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(来源:文章屋网 )
关键词: 教学游戏; 模型; 结构; 特征
20 世纪80 年代末以来, 教学设计研究出现了一些新的发展趋势: 在理念层面上, 建构主义认识论正在取代客观主义认识论成为教学领域的基本观念; 在技术层面, 信息技术的迅猛发展正在引起教学领域的深刻变革( 张华, 2000) [1]。这些变化使人们认识到, 学习首先应当是情境性的, 学习者在复杂、丰富的情境中, 才有机会以个性化的、有意义的方法,建构和重构自己的概念, 发展能力; 其次, 学习活动转变为理解不同知识和技能领域中的“能力表现”和指向特定问题解决目标的积极的知识应用过程。
计算机游戏就是服务于这些功能的有效工具,本文综合了已有的一些关于游戏研究的文献, 对各种观点进行了比较、分析和综合, 希望能够在教学游戏的设计、开发以及相关的研究中发挥一定的作用。
一、游戏作为学习发展的工具
1.游戏的基本概念和分类
Huizinga(1955)认为游戏活动就是竞争[2], 一个游戏应具有以下几个关键要素: ( 1) 一个非正式的行动或活动; ( 2) 在某一特定的时间和空间范围内发生; ( 3) 按照自由选择发展, 但其后要遵守该规则;( 4) 目标就是活动本身; ( 5) 活动伴随着紧张和愉快的感觉, 并要意识到这种活动与现实生活是不同的。Dempsey(1996)等把游戏活动定义为: 任何明显地包含竞争和具有规则指导的教学和学习模式。
教育游戏是指具有一系列特定规则的结构化事件, 学习者是以优于竞争者或自己先前行为表现的方式, 力争完成一个特定的目标。因此, 计算机游戏就是基于一系列规则, 具有潜在竞争性的, 能实现特定目标状态的一个可供学习的情境, 开发应用于教学的计算机游戏的目的是创造一个具有更多真实性的情境,来吸引和激发学习者, 启发学习者的学习活动, 鼓励态度转变, 发展学习者批判性思维、问题解决和决策的技能, 而不是获得简单的陈述性信息, 更不是娱乐。计算机游戏已经作为培育学习者理解理论模型、支持团队发展和信息资源共享的手段。近几年, 为适应学习的需要, 各个学科都开发了一系列的游戏。
2.游戏的教学实践意义
人们对计算机游戏在教育实践中的应用进行了大量的探讨和研究, 确定了一些吸引学习者使用的因素。笔者对这些因素进行了分析和综合, 认为主要有如下几个方面。
( 1) 游戏为学习者提供了一个情境氛围, 让他们获得沉浸性经验。计算机技术的发展为游戏设计提供了丰富的视觉、空间等表现手段, 设计者利用这些技术手段去表征现实或体现想象, 使学习者感到将要达到的学习目标的特征属性是非常真实的, 为学习者提供了一个通过精心设计内容, 来处理类似真实、现实世界的机会。游戏情境因素具有容易识别的特征, 学习的有效性得到了提高。
( 2) 游戏提供一个完整的、交互的虚拟情境, 激发学习者的学习兴趣。学习者的学习活动是为了实现一个或一系列既定的学习目标, 在这个过程中动机激发是关键的要素, 它是人类学习过程中的自然要求。人们利用游戏实现动机激发方法包括: 首先,游戏情境中洋溢出的乐趣, 是激发学习者参与游戏活动的重要因素; 其次, 游戏能提高学习者的技能,使学习者通过完成一系列的任务而获得成就感; 最后, 学习者在参与诸如幻想或模拟游戏时, 可以在游戏结束后立即得到各种比较复杂的反馈, 使学习者能够获得真实的体验感。
( 3) 游戏有足够的灵活性和复杂性, 能适应学习者的不同学习风格和水平。英语论文 计算机游戏结合了适合各层次学习者的学习目标、对话的策略和规则, 它们能被学习者修改、调整和更新, 适应不同水平的挑战, 游戏把学习者放在了决策者的位置, 推动学习者利用游戏活动的尝试错误来学习。
( 4) 游戏能提供综合性经验, 发展学习者的多种技能。良好制作的游戏可以被看作是交互故事, 故事对学习者来说是可以利用的一种最基本的, 也是强有力的综合性经验。游戏故事的视觉性、经验性和创造性途径, 能培养学习者深层次问题解决的能力。
二、游戏的基本结构模型
目前已经开发的教学游戏, 根据任务的完成顺序可以分为以下五种结构类型[3]。
1.单线式结构。单线式结构游戏没有什么分支, 任务结构往往比较紧凑。游戏活动按部就班地进行, 完成一个条件, 生成下一个条件, 直到游戏最终结束。
2.橄榄状结构游戏。橄榄状结构游戏与单线式差不多, 一个开头, 一个结局。但游戏过程存在一些分支, 这些并不会影响到游戏的结局, 游戏者最终实现的目标是相同的。
3.树根状结构游戏。树根状结构游戏像树根一样, 一个开头, 多个结局。游戏过程中出现了种种分支, 将会影响到游戏的结局, 每个分支实现的目标是不一样的。
4.树状结构游戏。这类游戏与树根状结构相反,它有多个开始, 但万源归宗, 只有一个结局。所谓多个开始, 就是学习者可以选择不同角色进行扮演, 也可选择不同的角色起始点和初期经历, 从上往下, 经过多条分支, 最后渐渐归向总结局。
