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大部分高校的計算機硬件教學是很薄弱的部分,其主要表現在:(1)計算機硬件技術發展日新月異,造成計算機教學內容和實驗設備的滯后。“莫爾定律”指出:集成電路上的晶體管集成度每隔18個月就會翻一番,芯片性能提升一倍,而價格則降低一半。這一規律已延續了數十年,至今仍未減緩。現在,Pentium 4已廣泛普及的情況下,而高校中的計算機硬件教學還仍停留在8086或80386階段,學生甚至能明顯感覺到知識的滯后性。而且處理技術、存儲技術早已飛速發展,而硬件教學中確難以得到反應,因此新技術難以進入教材,造成教學內容的沉舊。(2)計算機體系具有很強的系統性,但計算機硬件課程的教學和實驗卻缺乏系統性。目前高校中的計算機硬件教學大多是以課程為中心,而不是以計算機系統的體系結構為主線。在教學和實驗中,應注重和其他課程如數字邏輯電路、匯編語言、接口技術等課程的聯系,用體系的觀念來指導教學。(3)計算機教學培養的方向是具備軟件和硬件結合設計的能力,軟件學習學生較易產生興趣,而硬件卻很難做到,培養學生軟硬結合的能力就更是困難。因此,在充分學習計算機硬件基本原理的基礎上,如何結合計算機硬件技術的發展,并充分體現其系統性,是當前高校硬件基礎課程教學中所面臨的問題。
針對以上問題,我們對大學計算機硬件基礎教學作如下探討:
1、先進的教材
隨著計算機硬件技術的飛速發展,計算機硬件的教材也應該是先進的、能反映目前微機領域內硬件新技術、新成就的知識,應該體現出知識性、先進性和系統性。計算機硬件的知識應涵蓋目前世界上微機領域內最先進的技術及知識,包括新近出現的技術,像分支轉移預測技術、超標題執行技術、微機流水線操作技術、高速緩沖存儲器技術、虛擬存儲器技術、浮點數據處理技術、高速總路線傳輸技術等。這些技術為微型計算機提供了卓越的性能,也為計算機軟件提供了優質的載體。同時,計算機硬件知識的先進性就表現在啟迪學生的想象力、創造力方面,摒棄那些沉舊的、落后的內容,教材內容就緊跟世界計算機技術潮流,給求知欲強的學生以最先進的知識,讓學生享受掌握新知識的樂趣。
2、優化相關課程體系的組織
計算機硬件相關課程的設計上,首先以基本原理教學為主,而后的課程中體現計算機技術的發展。數字電子技術,該課程應弱化器件,強化邏輯電路的設計,除了數字電路的基本內容之外,還應加入與EDA有關的內容。微機原理與匯編語言,該課程中微機原理實際上是匯編語言的一個先導內容,其內容的設置應以匯編語言的需要為原則,不必涉及太多,否則會與后面的課程產生交叉。計算機系統設計,該課程主要講授計算機的基本構成,即CPU、存儲系統、輸入輸出系統、系統總路線等,其中強調的是學生的系統設計能力。微機接口,主要從應用的角度,按照技術的發展進行擴展,在計算機的基本組成上進行性能的提升,內容上與計算機硬件技術的發展前沿緊密銜接,因此在課程上要體現計算機新技術的發展。
3、強化課程設計
計算機教學目的是培養學生軟、硬件綜合設計的能力。在很多高校,只是注重了學生軟件能力的培養,課程設計也能夠體現科學性與連續性,而且學生學習興趣較高,因此軟件能力提升較快。因此,在硬件課程的教學上也應保證培養學生的硬件設計能力,使學生深入了解硬件系統的構成及基本原理,透徹掌握相關知識,具備相當的硬件能力。
數字電子技術課程的設計內容是整個課程體系的基礎,通過該設計學生能正確且直觀地了解硬件設計和軟件編程的差別。在硬件設計中需要考慮諸多因素,如時序、頻率、干擾等。同時,設計還使學生了解到軟硬件的相通之處。匯編語言是使學生掌握計算機最底層的編程方式,直接對存儲空間以及寄存器等進行操作,使學生對計算機的存儲、運算、控制等功能的實現有著比較透徹且直觀的認識。計算機接口與設計體現的是在計算機外部設計的應用,計算機外設是計算機部件的外部擴展,因此它也是計算機系統設計一個必不可少的組成部分,其設計能使學生明確設計的方向,激發學生的創造能力。
4、加強實驗教學
對于計算機硬件課程,有著抽象、難以理解的特點,因此通過實驗,給學生一個直觀的認識就顯得尤為重要。因此在課時安排上,計算機硬件技術基礎課程應安排1/3左右的實驗課時。在驗證性實驗教學中應著重培養學生以下三種能力:
(1)培養學生的實驗能力。要求學生在盡短的時間內掌握各種儀器設備的性能、配置及使用方法,提高獨立使用實驗設備的能力。通過實驗,使學生得以盡快熟悉實驗基本原理,操作程序和注意事項,培養學生獨立完成實驗的實際動手能力。
(2)培養學生的觀察能力。觀察是思考的前提,是發現問題的必經之路。要求學生在實驗的過程中,認真觀察實驗現象,認真記錄實驗結果,以便思考實驗中遇到的問題,總結實驗經驗,更好地完成實驗報告。
(3)培養學生的思維能力。思維能力是一個人在事業上能否有成就的標志之一。實驗就是要培養學生在實驗過程中遇到問題,并且自己通過思考解決問題的能力。通過長期的訓練,學生就會形成整套的思維方法,為其今后分析問題、解決問題提供一定的基礎。
5、結語
計算機硬件結構的系統性是學習計算機硬件技術的基礎,在計算機硬件的教學中應始終貫穿系統性的思想,使學生明確硬件學習的發展方向和研究方法,從而能夠開發思想,調動學生的創造力,從而成為計算機行業的優秀人才。
參考文獻
