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摘 要 在大数据应用时代背景当中，超级计算机迎来了前所未有的挑战，这些挑战主要体现在数据的计算、存储、通信以及编程方面，因此基于大数据的实际特征以及需求来设计一个超级计算机系统是十分有必要的。本文围绕如何基于大数据特征以及需求进行超级计算机设计、大数据时代应用背景下编程模型的设计两个方面展开讨论，对大数据应用背景下的超级计算机设计进行了分析，并提出了一些笔者自己的见解，希望能够对大数据应用背景下的数据处理问题提供一些对策建议。
关键词 大数据应用背景 超级计算机 数据处理
在电子信息技术的推动下，大数据已成为了当代潮流前线的主流技术，所谓大数据，从狭义上理解主要是指各种大规模的数据，具体来说是指难以在既定的时间范围内使用常规软件以及技术进行收集、统计、储存以及管理的数据集合，必须通过新型处理模式才可将其决策力、洞察力、发现力以及流程化进行充分发挥、具有规模大、复杂程度高、实时性强、高增长率以及多元化等特征的信息资产。由此可见，大数据是一种不同于传统数据的信息化数据资产，仅仅应用传统的软件或工具进行统计或管理是难以显效的，我们必须针对大数据的特征以及需求设计一款超级计算机，用于满足大数据的计算需求。
通过超级计算机来构建大数据处理中心，是现阶段最为主流的应用趋势。相比于传统计算机来说，超级计算机在性能方面具有显著优势，可以为大数据提供高效的计算以及处理服务。超级计算机早在二十世纪七十年代初就已被很多国家作为了一种战略性资源而进行使用，在国家经济建设、国防安全、社会发展、科学研究等方面得到了广泛的应用，并作出了极大的贡献，因此现阶段，超级计算机技术基本已经成为了衡量国家科技水平以及国防力量的重要指标之一。天河二号超级计算机是由我国国防科学技术大学研制而成的，它实现了每秒钟三点山九亿亿次的浮点运算速度，并以此成绩蝉联五次夺得全球运行速度最快超级计算机奖项。但是，超级计算机虽然具有如此高效的运行速率，它仍然只能在自己所擅长的以科学与工程运算为主的领域中发挥作用，例如一些计算密集型的任务中。此外，超级计算机具有计算模式单一的特点，它的处理过程通常由批量处理计算、流式运算、迭代运算、图运算等数据密集型运算方式组成，因此传统上的超级计算机很难直接被应用在大数据的计摘 要 在大数据应用时代背景当中，超级计算机迎来了前所未有的挑战，这些挑战主要体现在数据的计算、存储、通信以及编程方面，因此基于大数据的实际特征以及需求来设计一个超级计算机系统是十分有必要的。本文围绕如何基于大数据特征以及需求进行超级计算机设计、大数据时代应用背景下编程模型的设计两个方面展开讨论，对大数据应用背景下的超级计算机设计进行了分析，并提出了一些笔者自己的见解，希望能够对大数据应用背景下的数据处理问题提供一些对策建议。
关键词 大数据应用背景 超级计算机 数据处理算以及处理中。
1如何基于大数据特征以及需求进行超级计算机设计
显而易见，大数据的出现给人类技术带来了极大的挑战，而超级计算机具有十分强大的计算能力以及极其高效的数据处理能力，它将海量的信息高度集中在自己的系统当中，并通过工具媒介、数据存储等多元化角度对这些庞大的数据进行处理、分析以及应用，由此可见，不同的超级计算机在对信息处理以及计算时所呈现出的性能水平也是有所差异的。我们之所以要通过超级计算机来实现高性能数据计算，主要目的就在于提升数据计算效率，并通过对大数据的应用来增强通信效率。在本文中，笔者将围绕硬件和软件两个层面来设计大数据应用背景下的超级计算机。
1.1硬件体系结构
信息量大以及操作简单是大数据应用的显著特征，大数据应用能够确保计算指令维持在一个相对来说较低的状态，实际上间接增加了数据访问所需的成本，由此可见，在使用超级计算机管理大数据的过程中主要存在的问题在于数据吞吐率与数据计算效率之间的失衡性。针对这一问题，我们可以重点以两个切入点进行解决，一是针对片上缓存实施彻底优化处理。大数据应用指令等级相对较低，跳转频率较高，且不具备充分的局部性，再加上大数据通常只能使用一次，我们可以基于上述特点来降低指令缓存，并构建一个连接处理器与二级缓存的通道，以确保数据吞吐率与计算效率之间的失衡状态得到相对改善；二是提高大数据计算能力。在大数据的影响下，信息逐渐呈现出高密集化状态，这使得传统的处理器已无法满足信息处理需求。因此必须通过超级计算机来部署一个具备良好实时性的处理器，其中异构并行处理器是一项很好的选择，具体来说，也就是把R档募铀倨鞯既胫镣ㄓ么理器核心当中，在加速器的推动作用下，使数据处理过程中能够实现数据并行的效果。大数据应用过程中，对于数据的处理频率相对较高，因此必须想方设法改善节点计算效率并强化通信效率。顾名思义，大数据就是代表庞大的数据信息量，因此相应的储存模式也较为复杂，种类繁多，其中最为常见的数据储存模式为集中式存储模式以及分布共享式存储模式。为了较好地应对大数据通信频率较高这一问题，必须通过合理的手段来提高节点与节点或与设备之间的连接效率以及。对上文内容进行总结后得知，要想有效解决大数据应用中存在的问题，其中最关键的环节在于加大互联通信技术层面的研究开发力度，提高在节点连接效率优化方面的研究力度，一般可以通过两种方式来实现，一种为研发一款软硬件结合的多借口网络芯片，另一种为通过光互连技术来改善数据传送过程中的问题。
1.2硬件体系架构
在大数据中包含着海量的结构化数据、非结构化数据以及半结构化数据。这三种数据类型对应的存储方式也各不相同，结构化数据通常使用数据库结构实现存储，而非结构化以及半结构化数据的存储则更多地以依靠于不同文件与系统之间的协调与配合来实现。数据处理与数据计算是两个完全不同的过程，在数据计算的过程中，当数据加载已经结束时，则需要对各系统之间的交互频率进行合理地调整和控制，所以说应该选择单一的分布式文件系统来实现。而针对大数据的处理方式则相对来说更为丰富，同时也更加复杂，其中使用频率最高的数据处理方式有图处理以及批处理两种，这样据必须得到不同文件与系统之间的良好配合已结支持。由此可见，在设计超级计算机时，单一的文化系统完全不能满足计算机运行需求，应将多种文件组合在一起进行超级计算机系统的设计。
通过对非结构化数据的存储模式进行深入研究后可以发现，它所使用的存储结构通常为分布式文件系统。为了能够进一步提升大数据的处理效率，Google对大数据储存的文件系统进行了一定的创新，在原有基础上设计了一款具有扩展功能的GFS文件系统，创新后的文件系统在对应用层的运用下实现了对控制流以及数据量进行分离的目的，可以说是一个真正意义上的分布式文件系统，即使面对规模庞大的数据信息，该文件系统也能够实现高校的储存以及处理。GFS文件系统由以下三个基本部分构成，分别为若干块服务器、单一的主控服务器以及客户端。本论文以GFS文件系统为出发点，对目前已研发上市且具有代表意义的阿里巴巴分支ADFS系统进行了分析。在阿里巴巴的ADFS系统中，主要针对HDFSNameNode在使用过程中暴露出来的单点故障以及内存不足等一系列问题实施优化，工作原理主要为将内存中不属于热点范围内的数据转移至外部数据库当中，通过这种方式来缓解NalneNode所承受的内存压力，从而提升数据的处理质量以及效率。而在对半结构化数据以及结构化数据进行研究后发现，半结构化数据以及结构化数据在存储方式上有着十分显著的共性特征，他们通常都优先选择数据库以及分布式表结构作为存储方式，只有一些结构相对较为简单的半结构化数据更倾向于选择Key/Value分布式系统，其中较为典型的为亚马逊公司的Dynamo系统以及Facebook的Cassandra系统，亚马逊的Dynamo主要是运用Key/Value作为数据存储模式，这一存储模式相比于其它模式的优点在于具有强大的可扩展性以及可用性。Facebook的Cassandra系统同样也是采用Key/Value作为数据存储模式，通过对这一存储模式的运用进一步实现了数据存储可扩展性以及一致性的增强。
2大数据时代应用背景下编程模型的设计
在大数据时代@一背景下，编程模型所面临的挑战也是日益凸显出来，传统的编程模型也开始表现出一定的动力不足趋势，并无法满足大数据的编程要求，为了有效解决这一矛盾，必须基于大数据的特征以及需求来设计一种有别于传统编程模型的全新的编程模型。大数据时代下的编程模型必须满足简单易操作的基本原则，并在此基础上尽可能提高性能水平，构建一个清晰明确的编程抽象，确保程序员的编程工作能够更加顺畅，在这一过程中，程序员并不需要关注程序在集群中运行的具体状态以及情况，只需要针对每一项问题进行一一解决即可。在新的编程模型中，程序员的主要工作与任务在于关注一切有待解决的问题，以此来确保编程过程中各项任务的清晰化、明了化，同时还可以使代码后期的维护管理工作得到极大程度的简化，使程序员的工作更加方便、简洁、高效。此外，在构建编程模型时还应考虑到系统数据计算能力以及处理能力提升的目的，我们不仅要确保程序能够在集群上实现高效稳定的运行，同时也要保证不同类型的作业与任务能够在集群上并发运行，这样可以大大提高集群内部资源的共享有效率。但是在这一模型下，我们也会面临许多新的问题，需要后期通过探索与研究进行慢慢攻破，例如如何有效处理异构性问题、如何提升本地数据的有效利用率等。因此在基于大数据应用背景下进行新编程模型构建的同时，我们的考虑内容不能过于单一，必须综合衡量各方面的影响与利弊，在此基础上作出适当的取舍以及判断，从而构建一个简单、便捷、可靠、高效的大数据编程模型。
为了使效率得到进一步提升，超级计算机一般来说都会选择应用并行编程模型，例如Open MP以及MPI，其中，Open MP通常会与共享存储模式的融合而被广泛地应用在对称多处理器等架构的相关设备当中，而MPI所涉及的编程模型则相对来说更为复杂，一般来说需要在切换至信息通信计算模型下，要求编程工程人员针对所有的程序问题根据一定的规则进行一一分类，随后再将这些分类号的问题映射至分布式进程集合当中。Open MP以及MPI等并行编程模型并不适用于大数据的计算以及处理过程中，因此一些规模较大的互联网企业会根据自身公司的实际情况以及需求来研制具有针对性的大数据处理模型，这样一来不仅可以使工作人员的工作效率得到提升，同时也在很大程度上促进了大数据应用的有效实现。
3结语
综上所述，在大数据应用背景之下，对于超级计算机的设计可以适当导入一些高效模块结构，例如多核结构以及众核结构等。此外，宽带网络速度的提升也有利于超级计算机运行速度的改善，为其提供基本的保障条件。总而言之，在大数据时代背景之下，要想使数据处理以及计算速率得到有效提升，超级计算机的应用是必然的趋势所在，并取消以往计算机系统中的计算密集模式，取而代之的是数据密集模式。笔者相信在大家的共同努力之下，大数据应用背景下的数据处理以及计算问题自会得以有效解决。
摘 要：中国大学生计算机设计大赛是国内非计算机专业设计领域的最高水平赛事，分设软件应用与开发类，微课类等十大类。本文以2016年微课类的获奖作品《基于微分方程的犯罪动机分析》为例，详细阐述以计算机设计技术为“基因”的微课设计思路及制作方法，微课中微视频制作需注意的问题。
关键词：计算机设计技术；微课设计；微视频；基因
一、引言
微课是指按照新课程标准及教学实践要求，以视频为主要载体，记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点或教学环节而开展的精彩教学活动全过程[1]。微课作为基于网络的全新快餐教学模式得到广泛的认可和推广，微课的理论、设计、开发与实践应用研究成为众多教育工作者研究的热点。
