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篇（1）

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）35-8107-02

1 緒論

提到安全模型，最具有代表性的形式化信息安全模型為Bell-LaPaula模型，簡稱BLP模型，這個模型是被David Bell和Leonard La Padula兩人在1973年首次提出，而后在1976年最終修改并完善的一種安全模型。他們二人致力于研究出這樣一種可以用于模擬軍事完全策略的這種安全計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安全模型，從系統(tǒng)的安全性角度出發(fā)在有效地確保了保密性方面的同時細(xì)致地描述了不同秘密級別的主體和客體之間的聯(lián)系，它是多級安全模型的基礎(chǔ)，是公認(rèn)的基本安全公理，也是最早的、最常使用的一種模型。

2 BLP模型

BLP 模型標(biāo)明了相關(guān)主體、客體、安全等級函數(shù)、狀態(tài)、系統(tǒng)等定義，定義了 4 個特性，定義了系統(tǒng)狀態(tài)機(jī)狀態(tài)間轉(zhuǎn)換規(guī)則，并制定了一組約束系統(tǒng)狀態(tài)間轉(zhuǎn)換規(guī)則的安全理論，包括 10 個定理、 11 個規(guī)則，給出了形式化表示，并進(jìn)行了證明。BLP模型元素表如表1。

BLP 模型是一個狀態(tài)機(jī)模型，它形式化地定義了系統(tǒng)、系統(tǒng)狀態(tài)以及狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，使得對于一個安全的系統(tǒng)，經(jīng)過的一系列規(guī)則轉(zhuǎn)換后，可以證明該系統(tǒng)仍是安全的。以下三個其代表性的安全公理。

簡單安全性公理：當(dāng)且僅當(dāng)以下一條成立：1）x=a或x=e； 2）x=w或x=r且fs（s）=fo（o）。

*特性：當(dāng)且僅當(dāng)s滿足下列三個條件：

1）s[∈]S [?] O[∈]b（S：a ）[?]（fo（O）>fc （S））

2）s[∈]S [?] O[∈]b（S：w ）[?]（fo（O）=fc （S））

3）s[∈]S [?] O[∈]b（S：w ）[?]（fo（O）

兼容性：當(dāng)且僅當(dāng)對于每個o[∈]O，有o1[∈] h（o）且fo（o1）支配fo（o）

BLP模型的信息流向如圖1。

3 BLP 模型存在的問題

由于BLP模型最早提出時適用于軍事策略的安全模型而且當(dāng)時提出的時候計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展較不成熟，所以BLP模型存在幾個方面的問題。

1）BLP模型機(jī)密性差。如秘密級別的用戶主體不能獲取機(jī)密級別用戶主體的數(shù)據(jù)信息，卻可以修改機(jī)密級別主體用戶數(shù)據(jù)；而*屬性使得機(jī)密級用戶主體信息只能流向秘密級別或者無密級別，這樣雖然防止了信息泄露，但秘密級別的用戶主體修改的數(shù)據(jù)信息的正確度及準(zhǔn)確度難以衡量。

2）高密級數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)完整性得不到保證。比如機(jī)密級別用戶可以修改絕密級別用戶的文件甚至各種權(quán)限，這樣的話，絕密級別的用戶數(shù)據(jù)隨時有可能變成沒用的數(shù)據(jù)，從而難以保障數(shù)據(jù)的完整性。

3）BLP模型可用性不高。如無密級用戶主體不能獲取高密級的重要信息，但同時高密級用戶向非敏感客體寫數(shù)據(jù)這樣的合理要求卻也被限制，系統(tǒng)的可用性得不到保障；并且模型對文件共享機(jī)制未進(jìn)行規(guī)定，無法解決隱蔽通道的問題。

4 BLP模型的改進(jìn)方向

為解決上述三大問題，學(xué)者們加大了對BLP模型的深入研究并提出了多種對 BLP 模型的改進(jìn)方案，其中影響較大的并且有所成果的主要從以下兩方面著手：（一） 針對模型本身的改進(jìn)。劉彥明等人提出了BLP模型的一個完整性增強(qiáng)模型-EIBLP模型[5]。該模型在不改變 BLP模型信息流方向（下讀上寫）的基礎(chǔ)上對上行信息流增加了必要的限制，并對 BLP 模型安全公理、主客體訪問控制標(biāo)簽、訪問控制操作模式以及狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則進(jìn)行了改進(jìn)，且對該模型的安全性進(jìn)行了分析并給出了證明。結(jié)果表明，改進(jìn)后的 EIBLP 模型不僅仍然滿足 BLP 模型的基本安全特性，而且通過改進(jìn) BLP 模型信息上行約束條件、主客體的安全標(biāo)簽、擴(kuò)展模型操作模式、完善模型狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則等方法，有效提高了 BLP 模型的完整性，并在一定程度上提高了機(jī)密性。谷千軍等人提出了一個增強(qiáng)的多級安全模型[6]，對主體的安全等級函數(shù)重新進(jìn)行定義，總的讀寫原則是“低一級寫、高一級讀”，該模型增強(qiáng)了信息的安全性，提高了信息的完整性。（二） 為彌補(bǔ)自身的不足與其他模型的相互結(jié)合。胡明等人在分析BLP模型和RBAC模型及其相關(guān)衍生模型[7]的基礎(chǔ)上，提出一種改進(jìn)的模型。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種改善模型不但有效的對安全性做了較好的完善而且也大大增加了其可用性。陳進(jìn)等人根據(jù)BLP模型“向上寫”的原則[8]，雖然在信息上流上確保了其機(jī)密性但是不能解決普遍存在的向下讀信息流的問題。而Clark-Wilson模型由于其本身的職責(zé)分離原則和良構(gòu)事務(wù)原則很好的控制了數(shù)據(jù)的完整性。提出的模型以BLP模型為主， Clark-Wilson模型為輔，證明了該模型是安全的，可行的。

5 結(jié)束語

經(jīng)典BLP模型是計(jì)算機(jī)各類系統(tǒng)模型的重要安全公理之一，對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多級安全起到深遠(yuǎn)的影響，但是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展以及實(shí)際商務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)中對安全系統(tǒng)的可用性需求，該模型在可用性需求上仍要作更深入的研究。該文簡要分析了BLP模型原理及其存在的缺陷，然后重要分析了兩大主流改進(jìn)方向。BLP模型雖在信息安全性方面做得很好但其仍有待于在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用完善。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 卿斯?jié)h，劉文清，劉海峰.操作系統(tǒng)安全導(dǎo)論[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[4] 賈春福，鄭鵬.操作系統(tǒng)安全[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2006.

[5] 劉彥明，董慶寬，李小平.BLP模型的完整性增強(qiáng)研究[J].通信學(xué)報(bào)，2010，32（2）.

篇（2）

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）18-0125-02

Exploration and Practice of Cultivation Model for Application-type Software Engineering Personnel//PENG Huanfeng， XU Jinbao

Abstract In view of the problem that current Application-type software engineering personnel cultivation doesn’t fit the and enterprise requirements， combined with Nanjing Institute of Technology of software engineering personnel cultivation experience， introduces the exploration and practice of cultivation model for application-type software engineering personnel from three aspects： cultivating goal system， curriculum system construction， combined cultivation with enterprises.

Key words application-oriented undergraduate education； software engineering； cultivation model

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，軟件產(chǎn)業(yè)在我國得到長足發(fā)展，但在軟件人才需求方面仍有大量缺口。隨著高等院校招生規(guī)模的擴(kuò)大，高校為行業(yè)輸出大量軟件工程人才，但人才培養(yǎng)與社會需求仍然存在較大程度的脫節(jié)[1]，主要體現(xiàn)在畢業(yè)生應(yīng)用能力差、缺乏工程意識以及創(chuàng)新能力較差等方面[2]。

作為應(yīng)用型本科院校，南京工程學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院致力于培養(yǎng)富有工程意識的軟件工程專門人才，強(qiáng)調(diào)畢業(yè)生的工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。南京工程學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院軟件工程專業(yè)是全國首批卓越工程師計(jì)劃和CDIO工程教育模式的試點(diǎn)專業(yè)，并于2012年獲批江蘇省重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)。為解決高校應(yīng)用型軟件工程人才培養(yǎng)與社會需求脫節(jié)的問題，積極開展了有益的探索和實(shí)踐，并取得良好成效。

1 培養(yǎng)目標(biāo)體系的建立

通過企業(yè)考察、召開座談會和問卷調(diào)查等多種形式，在用人企業(yè)、畢業(yè)生及在校生中開展有關(guān)人才培養(yǎng)目標(biāo)的調(diào)研活動，進(jìn)一步明確軟件工程專業(yè)人才的培養(yǎng)定位，從學(xué)科基礎(chǔ)與專業(yè)理論知識、專業(yè)能力與工程實(shí)踐能力、綜合素質(zhì)與職業(yè)素養(yǎng)三個方面明確培養(yǎng)目標(biāo)體系。

學(xué)科基礎(chǔ)與專業(yè)理論知識 區(qū)別于社會IT培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，高等院校軟件人才培養(yǎng)應(yīng)注重基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的積累，畢業(yè)生應(yīng)具備扎實(shí)的專業(yè)理論知識，且應(yīng)更強(qiáng)調(diào)合理的知識結(jié)構(gòu)。經(jīng)過深入調(diào)研，結(jié)合已有培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，面向應(yīng)用型軟件工程人才培養(yǎng)的畢業(yè)生應(yīng)具備良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、扎實(shí)的計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)知識，同時具備軟件開發(fā)、系統(tǒng)測試、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等較寬領(lǐng)域的專業(yè)知識。

專業(yè)能力與工程實(shí)踐能力 南京工程學(xué)院倡導(dǎo)學(xué)以致用的辦學(xué)理念，軟件工程專業(yè)定位于培養(yǎng)高級應(yīng)用型專門人才，為實(shí)現(xiàn)工程師化的人才培養(yǎng)目標(biāo)，注重綜合素質(zhì)和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)；與研究型本科人才注重“厚基礎(chǔ)、寬口徑”有著明顯差別，與高職類人才注重職業(yè)能力的技能培養(yǎng)也顯著不同。多次組織企業(yè)和知名高校對軟件工程人才的工程能力培養(yǎng)模式進(jìn)行論證，明確應(yīng)用型軟件工程人才在專業(yè)能力和工程實(shí)踐能力方面的培養(yǎng)目標(biāo)，即具備扎實(shí)的專業(yè)理論知識、較強(qiáng)的軟件工程實(shí)踐能力、富有創(chuàng)新意識及較強(qiáng)的再學(xué)習(xí)能力。

綜合素質(zhì)與職業(yè)素養(yǎng) 良好的綜合素質(zhì)與職業(yè)素養(yǎng)是畢業(yè)生能否取得職業(yè)成就的關(guān)鍵因素，有些素質(zhì)如人際交流的能力需要在日常學(xué)習(xí)生活中得到鍛煉，但有些素質(zhì)和能力需要在教學(xué)中著重培養(yǎng)，包括文獻(xiàn)檢索與利用能力、信息表達(dá)能力、外語應(yīng)用能力、工程意識與創(chuàng)新意識及終生學(xué)習(xí)的能力等方面。

2 課程體系建設(shè)

理論課程體系 根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)體系，課程設(shè)置應(yīng)體現(xiàn)各種能力的培養(yǎng)。結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程之間的內(nèi)在聯(lián)系，對課程進(jìn)行模塊化設(shè)置，強(qiáng)化基礎(chǔ)理論與專業(yè)能力的模塊化培養(yǎng)。課程體系由公共基礎(chǔ)模塊、基礎(chǔ)編程模塊、高級編程模塊、核心專業(yè)課程模塊、專業(yè)能力拓展等五個模塊組成。通過這些課程模塊的學(xué)習(xí)，使畢業(yè)生具備專業(yè)理論知識及專業(yè)技能，最終成長為一名合格的軟件工程師。

專業(yè)能力拓展模塊包括企業(yè)級軟件開發(fā)、軟件測試、數(shù)據(jù)庫工程師、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、軟件服務(wù)外包等五個拓展子模塊。學(xué)生有選擇地學(xué)習(xí)專業(yè)能力拓展課程，強(qiáng)化具體專業(yè)技能，通過對相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行更加深入的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，拓展就業(yè)領(lǐng)域。

實(shí)踐課程體系 實(shí)踐課程是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、工程能力的重要載體[3]，通過基礎(chǔ)實(shí)踐、工程認(rèn)知、綜合實(shí)踐、創(chuàng)新實(shí)踐四個層次構(gòu)建實(shí)踐課程體系。

基礎(chǔ)實(shí)踐層次包括企業(yè)參觀及相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)，通過企業(yè)參觀，學(xué)生對行業(yè)現(xiàn)狀及未來從事的職業(yè)有初步認(rèn)識，通過相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)為進(jìn)一步提高專業(yè)技能打下基礎(chǔ)。專業(yè)課程是培養(yǎng)專業(yè)技能的核心，因此，通過加強(qiáng)考核力度，強(qiáng)化課程設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練效果，同時鼓勵學(xué)生參加各類程序設(shè)計(jì)大賽，考取相關(guān)職業(yè)證書，參加相關(guān)學(xué)術(shù)報(bào)告以提升對新技術(shù)的跟蹤與認(rèn)知。通過為期四周的軟件開發(fā)綜合訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計(jì)、企業(yè)實(shí)習(xí)，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。同時，為加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，學(xué)院建立專項(xiàng)基金資助學(xué)生進(jìn)行科研實(shí)踐活動；學(xué)校層面創(chuàng)建大學(xué)生創(chuàng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園，制定優(yōu)惠政策，鼓勵畢業(yè)生及在校生自主創(chuàng)業(yè)。

3 企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)

為培養(yǎng)滿足企業(yè)需求的合格應(yīng)用型軟件工程人才，南京工程學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院與企業(yè)深入開展合作，在多年的教學(xué)實(shí)踐中，逐步摸索出校企合作、人才聯(lián)合培養(yǎng)的一些經(jīng)驗(yàn)。相對穩(wěn)定的校外實(shí)踐教學(xué)基地達(dá)到16家，并于2012年與中軟國際聯(lián)合成立中軟國際國家級軟件工程實(shí)踐中心。實(shí)踐“3+1”校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，經(jīng)過前三年的在校學(xué)習(xí)，學(xué)生具備專業(yè)基本知識和初步項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，第四學(xué)年在企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)。

雙師制度 推進(jìn)“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)，教師參加企業(yè)組織的高端技術(shù)、管理培訓(xùn)，參與企業(yè)的項(xiàng)目開發(fā)，具有實(shí)際項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師比例逐年增加。與企業(yè)合作進(jìn)行專業(yè)課程優(yōu)化等多層次合作，企業(yè)可以參與學(xué)校、學(xué)院的教學(xué)與人才培養(yǎng)。為進(jìn)一步深化教學(xué)改革，培養(yǎng)優(yōu)秀的軟件工程人才，建立了完善的企業(yè)教師兼職制度，聘用企業(yè)技術(shù)專家或具有豐富項(xiàng)目管理、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀人才作為兼職教師，開設(shè)企業(yè)課程，指導(dǎo)學(xué)生綜合實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及企業(yè)實(shí)習(xí)。

綜合實(shí)訓(xùn) 針對四年級本科學(xué)生進(jìn)行軟件外包綜合實(shí)訓(xùn)，一般于完成大三學(xué)習(xí)后的暑假進(jìn)行，為期一個月。與企業(yè)共同設(shè)計(jì)項(xiàng)目案例，以項(xiàng)目為主導(dǎo)，模擬真實(shí)的開發(fā)環(huán)境，項(xiàng)目組成員3～5人，協(xié)同完成需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼、測試等軟件開發(fā)各個階段的工作。通過高強(qiáng)度的綜合實(shí)訓(xùn)，強(qiáng)化學(xué)生對專業(yè)知識的綜合應(yīng)用能力，更為關(guān)鍵的是讓學(xué)生熟悉軟件項(xiàng)目開發(fā)流程的各個階段，體驗(yàn)企業(yè)開發(fā)環(huán)境，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識，加強(qiáng)對軟件開發(fā)中的各崗位的認(rèn)識[4]。綜合實(shí)訓(xùn)是學(xué)生在校學(xué)習(xí)的最后一個環(huán)節(jié)，能夠?yàn)橄乱浑A段的企業(yè)培養(yǎng)打下良好基礎(chǔ)。

企業(yè)培養(yǎng) 企業(yè)負(fù)責(zé)學(xué)生在企業(yè)學(xué)習(xí)期間的各項(xiàng)教學(xué)安排，專業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)安排學(xué)生進(jìn)行軟件項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐，盡量做到頂崗實(shí)習(xí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)由學(xué)校教師和企業(yè)工程師共同承擔(dān)，工程師負(fù)責(zé)指導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)，學(xué)校教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)論文寫作，通過這兩個環(huán)節(jié)的實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)和工程實(shí)踐能力。由于學(xué)生在企業(yè)完成企業(yè)培養(yǎng)階段的學(xué)習(xí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的團(tuán)隊(duì)意識，了解行業(yè)現(xiàn)狀，并對將來所從事職業(yè)的認(rèn)識更加清晰，因此，企業(yè)培養(yǎng)可以看作學(xué)生正式進(jìn)入行業(yè)工作的良好過渡。

4 結(jié)語

經(jīng)過多年的積極探索和實(shí)踐，堅(jiān)持對人才培養(yǎng)模式進(jìn)行深入改革和創(chuàng)新，并取得一定成效。軟件工程專業(yè)在校生多次獲得國家級競賽獎項(xiàng)，在就業(yè)方面，畢業(yè)生受到用人單位的廣泛好評。近年來，通過麥可思數(shù)據(jù)有限公司的調(diào)查報(bào)告顯示，南京工程學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院畢業(yè)生的就業(yè)率和就業(yè)薪酬在國內(nèi)同類高校中名列前茅。今后將繼續(xù)深入進(jìn)行教學(xué)改革，完善培養(yǎng)體系，提高辦學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)優(yōu)秀的應(yīng)用型軟件工程人才。

參考文獻(xiàn)

