互连技术论文范文

导语：如何才能写好一篇互连技术论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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第一，顺应新课改的要求。新课程标准要求学校进行课程改革，增强课堂中学生的主体地位，强化教师的引导作用。行动导向教学法在《网络互连技术》课程教学中的应用在很大的程度上提升了学生在课堂上的主体地位，满足了不同层次学生的学习需求，因此行动导向法的应用在很大程度上顺应了新课改的发展要求。第二，提高学生的能力。行动导向教学法在平常的课堂中营造出一种工作的氛围，根据不同学生的学习需求制定不同的教学方案，在很大程度上激发了学生的自主学习的能力，提高了学生解决实际的能力，增强了学生应用信息技术的能力。第三，维持院校的可持续发展。行动导向法在顺应新课改的要求下提升了学生的实际能力，提高了教学质量，为院校赢得了一个很好的教学成绩和社会声誉，有利于维护院校的可持续发展。

二、行动导向教学法在《网络互连技术》课程教学中的应用策略

（一）建设科学的教材

《网络互连技术》是计算机网络教学中的一种，知识具有更新快的特点，所以在实际应用行动导向教学法的时候，首先要保证教材的更新。《网络互连技术》的教材大多是以思科的网络互连为主，但是目前国内许多单位的网络建设采用的是华为等设备，所以《网络互连技术》在教材中不仅要设置思科组网的解决方案，同时还要设置一些华为组网技术的实际案例，以增强教材和实际生活的联系，从而提高学生解决实际问题的能力[2]。

（二）建立真实的实验平台

传统的《网络互连技术》的教学模式就是课堂教学，对于实际操作过程中的难点学生没有办法亲自体会，也就难以理解，同时这种传统的课堂枯燥乏味，没有办法激发学生的学习积极性。所以行动导向教学法在《网络互连技术》课堂教学中的应用要打破传统的课堂教学模式，对《网络互连技术》学习中相关的实验室进行重新的规划，建设一个以真实的网络运行模式为基础的真实的实验平台，根据学生的兴趣与能力，将学生编入不同的功能区，在提高学生学习积极性的同时，提高学生解决实际网络问题的能力[3]。

（三）完善课堂教学过程

在行动导向教学法中要充分体现学生的主体地位，发挥教师的主导作用，注重对学生解决实际问题能力的培养，通过引导学生完成某一个任务入手，引导学生进行学习，可以保证在提高学生实际能力的同时完成教学任务。因此《网络互连技术》的课堂教学可以遵循这样的过程：任务展示、完成任务演示、布置学生的实践任务、对学生完成任务的情况进行测试和验收、总结任务。在这个过程中，以真实的网络工程为背景，建立课堂教学的实训环境，让学生深入其中，理解自己完成任务需要掌握的知识，明白自己在完成任务的过程中出现的问题并提出相应的解决措施。从演示到实际操作，也就完成了知识从理论到实践的转化，实现了课堂目的，提高了课堂效率。

（四）科学合理的评价体系的建立

在建立评价体系的过程中要遵循三个原则，一是理论与实践相结合的原则，也就是在评价的过程中既要有理论知识的测评，也要有实际能力的测评；二是结果与过程相结合的原则，也就是在评价的过程中既要重视学习结果的评价，也要注重在学习过程中的表现；三是自评与互评相结合的原则，也就是在评价的同时要注重学生的自我评价，同时也要注重别人对学生的评价。

三、结语

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计算机控制技术发展初期，是以集中控制的工作方式进行计算机系统控制的。集中控制系统会建立统一的控制中心，由控制中心负责信息的收集、处理、加工等工作。如果集中控制系统出现了任何问题都能够及时发现，有助于企业及时制定科学合理的解决方案，系统的控制效率也因此得到了大幅度提升。集中控制技术主要是将信息的输入或输出作为控制主体的，主要包括信号采集、信号运算、信息处理及信息反馈、状态显示等工作内容，以上工作内容主要是通过IPC（一种工业控制计算机）控制完成的。IPC会收集温度、PH值、压力等相关数据，并通过接口卡来接受经过处理而得到的信号。集中控制技术具有一定的缺陷，一旦出现控制失误的情况就会使整个系统的运行都会受到某种程度的影响。而且，随着控制系统的日益复杂化，一台计算机已经无法负责控制多种信号的处理工作。为解决以上缺陷问题，以集散控制工作方式为主的计算机控制技术随之发展起来，集散控制又被称为分布式控制系统，根据功能的不同，集散控制又被分成了上位机与下位机，集散控制系统将通信作为系统的核心。整个系统的集中监视工作主要由上位机负责，而下位机则负责控制分布在各现场的用于分布控制的个体，集散控制系统的上、下位机通过通讯互联网进行信息传递，保持信息通畅。集散控制系统具有较高的安全性、有效性及可拓展性。但许多厂家为实现经营垄断常常采用封闭形式的集散控制系统，阻碍了集散控制系统的推广和发展。

2封闭集散控制系统到工业现场中线的发展分析

封闭式的集散控制系统缺乏较好的兼容性和开发性，系统存在无法共享信息的局限。为增强集散控制系统的兼容性和开发性，在构建系统过程中必须采用标准化、网络化的网络协议，工业现场中线技术随之发展起来。由该技术构建的工业现场总线控制系统可以确保工业现场中智能化仪器、控制器、执行机构设备之间保持信息通畅。整个控制系统按照总线方式有条不紊的运行着。工业现场总线控制系统采用的是开放式的现场总线协议，以该协议方式进行现场所有支线工作的协调工作，不仅可以降低投资成本、维护资金，该系统还具有操作简单、经济实用、工作效率高的显著优势，用户的功能需求也可以得到更好地满足。工业现场总线控制系统是一种开放的、互联的分布式系统。该系统将工业现场作为中线，通过收集中线中的信号或信息，并根据所收集的信息对其进行有效控制，将分散控制管理与集中控制管理进行了有效结合，将系统危险分散开来，实现控制分离。

3现场控制到企业自动化控制发展分析

以太网工业协议作为一种开放式的网络协议，实现了全方位的自动化控制。在计算机控制技术中引入互联网，有助于提升产品的安全系数和适用性。但目前，企业化基于以太网的自动化控制中存在着一个问题就是不稳定的网络信号，无法确保系统时刻保持在稳定的工作信号下。信息化工厂的提出是为了解决以太网不稳定问题。基于该技术下，系统将大量的数据进行转移，使信息的采集、传输和处理都能处于良好的环境中，最终实现信息的自动化控制，并提高控制效率。

4总结

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工作室教学模式自由开放，课堂以项目制为主要教学内容，教师由教学主导的角色转变为以学生为主的、合作的、探索性的帮助者的角色。同时，实现了综合跨专业合作式的教学，淡化“专业”的概念，逐渐弱化个人设计师的作用，取而代之的是综合实践能力和团队合作能力的需求。以工作室为平台，实现教师与学生充分互动，促进教学相长，并加快学生就业适应力。

2.移动互联网技术实训要求

移动互联网技术更新速度非常快，与该技术相关的课程教学方法必然要区别于其他基础理论课程的教学，在汲取基础理论教学中积累的有效方法的同时，要积极创新教学方法，适应不断变化的新技术、新知识。

