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计算机视觉基础课程范文1
关键词：计算机专业教育；图形学；图像处理；多媒体；教学改革
中图分类号：TP391，G642 文献标识码：A
文章编号：1672-5913 (2007) 24-0080-05
1对图形图像与多媒体知识的要求
1.1CC2004知识领域要求
在CC2004中，和图形图像与多媒体相关的知识领域是人―机交互(Human-Computer Interaction -HC)、图形学与可视计算(Graphics & Visual Computing-GV)、信息系统(Information Management -IM)、网络计算(NetCentric Computing-NC)等几个部分。表1是CC2004列出的五种课程计划中所含人―机交互和图形学与可视计算两个计算机主题的比重。表中的数字表示对应的专业与相应的知识域的相关性，范围从0~5。其中，min值表示该学科报告中列举的学生对相应知识域掌握的典型的最低要求，也是相对于其它专业最低要求的值，max值表示该专业学生对相应知识域掌握的典型的最高要求。
表1 计算机主题的比重
分析CC2004中各课程计划和表1可得出，CC-CS2001对图形图像与多媒体的知识要求最高，所涉及的具体知识单元见表2。
表2 和图形图像与多媒体相关的知识单元
CC-CS2001在附录B的课程描述中，推荐了一些覆盖知识领域和单元的课程，每门课程里对预备课程、课程提纲、覆盖的知识单元、各单元学时做了较为详细的描述。相应地，和图形图像与多媒体有关的中介课程有CS250W人机交互和CS255W计算机图形学等课程，高级课程有CS352图形用户接口、CS355高级计算机图形学、CS356图像处理等课程，但高级课程只给出课程名称，还没有详细描述。
CS250W人机交互课程要求全面介绍人机交互原理和技术，CS255W计算机图形学课程则要介绍计算机图形学的原理和技术，两门课程覆盖的知识单元见表3。
表3 CS250W和CS255W的知识单元
1.2CCC2002和教指委计算机科学规范的要求
CCC2002同CC2001一样，把计算机科学与技术学科的知识体系划分为知识领域、知识单元和知识点等三个相互关联的层次结构。完整的本科课程体系结构由三部分组成，即奠定基础的基础课程，涵盖知识体系大部分核心单元的主干课程，用来完备课程体系的特色课程。根据我国计算机科学与技术学科教育的现状及对典型课程设置的分析，给出了16门课程，分别为计算机导论，程序设计基础，离散结构，算法与数据结构，计算机组织与体系结构，微型机系统与接口，操作系统，数据库系统原理，编译原理，软件工程，计算机图形学，计算机网络，人工智能，数字逻辑，计算机组成基础，计算机体系结构。在教指委的《计算机科学规范》中，也选取部分知识单元组成了15门核心课程，分别是计算机导论，程序设计基础，离散结构，算法与数据结构，计算机组成基础，计算机体系结构，操作系统，数据库系统原理，编译原理，软件工程，计算机图形学，计算机网络，人工智能，数字逻辑，社会与职业道德。可见，计算机图形学都为核心课程之一。
在《计算机科学规范》中，计算机图形学和可视化计算可以划分成以下四个相互关联的领域：
(1) 计算机图形学：计算机图形学是一门以计算机产生并在其上展示的图像作为通信信息的艺术和科学。它有以下几方面的要求：①表示信息的模型的设计和构建应有助于图像的产生和观察；②方便用户使之能够通过精心设计的设备和技术与模型(或者说观察到的图像)进行交互；③能提供绘制模型的技术；④设计出有助于图像保存的技术。计算机图形学的目标是对人类的视觉中心及其他的认知中心有进一步深入的了解；
(2) 可视化技术：主要目标是确定并展示存在于科学的(如计算和医学科学)和比较抽象的数据集中的基本的相互关联结构与关系。展示的主要目标则应当是发掘在数据集中潜在的信息，从而有助于用户增强对它们的理解。虽然，当前的可视化技术主要是探索人类的视觉能力，但是其他的一些感知通道，包括触觉和听觉，也均在考虑之中，以便通过它们进一步发现信息的处理过程；
(3) 虚拟现实：虚拟现实(VR)是要让用户经历由计算机图形学以及可能的其他感知通道所产生的三维环境，提供一种能增进用户与计算机创建的“世界”交互作用的环境；
(4) 计算机视觉：计算机视觉的目标是推导出一幅或多幅二维图像所表示的三维图像世界的结构及性质。对计算机视觉的理解和实践依赖于计算学科中的核心概念，但也和其他一些学科(如物理、数学、心理学等)密切相关。
CC2004和CCC2002的规范中给出的课程建议规定了每门课程的最小核心内容，包括的这些单元是要获得学位必须具备的相应知识。核心单元不是课程的全部，核心单元是课程最小的部分，但不能构成完整的本科课程，每门课程应当包括来自知识体系中的附加选修单元。核心单元不能仅安排在本科阶段的入门性课程中。许多核心单元属于入门的导论性知识，但这不意味着它们必须安排在低年级的入门性课程中，因为有些导论性的知识，只有当学生具有必需的基础知识后才能接受。另外，引论性课程也可以包括选修单元。所以核心这一说法只是意味着必须具备的含义，而并没有限制它必须安排在那些课程里。
从以上国内外计算机专业推荐的教学计划和设置的课程可以得到，涉及到图形图像与多媒体的内容，一般宜设置计算机图形学、数字图像处理、多媒体技术等课程及相关课程，可涵盖的知识有人―机交互、图形学、图像处理、多媒体技术等基础内容，这样才可基本达到规范的要求。
2部分高校课程开设情况
从网上可查到的清华大学、上海交通大学、中国科技大学等几所高校的计算机科学与技术专业本科生培养教学计划中计算机图形学、数字图像处理、多媒体技术等课程设置情况如表4。
表4 涉及图形图像与多媒体类课程开设情况
从表4可看到，近几年在计算机专业里，国内的大学普遍增加了图形图像与多媒体类课程的课程数量和教学时间。
3 存在问题及教改研究
3.1问题
计算机视觉基础课程范文2
关键词：计算机基础教学；课程体系结构；教学方法；实践能力；创新能力
我国信息化进程在不断加速，IT技术在快速普及，沿用近十年的以“计算机文化基础+高级语言程序设计”为基本框架的教学内容已不合时宜了，新一轮的计算机教学改革势在必行。此时，《关于进一步加强高校计算机基础教学的意见》(简称“白皮书”)在高等教育界人士的期待和争论中问世了。它标志着，高等学校的计算机基础教学已走过了它的普及阶段，开始步入了更加科学、更加合理、更加规范、更加成熟的新阶段。“白皮书”，同1997年的155号文件一样，将对我国大学计算机基础教学产生深远的影响。在此阶段，农林院校计算机基础教学改革如何开展，是我们每一个在农林院校从事计算机基础教学的教育工作者应该认真思考的重要课题。
一、计算机基础教学改革的指导思想
我们认为，新一轮的教学改革应以白皮书为指导，结合农林院校的特点逐步实现白皮书提出的计算机基础教学的目标、知识结构、课程体系、教学理念、环境支持、教学模式、手段、方法。通过我校从事计算机基础教学的全体教师的共同努力，将“白皮书”提出的目标表转化成质量优良的课程以及围绕着课程提供的服务。
“白皮书”文件是指导性的。每个学校都有自己的办学理念、办学目标、办学特色。在落实白皮书的过程中，我们既要落实“白皮书”提出的教学目标，又不能脱离我校目前的教学实际。要制定出适合我校计算机基础教学的“白皮书”执行版，这就需要充分认识当前计算机基础教学改革的环境：
(1)学生的差异性较大，大部分学生已有使用计算机的初步能力，但从总体上看学生的基础、志趣、能力、学习目标差异较大。
(2)对计算机教学需求呈多样性，不同专业学科对掌握计算机知识的要求相距甚远，在应用方向各不相同。
(3)与专业结合部分的计算机教学内容的边界难以确定，我校是所农林院校，农科专业是我校的强项，所有的农科专业都希望通过引进计算机技术提升本专业的现代化水平。因此，很多院系希望通过计算机教学改革能使教学内容与专业有更加紧密的结合。但具体用哪些知识和技术与专业结合，怎么结合?
