時間:2022-11-25 15:14:54
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1.1學生背景知識少,學習態度不夠端正
由于大學現在授課計劃制定的總學時是有限的,因此對于非計算機專業的學生來說,其開設的計算機相關的課程很少,大部分就是計算機基礎以及計算機網絡,而且,這些課程所占學時通常都比較少,造成學生的重視程度不夠,學習態度不夠端正,影響了學生學習的積極性和主動性。
1.2教學內容理論性太強,與實際應用脫節
在傳統教學活動中,計算機網絡課程往往以OSI參考模型為基礎講述網絡層次結構、協議和計算機網絡原理。這對于缺乏相關背景知識的非計算機專業學生而言,更加會感到課程枯燥、抽象,很難將學到的理論與實際網絡聯系起來,從而導致學生學習目的不明確;而教師則深感要在有限的時間內結合實際把計算機網絡的概念、原理講清楚絕非易事。
1.3實踐教學環境缺乏,難以進一步鞏固知識
目前高等院校中,由于專業設置和經費的原因,非計算機專業一般沒有相關的網絡實驗平臺,大部分就是一個的計算機網絡實驗平臺非常簡單,基本上是將利用簡單的網絡設備(如交換機、路由器等)等將計算機連接成小型網絡,不能隨意更改,學生無法通過自己動手組建網絡,達到更好地理解和掌握計算機網絡基本原理網絡通信技術、鍛煉網絡工程應用能力的目的。
2課程教學探索與實踐
2.1優化教學內容,提高學習動力
因為教學的對象發生了變化,因此,不能像對計算機專業的學生一樣進行授課。我們首先要明確教學目的:是使學生掌握一些計算機網絡的基本知識和基本技能,突出培養學生結合本專業知識、熟練網絡應用的能力,并更加注重理解和掌握基本概念和具體的實際應用。其次,非計算機專業開設的計算機網絡課程學時普遍偏少,在很短的時間內向學生解釋所有的計算機網絡的內容是不現實的,必須根據不同的專業進行有選擇的內容上的選取。再次,要刻畫整個培養計劃中其他專業課程與網絡課程之間的關系,讓學生知道為什么學習,學習有什么作用,從而提高學生學習的目的性。結合以上幾點,本課程內容的選取必須注重網絡技術實際應用教學,注重理論聯系實際,把計算機網絡理論與實踐有效地結合到一起,要盡量避免傳統教學中理論脫離實際應用的弊端??梢詫⒔虒W的內容大體劃分為3個主要模塊,其主要內容涵蓋了以下內容:
(1)計算機網絡基礎:主要包含網絡技術基礎、數據通信基本技術、Internet技術與應用;涵蓋了計算機網絡的基本概念、數據通信的基本原理、網絡體系結構、OSI七層參考模型、TCP/IP四層參考模型、Internet的基礎知識、常用服務與應用技術、IP地址、TCP/IP及主要參數等網絡技術應用的基礎知識。
(2)計算機網絡實現:主要包含組建局域網與接入Internet、局域網的設備管理、管理網絡的軟件系統。涵蓋了網絡中從物理層到網絡層的主要部件與設備、以太網、最新高速交換式網絡、虛擬局域網、無線局域網、不同規模用戶的Internet接入技術與方案、微軟的工作組網絡的組建、管理與安全使用網絡資源等方面的基本知識與實用組網技術。
(3)計算機網絡應用:主要包含計算機網絡應用系統模式、網頁制作與編程基礎、基于瀏覽器/服務器的網絡應用。涵蓋了應用系統的計算模式中的對等網、C/S和B/S網絡應用模式的結構與特點,Web體系結構工作原理;網頁的基本構成、HTML、高級網頁編輯工具Dreamweaver的安裝與使用以及制作網頁的基礎知識;基于瀏覽器/服務器(B/S)網絡應用系統的實現與開發技術等網絡應用系統的實現技術。其中,在第2、3模塊的教學中,可以結合具體的專業應用來進行內容的組織,對上述內容作適當調整,讓學生對計算機網絡課程產生專業認同感,從而提高學生的學習動力和興趣,端正學習態度,實現教學相長,達到更好的教學效果。
2.2改進教學方法,改善教學效果
2.2.1“自頂向下”教學法
目前計算機網絡理論知識的講解主要是采用“自底向上”的方式進行,由于直接從底層講起,與實際網絡應用難以一下子聯系起來,學生學習的時候就會覺得無用,從而失去興趣。因此,在實際授課中應采用從“自頂向下”的方式進行,即從當前使用廣泛的網絡應用開始講起,讓學生知其然,知其所以然,保存求知的興趣,能針對性的理解網絡現象,從而提高教學效果。
2.2.2案例教學法
在授課中針對一些比較重要的知識點,可以根據學生專業的特點選取學生將來可能從事的工作里面的典型網絡應用實例來進行分析,一來進一步讓學生對課程的專業認同感提高;再者由于是運用實例,學生學習起來就會有成就感,能極大的提高學生的學習興趣和動力。
2.2.3類比教學法
網絡課程中涉及很多不好理解的知識點,這些知識點是學生必須要掌握且掌握不好的地方,在實際的教學中,通常用生活中的例子來進行類比,讓學生輕松的理解,例如:介紹分組交換和電路交換的時候,可以將分組交換的過程類比為寫寄紙質信件,不需要建立連接就可以通信類比為不需要和別人溝通就直接可以寫信給別人等;電路交換類比成打電話,電路交換有建立連接、通信和釋放連接三個階段,打電話同樣有撥號,通信,掛機三個階段等;然后將相同點進行總結,就能讓學生很容易的掌握這個關鍵知識點,提高了教學的效率和效果。
2.3加強實踐教學,鞏固所學知識
