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CDIO工程教育模式是能力本位的培養(yǎng)模式，其優(yōu)勢在于讓學生以主動、團隊合作、課程與課程之間有機聯(lián)系的學習方式，獲取與工程實踐相關(guān)的知識與能力。CDIO培養(yǎng)大綱將工科畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、團隊合作能力和工程系統(tǒng)能力4個層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學生在這4個層面達到預定目標。只有把知識、能力、社會需求融合起來，以能力為導向，以學科知識和社會需要為依托，整合課程組織結(jié)構(gòu)，才能培養(yǎng)出符合社會經(jīng)濟發(fā)展要求的工程技術(shù)人才。CDIO工程教育以實際應用項目的開發(fā)過程為主線，提煉出項目開發(fā)經(jīng)歷的構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行4個主要環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生系統(tǒng)開發(fā)的能力[3-4]。實施CDIO工程教育模式，基本原則是落實“做中學”以及“基于項目的學習”，它體現(xiàn)了現(xiàn)代工程師所應具備的服務于現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)到運行的全過程所必須擁有的基本能力。

2基于CDIO工程教育模式的編譯原理課程教學方法

課程教學改革從以下4個方面展開。1）學生分組，導入項目。課程教學以項目導入的方式開始，首先鼓勵學生搜集編譯基礎(chǔ)理論和技術(shù)在計算機應用領(lǐng)域的成功案例；其次引導學生搜集開源的編譯工具，按照支持的源語言和語法分析方法分類。以上兩項前期工作對應CDIO模式的構(gòu)思部分，需明確客戶的需求，考慮技術(shù)、企業(yè)戰(zhàn)略和制度等因素，不斷改進概念、技術(shù)和商業(yè)計劃。項目的最終目標是用C語言編寫一個PL/0語言處理系統(tǒng)。在教學過程中，學生分成若干個項目組，在教師的指導下編寫項目計劃書，劃分項目的功能模塊；指定各個模塊的負責人，模擬實際項目開發(fā)，進行分工協(xié)作。2）案例驅(qū)動，模仿提升。CDIO工程教育模式要充分體現(xiàn)“做中學”，以“項目案例”為載體組織整個教學過程，以案例開發(fā)過程安排教學內(nèi)容，靈活運用啟發(fā)式和研究性的教學方法。課程教學要為學生構(gòu)建項目開發(fā)的情景，調(diào)動學生的主動性與參與性，提高學生的實踐創(chuàng)新能力。在編譯原理課程教學過程中，我們發(fā)現(xiàn)有些學生學習缺乏積極性和主動性，課外缺少自主訓練和探索，雖然通過了課程考核，但是實際只了解到一些基本概念和零碎的知識斷點，不具備運用所學原理和技術(shù)進行編譯器開發(fā)的能力。為了培養(yǎng)學生“構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運作”編譯系統(tǒng)的技能，我們將編譯原理的學習過程分為模仿和提升兩個階段。（1）模仿階段的主要目標是以PL/0語言處理系統(tǒng)為案例，引導學生學習基礎(chǔ)知識，掌握基本算法，激發(fā)學生興趣。項目開發(fā)分為8項子任務，這些任務可在教師的指導下完成。任務1：安裝測試用C語言實現(xiàn)的PL/0語言處理系統(tǒng)；完成PL/0語言語法的EBNF描述。任務2：PL/0編譯程序中詞法分析程序的設(shè)計和實現(xiàn)。任務3：PL/0編譯程序中語法分析程序的設(shè)計和實現(xiàn)；自頂向下遞歸調(diào)用子程序的方法。任務4：PL/0編譯程序中語義分析和中間代碼生成。任務5：PL/0編譯程序中符號表的設(shè)計與實現(xiàn)。任務6：PL/0編譯程序中運行時的存儲組織。任務7：PL/0編譯程序中的目標代碼生成。任務8：PL/0編譯程序各階段整合運行，編寫PL/0語言使用說明書。教師可展示用C語言實現(xiàn)的案例，要求學生模仿整個實現(xiàn)過程，用Java語言再次實現(xiàn)PL/0語言處理系統(tǒng)。學生則通過此案例，模擬項目開發(fā)全過程。（2）提升階段的主要目標是讓學生學習編譯器開發(fā)的流程，學會運用編譯技術(shù)進行項目開發(fā)。本階段分為以下幾個步驟。步驟1：編譯器程序設(shè)計提高。定義一個待實現(xiàn)的源語言，如PL/0語言的擴充或者C語言的一個子集，要求學生用C或者Java實現(xiàn)編譯程序。步驟2：編譯技術(shù)擴展。引導學生學習面向?qū)ο笳Z言編譯技術(shù)，如收集整理開源編譯器GCC的資料，描述GCC的總體結(jié)構(gòu)、編譯流程、代碼組織。步驟3：編譯器實用工具。引導學生學習嵌入式系統(tǒng)編譯器及其工具的應用開發(fā)，包括C和Java編譯器開發(fā)。步驟4：項目實訓。引導學生利用編譯技術(shù)進行項目開發(fā)，如設(shè)計開發(fā)C語言程序設(shè)計自動評分系統(tǒng)、基于語法分析技術(shù)的企業(yè)名稱識別算法、基于語義分析的數(shù)據(jù)驅(qū)動型漏洞檢測方法、編譯原理在通信協(xié)議轉(zhuǎn)換中的應用、編譯原理在反病毒技術(shù)中的研究和應用等。3）開放資源，自主協(xié)作。CDIO注重自主學習能力的培養(yǎng)，提升學生獨立解決問題的能力，同時也重視團隊協(xié)作精神的培養(yǎng)，發(fā)揮團隊的力量，協(xié)同工作完成任務。網(wǎng)絡環(huán)境下的自主和協(xié)作學習要求教師提供充分的網(wǎng)絡資源。在教學中，課程組搜集整理了國內(nèi)外編譯原理課程的教學資源，整理了各種實用編程語言及其表示規(guī)則，設(shè)計了適合學生需要的“做中學”項目和任務，并在課程的教學網(wǎng)絡平臺共享，通過開放資源和自主協(xié)作的學習，鼓勵學生在課外通過網(wǎng)絡和移動設(shè)備開展學習討論，用課外學習彌補課程學時的不足；通過課外自學，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，鍛煉學生“自主設(shè)計、自主實現(xiàn)、自由探索”，引導和鼓勵學生積極組織并參與項目組的學習和研討活動，讓個人融入項目團隊，提升整個團隊的工程實踐能力。4）考核評價，多點多面。CDIO注重工程實踐能力的培養(yǎng)，工程實踐能力是各種能力的綜合體現(xiàn)，因此考核評價要兼顧這種特性。所謂多點主要是指編譯原理具有紛繁復雜的知識點，因此對知識點的考核應以促進學生主動學習、研究性學習為目的，注重對學習過程的考查。教師可通過查看學習記錄、平時作業(yè)和練習情況，考核學生對基本知識點的掌握情況；通過小組活動記錄，查看學生在項目組討論中的活躍度，了解學生提出問題的數(shù)量和質(zhì)量以及解決問題的思路，考核學生的知識整合和應用能力。所謂多面主要是指編譯原理課程在培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力方面具有多面性，因此考核評價方式要有利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力、實踐技能、解決實際問題能力，從多個層面開展。教師可通過對項目構(gòu)思與設(shè)計展示、子項目實施情況、項目匯報與答辯、學生的自評與互評、教師與企業(yè)工程師的評價等多種方式考核學生的專業(yè)知識、個人自身能力、團隊合作能力、設(shè)計項目和開發(fā)系統(tǒng)能力。

3CDIO模式編譯原理教學實施過程中存在的問題與對策

1）“雙師型”教師隊伍的建設(shè)問題目前，從事編譯理論研究和技術(shù)開發(fā)的教師不多，有編譯器開發(fā)經(jīng)驗的教師比較缺乏。編譯原理課程“雙師型”教師隊伍奇缺。湖北省教育廳和湖北工程學院制定政策，資助并鼓勵青年教師進入相關(guān)企業(yè)與工程師合作解決實踐中的技術(shù)難題。同時，湖北工程學院每年派出專業(yè)課青年教師到武漢大學、華中科技大學等高校進修深造。通過這兩個途徑，學校可以解決“雙師型”師資隊伍建設(shè)的問題。2）學生實習實訓平臺的建設(shè)問題。畢業(yè)生就業(yè)難和符合市場需求的應用性人才短缺問題一直是高校、用人單位和畢業(yè)生共同的困擾。學生綜合能力是就業(yè)成敗的關(guān)鍵因素，CDIO工程教育模式強化工程應用實習實訓平臺的建設(shè)，希望為解決這種困擾提供幫助。湖北工程學院與中國航天三江集團公司合作共建的工程實踐教育中心和湖北工程學院國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目已獲得教育部批準。在此基礎(chǔ)上，計算機學院已經(jīng)與國內(nèi)10余家IT企業(yè)和科研機構(gòu)合作共建實習實訓基地，校企合作層面深化，操作方案細化，實現(xiàn)與行業(yè)需求的無縫對接。

4結(jié)語

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近期，不斷有報道揭示中國留學生在海外求學過程中暴露出來的一系列問題，如考試作弊、作業(yè)抄襲、動手能力低下、公民素養(yǎng)缺失等。與此同時，國內(nèi)高校的教師也在抱怨本科畢業(yè)設(shè)計難帶，招收的碩士甚至博士素質(zhì)達不到預期，難出成果。

大學生應具備哪些素質(zhì)？大學教育可以培養(yǎng)哪些素質(zhì)？普通課程的教學過程又該怎樣培養(yǎng)學生的素質(zhì)？這是每個高校教育工作者都應該認真思考的問題。

1 大學生應具備的素質(zhì)及其培養(yǎng)

1.1 大學階段的培養(yǎng)目標

廣義地說，教育的目的是培養(yǎng)一個人應具備的在這個世界正常生存的各種能力和素質(zhì)，包括工作、生活等各方面基本素質(zhì)和能力的養(yǎng)成。

不同的教育階段，教育的目的體現(xiàn)為不同階段的培養(yǎng)目標。大學階段，教育的本質(zhì)是使每個學生能夠成為更完善的“人”，但重點在生存能力的培養(yǎng)，具體為專業(yè)知識和技能的學習與鍛煉，即每個專業(yè)的培養(yǎng)目標描述的內(nèi)容。

如果用一棵樹來表示“人”在各個受教育階段習得的知識及其關(guān)系，那么，大學階段的專業(yè)知識應該在樹的主要枝干處，碩士教育和博士教育對應的素質(zhì)和能力培養(yǎng)，則相當于小的樹枝和樹葉，見圖1。

1.2 大學階段的素質(zhì)培養(yǎng)

大學階段的培養(yǎng)手段，主要是課程教學，分為通識課程學習和專業(yè)課程教育。通識教育旨在培養(yǎng)學生的思考能力、交流思想的能力、作出恰當判斷的能力和辨別價值的能力，專業(yè)教育旨在培養(yǎng)學生將來從事某種職業(yè)所需的能力[1]。

大學階段專業(yè)課程的系統(tǒng)學習，可以使學生對整個學科有一個初步了解，建立學科的知識結(jié)構(gòu)體系，并具備可用于求解相關(guān)領(lǐng)域問題的基本專業(yè)技能，注重職業(yè)能力的訓練。這些素質(zhì)將為研究生階段的科研活動、工作階段的技術(shù)任務奠定基礎(chǔ)。

ACM和IEEE的《計算機科學課程體系規(guī)范2013》明確指出：?算機科學本科生教育應該使學生為未來的工作做好全面準備；這些素質(zhì)和能力的培養(yǎng)，是通過大學階段通識課程的學習經(jīng)歷和專業(yè)課程的教學活動綜合作用達到的。這種培養(yǎng)，不是由某一門或某幾門必修課的修習完成的，而是所有課程的教學活動長期綜合作用實現(xiàn)的，即每門課程的教學活動在學生素質(zhì)和能力的培養(yǎng)方面都是責任重大的，也是非常有意義的[2]。

換句話說，每門課程都可以精心設(shè)計成培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)的“沃土”。但是，這有賴于每位教師對教育目的的正確認識，也有賴于每位教師對課程教學的責任和意義的認識以及每位教師對教學活動的設(shè)計與付出。

CS2013有這樣的內(nèi)容闡述：事實上，學生的軟能力（soft skills，如團隊合作精神、口頭及書面表達溝通能力、時間管理能力、問題解決能力、靈活應變能力等）及個人素質(zhì)（如對風險的承受能力、合議共治能力、忍耐力、職業(yè)道德、機會的辨識力、社會責任感、對多元化的理解等）在未來工作中將起到至關(guān)重要的作用；一部分軟能力和個人素質(zhì)（比如忍耐力、時間管理能力、職業(yè)道德、對多元化的理解等）將通過大學的學習生活獲得，其他部分則需要通過具體的課程教學活動來培養(yǎng)[2]。

大學階段培養(yǎng)方案的落實、對學生綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)，是通過每一門課程的教學活動來實現(xiàn)的，這也是每位任課教師的責任和工作意義所在。

2 通過課程實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)

2.1 以領(lǐng)域問題求解引導理論與實際相結(jié)合

計算機專業(yè)的核心課程，其知識的講授一定是圍繞著專業(yè)原理的。如何讓原理知識深刻影響學生問題求解的思維，并被學生實質(zhì)性地掌握，一直是筆者思考的問題。

