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電子信息導論論文范文第1篇

關鍵詞：大類模式；電子信息類“專業(yè)導論”課程；教學模式

作者簡介：李鋒（1970-），男，陜西商洛人，江蘇科技大學電子信息學院，副教授；田雨波（1971-），男，滿族，遼寧鐵嶺人，江蘇科技大學電子信息學院，教授。（江蘇 鎮(zhèn)江 212003）

基金項目：本文系江蘇省高校優(yōu)勢學科建設工程項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）25-0099-02

作為社會信息化的支撐和依托，電子信息技術及相關產(chǎn)業(yè)迎來了高速發(fā)展的21世紀，并以前所未有的速度全方位地向社會的各個領域滲透。相應地，電子信息相關學科知識領域更新與增長越來越快，與其他學科之間的交叉與融合越來越緊密。伴隨著學科發(fā)展方向不斷分化、細化的同時，電子信息各學科、專業(yè)或方向之間的交叉基礎知識更加多，專業(yè)界限越來越模糊。與此同時，市場經(jīng)濟對人才的需求呈現(xiàn)變化快、多元化的趨勢。在這種形勢下，實現(xiàn)“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的人才培養(yǎng)目標已成為高校教育教學改革的熱點和共識。大類培養(yǎng)模式提倡按大類招生，實施厚基礎、寬口徑的通識教育，在此基礎上進行分流培養(yǎng)，學生結合自身興趣特點做出合理的選擇。事實說明，大類培養(yǎng)利于提高辦學效益，優(yōu)化教學資源，促進學科之間的交叉和滲透，實現(xiàn)更廣泛的通才教育，滿足市場經(jīng)濟的發(fā)展及社會生活多元化對人才的需求。

一、開設“專業(yè)導論”課程的意義和目標

在大類培養(yǎng)模式下，學生在大一、大二期間主要是學習公共課和大類基礎課，大三期間學習技術基礎課和部分專業(yè)課，大四期間學習專業(yè)課程和接受綜合實踐訓練。但是在專業(yè)人才培養(yǎng)實踐中發(fā)現(xiàn)，盡管大類培養(yǎng)適應了學科專業(yè)發(fā)展趨勢和市場需求，但要更好地發(fā)揮大類培養(yǎng)的優(yōu)勢，還必須加強大類學習到專業(yè)培養(yǎng)之間的銜接，否則將直接影響培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。

1.開設“專業(yè)導論”課程的意義

在大類培養(yǎng)階段，本科低年級學生對電子信息學科、專業(yè)缺乏整體認識，不了解自己的專業(yè)方向，不了解專業(yè)課程設置，不了解專業(yè)課程與基礎通識課程的關系；在思想上準備不足，不知為何要學習這些課程，不知道這些課程對于專業(yè)學習和未來所從事的工作的作用，沒有自己的專業(yè)目標和努力方向，缺少明晰的學業(yè)規(guī)劃，甚至有不少高年級學生到了選擇專業(yè)方向的時候對自己的專業(yè)都不甚了解。針對大學一、二年級學生展開的問卷調查及座談會結果表明，在開設專業(yè)導論課程之前學生普遍存在迷茫情緒，找不到發(fā)展方向，不能心平氣和、扎扎實實地學習，甚至出現(xiàn)了所謂“大一放松，大二打工，大三租房，大四求生”的情況。

大學階段是青年人渴望自主成長的時期，抓好大類教育與專業(yè)教育的銜接可以縮短他們對大學生活的適應期，引導大學生做好學業(yè)規(guī)劃，為實現(xiàn)培養(yǎng)目標、提升培養(yǎng)質量打下堅實的基礎?！皩I(yè)導論”作為專業(yè)啟蒙課程，將學科專業(yè)教育、思想教育、就業(yè)教育等融為一體，旨在幫助學生認識就讀的學科與專業(yè)，加深對所學專業(yè)的感情，激發(fā)學習本專業(yè)的興趣和學習動力，掌握正確的學習方法，為后續(xù)課程做鋪墊；同時引導學生做好學業(yè)規(guī)劃，選擇適合自己的發(fā)展方向。

2.“專業(yè)導論”課程的目標

在這種情況下，選擇在第二學年下學期和第三學年的上學期開設“專業(yè)導論”課程——電子信息技術導論更加符合教學實際。該課程的目標是：介紹電子信息技術的基本概念、學科知識體系、技術發(fā)展歷程、當前的技術狀況及發(fā)展走向、前沿領域，激發(fā)學生學習專業(yè)課程的興趣，激發(fā)部分學生對某些研究領域的興趣；介紹本專業(yè)的專業(yè)培養(yǎng)目標、培養(yǎng)要求、專業(yè)特色、課程設置、進度安排、實踐環(huán)節(jié)等；對學生進行學習方法指導，指導學生做好學涯規(guī)劃和人生職業(yè)規(guī)劃。

二、“專業(yè)導論”教學模式探索

由于“專業(yè)導論”課程的特殊性，為使該課程教學效果更加明顯，應從課程安排、教學內容、任課教師、考核方式等方面入手，探索合適的教學模式。

1.課程安排

在大類培養(yǎng)機制下，大學一年級學生在專業(yè)方面接觸的主要是大類基礎課，對專業(yè)的認識比較膚淺，對于專業(yè)領域的知識理解能力非常有限。大學二年級開始，學生通過各種途徑對專業(yè)的認識不斷深化，了解專業(yè)的愿望也更加強烈。到了大學三年級，學生對自己所學專業(yè)的某個領域已經(jīng)有了較為深入的了解，但還存在著一定的片面性和盲目性，不知道如何進行職業(yè)規(guī)劃及選擇自己的發(fā)展方向。因此，學校選擇在大學二年級下學期初和大學三年級上學期初各開設16學時的“專業(yè)導論”課程。

2.教學內容

在大學二年級下學期初，針對即將進入專業(yè)學習的學生，著重介紹專業(yè)特色、專業(yè)課程及專業(yè)知識體系、實踐環(huán)節(jié)；介紹電子信息技術的基本概念、專業(yè)技術發(fā)展歷程、當前的技術狀況及發(fā)展走向、前沿研究課題等；介紹電子信息產(chǎn)業(yè)的主要領域及與學科之間的關系，電子信息產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位，強調電子信息產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟戰(zhàn)略性、基礎性、先導性支柱產(chǎn)業(yè)，讓學生對自己所選專業(yè)產(chǎn)生認同感，激發(fā)學習專業(yè)課程的興趣。

在大學三年級上學期，分若干模塊介紹信息科學的各個學科各分支的研究內容及發(fā)展動態(tài)，如：電磁場與無線技術模塊，通信技術與通信網(wǎng)模塊，計算機技術、互聯(lián)網(wǎng)技術與信息安全模塊，微電子、集成電路及其應用模塊，控制科學與工程模塊，數(shù)字信號處理、圖像、語音處理模塊，光電信息技術等。介紹各模塊所涉及的知識領域基本框架，與其他學科之間的關系等，使學生初步體會信息科學所涉及的領域范疇，相關的基礎理論、基本技術和方法，達到拓展學生視野、激發(fā)學習興趣的目的。

3.任課教師安排

為達到預期教學效果，采用課程教學小組的形式安排任課教師。小組長為課程的總負責教師，由主管教學的副院長或系主任擔任，小組成員為專業(yè)骨干教師，根據(jù)每個教師的專長負責不同的模塊。小組長負責介紹課程總體概況，包括主要學科領域、技術、產(chǎn)業(yè)、前沿課題等，突出介紹電子信息產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性、基礎性、先導性作用；其他任課教師分別向學生介紹各模塊的基本理論、技術及發(fā)展動態(tài)等。課程教學小組經(jīng)常針對專業(yè)導論課進行教學經(jīng)驗、教學內容、方式、方法及教學效果等方面的交流、探討和研究。

4.課程考核

課程考核由課程組長負責，采用作業(yè)小論文+課程大論文的形式。每位教師根據(jù)自己負責的模塊擬出若干題目讓學生選擇，最后課程組長綜合各任課教師的評分給出本課程的總成績。

作業(yè)小論文：若干題目自選，如電子信息技術可分為哪些產(chǎn)業(yè)，電子信息技術與國民經(jīng)濟及工業(yè)信息化之間的關系，電子信息技術各個學科與產(chǎn)業(yè)之間的聯(lián)系，感興趣的產(chǎn)業(yè)或領域，某領域的發(fā)展現(xiàn)狀，大學期間專業(yè)學習與能力培養(yǎng)之間的關系等。

