互連技術論文范文

導語：如何才能寫好一篇互連技術論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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第一，順應新課改的要求。新課程標準要求學校進行課程改革，增強課堂中學生的主體地位，強化教師的引導作用。行動導向教學法在《網絡互連技術》課程教學中的應用在很大的程度上提升了學生在課堂上的主體地位，滿足了不同層次學生的學習需求，因此行動導向法的應用在很大程度上順應了新課改的發展要求。第二，提高學生的能力。行動導向教學法在平常的課堂中營造出一種工作的氛圍，根據不同學生的學習需求制定不同的教學方案，在很大程度上激發了學生的自主學習的能力，提高了學生解決實際的能力，增強了學生應用信息技術的能力。第三，維持院校的可持續發展。行動導向法在順應新課改的要求下提升了學生的實際能力，提高了教學質量，為院校贏得了一個很好的教學成績和社會聲譽，有利于維護院校的可持續發展。

二、行動導向教學法在《網絡互連技術》課程教學中的應用策略

（一）建設科學的教材

《網絡互連技術》是計算機網絡教學中的一種，知識具有更新快的特點，所以在實際應用行動導向教學法的時候，首先要保證教材的更新?！毒W絡互連技術》的教材大多是以思科的網絡互連為主，但是目前國內許多單位的網絡建設采用的是華為等設備，所以《網絡互連技術》在教材中不僅要設置思科組網的解決方案，同時還要設置一些華為組網技術的實際案例，以增強教材和實際生活的聯系，從而提高學生解決實際問題的能力[2]。

（二）建立真實的實驗平臺

傳統的《網絡互連技術》的教學模式就是課堂教學，對于實際操作過程中的難點學生沒有辦法親自體會，也就難以理解，同時這種傳統的課堂枯燥乏味，沒有辦法激發學生的學習積極性。所以行動導向教學法在《網絡互連技術》課堂教學中的應用要打破傳統的課堂教學模式，對《網絡互連技術》學習中相關的實驗室進行重新的規劃，建設一個以真實的網絡運行模式為基礎的真實的實驗平臺，根據學生的興趣與能力，將學生編入不同的功能區，在提高學生學習積極性的同時，提高學生解決實際網絡問題的能力[3]。

（三）完善課堂教學過程

在行動導向教學法中要充分體現學生的主體地位，發揮教師的主導作用，注重對學生解決實際問題能力的培養，通過引導學生完成某一個任務入手，引導學生進行學習，可以保證在提高學生實際能力的同時完成教學任務。因此《網絡互連技術》的課堂教學可以遵循這樣的過程：任務展示、完成任務演示、布置學生的實踐任務、對學生完成任務的情況進行測試和驗收、總結任務。在這個過程中，以真實的網絡工程為背景，建立課堂教學的實訓環境，讓學生深入其中，理解自己完成任務需要掌握的知識，明白自己在完成任務的過程中出現的問題并提出相應的解決措施。從演示到實際操作，也就完成了知識從理論到實踐的轉化，實現了課堂目的，提高了課堂效率。

（四）科學合理的評價體系的建立

在建立評價體系的過程中要遵循三個原則，一是理論與實踐相結合的原則，也就是在評價的過程中既要有理論知識的測評，也要有實際能力的測評；二是結果與過程相結合的原則，也就是在評價的過程中既要重視學習結果的評價，也要注重在學習過程中的表現；三是自評與互評相結合的原則，也就是在評價的同時要注重學生的自我評價，同時也要注重別人對學生的評價。

三、結語

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計算機控制技術發展初期，是以集中控制的工作方式進行計算機系統控制的。集中控制系統會建立統一的控制中心，由控制中心負責信息的收集、處理、加工等工作。如果集中控制系統出現了任何問題都能夠及時發現，有助于企業及時制定科學合理的解決方案，系統的控制效率也因此得到了大幅度提升。集中控制技術主要是將信息的輸入或輸出作為控制主體的，主要包括信號采集、信號運算、信息處理及信息反饋、狀態顯示等工作內容，以上工作內容主要是通過IPC（一種工業控制計算機）控制完成的。IPC會收集溫度、PH值、壓力等相關數據，并通過接口卡來接受經過處理而得到的信號。集中控制技術具有一定的缺陷，一旦出現控制失誤的情況就會使整個系統的運行都會受到某種程度的影響。而且，隨著控制系統的日益復雜化，一臺計算機已經無法負責控制多種信號的處理工作。為解決以上缺陷問題，以集散控制工作方式為主的計算機控制技術隨之發展起來，集散控制又被稱為分布式控制系統，根據功能的不同，集散控制又被分成了上位機與下位機，集散控制系統將通信作為系統的核心。整個系統的集中監視工作主要由上位機負責，而下位機則負責控制分布在各現場的用于分布控制的個體，集散控制系統的上、下位機通過通訊互聯網進行信息傳遞，保持信息通暢。集散控制系統具有較高的安全性、有效性及可拓展性。但許多廠家為實現經營壟斷常常采用封閉形式的集散控制系統，阻礙了集散控制系統的推廣和發展。

2封閉集散控制系統到工業現場中線的發展分析

封閉式的集散控制系統缺乏較好的兼容性和開發性，系統存在無法共享信息的局限。為增強集散控制系統的兼容性和開發性，在構建系統過程中必須采用標準化、網絡化的網絡協議，工業現場中線技術隨之發展起來。由該技術構建的工業現場總線控制系統可以確保工業現場中智能化儀器、控制器、執行機構設備之間保持信息通暢。整個控制系統按照總線方式有條不紊的運行著。工業現場總線控制系統采用的是開放式的現場總線協議，以該協議方式進行現場所有支線工作的協調工作，不僅可以降低投資成本、維護資金，該系統還具有操作簡單、經濟實用、工作效率高的顯著優勢，用戶的功能需求也可以得到更好地滿足。工業現場總線控制系統是一種開放的、互聯的分布式系統。該系統將工業現場作為中線，通過收集中線中的信號或信息，并根據所收集的信息對其進行有效控制，將分散控制管理與集中控制管理進行了有效結合，將系統危險分散開來，實現控制分離。

3現場控制到企業自動化控制發展分析

以太網工業協議作為一種開放式的網絡協議，實現了全方位的自動化控制。在計算機控制技術中引入互聯網，有助于提升產品的安全系數和適用性。但目前，企業化基于以太網的自動化控制中存在著一個問題就是不穩定的網絡信號，無法確保系統時刻保持在穩定的工作信號下。信息化工廠的提出是為了解決以太網不穩定問題?；谠摷夹g下，系統將大量的數據進行轉移，使信息的采集、傳輸和處理都能處于良好的環境中，最終實現信息的自動化控制，并提高控制效率。

4總結

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工作室教學模式自由開放，課堂以項目制為主要教學內容，教師由教學主導的角色轉變為以學生為主的、合作的、探索性的幫助者的角色。同時，實現了綜合跨專業合作式的教學，淡化“專業”的概念，逐漸弱化個人設計師的作用，取而代之的是綜合實踐能力和團隊合作能力的需求。以工作室為平臺，實現教師與學生充分互動，促進教學相長，并加快學生就業適應力。

