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关键词:少数民族;工科;计算机课程;教学
中图分类号:G642 文献标识码:B
新疆少数民族大学毕业生的就业是事关新疆经济社会和谐发展和维护边疆地区团结稳定的一项重要工作。针对民族分裂主义和非法宗教活动向新疆教育领域加紧渗透的严峻形势,新时期做好新疆少数民族大学生的就业工作意义重大。
当前全国大学生的就业形式不容乐观,社会就业压力较大,新疆也存在同样的问题。造成当前这种困难局面的原因很多,但我们的少数民族高等教育本身也存在许多问题。为了促进新疆少数民族高等工科教育事业的健康、快速、和谐发展,改善少数民族大学生的就业状况,很有必要对目前新疆少数民族高等工科教育的现状进行深入研究,实践科学发展观,找出问题的关键,及时加以改进。
1新疆少数民族工科专业计算机课程教学的现实意义
做好新疆少数民族工科专业的计算机课程教学工作具有十分重要的现实意义。首先,计算机技术可以作为一种谋生的手段,它给少数民族大学生提供了一条除专业技术以外的就业新途径,有利于缓解目前大学生的就业压力。其次,专业技术与计算机技术相结合是当前科技的发展方向,掌握好计算机技术有利于自身未来的发展。第三,新疆社会生产力水平还欠发达,地方产业的升级急需大量精通计算机技术的各行各业高级人才。第四,新疆大部地区包括偏远地区的计算机应用已开始推广,这将为那些掌握了计算机技术的少数民族大学生提供了展示自己才能的广阔舞台。
2新疆少数民族工科专业计算机课程教学的特殊性
2.1新生的计算机基础水平差异大
新疆地域辽阔,人口分布面积广,南疆与北疆、农村与城市之间的经济社会发展水平各不相同,基础教育的条件和质量差异很大。在基础教育阶段,由于教育资源的地域差距,计算机信息科学技术的教育水平和质量在各地区之间也不平衡,这就造成了大学新生的计算机基础水平参差不齐。在南疆一些偏远地区,部分中学还没有开设计算机课,甚至还有一些学生从来没有见过计算机。而在新疆经济较发达的大中城市,学生一般都受过较好的计算机基础教育,部分学生家庭自己购买了计算机,他们有条件经常实践练习,能够非常熟练地操作使用计算机,有的甚至还掌握了网站建设技术。由于受社会生产力发展水平的制约,这种状况将会持续相当长的一段时间。
大学新生计算机基础水平各不相同,如果教师忽略这种差异,对所有学生都采用同一起点授课,将会造成基础好的学生不想听,基础薄弱的学生跟不上的局面。因此,老师在教学中如何兼顾这些基础差异很大的学生,是新疆高校少数民族工科非计算机专业的计算机基础课程教学必须面对的一个问题。
由于受教育资源的限制,目前新疆各高校普遍忽略了学生的基础差异性,所有学生都从相同起点开始学习。这显然与因材施教、以人为本的教育思想背道而驰了。针对大学新生计算机水平参差不齐的情况,可以采用分级教学的方法来解决。先对刚入校的新生进行统一的计算机水平摸底测试,然后根据测试结果,按照计算机基础的不同施行分级分班教学。
2.2上机实践时间有限
与内地大学一样,大学生的计算机上机实践时间有限也是新疆各大学普遍存在的问题。
一方面,新疆地处我国西北边陲,社会生产力水平还相对较落后。来自南疆偏远地区的少数民族学生中,很多同学由于经济条件的限制,自己没有购置计算机,主要依靠学校上课提供的计算机资源来实践练习。这部分学生的家庭所在地附近也很少有人使用计算机,这种滞后的计算机使用氛围对他们学习计算机课程知识产生了制约影响:一是他们会误认为计算机在现实生活中不太重要,因而造成学习动力不足;二是假期放假回家后,周围也没有练习使用计算机的条件。
另一方面,部分少数民族学生学习计算机知识的主动性不够,习惯于填鸭式的课堂教学模式,课余时间基本上不使用计算机。这种现状是由多方面的原因造成的:一是因为他们身边的社会竞争不强,没有造成强烈的危机感,学习需求不足;二是在早期的基础教育阶段养成的一种被动学习习惯。他们很少主动去寻找上机实践机会。
针对上述情况,新疆各高校应该加强公共计算机机房的建设,让公共计算机机房全面面向学生开放,老师也要加强对学生课余时间的督促辅导,让学生能够充分利用学校提供的资源多实践,从而全面提高计算机基础课程的学习质量。
2.3专业课程的学习任务很重
由于历史和环境等原因,新疆的基础教育质量普遍不高,尤其是部分民考民(民族语言学生考民族语试卷)的少数民族学生,他们的高考入学成绩较低。在大学期间,为了能顺利完成大学学业,他们不得不一边补习中学的基础知识,一边学学专业课程。由于专业课程学习耗去了相当多的时间,因而他们学习计算机课程的精力就很有限了,这严重影响了计算机课程的学习质量。
因此,教师应仔细研究课程内容,精心备课,突出课程的重点,巧妙地剖析难点,充分挖掘课堂教学潜力,努力提高学生课外自学环节的辅导质量。教师要用时间精力的付出,来节省学生的学习时间,减轻学生的学习负担。
2.4汉语、英语水平不高
新疆少数民族学生的汉语和英语水平不高,特别是一些从牧区考来的少数民族学生,他们在大学入学时汉语水平很低,英语几乎是零起点。由于以汉语、英语为载体的技术资源相对较丰富,为了让少数民族同学能充分利用这些资源,为了让少数民族同学能读懂汉语教材,能够听懂汉语授课,目前新疆的高校普遍采用大学预科制,即让少数民族学生在学学课程之前专门学习1年汉语,然后参加HSK考试,考试合格以后才进入大学阶段的课程学习。即使是这样,少数民族同学的汉语阅读能力也还是很有限,这在一定程度上影响了他们的学习质量,不利于他们查阅参考文献。可喜的是,近年来,新疆开始在基础教育阶段推广汉语学习和汉语授课,这种现状有望在不久的将来得到改善。
