如何提高文文科女生体育课学习的兴味

如何提高文文科女生体育课学习的兴味 概 述: 高中女生普遍不太喜欢上体育课,本文作者运用问卷调查法、文献资料法、数理统计法,对我校高二、高三女生体育课状况作了调查,从文文科女生体育课的看法、兴味、动机、喜欢的运动项目,以及对体育教员看法等方面停止剖析,并提出意见性处置,以充沛提高女生对体育课的兴味。
　　中心词汇: 计算机毕业网 高中 文文科女生 体育课 学习兴味
　　

摘要:本文探讨如何在“编译原理”教学过程中形象地演示复杂的算法过程,提出了一个演示算法步骤的方案,展示算法步骤的进行以及步骤进行时的数据联动,对于不同的动作、不同意义的数据,用图形元素和颜色加以区分,并以LR分析算法为例说明了如何分解复杂步骤,如何用图形和颜色展示移进、归约、接受、出错等分析动作以及相关数据的变化。
　　关键词:算法演示;形象教学;编译原理;LR算法分析
　　
　　编译原理的每个阶段,从词法分析、语法分析,直到代码生成,包含大量的算法。很多算法过程较为复杂,比如语法分析的LR分析过程包含很多步骤,不同的动作,如移进、归约、接受等,涉及的数据结构包括堆栈、表、流等,要形象地展示这些元素,使学生较为轻松地接受,是一项充满挑战的任务。
　　国内外已经有很多人从事可视化演示计算机科学的算法工作,比如纽约大学计算机系的算法可视化项目(http://www.cs.nyu.edu/algvis/),以及北京航空航天大学教学用的PL/0编译系统的可视化跟踪软件(http://compile.buaa.edu.cn/)。
　　我们课题组曾经尝试运用Flash动画展示编译原理的算法,图1是郑宏老师等的DFA简化算法演示截图。
　　本文探讨如何借助形象的教学方式清晰展示这些复杂的算法,使学生较为轻松地理解。我们以LR分析算法为例,说明如何以不同的颜色展示算法的步骤、不同的动作和每一步的相关数据,形成一个动态形象展示算法的课件。
　　
　　1算法演示方案
　　本节我们介绍一个展示算法的方案,并以LR分析算法[1-2]说明。
　　算法一般包括以下要素:步骤、动作、数据,这里仅分析LR算法步骤中包括的动作及联动的数据。根据当前输入符号和分析栈顶的状态来查分析表,并以此决定下一步的动作,包括移进、归约、接受、出错四类,每一类涉及的数据操作又各不相同。主要数据结构包括:输入记号流缓冲、分析栈、分析表和产生式表。分析动作中以归约最复杂,涉及产生式、栈顶若干符号和状态的弹出、压入归约后的符号、转移到新的状态等子动作。
　　算法演示方案包含以下要素:
　　界面上包含算法过程中涉及的数据结构
　　能够逐步演示算法从开始到结束的每一个步骤,复杂步骤最好能分解成小步骤
　　用颜色或闪烁等手段突出显示算法的动作关联
　　因此,要清晰展示LR分析算法的步骤、动作和相关数据的变化过程,必须在演示界面上显示分析表、分析栈、输入符号流、产生式等数据,如图2所示。
　　
　　一个动作要执行时,我们用特殊的颜色、闪烁或者高亮表示该动作及其关联的数据。动作执行完毕,更新显示所有涉及的数据,如分析栈数据及指针、输入符号流指针等。对于较复杂的动作,我们进行分解演示,每个分解动作也对相关数据进行特殊显示。
　　这些动作的分解和涉及的数据操作如表1所示。
　　根据表1所列的动作分类,在演示过程中按照对应的演示逐步演示,直到程序接受或者出错为止。较为复杂的归约动作发生时,显示的界面如图3所示,该归约动作完成后程序界面如图4所示。
　　在图3中,分析栈当前状态为5,当前输入记号(token)为’$’,归约动作为r1,将要用规则1(E->T+E)进行归约。归约时,分析栈将弹出栈顶的3个符号(‘E’, ‘+’和‘T’)以及3个状态(5,3和2),回到状态3。归约动作完成后,分析栈顶被压入新的非终结符E,并由状态3转移到新的状态5,如图4所示。
　　
　　通过这些分步演示,学生可以清楚地观察到LR分析算法的动作以及数据结构的动态变化,理解LR分析算法的各个步骤。
　　2演示软件的设计和实现
　　在演示软件的开发过程中,我们按照以下要求设计:
　　算法模块和演示模块独立设计。
　　算法模块的实现要考虑到演示需要,比如复杂的步骤要分成子动作,子动作完成后要等待显示,接受到下一步的指令后再进行下一个子动作,所有子动作完成后进行下一步骤。
　　这两个模块既相互独立又互相耦合,主程序调用算法模块,每进行一个步骤或者一个子步骤后,再调用相应的显示模块显示进行的步骤以及相关联的数据和变化。
　　能适应不同的例子。
　　由于算法模块是独立的,因此很容易适应不同的输入例子。这也是比用Flash动画设计演示软件更具优势的一方面。
　　程序示例可以按一定规则写成文本,演示软件能读入示例文本并加以解析,初始化相应的数据结构。图5为图3、图4例子的部分输入文本。
　　
　　因此LR算法演示程序的流程如图6所示。
　　
　　图中的LR单步分析引擎根据分析表的内容进行移进、归约等动作,每个动作如果有子动作,则单步执行子动作,等待用户指示进入下一个子动作。
　　我们的LR算法演示程序用Visual C++实现,运行于Windows操作系统上。
　　3结论
　　本文提出一个讲解算法的形象演示方案,使学生学习复杂算法时能清楚地观察算法的步骤、动作及关联的数据。我们以LR分析算法为例,先对分析动作进行分解,在演示算法步骤的过程中对每个子动作及关联的数据结构进行动态形象的展示。
　　编译原理课程包含大量的算法,所涉及的动作和数据结构各种各样,要动态形象地展示所有算法是一个富有挑战的任务,需要投入人力物力设计和开发演示软件。
　　
　　参考文献:
　　[1] Alfred V. Aho. Compilers: Principles, Techniques & Tools[M].2nd ed. 北京:机械工业出版社,2007.