培養學生的計算機應用能力是我國高職《計算機應用基礎》課程的主要教學目的。當今社會,隨著計算機在各行業的廣泛應用,每一個工作崗位與職位都對計算機應用能力有了更高的規范與要求,但是在高職院校的學生層次又高低之分的差別有很大,所以,這些都堆高職《計算機應用基礎》課程的教學工作與教師的教學授課能力提出了新的難題與新的挑戰。那么,針對高職計算機專業的《計算機應用基礎》課程的教學特點,提出了全面培養、共同發展的教學模式,同時通過教師教學與學生學習的實踐能力,區分教學模式的優點與缺點,對高職《計算機應用基礎》課程教學工作具有較好的示范作用。我國高職院校之中,其計算機及計算機網絡的應用已經成為學校各個學科發展的重要基礎,而在我國當今社會之中,掌握計算機基礎知識和操作技能不僅是學生步入社會為己謀生的一種工具,更是社會現代文明對人們必備素質的要求。由于我國地域經濟發展不平衡、各地教育發展也不平衡,導致了高職院校的新生的計算機水平差別較大。在這種情況下,以專業班級為教學單位,在同一個起點之上,以同一方法為主的教學模式,已經遠遠不能滿足高職院校計算機專業不同層次學生對于知識的需求上,所以,為了尋求學習效果與考核結果的不公平,培養學生的學習熱情與教師教學的積極性,高職院校計算機專業的考核模式也不能一視同仁。而《計算機應用基礎》課程,正是打造我國高職院校計算機專業人才的基礎性課程,是在發展中不可或缺課程。
2多媒體教學模式
2.1多媒體的含義
在我國的教學體系當中,以傳統的教學媒體為主,其中主要包括:黑板、掛圖、實驗、模型等為基礎。而多媒體教學則是與傳統教學相區別的,多種媒體有機結合的教學方法,可以說多媒體教學是一種現代的教學手段。在當代教學理念之中,多媒體教學主要是利用文字、實物、圖像、聲音等多種媒體向學生傳遞信息,而多媒體教學法所利用的手段,則是以各種電教媒體如:計算機、電視、錄像、投影、幻燈等為標志。
2.2多媒體技術特點
多媒體技術是一項綜合性較強的技術,具備采集、存儲、加工、處理、組織各類信息,通過多媒體來輔助教學,將課堂中的各種教學資源進行整合處理,更好的展現給學生。另外,多媒體技術能夠實現課堂中人與計算機之間的雙向交流,教師利用多媒體來輔助教學,學生可以借助多媒體課件來進行自學。最后,通過計算機控制媒體信息,并通過多媒體表達出主題的思想特點。
2.3多媒體在教學中的應用優勢
多媒體技術改變了教師傳統的教學方式,能夠讓教師不必將時間浪費在重復性的勞動之中,把更多的精力放到創造性的教育活動之中,在當代教學之中,作為一名合格的計算機專業教師務必要熟悉現代化的教學手段和操作技能,并以此為主要根據,設計教學大綱的要求,所以教師在教學之中應該從學生的實際出發合理選擇現代化教學媒體,并且使之與傳統的教學媒體與教學方法進行合理的結合,就能夠在此基礎上極大地豐富教師的課堂教學,促進學生對知識的理解和記憶,培養學生的各種能力,提高學生的素質,促進學生積極性,激發學生的學習熱情,從而大幅度提高教師的教學效果。
3多媒體技術在高職院校《計算機應用基礎》課程中的應用
多媒體教學技術具有著十分優秀的教學理念,對于教學所預期得到的效果更加便利。而高職院校的學生不僅包含了能力素質,也包含了知識素質,但是重在培養學生的動手操作能力管理。所以,高職院校的課程改革的關鍵之處在于如何建立一種充分發揮教師主導作用,又以學生為主題的新型的教學模式。那么,單純的以《計算機應用基礎》課程為例子,對于學生在計算機的基本概念以及操作有更為全面的分析,能夠熟練運用應用軟件進行分析,并且進一步解決生活中的實際問題。并得到相應的計算機等級證書,作為教學合格的證明。那么,如何在這門課程之中應用多媒體,激發學生的學習熱情,則是現階段我國高職院校《計算機應用基礎》課程所首要解決的問題。首先,在學生之中實行分層次教學,針對我國高職院校學生層次參差不齊的現狀,教師在教學中應該利用多媒體教學,因材施教,分層次進行教學,在教學之中多設置學生感興趣的內容,并利用動態圖像進行展示,也可以通過電影播放等方式,為學生展示計算機在日常生活之中的優勢。其次,轉變原有的傳統教學模式,針對我國高職院校《計算機應用基礎》課程教學的現狀,我們需要借鑒新的教學理論研究來指導教學。而多媒體教學模式就是通過探究性學習,通過圖像、視頻等現代手段,激發學生學習的熱情,引導學生對于所學的具體計算機知識產生興趣,自己對于將要學習的知識進行探究,進而著重培養學生的創新精神與實踐能力。同時這些也要求教師在利用多媒體教學過程中以學生為中心,引導學生自我學習的能力,與相互協作的愿望,利用多媒體的現代教學理念完善學生的認知結構。再次,利用多媒體進行教學的過程中,應該在教學過程中注意以下問題。在多媒體教學中巧妙設置學生的學習任務,增添學生學習動力。同時,利用多媒體教學展現情景教學方法,進一步培養學生探究性的學習態度。同時保證多媒體技術在教學之中的應用,改變從前傳統,枯燥、單一的課堂教學模式,充分調動學生的學習熱情,用技術進行支持,最終實現高職院校學生進行探究性學習的目的。最后,多媒體教學當中不僅包含了課堂教學的環節,也包含了課后教學的討論與復習。學校可以在學生的課外,為學生創造良好的學習環境,為學生提供豐富的學習信息資源,不斷的為學生提供數字媒體資源,逐漸培養學生的動手能力,增強學生自己動手檢索的能力,逐漸的在實踐之中鍛煉學生。
4結束語
1高課堂效率,教學內容多元化
現代教育技術充分利用多媒體資源,使教學內容多元化成為可能。教師在備課時,利用網絡資源充分搜索、挖掘教學素材,經過構思和設計,制作出精美鮮活的PPT課件。在教學課件中,教師可以加入音頻、視頻、圖片等元素,使得枯燥無味的課本內容變得生動形象,引發學生興趣。這樣一來,保證教師授課目標的實現。而不再是單一的“教師講解,學生聽講”傳統教學模式,提高了師生的課堂互動性,活躍課堂氣氛,學生成為課堂的主體,學生主動性提高了,學習效率自然得到提高。計算機多媒體資源集各種元素于一體,增加課堂趣味性,為學生創造特定學習情境,更大限度提高學生興趣和積極性,培養學生創造力。
2突破教學難點,強化教學重點
建構主義學習理論突破了傳統教學“教師一桶水,學生一杯水”的教育理念,充分認識到學習主體、學習主動性的重要性。這就給教師和學生提出新的要求。現代教育技術的運用要求教師在教學全部過程中,始終貫徹以學生為主的教學觀念。所以,教師在充分利用教育資源的同時,始終考慮到學生的意志,例如學生的接受能力、現有水平,學習特點等,將教學資源和學生個性優化融合,最大限度提高兩者的統一性,而不是盲目使用,不分主次往課堂上搬,真正將現代教育的先進教育理念運用到學生學習中,在學生身上得到展現。教師要充分利用現代教育技術的優秀成果,利用多媒體多角度、全方位展現教學內容,簡單、直觀的將生澀、復雜的難題展現在學生面前,進而啟迪思維,提高學生學習主動性,自覺發現問題、解決問題,掌握學習規律,轉變學生消極態度,解決了教學工作中的難題。作為教學工作中心的學生自身,可以根據老師在課件中的標注,了解課堂重點,分清主次,不再是板書、筆記“通吃”,緩解知識量大,無法短時間全部吸收的狀況。學習壓力減少,學習時間增加,梯次學習,提高學習效率,掌握學習重點。