5.网状结构游戏。这种结构的游戏是游戏发展的趋势, 学习者可以随意从任意的地方开始, 也可以随意向任意的方向发展, 最后实现不同的目标。
三、游戏的关键结构性因素
Prensky (2001) 认为计算机游戏可归结为六个关键结构性因素: 规则、目标和目的、结果和反馈、冲突/ 竞争/ 挑战/ 对抗、交互、表征或故事。[4]
1.规则
游戏是基于一系列规则来执行的, 它设定了学习者参与游戏活动的基本结构, 在游戏活动中是强制执行的。规则设定了什么是对的和不对的、什么是公平的和不公平的, 它强迫学习者采用特定的路径达到学习的目标。在非计算机游戏中, 游戏规则都是事先规定好的, 教学游戏中是由“公正”的第三方———教师来管理。在计算机游戏中, 人们经过事先的设计把规则恰当地整合进了游戏, 一般由学习者自己来管理。
爱因斯坦认为, 我们生活的这个世界中的所有关系都可用数学公式来表达, 从静态的技术角度来看, 计算机游戏世界就是庞杂的数学模型的再现。游戏中各种要素之间的关系和行为都是相互关联的,用数学公式来表达它们之间的属性和行为的相互变化, 要素所有存在状态是用一定的数值呈现出来的,规则就是利用游戏中的数学模型, 限定各要素属性和行为变化的状态, 控制游戏的发展和变化。
许多游戏中都有写有规则设置的页面, 它的管理和设置是比较灵活的, 学习者在游戏活动中可以在内部重新设置, 改变游戏规则, 以此作为战败竞争对手的一种方法。许多计算机游戏的设计者指出, 学习者讨论游戏的特定规则是一种“元游戏活动”, 它对学习活动来说比游戏扮演更能获得满意的结果,因为学习者设置游戏规则时需要操纵规则和游戏环境所有要素之间的联系。
2.目标和目的
目标和目的之所以重要, 是因为人类所有的活动都是目标导向的, 它是人类活动与其他动物活动的本质区别, 人类有能力来孕育一个将来的状态, 并为实现这个目标而设计一些策略。
许多游戏设计者认为, 目标作为激励学习者参与游戏活动的动机, 不是设计的主要出发点, 而主要是用来测量学习者参与游戏活动结果的一个基本标准。实践证明, 设计者可以在游戏中阐述特定的目标, 学习者则能充分选择和利用与目标语境相关的学习活动, 因而在很多学科中用游戏来解决一些特别的问题或培养某些特殊的技能都被认为是特别有效的。没有目标指向的游戏不能认为是真正的游戏,它缺少对事物复杂性的认识和判断, 学习者参与游戏活动如果仅仅是依靠自己的突发奇想, 那么在某种程度上这种游戏就是一个“玩具”。
游戏的目标设计不仅是为学习者定义一定类型的目标, 还必须设计一系列不同层次的目标状态让学习者去实现, 只有把特定内容作为学习的对象并且学习目标被精确地限定时, 游戏活动才能显现出有益的效果。游戏的目标通常是在规则的起始部分加以陈述的, 它推动着学习者去实现, 但是游戏规则在学习者与游戏的交互中设置了许多限制策略, 使得实现目标的过程比较复杂和艰难。
目标的表现形式是与游戏的竞争要素和学习者的行动密切相关的, 计算机游戏与传统教学设计的目标表现形式相比有很大差异。这些目标可能是:( 1) 达到设置水平的熟练程度或效能; ( 2) 解决一个特定的问题或一系列问题; ( 3) 在所有竞争者中是水平最高的; ( 4) 实现所在团体的组织目标, 超越了其他的团队等。
3.结果和反馈
游戏的结果和反馈是用来指引学习者的学习活动的, 它们用作测量学习者与目标相对应的进步状况。游戏的典型结果是至少有一个目标状态的获胜或者失败。工作总结对于学习者来说, 获胜或失败的结果具有强烈的情绪和自我满足的含义, 它是游戏最有吸引力的部分, 学习者可以通过多次尝试来测量自己的能力。
反馈是用来响应游戏中某些事情发生转化时所产生的结果的, 它是激励学习活动发生的重要因素。反馈能让学习者立刻知道自己的活动是积极的或是消极的, 是在规则内还是超越了规则, 离目标更近或是更远了, 指引着学习者连续不断地探究游戏是以何种机制工作的, 知道设计者设计的潜在模式是什么, 如何获得成功, 如何达到下一个目标水平, 并获得最终胜利。
游戏中的反馈是由计算机做出的, 并且是立即获得的。反馈的形式也趋于多样化, 有数字表示的成绩和自己在竞赛中所处位置的标示, 以及其他感觉形式, 如图片、音乐等。游戏针对不同程度的操作, 反馈的强烈程度也不一样, 太弱或太强的反馈都会使学习者产生不一样的反应, 这意味着问题解决的难度水平的上升和下降。不管如何设计反馈, 它的目的总是为了提高学习者的经验, 激励学习者继续探索游戏中隐含的问题。
4.冲突/ 竞争/ 挑战/ 对抗
竞争是人类基本特征的一部分, 人类之所以被游戏所吸引, 就是因为其天性趋向竞争, 喜爱挑战。竞争、对抗让学习者在游戏活动中变得兴奋, 激励着他们迸发出充沛的精力和创造性的思想。
游戏中的冲突或挑战是学习者要尝试解决的问题, 它是游戏的核心元素, 学习者解决这些问题的基础就是参与游戏活动。游戏中产生于问题解决中的冲突或挑战也许是与其他竞争者、现实问题或人工智能的对抗, 还可能是一个要破解的谜语, 或者是任何处在前进道路上的障碍等多种形式。目前专为教育而设计的游戏中, 较为缺少冲突和对抗的成分, 其竞争、挑战主要是来自问题解决, 并且可以与合作的团队共同完成。
