問題。
最后,要讓學生鞏固新知識,將新知識與已有知識建立聯(lián)系,納入自己的認知結構體系。
通過運用這一教學模式,一方面教師要積極研究教學內(nèi)容,找出教學內(nèi)容的內(nèi)在邏輯,另一方面要分析、掌握學生的認知規(guī)律與心理活動,進而將二者有機結合。
2.2自學-討論式課堂教學
課堂教學的目的除了使學生學習新知識外,更重要的是使學生學會學習。教師指導學生以知識為載體,搜集資料、閱讀理解、表達交流,從而深化對知識的理解(李振龍等,2009)[2]。例如,在講解根軌跡的概念和繪制法則時,可以讓學生先自學根軌跡的繪制法則,并給出例題讓學生自行繪制根軌跡,然后進行課堂討論,根軌跡繪制究竟應該怎么畫,要遵循怎樣的繪制原則,并且這些繪制原則之間的順序與關系是怎樣的,討論出結果之后,教師再根據(jù)這些原則畫出之前讓學生自行繪制的例題,讓學生與自己繪制的根軌跡作對比,然后發(fā)現(xiàn)自己哪里畫得不對,為什么不對,是漏掉或者弄錯了哪條繪制原則。
使用自學―討論式課堂教學,主題的選取非常重要,在教學前教師就要進行深入研究,選取適合學生自學的主題。自學之后每個學生獨立完成一個任務,之后就完成的任務進行成果交流與討論,最后師生共同梳理自學的內(nèi)容,達成完整、準確的共識,最后形成結論。
2.3探究式課堂教學
探究式課堂教學的目的是強調(diào)學生真實的研究經(jīng)歷,讓學生參與探究活動,發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想、交流論證,得出結論。例如,在講解校正的基本概念、基本校正方式時,可以讓學生先分析為什么需要對系統(tǒng)進行校正,并且探究可以采用何種方式進行校正,提出猜想或假設,然后設計校正方案,分析論證方案的正確性與可行性,最后得出結論。在實際的課堂實踐中,大部分的學生雖然沒有探究出合理的校正方法,但是通過這種教學方式不僅發(fā)散了學生的思維,而且使學生對正確的校正方式印象深刻。
3.教學設計研究
本課程的教學設計主要包括以下幾個方面:
3.1制定教學目標。
3.2分析教學內(nèi)容。
3.3分析學生和教學環(huán)境。對學生的分析包括以下方面:學生原有知識、技能,學生對教學內(nèi)容的了解,學生對教學內(nèi)容和多媒體的態(tài)度,學生的興趣,學生對教師的態(tài)度,學生以前的學習成就和能力層次,學生的一般學習方式,學生的總體特征,等等。學生的學習過程是通過運用已有知識解釋所學內(nèi)容進而建構新知識的過程?;谒麄儽旧淼慕?jīng)驗,學生對教學內(nèi)容和教學方式會有一定看法,他們可能對教學內(nèi)容不感興趣或者不喜歡教學所使用的教學方式。只有提前了解他們對學習內(nèi)容的態(tài)度及對教學方式的期望,才能據(jù)此設計相應的教學方式和教學手段,啟發(fā)引導學生,激發(fā)他們的學習興趣和求知欲望。譬如,講解對控制系統(tǒng)性能的基本要求時,引用現(xiàn)實中電阻爐溫控制系統(tǒng)、飛機自動駕駛儀系統(tǒng)等作為實例,講清楚為什么控制系統(tǒng)的性能需要滿足穩(wěn)、快、準的要求,達到良好的效果。
3.4選擇具體教學模式、方法和策略。
3.5利用教學資源。利用學校的多媒體資源,結合板書,進行教學。并幫助學生安裝MATLAB仿真軟件進行部分習題的仿真。
3.6制定測評方法。對每一章的作業(yè)進行認真的批改,每次批改完之后總結學生易錯的題目是哪些,為什么學生在這些題目上出錯,學生是哪一部分的內(nèi)容沒有掌握,以便復習的時候?qū)@部分內(nèi)容進行詳細講解。
3.7教學反思和修改。在教學過程中不斷進行反思,并根據(jù)學生的反饋信息不斷修改自己的教學內(nèi)容和教學方法,以期實現(xiàn)教學系統(tǒng)的整體優(yōu)化。
4.結語
“自動控制原理”是控制理論與控制工程專業(yè)的主干和必修課程,在我國的生產(chǎn)制造業(yè)中應用比較廣泛,尤其在工業(yè)控制領域得到廣泛應用與推廣。本文在研究課程教學內(nèi)容和學時分配的基礎上,從課堂教學方法、課堂教學設計方面對本課程的教學理論與實踐進行了研究,實踐結果表明,本課程的教學內(nèi)容安排是合理的,教學方法和教學設計也取得了良好效果。“自動控制原理”是一門理論性與實踐性都很強的課,要想上好這門課,必須對教學內(nèi)容、教學方法、教學設計進行更深入的研究。
參考文獻:
[1]方曉柯,王建輝,鄭艷,等.《自動控制原理》教學改革的探索與實踐[J].教育實踐研究,2008,(11):101-102.
[2]李振龍,喬俊飛,孫亮,等.自動控制原理課程體系結構和教學方法探討[J].教學研究,2009,32(2):66-68,72.
