计算机研究生论文实用13篇

计算机研究生论文
计算机研究生论文篇1

(一)国内外的研究现状

1、网络教学的设计理论与方法的研究缺乏系统性

通过对国内外有关的学术刊物(如《电化教育研究》、《中国电化教育》、《EducationalTechnology》等)、教育网站和国际国内有关学术会议(GCCCE、ICCE、CBE等)的论文集进行分析,网络教学的设计研究主要是关于建构主义学习环境的设计和协作学习的设计等方面,缺乏系统的研究。可以说,网络教学的设计理论的研究还处于初级阶段,还有很多问题需要去研究和探索。例如,在网络环境下如何利用网络资源进行主动学习、利用虚拟情境进行探究学习、利用通讯工具进行协商学习、利用工具进行创造学习的设计以及教师指导性活动的设计等方面,都值得我们去研究。

2、网络教学的评价研究才刚刚起步

随着Internet应用的普及,网络教学已成为一种重要的教学手段和教学场所。然而,与传统教学相比,网络教学的质量保证体系却显得不够完善、健全。如何保证网络教学的质量,建立一个行之有效的网络教学评价模型,已成为网络教学研究的一个重要课题。时至2000年,教育部批准全国31所高校建立网络教育学院,但却没有制定出如何保证网络教育质量的相关政策。美国国家教育政策研究所(TheInstituteForHigherEducationPolicy)于2000年4月也发表了一份名为"在线教育质量:远程互联网教育成功应用的标准"的报告,然而,这些文章(报告)也仅仅是描述性的定义网络教学的评价指标,而对如何组织评价、如何获取定量数据、评价数据如何促进教学等方面则很少涉及。目前,网络教学的支撑平台中的学习评价模块往往只含有测试部分,而缺乏相应的分析与反馈。

(二)课题研究的意义

1、促进网络教学的发展,提高网络教学的质量

由于网络教学可以实现信息资源共享,在网上组织最优秀的教材和教法,使学习者在网上可以学到最新的知识,因此是教学改革发展的方向。通过本项目的研究与实践,使网络教学更能为学习者提供一个建构主义的学习环境,充分体现学生的首创精神,学生有更多的机会在不同情境下去运用他们所学的知识,而且学生可以根据自身的行动的反馈来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案,从而提供网络教学的质量。2、寻找利用计算机技术和网络技术实现学生远程交互自主学习的教学设计的技术解决方案

3、完善和发展教学设计理论

网络环境下的教学与传统教学,不仅是教学环境的不同,在教学内容、教学手段、教学传播形式上都有本质的区别。通过本项目的研究,能够解决网络环境下,教学如何进行教学设计,如何调控教学过程,如何有效实施教学活动以达成教学目标,是对教学设计理论的完善和发展。

二、课题研究内容

(一)研究的主要内容

1、网络教学设计理论体系的研究

包括教学目标的设计、建构性学习环境的设计、学习情境的设计、学习资源的设计、学生自主学习活动的设计、学生协作学习活动的设计、教师指导性活动的设计、学习评价工具的设计等。

2、基于网络环境下的教学策略与教学模式的研究

(1)网络教学策略的研究,如网络环境下的教学内容组织策略、网络环境下的教学情景营造策略、网络环境下的教学对话组织策略、网络环境下的的课堂管理策略等

(2)网络教学模式的研究,如项目化学习模式、探索性学习模式、研究性学习模式等

3、网络教学评价的内容体系、方法、步骤与模型的研究

4、网络教学设计系统软件的开发与应用

5、网络教学评价系统软件的开发与应用

根据上述研究内容,总课题下设如下子课题:

1、网络教学设计与教学评价的理论研究(谢幼如、李克东)

2、网络教学资源的开发(邓文新)

3、网络教学设计与教学评价系统的开发(柯清超)

4、Web课程的教学过程设计及支持系统的研究(陈品德)

5、网络教学设计与教学评价理论的应用研究(余红)

(二)课题的研究目标

本项目的研究目标是:运用现代教学理论与建构主义学习理论,通过教学改革与实验,探索网络教学的设计与评价的理论和方法,开发相配套的网络教学的设计和评价系统软件,探索普通中小学利用网络资源进行网络教学的途径与方法。

(三)预期成果形式

1、论文与专著

发表有关网络教学的设计与评价的一系列学术论文,出版专著《网络教学的设计与评价》。

2、电脑软件

开发《网络教学设计系统软件》和《网络教学评价系统软件》,制作《网络教学设计》专题教学(学习)网站,建立《教学设计》多媒体资源库。

三、研究方法与技术路线

(一)研究方法与步骤

本项目的研究主要采用行动研究、实验研究、评价研究等方法。

对于较大规模的教学设计与教学模式的试验研究,将采用行动研究方法。

对于个别带有创新性的,能提出重要见解的小范围的教学研究,则通过建立科学的假设,采用实验研究的方法。

关于教学模式的评价和有关教学效果的分析,则采用评价研究方法。

研究步骤如下:

2002年5月-2002年8月,收集资料,建立模型

2002年9月-2003年1月,开发软件

2004年2月-2004年8月,教学试验,评价修改

2005年9月-2005年12月,扩大试验,归纳总结

(二)关键技术

1、基于网络的协作化设计思维工具的通讯模型的构建;

2、教学设计系统中师生教学活动的可视化表示与分析;

3、网络教学的教学评价模型的构建;

4、网络教学过程中学习反应信息的自动采集与处理。

四、课题研究价值

(一)创新点

1、建立网络教学设计的理论体系与方法。

2、建立基于网络环境的各类教学评价指标体系。

3、开发出操作性强、具有实际应用价值的网络教学的设计工具和评价系统软件。

(二)理论意义

传统的教学设计是应用系统方法分析和研究教学的问题和需求,确立解决他们的方法与步骤,并对教学结果作出评价的一种计划过程与操作程序。现代教学设计理论已经不拘泥于系统论的理论基础,不强调对教学活动的绝对控制,逐渐放弃呆板的设计模式,开始强调教学设计的关系性、灵活性和实时性,从而更加有利于学生的创新精神和实践能力。本课题的理论成果将完善和发展传统的教学设计理论与方法。

(三)应用价值

1、通过课题的研究与实践,总结并形成基于网络环境下学科教学设计的理论与方法,优化中小学课堂教学结构。

2、通过课题的研究与实践,探索并总结信息化时代如何改革传统的思想和模式,使学生学会利用网络资源进行学习的方法和经验。

3、通过课题的研究与实践,探索普通中小学利用网络资源的途径与方法,形成一批优秀的网络教学课例。4、通过课题的研究与实践,开发出具有应用推广价值的网络教学的设计工具和评价系统软件。

五、研究基础

(一)已有相关成果

1、曾于93年、97年两度获得部级优秀教学成果奖,其中《多媒体组合教学设计的理论与实践》项目的成果在全国的大中小学广泛应用,《多媒体组合教学设计》(李克东、谢幼如编著,科学出版社)多次再版发行。

2、出版的《多媒体教学软件设计》(含教材与光碟)(谢幼如等编著,电子工业出版社,1999年)、《多媒体教学软件设计与制作》(含教材与光碟)(李克东、谢幼如、柯清超编著,中央广播电视大学出版社,2000年)和《信息技术与学科教学整合》(李克东、谢幼如、柯清超等,万方数据电子出版社,2001年)在全国广泛应用。

3、97年《多媒体技术在基础教育改革中的应用实验研究》和《小学语文"四结合"教学改革试验研究》获国家教委全国师范院校面向基础教育改革科学研究优秀成果二等奖。

4、承担国家"九五"重点科技攻关项目《计算机辅助教学软件研制开发与应用》(简称96-750)《小学语文科学小品文》、《小学语文古诗欣赏》、《小学语文扩展阅读》、《初中语文新诗赏析》四个子课题的研制与开发,4个项目6张光盘全部通过教育部组织的专家组鉴定,被评为优秀软件,并由北京师范大学出版社和电子工业出版社出版,在国内及东南亚地区发行。

5、2000年所完成的《学习反应信息分析系统》获广东省高等学校优秀多媒体教学软件一等奖,并出版专著《学习反应信息的处理方法与应用》(谢幼如、李克东著,暨南大学出版社,1999年)。

(二)研究条件

华南师范大学教育技术学科是部级重点学科,华南师范大学教育信息技术学院是"211工程"重点建设学科单位,我国的教育技术学博士点之一。华南师范大学教育技术研究所拥有从事计算机教育应用研究的人员近30名,其中包括教授2名、副教授5名、讲师8名、博士研究生4名和硕士研究生近15名。他们在长期的研究工作中,对各种多媒体教学软件、网络教学应用软件、学科教学工具、资源库管理应用系统进行了深入的研究与探索,并已取得了实质性的进展和成果。本研究所拥有先进的计算机软件开发实验室两个、部级的多媒体教学软件制作基地一个,在国内教育技术领域方面处于领先地位。

(三)参考文献

1、《多媒体组合教学设计》,李克东、谢幼如编著,科学出版社,1992年第一版、1994年第二版

2、《多媒体教学软件设计》谢幼如等编著,电子工业出版社,1999年

3、《信息技术与学科教学整合》,李克东、谢幼如主编,万方数据电子出版社,2001年

4、《学习反应信息的处理方法与应用》,谢幼如、李克东著,暨南大学出版社,1999年

5、《GlobalEducationOntheNet》,高等教育出版社、Springer出版社,1999年

6、《教学设计原理》,R.M.加涅、L.J.布里格斯、W.W.韦杰著,华东师范大学出版社,1999年

7、《新型教学模式的探索》,谢幼如编著,北京师范大学出版社,1998年

8、全球华人计算机教育应用大会(GCCCE)第一届至第五届论文集,1997年(广州)、1998年(香港)、1999年(澳门)、2000年(新加坡)、2001年(台北)

9、《改善学习--2001中小学信息技术教育国际研讨会论文选编》,吉林教育出版社,2001年

10、《认知过程的评估》,J.P.戴斯、J.A.纳格利尔里、J.R.柯尔比著,华东师范大学出版社,1999年

计算机研究生论文篇2

在计算机科学与技术领域,随着美国计算机学会(简称ACM)和美国电气和电子工程师学会计算机分会(简称IEEE-CS)组成的联合攻关组于1988年底提交了“作为学科的计算科学”的报告[5],计算学科的“存在性”得以证明。随后,CC1991报告和CC2001报告等相继出台,从学科的角度诠释了计算科学的内涵与外延,为计算学科建立了现代课程体系。在计算学科课程体系的本土化进程中,我国相关领域的专家学者们付出了艰辛努力,并取得实质性成果,于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”(China Computing Curricula 2002,简称CCC2002)[6]。在CC2002教程的引导下,针对计算机科学与技术学科教育方面的诸多问题,国内从事计算机科学与技术学科教育的广大工作者进行了广泛而有益的探讨[7-10],大大丰富了计算学科课程体系建设的内容。在计算学科课程教育改革的进程中,如何培养既能熟练掌握计算机科学的知识与技能,又具有计算机科学学科意识和素养的人才问题,逐步成为人们关注的主要方面。

基金项目:本文受江苏省教育厅指导性计划项目“计算机思想史研究”(03KJD520028)及江苏科技大学高教项目“计算思维与创新教育”(GJKTY2009025)资助。

作者简介:张晓如(1963-),女,教授,学士,研究方向为计算机应用教育、数据库;张再跃(1961-),男,教授,博士,研究方向为可计算性理论与知识工程。

一个人的实践与创新能力与思维方式密切相关,与其他学科领域的科学家和工程技术人员等相比,计算机学科的专家学者们在思考问题、分析问题和解决问题方面也应有其独特的地方。正如计算大师Dijkstra所言:“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯,从而也将深刻地影响我们的思维能力[11]。”因此,当计算机与人们的生活联系越来越趋密切的形势下,研究与之相关的人类思维活动与思维方式便成为现代思维学科领域中一个十分重要的课题。我们不妨称此种思维为面向计算学科的思维。显然,面向计算学科的思维除了具有一般思维的特点外,还具有其自身的特性,而后者则是从事计算机科学研究的人员和计算机教育工作者们更为关心的。究竟什么是面向计算科学的思维?它的特点是什么?对面向计算学科的思维研究对计算学科的发展会产生哪些积极作用?这种思维能力是可以培养的吗?又如何培养呢?我们现行的计算机课程教学内容结构会因此而有所改变吗?