近年来，广大中小学教师及高校教师在微课的探究实践上开展了大量的研究工作，并取得了一定的教学成果。范建丽[2]等深入分析“互联网+”时代高校微课发展的对策及应用；余胜泉[3]等基于微课设计、教学信息描述、微课聚合和开发模式，提出了基于学习元的微课设计思路；祁博[4]从微课的优势及计算机基础教学的特点出发，详细分析微课在计算机基础教学中的应用。这些微课研究主要是在“纯粹”性的微课设计基础上，以传统教学加之DV录像，旨在讲述知识，但微课设计方法不够新颖，无法充分调动学生的积极性。目前未有关于中国大学生计算机设计大赛微课类作品设计指导报道。
本文以2016年中国大学生计算机设计大赛微课类获奖作品《基于微分方程的犯罪动机分析》为例，全面介绍以计算机设计技术为“基因”的微课设计方法和流程，详细阐述设计方法的创新点，为高校学生参与中国大学生计算机设计大赛微课类比赛提供指导。
二、计算机技术
1.Microsoft Office PowerPoint2010
（1）软件介绍
PowerPoint2010 是Office办公软件中的演示文稿软件，用于制作演示文稿和放映幻灯片，能够有效清晰地展示信息[5]。
（2）在微课制作过程中作用
在微课件的制作过程中，首先利用PowerPoint2010制作简单演示文稿，再次利用工具栏中的字体功能，smartart功能，动画功能等将演示文稿的字体大小，图表布局及播放效果设计成自己所需的样式，美化演示文稿。
（3）软件操作
微课件完善大致经历五步：字体修改，段落修改，文本框格式设置，背景设置，动画设置。以《基于微分方程的犯罪动机》为例将较难掌握的段落修改，文本框格式设置，动画设置具体操作过程作以阐述。
① 段落修改包括对行距及首行格式的修改，首先在开始工具栏中选择段落组栏，然后点击段落组栏右下角的箭头，最后根据界面提示依次选择所需的行距及首行格式，段落修改界面如图1所示。
② 文本框格式设置是对微课件中的案例进行逻辑分块，使问题更加清晰，演示文稿界面更加美观。图2为《基于微分方程的犯罪动机分析》中使用文本框格式设置的界面效果。其具体操作步骤：首先在插入工具栏中选择文本栏，在文本栏中选择文本框输入所需文字，再选择格式工具栏，对文本框进行修改。
③ 动画设置是对演示文稿中的文字图片等播放效果及顺序进行处理，使幻灯片按照期望播放。其具体操作步骤：首先选择动画工作栏，然后打开动画窗格，根据提示选择符合要求的动画效果。
2.视睿录屏剪辑软件
（1）软件介绍
视睿录屏剪辑软件是基于触摸屏操作的微课软件，适用于课堂教学素材录制，能够完成录屏、编辑、一键导出保存等强大的互动教学视频制作与编辑演示。
（2）在微课制作过程中作用
在微课制作过程中，该软件以麦克风为辅助，将已经做好的微课件在电脑上进行视频录制及配音。
（3）软件操作
首先将要进行录制视频的微课件打开调整为播放模式，然后将睿录屏剪辑软件打开，选择屏幕录制功能，接下来根据界面提示完成视频录制工作。
3.Aegisub字幕制作
（1）软件介绍
Aegisub是一款高级字幕制作编辑工具，完整支持Unicode，也支持超过30个地区的语言编码（ex： Big-5、 GB2312、Shift-Jis）。
（2）在微课制作过程中作用
微课制作过程中，利用该软件制作剪辑视睿录屏剪辑软件所录制的视频中的配音字幕。
（3）软件操作
首先确定微视频中每一段配音的时间间隔及画面，然后在Aegisub字幕制作软件中的设置字幕输出格式，然后设置时间点及字幕。比如将“各位同学们，大家好”这句话设置在00：01：56.29至00：02：00.00时间段，首先，在文本输入栏输入“各位同学们，大家好”，然后在时间栏的开始位置设置00：01：56.29，结尾位置设置00：02：00.00，如果需要对字体进行修改，可在字体栏根据需要进行修改，最后将最终字幕以*ass格式保存，字幕处理界面如图3所示，在整个微视频中的字幕设置方法同上所述。
4.魔影工S
（1）软件介绍
魔影工厂是一款使用简单的全能格式转换工具，它是海外流行的视频格式转换软件WinAVI面向中国用户推出的官方中文版 。具有广泛的格式与移动设备支持、最完善的视频格式支持、真正高速的转换过程。
（2）在微课制作过程中作用
将配音字幕利用该软件导入视频中，利用该软件将视频进行剪辑及合辑。
（3）软件操作
首先选择魔影工厂的字幕功能，再将Aegisub字幕制作软件所完成的字幕导入，这就完成了给微视频匹配字幕的所有任务。接下来根据微课所需，利用魔影工厂的视频剪辑功能对微视频做最后的修剪（比如微视频时长，格式等），以达到赛事要求。
三、设计流程
好的微课，都要经过确定课题，制作教学设计，制作微课件，制作微视频，布置微习题五个步骤。其中，确定课题与制作教学设计是前提和基础，制作微课件是关键，制作微视频是核心，布置微习题是保障。现以计算机技术“基因”为基础，以《基于微分方程的犯罪动机分析》为例详细阐述其制作过程。
1.教学设计的制作
（1）设计动机
根据中国大学生计算机设计大赛微课类比赛相关要求及微课内容特点，教学设计将教学诸要素有序安排，确定合适的教学方案设想和计划。教学设计是微课《基于微分方程的犯罪动机分析》的基础，是后续工作的前提。因此，做好教学设计将对微课的走向作以简单的规划，从而达到掌控全局的作用。
（2）成果展示
以计算机设计技术为“基因”的微课教学设计既要体现出微课的特点，又要体现创新性。下面是该类型微课教学设计的基本流程。
① 选题
微课的教学内容以 “精短”为特色，因此选择微课内容一定要以基础性，典型性，可推广性为基准，突出特色，形成一条线式的教学思路，使得微课这种快餐式教学模式能够达到预期目标。
② 教学对象分析
微课最终要为广大学习者服务，它能够借助于PC手段得以广泛的传播，因此在制作微课时，要充分考虑学习者的心理认知，知识储备等实际情况，从而确定合适的教学对象。利用计算机技术，我们可以尽可能的设计出各类学习者所需要的知识传输模式，从而更符合各类学习者学习需求。
③ 教学内容分析
由于微课所具有的“快餐”式教学特征，知识点针对性强，因此设计者应当在对教学对象进行充分分析后，合理安排重难点，将微课所涉及的知识点进行罗列，由简单到复杂，由具体到一般，循序渐进，达到“快餐”抵饱效果。以计算机设计技术为“基因”的微课能够利用技术手段将微课内容设计的更加形象化，对教学内容的有效传播起到事半功倍效果。
④ 教学目标分析
教学内容分析中指出，微课知识点针对性比较强，因此教学目标的设置应当在三维目标的指引下，更加具体细化，这样才能体现出微课的教学特色，从而达到微课所具有的即学即懂教学目标。
⑤ 教学策略设计
以计算机设计技术为“基因”的微课设计，因其微视频界面美观，在知识点处理上可以利用计算机技术进行美化等因素，因此可以利用这些积极因素来吸引学习者，激发学习者的学习积极性。
⑥ 教学设计实践
在以上5点具体分析的指导下，以《基于微分方程的犯罪动机分析》为例制作教学设计，现把该教学设计传入百度云盘。
⑦ 教学反馈分析
实践是检验真理的唯一标准，作为微课也不例外，由于微课广泛传播性，我们应建立线上线下回馈机制，积极收集学习者的学习反馈建议，进行充分分析并加以改进，才能够使得微课具有鲜活强大的生命力。通过信息反馈，我们可以对基于计算机设计技术基因的微课与一般微课作以比较如表1。
2.微课件的制作
（1）制作动机
微课件就自身作用来说，可以帮助学生更好的融入教学环节，激发学生学习积极性，从而更好的实现学习目的。微课件在本文的《基于微分方程的犯罪动机分析》中处于关键环节，具有承前启后的作用，它是将教学设计的内容再一次的精化，从而有利于后期的视频录制。
（2）成果展示
在教学设计的基础上，利用Microsoft Office PowerPoint2010制作微课件，微课件界面如图4所示。
3.微视频的录制及后期处理
（1）制作动机
微视频是微课最终的产物，微视频决定着微课整体内容的质量。微视频在本文的《基于微分方程的犯罪动机分析》中居于核心地位，具有牵一发而动全身的作用。首先利用视睿录屏剪辑软件和麦克风将微课件录制为有声视频，接着利用Aegisub字幕制作软件将录制的视频中的配音加入字幕，最后利用魔影工厂软件将字幕导入，进行视频合辑。具体操作方法在上述计算机技术中已作介绍。
（2）成果展示
由于微视频不能在文章中展示，现把视频传入百度云盘。
4.微习题的布置
（1）制作动机
微习题继教学设计，微课件，微视频之后，在本文的《基于微分方程的犯罪动机分析》中处于保障作用，保障教学环节的完整性，保障学习者的学习效果。
（2）成果展示
四、微课未来的发展方向分析
微课从初始的定义 “针对某教学环节和知识点的新型教学资源”到“以视频为主要载体记录教师围绕某个教学环节或知识点开展的简短、完整的教学活动”再到目前兴起的 “一种针对某个教学环节或知识点的情景化、支持多种学习方式的新型在线网络视频课程”，微课大体沿着“微课构成要素―微课实施过程―新型PC微课”轨迹发展，不难看出，由于计算机设计大赛的不断推广，一种新型的以计算机设计技术为基因的微课即将发展起来[6]。但是目前我国高校教师及中小学教师在微课研究方面多以传统制作方式为主，以计算机为基因的微课设计方法还未成为主流，这就使得在微课这种“快餐式”教学活动不能完全发挥作用。因此，作为微课设计者，根据本人心得体会，有两点建议：① 建立健全微课反馈机制：在核心内容“微视频”及其他辅助性材料齐全的情况下，要提高创新意识，正确处理好微课建设实施及效果反馈之间的关系，即利用计算机设计技术正确处理好微课中的授与受之间的关系。② 突出计算机使用能力，提高创新分：从参与以计算机设计为基因的微课类比赛来讲，顾名思义，凸显出作品所体现出来的计算机技术含量尤为重要，这就需要在作品的制作过程中尽可能多的运用计算机完成，且要在技术上进行创新，慎用传统手段。
五、结语
以计算机设计技术为基因的微课设计将会成为主流，它符合当下以改革创新为核心的时代精神要求，在计算机设计大赛微课类赛事的推动下，高校教师及学生特别是师范类的教师学生将以此为契机，为我国的微课教育事业奉献出不可磨灭的力量。
摘 要：随着我国对文化创意类和设计艺术类专业发展的高度重视，计算机设计软件成为了实现技术与艺术平衡的关键。应用技术型高校计算机设计软件课程应以现代设计市场需求为导向进行教学。本文结合作者多年教学实践经验，主要从教学思维转换、课程内容更新及教学模式与方法改革三个层面来对设计艺术类专业计算机课程的教学改革与创新进行研讨，希望能做好应用技术型设计人才储备。
关键词：应用技术型；设计艺术类；实训教学；设计软件；实战案例分析法
1 应用技术型高校设计艺术类专业计算机设计软件课程教学模式
《计算机设计软件》在应用技术型高校艺术设计专业课程设置中属于专业课。应用技术型高校应以就业为导向，培养创新机制，拔尖创新人才，突出课程的职业定向性。重技术、轻实训，重视“基本功”而忽视认知过程和实训过程的设计教育模式存在于多数院校。
普通院校设计艺术类专业的课堂教学模式和教学方法已不能完全满足应用技术型高校设计类专业人才能力培养的需求，应以“理论教学直观，实践教学模拟”的教学模式来为设计艺术类专业培养设计与技术并存的复合型人才。即坚持做好理论教学的同时，要重点进行实践教学的模拟性，最大化缩短普通院校与民办高校教育存在的距离。
2 应用技术型高校设计艺术类专业计算机设计软件课程教学革新
教学改革是一项带有方向性、全局性及开创性的工作。应用技术型高校设计艺术类专业计算机课程教学改革正以社会需求为目的，从设计实践出发进行人才培养。社会转型背景下应用技术型人才占主导地位，这正为高校设计软件课程教育教学研究指明了方向。
2.1 计算机设计软件课程教学思想的改革
