高校計算機實驗教學創(chuàng)新探討

覃慶偉 吳家培

摘要:本文簡述當前普通高校計算機實驗教學的現(xiàn)狀與不足,探討計算機實驗教學創(chuàng)新的理念、內(nèi)容與方法,以期提高高校計算機學科專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)競爭力。

關(guān)鍵詞:實驗教學;培養(yǎng)層次;綜合素質(zhì);創(chuàng)新能力

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

目前幾乎每所高校都設(shè)有計算機學科專業(yè),但很多院校的計算機學科專業(yè),由于建設(shè)時間不長,優(yōu)勢不明顯。面對競爭激烈的就業(yè)市場,如何提高其計算機學科專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)競爭力?本文試圖從計算機實驗教學創(chuàng)新方面作初步探討,希望能夠起到拋磚引玉的作用。

1計算機實驗教學現(xiàn)狀及不足

計算機學科是實踐操作性很強的學科,上機實驗有助于學生對計算機知識的掌握與能力的培養(yǎng)。目前很多院校的計算機科目教學,普遍存在重理論輕實踐的現(xiàn)象,理論課時多,實驗課時相對較少;驗證型實驗為主,創(chuàng)新型實驗少;理論課與實驗課不同步,實驗滯后,導(dǎo)致學生覺得理論課抽象、難以理解掌握,從而影響學生的學習興趣和積極性。同時,實驗教學大多依附于理論課程,按理論課設(shè)置,處于從屬地位,學生只能是進行重復(fù)性實驗,得到驗證性結(jié)果,學生對教師的依賴性很大,學習自由度小,靈活性不強,影響實驗教學質(zhì)量,導(dǎo)致學生的實驗技能不高、動手能力不強、創(chuàng)新能力得不到培養(yǎng),畢業(yè)生就業(yè)競爭力不突出。

由于對實驗室建設(shè)的地位和作用認識不盡統(tǒng)一,導(dǎo)致部分院校院系間重復(fù)建設(shè)功能單一的實驗室,表面上看似乎配套齊全,但利用率不高,條塊分割,實驗室的綜合性、交叉性和集成性不高,影響教學資源有效配置與整合,不利于計算機學科的建設(shè),也不利于學科間的相互交叉與滲透。

2實驗教學改革理念及目標探討

計算機實驗教學,是為了激發(fā)學生學習積極性和求知欲,培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新能力,讓學生學會科學的思維方法,掌握科研規(guī)律,以提高學生綜合素質(zhì)。

計算機實驗教學具有“面寬量大”的特點,需要針對不同專業(yè)要求,開設(shè)不同實驗課。為提高計算機實驗教學的效果,實驗教學要打破依附于理論課的傳統(tǒng)模式,按照人才培養(yǎng)目標要求設(shè)置實驗教學體系,采取“多層次、一體化、開放式”的實驗教學方式,對實驗教學進行優(yōu)化組合,按課程模塊設(shè)置實驗教學內(nèi)容,盡可能把理論學習與技能培養(yǎng)結(jié)合起來;要充分利用多媒體、模擬演示及計算機等設(shè)備,讓學生操作或感受,使學生在學習理論的同時,掌握實驗技術(shù),把難以理解的抽象概念轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诮邮艿木唧w事物,以提高學生的學習興趣;增加綜合性、設(shè)計性實驗比重,以提高學生分析問題、解決問題能力,逐漸建立起與理論課程內(nèi)容既密切配合又相對獨立,由不同層次、不同系列的實驗課程組成的實驗教學體系。

為此,按照“學科專業(yè)、知識結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)層次”3個方面要求,結(jié)合我校的具體情況,參考大學公共計算機專業(yè)基礎(chǔ)中軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用等模塊,構(gòu)建如下分類分層次的實驗教學體系。

(1) 按“學科專業(yè)”可分為4大類:信息類、理工/食品類、經(jīng)濟/管理類、藝術(shù)和人文/外語類。

(2) 按“知識結(jié)構(gòu)”可分為3大模塊:計算機系統(tǒng)與平臺、計算機程序設(shè)計、計算機技術(shù)與應(yīng)用。

(3) 按“培養(yǎng)層次”可分為3大層次:基本操作技能培養(yǎng)、綜合設(shè)計能力培養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

