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计算机专业“数字信号处理”课程研究性教学改革
摘要：本文从教学内容改革、实践环节改革、多媒体教学改革、课程网站建设等方面探讨了“数字信号处理”课程研究性教学的改革探索与教学实践。　　关键词本文来自：计算机毕业网 ：数字信号处理；研究性教学；教学改革　　　　　　　　1引言　　　　“数字信号处理”是电子信息类专业必修的专业基础课程，理论性和实践性都很强，概念抽象，对数学基础要求高，教和学均有一定难度。以往的教学多以“教材+板书+课堂讲授”这一传统形式，不直观、不生动，不利于激发学生的兴趣，也不利于学生对学习内容的消化理解，有必要对该课程实施改革，采用研究性教学方法。　　研究性教学方法是由美国教育学家杜威提出倡导的，特别是他的“反省思维”理论。杜威认为“反省思维”源起于对“不确定”的困惑。典型的反省思维包含五个序列不固定的阶段，即问题、观察、假设、推理、检验。学生在自主解决这些问题的过程中进行探究、实验、整合和积累专门化的科学知识，从而培养反省思维。我们按此思路对“数字信号处理”课程进行了研究性教学方法的改革，涉及到教学内容改革、实践环节改革、多媒体教学改革、课程网站建设等方面。　　　　2改革教学内容，突出计算机专业特色　　　　“数字信号处理”课程主要讲解数字信号处理的基本概念、基本分析方法和处理技术，主要讨论离散时间信号和系统的基础理论、离散傅立叶变换DFT理论及其快速算法FFT、IIR和FIR数字滤波器的设计以及有限字长效应。学生学习这门课，可掌握利用DFT理论对信号进行谱分析，以及数字滤波器的设计原理和实现方法，为进一步学习有关图像处理、语音信号处理等方面的课程打下良好的理论基础。这门课程的先修课程有高等数学、信号与系统、概率论与数理统计等，后续课程有数字图像处理、语音信号处理等。数字信号处理课程对数学基础要求比较高，如级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换等。　　数字信号处理课程在我院计算机科学与技术专业作为任意选修课开设，教学内容基本是其它电子信息类专业的子集，有着浓重的电子工程与通信工程的专业色彩，而缺乏计算机专业的特色，学生在学习这门课程时，普遍感到数字信号处理的概念抽象，对其中的分析方法与基本理论不能很好地理解与掌握，甚至有“隔行”的感觉。学生专业基础知识的缺失，不利于研究性教学的实施。　　为了有助于学生理解与掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法以及综合应用所学知识解决实际问题的能力，我们根据计算机专业的基础对教学内容进行了重新设计，着重突出“离散时间信号和系统的基础理论”和“DFT理论及FFT算法”，兼顾“IIR和FIR”。考虑到计算机专业学生没有学过信号与系统这门前修课，“离散时间信号和系统的基础理论”这部分内容侧重讲概念，考虑到计算机专业学生不熟悉电子工程和通信工程领域，“DFT理论及FFT算法”这部分内容注意与学生较熟悉的计算机领域的应用(如图像处理、语音信号处理等)相结合，而对于“IIR和FIR”这部分内容，由于与计算机专业“距离”相对较远，并不作为重点，只是讲授基本思想，为学生自学与计算机应用关系紧密的现代滤波器(如卡尔曼滤波)奠定基础。　　　　3加强实践环节，引入MATLAB软件，实施研究性教学　　　　MATLAB的Signal Processing Toolbox提供了大量的模型，用于表示多种信号和线性时变系统，包括传递函数、状态空间和零极点增益以及信号表示形式的转换函数，提供了一套完整的有限脉冲响应(FIR)和无限脉冲响应(IIR) 数字滤波器的设计方法。这些方法支持快速低通、高通、带通、带阻和多频带滤波器的设计与分析。滤波器类型包括：Butterworth滤波器、Chebyshev 滤波器、elliptic滤波器、Yele-Walker 滤波器、基于窗的滤波器、最小二乘法和Parks-McClellan 滤波器(实数和复数)。