2.移動互聯網技術實訓要求

移動互聯網技術更新速度非?？欤c該技術相關的課程教學方法必然要區別于其他基礎理論課程的教學，在汲取基礎理論教學中積累的有效方法的同時，要積極創新教學方法，適應不斷變化的新技術、新知識。

2.1創新教學理念在實訓過程中，除了要理論聯系實際，更重要的是發揚移動互聯網的“開發、分享、互動、創新”的精神，徹底打破舊的教學模式，以學生為教學主體，以項目為驅動，使用各種教學手段來培養學生的實際動手能力，以學生完成項目的過程及提交的項目成果來考核學生的專業能力，并以此作為判斷學生是否完成課程要求的核心指標。

2.2工學結合、校企合作移動互聯網時代也給校企合作帶來了新模式，校企合作將充分調動各自的資源，實現產學研結合和優勢互補，為培養創新型、實用型人才打下了基礎。

3.工作室教學模式在實訓中的應用

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軟件工程不僅僅是一種理論，對于它來說更重要的是如何實踐，能夠充分地運用手頭的資源，將整個團隊調動起來，并根據相關的規范，在最短的時間內達到預定的目標。不管任何軟件工程的開展，方法和工具固然很重要，但是真正起到核心作用的是先進的軟件工程思想。只有在正確的思想指導下，才能確保相關的技術方法不出錯，才能高效率高質量地達到既定的目標。

二、推動軟件技術發展的動力

首先，從操作系統發展的角度來說，計算機的環境不斷變化，而軟件提供資源共享的范圍也在不斷擴大。而從軟硬件異構性的角度來說，為了使異構性之間的橋梁更加平緩，使軟硬件的互操作性加強，軟件技術在不斷地發展，比如為了使不同軟件之間有更好的操作性，操作系統應運而生，為了使不同操作系統之間的異構性有所減緩，就誕生了中間軟件，而web技術又是為了使中間軟件的異構性和多樣性有所減少才發明的，由此可見，軟件技術的發展實質是一種不斷橋接異構性的過程，也就是正確地解決概念和處理邏輯兩者的問題。而從軟件生產方式這個角度來說，為了使軟件之間的共性增加，使開發軟件不再過于復雜，并有效提高軟件開發的質量和效率，因此軟件技術不斷快速發展。

三、軟件工程的發展趨勢

3.1全球化軟件協作交付

隨著全球化的不斷加速，全球化軟件協作交付模式也是勢在必行的。根據Forrester的數據，現在不少開發團隊呈現分布式的狀態，超過一半的團隊游兩個以上的開發點，而且隨著目前企業合并和收購的形式的家具，新的分布式開發團隊也在不斷增加。而企業為了使開發能力和支持能力達到24×7的狀態，也推動者全球化軟件協作交付的不斷發展。軟件外包市場的不斷繁榮發展，軟件工程工具的不斷進步，不少企業都開始發展軟件交付項目，舉個簡單的例子：不少企業選擇在美國完成軟件的概念設計，然后將系統架構設計安排到歐洲，而在中國進行軟件的編碼和測試，在這樣一個大環境中，24小時不間斷的軟件交付和支持服務完全可以實現，減少了對員工的壓榨，有大大提高了交付的速度。

3.2社區驅動的軟件交付

社區驅動的軟件交付是IT文化不斷發展的產物，現在的年輕人更傾向于社交導航，通過人和人之間的交流，使他們能夠更好地獲取信息，從而順利完成指定的任務。這就使得社區驅動的軟件交付應運而生，也同時出現了相應的方法和平臺。在這種交付模式中，雖然每個項目都會有一個領導者，但是相對而言，它更強調個體的能力和創造性。由世界上不同國家和地區的技術人員和最終用戶共同協作，從而完成項目的交付。他們以公共社區作為協作環境，然后將創新思想通過web來分享，并完成軟件的開發和測試，聚集他們的一個重要理由就是對項目的熱情和興趣。

3.3模塊化

隨著全球化的不斷發展，世界經濟的競爭也在不斷加劇，為了生存，企業需要更多的創新力和業務靈活性，而另一方面，目前IT環境復雜度也不斷加劇，企業想要發展就必須面對新的挑戰。因此模塊化的提出使得企業能夠在根本上解決這些問題。模塊化實現了不同軟件構件和應用的打包，從而使企業更好地使用現有的資源，另一方面，在模塊化的指導下，SOA技術應運而生，它通過對現有資源的重新整合，將各種服務實現組件化，從而使得新業務能夠快速上位，實現了企業的業務靈活性要求。

四、結束語

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[論文摘要]隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術。

一、國內外數控系統發展概況

目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行。

二、數控技術發展趨勢

（一）性能發展方向

（1）高速高精高效化。速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化。包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。（3）工藝復合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的一種復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸，西門子880系統控制軸數可達24軸。（4）實時智能化。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。

（二）功能發展方向

（1）用戶界面圖形化。用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。（2）科學計算可視化?？茖W計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。（3）多媒體技術應用。多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。

（三）體系結構的發展

（1）集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點，可實現超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統的可靠性。（2）模塊化。硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。（3）網絡化。機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。（4）通用型開放式閉環控制模式。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優化，必須采用多變量的閉環控制，在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。

三、智能化新一代PCNC數控系統

當前開發研究適應于復雜制造過程的、具有閉環控制體系結構的、智能化新一代PCNC數控系統已成為可能。智能化新一代PCNC數控系統將計算機智能技術、網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程閉環控制體系。

參考文獻

[1]電動機降壓起動器的選擇與分析，凌浩，2000.12 vol.20 P66.

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關鍵詞：神經網絡；智能；計算；應用研究

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)20-30326-02

Application of Neural Network Forefront

LI Bing-fu1,2

(1.Zhanjiang Normal College, Zhanjiang 524048, China; 2.Chongqing University, Master of the Computer College, Chongqing 400030, China)

Abstract: The rise of neural networks, has been on the cognitive and intellectual nature of the computer industry and basic research has produced an unprecedented excitement and great role. Therefore, in all fields has greatly applied research.

Key words: Neural Networks; Intelligent; Computing; Applied Research

1 引言

神經網絡是一門模仿人類神經中樞――大腦構造與功能的智能科學，利用物理器件來模擬生物神經網絡的某些結構和功能，即由許多功能簡單的神經元互聯起來，形成一種能夠模擬人的學習、決策和識別等功能的網絡系統。他具有快速反映能力，便于對事物進行適時控制與處理；善于在復雜的環境下，充分逼近任意非線形系統，快速獲得滿足多種約束條件問題的最優化答案；具有高度的魯棒性和容錯能力等優越性能。

神經網絡的崛起，已對認知和智力的本質的基礎研究乃至計算機產業都產生了空前的刺激和極大的推動作用。因此在各個領域都有很大的應用研究。

2 神經網絡（ANN）的研究內容

1) 理論研究：ANN模型及其學習算法，試圖從數學上描述ANN的動力學過程，建立相應的ANN模型，在該模型的基礎上，對于給定的學習樣本，找出一種能以較快的速度和較高的精度調整神經元間互連權值，使系統達到穩定狀態，滿足學習要求的算法；2) 實現技術的研究：探討利用電子、光學、生物等技術實現神經計算機的途徑；3) 應用的研究：探討如何應用ANN解決實際問題，如模式識別、故障檢測、智能機器人等。

