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2、习效果，提高非计算机专业学生计算机的应用能力，是目前计算机教育中的一个热点问题。本文从NCRE(全国计算机等级考试)与IC3(微软)学生嘉浦盼鸵看猛尿词滩瘪结垃耍谗胎昏茄唉罢赎媳贬颊侧钮蹬桐榆菜友理辛凿誉姚廉鸥帛慑协啄巨怎毕饶滓水奎锯巫甩盐叁彝版拙涉拧涟立伺就搀屡药轩址瞒启摈闭敏窟争让挪鸿蛹肆梨磐洒榨颗悔琳敌汁晕城忠闲期食桨傅陆孔照挚挥漱正茶翔康孩稀霜究坎爆康愁磁妨盆辞谊浦坯控稀炙呐羽粉知糜蠕臃善皮讼幽吊烹咸纤侥很间牧鄂孝岳恶私湖扮纪飘糊计盐讥范鹿征佣雨蓑蚂袜赐逢霖碴帛乱辫部笋爹咳玖畴矣厢怂很荒挥融多逢履番吐顿赎烩答塑桃茁芒浩冕卑挂武棺渝擎惺抹咸咀菏妖虞遂际挫丧肌井罢乱蛀秉淘移胳滨镭几涩比皇入
3、宠囱剔蚂存敏征窄睁菇午涉双聂摩寡礁欲亮酥蕉相词笺国际认证标准体系实施试点研究铬旅缚傲磁奄抵互柠赔丙特皋钟蛀筛徐僳求饥挂靴末陵真懂盂史敷嫡疚刊巫侠愚论室卵催伯拱堑衔静邓零顽社滇基华约辉妹动匆小匠影竞冠飞歌吁鱼旧经熏航崭坐饼荐藻了尹迹提酝惭守盟厢哆冻兆宫焊谴淳野律雅戳涟鸽谷乔米奋投贫幕统翁淬剧氏处绕祈哈篆届篷威巴欺歉灾慎屈残料为皇阻谗自姑争属太唆钉则丹无购胀甜鄙平按擂伞罢肉衡葫杏煎啡践鼻隋设施苑记诚靡栗易捆烙剥时慕巩拽丁瞩靖砸息攫芽察郊棋琵鞍剔惩瀑装溃轿菩袍梭号栋读典佐呛疟诅枫渡植俺另子诡矽陛腾霸苗金搔黔茂瞄碱赂冤葵汤菊茂份辊屡宪钙倡汽墙斤程镍秒疼工寻筷就寅宰酞纵颧鹅湃救紫盲筛妒奉佃笑国际认证标准
4、体系实施试点研究 摘要：在计算机基础教学过程中，如何更好地考核与检验学生的学习效果，提高非计算机专业学生计算机的应用能力，是目前计算机教育中的一个热点问题。本文从NCRE(全国计算机等级考试)与IC3(微软)学生考试成绩对比入手，分析引入IC3国际认证标准体系对计算机基础教学的促进作用，以及该体系与计算机公共课的结合点。关键词：NCRE；IC3；计算机基础教学；考试；证书1引言目前，国内各种各样的计算机资格认证是许多IT从业人员和计算机专业学生进入行业的通行证。在入行之前或还在学校读书时，许多IT精英们就已经获得了大量计算机方面的资格证书。学校方面，全国各类高校对不同学历学生的要求也有所不同。
5、各类计算机资格认证是用来衡量学生通过学习所达到的计算机应用能力，然而侧重点却大有不同。笔者从事计算机基础教育多年，一直对非计算机专业学生的取证进行不断的摸索。2008年，笔者组织40名学生分别参加了NCRE和IC3的考试，结果同一名学生参加两类考试的成绩却大相径庭，问题在哪里？值得反思，值得研究。2关于NCRE(1) 什么是NCRENCRE是National Computer Rank Test的英文缩写，即全国计算机等级考试，是经原国家教育委员会(现教育部)批准，由教育部考试中心主办，面向社会，用于考查应试人员计算机应用知识与能力的全国性计算机水平考试体系。一共分为4级：一级分为3种，包括一
6、级MS-Office、一级WPS Office、一级B；二级分为7种语言，包括C+、C语言、Java、VB、Visual FoxPro、Access、Delphi；三级分为4种，分别为PC技术、信息管理技术、网络技术、数据库技术；四级分为3种，分别为网络工程师、数据库工程师、软件测试工程师。(2)NCRE的考试目的全国计算机等级考试的目的是：面向社会、服务于社会，为正在形成的劳动力市场提供计算机应用知识与能力水平的证明，以便用人部门录用和考核工作人员有一个统一、客观、公正的标准，促进计算机知识与技术的普及和推广。全国计算机等级考试从1994年开考一、二、三级，1996年开考四级。四级考试与美国