滤波器结构包括直接Ⅰ型、直接Ⅱ型，Lattice、lattice-ladder和二阶节型。Signal Processing Toolbox还提供了计算多种变换的工具，包括离散傅立叶变换，离散余弦变换，Hilbert 变换和Goertzel变换。利用图形用户界面GUI工具，学生可以交互地查看和检测信号，设计滤波器，进行谱分析，并同时观察参数及方法的影响，这些工具非常有利于时间序列，零极点位置的可视化。GUI工具包括：FDATool，FVTool，SPTool，WINTool等。　　将MATLAB应用于数字信号处理课程的教学，主要体现在两个方面：　　(1) 在课堂上将理论教学与MATLAB图形演示结合起来，使学生在接受枯燥理论知识的同时，可以看到相应知识点的验证演示，理解各种变换的计算过程，从而使课堂教学更加直观、生动和紧凑。图1给出一个用于课堂教学的实例，该实例来自MATLAB 6.5自带的Demo，可以非常生动地演示离散傅里叶变换。该例中，通过用鼠标拖动波形曲线(上部子窗口)，可以实时地观察到离散傅里叶变换结果的变化。图1(a)是频率较低的正弦信号的变换，图1(b)是频率较高的正弦信号的变换，非常直观的显示了离散傅里叶变换的物理意义。此外，还可以通过Signal下拉列表框选择正弦波、方波、锯齿波等不同波形、通过Window下拉列表框选择矩形窗、三角形窗、Chebyshev窗、Kaiser窗等不同窗函数来演示各种的变换结果。教学过程中，还可以根据需要修改程序，实现更丰富的功能。　　　　图1 离散傅里叶变换演示　　　　(2) 针对课堂教学中涉及的重点、难点适当布置课外实践题目，让学生利用MATLAB软件对某一专题进行自主研究，完成平时以书面形式难以完成的题目，加深对所学知识的理解，提高学习兴趣和实践创新能力。　　　　4改革教学手段，推进多媒体教学　　　　数字信号处理课堂教学过程中，涉及到大量的信号变换与分析图谱，仅靠板书画图，费时费力，不精确，不生动。教学实践表明，传统的课堂教学模式单一，连续不断的讲解常常令教师疲惫不堪，学生也因单调乏味而产生厌烦心理，致使教学目的难以达到，教学质量难以保证。而多媒体作为一种新型的教学手段，以其鲜明的图像、生动的画面、灵活多变的动画及声音效果，克服了传统教学模式的诸多不足，受到师生的认可与好评。多媒体教学是指在教学过程中，根据教学目标和教学对象的特点，通过教学设计，合理选择和运用现代教学媒体，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，以多种媒体信息作用于学生，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果。　　我们综合了现有各种教材的配套课件，根据我们的教学内容开发了相应的多媒体课件(如图2)，尤其注重信号变换的图解演示。多媒体教学的应用，不仅增加了课堂的生动性，同时增加了课堂的信息量，适当引入了数字信号处理的典型产品图片、有代表性的学者照片及相关的科学故事，提高了学生的兴趣和学习积极性，也培养了学生进行科学探究、严谨求实的精神，在教书的同时，融入了育人理念。　　　　图2 数字信号处理多媒体课件　　　　5建设课程网站，提供课外研究交流平台　　　　课堂教学的时间毕竟是有限的，随着课时的不断压缩，课堂讲授的内容也必须不断精简，而且还有留出更多的时间进行课堂研讨，一些内容没有充足的时间在课堂上展开。为了有效地拓展课外学习、研究和交流的空间，我们基于学校的Blackboard Academic Suite系统建设了数字信号处理课程网站(图3)，开辟了课程信息、教师信息、教学资源、课程论坛、学科动态、趣味知识、动手实验、测测自己、作业收发等板块，尤其教学资源板块，分门别类地提供了教学课件、电子教材、实用软件、外部资源等大量丰富资源，这些资源，有的是自行开发的，有的是来自Internet的，极大地弥补了课堂教学的不足，为学生课外研究交流提供了平台。 　　　　