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(華北理工大學理學院,河北唐山063009)摘要:分析地方高校大學計算機基礎課程的現狀,以培養學生的計算思維能力為目標,提出將虛擬實驗體系融入實踐教學環節,構建集虛擬實驗平臺、實踐訓練平臺、網絡作業平臺和綜合測試平臺為一體的虛實融合的實驗平臺,為學生提供豐富的課內外實踐訓練,在培養學生計算思維的同時提高其應用技能和創新素質。
關鍵詞 :大學計算機;虛實融合;實驗平臺;教學改革
基金項目:全國高等院校計算機基礎教育研究會( 201448;201449)。
第一作者簡介:張春英,女,教授,研究方向為數據挖掘、社會網絡、計算機教育,zchunying@ncst.edu.cn。
1 地方高校的計算機基礎課程現狀
隨著計算機技術的發展和社會對計算機能力需求的變化,大學計算機基礎課程面臨嚴峻考驗,教學過程中也凸顯出各種問題。尤其在地方高校,各種條件的制約讓計算機基礎課程面臨一系列問題。
(1)學生的學習意識不強。大學計算機基礎課程是大學生入學后的第一門計算機課程,大部分學生沒有意識到課程的重要性,他們的學習意識仍停留在簡單操作上,沒有對計算機原理性知識的渴求,沒有意識到計算機知識的系統性,沒有深入理解計算機處理事務的過程,缺乏“計算思維”。遇到陌生、復雜的問題時,不知從何下手,不能用計算機知識對問題進行分析解決。
(2)教師對改革認識不深。課程改革一直是授課教師考慮的重要課題。大學計算機基礎課程也經歷了多次的改革,從一開始的“文化技術基礎”到后來的“信息技術基礎”,再到現在的“大學計算機基礎”,每次變革主要體現為形式的變化,而不是內容的變革。教師因受諸多因素(如教學大綱、社會需求、固化的教學模式等)的制約,思維被長期禁錮于軟件訓練和操作培養方面,對于實質內容的改革認識深度不夠。
(3)管理層的重視程度不夠。越來越多的人會簡單使用計算機,這就造成很多教育管理層的人員懷疑大學計算機基礎這門課程的重要性,甚至其存在的必要性。目前在很多學校,這門課程的課時已被縮減,教學設施配備也顯得匱乏;部分學校甚至已停止該課程的開設。
2 大學計算機基礎課程改革勢在必行
目前,各大高校積極開展將“計算思維”納人大學計算機基礎課程的相關教學改革中,但效果并不明顯。究其根源,在于高校對計算思維的認識還不夠成熟,沒有形成完整的指導體系,思路不清晰。
我國高校教育有著明顯的層次關系,各級院校的人才培養目標是不同的,基于計算思維能力培養的大學計算機基礎教育改革必須分類型、分層次進行。地方院校既不能完全放棄現有的教學大綱和教學內容,搞“一刀切”;也不能完全沿用以前的內容,任由課程形勢惡化。在此背景下,華北理工大學計算機課程改革如何實施,是任課教師需要思考的關鍵問題。
3 構建“虛實融合”實驗平臺
3.1 引入虛擬實驗,訓練學生計算思維
2014年3月,我們走訪了北京理工大學計算機基礎教學部,李鳳霞教授介紹了由她的教學團隊研究開發的計算機虛擬實驗體系,以及“以虛擬實驗方法促進計算思維落地的教學研究”的整個實施過程。經過深度交流討論,我們體會到,虛擬實驗技術對計算機基礎課程教學內容和方法的改革起到很大的推動作用,將虛擬實驗引入實踐教學過程,在深化理論基礎知識的同時兼顧應用能力的培養。結合學校地方特色和計算機基礎教學改革現狀,我們制定了一套基于計算思維能力培養的虛實融合教學模式:從北京理工大學開發的18個虛擬實驗中,選取其中6個實驗融入到實踐教學環節,并為此重新制定了教學日歷,調整了教學內容,見表1。該模式于2014年9月正式實施。
3.2 構建虛實融合實驗平臺,實現思維落地
針對大學計算機基礎實踐性強的特點,為了培養學生的實踐操作能力和創新能力,我們構建了虛實融合實驗平臺,將課程的實踐教學分為虛擬實驗平臺、實踐訓練平臺、網絡作業平臺和綜合測試平臺,如圖1所示。
虛擬實驗平臺旨在通過仿真軟件的交互演示使學生真實體會計算機的思維模式。平臺部分實踐了計算思維在大學計算機課程中的表達問題,如“圖靈機模型與計算機硬件系統虛擬拆裝”“字符編碼與信息交換”等實驗,不同程度地展示了基于計算機的問題求解的優勢和限制,說明了形式化方法的基本理論和概貌。
實踐訓練平臺旨在提高學生的計算機實際操作技能。平臺共設計了16個實驗和8個綜合能力訓練,主要內容包括操作系統基礎、文字處理基礎、計算機網絡基礎、網絡信息安全、多媒體技術基礎和數據庫技術基礎。每個實驗含實驗指導,分為驗證性實驗和設計性實驗;綜合能力訓練共包括26個題目。
網絡作業平臺旨在跟蹤檢驗學生的實驗水平和知識掌握情況。平臺針對每個章節設計了選擇題、填空題、判斷題、問答題和操作題;章節學習結束后將題目通過系統到網絡上,學生可登錄平臺隨時完成作業,在作業截止日期前,對該項作業學生可多次提交,平臺以最后一次為準。在作業評判后,學生可查看作業成績和作業中的錯誤。
綜合測試平臺旨在檢驗并激勵學生提高自己的知識水平和計算機操作能力。其中設計了分章節的試題庫,引入了其他高校的多套大學計算機課程試卷。每學期組織學生進行1~2次階段測驗,我們采取按一定的難易度比例隨機抽題的策略,題目來自多所大學,如此可以使學生緊跟全國高校學生的水平。