課程大論文：要求學生在學習完專業(yè)導論的基礎上，通過調研對大學的專業(yè)學習及今后的發(fā)展進行規(guī)劃，形成課程學習報告。包括各自特長和愛好是什么，自己的學習習慣、喜歡的職業(yè)，該領域當前的社會需求是什么，本科階段應培養(yǎng)的能力有哪些，大學剩下的時間準備做哪些事情，畢業(yè)后的發(fā)展規(guī)劃是什么，準備采取哪些措施去實施你的計劃等。

三、對“專業(yè)導論”課程教學效果的思考

通過學生座談會和問卷等形式對本課程教學效果進行了調查，結果表明，在本課程之前，很多學生都存在對所學專業(yè)不了解、學習動力不足等問題。這部分學生不知道如何規(guī)劃大學期間的專業(yè)學習，對學業(yè)生涯定位模糊，對基礎課不重視。以電子信息工程專業(yè)為例，該專業(yè)2009級學生在開課之前認為自己了解該專業(yè)的僅占14.3%，了解一點的占50.8%，認為自己對專業(yè)學科領域及相關產(chǎn)業(yè)了解的僅占9.5%，認為自己有明確專業(yè)愛好的僅占8%左右，不少學生渴望對專業(yè)有更深入的了解。經(jīng)過課程學習之后，有70%左右的學生對自己大學階段學習及今后專業(yè)發(fā)展提出了較為明確的規(guī)劃。教學座談會反饋結果表明學生和學生管理部門也對該課程持肯定態(tài)度。

由于“專業(yè)導論”課程的開設時間較短，在教學過程中還存在不少問題，如教學形式較為單一、與工程實際聯(lián)系偏少、部分學生對課程的重視程度不夠、教學時間安排不盡合理等。為進一步提高教學效果，針對存在的問題提出以下建議：

1.課程時間安排

“專業(yè)導論”作為大類招生專業(yè)的專業(yè)先導課程，具有教育和引導的多重功能，在低年級開設更有利于學生盡早了解專業(yè)，建立對專業(yè)的認同感，并盡早確立今后繼續(xù)深造所要涉及的發(fā)展方向，減少專業(yè)上迷茫、學習精力分散等情況的發(fā)生；在中高年級開設有利于學生深入了解學科不同分支，并結合自身愛好特長對學業(yè)和今后發(fā)展方向做出合理規(guī)劃。因此建議將“專業(yè)導論”課程的兩部分內容分別安排在低年級和中高年級開設。

2.改革教學內容

密切跟蹤學科發(fā)展，充分發(fā)揮不同研究方向教師的優(yōu)勢，充分把握學科及其分支的發(fā)展動態(tài)，把本學科最新的發(fā)展情況介紹給學生，幫助學生從不同角度了解專業(yè)內容及發(fā)展方向，并適當結合學校特色，構建特色化的教學內容。

3.重視條件建設，注重多種教學方法相結合

條件建設是課程建設的重要保證。進一步加強該課程的建設，包括教材、多媒體課件的制作、網(wǎng)絡教學環(huán)境的建設；積極利用實驗室、企業(yè)等條件開展實踐教學；努力實現(xiàn)專題教學、多媒體教學、網(wǎng)絡教學、實踐教學等有機結合。

四、結語

在大類培養(yǎng)體制下，電子信息類“專業(yè)導論”課程在整個專業(yè)的課程體系中具有承上啟下的重要作用。加強“專業(yè)導論”課程的教學研究，不斷改進教學模式，充分發(fā)揮其引領、規(guī)劃和導向作用，指導學生認識專業(yè)、規(guī)劃未來，對提高教學質量乃至專業(yè)人才培養(yǎng)質量都具有重要的實際意義。

參考文獻：

[1]劉光明，于斐，周雅，等.大學低年級課程中開設專業(yè)導論課的探索[J].高教論壇，2007.2（1）：37-39.

[2]彭熙偉，廖曉鐘，鄒凌.“自動化專業(yè)導論”課的教學實踐與探索[J].中國電力教育，2011，（1）：74-75.

電子信息導論論文范文第2篇

關鍵詞：本科生畢業(yè)論文（設計）；課程設置體系；學科前沿；團隊

作者簡介：李春先（1977-），女，湖北黃岡人，長沙理工大學物理與電子科學學院，講師；王成志（1974-），男，山東濰坊人，長沙理工大學物理與電子科學學院，講師。（湖南 長沙 410114）

基金項目：本文系湖南省教改課題“探索物理學專業(yè)本科畢業(yè)論文（設計）教學新模式，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才”（批準號：湘教通[2011]308號）的研究成果。

中圖分類號：G642.477 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）07-0177-02

本科畢業(yè)論文（設計）（以下簡稱“畢業(yè)論文”）是學生在系統(tǒng)學習完本專業(yè)的基礎課后，按照科學的思維方法和規(guī)范化的研究進程，系統(tǒng)完成一項具有綜合性和創(chuàng)新性的科研活動。它是本科教育的最后一個環(huán)節(jié)，其目的是總結、消化在校期間的學習成果，使學生能夠初步掌握運用所學知識分析問題和解決問題的方法以及學會科學研究的基本程序，培養(yǎng)學生的科學研究能力和創(chuàng)新實踐能力。畢業(yè)論文要求具有一定的創(chuàng)見性，能夠較好地解決學科領域中不太復雜的問題，立論要科學，觀點要創(chuàng)新，論據(jù)要翔實嚴密。由此可見，畢業(yè)論文是本科教育中很重要的一個實踐環(huán)節(jié)，但近年來高校本科畢業(yè)論文的質量受到諸多因素的影響，出現(xiàn)了一定的下滑，并引起了學術界關于畢業(yè)論文是否有必要存在的爭議。因此分析影響本科畢業(yè)論文質量的因素，探索提高畢業(yè)論文質量的有效方法與措施，確保畢業(yè)論文的質量，應是當前高校教學研究工作中的重要課題之一。[1]近幾年，畢業(yè)論文課題組把畢業(yè)論文的改革與課程設置體系的改革有機地結合起來，對如何提高本科畢業(yè)論文質量進行了有益探索，取得了較好的效果。近幾屆本科畢業(yè)論文的質量顯著提高，在學校檢查中名列前茅，并且取得了一系列學術成果，本科生以第一作者分別在《物理學報》[2-5]等權威期刊上發(fā)表多篇學術論文。這些成果不僅為學生進一步科學研究奠定了基礎，同時也說明只要改革得當，研究的質量會顯著提高，產(chǎn)生高水平的成果是可能的。以物理學專業(yè)為例，下面對提高畢業(yè)論文質量的做法和體會進行闡述。

一、 改革課程設置體系，大力開設前沿選修課是提高畢業(yè)論文質量的前提

根據(jù)教師科研方向，把教師劃分為六個科研團隊：分子器件科研團隊、光電信息物理科研團隊、凝聚態(tài)物理科研團隊、空間物理科研團隊、量子光學和量子信息科研團隊、電子信息技術科研團隊。在傳統(tǒng)必修基礎課的基礎上，大力增加前沿選修課，規(guī)定每個科研團隊開展1～2門具有前沿性且與科研相結合的選修課，例如“石墨烯分子器件物理基礎”、“光電檢測技術”、“太陽能電池”、“光信息處理”、“凝聚態(tài)物理前沿專題”、“空間物理現(xiàn)象的物理基礎”、“量子光學導論”、“量子信息基礎”、“電子設計和制作”等選修課，一般為48個課時。由于選修課具有新穎性和前沿性，因此深受學生的歡迎。

對于這些選修課，在教學方法上與傳統(tǒng)基礎課不同，采取討論和探索式教學的方式，手段靈活多樣，不拘一格。針對物理課概念性強的特點，在討論中加深了對課程內容的理解和基本方法的掌握，形成了“勤于思考，樂于探討”的學術氛圍。在課堂上教師只講解要點，其他內容和相關問題留給學生。把學生分成幾個組，給予每組相應的內容和問題，幾個人一組通過查找文獻完成給定的任務，然后教師要求學生在課堂上展示自己的答案。另外，課程的內容和要求要與該課程的相關科研手段和方法匹配，這樣學生不但學到了基礎知識和基本技能，而且學到了與該課程相關的科研方法和手段，為今后的畢業(yè)論文奠定了基礎。因此，在該前沿方向中選擇一些問題作為本科畢業(yè)論文題目，不但具有可行性、前沿性、新穎性和專業(yè)性，而且有利于鍛煉學生利用知識解決問題的能力以及創(chuàng)新能力，這正是畢業(yè)論文的目的所在。

二、選題是提高畢業(yè)論文的基礎

選題就是指導教師確定畢業(yè)論文的研究內容。一個好的選題，要充分鍛煉學生利用本專業(yè)知識理論解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。選題是畢業(yè)論文的第一個環(huán)節(jié)，也是畢業(yè)論文的基礎。課題組可從以下幾個方面進行選題：