图3 数字信号处理课程网站　　 　　参考文献　　[1] 王红玲. “研究性”教学模式的探索与应用[J]. 科技咨询导报,2007,(14):248.　　[2] 程佩青. 数字信号处理教程[M]. 北京:清华大学出版社,2002.　　[3] 何海鹰. 如何在高校教学中采用研究性教学方式[J]. 继续教育研究,2007,(5):140-141.　　[4] 苏金明. Matlab 7.0实用指南[M]. 北京:电子工业出版社,2004.　　[5] 张红霞. 多媒体教学的实践与探讨[J]. 吉林省教育学院学报,2006,22(6):70-71. 曝气生物滤池净化技术的探析BR>　　一、曝气生物滤池的结构形式 　　 　　曝气生物滤池的结构与普通快滤池基本相同,不同之处在于曝气生物滤池下部或底部增加了曝气系统。根据水流方向其可分为上向流和下向流两种,早期的曝气生物滤池多采用下向流,如BIOCARBON。由于下向流曝气生物滤池的纳污效率不高、易堵塞、运行周期短,因此现在多采用上向流方式(即采用气水同向流),使布水、布气更加均匀。同时,在水气上升过程中可把底部截留的SS带入滤池中上部,增加了滤池的纳污能力,延长了工作周期。目前,上向流曝气生物滤池有BIOFOR®、BIOSTY®、COLOX®、DeepBedTM、BIOPUR®R等多种形式,其中BIOFOR&R应用最为广泛。 　　为了适应不同的水质和拓宽应用范围,很多科研、工程技术人员对曝气生物滤池结构进行了研究改造。邹伟国等开发了一种名为BIOSMEDI的曝气生物滤池,它采用了脉冲反冲洗、气水同向流的形式,可用于微污染源水预处理或污水深度处理。孙力平等为了解决BIOFOR®R的滤头堵塞问题把滤头改成穿孔管并降低了空气扩散管的位置,该工艺用于造纸和印染废水的处理取得了良好的效果。 　　 　　二、曝气生物滤池的功能 　　 　　单个曝气生物滤池可完成碳化、硝化、反硝化、除磷等功能,与其他工艺组合可进行一般城市污水或工业废水的二级或三级处理。 　　由于各功能的实现对滤料粒径大小和滤层厚度、负荷、曝气等参数的要求不尽相同,一般认为不宜把各种功能放在同一个曝气生物滤池中完成。但最近有研究者对在一个曝气生物滤池中完成碳化+硝化、硝化+反硝化、硝化+生物除磷、硝化+化学除磷和反硝化+生物除磷等组合功能进行了尝试和探讨,均取得了一定的研究成果。 　　 　　三、曝气生物滤池的启动 　　 　　曝气生物滤池的启动与一般生物膜法的启动方式相同。国外一般采用三种方式:①间歇培养并逐步增加流速;②在设计流速下或逐渐增加流速进行连续培养;③用活性污泥接种,稳态运行。三种启动方式中生物膜的生长速率、分布和对污染物的去除率等变化规律各不相同,但达到稳态所需的时间却大致相同。Allan等根据自己的试验结果建议采用设计流速进行连续培 养以期得到更加稳定的生物量。国内很多生物膜装置采用了快速排泥法,这种方法一般是采用活性污泥接种,通气闷曝一段时间后排出上清液,再加入待处理污水继续闷曝一段时间,然后连续进水、进气直至稳态运行为止。根据一些资料的报道,这种方法具有挂膜迅速的特点。 　　 　　四、几个关键问题 　　 　　1.滤料 　　滤料是曝气生物滤池的关键部分,对曝气生物滤池的功效有直接的影响,同时也影响到曝气生物滤池的结构形式和成本。目前,滤料多为专利产品或处于保密状态,常用的滤料有石英砂、陶粒及塑料制品(合成纤维、聚苯乙烯小球、波纹板等)。Kent等对滤料进行了详细的研究,他参照BEWA的标准对曝气生物滤池常用的7种滤料进行了对比研究,认为Arlita和膨胀页岩最适合用作曝气生物滤池的滤料。但是,由于BEWA标准是处理饮用水所用快滤池的滤料标准,并且Kent只是对滤料的物理化学性能进行了对比,并没有对其做污水处理试验,因此对Kent等人的结论应进一步试验论证。 　　滤料的粒径主要取决于曝气生物滤池的功能。Stensel等就滤料粒径对具有碳化或碳化+硝化功能的曝气生物滤池的影响进行了试验,结果发现滤料粒径越小曝气生物滤池的效果越好,但小粒径会使其工作周期变短,滤料也不易清洗,相应的反冲洗水量也会增加,因此应综合考虑各种因素以选定合适的滤料粒径。