　　[2] Andrew Appel, Maia Ginsburg. Modern Compiler Implementation in C[M]. 北京:人民邮电出版社,2005.
　　Algorithm Visualization for Teaching Principles of Compiler
　　WANG Qiang, FENG Yan
　　(College of Computer Science and Technology, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)
　　Abstract: This paper explores how to visualize the algorithms in courses of teaching principles of compiler. A scheme is proposed to demonstrate the algorithm steps. The scheme shows the actions and datum using different graph elements and colors, and thus shows the algorithm steps and connected datum clearly. It is used to demonstrate LR parsing algorithm, showing how to decompose the complicated steps into sub-steps and use graph elements and colors to reveal the parsing actions, such as shift, reduce, accepting and errors, and connected datum are showing simultaneously.
　　Key words: algorithm visualization; visualizing teaching; principles of compiler; LR Parsing

1 引言
　　
　　并行计算机体系结构的一个发展趋势是SMP（Symmetric Multiprocessor）集群系统。它们是由拥有多个处理器的SMP节点和连接各节点间的快速网络构成的多级体系结构。理想的并行编程方案可使应用程序设计者能以最有效的方法使用这个混合的硬件结构，获得理想的性能而不会引起由其导致的任何开销。
　　在分布式内存的系统上，使用MPI的消息传递已经被广泛的应用[1-4]，但是，大多数情况下，特别是在大规模节点下，采用纯的MPI并行模型并不能取得理想的性能[5]。此外，OpenMP已经成为共享存储系统编程的工业标准。由于SMP集群同时具有共享存储和分布存储两极存储结构，因此节点内采用OpenMP进行多线程化、节点间采用消息传递的混合并行模式可以更好的利用SMP集群的特性 [6] 。
　　近几年来，多极混合并行计算已经被应用于许多应用中[7]，并且取得了较大的成功[8-10]，本文首先介绍了OpenMP和MPI并行模型和混合并行方法，以Napa软件为例，进行了MPI+OpenMP混合并行改进，最后在大规模节点上对比了混合并行和纯MPI的性能。
　　
　　2 MPI和OpenMP并行模型
　　
　　在并行计算领域，MPI和OpenMP是最为流行的编程模型。
　　2.1 MPI并行模型
　　消息传递编程模型是使用显式方式控制并行性的分布存储模型，MPI是这一模型的事实标准。MPI可移植到分布和共享存储体系结构上，而且允许静态任务调度。显式并行通常提供了一个更好的性能和可移植性。特别适用于粗粒度的并行，使用MPI实现单程序多数据（SPMD）并行模型时，每个进程只能读写本地内存中的数据，对远程数据的访问则通过进程间显式的消息传递（库函数调用）来完成的。
　　MPI包含了多种优化的组通信库函数，可供编程人员选择使用最佳的通信模式。但是，MPI并行模型也有其不足之处，比如：细粒度的并行会引发大量的通信；动态负载平衡困难；并行化改进需要大量的修改原有的串行代码；调试难度大。
　　2.2 OpenMP并行模型
　　OpenMP使用Fork-Join的并行执行模式。开始时由一个主线程执行程序，该线程一直串行地执行，直到遇到第一个并行化制导语句后才开始并行执行。过程如下: ①Fork：主线程创建一队线程并行执行并行域中的代码；②Join：当各线程执行完毕后被同步或中断，最后又只有主线程在执行。
　　OpenMP的编程相对简单，充分利用了共享存储体系结构的特点，避免了消息传递的开销。虽然它也支持粗粒度的并行，但主要还是针对细粒度的循环级并行。OpenMP的另一个特点在于将串行程序转换为并行程序时无须对代码作大的改动。其不足之处有只能在共享存储结构的机器上运行；数据的放置策略不当可能会引发其他问题；并行化的循环粒度过小会增加系统开销等。
　　
　　3 混合并行方法
　　
　　3.1 混合并行的实现方法
　　为了充分利用SMP集群层次存储结构的特点，可以考虑将上述两种编程模型相结合，实现MPI/OpenMP的混合编程模型。该模型同样具有层次结构:上层的MP I表示节点间的并行；下层的OpenMP表示节点内的多线程并行：首先对问题进行区域分解，将任务划分成通信不密集的几个部分，每个部分分配到一个SMP节点上，节点间通过MPI消息传递进行通信；然后在每个进程内采用OpenMP编译制导语句再次分解，并分配到SMP的不同处理器上由多个线程并行执行，节点内通过共享存储进行通信。图1描述了SMP集群上MPI/OpenMP混合编程模型的实现机制。
　　
　　3.2 节点内并行的性能测试
　　本文首先测试了节点内并行的性能，测试在Intel Xeon Woodcrest 2.6G （双核）的平台上进行，结果如图2和图3所示。