4 新實驗平臺下的教學改革實踐
我們在原有的“平臺+軟件”框架下,引入新的教學模式,具體表現為:
1)虛擬實驗平臺部分實踐了計算思維的表達問題。
引入的6個虛擬實驗側重于計算機原理性、基礎性、系統性的教學內容展示。虛擬實驗的演示、交互和驗證,使得抽象、枯燥的原理變得生動并易于理解;虛擬實驗深度剖析計算機的基本原理,讓學生在分析實際問題時能夠站在計算機的角度思考,從而利用計算機解決問題,引導學生建立計算思維的方式。
“圖靈機模型與計算機硬件系統虛擬拆裝”實驗,采用動畫形式展示了圖靈機模型和馮·諾依曼體系結構,使學生更深刻地理解計算機科學的核心問題,真正認識計算的本質;通過對實際微機的虛擬拆裝,學生可以從系統級的角度直觀地了解微機的硬件系統組成及各部件的作用。該實驗解決了地方院校計算機硬件教學資源缺乏的問題,能促進學生對計算機硬件系統的認識,加深對可計算問題和可計算系統的深刻理解。
“計算機中的數據表示與計算”實驗,結合二進制數據的表示、存儲、計算和處理來說明計算機中的數據表示與計算規則,使學生理解并掌握數據在計算機中的表示方法及特性。通過數的精度、溢出等概念演示,學生可以了解計算機中的數據所具有的優勢及所受的限制,在運用計算機時就會考慮數據的約束。
“字符編碼與信息交換”實驗,主要涉及字符型數據在計算機中的編碼表示與輸入輸出的信息交換。通過對西文字符和漢字字符的輸入、查找與顯示的過程演示,學生可以了解AsciI碼、漢字輸入碼、國標碼、機內碼、字形碼等多種編碼的作用及編碼方法,加深對編碼方法、信息交換等技術的理解,進而掌握計算機信息處理的基本原理。
“一條指令的執行過程”實驗模擬演示指令執行的過程,展示計算機有關部件的工作方式及各類信息的流動方式。通過該實驗的學習,學生以最簡單的方式體驗微指令的作用以及計算機各主要部件協調工作的過程;加深對指令、微指令以及指令系統的理解,了解指令執行的3個重要階段:取指令、譯碼、執行;進一步認識計算機工作原理,體會硬件的支持和限制,將計算思維運用到問題求解中。
每個實驗演示結束后,學生必須填寫實驗報告,以深入理解和掌握實驗所涉及的知識點。報告以提問的方式記錄了實驗的整個過程。通過填寫虛擬實驗中每一步驟所引發的部件變化和運行結果,學生將實驗過程再現,深度思考計算機工作的原理,了解計算機解決問題的機制,建立計算思維的思考過程。
2)實踐訓練平臺提高了學生的計算機操作技能。
將實踐訓練平臺中的實驗內容分為課內指導與課外強化。課內實驗由教師布置并指導學生進行,訓練基本操作技能。課外實驗拓展知識學習、強化綜合應用和課程設計,旨在培養學生的創新能力。實踐訓練平臺中涉及的部分實驗見表2。
課內實驗包括基礎實驗內容、驗證性實驗和設計性實驗。學生首先按照實驗步驟要求進行簡單練習,達到掌握基本操作技能的水平;然后在沒有提示的情況下獨立完成實驗,以驗證之前的操作方法;最后根據要求自行設計作品,使其操作能力得到鞏固提高。
拓展學習實驗不局限于課程大綱要求,以問題或專題導向為主,設計的內容反映當前的新技術和新問題,強調自主學習和創新能力培養,使教和學都能有自主空間。
綜合應用實驗相當于教學環節中的大作業,適合小組協作完成,可以和相應的實驗配合作為實驗實踐教學環節的內容,強調與實際結合,培養創新思維,激發學生學習興趣與探究精神。
課程設計是針對某個知識模塊設計的綜合性應用案例,兼顧基礎內容和拓展知識,為學生提供更自由、更主動的發揮空間,鍛煉學生的知識綜合運用能力和創新能力。
3)調整綜合評價機制,體現虛實融合的實踐效果。
課程考核方式采用過程考核與終結考核相結合的方式進行:最終成績=平時成績(30%)+階段成績(30%)+期末成績(40%)。
(1)平時成績。由出勤(5%)、模塊成績(15%)和實驗報告(10%)組成。模塊成績指每個模塊結束之后的綜合練習成績,學生利用課外時間來完成,可根據自己實際情況練習多次,以最后一次成績為準。實驗報告就是6個虛擬實驗內容,每個實驗必須在l學時內完成。學生在課堂內一邊做實驗一邊填寫報告內容,這讓他們有思考和探討空間,但課堂結束前必須提交報告。
(2)階段成績。每部分內容結束后,設定一次隨堂測驗,在規定時間完成規定內容,當堂記錄成績。這是對每個模塊學習效果的一個驗收,以此考核學生掌握知識的情況。
(3)期末成績。期末考試采用上機考試,題型包括選擇題和操作題。選擇題不是簡單的概念考核,而是從計算機系統知識角度設定合理題目,體現計算思維;操作題仍是對應用軟件的綜合考核。
綜合考核方式符合既定的教學大綱要求,能真實體現虛擬實驗融合后的教學效果。
5 結語
在以培養計算思維能力為目標的大學計算機基礎課程改革中,構建虛實融合實驗平臺,將北京理工大學的虛擬實驗體系融人實踐教學環節,采用虛擬現實、圖形圖像、可視化、人機交互等多種技術,將難以表達的概念、理論和方法以虛擬軟件方式呈現,既方便了實驗內容設計,又形象直觀地展示了計算機原理性內容,激發了學生的學習興趣,有助于學生對知識的理解掌握。今后我們還要進一步改革教學內容的設置,充分體現計算思維能力培養的目標。
參考文獻:
[1]李鳳霞,陳宇峰,李仲君,等.大學計算機實驗[M].北京:高等教育出版社,2013.