Kent等人也做了类似试验,结果表明滤料粒径为2～4mm时,曝气生物滤池的硝化功能比滤料粒径为4～8mm和5.6～11.2mm时的要好得多。目前,曝气生物滤池普遍采用的滤料粒径为3～6mm,滤层厚度为3～4m。 　　 　　2.负荷 　　曝气生物滤池一般采用两种负荷:容积负荷[kg/(m3?d)]和水力负荷[m3/(m2?h),也称滤速]。早期的曝气生物滤池均采用了较低的负荷值,但随着对曝气生物滤池研究的深入和认识水平的提高,负荷值近几年有逐渐加大的趋势。 　　对以碳化为目的的曝气生物滤池,一些研究结果认为在一定的范围内出水COD值与COD容积负荷呈线性关系。在此基础上,一些研究者给出了COD去除率与进水BOD、COD的函数关系式。同时,很多学者就水力负荷对出水水质的影响也做了探讨,普遍认为 水力负荷

对BOD5的去除效率影响甚微,只要温度、曝气量、反冲洗等因素在不受制约的条件下应尽量加大水力负荷以获得尽可能大的处理能力。如Pujol等的试验证实了滤速在6m/h、13m/h时BOD5的去除率基本不变。Canler的试验也证实增加滤速对出水水质影响很小。Pujol等人认为低滤速使传质不均匀,从而造成底部堵塞(上向流)影响曝气生物滤池功能,提高滤速有利于传质。对于用于硝化或反硝化的曝气生物滤池也有类似的结论。如Pujol等认为曝气生物滤池的硝化功能与滤速无关,在COD负荷<5kgCOD/(m3?d)、滤速为4～9m/h时硝化率稳定在80%～100%。对于反硝化曝气生物滤池,在其他因素不受制约的条件下滤速越高越好,滤速为32m/h、负荷为5.1kgNO3--N/(m3?d)时NO3--N平均去除率达到89%,NO-x-N的平均去除率达到86%。 　　 　　3.反冲洗 　　目前,普遍采用的反冲洗方式是气水联合反冲洗,即先用气冲,再用气、水联合冲洗,最后再用水漂洗。不同形式、不同滤料的曝气生物滤池,其反冲洗强度、历时、周期各不相同,用水量和用气量也存在较大差异。 　　 　　4.气水比 　　气水比的大小与进水水质、曝气生物滤池功能和形式、滤料粒径大小和滤层厚度等因素有关。曝气生物滤池气水比一般采用(1～3):1,但也有高达10:1者。一般来说,用于硝化功能的曝气生物滤池应采用较高的气水比,而仅用于碳化的曝气生物滤池的气水比可适当降低。Payraudeau等人指出:用于三级硝化的BIOSTY®R的供气量约为70m3/kgNH4+-N。Stensel等人给出了计算曝气生物滤池供气量的公式。 　　 　　五、曝气生物滤池的发展展望 　　 　　作为一种崭新的水处理工艺——曝气生物滤池正处在推广之中。根据目前的研究和应用情况,今后应重点研究以下相关问题: 　　①生物膜的特点及其快速启动的方式; 　　②生物氧化功能和过滤功能之间的相互关系; 　　③反冲洗过程中生物膜的脱落规律; 　　④进一步拓宽曝气生物滤池的应用范围,研究其在水深度处理、微污染源水预处理、难降解有机物处理中的应用及与其他工艺组合的处理效果。 摘要：本文提出对文科学生信息技术素养的培养，不应该仅仅建立在计算机工具的使用上，应该培养学生利用计算机工具进行综合复杂事务的处理，提高软件的应用层次，加大对学生进行网络基础知识和基本理念地传授，从而培养学生协作精神、创新精神和处理复杂问题的抽象概括能力和全局把握能力。　　关键词本文来自：计算机毕业网 ：基本功；信息技术素养；协作精神；创新精神　　　　　　　　作为文科学生信息技术素养的培养，绝不是仅仅会使用计算机工具，可解决日常工作学习的基本问题，能上网查找和搜索就可以了。而是如何用好，如何能更好地服务于本专业的学习，进而结合信息技术学科的特点培养文科学生严谨的逻辑思维，做事的准确性和精确性。通过综合任务地完成培养学生协作精神、创新精神和处理复杂问题的抽象概括能力和全局把握能力等。作为基本功是学生综合素质能力的基础，所以计算机课程教学的任务绝不是仅限于传授计算机工具的功能，而更重要的是培养学生的信息技术素养。　　