存在于许多院校随着现代社会科学技术发展迅速，知识经济迅速崛起，应用技术型高校对于设计软件课程的教学尤为重视。计算机设计软件课程教学首先应不断进行教学思想转变及教学思维的转换，其次应调整设计艺术类专业人才培养方案中对于设计软件课程设置，如增加《设计软件课程设计》或《设计软件测试周》等课程。最后实现由“传授知识”为主转变为“传授知识和培养能力的有机结合”，以适应社会转型背景下设计人才的培养。
根据以上分析，作者对教学思想的改革途径有两点建议：首先，要求学生做到自由操纵电脑，不断研究电脑和软件的新功能及其应用扩展，以适应不断探索创新的设计要求。其次，明确电脑设计作品，不能参考、借鉴和模仿，要突出设计创意。这就要培养学生直觉、发散和聚合等艺术设计思维，才能在构思和设计表现上突出个性。
2.2 计算机设计软件课程教学内容革新
自2014年2月国务院出台《关于推进文化创意和设计服务与相关产业融合发展的若干意见》以来，即为中国设计教育未来发展指明方向。
第一，课程内容应增加计算机图形学和软件工具的内在逻辑性结构。如在《Photoshop》的教学中向学生讲解计算机位图和矢量图的定义方法、RGB、CMYK色彩模式、通道和路径的概念；在《AutoCAD》教学中阐释人机交互技术和数据库系统及管理方法；在《3DMAX》教学中对三维空间建模等基础进行重点教学。
第二，内容上由简到繁，选取针对设计艺术类专业的计算机辅助设计软件进行教学，激发学生学习兴趣。通过讲解设计软件中常用命令键，让学生掌握基本操作，个别代表性的问题，可以重点分析。
第三，认清设计的核心是创作，这就需要教学内容安排上不能仅局限于掌握软件，更要增加综合知识运用。因此，教学大纲应增设诸如色彩与图案关系，构图发展与色彩理论、美学修养及BIM实训等内容，突出现代艺术设计中创意、构思和意念等特点，从而提高学生审美和应用实践水平。
2.3 设计艺术类专业计算机课程教学方法的创新研究
计算机设计软件课程不同于其他课程，实践性非常强，这就需要学生在掌握理论知识的基础上，又要灵活将操作技能应用于实践。通过分析和讲解实际工程案例，让学生了解和掌握整套设计方案制作流程，激l学生的学习兴趣，以便取得好的教学效果。作者结合设计艺术类专业发展现状和自身教学经验，认为可采取实战案例分析的教学具体方法如下：
第一，以课内教学和课外作业紧密结合的方式。教师首先制定整个教学进度和课程内容的教学大纲，并针对每节课程内容设计合理的课后作业，最好能在实例教学和知识讲解后，安排一个综合性任务。例如，在《Photoshop》课程教学中，在完成对套索、路径、图层和色彩调整功能的基础讲解后，安排一个照片合成任务，随后组织并指导学生作品参加设计类比赛；在《AutoCAD》教学中，可以在讲解三维图形的绘制和编辑命令等功能后，安排绘制一个建筑物三维立体图的任务。
第二，提倡学生自己创作素材，以便培养学生的自主创新能力。设计本身是一种理性的创作活动，学生通过手绘稿或是自己拍摄的素材再经过软件调整设计，不仅可以利用设计软件来创造视觉上的感官刺激，还可以突出设计作品的原创性，提高学生的审美水平和对全局的把握能力。
第三，结合设计艺术类专业，引入实战案例分析的创新教学方法。如在《设计软件课程设计》中采用BIM实训系统，使学生通过对具体实际工程案例的模拟，在经过分析、辩论、演绎和推断等认知过程，调动学生的积极性和主动性，以提高学生对整体设计过程的了解。学生运用《3D MAX》在实际工程中的应用训练则需要与实际社会工程案例接轨，按照实际工程定性法则要求，去规范化设计要求与作图要求，使设计在现行社会法则中具有可行性。
3 结语
应用技术型高校教师应该着力于设计实例教学与实践应用相结合从而进行教学改革研究，与当代社会培养学生的设计能力与动手能力。教师提高自身艺术和人文素养的同时，要形成与社会经济相适应的教育思想，构建现代科技与传统文化、东西方审美理念融合的科学教育体系，以培养符合应用技术型发展趋势的设计人才。
摘 要 本文讨论的主旨是就是CPCI总线下控制计算机的冗长设计，首先介绍的是CPCI总线下控制计算机的原理，接着是冗长方案的设计和实现，最后探讨的是选择数据共享的方式。
【关键词】CPCI总线 控制计算机 冗长设计
控制计算机作为整个系统的核心组合部分，可以实现控制信号的发送，以及采集和判断控制信号，并且还能够对外部通路的电阻进行测量，除此之外还可以捕获外部设备网络的地址，还可以对相应的IP地址进行动态的分配和管理。上面提到的是控制计算机在系统中的典型应用，除此之外还有其他的应用没有被写出，但是这也并不影响控制计算机作为核心部件的重大作用，下面我们就来具体的讨论CPCI总线下的控制计算机的设计方案研究问题。
1 CPCI总线下控制计算机的原理
CPCI总线下的控制计算机的优势来源就是冗余设计，冗余设计非常精巧并且可以采用的方式有很多，根据不同的分类方式，冗余会有不同的设计方式，比如按照在系统中位置的不同，冗余有原件级、系统级、部件级之分；还可以根据冗余的程度将冗余分为1：n的冗余，其中n可以取非零的正整数；除此之外冗余还有工作方式的区别，按照工作方式的不同，冗余还可以被分为冷备份的冗余和热备份的冗余，由此可见，冗余设计可以采用的方式非常丰富，这也是为什么冗余设计可以满足各种各样工作的需要。目前使用最广泛的是1：1系统级冷备份的冗余方式，这是根据CPCI总线下的控制计算机的特点，尤其是模块化的特点来考虑的，此外这种冗余设计对整个系统有很好的适应性，并且还可以简化装置，这些特点是其他冗余设计所没有的，和其他冗余设计相比较，1：1系统级冷备份的冗余方式的成本也比较低，所以使用的范围很广泛，下面本文就依据此系统来介绍CPCI总线下的控制计算机的工作原理。
CPCI总线下冗余设计控制的计算机系统总共有两个独立的互不干扰的计算机构成，并且这两台计算机都有自己的I/O信号，这样如果其中一台停止工作，就可以切换控制电路完成的信号，然后转接到另一台计算机的I/O信号接口上，使得可以工作的计算机信号接口对外进行连接，由于两台计算机的软硬件配套都完全相同，所以可以进行任意自由的连接，来保证整个系统可以正常工作。其中计算机系统中的扩展板装置，在CPU板的CPCI总线控制下，可以根据系统工作的需要，来设计控制的接口，整个系统设计的时候共有4个扩展板的槽位，但是在实际工作中可以根据需要，还可以再增加三个扩展板的槽位，为了保证系统的稳定运行，设计的有两个储存器，CPCI总线下的控制计算机的原理可以用图1来表示。
2 CPCI总线下的控制计算机的设计方案
2.1 双电源互锁的设计
互锁技术设计的主要目的是为了防止两个部件在同一时间段都进行工作，这样会产生很大的影响造成系统运行的障碍，互锁装置的设计就能够很好的保证只有一个部件处于工作的状态，只有在其中一个设备出现故障的情r下，另一个部件才会进行工作，互锁设计是整个系统稳定运行的保障，所以系统的两个计算机系统都有互锁设计的应用，下面我们根据具体的设计图来进行详细的介绍。
如图2所示，互锁设计采用的双电源，每个电源都可以有不同规格的电压输出，一般情况下有+5v和3.3v两种，本文介绍的系统是以+5v规格的电压输出为例子的。每个电源都有相同的输出端口，具体包括的有EN使能端、DC28v输入端、互锁控制信号的输出端、+5v输出端，其中的EN使能端能够控制电源的转换模式，只有DC-DC的模块进行转换之后，电源才会启动，EN使能端还有一个作用是和另一个计算机电源上的互锁输出信号端口进行互联。EN使能端的运行受到其他情况的限制，当处于低电平或者外部的输出电压为28v的时候，电源是不能够输出+5v的电压的，也就是说整个系统是不能进行工作的。但是当EN使能端处于低电平，输出+5v的电压的电压，系统处于工作状态的时候，互锁控制的信号输出端是处于低电平的。总结上述说法，双电源互锁设计的工作方式是，当电源1处于不工作状态的时候，如果外部的接入电压为28v，电源2就会输出+5v的电压，这个时候处于工作状态的还有DC-DC的控制电源的转换模块，并且互锁控制信号处于高电平的状态。
2.2 切换控制的设计
切换装置指的主要是两台计算机之间I/O信号之间的相互切换，不管是那一台计算机进行工作，切换装置都处于工作的状态，我们根据具体的工作原理图来对切换控制的设计即兴介绍，切换控制的工作原理图如图3所示。
两个电源能够进行不间断的工作的原因是2JT5-2继电器选择器的使用，这是因为两个电源输出的+5v和3.3v的电压输出信号都可以被继电器接收，这就能保证不管哪一个电源处于工作的状态，继电器都可以输出相应的电压来保证整个装置的正常运行。切换电路中切换器件可以有以下几个选择：不同的切换信号选择是不同的转换器，如VGA显示信号选用的是MAX4885专用切换器；一般的信号采用的是MAX4761切换器件。但是以太网信号不适合采用切换器件，所以对于以太网的信号切换设计了四条切换电路，来专门用于以太网信号的转换。
2.3 测量板和控制板的设计
测量板的设计需要考虑外部通道的电阻值，这是因为控制计算机要借助电阻的功能，但是系统的设计不适合设置直接测量电阻值的接口器件，所以对于这个问题，采用的是DA转换电路，其功能是为需要测量的设备提供电流的信号，并且为了测量电阻值，还需要用到AD转换接口，其目的是为了采集被测量设备两端的电压，测得电压和电流之后，运用欧姆定律，来就算需要测量设备的电阻值。为了减缓计算机CPU的压力，还在测量板上设计了FIFO缓存电路，同时还设计出了DA输出测量的电路，输出测量电路的作用是为了将输出的电流信号转换为电压的信号，这样便于AD电路的采集，实现自动测试的目的。
控制板的作用是为了采集和判断对外控制信号的输入和输出，为了实现局部总线和CPCI总线的连接，采用的是PCI9052；为了实现寄存器的分配、地址的译码、以及始终的调频等，FPGA采用的是EPM7256。信号输入输出电路都由两种不同的电路组成，其中光电隔离电路和信号的驱动电路组成了信号的输出接口电路；信号整形电路和光电隔离电路构成了信号输入接口的电路。其中对于通道的测试是设计控制板的重要工作，设计的原理是使寄存器产生TTL高电平的信号，这种信号最终是要被传输到需要测量的通道上的，但是在那之前，信号还需要通过光电隔离电路和驱动电路。
3 数据共享问题的讨论
数据是对每一个系统的安全稳定运行都有着重要的作用，并且如果系统的复杂程度比较高，还需要提高数据的使用率。冗余设计有两套计算机系统，并且两个计算机系统是彼此的备用，所以并不会同时处于工作的状态，但是每一台计算机在投入使用的时候，都会产生一定的数据，为了保证整个设备的完整运行， 需要将两个计算机系统中的数据进行共享的设置。传统的共享方式是使用第三方储存器将一台计算机里的数据拷贝到另一台计算机中，这个方法的原理非常的简单明了，便于理解，并且需要的操作技术也很低，很容易被人们掌握。但是这个共享的方式也存在着诸多问题，比如运行的时间比较长，并且还可能影响其他零部件的使用，还有一点需要注意的是如果设备出现故障，数据不能拷贝的情况下，这个共享的方式就失去了使用的价值。
所以为了使系统中的数据能够得到更好的使用，设计出一种新对IDE信号的切换方式，这样保证了不管是哪一台计算机处在工作的状态，系统都可以访问两个储存器。这个设计的原理是，因为两个计算机系统的储存器都配有下相同的操作系统和相关的若干软件，这样就可以通过任意一个储存器来启动系统，并且当系统启动之后，另一个储存器中的稻菀部梢员环梦剩这样就获得了两个计算机系统中的全部数据，实现了数据的共享，保障了整个装置的正常稳定使用。
4 结束语
CPCI总线下控制计算机的设计方案主要指的是冗余技术的设计，这个设计保证了系统的稳定工作，也提高了系统的可靠性。虽然从一方面来说，冗余设计在系统中的使用给增加了系统的复杂程度，也会消耗更大的人力和物力资源，但是我们要从整体看问题，总的来说，冗余设计给系统的带来益处还是大于弊端的，其中最显著的还是系统可靠性的增加。所以，控制计算机系统中引入冗余设计是非常明智且有必要的。
