生物信息学专业计算机课程(共9篇)由网友“鹿西法”投稿提供,下面小编给大家整理后的生物信息学专业计算机课程,希望大家喜欢!
篇1:生物信息学专业计算机课程
摘要:介绍了生物信息学专业教学的特点,分析了生物专业学生进行计算机课程教学中存在的问题,提出了生物专业计算机课程教学方法。
关键词:生物信息学;生物专业; 教学方法;学科交叉
Abstract: The characteristics of the professional teaching of bioinformatics are introduced , then the paper analyzes on the professional students of biological problems existing in the teaching of computer, biological computer curriculum teaching methods are put forward.
Keywords: Bioinformatics; biology; teaching method; course cross
0.概述
近年来,伴随着生命科学的快速发展,有关生物的数据逐渐增多,而分析手段也很多,产生了生物信息学这个概念。
生物信息学是由生物学与计算机科学、应用数学以及统计学等学科相互交叉而形成的一门新兴学科,它使用计算机和信息技术对生物信息数据进行采集、处理、存储、检索和分析,从而达到揭示相关数据中所蕴含的生物学意义的目的[1]。
为了快速有效地从海量的生物数据中获得所需信息,提高发现问题、解决问题的能力,在生物信息学教学过程中有必要开设一些计算机课程、数学及工程相关课程,这样可以启发学生综合运用数学、物理、工程科学和计算机知识的能力,拓宽其知识面,了解学科前沿和最新进展,培养跨越生命科学、计算科学、数理科学等不同领域的大科学素质和意识,为今后选择新兴交叉学科领域进行深造奠定基础。
因此很多大学增设了生物信息学这个本科专业,有的在计算机学院中增加生物信息专业本科,有的在生命学院增加生物信息本科,在本文中主要讨论在生命学院中开始生物信息学专业。
作为一门交叉学科,不同专业的学科体系对生物信息学课程教学提出了不同的要求,如何在生物专业学生中开展生物信息与计算机课程的结合,是培养更高理论和实践能力的生物信息专业人才的关键。
1 生物信息学的特点
生物信息学涉及分子生物学、微生物学、生物化学、蛋白质化学、分子遗传学、基因组学、生物物理学、概率论与数理统计、信息论及计算机技术等学科,学科交叉性极强。
仅就计算机技术而言,计算机编程、数据库技术和模式识别、软件工程及网络技术等都在生物信息学中有广泛的应用[1,2]。
因此,生物信息学是将不同领域知识高度集中的学科。
2 计算机课程的设置
对生物信息学来说,计算机技术就是一个工具,用来对生物数据进行处理。
工欲善其事,必先利其器,所以要做好数据的分析工作,必须让学生学好计算机课程,但更应该在生物信息学专业的教学计划中把计算机课程设置恰当,让学生受益[2]。
2.1 课程的选择顺序
生物信息学面对的是海量生物数据,所以首先需要学习使用编程工具,如JAVA或者C++语言或者Perl语言等编程工具,然后安排数据结构等课程对编程课程进行深入了解,后期安排数据库技术、数据挖掘等课程,方便学生进行实践应用。
2.2 教材和授课内容的合理选择
在学习生物的.学生中开设生物信息学专业,那么教材的选择应该兼顾学生的知识背景和学习兴趣,由于学生对蛋白、进化、蛋白质结构、基因序列有一些认识,但对计算机比较恐惧,因此计算机教材可选用比较简单、易懂的,如JAVA课程主要讲解编程思想,那么主要包括环境变量设置、语法和如何编程,那么选择教材时就选包括这些内容的教材就可以了,并在上课过程中,结合一些生物信息软件来讲解,激发学生的学习兴趣。
同时,选择适合的授课内容也是必不可少的环节:序列比对算法、基因识别算法、蛋白质结构预测、分子动力学模型及机器学习或模式识别算法在生物信息学中的应用等方面的内容,此外在大学初期也要加强数学、物理和计算机方面的基本知识的课程开设[2]。
能够从他们自己的知识体系出发, 阐述生物数据如何用计算机方法和技术进行获得并处理;并且了解学生已经掌握哪些生物学知识,在授课过程中,针对学生的特点综合使用多本教材更能达到预期效果。
使学生认识到计算机技术和方法在生物学研究领域的广阔应用空间。
随着生物信息学研究的深入,国内外出现了大量的生物信息学教材、专著和一些最新的文献。
2.3从抽象到具体的教学理念
由于生物信息学涉及数学、统计学及算法等众多理论知识,但有生物基础的学生具有生物学知识储备,缺乏计算机知识。
所以在为生物学专业上进行计算机课程时尽量采用结合实例进行讲解。
首先,针对生物学专业学生计算机知识薄弱的特点,尽可能将生物信息学问题转化为学生熟知领域的问题,例如,在讲解蛋白质二级结构预测时,可考虑学生学习过螺旋、折叠和无规则卷曲的特征,讲解模式识别算法预测二级结构的过程时用可采用一些模型如苹果等进行形象讲解更容易被学生接受了;其次,充分利用现代化教育技术及网络资源,对于未接触过计算机实验学生来说,程序代码对于他们而言是枯燥无味的,在教学过程中充分利用计算机实验和网络资源,让学生了解计算机程序的运行过程和网络中生物信息软件的使用,从而对计算机处理生物学数据产生感性认识。
例如,在讲解利用聚类算法分析基因芯片数据时,可以先播放基因芯片制作过程的Flash动画,让学生身临其境,这样不仅可以激发学生的学习兴趣,更可以加深学生对知识的理解和掌握。
或者讲解聚类算法可以用物种分类进行类比来讲解[2]。
2.4加强实验环节