關鍵詞:設計素描;想象空間;偏離;轉換;虛構;表現(xiàn)形式
一.從素描走向設計
什么是素描?素描的目的何在?這既是最為基本的問題,又是最實質(zhì)性的問題??梢赃@么說:“素描是一種思維方式,素描又是一種表達手段。
早期的藝術家多是技術高超的手工業(yè)工匠,當時的藝術品多是為宗教,建筑等社會委托任務來服務的。不存在職業(yè)的設計師,設計的工作多由這些藝術家來完成。這時的素描多被用來構思、記錄、探討科學規(guī)律和視覺效果,后來隨著繪畫工具的改進和技法的不斷完善,素描逐漸以其獨立的藝術形式和獨特的風格登上藝術舞臺。當然,素描最初的用途也被設計師延續(xù)下來,沿用至今??梢?,早在設計的萌芽階段素描的基礎地位就已確立并持續(xù)發(fā)展。
現(xiàn)代設計面向大眾,其本身是自成體系的一門學科。當然,它存在著藝術的因素,但這種因素已經(jīng)被轉化并發(fā)展,它屬于科學、技術、功能相結合的合成體。并且受眾多客觀條件和客戶要求的制約。所以,設計與純藝術在具有相同共性的同時又有著很大的區(qū)別。作為設計教學的基礎部分,若把純藝術的訓練方法照搬,顯然是不科學的。
1919年,包豪斯的設計學院的建立預示著為設計服務的設計素描教學的產(chǎn)生,觀念、目的、素描的方法圍繞著設計這片天地發(fā)展變化,突破了以“模擬說”為理論核心的學院派素描的條條框框、從此分流出了設計素描。包豪斯的領軍人物伊頓認為:“除了對形態(tài)的行和明暗作正確寫實描繪的傳統(tǒng)外,那些能充分表現(xiàn)出作者意志的造型——不管它是抽象還是具象訓練、都應歸于素描的范圍,凡能成為藝術基礎的一切造型活動都可稱為素描。
素描的“草圖角色”并不是單一的為繪畫服務,它可以為其它美術門類,藝術門類甚至生活中各種門類服務。如產(chǎn)品設計必須要有預想圖——草圖。從古代的青銅器到現(xiàn)代的家用電器,草圖是設計不可割分的部分。設計家為了使創(chuàng)造物更符合理想,更新穎,在設計過程中就必須把頭腦中各種各樣的構想形象化,并記錄在畫面上,進行反復推敲,展開奇思妙想,通過比較、選擇、修改,最終描繪出產(chǎn)品的預想圖。因此,預想圖是人類想象力的一種具體表現(xiàn)。另外,形象思維中的想象力還需要具體落實到畫面,唯有通過訓練才能真正提高想象能力。設計素描就是肩負想象力訓練的素描。
素描課作為設計類專業(yè)學生的造型基礎課程,在短暫的幾周課程中,其目的應該是解決屬于基本造型能力中的觀察方法,思維方法,表現(xiàn)方法等問題,也就是對眼、腦、手一體的訓練——涉及到對“如何看,如何想,如何表現(xiàn)”的綜合能力的培養(yǎng)。目的是教會學生以圖的形式把個人的感受記錄下來,把自己的意圖表現(xiàn)出來。從大的思路上說,我們在這種教學探索的過程中所思考更多的并不是如何將“設計”融入素描教學中,而是著眼于針對設計專業(yè)需求的特殊性——-對于表現(xiàn)力的培養(yǎng)(在表現(xiàn)的需求上與純藝術的不同的地方),力求在有限的課時中為學生打下對未來的學習更有用的造型表現(xiàn)基礎。針對這個目標,在實際教學中,我們減少了較長期的作業(yè),加強了短,中期的練習。在表現(xiàn)對象上更趨向靈活,寬泛,物、人、景、境都可以成為被表現(xiàn)的題材;在表現(xiàn)手段上,強調(diào)對表現(xiàn)手法多樣化的表現(xiàn),在教學中盡量避免“千人一面”的教學結果。
二.設計素描課程的教學研究與嘗試
教育進程安排: 我們立足于從如何塑造一個未來設計師的需求來安排課程與練習,以達到對學生實際能力的培養(yǎng)與鍛煉。希望通過這些練習,使學生能夠真正的掌握素描的觀察方法與表現(xiàn)方法,以及素描作為一種表現(xiàn)工具與手段的基本語匯。從而達到面對一個對象,一種想法,能夠選擇恰當?shù)墓ぞ吲c手法,將自己的所見,所想進行自如表現(xiàn)的最終目的。
1. 觀察與構圖——靜物器皿類任意組合寫生創(chuàng)作.
在進行系統(tǒng)的素描練習之初,首先應該解決的就是觀察與構圖的問題。傾心去感受,用心去觀察。作業(yè)要求強調(diào)不同樣式的構圖,就是要引導學生以多種方式,從多視角觀察對象,感受對象。養(yǎng)成動態(tài)的,整體的觀察習慣。根據(jù)對對象的深入觀察、明確感受,進行畫面構思,利用組畫反復嘗試,尋找最恰當?shù)乇磉_。
教師在擺放靜物的時候,要注意每組靜物之間的高低錯落,要有明確的平視,俯視,仰視的變化,比如把靜物擺放在不同高度的平面上。并將此靜物擺放的變化用意講給學生,使學生有意識地選擇不同視角去觀察對象,體會不同角度的觀察,產(chǎn)生對對象不同的感受,以及不同光線和環(huán)境影響下,靜物所產(chǎn)生的不同表情。
我認為觀察方法是可以學習的,好的觀察方法是可以由具體方法來訓練的,關鍵是如何認識正確的觀察方法。靜物任意組合形式的訓練,就是促使學生面對同一對象進行多次地,反復地組織畫面的嘗試,從觀察對象,感受對象,到組織畫面構圖。在實踐中實際認識和掌握點、線、面,黑白灰,空白等方面的知識。對于作業(yè)的要求,不要求張張好,但是要張張有新意,包括對畫面構思的新意,構圖的新意,色調(diào)和感受的新意,手法和意圖的新心意。這種形式強調(diào)了畫面的處理,對于學生畫面意識的培養(yǎng)是有利的。
