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關鍵詞:計算機 教學過程 創新能力 培養分析 教學氛圍
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)03(c)-0-01
培養學生的創新能力有利于提高學生的創造性,激發他們的潛能。而就職業技術學校計算機專業學生來說,教學中要尤其重視他們的創新能力的培養。在計算機教學過程中,學校應該要努力研究市場方向,以市場的人才需求為主導,努力對教學模式進行改革和創新,從而掌握切實可行的教學方案,來提高學校在培養人才上的培養能力和水平,讓每一個計算機專業學生都能夠具備一定的創新意識,努力發揮所長,提高他們獨立思考,自主探究的能力,以及他們的綜合實踐能力。
1 營造創新教學氛圍,樹立創新意識
教學氛圍是基礎。不同的氛圍下,學生的學習效果相差很大。要培養學生的創新能力,在教學過程中,首先要營造良好的創新氛圍。讓創新的理念深入學生心中,他們才能夠在日常學習中,逐漸樹立起創新意識。營造良好的創新氛圍要做到以下幾點:(1)在教學過程中,教師要做好創新引導,努力發揮教師的引導作用。(2)教師在教學過程中,應該牢牢把握創新理念和創新原則,并且告訴學生創新對于計算機專業學生的重要性。教師要努力讓學生跟著自己的思路,摸索創新實踐的本質。(3)在教學過程中,教師應該鼓勵學生大膽進行創新思考,從創新的角度去思考一些專業問題,不管學生的思考正不正確,都應該給予鼓勵,學生只要敢于提出自己的創新理念,都應該得到教師的認可和欣賞。在這樣開放的教學氛圍下,學生就能夠更加積極地發展自己的創新意識。不斷地培養自己的創新能力。
2 創新教學模式,靈活運用各種教學手段
在計算機教學過程中,要創新教學模式,運用有效的教學手段來促進教學質量的提高,培養學生的創新能力。創新能力的培養要緊密結合理論教學和實踐教學。理念教學上的創新培養,可以激發學生的創新思維,而實踐課堂的創新培養,可以提高學生的動手實踐能力。創新教學模式,可以從以下兩點考慮:
(1)是要以積極研究學生的學習情況與學習能力為基礎,根據學生的特點和學習能力選擇適合的教學手段來進行教學設計。可以適當地配合不同的教學形式,比如多媒體教學與傳統教學的結合等。根據學生的實際情況,確定創新教學模式,從而激發學生的學習興趣。
(2)是要創新實踐課堂教學模式。計算機專業學生必須要具備良好的實踐操作能力才能夠被企業所認可,并且,實踐創新對于計算機專業學生是十分關鍵的。在培養學生實踐創新能力上,可以采用“任務驅動法”的實踐教學形式。教師定期布置一定的實驗任務,讓學生以小組或者個人的形式,獨立完成實驗內容。教師只是發揮引導作用,比如選擇合適的實驗任務,并且提供必需的實驗指導,而學生要在實驗指導下,獨立思考,并且創新自己的解題方法,最終高質量地完成實驗要求。“任務驅動法”使學生能夠在教師的指導下,進行創新思考與活動,并在不斷思考實踐中,開發學生的創新思維,發展創新能力。
3 重視實踐教學,為就業打基礎
正如前面提到的,計算機專業學生的實踐能力是非常重要的,實踐課堂要建立在理論課堂的前提下,而且理論課堂與實踐課堂要并行,在教學過程中,逐漸形成以培養學生創新能力的理論與實踐課堂。在計算機教學過程中,教師要特別重視實踐課堂教學。教學過程中,應該要高效地運用計算機實驗室,為學生提供完整的實驗設備,從而展開各種有益學生創新能力發展的活動。通過實踐培訓,學生的知識框架和對理論課堂知識的理解程度將大大提高,在理解的基礎上,才能夠形成自己獨特的見地,促進自己創新思維的形成與發展。因此,計算機教學要重視實踐教學環節,讓學生從實踐過程中,逐漸提高自己的綜合能力和素質,為將來的就業打下堅實的基礎。
4 完善教學成果評估系統,建立有效的考核制度
在培養計算機專業學生創新能力上,不僅要創新現有的教學模式和手段,還有必要改革傳統的職校計算機教學評估制度。傳統的教學評估制度大多都是由教師根據學生平時表現來評估學生的平時分,最后再結合期末考試的成績。這樣的考核方式,不利于學生將理論課堂和實踐操作結合起來。容易導致理論與實踐脫離的情況。這樣會不利于學生的創新能力培養。所以,教學考核制度應該要進一步完善,要改革傳統的教學考核制度,形成以實踐創新、操作能力為主的,平時表現和期末考試為輔的新型考核形式。這樣一來,學生對于平時的實踐創新就會更加重視,進而更好地培養學生的創新意識,驅使學生更加主動地參與到創新活動中,不斷發展自己的創新能力。改革應該要徹底,要培養學生的創新能力,光靠教學模式、手段等的改革是不夠的,考核制度也應該要隨之革新,這樣才能夠形成一整套完整的創新培養機制,更好地實現創新人才培養目標。
總而言之,在當前技術飛速發展的年代,計算機專業的人才培養目標應該向創新型人才看齊,要努力發展計算機專業學生的創新能力,提高他們的實踐操作能力,只有這樣,培養出來的人才才能夠適應社會、企業的發展,被企業所認可。而培養學生的創新能力,要從課堂教學和考核制度兩大方面著手。課堂教學又包括理論課堂和實踐課堂,對于理論課堂來說,營造創新教學氛圍是關鍵的,而對于實踐課堂來說,教師要采用合適的教學方式,要重視學生的實踐基礎,為學生將來的就業奠定基礎。最后,改革傳統的教學成果考核制度,將實踐創新納入最終的教學考核中去,這樣才能夠更好地實現創新型人才培養目標,達到充分激發每個學生的學習興趣,幫助學生樹立創新意識,最終促進學生創新能力的發展的教學目的。
參考文獻
[1] 宋效平.淺論中職計算機教學的創新[J].考試周刊,2011(56).
[論文關鍵詞] 多媒體 專業英語 教學模式
[論文摘要] 隨著多媒體網絡技術的發展,計算機專業英語課程的教學方法值得探討,多媒體在計算機專業英語教學實踐中的優勢體現在:激發學習興趣、提高教學效率、開發學生的智力、增長學生知識幾個方面。傳統教學模式面臨極大的挑戰,從教學實際出發探討傳統教學模式和網絡多媒體教學模式,以便更好地為教學服務。
隨著多媒體和網絡技術的迅速發展,多媒體輔助教學手段已在教育領域得以廣泛應用。尤其,在計算機專業英語教學中,多媒體技術的應用給傳統的教學模式帶來了巨大沖擊,如何充分利用多媒體這一先進的教學手段,它將怎樣改變現有的計算機專業英語的教學模式,這些都是目前廣大專業基礎課程教師在思考和研究的熱點問題。目前針對高職教育對人才培養提出的要求:教學模式要多樣化;教學手段要信息化;學生學習要自主化、個性化;學習過程中,要以教師為主導,學生為主體;對傳統教學模式中的優秀部分也要繼承。由此可見,采用網絡多媒體教學模式并不是要完全屏棄傳統教學模式,而是要對二者“去其糟粕,取其精華”,把二者進行優化整合,從而達到教學效果最大化。
傳統課堂教學法的特點是強調以教師為中心,課堂主要以教師講授為主,強調以閱讀為主。這種模式的優勢在于:教師可根據學生的實際水平因材施教,及時地更改教學內容,改進教學方法,并利用教師豐富的閱歷和經驗對課文進行聲情并茂的講解。
當前教學改革的一項重要內容是教學模式的改革,實現從教師為中心轉移到以學生為中心,充分發揮教師與學生雙方的積極性,注重教與學的互動。發展趨勢為:采用新的教學模式改進原來的以教師講授為主的單一課堂教學模式。新的教學模式應以現代信息技術,特別是網絡技術為支撐,使英語教學不受時間和地點的限制,朝著個性化學習、自主式學習方向發展。基于計算機和課堂的多媒體教學模式的采用,實現以教師為中心、單純傳授語言知識和技能的教學模式,向以學生為中心,更加注重培養語言應用能力和自主學習能力的教學模式的轉變。
網絡多媒體教學模式計算機專業英語教學課程要求指出“應充分利用現代信息技術,采用基于計算機課堂的英語教學模式,改進以教師講授為主的單一教學模式 新的教學模式應以現代信息技術,特別是網絡技術為支撐,使英語的教與學可以在一定程度上不受時間和地點的限制,朝著個性化和自主學習的方向發展”。
網絡多媒體教學模式具有如下優點:
1、開放性:網絡教學中教育對象學習過程、學習資源及教學管理都是開放的。教育對象不受限制,大大增加了各層次學生的學習機會;而且教學過程,學習過程,方法和學習時間可由學習者根據、自己的具體情況自主決定;學習者在家里、在學校 在一切可以上網的地方都可以進入網上課堂、進行學習,可以獲取國內外網上豐富的共享的學習資源。
2、交互性:網絡教學的設計可以多方進行交互式交流,教師通過電子郵件、語音信箱、視頻等多種媒體技術獲取學生的反饋信息,學生不僅可以和自己的任課老師進行相互交流,而且還可以向提供網絡服務的專家請求指導提出問題,并且發表自己的看法;還可以根據網絡電腦提供的反饋信息,在學習過程中不斷調整學習內容和進度,自由進退,自主構架。
3、自主性:由于網絡能為學生提供豐富多彩,圖文并茂,形聲兼備的學習信息資源,學生有可能按照他們各自的實際情況來設計和安排學習,使學生成為學習的主體;在網絡中學習還可以使信息的接受表達和傳播相結合,學生通過其所表達和傳播的對象,使自身獲得一種成就感,從而進一步激發學習興趣和學習自主性。
