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關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī) 教學(xué)過(guò)程 創(chuàng)新能力 培養(yǎng)分析 教學(xué)氛圍
中圖分類號(hào):G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2013)03(c)-0-01
培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力有利于提高學(xué)生的創(chuàng)造性,激發(fā)他們的潛能。而就職業(yè)技術(shù)學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō),教學(xué)中要尤其重視他們的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在計(jì)算機(jī)教學(xué)過(guò)程中,學(xué)校應(yīng)該要努力研究市場(chǎng)方向,以市場(chǎng)的人才需求為主導(dǎo),努力對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行改革和創(chuàng)新,從而掌握切實(shí)可行的教學(xué)方案,來(lái)提高學(xué)校在培養(yǎng)人才上的培養(yǎng)能力和水平,讓每一個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生都能夠具備一定的創(chuàng)新意識(shí),努力發(fā)揮所長(zhǎng),提高他們獨(dú)立思考,自主探究的能力,以及他們的綜合實(shí)踐能力。
1 營(yíng)造創(chuàng)新教學(xué)氛圍,樹(shù)立創(chuàng)新意識(shí)
教學(xué)氛圍是基礎(chǔ)。不同的氛圍下,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果相差很大。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,在教學(xué)過(guò)程中,首先要營(yíng)造良好的創(chuàng)新氛圍。讓創(chuàng)新的理念深入學(xué)生心中,他們才能夠在日常學(xué)習(xí)中,逐漸樹(shù)立起創(chuàng)新意識(shí)。營(yíng)造良好的創(chuàng)新氛圍要做到以下幾點(diǎn):(1)在教學(xué)過(guò)程中,教師要做好創(chuàng)新引導(dǎo),努力發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用。(2)教師在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)該牢牢把握創(chuàng)新理念和創(chuàng)新原則,并且告訴學(xué)生創(chuàng)新對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的重要性。教師要努力讓學(xué)生跟著自己的思路,摸索創(chuàng)新實(shí)踐的本質(zhì)。(3)在教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生大膽進(jìn)行創(chuàng)新思考,從創(chuàng)新的角度去思考一些專業(yè)問(wèn)題,不管學(xué)生的思考正不正確,都應(yīng)該給予鼓勵(lì),學(xué)生只要敢于提出自己的創(chuàng)新理念,都應(yīng)該得到教師的認(rèn)可和欣賞。在這樣開(kāi)放的教學(xué)氛圍下,學(xué)生就能夠更加積極地發(fā)展自己的創(chuàng)新意識(shí)。不斷地培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力。
2 創(chuàng)新教學(xué)模式,靈活運(yùn)用各種教學(xué)手段
在計(jì)算機(jī)教學(xué)過(guò)程中,要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)模式,運(yùn)用有效的教學(xué)手段來(lái)促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要緊密結(jié)合理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)。理念教學(xué)上的創(chuàng)新培養(yǎng),可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,而實(shí)踐課堂的創(chuàng)新培養(yǎng),可以提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。創(chuàng)新教學(xué)模式,可以從以下兩點(diǎn)考慮:
(1)是要以積極研究學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與學(xué)習(xí)能力為基礎(chǔ),根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)能力選擇適合的教學(xué)手段來(lái)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)??梢赃m當(dāng)?shù)嘏浜喜煌慕虒W(xué)形式,比如多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的結(jié)合等。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,確定創(chuàng)新教學(xué)模式,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
(2)是要?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐課堂教學(xué)模式。計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生必須要具備良好的實(shí)踐操作能力才能夠被企業(yè)所認(rèn)可,并且,實(shí)踐創(chuàng)新對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生是十分關(guān)鍵的。在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力上,可以采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”的實(shí)踐教學(xué)形式。教師定期布置一定的實(shí)驗(yàn)任務(wù),讓學(xué)生以小組或者個(gè)人的形式,獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。教師只是發(fā)揮引導(dǎo)作用,比如選擇合適的實(shí)驗(yàn)任務(wù),并且提供必需的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),而學(xué)生要在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)下,獨(dú)立思考,并且創(chuàng)新自己的解題方法,最終高質(zhì)量地完成實(shí)驗(yàn)要求?!叭蝿?wù)驅(qū)動(dòng)法”使學(xué)生能夠在教師的指導(dǎo)下,進(jìn)行創(chuàng)新思考與活動(dòng),并在不斷思考實(shí)踐中,開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,發(fā)展創(chuàng)新能力。
3 重視實(shí)踐教學(xué),為就業(yè)打基礎(chǔ)
正如前面提到的,計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力是非常重要的,實(shí)踐課堂要建立在理論課堂的前提下,而且理論課堂與實(shí)踐課堂要并行,在教學(xué)過(guò)程中,逐漸形成以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的理論與實(shí)踐課堂。在計(jì)算機(jī)教學(xué)過(guò)程中,教師要特別重視實(shí)踐課堂教學(xué)。教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)該要高效地運(yùn)用計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室,為學(xué)生提供完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,從而展開(kāi)各種有益學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展的活動(dòng)。通過(guò)實(shí)踐培訓(xùn),學(xué)生的知識(shí)框架和對(duì)理論課堂知識(shí)的理解程度將大大提高,在理解的基礎(chǔ)上,才能夠形成自己獨(dú)特的見(jiàn)地,促進(jìn)自己創(chuàng)新思維的形成與發(fā)展。因此,計(jì)算機(jī)教學(xué)要重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),讓學(xué)生從實(shí)踐過(guò)程中,逐漸提高自己的綜合能力和素質(zhì),為將來(lái)的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
4 完善教學(xué)成果評(píng)估系統(tǒng),建立有效的考核制度
在培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力上,不僅要?jiǎng)?chuàng)新現(xiàn)有的教學(xué)模式和手段,還有必要改革傳統(tǒng)的職校計(jì)算機(jī)教學(xué)評(píng)估制度。傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)估制度大多都是由教師根據(jù)學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)來(lái)評(píng)估學(xué)生的平時(shí)分,最后再結(jié)合期末考試的成績(jī)。這樣的考核方式,不利于學(xué)生將理論課堂和實(shí)踐操作結(jié)合起來(lái)。容易導(dǎo)致理論與實(shí)踐脫離的情況。這樣會(huì)不利于學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。所以,教學(xué)考核制度應(yīng)該要進(jìn)一步完善,要改革傳統(tǒng)的教學(xué)考核制度,形成以實(shí)踐創(chuàng)新、操作能力為主的,平時(shí)表現(xiàn)和期末考試為輔的新型考核形式。這樣一來(lái),學(xué)生對(duì)于平時(shí)的實(shí)踐創(chuàng)新就會(huì)更加重視,進(jìn)而更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),驅(qū)使學(xué)生更加主動(dòng)地參與到創(chuàng)新活動(dòng)中,不斷發(fā)展自己的創(chuàng)新能力。改革應(yīng)該要徹底,要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,光靠教學(xué)模式、手段等的改革是不夠的,考核制度也應(yīng)該要隨之革新,這樣才能夠形成一整套完整的創(chuàng)新培養(yǎng)機(jī)制,更好地實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)。
總而言之,在當(dāng)前技術(shù)飛速發(fā)展的年代,計(jì)算機(jī)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該向創(chuàng)新型人才看齊,要努力發(fā)展計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力,提高他們的實(shí)踐操作能力,只有這樣,培養(yǎng)出來(lái)的人才才能夠適應(yīng)社會(huì)、企業(yè)的發(fā)展,被企業(yè)所認(rèn)可。而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,要從課堂教學(xué)和考核制度兩大方面著手。課堂教學(xué)又包括理論課堂和實(shí)踐課堂,對(duì)于理論課堂來(lái)說(shuō),營(yíng)造創(chuàng)新教學(xué)氛圍是關(guān)鍵的,而對(duì)于實(shí)踐課堂來(lái)說(shuō),教師要采用合適的教學(xué)方式,要重視學(xué)生的實(shí)踐基礎(chǔ),為學(xué)生將來(lái)的就業(yè)奠定基礎(chǔ)。最后,改革傳統(tǒng)的教學(xué)成果考核制度,將實(shí)踐創(chuàng)新納入最終的教學(xué)考核中去,這樣才能夠更好地實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo),達(dá)到充分激發(fā)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生樹(shù)立創(chuàng)新意識(shí),最終促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展的教學(xué)目的。
參考文獻(xiàn)
[1] 宋效平.淺論中職計(jì)算機(jī)教學(xué)的創(chuàng)新[J].考試周刊,2011(56).
[論文關(guān)鍵詞] 多媒體 專業(yè)英語(yǔ) 教學(xué)模式
[論文摘要] 隨著多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)專業(yè)英語(yǔ)課程的教學(xué)方法值得探討,多媒體在計(jì)算機(jī)專業(yè)英語(yǔ)教學(xué)實(shí)踐中的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在:激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)效率、開(kāi)發(fā)學(xué)生的智力、增長(zhǎng)學(xué)生知識(shí)幾個(gè)方面。傳統(tǒng)教學(xué)模式面臨極大的挑戰(zhàn),從教學(xué)實(shí)際出發(fā)探討傳統(tǒng)教學(xué)模式和網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)模式,以便更好地為教學(xué)服務(wù)。
隨著多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,多媒體輔助教學(xué)手段已在教育領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。尤其,在計(jì)算機(jī)專業(yè)英語(yǔ)教學(xué)中,多媒體技術(shù)的應(yīng)用給傳統(tǒng)的教學(xué)模式帶來(lái)了巨大沖擊,如何充分利用多媒體這一先進(jìn)的教學(xué)手段,它將怎樣改變現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)專業(yè)英語(yǔ)的教學(xué)模式,這些都是目前廣大專業(yè)基礎(chǔ)課程教師在思考和研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。目前針對(duì)高職教育對(duì)人才培養(yǎng)提出的要求:教學(xué)模式要多樣化;教學(xué)手段要信息化;學(xué)生學(xué)習(xí)要自主化、個(gè)性化;學(xué)習(xí)過(guò)程中,要以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體;對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式中的優(yōu)秀部分也要繼承。由此可見(jiàn),采用網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)模式并不是要完全屏棄傳統(tǒng)教學(xué)模式,而是要對(duì)二者“去其糟粕,取其精華”,把二者進(jìn)行優(yōu)化整合,從而達(dá)到教學(xué)效果最大化。
傳統(tǒng)課堂教學(xué)法的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)以教師為中心,課堂主要以教師講授為主,強(qiáng)調(diào)以閱讀為主。這種模式的優(yōu)勢(shì)在于:教師可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平因材施教,及時(shí)地更改教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法,并利用教師豐富的閱歷和經(jīng)驗(yàn)對(duì)課文進(jìn)行聲情并茂的講解。
當(dāng)前教學(xué)改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容是教學(xué)模式的改革,實(shí)現(xiàn)從教師為中心轉(zhuǎn)移到以學(xué)生為中心,充分發(fā)揮教師與學(xué)生雙方的積極性,注重教與學(xué)的互動(dòng)。發(fā)展趨勢(shì)為:采用新的教學(xué)模式改進(jìn)原來(lái)的以教師講授為主的單一課堂教學(xué)模式。新的教學(xué)模式應(yīng)以現(xiàn)代信息技術(shù),特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐,使英語(yǔ)教學(xué)不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制,朝著個(gè)性化學(xué)習(xí)、自主式學(xué)習(xí)方向發(fā)展?;谟?jì)算機(jī)和課堂的多媒體教學(xué)模式的采用,實(shí)現(xiàn)以教師為中心、單純傳授語(yǔ)言知識(shí)和技能的教學(xué)模式,向以學(xué)生為中心,更加注重培養(yǎng)語(yǔ)言應(yīng)用能力和自主學(xué)習(xí)能力的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。