英國著名教育學家、數(shù)學家、哲學家懷特海在《教育的目的》[3]中提出：“在大學教育中，綜合運用精神應占主導地位?！彼J為：“在中學里，學生通過艱苦的努力，從特殊具體的事實到初步了解一般的概念；而在大學，他們應該從一般概念開始，進而研究如何將這些概念應用于具體的場合。一種設(shè)計得很好的大學課程是對普遍規(guī)律進行的廣泛研究。我的意思是，應該對具體的事實進行研究，讓它們說明一般的概念?！彼€認為：“必須不斷發(fā)現(xiàn)方法的通用性，并將這種通用性與某一特定應用的特殊性進行對照。”

在這樣的理念指導下，筆者重新設(shè)計了編譯原理課程的教學，將理論課堂的程序設(shè)計語言編譯原理知識應用到課程實踐中的領(lǐng)域問題求解。

理論課堂教學仍然圍繞著編譯程序的理論依據(jù)、程序?qū)崿F(xiàn)原理、具體實現(xiàn)算法的分析與討論，注重以動畫形式和生活實例來減輕抽象內(nèi)容帶來的陌生感。

在課程實踐部分，除了編譯技術(shù)的實現(xiàn)，還啟發(fā)學生探索編譯理論、方法和技術(shù)在各種應用領(lǐng)域問題求解中的實際應用。比如，課程介紹的程序設(shè)計語言的翻譯原理、技術(shù)和方法，完全可以用于實現(xiàn)試卷分解及題庫的生成，此時，待分析的不是程序，而是一份滿足要求的試卷，待生成的不是程序?qū)哪繕舜a，而是容納各種試題及其答案的試題庫。依隨課堂教學內(nèi)容的進度，可以對應地引導學生思考領(lǐng)域問題求解的步驟，然后落實到具體應用問題求解過程。表1為把編譯方法應用到實現(xiàn)題庫生成系統(tǒng)的學習過程。

在這一思路的引導下，學生尋找各種領(lǐng)域問題作為課程實踐求解的對象，例如，網(wǎng)絡傳輸協(xié)議解析、簡言作詩機、文檔編輯器、測試自動化、文檔排版、作業(yè)自動批改評分、漢語自然語言處理、惡意腳本查殺、音樂簡譜處理、邏輯門電路繪制、漢語英語翻譯、自動閱卷系統(tǒng)、XML文檔解析、中文識別、郵件地址識別、模式識別、游戲腳本處理、MIPS指令解析、JSON解析、身份證號碼的識別與利用等。

整個實踐過程中，學生自主選題，教師引導學生分析、尋找這些“領(lǐng)域問題求解”與“程序設(shè)計語言編譯”的共性，指導學生用文法表示領(lǐng)域問題對象的特點，再選用編譯技術(shù)實現(xiàn)該問題的求解，并將這個過程撰寫成研究性課程論文。通過課程實踐，學生完整地做出了一個“應用領(lǐng)域問題編譯器”，學會了將具體問題抽象成具有共性的“類問題”，實踐了編譯技術(shù)的實現(xiàn)，達到了將理論知識學習與領(lǐng)域問題求解相結(jié)合的目的。

課程實踐中，教師給定實踐要求，比如要做哪些任務、要達到什么標準、如何驗收、成績?nèi)绾卧u定等，具體解決的應用領(lǐng)域問題，由學生自己確定。當學生考慮什么樣的問題可以用哪一種編譯方法予以解決時，就不得不思考、分析、比較和選擇，雖然該過程中會和教師交流想法，但主要部分還是自己完成。對于習慣于由教師安排一切的學生來說，這無疑是一個鍛煉主動探究精神的好機會。

課程引導學生將理論知識應用到不同應用領(lǐng)域的問題求解，讓學生看到實際問題如何抽象成“類問題”，如何用課程講授的“類問題求解方法”解決應用領(lǐng)域的“類問題”，不僅幫助學生認識到形式文法和語言只是具體問題的抽象反映，有助于其深入理解計算機學科問題求解的抽象描述、處理的實質(zhì)和理解“類”計算；而且，分析、設(shè)計領(lǐng)域?qū)ο笪姆?，選擇編譯方法予以實現(xiàn)的過程，還讓學生學會了如何分析具體問題，如何確定問題的求解步驟，如何選擇已學知識應用于求解具體問題，這些實踐內(nèi)容充分鍛煉了學生分析問題、求解問題的能力。

2.2 以研究性論文培養(yǎng)基本學術(shù)素養(yǎng)

在引導學生將課程知識用于求解應用領(lǐng)域?qū)嶋H問題時，還要求學生將問題求解的實踐過程寫成研究性論文。為培養(yǎng)學生的基本學術(shù)規(guī)范意識，課程了研究性論文模版，其中完全按學術(shù)論文的要求設(shè)定各個部分，同時將《武漢大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）書寫印制規(guī)范》作為文字格式、圖表、參考文獻引用與標注等方面的評分依據(jù)。

撰寫論文過程中，學生需要查找與閱讀文獻，學習和參照科技論文規(guī)范，還必須根據(jù)成績評定標準遵守基本學術(shù)規(guī)范，比如引用他人成果必須標注參考文獻等。這個過程，讓學生建立了基本學術(shù)規(guī)范意識，為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計的論文撰寫以及研究生階段的學習奠定了論文寫作基礎(chǔ)。

3 以“探究式”課堂教學培養(yǎng)學生主動思考的習慣

美國著名哲學家、教育家約翰?杜威認為，知識的獲取不是個體旁觀的過程，而是“探究”的過程，知識是個體主動探究的結(jié)果?，F(xiàn)實中人們的經(jīng)驗也印證了這一觀點，但許多高考體制訓練出來的學生已逐漸失去主動思考的意識，習慣于一切聽教師的講解和安排。

只有具有主動思考習慣的人，才能主動、積極地參與學習、工作和社會生活，才有創(chuàng)新的可能。為培養(yǎng)學生主動思考的習慣，編譯原理課程采取了“探究式”的教學模式，期冀在培養(yǎng)學生主動思考問題上做一些努力。為此，教學思路應從如何把知識點講解得生動、易理解，轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾卧诮虒W過程中培養(yǎng)學生的主動思考習慣和解決問題的能力。

基于這一思路，每個主要知識點的教學模式為：講授知識點前，教師先提出若干問題，由學生思考、討論，提出解決方案；然后，師生討論學生提出方案的優(yōu)缺點；最后，教師分析教材上的方法。例如，在講授“推導”概念時，先引導學生思考，討論用什么樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示符號串；當學生提出不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方案后，再引導學生思考“推導”過程中符號串變化的特點，由此分析不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示符號串的優(yōu)缺點；經(jīng)過這一過程，學生自然得到最合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應該是“?！保铱吹搅藬?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程所學知識如何應用于解決實際問題。這樣的學習過程，學生通過自己的思考、分析、比較得到了最后的結(jié)論，和教師直接告訴學生采用“棧”來實現(xiàn)“推導”相比，雖然最終都得到同樣的結(jié)論，但這個思維過程是寶貴的，學生通過分析性的思考得出結(jié)論，既感受到了自己得出結(jié)論的成就感，也培養(yǎng)了思考能力。

雖然在課程教學最開始的兩、三周，很多學生不適應這樣的思考方式，但隨著時間的推移，大多數(shù)學生逐漸習慣了自主“探究式”的教學模式，養(yǎng)成了學習中先自己主動思考的習慣，在分析過程中，也學會了如何評價、比較不同的方案，有助于批判思維的形成。

4 通過自主學習培養(yǎng)學生的學術(shù)素養(yǎng)

為落實能力培養(yǎng)，課程安排了少部分內(nèi)容作為自主學習內(nèi)容，由學生自己學、自己講。

程序設(shè)計語言中有一類是“嵌套結(jié)構(gòu)語言”，由于“嵌套”特性的存在，使編譯程序的實現(xiàn)方法有所不同。但是，在培養(yǎng)方案中，學生學的是C語言，而C語言沒有嵌套結(jié)構(gòu)，不了解“嵌套結(jié)構(gòu)語言”的特點，不利于相應編譯技術(shù)的教學，但學生自學這部分內(nèi)容并無難度。課程將“嵌套結(jié)構(gòu)語言的特點”安排成自主學習，重點是和編譯技術(shù)相關(guān)的“子程序調(diào)用規(guī)則”“名字的作用域”等內(nèi)容。要求學生學習之后，??成小論文，并制作PPT，從中選擇優(yōu)秀者在課堂上向同學們講解這些內(nèi)容。

雖然只有個別學生最后作報告，但是每位學生都參與了這個環(huán)節(jié)的所有準備工作，鍛煉了文獻查找與閱讀能力、PPT制作能力、報告準備能力，這些都是畢業(yè)設(shè)計以及后續(xù)學習必不可少的基本學術(shù)素養(yǎng)。

5 結(jié) 語

大學生這個年齡，雖然在很多問題上是有主見的，但確實對一些問題的認識還比較模糊，對未來適應學習、工作、社會生活需要哪些素質(zhì)和能力也不一定有清晰的認識。這就需要家庭、教師、社會在其成長過程中予以適當?shù)囊龑?，這也是為什么學習是需要采取一定“強制”措施的原因。

愛因斯坦說，教育就是一個人把在學校所學忘光以后剩下的東西。對學生來說，接受教育，不僅僅是學習知識，更重要的是鍛煉能力和培養(yǎng)素質(zhì)。大學階段每一門課程的教學，就是學生素質(zhì)和能力培養(yǎng)的直接承擔者。

圍繞著培養(yǎng)學生素質(zhì)和能力的主題，編譯原理課程采取了一系列的教學探索。通過引導學生將課程知識應用于領(lǐng)域問題求解以及課程的“探究式”教學，培養(yǎng)了學生的主動探究精神、分析問題的能力、實際問題的求解能力、評價不同方案的能力；通過研究性小論文的撰寫，培養(yǎng)了學生文獻查找與閱讀能力，幫助學生了解基本學術(shù)規(guī)范以及科技論文撰寫方法；而自主學習過程，對學生文獻查找與閱讀、PPT制作、口頭表達、報告準備方法等都有一定的鍛煉和提高。

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0.引言

編譯原理與設(shè)計課程是計算機科學與技術(shù)專業(yè)的核心課程，具有較強的抽象性、理論性和邏輯性，學生學習和理解該課程相對困難。同時，該課程與其他課程，如離散數(shù)學、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析、操作系統(tǒng)、體系結(jié)構(gòu)等課程具有交叉性，因此學生不僅要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，還要有很好的創(chuàng)新意識。部分學者在編譯原理的教學教改方面已經(jīng)開展了卓有成效的工作。張晶等人研究了編譯原理實踐課程“多層次-多目標-多效果”的教學方法；錢忠勝等人提出從典型案例設(shè)計、實驗實踐教學模式、與其他課程知識相融合、與各類應用相結(jié)合、復合型考核方式等方面人手展開教學改革研究；徐晶探索了研究型教學在編譯原理課程教學實踐中的應用，并提出了“驗證、應用、創(chuàng)新”三步掌握編譯技術(shù)的課程設(shè)計方案；柴艷妹等人從激發(fā)學生興趣、培養(yǎng)學生專業(yè)素質(zhì)和提高學生動手能力三個方面入手，提出了一系列教學改革的具體步驟和方法；王挺等人提出編譯原理課程能夠培養(yǎng)學生的計算思維，提升學生的系統(tǒng)能力，使學生在系統(tǒng)的級別上重新認識算法和程序。

筆者面向編譯原理與設(shè)計課程，以互動式、啟發(fā)式、案例式教學和實踐平臺為依托，研究基于創(chuàng)新的“互動式+啟發(fā)式+案例式”教學方法，基于激勵機制的“分層+分系列+分專題”的創(chuàng)新實踐活動，構(gòu)建面向編譯原理與設(shè)計課程的學生創(chuàng)新性思維階梯式教學模式，培養(yǎng)從事計算機研究和應用的創(chuàng)新型人才。同時，研究通過此培養(yǎng)模式的實施，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，從而使學生的研究能力、實踐能力與創(chuàng)新能力得到鍛煉和提高的方法。

1.學生創(chuàng)新性思維階梯式培養(yǎng)模式

科學合理地配置學生的知識結(jié)構(gòu)是構(gòu)建學生培養(yǎng)模式的第一步。學生創(chuàng)新性思維培養(yǎng)模式是一個反復循環(huán)、不斷提升的動態(tài)發(fā)展過程。構(gòu)建面向編譯原理與設(shè)計課程的學生創(chuàng)新性思維階梯式培養(yǎng)模式需根據(jù)社會發(fā)展對人才的客觀需求，結(jié)合學校的培養(yǎng)目標和培養(yǎng)方案，選擇合適的培養(yǎng)途徑加以實施，并針對人才培養(yǎng)模式實施后社會對培養(yǎng)結(jié)果的評價做適時地調(diào)整。

1.1知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

面向編譯原理與設(shè)計課程的學生創(chuàng)新性思維階梯式培養(yǎng)的課程主要包括3個方面：數(shù)理基礎(chǔ)（離散數(shù)學、數(shù)值分析）、算法基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析）和核心課程（操作系統(tǒng)、體系結(jié)構(gòu)、編譯原理與設(shè)計），如圖1所示。

在課程設(shè)置及教學內(nèi)容安排上要堅持以下兩點：一是厚基礎(chǔ)、強能力、重創(chuàng)新，努力做到把編譯原理與設(shè)計課程與前沿知識以及多學科間知識交叉與滲透融入到教學內(nèi)容中來；二是堅持知識、能力、素質(zhì)的辯證統(tǒng)一，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性思維。階梯式培養(yǎng)課程的分類見表1。

