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计算机前端编程范文1
关键词：接收机；动态可重构；可编程模拟器件；ADC
可重构结构是一种可以根据具体运算情况重组自身资源，实现硬件结构自身优化、自我生成的计算技术。动态可重构技术可快速实现器件的逻辑重建，它的出现为处理大规模计算问题提供了一种兼具通用处理器灵活性和ASIC电路高速性的解决方案。在笔者所从事的系统设计中，当模拟器件的一些性能改变但又不能及时更新调整后端的数字基带处理时，比如滤波器由于工作时间过长引起的温漂特性所带来的影响，此时就可以用可编程模拟器件替代一部分前端固定模拟器件，进而可以实时的对FPGA模块进行动态可重构操作，最终达到系统性能的最优化。
可编程模拟器件
可编程模拟器件是近年来崭露头角的一类新型集成电路。它属于模拟集成电路，即电路的输入、输出甚至内部状态均为随时间连续变化且幅值未经过量化的模拟信号；同时，该类器件又是现场可编程的，即可由用户通过改变器件的配置来获得所需的电路功能。为支持上述可编程能力，可编程模拟器件需以可编程模拟单元(CAB)和可编程互连网络(PIN)为核心，配合配置数据存储器、输入单元、输出单元或输入＼输出单元等共同构成。
多数可编程模拟器件在单一的+5V电源电压下工作，额定功耗为100mW量级。由于采取了特殊的措施，其输入、输出线性范围通常可达到接近满电源电压量程；闭环带宽已达到数百千赫到数十兆赫；频率失真度、共模抑制比、内部噪声等指标也已达到中、高精度运算放大器的水平。
尽管模拟信号处理的精度低于数字信号处理方式，但仍能满足许多重要应用对计算精度的要求，而所需的电路规模较小，成本也较低。同时利用其可编程特性，还可以实现精确的自动调谐和自动增益控制，显著提高通信系统的抗干扰能力。
相位检测器的实现
TRAC(完全可重配置模拟电路)是英国FAS公司的现场可编程模拟器件系列产品的总称。它提供了一条从信号处理问题出发，可解决各种常见的信号处理问题。器件参考模拟计算机的运算单元并加以扩充，使器件内部的每个可编程模拟单元均具备加、减、取负、对数、反对数、积分、微分等8种运算功能，因此只需选定运算的类型和给出必要的参数，便可以很方便地完成对有关单元的设计，根本无须考虑单元电路的内部结构等具体细节。其内部各单元之间采取自左向右固定连接的形式，所有单元的输入＼输出端均引出至器件引脚上，并且允许利用各单元均具备的“直通”和“关断”功能或者利用外接的“短路线”来修改这种基本连接。
在笔者所从事的认知无线电硬件平台设计中，由于需要从强信号背景环境中识别提取出微弱的信号，因而可利用TRAC器件构成相敏检测器，并将其作为锁存放大器的一部分。要实现这一目标，需要电路像窄带滤波器那样工作，除去大部分不希望要的强信号而仅允许待测的微弱信号通过。
输入信号和参考开关信号具有相同的频率和相位。从所示的开关输出中可望得到一个全波整流信号，而且经过低通滤波器后，便可得到和交流信号电位成比例的直流电压输出。在实际应用中，输入信号可能非常小，因此还需要加入前置放大级以支持精确的检测。因为通常需要在一定的范围内连续改变参考信号的频率，同时测量相应的直流输出。同样，若需要检测某个单一频率，则参考信号必须与待测输入信号频率相同。由于相位检测器也对相位敏感，因此当两个信号相位相同时会得到最大的输出电压。
相位检测器和低通滤波器一样需要利用两片TRAC器件来实现。而外部元件对于放大器和滤波器都是必不可少的，所以必须对满足条件的元件进行合理取值。
可编程ADC的实现
认知无线电接收机对其前端采用的高性能模-数转换器(ADC)及模拟器件的要求都较高，而FPGA在基带数字信号处理方面又迫切需要动态可重配置。为了适应以上要求，可以首先考虑使用可编程模拟器件来实现ADC，以下是两种具体实现方法。