網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)模式計(jì)算機(jī)專業(yè)英語(yǔ)教學(xué)課程要求指出“應(yīng)充分利用現(xiàn)代信息技術(shù),采用基于計(jì)算機(jī)課堂的英語(yǔ)教學(xué)模式,改進(jìn)以教師講授為主的單一教學(xué)模式 新的教學(xué)模式應(yīng)以現(xiàn)代信息技術(shù),特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐,使英語(yǔ)的教與學(xué)可以在一定程度上不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制,朝著個(gè)性化和自主學(xué)習(xí)的方向發(fā)展”。
網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)模式具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、開(kāi)放性:網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中教育對(duì)象學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)資源及教學(xué)管理都是開(kāi)放的。教育對(duì)象不受限制,大大增加了各層次學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì);而且教學(xué)過(guò)程,學(xué)習(xí)過(guò)程,方法和學(xué)習(xí)時(shí)間可由學(xué)習(xí)者根據(jù)、自己的具體情況自主決定;學(xué)習(xí)者在家里、在學(xué)校 在一切可以上網(wǎng)的地方都可以進(jìn)入網(wǎng)上課堂、進(jìn)行學(xué)習(xí),可以獲取國(guó)內(nèi)外網(wǎng)上豐富的共享的學(xué)習(xí)資源。
2、交互性:網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的設(shè)計(jì)可以多方進(jìn)行交互式交流,教師通過(guò)電子郵件、語(yǔ)音信箱、視頻等多種媒體技術(shù)獲取學(xué)生的反饋信息,學(xué)生不僅可以和自己的任課老師進(jìn)行相互交流,而且還可以向提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的專家請(qǐng)求指導(dǎo)提出問(wèn)題,并且發(fā)表自己的看法;還可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)電腦提供的反饋信息,在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和進(jìn)度,自由進(jìn)退,自主構(gòu)架。
3、自主性:由于網(wǎng)絡(luò)能為學(xué)生提供豐富多彩,圖文并茂,形聲兼?zhèn)涞膶W(xué)習(xí)信息資源,學(xué)生有可能按照他們各自的實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)和安排學(xué)習(xí),使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體;在網(wǎng)絡(luò)中學(xué)習(xí)還可以使信息的接受表達(dá)和傳播相結(jié)合,學(xué)生通過(guò)其所表達(dá)和傳播的對(duì)象,使自身獲得一種成就感,從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)自主性。
4、個(gè)性化:學(xué)生和教師之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交流,在學(xué)習(xí)的進(jìn)行中就能及時(shí)了解到自己的進(jìn)步與不足,及時(shí)地按要求調(diào)整學(xué)習(xí),利用網(wǎng)絡(luò)可在任何時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)或參加討論以及獲得在線幫助,從而實(shí)現(xiàn)真正的個(gè)別化教學(xué)。此外,網(wǎng)絡(luò)中有大量的個(gè)性化教育資源,如專題網(wǎng)絡(luò)、教育專家個(gè)人網(wǎng)頁(yè)、專題新聞、專業(yè)學(xué)術(shù)組織的網(wǎng)頁(yè)、專業(yè)化的電子雜志等,這些網(wǎng)上資源為學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了前所未有的選擇余地。
5、豐富性:網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)巨大無(wú)比的資源庫(kù)。與教師事先編制的課件和印刷型的課本本身相比,它的資料是動(dòng)態(tài)的,處于及時(shí)更新的狀態(tài),涵蓋了社會(huì)的方方面面,將教室擴(kuò)大到了有信息海洋之稱的互聯(lián)網(wǎng)上,為師生雙方都提供了很大的選擇余地。
任何事物均有兩面性,同樣,網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)模式也存在著弊端:
1、多媒體技術(shù)對(duì)學(xué)生的負(fù)面影響
在課堂上,多媒體教學(xué)中的聲、影、文字等很大程度上代替了學(xué)生的想象力,這一被動(dòng)引導(dǎo)的過(guò)程從一定程度上削弱了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。如果單純依靠多媒體,把一切抽象問(wèn)題都形象化,將不利于培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。由于受大量聲像圖文并茂的教學(xué)內(nèi)容影響,學(xué)生注意力往往不能集中到所需要習(xí)得的知識(shí)上來(lái),從而失去了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。制作出來(lái)的多媒體課件,雖然在展示效果上堪稱精品,具有很好的觀賞價(jià)值,但運(yùn)用到課堂后對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握未必能發(fā)揮有效作用,所以作為教師應(yīng)該明確地認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)多媒體作為教學(xué)媒體有它的優(yōu)越性,但這不等于說(shuō),計(jì)算機(jī)多媒體可替代其它一切教學(xué)媒體。多媒體課件的使用減少了師生之間的互動(dòng)。
2、課堂教學(xué)活動(dòng)是教師與學(xué)生復(fù)雜的交流過(guò)程
在多媒體課堂老師成了放映員,很多教師大部分時(shí)間坐在控制臺(tái)前操作設(shè)備或講解,缺乏有效的師生互動(dòng),多媒體課件變得不再是師生雙邊教學(xué)活動(dòng)中的一種輔助或補(bǔ)充,而是一切包辦到底,這樣久而久之會(huì)使學(xué)生對(duì)多媒體教學(xué)產(chǎn)生厭倦心理。
在多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境下,知識(shí)的傳遞者和信息源的角色主要由多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)來(lái)?yè)?dān)任,而成功的教學(xué)關(guān)鍵還在于教師。對(duì)于教師而言,首先要求教師要熟練掌握使用多媒體和從網(wǎng)上獲得信息的技能,教師應(yīng)是教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)者制作者,能根據(jù)教學(xué)需要制作優(yōu)秀的多媒體教材,教師還應(yīng)該是研究者、學(xué)習(xí)者,對(duì)網(wǎng)上豐富的資源進(jìn)行加工整理,使之成為學(xué)生可用的學(xué)習(xí)材料。其次,教師要能恰當(dāng)?shù)刂笇?dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)進(jìn)度并檢查每個(gè)學(xué)生的進(jìn)步情況,合理挑選小組成員并指導(dǎo)小組討論和教會(huì)學(xué)生協(xié)調(diào)小組工作的技巧。面對(duì)計(jì)算機(jī)無(wú)所不能的各種功能,學(xué)生很可能會(huì)感到無(wú)所適從,有的可能沉溺于玩游戲、看電影、聊天等,教師應(yīng)對(duì)學(xué)生加以指導(dǎo),比如除了教材外,還可向?qū)W生指定參考書(shū)目、文章,讓學(xué)生反饋?zhàn)x書(shū)報(bào)告,或在課堂上進(jìn)行交流;組織學(xué)生進(jìn)行口頭交際活動(dòng),圍繞話題進(jìn)行討論;檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,通過(guò)提問(wèn)、聽(tīng)寫(xiě)、翻譯、寫(xiě)作等方式檢查學(xué)生掌握課文、詞語(yǔ)和語(yǔ)法結(jié)構(gòu)的情況;課堂上組織學(xué)生觀看有關(guān)課文的光盤(pán),組織視聽(tīng)活動(dòng)等等,通過(guò)教師開(kāi)展的這些活動(dòng),學(xué)生在上網(wǎng)時(shí)就會(huì)目的明確,而不會(huì)漫無(wú)目的。因此,發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用將顯得尤其要。
同時(shí),完善網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)模式中的評(píng)估手段。教學(xué)評(píng)估是計(jì)算機(jī)專業(yè)英語(yǔ)課程教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。而在以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)為目的的網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)中,教學(xué)評(píng)估在衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和質(zhì)量,改進(jìn)教學(xué)管理,保證教學(xué)質(zhì)量方面起到更加重要的作用。為此,要實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的多方位評(píng)估,而不僅僅局限于期末的一張?jiān)嚲?。可以把終結(jié)性評(píng)估和過(guò)程性評(píng)估結(jié)合起來(lái),即在以評(píng)價(jià)學(xué)生綜合應(yīng)用能力為主的期末課程考試和能力水平考試外,增加對(duì)學(xué)生日常學(xué)習(xí)中的評(píng)估。從而促進(jìn)學(xué)生有效的學(xué)習(xí)。
計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的發(fā)展極大地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)專業(yè)英語(yǔ)教學(xué),人們?cè)谙硎墁F(xiàn)代技術(shù)帶來(lái)的種種方便時(shí)還應(yīng)該看到,現(xiàn)代科技并不是萬(wàn)能的,關(guān)鍵是要合理運(yùn)用。多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相結(jié)合,它是教學(xué)活動(dòng)的輔助設(shè)施,我們?yōu)榱私虒W(xué)而使用它,并不是為了使用它而教學(xué),是否使用計(jì)算機(jī)多媒體,應(yīng)取決于課堂教學(xué)的需要。只有創(chuàng)設(shè)英語(yǔ)課堂和諧高效的教學(xué)氛圍,更大發(fā)揮學(xué)生主體性、參與性、互動(dòng)性,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性,才能培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)專業(yè)英語(yǔ)綜合應(yīng)用能力,更好地為專業(yè)知識(shí)服務(wù),實(shí)現(xiàn)專業(yè)能力的培養(yǎng)目標(biāo)。
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關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)專業(yè);雙語(yǔ)教學(xué);問(wèn)題;對(duì)策研究
雙語(yǔ)教學(xué)是指除母語(yǔ)外,用一門(mén)外語(yǔ)(目前大多是英語(yǔ))作為課堂用語(yǔ)進(jìn)行除語(yǔ)言學(xué)科之外的專業(yè)學(xué)科的教學(xué),使學(xué)生第二語(yǔ)言與學(xué)科知識(shí)得到同步學(xué)習(xí),并獲得跨文化交流的能力和意識(shí)。隨著IT產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,計(jì)算機(jī)專業(yè)對(duì)英語(yǔ)的要求越來(lái)越高。高校計(jì)算機(jī)專業(yè)課程實(shí)施雙語(yǔ)教學(xué),既有利于學(xué)生更好地掌握計(jì)算機(jī)專業(yè)技術(shù),又有利于培養(yǎng)學(xué)生的英語(yǔ)應(yīng)用能力。
1計(jì)算機(jī)雙語(yǔ)教學(xué)中的問(wèn)題
隨著外語(yǔ)交流需要的與日俱增,雙語(yǔ)課程在高校教育中獲得了越來(lái)越廣泛的開(kāi)設(shè)。但是,由于種種原因,在計(jì)算機(jī)專業(yè)的雙語(yǔ)教學(xué)中還存在如下一些問(wèn)題。
1.1教學(xué)理念定位不準(zhǔn)
雙語(yǔ)教學(xué)不是專業(yè)外語(yǔ)課,教學(xué)重點(diǎn)仍然是學(xué)科知識(shí)的傳授與掌握。
(1)片面以外語(yǔ)授課的比例作為授課效果的衡量標(biāo)準(zhǔn)。在該觀點(diǎn)的錯(cuò)誤導(dǎo)向下,授課教師不顧學(xué)生自身的外語(yǔ)能力的實(shí)際情況,一味堅(jiān)持高比例的外語(yǔ)教學(xué),反而達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。(2)誤將雙語(yǔ)教學(xué)等同于外語(yǔ)教學(xué),教學(xué)重點(diǎn)產(chǎn)生偏差。在該種錯(cuò)誤理念下,雙語(yǔ)教學(xué)變成了簡(jiǎn)單的外語(yǔ)教學(xué),專業(yè)知識(shí)的傳授變成了大量專業(yè)詞匯、專業(yè)用語(yǔ)的翻譯和講解,學(xué)生記錄翻譯筆記的時(shí)候根本無(wú)暇兼顧專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。(3)授課時(shí)外語(yǔ)的牽強(qiáng)使用影響了教學(xué)的專業(yè)性和準(zhǔn)確性。在這種情況下,為了保證外語(yǔ)使用的比例,有些專業(yè)詞匯和用法的牽強(qiáng)使用和空泛解釋缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)性和準(zhǔn)確性,對(duì)于學(xué)生掌握本專業(yè)的前沿性、專業(yè)性的知識(shí)產(chǎn)生負(fù)面影響。
1.2師資力量不達(dá)要求
很多院校在選擇合適本校校情的雙語(yǔ)教師時(shí)往往會(huì)陷入以下困境。
(1)外語(yǔ)專業(yè)的教師一般不具備完備的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí),不能進(jìn)行系統(tǒng)的專業(yè)授課。這些教師往往具有豐富的外語(yǔ)教學(xué)經(jīng)歷,較大的詞匯量,較為純正的外語(yǔ)發(fā)音,卻缺少計(jì)算機(jī)專業(yè)的知識(shí)背景,無(wú)法講透、講懂所授課程的專業(yè)知識(shí)。(2)計(jì)算機(jī)專業(yè)的教師一般在外語(yǔ)能力方面有所欠缺,比如:詞匯量不夠,發(fā)音不夠準(zhǔn)確、純正,口語(yǔ)交流能力差,等等。這些教師的專業(yè)素養(yǎng)往往都較高,可以在專業(yè)知識(shí)和業(yè)務(wù)上給予學(xué)生很好的引導(dǎo),但是由于缺乏相應(yīng)的外語(yǔ)能力,起不到雙語(yǔ)教學(xué)的真正效果。(3)相關(guān)專業(yè)的外籍教師,與我國(guó)現(xiàn)實(shí)水平下的非外語(yǔ)專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行溝通效率低下。這些外籍教師既有相關(guān)的計(jì)算機(jī)專業(yè)背景,又有良好的外語(yǔ)教學(xué)能力,但是在面對(duì)外語(yǔ)水平偏低的中國(guó)學(xué)生時(shí),其較低的中文水平和中國(guó)文化的理解力也會(huì)導(dǎo)致雙語(yǔ)教學(xué)效果的低下,達(dá)不到培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才的教學(xué)目的。
1.3學(xué)生外語(yǔ)水平低下
授課的對(duì)象是學(xué)生,他們是學(xué)習(xí)活動(dòng)中的主體。就我國(guó)目前大學(xué)教育現(xiàn)狀而言,大多數(shù)高校的學(xué)生外語(yǔ)能力都普遍偏低,不能夠進(jìn)行高效的雙語(yǔ)教學(xué)。