在構圖上,我想拿攝影的觀察方式作為例子,因為我發(fā)現(xiàn)人們在照相機前的觀察態(tài)度顯然顯得更加自由和開放,絕沒有在繪畫表現(xiàn)中的那種約束。在攝影中,從觀察角度而言,沒有人一味地站在同一視點,同一視平線上看事物,人們不僅可以平視,也會用俯視或仰視等不同的方法去觀察,不僅可以用正光也可以用側光甚至用逆光;在使用取景功能時,我們可以把一個人的頭像放在畫面中央,也完全可以只取半個腦袋以使畫面更具震撼力,借助于變焦鏡頭,我們不僅可以看到微觀的精致細微,也能夠有廣角的寬闊視野。由此可見,觀察的方法原本就可以是千變?nèi)f化的。我想在素描教學中強調(diào)這種對個性的尊重和培養(yǎng)。
構圖是一個畫面的結構與框架,是畫面的第一視覺形象,所以也被稱為畫面的第一因素。在欣賞一幅大師的畫時,我們就能發(fā)現(xiàn)首先映入眼簾的不是他的技法,而是整個畫面給你的那種情緒,體現(xiàn)整個畫面的情緒的關鍵就在構圖上。一幅畫的好壞,構圖時第一要求,因為它總是最先影響觀眾對作品的視覺接納和感情體驗。所以,構圖對一幅畫是極其重要的,它既包括了畫面的布局,更重要的是體現(xiàn)了作者通過畫面所要傳達的基本意圖和感受。
2. 線的練習——軌道上的“偏離”
“偏離”即變形。我將“偏離”分為兩種,一種是無意識的“偏離”,或稱被動的“偏離”,一種是有意識的“偏離”,或稱主動的“偏離”。在線的練習最初階段,我主張無意識的“偏離”。具體做法是這樣:讓學生準備一支鉛筆或炭筆,準備一張紙,不用橡皮,從物體的局部開始,用單線慢慢的把結構畫下來,不準涂改,不準反復,一次畫完。學生肯定畫不準,但是畫得很連貫,結果是令人吃驚的,這種自然的變形中包含著經(jīng)驗之外的東西。就像織毛衣那樣一點一點接著畫,直到畫完。學生會發(fā)現(xiàn)“偶然”和“偏離”的價值,并且這種變形絕不概念化,它只屬于個人。第二階段,讓學生準備紙和筆,可以帶橡皮,白粉,墨汁的以及一切能夠作畫的材料。主動變形的實驗內(nèi)容很多,范圍很寬,它可以夸張某一特征,也可以將其形狀分解組合,可以賦予它某種象征內(nèi)涵,也可以對它進行自由聯(lián)想。
雖然以物象為參照,在“像”與不“像”之間的變形,“像”與不“像”,分解與組合,其間有無數(shù)個層次。將“此物”變?yōu)椤八铩钡淖冃危舶鵁o數(shù)個變化的可能性。可以將拖把變成一朵花,將手機變?yōu)橐粭l船,可以將它聯(lián)想成老虎,也可以將它看成機器,總之可以為所欲為?!捌x”是將自己從原形中解放出來的必經(jīng)之路,也是我們走向自由創(chuàng)造的唯一途徑。
在線的練習中還可以穿行一些非常規(guī)的作畫方式:1左手作畫,2左右手作畫——用左,右手同時握筆作畫;3看對象不看畫面作畫——眼睛觀察對象但不看畫面,但手在紙上不間斷地作畫;4看一畫二——看對象一分鐘,動手畫兩分鐘,不斷重復。這是一種自由境界,它不拒絕方法,不拒絕觀念,不拒絕形色,不拒絕任何東西。我們不制定特殊規(guī)則,放手讓學生去探索自己的路。
3. 形體和空間的虛構
虛構形象的產(chǎn)生和發(fā)展,一個虛構形象的產(chǎn)生,是一個虛構接著一個奇想的結果,如:將虛構中較為滿意的形象放在不同的情景和不同的構圖中,以此比較和發(fā)現(xiàn)較為滿意的畫面。接著為它想像出畫面的前因后果,使這些畫面被拉到一個虛構的故事中,那么,一個想象的空間飛駛到另一個想象空間。
在新的想象空間的演變過程中我們可以將物象的質(zhì)感進行不同材質(zhì)的轉換:物象的質(zhì)感轉換,即使突破物體原有的質(zhì)地概念,如把陶罐的質(zhì)地轉換成玻璃,金屬,木材的質(zhì)地。還可將虛構的形象在不同情景和不同的構圖中產(chǎn)生新的畫面,將原有質(zhì)地進行任意想象轉換。這種類型的訓練,使我們更有經(jīng)驗去面對各種質(zhì)感的轉換過程,體會它們通過各種手法的描繪才能更好的把被轉換的物象結合為一個整體,以獲得對物象質(zhì)感自如的組織和有效的表現(xiàn)。
三.結束語
設計素描三個部分訓練的共同基點乃是對自然的直接觀察,這種觀察力的形成對于思維結構的高水準的把握,起著關鍵作用。設計素描的“設計”一詞著實讓許多人產(chǎn)生誤解,素描作為一門學科,造型能力表現(xiàn)語言的掌握是重點。設計素描是表現(xiàn)形式上的“設計感”,而不是內(nèi)容上的“設計性”。要求建立在物象的表現(xiàn)基礎上進行的聯(lián)想與想象的構思。思維的形式與物態(tài)世界的關系這一原則,同時也說明了思維的“層度”,以及主體對客觀世界持以何種參與形式之間有著必然的關聯(lián)??梢哉f研究自然能使人們經(jīng)由客觀現(xiàn)象提供的種種啟示,進而在認知上達到一種具有傾向性的確定,這種認知的定勢常常成為洞察力的萌生條件。人們就會在這一特定的層面體會由“參與”帶來的創(chuàng)意過程、因此擁有了從一般性思維轉化為創(chuàng)意性思維的優(yōu)勢。
值得指出的是,就設計教育的總體結構而言,素描的教學僅是一個環(huán)節(jié)。素描的教學是關于造型基礎的教學,它無法替代系統(tǒng)的專業(yè)教育。
設計素描的造型能力和想象力是產(chǎn)生創(chuàng)新思維的動力,而非邏輯思維方式是產(chǎn)生新思維的關鍵。
有了非邏輯思維能力,我們才能從現(xiàn)有的領域像新的領域探索和前進。非邏輯思維包括直覺,靈感,幻想等形式。想法有時就是出自一場夢或是一時的幻想,我們要抓住這些稍縱即逝的亮點,它們很有可能會創(chuàng)造奇跡。
參考文獻:
[1]《創(chuàng)新思維訓練課程 人民郵電出版社 2007年3月
[2]《造型基礎》黑龍江美術出版社 2006年4月
關鍵詞:網(wǎng)絡編程;程序設計;綜合實驗;教學探索
