数字工程原理与方法课程的理论教学思考

作者:沙宗尧; 刊名:计算机教育 上传者:吴梦嘉

【摘要】分析数字工程原理与方法课程在专业培养中的定位,从教学内容、配套教学条件、教学方法3个方面,提出教学内容应以核心内容为基础并体现扩展教学内容,在教学条件上应重视教材、特色实验室、网络教学平台及案例库建设,在教学方法上应采用个性化培养、融合实践教学、渐进式教学及多种形式综合考核,从而保证该课程教学达到预期效果.

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0引言数字工程的原理与方法(简称数字工程)是空间信息与数字技术专业的主干课程,使用《数字工程的原理与方法》为教材进行授课[1],课程具有以空间信息科学、计算机科学、通信科学、软件工程等为基础的交叉特色,且以基于案例库的案例教学法为实践教学依托[2],以省级精品课程为网络教学平台,结合大量的实践案例支撑,实现了教学资源与实践案例资源的相互转化与促进。1课程的专业定位从模拟时代进入数字时代,科技的发展促进了各行业信息化建设的进程。在此背景下,信息应用也从传统的模拟及相对孤立的状态,实现“载体是数字的,信息是共享的,网络是连通的,传递是实时的,应用是可视的,决策是智能的”更高层次状态转变。空间信息技术主要解决具有地理定位特征的数据采集、传输、分析与应用。在信息化建设初期,3S(即地理信息系统GIS、遥感RS及全球定位系统GPS)及其共享集成技术在很多领域得到应用,发挥了重要的作用。例如,在一些国土、规划、防灾减灾等与空间信息应用关系密切的企事业单位,建设了大量部门级应用工程。但是,由于建设过程中一些标准、规范都不太完善,技术方法、基础平台软件也千差万别,导致这些应用工程存在孤立性。在目前信息化应用需求背景下,这些工程已不能符合应用需求,需要对已有的空间信息应用相关的软件平台、数据平台、网络平台等进行整合、集成。为解决这些问题,应借助软件工程技术,结合空间信息应用领域的特殊性,对其加以理论化、系统化、规范化,形成数字工程技术的核心内容,见图1。空间信息与数字技术需要培养基础牢固、知识面广、有动手能力的复合型人才。数字工程的原理与方法作为专业主干课程,在理论、技术、方法、工程管理等方面讲述了数字工程建设的指导策略和方法,是专业培养的纲领性课程,为后续课程的深入教学提供了索引[3]。该课程从数字工程产生的背景入手,以实现数字地球为目标框架,全面介绍数字工程技术中的基本概念、总体框架、支撑技术和实施方法,重点教授数字合空间信息技术发展的最新动态,讲授与课程内容密切相关的最新前沿技术。在核心内容的教学上,需要讲解清楚数字工程的基本概念,从数字工程产生的背景入手,让学生掌握数字工程的总体框架,并结合软件工程技术,理解数字工程技术支撑体系中3类技术方法(计算机、网络通讯及空间信息处理)的集成应用;从“建立平台、搭建应用”的基本原理出发,讲解数字工程基础平台的概念与内容;从数字工程领域应用角度,学习数字工程可视化方法、智能化方法的原理及其在数字工程中的作用;熟悉数字工程建设的组织过程,学习其实施过程,了解数字工程的应用领域;通过实践项目训练,形成数字工程应用软件项目的设计、实施、控制等实践能力。为此,在教学内容组织上,应密切结合专业的培养方案,体现交叉学科的特色,把分散在多学科中与数字工程技术相关的共同知识点提炼出来,作系统化分析与处理,使其转换为教学内容,见表1。在完善知识体系的基础上,还工程建设中信息的数字化存储、实时化传输、可视化表达与智能化应用,充分反映出本专业多学科交叉的特色。但该课程教学的一个主要问题是内容面广且部分概念抽象,如果教学设计及教学配套设施不到位,会达不到理想的教学效果。2教学内容数字工程原理与方法教学内容的安排包括核心内容和扩展内容两方面,其中核心内容以教材为基础,是完成课程学习的基本目标;扩展内容从现有技术发展的要求出发,教师可结表1课程核心内容列表序号教学主题内容知识点内容1数字工程导论(概念、背景、现状)数字世界、产生背景、概念和内涵、数字工程特点、数字工程与GIS比较、数字工程总体框架、数字工程发展现状2技术支撑体系(相关技术基础)数

参考文献

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