3建構知識體系,豐富課堂文化
信息時代的到來,教學資源極大豐富,大量信息沖擊著學生觀念,在教學過程中存在著更多選擇性和不確定性,這樣一來,建構牢固的知識體系,豐富課堂文化就顯得尤為重要。作為老師和學生,面對著“老師怎么教”、“教什么”、“學生怎么學”、“學什么”的問題。如何解決這些問題,成為建構知識體系的關鍵。為此,就要轉變教師和學生角色,發揮多媒體優勢,改善教學手段等。
二、現代教育技術在計算機應用基礎課程教學中的應用
關鍵詞:計算機與信息技術;基礎計算;思維;醫學生
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)25-0046-02
1 概述
美國卡內基?梅隆大學周以真教授[1]為計算思維作出了準確的定義:計算思維(Computational Thinking)是運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為;計算思維的本質是抽象和自動化,其體系包括“計算、抽象、自動化、設計、通信、協作、記憶和評估”。計算思維、實證思維與邏輯思維是人類在認識世界、改造世界過程中表現出的三種基本思維特征。而計算機與信息技術基礎課程是培養醫學生計算機能力及計算思維能力的重要課程,在講授過程中注重和深化計算思維,教授學生更側重利用計算機解決問題時的思路及過程,使學生掌握計算思維的思想和方法,使其有助于學生對醫藥衛生領域的一些問題的分析和解決,成為兼具醫學與現代化信息技術的復合型人才。
2 項目驅動式教學模式
以計算思維和邏輯思維為導向,運用項目驅動式教學模式,通過項目的分析與實現過程,強化醫學生對計算、抽象及自動化等計算思維本質要素的理解,提高利用計算思維和邏輯算法科學分析及解決問題的能力,從而達到鍛煉學生通過計算機信息技術處理醫藥領域及臨床信息的目的,同時也增強了理論結合實踐,改善動手實踐少的教學不足,拓寬課程的深度和內容。驅動式教學模式是基于計算模型的方式構建計算機處理信息的模式,以面向問題分析、算法設計、軟件實現的方式組織知識,通過循序漸進引導實踐,強化動手能力,培養學生在形成用計算思維方式處理問題的能力中少走彎路。這種模式能更好發揮學生的主動性及創新性,養成良好的計算思維和計算科學分析解決問題的能力。
3教學方法
在計算機與信息技術基礎課程的教學過程中,采用案例教學法和對比教學法相結合的教學方法,并在醫學信息問題求解過程中涉及計算、程序、算法、迭代和推理等計算思維的核心概念,使得在計算機與信息技術基礎知識講授的基礎上,增加醫學信息分析與處理的教學內容,強化醫學生對可計算性的醫學問題的理解和處理的能力。
3.1案例教學法
案例教學法是從問題入手,啟發學生思考、分析案例,引導學生在案例解決中構造算法,進而掌握相關的概念、函數、功能及應用,真正達到教學目的[1]。本課程通過案例將醫學應用問題轉化為計算機可以處理的小過程展示給學生,培養學生利用計算機技術分析并解決實際問題的能力,鍛煉學生計算思維的能力。以案例驅動為中心的教學模式可分為如下步驟。
1) 引入案例:通過引入醫學案例來開展教學,梳理出解決案例的知識點,引導學生找到解決問題的根本。
2) 構建算法模型:分析案例,提取關鍵因素及相互的關系,構建相應的算法與計算模型。
3) 軟件(函數)實現:把求解問題的過程轉為計算機能處理的“輸入” “計算”“輸出”的過程,同時,規劃好存放數據的存儲結構[2],建立各變量及函數之間的關系。
案例 :某制藥廠生產Ⅰ、Ⅱ兩種抗生素藥品,都需要在A、B兩種不同的設備上加工。表1各藥品在各臺設備上所需要的臺時數及可得的利潤。已知設備A、B的有效臺時數是120和80。求如何安排生產計劃可使的利潤最大化。
通過定義決策變量、目標函數及明確約束條件,形成制藥廠問題完整的線性優化模型算法的如下:
MaX Z = 240X1+300X2
s.t 2X1+2X2≤120
X1+2X2≤80
X1≥0,X2≥0
用Excel2010的規劃求解功能實現及運算結果如下圖:
3.3.2 對比教學法
算法是求解問題的重要環節,代表著用信息系統的方法描述解決問題的策略機制,實現了對一定規范的輸入,在有限時間內獲得所要求的輸出的過程,而這一過程是計算思維的一種體現。對于同一問題的求解,可能存在不同的算法設計及軟件實現,因此在計算機與信息技術基礎課程中,培養學生交流對同一問題的不同算法設計及軟件實現,對比算法和軟件的確切性、可行性、高效性、健壯性,使學生進行更深入的探索性學習,從而進一步鍛煉和增強學生的計算思維,提高創新精神、探索精神及問題求解的能力。
4總結
基于計算思維的教學方法的改進,在醫學生的計算機與信息技術基礎課程中得到實踐,以項目驅動式教學模式為主,把計算機與信息技術基礎與醫學信息有機相結合,突出醫學生計算思維能力和邏輯思維能力的培養和訓練,讓學生掌握計算思維的思想,從而提高在信息技術環境下,對解決醫學信息問題的處理能力。
參考文獻:
[1] 周以真.計算思維[J].中國計算機學會通訊,2007,11(3).
[2] puter Thinking is Pervasive[J].Journal of Scientific and Practical Computer,2007,2(1).
[3] 森干,李莉.醫學信息管理專業案例驅動式C語言程序設計教學方法實踐[J].醫學信息,2011(9):5606-5608.
