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[关键词]不丹;尼泊尔;分布式教育;分布式学习
[中图分类号]G649
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3712(2013)22-0090-05
[作者简介]弗兰克・雷尼,英国高地和岛屿大学刘易斯堡学院教授,学生发展研究中心主任,研究方向:农村可持续发展;罗宾・梅森,英国开放大学教育技术研究所教授,研究方向:远程教育。
[译者简介]刘伟,男,博士,中国地质大学公共管理学院教师,研究方向:公共政策。
一、引言
英国高地和岛屿大学(UI)的分布式教学模式(distributed education)享誉全球。该校的13个学院分布在苏格兰北部各大城市,采用分布式教学可以通过网络技术将课程传送给各个学院的学生。英国开放大学(British Open University)的学生遍布世界各地。该校的特色是混合式学习模式(Blended learning),即通过在线课程和面对面教学辅导学生。混合式学习将分布式教育与传统的面授教育相结合,前者意味着教师和学生在时间上或空间上分离,后者最普遍的情形就是面对面教学。混合式学习主要是为了满足那些依赖课程印刷读物的学生的需要。
本文从分布式教育系统、分布式教育技术推广的经验、分布式教育面临的挑战等方面评述不丹和尼泊尔两国的分布式教育技术开发的现状,并结合这两个国家的实际情况,提出分布式教育技术开发建议。
二、不丹的分布式高等教育系统
2003年成立的不丹皇家大学是不丹唯一的综合性大学。该校把分散在全国的9个高等教育机构连接成教育网络。不丹皇家大学(RUB)与英国高地和岛屿大学(UI)所采用的分布式教育模式相似,所不同的是不丹皇家大学的学生必须回到学校选择学习科目,而英国高地和岛屿大学的学生可以在任何地方利用在线技术选择学习科目。
不丹皇家大学的分布式教育具有多样化的特点。例如,国家传统医学院的教学几乎完全使用土著语言,而且是基于古代藏医概念进行教学;国家教育学院的许多教学人员从西方大学获得第二文凭,在教学上采用了许多西方学者所熟悉的先进的教学方法。英语是小学以上教育层次使用的教学语言,而且是高等教育的唯一教学语言。网络合作学院主要针对不同地区需求设立,如管理学院、技术学院和自然资源学院等,分别位于国家的不同地区。不丹皇家大学作为一个新兴国家新建立的大学,有很多课程无法开设,尤其是较高层次的学习课程和需要较多高等教育资源的专业课程。一些不丹学生选择出国留学,他们中的大多数会选择在印度接受本科教育。目前,不丹的教师对教育表现出强烈的责任感,不丹的学生也对学习表现出很高的热情,学生的保留率和毕业后的就业率都处于高增长状态。
但是,不丹的分布式教育并没有成为主流,其主要原因是不丹的互联网系统不够发达,尤其是在首都廷布以外的地方。在学习交流方面,在线即时交流技术还不成熟,主要使用电子邮件这种延时交流的方式。除了互联网以外,不丹的电话网络大多依赖于手机,零星散布在全国各地的广播和电视节目也不足以为不丹国民的交流提供便利。
除此之外,不丹高度重视传统的面授教育有其独特的文化背景。一方面,远程教育或在线学习并不是适用于所有学科领域的教育方式,而大学教师、雇主、学生等也常常怀疑远程教育或在线学习的教学质量,这不足为奇。大约二十年前,西方国家的人们也普遍持有这种态度。另一方面,西方学者高度重视的批判性思维违背传统佛教教育的理念。不丹现在面临的挑战是如何通过有限的教育技术继续发展开发教育系统,如何应对不丹社会主流文化对分布式教育的偏见。
三、尼泊尔的分布式高等教育系统
尼泊尔的情况与不丹有所不同。该国著名的特里布文大学的主要教学基地位于尼泊尔的首都加德满都,所有课程都由加德满都主校区专业学院的教师授课。
尼泊尔国民享受高等教育的机会十分有限。尼泊尔作为亚洲最贫穷的国家之一,全国只有2%的人口接受高等教育,基础教育的辍学率高达50%以上。这主要是受教育资源和教育经费的制约所致,可能还包含更深层次的社会问题,例如妇女接受教育的限制、不同血统阶层的伦理差异、少数民族伦理差异等。
特里布文大学开设的课程多种多样。工程、医学、教育等专业领域的课程开设并不亚于东南亚的大学。但是特里布文大学的教学方法非常保守,强调记忆性知识,而且教学课程并非教育资源密集型课程。特里布文大学面临的主要问题包括:文凭教育与雇主需求的关联问题、不同社会阶层进入高等教育的公平问题、贫困学生入学率的问题等。尼泊尔的远程教育技术比较落后,在实际工作中主要是利用广播、录音带、印刷材料等培训农村教师,而且远程教育的试点也非常有限。在尼泊尔国内,大多数学者、管理人员、雇主和学生对开放教育学位的价值持怀疑态度。虽然特里布文大学最近宣布,只要第一学位是通过“传统”的途径获得,那么第二学位若通过远程教育或开放学习获得将予以认可。因此,有必要让学习者理解远程教育的作用和价值,大学和政府也应该支持远程教育的发展。但尼泊尔远程教育的发展面临的一个现实问题在于,除了一些主要的城市和地区之外,互联网服务极度缺乏或根本没有。
四、分布式高等教育技术推广经验
格罗(Grow)的四阶段自主学习模式概述了自主学习要素,这对于有效的开放学习部署和分布式学习课程至关重要。不丹和尼泊尔的高等教育似乎与格罗理论的“阶段2”对应。这一阶段把“感兴趣的学生”归为一类,教师被认为是动力或导师,他们通过一个“鼓舞人心的演讲,引导学生讨论,设定学习目标”。在格罗理论的“阶段3”中,学生是“被动参与”,“教师是促进者,教师通过讨论会方式促进专题讨论,学生与教师平等”。如果分布式教育的目标是产生自主分布式学习、促进终身学习,以更加开放和灵活的方式接受高等教育的话,那么尼泊尔和不丹两国在创造良好的教育文化方面还有许多工作要做。特别是政府、雇主、学生和教育工作者,他们自己需要坚信分布式教育质量的有效性。
