高校計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革研究

摘要:本文探討了計(jì)算機(jī)專業(yè)本科課程實(shí)踐教學(xué)改革的方案，以關(guān)聯(lián)度較高的4門課程“Java程序設(shè)計(jì)技術(shù)”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“操作系統(tǒng)”和“嵌入式系統(tǒng)”為例，對(duì)實(shí)踐教學(xué)提出一套切實(shí)可行的模式，并從教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐指導(dǎo)思想、新的教學(xué)模式等方面進(jìn)行論述，旨在提高計(jì)算機(jī)專業(yè)課程理論教學(xué)效果的同時(shí)，進(jìn)一步提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力與實(shí)踐動(dòng)手能力。該方案應(yīng)用到本校計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科教學(xué)中，取得了不錯(cuò)的成效。

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)專業(yè);綜合應(yīng)用能力;實(shí)踐改革

目前，大部分高校都設(shè)置了計(jì)算機(jī)專業(yè)，并開設(shè)了一系列的相關(guān)課程，為了更好地保證理論課程的教學(xué)效果，計(jì)算機(jī)專業(yè)的大部分課程都設(shè)置了實(shí)踐環(huán)節(jié)。近年來，專業(yè)理論課程的改革正在不斷深入，涉及到課程重組、內(nèi)容改造、學(xué)時(shí)調(diào)整等各個(gè)方面，也取得了一系列的成果[1-2]，但是作為課程配套的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革還沒有受到足夠的重視和支持，而實(shí)踐教學(xué)與學(xué)生的動(dòng)手能力關(guān)系密切，經(jīng)過良好實(shí)踐訓(xùn)練的學(xué)生在擇業(yè)過程中更具有競爭力。

1存在的問題

目前的實(shí)踐教學(xué)還存在一些缺陷，這使得實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)并沒有真正充分地發(fā)揮其與理論教學(xué)之間的紐帶作用。這些缺陷包括以下幾個(gè)方面。

1.1實(shí)踐學(xué)時(shí)與實(shí)踐內(nèi)容的矛盾

隨著計(jì)算機(jī)學(xué)科自身的迅速發(fā)展，很多知識(shí)在不斷地更新?lián)Q代。同時(shí)，面對(duì)越來越嚴(yán)峻的就業(yè)壓力，學(xué)生對(duì)教學(xué)過程中的“質(zhì)”和“量”都有了更高的要求，這就使得很多新的教學(xué)內(nèi)容和思想需要及時(shí)地充實(shí)到各門課程。對(duì)于非常強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程來說，實(shí)踐環(huán)節(jié)的任務(wù)就日趨加重，實(shí)踐學(xué)時(shí)與實(shí)踐內(nèi)容之間的矛盾日益突出。如何對(duì)課程的實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，在有限的課時(shí)內(nèi)，既能保證學(xué)生對(duì)基本教學(xué)內(nèi)容的理解，又能提高學(xué)生的創(chuàng)造性是我們亟需解決的問題。

1.2各個(gè)專業(yè)課程之間缺少交融

當(dāng)前計(jì)算機(jī)專業(yè)課的實(shí)踐環(huán)節(jié)均是以課程為單位，實(shí)踐內(nèi)容大都圍繞本課程進(jìn)行設(shè)計(jì)，而忽略了多門課程之間的聯(lián)系。通過分析計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的專業(yè)課程設(shè)置，我們發(fā)現(xiàn)其中不乏有聯(lián)系緊密、互為基礎(chǔ)課和提高課的課程，這為解決該問題提供了思路，即將多門聯(lián)系緊密的專業(yè)課實(shí)踐環(huán)節(jié)組成有機(jī)整體，通過調(diào)整、規(guī)劃和整合實(shí)踐內(nèi)容，讓學(xué)生有計(jì)劃、分階段、循序漸進(jìn)地完成實(shí)踐環(huán)節(jié)。這不僅有利于整合多門課程的基礎(chǔ)知識(shí)部分，而且有利于學(xué)生連貫地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，并綜合運(yùn)用這些知識(shí)解決一些實(shí)際問題。

1.3綜合性設(shè)計(jì)型實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容在整體教學(xué)中的

比重較小

實(shí)踐環(huán)節(jié)是理論教學(xué)過程的延伸和拓展，主要的目的是通過動(dòng)手實(shí)踐，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。傳統(tǒng)的實(shí)踐課程內(nèi)容一般是從驗(yàn)證型的基礎(chǔ)實(shí)踐開始，逐步提升到設(shè)計(jì)型的綜合實(shí)踐[3]。但限于學(xué)時(shí)數(shù)和課程自身的特點(diǎn)，后期的綜合性實(shí)踐往往相對(duì)比較簡單，學(xué)生的綜合應(yīng)用能力得不到有效地提高。面對(duì)如今越