1.2學生創(chuàng)新性思維的階梯式培養(yǎng)模式

學生創(chuàng)新性思維培養(yǎng)模式以課程內(nèi)容學習、分析評價、創(chuàng)新實踐方式3種形式進行階梯式培養(yǎng)，每個階段進行學生的反饋，發(fā)現(xiàn)學生的創(chuàng)新性思維，激勵學生進行創(chuàng)新性活動。教學環(huán)節(jié)采用互動式、啟發(fā)式、案例式的教學方式，并通過課堂討論、學生演講、課外作業(yè)、各類實驗、學生科技活動、科研課題等豐富的教學活動提高學生的創(chuàng)新能力。學生創(chuàng)新性思維的階梯式培養(yǎng)模式，如圖2所示。

1.3學生創(chuàng)新性思維階梯式培養(yǎng)層次

面向編譯原理與設(shè)計課程的學生創(chuàng)新性思維階梯式培養(yǎng)包括3個層次，自底向上依次是基礎(chǔ)形成層、思維構(gòu)建層和創(chuàng)新體現(xiàn)層，如圖3所示。

基礎(chǔ)形成層主要進行數(shù)理基礎(chǔ)課程的學習，培養(yǎng)方式采用課堂講解、學生討論課外作業(yè)、課程實驗、學生科技活動等形式。

思維構(gòu)建層主要培養(yǎng)學生的計算機思維和編程素質(zhì)，啟發(fā)學生的創(chuàng)新性思維。在這一層次中主要進行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析課程的學習，培養(yǎng)方式采用課堂講解、學生討論課外作業(yè)、課程實驗、學生科技活動、科研課題。

創(chuàng)新體現(xiàn)層重點培養(yǎng)和強化學生的創(chuàng)新性思維，進行編譯原理與設(shè)計創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，其方式更多元化，包括課堂講解、學生討論、課外作業(yè)、學生演講、課程實驗、學生科技活動、科研課題等。

2.基于創(chuàng)新的“互動式+啟發(fā)式+案例式”教學方法

2.1多元化教學形式

編譯原理與設(shè)計課程采用多元化的教學形式：PPT講解、課堂討論、學生演講、學術(shù)報告、課程內(nèi)容的視頻分析、學生的科技活動、各類實驗、科研課題等，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的知識水平，增強學生的創(chuàng)新思維和能力。多元化的教學形式如圖4所示。

多元化教學形式體現(xiàn)在：豐富的課堂教學手段、教學與研究相結(jié)合、學生參與教師的課題研究并參加課外科技活動。

2.2“互動式+啟發(fā)式+案例式”教學方法

編譯原理與設(shè)計課程采用師生互動式、啟發(fā)式課堂教學，將創(chuàng)新性思維訓練融于“互動式+啟發(fā)式+案例”教學方式中，激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能，為進一步科學研究打下堅實的理論基礎(chǔ)和實踐能力，激發(fā)學生的學習興趣，使學生形成一種以創(chuàng)新精神吸收知識、應用知識的習慣。在課外作業(yè)、各類實驗、科技活動和科研課題方面，研討課內(nèi)開展“啟發(fā)式、互動式、案例式”的教學實踐，鼓勵學生開展創(chuàng)新性思維活動。

3.3培養(yǎng)學生問題意識，提高學生創(chuàng)新能力

培養(yǎng)學生的問題意識和學生創(chuàng)新能力的最主要體現(xiàn)就是問題解決能力。培養(yǎng)學生問題解決能力的主要途徑就是各類實驗、科技活動和科研課題。因此，教師應不斷鼓勵學生深入專業(yè)領(lǐng)域和社會生活中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，鼓勵學生共同參與課題研究，并從不同角度激發(fā)學生，有效培養(yǎng)學生思維的創(chuàng)新性。

3.基于激勵機制的“分層+分系列+分專題”的創(chuàng)新實踐活動

設(shè)計“分層、分系列、分專題”的、具有一定創(chuàng)造性的實踐活動是培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維的特色之一。教師應依據(jù)課程的內(nèi)容，采用由淺入深、循序漸進的方式設(shè)計實踐活動，建立創(chuàng)新活動與研究方向的有機結(jié)合，增強教學與研究相輔相成的關(guān)聯(lián)，有效組織和管理學生的學習活動，評價學生的創(chuàng)新活動。

創(chuàng)新實踐活動培養(yǎng)學生科學研究的思維方法、科學研究能力和創(chuàng)新精神，分為課程實驗、科技活動、課題研究3個層次。在課程實驗中分為基礎(chǔ)實驗、綜合性設(shè)計實驗、應用提高實驗3個系列，并在每個系列實驗中設(shè)定多個專題，解決特定的問題。采用答疑式指導、項目式指導和課題式指導“三級指導”方式。

1）科學設(shè)置課程實驗。

實驗課對檢驗和鞏固學生在課堂中學到的理論知識、啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維、提高實踐能力具有重大意義，因此必須有針對性地加強課程實驗，并根據(jù)培養(yǎng)目標和課程實驗建立3層課程設(shè)計模式：基礎(chǔ)實驗、綜合性設(shè)計實驗、應用提高實驗。

2）組織科技活動。

有計劃地組織學生進行學術(shù)科技活動，鼓勵學生利用課余時間開展科學研究并參加校內(nèi)外不同層次的競賽。科技活動主要包括ACM程序設(shè)計競賽、機器人大賽、各類程序設(shè)計大賽等。

3）課題研究。

分專題進行有針對性的課題研究，包括文獻查閱、科研選題、實驗設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)整理、結(jié)果分析、撰寫論文、報告與答辯環(huán)節(jié)，訓練學生的科學研究思想和方法，實施實踐活動的個性化教育。

篇5

計算機科學與技術(shù)本科生的基本學科能力可以歸納為計算思維能力、算法設(shè)計與分析能力、程序設(shè)計論文與實現(xiàn)能力、系統(tǒng)能力[1]。其中計算思維能力是指模型化、抽象思維能力、邏輯思維能力。系統(tǒng)能力是指計算機系統(tǒng)的認知、分析、開發(fā)與應用能力，也就是要站在系統(tǒng)的觀點上去分析和解決問題，追求問題的系統(tǒng)求解，而不是被局部的實現(xiàn)所困擾。算法設(shè)計與分析能力、程序設(shè)計能力是計算機類專業(yè)學生應該具備的基本能力之一，是從抽象思維到具體應用方法的轉(zhuǎn)換，涉及到閱讀判斷、思考分析、抽象綜合、表達創(chuàng)造等多項能力，對計算機專業(yè)高素質(zhì)人才的培養(yǎng)不可或缺。 

從目前社會對計算機專業(yè)人才的需求來看，高校在培養(yǎng)學生的程序設(shè)計、算法設(shè)計與分析能力上所作出的努力還遠遠不夠。本文探討了計算機專業(yè)學生在程序設(shè)計、算法設(shè)計與分析方面存在的主要問題，給出了在課程與實踐中提高學生的程序設(shè)計、算法設(shè)計與分析能力的具體措施。 

1 現(xiàn)狀與問題分析 

近年來，企事業(yè)用人單位較普遍的反映是計算機類畢業(yè)生的實際應用知識、動手能力和程序設(shè)計開發(fā)經(jīng)驗嚴重不足，尤其是程序設(shè)計能力、算法設(shè)計與分析能力無法達到用人單位的要求。這不僅影響學生就業(yè)，更阻礙了其進一步發(fā)展與自我提升。 

我們歸納了問題的主要原因。一是學生對于有關(guān)程序設(shè)計及算法的知識僅僅停留在了解的程度上，未能融匯貫通，進而應用這些知識解決實際問題。二是教師在講解程序設(shè)計、算法設(shè)計與分析的相關(guān)知識時，并沒有將理論與實際有機的結(jié)合。三是實際教學過程中并未對學生進行真正的軟件項目開發(fā)訓練。四是對第一門程序設(shè)計課程的教學不夠重視。五是學生的數(shù)學基礎(chǔ)差、邏輯思維能力弱，阻礙了學生進一步設(shè)計算法和分析算法。 

2 程序設(shè)計、算法設(shè)計與分析能力培養(yǎng)的具體措施 

教育教學工作應該以學生為主體，同時充分發(fā)揮教師的引領(lǐng)、指導作用，二者有機結(jié)合，才能充分調(diào)動學生的學習積極性和主動性，從而達到最佳的教學效果。因此本文以“學生為主體，教師為主導”這一思想為指導，結(jié)合本校的實際情況，以及教師在教育教學工作過程中遇到的問題和廣大學生的反饋，從以下四個方面探討教育教學改革的措施。 

2.1 調(diào)整課程設(shè)置和教學目標 

用計算機求解一個實際問題，首先要從這個實際問題中抽象出一個數(shù)學模型，然后設(shè)計一個解此數(shù)學模型的算法，最后根據(jù)算法編寫程序，以便調(diào)試、編譯、連接和運行，從而形成該問題的解。從實際問題中抽象出一個數(shù)學模型的實質(zhì)，其實就是要用數(shù)學方法抽取其主要的、本質(zhì)的內(nèi)容，最終實現(xiàn)對該問題的正確認識。設(shè)計出解決問題的算法后，要清楚地知道算法的優(yōu)劣處，如果是好的算法則不必對其懷疑而再浪費時間進行研究；如果不是好算法則應再進行改進。而如何知道算法的優(yōu)劣，則需要學會分析算法。算法分析是對一個算法需要多少計算時間和存儲空間作定量的分析。編程就是設(shè)計程序，用計算機來解決問題。 

與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設(shè)計相關(guān)的課程較多，其中三分之二以上的專業(yè)課都需要學習編程，主要是提高學生編程能力和算法分析能力。對于本科生來說，這些課程的重要性是不言而喻的。如果掌握不好則會阻礙他們對編程能力乃至對計算機系統(tǒng)的認識和理解。因此，應該從課程的意義出發(fā)，以提高學生的編程能力和算法設(shè)計與分析能力為目標，結(jié)合計算機專業(yè)的特點與教學實際情況，將“C語言程序設(shè)計”、“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”、“離散數(shù)學”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“算法設(shè)計與分析”、“網(wǎng)絡編程”、“Windows編程技術(shù)”、“操作系統(tǒng)”、“計算機網(wǎng)絡”、“編譯原理”和“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”等幾門課程有機地結(jié)合起來，并充分利用它們內(nèi)在的聯(lián)系優(yōu)化授課的順序與內(nèi)容，為學生提供一套以編程能力和算法設(shè)計與分析能力為中心的教學體系，為學好相應的課程打下堅實基礎(chǔ)[2]。

“C語言程序設(shè)計”和“離散數(shù)學”作為計算機專業(yè)學生較早接觸的兩門課程，應該為后續(xù)專業(yè)課的學習打好基礎(chǔ)。C語言是學生在大學接觸的第一門編程語言，教學中應該重點介紹程序設(shè)計思想，并培養(yǎng)學生的邏輯思維能力、抽象能力、編程習慣，而不是一味地強調(diào)C語言的語法特性。同時，“C語言程序設(shè)計”這門課也為后續(xù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計與分析課程做好實踐上的鋪墊。“離散數(shù)學”的概念、理論及方法應用于計算機科學與技術(shù)的諸多領(lǐng)域，并大量出現(xiàn)在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”、“編譯原理”、“算法設(shè)計與分析”、“計算機網(wǎng)絡”等專業(yè)課程中。此外，離散數(shù)學所提供的訓練十分有益于學生的邏輯推理、抽象概括及歸納構(gòu)造能力的提高，十分有益于培養(yǎng)學生嚴謹、完善、規(guī)范的科學態(tài)度。 

通過“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程，使學生了解數(shù)據(jù)對象的特性，學會數(shù)據(jù)組織的方法，以及各種類型數(shù)據(jù)的處理方法，同時培養(yǎng)學生良好的程序設(shè)計技能。“算法設(shè)計與分析”課程重點講授分治法、貪心法、動態(tài)規(guī)劃、回溯法、分支限界法，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，使學生掌握算法設(shè)計的基本方法，熟悉算法分析的基本技術(shù)，并能熟練運用一些常用算法。“操作系統(tǒng)”、“計算機網(wǎng)絡”、“編譯原理”和“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”都是對前面學習到的一些基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的具體應用，再加上一些相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識。 

在“操作系統(tǒng)”教學中，讓學生了解操作系統(tǒng)的一些基本概念，如：進程和線程、虛擬內(nèi)存、死鎖等，并按操作系統(tǒng)的五大功能分模塊進行介紹。通過相應實驗幫助學生理解重要概念，如通過實現(xiàn)“銀行家算法”讓學生明白進程間的通信過程、模擬LRU算法了解頁面如何置換，通過實驗使學生更加深刻地理解有關(guān)概念[3]。對于“編譯原理”這門課，由于其理論性較強，在教學過程中應該盡量多與實驗相結(jié)合，在課堂上比較難理解的內(nèi)容，例如詞法分析中的有限自動機內(nèi)容或語法分析中LL（1）文法的理解等等，都可以通過與實驗結(jié)合來促進對課堂內(nèi)容的理解，可通過完成詞法分析器的實驗了解編譯器如何把輸入的源程序轉(zhuǎn)化為單詞符號串。 

2.2 加強實驗性課程教學 

計算機專業(yè)相關(guān)的課程總體來說理論性比較強[4-5]，開設(shè)實驗性課程有利于學生通過自己的實際操作加深對課堂知識的理解，同時強化編程能力、算法設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。許多課程都有上機編程實驗內(nèi)容，如“C語言程序設(shè)計”、“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“算法設(shè)計與分析”、“Java程序設(shè)計”、“操作系統(tǒng)”等課程，都要求學生完成一定數(shù)量的設(shè)計性，完成驗證性實驗。我們設(shè)立了工程與學術(shù)實踐、計算機軟件課程設(shè)計、獨立實驗課程以及畢業(yè)設(shè)計等實訓科目，堅持編程實踐四年不間斷。 

