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序論:在您撰寫信科專業導論論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
此種方法是教師教學中應用最多的方法。建筑課內容抽象,空間立體感強,特別是對于初中生升入職校的學生,他們缺乏立體幾何的知識,所以空間立體感較差,這也是他們與高中生差別較大的地方。如果圍繞著本課題,用已學過的知識循序的提問,逐漸的展開,啟迪學生,就可順其自然地導入新課。例如在講授《建筑制圖》中“直線的三面投影特性”一節時,可以提出以下問題:“幾點可以決定一直線?點的正投影如何?直線的正投影如何?點的正投影與直線的正投影關系如何?點的三面投影特性如何?直線的三面投影特性如何?”前幾問復習了以前學習的內容,后一問導出了新課,這樣在提問與解答的基礎上,進一步講述了“直線的三面投影特性”,知識間既有聯系,又不斷深化,對于難點的課題,可隨堂提問,不斷啟發誘導,逐步延伸到新課。
2.實驗式導入新課
“實驗是教師語言的一部分”,采用直觀的實驗,即可形象直觀地激發學生的思維,又使學生得到初步的感性認識,使學生在接授新知識時在感官上有了印象。例如,在講授《建筑電工》中“三相鼠籠式異步電動機的工作原理”這一課時,可以通過演示實驗,導入新課。演示轉動手柄帶動蹄形磁鐵旋轉時,鼠籠也會跟著磁鐵旋轉的實驗,通過演示要求學生思考:
(1)指出蹄形磁鐵與鼠籠有無機械聯系。
(2)指出轉動手柄時,磁鐵是否在旋轉。
(3)指出轉動手柄時,磁鐵與鼠籠的轉向是否一致?速度是否同步?
(4)根據演示實驗,說出其中的道理。通過步步演示,層層分析和啟發,學生自然而然地認識到:旋轉的磁場是鼠籠轉動的必要條件,電磁感應原理是鼠籠轉動的根本原因,電磁力矩是鼠籠轉動的動力來源。在此基礎上導入新課就能夠順利講解這一新課中的教學重點和難點。
3.事例式導入新課
現實生活中有許多事例與建筑知識有著聯系,如果用日常生活中熟悉的事例導入新課,則會更加形象生動,也會極大限度地吸引學生聽課的注意力,例如,在講授《建筑電工》中“安全用電常識”這一節時,提出“人們為什么會觸電呢?”,然后列舉了適當的事例,例如:單線觸電,雙線觸電,跨步觸電,電火災等實際事例,說明若不具備應有的安全用電常識,將會給人們帶來嚴重的危害,從而話鋒一轉,提出“安全用電常識”就是我們今天要學習的知識,從而導入新課?,F實生活中事例頗多,如果我們較好地把他們應用于課堂教學中,則會收到異想不到的效果。
4.比較式導入新課
課堂教學是教學的重要環節,如果在課堂教學中把相似的課程通過比較復習的方式導入新課,將會收到異想不到的效果。例如,在講授《建筑結構》中“雙筋矩形正截面受彎構件配筋的計算”一節時,可以在復習“單筋矩形正截面受彎構件配筋的計算”的基礎上,比較“單筋矩形正截面受彎構件”與“雙筋矩形正截面受彎構件”的概念基礎上,來引出“雙筋矩形正截面受彎構件的配筋計算”,這樣通過復習與比較找出其中的相似點與不同點,逐漸展開,就會使學生在原有知識的基礎上,加深對新知識的了解,使學生較好地掌握所學的知識。
5.習題式導入新課
[關鍵詞]信息與計算科學;案例;建模;計算;開發
[中圖分類號] G420 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2016)08-0017-03
一、前言
課程建設是專業建設中的重要組成部分,專業導論課往往在第一學年開設,是學生了解專業、建立專業概念和專業認同的重要課程,對學生的專業學習和發展有著重要的引領和指導作用。[1] [2] [3]
信息與計算科學專業是信息科學、計算科學、運籌與控制、計算機及應用等學科交叉而形成的專業,往往設置為理科專業。多種學科知識的交叉滲透,加上因專業名稱的望文生義,使學生容易產生簡單的認識――“信息與計算科學專業是數學與計算機結合的專業”。這樣籠統的認識可能會導致學生認為該專業“要么學數學,要么學計算機”,至于“怎么結合”搞不清,不重視專業的其他重要方面,甚至連信息與計算科學的專業特點和核心競爭力也模糊不清。
關于信息與計算科學專業課程體系建設的論述已有很多,然而關于該專業大導論課程的研究還不多見。針對上述存在的種種問題,本文認為信息與計算科學專業設置專業導論課程是極為必要的,而且在課程體系中應作為獨立的重要一環。因為作為信息與計算科學(信計)專業的導論課程,需要回答的問題多且必要:信計專業培養什么樣的人才?什么是信計專業?信計的核心競爭力是什么?如何實現?信息處理、應用開發中有哪些數學知識?信息挖掘、信息安全與算法設計的聯系如何?建模能力如何鑄就?計算分析能力怎樣打造?就業崗位對信計的現實要求有哪些?等等。
信計專業導論課的開設需要對信計專業的發展歷史,專業的研究應用進展和前沿有深入、廣泛的了解,通過精選教學內容,使教學內容形成體系,以達到解決學生關切問題、培養學生專業思想、建立學生專業認同、激發學生專業學習興趣的教學目標。教學過程中典型的教學案例對學習興趣的提高有明顯的促進作用,在專業學習中能夠激發學生對專業的興趣,促進學生對專業的理解,特別是有利于學生加深對專業的宏觀認識以及對專業的一些具體方向的感性認識。本文將結合教學典型案例深入剖析信息與計算科學專業導論教學中需要解決的問題。
二、信息與計算科學的直觀印象
信息與計算科學作為交叉學科,和其他一些專業的易混淆性,使得我們必須首先回答什么是信息與計算科學專業,更為緊要的是在大一階段應該如何從直觀的角度來闡述它。我們知道,隨著現代信息計算科學技術的發展,上班考勤甚至上課考勤都有系列的產品可供選擇,常見的考勤機為指紋考勤機器――這是一個很典型的利用信息與計算科學知識和方法進行應用開發的產品。在教學中,類似的案例可以體現信息與計算科學專業各學科之間的交叉滲透,為學生提供直觀的專業認識印象,具體闡述如下。
1.利用該例闡述科技應用開發中,信息與計算科學專業知識的使用流程和涉及的課程知識。指紋考勤機首先要采集被識別人的指紋信息,并以此作為樣本;預處理后把樣本信息存儲為向量或數據,通過建立樣本的特征提取模型,進行特征提?。恢筝斎虢⒌淖R別模型,對待識別的指紋進行計算識別;接下來是針對硬件的編程實現和測試,最后再植入匹配的設備或者網絡傳入后臺系統,完成系統測試,投入使用。由于建立特征提取模型和識別模型的方法很多,快速計算的方法選擇有所不同,這涉及信息與計算科學中許多數學基礎知識和數學建模方法等。總的來說,考勤機的工作流程可以歸納為5步:(1)信息采集和預處理;(2)特征提取和識別模型;(3)識別、計算分析;(4)編程實現;(5)植入硬件。分別講述其中各個環節可涉及的專業課程:信息采集和預處理可涉及高等代數、概率統計等課程;特征提取和識別模型可涉及高等代數、數學分析、概率統計、運籌優化、數學建模等課程;識別、計算分析涉及高等代數、數學分析、運籌優化、數值分析等課程;編程實現可涉及程序設計語言、算法設計、軟件開發測試,等等。這樣結合專業課程知識與應用實例的詳細講解,易于讓學生了解信息與計算科學專業知識的應用流程,使學生對信息與計算科學專業知識有直觀的認識。