1面向计算学科的思维

国内最早面向计算学科思维的研究文章是收集在2000年全国高等师范院校计算机教育研究会年会论文集上笔者的《谈谈计算机思维》[12]一文。当时的“计算机思维”意为“计算机科学思维”(Computer Science Thinking),在随后关于面向计算科学的思维研究中,相继出现了“计算思维”(Computational Thinking)[13-14]与广义“计算机思维”(Computing Thinking)[21]等概念。这些概念虽然与“计算机”有关,但它们有一个共同特点,即它们都是关于人的思维。

1.1计算思维与计算机思维

“计算思维”的思考和研究在国内受到更多专家学者的关注与重视,要归功于全国高等学校计算机教育研究会于2008年10月31日至11月2日在桂林召开的一次专题学术研讨会,会议的主题是“探讨在教学过程中,如何以课程为载体讲授面向学科的思维方法,共同促进国家科学与教育事业的进步”。会议从8各方面征集论文,无不涉及“计算思维”。在会议提供的资料中,美国卡内基・梅隆大学计算机科学系主任周以真(Jeannette M.Wing)教授2006年3月发表在美国计算机权威杂志ACM会刊上的文章《计算思维》(Computational Thinking)[13-14]和王飞跃2007年3月发表在中国计算机学会通讯的文章《从计算思维到计算文化》[11]位居榜首。其中,王飞跃教授从计算机文化发展的高度对“计算思维”概念的提出和“计算思维”的研究与发展对计算科学的进步产生的深远影响给出了充分肯定。王飞跃教授在提及国内对“计算思维”研究和计算文化与计算思维联系方面的状况时指出,“在中文里,计算思维不是一个新名词,常被朦朦胧胧地使用,却一直没有被提到周教授所描述的高度广度,那样的新颖、明确、系统”。这一陈述虽然有一定的道理,但不完全正确。“计算思维”从命名的角度可以如是说,但就其作为面向计算机科学思维的概念与特征而言,无论从高度讲,还是从广度说,周以真教授的描述确有“新颖”之处,但在“明确”和“系统”方面,同本文作者在上世纪90年代末就提出的“计算机思维”的概念在主要方面是基本一致的,并可形成互补。特别指出的是,《谈谈计算机思维》在谈到计算机文化与计算机思维相互之间的联系时指出,“随着计算机科学的发展,‘计算机’已不再是一个单纯的计算工具的代名词,而是信息时代高新技术的象征。可以这样说,‘计算机’作为一种文化,已渗透到社会发展的各个领域,而使得生活在这一时期的人们的思维活动中或多或少地与‘计算机’这一概念相联系,研究与之相关的思维活动与思维方式,便成为现代思维科学领域中一个十分重要的课题[12]”。在此,我们可以把有关“计算思维”特征的陈述同有关“计算机思维”的陈述作一比较。

周以真教授在对计算思维的描述中首先指出,“计算思维是每个人的基本技能,不仅仅属于计算机科学家”,这一观点与《谈谈计算机思维》一文中提出的“计算机思维具有广泛性。计算机思维已不仅仅是计算机科学家所应具有的思维,而应是全民族所必须的”的观点是完全一致的。并且文中还强调,“只有这样,计算机科学的发展才能具有广泛的社会基础,才能使计算机科学真正服务于社会”。在总结计算思维的特征时,周以真教授从6个方面,以“是”与“不是”的对立统一作了阐述。

为了更好地挖掘计算机思维的内涵,更加清楚地了解与把握计算机思维与其他学科思维方式的联系与区别,我们对计算科学发展的过程进行了初步考察,提出了“计算科学思想史”研究的基本思想,并对计算科学思想史研究的特点、研究内容、研究方法进行了分析探讨[16]。同时结合现代计算机课程教育,提出了基于知识背景的计算机课程教学改革的基本构想[19]。我们深信,无论是对计算机思维的研究,还是对计算科学思想史的研究,都会对计算机教育的实践与发展产生重要影响。

2 “计算思维”研究现状

无论叫计算思维,还是称计算机思维,关键是要解决问题,即“如何让人们学会像计算机科学家一样去思考”。从总体看,计算思维的研究应包含计算思维研究的内涵和计算思维推广与应用的外延两个方面。周以真在给出“计算思维”概念后,进一步探讨了计算思维的本质,并指出计算思维将在各种行为方面影响每个人,这一点对我们的社会教育提出挑战,特别是少儿教育。在关于计算的思考中,我们需要理解不同类型的3个方面:科学、技术与社会。飞速发展的技术进步和巨大的社会需求迫使我们重新思考计算科学最基本的问题[20]。从周以真教授多次关于计算思维的论述中可以看出,其“计算思维”的概念是面向社会、面向教育和面向大众的。这也许是一种策略,为了能让更多的人关注并思考“计算思维”的问题,并将思考的结果应用于计算科学实践,以此促进计算科学的普及和发展。在对“计算思维”的深入研究过程中,郭喜凤教授等从工程化的角度对“计算思维”的内涵进行剖析[20],以周以真面向大众的计算思维为基础,根据计算机科学与技术中的理论、技术、工程、工具、服务和应用等几个不同层面的思维特点,阐述了计算思维的工程化思想,将计算思维的概念加以推广并提出了计算机思维(Computing Thinking)工程化的层次结构,丰富了计算思维的研究内涵。董荣胜和古天龙教授从计算机科学与技术方法论的角度对计算思维研究的外延进行分析。“计算机科学与技术方法论是对计算领域认识和实践过程中一般方法及其性质、特点、内在联系和变化发展进行系统研究的学问。计算机科学与技术方法论是认知计算学科的方法和工具,也是计算学科认知领域的理论体系[21]”。在关于计算思维和计算机科学与技术方法论之间关系的论述中,董荣胜和古天龙教授在周以真教授工作的基础上,对计算思维的特征进一步加以阐述,从抽象与自动化两个方面,以具体的实例刻画了计算思维的本质,并介绍了国外关于计算思维研究的进展情况。在谈到计算思维与计算机方法论关系时,他们指出,“尽管计算思维与计算机方法论有着各自的研究内容与特色,但是,显而易见,它们的互补性很强,可以相互促进”。“计算机方法论可以对计算思维研究方面取得的成果进行再研究和吸收,最终丰富计算机方法论的内容;反过来,计算思维能力的培养也可以通过计算机方法论的学习得到更大的提高[22]”。这不是一个一般概念的问题,我们认为是计算思维研究的一个技术路线问题,只有把计算思维的研究同计算机科学与技术方法论有机地结合起来,计算思维才具有实际的意义和价值,计算机科学与技术的方法才能够获得进步。

3 “计算思维”研究内容

不管是周教授的计算思维(Computational Thinking),或是郭教授的计算机思维(Computing Thinking),还是计算机科学思维(Computer Science Thinking),它们都有一个共同面向,即都是面向计算学科的思维;都有一个共同的出发点,即研究和探索面向计算学科的思维规律;都有一个共同的目标,即引导人们在解决有关计算学科及其应用领域问题时,能够运用正确的思维方法。计算学科是关于“计算”的学问,因此,计算思维的研究势必围绕解决所谓“计算问题”而展开。

3.1计算思维研究的基本问题

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Abstract: The paper analyzes various design and research literature on hydraulic rock drills in China, enumerates major arguments in some related papers, points out the imperative problems, and puts forward academic and policy-related advice on the R&D of the hydraulic rock drills industry in China.

Keywords: hydraulic; rock drill; design & research; opinion

1 我国液压凿岩机设计研究历史回顾

我国液压凿岩机的研制起步非常早,距今已近50年。我国液压凿岩机技术研究也很早,二十世纪七十年代,我国长沙矿冶研究院等就翻译了大量国外液压凿岩机专利和论文,七十年代后期,我国作者撰写了大量液压凿岩机的技术论文,直到现在,关于液压凿岩机的论文与专利仍然不断出现在各类期刊与网络上。

我国液压凿岩机设计研究方面的论文,有博士论文,硕士论文,学士论文,有期刊论文,也有网络论文,在整个液压凿岩机技术论文中,占据了很大一部分。

估计有20个高等学校(其中包括3所师范大学)和近10个研究院所的作者发表过液压凿岩机技术论文,其中大部分是关于液压凿岩机设计研究方面的论文。专利文献更是与液压凿岩机结构设计有关。可见,液压凿岩机设计研究在我国并非冷门。

我国液压凿岩机的技术论文与设计研究论文大量产出。与此形成鲜明对比,我国液压凿岩机产品发展很缓慢,独立开发的产品,很少能在市场站住脚。

2 我国液压凿岩机文献的分类

2.1 研究型论文

2.1.1 设计计算型论文

此类论文数量多。

设计计算型论文包括了仿真计算,优化设计,活塞间隙优化设计,蓄能器设计优化,换向阀设计优化,活塞缓冲设计,钎尾缓冲设计,冲击频率调节方法等等。

博士、硕士、学士的论文几乎全部属于此类。高校与研究院所作者的论文大都属于此类。此类论文数量多。

2.1.2 实验研究型论文

实验研究型论文包括实验方法介绍,实验设备和仪器介绍,实验项目介绍,测试结果与测试曲线分析,误差分析等等。

此类论文中介绍实验原理与实验方法的较多。专门介绍液压凿岩机测试结果与曲线,并且进行分析的论文较少,大多散见于设计计算论文中,作为计算正确性的证明。

高校与研究院所作者有些论文属于此类,此类论文数量不多。

2.1.3 材料热处理研究型论文

材料热处理研究型论文包括活塞、钎尾的选材与热处理,铜套的选材等等。关于活塞、钎尾的选材与热处理的论文较多,关于其他零件的论文数量少。

2.1.4 加工工艺型论文

加工工艺型论文包括凿岩机主要零件的机加工的设备,工装夹具,量具与测量方法,工序与工艺步骤,怎样保证尺寸精度与位置精度,等等,大概是技术保密的原因,此类论文数量极少。

2.2 综述型论文

2.2.1 产品品种型号综述型论文

产品品种型号综述型论文包括当时国内外液压凿岩机产品的厂家,系列,型号,主要性能参数等等。

此类论文数量较多,但大多是介绍阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品,介绍国内产品的较少。

2.2.2 产品历史发展综述型论文

产品历史发展综述型论文包括介绍国内外液压凿岩机历史发展,产品型号推出的年代,市场情况等等, 此类论文数量不多,但大多是介绍蒙特贝塔、阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品历史,介绍国内产品历史的较少。

2.2.3 产品技术综述型论文

产品技术综述型论文包括液压凿岩机结构类型,技术进展,等等。此类论文数量少而且内容重复较多。

2.2.4 产品市场调研分析指导型论文

产品市场调研分析指导型论文包括当时国内使用的液压凿岩机产品的主要型号,市场保有量,年销售量与销售额,备件销售量与销售额,市场的细分,将来市场的趋势预测,市场对液压凿岩机的性能与技术要求。

此类论文很重要,对于国家的产业政策和企业的产品规划指导意义很大。

此类论文数量极少,几乎没有,倒是在网络上各种市场调查公司的广告不少,只提供提纲,具体内容要付费才能提供。

由于我国缺乏市场液压凿岩机产品销售数据统计,要写出高可信度的此类论文,必然要花费巨大的人力财力,只靠个人或一个单位的力量难以完成,最好有行业组织与行政力量的参与。

2.3 使用维修型论文

2.3.1 产品使用方法型论文

产品操作方法型论文包括凿岩机冲击压力,旋转压力,推进压力的优化匹配,钻头直径与旋转速度的匹配,操作方法等等。

此类论文数量不多,有北京科技大学高澜庆教授等的论文“液压凿岩机主要工作参数对凿岩速度影响的试验研究”,有广东省水利水电第二工程局梁明华论文“液压凿岩机旋转速度与凿孔直径的关系” [1],是凿岩机使用实践总结,指导意义更大。

2.3.1 产品维修与故障分析型论文

产品维修与故障分析型论文多数为水电工程局、铁路隧道工程局的技术人员所写。此类论文来源于生产实践,言之有物,参考价值很大,数量不多,列举如下:

煤科总院北京建井所黄园月、李耀武、郭孝先“液压凿岩机的故障分析与防治”;

广东省水利水电第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液压凿岩机工作原理及常见故障处理” [2];

广东水电二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7钻机使用中易出现的问题与改进” [3];

李强“Atlas 1838型凿岩机六种常见故障的排除”[4];

张兆钦“COP1238凿岩机技术特点及使用维护” [5];

田华军“HL500型液压凿岩机的日常维护保养” [6]。

2.4 产品介绍型论文

2.4.1 产品性能介绍型论文

产品性能介绍型论文多为介绍阿特拉斯、山特维克公司产品的论文,也有少量介绍国内海卓公司产品,乐清采矿机械厂的液压凿岩机产品的论文。

2.4.2 市场应用报道型论文

国外作者关于液压凿岩机市场应用报道型论文很多,国内此类论文数量很少,有少量关于YYT26支腿式液压凿岩机工程案例,使用成本效益分析的报道。

2.5 专利文献

最近的十几年关于凿岩机械的专利有六十多件,大都是液压凿岩机械的结构设计方面的专利。尚未见到有重大影响,或产生效益的专利。

3 我国液压凿岩机技术研究的不足

3.1 凿岩机文献的五多五少现象

通过对我国液压凿岩机文献的分析,我们发现有五多五少现象。

(1) 设计论文多,实验与工艺论文少;

(2) 研究论文多,使用维修论文少;

(3) 性能介绍型论文多,市场应用报道型论文少;

(4) 历史发展综述论文多,市场调研分析指导型论文少;

(5) 专利多,影响小。

3.2 缺少学术交流讨论

我国大概有20多年没有开过全国性液压凿岩机技术方面的交流会或研讨会。

我们众多的论文作者,都是在自说自话,没有交流,没有讨论,更没有争论。论文提出的论点,基本没有人跟进,进行理论与实践两个方面的证明或证伪,或补充,只是不加评价的引用。

我怀疑,很少有人认真阅读这众多的论文,如果不是博士生,硕士生,大学生因为做毕业论文的需要,阅读的人就更少了。我国关于液压凿岩机论文的影响力实在有限。

3.3 设计理论研究与产品生产脱节

我国大概可称得上液压凿岩机设计研究论文数量大国,但是我国自行开发的液压凿岩机产品多数从市场上消失,现在还能在市场上站住脚,有一定销售量的产品,多数为1980年代技术引进的产品。这种情况至少说明我们的设计研究和产品生产是脱节的,或者说明我们的设计理论还不成熟,还要不断改进。