實驗貫穿于理論、抽象和設(shè)計過程；實驗對軟件的設(shè)計和實現(xiàn)、測試原理和方法起示范作用；實驗不僅是對理論的驗證，也是技術(shù)訓練和能力培養(yǎng)，包括動手能力、分析問題解決問題能力、表達能力、寫作能力等。教學活動是教師和學生不斷交流的過程，實驗是實現(xiàn)這個過程的橋梁，可以彌補課堂教學的不足，加深對理論過程的理解，啟發(fā)學生深入思考，敢于創(chuàng)新，理論聯(lián)系實際。 

例如“編譯原理”課程是計算機類專業(yè)的一門重要專業(yè)課。設(shè)置該課程是讓學生學習編譯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作流程及編譯程序各組成部分的設(shè)計原理和實現(xiàn)技術(shù)，使學生通過學習既掌握編譯理論和方法基本知識，也具有設(shè)計、實現(xiàn)、分析和維護編譯程序等方面的初步能力。編譯原理是一門理論性和實踐性都比較強的課程。實驗的目的是加深學生對課堂知識的理解，掌握幾個主要編譯階段的處理方法，增強實踐能力，能完成初步設(shè)計、編制和調(diào)試編譯系統(tǒng)。 

實驗一詞法分析器構(gòu)造，通過對給定源語言詞法分析程序的設(shè)計，加深對詞法分析原理的理解，掌握源語言的接受、存貯、預處理和掃描分析，生成正確的單詞符號串二元式序列。實驗二語法分析器構(gòu)造，借助于詞法分析程序提供的分析結(jié)果，編寫一個算符優(yōu)先語法分析程序，程序能進行語法結(jié)構(gòu)分析和錯誤檢查并產(chǎn)生相應的歸約信息。同時給出出錯信息和錯誤類型，從而加深對語法分析的理解。進一步設(shè)計實現(xiàn)球類描述語言詞法分析、語法分析實驗（擴展實驗），根據(jù)球類比賽技戰(zhàn)術(shù)分析的需求，設(shè)計的解釋器由詞法器、語法器和語義分析模塊三部分組成，詞法分析器負責詞法分析的預處理和輸入單詞的解釋；語法分析負責輸入碼的語法結(jié)構(gòu)檢查和解釋；在詞法和語法分析器基礎(chǔ)上，語義分析模塊負責比賽技戰(zhàn)術(shù)的分類與統(tǒng)計工作。 

本校開設(shè)了“程序設(shè)計專題訓練”、“計算機網(wǎng)絡專題訓練”、“操作系統(tǒng)專題訓練”、“數(shù)據(jù)庫專題訓練”、“軟件測試技術(shù)”、“嵌入式技術(shù)”等實踐課程。如“程序設(shè)計專題訓練”課程是C程序設(shè)計課程后續(xù)的訓練課程，針對程序設(shè)計中常見問題，以專題形式進行訓練。通過該課程的學習，使學生能深入理解C語言特性，掌握基本程序設(shè)計方法，學會常見問題的處理技巧，提高程序設(shè)計能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下良好基礎(chǔ)。又如“操作系統(tǒng)專題訓練”課程重點提高學生對操作系統(tǒng)的實際操作能力，使學生了解和掌握在Windows、Linux操作系統(tǒng)上運行的應用服務，對操作系統(tǒng)與外部接口（shell）有更深入的了解和認識。 

為了能切實提高學生的編程水平和算法設(shè)計與分析能力，我們開設(shè)了“項目管理實踐”、“軟件課程設(shè)計”、“企業(yè)實訓”、“學術(shù)與工程實踐”等實踐課程，如“項目管理實踐”課程培養(yǎng)學生參與大型軟件項目開發(fā)的基本能力，使學生能夠熟練掌握軟件開發(fā)環(huán)境使用和軟件開發(fā)的基本方法，為畢業(yè)設(shè)計和就業(yè)提供了必要的技能訓練。按照5-8人的規(guī)模成立軟件開發(fā)項目組，以開發(fā)一個軟件項目作為實訓的主線；項目經(jīng)理由學生擔任，項目成員的角色由項目經(jīng)理根據(jù)各成員的技能來確定；由實訓方提供項目的用戶需求，并且確定要開展的軟件工程活動和管理活動及項目里程碑；根據(jù)開展的軟件工程和管理活動，提取出一些關(guān)鍵知識點，以案例的方式進行項目培訓，并將其用于項目開發(fā)的實踐中，其中案例來自實際開發(fā)的軟件和系統(tǒng)集成項目。 

2.3 緊跟時代變化，實現(xiàn)多模態(tài)教學

首先重視教學內(nèi)容的時效性，教師在教學過程中，不僅僅著眼于所選用的教材，還應融入前沿思想、技術(shù)和一些交叉學科的內(nèi)容。例如在“編譯原理”課程的教學中，不局限于一種語言，而應該選擇多種不同體系結(jié)構(gòu)的編程語言進行介紹；又例如可以選擇C語言、Ruby、Python，甚至是蘋果最新推出的Swift語言，通過比較這些語言的不同特征，給出其在編譯過程中的各自特點，從而使學生對編譯程序所做的工作有更加清晰透徹的了解。在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”這類課程的教學中，可以多介紹一些國內(nèi)外的文獻、最新應用等，從多種不同角度引導學生程序閱讀及編程的興趣。這就要求教師關(guān)注計算機及電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究的最新內(nèi)容，并及時將這些新內(nèi)容融入到教學工作中。 

其次，重視教學方式的時效性，培養(yǎng)學生程序閱讀能力、編程能力，其手段要緊跟時代步伐。充分利用互聯(lián)網(wǎng)時代的MOOC，如北京大學的MOOC、浙江大學的MOOC、本校的MOOC等，將原先只能在電腦上或書本中的程序放在手機上，使學生可以隨時隨地從手機端進行學習。學生課外可以利用北京航空航天大學實驗類MOOC的計算機網(wǎng)絡實驗課程、移動計算兩門課程，通過計算機網(wǎng)絡實驗課程，了解網(wǎng)絡基本原理，遠程配路由器、交換機，組一個小的網(wǎng)絡，掌握基本的網(wǎng)絡故障排查方法。通過移動計算即Android編程，MOOC已經(jīng)搭好大的框架，教學生編寫小的app程序，并將編寫好的代碼嵌入到框架中。 

通過促進在計算機系本科教學工作中多模態(tài)教學模式的實現(xiàn)，可以將原先計算機專業(yè)教學以課堂教學為主、課下上機實驗為輔，其余全靠學生自覺學習的格局，轉(zhuǎn)化為課堂教學為主導，智能端隨時學習為輔，課下上機實驗為監(jiān)督檢測的新格局。這樣的格局摒棄了過去教學只能在課堂進行的成見，給予學生更多的學習自由，可以有效提高學生的程序設(shè)計、算法設(shè)計與分析能力，同時節(jié)約課堂時間，教師在課堂中能夠有更多時間講解一些更加實用的難以從書本中直接獲得的知識。 

2.4 注重對學生學習態(tài)度的引導 

在對計算機系學生的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，后進生大多有“畏難”情緒。他們往往還未開始編程，就對自己的能力進行主觀否定，這種特征在調(diào)劑生身上表現(xiàn)得較為突出。對于這種情況，教師在課堂上如果只單方面強調(diào)知識的重要性，甚至直接點出考試及格的重要性并不會對這類學生思維模式的轉(zhuǎn)變有好處。教師在教學過程中，常常會不自覺地將自己體驗過的應試競爭態(tài)度帶入教學工作中，具體表現(xiàn)為：過于強調(diào)考試分數(shù)，為了提起學生的聽課興趣甚至以考試題型作為誘餌，經(jīng)常強調(diào)獎學金和保研問題，整個教學工作圍繞著考試等。這其實都是不正當?shù)母偁幹敢绞?，只會增強學生的厭學心理。 

因此，計算機專業(yè)講師在教學過程中，應格外注重對學生學習態(tài)度的指引，特別是在代碼類課程的教學過程中，教師不應根據(jù)自己多年的代碼編寫經(jīng)驗來對代碼進行講解，而是應該想象自己是這種代碼的一名新學生，對這類代碼一無所知的情況下，可能會從哪里入手進行理解。與其說“這門課掛科了，你畢業(yè)就有危險”，不如說“學會寫代碼，你就可以自由駕馭整臺計算機”；與其說“這種數(shù)據(jù)類型期末考試一定會考”，不如說“你玩的泡泡龍中，屏幕上的泡泡就可以用這種數(shù)據(jù)類型來寫”。在教學中注重引導學生的學習興趣，激發(fā)學生的學習熱情和探索精神，真正做到以學生為本，從學生的角度理解教學，才能在教學工作中正確指引學生的學習態(tài)度，達到最佳教學效果。 

3 總結(jié) 

計算機科學是一門具有創(chuàng)造性意識活動的學科，計算機本質(zhì)上是一個程序的機器，只有那些真正懂得程序的人才能懂得計算機。因此程序設(shè)計能力、算法設(shè)計與分析能力是一名合格計算機類專業(yè)的畢業(yè)生必須具備的兩大基礎(chǔ)能力。本文給出的具體措施，有效提高了學生的編程能力、算法設(shè)計與分析能力，以及分析和解決實際問題的能力，有利于培養(yǎng)經(jīng)濟社會發(fā)展急需的信息產(chǎn)業(yè)人才。 

篇6

關(guān)鍵詞：軟件工程；課程體系；培養(yǎng)方案

軟件工程教育兼屬科學教育和工程教育范疇，軟件工程的科學教育屬性主要是引導學生對人類意識與智慧進行科學理解、增強運用軟件本質(zhì)特性(構(gòu)造性與易演化性)和解決具體問題的能力；而軟件工程的工程教育屬性主要是引導學生綜合應用計算機科學、數(shù)學、管理等科學原理，借鑒傳統(tǒng)工程的原則、方法，提煉和固化知識，通過創(chuàng)建軟件來達到提高質(zhì)量、降低成本的目的。然而，McKinsey Global Institute2005年10月發(fā)表的一份報告稱，我國2005年畢業(yè)的60多萬工程技術(shù)人才中適合在國際化公司工作的不到10％，主要原因是中國教育系統(tǒng)偏于理論，學生在校期間幾乎沒有受到Project和團隊工作的實際訓練，這對我國高等院校工程教育改革與創(chuàng)新提出了挑戰(zhàn)，也為軟件工程專業(yè)建設(shè)指明了方向。

合理的課程體系是高等院校保證培養(yǎng)目標和形成辦學特色的重要手段。目前，我國1900多所普通高校中雖有100多所院校開設(shè)了軟件工程專業(yè)，但與當前軟件工程技術(shù)發(fā)展差距較大。為了培養(yǎng)出既有理論知識又有應用技能的工程型實用軟件人才，軟件工程專業(yè)課程體系必須進行改革。對此，本文結(jié)合CC2005、SE2004、SWEBOK、國內(nèi)軟件工程專業(yè)課程設(shè)置現(xiàn)有的研究成果，探索軟件工程專業(yè)本科教學課程體系建設(shè)問題。

1　軟件工程專業(yè)課程體系設(shè)計策略

計算學科本科教學常用的課程體系設(shè)計策略主要劃分為：課程啟動策略、課程組織策略、特色課程設(shè)置策略。課程啟動策略主要包括：1)圍繞算法設(shè)計展開的算法優(yōu)先策略；2)自底向上展開的硬件優(yōu)先策略；3)從計算機導論展開的廣度優(yōu)先策略：4)強調(diào)編程能力的程序設(shè)計優(yōu)先策略；5)強調(diào)系統(tǒng)使用命令優(yōu)先策略；6)從面向?qū)ο笳归_的對象優(yōu)先策略。

課程組織策略主要有：1)基于主題的組織模式，它把知識體系中的每個知識域組織成一門或幾門課程；2)基于系統(tǒng)的組織模式，它把每類計算機軟硬件系統(tǒng)設(shè)置成一門或幾門課程；3)混合模式，在課程設(shè)計時不考慮區(qū)分前兩種方法，兼而有之。特色課程設(shè)置策略主要依據(jù)本校辦學特色和研究專長來確定。

由于軟件工程教育兼屬科學教育和工程教育范疇，其科學屬性和工程屬性決定了軟件工程專業(yè)本科教學課程規(guī)劃，一方面要強調(diào)工程性、技術(shù)性、實用性、系統(tǒng)性、綜合性和復合型，另一方面要強化基礎(chǔ)軟硬件知識在解決復雜軟件構(gòu)造和應用方面起到的關(guān)鍵作用。對于課程啟動策略而言，傳統(tǒng)計算機科學專業(yè)的課程啟動方式并不適合于本專業(yè)，但工程優(yōu)先策略似乎也不適合于沒有任何計算機基礎(chǔ)的本科生；同樣，在課程組織策略上，基于主題的組織模式更多地具有科學研究屬性，而基于系統(tǒng)的組織模式又不利于基礎(chǔ)知識強化；此外，特色課程設(shè)置時，有時會缺乏全面綜合考慮，因人設(shè)課會造成特色課程系統(tǒng)性差問題。因此，在軟件工程專業(yè)課程體系設(shè)計策略方面，應根據(jù)軟件工程學科自身屬性，綜合考慮以上各種策略特點，全局思考，統(tǒng)一規(guī)劃，避免課程系統(tǒng)性差、教學內(nèi)容重復和遺漏并存等現(xiàn)象。