3在计算机课程教学中需要注意的几个问题
3.1要明确教学目的
工科非计算机专业学生学习计算机基础课程的目的主要有两个:一是为了实现素质教育,增强学生适应社会生活的能力;二是为工科专业技术学习奠定计算机知识基础,提高学生的专业素质。
计算机基础课程在工科非计算机专业中的工具性定位,直观地指出了教学目标就是要让学生掌握一种工具性技术,掌握一种工具性技能,掌握一门工具性知识。要尽量避免走向应试教育的歧途,学习的目的不是为了参加国家计算机等级考试,也不是为了参加其他证书考试,学习的目的是为了实际应用,要把所学的计算机技术知识应用于社会生活中,应用于工科专业技术领域中。课程考核要以实践能力测试为主,主要考核学生应用所学知识解决社会生活中和工科专业技术领域中的实际问题的能力。
3.2要重视专业差异性
首先,要重视工科专业与其他专业的差异。与经济管理和人文社会科学相比,工科专业的技术性很强,涉及的计算机技术知识领域十分广泛,对计算机技术的需求日益增强。工科专业对计算机技术的需求不论在深度还是广度方面都远远超过其他专业。
其次,要重视计算机专业与非计算机专业的差异。计算机专业的学生需要学习、研究计算机技术,而非计算机专业的学生,计算机知识只是作为工具来学习,他们须花大量时间和精力去学习本专业课程。因此非计算机专业的学生不可能像计算机专业学生那样全面深入地学习计算机领域的所有课程,他们的学习必须是有选择性的,选择的依据就是本专业的应用需求。要仔细研究各个工科专业对计算机技术的真实需求,使计算机基础课程的教学做到有的放矢,把握好学习的深度和广度。
另外,还要重视不同工科专业间的差异性。不同工科专业对计算机技术的需求也是不同的,在制定各个专业的人才培养方案时应进行深入研究,找出它们之间的区别。
为了节约教育资源,减轻学生的学习负担,计算机基础课程的学习不能“吃大锅饭”,应该学的才学,不应该学的课程就要删掉。要强化工科非计算机专业的计算机基础课程的专业针对性和专业方向性,突出专业差异性。为了满足不同专业学生的学习需求,可以开设大量的计算机选修课,以使不同专业的学生都能选修到最适合自己专业的课程。
3.3要处理好计算机课程与工科专业课程之间的关系
计算机课程与工科专业课程间存在相互争抢学生学习时间的问题。学生的学习时间和精力是有限的,学习计算机课程的时间多了,那么学习专业课程的时间自然就少了。表面看二者是一对矛盾,但只要处理好它们之间的内容融合问题,它们之间的对立关系完全可以转化为互相促进的关系。计算机技术是为工科专业技术服务的,是工科专业领域中的一个工具,一种手段,所以不能孤立地去学习计算机技术。计算机课程的教学内容要紧密结合工科专业课程的内容,要结合学生的专业领域来设计教学案例,要让学生随时都能体会到所学的计算机技术在本专业中十分有用,计算机技术是本专业技术的基础,这样可以极大地激发学生的学习兴趣和热情。另一方面,计算机技术已经全方位渗透到工科各个专业领域中,在学习专业课程时也不可避免地随时要用到计算机技术知识。因此通过计算机课程和专业课程二者之间内容的相互融合,不仅可以化对立为统一,共同构筑起学生的专业知识体系,而且还可以很好地解决计算机课程内容与专业技术领域结合不紧密的问题。
3.4要处理好教学内容多而学时有限的矛盾
随着计算机技术的快速发展,计算机课程的教学内容在不断增加,而课程的学时数是有限的。要解决好教学内容越来越多与课时有限的矛盾,就必须分清主次,突出重点,有所为,也有所不为。教师应站在专业学科全局的高度来规划教学内容,分清楚哪些是重点,哪些内容只需要简单了解,哪些是必修内容,哪些是选修内容。另外,课堂教学时间毕竟十分有限,所以要重视学生课外实践环节的指导工作,加强学生课外自学环节的答疑辅导,努力提高课外的教学质量。教师也要充分利用网络资源来辅助教学,要告诉学生如何去充分利用学校的公共资源来辅助学习,给学生营造一种随时随地都可以学习的氛围。
3.5要努力提高教学质量
计算机领域中的每一门课程都有自身的特点,各门课程不能都采用同一种模式授课,要注意教学方法和手段的多样性,任课教师要加强教学方法研究。计算机课程的实践性都很强,只在纸上谈兵是很难培养出合格人才的,教师在课堂上要进行必要的操作实践演示,同时也要高度重视课外上机实践环节的教学指导工作,努力提高上机辅导的质量。每门课程都要安排一定规模的课程设计任务,课程设计的内容要紧密结合学生的专业方向,要与专业课程内容融合在一起。也可以结合学生的专业方向举办一些计算机方面的科技竞赛,还可以让学生加入专业教师的科研团队进行项目开发实践,通过这些实践可以极大地提高教学质量。
要充分重视工科非计算机专业计算机基础课程的教学工作,不能随便找教师代岗授课,要保证任课教师的专业素质。计算机技术发展很快,任课教师要不断地自我“充电”,紧跟学科前沿,不断提高自己的业务素质。为了保证教学质量,任课教师必须参加科研和工程项目开发,不断积累实践经验。另外,为了保证计算机基础课程教学的工科专业针对性,任课教师还必须熟悉学生所学工科专业的专业知识。
3.6课程设置和课程内容要与时俱进