高校信息技术素养出现较严重的缺失。对学生的调查，发现网络应用上首选是电影，其次是聊天和游戏，这是非常普遍的现象。探究信息技术文化素养缺失的原因，关键是理念普及不够。文科专业的计算机课程不应该大量时间花费在如何用Word、PowerPoint等工具软件的基本功能上，这些基本功能通过帮助就可以学习到。一方面应该提高这些软件的应用层次，应该面向更综合更复杂事务的处理，而不要重复中小学已经学过的单一任务的处理。另外，加大课程对网络基础知识和基本理念地传授，比如网络安全和网络公德的常识。如今，信息技术文化素养是信息网络时代的基础，在这个时代会用计算机和网络是不够的，关键在于怎么用好。对学生基础理念的灌输：安全问题、网络负载问题、垃圾邮件问题。引导学生正确和有序地使用网络，如：文献查阅、外语学习、网上购物、网上创作等。教育学生提高安全意识，打补丁、防止后门、防止垃圾邮件等。通过信息技术课程培养学生良好的使用网络的习惯。　　　　1信息技术素养培养的定位——面向应用的计算机课程体系　　r>　　计算机基础教育与计算机专业教育不同，它的任务不是培养计算机专家或专门从事计算机理论研究的科研人员，而是培养既掌握专业领域知识，又能熟练使用计算机的复合型人才。计算机基础教育是面向应用的。　　设计面向应用的课程体系时，我们采用了逆向思维的方式，从培养应用人才的需要出发设置课程和课程教学内容，具体说：根据学生计算机应用能力要求—确定与能力要求对应的知识结构—设计以应用为主线的课程体系—确定课程内容的顺序。把握文科学生的特点，强调浅层次宽视角。课程内容以“应用优先”，在处理知识的深度和广度的关系时，以“广度优先”。外交学院计算机课程体系分为三个层次，分别是：　　●层次一：以提高学生信息素养和计算机应用能力为目标的“信息技术应用基础”课程。涉及Internet基础知识、操作系统及Windows、文字处理、演示文稿、微机硬件基础、多媒体、病毒七大模块的内容，突出体现宽视角浅层次的特征。　　●层次二：培养学生数据管理规范，逻辑思维能力，应用开发能力的“数据库与程序设计”课程。　　●层次三：培养学生研究创新能力，从兴趣出发的“Excel数据管理应用”、“图像处理基础”、“网页设计与制作”、“多媒体制作应用基础”课程。　　六门计算机课程中“信息技术应用基础”和“数据库与程序设计”两门课程是本科一年级必修课，其余四门课程是二年级及二年级以上的选修课，做到了“四年不断线”，达到了对学生信息素养和计算机应用能力全面、深入和持久培养的目的，可以使学生有机会通过多种途径进行结合本专业的计算机应用实践。随着学生年级的升高以及参见社会实习等工作，他们会对计算机应用的要求更加迫切而且主动，因此在外交学院高年级学生一直以来保持着对计算机课程学习主动性强和热情较高的局面。　　　　2教师应具备的素质　　　　教师主体，学生主导绝对不是空话，如何深入有效地在实际课堂教学中实施，信息技术基本功如何能成为复合型人才的培养奠基石，这需要深入思考和反复尝试。如何真正做到“授之渔”是教师授课的关键。　　教师需要不断提高业务水平，积极参加科研项目和应用系统开发课题，这样一方面可以使教师为教学实践带来丰富具体的案例，有效地把课堂教学和实践紧密结合，另一方面也可以使教师产生获取新知识的需求和动力，提高教师的创新能力。　　面向应用的课程教学中教师应该把授课内容与现实应用紧密结合，而且应该切实有效的结合，也就是教会学生解决现实问题，解决理论学习和现实应用之间的鸿沟问题。所有的知识点，尤其是抽象知识点，更应该让学生体会到这些理论对现实的重要作用，这些是根本。当然我们会在课堂上反复强调它们的重要性和必要性，但是学生可能对这些强调置若罔闻。或许教师会叹息学生的不投入、不踏实，但是如果在课堂的授课和相应的实践中，切实有效地应用了这些知识，可以极大地吸引学生的注意力和激发学生的学习兴趣。　　杜绝静态知识的传授，尤其是对文科学生来说，计算机教育是面向应用的，所以应该尽量做到把所传授的知识在课堂上能灵活运用起来，让学生感受到如何影响他们的生活、学习、工作的。