(1)外語(yǔ)閱讀水平較低,不能有效地理解原版書(shū)籍。雙語(yǔ)教學(xué)中采用的往往是高質(zhì)量的外文原版教材,閱讀能力的低下會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)教材時(shí)的有心無(wú)力,學(xué)習(xí)效果不盡人意。(2)口語(yǔ)、聽(tīng)力能力不強(qiáng),無(wú)法與授課教師進(jìn)行有效的交流。雙語(yǔ)教學(xué)的一個(gè)特色在于師生間的有益互動(dòng)。學(xué)生需要將問(wèn)題用外語(yǔ)進(jìn)行提問(wèn),再聽(tīng)取教師的外語(yǔ)解釋,從而形成有效的互動(dòng)和溝通,才能達(dá)到教學(xué)互長(zhǎng)的目的。
1.4選用教材不夠合理
教材是傳授知識(shí)的載體,計(jì)算機(jī)專業(yè)雙語(yǔ)教學(xué)中的教材選擇往往會(huì)陷入兩難的境地。(1)國(guó)內(nèi)高校自行編寫(xiě)的計(jì)算機(jī)雙語(yǔ)教學(xué)類教材非常短缺,不能滿足目前雙語(yǔ)教學(xué)的需要。(2)外文的原版教材價(jià)格普遍比較昂貴,以目前國(guó)內(nèi)的教材消費(fèi)水平來(lái)衡量的話,許多雙語(yǔ)教學(xué)的師生只能“望書(shū)興嘆”。
1.5教學(xué)模式針對(duì)性弱
在計(jì)算機(jī)專業(yè)雙語(yǔ)教學(xué)的課堂教學(xué)過(guò)程中,怎樣才能針對(duì)所授課對(duì)象的差異性使自己的教學(xué)模式更加合理、教學(xué)效果更佳,對(duì)教師而言往往難以把握。
雙語(yǔ)教學(xué)中外語(yǔ)使用偏多,可能會(huì)影響學(xué)生的理解效果和課程進(jìn)度;母語(yǔ)使用偏多,又無(wú)法有效提高學(xué)生第二語(yǔ)言的使用能力。因此,需要根據(jù)所教學(xué)生的具體情況來(lái)進(jìn)行權(quán)衡,有針對(duì)性地調(diào)節(jié)外語(yǔ)的使用比例。
1.6考核手段守舊枯燥
國(guó)內(nèi)大多數(shù)計(jì)算機(jī)雙語(yǔ)課程采用筆試考核,考核內(nèi)容包括專業(yè)詞匯翻譯、閱讀理解以及代碼編程等。這種考核方式不能系統(tǒng)地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。考試成績(jī)的好壞往往會(huì)取決于該學(xué)生外語(yǔ)能力的高低,達(dá)不到全面考核學(xué)生的外語(yǔ)使用能力和專業(yè)知識(shí)能力的整體目標(biāo)。
2計(jì)算機(jī)雙語(yǔ)教學(xué)的對(duì)策
2.1提高雙語(yǔ)教學(xué)的吸引力
興趣是最好的老師,想吸引學(xué)生參與雙語(yǔ)教學(xué)的學(xué)習(xí),首先要激發(fā)學(xué)生對(duì)雙語(yǔ)學(xué)習(xí)的興趣,進(jìn)而調(diào)動(dòng)其對(duì)雙語(yǔ)學(xué)習(xí)的積極性。(1)增大選課前的宣傳力度。在開(kāi)設(shè)雙語(yǔ)課程前,通過(guò)各種途徑對(duì)該課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)科重要性、雙語(yǔ)趣味性進(jìn)行宣傳,畢竟現(xiàn)在是“酒香也怕巷子深”的年代。(2)采用學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的形式增加上課的趣味性。如果雙語(yǔ)教學(xué)是一件產(chǎn)品的話,那么其上課形式就是該產(chǎn)品的包裝,采用學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的形式來(lái)進(jìn)行授課可以讓教學(xué)產(chǎn)品包裝更加精美,獲得更好的授課效果。(3)鼓勵(lì)任何形式的外語(yǔ)交流,并體現(xiàn)在平時(shí)成績(jī)中。要始終讓學(xué)生明白,雙語(yǔ)課程的重要實(shí)現(xiàn)手段就是外語(yǔ)交流,因此,除非必要,否則應(yīng)盡可能地使用外語(yǔ)進(jìn)行任何形式的交流;作為獎(jiǎng)勵(lì)的一種,外語(yǔ)交流的量化考核可以在平時(shí)成績(jī)中有所體現(xiàn)。(4)增加課堂上學(xué)生的參與性與互動(dòng)性。雙語(yǔ)教學(xué)區(qū)別于傳統(tǒng)課堂教學(xué)的一個(gè)重要特征就在于其摒棄了滿堂灌,更加鼓動(dòng)學(xué)生自身參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中來(lái)。因此,要利用各種形式,如提問(wèn)、小組討論、分組競(jìng)演、現(xiàn)場(chǎng)操作等,來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的外語(yǔ)使用能力、溝通交流能力、問(wèn)題分析能力和動(dòng)手操作能力。
2.2雙語(yǔ)師資的培養(yǎng)
想取得良好的雙語(yǔ)教學(xué)效果,不僅要求教師具有較高的專業(yè)素質(zhì),還要求教師的外語(yǔ)水平較高、綜合素質(zhì)過(guò)硬。
(1)請(qǐng)進(jìn)來(lái):定期聘請(qǐng)外籍教師來(lái)國(guó)內(nèi)培訓(xùn)雙語(yǔ)教學(xué)教師,并對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)。(2)走出去:定期選派青年骨干教師到相關(guān)國(guó)家進(jìn)行培訓(xùn)和學(xué)習(xí),帶回國(guó)外的先進(jìn)理念和知識(shí),來(lái)提高雙語(yǔ)教學(xué)的質(zhì)量。(3)政策傾斜:學(xué)校應(yīng)制定有關(guān)政策來(lái)鼓勵(lì)教師開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué),例如在薪酬待遇、職稱評(píng)定、業(yè)務(wù)考核、師資培養(yǎng)等方面,享受一定的優(yōu)惠條件。(4)同行交流:定期開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)研討會(huì),讓大家將講學(xué)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和心得進(jìn)行分享,從而獲得自身能力的提高。
2.3實(shí)施分級(jí)教學(xué)
對(duì)學(xué)生因材施教,實(shí)施更有效的教學(xué)。
(1)階梯式教學(xué),對(duì)學(xué)生進(jìn)行分等級(jí)的不同難度的教學(xué)。該教學(xué)方式可以對(duì)學(xué)生實(shí)現(xiàn)更加細(xì)化的因材施教,因人而異,獲得更加具有針對(duì)性的教學(xué)效果。(2)入門(mén)考核式教學(xué),可以使得學(xué)生滿足相應(yīng)的入門(mén)要求方可教學(xué)。該教學(xué)方式可以保證參與雙語(yǔ)教學(xué)學(xué)生的入門(mén)起點(diǎn)是一致的,方便對(duì)他們進(jìn)行統(tǒng)一化的教學(xué)活動(dòng)。
2.4采用原版外文教材
計(jì)算機(jī)專業(yè)教材首選國(guó)外優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)專業(yè)原文教材。英文原版教材往往是學(xué)科領(lǐng)域的前沿或經(jīng)典,具有實(shí)例豐富、語(yǔ)言地道、內(nèi)容詳實(shí)、可讀性強(qiáng)等特點(diǎn),更適合學(xué)生全面掌握專業(yè)發(fā)展,提升專業(yè)素質(zhì)。
2.5選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式
根據(jù)現(xiàn)有學(xué)生的外語(yǔ)能力,從低到高依次采用以下3個(gè)層次的教學(xué)。
(1)使用外文版教材,教師板書(shū)、課堂講授和試卷均以漢語(yǔ)為主。在學(xué)生接受雙語(yǔ)教學(xué)的初期階段,可以采用該種教學(xué)模式。(2)使用外文版教材,板書(shū)和試卷以外文為主,課堂講授以漢語(yǔ)為主。隨著學(xué)生能力的提高,可以逐漸增大外語(yǔ)的使用比例,此時(shí)可采用該種教學(xué)模式。(3)使用外文版教材,板書(shū)、課堂講授都以外文為主,試卷全部用外文。在學(xué)生步入高年級(jí)以后,隨著學(xué)習(xí)能力的全面提升,可采用該種教學(xué)模式。
2.6引入綜合考核評(píng)估
計(jì)算機(jī)專業(yè)的雙語(yǔ)教學(xué)應(yīng)采取“功在平時(shí),綜合考核”的教學(xué)評(píng)估方式,適當(dāng)弱化期末成績(jī),而更加重視平時(shí)的考核。平時(shí)考核形式主要包括課程討論情況、課堂互動(dòng)情況、作業(yè)完成情況、到課考勤情況、上機(jī)考勤情況等;期末考核形式包括外文試卷作答、外文環(huán)境下的上機(jī)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì),以及外文報(bào)告、大作業(yè)等。
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最后將整合后的所有資源即為軟件部分、課件部分、視頻部分、學(xué)習(xí)文檔、練習(xí)題等幾個(gè)部分放入教學(xué)資源網(wǎng)站中供學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。
(三)教材建設(shè)
本項(xiàng)目改革可先形成講義、實(shí)驗(yàn)、案例、習(xí)題等教學(xué)資源資料,在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)不斷的修改,爭(zhēng)取在以后形成案例驅(qū)動(dòng)的Java編程技術(shù)教材。
四、案例驅(qū)動(dòng)的Java編程技術(shù)教學(xué)模式改革效果
Java編程技術(shù)是計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課,經(jīng)過(guò)本項(xiàng)目的研究與建設(shè)預(yù)期的課程效果是:學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)的興趣大大提高,從原來(lái)的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)楦母锖蟮闹鲃?dòng)學(xué)習(xí);同學(xué)們的實(shí)際編程能力能夠大大提高,同學(xué)們對(duì)Java編程技術(shù)會(huì)由原來(lái)的零散的知識(shí)點(diǎn)變?yōu)楦母锖蟮南到y(tǒng)掌握,并且能夠?qū)W以致用。
1.讓學(xué)生學(xué)到知識(shí)點(diǎn)在具體項(xiàng)目中應(yīng)該如何使用,在項(xiàng)目中加深對(duì)Java編程技術(shù)各知識(shí)點(diǎn)的理解。
2.讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何從界面設(shè)計(jì)開(kāi)始動(dòng)手寫(xiě)一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目,切實(shí)鍛煉學(xué)生的編程思維,提高學(xué)生的實(shí)際編程能力。
3.可為計(jì)算機(jī)專業(yè)其余專業(yè)課的授課模式與學(xué)習(xí)方法的改革和改進(jìn)提供一定的參考。
案例驅(qū)動(dòng)的Java編程技術(shù)教學(xué)模式改革,注重企業(yè)實(shí)際編程實(shí)例在高校教學(xué)中的應(yīng)用,注重產(chǎn)學(xué)研結(jié)合;教學(xué)內(nèi)容上重視就業(yè)與發(fā)展能力,重視課程內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)的一致性;學(xué)習(xí)過(guò)程上注重任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí),注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng);在學(xué)習(xí)方法上,注重“以學(xué)生為中心”,實(shí)行團(tuán)隊(duì)式與服務(wù)式及教室與實(shí)訓(xùn)一體化的學(xué)習(xí);教學(xué)評(píng)估上注重動(dòng)手能力和技能評(píng)價(jià)。會(huì)對(duì)學(xué)生的編程思維和編程技能提供一個(gè)有效的訓(xùn)練平臺(tái),為同學(xué)們后續(xù)的就業(yè)工作鋪平道路。
參考文獻(xiàn):
[1]陳,耿永軍,閆洪亮.《JAVA程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革探討[J].信息系統(tǒng)工程,2010.
目前,計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展并且得到了廣泛地普及,我國(guó)逐步進(jìn)入到計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)為核心的信息技術(shù)時(shí)代,各行各業(yè)的信息化普及進(jìn)程不斷加速,計(jì)算機(jī)的使用已經(jīng)成為必備的社會(huì)基本技能。然而大學(xué)生在畢業(yè)之后面臨的巨大考驗(yàn)更需要熟練掌握計(jì)算機(jī)技術(shù),很多用人單位對(duì)計(jì)算機(jī)的使用十分嚴(yán)格,計(jì)算機(jī)知識(shí)的普及技能已經(jīng)成為當(dāng)代高校學(xué)生學(xué)習(xí)、生活以及工作的必須掌握能力之一。在新的計(jì)算機(jī)思想以及技術(shù)更新過(guò)程中,各行各業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)人才的培養(yǎng)的要求也在不斷更新。目前高校在該專業(yè)的人才培養(yǎng)中實(shí)施的改革與投入不盡人意,還有很多學(xué)校沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式。學(xué)生在課堂中不能根據(jù)自身的愛(ài)好深入學(xué)習(xí),這就不能保證培養(yǎng)學(xué)生的擴(kuò)散思維能力以及創(chuàng)新能力,不能適應(yīng)社會(huì)的需求,以致工作崗位中出現(xiàn)了供不應(yīng)求的現(xiàn)狀。因此在高校實(shí)施計(jì)算機(jī)教學(xué)改革十分重要。
二、目前高校計(jì)算機(jī)教學(xué)的現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題
在當(dāng)前,我國(guó)計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中,學(xué)生基本上能夠掌握基礎(chǔ)知識(shí)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,科技的不斷進(jìn)步,學(xué)生僅僅能夠會(huì)一些簡(jiǎn)單的瀏覽網(wǎng)頁(yè),能夠掌握辦公運(yùn)用與操作系統(tǒng)知識(shí),對(duì)于電腦的應(yīng)用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。由于學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)還不夠完善,對(duì)知識(shí)內(nèi)容了解不深,例如在辦公中常常提起的word,感覺(jué)打開(kāi)就能熟悉操作,但是在真正的文字輸入或者是格式調(diào)整中就出現(xiàn)了問(wèn)題。這表現(xiàn)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的淺陋,無(wú)論是內(nèi)容還是技能都需要進(jìn)一步提高。高校計(jì)算機(jī)存在的問(wèn)題表現(xiàn)在:
(1)教材內(nèi)容、教學(xué)內(nèi)容比較陳舊,教師在課程安排中,結(jié)構(gòu)不夠合理,這已經(jīng)成為現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)專業(yè)的普遍問(wèn)題。例如在辦公軟件中,學(xué)生用慣了03版、07版,但是在換到12版的辦公軟件時(shí),學(xué)生就無(wú)所適從了。還有在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用中,學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了以前的XP系統(tǒng),卻不能熟練應(yīng)用現(xiàn)在的win8系統(tǒng)。這些就說(shuō)明,高校的教學(xué)在各個(gè)方面都不能緊跟時(shí)代。計(jì)算機(jī)教材內(nèi)容落后,使得學(xué)生的操作等環(huán)節(jié)出現(xiàn)了阻滯,與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大差距。
(2)過(guò)分重視陳述性、事實(shí)性以及記憶性的教材內(nèi)容,忽視了原理性、策略性、發(fā)展性以及創(chuàng)造性的教材內(nèi)容。在教學(xué)過(guò)程中忽視了不確定內(nèi)容以及延伸內(nèi)容等,課程教材對(duì)學(xué)生的智力發(fā)展缺乏挑戰(zhàn)性和潛能性。許多學(xué)生認(rèn)為計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容不能激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和進(jìn)一步探究的欲望,影響了學(xué)生技能實(shí)踐操作。
(3)計(jì)算機(jī)課程在結(jié)構(gòu)設(shè)置以及人才培養(yǎng)方面比較死板,高校在重視學(xué)科完整性的同時(shí)忽視了學(xué)科與學(xué)科之間的結(jié)合,學(xué)科與社會(huì)需要之間的結(jié)合。教師在安排課程計(jì)劃中缺乏靈活性,這樣就限制了學(xué)生的發(fā)展,影響了與社會(huì)的接軌。