　　其中，Share Socket表示Socket中不同处理核之间的消息传递，而Different Socket表示不同Socket之间的消息传递。可见Share Socket间的通信性能明显好于不同Socket 间的通信性能。
　　
　　3.3 混合并行的优点
　　MPI和OpenMP的混合编程模型提供了节点间和节点内的两级并行机制，综合了进程间各个区域的粗粒度并行和进程内部循环级的细粒度并行。实践证明，在很多情况下其执行效率高于纯MPI和OpenMP的程序，混合并行模型解决了一些它们无法解决的问题，比如：
　　（1）负载平衡问题[11]。混合并行模型很好解决了单纯MPI程序不容易实现负载平衡的问题，从而提高了并行程序的性能和可扩展性。
　　（2）通信带宽和延迟问题[11]。MPI并行程序进程间的通信带宽和延迟问题可能会严重影响程序的执行性能。混合模型的程序将减少通信的次数，并且OpenMP的线程级并行具有较小的延迟。
　　（3）通信与计算的重叠[12]。大多数MPI实现都是使用单线程实现的。这种单线程的实现可以避免同步和上下文切换的开销，但是它不能将通信和计算分开，因此，对于多处理系统上，单个的MPI进程不能同时进行通信和计算。MPI+OpenMP混合模型可以选择主线程或指定一个线程进行通信，而其他线程执行计算，从而实现了通信与计算的重叠。
　　（4）解决少数 应用进程数受限的问题。通过混合并行可以更好的利用所有的处理器/核都能得到高效率的应用。
　　
　　4 Napa软件的并行化测试
　　
　　4.1 Napa软件介绍
　　NAPA软件是南京航空航天大学自主研发的CFD软件，可以计算具有复杂气动造型的三维内外流耦合流场和旋转流场，该软件已经经过了大量的算例和实验数据验证。
　　本文前期的工作[13]实现了NAPA软件的并行化以及串行优化，比较了并行和串行软件的计算结果，结果表明：对NAPA软件的并行化改进和优化是成功的，在此基础上，本文针对NAPA软件进行了MPI+OpenMP的混合并行改进和并行优化，并在大规模节点上对比了混合并行和纯MPI的性能。
　　4.2 测试平台介绍
　　本文的计算平台节点包括2个Socket（x86平台， 主频 2.6 G 双核）和8G内存，计算节点共32个，千兆交换机，操作系统为Red Hat 9.0，编译器为Intel Compiler 9.0，消息传递库为Mpich 1.2.7。
　　4.3 性能评价方法
　　并行计算中，我们把并行程序分成两部分：即串行部分和并行部分，如果用Ts表示串行部分串行执行所需的时间，Tcomp表示并行部分串行执行所需的时间，Tcomm表示P个进程并行计算中通讯部分占用的时间，使用P个进程执行的时间为Tp，那么单进程串行执行的时间为：T1=Ts+Tcomp ，P个进程并行执行的加速比（Speedup）、并行效率（Efficiency）、通信占用比（ηcomm）分别是：
　　
　　
　　4.4 性能测试
　　本文采用不同的进程数对平板流动进行了测试，该算例中采用多块网格结构，本文下面的所有的计算负载和通讯负载都是都是平衡的，图4给出了四组不同计算规模下的加速比。其中，图中标出的是一块网格的网格点数（共128块），另外，在本测试中，由于迭代步较少，I/O占用会影响统计时间的准确度，因此，下面测试中未计入流场计算结束后的文件输出。对于纯MPI的测试，本文给每个处理核分配一个进程，而MPI+OpenMP混合并行的测试，本文对每个Socket分配一个进程，同时，每个Socket上又分配2个线程。

图中可以看到，当处理核总数较少的时候，与MPI+OpenMP 混合并行模型相比，由于MPI的并行粒度相对较大，因此性能明显占优，进程数小于32的时候，除了Grid 97*13*25 之外，其余的并行效率都超过了95%，前者性能较低是由于单进程上的计算量相对其他的计算较小，因此通信占用就比较大，因此效率较低。随着处理核的增加，MPI并行模式的通信量也增加，图4中可以看到，当通信量达到一定规模之后，不管是Share Socket还是Different Socket的通信带宽都大大减小，因此在128个处理核的测试中，MPI并行模式下的并行效率也明显降低，相对来说，而混合并行模型由于减少了通信的进程数，从而减少了计算中的通信占用比，因此性能较好。
　　
　　5结束语
　　
　　OpenMP+MPI这种混合并行模型相比单纯的MPI消息传递更能充分利用SMP集群系统，在某些情况下可以改善性能。本文首先对两种不同情况下的节点内的通讯进行了测试，表明基于Share Socket的通信性能较好，然后采用MPI+OpenMP混合并行模型对NAPA软件进行了改进和测试，结果表明，就NAPA软件本身而言，采用MPI并行模型在小规模节点情况下性能较好，而采用混合并行模型在多节点情况下可以大大减少通信，从而获得更好的性能。
　　
　　参考文献:
　　[1] Dimitri J. Mavriplis, Michael J. Aftosmis, Marsha Berger, High Resolution Aerospace Applications using the NASA Columbia Supercomputer, 2005
　　[2] Charles D H.Two-dimensional aerodynamic characteristics of the NACA0012 airfoil in the langley 8-foot transonic pressure tunnel[R].NASA TM-81927,1981
　　[3] 吕晓斌，兰黔章，朱自强.二维跨音速Euler方程分区并行算法[J].北京航空航天大学学报，2000，26（2）：194-197
　　[4] 朱国林，李树民，王开春.维低速NS方程的并行计算[J].空气动力学学报，2002.