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
文章編號:1672-5913 (2007) 20-0018-04
1引言
計算機網(wǎng)絡的飛速發(fā)展和網(wǎng)絡新技術的不斷涌現(xiàn),對計算機專業(yè)學生的網(wǎng)絡程序設計和動手能力提出了很高的要求。作為一門重要的實踐課程,“網(wǎng)絡程序課程設計”對引導學生掌握最新的網(wǎng)絡程序設計技術,培養(yǎng)學生的主動性、協(xié)作精神和創(chuàng)新能力具有重要的作用。學生們對這門課程也非常感興趣:一方面通過上網(wǎng)接觸到大量的網(wǎng)絡應用程序,對其中的原理充滿了好奇;另一方面則是有主觀愿望去動手編寫網(wǎng)絡程序。
本文以國防科技大學計算機學院開設的“網(wǎng)絡程序課程設計”為例,系統(tǒng)地介紹了該課程的教學體系以及在教學實踐中的一些經(jīng)驗和探索。第2節(jié)和第3節(jié)介紹了課程的相關情況和課程教學內(nèi)容的選擇,第4節(jié)介紹了課程綜合實驗的設計和考核等相關內(nèi)容,第5節(jié)評估了教學效果,希望能對“網(wǎng)絡程序課程設計”的課程建設有一定的借鑒作用。
2課程概述
“網(wǎng)絡程序課程設計”面向本科三年級學生,教學內(nèi)容包括TCP通信等網(wǎng)絡編程基礎、ASP/PHP/JSP等動態(tài)網(wǎng)頁編程語言、Brower/Server模式、J2EE等等,所需的預修課程包括計算機網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)、程序設計初步等系列課程。整個課程包括32學時,其中講授16學時,課內(nèi)上機16學時。
“網(wǎng)絡程序課程設計”在教學和實踐中存在如下幾個難點:(1)課程涉及面廣,涉及到網(wǎng)絡通信、數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)和程序設計等多方面的知識;(2)課程涉及的新技術多、內(nèi)容更新快,無法一一講授和實踐;(3)課程時間有限,課堂上無法講授太多知識內(nèi)容,也無法安排大型綜合實驗。針對本課程的特點,我們在教學實踐中精心選擇教學內(nèi)容,引導學生們學習最新的網(wǎng)絡設計技術,并通過綜合實驗鍛煉學生們的各方面能力,較好的解決了教學實踐中存在的困難,取得了不錯的教學效果。
3課程教學內(nèi)容選擇
“網(wǎng)絡程序課程設計”涉及到許多方面的教學內(nèi)容,主要包括:
網(wǎng)絡編程基礎
了解和掌握Client/Server模型和Brower/Server模型;網(wǎng)絡應用和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng);網(wǎng)絡應用基本架構;HTML/XML和網(wǎng)頁設計基礎;網(wǎng)絡編程技術基礎。
要求:掌握網(wǎng)絡通信的兩種典型模型,掌握網(wǎng)絡應用基本架構,掌握HTML和XML以及相互間的主要差異,了解各種主要的網(wǎng)絡編程技術和優(yōu)缺點。
2)ASP編程基礎
了解和掌握ASP編程基礎、重要組件、錯誤處理與調(diào)試;ASP數(shù)據(jù)庫編程;VBScript和JavaScript等腳本語言、ASP工具;
要求:掌握ASP的編程的技術和方法,掌握基于ASP的數(shù)據(jù)庫應用編程技術,熟悉VBScript和JavaScript等腳本語言,熟悉主要的ASP工具的使用。
3)PHP編程
了解PHP編程基礎、語法概述、PHP函數(shù)、類和對象;基于PHP的數(shù)據(jù)庫操作技術;基于PHP的動態(tài)網(wǎng)頁實現(xiàn)技術;基于PHP的網(wǎng)絡應用實現(xiàn)技術;
要求:掌握PHP編程語言的基本成分,熟悉PHP在網(wǎng)絡應用中的使用。
4)COM+組件編程
了解COM+組件、接口原理、DLL和類、COM+組件的包容與聚合;ATL;ActiveX控件;COM+組件服務器;對象緩沖池;消息隊列;
要求:掌握COM+組件技術的基本原理,基于COM+組件實現(xiàn)自動化的技術,組件的管理和消息隊列。
5)J2EE技術
要求掌握Java服務器模型,JSP簡介;Java Servelet,Java Beans,JDBC;Java分布計算技術、JSP標簽和EJB技術
要求:掌握JSP的主要技術,掌握基于J2EE開發(fā)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫應用的企業(yè)應用解決方案。
因為課時有限,不可能對以上內(nèi)容面面俱到的講授,因此我們選擇了1)網(wǎng)絡編程基礎、2)ASP編程基礎和5)J2EE技術作為講授的重點,并且特別強調(diào)學生的自學能力。推薦合適的教程和指導書,引導學生們自學課程內(nèi)容,并積極開展動手實踐。
4課程綜合實驗設計
“網(wǎng)絡程序課程設計”在講授有關網(wǎng)絡編程的基本原理和基本技術的基礎上,通過綜合實驗使學員熟練掌握有關網(wǎng)絡程序設計基本方法、網(wǎng)絡應用基本框架、網(wǎng)絡程序設計主要過程等知識內(nèi)容,并具備設計和編寫大型網(wǎng)絡程序的能力。因此設計一個合適的課程綜合實驗,是非常重要的。
4.1課程綜合實驗