首先需要解決的問題是實驗環境的構建。一般對于非計算機專業來說,新增網絡設備不太現實,可以采用網絡模擬器來模擬各種網絡設備,例如:Cisco公司的PacketTracer可以為學習網絡課程的初學者去設計、配置、排除網絡故障提供了網絡模擬環境。用戶可以在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網絡拓撲,并可提供數據包在網絡中行進的詳細處理過程,觀察網絡實時運行情況??梢詫W習IOS的配置、鍛煉故障排查能力。其次就是實踐教學的內容和組織方式,實踐教學分為驗證性實驗和設計應用性實驗,由于課程學時少,實踐學時只能完成一部分重要的設計應用性實驗,還有很多實驗則需要學生課下自己完成,對于課下自己完成的實驗,教師要給出相應的指導手冊,要求學生完成實驗報告并給以一定的成績評定,這樣才能督促學生完成實驗,加深對所學知識的理解,提高實際動手能力。
3結束語
在過去,電氣控制線路由大量的繼電器作為主要元件組成,以實現生產過程的自動化控制,然而這些由繼電器構成的龐大且復雜的控制系統往往需要大量的導線連接,需要大型機柜組裝,并且占據大量的空間,電力消耗和維護成本較高,重構難度極大,無法適應現代工業生產過程中的復雜狀況[1]。1968年,美國的通用汽車公司提出了一系列如編程簡單、可靠性強、維護簡便等的技術指標,旨在通過新型的通用控制器對其汽車生產設備進行控制,解決裝配流水線上各組裝流程控制線路的問題[2]。1969年,世界上第一臺可編程控制器(簡稱PLC)研制成功,后來被廣泛應用于各工業流水生產線[3]。到了20世紀70年代,PLC中開始使用大規模集成電路(LSI)以及微處理器,具備邏輯控制、計數及計時控制、算術運算、數據處理等功能,能夠處理分支、中斷、自診斷等。然而時至今日,PLC雖然依然是生產控制系統的重要組成部分,但在世界性貿易快速發展的今天,PLC高度的可靠性、復雜的功能設計、成本壓力等都是工業制造中急需解決的問題。越來越多的制造商意識到標準化的軟件開發平臺、詳細的需求分析、完善的軟件設計、周全的測試環境是現代工業軟件編程所必須具備的條件,統一的PLC編程技術標準、硬件無關的軟件體系、簡單便捷的開發環境均是亟待解決的難題。
2IEC61131-3標準及應用
早在1993年,PLC的國際標準IEC61131制定實施,其中的IEC61131-3是關于面向PLC的編程語言的標準,定義了PLC上進行編程的語言特征及規范[4]。這一標準二十多年來得到廣泛推廣,已經成為了當之無愧的行業標準,對整個工業體系有著極其重要的意義。IEC61131-3的制定,匯集了多個工業制造業發達國家無數從業專家和相關領域學者的智慧以及數十年在工控方面的經驗[5]。該標準允許多種編程語言同時應用于同一PLC中,開發人員同時也可以自由選擇最恰當或最熟悉的編程語言進行開發,還甚至在同一個程序中使用各不相同的編程語言完成不同功能模塊的編寫任務[6]。這一特性解決了PLC發展歷史上由于不同廠商不同技術導致的多種編程語言混合使用造成的兼容性難題,同時為全自動智能化生產提供了廣闊的發展空間。PLCopen是一個1992年成立于荷蘭的國際技術組織,一直持續關注如何提高工業編程的方法、效率及規范等業界難題。2005年9月以來,PLCopen根據各國的工業發展水平,有針對性對企業進行技術支持和指導,使IEC61131-3國際標準得以被廣泛的推廣。這一措施具有如下優點:1)減少資源在技術人員的培訓、調試、維護和咨詢方面的浪費;2)著眼于解決控制中的問題,提高工業軟件的可復用性;3)統一的編程標準減少了開發過程中的錯誤;4)通用性的編程技術可大規模推廣;5)減少不同廠商之間在不同組件之間的對接時間成本。
3課程設計
3.1教學需求及目標。在工業制造技術日益先進的今天,中國的制造業要想完成從“中國制造”到“中國智造”的轉變,增加工業附加值,就必須在全國范圍進行信息化人才的培養,用更為先進的技術適應新一輪的工業變革。職業院校作為技術型人才的重要培養基地,更應該走在技術變革和職業教育改革的前列,以先進技術為基礎、先進的教學理念為向導,積極參與到面向工業4.0的變革中去。由于工業軟件編程同樣屬于軟件編程的范疇,且計算機專業的基礎學習科目包含了基本的程序設計原理及基礎實踐,而工業軟件編程往往需要擁有扎實功底及對軟件設計有較好理解能力,因而面向計算機專業開設關于工業軟件編程的課程是符合行業發展的實際需要的。教學目標為針對計算機軟件類專業學生設計一門工業軟件編程課程,并以IEC61131-3編程標準的知識點要求為依據,設計計算機硬件原理、電氣工程原理、控制工程原理等多專業融合的理論知識模塊,面向工業4.0應用場景設計項目化教學案例,融入“教、學、做”為一體的教學方法,形成有鮮明特色的一門工業4.0專業方向的必修課或計算機類的專業選修課。3.2教學內容。1)PLC構成PLC由軟件系統和硬件系統構成,其中硬件系統組成部件包括處理器、存儲器、通訊接口、以及輸入輸出接口,而存儲器又可分為系統存儲器和用戶存儲器,輸入輸出接口可分為輸入單元和輸出單元,而軟件系統包含用戶程序和系統監控程序。其中用戶程序即開發人員根據IEC61131-3中對編程語言的定義標準編寫的執行程序。2)IEC61131-3編程基礎IEC61131-3可分為公用元素和編程語言兩部分進行解讀。其中公用元素有軟件模型、編程模型、數據外部表示、變量、程序組織單元以及順序功能圖表。其中軟件模型包含了配置、資源、任務、存取路徑和全局變量,從理論上將較為復雜的程序分割成多個相對獨立又相互關聯的可管理部分,通過預設的規則相互調用。