關鍵詞:實驗教學;教學方法;教學手段;創新人才培養
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
文章編號:1672-5913 (2007) 21-0038-03
1引言
實驗教學是高等院校教學不可或缺的重要組成部分,它在培養學生綜合素質和創新能力方面所起到的重要作用是其他任何教學形式都無法取代的。武漢大學計算機實驗教學中心繼承武漢大學百年教學所沉淀的優良傳統與“三創”(創新、創造、創業)教育理念,以計算機學院強大的學科優勢為依托,加強實驗教學方法的研究與探索,凝練實驗教學內涵,改革創新實驗教學手段,不斷使實驗教學改革與社會需求相適應;以培養學生實踐動手能力和創新能力為目的,以實現學生自主學習、自我創新的目標,努力為國家培養創新型復合人才。
2實驗教學方法
(1) 采取“課前預習―資料收集―示范演示―實驗訓練―技能考核”方法加強對學生基本操作、基本技能、基本素質的培養。
課前預習:要求學生在實驗前進入計算機實驗教學中心網站進行預習。計算機實驗教學中心網站中放置了與實驗配套的實習指導書、多媒體教學課件、實驗錄像和其他網絡學習資源,例如儀器設備的使用與操作說明、實驗常見問題,等。
資料收集:課前學生根據實驗大綱、實驗要求、實驗目的及實驗內容,等,自行通過Internet或電子圖書館搜索查找實驗支撐材料,掌握實驗流程與步驟。
示范演示:實驗課前10~30分鐘內,指導教師講解實驗要求,示范操作與演示,觀摩部分學生操作演習,并由教師和學生共同點評。
實驗訓練:在實驗教學過程中,指導教師與實驗輔助教師、研究生助教共同指導學生實驗,解答學生實驗過程中的疑問。如果學生在規定時間內沒有完成實驗或感覺自己不夠熟練,還可以預約開放實驗室進行反復實驗訓練。
技能考核:制定詳細的操作、技能評分點與評分標準,執行實驗課程的量化考核。
(2) 在綜合設計類實驗教學中實施“啟發引導―自主選題―方案設計―實驗探索―合作討論―撰寫報告―考核評價”教學方法。
綜合設計實驗是一種能夠培養學生綜合應用知識和創新能力的方法和途徑,可以極大激發學生對實驗的積極性。實驗中心采取了“啟發引導―自主選題―方案設計―實驗探索―合作討論―撰寫報告―考核評價”的教學方法。
啟發引導:綜合設計實驗一般安排在相應實驗課程的后半學期或者下一學期,但是在實驗課程開課之初就已經明確告知學生實驗要求和實驗安排、實驗準備步驟,以及基礎理論、基本操作技能對綜合設計實驗的重要性。闡述綜合設計實驗的意義,使學生認識到進行科學研究、科學思維以及發揚科學精神的重要性。
自主選題:在實驗教材或實習指導書中都編寫了綜合設計實驗。綜合設計實驗內容包括:綜合設計實驗的意義和要求;選題范圍、教學安排和教學指導(實驗選題參考、綜合設計實驗教學舉例和推薦參考資料,等)。此外,教師還從科研項目、實踐基地、合作企業提供的問題中選擇合適的綜合設計實驗題目,公布在實驗中心網站上,供學生選擇,也可以由學生完全自主選擇題目。
方案設計:學生提前將綜合設計實驗的題目、實驗設計方案和所需要的儀器設備及實驗耗材等提交給指導教師。經共同討論修改合格后,方可進入下一步工作。
實驗探索:學生按照經過討論修改的方案在實驗室進行實驗,教師根據學生實驗進展情況及時給予指導。部分綜合設計實驗由于具有很強的研究性,在規定的實驗教學計劃學時內很難完成整個實驗,實驗中心對專業學生免費開放實驗室,為實驗的順利完成提供有力保障。
合作討論:綜合設計實驗結束后以班級或小組為單位進行交流與總結,共同提高。
撰寫報告:綜合設計實驗的實驗報告按實驗中心自制的格式或科研論文的格式書寫,要求提交電子版。優秀的實驗報告可在實驗中心網站上或在大學生自己創辦的雜志“e鳴院刊”上發表。
考核評價:制定綜合設計實驗成績評定標準細則,包括方案設計、實驗方法、實驗操作、實驗結果、協作精神、實驗安排、創新內容、演示效果和實驗報告等部分。
(3) 在研究創新類實驗中實施“實驗中心―教師團隊―學生科研團隊―興趣小組四位一體”的教學方法。
將“實驗中心―教師團隊―學生科研團隊―興趣小組四位一體”的教學方法用于研究創新實驗教學,起到了非常好的教學效果,教學科研相互促進,有利于提高實驗教學水平,有利于科學研究的進展。
3實驗技術手段
(1) 利用新技術開創實驗教學新手段、增強實驗效果
實驗中心鼓勵教師利用計算機新技術積極開創實驗教學新手段,例如:
網絡協議分析儀幫助學生深入理解網絡通信原理
為了幫助學生更好地理解網絡通信原理,透徹地掌握數據的封裝和解封過程,清晰地了解網絡協議的工作過程,實驗中心花費40余萬元購買了網絡協議分析儀,學生在實驗過程中,通過可視化方式清楚地了解通信雙方交互的過程。
同學們都反映通過網絡協議分析儀,以前晦明不清、看不見、摸不著的網絡數據包現在都栩栩如生地展示在計算機屏幕上,非常形象生動且易于理解。
多媒體電子學習平臺