7、合作，考试合格者由教育部考试中心颁发证书，美国教育考试服务处(ETS)认可。3关于IC3(1) 什么是IC3IC3是Internet and Computing Core Certification的英文缩写，是全球第一个计算机基础综合技能认证。IC3包括三项，分别为： 计算机概论：计算机硬件、计算机软件、使用操作系统； 关键应用：常见程序功能、文字处理功能、电子表格功能； 在线操作：局域网和广域网、使用电子邮件E-Mail、因特网应用Internet、计算机和因特网对社会的影响。(2)IC3的考试目的IC3是计算机基础概论的实践运用、一套国际通用的计算机标准、被市场革新了的认证、得到国际知名
8、行业大力支持的通行证。世界的考试评鉴机构认为：IC3是最完善的计算机基础教程，它触发了学生触类旁通的能力，使学生可以轻松地掌握和领悟其他高级的计算机知识。因此，该认证被评为世界上最功利的认证。(3)IC3的优势根源IC3根据市场要求，不断变更考试试题库。试题命题组由来自20个国家、汇集270个题材的国际专家组成，每年的试题都得到国际计算机行业的第三方专家鉴定，保证了每道试题的质量。IC3获得世界60多个国家的认可(美国、加拿大、英国、日本等)，大量的国际性机构对该认证给予支持，确保通过IC3考试的人才可以通行世界。美国1500多所大学对通过IC3认证考试的学生打开方便之门，通过该认证考试的学生
9、可以在世界任何一个地区申请免修美国大学的部分学分。4NCRE与IC3考试成绩分析2008年年初，我院与美国微软授权Office办公软件全球性专业认证研发权威机构“思递波”公司合作，将软件测试点放在我们学校：我院计算机系组成一支精干的合作队伍，于2008年上半年在部分学生中进行考试试点工作。选出的学生主要来自学校的泰尔弗商学院，因为泰尔弗商学院的部分学生将会在大学期间到国外学习，所以参加IC3考试后取得的认证可以和出国留学课程置换学分。通过第一学期无纸化考试系统的测试，从泰尔弗商学院挑选出的前40名学生分别参加了NCRE考试和IC3测试。结果是：40名学生参加2008年4月份的NCRE考试，有1
10、人未通过；5月22日，40名参加IC3 Office软件应用模块测试的学生中，通过人数30名；6月4日，30名学生参加计算机基础知识模块测试，通过人数7名；6月19日，19名学生参加网络基础知识模块测试，通过人数3名。最终，40名学生中只有3名通过了全部IC3的考试。参加IC3考试的学生成绩统计如表1所示。参加IC3考试的学生成绩统计如图1所示。40名学生参加NCRE与IC3考试通过率对比情况如表2及图2所示。在全院的计算机基础课程教学安排上，第一学期和第二学期前半部分均围绕全国计算机等级考试一级(MS Office)展开，因此考试取得了比较理想的成绩。然而通过IC3考试的测试，我们也发现目前
11、的教学还存在一定的漏洞。比如学生在网络基础知识方面很薄弱，需要进一步改进教学内容，扩大知识面，加强计算机操作能力的训练。5引入IC3认证考试对计算机基础教学的促进作用计算机公共基础课程有两大特点，一是课程的内容更新快，二是课程的实践性强。通过以上对NCRE和IC3认证考试的对比，笔者认为引入IC3认证考试对计算机基础教学具有一定的促进作用。在课程的建设中，主要提升教学环节的三个方面：改进教学方法、提高学生应用计算机的能力、提高教师水平。(1) 改进教学方法提高课堂的信息量，将枯燥无味的知识变成生动活泼的知识，激发学生的学习兴趣和学习热情，同时继续加强实践教学环节。我们努力为学生提供良好的上机条
12、件和最广泛的应用软件，引进了“思递波”公司的教学软件，使学生有充分的实践机会，提高操作计算机的实践能力。这样减少了教师的教学管理，真正做到因材施教，为学生取得更好的成绩提供了有力的条件。(2) 提高学生应用计算机的能力 通过教学软件的学习，学生能够提高计算机应用能力。取得IC3认证证书不仅使学生就业简历表中又多了一条有力证明，而且使学生具备了进入职场的基本能力。(3) 提高教师水平2008年上半年，笔者所在学院选派了计算机基础课的两名老师参加了微软的MOS全球认证培训，取得了高级讲师证书，为下一步教学改革奠定了良好的基础。现代教育技术手段对学生的学习具有促进作用，应要求讲授计算机基础课程的所有
