强化实践教学，促进计算机专业课程群建设
【摘要】本文探讨了计算机专业课程群建设中实践教学的重要性、实践教学在各课程群中实施的方法和手段以及如何将实践教学纳入考评,建立科学的考评体系,以激励学生努力学习,努力提高自身的综合素质。
【关键词】实践教学 课程群 团队精神 项目训练
【中图分类号】TN06【文献标识码】A【文章编号】1009-9646(2009)02(a)-0222-02
随着信息时代的发展,大学生入学的知识水平差异逐渐增大,知识结构也在快速改变。传统的课程体系和专业要求不再适合当今的大学教育,教师和学生都将运用现代化、电子化的教学手段充实和提高自己的专业水平。在这种情况下,从事计算机专业教育的教师,要为自己的学生提供高质量的教育,满足学习者技能多变的需求。这就要求我们必须运用科学技术方法论,建构既有弹性又有核心课程群的课程体系,同时将实践教学贯穿始终,以便与学习者的知识架构相联系、相适应,为学习者提供一套整体的课程方案,以提高学生的知识水平和综合素质。
1 实践教学的内容及其重要性[1]
实践教学主要包括独立设置的实验课程、项目训练、社会实践、科研能力训练、综合论文训练等多种形式。
实践教学是学生创新能力培养的关键环节,也是重要的技能训练。对于大学一年级的新生,对实践教学可能没有完全的认识和正确的评价,随着开设的实践性课程不断增多,他们会对自己的研究以及与他人合作产生浓厚的兴趣。因此课程中加入实践教学,能够象催化剂一样,激发并提高学生对专业的学习兴趣。
经调查发现,经过良好的实践教学训练的学生,走上工作岗位之后,对人际交往技能具有更好的理解,能够始终专心于完成高质量的工作,能够将时间和聪明才智运用在那些有价值的方面,能够致力于终身学习,并能促进用人单位的技术进步。
计算机专业又是一个实践性非常强的专业,为了提高学生的实践能力和创新精神,计算机专业必须加强实践性环节的教学,我们应采用将实践教学融于计算机专业课程群中的方法,总体构建实践性环节教学体系,着重培养学生的实验技能,工程设计能力、科学研究能力、组织能力和社会实践能力。
2 将实践教学贯穿于计算机专业课程群之中,提高学生的科研水平和社会实践能力。
从计算机专业学习者层面的不同需求出发,可建构如下四个课程群:
1)引导性课程群。侧重于大学新生对计算机专业知识体系结构以及未来的发展方向的初步认识和了解。
2)分析与设计类课程群。侧重于技术基础的要求,介绍问题的分析与计算模型的设计。
3)硬件类课程群。重点是动手能力的培养。
4)软件工程类课程群。侧重于科学研究与开发的要求,重点是正确的设计与实现,强调抽象与高级实现。同时要将实践教学与课程群建设密切结合,培养学生各方面的能力,是提高学生的质量,提高就业率的重要环节。
2.1 宽口径的计算机入门基础课程。
在计算机基础教学中,以前我们的主要内容是以技能性操作训练为主,辅助其他一些基础知识的介绍,现在这种方式已经不适应大学新生的知识体系结构。随着计算机的普及,高中基本上都开设了信息技术课程,技能性的操作对大学新生来说已经易如反掌。对于计算机专业新生来说,一开始了解和掌握计算机专业课程体系结构和计算机未来的发展方向犹为重要。因此应开设宽口径的计算机入门基础课--计算机导论。
此课程可以专题讲座的形式开设,如“计算机体系结构”,介绍典型的计算机体系结构、技术发展以及局限性,探讨未来计算机一些可供选择的组织结构及程序系统;又如“计算机与信息安全”,介绍黑客入侵、计算机系统常见漏洞,防范攻击的技术措施、密码技术与计算机安全有关的问题;再如“计算机领域的重大突破”,介绍计算机发展史上的主要成就,考查计算机理论与实践的相互影响,涉及的问题有计算能力的局限性、算法效率、密码技术、语言翻译、人工智能、计算机网络等。此外还有“计算机系统灾难”,讨论计算机系统如何失效,计算机系统崩溃对社会造成的影响,并介绍计算机崩溃导致灾难的一些实例,讨论计算机安全、容错结构等问题。引导学生从正反两个方面去认识计算机,拓宽学生的视野和思路。
语言表达能力是学生立足社会的最基本能力,受现行教学方法影响,学生在课堂上常常被动听讲,缺乏写作和演讲训练,学生的语言表达能力普遍较差,极大地影响了学生今后的发展。因此建议在计算机导论中引入讨论课程的教学形式,研讨的题目以小论文的形式完成,学生可以小组为单位进行演讲和讨论。并在课程的开设中增加写作指导环节,明确写作要求,提高学生学术论文的写作水平。这种课程模式对激发学生的求知欲有很大的帮助[2]。
2.2 突出问题的分析与计算模型设计能力的课程群
离散数学、数据结构、计算方法、算法设计与分析等计算模型设计类课程组成一个课程群。程序设计类课程为以上课程服务,以算法驱动、项目驱动来介绍程序设计技术,教学语言主要是C、Java等。从培养学生的能力出发,所有软件类课程,都要有完成项目训练的要求,通过项目训练培养学生的分析问题、模型设计和开发能力。在项目训练中对学生进行分组,每周定时讨论答疑,在这种讨论中，强调的不是一个人说，其他人听，而是注重集体讨论,相互引导,讲究讨论过程,通过积极思考得出结论。项目训练环节的辅导工作也很重要,建议将实验室人员也以课程群进行划分,每组学生由专门的实验室人员进行辅导。这样有效地解决了实验和教学脱节的问题。