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篇（3）

伊利諾伊大學(xué)香檳分校是“十大”盟校（The Big Ten）之一，建立于1867年，一直是全美最優(yōu)秀的大學(xué)之一，理工科在“十大”中更是排名第一。該大學(xué)排名全美前10名的研究生專業(yè)有物理學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、教育學(xué)、工程學(xué)、會計(jì)學(xué)、大眾傳播學(xué)、圖書館科學(xué)、音樂、數(shù)論、代數(shù)、邏輯學(xué)、微生物學(xué)。工程學(xué)院在全美聞名遐邇，其電子工程、計(jì)算機(jī)工程、土木工程、材料科學(xué)與工程、機(jī)械工程、原子工程、農(nóng)業(yè)工程、環(huán)境工程等系科都排在全美前五位，化學(xué)工程、航空航天工程排在全美前十位。

該校的教授和校友有不少知名人士，比如歷史上第一次在同一領(lǐng)域（固體物理學(xué)）中兩次獲得諾貝爾物理學(xué)獎的發(fā)明了晶體管并提出了低溫超導(dǎo)理論（BCS理論）的巴丁教授；哈肯教授與阿佩爾合作在計(jì)算機(jī)完成了四色定理的證明；網(wǎng)絡(luò)神童馬克?安德森（Mark Anderson）在伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校設(shè)計(jì)了因特網(wǎng)瀏覽器軟件Mosaic及Netscape；身價一度超過比爾?蓋茨成為世界首富的甲骨文公司（Oracle）董事長兼首席執(zhí)官拉里?埃里森（Larry Ellison）曾在伊利諾大學(xué)香檳分校讀書；AMD創(chuàng)始人兼首席執(zhí)官杰里?桑德斯（Jerry Sanders）是伊利諾大學(xué)香檳分校電子工程學(xué)士；通用電氣（GE）董事長兼首席執(zhí)官杰克?韋爾奇（Jeck Welch）是伊利諾大學(xué)香檳分?；げ┦?。截至2003年，該大學(xué)共有二十位教授及校友榮獲過諾貝爾獎，兩位校友榮獲過圖靈獎，一位教授榮獲過菲爾茲獎，二十一位教授及校友榮獲過普利策獎，十一位教授榮獲過美國國家科學(xué)獎?wù)?，現(xiàn)任教授中有兩位普利策獎得主、二十六位美國國家科學(xué)院院士、二十九位美國國家工程院院士。

該校的計(jì)算機(jī)系創(chuàng)建于1972年，多年來在全美排名一直保持在Top5之內(nèi)，一些事實(shí)也無可爭辯地捍衛(wèi)著這一地位：世界上最早的計(jì)算機(jī)Eniac誕生在這里；世界上第一個網(wǎng)絡(luò)瀏覽器Mosaic誕生在這里；其畢業(yè)生所建立的公司（Netscape、YouTube、PayPal、Lotus和Sieble Systems）在計(jì)算機(jī)界赫赫有名；其國家超級計(jì)算機(jī)應(yīng)用中心（NCSA）是全美國五大計(jì)算機(jī)研究中心之一。

課程設(shè)置

該校計(jì)算機(jī)系的課程設(shè)置乍一看上去和國內(nèi)大學(xué)似乎沒有什么大的區(qū)別。對本科生來說，“1”開頭的系列基礎(chǔ)課程，主要是包括計(jì)算機(jī)導(dǎo)論，離散數(shù)學(xué)等計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程；“2”開頭的是更專業(yè)一些的課程，比如類似國內(nèi)操作系統(tǒng)的System Programming、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；“3”開頭的目前僅有兩門課：397 Individual Study和398 Special Topics in CS，主要是擴(kuò)展學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力。研究生的課程都是以“4”開頭的專業(yè)基礎(chǔ)課程和以“5”開頭的專業(yè)課程，其中以598開頭的為前沿學(xué)科討論課程。學(xué)生也分為碩士和博士，但對碩士的要求不高，所以很多直接跟隨教授做研究的學(xué)生都是博士。課程的要求也是作業(yè)、項(xiàng)目和最后的考試。但實(shí)質(zhì)上，由于管理、研究水平等原因，這些設(shè)置還是有所不同。

該系目前提供三種類型的本科學(xué)位，一種是五年的本科和碩士生打通的學(xué)位，五年畢業(yè)后取得本科和碩士兩個學(xué)位；另兩種是計(jì)算機(jī)科學(xué)本科學(xué)位和軟件工程學(xué)位。每一種根據(jù)對學(xué)生都有不同的學(xué)分和課程要求。比如對于第一種學(xué)位，要求選夠120學(xué)分，其中理論（473 Algorithms或者475 Formal Models of Computation）、結(jié)構(gòu)（431 Embedded Sys Arch and Software或者433 Computer System Organization）和軟件（421 Programming Lang and Compilers或422 Programming Language Design或423 Operating Systems Design）必須按研究生學(xué)分選修。

研究生分論文和非論文兩類。論文學(xué)位中和國內(nèi)一樣分碩士生和博士生。普通論文碩士要求28個課程學(xué)分和4個論文學(xué)分。博士生的總學(xué)分要求是96個課程學(xué)分，包括課程學(xué)分和論文學(xué)分，其中至少要求32個論文學(xué)分；學(xué)士直讀的博士生要求96個課程學(xué)分。目前注冊的研究生人數(shù)近450人。

從課程設(shè)置方面看，該系的課程分得很細(xì)，從和國內(nèi)相類似的專業(yè)基礎(chǔ)課，比如計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、軟件工程；到很專業(yè)的課程，比如算法、密碼學(xué)導(dǎo)論、程序驗(yàn)證、自主信息系統(tǒng)、形式化軟件開發(fā)方法以及以598打頭的帶有主講教師名字代號的擴(kuò)展課程。尤其以研究生的課程設(shè)置最為細(xì)致。數(shù)一下他們的課程可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生有很多方向可以選擇，本科生的課程多達(dá)77門，研究生的更是多達(dá)102門。當(dāng)然有不少課程是兩者都可以選修的。一般一門課程3~4個學(xué)分（根據(jù)是否完成Project區(qū)分），每周兩次，一次75分鐘。

講授該課程的教師基本上都是該校專門從事這一方面研究的權(quán)威，有著多年的研究經(jīng)驗(yàn)。比如我所選修的“程序驗(yàn)證”課程屬于該系的研究生基礎(chǔ)理論課程，任課教師Meseguer教授已經(jīng)在這方面從事了近三十年的研究，而且目前也是這方面的權(quán)威?！皵?shù)據(jù)挖掘”課程的教師是Han教授，也是數(shù)據(jù)挖掘的世界級權(quán)威。這保證了任課教師在講授課程的同時貫穿了該課程在學(xué)科中的領(lǐng)先技術(shù)和知識。同時，比較明顯的一點(diǎn)是課程結(jié)合實(shí)際動手的項(xiàng)目比較緊密。比如我所選修的“程序驗(yàn)證”課程雖然有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)背景，介紹了等式邏輯和重寫邏輯，但該課程輔以該實(shí)驗(yàn)室的Maude系統(tǒng)作為實(shí)踐工具，所以所介紹的理論可以實(shí)實(shí)在在地在計(jì)算機(jī)上看到其作用和結(jié)果?！俺绦蛟O(shè)計(jì)原理”這門課也使用了Maude系統(tǒng)作為高級程序語言的規(guī)格說明語言，這立刻就讓本來很抽象的兩門課有了感性認(rèn)識的平臺，學(xué)生可以立刻通過工具感受邏輯在計(jì)算機(jī)中的作用，可以使用該工具立刻設(shè)計(jì)出自己的新的程序語言。相比而言，國內(nèi)類似的課程都缺乏相應(yīng)的輔助工具，學(xué)生學(xué)理論不知道怎樣用到計(jì)算機(jī)中，學(xué)程序語言設(shè)計(jì)多是看看別人設(shè)計(jì)的語言是怎樣的，難以在短時間內(nèi)自己動手設(shè)計(jì)一個。

開放性

這半年中我感受最深的當(dāng)數(shù)該系信息資源的開放性。從課程上來說，每學(xué)期的每一門課程都能在系里的網(wǎng)絡(luò)上找到相應(yīng)的講義、作業(yè)、項(xiàng)目以及閱讀的參考資料。和課程相對應(yīng)，每位教授都開設(shè)一個甚至多個專題討論會，這些討論會都有相應(yīng)的MailList可以讓學(xué)生或是研究人員加入。根據(jù)我的研究興趣，我參加了Maude、Runtime Verification以及軟件工程討論小組。每一個討論組由教授主持每周定時討論一至兩個小時，同時維護(hù)一個網(wǎng)站公布每次討論的主題或是論文。所以，和國內(nèi)的例會不同，這些討論會除了教授自己的學(xué)生，往往會有一些感興趣的學(xué)生或是像我這樣訪問學(xué)者參加。通過這樣的方式，也有教授的介紹，我和目前我感興趣的幾個教授都交流過，他們都很細(xì)致地介紹自己的研究，包括介紹實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的軟件工具。而這些軟件工具都放在他們自己實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)站上，有的是可以免費(fèi)使用的，有的甚至是源碼公開的，同時有他們公開發(fā)表的論文。有兩位教授的實(shí)驗(yàn)室研究內(nèi)容我比較感興趣，但他們還沒有源碼，經(jīng)過兩次討論后，他們都表示可以提供源碼以便進(jìn)行進(jìn)一步的研究。同時，我找他們的學(xué)生詢問相關(guān)工具的一些細(xì)節(jié)技術(shù)，他們都詳細(xì)解答，有時甚至花費(fèi)兩個多小時。

其實(shí)這一點(diǎn)在我聯(lián)系訪問的Host Professor時就感受頗深：每一位教授都可以在他們的主頁上找到非常詳細(xì)的資料，他們的研究概況、發(fā)表的論文、教授的課程、所做的研究項(xiàng)目、學(xué)生、聯(lián)系方式等等。對比國內(nèi)同行，很多都沒有自己的主頁，有一些由于單位組織倒是有，但所找到的基本上都是僅僅一頁的概述而已。這導(dǎo)致國內(nèi)很多信息無法交流。當(dāng)然，我想這也有一點(diǎn)客觀原因，就該系的項(xiàng)目情況而言，縱向課題的資助就已經(jīng)足夠教授們完成研究，所以他們并不在乎把研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品，而是公開這些研究成果，讓其他人盡量多地使用，讓其他人或公司完成產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化工作。反之，國內(nèi)很難找到根據(jù)研究成果完成的軟件工具，因?yàn)橐话闳绻龅焦ぞ?，都希望更進(jìn)一步做到產(chǎn)品化，能以此爭取到橫向課題的支持，以便彌補(bǔ)縱向課題經(jīng)費(fèi)的不足。由于橫向課題講求實(shí)用，有很多非前沿性，非研究性質(zhì)的工作需要完成，直接影響了研究的深度。

開放性還反映在該系的研究領(lǐng)域交叉之中。該系的研究領(lǐng)域分為：算法和理論；人工智能；體系結(jié)構(gòu)、并行計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)；復(fù)雜生物及計(jì)算生物；數(shù)據(jù)庫及信息系統(tǒng)；圖形圖像和人機(jī)界面；系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)；程序語言、形式化系統(tǒng)和軟件工程；以及科學(xué)計(jì)算。但在我所參加的討論中，經(jīng)?？梢钥吹蕉鄠€實(shí)驗(yàn)室的教師和學(xué)生相互參與討論。比如我上上周參加的形式化小組的討論會上，就有體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生；上一周的軟件工程討論會上，報(bào)告者是一個數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生，因?yàn)樗墓ぷ鲀?nèi)容涉及到用數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行軟件調(diào)試，同時與會的還有該實(shí)驗(yàn)室的兩位教授以及其他實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生。同一個研究領(lǐng)域內(nèi)的合作就更多，比如我所訪問的教授專注于程序語言、形式化系統(tǒng)和軟件工程領(lǐng)域，他自己的實(shí)驗(yàn)室和另外該領(lǐng)域的另一位教授Rosu的實(shí)驗(yàn)室相連，兩人合作過多篇文章，Rosu的程序設(shè)計(jì)語言以及形式化軟件開發(fā)方法課程中應(yīng)用了Prof. Meseguer的形式化工具，甚至有一些講義。我大致看過該系教授們的簡歷，非常少有本校畢業(yè)的學(xué)生，這說明相關(guān)合作并不是以前師生關(guān)系的繼續(xù)。同時，這里常常有一些前沿講座是由斯坦福、劍橋、伯克利和愛丁堡大學(xué)的教授和博士生開設(shè)（應(yīng)聘的博士生都要公開做一個面試形式的講座），也有微軟和IBM這樣的大公司的研究院或是一些著名公司的學(xué)者的講座，這些講座頻率很高，常?？梢栽谠撓得恐艿娜諝v上看到這些通知。

其實(shí)，訪問學(xué)者這樣的一個制度本身就是很開放的。半年一年的互訪，帶來了很多交互的信息。相比而言，國內(nèi)有不少實(shí)驗(yàn)室雖然也設(shè)有客座教授、開放項(xiàng)目等，但是很難落到實(shí)處，很難有人真正是在實(shí)驗(yàn)室里交流這么長時間，更多的僅僅是每年幾次的互訪而已。不過，為每一位訪問學(xué)者提供一間寬敞明亮的辦公室，提供所有辦公服務(wù)恐怕也是目前高校難以提供的緊缺資源。

風(fēng)氣

另一個讓我感受比較深的地方是該系的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。由于課程設(shè)置很細(xì)，很多課程選課的人并不多，一二十個學(xué)生的課堂是很常見的，有的課程僅僅4~5個學(xué)生。當(dāng)然也有上百人的大課，這一般是本科和研究生共同選修的課程。我上學(xué)期選修的program verification課程共有12個學(xué)生，這學(xué)期選修的formal method software development也不過十七八個學(xué)生。但給我印象很深的一點(diǎn)是，從開學(xué)到學(xué)期末，學(xué)生數(shù)目基本上保持不變，可見很少有人缺課。上課的氣氛很活躍，課堂上幾乎沒有見過學(xué)生打瞌睡，講課中間學(xué)生隨時提問，教師也是當(dāng)時就回答。對于教師提出的問題，也幾乎沒有冷場沒有人回答的情況，當(dāng)然也不是每一次回答都正確。相比而言，國內(nèi)大學(xué)目前缺課的現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，有的必修課程都有三分之一缺課的，選修課就更不用說了。這當(dāng)然有教師的原因，目前教學(xué)普遍不受重視，所有職稱的評定基本上由科研決定，這從前年上海交大的倍受學(xué)生歡迎的教師始終僅僅是一個講師就可見一斑。而教學(xué)顯然是很需要花費(fèi)時間和精力的。

也不是說這里的教授上課都很好，也有底下學(xué)生反映講課不好的，但無論是從教師的授課還是學(xué)生的學(xué)習(xí)，你可以明顯感受到兩個字：認(rèn)真。研究生自己決定上什么課，一個學(xué)期一般也就選修2~3門。相比而言，國內(nèi)碩士研究生一學(xué)期的課程多達(dá)七八門，其中不少都是必須選修的，學(xué)生的學(xué)習(xí)相對比較被動，很多學(xué)生就為拿學(xué)分，課堂上打瞌睡，學(xué)Tofel和GRE，復(fù)習(xí)考研的學(xué)生大有人在，課堂上很少看到學(xué)生主動提問。在我的一門電子商務(wù)的選修課上我就問過學(xué)生，他們是否愿意做我以項(xiàng)目的方式提供的考試，很多學(xué)生說很有興趣，可是卻沒有時間。必修課和學(xué)位課的項(xiàng)目、作業(yè)已經(jīng)讓他們窮于應(yīng)付，還要復(fù)習(xí)考研、考Tofel和GRE，實(shí)在是心有余而力不足。為此我還調(diào)整過項(xiàng)目完成時間，允許學(xué)生在第二個學(xué)期開學(xué)時交，可以看到效果要好一些，有一些學(xué)生利用假期完成了自己感興趣的內(nèi)容?？墒请S著教學(xué)管理的正規(guī)化，要求課程結(jié)束后一周內(nèi)必須給成績，剛開放一些的項(xiàng)目只好又恢復(fù)原狀。

篇（4）

隨著網(wǎng)絡(luò)中信息安全事件的不斷升溫，網(wǎng)絡(luò)安全教育也越來越受到高校重視。各大高校紛紛開設(shè)該類課程。本校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息工程等專業(yè)都相繼開設(shè)《網(wǎng)絡(luò)與信息安全》、《信息安全》、《信息安全技術(shù)》等課程，普及網(wǎng)絡(luò)安全知識，提高學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)安全技能，增加網(wǎng)絡(luò)安全意識。以《網(wǎng)絡(luò)與信息安全》課程為例，課程分配學(xué)分為4.0，采用“2+2”模式教學(xué)，其中理論2.0為課堂教學(xué)和課堂討論課時，實(shí)驗(yàn)2.0為實(shí)驗(yàn)課時，即每周理論2節(jié)課，單周理論課時，雙周討論課，實(shí)驗(yàn)課每周2節(jié)課。該課程的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。[1，2]

教學(xué)過程中的基礎(chǔ)內(nèi)容

《網(wǎng)絡(luò)與信息安全》課程分為三大模塊：①網(wǎng)絡(luò)安全基本知識概述。該模塊主要講述了網(wǎng)絡(luò)安全的發(fā)展和現(xiàn)狀問題，列舉網(wǎng)絡(luò)安全問題引發(fā)的各種不同影響的案例。②網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)。該模塊主要講述網(wǎng)絡(luò)中的一些攻擊現(xiàn)象、攻擊行為以及攻擊工具等。③密碼學(xué)模塊。該模塊主要講述古典密碼學(xué)和現(xiàn)代密碼學(xué)的一些應(yīng)用，以及信息隱藏技術(shù)的一些實(shí)際作用等。④網(wǎng)絡(luò)防護(hù)技術(shù)。該模塊主要講述網(wǎng)絡(luò)中針對安全的一些防護(hù)措施，如防火墻、入侵監(jiān)測系統(tǒng)等。