所传授的知识是否有用，这一点如果无法找到切入点，教师连自己都说服不了，那么课堂授课必然是枯燥和乏味的。把抽象的理论和概念讲活，让它们活灵活现地出现在日常生活中，触动学生的心灵，尤其是现在学生的计算机基本素养逐年提高，抓住这个特点加以利用，把他们日常司空见惯的问题拿出来类比，在他们的心目中必然会产生共鸣和触动，逐渐抓住学生的注意力，吸引他们的眼球。具体作法可以概括为以下几点：　　●抽象知识的传授不要讲求系统性和基础体系的完整性，应该在不影响学生的理解的情况下与应用紧密结合，也就是在哪儿用到就在哪儿讲。如何恰到好处地做到，教师应该在对课程整个框架体系宏观控制的前提下，实现对知识铺垫、引出、讲解、分析、深化的循序渐进。　　●要交待清楚问题的根本性，即表面现象背后隐藏的实质。帮助学生看清问题的实质，解释清楚问题的合理性和必然性，这样学生才会主动解决问题，而绝对避免说诸如系统规定如此，你们只要记住即可的话。　　●通过多个角度处心积虑地列举实例，引起学生的注意和激发他们的兴趣。　　●要突现知识的主体脉络和框架，在主体框架中逐渐展开，这样让学生参与进来，一起组成教与学的共同体，这是一个互相协作、启发、朋友、平等、帮助的关系，在传授过程中，征求他们的意见和方法，提出若干问题，并及时肯定和表扬。而决不是灌输、压制、先入为主。　　●通过课堂现场实践凸显计算机课程的实践性。交待清楚问题的来龙去脉，和学生一起探讨问题解决的合理性和必然性，然后根据确定的解决思路来实际解决问题，让学生感觉他们是参与者，教师在操作过程中有他们的思路。这样必然会在课堂上产生较强的互动性。　　●关注所有学生的状况，一点点适当和适时地帮助，就可以使得他们度过整个难关。　　●表扬、激励和鼓励。这些越在学习问题复杂和困难的时候就越需要，把本来复杂的问题尽量轻松、简洁地描述，尽可能做到帮助学生屡清问题复杂的关键点，释放学生紧张的情绪。但是如果只是装作轻松，没有交待清楚问题的根本性，那学生在实际实践的过程中仍然会有很多问题。 举例说明无处不在的数据处理；演示没有章法的错误处理造成的不良后果；演示往届学生作品等。通过多个角度处心积虑地引起学生的注意和激发他们的兴趣，随之带动了那些底子薄，平常懈怠的学生。这一点还是凸显外交学院的学生高素质，不甘示弱，好胜心强，求知欲强的特点。最后学生普遍出现宁可自己痛苦地一点点制作，而决不copy的局面，根本不需要教师像“抓贼”一样去防范学生的复制行为，因为这种复制行为已经渗透到学生的自我意识中，认为是对自己的不负责任。也就是在课程讲授的过程中，随时关注学生的心理动态，潜移默化地影响他们的心智，最终达到让学生发自内心的主动的、自觉地学习。　　　　3培养学生逻辑思维r>　　　　辩证逻辑思维是对客观现实的本质联系的对立统一的反映。不仅反映事物之间的相互区别，而且反映他们之间的相互联系；不仅反映事物的静态，而且反映事物的动态；既承认事物本身的同一性，又承认同一性存在于事物的差异和对立之中。而大学生的思维发展正处于形式逻辑思维向辩证逻辑思维过度的阶段。需要他们用对立统一的观点，用全面的、发展的观点去观察、分析和解决问题，即需要发展他们的辩证逻辑思维。　　计算机的特点就是严密和精确性，给定学生任务，引导他们利用学习的知识完成任务，在这个过程中学生才能真正得到磨练，包括：是否把抽象问题理解清楚了；给定的任务是否有完整而且清晰的整体规划；完成任务的过程是否严谨和认真。尤其是程序设计是很好的磨练文科学生思维严谨性和精确性的课程，网页设计课程锻炼学生对问题综合、规划、分析和概括能力，Excel数据管理应用课程很大程度上磨练的是学生抽象能力。按照外交学院计算机课程体系培养下来的学生思维会更加严谨和有条理性。学生的分析、综合、比较、抽象和概括能力都有显著提高。　　　　4培养学生协作精神　　　　课程讲授引导多数学生进入状态，使得多数学生理解了问题的根本性和基本概念，学生之间取长补短，达到了较高程度的团队协作，同时加深了学生的友谊。