2.1创新教学理念在实训过程中，除了要理论联系实际，更重要的是发扬移动互联网的“开发、分享、互动、创新”的精神，彻底打破旧的教学模式，以学生为教学主体，以项目为驱动，使用各种教学手段来培养学生的实际动手能力，以学生完成项目的过程及提交的项目成果来考核学生的专业能力，并以此作为判断学生是否完成课程要求的核心指标。

2.2工学结合、校企合作移动互联网时代也给校企合作带来了新模式，校企合作将充分调动各自的资源，实现产学研结合和优势互补，为培养创新型、实用型人才打下了基础。

3.工作室教学模式在实训中的应用

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1.1传播范围广泛，方便受众获得信息

当前，随着互联网的普及，我国网民数量已达到了接近总人口的一半，互联网已成为当前我国应用相对比较广泛的工具。而随着社会主义市场经济的发展，互联网的发展已成为当前我国社会发展的必然趋势，在此基础上，我国网民数量的不断增加，为互联网广告奠定了受众基础。网络广告在传播的过程中，突破了传统广告在传播上受时间以及地点的束缚，使其拥有了更为广阔的发展空间。与此同时，互联网广告能够实现循环性且不间断的播放功能。因此，其传播的空间也随之不断扩大，随时随地接受广告的互联网广告媒体，是传统广告传播媒体所无法比拟的。

1.2具有较强的互动性

传统广告所注重的是广告的传播范围，以扩大传播范围提升广告的影响力，从而达到广而告之的目的，这种单项的传播方式，只是企业向消费群体的单一推广。互联网广告媒体不仅实现了企业向消费者的推广，还实现了企业与消费者以及消费者之间的互动。企业通过网络向消费者传播商品广告，并且能够通过有效渠道来了解具有价值的信息，从而满足当前消费群体的个性化需求，提高自身的经济效益与社会效益。比如，当前企业可以通过用户购买评论来获得消费者的反馈意见，从而针对自身存在的不足进行完善，而消费者之间也可以通过评论来获得关于商品的相关信息，从而以互动的方式带动品牌效益的传播。

1.3具有较强的针对性

互联网广告媒体与传统的广告媒体相比，具有较强的针对性。传统广告在传播的过程中，只是根据商品的性能特点进行宣传，其并没有固定的受众群体，也没有明确的传播目标，对时间、地点以及受众选择上都没有明确的划分，只是不断地强调传播的频率来实现其传播的效应。互联网广告媒体则有效地规避了这一问题的发生。互联网广告针对的群体年龄在18～40周岁的人群，根据商品的不同特点又进行进一步的划分，总体上这一部分人群的文化素质相对较高，其在对广告相关信息分析与理解上的能力较强，与此同时，这一部分人也是最具购买力的群体。因此，通过互联网广告不仅能够有效地降低商家的宣传与推广费用，还能收到更好的广告效果，从而为企业开拓了更为广阔的空间。

1.4具备持久性与稳定性的特点

基于互联网的传播特点，互联网广告媒体在传播上具备持久性与稳定性的特点。通过互联网，企业可以根据自身产品的特点与需求，制定相关的信息，并通过互联网进行宣传。而这一系列相关的信息企业能够将其进行长久性的保存，然后根据产品的相关变动信息进行完善与修改，从而持续地向受众群体进行传播。传统的广告传播形式受到其传播媒介的限制，其传播的实效性与持久性是根据传播媒介所提供的量进行的，不仅持续性短且费用高。比如电视媒体广告，其在传播的过程中，是根据商家支付费用标准进行定位的，且时间有限。在互联网广告媒介中，商家能够24小时循环向受众群体提供信息，不仅推广与宣传的费用低，且宣传效果好，极大地提高了商家的竞争力与经济效益[2]。

2互联网广告媒体的经济价值

2.1微博以及微信广告媒介的经济价值

当前，随着互联网的发展，微博的使用人数逐年增加，这不仅显示出微博的高商业价值，还为其广告媒介传播受众需求奠定了基础。微信经过近几年的发展，以飞快的速度占据了商业广告的一席之地，且不断地发展壮大。微信与微博广告在当前已成为人们关注的焦点，与传统的广告媒介相比，微信以及微博广告媒介具备独特的宣传与推广模式，其在宣传与推广形式上为广告的传播提供了新的发展平台与新的传播模式[3]。微博以及微信是通过用户探讨的模式，经过互动以实现广告宣传与推广的目的。此外，还能通过页面广告的设置来实现对商品的宣传与推广，进而树立企业形象与品牌效益。微博以及微信广告的特点为针对人群固定且集中，从而强化了广告的传播效应。与此同时，微博以及微信广告的投资成本更低，能够有效节约资源，从而实现企业经济效益的最大化。但是，与传统广告相比，微博以及微信传播处于起步与发展阶段，其广告所涉及的信息相对较为简单，因此缺乏有力的说服力，这就使微博与微信在传播效果上具备了不确定性，从而增加了企业投资的风险，这就成为当前亟待解决的阻碍微博以及微信经济价值发挥的一大因素。

2.2网络广告媒介的经济价值

当前，网络广告是互联网技术下广告媒介应用范围最广且影响力最大的媒介平台。网站广告的模式当前有平面广告、视频广告等，其宣传与推广的方式可谓精彩纷呈，从而为商品的宣传与推广创造了更为广阔的空间，也使其投资运行的效益有了保障[4]。在门户类网站以及社交网站中，网站广告具备着十分突出的优势作用，比如当前很多网页游戏都选择了在网站广告中进行推广，通常都是将推广与宣传的内容制作成精彩的视屏，将其突出的特点展现在观者面前，从而达到吸引观者注意的目的，获得相应的广告传播效应。与其他形式的广告媒介相比，网络广告的受众范围是最广的，因此，其对商品的宣传与推广效果是最佳的，不论是何种产品的广告，网络媒介都能够一一将其充分地展现在受众面前，从而提升商品的购买潜力。如淘宝网商家除了在自己店铺进行产品宣传与推广外，还能够借助淘宝主页的页面进行宣传，与此同时，也能够通过其他网页的链接进行宣传与推广，因此，网络广告以其较高的商业价值，成为当前最受企业青睐的传播媒介。但是，随着网站广告的发展，其所存在的问题逐渐凸显，尤其是在管理方面，由于缺少相关法律制度的约束，使得很多虚假信息肆意横行，从而降低了网络广告的可信度，因此，这将成为未来一段时间内制约网络广告发展的一大因素。

2.3E-mail广告媒介的经济价值

电子邮件成为当前人们在互联网上进行沟通的主要工具之一，其广泛的应用为商业广告的宣传与推广奠定了基础。电子邮件广告包括邮件广告和页面广告两种，其中邮件广告指的是通过邮件接收与发送等渠道获取用户的电子邮件地址，通过以电子邮件类的问卷调查来实现与用户的长期互动[5]。页面广告指的是以电子邮件页面为商户提供广告位，从而实现商品的宣传与推广。电子邮件广告主要有文字以及图片这两种宣传推广方式，而文字与图片的形式相对缺少说服力与感染力，所以其宣传与推广的效果不理想。电子邮件广告是通过向用户邮箱发送广告来完成推广的，这样的方式很多时候会引起受众群体的反感情绪。因而，电子邮件类的广告媒体在发展的过程中，应积极地吸收当前互联网广告媒体的先进技术，针对存在的问题与不足进行改善，提高其广告经济价值。

3结语

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[论文摘要]随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术。

一、国内外数控系统发展概况

目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。

二、数控技术发展趋势

（一）性能发展方向

（1）高速高精高效化。速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化。包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。（3）工艺复合性和多轴化。以减少工序、辅助时间为主要目的的一种复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。（4）实时智能化。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。

（二）功能发展方向

（1）用户界面图形化。用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。（2）科学计算可视化。科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。（3）多媒体技术应用。多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

（三）体系结构的发展

（1）集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。（2）模块化。硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。（3）网络化。机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。（4）通用型开放式闭环控制模式。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。

三、智能化新一代PCNC数控系统

当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能。智能化新一代PCNC数控系统将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。

参考文献

[1]电动机降压起动器的选择与分析，凌浩，2000.12 vol.20 P66.