这里显然存在教育制度和教育领导方面的问题。不丹和尼泊尔两国都迫切期望和要求设计适当的分布式教育解决方案,都需要发展开放教育模式的领导。这两个国家中都只有非常少的人接受高等教育,为了解决经济、环境、社会、政治等问题,他们迫切需要扩大社会包容性,需要更多的人接受高等教育。
尽管分布式教育为尼泊尔和不丹两国进步的教育家呈现了具有吸引力的选择,但是在短期和中期内,分布式教育的范围还十分有限,不要相信所需的课程设计会有足够的制度激励。赫德伯格(edberg)等注意到,课程设计是有效学习的重要因素。如果课程设计发生了变化,评价方法也需要重新考虑。课程和评价相互依存、相互支持。
有关不丹和尼泊尔两国分布式教育的任何考虑至多也就是对于教育进步的谨慎预测。这两个国家将合理利用新技术,而不必去复制基础设施或工业化国家的历史错误。分布式教育进展取决于克服技术障碍,取决于适应社会文化变化的基本教育态度。总之,这需要明确的制度目标,各项任务与资源供给匹配,提供清晰的受教育社会愿景,鼓励广泛合作。
六、结语
引进教育技术远比变革教育观念容易,这适用于尼泊尔和不丹高等教育机构中分布式教育的发展。这两个国家的地形复杂,陆地传输技术问题尤为突出,移动电信技术和卫星技术的引进可以取代传统的解决方案,为这两个国家分布式教育技术的发展提供速成的方法。多媒体教学在短期内也是最可能被接受的教学方法。
由于不丹制定了抵制“不恰当西化”的政策,自我导向的教学方法可能会继续被拒绝,这对分布式教育的发展不利。基于现有的教育系统,让学生进入合适的大学,是发展一个真正的分布式大学所需要的。但是,引入基于教育资源和以学生为中心的教育教学观点,可能才是最好的灵活学习的发展方向。
关键词:中间件技术;创新思维培养;提问式教学;平等互动;中间件适应性
引言
中间件是处于计算机系统软件和应用软件之间的软件总称。随着计算机和网络技术的迅速发展,越来越多的应用软件需要利用系统软件提供的多种功能和服务进行架构,需要兼容不同操作系统和网络环境,乃至需要在多个计算机系统之间进行分布式协作。中间件作为底层系统和上层应用的桥梁,为两者提供可靠和高效的通讯与协作并管理这些工作。在当今提倡“大众创业、万众创新”的新形势下,高等院校需要把创新教育贯穿到平时的各类教学活动中去。应该看到,创新教育不是一个独立的教育层次或教育类型,而是一种渗透在教育工作中的思想观念、贯穿在教育实践中的原则方法、内化在育人过程中的精神指向,以及用这样的思想观念、原则方法、精神指向建立起来的教育模式和实践活动[1]。我们的教育应从基础做起,从点滴做起,让学生的创新思维具有扎实的土壤。“中间件技术”课程就是这样一个合适的场所。
1“中间件技术”课程的主要内容
“中间件技术”课程以给计算机上层软件提供底层功能支持,提升软件兼容性和进行分布式架构为主要教学目标。在教学上可从以下方面进行讲授:第一,讲授中间件技术在软件开发和系统集成中的地位和作用;第二,介绍经典的五大中间件类型即远程调用中间件、消息中间件、分布式对象中间件、数据库中间件和事务中间件的基本概念、原理及应用;第三,讲授各种典型的商业中间件包括Webservice的使用,并指导学生基于商业中间件进行软件开发;第四,介绍中间件的主要特性,包括适应性、性能、可扩展性、安全与系统管理,其中每一种特性均可以独立进行讲授;第五,介绍如何使用中间件实现业务流程和系统集成;最后,介绍如何使用中间件建立企业级分布式系统。经过比较,我们采用ChrisBritton和PeterBye编写的中间件专著《ITArchitecturesandMiddleware:StrategiesforBuildingLarge,IntegratedSystems》[2]和张云勇等编写的《中间件技术原理与应用》[3]一起作为课程教材,这些教材也适合于进行全英文教学或双语教学。
2“中间件技术”课程中创新方法的培养
“中间件技术”课程涉及的知识门类多,需要的逻辑思维、抽象思维和理论联系实际的能力强,尤其适合培养学生的创新思维。实践证明,通过对学生的发散思维、聚合思维和实践能力的培养,对提高学生的创新思维很有帮助[4]。国内一些专家也提倡在教学中使用案例法、问题导向等思路进行教学[5-7],但这些方法还欠缺具体的实践要点和课堂教学描述。根据笔者的实践,可以以具体的应用作为教学主线,以创新能力的培养作为教学目的,并以平等互动作为教学的组织方式来进行课堂教学。2.1以具体的应用作为教学的主线软件工程的目的是开发出各种应用,因此可以用具体应用贯穿于教学始终,作为教学主线。一些专家强调过在教学过程可采用案例式教学法,该方法使用具体的案例(软件应用)连接学习内容与实际应用,把学生带入具体场景中分析、讨论并解决问题[8]。与其他课程教学不同,本课程采用的案例以具体的应用开发为宜,建议所采用的应用体现以下特征:①适用性,所选择的应用要适用于中间件各项内容的教学,能贯穿整个课程;②易学性,所选择的应用要易于学生学习,符合学生知识范围和认知特性[7];③趣味性,所选择的应用要能吸引学生的注意力;④可扩展性,所选择的应用要考虑到学生今后的工作和创业实践。笔者在课程教学中采用了两个案例。案例一是建立于多地区、多主机、多操作系统之上的银行交易系统;案例二是12306火车票购票系统。对这两个案例我们不是面面俱到,而是其中一个案例详尽分析,另一个案例简要描述或者作为课后练习进行。2.2以创新思维的培养作为教学的目的在中间件技术教学中,我们在讲授知识的同时要将创新思维的培养作为主要的教学目的,因此在课堂教学中,我们可以用提出问题—解决问题—出现新问题—再解决问题的方式迭代地进行教学。要注意以下几点:(1)注重层次式的问题提出。在提问式的创新思维培养中,最重要的是学生回答完毕老师的应对。由于问题的复杂性和学生理解能力的限制,学生的回答往往不是最终解决方案,但很可能是最终解决方案的一部分,或者是与解决方案相关的事物。这就需要针对学生的回答进一步提出问题,让学生渐进式地接近问题的最终答案。(2)适当地进行提示。