1.1什么是計算機軟件工程
計算機軟件工程是計算機技術的核心,具體來說是指軟件工程師及管理員對軟件產品的開發、維護以及管理的全過程。現代化技術的提高也與計算機軟件工程息息相關,目前,我國計算機軟件行業不斷發展,為我國傳統行業的轉型提供了一定的幫助,計算機軟件工程作為計算機技術的重要支撐也得到了我國政府的看重。
1.2計算機軟件工程目前在我國的發展現狀
自從我國引入計算機軟件工程技術以來,由于計算機軟件工程技術與其他先進技術存在著一定的共通性,因此計算機軟件工程自引入以來就被廣泛的應用于各行各業,并且在此期間也得到了一定程度的發展。但是,目前我國計算機軟件行業的發展前景并不是十分的理想,來自不同層面的缺陷嚴重阻礙了我國軟件工程的發展,為了更好的促進計算機軟件工程的發展,我們要正確的認識其發展的不足之處,并在下一步的發展中進行改正和完善。
1.2.1缺少自身的研發手段
從目前來看,我國的計算機軟件工程技術絕大部分來自于發達國家。自主創新的產品較少甚至缺失,沒有自身的國家特色,并且在研發思想上受到了我國傳統思想的束縛,研發思想上很難得到進一步的創新。
1.2.2設計需求與業務需求存在矛盾,產品產權保護意識薄弱
在我國計算機軟件工程的開發過程中,工程軟件的設計需求與市場上的實際需求存在著矛盾,難以形成一個完整的產業鏈,研發出的軟件產品時常會發生侵權或者被侵權的現象,知識產權得不到保護。
1.2.3軟件工程產品管理混亂
計算機技術由于自身快速的變更速度,以及產品在研發的過程中涉及的環節較多,管理起來極其繁雜,因此,軟件產品的管理如果沒有一套完整的體系,在管理過程中往往會產生混亂的狀況。
1.3我國現代化技術的發展方向
從我國目前計算機軟件工程技術的應用狀況來看,計算機軟件工程技術在我國擁有極好的發展前景,其發展方向將逐漸向智能化方向發展,并且在計算機軟件工程開發中也將逐漸實現自動化,同時,現代化技術的發展在此基礎上也會更加開放,這將極大的提高計算機的辦公效率。在計算機軟件工程的應用領域不斷擴大的前提下,加大計算機軟件工程技術的研發力度刻不容緩。
2促進計算機軟件工程及其現代化技術發展的策略
2.1提高創新意識,積極研發新技術、新產品
創新是一個國家進步和發展的靈魂,也是各行各業必須具備的能力之一,計算機軟件工程的研發更是離不開創新思想的支撐,因此,不斷增加自身特色的創新性是計算機軟件工程發展的關鍵。目前,國際上的計算機行業存在著極其激烈的行業競爭,我國要想在競爭中占據優勢地位,就必須不斷提高自身的創新能力,積極吸納創新型人才,與時俱進,將我國的現代化行業與計算機軟件工程相結合,積極拓展計算機軟件工程技術的發展方向,進一步提高其在行業中的應用率。
2.2加強知識產權保護力度
在經濟全球化的發展中,一項產品的產權問題的重要性不斷提高,對于計算機軟件工程中的核心技術,企業和國家更要重視其知識產權問題,加強技術保護力度,防止研發成果被一些不法分子剽竊,從而造成不必要的損失。國家在這方面也要不斷完善有關知識產權的法律法規,加強對企業和個人知識產權的維護力度,為社會提供一個安全穩定的知識研發環境。同時,在計算機軟件工程產品研發中,要及時關注市場信息,將產品的研發需求和實際市場需求相統一。
2.3政府增加扶持力度
在當下信息化的潮流中,國家和政府的支持對于計算機軟件工程的發展極其重要,政府對計算機軟件工程的大力扶持能夠為計算機軟件工程的發展掃清一些不必要的障礙,政府要加強對計算機軟件工程的資金扶持,提供軟件技術研發的資金力量,幫助技術項目擴展資金來源。同時,政府還能在行業之間設立一些優惠政策,加強行業之間的聯系,為計算機軟件工程提供一定的自主創新空間。
2.4正確把握現代化技術的發展方向
我國的計算機軟件工程及其所屬的現代化技術在我國擁有極好的發展前景,在經濟全球化的浪潮中,只有把握好現代化技術的大致發展方向,不斷引進國外先進技術,增強自主創新能力,提高計算機軟件工程的研發質量與水平,才能夠抓住機遇,將計算機軟件工程與網絡緊密相連,并且面向大眾逐漸開放,將現代化技術逐漸向智能化、網絡化、自動化方向靠攏,從而推動我國社會的現代化發展。
3總結
從前文可以看出,在目前的現代化社會中,現代化信息技術的發展尤其是計算機軟件工程的發展,為各行各業提供了新的發展渠道。為了促進現代化技術的發展,我國必須不斷提高自主研究水平,重視創新技術和產品的研究能力,注重知識產權的保護,不斷推動計算機軟件的開發與進步。因此,把握好計算機軟件的發展方向,全方位改革現代化技術研究技術成為當前研究的一個重點。
參考文獻
[1]秦曉磊.以計算機軟件工程為基礎的現代化技術研究[J].科學技術創新,2018(11):63-64.
[關鍵詞]高職高專 計算機應用基礎 改革
高等職業教育是我國今后一個時期重點發展的教育領域。隨著計算機技術和信息技術的飛速發展及計算機技術與其他學科領域的交叉融合,計算機技術正影響和改變著人們的工作、學習和生活方式。計算機知識和應用能力是本世紀知識型技術人才知識結構中不可缺少的組成部分。而作為工具性知識的計算機基礎教育是高等職業教育中素質教育的重要組成部分。本文針對計算機基礎課程《計算機信息技術基礎》的教學情況提出了一些看法。
(一)高職高專《計算機信息技術基礎》教學面臨的問題
1.教學內容涉及面較廣。教學內容繁多且較為分散,理論知識部分有計算機的發展歷史、應用、系統組成、信息處理技術、Windows操作系統、多媒體技術、計算機網絡、信息系統及數據庫等;操作部分有WORD、EXCEL、POWERPOINT、FRONGPAGE,IE及電子郵件等。
2.對于大部分學生來說,《計算機信息技術基礎》是一門全新的課程,特別是基本理論知識比較抽象難懂,而且不同于本身所學的專業課有一個循序漸進的三年學習過程,該課程的學習時間只有一個學期。
3.高職教育是培養高級專門人才的教育,為了幫助學生掌握必要的專業知識,提高學生的專業素質,開設一定的基礎課是必要的。這就帶來了一個問題,對于高職學生而言,《計算機信息技術基礎》到底講授多少內容為合適?每一部分的內容需不需要精簡?
由于以上特點,《計算機信息技術基礎》的教學難度比較大。為此,對于高職學生的《計算機信息技術基礎》教學必須在教學方法、教材、考核等方面作出改進。
(二)教學方法的改革
由于《計算機信息技術》的教學特點,多媒體教學逐步替代了傳統的黑板講授法,但教師主講的模式沒有發生多大的變化,只不過由黑板講授改成了在計算機上演示講授。由于用計算機演示方法進行教學,它的課堂容量遠遠多于黑板講授法的課堂容量,學生的感受就是教師在滿堂灌輸,而對所學內容無法及時接受和消化,效果并不理想。沒有達到用多媒體教學來提高課堂教學效率的最初目的,針對這種情況,必須從以下幾個方面進行改革。
1.對教材進行合理取舍,重新整合,合理安排教學順序,由易到難,由實踐到理論。先從英文打字、漢字輸入等最基本的操作入手,然后逐步學習有關Windows的基本概念和有關操作以及Office等常用辦公軟件的操作,并在中間穿插講授計算機的基礎理論知識。