游戏要为学习者提供“胜利”或“失败”的感觉,这需要伴随着形式多样的竞争和对抗, 例如: ( 1) 不同学习者/团队采取自己行动的方式, 战胜其他的学习者/团队; ( 2) 战胜游戏系统提供的挑战, 取得最好的成绩; ( 3) 提高自己的绩效, 超越自我; ( 4) 学习者/团队采取的行动直接影响系统的结果状态等。
游戏设计理论在提到各种冲突和对抗的时候,除了关注冲突和对抗因素的内容之外, 还关注这些冲突和对抗的强度、节奏、组合与合理性等问题。按照心理学的研究成果, 冲突和对抗强度不够则不成为挑战, 游戏也将索然无味; 强度太大, 则学习者屡屡受挫, 不能实现游戏娱乐的基本功能; 如果冲突和对抗的频度太小, 就不能维持一种焦虑情绪的积累,如果频度太高, 也无法通过释放这种情绪而产生舒适的感受, 因此也就无法产生强烈的游戏体验。至于合理性, 就是冲突和对抗的水平与学习者的技能和进步保持同步, 称为“平衡”状态, 就是说如果游戏系统通过一定策略达到比学习者强大的效果, 那么学习者同样可以通过研究系统的策略增强自己的能力, 去战胜系统, 这种游戏对学习者来说无疑是有趣的。因此, 游戏设计中的一个关键技能就是为游戏设置不同层次的难度等级, 学习者可以根据自己的水平灵活地选择和设置游戏的难度。
5.交互
交互有两个重要的层面: 第一是学习者与计算机的交互, 表示学习者在游戏活动中做了什么事; 第二是游戏固有的社会层面———学习者和其他人一起共同完成游戏的过程中, 形成了社会性小组。
学习者与计算机的交互推动着游戏活动的运行。游戏的进展过程是根据学习者的操作活动而改变的, 计算机根据学习者的行为做出真实和合理的反应, 从而促使学习者对计算机进一步地发出操作的指令。游戏在学习者与计算机的交替推动下向前进行, 因此, 游戏能够允许学习者进行灵活设置的范围越大, 学习者的发挥空间越大, 就能得到越多的乐趣。
与其他人一起参与游戏活动有更多的乐趣, 因而促进了社会化小组的形成。在计算机游戏的初始阶段, 人们关注的是单用户的游戏或游戏者与机器对抗, 当今计算机游戏的趋势是多用户游戏, 同时游戏设计者正在尝试把许多新的人工智能技术应用到游戏中, 把更多创造者的“心理”整合进游戏中的基于计算机的竞争者或合作者中。
6.表征或故事
表征意味着游戏是基于某件事情的, 它可能是抽象的或具体的、直接的或间接的, 它们给予学习者参与游戏活动的情绪。各种游戏理论工作者对表征的作用持完全不同的意见, 有人认为表征在本质上成就了游戏, 也有些人认为它仅仅是环绕游戏的美丽外衣。不管这个争论的结果如何, 当前游戏发展中的一个事实是: 学习者期望游戏在表征方面变得越来越详细,故事和叙事成为了游戏中最重要的构成元素。
游戏中的表征包含各种叙事方式或故事元素。游戏实际上表征的主题范围很广泛, 既可以包含现实性的元素, 也可包含想象的元素。背景故事为学习者要解决的复杂问题提供事件的叙事语境, 用想象来激起学习者的好奇心, 留学生论文 引发学习者的情感反应, 为学习者提供创造的机会。背景故事的讲述至少在四个方面为叙事创造了先决条件: ( 1) 背景故事为发展初期的叙事提供背景资源, 用来说明叙事的功能;( 2) 背景故事为游戏提供了一个舞台, 所有的事件都在这个故事情节中展开; ( 3) 背景故事能把一系列叙事信息灵活地嵌入场面调度中, 为学习者提供所必需的背景信息, 以便理解嵌入到叙事里的事件; ( 4)背景故事能激起学习者先前叙事的回忆, 与预先存在的经验建立联结, 引导学习者的活动。
四、计算机游戏的基本特征
基于上面的定义和构成要素分析, 我们可以得到游戏的一些基本特征。
1.认知性
为教育目的设计游戏时, 人们特别关注的是与游戏相联系的学习过程是否得到了实现, 学习的原则是否被利用, 以及游戏活动中获得的学习结果是怎样的, 使游戏活动有利于学习过程的发展。
游戏目标指向学习者通过一系列游戏活动, 实现有目的、有意识的认知性操作, 解决设计者在游戏情境中设计的问题, 鼓励学习者有意识地反省自己的思维过程。实验研究表明, 学习者的游戏活动能带来有意的学习结果, 技能可以以很快的速度得到明显的提高, 并反省有关学习内容。但是, 目前的教育游戏设计中, 存在着把学习内容从游戏活动中分出来的倾向, 缺乏游戏和认知任务间的凝聚性, 它们不是真正的游戏。
2.游戏性
按照游戏设计的理论, 在理想的情况下游戏性高于其他内容, 是游戏的核心内容。游戏性是游戏活动的抽象化的表达, 它关注的是如何设计才能使一个游戏更有趣、更有挑战性、更有吸引力。
游戏性实际上就是指学习者与游戏之间的有意义的互动, 好的游戏性源自于这种互动的频度。“互动”是指学习者在游戏期间所想和所关注的内容, 它既涉及到游戏系统向学习者传递信息的内容和方式, 也涉及学习者如何向游戏系统传递信息。“有意义”是指学习者与游戏的互动具有挑战性。