(4)计算机课程学时不可能增加，白皮书提出的课程内容框架在教学内容和难度均有较大的增加，按学校规定的计划学时，完成教学任务有一定的难度。当前，高校办学规模不断扩大，教学资源趋于紧张：因就业、考研的压力，许多课程都希望增加学时，学生的学习负担已经很重了。在此形势下，要学校增加计划学时是不实际的。
因此，在现有的环境条件下落实“白皮书”的目标不可能一步到位，需要一个过渡期。我们可以采用分两步走的策略。首先，按照“白皮书”的基本要求，搭建新课程体系的框架，然后按照质量工程要求进行教学团队建设、课程建设、教学资源建设、实践教学课程建设等几个方面，一步一个脚印地充实其内容。
大学计算机基础教学的课程内容以应用优先兼顾基本理论，这是毫无疑义的。“应用”是纲，紧紧抓住“应用”这个主要矛盾，确实可以达到“纲举目张”效果。但“应用”对计算机技术来说又意味什么?按字面理解就是会用计算机和会操作应用软件做事。仅会使用计算机和会操作应用软件不是真正意义上的应用，结合专业做一些学所能及的硬件软件的开发才是真正意义上的“应用”，这才是大学生学习计算机技术的方向，才符合“培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”的大目标，这才是课程改革的重点所在。
二、计算机基础课程体系结构
“白皮书”提出了1+X的课程体系结构，它标志着计算机教学重点从教会学生了解计算机基本理论，会使用计算机；掌握一门语言向提高学生计算机综合能力方向转变。华中农业大学是一所以农科为优势，以生命科学为特色，农、理、工、文、法、经、管相结合的综合性大学。针对不同的专业学生的具体情况和社会对人才素质的需要，我们设计了含三个层次的课程体系结构。三个层次的课程体系如图1所示。
第一层次为必修课，其中“计算机基础”模块是所有专业大学生必须掌握的知识。新生入学后进行Windows、Office基本操作的考试，考试合格的学生，可以免修“基本应用操作”模块，然后选修第三层次的公选课程。根据院系专业对计算机应用的不同要求以及考虑后续课程的选择以院系为单位进行指导性的针对后三个模块选择两个。此层次，以培养学生基础为主，重点放在学生的计算机操作能力的培养。
第二层次为必修课，在大学第二学期开设，目的是培养学生初步的程序设计和数据库应用能力，所有专业的学生必选其一，选择时要兼顾第一和第三层次的课程选择。如植物科学与技术专业学生可能在今后的专业学习中利用计算机视觉技术获取植物苗期生长信息，则该专业在第一层次选择计算机基础、多媒体技术应用、数据库技术应用；在第二层次选择程序设计：在第三层次选择图形学、多媒体技术应用与开发等。本层次高级语言程序设计部分教学的重点放在程序设计基本方法、程序设计语言的基本语法、程序开发的环境、程序调试技术和程序设计的基本思想。培养学生具有结构化、模块化、面向对象等严谨的思维方式和规范的编写程序的习惯，能够用计算机编写程序解决本专业的一些基本问题；数据库技术与应用的教学重点放在数据库的基本理论、ACCESS和SQL-SERVER数据库的基本操作、VBA编程，以及利用VBA编程实现对ACCESS和EXCELL的操作。如社会学、人力资源管理等专业经常处理一些社会调查数据，选择此课程学生感觉非常有助于专业学习。
第三层次，含专业选修课和公选课两个方面的课程。专业选修课，根据专业的应用需要推荐选修的课程，如信息管理系统专业、地理信息系统等专业学要开设的图形学等课程；公选课，根据学生个人志趣自由选修的课程。此层次，通过师生的相互切磋探索，达到培养学生具有解决本专业中应用开发问题的能力的目的。教学过程中，采用“演示范例一观察分析范例一抽出知识点一应用于实际”的案例教学法，鼓励教师积极研究采用研究性教学。加强课程设计的力度，课程设计的题目最好是学生自己带来的专业学习中或日常生活中遇到的实际问题。
上述三个层次课程体系的设置符合当前学分制教学改革，要求学生在校期间必须修满一定的学分，获得了学校的大力支持，目前程序设计、数据库技术
与应用、C语言程序设计已被学校立项为重点建设课程和优质课程。因此，这种多层次、多模块的进阶式课程体系具有可操作性。
三、教学方法的改革
教学方法来源对教学实践的归纳总结，结合我校“实践。创新・质量”为主题的教育思想大讨论广泛开展研究性教学，同时将任课教师固定在所授课专业，以进一步挖掘计算机在该专业中的应用，鼓励开展科研合作。计算机基础课程最好采用“精讲多练”的教学方式。课堂教学与实验教学课时的比例应该达到1:1，最好是1:1.5。
正确运用多媒体教学。多媒体教学弥补了传统教学的不足，提高了课堂教学的效率，校园网拓展了学生学习的空间和时间，提高了教学效果。随着对多媒体教学手段的推广和使用，也暴露出了一些致命的弱点。我们在教学中体会到“粉笔+黑板”的模式不能丢弃，它可以支配课堂，教师的肢体语言和进度控制是多媒体技术不能取代的。目前我们的课堂教学采用是“粉笔+黑板+投影+校园网”的教学模式，这种“现代”和“传统”结合的模式在下一轮教学改革中需进一步的发扬。
运用归纳推理的教学方法。计算机基础课程大致可以分为软件操作类和程序设计类，比较适合使用归纳推理的方法。可从具体的事实和问题开始，逐步逼近概念和理论，即使有部分理论描述的内容，也可以先提出问题，再解决问题，进而提升到理论。例如，软件操作类的课程，先演示已操作成功的“案例”，提出任务和要求，分析实现的步骤，介绍实行过程中要用到的方法，归纳其原理和概念，在教师的指导下边学边练。通过教师和学生之间、学生和学生之间的互动和最后作品的点评，达到明确教学目标，掌握所学知识，调动起学生学习的主动性和创造性。又例如，程序设计类的课程可采以“设计任务”为目标的教学模式，即先演示编写成功的实例，提出设计任务和要求，归纳要解决的问题和解决问题的流程，由此导出知识点。这种提出问题、分析问题、设计算法、程序实现、调试的过程能使学生相对轻松地学习到程序设计的要领。
计算机视觉基础课程范文3
高等学校的计算机教育，特别是广大非计算机专业的计算机基础教育，在很大程度上决定着未来社会人们应用计算机和信息化技术，解决来自自身领域问题的能力高低，所以计算机基础教学备受社会各方面的关注。本文结合作者在海外数所著名院校执教十年的工作经历，介绍海外高校关于非计算机专业计算机课程设置的研究与实践经验。
1非计算机专业学生对计算机课程的需求特点