4、個性化:學生和教師之間通過網絡交流,在學習的進行中就能及時了解到自己的進步與不足,及時地按要求調整學習,利用網絡可在任何時間進行學習或參加討論以及獲得在線幫助,從而實現真正的個別化教學。此外,網絡中有大量的個性化教育資源,如專題網絡、教育專家個人網頁、專題新聞、專業學術組織的網頁、專業化的電子雜志等,這些網上資源為學生個性化學習提供了前所未有的選擇余地。
5、豐富性:網絡是一個巨大無比的資源庫。與教師事先編制的課件和印刷型的課本本身相比,它的資料是動態的,處于及時更新的狀態,涵蓋了社會的方方面面,將教室擴大到了有信息海洋之稱的互聯網上,為師生雙方都提供了很大的選擇余地。
任何事物均有兩面性,同樣,網絡多媒體教學模式也存在著弊端:
1、多媒體技術對學生的負面影響
在課堂上,多媒體教學中的聲、影、文字等很大程度上代替了學生的想象力,這一被動引導的過程從一定程度上削弱了學生的創造性思維。如果單純依靠多媒體,把一切抽象問題都形象化,將不利于培養學生的抽象思維能力。由于受大量聲像圖文并茂的教學內容影響,學生注意力往往不能集中到所需要習得的知識上來,從而失去了學習的主動性。制作出來的多媒體課件,雖然在展示效果上堪稱精品,具有很好的觀賞價值,但運用到課堂后對教學內容的理解和掌握未必能發揮有效作用,所以作為教師應該明確地認識到計算機多媒體作為教學媒體有它的優越性,但這不等于說,計算機多媒體可替代其它一切教學媒體。多媒體課件的使用減少了師生之間的互動。
2、課堂教學活動是教師與學生復雜的交流過程
在多媒體課堂老師成了放映員,很多教師大部分時間坐在控制臺前操作設備或講解,缺乏有效的師生互動,多媒體課件變得不再是師生雙邊教學活動中的一種輔助或補充,而是一切包辦到底,這樣久而久之會使學生對多媒體教學產生厭倦心理。
在多媒體網絡教學環境下,知識的傳遞者和信息源的角色主要由多媒體教學網絡來擔任,而成功的教學關鍵還在于教師。對于教師而言,首先要求教師要熟練掌握使用多媒體和從網上獲得信息的技能,教師應是教學軟件的設計者制作者,能根據教學需要制作優秀的多媒體教材,教師還應該是研究者、學習者,對網上豐富的資源進行加工整理,使之成為學生可用的學習材料。其次,教師要能恰當地指導學生設計學習進度并檢查每個學生的進步情況,合理挑選小組成員并指導小組討論和教會學生協調小組工作的技巧。面對計算機無所不能的各種功能,學生很可能會感到無所適從,有的可能沉溺于玩游戲、看電影、聊天等,教師應對學生加以指導,比如除了教材外,還可向學生指定參考書目、文章,讓學生反饋讀書報告,或在課堂上進行交流;組織學生進行口頭交際活動,圍繞話題進行討論;檢查學生的學習情況,通過提問、聽寫、翻譯、寫作等方式檢查學生掌握課文、詞語和語法結構的情況;課堂上組織學生觀看有關課文的光盤,組織視聽活動等等,通過教師開展的這些活動,學生在上網時就會目的明確,而不會漫無目的。因此,發揮教師的主導作用將顯得尤其要。
同時,完善網絡多媒體教學模式中的評估手段。教學評估是計算機專業英語課程教學的一個重要環節。而在以培養學生自主學習和個性化學習為目的的網絡多媒體教學中,教學評估在衡量學生的學習進度和質量,改進教學管理,保證教學質量方面起到更加重要的作用。為此,要實現對學生的多方位評估,而不僅僅局限于期末的一張試卷。可以把終結性評估和過程性評估結合起來,即在以評價學生綜合應用能力為主的期末課程考試和能力水平考試外,增加對學生日常學習中的評估。從而促進學生有效的學習。
計算機多媒體技術的發展極大地促進了計算機專業英語教學,人們在享受現代技術帶來的種種方便時還應該看到,現代科技并不是萬能的,關鍵是要合理運用。多媒體技術與傳統課堂教學相結合,它是教學活動的輔助設施,我們為了教學而使用它,并不是為了使用它而教學,是否使用計算機多媒體,應取決于課堂教學的需要。只有創設英語課堂和諧高效的教學氛圍,更大發揮學生主體性、參與性、互動性,促進學生學習主動性,才能培養學生計算機專業英語綜合應用能力,更好地為專業知識服務,實現專業能力的培養目標。
參考文獻
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關鍵詞:計算機專業;雙語教學;問題;對策研究
雙語教學是指除母語外,用一門外語(目前大多是英語)作為課堂用語進行除語言學科之外的專業學科的教學,使學生第二語言與學科知識得到同步學習,并獲得跨文化交流的能力和意識。隨著IT產業的高速發展,計算機專業對英語的要求越來越高。高校計算機專業課程實施雙語教學,既有利于學生更好地掌握計算機專業技術,又有利于培養學生的英語應用能力。
1計算機雙語教學中的問題
隨著外語交流需要的與日俱增,雙語課程在高校教育中獲得了越來越廣泛的開設。但是,由于種種原因,在計算機專業的雙語教學中還存在如下一些問題。
1.1教學理念定位不準
雙語教學不是專業外語課,教學重點仍然是學科知識的傳授與掌握。
(1)片面以外語授課的比例作為授課效果的衡量標準。在該觀點的錯誤導向下,授課教師不顧學生自身的外語能力的實際情況,一味堅持高比例的外語教學,反而達不到預期的教學效果。(2)誤將雙語教學等同于外語教學,教學重點產生偏差。在該種錯誤理念下,雙語教學變成了簡單的外語教學,專業知識的傳授變成了大量專業詞匯、專業用語的翻譯和講解,學生記錄翻譯筆記的時候根本無暇兼顧專業知識的學習。(3)授課時外語的牽強使用影響了教學的專業性和準確性。在這種情況下,為了保證外語使用的比例,有些專業詞匯和用法的牽強使用和空泛解釋缺乏嚴謹的專業性和準確性,對于學生掌握本專業的前沿性、專業性的知識產生負面影響。
1.2師資力量不達要求
很多院校在選擇合適本校校情的雙語教師時往往會陷入以下困境。
(1)外語專業的教師一般不具備完備的計算機專業知識,不能進行系統的專業授課。這些教師往往具有豐富的外語教學經歷,較大的詞匯量,較為純正的外語發音,卻缺少計算機專業的知識背景,無法講透、講懂所授課程的專業知識。(2)計算機專業的教師一般在外語能力方面有所欠缺,比如:詞匯量不夠,發音不夠準確、純正,口語交流能力差,等等。這些教師的專業素養往往都較高,可以在專業知識和業務上給予學生很好的引導,但是由于缺乏相應的外語能力,起不到雙語教學的真正效果。(3)相關專業的外籍教師,與我國現實水平下的非外語專業的學生進行溝通效率低下。這些外籍教師既有相關的計算機專業背景,又有良好的外語教學能力,但是在面對外語水平偏低的中國學生時,其較低的中文水平和中國文化的理解力也會導致雙語教學效果的低下,達不到培養高素質復合型人才的教學目的。
1.3學生外語水平低下
授課的對象是學生,他們是學習活動中的主體。就我國目前大學教育現狀而言,大多數高校的學生外語能力都普遍偏低,不能夠進行高效的雙語教學。
(1)外語閱讀水平較低,不能有效地理解原版書籍。雙語教學中采用的往往是高質量的外文原版教材,閱讀能力的低下會導致學生學習教材時的有心無力,學習效果不盡人意。(2)口語、聽力能力不強,無法與授課教師進行有效的交流。雙語教學的一個特色在于師生間的有益互動。學生需要將問題用外語進行提問,再聽取教師的外語解釋,從而形成有效的互動和溝通,才能達到教學互長的目的。
1.4選用教材不夠合理
教材是傳授知識的載體,計算機專業雙語教學中的教材選擇往往會陷入兩難的境地。(1)國內高校自行編寫的計算機雙語教學類教材非常短缺,不能滿足目前雙語教學的需要。(2)外文的原版教材價格普遍比較昂貴,以目前國內的教材消費水平來衡量的話,許多雙語教學的師生只能“望書興嘆”。
1.5教學模式針對性弱
在計算機專業雙語教學的課堂教學過程中,怎樣才能針對所授課對象的差異性使自己的教學模式更加合理、教學效果更佳,對教師而言往往難以把握。
雙語教學中外語使用偏多,可能會影響學生的理解效果和課程進度;母語使用偏多,又無法有效提高學生第二語言的使用能力。因此,需要根據所教學生的具體情況來進行權衡,有針對性地調節外語的使用比例。
1.6考核手段守舊枯燥
國內大多數計算機雙語課程采用筆試考核,考核內容包括專業詞匯翻譯、閱讀理解以及代碼編程等。這種考核方式不能系統地評價學生的學習效果。考試成績的好壞往往會取決于該學生外語能力的高低,達不到全面考核學生的外語使用能力和專業知識能力的整體目標。
2計算機雙語教學的對策
2.1提高雙語教學的吸引力
興趣是最好的老師,想吸引學生參與雙語教學的學習,首先要激發學生對雙語學習的興趣,進而調動其對雙語學習的積極性。(1)增大選課前的宣傳力度。在開設雙語課程前,通過各種途徑對該課程的學習內容、學科重要性、雙語趣味性進行宣傳,畢竟現在是“酒香也怕巷子深”的年代。(2)采用學生喜聞樂見的形式增加上課的趣味性。如果雙語教學是一件產品的話,那么其上課形式就是該產品的包裝,采用學生喜聞樂見的形式來進行授課可以讓教學產品包裝更加精美,獲得更好的授課效果。(3)鼓勵任何形式的外語交流,并體現在平時成績中。要始終讓學生明白,雙語課程的重要實現手段就是外語交流,因此,除非必要,否則應盡可能地使用外語進行任何形式的交流;作為獎勵的一種,外語交流的量化考核可以在平時成績中有所體現。(4)增加課堂上學生的參與性與互動性。雙語教學區別于傳統課堂教學的一個重要特征就在于其摒棄了滿堂灌,更加鼓動學生自身參與到學習活動中來。因此,要利用各種形式,如提問、小組討論、分組競演、現場操作等,來增強學生的外語使用能力、溝通交流能力、問題分析能力和動手操作能力。