生物专业的生物信息学课程的教学过程就是让学生了解并掌握计算机科学和技术如何处理分析生物学数据的过程。
因此,进行理论教学的同时,实验教学环节也是必不可少的[3]。
计算机实验不同于生物实验,而是主要通过计算机进行处理,例如可通过计算机实验直观的了解三大核酸数据库:蛋白质序列和结构数据库的数据组织方式;通过实验可以让学生掌握如何利用Acclrys Discovery Stdio软件进行蛋白质结构预测,感受蛋白质结构显示软件的强大威力,更重要的是,使学生了解到计算机技术和方法在生物数据处理过程中的举足轻重的作用。
从生物信息学实验课中,他们可以领略到计算机科学技术的魅力,增加作为生物信息学专业学生的自豪感,并坚定学好生物信息学知识的信念。
3 后续课程的构想
在后续课程中,由于前面为学生设置数据库原理与设计及数据挖掘等课程,可开设一些专题讲座,如了解数据库设计后,可结合生物专业的特点,可能了解了在网络环境中三大核酸数据库的组织结构,讲解它们是如何采用数据库知识进行组织的,并进行一些简单数据库的设计工作;在数据挖掘课程后可采用一些统计学软件如MATLAB处理生物数据的一些专题[4,5]。
又如开设讲解生物信息学的研究热点与与原来讲解的课程进行对接。
也可讲解一下药物信息学的设计、疾病靶点的选择等,激发学生学习生物信息学的意义,让有可能进一步深造的学生知道前进的动力。
4 结束语
作为一门新兴的学科,生物信息学专业的发展非常迅速,新的理论、算法和应用程序不断涌现。
因此在进行生生物信息学专业教学中,不拘泥于现有的生物信息学教材和计算机教材时纳入最新的研究成果,将相关研究领域的一些新的研究方法、网络资源以及工具软件介绍给学生。
例如, GCG软件是一套蛋白质、核酸序列分析软件,一般在Linux环境下使用,包括130多个软件,但现在这些类似功能的软件很多可网络上下载到Windows系统环境下进行蛋白质、核酸序列分析,因此可介绍这些软件给同学使用,方便同学在自己的电脑里熟练使用这些软件,同时有些软件有更新的算法和版本也可以介绍,及时更新学生的知识体系,培养学生相关学科前沿的意识,拓展学生视野。
参考文献:
[1] 孙啸,陆祖宏,谢建明.生物信息学基础[M].北京:清华大学出版社,:3
[2] 丁彦蕊,蔡宇杰.计算机专业生物信息学课程教学的实践探讨,安徽农业科学,,40(29)14596-14597
[3] 高亚梅,韩毅强.生物信息学本科教学初探[J].生物信息学,,5(1):44-48
[4] 戴凌燕,姜述君,高亚梅.《生物信息学》课程教学方法探索与实践[J].生物信息学,,7(4) :311~313.
[5] David W M.Bioinformatics:sequence and genome analysis影印本[M].科学出版社,.
篇2:计算机专业主要学什么课程
就业方向
毕业生主要面向交通系统各单位、交通信息化与电子政务建设与应用部门、各类计算机专业化公司、广告设计制作公司、汽车营销技术服务等从事IT行业工作。
WEB应用程序设计专业
毕业后能够从事网站应用程序开发、网站维护、网页制作、软件生产企业编码、软件测试、系统支持、软件销售、数据库管理与应用、非IT企事业单位信息化。
可视化程序设计专业
毕业后能够从事软件企业桌面应用开发、软件生产企业编码、软件测试、系统支持、软件销售、数据库管理与应用开发等工作。
数据库管理专业
毕业后能够从事企、事业单位数据库管理、软件开发、专业数据库应用设计与开发、数据库的'应用与开发、信息管理系统开发、企、事业单位网络管理、软件销售等工作。
多媒体应用专业
毕业后能够从事计算机美工、动画制作、影视编辑与制作、广告设计与制作、多媒体综合应用开发、多媒体课件制作等工作。
移动应用开发专业
毕业后能够从事移动设备应用开发、嵌入式应用开发、移动网站开发、软件生产企业编码、软件测试、系统支持、软件销售、企、事业单位信息管理、办公自动化集成等工作。
电子政务软件专业
能够胜任基层政府部门、事业单位数字化政务管理系统的设计、维护与信息管理、办公自动化集成、办公室文员等工作。
软件测试专业
毕业后能够从事软件测试、软件编码、IT企事业单位系统支持、非IT企事业单位信息化软件销售等工作。
物流信息技术专业
毕业后能够胜任现代物流业信息管理,能在企事业单位从事物流系统设计、供应链管理、仓储管理以及运输等管理工作。
篇3:生物信息学专业简历
作为参考范文。 姓名:大学生个人简历网 两年以上工作经验|男|26岁(1990年12月9日) 居住地:北京 电 话:137*******(手机) 最近工作[11个月] 公 司:XX有限公司 行 业:制药/生物工程 职 位:生物信息学分析工程师 最高学历 学 历:本科 专 业:生物信息学 学 校:清华大学 求职意向 到岗时间:可随时到岗 工作性质:全职 希望行业:制药/生物工程 目标地点:北京 期望月薪:面议/月 目标职能:生物信息学分析工程师 工作经验 /9 – /8:XX有限公司[11个月] 所属行业:制药/生物工程 服务部 生物信息学分析工程师 1. 揭示生物学处理后性状差异的机制,以及生理、病理机制等等; 2. 通过建立计算模型,筛选差异表达蛋白、代谢物或Biomarker; 3. 蛋白质功能注释; 4. 蛋白质相互作用网络分析; /5 – 2014/8:XX有限公司[1年3个月] 所属行业:制药/生物工程 服务部 生物信息学分析工程师 1. 建立蛋白质组学和代谢组学数据的生物信息学分析平台; 2. 为客户提供生物信息学分析的解决方案和建议; 3. 对实验产生的蛋白质组学和代谢组学数据进行生物信息学分析; 教育经历(本文由大学生个人简历网小篇为大家收集) /8— 2013/6 清华大学生物信息学 本科 证书 /12 大学英语四级 语言能力 英语(良好)听说(良好),读写(良好) 自我评价 工作投入,富有较强责任感,有耐心,做事有条理,认真细致;良好的文字和数据处理能力,积极好学,有上进心。具有较强的人际交往和处理突发事件的能力,可熟练使用基本办公软件,做事踏实严谨,思路开阔,执行力强乐于助人。