在学习计算机知识的过程中，非计算机专业学生的思维方式不同于计算机专业的学生。非计算机专业学生对计算机课程学习有其自身的需求，我们必须根据现代教育思想和教学理论，针对非计算机专业学生对计算机课程的需求特点，选择正确的教学内容，设立相应的课程体系，运用恰当的教学模式与方法，将理论与实践紧密结合，以提高非计算机专业计算机基础教学的效果和质量。
通过与计算机专业学生的需求对比，Kapland就非计算机专业对计算机课程的需求特点作出如下归纳总结[1]：
1)(1) 非计算机专业学生通常与诸如信号、图像、方程、表格等实体打交道比较多。为了能够对非计算机专业的学生有所帮助，计算机基础课程须教会他们如何表示这些工作中会用到的数据，以及如何操作这些数据，而对学生不太会感兴趣的，诸如AVL树和B树之类的复杂数据，则可以略去不讲。
2)(2) 非计算机专业学生往往将计算机看成是一种工具而非自身的兴趣所在，更非其职业追求的目标。他们通常对计算机已有所接触，能够在家里轻松自如地使用计算机进行一些图像编辑、音乐合成等简单的操作。一旦转到课堂，让他们学习如何打印从1到10的数时，计算机知识则变得复杂得多。强烈的对比很容易让他们产生一种错觉：大学的计算机课程过时了，没有实际应用价值。
3)(3) 非计算机专业学生有着不同的专业背景，将来也会从事各行各业不同种类的工作。课堂上引用的例子必须是不同专业的学生都可通过直觉所接受的。
4)(4) 非计算机专业学生的导师往往自身也不具备很强的计算机使用能力，不可能去很好地帮助学生改善其计算机使用能力。学生从导师那里得到的帮助十分有限。
5)(5) 非计算机专业学生用在计算机课程上的学习时间十分有限，他们不太可能系统地学习计算机课程。有相关统计数据表明，一个计算机专业的学生在计算机课程上所花的时间通常是非计算机专业学生的十倍。
6)(6) 非计算机专业学生会频繁地使用各类标准的图表，如点线图、直方图、散点图、轮廓图、投影图，等，即便是在一个很初级的阶段也是如此。
7)(7) 非计算机专业学生大都不常写软件包，但是会经常使用它们。他们写程序往往是为某一特定用途，而不是写给别人使用。
8)(8) 非计算机专业学生通常不用设计二进制格式的文件，而是直接采用现成的电子表格、图像、声音等形式来进行操作。他们迫切需要知道如何组织和操作存储在各类表格和数据库中的数据，但可惜的是，这些知识在大多数计算机基础课程中并未涉及。课堂上，教师们常常教给他们线性表、栈、队列、树、集合和图，但并没有教会他们如何进行数据库的选择、投影和连接等典型操作。
9)(9) 如今用于科学计算的软件包非常多。我们很难预测非计算机专业学生在将来的科研工作中会需要哪些具体的计算机知识。与此相反，计算机专业的学生会非常确定地使用计算机程序语言，如C++和Java。
2非计算机专业计算机课程的典型设置
应非计算机专业对计算机基础知识的迫切需求，当前，海内外高校为非计算机专业开设了多种不同类型的课程，大体上可分为三种：(1)计算机导论课程 (着重计算机文化基础)；(2)计算机应用课程 (着重案例解答)；(3)计算机编程课程 (着重程序语言与软件包使用技巧)。具体讲授方式也依照学校规模、教师队伍与学生分布的不同而各具特色，总体上有如下三种授课方式：(1)同时面向计算机专业和非计算机专业，统一授课；(2)计算机专业和非计算机专业分开授课；(3)面向某一特定的非计算机专业(如医学)，专一授课。这样，可根据不同专业需要的侧重点不同，传授相应的计算机基础知识。下面，我们通过具体的案例，分别就海外非计算机专业计算机课程的设置经验作进一步介绍。
案例一：荷兰蒂尔堡大学(University van Tilburg, the Netherlands)
笔者曾经在荷兰蒂尔堡大学信息系统与管理系任教3年。蒂尔堡大学为非综合性院校，共设置有五个学院――经济商学院、法律学院、社会与行为科学学院、人文(艺术、哲学、神学、宗教学)学院和天主教神学院。该校的经济商学院是最早、最大的学院，其经济学科居世界前列。信息系统与管理系附属于经济商学院，所开设的课程面向本系信息管理专业的学生，同时对校其他专业的学生开放，属上述统一授课类型。该系开设的主要课程包括商业工程(Business Engineering)、计算机与因特网技术、计算逻辑、计算机体系机构、数据库、e-商业(e-Business)、电子商务、信息技术、商务信息技术、计算与通信技术、经济与计算通信技术、运筹学与计算通信技术、信息管理、信息系统的质量管理、Linux、面向对象程序设计、面向对象模型、信息技术讲座、软件工程、系统与程序开发、网络资讯，等。
2.1计算机导论课程的设置
该类课程的目的在于让不同系科的学生懂得计算机科学的基本原理，教给学生计算机科学中一些伟大的思想与发明，通过这些预备知识，让学生能够最大限度地为将来理解计算机的能力和局限性打好基础，使之能在所从事的行业中学以致用。与此同时，在不要求学生今后从事计算机方面工作的前提下，教给学生很多计算机方面实用的知识，培养一些实用(如软件包的操作及其在实际情况下的应用)。那种只有通过学院式计算机课程的学习才达到的对计算机科学的深入理解并不是此类课程的目的。根据参考文献[3]，对计算的深刻理解是可以通过非编程的教育手段获得的。
案例二：美国卡耐基梅隆大学(Carnegie Mellon University, USA)
美国卡耐基梅隆大学的Cortina认为现在的非计算机专业计算机课程为了让学生能写出正确的程序，过分强调了程序设计中的细节及其严谨性。很多时候，学生修这类课程并不是因为他们在实际工作中会用到编程，而是因为这是必修课 [2]。为此，他提出计算机导论课应教给学生计算机科学的原理而非编程，课程应着重强调从计算角度看计算机科学中的主要贡献，学生着重对计算能力的理解以及在计算机科学中会遇到的可能影响其他学科的问题。在设计课程的过程中，教师不应该通过某一门程序设计语言或者某一个特定的应用领域贯穿始终地讲授，而应该从计算的角度，讲述计算机科学的主要贡献和事件。学生学习算法以及建立计算机科学的思维方式，可以通过使用流程图、模拟器来演示一些简短算法的流程，使得能够在不涉及程序设计语言语法的情况下，就可写出一个简单的小游戏。Cortina在其所讲授的计算机导论课程里，覆盖了如下几方面的内容[2]：
(1) 计算机科学的发展史。例如：早期的设备，欧洲中世纪计算机科学的缓慢发展进程，Babbage 和Hollerith在19世纪的贡献，以及战争(二战、冷战)对计算机科学飞速发展的影响和促进，等。