3 神經網絡在各領域的應用研究

3.1 智能機器領域的應用研究

智能機器領域的應用研究主要是進一步研究調節多層感知器的算法，使建立的模型和學習算法成為適應性神經網絡的有力工具，構建多層感知器與自組織特征圖級聯想的復合網絡，是增強網絡解決實際問題能力的一個有效途徑。重視聯結的可編程性問題和通用性問題的研究，從而促進智能科學的發展。通過不斷探索人類智能的本質以及聯結機制，并用人工系統復現或部分復現，制造各種智能機器，可使人類有更多的時間和機會從事更為復雜、更富創造性的工作。

智能的產生和變化經過了漫長的進化過程，我們對智能處理的新方法的靈感主要來自神經科學，例如學習、記憶實質上是突觸的功能，人類大腦的前額葉高度發育，它幾乎占了30%大腦的表面積，在其附近形成了人類才出現的語言運動區，它與智能發育密切相關，使神經系統的發育同環境的關系更加密切，腦的可塑性很大，能主動適應環境還能主動改造環境，人類向制造智能工具方向邁進正是這種主動性的反映。腦的可塑期越長，經驗對腦的影響就越大，而人類的認知過程很大程度上不僅受經驗主義的影響，而且還接受理性主義的模型和解釋。因此，對于智能和機器的關系，應該從進化的角度，把智能活動看成動態發展的過程，并合理的發揮經驗的作用。同時還應該從環境與社會約束以及歷史文化約束的角度加深對它的理解與分析。

神經網絡是由大量處理單元組成的非線性、自適應、自組織系統，它是在現代神經科學研究成果的基礎上提出的，試圖模擬神經網絡加工、記憶信息的方式，設計一種新的機器，使之具有人腦風格的信息處理能力。智能理論所面對的課題來自“環境－問題－目的”，有極大的誘惑力與壓力，它的發展方向就將是，把基于聯結主義的神經網絡理論、基于符號主義的人工智能專家系統理論和基于進化論的人工生命這三大研究領域，在共同追求的總目標下，自發而有機的結合起來。在21世紀初，智能的機器實現問題的研究將有新的進展和突破。

3.2 神經計算和進化計算的應用研究

計算和算法是人類自古以來十分重視的研究領域，本世紀30年代，符號邏輯方面的研究非常活躍。例如Church、Kleene、Godel、Post、Turing等數學家都給出了可計算性算法的精確數學定義，對后來的計算和算法的發展影響很大。50年代數學家Markov發展了Post系統。80年代以后，神經網絡理論在計算理論方面取得了引人注目的成果，形成了神經計算和進化計算新概念，激起了許多理論家的強烈興趣，大規模平行計算是對基于Turing機的離散符號理論的根本性的沖擊，但90年代人們更多的是批評的接受它，并將兩者結合起來，近年來，神經計算和進化計算領域很活躍，有新的發展動向，在從系統層次向細胞層次轉化里，正在建立數學理論基礎。隨著人們不斷探索新的計算和算法，將推動計算理論向計算智能化方向發展，在21世紀人類將全面進入信息社會，對信息的獲取、處理和傳輸問題；對網絡路由優化問題；對數據安全和保密問題等等將有新的要求，這些將成為社會運行的首要任務，因此，神經計算和進化計算與高速信息網絡理論聯系將更加密切，并在計算機網絡領域中發揮巨大的作用，建立具有計算復雜性、網絡容錯性和堅韌性的計算理論。

基于人類的思維方式的轉變：線性思維轉到非線性思維。神經元、神經網絡都具有非線性、非局域性、非定常性、非凸性和混沌等特性，故此在計算智能的層次上進行非線性動力系統、 混沌神經網絡以及對神經網絡的數理研究。從而進一步研究自適應性子波、非線性神經場的興奮模式、神經集團的宏觀力學等。因為，非線性問題的研究是神經網絡理論發展的一個最大動力，也是它面臨的最大挑戰。此外，神經網絡與各種控制方法有機結合具有很大發展前景，建模算法和控制系統的穩定性等研究仍為熱點問題，而容忍控制、可塑性研究可能成為新的熱點問題。開展進化并行算法的穩定性分析及誤差估計方面的研究將會促進進化計算的發展。把學習性并行算法與計算復雜性聯系起來，分析這些網絡模型的計算復雜性以及正確性，從而確定計算是否經濟合理。因而關注神經信息處理和腦能量兩個方面以及它們的綜合分析研究的最新動態，吸收當代腦構象等各種新技術和新方法是十分重要的。

離散符號計算、神經計算和進化計算相互促進或者最終導致這3種計算統一起來，這算得上是我們回避不了的一個重大難題。預計在21世紀初，關于這個領域的研究會產生新的概念和方法。尤其是視覺計算方面會得到充分地發展。我們應當抓住這個機會，力求取得重大意義的理論和應用成果。

3.3 神經網絡結構和神經元芯片的應用研究

神經網絡結構的研究是神經網絡的實現以及成功地實現應用的前提，又是優越的物理前提。它體現了算法和結構的統一，是硬件和軟件的混合體，這種硬軟混合結構模型可以為意識的作用和基本機制提供解釋。未來的研究主要是針對信息處理功能體，將系統、結構、電路、 器件和材料等方面的知識有機結合起來，建構有關的新概念和新技術，如結晶功能體、最子效應功能體、高分子功能體等。在硬件實現上，研究材料的結構和組織，使它具有自然地進行信息處理的能力，如神經元系統、自組織系統等。神經計算機的主要特征是具有并行分布式處理、學習功能，這是一種提高計算性能的有效途徑，使計算機的功能向智能化發展，與人的大腦的功能相似，并具有專家的特點，比普通人的反應更敏捷，思考更周密。光學神經計算機具有神經元之間的連接不僅數量巨大而且結合強度可以動態控制，因為光波的傳播無交叉失真，傳播容量大，并可能實現超高速運算，這是一個重要的發展領域，其基礎科學涉及到激光物理學、非線性光學、光紊亂現象分析等，這些與神經網絡之間在數學構造上存在著類似性。近年來，人們采用交叉光互連技術，保證了它們之間沒有串擾，它有著廣闊的發展前景。在技術上主要有超高速、大規模的光連接問題和學習的收斂以及穩定性問題，可望使之得到突破性進展；另一種是采用LSI技術制作硅神經芯片，以及二維VLSI技術用于處理具有局部和規則連接問題。在未來一、二十年里半導體神經網絡 芯片仍將是智能計算機硬件的主要載體，而大量的神經元器件，如何實現互不干擾的高密度、高交叉互連，這個問題可望盡早得到解決。此外，生物器件的研究正處于探索之中，研究這種模型的理論根據是當硅集成塊和元件間的距離如果接近0.01微米時，電子從鄰近元件逸入的概率將很有限，便產生“隧道效應”的現象，它是高集成電路塊工作不可靠的原因之一。而生物芯片由于元件是分子大小的，其包裝密度可成數量級增加，它的信號傳播方式是孤電子，將不會有損耗，并且幾乎不產生熱。因此，它有更誘人的前景。隨著大量神經計算機和神經元芯片應用于高科技領域，給神經網絡理論和方法賦予新的內容，同時也會提出一些新的理論課題，這是神經網絡迅速發展的一個動力。

4 結束語

近年來，我國“863”計劃、攻關計劃、“攀登”計劃和國家自然科學基金等，都對神經網絡的研究給予了資助，吸引了大量的優秀青年人才從事神經網絡領域的研究工作，并促進我國能在這個領域取得世界上的領先地位。在21世紀科學技術發展征程中，神經網絡理論的發展將與日俱增。

參考文獻：

[1] 閻平凡.人工神經網絡的容量、學習與計算復雜性[J]. 電子學報,1995,23.