第一，與本專業(yè)相結合，即在本專業(yè)范圍內選題。

第二，與科研結合，與學科前沿結合，做到選題新穎。將本學科的前沿、熱點問題融于畢業(yè)論文之中，把科研中遇到的問題轉化為畢業(yè)論文的課題。只有題目新，才能有創(chuàng)新的空間，只有內容新，才能有新的結果和結論。從學生選題來看，學生對科研型題目的選擇熱情逐年增高，使得這些題目具有較好的需求基礎。特別是計劃考研的學生很愿意接受一次科研訓練，從而為以后從事科研工作提供一定的基礎。

第三，可行性。選題難度要適中，既要考慮學生的學識水平，又要考慮學生潛能的最大發(fā)揮。前沿選修課為學生提供了一定的基礎，只要選題得當，本科生同樣能對學科前沿問題進行深入研究。例如，量子相干態(tài)兩個正交分量在相空間的幾何表示是橢圓，但教材和文獻上沒有給出系統(tǒng)的證明，但是只要理解了《量子光學基礎》的一些定義和物理意義就可以利用學過的數(shù)學知識給出完整的證明。

第四，實行雙向選擇。指導教師把題目放在網(wǎng)上，實行雙向選擇。在過去，選題方式一般由教師給學生單方面定題，學生缺乏主動性，限制了學生的主觀能動性，學生對導師的研究方向和進行的課題缺乏了解，在選題方面存在被動接受的情況；在選題過程中，留給學生選題的時間過少，普遍存在著“指導教師報題隨意、學生選題盲目”等問題。目前教師把題目、內容和要求詳細顯示在網(wǎng)絡上，給出足夠的時間讓學生選。在選題的過程中，師生可以通過網(wǎng)絡充分交流使學生對課題有充分的了解。在教學網(wǎng)絡上學生確定題目，然后出題教師與選定該題目的學生進行面試或者交流，雙方滿意即可確定指導和被指導的關系。這樣既避免了選題的盲目性，也有利于因材施教。

三、指導方式是提高畢業(yè)論文質量的關鍵

為了加強對畢業(yè)論文的指導可實行團隊指導。如前所述，有六個科研團隊，研究方向相同的學生歸到相應的團隊內，實行分類指導和團隊指導。團隊內的資源共同利用，學生統(tǒng)一管理，集體答疑，定期對學生畢業(yè)論文進行答疑和檢查，了解和解決學生遇到的困難，提出每一階段的要求和任務，確保論文的質量和進度。共同組織針對選題的學術講座、學術交流會和論文寫作交流會，組團可大大提高指導效率，節(jié)約成本。指導教師之間密切協(xié)作，充分利用了教師資源，大大提高了指導效率，節(jié)約了資源。團隊內的學生各有所長，共同討論問題，發(fā)現(xiàn)對方的長處，取長補短，還可以培養(yǎng)學生團隊合作的精神。

四、學院和教研室強有力的管理與監(jiān)管是提高畢業(yè)論文質量的保障

根據(jù)學校的有關精神，實行學院、教研室兩級管理，學院制定制度和措施，教研室負責具體執(zhí)行。

1.成立院畢業(yè)論文領導小組及答辯領導小組

院畢業(yè)論文領導小組負責全院畢業(yè)論文工作的領導和指導，包括擬訂畢業(yè)論文工作計劃、向全院教師布置畢業(yè)論文任務、選配畢業(yè)論文指導教師、組織畢業(yè)論文題目的審定并報學校審批。

2.物理學專業(yè)教研室成立畢業(yè)論文指導小組

畢業(yè)論文指導小組負責畢業(yè)論文的具體工作，包括組織畢業(yè)論文題目審查、確定畢業(yè)論文指導教師，并報院審核；組織學生選題；組織畢業(yè)論文指導教師向學生下達任務書；負責畢業(yè)論文進行過程的管理、檢查并及時整理有關材料；設立畢業(yè)論文答辯小組，具體負責各組的論文審查、論文答辯。

3.課題實行兩級審評制度，嚴把課題關

物理學教研室組織指導畢業(yè)論文豐富的教師對所報題目進行審批，不符合學校和學院要求的題目要撤掉，或者通知出題者進行修改，直到滿足要求為止。教研室把評審符合要求的題目匯總，交給學院畢業(yè)論文指導小組評審，檢查是否有不符合要求的課題，合格的課題方可進入選題系統(tǒng)供學生選擇。

4.對畢業(yè)論文的各個環(huán)節(jié)進行檢查和監(jiān)控

組織指導教師開會，明確指導教師的任務。指導教師需提出論文應達到的目的與要求；介紹主要參考文獻；指導學生制訂論文撰寫計劃；檢查學生論文撰寫的進度質量，并給予及時指導幫助；指導學生修改論文初稿；審閱畢業(yè)論文并提出論文答辯資格及給出成績評定建議；參加論文答辯；撰寫指導總結。在論文指導過程中，指導教師應注重對學生勤奮、嚴謹、求實的科學態(tài)度和勇于創(chuàng)新的精神的培養(yǎng)。教研室在整個畢業(yè)論文期間擔負著管理和監(jiān)督的職責，應進行嚴格管理，組織畢業(yè)論文中期檢查或抽查，并對檢查工作進行認真總結。

五、結束語

近幾年采取把畢業(yè)論文的改革和課程設置體系的改革有機結合、把科研前沿融入畢業(yè)論文中、團隊指導、強有力的行政監(jiān)管等措施對如何提高畢業(yè)論文進行了初步改革和探索，取得了較好的效果，學生和教師的積極性提高了，論文質量大幅提高，學生的創(chuàng)造性得到了增強，不僅使本科生取得了一系列學術成果，發(fā)表了一些有價值的學術論文，而且得到了學校主管部門與學生的一致好評。

參考文獻：

[1]姚明仁.提高本科畢業(yè)設計質量的研究與實踐[J].中國電力教育，

2008，（8）：147-148.

[2]梅龍偉，張振華，丁開河.單壁碳納米管電子輸運特性的穩(wěn)定性分析[J].物理學報，2009，58（3）：1971-1979.

[3]胡海鑫，張振華，劉新海，等.石墨烯納米帶電子結構的緊束縛法研究[J].物理學報，2009，58（10）：7156-7160.

電子信息導論論文范文第3篇

關鍵詞:算法設計與分析;教學研究;教學質量

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

1引言

“算法設計與分析”是計算機科學與技術學科的核心課程之一,受到越來越多的重視。對于一個計算機專業(yè)的學生,學好算法課是必要且是必須的?！八惴ㄔO計與分析”這門課程的主要目的不僅是講授計算領域中不同問題的標準算法,更重要的是分析其算法復雜度,并且在諸多可行算法中選擇一種時間或者空間效率最高的方法。美國著名算法大師Donld Knuth認為“計算機科學就是算法的研究”,他主持設計的TeX排版系統(tǒng)被譽為是“不存在Bug的系統(tǒng)”,這是以大師嚴密的算法設計基礎為保證的。前微軟高級副總裁李開復博士認為“計算機科學實質是人工智能”,而人工智能則是模擬人類思維的一種算法科學。計算機算法的應用已經(jīng)遍及人類社會的各個領域,包括計算機軟硬件機器學習、電信及互聯(lián)網(wǎng)、一般制造業(yè)、經(jīng)濟與金融業(yè)等。算法技術不僅在計算機領域,而且在其它理工及社會科學領域都有極其廣泛的應用。任何問題的求解,都離不開一般性的算法設計原則,在筆者執(zhí)教的學校,數(shù)學和信息安全兩個非計算機專業(yè)已將該課程列為必修課程。因此,提高“算法設計與分析”課程教學水平有著極其深遠的意義和重要的作用。

2教材選擇

近年來,國內引進了一些優(yōu)秀的國外教材,其中的《算法導論》是國際上被引用頻率最高而且知名度也最高的專著,但是由于它篇幅過長,在國外多用于兩個學期的教學課程,因此難以將該教材系統(tǒng)地用于學時有限的本科教學;《算法設計與分析》是美國工程院院士UIIman等三位大師合著的優(yōu)秀教材,該書的目的是將算法領域的基礎研究結果進行綜合,重點在于對算法思想過程的理解,而不是算法的實現(xiàn)細節(jié)和具體的編程技巧。但是該書內容和習題難度都較大,因此更適合作為研究生教材。國內的專家王曉東和周培德所編寫的教材也很優(yōu)秀。這些教材都被我們重點推薦給學生作為參考書。

出于上述考慮,我們最終選擇了沙特學者M.H.Alsuwaiyel所著的《算法設計技巧與分析》作為教材,該書基本覆蓋了傳統(tǒng)算法設計的主要內容,此外還包含了概率算法和近似算法等一些基本內容,這些內容在傳統(tǒng)教材中并不多見,是一些高端算法經(jīng)常使用的方法。雖然該書不是歐美傳統(tǒng)名校教材,但作者在南加州大學攻讀獲得碩士和博士學位,因此該書吸收了歐美優(yōu)秀教材的風格,且文筆簡潔流暢。該書的內容及習題難度適中,便于課堂教學及自學,是一本適合本科教學的好書。