(2) 用算法表达计算程序。例如：采用伪代码表示算法，用Raptor工具模拟计算过程可视化流程图，等。
(3) 数据的组织。例如：基本数据结构(数组、链表、栈、队列、树和图)、数据库和算法的典型构成(赋值、条件语句、循环和子过程，等)。
(4) 用计算机可执行的程序表达算法(即计算自动化)。例如：程序设计泛型(命令式、面向对象式、函数式和逻辑式)、编译器与解释器。
(5) 算法设计的技巧。包括递归、分而治之(如归并排序、汉诺塔)、贪心算法(如Huffman编码、最小生成树)和动态规划(如Fibonacci函数、所有顶点的最短路径)。
(6) 优化，让计算更完美。包括正确性(常量的使用，用数学归纳法证明算法的正确性)以及有效性(算法复杂度)。
(7) 计算的极限。例如：难解性、不可判定性和通用计算模型(图灵机和计数器程序)。
(8) 并发性。包括多处理器(同步、最大加速比和负载)、流水线技术和多任务(操作系统、死锁与饿死)。
(9) 应用。例如公钥密码学、人工智能(图灵测试和博弈树)，等。
(10) 计算的未来。包括量子计算、纳米科技等客座讲座。
2007学年，共65人选修该课，分别来自人文与社会学院、商学院、工程学院、计算机学院和理学院。根据学生的反馈[2]，80%的学生赞同客座讲座，55%的学生期望继续启用但应使用更多的图例进行讲解，85%的学生会将这门课推荐给朋友。
案例三：香港理工大学(Hong Kong Polytechnic University, China)
考虑到医务人员通常需要使用计算机工作者开发的远程临床设备。很多时候，这些临床设备启用了一段时间，但使用者却经常因为基础电脑知识的缺乏而遇到各式各样的问题。为解决此问题，香港理工大学计算机系专门为医务工作者开设了一门名为“计算机开明”(computer literacy)的课程，听课者包括医生、管理人员、市场销售人员以及经理，等。课程教案几经修改，每次修改均安排在实战训练课程后或者研讨会之后进行。该课程旨在概述计算机的基本运作、资讯科技在医疗系统中的应用，以及计算机的基本操作常识。授课内容包括：
1）(1) 计算机系统导论，包括计算机系统的基本组成(CPU、存储设备、媒体和I/O设备)和工作原理。
2）(2) 系统软件，包括系统软件的功能和操作，MS Windows的基本特点和命令，等。
3）(3) 汉字的输入方法。
4）(4) 数据库，包括数据库系统的体系结构，数据库系统的操作，等。
5）(5) 资讯科技的应用，根据计算机组织结构，介绍计算机的应用。
案例四：美国波士顿大学(Boston College, USA)
美国波士顿大学Parker and Schneider认为非计算机专业课程应该超越计算机语言的语法讲授，重点介绍计算机学科的整体情况，让学生明白计算机编程只是整个计算机学科的一部分。课程所要达成的目标在于向学生传递一种计算机“感觉”，在讲解计算机的一些主要概念及其相互联系的同时，让学生真正地在实验室里操作实践[4]。他们所设计的课程内容涵盖了计算机理论、硬件与逻辑设计、计算机组成、算法与数据结构、程序设计语言、操作系统与虚拟机、应用以及社会等诸方面。其教学风格是在每一个层次上，介绍重要的原理并引出在这个层次上学习的关键问题，然后，迈向下一个层次在一个新的抽象层次上对新问题展开讨论，同时和前一个层次的内容相结合。
2.2计算机应用课程的设置
由于上述计算机导论课程依然着重于计算机系统本身而非计算机应用，或多或少地强调计算机编程，就好像教一个想学开车的孩子如何修汽车，因而，那些受好奇心驱动的非计算机专业学生往往觉得此类计算机导论课程困难且乏味。为解决此问题，另一大类偏重于实际应用的计算机基础课程孕育而生，即计算机应用课程。
案例五：美国哈佛大学(Harvard University, USA)
美国哈佛大学Leitner等人提倡在非计算机专业的计算机基础教学中，讲授计算机应用而非计算机本身，强调计算机应用程序的使用而不是单调的程序设计练习[5]。课程的目标在于让学生学会用软件系统刻画和解决实际问题，以加强对相应计算机概念的理解与认识。课程设计应围绕计算机科学中最让人感兴趣的应用领域(如人工智能、计算机图形学、计算机视觉、信息检索、人机交互，等)来组织。在授课的过程中，每一种应用可从两方面来讲授：首先，给出计算机科学概念的一个直觉性概观；其次，强调应用的特定细节，务必每一个实例都和一个特定的软件系统联系在一起。学生不需要程序设计的基础，在课堂上也不讲授程序设计。在选择具体的应用案例时，注意选题必须覆盖计算机应用的关键领域并提供这些领域特点概念的代表性举例；需用到的软件必须易学、易用、易引起学生的兴趣，适合新手使用和实验，需假定学生除了用过Word或浏览器这类的基础软件之外没用过其他软件。这些系统既可以是商业软件、自由软件，也可以是自己开发的。参考文献[5]中给出了几个案例及其分析说明。
(1) 光线跟踪。运用计算机图形学原理(几何建模和光线传输与反射)、计算几何(计算交叉、几何搜索)等计算机知识。
(2) 动画粒子系统。涉及离散时间系统驱动(随机数)、数值方法(数值积分)等计算知识。
(3) 交互优化。涉及计算复杂性(算法与问题的复杂度、旅行商问题和NP完全)、人工智能(启发式搜索和优化)、概率论和统计(算法的经验分析)、人机交互(协同用户界面的设计)等计算技术。
(4) 图像增强。涉及电子成像(图像感知与表示)、图像处理(点操作、图像过滤、噪音去除)等计算技术。
(5) 人脸识别。涉及计算机视觉(形状识别、图形跟踪和运动分析)、人机交互(基于照相设备的界面)等计算技术。
(6) 万维网上的信息检索。涉及经典数据处理(关系数据库和有效排序和查找)、信息检索(名词集合的向量空间模型、倒排索引、链接分析法、语义网和协同过滤)等计算技术。
案例六：美国坦普大学(Temple University, USA)
美国坦普大学Aiken等人为非计算机专业学生设计了一门计算机案例课程，期望通过具体案例，结合特定领域的知识和逻辑，运用解决科学问题的一般性计算和数学方法，借助信息工具，引导学生解决关键的科学问题，达到让学生了解不同领域专家如何使用信息技术解决问题的目的[6]。在选择案例时，所考虑的依据为：①案例所表述的问题必须能激发不同专业学生的兴趣；②案例必须是一些实际工作中可能会遇到的；③通过案例阅读和分析，学生能迅速把精力集中到解决问题的策略和信息技术上，而不会被其他一些困难所牵制；④案例所表达的问题必须涉及计算机科学的主要概念和相关工具。参考文献[6]中详细地绘出了案例分析的模板，包括如下八个组成部分：