篇4:生物信息学专业就业前景
我个人认为生物信息学就业前景不错!现在生物领域很多研究人员都在做测序(动物的、植物的、微生物的等等),测序本身很简单,但是测序后的数据分析比较费神了,需要有生物信息学背景知识的人来做。
所以说这个专业前景比生物学其他专业要好些,其实其他领域也可以进去,因为本身这个专业要学些计算机方面的知识,一般都会编些程序什么的,个人能力比一般的生物学专业的学生要多些。
一是教育方向,大学老师是不错的选择;
二是企业,从车间的技术员,到研发员;
三是研究所、科学院等。其实生物就业很广,医药类、农畜类等都会涉及到。
篇5:生物信息学专业就业方向
生物信息学专业就业方向
生物信息学是将计算机与信息科学技术运用到生命科学尤其是分子生物学研究中的重大交叉学科前沿研究领域。未来几年,这一学科的人才将成为国际、国内最紧缺的人才类型之一。生物信息学专家、天津大学的张春霆院士指出,运用数学、计算机科学和生物学的各种工具,来阐明和理解大量基因组研究所获得的数据中所包含的生物学意义,生物学和信息学交叉、结合,从而形成的一个新的学科――生物信息学或信息生物学,它的进步所带来的效益是不可估量的。美国已经出现了大批基于生物信息学的公司,希冀在基因工程药物、生物芯片、代谢工程等领域掘出财富。生物信息工业潜力巨大。
在生物学家看来,存在于基因组中的.遗传序列是宝贵的生物信息资源,和他们所掌握的生物技术一样,是未来生物产业的支柱。科学家们认为人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被阐明后,将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。从目前研究来看,一些困扰人类健康的主要疾病,例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症、老年痴呆症等都与基因有关,可以依据已知的基因序列和功能,找出这些基因并针对相应的靶位进行药物筛选,甚至基于已有的基因知识来设计新药。生物信息资源孕育的巨大商业利益是不言自明的,这驱使众多的私人公司加入到了基因组研究的行列。其中最具代表性的是由美国著名基因组专家范特与著名生物仪器公司珀金埃尔默(PE)公司联手、两年前成立的塞莱拉基因公司。4月6日,该公司率先宣布绘制出了取自一个人的基因组图谱,此次又与政府资助的研究机构一起宣布了人类基因组工作框架图绘制的完成。基因组研究的商业阵营与政府资助的公益阵营之间的竞争进入了白热化阶段,而私营公司的介入才真正使基因组研究的进程搅动了股市。
日益激烈的竞争带来了新的挑战,同时加快了研究的进程,推动了技术的发展。科学家们预测:至少在今后5年内,基因组测序能力将以指数方式迅速上升,甚至超过信息产业中著名的摩尔定律所描述的速度。这是否意味着生物技术能够立刻就代替信息产业成为牵引经济发展的新动力呢?国家人类基因组南方中心主任陈竺院士认为,目前的人类基因组研究尚处在基础研究阶段,其成果能够直接应用于临床治疗或制药还需假以时日,以现在的研究进程看大约要20~30年之后,当然,也不排除有创新的技术出现而加快这个进程,不过最快也要在5~后。也就是说,生物技术类公司想大把大把地赚钱,从而领导新经济并不是眨眼之间的事。
篇6:计算机专业必学课程及学习方法
随着互联网的发展,越来越多的人选择报考计算机专业,下面就来介绍一下计算机专业的必学课程及学习方法。
计算机专业必学课程
01计算机专业主要是以计算机和互联网为载体、运用数学、逻辑、算法、数据结构等知识,从事计算机科学与技术领域的研究。
02计算机专业需要有一定的数学和英语基础,因为很多软件和程序的说明都是英文编写的,一些程序的执行也是英语,所以必须要能看懂。
03计算机专业的理论性强、实践性也很强,而且这个行业发展很迅速,所以需要不断学习、不断进步、而且需要有创新精神。
04计算机专业学习的主要内容是电子商务设备与工具安全操作与维护、电子商务流程、电子商务网站设计与制作等,当然也要学习一些计算机应用基础、数学、英语、电工与电子技术、计算机网络技术、C语言等基础知识。
05学好计算机专业的最好方法就是实践结合理论,抓住课堂上老师讲的理论知识,不懂得及时请教老师,在实验课上认真做实验。
篇7:计算机专业方向与课程设置初探
计算机专业方向与课程设置初探
一、前言,北京零点调查公司受北京市青年联合会委托,围绕“首都支柱产业未来5年人才需求状况”,对北京的机械、化工、电子、汽车、金融、运输、通讯、房地产等重点发展企业进行了一次调查。从调查结果看,在我国,IT人才队伍还存在严重的结构失衡,呈现两头小、中间大的“ 橄榄形” 分布,“两头”短缺:既缺高级IT人才,包括复合型高级管理人才和高级技术人才,更缺技能型、应用型信息技术人才即“IT蓝领”――大量能从事基础性工作的技能型、应用型人才。
图1 IT人才呈现橄榄型分布
为了促进职业教育更好的适应社会主义现代化建设对生产、服务第一线技能型人才的需要,教育部、劳动部、信息产业部等六部委于月联合启动“职业院校制造业和现代服务业技能型紧缺人才培养工程”,将“数控技术应用”、“汽车运用与维修”、“计算机应用与软件技术”和“护理” 列为技能型紧缺人才专业。4月,教育部职成教育司和信息产业部人事司联合举办了 “全国职业学校计算机应用与软件技术专业技能型紧缺人才培养工程相关人员培训会”.