计算机技术发展迅速,知识更新速度很快,计算机课程的设置和课程的内容都要紧跟学科领域前沿,要用发展的眼光看问题,课程设置要具有前瞻性,及时更新教学内容和教材,将最新的技术、最新的前沿成果纳入教学中。整合教学内容的同时也要兼顾计算机知识的系统性,要认真分析课程内容的前后关系,合理安排课程的学习顺序。
4结论
做好新疆少数民族工科非计算机专业的计算机课程教学工作具有十分重要的现实意义,但该项工作具有一定特殊性,要予以重视。在计算机课程教学中,要明确教学目的,重视专业差异性,努力提高教学质量,课程设置和课程内容要与时俱进,既要处理好计算机课程与工科专业课程之间的关系,也要处理好教学内容多而学时有限的矛盾。计算机课程设置和课程内容应具有专业针对性,要从本专业的实际需要出发来规划课程设置,要站在专业学科全局的高度来精心选择教学内容。
参考文献:
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关键词:计算机应用技术;工学结合;课程体系改革
计算机技术正以日新月异的速度向着网络化、多功能化及行业化的方向发展。与之相对应的计算机专业的教学发展则显得相对滞后。高等职业院校计算机专业人才培养和教学主要存在的问题有:专业化的计算机教育欠缺,学生始终停留在计算机基础理论和简单程序的操作上;人才短缺匮乏,普遍表现在专业实践技能强的学生少;此外,教师队伍也未能及时更新知识体系。
据有关媒体报道,到2015年,重庆市的电子信息产业要占工业销量产值的三分之一,将有超过1亿台电脑在重庆生产,形成年产值7000亿元的产业集群。目前,我市的IT人才缺口约在6万~9万人。调查数据中显示,按照我市IT产业的发展规划,实现产值2500亿元时,人才缺口将高达30万人。
1确立培养计算机应用技术型人才的目标和规划
高职教育的培养目标是以职业素养培养为基础,以市场需求为价值取向,培养应用型技术人才。高职计算机主要是培养计算机应用与管理、维护、程序编写等应用型人才为目标。重庆地区计算机应用技术专业高职专业定位的岗位主要有平面设计师、动画设计师、影视编辑员、网站设计师、IT产品营销师、文秘、排版技术员和程序员等。
根据以上培养目标,可将计算机课程分为:公共课、专业基础课和专业课三大块。在教学过程中根据社会需求和应用软件的变化,灵活地设置和改变专业及课程内容。在教学实践方面,采取了工学结合的课程体系设计和实践教学方法。其中公共课包括:高等数学、计算机英语、法学概论、哲学、职业道德与就业指导等。专业基础课包括:电子线路基础、计算机组成原理、汇编语言程序设计、计算机网络技术与应用等。专业课包括:计算机组装与维护、数据库应用及程序设计、常用工具软件的使用、面向对象的程序设计、多媒体技术基础、软件工程等课程。在课时数的比例设置上要充分考虑到基础理论、专业理论和专业技术三者之间的关系,在保证学生有较强的职业岗位能力的同时,还要具有可持续发展的职业能力。
2计算机技术专业工学结合的课程体系改革设想
2.1深化工学结合的课程体系建设。工学结合的课程体系设计方式为,在第一学年的暑期安排顶岗实习。通过一学年的计算机基础实训和微机组装与维修的基础知识学习,然后利用暑假,进行顶岗实习。进行办公技能和微机组装与维修的顶岗工作;在第二学年的暑假安排顶岗实习,将在程序设计、网页制作、软件开发、计算机网络应用等课程,进行顶岗实践;第三学年就进入毕业设计学年。前半个学年安排专业综合技能课程的学习,完成毕业设计任务。最后半年进入企业顶岗实习。并根据岗位需求,在企业工程技术人员和学校教师的共同指导下,进行项目开发、软件编程、软件测试、网页制作等专业性工作。
2.2确立符合岗位需要的教学方案。对本专业的职业岗位群进行科学全面的分析和合理分解,确定专业能力规格是制定教学计划的关键,制定新的教学计划应以实践能力培养规格要求为目的,合理的安排各教学环节,构建新的知识理论,结合第二课堂和社会实践活动,最终使学生通过国家相关部门或企业认证的考核鉴定并取得岗位证书和等级证书,达到培养目标。
2.3改革教学方法和教学手段。利用现代先进教学设备和教学方法,构建新的教学模式,全方位调动学生学习积极性和学习兴趣,解决时间与内容多的矛盾,进一步开发教师授课能力和创造力,形成教学互动、教学相长的良好氛围,大大缩短教学时间,为实现学分制,弹性学习创造了条件。
2.4建立教师培训体系。教师专业素质培训包括两方面:一是提高教师专业知识和技能,跟上专业发展步伐,及时学习掌握新知识、新技术,并将其转化为教学内容教给学生。二是现代化教学方法和手段的培训,如多媒体课件的制作方法,现代化教育理论等。
3构建市场项目认可的考核制度以适应院校要求
调查结果显示,市场对毕业生的认可度同类院校排名靠前的优于排名靠后,关于计算机专业只是针对个别理科院校有所差异。但是因为行业分工体系的不同,技术工种的认可度也逐渐提高,在中小企业中已经有了重新的认识,而国有大中型企业还是基于传统的认可度。创新型企业中不同部门的负责人对应聘者专业技能的要求不同。在知识经济快速发展的时代,高职毕业生仅仅掌握课本上的知识是完全不够的,重要的是要有一种综合的能力,即通常所说的可持续发展的能力。
在考核模式上,突出实践教学的要求。以项目或者作品考核代替笔试。要求学生平时必须在设计上花很多时间和精力,通过作品设计又可激发学生的成就感,充分调动学生的学习积极性和主动性,对提高课程教学质量和保证教学效果起到了重要的作用。