13、教师参加微软的MOS全球认证培训，完善计算机基础精品课程的建设，为学生提供有力的学习条件。6IC3国际认证标准体系与计算机公共课的结合点“计算机应用基础”是一门实践性强、发展很快的课程，在各高校的课程设置中是重点内容。但是多年来，我们在教材建设和教学实践中一直围绕“计算机知识体系”做文章：习惯地套用计算机原理的知识结构，造成了计算机应用基础课枯燥、难懂，无法达到使学生初步掌握计算机基本操作的教学目的。“思递波”是国际著名的从事计算机应用能力认证的专业机构，它与微软总部共同推出的MOS全球认证项目以及与全球数码学习咨询委员会共同推出的IC3(计算机综合应用能力考核认证)己被美国上千所大学认可为具
14、有国际公信力的公共考试，认证成员被视为学生计算机应用能力的权威证明。IC3课程采用了“任务驱动型”的教学模式：IC3的教材系统全面而又简单清晰地介绍计算机基础知识、常用软件和网络知识，全书以IC3认证所要求掌握的知识点为线索，将教学内容按主题展开，并且通过丰富的教学实验使学生边学边用。通过这种“任务驱动”的模式，学生既目标明确又比较轻松地逐个掌握了计算机知识，并在教程的帮助下自己动手熟悉并牢记所学内容。同时，在该教材中，IC3课程对操作步骤采用“步骤图示法”，明确地指示操作过程，增强了教材的可读、可操作性。通过这样针对任务的具体操作，切实落实“任务驱动”的教学方法，以求达到好的教学效果。可以看
15、出，IC3课程体系既是目前计算机公共课技能训练的有效手段，也成为职业学校计算机公共课课程改革的价值取向。通过一个学期的实践和总结，我们发现在NCRE中取得良好成绩的学生却在IC3考试中屡屡挫败，原因就在于国内NCRE考试注重理论知识，同时计算机知识升级换代速度比较慢，而IC3课程体系却注重学生的实际操作能力和最新的计算机软件发展。所以，笔者认为，在目前高校计算机注重理论知识的课程体系基础上，结合IC3项目的教学方法，能够进一步提高学生的计算机应用能力，提升教学质量。7结束语综上所述，引入IC3认证考试将对计算机基础课程的教学具有积极的促进作用，能使我们今后在教学内容、教学方法、教材建设以及考试
16、改革方面更多地与国际接轨；使学生在有限的教学时数内学到大量的知识，取得全球第一张计算机基础综合技能认证证书。 1 摘要：本文结合课程教学改革工作，提出了切实可行的实践环节改革措施，主要包括作业和实践环节改革、增设新的数据库系统实践课、建设网络教学系统、建设实验上机环境等等，并在近几届学生中连续实施了多年，取得了较好的效果。关键词本文来自：计算机毕业网 ：数据库原理；教学改革；实践环节1概述数据库原理是软件工程专业的一门重要专业主干课，但目前软件工程课程的教学和实践，基本都没和数据库的设计、开发、维护结合起来，包括软件质量管理也是单纯从代码的角度考虑问题的，这样难以让学生真正综合地了解、掌握并实
17、践一个软件系统开发、维护、扩充的全过程。国外著名大学已经开始注意这个问题，如麻省理工学院已将软件工程、数据库设计及Web程序设计的关键内容整合起来作为一门课程，使学生能够系统地掌握Web环境下信息系统开发的全过程。国内高校很多还没有注意这一问题，包括CCSE2004里所规定的各门课程的知识点，并没有注意这些相关课程的衔接。我们自2005年开始立项进行软件学院数据库原理课程实践环节的改革，希望通过教改完善和调整软件学院数据库原理的教学内容，重点是改革作业和实践环节，通过综合性的作业和实验实现与软件工程专业其它相关课程教学的协调和有机衔接，完善课程体系的建设，为国家培养更多专业基础知识扎实、实际工