FIPSOC混合信号片上系统
SIDSA公司的FIPSOC混合信号片上系统是快速开发模拟、数字集成应用的理想工具。FIPSOC芯片包括内嵌的增强型8051微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)以及一组面向信号调理和数据采集应用的可灵活配置的模拟单元。与分离的模拟、数字FPGA方案相比，采用FIPSOC混合信号片上系统，可使产品设计周期缩短30-40％。
可编程的模拟、数字单元与8051的单片系统包括模拟单元、转换单元、可编程数字单元、8051内核和该系列中的所有器件具有兼容的存储器分布，其中转换单元含有4路DAC(分辨率可配置为8至10位)，采用逐次逼近算法，可利用这些DAC实现高达800KHz采样率的ADC。
数据转换模块包含4个8位的逐次比较寄存器(SAR)，它可以和内部的DAC联合工作，以获得模／数转换。
每一个通道有一个独立的SAR，它接收逐次比较的结果，并驱动对应的DAC，每一个通道的转换可以独立进行。当转换模块编程为9或10位ADC转换时，相应的SAR形成组；9位ADC时，SARl和SAR2为一组，SAR3和SAR4为一组；10位ADC时，所有4个SAR形成一组。这时，成组的SAR各自工作1至2个周期，在转换结束时，SAR将其内容寄存在输入／输出寄存器中，并使能中断产生模块。在连续转换模式下，将启动下一次转换。在转换过程中，可编程逻辑模块可以独立转换命令，这将给本次以及下一次转换带来错误。在连续转换模式下，这将导致致命错误，因为错误是可以传递的，并将得到不可预料的结果。
其控制部分是一个标准的8051微处理器。复合后，8051核首先对可编程元胞进行配置，配置完毕后可以当作一个通用的微处理器使用。为了更好的支持FIPSOC的动态可重构特性，已对其指令和功能单元做了一些改进。
CypressPSoC器件
Cypress半导体公司的PSoC混合信号架构将可编程的模拟与数字模块同8位微控制器进行了完美集成，这种独特的功能组合使设计人员能够针对各种应用实现无与伦比的灵活性。最新CY8C23x33器件采用8位逐次逼近ADC，能实现高达375Ksps的采样率。此外，该解决方案还具备可实现出色可配置性的26个GPIO，能够快速适应不断变化的特性要求。该器件采用5x5mm的QFN封装，能够最大限度地缩小板极空间。
PSoC器件集成了通过一个片上微控制器
进行控制的可配置模拟和数字电路，提供更强大的设计修改功能，并进一步减少元件数量。PSoC器件包括最大32Kb的闪存、2Kb的SRAM、一个带有32位累加器的8x8乘法器、电源和睡眠监控电路，以及硬件12C通信。
所有的PSoC器件都是可动态重配置的，使得设计人员能够随意在运行过程中改变内部资源形式，使用较少的元件完成既定任务。易用的开发工具让设计人员能够选择可配制程序库元素来提供模拟功能(如放大器、ADC、DAC、滤波器和比较器)，以及数字功能(如定时器、计数器、PWM、SPI和UART)。PSoC系列器件的模拟性能包括轨至轨输入、可编程增益放大器和分辨率高达14位的ADC，以及超低的噪声、输入漏电流和电压偏移。
单个PSoC器件可集成多达100个部件，在提高系统质量的同时，节省客户的设计时间，缩减板级空间和功耗，并使系统成本降低。
接收机设计
基于以上分析的结果，结合前端硬件电路，为实现一定的认知无线电功能，特设计接收机结构。
前端低噪声放大器选用的是ADA4857-1，这是一个超低损耗、低功率、高速运算放大器，在SOIC结构下的3dB带宽可以达到750MHz，其开环增益为57dB，基本满足此接收机对前端低噪声放大器的要求。在搭建电路时尤其要注意电源旁路、寄生电容和器件的选择对充分发挥放大器性能的影响。