以信息隱藏技術(shù)為例，該部分內(nèi)容在整個課程中非常重要，它將一些保密或重要的信息隱藏到另外一個可以公開的媒體之中，如把指定的信息隱藏于數(shù)字化的圖像、聲音或文本當(dāng)中，充分利用人們的“所見即所得”的心理，來迷惑惡意的攻擊者。近幾年來，信息隱藏技術(shù)不斷發(fā)展，越來越多地應(yīng)用在生活中，如隱寫術(shù)、數(shù)字水印、數(shù)字指紋、隱藏信道、閾下信道、低截獲概率和匿名通信等，是目前較熱的話題。[3，4]

在課程中這部分內(nèi)容是整個課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)之一，教學(xué)過程采用了比較、舉例等方法，課時分配――理論教學(xué)：討論：實(shí)驗(yàn)=1：1：2，理論講授以圖1中的知識框架為主線，算法原理及實(shí)現(xiàn)方法，討論和實(shí)驗(yàn)結(jié)合中軟吉大的網(wǎng)絡(luò)信息安全系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)。綜合起來可以把這部分內(nèi)容分為以下幾部分。

1.信息隱藏位圖法

位圖法目前使用越來越少，但作為一種基礎(chǔ)信息隱藏方法，仍有較高的教學(xué)應(yīng)用價值。該方法作為課程中的一個基本知識點(diǎn)，要求學(xué)生掌握它的基本原理，并能通過一個案例，掌握主要運(yùn)算過程如下：

例如，一幅24位BMP圖像，文件頭和圖像數(shù)據(jù)由54字節(jié)組成，文件頭不能隱藏信息，從第55字節(jié)開始為圖像數(shù)據(jù)部分，這部分可以隱藏信息。圖像數(shù)據(jù)部分是由一系列的8位二進(jìn)制數(shù)所組成，因?yàn)槊總€8位二進(jìn)制數(shù)中“1”的個數(shù)只有奇數(shù)或偶數(shù)兩種可能性，因此若一個字節(jié)中“1”的個數(shù)為奇數(shù)，則稱該字節(jié)為奇性字節(jié)，用“1”表示；若一個字節(jié)中“1”的個數(shù)為偶數(shù)，則稱該字節(jié)為偶性字節(jié)，用“0”表示。我們用每個字節(jié)的奇偶性來表示隱藏的信息。

設(shè)一段24位BMP文件的數(shù)據(jù)為：01100110，00111100，10001111，00011010，00000000，10101011，00111110，10110000，則其字節(jié)的奇偶排序?yàn)椋?，0，1，1，0，1，1，1.現(xiàn)在需要隱藏16進(jìn)制信息4F，由于4F轉(zhuǎn)化為8位二進(jìn)制為01001111，將這兩個數(shù)列相比較，發(fā)現(xiàn)第2，3，4，5位不一致，于是對這段24位BMP文件數(shù)據(jù)的某些字節(jié)的奇偶性進(jìn)行調(diào)制，使其與4F轉(zhuǎn)化的8位二進(jìn)制相一致：第2位：將00111100變?yōu)?0111101，則該字節(jié)由偶變?yōu)槠妫坏?位：將10001111變?yōu)?0001110，則該字節(jié)由奇變?yōu)榕?；?位：將00011010變?yōu)?0011011，則該字節(jié)由奇變?yōu)榕?；?位：將00000000變?yōu)?0000001，則該字節(jié)由偶變?yōu)槠妗?/p>

經(jīng)過變化，8個字節(jié)便隱藏了一個字節(jié)的信息，這樣就能很好地將信息隱藏在位圖中了。當(dāng)然逆向提取隱藏信息需要花費(fèi)更長的時間。

2.LSB水印提取

LSB（最低有效位）算法是在位圖法的基礎(chǔ)上將輸入的信號打亂，并按照一定的分配規(guī)則使嵌入的信息能夠散布于圖像的所有像素點(diǎn)上，增加破壞和修改水印的難度。水印信號嵌入模型如圖2，水印信號檢測模型如圖3。

3.DCT變換域算法

DCT變換域算法是這一類算法的總稱，在它下面的具體的算法會有一些不同。下面介紹一種基于模運(yùn)算的數(shù)字水印算法。該方法將水印作為二值圖像（每一像元只有兩種可能的數(shù)值或者灰度等級狀態(tài)的圖像）進(jìn)行處理，依據(jù)圖像在進(jìn)行DCT變換后系數(shù)的統(tǒng)計(jì)來選取適當(dāng)?shù)拈撝?，通過模處理加入水印。此算法的特點(diǎn)是在水印檢測時不需要原始圖像（如圖4）。

模擬主動水印攻擊教學(xué)過程

通過基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生對信息隱藏技術(shù)已經(jīng)有了一定的了解，為了加深記憶，使知識應(yīng)用得更好，在這部分課程最后增加了一個模擬主動水印攻擊的教學(xué)模塊。該模塊主要應(yīng)用前期的知識完成。常見的水印攻擊方法有：移去攻擊、幾何攻擊、密碼攻擊、協(xié)議攻擊（如圖5）。

通過模擬攻擊實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對數(shù)字隱藏技術(shù)有了更深的了解，對各種算法增加了興趣。并在課堂上針對結(jié)果展開討論。下頁圖6為實(shí)驗(yàn)?zāi)M攻擊后的有效結(jié)果之一。

選用LSB或者DCT進(jìn)行水印攻擊，測試可以顯示如下頁圖6效果。

教學(xué)成效

通過對課程中信息隱藏技術(shù)教學(xué)的改進(jìn)，學(xué)生對比較難懂的數(shù)字水印部分內(nèi)容有了更深一步的了解。通過改革，不僅充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，培養(yǎng)了自學(xué)能力，開發(fā)了創(chuàng)新能力，還鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和實(shí)踐能力。攻擊中涉及算法的選擇、操作的選擇、速度的快慢，學(xué)生都能通過團(tuán)隊(duì)合作完成。學(xué)生在實(shí)踐過程中強(qiáng)烈感受到了成功感和自信感。

結(jié)束語

本文以信息隱藏技術(shù)內(nèi)容教學(xué)為例，闡述了三種不同的信息隱藏技術(shù)的基本知識點(diǎn)，分析了它們之間的關(guān)聯(lián)性和區(qū)別，提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，加強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，本模式將教學(xué)與科研能力培養(yǎng)相融合，更多地引發(fā)了學(xué)生的思考。該教學(xué)模式可推廣到其他課程中。

參考文獻(xiàn)：

[1]李繼芳，奚李峰，董晨.IPR―CDIO環(huán)境的計(jì)算機(jī)工程教育研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2009（18）.

[2]李繼芳，奚李峰，殷偉鳳，高昆.基于合作式學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程教學(xué)[J].計(jì)算機(jī)教育，2008（10）.

篇（5）

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）33-8066-03

伴隨著制造企業(yè)信息化進(jìn)程的不斷發(fā)展，仿真建模在產(chǎn)品制造中的應(yīng)用也由分散到集成，由局部到全局，并且更加注重可視化技術(shù)的應(yīng)用和與用戶之間的交互[1]。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為相關(guān)裝置構(gòu)造虛擬環(huán)境可以擺脫傳統(tǒng)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中所存在的一些不足，例如在軟件仿真中，主要以圖、圖表、照片和現(xiàn)場錄像等傳統(tǒng)多媒體方式為表現(xiàn)手段，真實(shí)感和臨場感都較為欠缺；而在物理仿真中，系統(tǒng)復(fù)雜、龐大難于實(shí)現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在很大程度上提高場景的沉浸感和真實(shí)感。

1　三維虛擬環(huán)境框架

虛擬環(huán)境的開發(fā)涉及了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)、人工智能、高性能計(jì)算技術(shù)、模式識別、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理等技術(shù)，還涉及社會學(xué)、美學(xué)、氣象、通信、物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科，復(fù)雜程度可想而知。虛擬現(xiàn)實(shí)要達(dá)到實(shí)現(xiàn)自然實(shí)時交互和逼真的多種感覺的要求，其組成主要應(yīng)包括幾方面：虛擬環(huán)境生成系統(tǒng)，產(chǎn)生實(shí)時的圖像；用以確定參與者位置和動作的定位跟蹤系統(tǒng)；提供虛擬空間多用戶協(xié)同交互功能的網(wǎng)絡(luò)接口；含有CAVE、PowerWall、立體顯示設(shè)備的沉浸式顯示系統(tǒng)；提供立體聲源和判定空間位置的音效系統(tǒng)；提供參與者感知力與壓力的反饋的觸覺和力反饋系統(tǒng)。

虛擬環(huán)境[2]框架的功能主要體現(xiàn)在：首先支持對象的屬性和交互的訂購，同時提供回調(diào)和事件的通知機(jī)制，支持HLA的各種時間管理策略，從而達(dá)到在全部聯(lián)邦范圍內(nèi)的對象可以根據(jù)已給定的時序和消息傳遞關(guān)系來工作；其次是提供與各種對象定位、創(chuàng)建、刪除等相關(guān)的服務(wù)，并且分類、統(tǒng)一組織管理不同功能和不同性質(zhì)的仿真實(shí)體，即是對虛擬場景的結(jié)構(gòu)和組織管理；最后還可以通過事件驅(qū)動和回調(diào)函數(shù)機(jī)制和場景對象組織、仿真對象管理功能集成，沉浸式人機(jī)交互設(shè)備和接口的集成。

根據(jù)軟件模塊[3]的分層結(jié)構(gòu)，我們把系統(tǒng)分為三個層次，如圖2所示，即用戶界面層、交互層和數(shù)據(jù)服務(wù)，虛擬環(huán)境和仿真管理層。

界面層提供的用戶界面輸入可以接收用戶對數(shù)據(jù)的訪問請求，然后經(jīng)環(huán)境和仿真層的相關(guān)轉(zhuǎn)換成為對數(shù)據(jù)服務(wù)層的訪問請求，然后數(shù)據(jù)服務(wù)層將其處理后通過中間層傳送給界面層進(jìn)行最終的輸出。

實(shí)現(xiàn)虛擬場景的基礎(chǔ)是三維圖形引擎。現(xiàn)在，開發(fā)者較多使用可以提供功能強(qiáng)大模塊的較為流行的繪制引擎，例如OpenGVS、CG2公司的Vtree和Multigen公司的Vega等，但是它們也存在很多不足：商業(yè)引擎開發(fā)缺乏靈活性，因?yàn)槠湟话愣疾惶峁┑讓娱_發(fā)接口，從而限制功能的擴(kuò)展；商業(yè)引擎無法渲染出較為逼真的場景效果，浪費(fèi)GPU的處理能力從而影響系統(tǒng)實(shí)時性；由于其功能繁多，產(chǎn)生冗余代碼也多，影響其運(yùn)行效率。

介于以上圖形引擎的諸多不足，OpenSceneGraph（OSG）作為虛擬場景圖形引擎，是一個跨平臺的、開放源碼的、高效的三維圖形引擎，目前應(yīng)用于高性能圖形設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，例如虛擬現(xiàn)實(shí)、游戲、仿真、科學(xué)可視化等。OSG不僅提供基于OpenGL的面向?qū)ο蟮目蚣?，還有加快圖形應(yīng)用開發(fā)的附加功能模塊和可擴(kuò)展接口庫。

2　基于情景上下文的虛擬交互

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展以及人機(jī)交互在其中所占有的重要地位，虛擬環(huán)境和其參與者的人機(jī)交互作用賦予了新的內(nèi)涵。沉浸式虛擬環(huán)境[4-5]讓用戶有一種“身臨其境”的感覺，這也正是用戶與對象之間進(jìn)行交互的過程，其歸根結(jié)底要解決如何操作和改造虛擬環(huán)境中的對象。

2.1　語義對象與交互行為

“信息透鏡”概念指的是界面對象通過視圖的不同縮放比例來顯示相對應(yīng)的外觀信息，這是Jazz在可伸縮用戶界面中提出的早期語義對象的概念；再如“按需提供細(xì)節(jié)（the　mantra　of　detail.on.demand）”的技術(shù)[6]是Ben　Shneiderman在信息可視化系統(tǒng)中提出的。

語義對象的定義可以從實(shí)現(xiàn)面向語義的高層交互隱喻的目標(biāo)這個角度來詮釋，一個語義對象由交互構(gòu)件（interaction　component）、圖形構(gòu)件（graphics　component）、規(guī)則構(gòu)件（rule　component）、和應(yīng)用構(gòu)件（application　component）　行為構(gòu)件（behavior　componen0構(gòu)成.在虛擬環(huán)境中的虛擬對象，它的語義一般包括一系列行為狀態(tài)和規(guī)則事件。換句話說，存在于虛擬環(huán)境中為用戶所感知的對象或者物體（包含其交互上下文的語義信息和外觀幾何信息）按照相應(yīng)的規(guī)則反饋和相應(yīng)所發(fā)生的交互事件，繼而完成相應(yīng)任務(wù)。

通過我們分析觀察的上文所提及的事件，　在人機(jī)交互中多由用戶所觸發(fā)，一般分為虛擬場景中用戶化身的位置變化即化身位置感應(yīng)（PositionRps）和用戶在虛擬對象[7]上進(jìn)行各種交互操作的用戶手勢操作（GestOpt）。語義模型可以很好的解決場景圖處理不好交互語義的問題，它是具有特定應(yīng)用含義和組織形式的場景構(gòu)成模式，達(dá)到易于操作處理用戶界面的目的。

在實(shí)際操作中，我們一般會遇到的例如對象在化身可操作范圍內(nèi)時處于“可操作”狀態(tài)，離開操作范圍后變?yōu)椤安豢刹僮鳌睜顟B(tài)，或者鼠標(biāo)的各項(xiàng)操作和三維手勢等。

1）規(guī)則構(gòu)件[8]：在我們的現(xiàn)實(shí)世界里，有很多操作都會有特定的先后順序，比如先倒水再喝水，在虛擬世界中我們把它看作是是否響應(yīng)事件和如何響應(yīng)事件，規(guī)則構(gòu)件則表達(dá)了虛擬對象的交互規(guī)則和約束。另外，在現(xiàn)實(shí)世界里某些對象具有特定的供給屬性，比方說人可以在水里游泳卻不可以在陸地上，這就說明了水具有可以游泳的供給，而陸地不具備，所以規(guī)則構(gòu)件還含有某些特定的供給屬性，這也同時決定了某些對象的交互特性。

2）圖形構(gòu)件：在某些情況下，當(dāng)我們需要對圖形構(gòu)件進(jìn)行更進(jìn)一步的抽象來實(shí)現(xiàn)高層交互語義時，接收的輸入內(nèi)容含有復(fù)雜的交互行為指令，這時圖形構(gòu)件就發(fā)揮了作用。它包含了虛擬對象的諸如紋理、顏色、材質(zhì)、形狀等屬性、語音信息以及動態(tài)特征等，方便同一層次中的交互行為。

3）應(yīng)用構(gòu)件：當(dāng)用戶和虛擬環(huán)境發(fā)生交互時，當(dāng)圖形構(gòu)件提供相應(yīng)的視聽覺方面的線索于反饋時，應(yīng)用構(gòu)件表達(dá)與之相關(guān)的應(yīng)用任務(wù)，并由交互構(gòu)件觸發(fā)執(zhí)行。

4）交互構(gòu)件：交互構(gòu)件可以處理基本的交互事件如點(diǎn)擊和拖拽等，還可以處理完成給復(fù)雜的例如三維手勢的交互性操作。它主要做了處理接收和交互分發(fā)的工作，處理接收轉(zhuǎn)化用戶的交互操作以及語義對象能夠相應(yīng)的交互事件，將其發(fā)送給行為構(gòu)件來執(zhí)行。為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的交互操作，分析和推理交互事件通過調(diào)用規(guī)則構(gòu)件來進(jìn)行。

5）行為構(gòu)件：行為構(gòu)件反應(yīng)了虛擬環(huán)境中相應(yīng)對象的各種行為，在人機(jī)交互的過程當(dāng)中，通過調(diào)用圖形構(gòu)件的功能來實(shí)現(xiàn)執(zhí)行對象的行為。這些行為描述了語義對象對對象狀態(tài)變化和語義對象對用戶交互動作的響應(yīng)。行為構(gòu)件接收交互構(gòu)件所發(fā)來的查詢命令，將反饋狀態(tài)的信息發(fā)送給交互構(gòu)件，交互構(gòu)件因此來分析判斷最終決定執(zhí)行何種交互行為。

語義對象體系結(jié)構(gòu)[9]中的各個構(gòu)件之間通過查詢規(guī)則狀態(tài)、反饋對象的行為規(guī)則及狀態(tài)或者功能調(diào)用來實(shí)現(xiàn)它們之間的通信，實(shí)現(xiàn)從輸入“事件”到輸出“反饋”的流程。在虛擬環(huán)境中，通過加入交互語義IS=來識別虛擬對象需要執(zhí)行的交互任務(wù)。交互對象為Object，用謂詞邏輯演算表達(dá)式來描述的觸發(fā)交互行為的規(guī)則為rule，參與者和相應(yīng)的交互對象所產(chǎn)生的動作為action，交互結(jié)果即所執(zhí)行的交互任務(wù)為task，交互產(chǎn)后后的多感知通道級視聽覺和觸覺等的反饋為feedback。

綜上所述，我們通過一張圖來說明語義對象解析和響應(yīng)交互事件的過程：首先，經(jīng)過系統(tǒng)的分析整合，用戶的實(shí)際操作封裝成交互事件傳遞給正在交互的虛擬對象；其次，語義動作的生成，通過查詢該虛擬對象的語義規(guī)則然后將交互事件附上特定的語義屬性；最后，系統(tǒng)判斷做動作反饋還是進(jìn)行導(dǎo)航，還是選擇、操作或者控制任務(wù)，如果是反饋，則包括紋理、材質(zhì)或顏色等可視化表達(dá)信息和旋轉(zhuǎn)平移等幾何變換。

如何讓用戶根據(jù)實(shí)際感知來和虛擬環(huán)境進(jìn)行交互？通過人機(jī)接口系統(tǒng)將虛擬環(huán)境中的壓力、音響、圖像等信息傳送到這個封閉回路系統(tǒng)中的重要角色用戶的感官，并及時的將用戶的行為反應(yīng)通過傳感器進(jìn)行測試來調(diào)整生成的序列。

