第5章综合课程设计
第5章综合课程设计
5.1 性质
综合课程设计是将与多门课程相关的实验内容结合在一起,形成具有综合性和设计性特点的实验。综合课程设计一般为单独设置的课程,其中课堂讲授内容仅占很少的学时,大部分课时用于实验过程。
近年来,计算学科发展的一大特点是各领域高度分化又高度结合,且以高度综合为主。在计算机科学与技术专业的课程设置上,必须能反映出学科发展的现头和趋势,反映出学科的特点和规律,特别是要反映出该学科专业实践性强的特点。在课程中已经饮食了比较多的课程实验内容,但是还不能达到培养的目标要求。一方面,仅仅依靠课程实验的内容很难系统地培养学生综合劫所学知识的能力,以及学生学习知识的主动性和创造性;另一方面,由于教学计划、课程和实践体系受到时间、空间与办学条件等多种因素的制约,不能单纯依靠增加课程科目和教学内容的数量来跟上学科的发展步伐,通过综合或者精选反映整个学科的重要的基础知识,来
保持专业教育的稳定性和连续性是一个有效途径。计算机综合课程设计正是在这样的发展中出现的。
5.2 指导思想
专业基础课、专业课和绝大多数选修课都是面向某一知识领域的专门课程。相应的课程实验往往是在考虑各个领域之间的相互关系的基础上,按照某一类专门知识将若干知识点进行切分的思路进行设置。这种课程实验思路考虑到了各个领域的独立性和相互的联系,各
门课程和实验的教学内容组织形成了各自的逻辑体系。但是,这种课程实验思路并没有把学科各专业领域之间的内有本质联系放在突出的地位,存在一定的局限性。
为了在整个教育体系中更加突出综合能力和专业素质的培养,尤其应该流行综合课程和综合课程设计的设置问题,开设综合课程和综合课程设计使学生不仅对学科技术及其发展有比较全面的认识,而且对一些新的领域或跨学科的知识以及各个学科之间的联系有比较多的了解,能够给予学生一个学科整体的观念,使学生认识各专业领域的本质同和各专业技术之间的联系和制约,有利于修改的培养和学生综合能力的提高。综合课程设计教学和实验内容的
伸缩性和灵活性也比较大,可可以避免有些知识的重复和割裂,提高动手能力培养的力度,可以更认真地选择和组织教学实验内容。综合课程设计可以简化学科各专业领域之间的联系,便于容纳传统课程和实验不易容纳的某些知识和综合性强的校内容。同时,设置综合课程设计也可以较好地解决目前课程设置、教学实验内容和学时限制方面所存在的诸多问题。通过综合课程设计,可以使学生掌握新的知识技术,激发学生的学习积极性和创造性。
但是设置哪些综合课程设计,必须要从教学目的、学习时段和教学效果来考虑。综合课程设计涉及的知识和能力面比较宽,内容比较多,适宜于各专业领域相互关联的知识。应该把综合课程设计的设置与专门性课程及其课程实验的设置有桧结合起来。
综合课程设计在密切学科课程知识与实际应用之间的联系,整合
学科课程知识体系,流行系统性、设计性、独立性和创新性等方面具有比单独课内实验更有效和更直接的作用。同时,还可以更有效地充分利用现有的教学资源,提高教学效益和教育质量。
5.3 基本要求
作为范例这里给出了9个综合课程设计的基本要求,分为计算机系统结构、计算机软件和应该、计算机网络三大系列。这些综合课程设计均绑定在相关的系列课程之后开设,具有很好的设计性和综合性。每个综合课程设计一般为16学时或者1个学分。每个学生可以根据自己的情况选修其中的3~4个综合课程设计。
1.数字逻辑综合课程设计
要求学生基本掌握数字电路设计和调试的方法,进一步理解数字电路相关理论,熟悉EDA工具和设计流程。要求掌握简单的组合逻辑、时序逻辑以及状态机设计方法,了解和熟悉硬件平台,并能够在硬件平台上正确在进行设计实现和验证。掌握数字电路系统相关调试技巧。
2.计算机原理综合课程设计
要求学生加深对计算机原理和相关课程的理解,锻炼计算机硬件的设计能力、工程实现和调试能力。推荐基于可编程逻辑阵列(EPGA)来完成本设计,要求了解HDL语言的设计过程与方法,用HDL语言进行逻辑设计和实现CPU。通过逻辑模拟和综合,将CPU硬核下载到FPGA 中并运行。
3.嵌入式系统综合课程设计
要求学生掌握有关嵌入式处理器、嵌入式操作系统和通信接口的基础知识以及处理器和嵌入式操作系统构成应用系统的实际知识。通过典型的综合性实验,培养学生软硬件以及相关应用方面的综合设计能力和实际动手能力,让学生深入理解理论知识,掌握嵌入式系统一些基本的设计和开发方法。