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关键词：神经网络；智能；计算；应用研究

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)20-30326-02

Application of Neural Network Forefront

LI Bing-fu1,2

(1.Zhanjiang Normal College, Zhanjiang 524048, China; 2.Chongqing University, Master of the Computer College, Chongqing 400030, China)

Abstract: The rise of neural networks, has been on the cognitive and intellectual nature of the computer industry and basic research has produced an unprecedented excitement and great role. Therefore, in all fields has greatly applied research.

Key words: Neural Networks; Intelligent; Computing; Applied Research

1 引言

神经网络是一门模仿人类神经中枢――大脑构造与功能的智能科学，利用物理器件来模拟生物神经网络的某些结构和功能，即由许多功能简单的神经元互联起来，形成一种能够模拟人的学习、决策和识别等功能的网络系统。他具有快速反映能力，便于对事物进行适时控制与处理；善于在复杂的环境下，充分逼近任意非线形系统，快速获得满足多种约束条件问题的最优化答案；具有高度的鲁棒性和容错能力等优越性能。

神经网络的崛起，已对认知和智力的本质的基础研究乃至计算机产业都产生了空前的刺激和极大的推动作用。因此在各个领域都有很大的应用研究。

2 神经网络（ANN）的研究内容

1) 理论研究：ANN模型及其学习算法，试图从数学上描述ANN的动力学过程，建立相应的ANN模型，在该模型的基础上，对于给定的学习样本，找出一种能以较快的速度和较高的精度调整神经元间互连权值，使系统达到稳定状态，满足学习要求的算法；2) 实现技术的研究：探讨利用电子、光学、生物等技术实现神经计算机的途径；3) 应用的研究：探讨如何应用ANN解决实际问题，如模式识别、故障检测、智能机器人等。

3 神经网络在各领域的应用研究

3.1 智能机器领域的应用研究

智能机器领域的应用研究主要是进一步研究调节多层感知器的算法，使建立的模型和学习算法成为适应性神经网络的有力工具，构建多层感知器与自组织特征图级联想的复合网络，是增强网络解决实际问题能力的一个有效途径。重视联结的可编程性问题和通用性问题的研究，从而促进智能科学的发展。通过不断探索人类智能的本质以及联结机制，并用人工系统复现或部分复现，制造各种智能机器，可使人类有更多的时间和机会从事更为复杂、更富创造性的工作。

智能的产生和变化经过了漫长的进化过程，我们对智能处理的新方法的灵感主要来自神经科学，例如学习、记忆实质上是突触的功能，人类大脑的前额叶高度发育，它几乎占了30%大脑的表面积，在其附近形成了人类才出现的语言运动区，它与智能发育密切相关，使神经系统的发育同环境的关系更加密切，脑的可塑性很大，能主动适应环境还能主动改造环境，人类向制造智能工具方向迈进正是这种主动性的反映。脑的可塑期越长，经验对脑的影响就越大，而人类的认知过程很大程度上不仅受经验主义的影响，而且还接受理性主义的模型和解释。因此，对于智能和机器的关系，应该从进化的角度，把智能活动看成动态发展的过程，并合理的发挥经验的作用。同时还应该从环境与社会约束以及历史文化约束的角度加深对它的理解与分析。

神经网络是由大量处理单元组成的非线性、自适应、自组织系统，它是在现代神经科学研究成果的基础上提出的，试图模拟神经网络加工、记忆信息的方式，设计一种新的机器，使之具有人脑风格的信息处理能力。智能理论所面对的课题来自“环境－问题－目的”，有极大的诱惑力与压力，它的发展方向就将是，把基于联结主义的神经网络理论、基于符号主义的人工智能专家系统理论和基于进化论的人工生命这三大研究领域，在共同追求的总目标下，自发而有机的结合起来。在21世纪初，智能的机器实现问题的研究将有新的进展和突破。

3.2 神经计算和进化计算的应用研究

计算和算法是人类自古以来十分重视的研究领域，本世纪30年代，符号逻辑方面的研究非常活跃。例如Church、Kleene、Godel、Post、Turing等数学家都给出了可计算性算法的精确数学定义，对后来的计算和算法的发展影响很大。50年代数学家Markov发展了Post系统。80年代以后，神经网络理论在计算理论方面取得了引人注目的成果，形成了神经计算和进化计算新概念，激起了许多理论家的强烈兴趣，大规模平行计算是对基于Turing机的离散符号理论的根本性的冲击，但90年代人们更多的是批评的接受它，并将两者结合起来，近年来，神经计算和进化计算领域很活跃，有新的发展动向，在从系统层次向细胞层次转化里，正在建立数学理论基础。随着人们不断探索新的计算和算法，将推动计算理论向计算智能化方向发展，在21世纪人类将全面进入信息社会，对信息的获取、处理和传输问题；对网络路由优化问题；对数据安全和保密问题等等将有新的要求，这些将成为社会运行的首要任务，因此，神经计算和进化计算与高速信息网络理论联系将更加密切，并在计算机网络领域中发挥巨大的作用，建立具有计算复杂性、网络容错性和坚韧性的计算理论。

基于人类的思维方式的转变：线性思维转到非线性思维。神经元、神经网络都具有非线性、非局域性、非定常性、非凸性和混沌等特性，故此在计算智能的层次上进行非线性动力系统、 混沌神经网络以及对神经网络的数理研究。从而进一步研究自适应性子波、非线性神经场的兴奋模式、神经集团的宏观力学等。因为，非线性问题的研究是神经网络理论发展的一个最大动力，也是它面临的最大挑战。此外，神经网络与各种控制方法有机结合具有很大发展前景，建模算法和控制系统的稳定性等研究仍为热点问题，而容忍控制、可塑性研究可能成为新的热点问题。开展进化并行算法的稳定性分析及误差估计方面的研究将会促进进化计算的发展。把学习性并行算法与计算复杂性联系起来，分析这些网络模型的计算复杂性以及正确性，从而确定计算是否经济合理。因而关注神经信息处理和脑能量两个方面以及它们的综合分析研究的最新动态，吸收当代脑构象等各种新技术和新方法是十分重要的。

离散符号计算、神经计算和进化计算相互促进或者最终导致这3种计算统一起来，这算得上是我们回避不了的一个重大难题。预计在21世纪初，关于这个领域的研究会产生新的概念和方法。尤其是视觉计算方面会得到充分地发展。我们应当抓住这个机会，力求取得重大意义的理论和应用成果。