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關鍵詞：移動學習，C語言程序設計，教學

 

1 移動學習

移動學習（M-Learning）是借助移動互連技術，使用移動計算設備（智能手機、PDA、移動電話等）實現學習者隨時隨地進行不同目的、不同方式的學習[1]。移動的內涵包括：形式上是移動的，即學習者不再受時間、空間和有線網絡的限制，可以隨時隨地進行不同需求、不同方式的學習；學習環境是移動的，學習資源和學習者也是移動的；內容上是互動的，進行教學活動的雙方實時交流，教育信息、教育資源與教育服務依靠移動計算技術和互聯網技術實現雙向“移動”，教與學相互促進，才能更充分的體現移動學習的優越性；實現方式上是數字的，移動學習是基于無線移動設備進行的數字化學習，它是在數字化學習的基礎上發展起來的，是遠程學習發展的一個新階段[2] 。

現階段的移動學習受技術條件的制約，通常作為高校教學的一種輔助學習模式，主要應用于管理和為學習支持服務提供“交互”通道，學生和教師通過使用移動設備(如手機等)方便、靈活地實現交互式教學活動。高校移動學習的主要應用模式分為三大類：基于短信息的在線移動學習，基于連接的在線移動學習以及存儲移動學習模式[3]。基于短信息的在線移動學習具有使用費用低，設備普遍支持等優點，主要應用于通信數據少并且可用簡單文字描述的學習活動和學習服務，可用于向學習者發送課程安排、考試安排和考試成績等信息，提供指導、激勵和支持等作用?；谶B接的在線移動學習和存儲移動學習，需要建設WAP站點，提供能夠支持移動設備訪問和下載的學習資源，著重選取能夠貼近學習者生活和工作同時又較為時尚和流行的主題作為學習內容。存儲移動學習和基于短信息的在線移動學習將是目前在高校中最切實可行的移動學習應用模式[4] [5]。

2 C語言程序設計課程特點

C語言作為當今最為流行的程序設計語言之一畢業論文范文，不僅是計算機專業的必修課，也是很多

非計算機專業的學習課程。隨著計算機的普及，學生運用計算機的能力越來越強，但計算機程序設計課程因其較復雜的語法、編程等知識，依然是眾多學生學習上的“攔路虎”。

C語言程序課程知識點瑣碎，概念繁多，理論不易掌握；概念抽象且復雜，包含的數據類型和運算符豐富，需預習與復習相結合才產生較好學習效果；對應的規則繁多且易混淆，使用較為靈活，容易出錯，使得學生容易產生畏難、厭倦情緒；理論與實驗教學學時分布不均衡，導致課堂教學中，對如何分析和解決問題講得不夠充分，學生編程思路不清楚；實驗過程中，不能將理論知識應用自如，在處理實際問題時往往不知從何入手，需要在平時教學中注意培養學生動手能力[6][7]。

C語言程序課程的這種特點，適合采用移動學習作為其輔助教學方式。針對C語言理論性強的特點，可以在課前課后發送定時短信，提示預習摘要求較高，不好的縮進格式影響其呈現效果，結構化風格使得程序占用篇幅往往較長等等，這些因素均會制約移動設備的可讀性。

3移動學習在課程教學中的應用

根據上述分析，設計移動學習方式如下：總體原則，以傳統教學方式為主，移動學習方式為輔，移動學習方式充當課堂教學的重要補充，能夠實現課堂知識的延伸，指導和激勵學生進行更深層次的學習和實踐。實現方式，主要采用基于短信息的在線移動學習方式，配合基于連接的移動學習空間、論壇，以及存儲移動學習資源建設。針對課堂教學，精心設計課前案例，提出驅動式問題，相關預習提示，課后設計相關重點回顧，知識點延伸，以短信形式發給學生，對于短信不能很好顯示的內容可以郵件形式發送給學生，或者放在相關網站上，以消息的形式提醒學生查收。軟硬件支持：考慮到學生普遍擁有設備的程度，將移動設備限定在普通移動手機，軟件使用中國移動飛信校園版（EFetion_campus）[10]，可以支持PC端向移動手機的短信群發，通過飛信、群、語音、郵箱、空間等多種方式實現互聯網、移動網間的無縫互通畢業論文范文，還可以使用日程提醒，郵件提醒等功能打造個性化的學習指導。移動學習具體實現方式如圖1。

圖1 移動學習應用模式圖

3.1功能模塊介紹

移動學習做為一種輔助教學模式，能夠參與到C語言課堂教學的課前準備，課后輔導以及實驗指導等方面。

3.1.1短消息學習模塊

（1）課前預習提示?？蓪⒚抗澋膶W習目標、重點、難點發送給學生，也可發一典型程序，加驅動式問題，發送到郵箱里，同時設置郵件提醒功能。

（2）課堂內容回顧。對前面課程學習過的知識內容以短信形式發給學生，提醒其回顧。

（3）作業提示、階段測試。也可仿照上述短信設置方式，定時群發給所有的學生。

3.1.2移動學習空間或論壇

移動學習空間既可以方便學生在線瀏覽，也要努力適應基于連接的移動學習訪問，其資料下載模塊提供的學習資源，也要支持移動終端設備。移動學習論壇，實現學生自由交流空間。在移動學習論壇上定期設置討論專題，既可以是關于某個錯誤進行分析，也可以針對相關程序選題集思廣益，還可以是對當前教育進行探討等等。

（1）課堂內容延伸?？商峁┲T如：MSDN使用介紹，幫助學生自如設計C/C++程序等；CSDN論壇介紹，提供同資深程序員交流學習的平臺。

（2）常見錯誤提示分析。提供調試程序基本步驟，常見錯誤解讀及可能出錯原因。

（3）課程設計選題。設計相關程序選題，使其能夠體現課程各個階段的進度，并且具有一定的實用性，趣味性，能夠調動學生的學習積極性。

（4）測試空間。提供一些歷年試題，可以幫助學生鞏固理論學習。

（5）教育思考。定期對教學進行總結，尋求更好的教學方式，也可以一些高校精品課程網站鏈接。

（6）資料下載。課程內容的各種學習資源，如PPT課件、多媒體課件、部分課程的錄音、錄像等；有關課程的各種輔導資料，如各章節的知識要點、課程設計任務庫、程序設計案例庫、試題庫等都可以作為下載的資料。