2.利用該例闡述科技應用開發中,信息與計算科學中各個學科的交叉滲透。如前所述,由于一個產品的開發可能涉及的知識點很多,可采取的模型方法也是多種多樣,這些知識之間的應用就會有交叉。例如,特征提取、識別模型的建立有可能用到信息處理的數學基礎,這時又需要考慮該模型是否能設計出快速的計算方法來滿足實際計算速度的要求;識別模型的實現最后需要計算機編程來完成,這又涉及合適的模型、快速的算法和良好的程序設計之間的協調融合。當然,完整的產品設計還需要考慮到采集設備的精度、程序植入等其他學科的知識。這樣講解,學生就會對信息與計算科學知識的交叉有較為宏觀的認識。
3.啟發學生對信息與計算科學中的相關問題進行思考。
(1)指紋樣本信息采集是很微妙的事,如果當采集一個樣本的次數太多,超出了很多人的承受范圍,比如一個手指的指紋采集超過了三次,這樣產品的便利性、應用性和競爭力就值得懷疑了。因為通常情況下,我們很自然的認為事不過三為好。那么,如何以最少的采集次數達到要求的識別效果?這就是值得考慮的問題。
(2)如何提高產品的識別效果(正確識別率),提升產品質量,這除了與團隊的專業知識相關以外,還與獲取知識的能力有很大關系。例如能不能利用已有的專業知識積累從現有的國內文獻中獲取最新的技術信息,能不能利用國外的技術文獻,等等。這些都是由典型案例所延伸出的值得思考的問題。這些問題有利于開拓思路,使學生對將來的工作和研究研發空間充滿期待。
三、信息與計算科學專業的核心競爭力
信息與計算科學是由多個學科專業合并和綜合而來的,其重視基礎能力,培養能解決實際中信息與科學工程計算應用問題的寬口徑專業人才??紤]到專業的名稱與計算機、信息工程等專業有相似之處,專業導論課程需要闡明該專業與其他專業,特別是一些計算機科學專業、信息工程專業和數學與應用數學專業之間的區別。因此,信息與計算科學專業課程的核心是什么?專業人才的核心競爭力是什么?這兩個問題是無法回避的。針對這些問題,除了上述案例,圖像(信息)的壓縮處理也是一個很直觀的例子。利用圖像壓縮,可以給學生展示壓縮編碼技術、壓縮的算法、軟件開發等,這涉及信息編碼、密碼學、算法設計能力、應用開發能力等。結合這些案例,我們信息與計算科學專業并不是單純的涉及數學基礎課程、建模能力、算法設計或者計算機科學其中的某一方面,它的核心競爭力在于“數學基礎與建模能力、計算分析與算法設計、程序語言與應用開發”這三者的有機融合。單單講某個方面還不足以稱之為專業的核心競爭力。因為專業人才的定位是解決信息與科學工程計算的應用問題,這些實際問題本身與這三方面多有緊密的聯系,單強調某一方面或重視某一模塊容易和上述一些類似名稱的專業混淆。因而,與這三方面相關的數學基礎課程有數學分析、高等代數、解析幾何、微分方程、概率統計等;與這三方面相關的一些專業課程需要凝聚成為專業的核心課程,如數值分析、離散數學、程序語言、數學建模等。
四、信息處理、應用開發中的數學知識
信息與計算科學專業的大一新生對就讀該專業充滿了憧憬。他們能發現數學基礎的老三樣(數分、高代、解幾)但看不到信息和計算的影子,看不出專業的特征和特色,這就需要專業導論課程加以引導。選取信息處理和應用開發中的相關案例來闡述數學基礎知識在解決這些問題中的重要作用,可以使學生對數學基礎知識與實際科學工程問題有直觀的印象,這對學生下決心打好基礎,投入前期課程學習有著重要的作用。如選擇圖像處理中的修補算法、游戲開發中憤怒的小鳥的技術含量為講述案例,則這些應用案例就可結合數學基礎知識來闡述。
1.圖像處理中的修補算法。圖形圖像的基本處理分析方法,如傅里葉分析可選擇進行更為全面的介紹,介紹其在工程領域、數字信號處理、醫學領域的廣泛應用。這樣來看,大一開始學習的分析類課程作為專業的基礎課程確實是名符其實。圖像圖像處理的修補涉及優化模型和優化算法、算法的復雜性等,而這些基本的模型形式――在一定約束要求的前提下,求目標函數的極小值,容易使學生對開始學的分析課程的導數與極值、矩陣等基本知識聯系起來。
2.憤怒的小鳥的技術含量。應用開發形式多種多樣,游戲開發是一種有趣生動的開發過程,許多游戲開發又與數學基礎知識有緊密聯系。因此,選取其中的典型案例進行介紹,容易激發學生的學習興趣,促進學生對數學知識在應用開發中作用的理解。如該例涉及的物體碰撞檢測和連續碰撞檢測與向量及運算、旋轉矩陣、線性變換等數學基礎知識,可以由此進一步介紹物體的移動、壁障和尋路等游戲開發中常見的智能化算法,這些都將和許多基礎知識緊密結合。
五、信息挖掘與算法設計
信息與計算科學專業人才應具有處理實際中信息與科學工程計算問題的能力。當前大數據處理涉及的信息挖掘的相關內容,與信計專業有天然的聯系,特別是挖掘目標的設置、隱含信息的挖掘模型的建立和使用、模型的求解、算法性能分析等,與信息與計算科學中的計算能力、建模能力、程序設計等核心能力模塊要求相連。這方面的熱點案例很多,如可選阿里巴巴大數據競賽、2012年和2015年深圳杯全國大學生數學建模夏令營B題進行展示,其中阿里巴巴大數據競賽可聯系到機器學習算法等。講述這些典型的熱點應用案例,對學生了解專業課程和專業的內涵有重要的指導作用。
綜上,通過梳理信息與計算科學專業導論教學中一些需要澄清的問題,根據教學實踐,從典型案例的視角對這些問題設置的必要性和解決方式進行了分析和探討,剖析了這對于促進學生對專業內涵的總體把握、了解專業應用領域、品味專業學習價值的有益作用。
[ 參 考 文 獻 ]
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【關鍵詞】導師制;畢業論文;材料化學;本科
本科生畢業設計是高校本科教育的一個重要部分,是培養大學生綜合素質的重要教學形式,提高學生運用知識和技能分析、研究、解決問題能力,是對大學生本科四年學習成果的階段性總結和審核,同時也是大學生從事科學研究的最初嘗試。
本科生,尤其是理工科的學生在大學階段普遍缺乏系統的從事科學研究的經歷,因此,有必要經過本科畢業設計這樣一個過程的系統訓練為以后繼續深造從事科研或者服務社會打下基礎。同時,本科生畢業設計對于高校實現人才培養目標、加強學生的知識綜合運用能力、培養學生的科學研究能力及獨立工作能力、培養具有創新精神和實踐能力的專門人才等方面,都具有重要意義。因此,完成本科畢業論文是每個大學生畢業的基本條件[1-2]。
1 材料化學本科畢業論文的現狀及原因