DDS(直接频率合成器)选用的是1GSPS的AD9858，其使用先进的DDS技术和一个内置的高速、高性能D/A转换器组成数字可编程、完全高频率的合成器，可以产生一个高达400MHz的模拟输出正弦波，完全满足接收机对本振的要求。
混频器、带通滤波器、放大器和抗混叠滤波器都可以由Cypress的PSOC器件cy8c23x33来统一实现。PSOC模拟系统包括一个8位SAR ADC和4个可配置模块，每个模拟模块由一个运算放大器电路组成，允许模拟复信号流的建立。同时，模拟部件非常容易被定制从而满足特殊应用场合的需求。PSOC可以分别实现一个可编程带通滤波器和一个低通滤波器以替代接收机前端需要的带通滤波器和抗混叠滤波器，实现一个可选增益高达93dB的仪表放大器以替代中频放大器，一个乘加累积器提供了一个快速8位乘法器以替代混频器，以上可编程模拟器件均能基本满足接收机前端性能要求。我们使用PSOC设计器进行PSOC的工作配置，写入使用PSOC的应用程序并调试应用。拿放大器来举例，首先在设计器中找到这个模块并新建一个电路，搭好电路元件，按照建立时间、转换速率和增益带宽等几个参数设定好初始值，产生应用程序代码，然后写入主程序和子系统的任何子程序，如果所有程序正确，接着将产生一个HEX文件，最后由PSOC设计器中的调试器执行，它下载HEX文件到在电路模拟器(ICE)中，至此一个可编程放大器设置完毕，可以投入使用。
可编程ADC本来可以由Cypress PSOC来实现，但PSOC实现的ADC采样速率最多只有375 Ksps，无法满足认知无线电接收机前端的带宽要求，因此可以考虑使用SIDSA公司的FIPSOC器件，同时后端基带数字处理任务也可交由FIPSOC中的8051核和FPGA兼而实现。利用运行于WINDOW环境下的集成化开发工具，进行ADC的设计和编程，结合上面介绍的一部分内容，具体到ADC设计时还需要首先设置外部输入／输出引脚、内部输入／输出引脚和内部信号的初始化数值，然后再对μP控制寄存器和静态RAM进行配置，以达到所需要的性能要求。数字宏单元(DMC)是FPGA的可编程数字单元，它是基于查找表结构的可编程单元，具有组合逻辑和时序逻辑资源，而组合部分和时序部分之间则由布线资源加以连接。利用动态重配置模式可对多个DMC单元进行设置，可以改变硬件电路，进而在一定程度上可对前端的可编程模拟器件进行实时更新配置，这一技术目前正在探索研究中。
以上只是各个模块的分开设计，但是设计好整个接收机系统，还需要对各个模块之间的连线以及参考时钟等许多方面给以足够的重视。各个模块都有属于自己的输入／输出端口，为达到预定的系统性能要求，必须严格对照技术手册和自己的预先布线安排接好各输入／输出端口。至于时钟，避免采用时钟抖动大的门电路是电路设计中需要严格遵守的准则之一，在此基础上才能最大限度地发挥器件的性能；除此，拿FIPSOC来说，除某些条件下，8051时钟和其送至DMC的副本时钟的相对相位会交换外，时钟停止不影响时钟同步；每次不同时钟重新配置后，必须重新同步。
计算机前端编程范文2
关键词：振动；干扰；延时；峰值；高高报
中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）6-0009-02
安钢炼铁厂3#高炉除尘系统采用大风机除尘系统，数据收集状态在线监测，随时对设备振动特性量、温度变化量进行收集、分析、以便能早期发现设备故障隐患，更好的对设备实行状态检修维护，保证系统的稳定运行。
1 概 述