在提问式的创新思维培养中,可能有时没有学生回答问题,这可能是学生缺乏问题的相关背景知识,不了解问题的关键所在。这时老师可对背景知识进行适当介绍,确保学生明白问题所在。(3)注重关联思维的培养。中间件技术和多门学科相互关联,要让学生联想其他课程的内容。对于操作系统、数据库和计算机网络的知识尤其如此,如消息中间件的学习就可以与网络通讯协议开发、多应用系统集成、编程语言中消息存取函数等进行关联。(4)注重发散思维的培养。教师提出问题时往往有指向性,希望学生沿着教学的方向回答问题从而保证教学的进行。实际上学生的回答可能各式各样,这是由于中间件技术涉及的方面过多和复杂性过大所致。当学生回答内容属于中间件范畴时,要告知其这虽不是本课程重点,但仍是正确的思路,肯定学生的发散思维。2.3以平等互动作为教学的组织方式我们建议采用交互式教学,以平等互动的方式组织教学,这就需要进行精心设计和努力。(1)营造宽松的学习气氛。学生不愿意进行交互很重要的一个原因是害怕答错。因此,在教学过程中,教师要鼓励学生回答,对其回答要指出正确的一面和有待改善的一面,同时可指出问题的一些部分是较难回答的,从而降低学生的害怕心理。当学生有正确的回答时,可以让其讲解根据,并让其他同学对其进行评论。(2)小组讨论与个人回答相结合。采用小组讨论是一种有效降低学生不安的方法。一方面,在小组内都是熟悉的同学,大家更容易发表意见;另一方面,在小组形成意见后由某位同学讲解时,其意见由于不是他个人的意见从而降低了其心理上的不安。在这种方式实施时,要明确每个小组必须有一人代表小组发言。当无人愿意代表小组,我们采用的方式是告诉大家这是小组的意见,他只是代为表达,从而鼓励发言。小组讨论因为耗时较长,一般与个人回答相结合。小组讨论适合于较重要的知识点学习,或者容易出错的地方,或者将来容易应用的方法;而个人回答则可以普遍地用于课堂中各个过程。(3)主动参与和义务参与相结合。交互式教学最理想的情况是人人积极参与,但在现实的执行中,往往有一部分同学不愿意进行参与。在此种情况下,笔者认为不应放弃这部分同学,可以采用义务参与的方式迫使其参与。如说明每个同学均须参与,然后当主动参与同学完成后,采用点名制让剩余同学进行回答。在学生较多时,无法让每个同学都回答每一个问题,可采用轮流回答制。
3中间件技术课程示例
我们以“中间件适应性”这一章作为例子描述课程的讲解过程。适应性(Resiliency)是中间件的重要内容,其主要目的在于减少系统的故障并在故障发生时可以更好地容错和修复。我们将课程内容分成以下3部分进行讲解:①中间件适应性的目的和意义;②从备份系统进行错误恢复的4个步骤:检测故障;整理正进行的工作;激活应用;重新处理“丢失的”消息;③高级适应性方法:双机互备援系统、两阶段提交、计划停机、应用软件故障。课程开始,笔者以银行交易系统作为案例进行讲解。首先描述银行交易系统中可能出现的严重问题,如系统故障、服务中断、灾害损坏、数据丢失等。在这些内容讲授时,由于学生刚刚进入课堂,注意力还没有完全集中。所以采用提问的方式,询问在日常使用到的银行服务中是否有遇到故障。在学生没有响应时,笔者讲授了一个自身在自助取款机取款时系统蓝屏被吞卡的事例作为引导。在此引导下,同学们纷纷说出了一些自身的例子,包括转账、取款,甚至还有支付宝的一些问题。在此基础上,提问让学生思考在发生这些问题时该如何解决并进行短时间的讨论。第二部分讲解时,笔者首先指出一个常用的容错方法:采用备份系统。这时首先让学生用概率论的知识计算在采用一到多个备份系统时故障率的降低。在学生对备份系统有了一定认识后,询问学生单备份系统如果发生错误该如何处理。在学生思考一段时间并有了一些回答后,指出解决方案的4个基本步骤:①检测故障;②整理正进行的工作;③激活备份系统;④重新处理“丢失的”消息。由于这些步骤符合逻辑思维,学生普遍会觉得较为容易。这时要适时地强调,这些看似简单的问题实际上并不简单,进而引导学生思考它们背后隐含的复杂技术。如在检测故障部分,可以引导学生回答采用心跳信息进行故障检测可能引起的问题。如何能区分系统的故障和心跳信息的丢失,如何区分暂时性故障和长期性故障。在整理正进行的工作时,提示学生思考是采用日志恢复还是采用镜像操作。在激活备份系统时,提示学生思考是采用一有故障就激活备份系统还是采用先进行分析再激活备份系统的方法。在重新处理“丢失的”消息时,提示学生思考如何能知道消息是丢失的还是已经被处理的。在讲解激活备份系统时,笔者引入第二个案例12306火车票订票系统进行进一步讲解。用订票的实例说明并非所有的备份切换都可以解决问题。如带宽限制、输入故障等都无法解决。讲解中对激活备份系统这个问题采用小组讨论的方式,而对其他的问题采用了随机提问的方式。在讲解完成后,学生普遍感受到书本上看似平常的几句话后面技术的复杂性,提升了对未来从事计算机科学技术相关工作的期待和看法。在第三部分,主要以银行交易系统为例讲解不同技术的演化方向,沿着要解决的问题—解决方案—新引入的问题—新的解决方案的思路引导学生进行积极思考。在讲解双机互备援系统时,让学生对共享数据库系统和独立数据库系统进行思考,并让多个同学回答如果自己是设计师将采用什么样的系统,而让其他同学对他的回答进行评论。在让学生意识到双机互备援无法处理分布一致性问题时,自然地引入第三个系统进行协调,从而开始讲解两阶段提交协议。在介绍两阶段协议优点后,再让学生进一步思考其中可能出现的故障以及故障后协议是否能正常进行,最终介绍三阶段提交协议并将其作为学生的课后思考题。
4结语
“中间件技术”是针对高年级本科生或研究生开设的软件工程重要课程,由于其涉及的背景知识多,需要思考的方面广,非常适合用于训练学生的创新思维。在今后的教学中,可以考虑结合学生学习生活中某一具体问题进行讨论,探讨是否可以将学习到的知识应用到具体实践中去。这将需要任课教师识别出合适的应用,并与学生进行广泛的探讨。
参考文献:
[1]郑家茂,潘晓卉.大学创新教育呼唤人才培养模式改革的突破[J].江苏高教,2008(1):83-85.