材料化學專業是研究從制備到廢棄全過程中材料的化學性質,其研究范圍很廣,既包含了整個材料領域,又包括各類應用材料在有機和無機等多領域的化學性能,它是一門應用基礎理論和方法研究解決在工業化生產中與化學和材料有關的問題的學科。它既是材料科學的一個重要分支,又是化學學科的一個組成部分。材料化學跨越了材料和化學兩大類學科。是一門既具有交叉邊緣學科性質又含有應用理學性質的綜合性學科。同時,正由于材料化學學科的交叉性和復雜性,從而導致在日常的教學過程中凸顯出相對于其他傳統學科所不同的教學難點和盲區。這就給學生在平時的學習提高了難度,也對教師的教學過程提出了更高的要求。
于此同時,由于近年來高校的擴招,高等教育由精英化向大眾化不斷的轉變,高校學生的綜合素質也在逐年下降。高校教師指導的學生和畢業論文的數量大幅增加,從而導致每個學生得不到足夠的指導。并且在考研、就業等諸多因素的影響下,很多大學生無法提供足夠的時間和精力于畢業設計方面的工作,對畢業論文持應付態度,得過且過,導致論文質量普遍不高。畢業論文工作易流于形式有的選題偏大或選題落后于當前社會和科技的發展水平;有的理論與實踐不相符,內容空泛,缺乏現實依據和說服力,更沒有從理論到實踐轉化,解決實際問題的能力;有的試驗設計和研究技術路線不合理,試驗數據錯誤;有的畢業論文僅僅是羅列了相關的文獻內容,簡單概述他人的成果與現狀,并沒有提出自己的理念和想法,甚至存在著抄襲論文的惡劣行為。在這樣的背景下,盡管學生完成的畢業論文已經達到了所需的某些硬性要求,但其論文的質量并沒有實現質的變化。因此,改變本科畢業論文的現行狀況,提高本科畢業論文的質量,已經成為當前高校迫切需要解決的現實問題[3]。
2 提高本科畢業論文質量的幾點對策
2.1 提高對畢業論文重要性的認識
本科畢業論文不僅僅是一個常規的本科教學環節,它是高校實現高層次人才培養的重要輔助手段,是本科教育理論與實踐相結合的首要環節,是學生對四年所學的理論知識進行深化和升華的重要過程,是學生進入社會前的綜合技能訓練。要想提高本科生畢業設計論文的質量,首當其沖的是要提高對其重要性的認識,不僅僅是對學生,同時也是對老師的要求。通??梢圆扇訂T大會、學術論文大賽等多種方式,進行廣泛宣傳,從而使教師、學生乃至管理人員認識到畢業論文工作是教學環節的重要組成部分,是學生科研能力、實踐能力、信息檢索能力形成和提高的重要過程,是其他教學環節無法取代的。
2.2 加強過程管理,實施質量監控
畢業論文設計的全過程需要學生、指導老師和組織協同配合,以學生為畢設主體,指導老師為主導,組織管理提供保障。從畢業論文的實施過程來看,主要包括從選題到答辯等諸多環節,每一個部分都需要制定相關的規章制度和要求,從而使畢業設計的管理更加合理規范。具體到每個環節,首先應嚴把命題關,完善選題管理辦法,所選題目應具有時效性。其次要明確指導教師的資格,指導教師的專業知識結構和教師的指導水平直接影響著學生畢業論文的質量。最好畢業論文的組織撰寫,教師應明確各階段的要求,檢查進行情況,并及時總結出現的問題加以指導。畢業論文在經過指導老師和的審查合格之后,學生才可進行畢設答辯,同時成績的評定標準必須堅持公平公正,實事求是的原則,只有這樣才能夠保證畢業論文的質量。
實施質量監控機制也是提高畢業論文質量的一項非常重要的措施,監控機制主要包括初期檢查、中期檢查和后期檢查三個部分。由校、院、系三級共同承擔整個機制的運行和管理,對畢業論文工作的每個環節實行跟蹤監督,結合本科教學評估的標準和要求,強化過程管理,嚴格執行和落實各項制度,保證畢業論文質量的提高。
2.3 全面實施導師制,充分發揮教師的指導作用
指導教師作為畢業設計全過程的主導,發揮著重要的作用,建立指導教師的篩選機制,保證指導教師隊伍的高質量,形成一支責任心強并且科研經驗豐富的指導教師隊伍,這是提高畢業論文指導質量的強有力保證。在學校鼓勵學生進行學術探索和課題申報的大環境下,應盡快確定本科生指導老師,鼓勵學生積極參加指導老師的研究課題。在科研實踐過程中,學生發現新的問題,分析并解決了這些問題,在不斷的發現和解決問題過程中,學生不僅可以鞏固課堂所學知識,而且學生的思維也得到了應有的訓練,使其科研創新意識和創新能力得到不斷提高。這些不僅可為后期的畢業論文的開展奠定基礎,為畢業論文質量的提高提供了可能,更為以后繼續深造從事科研或者服務社會打下基礎。
3 科研導師制的特點
科研導師制是多層次本科生導師制的實施模式之一[4-5]。以科研作為紐帶,充分利用教師的科研能力讓學生參與課題研究,促進教師在育人中的主導作用。本科生導師制度不同于研究生階段實行的導師制。本科生導師制度的特點主要有以下幾個方面:
3.1 以學生為本,師生積極互動
實行科研導師制,主要目的在于培養高校學生的創新思維,提出、分析并解決問題的能力,提高學生在科研方面的思維和能力。在高等教育大眾化的時代,為了滿足不同的需求,高等教育必須在實施群體化教育的同時適時的提供個性化學習的機制,以個性化教育的實施有效的補充群體化教育所帶來的在個體方面的不足。
3.2 注重培養學生的科研意識和科研能力
在大眾化高等教育的現行模式下,絕大多數的學生依然將大部分的精力停留在書本上,缺乏獨立開展開學研究的能力和實踐訓練,也很難有機會將自己的想法和創新應用于實踐。但在科研導師制的模式下,學生在老師的指導下有目標、有步驟的進行科研研究,既可以將自己的創新思維付諸研究實踐,又能提高科研創新能力。在科學研究過程中,導師也可以全面深入的了解不同學生的特點和專長,從而制定出適合不同學生的學習方案,使學生在研究實踐的整個過程中,科研意識和科研能力都能得到不斷的提高[6]。
3.3 操作性、實踐性較強
科研導師和學生之間通過一個有價值的科研課題相聯系,圍繞著這個課題雙方展開交流和溝通??蒲袑熞胍龑W生深入課題進行研究,產生獨到的見解,富有創新性,實用性,就必須加強實踐環節。只有深入到實踐中去,才可以讓學生對課題產生更深層次的理解。
3.4 工作具有延續性
通過本科生導師制度的建立,幫助學生樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀,制定科學的專業學習計劃,確立明確的專業發展方向。在校四年期間,除常規教育之外,學生還接受了導師從科研到工作、從思想到行為各個環節全方位的教導,使學生得到全方位的提高。
4 科研導師制在本科畢業論文指導過程中運用的重要意義
本科畢業論文中所存在的諸多問題,既有學生主觀上的原因,也有教學和管理上的客觀原因??偟膩碚f,所反映出畢業生科研意識淡薄、科研態度不夠端正、科研能力低下等問題是相當突出的。導師制有利于培養本科生的科研意識,端正科研態度,提高科研能力。為畢業論文指導工作提前打下堅實的基礎,可以有效地解決畢業論文中存在的諸多問題,對畢業論文質量的提高具有顯著的促進作用。