在多媒体环境中, 人们设计了虚拟情境来支持游戏性的实现, 使学习者通过与游戏世界的交互, 达成引人入胜的体验。为科学研究和特定学习目的而设计的虚拟情境不是专为娱乐目的, 而主要是为了增加学习者对知识的理解。
3.可玩性
可玩性是和具体游戏内容及表现方式有关的,比如内容丰富、展现方式多样的游戏应该具有好的可玩性, 采用了分支结构的游戏也具有可玩性。
游戏能提供多个相互关联的挑战和竞争的序列, 这些操作系列是让人入迷的, 学习者期望一次又一次的挑战, 直到获得成功。游戏设计的目的是为学习者提供非良构问题解决的情境, 它必须包含有一系列的心理操作, 这才能称得上是问题解决活动, 只有单一的操作不能构成真正的问题解决过程。
4.娱乐性
在国外的教育游戏设计理论经常有“教育娱乐”的探讨。Prensky(2001)指出游戏首先应该是有乐趣的, 其次才应该鼓励学习活动[5]。
我们注意到娱乐和教化是计算机游戏两个不可分割的功能, 娱乐是计算机游戏最基本的功能之一,没有这种功能也就失去了把教学材料开发成游戏的研究基点, 目前许多支持基于游戏学习的游戏脱离了“娱乐”这个基点。没有足够的乐趣, 游戏就没有对应的目标群体。要知道学习者利用游戏学习时, 他们首先是把自己作为“游戏者”, 而不是“学习者”或者“被培训者”。
5.体验性
人的本质是活动的, 人是通过活动沟通“现象世界”和“现实世界”的。认知科学家认为当前的计算机多媒体技术提供了使学习环境发展的机会, 游戏利用多媒体特性不仅可以模拟一个特别的情境, 让学习者通过视、听觉感知复杂的现象, 游戏能为学习者提供种类齐全的活动材料, 保障他们获得多种选择、多种探索的机会和条件。游戏所提供的有效实践和体验机会, 使学习者能利用自己原有认知结构中的有关知识与经验, 去同化当前学习到的新知识, 赋予新知识以某种意义, 对于知识迁移是一个重要的过程。研究已经证明与实际设备培训和实际工作环境相比, 计算机游戏有许多优点。 参考文献
[1] 张华.教学设计研究: 百年回顾与前瞻[J].教育科学, 2000,(4):25—29.
[2] Huizinga. A Study of the Play Element in Culture[M]. New York: Roy Publishers, 1955.
关键词 计算机科学与技术;人才培养;3+X;课程设置;教学方法
中图分类号 G110 文献标识码 A 文章编号 1008-3219(2015)20-0029-03
随着计算机的应用群体越来越广,与计算机相关的产业对国民经济增长的贡献率已经达到50%以上,并且成为可以衡量一个国家产业结构高级化程度的主要指标。计算机行业对人才的需求日益迫切,企业需要的不仅仅是计算机的使用者,而是计算机软件产品和硬件产品的开发者,而且能直接从事信息系统建设、管理、运行等技术工作。这就对高校计算机专业人才培养提出了更高的要求,培养过程应该更加注重质量,注重增强实用性及学生动手能力的提高。
一、培养目标的确立
计算机科学与技术专业人才培养目标应该以提高实际应用能力为导向。针对计算机的专业性质,实际应用能力也应该从软件和硬件两个方面去考虑。软件方面应该侧重程序的开发,熟练掌握某一门开发语言及数据库的综合应用。硬件方面则应该侧重了解计算机的体系结构,并能开发研制具有一定功能的机器系统。为适应社会需求,应跟随专业技术发展方向及时调整培养目标,把握住行业最新动态,使学生有更广阔的就业前景。
二、人才培养模式调整
随着社会对人才需求的变化,培养模式也要进行相应的调整,从最早期的大学4年由7学期的理论在校学习+1学期的毕业设计所组成的典型研究型本科人才培养模式,过渡到面向应用型人才培养的“3+1”模式。这种模式中“3”指的是3学年即6学期,为在校的理论课程学习时间,最后一学年进行社会实践,前半年将学生送入企业参与企业实习,积累实践经验,后半年进行大学4年所学知识的综合验收,也就是毕业设计。在“3+1”培养方案的执行过程中摸索出更人性化的“3+X”培养模式。其中“3”还是以往的在校学习过程,“X”则完善为多元化过程。前两年的4个学期为奠定基础阶段,完成理论及系统课程的学习,第3年为技能提高阶段,可以将企业工程师引入学校参与教学,第4年为过程实践阶段,根据学生的实际情况对以往培养方案进行调整,将学生发展方向分为考研、考公务员、企业实习三类。考研和考公务员的学生在第7学期的时候会留在学校,由在校专职教师指导完成实训作业,进入企业实习的学生将由企业工程师指导完成企业实训任务。在第8学期同样根据实际情况将学生分成两部分,一部分由在校教师指导完成毕业设计任务,另一部分则由企业和在校教师共同指导完成企业下发的毕业设计任务。这种根据学生实际情况将学生进行分流管理的情况称之为“X”。“3+X”培养方案的具体实施过程如图1所示。这种模式比以往的“3+1”模式更加灵活多样,既能满足学生就业的多方面需求,又能极大提高学生的社会实践能力。
三、专业课程制定