参加这次会议我们开阔了眼界,深受启发;同时深深感到,职业教育改革和实施的紧迫性。原有计算机专业设置在一定程度上形成了与就业岗位之间的结构错位,课程设置与教学内容明显落后于职业岗位的技能发展需要。上流水线当一线工人,中专学生的熟练程度比不上技校的学生,高一层次的工作,用人单位又会首先选择高职的毕业生,中专生的出路在哪里?我们应该积极探索有利于技能型人才成长的新型教学方法、模式,规划并开发面向职业、贴近岗位需求的课程体系。
二、我校计算机专业课程设置的基本思路
根据信息化技术相对发达国家的调查结果以及对信息化技术应用现状的分析,信息化人才的合理配置结构应为“金字塔型”,信息化领域中的管理人才与技术人才和应用人才的比例,应基本维持在1:4:7的比例。
图2 IT人才合理配置结构
当前,无论是软件人才还是企业信息化中的计算机应用人才,在人才结构的配备比例上严重失调,由于低端人才短缺(即应用型人才-信息化办公应用人才、图形艺术设计师、网络安装与维护),使得大量的中端人才不得不从事一些非常低端的工作,造成了人力资源上的一种浪费。作为中等职业学校,我们应该填补低端人才培养的空白,成为技能型人才、应用型人才培养的主战场。
反思我们现行的人才培养模式、专业设置与课程开发,明显落后于职业岗位的技能发展需要,与市场需求严重脱节。我们应该以企业需求为基本依据,以就业为导向,以学生为主体,充分考虑学生的认知水平和已有知识、技能、经验与兴趣,为每一个学生提供适应劳动力市场需要和有职业发展前景的、模块化的学习资源。采用“大专业、小专门化”的课程组织模式,用本专业职业能力结构中通用部分构筑能力平台,用灵活的模块化课程结构和学分制管理制度满足学生的不同需要。基于以上考虑,我们认为,要确定一套灵活的、符合市场需求的计算机专业课程设置,应从以下几个环节入手:
图3 专业课程设置的基本思路
三、毕业生就业岗位与企业需求分析
年,由教育部职成司牵头,对北京、天津、山东、河北、河南、广州等省市773个中等、高等职业学校计算机专业毕业生进行了一次调查。统计数据表明(表1)职业教育计算机专业的.毕业生大部分(80%以上)从事计算机销售与技术支持、数据录入、办公文秘等岗位的工作。在计算机专业人才链中,处于最低端位置,在局域网维护与管理、多媒体制作、网站管理与维护、软件编程等岗位上工作的职业学校毕业生相对较少。而实际上,这些岗位非常需要中等职业学校毕业生,中等职业学校毕业生具有很大的发挥作用的空间。
表1 职业学校毕业生就业岗位类型统计
计算机应用专业初级人才岗位
比例(%)
1.计算机销售/技术支持服务
31.0
2.信息收集/录入与数据处理
29.0
3. 办公文秘
21.5
4. 局域网维护与管理
6.2
5. 多媒体制作
4.8
6. 网站管理与维护
4.1
7. 软件编程
0.6
8. 其他
2.8
图4 职业学校毕业生就业岗位类型统计图
同年,国家经贸委经济信息中心组织的一项调查表明(638家企业),从每一类企业需求最多的3种专业人才看,生产类型企业需求较多的是机械专业,占29.6%、计算机专业占21.l%、化工专业占19.8%;服务类企业需求较多的是计算机专业占27.8,房地产占11.1%、财会统计和国际贸易占8.3%;其它类型企业则更多的需求企业管理专业占20%、计算机专业占15.6%、机械专业占8.9%的人才。由此看出,三大支柱行业对计算机专业人才需求在人才招聘中始终处于前3位。
四、计算机专业职业岗位的能力需求
由于计算机技术的应用已渗透到社会的各个领域,因此,该专业的毕业生具有较广的就业范围,如办公文秘、信息通讯领域、图形图像处理、影视制作与编辑、管理信息领域和信息出版领域、网络安装与调试、计算机硬件维修、软硬件销售领域等。具体工作包括网络信息的收集、整理、发送、接收、查寻;操作、维护(修)控制系统设备的正常运行;管理信息领域(如金融业、经贸业、服务业、图书馆、学校等):操作、维护和管理计算机(单机和网络)的硬件和软件;数据库应用系统的操作、网络管理、软件开发、信息出版领域(如新闻出版业、印剧业、电子信息网)、软件工具的操作;计算机硬件软件销售领域(如各大小电脑公司):软硬件实现、现场安装、调试、用户培训,产品介绍等。
根据国家教育部、信息产业部等部委制定的“国家技能型紧缺人才培养项目之计算机专业领域技能型紧缺人才培养指导方案”,计算机专业所面对的职业岗位的能力要求一般包含以下几个方面:
1. 信息技术认知能力
2. 熟练的计算机操作能力
3. 熟练的办公软件、常用软件操作能力
4. 数据库操作能力
5. 图形图像制作能力
6. 静、动态网页制作能力
7. 网络构建、网络布线、配置、维护能力
8. 网络操作系统的安装与维护能力
9. 应用网络管理工具进行网络监控、维护能力
10. 网络安全与防范能力
11. 网站的建立、发布、维护与管理能力
12. 组装计算机硬件、安装操作系统能力
13. 计算机硬件故障诊断和维修能力
14. 计算机平面设计和动画制作能力
15. 影视媒体素材加工与多媒体合成制作能力
16. 使用主流计算机多媒体输入输出设备能力
五、确定专业方向
从毕业生的就业岗位类型上分析,计算机销售/技术支持服务、信息收集/录入与数据处理、办公文秘这三类岗位占毕业生就业岗位的81.5%,表明企业与用人单位在这方面有很大需求。
伴随着数码设备走入普通家庭,大众对视频处理、媒体编辑的需求不断增加,另一方面,随着我国加入WTO,企业更加注重对外宣传,塑造企业文化,对多媒体制作人才需求激增。同时伴随着网络的普及,信息资源的共享,各类企业都将建立自己的信息系统、数据库管理系统、广泛开展计算机应用。近年来,国家大力推行电子政务、企业电子商务、物流信息化,使网络应用人才供不应求。因此,局域网维护与管理、多媒体制作、网站管理与维护虽然只占毕业生就业岗位的8.9%,但这三类人才不是不需要,而是严重紧缺。
俗话说:出口畅,入口旺。针对人才市场需求情况的变化,我校当务之急是调整专业方向,培养“适销对路”的技能型紧缺人才。计算机专业(大专业)分为以下三个专业方向(小专门化),即:桌面办公、网络安装与硬件维护、多媒体制作。
六、职业岗位的能力需求与专业方向、核心课程的关系
为了拓宽学生的就业面,我们以一种岗位能力需求为主,辐射与之技能需求相近的岗位,建立岗位技能与核心课程之间的映射关系,实现模块化设计思想。详见职业岗位的能力需求与专业方向、核心课程的关系图表,核心课程设置见表2.