基金項(xiàng)目:重慶市高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(0835059)。

作者簡介:何靜媛(1975-)，女，四川南充人，講師，博士，研究方向?yàn)槿斯ぶ悄?、生物信息?/p>

來越嚴(yán)峻的就業(yè)形式，怎樣培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合性動(dòng)手能力，提高就業(yè)競爭力，是高校本科教學(xué)必須要面對(duì)的一個(gè)新課題，因此，提高綜合性設(shè)計(jì)型實(shí)踐在整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中的比重是解決該問題的有效手段之一。

2實(shí)踐教學(xué)改革解決方案

針對(duì)上述目前在計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中普遍存在的問題，我們提出了一套切實(shí)可行的實(shí)踐教學(xué)改革模式，其主要內(nèi)容包括以下幾方面。

2.1實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革

對(duì)現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理改革的最終目的是為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，提高其綜合應(yīng)用能力，從而更好地激發(fā)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性[4]。在對(duì)現(xiàn)有的課程實(shí)踐大綱進(jìn)行修訂時(shí)，我們注意對(duì)關(guān)聯(lián)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行集成和優(yōu)化，設(shè)計(jì)出一套難度適中、內(nèi)容豐富、可操作性強(qiáng)、多門課程知識(shí)融合、與實(shí)際工作接軌、可擴(kuò)展、模塊化的專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)大綱，這些實(shí)踐內(nèi)容可以分階段地在多門課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)中開展，能有效地解決有限學(xué)時(shí)與教學(xué)內(nèi)容之間的矛盾，同時(shí)也大大提高了設(shè)計(jì)型實(shí)踐的比重。我們以4門課程(“Java程序設(shè)計(jì)技術(shù)”、“嵌入式系統(tǒng)”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”和“操作系統(tǒng)”)為例，說明怎樣對(duì)相關(guān)課程進(jìn)行融合，設(shè)計(jì)出一套適合學(xué)生的、循序漸進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)大綱。其具體思路可描述如下:

(1) 將“Java程序設(shè)計(jì)技術(shù)”與“嵌入式系統(tǒng)”相結(jié)合。便攜式移動(dòng)設(shè)備的開發(fā)是計(jì)算機(jī)業(yè)界研究的熱點(diǎn)，而Java語言的跨平臺(tái)特征使其成為開發(fā)嵌入式程序的首選。因此，這兩門課程實(shí)踐內(nèi)容的整合能充分體現(xiàn)理論教學(xué)與業(yè)界動(dòng)態(tài)的有機(jī)結(jié)合。課程的實(shí)踐內(nèi)容是開發(fā)基于移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)。選用通用性好的J2ME技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)載體，以設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一款手機(jī)游戲?yàn)槿蝿?wù)目標(biāo)，分階段培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)階段。

① 初級(jí)階段

了解Java語言和J2ME的基礎(chǔ)知識(shí);掌握嵌入式程序設(shè)計(jì)要領(lǐng)。

② 中級(jí)階段

在本階段，實(shí)踐內(nèi)容的深度有了進(jìn)一步的提高。此時(shí)，要求學(xué)生在掌握J(rèn)2M高級(jí)知識(shí)的基礎(chǔ)上，以MVC架構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)手機(jī)游戲。

③ 高級(jí)階段

實(shí)現(xiàn)單機(jī)版的人機(jī)對(duì)戰(zhàn)模式，或者通過藍(lán)牙或紅外的無線傳輸，實(shí)現(xiàn)多機(jī)聯(lián)網(wǎng)模式。此階段能極大地提高學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。

(2) “嵌入式系統(tǒng)”與“操作系統(tǒng)”課程之間的融合。嵌入式程序設(shè)計(jì)技術(shù)與操作系統(tǒng)實(shí)踐內(nèi)容之間的結(jié)合能充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢，學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐的過程中，以“l(fā)earning by doing”的方式，對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核的工作原理能有深層次的了解，使得枯燥難懂的理論教學(xué)變成一項(xiàng)富有趣味性、挑戰(zhàn)性和實(shí)用性的工作。實(shí)踐內(nèi)容同樣分為以下幾個(gè)階段。

① 基礎(chǔ)實(shí)踐

嵌入式開發(fā)環(huán)境的建立;嵌入式微處理器編程基礎(chǔ)實(shí)踐;嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)實(shí)踐;操作系統(tǒng)原理基礎(chǔ)實(shí)踐。