电动机的主要组成是叶片、主轴、电机。这些设备的好坏决定了除尘电动机是否可以正常工作。除尘风机电机在轴瓦上安装有测振、测温装置。振动传感器依靠震动产生形变，从而产生微弱的电流信号，经过合适的放大和整形，输出可以检测到的幅度信号。振动信号的采集是所有大型设备中，不可缺少的部分，基于压电式传感器的优点，将其应用在测量测量发电机的振动中，使得设备中控制系统的信号采集精确与稳定，确保了控制系统良好的首要前提，压电式传感器在实际应用中，监测信号准确，减少了除尘电动机的停机时间和生产的损失，降低了维修成本，同时提高了设备的可靠性。传感器采集的信号传给PLC，通过软件进行编程与判断，可以准确的判断发电机的振动是否超差。避免电机长期运行在高振下，及时处理问题，进行维护。
在使用测振传感器系统进行测量过程中需要注意安装支架要稳定，传感器一般比较精确，如果安装不正确，会给结果造成的误差较大，目前我厂采用的测振传感器比较成熟，稳定，精度高。测振动的传感器系统核心部件是SEKSONICS LTD，测量温度用的是WZPK2-3365，该测振传感器系统可以对设备进行实时监测。装备在生产设备的轴瓦上，与计算机相连，在生产中对设备振动、温度情况实时监控，设备的振动、温度数据可通过计算机处理直观显示。具有精准，灵敏、热响应时间快、质量稳定、使用寿命长等优点。
2 干扰信号的判定
测量方法是测振仪在电动机两端的轴向，水平和径向各点上进行测量，并检查其振动值是否超过允许限值。现风机电机轴承振动设定4.0 mm/s高报、6.0 mm/s高高报，风机轴承6.0 mm/s高报、10.0 mm/s高高报。当电机出现振动值异常时，某个值就会报警。微机在线监控就会发出信号提示或声音报警，电机前后端轴承振动，风机前后端振动，不同的缺陷和故障，引起振动方式也不同。振动能客观地反映电机的运行状态，对电动机的振动进行测量和诊断，是掌握其运行状态和发现故障的重要手段。测振仪器与测量点应接触良好，当测振仪出现周期性稳态摆动时，应读取其最大值。
实际工作中，经常出现高报甚至高高报。如图1所示：
3#高炉通风除尘系统电气设备主要由1台2 500 KW和2台3 150 KW高压电机组成。在运行过程中出现了风机突然停机现象。出铁场除尘2#除尘风机电机（3 150 KW）出现前端径向振动值多次波动峰值超过10 mm/s，自动化检查后未见异常，后正常微机。梯形图如图2所示：
微机画面显示风机轴承振动、电机轴承振动、故障报警，但电气、微机、仪表、机械维检人员检查线路、设备未见异常，重新启动后设备运行正常。存在重大设备隐患。且频繁启动时对电网造成冲击，操作时间长。从微机趋势图上并未发现有振动值过高记录，均无异常显示。程序显示为风机轴承振动值高致使保护动作。
原因分析为：因电机振动值受过往车辆，环境影响极大，风机基础高2 m，电机本身高5 m，当外界微小干扰信号过来，如火车鸣笛，汽车鸣笛，火车行走振动。汽车拐弯，加大油门产生嗡嗡声，高炉放风等都会引起振动值的突然变化，在电机振动曲线上明显反映出来。高压大风机在野外工作，受环境和附近移动设备的影响，通讯线路极易受到干扰，产生瞬间脉动信号。因程序上振动值、温度信号采集取样周期为1 s。瞬间信号虽不被记录，但足以使程序检测到而动作。此外，检测装置中的信号以电流形式传输，在传输过程中不可避免受到线路本身制约产生畸变。判定为假信号干扰所致。如图3所示：
3 干扰信号的消除
干扰信号的出现，意味着传感器的灵敏度高，但干扰信号过于强大将把有用信号湮没。除尘风机电机一般运行频率40-42 Hz转速为590±30转/min。经过多次现场试验：在0.1～5 s中，0.1 s时间过短，干扰信号来不及消除，5 s时间又过于长，不利于问题的发现，采取2 s延时既不屏蔽有用信号，又将干扰信号消除。
最终采取信号延时方式来消除。现将出铁场除尘1#除尘风机轴承、电机轴承、定子温度和振动值每个信号加2 s延时，真正的故障信号会保持下来，而干扰信号会消失，来屏蔽假信号。即再出现报警，即为设备或通讯线路出现故障，有实际问题出现。自加装延时改进以来，经运行检验效果不错，干扰信号拒之门外。大大减少了操作工的劳动强度。随后对出铁场除尘2#风机也进行了改进。非故障停机现象大为减少。如图4所示：