1)(1) 任务描述。包括问题陈述、动机、背景、研究与验证所采用的模型、边界条件、作为一般性问题解决策略的解题过程、学习目标、陷阱与失败的范例，等。每一个案例应代表某一类问题以及与其相关的解决方案。
2)(2) 课程计划和讲义。包括课程内容、特定目标、讲解与实验、独立活动、讨论专题和小组活动，等。
3)(3) 试验计划、活动与讲稿。描述学生在实验前应该作哪些思考、应该在实验室里做些什么工作以及这些工作的目的。
4)(4) 作业、课程项目、考试题和讨论问题。应留有足够的各类问题，用于自我评估并可供学生进一步自学。
5)(5) 数据。应有与案例分析相关的数据(如文件、数据库、图像、动画和演示)。
6)(6) 程序与工具。在案例分析中所用到的每一个程序和工具，在网上都应该有足够的文档，以及为什么选择这种工具的陈述。
7)(7) 额外的资源，供进一步学习之用。包括参考文献、信息网站、相关项目，以及项目完善的建议。
8)(8) 评价体系。对于案例分析中的每一种活动，指出学生应达到的程度。
参考文献[6]给出了如下几个案例供参考。①模拟时空下人类的行为，通过GIS模拟，跟踪2000年前到9000年前巴拿马中部热带森林里农民的扩张和随之而来的巴拿马森林的减少。②工业发展对职业年龄等造成的一系列影响，自1980到现在，审查、评价和解释美国职业分布的变化。③用计算方法探秘有机分子的结构，教给学生简单有机分子的物理性质和结构之间的关系，让学生利用物理定律和特定的计算方法预测简单分子的结构和性质。
2.3计算机编程课程的设置
在鼓励向非计算机专业开设计算机导论课和计算机应用课的同时，当前仍然有很多高校认同计算机程序设计课程的必需性。这是因为科学计算普遍存在于当今绝大多数的科学领域中，科学家们倾向于使用应用软件包而非程序开发环境。掌握基本的计算机程序设计概念、学习一般性程序设计技巧对使用这些软件包非常有帮助。如今，越来越多的科学软件包采用脚本语言、或更为完善的程序设计语言(如Matlab，Mathematica，等)。另外，教给学生一门程序设计语言对于将来想从事计算机科学工作的学生也是有用的。
一般意义上，计算机编程课的目的在于培养学生清晰思考的能力、通过编程解决实际问题的能力、以及感知计算机可以解决哪类问题的直觉能力(如计算机的最大能力以及计算的极限)。程序设计课程的讲授一般需遵循下列准则：①因时间有限，所讲授的程序设计语言必须容易学习和掌握；②程序设计语言必须能清晰反映计算机编程概念；③程序设计语言必须提供科学工作者常用的基本运算，例如将程序设计语言与图形集成在一起，学生就可以较为容易地学会画统计图表；④程序设计语言必须具有一般性，可以通过程序设计语言来解释计算机科学中遇到的重要概念，如语言必须可以用自然而简单的形式去表达树，也可以支持递归；⑤应用程序和例子必须经过认真、仔细地挑选，向学生展示这些例子与所学知识的内在关联，教给他们将来从事科学工作的技巧，且所选应用对于每个理工科学生来说都应是有趣、易掌握的。
案例七：美国杜克大学(Duke University, USA)
美国杜克大学Biermann在讲授计算机编程课程时，兼顾了两大部分的内容：计算机硬件/软件部分和高级专题部分[7]。计算机硬件/软件部分着重让学生理解计算是一个机械的过程，从开关电路和机器基本部件的连接开始，讲授晶体管和超大规模集成电路技术，以及如何将大规模电路集成到小芯片上，然后展示一个典型的机器系统结构，机器的运转以及如何用它编程，最后，解释一个小的编译器如何把高级语言翻译成机器可以执行的语言。在高级专题方面，主要介绍一些当今热门研究问题，让学生认识到计算机科学的局限性，包括计算机程序的时间复杂度、并行结构、不可计算性和人工智能，等。
案例八：美国马可雷斯特大学(Macalester College, USA)
美国马可雷斯特大学Kaplan 在讲授Matlab 程序设计课程中，一半用来介绍Matlab编程，包括数据类型、函数的参数传递、索引、读取标准文件的操作(如文本文件，电子表格)、构造函数、条件和函数；一半用来介绍理工科的实例，如声音(音乐合成、降噪音、速度变化，等)、图像(颜色调整、图像分片、边缘检测，等)、与数学的联系(公式的运用)、计算机科学(Fibonacci函数、汉诺塔、最优匹配、生物信息，等)，以及图形用户界面(识别图像上的点)，等[1]。
3结束语
一门优秀的非计算机专业计算机课程带给学生的影响与作用力将超过一个学期。纵观海外各大高校关于非计算机专业计算机课程的研究与实践经历，我们认为在设计一门非计算机专业计算机课程时，应遵循如下五大方面的设计准则：
1)(1) 设定目标。根据学校教学大纲的要求，同时参考ACM推荐的课程(/sigcse/cc2001)，达到以下的目标。
目标1：让课程内容更相关，所有课程内容和作业都和学生的职业目标相关；
目标2：为启发学生的创造力提供机会，提供机会引导学生把计算看作是有趣而又富有创造性的活动；
目标3：让理论更为实践化，让学生把计算机科学看作是一项社会活动，而不是把它看作一项如进行黑客活动一样的非社会活动。
(2) 选择上下文。许多有力证据表明，如果不讲授一些抽象的概念，如某一具体领域内的程序设计，学生根本学不会。因此选择特定上下文是改进学习的一个关键点。如果以深度代替广度，我们可以教授更多的可转化的知识，同时，使得学生在某门课程结束后仍然可以应用这门课程所学到的知识。最好的方法就是在某些可以实际应用的特定环境中教他们编程。
(3) 设定反馈渠道。不仅从授课教师中取得反馈，而且也应通过多种论坛渠道，获取学生的反馈。
(4) 制定课程的基本结构。选择语言和编程环境是关键的问题，甚至在有些时候是非常谨慎的问题。对非专业课程中所使用语言的选择过程，与社会、文化极其相关，这种相关性甚至不亚于教法的相关性。
(5) 定义课程。确定课程讲授内容、作业和实践操练的详细内容。
参考文献
[1] D. Kaplan. Teaching Computation to Undergraduate Scientists. In Proc. of the SIGCSE 2004, Virginia, USA, 2004, PP 358-362.