本科生導師制實行的根本目標不在于提高學生從事科研的能力,而是旨在鍛煉學生的創新思維,促進學生的個性化發展,開拓其眼界,并同時使其科學實踐能力得到提高。實施本科生導師制,可以讓學生多層次領域學科的學習成為可能。這種教育模式也為大學生對自身潛能的在開發提供了機遇。同時,學生較早的參與到科研活動中去,在科學實踐中學生可以不斷的發現和提出問題,從而提高了學生觀察和解決問題的能力。
本科生導師制也是一種教學相長的過程,在科研之余,導師同時要負擔起引導學生樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀,這些都要求導師在平時的工作和生活中不斷提高對自身的要求,自覺加強專業知識的學習,以身作則,從而更好的發揮引導和榜樣的作用。
本科生導師制也是對我們現有的學生思想政治工作的一種補充。隨著網絡對高校思想政治工作帶來的強大沖擊,以及大學生對新事務接受能力強但分辨能力弱的特點,更需要對他們進行正確的引導和教育。學生與導師之間、同學之間開展積極的思想交流,要求學生提出并論證自己的觀點,并能夠接受他人建設性的批評和建議。這種教學方法可以培養學生的獨立思考能力,不僅有助于學生的學業,而且還有助于通過遷移培養學生的其他能力。
綜合分析以上情況,本研究項目擬探討將本科生導師制工作與學生畢業論文指導工作結合起來,本科生從低年級就開始參與到導師的科學研究工作中來,改變現有學生在大三下學期甚至大四才著手畢業論文工作的運行模式,改善現有導師制的運行狀況和提高本科畢業論文質量。作為探索專業發展特色和提高教學質量的新運行模式,值得深入研究和探討。
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關鍵詞:大類模式;電子信息類“專業導論”課程;教學模式
作者簡介:李鋒(1970-),男,陜西商洛人,江蘇科技大學電子信息學院,副教授;田雨波(1971-),男,滿族,遼寧鐵嶺人,江蘇科技大學電子信息學院,教授。(江蘇 鎮江 212003)
基金項目:本文系江蘇省高校優勢學科建設工程項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)25-0099-02
作為社會信息化的支撐和依托,電子信息技術及相關產業迎來了高速發展的21世紀,并以前所未有的速度全方位地向社會的各個領域滲透。相應地,電子信息相關學科知識領域更新與增長越來越快,與其他學科之間的交叉與融合越來越緊密。伴隨著學科發展方向不斷分化、細化的同時,電子信息各學科、專業或方向之間的交叉基礎知識更加多,專業界限越來越模糊。與此同時,市場經濟對人才的需求呈現變化快、多元化的趨勢。在這種形勢下,實現“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的人才培養目標已成為高校教育教學改革的熱點和共識。大類培養模式提倡按大類招生,實施厚基礎、寬口徑的通識教育,在此基礎上進行分流培養,學生結合自身興趣特點做出合理的選擇。事實說明,大類培養利于提高辦學效益,優化教學資源,促進學科之間的交叉和滲透,實現更廣泛的通才教育,滿足市場經濟的發展及社會生活多元化對人才的需求。
一、開設“專業導論”課程的意義和目標
在大類培養模式下,學生在大一、大二期間主要是學習公共課和大類基礎課,大三期間學習技術基礎課和部分專業課,大四期間學習專業課程和接受綜合實踐訓練。但是在專業人才培養實踐中發現,盡管大類培養適應了學科專業發展趨勢和市場需求,但要更好地發揮大類培養的優勢,還必須加強大類學習到專業培養之間的銜接,否則將直接影響培養目標的實現。
1.開設“專業導論”課程的意義
在大類培養階段,本科低年級學生對電子信息學科、專業缺乏整體認識,不了解自己的專業方向,不了解專業課程設置,不了解專業課程與基礎通識課程的關系;在思想上準備不足,不知為何要學習這些課程,不知道這些課程對于專業學習和未來所從事的工作的作用,沒有自己的專業目標和努力方向,缺少明晰的學業規劃,甚至有不少高年級學生到了選擇專業方向的時候對自己的專業都不甚了解。針對大學一、二年級學生展開的問卷調查及座談會結果表明,在開設專業導論課程之前學生普遍存在迷茫情緒,找不到發展方向,不能心平氣和、扎扎實實地學習,甚至出現了所謂“大一放松,大二打工,大三租房,大四求生”的情況。
大學階段是青年人渴望自主成長的時期,抓好大類教育與專業教育的銜接可以縮短他們對大學生活的適應期,引導大學生做好學業規劃,為實現培養目標、提升培養質量打下堅實的基礎?!皩I導論”作為專業啟蒙課程,將學科專業教育、思想教育、就業教育等融為一體,旨在幫助學生認識就讀的學科與專業,加深對所學專業的感情,激發學習本專業的興趣和學習動力,掌握正確的學習方法,為后續課程做鋪墊;同時引導學生做好學業規劃,選擇適合自己的發展方向。
2.“專業導論”課程的目標
在這種情況下,選擇在第二學年下學期和第三學年的上學期開設“專業導論”課程——電子信息技術導論更加符合教學實際。該課程的目標是:介紹電子信息技術的基本概念、學科知識體系、技術發展歷程、當前的技術狀況及發展走向、前沿領域,激發學生學習專業課程的興趣,激發部分學生對某些研究領域的興趣;介紹本專業的專業培養目標、培養要求、專業特色、課程設置、進度安排、實踐環節等;對學生進行學習方法指導,指導學生做好學涯規劃和人生職業規劃。
二、“專業導論”教學模式探索
由于“專業導論”課程的特殊性,為使該課程教學效果更加明顯,應從課程安排、教學內容、任課教師、考核方式等方面入手,探索合適的教學模式。
1.課程安排
在大類培養機制下,大學一年級學生在專業方面接觸的主要是大類基礎課,對專業的認識比較膚淺,對于專業領域的知識理解能力非常有限。大學二年級開始,學生通過各種途徑對專業的認識不斷深化,了解專業的愿望也更加強烈。到了大學三年級,學生對自己所學專業的某個領域已經有了較為深入的了解,但還存在著一定的片面性和盲目性,不知道如何進行職業規劃及選擇自己的發展方向。因此,學校選擇在大學二年級下學期初和大學三年級上學期初各開設16學時的“專業導論”課程。
2.教學內容
在大學二年級下學期初,針對即將進入專業學習的學生,著重介紹專業特色、專業課程及專業知識體系、實踐環節;介紹電子信息技術的基本概念、專業技術發展歷程、當前的技術狀況及發展走向、前沿研究課題等;介紹電子信息產業的主要領域及與學科之間的關系,電子信息產業在國民經濟中的重要地位,強調電子信息產業是國民經濟戰略性、基礎性、先導性支柱產業,讓學生對自己所選專業產生認同感,激發學習專業課程的興趣。