摘要：为提高导航计算机的精度和处理速度，降低导航计算机的功耗和体积，采用DSP+FPGA的小型化设计捷联惯导计算机平台。FPGA完成传感器信号采集，实现对传感器信号的数字滤波和外围接口电路逻辑，同时实现导航计算机控制逻辑。采用高性能TMS320C6713为核心处理器完成姿态信息解算和温度信号采集和解算。经过调试验证本设计满足技术指标要求，且实现技术先进，具有广泛的应用前景。
关键词：TMS320C6713B； FPGA；IMU
从专业化角度出发，惯性导航系统主要是借助对航行体运动期间的实际加速度情况进行测量之后，所求得准确速度以及具体位置的系统。就构成来说，该系统由控制显示装置、惯性传感器以及计算机组合而成。惯性导航系统是推算导航方式，也就是说从已知位置参照连续性测得的载体航向角以及实际速度来进一步推算接下来的具体位置。传感器根据安装方式上的差异，可以将其划分为捷联式传感器以及平台式传感器[1]。具体来说，捷联惯导系统通常情况下是将惯性传感器安装到载体中，摆脱了机电平台，这种情况下，惯性平台所具有的功能是由计算机来完成的。由于惯性传感器直接安装在载体，在实际应用中导航精度易受外部环境等因素影响。为了提高导航精度在设计中采用DSP和FPGA技术实现采集惯性导航参数及惯性导航参数的数字滤波、导航参数解算和外部通信。同时该技术方案采用FPGA实现计算机系统外围设备扩展部分，提高了导航计算机的集成度，增加计算机可靠性，减小导航计算机体积重量。
1系统结构设计
惯性导航系统当中的惯性传感器关键组成部分有里程计、陀螺仪以及加速度计。在实际导航过程中，主要是利用加速度计来获得载体速度以及最终的位置信息，之后再借助陀螺仪对载体姿态信息数据进行进一步计算，并有效控制显示器的导航参数[2]。
导航计算机可以完成以下工作：对陀螺计中的信号、速度计中的信号以及里程计中的信号进行定时采集，然后输入相应的测温阻值。还可以通过及时处理数据信息实现导航解算功能；通过专业化的RS422总线来准确接收命令以及参数，从而在一定程度上对惯导系统实施定期修正。本设计采用的系统结构如图1所示。
2硬件平台设计
2.1DSP功能单元设计
导航计算机实时采集加速计和陀螺计信号等导航数据，对导航数据的解算和处理要求导航计算机必须具有高精度的浮点处理能力，设计中DSP采用了TI公司TMS320C6713B高性能32位浮点运算DSP芯片，工作主频为200MHz，处理能力为600MIPS/1200MFLOPS，外部支持8，16，32bit寻址，EMIF总线支持512Mbytes的寄存器寻址空间，可与SDRAM，FLASH存储器无缝连接[3]。SDRAM采用容量为16MB（4M×32bit）的MT48LC4M32B2TG-7IT芯片，用于DSP在导航数据解算中大量矩阵和积分运算。FLASH采用容量16MB（8M×16bit）的S29GL128N10TFIR1芯片。DSP的引导方式配置采用16位外部ROM引导Boot（默认ROM时序）。DSP 上电复位后将外部FLASH存储1KB空间的Bootloader程序搬到DSP内部RAM地址为0x0空间，执行Bootloader程序实现FLASH导航解算程序加载到DSP内部RAM中执行。
外部时钟电路采用40MHz的晶振作DSP时钟输入。经配置内部锁相环倍频后作，在由炔糠制堤峁CPU和其他外设使用。
DSP工作需要3.3V的IO电压和1.2 V的内核电压电源。供电电源采用TPS70345电压调整器，对上电顺序进行控制，首先完成内核电压上电，然后上电IO电压。本身DSP的工作电源上电顺序可以不考虑，但从系统设计考虑保证DSP的I/O buffer 接收到DSP的内核有效输入早于输出buffer上电，防止与其他系统产生总线竞争。
2.2传感器接口信号滤波设计
由于导航计算机采集的传感器信号品质差（带有噪声），为了便于后续信号采集处理，降低信号计数误差对采集传感器输入信号进行滤波、整形和驱动隔离处理（处理电路如图2所示）。滤波电路根据需滤掉噪声频率设计RC滤波电路参数。整形电路采用施密特触发器实现信号整形，经过驱动隔离进行电平转换后输入FPGA。
2.3惯导传感器信息采集集成技术
在惯性导航系统中，导航计算机的主要功能包括将导航传感器信号采集并进行处理。同时根据系统配置将通过CAN总线和RS422接口与其他系统设备进行导航数据通信。导航计算机采用Sparatan-IIE FPGA实现对输入惯性传感器信号进行采集处理。首先对输入的惯性传感器信号进行了数字滤波处理，然后进行计数，对标频信号进行分频处理，由分频信号对各个惯性传感器信号计数器值进行锁存，同时产生中断信号到DSP，DSP可以通过EMIF总线访问FPGA的内部寄存器。
FPGA对实现对输入惯性传感器信号滤波、计数处理工作原理如下。惯性信号输入包括陀螺仪、加速度计和里程计信号等。陀螺计信号（陀螺计数电路原理见图3）的处理是本设计的关键部分，因此下面对陀螺计信号处理进行重点说明。导航计算机共有三路陀螺计输入信号（X、Y、Z），每路陀螺输入包含两个相互正交的方波信号，AX超前BX信号 90°时计数器应增加，BX超前AX信号 90°时计数器应减少。在设计中，每路陀螺的两个信号在FPGA外经过施密特触发器，进入FPGA后首先进行数字滤波处理，滤波后的信号再进行鉴相，产生两路四倍频的可逆脉冲信号，然后对可逆脉冲进行计数，当频标信号分频产生定时中断时，将计数器中的净计数值锁入锁存器中并由DSP进行读数。
为了去除信号中的毛刺，信号在进入FPGA之前，先经过施密特触发器过滤掉低电平的噪声，然后进入FPGA后经过一个4位延迟数字滤波器[4]。数字滤波器的输入信号必须在三个连续的时钟上升沿保持同一电平，才能够通过4位延迟移位寄存器，因此小于两个时钟周期的噪声脉冲都被抑制掉。同时，保证输入信号通过滤波器的条件为tS>3tclk，tS为输入信号高电平或低电平的持续时间，tclk为clk的时钟周期，也就是说必须保证时钟频率fclk>6finput。
每路陀螺的两个信号经过数字滤波器输出后，进入鉴相电路[5]，经过处理后，变为四倍频的可逆脉冲信号。以X陀螺输入为例，两路输入信号AX、BX分别经过两级移位寄存器， AX经过第一级和第二级的输出信号分别命名为A、C，BX输出信号分别是B、D，最后输出分别得到正、负通道信号+X和-X，+X=（AD）（BC），-X=（BC）（not（AD））。这种鉴相电路具有较强的抗干扰能力，即使AX或BX输入上有噪声信号通过前面的滤波电路，也会在+X和-X上产生对称的脉冲而互相抵消掉。
以上功能实现采用了高速大规模可编程逻辑器件（FPGA），利用VHDL硬件描述语言，在一片FPGA上实现数据采集，脉冲计数和数字滤波以及多路串口协议处理等功能，对惯导传感器信号进行实时的处理。该设计降低了导航计算机功耗，减小了导航计算机的体积。
2.4测温电路设计
由于环境温度的变化会引起惯性导航系统精度下降，所以在导航计算机中设计了测温信号处理电路，将温度传感器采集到的模拟电压信号进行AD转换，DSP根据解算AD转换数字量进行惯性导航系统传感器温度控制或温度补偿，保证导航系统的精度。
测温电路采用铂热电阻温度传感器进行环境温度的测量，测温电阻与模块上3个高精度电阻组成电桥，电桥两臂中点分别接入运算放大器进行跟随处理，再经过后级放大后由AD转换芯片采集温度测量结果，DSP通过McBSP（Multichannel Buffered Serial Port）接口（配置SPI工作模式）读取A/D转换结果进行解算。
3导航计算机软件设计
导航计算机软件开发环境采用TI公司推出的Code Composer Studio v3.3。包含TI器件的编译器、源代码编辑器、项目开发环境，调试器及其他功能，与C语言有良好的数据交互接口。
导航系统平台的数据采集和解算通过软件来实现的。DSP在该设计中主要用来完成IMU实时数据的处理，解算获得姿态信息，即完成大量的数学运算功能。DSP程序包括两部分：一是TMS320C6713的Bootloader程序，实现将导航解算程序从FLASH中加载到DSP的内部RAM中，导航解算程序从DSP炔RAM中执行；二是导航程序，实现整个姿态算法，包括对IMU的通过RS422总线接口加载初始对准信息，环境温度对采集传感器误差补偿，姿态解算和导航结果输出等。
航姿解算主要是指及时处理好IMU信息数据，进而得到载体速度、载体位置以及载体姿态。当惯导上电之后，DSP上电初始化从FLASH中加载导航程序，然后运行导航程序，接收IMU数据进行导航信息的初始对准，对准完成后进行解算，最后输出姿态解算结果。
4结束语
采用TMS320C6713高性能32位浮点DSP作为捷联惯导平台的核心处理器，利用FPGA的实现5路串口协议逻辑和采集导航信息的数字滤波和计数，该设计实现了体积小，功耗低，姿态解算速度快、精度高的捷联惯导平台。通过试验调试和应用验证设计达了捷联惯导系统的技术要求。
摘要：该文介绍了中国计算机设计大赛在新疆医科大学的开展情况，对校内参加新疆赛区的大赛作品征集、参评等环节的组织实施工作进行梳理，总结了计算机设计大赛开展产生积极作用，为今后在各校开展相关大赛工作提供相关经验。
关键词：计算机设计大赛；组织实施；新疆赛区
1 引言
中国大学生计算机设计大赛是教育部高等学校文科计算机教指委为提高大学生运用计算机信息技术解决实际问题，培养学生创新创业能力，推动高校计算机课程教学不断向前发展所开展的一项全国性赛事[1]。大赛自2008年开始举办以来，至今已连续举办了9届。新疆医科大学教务处等相关职能部门十分关注这项赛事，在其努力下，新疆医科大学从2010年开始在校内组织在校大学生参加此项赛事。这项赛事促进了新疆医科大学校内计算机相关课程教学改革工作、同时在培养大学生计算思维和创新精神和实践能力等方面起到了积极推动作用。
2 校内大赛的组织和实施
2.1 校内大赛组织机构
新疆医科大学自举办计算机设计大赛以来，根据自治区教育厅下发的通知及大赛章程等文件精神，在校内成立了新疆医科大学计算机设计大赛组织机构的办公室（以下简称“大赛办公室”），大赛办公室负责全校计算机设计大赛校内赛的组织报名和评审工作，机构人员主要由教务处处办和计算机教研室教师兼职构成，教务处工作人员主要负责与新疆维吾尔自治区教育厅及新疆赛区计算机大赛组委会相关参赛文件和信息日常沟通工作，确保大赛相关文件上传下达，计算机教研室教师负责全校参赛作品评审及上推参赛作品参加新疆赛区省级赛工作。新疆医科大学大赛办公室于每年12月开始，在全校范围内开展参加中国大学生计算机设计大赛动员工作，在下一年的4月中旬进行校内参赛作品的评审及上推参加新疆赛区省级赛参赛作品公示工作。
参赛作品在校内评审阶段，为确保公正、公平、公开原则，新疆医科大学大赛办公室将组织相关专家成立参赛作品评审委员会，评审专家主要由校内计算机及相关专业教师组成，评审过程中使用了相应回避原则。
2.2校内大赛参赛作品评审工作
校内大赛作品评审工作本着公开、公平、公正的原则，对每件参赛作品进行客观公正的评比，为确保参赛作品评审工作的公开、公平和公正性[2-4]，校内大赛在作品评审过程中严格按照新疆赛区及国赛大赛章程和参赛指南执行，参赛作品选拔工作分为两个阶段，即参赛作品校内评审选拔阶段和公示阶段。为了保证校内大赛评审阶段顺利进行，都规定了参赛作品提交的相应时间节点。
校内大赛各阶段具体工作流程如下：
第一阶段，校内参赛作品评审选拔。校内计算机设计参赛作品评审，由大赛办公室推选的校内专家对提交的参赛作品进行评议，参照新疆赛区及国赛相关章程和参赛指南，选拔出优秀的参赛作品。校内评审工作需要审核校内参赛作品是否有超项，作品质量和内容复合参加新疆赛区和国赛参赛作品要求。通过评审，评审专家组将代表学校推荐出参加新疆赛区省级赛参赛作品，并通过国赛报名平台完成参赛作品报名工作。校内大赛参赛作品评审时间一般在每年4月中旬举行。