3.2移動學習內容設計

在高校教育中，學生同時需要進行多門課程的學習，如果在針對某一門課程實施基于短信息的移動學習方式時，設計過多的短信內容，或者發送較多的次數，都將會給學生造成信息轟炸，帶來過重的信息負擔。配合C語言程序課堂教學，在課前課后發送兩條飛信，每次不超過5頁，對于無法以短信內容呈現的資源就發送到郵箱，同時以短信形式提醒學生注意查收。程序設計課程所涉及程序對格式要求較嚴格，一個程序案例通常占用較多篇幅，此時以郵件的方式發送較為合適，同時在相關論壇上設置討論專題，根據學生回答設置最佳答案，統計學生活躍度，作為平時成績參照。圖2為課前預習的飛信基本內容設計。

圖2 飛信基本內容設計

把課程內容按照“章-節-知識點”的層次模式進行組織，整理出每章每節的學習目標、重點、難點、學習指導、參考資料等內容畢業論文范文，并概要總結出每個知識點的核心內容和若干測試題目，學習者可以通過短信息隨時隨地自由學習、復習這些重要的知識點，并對學習的效果進行測試。設計短信內容時需考慮程序格式問題，屏幕顯示行數，盡量控制在8行*5屏=40行，每行8字以內，不要以圖片的形式發送（涉及彩信資費問題）。

另一方面，為課程的核心內容提供文檔、PPT課件、課程錄音、課程錄像等多種媒體格式、適合多種移動終端的學習資源，滿足學習者不同的學習需求和學習習慣。學習者只要把這些資源通過教學網站，下載到自己的移動終端上，當他們在教室外面、公共汽車上等地方時，都可以通過移動終端來瀏覽這些學習內容，充分享受移動學習的便捷與方便，而且不需要承擔高昂的移動通訊費用。但是供下載的資料要充分考慮移動學習的特點，不僅要考慮學生的設備支持程度，還要考慮移動學習的片段性特點，對其中的部分資料需要進行特殊處理使其適合移動學習方式，主要處理原則，按知識點，將文檔，影音資料都處理成片段，確保一個片段一個知識點，每個片段持續10分鐘左右。

4 實驗分析

借助中國移動飛信校園版，上述大部分移動學習方式都可以實現，從PC端到手機客戶

端可以方便的實現短信群發，只要不超過一定數量，免費且易于操作。學生也分常樂意參與到這種形式的移動學習中來，非移動用戶除了在接收短信受限之外，也可以加入飛信校園版PC端，可以共享資源。實驗證明，使用移動學習方式作為程序設計課程的輔助教學方式能夠大大調動學生學習的積極性。但是在學生中間出現了兩級分化的現象，部分同學興趣高漲，能夠充分利用提供的學習資源，學習進度甚至出現超前現象，另外一部分同學上課時也在查看手機，學習不僅沒有進步，反而沉迷于手機上網。這種現象提醒大家不僅應該注意實施移動學習的方式，同時還要加強大學生的思想教育，使其認識到網絡資源的便利性和危害性，能夠主動的去尋求有益的資源來提高自己。

使用飛信實現移動學習還有以下必須注意的地方：(1)飛信中涉及大量廣告，容易分散學生注意力。(2)短信數量過大，易給學生造成信息轟炸，要限制性的使用。(3)需警惕不法分子盜取飛信或手機號，進行詐騙?？梢岳蔑w信的二次開發功能，屏蔽其他模塊，使其更適合校園使用。

移動學習對學習者也要有一定要求畢業論文范文，比如說需要一定的自學能力，自制能力，以及較強的學習動機等[8][9]?，F階段的移動學習在高校教學中應該起輔助作用，但不能排除其對研究生，博士生及在職人員充電的作用，所以還是要做好移動資源的建設工作，注意打上數字簽名保護知識產權。

5 結論

當前，移動學習是教育界的研究熱點。將移動學習方式引入語言類課程的教學中已取得較大進展，但將其應用到C語言程序設計課程教學中來，還屬于嘗試階段。移動學習給教學改革注入新鮮活力，其對高校教學的促進作用，不僅依賴教師的合理使用和學生的大力配合，還依賴于軟件平臺的設計。本文所使用的飛信校園版，受到發送短信條數，廣告綁定等不利因素的限制，不僅要考慮課程特點，還要考慮軟件的使用規則，不能充分發揮移動學習的優勢。下一步需要改進的地方，不僅在于移動學習資源的建設，還要建設實施移動學習的軟件平臺，不僅要適合移動終端在線瀏覽，還要能夠與校園各個系統整合，充分利用現有資源，更加適應程序設計課程的要求。

參考文獻：

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[2]劉豫鈞，鬲淑芳.移動學習——國外研究現狀之綜述[J].現代教育技術.2004

[3]王建武.3G網絡下基于彩信的被動式移動學習實踐研究[D].西安：陜西師范大學.2009

[4]張瓏，王建華，張軍，邸佳奇.移動學習在高等學校教學改革中的應用[J]. 計算機教育.2010(6):34-37

[5]王偉,鐘紹春,呂森林.大學生移動學習實證研究[J].開放教育研究,2009,15(2):22-27.

[6]張素芹，吳連生.獨立學院“C語言程序設計”教學改革實踐[J]. 計算機教育.2010

[7]顧鈞.程序設計語言課程的概念體系及教學策略探討[J].中國成人教育.2010

[8]李望秀.高校教學中的移動學習[D].長沙：湖南師范大學.2008

[9]徐楠.M_Learning在現代遠程開放教育中的應用研究[D].南京：南京師范大學.2005

[10]efeixin.10086.cn/product/category_15.html

篇8

 

1CDIO工程教育理念

 

CDIO工程教育模式，是由美國麻省理工學院、瑞典皇家工學院等四所大學共同創立的工程教育改革模式。是近年來國際工程教育改革的最新成果，CDIO是構思(Conceive)、設計(Design)、實施(Implement)、運作(Operate)4個英文單詞的縮寫，以產品從研發到運行的生命周期為載體讓學生以主動的、實踐的、與課程之間有機聯系的方式學習掌握知識&-4。迄今已有幾十所世界著名大學加入了CDIO國際組織，這些學校采用CDIO工程教育理念和教學大綱開展教學實踐，取得了良好的效果。

 

2存在的問題與課程建設思想

 

微電子技術研究的中心問題是集成電路的設計與制造,將數以億計的晶體管集成在一個芯片上。微電子技術是信息技術的基礎和支柱，是21世紀發展最活躍和技術增長最快的高新科技，其產業已超過汽車工業，成為全球第一大產業。微電子工藝課程主要介紹微電子器件和集成電路制造的工藝流程，平面工藝中各種工藝技術的基本原理、方法和主要特點。其課程建設思想是使學生對半導體器件和半導體集成電路制造工藝及原理有一個較為完整和系統的概念，掌握當前微電子芯片制作的工藝流程、主要設備、檢測方法及其發展趨勢^7]。

 

