高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新探討

覃慶偉 吳家培

摘要:本文簡(jiǎn)述當(dāng)前普通高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與不足,探討計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新的理念、內(nèi)容與方法,以期提高高校計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)教學(xué);培養(yǎng)層次;綜合素質(zhì);創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

目前幾乎每所高校都設(shè)有計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè),但很多院校的計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè),由于建設(shè)時(shí)間不長(zhǎng),優(yōu)勢(shì)不明顯。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)激烈的就業(yè)市場(chǎng),如何提高其計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力?本文試圖從計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及不足

計(jì)算機(jī)學(xué)科是實(shí)踐操作性很強(qiáng)的學(xué)科,上機(jī)實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)的掌握與能力的培養(yǎng)。目前很多院校的計(jì)算機(jī)科目教學(xué),普遍存在重理論輕實(shí)踐的現(xiàn)象,理論課時(shí)多,實(shí)驗(yàn)課時(shí)相對(duì)較少;驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主,創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)少;理論課與實(shí)驗(yàn)課不同步,實(shí)驗(yàn)滯后,導(dǎo)致學(xué)生覺(jué)得理論課抽象、難以理解掌握,從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。同時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多依附于理論課程,按理論課設(shè)置,處于從屬地位,學(xué)生只能是進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn),得到驗(yàn)證性結(jié)果,學(xué)生對(duì)教師的依賴性很大,學(xué)習(xí)自由度小,靈活性不強(qiáng),影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能不高、動(dòng)手能力不強(qiáng)、創(chuàng)新能力得不到培養(yǎng),畢業(yè)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不突出。

由于對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的地位和作用認(rèn)識(shí)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(shí)驗(yàn)室,表面上看似乎配套齊全,但利用率不高,條塊分割,實(shí)驗(yàn)室的綜合性、交叉性和集成性不高,影響教學(xué)資源有效配置與整合,不利于計(jì)算機(jī)學(xué)科的建設(shè),也不利于學(xué)科間的相互交叉與滲透。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革理念及目標(biāo)探討

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué),是為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和求知欲,培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力,讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)的思維方法,掌握科研規(guī)律,以提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有“面寬量大”的特點(diǎn),需要針對(duì)不同專業(yè)要求,開設(shè)不同實(shí)驗(yàn)課。為提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,實(shí)驗(yàn)教學(xué)要打破依附于理論課的傳統(tǒng)模式,按照人才培養(yǎng)目標(biāo)要求設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,采取“多層次、一體化、開放式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化組合,按課程模塊設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,盡可能把理論學(xué)習(xí)與技能培養(yǎng)結(jié)合起來(lái);要充分利用多媒體、模擬演示及計(jì)算機(jī)等設(shè)備,讓學(xué)生操作或感受,使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的同時(shí),掌握實(shí)驗(yàn)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比重,以提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力,逐漸建立起與理論課程內(nèi)容既密切配合又相對(duì)獨(dú)立,由不同層次、不同系列的實(shí)驗(yàn)課程組成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

為此,按照“學(xué)科專業(yè)、知識(shí)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)層次”3個(gè)方面要求,結(jié)合我校的具體情況,參考大學(xué)公共計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

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

(2) 按“知識(shí)結(jié)構(gòu)”可分為3大模塊:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與平臺(tái)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)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(jì)能力培養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

基本技能型實(shí)驗(yàn)面向全校學(xué)生,綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)面向全校工科類學(xué)生,研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)面向全校信息類學(xué)生。打破層次之間、專業(yè)之間、課程之間的界限,建立多個(gè)計(jì)算機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)室,分別承擔(dān)基礎(chǔ)性、綜合性或設(shè)計(jì)性等不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué),形成以能力培養(yǎng)為主線、與理論教學(xué)既有機(jī)結(jié)合又相對(duì)獨(dú)立的多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

為培養(yǎng)學(xué)生綜合能力,可以根據(jù)學(xué)生自身水平以及專業(yè)發(fā)展目標(biāo)等不同情況,結(jié)合各專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求,又可將計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容劃分為三個(gè)層次。

第一層次:計(jì)算機(jī)普及實(shí)驗(yàn)。通過(guò)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn),使不同專業(yè)的學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)。包括計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)基礎(chǔ)兩個(gè)方面,主要包括計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、拆裝機(jī)及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等實(shí)驗(yàn)科目,培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)初步應(yīng)用能力。

第三層次:計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。與專業(yè)相結(jié)合,以計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn),如微機(jī)接口技術(shù)、單片機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能化綜合布線、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、網(wǎng)頁(yè)制作、計(jì)算機(jī)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(kù)原理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息管理等課程實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)解決計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各專業(yè)的應(yīng)用問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)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(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新需要達(dá)到以下目標(biāo):