3.3 神经网络结构和神经元芯片的应用研究

神经网络结构的研究是神经网络的实现以及成功地实现应用的前提，又是优越的物理前提。它体现了算法和结构的统一，是硬件和软件的混合体，这种硬软混合结构模型可以为意识的作用和基本机制提供解释。未来的研究主要是针对信息处理功能体，将系统、结构、电路、 器件和材料等方面的知识有机结合起来，建构有关的新概念和新技术，如结晶功能体、最子效应功能体、高分子功能体等。在硬件实现上，研究材料的结构和组织，使它具有自然地进行信息处理的能力，如神经元系统、自组织系统等。神经计算机的主要特征是具有并行分布式处理、学习功能，这是一种提高计算性能的有效途径，使计算机的功能向智能化发展，与人的大脑的功能相似，并具有专家的特点，比普通人的反应更敏捷，思考更周密。光学神经计算机具有神经元之间的连接不仅数量巨大而且结合强度可以动态控制，因为光波的传播无交叉失真，传播容量大，并可能实现超高速运算，这是一个重要的发展领域，其基础科学涉及到激光物理学、非线性光学、光紊乱现象分析等，这些与神经网络之间在数学构造上存在着类似性。近年来，人们采用交叉光互连技术，保证了它们之间没有串扰，它有着广阔的发展前景。在技术上主要有超高速、大规模的光连接问题和学习的收敛以及稳定性问题，可望使之得到突破性进展；另一种是采用LSI技术制作硅神经芯片，以及二维VLSI技术用于处理具有局部和规则连接问题。在未来一、二十年里半导体神经网络 芯片仍将是智能计算机硬件的主要载体，而大量的神经元器件，如何实现互不干扰的高密度、高交叉互连，这个问题可望尽早得到解决。此外，生物器件的研究正处于探索之中，研究这种模型的理论根据是当硅集成块和元件间的距离如果接近0.01微米时，电子从邻近元件逸入的概率将很有限，便产生“隧道效应”的现象，它是高集成电路块工作不可靠的原因之一。而生物芯片由于元件是分子大小的，其包装密度可成数量级增加，它的信号传播方式是孤电子，将不会有损耗，并且几乎不产生热。因此，它有更诱人的前景。随着大量神经计算机和神经元芯片应用于高科技领域，给神经网络理论和方法赋予新的内容，同时也会提出一些新的理论课题，这是神经网络迅速发展的一个动力。

4 结束语

近年来，我国“863”计划、攻关计划、“攀登”计划和国家自然科学基金等，都对神经网络的研究给予了资助，吸引了大量的优秀青年人才从事神经网络领域的研究工作，并促进我国能在这个领域取得世界上的领先地位。在21世纪科学技术发展征程中，神经网络理论的发展将与日俱增。

参考文献：

[1] 阎平凡.人工神经网络的容量、学习与计算复杂性[J]. 电子学报,1995,23.

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关键词：移动学习，C语言程序设计，教学

 

1 移动学习

移动学习（M-Learning）是借助移动互连技术，使用移动计算设备（智能手机、PDA、移动电话等）实现学习者随时随地进行不同目的、不同方式的学习[1]。移动的内涵包括：形式上是移动的，即学习者不再受时间、空间和有线网络的限制，可以随时随地进行不同需求、不同方式的学习；学习环境是移动的，学习资源和学习者也是移动的；内容上是互动的，进行教学活动的双方实时交流，教育信息、教育资源与教育服务依靠移动计算技术和互联网技术实现双向“移动”，教与学相互促进，才能更充分的体现移动学习的优越性；实现方式上是数字的，移动学习是基于无线移动设备进行的数字化学习，它是在数字化学习的基础上发展起来的，是远程学习发展的一个新阶段[2] 。

现阶段的移动学习受技术条件的制约，通常作为高校教学的一种辅助学习模式，主要应用于管理和为学习支持服务提供“交互”通道，学生和教师通过使用移动设备(如手机等)方便、灵活地实现交互式教学活动。高校移动学习的主要应用模式分为三大类：基于短信息的在线移动学习，基于连接的在线移动学习以及存储移动学习模式[3]。基于短信息的在线移动学习具有使用费用低，设备普遍支持等优点，主要应用于通信数据少并且可用简单文字描述的学习活动和学习服务，可用于向学习者发送课程安排、考试安排和考试成绩等信息，提供指导、激励和支持等作用。基于连接的在线移动学习和存储移动学习，需要建设WAP站点，提供能够支持移动设备访问和下载的学习资源，着重选取能够贴近学习者生活和工作同时又较为时尚和流行的主题作为学习内容。存储移动学习和基于短信息的在线移动学习将是目前在高校中最切实可行的移动学习应用模式[4] [5]。

2 C语言程序设计课程特点

C语言作为当今最为流行的程序设计语言之一毕业论文范文，不仅是计算机专业的必修课，也是很多

非计算机专业的学习课程。随着计算机的普及，学生运用计算机的能力越来越强，但计算机程序设计课程因其较复杂的语法、编程等知识，依然是众多学生学习上的“拦路虎”。

C语言程序课程知识点琐碎，概念繁多，理论不易掌握；概念抽象且复杂，包含的数据类型和运算符丰富，需预习与复习相结合才产生较好学习效果；对应的规则繁多且易混淆，使用较为灵活，容易出错，使得学生容易产生畏难、厌倦情绪；理论与实验教学学时分布不均衡，导致课堂教学中，对如何分析和解决问题讲得不够充分，学生编程思路不清楚；实验过程中，不能将理论知识应用自如，在处理实际问题时往往不知从何入手，需要在平时教学中注意培养学生动手能力[6][7]。

C语言程序课程的这种特点，适合采用移动学习作为其辅助教学方式。针对C语言理论性强的特点，可以在课前课后发送定时短信，提示预习摘要求较高，不好的缩进格式影响其呈现效果，结构化风格使得程序占用篇幅往往较长等等，这些因素均会制约移动设备的可读性。

3移动学习在课程教学中的应用

根据上述分析，设计移动学习方式如下：总体原则，以传统教学方式为主，移动学习方式为辅，移动学习方式充当课堂教学的重要补充，能够实现课堂知识的延伸，指导和激励学生进行更深层次的学习和实践。实现方式，主要采用基于短信息的在线移动学习方式，配合基于连接的移动学习空间、论坛，以及存储移动学习资源建设。针对课堂教学，精心设计课前案例，提出驱动式问题，相关预习提示，课后设计相关重点回顾，知识点延伸，以短信形式发给学生，对于短信不能很好显示的内容可以邮件形式发送给学生，或者放在相关网站上，以消息的形式提醒学生查收。软硬件支持：考虑到学生普遍拥有设备的程度，将移动设备限定在普通移动手机，软件使用中国移动飞信校园版（EFetion_campus）[10]，可以支持PC端向移动手机的短信群发，通过飞信、群、语音、邮箱、空间等多种方式实现互联网、移动网间的无缝互通毕业论文范文，还可以使用日程提醒，邮件提醒等功能打造个性化的学习指导。移动学习具体实现方式如图1。