4 我国液压凿岩机设计理论的主要论点

4.1 关于凿岩机冲击机构设计理论

4.1.1 三段法理论

认为活塞往复运动一个周期是由活塞回程加速、回程减速、冲程加速三个阶段组成的。4.1.2 设计变量理论

将一个无量纲数称为设计变量,这个无量纲数可以是:

(1) 冲程时间与活塞运动周期之比;

(2) 活塞回程加速度与冲程加速度之比;

(3) 活塞行程与可能最大行程之比;

(4) 活塞后腔受压面积与前腔受压面积之比,很明显,第四个无量纲数最直观,最易检验。

4.1.3 优化设计理论

根据以下5个设计目标,求得一个最佳设计变量。

(1) 蓄能器容积变化的最大值最小;

(2) 蓄能器隔膜震动次数最小;

(3) 能量利用效率最高;

(4) 冲程时,最大瞬时流量最小;

(5) 回程时,最大瞬时流量最小。

4.2 关于换向阀设计理论

4.2.1 换向阀中位正开口理论

换向阀在中位时,换向阀的高压窗口与低压窗口都有微小开启,叫正开口。认为正开口有益于冲击机构性能改善。主张应该采用正开口。

4.2.2 换向阀最优行程理论

换向阀行程的选取受到阀口通流面积,换向时间与阀耗油量三重制约,存在一个优化点。

4.3 关于蓄能器设计理论

4.3.1 高压蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论

蓄能器的蓄油与排油量不仅与蓄能器的容积有关,而且与系统的工作频率有关,如果蓄能器固有频率选择不合适,即使加大蓄能器容积,也不能增大蓄能器的蓄油与排油量。

在蓄能器结构参数固定,凿岩机进油压力确定的情况下,可以改变蓄能器充气压力来改变谐振频率,使得系统处于最佳工作状态。

这个理论是极有理论研究价值与学术价值的,是一个动态的理论,是北京科技大学首先进行研究的,可惜无人跟进,这方面的论文太少。

4.3.2 蓄能器一次振动理论

在活塞运动一个周期内,蓄能器隔膜只有一次振动。这个理论已经包含在第4.1.2小节的优化设计理论中了,这是一个静态的理论。

4.4 关于信号孔位置

4.4.1 活塞回程换向信号孔位置的计算

这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的,这是极其重要的计算,缺了这个计算公式,无法进行凿岩机的图纸设计。

4.4.2 活塞冲程换向信号孔位置的确定

这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的,这也是极其重要的计算。既不能换向太早,使得撞击钎尾时,活塞已经被减速,也不能换向太晚,造成活塞二次打击钎尾。

4.5 钎尾反弹缓冲动力计算

研究这个理论的有浙江大学张新等人,广东工业大学机电工程学院刘智等人,中南大学机电工程学院赵宏强等人,杨国平等人,难能可贵的是,张新做了实验研究,有实验曲线图。

4.6 其他理论

(1)活塞密封间隙与长度优化理论;

(2) 活塞空打缓冲结构计算;

(3) 冲击频率无级调节自动换挡理论。

以上3种理论均有,就不一一论述了。

5 我国液压凿岩机设计研究亟待解决的问题

5.1 换向阀的结构尺寸问题

(1) 换向阀中位负开口的优缺点分析;

(2) 最优负开口量的计算与实验验证;

(3) 换向阀最优行程理论与实验验证。

5.2 活塞与缸体结构尺寸问题

(1) 活塞前后腔面积的确定及优化;

(2) 活塞回程换向信号孔位置的确定;

(3) 最优冲程换向信号孔位置计算与实验验证。

5.3 蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论

研究蓄能器隔膜的动态频率响应,蓄能器最佳充气压力的计算。

5.4 钎尾反弹缓冲系统动力计算与实验验证

不但研究缓冲机构本身,进行静力学计算,更要研究钎尾反弹缓冲系统的动态响应,将缓冲机构,钎具与缓冲液压油路作为一个系统,研究缓冲活塞的频率响应,缓冲液压系统是否能有效吸收钎尾反弹的能量,又是否能迅速将钎头重新抵紧岩石。

5.5 凿岩机反打系统动力计算

既要研究反打机构本身,进行静力学计算。更要将反打机构与反打液压油路作为一个系统,研究反打活塞的位移,运动速度与冲击能量。

5.6 零件的气蚀与腐蚀问题

(1)活塞前后腔气蚀问题的计算与解决方法;

(2)凿岩机壳体联接平面点蚀的原因与预防。

6 我国液压凿岩机设计研究的学术建议

6.1 反求法

对国外高端液压凿岩机结构尺寸的分析,用反求法研究凿岩机冲击机构的设计计算公式与方法。反求法基本属于归纳法,反求法需要统计多台高端液压凿岩机的结构尺寸,统计数据越多,代数计算公式越接近实际,设计指导作用越大。这方面的工作似乎还没有人去做。

6.2 验证法

将我们国内的设计理论,如用最佳设计变量理论,换向阀最优行程理论,蓄能器设计理论,分析国外高端液压凿岩机的结构尺寸、充气压力等参数,检验是否符合我们的理论。如果大致符合,则验证了我们理论的正确性,如果相差很大,则要寻找原因。

6.3 代数计算公式研究

6.3.1 液压凿岩机设计研究方法的分类

理论分析与公式计算,实验研究,计算机数值仿真是凿岩机设计研究的三驾马车。

三段法,最佳设计变量等属于理论分析计算。

理论分析与公式计算是凿岩机设计研究的基础,是实验研究与数值计算的的基础与指导。

6.3.2 液压凿岩机代数设计计算公式的建立

公式计算必须将凿岩机的物理(实际)模型简化为力学模型,再进一步简化为数学模型,再简化为代数公式。简化必须是合理的,不能与力学模型有大的矛盾和冲突。

在不断的简化中,必然有失真,这时就要用经验系数去校正。这方面我们还有许多工作要做,对每一结构类型的凿岩机,都可以研究出一套基本通用的计算公式。

6.3.3 液压凿岩机代数设计计算公式的输入输出

代数公式计算输入的是冲击能,冲击频率,冲击末速度,进油压力, 输出的是活塞质量,活塞前后受压面积,活塞行程,信号孔位置,阀的结构尺寸,阀行程,开口量,凿岩机进油流量等等。

6.4 强化实验研究

6.4.1 液压凿岩机实验的分类

在理论分析指导下的实验研究是必不可少的,我们的力学模型,数学模型是否正确,简化是否合理,都需要实验验证。数值仿真计算就更需要实验验证了。

这里所说的实验主要是凿岩机内部机理实验,也可是型式实验,而不是出厂实验。

6.4.2 液压凿岩机实验的规范

实验的各种条件,包括样机,液压系统,测量方法,仪器仪表,都应该是明确的,实验的结果应该是真实的,可重复的,重复实验的误差应该进行分析。实验的时间、地点与参加人应该注明。

6.5 数值计算研究

6.5.1 数值计算的定义

数值计算就是虚拟样机技术,因此数学模型要尽可能逼近力学模型与物理模型,数值计算需要输入的数据很多,需要详细的凿岩机图纸数据,否则不能称之为虚拟样机。

数值计算又叫动态仿真,我国在数值计算方面的论文太多了。有基于AMESim的仿真,基于Simulink的动态仿真,基于MATLAB的计算机仿真,准匀加速度法仿真计算,键合图方法仿真,等等。

6.5.2 液压凿岩机数值计算输入输出的基本要求

冲击机构数值计算中,进油流量必须是输入值,而压力是输出值。

数值计算输出结果不能仅仅是冲击能,冲击频率等,必须能输出活塞运动速度、位移,换向阀的速度、位移,活塞前后腔压力的曲线。并且能够描述出液压油的空化与气蚀现象。

数值计算的结果曲线应该用实验曲线验证,未经实验验证的仿真计算是不可信的。

数值计算的结果应该是真实的,不能弄虚作假,其他人也可以重复运行程序。

6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的基本要求

数值计算的程序应该模块化,数值计算需要花费大量的精力与时间,不是一个人短时间能够完成的,因此数值计算的程序应该模块化,可以由一组人员分工,进行编写。

数值计算程序应该界面友好,参数的改变,应在界面中进行,而不应在程序中进行。

数值计算的模型与程序应该是持续改进的,和所有的计算机软件一样,应该有版本号。液压凿岩机数值计算程序应该通用工具化,不要搞成专用工具。不能只有作者自己用,换一个人就不能用。

6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的难点

虚拟样机技术是一项浩繁的工程,但是并不是遥不可及。内燃机的燃烧过程,牵涉到化学,燃烧学,热学,力学,都可以做到数值仿真,并且在发动机设计中起到重要作用。冲击机构的数值仿真也一定能做到,但是这要求有一个精干的团队和一个好的实验条件。

数值计算程序都是针对某一个特定的图纸的,因此通用性较差。不要指望适合于单腔回油的凿岩机,也能适合非单腔回油的凿岩机。也不要指望适合于芯阀结构的凿岩机,也能适合套阀结构的凿岩机。这也是数值计算应用的一个难点。我们至少应该做到,对某一相同结构类型的液压凿岩机,具有通用性。

7 我国液压凿岩机设计研究的政策建议

7.1 以企业为主体,产学研结合

过去几十年,我国液压凿岩机设计研究是以高校和研究所为主体的,和企业产品开发联系较少。事实证明,我国液压凿岩机设计研究进步不大,只有以有实力的大企业为主体,厂学研结合,学校与研究所自己不搞产品生产,只为社会和企业提供知识与技术,各自发挥自己的优势,才是我国液压凿岩机技术与产品的发展道路。

7.2 以行业协会为主体,组织技术交流

与凿岩机的生产、使用有关的行业有凿岩机械气动工具、煤炭、矿山、铁路、水电、冶金等等,在1980年代,矿山机械行业组织过液压凿岩机技术交流会, 1990年代初期, 煤炭建井行业组织过液压凿岩机技术交流会。

8 结语

(1)对我国液压凿岩机研究文献进行了分类,5大类,13个小类;

(2)分析了我国液压凿岩机技术研究的不足,3个方面的不足;

(3)列举了我国液压凿岩机设计理论的主要观点,6大类,13个观点;

(4)列举了我国液压凿岩机设计中亟待解决的5大类共11个问题;

(5)提出了我国液压凿岩机设计研究的5条学术建议;

(6)提出了我国液压凿岩机设计研究的2条政策建议。

参考文献:

[1] 梁明华.液压凿岩机旋转速度与凿岩直径的关系[J].工程机械,2001,32(6).

[2]何雄彬.HDl35A和COPl238ME型液压凿岩机工作原理及常见故障处理[J].广东水利水电,2001(8).

[3] 李同明.阿特拉斯ROCD7钻机使用中易出现的问题与改进[J].四川水利,2004(3).

计算机研究生论文篇4

计算机公共课程的开展传统的基础学科有共同性,需要同学进行课程谈论与教学来的研究,由于计算机课程对于专业人才知识结构具有很大的价值性,等同于其他基础学科的课程。学者可以立足计算思维本质与计算机科学技术在大学知识结构中的地位与作用进行探究,分析各个领域的学者应用计算机课程的程度,基于计算机的应用而设计课程,符合计算机公共课程体系的设计,计算机课程在与其他课程相融合的过程中,必然要针对计算机课程的教学目标、教学资源建设、课程设计、教学方法进行探究,以研究出其教育方法,供课程教学模式与教学方法研究、教学资源建设作为基础研究。计算机专业人才与相关教育专业人才共同组成了计算机教育的基础研究团队,其中研究者需要对计算机以外的领域有所涉足,并且掌握其研究方法。在研究过程中需要分析不同课程的教育目的与内部结构,并且要深入计算机学科的知识体系结构,根据其专业所需的人才条件实现新型的人才定制,以开设计算机公共基础课与选修课培养方案。

二、计算机基础教育教学研究现状和存在的问题

(一)计算机受到的重视不够

现如今各个高校的院系都开设了计算机公共课,其经过教务部门与计算机中心进行统一课程开设,结合计算机公共课团队与计算机专业院系,并且根据其专业背景对其计算机公共课进行合理的教学阶段划分。面对大学对于计算机基础课程的开展,相关计算机公共课的任教教师指出高校对于计算机公共课程没有做到足够的重视,并且计算机基础教学论文在整个科研论文业绩评估与职称中处于劣势。

(二)计算机教育水平较低

1990年开始,我国的各大高校都在推进计算机公共课程,经过二十年的发展,教师的经验已经积累得足够丰富。教师在工作岗位上的付出与对学生的奉献,但是其教育事业的发展仍需要很多问题,现如今计算机教育教学研究程度与计算机科学研究程度仍存很大的差距。

(三)计算机教学研究工作不到位

分析现代计算机教育与课程教学,继而得出一系列结论与经验,即使已经获得一些教学效果,然而仍然需要进一步的完善与系统化,优化教育学理论以支持课程内容组织、教学模式设计的研究。针对其观念与方法两个角度出发:第一是由于观念的认识度不到位,也涉及到教育个人的看法与政策导向问题,政策导向问题站在主导问题,比较科研与教学研究的经费投入与激励机制已然非常明显,第二是缺乏教育学理论以支持其研究,无法实现跨学科合作。

