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【关键词】CDIO 自动化 人才培养方案 项目化课程
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）04-0016-02
1.引言
自动化专业是涉及理、工、文、管等多学科的“宽口径”的专业，其“控管结合，强弱并重，软硬兼施”的特点，使得在对本专业的人才培养过程中注重理论与实践结合、跨学科培养显得尤为重要。CDIO教育理念是近年来国际上在工程教育中取得的重要成果，它强调在高等教育过程中采用“构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）”理念[1]，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。这正好符合自动化专业的教育特点。因此广东白云学院在2010年就启动了基于CDIO教育理念的教学改革，经过两年的改革探索，各专业从人才培养方案的制定、教学大纲的编撰到课程设置及实施都取得了一定的成果。我们在对企业用人需求进行深入调研的基础上，考察了相关兄弟院校的教学改革，总结相关经验，重新制定了人才培养方案，并在近两年的教学中总结出一套行之有效的项目化课程教学方法。
2.自动化专业课程体系的重构
我们根据专业大纲的4个一级指标和17个二级指标推导出本专业的课程，使其形成符合培养目标要求的课程体系。在整个课程体系中，我们强调在整个专业教育阶段的工程能力的培养。
自动化专业的人才培养模式重构是为了培养具有扎实的理论基础和较强动手能力的工程师，使其能适应未来工业发展对于自动化专业人才的需求。因此在整个人才培养过程中按照CDIO教育理念设置相关的工程培养环境，通过多个项目生命周期的完整训练，能够帮助学生进行知识学习和技能培养，而且使其现代国际工程师素养得以锻炼。以工程能力培养为核心的自动化专业课程体系设置应该充分体现CDIO 环境教学，如图1 所示是自动化专业课程体系鱼骨图，即以三级项目体系为育人环境。
从图1可以看出，在新的人才培养模式下，对自动化专业的专业基础课和专业课进行了分类总结，针对相近课程设立了二级项目课程，通过各学期由浅入深的、建立在工程环境下的项目课程的教学实践，使学生掌握整个专业课程体系的相关知识，并获得一定的工程经验。与传统的课程体系相比，在总学分不变的情况下，每门课程的授课学时减少了15%～25%，用于学生在项目环境中自学与合作研讨，增加了团队设计项目，以提升学生的自主学习能力、团队协作能力及工程项目的驾驭能力。
3.项目课程的实施
在对自动化专业人才培养模式的重构过程中，我们将重点放在一级、二级项目课程的实施上，希望探索一条适合广东白云学院的课程改革的新路。从两年来的项目课程实施的过程来看，取得了一定的成果，也为以后的课程改革积累了一些经验。下面以《自动化专业导论》一级项目课程为例，对CDIO项目的教学进行剖析。
《自动化专业导论》是针对大一新入校的学生开设的一门课程，主要包括理论和实践两部分。其中理论课程以2~3次讲座的形式完成，实践则以项目课程的形式完成。这门课程的主要目的是为让学生对于本专业有一个初步认识，并且通过小项目的制作激发学生的学习兴趣，同时使学生获得进行科学研究的基本方法。
3.1实行导师制，近距离培养学生的整体素质。
在学生新入学起，按照4:1的比例给四名学生配备一名专业导师，形成导师指导下的多名学生自主学习的团队。这个团队在导师的近距离指导下，完成整个四年的项目课程的教学任务。导师不但在课程上、专业上对学生言传身教，而且对团队的组织活动、学生合作精神的培养都非常有帮助。这样做贴近了教师与学生的关系，使学生获得了许多在课堂上无法获得的知识和技能。
3.2 以工作任务形式布置学生在整学期的课程要求。
在《自动化专业导论》课程中，专业指导教师在学期初以任务书的形式将本学期的项目任务、学生需要完成的工作、应达到的知识和能力的要求给学生。学生在整个学期内在专业导师的指导下完成项目任务工作，在学期末按照任务书的要求进行验收考核。
3.3 项目课程的学时在课余实践完成，不占用课堂时间。
针对学生课堂学时较多的情况，结合项目课程的特点，《自动化专业导论》的学习以课余时间为主。学生们在课后按照任务书的要求，通过专业导师指导及网络学习，自主地进行项目研究。这样做使学生具有更大的自由度，培养了他们的自学能力和自制能力，不仅使学生的学习兴趣和专业素质得到提高，而且培养了他们的综合素质。
3.4采用学校与个人相结合的形式保证资金与设备。
由于《自动化专业导论》课程采用的是项目化形式，通过学生的课余时间完成，因此对于元件的采购和实验设备的使用就不能像普通课程实验一样管理。我们在此期间采用的是学校与个人相结合的形式。对于在项目中需要用到的主要元器件和实验设备主要通过学校统一采购、统一调配，而对于在项目中用到的个性化、小金额的元件则让学生自主采购，这样不仅可以节省时间，而且可以让学生参与采购过程，使其了解一个完整的项目设计的各个环节。
3.5采用灵活多样的考核方式。
在整个项目课程的教学过程中，考核方式是最重要的，这是检验学生知识、素质的关键环节，也是课程顺利进行的重要保证。《自动化专业导论》课程考核采用的是专业导师考核与项目验收相结合的方式。专业导师对学生整个学习过程进行考核。在学期末由专门的课程验收小组组织学生进行项目答辩，课程验收小组针对学生的答辩情况，结合学生的实际成果进行考核。学生的最终成绩则是由两部分成绩的加权平均成绩。这样可以全面的考核学生在整个学习过程中各项能力的提高。
4.初步的教学成果
遵循CDIO教育理念，经过两年的教学实践，我们获得了一定的教学成果，不仅是对过去工作的检验，也是将来教学工作的借鉴。
（1）CDIO教育理念强调以产品的研发、运行周期为载体，使学生获得整个产品周期的所有知识和素质。我们对这种教育理念在自动化专业课程教学过程中的运用进行了研究。
（2）全面重构了自动化专业的人才培养模式。分析了自动化专业应具备的专业能力与各课程之间的关系，合理的设置专业理论课，改变了过去教师糊涂开课、学生糊涂学习的局面。同时我们也针对本专业的特点，将各门理论课分类，设置相应的项目课程环节进行实践能力的锻炼，使学生在理论学习的基础上重点培养工程师的综合能力。
（3）通过两年的项目课程的教学工作获得了一套行之有效的教学方法。在项目教学过程中秉承CDIO教育理念，将“构思、设计、实现和运作”贯穿至整个教学过程，制定了相关的教学档案，探索了课程实施的资金设备保障，改革了课程的考核方式，使整个教学更有利于培养学生的学习兴趣和综合素质。
5.结论
自动化专业的特点决定在教学过程中贯彻CDIO教育理念可以更好的培养学生卓越工程师的各项能力。通过两年的教学改革的实情来看，学生从入学初至现在不仅获得了自动化专业的专业基础知识，而且在英文使用能力、论文撰写能力、团队精神等方面都有了很大的进步。同时，通过项目课程的学习激发了学生的学习兴趣，为以后的学习打下了坚实的基础。
参考文献：
[1]査建中、何永汕 《中国工程教育改革三大战略》，北京理工大学出版社，2009.