(4)學(xué)校在考核學(xué)生的計(jì)算機(jī)水平時(shí),雖然已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施上機(jī)操作,但是仍然不能真實(shí)的反映學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力,最后考核的過(guò)程基本上是一些固定的內(nèi)容,缺乏挑戰(zhàn)性,影響了教學(xué)評(píng)估。
三、高校計(jì)算機(jī)教學(xué)改革的措施
1、教材內(nèi)容、教學(xué)方法要與時(shí)俱進(jìn)
信息技術(shù)在日新月異的發(fā)展,各種計(jì)算機(jī)操作軟件在不斷涌現(xiàn)。為了更好的適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展,滿足社會(huì)的需要,高校在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中課程的安排要朝著實(shí)用性和前沿性的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)知識(shí)更新快的特點(diǎn)決定了計(jì)算機(jī)類教材內(nèi)容的豐富性,這就要求在教材編寫(xiě)中要縮短周期,根據(jù)計(jì)算機(jī)新技術(shù)的發(fā)展不斷推出高水平的教材。雖然教材內(nèi)容是固定的,但是教師在授課的過(guò)程中要及時(shí)的更新教材內(nèi)容。在保證完成教學(xué)任務(wù)的前提下,可以適當(dāng)?shù)慕o學(xué)生介紹一些計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的前言性內(nèi)容,讓學(xué)生了解其發(fā)展的新動(dòng)向。教師在授課中借助多媒體技術(shù)查找一些有關(guān)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí),向?qū)W生推薦一些新的軟件操作,擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)視野,提供更大層次的探究水平。在內(nèi)容上增加容量,這樣能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的熱情和積極性,學(xué)生會(huì)主動(dòng)去探究,進(jìn)一步鉆研計(jì)算機(jī)課程。由于高校計(jì)算機(jī)教學(xué)普遍存在著教學(xué)方法落后的問(wèn)題,教師占據(jù)主導(dǎo)地位,學(xué)生只是在聽(tīng)。一些學(xué)校在課程安排上可能是理論與上機(jī)分開(kāi)的,也有可能是直接進(jìn)行上機(jī)練習(xí),教師在機(jī)房邊講,學(xué)生邊操作。這些教學(xué)方式學(xué)生都是處于被動(dòng)狀態(tài),教師只需要將操作的內(nèi)容灌輸給學(xué)生,學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程比較固定,這樣就缺乏一種創(chuàng)造性。這就要求在計(jì)算機(jī)教學(xué)中教師要靈活運(yùn)用教學(xué)手段,通過(guò)討論、合作等方式與學(xué)生共同完成教學(xué)任務(wù)。在整個(gè)過(guò)程中教師可以采用分組操作的方式,只是輔導(dǎo),讓學(xué)生獨(dú)立完成教學(xué)任務(wù)。這種現(xiàn)代教學(xué)方式,教師在課堂中作為引導(dǎo)者,讓學(xué)生在思考與嘗試中去理解新知識(shí)和新的軟件操作方法,其靈活性更有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和自主學(xué)習(xí)意識(shí)的培養(yǎng)。例如在教學(xué)中,教師可以讓學(xué)生制作Excel表格,計(jì)算教師的工資表,為學(xué)生提供年齡、職工工資以及公式,讓學(xué)生自主操作,在提高學(xué)習(xí)積極性的同時(shí),增強(qiáng)了對(duì)計(jì)算機(jī)自主操作的興趣。還有在教學(xué)方法中,教師可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法,讓學(xué)生帶著任務(wù)去學(xué)習(xí)實(shí)踐。進(jìn)一步提高對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的求知欲望。
2、注重對(duì)學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)
由于計(jì)算機(jī)是一門(mén)綜合性比較強(qiáng)的學(xué)科,在教學(xué)中,當(dāng)掌握了基本的理論知識(shí)后,需要大量的實(shí)踐操作,才能提高計(jì)算機(jī)的操作水平。因此在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,首先學(xué)生的計(jì)算機(jī)實(shí)際操作水平是衡量學(xué)生的計(jì)算機(jī)水平的重要指標(biāo),在計(jì)算機(jī)教學(xué)改革中,最關(guān)鍵的部分是加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作教學(xué),為學(xué)生創(chuàng)造更多的練習(xí)機(jī)會(huì),多進(jìn)行上機(jī)操作,才能完善計(jì)算機(jī)教學(xué)。其次是,計(jì)算機(jī)的實(shí)踐性比較強(qiáng),計(jì)算機(jī)的理論知識(shí)學(xué)習(xí)是為了更好的實(shí)現(xiàn)上機(jī)操作,這就要求學(xué)生要加強(qiáng)理論知識(shí)與上機(jī)操作相結(jié)合的練習(xí),最終達(dá)到提高實(shí)踐操作水平。教師在講課的過(guò)程中,帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)要不斷的讓學(xué)生隨機(jī)練習(xí),這樣就能夠增強(qiáng)實(shí)踐的效果。最后,教師要讓學(xué)生在反復(fù)操作中,不斷加強(qiáng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)理論知識(shí)的理解和掌握,不斷提高學(xué)生的實(shí)際操作水平,全面提高計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的綜合素質(zhì)。
3、調(diào)整計(jì)算機(jī)課程體系
為了促進(jìn)學(xué)科與學(xué)科的結(jié)合,學(xué)科與社會(huì)的結(jié)合,這就需要對(duì)計(jì)算機(jī)課程體系重新進(jìn)行整合。在當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)課程體系的設(shè)置不利于提高教學(xué)效果。因此在改革過(guò)程中,首先要對(duì)程序設(shè)計(jì)類課程進(jìn)行模塊調(diào)整。由于當(dāng)前程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的教學(xué)是基于語(yǔ)法體系基礎(chǔ)上進(jìn)行的,這種教學(xué)方式促進(jìn)了學(xué)生掌握設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則,但是缺乏實(shí)際問(wèn)題,在進(jìn)行重新組合中,為了確保軟件設(shè)計(jì)的多元性和創(chuàng)新性,需要在設(shè)計(jì)語(yǔ)言的教學(xué)模式中進(jìn)行調(diào)整,將其轉(zhuǎn)變?yōu)榛趩?wèn)題體系,將該課程強(qiáng)化編碼與程序測(cè)試,將程序設(shè)計(jì)課程與軟件工程課程相整合。還有就是要對(duì)系統(tǒng)類課程進(jìn)行模塊調(diào)整。計(jì)算機(jī)專業(yè)的系統(tǒng)類課程有:現(xiàn)有的數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等相關(guān)的內(nèi)容。需要將計(jì)算機(jī)組成原理與體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組,減少內(nèi)容的重疊,提高使用性,為更好的滿足社會(huì)需要提供更科學(xué)的學(xué)習(xí)體系。
4、改革教學(xué)考核手段
通過(guò)計(jì)算機(jī)教學(xué)考核手段的改革來(lái)促進(jìn)學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平的提高。在傳統(tǒng)教學(xué)考核中,應(yīng)試教育的影響忽視了計(jì)算機(jī)教學(xué)的實(shí)踐性和應(yīng)用性,不能真實(shí)的反映出學(xué)生的真實(shí)水平,然而在新時(shí)代的教學(xué)過(guò)程中,要充分認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)教學(xué)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。變革教學(xué)方式的考核,促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。具體的考核手段改革是:教師要對(duì)學(xué)生的學(xué)生成績(jī)?cè)谠u(píng)定過(guò)程中,不僅要將期末成績(jī)納入其中,還應(yīng)該將學(xué)生的平時(shí)成績(jī)和學(xué)習(xí)態(tài)度也作為考核的標(biāo)準(zhǔn)之一。讓學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中,嚴(yán)格要求自己,形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)態(tài)度。其次是,教師不僅要注重學(xué)生的筆試成績(jī),讓學(xué)生充分掌握計(jì)算機(jī)專業(yè)的理論知識(shí),還應(yīng)該注重加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作,提高上機(jī)成績(jī),充分考慮到學(xué)生的實(shí)踐操作水平,為全面掌握計(jì)算機(jī)水平提供重要的依據(jù)。
四、總結(jié)
摘要:本文從教學(xué)組織機(jī)制、培養(yǎng)機(jī)制、學(xué)習(xí)平臺(tái)等方面對(duì)柔性教學(xué)管理模式進(jìn)行研究,并闡述了在實(shí)際中應(yīng)用取得的效果。
關(guān)鍵詞:基于柔性教學(xué)管理模式;計(jì)算機(jī)專業(yè);研究與實(shí)踐
中圖分類:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Researches and Practice of Teaching and Management Model Based on Flexibility
ZHAO Qing-shui1, SHEN Li-min2
(1. the College of Continuing Education, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China; 2. the College of Information Scienceand Engineering,Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China)
Abstract: The paper researches flexible teaching management model by teaching organization system, cultivating students system and learning support system. Applying the teaching model in practice acquires excellent effort.
Key words: teaching management model based on flexibility, individuality requirement, adaptive ability
1引言
知識(shí)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和信息技術(shù)的革命給高等教育的發(fā)展帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn),這一方面促進(jìn)了計(jì)算機(jī)專業(yè)教育的發(fā)展,從1994年的138個(gè)專業(yè)點(diǎn),到2006年全國(guó)共有771個(gè)專業(yè)點(diǎn),在校學(xué)生44萬(wàn)多人,成為規(guī)模最大的專業(yè)之一(若加上信息技術(shù)專業(yè)學(xué)生,學(xué)生量占全國(guó)理工科學(xué)生總量的1/3)[1];另一方面,計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生的自豪感不見(jiàn)了,取而代之的是就業(yè)的危機(jī)感,同時(shí)一些深層次的教學(xué)管理問(wèn)題也浮出來(lái)水面:
(1) 學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和方向基本相同,培養(yǎng)的學(xué)生缺乏個(gè)性。
(2) 學(xué)生的適應(yīng)能力差。
(3) 學(xué)生就業(yè)的專業(yè)性不強(qiáng)。
(4) 培養(yǎng)的過(guò)程缺乏柔性。
燕山大學(xué)作為一所省部共建的重點(diǎn)綜合性大學(xué),為了適應(yīng)社會(huì)需求變化,在加強(qiáng)教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施等硬件建設(shè)的同時(shí),更加強(qiáng)調(diào)教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量,充分尊重和發(fā)揮學(xué)生個(gè)性,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,增強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)的能力,其中一項(xiàng)重要戰(zhàn)略舉措就是在計(jì)算機(jī)專業(yè)探索實(shí)施柔性教學(xué)管理模式。本文就基于柔性教學(xué)管理模式的特點(diǎn)和應(yīng)用進(jìn)行探討。
2基于柔點(diǎn)的柔性教學(xué)管理模式內(nèi)涵與特點(diǎn)
2.1柔性教學(xué)管理模式的涵義
基于柔性的教學(xué)模式有兩層涵義:一是教學(xué)的過(guò)程具有柔性,能容易根據(jù)需求對(duì)教學(xué)管理的過(guò)程進(jìn)行調(diào)整;二是培養(yǎng)的學(xué)生具有柔性,使學(xué)生具有的知識(shí)結(jié)構(gòu)和專業(yè)行為能容易的適應(yīng)社會(huì)需求的變化。它的實(shí)質(zhì)是通過(guò)滿足學(xué)生個(gè)性需求,來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性,提高學(xué)生適應(yīng)社會(huì)能力。
2.2基于柔性的教學(xué)管理模式的特點(diǎn)
(1) 培養(yǎng)柔性。指通過(guò)多種錄取方式把具有相應(yīng)水平的學(xué)生或在某一方面具有天賦的學(xué)生錄入到相應(yīng)的專業(yè)學(xué)習(xí),并能為學(xué)生提供了多種水平的服務(wù),使學(xué)生個(gè)性得到滿足,通過(guò)學(xué)習(xí)具備國(guó)家規(guī)定的能力,獲得相應(yīng)證書(shū)或文憑。主要表現(xiàn)為多種形式的“入”和“出”及多種形式的培養(yǎng)。多種渠道入學(xué)保證學(xué)生能學(xué)到喜愛(ài)的專業(yè),同時(shí)也可以把在某一方面具有特長(zhǎng)或天賦的學(xué)生錄入。多種形的培養(yǎng)和多種形式的“出”是指經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)自身能力和專業(yè)特點(diǎn)越來(lái)越清楚,讓學(xué)生做出進(jìn)一步的選擇是否繼續(xù)從事該專業(yè)學(xué)習(xí),或選擇什么方向。對(duì)于不適合該專業(yè)學(xué)習(xí)的學(xué)生允許他們轉(zhuǎn)專業(yè)或在獲得該專業(yè)的最低證書(shū)以后進(jìn)入社會(huì)工作。
(2) 課程體系柔性。指根據(jù)學(xué)生的需求及時(shí)調(diào)整課程體系的能力。主要影響因素包括:課程設(shè)置、課程調(diào)整的難易程度、必修和自選課程所占的比例、同類課程的數(shù)量、同一課程的版本數(shù)。課程設(shè)置科學(xué)合理,能滿足社會(huì)和學(xué)生需求;要建立一個(gè)科學(xué)的、高效的專業(yè)和課程管理體系,能使課程設(shè)置和調(diào)整更合理和更容易;必修課所占比例越大,學(xué)生可選的范圍就越小,國(guó)外一些名校必修課程學(xué)分的比例不超過(guò)總學(xué)分的50%(麻省理工學(xué)院必修課的數(shù)量不超過(guò)20%,在360學(xué)分中,有選擇余地的學(xué)分共300分)。自選課程是學(xué)生根據(jù)自身的需求而選擇的課程,它從某種程度更反映了學(xué)生的意愿。為了便于管理把性質(zhì)相似的課程歸納到同一類稱為同類課程等。在同類課程中可選擇數(shù)量越多說(shuō)明其柔性就越好;同一課程的版本數(shù)指為了滿足不同專業(yè)和層次學(xué)生的要求同一課程所講授的內(nèi)容和深度不同種類數(shù),其越多說(shuō)明柔性越好。