[2] T. Cortina. An Introduction to Computer Science for Non-majors Using Principles of Cmputation. In Proc. of the SIGCSE 2007, Kentucky, USA, 2007, PP 218-222.
[3] Mark Urban-Lurain and Donald J. Weinshank, “Is there a role for programming in non-major CS courses?”, Michigan State University, USA, in Proc. ofFrontiers in Education Conference, 2000.
[4] J. Parker andG. Schneider. Problems with and Proposals for Service Courses in Computer Science. In Proc. of the SIGCSE 1987, MO, USA, 1987, PP 423-427.
[5] L. Marks, W. Freeman, and H. Leitner. Teaching Applied Computing Without Programming: A Case-Based Introductory Course for General Education. In Proc. of the SIGCSE 2001, NC, USA, 2001, PP 80-84.
计算机视觉基础课程范文4
关键词：人工智能；学习兴趣；教学方法
1956年，在美国Dartmouth大学，由数学家J.McCarthy和他的三位朋友M.Minsky、N.Lochester和C.Shannon共同发起一个历时两个月的夏季学术讨论班，他们在此讨论班上第一次正式使用了人工智能(Artificial Intelligence)这一术语。人工智能是一门多学科交叉的课程，涉及计算机科学、数学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、哲学及语言学等多个学科，是新理论和新技术不断出现的综合性学科。当前，人工智能领域加强了从人类智能与生命现象中汲取养分的趋势，加快了向分布式系统与复杂系统靠拢的步伐，智能化的应用更为深入，影响更为广泛，其发展已对人类的经济、社会、文化等方面产生了深远影响[1]。
1人工智能导论课程特点
人工智能导论是人工智能领域的引导性课程，介绍人工智能的基本理论、方法和技术，目的是使学生了解和掌握人工智能的基本概念和方法，为进一步学习奠定基础。人工智能是计算机科学与技术学科一门重要的基础课程，需要相关课程作支撑。离散数学、概率论与数理统计等课程是其数学基础，数据结构、程序设计基础、算法分析与设计等课程则为人工智能中知识表示、逻辑推理和问题求解提供了设计与实现手段。与其他软件课程相比，人工智能课程有鲜明的特点，主要表现在思想方法上强调启发性、算法上强调不确定性。同时，由于人工智能是一个新思想和新技术层出不穷的开拓性领域，因此其对学生的训练是鼓励创新的，具有其他课程不可替代的作用。
人工智能导论是计算机相关专业的必修课，在许多信息类相关的本科教学中也有开设，一般开设在第六或者第七学期。我国目前本科教育的定位是专才教育，培养某方面的专业人才。完成公共基础课程和部分专业基础课程的学习之后，本科高年级学生应该了解本专业的应用领域和发展前景，因此在教学过程中要注意内容的专业性和应用性。由于本科阶段学生缺乏科研意识，初步的科研训练设置在第八学期，即所有课程学习完毕之后的毕业设计，而人工智能课程强调科研性，因此教学难度较大，由此带来的最直接后果就是学生学习兴趣不高。同时，对有志于读研的学生而言，本科阶段的学业也是研究生教育的起点，在教学过程中要适时的进行科研引导，提升学生对科学研究的兴趣，为研究生阶段打下基础。可见，圆满完成人工智能导论课程这一教学任务是重要且极具挑战性的。
2教学内容安排
人工智能的研究和应用领域非常广泛，包括问题求解、机器学习、自然语言理解、专家系统、模式识别、计算机视觉、机器人学、搏弈、计算智能、人工生命自动定理证明、自动程序设计、智能控制、智能检索、智能调度与指挥、智能决策支持系统、人工神经网络、数据挖掘和知识发现等。人工智能导论旨在为这些具体领域的研究提供引导和基础保障。
人工智能导论课程涵盖内容较多，因此需要明确“精讲”和“泛讲”的内容，以使教师和学生在教学活动中都有所侧重。当然，首先应和学生说明，泛讲并不代表内容不重要，只是由于课程性质和课时的关系，暂时不作深入探讨。日后如有需要，可在此基础上进一步学习和研究。结合当前人工智能学科的发展状况，根据教学大纲和作者的教学经验，对人工智能导论课程教学内容的精讲和泛讲安排如表1所示。
3提升学生学习兴趣的教学方法
3.1穿插背景故事
为激发学习积极性，针对学生喜欢听奇闻轶事、想象力丰富的心理特点，通过讲述一些与教学内容有关的故事或者趣事来吸引其注意力，辅助思维并丰富联想，使学生在愉悦中完成学习[2]。下面列举几个我们在课程教学中用到的背景故事，通过这些故事，不但传授了知识，也活跃了课堂气氛。
1) 人类智能的计算机模拟与人机大战。
讲授人类智能的计算机模拟时，可以给学生简述一下IBM公司的超级电脑和国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫之间的人机大战，以促进学生对人类智能和人工智能的进一步思考。北京时间1997年5月12日凌晨4点50分，在美国纽约公平大厦，当IBM公司的“深蓝”超级电脑将棋盘上的一个兵走到C4的位置上时，国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫对“深蓝”的人机大战落下帷幕，“深蓝” 以3.5U2.5的总比分战胜卡斯帕罗夫。2003年1月26日至2月7日，卡斯帕罗夫与深蓝的升级版“小深”又进行了一场人机大战，先后进行了6局比赛，最终卡斯帕罗夫以1胜1负4平的结果和“小深”握手言和。这也表明了人工智能和人类智能之间的较量还将持续下去。
2) 问题规约法与老和尚说教。
问题规约法是从要解决的问题出发逆向推理，建立子问题以及子问题的子问题，直到最后把初始问题归约为一个本原问题集合。本原问题指不能再分解或变换且直接可解的子问题。可见，问题规约的本质是递归的思想。此时，可以给学生简述我们小时候就听说过的老和尚说教的故事，即“从前有座山，山上有座庙，庙里有个老和尚，老和尚对小和尚说，从前有座山……”。