[2]顾佩华、陆小华 《CDIO工作坊手册》，汕头大学出版社，2008.
作者简介：
熊宇，男，1972年生，江西南昌人，硕士，讲师，主要研究方向：电力电子与开关电源
受济南大学委派，本人于20××年3月至9月赴美国Virginia Commonwealth University机械系作访问教授半年。
二、教学工作
1、主讲本科生课程、研究生课程各1门，机械工程及自动化专业导论1次，全院性讲座1次。
2、指导硕士研究生5名。其中，毕业2人。
3、教学奖励：
（1）201x年度济南大学优秀研究生导师。
（2）山东省优秀学士论文1人。
（3）山东省研究生优秀科技创新成果三等奖1项。
（4）校级优秀硕士论文1人。
4、教研项目：
主持校级研究生教育创新计划项目、院级教研项目各1项。
三、科研工作
1、科研奖励：
（1）山东省科技进步三等奖1项（校内人员第1位，总排名第2位）。
（2）潍坊市科技进步二等奖1项（校内人员第1位，总排名第2位）。
2、科研项目：
主持科研项目3项。其中，新项目2项。本年度新入账经费26.8万元。
（1）主持国家自然科学基金项目1项（新项目），本年度入账经费19.8万元。
（2）主持山东省自然科学基金项目1项，本年度入账经费2万元。
（3）主持企业委托项目1项（新项目），本年度入账经费5万元。
3、专利：获实用新型专利授权3项，申请发明专利1项（已公开）。
4、论文：以第一作者身份4篇。其中，EI收录3篇。
5、著作：负责编写《锻压手册》（冲压）第3版第十篇第一章，机械工业出版社。
四、其他
关键词：人工智能；教学内容；教学方法
中图分类号：G642 文献标识码：A
1 引言
人工智能(AI)是二十世纪五十年代后期兴起的利用计算机模拟人类智能活动去求解问题的学科，与空间技术、原子能技术一起被誉为二十世纪三大科学技术成就，目前广泛应用于专家系统、机器翻译、语音识别、文字识别、计算机视觉、机器人、电子游戏等方面，已经成为计算机技术发展以及许多高新技术产品中的核心技术。
为了适应人工智能技术日益广泛的需要，国内外高校普遍开设了“人工智能”方面的课程，特别是作为计算机方面专业的核心课程之一。我校自从1993年开始为自动化专业本科生开设“智能控制”选修课，1996年为自动化、计算机、机械等专业本科生开设“人工智能导论”、“人工智能及其应用”课程。目前，我校软件学院、信息学院、机电学院都开设了“人工智能导论”课程，已经成为计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术、自动化、机械制造与自动化等许多专业本科生的一门重要的技术基础课程，也是面向包括人文社科等全校所有专业的公选课之一，其目的是使学生了解人工智能的基本概念和基本原理，初步学习和掌握人工智能的基本技术和前沿内容，拓宽知识面，启发思路，为学生提供最基本的人工智能技术和有关问题的入门性知识，提高学生应用开发软件的能力和水平，为今后在相关领域的研究和应用奠定更为坚实的基础。因此，建设好“人工智能导论”课程具有重要意义和很广的受益面。
由于人工智能是交叉学科，涉及面广、内容抽象、不易理解，学生往往有望而生畏的感觉，在教学过程中，老师教、学生学都比较吃力。为了更好地实现上述教学目标，提高本课程的教学质量，协调好教与学的双边关系，使学生由望而生畏的感觉，变为有用有趣的感觉，根据已有人工智能课程在教学与实践方面的经验和方法，结合“人工智能导论”课程的近几年教学实践，对课程的教学体系、教学内容、教学方法、教学手段、考核方式等方面进行了探索总结。
2 调整与优化教学体系和教学内容
“人工智能导论”是计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术、自动化、机械制造与自动化等许多专业本科生的一门重要的技术基础课程，也是面向包括人文社科等全校所有专业的公选课之一，其研究领域及内容十分丰富，涉及的基础面广。因此如何选好教学内容，既能使学生了解本领域的概貌，又能适合学生的基础，便于他们在有限的时间完成学习任务，是一件重要而又困难的事情。
进入21世纪以来，人工智能学科又有了新的发展。为了及时反映人工智能研究和学科的最新进展，我们修订了“人工智能导论”的教学大纲，对教学内容进一步优化和更新，极大充实了各个系统的内容。我们确定的教学内容主要分为三部分：第1部分为概论，介绍人工智能的基本概念、基本内容、主要研究领域及发展过程；第2部分是知识表示，推理和搜索技术，讨论几种常用的知识表示方法、推理技术(包括确定性推理方法和不确定推理方法)和搜索求解策略；第3部分是人工智能应用研究领域，包括专家系统、自然语言理解、机器学习、人工神经网络、遗传算法等的基本概念和方法等。其中第2部分是基础理论，是人工智能的重要基础，应该循序学习。第3部分是人工智能的应用，由于每个研究内容都相对独立、自成体系且有其专门的学术著作研究、热点，因此针对高等院校的本专科生来说，不必循序学习，而且结合专业特点可以选择其中几个研究领域。例如对自动化专业的学生来说，可以选择专家系统、人工神经网络、遗传算法等，同时可增加在自动控制领域的应用，包括专家控制、神经网络控制和进化控制等热点：而对计算机科学与技术专业来说，可以选择专家系统、自然语言理解、机器学习等，并辅以动物识别系统、语音识别系统、智能机器人等实例。总之就是要把握课程性质和教学目的，调整本课程教学体系，优化教学内容，让学生以有限的时间学到人工智能的基础知识和基本方法。