編程模型(見圖1)則將信號處理、傳感器、執行器、通信等功能有機結合起來形成一種框架,為模塊化編程提供了體系參考。而數據外部表示、變量等剩下的一些公用元素則是為開發人員提供的基本編寫規范、預設操作指令及基本功能單元。IEC61131-3所定義的編程語言則是類似于軟件開發中使用的高級編程語言,通過基本語法構成邏輯運算的描述,方便開發人員的編寫和維護。另外,POU是一個能夠被獨立編譯的程序塊,作為項目程序的組成部件之一,耦合性較低且可分別由不同種類的編程語言編寫。POU具有唯一性、全局性,名字及接口均對其他組成部件開放,數據的傳輸采用統一的標準,這一特性方便了項目框架構造及程序編寫的模塊化,復用性強,后期維護成本較低。在熟悉并掌握IEC61131-3標準中編程標準的特征之后,需要進一步的學習其編程要素(如數據類型、變量等),最后還需要根據其特性與一般高級軟件編程語言的異同進行深入學習其內部機理,徹底掌握IEC61131-3標準。圖1IEC61131-3標準編程模型3.3教學方式。1)以本學院軟件技術專業人才培養方案為主要研究藍本,分析軟件專業的編程基礎課設計,分析其與IEC61131-3編程基礎語法異同,設計基礎語法部分的教學內容,注重教學內容的相似性關聯及差異性區分,避免學生混淆IEC61131-3編程基礎語法與一般高級編程語言基礎語法。2)以IEC61131-3編程的語法、人機交互界面設計、邏輯控制及運動控制庫等主要知識點為分析對象,編制其相關的電氣工程、控制工程等專業理論教學要點,將理論教學內容以圖文等形象方式展示基礎原理,特別是針對工業軟件編程所需掌握的原理知識,而不是全套的理論知識教授,避免課程內容大篇幅出現理論教學枯燥無味。3)研究工業軟件編程思路與計算機軟件編程思路的異同點,設計相應的思維對比轉化教學模塊,讓學生更快更容易掌握工業軟件編程方法。例如電機轉動控制如果從計算機軟件編程角度,可以使用條件判斷、循環狀態判斷等多種方法,而在工業控制編程中比較多的傾向使用CASE語句的狀態機機制描。4)設計工業軟件中的常見小型案例,如以合耕科技的Gatherwin系統為開發環境完成項目化教學設計。Gatherwin系統不僅支持IEC61131-3標準還提供了大量的常用工業功能庫及較強的工業組件仿真系統,教學設計基于這樣的一套系統,使得學生能專注于上層業務邏輯控制而調用封裝好的下層通用控制庫,更為學生提供了仿真度非常高的環境,可以通過仿真環境調試業務邏輯,并能快速部署至真實物理系統。3.4考核方式。平時的考核方式以團隊協作為基礎的實踐為主。學生分組組成團隊,對某一興趣點進行深入了解,通過查閱資料、集體討論并設計方案加以實踐,以代碼的形式實現部分功能,最后學生以個人為單位根據自己在整個實踐過程中的收獲及心得體會做總結,要求條理清晰、邏輯性強,并形成實踐報告。期末考核以筆試加實操的形式進行。筆試主要注重工業軟件編程的理論知識及各基礎知識。以單項選擇題和多項選擇題的形式考核學生在知識易錯點上的辨別能力和計算能力,以填空題的形式考核學生在知識難點上掌握程度,以虛擬應用場景的形式作為主觀大題,考核學生的實際應用能力??己说淖罱K目標是讓學生能夠掌握工業軟件編程的標準,在課程規定的時間內學會利用已掌握的知識解決實際應用場景的問題,同時養成團隊協作的習慣,更好的發揮團隊合作的優勢。
4總結
本文通過概述IEC61131標準的由來,并分析了該標準在未來工業制造業中的應用前景,最后根據技術型人才的需求現狀,結合工業軟件編程與計算機專業軟件編程的相似性,提出了一個適合計算機專業學生的工業軟件編程課程設計,從客觀上解決了工業軟件編程中來自不同領域和平臺之間技術對接及編程技術在授課過程中的難題,為高職院校開設工業軟件編程課程提供了一個很好的參考范例。
作者:楊忠明 吳偉美 余君 單位:廣東科學技術職業學院
參考文獻:
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[2]李玉峰.汽車制造業的PLC市場分析[J].自動化博覽,2010,27(3):42-43.
[3]焦晶,周麗娟.淺談《PLC應用技術》在現代教學方法中的應用[J].內蒙古教育:職教版,2013(4):68-69.
[4]LydonB.IEC61131-3[J].Intech,2012.
通過對最近幾年的計算機公共課的教學研究與實踐,認為我國普遍高校非計算機專業的計算機基礎教學普遍存在以下問題。
1.1教學內容問題。
目前我國高校開設的面向非計算機專業開設的計算機基礎課程比較少,教學內容亟需更新。在計算機網絡、數據庫、多媒體等應用技術飛速發展的今天,教學內容相對陳舊,不能及時更新,也未能考慮不同層次學生的學習水平,授課內容沒有結合各專業的特點來展開,可能會忽略計算機在各專業領域內的應用性。
1.2教學模式問題。
在我國高校中非計算機專業的計算機基礎課程教學中存在教學效率不高和教學與實踐嚴重脫節的問題,教學環境也亟需改善。高校計算機基礎課程的教學模式還采用課堂教學和相關實驗結合的方式,存在非常大的局限性。這種模式不能給學生主動實踐的機會,也無法發揮學生的主觀能動性。而且在對學生的培養過程中,沒有充分認識到學生存在的多方面的個體差異,導致學生的學習興趣下降,影響教學的開展,教學效果整體比較差。
1.3教學手段問題。
目前,高校在非計算機專業的計算機基礎課程教學中,大多采用統一的教學方法和手段進行課堂上課和實驗教學,不但顧及不到學生的個體差異,也無法了解學生對知識的掌握程度。這樣導致學生不能全面理解教學內容,學習目的不明確,積極性不高,影響學生學習效果。