第二阶段，公示。完成上述作品评审工作后，校内计算机设计大赛办公室将会在全校范围内对推荐参加全国赛的参赛作品进行公示，公示期为7天，以确保比赛的公平和公正。在公示期间结束，对公示作品无异议的情况下，才最终确定参加新疆赛区大赛的名单。
校内大赛的参赛作品不设立奖项，最终只负责推荐参加新疆赛区省级赛参赛名单。校内大赛的参赛作品根据学生类型分为两个组即本科组和高职高专组，评审中分类进行评审。
3 校内赛的特色
中国大学生计算机设计大赛在新疆医科大学举办校内赛，为学校的各专业学生搭建了展示自我才能平台，学生都积极踊跃参赛，作品除了结合所学的医学专业外，学生参赛作品也体现区域特色和民族特色，激发各民族大学生的参与热情，促使学生们运用信息技术实现对民族文化的传承。
新疆医科大学计算机设计大赛的参赛主体包括普通高校本科学生和高职高专类的学生。这样在校内大赛评审过程中也将参赛作品分为两个组即本科组和高职高专组，参赛作品根据作品内容和使用技术手段进行作品分类参评，确保大赛公平和公正。
4 对教学工作的促进作用
中国大学生计算机设计大赛校内赛的开展，促进了计算机教学改革，例如在计算机基础课程教学中增加了多媒体中动画处理、多媒体音频和视频处理等教学内容，同时加强了网页制作方面教学内容。大赛激励和引导在校大学生应用所学的计算机技术，发挥学生自己专业特长，提炼学生自己的生活实践，同时结合新疆独特的地理环境和人文环境，把个人兴趣爱好、个人所学的专业知识和新疆风土人情紧密结合，将各种元素体现到参赛作品中去，提升了学生自己的技能、极大激发了学习学习信息技术的激情。
大赛促进了教学工作，教学内容更加贴近学生需求，教学内容改变也激发了学生学习信息技术的热情，增进学生与教师的沟通。基于大赛平台，教师们相互学习，同时增进了疆内和疆外高校师相互学习交流，使他们有机会进行线上和线下的沟通。
5 结束语
新疆医科大学通过组织和举办校内计算机设计大赛，促进了校内计算机教学改革， 激发教师教学热情，增加了疆内教师与疆外教学相互学习交流。校内大赛平引导学生关注计算机知识、技术、技能的应用方向，有利于培养学生的综合素质。大赛也推动了大学计算机基础教学教学改革，充分展示计算机教学成果，大赛通过不断自我完善，必将成为校内最有影响力的大学生赛事之一。
摘 要： 作者就中职《计算机应用基础》教学现状进行分析，提出中职学校教学过程中存在的一些问题，这些问题主要表现在学生普遍学习动力不足、痴迷于网络等方面，学生存在厌学和弃学现象，并结合ARCS动机设计模式，总结出其在中职《计算机应用基础》中的应用策略，希望为中职学校计算机教学提供帮助。
关键词： ARCS动机设计模式 《计算机应用基础》 教学应用
1984年，凯勒对大量动机研究成果进行了整合，并提出了“ARCS”模式。这是一种能够将教学设计宏观理论与学生的自我效能、心念态度及成就动机等相互结合的教学模型。他认为影响人们动机的原因一共有四个，分别是注意、相关、信心和满意[1]。
1.中职教学中存在的问题
1.1生源状况
目前看，我国大部分中职学校的学生均为九年义务制教育中的“高危学生”。詹森说过：人如果长期处于高压状态下，被称为苦恼。而这状态是难以根除的，处于这种状态下的人，其知觉焦点会被缩小，并妨碍人的记忆，降低人的创造力，从而阻碍其社会能力增强。因此，长期处于压力状态下的学生，其学习效率会降低。中职学校中存在许多这样的学生，因此在教学上面临一定的压力。
1.2中职老师
因为这些“高危学生”在课堂上常常表现出对学习不屑一顾的态度，所以在一定程度上影响教师的教学热情。同时，因为实施教学改革，给战斗在教学一线的教师带来巨大压力，往往使教师产生一定的挫败感。另外，中职学校中，教师的教学水平存在良莠不齐的现象。
1.3教学内容
中职学校开设的《计算机应用基础》中，有很多都与小学和初中重复。另外，学生在接受义务教育的过程中，其计算机水平存在很大差异。同时，中职《计算机应用基础》的很多内容过于老旧，与社会脱轨。
1.4教学方法
大部分学校还在采用传统教学中讲授为主的教学方式，强调将知识直接灌输给学生，忽略学生自主学习能力培养，导致学生学习兴趣低下，学习效率自然降低。
2. ARCS动机设计在中职《计算机应用基础》中的应用实践
2.1维持注意力
以维持注意力为牵引，在教学过程中教师根据教学内容设置相应的悬念，并提出问题。如在对Word中的图文混排进行教课时，首先教师用大屏幕为学生播放几个运用Word排版制作成的精美图片，然后让学生对其仔细观察，提问学生，贺卡上不同内容是通过Word中哪几个功能制作而成的。学生通过思考，并回答，从而其注意力被集中在课堂学习内容中。在计算机课堂上，教师还可以根据教学内容，创设合理的教学情境，进一步吸引学生的注意力，并通过此方法延长学生注意力集中在课堂内容上的时间，使学生产生学习动机，从而提高学生学习效率[2]。
2.2强调相关性
在运用Word制作图文并茂的图片的教学中，首先要让学生积极思考之前学过的“插入艺术字”、“文本框”、“绘制图形”等内容，然后利用多媒体教学技术对之前学过的内容进行演示，帮助学生巩固和熟悉操作中要掌握的技能，并演示本节课要讲的内容，让学生对将要学习的知识有一定了解，然后师生共同建立一个目标。接下来，根据学生对知识的反映，为学生布置难度适中的练习任务。这项任务可以是安排学生制作一张图文并茂的贺卡，让学生明确具体的操作方法和制作要求，然后开始制作贺卡。学生在操作过程中还会遇到之前学习的内容，从而对之前学习的内容加以复习，并将其与新知识相结合，了解新知识的用途。
2.3帮助学生建立学习信心
高职学生普遍对学习没有足够信心，因此教师要帮助学生建立学习信心。当学生利用Word制作贺卡时，可以根据学生的完成情况，布置新的具有一定挑战性的任务；当学生认为这个任务具有一定难度的时候，教师要为其提供清晰的操作思路和操作方法，这样有助于学生自主练习。在学生自主练习时，学习积极性有所提升。在这一过程中，有些学生可以自己单独完成任务，有些学生则需要教师的帮助才能完成任务。但不管怎样，学生的学习能力都会提高，并且牢固掌握课堂知识，这时教师要给予其一定的奖励或者表扬。学生得到相应的表扬，自信心倍增，对计算机课堂产生浓厚的兴趣，会自主学习计算机相关知识。
2.4教师为学生创设满意感
利用Word制作的贺卡完成以后，教师应布置学生对自己的作品进行相应的讲解，让学生对彼此作品进行评价，并在这些作品中评价出一个优秀的作品，然后让这位优秀作品的制作者对自己作品的完成过程做出一定的阐述，讲述其在制作过程中遇到的问题，然后是怎样解决的，从中总结经验。这样，学生在课上的练习积极性及能力不断提高，知识水平不断提升，从而对自己产生一定的满意度和成就感。
3.结语
上文通过对ARCS动机设计模式在《计算机应用基础》课堂的应用分析，得出一定激发学生学习动机的方法。通过一定的实践，学生的学习兴趣有所提高，自主学习能力有所增强。ARCS动机设计教学模式不仅对计算机教学有明显的效果，对其他学科学习也有非常大的帮助。
摘要：针对《微型计算机原理及接口技术》课程教学中存在的问题，将ARCS动机设计模型的思想引入到课堂教学中来。实践证明，该方法能激发学生学习兴趣，增加自信心，获得满足感，使学生在轻松愉快的气氛中掌握较难理解的知识点，对提高课堂教学效果有一定帮助。
关键词：ARCS动机设计模型；微型计算机原理及接口技术；课堂教学
ARCS动机设计模型是美国弗罗里达州立大学心理学教授John Keller在1983年提出的。模型的核心思想是，影响学生学习动机的因素分为四种：注意（Attention）、相关（Relevance）、自信（Confidence）和满足（Satisfaction）。
注意是指教师应唤醒学生的好奇心并吸引注意力。相关是指学习内容与过去的经验或以往学习的知识或某种利益有关联。自信是指学生对自己的学习能力充满信心。满足是指学生能够从学习经历中获得满足感。本文结合《微型计算机原理及接口技术》课程，探讨了ARCS动机设计模型在课堂教学中的应用。
1.课程现状
《微型计算机原理及接口技术》是高校工科专业一门重要的专业基础必修课。目前我院面向自动化专业、测控技术与仪器专业、机械设计制造及其自动化专业开课。课程内容主要介绍微型计算机基本工作原理、汇编语言程序设计基础、存储器、接口技术和应用设计，目的是使学生掌握计算机的基本组成，工作原理、各类接口部件功能及其与系统的连接、建立计算机系统整机的概念，并以此为基础培养学生的计算机应用系统软、硬件开发能力，以便为后续专业课的学习和技术开发打下基础。
目前，本课程仍然采用“理论+实验”的方式进行授课。即主讲教师先以讲授几十个学时的理论知识来引导学生入门，然后由实验教师讲解并开展若干个学时的实验-引。各实验项目的设置主要基于DICE-5212单片机综合实验箱，实验内容主要包括数据传送实验、多位数加法实验、查表程序实验、数据排序实验、外部中断实验、定时器肘数器实验、串行通信实验等。学生进行实验时，需要亲自动手完成的仅仅是一些接孔连线，而这些硬件接法往往是固定不变的，学生不必动脑思考只是机械的照做即可，实践动手能力和创新思维能力得不到很好的开发。这种授课方式导致在结课以后，大多数理论考试分数较高的同学，并没有真正理解微型计算机的工作原理，甚至不知道微机芯片为何物，更谈不上利用芯片进行系统设计了，“高分低能”的现象十分严重。因此，如何讲解晦涩难懂的理论知识，提高学生学习兴趣，进一步培养学生的实践动手能力和创新思维，是目前课程组改革的重点。
2.ARCS动机设计模型在课堂教学中的应用
中断系统历来是微机原理课程中的重点和难点，教学内容主要包括：中断及中断源的概念、中断系统结构、中断允许控制及优先级控制、中断处理、外部中断的实现、多外部中断源系统设计等。该部分内容知识点繁多，内容抽象，尤其对于多外部中断源系统设计来说，教师讲起来难以生动，学生很难提起学习兴趣，大部分教师选择避开不讲，或只是简单介绍。但该部分内容在许多场合都有实际应用，若讲授方法得当，是培养学生动手能力的有效平台。以下具体介绍如何将ARCS动机设计模型应用到多外部中断源系统设计的课堂教学之中。
2.1选择恰当实例，吸引注意力
ARCS动机设计模型第一个因素是注意（Attention）。教师要想抓住学生的注意力，必须选择恰当的实例，为此课程开始开门见山的举出多外部中断源系统设计的一个典型实例―抢答器的设计。由于大多数同学都观看或参加过知识竞赛，对抢答器有一定的了解，这样的实例更贴近生活实际，所以能很好的吸引学生的注意力。
2.2明确学习目的，强调相关性
ARCS动机设计模型第二个因素是相关（Relevance）。在抓住学生的注意力以后，教师要马上告知学生，现在进行的学习活动与他们过去的经验或以前学习的知识是有关联的，而且对以后的学习有帮助。本次课教师要强调抢答器的设计涉及到以前学习的按键开关和指拨开关基础知识、LED数码管基础知识、蜂鸣器基础知识等。而且本次课的内容对以后进行课程设计、毕业设计及参加电子竞赛等都有很大的帮助。
2.3合理设置任务，建立自信心
ARCS动机设计模型第三个因素是自信（Confidence）。为了使学生更好地建立起自信心，不怀疑自己的学习能力，教师要合理设置教学任务。所谓合理指的是任务即不能太复杂也不能太简单，“太复杂”学生很容易失去信心，“太简单”学生又不会获得成功感。如何掌握“合理”这个度，本次课设置了三个层次的教学任务，使学生循序渐进的掌握多外部中断源系统设计的原理。
