計算機信息類綜合實驗課程設計與實踐

實驗課程改革

王變琴,劉樹郁,許海州,劉 陂

(中山大學東校區教學實驗中心,廣東廣州 510006)

實驗課程改革

計算機信息類綜合實驗課程設計與實踐

王變琴,劉樹郁,許海州,劉 陂

(中山大學東校區教學實驗中心,廣東廣州 510006)

綜合實驗課程對培養學生知識綜合運用能力和實踐創新能力有重要作用。采用案例驅動方法設置信息類綜合實驗課程內容,以集成式、一站式企業級服務器作為實驗平臺,開展實踐為主的案例驅動教學方法。實踐證明,這種綜合實驗課程教學模式有利于挖掘學生創新潛能、提升學生綜合素養。

計算機信息類;綜合實驗課程;案例教學模式

綜合實驗課程可以融合多門課程內容,對鞏固已學知識、開闊思路,以及提升學生知識綜合運用能力、創新能力有積極作用。目前許多高校[1-5]探索這類實驗課程的教學模式。計算機信息類課程,像數據庫原理與應用、編程語言、數據結構等是計算機相關專業的核心課程,它們的特點是實踐性強。雖然在知識體系上各自獨立,但在實際應用中,其內容相互關聯、交叉融合。目前這些課程單獨開課,教學偏重于理論,即使有輔助的實驗,也是對理論課的補充,其實驗內容較為基礎,主要是針對一些知識點的實驗驗證,普遍缺少知識實際綜合運用的內容,不利于學生綜合能力和創新能力培養[6-7]。

針對存在問題,我們立項對計算機信息類綜合實驗課程的教學模式進行探索,增設了一門基于案例教學的綜合實驗課程——“企業級服務器應用開發技術”,將數據庫技術、編程語言、應用開發模式、集成開發平臺等融為一體。其最大特點是通過校企合作模式[8-10],引入集成式、一站式的系統——IBM Power System(P570)作為課程實驗平臺,并采用案例驅動教學方法[11-12]。通過案例承載課程內容,實現知識交叉、融合,培養學生知識綜合運用能力,提高學生的實踐能力和創新精神。

1 信息類綜合實踐課程建設

綜合實驗課程打破了傳統課程之間的界限,它是對計算機軟件知識的綜合運用和創新。除了將相關課程內容有機融合外,還增設了新內容,因此在課程定位、內容選擇、教學方式等方面不同于傳統課程。

1.1 課程定位與目標

課程定位為數據庫、編程語言、開發模式、開發平臺的綜合運用課程,作為計算機應用、軟件技術、信息管理等本科相關專業高年級的專業選修課,適合在數據庫、編程語言、數據結構及軟件工程等相關課程全部完成后開設。該課程利用企業級計算機系統平臺——IBM Power Systems來直觀地呈現相關知識及其綜合運用。設定的教學目標為:

(1)熟悉企業級服務器系統的基本操作與系統管理方法;

(2)掌握企業級數據庫的主要功能及應用;

(3)了解企業級應用的組成、模塊之間的關系;

(4)掌握企業級應用的開發模式及開發方法;

(5)能夠開發簡單的企業應用系統。

1.2 案例驅動的教學內容設置

圍繞以上教學目標,利用教學案例承載教學內容,并按照案例所涉及的知識之間的內在聯系組織課程內容、結構。

1.2.1 案例設計

課程內容圍繞案例進行組織。利用案例將理論知識、實踐技能與實際應用環境結合在一起,因此課程案例設計是課程建設過程中的一個重要環節。按照企業級應用開發方法來設計,以案例實現為導向,將其融入到整個教學過程中,并由此推動創新。其設計原則為:

(1)案例具有完整性。案例項目無論大小,應該設計成包括前端、應用邏輯、后臺數據庫等涉及相關課程的多個知識點的一個相對完整系統,滿足課程培養目標。

(2)具有擴充和拓展性。有利于學生的拓展和完善,能夠充分發揮學生的主體作用,激發學生的積極性和創造性,培養學生發現問題和解決問題的能力。

(3)可組裝性。學生能夠按照提供的源碼和實現步驟組裝完成原型系統。

1.2.2 課程內容

主要包括案例背景介紹、實驗平臺系統基礎、實例數據庫、應用開發方法及工具。案例背景介紹案例需求、應用流程框架、模塊邏輯關系圖等;實驗平臺系統基礎介紹企業級服務器(IBM i系統)技術獨立的體系結構實現、基于對象的管理、消息機制、工作流管理,以及系統安全機制;實例數據庫介紹企業數據庫(DB2 for i)的主要功能及其實現方式;應用開發部分介紹企業級應用開發方法、相關語言,以及集成的開發工具。