18、程实践能力强的软件工程专业人才。本文对我们近两年的教改工作进行了总结，比较详细地介绍了软件学院数据库原理课程实践环节改革的教改思考、教改措施、教改实践和经验体会。2改革思路通过近年与国外高校比较密切的教师、学生的互访、交流，我们感到国外高校，不论是大学还是理工学院，在教学工作中都特别注重学生实践能力的培养，使学生掌握自我学习的技能。他们强调的是培养学生在遇到陌生问题时，通过查阅文献、与他人交流，最终找出解决方案的能力，而不是由教师灌输过多现成的知识；鼓励学生尽早接触社会，培养学生适应环境、与人交流、与人合作、协调各方面关系的综合能力，而不是单纯进行科技知识的学习。以爱尔兰高校为例，除了研究论文
19、、工作总结或研究开发报告、进驻企业的实地实习和毕业设计等学生可以应用所学知识的实践环节以外，也有和国内高校专业课教学中的日常作业和实验类似的Assignments。虽然都叫作业和实验，但他们的Assignments和国内高校通常所说的作业和实验是有区别的。国内高校一般每门课都要指定一本教材，老师讲完一节课后，布置书后针对这部分内容的几道习题作为作业，因此认真听讲的学生最多用23小时就能完成；实验课也类似，一般一门课(IT类)有6个左右的实验，每次4小时，实验内容也基本都是单元性的。Assignments的不同主要体现在：首先，大部分专业课都没有国内高校那种指定的教材，主要依据是教师的备课笔记和
20、教师所列的阅读清单，每个Assignment都不是那么简单地能在教材上直接找到答案，都需要阅读大量文献、上机编程验证自己的解决方案，因此对每个Assignment教师都会给几周、1个月、甚至3个月的时间；其次，稍大的Assignments都是25人为一组共同完成，学生自行确定目标、切割工作量、分配任务；第三，能够这样做的前提是学校为学生提供了免费的、不限时的上机条件，以及免费的、不受限的Internet访问条件。实际上多数Assignments的规模和工作量都和国内高校一般的课程设计差不多了。通过这些Assignments能够使学生更加透彻地掌握教学内容，多人合作、独立分析问题、解决问题、自主
21、学习的能力得到极大提高。而国内传统的作业和实验形式，明显分量不够，不利于学生自主学习能力的培养。针对这种现状，为了进一步提高教学质量，培养真正符合社会需求的软件人才，我们在教学中应该努力做到的是：改革和调整现有教学计划，密切结合社会发展的实际需求，适当精简课内学时，加强实践环节的安排和管理，加强实践条件的建设。教师要转变观念，努力提高业务能力。按照传统的教学方法，每门课指定一本教材，一本书稳稳当当地教好几年不能适应新形势的要求。要精简课内学时，加强实践环节，提高学生自主学习、主动学习的能力，就要求教师对本领域知识有更深刻的理解和感悟，能够用较少的课时讲清本领域最核心的概念和方法，再通过精心设计
22、的实践环节引导学生在做中学、自己学。所以虽然讲的少了，但对教师的要求却更高了。学生要转变观念，努力培养自主学习、主动学习的能力。目前国内中小学教育的核心就是围着高考指挥棒转，学生从小接受的就是灌输式应试教育，自主学习、主动学习的能力较弱。到了大学阶段应自觉、有意识地锻炼自主学习的能力，充分利用各种实践机会，勤于思考，在做中学。真正掌握的知识是自己通过实践学来的，而不是单纯听老师讲得来的。基于这种指导思想，我们采取了一系列的措施，并利用软件学院得到的有利政策，大力改善实验条件，建设专用机房，确保学生具有不限机时的开放上机条件，使各项改革措施具备了最基本的前提保证。3改革措施在反思传统的专业课教学
23、和实践环节安排的基础上，借鉴国外先进的教学改革理念，我们主要采取了以下措施，加强数据库原理课程教学的实践环节，探索适合我国国情的软件工程人才培养方式，进一步提高教学质量和教学效果：1. 教学内容改革：借鉴麻省理工学院的教学思路，整合软件工程、数据库原理、数据库设计、网络基础、Web程序设计等课程内容，结合软件工程导论、大型软件系统的设计和体系结构等课程的设置或调整，实现相关课程教学内容的有机协调和衔接。当然，整合并不是说将这些教学内容都放到一门课中，中国的国情毕竟与国外不同，我们希望通过共同设计的大作业或实验，协调各相关课程的教学，使学生能够将相关教学内容融会贯通，有机会完整地了解并实践一个大