3) 模糊理论与秃头悖论。
模糊推理是一种重要的不确定性推理方式，是指基于模糊理论进行的推理。讲授模糊理论时，可以先讲一下秃头悖论让学生讨论。一个人有10万根头发，肯定不能算秃头，不是秃头的人，掉了一头发，仍然不是秃头，按照这个道理，让一个不是秃头的人一根一根地减少头发，就得出一条结论，即没有一根头发的光头也不是秃头！秃头悖论的出现源于在严格的逻辑推理中使用了“秃头”这一模糊概念，因此需要以模糊逻辑代替传统的二值逻辑解决该问题。
3.2课堂辩论和多媒体教学
人工智能从其诞生之日起就充满争议，各种学派的争论使得人工智能的发展更趋完善，加快了其纵深发展。目前，人工智能的争论主要有两方面，即研究方法的争论和技术路线的争论。前者争论的主要问题有人工智能是否得模拟人的智能；对结构模拟和行为模拟是否可以分离研究；对感知、思维和行为是否可分离研究；对认知与学习以及逻辑思维和形象思维等问题是否可以分离研究；是否有必要建立人工智能的统一理论体系。后者争论的主要问题是沿着什么样的技术路线和策略来发展人工智能。
在课堂教学中，可以充分利用人工智能中存在的争论较多这一特点，针对相关议题组织课堂辩论，如可用议题“机器的反叛――机器的智能会超越人类吗？”。让学生在图书馆或者从网上查阅相关资料，明确自己的论点并准备证据材料，并在课堂上进行辩论。这类辩论无所谓输赢，旨在通过这种活动，增进学生思考[3]。教学中，还可以充分利用多媒体教学的特点，如让学生观摩电影《终结者》系列、《人工智能》、《黑客帝国》等，增强学生对人工智能的直观感受，提高课堂教学效果[4]。
3.3应用实例分析
普遍而言，本科学生对单纯的理论讲解不太感兴趣，因此在教学过程中，适当增加一些实验和设计，提高学生分析问题的能力和实际动手能力。比如，讲解知识的产生式表示法时，给出产生式的概念和基本表示形式之后，可以通过“野人与传教士过河”问题来说明产生式表示法的具体应用过程；讲解计算智能的进化计算部分时，给出进化算法的几种具体形式和算法流程之后，可以通过中国旅行商问题(CTSP)来说明算法求解问题的过程。教师在教学过程中，可以根据需要，选择一些合适的应用实例进行分析。通过这些实例，既能加深学生对知识的理解，又能增加学习的兴趣。下面给出两个实例的简单描述。
1) 产生式表示法求解“野人与传教士过河”问题。
问题：传教士和野人各N人过河，现只有一条船，传教士和野人都会划船，船一次只能载k人，船上野人多于传教士时野人就会吃掉传教士，问如何安全过河？(不失一般性，以N=3，k=2为例求解)。
求解简述：设综合数据库中状态用三元组(m, c, b)表示，其中m、c、b分别表示传教士、野人和船的数目，则有：
0≤m, c≤3, b ∈{0, 1}
以左岸为参照点，则初始状态和目标状态分别为(3，3，1)和(0，0，0)。据此，可以给出一条产生式规则如下：
IF (m, c, 1) THEN (m-1, c, 0)
以此类推，把所有可行的规则都求出之后，就可按照规则集和控制策略得到问题的解。
2) 遗传算法求解31个城市的CTSP问题[5]。
问题：给定有限个城市的集合C={c1,c2, …,cm}及每两个城市之间的距离矩阵D＝[dij]m×m，其中m∈N，dij=d(ci, cj)∈Z+，ci、 cj∈C，1≤i、j≤m，求出满足的城市序列cπ(1)、cπ(2)、…、cπ(m)，其中π(1)，π(2)，…，π(m)是1、2、…、m的一个全排列。我们以CTSP问题为例，即求解中国31个城市之间最短巡回路线的问题。
求解简述：路径表示直接使用城市在路径中的相对位置，如有编号分别为1、2、3、4、5的5个城市的一条路径4－1－2－5－3，用路径表示方法直接可写为(4 1 2 5 3)。适应度函数值用路径的实际长度表示。交叉算子采用次序杂交，即选择父体的两杂交点，交换相应的段，其它城市则保持在父体中的相应次序。变异算子采用倒位算子，即随机选择两个位置，然后将它们之间的城市反序。通过运用遗传算法求解，可得最优解为15 404 km，对应的巡回路线为“北京―呼和浩特―太原―石家庄―郑州―西安―银川―兰州―西宁―乌鲁木齐―拉萨―成都―昆明―贵阳―南宁―海口―广州―长沙―武汉―南昌―福州―台北―杭州―上海―南京―合肥―济南―天津―沈阳―长春―哈尔滨―北京”。实例讲解完成后，可要求学生采用相同或者不同的方案自己去实现一下问题的求解过程。
4结语
人工智能是计算机科学与技术专业的一门核心课程，同时也是一门交叉学科，涉及面广，理论性强，教学难度较大，学生的学习兴趣有待提高。本文作者根据自己在人工智能导论课程中的教学实践和课程特点，明确了教学中的精讲内容和泛讲内容，总结了三种提高学生学习兴趣的教学方法，并给出相应的实例说明，旨在为本门课程的教师提供教学参考。
参考文献：
[1] 蔡自兴,徐光v. 人工智能及其应用(本科生用书)[M]. 北京:清华大学出版社,2003:288-296.
[2] 薛占熬,齐歌,杜浩翠,等. 离散数学的课堂导入法研究[J]. 计算机教育,2010(8):95-99.
[3] 徐新黎,王万良,杨旭华. “人工智能导论”课程的教学与实践改革探索[J]. 计算机教育,2009(11):129-132.
[4] 李春贵,王萌,何春华. 基于案例教学的“人工智能”教学的实践与探索[J]. 计算机教育,2008(9):53-54.
[5] 杨利英,覃征,贺升平,等. 改进的演化近似算法求解TSP问题[J]. 微电子学与计算机,2004,21(6):126-128.
Teaching Methods for Promoting Learning Interests in Introduction to Artificial Intelligence
YANG Liying
(School of Computer Science, Xidian University, Xi’An 710071, China)
Abstract: This paper presents three teaching methods for promoting learning interests based on the characteristics of Introduction to Artificial Intelligence and our teaching experience. These methods have been used in practice. The teaching practice shows that the methods proposed in this paper can promote learning interests effectively.
