高校计算机实验教学创新探讨

覃庆伟 吴家培

摘要:本文简述当前普通高校计算机实验教学的现状与不足,探讨计算机实验教学创新的理念、内容与方法,以期提高高校计算机学科专业毕业生的就业竞争力。

关键词:实验教学;培养层次;综合素质;创新能力

中图分类号:G642 文献标识码:A

目前几乎每所高校都设有计算机学科专业,但很多院校的计算机学科专业,由于建设时间不长,优势不明显。面对竞争激烈的就业市场,如何提高其计算机学科专业毕业生的就业竞争力?本文试图从计算机实验教学创新方面作初步探讨,希望能够起到抛砖引玉的作用。

1计算机实验教学现状及不足

计算机学科是实践操作性很强的学科,上机实验有助于学生对计算机知识的掌握与能力的培养。目前很多院校的计算机科目教学,普遍存在重理论轻实践的现象,理论课时多,实验课时相对较少;验证型实验为主,创新型实验少;理论课与实验课不同步,实验滞后,导致学生觉得理论课抽象、难以理解掌握,从而影响学生的学习兴趣和积极性。同时,实验教学大多依附于理论课程,按理论课设置,处于从属地位,学生只能是进行重复性实验,得到验证性结果,学生对教师的依赖性很大,学习自由度小,灵活性不强,影响实验教学质量,导致学生的实验技能不高、动手能力不强、创新能力得不到培养,毕业生就业竞争力不突出。

由于对实验室建设的地位和作用认识不尽统一,导致部分院校院系间重复建设功能单一的实验室,表面上看似乎配套齐全,但利用率不高,条块分割,实验室的综合性、交叉性和集成性不高,影响教学资源有效配置与整合,不利于计算机学科的建设,也不利于学科间的相互交叉与渗透。

2实验教学改革理念及目标探讨

计算机实验教学,是为了激发学生学习积极性和求知欲,培养学生动手能力和创新能力,让学生学会科学的思维方法,掌握科研规律,以提高学生综合素质。

计算机实验教学具有“面宽量大”的特点,需要针对不同专业要求,开设不同实验课。为提高计算机实验教学的效果,实验教学要打破依附于理论课的传统模式,按照人才培养目标要求设置实验教学体系,采取“多层次、一体化、开放式”的实验教学方式,对实验教学进行优化组合,按课程模块设置实验教学内容,尽可能把理论学习与技能培养结合起来;要充分利用多媒体、模拟演示及计算机等设备,让学生操作或感受,使学生在学习理论的同时,掌握实验技术,把难以理解的抽象概念转变为易于接受的具体事物,以提高学生的学习兴趣;增加综合性、设计性实验比重,以提高学生分析问题、解决问题能力,逐渐建立起与理论课程内容既密切配合又相对独立,由不同层次、不同系列的实验课程组成的实验教学体系。

为此,按照“学科专业、知识结构、培养层次”3个方面要求,结合我校的具体情况,参考大学公共计算机专业基础中软件、硬件、网络、应用等模块,构建如下分类分层次的实验教学体系。

(1) 按“学科专业”可分为4大类:信息类、理工/食品类、经济/管理类、艺术和人文/外语类。

(2) 按“知识结构”可分为3大模块:计算机系统与平台、计算机程序设计、计算机技术与应用。

(3) 按“培养层次”可分为3大层次:基本操作技能培养、综合设计能力培养和创新能力培养。

基本技能型实验面向全校学生,综合设计型实验面向全校工科类学生,研究创新型实验面向全校信息类学生。打破层次之间、专业之间、课程之间的界限,建立多个计算机综合实验室,分别承担基础性、综合性或设计性等不同层次的实验教学,形成以能力培养为主线、与理论教学既有机结合又相对独立的多层次实验教学体系。

为培养学生综合能力,可以根据学生自身水平以及专业发展目标等不同情况,结合各专业实验教学的要求,又可将计算机实验教学内容划分为三个层次。

第一层次:计算机普及实验。通过学习和实验,使不同专业的学生掌握计算机用户界面的基本使用、文档制作、上网浏览、收发电子邮件等通用软件的基本操作技能。

第二层次:计算机技术实验。包括计算机软、硬件技术基础两个方面,主要包括计算机组成原理、计算机操作系统、拆装机及网络应用等实验科目,培养学生计算机初步应用能力。

第三层次:计算机应用实验。与专业相结合,以计算机应用技术为基础并结合前沿技术发展的专业课程实验,如微机接口技术、单片机、计算机网络、智能化综合布线、多媒体技术、计算机辅助设计、网页制作、计算机网络安全、嵌入式系统原理、Linux/Unix操作系统、数据库原理和数据存储、信息管理等课程实验,重点解决计算机和网络技术在各专业的应用问题,培养学生网络工程及专业软件应用、开发能力。

按照上述理念,计算机实验教学创新需要达到以下目标:

(1) 在运行机制上,要真正实现资源优化整合,加强统筹管理,面向全校所有专业,做好全方位的服务工作。

(2) 构建基础型实验、设计综合型实验和创新型实验三个层次分明、比例结构科学合理、与理论教学有机结合的实验教学体系。调整实验项目,合理安排验证性实验、综合性实验和设计性实验的比例。增加开放实验内容,鼓励和引导学生自行设计实验、参与教师科研课题。

(3) 建立健全实验室开放运行的政策、人事、经费保障机制,大力推进学生在课余时间根据自己的兴趣和爱好,自主进行实验、在教师的指导下进行创新型实验,积极组织学生利用实验教学平台开展各项课外科研活动,提高学生综合研究能力。

(4) 充分挖掘现有仪器设备的潜力,适当配置新的仪器设备,满足各类实验教学需要。

(5) 建立完善网络教学平台,实现实验教学和实验室管理信息化、公开化。建立基于网络的协同与互动式教学平台,实现网络实时交互教学。建立各个课程的多媒体课件,通过丰富生动的多媒体课件提高实验教学的效果。

3计算机实验教学创新方法与内容探讨

实验教学作为理论联系实际的必然教学环节,是理解和巩固理论知识的主要途径,是现代教学体系中不可缺少的重要组成部分,是培养学生工程实践能力和创新精神的重要手段,也是提高学生就业竞争力的一个重要方面。因此,有必要构建出与理论课程教学体系创新相配套的、知识和能力并重的实验课程教学体系,实验的内容、方法、技术要反映时代特点。

为此,需要从以下3个方面积极进行实验教学方法创新:

(1) 利用先进的教学方法和手段,提高实验教学效率和效果。要注重发挥学生在实验教学活动中的主体作用,充分利用集电子教案、动画于一体的多媒体网络课件和实验案例,以有效地表达和展现实验基础概念,激发学生的学习热情,培养学生分析、解决问题的能力。

(2) 积极建设开放实验室,创建有利于学生个性化发展的实验教学环境。通过实验课程、实验项目、研究课题和实验资源的开放,鼓励和吸引更多的学生开展课外科技活动,以培养其创新能力。

实验室建设要从学校整体出发,真正打破院系分割封闭状态,成立校级计算机实验教学中心,管理学校所有的计算机实验室,统一规划、统一建设、统一管理,以充分发挥计算机学科综合优势,提高实验室设备利用效率,避免出现服务对象单一、重复购置现象,让有限的资金投入发挥更大效益。

(3) 开展课堂讨论、实验技能竞赛、学生课外科技活动以活跃实验教学,提高学生的学习兴趣。

为达成实验教学创新目标,需要从以下7个方面进行实验教学内容创新:

(1) 修订实验教学大纲,增加创新能力培养内容:新大纲要以培养学生实验能力为核心,注意培养学生动手能力和分析问题、解决问题的能力;要密切结合计算机技术的新发展,明确每个实验教学要达到的目的和要求,明确学生通过实验应该掌握的基本知识、基本方法和技能;既要注重基本技能的训练,又要注意创新能力和综合素质的培养。新大纲中,要有较大比例的选做实验,又要有一定比例的综合性实验和开放性实验。

(2) 以课程小组为单位组织实验教学,按照新实验教学大纲的指导思想,编写实验指导书,制作实验教学课件,不断更新实验教材。

(3) 合理安排实验学时,实践环节的教学课时,应该占总学时的35%～40%;压缩验证性实验,加大综合性、设计性实验比例,以培养学生的科学实验能力和创新能力。

(4) 鼓励高素质、有经验教师投入实验教学工作,以工程、项目案例驱动教学,使实验内容不断拓展和更新,以提高学生的工程、项目设计能力。

(5) 改革实验教学考核方式。学生实验考核除实验预习报告、实验报告按一定比例纳入实验成绩外,要增加实验操作评价,得出实验操作分数;增加随机项目,强调动手能力的考察;对学生自己设计的实验,给予积极的正面评价,以激发学生动手设计实验的热情。

(6) 坚持实验室开放,为学生自主学习和训练提供良好的环境。在正常实验教学课时外,每门课程为学生提供一定的课外机时。

(7) 采用多种形式组织学生参加课外科技活动,将教师的科研成果融入到教学当中,逐渐形成一种开放、合作、研究型的学习氛围,促进学生综合能力的提高。抓学生第二课堂学习,提高计算机文化素质,拓展实验教学的时间和空间,扎实有效地推动实验课程体系建设。

4结语

计算机学科发展日新月异,只有紧密地跟踪新技术、新方法、新理论,不断更新课程教学大纲、教材,与时俱进,构建具有培养创新精神、实践能力的计算机实验教学体系,才能培养出具有竞争力的计算机科技人才。

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Research in Computer Experimental Teaching Reform

QIN Qing-wei, WU Jia-pei

(School of Computer Science and Engineering, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China)

Abstract: In this paper, brief analysis the status & deficiencies of computer experimental teaching in colleges, research the idea、contents and methods of computer experimental teaching reform, in order to improve the employment competitive ability of the computers graduate.

Key words: experimental teaching; cultivation hiberarchy; comprehensive quality; innovation capability