4.数据结构综合课程设计
要求学生对给定的一规模和复杂度的、需要以数据结构中的模型以及求解方法才能描述和求解的、以数据结构与设计为核心的程序设计类问题,进行从问题建模到数据结构设计、算法设计与实现、系统测试等环节的知识与技术的综合运用。
5.操作系统综合课程设计
要求学生掌握Linux或同类典型操作系统的结构、实现机理和各种典型算法,系统地了解操作系统的设计和实现思路。运用内核开发环境,实现对内核源代码的分析与修改,掌握操作系统内核的编译和生成过程,完成操作
6.程序设计综合课程设计
通过一个完整的软件系统的设计和开发过程,要求学生能更进一步地运用面向对象程序设计和结构化程序设计方法,独立进行较复杂数据结构和算法的设计,锻炼学生的软件系统分析和程序设计能力,深化理论知识的理解,培养学生的实际设计能力和分析、解决问题的能力,保持良好的程序设计风格。
7.软件工程综合课程设计
要求学生系统地掌握软件工程及软件管理的过程、方法和工具,针对一个相对大型的软件开发课题,完成需求分析、软件设计、软件测试和软件维护。要求学生在开发小缓中以分工协会作的方式完成指定的软件开发课题。重点培养学生的软件开发能力、软件工程素质和软件项目管理能力。
8.网络应用综合课程设计
综合考虑教学内容和教学大纲的要求,使学生熟练掌握有关网络程序设计基本方法、网络应用基本框架、网络程序设计主要过程等知识内容,并具备设计和编写大型网络程序的能力,
提高动手能力和团队协作能力。课程的进行采取自由分组协同方式完成。
9.网络工程综合课程设计
要求学生进一步理解网络工程的主要概念,熟悉目前常用的网络设备、网络应用系统的工作原理和安装、配置方法,重点培养学生理论联系实际和动手操作的能力,为将来快速适用网络工程建设工作奠定良好的基础。课程的进行采取自由分组协同方式完成。
上述9个综合课程设计大纲在附录2中给出。
第6章毕业设计
6.1 性质
毕业设计是教学计划中最重要的一个综合性、创造性、理论联系实践量紧密的教学环节。在毕业设计阶段,学生在指导教师的指导下,对确定的有明确需求和目标的课题,按照工程项目的管理要求,从课题调研、中外文资料查阅、方案设计、软硬件平台选择到具体实现等
课题环节开展工作,完成课题任务及课题资料的建设,并在此基础上撰写毕业设计论文,以
便加深对专业的认识,从而为将来面向更复杂的课题奠定基础。毕业设计一般应该安排不少于14周的时间。
通过毕业设计这一环节的实验,不仅能便学生熟悉专业领域的相关工作,深化对理论知识的认识,培养应用能力,而且通过项目化的管理,使学生得到工程师的初步训练,理解工程项目中不同角的职责,提高交流协作能力,通过项目资料的整理和毕业论文的撰写,深入理解课题乃至相关领域的问题,以及掌握相关的规范,为进一步发展打好基础。按照实践体系的基本要求,毕业设计选题不能是单纯综述性的课题。
因此,认真做好毕业设计的选题,强化和规范各环节的过程管理,是保证毕业设计教学目标和质量的有效措施,对全面提高本科教学质量与本科毕业生的专业素质具有重要的意义。
毕业设计的培养目标如下:
(1)培养学生严谨的科学态度,正确的设计思想,科学的研究方法,敢于创新的精神和良好的工作作风。
(2)培养学生独立思考及工作的能力,独立检索中外文等相关资料、综合分析、理论计算
、工程设计、实验研究、工程
制图、模型抽象、数据及文字处理等方面的能力,并掌握
当前研究、设计的工具和环境。通过毕业设计的教学过程,
使学生获得工程设计和科学研究的初步锻炼。
(3)培养学生掌握一定的基本技能以及综合运用基础理论、基
本知识和技能解决具有一定复杂程度的实际问题的能力。
6.2指导思想
毕业设计的教学安排应该体现以下指导思想:
(1)强调对确定的设计任务和目标的实现。也就是毕业设计阶段一般以实现预定功能的过程和技术性任务为主,同时要
求在此过程中培养学生的创新意识和能力,鼓励新思想、
数据结构与算法论文新发现。
(2)锻炼综合运用所学知识解决实际问题的能力,同时考虑经济、环境、伦理等各种制约因素,并在此过程中加强选题、
调研、资料查阅、需求分析、研究计划制定、概要设计、
详细设计、具体实现和调试、文档撰写、研究进度和成果
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