在大學三年級上學期,分若干模塊介紹信息科學的各個學科各分支的研究內容及發展動態,如:電磁場與無線技術模塊,通信技術與通信網模塊,計算機技術、互聯網技術與信息安全模塊,微電子、集成電路及其應用模塊,控制科學與工程模塊,數字信號處理、圖像、語音處理模塊,光電信息技術等。介紹各模塊所涉及的知識領域基本框架,與其他學科之間的關系等,使學生初步體會信息科學所涉及的領域范疇,相關的基礎理論、基本技術和方法,達到拓展學生視野、激發學習興趣的目的。
3.任課教師安排
為達到預期教學效果,采用課程教學小組的形式安排任課教師。小組長為課程的總負責教師,由主管教學的副院長或系主任擔任,小組成員為專業骨干教師,根據每個教師的專長負責不同的模塊。小組長負責介紹課程總體概況,包括主要學科領域、技術、產業、前沿課題等,突出介紹電子信息產業的戰略性、基礎性、先導性作用;其他任課教師分別向學生介紹各模塊的基本理論、技術及發展動態等。課程教學小組經常針對專業導論課進行教學經驗、教學內容、方式、方法及教學效果等方面的交流、探討和研究。
4.課程考核
課程考核由課程組長負責,采用作業小論文+課程大論文的形式。每位教師根據自己負責的模塊擬出若干題目讓學生選擇,最后課程組長綜合各任課教師的評分給出本課程的總成績。
作業小論文:若干題目自選,如電子信息技術可分為哪些產業,電子信息技術與國民經濟及工業信息化之間的關系,電子信息技術各個學科與產業之間的聯系,感興趣的產業或領域,某領域的發展現狀,大學期間專業學習與能力培養之間的關系等。
課程大論文:要求學生在學習完專業導論的基礎上,通過調研對大學的專業學習及今后的發展進行規劃,形成課程學習報告。包括各自特長和愛好是什么,自己的學習習慣、喜歡的職業,該領域當前的社會需求是什么,本科階段應培養的能力有哪些,大學剩下的時間準備做哪些事情,畢業后的發展規劃是什么,準備采取哪些措施去實施你的計劃等。
三、對“專業導論”課程教學效果的思考
通過學生座談會和問卷等形式對本課程教學效果進行了調查,結果表明,在本課程之前,很多學生都存在對所學專業不了解、學習動力不足等問題。這部分學生不知道如何規劃大學期間的專業學習,對學業生涯定位模糊,對基礎課不重視。以電子信息工程專業為例,該專業2009級學生在開課之前認為自己了解該專業的僅占14.3%,了解一點的占50.8%,認為自己對專業學科領域及相關產業了解的僅占9.5%,認為自己有明確專業愛好的僅占8%左右,不少學生渴望對專業有更深入的了解。經過課程學習之后,有70%左右的學生對自己大學階段學習及今后專業發展提出了較為明確的規劃。教學座談會反饋結果表明學生和學生管理部門也對該課程持肯定態度。
由于“專業導論”課程的開設時間較短,在教學過程中還存在不少問題,如教學形式較為單一、與工程實際聯系偏少、部分學生對課程的重視程度不夠、教學時間安排不盡合理等。為進一步提高教學效果,針對存在的問題提出以下建議:
1.課程時間安排
“專業導論”作為大類招生專業的專業先導課程,具有教育和引導的多重功能,在低年級開設更有利于學生盡早了解專業,建立對專業的認同感,并盡早確立今后繼續深造所要涉及的發展方向,減少專業上迷茫、學習精力分散等情況的發生;在中高年級開設有利于學生深入了解學科不同分支,并結合自身愛好特長對學業和今后發展方向做出合理規劃。因此建議將“專業導論”課程的兩部分內容分別安排在低年級和中高年級開設。
2.改革教學內容
密切跟蹤學科發展,充分發揮不同研究方向教師的優勢,充分把握學科及其分支的發展動態,把本學科最新的發展情況介紹給學生,幫助學生從不同角度了解專業內容及發展方向,并適當結合學校特色,構建特色化的教學內容。
3.重視條件建設,注重多種教學方法相結合
條件建設是課程建設的重要保證。進一步加強該課程的建設,包括教材、多媒體課件的制作、網絡教學環境的建設;積極利用實驗室、企業等條件開展實踐教學;努力實現專題教學、多媒體教學、網絡教學、實踐教學等有機結合。
四、結語
在大類培養體制下,電子信息類“專業導論”課程在整個專業的課程體系中具有承上啟下的重要作用。加強“專業導論”課程的教學研究,不斷改進教學模式,充分發揮其引領、規劃和導向作用,指導學生認識專業、規劃未來,對提高教學質量乃至專業人才培養質量都具有重要的實際意義。
參考文獻:
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【關鍵詞】環境科學與工程導論 雙語教學 教學策略 探索
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2012)08C-0063-02
環境科學與工程導論是環境類專業本科生專業基礎課程,在廣西大學已連續7年采用雙語教學。在教學內容上,緊密結合學科發展動態,廣泛吸收現代環境科學與工程學科的最新研究成果,形成“環境問題-產生機制-影響程度-控制方法-過程原理-效果評價”的課程結構;建立以環境問題為導向、以學生為教學主體的教學理念,不僅提供創新與發展空間,培養學生的專業精神,還要使學生通過課程學習,增強他們的環境意識。在教學實踐中,教學團隊在以下幾個方面開展了教學實踐的探索,于2010年成為國家級雙語示范課程。
一、雙語教學目標的確立與實現
(一)根據專業人才構建一個多層級的雙語教學目標體系。雙語教學目標是雙語教學活動的出發點和歸宿點,是雙語教學中師生共同的行動導向,具有激勵和評價功能。在雙語教學目標體系中,最高層次是人才培養目標,其次是雙語教學目標,再次是課程目標。本課程是環境科學和環境工程專業重要的專業基礎課,對學生后續專業課程的學習具有導向和示范作用。本課程依據環境工程專業人才培養目標來構建一個多層級的雙語教學目標體系(見圖1),作為課程教學活動的宏觀指導和具體行動指南。
(二)構建雙語教學內部課程體系。此內部課程體系由雙語課堂教學、小組活動和隱性課程組成。
課堂教學是讓學生在“教中學”,以系統掌握必要的學習技能、專業本領和科技英語知識;小組活動(Group learning)主要在課后進行,這是一種“動”的狀態,其意義則是讓學生在“動中學”,以鞏固課堂知識,以“用”為導向,實現學以致用,這兩項教學活動之間是一種“學用結合”的關系。雙語隱性課程則要求為學生創設一種浸潤式的雙語情境,如通過視頻、音頻、科技文獻、游戲等給學生營造―種語言氛圍,使之在自覺與不自覺之中習得雙語;課堂教學是顯性課程,教學網站提供的影像資訊、材料閱讀和論文寫作是潛在的隱形課程,二者之間就是一種“顯隱結合”的關系。
(三)課程考核改革與試題庫建設。首先對考核方式進行必要的改革,加大平時成績所占比例,以平時成績為導向,引導學生自主學習和小組合作學習。成績構成分幾個方面,如圖2所示。
平時成績又三部分構成:一是課堂表現及課堂作業;二是基于解決問題的小組學習(Problem-based Learning,PBL):三是課程小論文。