另外，在选择和确定教学内容时必须兼顾基础知识和新兴技术，注意与相关课程(如离散数学、数据结构、概率论、自动控制原理、Matlab系统仿真、面向对象的编程技术等)的链接，密切理论与实际的关系，通过课堂讲授和课外训练，注意学生能力培养，提高他们的学习效果和整体素质。
3 加强课程立体化建设和系列教材研究
在课程的立体化建设中，教材充当了地基的角色，所有的课程内容安排，无不体现出以教材为基本，以教材为模板。所以本着基础、实用的原则，我们先后编著出版了《人工智能及其应用》课程教材导论部分概括性强，引人入胜；基础部分系统全面，叙述深入浅出，循序渐进；应用部分密切理论与实际关系，典型形象。其中第二版在第一版的基础上，增加了证据理论、模糊推理、神经网络等理论的一些典型应用，使学生能够更深入地理解和应用这些理论；另一方面，又新增了自然语言理解及其应用内容，以适应目前计算机翻译、人机自然语言交互等技术日益广泛应用的需要。系列教材适应了人工智能导论新课程开设的需要，反映了人工智能学科的发展，为人工智能课程确立了基本框架，发挥了重要作用。系列教材的问世不仅解决了本校“人工智能导论”课程教学用书的问题，而且也被各兄弟院校普遍采用，促进了该课程的普遍开设，推动人工智能学科的发展。
为了配合教材第二版的教学和自学，在已有教学经验和教学成果积累的基础上，制作了高质量的教学课件和完整的教学视频录像，并刻录成光盘随书供读者使用；同时又研究与开发了网络课程(http：//)，以更好地调动学生的学习兴趣和主动性，促进本课程的教学改革。
包括主教材、电子教案、教学视频录像、网络课程及教学资料库等在内的课程立体化建设符合二十一世纪高校教学的要求，支持教师提高教学手段现代化的水平，更贴合学生的学习需求。
4 改革与创新教学模式和教学方法
在“人工智能导论”课程教学的过程中，我们积极探索教学新路，经过数年辛勤试验，结合蔡自兴教授等对人工智能课程的建设经验，对课程的教学模式和教学方法进行了如下一些的改革与创新。
(1)通过多种途径激发学生的学习兴趣
“兴趣是最好的老师”，“人工智能导论”课程的学习效果，直接受到学生兴趣和参与意识的影响。由于这是一门导论性前沿课程，一般来说，学生开始学习兴趣很大。但是，当一些学生开始接触到抽象概念和算法时，往往感到不易接受。我们通过各种途径和方法，激发和培养学生的学习兴趣。例如，鼓励学生参与课堂讨 论、布置读书报告和课外实验、以问题为导向的启发式教学、专题讨论／辩论等形式。特别，我们精心组织和准备了模糊控制技术及其应用、智能机器人技术与应用、智能交通、BCI(脑机交互接口)等专题，以及智能调度软件、语音识别系统、动物识别系统、足球机器人比赛、机器人轨迹跟踪、倒立摆的智能控制等课内演示，使学生扩大了眼界，增加了感性知识，达到提高学生学习兴趣的目的与效果。
(2)面向问题的启发式教学
人工智能中的许多问题，有的似是而非，有的引人入胜。在教学中，有意识的提出相关问题，提请学生思考，鼓励学生提出自己的猜想和解决方案。然后逐步进入教材中的解决方案，启发学生求解这些问题，并进行分析和比较，从而强化了学生学习的主动意识和参与意识，提高了学生的学习积极性。例如，在讲到比较抽象的“遗传算法”时，提出“遗传算法如何用于优化计算?”这一问题。针对该问题，先从“达尔文的生物进化论”入手，讨论“遗传”、“变异”和“选择”作用；然后通过一个简单的例子，从特殊到一般地启发学生思考“遗传”、“变异”和“选择”的实现，最终让学生与教师一起导出遗传算法用于优化计算的基本步骤。这样，学生不但从中学习了遗传算法，而且得到一次逻辑思维的训练，取得很好的教学效果。
(3)课堂辩论与交互式教学
组织课堂辩论，讨论的议题包括人工智能的应用前景和其他比较等有争议的问题。学生对这些问题展开了激烈的争论，激发了学习潜能，明确了学习目标。例如，为了加深学生对智能机器人内涵的理解，我们组织了“机器智能能否超过人类智能”的辩论会。会前正反双方结合本课程内容及其相关知识，认真进行准备；辩论会上正反双方唇枪舌战，激烈争辩，气氛热烈。辩论后，学生余意未尽，讨论热情不减。无论是哪一方获胜，都达到了预期的效果。教学中我们还注意采用了多种交互式策略，如课堂上教师提问可鼓励或指定学生提问，也可由学生自由地就某个知识点进行主题发言后老师点评等。
(4)个性化学习与因材施教
在本课程教学过程中注意对学生因材施教和个性化教学。例如，通过组织学生进行读书报告的形式，鼓励学生从多方面、多角度考虑问题，多提新颖思想，有意识地鼓励优秀学生探讨比较深层的内容，并辅导优秀学生将其成果以科技论文和发表文章的形式转化为成果。又如，在教学设计和实验设计中，注意要求学习有余力和兴趣的学生选作部分探索性、创新性的功课和实验(选学内容，如模糊控制器的设计、进化控制等)，从而引导学生发挥个性优势，达到因材施教的目的。同时注意分析学习较差的学生的具体困难，进行有针对性的指导。
(5)多媒体与网络教学的使用
本课程在PPT演示文稿和网络课程上，采用了大量的多媒体表现形式，如视频、动画、声音和图像等。目的在于使得人工智能抽象的知识形象化，便于学生理解。例如，课内让学生在线观看涂晓媛博士的计算机动画“人工鱼”的录像片段、人工生命Floy中生命智能体在环境中不断的适应进化构成演示等，有助于加深学生对所学知识的理解，促进教学水平的提高，激发了学生对课程的兴趣，使学生创新意识得到增强。此外，随教材附赠的教学光盘和开发的网络课程(http：//)提供了学生课外自学用的高质量的电子课件、完整的教学视频录像、丰富的实验和案例资料等，以更好地调动学生的学习兴趣和主动性。