改变传统的评价手段和方法,结合市场项目采用阶段评价、过程评价、目标评价等多种评价模式,更加注重学生动手能力、分析问题、解决问题能力的考核,有利于学生的创新。评价形式结合课堂表现、学生作业、平时测验、实验实训、技能竞赛等情况,更能全面客观地评价学生的成绩和能力,用市场需求认可度来完善现有课程评价考核中的不足。
4结束语
一直以来高职计算机应用技术专业人才缺乏且毕业生就业比较困难,这就要求高职院校改革其专业教育体系和课程方案的设计,包括职业教育体系的规范和监控,因此,为了保证高职教育计算机应用专业的健康发展,除了要重视人才培养方案设计外,还要在课程分析、课程方案实施、课程方案评价等环节上多花时间。
参考文献:
[1]董红安.对高职院校计算机专业人才培养与教学模式的思考[J].滨州职业学院学报,2006
[2]吕岩.基于项目课程的高职计算机应用技术专业人才培养方案设计[J].计算机教育,2010
[3]付光.基于工学结合的高职计算机应用技术专业人才培养模式的构建[J].教育与职业,2011
作者简介:
李芳(1979~),女,山东人,在读博士,讲师,主要研究方向计算机网络及网络安全技术、软件可信技术等
关键词:计算机网络技术;中职;课程体系;问题;优化
中图分类号:TP393-4;G712
随着计算机技术的日益普及和快速发展,网络逐渐应用于人们的日常工作,社会对计算机网络技术人才的需求因此急剧增长[1]。作为中职课程的重要组成部分,计算机网络技术专业课程体系虽然不断改革,但人们通常满足于开发新课程,忽视对学生岗位职业能力的培养,以致学生虽然学习了很多学时的计算机网络技术专业课程,但却没有很好的掌握计算机网络相关技术,从而导致了就业情况不尽人意,对口就业率低,且工资待遇偏差。因此,为培养中职学生理论基础和实际应用能力,应以社会需求为导向,以岗位职业能力为核心,采取有效措施优化中职计算机网络技术专业课程体系。
1 目前中职计算机网络技术专业课程设置和教学存在的主要问题
目前,随着中职教育规模、人数的不断扩大,计算机网络技术专业课程设置和教学存在的问题日益突显,存在的问题主要有:(1)课程体系结构单一。计算机网络技术专业课程体系设置时,因过于重视学生就业和计算机网络技术专业技能培养,忽视培养学生综合素质,导致学生难以适应社会;(2)课程体系设置理论化。在中职计算机网络技术专业课程教学中,大多数学校的课程设置与学生实际不相符,学生只能在虚拟的计算机网络技术学习世界中学习,直接导致学生学习时无法思考和创新;(3)没有充分结合课程体系理论教学和实践。计算机网络技术专业课程体系理论教学和实践未充分结合是中职学校存在的普遍问题,主要体现在种理论教学、轻实践教学,学生理论知识虽然反复,但却没有机会进行实践,以致实践能力差,无法有效应用所学到的计算机网络技术知识[2];(4)课程定位过高。计算机网络知识更新速度快,以致为满足教学需求,中职学校和教师不断增加新课程,计算机网络技术课程覆盖面因此变广。此外,教师教学时,通常充分利用有限的教学时间向学生讲解过多的知识,以致增加学生压力,也难以获得理想的教学效果。
2 中职计算机网络技术专业课程体系的优化措施
2.1 明确培养目标
近年来,计算机网络技术的人才需求逐渐多元化、多层次化、动态化、发展化,以工作性质来分可分为研究型人才、开发型人才以及应用型人才。作为培养计算机网络技术专业人才的重要基地,中职学校应顺应计算机信息产业发展需求,明确计算机网络技术专业培养目标呢。计算机网络技术专业培养目标的明确,需结合目前中职计算机网络技术专业课程设置和教学存在的主要问题与市场需求调查结果,所以各个中职学校应从教学实际出发,科学合理的制定切实可行的培养目标,并将之应用于教学实践中。为满足社会发展需求,中职学校培养计算机网络技术专业人才时,需注重学生专业职业能力的培养,只有专业职业能力强的计算机网络技术人才,才能适应社会,并在上岗后熟练解决计算机网络实际问题。计算机网络技术专业职业能力主要包括方法能力、技术能力、社会能力,具体为:(1)方法能力涵盖收集和处理信息能力、新技术学习能力、灵活严密的思维能力;(2)技术能力涵盖系统软硬件操作与维护、图形处理操作能力、网页设计与制作能力、网络组建能力、网络应用开发能力等;(3)社会能力涵盖职业道德素质、协作沟通能力、自我管理能力。
2.2 合理构建和实施计算机网络技术专业课程体系
计算机网络技术涉及面广、分支众多,中职学校应合理构建计算机网络技术专业课程体系,并从系统角度出发,不断优化课程体系结构,同时将性质或功能相似的课程集合成一个课程,即构建模块化的专业课程体系[3]。此外,为保证每个课程群的科学合理,以及教学的顺利进行,需根据知识结构划分为若干模块,也就是说,根据教学内容和功能,可将计算机网络技术课程体系划分为6个课群(如图1),(1)公共基础课程群。让学生掌握计算机网络技术相关基础知识,如数学、工程数学、英语阅读写作能力等,以利于后续课程学习;(2)技术基础课程群。让学生初步认识和了解计算机网络、软件设计等基础知识,以利于后续核心课程学习;(3)专业核心课程群。培养学生计算机理论知识以及网络专业知识和技能,以利于后续实践学习;(4)专业选修课程群。让学生根据兴趣选择网络知识进行学习,使学生学习多元化、兴趣化,以利于激发学生计算机网络技术学习兴趣和积极性;(5)实践课程群。提高学生实践应用能力,使其能熟练在实践中应用所学知识,从而满足学生个体需求和社会需求;(6)人文与社会科学课程群。培养学生思想道德品质、沟通能力、团队合作意识等综合素质,促使学生全面发展。