在課堂作業形式、小組學習內容、課程論文選題方面,教師精心設計,在內容上既要考慮涉及的知識點,又要保證合適的信息量;在形式上既要顧及年輕人喜歡挑戰、敢于展示能力的一面,又要做到輕松有趣,想方設法激發學生的學習興趣。例如,學生的課堂表現主要通過案例討論的形式予以考察,根據大家時下關注的環境問題和環境熱點,結合專業理論,組織大家進行課堂討論。
小組合作學習的內容可設計為《××大學新生環境意識調查》,具體任務為:一是設計一份調查問卷(如環境意識調查、某個具體環境問題的公眾參與問卷等);二是完成調查工作,回收問卷;三是統計分析調查結果,按格式撰寫調查報告;四是選讀調查報告,制作Powerpoint幻燈片,采用漢語或英語陳述。此環節要求小組每個成員都提前做好準備,采取小組現場抽簽形式選出代表宣講,避免性格內向的學生被邊緣化。教師和助教按以上四個部分作業的完成情況給小組評分,各小組根據每個組員的具體表現,民主評議分配總分。
課程小論文可以設計為以“家鄉環境”為主題,要求個人獨立完成。學生可以通過網絡或書信收集家鄉環境信息,分析家鄉環境問題,撰寫以家鄉環境問題調查為內容的小論文,格式上嚴格按照《廣西大學學報(自然科學版)》投稿要求。學生在撰寫中英文摘要時,就是對“雙語”教學一種“學以致用”的體驗,也是對雙語教學效果最好的檢驗,教師可以將學生中英文摘要作為專題教學素材予以點評。
所有平時成績(課堂表現、小組學習、課程論文)都要及時講評和記錄,并及時在課程QQ群里公布,以便于及時提醒和引導學生完成學習任務。本課程教學實踐證明,這種以平時成績為導向的教學方式把“教”和“學”雙方緊密地聯系起來,教師對“學”的進程進行有效的引導和把控,學生對“教”的目的和“學”的內容及時了解,并對自己的學習成績“心中有數”。
對考試內容也要進行改革,使考試內容具有較強思考性與啟發性,試題的難度、區分度安排較合理,緊貼教學大綱;命題符合大綱要求,科學、合理,注重學生雙語能力的考查。
期末考試方式采用英文出題,除論述題外,其余用英文答題。既注重引導學生牢固掌握環境科學與工程學基本的知識點,將專業知識轉化為專業常識,還注重提高學生的分析問題、解決問題的能力,以達到更好的教學效果。
(四)建立一套專業課程雙語教學水平的評估體系。構建針對學生、教師的雙語教育評價標準與指標體系,發揮評價的導向、調節、鑒別與激勵功能,為使雙語教學向其他課程輻射奠定基礎。雙語教學評估體系可以包括:一是針對學生的評價標準與指標體系,如專業知識學習能力、專業英語交流能力、專業信息獲取能力等;二是針對雙語教師評價的標準與指標體系,如專業知識傳授能力評價、專業外語傳授能力評價、課堂組織能力評價、教學績效評價等。
關鍵詞:車聯網工程;導論課程;整體設計;綜合素質
TN0-4;G642
隨著物聯網產業的興起、移動互聯網業務的拓展、云計算等計算模式的應用、泛在服務的推廣,物聯網被麥肯錫全球研究院(MGI)在2013年5月的預測報告中認為是12項顛覆性技術之一[1]。車聯網是典型的物聯網,涉及汽車業、通信業和信息業三大戰略性新興產業,因此車聯網的發展,必然會帶動全新的產業鏈的建立和快速成型。
湖北汽車工業學院(以下簡稱“我?!保┪挥诤笔∈呤?,該市因車而建、因車而興,不僅是東風汽車公司的發源地,而且擁有國家級汽車關鍵零部件產業基地和國家商用車零部件高新技術產業化基地,汽車工業在十堰市國民經濟中處于主導地位[2]。因此,在我校專業建設規劃中,學校依據自身的發展定位和人才培養目標,充分發揮大工程背景優勢,緊密圍繞“汽車產業鏈”,優化專業結構,拓寬專業面,按照“調整結構,突出特色,發揮優勢,注重內涵,提高質量”的專業建設與發展路徑,分層次、分類別的開展專業建設,并提出要圍繞“汽車產業鏈”積極培育汽車產業發展和地方經濟建設急需的新專業,如:新材料、新能源汽車、車聯網等國家戰略性新興產業相關專業或專業方向。
因此,我校結合當前車聯網發展的大趨勢和在科研、教研中積累的科研和教學資源,設置了電子信息科學與技術專業(車聯網工程方向)。在車聯網專業方向的綜合改革過程中,需要面對的一個重要課題是如何對新生進行專業教育,激發學生對本專業方向的興趣,進而為后續學習奠定良好的基礎。導論課程將承擔這一任務[3]?!盾嚶摼W導論》課程首次對2011級學生開課。在課程的教學過程中,借鑒了國外大學的教學方法,注重學生自主學習能力的培養,經過4年的教學過程,取得了較好的效果。
一、《車聯網導論》課程整體設計
(一)內容和方法并重
《車聯網導論》課程是本專業方向學生接觸到的第一門具有專業內容的課程,教學內容的設計十分重要。不僅要能夠全面概括本專業方向所涉及到的大學四年的教學內容,而且要能夠清楚地說明大學四年的教學課程之間的關系,讓學生對本專業方向的專業相關課程有一個有機整體的概念。
因此,設計本課程的目的和內容是“車聯網是能夠對車用信息進行采集、識別、傳輸、融合和利用的一種物聯網,能夠實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理,被認為是最容易形成系統標準、最具備產業潛力的物聯網應用。本課程從車聯網的感知層、傳輸層、支撐層和應用層這四層分別進行闡述,使電子信息科學與技術(車聯網工程)專業學生對車聯網的基本概念、技術框架、應用范圍具有初步認識,為后續相關課程的學習打下基礎?!?/p>
好的教學方法能夠對教學起到錦上添花的作用。在本門課程中,對學生的考核方法是“課程報告(60%)+課堂匯報(40%)?!边@個考核方法要求學生在課后發揮主觀能動性,查閱資料,針對一個主題,以正式的科技文獻的形式完成相應課程報告,同時,還要以PPT演示的方式對課程報告進行匯報。這對學生來說,不僅具有很大的挑戰性,而且具有很強的趣味性。挑戰性體現在,學生剛剛從高中被動式學習向大學的主動式學習轉變,課程考核要求學生從查、思、寫、講等多個方面全面挑戰自己以前的學習方法;趣味性體現在,學生以團隊的形式完成考核,不僅能夠在合作中找到樂趣,而且能夠在PPT匯報過程中,體驗評價他人和自我對比的樂趣。
(二)前后知識貫穿
《車聯網導論》課程的一個重要內容是要清楚地說明本專業方向的專業相關課程之間的關系[3]。為了能夠組織教學課程關系,本課程在感知層、傳輸層、支撐層和應用層等四層的車聯網分層基礎上,通過把專業相關課程和車聯網體系結構各層進行分學期的對應,使學生能夠清楚地了解未來所學專業相關課程在車聯網中處于什么位置。專業相關課程與某層的分學期對應關系如下圖所示,其中,左圖分類課程中紅色字體的課程表示該課程與車聯網直接相關。
另外,本門課程在大一上學期開設,同期,學生正在學習《計算機操作基礎》課程,其中包括Word和PowerPoint等內容。本門課程要求學生用Word軟件完成課程匯報,用PowerPoint軟件完成課堂匯報的演示文稿。這不僅鍛煉了學生對所學知識的應用能力,而且讓學生體會到學有所用的成就感。