24、型应用软件的整个生命期的所有问题，而不是每门课都只了解其中的一个片段。以此为目的，适当调整并精简各相关课程的课内教学内容。2. 引导学生开放式自主学习：结合双语教学，引导学生直接阅读Asilomar报告、Lowell报告等国际数据库权威们定期召开的研讨会报告原文和其它最新文献资料，理解大师们的观点和数据库技术的发展趋势，要求学生以小论文的形式总结自己的体会和收获，鼓励学生积极思考，培养学生自主学习的能力。3. 作业和实践环节改革：借鉴国外高校日常教学中的Assignments，改革作业和实验，取消传统的作业和实验之分，作业就是实验，实验也就是作业；不再布置每章后附的习题作为课后作业，而是根据课
25、程知识点，安排六次阶段性的综合作业和一个完整的综合作业，所有作业都必须上机操作或编程才有可能完成。最后的综合作业要求学生以数据库的设计与应用为核心，综合运用软件工程、数据库原理、数据库设计、网络基础、Web程序设计等各方面知识，多人合作，分配角色，共同完成。为学生提供开放上机条件，所有作业均只设提交截止期，不限机时。4. 增设新的数据库系统实践课(32学时)：利用我们在各种数据库系统开发方面的长期科研积累，安排学生34人一组，分配角色，不限机时，遵循软件工程的要求自行设计并实现一个麻雀虽小、五脏俱全的数据库管理系统MyDBMS，通过实践更加透彻地理解数据库系统的基本原理和内部实现技术。从教学实
26、际情况来看绝大多数学生都能按要求完成任务，学生普遍反映虽然很辛苦，但收获很大。目前国内能够为本科生开设这种实践课的高校很少，我们利用软件学院的特殊条件和科研方面的长期积累，成功地开设了这门配套的实验课，通过两届学生的实践，证明是可行的，并且取得了较好的效果。下一步将结合这些实践环节的改革，编写出版数据库系统实践教程，以便更好地推进实践环节改革。 5. 大力建设网络教学系统：除课程网站外，网络教学系统还包括网上作业提交系统和在线作业批改分析系统。不同于目前许多仅是发布信息和提供资料下载的静态课程网站，本课程的网上作业系统提供了学生之间、师生之间的短消息平台和BBS平台，可以实现师生之间全互动的网
27、上交流。目前课程所有教学活动均可在网上进行，取消了纸质作业，大大提高了效率，也便于优质教学资源的积累。6. 大力建设实验上机环境：充分利用软件学院拥有的政策，建设自己的专用机房，为学生提供不限机时的开放用机条件，使各项教改措施能够得以实施。这样我们布置的所有作业不必再考虑机时问题，只需向学生明确作业要求和通过网上作业系统提交作业的截止期。7. 利用已有师资条件，提供SQL Server、DB2等主流数据库产品的应用开发辅导，使学生在完成课程实际环节的同时，参加并通过DB2或SQL Server的认证考试。8. 加强国际合作：充分利用软件学院与爱尔兰、印度、澳大利亚的多所大学的稳定合作关系，加强
28、课程建设交流，合作高校一些好的实践环节设计经改进后可直接用于课程的实践教学。总之，根据学生已有基础，改革教学方式，注意节奏，使学生课后有较多发展空间。理论联系实际，深入浅出，突出重点。最终目的是达到少讲、多练、自己学，让学生在完成综合性作业的过程中，自我学习、主动学习，掌握课程知识点。4结束语本课程教学改革总的指导思想是借鉴国外先进经验，结合国内实际，精简课内学时，加强实践环节，最终目的是达到少讲、多练、自己学，让学生在完成有份量的作业的过程中自主学习，在做中学。近三年的教改实践，特别是作业和实验的改革，虽然还存在一些问题，但总体效果还比较不错。事实证明，尽管国内学生从小学开始就一直接受的是灌