图1
2.3 优化设计和实施专业核心课程
专业核心课程是计算机网络技术专业课程体系的重要组成部分,在现代教育教学理念和方法下,如“做中学”、“项目教学”、“多元智力”等,优化设计专业核心课程,并将之实施于实际教学中,可在一定程度上提高专业核心课程教学效率,有效培养学生计算机网络技术专业能力[4]。在实施专业核心课程的过程中,为保证实施效果,必须重视以下几方面:(1)在专业核心课程教学中实施项目教学,而在实施过程中,应以项目为核心,积极组织教学活动,合理构建教学内容,并通过以“用”导“学”,让学生学习和掌握必要的计算机网路技术专业知识和专业核心能力;(2)以学生为中心,对其进行分类指导和分层教学。以培养目标、专业方向为基础,有针对性地根据学生学习情况,实施不同的指导和教学方法,从而充分发展学生计算机网络技术学习和掌握能力,并切实提高其综合素质;(3)积极开展“产学”合作,并加强培养学生专业实践技能以及综合职业能力。
3 结束语
总之,中职学校以就业为导向,为适应社会经济的发展以及满足社会岗位需求,其课程体系应多样化。计算机网络技术专业课程体系作为中职课程的重要组成部分,虽然已进行了改革,但其设置和教学仍存在课程体系结构单一、设置理论化、理论教学和实践未充分结合、定位过高等问题。因此,为满足社会需求,培养学生专业职业能力,需明确培养目标,合理构建和实施计算机网络技术专业课程体系,优化设计和实施专业核心课程等措施,从而有效优化中职计算机网络技术专业课程体系。
参考文献:
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摘要:本文介绍了国防科技大学计算机学院在人才培养实践方面的具体做法,即将实验课程体系划分为基础验证性实验、课内综合性实验、综合课程设计和自主创新实践四个层次,在计算机科学与技术专业的计算机硬件、计算机软件和网络工程三个专业方向上大规模设立综合性课程设计。
关键词:实验课程体系;创新与实践;计算机学科
中图分类号:G642
文献标识码:B
1紧跟学科前沿,构建实验教学体系
我院长期跟踪、研究了ACM和IEEE联合推出的教学计划和美国CC2001教程,并深入剖析了国内外十多所一流大学和著名军事院校的专业课程体系,并据此制订了国防科技大学计算机学院计算机科学与技术2002本科教学计划。我们将实验课程体系划分为基础验证性实验、课内综合性实验、综合课程设计和自主创新实践四个层次,如图1所示。这四个层次之间点面结合、融会贯通、配合紧密、循序渐进、环环相扣。
以计算机硬件方向为例,在“模拟电子技术”、“数字电子技术”和“数字逻辑”三个课程内的基础验证性实验和课内综合性实验基础上,开设“数字逻辑课程设计”;在“计算机原理”和“数字系统设计工程”两个课程内的基础验证性实验和课内综合性实验以及“数字逻辑课程设计”基础上,开设“计算机原理课程设计”;在“计算机控制基础”、“计算机体系结构”和“嵌入式系统”三个课程内的基础验证性实验和课内综合性实验以及“数字逻辑课程设计”和“计算机原理课程设计”基础上,开设“嵌入式系统课程设计”;形成从电子器件到功能单元、再到部件、最后到系统的实验课程体系,依次推进,最终让学生深入而系统地掌握计算机硬件的原理与技术。
这种创新性的实验体系科学、可行,有效保证了实验建设具有先进的水平和显著的效果,为后续实验内容、实验平台、实验组织管理等方面建设奠定了坚实的基础。综合课程设计和自主创新实践采用项目团队的方式组织和实施,帮助学生树立团队精神和协作精神,培养学生的组织能力和创新能力。
为了能够更好地发挥综合课程设计的作用,我们率先在计算机科学与技术专业学科课程体系三个专业方向上大规模设立了综合性课程设计并单独设课,见表1。这些综合性课程设计穿插在系列课程学习的各个阶段开展,实验内容结合了我们的科研方向,体现了综合性和系统性,不仅强调培养学生具有综合运用所学的多门课程知识解决实际问题的能力,更加强调系统分析、设计和集成能力,以及强化培养学生的独立实践能力和良好的科研素质。
图1 实验课程体系的层次
表1 计算机科学与技术专业的专业方向
2教学科研结合,创新实验教学内容
我院在坚持依照教学大纲施训的基础上,根据计算机技术发展迅速的特点,结合我院科研实践和成果,设置了9门综合课程设计并逐步开设一批新的实验项目,使学生能够学到较新的知识,取得了显著的效果。
例如“数字逻辑课程设计”课程,作为“数字电子技术”、“数字逻辑”的后续课程,要求学生在计算机系统综合设计平台上掌握计算机部件级的逻辑功能设计,通过数字闹钟、八位运算器、交通灯、乒乓球游戏、流水算术逻辑部件、串行收发器等课程实验内容,可以使学生在进一步理解课程内容的基础上利用较先进的设计手段掌握数字系统设计和调试的工具和方法,增加集成电路应用知识,培养学生的实际动手能力和分析、解决问题的能力;在后续的“计算机原理课程设计”课程中进一步要求学生学习和掌握HDL语言描述电路,并使用HDL语言设计和实现一个完整的八位机,通过逻辑模拟和综合,在计算机系统综合设计平台上测试和验证。通过这一系列课程的学习,可以使学生进一步理解计算机原理和组成,掌握计算机部件的设计方法,培养学生的实际操作能力和分析解决问题的能力。