實驗中心應用自主開發的“863”成果架構了計算機實驗教學多媒體電子學習平臺,包括“自主學習”、“網上課堂”、“作業評閱”、“實驗報告”、“實驗錄像點播”、“在線測試”、“學習園地”等功能模塊,極大地方便了學生的自我學習。
通過多媒體電子學習平臺,學生可自主查閱資料、預習實驗內容、分析與評估實驗結果、撰寫實驗報告和課程論文,等。多媒體電子學習平臺中包括與系列教材配套的多媒體實驗教學課件20余件和“微機系統與接口技術”等10門網絡課程。
此外,實驗中心還建立了大學計算機基礎、計算機網絡與通信、數據庫技術、高級語言程序設計、匯編語言程序設計、編譯原理等精品課程教學網站。
計算機組成原理特色課件
實驗中心利用計算機新技術開發了特色鮮明的計算機組成原理課件,通過動畫形象生動地描繪出二進制數據如何在控制器、譯碼器、運算器、寄存器、外存、內存等計算機部件之間傳送,幫助學生加深理解。
通過在線“虛擬實驗室”輔助學生自主實驗
實驗中心獨立開發的在線“虛擬實驗室”,打破時空限制,采用網絡自主式實驗模式為計算機專業學生提供貫穿本科階段的全天候服務。學生可隨時隨地進入“虛擬實驗室”選擇某一項目進行實驗,系統會對其實驗結果自動評價。學生在四年時間內只有達到一定標準后,才能獲得相應必修學分。網絡自主式實驗模式提供的個性化服務充分體現了“因材施教”的教學指導思想。
(2) 通過實訓平臺提升學生能力
實驗中心為了更好地提升學生實際動手能力,構建了軟件工程、網絡工程、信息安全綜合等多個實訓平臺。這些平臺的使用有效地增強了學生綜合運用知識的能力,解決實際問題的能力,更重要的是激發了學生的學習興趣,增強了自信心,開拓了思維能力。
(3) 通過大學科聯合培養給學生提供更多、更好創新環境和機會
武漢大學計算機學科綜合實力強,特點明顯。由劉經南院士擔任主任的軟件工程國家重點實驗室設備環境優良、師資力量雄厚,是國內外軟件工程理論研究與應用研究的中心之一。實驗中心與計算機學院、軟件工程國家重點實驗室、國家多媒體軟件工程技術研究中心多方聯合,為學生提供更多的科研課題、創新基地和指導老師。
實驗中心在軟件工程國家重點實驗室建立“軟件工程創新基地”,在國家多媒體軟件工程技術研究中心建立“多媒體技術研究創新基地”,為本科生創新研究和技術成果轉化提供了優良的條件。
(4) 在校外建立實習基地
校外豐富的科研資源是本科教學培養中難得的條件,實驗中心每年將部分學生送往下屬的12個校外實習基地進行學習,接受實習基地先進實驗技能的培訓和科研前沿的熏陶。和實驗中心簽訂合作的校外實習基地包括:北京安天電子設備有限公司,等。通過和企業公司簽訂合作協議,每年暑期或從第四學年開始由應用研究能力強的老師帶隊,選派部分學生到相關企業進行社會實踐。通過這種措施,既解決了企業的生產難題,又培養了學生的實踐動手能力和創新能力。
4結束語
我們通過改革實驗教學方法,拓展實驗教學手段,充分利用計算機實驗中心和社會資源,以培養學生創新和綜合運用知識能力為目的,不斷深化實驗教學改革,提高教學質量,收到了良好的效果。
收稿日期:2007-07-02
1、教師、學生的思想動員和前期準備工作
分級教學最容易讓學生產生個體歧視的錯覺。由于分級教學的等級或層次是根據入校后進行的分級測試成績來確定的,有一部分學生可能會因此覺得比別人略低一層次,這無疑會讓一些學生從心理上產生被“歧視”的感覺。致使教學兩極分化,即優秀者更優秀,差者則“破罐子破摔”,達不到分級教學的目的。因此對學生的思想動員很重要。我們主要是采用在新生入學教育階段,通過多次講座形式對學生在計算機分級教學、全國計算機等級考試等方面進行講解,使學生認真對待分級教學這件事情,徹底打消被“歧視”的想法。分級教學給教學管理工作難度加大。分級教學打亂了以往院(系)、專業、班級的界限,在課程安排、成績登記過程中,不可避免地給教學管理人員、任課教師增加了難度,且學生的班級是呈動態變化的,極易造成部分學生成績的“丟失”;因此,對教務管理系統和教學管理人員,提出了更高的要求。
2、分級測試準備
每年新生剛入校,對所有大一新生進行一次計算機基礎知識和基本技能測試,測試采用我校成熟的測試軟件———萬維全自動網絡考試系統在計算機上進行,考試形式為閉卷,測試大綱由信息工程學院結合現行《大學計算機基礎》教學大綱確定。主要內容包括計算機基礎入門、信息表示、微機硬件系統、辦公軟件、多媒體技術、網絡技術、網頁制作。
3、測試成績認定及分班
根據入學測試成績將學生劃分為三類,測試成績在前20%的學生,可以免修《大學計算機基礎》課程,直接獲取這門課程的學分(即不必上《大學計算機基礎》課程),并且,其測試成績將按照映射方式換算為百分制分數的免修成績錄入教務管理系統,映射起始分為70分。將剩余學生按成績排序一分為二分別編班A班和B班。此外,獲免修資格的學生,可以在免修成績正式公布兩周內向所在院系申請放棄免修資格。經批準后,其免修成績失效,參加《大學計算機基礎》課程的正常課堂學習。對于測試成績為“未通過”的學生,必須參加《大學計算機基礎》課程的正常課堂學習。分級測試成績不影響學生在《大學計算機基礎》課程的正常課堂學習中的考核成績。