三、途径

(一)采用科学的研究方法

探究研究方法是极具价值性的问题。教育科学是人文性质,计算机教育属于自然性质,进行人才培养必然要经过科学化培养,所以结合多元化科研方式的特征,创造出高质量的计算机教育研究方法。自然科学、人文社会科学、教育学等学科研究方法已经能够互相结合。比如,针对学习过程中的数据进行研究、挖掘,探究教学模式、教学方案、课程内容、学生基础、学习效果、学习行为等因素之间的关系,得出过去没有接触到的规律与现象。基于课程的特点实现教学研究,能够更好的把握其研究方法,从而针对研究方法进行选择、评估以及论证,在选择研究方法过程中需要注意其理论依据与实践意义。研究方法进行时必然要保证严谨的态度,并且探究其问题寻找根源。若是分析出传统方法所存在的缺陷,则必然要进行再次评估、选择与优化研究方法。

(二)落实和推广研究成果

研究都是为了推动了社会的进步,计算机教育研究结果需要实现全社会共享,想要实现其价值性需要将其投放到教育中。成果能够从教学模式、教学方案、课程体系等模式进行表现,主要的表达方式以课程为主,能够促进应用与宣传,可以实现罗列课程、资源、大纲等,同时也涉及到具体实施方案、详细论证与课程的全部教学课程、教学效果分析、能够推广应用的配套教学资源;教材能够体现其研究成果,同时还包含教材的相关内容、课程教学方案、可共享的教学资源、教学理念以及示范课程,在技术宣传方面应该推广到各个学校与教学机构,应有具体实施的计划;成果体现在论文、分析评估报告,能够供给教学改革进行经验讨论,以及带动教育研究热潮。

计算机研究生论文篇5

在控制理论与控制工程学科中,计算机控制系统课程属于重要的专业基础课程,同时在培养硕士研究生的工作中起到重要的作用。从1998年开始,我校开设了计算机控制系统课程,经过十五六年的课程建设,各方面都获得了显著的成效,主要体现在课程内容、知识体系、教学方法、教学改革等。

一、丰富教学内容,满足社会发展需求

计算机控制系统课程就知识结构主要分为三类:计算机控制系统的硬件系统分析与设计、计算机控制软件设计、离散系统理论与系统分析。该课程主要内容包括:计算机控制理论基础、计算机控制系统分析与设计、线性离散系统状态空间分析、计算机控制系统离散化设计、复杂规律计算机控制系统的设计、集散控制系统、计算机控制系统的设计与实现等。该课程从理论到实践,深入阐述了计算机控制系统的设计方法、设计理念、设计实践,叙述了不同类型计算机控制系统的设计原理及特点。关于计算机复杂控制系统的分析设计方法,通过学习计算机控制系统课程,学生就能够掌握并且为将来的研究生课程中的理论和技术支持做铺垫。

计算机控制技术不断发展,但是计算机控制系统课程的教材多年来从理论和设计内容上都非常相似,往往是内容陈旧、枯燥并且理论和实际脱节,学生学习起来不容易理解。基于上述问题,我们在课程讲授中,将收集到的计算机控制理论相关的论文和最新成果资料作为讲授及课堂讨论内容;将计算机控制、楼宇自动控制方面的课题研究成果引入教学;通过现场教学、专家教学等方式,理论联系实际,收到良好效果。

定期召开专业研讨会和学科前沿知识研讨会。注意学科发展动态,并结合学科专业特点,出版了计算机控制系统教材及辅助教材,对于扩大学生的知识视野以及使计算机控制系统课程的教学内容更加充实起到很大作用。

二、探索研究生教学规律 提高授课质量

1.开展研究型教学,提高学生创新能力。积极探索研究生教学规律,将培养研究生创新能力作为课程建设的重点。在计算机控制系统课程建设中,积极探索学生创新能力的培养途径,开展研究性教学、前沿研究、理论知识,进行艰难的专题研究。这样的教学课程和课外活动的结合,将能力培养和素质教育相结合,通过研究型教学尝试,收到了显著效果。学生自主学习能力大大增强,同时拓展了知识面,提高了学生分析问题、解决问题的能力,提高了创新能力。

2.重视产学研相结合,强化研究生实践能力培养。建立校外实习基地,与东北建筑设计院、辽宁省建筑设计院、中科院自动化研究所、沈阳电梯厂等单位建立长期稳定的合作关系,并签订协议联合培养本科生和研究生。同时与这些单位的专家联合指导研究生,聘请专家讲座,结合实际工程,深入浅出,讲述计算机在实际工程中的应用。通过实际工程案例分析,使学生理论联系实际,通过实习环节让学生亲自参与实践工程设计,在学期间得到实际工程技术知识的训练,收到良好效果。

三、多种教学方法的融合 提高教学效果

(一)建立以学生为主体的教学模式,激发创造性思维

改变单一的教学知识,建立一种合理的教学模式。以学生为中心,教师起到主导作用。在课堂教学中,将启发式的教学方式持续用下去,利用学习国内外一些典型的计算机控制项目,教师引导学生的方式变得更加多角度和全方位,让学生主动发现问题,将学生的积极性充分调动起来,使学生更多的潜能被激发。在实际的课堂教学过程中,增加教师和学生的交流,鼓励学生提出问题,使他们逐渐形成独立思考的习惯,有助于创造性思维的开发。

(二)模块化 案例教学收到良好效果

实际课程教学中,进行模块化分类,三大模块分别是基本理论、设计方法和实例分析。采用模块化教学分析方法,深入浅出地从理论知识学习到实践工程应用,学生掌握起来更加得心应手。结合计算机控制系统案例,实现学生对学习兴趣增加的方法是利用多媒体这样的现代化教学方式。

(三)采用多样多样化教学方式,提高了学生的学习兴趣

1.深入实际,现场教学。到一些相关单位采取现场教学,效果更佳。在进行现场教学之前预先安排一些问题,让学生带着问题去学习,能更好的把课堂上的理论知识和实践知识有机地结合起来。请专家解释在机器人控制理论,计算机应用技术的智能建筑,并基于演示和实际操作,从理论到实践,通过实际的对象,说明计算机控制理论的应用更加真实、直观,使学生真正理解计算机控制理论的重要性,提高学生的学习兴趣。提供大量的实际工程材料课程进行教学指导,让学生在学习理论知识的实际工程问题的过程中做到理论与工程实践紧密结合。这样既能把学生对学习的主动性和积极性充分调动起来,又能对学生自身解决实际问题能力的培养起到很大作用,达到学以致用,是提高教学效果的有效手段。

2.创新教学方法,提高授课质量。通过计算机控制系统课程多年不断总结和探索,形成了具有特点的教学风格,并通过多年的教学实践,验证了教学方法的有效性。①采用模块分析方法,深入浅出。按课程的知识体系,将课程内容进行模块划分,明确课程的知识体系结构,并总结各知识模块的相互关系,使学生对课程的知识结构有一个总体的把握,便于学生形成完整的知识体系结构。②将抽象的理论描述转化为形象化的描述。利用图形、图像信息资源使学生能够尽可能的接近实际系统理论部分,紧密结合系统工程实例进行讲述,理论联系实际,提高了学生认知度和学习兴趣。③流程图分析法。在分析复杂系统时,采用流程图方法,直观明了易于理解。系统环节多而复杂,采用流程图方法分析易于掌握。④知识融合分析法。通过系统的实例将系统定性分析、定量分析、校正设计融合一体,使学生明确系统分析设计总体思路,更好地把理论与实践结合,培养学生分析问题和解决问题的能力,以及综合分析设计能力。⑤案例分析法。在课程讲授过程中引用了大量工程案例,通过案例分析,产生计算机控制理论及设计方法,充分发挥了它的启发性、实践性,开发了学生思维能力,提高了学生的实践能力、分析问题和解决问题的能力。

四、结论

在计算机控制系统的课程建设中,完善课程体系,强调了理论与系统的结合。理论联系实际,实现教学、科研、实践相结合的教学理念。采用了模块化、开放型、互动式教学模式,强调创造力与综合解决问题能力相结合、设计实践与综合设计能力相结合。将科研成果引入课堂,理论联系实际,收到良好效果。将智能建筑特色融入计算机控制理论教学中去。实现根据“产、学、研一体化”教学模式,取得了显著效果。

参考文献:

计算机研究生论文篇6

一、优选教材、精讲理论

随着计算机软硬件技术的快速发展,计算机专业的基础课和专业课都是变化比较快的课程,尤其是专业课变化得就更快,几乎每年都有变化。因此,选择适合计算机专业研究生的教材就显得十分重要。选择教材的基本原则有:(1)重视基本理论。任何计算机软硬件技术都是在一定理论基础的支撑下建立起来的。因此,只有精讲计算机专业理论,使该专业的研究生掌握好这些理论,才能扎实地理解所使用的技术,才能不断改进所使用的技术,并最终可能发明新的技术。(2)重视教材讲授技术的先进性。计算机教材虽然更新速度是比较快的,但是还是有一定的滞后性。因此,选择教材时要注重教材所介绍技术的先进性。

二、认真备课、组织讨论

在教学过程中,上好一次课的前提和基础是备课。在具体的教学实施过程中,特别强调教师对讲授内容的理解和把握,强调课堂上的师生互动和对讲授内容的前沿性的领悟。因此,充分的课前准备是上好一次课的前提。只有备好课才能确保按照预期的目标进行课堂教学,才能确保课堂的教学效果。那么,怎样才能保证教师备好一次课呢?显然,集体备课是一种好形式,可以集思广益,把教师的个人行为变为集体行为,在研讨中互相交流、互相促进、互相提高,从而最终实现提高教学质量的目标。然而,在普通高等学校中,由于教学师资有限和计算机专业课所涉及知识快速发展的特点,几乎是每门专业课只有一个教师能上,其他教师没有时间也没有太多的精力参加集体备课。根据这种具体教学环境,我们认为集体备课思想是可以借鉴的。首先,任课教师在讲授专业课之前,需要个人做好充分的准备,需要认真钻研教材,需要分析学生的具体情况,设计自己的教学方案,列出自己感到困惑的问题。然后,查找相关的论文和参考书,精心研读,以达到解决问题的目的。其次,在教授课程之前,由主讲教师把主要内容进行讲授,列出还存在的问题,供听课教师进行讨论。这种通过集体研讨、交流解决存在问题的方式在许多的情况下还是非常有效的。再次,通过集体讨论后,任课教师要认真归纳和整理解决的方案,以达到进一步提升和再创造,体现这种备课的教学特性。最后,必须重视问题的反复思考,为以后的教学奠定基础。

三、教师主导、学生能动

从某种意义上看,备课还仅仅是“纸上谈兵”,备课的效果如何,所设计的教学方案是否符合研究生的实际接受能力,是否能达到预期效果,还要靠课堂的实际教学来检验。实践出真知,课堂教学的结果是检验备课好坏的唯一标准。主讲教师对备课内容的演讲和组织是非常重要的,可以很好地解决这个问题。在课堂上,必须要充分发挥主讲教师的主导作用,实现教学方案设定的目标。主讲教师要勇于创新,敢于设计不同的教学方法,实施不同风格的教学活动,追求富有个性和创造性的教学状态,实现最佳的教学效果。发挥教师在课堂上的主导作用是实现教学目标的重要组成部分之一,而发挥研究生在课堂上主观能动性是实现教学目标的另一个重要组成部分之一。课堂教学的最终目标是让研究生完全理解教师讲授的内容,能把这些知识应用到实际的生产中去,并有一定的创新和发明创造。因此,在教师的引导下,设计有趣的教学方法,积极发挥研究生的能动作用,为教师和学生创建一种宽松、自由、民主的教学研究氛围,既可以发挥教师的主导作用,也能发挥学生的主观能动性的教学环境是必要的前提条件。创造这种条件的前提是教师要精讲授课的主要内容,留出足够的课堂时间,抛出一个或多个与本次课程有关的讨论题目,也可以在讨论和交流中产生有关的讨论题目,使得师生可以自由发表自己的看法,可以交锋、可以辩论、可以倾听、也可以倾诉。总之,课堂讨论是一种以“教师为主导,学生为主体”的教学方法,是教师与学生、学生与学生互动的教学方式。这种教学方式通过精读教材、查阅相关文献、撰写讨论稿,促进了研究生的阅读文献的热情,是培养研究生学习能力的一种手段。为了避免讨论的随意性和肤浅性,最好在课前做好细致的准备工作,力求达到最好的效果。

四、重视操作、重视实践

计算机专业的一个重要特点就是要求学生不但有扎实的理论知识,而且还要求学生有熟练的基本操作技能。因此,计算机专业的学生应该重视实践教学,应该端正对实践操作的正确认识,不能把上机等一些实践环节看得很简单,只要按照书本上讲的操作过程就可以得到实验的结果。事实上,计算机的实践教学过程中会经常出现意想不到的情况。如果学生没有注意操作的细节,就会常常得不到所要求的结果。为了培养研究生的实践能力和独立的科研能力,首先要使参加实践活动的研究生端正态度,使他们充分认识到参加实践教学不仅仅是为了完成任务拿学分,更重要的是通过实验课能提高他们的上机动手能力,能学会应对生产实际中可能出现各种问题的能力。

五、把好“出口关”、重视论文质量

学生的毕业论文体现了研究生的综合能力,其质量反映了硕士研究生的培养质量。随着研究生招生规模的不断扩大和师资力量相对较少的原因,确实有部分研究生的学位论文质量不是很高。因此,要提高硕士研究生的培养质量,就必须严把论文“出口关”。具体措施是实行论文的“盲审”制度、“”制度和学位论文的“淘汰”制度。所谓论文“盲审”就是把所有的论文全部请外单位的专家进行“匿名”评审,能比较合理地反映学位论文的质量;“”是使用相应的软件对学位论文进行检查,查看是否抄袭了他人的论文;而“淘汰”是指应届毕业生中不是百分之百的毕业,应有一定数量的研究生不能毕业。指导教师应对研究生的毕业论文的修改和定稿进行详细的指导,包括开题的指导和收集材料的指导等等。

总之,对研究生的培养是一个系统过程的培养,只有抓好每一个环节,才能保证培养出优秀的毕业生。

参考文献:

[1]姚秀颖.研究生学位论文质量影响因素研究[J].学位与研究生教育,2008(3):2-6.