再比如“人工智能导论”课程,我们在实验教学过程中尝试对以Agent为中心的教学方法进行扩展,以机器人为主线,将人工智能的各个论题处理成机器人任务,学生通过构建机器人并编程完成任务,更好地将人工智能的各个知识点有机整合起来。更重要的是,机器人论题对学生来说是个极大的激励,学生的学习过程有相当的成就感。目前我们用于实验教学的典型实验内容如表 2所示。在学校“十一五”实验教学经费的支持下,我们将继续丰富和拓展更深层次的实验教学内容。
表2 “人工智能导论”实验教学内容
3 依托学科优势,完善实验支撑体系
经过“十五”的建设,依托计算机科学与技术国家重点学科的优势,我们进一步完善了实验教学软硬件条件的建设,形成了完整的实验教学支撑保障体系。
在实验教学硬条件建设上,一方面我们建设并完善了专门的基础教学实验室“计算机技术与网络实验中心”,下分“计算机系统实验室”、“计算机软件及应用实验室”和“计算机网络实验室”三个分实验室,制定了一系列的实验教学规范和管理制度,方便老师与学生开展课程实验教学;另一方面我们依托“211”工程和“985”建设,利用“高性能计算中心”等专业科研环境支撑创新活动、毕业设计等实践教学活动。
在实验教学软条件建设上,一方面我们充分贯彻教学科研相互促进的宗旨,将一些科研成果,如银河系列巨型机系统等直接服务于课程实验教学,更好地帮助学生学习内容;另一方面我们充分开发调动老师的创造性和积极性,自主编写配套的实验教材、自主研制配套的软硬件实验平台。
在不断吸取国内外著名大学教材建设先进成果的基础上,面向我院的课程体系改革和建设需要,自编实验教材和讲义十余部,例如《收音机安装指南》、《数字逻辑课程设计》、《计算机系统课程综合设计指导书》、《嵌入式系统课程设计实验指导书》、《程序设计课程设计》、《操作系统课程设计》、《软件工程课程设计》、《网络工程课程设计》和《网络攻防课程设计》等,并有多部高水平教材已经正式出版。目前我们已经逐步建立起了和课程体系相配套、结合自身科研实际的富有特色的完整实验教材体系。
在硬件实验平台方面,我们在国内率先自主研制成功了计算机系统综合设计平台,见图2。该平台可以满足数字逻辑课程设计、计算机原理课程设计、数字系统设计工程、计算机系统结构和超大规模集成电路(VLSI)设计等多门课程的实验教学需求。
在软件实验平台方面,我们自主设计研发了NetDemo计算机网络原理辅助教学系统,见图3。该系统可以对计算机网络的主要原理和有关协议进行参数可配置的、直观的、动态的多媒体演示,使原来静态的板书式文字教学成为动态的、图文并茂的、交互式演示性教学,在提高学生对网络原理理性认识的同时增强了学生的感性认识,并提高了学生的学习兴趣。
图2 计算机系统综合设计平台
图3 NetDemo计算机网络原理辅助教学系统
4整合教学资源,加强实验队伍建设
我们十分重视实验教学队伍建设,通过各种途径加强实验教学队伍建设。目前我们的实验教学队伍主要包括专职实验教师、兼职实验教师、TA(教学助理)和研究生教辅组成。从2004年开始我们借鉴国外大学成功经验,在综合性课程设计课程中聘请TA。此外在学院的研究生培养方案中明确规定,所有研究生学生必须参加课程辅导,课程辅导成绩合格方可毕业,研究生教辅力量成为实验教学队伍的有力补充。通过整合各种教学资源,增强了学院实验辅导力量,促进了实验队伍建设,对人才培养起到了很好的支撑作用。
5注重全面发展,开展创新实践活动
通过“十五”期间的全面实施,实验教学效果明显,学生的综合素质、工程实践能力、团队意识、创造性思维得到进一步提高,2006年我院“创新实验课程体系、增强学生实践能力、培养高素质人才”获国防科技大学教学成果一等奖。我院毕业学生业务能力强,能够适应军队和国家建设要求,受到用人单位和领导机关的高度评价。
2004年以来,我们组织本科学生参加各种学科竞赛60余次,参加人员近700人次,有415人次获奖,学科竞赛成绩突出。其中有代表性的奖项有:8人次获国际数模竞赛一等奖;14人次获国际数模竞赛、ACM国际大学生程序设计竞赛二等奖;18人次获全国数模竞赛、电子设计竞赛、机械创新设计大赛一等奖;43人次获全国数模竞赛、嵌入式系统设计竞赛等二等奖。本科生组队参加主要由研究生参加的全国微软“创新杯”软件开发大赛获团体银奖。
6致谢
感谢国防科学技术大学“十一五”教学研究项目“探索开拓博士研究生国际学术交流空间的方法和途径”和国防科学技术大学“十一五”本科重点课程建设项目“计算机网络”和“计算机程序设计”的资助。
摘要:本文从艺术设计专业计算机辅助教学设计(CAD)课程教学现状、特征及其必要性入手,对比分析了艺术设计专业传统CAD教学方式与现代教学手段之间的区别,之后详细探讨了艺术设计专业现代CAD课程中几种有效的教学方式。
关键词:计算机辅助设计;课程教学;方式;手段
引言
在计算机技术不断发展和更新的形势下,CAD即计算机辅助设计也得到了逐步提升,该项技术在很多现实工程中得以运用,很多行业如艺术、机械、建筑等相关工程技术人员在设计、剖析产品时,都会首选这一辅助设计软件。在各所院校、专业中,其所设置的计算机辅助设计课程内容与目标也会不相同,然其对于教学工作的影响是重大的。以艺术设计专业为例,在艺术设计专业教学中,教师可优化CAD课堂教学内容及方法,以便提高学生的学习积极性,帮助其提高动手能力,并最终实现最佳的教学效果。