如果一個本科生能夠學好本教材,并在后面的碩士階段,學好UIIman的《算法設計與分析》,之后再將《算法導論》學習好,則必將打下堅實的算法理論基礎,為終身的職業(yè)生涯所受用。

3興趣培養(yǎng)

本課程的教學對象是大學理工科三年級學生,要求他們不僅具備數(shù)學分析、概率及線性代數(shù)的基礎,而且具備離散數(shù)學和數(shù)據(jù)結構等計算機專業(yè)基礎知識。很多學生剛學過數(shù)據(jù)結構,翻開算法教材,有似曾相識的感覺。教材中確實有部分章節(jié)如數(shù)據(jù)結構,排序算法,圖的遍歷等取材于數(shù)據(jù)結構課程。因此會有些學生學習熱情不高,認為是在學習重復的課程。

針對這一情況,首先我們會教育學生兩課程的目的是不一樣的。數(shù)據(jù)結構的目的是教會學生如果對現(xiàn)實世界中的事物及對其信息處理過程建立數(shù)據(jù)模型;而算法設計課程的重點是算法的效率問題,其主題是算法的空間和時間復雜度,主要論述如何運用算法技術改進已有一些算法的效率,或者對復雜問題進行求解。

近年來,計算機硬件和軟件技術發(fā)展迅速,CPU、外存、內存的性能在持續(xù)提高,價格卻大幅度下跌。因此有很多人認為,軟件的效率已經(jīng)不再重要了,只要提高計算機系統(tǒng)的配置就足夠了。這種觀點顯然是錯誤的。

我們在第一節(jié)的緒論課中引用《算法導論》的例子,深入淺出地闡明了算法效率的重要性。設有兩個排序算法:其一是插入排序,時間復雜度為c1 n*n, c1是一個不依賴于n的常數(shù);其二是歸并排序,時間復雜度為c2 nlog n,c2是一個不依賴于n的常數(shù),一般情況下c1< c2。n是待排序數(shù)列的長度。對于這兩個實質上屬于不同數(shù)量級的算法,很多人并未真正感覺到log n比n優(yōu)化多少,甚至當n較小時,插入排序比歸并排序還要快速一些。但是我們必須認識到,當n逐漸增大到一定數(shù)值以后,無論c1比c2小多少,歸并排序均比插入排序快速。在大規(guī)模數(shù)據(jù)集上排序結果的對比,則效果更為顯著。假若在高性能計算機A(10億指令/秒)上運行插入排序,而在低速計算機B(1千萬指令/秒)上運行歸并排序。此時硬件條件是機器A比機器B快了近100倍;軟件先決條件是 c1值為2, c2值為50;數(shù)據(jù)集的規(guī)模n為100萬。

計算得到:

機器A運行時間為2*(100萬*100萬)/10億=2000秒

機器B運行時間為 50*100萬*lg(100萬)≈100秒

結果是驚人的,用了快100倍的機器處理相同的數(shù)據(jù)集,反而慢幾乎20倍。如果數(shù)據(jù)集大10倍為1000萬,那么機器A要算2.3天,機器B只要20分鐘,這一差距是令人震驚的。

事實上,算法技術的發(fā)展沒能跟上硬件的發(fā)展,其發(fā)展空間還很大,盲目崇尚硬件建設而忽視算法技術的觀點是錯誤的。

在電信應用中,雖然硬件和軟件技術發(fā)展很快,但是用戶的需求更是呈爆炸式增長。一個國家網(wǎng)內就可能有成百萬實時在線用戶,每秒幾十萬次用戶交互發(fā)生,夜間有成千萬的話單記錄要處理。當一臺內存中存放近百萬用戶資料,則浪費16個字節(jié)就是浪費16M空間。如果記錄的數(shù)據(jù)結構及處理算法設計不合理,則內存很容易不夠用,大量工作任務會被拋棄。要在這樣的平臺軟件上構建軟件,必須對每個字節(jié)空間、每個計算機指令的使用優(yōu)化到位。否則,即便有先進的計算機系統(tǒng),一般的軟件技術是無法承受高性能、高容量計算的需要的。算法技術能支持開發(fā)人員在軟件設計階段從理論層面保障系統(tǒng)的效率達到最優(yōu)。

經(jīng)首次引論性教學,絕大多數(shù)同學認識了算法課程重要性,明確了學習目的,獲得了較好的教學效果。

4理論教學

課程教學組在教材內容上選擇了以下內容:

(1) 算法分析基本概念,數(shù)學預備知識。這些都是本課程工具性方法。

(2) 堆和不相交理論。介紹了能有效實現(xiàn)優(yōu)先隊列的數(shù)據(jù)結構。

(3) 歸納法、分治、動態(tài)規(guī)劃。介紹了計算機技術中十分重要的遞歸為主題的設計技術,遞歸要求能夠將待解問題抽象為遞推表達式,確定初試值和遞推終止條件后就能將復雜問題化解為嵌套的簡單問題。

(4) 貪心算法。介紹了如何求解最優(yōu)化問題。

(5)NP完全問題。介紹不確定性圖靈機在P時間內能解決的問題,這類論題對于培養(yǎng)學生將來思考問題復雜度是個導論。

(6) 回朔法。介紹有組織的窮盡搜索算法,對一些問題尤其是解空間很大的問題有效。我們介紹了3著色、8皇后等經(jīng)典問題。

(7) 概率算法和近似算法。一般性介紹近20年來算法研究迅猛發(fā)展的領域,以擴展學生知識面,但不做考核要求。

其他內容如數(shù)據(jù)結構、圖遍歷等是數(shù)據(jù)結構和圖論課的內容,本課程內不做講解,供學生預習課程時選讀;對于域指定問題的迭代改進和計算幾何技術等高級課題,推薦學生根據(jù)興趣自學。

近年,越來越多的國內高校主張雙語教學。我們也有這樣的規(guī)劃,但是考慮課程有一定深度,三年級本科生英語運用還有限,為此達到最好的教學效果,在教學中先采用中文教學。但是我們鼓勵學生同步閱讀英文版教材,以更好地適應未來科研和國際化軟件研發(fā)的需要。

5科研方法及實踐能力培養(yǎng)

科研式教育并不是新生事物。在二十年前,我國清華大學、中國科技大學等名校就對高年級學生講授研究生課程,并進行導師制研教結合型教學,使得很多學生讀研時就能取得優(yōu)秀的成果。作者所執(zhí)教的是重點工科院校,有很多有利的因素便于我們展開科研式教學:一是有超過60%的學生主觀上有本科畢業(yè)后繼續(xù)深造的愿望;二是學校有豐富的圖書館資源,能全文檢索CNKI、碩博士論文、IEEE、ACM、ELSERVIER、SPRINGER等中外優(yōu)秀電子數(shù)據(jù)庫。在教學中,作者也將在科研中讀到的一些新穎實用且難度適中的論文摘錄下來介紹給學生,并將自己研究生階段的學習方法介紹給學生。除了閱讀教材,我們還鼓勵學生讀一些高端的雜志,例如計算機學科領域的四大學報,ACM期刊,Software Experience and Practice,Information Processing Letter等刊物,從其中檢索感興趣的論題。讀核心期刊有幾點好處:這些刊物審稿嚴格,文章無論是學術性、前瞻性、理論正確性及寫作水平都有保證;減少檢索的開銷。讀者可以先在這些高水平雜志中找到自己感興趣的主題后,再廣泛檢索與主題相關的其它刊物或會議文章。引導學有余力的本科生讀高水平論文并不是過高要求,算法設計及數(shù)據(jù)結構教材中大部分章節(jié)內容其實也都是來源于前二十至五十年的國際知名算法學術期刊,其中選擇ACM、IEEE及ISAM雜志內容的比例最高?，F(xiàn)在的一些學術期刊中刊出的優(yōu)秀算法,過幾年就會被大量的引用或實際應用,也許再過十至二十年后就會被引入未來的教材之中。

我們認為,在本科高年級展開研究式教學對學生長遠發(fā)展有好處。對打算深造的同學,可以潛移默化地引導他們思索自己未來的發(fā)展方向,有很多成功的學者就是在大學受到某門課程老師的影響而走上科研道路的?？茖W研究是一個漫長的過程,很多工科博士生學習到第三、四年后才開始發(fā)表一級論文,很多碩士生畢業(yè)前才急忙撰寫可發(fā)表成果。而同時有些博士生入學兩年就能取得豐碩的成果,很重要的因素是他們在本科高年級階段就培養(yǎng)了研究型思維,為以后深造明確了方向并作好了理論準備。如果本科階段就培養(yǎng)研究型學習方法,那么在日后深造過程中多出成果就是水到渠成的事。而如何培養(yǎng)學生良好的研究習慣,正是我們教師要不斷探索的論題。