綜合考慮教學內(nèi)容和教學大綱的要求,出于考察學生對教學內(nèi)容的掌握和學習能力的目的,我們設計了一個課程綜合實驗,要求同學們自由分組協(xié)同完成。課程實踐要求學生在Windows平臺上,選擇JSP、ASP或者PHP等動態(tài)網(wǎng)頁語言,設計并實現(xiàn)一個呼叫中心(Call Center)管理系統(tǒng)。
綜合實驗具有較為現(xiàn)實的研發(fā)背景:自來水公司等公共服務行業(yè)公司每天都要面對大量市民的咨詢和投訴,人工接聽電話已經(jīng)難以為市民提供優(yōu)質(zhì)的服務。因此,通過建立24小時的呼叫中心系統(tǒng),提供“來電來信來訪”三來服務,可以為用戶提供全方位的服務。統(tǒng)一規(guī)劃的呼叫中心管理平臺,是滿足公共服務企業(yè)為廣大客戶提供服務的窗口、互動的平臺。
綜合實驗中的呼叫中心管理系統(tǒng)包含停水查詢、水費查詢、投訴舉報等業(yè)務功能(如圖1所示),并可以最終擴展成為一個技術專業(yè)化、具備配套完善公共服務行業(yè)服務流程和特點的呼叫中心平臺,為來自電話語音用戶、互聯(lián)網(wǎng)用戶、靈通短信用戶提供全方位不間斷的業(yè)務受理、業(yè)務信息反饋、問題解答、費用和賬務信息查詢、水費催繳等功能為一體的綜合業(yè)務服務語音信息平臺。
我們設計的這個課程綜合實驗考察同學們對網(wǎng)站規(guī)劃、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡通訊、網(wǎng)頁設計等多方面知識的掌握,考察同學們的創(chuàng)新精神、自學能力和團隊協(xié)作能力。
4.2綜合實驗實現(xiàn)平臺的選擇
“網(wǎng)絡程序課程設計”的課程綜合實驗,要求同學們用動態(tài)網(wǎng)頁語言、數(shù)據(jù)庫和Web服務器一起構建和設計實現(xiàn)一個中型的網(wǎng)站。動態(tài)網(wǎng)頁語言是課程學習和實踐的重點,它也往往決定了綜合實驗的實現(xiàn)平臺?,F(xiàn)在常用的動態(tài)網(wǎng)頁語言有ASP、JSP、PHP等幾種。這幾種動態(tài)網(wǎng)頁語言具有各自的特點,并且都有一定的應用前景。因此引導學生選擇合適的動態(tài)網(wǎng)頁語言,成為確定講授內(nèi)容和課程實踐手段的一項重要任務。
因為學生們大多沒有接觸過這幾種動態(tài)網(wǎng)頁語言,而8周的課程實踐也無法要求學生們?nèi)空莆蘸途ㄟ@幾門語言,因此在課程講授時必須重點分析這幾門語言的優(yōu)缺點、適用環(huán)境,引導學生根據(jù)自己的學習基礎和興趣,選擇最合適的動態(tài)網(wǎng)頁語言,并最終確定與之配套的Web服務器和數(shù)據(jù)庫。
4.2.1PHP
PHP是一種跨平臺的服務器端的嵌入式腳本語言。它大量地借用C、Java和Perl語言的語法,并耦合PHP特有的特性,使Web開發(fā)者能夠快速地寫出動態(tài)頁面。
PHP是完全免費的開源產(chǎn)品,可以從PHP官方站點(http: //)自由下載。PHP與同樣是開源產(chǎn)品的Web服務器Apache和數(shù)據(jù)庫MySQL搭配使用,可以快速搭建動態(tài)網(wǎng)站系統(tǒng)。因此國外有眾多的網(wǎng)站系統(tǒng)由Apache、PHP和MySQL一起構建,這些免費軟件降低了建站的成本,其搭配后的執(zhí)行效率也比Windows平臺中的常用搭配IIS、ASP和ACCESS要高。
PHP中有一套常用的可以提供一般數(shù)據(jù)庫事務需要的基庫PHPLIB,程序員也可以利用PHP編寫函數(shù)去間接存取數(shù)據(jù)庫,具備較好的靈活性。但是PHP提供的數(shù)據(jù)庫接口支持彼此不統(tǒng)一,比如對Oracle、MySQL和Sybase的接口都不一樣,處理起來就不方便了。
PHP作為一個開源程序,具有簡單的語法和豐富的函數(shù),但是PHP缺乏規(guī)模支持和多層結構支持,導致PHP只適宜于編寫小型網(wǎng)站。
4.2.2ASP
ASP是微軟公司推出的Web服務器IIS系統(tǒng)自帶的腳本語言,利用它可以執(zhí)行動態(tài)的Web服務應用程序。
ASP使用VBScript 和JavaScript等簡單易懂的腳本語言,結合HTML代碼,即可快速地完成網(wǎng)站的應用程序。ASP可以使用普通的文本編輯器(如Windows的記事本)進行編輯設計,而無須編譯,即可在服務器端直接執(zhí)行。ASP程序具有與瀏覽器無關的特性:ASP所使用的腳本語言均在Web服務器端執(zhí)行,客戶端只要使用可執(zhí)行HTML碼的瀏覽器,即可瀏覽ASP網(wǎng)頁內(nèi)容。ASP還可以通過服務器端的腳本來產(chǎn)生客戶端的腳本。
ASP能與任何ActiveX Scripting語言兼容。除了可使用VBScript或JavaScript語言來設計外,還通過plug-in的方式,使用由第三方所提供的其它腳本語言,如Perl和Tcl等。利用COM/DCOM技術,ASP可以擁有更加強大的功能和可擴充性。
ASP簡單易學、易于維護,在國內(nèi)非常受歡迎。ASP與IIS和SQL Server/ACCESS構成了構建網(wǎng)站的一種很好搭配,是小型網(wǎng)站應用的最佳選擇。但是ASP局限于Windows平臺,不能很好的跨平臺重用。
4.2.3JSP