(3) 教學(xué)管理過(guò)程的柔性。指在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)需求能及時(shí)、靈活的調(diào)整對(duì)學(xué)生、教師和教學(xué)資源的管理,使之適應(yīng)需求變化的能力。為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理過(guò)程柔性一般采用多級(jí)分層管理模式,每層的責(zé)權(quán)分明,在政策制定上要有前展性和向?qū)?,要科學(xué)的組織實(shí)施,要及時(shí)、客觀的進(jìn)行評(píng)估,要實(shí)時(shí)對(duì)政策、組織實(shí)施和評(píng)估方法進(jìn)行調(diào)整,使整個(gè)教學(xué)管理過(guò)程具有柔性能適應(yīng)變化的環(huán)境。
3基于柔點(diǎn)的柔性教學(xué)管理模式實(shí)施
3.1柔性教學(xué)管理組織體系的建立
建立柔性教學(xué)組織管理體系是柔性教學(xué)管理前提,它負(fù)責(zé)政策的制定、執(zhí)行、評(píng)估和協(xié)調(diào)等工作,因此,科學(xué)、有效的組織體系成為決定柔性教學(xué)成敗的關(guān)鍵因素之一。它包括三個(gè)子體系:“專業(yè)及課程管理體系”、“教學(xué)評(píng)估體系”和“執(zhí)行協(xié)調(diào)體系”。
(1) “專業(yè)及課程管理體系”。負(fù)責(zé)專業(yè)和課程體系的建設(shè),專業(yè)和課程體系的建設(shè)是改革的主要落腳點(diǎn),也是教學(xué)改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)。主要目標(biāo)是:第一,使專業(yè)的設(shè)置與社會(huì)需求及學(xué)校資源配置相符合,課程結(jié)構(gòu)符合專業(yè)要求,并在課程結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化下,進(jìn)行課程體系的調(diào)整,加強(qiáng)課程之間在邏輯和結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系,更新課程的教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)能滿足社會(huì)的需求。第二,使課程體系的調(diào)整科學(xué)且具有柔性。第三,通過(guò)改革逐步形成一批教學(xué)質(zhì)量高,有特色的優(yōu)質(zhì)課程。為此建立校、院、系和專業(yè)四級(jí)課程體系管理機(jī)制――校學(xué)科建設(shè)委員會(huì)、院課程體系建設(shè)委員會(huì)、系專業(yè)課程協(xié)調(diào)會(huì)及學(xué)科協(xié)調(diào)員。校學(xué)科建設(shè)委員會(huì)負(fù)責(zé)確定增加新的專業(yè)或刪除已存在的專業(yè),以及審批由院課程建設(shè)委員會(huì)的推薦重大的,涉及全校的課程體系的變化。院課程體系建設(shè)委員會(huì)審批由系專業(yè)委員會(huì)推薦的跨系的課程體系的變化。系專業(yè)課程協(xié)調(diào)會(huì)負(fù)責(zé)審批由學(xué)科協(xié)調(diào)員推薦本涉及各專業(yè)課程體系的變化。學(xué)科協(xié)調(diào)員一般是由該專業(yè)負(fù)責(zé)人擔(dān)認(rèn),他的任務(wù)是根據(jù)需求及時(shí)向系專業(yè)課程協(xié)調(diào)會(huì)推薦該學(xué)科課程調(diào)整的方案。該機(jī)制能使一些的小的、局部的課程調(diào)整通過(guò)系專業(yè)課程調(diào)協(xié)會(huì)批準(zhǔn)即可實(shí)施,不僅可保證決策的科學(xué)性,也能體現(xiàn)出它的高效和靈活性。
(2) “教學(xué)評(píng)估體系”。是一個(gè)特殊的組織體系,它的職能是監(jiān)督在教學(xué)過(guò)程中是否按照計(jì)劃的方法、步驟進(jìn)行,評(píng)估教學(xué)結(jié)果是否與預(yù)期一致,并提出改進(jìn)的方法。它不能有教務(wù)部門(mén)兼管,否則會(huì)出現(xiàn)左手監(jiān)督右手問(wèn)題。應(yīng)該有督導(dǎo)、專家和學(xué)生組成。評(píng)估主要從以下四個(gè)方面進(jìn)行:第一,通過(guò)對(duì)教師評(píng)估,建立起符合社會(huì)要求的新的教學(xué)質(zhì)量觀和教學(xué)質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),促使教師不斷改革課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段。第二,通過(guò)對(duì)教學(xué)管理的評(píng)估,促進(jìn)教學(xué)管理部門(mén)不斷的調(diào)整教學(xué)管理方式,使管理能滿足社會(huì)和學(xué)生的需求,使之更科學(xué)化。第三, 通過(guò)開(kāi)展對(duì)教學(xué)資源的評(píng)估,建立一套科學(xué)的教學(xué)資源管理規(guī)范,最大限度的提高教學(xué)資源的利用率,使這些資源真正發(fā)揮作用。第四,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)評(píng)估,創(chuàng)建一個(gè)新指標(biāo)體系,克服傳統(tǒng)的學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)價(jià)模式存在的種種弊端,使培養(yǎng)出的學(xué)生專業(yè)扎實(shí),具有獨(dú)立學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和良好動(dòng)手能力,能很好的適應(yīng)社會(huì)需要。
(3) “執(zhí)行協(xié)調(diào)體系”。是學(xué)校主要負(fù)責(zé)人領(lǐng)導(dǎo)的、由校、院二級(jí)教務(wù)及相關(guān)部門(mén)的人員組成,它的任務(wù)是推進(jìn)教學(xué)研究,制定的教學(xué)方案和管理制度,并協(xié)調(diào)在執(zhí)行過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題。
3.2完善學(xué)分制
學(xué)分制以選課為前提,貫徹全面培養(yǎng)和因材施教相結(jié)合的原則,同時(shí)把競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制引入教學(xué)工作。具體實(shí)施方案如下:
(1) 采用彈性學(xué)制:在標(biāo)準(zhǔn)修業(yè)年限的基礎(chǔ)上適當(dāng)放寬了某些剛性的規(guī)定,學(xué)生優(yōu)先修滿學(xué)分,可以提前畢業(yè)。學(xué)習(xí)有困難者,也可滯后一定時(shí)間畢業(yè)。
(2) 賦予學(xué)生充分的選擇權(quán):學(xué)生的選擇權(quán)有三個(gè)方面,選專業(yè)方向、選課程和選指導(dǎo)教師。學(xué)分制的教學(xué)計(jì)劃有很大的靈活性,允許學(xué)生選擇自己認(rèn)為適合專業(yè)方向,感興趣的課程以及指導(dǎo)教師(雙向選擇)這是其精髓所在,體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生個(gè)性的尊重。將競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制引入教學(xué)工作,能有效地促進(jìn)教師教學(xué)水平的提高。
(3) 課程考察的靈活性:對(duì)于所修課程如果考試不及格,可重選重修重考,直到及格為止。這種允許受教育者在一定限度內(nèi)根據(jù)自身的發(fā)展進(jìn)行自我調(diào)整的做法,既體現(xiàn)了對(duì)學(xué)分的重視,又有利于學(xué)生形成適應(yīng)社會(huì)需要的才能。
3.3構(gòu)建充足的多樣的課程平臺(tái)
這是柔性教學(xué)的基礎(chǔ),也是滿足學(xué)生個(gè)性需求必備的條件。如果沒(méi)有這個(gè)前提,學(xué)分制只能是形式上的學(xué)分制,不同的學(xué)生所學(xué)的課程基本相同,相同專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生基本上是相同的。為了保證有充足和多樣的課程,具體措施為:
(1) 調(diào)整教學(xué)計(jì)劃。在優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)前提下,逐步的減少必修課比重,加大限選和自選課程的比例,擴(kuò)大學(xué)生自由選修的權(quán)力,為了增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力,減少講課時(shí)間,加強(qiáng)實(shí)踐課程學(xué)時(shí),滿足學(xué)生個(gè)性的要求,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
(2) 強(qiáng)化教學(xué)管理――鼓勵(lì)多開(kāi)優(yōu)質(zhì)的選修課。為保證有充足的課源供學(xué)生選擇,一方面學(xué)校要求各院系的專業(yè)基礎(chǔ)課和選修課盡可能向其他院系的學(xué)生開(kāi)放;另一方面學(xué)校要求各院系一些好的選修課要滾動(dòng)開(kāi)課,同時(shí)根據(jù)學(xué)生選課情況給予獎(jiǎng)勵(lì),以增強(qiáng)教師的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)激發(fā)教師開(kāi)新課。
(3) 調(diào)整教學(xué)時(shí)間。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)教學(xué)平臺(tái)大小不僅取決于課程的多少,而且還在于學(xué)生有無(wú)修讀選修課的時(shí)間。為此,試行四學(xué)期制,把原來(lái)的一個(gè)學(xué)期分成兩個(gè)小學(xué)期,短線課程一般按排在一個(gè)小學(xué)期內(nèi)完成。不僅減小了學(xué)生期末考試的壓力,而且方便學(xué)生選課,同時(shí)也有利于教師專心從事教學(xué)和研究,以提高自身的素質(zhì)。為了完善了選課制、改革排課方法、實(shí)行全天排課,一天最多可按排10節(jié)課,以便學(xué)生在時(shí)間和空間上能真正實(shí)現(xiàn)比較自由的選課。學(xué)校還打破專業(yè)、年級(jí)界限,鼓勵(lì)學(xué)生跨學(xué)科、跨專業(yè)、跨年級(jí)選課。一些必修課在時(shí)間上改為自由選課辦法,由學(xué)生在四年中任一學(xué)期選擇上課時(shí)間(只要符合課程拓?fù)湟蠹纯?。
3.4建立開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
根據(jù)課程需要學(xué)生提出申請(qǐng),經(jīng)批準(zhǔn)即可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,教師任務(wù)是輔導(dǎo)與監(jiān)督。不僅要輔導(dǎo)學(xué)生如何驗(yàn)證教學(xué)理論或結(jié)論,而且要指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),要監(jiān)督學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果。為此從實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)管理兩個(gè)方面進(jìn)行努力:
(1) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間開(kāi)放。目前學(xué)生多,相對(duì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備較少,為了滿足學(xué)生的要求實(shí)驗(yàn)室每天10節(jié)課對(duì)學(xué)生開(kāi)放(包括周六和周日)。使每一位學(xué)生都有充足的時(shí)間來(lái)做實(shí)驗(yàn)。
(2) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開(kāi)放。學(xué)校要求不僅要完成大綱規(guī)定的實(shí)驗(yàn),而且還鼓勵(lì)教師設(shè)計(jì)一些新的實(shí)驗(yàn)。對(duì)于學(xué)生,教師要求他們不僅要做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),而且還要在教師的指導(dǎo)下完成一些設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)。
3.5建立柔性培養(yǎng)機(jī)制
柔性培養(yǎng)它能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,但受教育政策的限制。為了盡可能滿足學(xué)生個(gè)性需求采取以下幾項(xiàng)措施:
(1) 允許優(yōu)秀的學(xué)生重新選擇專業(yè)。通過(guò)一年的學(xué)習(xí),學(xué)生不僅對(duì)專業(yè)特點(diǎn)有了一定程度的了解,而且也對(duì)自身能力有了進(jìn)一步的了解,各專業(yè)中優(yōu)秀的學(xué)生可以獲得重新選擇專業(yè)的資格,它既可以激發(fā)了優(yōu)秀學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,同時(shí)也滿足了優(yōu)秀學(xué)生個(gè)性需求。
(2) 給每一個(gè)學(xué)生選擇專業(yè)方向的機(jī)會(huì)。在第一階段學(xué)習(xí)之后,讓學(xué)生根據(jù)自己能力和興趣選擇學(xué)習(xí)專業(yè)的方向(若人數(shù)過(guò)多時(shí),按成績(jī)選擇)。
(3) 選擇導(dǎo)師。進(jìn)入第二階段,教師和學(xué)生通過(guò)“互動(dòng)式”雙向選擇,每一位學(xué)生確定一位導(dǎo)師。導(dǎo)師有以下職責(zé):幫助學(xué)生制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃;指導(dǎo)學(xué)生選擇專業(yè)方向;解答學(xué)生就業(yè)升學(xué)困惑;指導(dǎo)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì),參與教師的研究。
(4) 優(yōu)秀畢業(yè)生可以推薦免試讀研究生。學(xué)校從德、智、體、美等各方面對(duì)學(xué)生在校三年表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估,優(yōu)秀的學(xué)生可以免試推薦為研究生。
(5) 定制培養(yǎng)學(xué)生。根據(jù)用人單位的要求,可提供定制培養(yǎng)服務(wù)。定制培養(yǎng)從課程的設(shè)置、學(xué)生的實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等一系列教學(xué)按排都與用人單位的實(shí)際結(jié)合起來(lái),針對(duì)性強(qiáng),學(xué)生畢業(yè)之后即可直接進(jìn)行角色。
4基于柔性教學(xué)管理模式實(shí)施的效果
經(jīng)過(guò)兩年半的實(shí)施這種教學(xué)管理模式達(dá)到了預(yù)期的效果,學(xué)校決定在全校范圍內(nèi)推廣實(shí)施。它主要表現(xiàn)在以下幾方面:
(1) 學(xué)生能根據(jù)自身的能力和興趣選擇適合自己的專業(yè)方向,強(qiáng)化了對(duì)工程和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性顯著的提高,實(shí)際動(dòng)手能力明顯增強(qiáng),特別是定制培養(yǎng)學(xué)生更是獲得用人單位的好評(píng)。
(2) 教師教學(xué)態(tài)度發(fā)生較大的變化。第一,教師為了講好每一講課,不僅從教學(xué)內(nèi)容認(rèn)真準(zhǔn)備,而且還努力的探索新的教學(xué)手段和方法。第二,教師把壓力轉(zhuǎn)變成動(dòng)力,利用四學(xué)期制提供的時(shí)間,潛心進(jìn)行科研和教學(xué)研究,不斷提高自身的素質(zhì)。
(3) 管理人員的變化。第一,從以前單純的管理轉(zhuǎn)變成服務(wù)和管理,在思想中樹(shù)立以“學(xué)生為中心,服務(wù)教學(xué)”的服務(wù)意識(shí)。第二,管理更加規(guī)范化和科學(xué)化。
(4) 學(xué)校資源利用率的提高。柔性教學(xué)管理模式的實(shí)施對(duì)教學(xué)資源的配置和使用起到很好的導(dǎo)向作用,現(xiàn)在各科、室、所都把資源對(duì)外開(kāi)放,減少了設(shè)備的重復(fù)購(gòu)置,極大的提高了學(xué)校資源的利用率。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì). 高等學(xué)校計(jì)算機(jī)
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Abstract: The current situation of college computer education is analyzed, and basic idea, viewpoint, and ways of computer innovation education are proposed. Preliminary achievements have been obtained through practice.