二、教學內容確定、教材選定與編寫
A班學生,基礎相對比較薄弱,在授課內容上主要以“全國計算機等級考試”一級的考試大綱內容為主,精講多練,加大學習內容的輔導和學習方法上的指導。培養學生熟練使用應用軟件解決學習和工作中遇到的問題的能力,使用經典案例驅動教學,對有代表性的案例詳細講解、多次示范,達到舉一反三的效果。實驗課要“多練”,組織教師編制學生實驗指導書,每次實驗課前,學生對實驗任務明確,實驗過程中有專門教師指導。在本課程教學結束后,能讓絕大部分學生通過全國計算機等級考試一級。B班適當加寬知識范疇,全國計算機等級考試二級科目中的OFFICE高級應用考試大綱為主,主要講授windows操作系統的高級應用、辦公軟件的高級應用、網絡的高級應用、多媒體素材、獲取、編輯、轉換等內容。加大教學計劃中上機課的課時比例,以任務驅動式教學為主,多為學生提供經典例題和教學實例,鼓勵學生獨立完成。努力培養學生自學的能力,充分發揮學生的積極性、主動性和創造精神,要求學生通過網絡、圖書等方式獲取學習資料來自主學習,學習的任務主要靠學生自己完成。教學的主要任務轉變為教給學生學習的方法,教學的重點轉變為培養學生分析問題、解決問題的能力。因教學內容和重難點不同,A班和B班的教學內容和教學策略不同,我們應組織一線教師編寫適合我校的《大學計算機基礎A》和《大學計算機基礎B》教材,且不斷的修訂和完善教學內容。
三、大學計算機基礎教育分級教學實施
1、采用“3+X+Y”的分級教學方案
針對以上存在的問題,我校計算機課程的教學組織方式和教學模式必須進行改革。大學計算機基礎教學模式改變為“3+X+Y”模式,(“3+X+Y”教學模式是:大一新生剛進校進行分級測試,成績合格的學生直接拿到學分,選修其他自己感興趣的課程,A班和B班學生分別學習《大學計算機基礎A》和《大學計算機基礎B》這門課,而第二學期根據所學專業,按照教學大綱的要求,選擇不同的計算機程序設計基礎課程,即“X”,在第四學期,根據專業的特點再學習一門專業計算機課,就是“Y”)。我們的著手點是:對“1”進行分級教學,將“1”變為“3”,不再“齊步走”、一刀切。
2、大學計算機基礎的教學的分級手段
分別使用《大學計算機基礎A》和《大學計算機基礎B》教材進行教學。這種分班方式,打破了傳統的以專業分班方式的教學。很好的改善了目前部分學生“吃不飽”和部分學生“消化不了”的現象。
3、教學過程中與所學專業的結合
非計算機專業學生學習計算機的基本目的是:以計算機作為工具,解決其專業領域內行業軟件具體應用的能力。因此,在教學中不能同一教材,要針對具體專業,有所側重,講授一些計算機與其專業領域的具體應用。并鼓勵學生在網上檢索與自己專業相關的典型案例進行學習,進一步搜尋一些行業軟件,為今后的模擬實驗和參加工作打基礎。比如會計專業,可以在Excel教學中加大力度,學習一些數據處理的高級應用。音樂專業的學生,專業打譜軟件Overture軟件的介紹與學習是必不可少的。
四、分級教學成績評定
成績的評定在教學過程中發揮著重要的作用,是目前衡量教學效果的重要手段。總評成績等于平時成績*0.3+期末成績*0.7,平時成績主要根據學生的課堂考勤、課堂表現、學生作業和實驗報告完成情況來確定;期末考試成績由上機考試的成績確定,學生在計算機上完成并提交試卷,由計算機自動閱卷。A、B班期末考試試題有所區別,考試范圍由授課教學大綱決定,簡言之考試的內容就是平時上課所講授的內容。
五、結語
【關鍵詞】計算機基礎;課程教學;高職高專;問題分析;改革措施
Abstract:“Conputer basis”as an introductory course in basic computer education,each non-computer science student of colleges and universities need to study.As a public foundation compulsory,it plays an important role in the process of students to master computer skills.This essay briefly analyzes the existing problems on the course curriculum and teaching of Computer Basis in higher vocational colleges,discusses the reform measures to be taken by the teaching of basic computer course.