为了促使学校的课程接近社会需求,将学历教育与资格认证相结合。在条件允许的情况下,我们将专业课程模块,与相应职业资格证书对应起来。在此过程中,改造传统的课程模式,突出学生实际工作能力的培养,加强实训环节的比重,通过模拟操作、顶岗实习和强化实训、实验等实践性教学环节,按照实际的工作任务、工作过程和工作情境组织课程,培养学生的实践能力,并把实践能力的考核作为学生考核的基本内容。
在教学中,建议采用互动式教学,方法如:案例分析、小组讨论、汇报演讲、社会调查、团队竞争等,培养学生通用能力。提供真实企业案例及参考手册帮助组织案例教学,感受企业真正的工作流程。在完成项目的过程中掌握相关的知识及项目的开发过程。总之,在教学过程中注意四个“从”:从应用入手,从实际到理论,从具体到抽象,从个别到一般。
结束语
国际竞争的日趋激烈,要求职业教育在层次上及其人才素质标准和培养目标上作出相应的调整,以适应经济社会发展的需要。我们应坚持以就业为导向,以全面素质为基础,以能力为本位,加强专业建设优化课程结构,为社会提供具备良好的职业道德、较强的职业能力、高素质的劳动者。
表2 核心课程设置
课程编号
课程名称
主要内容
建议课时
教学要求
备注
语文
记叙文、说明文、议论文、应用文听、说、读、写的训练
190
能熟练的阅读浅显的文言文并具备一定的文学艺术鉴赏能力, 能撰写记叙文、议论文和专业应用文
通过北京市文化基础水平测试
数学
讲述初等数学, 函数的极限、导数和微分及其应用、不定积分及其应用, 定积分及其应用和逻辑代数等内容
190
具备基本的运算能力, 一定的逻辑思维能力和空间想象能力,从而逐步提高学生运用数学方法分析问题和解决问题的能力。
通过北京市文化基础水平测试
英语
系统训练,从读、写、听、说等方面培养学生的英语技能
190
达到中专英语水平测试大纲的标准
通过北京市文化基础水平测试
语言与交流
培养交流技能,涉及写、说、调查、撰写报告等
60
具有良好的人际交流能力、团队合作精神和客户服务意识
角色扮演、小组协作,案例分析、社会调查
计算机英语
科技英语的语法及阅读技巧, 培养学生阅读科技英语的能力。学习计算机专业英语词汇、专业名词,阅读简单技术文档
80
能够借助字典或者字典软件阅读一般的专业英文技术资料
阅读计算机相关设备的英文原版说明书
计算机写作
编写计算机软件使用说明书、技术文档、需求分析
30
读懂计算机软件程序,用专业术语、清晰列出开发思路,编写通俗易懂的专业文档
项目分析,案例教学
IT职业修养
培养良好的职业道德,熟悉国家相关法律法规,了解IT前沿技术和发展方向,具备学习能力
30
具备从事IT行业的职业素质
案例教学
科技文献检索
收集、整理信息资料的能力
30
培养学生对新生事物的捕捉能力,社会交往能力,信息的收集和汇总能力,对自己所学专业及自身的社会角色的认同感
社会调研、小组讨论
计算机操作基础
1. 计算机基本原理与基本结构
2. 计算机键盘操作与录入技能
3. windows的基本使用
70
英文打字120字符/分钟
中文打字30字/分钟
文字录入不断线
办公软件应用
1. word 2. Excel
3.powerpoint 4.access
5.frontpage
180
以实训带动知识点的讲解,突出学生动手能力的训练,与职业技能认证结合
分模块授课,实训,取得两个以上技能证书
互联网应用
1. Internet的应用与网络基础知识
2. 常用工具软件的使用
70
熟练掌握Internet的基本操作,各类压缩、下载软件及杀毒软件的使用,
分专题授课、实训
计算机组装与维修
1. 计算机硬件知识与简单维护
2. 计算机硬件设备的选购与装配
3. 常用计算机硬件测试软件
4. 系统优化软件的使用
5. 板卡级故障的诊断与维修
70
熟悉计算机各个部件,了解计算机硬件的行情,能熟练组装计算机,应用软、硬件手段检测硬件系统故障并排除简单故障
参加全国计算机硬件工程认证考试,安排对应的实训课程
网络配置与管理
1. 安装常用操作系统
2. 网络配置与管理
3. 维护网络安全
120
组建98对等网、用多种方式使两台计算机联网,进行网络服务器的安装、配置、管理与维护,保护网络安全
分专题实训,学生实际动手组装网络,带动知识点的讲解,在实践中学习
计算机网络技术
1. 网络拓扑结构
2. 网络模型与协议
3. 网络设备与网络连接
60
掌握网络基础知识,了解网络发展现状与发展趋势,熟知网络设备,进行internet连接
分项目布置学习专题,讨论、调研查找资料,学习,动手实践,安排对应的实训课程
网络综合布线与局域网构建
1. 网络施工布线标准
2. 局域网的维护与故障排除
3. 网络中常用工具软件的使用
120
了解客户需求,参与中、小型局域网的网络工程施工,能熟练使用工具软件进行日常运行与维护,能对数据进行备份和恢复
案例教学与项目分析相结合,在不同环境构建中、小型局域网络,安排对应的实训课程
网站建设与管理
1. 网站建立与发布
2. 网站的日常管理与维护
3. 动态网站的建设
4. 后台数据库的使用
150
掌握建立与发布网站的方法与技巧;熟悉数据库的操作、运行与维护;能胜任网站的日常管理与维护
案例教学与项目分析相结合,结合实际项目搞开发
多媒体基础与制作技术
1.多媒体技术基本知识
2.计算机多媒体输入输出设备使用
3.多媒体软件应用
4.多媒体在网络应用中的特点
5.因特网、多媒体广播与多媒体通信系统基础知识。
90
通过项目教学方式,掌握多媒体基本知识;具备使用常用外部设备采集处理信息的能力,能够应用多媒体软件制作多媒体作品
案例教学,安排对应的实训课程,与职业技能认证结合
图形与图像处理
使用常用软件进行平面图形图像处理
90