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī);教育創(chuàng)新;知識(shí)結(jié)構(gòu)
Key words: computer;education innovation;knowledge structure
中圖分類號(hào):G42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)31-0008-02
0引言
計(jì)算機(jī)及其技術(shù)本身代表著先進(jìn)的生產(chǎn)力,作為其自身的普及、傳播就應(yīng)具有全新的思想和方法。幾年來(lái),我們面對(duì)高校計(jì)算機(jī)教育的現(xiàn)狀和未來(lái)社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需求等方面進(jìn)行了全方位的思考和大膽的探索,通過(guò)實(shí)踐也取得了初步成效。
1計(jì)算機(jī)創(chuàng)新教育的探索
面對(duì)飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,顯然傳統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)、教學(xué)模式及教學(xué)思想已不能與形式的發(fā)展相適應(yīng)[1],如何面對(duì)計(jì)算機(jī)教育進(jìn)行創(chuàng)新,我們的基本思路是:以課堂教育為主,調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu),改革教育模式,提高課堂教學(xué)效果;改造課堂教學(xué)的框架結(jié)構(gòu),以示例示范為重點(diǎn)突出能力培養(yǎng),創(chuàng)建適應(yīng)學(xué)生的系列多媒體課件;建立與新教學(xué)模式相一致的考核方法,使成績(jī)與能力相匹配。圍繞這一思路,我們的基本觀點(diǎn)和做法是:
1.1 調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)知識(shí)結(jié)構(gòu)的調(diào)整包含兩方面的內(nèi)容:一、課程內(nèi)知識(shí)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,主要是解決課程知識(shí)結(jié)構(gòu)的合理性,使課程的教學(xué)分為基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)、基本知識(shí)和技能訓(xùn)練以及學(xué)科前沿發(fā)展問(wèn)題幾個(gè)部分。二、專業(yè)課程整體知識(shí)框架的調(diào)整,使知識(shí)框架結(jié)構(gòu)既涵蓋豐富的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),又有社會(huì)廣泛應(yīng)用的實(shí)用性技術(shù),還包括計(jì)算機(jī)知識(shí)結(jié)合前沿性在專業(yè)方面發(fā)揮特長(zhǎng),滿足各種層次的需求。
1.2 精講多練精講即對(duì)于實(shí)踐性較強(qiáng)課程的課堂教學(xué)力爭(zhēng)壓縮在較短學(xué)時(shí)內(nèi),講述重點(diǎn)難點(diǎn)。計(jì)算機(jī)教學(xué)有很強(qiáng)的實(shí)踐性,可操作性好,通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)課程內(nèi)容分析的結(jié)果表明,其課堂內(nèi)容的教學(xué)完全可以在較短的學(xué)時(shí)以內(nèi)解決問(wèn)題。課堂教學(xué)時(shí)數(shù)的縮短,并不意味著教師工作量減輕,因?yàn)樾枰熬v”的教學(xué)內(nèi)容貴在于精,即重點(diǎn)的把握程度、難點(diǎn)的分析程度、知識(shí)結(jié)構(gòu)布局的合理程度以及對(duì)學(xué)生理解能力的掌握程度。對(duì)學(xué)生的理解、掌握程度要了如指掌,根據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)生情況,分析難點(diǎn),確定攻破難點(diǎn)的方法,研究材料的體系結(jié)構(gòu),用準(zhǔn)確的語(yǔ)言,合適的教法,精辟的講述充分發(fā)揮課堂教學(xué)效果。多練,即根據(jù)教學(xué)計(jì)劃,提供盡可能可能多的上機(jī)實(shí)踐機(jī)會(huì),充分發(fā)揮學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造思維能力。在這里提到的盡可能多的上機(jī)時(shí)間,并不是原來(lái)的教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)外的上機(jī)操作,而是教學(xué)計(jì)劃內(nèi)的、和教學(xué)內(nèi)容渾然一體的上機(jī),應(yīng)由任課教師直接指導(dǎo),它是課堂教學(xué)的延伸和繼續(xù)。
1.3 提倡單元設(shè)計(jì)與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合,強(qiáng)調(diào)知識(shí)的整體性與一致性,把系統(tǒng)化和工程化思想貫穿于課程教學(xué)始終單元設(shè)計(jì)在注重發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造性思維的同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生按課件總體設(shè)計(jì)的總思路前進(jìn),以便完成所有單元學(xué)習(xí)之后的課程設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)單元設(shè)計(jì)的有效整合,接口封裝,從而使學(xué)生完成知識(shí)體系結(jié)構(gòu)的整體整合,在對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解上有一次質(zhì)的飛躍[2]。
通過(guò)對(duì)課程設(shè)計(jì)的整體操作,使學(xué)生掌握軟件設(shè)計(jì)工程化的一般思想和方法,培養(yǎng)軟件設(shè)計(jì)的良好習(xí)慣。同時(shí),學(xué)生也有一種成就感,從而從內(nèi)心更加熱愛(ài)所學(xué)的知識(shí)。
1.4 建立完整的示例教學(xué)體系,突出學(xué)生的能力培養(yǎng)對(duì)一門(mén)課程首先要求教師事先根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、知識(shí)結(jié)構(gòu)建立一個(gè)能夠包容所有知識(shí)內(nèi)容的、有一定設(shè)計(jì)思想的模型即“建?!?。向?qū)W生展示出該課程總體知識(shí)總貌的“模型”,通過(guò)對(duì)“模型”的結(jié)構(gòu)分析使學(xué)生對(duì)課程的總體知識(shí)結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用有一個(gè)全局的認(rèn)識(shí)。使學(xué)生充分掌握知識(shí)的結(jié)構(gòu)與體系的關(guān)系,把知識(shí)點(diǎn)的每一個(gè)細(xì)節(jié)的運(yùn)用牢牢把握。這就要求教師在事先所建立的“模型”要在準(zhǔn)確把握知識(shí)的體系結(jié)構(gòu)上下工夫。高屋建瓴,獨(dú)具匠心,才能使示例達(dá)到一定的教學(xué)目的,收到事半功倍的效果。
1.5 充分利用現(xiàn)代傳媒手段和多媒體工具建立與課堂教育相適應(yīng)的教學(xué)軟件,以提高教學(xué)的直觀性、趣味性和課堂知識(shí)的含量因?yàn)橛?jì)算機(jī)創(chuàng)造性思維發(fā)展到了更高層次;自然語(yǔ)言是一種物化的思維形式,傳遞給計(jì)算機(jī)后,計(jì)算機(jī)的高速、大容量和自動(dòng)化等特征大大的提高了人的思維能力與作用,形成了一種更高級(jí)的物化思維結(jié)構(gòu)“人腦+電腦”,更利于人才的創(chuàng)造性發(fā)展和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)知識(shí)的傳播。
1.6 改革考試方法,使教學(xué)評(píng)估檢測(cè)的結(jié)果與學(xué)生掌握運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力相一致計(jì)算機(jī)知識(shí)的高度可實(shí)踐性,決定其考核方式不再是傳統(tǒng)的筆試形式,因?yàn)閱为?dú)的筆試已不能反映學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的駕馭和綜合運(yùn)用能力,必須建立與之對(duì)應(yīng)的考試機(jī)制,采用上機(jī)測(cè)試、單元設(shè)計(jì)測(cè)試、課程綜合設(shè)計(jì)測(cè)試。
與理論考核相結(jié)合的綜合測(cè)試手段一方面使得成績(jī)能準(zhǔn)確反映學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合掌握程度和運(yùn)用能力;另一方面由于成績(jī)真實(shí)的反映了學(xué)生的水平,學(xué)生、社會(huì)就會(huì)真正關(guān)心成績(jī),成績(jī)就會(huì)成為衡量學(xué)生計(jì)算機(jī)綜合能力的重要標(biāo)準(zhǔn),從而成為鼓勵(lì)先進(jìn)、鞭策后進(jìn)的激勵(lì)器。
2實(shí)踐
基于上述的基本思路和觀點(diǎn),我們?cè)诜怯?jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)公共課上開(kāi)始實(shí)踐,采用先試點(diǎn)后推廣,由點(diǎn)到面,以“精講多練”為突破口;以目標(biāo)教學(xué)、示范教學(xué)為基本途徑;以多媒體教學(xué)為手段;以新的考核評(píng)估方式為激勵(lì)機(jī)制,分三步全面推進(jìn)計(jì)算機(jī)教育和創(chuàng)新教育。
首先,在非計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)公共課上開(kāi)展以“精講多練”為主要內(nèi)容的教學(xué)改革,要求教師在講授課程前分析出課程的總體框架、重點(diǎn)、難點(diǎn)、歷年教學(xué)中學(xué)生感到難于掌握的章節(jié),哪些是在課堂上要詳細(xì)介紹的,攻克重點(diǎn)、難點(diǎn)的方法怎樣,哪些是要多練的,練習(xí)中的可能問(wèn)題怎樣,如何處理,使教師心中有數(shù),有的放矢。其次,在計(jì)算機(jī)專業(yè)開(kāi)展以單元設(shè)計(jì)和課堂為主要方式的創(chuàng)新活動(dòng)。要求教師在進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)前給出每一單元設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)的總體思路,使學(xué)生既有足夠的設(shè)計(jì)選擇,充分?jǐn)U展思維空間,總體上又有所限制,以實(shí)現(xiàn)既定的教學(xué)目標(biāo)[3]。教師要對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的審查并開(kāi)展討論,提出問(wèn)題及改進(jìn)措施以達(dá)到預(yù)期的效果。最后,在已有教學(xué)和課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上全方位推進(jìn)新型的多媒體教學(xué)活動(dòng),以使教學(xué)生動(dòng)、直觀,同時(shí)利用最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和手段傳播現(xiàn)代知識(shí),以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的興趣。
3總結(jié)
經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)創(chuàng)新活動(dòng),使我們深深地體會(huì)到:面對(duì)飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,傳統(tǒng)的教學(xué)思想、教學(xué)方法必須改革,才能適應(yīng)信息社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)人才素質(zhì)的要求。通過(guò)計(jì)算機(jī)教育創(chuàng)新活動(dòng),給學(xué)生提出了更高的要求,提供了更為廣闊得學(xué)習(xí)空間,使得學(xué)生的動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力大為提高。通過(guò)教學(xué)創(chuàng)新活動(dòng),鍛煉了教師隊(duì)伍。計(jì)算機(jī)創(chuàng)新教育不同于傳統(tǒng)模式教育,對(duì)教師的創(chuàng)新能力和對(duì)知識(shí)的全局駕馭能力,提出了更高的要求和目標(biāo),這就使得教師面對(duì)創(chuàng)新教育要不斷更新知識(shí)觀念,吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的知識(shí)、教育思想和方法,從而有效地提高了教師隊(duì)伍的綜合素質(zhì)。此外,要建立與創(chuàng)新教育配套的考試機(jī)制。建立與之適應(yīng)的全新的、多途徑的考核模式,構(gòu)建起一個(gè)考試與教學(xué)的良性循環(huán)模式。
教育改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,計(jì)算機(jī)教育創(chuàng)新要受到諸多方面的限制,如硬件、軟件、人員、社會(huì)等各種因素。如何使計(jì)算機(jī)教育更能與現(xiàn)代信息社會(huì)相適應(yīng),使我們培養(yǎng)出的學(xué)生實(shí)現(xiàn)與社會(huì)的無(wú)縫接軌,這都有待于我們進(jìn)一步去思考、探索。
參考文獻(xiàn):
[1]宋蓓.以科學(xué)發(fā)展觀實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].人力資源管理,2010,(5):194.
關(guān)鍵詞:CPU設(shè)計(jì);教學(xué)改革;開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái);FPGA RISC架構(gòu);MIPS指令集
中圖分類號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2011)28-7050-02
Design of CPU Based on the on-line Programming
ZHOU Jian-guo, WANG Xin-ting, WANG Xiao-lan
(School of Computer Science and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)
Abstract: This paper analyzed the present situation of CPU design teaching in the internal and external. Introduced the reform process of the CPU design teaching in our university.The improvement was givenin with the FPGA was applied.