JSP是Sun公司推出的動態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)語言。JSP可以在Serverlet和JavaBean的支持下,完成功能強大的站點程序。
JSP本身雖然也是腳本語言,但是卻和PHP、ASP有著本質(zhì)的區(qū)別。PHP和ASP都是由語言引擎解釋執(zhí)行程序代碼,而JSP代碼卻被編譯成Servlet并由Java虛擬機執(zhí)行,這種編譯操作僅在對JSP頁面的第一次請求時發(fā)生。因此普遍認為JSP的執(zhí)行效率比PHP和ASP都高。
JSP在技術結構上有著其他腳本語言所沒有的優(yōu)勢:JSP可以通過JavaBean等技術實現(xiàn)內(nèi)容的產(chǎn)生和顯示相分離,有助于保護源代碼,并保證任何基于HTML的Web瀏覽器的完全可用性;JSP強調(diào)可重用和跨平臺的組件,可以使用JavaBeans或者EJB來執(zhí)行應用程序所要求的更為復雜的處理,進而完成企業(yè)級的分布式大型應用,而基于組件的開發(fā)方法也能大大加速總體開發(fā)過程。
因此,不少國外的大型企業(yè)系統(tǒng)和商務系統(tǒng)都使用JSP技術。作為采用Java技術家族的一部分,JSP技術能夠支持高度復雜的基于Web的應用。
4.2.4比較和實踐
ASP 、PHP、JSP三者都是面向Web服務器的技術,客戶端瀏覽器不需要任何附加的軟件支持。ASP、JSP和PHP三者都提供了在HTML代碼中混合某種程序代碼、由語言引擎解釋執(zhí)行程序代碼的能力,其中對JSP頁面的第一次請求時JSP代碼會被編譯成Servlet并由Java虛擬機解釋執(zhí)行。
在應用范圍和跨平臺方面,ASP只能運行于Windows平臺下的Web服務器IIS或PWS上,在Unix下運行需組件支持,實現(xiàn)起來很困難,功能也受限。PHP可在Windows、Unix、Linux的Web服務器上正常執(zhí)行,還支持IIS和Apache等常用的Web服務器。用戶更換平臺時,無需修改PHP代碼,即可直接運行使用。JSP 同PHP類似,幾乎可以運行于Windows、Linux和Unix等所有平臺,并獲得了Web服務器Apache的支持。因為Java字節(jié)碼與平臺無關的,因此在平臺移植時,JSP和JavaBean甚至不用重新編譯。
因此JSP和PHP都有很好的跨平臺部署能力。ASP和JSP都具有支持數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一接口,而在數(shù)據(jù)庫操作性能方面,JSP要遠遠領先于ASP和PHP。
目前在國內(nèi)PHP與ASP應用最為廣泛,而JSP有越來越流行的趨勢。ASP是剛接觸Web編程的初學者的很好選擇,而JSP在性能、分布式部署、跨平臺移植和可擴展性等方面都有一定的優(yōu)勢,是開發(fā)電子商務等大型網(wǎng)絡應用程序時的很好選擇。
4.3考核
合理評定課程設計的成績是督促學生掌握知識的手段,不是教學的最終目的。完成整個綜合實驗就是一種綜合能力的體現(xiàn),所以我們在該實驗課程中采取全面考核和綜合評定的辦法。通過上機考核和設計文檔等多方面的考核,并根據(jù)學生的系統(tǒng)設計能力、實踐動手能力、創(chuàng)新能力和綜合總結能力進行綜合評定,使課程設計的成績能全面反映學生的實際能力。
同學們按3人一組自由分組,要求每組提交如下文檔及軟件:1.需求分析文檔;2.設計文檔;3.數(shù)據(jù)庫設計文檔;4.測試文檔;5.用戶使用手冊;6.系統(tǒng)源程序。我們對每個組都進行面對面的上機檢查,要求同學們演示并推介他們自己的作品,并回答老師提出的關于系統(tǒng)架構、程序代碼和實踐感想的各類問題。
綜合同學們提交的文檔和上機考核的情況,我們根據(jù)文檔的完整性和規(guī)范性、系統(tǒng)結構和數(shù)據(jù)庫設計的合理性、源代碼的規(guī)范性和界面美觀程序等各方面情況評定分數(shù)。我們特別強調(diào)培養(yǎng)創(chuàng)新精神,鼓勵同學們在系統(tǒng)結構、編程技術、界面設計等各個方面大膽創(chuàng)新和實踐。
5教學效果
在2007年度春節(jié)學期的課程實踐中,2004年級129名學員參加了“網(wǎng)絡程序課程設計”課程學習和綜合實驗考核。129名學員中有46名網(wǎng)絡工程專業(yè)學員作為必修課參加,83名計算機專業(yè)學員作為選修課參加,占全部86名計算機專業(yè)學員的96.5%,說明這門課程受到學員們的廣泛歡迎。
因為有部分同學選擇了2個人構成一組,所以129名同學最終分成了45組。我們對所有同學都進行了面對面的檢查和提問。結合最終提交的各項文檔,我們發(fā)現(xiàn)所有同學們都掌握了必需的網(wǎng)站設計、網(wǎng)絡編程、數(shù)據(jù)庫操作的知識內(nèi)容和動手能力。
從動態(tài)網(wǎng)頁語言的選擇來看,45組中有18組選擇了ASP,20組選擇了JSP,7組選擇了PHP(如圖2所示)。選擇ASP和JSP的同學合計占84%,符合我們的預期。選擇ASP的同學們看中了ASP語言簡單易學、容易上手,選擇JSP的同學們則是喜歡JSP的跨平臺性能和可擴展性,并認定JSP和Java是未來的發(fā)展方向。有7組同學們選擇了PHP讓我們有些意外,詢問后才知道因為PHP語言與C語言在語法、結構等許多方面都具有共同點,許多對C語言興趣濃厚的同學們就選擇了PHP。