　　[5] 冯云，周淑秋天.MPI+OpenMP混合并行编程模型应用研究[J].计算机系统应用，2006，(2).
　　[6] 赵永华，迟学斌.基于SMP集群的OpenMP和MPI 混合编程模型及有效实现[J].微电子学与计算机，2005，22（10）.
　　[7] D S Henty. Performance of Hybrid message Passing and Shared Memory Parallels for Dircrete Element Modeling[J], In Proceedings of the ACM/IEEE conference on Supercomputing, Dalas, Texas, United States, 2000:10.
　　[8] R Rabenseifner, G Wellein. Communication and Optimization Aspects of Parallel programming Models on Hybrid Architecture. International Journal of High Performance Computing Applications, 2003, 17(1).
　　[9] F Cappello, D Etiemble. MPI Versus MPI+OpenMP 各位资深教育界的前辈和同仁，大家好！
　　今天我针对目前在台湾工程教育的学系(这边的资讯或讯息系)所做认证的做法和经验与大家分享。
　　首先就工程做个解释，美国工程学院(Nation Academy of Engineering)的定义是：
　　Engineering is design under constraints。
　　工程师的工作是设计，包括设计组件、系统、程序等，而且是在经济、商业、社会、政治、伦理等多重层面的限制下完成设计，而设计的宗旨在提升人类生活福祉。
　　我们为什么要做工程认证呢？
　　外在因素有：
　　1. 社会对大学声誉有怀疑，学生交了很多学费，是否得到了应有的学识？国家投资了很多经费，学校有没有好好地教育学生？
　　因此社会要求大学公开教学内容，提供给社会，使社会更清楚认识学校的作为，使就学的信息透明化。定期公开校务资料，供社会大众检视，形成对大学的舆论监督，也成为大学提升办学质量的原动力。
　　2．如何提升大学的教学质量？学生是否已学到应该学到的知识，老师是不是只是教而已？
　　现在大学里有些教师只教自己的专业，以自我的专业为中心，拒绝社会的脉动，不顾学生的专业养成。而大学评价偏重量化指标的做法，使得质性的教学作为与成效不被重视。
　　正因为存在以上这些问题，促使我们进行制度改革，以下是我们的经验，供大家分享。
　　首先我对认证制度的来源做个简单介绍。以美国为例，有两种认证，一种是机构认证，另一种是专门领域认证。
　　机构认证的评价对象是整体校务，评学校，不评系。目前美国由六个区域性评价组织负责(由CHEA或USDE指导)。截止到2008年5月，美国有6814个机构和18152个学位完成认证。
　　专门领域认可以学院、系所、学位为认可对象，美国工程及技术教育认证委员会(ABET)专门从事应用工程、演算、工程、技术四大领域的学术机构工程及技术教育认证。截止2007年，超过550个大学院校和2500个学程通过了ABET认证。
　　以台湾大专评价历史为例，在1975年，一般大学本科开始进行学门评价；1990年，针对私立大学做中程校务发展计划评价，包括经费补助，像英国的系统；1997年开始做大学整体校务综合评价，是对整个学校的评价。2004年成立台湾评价协会，其下规划高等教育评价中心，2005年开始，以学系为单位，每个学校的学习都要接受中心的评价，计划用五年时间，对全台湾所有大学各个学系作评价。
　　台湾大专评价大事记如图1所示。
　　
　　图1 台湾大专评价大事记
　　
　　和工程认证有关的是，台湾在2003年6月成立了中华工程教育学会，2004年颁布认证规范(AC2004)，2005年8月开始实施学系认证，各学系自愿申请认证，认证需要6万多人民币的费用。2007年8月，研究所认证规范(AC2004+)公布实施。目前全台湾四年制工程教育相关系所71%已经完成大学部认证，80余所研究所也于2008年7月前完成研究所认证。
　　认证的基本精神是成果导向(outcomes-based)，以前我们强调投入了多少经费、老师、场地、实验室，可是学生到大学受教育的目的是他到底学到了什么，而不是你投入多少。因此，应该以学生该获得什么能力检查学校的办学质量，而不是用数字堆砌说话。将学生表现作为教学成果的评量依据，并以促进学系持续改进作为认证的最终目标。要保证学生获得哪些品质，就要对整个课程进行控管，不是教完就算完成，而是建立课程之间的衔接。经由认证，学系建立自我管理的文化，即使没有官方的评价，自己要会有一套系统来自我管理。
　　过去的评价强调输入导向，重视课程及学科内涵，量化评估，结果就是合宜或不足。