重視理論而實踐不足,是我國高校普遍存在的問題。

在國際上,知名的軟件鮮有來自中國人的原創(chuàng)。所以我們要更加重視培養(yǎng)學生實踐能力。

實驗環(huán)節(jié),我們布置了基本的排序、遞歸、貪心、回溯等論題的實驗,鼓勵學生用不同的編程語言實現(xiàn),不僅僅是單純的算法實現(xiàn),最好能夠編制出實用美觀的界面,將算法更友好地呈現(xiàn)出來。無論以后的工作或者深造,目標是可應用或者可發(fā)表的成果,都需要研發(fā)者具有較高的實踐能力。我們認為實踐與理論教育是并重的。

6結束語

通過四年的教學實踐,學生對此課程實踐的參與度越來越高。通過教育方法的不斷改進,學生的課程成績也一屆好于一屆。更為重要的是,通過啟發(fā)引導式教育,很多同學開始萌發(fā)研究型思維,課余經(jīng)常向老師提問,有的問題有較高難度,老師都要回去研究資料才能解答。在來自本校新入學的碩士生中,不少同學反映受益于此課,有些同學讀研究生后不久就在一級學報上發(fā)表了算法類論文,這也正是我們當初所期待的。我們教師仍然要不斷提高自身科研水平,并將研究成果及方法引進課堂,提高教學效果和質量。

教學中,還發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象,數(shù)學系的學生比計算機系的考試成績要高一些。最簡單的因素,是他們理論思維能力更強,如何因材施教,改進教學方法及增強工科學生學習本課程能力,是我們課程教學組今后要探索與研究的方向。

參考文獻:

[1] M.H.AlsuwAIyel. 算法設計技巧與分析[M]. 北京:清華大學出版社,2004.

電子信息導論論文范文第4篇

1962年――1992年，在中國科學院國家天文臺主要從事天體物理設備研制。如天體物理探測設備的研制，如天文電子照相機的研制、軍用微光探測系統(tǒng)的研制、天文CCD系統(tǒng)、天體物理光導纖維系統(tǒng)的研制、光電成像器件的研制、高真空及超高真空系統(tǒng)的研制、光導纖維及光導纖維傳像束的研制、工程測繪及橋梁、筑路工程等。自1985開始，主持我國最大的2.16米天文望遠鏡終端探測系統(tǒng)，即光纖與CCD課題的研究工作。1986年赴英國Durham 大學工作，1987年獲中國科學院高級研究職稱，1989年赴美國國立光學天文臺（NOAO）工作，均從事天文纖維光學系統(tǒng)的研制工作；1991年赴澳大利亞悉尼參加世界天文纖維光學應用研究的進展會議，在會上報告了我國在這個領域內的研究成就，受到國際、國內同行專家的贊揚和好評。發(fā)表研究論文20多篇，獲得光導纖維應用與研制系統(tǒng)國家專利1項。

1993年直今，從事信息技術（IT行業(yè)）工程規(guī)劃、設計、實施工作，親自主持規(guī)劃、設計、實施的工程多項，并撰寫了《體育場館智能化系統(tǒng)建設導論》專著，發(fā)表了《中國智能交通信息系統(tǒng)大集成方案總體框架》、《信息在智能建筑及其他領域的內涵》等論文。一句話，總結我一生整整50年的科技工作，均沒有離開《信息》，只不過工作在不同領域的信息和不同的信息環(huán)節(jié)上，所以至今《信息論導論》論文的發(fā)表，是水到渠成的結果?，F(xiàn)任同方數(shù)字城市產(chǎn)業(yè)本部顧問。

【摘 要】本文回答了信息的簡明廣義定義；解釋了信息在在自然界與人類社會中的地位與其他要素的關系；提出了信息的6+1理論；分析了智能化、信息化，以及它們之間的關系；明確了智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智能社區(qū)、智能建筑、智能交通、智能安防等的判別標準及其內涵，例舉了軌道交通建筑、軌道交通系統(tǒng)智能化/信息化的規(guī)劃與實施工程圖解；指出了目前最熱門的與信息化有關的物聯(lián)網(wǎng)的實質，及與互聯(lián)網(wǎng)的關系，以及它在信息論中的地位等問題。

【關鍵詞】 信息 信息化 智能化 醫(yī)院裝備

[Abstract]This article give the brief definition of the word "information" and explain the important connection that being built between Nature and human being. Bring up the "six plus one" theory, analysis the definition of intelligentization、infomationization and the connection between them. What's more，this article also give the specific standard in Intellectual Earth，Intellectual city, Intellectual community，Intellectual architecture， Intellectual transportation，Intellectual security. Giving the examples in the blue print of Track traffic construction and the Informatization that used on Internet . The last but not the least, it brings up the problems exist in internet.

[Key words]information; Informatization; Intelligentization; hospital equipment

引言

在我國“2006-2020國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略”中明確提出，“信息化是當今世界發(fā)展的大趨勢，是推動經(jīng)濟社會變革的重要力量”，在十二五規(guī)劃中指出要：“全面提高信息化水平”……“ 推動經(jīng)濟社會各領域信息化”?！?.23”浙江勇溫線鐵路動車追尾特別重大事故的發(fā)生，就其原因而言，從已報道的資料看，恰巧問題就出在信息設施（硬件）與信息管理平臺（軟件及活件）上，這里指的活件就是操作硬件設備和管理軟件的人。教訓是深刻的，這讓我們又一次認識到深刻理解和掌握信息論的精髓之重要！說信息是軌道交通和一切交通系統(tǒng)的靈魂完全不為夸張！

信息化是智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智慧型社區(qū)、智能建筑、智能交通、智能城管、智能安防等等領域追求的目標，或是目的，總而言之，信息化是目前人類社會走向智慧型生活的先導、靈魂，這個論斷的重要性和迫切性已經(jīng)是無可置疑的了。但更為理性地認識智能化/信息化的理論方面，還有待進一步地探討這個當今世界人們都甚為關注的問題。本文既然定名為“信息論導論”，自然就不是針對其細節(jié)進行討論，而是試圖在這方面給出一個相對較為全面的，但又是十分明確概括地來描述信息論中所涉及的各個環(huán)節(jié)之間的關系問題，從而可以給業(yè)內人士在規(guī)劃自己本部門，或自己工作方面的信息化工作時，有一個明確的目標和途徑，不為當前一些商業(yè)炒作而夸大某些還不夠實際的東西而迷惑，是本文的目的。

信 息 的 定 義

談到信息，當今社會人們無處不把信息這個詞掛在嘴邊，但到底什么是信息，其定義是什么，恐怕并不是很多人能夠簡單明了地回答出來。這是一個哲學名詞，到目前為止，信息這個名詞還沒有一個權威的準確的定義，這當中最具代表性的就是所謂“香農”理論，這個理論說，信息就是“確定性的增加”，這個定義是使人費解的，至少說不夠通俗、不夠全面和不夠廣義，是狹義的，這個定義是香農在貝爾研究所任職時針對通信行業(yè)而下的定義。

有關“信息”的定義，不下N種，太多版本了，這種局面，本身就反映了人們在認識“信息”概念方面的不確定性，不夠有把握，不能一針見血地說清楚，才造成各種解釋都有！有點象在天文學中出現(xiàn)的宇宙是怎么形成的？人類有史以來有各種版本的宇宙起源學說，如亞里士多德的“地心說”、哥白尼的“日心說”、到今天的“大爆炸說”等等,這些學說，不斷被天文學家用新的觀測事實所否定，然后又出現(xiàn)新的理論來解釋宇宙的起源，即使今天的“大爆炸理論”，仍然還有解釋上的矛盾之處，需要科學家繼續(xù)去進一步地探索之；“癌癥是怎么產(chǎn)生的？自癌癥這個詞出現(xiàn)以來，也有各種解釋癌癥產(chǎn)生的原因的版本，但都還未見到權威性解釋的報道，所以才出現(xiàn)人們對癌癥恐慌癥，才在人們中流傳著這也致癌，那也致癌，其實可能就是還沒有找到真正的致癌病因，才會出現(xiàn)這種局面；“光的本質是什么？人們開始認識光的時候，只知道光是直線傳播的，產(chǎn)生了基于光是直線傳播的幾何光學理論，但隨著不斷地發(fā)現(xiàn)新的實驗和觀測事實，又才明白，光還具有波動性，和衍射性”等等，這樣的例子，舉不勝舉。其實這些重大的科學問題，人們認識它，的確有一個認識過程，要求從一開始就有一個確切無誤的定義，那是脫離人類認識自然規(guī)律的，只有當人類累計了大量的觀測事實和實驗事實之后，不斷地從認識，到否定，再認識，再否定，直到得到一個比較接近于真實的那樣一個定義或解釋，才是比較全面而肯定的結果。