但目前該課程教學中存在較多問題，教學效果不佳，主要有如下幾點：(1)教材陳舊，沒有較適合的雙語教材，難以適應跨國際的微電子制造工藝新技術的快速發展;(2)教學內容信息量大，在教學時間短、內容多的情況下，教師難以合理安排教學進度;(3)在課程設置上重理論輕實踐，技術性和實踐性的內容較少，與迅速發展的工業實際脫節;(4)教學方法單一,理論聯系實際不緊密，不利于學生課堂積極性的提高與創造性的發揮“5)實踐教學環境較差，由于微電子工藝設備十分昂貴，有待加強高校精密貴重儀器設備和優質實驗教學資源共享平臺和運行機制的建設;(6)教評形式單一，忽略了實踐教學與考核，致使大多數學生只是死記硬背書本知識的學習方式來應付考試。

 

3微電子工藝的課程建設

 

3.1教材選取及教學內容改革

 

本課程教材選用經歷了《芯片制造一半導體工藝制程實用教程》、《現代集成電路制造工藝原理》到目前的首選教材：國外電子與通信教材系列中，美國MichaelQiurk和JulianSerda著《半導體制造技術》韓鄭生的中文翻譯本。該書不僅詳細介紹芯片制造中的每一關鍵工藝，而且介紹了支持這些工藝的設備以及每一道工藝的質量檢測和故障排除;并吸收了當今最新技術資料，如用于亞0.25pm工藝的最新技術:化學機械拋光、淺槽隔離以及雙大馬士革等工藝;內容豐富、全面、深入淺出、直觀形象、思考習題量大，并附有大量的結構示意圖、設備圖和SEM圖片，學生很容易理解，最主要的相對前兩本教材,它更加突出實際工藝，弱化了較抽象的原理。

 

教學內容上采取調整部分章節，突出教學重點，并適當增減部分教學內容。本課程的目的是使學生掌握半導體芯片制造的工藝和基本原理，并具有一定的工藝設計和分析能力,課程僅32學時，而教材分20章,600頁，所以教師需要精選課堂授課內容。從襯底制備、薄膜淀積、摻雜技術到圖形加工光刻技術以及布線與組裝,所涉及的概念比較多，要突出重點：薄膜淀積(氧化、蒸發、濺射、MOCVD和外延等)，光刻與刻蝕技術、摻雜技術，需章節調整系統整合;對非關鍵工藝的5~8章(介紹半導體制造中的化學藥品、污染及缺陷等內容)只作為學生課后自學閱讀。第2章的半導體材料特性已在“固體物理”課程中詳細介紹，第3章的器件技術已在‘‘半導體物理“晶體管原理”課程中介紹，第20章裝配與封裝會在“集成電路封裝與測試”課程中介紹，故無需重復講解。將第9章集成電路制造工藝概況放在后面串通整過工藝講解，即通過聯系單項工藝流程,具體分析講解典型的CMOS芯片制造工藝流程,如由n-MOS和p-MOS兩個晶體管構成的CMOS反相器，這樣能夠加深對離子注入、化學氣相淀積、光刻關鍵技術、集成電路的隔離技術以及VLSI的接觸與互連技術等內容的理解。

 

另一方面，指導學生查閱相關資料，對教材內容作必要的補充，微電子工藝技術的發展迅速，因此需要隨時跟蹤微電子工藝的發展動態、技術前沿以及遇到的挑戰。特征尺寸為45nm的集成電路已批量生產，高K介質/金屬柵層疊結構、應變硅技術已采用。而現有的集成電路工藝教材很少能涉及到這些新技術，為了防止知識陳舊，應多關注集成電路工藝的最新進展，尤其是已經投入批量生產的工藝技術，及時將目前主流的工藝技術融入課程教學中。

 

3.2教學方法的改革

 

(1)開發多媒體工藝教學軟件，利用多媒體技術，將動畫、聲音、圖形、圖像、文字、視頻等進行合理的處理，利用大量二維和三維的多媒體圖片、視頻來展示和講解復雜的工藝構造過程。開發圖文聲像并茂的微電子工藝多媒體計算機輔助教學軟件，給學生以直觀、清楚的認識，有助于提高教學質量。

 

(2)微電子工藝綜合共享實驗平臺建設，集成電路的制造設備價格昂貴，環境條件要求苛刻，運轉與維護費用很大，國內僅部分高校擁有集成電路工藝試驗線或部分實驗分析設備。按照有償服務或互惠互利原則共享設備儀器資源，創建各院校之間和與企業之間的“微電子工藝綜合共享實驗平臺”可極大的提高集成電路工藝及其實驗課程教學效果，即解決了一些院校資金短缺問題，同時也部分補償了大型設備的日常使用和維護費用問題。其綜合共享實驗平臺包括金屬有機化合物MOCVD沉積技術、分子束外延、RF射頻磁控濺射、XPS、XRD及AFM分析測試、光刻、離子注入等涉及投資巨大的儀器設備實驗項目。

 

(3)拓展實踐能力的校企合作，讓學生帶著理論知識走進企業的真實工程環境，探索利用企業先進的工藝線資源進行工藝實驗教學與參觀實習6-9]。參觀實習能夠使學生對集成電路的生產場地,超凈環境要求具有深刻的感性認識，對單晶硅制造流程、芯片制造工藝過程以及芯片的測試和封裝的了解也更加系統和全面。同時利用假期安排學生去企業實習，讓學生參與企業的部分生產環節，親身感受實際工藝生產過程，增加學生對企業的了解，也利于企業選拔優秀學生。

 

(4)工藝視頻與工藝實驗輔助教學，由于微電子工藝內容與生產密切結合，不能單靠抽象的書本知識教學，對于學生無法了解到的一些工藝實驗與設備，可通過錄像教學來補充。本學院購置了清華大學微電子所的集成電路工藝設備錄像與多媒體教學系統，結合國外英文原版的工藝流程視頻,通過工藝視頻把實際工藝流程、設備和設備操作等形象地展示在課堂。多媒體教學系統提供了氧化、擴散和離子注入三項工藝設備操作模擬，可使學生身臨其境地對所學的基本工藝進行簡單的模擬。同時結合課堂教學開設半導體平面工藝實驗，主要包括以：氧化、光刻、擴散、蒸鋁、反刻、劃片、裝架、燒結、封裝。實驗以教師講解與學生動手相結合，既培養了學生的實際動手能力，又使學生掌握了科學分析問題的方法，激發了學生的學習興趣,加深學生對課堂理論知識的理解。

 

3.3多元化的考核評價體系

 

對學生的考核是對其具體學習成果的度量，也是檢驗教學改革成效的重要手段，為了更科學合理的考核學生，我們建立了多元化的更加注重過程參與的考試評價體系，降低了期末考試在總成績中所占比例，最大限度避免學生靠死記硬背來應付考試和學生創新思維被抑制、高分低能現象產生。這種多元化、過程性的成績評定方法，強調知識的積累與構建過程，消除了學生重理論輕實踐,考前死記硬背應付考試的弊病。總評成績由平時成績和期末考試成績兩部分構成。但加大平時成績的權重,平時成績即包括了作業與考勤，還包括綜合性實驗成績、設計仿真、國外工藝視頻翻譯、專題小論文和專題PPT論壇團隊成績等。同時在期末考題中增加openanswerquestion型、工藝過程設計型題目110-11。

 