1.4考核方式問題。
目前,非計算機專業學生的計算機基礎考試多采用筆試或上機考試的方式。無論是筆試還是上機考試,考試成績受到批改老師的主觀影響較大。尤其是上機考試,每次考試都要復制上千張軟盤,由于軟盤質量問題,每次考試總會有相當一部分學生出現軟盤打不開的現象,影響學生的考試心情和考試進度。
2.高校非計算機專業的計算機基礎課程教學的改革建議
2.1建立科學的課程體系。
在教學過程中,學生的計算機水平逐年上升,可以賦予學生選擇相關課程的自由度。非計算機專業的計算機課程可以根據知識深度分成3個層次:基礎層,應用層和深化層。這三個層次分別對應計算機基礎課程、計算機應用課程和計算機深化課程的學習。
2.2構建新型的教學模式。
高校應該構建新型的教學模式,重視教與學兩個部分??梢赃\用以計算機為基礎的現代多種媒體,將教學信息組織超文本化。在教學過程中,注重調動學生學習的主動性,培養學生的“發現式”學習能力,是學生不僅學會而且會學。
2.3完善教學手段。
在教學過程中應該制定“精講多練、重在實驗指導”的教學方法,充分利用校園網絡,構建自主學習平臺,促進非計算機專業的計算機基礎課程教學和考試方式的改革。高校還可以成立公共計算機基礎教學與研究中心,構建非計算機專業計算機基礎教學、實驗、軟件開發為一體的基礎教學與科研的重要基地。
2.4改進考核方法。
增加平時上機實驗中的考核環節,隨時掌握學生學習程度,訓練其綜合運用知識的能力。學生在解決問題時若有創新,就可以得到高分。
3.結論
1、工學結合,構建課程體系
分析學生的未來工作崗位和崗位角色,開展廣泛調研,科學合理的制定培養目標和培養方向。跟據大連海洋大學應用技術學院以往的畢業生就業分布情況,對大連、沈陽、鞍山等省內城市的IT企業和市場需求深入調研。了解企業的崗位需求情況及企業對學生的就業崗位和崗位能力的要求,中職本科計算機專業課程設置即要參照普通本科院校的教學內容與教材選取,也要根據學院特色和相應的技能型人才的培養目標來制定教學計劃,以就業作為人才培養的方向。根據社會、市場、企業的需要開設相關課程,設置課程系統、并選用適當的教學方法培養學生的操作技能,努力貫徹教育部提出的“以應用為目的,以必需、夠用為度”的原則為專業培養目標服務。提高畢業生的就業率,把學生培養成會學習,懂技術的專門人才。
2、依據專業就業崗位素質和技能要求,確定專業核心課程
中職學校本教育是以實踐應用能力為本的教育模式,要以實踐應用化為原則,這也符合計算機專業的專業特點。但實際上是學生畢業后,絕大部分同學都不能勝任本專業的相關工作,甚至連組裝電腦、安裝系統都不會,office辦公自化也是一知半解。這就需要教師在教學過程中結合實際情況,針對崗位職業的實際,有選擇的調整教學內容,邊學邊做,邊做邊學。即要掌握足夠的理論知識,又要緊密聯系實際,加大學生實習、實訓、下企業實踐的機會。接近未來的工作環境,使學生在學習過程中又積累了工作經驗,實現了學院人才培養模式與企業用人機制的緊密銜接。中職本科學生理論基礎差,動手能力就要強,才能在就業中具有競爭力。理論性較強的課程適當減少或削減學時,而動手操作的課程要盡可能的多開,強化C++、Java等課程,增開ASP、Oracle、Apache、C#、等課程。也可以分方向教學,加開英語班、日語班等。因為計算機專業的學生很多在軟件公司,接觸外文的機會相對要多,應該提高計算機專業外語水平。
3、以賽促教,提高學生綜合素質,培養計算機專業應用技術人才
學不在多而在于精,學院即要注重學生綜合能力的培養,又要重視某一方面專項能力的提高,學生學習的編程語言可能有多種,但對于他來說只要精通一種就足以在工作中游刃有余,當然是多多益善。鼓勵支持學生多參于工程設計及各種技術大賽。比如動漫制作、手機編程、系統開發等專業技能競賽。競賽的形式很多,即可以是個人賽,也可以是小組賽,近年來,通過技能大賽,更多的學生意識到“勤奮出成績,技能走天下“,學習技能熱情高漲,學生在競賽過程中即提升了個人能力也獲得了相應的行業認證證書,為日后的就業也增添了一份法碼。
4、加強就業培訓實習環節,應對市場挑戰,提高就業競爭力
堅持以企業需求為導向,以校企合作為橋梁,實施校內校外聯合辦學,學中做和做中學的人才培養模式,校外實訓的一個重要功能就是檢驗教學成果,找出教學過程中存在的問題與不足,為教學改革提供重要依據。中職本科是四年制,而且大部分在中職學校的時候有了一定的專業基礎,大一大二的時候是鞏固基礎知識,提高專業技能。大三或大四則是應偏重校外的頂崗實習。讓學生對自己的能力和素質有一個全面的認識,并且有充分的時間去完善和提升自己。實習的過程,就是一次了解自己的過程,也是人格完善的過程。了解自己的思想,自己的學習,自己的人際交往的能力,從開始的浮燥到心態的穩定,學會服從,學會收斂,學會遵守規則。
二、提高教師能力素質,改進教學方法
教師是對學生進行培養教育的主體,教師能力和素質的提高直接影響到人才培養的效果。鼓勵教師進行教學改革,中職學校本科學生自主學習能力差,學習興趣不足,如果按照常規的四年制本科教學方式學生及易產生厭學情緒,教師在教學過程中,應多采用項目教學法。要求教師即要有雄厚的文化知識,又要掌握專業技術,還要講究教學方法,不但能做學生的老師、還要做學生的朋友、師傅。
三、總結