2　軟件工程專業(yè)課程體系架構(gòu)模型設(shè)計

根據(jù)軟件工程專業(yè)本科教學的培養(yǎng)目標及規(guī)格要求，其課程體系采用“夯實基礎(chǔ)教育、提高系統(tǒng)認知、強化軟件開發(fā)、推進工程實訓”為主線的設(shè)計思路，構(gòu)建了“分層次、互動式、工程化”的課程體系架構(gòu)模型(如圖1所示)。該模型共分為四個層次，即基礎(chǔ)知識教育層、系統(tǒng)認知教育層、工程設(shè)計開發(fā)層和工程實踐訓練層。各層次不是相互獨立的，而是相互關(guān)聯(lián)、相互影響、逐層遞進的演進關(guān)系。該模型簡化了計算機科學核心課程數(shù)量，突出基于主題的組織模式，沿著由淺入深、循序漸進的認知路徑，力圖實現(xiàn)“基礎(chǔ)與編程一體化、編程與系統(tǒng)一體化、系統(tǒng)與工程一體化、工程與職業(yè)一體化”四位一體的工程型實用軟件人才教學目標。

2.1　基礎(chǔ)知識教育層

基礎(chǔ)知識教育的設(shè)計思路，強化學生的基礎(chǔ)知識和編程意識，實現(xiàn)“基礎(chǔ)扎實和編程意識強”兩個目標?；A(chǔ)知識教育層結(jié)構(gòu)具體劃分為：數(shù)學基礎(chǔ)類課程模塊、外語類課程模塊、軟件基礎(chǔ)類課程模塊、其他公共基礎(chǔ)類課程模塊。根據(jù)各模塊自身特點，全面考慮各模塊之間的關(guān)聯(lián)性，做好彼此之間的銜接。在課程啟動策略方面，主要采取基于基礎(chǔ)的編程優(yōu)先策略。在數(shù)學基礎(chǔ)類課程模塊中確定一門銜接較好的基礎(chǔ)課作為軟件基礎(chǔ)類課程模塊的啟動，軟件基礎(chǔ)類課程模塊率先啟用軟件設(shè)計基礎(chǔ)課程，力圖達到“基礎(chǔ)與編程一體化”的教學目標。在課程組織策略方面，采取基于主題的組織模式，有利于學生掌握基礎(chǔ)理論知識。

2.2　系統(tǒng)認知教育層

系統(tǒng)認知教育的設(shè)計思路：強化學生的編程能力和對軟件系統(tǒng)的認識能力，實現(xiàn)“編程能力強和系統(tǒng)級認知”兩個目標。根據(jù)軟件工程專業(yè)對硬件系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件的知識要求，系統(tǒng)認知教育層結(jié)構(gòu)劃分為：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)類課程模塊、網(wǎng)絡系統(tǒng)類課程模塊、操作系統(tǒng)類課程模塊和編譯系統(tǒng)類課程模塊。在課程啟動策略方面，主要采取基于編程的系統(tǒng)優(yōu)先策略。通過軟件基礎(chǔ)類課程模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程和系統(tǒng)認知類課程模塊的數(shù)據(jù)庫原理及應用等課程，進一步強化學生的編程能力，并以程序設(shè)計為主線引導學生的系統(tǒng)級認識能力，實現(xiàn)“編程與系統(tǒng)一體化”的教學目標。在課程組織策略方面，采取基于系統(tǒng)的組織模式，簡化計算機科學核心課程數(shù)量，提高學生學習的有效性和對知識的掌握程度。

2.3　工程設(shè)計開發(fā)層

工程設(shè)計開發(fā)的設(shè)計思路：以工程化方法為手段，依托項目培養(yǎng)學生的“工程”意識，鍛煉學生對軟件系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)能力，進一步強化學生的系統(tǒng)級認識，實現(xiàn)“更完整的系統(tǒng)級認識和軟件系統(tǒng)工程化設(shè)計開發(fā)技術(shù)”兩個目標。根據(jù)軟件工程項目開發(fā)流程，工程設(shè)計開發(fā)層結(jié)構(gòu)劃分為：軟件過程類課程模塊、軟件設(shè)計類課程模塊、軟件架構(gòu)類課程模塊、軟件測試類課程模塊、人機交互類課程模塊、特色項目類課程模塊、可擴充類課程模塊。該層綜合考慮核心專業(yè)課程和特色項目課程設(shè)置，基于專業(yè)方向設(shè)置若干動態(tài)可擴充課程，全面考慮課程之間的關(guān)聯(lián)，強調(diào)統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一規(guī)劃。學生在這個層次必修一些工程設(shè)計開發(fā)系列課程，選修可擴充類課程，達到“系統(tǒng)與工程一體化”的教學目標。課程啟動策略采取基于系統(tǒng)的工程優(yōu)先策略。課程組織策略采取項目的組織模式，以此來提高學生的軟件系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)能力。

2.4　工程實踐訓練層

工程實踐訓練總體設(shè)計思路：通過實驗訓練、專業(yè)實習、項目實訓、畢業(yè)設(shè)計等教學環(huán)節(jié)，依托校內(nèi) 外實習實訓基地，采用校外實習實訓、自主實習實訓、校內(nèi)實習實訓和外聘軟件工程師等形式，強化學生的工程能力，培養(yǎng)學生的職場素質(zhì)，實現(xiàn)工程與職業(yè)一體化的教學目標。工程實踐訓練層結(jié)構(gòu)具體劃分為兩大類，一類是實驗與實習類課程模塊，另一類是工程實訓與畢業(yè)論文類課程模塊。其中，實驗與實習類課程模塊的具體設(shè)計思路，通過基礎(chǔ)實驗、系統(tǒng)體驗、編程能力訓練三個環(huán)節(jié)，進一步夯實學生的基礎(chǔ)知識，完善學生的系統(tǒng)級認識，強化學生的開發(fā)技能；而工程實訓與畢業(yè)論文類課程模塊的具體設(shè)計思路，通過“軟件工程項目實訓”這個載體，采取“企業(yè)+實訓+論文+就業(yè)”捆綁的運作模式，與多家國內(nèi)知名IT公司合作，讓學生到企業(yè)進行實際項目綜合訓練，并完成畢業(yè)論文設(shè)計工作，實現(xiàn)理論與實踐結(jié)合、技巧與職業(yè)素質(zhì)結(jié)合的教學目標，同時也為學生就業(yè)提供一個良好平臺。

上述四個教育層是彼此聯(lián)系和互動發(fā)展的，在課程體系設(shè)計中充分考慮銜接性、系統(tǒng)性和創(chuàng)新性。交流、溝通、講演、寫作的培養(yǎng)更多體現(xiàn)在第二課堂科技學術(shù)活動中。

3　軟件工程專業(yè)核心課程設(shè)置

3.1　課程設(shè)置原則

軟件工程專業(yè)課程設(shè)置遵循六個基本原則，即先進性、靈活性、復合性、工程性、創(chuàng)新性和模塊化。1)先進性：課程設(shè)置和課程內(nèi)容需反映國際上先進的軟件技術(shù)發(fā)展成果和軟件企業(yè)對先進技術(shù)的需求，以及相關(guān)的基礎(chǔ)理論。2)靈活性：課程設(shè)置需具有靈活性，應根據(jù)軟件技術(shù)的發(fā)展及時調(diào)整。3)復合性：課程設(shè)置需包括技能、工程、管理等方面的教學內(nèi)容，使學生具有必要的綜合技能和基本素質(zhì)。4)工程性：課程設(shè)置面向軟件工程實踐，強調(diào)工程實踐能力培養(yǎng)，使學生能夠自覺運用先進的工程化方法和技術(shù)從事軟件開發(fā)和項目管理，具有團隊協(xié)作精神。5)創(chuàng)新性：課程設(shè)置應倡導學生自主學習，并給予必要的指導，從而培養(yǎng)學生自主學習和自我提高能力，以及勇于開拓和善于創(chuàng)新能力。6)模塊化：課程應按照模塊化準則設(shè)計，課程模塊設(shè)計可以交叉。根據(jù)軟件技術(shù)最新發(fā)展、當前市場需求及專業(yè)培養(yǎng)方向、學生目前具備的領(lǐng)域知識等，靈活調(diào)整課程設(shè)置和課程內(nèi)容。

3.2　核心課程模塊設(shè)置

1)軟件基礎(chǔ)類課程模塊設(shè)有：計算機硬件基礎(chǔ)、軟件設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組織原理、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、算法分析與設(shè)計等課程。2)操作系統(tǒng)類課程模塊設(shè)有：操作系統(tǒng)原理、LINUX系統(tǒng)基礎(chǔ)、嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)等課程。3)網(wǎng)絡系統(tǒng)類課程模塊設(shè)有：計算機網(wǎng)絡、網(wǎng)絡規(guī)劃與集成、網(wǎng)絡安全檢測與防范技術(shù)、網(wǎng)絡協(xié)議與網(wǎng)絡軟件等課程。4)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)類課程模塊設(shè)有：數(shù)據(jù)庫原理及應用、ORACLE數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等課程。5)編譯系統(tǒng)類課程模塊設(shè)有：編譯系統(tǒng)原理、編譯技術(shù)等課程。6)軟件過程類課程模塊設(shè)有：軟件工程、需求工程、軟件項目管理、軟件建模技術(shù)UML等課程。7)軟件設(shè)計類課程模塊設(shè)有：C++高級程序設(shè)計、J2EE與中間件、.NET架構(gòu)技術(shù)、設(shè)計模式等課程。8)軟件架構(gòu)類課程模塊設(shè)有：大型軟件系統(tǒng)構(gòu)造、軟件體系結(jié)構(gòu)等課程。9)軟件測試類課程模塊設(shè)有：軟件測試技術(shù)、軟件測試與評估等課程。10)人機交互類課程模塊設(shè)有：人機交互技術(shù)等課程。11)特色項目類課程模塊設(shè)有：軟件工程項目案例解析、大型軟件工程項目實訓等課程。12)可擴充類課程模塊設(shè)有：手機游戲開發(fā)、網(wǎng)絡游戲開發(fā)、計算機圖形學、嵌入式Linux網(wǎng)絡及GUI應用開發(fā)、嵌入式Linux驅(qū)動開發(fā)、手持設(shè)備軟件開發(fā)等課程。

4　軟件工程專業(yè)培養(yǎng)方案制定與實施

軟件工程專業(yè)培養(yǎng)方案制定是基于軟件與工程的復合，將軟件工程與領(lǐng)域應用相結(jié)合，強調(diào)計算機科學和數(shù)學基礎(chǔ)的同時，將專業(yè)課程重點放在軟件新技術(shù)和軟件工程新技術(shù)方面，通過對實踐類課程工程化改造，增設(shè)軟件工程項目實訓環(huán)節(jié)，開設(shè)部分技能課程，試圖使學生的基礎(chǔ)知識、專業(yè)技能、創(chuàng)新能力、工程能力和職業(yè)素質(zhì)都能得到全面均衡發(fā)展。具體措施如下。

4.1　建立英語為主日語為輔的外語教學體系

根據(jù)IT市場的實際需求，軟件工程專業(yè)培養(yǎng)方案制定，除正常開設(shè)四個學期大學英語外，增開兩個學期標準目語和一個學期專業(yè)英語，堅持外語學習四年不斷線，旨在為學生選擇日企或?qū)θ胀獍髽I(yè)就業(yè)提供方便。

4.2　建立工程化實踐教學體系

建立“四年不斷線、三個層次相呼應、兩大措施為保障”的工程化實踐教學體系。“四年不斷線”是指實踐環(huán)節(jié)四年不斷線，每個學期至少有一個集中性的實踐教學環(huán)節(jié)，體現(xiàn)“全過程”實踐；“三個層次相呼應”主要是從實踐教學內(nèi)容設(shè)計上考慮的，包括第一層次教學實驗，第二層次課程設(shè)計及專業(yè)實習，第三層次工程項目實訓與畢業(yè)設(shè)計；“兩大措施為保障”主要指教學計劃保障和考核制度保障。

4.3　設(shè)置專門的實踐課程

針對工程化軟件人才應具備的個人開發(fā)能力、團隊開發(fā)能力、系統(tǒng)研發(fā)能力和設(shè)備應用能力，以必修課和選修課形式，開設(shè)四類特色化、階梯狀工程實踐學分課程，即程序設(shè)計類實踐課程、軟件工程類實踐課程、項目管理類實踐課程和網(wǎng)絡平臺類實踐課程，構(gòu)成了系統(tǒng)全面的學生實踐能力訓練體系。

4.4　提高專業(yè)課程教學中的實驗課時量

除個別側(cè)重理論教學的專業(yè)課程外，80％以上的專業(yè)課程包含實驗或?qū)嵙暛h(huán)節(jié)，實驗或?qū)嵙暢煽冋伎偝煽兊?0％以上，一部分實踐性較強的課程是以上機考試和答辯作為最終考試方式。

4.5　開設(shè)部分技能課程

在技能課程中，與該領(lǐng)域內(nèi)具有國際領(lǐng)先水平的企業(yè)在課件共享、教師培訓和資源投入等方面展開合作，共同設(shè)計、講授和評估課程。鼓勵學生參與企業(yè)提供的專業(yè)認證考試，或參加國家相應的專業(yè)資格考試，對此，學院將計算機網(wǎng)絡、Oracle數(shù)據(jù)庫、J2EE與中間件等認證課程納入本科教學計劃中，全面體現(xiàn)學生的“多證多能”。

篇7

關(guān)鍵詞：MAX＋plusⅡ；數(shù)字電子技術(shù)；課堂教學

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2007)17-31462-01

Using MAX+plusⅡ Software to Enhance the Teaching Efficiency of Digital Electronic Technology

Hong Hai-li

(Academy of Equipment Command & TechnologyDepartment of Photoelectricity Equipment,Beijing 101416,China)

Abstract:Along with the higher education reform further deepening, many curricula theoretical teaching hours are compressed. How to help the student to grasp the knowledge in the limited hours is a new question which each teacher faces. This paper has introduced the using of MAX+plusⅡ software in the classroom teaching of digital electronic technology course mainly, and how to help students using its convenient, powerful simulation function to understand the key points and the difficulties in the course. This aim is for enhancing the efficiency of classroom teaching.