一、 艺术设计专业CAD课程教学现状、特征及必要性
1.1 艺术设计专业CAD课程教学现状分析
CAD 作为一项全新的、系统的应用技术,涉及多门学科及多领域的专业知识,近年来,该技术也得到了较快发展。国内很多企业都已广泛运用了CAD 技术,其研发设计产品也逐步实现了现代化,且在很多企业中,通常都是基层的技术人员来应用该项技术。鉴于此,高职或职业院校作为培养社会人才的主要场所,重视CAD基础教育已势在必行。
现阶段来看,各院校艺术设计专业CAD 教学存在下列普遍现象:首先是,“被动性教学”,也就是教师开展教学工作,只为达到教学目标,而不会考虑学生自身有没有实现目标;其次,“包办式教学”,也就是以教师为中心,而未能突出学生在教学中的主导地位,教师只顾将知识一味的灌输给学生,而不考虑心理及学习效果;再者,“教学过于随意”,教师没有认真挑选教学内容,未准备好所需的训练材料,教学上非常随意,也没有针对性,整个教学的实效性及效率都不高。
1.2艺术设计专业CAD课程的特征
艺术设计专业CAD课程所涉及的信息非常多,学生应记载的东西也很多,以往的教学手段已满足不了教育信息化的发展需求,因此在教学手上也应该有所创新。艺术设计专业CAD课程教学的特征大体包括:首先是深入分析了某些理论,同时在课堂中教师会通过演示与观看两种方式来对其进行讲解;其次,能针对学生使用软件过程中遇到的问题展开评析:再者,教师能直观的向学生介绍使用软件的相关技巧。现代化教学手段的使用,有效开发了各类学习资源,摈弃了过去以教材为中心的教学模式,而探索出了集文字、音像、数据等为一体的多媒体教学课件形式,教学内容结构性更强,也更为直观与形象,这就给学生带来了更全面的教学信息及表现方法,不管是艺术设计专业老师讲解还是艺术设计专业学生自学,都有一定的帮助。
1.3 艺术设计专业CAD课程教学的必要性
在计算机辅助设计教学行业中,CAD是众多用户都在使用的一款设计软件。CAD课程则是很多高职院校,尤其是艺术专业中的重点科目,不同的高校在不同的时期里,针对其自身的发展状况,对该课程内容及目标的设置都会有所不同。CAD软件图形拥有较强的交互能力,在很多艺术设计专业中能得到有效应用,有些需要强大功能的语言编程及数据库等教学内容,很难在短短的一个学期内让学生完全学好。在这种情况下,发现和发挥CAD应用型软件的优点及优势,能帮助艺术设计专业学生提高其动手能力,并在艺术设计专业中,不断提高其绘图能力,鉴于此,将CAD软件的学习纳入到艺术设计专业教学体系中,显得很有必要。
二、传统条件下艺术设计专业CAD课程所采用的教学方法
通常而言,在传统的艺术设计专业计算机辅助设计教学中,所采取的教学方法基本为:技术设计专业教师在课堂上演示如何使用某个软件或工具,该注意哪些操作问题,其中包含哪些明令,该如何使用这些命令等,而后,学生根据教师所讲授的课程,进行实地操作与模仿,并在这一过程中了解和记住这些工具及软件该如何使用。上述教学方法能让学生更直观的了解CAD软件操作的步骤,技术设计专业学生也能通过模仿来掌握工具或软件的使用方法,不过,在艺术设计工作中,很多创意元素都应该被添加进去,此时需要设计师们发挥自身的聪明才智,提供出更有创意的设计方案。然而,传统的艺术设计专业CAD教学方法只能让学生学到和应用古板的设计方法,而在那些实际案例中,却无法发挥出其内心的创意及想法,这不仅不利于其学习能力的提高,艺术设计专业CAD教学课堂所产生的教学效果也不佳。
现行高等院校教学中,开设的CAD课程有多种方式,其在教学内容及方式上也有很大不同,有不少院校还停留在CAD软件基础知识的学习上,而没有注重培养学生的实践及操作能力,CAD教学只是一种点缀,教学所产生的效果还停留在初级软件培训的那种低水平上,与学生毕业后就业所需达到的要求还远远不够。在这种情况下,高职院校及各级学校就必须注重在校内外培养学生的CAD理论学习及操作能力,发挥CAD应用在各级高职教育中的地位及作用,让其帮助诸如艺术设计专业学生更好的就业。
三、艺术设计专业现代CAD课程教学方式分析
3.1以问题为中心展开教学
在传统的教学中,课堂上的问题大都是教师事先安排的,整节课就以提问和解决问题为中心来进行,只要做好了这些,教师便会认为这一节课已完成任务。然而,这种提问、解决问题问题的教学方式,会让学生形成一定的依赖性,这使得其在处理问题时常常会不知所措。鉴于此,教师应了解,问题意识及能力对于培养学生创新思想的意义,教师不能一味帮学生提出和解决问题,而是要引导其发现问题,将问题贯穿于整个教学过程。以问题为中心的教学方式,理应让学生通过观察其日常生活或同教师、学生一起商讨、分析所形成的教学模式。只有这样,教学方可真正发展学生的探索意识及单独解决问题的能力。
3.2不断更新教学内容
在计算机技术不断发展的形势下,知识更新的速度也越来越快。要让学生了解和应用先进的CAD技术,就必须对以往的内容做出删减,而更新一些新内容,使之赶上时展的脚步。在课堂上,应将最新版AutoCAD软件的开发应用纳入教学,让学生了解软件开发的基本知识,并运用该软件的二次开发来促使其绘图效率进一步提高。教师要详细讲解CAD接口技术、软件工程技术等内容,要让学生掌握软件工程的定义、内涵,了解CAD应用软件所涉及的开发流程及编制文档的具体要求,在实际的教学过程中,可发挥CAD的可开发性特征,让学生了解其基本的可开发功能,从而对更全面的了解计算机辅助设计这门课程,这有利于艺术设计专业学生更好的理解这门课程。