1.2.3 實驗內容

根據案例實現的要求、模塊之間的關系以及順序設計實驗。實驗內容的特點是實驗模塊之間有先后依賴關系,需要學生按順序完成實驗,實現課程案例。實驗內容包括IBM i系統接口、數據庫設計與實現、應用邏輯設計與實現、屏幕設計與實現、打印報表設計與實現,以及應用系統維護等多個實驗,見表1。

表1 實驗內容設置

1.3 案例驅動的實踐教學方法

案例實踐教學方法突出知識的綜合運用,將綜合能力、創新能力培養滲透到教學的各個環節中。采用案例驅動、理論與實驗教學相結合,并以實驗為主導的多環節教學方法:

(1)課堂教學講述概念術語、基本理論、方法原理以及實現機制,并根據需要進行實時演示操作。課堂講解力求少而精,注重啟發、引導,并與學生互動。

(2)實驗教學突出實驗的目的性以及學生的主體作用,更多地實施個性化指導。利用案例提高學生操作技能、培養創新思維并加深和拓寬理論知識。

(3)精心設置單元練習,以鞏固各個部分的知識點、重點與難點。

(4)最后通過期末考試促進學生對課程知識點的全面復習、歸納總結,達到學以致用、融會貫通的目的。

在教學實施過程中,倡導“做中學”,教學案例將理論教學和實踐教學融合,使課堂學習融“教、學、做”為一體,把知識、能力的學習過程置于實際應用環境中。強調以學生為主體,教師則更多的是引導、指導、示范和答疑。

1.4 多因素成績評定法

有效的考核方法能調動學生的學習積極性、興趣,提升教學質量。該課程采用多因素考核:

(1)上機實驗(占總成績60%)考查學生動手能力、綜合運用知識能力以及解決實際問題能力。學生需要按照實驗任務要求上機完成實驗,并上機提交包含源代碼的結果。

(2)課后作業(占總成績10%)考查學生對知識點及關鍵技術的掌握程度。

(3)期末考試(占總成績30%)考查學生對整個課程基本知識點、知識結構以及原理方法的掌握情況。

2 課程特色

這門綜合實驗課程在實驗平臺選擇、課程內容設置、教學方式等方面具有特色。

(1)集成的實驗平臺。依托IBM Power Systems (P570),同時支持安裝AIX、IBM i和Linux3種操作系統。其中IBM i是一款具有獨特體系結構的集成操作系統,可以看成是最早的一體機,具有集成的關系數據庫(DB2 for i)、各種編程語言環境(RPG,COBOL, C,C＋＋,Java,PHP等)、集成的開發工具(ADTs, RDP,WDS,RDi for SOA等)以及多種應用運行環境,包括Java、Web Sphere商業智能許多軟件,這種集成式、一站式的系統為綜合實驗課程提供了良好的實驗平臺。

(2)案例驅動課程內容。根據案例需求,注重知識的實用性和針對性,通過案例設計的完整性保證課程知識體系結構的系統性、完整性。按照由淺入深、循序漸進的方式直觀地進行展示。課程內容包括了實驗平臺基本操作、數據庫設計與實現、相關編程語言知識、界面設計、集成開發工具的使用,讓學生在設計和實現案例項目的過程中學習相關知識和知識的綜合運用。

(3)案例實踐教學方法。采用以案例為背景,融理論和實驗一體化,并以實驗為主導的教學方法。學生在好奇心的驅動下,按照實驗步驟完成實驗模塊,實現課程案例。在獲得成就感的同時,培養了學生的知識綜合運用能力、發現實際問題和解決問題能力,并獲得實踐經驗和實際操作技能。

