开放式计算机基础实验教学体系的构建与实践
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一、构建以能力为导向的分类分层次培养的实验教学体系华中农业大学理学院计算机科学系承担了本校信息类专业的全部专业教学和非计算机专业本科生所有计算机基础课程的教学任务。每学年学生人数达 10000 余人,年累计实验学时为 28 万学时。经过十余年的建设与摸索,计算机科学系坚持实验建设与课程建设齐头并进的原则,根据“精讲多练”的教学思想,将所有实验课程单独设课。
改变了实验依附理论教学的尴尬局面,逐步构建了适合普通高等农林院校的以能力为导向的分类分层次模块化的计算机基础实验教学体系。2004 年在教指委提出的“1+X”课程改革方案基础上,我们将分类分层次思想进行了拓展,从“学科专业、知识结构、培养层次”和“知识点、技能点”两个方面来构建立体化的实验教学体系,提出了“2+X”的实验教学设计思路,即 2 门必修课加 X门选修课。实践表明,这种方案符合了目前计算机基础实验教学的实际需求。
1.开放式实验教学体系的构建为了实现“以学生为主体,教师为主导”的实验教学理念以及“计算机基础教学服务于专业人才培养”的目标,提高学生综合及创造性地运用计算机知识解决实际问题的能力,提高学生的科学素养及文化素养,实现师资、设备、场地等资源的优化组合,整体提高实验教学的效率和效果,我们设计了构建了如下表所示的实验教学体系。
表 计算机基础实验教学体系层次 课程名称 授课专业类别2 门必修课程大学计算机基础实验 大学计算机基础实验 全校程序设计实验VB. 程序设计实验 农林类C++程序设计实验 理工类数据库技术与应用实验 人文类X 门选修课程公选课实验Java 语言程序设计实验、Web 开发技术实验、Excel 与数据分析实验、多媒体技术实验、动画制作与欣赏实验、计算机网络技术实验、嵌入式技术实验全校创新性实验 大学生科技创新基金(SRF)、大学生计算机竞赛、学校和国家大学生创新性实验 全校其中,将计算机基础实验课程划分为大学计算机基础实验、程序设计实验、公选课实验、创新性实验 4 个层次;为使计算机基础实验课程的教学服务于各专业人才培养目标,将各专业划分为农林、理工、人文 3 个类别。在分层次、分类别的基础上,实现了适应学校不同专业特点的计算机基础实验教学课程体系。782.开放式实验教学体系的实施(1)大学计算机基础实验模块。实验模块分为单元模块、综合模块和设计模块,每一个模块内部由多个实验项目构成。单元模块由基础验证型实验项目和单元综合型实验项目构成,培养学生的基本操作能力。综合模块由面向应用的横跨多个单元模块的综合实验项目构成,培养学生的综合应用能力。设计模块则主要培养学生的团队合作创新能力。在设计模块中,教师在第一次理论讲解课上,结合实例向学生讲解整个流程,然后将学生分组,并与各小组协商分配题目,题目尽量突出专业与兴趣;小组围绕题目主题,划分若干个子任务,分配给每个成员;每个小组成员利用课外时间从互联网上收集信息,并写成论文(Word 文档),数据通过 Excel软件处理,形成 Excel 数据文件,制作演示文稿(PowerPoint 文稿),在学期末进行公开答辩。在整个过程中,教师是“总导演”、“观众”,学生既是“导演”又是“演员”。这样的教学模式,不仅能够提高学生基于互联网的办公自动化应用能力,而且能够培养学生的信息检索、分析和解决问题的能力、文档综合能力、自主学习能力、团队协作能力、语言表达能力、沟通交际能力等素质。
(2)程序设计类课程实验。开设不同层次、不同模块的实验项目,实验中逐步提高面向专业、面向应用的实验项目的比例。针对不同专业,设计不同的实验项目,从而真正体现面向专业、面向应用、培养创新的思想。
实验模块内容的设计思路如下:模块分为单元模块、综合模块和 CDIO(构思、设计、实现、运作)设计模块,每一个模块内部由多个实验项目构成,分别培养学生的基本编程能力、面向专业综合应用能力、团队合作创新能力。
学生选模块时,所有单元模块必选,综合模块根据学生专业必须选一个;对于单元模块内的项目,基于一定的规则选择不同层次的必修项目和选修项目;对于学生所选综合模块内的实验项目,全部为必修。
将综合模块内面向专业应用综合性、设计性的大实验,划分为若干实验项目,分散到每次实验教学中。学生选课后,系统会自动将单元模块内学生选择的实验项目和综合模块内相应的实验项目进行合并,构成学生每一次实验内容。
在实验课程结束后,学生可将各个拆开的实验项目综合成一个完整的大实验,能很好地培养学生的综合设计能力并提高专业应用的能力。这就是“项目导入、任务驱动”的实践教学模式。
二、基于开放的计算机基础实验教学环境1.开放式教学管理系统的研究基于上述实验教学体系,实行开放式计算机基础实验教学后,传统的行政班被打破,取而代之的是通过“大学计算机基础实验预约系统”预约实验形成的教学班。
教师面对的是不同专业的学生,要保证大学计算机基础实验时间开放、内容开放、兴趣开放、创新基地开放,保证正常的教学秩序,必须依靠先进的管理手段。通过开放式教学管理系统,可以保证实验教学中心对实验时间进行适当调控,以兼顾学生需要和实验室资源利用率,同时保证教学的正常运行以及对学生的考核评价。
计算机基础教学资源通过系统统一管理,系统主要包括实验预约模块、实验过程评价模块、实验考试系统、中心设备状态运行模块、手机辅助教学模块、教学质量监控模块。通过大学计算机基础实验预约模块学生可以通过进行实验预约、查询实验进程和实验成绩;任课教师可以查询本人课表,了解选课学生的时间分布和专业分布以及学生名单。实验过程评价模块是用于加强学生平时每次实验的考核,从实验预习准备、实验过程到实验结果、实验报告等方面进行全面评价、严格考核。实验考试系统用于对学生进行上机考试,考试试题均由计算机科学系组织教师根据我校实验项目实际编写,学生考试后,管理员可以根据过程考核成绩和考试成绩进行期末总评成绩计算、成绩统计分析,最后按班打印计算机基础实验考核成绩单。实验中心设备状态运行模块是为了保证实验教学中心所有设备的及时维护或维修,能够及时了解每套仪器设备的运行状态。手机辅助教学模块是为了及时向预约实验的学生发布预约信息等大学计算机基础实验教学信息。教学质量监控模块用于实验教学质量的监控,学生每次实验完成后在实验教学质量监控系统中针对任课教师的教学情况、实验室的实验设备、实验项目等进行评分。另外,还在网上公布实验设备、实验条件、实验项目、实验室布局等,吸引全校学生到实验室,提供友好清晰的选课信息,做好学生预约选课的引导工作。(本论文由上海论文网://shlunwen. 整理提供,如需转载,请注明出处或联系我们的客服人员)