Key words:MAX+plusⅡ; Digital Electronic Technology; classroom teaching

1 引言

數(shù)字電子技術(shù)課程是電子信息、自動化控制和計算機等專業(yè)學生的一門具有很強的工程性和實踐性的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程以數(shù)字電子技術(shù)的基本概念、基本理論、基本分析方法和設(shè)計方法為主要教學內(nèi)容，教學中結(jié)合數(shù)字電路具有高集成度、產(chǎn)品種類豐富、設(shè)計靈活、應用廣泛的特點，突出數(shù)字邏輯電路的分析、設(shè)計及運用，培養(yǎng)學生分析、解決問題以及探索、創(chuàng)新的能力。數(shù)字電子技術(shù)是當前迅速發(fā)展的學科之一，在這一領(lǐng)域內(nèi)知識更新的速度遠遠高于整個科技領(lǐng)域發(fā)展的平均速度。數(shù)字電子技術(shù)課程在教學內(nèi)容、教學方法以及實驗手段方面必須不斷更新，使學生在有限的學習時間內(nèi)，更好更快地掌握所學內(nèi)容，提高分析和設(shè)計數(shù)字電路的能力。

2 MAX＋plusⅡ軟件簡介

MAX＋plusⅡ（Multiple Array and Programming Logic User System）軟件是美國Altera公司推出的一種EDA（Electronic Design Automation）工具，主要用于可編程邏輯器件（PLD）的設(shè)計與開發(fā)。它可以在Altera的網(wǎng)站上免費下載。該軟件可運行在Unix, WindowsNT、Window95/98 、Windows2000、WindowsXP等幾乎所有目前流行的操作系統(tǒng)下。用戶可以在其友好的界面下簡便快捷地設(shè)計各種數(shù)字電路。它支持原理圖輸入、硬件描述語言輸入和波形輸入，具有豐富的庫單元供設(shè)計者調(diào)用，其中包含74系列的全部器件，非常方便數(shù)字電子技術(shù)初學者進行數(shù)字電路的原理圖設(shè)計。MAX＋plusⅡ還具有強大的仿真與分析功能，可以方便的對所設(shè)計電路進行邏輯功能仿真和時序分析。在波形仿真文件中加載不同的輸入波形，可以觀察到電路中各點的輸出波形。配合下載線和PLD開發(fā)板，還可將所設(shè)計的電路下載到PLD開發(fā)板上進行實際測試和驗證。

MAX＋plusⅡ是一個易學易用的軟件，其中重要的原因是它能夠提供快捷、及時、完全和細致的幫助信息。最直接的幫助來自于它的Help菜單，其工具欄中的快速幫助按鈕使用起來更是方便快捷。利用它可以迅速的找到所選器件的功能表和使用方法。

使用MAX＋plusⅡ軟件進行數(shù)字電路設(shè)計主要有4個階段，即設(shè)計輸入、編譯、仿真和下載。設(shè)計輸入就是利用MAX＋plusⅡ軟件的圖形編輯器或文本編輯器將所設(shè)計的電路輸入到計算器中，編譯是由MAX＋plusⅡ軟件的編譯器(Compiler）完成，主要是對設(shè)計輸人文件進行邏輯化簡、綜合、優(yōu)化和適配，最后生成編程用的編程文件；同時它還可以檢查出設(shè)計時的一些錯誤（如：輸出短路等）。只有當編譯通過后，才能進行電路仿真。仿真是利用它的仿真器（Simulator）來檢驗電路的邏輯功能是否正確，還可以檢驗組合邏輯電路的競爭冒險現(xiàn)象以及檢查時序邏輯電路的時序、延時等。下載即是利用編程器（Programmer）將設(shè)計的電路下載到實際可編程器件中。對于數(shù)字電子技術(shù)的初學者而言，只要掌握前3個階段的用法就行了。下載階段需要用到下載線和開發(fā)板。前3個階段只需要1臺計算機和MAX＋plusⅡ軟件就夠了。

3利用MAX＋plusⅡ軟件，提高課堂教學效率

當前教學改革的一大特點是壓縮學時，我們學校的數(shù)字電子技術(shù)課，從70學時壓縮到50時學時。雖然利用先進的多媒體教學手段，教師可以在課前制作好CAI課件，大大節(jié)省了在課堂上板書和畫圖的時間。但是，數(shù)字電路中器件種類繁多、應用靈活，電路的分析方法、設(shè)計方法也多種多樣，如果教師只是對著電路圖分析邏輯功能，有些邏輯功能和邏輯現(xiàn)象，學生在短時間內(nèi)很難理解和掌握。例如，在時序邏輯電路一章中，任意進制計數(shù)器的構(gòu)成方法就非常靈活。有置數(shù)法和置零法，置數(shù)法還有不同的置法，不同型號計數(shù)器的置零與置數(shù)的方式還有所不同。當需要多片計數(shù)器構(gòu)成時，不僅片與片之間的進位方式可以不同，置數(shù)和置零的方式也可以有多種。這么多不同的方法，僅靠教師對著電路圖講解，學生很難搞明白。如果利用MAX＋plusⅡ軟件的仿真功能，就可以讓學生清楚地看到各種不同方法構(gòu)成的計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程，使電路圖變成了真實的電路，非常生動和形象，可以幫助學生更好地理解和掌握任意計數(shù)器的構(gòu)成方法。

我們以一個簡單的用74161計數(shù)器構(gòu)成五進制計數(shù)器為例，介紹如何利用MAX＋plusⅡ軟件幫助學生快速理解置數(shù)法和置零法的異同，以及異步控制和同步控制的區(qū)別。74161是同步二進制計數(shù)器，它的置數(shù)端LD是同步置數(shù)，而置零端RD是異步置零。假設(shè)我們要構(gòu)成的五進制計數(shù)器的狀態(tài)是從000到100，狀態(tài)輸出取q2、q1和q0。那么，用置位法實現(xiàn)時，我們用100狀態(tài)譯碼產(chǎn)生LD=0信號，下一個CP到來時計數(shù)器置入000。原理電路如圖1所示。用置零法實現(xiàn)時，我們要用101狀態(tài)譯碼產(chǎn)生RD=0信號，由于電路進入101狀態(tài)后立即被置成000狀態(tài)，所以101狀態(tài)僅在極短的瞬間出現(xiàn)，在穩(wěn)定狀態(tài)中不包括101狀態(tài)。原理電路如圖2 所示。

分別編譯兩個電路，再進行波形仿真，學生從仿真波形上可以很直觀地看出兩個電路的工作狀態(tài)變化過程的不同之處。圖3是置數(shù)法的仿真波形，當計數(shù)器計到100時，產(chǎn)生置數(shù)信號LD=0，此時計數(shù)器并沒有被置零，而是等到在下一個時鐘到來后才被置零。這是同步置數(shù)的工作過程。圖4是置零法的仿真波形，從圖中可以清楚的看到，當計數(shù)器計到101時，產(chǎn)生置零信號RD=0，這時計數(shù)器被立即置零，置零信號隨即消失。101狀態(tài)和RD=0都是在極短的瞬間出現(xiàn)。101狀態(tài)不能作為計數(shù)器的有效狀態(tài)。這是異步置零信號的工作過程。在置零法中，置零信號持續(xù)的時間極短，這種接法的電路可靠性不高。

圖1 置數(shù)法實現(xiàn)的五進制計數(shù)器

圖2 置零法實現(xiàn)的五進制計數(shù)器

圖3 置數(shù)法仿真波形

圖4 置零法仿真波形

如果將q2、q1和q0作為一組以十進制方式顯示，可以更直觀地觀察計數(shù)器的計數(shù)規(guī)律。圖5是以十進制數(shù)來顯示置零法計數(shù)輸出的結(jié)果。通過這樣的電路仿真，可以使學生對同步控制信號和異步控制信號的工作時序留下了深刻的印象，比空洞的理論講解更容易讓學生理解。

圖5 置零法五進制計數(shù)器的輸出

4 結(jié)束語

將MAX＋plusⅡ軟件應用到課堂教學中，能為學生營造出具有豐富參與感和真實感的虛擬學習環(huán)境，在課堂教學過程中把具有理論指導意義的各類電路進行仿真，使學生不僅加深對電路的感性認識，而且對電路的理論知識、電路的結(jié)構(gòu)以及信號在電路中的處理都產(chǎn)生新的認識。

利用MAX＋plusⅡ軟件將教學過程中許多抽象和難理解的內(nèi)容具體化、直觀化，便于理解，突出了重點和難點，加大了教學信息量，提高了教學效率，有利于學生能力的提高。通過MAX＋plusⅡ軟件在課堂上對電路的仿真，解決了傳統(tǒng)教學中課堂教學與實驗教學嚴重脫節(jié)的問題。

利用MAX＋plusⅡ軟件，還可以將一些基礎(chǔ)知識部分的練習、例題和習題在課堂上講解，通過計算機仿真，學生不僅能觀察到一些在理論學習中可能忽略的現(xiàn)象，還能積累許多實用的知識和經(jīng)驗，加深對基礎(chǔ)知識的理解，同時也能激發(fā)學生的學習興趣和進一步探索的欲望。

參考文獻：

[1]朱正偉.EDA技術(shù)及應用[M].北京：清華大學出版社，2005.

[2]閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第4版)[M].北京：高等教育出版社，1998.

篇8

網(wǎng)絡紅外遙控器在生產(chǎn)時，若采用傳統(tǒng)的人工測試方法，會比較費時，對測試人員技術(shù)要求比較高，而且品質(zhì)控制比較困難。特別是在人工成本不斷增加，員工流動性比較大的當下企業(yè)，能盡量用專業(yè)化的自動測試設(shè)備代替人工操作將有良好的實際意義。

本文模式采用PC+MCU模式來實現(xiàn)，全面描述了下位機的硬件制作和MCU軟件編程仿真以及上位機PC端的功能和界面的VB編程。其中下位機實現(xiàn)開始測試信號檢測、參考溫度濕度測量、紅外信號接收和測試結(jié)果聲光提示等功能；而上位機重點實現(xiàn)與待測產(chǎn)品網(wǎng)絡通信的初始化和數(shù)據(jù)通信、測試結(jié)果的統(tǒng)計保存和人機互動界面等功能。上位機PC和下位機MCU通過串口通信，連接互動，實現(xiàn)分工合作完成本課題的整體功能。

【 關(guān)鍵詞 】網(wǎng)絡控制 紅外遙控 溫度&濕度

1、基于網(wǎng)絡紅外遙控器的自動測試概述及研發(fā)背景

近幾年，隨著通信技術(shù)的發(fā)展和普及，遠程控制被越來越廣泛地應用到各種智能控制產(chǎn)品中。網(wǎng)絡紅外遙控器就是其中之一，它是遠程控制的智能紅外遙控器，主要是通過網(wǎng)絡遠程監(jiān)測環(huán)境的溫度濕度等參數(shù)，并通過網(wǎng)絡通信控制紅外發(fā)射，遙控被控制設(shè)備，從而實現(xiàn)遠程環(huán)境的溫度濕度自動監(jiān)控。此產(chǎn)品特別適合那些對溫度濕度要求比較高，人工維護不方便環(huán)境使用，例如通信機房和通信基站等的空調(diào)控制。其功能框圖如圖1-1，功能涉及到網(wǎng)絡通信、紅外控制及模擬的溫濕度測量等。生產(chǎn)時若用傳統(tǒng)的人工測試方式，需要大量的測試設(shè)備和人工勞動時間。若有自動測試的系統(tǒng)來解決此問題，將有實際的意義。

90年代后，隨著單片機技術(shù)的成熟普及和嵌入系統(tǒng)的迅速發(fā)展以及面向?qū)ο缶幊痰膽?，智能化的自動測試已經(jīng)普及到很多產(chǎn)品及產(chǎn)品的各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)測試中。針對此課題，不管是采用PC+MCU方式還是采用嵌入系統(tǒng)方式，都有多種方案可以選擇實現(xiàn)。本人選擇了PC+MCU這一實際問題，進行了自動測試系統(tǒng)的研究開發(fā)，本論文即是該課題的主要內(nèi)容，論文工作期間完成了產(chǎn)品定義、產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品測試及產(chǎn)品定型的任務。

2、 網(wǎng)絡紅外遙控器的自動測試的目的和意義

網(wǎng)絡紅外遙控器，它具有網(wǎng)絡通信，溫濕度測量和紅外發(fā)射等基本功能，在產(chǎn)品生產(chǎn)時，這些功能必須能測試到并保證正常。用一般的人工測試方法，網(wǎng)絡通信參數(shù)的檢查設(shè)置以及通信命令協(xié)議的收發(fā)檢查，都需要較專業(yè)的測試技術(shù)人員，并且需很長測試時間；而要把所有生產(chǎn)的產(chǎn)品溫濕度測量功能控制在合理的誤差范圍里，人工測試方法也很有難度；而人工檢測紅外發(fā)射數(shù)據(jù)的正誤，還需要示波器或其它特殊工具，也對測試人員要求較高。特別是在人工成本不斷增加，員工流動性比較大的當下企業(yè)，更增加此產(chǎn)品生產(chǎn)時的成本，也很難控制產(chǎn)品品質(zhì)。