Key words:Computer Basis;curriculum and teaching;higher vocational colleges;analyze the problems;reform measures
1.引言
當下,計算機已成為一個不可或缺的工具,無論是學習、工作還是生活中,都離不開它,計算機及計算機應用已深入到了社會的各個行業。計算機應用能力就像英語一樣,成為新世紀畢業生所必須具備的基本技能之一。計算機基礎課程主要是為了讓各專業的學生掌握計算機的基礎知識,培養他們對計算機的基本操作能力,并應用計算機來解決其專業領域所涉及的問題。因而,成為所有高等院校非計算機專業大學生都必須學習的公共必修課。可見,學校對計算機基礎課程的重視及此課程對大學生的重要性。所以,就高職高專院校的計算機基礎教學進行一些思考和研究是非常有意義和必要的。
2.高職院校計算機基礎教學的基本現狀
(1)教學內容
過去,由于生活水平的限制,很多中小學都沒有配備計算機教學的條件,學生只有進入高校才開始接觸計算機、使用計算機,所以在計算機公共課的教學內容上,各高校都基本選擇了Windows,Office,Internet為主要教學內容。而隨著社會的發展,計算機越來越普及,中小學信息技術教學也得到了進一步推廣,對Windows,Office,Internet等內容的使用,學生在進入高校前就已經具備。以筆者教學中為例,很多男學生對計算機學習比較感興趣,自己在高中就學會了很多知識,所以,上課對他們來說就是重復,浪費時間,也就失去了興趣,覺得所學內容是“小兒科”。也有部分同學根本沒有接觸過計算機,連最基本的操作都不會。所以,不可盲目無選擇性的灌輸計算機體系知識。
(2)教學模式
隨著計算機教育的日益普及和人們生活水平的不斷提高,大學生在進入大學之前已經開始接觸計算機,并擁有了一定的計算機操作水平。大部分學生已經會熟練使用辦公室軟件和常用網絡軟件,甚至一部分學校學生還學習過網頁制作和圖像處理等工具,但由于地區和學校的差異性,進入大學的學生基礎不一,當然,也有學生對計算機的知識了解甚少。在教學中,筆者也發現有的同學連最基本的打字都不會,其他的更沒有接觸,但畢竟這是少數。在這種情況下,如果不考慮周全,按班級自然組班甚至幾個班合起來上課,教師在教學過程中對各層次學生就難以兼顧。如果講授內容過于簡單,會使高水平學生喪失學習興趣;如果講授內容偏難,會使基礎差的學生難以掌握,從而影響教學質量。所以,統一的教學模式急需轉變。
(3)教學方法
計算機基礎作為基礎課程,一般都是每周2學時或3學時,所擔課時量比較少。如何在較短的課時內將豐富的知識體系灌輸給學生?如何讓學生比較有興趣的接受新型知識?如何提高學生的動手操作能力和解決問題的能力?這些都需認真考慮,而不能采取傳統的教學模式,一味的講解計算機科學體系結構。
(4)教學環境
實驗教學作為課堂教學的重要輔助手段,其對于學生動手操作能力的提高、理論體系知識的鞏固、課堂學習興趣的增強、自我認知的肯定等方面都起到了非常重要的作用。可是,因為不同學校對其實驗課時、實驗素材、實驗環境、實驗體系等環節的投入不同,所以,實驗效果也有差異。目前大學計算機基礎課程的整體實驗效果并不理想,需進一步改進。
3.高職院校計算機基礎課程改革的措施
(1)統籌兼顧不同類型學生需求,突出專業特色
在中學階段,很多學生接受過計算機普及教育,該類型的教育沒有專業和方向的劃分,教授給學生的也是最基礎的操作方法,旨在讓學生對計算機有個初步了解。而大學計算機教育從知識的寬度、廣度和受眾的廣泛度層面都大大超出中學階段。除了要引導各專業學生掌握諸如Windows,Office,Internet等基礎知識外,還要針對不同專業的學生設計特色課程,以期學生在以后的職業生涯中能夠學以致用,如:針對會計專業的學生,應當教授一些與報表和數據處理相關的計算機知識;針對美術專業的學生,應當教授一些圖像處理知識;針對電子商務專業的學生,應當教授一些網頁制作相關知識等等。也就是說,要統籌兼顧不同類型學生需求,開設有專業特色的計算機公共課。
(2)改變填鴨式教學模式,突出因材施教
要改變以往高職教育中以“上大課”為代表的填鴨式教育,突出因材施教。首先,授課教師可采取摸底測試的方式,摸清學生的計算機水平和實操能力,分出“優、良、中、差”等次;其次,要根據掌握到的情況,在授課內容和授課進度上作出科學設置和合理安排;再次,在日常的授課過程中,要根據不同學生的實際情況設計教學方法和教學目標,要重點幫助基礎薄弱的學生加快學習進度,逐步縮小與其他同學的水平差距,要引導基礎較好的同學學習一些新知識、新技術,鼓勵指導這部分同學參加各類計算機等級水平考試和競賽活動;最后,要鼓勵學生建立計算機學習興趣小組,通過傳、幫、帶等方式,共同探討,共同進步,形成互幫互學的良好氛圍,進而逐步提高教學效果。
(3)改革傳統教學方法,采取項目化教學
計算機作為日常工作生活中必需的一個工具,其實踐操作性較強,計算機基礎課程的教學目的就是使學生掌握本專業必備的相關計算機知識,將這些知識融會貫通于實踐操作過程中。因此,對于計算機基礎課程的教學安排,不應該局限于單一的計算機科學體系結構,而應該基于專業應用的實際需求。在講授計算機基礎課程時,教師要根據所授課班級的具體方向和情況,設計出哪些內容需要重點講授,哪些需要簡明介紹,有針對性的組織好授課內容。要以理論講解為輔,實際動手操作為主的授課方式,將枯燥的文字知識,以項目實例化的形式展示給學生。針對每個版塊知識,都設計相應的項目案例演示,并采取舉一反三的方式,舉類似的案例讓學生自己重復動手操作,加深知識點的理解和實際應用。比如,在講解word版塊時,可以在講授完全部知識點后,進行階段性小總結,以要求論文的格式,布置任務,強化word各知識點的綜合應用。在案例教學中,除了可以個人獨立完成外,為了鍛煉學生的團隊精神,也可以以分組的方式集體完成。最后,針對學生的情況選擇有代表性的作品做點評。這樣教與學,練與評相結合,既使學生對理論知識理解的更深刻,又鍛煉了他們動手操作能力。