通过学习,具备使用平面图形图像软件工具进行图形图像处理扣效果图制作的能力
安排对应的实训课程
二维动画制作
使用软件工具生成基本形状,层和帧的使用,按钮、声音与动作脚本程序,事件处理,卡通与游戏制作。
50
1.具有二、三维电脑动画制作能力及其相关经验
2.具备动画综合没计和制作的能力,掌握初步的综合策划技能,并具备一定的经验
采用项目教学
安排对应的实训课程
三维动画制作
使用软件工具进行几何形体生成和修饰,几何形体的合成和色彩渲染,任意对象的动画变化效果及动画制作。
70
网页制作
1.HTML网页制作的基本方法与技能
2.动、静态网页制作
3.网页制作软件的使用
150
通过学习,能够综合运用软件技术和开发工具进行网页设计,并具备相应的经验
采用项目教学
安排对应的实训课程,与职业技能认证结合
音、视频编辑处理
1.音频、视频处理技术的基本知识
2. 音频、视频处理技术相关硬件
3.音频、视频处理软件的灵活运用
80
通过学习,能够利用提供的素材,运用相应软件工具进行音频、视频处理;能够按照创意要术进行影视媒体合成制作
建议采用分组作业的方式进行基本理论知识的学习、通过观摩作品、查资料、收集素材等项目教学方式学习
安排对应的实训课程
篇8:计算机专业大学生程序设计课程教学方法探讨
计算机专业大学生程序设计课程教学方法探讨
孙明伟,唐敏
(武汉大学遥感信息工程学院,湖北武汉430079)
摘要:对大学生编程素质的培养,对许多非计算机专业的高校院系来说也是一项重要的教学任务。非计算机专业的大学生面临计算机基础相对薄弱、程序设计课时安排有限等问题,为在有限的时间内提高学生的程序设计能力,采用一种教师理论讲解与学生实践操作紧密结合的三阶段教学方法,帮助学生迅速跨过了程序设计的门槛,让学生能够通过后续持续的自我编程练习提高编程素质,取得了很好的教学效果。
关键词:三阶段教学法;程序设计课程;非计算机专业;本科教学
武汉大学遥感信息工程学院是集遥感、测绘、信息技术于一体的信息和工程类学院,学院培养的人才在中国乃至世界上一直具有重要的影响力。在本科生培养方面,除了系统培养学生的空间科学、地球科学等专业知识外,还系统培养学生的信息科学知识,包括计算机网络技术、程序设计技术、数据库技术、模式识别与人工智能技术等。由于专业课程较多,相对于计算机专业的学生来说,本院学生在信息学科的课程数与课时数安排上还是较少,比如计算机原理、操作系统原理等课程都没有教学安排。本人承担学院程序设计技术的本科教学工作,在学生计算机基础相对薄弱、程序设计课时安排有限的情况下,使用一套教师理论讲解与学生实践操作紧密结合的三阶段教学方法,使学生迅速跨过了程序设计的门槛,让学生能够通过后续持续的自我编程练习来提高编程素质,取得了很好的教学效果。
一、程序设计课程的三阶段教学方法
程序设计是一门实践性较强的课程,理想的教学结果应该是学生通过程序设计课程的学习掌握编程语言、养成良好的编程习惯并能够完成简单的软件开发任务。根据程序设计课程的特点,学院将教学场地安排在具备100台左右计算机的机房。结合本院学生的学科背景、计算机知识储备等情况,本人将整个课程的教学过程划分成3个阶段,不同阶段采用不同的具体教学方法,各阶段具体教学方法如下表所示。
第一阶段,即学生刚开始学习程序设计的阶段。首先教师进行教材相应章节的知识讲解,使学生了解相应的基础理论。然后教师将示例代码输入到程序编译器,该过程中辅助适当的代码介绍并编译运行。最后要求学生将代码在各自机位的计算机上进行输入与编译运行。对于初学者来说,最后过程中往往会产生大量的低级错误,包括编译器操作错误、输入法引起的符号错误等,这时学生通过举手示意,教师即到相应机位查看并解决各种问题,同时向学生解释错误产生的原因。
第一阶段的教学进度会比较慢,主要是由于学生刚开始接触程序设计课程,对编程环境以及程序设计理论比较陌生,因此会犯许多低级错误。教师在解决这类错误时,一方面需要自身具备较强的程序设计功底与丰富的程序设计经验,因为许多低级错误较难通过常规的编译器错误提示来定位与排除。另一方面教师也需要具备充分的耐心以及适当的技巧,如果出现的错误匪夷所思,则可通过学生的重复演示来定位程序错误的原因。随着学生练习次数的增加,程序出错的概率会逐渐降低,这时就可进入第二阶段。
第二阶段,即学生对编程较为熟悉的阶段。首先教师同样进行教材相应章节的知识讲解,使学生掌握相应的`基础理论。然后要求学生将示例代码输入到编译器并编译执行。如果例子较为复杂的话,该过程中部分学生也会出现一些编译错误或逻辑错误,导致代码无法运行或运行得到错误结果,同样学生通过举手示意,教师到相应机位查看、解决并解释问题。最后教师公布标准代码并适当解释代码含义,编译执行并展示代码执行结果。在该过程中教师需要要求学生参考标准代码,养成良好的编程习惯。第二阶段的教学进度就比较快了,该阶段可一直持续到将教材内容全部讲授完毕。
第三阶段,即学生进行软件设计的实践练习阶段。()首先教师布置一个软件设计任务,比如要求学生编写一个类似于微软“画图板”的软件,明确要求软件需要具备的基本功能,并要求代码具备规范性、软件具备美观实用性等。然后学生利用三周左右的时间去独立完成软件设计任务,该过程中学生可以相互交流或上网查阅相应资料,但不允许代码拷贝与抄袭。最后每位学生利用10分钟左右的时间公开演示所设计的软件,介绍基本功能与创意性、并展示关键代码等。在学生演示过程中,教师适当提问或点评,并根据学生的演示情况进行打分作为期末成绩的一部分。第三阶段可极大提高学生的实践动手能力,由于采用公开演示的方式,也基本杜绝了抄袭现象。
三阶段教学方法,各阶段在整个教学过程中所占的时间比例如图1所示。三阶段的教学过程结束后,几乎所有学生均能掌握程序设计的基本理论,具备程序设计的实践动手能力,能够获得较为理想的教学效果。