2.2雙語師資的培養
想取得良好的雙語教學效果,不僅要求教師具有較高的專業素質,還要求教師的外語水平較高、綜合素質過硬。
(1)請進來:定期聘請外籍教師來國內培訓雙語教學教師,并對教學效果進行監督和指導。(2)走出去:定期選派青年骨干教師到相關國家進行培訓和學習,帶回國外的先進理念和知識,來提高雙語教學的質量。(3)政策傾斜:學校應制定有關政策來鼓勵教師開展雙語教學,例如在薪酬待遇、職稱評定、業務考核、師資培養等方面,享受一定的優惠條件。(4)同行交流:定期開展雙語教學研討會,讓大家將講學過程中的經驗和心得進行分享,從而獲得自身能力的提高。
2.3實施分級教學
對學生因材施教,實施更有效的教學。
(1)階梯式教學,對學生進行分等級的不同難度的教學。該教學方式可以對學生實現更加細化的因材施教,因人而異,獲得更加具有針對性的教學效果。(2)入門考核式教學,可以使得學生滿足相應的入門要求方可教學。該教學方式可以保證參與雙語教學學生的入門起點是一致的,方便對他們進行統一化的教學活動。
2.4采用原版外文教材
計算機專業教材首選國外優秀的計算機專業原文教材。英文原版教材往往是學科領域的前沿或經典,具有實例豐富、語言地道、內容詳實、可讀性強等特點,更適合學生全面掌握專業發展,提升專業素質。
2.5選擇適當的教學模式
根據現有學生的外語能力,從低到高依次采用以下3個層次的教學。
(1)使用外文版教材,教師板書、課堂講授和試卷均以漢語為主。在學生接受雙語教學的初期階段,可以采用該種教學模式。(2)使用外文版教材,板書和試卷以外文為主,課堂講授以漢語為主。隨著學生能力的提高,可以逐漸增大外語的使用比例,此時可采用該種教學模式。(3)使用外文版教材,板書、課堂講授都以外文為主,試卷全部用外文。在學生步入高年級以后,隨著學習能力的全面提升,可采用該種教學模式。
2.6引入綜合考核評估
計算機專業的雙語教學應采取“功在平時,綜合考核”的教學評估方式,適當弱化期末成績,而更加重視平時的考核。平時考核形式主要包括課程討論情況、課堂互動情況、作業完成情況、到課考勤情況、上機考勤情況等;期末考核形式包括外文試卷作答、外文環境下的上機實驗和課程設計,以及外文報告、大作業等。
>> Java多線程編程技術的研究 基于案例驅動教學法的“計算機網絡編程技術”教學改革研究 項目驅動教學法在《Java EE Web組件編程技術》課程中的應用 基于JAVA編程技術的網絡數據分析 面向方面編程技術的研究 數控編程技術中提高尺寸精度的研究 C語言編程技術的分析研究 淺談《Delphi編程技術》的實例教學法 PLC編程技術的靈活教學與運用 芻議java編程技術在物流信息平臺的應用 探究分析JAVA語言的開發平臺及J2EE編程技術 《數控加工自動編程技術》課程的教學研究 高職JavaEE編程技術課程改革的探索與實踐 基于有效教學的《網絡編程技術》實驗教學的探索 極限編程技術在軟件開發中的重要作用研究 C#中的數據庫編程技術研究 數控機床自動編程技術中尺寸公差的研究 基于面向方面編程技術(AOP)在信息系統中的研究與實踐 基于模型的葉輪測量離線編程技術研究 編程技術國內市場需求的方向研究 常見問題解答 當前所在位置:l改為.jsp,即用JSP進行動態網頁開發,隨后將Servelet、JavaBean、EJB等內容逐步添加進去,經這一步學習,可將動態網頁的設計與實現融入的系統開發中,使學習者掌握動態網頁的特征及相應的開發技術,了解動態網頁與靜態網頁的區別,同時進一步的熟悉JAVA編程技術在案例中的實際應用,再由此擴展到利用JDBC連接數據庫,實現新聞一級標題的增、刪、改、查;可以使學習者深刻理解JDBC工作原理。
最后將整合后的所有資源即為軟件部分、課件部分、視頻部分、學習文檔、練習題等幾個部分放入教學資源網站中供學習者學習。
(三)教材建設
本項目改革可先形成講義、實驗、案例、習題等教學資源資料,在此基礎上經過不斷的修改,爭取在以后形成案例驅動的Java編程技術教材。
四、案例驅動的Java編程技術教學模式改革效果
Java編程技術是計算機專業實踐性很強的專業課,經過本項目的研究與建設預期的課程效果是:學生對程序設計的興趣大大提高,從原來的被動學習變為改革后的主動學習;同學們的實際編程能力能夠大大提高,同學們對Java編程技術會由原來的零散的知識點變為改革后的系統掌握,并且能夠學以致用。
1.讓學生學到知識點在具體項目中應該如何使用,在項目中加深對Java編程技術各知識點的理解。
2.讓學生學會如何從界面設計開始動手寫一個實際項目,切實鍛煉學生的編程思維,提高學生的實際編程能力。
3.可為計算機專業其余專業課的授課模式與學習方法的改革和改進提供一定的參考。
案例驅動的Java編程技術教學模式改革,注重企業實際編程實例在高校教學中的應用,注重產學研結合;教學內容上重視就業與發展能力,重視課程內外經驗的一致性;學習過程上注重任務驅動的項目導向學習,注重學生創新能力的培養;在學習方法上,注重“以學生為中心”,實行團隊式與服務式及教室與實訓一體化的學習;教學評估上注重動手能力和技能評價。會對學生的編程思維和編程技能提供一個有效的訓練平臺,為同學們后續的就業工作鋪平道路。
參考文獻:
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目前,計算機技術迅速發展并且得到了廣泛地普及,我國逐步進入到計算機、通訊技術為核心的信息技術時代,各行各業的信息化普及進程不斷加速,計算機的使用已經成為必備的社會基本技能。然而大學生在畢業之后面臨的巨大考驗更需要熟練掌握計算機技術,很多用人單位對計算機的使用十分嚴格,計算機知識的普及技能已經成為當代高校學生學習、生活以及工作的必須掌握能力之一。在新的計算機思想以及技術更新過程中,各行各業對計算機人才的培養的要求也在不斷更新。目前高校在該專業的人才培養中實施的改革與投入不盡人意,還有很多學校沿用傳統的教學模式。學生在課堂中不能根據自身的愛好深入學習,這就不能保證培養學生的擴散思維能力以及創新能力,不能適應社會的需求,以致工作崗位中出現了供不應求的現狀。因此在高校實施計算機教學改革十分重要。
二、目前高校計算機教學的現狀以及存在的問題
在當前,我國計算機專業教學中,學生基本上能夠掌握基礎知識。隨著經濟的發展,科技的不斷進步,學生僅僅能夠會一些簡單的瀏覽網頁,能夠掌握辦公運用與操作系統知識,對于電腦的應用是遠遠不夠的。由于學生的基礎知識還不夠完善,對知識內容了解不深,例如在辦公中常常提起的word,感覺打開就能熟悉操作,但是在真正的文字輸入或者是格式調整中就出現了問題。這表現了學生對知識的淺陋,無論是內容還是技能都需要進一步提高。高校計算機存在的問題表現在:
(1)教材內容、教學內容比較陳舊,教師在課程安排中,結構不夠合理,這已經成為現階段計算機專業的普遍問題。例如在辦公軟件中,學生用慣了03版、07版,但是在換到12版的辦公軟件時,學生就無所適從了。還有在計算機系統的應用中,學生已經習慣了以前的XP系統,卻不能熟練應用現在的win8系統。這些就說明,高校的教學在各個方面都不能緊跟時代。計算機教材內容落后,使得學生的操作等環節出現了阻滯,與國際先進水平存在較大差距。
(2)過分重視陳述性、事實性以及記憶性的教材內容,忽視了原理性、策略性、發展性以及創造性的教材內容。在教學過程中忽視了不確定內容以及延伸內容等,課程教材對學生的智力發展缺乏挑戰性和潛能性。許多學生認為計算機教學內容不能激發學習的興趣和進一步探究的欲望,影響了學生技能實踐操作。
(3)計算機課程在結構設置以及人才培養方面比較死板,高校在重視學科完整性的同時忽視了學科與學科之間的結合,學科與社會需要之間的結合。教師在安排課程計劃中缺乏靈活性,這樣就限制了學生的發展,影響了與社會的接軌。
(4)學校在考核學生的計算機水平時,雖然已經開始實施上機操作,但是仍然不能真實的反映學生的計算機能力,最后考核的過程基本上是一些固定的內容,缺乏挑戰性,影響了教學評估。
三、高校計算機教學改革的措施
1、教材內容、教學方法要與時俱進