(4)注重培養動手能力,強化上機操作
計算機是門實踐性很強的課程,上機操作訓練的好壞,直接關系到學生對課程內容的掌握情況。因此,首先,教師要根據教學要求和學生對計算機基礎知識的掌握情況,因材施教的設計好上機操作題目,讓學生清楚上機的基本流程和實驗任務及實驗目的,盡可能的讓學生了解和熟悉計算機,并掌握所要求的知識。其次,教師要有耐心做好上機輔導工作,在實驗過程中要認真解答學生遇到的各類問題,幫助他們將理論更好的應用到實踐中,利于他們更清晰的理解所學知識。第三,實驗完成后教師要按照格式指導學生撰寫實驗報告。學生在撰寫實驗報告的過程中,不僅能夠更加明確課程所學的內容,還能快速知道自己在學習過程中的弱項和不足之處,從而可以提高教學質量。第四,實驗環境的建設是提高實驗質量的物質基礎,需要學校和相關部門的持續投入,包括硬件和軟件。比如,足夠的機房教室,電腦,空調,桌椅,電腦上需安裝的教學軟件等等。同時,實驗課時的安排也是提高實驗質量的保障。學校要給予足夠財力物力支持,實驗室配套設施要跟上,做好后勤保障工作。
4.結束語
總之,高職院校計算機基礎教學質量的高低,不僅關系到計算機基礎知識的普及和大學生對計算機應用能力的掌握情況,而且對大學生適應高校學習生活和走向社會也產生深遠的影響。在各高職院校大力推行素質能力培養的教學改革之際,培養出適合國家建設發展需要的有用人才,是社會賦予每一位教師義不容辭的歷史使命和不可推卸的責任。作為計算機基礎教學的老師更是應該擔任改革領頭人的角色,充分運用現代化的教育教學手段,積極探索與研究一套與時俱進、適合高職院校的計算機基礎教學方法,為開創新形勢下計算機基礎教育工作的新局面而貢獻一份力量。
參考文獻
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關鍵詞:計算機基礎教育;教學改革
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)24-6818-02
Exploration of the Teaching Methods ofCollege Computer Foundation Course
HAO Lin-lin,FANG Xing-xing
(Artillery Academy, Hefei 230031, China)
Abstract: With the rapid development of computer technology, the content of College Computer Foundation course change, update faster; specially in recent years, students’ computer quality improve continuously, which requires the organization and teaching methods for greater reforms. The auther discusses the new mode of teaching and reform in detail,based on practical teching experience, and strive to improve the teaching quality and teaching effectiveness of basic computer courses.
Key words: basic education of computer; teaching reform
《大學計算機基礎》是高等院校非計算機專業學生的一門必修公共基礎課,是學習計算機的入門課。內容涉及計算機各領域概念和知識層面的內容和大部分必不可少的應用技能。它對《計算機文化基礎》課程進行了全面的調整,強化了操作系統基礎知識、網絡基礎、Internet、數據庫基礎、計算機信息安全、程序設計基礎等方面的內容,弱化了Windows和辦公處理軟件,照顧了不同專業不同層次學生的需要。通過課程的學習,不僅要求學生要掌握計算機的基礎知識,而且要初步具有利用計算機分析問題、解決問題的意識與能力,提高學生的計算機素質,為將來應用計算機知識和技能解決自己專業實際問題打下基礎。 筆者幾年來一直主講該課程,在此談談自己的心得體會。
1 課程目標
《大學計算機基礎》主要從培養非計算機專業學生的基本素質和計算機應用能力出發來構建課程內容體系結構。由五個單元課程內容構成課程內容體系:計算機基礎知識、操作系統、辦公軟件、計算機網絡基礎及病毒這五個單元內容。第一單元是計算機的基礎,其它均為獨立的模塊。通過本門課程的學習,應掌握計算機的基礎知識和基本操作,培養使用計算機解決具體問題的能力,具體包括:能熟練掌握Windows平臺的基本操作和Word、Excel、PowerPoint的基本用法、計算機基本組成、基本工作原理、計算機網絡的基礎知識、因特網的常規應用。教學大綱和教學進度均統一,利用多媒體課件和電子教案,形成理論教學和實踐教學密切結合的教學模式。