课程内容建设　　r>　　2004年Windows CE操作系统在国内嵌入式行业中已经逐渐开始普及，但是高校中并没有相应的课程设置。这个时候，我们学校与微软亚洲研究院联合成立了“微软——同济大学移动及嵌入式中心”，依托中心的资源，我们开始了基于Windows CE的嵌入式系统课程教学。2004年，我们首次面向大三本科生开设了选修课“Windows CE嵌入式系统”。这是一门三个学分的专业选修课，主要以Windows CE为载体，向学生介绍嵌入式系统软件开发的基本概念、基本方法和基本技术。由于Windows CE简单易用的特性，这门课获得了学生极大的欢迎，开设第一年就成为了所有选修课中选修人数最多的一门课程。同时这也是国内首次在高校中开设基于Windows CE技术的嵌入式课程。　　接下来的几年，我们围绕该课程，不断进行内容更新和调整，以求其可以反映最新的技术进展。2005年，我们开设了与“Windows CE嵌入式系统”配套的“嵌入式系统实验”课程，以强化学生的动手能力。为了保证教学效果，学院购置了三十套基于三星2410 ARM9处理器的嵌入式开发板，并购买了若干智能手机与PDA，组建了嵌入式系统实验室，供学生进行课程实验。与此同时，我们还编撰了与该课程配套的教材《Windows CE嵌入式系统》，并于2006年由北京航空航天大学出版社出版，且目前已经发行了15000余册，被多所高校使用。Windows CE嵌入式系统”与“嵌入式系统实验”课程获得了同行的高度认可，并分别于2005年、2006年获得了“教育部—微软”精品课程的荣誉(精品课程建设网站地址：　　在教学实践的过程中，我们深刻体会到调动学生的积极性是改善教学效果的好办法。2004年，我们成立了同学们自愿参加的“Windows CE学生俱乐部”，该俱乐部充分调动学生的积极性，围绕Windows CE相关的技术，展开了一系列活动，比如邀请企业专家做技术讲座，主办和参加各种嵌入式软件开发竞赛等。同学们在俱乐部中很好地实践了课堂上学习到的内容，2004年起连续三年有十余个俱乐部同学组成的项目团队进入微软“Imagine Cup”竞赛嵌入式项目的全球前两百名，2008年俱乐部成员参加全国乐高机器人相扑赛，获得了全国冠军。目前，俱乐部同学正在翻译“Programming Windows Embedded CE 6.0”书籍，并且即将出版。四年时间，“Windows CE学生俱乐部”先后培养了数百位学生会员，对调动同学们的积极性，发挥自己学习的主观能动性起到了良好的推动作用。　　　　教学方法改进　　　　在进行课程内容建设的同时，我们也对教学手段和教学方法进行了一系列改进。　　鉴于目前高校嵌入式教学中普遍存在的“重理论，轻实践”的状况，2005年，在微软亚洲研究院的倡导下，我们在嵌入式课程中引入了“Learning by Doing”教学方法，对嵌入式类课程传统的“背书式”教学模式进行了全面改革。改革后的课程以一个实际嵌入式项目的开发过程和方法为主线，采用“项目驱动、案例导向”模式进行启发式教学，将“边做边学、以做促学”的教学思想贯穿于整个教学过程中。这样，学生不仅加深了对原来只停留在书本上的嵌入式概念和原理的理解，而且最后每个项目团队都能完成一个完整的、甚至有创造性的嵌入式软件作品。这样的教学方式使嵌入式技术真正成为一门学生看得见、摸得着的实实在在的生动课程，充分激发了学生的成就感和自主学习的积极性，显著提高了嵌入式教学效果。近几年，“Learning by doing”这一先进的教学理念已经推广到我们学院很多实践性较强的工程课程教学中，例如“Windows 程序设计”、“Java企业级软件开发技术”和“面向对象程序设计”等。　　除了动手能力之外，良好的软件工程素养、沟通交流技巧、团队合作能力是企业界对软件工程师的又一重要要求。在与企业的交流中，我们了解到同济的毕业生在动手能力上是能够满足企业需求的，但是在软件工程素养、软技能等方面，则还有一定欠缺。为此，在听取微软亚洲研究院专家建议的基础上，我们决定大胆改进嵌入式系统实验课程。