计算机实验教学的“四个三”教学模式

摘要:计算机课程实验是大学本科计算机教学的核心内容之一,根据我校计算机实验教学的基本情况,我们将改革的重点放在打通计算机专业的所有计算机课程,构建上下统一、先后呼应、互为服务、前后铺垫的实验课程平台体系,实施实验教学的“三段式”、实验内容的“三层次”、实验体系的“三技术”、实验教学的“三结合”实验教学模式。本文介绍了这一教学模式。

关键词:实践教学;三段式;三层次;三技术;三结合

中图分类号:G642 文献标识码:A

1引言

计算机课程实验是大学本科计算机教学的核心内容之一,提高学生的综合素质和创新能力是计算机实验教学的主要教学目标。根据我校基础计算机实验教学的基本情况,我们将改革的重点放在打通计算机应用技术专业的所有计算机课程,构建上下统一、先后呼应、互为铺垫、前服务后的实验课程平台体系,实施实验教学的“三段式”、实验内容的“三层次”、实验体系的“三技术”、实验教学的“三结合”实验教学模式的探索。

我校实验改革的指导思想为:加强基础训练,强化专业技能,注重实验基本技能和综合设计能力的培养,在明确实验教学内容和确定实验教学学时数的前提下,整体考虑计算机应用技术课程实验体系的构建。避免实验内容重复,强化内涵,提高水平,将课程实验体系的构建形成一个有机的、互动的、充满活力的、贯穿始终的整体,以符合学生的认知水平和专业知识的相互呼应,通过实验努力满足与充实学生的专业知识结构和应用能力。

2 “四个三” 实验教学模式的构建

2.1实验教学过程的“三段式”

第一阶段(计算机基础素质实验教学):通过计算机基础课程实验对学生进行计算机专业要求比备专业基础素质和技能的训练。使学生掌握计算机实验的基本知识、基本方法与基本技能,熟悉常用计算机设备及其仪器仪表的操作使用方法,培养学生对计算机的基本操作技能、应用技能和编程技能,以及理工科专业必备的观察、记录实验

结果及整理、分析实验数据的能力。

第二阶段(多门专业课程融合的实验教学):按照实验内容归类梯次训练逐步深化的要求,从计算机应用技术教学的系统性、完整性、时代性方面总体设计教学内容和课程体系,把实验内容要求相近或相同类别(例如C语言程序设计与C++,平面设计、静态网页设计、动态网页设计与数据库技术等)的实验内容,采取由浅入深、循环渐进、逐步推进、融合重组等方式进行深化。将原来分散于各相关学科的知识整体化、系统化、实现多学科知识融合。在加强计算机学生动手能力的同时,在这一阶段更加注重培养学生综合运用多学科知识分析和解决专业问题的能力。

第三阶段(开放性、自主性、综合性设计实验教学法):由指导教师讲授课程实验的基本思路、实验设计的基本原则,以及文献检索的基本方法、科研论文的基本要求,同时启发学生的科研兴趣创新精神,引导学生按照完整的课题研究模式,自主选题、自行设计实验课题方案,拟定技术路线,利用各种实验技能和手段,综合运用所学的课程知识进行分析、归纳和总结,得出相对客观的研究结论,完成科研论文或实验报告的撰写。这是一种以人为本,强调促进学生发展、帮助学生将知识转化为能力的教学活动。

2.2实验教学的“三个形式”

将过去依附于理论课程的实验部分分离出来,优化重组,自成体系。按照计算机应用技术专业课程实验的内在联系将全部实验整合为课程实验、计算机专业技能实验、课程综合实验等三种形式,逐步建立和完善以“基础训练型、专业型、综合设计研究型”三个层次为主体的实验教学内容。

作者简介:刘兴顺(1957-),男(汉),河北秦皇岛人,副教授。

课程实验以验证性为主,主要是验证理论的正确性;计算机专业技能实验主要是培养计算机专业要求的基础素质、专业素质和技能,注重专业动手能力的培养;综合设计型实验注重知识的纵向与横向的结合与运用,本门课程知识的综合、课程与课程之间的综合、学科之间的综合,培养学生综合利用学科知识解决专业问题的能力。

2.3构建实验体系的“三技能”

实践教学体系的确立是一项系统工程,它包括思想的转变、体制的改变、机制的创新等诸多环节。经过多年的研究与实践,根据用人单位对人才的需求,在实践教学目标上,以全面推进素质教育为指导,以应用性人才培养为目标,全面培养学生的“学以致用”的能力和创新意识、创业精神。实践教学内容体系核心包括基本技能、专业与职业技能、综合技能三大模块。依据学生不同的学习阶段和学习特点,从低年级到高年级形成一个前后衔接,循序渐进、由单一到综合,贯穿全学程的纵向体系。在各个教育阶段,根据基本技能、专业与职业技能、综合技能三大模块构建学生能力结构,开设不同的实验、实习实训、课程设计、毕业设计等,这是实现学生技能培养的有效途径,如图1所示。