二、培養綜合素質
在《車聯網導論》課程的教學過程中,還對學生的綜合素質進行了培養。這種培養主要表現在三個方面。
一是對學生文獻檢索和科技寫作能力的培養。由于課程考核要求學生以正式的科技文獻的形式完成相應課程報告,因此,不僅需要學生在課外查閱大量資料,而且需要學生對科技寫作進行實踐。文獻檢索能力的培養過程以中國知網CNKI中的文獻檢索為例,給學生演示了如何從學校主頁找到圖書館主頁,進而一步步找到所需要的數據庫并進行關鍵字檢索。盡管演示很簡單,但是學生了解了文獻檢索的基本過程,為學生后續的文獻檢索工作打下了基礎。在科技寫作能力的培養過程中,以“湖北汽車工業學院學報”為例,給學生演示了如何查找期刊主頁,進而一步步找到所需要的投稿模版和論文撰寫要求。這里面涉及到的內容包括論文格式、論文組織方式、參考文獻,以及摘要、引言、結論等各個部分的撰寫要求等。同樣地,盡管演示很簡單,但是學生了解了科技寫作的基本要求,為學生未來的畢業論文以及科技資料撰寫打下了基礎。特別令人欣喜的是,通過任務式的教導方法,學生對文獻檢索和科技寫作的目的有了深刻的認識,不僅能夠找到所需要的參考文獻,而且撰寫了在形式和內容上都頗為專業的課程報告。
二是對學生表達能力的培養。由于本門課程還要求學生以10分鐘PPT演示的方式對課程報告進行匯報,因此,學生還要準備正式的課堂匯報。這不僅要求學生能夠清楚地表達課程報告內容,而且在匯報內容組織、課堂過程、儀態等方面都要做精心的設計。雖然部分學生是第一次以這樣的形式完成課程考核,但是都認真對待,順利完成了課堂匯報。每一屆學生的都能夠帶來驚喜,例如,有的學生充分利用圖文并茂、視頻穿插的設計,使得匯報內容豐富多彩;有的學生進行課堂互動,活躍課堂氣氛;有的學生語言幽默,結合當前時事和網絡語言,提升學習興趣。教師對每一組同學的課堂匯報都要即時點評,包括PPT的內容和形式、學生的表達能力和課堂組織等;這里需要特別注意的是,點評要突出優點,使得學生增強自信,但同時也不能回避缺點,但是要注意語言表達,不能挫傷學生的積極性。另外,還有一個附加效果是在最初設計課程教學時所沒有想到的,即學生對站在三尺講臺的教師課堂教學有了直接和深刻的感受,即這并不是一件隨意可以完成的事情,只有在課前做好充分的準備才能夠真正上好一堂課。
三是對學生團隊精神的培養。本門課程要求學生分組完成課堂匯報和課程報告,學生可以自由組合。在任務分配過程中,學生也需要自己選擇主事人,分配各個任務。只有大家分工合作才能夠出色地完成課程考核要求。在學生提交課程報告時,需要注明本組成員的分工,在考核成績上,會根據分工給予考慮。從對2011級學生開設本門課程開始,學生基本都屬于90后,大部分都是獨生子女。通過本門課程的小組任務,學生們理解了團隊精神的重要性。
三、課程教學效果
盡管《車聯網導論》只有16個學時的授課時間,但是課程信息量大,同時盡可能地對學生的綜合素質進行培養,取得了較好的效果,如圖2所示。
四、結束語
《車聯網導論》課程是我校電子信息科學與技術專業(車聯網工程方向)新生進行初步專業教育的重要課程。本文對該課程的課程教學進行了研究和實踐,主要包括課程內容和考核方法的設計,如何通^本門課程把前后知識貫穿起來,并闡述了在課程教學中對學生綜合素質的培養,特別強調了學生課堂匯報的有益效果。通過上述方法,課程教學取得了較好的效果;未來還需要在學生自我評價方面進行改進和探索。
參考文獻:
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【關鍵詞】課程改革;計算思維;任務驅動
0 引言
1989年,ACM攻關組提交了著名的“計算作為一門學科”報告,報告認為,“計算機導論”課程要培養學生面向科學的思維能力,是學生領會學科的力量,以及從事本學科工作的價值所在[1]。2001年,CC2001將計算機學科劃分為計算機科學、計算機工程、軟件工程、信息工程、信息技術五個分支[2]。2005年,CC2005進一步指出,該課程的關鍵是課程的結構設計問題,ACM和IEEE-CS分別為這五個分支學科設計了相對獨立的課程體系,要求“計算機導論”課程應該以面向計算學科的思維能力,即計算思維能力的培養為核心,為學生的大學課程打好基礎[3]。2002年中國計算機學會教育委員會和全國高等學校計算機教育研究會推出了《中國計算機科學與技術學科教程2002》(China Computing Curricula 2002,簡稱CCC2002),闡明了計算機科學與技術學科的教育思想,對學科的定義、學科方法論、學科知識體系和內容、教學計劃制定以及課程組織方法、畢業生應具備的能力等方面做了系統全面設計,并將計算機科學與技術學科的知識體系結構組織成知識領域、知識單元和知識點三個層次,其中知識領域是知識體系結構的最高層次,共14個領域,下設132個知識單元[4]。
目前,我國國內的學科分支及課程體系一直沿用CC2005和CCC2002,“計算機導論”設計5個知識領域,涵蓋12個核心知識單元,分別是信息技術史、程序設計語言概論、軟件工具和環境、語言翻譯簡介、人機交互基礎、軟件演化、通信與網絡、信息技術的社會環境、職業責任和道德責任、基于計算機的系統的風險和責任、知識產權、隱私權和公民自由。
“計算機導論”是一門計算機專業的引導性課程,開設在學生第一學年的第一個學期。本課程教學目標是:通過本課程學習,要求學生了解計算機科學的基本概念、計算機系統的組成、數據表示方法學和數據加工表示方法等,最終對本專業各個學科的核心內容、各個學科的關聯有全面、概要的認識,為后續的專業學習奠定入門的基礎。同時,“計算機導論”該課程也是一次對學生具體而詳盡的專業思想教育,對學生的專業學習具有啟蒙作用。因此,依托學科課程體系,對《計算機導論》課程進行改革,優化課程內容、打造精英團隊、改進教學方法,培養學生計算思維和實踐能力非常重要。
1 課程教學存在的問題
從計算機學科體系發展背景、計算機導論課程大綱設計、計算機專業的計算機導論實際教學效果等方面分析,計算機導論課程建設主要存在以下問題。
1.1 課程意義認識不足
隨著中學階段信息技術課程的普及,學生對網絡資源獲取日益增多的社會環境下,一些學生和教師對“計算機導論”課程的地位認識不足。學生將“計算機導論”課程與“計算機應用基礎”課程混為一談,在教學管理過程中,學生對大量的專業名詞感覺枯燥,理解困難,學生的學習積極性不高,處于被動接受狀態,缺乏自主學習和創新意識。學生學完后感覺不到這門課程的意義,沒有起到為后續課程打基礎的作用。
1.2 教師對計算機導論課程內容理解不夠,教學內容簡單化
“計算機導論”課程信息量大,教師很難做到每個章節分配合理,重難點掌握恰當,沒有潛移默化的培養學生的學習思維,不能很好地幫助學生系統的認識計算機學科體系結構。教師在面臨繁多的學科體系要求下,很難貫徹執行計算機學科體系的核心思想,在教學內容上只是對核心內容進行簡化和壓縮,生搬硬套教學大綱,完成基本的教學要求。