所以，隨著技術(shù)的日益完善，人已不再是被動的接受者于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)相對立，而是一個不可或缺的關(guān)鍵角色，這種觀念引導(dǎo)著更加和諧的人與虛擬環(huán)境的關(guān)系，也讓人機(jī)交互更加的人性化、真實(shí)化。

3　結(jié)束語

虛擬現(xiàn)實(shí)主要通過使用計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備生成虛擬環(huán)境，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對其中的實(shí)體進(jìn)行控制和交互操作。操作者能夠很好地融入到虛擬環(huán)境中，達(dá)到一種身臨其境的感覺。

它是集傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真、人工智能、人機(jī)接口等多種高科技為一體的人機(jī)交互技術(shù)。作為一種高級的人機(jī)交互技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)的研究主要圍繞著提高系統(tǒng)的構(gòu)想性、沉浸感、交互性來進(jìn)行。隨著對人類感知系統(tǒng)的不斷深入研究，三維圖形技術(shù)和多傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)作為一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，廣泛的應(yīng)用于很多領(lǐng)域，例如娛樂、訓(xùn)練、產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)、教育、醫(yī)療、遙控操作等。

虛擬現(xiàn)實(shí)研究的熱點(diǎn)也是重要的研究領(lǐng)域?yàn)樘摂M環(huán)境，它是通過計(jì)算機(jī)生成聽、視、觸覺等感覺作用于用戶，使用戶產(chǎn)生“身臨其境”感覺的交互式視景仿真系統(tǒng)。該文所構(gòu)建的仿真虛擬環(huán)境的沉浸感還不足，可以通過結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的傳感器技術(shù)、人工智能等技術(shù)來加強(qiáng)，考慮逐步增加其它交互通道。

參考文獻(xiàn)：

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篇（6）

電子商務(wù)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和遠(yuǎn)程通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)整個商務(wù)(買賣)過程中的電子化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，圍繞Internet技術(shù)的日見成熟，公眾上網(wǎng)人數(shù)在成倍增長、上網(wǎng)意識逐漸加強(qiáng)，電子商務(wù)的應(yīng)用也開始廣為普及。隨著時間的積累，電子商務(wù)數(shù)據(jù)庫中會保存著大量的信息，這些信息包括過去、將來和現(xiàn)在的，并且是同等重要的[1]。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫很難體現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的時態(tài)性，數(shù)據(jù)處理的時空效率無疑受到局限。為此人們提出了多種時態(tài)數(shù)據(jù)庫TDB(TemporalDataBase)的理論模型，這些模型大都是以傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)的[2]。下面對時態(tài)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行討論，并且通過具體實(shí)例說明如何利用TimeDB實(shí)現(xiàn)對電子商務(wù)時態(tài)信息的數(shù)據(jù)處理。

1時態(tài)基本元素

在現(xiàn)實(shí)世界中，時間無時不有，客觀世界中的所有事務(wù)都帶有時間的屬性，這些隨著時間變化的信息稱為時態(tài)信息，描述現(xiàn)實(shí)世界中帶有時間屬性的信息系統(tǒng)，稱為時態(tài)信息系統(tǒng)。時態(tài)信息需要基本的時間元素來表示，可以是基于點(diǎn)、基于區(qū)間、基于跨度時間元素，也可以是一個時間集合。時態(tài)數(shù)據(jù)庫所定義的描述時間數(shù)據(jù)的最小時間單位稱為時間粒度，其大小受到時間量子的約束，而時間量子是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所支持的最小的時間單位決定。在時態(tài)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可以采用單一粒度和多粒度兩種形式，必要時兩種時間粒度可以互相轉(zhuǎn)換。

Allen在其論文《MaintainingKnowledgeaboutTemporalIntervals》中描述了13種時態(tài)區(qū)間before(<)，equal(=)，meets(m)，overlap(o)，during(d)，starts(s)，finishes(f)及其反運(yùn)算(>，mi，oi，di，si，fi)，見圖1，其中A、B表示時態(tài)區(qū)間。如果將時間點(diǎn)視為延續(xù)時間為0的時間區(qū)間，可以更簡單地表示基于時態(tài)區(qū)間與時間點(diǎn)之間的時態(tài)關(guān)系、基于時間點(diǎn)之間的時態(tài)關(guān)系[3]。。

2時態(tài)數(shù)據(jù)模型

時態(tài)數(shù)據(jù)庫在處理時間問題時，最重要的兩種時間是事務(wù)時間和有效時間。其中有效時間(ValidTime)是指一個對象在現(xiàn)實(shí)世界中發(fā)生并保持的時間，是可以反映過去、現(xiàn)在和將來的時間。事務(wù)時間(TransactionTime)是指一個數(shù)據(jù)庫對象進(jìn)行操作的時間，它記錄著對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改或更新的各種歷史[4]。

傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是兩維的，一為屬性維，二為元組維，如合同的關(guān)系模式為：(合同號，合同名稱，簽約單位，簽約金額，簽約日期)(見表1)，而時態(tài)數(shù)據(jù)庫則是在傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上加入了時間維的概念。按Spipada和Snodgrass的意見，時態(tài)數(shù)據(jù)庫按功能可分為三類∶

①歷史數(shù)據(jù)庫。被管理對象的生命周期稱為有效時間(ValidTime)，對象歷史由DBMS內(nèi)部機(jī)制處理。②事務(wù)數(shù)據(jù)庫。其中，數(shù)據(jù)庫本身被查刪改的時間稱為事務(wù)時間(TransactionTime)，其歷史由DBMS內(nèi)部機(jī)制處理。③雙時態(tài)數(shù)據(jù)庫，既能管理對象歷史，又能管理數(shù)據(jù)庫本身的歷史[5]。

針對合同的有效性問題，在合同信息中添加有效時間字段構(gòu)成表2所示的N1NF信息結(jié)構(gòu)，作為合同關(guān)系的歷史數(shù)據(jù)庫模型[6]。

3時態(tài)查詢語言

3時態(tài)查詢語言

時態(tài)數(shù)據(jù)庫使用的語言有多種，目前還沒有形成較完整的國際標(biāo)準(zhǔn)，大部分時態(tài)數(shù)據(jù)查詢語言只是擴(kuò)展當(dāng)前的查詢語言，有13種被收入時態(tài)數(shù)據(jù)庫專著《TemporalDatabase—Theory，DesignandImplementation》中[7]。其中TSQL2語言是時態(tài)數(shù)據(jù)庫模型、時態(tài)數(shù)據(jù)查詢語言的研究成果與SQL-92的結(jié)合，是當(dāng)前最具代表性的時態(tài)數(shù)據(jù)庫查詢語言[5]。TimeDB是AndreasSteiner等人開發(fā)的一個支持雙時態(tài)數(shù)據(jù)庫的軟件，可以支持ATSQL2--時態(tài)查詢語言，下面介紹如何利用TimeDB實(shí)現(xiàn)合同關(guān)系的時態(tài)查詢。

1)創(chuàng)建合同關(guān)系

CREATETABLE合同(合同號integer，

合同名稱varchar(30)，

簽約單位varchar(30)，

簽約金額integer)ASVALIDTIME；

2)插入數(shù)據(jù)

VALIDTIMEPERIOD[2006.3.10-2006.5.10]INSERTINTO合同VALUES(00003，‘ZZZ合同’，’C公司’，20000)；

3)查詢合同有效期在2002.5.1～2003.5.1間有效的合同

VALIDTIMEPERIOD[2002.5.1-2003.5.1]

SELECT合同，合同名稱，簽約單位，簽約金額

FROM合同；

則顯示結(jié)果如下：

lidtime合同號合同名稱簽約單位簽約金額

---------------------------------------

002.6.1-2002.10.1]00001AAA合同A公司10000

003.1.10-2003.2.10]00002BBB合同B公司12000

以上一個簡單的帶有有效時間信息的數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、插入數(shù)據(jù)以及查詢數(shù)據(jù)，可以看出ATSQL2在標(biāo)準(zhǔn)SQL語句中加入時態(tài)關(guān)鍵字VALIDTIME，這樣的語句可以處理時態(tài)信息，也可以和標(biāo)準(zhǔn)SQL語句兼容，也就是標(biāo)準(zhǔn)SQL語句可以繼續(xù)在支持ATSQL2的TDBMS中應(yīng)用[4]。

4結(jié)束語

本文分析了電子商務(wù)信息中的時間因素，指出目前電子商務(wù)數(shù)據(jù)信息處理中的不足。針對目前的這種不足，結(jié)合時態(tài)信息處理技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，提出一種解決方法。本文提出的解決方法不局限于電子商務(wù)應(yīng)用，可以拓展到電子政務(wù)等其他領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

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[4]湯庸.時態(tài)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)論[M].北京：北京大學(xué)出版社，2004

篇（7）

0 引言

大學(xué)的主要任務(wù)是培養(yǎng)人才，特別是培養(yǎng)創(chuàng)新人才。培養(yǎng)創(chuàng)新人才的基本途徑與方法有課程教學(xué)、參與科學(xué)研究與項(xiàng)目開發(fā)、對外學(xué)術(shù)交流等。然而傳統(tǒng)本科課程教學(xué)多注重傳授學(xué)科的系統(tǒng)理論等專業(yè)知識，不重視對知識產(chǎn)生原因、方法的介紹，如忽視思考解決學(xué)科基本問題的具體過程等，這會造成課程教學(xué)傳授知識與科學(xué)研究相脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)產(chǎn)生缺陷，不利于他們將來從事創(chuàng)新等研究工作。為配合計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的教學(xué)改革，根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的特點(diǎn)，筆者提出一種面向科學(xué)思維的教學(xué)新方法，它能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)本科課程教學(xué)的不足。

1 面向科學(xué)思維教學(xué)方法的基本要求

常見典型的教學(xué)方法有：結(jié)構(gòu)主義的教學(xué)方法、建構(gòu)主義的教學(xué)方法、問題（任務(wù)）驅(qū)動教學(xué)方法等。這3種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，一個好的教學(xué)方法最好能全面綜合這3種方法的優(yōu)點(diǎn)。面向科學(xué)思維的教學(xué)方法要求把思考問題的方法、系統(tǒng)分析與綜合的方法、科學(xué)研究的工作方法、查找資料與抽象的方法等知識產(chǎn)生的方法引入課程教學(xué)中，有效講解學(xué)科專業(yè)知識是根據(jù)發(fā)展需求、通過研究各種問題產(chǎn)生的；專業(yè)理論體系或與其學(xué)科結(jié)構(gòu)是由多項(xiàng)研究成果形成的，這些知識是科學(xué)研究與科學(xué)思維產(chǎn)生的結(jié)果。

結(jié)構(gòu)主義、建構(gòu)主義與面向科學(xué)思維教學(xué)方法的異同點(diǎn)見表1。

2 確立計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式

2.1 傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程教學(xué)改革的原因

2013年以前，國內(nèi)外傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程教學(xué)以講授圖形標(biāo)準(zhǔn)（顯卡驅(qū)動與顯示圖形等子程序的集合）或CAD為主。這種CAD與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)（即圖形標(biāo)準(zhǔn)）學(xué)科的劃分有問題，它只便于圖形標(biāo)準(zhǔn)的硬件實(shí)現(xiàn)，卻因基本概念不全導(dǎo)致這兩者均不能獨(dú)立講清三維真實(shí)感圖形的自動生成原理以及計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的基本規(guī)律，更不能總結(jié)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研發(fā)成果與發(fā)展規(guī)律，不能滿足計(jì)算機(jī)圖形學(xué)學(xué)科建設(shè)發(fā)展需求。

2.2 用系統(tǒng)分析與綜合的方法確立計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容

2.2.1 系統(tǒng)分析：從理論上確立實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程目標(biāo)的發(fā)展路線圖

本課程目標(biāo)是用計(jì)算機(jī)程序自動生成類似人眼觀察世界獲得的觀察圖像（亦為學(xué)科研究的基本問題，它適合作為建構(gòu)主義教學(xué)方法要求的教學(xué)環(huán)境需求問題）。為此至少要完成3個子任務(wù)：①掌握三維圖形的生成原理；②掌握生成三維動畫等圖形的程序設(shè)計(jì)；③理順新課程教學(xué)內(nèi)容與圖形標(biāo)準(zhǔn)、CAD的相互關(guān)系。

1）第一個任務(wù)的實(shí)現(xiàn)方法。

照相機(jī)生成照片遵循光線傳播生成三維圖形這一物理原理，計(jì)算機(jī)生成所有三維圖形（包括光線跟蹤算法、輻射度算法、投影、多邊形填充、紋理映射、陰影算法、圖像融合算法與二維直線的生成等）也應(yīng)遵循該原理。這是本課程知識理論體系的完備性與一致性的基本要求，它決定了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)種性質(zhì)與教學(xué)定位。

2）第二個任務(wù)的實(shí)現(xiàn)方法。

用輻射度和光線跟蹤算法生成的三維真實(shí)感圖形等程序，是一類典型的顯示圖形的計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用程序。故計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的編程實(shí)現(xiàn)既遵循計(jì)算機(jī)仿真的基本原理，也遵循計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的基本規(guī)律。

計(jì)算機(jī)仿真遵循系統(tǒng)（決定被仿真對象的范圍與其行為特性）、建模（用數(shù)學(xué)模型描述仿真實(shí)驗(yàn)對象）、仿真算法（計(jì)算機(jī)通過執(zhí)行該仿真算法，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)）與評估（檢驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否與應(yīng)用需求保持一致）這一基本原理。

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)應(yīng)遵循計(jì)算理論可計(jì)算性的實(shí)現(xiàn)前提對程序設(shè)計(jì)的規(guī)范要求：①待解問題被模型與系統(tǒng)形式化方法所描述；②這種描述要轉(zhuǎn)換成算法；③算法要有合理的復(fù)雜度。

這里，形式化描述指用數(shù)學(xué)符號、邏輯符號與流程圖描述并要求保持邏輯上的一致性。系統(tǒng)的概念被本文定義為軟件系統(tǒng)：它按解決問題的系統(tǒng)流程要求，編程實(shí)現(xiàn)數(shù)個模型描述數(shù)據(jù)與命令的輸入、存儲管理、運(yùn)算處理、輸出顯示4個過程，能直接達(dá)到自動運(yùn)行軟件的設(shè)定目標(biāo)并具有完整動態(tài)結(jié)構(gòu)的綜合程序。軟件系統(tǒng)的概念是國內(nèi)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)核心課程教學(xué)缺失的重要概念。

故三維圖形學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，主要用3組數(shù)學(xué)模型描述可視物體、燈光、照相機(jī)物理模型的物理特性（如用幾何模型、材質(zhì)模型與紋理模型描述可視物體；用光線幾何模型、顏色模型、照明模型、輻射度算法和光線跟蹤算法等描述點(diǎn)光源；根據(jù)類照相機(jī)的觀察參數(shù)，用陰影算法、圖像融合等算法描述照相機(jī)模型；對光線跟蹤算法，應(yīng)重構(gòu)照相機(jī)模型）；在物理仿真、數(shù)學(xué)建模與軟件系統(tǒng)概念的指引下，編程構(gòu)建三維圖形軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)三維圖形的自動顯示。物體運(yùn)動與變形、燈光變幻、照相機(jī)運(yùn)動可形成計(jì)算機(jī)動畫。計(jì)算機(jī)游戲是用人機(jī)交互的操作方式并通過實(shí)時動畫與聲音有效描述具有智能行為能力的人（或動物）的多種社會實(shí)踐活動。

3）第三個任務(wù)的實(shí)現(xiàn)方法。

計(jì)算機(jī)動畫包含了傳統(tǒng)圖形標(biāo)準(zhǔn)與CAD的原理，所以在課程最后，可講解圖形標(biāo)準(zhǔn)OpenGL的原理與編程使用方法。同時圖形標(biāo)準(zhǔn)是游戲軟件的基石，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用不可缺少的基本配置。

2.2.2 系統(tǒng)綜合：介紹圖形學(xué)的基本原理與動畫軟件的實(shí)現(xiàn)方法

這要求教師先查找資料、匯集前人發(fā)表解決以上問題的不同論文與教材（解決課程教學(xué)問題的先決條件），挑選材料編寫課程講義，詳細(xì)介紹完成該任務(wù)所需的基本原理與實(shí)現(xiàn)方法，講義試用成熟后再編著出版教材。

教材按以下思路組織：用二維圖形學(xué)構(gòu)建軟件系統(tǒng)概念的教學(xué)，用三維圖形學(xué)構(gòu)建三維圖形數(shù)學(xué)建模的教學(xué)（直接用三維圖形構(gòu)建軟件系統(tǒng)概念的教學(xué)，會導(dǎo)致課程教學(xué)內(nèi)容的復(fù)雜化）。在每章的開頭，均提出應(yīng)思考并解決哪些問題才能達(dá)到本章的教學(xué)要求，加強(qiáng)訓(xùn)練讀者思考問題的習(xí)慣。

學(xué)完本課程，學(xué)生要能勝任計(jì)算機(jī)動畫軟件的設(shè)計(jì)與編程實(shí)現(xiàn)等任務(wù)。

2.3 歸納計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)

以上教學(xué)充分展示：由物理模型（化學(xué)模型、生物模型、社會發(fā)展需求模型等）數(shù)學(xué)模型（數(shù)據(jù)模型是數(shù)學(xué)模型的一種簡單特例，其編程操作主要是數(shù)據(jù)的存儲與檢索，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫軟件。根據(jù)數(shù)學(xué)模型“曲高和寡”的原理得知，數(shù)據(jù)庫軟件是應(yīng)用軟件中應(yīng)用面最廣的一類軟件；或用離散數(shù)學(xué)的方法、判斷規(guī)則與判據(jù)或可編程實(shí)現(xiàn)的自然語言與功能等描述解決問題的過程與步驟；或用通信協(xié)議描述數(shù)據(jù)通信過程要遵循的規(guī)則、約定等要求，這是網(wǎng)絡(luò)通信編程的基礎(chǔ)）軟件的系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)用算法語言實(shí)現(xiàn)程序編碼并形成算法軟件測試評估等過程所確立程序設(shè)計(jì)的基本規(guī)律。程序設(shè)計(jì)這一規(guī)律，能被雷達(dá)的設(shè)計(jì)與制造過程所佐證，如通過物理實(shí)驗(yàn)確立雷達(dá)原理用數(shù)學(xué)模型描述雷達(dá)的工作過程設(shè)計(jì)雷達(dá)系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)用電子技術(shù)制造雷達(dá)設(shè)備做好的雷達(dá)要通過測試評估才能交付使用等。