(1) 基本技能:基本技能训练是实践的初级阶段,主要培养学生掌握本专业的基本操作技能,为理论教学建立感性认识,打下良好基础。

(2) 专业与职业技能:是指从事具体职业岗位的专业工作中所具备的能力或具有从事某一工种的基本理论知识和操作技能。

(3) 综合技能:是对学生进行专业综合技术应用能力

和素质培养,具体承担基于专业和职业岗位的综合应用实践。

将实验体系的“三技能”方案概括为“一条主线” “三个层面”,即以专业技术应用能力为主线,基本技能训练、专业技能训练和综合技术应用能力训练三个层面。这三个层面之间相互联系,前者是后者的基础与支撑。在第三个层面,专业技术综合能力得以实现,如图2所示。

2.4实验教学的“三结合”

2.4.1课内与课外相结合

将实验课堂教学延伸到课外。①开放实验室。采用集中与分散、自选与统排相结合的方式全面开放基础计算机实验室。开发和运用实验预约软件,保证学生完成基本实验的巩固训练和提高应用层次的选作实验及综合设计实验。②充分发挥计算机辅助作用,安装实验模拟、仿真教学软件,为学生提供课下实验学习的空间,提高学生对网络技术的应用能力。③成立课外业余专业学习小组,同学们可以根据自己的爱好、专业兴趣主攻某一方面的专业课程或技能,实验室给予必要的平台支持,教师给予指导,实现实验教学的自主性和个性化。④鼓励学生参加对外科技服务等横向专业或科研实践活动,适当地参与社会兼职,促进学生的个性发展,培养学生的专业能力和素质以及解决实际问题的能力。⑤课外专业学习小组导师制,将专业课程教师定点分散到各个专业班级课外学习小组,对专业学习小组的学习、实训、课外设计给予一对一的指导,指导教师对有一定专长的学生可以从大二到大四给予全程辅导。

图1技能型实验教学方案

图2 “一条主线、三个层面”专业技术应用能力培养模式示意图

2.4.2实验教学与能力培养相结合

在实验课题的设计上,除了注重对学生进行专业素质要求的基本技术、技能培养的同时,更要注重加强其综合与创新能力的培养,科研意识和科研能力的培养,技术改造与技术革新能力的培养。①通过文献查阅、调查讨论、实验设计等组织形式,鼓励学生设计实验,为学生提供完成实验探索的条件。②通过实验论文报告和实验学习成果展示等方式,鼓励学生把实验变成“全面的智能考核和小型的科学研究”,挖掘学生实验创新的潜能。

2.4.3实验教学与科研相结合

实施科研在教学中的渗透和以科研为背景的教学。教师在设计实验课题过程中,有意识地将科研课题或具有进一步研究性的问题作为实验课题。充分利用科研资源,创造条件使学生早期介入科研实验与课题研究。一是从低年级开始就培养学生科研意识,教师的科研题目吸收高年级学生加入,将实验教学与科研意识和能力的培养相结合贯穿始终。二是遴选成绩优秀、有创造能力的高年级学生参加专业性较强的科研工作,成为教师的科研助手。

3创新性实验教学改革的总结

在三年来实验教学课程建设中,我们以提高课程的整

体水平为总体目标,以优化教师的指导作用,引导学生主动学习为出发点,确立了以学生为主体,以学生创新思维和能力、素质培养为目标的教学指导思想,在此框架下,探索构建新型教学模式。通过对“四个三”实验教学模式不断地总结与完善,使我们在计算机课程教学的实践中逐步形成了一套系统、有效、适应教育现代化要求的运行模式。在此模式下,促进了教学过程的优化和教学相长,实现了以学生为主体,以教师为主导的教学原则。

经过几年的实践与完善,新型的教学模式已成为相关专业学生学习计算机课程常规、有效的方法,促进了学生主动进行创造性学习,得到了学生们的普遍欢迎以及同行们的充分认可。经过系列的探究性独立训练,使学生对学习获得了全新的认识和感受,促使学生在科学思维、人文素质、主体意识和实践能力等方面得到较充分的发展。特别是开放实验教学和实验课程论文答辩,对于提高教学质量,实现教学目标,取得了明显效果,不管是积极主动地研究和动手操作,还是踊跃的提问以及严谨、准确的答辩,都是传统教学中难以看到的局面。但目前新型教育模式仍处在完善之中,我们将结合我院的教学实际继续不断完善,在此基础之上继续进行新的探索,力争不断取得教学改革的新成果。

参考文献:

[1] 姜代红, 程红林.《计算机操作系统实验》教学内容及体系改革[J]. 福建电脑,2006(1):195-196.

[2] 卢加元. 《计算机网络》课程实验教学研究与改革设想[J]. 福建电脑,2007(8):214-215.

[3] 黄建忠,黄传河,曹加恒,等. 创新型计算机实验教学体系的建设与改革研究[J]. 计算机教育, 2007(11):28-30.