② 高級(jí)實(shí)踐

硬件驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)踐:開發(fā)基于MagicARM2410+ Linux平臺(tái)操作系統(tǒng)(或EasyARM2200+uCOS-II的操作系統(tǒng))的相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序，如USB主機(jī)驅(qū)動(dòng)編譯與加載實(shí)踐;定時(shí)器TIMER驅(qū)動(dòng);LED驅(qū)動(dòng);矩陣鍵盤驅(qū)動(dòng)等。

通過上面的例子，我們可以總結(jié)出一些課程融合的經(jīng)驗(yàn):

(1) 深刻理解各門課程理論教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，使實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論教學(xué)緊密相扣，做到章節(jié)清晰、重點(diǎn)突出。

(2) 深入了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和實(shí)際操作能力，遵循循序漸進(jìn)、由淺入深的原則設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容。

(3) 分析相關(guān)聯(lián)課程的交匯點(diǎn)，提煉出專業(yè)課程之間的相通之處，以實(shí)際工作需要為驅(qū)動(dòng)，以此設(shè)計(jì)實(shí)踐大綱。實(shí)踐內(nèi)容應(yīng)該步驟清楚、可操作性強(qiáng)，并且具有階段完整性的特征，不同的階段可以在不同課程中獨(dú)立實(shí)踐。

2.2實(shí)踐教材的建設(shè)

由于強(qiáng)調(diào)專業(yè)課程內(nèi)容之間的交叉融合，所以在對(duì)實(shí)踐教材進(jìn)行編寫或?qū)?shí)踐教學(xué)大綱進(jìn)行修訂時(shí)，必須要針對(duì)每一個(gè)具體的實(shí)踐內(nèi)容明確地指出課程融合點(diǎn)的關(guān)聯(lián)知識(shí)，如有必要，最好對(duì)這些必需的關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)做一些詳細(xì)的基礎(chǔ)介紹，某些擴(kuò)展內(nèi)容則可為學(xué)生提供參考資料，如期刊、網(wǎng)站等，引導(dǎo)學(xué)生遇到問題時(shí)學(xué)會(huì)自己尋求幫助解決問題。我們建議為專業(yè)課程編寫實(shí)踐指導(dǎo)書，對(duì)每個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目給出解決的概要思路，并鼓勵(lì)學(xué)生另辟蹊徑解決問題，這樣既可從給學(xué)生一定程度的提示，又可調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣和積極性。

2.3師資隊(duì)伍的建設(shè)

良好的師資隊(duì)伍是保證教學(xué)質(zhì)量的前提，因此我們對(duì)教學(xué)隊(duì)伍也提出了一些自己的改革觀點(diǎn):

(1) 計(jì)算機(jī)專業(yè)課程科目繁多，而且大多數(shù)課程要求緊跟業(yè)界發(fā)展動(dòng)態(tài)，教學(xué)內(nèi)容更新?lián)Q代速度快，這就對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)任課教師提出了嚴(yán)格的要求。我們不但要求每一位教師都必須具備計(jì)算機(jī)公共課程的教學(xué)能力，具備計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)操作技能外，還根據(jù)教師的業(yè)務(wù)能力、個(gè)人研究方向等特點(diǎn)，劃分課程負(fù)責(zé)專業(yè)小組。例如機(jī)器學(xué)習(xí)(人工智能)小組、程序設(shè)計(jì)小組、網(wǎng)絡(luò)工程(包括信息安全)小組、圖像小組等。各課程小組可不定期地組織學(xué)習(xí)和探討，不但便于及時(shí)根據(jù)業(yè)界發(fā)展與市場需求調(diào)整教學(xué)大綱的內(nèi)容，而且更易于各課程之間教學(xué)內(nèi)容的溝通與整合。

(2) 此外，教師本人學(xué)術(shù)能力的培養(yǎng)與提高，除了通過常規(guī)培訓(xùn)得到一定的提升之外，更重要的是從實(shí)際的項(xiàng)目中進(jìn)行鍛煉[5]，因此學(xué)院應(yīng)當(dāng)提供各種條件支持和鼓勵(lì)教師申報(bào)科研或教學(xué)項(xiàng)目課題。對(duì)沒有課題的教師，應(yīng)當(dāng)有計(jì)劃地安排青年教師到業(yè)務(wù)部門進(jìn)行實(shí)習(xí)調(diào)研或者參加各種高級(jí)研討班，鼓勵(lì)教師到外校進(jìn)修學(xué)習(xí)，同時(shí)還可不定期請(qǐng)校內(nèi)外知名專家、教授和業(yè)務(wù)骨干或領(lǐng)導(dǎo)來校進(jìn)行教學(xué)與科研講座。這些措施能夠有效地提高教師指導(dǎo)實(shí)踐、帶領(lǐng)課程設(shè)計(jì)的能力，確保及時(shí)按照市場需求調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，更新實(shí)踐大綱。