(7)理论与实践结合
在教学内容安排上，注意理论联系实际，适时布置一些人工智能实验给学生进行课外练习。设计的课外实验包括产生式系统实验，归结反演实验，主观Bayes推理网络实验，A搜索实验，以及基于Maltab工具箱的模糊控制位置跟踪系统、两车追赶模糊控制系统、神经网络模式识别仿真、遗传算法优化计算等实验。通过实践和参与，保持学习兴趣，有助于学生对人工智能基本概念和难点的理解，掌握基本方法和技术，为从事智能系统应用开发打下基础，从而达到教学目的。例如，我们组织学生参观我们的研究生综合自动化实验室，观看机器人臂取物、倒立摆控制、语音识别软件、指纹识别软件、智能调度软件等演示，密切理论与实际的关系。
我们在教学改革实践中探索的这些教学方法，有利于充分激励学生的学习积极性和主动性，有利于鼓励学生发挥独立思考和创新思维，有利于多方位培养学生学习发现问题、分析问题和解决问题的能力。
5 运用多样化的教学手段和考核方式
5.1 多样化的教学手段
采用现代信息技术进行教学，构筑“人工智能导论”课程的现代教学模式，是本课程的主要特点之一。教学过程中采用了多媒体教学课件和网络课程相结合的方法，充分利用多媒体的丰富表现形式，利用网络课程的交互性、情景化等，进行教学。采用的方法包括：
(1)抽象知识内容的多媒体表示
通过动画和视频来演示抽象的概念、算法和过程，包括机器人轨迹跟踪、机器人臂取物、足球机器人比赛、倒立摆控制、“人工鱼”等录像片段，以及智能调度软件、语音识别系统、指纹识别系统、动物识别系统等软件演示。
(2)通过PPT撰写教案
精心编制PPT，组织好课件内容，做到图文并茂，提纲挈领，便于学生理解，便于教师讲授。
(3)开发与应用网络课程
“人工智能导论”网络课程较好的实现了交互性、在一定程度上实现了学习过程的情景化。在交互性方面，通过网络课程的课堂练习和章节练习，评价学生的学习情况，并给学生提出学习建议。在情景化方面，采用了在线答疑形式，使得学习过程丰富有趣。
(4)先进实验系统的观摩与演示
利用我们的研究成果等有利条件，有针对性地对学生进行成果演示(包括智能调度软件、语音识别系统、指纹识别系统、动物识别系统等软件)，使学生知道学了有用，而且很有用，很有趣，很有意义，从而进一步诱导学生的学习兴趣，巩固了课堂所学知识，提高了教学质量。
教学效果通过上述先进的现代信息技术的应用，不仅极大地提高了学生的学习兴趣和主动性，而且也取得很好的实际教学效果，提高教学质量。
5.2 作业、考试等教改举措
(1)改革作业方式与方法
改变过去那种单纯的书面习题作业，发展成为必须交给教师评阅的书面家庭作业、不必交给教师的课外思考题目、口头布置的思考题或阅读材料以及大型作业等。其中上交作业通过网络进行，教师批阅后的作业也通过网络返回给学生，实现了作业呈交和返回的网络化。
(2)改革考试方式与方法
如何对本课程的考试方式进行改革一直是我们探索的问题。我们综合考虑课堂出勤情况(10％)、平时正式作业成绩(20％)和期末课程考试(70％)，进行综合评分。期末考试有时采用综合试题考试，出几个大题目让学生选择其中几个进行开卷笔试，当面交卷后评分；有时采用课外开卷论文结合或口试面试。最近，我们还对部分学生结合实验或实际问题提问等进行考核。我们正进一步改革、试验和探索，使考试成为衡量与培养创新能力，促进学生学习主动性和提高课程教学质量的重要环节。
关键词：测试技术及仪器；导论；教学
作者简介：王平（1977-），男，浙江杭州人，南京航空航天大学自动化学院，副教授。（江苏 南京 210096）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0119-02
一、在本科教学中开展本专业导论课程的必要性
测控技术与仪器专业是建立在精密机械、电子技术、光学、自动控制和计算机技术基础上，以工为主，多学科综合的专业，探讨各种精密测试和控制技术的新原理、新方法。开发激光、传感器、光电检测和计算机等新技术在精密测试仪器仪表中的应用，及以计算机技术为中心的面向机电运动、面向自动化生产的控制技术，使精密仪器仪表及测试和控制技术向高精度、动态、自动化、综合和多功能等机电一体化和信息化方向发展。因此，本专业本科教学具有鲜明的特点，包括：
1.课程门类较多，具有交叉学科特征
本专业的主要课程包括机械设计基础，电工电子学、微机原理与应用、自动控制、光学、测控电路、光电检测技术、传感器技术、智能仪器仪表设计、电路分析基础、电子技术基础、误差理论及应用、计算机程序设计、微型计算机原理与接口技术等，涵盖机械、电子、计算机等多门类的主干课程，课程信息量大。
2.注重复合能力的培养
本专业从培养人才方面来看，培养包括面向零件几何精度参数、机械量和热工过程参数的计量测试和控制技术，及仪器的应用和开发研究的高级工程技术人才，广泛适用于质量监督部门、机械、电气、汽车、造船、航空、航天、动力、冶金和石化等多方面产业和科研部门对人才的需求。因此，学生必须掌握机、电、计算机等多个领域的专业技能。
而本专业的学生入学情况则比较复杂，呈现如下几种特点：很多学生是在高考时报考的是通信、电子、自动化等其他热门专业，后经过调剂进入本专业学习，对本专业的特点缺乏认识，对于本专业课程多、跨学科能力培养的情况不太了解；存在与高中学习习惯的衔接问题，对大学学习的主动性不够；对于90后的新一代本科生而言，普遍对于社会具有一定程度的认识，面临较大的竞争压力，但是对于本专业的就业前景以及如何提高自身的就业能力还缺乏清晰的认识。