　　而认证强调目标与成果导向，重视达成所定目标与成果的过程，是层次性的持续性评估，结果是合宜程度如何。
　　认证的基本要求有：
　　1. 学系需明订其「教育目标」
　　2. 须要有常设性的咨询或顾问委员会
　　3. 建立与实践「持续改善」的机制
　　4. 认证规范仅为最低要求
　　5. 须自行建构评量方法与表格
　　6. 依循认证规范，建立具有特色的课程内容
　　7. 强调课程的完整性与系统性
　　8. 须提供各课程的基本数据(syllabus)
　　9. 以校友表现作为反馈的参考
　　10. 重视产学合作
　　教育认证的理论模式如图2所示：
　　认证工作的机制如图3所示：
　　
　　
　　规划机制中要设立咨询委员会，成员包括系主任和咨询委员；系务发展委员会包括系主任和各学群召集教师。系务会议包括系主任和所有教师，课程委员会包括系主任和所有教师，各专业选修学程委员会由各学群老师自己规划，要培养学生各具特色。
　　执行机制包括教师聘任(三级三审)、课程分派和课程大纲，由课程委员会负责，教学计划和授课日志由教师自己提报，课程委员会负责制定和收集期中教学反馈问卷和期末教学满意度问卷。课程教学完成后，教师要对课程进行自评和反省，有利于改进和提高。
　　在管理与监控机制上，我们设计了教学意见回馈网站，由课程委员会主管，学生可以在上面发表对教学的意见和建议；进行期末(毕业生、雇主)问卷调查，由课程委员会统计数据与指标，组成教学意见反映小组，班会及教师建议反映给课程委员会；期中教学反映问卷给教师提出教学建议；期末教学满意度问卷出来后，由课程委员会统计数据与指标，再反馈给教师。我校的情况是，如果学生的学分数期中考有1/2不及格，学校要采用BBS教学辅导、研究生补救辅导、小老师教学辅导等方式，对学生加以特别辅导。
　　

机制是，教师所有教学资料(教学纲要、教学日志、测验数据、作品、讲义、成绩等)都要上网，教学数据保存在系统中，每班按上、中、下层次各留五份考卷作为分析依据，还包括问卷资料等。
　　从评价的资料准备来说，开始时订立毕业生核心能力，核心能力要确实反映出教育目标；考虑教育目标与核心能力的关联性及课程与教育目标的关联性。
　　在学系运作上，要找到自己的愿景(宗旨)，定义教育目的(objective)，教育目标是学生毕业后3~5年内从事专业
　　
　　图4 教育过程及教育目标与核心能力的关联性
　　
　　与获得成就所需的能力，需要在学校为学生储备；成果(outcome)是学生毕业时期望学生具备的能力。有了这些基础，我们才去设计课程，因为课程要培养学生的核心能力，达成未来的教育目标。课程还要有评量方式，让课程的执行确实符合预定要培养学生核心能力的目的。整个体系一直都在这样运作。
　　举例说明，铭传大学信息学院中的信息传播工程学系大学部定义的核心能力分为三部分。
　　1. 学生的专业知识
　　① 运用数学、科学以及工程知识的能力。(稳固基础)
　　② 组织、分析与处理问题的能力。(组织分析)
　　③ 设计系统与组件之能力。(系统设计)
　　2. 学生的系统整合能力
　　① 规划与执行项目的能力。(规划执行)
　　② 跨领域团队中发挥协调整合的能力。(团队协调)
　　③ 整合信息网络、媒体整合与数字学习科技的能力。(科技整合)
　　3. 学生的社会责任
　　① 认识时事议题，了解信息传播科技对社会的影响。(认识时事)
　　② 培养终身学习的习惯与能力。(终身学习)
　　③ 理解专业伦理及社会责任。(社会伦理)
　　在这些核心能力中，在培养方面比较困难的是社会责任，因为这些能力比较抽象。在课程中融入这些核心能力需要进行深入的思考。另外，设计专业要符合社会伦理和社会经济需求，而不只是完全从专业角度去想做哪些事情。

图5是硕士班的核心能力，有些能力区别于本科生，如专业论文的撰写能力。
　　
　　图5 硕士班核心能力
　　
　　课程设计机制是，由外部和内部机制双轨做，外部机制由咨询委员会来做，内部由毕业生、雇主的问卷分析来做。整个课程设计体系如图6所示。
　　如信息传播工程研究所的课程架构如图7所示：
　　
　　
　　要给学生学习地图，如学生学习科技的学习地图如图8所示:
　　课程内容设计方面，教师提供课程的基本咨询，包括课程编号、必/选修标示、先修课程、学生对象；课程描述，包括课程简介、教学目标、课程大纲、预期成果；教学设计要考虑授课内容、教学进度、评量方式、课本与参考数据；考虑课程关联性，包括课程成果与核心能力之关联性、目标与成果评量设计；提供佐证资料，包括考卷、作业、问卷调查等。
　　
　　图8 学习科技学程的学习地图
　　
　　举例说明，经由课 程的规划可以量化出学系课程与核心能力的关联性，如图9所示。
　　
　　图9 学系规划课程对应核心能力比例
　　
　　68%的数字表明该学系认为68%的课程培养了核心能力第1项。有些核心能力不能直接培养，就利用潜在课程或活动提升，然后根据数据确定如何调整课程。
　　在课程成果与目标评量方面，参与的成员有学生、教师、校友、雇主、家长、校外咨询委员。评量的工具有考试、作业、实验、问卷、基础能力测验、毕业专题制作等。