【論文摘要】針對就業市場對計算機人才(IT人才)的需求,提出了以實際企業工程項目為栽體的計算機專業課程教學改革,分析了高職計算機人才(IT人才)在就業市場上的定位及專業課程改革的指導思想,剖析了工程項目選題的原則及實施的過程。闡發了對計算機專業課程改革的一些認識。
隨著社會經濟的不斷進步,計算機和互聯網技術的飛速發展,計算機專業的就業卻相反地成為了矛盾的焦點,出現了報考集中就業分散的社會現象。就業壓力的增大,說明原有的教學目標體系、課程體系、知識能力結構已不適應現代企業技術發展的需要。為了改善高職院校計算機專業學生的能力、知識結構,全面提高學生在就業市場上的競爭力,擴大就業面積,培養市場所需要的人才,山東經貿職業學院計算機系進行了“以就業為導向以實際企業工程項目為載體的計算機專業課程改革”的大膽嘗試,在此,結合教改過程談談對計算機專業培養的一些認識。
一、高職計算機專業學生就業市場及定位
當前,IT業已成為占據我國市場三分之一份額的支柱性產業。IT業的迅速發展,與不斷注入的IT業人才有著緊密的關系。IT人才已成為人們心目中高科技的象征。對IT人才,用人單位實際上是有不同的需求層次的,要求掌握的知識結構也各不相同,除了IT基層勞動者(如打字、錄入、生產線組裝等)宜由中等職業教育培養外,我們感到,高職應側重于在如下幾個方面對人才的培養:
1.設計型人才(如網頁設計、平面廣告設計、建筑和家裝設計、綠化工程設計、動畫設計等)。隨著電腦應用的普及深入,各行各業越來越廣泛地使用電腦做形象宣傳、包裝、設計等工作。各類設計型人才作為IT業市場的生力軍異軍突起,其就業市場范圍非常廣、缺口比較大。但隨著電腦軟件的不斷升級,功能的不斷完善與強大,此類型人才由原來的單一型向復合型轉變。如網頁設計人員除掌握專業網頁設計軟件之外,還應掌握圖像處理軟件和網站維護等方面的知識,如果再能掌握后臺技術就成為寶貴人才了。其他如建筑、綠化、動畫設計人才不僅要掌握計算機知識,更重要的還要學習其他相關知識體系。我們認為,復合型人才的培養是高等職業計算機教育發展的重要方向之一。
2.辦公應用型(如文秘、辦公文員、行政助理等)。此類人才在工作過程中需要更多的管理知識,需要人際交往和適應社會的能力。這類工作的主要要求是:熟練掌握應用軟件、有較高的綜合素質和工作責任心。此崗位職能的培養除了要求學生掌握辦公管理軟件,還要學會融通管理知識并切實掌握管理的基本功。
3.網絡型人才。當今計算機的普及與發展之所以如此之快,除其具有強大而先進的功能之外,主要還歸功于計算機網絡的發展。網絡使人與人之間的溝通和交談變得近在咫尺。網絡型人才已成為計算機發展和計算機就業市場上的中流砥柱。此類人才不僅要掌握網絡技術,還要有創新精神和創新能力。
4.開發型人才。作為計算機發展和完善的締造者,開發型人才在IT行業中起著至關重要的作用。在未來幾年當中,我國對軟件藍領和軟件工程師的需求潛力依然很大。
根據高等職業教育的要求及我院計算機專業的特點,我們目前主要培養辦公型人才、網絡人才和開發型人才,同時兼顧設計型人才,下一步在新專業的開設上,我們打算加大設計人才的培養力度。
二、課程改革思路
1.課程改革的指導思想:以職業崗位為目標,重點突出職業技能。分階段劃分教學模塊,按工作崗位確定實際工程項目,以實際工程項目為載體完成教學任務,最終實現學生的就業培養目標。
2.培養目標及課程設置熟悉并掌握計算機工程項目的組織程序,掌握計算機工程項目中的問題解決方法,針對具體崗位.掌握專門技能熟練完成具體工程項目。
依據課程改革的整體思路,我系計算機專業課程的設置是緊緊圍繞培養目標而進行的,強調以培養職業能力為主線,以職業或職業群為基礎,讓學生先接受職業群內共同的基礎教育和基本技能訓練,然后,接受專業基礎理論教育,根據自己的興趣、能力以及社會需要,選擇不同職業或專業方向,學習專業知識,進行職業技能的培訓。使學生既具有較大的就業彈性和適應能力,又具有職業針對性。課程設置總體分成三個模塊。在對職業崗位能力分析的基礎上,根據培養的人才應具有的知識、能力和素質,通過整合,把課程分成既有聯系、又有區別的三個階段來進行。
第一階段,“職業基礎模塊”教學階段。這一階段強調寬基礎,主要學習一些相關職業通用性的必備知識和技能,同時,要進行思想品行、職業道德、外語能力以及其他通用能力的培養和教育。此階段一般不采用項目教學,但也必須把項目教學的精神滲透到每一個教學環節。
第二階段,“職業技術模塊”培養階段。這一階段主要進行不同職業的專業基礎理論教育和專業知識學習,以及職業技能的培養和訓練。在該模業知識的學習。該模塊是高職教育的重要階段,在課程設置和內容安排上我們結合IT技術的發展水平對相關學科進行整合和綜合,以滿足在較短時間內學習到更多更新的計算機專業基礎知識,教學內容體現出寬和扎實。此階段可部分采用項目教學,宜以工程項目中的技術項目的實施為教學手段。
【關鍵詞】課程體系;設置;教學改革
一、引言
通過對21世紀人才培養目標、國內先進教學計劃,如ACMIEEE—CS計算機教學計劃2001(主席PJ.Denning),把計算機與技術學科體系的教學內容劃分為九個科目(如算法與數據結構、體系結構、操作系統、程序設計語言等)。對實際工作中的研究、開發、歸納為三個過程:、抽象和設計。按照思想處理基礎理論與使用計算機之間、素質與能力之間的辯證關系,我們發現傳統教育思想以傳授知識為目的,而現代教育思想則以培養學生發現問題、問題、解決問題的能力為主要目的。培養21世紀人才的核心內容就是培養綜合素質高的創造性人才,而要實現這一目標,必須首先實現教育思想的轉變。同時,計算機技術日新月異,以往那種一成不變的教學模式亟待改變,需要把最新的計算機知識加入到課程體系中。為此,我們需要從計算機專業的課程設置及課程教學內容與方法等各方面進行改革,以實現我們的培養目標。