2.精講多練。鼓勵學生加強上機練習,每堂上機課均設計難度適當和足夠數量的上機操作題,并盡可能涵蓋當次課的知識點,同時布置一些靈活的思考題,讓學生帶著問題去學習。教師對重點和難點進行精講,其余的內容略講,從而達到調動學生思維的積極性,發揮他們的自主性,強化操作和應用能力培養的目的。
3.采用分級教學,改革教學模式。盡管中學有信息技術教育規劃和教學大綱,但是由于信息技術不是高考科目,不少高中的信息技術課程的教學遠沒有達到大綱要求。由于城市中學與農村中學的計算機教學差距懸殊,這就造成了學生起點的差距。同時由于《計算機信息技術基礎》是針對全校所有系科的課程,學生來自不同的專業,有理工類、文史類、經濟類、外語類等,各專業學生的知識基礎和學習能力存在著較大的差異,尤其是上機實踐環節。教學對象的層次差異較大,因而需要認真考慮如何針對學生不同的基礎和能力采取相應的教學手段。例如在《信息技術基礎》課程基本理論知識的教學上,對于基礎較好的學生,講課時除講授基本知識并適當拓寬范圍,開闊學生的眼界。對基礎較差的學生,只要其掌握最基本知識就可以了。
(三)“計算機一級”考試和以應用為導向的能力培養模式相結合
我校學生在學完《計算機信息技術基礎》后,下一學期必須參加省計算機一級考試,雖然《計算機信息技術》與省計算機一級考試相結合,促進了學生對該門課程的學習,取得了一定成效。但是《計算機信息技術基礎》課程的學習不能僅僅局限于通過省計算機等級考試。應采用以應用為導向的教學模式,要將以應用為導向的教學模式貫穿于教學的全過程。例如,在基本理論知識的學習中,把基本理論知識和日常的實際應用相結合,既能增長學生的實際應用知識,又能激發學生的學習興趣,對于計算機基本操作,采用案例驅動的教學模式,增強學生的實際操作能力。
(四)建設高職高專的特色教材
我校目前選用的是江蘇省統一的教材《大學計算機信息技術教程》。考慮到本科院校學生的使用,該教材雖然幾經改版,但并不適合高職學生使用,尤其基本理論知識內容太多、太難,沒有實用性,學生的接受效果不是太好。因此教材的改革是必然的。可從以下幾個方面著手考慮。
1.實用性。高職高專的計算機基礎教材的不能照搬本科院校教材的教學內容,也不能是本科計算機基礎教材簡單剪裁后的縮寫本。教材內容要摒棄過多的、煩瑣的理論陳述,盡可能突出實際應用,突出技能操作。
2.針對性。在內容的設置上要盡可能的考慮到學生專業學習的需要,體現基礎課為專業課服務的思想。針對各個專業不同的特點設置不同的教學內容。
(五)考試方法的改革
成功的考核方案能給學生一個公正評價從而發揮考核的制約、激勵、評價功能。《計算機信息技術基礎》是一門實踐性較強的課程,應實行理論和操作相結合的考核方案。理論和操作并重,使學生感到這種考核能客觀評價自己的學習水平,證實自己的能力,更加重視平時上機實驗課的學習。不要以一次考試和一種考核方法評定學生成績,從終結性評價轉向注重過程和促進學生應用能力發展的形成性評價,平時考查與集中考核相結合,學習理論與現實表現相結合。
總之,高等職業教育模式下的計算機基礎教學是一個新課題,要求教師在教學過程中針對高職教育的特點,實事求是,積極探索,總結經驗,進而把高職模式下《計算機信息技術基礎》這門課上好。
參考文獻:
關鍵詞:計算機軟件技術基礎;課程;任務驅動
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)08-1932-02
Reform and Practice of Teaching Fundamentals of Computer Software Technology
XIAO min-lei, XIAO Min-lian
(Department of Computer Science and Technology, Hunan Institute of Humanities, Science and Technology, Loudi 417000, China)
Abstract: The course of fundamentals of computer software technology is an important course for none-computer majors. This paper analyzes its actualities and problems based on the characteristics of the Basics of my school, and then summarize some teaching methods of this course.
Key words: fundamentals of computer software technology; course; task-driven
計算機軟件技術基礎課程[1]是我校面向電氣信息類非計算機專業學生的一門技術基礎課,教學內容涉及軟件工程、數據結構、操作系統、數據庫、計算機網絡編程等方面礎知識。其目的是通過該課程的學習,使學生能夠全面系統地掌握計算機軟件技術基礎的基本知識,熟悉軟件工程基礎概念、數據結果基本概念和結構等,并且具有一定的軟件系統設計能力。軟件技術基礎課程涉及的知識面廣、概念多、原理抽象、實踐性強,學生難以掌握,本文中針對該課程現階段教學中存在的問題,提出了改進的方法。
1 計算機軟件技術基礎教學現狀及存在問題
目前我校開設的電氣信息類非計算機專業均開設了計算機軟件技術基礎課程,從幾年的教學實踐我們發現現有的計算機軟件技術基礎課程教學存在一些問題,主要體現在以下兩個方面。
1.1 學生方面
計算機軟件技術基礎課程是以C語言程序設計的學習作為基礎, C語言作為軟件技術的基礎課程在大學一年級開設,對于初次接觸程序設計的學生來說太抽象,而C語言本身的概念多而復雜,學生掌握比較困難,大多數學生C語言基礎較差。
多數學生感到計算機軟件技術基礎課程知識點多,且缺乏內在聯系,難以抓住重點,在學習了計算機軟件技術基礎的有關知識后,不知如何用C語言程序來實現,沒有真正掌握程序設計的精華及編程技巧,覺得學而無用。
1.2 老師方面
擔任計算機軟件技術基礎的教師感覺這門課程非常難教,原因是課程教學內容很多,分配給課程的教學學時數卻較少(54學時,含實驗教學學時),而分配給該門課程的實驗教學學時更少(8學時),教師在組織課堂教學時大部分時間都花在基本概念等的講述上,對程序設計和調試技巧等實踐性較強的部分則往往只是點到為止。
2 計算機軟件技術基礎的教學改革
筆者依據從事計算機軟件技術基礎教學的經驗,對這門課程教學中存在的問題進行了認真的思考,在教學中嘗試了一些改進的教學方法,收到了較好的效果,下面闡述自己對該門課程教學的幾點體會。
2.1 課程內容分主次且有偏重