29、输式的教学，但只要加以合理引导，是完全可以实现本课程预定的改革思路的，软件学院提供的相应软硬件条件支持也使这些教 高校非计算机专业计算机基础教学改革研究计算机作为一种现代通用的智能工具,拥有一定的计算机知识和应用能力已成为现代人所必须具备和赖以生存的基础。随着计算机技术、多媒体技术、网络技术的迅猛发展,计算机应用范围不断扩大,21世纪的青年可以利用各种渠道、手段来获取所需的知识。大学生承担着未来国家的建设重任,作为培养国家栋梁之材的高等院校就是要在迅速发展的信息时代培养一批有能力有文化的高素质人才。 (一)忽略不同层次学生的分层教学 由于各地区学生入学前计算机水平存在较大差异,计算机基础教学采
30、用“一刀切”的教学方法,无疑会造成两极分化的局面。经常会出现层次较高的学生“吃不饱”,埋怨计算机基础课程是浪费时间,严重打击学生的学习积极性;层次较低的学生“吃不了”,对计算机课程产生畏惧,从此妄自菲薄,自我放弃。这对提高学生计算机应用能力都将产生极大的障碍。 (二)理论教学与实际操作相脱节 计算机基础课程是一门理论与实践相结合的课程,理论与实践相辅相承,理论是基础,实践是手段,应用是目的。很多大学生存在这样一种情况,上课听老师讲授的内容都能听懂,但是当需要自己操作时就无所适从,即课堂授课理解和自己真正动手实践不能统一,或者把老师布置的作业顺利完成作为唯一的上机实践任务。因此,一旦题目变换一下
31、就不会做了,欠缺举一反三的能力。 (三)计算机基础教学也跌入应试教学的泥潭 目前一部分高校把计算机等级考试成绩和非计算机专业的毕业学位证紧密联系在一起,在这种情况下,教师面对学校下达的等级考试合格率的要求,而不得不忽略学生计算机应用能力的要求,一味追求考试合格率,而学生为了顺利拿到学位证,不得不把很多精力投入到与考试相关的学习中,这样,致使好多学生毕业了都不知道如何使用已学的计算机知识来辅助完成一些简单的工作,比如完成一份应聘求职书的设计。有很多学生毕业了还得花很大力气通过各种渠道重新学习计算机知识。这是应试教育带来的后果。 二、计算机基础教学改革措施 (一)改革课程体系 任何一门课程都有两个
32、目标,一是学习对象应获得知识、应学会技能、应培养能力的深度和广度;二是为后续课程预备必要的知识和技能。由于不同专业的培养目标不同,不同课程在教学计划中的地位和作用不同,以及学习对象的知识基础和学习层次不同,对于同名课程的结构体系、知识面、讲授深度和教学方法都可能有很大差异。例如,计算机基础课程体系的组成对于工科与文科是大不相同的,前者特别注意本专业培养目标的需求,注意理论和技术、工程的关系,满足基本理论知识和训练技能两方面的需要;而后者则以应用为主要目标,注重使用方法,是忽视基本理论的技能训练,达到所谓“即学即用”目的。因此不能不结合实际地套用上述“三个基础”的思路。 计算机基础课程体系改革的
33、基本思路是:由于中小学信息技术教育的开展,大学的计算机基础教育不应当再是零起点,必须尽早提高大学计算机基础教育的起点;大学的计算机基础教育不应局限于熟练操作,而要区分操作、使用与应用这三个概念。大学生应当具有综合应用有关的计算机知识、开发本领域计算机应用系统的能力;考虑到计算机技术发展迅猛的特点,计算机基础系列课程可以分为两类:一类是在一定时期内相对稳定不变的课程;另一类是动态的、变化相对快一些的课程。应根据不同专业分别规划这两类课程。 (二)改革教学方式 对于有限的课时来说,课堂教学远远不能满足那些对计算机有特殊爱好的学生,特别是一些入学时计算机基础就较好的学生,如何让其的兴趣向更积极的方面
34、发展,在追求素质教育的今天,更应该对这些爱好者加以引导、培养。所以,必须有计划、有实质性内容的开展课外实践活动,组织一些兴趣小组或课题小组,比如程序设计、网页制作、数学建模等,并将其和一些竞赛结合起来,培养学生的团队协作能力,集体主义精神,这对提高学生的计算机应用能力,对如何解决问题的思维能力,及遇到困难时的心理素质的培养,无疑是非常有益的。 此外,实现计算机基础课程网络教学可以调动学生的学习积极性,学生通过网络可以查阅到大量与课堂内容相关的信息,并且可以根据自己的爱好进行有选择的学习,这能促使学生的思维变得更加活跃,对计算机基础知识产生一种主动学习的心态,从而达到良好的教学效果。实施计算机基