基本技能型實驗面向全校學生,綜合設(shè)計型實驗面向全校工科類學生,研究創(chuàng)新型實驗面向全校信息類學生。打破層次之間、專業(yè)之間、課程之間的界限,建立多個計算機綜合實驗室,分別承擔基礎(chǔ)性、綜合性或設(shè)計性等不同層次的實驗教學,形成以能力培養(yǎng)為主線、與理論教學既有機結(jié)合又相對獨立的多層次實驗教學體系。

為培養(yǎng)學生綜合能力,可以根據(jù)學生自身水平以及專業(yè)發(fā)展目標等不同情況,結(jié)合各專業(yè)實驗教學的要求,又可將計算機實驗教學內(nèi)容劃分為三個層次。

第一層次:計算機普及實驗。通過學習和實驗,使不同專業(yè)的學生掌握計算機用戶界面的基本使用、文檔制作、上網(wǎng)瀏覽、收發(fā)電子郵件等通用軟件的基本操作技能。

第二層次:計算機技術(shù)實驗。包括計算機軟、硬件技術(shù)基礎(chǔ)兩個方面,主要包括計算機組成原理、計算機操作系統(tǒng)、拆裝機及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等實驗科目,培養(yǎng)學生計算機初步應(yīng)用能力。

第三層次:計算機應(yīng)用實驗。與專業(yè)相結(jié)合,以計算機應(yīng)用技術(shù)為基礎(chǔ)并結(jié)合前沿技術(shù)發(fā)展的專業(yè)課程實驗,如微機接口技術(shù)、單片機、計算機網(wǎng)絡(luò)、智能化綜合布線、多媒體技術(shù)、計算機輔助設(shè)計、網(wǎng)頁制作、計算機網(wǎng)絡(luò)安全、嵌入式系統(tǒng)原理、Linux/Unix操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理和數(shù)據(jù)存儲、信息管理等課程實驗,重點解決計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各專業(yè)的應(yīng)用問題,培養(yǎng)學生網(wǎng)絡(luò)工程及專業(yè)軟件應(yīng)用、開發(fā)能力。

按照上述理念,計算機實驗教學創(chuàng)新需要達到以下目標:

(1) 在運行機制上,要真正實現(xiàn)資源優(yōu)化整合,加強統(tǒng)籌管理,面向全校所有專業(yè),做好全方位的服務(wù)工作。

(2) 構(gòu)建基礎(chǔ)型實驗、設(shè)計綜合型實驗和創(chuàng)新型實驗三個層次分明、比例結(jié)構(gòu)科學合理、與理論教學有機結(jié)合的實驗教學體系。調(diào)整實驗項目,合理安排驗證性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗的比例。增加開放實驗內(nèi)容,鼓勵和引導(dǎo)學生自行設(shè)計實驗、參與教師科研課題。

(3) 建立健全實驗室開放運行的政策、人事、經(jīng)費保障機制,大力推進學生在課余時間根據(jù)自己的興趣和愛好,自主進行實驗、在教師的指導(dǎo)下進行創(chuàng)新型實驗,積極組織學生利用實驗教學平臺開展各項課外科研活動,提高學生綜合研究能力。

(4) 充分挖掘現(xiàn)有儀器設(shè)備的潛力,適當配置新的儀器設(shè)備,滿足各類實驗教學需要。

(5) 建立完善網(wǎng)絡(luò)教學平臺,實現(xiàn)實驗教學和實驗室管理信息化、公開化。建立基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同與互動式教學平臺,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實時交互教學。建立各個課程的多媒體課件,通過豐富生動的多媒體課件提高實驗教學的效果。

3計算機實驗教學創(chuàng)新方法與內(nèi)容探討

實驗教學作為理論聯(lián)系實際的必然教學環(huán)節(jié),是理解和鞏固理論知識的主要途徑,是現(xiàn)代教學體系中不可缺少的重要組成部分,是培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新精神的重要手段,也是提高學生就業(yè)競爭力的一個重要方面。因此,有必要構(gòu)建出與理論課程教學體系創(chuàng)新相配套的、知識和能力并重的實驗課程教學體系,實驗的內(nèi)容、方法、技術(shù)要反映時代特點。

為此,需要從以下3個方面積極進行實驗教學方法創(chuàng)新:

(1) 利用先進的教學方法和手段,提高實驗教學效率和效果。要注重發(fā)揮學生在實驗教學活動中的主體作用,充分利用集電子教案、動畫于一體的多媒體網(wǎng)絡(luò)課件和實驗案例,以有效地表達和展現(xiàn)實驗基礎(chǔ)概念,激發(fā)學生的學習熱情,培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力。

(2) 積極建設(shè)開放實驗室,創(chuàng)建有利于學生個性化發(fā)展的實驗教學環(huán)境。通過實驗課程、實驗項目、研究課題和實驗資源的開放,鼓勵和吸引更多的學生開展課外科技活動,以培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。

實驗室建設(shè)要從學校整體出發(fā),真正打破院系分割封閉狀態(tài),成立校級計算機實驗教學中心,管理學校所有的計算機實驗室,統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理,以充分發(fā)揮計算機學科綜合優(yōu)勢,提高實驗室設(shè)備利用效率,避免出現(xiàn)服務(wù)對象單一、重復(fù)購置現(xiàn)象,讓有限的資金投入發(fā)揮更大效益。

(3) 開展課堂討論、實驗技能競賽、學生課外科技活動以活躍實驗教學,提高學生的學習興趣。

為達成實驗教學創(chuàng)新目標,需要從以下7個方面進行實驗教學內(nèi)容創(chuàng)新:

(1) 修訂實驗教學大綱,增加創(chuàng)新能力培養(yǎng)內(nèi)容:新大綱要以培養(yǎng)學生實驗?zāi)芰楹诵?注意培養(yǎng)學生動手能力和分析問題、解決問題的能力;要密切結(jié)合計算機技術(shù)的新發(fā)展,明確每個實驗教學要達到的目的和要求,明確學生通過實驗應(yīng)該掌握的基本知識、基本方法和技能;既要注重基本技能的訓練,又要注意創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。新大綱中,要有較大比例的選做實驗,又要有一定比例的綜合性實驗和開放性實驗。

(2) 以課程小組為單位組織實驗教學,按照新實驗教學大綱的指導(dǎo)思想,編寫實驗指導(dǎo)書,制作實驗教學課件,不斷更新實驗教材。

(3) 合理安排實驗學時,實踐環(huán)節(jié)的教學課時,應(yīng)該占總學時的35%～40%;壓縮驗證性實驗,加大綜合性、設(shè)計性實驗比例,以培養(yǎng)學生的科學實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力。

(4) 鼓勵高素質(zhì)、有經(jīng)驗教師投入實驗教學工作,以工程、項目案例驅(qū)動教學,使實驗內(nèi)容不斷拓展和更新,以提高學生的工程、項目設(shè)計能力。

(5) 改革實驗教學考核方式。學生實驗考核除實驗預(yù)習報告、實驗報告按一定比例納入實驗成績外,要增加實驗操作評價,得出實驗操作分數(shù);增加隨機項目,強調(diào)動手能力的考察;對學生自己設(shè)計的實驗,給予積極的正面評價,以激發(fā)學生動手設(shè)計實驗的熱情。

(6) 堅持實驗室開放,為學生自主學習和訓練提供良好的環(huán)境。在正常實驗教學課時外,每門課程為學生提供一定的課外機時。

(7) 采用多種形式組織學生參加課外科技活動,將教師的科研成果融入到教學當中,逐漸形成一種開放、合作、研究型的學習氛圍,促進學生綜合能力的提高。抓學生第二課堂學習,提高計算機文化素質(zhì),拓展實驗教學的時間和空間,扎實有效地推動實驗課程體系建設(shè)。

4結(jié)語

計算機學科發(fā)展日新月異,只有緊密地跟蹤新技術(shù)、新方法、新理論,不斷更新課程教學大綱、教材,與時俱進,構(gòu)建具有培養(yǎng)創(chuàng)新精神、實踐能力的計算機實驗教學體系,才能培養(yǎng)出具有競爭力的計算機科技人才。

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Research in Computer Experimental Teaching Reform

QIN Qing-wei, WU Jia-pei

(School of Computer Science and Engineering, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China)

Abstract: In this paper, brief analysis the status & deficiencies of computer experimental teaching in colleges, research the idea、contents and methods of computer experimental teaching reform, in order to improve the employment competitive ability of the computers graduate.

Key words: experimental teaching; cultivation hiberarchy; comprehensive quality; innovation capability