针对这种情况，在高等学科开展本专业的导论课程对刚入学的学生进行专业特点、课程体系的设置、就业情况等方面的介绍和学习引导是非常必要的。
二、课程的教学目标和难点
本课程的教学目的在于初步建立起概念体系，了解专业的知识体系以及后续学习的科目，明确课程之间的衔接关系，合理分配时间，明确学习目的、用法。此外，应使得学生了解专业的应用和发展过程、发展前景、毕业分配和可能职位。
本课程的教学难点在于，本科新生不具备本专业的基本知识，只能用大量的、实例、类比去定性解释基本概念以及课程体系结构，教学内容的深浅较难把握。同时，导论课的课时一般较少，通常在16学时左右，如何在短时间内让学生建立对专业的初步认识具有难度。
三、课程内容
本课程通过4部分进行讲授，主要包括：
1.基本概念
如测控技术、仪器仪表定义的介绍，包括什么是仪器仪表以及测控技术，并对现实生活中的仪器仪表分类举例，包括医疗、家电、工厂自动化、军事领域、航空仪表、宇航测控等应用的介绍；仪器的历史简介以及仪表的最基本功能组成部分，包括传感器、信号处理、转换、传输部分、信号显示、与人交互部分等；仪器仪表的分类，以及各部分功能的演变、评价指标等。
2.介绍传感器技术
包括其基本概念、分类、相关课程（如“传感器技术”），以及性能指标（包括静态指标、动态指标等）。介绍信号调理，用图示方式介绍噪声概念，模拟信号放大、模拟信号滤波的作用，以及相关课程（如“模拟电子技术”）；介绍信号处理，包括频谱分析、滤波等应用简介以及实现平台，包括硬件平台、软件平台及工具简介；介绍相关课程如“数字信号处理”、单片机、DSP等相关技术；介绍可靠性设计，包括特定条件、特定时间、完成特定功能的含义；介绍一般可靠性设计方法，包括电源、信号调理、屏蔽、改善应用环境等方法；介绍通讯技术，简单介绍通信技术的基本概念。
3.课堂讨论
课堂讨论仪器仪表的设计方法，回顾仪器仪表的评价指标，并讨论选择如下功能模块的实现技术：包括传感器的类型、原理、使用环境、寿命、精度、厂家、成本、对后续处理的要求；处理部分采用什么结构，模拟电路部分设计、模数转换设计、数字电路部分设计主要芯片选择、处理结构和算法；仪器整体结构，包括PC虚拟仪器结构、独立仪器结构，以及显示方式、输入方式以及主要模块的选择；根据信息存储要求、存储手段、数据导出特征选择存储技术；并考虑可扩展技术，如多台仪器能否联网、如何协调工作、选用何种协议等问题。
4.总结
仪器仪表（检测技术）与别的学科的关系以及检测技术在工科体系中的地位，指明信息学科的最前端，使用最广泛，需求最迫切。
四、教学方法的运用
传统的教学方法手段单一，缺乏交流，尤其专业导论课程内容抽象，教学效果往往不理想。为了取得较好的教学效果，可以采用以下方法：
1.精心制作PPT教案
由于教学内容是以专题形式组织，且尚缺少成型的教材，因此需要制作教案。采用文字、图像、声音、视频等多种媒体表现形式，以利于将背景知识及应用情况讲透。教学过程中利用大屏幕投影的优势，将一些需要教师在黑板上动态演示的过程作成FLASH动画，既可以在课堂上演示，也可以由学生在课后自己观摩。
在应用实例讲解中，对现实生活中的仪器仪表分类举例：医疗器械：例如心脏起博器、肠胃镜、X光、B超、核磁共振、检测监护仪器等，反映了检测技术造成医疗手段的进步；家电行业中空调、热水器、GPS定位导航系统技术进步造成消费者舒适度的提高；在工厂自动化中对温度、压力、转速的测量，以及生产需要的信息资料的获取等；在军事领域，包括对敌监控等直观、学生感兴趣的应用作为切入点介绍。在对传感器的定义介绍，举例包括：温度传感器，可以是双金属片：温度转换为机械变形；热电偶：温度转换为电压；数字传感器：温度转换为数字量等不同类型，但是功能相同。对信号处理、转换、传输部分的介绍，采用图表方式，表现各种信号处理、转换、传输举例：在信号显示、与人交互部分，用图举例，包括指针表盘、LCD显示、计算机屏幕等。在介绍评价指标时，以测温度为例举例，对于体温、环境温度、实验室精密生化反映温度控制、发电厂生产车间炉温监测等几种情况下需要的量程以及测试精度的对比。目的在于使仪器仪表抽象的知识形象化，便于学生理解。
2.教学形式上引入课堂讨论
组织学生就感兴趣的背景问题进行课堂讨论和辩论，讨论议题包括仪器仪表的应用、就业、学科在社会上的作用、前景等有争议的问题，以激发学生的学习兴趣和潜能，明确学习目的。
3.考核方式的选择
专业导论考核方式应采用能反映学生对专业认识掌握程度的一些方法，如采用课程论文、调研等形式，既可以避免死背书的弊端，又可以培养学生专业的兴趣。在这种考核方式下，学生不需要记忆枯燥的概念，而需要建立相应的知识体系。
五、教学效果
经过16课时的学习，大学一年级新生对于本专业的概念体系、知识体系和课程体系有了初步的了解和认识，并对后续学习的科目以及课程之间的衔接关系做了主动的调研，为今后四年的本科学习合理分配时间、明确学习目的打下了基础。此外，学生对专业的应用和发展过程、发展前景、毕业分配和可能职位均做了一定的了解。经过六年的教学经验证明，开设本课程对于学生的发展起到了明显的促进作用。
参考文献：
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[3]刘光明，于斐，周雅，等.大学低年级课程中开设专业导论课的探索[J].高教论坛，2007，（1）：37-39.