二、計算機專業課程體系設置
從整個大學四年來看,計算機專業課程設置的總體原則是厚基礎、重實踐、求創新。計算機科學技術發展很快,但是其基本原理,基礎知識是相對穩定的,因此,只要把基礎知識學好,就可以為今后的發展奠定良好的基礎。計算機技術的發展可以說是日新月異,在有條件的情況下開設一些比較新的課程,實現培養人才與需求的對接也是很有必要的。
計算機專業課程大致可分為專業基礎課程、專業主干課程、專業方向課程三個方面。專業基礎課程可設置為:高等數學、離散數學、線性代數、概率統計、大學物理、數據結構、操作系統、計算機組成原理、匯編語言、數據庫原理等;專業主干課程可設置為:程序設計、軟件工程、計算機體系結構、計算機、多媒體技術、網頁技術、WINDOWS高級編程、計算機圖形學等;學生可以根據自己的興趣,選擇一個研究方向,發展自己的特長如網絡研究方向,可選擇網絡編程、計算機網絡、網站規劃與信息服務、網絡操作系統等課程。對于一些主要課程,都可設置課程設計,以加強學生實踐能力的培養。另外,根據計算機專業的實踐性較強的特點,還必須加強專業實習的組織。有條件可以安排一年左右的時間進公司、實習鍛煉。
三、計算機專業課程建設
(一)不斷更新教學內容、把握重點
根據計算機課程在培養方案與學科體系中的地位和任務來設計它們的教學內容。由于計算機技術發展極其迅速,因而在教學中一方面專業基礎課應有其成熟和相對穩定的教學體系,另一方面需要不斷更新其內容和技術背景。
例如:離散數學的基本內容比較穩定,但如果僅從純數學角度提出這些概念就顯得很抽象,而且它的四大部分內容(數理邏輯、關系、代數系統、圖論)相對獨立,因此這門課的內容既“離散”又難學。本科階段的后續課程也較少直接應用它們,學生對這門課的目的不是很明確。針對這些情況,我們一方面不僅強調離散數學是計算機科學理論的數學基礎,特別是其中的邏輯和證明,對于培養抽象思維和邏輯推理能力極為重要,而且強調其各部分內容之間的內在聯系。另一方面我們將離散數學課定位于基礎理論與應用基礎的結合部,大量引入數據結構等計算機科學的實例,使學生認識到這些抽象數學概念也是源于實際、用于實際的,同時,開設人工智能選修課等作為其后續課程。
再者,操作系統是系統軟件的核心和基礎,我們強調從用戶和系統設計者的不同視角去認識和理解操作系統的功能、運行機制、界面和結構。在教學中不但強調操作系統的基本概念和原理,而且介紹操作系統的設計方法和技巧,讓學生既熟悉操作系統的結構,又能編寫操作系統的模塊。此外在教學中,還可以引入一些新內容,如:用戶接口與操作系統、安全問題、多機系統、網絡操作系統等。
(二)課程建設的其它方面
對一門課程,除了教學內容之外,還應在師資隊伍、教學硬件、教學規章制度、實驗室等方面進行綜合建設,才有可能把一門課程建設好。
四、教學方法研究與改革
有了好的課程體系,還必須有好的教學方法予以實現,才能產生好的教學效果。我們按照現代教育思想組織教學,強調一些共同的方法原則,鼓勵各科教師根據課程的特點創造出好的教學方法,主要從以下5個方面進行了深入的探討:
(一)全面推行“問題式”教學法
現代教育思想強調以培養學生發現、分析、解決問題的能力為主要目的。首先是發現問題,這是認識和解決問題的起點,所以“問題式”教學法是許多現代教育家所提倡、推崇的教學方法?!皢栴}式”教學法的正確使用對于提高學生的素質,強化學生學習的興趣,調動學生的主觀能動性,培養學生的創新能力有積極作用。在教學過程中,我們自始至終都圍繞問題而展開教學活動,激發學生自覺思考、主動探索,引導學生不斷發現問題、提出問題、分析問題并最終解決問題,培養了學生的創造性思維。
按照“問題式”教學法的思想我們提倡教師在教學過程中精心組織多種方式、多種目的、多種層次的問題,反對將課堂教學視為一個封閉的體系。例如:教師可以自問自答,作為問題或一段內容的引入,避免交待式的講解;還可以提出問題要求學生做出判斷并回答,以抓住學生的注意力。
(二)加強實踐環節,提高學生動手能力
計算機學科是一門實驗性很強的學科,光是“聽”和“讀”是不夠的,在努力提高課堂教學的同時,必須加強了對實踐的教學和管理??梢酝ㄟ^以下三個層次的方式來加強實踐教學:
1.精練習題、強化基礎。習題的作用在于幫助學生深入理解教材內容,鞏固基本概念,是檢查對授課內容理解和掌握程度的重要手段,是掌握實際技能的基本訓練。根據各章節的具體內容,精選習題,促使學生加深對各章節主要概念、方法、結構等的理解。為充分發揮習題的作用,及時指出作業中存在的問題,對普遍性問題集中講解,對個別性問題單獨輔導,對學生寫的優秀作業加以表揚。由于專業課程的理論與技術往往表現出較強的綜合性、前沿性、探索性,是發展中的科學,我們還鼓勵學生撰寫自己的小論文或報告,讓他們時刻跟蹤本課程的最新動態。為此,我們建立了“網上輔助教學環境”便于學生進行自學、練習、同學間交流、向教師提問、等,教師也可以通過它備課、答疑、閱卷,不僅增強了學生和教師的溝通,而且提高了他們的學習興趣,強化了課程基礎。
2.強化基礎實驗指導、提高實踐技能。上機實踐不僅能進一步提高學生靈活運用課程知識的能力,而且使學生在編程、上機操作、程序調試與正確性驗證等基本技能方面受到嚴格訓練。為此,我們加強了對實踐環節的過程管理,主要從兩個方面加以強化:
一個方面是規范實踐。我們專門設計了一套完整的實驗大綱,為學生的實踐提供指導。同時,對實驗報告進行規范,這種規范對于學生基本程序設計素質和良好的程序設計習慣的培養,以及嚴謹的工作作風的訓練能起到很好的促進作用。
另一個方面是采取“實踐—查漏—再實踐”的方式進行上機實踐。在平常實驗過程中,根據教學對象的不同,相關課程精心設計了幾組不同類型的有一定綜合性的作為實習題。不僅抓實驗過程中的輔導,同時還抓實驗前的準備工作和實驗后的工作。要求學生每次實驗前熟知本次實驗目的、認真編寫程序,保證在實驗時能做到心中有數、有的放矢,杜絕學生在上機時臨時編寫程序。實驗過程中要求學生仔細調試程序,一周后給出一個示范程序(示范程序基本上采用面向對象的和思想來設計),要求學生對照示范程序發現自己程序設計中的漏洞或不足之處、改進或完善示范程序,然后再修改、調試自己的程序。最后要求學生寫出完整的實習報告,實習報告批改后,對學生的上機實習情況做及時總結,指出成功之處和不足之處。通過這種“實踐—查漏—再實踐”的方法訓練,對實習問題的深入、剖析,避免上機變成簡單重復,有效地提高了學生的編程能力、分析問題和解決問題的能力。
3.強化課程設計、提升學生綜合解題能力。課程設計不同于一般的基礎實驗,著眼于全課程,是對學生的一種全面的綜合訓練,課程設計的目的在于使學生通過課程設計掌握全課程的主要內容,并提高學生綜合知識和軟件開發的能力,同時也加強了學生的文檔寫作能力,為今后的畢業設計和畢業論文寫作打下良好的基礎。為此,我們對數據結構、操作系統、匯編語言程序設計等課程設計了一套完整的課程設計實踐教學大綱,為學生的課程設計提供指導。規范課程設計報告,按照軟件工程的要求,從需求分析、總體設計、詳細設計、調試分析、用戶使用說明,測試結果等幾個方面組織文檔,要求學生盡量采用軟件工程的思想,如:模塊化、信息隱蔽、局部化和模塊獨立等來實現程序。選擇一些簡化的實際問題作為課程設計的題目,將學生分組(每組4~5人),給兩周的時間去完成課程設計任務。要求同組學生在問題分析階段和模塊設計階段分工合作、集體討論,但最后的編碼獨立編寫。最后每個學生都要進行面試,提交課程設計報告,學生必須能夠清楚地介紹設計思路、主要技術手段并回答與題目相關的問題,并且程序通過程序測試才能算完成了課程設計。
(三)采用多媒體教學,強化教學效果
“興趣是最好的老師”,如何提高學生的興趣,對于教學效果的保障具有重要的意義。在教學手段上,完全采用一支粉筆加一塊黑板的傳統教學模式,不利于學習興趣的培養,難以收到良好的教學效果。我們通過合理使用直觀性教學原則、采用教學手段,編制多媒體教學課件和演示程序,化抽象為直觀,使原本比較枯燥抽象的教學內容,變得生動活潑,消除學生的畏難情緒,激發學生的學習興趣,強化教學效果。
(四)加強教學過程監控、建立教學管理和考核措施
為了保證課程建設的順利進行,可以建立由系領導掛帥、教研室主任參與的課程建設檢查指導小組。指導小組定期對課程建設的質量、進度進行檢查評估,聽取校、系專家的聽課意見,以及學生對課程的建議與意見,并及時將意見和建議反饋給任課教師,督促任課教師改進教學方法。
制定嚴格的教學管理和考核措施,是提高課程教學質量的有力保障。每學期開學前任課教師都必須按照教學大綱認真填寫教學進度表,由系主任、教研室主任把關聽課制度和教學問卷調查,可進一步檢查任課教師的教學質量。內容除必須掌握的基礎(以檢查學生對概念的掌握程度)外,還特別強調結合實際的問題,培養學生分析和解決問題的能力。
(五)構建“雙主”教學模式,培養學生的創新能力和認知能力
的平臺作用、教學資源、教師、學生都是關系到互動式網絡教學的因素。我們的教師在基本保留傳統課堂教學環境的前提下,創設多元化的軟硬件教學環境,使學生能夠利用以機技術為核心的現代技術,通過人機交互方式去主動地發現、探索和思考問題,從而培養學生的創造能力和認知能力,即“雙主”教學模式。在網絡環境中,教師利用計算機友好的交互界面,生動活潑的BBS,實時互動(下轉第149頁)(上接第147頁)的QQ和ICQ等手段充分調動學生的學習興趣,還可以通過提出問題,引導學生開展討論、、探索、解決問題,采用任務驅動,圍繞問題、項目開展實踐活動的方式來進行教學。
學生獲取知識不僅僅靠教師的直接講授,還可以利用必要的學習資源,通過計算機網絡,與他人交流合作等一系列方式來實現?!半p主”教學模式的應用推廣,有利于學習者認知潛力的開發,有利于培養學生的創新精神和認知能力。
五、結語
經過以上分析探討,在計算機專業培養方案中必須體現三個目標、三個層次和四個方面。三個目標即學生不僅是計算機使用者,更是軟件開發者、設計者;三個層次即要求學生掌握硬件、系統軟件、應用軟件這三個層次;四個方面即要求學生不僅具有應用層的編程開發能力,而且還需深入掌握計算機硬軟件內部組成原理與工作機制,同時,還應有較強的抽象思維能力以及邏輯推理能力。當然,好的教學方法可以達到較好的教學效果,教師在授課時,可以采用多種方法相結合的方式或者重點用某種方法再輔以另一種方法,這就需要具體問題具體分析了。
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[1]黃陳容,袁宗福,楊晨宜,廖雷.計算機應用型人才培養模式的探索與實踐[J],計算機教育,2005,(6).