　　教育控管机制针对不同对象，方法不尽相同，有调查问卷、考试等，如图10所示。
　　
　　图10 教育控管机制
　　
　　教育控管机制保证教学成果符合当初制定的目标。
　　毕业问卷的对象包括毕业生、系友、雇主和家长，主要是针对所学与核心能力养成做问卷，有些学生工作一段时间后才知道在学校少学了什么东西。如果学生普遍反映某些能力学得不好，就要加强这方面课程的设计和建设。图11为某次毕业问卷的调查结果。
　　
　　图11 毕业问卷调查分析结果
　　
　　由于课程所需要的资料量很大，因此各系基本上建立专有网站记录课程资料。包括课程大纲、教学日志、作业记录、考试记录等。图12是铭传大学资讯传 以3D技术和PLM知名的达索系统不只助力科技世博,并且还收买了搜索技术供应商 Exalead,力图完成全新的搜索运用。
　　
　　近日,达索系统与搜索技术供应商Exalead结合公布 ,达索系统以1.35亿欧元的价钱收买了总部设于法国的Exalead公司。
　　达索系统是全球3D技术与产品全生命周期治理 (PLM)处置方案的指导者。据了解,在航空、汽车、制造、修建、消费包装品等11个行业,3D早已被普遍运用于产品的设计、仿真、制造、协同等生命周期治理 范围。在国际分工重新分配之际,达索系统推出PLM2.0的全新概念与V6系列处置方案,协助中国企业经过在虚拟世界对产品从设计到制造的准确模拟,延长产品开发周期。
　　而Exalead一手树立业界独一能对网络级数据量与运用停止初级语法处置的平台,为信息访问提供了共同的可扩展性、灵敏性和易用性,能充沛满足银行、批发、出版、商业效劳、生命迷信和消费效劳等在信息获取方面需求极高的行业。全球每月有超越1亿人经过Exalead停止信息搜索,这包括商业用户,如世界银行和Sanofi-Aventis,以及群众消费用户,如Friendster(SNS社交网络效劳鼻祖)和米其林(知名旅游效劳网站)等。
　　达索系统总裁兼首席执行官Bernard Charlès指出,创新世界无所不在且信息量极端密集。每团体都在寻觅最复杂、直观的运用,为企业内外部丰厚可用的信息完成最大价值。在Exalead的支持下,达索能提供全新类型的搜索运用,满足协作社区的需求。
　　另悉,达索系统提供的3D技术曾经在上海世博会的实体园区和网上世博取得普遍运用,助力完成科技世博、低碳世博。达索系统的3DVIA技术不只以逼真生动的虚拟实境在网上展理想体场馆的出色 内容,更经过360度的空间游历和实时3D互动等功用,为数以千万计的网民带来3D视觉享用。此外,达索系统旗下SIMULIA的3D虚拟仿真技术,也为实体园区最引人注目的世博轴和“太阳谷”提供抗震弹性及结构屈曲剖析,经过先进的3D仿真剖析技术,在施工前就停止精准计算剖析,不只防止返工形成的糜费,也为世博园区最重要的主轴线修建物,提供最动摇的平安保证。

“做中学”维度下深层次工学结合模式的内涵界定及其途径分析

编者按：教育教学改革就像庞然大物，推动起来会有很大阻力，也会遇到极大困难。院校长独特的思维品质，先进的办学思想，国际化的教育视野，身体力行的教育教学改革实践，对加快我国教育教学改革的进程发挥着至关重要的作用。
　　文章编号：1672-5913(2010)11-0018-05 中图分类号：G642 文献标识码：A
　　摘要：高等职业教育作为高等教育体系中的一种类型，其深层次的工学结合是其重要特征。本文基于“中学”的视角，深入分析深层次工学结合的内涵标准，提出其运行过程的系统性模式化与相配套机制化的概念，并结合天津职业大学国家高职示范校项目建设实践，从理论与应用两个层面剖析了“教学做”一体化中深层次工学结合的建设途径。
　　关键词：做中学；工学结合；模式化；机制化
　　
　　2006年，我校被确定为国家首批28所“国家示范性高等职业院校建设计划”立项建设单位，围绕“培养什么人”、“谁来培养”、“怎样培养”的高职教育三个核心问题，经过三年示范校建设，学校在办学思想、办学模式、管理机制等方面实现了新的发展与突破，卓有成效地推进了课程体系改革、生产性实训开发、“双师”结构团队构建、质量管理水平、学校文化创新等深层次内涵建设，凸显了高职教育教学特色。尤其是学校遵循“培养什么样的人才，滨海新区企业说了算”的理念，为滨海新区产业发展提供了大批高素质技能型人才。毕业生涉及滨海新区主要支柱产业及800余家企业，用人单位称赞职业大学学生“上岗快、留得住、素质高”。2009年，教育部、天津市政府联合授予我校“滨海新区紧缺技能人才培养基地”。本文以天津职业大学国家高职示范校项目建设为例，分析探讨天津职业大学“做中学”维度下深层次工学结合人才培养模式内涵标准及其途径建设，以求为全国高职教育改革和服务区域经济发展能有所启发和借鉴。
　　高等职业教育作为高等教育体系中的一种类型，应加强与行业企业、政府部门之间的多元协作，其中工学结合作为其主导的人才培养模式，在现实的办学实践中，存在着内涵标准界定不清、运行模式与保障机制不到位等诸多问题。为此，笔者认为，当前应着力弄清深层次工学结合“做什么”和“怎么做”的问题，同时高职院校应根据各专业不同特点要求，寻找与企业利益的结合点，增加“产业要素、行业要素、企业要素、职业要素和实践要素”在运行模式、保障机制中的比重，推进并实现校企合作中工学结合的深度融合。