由此能用理論（物理原理、建模、軟件系統(tǒng)、仿真、程序設(shè)計(jì)）、工具（OpenGL、Direct3D、著色語言、ACIS、WebGL、OpenCL、3D游戲引擎等）與應(yīng)用（顯示圖形的應(yīng)用程序，如3D動畫或CAD、地理信息系統(tǒng)（空間復(fù)雜性高而時間復(fù)雜性低）、游戲與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（時間復(fù)雜性高而空間復(fù)雜性低））3個學(xué)科形態(tài)描述計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)。

2.4 用科學(xué)研究的工作方法確立計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的教學(xué)模式

（1）選題（發(fā)現(xiàn)問題）：找任務(wù)、了解用戶需求、檢索閱讀資料并提出問題。自由選題要確立研究問題的科學(xué)性、目標(biāo)性、創(chuàng)新性和可行性，并找準(zhǔn)課題的申報(bào)渠道。提出問題是對任務(wù)深入思考或科學(xué)研究的前提。如計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)科屬性與教學(xué)內(nèi)容是否成熟，是此前國際計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教育界多年關(guān)注的教學(xué)疑難問題。

（2）分析問題：真實(shí)照片由照相機(jī)、可視物體與燈光3個主要因素決定，由此確立解決問題的方法。

（3）尋找解決問題的方法（提出假說）：首先用二維圖形建立軟件系統(tǒng)的概念；然后建立描述照相機(jī)、可視物體、燈光物理模型物理特性所需的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建仿真光線在計(jì)算機(jī)場景與照相機(jī)模型中傳播，生成三維動畫圖形。

（4）做實(shí)驗(yàn)解決問題（找尋證據(jù)支持假說）：針對建立的數(shù)學(xué)模型，選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)算法，編寫程序源代碼并調(diào)試測試程序，構(gòu)建三維圖形軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖形的自動顯示。

（5）取得新成果（查新驗(yàn)證）：改進(jìn)學(xué)科的系統(tǒng)理論與基本方法，發(fā)表研究論文，推廣該研究成果或論證申報(bào)新開發(fā)項(xiàng)目，推動學(xué)科建設(shè)向前發(fā)展。當(dāng)我們解決好計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)問題時，就為撰寫本文并申報(bào)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)國家規(guī)劃教材奠定了基礎(chǔ)。

由此構(gòu)建程序設(shè)計(jì)教學(xué)的完整過程，并把程序設(shè)計(jì)拓展成科學(xué)研究工作方法的一種形式與組成部分。

該教學(xué)模式不僅把教學(xué)與科學(xué)研究兩個不同性質(zhì)的學(xué)術(shù)過程結(jié)合在一起，還說明圍繞課程教學(xué)思考問題的訓(xùn)練屬于科學(xué)研究領(lǐng)域思維活動的一種基本形式。

3 在課程教學(xué)過程中合理安排思考問題的訓(xùn)練

教師在重點(diǎn)介紹、講解每個專題前，要考慮如何訓(xùn)練學(xué)生根據(jù)學(xué)科的發(fā)展需求思考問題，這些問題是任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法中各種問題的來源。

3.1 用二維圖形學(xué)構(gòu)建軟件系統(tǒng)概念的教學(xué)

專題1：線段圖形的描述與生成?；締栴}：如何用數(shù)學(xué)的語言與方式（如描述函數(shù)）描述各種線段圖形的幾何形狀，以形成各種線段圖形的幾何模型？如何形成矢量漢字等子圖形高效率的描述方法？如何把這種描述函數(shù)轉(zhuǎn)換成算法，并根據(jù)其描述數(shù)據(jù)生成這些基本圖形？

專題2：實(shí)面積圖形的描述與生成?；締栴}：用什么方法描述實(shí)面積圖形的幾何形狀，以形成各種實(shí)面積多邊形的幾何模型？如何利用顯示設(shè)備的繪圖功能生成實(shí)面積圖形？如何實(shí)現(xiàn)直線圖形邊緣的反走樣顯示？

專題3：圖形的基本運(yùn)算?；締栴}：圖形運(yùn)算的目的是什么？如何用幾何變換矩陣的方式描述圖形幾何模型的幾何變換？若用實(shí)面積多邊形的布爾運(yùn)算構(gòu)建新的復(fù)雜圖形的幾何模型，則布爾運(yùn)算的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是什么？如何實(shí)現(xiàn)其布爾運(yùn)算？

專題4：圖形的觀察運(yùn)算。基本問題：如何把輸入到計(jì)算機(jī)中的圖形幾何模型描述數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成顯示設(shè)備坐標(biāo)系中的圖形幾何模型描述數(shù)據(jù)？并調(diào)用圖形的生成算法顯示各種圖形的幾何形狀？

專題5：圖形數(shù)據(jù)與命令的輸入?；締栴}：能用哪些方法把圖形模型描述數(shù)據(jù)與命令高效率地輸入到計(jì)算機(jī)中？如何利用輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)輸入功能與顯示設(shè)備的圖形顯示功能，編程實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)的交互輸入？如何規(guī)劃應(yīng)用程序中的人機(jī)交互設(shè)計(jì)問題？

專題6：圖形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。基本問題：圖形數(shù)學(xué)模型的種類與復(fù)雜、復(fù)合圖形的構(gòu)建方法，這些對保存圖形幾何模型的描述數(shù)據(jù)提出了哪些動態(tài)管理上的要求？如何設(shè)計(jì)相應(yīng)圖形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，才能有效地保存、管理存儲于計(jì)算機(jī)中的各種圖形描述數(shù)據(jù)（命令）？如何把圖形顯示區(qū)中的圖形描述數(shù)據(jù)編譯轉(zhuǎn)換成多種顯示設(shè)備能識別并運(yùn)行的顯示指令代碼，以實(shí)現(xiàn)圖形的顯示？為編程實(shí)現(xiàn)各種圖形的自動顯示，需要確定編程處理圖形數(shù)據(jù)的基本流程和程序的功能與結(jié)構(gòu)，以形成軟件系統(tǒng)的概念。

3.2 用三維圖形學(xué)構(gòu)建數(shù)學(xué)建模的教學(xué)

專題7：照相機(jī)模型的建立與三維幾何圖形的顯示?；締栴}：如何用數(shù)學(xué)模型，特別是用矩陣的方法，描述照相機(jī)拍攝（投影顯示）三維直線圖形的物理過程？

專題8：平面物體幾何模型的構(gòu)建與圖形顯示?；締栴}：如何用直線與平面函數(shù)描述平面物體的幾何形狀？如何記錄這種描述所形成的幾何模型數(shù)據(jù)？如何構(gòu)建形狀復(fù)雜的平面幾何物體？如何顯示平面物體的幾何形狀與表面？

專題9：曲面物體幾何模型的構(gòu)建基礎(chǔ)與線框模型圖形顯示?；締栴}：用什么方法描述曲面物體的幾何形狀并構(gòu)建其幾何模型？如何顯示曲面物體的幾何形狀？

專題10：燈光模型的建立與光照物體的圖形顯示?；締栴}：如何用數(shù)學(xué)模型的方法描述燈光的物理特性？如何描述在燈光照射條件下幾何物體的可視物理特性？如何顯示光照效果的曲面物體的表面與幾何形狀？如何更有效地描述光線傳播的物理特性與變化規(guī)律？

學(xué)生按照這一思路進(jìn)行選題，可考慮為實(shí)現(xiàn)像照片一樣自然景觀（如白光的薄膜干涉等現(xiàn)象）的圖像顯示，需研究哪些問題等，并發(fā)表其研究成果。課程教學(xué)內(nèi)容成熟完整后，才便于界定計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)科內(nèi)涵。

4 分析計(jì)算機(jī)專業(yè)主要課程的基本特點(diǎn)，提煉計(jì)算科學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)

4.1 計(jì)算機(jī)教學(xué)此前無計(jì)算科學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)概念的原因分析

現(xiàn)有權(quán)威資料和維基百科、百度百科表明，此前國內(nèi)外計(jì)算機(jī)教學(xué)均無計(jì)算科學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)這一重要概念。以下3點(diǎn)是導(dǎo)致這一現(xiàn)象存在的重要原因。

4.1.1 對計(jì)算工具的分類作用認(rèn)識不足

盡管人們知道計(jì)算機(jī)是一種計(jì)算工具，計(jì)算機(jī)有廣泛的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)科學(xué)有自己的一套理論根據(jù)，但僅用“理論、工具與應(yīng)用”很難全面概括計(jì)算科學(xué)的研究全貌與多項(xiàng)用途。事實(shí)上，計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)工具對總結(jié)計(jì)算科學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)非常重要。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個能對編程實(shí)現(xiàn)的數(shù)學(xué)模型與邏輯模型，進(jìn)行自動解算與推理的通用計(jì)算工具。這決定了程序設(shè)計(jì)在編程使用計(jì)算機(jī)上的重要性。

操作系統(tǒng)是對計(jì)算機(jī)的各種硬件資源與軟件資源進(jìn)行程序管理，使計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行的系統(tǒng)工具軟件。同時，它能對用戶程序（命令）的輸入、存儲管理與自動運(yùn)行提供服務(wù)（包括對通信進(jìn)程進(jìn)行有效監(jiān)管控制），并用人機(jī)交互與圖形界面的方式記載這種用戶程序與命令操作的運(yùn)行結(jié)果。

編譯系統(tǒng)是用高級語言編程必備的系統(tǒng)工具軟件，它可以把用戶用高級語言編寫的程序源代碼、編譯轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識別并自動執(zhí)行的機(jī)器語言程序代碼。

算法語言是用戶為編程使用計(jì)算機(jī)的各種計(jì)算功能，用類自然語言的方式與計(jì)算機(jī)相互交流思想的符號表達(dá)工具。

這些計(jì)算工具本身沒有直接解決數(shù)學(xué)計(jì)算與邏輯推理等應(yīng)用問題，該任務(wù)由編程解決。

這類計(jì)算工具是在實(shí)際應(yīng)用過程中總結(jié)、提煉的結(jié)果，工具本身一般不直接解決最終的應(yīng)用問題，這是工具的第一個特點(diǎn)。它的第二個特點(diǎn)是工具的制造具有遞歸性，即可用簡單工具制造復(fù)雜工具。它的第三個特點(diǎn)是專業(yè)復(fù)雜工具的制造方法與技術(shù)具有封閉性與隱蔽性，但這不影響他人對工具的操作使用；且其隱蔽、封閉性是工具使用方便、高效的主要原因。

軟件系統(tǒng)與計(jì)算工具等概念的形成，是用抽象的方法（從眾多事物中總結(jié)提煉出具有共同本質(zhì)的特征、而舍棄其非本質(zhì)的特征等內(nèi)容）處理形成的結(jié)果。

4.1.2 傳統(tǒng)課程沒有講清計(jì)算機(jī)仿真的原理與計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的基本規(guī)律

傳統(tǒng)計(jì)算科學(xué)的核心課程（計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、計(jì)算機(jī)原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、算法語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯系統(tǒng)與操作系統(tǒng)、軟件工程、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)）從未講清計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的基本規(guī)律與計(jì)算機(jī)仿真的基本原理。學(xué)生往往通過課后大量的編程訓(xùn)練，積累對計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)仿真的認(rèn)識。這種程序設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)式教學(xué)培養(yǎng)模型，無助于學(xué)生總結(jié)并提煉計(jì)算科學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)。相反，人們在算法語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)上存在一些模糊認(rèn)識。例如，算法語言是用一組語法規(guī)則與功能約定的一種符號標(biāo)記系統(tǒng)，它讓人們掌握語言的符號約定、功能、特性以及用算法語句描述給定的數(shù)學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷等――即其教學(xué)主要是完成程序的編碼訓(xùn)練，由此形成算法；也為研制該語言的編譯系統(tǒng)做鋪墊。然而部分算法語言的教科書，只有一些算法驗(yàn)證性應(yīng)用實(shí)例，并把它們等同于計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教學(xué)，這無助于初學(xué)者全面正確地掌握計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的基本規(guī)律，因?yàn)閷W(xué)習(xí)算法語言后，他們還是沒有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是研究用程序編碼的方式，在計(jì)算機(jī)中有效實(shí)現(xiàn)多種類型數(shù)據(jù)的存儲組織（形成線性、非線性、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形式以及靜態(tài)或動態(tài)結(jié)構(gòu)形式的數(shù)據(jù)存儲方法）、存儲管理、排序檢索與編程效率等任務(wù)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程有很多計(jì)算復(fù)雜性的案例，是培訓(xùn)人們掌握編程技巧的一種有效方法。因?yàn)榫帉懗绦蛩捎玫臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往決定了算法的編碼實(shí)現(xiàn)方法，更重要的是，CPU是根據(jù)保存在內(nèi)存各處程序代碼的邏輯次序、通過逐條讀取其指令代碼來完成用戶指定應(yīng)用程序（或命令）的執(zhí)行。如何規(guī)劃、設(shè)計(jì)、調(diào)度與管理內(nèi)存的使用，這與數(shù)據(jù)的調(diào)度與管理原理類似，是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)討論的問題之一（常在操作系統(tǒng)課程中介紹解決該問題的方法。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題本質(zhì)上屬計(jì)算機(jī)內(nèi)存的動態(tài)、合理使用與管理問題）。而該課程中所謂抽象數(shù)據(jù)類型，是指在指定的數(shù)據(jù)集上定義對該數(shù)據(jù)元素進(jìn)行多種加工等編程操作方法。這個數(shù)據(jù)集以及對其數(shù)據(jù)元素的加工方法（數(shù)據(jù)集與其加工方法均能遞歸定義），應(yīng)來源于人們用數(shù)學(xué)的方法描述解決實(shí)際應(yīng)用問題這一過程，該主次關(guān)系不能顛倒。沒有這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與程序編碼等基礎(chǔ)訓(xùn)練，初學(xué)者很難規(guī)劃好一個軟件的系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)。

由于傳統(tǒng)的算法語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)無數(shù)學(xué)建模（它決定了解決多種應(yīng)用問題算法的來源）與軟件系統(tǒng)的概念，故傳統(tǒng)的算法語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程沒有講清程序設(shè)計(jì)的基本規(guī)律。

4.1.3 傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)課程存在教學(xué)問題

首先，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程存在教學(xué)問題，現(xiàn)已被本教學(xué)改革有效化解。

其次，軟件工程課程存在教學(xué)效果空洞抽象等困惑。若把新的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程作為軟件工程課程的教學(xué)實(shí)習(xí)對象，可以有效解決該教學(xué)困惑。由于新的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程可以講清程序設(shè)計(jì)的基本規(guī)律與計(jì)算機(jī)仿真的基本原理，這使軟件工程課程的教學(xué)從理論上能達(dá)到軟件全生命周期設(shè)計(jì)的教學(xué)目的。

第三，計(jì)算機(jī)導(dǎo)論與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程存在教學(xué)困惑。計(jì)算機(jī)導(dǎo)論應(yīng)對計(jì)算學(xué)科發(fā)展的全貌作整體介紹，并理順計(jì)算學(xué)科與其他學(xué)科之間的關(guān)系，引導(dǎo)讀者根據(jù)自己的需求有效選擇學(xué)習(xí)不同的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識。由于此前計(jì)算機(jī)課程存在以上問題，導(dǎo)致歷次獲國家級獎勵的計(jì)算機(jī)教學(xué)改革成果以通過有效載體進(jìn)入課程教學(xué)，致使計(jì)算機(jī)課程教學(xué)體系仍然不夠成熟。這往往是行業(yè)外人士選修計(jì)算機(jī)課程的迷惑。因?yàn)樽耘ｎD時代以來，用數(shù)學(xué)的語言描述自然科學(xué)取得的新進(jìn)展，是各自然學(xué)科之間相互交流學(xué)術(shù)思想與成果的通用方法；然而目前其他自然科學(xué)工作者學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)后，卻無法順利地用計(jì)算工具的方法來表達(dá)其各自學(xué)科建設(shè)研究成果的數(shù)學(xué)模型等。這種計(jì)算機(jī)課程教學(xué)不便于計(jì)算機(jī)教育與其他自然科學(xué)教育進(jìn)行對等有效的學(xué)術(shù)交流，并導(dǎo)致計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)出現(xiàn)危機(jī)。另計(jì)算機(jī)教學(xué)無計(jì)算科學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)的概念，即人們沒有評判計(jì)算機(jī)導(dǎo)論教材好壞的客觀標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)改革取得的新成果――發(fā)現(xiàn)計(jì)算科學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)的客觀存在，為重構(gòu)計(jì)算機(jī)導(dǎo)論與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程提供了重要借鑒。

最后，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程存在不足。如該課程介紹網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議較多，卻較少介紹網(wǎng)絡(luò)通信工具的構(gòu)建與編程使用方法，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信程序的編程實(shí)現(xiàn)，這不利于初學(xué)者承擔(dān)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的重任。

4.2 借鑒計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教改成果。歸納計(jì)算科學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)核心課程缺少一門計(jì)算機(jī)的綜合運(yùn)用課程，以總結(jié)并提煉計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的基本規(guī)律與計(jì)算機(jī)仿真的基本原理。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程可以很好地承擔(dān)這一重任。有了計(jì)算工具的概念與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程后，可以重新分類、歸納已知計(jì)算機(jī)的多種應(yīng)用。