計算機軟件技術基礎課程內容體系為:軟件工程、操作系統、數據結構、計算機網絡編程。由于該課程學時數的限制再加上內容繁多,通常很多老師為了趕進度將學時硬性平均分為若干部分,這樣就會引起重點不突出等問題,從而導致學生最后根本沒有掌握軟件設計的一般方法。針對這一情況,可以在教學進度分配時進行適當的調節,我校計算機軟件技術基礎課程教學中解決這個問題的方法就是課程內容分主次,有偏重的實施這門課程的教學。具體方法就是以C語言課程內容為主線,穿插一些章節的內容,而不按書本設置獨立擊破。首先在開課時就對C程序設計中的結構體與鏈表部分,進行適當的復習, 理解和掌握變量、指針、存儲單元等概念及其相互關系,立足于對問題的抽象理解,對數據組織結構和算法思想的理解,然后適當增加對數據結構部分的時間,因為數據結構部分對軟件設計起到非常重要的作用。在學習最后做小項目時引入軟件工程和數據庫的內容,這樣以C語言為主,其他幾個方面為次,偏重 C語言的內容。
2.2 采用任務驅動的教學模式
任務驅動[2]是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學模式。這種模式的特點是:教師通過巧妙地設計教學任務,將要講授的知識蘊含于任務之中,使學生通過完成任務達到掌握知識的目的。“任務驅動”教學法的基本特征就是:“以任務為主線,以教師為主導、學生為主體”教學中,設計有效的驅動“任務”至關重要。
學生是教學過程的主體,學生的學習過程應該成為教學過程的主要方面。蘊涵了所要掌握的知識和技能經過精心設計的任務,可以充分調動學生的興趣與學習積極性,促使學生為了完成任務,或自己提出要解決的問題,或在教師的引導下提出問題,然后探究解決的方法。當解決了一個問題后,成就感驅使他們提出新的問題,再試著解決,循環往復,使他們最終完成總任務。在問題解決的過程中,強烈的好奇心和滿腔的熱情驅使學生主動探索和發現,激發學生的思維活動。在整個過程中,學生可以根據已有的認知結構,自己掌握學習進度和主攻方向,完成相關知識的建構。
我們把準備好的實例通過提出任務、分析任務、完成任務來驅動教學,精心設計各個任務之間的關系,使各任務合起來構成一個完整的大任務,并注意根據學生不同水平采用分階段的教學方法。課程開始時,用任務驅動法著重講解程序,結合程序講解語言點,提高學生進行簡單程序設計的能力。課程的中間部分用任務驅動法著重講解流程圖,使學生理解程序流程和事件過程之間的聯系,能根據不同任務確定所需的事件過程,根據算法編制程序,培養學生將形象思維過渡到邏輯思維的能力,提高編制程序的能力,同時在程序設計的實踐中進一步熟悉語言知識。難度較大的任務做示范講解,由點及面,逐步推進,注重滲透方法,培養學生的創新能力。比如棧的概念,傳統講解只知道是一種存儲單元,具有后進先出的特性(Last-In/First-Out),學生學完后并不知道其有何用途,筆者在教學實踐中,以迷宮問題為例引入棧的概念,讓學生在輕松愉快的狀態下,了解棧的用途,能夠解決類似迷宮問題等的深度優先搜索問題。并能夠應用棧的特性解決實際問題。
2.3 建立開放實驗,強化實踐教學
對于計算機軟件技術基礎這門實踐性特別強的課程,必須把理論課和實驗課結合起來講解才能培養學生的能力,除了盡量提高實驗的課時數外,還必須增加學生業余自由上機時間,所以,必須建立開放性的實驗室,以緩解課內上機學時少的矛盾。教師提出系列任務目標,結合具體的任務目標進行分解,提示實現方法,引導學生的學習方向,參照實驗學習指導計劃,保證學生有足夠的思考時間,學生通過個人的理論學習、操作訓練、任務實施,完成各個階段的設計任務,如存在疑問,教師對學生所提出的問題,進行合理控制,適當予以啟發指導,使學生能夠有的放矢,去繼續探索達到解決問題的目的。
3 小結
計算機軟件技術基礎課程是電氣信息類非計算機專業一門非常重要的計算機基礎課程,也是一門理論和實踐性非常強的課程。本文中針對該課程現階段教學中存在的問題,提出了改進的方法。實踐證明,能有效地提高學生的軟件設計能力和創新能力,取得了良好的教學效果。
參考文獻:
關鍵詞:中職 專業 計算機基礎 課程 教法
計算機教育的目的是讓學生擁有比較扎實的計算機基礎知識和較廣泛的知識面,擁有良好的計算機素質,以及創新意識、創新能力、獨立的思考能力和動手能力。中職《計算機技術基礎》對于非計算機專業的學生與專業的學生其教育目標是不同的,對于專業的學生來說,它以提高學生計算機應用能力為目標,要求學生在學習計算機技術時要樹立以應用為目標的思想,對于非計算機專業的學生來說,要求他們把計算機技術作為一門應用技術來掌握。教學實踐證明,專業的不同對計算機信息技術有不同的需求,而且同一個專業的學生也會對計算機信息技術產生不同的需求,甚至同一個人在不同的學習階段對其會有不同的需求。通常中等職業學校會有很多個專業同時在開展《計算機技術基礎》這門課,而且不同專業有不同的教學內容,如電子商務類專業以網頁制作為主;商務與文秘專業以中文的排版課程為主;工藝美術或動漫設計類的專業以平面設計為主;機電類專業以開設CAD課程為主。那么計算機教師如何根據不同的專業在教學過程中選擇合理、有效的教學方法呢,這是一個亟需解決的問題。
一、有效選擇源于教法要領的掌握
教學方法是教學過程中教師為實現教學目的和教學任務要求,在教學活動中所采取的行為方式的總稱。教學方法是為實現教學目的服務的,其選擇是否妥當,直接關系著教學效率的高低。不同的教法對于相同的內容有著不同的效果,不同專業的學生特點也決定教師在選擇教法時有不同的側重。
以分層教學法為例,在實際運用中,一些教師會根據教學生在入校時的計算機水平進行分層次教學,具體的做法就是教師根據學生入校時所進行的模擬考試加以判斷,并以考試成績作為參考指標,進行教學內容的選擇、教學目標的設置以及考核標準的制定。對于中職生來講,由于其自身的特殊情況,教師在確定內容上也試圖選擇那些實踐性強的內容以及能激發學生參與學習的內容。如按照中職學生計算機等級考試大綱的規定,教師可以將計算機基礎課內容分為計算機基礎知識、Office辦公組件、Window操作系統、Intemet以及PowerPiom等,之后再進行分層教學。
對于分層教學而言,要掌握好四要領:第一個要領就是編組,實踐證明編組的科學與否是有效進行分層教學的前提。筆者在實踐中通常是依據專業學生計算機知識的基礎、學生的思維水平以及學生的心理因素等編成A、B、C三個組。其中A組學生需完成計算機基礎課程的大綱所提出的基本學習任務及教學目標;B組學生需完成略高于A組學習任務及目標;C組是基于A、B組要求之上,突出特長的學生。當然,在實踐中A、B、C三組之間是一種動態的關系,可以進行上下調整。第二要領是分層備課,這是有效實施分層的基石。筆者認為在這一環節中教師必須要在充分透徹地理解計算機基礎課程大綱的基礎上,從教學內容選擇、優化和教學目標的確定等方面進行備課。第三個要領是分層授課,這是分層教學的中心環節。在此環節中,教師必須要能根據所授對象確定授課起點,準確地處理好相關銜接性的知識,從而保證所設置的分層教學目標得到落實。第四個要領就是分類指導,這是分層教學有效實施的關鍵。此環節中教師要在教學過程中及時、準確地對不同層次水平的學生予以不同的指導,幫助他們更好地掌握知識。