2.4考核方法的改革

目前，大部分高校計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)主要包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課程設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，對(duì)于實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核，傳

統(tǒng)的方案是根據(jù)學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)上機(jī)操作能力(或程序設(shè)計(jì)能力)和實(shí)踐報(bào)告(課程設(shè)計(jì)報(bào)告)進(jìn)行綜合評(píng)定。這種方式對(duì)考核知識(shí)點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立，內(nèi)容涉及范圍較小的實(shí)驗(yàn)課程頗為有效，但對(duì)課程設(shè)計(jì)的考核效果卻不盡人意，其主要原因在于:課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容通常覆蓋了一門課程的所有知識(shí)點(diǎn)，有時(shí)還涉及到幾門課程，是屬于綜合性創(chuàng)造型的實(shí)踐環(huán)節(jié)，因此通常是將學(xué)生分成小組完成設(shè)計(jì)選題。分組設(shè)計(jì)的模式在使用傳統(tǒng)考核方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行成績評(píng)定時(shí)，很難正確區(qū)分同組學(xué)生設(shè)計(jì)能力的差別。

實(shí)際教學(xué)過程中往往存在這樣的現(xiàn)狀:同一組的學(xué)生由于動(dòng)手能力參差不齊，部分能力弱一些的學(xué)生就會(huì)偷懶少做或干脆不做設(shè)計(jì)，直接將同組同學(xué)的成果交給老師檢查，因此我們建議在對(duì)綜合性實(shí)踐課程進(jìn)行考核時(shí)可以引入選題問答的方式。即在考核之前，教師可根據(jù)理論教學(xué)大綱準(zhǔn)備一些設(shè)計(jì)選題相關(guān)的簡答題，形成題庫，在驗(yàn)收課題時(shí)，隨機(jī)抽取固定數(shù)量的題目對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問，目的是為了測試學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)選題所需基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度，以此了解小組內(nèi)部學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)課題的參與度的高低。這樣，考核方式由:基礎(chǔ)知識(shí)問答+編碼驗(yàn)收(上機(jī)操作)+實(shí)踐報(bào)告3部分組成。這比傳統(tǒng)考核方式更能有效地檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握能力與實(shí)踐動(dòng)手能力。

3結(jié)語

計(jì)算機(jī)專業(yè)課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容的修訂應(yīng)當(dāng)以市場為指導(dǎo)[6]，這已經(jīng)成一種必然的趨勢。就業(yè)競爭的壓力使得實(shí)踐環(huán)節(jié)在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中的比重愈來愈大，怎樣合理設(shè)置實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容，有效提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，是我們必須面對(duì)和解決的問題。本文提出的改革模式已經(jīng)在本校計(jì)算機(jī)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中試行了一年，雖然一定程度上增加了教師的工作量，但是學(xué)生的反饋是非常不錯(cuò)的，因此我們將經(jīng)驗(yàn)分享給大家，期待在共同進(jìn)步的同時(shí)，獲得更多的改進(jìn)意見與建議。

參考文獻(xiàn):

[1] 王亞杰. 挑戰(zhàn)與出路:特色型大學(xué)的發(fā)展之路[J]. 高等工程教育研究，2008(1):1-6.

[2] 黃陳容，袁宗福，楊晨宜，等. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐[J]. 計(jì)算機(jī)教育，2005(6):34-37.

[3] 喻宗泉. 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)[M]. 武漢:華中科技大學(xué)出版社，2006.

[4] 鮑麗薇，馮建華，胡事民，等. 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系的實(shí)踐教學(xué)[J]. 計(jì)算機(jī)教育，2005(5):49-51.

[5] 郭霄朋. 整體優(yōu)化創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程[J]. 中國高等教育，2006(11):68-71.

[6] 陳英. 計(jì)算機(jī)學(xué)科本科教學(xué)規(guī)劃的重構(gòu)與發(fā)展[J]. 計(jì)算機(jī)教育，2004(8):61-64.

The Research for Practice Teaching Reform of University Majoring in Computer Science

HE Jing-yuan， ZHU Zheng-yu

(College of Computer Science， Chongqing University， Chongqing 400044， China )

Abstract: This paper discuss the project for reform of practice teaching majoring in Computer. It gives a concrete method for practice teaching with some example courses including “Java Programming Language”， “Data Structure”， “System Operation” and “Embeded System”. This method has been applied in our computer teaching， the result shows that the reform of practice teaching can promote the ability of comprehensive knowledge application and practical capability .

Key words: major in computer; comprehensive knowledge application; practice teaching

(編輯:姚彥如)