成熟的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)核心課程的教學(xué)，使計(jì)算科學(xué)理論（即計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)理論和專業(yè)知識。它需回答：什么能被工具有效地進(jìn)行自動計(jì)算，用什么方法研究該命題并形成哪些結(jié)論、成熟的理論與發(fā)展方向；滿足何種條件的實(shí)物裝置能實(shí)現(xiàn)計(jì)算功能，計(jì)算裝置如何構(gòu)造實(shí)現(xiàn)并使其正常運(yùn)行、操作使用；可計(jì)算性的實(shí)現(xiàn)前提是什么，如何用該計(jì)算裝置實(shí)現(xiàn)這種自動計(jì)算，如何保證計(jì)算結(jié)果的正確性和計(jì)算裝置運(yùn)行的安全穩(wěn)定，該計(jì)算裝置有多強(qiáng)大的計(jì)算能力；計(jì)算理論與計(jì)算機(jī)專業(yè)各課程的關(guān)系等）、工具（算法語言、編譯系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）與應(yīng)用（數(shù)據(jù)存儲與檢索，數(shù)據(jù)計(jì)算、仿真、符號變換與推理，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信，數(shù)據(jù)獲取、輸出表達(dá)與控制即多媒體）3個學(xué)科形態(tài)得到完整展現(xiàn)。它們是形成計(jì)算機(jī)專業(yè)多個發(fā)展方向（如殺毒與網(wǎng)絡(luò)防火墻、網(wǎng)絡(luò)存儲與查詢、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)開發(fā)工具與網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，即時通信、流媒體與播放器、人工智能與專家系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)嵌入式應(yīng)用、計(jì)算機(jī)在通信與自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用等）與綜合（如3D網(wǎng)絡(luò)游戲）或研發(fā)計(jì)算機(jī)硬件（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與CPU設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)工程）的基礎(chǔ)。

因互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算有網(wǎng)絡(luò)理論（在通信理論的支持下，如何可靠、快速、方便、安全地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)信息描述數(shù)據(jù)的通信；網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的理論基礎(chǔ)與基本規(guī)則是什么，如何利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有效的傳輸與計(jì)算）、網(wǎng)絡(luò)工具（計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)、路由器與交換機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、Java、html語言、瀏覽器、Socket、遵循HLA標(biāo)準(zhǔn)的分布式實(shí)時仿真工具RTI、網(wǎng)絡(luò)游戲引擎）與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用（如計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信與監(jiān)管、電子商務(wù)、社交網(wǎng)站、網(wǎng)絡(luò)游戲、云計(jì)算、信息技術(shù)與信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的應(yīng)用等）。

圖1顯示了計(jì)算科學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)。由計(jì)算機(jī)仿真的基本原理與可計(jì)算性的實(shí)現(xiàn)前提，可論證程序設(shè)計(jì)教學(xué)與計(jì)算機(jī)仿真教學(xué)的一致性。

故計(jì)算作為一門學(xué)科（招生專業(yè)）的根據(jù)是：①它有自己獨(dú)立的研究領(lǐng)域。即什么能被有效地用工具進(jìn)行自動計(jì)算以及可靠、安全、快速地傳輸？②產(chǎn)生專業(yè)知識的方法。科學(xué)研究與科學(xué)思維是產(chǎn)生（創(chuàng)造）多種學(xué)科新知識的主要方法，這是研究生階段的主要學(xué)習(xí)任務(wù)。③由此形成的理論體系與其學(xué)科結(jié)構(gòu)。這是本科生學(xué)習(xí)階段應(yīng)掌握的專業(yè)知識。④傳授知識的法定機(jī)構(gòu)與辦學(xué)條件。⑤廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。

篇（8）

文章編號：1672-5913(2010)08-0029-04

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

教育部1998年正式頒布的本科專業(yè)目錄中，首次設(shè)立了管理學(xué)學(xué)科門類，在管理科學(xué)與工程二級學(xué)科下設(shè)有“信息管理與信息系統(tǒng)”專業(yè)。根據(jù)同時頒發(fā)的新舊專業(yè)對照表，原來的信息學(xué)、科技信息、經(jīng)濟(jì)信息管理、管理信息系統(tǒng)和林業(yè)信息管理5個專業(yè)與這一新的專業(yè)對應(yīng)，這是“科技信息，專業(yè)名稱近二十年來的第一次變革史”。

隨著醫(yī)學(xué)信息學(xué)的發(fā)展以及醫(yī)院對信息化人才的需求，1997年我校開辦了醫(yī)學(xué)信息管理專業(yè)，連續(xù)招生了4屆?？茖哟螌W(xué)生。2001年，我校在國家教育部新本科專業(yè)目錄“信息管理與信息系統(tǒng)”下開始招收“醫(yī)學(xué)信息管理”專業(yè)方向本科層次的學(xué)生。十年發(fā)展歷程中，我們就如何辦好有醫(yī)學(xué)特色的新專業(yè)，在其課程建設(shè)特別是課程體系的設(shè)計(jì)上進(jìn)行了積極的探索。由于醫(yī)學(xué)院校開辦這一專業(yè)普遍比較晚，如何借鑒原來5個專業(yè)的學(xué)科背景和特點(diǎn)，結(jié)合醫(yī)學(xué)信息學(xué)發(fā)展的過程，系統(tǒng)地設(shè)置適合醫(yī)院信息化建設(shè)人才的專業(yè)課程體系是辦好本專業(yè)的基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)的狀況如何，既影響到對學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的確定，又影響到學(xué)科、專業(yè)的發(fā)展。

1　專業(yè)發(fā)展背景及培養(yǎng)目標(biāo)

信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的前身之一是科技信息專業(yè)，再往前是科技情報(bào)專業(yè)。這一專業(yè)發(fā)展到今天，大致經(jīng)歷了3個階段。

1，1信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)發(fā)展過程

我國科技情報(bào)教育始于1958年。當(dāng)時，中國科技情報(bào)所創(chuàng)辦了科技情報(bào)大學(xué)，1959年并入中國科技大學(xué)后，改稱情報(bào)學(xué)系。1978年，武漢大學(xué)創(chuàng)辦了科技情報(bào)專業(yè)，之后吉林工業(yè)大學(xué)、北京大學(xué)、西安電訊工程學(xué)院、南京大學(xué)等一批院校相繼建立了不同特色的情報(bào)專業(yè)。1984年，武漢大學(xué)成立圖書情報(bào)學(xué)院，設(shè)立情報(bào)科學(xué)系，并開始招收情報(bào)學(xué)碩士研究生。到1992年，全國共有30多個本科教學(xué)點(diǎn)，10個碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)。

90年代初，隨著世界范圍內(nèi)的信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)計(jì)劃的提出與推進(jìn)，社會的進(jìn)步與發(fā)展將依賴于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的信息環(huán)境，各有關(guān)院校及時跟蹤信息技術(shù)的發(fā)展，開始重視現(xiàn)代信息技術(shù)教育。1992年9月，國家科委的一次會議作出決定，把“科技情報(bào)”更名為“科技信息”，這在全國引起廣泛的反響。1993年，在原國家教育委員會頒布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》中，將“科技情報(bào)”調(diào)整為“科技信息”。我國情報(bào)學(xué)教育以改名為契機(jī)，向以信息管理為軸心的方向延伸和發(fā)展，開始了新的變革。

教育部于1998年7月頒布了新的專業(yè)目錄，將原來屬于不同學(xué)科領(lǐng)域的五個專業(yè)合而為一，設(shè)立了“信息管理與信息系統(tǒng)”專業(yè)。與90年代初那次改革不同的是，信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的設(shè)置不僅明確了情報(bào)學(xué)教育今后發(fā)展的方向，而且根據(jù)信息管理內(nèi)涵廣泛的特點(diǎn)，與其他學(xué)科和專業(yè)進(jìn)行了大范圍的整合，目前這種整合與重構(gòu)仍在繼續(xù)。趨勢表明，這種整合應(yīng)體現(xiàn)專業(yè)內(nèi)在的規(guī)律性與本質(zhì)特征，高效地配置專業(yè)資源，順應(yīng)社會對復(fù)合型信息人才的需求，從而使情報(bào)學(xué)專業(yè)教育在一個全新的視野和起點(diǎn)上重新塑造自身，培養(yǎng)適應(yīng)時代需要的信息組織與管理人才。

1，2信息管理與信息系統(tǒng)(醫(yī)學(xué))專業(yè)發(fā)展概況

自1985年白求恩醫(yī)科大學(xué)率先成立醫(yī)學(xué)情報(bào)系(本科)以來，我國的醫(yī)學(xué)專業(yè)信息教育已經(jīng)走過了20年的發(fā)展歷程。近年來，信息化浪潮席卷全球，開辦醫(yī)學(xué)信息管理專業(yè)的院校不斷增多，截至2004年底，教育部正式批準(zhǔn)或備案的設(shè)立醫(yī)學(xué)信息管理專業(yè)情況是：2000年以前批準(zhǔn)的院校有4個，分別是吉林大學(xué)(原白求恩醫(yī)科大學(xué))(1985)、中國醫(yī)科大學(xué)(1986)、華中科技大學(xué)(原同濟(jì)醫(yī)科大學(xué))(1986)、中南大學(xué)(原湖南醫(yī)科大學(xué))(1987)；2000年至2004年底，教育部批準(zhǔn)的院校有29個。由上述可見，僅僅4年時間，開辦醫(yī)學(xué)信息專業(yè)的院校從2000年以前的4所迅速增加到2004年的29所，加上其他相關(guān)專業(yè)，實(shí)際開設(shè)該專業(yè)的院校已經(jīng)超過40所?？梢娽t(yī)學(xué)信息學(xué)教育發(fā)展態(tài)勢十分迅猛。

1，3專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

根據(jù)教育部的規(guī)定，信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)要培養(yǎng)具備現(xiàn)代管理學(xué)理論基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)知識及應(yīng)用能力、掌握系統(tǒng)思想和信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法以及信息管理等方面的知識和能力，能在國家各級管理部門、工商企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)科研單位等部門從事信息管理以及信息系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施、管理和評價等方面的高級專門人才。

這一培養(yǎng)目標(biāo)明確了學(xué)生應(yīng)具備的知識和能力，能夠適應(yīng)的行業(yè)領(lǐng)域以及能夠勝任的專業(yè)工作，是一種寬口徑、厚基礎(chǔ)、重素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)，反映了專業(yè)的學(xué)科價值和社會作用，適應(yīng)了信息化社會對信息管理人才的總體需求。在這一整體目標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)廣東省醫(yī)院信息化發(fā)展的，結(jié)合我校的性質(zhì)、專業(yè)特點(diǎn)、師資狀況和畢業(yè)生的就業(yè)狀態(tài)，我校確定信息管理與信息系統(tǒng)(醫(yī)學(xué)信息管理)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是“培養(yǎng)具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)、外語、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)，系統(tǒng)掌握信息管理的基本原理和技能，熟練運(yùn)用中外文工具和以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主的現(xiàn)代信息技術(shù)，具有一定的管理和醫(yī)學(xué)知識以及較強(qiáng)的適應(yīng)性和繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力，能夠在各類醫(yī)學(xué)單位的信息部門從事醫(yī)學(xué)信息處理、分析、咨詢、開發(fā)的醫(yī)學(xué)信息管理與服務(wù)的高級專門人才?！?/p>

2　課程體系的架構(gòu)思路

課程體系是一個隨著社會與學(xué)科的變遷而需要不斷進(jìn)行研究的復(fù)雜系統(tǒng)，其核心是專業(yè)的具體課程設(shè)計(jì)。在高等教育的發(fā)展歷程中，始終存在著“教什么”和“學(xué)什么”這一永恒的主題，對于一個面向醫(yī)學(xué)信息管理的新辦專業(yè)，更是值得探討的問題。

2，1課程設(shè)計(jì)的基本觀點(diǎn)分析

(1)學(xué)科及專業(yè)取向的觀點(diǎn)。每一門課程都有其相對應(yīng)的研究領(lǐng)域，本科階段的課程設(shè)計(jì)應(yīng)該反映本學(xué)科及專業(yè)的基本知識取向。但由于學(xué)科的分類及界定方法不是唯一的，不同的分類會帶來不同的體系，而且學(xué)科下知識的門類在不斷增加，能納入課程體系的課程又十分有限，因而如何適當(dāng)?shù)剡x擇課程及形成合理的課程體系是一個需要慎重研究的問題。

(2)學(xué)生取向的觀點(diǎn)。這一觀點(diǎn)認(rèn)為學(xué)生是學(xué)校一切活動的中心，主張實(shí)行綜合化教育，反對知識分科，以學(xué)科間綜合的方法來傳授各科知識，按照學(xué)生的興趣和愛好來考慮學(xué)習(xí)的內(nèi)容，在課程選擇與時間的安排上給予學(xué)生充分的自由。但這在實(shí)際操作中較難執(zhí)行。

(3)社會取向的觀點(diǎn)。學(xué)校作為社會的一個組成部分，最終應(yīng)為社會服務(wù)，因而在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時，必須經(jīng)過對社會的分析來確定教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容。這種 觀點(diǎn)主張按照社會存在的需要來設(shè)置專業(yè)課程體系，對學(xué)生進(jìn)行塑造，使學(xué)生畢業(yè)后，能成為社會有用的一員。

綜上所述，在進(jìn)行課程體系設(shè)計(jì)時，既要滿足培養(yǎng)目標(biāo)的要求，又要盡可能滿足本科生較寬范圍就業(yè)與繼續(xù)深造的需要。

2，2課程體系的構(gòu)成

根據(jù)以上設(shè)想，參考其他院校信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的課程體系，同時吸收十年教學(xué)實(shí)踐中形成的醫(yī)學(xué)特色，信息管理與信息系統(tǒng)(醫(yī)學(xué)信息管理)專業(yè)的課程體系可分為數(shù)學(xué)知識模塊、計(jì)算機(jī)知識模塊、醫(yī)學(xué)知識模塊、專業(yè)知識模塊、實(shí)踐教學(xué)模塊等5個部分，教學(xué)環(huán)節(jié)可分為4個階段(圖1)。

第一階段，理工科基礎(chǔ)課。著重培養(yǎng)學(xué)生的基本素質(zhì)與技能，包括數(shù)理基礎(chǔ)、外語基礎(chǔ)、人文社會科學(xué)基礎(chǔ)、工科基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等5個方面。

第二階段，管理類和醫(yī)學(xué)類基礎(chǔ)課。主要以管理科學(xué)和醫(yī)學(xué)科學(xué)的基本原理、規(guī)律和方法的學(xué)習(xí)為主，包括管理學(xué)基礎(chǔ)、醫(yī)院管理學(xué)、病案管理學(xué)、正常人體學(xué)、疾病學(xué)基礎(chǔ)、藥理學(xué)、診斷學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)概論等。

第三階段，信息管理專業(yè)核心課。這是體現(xiàn)專業(yè)特點(diǎn)、培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)所必需的課程。

第四階段，專業(yè)方向選修課。為了充分發(fā)揮學(xué)生的個性和潛能，同時也為適應(yīng)社會對人才的需求以及考慮學(xué)生今后各方面的發(fā)展，設(shè)立幾組不同專業(yè)方向的選修課程。

2，3具體課程模塊的設(shè)置

根據(jù)前面提出的學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的要求，信息管理與信息系統(tǒng)(醫(yī)學(xué)信息管理)專業(yè)本科學(xué)生在知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)上應(yīng)當(dāng)具有自身的特征。

知識結(jié)構(gòu)：具有良好的數(shù)學(xué)和外語基礎(chǔ)，具有熟練的現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用開發(fā)知識，具有系統(tǒng)的信息管理專業(yè)知識，具有管理學(xué)科的背景知識和較寬的人文知識。

能力結(jié)構(gòu)：對醫(yī)學(xué)信息的快速準(zhǔn)確采集能力及分析綜合能力；應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、維護(hù)和評價的能力；外語的聽、說、讀、寫能力和漢語的寫作表達(dá)能力；組織管理協(xié)調(diào)、公共關(guān)系、社會調(diào)查及醫(yī)學(xué)信息產(chǎn)品的營銷能力。

素質(zhì)結(jié)構(gòu)：具有敏銳的洞察力；具有系統(tǒng)分析與綜合思維能力；具有較強(qiáng)的自學(xué)、科研和創(chuàng)造能力；具有開拓精神和責(zé)任感。

要達(dá)到上述要求，主要依靠在學(xué)生四年的修讀時間里，通過不同課程的教學(xué)來培養(yǎng)他們。下面對幾個課程模塊的設(shè)置作出說明。

(1)數(shù)學(xué)知識模塊。人的素質(zhì)是指一個人對客觀事物的反映和認(rèn)識所具有的悟性潛能，數(shù)學(xué)教育恰能起到啟發(fā)人的悟性、挖掘人的潛能的作用。

開設(shè)數(shù)學(xué)課程的目的有三個：一是提高學(xué)生的理性思維能力，開發(fā)學(xué)生的智能；二是為學(xué)習(xí)其他課程提供必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；三是為今后解決專業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際問題提供一些數(shù)學(xué)方法。具體來說，包括基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課和與專業(yè)相關(guān)的數(shù)學(xué)課。

其中，基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課的設(shè)置可以包括：高等數(shù)學(xué)(150H)、線性代數(shù)(30H)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)(50H)。與專業(yè)相關(guān)的數(shù)學(xué)課包括：離散數(shù)學(xué)(70H)。

(2)計(jì)算機(jī)知識模塊。人們說信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)是一個“準(zhǔn)計(jì)算機(jī)專業(yè)”，同樣信息管理與信息系統(tǒng)(醫(yī)學(xué)信息管理)也是一樣，因此，對學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力及應(yīng)用水平有較高的要求。參照《工科計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)指南》的有關(guān)內(nèi)容，設(shè)置計(jì)算機(jī)類課程，計(jì)算機(jī)類課程分必修和選修兩大類。

計(jì)算機(jī)必修類課程包括：計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論(36H)、PASCAL語言(72H)、c語言程序設(shè)計(jì)(72H)、微機(jī)原理(含匯編)(80H)、高級軟件設(shè)計(jì)(70H)、操作系統(tǒng)(70H)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法(70H)、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用(70H)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信(70H)、軟件工程(50H)。計(jì)算機(jī)選修類課程包括：計(jì)算機(jī)工程與技術(shù)(36H)、網(wǎng)頁與多媒體技術(shù)(36H)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)(36H)。