盡管如此，到目前為止，作者比較贊同較為靠譜的簡單而明了的信息定義是：信息就是可被主體感知的附著于各種客體（載體）上的自然界物質或能量存在的一種形式及其運動變化呈現(xiàn)出的狀態(tài)，例如通過感覺通道（如人或動物、植物的眼、耳、口、鼻、肢體）的神經(jīng)系統(tǒng)能感知的某種物質或能量存在的形式或其運動變化呈現(xiàn)出的狀態(tài)，我們稱這種“存在形式或狀態(tài)”就是一種信息。

信 息 的 6+1 理 論

信息論要研究的內容就是這些可被感知的物質或能量存在的形式及其變化狀態(tài)的產(chǎn)生、采集、傳輸、處理、存儲、、利用等環(huán)節(jié)的一切手段和范疇。如圖1所示：

智能化是現(xiàn)代人類對任何物質或能量的存在形式及其變化狀態(tài)的前6個環(huán)節(jié)（側重技術層面）在實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化和集成化層面在規(guī)模上做到了最大化，也可以這樣認為，智能化就是這6個環(huán)節(jié)的最優(yōu)的技術狀態(tài)，所以說智能化是信息化的技術基礎，技術支撐，就是這個意思；而信息化則是現(xiàn)代人類對任何物質或能量的存在形式及其變化狀態(tài)在數(shù)字化、網(wǎng)絡化和集成化層面在利用上實現(xiàn)了最優(yōu)的狀態(tài)。從這個意義上講，智能化與信息化的辯證關系就十分清楚了。它們兩者是同一事物在“信息”這個概念之下的前后不同環(huán)節(jié)而已，我們稱之為信息的6+1理論！

物質、能量、信息是組成自然界的三大要素。物質是什么，物質就是人類能夠感知的實體東西（小到組成物質的分子；大到組成宇宙的星球、星云、星系等）；而能量則是使物質產(chǎn)生運動的原因，是力的一種表現(xiàn)形式，是人類能夠感知但不是實體的東西；信息既不是物質，又不是能量，而是反應這兩者的存在形式和它們發(fā)生變化的狀態(tài)。這三者不是一個概念，但又是有內在聯(lián)系的組成自然界的三大基本要素。

當了解了信息的意義及其重要性之后，我們才能談得上去利用它。利用信息是人類的目的，是根本。但為了利用信息的目的，則首先要做好信息的產(chǎn)生、采集、傳輸、處理、存儲、等6個技術環(huán)節(jié)。所以我們可以總結為1個使用目的和實現(xiàn)該目的的6個技術環(huán)節(jié)。根據(jù)信息的6+1理論，智能化是為信息化服務的，那么如果智能化系統(tǒng)做得很好，而由于利用它的人為因素，我們可以稱之為“活件”，如政治原因、人的操作技術水平、組織管理水平等原因，使得智能化所具備的優(yōu)異功能沒有得到應有的充分發(fā)揮，打了折扣，我們就可以認為信息化不盡人意，這是“利用”環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，是“活件”出了毛病。例如一個建筑智能化工程做得很好的小區(qū)，小區(qū)的中心控制機房，即智能化的集成中心，它的技術含量是相對比較高的，但由于使用它的人――“活件”是一些技術水平較低的保安人員來操作管理，其結果是事過不久，由于操作不當，造成軟件的丟失，硬件的損壞，致使其功能不能做到應有的發(fā)揮，這種例子在許多智能建筑領域，不在少數(shù)；“7.23”勇溫線特大軌道交通事故，恐怕在一定程度上也是“活件”出了問題；反過來，如果“利用”信息的需求，即信息化的需求來勢兇猛，要求甚為迫切，在資金和人力都具備良好的條件下，那么也將是推動智能化發(fā)展的積極動力。

各行各業(yè)都有自己的信息6+1理論，但其中傳輸、處理、存儲、等4個環(huán)節(jié)在當今技術水平下有大致的共同點，做法差異也不大，所以撰寫成書本或教材，有一定的共同性，因而在目前出版的一些《信息論》的專著或教材中，多以此4個環(huán)節(jié)來描述，很少提及信息的產(chǎn)生、采集、利用這三個環(huán)節(jié)的內容，其原因就在于此。當然在同一個行業(yè)或領域的《信息化》專著中，會將信息論的7個環(huán)節(jié)都要涉及到，才能成為一本實用的著作。然而對于信息的產(chǎn)生、采集和利用，在人類社會的各行各業(yè)中的差異就太大了！內容也太多了！可以說，對于人類社會的每一個行業(yè)來說，這三個環(huán)節(jié)，都可以寫一套專著，成為一個領域！就以信息采集這個環(huán)節(jié)舉例而言，天體物理研究中，我國1991年落成了直徑為2.16米的光學望遠鏡，配備了自制的光導纖維分光系統(tǒng)來收集來自天體的光譜信息，以供進一步處理來解密天體演化的本質；2010年又建成了世界最大的以光導纖維為引導的6米級的大天區(qū)多目標光譜施米特望遠鏡；目前世界多個國家（包括中國、美國、日本、歐共體等）正在討論將聯(lián)合建造一臺直徑30米的巨型光學望遠鏡、等值口徑約1公里的射電天文望遠鏡等，用來探索來自宇宙的更多信息的秘密；而在醫(yī)學領域，用1mm左右直徑的纖維透鏡和5-10微米直徑的相關光導纖維束作成的多種內窺鏡（如胃鏡、腸鏡、腹腔鏡等）被廣泛用來采集人體內不同器官的各種醫(yī)學上所需要的信息、還廣泛采用各種各樣的顯微鏡來采集人體內部導致疾病的微生物或病菌的信息；高倍顯微技術用于科研等等領域的例子，也是舉不勝舉；人類在智能建筑領域，樓宇自控系統(tǒng)中安裝在樓宇機電設備上的各種傳感器被廣泛用來采集智能建筑內部各種機電設備的工作信息，以保證其安全正常地運行；在平安城市領域，在城市的各個角落安裝了幾萬臺甚至幾十萬臺監(jiān)控攝像機采集安全圖象信息，傳至公安部門的各級指揮中心，用以保證整個城市的安全；在新聞領域，各電視臺、廣播電臺的記者到世界各地發(fā)生新聞的現(xiàn)場，用攝像機、拾音設備采集各種新聞信息發(fā)回自己的電視臺或廣播電臺，進行報道；在自然界和人類社會的各個方面、領域，均已產(chǎn)生或正在產(chǎn)生著各種不同的信息，從宏觀世界到微觀世界，都需要我們去采集，就這一個信息環(huán)節(jié)，就可以寫成一部百科全書；還有信息的產(chǎn)生和利用這兩個環(huán)節(jié)，也如同采集環(huán)節(jié)一樣的，其內容之多之廣，不計其數(shù)。真是太豐富了，內容太多了！

因此在已發(fā)表的有關《信息論》專著或教材中，很少去觸動這三個環(huán)節(jié)（信息產(chǎn)生、采集、利用）的大內容，過去那些《信息論》專著也好，還是教材也好，都具有很大的狹義性和局限性！

智 能 化 / 信 息 化 的 判 斷 標 準 和 內 涵

智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智能社區(qū)、智能建筑、智能交通、智能安防、電子政務等的判斷標準和內涵是什么？其實對于上述這些智能/信息化領域，簡單明了地可以用10個字就能完全給它們定義其判斷標準，即只要做到安全、舒適、高效、節(jié)能、環(huán)保這10字標準就可以全盤滿足這些智能化/信息化的要求，用這10字標準可以解釋一切智能領域的功能要求，這10字標準本來是起源于給智能建筑定的標準，可是仔細想一想，它又何嘗不是其他智能/信息化領域的判斷標準呢！標準定了，那么用什么技術手段（即內涵）來保證這些標準的的實現(xiàn)呢，那就是在智能建筑中我們最開始提及的只要我們設計的系統(tǒng)，在軟、硬件的配置上能保證在該智能領域，實現(xiàn)了設備自動化、辦公自動化、通信自動化（BA、OA、CA）等功能，就談得上實現(xiàn)10字標準了。如圖2所示：

這10字標準里，我們把“安全”放在第一位，是有其特殊而深刻含義的，只有在一切為了安全的前提下，才談得上后面的8字標準，如果人都沒了，大樓被燒了，鐵路火車撞車了，城市被炸了，還談什么高效、舒適、節(jié)能、環(huán)保！？?！?.23”浙江勇溫線鐵路動車追尾重大事故，車毀人亡，再一次給人們說明了這一道理的正確性。最近鐵道部頒發(fā)的動車降速措施，就是以人的安全為本，在重視安全的前提下，腳踏實地地發(fā)展我國干線軌道交通的正確舉措。