图1 移动学习应用模式图

3.1功能模块介绍

移动学习做为一种辅助教学模式，能够参与到C语言课堂教学的课前准备，课后辅导以及实验指导等方面。

3.1.1短消息学习模块

（1）课前预习提示。可将每节的学习目标、重点、难点发送给学生，也可发一典型程序，加驱动式问题，发送到邮箱里，同时设置邮件提醒功能。

（2）课堂内容回顾。对前面课程学习过的知识内容以短信形式发给学生，提醒其回顾。

（3）作业提示、阶段测试。也可仿照上述短信设置方式，定时群发给所有的学生。

3.1.2移动学习空间或论坛

移动学习空间既可以方便学生在线浏览，也要努力适应基于连接的移动学习访问，其资料下载模块提供的学习资源，也要支持移动终端设备。移动学习论坛，实现学生自由交流空间。在移动学习论坛上定期设置讨论专题，既可以是关于某个错误进行分析，也可以针对相关程序选题集思广益，还可以是对当前教育进行探讨等等。

（1）课堂内容延伸。可提供诸如：MSDN使用介绍，帮助学生自如设计C/C++程序等；CSDN论坛介绍，提供同资深程序员交流学习的平台。

（2）常见错误提示分析。提供调试程序基本步骤，常见错误解读及可能出错原因。

（3）课程设计选题。设计相关程序选题，使其能够体现课程各个阶段的进度，并且具有一定的实用性，趣味性，能够调动学生的学习积极性。

（4）测试空间。提供一些历年试题，可以帮助学生巩固理论学习。

（5）教育思考。定期对教学进行总结，寻求更好的教学方式，也可以一些高校精品课程网站链接。

（6）资料下载。课程内容的各种学习资源，如PPT课件、多媒体课件、部分课程的录音、录像等；有关课程的各种辅导资料，如各章节的知识要点、课程设计任务库、程序设计案例库、试题库等都可以作为下载的资料。

3.2移动学习内容设计

在高校教育中，学生同时需要进行多门课程的学习，如果在针对某一门课程实施基于短信息的移动学习方式时，设计过多的短信内容，或者发送较多的次数，都将会给学生造成信息轰炸，带来过重的信息负担。配合C语言程序课堂教学，在课前课后发送两条飞信，每次不超过5页，对于无法以短信内容呈现的资源就发送到邮箱，同时以短信形式提醒学生注意查收。程序设计课程所涉及程序对格式要求较严格，一个程序案例通常占用较多篇幅，此时以邮件的方式发送较为合适，同时在相关论坛上设置讨论专题，根据学生回答设置最佳答案，统计学生活跃度，作为平时成绩参照。图2为课前预习的飞信基本内容设计。

图2 飞信基本内容设计

把课程内容按照“章-节-知识点”的层次模式进行组织，整理出每章每节的学习目标、重点、难点、学习指导、参考资料等内容毕业论文范文，并概要总结出每个知识点的核心内容和若干测试题目，学习者可以通过短信息随时随地自由学习、复习这些重要的知识点，并对学习的效果进行测试。设计短信内容时需考虑程序格式问题，屏幕显示行数，尽量控制在8行*5屏=40行，每行8字以内，不要以图片的形式发送（涉及彩信资费问题）。

另一方面，为课程的核心内容提供文档、PPT课件、课程录音、课程录像等多种媒体格式、适合多种移动终端的学习资源，满足学习者不同的学习需求和学习习惯。学习者只要把这些资源通过教学网站，下载到自己的移动终端上，当他们在教室外面、公共汽车上等地方时，都可以通过移动终端来浏览这些学习内容，充分享受移动学习的便捷与方便，而且不需要承担高昂的移动通讯费用。但是供下载的资料要充分考虑移动学习的特点，不仅要考虑学生的设备支持程度，还要考虑移动学习的片段性特点，对其中的部分资料需要进行特殊处理使其适合移动学习方式，主要处理原则，按知识点，将文档，影音资料都处理成片段，确保一个片段一个知识点，每个片段持续10分钟左右。

4 实验分析

借助中国移动飞信校园版，上述大部分移动学习方式都可以实现，从PC端到手机客户

端可以方便的实现短信群发，只要不超过一定数量，免费且易于操作。学生也分常乐意参与到这种形式的移动学习中来，非移动用户除了在接收短信受限之外，也可以加入飞信校园版PC端，可以共享资源。实验证明，使用移动学习方式作为程序设计课程的辅助教学方式能够大大调动学生学习的积极性。但是在学生中间出现了两级分化的现象，部分同学兴趣高涨，能够充分利用提供的学习资源，学习进度甚至出现超前现象，另外一部分同学上课时也在查看手机，学习不仅没有进步，反而沉迷于手机上网。这种现象提醒大家不仅应该注意实施移动学习的方式，同时还要加强大学生的思想教育，使其认识到网络资源的便利性和危害性，能够主动的去寻求有益的资源来提高自己。

使用飞信实现移动学习还有以下必须注意的地方：(1)飞信中涉及大量广告，容易分散学生注意力。(2)短信数量过大，易给学生造成信息轰炸，要限制性的使用。(3)需警惕不法分子盗取飞信或手机号，进行诈骗。可以利用飞信的二次开发功能，屏蔽其他模块，使其更适合校园使用。

移动学习对学习者也要有一定要求毕业论文范文，比如说需要一定的自学能力，自制能力，以及较强的学习动机等[8][9]。现阶段的移动学习在高校教学中应该起辅助作用，但不能排除其对研究生，博士生及在职人员充电的作用，所以还是要做好移动资源的建设工作，注意打上数字签名保护知识产权。

5 结论

当前，移动学习是教育界的研究热点。将移动学习方式引入语言类课程的教学中已取得较大进展，但将其应用到C语言程序设计课程教学中来，还属于尝试阶段。移动学习给教学改革注入新鲜活力，其对高校教学的促进作用，不仅依赖教师的合理使用和学生的大力配合，还依赖于软件平台的设计。本文所使用的飞信校园版，受到发送短信条数，广告绑定等不利因素的限制，不仅要考虑课程特点，还要考虑软件的使用规则，不能充分发挥移动学习的优势。下一步需要改进的地方，不仅在于移动学习资源的建设，还要建设实施移动学习的软件平台，不仅要适合移动终端在线浏览，还要能够与校园各个系统整合，充分利用现有资源，更加适应程序设计课程的要求。

参考文献：

[1]德斯蒙德·基更.移动学习：下一代的学习[J].开放教育研究.2004

[2]刘豫钧，鬲淑芳.移动学习——国外研究现状之综述[J].现代教育技术.2004

[3]王建武.3G网络下基于彩信的被动式移动学习实践研究[D].西安：陕西师范大学.2009

[4]张珑，王建华，张军，邸佳奇.移动学习在高等学校教学改革中的应用[J]. 计算机教育.2010(6):34-37

[5]王伟,钟绍春,吕森林.大学生移动学习实证研究[J].开放教育研究,2009,15(2):22-27.