　　
　　1　“融‘教学做’为一体”内涵的理解
　　
　　教育部2006年16号文件《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》提及“改革教学方法和手段，融‘教学做’为一体，强化学生能力的培养”。从文件中理解，作为一种教学方法或方式的改革，“教学做”不是“三段式”或独立进行的，应该是三者的融合，以实现推进深层次工学结合的探索与实践。目前高职院校在其理论分析和探索实践过程中，也常常提及“融‘教学做’为一体”这个关键词，但是在具体操作过程中，就其内涵层次标准以及操作实施方面显出一定的滞后性，其中最为关注的“融什么”、“怎么融”是其重点和难点之处，应对其进行更深层次的分析以及具体操作标准的界定。笔者认为，“融‘教学做’为一体”的主要内涵应体现在“做中学”与“学中做”两个层面。
　　所谓“做中学”，是指以为企业一线服务为目标，主动提高院校在市场需求中吸引力的一种教学模式，其主要特点是遵循“企业需求”与“院校服务能力”至上的原则，主动开展各类技能人员的培养培训以及针对企业需求的科技开发服务，所以“做中学”是深层次工学结合的具体体现，也是“融‘教学做’为一体”的重要内涵。天津职业大学在推进“校企合作、工学结合”模式过程中正是基于这一理念而开展的。
　　与之相较，“学中做”是以高职院校工学结合实施为目标，寻求与企业合作的一种教学模式，其主要特点是根据学生学习操作技能实际需要，开展诸如工学交替、现场教学等工学结合形式，其首要目标是服务学生学习与训练的完成，所以“学中做”也是当前深层次工学结合的重要表现。
　　
　　2　深层次工学结合的内涵标准分析
　　
　　当前，高职院校实践工学结合方式方法很多，但何谓深层次工学结合，同行业者理解很多。笔者认为要实现“做中学”状态下的工学结合关键是模式化与机制化两个关键要素。
　　
　　2.1运行模式化
　　基于“做中学”维度下深层次工学结合运行模式化的核心址工学结合不单纯是一种具体的教学方式方法，而是一种包括工作过程系统化导向式高职课程改革、校内实训基地“生产性”与校外实训基地“教学化”建设、“双师结构”团队构建、柔性化教学

建设以及高职院校文化建设等为主要内容的系统性、综合性的人才培养模式。它不仅体现在“工”、“学”自身交替上，更重要地体现在教育教学全方位的内涵建设，这是当前高职院校工学结合标准不到位的重要方面。
　　
　　2.2运行机制化
　　基于“做中学”维度下深层次工学结合运行机制化的核心内涵，是体现在模式实践过程中的机制配套问题，这是解决当前工学结合开展“难”的症结所在。目前，因为培养人才是学校的主业而非企业的主业，企业的积极性理所当然地没有学校高，工学结合在很大程度上是高职院校一方“埋头苦干”，而作为职业教育重要参与方的行业企业与政府部门的参与度还相当薄弱，这直接影响到工学结合的内涵质量与实施效果。为此，笔者认为，应完善职业教育法规政策，强化企业及政府在职业教育中有效参与；推进学校、企业、政府“三方联动”的职业教育集团建设；校企在院校文化、专业建设、高职课程等方面的多层次融通等作为机制配套的有效途径，以保障推进深层次工学结合的正常运行。
　　
　　3　深层次工学结合的建设实践
　　
　　笔者认为，高职院校深层次工学结合在着眼于“做中学”层次标准的基础上，其运行主要是在模式与机制两个层面下功夫。为此，天津职业大学在基于工作过程的课程开发、生产性实训内涵建设、“双师”结构团队的构建、项岗实习的实施与管理、与示范校内涵建设相配套的机制创新等方面进行了卓有成效的探索与实践。
　　
　　3.1　推进基于工作过程的课程体系建设
　　在示范校建设过程中，课程改革是其模式创新的核心问题。纵观高职课改历史，共有三个较为明显的阶段：
　　第一阶段为2002年以前，人才培养方案基本上是本科压缩式的延续，其课程也基本上是学科压缩饼干式的复制。2002年《教育部关于60强高职高专教育人才培养工作的意见》(教高2002年2号)强调以理论课程“必须够用”为度的原则建立学时并进行同类课程的适度整合；在教学计划中增加了实践教学学时，尤其是集中实训环节，这是变化的第一阶段。
　　第二阶段是2004年“就业导向的职业能力系统化课程(vocscvm2004)”的改革，这次课改的典型特
征是从职业分析入手设计课程，实施能力本位的课程方案，即在课程设计方法上，从以学科为起点的课程转换为以职业为起点的课程。
　　第三阶段是上世纪90年代，德国不来梅大学Felix Rauner教授提出“基于工作过程的职业教育课程理念和设计方法”。2007年教育部要求高职示范校建设中试点采用这一方法，这次课改的典型特征是课程设计要基于工作过程，充分体现工学结合的特点，以真实的工作任务或产品为载体实施课程的整体设计。