[2]欧宗启.如何在研究生教学中培养研究生的教学能力[J].学位与研究生教育,2008(6):12-14.

[3]计国菊.研究生教学质量监控体系的构建与创新[J].长春师范学院学报,2008(12):33-36.

计算机研究生论文篇7

一、引言

我国计算机公共基础教学经历了20多年的发展沿革,其已成为信息时代不可或缺的工具,且在高等教育人才培养需求中承担着极其重要的作用。“计算机公共基础”课程教学是以培养大学生综合素质和创新能力,培养复合型创新人才为目标。联合国教科文组织产学合作教席在《工程教育改革的三大战略》一书中所提出了改革的整体战略包括三项内容,即“做中学”、“产学合作”、“国际化”。本文以非计算机专业计算机程序语言课程设计为研究对象,以研究型教学为手段,用实际探索的课题或项目为提纲,教学方法主要采用分组式、讨论式、探索式、开放式等为主要形式,培养和训练学生的自主学习能力,达到高等学校培养全面发展的高素质人才的目标。

二、自主研究实践教学理念

当前国内外应用教学改革的主要目标是回归实践、面向产业现状及发展需求作为信息时代必要的工具,教师注重对学生的开放指导、过程教学和合作参与,激励培养学生的学习自主性、可选性和复合性。我国大学正向研究型大学发展,这也是当前各大专院校自身发展的必经之路。对于以本科基础教育为主的院校需梳理教学理念、改善教学方法、优化教学手段及保障教学质量。“教”体现在教师注重对学生的开放指导、过程教学和合作参与,要求教师实现个体化教学向合作化教学转变,适时开展有效的独立研究和团队协作等组织形式;“学”体现学生的学习具有自主性、可选性和交互性,要求学生围绕问题进行主动学习,学会收集、分析、归纳、整理资料、处理加工信息,尤为注重获取知识的过程。研究型实践教学原则除了教学与科研相结合外,还有科学与人文相结合、课内与课外相结合、理论与实践相结合、集中与分散相结合等原则。通过构建研究型实践教学模式,使高校的人才培养模式适应从单一学科背景下的专业对口教育向学科交叉与综合背景下的“厚基础,宽口径”教育转变。

三、计算机基础教学自主研究能力培养

我校人才培养计划中,计算机基础课程教学采用“递进式”教学体系。第一学期开设《计算机公共基础》,依据学生原掌握计算机基础知识的程度,由教师根据学生的具体情况适当进行课程深度的调整;第二学期开设计算机语言类技术基础课程,根据专业特点分别开设“C语言程序设计”、“Visual Basic程序设计”、“Visual Foxpro程序设计”、“C++程序设计”、“Java程序设计”、“Access数据库”、“智能化音乐制作”和“Authorware”等8门课程;合理强化计算机基础教学的后续教学环节,开设《计算机程序语言课程设计》课程重在培养学生的研究能力及自主学习意识。实践教学过程中指导教师可设定研究题目,也可由学生自选题目,通过所学计算机程序设计语言开发设计相关软件。该课程最终要求学生能提供程序设计思想、实验分析与研究报告,写出有见解的心得体会。实施自主研究实践过程中注意如下四个环节。

1.提升师生双方对计算机实践环节认识。教师作为知识的传授者,首先要提高认识,明确实验对提高学生操作能力的重要性。其次,一定要认真、负责,并且对基础比较差的学生要有耐心,对各种问题积极解答,促进学生上机实践的积极性,最终达到比较好的教学效果。学生是学习的主体,培养学生重视实践、乐于实践、爱上实践的态度,充分利用示范实例让学生产生兴趣,积极寻找机会,强化课堂上掌握的操作,挖掘计算思维潜力,引导学生提出新问题。

2.确保教学计划中实践与教学环节对接。各实践环节需纳入学校本(专)科教学人才培养计划中,以保证在校生获得必修学时和学分的需求。通过学科课程把计算机信息技术与学科教学有机地结合起来,将教与学融为一体,课程与计算机信息技术有效地整合,建构一系列实施沟通机制与丰富教学资源的学习氛围,有利于培养学习者创造性的自主发现和自主探索,最终实现既能发挥教师指导作用,更能保证学生自主性的全新学习方式。

3.计算思维引导自主研究实践教学环节。以计算思维为导向,以“技能训练―能力培养―思维形成”为主线,使学生学会用计算思维去思考问题和解决问题。在计算机基础理论教学中,计算思维的案例处处存在。在大学计算机基础理论教学中,培养计算思维能力需要有一系列的计算机应用课程作支撑和拓展。这些课程引导学生应用计算思维解决各种专业的问题。提高教与学的效率,改善教与学的效果,实现传统教学模式的创新。

4.探究小组研究团队激励自主研学。研究型教学方法引导学生建立团队(即研究小组),在共同研究的过程中,学生的合作精神得以培养,书面和口头表达能力得以锻炼,相互研讨,各尽所能,共同推动研究顺利进行。这种环境采用有效的教学方式,强化从小组成员的建立组成、探究计划的形成、小组探究方案制定、小组成员交流及教师指导等方面充分体现出研究型教学特点,创造良好的学术氛围,给教师的科研带来更多的灵感,进一步鼓励学生多想多做,把想法付诸实践,使创新精神上升为创新能力,达到双赢的目标。

5.网络教学课程平台保障教学的研究探索环节。网络课程平台中按模块设置课前预习、多媒体学习、网络学习、资源网站、交流论坛和学习评价等。平台上放有充足的网络资源,包含名校的精品课程的学习内容、教师根据实践教学布置的复习内容和扩充内容。小组间可交流,教师对必须掌握的知识点在平台上考核。在“课程学习交流论坛”上,教师参与到网络交流平台的活动中,对学生提出的问题给予及时的解答,鼓励学生多参与网络交流论坛,对积极主动的学生在考核评价时给予加分,作为成绩的评定依据。

四、结语

本文阐述了培养学生理解掌握计算机学科中的相关思想和方法,基于计算思维的教学导向在非计算机专业学生中实施课程设计中拓展,激发学生利用计算机技术解决本专业问题的自主研究能力,提升学生利用计算机分析和解决实际问题能力。

参考文献:

[1]九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明[J].中国大学教学,2010,(9):4.

[2]陆一平,查建中.缤纷课堂:源于国外的工程教育实践教学方法[J].高等工程教育研究,2009,(6):137.

[3]陈瑞玲.试论大学生自主学习能力提升的策略[J].教育教学论坛,2012,(11):128.

计算机研究生论文篇8

1 计算机数字视觉技术研究的地位

长期以来,人类持续不断地试图从多个角度去了解生物视觉和神经系统的奥秘,这些努力的阶段性理论研究成果已经在人们的生产生活中发挥了不可估量的作用。计算机视觉(CV)研究的主要内容是通过计算机分析景物的二维图像,从中获得三维世界的结构和属性等信息,进而完成诸如在复杂的环境中识别和导航等任务。计算机视觉研究的重要性是不言而喻的,会产生深远的经济和科学的影响。

20世纪下半叶以来,很多研究者都曾试图通过视觉传感器和计算机软硬件模拟出人类对三维世界图像的采集、处理、分析和学习能力,以便使计算机和机器人系统具有智能化的视觉功能。今天,数字图像相关的软硬件技术在人们生活中的广泛使用,数字图像已经成为当代社会信息来源的重要构成因素,各种图像处理与分析的需求和应用也不断促使数字视觉技术的革新。数字视觉技术的应用十分广泛,如数字图像检索管理、医学影像分析、智能安检、人机交互等。

数字视觉技术是人工智能技术的重要组成部分,也是当今计算机科学研究的前沿领域,经过近年的不断发展。已逐步形成一套以数字信号处理技术、计算机图形图像、信息论和语义学相互结合的综合性技术,并具有较强的边缘性和学科交叉性。

2 计算机数字视觉技术研究的核心问题

视觉问题复杂性的本质在于相对声音等物理信号的描述,视觉信号充满了非常丰富的信息,描述起来也更加困难。如何攻克图像信息提取过程中的各种难题一直是当今计算机图像学研究的热点问题,而且在科学家们还未完全破译生物视觉系统的奥秘的前提下,大多数问题只能采用逆向推导机制,依据已知或假设的关联将视觉系统的输入数字图像和输出语义描述对应起来。基于概率论和数理统计的数学模型是最适合解决这类逆推问题的工具,这也是目前领域普遍采用各种统计模型和机器学习算法的本质原因。

物体的三维表示是计算机视觉研究的一个关键问题。八元树(octree)表示法是一种紧凑、简洁的物体三维表示法,近年来这种表示法被广泛地应用到计算机视觉的研究领域。广义八元树表示法的优点是不受视图个数的限制,通过增加观察方向可以计算出更加精确的物体三维表示。主要缺点是需要进行多次坐标变换,在计算机上实现时需要研究相应的离散技术。线性八元树(linearoctree)是较八元树更加简洁的表示形式。

3 计算机视觉技术结构及其研究基本框架

计算机视觉技术内在的逆推机制决定了其在系统开发时必须将原始图像数据与其蕴含的知识之间的语义鸿沟加以弥补,在满足特定应用需求的前提下进行合理的图像内容简化和假设,形成目前普遍使用的计算机视觉系统结构:即图像数据层、图像特征描述层及图像知识获取层。由于各种图像特征都有其优点及不足之处目前趋势是结合不同种类的特征对图像内容进行综合表述,以建立较为可靠的图像信息模型,比如利用时空体数据结构 对人体行为等视频内容进行描述。

计算机视觉技术的研究主要围绕着四个基本理论框架:以Marr视觉计算理论为核心的深度重建框架;以感知特征群集为主线的基于知识的视觉框架;以“感知一动作”为基础的主动视觉理论框架;以综合集成理论为指导的视觉集成框架。其中,视觉集成理论框架是计算机视觉研究中一个较新的理论框架,并越来越多地受到cv研究者的关注。视觉集成理论的研究内容大致可以分为三个方面,第一方面的研究内容是关于视觉信息与其它类型信息的集成。第二方面的研究内容是关于视觉表示和视觉模型的集成。视觉表示方法主要分为三类:图像表示、表面表示、物体表示。视觉模型王要分为图像模型、结构和形状模型、运动和动态模型、不确定性模型。集成的视觉系统应该能够充分利用这些方法的优点。第二方面的研究内容是系统的集成。

4 计算机视觉的发展历程及其趋势

一般认为,计算机视觉技术研究始于20世纪50年代中期,当时的努力主要集中在二维景物图像的分析。区别在于,图像处理的目的是通过处理原始图像得到在某一方面更有利的新图像。模式识别关心的则是将一些模式归入预先定义的有限类别中,主要研究的是二维模式。而计算机视觉主要考虑的是对三维世界的描述和理解。

一般来说,比较一致的观点认为,计算机视觉的研究起始于1965年Rboesrt开创性的工作。Rboert对“积木世界”研究取得的成功激起了人们很高的期望。

60年代末70年代初期,计算机视觉研究领域的很多工作是关于低层视觉处理,从图像中提取重要的强度变化信息――边缘检测。然而,人们很快就认识到很多重要的物体属性无法只通过分析图像的灰度变化得出。到了70年代初期,问题更加明朗化,低层视觉处理无法从单幅图像中普遍地获取对景物的有用描述,计算机视觉的研究领域普遍地发生危机。为了摆脱困境,计算机视觉迫切地需要有一个统一的理论框架作指导。70年代中期到80年代初期,计算机视觉的研究领域首次出现了一个理论框架:视觉计算理论框架,将视觉系统从概念上分成几个独立的模块。80年代后期,计算机视觉的研究领域出现了主动视觉(`vtievsiino)的理论框架。

近年的研究结果表明,单一的图像特征描述机制,无论是对底层像素级特征的描述还是顶层语义特征的描述。都仅能在有限范围内对图像的内容进行建模。巧妙融合多种图像特征因此成为近年图像信息描述方面的主要趋势,近年来,计算机视觉的另一个理论框架――视觉的集成方法越来越多地受到重视。一个重要的趋势是用于识别真实世界中较为复杂的图像内容的技术,适合描述真实场景的各种特征不断得到发展。随着目前互联网络技术的不断发展,另一个值得重视的趋势是计算机图像技术与互联网技术、社交媒体技术等其它计算机技术的融合。

6 结语

计算机视觉识别技术虽然是一门新兴学科。但应用前景十分广阔,对其技术的有效性、易用性、实时性及稳定性能等方面有着较高的要求。因此。其技术面临着前所未有的机遇和挑战,该领域的发展亦有过激烈的争论和反思。但是,不可否认的是,计算机视觉技术研究在许多应用领域的应用前景都是广阔的、不可估量的。

参考文献

[1] 马玉真,陶立英,王新华.计算机视觉技术的应用[J].试验技术与试验机.2006(01)