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[5]鄢泰宁.为新生开设专业概论课有助于激发学生的学习热情[J].中国地质教育，2008，（2）：76-77.
申请级别：副研究员
计算机工程与科学学院
XX年7月7日
教育与工作经历
教育
1994.9-1998.7 上海大学机械自动化系 本科
1998.9-XX.3 上海大学机械自动化系 硕士
XX.3-XX.9 上海交通大学图像处理与模式 识别研究所 博士
工作
XX.9-今 上海大学计算机学院 讲师
学术活动
兼职
中国计算机学会yocsef上海分坛学术秘书委员(XX.5~今)
ieee会员，ieee计算机分会会员(XX.1~今)
上海市计算机学会会员(XX.1～今)
主持中国机器学习邮件列表(XX.1~今)
活动
机器学习及其挑战研讨会，上海，参与，XX.11
第十届中国机器学习会议，上海，口头报告，XX.10
环太平洋人工智能大会，aucland，口头报告，XX.8
国际神经网络大会，大连，展板，XX.8
神经网络及其应用研讨会，北京，大会报告，XX.3
科研经历
参与国家自然科学基金四项
基于数据挖掘和综合模型的脑磁共振图像分析和诊断(30170274)已结题
面向钢铁生产的数据挖掘和数据融合信息处理平台及应用(50174038)已结题
纳米氧化铝材料设计的支持向量机方法 (20373040)进展顺利
分布式概念格数学模型及算法研究 (60275022)进展顺利
参与上海市高校网格技术e研究院一期项目
数据挖掘在生物医学网格中的应用 (XX.7-XX.6)
主持软件新技术国家重点实验室(南京大学)开放课题一项
机器学习中冗余特征问题的研究(XX.5-XX.6)
已申请国家自然科学基金
合作者：化学系 陆文聪教授
已申请上海市教委科技发展基金
正在申请上海市高校网格技术e研究院二期项目
研究方向
特征选择
结合学习器的研究
支持向量机
集成学习
多任务学习
偏最小二乘法
化学计量学
多元校正
药物构效关系
jcics，nsfc
学术成果
论文20余篇(第一作者9篇以上)
sci 收录5篇，其中第一作者4篇
ei收录10篇，其中第一作者3篇
其它核心杂志，第一作者5篇
sci收录源杂志录用2篇，正在出版
译著一本(第一作者)
支持向量机导论，电子工业出版社出版，XX.3
专著一本(算法部分，五万字以上)
support vector machine in chemistry，singapore, world scientific publishing company，XX.9
第一作者论文
************************************
学院工作
人工智能、软件工程等专业课
学术报告(二次)
计算机学院一次
化学系一次
本科生班主任(03级10班)，优秀生导师(5)
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其它条件
全国大学英语等级考试cet-6
合格，1997.6
上海市职称计算机能力考试
合格，XX.4
汇总
【关键词】远程开放教育 毕业论文 管理系统 ASP
远程开放教育是利用计算机网络技术和多媒体技术所建立的具有双向交互功能的教学平台进行教学的一种教学形式，是高等教育的重要组成部分，在高等教育大众化以及普及化阶段扮演着重要角色。在远程开放教育的教学环节中，毕业论文是完成专业培养目标中的最重要的教学环节，也是培养学生综合运用所学的基本理论和知识去解决实际问题的能力的重要手段。随着计算机网络的普及和各个院校的校园网络的日益完善，各远程教育院校已广泛采用远程教育平台开展课程教学，但采用网络平台进行毕业论文指导环节的目前来看还比较少，基本还是采用传统面授的指导模式。为了提高该教学环节的工作效率，打破传统的面对面毕业论文指导模式，本文设计了一种网上毕业论文管理系统。经过实践，该系统可以为学生、教师、班主任和管理员提供一个交互平台，规范了教师、班主任及管理人员在论文指导过程中的管理工作，极大地提高了教师、学生、班主任和管理人员的工作效率。
1 系统分析
本系统是根据地市级广播电视大学（简称电大）开展远程开放教育的实际，涵盖了学生的毕业论文教学环节的全过程，实现了学生分组、论文选题、毕业论文相关文档的提交与管理以及成绩统计与管理等功能。
1.1 系统需求分析
该系统是针对地市级电大毕业论文管理的现状，坚持“以服务学生为中心”的办学理念，解决论文辅导具体业务的网络化与自动化，达到利用该平台进行毕业论文的选题、提交、指导、评价与查询等具体业务的自动化管理目的，为支持电大师生网上非实时毕业论文辅导教学活动提供了互动平台。该系统主要针对地市级电大远程开放教育的学生，因此用户群主要定位有四种，分别是系统管理人员、班主任、学生和指导老师。系统管理人员主要是完成系统数据维护、各类用户权限的分配、系统安全维护等。班主任主要是负责学生分组、督促与查看学生论文进度情况、统计班级论文完成情况和沟通联系学生等。学生主要是根据时间节点完成毕业论文的选题、论文初稿的提交、查看指导老师的评语、修改论文、提交终稿等。指导老师主要是布置毕业论文选题、审核选题、跟踪查看学生论文、写出修改意见与评语、给出论文成绩等。由于针对的是四种不同类型、不同权限的用户，因此该系统必须具备友好的用户界面、简单的操作流程和专业的管理模式，这样才能使系统的所有使用人员经过简单的业务培训就能很好地得到应用。