第一层次先讲解一个单一中断控制LED的程序。要求通过开关K0实现单一外部中断，开机后点亮8只LED，当有外部中断0发生时，8只LED闪烁5次。注意此时要重点强调K0连接P3.2引脚，表示控制外部中断0。教师要在课前利用ProteusISIS绘制好系统硬件原理图，然后在课上通过Keil软件工具讲解如何编写程序，并产生目标代码文件，添加到硬件电路的主芯片中，运行后学生可直接看到仿真结果。这样学生可以快速掌握单一中断源的设计。
第二层次练习两级中断控制。教师在第一层次的硬件原理图中，现场添加一个开关Kl，连接P3.3引脚，控制外部中断1。之后在Keil中调出单一中断的软件程序，在初始化程序中讲解如何设置优先级，其中外部中断0为低优先级，外部中断1为高优先级。然后要求学生自行编写外部中断1的中断服务程序，为了便于观察仿真结果，可编写8只灯中的两个灯左右移动4次，之后恢复闪烁。通过此实例学生巩固了中断源的设计，同时又深人理解中断优先级的概念，为学习多外部中断源系统设计起到了很好的铺垫作用。
第三层次进行8路抢答器的设计实例。有了前两个层次的基础，在第三层次可将学生分成若干小组，每组4-6人，由学生自行完成设计任务，教师从旁指导，重点强调三个方面：一是要求设计主持人按键，控制是否允许抢答；二是抢答成功后，蜂鸣器响，同时可显示座位号；三是优先级要按时间优先原则，还应考虑多个按键同时按下的情况。
经过这三个层次的实例学习，学生的自信心呈阶梯式增长，教学效果也得到了显著提高。
2.4给予外部激励，获得满足感
ARCS动机设计模型第四个因素是满足（Satisfaction）。为此，教师要在学生每完成一个学习任务时，及时地给予外部激励，如适当地表扬、设置平时成绩加分等手段，以强化学生心理上的满足感。
3.应用效果
将ARCS动机设计模型的思想引入到《微型计算机原理及接口技术》课堂教学中来，教师与学生之间的交互得到了充分地发挥，学生在课堂上的学习情绪也得到了充分地调动，大部分同学都主动地参与到课堂学习活动中，在轻松愉快地氛围下很好的掌握了难以理解的多外部中断源系统设计的问题。参照这种教学模式，可在其它章节的教学中进行推广。
旅游企业的门户网站计算机设计对于当今社会的旅游企业来说至关重要，因为它关系到企业形象的塑造，关系到旅游企业对外宣传旅游线路和产品信息，展示企业实力等重要作用。因此，如何做到将旅游企业的门户网站合理的规划和设计，利用计算机软件和应用来展示一个完美的旅游企业门户网站对于当代的旅游企业来说是必要的一个宣传环节。本文就从计算机应用设计网站的角度出发，来分析和阐述旅游企业门户网站的计算机应用设计。
说道旅游企业的门户网站，它所指的就是通向互联网信息并提供信息服务的一个计算机系统，是一个综合性的使用系统。它的综合性体现在多方面，包含了大数据资源和互联网的多资源共享以及其他相关的方面，是一个综合性的管理和应用的平台和展示企业文化的平台。在这个系统之上可以提供多用途的旅游产品，例如出行线路、文化观光景观、导游展示等。这样的统一界面规划可以为客户带来方便的浏览，并可以给旅游企业的管理者和员工提供良好的信息传达的平台。由于旅游企业的的门户网站可以在互联网上被大多数的客户和企业接受，因此，企业的经营可以在网站上进行，对于门户网站的计算机应用设计，可以利用设计软件和其他相关的技术来进行，例如JSP、MySql、Tomcat等技术综合进行旅游企业的门户网站设计。
一、前期的旅游企业门户网站需求的规划
旅游企业门户网站需要大量的信息存储和良好的界面设计，因此，门户网站的设计是一个综合性的设计，我们可以将其分为前后两个子系统来进行探讨。首先是前台子系统，它是一个旅游企业门户网站的脸面部分，包含了大量的旅游公司简介、历史概况、旅游线路图、产品信息、景区风光、票价信息、最新旅游概况新闻等，这些都可以被视为是前台子系统，是一个旅游企业门户网站的宣传节界面，可以为客户提供简单的信息咨询和浏览，掌握企业的文化和概况，体现企业的整体形象，突显企业的实力。因此，在设计的时候要将前台界面的设计力求简单而美观大方，界面的设计结合企业的标志和宣传口号进行界面的搭配，体现一个旅游企业门户网站界面的文化感。其次，就是后台子系统，它包含了企业的新闻展示、产品的用途以及一些客户与管理者的交流留言功能等，这事一个信息传达和交互性的平台，是一个具有信息延续性的和可扩展性的内容延伸。
二、旅游企业门户网站的概况设计应用
由于旅游企业网站的功能定位，要求客户可以有效地浏览到前台子系统的旅游企业的各个功能和简介，要求将产品信息和旅游规划路线等进行详细的了解，并可以给客户提供信息的支持，此外，网站的管理员可以在后台功能基础上实现新闻的管理和产品的管理，实时进行规划和调整，使旅游产品进行合理化的配置。
三、旅游企业门户网站数据库应用
旅游企业门户网站的数据库设计还包含了诸多的设计模型，将其开发成满足客户需要的实体结构，通过实体与模型之间的关系进行规划。这样的系统规划可以形成产品实体、类别实体、新闻实体、客户实体等多种，数据库的逻辑结构设计实现了特定模式下的数据逻辑应用。一些旅游企业门户网站就使用了MySql数据库，使概念变成了数据表，形成了用户表、产品表、新闻表等多种形式。
四、旅游企业门户网站设计中的功能模块
旅游企业门户网站一般分为前台和后台的模块设计，因为功能不同，前台的模块设计是为了展示企业文化特征所需的，它结合了网站的内容，目的是为了使大多数的客户浏览网页和界面，因此，在网页的界面规划上要体现出旅游企业的功能特点，使主题鲜明，内容突出，让其印象深刻。例如，网站首页的设计就包含了企业的标志、概况、产品特点和服务内容、用户登录、管理员登陆等链接内容，在首页的处理上还可以加入一些其他的内容，如信息浏览量、中心产品的内容、动态的信息展示、企业新闻和企业产品的窗口等内容。产品的展示这块可以将产品和旅游者所关注的新闻相结合，通过兴趣可以进行搜索，来浏览相应的企业新闻和产品信息。旅游企业的产品和新闻模块就尤为重要了，网站体现出了产品的信息特点。后台的模块设计主要是针对登陆、新闻，产品这里来进行设计的。后来登陆设计可以视为进入后来管理界面的窗口，在此可以进行管理员的登录名和密码输入，通过进入可以验证用户名、密码等信息，如出现错误会提示我们相应的错误信息。新闻模块的设计，就是管理员进入后来管理界面时候，可以进行新闻的分类、新闻管理等，当新闻分类、新闻管理等链接进行增添和删减登操作的时候，会出现相应的者。新闻名称和内容等，会有相应的字数限制。新闻管理的界面也可以调整成为具有增加和删减信息操作的步骤，可以进行相应的操作。产品模块的管理与新闻模块的管理大同小异，也是管理员进入网站后台进行操作设计，实现产品的更新和就内容的删减，还可以添加相应的分类搜索和显示功能，这里面的内容包括了产品的类别、产品的描述、产品的详细信息等，可以自由选择相应的属性进行选择旅游产品。
（作者单位：秦皇岛职业技术学院）
【摘 要】本文在简述计算机设计大赛对计算机教学课程教学重要意义基础上，改革计算机教学模式，强化实践教学;打造计算机开发性、专业化的实验实践基地;充分体现学生的主体性，发挥教师主导作用;实行“学长”制，建立竞赛团队等方面探讨了计算机设计大赛在计算机教学改革与创新中的应用。
【关键词】计算机设计大赛;计算机教学;改革;创新
教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会、软件工程专业教学指导委员会、大学计算机课程教学指导委员会、文科计算机基础教学指导分委员会、中国教育电视台决定联合主办“中国大学生计算机设计大赛”。大学生计算机设计大赛有助于提升学生的实践技能，提高学生的综合素质，促进学生的全面发展，符合高校创新型、实用型、复合型人才培养目标。
一、计算机设计大赛对大学计算机课程教学的意义
1.有效促进课程教学改革
计算机设计大赛的要求是学生的参赛作品必须是原创，这就给学生增加了参赛难度，不仅要了解计算机，还要通过了解的计算机知识设计出有新意的参赛作品。其次，还要掌握计算机的操作，这样才能选择合适的计算机软件，更好地完成自己的作品。这与大学计算机教学要求相一致。
对学生而言，要想完成一个完善的计算机作品，单靠简单的计算机知识和技术是远远不够的。这就要求学生不断学习更多的计算机知识，掌握多种计算机软件的操作技能，激发学生自主学习的兴趣。在这个过程中，教师要合理安排计算机课程，引导学生不断学习，从完成学生的作品出发，完善课堂的教学内容，创新教学方法，通过了解学生的需求，教授他们想要的知识和技能，丰富课程内容，不断提高学生的知识水平。
2.有效促进课程与专业融合
计算机设计大赛的规则中对参赛作品进行了类别划分。这也体现出了不同专业的教学内容不同，无论在哪个专业的学生都可以运用学到的专业知识完成自己的参赛作品。在大学计算机教学上也一样，根据不同专业学生的创作作品开展教学工作，在帮助学生完成参赛作品的同时教授学生专业知识。此外，在学生完成作品过程中，可以引导不同专业的学生相互配合。
例如，中文专业和动画专业结合起来，共同创作一个参赛作品，可以是动画作品，能在一个作品中体现两个专业的特色。在这个组合中，中文专业学生可以发挥他们的特长，如作品构思、材料准备、文案等工作，动画专业学生根据中文专业学生的设计进行实际的操作，完成技术准备、作品实现等工作。这样，既体现了每个专业的自身优势，又对完成整个作品的任务进行了明确分工，还能帮助学生掌握所学知识在社会中的应用范围，指导学生今后的学习方向。
这种以计算机技术为基础的专业结合，不仅能激发学生的学习兴趣，还能提高学生自主学习的积极性，这对大学计算机课程教学有着重要的影响，也是一件值得关注的事情。
3.提供有效的课程实践平台
计算机设计大赛正好给予了大学计算机教学一个检验学生学习成果的实践平台。学生在作品创作过程中，需要完成类别选择、计算机软件选择、构思、资料整理、完成作品等准备工作，具体如下：①客观分析已掌握的计算机知识，确定作品创作中会运用到的其它知识;②为完成作品不断学习新的计算机知识和技能;③搜集资料，并进行分类整理，满足创作所需;④综合运用所需的知识和技能，完成构思的参赛作品;⑤总结创作过程中的经验和教训，并进行存档。
二、计算机设计大赛在计算机教学改革与创新中的应用
1.改革计算机教学模式，强化实践教学
为了增加学生的学习兴趣，提高学生的实际操作和创新能力，我们对课程体系进行了改革，适当增加了实践教学的时间，完善了实践教学体系。并对实践教学课程进行了层次划分.在实际教学过程中，通过构建多层次阶梯式实践教学体系，提高了学生的计算机操作能力，拓展了学生的学习思维。
通过这个实践教学体系，学生在掌握计算机基础知识和基本操作技能后，通过有针对性的实践课程提高应用能力，通过综合性实践课程培养学生解决问题的能力，通过参与计算机设计大赛的比赛项目，考核和培养学生的知识综合运用能力，通过期末的学科竞赛或对学生的实践训练培养学生成为社会需要的应用型人才。因此，我们需要完善培养内容，使其与我们的教学体系相辅相成。
计算机设计大赛，既符合我们层次教学的要求，又提高了学生的实操能力，同时培养了学生综合利用知识的能力。由于学生的学习水平不同，首先，可以安排学生参加校内或校际之间的小竞赛，主要是依靠综合实验教学，比赛相对较容易;一种鼓励学生参加全国性质的计算机设计大赛，主要依靠项目实践教学，比赛对象是综合运用水平较高和有一定创新能力的学生。
2.打造计算机开发性、专业化的实验实践基地
学生通过实践，不仅能更好的掌握教师教予的知识，还能提高知识综合运用能力和实操能力，培养学生的创新思维，因此，学校设置实验室尤其重要。
综上所述，我们应对实验室建设进行改革，将校园实验室真正作为培养学生实践能力和创新能力的基地。首先，实验室对全体学生开放，鼓励学生去实验室体验和学习。其次，丰富实验室的实践内容，准备有意义的实验和竞赛课题，由专业的教师对参与研究和实验的学生进行针对性的指导，鼓励学生独自完成实验课程.通过在计算机开发性、专业化的实验实践基地进行实践，学生可以完成实验主动搜集资料、构思作品、寻找完成方法、发现和解决过程中出现的问题，从而使学生真正爱上所学专业，为参加全国性的大赛奠定坚实基础。