在《計算機技術基礎》課程中還有一種比較流行的教法,就是“任務驅動”,其主要特點是教學內容豐富,過程有趣且具有挑戰性。對于任務驅動教學法在《計算機技術基礎》中的應用,筆者感受最深的體會就是“任務”的設計。教師在任務設計時,既要兼顧學生的學習興趣,還要兼顧其接受能力,以及教學目標。如在Flas制作的任務教學法實施中,為了激發學生的參與意識,我們可以采用動畫演示相結合的方法,使學生感到既簡單又易懂。總之,對于任務設置,我們應當堅持難易適中、兼具新穎的原則。在自主探究或協作完成任務的過程中,筆者的實踐體會是不要全盤托出,要將一部分知識點留給學生在探索中去完成,進而激發他們的參與熱情。例如,在Power Point動態效果制作學習中,任務是《我最喜歡的……》半開放式的命題。這樣通過放開任務的限制,使學生在自己的想象力得到充分發揮同時,還能進行發散性思維。
二、有效選擇源于學生需要的掌握
人的需要如按作用進行分類可以分成生存性需要與發展性需要;按需要的性質可以分成物質性需要與精神性需要;按需要的實效性可以分為現在的需要與未來的需要;按彈性可以分成無限性的需要和有限性的需要;按范圍可以分成個人的需要與集體的需要,等等。美國著名心理學家馬斯洛教授對需要進行了系統性的分析與研究,他認為人的需要可以歸納為五種類型:第一個是生理需要,這是人類最原始的最基本的需要。第二是安全需要。假使一個人的生理需要已基本上獲得滿足,接下來就會出現新的需要定勢。每一個在現實中生活的人都會產生安全感的欲望、自由的欲望、防御的欲望。第三種類型是社交性需要,它稱為歸屬與相愛性的需要。研究發現,第一和第二需要得到滿足后,社交性需要就成表現得非常強烈。例如,希望能夠得到其他人的信任與友愛。第四類型的需要是尊重需要。人都有著這樣一種愿望和需要,即自我尊重、自我評價以及尊重別人。尊重的需要很少能夠得到完全的滿足,但這種需要一旦成為推動力,人將會具有持久的干勁。第五種類型是自我實現需要。自我實現的需要就是指人們都希望能夠完成與自己能力相符、相稱的工作內容,從而使自己的潛能得到充分發揮。在馬斯洛看來,人類價值體系中存在兩類不同的需要,一類是沿生物譜系上升方向逐漸變弱的本能或沖動,稱為低級需要和生理需要;一類是隨生物進化而逐漸顯現的潛能或需要,稱為高級需要。這兩類需要的關系表現為:五種需要像階梯一樣從低到高,但這種次序不是完全固定的,可以變化,一個層次的需要得到滿足了,就會向高一層次發展,這五種需要不可能完全滿足,愈到上層,滿足的百分比愈少。一個人在同一時期內可能同時存在幾種需要,因為人的行為是受多種需要支配的。但是,每一時期內總有一種需要是支配地位的。
綜上所述,在《計算機技術基礎》課程教學中,教師要結合不同專業學生未來職業特點及崗位工作的需要,選擇合理有效的教法,進而完成教學任務,實現教學目標。在中職學校中《計算機技術基礎》屬于工具課程之一,幾乎所有專業都開設了這門課,其最為基礎的要求就是讓學生掌握計算機基本操作,較為熟練地使用一種或幾種辦公軟件,能夠知曉計算機網絡技術以及網絡安全等內容,所以教師要依據學生需要選擇教學方法。
三、有效選擇源于對課程準確分析
《計算機技術基礎》課程是中等職業學校學生必修的一門公共基礎課,本課程的任務是使學生掌握必備的計算機應用基礎知識和基本技能,培養學生應用計算機解決工作與生活中實際問題的能力;使學生初步具有應用計算機學習的能力,為其職業生涯發展和終身學習奠定基礎;提升學生的信息素養,使他們了解并遵守相關法律法規、信息道德及信息安全準則。本課程的教學目標是通過教學使學生進一步了解、掌握計算機應用基礎知識,提高學生計算機基本操作、辦公應用、網絡應用、多媒體技術應用等多方面的技能,使學生初步具有利用計算機解決學習、工作、生活中常見問題的能力;學生能夠根據職業需求運用計算機,體驗利用計算機技術獲取信息、處理信息、分析信息、信息的過程,逐漸養成獨立思考、主動探究的學習方法,培養嚴謹的科學態度和團隊協作意識;使學生樹立知識產權意識,了解并能夠遵守社會公共道德規范和相關法律法規,自覺抵制不良信息,依法進行信息技術活動。教師對對本課程有了準確科學的認識和分析后,就可以有的放矢進行地教學方法的選擇與運用了。
四、有效選擇源于教學實踐的反思
反思是拉丁語詞“reflectere”的派生,其意是指“專注于過去”。杜威在《我們怎樣思維》一書中最早提出了“反思”這一概念,他認為反思是一種對信念、假定性的結論所采取的積極、堅持不懈的考慮活動。我國古代就早有關于反思的論述:“思之不慎,行之失當”“反求諸己”“捫心自問”“吾日三省吾身”。
一般來說,反思教學實踐可以分成三個步驟:第一步是問題的認識與反思,我們教師只有澄清了問題、界定了困難,才能更加明確教學的目的;第二步是擬定問題的反思計劃,有效的計劃能為后續的反思與探究做好充分的準備;第三步是資料的批判性分析與評價,教師通過理性判斷加以選擇,最終形成有效的、正確的教學行為。基于這三個步驟,本文梳理了反思的策略,主要有總結法、錄像法、對話法、行動法和檔案法,具體如下:
(一)總結法。總結法所總結的對象是自己及他人的教學實踐,即教師對教學過程中所見、所聞、所行等方面的經驗與教訓進行反思。反思內容需要教師依據實際的教學情況來定。一般而言包括教材的選擇、學生的反饋、教法選擇與運用、關鍵事件等。例如,關鍵事件的反思,是指對自己專業發展影響較大的事,其可以是一堂成功的課,也可以是一堂失敗的課,還可以是一次師生矛盾的沖突。在總結法的實際操作中,教師要進行事件的記錄,要善于關注對自己的內心變化。
(二)錄像法。錄像反思法就是教師通過教學錄像進行有目的性的反思。這種方法的特點就是教師是以一個旁觀者身份進行的反思,在一定程度上提升了反思有效性。此法實踐操作的基本程序為:上課錄像,觀看錄像,反思評價,修正教學。錄像法需要第三者的介入,因此操作起來略有麻煩。但是,如果教師能將學生調動起來,參與到錄像中來,就能夠提高教學的有效性。
(三)對話法。對話反思采用的執教者與其他教師研討交流的反思形式。通過面對面的對話交流,授課教師直接獲得聽課教師的意見和建議,執教者也通過自己教學行為的剖析,實施自我反思。此方法的操作程序一般可以分為四步:第一步,執教教師圍繞某一研討主題上課,其余教師課堂觀察;第二步,課后執教教師闡述自己的教學設計的依據;第三步是執教者與聽課教師間的對交流;第四步是執教者根據討論結果進行教學設計修正。
(四)行動法。行動研究是自我反思方法中非常流行的一種,是針對教學實踐中某一難題,運用觀察、談話、測驗、調查問卷、查閱文獻等多種途徑、方法進行分析及設計研究方案,以求得問題解決的方法。此反思方法的實踐步驟也包括四步:第一步研究問題的確立,途徑是通過反思他人或自己的教學經驗與實踐來獲得;第二步是圍繞所要研究問題,收集相關文獻并進行分析,提出假設,制訂行動方案;第三步是根據行動方案展開研究活動;第四步是收集研究所獲取的資料與信息進行反思報告撰寫。
(五)檔案法。檔案法是檔案袋反思法的簡稱,其特點是采用填寫檔案的形式促進教師反思后的成長。檔案袋的建立過程是教師對自己已有經驗進行整理和系統化的過程,是對自己成長積累的過程,也是教師自我評估、自我教育的過程。隨著科學技術的發展,檔案法已經由原有的紙質載體發展成如今的網絡化,更為直觀的檔案資料促進了教師反思的有效性。