1.2 业务流程分析
地市级电大毕业论文工作的一般业务流程是：教学管理部门（教研室）毕业论文指导任务；毕业班班主任根据本班学生情况进行分组并分配指导老师；指导老师与班主任组织学生开会并毕业论文选题范围；学生进行选题；指导老师查看选题并同意撰写初稿并提交给指导老师；指导老师审核，这样反复几次后，最终定稿，并给出初评成绩。教学管理部门负责整个流程的监管。鉴予此，本系统的主要工作业务流程如图1所示。
1.3 总体功能分析
设计开发网上毕业论文管理系统的目的是利用计算机网络解决师生论文辅导存在时空矛盾的关键问题，同时还可以利用计算机强大的管理统计功能对论文进行有效管理，从而提高师生和管理人员的工作效率。在实际工作的调研过程中发现，网上毕业论文管理系统主要涉及学生管理、论文选题、论文提交、论文评价、论文查询与统计等几个方面。根据这几方面数据管理上的需求，把系统分以下几个模块：系统用户管理、学生分组管理、选题管理、论文文章管理、成绩管理。系统总体功能模块结构如图2所示。
系统用户管理：用户分为管理人员、班主任、教师和学生。每个用户根据自己的角色拥有不同的权限。例如管理人员和班主任可以查看每个指导老师对学生毕业论文的指导进度。指导老师只能查看自己所指导学生的进度和相关信息等。该功能模块就是实现对各种不同权限用户的管理，如输入与修改用户基本信息等。
学生分组管理：这个功能主要是针对班主任的。班主任根据教务部门的要求按照学生人数和指导老师的数量进行学生分组，指定学生的论文指导老师。之所以对学生进行分组并指定指导老师，是为了便于教学部门监管教师与学生之间的论文指导工作。
选题管理：该功能模块是实现毕业论文题目的与查看、选题查询、学生选题、更改选题、审核选题等功能。毕业论文题目可以由指导老师进行并限定选题人数，也可以由学生自己命题由指导老师审核。经审核后毕业论文题目进入指导老师的选题库，该指导老师所带的学生都可以查看并进行选题。当学生选题人数超过毕业论文限定选题人数时，就要求指导老师要进行筛选，并指定学生进行重新选题。
论文文章管理：本系统采用上传与下载的文章管理方式来实施论文指导过程。具体实施方式是学生上传文章给指导老师，指导老师查看并下载文章，然后指导老师线下评阅文章并在文章中标注修改意见，然后把标注有修改意见的文章上传给指导老师，重复该过程直至论文定稿。
成绩管理：该模块主要是实现教师对学生的毕业论文进行评分、并录入或修改学生成绩，按照指导学生的论文进行指导小结的录入等。
辅助交流管理：该模块主要是实现指导老师信息的、学生提问、老师答疑、师生互动讨论等功能。
2 系统主要模块实现
本系统是基于ASP三层架构进行开发的，前端开发工具采用HTML+CSS+JavaScript，后端开发工具采用，整体开发环境为ASP+IIS6.0+Access2003。操作系统是Windows server 2003，服务器采用其内置Web服务器IIS6.0。系统客户端通过IIS6.0与ASP应用程序进行联接。底层数据库系统开发采用Access2003，因为Access2003与Windows操作系统系统及ASP环境之间具有很好的兼容性。
2.1 用户管理模块实现
本系统涉及到多个用户，每个用户拥有不同的权限，管理员用户具有最高权限，包括所有设置、创建编辑所有用户权限。不同权限用户登录系统后产生的界面不同，因此系统的访问控制机制非常重要。本系统的访问控制机制是：给每张表每个模块赋予一个ID，并根据用户权限把ID写入用户数据信息表字段中，当用户登录系统时，先读取用户数据信息表，然后根据数据表中的字段里所包含的ID号来显示相应的用户管理界面。
2.2 选题管理模块实现
选题管理模块主要包括我的选题列表、添加选题、批量导入选题、选题确认修改、导出我的选题和所有选题构成。我的选题列表主要列举出可供选题的题目和相关选题细节，并供学生进行选题；添加选题主要是实现教师或学生添加论文题目，教师可以批量导入或导出选题信息，而学生只能添加一个自己的选题并选择所添加的选题。添加选题界面如图3所示。
2.3 文章管理模块实现
文章管理模块主要包括文章上传与文章下载功能。文章上传功能可以实现将文章上传给指定某个用户，如图4所示。例如，当指导老师点击文章上传按钮时，会显示该指导老师所指导的所有学生，然后可以选择某位学生，把文章上传给该学生。文章下载功能可以实现定位下载功能，例如点击文章下载，会显示所有该指导老师所指导学生上传的文章，点击某篇文章就可以下载该文章。
2.4 成绩管理模块实现
成绩管理模块主要有录入初评成绩、录入评审成绩、指导小结和查询导出功能。录入初评成绩是指导老师根据指导论文的质量给学生录入定稿成绩；录入评审成绩是指定的评审老师对学生论文评定成绩进行评审，并录入评审成绩。指导小结是供指导老师填写小组的指导小结；查询导出是实现查询或导出所选学期、所选班级的全部指导论文。
3 结束语
远程教育网上毕业论文管理系统是为了解决电大学生在毕业论文指导过程中遇到的工作效率低、交互性差、时空矛盾严重等问题，而采用ASP+IIS6.0+Access2003等技术设计开发的一个非常实用的管理系统。通过学校近几年的使用，该系统能够实现多班级选题管理的具体化、直观化、规范化，指导论文的网络化、合理化和公开化，很好地促进了学生与指导老师之间的互动交流，极大地提高了毕业论文指导的工作效率。
参考文献
[1]李莹.远程开放教育辍学研究：结论与反思[J].开放教育研究，2014，20（3）：79-87.