[2] 潘春洪,张彩霞.计算机视觉简述[J].自动化博览.2005(05)

[3] 孙瑾,顾宏斌.计算机视觉系统框架结构研究[J].计算机工程与应用. 2004(12)

计算机研究生论文篇9

1.1研究动机

二十一世纪是知识经济时代,快速且正确掌握信息并将其转变为知识者,即掌握最大的优势与竞争力(许淑莲,2004)。科技大学生是台湾地区产业界高级人力资源的重要来源,在此知识经济时代,信息素养能力成为现代科技大学生必须具备的核心能力之一,而计算机基础能力又是信息素养能力中最基础的一环。因此,产业界除了解科技大学生信息素养中计算机基础能力中差异外,还要在全球化竞争的产业环境下,随时和全球人力资源的信息素养作比较,以了解台湾地区高级人力资源与其他国家或地区之间的落差。因此,运用全球共通的信息素养能力标准,检验台湾地区科技大学生信息素养中计算机基础能力是有必要的。本研究具有下述三个动机:

(1) 应对全球化的竞争时代

信息化的社会中,培养民众具备信息知识与应用能力,已成为各国教育发展的重点,各国陆续推动相关的信息教育计划,为其迈向二十一世纪的发展奠基(邱德青,2005)。

(2) 提升科技大学生信息素养的计算机基础能力

信息教育是培养使用者能利用计算机工具将所搜寻的信息作进一步筛选与分析整理,成为有用的信息,并有效地养成学习者创造思考及问题解决能力(何荣桂,1999)。而教育信息化就是要利用现代信息科技的辅助来促进教育发展,提升科技大学生的信息素养,以适应世界信息化发展的潮流和台湾地区信息化建设的步伐。

(3) 与国际接轨的信息科技―计算机基础能力

从1994年至2005年,有一些专家学者对信息能力作过研究介绍(戴建耘、吴正达、张明文、郑福昌,2006),但仅限于问卷方式,且较偏向理论,欠缺实证性与全球性的比较,尚未发现其运用国际标准为实施平台并以数据为证据的实证研究分析与比较。因此,本研究希望用实证性研究的方法,从国际化标准的信息能力指针检测来建立评估模式,探讨科技大学生在全球信息科技素养标准的情形。

2.2研究目的

本研究的目的是要探讨台湾地区科技大学生在全球共通性信息素养的计算机基础领域中三项能力指针的信息素养能力的差异性;以学生背景变量进行统计分析,以评估影响计算机基础领域的信息素养能力的因素。具体而言,本研究之研究目的如下:

(1) 评估各系学生信息素养中的计算机基础能力

基于全球信息素养能力标准,检测科技大学生在计算机基础领域及其领域中的三个指针所显示的信息能力程度的差异性。

(2) 评估学生背景变量对计算机基础领域的信息素养能力的影响

以科技大学生的计算机基础领域成绩表现,评估有哪些学生背景变量会影响信息素养中的计算机基础能力。

2文献探讨

2.1产学合作

有别于一般的产学合作模式,本研究通过产业界、教育学术界及国际认证界三方面的国际性产学合作模式,运用全球化标准的检测工具,进行以全球化数据为基础的实证分析、比较与评估研究。

学校教育除了加强理论与实务结合,同时也要让学生对产业界有宽广的视野,培养学生在进入产业界前的基本能力,以创造工作机会(Chaffanjon, 1994)。产学合作系结合学校教学资源及企业技术资源的合作策略,以达成共同培养技术人力的目的(江义年,2000)。全球竞争力愈来愈激烈,企业已不能长期立于不败之地(Steele, 1989),因此需要刺激合作来增进公司利益(Hamel & Prhahlad, 1994)。

近年来,台湾地区的产业界和教育学术界对于经由国际产学合作,进行人力资源评估与培育的分工与合作模式,已逐渐开始产生共识,通过此国际性产学合作模式,其研究结果将为产业界、教育学术界及国际认证界三方所共享,将研究的价值层面提升到国际化平台。

2.2信息素养能力

社会转型与信息科技迅速的发展和扩充引发了全球性的教育改革,信息通讯科技教育不能停留在保存知识和应用技术的层面,而是走向善用信息的信息素养(戴建耘等,2006)。培养将来能在学习型社会中“掌握信息的成功自学者”成为信息通讯科技教育的首要任务,能够获得和使用信息更是每位世界公民的基本权利(WSIS, 2006)。为此,各国纷纷将ICT (Information and Communication Technology)教育课程转变为信息素养的培养,以建构学生处理信息的知识(Bereiter, 2002)。联合国于2005年推动科技善用者(Power Users of Technology)计划,善用信息与网络通讯科技(ICT)成为世界各国二十一世纪的关键指针之一。

信息素养已然是现代科技大学生必须具备的一项重要专业知能,然而我们至今尚未有具备全球标准与信效度的检测工具,来检测科技大学生在全球信息素养标准的各项能力。

2.3IC3计算器综合能力考核国际认证

全球教学研究与考试管理中心Certiport与全球信息素养委员会GDLC(Global Digital Literacy Council ) 在2001年共同邀集各国信息、教育、行业企业专业人士,进行建立全球信息素养能力标准与计算机综合应用能力认证考核的可行性研究与发展工作。科技的变迁快速,全球化的ICT能力标准项目,需要动态地、不断地更新,才能符合实际教学、工作与生活上的需要。有鉴于此,Certiport平时收集或征求考生、教师、学者专家以及企业界用人单位的意见,每两年作一次版本的更新,让全球的信息素养ICT能力标准项目能动态式、不断地调整与更新(戴建耘,2005)。至今,计算机综合能力考核IC3证照通行全球超过128个国家和地区。全球参加Certiport全球认证测验中心至2007年12月已经超过500万人次,每月约有八万人左右参加考试。

IC3计算机综合应用能力考核国际认证分成三大领域(Domain)作为学习与能力评估与考核的依据,分别是计算机基础(Computing Fundamentals)、常用应用软件(Key Applications)、网络应用与安全(Living Online),请参考表一。计算机基础含有3个能力指标;常用应用软件含有4个能力指标;网络应用与安全含有4个能力指标(戴建耘、思递波,2008)。

3研究设计与实施

3.1研究方法与对象

本研究对象为台湾地区的辅英科技大学信息管理系、保健营养系以及物理治疗系三个系一年级学生,共127位学生为取样对象。先以叙述性统计分析学生背景资料,并以通行超过128国家,已有500余万考生接受考试的Certiport全球计算机综合能力测验平台,进行科技大学生在计算机基础领域的信息素养能力考试;藉由与Certiport的产学合作,运用Certiport的全球化庞大的成绩数据库进行数据探勘,撷取出需求数据,继之以单因子变异数分析vANOVAw,检定不同系所学生,在IC3计算机基础领域的各个指标能力成就表现是否有显著差异,以获知各系所学生在计算机基础领域之各项指针能力的信息素养能力特性,并比较三个系之间的差异;再将调查问卷所得的学生背景变量数据,以多元回归统计来分析有哪些背景变量因素能够影响信息素养中的计算机基础能力。本研究将所得的资料以统计软件包SPSS 10.0 进行统计分析。

3.2研究限制

(1) 本研究只选取辅英科技大学信息管理系、保健营养系以及物理治疗系一年级学生为研究样本,因此,针对本研究结果与发现的推论须谨慎。

(2) 影响信息素养能力的因素很多,本研究参考历年文献(戴建耘等,2006)后,选择以性别、年龄、每周使用计算机时数、计算机课程修课情形、接触计算机的年数等学生背景资料来进行研究。

(3) 本研究采用国际认证IC3计算机综合应用能力标准中的计算机基础领域的信息素养能力为本研究之范围,对于IC3的其他不同领域之信息素养能力,不纳入本研究范围。

3.3研究工具

全球信息素养能力检测工具很多,由于本研究期望了解辅英科技大学学生与国际信息素养能力标准差异情形,故必须选定具有全球公信力及具备全球数据库之国际认证检测工具。根据全球认证专业研究与管理中心Certiport对于IC3(Internet and Computing Core Certifications)计算机综合能力认证所进行的信效度检验报告显示,IC3具备信效度vCertiport,2003w;这也可从戴建耘(2005)的研究报告中获得一致的结果。所以本研究采用IC3计算机综合能力认证为本研究之检测工具。

3.4研究架构

本研究参考近年来学者探讨信息素养相关文献数据及博硕士论文(郭碧明,2003)、(柯云娥,2006)、(谢宜芳,2002)、(魏令芳,2002)、(林丽娟,2002),其采用的研究方法,仅限于以问卷方式为主,尚未发现其运用国际标准为实施平台、以数据为证据的实证研究分析与比较。本研究以全球信息科技素养标准IC3国际认证的计算机基础领域检测成绩及领域中的操作系统、计算机软件与计算机硬件等三项个别能力指标的正确率,来了解各系学生在信息素养能力上有无显著差异;并以性别、年龄、每周使用计算机时数、计算机课程修习情形、接触计算机的年数等背景变量进行多元回归分析,以评估影响计算机基础领域信息素养能力的因素。并期望此研究结果能提供教育机关规划大学生信息素养能力研习进修、检测的参考。本研究之观念性架构如图1 所示。其中成绩搜集服务器与成绩资料仓储为Certiport考试中心所提供的资源,经由数据挖掘技术,提供本研究所需的学生信息能力相关数据,用以和学生基本数据所提供的背景变量进行统计分析之用,以计算机基础领域的信息素养能力成绩为依变项,并将学生背景变量当自变项,进行包括指标成绩与成绩表现等进一步的分析与比较工作。

图1本研究架构图

4资料分析与讨论

4.1学生各项背景资料

学生各项背景变数计有:性别、年龄、每周使用计算机时数、接触计算机的年数、计算机课程修习情形。学生各项背景资料经叙述性统计分析之结果如表二所示。

4.2各系学生在IC3信息素养中的计算机基础能力表现

表三列出各系学生在IC3信息素养的计算机基础能力表现,以信息管理系表现最佳,通过人数16人,达34.8%;物理治疗系表现最差,通过人数只有7人,达15.6%。因此需特别加强物理治疗系学生在此领域的信息素养能力教育。但是以信息管理专业角度来看,未通过计算机基础领域能力考验的比例高达65.2%,也是值得留意的现象。

4.3各系学生在IC3计算机基础领域及三项能力指标的差异性

表四与表五列出各系学生在IC3计算机基础领域的信息素养能力成绩及其领域的三项能力指标之平均值与标准差,以及进一步以单因子变异数分析法分别对IC3计算机基础领域及3项能力指标进行分析的结果。从两个表中得知三个系学生在“计算机基础”(F=8.65, p

4.4学生背景变量对计算机基础信息素养能力的影响

为了了解哪些学生背景变项会对信息素养的计算机基础能力造成影响,本研究针对性别、年龄、每周使用计算机时数v时数w、计算机课程修习情形v学分w以及接触计算机的年数v年数w等学生背景变项,以多元回归分析来评估其对信息素养之计算机基础能力成绩vYw是否有显著的预测力,标准化后如方程式(1),所得分析结果如表六所示:

Y= -.068×[性别]-.224×[年龄1]-.087×[年龄2]+.058×[时数1]+.110×[时数2]-.199×[学分1]+.025×[学分2]-.256×[年数1]-.114×[年数2] (1)

就方程式(1)得知,3个对信息素养的计算机基础能力成绩具有显著预测力的背景变项分别为计算机课程修习情形v学分1w、接触计算机的年数v年数1w与年龄v年龄1w,而其对计算机基础领域的信息素养能力的影响程度大小顺序为:接触计算机的年数为首,年龄次之,计算机课程修习情形为末。性别与每周使用计算机时数因其回归系数的绝对值皆小于 .2,相对小于其他背景变项的回归系数绝对值,对信息素养中的计算机基础能力成绩较没有显著的预测力。

5结论与建议

5.1国际产学合作模式的研究优点

以往使用的信息素养能力检验工具,因施测的对象与地理范围受到局限,对于学生信息素养能力的研究,只能与台湾地区其他学生作比较,无法提升至全球平台上进行全球性比较。通过与国际认证产业及国际信息产业的产学合作模式,能够使用具备国际公信力、信效度的检验工具,基于全球信息素养中的计算机基础能力标准,探讨台湾地区科技大学生信息素养中计算机基础能力相对于全球方面的成就定位状况,并了解与分析科技大学生在不同计算机基础能力上程度与就读系所之间的差异关系。这种通过国际产学合作将研究范围扩及全球平台位阶的模式,具有以下特点:

(1) 解决了局限于台湾地区的研究限制,将研究国际化,并可将研究的信效度提升至国际位阶领域。

(2) 可探讨研究对象于全球共通水准平台上的表现比较。如本研究的结果,可得知辅英科技大学学生基于全球信息素养的计算机基础能力标准,所表现的信息素养的计算机基础能力。经由此种测评的研究模式与结果,可协助该校或教育界、信息能力培养单位与产业界了解科技大学生在全球范围中的表现,更为有效、正确地认识与研讨出信息素养中的计算机基础能力的教学与培养重点。

(3) 将台湾地区研究样本加入国际样本中,增进总样本的多样性与国际化,提升全球性评量的信效度,这是一种双赢互利的结果。如本研究采用国际认证为研究的检测工具,强化IC3国际认证的样本多样性与国际性,也优化IC3评量尺度的信效度。