应用型本科教育应以实践教学为主。从事的工作计算机专业人才从事的工作不同于简单的计算机应用,而是要研究如何更好地设计、制造计算机,更好地开发计算机的新功能,与此相对应的教学内容就应主要体现计算机科学与技术方面的基础理论和基本知识,并增加实践操作类课程,使学生接受从事研究与应用计算机的基本训练,具有研究和开发计算机系统的基本能力。
在与往届学生的交流和探讨过程中,得到以下结论:首先,学生普遍认为大学一年第1学期开设的课程中除一门计算机导论以外其余均为公共基础课程,这对后续所开设的课程不能起到催化作用,所以新的培养方案中,将计算机的语言类课程《高级语言程序设计》开设在第一学期。其次学生提出在前导和后续课程的设置中,有些课程之间要隔1~2个学期,这就使学生在后续课程的学习中对前导课程产生遗忘,不利于新课程的理解。针对这一现象,在新的培养方案制定中做到四条主线不间断的培养模式。第一条主线为专业基础课程不间断;第二条主线为程序设计语言类课程不间断;第三条主线为网络层次类开发课程不间断;第四条主线为嵌入式物联网不间断。具体设置如表1所示。
四条主线合理安排前导课和后续课的顺序,并且在时间上保持连贯性,做到知识的有效衔接。四条主线的课程在大三结束时全部完成。除四条主线所涉及到的课程之外,还设置了18学分的专业方向选修课程,学生可以根据自己的兴趣方向选择相关课程。
四、主线课程的设置
根据上表的专业课程的设置,对4条主线课程进行讲解。
计算机基础课程设置。在这条主线上主要完成计算机科学与技术专业必要的理论知识及基础课程讲授。导论课程能使学生对计算机有一个大体了解,包含大学四年所涉及到的专业知识概括介绍。汇编语言学习的主要目的是使学生掌握计算机的底层结构、寄存器及存储器的组织以及程序调用的相关知识,为后期组成原理及操作系统的学习奠定基础。数字逻辑课程的安排则让学生掌握基本逻辑门、组合电路、时序电路及常用MSI芯片的使用,为计算机组成原理及微机接口课程奠定基础。计算机组成原理及操作系统是计算机专业研究生入学考试全国统考的必考课程,是掌握计算机核心的关键。
编程思想及理论课程设置。本条主线以C语言贯穿课程体系,即用与C语言相关的课程涵盖整个培养过程。在与学生的交流与调研之后,语言类课程提前接触,能够为后期发展提供宽裕的时间。因此,将以往培养方案中第2学期出现的C语言课程提前至第一学期,并将以往的理论实践分开,变为机房授课,边学边练,增加C语言的课时,由之前的60学时变为新培养方案中的88学时。C语言的熟练掌握为后期编程思想的拓展奠定基础。在C语言的基础上开设面向对象的程序设计―C++,并设置C语言描述的数据结构课程,本课程也是研究生入学考试的统考课程之一。除此以外还开设了计算方法以及程序设计方法等课程。
网络程序开发类课程设置。这一层次的主线主要针对当前比较热门的JAVA语言开设相关课程。课程设置从基础的WEB前端开发,过渡到基本的JAVA语言程序设计,到后期的企业级开发,并配套大型数据库的内容,在相关课程结束后,使学生具有网络程序设计的完整开发过程。所有程序类设计课程均在机房完成授课,使教与学形成无延时的连接,在教师传授知识之后,就可以直接动手完成程序开发,并在学期结束时安排课程设计环节,使学生达到综合训练的目的。
嵌入式物联网系统课程设置。在这个层次中主要涉及到比较热门的嵌入式及物联网方向,培养具有一定嵌入式开发能力的学生,扩展就业面。培养学生对嵌入式及物联网系统设计、系统分析及科技开发等方面的能力,掌握物联网的工程应用,了解关键技术,满足物联网领域中对嵌入式系统人才的迫切需求。
五、教学方法与手段的改革
在早期的培养方案中,专业基础课和方向课程均安排了理论学时和上机实践学时,主要流程是课上完成理论教学任务,然后安排上机学时,由学生进行实践操作,上机过程中学生会对上节课的内容进行回忆,若理论课上没有投入主要精力,势必会影响上机课的效果。在新的培养方案制定过程中,对于一些实践性较强的课程,在课时安排中不再区分理论和实践,而是直接安排在机房授课,教师在介绍完基本理论和方法后,由学生直接进入实践环节,并由教师随堂指导,由原有的“听中学”转变为现行的“做中学”,使理论和实践的衔接没有时延性,在课堂上充分调动学生积极性。同时也要求教师对知识掌握的精确性和熟练性,以便能随时应对随机发生事件。
为了让学生所学更加贴近社会需求,课程设置中引入企业工程师授课,目的让学生了解企业对人才的需求,及早确定就业方向,更有效地体现理论与实践的结合。除了将企业工程师请进来,还引领学生走出去,在企业中完成实习实训,使学生及早获得企业经验。
总之,新培养方案是根据往届学生的切身感受及地方人才需求合理调整课程安排,将原有的“3+1”模式调整为多元化的“3+X”模式,注重培养模式改革的同时,及时更新教学方法与手段。
参 考 文 献
[1]孙峰.论地方普通本科院校的定位[J].黑龙江高教研究,2009(6):26-28.
[2]史秋衡,王爱萍.应用型本科教育的基本特征[J].教育发展研究,2008(21):34-37.