Key words: CPU design; teaching reform; opening experiment platform; FPGA; RISC architecture; MIPS set
隨著數(shù)字信息技術(shù)的高速發(fā)展,采用EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已成為硬件設(shè)計(jì)和實(shí)踐的基本方法。數(shù)字信息技術(shù)高速發(fā)展的IT時(shí)代,對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)也提出了愈來(lái)愈高的要求。為此,我們將EDA技術(shù)也引入了華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院的組成原理課程設(shè)計(jì)(CPU設(shè)計(jì))中。
1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)各專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)必修課,是接口技術(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)課,課程的目的是通過(guò)學(xué)習(xí)和實(shí)踐,使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中各部件的功能、組成原理以及設(shè)計(jì)思路和邏輯實(shí)現(xiàn)方法;使學(xué)生建立整機(jī)概念,掌握計(jì)算機(jī)單機(jī)系統(tǒng)硬件組織和結(jié)構(gòu)原理,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)能力,并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)體系的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)能力不可缺少的環(huán)節(jié)。在組成原理中,CPU硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)又成為重中之重,顯然,如果只會(huì)使用計(jì)算機(jī)而不會(huì)設(shè)計(jì)CPU和計(jì)算機(jī),只能永遠(yuǎn)依賴別人的硬件平臺(tái),這絕非我國(guó)的辦學(xué)宗旨。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,核心技術(shù)已經(jīng)愈來(lái)愈集中在集成電路芯片和軟件這兩項(xiàng)技術(shù)之中,其中CPU和OS設(shè)計(jì)技術(shù)是最核心的兩項(xiàng)技術(shù)。美國(guó)、日本和西歐的一些國(guó)家不斷加大這方面的資助力度,美國(guó)的許多高校本科計(jì)算機(jī)專業(yè)中都安排了CPU設(shè)計(jì)方面的課程和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如:麻省理工學(xué)院的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中,需要自主完成ALU、單指令周期CPU(Single-cycle CPU)、多指令周期CPU(Multi-cycle CPU),乃至實(shí)現(xiàn)流水線32位MIPS CPU和CACHE的設(shè)計(jì);斯坦福大學(xué)計(jì)算機(jī)的本科生在實(shí)驗(yàn)中,要求學(xué)生以各自獨(dú)立的形式,用VHDL語(yǔ)言自主實(shí)現(xiàn)CPU、VGA顯示控制模塊等接口,最后實(shí)現(xiàn)于FPGA中,并完成軟硬件調(diào)試。
然而我國(guó)在CPU和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面十分落后,具有成熟的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的8位/16位CPU產(chǎn)品基本沒(méi)有,高端的32位到64位高性能處理器更是空白。國(guó)產(chǎn)裝備中的微處理器幾乎全部采用進(jìn)口的國(guó)際流行的通用或?qū)S梦⑻幚砥?,這種受制于人的狀況對(duì)于我國(guó)的IT產(chǎn)業(yè)、國(guó)家重要的經(jīng)濟(jì)軍事戰(zhàn)略乃至國(guó)家安全都十分不利。從我國(guó)高校教學(xué)方面來(lái)看同樣不容樂(lè)觀,雖然計(jì)算機(jī)組成原理和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程,且從這兩門(mén)課的內(nèi)容來(lái)說(shuō),理應(yīng)肩負(fù)這一重任。但實(shí)際情況并非如此,調(diào)研表明,國(guó)內(nèi)除諸如中國(guó)科技大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等少數(shù)高校十分重視計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程群建設(shè),深入廣泛地采用EDA技術(shù)與硬件描述語(yǔ)言完成實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)訓(xùn)練,并將計(jì)算機(jī)組成原理和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課的實(shí)驗(yàn)明確為CPU設(shè)計(jì)外,其他大多數(shù)學(xué)校僅將計(jì)算機(jī)組成原理定位為“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”和計(jì)算機(jī)模型認(rèn)知層面上。而在實(shí)踐方面:計(jì)算機(jī)組成原理的實(shí)驗(yàn)是在一些由分離元件構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成簡(jiǎn)單的、驗(yàn)證式的單個(gè)功能的實(shí)驗(yàn)(如運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、程序計(jì)數(shù)器、寄存器、時(shí)序發(fā)生器、數(shù)據(jù)傳輸方式)等,最多是完成簡(jiǎn)單模型CPU的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。基本談不上設(shè)計(jì),更沒(méi)有國(guó)外高校的自主創(chuàng)新型CPU設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這顯然難以滿足教育部在《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作,提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見(jiàn)》中關(guān)于“高等學(xué)校要重視本科教學(xué)的實(shí)踐環(huán)節(jié),保證實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)出率達(dá)到本科教學(xué)合格評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),并開(kāi)出一批新的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”的要求。
2 設(shè)計(jì)應(yīng)用
基于以上問(wèn)題的考慮,華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院從2001年開(kāi)始進(jìn)行計(jì)算機(jī)組成原理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究與實(shí)驗(yàn)課題的研究,我們對(duì)清華、北大、復(fù)旦、南大、北郵、北航、上海交大等知名高校組成原理理論與實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀、實(shí)驗(yàn)環(huán)境等進(jìn)行了調(diào)查分析。并兩次進(jìn)行了計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的改革。第一次的改革是在2001年,是將“用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一最小系統(tǒng)”改為由大規(guī)模集成電路芯片(TTL器件)實(shí)現(xiàn)“簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”,在我們自己設(shè)計(jì)的第一代開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)“SLJZ-1型數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)儀”上完成,學(xué)生自己設(shè)計(jì)運(yùn)算器位數(shù)、自行挑選存儲(chǔ)器芯片、自己設(shè)計(jì)CPU模式―微指令方式還是硬布線方式等,雖然有一定的難度,但學(xué)生通過(guò)親自設(shè)計(jì)、模擬仿真實(shí)現(xiàn)一臺(tái)計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)不再具有神秘感,計(jì)算機(jī)的組成不再不透明,計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程不再是“黑匣子”。第二次的改革是在2007年,由于前次改革方案CPU的設(shè)計(jì)是純硬件的,在實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)常存在著插線虛接、連線折斷、器件不斷損壞以及每個(gè)人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能長(zhǎng)久保存等問(wèn)題。對(duì)于設(shè)計(jì)正確的邏輯線路,常常也因?yàn)閷?dǎo)線老化、虛接或器件損壞等問(wèn)題而花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間去尋找問(wèn)題所在,使實(shí)驗(yàn)者不能把主要精力放在系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)上。隨著在線編程技術(shù)的發(fā)展和普及,結(jié)合我們的科研成果并借鑒國(guó)內(nèi)外將在線編程應(yīng)用到組成原理實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)驗(yàn),我們?cè)俅蔚奖本?、上海調(diào)研,探索將FPGA技術(shù)應(yīng)用到我校組成原理實(shí)踐教學(xué)的可能性,并參加了Altera公司在北京主辦的組成原理實(shí)踐教學(xué)研討班。2007年我們將研制的支持在線可編程的第二代開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)“JZYL-Ⅱ型計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”投入到組成原理實(shí)踐教學(xué)中,計(jì)算機(jī)05級(jí)、06級(jí)、07級(jí)的CPU設(shè)計(jì)就是在第二代實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上完成的。而利用EDA平臺(tái)進(jìn)行CPU設(shè)計(jì),其實(shí)質(zhì)是利用運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的軟件所提供的虛擬硬件環(huán)境,在該環(huán)境中進(jìn)行計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)測(cè)試。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)CPU的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,如同用真實(shí)器件做實(shí)驗(yàn)一樣,每個(gè)人可以根據(jù)需要選擇相應(yīng)的器件及芯片,按照自己設(shè)計(jì)出的邏輯電路在所選擇的器件、芯片、輸入輸出引腳及電源等之間進(jìn)行連線(畫(huà)線);線路一旦連接好,不必再擔(dān)心連線折斷、導(dǎo)線虛接等問(wèn)題,并且可以隨時(shí)保存自己未做完的實(shí)驗(yàn),在此基礎(chǔ)上,針對(duì)設(shè)計(jì)出的部件或系統(tǒng)進(jìn)行編譯、功能仿真、波形仿真等測(cè)試,以驗(yàn)證邏輯設(shè)計(jì)的正確性,然后下載到FPGA中,進(jìn)行簡(jiǎn)單的連線及硬件測(cè)試。最后可對(duì)設(shè)計(jì)出的部件進(jìn)行封裝.。
這種方式非常靈活,即保持了原有的設(shè)計(jì)的風(fēng)格,又可以隨意改變,因?yàn)槟憧梢赃x擇你設(shè)計(jì)的CPU下載到FPGA芯片的內(nèi)容:可以全部下載,稱純軟件實(shí)現(xiàn),甚至用Verilog HDL語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě);可以部分硬件、部分軟件實(shí)現(xiàn),用原理圖輸入的方式實(shí)現(xiàn),連線多的地方用軟件畫(huà)圖下載到FPGA中,進(jìn)行功能仿真,然后進(jìn)行軟、硬件聯(lián)調(diào),完成設(shè)計(jì);也可以全部用硬件實(shí)現(xiàn),這就是第一代實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的CPU的設(shè)計(jì)方式。與改進(jìn)后的第一代實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)手段相比較,第二代平臺(tái)的開(kāi)放性更好。從已經(jīng)完成的CPU設(shè)計(jì)的效果看:設(shè)計(jì)方案的多樣性、實(shí)現(xiàn)方法的多樣性得到了更充分的體現(xiàn),同時(shí)也能更好地利用現(xiàn)代化工具、技術(shù)和方法分析和解決CPU設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題。在本科教學(xué)評(píng)估期間,評(píng)估專家對(duì)我們所實(shí)施的CPU設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)產(chǎn)生了濃厚的興趣,并給予高度評(píng)價(jià)。
2010年,我們正在進(jìn)行第三次改革,MIPS是世界上很流行的一種RISC處理器。MIPS的意思是“無(wú)內(nèi)部互鎖流水級(jí)的微處理器”(Microprocessor without interlocked piped stages),
MIPS 架構(gòu)是一種一流的、優(yōu)化的、高度可升級(jí)的 RICS 架構(gòu)。該技術(shù)的基本特點(diǎn)是包括大量的寄存器、指令數(shù)和字符、可視的流水線延遲間隙。而在RISC中,由于指令比較簡(jiǎn)單,指令執(zhí)行的步驟較少,可以比較容易地采用流水線技術(shù),流水技術(shù)的應(yīng)用使得計(jì)算機(jī)的性能得到成倍提高! 因此,我們也想將MIPS的理念和設(shè)計(jì)方向、方法引入,在我們所設(shè)計(jì)的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。
07、08年,在實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究項(xiàng)目和教學(xué)改革項(xiàng)目的資助下,我們已成功研制開(kāi)發(fā)了支持可在線編程的“JZYL--Ⅱ型計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”,投入使用了三年多,充分發(fā)揮了FPGA在計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中的作用。 結(jié)合計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向,MIPS現(xiàn)在是世界上很流行的一種RISC處理器,從計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生能力的需要,以自行已開(kāi)發(fā)出的在線可編程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為基礎(chǔ),研究EDA工具功能仿真和時(shí)序分析工具在組成原理實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的方法,開(kāi)發(fā)出基于FPGA的組成原理單元實(shí)驗(yàn)和流水線模型機(jī),在此基礎(chǔ)上探索課內(nèi)、課外相結(jié)合的組成原理實(shí)驗(yàn)?zāi)J剑錂C(jī)制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數(shù)據(jù)相關(guān)問(wèn)題,我們想在所設(shè)計(jì)的第三代實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,實(shí)現(xiàn)“支持MIPS指令集的模型機(jī)設(shè)計(jì)”。
3 結(jié)束語(yǔ)
無(wú)疑,教學(xué)中的多數(shù)內(nèi)容能與發(fā)達(dá)國(guó)家許多高校計(jì)算機(jī)本科相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)J较辔呛鲜呛玫模灾挛覀兊膶W(xué)生也有可能像國(guó)外學(xué)生那樣,帶上自己的設(shè)計(jì)芯片、系統(tǒng)設(shè)計(jì)HDL程序、整機(jī)網(wǎng)表文件和功能仿真結(jié)果、時(shí)序仿真結(jié)果去應(yīng)聘,其結(jié)果或許比普通的成績(jī)單更能說(shuō)明問(wèn)題。當(dāng)然,僅就目前國(guó)內(nèi)多數(shù)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)J絹?lái)說(shuō)是難以實(shí)現(xiàn)的,因?yàn)槲覀儫o(wú)法將學(xué)生所有的創(chuàng)新思想、創(chuàng)新成果、和自主能動(dòng)性僅用一個(gè)網(wǎng)表文件來(lái)表達(dá)并封裝,并實(shí)現(xiàn)于一塊Altere公司最新推出的Cyclone/Ⅱ系列芯片---FPGA中。
參考文獻(xiàn):
[1] 白中英.計(jì)算機(jī)組成原理[M].2版.北京:科學(xué)出版社,2000.