[2]ChrisB,PeterB.ITArchitecturesandmiddleware:Strategiesforbuildinglarge,integratedsystems[M].2thed.NewJersey:Addison-Wesley,2004.
[3]张云勇,张智江,刘锦德,等.中间件技术原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2004.
[4]梁小红,王晓波,王林静,等.在教学中贯穿创新思维的实践[J].医学研究与教育,2010(5):95-98.
[5]梁春泉,张阳,戴涛.“中间件技术”课程教学方法改革探讨[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2015(9):46-48.
[6]梁春泉,景旭,吴昊.“中间件技术”课程教学改革中的问题与思考[J].中国电力教育,2013(31):74-76.
[7]张伟娜.基于企业应用浅析中间件教学改革[J].科技信息,2011(21):621-622.
随着云计算、物联网等新技术的快速发展和普及,以计算机和网络为支撑的现代化、信息化教育是我国教育发展的必然趋势。高清云录播平台作为新教学模式的重要组成部分,一改当前传统教学模式的局限性,从教育教学的新需求入手,将多媒体教学、课堂云录播、课程资源共享等进行综合管理、调配,以其同步性、灵活性、互动性和资源共享性等特点,受到一线教师的关注,并成为高校教育教学质量、办学竞争力提升的重点研究和建设内容。
二、高清云录播平台概念
目前,业界对高清云录播平台还没有形成统一的定义,通过对各种文献和产品厂商界定的梳理和整合,初步表述为:高清云录播是基于物联网模式并且采用云存储、云传输技术来满足现代化教学的一种方式。具体实现是指通过集群应用、网格技术、分布式转换编码设备、集中式解码资源服务器等系统集合,将高清摄像信号、教学电脑、实物展台、语音等信号通过分布式转换编码设备转换成网络信号,传输至资源管理中心的云录播资源管理服务器,并通过“云”录播管理系统,实现资源在线剪辑、编辑,自主自主学习、直播、远程点播等功能,进而促进信息技术与课程教学的深度融合,提高教育教学质量。
三、民办高校建设的意义和必要性
当前,高校的教学模式需要由单间精品课程转向慕课式视频公开课,这是未来教育教学信息化发展的趋势。国内公办高校积极顺应这种趋势,在加盟国外慕课平台的同时,也在进行本土化在线视频公开课尝试,其中,最主要的措施之一是建设校内高清云录播平台。尽管这种尝试还处在初级阶段,但不可否认这种萌芽已经出土,正在成长。反观作为我国高等教育体系重要组成的民办高校,面对此种趋势,认知不足、反应滞后、作为不显。民办高校既非国内顶级名校,亦非研究型教学型知名高校,名气不显,实力(教育资源和财政支持)不足,这是先天缺失,输在起跑线上可以理解。但对高清云录播平台建设和研究的的重要性、必要性和紧迫性认知不清、不足,以致轻视、忽视、应对不力,值得民办教育人认真思考。
1.高清云录播平台是慕课建设重要组成
慕课是是高等教育改革和发展的趋势,我们在借鉴国际先进经验的同时,也要立足自主建设适合校情的慕课式课程。慕课建设过程中很重要的一个环节是视频资源建设。目前,许多名校将课程视频进行网上共享,但却抓紧住知识产权,这就不排除今后资源收费的可能,所以民办高校要提早进入视频资源的建设中来。
高清云录播平台是收集和制作优质课程视频资源的重要平台载体。平台建设可以遵循“建以致用”原则,建成后可进行微课视频制作和常规教学全程录制。微课视频是指授课课程中某个知识点的阐述和讲授,录制后作为慕课课程教学的节点之一;常规教学全程录制如字面意思,就是对优秀教师的优质课堂进行全程的录制,即可方便教师间比较学习,又能充实、积累校内慕课视频资源库。
2.翻转课堂需高清云录播平台支撑
翻转课堂是时下比较成功的教学模式,这里翻转的是课上和课下学生的行为,即学生在课堂之前,事先充分学习课程章节教学视频的基础上,再通过讨论和争辩的方式掌握知识,教师在其中起引导和“裁定”作用。
翻转课堂的一个重要特征就是教师在课程开始前为学生提供量身定制的课程学习视频。这个学习视频一般有三个来源:教师自己制作的、互联网搜索到的和学校购置视频资源库中的。而通过网络调查,教师自己制作的学习视频占据来源的85%份额,学生也更偏重于教师在借鉴网络视频的基础上自己制作的视频,认为效果更适度、更佳。高清云录播平台既可以帮助教师量身定制课程视频,又可方便学生课前、课后自主点播学习,是学校实现翻转课堂教学的重要支撑。
3.高清云录播平台助推“小班教学”
“小班教学”是高校传统教学模式的重要组成,可以显著提高教学质量和办学水平。直面与公办高校教学水平差距,在民办高校推广和试点“小班教学”很有必要,且很有前瞻性的措施。但与此同时不可避免的要增加师资队伍,加大教师备课量、备课水平、上课压力和授课效果,这对于师资短缺的民办教育而言是雪上加霜。
高清云录播平台可以有效缓解此问题,具体操作是任课教师借助平台录制好的优秀教师的优质教课视频穿插到常规课堂教学中去,混合式(整合式)进行课堂教学。个人认为,此种教学方式很适合民办高校现阶段的校情。由于民办高校普遍缺乏网络教学的经验,要想教师、学生今后全情投入时代趋势的慕课式在线教学、学习就必须要有过渡,师生通过这一新式样的“小班教学”实践,更容易的平滑过渡到慕课式学习。
4.高清云录播平台助力教师互助交流,提高教学能力