二、教学成果展示
以我院学生~、2012~学生程序设计课程的期末成绩,来说明三阶段教学方法的教学效果。2011~20,由于学院教学条件的限制,程序设计课程主要在普通教室授课,教学过程主要以理论讲述为主,课后学生动手练习为辅。2012~20,由于学院教学条件的改善,程序设计课程改为在计算机房授课,并按照三阶段教学方法来实施教学工作。统计学生两个不同学年的期末成绩,得到如图2、图3所示的结果。
从图2中可看出,2011~2012学年,62名学生参加考试,取得及格成绩的学生人数为49名,不及格学生人数为13名,大部分及格同学的成绩位于80分左右。从该结果可看出,程序设计课程如果仅仅使用课堂授课的方式,较难取得理想的教学效果。从图3中可看出,2012~学年,72名学生参加考试,取得及格成绩的学生人数为70名,不及格学生人数为2名,大部分及格同学的成绩位于90分以上。从该结果可看出,程序设计课程改为在计算机房授课,并采用三阶段教学方法后,取得了理想的教学效果。
通过将学生的成绩按照≤69分、70~79分、80~89分、≥90分划分为4个成绩区间,分别统计2011~2012学年、2012~2013学年4个成绩区间学生人数占总人数的百分比,可绘制得到如图4所示的结果。
从图4中可以看出,2011~2012学年学生期末成绩主要分布在89分以下,而2012~2013学年学生期末成绩主要分布在90分以上,由此可见三阶段教学方法相对于传统的教学方法来说,能够显著改善非计算机专业的大学生程序设计课程的教学效果。
三、结论
程序设计是一门实践性较强的课程,对于高校非计算机专业的大学生来说,在学生计算机基础知识相对薄弱及课时安排有限的情况下,采用一种教师理论讲解与学生实践操作紧密结合的三阶段教学方法,能够使学生迅速跨过程序设计的门槛,并继续通过不断的自我练习,巩固提高程序设计水平,实践也表明该方法能够取得理想的教学效果。
参考文献:
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[3]石媛,牟占军。浅谈高校教师教学方法的创新[J].教育教学论坛,2013,(4 )。
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[5]张本成,龚伟。面向对象程序设计教学改革探讨[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),,21(1)
篇9:计算机专业嵌入式课程教学改革探索
计算机专业嵌入式课程教学改革探索
牛芗洁
(北京农学院计算机与信息工程学院,北京102206)
摘要:近年来国内高校计算机、电子、软件等专业针对市场需求,开设了嵌入式方向相关课程,笔者结合实际教学经验,针对嵌入式课教学中存在的若干问题,提出自己独特的见解,对农林院校嵌入式课程实践教学改革和创新进行了深入的探讨,对具有其他办学特色的地方院校有一定的借鉴意义。
关键词:嵌入式教学;实践;自主互助学习
一、存在的问题
随着技术的快速发展和对嵌入式行业人才的持续需求,各个高等院校纷纷开设了嵌入式相关课程,然而在培养目标、课程设置、教学方法等教学关键因素中均存在若干问题。现将本人在计算机科学与技术专业嵌入式方法教学过程中存在的问题提出自己的一些想法。
1. 市场人才要求和高校毕业生素质之间的差异。目前,智能化计算机领域就业市场对嵌入式从业人员的需求持续高涨,然而从高校毕业的嵌入式专业或方法的大学生中却难以真正达到嵌入式从业人员标准,甚至多数毕业生并不具备从事嵌入式开发工作的能力,即便企业录用的专业毕业生,也通常需要对其进行一段相当长时间的再培训。市场人才要求和高等毕业生素质之间的矛盾日益突出。
2.重理论讲述而轻实践环节训练。据了解,我国大多数院校的嵌入式系统本科教育仍采用以理论为主,实验为辅的教学模式。多数学校的理论课时与实验课时的比例为3∶1或2∶1,能达到1∶1的情况很少;一般以实验室提供的嵌入式系统实验箱配套实验为基础,教师在实验中往往选用的是基础侧重验证性实验,选用的复杂和高级实验较少。
我校是在计算机科学与技术开设嵌入式方向,其作为专业方向课开设在大学三年级,前修课程为《程序设计基础》、《计算机操作系统》、《计算机组成原理》、《数字逻辑》等课程。众所周知,嵌入式方向所涉及的实验都是以系统层面为基础,每个实验均需要投入较多时间来完成,因此实验学时需求较大,而从整体课程体系来看,确实存在理论部分内容占用较多学时的问题,目前,我校在课程设置中理论学时较小,加大了实验学时的比重,然而实验学时如何有效使用以及如何对实践环节进行外延,这是摆在我们面前一个严峻的问题。3.缺乏与企业和公司的合作。除了必要的相关课程实验项目,我们在教学过程中,发现有些实验项目与公司企业的需求有一定差异,其一,实验项目内容和市场整个行业发展之间的不协调,使得嵌入式课程的实践教学跟市场有所脱节;其二,嵌入式方向课程综合性的特征使得实验项目的实施必须得到必要的资金支持。否则在校学生接触市场的机会减少,使得嵌入式课程的实践教学缺乏必要的直观性,制约学生学习的积极性。
地方院校可以发挥其办学特点,和当地相关产业紧密联系,通过校企合作,由教师审核指导,学生动手,开展校企合作项目,这也是培养应用型人才的重要途径之一。
二、嵌入式课程体系教学设置
1.嵌入式课程特点。我校计算机科学与技术专业嵌入式方向的学生侧重从事嵌入式操作系统和应用软件的开发。我们在实际的教学过程中发现嵌入式系统开发和一般的PC机开发具有明显的差异。首先,嵌入式系统的开发往往需要根据用户的需求进行定制,而不是通用操作,开发人员必须具备完善的知识体系;其次,嵌入式系统开发的工程性,嵌入式系统开发往往都是一个体积非常小的部件,CPU通常不采用Intelx86系列,开发工具也是专用的开发板。学生如果不通过实际动手开发一个系统模块,就很难了解嵌入式开发的基本过程,因此,实际动手能力是嵌入式课程最显著的特点。