3.3 启发式教学
启发式教学即在情境教学的理论指导下,为学生营造出一个与其自身知识体系相适应的问题情境,以更好的激发其学习的兴趣及积极性。从艺术设计专业的学科及学生特征来看,创设与机械设计制图相适应的问题情景,可让学生更好的运用AutoLISP语言来开发AutoCAD软件,使其绘图效率进一步提高。
启发式教学可提高学生的积极性.可从单个学生的自身特征出发,创设出各种有效的教学环境,如对比“专业的CAD软件同Auto.CAD软件”之间的区别,分析和讨论“专业软件开发”这一问题并进行总结;此外,可重视学生的日常实践,把课堂学到的知识、技能全都用到实际中去。
3.4 案例教学
选取的案例合适与否,这决定了案例教学法能否成功。案例应同教学内容、专业特征连结起来,应选择实用性、典型且风趣的案例进行解说。在阐述定义及知识的基础上,还应挑选工程设计实例来当作教学案例进行讲解,并引导学生积极进行思考与讨论,帮助其发现和找到处理问题的方式及方法,最终实现理想中的教学目标。分解与解决案例应做到循序渐进,最初所涉及的内容不应太多太深入,避免学生一开始就不愿意或害怕继续学习,教师对所选实例进行讲解后,学生应在教师提出的要求下进行操作,以便将计算机应用到设计中去。教师应运用系统软件来收集与整合学生平日里完成和提交的作业,收并将这些作业作为学生期末考试的衡量标准。老师还应及时了解和把握学生对其学习的反馈信息,及时做好总结,以便为接下来的教学累积经验。总的来说,实例教学能让学生摆脱原来的单纯模仿的学习方法,转而进行自主学习,教师也能在这样的情况下,有序的组织其教学内容。
3.5 目标、任务式教学
目标、任务式教学即挑选某些工程设计图来进行实验,为学生制定相应的任务及目标,这实质上是驱动其融入学习的有效方式。开展实验应尽可能的做到“精”与“全”,如果能让学生在问题中学习,其学生兴趣也会得到有效提高。实验中,老师应适时的进行“精讲”,并让学生进行多次、反复练习,先通过实验来证明某一理论,然后再让其掌握方式及技巧,逐步发挥其创造意识及能力。
3.6 实践与理论相结合的现代化教学手段
现代教学中,通常强调课堂讲解与实践教学融合的教学方式.讲解基础知识大多是通过多媒体课件进行,学生看课件后有所了解和学习理.而如今的电子课件却给教师带来了更多方便,其信息容量也增加了很多。
(1) CAD课程教学既要重视实践操作,也应强化实验指导,鉴于此,在开展该课程的实验中,教师应重视其管理工作,要让每一位学生都能拥有动手的机会,避免剽窃、抄袭现象出现,除必要的实习指导外,还可通过观览与实验各大环节及操作方式相关的实验教学课件,以便让学生更好的完成实验.
(2) 坚持主体性学习的教学原则
教学方面,应坚持以学生为中心、充分发挥教师的引导作用,也就是主体性学习的教学原则。在运用先进教育技术的工作中,应重视将技术与课程连结起来。首先,应用技术可从深度与广度上影响学生及其知识结构。其次,应用技术能帮助其脱离教室、书本的桎梏,开拓散发性的外部思维。再者,应用技术能让教师制定合理的教学策略,发挥学生的思考、想象及创新能力。如讲解CAD软件的基本操作时,教师可充分利用多媒体课件及工具,配合其讲解与示范。
3.7 创新评价方式
以往评价学生,教师通过会采用笔试的方法进行,这种评定方法实质上不利于全面分析学生的发展情况,有时甚至会显的僵化,给学生的发展及进步带来很多负面影响。不少院校的教师在其第一节课中就会向学生表明,这门课程评定成绩所采取的办法为:平时成绩占一半(其中课堂活跃度、上机情况、书面报告等包含在内),期末答题成绩占一半5(这一成绩主要分为笔试与上机成绩两部分)。在服务器上,教师通过会以班级为单位来划分空间,并在服务器上批改他们的作业,对其进行评分,而学生在服务器上也能看到其作品,并给予自评。此外,学期完毕前的4周左右,教师安排任务,通常也成为考前作业,划定此次作业的范围、格式及内容等。在相应的时间里,将作业收集起来,并安排合理的时间,让学生之间共同来分享、交流作品,对彼此的作品进行评价。这种相互评价的方式能帮助学生更全面的了解学习成果,选出其中创意最佳、观赏价值最高的图片。值得一提的是,评估教学效果既是要了解学生的学习状况,同时也是了解反馈信息、进一步修订教学方案的重要方法。鉴于此,评估教学效果不仅要考察学生应用CAD软件的能力,还必须在其关联的各个专业课程成绩进行考评,认真、客观的分析学生应用CAD技术的能力,以便提高实际的教学效果。
结语
计算机辅助设计课程是一门基础的技术科目,它在产品结构设计领域中有着非常重要的作用,目前很多高校艺术设计专业都已开设了计算机绘图CAD课程,然而其在实际的教学过程中却还存在很多难以掌握的地方,操作中也容易出现问题,鉴于此,教师应不断探索新的教学方式,让其更深入的了解相关行业知识,帮助其日后更好地就业。(作者单位:郑州航空工业管理学院)
参考文献
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[2]于迎霞.高校信息技术类课程多媒体教学方式探索[J].中国信息技术教育,2010,(21).
[3]施明利,朱军,邵发良.网络教学发展的思考[J].继续教育,2012