在高校,教师的教学能力和教学水平是保证高校教学质量、培养高素质创新人才的关键。传统授课模式下,教师因无法观察自己课堂教学的全过程,故而不能及时跟进改正和交流互助。高清云录播平台的建设有效的改善了教学环境。(1)平台可自动建立教师课堂教学视频档案,教师据此反思自己教学全过程,及时改进教学方式、方法,进而提高教学能力;(2)教学管理部门可通过平台遴选优秀教师优质课堂,组织教师(尤其是新教师)进行课堂视频观摩,以此促进教师相互学习、交流,汲取有益的教学经验、教学思路,进而提高教学效果和水平;(3)教师或管理部门可以从直接平台抽取课堂录像,作为职务晋升、教学评奖和精品课程申报等素材资料,节省专项制作的成本和时间。
5. 高清云录播平台培育优良学风
学生在课堂上的注意力、认识力、记忆力、理解力和吸收力等是存在客观差异的,若按照统一的教学模式教学,学生的学习和发展都是不利的,优良学风也难以养成。如何应对学生学习能力的差异性,及时给出合理化建议和有效监督,高清云录播平台可以提供有效解决丝路。(1)在传统授课模式下,面对学习能力的差异,教师不可能重复讲授上课知识。但在高清云录播平台上,学生可以随时随地、反复收看老师的教学录像,学习或巩固知识难点,提高学生自主学习能力;(2)辅导员可以通过平台录像在不影响教师教学组织的情况下获知学生的课堂表现,注意力是否集中、到课率是否全勤、是否玩手机等状态信息,有针对性的开展“六师”教育,培育优良学风。
摘要:本文结合课题组多年从事系统分析与设计课程的实际教学和科研经验,从教学内容与课程体系的改革、教学模式的创新、一体化实践教学平台的建设三个方面进行探讨与实践。
关键词:系统分析与设计;教学模式;一体化实践教学
中图分类号:G642 文献标识码:B
系统分析与设计是软件工程专业的一门重要课程,旨在培养学生掌握软件项目的开发方法,重点是软件开发的分析阶段和设计阶段,覆盖软件工程技术、信息技术、建模技术、数据库技术、分布式技术、人机交互技术、软件测试技术等多个领域,是一门综合性和实践性很强的专业课程。在传统的计算机学科教学中,强调数学基础和按部就班的理论学习,学生以个体为单位进行编程实践,这样的教学模式显然没有充分教授学生从事软件开发所必需的方法和技术,不能适用于软件工程专业。现在比较流行的软件工程教学方法强调在授课过程中伴随小组项目实践开发,但普遍存在项目规模较小、用户需求不明确、文档编写不规范等问题,因此,针对不同的课程,伴随小组实践开发的教学方法应有不同的具体要求。
本文结合作者多年从事系统分析与设计课程的实际教学和科研经验,针对其综合性和实践性很强的特点,从教学内容与课程体系的改革、教学模式的创新、一体化实践教学平台的建设三个方面进行了探讨与实践。
1深化教学内容与课程体系改革
软件技术的日新月异促使系统分析与设计课程的教学内容必须及时更新和不断深化,但不管新的软件技术如何层出不穷,在教学过程中,最重要的还是让学生真正领会系统分析与设计的核心思想,即系统思想。只有了解底层的系统理论和概念,才能更好地调整技术以适应不断变化的问题和条件。当然,如何将经典的系统思想与新颖的软件技术有机地结合起来,不断地深化教学内容与课程体系改革,是我们所要研究、解决的重点。为此,我们进行了以下工作:
(1) 开展广泛调查研究
我们课题组通过对软件工程专业所开设课程的内容与方法进行广泛的调查,并征集专业课教师、广大学生对课程改革的建议,汇总所有的调查资料、整理研究,写出了相关的调查报告,并获得江苏省重点教改项目一项、南京理工大学教改项目两项。通过调研,我们将课程安排从原先的大二下学期调整到大三下学期,学生只有在具备建模、数据库、分布式系统、人机交互、软件测试等技术的基础上,才能更好地实践系统分析与设计的过程,才能更好地着重于分析问题和解决问题。
(2) 突出综合性和实践性
综合性和实践性是系统分析与设计课程的两个主要特征。作为一门融合软件工程技术、信息技术、建模技术、数
据库技术、分布式技术、人机交互技术、软件测试技术等多个领域的综合性课程,其教学目的就是通过大中型软件项目开发实践,掌握软件项目的开发方法,重点是系统分析阶段和系统设计阶段。因此,我们在调研的基础上修订了教学大纲,对课程体系和教学内容进行整合优化、突出重点。首先集中于系统分析和设计的整体描述,包括系统开发环境和开发方法。然后介绍系统分析方法,包括需求获取的调查研究技术、系统需求建模技术、需求的传统建模方法、需求的面向对象建模方法和系统方案建议。最后介绍系统设计方法,包括系统应用架构设计、数据库设计、传统和面向对象的应用软件设计以及输入、输出和用户界面设计。在教学中,将理论和实践有机地结合起来,通过对大中型虚拟项目的开发实践,让学生归纳出应该做什么以及如何做。我们以当前流行的面向对象分析和设计方法为主,兼顾传统的结构化分析和设计方法。尽管有人认为传统的结构化方法已经过时,但是我们认为,结构化方法是面向对象方法的基础,只有在精通结构化方法的基础上才能更好地理解和应用面向对象方法。在深化概念、原理、技术等教学内容的同时,我们也强调开发工具以及开发环境的重要性,在教学中引入一些先进的软件开发工具和开发环境,给学生创建一个良好的实践开发平台,提高实践教学质量和水平。
(3) 新教材的建设
目前,国内关于系统分析与设计方面的书籍要么侧重于理论方面的介绍,要么侧重于实际应用项目的开发,而理论和实际并重适合充当教材的书籍比较少,一般是关于某个具体系统的分析与设计,如管理信息系统、会计系统、物流系统等;而国外原版书或翻译书籍对学生来说理解比较困难,采用的案例基本上都是商业案例,必须具备一定的商业知识才能很好地理解。针对这种情况,通过调研明确了教学内容,在此基础上课题组编写了教材,并由清华大学出版社出版。新教材的显著特征之一是采用学生熟悉的应用案例,将理论和实践有机地结合起来。