2.我校嵌入式课程体系设置。嵌入式课程的特点使得学生必须有较完整的知识结构,因此,嵌入式课程体系的设置尤为重要,表1是我校嵌入式课程内容及时间设置情况。
表1显示,我校计算机科学与技术专业嵌入式方向专业课程从第二学年第4学期开始,从系统开发基本概念以及开发平台出发,依次对嵌入式操作系统Linux、嵌入式程序设计基础以及Java程序设计基础进行深入讲解,最后对嵌入式接口技术以及高级编程展开讲解,第四学年两个学期分别对专业实习和毕业实习进行持续性的工程化实践教学。
三、教学改革措施与创新实践
1.注重培养创新能力。嵌入式系统的开发依托产品和市场,而设计的创新性决定了系统的价值,因此,如何通过课程加强学生创新素质培养是我们面临的难题。我们在教学过程中的措施如下:理论学时仅概要讲解基本原理和方法,要求学生充分利用课外时间,查阅各种文献资料进一步学习,学生可以根据个人兴趣有选择地对某些问题进行深入的分析研究,环境搭建以及技术要点则通过实验学时完成;将学生两人一组,要求每组必须选取至少一个实验模块,小组内进行任务分工,对实验模块所涉及的知识点以及代码编写,甚至存在的问题等,在实验学时容许的范围内进行全班范围内讲解,任务在学期初就进行认领,提前布置给学生,使学生有充分时间准备,将被动接受知识的灌输转变为主动探索思考,鼓励学生对实例所采用的技术和方案进行不同角度的评价,深入研究实际系统,任课教师也对分组学生的任务完成给予一定的评价和考核,提高学生的学习能动性;利用实验学时6学时的综合开放实验,任课教师鼓励和引导学生积极提出自己的设计思想,并且注重设计的原创性。2.以生命期为线,规划教学体系。完整的知识结构离不开完善的嵌入式系统开发生命期的`教学体系,因此嵌入式教学体系按照从下往上,从硬件到软件,从平台到应用的“三步走”思路,将嵌入式系统开发的生命周期和课程设置进行对应:①嵌入式开发环境的建立,对应课程《嵌入式软件开发导论》、《嵌入式接口技术》,着重开发平台的了解和认识,交叉编译、仿真开发环境的搭建和使用方法的掌握,这不但是嵌入式系统开发的基础,也是实际工程项目的开始。②基于嵌入式操作系统的软件开发,对应课程《嵌入式操作系统》、《嵌入式程序设计基础》,包括应用开发和核心编写代码,是实际工程项目中的应用程序设计的基础。③嵌入式综合应用的开发,对应课程《嵌入式高级编程》、《Java程序设计》,包括农业移动多媒体、农业生产嵌入式图形应用、智能农业等复杂的复合型应用的开发,直接面向实际工程项目。
这完整的嵌入式课程实验体系,不仅使得教师可以在各个层面对学生的实践能力进行培养,并且可以帮助学生更清晰地理解嵌入式系统的全貌,对嵌入式系统有更加深入的认识。
3.强化实践教学。教学内容以及硬件平台是影响实践教学的重要因素,也是强化实践教学的两个关键方面。我校教学平台是购买市面上现成的通用型实验开发箱,按照厂家提供的内容来授课,实验课程初期,学生的实践环节受限于教学内容和实验设备,大多只能做些验证性实验,直接影响学生面对实际系统时的实际操作创新能力与后续开发实际动手能力,随着课程体系的不断完善,我校和厂家建立了一定的技术合作关系,在通用型的开发平台的基础上,自行改进设计成为适合本校学生使用的开发板,在实践教学中,通用型和改进型开发板结合使用,达到了良好的教学效果。和厂家进行技术合作关系,我们收获颇多。对实验指导书的实验要求进行一定的调整;减少验证性实验数量,增加了创新性实验部分;基于现有的实验教学平台扩展一定的外部功能模块。一系列的改进措施,不但贴近了我们的教学目标,而且更好地与实际应用接轨。
4.运用学生自主互助学习形式。运用多种形式的自主互助学习形式对提高学生学习主观能动性有极大的促进。①采取项目为载体,小组活动的形式。以学生为主体、以教师为主导,将每个实验内容作为一个小项目,采取分组分工运行的方式,根据题目的具体分工进行分岗位操作,团队成员每人完成一部分工作,教师提出项目设计要求,由项目组成员对问题进行分析讨论,完成从嵌入式系统开发平台建立到驱动程序和应用程序的项目开发。②鼓励学生参与教师的科研项目。教师结合自己的科研课题,将任务进行模块化划分,鼓励对嵌入式系统开发有兴趣,能坚持吃苦的学生以团队为单位,自主选择对应的项目模块进行深入学习,整个过程中,学生以团队为单位,按照项目开发流程实施项目任务,留出学生自由学习的空间;教师在项目实施过程中给予一定的方向性指导和技术支持。③鼓励学生积极参与课外专业竞赛或科研项目,如国家级、省级的嵌入式电子设计大赛,大学生创新性科技项目,学生科学研究项目等,通过竞赛可以有效地激发学生的创新能力,培养学生勇于探索的精神,训练学生的综合能力,提高学生的实践动手能力。实践证明,我校参加过专业竞赛或科研项目的学生在解决问题的方面具有更大的优势。
嵌入式系统课程具有应用性极强的特点,其教学改革也将是复杂而艰巨的过程,因此,我们要在今后的教学过程中,不但力求建立完整、合理的课程设置体系结构,而且还要注重强化实践教学活动,这样才能培养出理论基础扎实、工程设计经验丰富的嵌入式专业人才。
参考文献:
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[2]马忠梅。嵌入式系统教学模式探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2008,(11):5-8.
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