4 结 语
设备在运行过程中，因设备本身原因或外部因素影响会出现信号采集工作出现偏差和误报警。出现问题要及时查找出原因所在。需要有良好的责任心，和敏感的数据分析处理技能。加强日常点检工作的到位，消除排除设备本身原因。通过对问题的分析判断和处理，找出干扰源头，掌握问题的本质，这种方法值得借鉴应用。
参考文献：
计算机前端编程范文3
关键词：数据库原理及应用；教学改革；案例驱动；问题交互式
作者简介：刘双印（1977-），男，山东菏泽人，广东海洋大学信息学院，副教授；徐龙琴（1977-），女，陕西汉中人，广东海洋大学信息学院，讲师。（广东 湛江 524025）
基金项目：本文系湛江市科技计划项目（项目编号：2010C3113011）、广东海洋大学教改项目（项目编号：XJG201140、XJG201115、XWJ2012-01）、广东省科技计划项目（2012A020200008）的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）34-0056-03
数据库技术作为信息领域支撑基础和软件学科的重要分支，其应用领域占整个计算机应用的70%以上，成为计算机领域中最为广泛的应用技术之一。掌握数据库理论知识和熟练运用数据库技术是计算机及其相关专业学生必须具备的能力。2004年教育部《关于进一步加强高校计算机基础教学的几点意见》明确指出：当代大学生应具备利用数据库技术对信息进行管理、加工和处理的意识与能力，用以解决本专业领域中的问题。
“数据库原理及应用”是高等院校普遍开设的一门专业必修课，更是计算机、软件工程、信息管理与信息系统专业课程体系中的核心课程，为后继软件工程、管理信息系统等课程的学习打下坚实的基础。针对其理论与应用并重的特点，积极探索行之有效的数据库教学方法和措施，充分调动学生学习的积极性和主动性，提高教学效果和教学质量，是从事数据库教学工作者普遍关注的问题。
一、教学过程中存在的问题
通过多年对“数据库原理及应用”课程教学以及教学效果的研究，发现教学效果不理想，有些同学虽然理解一些相关概念，但在课程设计时画的E-R不规范，不会运用数据库规范化理论对数据库逻辑结构进行优化，甚至不会编写存储过程或触发器程序，对目前流行的数据库管理系统如SQL Server 2008的数据库访问接口（如ODBC、DAO、JDBC、RDO和ADO）等不会使用的现象时有发生。“数据库原理及应用”课程教学包括理论教学和实践教学。在本课程的教学过程中主要存在四个方面问题。
1.教学大纲滞后
制定的教学大纲不能与时俱进，不适应计算机行业日新月异快速发展的需要。一旦教学大纲制定后往往多年不变，要求教师必须严格按大纲进行教学，所教的知识陈旧，与社会IT行业及企事业单位人才需求的技能脱节。
2.教学方法陈旧及教学手段落后
在课堂上主要采用灌输式、填鸭式等传统的教学方法，很少与学生进行双向互动。学生缺乏学习的主动性。另外，有些老师没有充分利用多媒体教学手段，只是把教科书上的内容简单复制到PPT上，上课读课件，缺乏感染力，课堂沉闷，学生学习积极性不高。
3.理论教学与实践脱节
由于理论部分概念抽象、逻辑性强，很少能以科研项目开发为案例向学生介绍数据库技术的具体应用，造成理论脱离实践。学生不仅难以理解枯燥抽象的理论或概念，还无法把握各个知识点在整个数据库系统中的作用。此外，对实践教学环节不够重视，上机前不做任何准备，照搬实验指导书上的操作实例，不能举一反三，做完后不理解操作的作用，不能有效地把实践的知识点转化为自己在编程中所需的技能，缺乏综合分析问题和解决问题的能力，与IT软件企业对数据库人才需求的技能相距甚远。再加上期末考核采用笔试的形式不能引起学生的足够重视。