2创新教学模式
当前主流的教学模式有两种:一种是以教师为中心的“传授-接受式”教学模式,另一种是以学生为中心的“探究-发现式”教学模式。前者的优点是有利于教师主导作用的发挥,重视情感因素在学习过程中的作用,缺点是把学生置于被动接受地位,难以发挥主动性和创造性,不利于创新人才的成长;而后者则有利于创新思维和创新能力人才的培养,但忽视教师主导作用的发挥,不利于系统知识的传授,忽视情感因素在学习过程中的作用。在教学过程中,我们将两种模式有机结合起来,提出“传授-吸收-评估-提升”(IAEU)四阶段互动式教学模式,图1是采用统一建模语言(UML)中的用例建模技术对该教学模式进行建模的用例图。根据教学进度,可以将教学内容划分为若干个教学模块,模块之间存在并列和继承两种关系,每个模块均可以采用四阶段互动式教学模式。
知识传授阶段是三个后续阶段的基础,以教师为主导,精讲教学模块的知识点,抓住重点和难点。除了采用多媒体教学手段,加大单位教学时间的授课信息量之外,我们给学生提供自行设计的开发模板,如项目计划、用例描述、系统方案建议等模板,将抽象理论变成具体化的可视文档,让学生明白如何表示软件开发成果。为了提供简化复杂的绘图工作,我们给学生提供先进的软件开发工具,如支持对象建模的Poseidon、starUML等,支持数据建模和过程建模的PowerDesigner等。当然,教师在讲授知识的过程中要积极主动地获取学生的反馈信息,并根据实际情况及时做出相应调整,提高授课效率。在教学过程中我们发现,学生在先前开设的面向对象建模、数据库系统、人机交互、分布式系统等课程中已经掌握了大量的知识点,因此讲课内容主要集中在软件开发流程、需求获取技术、可行性分析技术等部分,重点培养学生分析问题和解决问题的能力。
吸收扩展阶段以学生为主,每个教学模块的知识传授阶段结束之后,通常安排案例讨论会,引导学生进行深入讨论、各抒已见,让它们身临其境,扮演不同的角色,畅所欲言地发展自己的见解。在讨论过程中,我们有时有意让小组之间展开激烈的争论,增加学生对系统分析与设计的感性认识和兴趣,提高他们的分析问题和解决问题的能力。而教师仅仅充当指导角色,给出提示性意见,随时鼓励学生,而实际情况证明老师对学生的关注与学生对课程的关注成正比。除了课堂的案例讨论之外,我们给学生提供大量有价值的参考书目清单和电子文献,学生在教师的指引下利用课外时间对某些感兴趣的专题进行资料查阅和分析,在掌握基本知识的基础上主动学习,从而拓宽和加深对知识的理解。在课程初期,由4-6名学生组成一个虚拟项目团队,运用每个教学模块中学到的知识,分工协同,按照教师提供的开发模板,完成相应的文档。在解决问题的过程中,学生的创造能力、综合能力、应用能力和交流合作等大量非智力因素均得到了充分的发展。教师和学生、学生和学生一起讨论协商解决问题,课内和课外有机融合成为整体,使得学习变得更加有意义。
评估确认阶段对于实践性强的课程尤其重要,以教师为主,对学生完成的专题报告和虚拟项目报告及时地给予恰当的评价。在课程初期,帮助学生建立虚拟项目,针对具体的领域和实际任务,帮助项目小组制定工作进度。学生在整个课程学习阶段,要完成以下15个开发成果:问题初始描述、问题分析鱼骨图、项目范围描述、调查表、事件表、用例图、用例描述、事物表、实体关系图、数据流图、活动图、系统顺序图、问题域类图、设计顺序图和设计类图。对于学生完成的报告,要认真仔细地对待,找出其中的问题,并给出建设性的意见。评估确认阶段的主要目的是鼓励学生将其学到的知识和方法付诸实施,鼓励创新,培养发现问题和独立解决问题的能力。学生根据教师的评估确认的结果认真进行改进,这样可以促进学生的主动性再学习。
考核提升阶段以学生为主,考核不仅是为了考评学生学习情况,更重要的是鼓励和督促学生学习的主动性,为此需要改革传统的“一张试卷定成绩”的考核方式。由于系统分析与设计课程以实践为主,因此不适宜使用试卷来衡量学生的能力,而是综合课堂表现(占20%)、书面专题报告(占15%)、虚拟项目实践(占50%)和项目演讲(占15%)四个方面来评定成绩。值得一提的是,项目演讲这个环节最受欢迎,给学生提供了一个展示自我的机会,并锻炼了口头表达能力。这种综合考核方式使得学生非常重视案例讨论、通过专题报告和虚拟项目实践等形式积极主动地扩展、运用和创新知识,从而提高了综合能力。
3建立一体化实践教学平台
软件工程专业主要培养高层次工程型软件人才,必须具备系统开发和解决实际工程问题的能力,具备良好的交流组织协调能力以及主动获取知识和创新的能力,这些能力的培养都离不开一体化的实践教学平台。因此,作为综合性和实践性极强的专业课程,系统分析与设计课程的教学必须融入一体化实践教学平台中,具体工作表现在以下两个方面:
(1) 加强师资队伍一体化建设
课题组的教师不仅要求拥有较高的理论水平,精通系统分析与设计的新方法、新技术,而且更重要的必须具有从事软件项目开发的工程实践背景,有丰富的实际项目开发经验,所以课题组的教师不断积累教学素材,参加IT知名企业的专业培训,到大企业参加大型软件开发项目,积累实际项目开发经验。这几年,课题组和软件企业密切合作,组织开发软件项目,并和德国的波恩大学合作,在暑假期间积极开展极限编程(XP)交流活动,紧跟国际先进开发方法,大大锻炼和提高了教师的软件开发水平。另外,课题组将知名软件企业中具有教学能力的科技人员聘请到课堂来,开设专题讲座,建立了一支“专职+企业”的教师队伍。此外,软件工程专业的教师组成实践指导小组,定期开展教学沙龙,一起交流沟通。
(2) 加强实践基地一体化建设