為了保證這些內涵功能的實現(xiàn)，我們舉幾個實例參考說明一下：

圖3A、3B是實現(xiàn)醫(yī)療系統(tǒng)智能化/信息化功能的姊妹圖，是互為補充的圖解。從圖3A看到，這是所述領域智能化/信息化的總體規(guī)劃圖，對于不同的智能化/信息化領域，圖中綜合電子信息系統(tǒng)（CEIS）的內容是有所差別的；而圖3B則是前者的細化內容，一目了然！以此類推，任何智能化/信息化系統(tǒng)均可按此方式進行規(guī)劃，和細化，只不過改變其中的專業(yè)設施和應用信息軟件系統(tǒng)就可以了。這一對姊妹圖的圖解格式，高度總結和概括了業(yè)內智能化/信息化各領域內，各系統(tǒng)之間的關系和功能定位，具有很強的普遍性和實用性，是業(yè)內可以為之借鑒參考的實用圖解格式。

1、醫(yī)院是人類社會保障生命安全的救護、醫(yī)治、保健的場所，隨著信息科技的發(fā)展，使得醫(yī)院的裝備更加現(xiàn)代化，這些裝備可以使得醫(yī)務人員能夠從人類身體上采集到各種健康的、病理的信息，為醫(yī)生提供準確的治療方案；時間就是生命，遠程視頻會診，使得更多的患者能夠不出遠門，就地享受到眾多國際、國內著名醫(yī)學專家的會診，得到更好的正確的治療措施；網(wǎng)上預約掛號、中國人口重多的龐大醫(yī)療保障體系的管理等，均需要具有智能化/信息化的醫(yī)療管理平臺，所有這些涉及與人類生命、健康的問題，無不與醫(yī)院智能化/信息化有關。

2、在智能建筑中，體育場館的智能/信息化系統(tǒng)建設是甚為復雜的，我們以它為例，看看怎么來實施，下面圖4A、4B是一對實現(xiàn)體育場館智能/信息化系統(tǒng)的姊妹圖，是互為補充的圖解：

軌道交通系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)中的一個非常重要的子系統(tǒng)，圖6B是更加細化了的軌道交通系統(tǒng)的可能工程內容。圖6C和圖6D是一個軌道交通樞紐系統(tǒng)的宏偉概念圖和一個真實的指揮調度中心實例圖（北京城市軌道交通指揮調度中心）。

物 聯(lián) 網(wǎng) 的 實 質 及 在 信 息 論 中 的 地 位

當今的物聯(lián)網(wǎng)把信息的產(chǎn)生和采集這兩個環(huán)節(jié)發(fā)揮到了極值。物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）是什么，其實就是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它的核心內涵（與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別）就是采用了所謂RFID（射頻認證）的芯片感知技術和無線網(wǎng)絡技術，使得任何事物的信息都可以被感知，也就是任何事物的信息的產(chǎn)生和采集，均可通過RFID感知芯片和無線（或有線）網(wǎng)絡技術得到，余下的環(huán)節(jié)就可以交給互聯(lián)網(wǎng)來承擔了，所以說它是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，互聯(lián)網(wǎng)是它的基礎，它離不開互聯(lián)網(wǎng)。為了實現(xiàn)RFID芯片產(chǎn)生的無限多個信息的認證和處理，隨之而來的就是要發(fā)展IPV6的無限網(wǎng)絡認證技術和超大規(guī)模的云計算處理、存儲技術。這是物聯(lián)網(wǎng)時代交給互聯(lián)網(wǎng)需要解決的重大技術問題。物聯(lián)網(wǎng)是我們人類在信息技術方面的又一次革命，但要清醒地認識到，它的特點也僅僅是前面所提及的6個信息環(huán)節(jié)中的頭兩個，即在信息的產(chǎn)生和采集上與互聯(lián)網(wǎng)相比，有著更大的規(guī)模罷了！物聯(lián)網(wǎng)不是我們的目的，而是我們人類在實現(xiàn)信息化過程中使用的更為廣泛、更大規(guī)模的信息產(chǎn)生和采集技術手段罷了！但是商家看好這個環(huán)節(jié)，做了比較大的商業(yè)炒作，人們應該腳踏實地地去促進這個領域的健康發(fā)展，防止一哄而上形成的泡沫經(jīng)濟。

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【5】王順德 “Fiber Optics Feed At Beijing Astronomy Observatory (BAO)”A.S.P. Conf.Ser.Vol.3 1988 P183 中國科學院國家天文臺；

【6】王順德 “Working System in Fiber Optics on The BAO 2.16m Telescope”A.S.P. Conf.Ser.Vol.37 1991 P119中國科學院國家天文臺

【7】王順德 “我國2.16米望遠鏡的光纖耦合分光系統(tǒng)” 自然雜志 1992 第15卷 第7期 P500-504 中國科學院國家天文臺

電子信息導論論文范文第5篇

關鍵詞:智能;決策系統(tǒng);教學方法

隨著信息技術的應用和普及,“智能化”成為信息化后續(xù)發(fā)展的重要內容之一。在決策領域,20世紀80年代,一種以計算機為工具、應用決策科學及有關學科的理論與方法、以人機交互方式輔助決策者決策的決策支持系統(tǒng)(DSS)應運而生。但是,DSS只能輔助和支持決策者決策,其貢獻局限于對可選方案的評價,只能對有量化特性的問題使用數(shù)據(jù)模型和數(shù)值計算方法來輔助決策,不具有表示復雜決策過程的能力,因此,促使人們提出將DSS與專家系統(tǒng)(ES)相結合,以分別發(fā)揮DSS的數(shù)值分析和ES的符號處理優(yōu)勢,從而將定性分析和定量分析有機結合起來,以既能進行知識處理,又能有效地解決半結構化和非結構化問題,這就是智能決策支持系統(tǒng)(IDSS)的產(chǎn)生背景。

隨著人工智能和智能技術的發(fā)展,IDSS在廣泛的工程技術、經(jīng)濟、管理、醫(yī)療和農業(yè)科學等諸多領域,得到廣泛應用。了解、掌握智能決策的基本知識和技術是計算機科學、智能科學類專業(yè)大學生的基本要求,因此,智能決策類課程應運而生,并逐漸發(fā)展成為計算機、自動化、管理科學與工程和智能科學技術等專業(yè)的專業(yè)課之一[1-4]。

在我校,智能決策系統(tǒng)課程作為計算機科學與技術、軟件工程、網(wǎng)絡工程和其他電子信息類專業(yè)的專業(yè)限選或選修課程。目前,該課程的教學內容存在如下問題:一是教學內容繁,二是技術更新快,三是涉及的專業(yè)知識深,對學生的理論基礎知識(特別是數(shù)學知識、計算機技術)要求極高,教學難度大。因此,學生在學習過程中不得要領,抓不住課程的核心,只見樹木、不見森林,從而影響學生們的學習效果。本文就是在這樣背景下,提出并開展教學研究的。

1教學內容改革

智能決策系統(tǒng)是一門計算機科學、管理科學、人工智能和應用數(shù)學交叉的新興專業(yè)課程,其學分通常為2～2.5學分,即32～40學時,其中包括0.5學分的實驗課程(8學時)。因此,如何在有限學時中容納下本課程教學內容,完成本課程的教學目標,就成為首要問題。

通過實踐和教學改革,我校本課程的理論教學內容主要包括下列6個知識單元。

1) 決策理論概述。主要內容有決策的概念、類型、基礎、流程和目標。理論課時數(shù)4學時。

2) 決策系統(tǒng)。主要內容有決策支持系統(tǒng)的概念、結構、功能、主要部件與設計要點。理論課時數(shù)控制在6學時。

3) 決策模型。主要內容有數(shù)據(jù)倉庫、知識管理、數(shù)據(jù)挖掘、智能算法和數(shù)據(jù)處理。理論課時數(shù)控制在6學時。

4) 智能決策系統(tǒng)。主要內容有計算智能基礎、專家系統(tǒng)的概念和結構、智能決策系統(tǒng)的概念和結構、智能決策系統(tǒng)的設計要點。理論課時數(shù)控制在8學時。

5) 群體決策系統(tǒng)。主要內容有協(xié)同計算概述,群體決策系統(tǒng)的概念、結構、功能、群體決策過程與建模和實現(xiàn)方法。理論課時數(shù)控制在6學時。

6)智能決策系統(tǒng)的發(fā)展。主要包括基于網(wǎng)絡的決策系統(tǒng)技術和應用,網(wǎng)絡技術與基于Agent的決策系統(tǒng),智慧地球與智能化企業(yè)。理論課時數(shù)控制在2學時。