信息技術在日新月異的發展,各種計算機操作軟件在不斷涌現。為了更好的適應社會的發展,滿足社會的需要,高校在計算機專業教學中課程的安排要朝著實用性和前沿性的方向發展。計算機知識更新快的特點決定了計算機類教材內容的豐富性,這就要求在教材編寫中要縮短周期,根據計算機新技術的發展不斷推出高水平的教材。雖然教材內容是固定的,但是教師在授課的過程中要及時的更新教材內容。在保證完成教學任務的前提下,可以適當的給學生介紹一些計算機技術發展的前言性內容,讓學生了解其發展的新動向。教師在授課中借助多媒體技術查找一些有關計算機網絡知識,向學生推薦一些新的軟件操作,擴大學生的知識視野,提供更大層次的探究水平。在內容上增加容量,這樣能夠激發學生對計算機技術的熱情和積極性,學生會主動去探究,進一步鉆研計算機課程。由于高校計算機教學普遍存在著教學方法落后的問題,教師占據主導地位,學生只是在聽。一些學校在課程安排上可能是理論與上機分開的,也有可能是直接進行上機練習,教師在機房邊講,學生邊操作。這些教學方式學生都是處于被動狀態,教師只需要將操作的內容灌輸給學生,學生的學習過程比較固定,這樣就缺乏一種創造性。這就要求在計算機教學中教師要靈活運用教學手段,通過討論、合作等方式與學生共同完成教學任務。在整個過程中教師可以采用分組操作的方式,只是輔導,讓學生獨立完成教學任務。這種現代教學方式,教師在課堂中作為引導者,讓學生在思考與嘗試中去理解新知識和新的軟件操作方法,其靈活性更有利于培養學生的創造性思維和自主學習意識的培養。例如在教學中,教師可以讓學生制作Excel表格,計算教師的工資表,為學生提供年齡、職工工資以及公式,讓學生自主操作,在提高學習積極性的同時,增強了對計算機自主操作的興趣。還有在教學方法中,教師可以采用任務驅動法,讓學生帶著任務去學習實踐。進一步提高對計算機專業的求知欲望。
2、注重對學生的實踐教學
由于計算機是一門綜合性比較強的學科,在教學中,當掌握了基本的理論知識后,需要大量的實踐操作,才能提高計算機的操作水平。因此在整個教學過程中,首先學生的計算機實際操作水平是衡量學生的計算機水平的重要指標,在計算機教學改革中,最關鍵的部分是加強學生的實踐操作教學,為學生創造更多的練習機會,多進行上機操作,才能完善計算機教學。其次是,計算機的實踐性比較強,計算機的理論知識學習是為了更好的實現上機操作,這就要求學生要加強理論知識與上機操作相結合的練習,最終達到提高實踐操作水平。教師在講課的過程中,帶領學生學習理論知識的同時要不斷的讓學生隨機練習,這樣就能夠增強實踐的效果。最后,教師要讓學生在反復操作中,不斷加強學生對計算機理論知識的理解和掌握,不斷提高學生的實際操作水平,全面提高計算機學習的綜合素質。
3、調整計算機課程體系
為了促進學科與學科的結合,學科與社會的結合,這就需要對計算機課程體系重新進行整合。在當前高校計算機課程體系的設置不利于提高教學效果。因此在改革過程中,首先要對程序設計類課程進行模塊調整。由于當前程序設計語言的教學是基于語法體系基礎上進行的,這種教學方式促進了學生掌握設計語言的語法規則,但是缺乏實際問題,在進行重新組合中,為了確保軟件設計的多元性和創新性,需要在設計語言的教學模式中進行調整,將其轉變為基于問題體系,將該課程強化編碼與程序測試,將程序設計課程與軟件工程課程相整合。還有就是要對系統類課程進行模塊調整。計算機專業的系統類課程有:現有的數字邏輯、計算機組成原理、操作系統和計算機體系結構等相關的內容。需要將計算機組成原理與體系結構進行重組,減少內容的重疊,提高使用性,為更好的滿足社會需要提供更科學的學習體系。
4、改革教學考核手段
通過計算機教學考核手段的改革來促進學生計算機應用水平的提高。在傳統教學考核中,應試教育的影響忽視了計算機教學的實踐性和應用性,不能真實的反映出學生的真實水平,然而在新時代的教學過程中,要充分認識到計算機教學的實踐性和應用性。變革教學方式的考核,促進學生綜合素質的提高。具體的考核手段改革是:教師要對學生的學生成績在評定過程中,不僅要將期末成績納入其中,還應該將學生的平時成績和學習態度也作為考核的標準之一。讓學生在平時學習的過程中,嚴格要求自己,形成良好的學習習慣,培養良好的學習態度。其次是,教師不僅要注重學生的筆試成績,讓學生充分掌握計算機專業的理論知識,還應該注重加強學生的實踐操作,提高上機成績,充分考慮到學生的實踐操作水平,為全面掌握計算機水平提供重要的依據。
四、總結
摘要:本文從教學組織機制、培養機制、學習平臺等方面對柔性教學管理模式進行研究,并闡述了在實際中應用取得的效果。
關鍵詞:基于柔性教學管理模式;計算機專業;研究與實踐
中圖分類:G642.0 文獻標識碼:A
Researches and Practice of Teaching and Management Model Based on Flexibility
ZHAO Qing-shui1, SHEN Li-min2
(1. the College of Continuing Education, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China; 2. the College of Information Scienceand Engineering,Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China)
Abstract: The paper researches flexible teaching management model by teaching organization system, cultivating students system and learning support system. Applying the teaching model in practice acquires excellent effort.
Key words: teaching management model based on flexibility, individuality requirement, adaptive ability
1引言
知識經濟的迅猛發展和信息技術的革命給高等教育的發展帶來了前所未有的機遇和挑戰,這一方面促進了計算機專業教育的發展,從1994年的138個專業點,到2006年全國共有771個專業點,在校學生44萬多人,成為規模最大的專業之一(若加上信息技術專業學生,學生量占全國理工科學生總量的1/3)[1];另一方面,計算機專業的學生的自豪感不見了,取而代之的是就業的危機感,同時一些深層次的教學管理問題也浮出來水面:
(1) 學生的培養目標和方向基本相同,培養的學生缺乏個性。
(2) 學生的適應能力差。
(3) 學生就業的專業性不強。
(4) 培養的過程缺乏柔性。
燕山大學作為一所省部共建的重點綜合性大學,為了適應社會需求變化,在加強教學基礎設施等硬件建設的同時,更加強調教學質量和人才培養質量,充分尊重和發揮學生個性,調動學生學習的主動性,增強學生適應社會的能力,其中一項重要戰略舉措就是在計算機專業探索實施柔性教學管理模式。本文就基于柔性教學管理模式的特點和應用進行探討。
2基于柔點的柔性教學管理模式內涵與特點
2.1柔性教學管理模式的涵義
基于柔性的教學模式有兩層涵義:一是教學的過程具有柔性,能容易根據需求對教學管理的過程進行調整;二是培養的學生具有柔性,使學生具有的知識結構和專業行為能容易的適應社會需求的變化。它的實質是通過滿足學生個性需求,來調動學生學習主動性,提高學生適應社會能力。
2.2基于柔性的教學管理模式的特點
(1) 培養柔性。指通過多種錄取方式把具有相應水平的學生或在某一方面具有天賦的學生錄入到相應的專業學習,并能為學生提供了多種水平的服務,使學生個性得到滿足,通過學習具備國家規定的能力,獲得相應證書或文憑。主要表現為多種形式的“入”和“出”及多種形式的培養。多種渠道入學保證學生能學到喜愛的專業,同時也可以把在某一方面具有特長或天賦的學生錄入。多種形的培養和多種形式的“出”是指經過一段時間的學習,學生對自身能力和專業特點越來越清楚,讓學生做出進一步的選擇是否繼續從事該專業學習,或選擇什么方向。對于不適合該專業學習的學生允許他們轉專業或在獲得該專業的最低證書以后進入社會工作。
(2) 課程體系柔性。指根據學生的需求及時調整課程體系的能力。主要影響因素包括:課程設置、課程調整的難易程度、必修和自選課程所占的比例、同類課程的數量、同一課程的版本數。課程設置科學合理,能滿足社會和學生需求;要建立一個科學的、高效的專業和課程管理體系,能使課程設置和調整更合理和更容易;必修課所占比例越大,學生可選的范圍就越小,國外一些名校必修課程學分的比例不超過總學分的50%(麻省理工學院必修課的數量不超過20%,在360學分中,有選擇余地的學分共300分)。自選課程是學生根據自身的需求而選擇的課程,它從某種程度更反映了學生的意愿。為了便于管理把性質相似的課程歸納到同一類稱為同類課程等。在同類課程中可選擇數量越多說明其柔性就越好;同一課程的版本數指為了滿足不同專業和層次學生的要求同一課程所講授的內容和深度不同種類數,其越多說明柔性越好。
(3) 教學管理過程的柔性。指在教學過程中根據需求能及時、靈活的調整對學生、教師和教學資源的管理,使之適應需求變化的能力。為了實現教學管理過程柔性一般采用多級分層管理模式,每層的責權分明,在政策制定上要有前展性和向導性,要科學的組織實施,要及時、客觀的進行評估,要實時對政策、組織實施和評估方法進行調整,使整個教學管理過程具有柔性能適應變化的環境。
3基于柔點的柔性教學管理模式實施
3.1柔性教學管理組織體系的建立