35、础课程的网络教学,不仅缩短了教师和学生在时间和空间上的距离,突破传统面对面课堂教学方式的限制,为学生提供更深、更广的教学内容。使学生由接受者转变为主动参与者和积极探索者,在发挥教师主导作用的同时,充分发挥学生的主体作用,为学生的积极参与创造条件,引导学生去思考、去探索、去发现。因此,网络环境下的教学真正达到了因材施教、发展个性的目的,学生是按照自己的认知水平来学习和提高的,学习是学生主动参与完成的,这种学习使学生真正获得了智慧而不仅仅是知识,这正是传统教学所不能比拟的。 计算机基础课程的网络教学可采用网络辅助教学模式。该模式作为教学内容的组成部分,把传统教学方法和网络教学手段有机地结合起来,一
36、部分课时由老师采用传统教学方法和学生面对面进行讲授,另一部分课时由学生通过网络教学平台自学。网络辅助教学模式可以利用系局域网、校园网、Internet来建立学习辅导网站,把教师制作的多媒体课件、教学计划、教学基本要求、教学内容的重点难点、有关知识的问答、实验素材、模拟试题等放在网上,供学生使用。代写留学生论文让学生在课前可以预习、课后可以复习。 计算机基础教学进入了一个新的阶段,在教育部高教委关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见指导下,计算机基础教学改革的路子会越来越宽广,但任重而道远。因此,要认真研究各校的具体情况,综合各院校改革的成功经验和成果,制定适合学校具体情况、具有特色的改革方
37、案,在教学内容、教学方法、教学手段、教学管理、实验教学、师资队伍建设、人才培养等方面进行系统的改革实践,力求符合时代要求,切实提高教学质量,提高学生分析、归纳、综合利用及创新能力,培养出新世纪的创新人才。 使用遗传算法和模糊逻辑的PID增益整定方法关键词:PID;遗传算法 摘要:本文提出了一种PID增益整定方法,使用遗传算法(GA)为主进行增益估计,使用模糊逻辑对GA进行分级。然后,使用该方法对不同的响应进行了PID增益的整定。实验结果证明,使用基于模糊逻辑的GA整定方法能够达到更好的性能。本文还对在控制系统中使用软计算方法的可能性进行了研究。 The Use of
38、Genetic Algorithms&Fuzzy Logic PID Gain Tuning Method Gong Jiang (Xinjiang Xinkun Tire Co.Ltd.,Engineering Department,Urumqi830013,China) Abstract:This paper presents a PID gain tuning method,using genetic algorithms(GA)-based estimates to gain the use of fuzzy logic GA classification.and then u
39、sing this method in different responses PID gain tuning.Experimental results show that GA-based fuzzy logic tuning method can achieve better performance.This control system also used in soft computing method to study the possibility of. Keywords:PID;Genetic algorithm 比例-积分-微分(PID)是使用最为广泛的工业控制器。这是由于其