[3]何中胜.应用型本科教育中计算机专业的课程群建设探讨[J].滁州学院学报,2006(3):30-32.
[4]袁照平.应用型本科教育培养模式探析[J].中国电力教育,2008(15):14-15.
[关键词]计算机科学与技术;培养模式;课程体系;教学团队;实践教学
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)03-0144-03
一、转变教学理念,重构较为科学的创新应用型本科人才培养模式
针对目前高校计算机科学与技术本科人才培养存在的问题,各高校应主动转变教学理念,建立较为科学的“厚基础、宽口径、重实践、求创新”的人才培养模式。“厚基础”就是使学生专业基础知识扎实、基本技能牢固、能力突出、个性鲜明;“宽口径”就是加强通识教育,使学生有很强的多行业适应能力和宽广的就业前景;“重实践”就是使毕业生通过课程学习和专业实践,具备在信息技术教育和信息工程等多个领域和岗位就业的专业实践能力;“求创新”就是培养学生综合运用能力、独立思考能力及创新思维能力。注重学生综合素质尤其是实践能力的培养,坚持走“产―学―研”相结合的途径,坚持整体优化、学科融合、创新性和个性化的原则[1],充分体现“学习―实践―再学习―再实践”的培养过程。
突破思维定势,改革传统的培养学术型人才的课程体系和教学方法,根据学科特色,优化课程体系,改革教学方法,加强特色教材建设,提升教学内容的创新性,以“厚基础、宽口径、重实践、求创新”为目标,构建较为科学的人才培养体系。
二、优化课程体系,实施教学内容与教学方法的改革
针对计算机学科教学内容缺乏前沿性、教学模式和手段缺乏多样性、教学资源缺乏实用性等问题,按照计算机专业全国研究生入学考试大纲的要求和社会对人才的需求,以“合理配置,资源共享”为标杆,将计算机科学与技术本科专业核心课程(程序设计基础、数据结构、计算机操作系统、计算机组成原理、计算机网络)的授课、实践等教学环节作为一个整体进行统筹优化,融合各课程的内容,形成一个相对完整的体系[2],使学生能够较容易地理解和掌握课程的重点内容,理解课程间的连续性。
(一)核心课程教学内容与体系的改革
对各核心课程的安排顺序、授课内容、授课重点、授课计划等按照计算机专业研究生入学大纲的要求和社会对人才的需求进行调整和整合,将新知识、新理论、新技术和新方法充实到教学内容中,弃旧扬新,使教学内容与技术发展和行业需求相适应。
(二)教学方法与手段的改革
遵循以“教为主导,学为主题”的授课思路,培养学生自主学习的能力。在理论课程和实践课程中,采用综合案例引导学生进行分析和设计[3],以培养学生分析问题、解决问题的能力,激发学生的创造性;并将课堂讲授与参与式、提问式、讨论式、启发式等教学方法相糅合开展教学活动,让学生主动参与整个教学过程,因材施教,充分调动学生学习的积极性。
(三)优质教学资源的整合
利用Web教学服务平台、FTP服务平台、实验教学网、毕业论文管理平台,实现核心课程之间教学资源的共享和在线指导。在这些平台上提供了各核心课程的教学大纲、电子教案、多媒体课件、实验指导、试题库等教学资源,从“授前、授中、授后”三个环节给学生提供自主学习的机会;另外,为了让学生了解学科前沿,可邀请国内知名院校的教授、博士开展新技术论坛,介绍国内外学科前沿及最新技术,这能极大地开拓学生的视野,激起学生认真学习知识的兴趣。
三、夯实师资培养,通过“科研引领教学”创建高水平教学团队
要注重师资队伍培养和教学团队建设,提高教师的整体素质和教研水平。
(一)组建核心教学团队,形成合理的教学梯队
根据课程体系的建设思路,形成以课程体系为核心的教学团队。在职称、学历、年龄、教学经历、科研能力等方面自然形成梯队形式,通过成员之间的协作与交流,开展教学研究、教学改革和教学技能比赛等活动,从而提高教师的整体素质和教学水平。
(二)培养“双师型”教师,提升团队业务素质
采用“请进来,送出去”的办法,邀请国内外著名学者专家,开展学术交流、教学研讨,鼓励中青年教师赴国内外知名高校进修、攻读博士学位、出国访学,提高团队整体素质;加强校企合作,选派中青年教师进入企业,学习实践经验技术,提高实践教学水平,以满足本科生“双师型”人才培养的需要。
(三)营造“以科研促教学”的学术氛围
积极引导教师树立以高水平科研支撑高水平教学的发展观念,组织教师参与新教材编写;教师紧跟科技前沿的发展动态,将科研中获得的新知识和新成果融入课堂教学[4],促使科研工作与教学工作的有机结合,保持教学内容的学科前沿性,增强教学的深度和拓展教学的广度,提高教学质量;教师将自己的科研与学生的毕业设计相结合,对学生进行有的放矢的指导,并吸纳优秀学生进实验室,直接参与教师的科研项目,增强学生的科技创新能力,提高人才培养质量。
鼓励团队教师开展科学研究,提高科研水平,做到科研与教学相互促进、共同发展;通过开展一系列教研、评优、评奖活动,增强了优秀“老”教师和青年教师之间的交流,快速提高青年教师的科研能力和教学水平,壮大优秀青年教师队伍。同时采用“请进来,送出去”的办法,提升中青年教师的业务素质,以满足对“双师型”人才培养的需要,实现团队梯队发展,最终形成一个基于课程体系的高水平教学团队。
四、强化实践教学,推进“过程式多元化”的实践能力培养体系