3.充分体现学生的主体性，发挥教师主导作用
无论是教学还是竞赛，一切都要以学生为中心，学生的主体地位不变。在竞赛中，以学生为中心才能真正发挥学生的创新能力。学生提出的参赛设计思路和方案，尽管有时不切实际或异想天开，作为教师不能打击学生的积极性，要从学生的角度给予相应指导。通过讨论、争论让学生明白参赛方案存在的漏洞及不足，并锻炼学生自己解决问题。正是多次不完善的方案才促进了学生的成长，在解决问题的过程中提高了创新能力。
4.实行“学长”制，建立竞赛团队
创新是一种团队运动，团结协作精神和社会活动能力是人才在社会立足的基本条件，是事业发展的基础。我们要充分调动每个组织成员的创造力，形成团队创造力。实践中，教师要培养学生组成学习竞赛小组，高年级和低年级学生互帮互助，一起学习，一起比拼，形成老带新的和谐学习画面。
学长制一方面帮助新生尽快适应学习环境，高年级学生因为已经有了学习经历，可以将经验传授给低年级学生，帮助低年级学生解决实践过程中出现的问题和疑惑;另一方面培养了高年级学生的团队协作精神和项目策划能力，在帮助低年级过程中，要对团队的任务进行分配，明确团队纪律，这就激发了他们的集体荣誉感和责任感，完善了他们的人格，提高了他们的综合素质。
摘 要：连杆机构是一种典型的机械机构，运动设计是一个比较复杂的和困难的问题，常用的设计方法有几何综合法，解析综合法。文章以MATLAB语言为基础，利用计算机对连杆机构进行运动分析，结果表明，此方法能够有效降低由于几何法和解析法的所带来的设计和计算难度，设计效率高，效果好。
关键词：连杆；MATLAB；运动分析
引言
MATLAB是一种高级技术语言和发展环境。是用于分析数据开发算法和应用面向函数的语言，可以方便的进行工程数值分析、优化分析、数据处理、自动控制也可以实现计算可视化，图形绘制图像处理、仿真等功能，在工业和研究领域具有极大的使用价值，逐渐成为优化领域的主要工具之一。通过MATLAB快速解决传统解决办法解决的问题，在实际应用中有很大的优势。
1 设计步骤
（1）针对连杆运动，建立连杆机构数学参数模型。（2）根据参数的数学模型运用Mtable进行编程，确立主程序和子函数并进行调试和运算。（3）输入相应的参数，估算初始值。利用非线性方程组的数值求解函数，得到结果。
2 连杆机构的设计分析（给定连杆极限位置和最小传动角）
上面式中表明了连杆机构的运动几何关系，共有8个参数，已知极位夹角θ（行程速比系数K）摇杆长度 l3和摆角Ψ的条件下，再补充最小传动角γmin 曲柄长度l3，机架长度l2等结构参数中的其他条件，通过非线性方程得到未知其他杆的长度，以及在左极限时摇杆的位置Ψ0。
3 实例分析及结果
已知行程速比系数k=1.2， l3=200mm，Ψ=30°，要求机构的最小传动角γmin？芏40°。该设计中已知参数4个，求解4个，采用传统的不管是图解和综合法在效率和精度上都存在很大困难。考虑采用Mtable计算机辅助分析。先建立运动几何方程函数文件，输入极位夹角，摇杆长度l3等已知条件，估计待求初始值，运用非线性方程组的数值求解FSLOVE 函数求解。
程序文件和运算结果
4 结束语
针对连杆机构的运动设计解析法和综合法的复杂性和困难性，根据机构运动几何关系，在建立数学模型的基础上，运用MATable中求解非线性方程，线性方程组和优化计算功能，可以方便快捷的得到准确的计算结果。
摘 要：本文针对计算机设计专业的学生的特点、培养的途径、培养的意义等方面进行了一些探索。
关键词：职业院校的计算机设计类专业；美学欣赏课程；能力培养
随着计算机技术的迅猛发展，计算机辅助设计技术的日益成熟，职业院校的计算机设计类专业也得到了蓬勃发展，计算机设计类专业学生与日俱增。可是职业院校的学生普遍缺乏美术基础，缺乏美学欣赏能力。为了培养的学生的美学欣赏能力，使学生具备独立从事平面设计、环艺设计、网页设计等多种工作能力的应用人才。针对计算机设计专业的学生的特点、培养的途径、培养的意义等方面进行了一些探索。
1 计算机设计类专业学生的特点
1.1 不能正确认识自我，缺乏自信心
职业院校计算机设计类专业大都是升学考试失败的学生，由于社会上存在的对职业院校学生的偏见与歧视，往往使职业院校学生在理想与现实发生矛盾时，不能正确地认识自我，在学生群体中自惭形秽，对自身能力缺乏信心，从而丧失努力学习的动力，加之他们原有的知识基础薄弱、学习能力较差，面对陌生的专业理论与技能训练难免感到束手无策，困难重重，久而久之，便缺乏自信心。
1.2 专业基础较弱
专业基础较弱是目前职业院校计算机设计类专业学生的共性。他们大多在未进入学校前没有系统学习过美术的专业知识，学生专业基础很差。专业基本功的薄弱程度可想而知。
1.3 部分学生自我定位不准
职业院校学生普遍缺乏对自身的准确定位，对就业前景盲目，对自己的未来没有规划，造成学习目的不明确，学习态度不端正，学习动力不足。而在实际生活和学习中，缺乏一般本科院校大学生的自我管理能力和自学精神。
因此，职业院校中美学欣赏的教学要改变“美术教育只是技能技巧的学习和训练”这个错误的观念，把美学作为一种文化来学习，实现在教学中提高学生的文化素质、审美素养的教学目的。使学生都能接受美的熏陶，从而提高他们感受美、表现美、创造美的能力，在艺术的感染下形成良好的个性，增强对生活的热爱及责任感。
2 美学欣赏能力培养的途径
2.1 注重培养学生的兴趣和爱好，树立自信心，尊重个性，培养美学意识
兴趣和自信心是学习的动力和基础，只有对未知事物感兴趣、渴望探究，才有创造的愿望。教师要充分尊重每个学生的个性，承认学生的兴趣和性格的多样性，积极引导他们去发现问题、解决问题，激发他们的兴趣爱好和求知欲望，培养他们的自信心引导学生提高对学习的兴趣，提高学生对专业的兴趣。
2.2 注重对自学方法和自己获取知识能力的培养，掌握受益终身的思维方法
当前知识技术发展速度越来越快，更新周期不断缩短，这点对于计算机领域更是如此。学校的教育不可能涵盖学生终身所需要的所有知识。因此，教师要改变授课方式，实行启发式和讨论式教育，引导学生掌握科学的自学方法和自己获得知识的能力，培养学生逐步学会利用所学知识去分析、解决实际问题，养成创新的思维习惯、受益终身的科学思维方法和分析解决问题的技能。
2.3 注重在美学欣赏教学过程中教学方法的不断创新
社会总在不断地发展和进步，美学欣赏教学也应如此。教师要注重运用恰当的方法进行教学，排除“满堂灌”“一言堂”的旧观念，用新的教学理念指导课堂教学，根据本校学生对于美学欣赏的学习兴趣特点和认知规律，努力激发学生学习的积极性，将美学欣赏课程内容与学生的生活经验紧密联系在一起，让学生在实际的生活中领悟美学的独特价值；争取为学生创造一个轻松愉快、有趣的学习环境和气氛，消除学生心中的学习压力，让他们能够感到学习美学欣赏课程没有负担，而成为一种享受，一种娱乐。
2.4 教师应多运用多媒体进行教学
在信息技术高度发展的今天，多媒体软件在教学中的广泛运用为传统美学欣赏教学提供了新的教学载体。多媒体能最大限度地调动学生的感官，促进他们积极参与学习。教师可以通过多媒体搜集与教学内容相关的资料，让学生观看、欣赏。
2.5 在教学过程中多为学生创造成功的机会
成功的体验是学生成长的动力和催化剂。中学学习阶段是学生价值观、人生观、审美观逐渐形成的重要阶段，而这个时期的学生大多正处于青春期，个人意志比较薄弱、自信心不强，尤其是职业院校的学生要较普通学校的学生更早地去接触社会，因此在美学活动中，一些学生在进行大胆尝试时，教师的指导、鼓励和肯定将起到重要作用。
3 美学欣赏能力培养的意义
美术欣赏是一个观察、体验、品味艺术作品的过程，在这个过程中，人们进行感受、体验、分析、判断，从而获得审美享受以及一定的美学知识。通过不断的欣赏、学习可以提高人们的审美趣味，陶冶人们的高尚情操，直接或间接地接受教育，从而发挥其社会功能。普通高校加强和实施美术欣赏教育，是抓好学生素质教育的重要环节。培养计算机设计类专业学生的美学欣赏能力，是计算机设计类专业学生学习过程中必不可少的一部分。美学欣赏能力的培养有利于陶冶学生的情操，提高审美能力；有利于发展学生的感知能力和形象思维能力，形成学生的创新精神和技术意识；有利于促进学生的个性形成和全面发展。
欣赏能力的培养，对计算机设计类专业学生来说是非常重要的。通过“美”的理论指导“美”的实践，产生“美”的艺术，帮助计算机设计类专业学生的从而达到益智增识，提高文化修养和陶冶情操的目的。
摘要：在电力系统中，继电保护装置是保障电力系统安全运行的重要环节，对电力系统的安全稳定的运行有着很重要的作用。继电保护的构成必须要能够符合电力系统的内在规律，并且继电保护会在电力系统中构成一个严密的整体，从而形成继电保护的系统性，而整定计算就是对电力系统进行全面的分析计算，整定配合，以此来满足继电保护配置需要，整定计算方案的优劣会直接影响着继电保护装置的技术实现。本文主要是对面向对象的发电机保护整定计算机进行了研究与设计。
关键词：面向对象；发电机保护；整定计算；设计
前言
随着我国社会的不断发展，电网规模也在逐渐的趋于复杂化，同时出现了很多新型的技术，一些超高压、交直流等技术都频繁出现，这对于电网安全生产运行的要求逐渐的增高。而整定计算则是对电网的各种原理、结构以及接线的方式都要进行大量的计算，并且对各种情况下的电流以及电压进行分析，整合整定方案，从而保证结果的精确，避免出现故障，随着科技的进步，对于整定计算水平也有了很大程度上的提高，以此对其进行了简单的设计。
1.继电保护以及面向对象的发电机保护整定计算的特点
1.1发电厂继电保护的主要特点
在电力系统中，发电机的稳定运行能够影响到整个电力系统的正常工作，对电能质量起着很重要的作用，并且发电机也是一个十分重要的电气元件，必须要针对其中存在的各种故障以及性能进行分析，从而采取正确的措施，保证电力系统的稳定运行[1]。由于发电机的保护配置十分的复杂，发电厂主要是对于元件的保护，其中保护的主设备是以差动为基本原理，主要是利用阶段式的保护，在时间上能够进行配合。另外，发电厂的保护整定原则十分的不统一，其中保护的类型很多，主要是针对不同的类型采取不同的继电保护方式，所以电厂的整定计算十分的复杂。在实际的整定原则中，由于运行的条件以及方式存在很大的差异，并且为了能够满足不同的电厂保护配置的要求，在继电保护整定计算软件中采取通用性的原则，以此来解决传统的整定原则中存在的问题。
1.2面向对象的发电机保护整定计算的特点
目前，面向对象以及图形化的程序设计整定计算软件逐渐的问世，并且与传统的整定计算的软件相互比较，具有很大的优点，主要是可视化以及图形化，用户能够直接浏览电网的结构，并且能够完成相应的数据信息的输入，同时也能够对故障进行设置。同时在进行计算完毕之后，能够直接查询到相关的计算结果，具有很高的效率，操作也十分的简单。
2.系统的构成
2.1图形模块的构成
对于图形模块的构建，能够使用户对系统直接方便的使用，并且用户能够能够通过图形界面直观的了解到电厂的结构以及设备的信息等，从而实现对数据的修改以及管理[2]。在图形模块上主要是用户提供相应的绘图工具箱，其中包括了发电机、变压器以及断路器等设备，这些被统称为图元，用户可以根据自身的需求进行绘图设置，在设计时，能够输入相关数据，以及图元的各项参数。在具体的设计中，必须要对电器设备进行全面的考虑，对其属性进行分析，主要是利用VC面向对象的编程思想，在本程序中，其中最为基础的便是对象和类别的组建，并且各个元件都具有自身的属性，因此将其进行定义为一个虚基类，作为元件的父类，这样各图的元件将会派生出来，在图元中的数据以及功能将会以成员变量以及函数的关系封装在各个类型的图元中。