[6]张素芹，吴连生.独立学院“C语言程序设计”教学改革实践[J]. 计算机教育.2010

[7]顾钧.程序设计语言课程的概念体系及教学策略探讨[J].中国成人教育.2010

[8]李望秀.高校教学中的移动学习[D].长沙：湖南师范大学.2008

[9]徐楠.M_Learning在现代远程开放教育中的应用研究[D].南京：南京师范大学.2005

[10]efeixin.10086.cn/product/category_15.html

篇8

 

1CDIO工程教育理念

 

CDIO工程教育模式，是由美国麻省理工学院、瑞典皇家工学院等四所大学共同创立的工程教育改革模式。是近年来国际工程教育改革的最新成果，CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate)4个英文单词的缩写，以产品从研发到运行的生命周期为载体让学生以主动的、实践的、与课程之间有机联系的方式学习掌握知识&-4。迄今已有几十所世界著名大学加入了CDIO国际组织，这些学校采用CDIO工程教育理念和教学大纲开展教学实践，取得了良好的效果。

 

2存在的问题与课程建设思想

 

微电子技术研究的中心问题是集成电路的设计与制造,将数以亿计的晶体管集成在一个芯片上。微电子技术是信息技术的基础和支柱，是21世纪发展最活跃和技术增长最快的高新科技，其产业已超过汽车工业，成为全球第一大产业。微电子工艺课程主要介绍微电子器件和集成电路制造的工艺流程，平面工艺中各种工艺技术的基本原理、方法和主要特点。其课程建设思想是使学生对半导体器件和半导体集成电路制造工艺及原理有一个较为完整和系统的概念，掌握当前微电子芯片制作的工艺流程、主要设备、检测方法及其发展趋势^7]。

 

但目前该课程教学中存在较多问题，教学效果不佳，主要有如下几点：(1)教材陈旧，没有较适合的双语教材，难以适应跨国际的微电子制造工艺新技术的快速发展;(2)教学内容信息量大，在教学时间短、内容多的情况下，教师难以合理安排教学进度;(3)在课程设置上重理论轻实践，技术性和实践性的内容较少，与迅速发展的工业实际脱节;(4)教学方法单一,理论联系实际不紧密，不利于学生课堂积极性的提高与创造性的发挥“5)实践教学环境较差，由于微电子工艺设备十分昂贵，有待加强高校精密贵重仪器设备和优质实验教学资源共享平台和运行机制的建设;(6)教评形式单一，忽略了实践教学与考核，致使大多数学生只是死记硬背书本知识的学习方式来应付考试。

 

3微电子工艺的课程建设

 

3.1教材选取及教学内容改革

 

本课程教材选用经历了《芯片制造一半导体工艺制程实用教程》、《现代集成电路制造工艺原理》到目前的首选教材：国外电子与通信教材系列中，美国MichaelQiurk和JulianSerda著《半导体制造技术》韩郑生的中文翻译本。该书不仅详细介绍芯片制造中的每一关键工艺，而且介绍了支持这些工艺的设备以及每一道工艺的质量检测和故障排除;并吸收了当今最新技术资料，如用于亚0.25pm工艺的最新技术:化学机械抛光、浅槽隔离以及双大马士革等工艺;内容丰富、全面、深入浅出、直观形象、思考习题量大，并附有大量的结构示意图、设备图和SEM图片，学生很容易理解，最主要的相对前两本教材,它更加突出实际工艺，弱化了较抽象的原理。

 

教学内容上采取调整部分章节，突出教学重点，并适当增减部分教学内容。本课程的目的是使学生掌握半导体芯片制造的工艺和基本原理，并具有一定的工艺设计和分析能力,课程仅32学时，而教材分20章,600页，所以教师需要精选课堂授课内容。从衬底制备、薄膜淀积、掺杂技术到图形加工光刻技术以及布线与组装,所涉及的概念比较多，要突出重点：薄膜淀积(氧化、蒸发、溅射、MOCVD和外延等)，光刻与刻蚀技术、掺杂技术，需章节调整系统整合;对非关键工艺的5~8章(介绍半导体制造中的化学药品、污染及缺陷等内容)只作为学生课后自学阅读。第2章的半导体材料特性已在“固体物理”课程中详细介绍，第3章的器件技术已在‘‘半导体物理“晶体管原理”课程中介绍，第20章装配与封装会在“集成电路封装与测试”课程中介绍，故无需重复讲解。将第9章集成电路制造工艺概况放在后面串通整过工艺讲解，即通过联系单项工艺流程,具体分析讲解典型的CMOS芯片制造工艺流程,如由n-MOS和p-MOS两个晶体管构成的CMOS反相器，这样能够加深对离子注入、化学气相淀积、光刻关键技术、集成电路的隔离技术以及VLSI的接触与互连技术等内容的理解。

 

另一方面，指导学生查阅相关资料，对教材内容作必要的补充，微电子工艺技术的发展迅速，因此需要随时跟踪微电子工艺的发展动态、技术前沿以及遇到的挑战。特征尺寸为45nm的集成电路已批量生产，高K介质/金属栅层叠结构、应变硅技术已采用。而现有的集成电路工艺教材很少能涉及到这些新技术，为了防止知识陈旧，应多关注集成电路工艺的最新进展，尤其是已经投入批量生产的工艺技术，及时将目前主流的工艺技术融入课程教学中。

 

3.2教学方法的改革

 

(1)开发多媒体工艺教学软件，利用多媒体技术，将动画、声音、图形、图像、文字、视频等进行合理的处理，利用大量二维和三维的多媒体图片、视频来展示和讲解复杂的工艺构造过程。开发图文声像并茂的微电子工艺多媒体计算机辅助教学软件，给学生以直观、清楚的认识，有助于提高教学质量。

 

(2)微电子工艺综合共享实验平台建设，集成电路的制造设备价格昂贵，环境条件要求苛刻，运转与维护费用很大，国内仅部分高校拥有集成电路工艺试验线或部分实验分析设备。按照有偿服务或互惠互利原则共享设备仪器资源，创建各院校之间和与企业之间的“微电子工艺综合共享实验平台”可极大的提高集成电路工艺及其实验课程教学效果，即解决了一些院校资金短缺问题，同时也部分补偿了大型设备的日常使用和维护费用问题。其综合共享实验平台包括金属有机化合物MOCVD沉积技术、分子束外延、RF射频磁控溅射、XPS、XRD及AFM分析测试、光刻、离子注入等涉及投资巨大的仪器设备实验项目。

 

(3)拓展实践能力的校企合作，让学生带着理论知识走进企业的真实工程环境，探索利用企业先进的工艺线资源进行工艺实验教学与参观实习6-9]。参观实习能够使学生对集成电路的生产场地,超净环境要求具有深刻的感性认识，对单晶硅制造流程、芯片制造工艺过程以及芯片的测试和封装的了解也更加系统和全面。同时利用假期安排学生去企业实习，让学生参与企业的部分生产环节，亲身感受实际工艺生产过程，增加学生对企业的了解，也利于企业选拔优秀学生。

 

(4)工艺视频与工艺实验辅助教学，由于微电子工艺内容与生产密切结合，不能单靠抽象的书本知识教学，对于学生无法了解到的一些工艺实验与设备，可通过录像教学来补充。本学院购置了清华大学微电子所的集成电路工艺设备录像与多媒体教学系统，结合国外英文原版的工艺流程视频,通过工艺视频把实际工艺流程、设备和设备操作等形象地展示在课堂。多媒体教学系统提供了氧化、扩散和离子注入三项工艺设备操作模拟，可使学生身临其境地对所学的基本工艺进行简单的模拟。同时结合课堂教学开设半导体平面工艺实验，主要包括以：氧化、光刻、扩散、蒸铝、反刻、划片、装架、烧结、封装。实验以教师讲解与学生动手相结合，既培养了学生的实际动手能力，又使学生掌握了科学分析问题的方法，激发了学生的学习兴趣,加深学生对课堂理论知识的理解。

 

3.3多元化的考核评价体系

 