2 課程情況分析
大學新生入學時所具備計算機知識差異很大。我們連續兩年做過問卷調查,入學前學生掌握的計算機知識多限于網絡的初步應用,比如收發郵件和聊天,但是基礎知識仍然未達到大學計算機教學的目標。社會信息化不斷向縱深發展,各行各業的信息化進程不斷加速。電子商務、電子政務、數字化校園、數字化圖書館等已向我們走來,計算機成為衡量大學生業務素質與能力的突出標志。因此,新形勢下對大學生的計算機知識結構和應用計算機的能力提出了新的要求,大學計算機基礎教育應該由操作技能轉向信息技術的基本理論知識以及運用信息技術處理實際問題的基本思維和規律。
3 教學改革探討
3.1 注重信息素質培養
信息素質這一概念是信息產業協會主席保羅?澤考斯基于1974年在美國提出的,完整的信息素質應包括三個層面:文化素質(知識層面)、信息意識(意識層面)以及信息技能(技術層面)。信息素質是信息社會人的整體素質的一部分。它不是所謂的超前教育觀,而是教育界必須要面對的現實問題。
信息素質是21世紀大學生素質結構的基本構成之一,是他們適應信息化社會生活的必備技能。熟悉并能熟練運用各種信息手段發掘、獲取所需信息,是知識經濟時代大學生成功的關鍵,大學生只有具備較高的信息素質,增強學習能力、擴大知識面、不斷進行創新和發展,才能適應信息社會的發展,促進社會的進步。大學計算機基礎是大學生入學的第一門計算機課程,作為對大學生進行信息素質教育的重要承擔者,提倡教師在課堂中采取靈活多樣、不拘形式的教育方式,以培養具有較高信息素質的新型人才為教育目標。
3.2 創新教學觀念,完善教學內容
認識了當前計算機基礎教育面臨的形勢和任務、針對高等學校具體的實際情況,我們要建立新的教學模式和進行教學改革,這就是:將多媒體教室教學和網絡輔助教學相結合,加強教師的主導作用,強調實踐環節,以培養學生能力為中心,提高學生的計算機基本素質和實踐能力,以及應用計算機解決實際問題的能力。進一步確定了計算機基礎系列課程的教學內容及各門專業課程之間的相互關系,保證計算機系列課程的科學性和先進性。計算機基礎教育課堂教學著重講授計算機技術中的一些重要概念和方法,培養學生對基礎知識掌握和方法,主要的技能知識內容放在實驗教學環節。
計算機課程應該根據不同的專業有不同教學計劃,不同專業的計算機基礎課程應該包括針對該專業特點的內容。同時充分考慮學生的興趣,計劃內的計算機教學已經不能滿足需要,應該有選修計算機課程;該課程又是針對非計算機專業設計,因此,也要突出課程內容的實用性。總之,各專業的計算機課程按照重基礎、強實踐,突出綜合應用能力的原則建立計算機基礎教育課程體系。
3.3 與時俱進,更新教學手段
計算機課程是實踐性很強的課程,計算機知識與能力的培養在很大程度上有賴于學生上機的實踐與鉆研。我們應該不能只有課堂教學,在現形勢下,網絡的應用給我們的實驗教學提供了很好的平臺。有條件的學校應該有課程的網站,教學中的高層次的需求在網絡中得到極大的補充。網站的建設包含講義、實驗指導書、網絡課程,還應該包含自學需要的素材庫、試題庫,以及可以開發出考試系統等豐富的教學資源和軟件,它們各自自成體系又相互關聯,各種教學形式互相補充又充分發揮了各自的優勢,滿足了各專業不同層次學生的需求。計算機基礎教學應該是課堂教學,實驗教學,網絡教學三位一體,相互促進,各方面全面培養學生的上機動手能力、獨立分析問題和解決問題能力、知識綜合運用能力。
3.4 改革教學考核手段
為了保證計算機教學質量、促進計算機教學改革,同時應該改革計算機教學的考核手段。在新的計算機基礎教學中,我們采用了“平時課堂表現和作業評價+上機實驗成績+機試”三部分組成的課程學習評價模式。
1) 平時課堂表現和作業評價。在課堂教學中,采取集體備課,案,鼓勵任課教師根據所帶專業和學生的特點創作個性化的課件,加強師生互動,激發學生學習的興趣。
在平時作業中,按照兼顧“基礎知識、綜合應用和研究開發”三種類型的題目給學生布置作業,引導學生在掌握基礎知識的基礎上,能夠理論聯系實際,增加創新意識。比如在講完計算機的組成之后,可以設置讓學生自己完成配置一臺性價比適宜的多媒體電腦的清單,學生可以通過這項大作業實地調查和了解電腦的最新發展動態。又比如,在講完Word一章后,可以讓學生發揮想象力設計個性化的自薦表。通過這些作業,給學生自由發揮的空間,不僅鞏固了學生對基礎知識的掌握程度,而且還增加了學生對計算機基礎課程的學習興趣,為科學考核學生的計算機文化素質提供了充分的依據。
2) 上機實驗成績。“大學計算機基礎”是一門實踐性很強的課程,除了理論學習之外,還有12學時的上機實驗。因此,對上機實驗課的考核也不容忽視。每次上機實驗課前都給學生布置上機內容,要求學生提前預習,做到有備而來,課后要求學生寫出上機實驗報告,總結上機實驗中的收獲和不足之處。讓學生盡可能抓住每一次上機實驗的機會多動手練習,提高動手實踐的能力,使得上機實驗課真正發揮出它的作用。
3) 機試。采用無紙化上機考試的方法,即在計算機上考計算機,使考試公平、公正、合理。同時使考試更接近實際教學實踐,有利于對能力的考核。這一改革使學生上機的積極性明顯提高,動手能力也明顯增強。
4 結束語
《大學計算機基礎》課程教學質量的好壞,將會對非計算機專業學生的基本素質和計算機應用能力產生很大的影響。如何采取合適的教學方法,上好大學生的第一門計算機基礎課程,是每個教學工作者都很重視的問題,各個高校也在努力探索和實踐。
參考文獻:
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