(4)精品教學資源網站。網站(http://222.200.181.101/i/)內容包括課程簡介、教學大綱、課堂教案、電子書、部分視頻、實驗教學大綱、實驗指導、課后練習與答案、考試重點、模擬試題與答案以及相關網站鏈接等。課程網站整合了相關教學資源,為教師教學和學生自學、課后復習及進一步深入學習提供方便。

(5)資深專業教師團隊。綜合實驗課程的開設對教師的專業知識、相關學科知識以及實驗平臺系統操作等綜合業務能力有更高的要求。這門課程的主講教師長期從事實驗教學工作,積累了豐富的實踐教學經驗,曾多次參加企業高校師資培訓,獲多項全球專業技術認證,具有專業特長。同時還邀請了企業(例如, IBM公司)資深教育專員、資深專家講授部分課程內容,并與學生分享他們在企業工作的體會,開闊學生視野。

3 結束語

作為獨立的教學實踐活動,這門綜合實驗課程是專業教學達到一定程度后對知識的綜合理解、運用和創新。目前已經開設10多次,選修人數超過1 200人次,得到學生的普遍好評。通過在教學實踐中不斷探索與改進,對課程教學資源不斷更新和完善,目前已較為成熟,取得良好的教學效果。做法總結如下:

(1)選擇良好的綜合實驗平臺支撐;

(2)建設精品課程資源網站;

(3)采用案例驅動的綜合實驗教學方法;

(4)富有實踐經驗的教師團隊。

References)

[1]孫純學,高若宇.高校綜合性實驗課程的開發[J].實驗室研究與探索,2010,29(10):128-130.

[2]鄭建敏,沈建華.信息通信類綜合實驗課程的研究與實踐[J].科協論壇,2011(10):160-161.

[3]程紅蓉,周世杰,傅翀,等.信息安全綜合實驗教學研究[J].實驗科學與技術,2011,9(5):214-216.

[4]吳強,楊全勝,王曉蔚.計算機綜合課程設計實驗平臺建設及應用[J].實驗技術與管理,2009,26(10):101-103.

[5]陳晴,宋雨.軟件工程實用型創新型實驗的實踐與評價[J].實驗技術與管理,2011,28(9):149-159.

[6]陳吉明.創新實踐課程教學中科學思維能力的培養[J].實驗室研究與探索,2011,30(2):85-87.

[7]朱忠喜,張迎進,夏宏南,等.大學生創新能力培養模式研究[J].高校實驗室工作研究,2012(1):104-105.

[8]陳小虎.校企融合,培養應用型本科人才[J].高等工程教育研究, 2009(2):6-11.

[9]林健.校企全程合作培養卓越工程師[J].高等工程教育研究,2012 (3):7-22.

[10]李冉.國內外本科層面校企合作教育模式的比較研究[D].南寧:廣西大學,2013.

[11]朱向慶,胡均萬,曾輝,等.CDIO工程教育模式的微型項目驅動教學法研究[J].實驗科學與技術,2012,29(11):159-162.

[12]李宏圖.“案例驅動”教學方法的探析與實踐[J].昆明理工大學學報:社會科學版,2010,10(2):90-93.

Design and practice on comprehensive experiment courses for computer information major

Wang Bianqin,Liu Shuyu,Xu Haizhu,Liu Po
(Education&Experiment Center,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510006,China)

Comprehensive experimental courses play an important role in integrated use of knowledge and practical innovation for undergraduates.A comprehensive experimental course is designed using the case driven teaching approach.A kind of enterprise server with integrated software services as an experimental platform of the curriculum to carry out the practice of teaching method.Practices show that the teaching mode of the comprehensive experimental course is helpful for students to excavate innovation and improve their comprehensive quality.

computer information major;comprehensive experimental curriculum;teaching mode based on cases

G423.07

A

1002-4956(2015)4-0213-03

2014-09-16

中山大學信息技術國家級實驗教學示范中心實驗教學研究項目(2013-5-18);2014年中山大學本科教學改革研究課題(02088-16300005)

王變琴(1963—),女,陜西蒲城,博士,高級工程師,主要從事實驗教學、校企合作項目及計算機網絡安全、數據挖掘方面的科研工作.

E-mail:wangbq＠mail.sysu.edu.cn