5.2研究结论与建议

采用“Internet and Computing Core Certifications(IC3)-计算机综合能力考核国际认证”来分析辅英科技大学三个系所学生得知:仅26%学生通过IC3认证检验,达到全球标准,其中又以信息管理系的通过率最高。信息管理系在计算机基础领域与操作系统、计算机软件以及计算机硬件等3项能力指标表现最佳,保健营养系次之,物理治疗系殿后。但是信息管理系学生的计算机基础领域通过率也仅达34.8%,值得再深入研究。以单因子变异数分析法分别对IC3基础领域及三项能力指标进行分析,得知在计算机基础领域以及操作系统和计算机硬件两个能力指针都具有显著差异。再进一步以事后比较法分析,得知信息管理系在计算机基础领域以及操作系统和计算机硬件两个能力指针表现都优于物理治疗系。其中,又以物理治疗系学生的表现较弱。本研究选择计算机基础领域的信息素养能力成绩为依变项,并将学生背景变量当自变项投入于多元回归模式中分析,得知计算机课程修习情形、接触计算机的年数与年龄三个变项达到对计算机基础领域的信息素养能力成绩有显著的预测力,为其主要影响因素。分析以上结果,对于本研究样本的信息素养中的计算机基础能力状况,提出以下结论与建议:

(1) 学生信息素养中的计算机基础能力普遍低落,达到全球标准的人数不到三成,显示台湾地区在培养科技大学生信息素养中的计算机基础能力方面的努力,仍然需要加强,建议透过以下作为,提升学生信息素养中的计算机基础能力:

* 教育行政机构与学校合作,通过施行奖励措施与执行证照认证,鼓励学生参与国际信息素养能力认证检测,获得国际认证,提升整体学生达到国际标准的合格率。

(2) 信息科技相关学系的科技大学生相对于其他非信息科技类系所大学生,其信息素养的计算机基础能力有较佳表现,又以计算机操作系统和计算机硬件两个能力有着显著的表现差异。建议通过以下作为,提升学生信息素养中的计算机基础能力:

* 学校探讨分析信息科技相关科系与非信息科技相关科系在计算机基础能力方面的课程差异,并且适当安排课程,尽量缩短两者间在计算机基础能力方面的课程差异,特别是计算机操作系统和计算机硬件两方面的相关课程。

(3) 计算机课程学习情形、接触计算机的年数与年龄三个学生背景变量,对科技大学生计算机基础领域的信息素养能力有显著影响。学生学习越多计算机课程、接触计算机的历史越长久及越年轻人群,其计算机基础领域的信息素养能力有较佳表现。建议通过以下作为,提升学生信息素养中的计算机基础能力:

* 学校增加学生学习计算机相关课程的时数。

* 教育行政机关通过制定教育政策,提早学生接受计算机相关教育课程或活动的年龄层,以增长学生接触计算机的年数与提早学习计算机相关课程或参与相关活动,认识与使用计算机相关科技。

最后,期望此研究结果能提供教育行政机关与学校规划科技大学生信息素养能力相关课程设计、研习进修、检测的参考,也可成为产业界于人力资源招聘、培养、发展等规划的参考依据。而后续研究方向建议可针对其他信息素养能力领域和能力指标作实证研究,完成全面信息素养能力的研究。

参考文献

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[4] Steele, L. (1989). Managing Technology. NY: McGraw-Hill.

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计算机研究生论文篇10

我国高校计算机基础教育自20世纪80年代初期普及至今,其内容形式已经发生了很大的变化。研究性学习以其自身的众多优势成为现代教育所推崇的一种教育模式,高校计算机教学能否与这种优秀的教育模式相结合并且如何结合已成为广大一线教师普遍关注的话题。

一、研究性学习的内涵

研究性学习是相对于被动式学习而言的,即以学生的自主性、探索性学习为基础,以所涉及的教学内容为基础,在学科领域或社会生活中选择和确定研究专题,个人独立或小组配合完成所研究的专题。研究性学习立足于对学生潜能的开发和学习兴趣的强化,它弥补了以往课堂教学在内容方面的单调乏味,以其有效、主动、能激发学生想象力和创造力为优势。

二、高校计算机基础课程中开展研究性学习的必要性与可行性

计算机基础教育作为高校学生必修的公共基础课程,其根本目的就是让大学生了解计算机的基本原理,增强其日后在工作中解决实际问题的能力。因此,以研究性学习为教学形式开展高校计算机基础课程具有一定的必要性和可行性。

1.高校计算机基础课程开展研究性学习的必要性

大学计算机课程的内容相当庞杂,由于受到课时的限制,一些比较难于理解的内容,教师也不会占用太多的时间进行讲述。很多学生的理解能力还达不到在较短的时间内就能够完成教学任务的程度。此外,大学计算机课程的设置使得学生的学习效果大多只能达到博而不精的程度,采用研究性学习的教学方式可以给学生较大的选择空间,而且增强了学生的计算机自学能力,使计算机教学中的“因材施教”得到更好的落实。

2.大学计算机基础课程开展研究性学习的可行性

在高校计算机基础课程中开展研究性学习有着丰富的知识资源作为其基础。大学生可以通过学校的图书馆、电子期刊数据库等资源,对所选定的计算机基础知识开展研究性学习;计算机课堂最大的优势就在于使用电脑作为教学工具,而计算机恰恰正是研究性学习的一种重要的手段,学生可以通过丰富的网络资源对所需掌握的知识进行学习,还可以为所选的计算机研究性学习专题积累素材。因此,从某种层面上讲,计算机教学与研究性学习存在着很大的关联。换句话说,高校计算机基础教育水平提高了,研究性学习的手段也就提高了,反之亦然。

三、基于研究性学习开展高校计算机基础教育的步骤

就国内外开展研究性学习的状况来看,研究性学习的课程设置大体上有两种形式:一种是完全开放的模式,即由教师给定学生一些相关主题,学生在这些主题中选择自己感兴趣的题目,然后自主地对所选定的主题进行学习和研究,再通过特定的形式将学习的效果反馈给教师。这种形式的研究性学习主要是在课外进行。另一种是在计算机课堂上采取研究性学习的形式,它是从原有教材出发,由教师选择适当的内容设置课题开展研究性学习。后一种形式是目前我国高等计算机基础教育中开展研究性学习普遍采用的形式,其一般可以归纳为以下几个步骤:

1.选题和布置

由教师根据教材选择适合的内容作为学生进行研究性学习的专题。教师一般可将理论转化为生活或工作中可能遇到的问题。

2.小组讨论和资料收集

根据教师布置的教学内容,学生组成研究小组,对于每一个布置要求如何实施,需要收集哪些材料来辅助完成课题,以及如何解决在研究性学习过程中遇到的一些问题等进行讨论,并根据小组讨论的结果,分工对所需的材料进行收集。

3.具体实践

这一过程是学生对所收集的材料和小组讨论结果进行整理、归纳、概括,从中找出规律,得出结论,提出自己建议的一个阶段,最终得到的就是研究性学习中对教师布置的专题所完成的成果。

4.反馈和评价

将所得研究成果按照一定形式,如论文、实验报告、多媒体演示或者专题报告等展示出来。由教师和同学对所展示内容进行评价并提出相关问题由展示者进行回答,师生共同交流分享成果,进行思维的碰撞。在这个过程中,每个学习者根据教师和同学的反馈,对自己的研究性成果进行全方位的总结,以获得更深一步的理性认识,完善认知结构。

四、涉及的问题及解决方法

1.谨慎选择研究性学习的内容

要通过研究性学习在计算机基础教学中取得良好的效果,计算机教师为学生选择的研究专题就必须在学生的能力范围之内。选题难度过大,会导致学生无所适从,从而失去学生自我进行研究性学习的可能性;而选题难度过低,学生会缺乏对于完成所选专题的欲望,这也就会失去研究性学习的必要性。因此,计算机教师必须在教学实践活动中很好地把握学生的实际水平和心理状况。实践证明,只有那些略微超过学生实际能力的选题,才是最能激发学生兴趣,刺激他们发挥潜力和能动性的选题。

2.加强对学生在研究性学习过程中的监管

首先,计算机基础教学中开展研究性学习一个必不可少的阶段就是让学生针对所选定的研究课题进行分组讨论,因此教师必须在这一过程中加强对各个讨论小组的督导,防止在小组讨论中出现偏离主题的话题。当然,这种督导要讲究一定的技巧和方法,否则过分地干预不但会压制学生自由发挥主观能动性和学习的兴趣,更背离了研究性学习的原则和宗旨。

其次,计算机是高校计算机基础教学中开展研究性学习不可或缺的工具,它为学生提供了丰富的信息资源,同时也给了他们无限的诱惑。对于计算机这种工具的利弊争议已久,它对学生在计算机学习中的作用是毋庸置疑的,但是同时它也是一种娱乐工具。计算机教育工作者在尝试和开展研究性学习时应当格外重视,加强对学生的相关监督,在计算机中设置相关系统,对学生的学习过程进行适当的监控。

研究性学习不仅是一种教育形式,更是一门科学。作为计算机基础教学的一线教师,我们必须很好地把握它的实质,并且在教学过程中积极地转变自身的教育理念,以便更好地使研究性学习为计算机基础教学服务。

参考文献:

[1]白秋英.计算机教学中的研究性学习[J].职业教育研究,2006.

计算机研究生论文篇11

沈阳建筑大学是辽宁省唯一的一所建本文由论文联盟收集整理筑类院校,我校控制科学与工程学科以智能建筑技术为学科特色,智能建筑技术的核心计算机控制技术。随着计算机控制技术的发展,对计算机控制理论和技术要求越来越高,但多年来计算机控制理论与设计课程教材内容上没有太大变化,教材内容陈旧是主要问题之一;其二,计算机控制理论课程与实际脱节,就理论讲理论,内容枯燥,不易理解;其三,很难能找到适应建筑类院校研究生培养的教材。

为此,对该课程进行了改革,取得了良好效果。

1.1 引进前沿技术

结合计算机控制技术的发展和最新成果,引入计算机控制研究的前沿技术,不断更新教学内容,使学生能学习掌握最新的知识和技术。

1.2 注重基础教学

按照“基本原理-系统分析-系统设计”的思路讲授课程,结合实例分析和实践环节,使学生掌握计算机控制系统基本原理、方法和技术,具备计算机控制系统的应用和设计能力。

1.3 反映智能建筑特色

结合智能建筑系统工程实例讲授,使计算机控制理论与智能建筑系统设计融合,体现智能建筑技术特色。

1.4 重在能力培养

将计算机控制理论学习与工程案例分析、科研成果相结合,通过课堂讨论、专题报告、专家教学、科研活动等实践环节训练,培养学生的实践能力。

2 丰富教学内容,满足社会发展需求

2.1 收集相关资料,充实课程内容

注意学科发展动态,收集国内外控制理论与控制工程的相关资料,特别是控制理论方面的有重要价值的论文、参考书籍及控制理论方面的原版教材,将计算机控制技术中最新、最先进的知识引入教学,大大充实了计算机控制理论与设计课程的教学内容,扩大了学生的知识视野。

2.2 将科研成果引入教学

在课程讲授的过程中结合科研工作研究成果,将科研中成功应用的计算机控制系统的工程实例开展案例教学,通过对计算机控制系统实例进行解剖分析,从硬件设计到软件控制程序,从软硬件接口电路到大系统连接,从常规的控制方法到先进的智能控制方法,结合实际系统设计中的经验,理论联系实际,受到学生普遍欢迎。

3 改进教学方法,提高教学效果

3.1 改进教学模式,促进学生积极思考,激发创造性思维

建立以学生为主体、以教师为主导的基于探索和研究的教学模式。在课堂教学中,以国内外典型计算机控制工程实例为载体,引导学生多方位、多角度地发现问题,有效地调动学生的学习积极性,激发学生的潜能;在课堂教学中鼓励师生交流;启发式教学,引导学生通过思考、分析和探索学习,鼓励学生大胆质疑、独立思考和创新思维。教学模式的改变,调动了学生学习的积极性,又激发了学生的创造性思维;开展研究型教学,开展学科前沿知识研讨、理论难点研讨、系统设计难点研讨等专题讨论。具体方法是:事先布置研讨内容,让学生查阅资料,针对实际问题,阐述自己的观点,每个研究主题指定主讲述人,并进行专题研讨,通过多媒体等现代化教学手段激发学生学习的兴趣,通过与学生互动,包括课程介绍、图片和录像资料、系统实例分析等教学资料,进行深度思考。

3.2 案例教学收到良好效果

在课堂教学中,将基本理论、设计方法、实例分析等按模块化进行归类,采用模块化教学分析方法,每章归纳出知识结构,从知识结构了解各个知识点之间的联

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系,以及模块中的各个知识单元到模块与模块之间的内在联系,深入浅出,由理论到工程应用,使学生易于掌握。

3.3 教学方法和手段的多样化,提高了学生的学习兴趣

深入实际:到中科院沈阳自动化所、科学家花园智能工程现场等单位进行现场教学。事先布置一些思考题,让学生带着问题学习,把课堂的理论知识和实践知识有机地结合起来。请专家讲解计算机理论在机器人控制、智能建筑中的应用技术,并通过现场的演示和实际操作,从理论到实践,展示了计算机控制理论在实际对象中的应用情况,更真实、直观,使学生更加真实地了解了计算机控制理论的重要性。

专家讲座:聘请有智能建筑实际工作经验的专家到校内做学术报告,做计算机控制技术发展国内外发展状况及计算机控制技术在智能建筑技术中的应用方面的报告,扩大了学生的知识视野开阔了学生的知识视野。