为了提高学生的工程实践能力、分析和解决问题能力,需要加强实践基地的一体化建设,通过一体化实践平台,让学生了解并实际看到自己的分析和设计过程,而实践基地一体化的建设工作主要体现在业务需求库建设和软件开发平台建设两个方面。业务需求库的建设是所有软件工程专业课程实践的难点,目前我们通过三种途径来解决,一是依赖学校的丰富资源,学校各单位每天要处理很多业务,通过使用系统分析与设计的各种调查研究技术获取现有的业务需求,将这些业务需求建设为标准文档库,包括校办公自动化系统、教学管理系统、住房管理系统、图书管理系统等;二是参与教师的横向课题项目,获取实际项目的业务需求;三是发挥学生的主观能动性,通过调研亲朋好友从事的业务工作获取实际项目的业务需求。先进科学的软件开发平台通过建设专用实验室来获取,目前学校已经投资几十万元建设软件工程一体化实践平台,让学生更好地进行系统分析与设计的实践工作。
总之,实践是工程型软件人才培养的重要环节,师资队
伍一体化的建设、实践基地一体化的建设是培养高级工程型软件人才的两个重要保证。系统分析与设计课程需要加强一体化实践教学平台的建设工作,努力培养高级系统分析师和高级系统设计师。
关键词:计算机教学 方法与手段 改革 研究
Abstract: this paper in the teaching of computer science, the general problems, analyzes the problems existing in the current computer education, and according to the students' computer knowledge structure and application ability request, think the way and the method of teaching reform of education is the key to the teaching reform and the breakthrough point of the computer teaching methods and means of the reform practice and research.
Key words: the computer teaching methods and means reform research
中图分类号:G623.58 文献标识码:A 文章编号:
引言
近年来,我国高等教育取得了长足进步,无论是学校数量还是在校学生人数,都有了很大增长,同时计算机课程教学对提高大学生的能力和素质有着十分重要的作用。然而,由于计算机网络涉及面广、内容抽象,对学生先修课程有一定要求,且理论性强,涉及到大量的概念、定义和协议,学生总体感觉所学内容抽象、空洞,加之目前高职院校的学生学习基础、学习习惯普遍比较差,因此,如何在进行基础理论教学的同时,体现出对应用型人才的培养要求,就成为摆在教学工作者面前的一个新课题。剖析计算机教学在当前高等教育背景下存在的问题,在明确了教育的目的意义,了解教育规律的前提下,针对性地对教学手段方法做出了一些新的改革和尝试,以期解决上述长期困扰高等教育教学发展的问题。
1.当前计算机教育的现状
目前,高等教育中计算机类课程普遍存在的问题是:关注知识系统传授,忽略学生需求及认知状况:关注教师主导作用,忽略学生主体地位;关注学生理论知识积累,忽略学生综合知识的应用能力:关注显形课程作用,忽略人文课程及对学生综合能力的塑造;过分关注学生考试成绩的优劣,忽略学生动手能力和创新意识的培养。加之计算机专业教学范畴广,语言庞杂,更新快,行业新知识新技术日新月异,使得传统教学模式的弊端日益显现,社会上某种人才缺口严重,所有的招聘会应聘者云集,而企业却挑选不出想要的人才,学生的能力和企业的要求相去甚远,这种状况直接影响了我国高等教育的可持续发展,面对此种格局,如果不改革传统的高等教育,不从教学方法手段上采取新措施,何谈激发学生潜能,培养与时俱进的创新型人才?教学方法的改革涉及到教育教学理念的转变,教学理念的转变也要求教学方法作出相应的变革。教学方法的单一、教学内容信息量小、教学互动欠缺,都极大地妨碍了学生的创新精神和创新能力的发展。
目前计算机专业的课程设置,大部分仍停留在若干年前的水平上,专业课程内容过于简单和笼统,有些专业课程设置极不合理。所学的专业课程中,相当部分对学生进入社会后所从事的职业没有任何用处,而许多实用性强、专业性强的课程和计算机应用软件却又没有讲授,缺乏对最新计算机应用知识的讲授,特别是新的计算机软件和专业化、行业化软件的讲授,知识和观念落后于形势的发展,诸多因素导致无法提高计算机教学水平。
2.构建课程体系、更新教学内容
改革的目的是为了提高学生的计算机基本素质和实践能力,以及应用计算机解决实际问题的能力。依据教学大纲,应使学生了解和掌握计算机硬件结构与组成原理;了解操作系统的功能和一些重要概念;了解程序设计、计算机网络、数据库、多媒体等技术的应用领域、基本概念和相关技术;掌握计算机基本应用技能。据此,课程改革共分为三层进行:
第一层:设置为培养学生在网络环境下以熟练操作计算机的基本技能和信息处理的能力为目标的“大学计算机应用基础”课程和“大学计算机基础综合应用”实验课。我校已将公共计算机第一门课程由“计算机文化基础”升级为“大学计算机应用基础”。
第二层:设置为培养学生在网络环境下以数据处理和程序设计能力为目标的“程序设计基础(文理科各有侧重)”课程和“程序设计基础”实验课。