參加了學習和課程實踐的129名同學最后全部通過了考核。其中部分同學們除了掌握了課程知識外,也深入學習了最新網(wǎng)絡編程技術等課程外的相關知識,并將之付諸于實踐,體現(xiàn)了很強的自學能力、動手能力和創(chuàng)新精神。
例如有一組同學在系統(tǒng)中使用了Ajax技術,使得管理員所做的信息能在最短的時間內(nèi)展示在頁面上,大大提高了服務的實時性(如圖3所示)。他們利用Ajax框架構造的Web應用程序,直接從瀏覽器與后端服務進行通信,使應用程序更加動態(tài)自然和響應靈敏,從而提升了用戶的瀏覽體驗。他們還在網(wǎng)絡安全和系統(tǒng)可擴展性方面做了很多的考慮,提高了系統(tǒng)的安全性和可移植性。例如,對于所有頁面都進行會話權限保護,將用戶密碼加密保存在數(shù)據(jù)庫中,確保用戶信息的安全性和隱私性。利用面向?qū)ο蟮乃枷脒M行系統(tǒng)設計,統(tǒng)一封裝數(shù)據(jù)接口,使系統(tǒng)具有很強的移植性和可擴展性。
6結論
在計算機專業(yè)教學領域,實驗教學是培養(yǎng)大學生專業(yè)素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)和有效途徑?!熬W(wǎng)絡程序課程設計”在講授有關網(wǎng)絡編程的基本原理和基本技術的基礎上,通過綜合實驗使學員熟練掌握有關網(wǎng)絡程序設計的相關知識,提高學員的動手能力和團隊協(xié)作能力。
“網(wǎng)絡程序課程設計”教學實踐中存在教學內(nèi)容涉及面廣、新技術多、實驗時間有限等難點。通過設計合適的課程綜合實驗,可以引導學生學習和掌握最新的網(wǎng)絡程序設計技術,了解網(wǎng)絡技術的發(fā)展趨勢,極大地提高同學們的動手能力和團隊協(xié)作能力。本文介紹的課程內(nèi)容確定、實驗平臺選擇、綜合實驗設置和教學效果評估,是我們在教學和實踐中的一些經(jīng)驗和探索,希望對“網(wǎng)絡程序課程設計”的課程建設有一定的借鑒作用。
雖然我們的教學實踐和探索取得了不錯的教學效果,獲得了學員們的好評,但是有些學員反映花了不少時間和精力在網(wǎng)頁設計和美觀上面,并希望能增加一些網(wǎng)絡通信方面的實驗,以了解網(wǎng)絡底層通信原理。我們也考慮在以后的教學實踐中,設置多個小型實驗,幫助學員們對自底向上的整個網(wǎng)絡通信過程有全面的了解和實際接觸,掌握更為全面的網(wǎng)絡程序設計技術。
參考文獻
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[2] 蔡翠平. 網(wǎng)絡程序設計基礎[M]. 北京:清華大學出版社,2003.
[3] 黃斐. 計算機網(wǎng)絡程序設計[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2003.
1趣味教學法
前蘇聯(lián)教育學家蘇霍姆林斯基曾說過“所有智力方面的工作都要依賴于興趣”[1]。興趣是學習動機中最活潑、最積極的因素,也是學習的源動力之一。馬斯洛的層次理論也指出:滿足個體的基本需要,有助于更高層次的需要的激發(fā)。興趣是學生的內(nèi)在動機,只有在具有內(nèi)在動機的情況下學習,學生才能在學習活動過程中或?qū)W習活動結束時獲得快樂和報償,從而使其他方面的需要也獲得滿足。趣味教學法的運用可以適時地激發(fā)他們對知識的渴望,將社會外部需求轉化為個體內(nèi)部需要,形成持久的、積極的學習動力系統(tǒng)。因此精心選擇一些與教學內(nèi)容相關又有趣的內(nèi)容,如引入古詩、諺語、歌謠及歷史典故、事例等,不僅可活躍課堂氣氛,使課堂教學充滿情趣,讓學生在輕松愉快的氛圍中掌握所學知識,并且還可提高學生的綜合素質(zhì),學以致用,開闊思維,增強分析問題和解決問題的能力。
1.1古詩
成功的課堂教學離不開生動形象的課堂語言。因此在教學中根據(jù)所講內(nèi)容選擇較為貼切的古詩融入其中,不僅可以激發(fā)學生的學習興趣,達到良好的教學效果,同時也可以讓學生享受課堂語言美、詩境美,提高文學修養(yǎng),陶冶情操。如在講到“氣溫的垂直分布”時引入白居易的“人間四月芳菲盡,山寺桃花始盛開”,正好可印證對流層氣溫隨高度而遞減的基本特征,因為桃花的開放與氣溫的高低有關。再如,用王之煥的“羌笛何須怨楊柳,春風不度玉門關”,可幫助學生了解我國西北地區(qū)是無法受到季風影響的:玉門關地處賀蘭山以西,而我國大部分地區(qū)降水主要是由來自太平洋的夏季風帶來的,夏季風跨越兩道大的山脈屏障,經(jīng)過長途跋涉后至此已成強弩之末(“春風不度玉門關”),因此西羌一帶降水稀少,多是戈壁沙漠,使楊柳無法安家[2]。還有“黃梅時節(jié)家家雨,青草池塘處處蛙”則是江淮靜止鋒所致梅雨天氣的生動寫照。
1.2諺語歌謠
為幫助學生識別云及了解其對天氣的指示意義,在教學中如果配以云圖再加上一些諺語,就可使教學效果明顯提高:如“瓦塊云(高積云),曬煞人”;“魚鱗天(卷積云),不雨也風顛”;“天上灰布懸(雨層云),雨絲定連綿”;“日暈三更雨,月暈午時風”等。在講物候與節(jié)氣時適時引入廿四節(jié)氣歌謠和諺語(如“谷雨前,好種棉”),既可讓學生容易記住各節(jié)氣名稱,了解一年四季中月、露、風、云、花、鳥推移變遷的過程,也懂得了“不違農(nóng)時”、科學生產(chǎn)的道理。抽象深奧的物候?qū)W知識,用生動的形式展現(xiàn),學生容易對其產(chǎn)生興趣,也符合人們由表及里認識事物的過程。
1.3歷史典故事例