二、教学改革措施
1.定期修订教学大纲
在每学期期中检查，数据库课程组负责人召集课程组全体成员，组织互相观摩听课的教研活动，及时与学生代表进行沟通，将存在的问题以及改进措施及时反馈给任课教师。此时，任课教师要辩证地看待此问题，一切都是为了提高教学为目的，不要闹情绪，要虚心修正自己的教学方法。在学期末根据深入到IT企业的调研，结合招聘单位对人才技术的需求和专业的培养目标及专业定位渐进式地修订教学大纲和教学计划，并要求教师严格按照修订的教学大纲进行教学，避免同一课程因教师不同所讲授课程内容有差异的现象发生。近年来，数据库课题组注重从两个方面对教学大纲进行了修订。
（1）为了使“数据库原理及应用”课程的实践环节紧跟社会主流需求，不断更新数据库管理系统（DBMS）的实验环境，如DBMS从SQL Server2005更新为SQLServer2008 R2版本；前端可视化开发工具先后采用PowerBuilder、JAVA、Visual Studio2008、Visual Studio2010，部分还配置了新不久的Visual Studio2012，让学生尽快体验新技术。
（2）根据不同专业的培养计划及专业定位修改大纲。如，笔者所在单位的信息管理与信息系统专业2011～2012年度第1学期的“数据库原理及应用”课程的理论课时由原来的48学时调整为40学时，实验课时也由16学时调整为24学时，以提高学生实践能力。为了适应这个变化，课题组对该课程的授课内容、实验内容及侧重点及时作了调整，删减了“域中的完整性限制”等理论性较强的部分，增加了数据库操作、权限管理、数据库编程、数据库访问接口等的实验学时，有效提高了学生数据库重要部分的动手能力。
2.课堂教学方法改革
（1）案例驱动式教学及案例设计原则。案例驱动教学法是以瑞士著名心理学家皮亚杰（J.Piaget）所研究建构主义理论的基础上提出来的一种教学方法。[2-3]即通过选取“科研项目案例或学生所熟知的现实问题”来创设“案例情景”，学生以“团队协作学习”的方式开展学习，通过完成“案例任务”达到掌握相关知识的目的。在具体案例教学中，学生应积极参与案例的阅读、分析与课堂讨论等环节，并发挥主体作用，而教师则始终起着引导和辅助的作用。[4]学习兴趣是最好的老师，代表性案例的设计与使用可以取得事半功倍的教学效果。为此，在设计有代表性的教学案例时应注意以下原则：
1）案例具有典型性：以现实生活中学生关注的问题为案例情景，具有典型性，能集中反映一类问题的共同本质和特点，有助于学生解答此类问题后将其应用技巧触类旁通地应用到其他领域。如在讲解数据库权限管理时，以淘宝商城购买计算机图书为例，涉及到的用户类别和用户权限如表1所示。
在该权限管理案例中，如何给用户授权、授哪些权限、如何撤销权限等用户权限管理的技术讲解形象逼真，能激发学生的学习兴趣，使学生很容易掌握grant和revoke等数据库技术。同时该技术可以推广到所有数据库应用系统中。
2）案例要有针对性：首先要根据某个单元教学目标的需要，考虑案例需涉及哪些知识点，案例讲解后还可以延伸到哪些知识单元中，何时引入案例较合适。结合教学大纲的要求设计直观、形象的案例，并充分体现案例的针对性。如在介绍SQL分类汇总查询时，以学生成绩表（学号、课程号、成绩、开课学期）为例求每个学生的选课门数和平均成绩：
该案例有针对性地讲解了分类汇总查询语句语法格式及如何分类，在此基础上可以让学生思考如何从学生成绩表中查询选修了三门以上课程的学生的学号及选课门数。给大家一定的时间进行讨论，然后让同学到黑板上书写查询语句：
这样将所讲授的知识加以拓展，从而使学生透彻地理解和充分掌握分类汇总的查询语法及作用。