建立柔性教學組織管理體系是柔性教學管理前提,它負責政策的制定、執行、評估和協調等工作,因此,科學、有效的組織體系成為決定柔性教學成敗的關鍵因素之一。它包括三個子體系:“專業及課程管理體系”、“教學評估體系”和“執行協調體系”。
(1) “專業及課程管理體系”。負責專業和課程體系的建設,專業和課程體系的建設是改革的主要落腳點,也是教學改革的重點和難點。主要目標是:第一,使專業的設置與社會需求及學校資源配置相符合,課程結構符合專業要求,并在課程結構整體優化下,進行課程體系的調整,加強課程之間在邏輯和結構上的聯系,更新課程的教學內容,使學生所學的知識結構能滿足社會的需求。第二,使課程體系的調整科學且具有柔性。第三,通過改革逐步形成一批教學質量高,有特色的優質課程。為此建立校、院、系和專業四級課程體系管理機制――校學科建設委員會、院課程體系建設委員會、系專業課程協調會及學科協調員。校學科建設委員會負責確定增加新的專業或刪除已存在的專業,以及審批由院課程建設委員會的推薦重大的,涉及全校的課程體系的變化。院課程體系建設委員會審批由系專業委員會推薦的跨系的課程體系的變化。系專業課程協調會負責審批由學科協調員推薦本涉及各專業課程體系的變化。學科協調員一般是由該專業負責人擔認,他的任務是根據需求及時向系專業課程協調會推薦該學科課程調整的方案。該機制能使一些的小的、局部的課程調整通過系專業課程調協會批準即可實施,不僅可保證決策的科學性,也能體現出它的高效和靈活性。
(2) “教學評估體系”。是一個特殊的組織體系,它的職能是監督在教學過程中是否按照計劃的方法、步驟進行,評估教學結果是否與預期一致,并提出改進的方法。它不能有教務部門兼管,否則會出現左手監督右手問題。應該有督導、專家和學生組成。評估主要從以下四個方面進行:第一,通過對教師評估,建立起符合社會要求的新的教學質量觀和教學質量評估標準,促使教師不斷改革課程體系、教學內容、教學方法和教學手段。第二,通過對教學管理的評估,促進教學管理部門不斷的調整教學管理方式,使管理能滿足社會和學生的需求,使之更科學化。第三, 通過開展對教學資源的評估,建立一套科學的教學資源管理規范,最大限度的提高教學資源的利用率,使這些資源真正發揮作用。第四,對學生的學習評估,創建一個新指標體系,克服傳統的學生學習質量評價模式存在的種種弊端,使培養出的學生專業扎實,具有獨立學習能力、創新能力和良好動手能力,能很好的適應社會需要。
(3) “執行協調體系”。是學校主要負責人領導的、由校、院二級教務及相關部門的人員組成,它的任務是推進教學研究,制定的教學方案和管理制度,并協調在執行過程出現的問題。
3.2完善學分制
學分制以選課為前提,貫徹全面培養和因材施教相結合的原則,同時把競爭機制引入教學工作。具體實施方案如下:
(1) 采用彈性學制:在標準修業年限的基礎上適當放寬了某些剛性的規定,學生優先修滿學分,可以提前畢業。學習有困難者,也可滯后一定時間畢業。
(2) 賦予學生充分的選擇權:學生的選擇權有三個方面,選專業方向、選課程和選指導教師。學分制的教學計劃有很大的靈活性,允許學生選擇自己認為適合專業方向,感興趣的課程以及指導教師(雙向選擇)這是其精髓所在,體現了對學生個性的尊重。將競爭機制引入教學工作,能有效地促進教師教學水平的提高。
(3) 課程考察的靈活性:對于所修課程如果考試不及格,可重選重修重考,直到及格為止。這種允許受教育者在一定限度內根據自身的發展進行自我調整的做法,既體現了對學分的重視,又有利于學生形成適應社會需要的才能。
3.3構建充足的多樣的課程平臺
這是柔性教學的基礎,也是滿足學生個性需求必備的條件。如果沒有這個前提,學分制只能是形式上的學分制,不同的學生所學的課程基本相同,相同專業培養的學生基本上是相同的。為了保證有充足和多樣的課程,具體措施為:
(1) 調整教學計劃。在優化課程結構前提下,逐步的減少必修課比重,加大限選和自選課程的比例,擴大學生自由選修的權力,為了增強學生動手能力,減少講課時間,加強實踐課程學時,滿足學生個性的要求,激發學生的學習興趣,調動學生的學習積極性。
(2) 強化教學管理――鼓勵多開優質的選修課。為保證有充足的課源供學生選擇,一方面學校要求各院系的專業基礎課和選修課盡可能向其他院系的學生開放;另一方面學校要求各院系一些好的選修課要滾動開課,同時根據學生選課情況給予獎勵,以增強教師的競爭意識激發教師開新課。
(3) 調整教學時間。對于學生來說教學平臺大小不僅取決于課程的多少,而且還在于學生有無修讀選修課的時間。為此,試行四學期制,把原來的一個學期分成兩個小學期,短線課程一般按排在一個小學期內完成。不僅減小了學生期末考試的壓力,而且方便學生選課,同時也有利于教師專心從事教學和研究,以提高自身的素質。為了完善了選課制、改革排課方法、實行全天排課,一天最多可按排10節課,以便學生在時間和空間上能真正實現比較自由的選課。學校還打破專業、年級界限,鼓勵學生跨學科、跨專業、跨年級選課。一些必修課在時間上改為自由選課辦法,由學生在四年中任一學期選擇上課時間(只要符合課程拓撲要求即可)。
3.4建立開放的實驗平臺
根據課程需要學生提出申請,經批準即可以進行實驗。在開放的實驗平臺上,教師任務是輔導與監督。不僅要輔導學生如何驗證教學理論或結論,而且要指導學生設計實驗,要監督學生完成實驗達到預期效果。為此從實驗時間和實驗管理兩個方面進行努力:
(1) 實驗時間開放。目前學生多,相對的實驗設備較少,為了滿足學生的要求實驗室每天10節課對學生開放(包括周六和周日)。使每一位學生都有充足的時間來做實驗。
(2) 實驗內容的開放。學校要求不僅要完成大綱規定的實驗,而且還鼓勵教師設計一些新的實驗。對于學生,教師要求他們不僅要做驗證性實驗,而且還要在教師的指導下完成一些設計性的實驗。
3.5建立柔性培養機制
柔性培養它能有效調動學生學習積極性,但受教育政策的限制。為了盡可能滿足學生個性需求采取以下幾項措施:
(1) 允許優秀的學生重新選擇專業。通過一年的學習,學生不僅對專業特點有了一定程度的了解,而且也對自身能力有了進一步的了解,各專業中優秀的學生可以獲得重新選擇專業的資格,它既可以激發了優秀學生學習的積極性,同時也滿足了優秀學生個性需求。
(2) 給每一個學生選擇專業方向的機會。在第一階段學習之后,讓學生根據自己能力和興趣選擇學習專業的方向(若人數過多時,按成績選擇)。
(3) 選擇導師。進入第二階段,教師和學生通過“互動式”雙向選擇,每一位學生確定一位導師。導師有以下職責:幫助學生制訂學習計劃;指導學生選擇專業方向;解答學生就業升學困惑;指導學生專業學習和學生畢業設計,參與教師的研究。
(4) 優秀畢業生可以推薦免試讀研究生。學校從德、智、體、美等各方面對學生在校三年表現進行評估,優秀的學生可以免試推薦為研究生。
(5) 定制培養學生。根據用人單位的要求,可提供定制培養服務。定制培養從課程的設置、學生的實習、畢業設計等一系列教學按排都與用人單位的實際結合起來,針對性強,學生畢業之后即可直接進行角色。
4基于柔性教學管理模式實施的效果
經過兩年半的實施這種教學管理模式達到了預期的效果,學校決定在全校范圍內推廣實施。它主要表現在以下幾方面:
(1) 學生能根據自身的能力和興趣選擇適合自己的專業方向,強化了對工程和應用型人才的培養。學生的學習積極性和主動性顯著的提高,實際動手能力明顯增強,特別是定制培養學生更是獲得用人單位的好評。
(2) 教師教學態度發生較大的變化。第一,教師為了講好每一講課,不僅從教學內容認真準備,而且還努力的探索新的教學手段和方法。第二,教師把壓力轉變成動力,利用四學期制提供的時間,潛心進行科研和教學研究,不斷提高自身的素質。
(3) 管理人員的變化。第一,從以前單純的管理轉變成服務和管理,在思想中樹立以“學生為中心,服務教學”的服務意識。第二,管理更加規范化和科學化。
(4) 學校資源利用率的提高。柔性教學管理模式的實施對教學資源的配置和使用起到很好的導向作用,現在各科、室、所都把資源對外開放,減少了設備的重復購置,極大的提高了學校資源的利用率。
參 考 文 獻
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科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)[M]. 北京: 高教出版社,2006.
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[4] Alan Holzl. Flexible Learning: Can we really please everyone. Educational
Abstract: The current situation of college computer education is analyzed, and basic idea, viewpoint, and ways of computer innovation education are proposed. Preliminary achievements have been obtained through practice.