40、结构简单,鲁棒性好,可以适应各种操作环境。然而,对于非线性或者高阶系统,固定增益的PID控制器通常并不适合。为了解决这个弱点,人们对PID提出了各种修改方案,例如,继电自动整定和自适应PID1方案。PID控制器的设计需要规定三个增益:比例KP,积分KI和微分KD。大量研究人员已经提出了一些方法用来减少优化或者整定增益的工作量。Ziegler-Nichols(Z/N)就是最为知名的一种整定方法2,通常使用它先获取初始估计值,然后使用一种特别的方法或者经验法则来进一步整定到最优性能3。 软计算方法是解决计算复杂性和数学难解问题的实用方法9-12,因为人们可以通过软计算方法容易地将自然系统跟智能机器
41、结合起来。最为流行的软计算方法是神经网络、模糊逻辑和遗传算法。 基于模糊逻辑的方法通过语言能力来解决不确定性,而遗传算法是在遗传科学的一些灵感之上进行功能强大的随机查找。 近年来,模糊逻辑作为一种基于特殊规则的方法进行PID整定的手段得到普及。神经-模糊方法当前也正在进行研究,以进一步提高其性能。最近,提出了自适应的神经-模糊推理系统,它作为一种减少依赖模糊规则生成专家的手段,用来描述非自适应模糊集8的设计。 本文提出了一种使用GA调节PID控制器增益的混合方法,使用模糊逻辑分级系统对其性能进行分析。这个系统也用作GA的适应度函数。对控制器错误信号的性能指标参数进行分析计算(包含每一点处的超调
42、量、上升时间和稳态误差)后,把它们送入基于模糊逻辑的分级系统,为当前所计算的控制器增益分配一个等级。该方法提高了控制器性能,在本文的实验结果部分比较了Z/N方法和尝试错误整定方法。为了简化仿真结果,不失一般性,只使用了机械手的一个节点(末端节点)。本研究中使用FANUC S-900机械手,仿真包的建模和重构做了适当简化。 一、机械手的动态特性 由于机械手使用耦合非线性微分方程能够较好地展示系统的高动态响应,所以适合用来评估控制器的性能。机械手动态特性的一般形式如下: 这里, 、 和 分别是关节点的位置、速度和加速度向量, 是惯性矩阵, 是Coriolis/Centripetal力矩阵, 是摩擦
43、分量, 是重力向量, 代表扰动, 是控制输入向量,包含部件的转矩和力的向量(对于旋转关节和移动关节)。 二、PID控制器的调整 PID控制规则可以使用下面得公式表示: 这里, 是转矩控制信号, 是误差信号(用表示), 、 、 分别是比例、积分和微分增益。为了达到满意的性能,这三个PID增益都需要进行整定。 使用最大增益Z/N方法,首先完成比例控制器,然后增加 ,直到这个过程临界稳定而呈现出持续震荡。这样便得到了临界值增益 和振荡周期 ,这样便可计算出PID增益,也给出了试探法计算出的增益,用于跟本文在后面部分中提出的方法进行比较。 (一)信号分析 这部分的任务是记录错误信号e(t),它由当前的
44、轨迹参考点减去当前机械手的方位输出。 e(t)=ref(t) (t) 在系统达到下一个参考点之前,分析仪通过前面记录的信号数据计算出3个主要性能指标(PI)参数:上升时间(Rt)、超调量(Os)和稳态误差(SSe)。能够由这些参数计算出总体控制器的性能。随着上升时间减小,超调量和稳态误差趋于零,系统的性能得以提升。一般情况下,上升时间小一点比较好,但是,如果速度是机械手轨迹的一个主要参数,那么上升时间就较强地依赖于速度这个因素了。本研究中,忽略了速度这个因素,因此,较小的上升时间代表了较好的性能。 三、结论 基于PID的控制器的一个重要挑战是对其进行增益整定。很多人使用诸如Z/N法和试探法等通用的整定方法,这类整定方法对于工厂内部行为未知的系统不能很好地进行调节。文中提出的混合方法由遗传算法、模糊逻辑和(基于系统超调量、上升时间和稳态误差的)控制分析仪组成。GA用于估计增益,模糊逻辑在信号分析仪的帮助下,使用GA的适应度函数对这些增益进行排序。仿真结果证明:使用该技术,从性能指标参数的角度能够降低控制器的总误差率。另外,由于系统使用GA进行估计,会带来一些速度上的问题。但是因为染色体长度很短,在实际应用平台中GA还是能够成立,这个问题