(1) 在運(yùn)行機(jī)制上,要真正實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化整合,加強(qiáng)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(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次分明、比例結(jié)構(gòu)科學(xué)合理、與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,合理安排驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。增加開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、參與教師科研課題。

(3) 建立健全實(shí)驗(yàn)室開放運(yùn)行的政策、人事、經(jīng)費(fèi)保障機(jī)制,大力推進(jìn)學(xué)生在課余時(shí)間根據(jù)自己的興趣和愛好,自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn),積極組織學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)開展各項(xiàng)課外科研活動(dòng),提高學(xué)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(dāng)配置新的儀器設(shè)備,滿足各類實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要。

(5) 建立完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理信息化、公開化。建立基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同與互動(dòng)式教學(xué)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)交互教學(xué)。建立各個(gè)課程的多媒體課件,通過(guò)豐富生動(dòng)的多媒體課件提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

3計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新方法與內(nèi)容探討

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論聯(lián)系實(shí)際的必然教學(xué)環(huán)節(jié),是理解和鞏固理論知識(shí)的主要途徑,是現(xiàn)代教學(xué)體系中不可缺少的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要手段,也是提高學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要方面。因此,有必要構(gòu)建出與理論課程教學(xué)體系創(chuàng)新相配套的、知識(shí)和能力并重的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系,實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、方法、技術(shù)要反映時(shí)代特點(diǎn)。

為此,需要從以下3個(gè)方面積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法創(chuàng)新:

(1) 利用先進(jìn)的教學(xué)方法和手段,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和效果。要注重發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中的主體作用,充分利用集電子教案、動(dòng)畫于一體的多媒體網(wǎng)絡(luò)課件和實(shí)驗(yàn)案例,以有效地表達(dá)和展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)概念,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力。

(2) 積極建設(shè)開放實(shí)驗(yàn)室,創(chuàng)建有利于學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、研究課題和實(shí)驗(yàn)資源的開放,鼓勵(lì)和吸引更多的學(xué)生開展課外科技活動(dòng),以培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要從學(xué)校整體出發(fā),真正打破院系分割封閉狀態(tài),成立校級(jí)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,管理學(xué)校所有的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)學(xué)科綜合優(yōu)勢(shì),提高實(shí)驗(yàn)室設(shè)備利用效率,避免出現(xiàn)服務(wù)對(duì)象單一、重復(fù)購(gòu)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(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽、學(xué)生課外科技活動(dòng)以活躍實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

為達(dá)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新目標(biāo),需要從以下7個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新:

(1) 修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,增加創(chuàng)新能力培養(yǎng)內(nèi)容:新大綱要以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰楹诵?注意培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力;要密切結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的新發(fā)展,明確每個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要達(dá)到的目的和要求,明確學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該掌握的基本知識(shí)、基本方法和技能;既要注重基本技能的訓(xùn)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(shí)驗(yàn),又要有一定比例的綜合性實(shí)驗(yàn)和開放性實(shí)驗(yàn)。

(2) 以課程小組為單位組織實(shí)驗(yàn)教學(xué),按照新實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的指導(dǎo)思想,編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,制作實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件,不斷更新實(shí)驗(yàn)教材。

(3) 合理安排實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)課時(shí),應(yīng)該占總學(xué)時(shí)的35%～40%;壓縮驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),加大綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例,以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力。

(4) 鼓勵(lì)高素質(zhì)、有經(jīng)驗(yàn)教師投入實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作,以工程、項(xiàng)目案例驅(qū)動(dòng)教學(xué),使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不斷拓展和更新,以提高學(xué)生的工程、項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力。

(5) 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式。學(xué)生實(shí)驗(yàn)考核除實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告按一定比例納入實(shí)驗(yàn)成績(jī)外,要增加實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià),得出實(shí)驗(yàn)操作分?jǐn)?shù);增加隨機(jī)項(xiàng)目,強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力的考察;對(duì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),給予積極的正面評(píng)價(jià),以激發(fā)學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的熱情。

(6) 堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)室開放,為學(xué)生自主學(xué)習(xí)和訓(xùn)練提供良好的環(huán)境。在正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)外,每門課程為學(xué)生提供一定的課外機(jī)時(shí)。

(7) 采用多種形式組織學(xué)生參加課外科技活動(dòng),將教師的科研成果融入到教學(xué)當(dāng)中,逐漸形成一種開放、合作、研究型的學(xué)習(xí)氛圍,促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提高。抓學(xué)生第二課堂學(xué)習(xí),提高計(jì)算機(jī)文化素質(zhì),拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間和空間,扎實(shí)有效地推動(dòng)實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)。

4結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)學(xué)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(xué)大綱、教材,與時(shí)俱進(jìn),構(gòu)建具有培養(yǎng)創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,才能培養(yǎng)出具有競(jìng)爭(zhēng)力的計(jì)算機(jī)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