构建以实践能力培养为核心的实践教学培养体系[5],采取“过程式多元化”的实践教学培养方法,建立“课程实验、实验课程、校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习”五位一体的实践教学模式,并结合科研训练、创新实践、学科竞赛、社会实践和创业实践等课外实践,让实践训练贯穿整个培养过程。
(一)实践教学体系的综合改革
对于计算机科学与技术专业的学生,仅提高学生的理论水平是远远不够的,还需注重培养学生的动手能力,加强学生的实践能力锻炼,即“理论与实践一体化”,这是本专业人才培养中的一个关键环节。只有将实践和理论紧密结合,互为补充,才能使学生尽快掌握课程知识,并利用所学知识分析、解决实际问题。为此,坚持以传授知识、培养能力和提高素质协调发展为根本,以培养学生可持续发展能力(自主获取知识的能力和创新能力)为重点,建立以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接的科学系统的实践教学体系。第一,除了课程实验外,针对实践性较强的课程,实行实践教学单独设课,开辟新实践领域,扩大综合型实验的比例,与理论课程的教学进度相配套,通过预习报告、讲解演示、上机实验、分析总结和撰写实验报告的方式,注重学生创新、实践能力的培养。第二,重视实习和实训环节,实行校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习的多元式实习实训教学,锻炼学生的实际动手能力。第三,将科研训练、创新实践、学科竞赛贯穿到大学四年的教学过程之中,着重提高学生的科研素养和创新能力。第四,与实际应用相结合,通过社会实践和创业实践,增强学生的业务能力,为将来进入社会实际生产生活领域的工作做充分的训练与准备。
(二)实验教学内容的融合重构
对于课程实验和实验课程,实验内容由基础型、设计型、综合型和研究型等四个各具特色的模块组成。各模块侧重点不同,学生可以根据自身接受和掌握知识的实际情况循序渐进地进行训练。基础型实验重在加强对本课程内的知识点的掌握和理解;设计型实验强调培养学生动手能力和创新性思维;综合型实验充分考虑课程间的可融性,渗透多个课程的相关知识点,并突出以项目训练为主的教学实践;研究型实验是培养部分学生以科研项目为支撑的实践能力。
(三)实训实习环节的双轨交叉
把实训实习工作进行分解,分成校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习等几个环节,在校内和校外进行双轨交叉。通过校外短期见习开阔学生视野,在见习中理解专业理论和技术,增强实践动手意识。通过邀请企业工程技术专家进入学校,利用学校开设的大实践课程时间,集中对学生进行校内单项实训,增强学生应用专门技术的能力。通过校外综合实训和实习,让学生深入企业和应用部门,在校外实训和实习导师的指导带领下,完成完整的项目设计和应用部署,增强学生完成综合项目和应用的能力。
(四)课外科技创新活动与课内实践教学的有机结合
以“产―学―研”相结合的思想为指导,推行学科竞赛制度化,创新训练常规化,支持学生参加机器人、智能车、电子设计、创新创业等各类学科竞赛,鼓励学生主持或参与学校、省厅、教育部和企业创新创业类等科研课题,理论联系实际,强化项目驱动的实践教学[6],注重对学生过程式的培养和科研创新能力的培养。
采取“过程式多元化”的实践教学培养方法,通过基础型、设计型、综合型和研究型模块化实验内容重构课程实验和实验课程,通过校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习,施行校内校外双轨交叉式实习实训教学,建立“课程实验、实验课程、校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习”五位一体的实践教学模式,能解决学生理论知识和实际问题脱节的矛盾,有效增强学生的实践能力。
强化以“项目+竞赛”驱动的创新训练模式,形成“实战”性的项目开发,形成“以赛促学”和“学以致用”的学习氛围,通过本科生进实验室及参加各类高水平学科竞赛等方式,提升了学生的创新能力和就业竞争力。
五、结语
课题组通过改革培养模式、优化课程体系、夯实教学团队、强化实践环节,探索创新应用型计算机科学与技术本科专业人才培养,并在实践中检验各项举措的效果,取得了良好的人才培养效果,获得安徽省高等教育教学成果奖二等奖。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 王杨,许勇,赵传信,等.高师院校非师范计算机专业人才培养新途径[J].计算机教育,2010(8):4-10.
[2] 陈付龙,齐学梅,罗永龙,等.创新能力驱动的层次化计算机硬件课程群构建与实施[J].大学教育,2013(4):40-42.
[3] 孙丽萍,程婧,罗永龙.翻转课堂在数据结构教学中的应用研究[J].计算机教育,2015(24):71-74,77.
[4] 沙超,黄海平,孙力娟.以创新型科研项目提升本科生综合技能[J].计算机教育,2011(23):34-37.
[5] 付龙,齐学梅,罗永龙.四维一体计算机硬件实验教学改革与实践[J].计算机教育,2013(3):50-53.