關鍵詞:計算機;教育創新;知識結構
Key words: computer;education innovation;knowledge structure
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)31-0008-02
0引言
計算機及其技術本身代表著先進的生產力,作為其自身的普及、傳播就應具有全新的思想和方法。幾年來,我們面對高校計算機教育的現狀和未來社會對計算機人才的需求等方面進行了全方位的思考和大膽的探索,通過實踐也取得了初步成效。
1計算機創新教育的探索
面對飛速發展的計算機領域,顯然傳統的知識結構、教學模式及教學思想已不能與形式的發展相適應[1],如何面對計算機教育進行創新,我們的基本思路是:以課堂教育為主,調整知識結構,改革教育模式,提高課堂教學效果;改造課堂教學的框架結構,以示例示范為重點突出能力培養,創建適應學生的系列多媒體課件;建立與新教學模式相一致的考核方法,使成績與能力相匹配。圍繞這一思路,我們的基本觀點和做法是:
1.1 調整知識結構知識結構的調整包含兩方面的內容:一、課程內知識結構的調整,主要是解決課程知識結構的合理性,使課程的教學分為基礎知識教學、基本知識和技能訓練以及學科前沿發展問題幾個部分。二、專業課程整體知識框架的調整,使知識框架結構既涵蓋豐富的專業基礎知識,又有社會廣泛應用的實用性技術,還包括計算機知識結合前沿性在專業方面發揮特長,滿足各種層次的需求。
1.2 精講多練精講即對于實踐性較強課程的課堂教學力爭壓縮在較短學時內,講述重點難點。計算機教學有很強的實踐性,可操作性好,通過對計算機課程內容分析的結果表明,其課堂內容的教學完全可以在較短的學時以內解決問題。課堂教學時數的縮短,并不意味著教師工作量減輕,因為需要“精講”的教學內容貴在于精,即重點的把握程度、難點的分析程度、知識結構布局的合理程度以及對學生理解能力的掌握程度。對學生的理解、掌握程度要了如指掌,根據知識結構和學生情況,分析難點,確定攻破難點的方法,研究材料的體系結構,用準確的語言,合適的教法,精辟的講述充分發揮課堂教學效果。多練,即根據教學計劃,提供盡可能可能多的上機實踐機會,充分發揮學生的動手能力和創造思維能力。在這里提到的盡可能多的上機時間,并不是原來的教學計劃學時外的上機操作,而是教學計劃內的、和教學內容渾然一體的上機,應由任課教師直接指導,它是課堂教學的延伸和繼續。
1.3 提倡單元設計與課程設計相結合,強調知識的整體性與一致性,把系統化和工程化思想貫穿于課程教學始終單元設計在注重發揮學生創造性思維的同時,引導學生按課件總體設計的總思路前進,以便完成所有單元學習之后的課程設計,通過對單元設計的有效整合,接口封裝,從而使學生完成知識體系結構的整體整合,在對知識的學習和理解上有一次質的飛躍[2]。
通過對課程設計的整體操作,使學生掌握軟件設計工程化的一般思想和方法,培養軟件設計的良好習慣。同時,學生也有一種成就感,從而從內心更加熱愛所學的知識。
1.4 建立完整的示例教學體系,突出學生的能力培養對一門課程首先要求教師事先根據教學內容、知識結構建立一個能夠包容所有知識內容的、有一定設計思想的模型即“建模”。向學生展示出該課程總體知識總貌的“模型”,通過對“模型”的結構分析使學生對課程的總體知識結構及其應用有一個全局的認識。使學生充分掌握知識的結構與體系的關系,把知識點的每一個細節的運用牢牢把握。這就要求教師在事先所建立的“模型”要在準確把握知識的體系結構上下工夫。高屋建瓴,獨具匠心,才能使示例達到一定的教學目的,收到事半功倍的效果。
1.5 充分利用現代傳媒手段和多媒體工具建立與課堂教育相適應的教學軟件,以提高教學的直觀性、趣味性和課堂知識的含量因為計算機創造性思維發展到了更高層次;自然語言是一種物化的思維形式,傳遞給計算機后,計算機的高速、大容量和自動化等特征大大的提高了人的思維能力與作用,形成了一種更高級的物化思維結構“人腦+電腦”,更利于人才的創造性發展和現代計算機知識的傳播。
1.6 改革考試方法,使教學評估檢測的結果與學生掌握運用所學知識的能力相一致計算機知識的高度可實踐性,決定其考核方式不再是傳統的筆試形式,因為單獨的筆試已不能反映學生對所學知識的駕馭和綜合運用能力,必須建立與之對應的考試機制,采用上機測試、單元設計測試、課程綜合設計測試。
與理論考核相結合的綜合測試手段一方面使得成績能準確反映學生對知識的綜合掌握程度和運用能力;另一方面由于成績真實的反映了學生的水平,學生、社會就會真正關心成績,成績就會成為衡量學生計算機綜合能力的重要標準,從而成為鼓勵先進、鞭策后進的激勵器。
2實踐
基于上述的基本思路和觀點,我們在非計算機專業的計算機公共課上開始實踐,采用先試點后推廣,由點到面,以“精講多練”為突破口;以目標教學、示范教學為基本途徑;以多媒體教學為手段;以新的考核評估方式為激勵機制,分三步全面推進計算機教育和創新教育。
首先,在非計算機專業的計算機公共課上開展以“精講多練”為主要內容的教學改革,要求教師在講授課程前分析出課程的總體框架、重點、難點、歷年教學中學生感到難于掌握的章節,哪些是在課堂上要詳細介紹的,攻克重點、難點的方法怎樣,哪些是要多練的,練習中的可能問題怎樣,如何處理,使教師心中有數,有的放矢。其次,在計算機專業開展以單元設計和課堂為主要方式的創新活動。要求教師在進行教學活動前給出每一單元設計和課程設計的總體思路,使學生既有足夠的設計選擇,充分擴展思維空間,總體上又有所限制,以實現既定的教學目標[3]。教師要對學生設計進行詳細的審查并開展討論,提出問題及改進措施以達到預期的效果。最后,在已有教學和課程設計的基礎上全方位推進新型的多媒體教學活動,以使教學生動、直觀,同時利用最先進的計算機技術和手段傳播現代知識,以激發學生學習計算機的興趣。
3總結
經過幾年的教學創新活動,使我們深深地體會到:面對飛速發展的計算機領域,傳統的教學思想、教學方法必須改革,才能適應信息社會對計算機人才素質的要求。通過計算機教育創新活動,給學生提出了更高的要求,提供了更為廣闊得學習空間,使得學生的動手能力和設計能力大為提高。通過教學創新活動,鍛煉了教師隊伍。計算機創新教育不同于傳統模式教育,對教師的創新能力和對知識的全局駕馭能力,提出了更高的要求和目標,這就使得教師面對創新教育要不斷更新知識觀念,吸收國內外先進的知識、教育思想和方法,從而有效地提高了教師隊伍的綜合素質。此外,要建立與創新教育配套的考試機制。建立與之適應的全新的、多途徑的考核模式,構建起一個考試與教學的良性循環模式。
教育改革是一項系統工程,計算機教育創新要受到諸多方面的限制,如硬件、軟件、人員、社會等各種因素。如何使計算機教育更能與現代信息社會相適應,使我們培養出的學生實現與社會的無縫接軌,這都有待于我們進一步去思考、探索。
參考文獻:
[1]宋蓓.以科學發展觀實踐實驗教學改革[J].人力資源管理,2010,(5):194.
關鍵詞:CPU設計;教學改革;開放式實驗平臺;FPGA RISC架構;MIPS指令集
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2011)28-7050-02
Design of CPU Based on the on-line Programming
ZHOU Jian-guo, WANG Xin-ting, WANG Xiao-lan
(School of Computer Science and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)
Abstract: This paper analyzed the present situation of CPU design teaching in the internal and external. Introduced the reform process of the CPU design teaching in our university.The improvement was givenin with the FPGA was applied.
Key words: CPU design; teaching reform; opening experiment platform; FPGA; RISC architecture; MIPS set
隨著數字信息技術的高速發展,采用EDA(電子設計自動化)平臺進行數字電路系統設計及計算機系統的設計已成為硬件設計和實踐的基本方法。數字信息技術高速發展的IT時代,對計算機硬件系統的學習、設計也提出了愈來愈高的要求。為此,我們將EDA技術也引入了華中科技大學計算機學院的組成原理課程設計(CPU設計)中。
1 國內現狀
計算機組成原理是計算機科學與技術各專業的核心專業基礎必修課,是接口技術和系統結構的前導課,課程的目的是通過學習和實踐,使學生掌握計算機硬件系統中各部件的功能、組成原理以及設計思路和邏輯實現方法;使學生建立整機概念,掌握計算機單機系統硬件組織和結構原理,培養學生對計算機硬件系統的分析和設計能力,并為后續課程的學習奠定基礎。實驗教學是計算機組成原理課程教學體系的重要組成部分,是培養學生對計算機硬件系統分析和設計能力不可缺少的環節。在組成原理中,CPU硬件系統設計又成為重中之重,顯然,如果只會使用計算機而不會設計CPU和計算機,只能永遠依賴別人的硬件平臺,這絕非我國的辦學宗旨。隨著科學技術的發展,核心技術已經愈來愈集中在集成電路芯片和軟件這兩項技術之中,其中CPU和OS設計技術是最核心的兩項技術。美國、日本和西歐的一些國家不斷加大這方面的資助力度,美國的許多高校本科計算機專業中都安排了CPU設計方面的課程和實驗內容。例如:麻省理工學院的學生在實驗課中,需要自主完成ALU、單指令周期CPU(Single-cycle CPU)、多指令周期CPU(Multi-cycle CPU),乃至實現流水線32位MIPS CPU和CACHE的設計;斯坦福大學計算機的本科生在實驗中,要求學生以各自獨立的形式,用VHDL語言自主實現CPU、VGA顯示控制模塊等接口,最后實現于FPGA中,并完成軟硬件調試。