(3)醫(yī)學(xué)知識模塊。醫(yī)學(xué)知識模塊是醫(yī)學(xué)院校開辦信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的特色課程，該模塊知識設(shè)置主要培養(yǎng)學(xué)生具備醫(yī)學(xué)信息處理的能力。醫(yī)學(xué)知識模塊類課程包括：正常人體學(xué)(70H)、疾病學(xué)基礎(chǔ)(70H)、藥理學(xué)(30H)、診斷學(xué)(50H)、臨床醫(yī)學(xué)概論(120H)。

(4)專業(yè)知識(核心課程)模塊。專業(yè)核心課程是開展專業(yè)教育的課程結(jié)構(gòu)中的主要組成部分，是必須設(shè)置的最低限度的主干課。這些課程及其相關(guān)課程承擔(dān)著專業(yè)教育的主要任務(wù)，集中體現(xiàn)專業(yè)的特點(diǎn)。它們與學(xué)科的聯(lián)系最緊密，專業(yè)知識含量大，是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的重要保證。專業(yè)核心課程的設(shè)計(jì)原則是：依托專業(yè)特點(diǎn)，服務(wù)培養(yǎng)目標(biāo)，緊跟學(xué)科發(fā)展。根據(jù)新專業(yè)目錄的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合信息管理與信息系統(tǒng)(醫(yī)學(xué)信息管理)專業(yè)演變過程的實(shí)際情況，采取繼承與發(fā)展相結(jié)合的方法是穩(wěn)妥之舉。主要專業(yè)課程包括：管理學(xué)基礎(chǔ)(50H)、醫(yī)院管理學(xué)(90H)、病案管理學(xué)(40H)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)(50H)、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)(70H)、醫(yī)學(xué)圖像處理(40H)、醫(yī)院信息系統(tǒng)(70H)。

(5)實(shí)踐教學(xué)模塊。根據(jù)專業(yè)的理論教學(xué)模塊，把實(shí)踐教學(xué)分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(539H)、醫(yī)院實(shí)習(xí)(16周)、現(xiàn)場實(shí)訓(xùn)(8周)和畢業(yè)設(shè)計(jì)(8周)四個環(huán)節(jié)，使其形成一個完整的實(shí)踐體系。

學(xué)生在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室內(nèi)接受基礎(chǔ)和專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)課是實(shí)踐教學(xué)第一環(huán)；到醫(yī)院進(jìn)行醫(yī)院信息管理實(shí)習(xí)，了解熟悉醫(yī)院信息化環(huán)境和要求，掌握醫(yī)院管理運(yùn)作流程和醫(yī)院信息管理具體實(shí)施是實(shí)踐教學(xué)第二環(huán)；而現(xiàn)場實(shí)訓(xùn)，在產(chǎn)學(xué)研教學(xué)基地，隨工程技術(shù)人員到各醫(yī)院承擔(dān)醫(yī)院信息系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、維護(hù)的具體任務(wù)，這樣的現(xiàn)場訓(xùn)練是實(shí)踐教學(xué)第三環(huán)；第四環(huán)就是畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生要完成一個完整的功能模塊設(shè)計(jì)，程序能正常運(yùn)行并通過論文答辯，這也是最為重要的一環(huán)。這四個不同環(huán)節(jié)的實(shí)踐教學(xué)形成相互滲透、循環(huán)上升的產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐教學(xué)體系，強(qiáng)化了學(xué)生的實(shí)踐動手能力，開拓了學(xué)生的視野，活躍了學(xué)生的思維，是醫(yī)學(xué)信息管理專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵。專業(yè)核心課程及其相關(guān)課程的構(gòu)成如圖2所示。

3　結(jié)論

篇（9）

熱愛是最好的老師

7年前，作為電子信息與電氣工程學(xué)院的新生，我踏入了交大的校園。入學(xué)的第一周，我通過面試轉(zhuǎn)入密西根學(xué)院，成為了密西根學(xué)院的第一屆本科生。密西根學(xué)院在大二的時候進(jìn)行了專業(yè)的選擇，在電氣信息工程和機(jī)械工程兩個選項(xiàng)中，我選擇了后者。我的選擇在當(dāng)時有很多人難以理解，一個從電子信息與電氣工程學(xué)院轉(zhuǎn)過來的學(xué)生為什么沒有選擇本專業(yè)？為什么選擇機(jī)械工程？其實(shí)答案很簡單。大一時候，我們有一門課，名叫《工程導(dǎo)論課》，授課老師是一名外教，名叫Jason Daida，老師說，醫(yī)生一次辛勤的努力只能挽救一個生命，而工程師的辛勤工作卻能拯救千萬人，使我們生活得更加美好。有了工程師的辛勞，才有了高聳入云的大樓，才有了跨越大江大河的堅(jiān)固大橋，才有了通達(dá)世界各地的信息網(wǎng)……工程師所創(chuàng)造的產(chǎn)品已成為我們每日必備的生活用品，深入我們生活的每一個角落，徹底地改變了世界。這番話讓我受到了強(qiáng)烈的震撼。而現(xiàn)在，談及我最喜歡的電視節(jié)目，莫過于美國國家地理頻道的《空中浩劫》。這個節(jié)目記錄了全球重大的空難事故以及工程師們對這些空難的調(diào)查，從中人們吸取教訓(xùn)，不斷改善和發(fā)展航空工程。正是有了這許許多多工程師不懈地努力和調(diào)查，才有了我們今天最為安全可靠的交通工具，縮短了人們之間的距離。這是工程師的偉大之處，也正是我選擇機(jī)械工程的重要原因之一。

出于對機(jī)械工程的熱愛，我的學(xué)習(xí)生活變得輕松快樂。平時，我總是學(xué)院里最早完成課程作業(yè)的，因?yàn)槲野颜n程學(xué)習(xí)當(dāng)成一種快樂的生活方式，課程學(xué)習(xí)給我的生活增添了無盡的樂趣。也正因如此，我在平時便掌握了課程知識，考試之時，我無需突擊，便可輕松地取得優(yōu)異的成績。這也使得我本科的課程成績排名學(xué)院機(jī)械工程專業(yè)第一。同時，我也獲得了許多殊榮，從學(xué)院頒發(fā)的院長獎和杰出學(xué)術(shù)成就獎，到學(xué)校頒發(fā)的交大優(yōu)秀獎學(xué)金，再到上海市頒發(fā)的上海高校優(yōu)秀畢業(yè)生和國家頒發(fā)的國家獎學(xué)金等。在輕松快樂的本科學(xué)習(xí)生活之余，我積極投身科研活動中。我本科時設(shè)計(jì)的供血管內(nèi)微型手術(shù)機(jī)器人使用的微型電動機(jī)獲得了密西根學(xué)院設(shè)計(jì)展示金獎。正由于我本科優(yōu)異的學(xué)習(xí)和科研表現(xiàn)，我順利地直升本學(xué)院碩士研究生，繼續(xù)著我輕松快樂的學(xué)習(xí)生活。

一支筆和一張紙的科研

談到科研，人們總是首先想到碩大無比的實(shí)驗(yàn)臺架和實(shí)驗(yàn)室里忙忙碌碌的實(shí)驗(yàn)人員。然而，科研并不僅僅局限于此。實(shí)驗(yàn)固然重要，然而，人們對科研問題的思考和探索卻更為關(guān)鍵。我的導(dǎo)師Robert G.Parker教授曾經(jīng)說過，我們科研所需的其實(shí)并不太多，一支筆和一張紙足矣。機(jī)械工程雖然是工科學(xué)科，但是進(jìn)入了更專業(yè)的碩博學(xué)習(xí)階段，同樣需要大量的理論研究，我所從事的就是機(jī)械工程專業(yè)理論研究。每當(dāng)有人問起我的科研方向，我總會回答他，我的科研就是數(shù)學(xué)加上物理。Parker教授所做的科研項(xiàng)目大量地應(yīng)用了數(shù)學(xué)和物理知識對機(jī)械系統(tǒng)的動力學(xué)和振動問題進(jìn)行推導(dǎo)研究，這正是我所喜愛的科研方向，也正因如此，我在三年前選擇了留在學(xué)院讀碩，在Parker教授的指導(dǎo)下進(jìn)行我的科研工作。

我并不像許多刻苦工作的人那樣起早貪黑，相反的，我總是工作日才來到實(shí)驗(yàn)室，而且每天總是“朝九晚五”。在同學(xué)們眼中，我的學(xué)習(xí)和科研生活是輕松的。這樣輕松的科研生活得益于我一根筆和一張紙的科研。正因?yàn)槲业目蒲袩o需笨重的實(shí)驗(yàn)器材，我可以隨時隨地進(jìn)行著我的科研，即使我不在實(shí)驗(yàn)室中。

據(jù)說英國牛津大學(xué)的洗手間里放置著許多的紙張。這些紙張不僅是為了人們使用衛(wèi)生間所用，同時也讓大家在想到一些新的想法時能夠?qū)懴聛?，?jù)說有不少科研問題就是在這樣的紙上解決的。研一的時候，也曾聽其他學(xué)院的一位學(xué)姐說過，她曾經(jīng)被+錯誤的推導(dǎo)結(jié)果困擾了很久，卻在一次夢中推導(dǎo)出了正確的結(jié)果。夢中推導(dǎo)結(jié)果雖然有些夸張，但我卻真曾躺在床上想通了一個困擾了我一周的科研問題。思考是科研最為關(guān)鍵的步驟，而思考隨時隨地皆可，正因有了思考，我們的生活才充滿了樂趣，科研也因而融入我們的生活中，使我們得以享受科研的快樂。只要我們身邊有一支筆和一張紙，我們可以隨時隨地拿起筆，寫下我們思考的問題，推導(dǎo)出我們思考的結(jié)論，解決我們所遇到的科研問題。

篇（10）

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）01-0102-07

一、 國際化背景下的國際工程管理課程要求

中國2001年加入WTO，成為經(jīng)濟(jì)全球化大家庭中的重要一員，全面融入國際社會發(fā)展主流，走向全方位、多領(lǐng)域、自主式、全景式開放，這種理想愿景的實(shí)現(xiàn)必須依靠優(yōu)秀的人才支撐。另一方面，加入WTO也為中國企業(yè)進(jìn)入國際市場提供了更好的契機(jī)。2001年之后，中國工程企業(yè)在海外市場的份額不斷增加，營業(yè)額連續(xù)呈現(xiàn)不斷增長的態(tài)勢，踐行了“走出去”戰(zhàn)略，如圖1所示。

近年來，國際工程市場出現(xiàn)了諸多變化，市場競爭日趨激烈，中國承包商在海外工程市場競爭中面臨巨大的挑戰(zhàn)。高等學(xué)校作為培養(yǎng)社會高端人才的主要基地，理應(yīng)主動適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和教育國際化的需求，培養(yǎng)具有國際意識、國際知識、國際交往能力的人才。因此，培養(yǎng)“擁有國際化視野，熟悉國際規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，適應(yīng)國際化環(huán)境，具備國際化競爭力”的人才成為當(dāng)前工程管理專業(yè)高等教育的重要目標(biāo)，使學(xué)生具備處理國際化問題的能力成為教學(xué)改革的重要目標(biāo)之一。雙語教學(xué)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效手段，從外語能力、專業(yè)技能、思維習(xí)慣、文化素養(yǎng)等方面培養(yǎng)學(xué)生的國際化能力。

二、東南大學(xué)國際工程管理課程探索路徑

（一） 國際工程管理課程在東南大學(xué)工程管理專業(yè)中的定位

東南大學(xué)工程管理專業(yè)由老一輩工程管理專家錢昆潤和杜訓(xùn)等教授于20世紀(jì)70、80年代開創(chuàng)設(shè)立，至今已走過30多年的歷程。目前，由“管理科學(xué)與工程”和“土木工程”兩個一級學(xué)科為支撐，工程管理本科專業(yè)為國家特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。其中，國際工程管理是東南大學(xué)工程管理專業(yè)著力打造的重要方向，形成了以合同管理（國家精品課程）、工程經(jīng)濟(jì)（東南大學(xué)校級雙語實(shí)驗(yàn)課程）、項(xiàng)目管理（東南大學(xué)校級精品課程）三大核心課程為依托，以國際工程現(xiàn)場管理與案例分析課程為輔助，以國際工程管理課程為核心的國際工程知識體系，如圖2所示。東南大學(xué)國際工程管理教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生具有國際化視野、掌握國際工程市場分析能力、掌握國際工程法律和合同體系、熟悉國際工程法律法規(guī)、熟悉國際工程現(xiàn)場管理、了解國際工程慣例和文化、了解國際工程研究最新動向?yàn)樽谥肌?/p>

（二）國際工程管理課程在東南大學(xué)工程管理專業(yè)中的發(fā)展過程

東南大學(xué)工程管理專業(yè)的本科教育一直以國際工程管理課程為核心，隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展和國際工程市場的拓展，國際工程管理教學(xué)經(jīng)歷了3個發(fā)展階段，如圖3所示。

東南大學(xué)國際工程管理的本科教育始于20世紀(jì)90年代中期李啟明教授的國際工程承包合同課程，主要介紹國際工程招投標(biāo)體系、FIDIC合同體系和關(guān)鍵合同條款。這一時期，對外工程處于起步階段，國家未明確提出“走出去”戰(zhàn)略，承包商承接的國際工程以勞務(wù)分包、分包和少量的總承包為主，市場范圍主要集中在中東和非洲地區(qū)。因而，課程教學(xué)偏重合同擬定和管理過程，對市場分析、承發(fā)包模式、風(fēng)險(xiǎn)管理等問題關(guān)注較少。

2001年之后，中國加入WTO，開始推行“走出去”戰(zhàn)略，國內(nèi)承包商實(shí)力不斷壯大，但是國際市場的承發(fā)包模式多樣化趨勢也日益明顯，市場爭奪激烈。這段時期，東南大學(xué)國際工程管理本科課程主要由鄧小鵬博士講授，課程內(nèi)容逐步擴(kuò)展到國際工程市場分析、風(fēng)險(xiǎn)管理、承發(fā)包模式、現(xiàn)場管理、文化管理等。由于工程管理專業(yè)核心課程加強(qiáng)，一些國際工程內(nèi)容被轉(zhuǎn)移到合同管理、項(xiàng)目管理、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、工程項(xiàng)目投資決策課程中，如FIDIC合同、國際項(xiàng)目管理理論方法、國際工程造價與投融資等。國際工程管理課程教學(xué)由注重知識講解轉(zhuǎn)向注重能力培養(yǎng)。

2010年之后，中國國際工程市場發(fā)展良好，進(jìn)入ENR225強(qiáng)的企業(yè)數(shù)量不斷增多，國際工程業(yè)務(wù)遍及全球主要地區(qū)。同時受2007—2008年國際金融危機(jī)、非洲多國發(fā)生與戰(zhàn)亂、中東地區(qū)不穩(wěn)定因素等影響，國際工程市場風(fēng)云變化，業(yè)主對工程的需求趨向總承包、EPC、PPP等模式，金融和政治風(fēng)險(xiǎn)加大，市場波動較大。這段時期，東南大學(xué)國際工程管理本科課程主要由袁競峰博士講授，課程教學(xué)在繼承以往精華的基礎(chǔ)上，更加注重能力培養(yǎng)，并開始實(shí)施雙語教學(xué)。為加強(qiáng)學(xué)生對國際工程的實(shí)際感受，增設(shè)了國際工程現(xiàn)場管理與案例分析課程，由畢業(yè)于臺灣大學(xué)的林藝馨博士主講，主要介紹國際工程的實(shí)際操作和案例，并采用了全英文的教學(xué)環(huán)境。

三、雙語教學(xué)模式在東南大學(xué)國際工程管理課程的實(shí)施

為順應(yīng)國際工程市場變化、實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略，對工程管理專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)，特別是在國際工程管理課程中，不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)基本的專業(yè)技能，更應(yīng)讓學(xué)生具備國際環(huán)境下的市場分析能力、理解能力、溝通能力、決策能力。2011年東南大學(xué)國際工程管理課程開始探索雙語教學(xué)環(huán)境下的開放型和研討型教學(xué)模式。

（一） 教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定

高校雙語教學(xué)定位于“學(xué)科教學(xué)”，旨在將第一語言與第二語言相結(jié)合，熟練運(yùn)用兩種語言進(jìn)行課堂教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生外語綜合能力、思維能力和解決專業(yè)問題能力為目標(biāo)，幫助學(xué)生“習(xí)得雙語能力，理解多元文化，培養(yǎng)全球意識”。

因此，國際工程管理雙語教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)確定為：通過中英文雙語教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用英語搜集和獲取相關(guān)國際工程信息、學(xué)習(xí)相關(guān)知識和方法，提高工程管理專業(yè)學(xué)生的外語思維能力，培養(yǎng)學(xué)生跨文化意識和跨文化溝通能力，最終提高學(xué)生的專業(yè)水平與綜合運(yùn)用外語的能力。

（二） 教學(xué)內(nèi)容設(shè)置及教材選用

選用什么樣的教材關(guān)系到雙語教學(xué)的質(zhì)量。在選用教材時應(yīng)關(guān)注4個問題：（1）教材必須反映國內(nèi)專業(yè)的特點(diǎn)和需求，既具備本課程所需的基礎(chǔ)知識，又不缺乏前沿理論與發(fā)展的介紹；（2）教材必須與國際相關(guān)專業(yè)接軌，符合全球化社會對人才的培養(yǎng)要求；（3）教材應(yīng)充分考慮國內(nèi)雙語教學(xué)的具體情況；（4）教材還要注意與其他課程的協(xié)調(diào)。

雙語教學(xué)教材的選擇目前有兩種情況，一種是直接引進(jìn)國外高校原版教材，另一種是學(xué)?；虻胤阶约壕帉懡滩?。原版教材用語地道，但與國內(nèi)的教學(xué)體系相符度較低，而學(xué)?；虻胤阶跃幗滩脑谡Z言表達(dá)、思維方式等方面又往往與地道的英語表達(dá)脫節(jié)，不利于師生交流。因而，應(yīng)盡量選擇內(nèi)容體系相對完整、兼容中西方特點(diǎn)的教材，并能在條件具備時自編講義或教材。