網(wǎng)絡紅外遙控器的自動測試系統(tǒng)，就是針對網(wǎng)絡紅外遙控器在實際生產(chǎn)中測試所要解決的問題，對待測品功能進行全面自動測試的應用產(chǎn)品，自動測試原理框圖如圖1-2。通過本課題的研究，確定系統(tǒng)模式，最終設(shè)計生產(chǎn)出能適合理論設(shè)計要求，滿足實際應用需求的產(chǎn)品。本課題研究開發(fā)成功后，將幫助企業(yè)在生產(chǎn)網(wǎng)絡紅外遙控器產(chǎn)品時，能采用智能自動的測試方法代替人工測試操作，這將大大降低產(chǎn)品生產(chǎn)的測試時間，從而降低產(chǎn)品成本，并能嚴格控制產(chǎn)品品質(zhì)，從而有效提高產(chǎn)品生產(chǎn)的效率和品質(zhì)，這對產(chǎn)品的生產(chǎn)和市場競爭將有良好的實際意義。

3、本 課題研究的主要內(nèi)容

根據(jù)待測產(chǎn)品的功能特點，自動測試主要實現(xiàn)對待測品進行全面功能測試，包括網(wǎng)絡連接通信功能、溫度濕度測量功能和紅外發(fā)射功能等。本課題針對此目標，要研究和設(shè)計的主要內(nèi)容有以下幾方面：

1.產(chǎn)品規(guī)格的定義和系統(tǒng)的選型。

要想設(shè)計出好的產(chǎn)品，必須先熟悉產(chǎn)品的規(guī)格。明確了目標，就可充分考慮論證各種優(yōu)劣因素，確定系統(tǒng)架構(gòu)和模式，為具體落實目標指明整體方向。

2.系統(tǒng)的硬件設(shè)計。

本課題研究開發(fā)的是全新的來解決實際應用需要的產(chǎn)品，因此硬件設(shè)計需完全針對設(shè)計，需完成硬件的原理圖設(shè)計，布線板圖設(shè)計以及最終的電路板制作。

3.系統(tǒng)的軟件設(shè)計。

依據(jù)設(shè)計好的硬件和產(chǎn)品的功能要求，選擇好合適的軟件編譯工具，設(shè)計出滿足功能的軟件。，

4.系統(tǒng)的測試。

本課題研究設(shè)計的目的就是幫網(wǎng)絡紅外遙控器生產(chǎn)時自動測試。同樣本系統(tǒng)開發(fā)時的測試模型和測試方法也同樣需要研究，它系統(tǒng)開發(fā)的效率和品質(zhì)起著非常重要的作用。

【參考文獻】

[1] 劉少、鄧云佳.Visual Basic編程實用大全（精華版）.中國水利水電出版社.2005年5月.

篇9

[關(guān)鍵詞]馬克思早期；批判哲學；分析與考察

[中圖分類號]B0-0[文獻標識碼] A [文章編號] 1009 — 2234（2013）01 — 0005 — 03

可以說馬克思的一生都是在批判中度過，馬克思也是在一次次批判中形成自己的思想理論，也正是這一批判精神被的后來者所繼承和運用。然而，隨著現(xiàn)代思潮的多元化，各種理論之間的批判也屢見不鮮，批判的真正精髓也隨著這些所謂的“百家爭鳴”的浪潮所遮蔽，漸漸陷入了只從批判的字面意義上片面的批判，疏忽了馬克思理論批判精神背后的歷史過程，也就拋棄了馬克思批判精神背后的真正實質(zhì)。

一、馬克思早期批判的歷史原像

馬克思早期的理論探索是他思想斗爭最活躍的時期，也是馬克思批判思維最活躍的階段，而也正是在這一階段，馬克思形成了自己獨道的思想理論。我們就從他的第一部帶有“批判”的著作，即《黑格爾法哲學批判》來還原馬克思批判的歷史過程。

《黑格爾法哲學批判》的寫作原因要追溯到1843年，馬克思離開《萊茵報》時。因為在此之前馬克思在《萊茵報》當主編時期，發(fā)表了大量對現(xiàn)實問題的評論性文章，他的某些語言觸及了封建統(tǒng)治階級，以致于1843年1月，普魯士政府決定查封《萊茵報》，這使得馬克思退回書房，重新探索自己的理論道路。在受德國的專制制度，以及費爾巴哈哲學的影響下，馬克思開始潛心研究歷史，并對國家和法的問題進行了初步嘗試，這些研究的過程和思想軌跡，都被記錄了下來，就是厚厚的五本《克羅茨納赫筆記》。

早在《萊茵報》時期，馬克思就感覺到以黑格爾理性主義國家觀為理論基礎(chǔ)的法的局限性，從而在克羅茨納赫的五個月中，馬克思考察和研究了大量的各個國家的歷史和法的變遷。其中，第一、二本筆記是關(guān)于政治史的摘記，摘錄了亨利希的《法國史》，拉彭貝爾格的《英國史》和約翰·羅素的《英國政府……史》，第三、四本筆記主要是關(guān)于法國史的記載，如施密特的《法國史》、盧克萊泰爾的《復辟以來的法國史》、瓦克斯穆特的《革命時代的法國史》和蘭齊措勒的《論十月革命的起因、性質(zhì)和結(jié)果》，此外還有蘭克的《法國史》、林加爾特的《英國史》和蓋耶爾的《瑞典史》等等，第五本筆記的內(nèi)容涉及到德國、美國等國家的歷史?！?〕在摘錄的過程中馬克思都加入了自己的評論，這些評論都成為了之后《黑格爾法哲學批判》的直接思想來源。在論述國家的問題上，馬克思摘錄了蘭克《論法國的復辟》的一段文字后評述道，黑格爾“把國家觀念的要素變?yōu)橹髟~，而把國家存在的舊形式變?yōu)橘e詞——但是在歷史現(xiàn)實中情況恰好相反，國家觀念都是國家存在的那些〔舊〕形式的賓詞?！薄?〕這一思想鮮明地體現(xiàn)在了《黑格爾法哲學批判》中。在對所有制問題的考察中，馬克思對施密特的《法國史》做了大量的摘錄，特別是對下述的一段摘錄打上了著重號：“對城市公社的事務的共同關(guān)心把他們彼此聯(lián)合起來，正是在公社中要處理這些事務的共同關(guān)心把他們彼此聯(lián)合起來，正是在公社中要處理這些事務并適當?shù)仡I(lǐng)導這些事務的任務，導致了管理藝術(shù)的產(chǎn)生?！敝螅R克思寫下了下面兩段話：第一段說，在英國“國家制度的許多改革，〔其起源〕與其說歸功于開明的政策，不如說歸功于自私自利的打算?！绷硪欢握f，在瑞典“由于財政狀況而具有影響的一切東西，……在債主、封建者、承租者、企業(yè)頭頭身上變成了中間的權(quán)利，政府依賴它并不比臣民差?！贝送猓R克思在對“市民社會”進行分析與考察時，對林加爾特的《英國史》作了大量的摘要，主要是對城市的發(fā)展和經(jīng)濟力量的增長作了記載，這一記載也表明了，馬克思已初步認識到市民階層的發(fā)展，必然要影響到國家制度和法律關(guān)系的發(fā)展。

在整個《克羅茨納赫筆記》中，馬克思又對費爾巴哈的哲學進行了仔細的研究，特別細讀了費爾巴哈的《關(guān)于哲學改造的臨時綱要》，在這部著作中，馬克思找到了解決黑格爾法哲學問題的方法，即重新設(shè)置“主詞”和“賓詞”的關(guān)系，由此可見，馬克思是在對黑格爾哲學和費爾巴哈哲學的對比和考察中，最終形成了《黑格爾法哲學批判》中的思想，而之前的大量筆記正是這一思想的邏輯前提和理論來源。

在馬克思早期的寫作中，我們現(xiàn)在所發(fā)現(xiàn)的另外一部帶有批判性的著作是《1844年經(jīng)濟學哲學手稿》，說它帶有批判性是因為：在文中馬克思述諸了英國古典經(jīng)濟學，把私有財產(chǎn)看成是永恒的和必然的前提。而在馬克思看來，私有財產(chǎn)是歷史的，階段性的產(chǎn)物。我們就來對馬克思的這一批判進行歷史過程的考察。

我們現(xiàn)在所說的《1844年經(jīng)濟學哲學手稿》這一書名是后來者所加入的，這一部分著述是馬克思在巴黎時期，在對經(jīng)濟學進行研究，特別是對多部經(jīng)濟學著作進行摘錄時，所寫下的具有評論性的一部手稿?？梢哉f，我們現(xiàn)在所看到的《1844年經(jīng)濟學哲學手稿》（以下稱《手稿》）是整個《巴黎筆記》的一部分，甚至在《手稿》中都可以看到馬克思摘錄的痕跡。而在此之前，馬克思已經(jīng)做了七個筆記本的經(jīng)濟學摘錄，大致情況如下：第一冊第一部分為薩伊的《論政治經(jīng)濟學》摘錄，第二部分為斯爾培克的《社會財富的理論》摘錄，最后一部分為薩伊的《實用政治經(jīng)濟學教程》摘錄；第二冊為亞當·斯密的《國富論》摘錄；第三冊為勒奈·勒瓦瑟爾的《前國民議會議員“回憶錄”》和部分《國富論》摘錄；第四冊第一部分為色諾分尼的《雅典的色諾分尼著作選》摘錄，第二部分為大衛(wèi)·李嘉圖的《政治經(jīng)濟學及賦稅原理》摘錄，第三部分為詹姆斯·穆勒的《政治經(jīng)濟學原理》摘錄；第五冊第一部分為麥克庫洛赫的《論政治經(jīng)濟學的起源、發(fā)展、特殊對象和重要性》的摘錄，第二部分為特拉西的《意識形態(tài)原理》摘錄以及部分穆勒的《政治經(jīng)濟學原理》和恩格斯的《國民經(jīng)濟學批評大綱》的摘錄；第六冊為弗·李斯特的《政治經(jīng)濟學國民體系》摘錄；第七冊為歐仁·畢萊的《英國和法國工人階級的貧困》的摘錄。〔3〕這七冊的筆記大部分都是摘錄，也會有少許評論性語言。除此之外，還有三部手稿，這三部分的手稿，馬克思一邊摘錄，一邊做了評述，這就是我們所說的《1844年經(jīng)濟學哲學手稿》，可見，馬克思在《手稿》中所體現(xiàn)出來的對英國古典經(jīng)濟學的批判思想是在摘錄大量政治經(jīng)濟學資料中所形成的。例如，在對麥克庫洛赫的《論政治經(jīng)濟學的起源、發(fā)展、特殊對象和重要性》的摘錄中，馬克思有過這樣的評論：“在我們看來，李嘉圖學派極力主張以積累勞動代替資本——這種說法在斯密那里已經(jīng)出現(xiàn)——只有這種意義：國民經(jīng)濟學愈是承認勞動是財富的唯一原理，工人就愈是被貶低，就愈是貧困，勞動本身就愈是成為商品?！@是國民經(jīng)濟學這門科學中的必然的理論公理，正像是現(xiàn)在社會生活中的真理一樣?！薄?〕在對李嘉圖的《政治經(jīng)濟學及賦稅原理》一書進行摘錄時，馬克思評論道：“精神自由是目的，因此大多數(shù)人處于愚鈍的奴役狀態(tài)，肉體需要不是唯一的目的，因此它是大多數(shù)人的唯一的目的，或者相反，婚姻是目的，因此大多數(shù)人。財產(chǎn)是目的，因此大多數(shù)人沒有財產(chǎn)?！薄?〕

縱觀整部《巴黎手稿》，馬克思在決定對“市民社會”進行考察后，便進入了大量的經(jīng)濟學研究中，而他的研究方式則是自己習慣的摘錄著作加以評論的方法，最終產(chǎn)生了在《手稿》中所闡發(fā)的理論。雖然說，《手稿》中的異化勞動理論從整個馬克思思想發(fā)展史看來還處于“未成熟”階段，但就馬克思的批判的方法論來說是貫穿于馬克思的整個思想史的。

二、“批判”的真實內(nèi)涵：從康德的“批判哲學”論起

從自然語言的角度來理解，一方面，批判是指對錯誤的思想，言論或行為做系統(tǒng)的分析，加以否定；另一方面，批判是指指出批評，提出意見。然而，作為哲學語言的“批判”來說，或者更確切的說作為現(xiàn)代哲學語言的“批判”，我們都把它理解為“揚棄”，即指新事物代替舊事物不是簡單地拋棄，而是克服、拋棄舊事物中消極的東西，又保留和繼承以往發(fā)展中對新事物有積極意義的東西，并把它發(fā)展到新的階段，是對這一事物的自我否定，簡而言之就是說“否定的繼承”。這一批判的思想起源于黑格爾，發(fā)展及運用于馬克思。但就批判這一詞句，或就“批判哲學”而言，其鼻祖應該歸屬于康德，那么，我們就來分析一下康德的“批判哲學”。