3）案例设计系统性：在设计数据库原理及应用课程的教学案例时，要将本课程所有案例进行整体规划，并注意各个案例自身的完整性以及各案例之间的衔接性。要围绕学生熟知的生活案例或具体科研项目的数据库设计这一主题进行案例分解与设计，将数据库的知识点分布到各个案例单元中，环环相扣。通过案例驱动式学习，让学生理解各个案例涉及的理论知识在数据库设计过程中的地位和作用。在本门课程结束后，使得学生不但能够掌握数据库理论的知识，还可掌握对实际项目研发的应用技能，为自己动手做综合性课程设计打下坚实的理论基础，提高实践能力。
（2）问题驱动交互式教学。“问题驱动交互式学习”是近年来广受关注的一种教学模式。它强调把学习设置于难易适中、有意义的问题情境中，以“创设问题疑惑”—“分析问题”—“解决问题”为线索贯穿整个教学过程中。即任课教师首先根据教学大纲及教学知识点创设问题，激发学生思考、大胆质疑、互相讨论，教师协助学生推理、比较、鉴别和分析，最后让学生解答问题。教师根据学生解答问题的情况有针对性地讲解相关知识的重点和难点，准确地引导学生解决问题，达到掌握隐含在问题中科学知识的目的。该方法不但摆脱传统教学中任课教师一言堂或填鸭式学习的沉闷局面，还能有效提高学生注意力，引发学生探究的兴趣和求知欲望。在问题驱动交互式教学实施过程中需要注意几个问题：[5]
1）问题的设计要有启发性和科学性：启发性是指以问题为导向，激发学生思维，在师生讨论或同学之间讨论，进行逻辑推理，能够找到解决问题的答案。科学性是指问题清楚明了，难易适中，问题中要隐含一定量的知识点，并能培养学生解决问题的能力。即针对任课老师设计的问题，学生能在现有知识背景下，通过网络论坛、图书馆等方式查阅资料，独立思考或小组讨论的方式能够找到解决问题的办法，从而掌握知识点。这样，使学生的学习变被动为主动，积极探索，认真思考，整体教学质量就会有较大提高。
2）以“授人以渔”的方式解决问题：在问题的解决过程中以“授人以渔”方式把单纯解决某个知识点问题技巧转化为讲解解决一类问题的方法，使学生能够触类旁通，掌握分析问题、解决问题的方法。
3）问题中隐含知识点的掌控：问题交互式教学的目的就是让学生能够通过问题领会问题背后的知识点，掌握解决问题的方法，并在实际系统研发过程中能熟练运用。所以教师在设计问题时要很清楚该问题能覆盖哪些知识点，知识点数量要适中，即在课堂上能够解决该问题。若涉及知识点太多，连续几堂课才能完成，其教学效果将会大打折扣。
3.更新教学手段
（1）精心制作多媒体课件。在制作多媒体教学课件时，课题组组织全体成员分工合作，避免简单地把教材内容PPT化，将每个章节制作任务责任到人，利用Flash、Authorware等软件制作动画，对一些晦涩难以理解的知识点增加形象化的描述，以声音、图片、图像等方式展示出来。只有制作精美的多媒体课件才能吸引学生的注意力，提高学习兴趣。例如：讲到规范化理论时，如果只说关系模式易存在数据冗余大、增删改异常的话，没有动画及具体案例的配合，学生很难理解关系模式设计过程中规范化理论的作用。
（2）构建网络资源课程平台。教学手段多样，可以利用学校购置的“天空教室”系统软件和Blackboard网络教学工具研制数据库原理及应用网络教学平台。利用“天空教室”系统软件设计的网络资源课程如图1所示。同时收集国内外知名数据库专家讲课视频和自己多年研发的科研项目中部分典型案例分析作为教学的有益补充，构建数据库资源库，拓宽学生的知识面。
（3）增加师生交流渠道。组建基于Blackboard网络教学平台的讨论组、课程QQ群、飞信群和课程邮箱等，通过上述手段多渠道地与学生进行技术交流，以解决在学习过程中遇到的疑难问题。
4.实践环节和IT企业人才需求相结合，构建完备的实验体系
在实践教学环节中，学生是实践的主体，教师起主导作用，并给学生讲解目前从事IT行业需要什么技术、数据库原理及应用能为学生提供哪些技能。这种与IT人才市场对接的实验体系可以激发学生的实践兴趣，使学生采用自主发现+自主探索的方式进行实践才能取得较好的实践效果。