國際工程管理雙語課程目前還沒有合適的、直接可用的雙語教材，也缺乏符合東南大學(xué)教學(xué)大綱的原版教材。鑒于語言表達(dá)、思維方式、教學(xué)難度、教學(xué)理念等多方面因素，東南大學(xué)國際工程管理教學(xué)中采用了國外、國內(nèi)教材相結(jié)合的方法開展雙語教學(xué)。最終在教學(xué)過程中選用了由李啟明教授主編、東南大學(xué)出版社出版的《國際工程管理》為中文教材，Murphy O. J.主編、THOMSON出版的“International Project Management”為英文教材。選用的中文教材集中反映了東南大學(xué)工程管理專業(yè)十多年來在國際工程教學(xué)中的積累，并體現(xiàn)了國內(nèi)外國際工程的最新研究進(jìn)展；選用的英文教材在美國、澳大利亞、墨西哥、新加坡、西班牙、英國等國家出版，能夠反映國際工程管理中的一些管理慣例、方法和理論。這兩本教材的結(jié)合不是簡單疊加，而是既反映了國際工程管理的國際化，又堅(jiān)持了本土化原則，并能體現(xiàn)最新研究進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)“洋為中用”。同時，在日常教學(xué)中，授課教師結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)、實(shí)踐的需要，編寫了適用的雙語教學(xué)講義和幻燈片，編寫了詞匯手冊、注釋手冊等幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。授課教師也向?qū)W生提供了大量外文參考書目、文獻(xiàn)，將其中的精華部分以補(bǔ)充性資料的方式介紹給學(xué)生，擴(kuò)寬了學(xué)生的知識面。通過教學(xué)實(shí)踐，不斷探索了國內(nèi)外教材結(jié)合的最佳途徑。

（三） 混合型教學(xué)模式的采用

雙語教學(xué)模式主要有過渡型、保持型、沉浸型。過渡型雙語教學(xué)模式適用于缺乏外語環(huán)境，語言能力以母語為主的群體；保持型雙語教學(xué)模式使用兩種語言作為學(xué)科語言，目標(biāo)是使學(xué)生同時運(yùn)用兩種語言交流；沉浸型雙語教學(xué)模式以英語為主，對目標(biāo)群體的英語水平要求較高。針對國際工程管理不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，在雙語教學(xué)中進(jìn)行了混合型的教學(xué)模式。

在國際工程管理雙語教學(xué)實(shí)踐中，首先對2008級和2009級兩屆學(xué)生（共計(jì)72名）進(jìn)行了英語能力調(diào)查，調(diào)查顯示全部學(xué)生通過了CET-4，超過60%的學(xué)生通過了CET-6，英語能力較好；同時，由于國際工程管理課程安排在大三下學(xué)期，學(xué)生的認(rèn)知水平和接受能力均較高，因此，采用了以保持型為主，沉浸型和過渡型為輔的教學(xué)模式。

（1）教學(xué)的初始階段和一些教學(xué)的難點(diǎn)（如國際工程市場的準(zhǔn)入制度、國際工程投標(biāo)和標(biāo)價計(jì)算、國際工程保險(xiǎn)制度等），主要使用過渡型雙語教學(xué)模式，講解以中文為主，僅對部分專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)術(shù)語用英語講解，鼓勵學(xué)生查閱專業(yè)外文詞典，積累和整理有關(guān)詞義的信息，以擴(kuò)大學(xué)生專業(yè)詞匯量和培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)術(shù)語語感為主，強(qiáng)化英語的滲透力度，英語使用比例為15%～20%。

（2）教學(xué)的中間階段和教學(xué)內(nèi)容中的易理解部分（如國際工程市場分析、國際工程慣例/法律/法規(guī)/規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)、國際工程承發(fā)包模式、國際工程風(fēng)險(xiǎn)管理等），主要采用保持型雙語教學(xué)模式，學(xué)生通過預(yù)習(xí)已掌握了一定專業(yè)詞匯量。在此基礎(chǔ)上，以中、英文交叉滲透教學(xué)為主，對教學(xué)中簡單的內(nèi)容以英語講解并采用全英文幻燈片，增加英語的使用頻率，在教學(xué)中融入國際最新的工程管理理念與方法，逐步培養(yǎng)學(xué)生的英語思維能力，課堂英語使用比例達(dá)到40%～50%。

（3）教學(xué)討論環(huán)節(jié)和一些與國際接軌較多的教學(xué)內(nèi)容（如國際工程合同管理、國際工程招標(biāo)），主要采用沉浸型雙語教學(xué)模式。在課堂討論環(huán)節(jié)中，鼓勵學(xué)生用英語提問、發(fā)言，并指導(dǎo)學(xué)生就選定的課題（2011—2012學(xué)年的課題有中國承包商在特定地區(qū)的市場拓展分析、國際工程EPC或PPP項(xiàng)目的分析等）準(zhǔn)備課堂研討和匯報(bào)，在課堂上主要使用英語報(bào)告和交流。在授課環(huán)節(jié)，由于特定的授課內(nèi)容（如合同和招標(biāo)），學(xué)生的專業(yè)儲備較好，能夠?qū)ζ渲嘘P(guān)鍵性的問題進(jìn)行思考，學(xué)生的英語水平和專業(yè)術(shù)語詞匯量也有了提高，接近全英語的授課水平，英語使用比例達(dá)到80%以上。

（四）多種教學(xué)方法靈活使用

教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)的是發(fā)揮學(xué)生的主動性，最好的學(xué)習(xí)方法是讓學(xué)生從知識的被動接收者轉(zhuǎn)為主動參與者和積極探索者，在發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的同時，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。國際工程管理課程內(nèi)容廣泛，知識點(diǎn)眾多，在32個課時內(nèi)很難全部完成，勢必要求教師改變傳統(tǒng)的以教師傳授知識為主的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生主動思考、探索、發(fā)現(xiàn)問題，鼓勵學(xué)生通過小組討論、數(shù)據(jù)庫搜索、教師咨詢等途徑解決問題，發(fā)現(xiàn)新知識。在雙語教學(xué)過程中，英語應(yīng)作為信息和知識的獲取工具，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從數(shù)據(jù)庫中搜索資料、整理資料，能夠通過團(tuán)隊(duì)合作，培養(yǎng)自身的學(xué)習(xí)能力。課程宜采用多種教學(xué)方法，如互動式、研討式、案例式的教學(xué)方法。

1.互動式雙語教學(xué)法

互動式雙語教學(xué)法，強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程中的溝通，主要通過師生間的雙向互動、學(xué)生間的橫向互動，取得較好的教學(xué)效果，將傳統(tǒng)課堂教學(xué)變成教學(xué)相長、師生共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)的過程。 互動式雙語教學(xué)法包括：（1）課堂互動，如英文提問（讓學(xué)生英文回答問題）、英文討論等；（2）課下互動，學(xué)生在預(yù)習(xí)、完成作業(yè)、完成課程論文過程中與同學(xué)或教師進(jìn)行交流，可以通過電子郵件、即時通訊等方法。

2. 研討式雙語教學(xué)法

研討式雙語教學(xué)法，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。先向?qū)W生命題，學(xué)生根據(jù)命題分組擬定方向進(jìn)行資料搜索、分析，形成英文報(bào)告、課堂英文匯報(bào)，通過雙語研討完成對特定選題的分析和論證。2010—2011學(xué)年中，第三次研討的內(nèi)容是“國際工程中的文化溝通問題”，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了教材中不曾提及的一些文化分層現(xiàn)象，并結(jié)合國際工程環(huán)境對中國承包商在海外工程中雇傭外國工人和管理人員的問題進(jìn)行了探討。2011—2012學(xué)年中，第二次研討內(nèi)容是“新興國家國際工程市場準(zhǔn)入機(jī)制的分析”，學(xué)生通過自學(xué)、分析數(shù)據(jù)庫等不僅研究了南非、阿根廷、俄羅斯等國建筑市場準(zhǔn)入制度，更通過研討和團(tuán)隊(duì)合作，完成了“金磚國家”建筑市場的分析報(bào)告，效果良好。在這一過程中，研究與討論的方式結(jié)合，進(jìn)一步加強(qiáng)了學(xué)生的溝通能力。

3. 案例式雙語教學(xué)法

案例式雙語教學(xué)法，主要通過教師介紹案例、學(xué)生課后查找資料、撰寫書面報(bào)告完成國際工程管理知識的綜合應(yīng)用。在這一教學(xué)過程中，通過精心設(shè)計(jì)的實(shí)例導(dǎo)出主題，使學(xué)生身臨其境，啟發(fā)學(xué)生思維，提高了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。同時，案例講解能夠降低內(nèi)容難度，使學(xué)生更容易理解授課內(nèi)容。教師通過設(shè)定問題的方式，使學(xué)生在接受教師傳遞的信息之后，主動查找相關(guān)資料、尋找規(guī)律、解決問題。例如，通過介紹利比亞戰(zhàn)亂和中鐵的沙特麥加鐵路項(xiàng)目，解釋國際工程的風(fēng)險(xiǎn)問題，向?qū)W生提出“造成這些風(fēng)險(xiǎn)的管理問題是什么”“在投標(biāo)和項(xiàng)目決策時如何預(yù)測和降低這些風(fēng)險(xiǎn)”等問題。學(xué)生通過課后分析，提出融資、設(shè)計(jì)、合同擬定等方面存在的問題，提出加強(qiáng)實(shí)地考察，盡快實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌，通過世界銀行或中非基金政治風(fēng)險(xiǎn)擔(dān)保降低風(fēng)險(xiǎn)等解決方法。在這一過程中，教師應(yīng)不斷給學(xué)生指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生向正確、合理的方向努力，以達(dá)到較好的教學(xué)效果。

（五）多種考核方式激勵學(xué)生

雙語教學(xué)環(huán)境中增加了較多教學(xué)模式和教學(xué)方法，使單一的期末考核方式考核學(xué)生并不全面，因此，雙語教學(xué)課程的考核形式應(yīng)該多樣化，靈活應(yīng)用筆試、口試、開卷、閉卷等考試形式。為考查學(xué)生的綜合能力，學(xué)生的平時作業(yè)、課堂討論、發(fā)言、考核等都計(jì)入成績總評中，以此來激勵學(xué)生，提高他們的專業(yè)能力和語言表達(dá)能力。具體的設(shè)置包括：

（1）平時成績10%，主要考核出勤率和課堂回答問題情況；（2）課堂研討30%，以小組成績作為組員成績（主要強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作精神），包括課堂英文匯報(bào)、書面英文匯報(bào)、匯報(bào)改進(jìn)情況；（3）個人論文30%，考核科技論文撰寫的規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)程度、專業(yè)技能的應(yīng)用（如數(shù)學(xué)方法、統(tǒng)計(jì)方法、國際工程知識的應(yīng)用等）和創(chuàng)新性（特別是發(fā)現(xiàn)問題的能力）；（4）期末考核30%，考核采用開卷方式，主要考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。試卷由案例題、論述題和分析題構(gòu)成，中英文各占50%，學(xué)生需要閱讀英文資料分析問題，也需要用英文論述觀點(diǎn)。

四、 開放式和研討式雙語教學(xué)的實(shí)施效果評價

2010—2011，2011—2012兩個學(xué)年國際工程管理開放式和研討式雙語教學(xué)的探索，已經(jīng)取得了初步成效，在每學(xué)年結(jié)束后對學(xué)生進(jìn)行了不記名調(diào)查（2010—2011學(xué)年35名學(xué)生，2011—2012學(xué)年37名學(xué)生），結(jié)果如表1所示。

（一）教學(xué)的整體滿意度

整體滿意度反映了學(xué)生整體上對課程的認(rèn)可度，涵蓋了雙語課堂教學(xué)、研討、作業(yè)、考核等環(huán)節(jié)。比較分析兩年的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對課程的整體滿意度維持在較高水平，并且穩(wěn)中有升，說明課程獲得了學(xué)生的認(rèn)可。通過對學(xué)生的考核可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在整個課程的學(xué)習(xí)中個人的語言能力、專業(yè)技術(shù)分析能力、溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作意識等均得到了提高，教學(xué)質(zhì)量在改革過程中有較大提高。

（二）雙語教學(xué)的滿意度

雙語教學(xué)是課程改革的核心內(nèi)容，其滿意度直接說明了教學(xué)的成敗。兩年的數(shù)據(jù)說明，學(xué)生對雙語教學(xué)非常支持，超過90%的學(xué)生歡迎雙語教學(xué)，對雙語教學(xué)給予了較大的肯定。通過課堂授課、課堂互動、作業(yè)完成、課堂研討、個人論文等多種方式構(gòu)建的課程英文小環(huán)境保證了教學(xué)效果。

（三）研討環(huán)節(jié)的滿意度

研討環(huán)節(jié)是國際工程管理課程改革的重點(diǎn)，其滿意度說明了學(xué)生對研討環(huán)節(jié)的認(rèn)可度。同時需要指出的是，研討成功的關(guān)鍵在于學(xué)生的興趣和積極性，此項(xiàng)得分直接說明了研討式教學(xué)方法的實(shí)施效果。研討環(huán)節(jié)連續(xù)兩年得到高分，充分說明研討式教學(xué)深受學(xué)生歡迎。通過研討，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，培養(yǎng)學(xué)生的研究興趣與能力。學(xué)生提交的論文質(zhì)量均較高，教學(xué)效果顯著。

五、 問題與建議

通過2個學(xué)年的教學(xué)實(shí)踐和對學(xué)生的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)不少問題，這些問題使雙語教學(xué)的效果未能充分體現(xiàn)，也制約了未來由雙語教學(xué)向全英文教學(xué)轉(zhuǎn)變，需要在教學(xué)實(shí)踐中不斷改進(jìn)。

（一）缺乏合適的雙語教材

盡管在雙語教學(xué)實(shí)施之前已經(jīng)充分分析過教材問題，但在教學(xué)實(shí)踐過程中仍然發(fā)現(xiàn)缺乏合適的雙語教材。國內(nèi)的國際工程管理教學(xué)立足點(diǎn)是中國承包商開拓國際市場，而國外原版教材均沒有類似的內(nèi)容；因此，目前急需既能反映國際市場變化和國際工程慣例，又能充分體現(xiàn)中國特色的雙語教材。東南大學(xué)工程管理專業(yè)已將這樣的教材列入議事日程，并準(zhǔn)備聯(lián)合海外的華裔教授和熟悉國際工程的外國教授共同編寫，希望保證語言的純正。

（二）學(xué)生接受能力仍然有待提高

由于近年來國內(nèi)英語教育的加強(qiáng)，學(xué)生英語能力已經(jīng)得到大幅度提高，對展開雙語教學(xué)有較大幫助，但是，學(xué)生的差異仍然存在，對英語部分的理解并不完全一致；因此，需要教師在課前做好充分的準(zhǔn)備工作，提供專業(yè)詞匯手冊等工具書，也需要教師通過情景式教學(xué)使學(xué)生盡快融入教學(xué)環(huán)境。另一方面，相關(guān)專業(yè)知識的要求也對學(xué)生接受新知識提出了挑戰(zhàn)。東南大學(xué)工程管理專業(yè)在第三學(xué)年開設(shè)國際工程管理課程就是考慮到課程的綜合性，但學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用還有待加強(qiáng)。

（三）授課內(nèi)容的難易程度影響雙語教學(xué)效果

國際工程管理課程的內(nèi)容難度不一，對專業(yè)相關(guān)性較低（如國際工程市場準(zhǔn)入制度）和技術(shù)性較強(qiáng)（如國際工程標(biāo)價計(jì)算）的內(nèi)容，學(xué)生的理解和接受本身就存在困難，在雙語環(huán)境中更加要求教師做好引導(dǎo)工作、學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)及查閱資料等工作。

（四）語言學(xué)習(xí)可能影響到專業(yè)學(xué)習(xí)

雙語教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是在非語言類學(xué)科中用外語進(jìn)行教學(xué)，以外語為工具學(xué)習(xí)非語言類學(xué)科知識。雙語教學(xué)中，外語只是一個教學(xué)語言，是一種教師傳播知識和學(xué)生互動交流的工具，而不是進(jìn)行語言教學(xué)。雙語教學(xué)強(qiáng)調(diào)師生間的互動，強(qiáng)調(diào)教學(xué)資源、教學(xué)環(huán)境等全方位的第二語言交互。需要讓學(xué)生充分認(rèn)識外語的工具作用，而不是一味學(xué)習(xí)外語，否則將會對專業(yè)學(xué)習(xí)造成負(fù)面影響。

六、 結(jié)語

雙語教學(xué)是中國高等教育改革的熱點(diǎn)問題，是提高教育質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生在國際化環(huán)境中適應(yīng)能力的一種有益實(shí)踐。隨著中國國際工程的發(fā)展，國際化程度越來越高，專業(yè)英語的應(yīng)用和英文環(huán)境中的溝通能力在未來國際工程實(shí)踐中將得到更加普遍的運(yùn)用。結(jié)合自身的實(shí)際情況，采取合適的方法與步驟，東南大學(xué)國際工程管理課程探索取得了一定成效，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性。在雙語教學(xué)的同時，嘗試結(jié)合開放型和研討型的教學(xué)方法，通過分組學(xué)習(xí)、研討與報(bào)告、互動學(xué)習(xí)、案例學(xué)習(xí)等方式，保證了教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，活躍了課堂氣氛。

教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)一些需要改進(jìn)的問題：一是需要在今后教學(xué)中建設(shè)一本適用性較好的雙語教材；二是通過教師對學(xué)生的引導(dǎo)，提高學(xué)生的接受能力，增強(qiáng)教學(xué)效果；三是針對不同的課程內(nèi)容采用不同雙語教學(xué)模式，更有助于實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)；四是正確引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)外語和專業(yè)知識。

開展國際工程管理雙語課程是東南大學(xué)工程管理專業(yè)面向國際化展開工程教育的新嘗試，由于教師能力和經(jīng)驗(yàn)有限，教學(xué)模式、方法和考核仍在不斷摸索中，教學(xué)效果有進(jìn)一步提升的潛力，需要繼續(xù)探索適合的雙語教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)工程管理專業(yè)雙語學(xué)習(xí)的重要性。

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Capability-based bilingual teaching reform of international construction project management course

YUAN Jing-feng， LI Qi-ming， DENG Xiao-peng， LIN Yi-xin