康德“批判哲學”的邏輯起源要回溯到西方近代哲學的兩條路線：唯理論和經(jīng)驗論。唯理論的路線發(fā)端于笛卡爾，經(jīng)斯賓諾莎的發(fā)展，結(jié)論于萊布尼茨。他們認為，人類知識來源于人自身的理性推理，與經(jīng)驗無關(guān)，卻最終走向了獨斷論。經(jīng)驗論的路線發(fā)源于洛克，經(jīng)貝克萊的發(fā)展，結(jié)論于休謨。他們認為，人類對世界的一切認識與知識來源于人的經(jīng)驗，而最終走向了懷疑論?？档碌乃伎颊腔谶@兩種路線之上，卻又從不輕信于任一理論。康德認為，獨斷論和懷疑論都不單獨探討理性能力，而簡單地肯定（獨斷論）或否定（懷疑論）理性能力是否有超感覺經(jīng)驗的認識，而康德的任務就是要探討、分析、審查人的認識能力，也就產(chǎn)生了“批判哲學”?？档抡J為，人的認識能力分為理論理性和實踐理性。在《純粹理性批判》中，康德具體分析與考察了人的理論理性即純粹理性的認識能力與可認識的范圍；在《實踐理性批判》中，康德具體分析與考察了人的第二種理性認識能力，之后，為了達到兩種理性能力的融合和溝通，在《判斷力批判》中，康德具體分析與考察了人的審美能力，從而實現(xiàn)了其“三大批判”的形而上學體系。顧名思義，在康德的“批判哲學”中，從內(nèi)容上講，的確包含有對前者理論，特別是對經(jīng)驗論和唯理論的否定與繼承，但就其批判的方法論意義上講，批判的意義更多的在于分析與考察，康德在《純粹理性批判》第一版的序言中就已經(jīng)說明，“我理解的批判，并不是對某些書和體系的批判，而就其獨立于一切經(jīng)驗能夠追求的一切知識而言對一般理性能力的批判，因而是對一般形而上學的可能性或者不可能性的裁決，對它的起源、范圍和界限加以規(guī)定。”〔6〕而在《純粹理性批判》再版的序言中，康德再次強調(diào)了其批判的意義，“批判并不與理性在其作為科學的純粹知識中的獨斷方法對立（因為科學在任何時候都必須是獨斷的，即從可靠的先天原則出發(fā)嚴格地證明），而是與獨斷論對立，也就是說，與憑借一種從概念（哲學概念）出發(fā)的純粹知識按照理性早已運用的原則、從不調(diào)查理性達到這種知識的方式和權(quán)利就能前進的僭妄對立”〔7〕在這里，康德把“批判”與“獨斷論”對立起來，顯然，是要說明批判的“分析與考察”的意義。

對康德的“批判哲學”進行了大致的闡述之后，我們對這位“批判”的鼻祖所使用的“批判”的含義有了明確的理解，就是“分析與考察”。而馬克思正是繼承了這一點，他把“分析與考察”這一批判的方法論特性用于自己的哲學與歷史學以及政治經(jīng)濟學的研究中。馬克思從一開始就遵循了批判的這一方法論特性。

《博士論文》是迄今為止發(fā)現(xiàn)的，馬克思最早的一部學術(shù)性專著，其題目是《德謨克利特的自然哲學與伊壁鳩魯?shù)淖匀徽軐W的差別》。馬克思寫作此文的目的是因為在此之前，人們對古希臘哲學的一致看法是認為古代哲學的頂峰是在亞里士多德時期，亞里士多德時期的哲學思想是古希臘哲學的經(jīng)典，而到了古希臘哲學的晚期，古代哲學，特別是自然哲學出現(xiàn)了衰落。馬克思通過對古希臘晚期的自然哲學的代表伊壁鳩魯和亞里士多德時期自然哲學的代表德謨克利特兩者思想的對比和分析，得出了伊壁鳩魯?shù)脑诱撈渲刑N含著的自由的思想，從而述斥了封建專制和思想壓迫。從這一角度來講，馬克思的博士論文也帶有否定的批判含義。那么，再來看看，馬克思這一批判的歷史過程。在寫作論文之前，馬克思在1839年至1840年初，寫下了七本《關(guān)于伊壁鳩魯哲學的筆記》，寫完這些筆記之后，馬克思寫下了許多附注，內(nèi)容是伊壁鳩魯?shù)淖匀徽軐W及其原子論，還寫下了一部手稿，內(nèi)容是評述普羅塔克對伊壁鳩魯?shù)纳駥W思想展開的論戰(zhàn)。除了這七本《關(guān)于伊壁鳩魯哲學的筆記》外，馬克思還寫下了《柏林筆記》?！栋亓止P記》是馬克思摘錄古典哲學家著作的筆記匯集，包括亞里士多德的《論靈魂》，萊布尼茨的一系列著述，休謨的《人性論》，斯賓諾莎的《神學政治論》，以及卡爾·羅生克蘭茨的《康德哲學的歷史》?！?〕顯然，馬克思在寫作《博士論文》之前做了大量的準備工作，他詳細地考察了古代哲學和近代哲學思想，當然，在大學期間，馬克思研讀最多的還是黑格爾的著作。從這里我們可以看出，馬克思確實繼承了康德“批判哲學”中的“分析與考察”的思想內(nèi)涵，在此基礎(chǔ)上再進行“揚棄”，不過，馬克思在《博士論文》中的批判和康德“批判哲學”一樣，還是只停留在哲學的思辨領(lǐng)域，但在之后對法哲學和政治經(jīng)濟學的批判中，馬克思便走出了這一困境。

三、馬克思批判過程的內(nèi)在特性

上文已說，馬克思的批判是有著分析與考察的過程，在馬克思要寫作一本批判性的著作之前，必須經(jīng)過大量的研讀和摘錄，而這只是一個方面，就其一種批判理論的形成過程來講，馬克思的批判是自覺性的，而不是目的性的，這也是馬克思批判理論形成過程中的內(nèi)在特性。

自覺性是指一種自發(fā)性的過程，也就是馬克思在批判的過程中，那些新的觀點和批判性的理論是自發(fā)地形成，并不帶有先驗的獨斷性。更具體一點，馬克思在所寫的著作中的批判性觀點是他在對這一理論歷史的分析和考察時，在馬克思做大量的摘錄和評論他人的觀點時形成的，我們所看到的著作只是對這些摘錄和評述的重新整合和進一步闡明。而與自覺性相反的是目的性，所說的目的性也就是說當我們對一種理論進行考察和分析之前，就已經(jīng)對這一理論進行先行的斷定，從而就只是為了論證這一論斷而去考察和分析，這樣往往帶有主觀的色彩，反而會對這一理論思想造成誤解，導致批判的片面性。這其實也是帶有獨斷論的傾向。

回到馬克思的早期文本，馬克思在對他人的著作進行摘錄和評論時確實已經(jīng)形成了部分在之后自己所寫的著作中體現(xiàn)的思想觀點，本文的第一部分已經(jīng)論述，此處就不再說明。而這里要強調(diào)的是批判的真實內(nèi)涵與其特性，即“分析與考察”與“自覺性”的關(guān)系。

一方面，“分析與考察”是批判的自覺性的前提；另一方面，對所要批判的理論進行細致、詳盡的分析和考察，必然會產(chǎn)生出新的、批判性的觀點，而且，分析的越深入，越透徹，產(chǎn)生出的新思想就越深刻，越合理。相反，如果沒有意識到兩方面的聯(lián)系，忽視了任一方面，其批判就會有失偏頗；如果并沒有對所要批判的理論進行分析和考察，只是由膚淺的，片面的知識體系而進行的批判必將是片面的，而倘若為了否定而去分析和考察所要批判的理論，即目的性的批判，必將導致批判的局限性。在當代哲學思想的發(fā)展過程中，在理論界大力提倡思想多元化的時代，批判思維日新月異，各種新的思想都是在批判中產(chǎn)生的，沒錯，馬克思也正是在批判他人的思想中形成了唯物史觀和剩余價值學說，然而我們又恰恰只是停留在批判的哲學語句中理解其含義，更重要的是我們必須回到馬克思“批判”的歷史過程中去尋找“批判”的實質(zhì)，與其說馬克思的批判是一種思維一種方法論，毋寧說是一種批判精神，一種對學術(shù)的態(tài)度和作風。

〔參 考 文 獻〕

〔1〕 孫伯鍨.探索者道路的探索〔M〕.南京：江蘇人民出版社，2002：120-121.

〔2〕 馬列著作編譯資料（第12輯）〔M〕 .北京：人民出版社，1972：36 .

〔3〕 張一兵.回到馬克思〔M〕.南京：江蘇人民出版社，2005：158-160.

〔4〕 〔5〕 馬克思恩格斯研究資料匯編〔M〕.北京：書目文獻出版社，1982：44，45.

篇10

關(guān)鍵詞：片上系統(tǒng) 自主學習 學習遷移 教學內(nèi)容

中圖分類號：G633 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）08（b）-0121-02

1 研究背景

近十年，可編程邏輯器件、單片機、DSP、ARM等技術(shù)與市場飛速發(fā)展，相關(guān)的技術(shù)、教學素材有所增加，涌現(xiàn)出大量的技術(shù)書籍、教材、實驗案例、開發(fā)套件、技術(shù)資料等。以SOPC（system on programmable chip）為核心內(nèi)容片上電子信息系統(tǒng)雖代表著嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的方向，可由于其內(nèi)容較新、對人才知識技能要求高、軟硬件結(jié)合難度大等原因，國內(nèi)開設(shè)片上電子信息系統(tǒng)的學校也非常少[1]，與片上電子信息系統(tǒng)（SOPC）相關(guān)教材、甚至是科技書籍都寥寥無幾[2～5]，精品課更是寥若星辰。鑒于已有的技術(shù)書籍主要針對工程技術(shù)人員閱讀，不易于相關(guān)知識基礎(chǔ)薄弱的本科生學習和理解，我們急需參考國外相關(guān)課程和國內(nèi)外科技書籍，對課程內(nèi)容進行完整的梳理和總結(jié)，仔細編排教學內(nèi)容，并反映片上電子信息系統(tǒng)最為基礎(chǔ)、本質(zhì)和實用的內(nèi)容，體現(xiàn)知識發(fā)展前沿，使學生掌握片上電子信息系統(tǒng)最基本的理論和觀點，掌握學習這門課的基本學習態(tài)度和方法，相關(guān)的操作實踐方法等，達到教學內(nèi)容豐富全面、邏輯清晰、條理清楚的目標。另一方面，由于電子信息行業(yè)中嵌入式技術(shù)更新發(fā)展較快，產(chǎn)品的更新?lián)Q代乃至產(chǎn)品開發(fā)工具變化較為劇烈[6]，導致《片上電子信息系統(tǒng)》以培養(yǎng)學生自主學習能力為主導的改革勢在必行。這樣對教學內(nèi)容的設(shè)計就提出新的要求。因而，我們課堂教學內(nèi)容設(shè)計應該是在學習理論、學習動機、自主學習等理論的指導下，根據(jù)課程的特點、教學目標、學生的先驗知識等進行精心設(shè)計，使學生構(gòu)建起易擴展的、牢固的知識結(jié)構(gòu)，以利于學習遷移的進行，進而提高學生的自主學習能力。

因此，這篇論文在國內(nèi)《片上電子信息系統(tǒng)》課程現(xiàn)狀下，如何進行益于學生知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建和學習遷移的《片上電子信息系統(tǒng)》教學內(nèi)容的設(shè)計進行研究。

2 研究依據(jù)的理論基礎(chǔ)

學習理論解釋是有關(guān)學習的實質(zhì)、過程、條件等根本問題的一些觀點，它強調(diào)人類學習是建立、重組認知結(jié)構(gòu)的過程。研究認知學習理論的代表學者之一是布魯納，布魯納認為教學的一大任務就是為最佳的理解提供最佳的知識結(jié)構(gòu)[7～8]。

從教材理解方面，懂得基本原理會使學科更容易理解；從教材遷移方面，掌握了較基本的原理或結(jié)構(gòu)，就可以把事情作為更普遍的事情的特例去理解，從而有助于增進學習中的遷移。

從教材記憶方面來看，“除非把一件事情放進構(gòu)造得好的模式里面，否則很快就會忘記”。

學習遷移理論研究的是一種學習對另一種學習的影響。其中按照內(nèi)容劃分為普遍遷移、特殊遷移。主要的遷移相關(guān)的觀點有[7]：

（1）現(xiàn)代遷移理論認為認知結(jié)構(gòu)與遷移有重要聯(lián)系：主要體現(xiàn)在認知結(jié)構(gòu)的可利用性、可辨別性和鞏固性對遷移的影響。

（2）充分或過度學習是有效遷移的一個有利條件。

（3）學習任務的難易程度與遷移也有影響。

（4）遷移假設(shè)理論認為通過假設(shè)形成的思考順序和假設(shè)范圍會影響以后對類似問題的解決。

3 教學內(nèi)容設(shè)計方法

結(jié)合理論，具體的實施方法在本篇文章中以實現(xiàn)流程及工具操作的講解為例作如下說明：

在《片上電子信息系統(tǒng)》這類實踐性較強的課程中，往往涉及在具體編程環(huán)境中工具的操作。面對紛繁的命令、原理和流程，如果教師眉毛胡子一把抓，從頭按部就班地把操作一點點講起，就會造成學生不甚清晰的學習結(jié)構(gòu)，造成記憶和將來學習遷移的困難，沒有一個整體的對基本原理、基本態(tài)度的掌握，不利于提高學生自主學習能力。本文作者經(jīng)過分析，得出講授工具與流程過程中，可以圍繞原理的介紹、工具的介紹和流程的介紹三個線索展開。

首先是原理的介紹：指講述諸如高級編程語言源代碼輸入、編譯、連接、形成可執(zhí)行文件、存儲器分段及配置、程序加載執(zhí)行等的原理（針對C語言或者處理器內(nèi)核）；或者講述源代碼輸入、約束條件、綜合、布局布線、添加約束、在線調(diào)試、下載等的原理（針對邏輯編程語言verilog或VHDL、FPGA）；這些原理使學生對工具或者流程完成工作的內(nèi)部機理有所了解，方便學生在理解基礎(chǔ)上認識工具和流程。

然后是工具的功能介紹：分為每個工具組件的介紹、每個工具的窗口界面中顯示內(nèi)容、命令菜單的介紹，包括工程窗口、信息窗口、內(nèi)容窗口。菜單包括：文件、調(diào)試、編輯、工具、選項等。具體在工具介紹中還涉及某一工具操作流程是哪些命令（動作）組合實現(xiàn)的、哪些窗口顯示哪些內(nèi)容、如何根據(jù)內(nèi)容調(diào)整（交互）等內(nèi)容。所以這部分既包括按照各種工具功能的介紹，可以滲透工具與原理、流程的對應關(guān)系。