计算机视觉基础课程范文5
（一）在实践教学体系中引入CDIO工程教育模式，切实加强学生的工程实践能力
CDIO是构思、设计、实现）及运作的英文缩写，CDIO的基本教育理念以产品从研发到运行的完整生命周期为载体，促使学生积极主动的参与工程学习中的各类实践环节。将CDIO教育理念引入实践教学是国内外工程科技人才培养模式的一次重大探索。测绘工程作为一门实践性极强的工科专业，不仅注重测绘理论的学习，同样强调实践的重要性。在高素质的测绘工程科技人才培养过程中，相关专业课程的课程实验和工程实践环节和体系起着举足轻重的作用。在测绘工程专业实践体系的建设过程中，引入CDIO先进的工程教育理念，可从如下几个方面需重点考虑：（1）加强校企合作，挖掘校企合作平台的深度融合机制。目前，已有较多的煤矿企业、测绘企业及知名测绘厂商等与我院建立了形式多样的友好合作关系，下一步需根据测绘行业的特点来夯实双方的合作基础，其根本途径是，寻找校企合作的利益链、建立双方灵活多样和深度融合的长效机制，提高教师和学生参与工程实训的深度、广度和作为企业“准员工”的角色度。校企合作平台长效机制的建立不仅可以缓解学校教学实习经费紧张的问题，还可以为学生提供更多走进企业，深入直观地了解所学理论知识行业中具体应用的机会；（2）搭建校内多层次的综合型一体化实践教学平台。以工程专业认证标准为依据，对现有实验示范中心、重点实验室等实训平台进行整合、优化，对实验教学资源进行系统整合和统一规划并进行功能划分，为学生提供从低到高、从专业、创新到综合能力训练的适应项目化教学需要的多层次的完整平台。优化后的教学平台既保持原来优势，也符合工程教育专业认证及后续发展需要；（3）设立特色实验室。根据专业需求，结合专业特色，增加综合型、设计型及创新型实验的比例和深度，并进行全校范围内的实验资源共享。
（二）在课堂教学中引入职业素质教育，提高学生的职业技能
不同于学历文凭证书，职业资格证书密切关联于某一职业能力的具体要求，全面反映了某一特定职业所必须遵循的行业标准和相关规范，以及特定行业劳动者从事这种行业所应具备的实际职业能力和素养。虽然职业资格证书制度兴起的较早，但是发展至今一直未能与高等教育培养人才挂钩。高等国际工程教育专业认证制度与国家职业资格证书制度的基本要求是一致的，是从业证书申请发放和登记注册过程中一种不可缺少的前提条件。在国际上，专业认证制度体系较为完备的国家基本上都将专业认证制度与职业资格证书制度直接关联。就测绘工程专业而言，尽管不同高校在基础和专业课程设置的数量和名称上略有不同，但基本上都采用的是“基础课程—专业基础课程—专业方向（模块）课程”这一课程设置模式，课程体系在学分、学时、比例上也大同小异，区分度不大。参考国际发达国家专业认证制度和体系的经验，我国在测绘工程专业人才上的培养体系方面，可以尝试针对测绘行业的某一执业资格（如“注册测绘工程师”）和“卓越工程师教育培养计划”来组织安排测绘专业课程体系，即大学一年级安排数学、力学类及专业基础课程来进行综合培养，大学二年级在专业基础课程的基础上以专项课题形式（如地形图测绘、数字摄影测量等）参与实验、实训，大学三、四年级进入专业模块课程培养。模块课程的设置要与职业资格所遵循的标准和规范有机结合，如此的模块课程设置不仅可为工程教育专业认证的后续持续发展提供驱动力，而且也为将来职业认证与专业认证挂钩做好积极准备。此外，此种课程设置思路也可保证测绘学科的相关知识以结构层次化而不是零散化、杂乱无章的形式进入学生的知识结构体系，从而促进学生对测绘学科知识的整体认知。综上所述，根据测绘工程专业实践性强的特点，可以设置科学合理的测绘专业方向模块化课程替代原有的学科专业课程，并根据职业资格的能力要求有所侧重，分布合理的课时，搭建新的测绘工程专业模块化课程体系。
（三）将科研能力培养引入相应教学环节，提高学生的实践创新能力
随着科学技术的发展，信息化及学科交叉融合的特征愈加明显，社会对工程人才的知识、能力、素质方面的要素、结构和质量也提出了更高要求，从而也对高校培养人才的工程创新能力提出了更高要求。随着空间信息技术的快速发展，我国的测绘行业在快速发展的进程中也急需培养高水平的工程创新人才。但是，高等工程教育的重要任务之一就是学生创造能力的培养，而学生对不同工程专业的兴趣选择对其工程能力能否养成及持续增长有着决定性的影响。因此，在高等国际工程教育专业认证背景下，学生的工程能力的培养更应关注其对不同工程专业的个性化选择，以确保学生能够在结合自身特点和兴趣爱好的基础上，构建自身的合理知识结构，促进自身创造性和创新能力的提高。为此：（1）可在本科生日常教育教学中建立“科研导师制”人才培养模式。大学生可以根据自己的能力、特点和兴趣选择参与科研导师的相关科学研究课题。通过直接参与导师的科研课题或在导师的指导下，在第二课堂中通过各级各类大学生科研训练计划、学科竞赛、毕业论文（设计）、毕业实习、生产实训及参与教师科研项目等各环节为载体来完成自选或感兴趣的科研项目。学生通过直接参与所学专业相关的科研项目的工作，尽早接触测绘学科前沿，既增加了学生科研认知的深度和广度，又可在实战中促进学生科研实践能力的提高；（2）美国工程与技术鉴定委员会研究制定的工程评估准则对工程专业学生的能力共提出了11条标准，总结起来基本上是强调所学专业的工程实践能力、多学科交叉综合的学习能力、职业素养与职业责任感。这些基本能力和素养的形成是基于系统的人才培养方案（包括整个教育教学计划、专业培养方案，特别是科学合理的实践教学体系）。因此，在课程设置上应结合现代信息化及学科交叉融合的特征来更多地考虑多学科的交叉与融合（如GPS现代定位技术与信号处理领域的交叉融合，数字摄影测量与数字图像处理及计算机视觉学科的交叉融合，地理信息系统（GIS）与网络信息技术及软件工程领域知识的交叉融合等），通过上述不同领域知识的交叉融合，可为学生提供较为先进的测绘学科发展前沿信息，提高学生对测绘专业的学习兴趣，增强专业方向对学生的吸引力，同时，也为学生工程素养和实践能力的提高提供多学科交叉综合的较为宽泛知识背景，在此知识背景下，可使学生对测绘学科及其工程领域的现存问题有一个清醒全面的认识和把握，继而提出创新性的解决思路和方法，以促进复杂测绘工程问题的有效解决和技术创新。
二、教学管理制度保障建设