綜上所述,中職《計算機技術基礎》課程的不同專業教學法選擇是一項值得研究的課題。隨著學生的變化以及課程改革的不斷深入,教師在教法的選擇上也將隨之變化,關鍵是教師要積極地面對教學中的各種問題和困難。
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關鍵詞:軟件技術基礎;教學法;認知;案例
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)51-0180-02
一、引言
“計算機軟件技術基礎”課程是非計算機專業的計算機基礎教學內容之一,有著廣泛的應用。課程的教學目標是使學生能夠全面系統地了解并掌握計算機軟件技術的基本概念、思想、原理和方法,并且具有一定的軟件系統設計能力,更好地利用計算機軟件技術解決本專業領域中的實際問題和日常事務性問題[1-2]。目前,很多高校都開設了“計算機軟件技術基礎”課程并取得了一定的成效,但該課程的綜合性較強,在教學過程中出現了一些不盡如人意之處。本文針對目前該課程在教學中存在的共性問題,結合作者的教學實踐,從教學方法的角度出發,對該課程的教學改革進行探討。
二、課堂教學存在的共性問題
“計算機軟件技術基礎”課程教學目前面臨的共性問題主要體現在以下幾個方面[3]:(1)學生對該課程的學習目的不明確,認識不到課程內容的重要性;缺乏學習動力、主動性和自覺性;(2)學生的程序設計、調試能力薄弱,缺乏解決實際問題的經驗,對課程內容的實用性體會不深;(3)教學學時較少,一般為32或者48學時。課堂教學大部分時間集中在基本概念、原理的講授上,而程序設計、調試等實踐性較強部分通常只能點到為止,無法進行深入講解和布置練習。
對于第一個問題,普遍采用的對策是引導學生重視課程;后面的兩個問題,目前的解決方式主要集中在教學方法和教學手段的改革上,不同的授課者在具體實施的時候,會因情況而各異。本文作者承擔著內蒙古大學通信工程、電子信息科學與技術兩個專業的“計算機軟件技術基礎”課程的授課任務,面對目前該課程教學中的共性問題,進行了深入的思考、分析和研究,除了對學生進行科學研究層面的適當引導外,嘗試采用合理有效的教學方法展開教學工作。
目前,一門課程大多采用一種教學方法,主要有任務驅動教學[4]、案例教學[5]、問題教學[6]、引導教學[7]、認知教學[8]等。前四種方法側重于教學形式與手段的變新與改革,認知教學從講授內容的本質出發,研究教學內容的認知過程。“計算機軟件技術基礎”課程以高級程序設計(C或C++)為基礎,內容涵蓋“算法與數據結構”、“操作系統技術”、“數據庫技術”和“軟件工程”等,各內容之間既互相聯系又比較獨立,每一部分內容都是計算機專業的一門專業課程。對于這樣具有繁雜的內容并且注重理論聯系實踐的課程,僅采用單一的教學方法組織教學肯定滿足不了授課的要求,同時學生也不容易掌握其內容。基于Zadeh認知原理的認知教學能夠從牢牢抓住教學本質出發,深化知識的組織、粒化與因果關系,將所有知識融為一體。案例教學能夠使理論和實踐有機地結合起來,利于學生的思維能力、知識應用能力、團隊合作精神的培養。本文將基于Zadeh認知原理的認知教學與案例教學兩種教學方法緊密地結合起來(以下稱認知案例教學法)并應用到該課程的教學實踐中,借此加強學生的程序設計、調試能力,緩解因教學學時較少與加強實踐能力間的矛盾。
三、認知案例教學法及在“計算機軟件技術基礎”中的應用
基于Zadeh認知原理的認知教學是按照人類認知事物的規律進行教授知識,將教學知識組織、粒化、因果化,使學生抓住知識的本質,全面地掌握知識。其中,組織是對知識宏觀的掌控,粒化是對知識微觀的演化,因果則是知識之間的關聯。因此,認知教學能夠條理地、邏輯地、系統地組織教學內容,是一種符合學生學習邏輯認知過程的科學方法[8]。案例教學是一種以教學案例為基礎的教學方法,以學生在課堂內外對案例的分析、思辨為重點,目的是提升學生應用理論創新性地解決實際問題的能力。具體形式是在教師的精心策劃和指導下,根據教學目的和教學內容要求,運用典型案例將學生帶入特定事件的現場進行案例分析,通過學生獨立思考或集體協作,進一步提高其識別、分析和解決某一具體問題的能力[5,9,10]。對于認知案例教學法,首先綜合考慮認知教學法和案例教學法的內涵,認真分析課程的特點和內容,提取宏觀知識點(教學內容)并把它們合理地組織在一起;然后對每個宏觀知識點進行細化,得到微觀知識點;接下來搭建宏觀知識點之間、微觀知識點之間的相互關聯,從而得到一個課程的認知系統;最后在這個認知系統的基礎上,對微觀知識點或宏觀知識點選擇合適的案例開展課程教學。
根據“計算機軟件技術基礎”課程的內容,把“算法與數據結構”、“操作系統技術”、“數據庫技術”和“軟件工程”四部分作為宏觀知識點,并用系統工程作為基點把它們關聯起來;依靠采用的教材和使用的參考資料對這四個宏觀知識點進行細化,并建立微觀知識點的彼此關聯,這樣就得到了“計算機軟件技術基礎”課程的認知系統,如圖1所示。圖1中的宏觀知識點和微觀知識點形成了一個多層次、逐層深入的組織結構。每一層是其上層的粒化,每層的微觀知識點之間、上層和下層之間都有直接或間接的因果關系。依據圖1所示的認知系統,在實際教學中采用了對底層一個或多個關聯緊密的微觀知識點精選有真實場景的應用案例展開課堂授課。為了能夠成功地進行認知案例教學,需要對學生進行科學研究層面的引導,較好地激發學生對課程的強烈求知欲和學習積極性,使其在課堂之外能夠主動地投入更多的時間和精力認真完成課堂教學的準備工作,同時自主地學習和發現問題。對于教師,需要在圖1的認知系統框架下,根據微觀知識點有針對性地選擇案例。仔細研究案例的內容,做好案例分析。明確給出本次案例教學重點討論的問題、有關的背景知識、參考資料和預習要求,把這些內容文檔化提供給學生,要求學生提前預習,找出具體問題,同時準備分組討論提綱。注重程序設計和調試,布置相應的練習,要求學生提前熟悉程序,并準備調試結果。課堂教學中,引導學生就一個問題進行討論,根據學生的發言進行相應的點評和講解;并引導學生從一個問題的討論過渡到另一個問題的討論;最后進行小結和歸納。
認知案例教學注重培養學生的程序設計和調試能力,教學中布置的練習都有相應的應用背景,學生通過調試和設計程序對課程內容的實用性有了進一步的體會。一般一個案例包含多個知識點,學生的預習和準備工作縮短了授課教師講授基本概念、原理所需的時間,這讓授課教師能夠在有限的課堂教學中集中更多的精力去講解實踐性較強部分。經過三年的認知案例教學實踐,發現學生的學習積極性和學習效率都有了明顯的提高,學習效果良好。
四、結束語
本文把認知案例教學法應用到“計算機軟件技術基礎”課程的教學實踐中,對于該課程的教學有一定的獨到性之處。較好地處理了理論與實踐相結合的關系,進一步激發了學生的學習興趣,使學生能夠更加牢固地掌握課程的知識點,同時培養了學生的自學能力和創造能力,提高了教學質量。
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