将现代技术与教材有机结合:现代技术与教材有机结合,形成立体化的教学环境。多媒体课件、网络教学软件、文字引导学生开展科研训练,学生自主选题,搜集资料,开展科研训练计划,鼓励研究生开展研究性学习,以巩固学生课程所学知识,并使课堂教学与科学研究融为一体,激发他们的科研和创新热情。

多种教学方式的融合:如课本文由论文联盟收集整理堂讨论教学与教师讲授相结合,学科前沿知识与教材基本内容相结合,理论与工程实际相结合,科研成果与教学内容相结合,课堂教学与实践教学相结合等,大大提高了讲课效果。

(1)采用模块分析方法,深入浅出。系统设计要结合科研工作实际,从理论到实践,通过工程实例讲述,使设计更贴近实际;(2)将抽象的理论描述转化为形象化的描述。利用图形、图像信息资源使学生能够尽可能的接近实际系,从而提高学生认知度和学习兴趣。(3)在分析系统特性时,采用对比的分析方法,有助于学生深入理解各种分析方棕的特点、区别、适用条件及相互之间的关系。

计算机研究生论文篇12

理论研究科学既有深厚的科学意义,又具备丰富的应用功能,是最基本的计算机科学的组成部分,在国际上一直很受重视,但在国内却是大家不太了解的领域。

据了解,从1998年成立至今,微软亚洲研究院已经确立了五大研究方向,涵盖多媒体、数字娱乐、用户界面、无线及网络技术和互联网搜索与挖掘等领域。本次成立的理论研究组将与原有的五个研究组平行运作,为他们提供理论方面的支持,帮助他们进一步拓展研究的深度和广度。

首先,先谈谈关于计算科学与计算机发展。

第一,计算的本质以及远古的计算工具。抽象地说, 所谓计算, 就是从一个符号串f变换成另一个符号串g。比如说,从符号串12+3变换成15就是一个加法计算。如果符号串f是x2,而符号串g是2x,从f到g的计算就是微分。定理证明也是如此,令f表示一组公理和推导规则,令g是一个定理, 那么从f到g的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看,文字翻译也是计算,如f代表一个英文句子, 而g为含意相同的中文句子, 那么从f到g就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点?为什么把它们都叫做计算?因为它们都是从己知符号(串) 开始, 一步一步地改变符号(串) , 经过有限步骤, 最后得到一个满足预先规定的符号(串) 的变换过程。

从类型上讲, 计算主要有两大类::数值计算和符号推导。随着数学的不断发展, 还可能出现新的计算类型。早在公元前5世纪,中国人已开始用算筹作为计算工具,并在公元前3世纪得到普遍的采用,一直沿用了二千年。同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。

第二,近代计算系统与电动计算机和电子计算机。近代的科学发展促进了计算工具的发展:在1614年,对数被发明以后,乘除运算可以化为加减运算,对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年,冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年,曼南在计算尺上装上光标,因此而受到当时科学工作者,特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的,是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器,是长1米的大盒子。自此以后,经过人们在这方面多年的研究,特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后,出现了多种多样的手摇计算器, 并风行全世界。

20世纪初,电子管的出现,使计算器的改革有了新的发展,美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展,使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一,也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。

第三,摩尔定律与计算的极限。人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升?传统计算机计算能力的提高有没有极限?对此问题,学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高,最终地球上所有的能量将转换为计算的结果――造成熵的降低,这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的, 因此, 传统电子计算机的计算能力必有上限。

而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到21世纪30年代,芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度(1纳米=10-9米), 此时,导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律――牛顿力学沿导线运行,而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象,从而导致芯片无法正常工作;同样,芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸(约5纳米)后,晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。所有的美妙都是彼此联系和有意义的

第四,量子计算系统。量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题:量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例,在干涉过程中,相互作用的光子每增加一个,有可能发生的情况就会多出一倍,也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了,不过,在费曼眼里,这却恰恰提供一个契机。因此,只要在计算机运行的过程中,允许它在真实的量子力学对象上完成实验,并把实验结果整合到计算中去,就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。

量子计算的出现,则彻底打破了这种认识与创新规律。它建立在对量子力学实验的在现实世界的不可计算性。试图利用一个实验来代替一系列复杂的大量运算。电子计算机和互联网的出现,大大加强了人类整体的科研能力,那么,量子计算系统的产生,会给人类整体带来更加强大的科研能力和思考能力。不仅如此, 量子计算系统会更加深刻的揭示计算的本质, 把人类对计算本质的认识从牛顿世界中扩充到量子世界中。

再次,关于理论计算机科学研究提速

据了解,从1998年成立至今,微软亚洲研究院已经确立了五大研究方向,涵盖多媒体、数字娱乐、用户界面、无线及网络技术和互联网搜索与挖掘等领域。本次成立的理论研究组将与原有的五个研究组平行运作,为他们提供理论方面的支持,帮助他们进一步拓展研究的深度和广度。

第一,理论研究科学深厚的科学意义和具备丰富的应用功能。理论研究科学既有深厚的科学意义,又具备丰富的应用功能,是最基本的计算机科学的组成部分,在国际上一直很受重视,但在国内却是大家不太了解的领域。直到2004年,计算机理论学界大师姚期智从任教多年的普林斯顿大学回归清华大学时,才算刚刚起步。

微软亚洲研究院院长沈向洋认为,理论研究组的意义在于,从科研角度来讲,理论相当于底层的基础支撑,丰富的、有深度的、坚实的理论资源将使基础研发走得更快更远。他表示,对于微软亚洲研究院来说,促进地区整体科研实力的提高是其使命之一。理论研究组的成立,除了为研究院其他组的研究以及微软产品的研发做好坚实的理论储备,进一步促进研究院的发展和创新外,还希望能和清华大学等科研院所一道促进理论计算机科学在中国的研究与发展。

第二,理论计算机科学研究的机会与挑战。理论计算机科学怎样才能够做出一些突破性的研究,让中国信息科学的研究更上一层楼,姚期智院士举了两个例子:

其一点,有些问题是效率问题,譬如互联网的搜索就能得益于理论计算机科学的发展。互联网是一个很大的图形,在这个图形里面所做的事情,基本上是理论计算机科学里面所包含的问题,如果能在算法上进行改进的话,就能在科学、时间、商业上取得非常大的效果,从而发挥强大的效益。

另一点,有些问题,不单是效率问题,而是能不能够做到的问题。譬如安全,在过去30年的研究里,大家公认的在信息安全、网络安全方面,没有一个好的理论框架和基础,不可能做到绝对安全,完全避免黑客的攻击。因此,必须在理论发展的基础上去保证各种信息的安全。

未来可能会从两个方面解决摩尔定律的极限问题:一方面是计算机的硬件,譬如说量子计算机;另一方面是计算机的软件。

综上所述,如果观察历史,会发现人类文明不断增多的“发现”已经构成了我们理解世界的“公理”,人们的公理系统在不断的增大,随着该系统的不断增大,人们认清并解决了许多问题。人类的认识模式似乎符合下面的规律:“计算工具不断发展-整体思维能力的不断增强-公理系统的不断扩大-旧的神谕被解决-新的神谕不断产生”不断循环。

无论量子计算的本质是否被发现,也不会妨碍量子计算时代的到来。量子计算是计算科学本身的一次新的革命,也许许多困扰人类的问题,将会随着量子计算机工具的发展而得到解决,它将“计算科学”从牛顿时代引向量子时代,并会给人类文明带来更加深刻的影响。如果我们用最好的方法,写的软件程序能够比现在更有效率的话,计算能力本身就会帮我们做许多现在无法做到的事情。

参考文献:

计算机研究生论文篇13

仿脑计算理论与模型

超并列机器学习理论与算法

基于人类视觉信息处理的计算机视觉理论与方法

脑-计算机接口技术

机器人技术

多媒体信息获取技术

无缝媒体通讯技术

这里需要强调的是,微软亚洲研究院汤晓鸥博士为联合实验室研究方向的确定和研究课题的筛选作出了重要贡献。汤晓鸥博士在联合实验室成立之初,就来上海交通大学为我们作了一场精彩的学术报告,不仅介绍了微软亚洲研究院在计算机视觉领域最新的研究成果,而且为我们的学生详细介绍了如何脚踏实地、一步一步地开展高水平的科学研究,使同学们受益匪浅。自联合实验室成立以来,微软亚洲研究院的多名国际知名专家来上海交通大学讲学,他们是“深蓝项目”之父许峰雄博士、系统结构专家张峥博士和自然语言处理专家周明博士。

2006年度微软亚洲研究院资助了联合实验室在机器学习、机器人和多媒体通信三个方向的研究课题,具体内容如表1所示。

2研究成果

联合实验室成立一年多来,取得了多项创新性的研究成果,已在国内外学术刊物和会议上30余篇。由于篇幅限制,下面仅对部分成果作简要介绍。

(1) 超并列机器学习理论与算法

上海交通大学计算机科学与工程系吕宝粮教授在仿脑计算、机器学习和脑-计算机接口等方向与微软亚洲研究院系统结构组、文本组和图像组有着密切的合作与交流,他们共同致力于研究大规模分布式超并列机器学习理论与算法,并将其研究成果应用于人脸识别、自然语言处理、生物信息学和脑-计算机接口等领域。在此期间共同进行博士和硕士研究生以及本科生的培养,联合发表学术论文。与微软研究院的文本组、图像组和机器学习组定期交流和选派学生实习。通过双方真诚的合作,智能信息处理方向已有2名博士生和5名硕士顺利通过答辩。目前上海交通大学有1名博士后、3名博士生、5名硕士生和4名ACM班的本科三年级学生投入到合作研究课题中,来自微软亚洲研究院的1名优秀青年员工在机器学习方向作为博士生进行联合培养。

(2) 无缝媒体通讯技术

上海交通大学电子工程系熊红凯副教授在无缝媒体通信方向,与微软亚洲研究院网络多媒体IM组已经进行了多年的合作研究,他们共同致力于无缝媒体通信的良好远景,主要研究视频信号多元化智能处理与传输,工作包括可伸缩视频编码、分布式视频编码、网络编码,等。微软研究院IM组吴枫等研究人员与他们在此期间共同进行博士和硕士研究生的培养,支持他们参与国际技术标准MPEG-21和JVT的制订,联合提交技术提案和发表学术论文。

通过合作研究,媒体通信方向已有2名博士生、3名硕士生顺利毕业;目前上海交通大学在此方向有2名博士生、4名硕士生投入到合作课题中;微软亚洲研究院有2名优秀员工在媒体通信方向作为博士生进行联合培养,实现一体化技术合作。合作研究的积累,使得该团队获得了2005年和2006年度国家自然科学基金面上和重点项目的相关课题资助。另外,2007年获得了国家“十一五”863计划专题。

(3) 移动机器人的视觉定位技术

服务机器人是一个新兴的快速发展的研究领域。服务机器人的首要问题是其必须在执行任务中应付复杂的环境。复杂环境中的目标定位技术成为其中一项挑战性课题。

项目组提出了一种新的单目摄像头实时定位算法,可以实时计算摄像头的三维运动轨迹。该算法基于视觉路标,集成了目标识别、特征跟踪和3D定位算法。其核心思想是:识别场景中的视觉路标,并主动跟踪匹配特征点,计算摄像机的3D运动轨迹。为了提高算法实时性,相对耗时的目标识别模块只在初始化时寻找和识别路标,接着跟踪算子跟踪匹配特征点,转入实时跟踪过程,同时输出3D轨迹。

实验表明,结合目标识别、跟踪和3D定位,本文算法可以主动发现和实时跟踪感兴趣目标,对于普通PC和USB摄像头,能以30帧/s跟踪运动目标。3D定位也有较好的精度,准确跟踪时,定位误差一般在5cm之内。此外由于每帧都单独计算位姿,因此不存在累积误差,目标丢失后也能快速被识别和跟踪。

3人才培养

联合实验室成立伊始,双方就将人才培养作为合作的重中之重,经过双方的共同努力和友好合作,在一年多的时间里,已经实施了下列三个具有特色人才培养项目。

(1) 博士生联合培养项目

上海交通大学与微软亚洲研究院的博士生联合培养项目是实验室在人才培养方面的合作亮点。该项目主要包含两方面的内容,一方面上海交通大学聘用微软亚洲研究院的资深研究员为上海交通大学博士生导师并与上海交通大学的教授一起联合指导博士研究生;另一方面微软亚洲研究院选派具有硕士学位的优秀员工到上海交通大学攻读博士学位。目前有六位微软研究员被聘为上海交通大学客座教授,其中沈向洋博士、洪小文博士、张峥博士、宋歌平博士和汤晓鸥博士为博士生导师。2006年4月微软亚洲研究院选送了六位优秀青年员工来上海交通大学攻读博士学位,这些博士生首先在上海交通大学完成学位课程的学习,之后他们将在上海交通大学导师的指导下在微软亚洲研究院进行博士学位论文的研究工作。这六名博士生的导师分别是上海交通大学计算机科学与工程系的张申生教授、俞勇教授和吕宝粮教授;电子工程系的张文军教授和孙军教授。博士生联合培养项目的实施,既是微软亚洲研究院对优秀青年员工继续发展的支持和鼓励,同时通过双方深入的交流,将微软亚洲研究院的研究理念和企业需求带到上海交通大学,为双方的共同发展作出了贡献。

(2) 卡内基・梅隆大学联合人才培养项目

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