然而我國在CPU和計算機系統設計方面十分落后,具有成熟的自主知識產權的8位/16位CPU產品基本沒有,高端的32位到64位高性能處理器更是空白。國產裝備中的微處理器幾乎全部采用進口的國際流行的通用或專用微處理器,這種受制于人的狀況對于我國的IT產業、國家重要的經濟軍事戰略乃至國家安全都十分不利。從我國高校教學方面來看同樣不容樂觀,雖然計算機組成原理和計算機體系結構是計算機專業的核心課程,且從這兩門課的內容來說,理應肩負這一重任。但實際情況并非如此,調研表明,國內除諸如中國科技大學、復旦大學、哈爾濱工業大學等少數高校十分重視計算機系統設計課程群建設,深入廣泛地采用EDA技術與硬件描述語言完成實驗和設計訓練,并將計算機組成原理和計算機體系結構課的實驗明確為CPU設計外,其他大多數學校僅將計算機組成原理定位為“計算機科學導論”和計算機模型認知層面上。而在實踐方面:計算機組成原理的實驗是在一些由分離元件構成的實驗平臺,完成簡單的、驗證式的單個功能的實驗(如運算器、存儲器、程序計數器、寄存器、時序發生器、數據傳輸方式)等,最多是完成簡單模型CPU的驗證性實驗。基本談不上設計,更沒有國外高校的自主創新型CPU設計實驗任務。這顯然難以滿足教育部在《關于加強高等學校本科教學工作,提高教學質量的若干意見》中關于“高等學校要重視本科教學的實踐環節,保證實驗課的開出率達到本科教學合格評估標準,并開出一批新的綜合性、設計性實驗”的要求。
2 設計應用
基于以上問題的考慮,華中科技大學計算機學院從2001年開始進行計算機組成原理設計性實驗教學模式研究與實驗課題的研究,我們對清華、北大、復旦、南大、北郵、北航、上海交大等知名高校組成原理理論與實踐教學的現狀、實驗環境等進行了調查分析。并兩次進行了計算機組成原理課程設計和實驗開發平臺的改革。第一次的改革是在2001年,是將“用單片機實現一最小系統”改為由大規模集成電路芯片(TTL器件)實現“簡單計算機系統的設計與實現”,在我們自己設計的第一代開放式實驗平臺“SLJZ-1型數字邏輯、計算機組成原理實驗儀”上完成,學生自己設計運算器位數、自行挑選存儲器芯片、自己設計CPU模式―微指令方式還是硬布線方式等,雖然有一定的難度,但學生通過親自設計、模擬仿真實現一臺計算機,計算機不再具有神秘感,計算機的組成不再不透明,計算機的工作過程不再是“黑匣子”。第二次的改革是在2007年,由于前次改革方案CPU的設計是純硬件的,在實驗中,經常存在著插線虛接、連線折斷、器件不斷損壞以及每個人的實驗結果不能長久保存等問題。對于設計正確的邏輯線路,常常也因為導線老化、虛接或器件損壞等問題而花費很長時間去尋找問題所在,使實驗者不能把主要精力放在系統的功能設計上。隨著在線編程技術的發展和普及,結合我們的科研成果并借鑒國內外將在線編程應用到組成原理實踐教學的經驗,我們再次到北京、上海調研,探索將FPGA技術應用到我校組成原理實踐教學的可能性,并參加了Altera公司在北京主辦的組成原理實踐教學研討班。2007年我們將研制的支持在線可編程的第二代開放式實驗平臺“JZYL-Ⅱ型計算機組成原理實驗平臺”投入到組成原理實踐教學中,計算機05級、06級、07級的CPU設計就是在第二代實驗平臺上完成的。而利用EDA平臺進行CPU設計,其實質是利用運行在計算機上的軟件所提供的虛擬硬件環境,在該環境中進行計算機硬件系統的設計及系統測試。在進行計算機CPU的設計、實現過程中,如同用真實器件做實驗一樣,每個人可以根據需要選擇相應的器件及芯片,按照自己設計出的邏輯電路在所選擇的器件、芯片、輸入輸出引腳及電源等之間進行連線(畫線);線路一旦連接好,不必再擔心連線折斷、導線虛接等問題,并且可以隨時保存自己未做完的實驗,在此基礎上,針對設計出的部件或系統進行編譯、功能仿真、波形仿真等測試,以驗證邏輯設計的正確性,然后下載到FPGA中,進行簡單的連線及硬件測試。最后可對設計出的部件進行封裝.。
這種方式非常靈活,即保持了原有的設計的風格,又可以隨意改變,因為你可以選擇你設計的CPU下載到FPGA芯片的內容:可以全部下載,稱純軟件實現,甚至用Verilog HDL語言進行編寫;可以部分硬件、部分軟件實現,用原理圖輸入的方式實現,連線多的地方用軟件畫圖下載到FPGA中,進行功能仿真,然后進行軟、硬件聯調,完成設計;也可以全部用硬件實現,這就是第一代實驗平臺的CPU的設計方式。與改進后的第一代實驗平臺、實驗方法、實驗手段相比較,第二代平臺的開放性更好。從已經完成的CPU設計的效果看:設計方案的多樣性、實現方法的多樣性得到了更充分的體現,同時也能更好地利用現代化工具、技術和方法分析和解決CPU設計中遇到的問題。在本科教學評估期間,評估專家對我們所實施的CPU設計性實驗教學模式、開放式實驗平臺產生了濃厚的興趣,并給予高度評價。
2010年,我們正在進行第三次改革,MIPS是世界上很流行的一種RISC處理器。MIPS的意思是“無內部互鎖流水級的微處理器”(Microprocessor without interlocked piped stages),
MIPS 架構是一種一流的、優化的、高度可升級的 RICS 架構。該技術的基本特點是包括大量的寄存器、指令數和字符、可視的流水線延遲間隙。而在RISC中,由于指令比較簡單,指令執行的步驟較少,可以比較容易地采用流水線技術,流水技術的應用使得計算機的性能得到成倍提高! 因此,我們也想將MIPS的理念和設計方向、方法引入,在我們所設計的平臺上實現。
07、08年,在實驗技術研究項目和教學改革項目的資助下,我們已成功研制開發了支持可在線編程的“JZYL--Ⅱ型計算機組成原理實驗平臺”,投入使用了三年多,充分發揮了FPGA在計算機組成原理教學和實驗中的作用。 結合計算機的發展方向,MIPS現在是世界上很流行的一種RISC處理器,從計算機組成原理實驗教學和培養學生能力的需要,以自行已開發出的在線可編程實驗平臺為基礎,研究EDA工具功能仿真和時序分析工具在組成原理實驗中應用的方法,開發出基于FPGA的組成原理單元實驗和流水線模型機,在此基礎上探索課內、課外相結合的組成原理實驗模式,其機制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數據相關問題,我們想在所設計的第三代實驗平臺上,實現“支持MIPS指令集的模型機設計”。
3 結束語
無疑,教學中的多數內容能與發達國家許多高校計算機本科相關教學內容和實驗模式相吻合是好的,以致我們的學生也有可能像國外學生那樣,帶上自己的設計芯片、系統設計HDL程序、整機網表文件和功能仿真結果、時序仿真結果去應聘,其結果或許比普通的成績單更能說明問題。當然,僅就目前國內多數傳統實驗模式來說是難以實現的,因為我們無法將學生所有的創新思想、創新成果、和自主能動性僅用一個網表文件來表達并封裝,并實現于一塊Altere公司最新推出的Cyclone/Ⅱ系列芯片---FPGA中。
參考文獻:
[1] 白中英.計算機組成原理[M].2版.北京:科學出版社,2000.
關鍵詞:創新精神;實踐能力;計算機專業;硬件課程
隨著我國高等教育改革的不斷深入,高等教育由原來的畢業教育轉向就業教育,要求畢業生要有創新精神、創業能力,具有一技之長。合格大學生的標準不再是完成學校規定的課程及取得相應的成績,就業成為評價畢業生優劣的標準,也是評價高校辦學水平和教學質量的標準[1]。畢業生就業工作,直接關系到高校的生存與發展。在我國人才培養方面有一種現象值得注意:一方面是大量計算機專業的學生難以找到合適的職位,另一方面卻是相關用人單位難以找到滿意的人才,其中一個重要的原因是學生缺乏必要的創新精神和實踐能力[2]。如何提高學生的創新精神和實踐能力,一直是計算機學科教學的難點問題。幾年來,我們轉變教育觀念,不斷創新人才培養模式,探索出一條培養大學生創新精神和實踐能力的有效途徑。
1現狀分析
從專業的角度,計算機類專業學生具備的創新能力應該從計算機軟、硬件兩個方面體現。我們以培養學生在硬件方面的創新能力出發,推進在計算機硬件環節方面的教育,從課程群設置、教學大綱、實驗設置、課程設計設置、畢業設計訓練等方面,構建硬件類課程教學與實踐體系等,著力培養學生獨立思考問題的能力和創新意識,提高學生的實踐能力。
經過2004年教學評估過程以及近幾年的質量工
程實施,我校在相關專業都增加了綜合設計型實驗項目,從教學大綱、實驗內容上都有所體現,但是實際的執行情況并不樂觀,部分綜合設計型實驗從實驗項目確定、實驗內容以及實驗的開放模式等,還不能成為真正的創新型實驗。以計算機組成原理實驗室提供的綜合設計型實驗項目為例,實驗室開出了時序邏輯電路分析與設計、存儲器設計、運算器設計、總線設計等綜合設計型實驗項目,但是從實驗效果來看,并不十分令人滿意。其中的原因是多方面的,一是實驗內容本身的問題。從學生的角度,實驗內容本身的可實施性較差,學生學到的知識與綜合設計型實驗的內容存在較大的差距,有些實驗雖然是綜合設計型的,但到學生真正操作階段,難于下手,實驗起不到預想的效果;其二,實驗室的管理模式,實驗人員的配備不能滿足綜合設計型實驗的正常高水平開出。實驗室雖然列出了綜合設計型實驗項目,但是這些實驗項目大多是從公司引進的裝置,對實驗項目內容的開發有待進一步深化。