为实现实验教学目标，构建完备的实验体系，课程组将实验体系规划为五类，如操作型、验证型、综合型、设计型、研究创新型等实验类型。其中操作性实验就是教师根据学生实际情况精心编制在实验指导书上的具体例子。学生按照指导书上的操作步骤或代码在计算机上独立地操作一遍，以了解该实验的流程。如“数据库的创建与管理”实验，就是通过启动SQL Server2008，在SQL Server Management Studio中通过界面或SQL语句两种方式创建数据库，对数据库的初始大小、保存路径、增长方式等进行管理，使学生对该数据库管理系统有直观的理解，提高他们的学习兴趣。验证性实验就是对课堂讲授的数据库增删改基本语法，根据实验要求，在计算机上输入SQL语句检验自己是否掌握了相关语句，验证实验结果和理论上分析的结果是否一致。而综合性和设计性实验的主要目的是通过对理论教学的深入学习掌握SQL语句基本操作和数据库设计方法等知识。根据实验指导书的要求，可以让学生自己完成学生学籍管理系统数据库的设计或者设计模拟银行转账的存储过程等，进一步提高学生分析问题、解决问题的实践能力。研究创新型实验承担着整个课程中学生开发能力与自主创新能力培养的重要任务。该实验能够把前面零散学习数据库技术贯穿起来，以软件工程的思想为指导进行系统的设计分析与设计。通过当前比较流行的面向对象开发工具进行编程，完成一个中小型的数据库应用系统。这一过程和课程设计是一脉相承的。
5.严抓课程设计质量，发挥创新思维
课程设计是发挥学生创新思维、综合锻炼学生分析问题、解决问题、提高动手能力的过程。为此，在课程设计过程中把好课程设计的“选题”、“过程监督”、“结果评价”三道关至关重要。以2～3人组成课程设计小组，学生自由组合，并选一个协调能力强的学生为组长。教师以科研项目的子课题或一些学生所熟知的数据库应用系统为题目，供学生选择。学生也可根据自己生活中的具体案例自拟题目，但该题目必须要涵盖数据库原理及应用的主要知识点，并有一定的难度和工作量，经指导老师认可后才可以作为课程设计题目。接下来各小组成员都要按照数据库设计的六个阶段对所选题目进行分工协作，详细记录各阶段的标志性成果，如可行性报告、需求分析说明书、数据字典、编码规则等，[1]共同完成一个有一定实用价值的数据库应用系统，着力培养学生的团队协作精神、项目开发能力和职业素养。在结果评价过程中，要求每个同学介绍自己在课程设计系统开发过程中做了哪些工作、取得哪些阶段性的成果。不能与其他同学有交叉，并接受教师和其他小组代表的提问，采用去掉学生评定的最高分和最低分后加权求其平均值。其中教师权重系数为60%，学生权重系数为40%，以保证评价结果的客观性。
通过在课程设计具体项目中实践，提高了学生解决实际问题的动手能力，使学生综合运用所学知识并在锻炼中得到升华，使问题交流与表达、思维创新、团队协作、实践动手等能力得到显著提高，并为未来走向IT行业积累了宝贵的实战经验。
三、结束语
实践证明，以培养学生学以致用、所学知识与IT企业人才需求对接、提高教学质量为出发点的数据库原理及应用教学改革不仅丰富了教学方法及教学手段，激发了学生学习的积极性，提高了教学质量和教学效率，还有利于培养学生分析、解决实际问题的能力及团队协作精神，为学生从事IT行业奠定基础。诚然，由于不同高校以及学生情况存在一些差异，完全照搬其他学校的教学改革措施是行不通的，根据本校学生具体情况进行数据库原理及应用课程改革也不是一蹴而就的事情，仍存在很多问题需要完善，今后课程组仍将继续完善数据库的教学改革工作。
参考文献：
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