2.3 突出动手能力培养的硬件类课程群
对于汇编语言程序设计、微机原理与接口技术、单片机应用、硬件维修等硬件类课程的实验课,在教学过程中强化实验教学,并注意引导学生养成正确的实验方法,如有的实验是先作原理设计然后再编程,而且将一个大的设计系统合理地分成若干个小的子模块。对于综合实验,完成原理设计后要与老师讨论,老师应提出指导性意见。
通常教师精心设计实验指南,上传到相关的课程网站上,实验指南主要介绍实验装置、系统的组成和软件的使用方法等,最后给出一个典型示例并提供源代码。学生在做实验之前,通过阅读实验指南,可以清楚地知道相关硬件的连接及使用方法,然后着手搭建实验系统[3]。实验辅导主要由实验室老师完成,主讲教师参与大实验方案的论证及实验检查。实验资料从网上获取,可进一步培养学生从网上自主获取知识的能力和实际动手设计并实现的能力。该类课程的特点是学生必须自己完成一个实际项目(或作业)的设计和实现。突出对学生动手能力的培养。
2.4 强调实用性和团体协作精神的软件工程类课程群
实用性课程的开设是现在国内计算机专业教学中应该重视的问题,因此数据库、软件工程、管理信息系统等软件工程类课程组成一个课程群非常有必要,此类课程的开设,既要有广度,又要兼顾深度。
在广度方面,应强调课程群中的课程相辅相成的关系。将学生分组布置几个团队项目。项目应覆盖调查研究、需求分析、设计、实现、维护、软件质量保证,软件标准等。在项目的开发中,强调社会实践能力、人际交往技能和协作能力。
及时将最新科研成果引入教学更体现了课程群的深度。在该课程群的建设中,能够迅速将新技术转化为一门课程加入其中,如数据库技术,能够及时地将数据仓库、数据挖掘的最新进展引入课堂。并要求学生搜集相关资料,以报告会的形式进行演讲和讨论。
2.5 实践教学推动科研水平的提高
科研和实践教学相结合,理论联系实践,相互促进,取长补短,相辅相成,可以起到一举两得的效果。学生的实验教学活动可以从科研任务中选择有使用价值的题目进行设计实验和科学研究实验。有创造性的实验结果又可用于科研项目中,使科研成果水平进一步地提高。如一些计算机软件实验都可以与科研课题结合起来。
这种结合还可以通过与企业紧密合作的实践教学活动来体现和深入,可以利用假期与企业合作开展一些规模较大的、时间较长的实践活动。在企业中学生面对的是较大系统的制作,而这些大系统需要大项目组去完成,学生在利用专业知识解决问题的同时还可以获取团队工作的经验。
3 将实践教学纳入考评,建立科学的考评体系
传统的教学中,对学生质量的评价标准是非常片面的,只把考试作为衡量学生质量的手段,这种方式存在着许多弊端。首先,常规采用的闭卷考试中,要求学生死记硬背的成分很高,这会给学生造成一种错误的导向,即多看几遍书,背会书上的概念,就能考出好成绩;再者,考试形式单一,往往仅以期末一份考卷来评判一个学生,忽略了学生其他能力的考评。所以,随着实践教学的推进和教学环境的变革,考试模式也必须要打破传统方法的束缚,建立一套科学的考评体系。新的考试体系应当考虑三个方面的问题,即学生的知识水平、学生的能力水平、学生的素质水平。要综合这三个方面的因素对学生给予评价,例如可以利用开卷、闭卷、口试等形式检测学生知识的掌握情况;利用实验、小设计、小论文、调查报告等形式考评学生的能力和素质结构。另外,学生平时表现情况应在成绩评定中有所体现,平时应注意积累学生日常学习中有关学习态度、分析与解决问题的能力、积极创新的思想、大胆质疑探索的精神等方面的评判。凡此种种,我们应综合多方面的因素给予学生一个科学、准确的评价,它将对激励学生努力学习,努力提高自身的综合素质起到积极的促进作用[4]。
4 结论
计算机技术是迄今为止发展最为迅猛的一个技术领域,其知识和技术的更新之快前所未有。因此未来计算机科学的课程体系必然发生变化,但就其核心课程而言变化不大,因为计算机科学已经进入一个工程学科的正常发展轨道。技术的发展也将进入“科技以人为本”的时代,这使得课程体系的构成既具有核心集,又要有灵活性,突显教育的个性化[5]。同时,由于计算机专业的理论与实践联系密切,对于培养这类人才的专业课程,必须不断从教学内容、教学模式、教学手段等方面进行更新与整合。这既要靠大家的力量,也要靠创新精神,坚持不懈,不断地提高教学水平和人才培养质量。
参考文献
[1] 刘思阳,黄诗笺等.从实验的操作者到操作实验的主人,教改动态,2001.4.
[2] 明洁.经贸类课程“参与式”教学的实践探索[J].理工高教研究,2004.
[3] 毛宗万,龙莉等“创建专业化学实验新体系培养高素质本科创新人才”,高等理科教育,2002,5,74.
[4] 董荣胜等.计算机科学与技术方法论,计算机科学,2002 Vol.29.
[5] Curriculum 2020,in Computer Science Education in the 21st Century (Tony Greening, ed.), Springer, New York,2000.