[2]毛林，田林，谢汶.基于Internet的网上论文辅导系统设计与研究[J].中国远程教育，2010（11）：58-61.
[3]覃发兵，葛玉辉.基于Java Web组件技术的毕业设计管理系统[J].计算机应用，2010，30（1）：321-323.
[4]徐远棋，曾海.网上毕业论文管理系统的设计与实现[J].微型电脑应用，2013，29（10）：42-44.
[5]陈永强，谢维成，李茜.ASP数据库开发经典实例精解[M].北京：机械工业出版社，2006.
[6]曾小平，吴暾华.本科毕业设计管理系统的设计与实现[J].微型机与应用，2011，30（18）：83-85.
作者简介
熊子东（1984-），男，广东省梅州市人。硕士学位。现为梅州市广播电视大学教技科科员。
张志方（1967-），男，广东省梅州市人。硕士学位。现为梅州市广播电视大学教技科主任。
曾三明（1979-），江西省赣州市人。大学本科学历。现为梅州市广播电视大学教研室主任。
__年__学院共有毕业班学生168人，其中机械工程及自动化(卓越)专业26人，机械工程及自动化专业 56人，工业工程工业工程专业44人，汽车服务工程42人，按照培养方案的安排，将参加本次毕业设计。机械工程及自动化(卓越)专业因要涉及卓越计划教学改革，毕业设计前期工作需要延迟，具体安排另行通知。
人员略
（一） 选题阶段（14/15学年第一学期，9月29日-11月10日）
1、确定具有指导毕业设计（论文）资格的教师，结合本科专业培养方案要求，根据自己的研究领域、科研课题，密切联系生产实际和科研实践，从科研、教师自拟、学生自选等选题途径，进行申报拟指导设计（论文）选题。
2、以教研室为单位对教师的选题进行初审，学院组织专家对申报的选题严格按照《温州大学本科毕业设计（论文）管理办法（试行》的要求进行审核，保证选题的性质、难度和分量，确保选题达到本专业对毕业设计（论文）选题的要求，防止选题雷同。
3、学院以专业教研室为单位组织教师组成审核小组，负责对学生的选题进行审核。
4、经学院教研室和本科毕业设计（论文）领导小组审定后确定课题，并于10月30日前向学生公布。
5、11月10日前完成师生双向选题。
（二）下达毕业设计（论文）任务书（14/15学年第一学期，11月11日-11月20日）
指导教师根据毕业设计（论文）题目和专业的基本要求制定任务书，任务书必须明确毕业设计（论文）的主要内容和要求、分阶段完成时间和最后的工作成果、主要参考资料、调研计划等，规定毕业设计（论文）的质和量的要求。任务书请各指导老师于11月5日前上传至系统，11月10日前各教研室主任完成审核。
（三）文献综述撰写和外文翻译（14/15学年第一学期，11月21日-12月18日）
学生通过系统的国内外文献查阅，进行文献资料搜集与整理，在老师的指导下撰写综合性叙述与纵横向评价的文章，要求字数2000字以上，参考文献要求10篇以上（含外文文献），并把其中相关的外文作翻译。
（四）开题报告（14/15学年第一学期，__年12月19日～__年3月12日）
学生根据毕业设计（任务）任务书和文献综述，撰写开题报告，开题报告一般在2000字左右。组织开题报告会，小组成员由具有指导教师资格的教师担任，人数为4-5人，组长由学生所在教研室主任担任。开题报告会要求学生利用5-8分钟左右时间精要汇报，回答审核小组成员的提问。存在问题及时反馈给学生，学生根据指导教师意见作进一步修改。__年3月12日前将最终稿上传至系统。
（五）中期检查（14/15学年第二学期，__年3月13日-3月31日）
学院毕业论文领导小组组织专家在中期对毕业设计（论文）的进展情况进行集中检查（内容：工作进度、工作态度、纪律情况、翻译文章的原文来源等），并对检查情况进行总结，并将书面总结报教务处。
（六）实验与研究，撰写论文（14/15学年第二学期，__年12月-__年4月底）
学生进行课题的实验、设计、开发、调查研究及结果的处理与分析，完成毕业设计或论文写作， __年4月30日前完成正文撰写。
三．毕业（设计）评阅、答辩及成绩评定（14/15学年第二学期，__年5月-6月）
1、成立__学院毕业设计（论文）答辩委员会和答辩小组；
2、由指导教师和本教研室具有相同或相近专业具有指导论文资格的教师分别评阅并填写评阅书，评阅人要坚持公平公正的原则，根据论文的实际情况给出相应的评语，对不足之处提出修改意见，并提出“是否可以进行答辩”的意见。5月9日前学生根据评阅教师提出的修改意见对论文进行完善。5月13日前完成毕业设计（论文）验收和评阅工作，5月14日前教务处组织毕业设计（论文）随机抽样送校外评审工作，并对所有申请毕业论文答辩的学生进行学术不端检测。
3、组织学生答辩（答辩时间初步定于5
月16日、5月17日）、成绩汇总。 4、根据指导教师、评阅人和答辩小组得分情况汇总得到综合成绩，合分栏应注明各部分成绩所占的比例，总成绩处应由毕业论文领导小组组长签字确认，并加盖学院的公章，以百分制汇总，五级分制上报，成绩汇总表于__年5月27日之前交教务处实践教学科。
5、各专业把毕业设计（论文）的成绩及总结报告按规定时间汇总到学院，学院毕业设计（论文）工作领导小组对本届毕业设计（论文）工作的总体情况进行评析总结，做好论文质量分析及数据统计工作。总结报告于__年6月19日之前交教务处实践教学科。
6、学生第一次答辩不及格者，不准参加再次答辩，可先申请延长学业，并于下学期开学第二、三周参加补答辩。
四．优秀论文推荐、毕业设计（论文）资料整理及归档（__年6月21日前）