1.3 教學方式陳舊
在信息化高速發展的環境下,學生習慣了依賴網絡、依賴手機電腦,這時,教師還采用傳統的教學方法,只是簡單的將黑板的“人灌”簡單的改成了PPT的“電灌”,學生還是被動地接受,課堂氣氛沉悶,學生沒有激情,教學效果不理想。
2 課程改革的思路
2.1 依托學科課程體系,以培養學生計算思維為向導構建課程的教學大綱
計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動?;谟嬎闼季S的教學,是指通過建立一種合適的體系,以培養創新型人才為目標,激勵、引導和幫助學生主動發現問題、分析問題和解決問題。在課程教學是以教師為主導、學生為主體的“探究”過程,在教學過程中運用計算思維的方法獲取知識、訓練技能、培養能力、發展個性[5]。
2006年3月,美國卡內基?梅隆大學計算機科學系主任周以真(Jeannette M. Wing)教授在美國計算機權威期刊Communications of the ACM雜志上給出,并定義的計算思維(Computational Thinking)。周教授認為:計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。2008年6月,ACM在網上公布的對CS2001(CC2001)進行中期審查的報告(CS2001 Interim Review)(草案),開始將美國卡內基?梅隆大學計算機科學系主任周以真(Jeannette M. Wing)教授倡導的“計算思維”與“計算機導論”課程綁定在一起,并明確要求該課程講授計算思維的本質。根據ACM和IEEE-CS的要求,“計算機導論”課程應該以面向計算學科的思維能力,即計算思維能力的培養為核心,為學生將來的大學課程打好基礎[6]。
“計算機導論”在課程大綱設計中,依托學科課程體系,以培養學生計算思維為向導,力求以嚴密的方式將學生引入計算學科各個富有挑戰性的領域之中,為學生正確認知計算學科提供方法,為學生今后深入學習計算機的課程做鋪墊。下面列出“計算機導論”課程教學大綱。如表1所示。
如表1所述,“計算機導論”課程的課程大綱中包含了學科的宏大視野和學科各分支領域具有的共性的核心概念、數學方法、系統科學方法、社會與問題,要求學生理解計算思維,認識學科形態,培養專業基礎素質。課程大綱體現了在不斷地提出問題、解決問題的過程中,加強學生運用計算思維進行問題求解能力的訓練以及邏輯思維能力的培養,結合專業特色,將計算思維應用到各個專業問題的解決方法中去。
2.2 教學內容模塊化,以培養學生實踐能力為目的改變教學表現形式
依據3.1中構建的課程大綱,將“計算機導論”的所有教學內容分模塊以不同的課堂形式表現。下面列出分模塊的“計算機導論”教學內容及教學表現形式。如表2所示。
2.3 打造可持續發展、創新型的教學團隊
“計算機導論”需要解決的主要問題是讓學生了解學科發展歷史,學科最新發展方向,職業基本行為規范和學科所要學習的內容,因此需要教師能夠融會貫通的對“計算機導論”所設計的計算機學科知識進行系統的講解,并能夠跟蹤學科的科研動態,了解目前的重大科研成果,通過對前沿科學內容的講解,開拓學生的視野。因此,“計算機導論”教師團隊的教師必須教學經驗豐富,“計算機導論”中所涉及的知識映射的單門課程需要有循環教學2-3遍的教學經驗,能夠非常清楚后續各課程之間的銜接關系,準確地把握各類課程的引導性內容和重要性內容,在教學過程中潛移默化的培養學生的計算思維能力。
教學團隊由教學經驗豐富的教學型專業人員擔任課程負責人,以中、青年骨干教師為主體,形成由教授、副教授、講師、助教組成梯次合理的隊伍。教學團隊中有教學效果優秀、教學經驗豐富的名師。
課程負責人熟悉各個教學環節教育改革趨勢,能夠協調和凝聚團隊成員的力量,實現優勢互補,指導團隊成員在課程建設、教材建設、教學內容、教學方法和手段或實驗、實踐教學等方面的教育教學改革中取得成果。
“計算機導論”教師團隊的教師要求掌握各種課堂技巧,根據不同的章節內容特色,靈活運用各種教學方法,用通俗易懂的語言描述繁雜的專業內容,調動課堂氛圍,激發學生學習“計算機導論”的興趣,讓學生正確認識本門課程的重要性。
教學團隊成員要求具有創新性思維,在間教學過程中進行專業學術探討與論爭、教學方法交流、教學經驗溝通等,產生教學實踐改革的創新思考,并在教學實踐中逐漸實施,形成通過教學團隊成員的創新精神來促進課程發展和培養具有創新意識教師的良性循環。
2.4 合理利用網絡資源,創造交互式課堂
根據上文所描述的模塊化的教學內容和教學形式,在課堂教學過程中,以學生為中心,采用理論、實踐(2:1)的形式組織課堂教學。理論課堂以講解基本理論知識為重點,幫助學生運用學科數學思想梳清整個學科脈絡,建立系統化的認知模型。實踐課堂以“任務驅動”的形式組織教學,以團隊小組的形式進行考核。課堂教學方式是:①教師引導組長運用關注點的計算思維指導組內的分工,將一個復雜的題目演變成一系列的子模塊;②各組員定期交流各自完成的情況,對于過程中遇到的問題;③教師引導學生運用計算思維的方法進行抽象、分析;④通過網絡等各種途徑進行自主檢索、探究、思考、討論;⑤最終形成問題的求解思路;⑥在學生完成任務后,教師引導學生進行知識的歸納和總結,并演示、講解和答辯相結合進行總結評價,加深學生對知識體系的理解。通過這種課堂組織方式,激發學生的求知欲,改變學生由被動學習為主動獲取知識,提高學生的學習主動性。
隨著互聯網的普及和學生對計算機技術的應用,學生可以通過互聯網去使用優質的教育資源,不再單純地依賴授課老師去教授知識。而課堂和老師的角色則發生了變化。老師更多的責任是去理解學生的問題和引導學生去運用知識。1/3的時間課程教學中,除去需要用實驗驗證計算機學科中的一些核心概念和學科形態外,如:計算機的體系結構在最新的計算機產品中的應用問題,第三次數學危機,職業道德,計算機未來的形態等問題均可以采用“任務驅動”的形式授課。學生需要課前根據老師布置的范圍了解和學習相關的知識,形成小組總結性文字,老師需要根據學生的實際水平和課前學習效果組織課堂討論,引導學生計算思維的方式構建學科脈絡,拓展學科視野。
理論教學與任務驅動實踐教學有機結合,充分調動了學生的學習積極性,促進了學對知識的理解,訓練了學生的計算思維,培養了學生的創造力。
3 小結
論文通過對“計算機導論”課程的課程大綱梳理、教學團隊建設、教學方法改革,在當前“計算機導論”教學中注入了新的思路,體現了以培養學生實踐能力的教育思想。
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