对学生的考核是对其具体学习成果的度量，也是检验教学改革成效的重要手段，为了更科学合理的考核学生，我们建立了多元化的更加注重过程参与的考试评价体系，降低了期末考试在总成绩中所占比例，最大限度避免学生靠死记硬背来应付考试和学生创新思维被抑制、高分低能现象产生。这种多元化、过程性的成绩评定方法，强调知识的积累与构建过程，消除了学生重理论轻实践,考前死记硬背应付考试的弊病。总评成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分构成。但加大平时成绩的权重,平时成绩即包括了作业与考勤，还包括综合性实验成绩、设计仿真、国外工艺视频翻译、专题小论文和专题PPT论坛团队成绩等。同时在期末考题中增加openanswerquestion型、工艺过程设计型题目110-11。

 

4结语

篇9

[关键词]教研统一 人才培养 方法与机制

[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）07-0114-03

一、引言

关于大学高水平本科人才的培养，其影响因素很多，而围绕教学与科研相互关系的讨论或说争论长期以来一直是高等教育研究领域备受关注的重要课题。[1]大学最核心的任务是确保本科教育质量，如果科研除了有利于人才培养之外，不能很好地服务本科教育，将丧失可持续发展的潜力;而将知识创新与教授有机结合起来，有效发挥科研的人才培养功能，对高校教学水平提高、教师教研水平提升、学生学习效果改善具有积极甚至无可替代的作用。

综观世界一流大学，无不要求其教师教学科研水平。我校从顶层设计角度制订了“教研统一”的办学理念。[2]笔者长期从事集成电路设计领域的科研与教学工作，结合专业特点，将多年来在教学与科研相互促进融合方面的探索进行梳理，并对其中面临的困难与挑战进行了思考。

二、教研统一的探索

目前国内不少大学存在不同程度的“科研先行”发展理念，造成了教学的“短板”。为促进集成电路设计与集成系统专业工程应用型人才的培养，本专业一线教师长期积极探索科研促进和服务教学的方式方法，将先后承担的国家自然科学基金重点项目、国家“863”重大专项、国家自然科学基金项目、国家科技攻关项目，以及省部级、厅局级、横向项目等数十项科研项目及成果以多种方式融入本科教学，努力使科研引领教学水平的提升，整个教学科研团队先后于2010年和2012年被评为“陕西省省级教学团队”――通信专用集成电路设计核心课程教学团队和“陕西省首批重点科技创新团队”――西安邮电大学通信专用集成电路与集成系统重点科技创新团队，探索形成了“科研嵌入”理论教学内容、“科研反哺”实践教学环境、“科研提高”师资队伍建设和“科研启发”应用型人才培养的教研统一方案，努力提高科研对教学的贡献率。

（一）“科研嵌入”理论教学内容

为了践行“教研统一”，在理论教学方面，贯彻科研项目分模块进课堂、进实验、进毕业设计，落实前沿技术进讲义、进习题、进考试环节，同时根据科研项目开发实际，总结工程经验，凝练科研案例，编写系列教材。通过将科研子模块“嵌入”教学、“嵌入”教材，丰富了教学内容，拓宽了学生视野，提高了学生实践能力，实现了科研成果进课堂、教学水平上台阶的目标。近年来承担并以多种形式融入教学的主要科研项目有：

项目1：国家自然科学基金面上项目“三维视频处理系统芯片动态可重构可编程体系结构研究”，经费160万元;

项目2：陕西省科技统筹项目“北斗二号 / GPS双模接收机芯片组”，经费150万元;

项目3：陕西省重大创新专项“双网数字传真机开发”，经费75万元;

项目4：陕西省重大创新专项“SDH片上系统设计与实现”，经费50万元;

项目5：国家自然科学基金重点项目“新一代图形处理系统芯片体系结构及关键技术研究”，经费440万元;

项目6：某国防项目“图形处理器IP研发”，经费99万元;

项目7：陕西省“13115”创新专项“高速数据网络包交换芯片研制与开发”，经费135万元;

项目8：国家“863”重大专项“基于NOC的多处理器系统片上高性能互连技术研发”，经费200万元;

项目9：国家“863”项目“宽带交换高速交换芯片的研究开发”，经费360万元;

项目10：国家自然科学基金“无线通信自重构容错NOC研究”，经费60万元。

上述项目与理论教学、实践教学以及集中实践环节相结合的具体操作如下：

1.集成电路专业导论：将项目1“APU体系结构、计算模式统一等”作为内容;将项目2“北斗、GPS以及伽利略等”的对比研究作为内容;将项目8“片上网络NOC的项目”引入教学;将项目9“电路交换、分组交换的发展及研发现状”引入课堂。

2.数字集成电路设计：将项目1、5中“涉及的长线、功耗、缺陷问题引入教学”作为内容;将项目6、7中的模块作为案例用于新编教材;将项目9“PLL、CDR单元、全定制振荡器”作为教学案例。

3.集成电路工艺原理：将项目1、5中“红墙问题、三维工艺”引入教学;项目7、9、10成果引起企业关注，与航天某所建立工艺联合实验室;将项目9开发过程中针对工艺的比较引入教学。

4.EDA技术实验：以项目1“4×4可重构阵列”，项目3“将图像CIS扫描、热敏打印头以及步进电机控制电路”，项目4“字符重排、帧定位等单元设计”，项目5和6“命令处理器”作为教学案例;将项目7、8、9、10前端设计中积累的代码编写经验、综合脚本撰写方法引入教学，将设计后端的STA用于新编教材中。

5.SoC设计方法学：以项目7、8、9的研发流程作为典型的SoC设计流程进行对比讲解。

6.计算机组成与设计：将项目1、5“ILP、OLP、DLP的统一”作为课程的主题研讨内容。

7.Verilog HDL数字系统设计：将项目1、5“反馈环、命令处理器、存储管理器等”作为大型实验案例;将项目4、7、9“PRBS序列产生、字符重排、帧定位单元”作为实验内容;将项目8、9、10“将分配管理单元、虚通道路由器”作为案例，并将验证平台的搭建作为大型案例引入教学。

8.通信原理：依据项目3建议授课教师将传统传真协议T.30、网络传真协议等引入课程;依据项目4建议授课教师将SDH内容讲解与项目开发结合起来;依据项目4、9建议授课教师将世界上第一套符合ITU-T标准STM-256帧结构的40G SDH设备等引入课程。

9.基于FPGA的嵌入式系统设计：将项目1、5“如何在Micro Blazer上移植操作系统、如何与底层电路交互”作为案例;将项目3双网传真机作为典型的嵌入式系统引入教学。

10.FPGA课程设计：将项目1和5“反馈环、Cache开发、命令处理器”，项目9、10“队列管理、VC分配、交换分配”等简化后作为题目。

11.集成电路设计课程设计：将项目1和5“几何变换、三维剪裁、图元装配”，项目9、10“队列管理、VC分配、交换分配”等作为题目。

12.SoPC课程设计：将项目3、5、6、7电路验证转化为SoPC方式进行以作为课程设计题目，项目7、8“PRBS序列产生、字符重排、帧定位等单元的开发”作为题目。

13.毕业设计：将项目1、5、6“基于可重构阵列的DCT变换、2D加速器、命令处理器、像素染色器等”，项目3“传真机方案设计、模块电路设计、软件方案、通信协议等”，项目4、7、9“PRBS序列产生、字符重排、帧定位等单元增加基于C的验证”，项目9、10“队列管理、VC分配、交换分配、torus结构等”，项目8“验证涉及的基于SV的验证平台、PLI平台等”作为毕业设计题目。