实验内容上，由单一、孤立的“单元式”改良为“项目式”，使用一个项目贯穿整个学期的实验课程；实验类型上，由传统的“验证型”向创新型”过渡，鼓励学生发挥自己的创新思路，解决生活中碰到的问题；实验主体上，由教师主导向学生主导过渡，教师少讲，学生多做，教师起辅助、督导作用；实验目的上，从掌握具体的某项“技术”，到积累“工程经验”和“工程素养”。在一个学期的时间里，我们把学生分成若干个项目组，然后按照软件工程的流程，把项目分成分析、设计、编码、测试等多个阶段，并且把业界常用的CASE工具如CVS、Bugfree等贯穿其中，让学生能够体会到一个完善的软件开发流程，同时锻炼他们的各种素养。　　　　分享与推广　　　　为了让更多高校分享到我们在课程建设、项目开发等方面的经验，我们依托“微软——同济大学移动与嵌入式中心”开展了一系列针对高校和企业的技术推广活动。　　从2005年起，我们每年都会针对高校教师，举办“微软——同济大学移动与嵌入式教学研讨会”，至今已经举办了三届，总计有超过100所高校的200多位教师参加了研讨会。每年我们都会准备丰富的会议内容，有微软专家带来的Windows Embedded的最新技术，也有来自教学一线高校教师的经验分享，我们还安排了动手实验环节，让大家更直观地体验讲解的内容。通过研讨会，我们参与制作的“国家发改委—微软嵌入式系统教学包”，《Windows CE嵌入式系统》等教学课件、实验材料和教材也逐渐为广大教师了解。今年11月，我们计划与四川大学一起，继续举办“微软——同济大学移动与嵌入式教学研讨会”，希望能够辐射中国西部更广泛的地区。　　面向教学服务的同时，我们还面向部分企业开展短期Windows CE相关的技术培训。到目前为止，我们先后为UT斯达康、ABB、西门子等三十多家国内外从事嵌入式软件开发的企业提供了培训服务。　　　　一门课程到一个专业　　　　借助“微软——同济大学移动及嵌入式中心”平台，在开设基于Windows CE的嵌入式系统教学同时，我们也在以此为依托，不断完善相关嵌入式课程的教学，例如嵌入式导论课程、实时系统、嵌入式系统典型应用课程等。在几年积累的基础上，随着嵌入式方向课程体系的逐步完善、教学经验的不断积累以及师资力量的不断丰富，“嵌入式系统”作为一个独立的专业，已经羽翼渐丰，逐渐成形。　　2007年，同济大学软件学院获得了教育部“十一五高等学校本科教学质量与教学改革工程”项目的支持。我们的“嵌入式软件与系统”专业成为了教育部财政部支持的第一批“特色专业建设点”，并得到了相关经费的资助。　　三年时间，从一门课程逐渐扩展到一个专业，并且得到了教育部的认同，这是对我们几年课程建设的认可，也是对“微软——同济大学移动及嵌入式中心”的最好肯定。在这个过程中，我们得到微软亚洲研究院、微软亚洲工程院、微软全球技术支持中心各方面的支持。张亚勤博士、张益肇博士、许峰雄博士，以及高校关系部门的张高、刘湘雯、李贝、汤利华也给予了我们很多建议和支持。　　　　更多影响　　　　几年间，因为中心各方的通力协作，“微软——同济大学移动及嵌入式中心”已经由最初的一个设想变为了现实。更难能可贵的是，借助“中心”在高校和企业界的辐射作用，它为我们带来的，却远远不止一个名称，一块牌匾。许多企业和高校纷至沓来，希望与我们在课程和项目方面进行合作，这也进一步推动了我们教学和科研的发展。下面列举一二：　　2005年，台湾ICOP公司向我院捐赠了30台eBox开发平台，共同组建“同济——ICOP嵌入式工程中心”。　　2006年，同济与微软的合作案例入选了由教育部负责编纂的《中国高校与大型企业合作典型案例集》。　　2007年，AMD公司与我院联合成立了技术俱乐部，就多核、GPU等技术展开科研与教学。　　2008年，微软全球技术支持中心与我院成立“同济大学——全球技术支持中心联合教育中心”。将在我院开设Soft Skill，Windows Server等一系列课程，培养稀缺的技术支持人员。　　2008年，Intel中国研发中心与我院签署访问学者协议，希望在Firmware课程教学方面展开合作。　　至今，我们已经与微软全球技术中