針對上述存在的問題,我們從計算機硬件類課程的角度,建立一套培養學生創新能力的教學及實驗系統,包括培養方案中的課程設置,課程實施機制,從實驗項目的確定、開發,到實驗項目實施過程中的管理,提出一系列具體的管理辦法和措施,以期做好計算機專業硬件類實踐性課程綜合設計型實驗的管理模式,為創新型實驗提供一種可以借鑒的模式。
作者簡介:馬禮(1968-),男,教授,博士,研究方向為分布式系統、嵌入式系統;張永梅(1967-),女,教授,博士,研究方向為人工智能、圖像處理;宋麗華(1979-),女,講師,博士,研究方向為嵌入式系統。
2具體做法
結合目前的狀況和實驗條件,通過調研、分析和比較等研究,從以下幾個方面作了一些工作。
2.1研究課程設置與修課序列
以計算機硬件類課程群相關課程為依托,通過與國內兄弟院校溝通、交流,建立了更趨合理的硬件課程群設置方案。從課程群的內涵出發,以培養學生獨立思考問題和創新意識為出發點,設置相應的課程并調整為合理的先后修課程順序。針對計算機專業的特點,結合當前課時數相對緊張的實際情況,將“數字邏輯電路”、“計算機組成原理”、“匯編語言程序設計”、“計算機系統結構”、“接口技術”、“嵌入式系統”等幾門課程的實踐環節合理有機結合,深入探究課程之間的邏輯關系,設置循序漸進的教學內容和實驗,通過“驗證型―設計型―綜合型”實驗環節,為學生學好硬件類課程奠定一個良好的基礎。
對于“數字邏輯電路”課程,受總學時和課程實際需求關系制約,我們認為以滿足后續課程學習夠用為止,安排并講述數字電路的核心基礎部分,并在集成電路特性方面重點加強,目的是讓學生能夠應用集成電路芯片完成硬件電路的初步設計。
“計算機組成原理”是計算機科學與技術及相關專業的核心硬件類專業基礎課程,需要“數字邏輯電路”、“計算機導論”、“程序設計”等先修課程支持。該課程是學生接觸計算機硬件核心的第一門主干課程,以講述通用計算機原理為重點,包括計算機硬件各主要組成部分的組成原理,實現方法等。多年來的教學實踐和交流溝通,學生們普遍認為“計算機組成原理”是較為抽象和難于掌握的課程之一。我們從課程的內容入手,結合計算機發展的現狀,進行分析認為:“計算機組成原理”之所以學起來困難,主要原因就是課程內容比較抽象,講述的都是實實在在的計算機原理,但學生學習的過程中卻根本無法進行具體的操作實踐。例如,計算機組成原理中最為核心和重要的知識點是“控制器內部組成原理”,同學們接觸到PC機時,往往看不到,摸不著其心臟。學起來就很枯燥,不易掌握。針對這種情況,我們嘗試在“計算機組成原理”課程中將功能部件的實現部分加強,
具體的做法就是通過采用VHDL(超高速硬件描述語言)描述功能部件,將功能具體化到FPGA(現場可編程邏輯陣列)電路中,學生在掌握各功能部件基本原理的基礎上,通過具體的實驗設計完成控制單元的設計,并調試通過。這樣就把抽象的概念和內容具體化,學生就容易接受,從而也就容易掌握。
在完成課內實驗的基礎上,專門設置了依托“計算機組成原理”的硬件課程設計。利用VHDL技術和FPGA技術,將組成原理的各功能部件進一步綜合和具體化,從而為后續課程的深入學習奠定基礎。
在“計算機組成原理”學習完成之后,設置并逐步學習“匯編語言”、“接口技術”、“嵌入式系統”等課程,并逐漸接觸并學習具體的應用系統設計,完成從理論到實踐的系統訓練。為學生參加電子設計競賽和科技活動提供良好的基礎訓練,為學習計算機應用技術和系統結構奠定良好基礎。
2.2界定課程內容
計算機硬件系列課程教學內容多,技術發展快,而各課程學時數緊張。硬件類相關課程在課程內容上存在著一定的相互交叉和依賴關系[2],單純考慮某一門課程,從課程的系統性角度,往往力求知識點完備,但結合多門課程綜合考慮,課程之間又具有內容重復設置的實際。在這一課程群中,我們認真研究課程的內涵,合理確立各門課程的授課內容,構建知識內容前后銜接、實驗環節密切配合的一體化教學與實驗體系,寫出合格的教學大綱,為教學實施提供具體合理的依據。硬件課程群各門課程的內容界定以基礎知識在某門課程中體現即可,避免在多門課程中重復出現相同的內容,從而對課程內容進行精煉。通過整合,我們將“數字邏輯”、“計算機組成原理”、“匯編語言”、“接口技術”、“嵌入式技術”等課程的內容進行了界定,具體如下。
(1) “數字邏輯”主要講述數字邏輯的基礎門電路、邏輯表達式與化簡、編碼器/譯碼器、組合邏輯電路、時序邏輯電路、集成電路基礎等內容。
(2) “計算機組成原理”主要講述通用計算機主要組成部分的組成原理。講述數據表示與編碼,運算方法與運算器實現,一般意義上的指令系統及其設計方法,控制單元構成原理與實現,存儲器基本原理與存儲器構成、存儲系統的構成,輸入輸出部件與輸入輸出系統,總線系統等。特別指出,數據表示中的各種進制數表示與相互轉化,由于已經在計算機導論等課程中已經講過,在本課程中不講,但是要求學生熟練掌握。只提示,不深入講述。
(3) “匯編語言”主要講述Intel x86系列CPU的內部結構與寄存器組織、尋址方式、指令系統、匯編語言的語句格式、匯編語言程序設計方法與技巧等。本課程中不講二進制數及其各種編碼。
(4) “接口技術”以Intel x86系列CPU為原型機核心,講述處理器與存儲器、與IO設備之間的接口方法,具體存儲器的擴展、地址分配等,IO端口及編程方法,串行接口與并行接口,A/D與D/A接口等內容。學生通過學習掌握基本的接口實現方法。
(5) “嵌入式系統”從應用角度出發,直接結合目前廣泛使用的嵌入式系統,講述一般的組成原理,以一種具體的嵌入式系統為例,從其內部結構、操作系統定制、驅動程序編寫、具體的IO接口等部分,實現具體應用系統的設計和實現。
2.3研究創新實驗項目
硬件類課程的后續知識點,可以有很多具體實用的項目。為提高學生創新實踐能力提供保障,我院聘請相關教師作為創新能力培養的指導教師。有針對性地建立適當的管理和激勵機制,以支持實踐教學指導教師持續有效地實施實踐教學環節。在實驗項目的制定上,充分考慮學生的需求。通過學生參與提出實驗項目,教師深入研究設置有意義的、實用的、學生感興趣的實驗項目,通過這些項目逐漸培養學生的創新意識。
開始時,實驗項目主要由教師根據實驗條件和技術發展狀況提供,在學生熟悉實驗環境后,根據自己的興趣提出實驗項目,與實驗室協商配套,完成實驗。這種方式,可以啟發學生積極思維、主動解決問題,最終形成完整的思路和方法。同時,增強學生的責任感和成就感,為創新人才的培養提供了新思路。
2.4研究實踐環節的模式
建立一套適合管理綜合設計型、創新型實驗項目的管理辦法,為實施創新型實驗提供制度上的保證。實踐環節從“課內實驗―單獨實驗課―畢業設計”三個環節貫穿實踐教育的各個環節,從第4~5學期開始,逐漸將實踐環節滲透到教學過程中,從“驗證型
實驗―設計型實驗―綜合創新型實驗”三個層次,循序漸進地設置實驗項目,鍛煉學生的實際動手能力。
(1) 基礎驗證型實驗:依托課程,完成課內的基本實驗,以演示、驗證實驗為主。通過這些實驗使學生建立起基本的科學研究和創新理念。
(2) 設計提高性實驗:通過課內綜合設計型實驗、課程設計、大型實驗周等環節,以設計型、綜合型實驗為主,培養學生對依托課程進一步深入理解,熟練掌握課程核心理論,訓練綜合應用課程知識的技能,具備獨立思考和解決問題的基本能力,培養學生的創新意識。通過該層次的培養,使學生具備獨立思考問題的能力,具備初步的創新意識。
(3) 綜合創新型實驗:第三層次的實驗結合課程群,綜合運用相互關聯的幾門課程內容,獨立完成具有具體應用背景和一定難度的實驗內容,為學生提供一些與科研項目緊密結合的題目,項目可以滲透到課外和畢業設計過程中,使學生在具體項目的設計中,參加實際的科研過程,培養學生的創新意識和實踐能力。
在實踐環節的具體安排上,結合課程,以課內實驗、課程設計、畢業設計的形式具體體現到教學過程的各個環節。在經過這一系列環節的綜合訓練之后,通過參加各級電子設計競賽等形式,將學習到的能力具體運用,增強學生的成就感,從而達到培養初步的創新意識和能力。
2.5綜合、客觀地評價學生的創新能力
一個學生的創新能力體現在許多方面,在對學生評價時,僅考察少數幾個方面是難以做到公平公正的[3]。針對大學生創新能力的評價無法進行量化,而且存在大量的人為因素這種情況,我們給出了各種創新因素,以及各個因素的重要程度,開發了大學生創新能力評價系統。建立學生創新能力的評價體系,確立評價模型,利用模糊數學將定性指標定量化,設計了多級綜合加權評價算法,從評價因素中提取大量數據進行統計、存儲、計算,并給出了考核分數進行量化,采用定性與定量相結合的方式準確地評價學生的創新能力,有效地減少人為因素的干擾。并對比分析改革前后學生的創新能力,以調整改革中出現的弊端。
3結語
在全面推進大學生素質教育的過程中,高等學校的本科教育必須強調學生的實際動手能力和創新精神[4]。實踐性課程的加強和創新能力培養在質量工程
中必將起到十分重要的作用。本文對培養計算機類專業學生硬件方向創新能力進行了探討,希望能夠更好地對本科生進行培養,從而更好地滿足國家和社會的需要。本研究得到北方工業大學2009年教育教學改革項目資助,在此表示感謝!
參考文獻:
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Research and Practice on Innovation Ability Training in Hardware of Computer Major Students
MA Li, ZHANG Yong-mei, SONG Li-hua
(College of Information Engineering, North China University of Technology, Beijing 100144, China)