2.2数据库模块
数据库是系统中的基础，在后台数据库中主要是储存发电厂电网结构参数以及设备的参数，并且其中的设备参数主要是包括多发电机以及母线电器参数的保护配置信息[3]。在系统中的每个模块都是利用ODBC接口进行访问后台数据库，同时在任何一个模块中进行数据的修改，其结果都会在其他的模块中进行显示，以此来有效的保证系统中饭数据的一致性。ODBC是VC提供的一个数据库访问技术，这样能够为用户提供方相应的数据库类型，同时ODBC所提供的应用程序接口都是统一的，使其访问任何ODBC驱动程序的数据库。在数据库界面的设计上，主要是分为列表说明以及详细说明，用户根据自身的需求进行自由切换，列表方式主要是以表格的方式对数据记录的显示，详细说明方式则是对具体的数据进行记录，利用一些单选框以及编辑框等空间，对各种数据进行使用。
2.3短路计算模块以及整定计算模块
这两大模块是发电厂主接线的基本界面，主要是在短路计算模块以及整定计算模块中添加了短路计算以及整定计算的方式，用户能够点击图元进行计算，但是在这两个模块中，用户无法对图元进行删除以及移动。在模块中是利用多种控件的方式，使界面内容十分的丰富，并且能消除用户在使用时的单调感，从而来提升系统的稳定性以及安全性。这两个模块是系统中最为重要的两个模块，短路计算模块能够计算出电网系统中的故障，并且能计算出带那里系统的运行方式，将计算的结果通过报表的形式显示出来，整定计算模块能够对发电机变压器以及电动机等设备进行全面的计算，将其以定值单的形式显示出来。在对其设计中，两个模块主要是利用传统的设计思路，利用Fortran语言编写的短路计算以及整定计算程序，简单的将其中部分进行修正，使其转变成函数或者是子程序，并且在相关的主系统中调用，主系统是利用VC6.0编写的，因此最好是利用混合语言编程程序对其进行编程，这具有很强的优点，能够有效的提升数据的处理能力以及工作效率。
3.结语
以上主要是对面向对象的发电机保护整定计算机设计进行了简单的设计分析，并且提出了一些设计方案，以此来提升工作的效率，促进电力系统的稳定运行。
摘要：本文从体验式教学在计算机设计类课程上的应用类型、在课程教学上的应用、在第二课堂建设上的应用和在专业文化建设上的应用四方面对体验式教学在计算机设计类课程体系中的系统应用进行了探讨，提出了体验式教学在计算机设计类教学体系的系统应用需要情感体验、形象体验、思维体验、技法体验及操作实践体验以及职场体验五种类型的有机结合的理念，在专业素质培养中突出学生的主体地位，可以提高专业整体教学水平，增强学生的就业适应性，为计算机设计类的教学改革提供借鉴。
关键词：体验式教学；计算机设计类；专业训练
计算机设计类专业（网页设计、广告设计、景观设计、工业设计、软件设计等）的课程属于实践训练所占比重较大的课程体系，技能的训练以思维方式的培养为前导，在形象思维层面上非常注重对学生美学思想的引导，培养学生美学形象上的感受、体验以及美学素养的积累，在专业技能训练上强调电脑软件平台操作的熟练性、实现意图的明确以及实现效果的评判，在设计作品中又非常强调美学理念的表现力和公众的可接受性，在抽象思维层面上强调把作品的设计作为一个工程项目对视觉空间想象力、形象表现力、图形图像评判认知能力、语言智力、逻辑智力、音乐韵律、人际沟通智力等多学科的知识和能力的综合应用，简单的灌输式的教育是达不到教学要求的，如何进行让学生参与性强，并能自主积极训练的素质教育是计算机设计类改革面临的一个大问题[1，2]。
体验式教学是素质教育的重要内容，是一种充分强调学生参与教学的主动性和形象化，有别于传统教学模式的全新教学模式，可以追溯到古希腊时期的哲学家、教育家苏格拉底的教育思想，其精髓是老师不轻易给出问题的结论，而是采用启发式的方法让学生在预设的体验环境和氛围中借助学生先前已有的生活体验或知识体验，发挥想象力，流露情感，表现感受，讨论价值取向，在此基础上在老师主导启发下利用群体的知识体验认同，主动收集分析问题的思维点和知识点，提升出解决问题的思路和对应的知识体系，具有学生的参与性强，知识体系和学生的思维活动结合紧密，容易被学生接受，利于激发学生的学习积极性等特点[3-8]。其理论思想和实践模式在教育学中有着广泛的影响力，在计算机设计类专业的教学体系中应有较高的探讨价值，本文旨在做一些探讨，为计算机设计类专业的教学改革提供借鉴。
一、体验式教学在计算机设计类课程上的应用类型
我们在教学实践中的研究表明：体验式教学在计算机设计类课程教学体系中的应用，可归结为课堂上把教学内容建立在学生的情感体验、形象体验、思维体验、技法体验及操作实践体验等基础上，引导提升成涵盖设计视角、设计理念、设计思路的思维方式和知识体系，在课余又注重培养学生在设计知识上的情感体验、形象体验、思维体验、技法体验及操作实践体验形成专业素养，二者有机结合起来，从专业基础课到专业课，贯穿在整个计算机设计类的课程教学体系中。
（一）情感体验
主要指计算机设计类的学生在开设专业课程之前“先入式”的对已有的好的设计作品及设计要素（线条、平面、空间）、环境、美术作品、图片以及作品与用户的交互性等感受体验和美学认知的心理倾向的积累，在与这些事物经常性的接触过程中，学生自然而然会对色彩、线条、平面、空间感、质感、构图、作品效果的愉悦性等建立起简单而朴素的认知和美学倾向，再加以正确的引导就可以形成正确的美学认知和专业素养，培养起正确的美学表达方式对后续的专业技能的培养起到很好的基础作用，在完成设计作业或参与项目中就会带有思维的活性，使作品具有灵性，而不是技法上简单地模仿和机械地实现。
（二）形象体验
主要指学生们在课余时间里对老师所教授的对象具有形体上生动的认知和形象记忆[9]。把老师讲授的各种软件操作技法与实现效果对照，把电脑影像效果与真实客观对象的仿真差距对照，这样对知识点的接受就不会落入空洞的表述和抽象的记忆，与教师课堂讲授的结合，大大突破有限学时的限制，利于对知识的理解成为鲜活的知识点的积累记忆，形成学生们丰富的专业知识储备，利于作品设计实践活动中独立的创新思维的激发，而不是盲目地模仿。
（三）思维体验
是指在教学活动中教师不把自己的思维方式强加给学生，而是采取案例教学、组织讨论等方式，从学生们所熟知的生活例子中引导学生们思考、讨论[10]。在教学过程中，把思维发散开，然后逐个分析各种情况和方案，把思维聚合起来，筛选出优化的方案，在此基础上提升出需要讲授的知识原理，以学生的知识认知为起点往上提升的教学方法取代以老师的经验认知往下灌的教学模式，让学生体验整个分析的过程，学生容易吸收结论，知识点记得活，能主动应用，可以大大提高教学效果。我们在平面设计、网页设计、3D建模设计、课件制作等课程中根据不同需要做案例教学、分组调查、分组讨论等教学设计。
技法体验及操作实践体验：计算机设计类的实践技能需要和设计的理论知识结合较紧密，在进行专业实践训练时，要让学生有足够的时间和机会，反复参与到专业实践技能训练环境中，在实践―总结―辅导―再实践的环节中反复进行，找到自己实践的心理体验，帮助他们总结出实践技能的认知，提升实践技能背后的专业知识理论。实践技能的熟练掌握需要和理论功底的积累结合起来，要避免“理论熟，实践生”或“理论浅，实践熟”的两种错误倾向[11]。
二、体验式教学在课程教学上的应用
多媒体教学手段全覆盖所有计算机设计类课程，探索以形象思维认知引导切入，调动学生积极参与体验的教学模式，从体验的环境设计入手营造教学气氛[12-16]。在课堂教学中，任课教师根据课程特点进行教学设计，多采取互动的，分析型的教学，课堂的图片展示、视频教学、网络教学要与教师多媒体课件教学结合，增加作品案例分析、作业讲授的学时，揉和情感体验和思维体验于教学气氛中。在提出每一种技法、思路或方案时，要重视与学生形象思维的交流，注意引导讨论情感体验，利于学生确立正确的美学思想，或做方案时具有人性化的思考，在讨论和分析过程中又要注意逻辑思维的条理、层次，让学生在接受知识的同时学习到专业特点的思维方式，培养发现问题、分析问题的能力，教学形式可融合案例教学、分组讨论、野外认知等多种形式进行，在效果表现力与技法实现上引导学生反复体验，找到技法的自我感受，探索含实践技能测试、作品评比、实习考核、口试等多种考核办法的考核机制。
同时，加大实践教学改革力度，一方面，积极在每一门课程中抽出一定比重的学时进行专业技能的强化训练，课程特点相近的教师组合或衔接，制定专门的训练教学计划，分年级分课程实施小班教学，强化基础训练（电脑技能测试），分方向交叉训练，延伸强化综合训练（带项目的概念性设计），实践教学要注意引导学生对技法体验和操作实践的体验，小班分组进行，加强个别辅导，增加学生交流经验和接受辅导的机会，注意课堂与课后的结合，布置一些项目性的课后作业给学生去做；另一方面积极探索走出学校，面向社会的技能训练，与多家广告公司、景观设计公司、网页设计公司等合作，积极建设集社会服务与专业实践教学为一体的校外实践教学基地，推荐学生到企业顶岗实习，可改善实践教学条件，积极探索校外专业实践教学的新模式，帮助学生对未来职业角色和职业环境进行职业体验，是专业教学在学生职业规划上的积极育人的实践行径，每个实习基地的实训内容与对应的课程匹配，集中在某个专项的技能训练上。
三、体验式教学在第二课堂建设上的应用
单凭课堂教学进行专业训练是不够的，也不符合“理论―实践―再理论―再实践”的人类认知实践过程的反复渐进的要求，需要把学生课余时间利用起来组织好第二课堂，开发出专业训练的潜在课程[16]。可通过开放管理计算机房、整合教学资源、组建以学生为主体，专业教师参与辅导、培训的一个学生的专业学习型的团队等举措来加强，集专业书籍阅览、专业资料收集、组织专业比赛、社会实习等功能于一身，培养学生们的专业素养和专业实践能力，营造课余专业学习氛围，适时举办专项技能提高的辅导班，帮助那些在课余时间有加强专业技能训练愿望的学生加强专业技能训练，由专业教师授课，根据授课学生的情况制定专门的培训方案，对专业的正规课程不能触及到的深度和答疑辅导进行补充，辅导了很多专业基础弱的学生进行专业技能的强化训练，同时也辅导了一些有志于在设计类领域就业的学生进行就业培训。
四、体验式教学在专业文化建设上的应用
除了在专业课程的学习上需要体验式的教学之外，计算机设计类的师生在专业价值观上的自我认知也需要加强“育人体验”和“职业自信心体验”[8，17-19]，我们借鉴企业文化的建设思想，从教师和学生两条线入手，整合专业课程教学、第二课堂训练和校园文化等教学资源，加强专业学术交流平台的建设，提高教师专业教学与育人的职业认知感，引导学生复合型人才的成才模式，营造激励学生们热情参加专业实践、社会实践和社会服务的专业学习氛围；通过鼓励教师组织学生专业训练、作品评比、参加设计比赛等活动延伸专业课程教学，丰富专业学习资料，锻炼学生们的动手能力和创新思维，可以激励学生们的学习自信心；通过建立作品展室、到企业项目实习等举措，活跃专业气氛，提高学生专业学习在价值观上的自我认知感，提升学习热情和专业自信心，综合提高专业教学水平。
五、结语
体验式教学在计算机设计类教学体系中的系统化应用，需要情感体验、形象体验、思维体验、技法体验及操作实践体验以及职场体验五种类型的有机结合，在专业素质培养中突出学生的主体地位，注重学生的专业技能和思维方式的培养，比传统的“灌”式教育更符合计算机设计类人才培养模式的要求，可提高专业的整体教学效果，促进专业教学与行业发展的对接，增强学生的就业适应性，同时，也要看到，这需要在整个教学体系上加大改革力度，给予更大的软硬件上的投入，需要建立和谐的教学团队，整合各种教学资源进行统筹管理，也要求各位任课教师具更高的教学热情和事业心，研究学生的知识背景和认知特点，根据不同的课程特点探索更多有效的教学形式，丰富教案。