實踐教學內容包括4個實驗,學時總數(shù)為8學時,其教學內容設置見本文§3。

2教學方法改革

教學方法是為完成一定的教學目的、教學任務所采取的教學途徑或教學程序,是以解決教學任務為目的、師生共同進行認識和實踐的方法體系。其方法體系主要包含多個基本要素,比如教、學、信息傳輸載體(包含文字、圖形、圖像、肢體語言、表情、感知等)和教學輔助設備等。教學過程就是要充分利用具有信息優(yōu)勢、知識優(yōu)勢的教師,將信息、知識、技能、技巧,系統(tǒng)集成地傳輸給暫時處于低信息狀態(tài)的學生。決定這個傳輸過程順利進行的至關重要因素有:教師的積極性與責任心和學生的求知欲與基礎知識及其結構。從教育學和心理學角度看,課程教學方法改革就是圍繞這兩個因素展開[5],限于篇幅,本文的討論僅從如何調動學生的求知欲著手。

2.1探索式教學方法

經(jīng)過多年教學實踐,本文實踐了“探索式教學法”,此法強調因材施教,在教學全過程創(chuàng)設教學環(huán)境、培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神。所謂探索式教學方法是指在教學過程中,在教師的啟發(fā)、誘導下,學生自主學習和合作討論,以學習課程知識和科學問題為探索目標,以學生熟悉和能接觸到生活原型為研究對象,為學生提供自由表達、質疑、探索、討論問題的環(huán)境,學生通過個體、小組、團隊等多種形式完成解難、釋疑、嘗試學習活動,將學生自己所學知識應用于解決實際問題的一種教學程序。探索式教學方法重視發(fā)展學生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)自學能力,力圖通過自我探索引導學生學會學習和初步掌握科學研究方法[6],培養(yǎng)學生的文獻獲取與加工能力、信息分析與加工利用能力、團隊協(xié)作與溝通能力、語言表達與寫作能力,和創(chuàng)新精神。為其終身學習和工作奠定良好基礎。

盡管探索式教學法能夠給教師的教學提供思想、理念指導,但是,針對不同教學對象和不同課程內容,其實際應用方法也會存在差異,這就是所謂的教無定法之說。本文以智能決策系統(tǒng)課程第1知識單元課外作業(yè)為例,嘗試說明該法的具體應用方法,為保證該方法的實施效果,本文擬定了如下的教師操作流程:

1) 制定論文目標:培養(yǎng)學生綜合利用參考文獻和學會表達的能力。首先,要求學生學會獲取、理解、過濾和分析信息;其次,要求學生掌握撰寫科技論文的基本技巧;最后,要求學生在觀眾面前表達自己觀點,學習說服聽眾、推銷自己觀點的技巧。

2) 論文基本要求:①圍繞“關于信息技術對決策影響”的主題,學生自擬題目;②2周時間內,學生完成1 000字左右(2頁A4幅面)的論文,其中內容需要包括摘要,關鍵詞,問題或觀點概述,目前發(fā)展狀況,結論或結語;③制作演示幻燈片。

3) 提供信息查閱途徑:通過網(wǎng)絡教師自己已經(jīng)掌握的文獻資源和網(wǎng)絡地址資源,指出查詢方法和基本技巧。

4) 抽查式演講:①使用幻燈片;②介紹主要內容;③結論;④點評、提問與回答。

5) 評價標準:①文檔編制能力;②問題發(fā)現(xiàn)與分析能力;③表達與陳述能力。

在實施中,要防止出現(xiàn)如下情況:①題目太難或太容易,以免挫傷學生積極性;②提前告示和監(jiān)督,防止學生偷懶或拷貝;③靈活掌握考評手段,鼓勵創(chuàng)新,保護學生學習積極性。

2.2案例教學方法

案例教學法是在教師指導下,根據(jù)教學目標的要求,創(chuàng)設學生身臨案例場境的教學氛圍,使用案例來組織學生的學習、研究、實踐等活動的教學方法。本課程利用該方法,加強了理論與實際的結合,為學生學習提供模仿案例,提高了學生對理論知識的理解和實踐能力,培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。案例教學法需要掌握好2個重要環(huán)節(jié):

1) 案例選編。必須選擇學生容易理解、常見的例子,案例選編必須圍繞課程某個具體的教學目標,要適當加工,剔除與課程內容關聯(lián)性小的內容和技術,降低難度,方便學生理解。同時,案例必須來自于實際,并且問題明確。

2) 案例講解與分析。案例本身只是對實例的某些情況描述,表面上平鋪直敘,但是,其中必須隱藏著多個問題,要引導學生積極思考、深入分析,以發(fā)現(xiàn)其中隱藏的問題,并找出問題產(chǎn)生的原因,提出解決方案。在思考和分析過程中,既要培養(yǎng)和開發(fā)學生智力,又要培養(yǎng)學生綜合運用所學理論知識的能力。案例分析不能苛求解決問題的結果如何,而應該重點強調分析過程是否正確、方法是否恰當,案例講解和分析的主要任務是培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和邏輯思維等能力,通常解決問題的能力正是課程后續(xù)需要實施的教學目標。

本文在第4知識單元中,以6子棋計算機博弈系統(tǒng)為例,通過對6子棋計算機博弈平臺的仿真實驗,選擇不同的博弈策略,比如不同的估值函數(shù)、不同的搜索策略等,獲得不同的實驗結果,實現(xiàn)人-機對戰(zhàn)、機-機對戰(zhàn),讓學生切實體會到機器智能的魔力及其智能系統(tǒng)的構造方法,有力地促進了學生對理論知識的理解,并激發(fā)了學生的學習興趣。

3實驗教學內容

3.1實驗教學內容的設置

實驗課是智能決策系統(tǒng)課程的重要環(huán)節(jié),由于總課時有限,實驗課時也就不多。但是,本校在專業(yè)課程中,仍然堅持設置了0.5學分的實驗,以使學生能將理論知識與實踐聯(lián)系起來,使抽象的理論不再是深奧,提高學生靈活運用知識的能力。本課程實驗學時為8學時,主要設置了表1中的3個實驗。

3.2實驗課的操作

為提高學生對課程理論知識的理解和應用設計能力,針對課程實驗教學課時少和實驗復雜特點,需要注意以下幾點。

1) 簡化平臺、降低實驗難度。實驗教學過程重在是一個訓練學生動手、動眼和動腦的過程,旨在培養(yǎng)學生好奇心和操作技能,以及觀察問題、分析問題和解決問題能力。因此,在實驗中,要盡量將實驗平臺簡化,以將學生注意力集中于實驗內容,保證實驗效果。比如實驗2,提供給學生智能交通燈控仿真平臺,它實際上是一個軟件模擬平臺,能實現(xiàn)固定交管模式的全部功能,學生能通過標準接口建立自己設計的智能交通管理模式;又如實驗3,以FIRA機器人足球5vs5比賽項目的仿真平臺為實驗平臺,利用平臺已設置的運球、傳球、前進、后退、轉動等命令,學生能通過這些命令建立足球機器人的路徑規(guī)劃和避障策略。

2) 科學分組、培養(yǎng)協(xié)作能力。由于實驗3工作量比較大,需要多人協(xié)作完成,發(fā)揮集體智慧作用,因此,在實驗3中,按照3～5人/組,實行組長負責制。組長監(jiān)督、管理、協(xié)調本組實驗過程,每個組員都有明確的任務,并對組長負責,組長對教師負責。實驗3的課內實驗設置4學時/2次,學時主要在課外完成實驗3,歷時1個月。

3) 設計算法、培養(yǎng)智能意識。引導學生,模仿人類智能,設計智能算法,實現(xiàn)簡單的智能決策。由于課時有限,必須注意控制算法的簡潔、實效,以使學生能在短時間內模擬實現(xiàn)簡單的智能行為,著重引導學生分析業(yè)務行為,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)流程,構造智能算法,以此培養(yǎng)學生開發(fā)信息系統(tǒng)的智能意識。

4結語

智能決策系統(tǒng)是人工智能、計算機科學、自動控制科學交叉結合的一門新興專業(yè)課程,對推動信息化向智能化方向發(fā)展具有重要意義。該課程作為在校主要面對電子信息、計算機專業(yè)學生,通過該課程學習,學生反映加深了對智能的理解,提高了對計算機技術應用的認識深度,培養(yǎng)了學生的智能化設計意識,激發(fā)了學生的求知欲望。本文的研究成果是源于智能決策系統(tǒng)課程,但是,對其他信息技術課程,也具有積極的借鑒意義。

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Research on Teaching Reform of Intelligent Decision System Courses

ZHANG Xiao-chuan, CHEN Feng

(School of Computer Science, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China)