第三层:设置为培养学生与所学专业相结合的选修课,如“计算机网络技术基础”和“图形图像处理软件”等,重点培养学生计算机技术和计算机网络技术在本专业中的应用。
3.教学资源建设
根据教学改革和发展的需要,不断修订和完善公共计算机基础课程的教学大纲、教学计划,编写和开发各门课程的教材、讲义、电子教案、实验案例及试题库、网络课件等。为配合网上教学,拟开发教学资源管理系统和网络教学支撑平台,利用网络实现教学的全过程。为配合计算机等级考试,研究开发公共计算机课程在线考试系统,真正做到教考分离。首先,组织公共计算机教研室的一线老师编写教材。教材编写宗旨为“重在应用和兼顾必要的理论”,采用“案例”方式将理论与实践有机地结合在一起,同时,为了更好地结合学生所学专业,加强学生自主学习,教材应分为必学章节和选学章节,如将“多媒体应用”、“数据库应用”章节定为选学。另外,计算机课程教学仅凭课堂教学是不够的,必须加强课后的教学延伸,为此,计算机公共教研室计划依托校园网开辟“网络在线教学”,其中包含课件演示、等级考试、在线测试、疑难解答等栏目,使之成为学生学习计算机不可缺少的教学资源。
4.计算机教学方法与手段的改革
4.1教师授课方法的改革
现在多数计算机课程的教学基本上仍沿袭传统的授课方法,即“板书+讲解”。但由于现在的各种计算机软件,特别是Windows下的各种软件,均以图标方式和鼠标操作为主,光凭板书、讲解是无法向学生讲解明白的,需要使用演示设备。也就是说,现在计算机的许多课程,应该用“演示+操作+讲解”的新的授课方法进行讲授,建设较为现代化的多媒体教室,利用大屏幕投影进行直观教学,建设网络教学系统,利用网络教学资源,发挥虚拟教室、远程教学、分布式教学等现代化的教学技术的作用;实施计算机辅助教学(CAI),组织教师收集、研制和使用多媒体CAI课件。
4.2实践技能教学的改革
目前计算机专业毕业生的实践操作能力普遍较差,主要原因有:上机实践的时间太少,实验设备档次不够,教师指导实践的方法有缺陷等。
计算机专业是实践性要求很强的一个专业,一定要注重学生实践能力的培养。在课时安排方面,实践课时与理论课时应为5比5或6比4,实践的考核成绩比例也同样不应低于课程总成绩的50%。只有真正做到这一点,才有可能提高计算机专业的教学质量。
在实践课程中,对于低年级学生,应注重计算机基本概念和基础操作能力的训练,对于高年级学生,应着重培养他们的应用能力,使他们能够熟练操作和应用各种专业软件,解决实际问题。
实践课程除了完成作业外,应加强对学生创造能力的培养,增加课程设计的内容。教师在设计实践课程题目时,应根据学生学习程度的差异和兴趣爱好的不同,设计不同难度、不同内容的课题,增强学生的学习兴趣,激发学生的创造能力。
4.3考核方法的改革
除笔试外,应加大实践考试的分量,加强对学生实践能力的考核。因此,考核可分成两个部分:笔试考核和实践能力考核。
笔试考核主要对理论知识和基本概念进行考试。实践能力考核可以分成基础考核和能力考核,实践基础考核主要考核学生的基本操作能力和对课程内容的理解程度,以实验作业作为考核依据;实践能力考核评价学生的学习能力和创造能力,以课程设计作为考核依据,根据学生对课题完成的程度、设计的效果和创造能力进行评分。实践能力考核是对学生创造力的测验,这对教师在专业设计技能的掌握和题目设计的方式和技巧方面提出了较高的要求。
4.4实验室要求
对于一般基础课程,如基础程序设计(C,PASCAI.,BASIC,FOXBASE等)对计算机机型档次要求不高,目前学校中的大部分计算机设备均可满足教学需求。但由于许多专业课程所涉及的各种计算机应用软件的功能在不断地完善和升级,对计算机的机型档次、设备的要求也越来越高。
在计算机房辅导人员配备方面,建议取消专职实验指导老师。因为计算机课程名目繁多,实验指导老师要能够指导所有的实验,就必须熟悉所有计算机软件的应用和操作,这对于一般教师是不现实的。实验应由任课教师指导,必要时增派其他教师。
机房也应该有实验室管理员负责机房的值班、卫生、设备管理、秩序维持等。网络管理员负责网络管理、软件安装和维护、软件资料管理等。硬件技术员负责所有硬件设备的维护、维修工作。
4.5多媒体教室的使用
学校应建设综合性的多媒体教室,用于计算机专业和其他专业的教学。多媒体教室可以实现以文字、声音、音乐、图形、图像、动画、电影、电视等多种媒体进行“演示+操作+讲解”的教学。学生容易理解和接受,开阔视野,提高学习效率,也可使教师减轻劳动强度,更重要的是可以增加许多在黑板上无法进行教学的课程。多媒体网络教室除普通多媒体教室的设备外,还应重点配备计算机网络,进行交互式教学、实验。
4.6师资队伍的改革
教师在教育教学过程中的作用是具有决定性的。教师是现代教育技术实践、运作的关键要素。“教育者必先受教育”。计算机课程与其他课程相比,知识更新的速度快得多,对师资要求高。而目前不少教师对新技术跟不上,应当重视师资的培训和补充,鼓励教师进修新的课程,在政策上应当对计算机教师的进修予以倾斜,给予支持和照顾。
结束语
算机教学的方法与手段改革是一项、长期而又艰巨的任务,每个学校都有自己的实际情况,各学校之间可以相互借鉴,取人之长,补己之短。在改革的过程中我们需要改变传统教育思想,创新教学观念,在先进的教育科学理论指导下,充分发挥计算机、多媒体和网络等现代化教育技术手段的作用,积极发挥教师的引导作用,激发学生学习计算机的积极性、主动性,全面提高非计算机专业学生的计算机应用能力。
参考文献
1.郭淑君,关于项目教学法的探索与实践[J],江西教育科研,2007(7)
2.陈小虎,“应用型本科教育”内涵解析及其人才培养体系构建[J],江苏高教,2008(1)