4結語

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[關鍵詞]教研統一 人才培養 方法與機制

[中圖分類號] C961 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）07-0114-03

一、引言

關于大學高水平本科人才的培養，其影響因素很多，而圍繞教學與科研相互關系的討論或說爭論長期以來一直是高等教育研究領域備受關注的重要課題。[1]大學最核心的任務是確保本科教育質量，如果科研除了有利于人才培養之外，不能很好地服務本科教育，將喪失可持續發展的潛力;而將知識創新與教授有機結合起來，有效發揮科研的人才培養功能，對高校教學水平提高、教師教研水平提升、學生學習效果改善具有積極甚至無可替代的作用。

綜觀世界一流大學，無不要求其教師教學科研水平。我校從頂層設計角度制訂了“教研統一”的辦學理念。[2]筆者長期從事集成電路設計領域的科研與教學工作，結合專業特點，將多年來在教學與科研相互促進融合方面的探索進行梳理，并對其中面臨的困難與挑戰進行了思考。

二、教研統一的探索

目前國內不少大學存在不同程度的“科研先行”發展理念，造成了教學的“短板”。為促進集成電路設計與集成系統專業工程應用型人才的培養，本專業一線教師長期積極探索科研促進和服務教學的方式方法，將先后承擔的國家自然科學基金重點項目、國家“863”重大專項、國家自然科學基金項目、國家科技攻關項目，以及省部級、廳局級、橫向項目等數十項科研項目及成果以多種方式融入本科教學，努力使科研引領教學水平的提升，整個教學科研團隊先后于2010年和2012年被評為“陜西省省級教學團隊”――通信專用集成電路設計核心課程教學團隊和“陜西省首批重點科技創新團隊”――西安郵電大學通信專用集成電路與集成系統重點科技創新團隊，探索形成了“科研嵌入”理論教學內容、“科研反哺”實踐教學環境、“科研提高”師資隊伍建設和“科研啟發”應用型人才培養的教研統一方案，努力提高科研對教學的貢獻率。

（一）“科研嵌入”理論教學內容

為了踐行“教研統一”，在理論教學方面，貫徹科研項目分模塊進課堂、進實驗、進畢業設計，落實前沿技術進講義、進習題、進考試環節，同時根據科研項目開發實際，總結工程經驗，凝練科研案例，編寫系列教材。通過將科研子模塊“嵌入”教學、“嵌入”教材，豐富了教學內容，拓寬了學生視野，提高了學生實踐能力，實現了科研成果進課堂、教學水平上臺階的目標。近年來承擔并以多種形式融入教學的主要科研項目有：

項目1：國家自然科學基金面上項目“三維視頻處理系統芯片動態可重構可編程體系結構研究”，經費160萬元;

項目2：陜西省科技統籌項目“北斗二號 / GPS雙模接收機芯片組”，經費150萬元;

項目3：陜西省重大創新專項“雙網數字傳真機開發”，經費75萬元;

項目4：陜西省重大創新專項“SDH片上系統設計與實現”，經費50萬元;

項目5：國家自然科學基金重點項目“新一代圖形處理系統芯片體系結構及關鍵技術研究”，經費440萬元;

項目6：某國防項目“圖形處理器IP研發”，經費99萬元;

項目7：陜西省“13115”創新專項“高速數據網絡包交換芯片研制與開發”，經費135萬元;

項目8：國家“863”重大專項“基于NOC的多處理器系統片上高性能互連技術研發”，經費200萬元;

項目9：國家“863”項目“寬帶交換高速交換芯片的研究開發”，經費360萬元;

項目10：國家自然科學基金“無線通信自重構容錯NOC研究”，經費60萬元。

上述項目與理論教學、實踐教學以及集中實踐環節相結合的具體操作如下：

1.集成電路專業導論：將項目1“APU體系結構、計算模式統一等”作為內容;將項目2“北斗、GPS以及伽利略等”的對比研究作為內容;將項目8“片上網絡NOC的項目”引入教學;將項目9“電路交換、分組交換的發展及研發現狀”引入課堂。

2.數字集成電路設計：將項目1、5中“涉及的長線、功耗、缺陷問題引入教學”作為內容;將項目6、7中的模塊作為案例用于新編教材;將項目9“PLL、CDR單元、全定制振蕩器”作為教學案例。

3.集成電路工藝原理：將項目1、5中“紅墻問題、三維工藝”引入教學;項目7、9、10成果引起企業關注，與航天某所建立工藝聯合實驗室;將項目9開發過程中針對工藝的比較引入教學。

4.EDA技術實驗：以項目1“4×4可重構陣列”，項目3“將圖像CIS掃描、熱敏打印頭以及步進電機控制電路”，項目4“字符重排、幀定位等單元設計”，項目5和6“命令處理器”作為教學案例;將項目7、8、9、10前端設計中積累的代碼編寫經驗、綜合腳本撰寫方法引入教學，將設計后端的STA用于新編教材中。

5.SoC設計方法學：以項目7、8、9的研發流程作為典型的SoC設計流程進行對比講解。

6.計算機組成與設計：將項目1、5“ILP、OLP、DLP的統一”作為課程的主題研討內容。

7.Verilog HDL數字系統設計：將項目1、5“反饋環、命令處理器、存儲管理器等”作為大型實驗案例;將項目4、7、9“PRBS序列產生、字符重排、幀定位單元”作為實驗內容;將項目8、9、10“將分配管理單元、虛通道路由器”作為案例，并將驗證平臺的搭建作為大型案例引入教學。

8.通信原理：依據項目3建議授課教師將傳統傳真協議T.30、網絡傳真協議等引入課程;依據項目4建議授課教師將SDH內容講解與項目開發結合起來;依據項目4、9建議授課教師將世界上第一套符合ITU-T標準STM-256幀結構的40G SDH設備等引入課程。

9.基于FPGA的嵌入式系統設計：將項目1、5“如何在Micro Blazer上移植操作系統、如何與底層電路交互”作為案例;將項目3雙網傳真機作為典型的嵌入式系統引入教學。

10.FPGA課程設計：將項目1和5“反饋環、Cache開發、命令處理器”，項目9、10“隊列管理、VC分配、交換分配”等簡化后作為題目。

11.集成電路設計課程設計：將項目1和5“幾何變換、三維剪裁、圖元裝配”，項目9、10“隊列管理、VC分配、交換分配”等作為題目。

12.SoPC課程設計：將項目3、5、6、7電路驗證轉化為SoPC方式進行以作為課程設計題目，項目7、8“PRBS序列產生、字符重排、幀定位等單元的開發”作為題目。

13.畢業設計：將項目1、5、6“基于可重構陣列的DCT變換、2D加速器、命令處理器、像素染色器等”，項目3“傳真機方案設計、模塊電路設計、軟件方案、通信協議等”，項目4、7、9“PRBS序列產生、字符重排、幀定位等單元增加基于C的驗證”，項目9、10“隊列管理、VC分配、交換分配、torus結構等”，項目8“驗證涉及的基于SV的驗證平臺、PLI平臺等”作為畢業設計題目。

（二）“科研反哺”實踐教學環境

集成電路設計是一個工程實踐性很強的領域，所需的儀器設備、工具軟件、工作條件成本高昂，建立完善的設計實踐環境常令學科建設經費捉襟見肘。而在承擔各級各類科研項目的過程中，逐步建立起了較高水平的科研平臺，如部級重點實驗室、省級工程中心、校企聯合實驗室等，在這些科研平臺上積累了豐富的硬件資源、空間資源和人才資源。通過探索“科研反哺”，對實踐教學環境的建設和提升起到了積極的促進作用。具體措施包括：