　　天津职业大学工作过程的课程开发正是基于课改第三阶段的要求而实施的。学校加大职业教育基础理论和课程理论研究的力度，将研究的成果不断传播到学校层面的一线管理者和教师中，以基于工作过程课程开发模式为主导，以8个示范校重点建设专业、相关专业群23个专业和其他一般专业3个层面联动全面推进课程改革，即专业课程体系根据职业岗位能力及工作过程来分析形成典型工作任务，以典型工作任务为轴心整合课程内容，序化课程结构，进行课程标准制定、课程整体设计、课程单元设计，经过多轮研讨与训练，形成了工学结合的理论知识和实践训练系统化的课程教学体系。到目前为止，学校重点专业和专业群完成108门课程的课程标准、课程整体设计和课程单元设计，其中有92门课程、87名教师通过学校教师教学设计达标验收。重点专业群和一般专业163门课程，初步完成课程的课程标准、课程整体设计和课程单元设计。2010年学校计划再完成300门课程的课程标准、课程整体设计和课程单元设计。另外，12门课程被评为国家精品课程，18门课程被评为市级精品课程；8个示范建设专业已经完成了77本教材的编写等。
　　
　　3.2　推进基于项目管理与开发的生产性实训建设
　　生产性实训是指实训过程实现生产化，即通过产品生产、社会服务、技术研发等生产性过程，以实现经济效益来补充实训基地正常运转的所需，并在生产中推行工学结合的人才培养模式，进而真正实现学生项岗实习，培养学生实践技能的一种方式。“就目前而言，生产性实训因其内涵理解不同和院校自身条件所限，使其在实践运转过程中，表现出不同的模式和形式。”我校做法主要有：一是严格实训项目的立项审批，形成可行性、操作性，体现先进性的项目建设方案，并由骨干教师与企业专家共同论证确立项目。二是强化项目的过程管理，包括任务进展、资金使用以及实施过程监控等方面。三是强化项目的绩效考核，包括设备条件、实训制度、操作规程、职场文化等，实现与教师绩效考核的直接挂钩。三年中，新建34个、更新25个融教学、培训、职业技能鉴定、技术研发和生产功能于一体的实训基地等。
　　如机电(数控)专业构建的“做学一体、训赛相通”实训模式是学校开展生产性实训的典型案例，其内涵包括：
　　一是课证融通。该专业课程体系以整体提升学生职业技术能力为目标，推进以数控操作、维修电工国家职业标准为依据的双证、多证教育，实现课证融 摘要:本文介绍了信息素质的定义和标准,分析了国内外信息素质教育的现状,指出了高校师生信息素质培养的意义,探讨了信息素质培养的相关途径和配套措施。
　　关键词:高校师生;信息素质;培养
　　中图分类号:G642文献标识码:A
　　
　　今天,信息越来越成为社会各领域中最为活跃、最具决定性的因素之一。以信息获取能力、信息利用能力和信息甄别能力为主要内涵的信息素质,是信息社会中人的综合素质的主要组成部分。在高等教育信息化的进程中,培养教师的信息素质,可以深化拓展教育模式,提升教学质量;加强学生的信息素质,可以使其掌握信息的检索、利用,适应数字化的教学环境,逐步提高创新能力,因此信息素质的培养就成为了当前教育部门亟需解决的问题之一。
　　
　　1信息素质的定义和信息素质培养的意义
　　
　　信息素质包括获取信息、分析信息以及加工信息,是传统文化素质的延伸和拓展。信息素质是高校师生科学素质的基础,要善于运用科学的方法,从海量的信息中辨别有效信息点,培养独立自主的求知态度和方法,以及社会责任感和创新意识,实现高等教育的可持续发展。
　　1.1信息素质的定义和标准
　　信息素质的概念最早源于美国,随后近30多年里其内涵与外延不断发展。
　　信息素质的概念最早是由美国信息产业协会主席Paul Zurkowski于1974年在美国全国图书馆与情报科学委员会上提出来的。他认为“所有经过训练把信息资源运用于工作中的人,称为具有信息素质的人。他们已学会利用大量的信息工具及主要信息源使问题得到解答的技术和技能。”这个定义为以后的信息素质的其他定义提供了基础,即信息素质是一种技术、技能;把解决问题作为信息素质的关键特征。此外,信息素质还有许多其他的定义,例如,美国大学与研究图书馆协会认为,信息素质是一系列有关个人能意识到需要并能找到、评价和有效利用所需信息的能力。Jeremy J. Shapiro 和Shelly K. Hughes认为,狭义的信息素质包括各种有效地使用信息技术和信息资源地技能;广义的信息素质是一种艺术,包括社会、文化、科技、哲学等内容。
　　美国大学和研究型图书馆协会(ACRL)于2000年1月制定了“高等教育信息素质标准”。该标准为高校师生、管理人员、图书馆人员提供了信息素质教育的实施指南和评价体系。该标准包含5项标准,分别是具备明确的信息需要的内容与范围的能力;具备高效获取所需信息的能力;能客观审慎地评价信息与信息源,并将其纳入信息库与评价体系;能有效利用信息完成特定地任务;了解有关信息使用的经济、法律以及社会因素,获取与使用信息要符合道德及法律规范。
　　从以上的定义和标准可以看出,信息素质是一个多层次有丰富内涵和外延的概念,其评价应从社会道德、法律规范、信息能力等方面着手。
　　1.2国内外信息素质教育的现