三國演義中的“火燒赤壁”、“草船借箭”等家喻戶曉的故事都與氣象有關,在講季風時就可適時引入“火燒赤壁”的故事:我國冬季一般盛行偏北風,但在一些特殊天氣形勢下也可能出現(xiàn)偏南風。學識淵博的諸葛亮就是成功預測出了這種特殊天氣形勢,幫助周瑜大敗曹操的[3]。再如歷史上有名的“奧林普”案件[4]———1912年英國奧林普輪船以飛快的速度趕超另一只船時,兩船像磁石一樣地并列相撞的悲劇,罪魁禍首就是“氣壓差”。通過這些實例,大大激發(fā)了學生學習氣象學知識的興趣,同時也開闊了學生的視野,培養(yǎng)了其創(chuàng)新思維的能力。還有1998年發(fā)生在長江流域的特大洪水,可謂百年不遇,大家記憶猶新。在講西太平洋副熱帶高壓時引入該事件———是太平洋副熱帶高壓活動異常所致。這樣就更加深了學生對副熱帶高壓的印象,從而取得了良好的教學效果。
2情境教學法
情境教學,就是為了達到既定的教學目的,根據(jù)教材內(nèi)容和學生的特點,采用多種教學手段,引入或創(chuàng)設與教學內(nèi)容相適應的具體情境,讓學生置身于特定的教學情境之中,引起學生的情感體驗,激活其思維,使其積極參與到教學活動中來,從而提高教學實效的。具體創(chuàng)設情境的方式有多種,筆者結合氣象學課程的特點,主要做了以下幾種嘗試。
2.1創(chuàng)設現(xiàn)場觀察情境
氣象學是一門季節(jié)性、隨機性和實踐性很強的課程。大氣(或天氣)現(xiàn)象的發(fā)生,并不一定與教學計劃同步,特別是一些災害性和不常見的天氣,如冰雹、揚沙、霧淞和雨淞等的出現(xiàn)更是如此。因此在整個教學過程中,就特別注意抓住時機,引導學生進行現(xiàn)場觀察,并進行針對性地講解,讓學生弄明白它是什么、怎樣形成的及其對農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的影響等問題。這種教學方法直觀,印象深刻,既讓學生更容易掌握知識,也有助于培養(yǎng)其良好的觀察習慣。
2.2創(chuàng)設問題情境
在教學中,尤其在導入新課時教師設置一些精當?shù)膯栴},對于啟迪學生思維,激發(fā)其學習興趣,具有十分重要的作用。如在講“季風”內(nèi)容前,先提出問題:為什么本地冬季多刮偏北風,而夏季則以偏南風為主?自然會引發(fā)學生進行思考,并以一種想要知道答案的迫切心情,投入到課堂學習中,聽講的注意力高度集中,學到的知識就很牢固。
2.3創(chuàng)設媒體情境
充分利用多媒體,把圖、文、聲、像有機結合起來,在教學中展示給學生,以吸引學生的注意力。氣象學中有很多可以借助多媒體的內(nèi)容,如對林學類專業(yè)的學生,在“緒論”的教學中,通過播放“沙塵暴”課件:狂風呼嘯、烏云翻滾、飛沙走石,一時間,樹木被刮倒、折斷,有的甚至連根拔起———這些畫面,讓人不寒而栗,學生的心被緊緊揪住了;接著提出問題引導學生思考:為什么在我國西北地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)這種“沙塵暴”天氣?這種天氣現(xiàn)象會造成什么樣的后果?可以采取什么措施減輕其危害?這樣的方式,不僅使學生更形象更直觀地感受沙塵暴給人類帶來的危害,同時認識到作為一個未來的林業(yè)工作者所肩負的重任,及“三北”防護林體系工程的生態(tài)意義,不僅激發(fā)了學生對本課程的學習興趣,更加明確了其立志林業(yè)的遠大理想。
3探究型教學法
現(xiàn)代教育理念不排斥課堂教學,但更強調(diào)以人為本,注重開發(fā)和挖掘人自身的潛能,重視人自身的價值及其實現(xiàn)。教學中給學生提供一個寬松的個性生長空間,鼓勵他們在課外時間根據(jù)教師設置的問題查閱資料、獨立思考、深入鉆研和積極探索[5],對掌握的信息進行選擇和判斷,快速更新知識,從而使教育的過程真正成為學生自主自覺的活動和自我建構過程。在具體的教學實踐中,可采用設疑、討論或辨論等方式進行。例如,在講到“大氣溫室效應”時,聯(lián)系當今全球的熱點問題給學生布置如下探究型學習任務:①全球氣候變暖的主要原因是什么?②氣候變暖會帶來什么后果?③聯(lián)合國有什么應對措施?④我們每個人該怎樣做?學生就會帶著這些問題通過各種媒體查閱和收集相關資料,并進行分析和探索。通過這種探究型教學活動的開展,使學生獲得了一種親身參與研究探索的體驗,激起了他們探索、創(chuàng)新的欲望;培養(yǎng)了學生收集、分析和利用信息解決問題的能力;養(yǎng)成了嚴謹、求實的科學態(tài)度和不斷追求的進取精神;增加了他們對社會的責任感和使命感,學會關注人類與環(huán)境的和諧發(fā)展,形成積極的人生態(tài)度。
4案例教學法
案例教學法就是一種運用典型的事實材料進行教學的方法。具體地說,就是通過引導學生對案例進行分析研究,將教學內(nèi)容、原理典型化、具體化,使學生由個案的特殊性推出具有普遍性規(guī)律的結論。因此,案例教學改變了過去的結論式教學為過程教學,展示了知識從發(fā)現(xiàn)到形成的過程和思路,既有助于培養(yǎng)學生的思維能力,同時也能使教學效果得以改善。
如對“霜凍及其防御措施”的內(nèi)容,運用案例教學的過程如下:
首先,展示案例———1999年5月,在云南昆明世博園準備開園前夕,突遇昆明市多年未遇的低溫及降雪,氣溫降至0℃以下,園內(nèi)準備展示的珍稀植物面臨低溫傷害,這對正常開園帶來了極大威脅。此時有關負責人立即召集多方專家緊急研究對策,于低溫來臨的夜晚,在園內(nèi)的很多地方,用鋸沫、硫磺等物質(zhì)進行熏煙燃燒,配合覆蓋、灌水等措施,使園內(nèi)的植物免遭低溫的傷害,保證了順利開園。