關(guān)鍵詞:創(chuàng)新精神;實(shí)踐能力;計(jì)算機(jī)專業(yè);硬件課程
隨著我國(guó)高等教育改革的不斷深入,高等教育由原來(lái)的畢業(yè)教育轉(zhuǎn)向就業(yè)教育,要求畢業(yè)生要有創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)能力,具有一技之長(zhǎng)。合格大學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)不再是完成學(xué)校規(guī)定的課程及取得相應(yīng)的成績(jī),就業(yè)成為評(píng)價(jià)畢業(yè)生優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn),也是評(píng)價(jià)高校辦學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)[1]。畢業(yè)生就業(yè)工作,直接關(guān)系到高校的生存與發(fā)展。在我國(guó)人才培養(yǎng)方面有一種現(xiàn)象值得注意:一方面是大量計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生難以找到合適的職位,另一方面卻是相關(guān)用人單位難以找到滿意的人才,其中一個(gè)重要的原因是學(xué)生缺乏必要的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力[2]。如何提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,一直是計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)的難點(diǎn)問(wèn)題。幾年來(lái),我們轉(zhuǎn)變教育觀念,不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,探索出一條培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的有效途徑。
1現(xiàn)狀分析
從專業(yè)的角度,計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生具備的創(chuàng)新能力應(yīng)該從計(jì)算機(jī)軟、硬件兩個(gè)方面體現(xiàn)。我們以培養(yǎng)學(xué)生在硬件方面的創(chuàng)新能力出發(fā),推進(jìn)在計(jì)算機(jī)硬件環(huán)節(jié)方面的教育,從課程群設(shè)置、教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)設(shè)置、課程設(shè)計(jì)設(shè)置、畢業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練等方面,構(gòu)建硬件類課程教學(xué)與實(shí)踐體系等,著力培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題的能力和創(chuàng)新意識(shí),提高學(xué)生的實(shí)踐能力。
經(jīng)過(guò)2004年教學(xué)評(píng)估過(guò)程以及近幾年的質(zhì)量工
程實(shí)施,我校在相關(guān)專業(yè)都增加了綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,從教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上都有所體現(xiàn),但是實(shí)際的執(zhí)行情況并不樂(lè)觀,部分綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目確定、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放模式等,還不能成為真正的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。以計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)室提供的綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例,實(shí)驗(yàn)室開(kāi)出了時(shí)序邏輯電路分析與設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)、運(yùn)算器設(shè)計(jì)、總線設(shè)計(jì)等綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,但是從實(shí)驗(yàn)效果來(lái)看,并不十分令人滿意。其中的原因是多方面的,一是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本身的問(wèn)題。從學(xué)生的角度,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本身的可實(shí)施性較差,學(xué)生學(xué)到的知識(shí)與綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容存在較大的差距,有些實(shí)驗(yàn)雖然是綜合設(shè)計(jì)型的,但到學(xué)生真正操作階段,難于下手,實(shí)驗(yàn)起不到預(yù)想的效果;其二,實(shí)驗(yàn)室的管理模式,實(shí)驗(yàn)人員的配備不能滿足綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的正常高水平開(kāi)出。實(shí)驗(yàn)室雖然列出了綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,但是這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多是從公司引進(jìn)的裝置,對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的開(kāi)發(fā)有待進(jìn)一步深化。
針對(duì)上述存在的問(wèn)題,我們從計(jì)算機(jī)硬件類課程的角度,建立一套培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括培養(yǎng)方案中的課程設(shè)置,課程實(shí)施機(jī)制,從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的確定、開(kāi)發(fā),到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的管理,提出一系列具體的管理辦法和措施,以期做好計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件類實(shí)踐性課程綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的管理模式,為創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)提供一種可以借鑒的模式。
作者簡(jiǎn)介:馬禮(1968-),男,教授,博士,研究方向?yàn)榉植际较到y(tǒng)、嵌入式系統(tǒng);張永梅(1967-),女,教授,博士,研究方向?yàn)槿斯ぶ悄?、圖像處理;宋麗華(1979-),女,講師,博士,研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)。
2具體做法
結(jié)合目前的狀況和實(shí)驗(yàn)條件,通過(guò)調(diào)研、分析和比較等研究,從以下幾個(gè)方面作了一些工作。
2.1研究課程設(shè)置與修課序列
以計(jì)算機(jī)硬件類課程群相關(guān)課程為依托,通過(guò)與國(guó)內(nèi)兄弟院校溝通、交流,建立了更趨合理的硬件課程群設(shè)置方案。從課程群的內(nèi)涵出發(fā),以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題和創(chuàng)新意識(shí)為出發(fā)點(diǎn),設(shè)置相應(yīng)的課程并調(diào)整為合理的先后修課程順序。針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的特點(diǎn),結(jié)合當(dāng)前課時(shí)數(shù)相對(duì)緊張的實(shí)際情況,將“數(shù)字邏輯電路”、“計(jì)算機(jī)組成原理”、“匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”、“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“接口技術(shù)”、“嵌入式系統(tǒng)”等幾門(mén)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)合理有機(jī)結(jié)合,深入探究課程之間的邏輯關(guān)系,設(shè)置循序漸進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn),通過(guò)“驗(yàn)證型―設(shè)計(jì)型―綜合型”實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),為學(xué)生學(xué)好硬件類課程奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
對(duì)于“數(shù)字邏輯電路”課程,受總學(xué)時(shí)和課程實(shí)際需求關(guān)系制約,我們認(rèn)為以滿足后續(xù)課程學(xué)習(xí)夠用為止,安排并講述數(shù)字電路的核心基礎(chǔ)部分,并在集成電路特性方面重點(diǎn)加強(qiáng),目的是讓學(xué)生能夠應(yīng)用集成電路芯片完成硬件電路的初步設(shè)計(jì)。
“計(jì)算機(jī)組成原理”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的核心硬件類專業(yè)基礎(chǔ)課程,需要“數(shù)字邏輯電路”、“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”、“程序設(shè)計(jì)”等先修課程支持。該課程是學(xué)生接觸計(jì)算機(jī)硬件核心的第一門(mén)主干課程,以講述通用計(jì)算機(jī)原理為重點(diǎn),包括計(jì)算機(jī)硬件各主要組成部分的組成原理,實(shí)現(xiàn)方法等。多年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐和交流溝通,學(xué)生們普遍認(rèn)為“計(jì)算機(jī)組成原理”是較為抽象和難于掌握的課程之一。我們從課程的內(nèi)容入手,結(jié)合計(jì)算機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀,進(jìn)行分析認(rèn)為:“計(jì)算機(jī)組成原理”之所以學(xué)起來(lái)困難,主要原因就是課程內(nèi)容比較抽象,講述的都是實(shí)實(shí)在在的計(jì)算機(jī)原理,但學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程中卻根本無(wú)法進(jìn)行具體的操作實(shí)踐。例如,計(jì)算機(jī)組成原理中最為核心和重要的知識(shí)點(diǎn)是“控制器內(nèi)部組成原理”,同學(xué)們接觸到PC機(jī)時(shí),往往看不到,摸不著其心臟。學(xué)起來(lái)就很枯燥,不易掌握。針對(duì)這種情況,我們嘗試在“計(jì)算機(jī)組成原理”課程中將功能部件的實(shí)現(xiàn)部分加強(qiáng),
具體的做法就是通過(guò)采用VHDL(超高速硬件描述語(yǔ)言)描述功能部件,將功能具體化到FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列)電路中,學(xué)生在掌握各功能部件基本原理的基礎(chǔ)上,通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成控制單元的設(shè)計(jì),并調(diào)試通過(guò)。這樣就把抽象的概念和內(nèi)容具體化,學(xué)生就容易接受,從而也就容易掌握。
在完成課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,專門(mén)設(shè)置了依托“計(jì)算機(jī)組成原理”的硬件課程設(shè)計(jì)。利用VHDL技術(shù)和FPGA技術(shù),將組成原理的各功能部件進(jìn)一步綜合和具體化,從而為后續(xù)課程的深入學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
在“計(jì)算機(jī)組成原理”學(xué)習(xí)完成之后,設(shè)置并逐步學(xué)習(xí)“匯編語(yǔ)言”、“接口技術(shù)”、“嵌入式系統(tǒng)”等課程,并逐漸接觸并學(xué)習(xí)具體的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì),完成從理論到實(shí)踐的系統(tǒng)訓(xùn)練。為學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和科技活動(dòng)提供良好的基礎(chǔ)訓(xùn)練,為學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)奠定良好基礎(chǔ)。
2.2界定課程內(nèi)容
計(jì)算機(jī)硬件系列課程教學(xué)內(nèi)容多,技術(shù)發(fā)展快,而各課程學(xué)時(shí)數(shù)緊張。硬件類相關(guān)課程在課程內(nèi)容上存在著一定的相互交叉和依賴關(guān)系[2],單純考慮某一門(mén)課程,從課程的系統(tǒng)性角度,往往力求知識(shí)點(diǎn)完備,但結(jié)合多門(mén)課程綜合考慮,課程之間又具有內(nèi)容重復(fù)設(shè)置的實(shí)際。在這一課程群中,我們認(rèn)真研究課程的內(nèi)涵,合理確立各門(mén)課程的授課內(nèi)容,構(gòu)建知識(shí)內(nèi)容前后銜接、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)密切配合的一體化教學(xué)與實(shí)驗(yàn)體系,寫(xiě)出合格的教學(xué)大綱,為教學(xué)實(shí)施提供具體合理的依據(jù)。硬件課程群各門(mén)課程的內(nèi)容界定以基礎(chǔ)知識(shí)在某門(mén)課程中體現(xiàn)即可,避免在多門(mén)課程中重復(fù)出現(xiàn)相同的內(nèi)容,從而對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行精煉。通過(guò)整合,我們將“數(shù)字邏輯”、“計(jì)算機(jī)組成原理”、“匯編語(yǔ)言”、“接口技術(shù)”、“嵌入式技術(shù)”等課程的內(nèi)容進(jìn)行了界定,具體如下。
(1) “數(shù)字邏輯”主要講述數(shù)字邏輯的基礎(chǔ)門(mén)電路、邏輯表達(dá)式與化簡(jiǎn)、編碼器/譯碼器、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、集成電路基礎(chǔ)等內(nèi)容。
(2) “計(jì)算機(jī)組成原理”主要講述通用計(jì)算機(jī)主要組成部分的組成原理。講述數(shù)據(jù)表示與編碼,運(yùn)算方法與運(yùn)算器實(shí)現(xiàn),一般意義上的指令系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法,控制單元構(gòu)成原理與實(shí)現(xiàn),存儲(chǔ)器基本原理與存儲(chǔ)器構(gòu)成、存儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)成,輸入輸出部件與輸入輸出系統(tǒng),總線系統(tǒng)等。特別指出,數(shù)據(jù)表示中的各種進(jìn)制數(shù)表示與相互轉(zhuǎn)化,由于已經(jīng)在計(jì)算機(jī)導(dǎo)論等課程中已經(jīng)講過(guò),在本課程中不講,但是要求學(xué)生熟練掌握。只提示,不深入講述。
(3) “匯編語(yǔ)言”主要講述Intel x86系列CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與寄存器組織、尋址方式、指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句格式、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法與技巧等。本課程中不講二進(jìn)制數(shù)及其各種編碼。
(4) “接口技術(shù)”以Intel x86系列CPU為原型機(jī)核心,講述處理器與存儲(chǔ)器、與IO設(shè)備之間的接口方法,具體存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、地址分配等,IO端口及編程方法,串行接口與并行接口,A/D與D/A接口等內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)掌握基本的接口實(shí)現(xiàn)方法。
(5) “嵌入式系統(tǒng)”從應(yīng)用角度出發(fā),直接結(jié)合目前廣泛使用的嵌入式系統(tǒng),講述一般的組成原理,以一種具體的嵌入式系統(tǒng)為例,從其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)定制、驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)、具體的IO接口等部分,實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。
2.3研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
硬件類課程的后續(xù)知識(shí)點(diǎn),可以有很多具體實(shí)用的項(xiàng)目。為提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力提供保障,我院聘請(qǐng)相關(guān)教師作為創(chuàng)新能力培養(yǎng)的指導(dǎo)教師。有針對(duì)性地建立適當(dāng)?shù)墓芾砗图?lì)機(jī)制,以支持實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)教師持續(xù)有效地實(shí)施實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的制定上,充分考慮學(xué)生的需求。通過(guò)學(xué)生參與提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,教師深入研究設(shè)置有意義的、實(shí)用的、學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,通過(guò)這些項(xiàng)目逐漸培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
開(kāi)始時(shí),實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要由教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r提供,在學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)環(huán)境后,根據(jù)自己的興趣提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,與實(shí)驗(yàn)室協(xié)商配套,完成實(shí)驗(yàn)。這種方式,可以啟發(fā)學(xué)生積極思維、主動(dòng)解決問(wèn)題,最終形成完整的思路和方法。同時(shí),增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任感和成就感,為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了新思路。
2.4研究實(shí)踐環(huán)節(jié)的模式
建立一套適合管理綜合設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的管理辦法,為實(shí)施創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)提供制度上的保證。實(shí)踐環(huán)節(jié)從“課內(nèi)實(shí)驗(yàn)―單獨(dú)實(shí)驗(yàn)課―畢業(yè)設(shè)計(jì)”三個(gè)環(huán)節(jié)貫穿實(shí)踐教育的各個(gè)環(huán)節(jié),從第4~5學(xué)期開(kāi)始,逐漸將實(shí)踐環(huán)節(jié)滲透到教學(xué)過(guò)程中,從“驗(yàn)證型
實(shí)驗(yàn)―設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)―綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)”三個(gè)層次,循序漸進(jìn)地設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。
(1) 基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn):依托課程,完成課內(nèi)的基本實(shí)驗(yàn),以演示、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)使學(xué)生建立起基本的科學(xué)研究和創(chuàng)新理念。
(2) 設(shè)計(jì)提高性實(shí)驗(yàn):通過(guò)課內(nèi)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、大型實(shí)驗(yàn)周等環(huán)節(jié),以設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)為主,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)依托課程進(jìn)一步深入理解,熟練掌握課程核心理論,訓(xùn)練綜合應(yīng)用課程知識(shí)的技能,具備獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的基本能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。通過(guò)該層次的培養(yǎng),使學(xué)生具備獨(dú)立思考問(wèn)題的能力,具備初步的創(chuàng)新意識(shí)。
(3) 綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn):第三層次的實(shí)驗(yàn)結(jié)合課程群,綜合運(yùn)用相互關(guān)聯(lián)的幾門(mén)課程內(nèi)容,獨(dú)立完成具有具體應(yīng)用背景和一定難度的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,為學(xué)生提供一些與科研項(xiàng)目緊密結(jié)合的題目,項(xiàng)目可以滲透到課外和畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,使學(xué)生在具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中,參加實(shí)際的科研過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。
在實(shí)踐環(huán)節(jié)的具體安排上,結(jié)合課程,以課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的形式具體體現(xiàn)到教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)。在經(jīng)過(guò)這一系列環(huán)節(jié)的綜合訓(xùn)練之后,通過(guò)參加各級(jí)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等形式,將學(xué)習(xí)到的能力具體運(yùn)用,增強(qiáng)學(xué)生的成就感,從而達(dá)到培養(yǎng)初步的創(chuàng)新意識(shí)和能力。
2.5綜合、客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的創(chuàng)新能力
一個(gè)學(xué)生的創(chuàng)新能力體現(xiàn)在許多方面,在對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)時(shí),僅考察少數(shù)幾個(gè)方面是難以做到公平公正的[3]。針對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)無(wú)法進(jìn)行量化,而且存在大量的人為因素這種情況,我們給出了各種創(chuàng)新因素,以及各個(gè)因素的重要程度,開(kāi)發(fā)了大學(xué)生創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)。建立學(xué)生創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)體系,確立評(píng)價(jià)模型,利用模糊數(shù)學(xué)將定性指標(biāo)定量化,設(shè)計(jì)了多級(jí)綜合加權(quán)評(píng)價(jià)算法,從評(píng)價(jià)因素中提取大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、計(jì)算,并給出了考核分?jǐn)?shù)進(jìn)行量化,采用定性與定量相結(jié)合的方式準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)學(xué)生的創(chuàng)新能力,有效地減少人為因素的干擾。并對(duì)比分析改革前后學(xué)生的創(chuàng)新能力,以調(diào)整改革中出現(xiàn)的弊端。
3結(jié)語(yǔ)
在全面推進(jìn)大學(xué)生素質(zhì)教育的過(guò)程中,高等學(xué)校的本科教育必須強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神[4]。實(shí)踐性課程的加強(qiáng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)在質(zhì)量工程
中必將起到十分重要的作用。本文對(duì)培養(yǎng)計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生硬件方向創(chuàng)新能力進(jìn)行了探討,希望能夠更好地對(duì)本科生進(jìn)行培養(yǎng),從而更好地滿足國(guó)家和社會(huì)的需要。本研究得到北方工業(yè)大學(xué)2009年教育教學(xué)改革項(xiàng)目資助,在此表示感謝!
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Research and Practice on Innovation Ability Training in Hardware of Computer Major Students
MA Li, ZHANG Yong-mei, SONG Li-hua
(College of Information Engineering, North China University of Technology, Beijing 100144, China)
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