超文本文学作品和传统文学共同构成了现今的文学体系,但是相比传统文学多依赖纸介质书籍,超文本文学中包括信息技术在内的计算机技术的应用就具有更为显著的意义。
一、超文本文学作品简析
超文本文学作品包括了诸多内容,以下从文学兴起过程、文学创作手法、文学应用意义、文学具体结构等方面出发,对于超文本文学作品进行了分析。
1.文学兴起过程
超文本文学的兴起于计算机技术和信息技术的高速发展有着密切的联系。超文本文学属于新时期出现的一种崭新的文学模式。这种文学模式可以通过借助计算机的链接技术和鼠标等硬件设备来形成与传统纸质文学完全不同的文学文本形态。
其次,超文本文学的兴起本质上展现出了后工业时代技术发展与文学发展的相互渗透的发展大方向。与此同时,对于这一新的文学样式而言计算机技术已经成为了不可或缺的重要组成部分,并且也开始影响到作品内容形式的形成,因此可以将其视为小说风格特点和结构框架的重要组成部分了。
2.文学创作手法
超文本文学的创作手法受到了包括我国在内的多国学者的研究与分析。众所周知对于任何一种文学而言新的创作必然都会带来全新的作品创作程序。这一方面代表着文学的发展和进步,并且在这一过程中也能够体现出全新文学模式所体现出的价值。其次,超文本文学的艺术价值和文学风格形成是无法离开包括超链接技术在内的计算机技术的。
在这一过程中在电脑和网络媒体技术的支撑下,新文学模式中的非线性得到了新媒体物理性质的支持,因此也得到了进一步的突出。 举例来说,在创作手法上超文本小时的大部分节点都有着多个方向前进的可能路径,因此当读者阅读时选择不同的链接点,并且故事就朝向不同的方向发展,这就是通常所说的Flag。
3.文学应用意义
超文本文学本质上是两个或者更多文本单位之间的联系,因此实际上能够允许读者可以在这一文本单位跨越到另一个文本单位中去。通常来说在超文本文学中链接可以将本来缺乏联系的单位进行拼接,因此能够切实的打破传统文学所必须要遵循的时间先后和逻辑因果的联系方式,因此在事实上给文学的发展开拓了全新的文学空间。
其次,超链接作为超文本的主要特色能够较为集中的反映出超文本文学的崭新风格和变革所带来的重大意义。在这一过程中该种文学能够随着读者阅读时选择点击行为施加的影响,在多种可能性与路线中只能有其中一个路径能够实现,因此走向了笔直的Ending。
4.文学具体结构
超文本文学的结构与节点往往是非常精密的。由于在超文本文学中动态潜能的情节结构实际上是对不同节点之间联系的判定。在这一过程中不同节点之间的联系是多样的,主要的模式包括了一对多和多对一以及多对多。其次,由于超文本小说的结构多为树状结构和网状结构以及两者的混合模式。因此其节点之间的联系都和传统文学的线性联系存在着很大的区别。与此同时,超文本小说中有曲折、有分叉,因此这导致了其情节线索较多,并且缺乏固定的发展方向。
二、超文本文学作品中计算机技术的意义
超文本文学作品中计算机技术的意义体现在不同的环节,以下从有助于文学信息交互、体现鼠标阅读高效性、深入阅读心理层面、表明作品多元意义等方面出发,对于超文本文学作品中计算机技术的意义进行了分析。
1.有助于文学信息交互
计算机技术的应用首先有助于文学信息交互的进行。计算机技术应用的价值首先在电脑屏幕上体现得淋漓尽致,其作为沟通读者所在的现实世界和超文本小说的虚拟世界窗口的意义尤为重大。
其次,计算机技术的应用还可以让读者理解到实际运行的东西在任何时候都比屏幕上所能显示的要多,在这一过程中电脑屏幕作为文本载体,能够让读者非常直接的感受到文本结构和意义。
与此同时,在超文本文学中计算机屏幕不仅仅代表着一个信息输出的接口,并且也是读者通过阅读对于整个超文本小说进行分析的关键载体,正是因为有了屏幕才能够让读者感受到更加深刻的空间感和层次感。
2.体现鼠标阅读高效性
计算机技术的应用实际上体现出了超文本小说的阅读与传统阅读的本质区别,即模式效率上的区别。鼠标阅读的高效性首先体现在能够让读者与文本之间构成一个实实在在的交互行动,这一互动并不是传统小说的心理想象层面的互动,而是在具体阅读层面的互动行为。
其次,由于在阅读超文本文学时读者必须要点击鼠标或者设置自动阅读才能够进行,因此这意味着点击链接点的行为,本身也成为了信息输入行为。在这一过程中可以合理的将读者的心理反应、个人偏好等信息反馈给计算机运行程序,因此就使得超文本文学的读者实际上部分的代替了叙述者的功能,变成了叙事活动本身的一部分。
3.深入阅读心理层面
计算机技术的应用可以有助于文学信息进一步的深入阅读者的心理层面中。计算机技术的应用能够让超文本文学的读者在阅读心理上带来与阅读传统小说完全不同的感受。在这一过程中读者是更加容易进入作品的世界中并且能够与作品中的人物甚至作者本人进行“神交”,因此实际上也就更加容易产生共鸣。而头脑冷静或者情感、人生经历贫乏的人则很难进入作品的世界。
4.表明作品多元意义
计算机技术应用的关键在于表明作品的多元意义。计算机技术的应用能够让每一条线中的链接点都可以更加清晰的指向下一个片段。这首先体现在文字和句段充当链接点的超文本文学中。
其次,计算机技术的应用可以让超文本文学中作为链接点的图片看起来是处于叙事之外的位置并且看起来与文本内容没有直接的关系,但是其实是实际上构成整部作品的一部分。与此同时,计算机技术的应用能够让读者通过阅读链接和打开链接才能够进入新的片段,因此可以在这一过程中高效的将各个片段联系起来并且完善成为一个多元化的世界。
三、结束语
在新时代中,以鼠标阅读为代表的超文本文学作品的传播对于读者更加高效的进行心理交流与互动起到了良好的强化作用,因此在这一过程中计算机技术应用带来的效果,实际上是传统文学和其传播媒介所难以企及的。