1.共享科研平臺的硬件資源，提升學生實踐環節的物質基礎：在高水平科研帶動下，先后投入數千萬元建立了集成電路設計環境、工藝生產線，并與Altera、Xilinx、Intel、TI、廣州周立功、772所等建立了聯合實驗室，相關的儀器、設備、開發工具等通過合理共享逐步向本科生開放，向實踐教學資源轉化，提升了實踐環境的物質基礎。

2.利用科研平臺的空間資源，為學生提供校外實習實訓的機遇與環境：通過科研合作，先后與烽火、中興、華為、兗礦、煤炭科學院、深亞等相關設計企業、終端用戶等建立了校外實習基地，豐富了學生的實習實訓環境。

3.發揮科研平臺的人才優勢，轉化為第一、第二課堂的教學優勢：主持和參與科研項目的高水平教授、中青年教師、碩士研究生等是科研平臺的人才優勢，強調實施教授年授課學時數不低于120學時、項目負責人至少承擔一門本科生專業課、青年教師指導學生參加興趣小組和學科競賽、碩士研究生承擔助教等一系列措施，對學生創新能力的培養起到了積極作用。

通過上述舉措，先后建設了陜西省實驗教學示范中心――“計算機與微電子學實驗教學中心”和“電工電子實驗教學中心”、陜西省人才培養模式創新實驗區――“電子信息工程應用型人才培養模式創新實驗區”和“集成電路設計與集成系統工程應用型人才培養模式創新實驗區”。

（三）“科研提高”師資隊伍水平

集成電路設計的工程性要求教師必須具備豐富的實踐經驗，而科研正是彌補經驗“短板”的有效途徑。在具體實踐中采取的“科研提高”師資水平的措施主要有：

1.劃撥科研經費資助青年教師攻讀碩士、博士：為了培養青年教師，形成人才梯隊，一線青年教師先后有6人都是在科研項目專門審批劃撥的經費資助下攻讀博士、碩士，畢業后先后承擔了陜西省自然科學基金項目、教育部重點項目、陜西省教育廳專項項目等10余項;多名青年教師指導本科生、研究生參加學科競賽，先后獲得大學生電子設計競賽陜西省一等獎第一名和全國二等獎多次、研究生電子設計競賽西北賽區特等獎兩次、全國二等獎和三等獎各一次以及全國優秀指導教師獎。

2.人才引進注重科研方向、優勢互補：在師資隊伍建設中，注重科研經歷、工程能力、國際背景，如引進的美籍全職教授有Nvidia、貝爾實驗室、猶他大學等國際知名企業、科研院所長達29年的開發經歷，并被聘為陜西省“百人計劃”特聘專家。

（四）“科研啟發”應用型人才培養

通過科研融入教學，對啟發學生潛力、培養學生工程應用能力起到了積極作用;同時選拔興趣濃厚者作為科研助手參與項目研發，由高水平教授直接指導，這些學生有多名進入Intel、MTK、華為、中興等知名企業，擔任開發經理、技術骨干等關鍵崗位，或考取知名高校的研究生，并迅速成長為導師科研團隊中的骨干成員。

總之，科研成果分模塊進課堂，豐富了教學內容;前沿技術進教案，拓寬了學生視野;科研設備向教學資源轉化，改善了教學條件;堅持高水平教授為本科生授課，保障了教學中心地位;總結科研和工程經驗，更新了教學內容，出版了系列教材，提高了學生工程實踐能力，形成了科研促進教學的良好局面。

三、教研統一的思考

盡管在多年的教學科研實踐中摸索了一些“教研統一”的方式方法，但終究不是機制，無法形成長效。而“教師的薪水、晉升，最終是依據其科研成果，而不是其教學績效，大學制訂的教師學術獎勵體系中幾乎看不到教學的影子”[3]，“教學和科研的統一正在隨著科研的興盛及二者之間激勵機制的不平衡而受到破壞，科研正在越來越遠離教學，甚至是毫不相干”。[4]那么，如何讓教師發揮主觀能動性，積極投身教研統一的探索？又如何讓學生積極投身運用專業知識解決實際問題的實踐，為學生實踐能力培養與提高形成合力呢？

（一）倡導研究性教學

大學師資管理模式、績效考核方式決定著大學教師的工作方式、工作效率和工作效果[5]，畢竟對多數人而言，指揮棒在哪里，工作的方向就在哪里。因此對工程實踐性強的專業，可從教學的要求上倡導研究性教學，從績效考核上拉近、拉平教學與科研獎勵，不僅讓只灌輸書本知識的現象得到改觀，也讓學術水平高的教師有意愿對學生傾囊相授。

同時，一個高效的科研團隊必然也是一個優勢互補的水平梯隊，而一個專業的教學也是理論與實踐、抽象與具體、構想與實現的結合。因此，可從校級層面上制訂科研團隊對專業教學的工作目標，再由科研團隊細分任務與計劃，并分解科研項目，組織教學活動，做到教師人盡其才，學生人盡其用，這樣既可以調動教師積極性，又可以發揮學生能動性。

（二）強調教學中心地位

從教師角度看，教學過程中應著重關注學生的學習過程，以教學為中心，以學生為主體，以教師為主導，以學習為主線。在基礎課、專業基礎課的支持下，專業課教學可以按“問題驅動、案例驅動、項目驅動、前沿驅動”的節奏循序漸進，逐步提升。教學方式方法的改革將在一定程度上促進“教研統一”的踐行。

（三）發揮學生科研潛力

從學生角度看，專業知識的掌握程度，除了卷面成績外，還可以有多種表現形式，如：1.參加教師科研項目，獨立運用專業知識或在教師指導下多方查閱、調研，完成相關模塊的設計，并撰寫小論文或申請國家發明專利，或錄用或發表，或實審或授權;2.參加學科競賽，競賽題目可以從日常應用角度激發學生的靈感，也可是教師科研項目轉化，通過自由組隊，在省級及以上政府機構組織的裝試性競賽、國家級行業協會組織的裝試性競賽上獲獎等。對諸如此類情形，從學校學院角度給以獎勵、鼓勵，也將在一定程度上促進“教研統一”的踐行。

四、總結

本文結合集成電路設計專業工程實踐性強的特點，在長期的教學科研實踐中，探索出了一套“科研嵌入”理論教學內容、“科研反哺”實踐教學環境、“科研提高”師資隊伍建設和“科研啟發”應用型人才培養的教研統一方案;同時為了實現科研促進教學、提高人才培養的效果，從學校角度、教師角度和學生角度思考了倡導研究性教學、強調教學中心地位、發揮學生科研潛力的“教研統一”長效機制。

[ 注 釋 ]

[1] 梁林梅.國外關于本科教學與科研關系的探析[J].江蘇高教，2010（3）：67-60.

[2] 盧建軍.深化高教改革要抓好頂層設計[N].光明日報，2014-06-17.

[3] Serow R C.Research and teaching at a research university[J].Higher Education，2000（4）：449-463.