（二）“科研反哺”实践教学环境

集成电路设计是一个工程实践性很强的领域，所需的仪器设备、工具软件、工作条件成本高昂，建立完善的设计实践环境常令学科建设经费捉襟见肘。而在承担各级各类科研项目的过程中，逐步建立起了较高水平的科研平台，如部级重点实验室、省级工程中心、校企联合实验室等，在这些科研平台上积累了丰富的硬件资源、空间资源和人才资源。通过探索“科研反哺”，对实践教学环境的建设和提升起到了积极的促进作用。具体措施包括：

1.共享科研平台的硬件资源，提升学生实践环节的物质基础：在高水平科研带动下，先后投入数千万元建立了集成电路设计环境、工艺生产线，并与Altera、Xilinx、Intel、TI、广州周立功、772所等建立了联合实验室，相关的仪器、设备、开发工具等通过合理共享逐步向本科生开放，向实践教学资源转化，提升了实践环境的物质基础。

2.利用科研平台的空间资源，为学生提供校外实习实训的机遇与环境：通过科研合作，先后与烽火、中兴、华为、兖矿、煤炭科学院、深亚等相关设计企业、终端用户等建立了校外实习基地，丰富了学生的实习实训环境。

3.发挥科研平台的人才优势，转化为第一、第二课堂的教学优势：主持和参与科研项目的高水平教授、中青年教师、硕士研究生等是科研平台的人才优势，强调实施教授年授课学时数不低于120学时、项目负责人至少承担一门本科生专业课、青年教师指导学生参加兴趣小组和学科竞赛、硕士研究生承担助教等一系列措施，对学生创新能力的培养起到了积极作用。

通过上述举措，先后建设了陕西省实验教学示范中心――“计算机与微电子学实验教学中心”和“电工电子实验教学中心”、陕西省人才培养模式创新实验区――“电子信息工程应用型人才培养模式创新实验区”和“集成电路设计与集成系统工程应用型人才培养模式创新实验区”。

（三）“科研提高”师资队伍水平

集成电路设计的工程性要求教师必须具备丰富的实践经验，而科研正是弥补经验“短板”的有效途径。在具体实践中采取的“科研提高”师资水平的措施主要有：

1.划拨科研经费资助青年教师攻读硕士、博士：为了培养青年教师，形成人才梯队，一线青年教师先后有6人都是在科研项目专门审批划拨的经费资助下攻读博士、硕士，毕业后先后承担了陕西省自然科学基金项目、教育部重点项目、陕西省教育厅专项项目等10余项;多名青年教师指导本科生、研究生参加学科竞赛，先后获得大学生电子设计竞赛陕西省一等奖第一名和全国二等奖多次、研究生电子设计竞赛西北赛区特等奖两次、全国二等奖和三等奖各一次以及全国优秀指导教师奖。

2.人才引进注重科研方向、优势互补：在师资队伍建设中，注重科研经历、工程能力、国际背景，如引进的美籍全职教授有Nvidia、贝尔实验室、犹他大学等国际知名企业、科研院所长达29年的开发经历，并被聘为陕西省“百人计划”特聘专家。

（四）“科研启发”应用型人才培养

通过科研融入教学，对启发学生潜力、培养学生工程应用能力起到了积极作用;同时选拔兴趣浓厚者作为科研助手参与项目研发，由高水平教授直接指导，这些学生有多名进入Intel、MTK、华为、中兴等知名企业，担任开发经理、技术骨干等关键岗位，或考取知名高校的研究生，并迅速成长为导师科研团队中的骨干成员。

总之，科研成果分模块进课堂，丰富了教学内容;前沿技术进教案，拓宽了学生视野;科研设备向教学资源转化，改善了教学条件;坚持高水平教授为本科生授课，保障了教学中心地位;总结科研和工程经验，更新了教学内容，出版了系列教材，提高了学生工程实践能力，形成了科研促进教学的良好局面。

三、教研统一的思考

尽管在多年的教学科研实践中摸索了一些“教研统一”的方式方法，但终究不是机制，无法形成长效。而“教师的薪水、晋升，最终是依据其科研成果，而不是其教学绩效，大学制订的教师学术奖励体系中几乎看不到教学的影子”[3]，“教学和科研的统一正在随着科研的兴盛及二者之间激励机制的不平衡而受到破坏，科研正在越来越远离教学，甚至是毫不相干”。[4]那么，如何让教师发挥主观能动性，积极投身教研统一的探索？又如何让学生积极投身运用专业知识解决实际问题的实践，为学生实践能力培养与提高形成合力呢？

（一）倡导研究性教学

大学师资管理模式、绩效考核方式决定着大学教师的工作方式、工作效率和工作效果[5]，毕竟对多数人而言，指挥棒在哪里，工作的方向就在哪里。因此对工程实践性强的专业，可从教学的要求上倡导研究性教学，从绩效考核上拉近、拉平教学与科研奖励，不仅让只灌输书本知识的现象得到改观，也让学术水平高的教师有意愿对学生倾囊相授。

同时，一个高效的科研团队必然也是一个优势互补的水平梯队，而一个专业的教学也是理论与实践、抽象与具体、构想与实现的结合。因此，可从校级层面上制订科研团队对专业教学的工作目标，再由科研团队细分任务与计划，并分解科研项目，组织教学活动，做到教师人尽其才，学生人尽其用，这样既可以调动教师积极性，又可以发挥学生能动性。

（二）强调教学中心地位

从教师角度看，教学过程中应着重关注学生的学习过程，以教学为中心，以学生为主体，以教师为主导，以学习为主线。在基础课、专业基础课的支持下，专业课教学可以按“问题驱动、案例驱动、项目驱动、前沿驱动”的节奏循序渐进，逐步提升。教学方式方法的改革将在一定程度上促进“教研统一”的践行。

（三）发挥学生科研潜力

从学生角度看，专业知识的掌握程度，除了卷面成绩外，还可以有多种表现形式，如：1.参加教师科研项目，独立运用专业知识或在教师指导下多方查阅、调研，完成相关模块的设计，并撰写小论文或申请国家发明专利，或录用或发表，或实审或授权;2.参加学科竞赛，竞赛题目可以从日常应用角度激发学生的灵感，也可是教师科研项目转化，通过自由组队，在省级及以上政府机构组织的装试性竞赛、国家级行业协会组织的装试性竞赛上获奖等。对诸如此类情形，从学校学院角度给以奖励、鼓励，也将在一定程度上促进“教研统一”的践行。

四、总结

本文结合集成电路设计专业工程实践性强的特点，在长期的教学科研实践中，探索出了一套“科研嵌入”理论教学内容、“科研反哺”实践教学环境、“科研提高”师资队伍建设和“科研启发”应用型人才培养的教研统一方案;同时为了实现科研促进教学、提高人才培养的效果，从学校角度、教师角度和学生角度思考了倡导研究性教学、强调教学中心地位、发挥学生科研潜力的“教研统一”长效机制。

[ 注 释 ]

[1] 梁林梅.国外关于本科教学与科研关系的探析[J].江苏高教，2010（3）：67-60.

[2] 卢建军.深化高教改革要抓好顶层设计[N].光明日报，2014-06-17.

[3] Serow R C.Research and teaching at a research university[J].Higher Education，2000（4）：449-463.