關鍵詞:新型主機操作系統;教學改革;教學模式
操作系統課程是計算機專業的核心專業課程,一直在教學計劃和實際教學中受到重視。作為計算機系統上最重要的系統軟件,操作系統本身一直與時俱進,不斷發展。在教學中引入現代新型主機操作系統,讓教學內容緊跟計算機技術更新的步伐,是適應新形式下操作系統教學改革的需要。讓學生在掌握基礎理論知識的基礎上,學習業界流行的優秀、先進的新型主機操作系統,是培養符合社會需要的計算機專業人才的需要。
在一般學校的教學中,多是以UNIX等常見操作系統為實例及實踐環境講解操作系統的基本理論和基本方法。而UNIX、Windows等在可靠性、可用性、并行化、共享性、安全性、數據處理能力等方面遠遜于目前的新型主機操作系統。主機操作系統從1964年誕生以來,經歷了從封閉到開放的與時俱進的發展過程。特別是2000年以來,IBM推出的更開放更可靠的新型主機操作系統Z/OS,使得主機操作系統煥發了前所未有的活力。
基于技術的先進性和社會的需要,從2006年開始,我校計算機專業開始開設“新型主機操作系統”選修課。主機操作系統先進、龐大、復雜,和常見操作系統既有相同點,又有很多不同點。為了讓學生學好這門課程,我們從實踐環境、教學模式、考核方式、課外實踐等方面進行了有益的教學研究和改革。
1建立先進開放的實踐環境,讓學生接觸主機、熟悉主機、最終喜愛主機
由于主機界面和常見操作系統界面差別大,學生普遍感覺入門難,因此保證隨時隨地的用機,方便逐漸熟悉主機,顯得十分必要。作為加入IBM主機合作項目的9所高校之一,我校擁有IBM公司2005年捐贈的一臺大型主機Z900。在此有利條件上,我們建立了一個開放的主機實踐環境,包括Z/OS操作系統、RACF安全子系統、COBOL語言、DB2數據庫、PL/1、CICS中間件等。主機全天候24小時免費開放,學生可以不分課內課外,隨時接觸主機。
在教學中,教師采用了理論講解和實際操作系統環境緊密結合的方式,對一些抽象的理論,通過相應的主機操作演示,增強了學生的理解和實際應用能力。通過48個課時的學習以及不限量的課后用機,學生從對主機完全陌生,到逐步熟悉并最終喜愛。例如對于Z/OS操作系統的字符界面從不喜歡到喜愛,不僅是因為熟能生巧,更是由于字符界面的快速和優于UNIX字符界面的風格,而Z/OS強大的數據處理能力更是讓同學們樂于使用它。
2針對不同知識點,采用有針對性的教學模式
(1)聯想+對比教學法
由于新型主機操作系統Z/OS不同于常見的Windows、UNIX系統,初始學習時,大量的基本概念和術語撲面而來,學生十分陌生,難于理解,難于入門。針對這個攔路虎,我們想到聯想+對比教學法。充分利用學生已掌握的知識,通過聯想和對比,增進對新概念和新術語的理解。
首先,由于教學計劃的安排,大多數選修該課的學生都先修過“操作系統原理”課程,同時熟悉UNIX、Windows操作系統。因此教師采用對比法,將UNIX和Z/OS中的概念和術語進行對照,達到了快速增強學生理解的目的(見表1)。
(2)研究型教學法
作為研究型大學,我校在人才培養觀上十分重視學生科研能力的培養,而這一點也延伸到了課堂教學中。在教學中,教師不僅教授基本理論知識,還十分重視學生研究型思維的培養,采用研究型教學法,將發現問題、研究問題、解決問題的方法論滲透到教學內容中去。在學習法中,學生體會到了知識發現、技術創新的動力和思維過程,通過提出問題,研究問題,提出解決方法,最終解決問題的方式,學生體會到了發現、探索、研究并最終解決問題的樂趣,提高了研究能力。
例如在講解主機通道技術發展時,教師首先讓學生明確提高系統效率是技術發展的動力,而為達到此目標,需解決的問題是如何讓高速CPU和慢速I/O設備速度相匹配。要解決此問題,必須改進早期主機CPU和I/O設備串行工作的方式,減少CPU的等待時間,而并行工作方式是一個解決問題的途徑,從而引入通信控制器、通道技術,實現了主機、通道、I/O設備的并行操作,達到了提高系統效率目的。
(3)突出重點、難點,詳略得當
主機操作系統課程有一部分內容與學生先修課程“操作系統原理”大致相同,為了在有限的課時里盡量加深學生對主機系統的了解,我們略講這些內容,而將重點放在二個方面:①主機操作系統的優勢和新技術②主機操作系統難點。
例如,在新技術方面,教師重點講主機的虛擬化技術。這項技術從誕生到現在一直不斷發展著,并一直處于虛擬化技術的頂尖位置。除了“操作系統原理”中講到的存儲虛擬化(這部分簡略講解),我們詳細講解服務器級虛擬化LPAR技術和操作系統級虛擬化技術,讓學生明確了不同層次的虛擬化適用于解決不同的實際需求。在教學中,注意引入目前最新的技術發展,如LPAR中新出現的微分區技術,同時將主機虛擬化技術與目前同學們熟悉的x86平臺的VMware和VirtualPC這兩個虛擬機軟件比較,使同學更清楚地明白了不同的虛擬技術以及主機虛擬化技術的優勢。
同樣在教學中重視教學難點。在開發程序時,主機的編譯和調試軟件使用復雜麻煩,學生開始時難于適應。因此我們增加了課時,通過教師精心挑選的不同實例演示編譯和調試過程,同時針對不同的知識點和難點設計實驗題目,組織上機實踐,增加學生對編譯器和調試器的使用強度,使學生很快適應了主機的應用環境。
3引入國際化考核方式
考核方式上,在常規的總成績=期末成績+作業+上機+考勤的基礎上,引入了IBM主機Z01全球認證考試。Z01考試由全球最大的計算機化認證考試服務公司美國Prometric提供,采用英文方式的全球統一試題,主要考核主機操作系統方面的知識,全球認可。學生可免費參加Z01考試,用國際化的標準來考量自己對本門課程的掌握程度。引入國際化考核方式擴大了學生的視野,符合國際化辦學的潮流,同時將來這批學生擇業時,大量的需求來自軟件外包業,而國際化的證書可增加其就業競爭力。
4課外實踐活動
除了重視課堂教學,豐富多彩的課外實踐活動也能激發學生的學習興趣,培養學生的創新能力。鑒于此,利用我校和IBM公司良好的合作關系,我們有意識地引導學生參加課外實踐活動。例如教師鼓勵學生參加IBM全國主機應用大賽,明顯提升了學生對主機的理解和應用開發能力,起到了課堂教學不能替代的作用。在2007年全國主機應用大賽中,我校代表隊成功進入決賽,并取得了優勝獎。為了激發學生學習主機技術的熱情,教師還推薦學得好的學生申請IBM實習生計劃,進入IBM公司主機部門實習,通過和IBM主機團隊的共同工作,學生在技術上突飛猛進,更加激發了其他同學的學習熱情。
5結束語
主機操作系統Z/OS與常用的UNIX、Windows有較大區別,學生鮮有接觸,入門較難。通過在上述四方面的教學改革,我們較好地解決了這一問題,使學生能較快速地初步掌握主機系統,大大增強了學生逐步掌握這一龐大復雜系統的信心,為進一步學習后續的開發課程打下了良好的基礎。
參考文獻:
[1]湯子瀛,哲鳳屏,湯小丹.計算機操作系統[M].西安:電子科技大學出版社,2001.
[2]王琳.新形式下操作系統的教學方法探討[J].科技信息,2007,(33):488-489.