论信息学科平台课程群立体可视化教育资源体系的构建

摘要:介绍了项目组围绕信息学科平台课程群立体化教育的教学理念、模式、教材、资源和方法,阐述如何构建信息学科平台课程群的立体可视化优质教育资源体系,培养学生的IT应用开发能力和软件设计能力。

关键词:信息学科;平台课程群;立体可视化;教育资源体系;IT人才质量

项目组以全面提升IT类专业人才培养质量为目标,依托项目组近十年信息学科平台课程群的信息化建设工作,自2006年以来,在省教育厅系列质量工程建设项目、教学改革项目、国家“十一五”规划教材等项目的支持下,以美国哈佛大学教授、世界著名的心理学家和教育家霍华德•加德纳的多元智能理论[1]为指导,围绕信息学科平台课程群立体化教育的教学理念、模式、教材、资源、方法,注重培养学生的IT应用开发能力和软件设计能力,精心构建信息学科平台课程群的立体可视化优质教育资源体系。将学生的操作能力、分析能力、工程设计能力与应用实践紧密结合起来,切实加强“基础扎实、实践能力强、综合素质高、具有创新意识”的IT类专业应用型人才培养,并取得了可喜的成绩。

1精心构建信息学科平台课程群立体可视化教育资源体系

立体可视化的教育理念是立体化教材、立体化教学模式、立体化教学资源等理念的综合拓广[2]。立体可视化教育体系不仅体现立体化教材、立体化教学模式、立体化教学资源的组成与支撑作用,还体现了素质教育在不同层次、不同需求与不同应用的外延。信息学科平台课程群的立体化教育体系由信息技术支持下的教育活动、教学模式、学习模式的不同组合形式与层次组成。教育活动包括培养目标确立、教学目标确立、教材教辅编著、教学资源获取、教学实验实践、教学与素质测评等;教学模式包括课堂教学、课件教学、网络教学、网络实验、网络测评等;学习模式包括传授学习、交互学习、协同学习、探究学习、创新实践等。项目组坚持立体可视化的教育理念,精心构建信息学科平台课程群立体可视化教育资源体系。在此理念下,项目组成员积极参与教学研究和质量工程项目建设,近几年来,主持省级与校级教改课题6项、省级与校级质量工程项目7项,已圆满完成项目7项。在积极开展教学研究的过程中,认真总结研究成果,近几年在国际学术会议和省级以上刊物发表相关论文近10篇,其中1篇EI收录,2篇ISTP收录,2篇论文分别荣获省级优秀论文一、二等奖。

1.1精心编著信息学科平台课程群特色教材

以主持“单片机原理与应用”省级重点建设课程与省级精品课程和“数据结构”、“计算方法与程序设计”校级重点建设课程与精品课程为契机,经过多年的课程建设,项目组依据社会对人才的需求,同时研究国内外同类教材,不断修订大纲,在实践中不断总结,编著出版了具有鲜明应用特色、符合地方本科院校实际需要的教材8部,教材已被多所高校所采用,深受教师和学生的普遍欢迎。其中由辽宁大学出版社和中南大学出版社出版的《C语言程序设计》、《传感技术及其应用》为“十一五”部级规划教材,由科学出版社出版的《算法语言与计算方法基础》于2009年获评省级优秀教材奖。

1.2研发信息学科平台课程群教学网站、网络课堂和多媒体教学软件

项目组为单片机原理及应用、数据结构、计算方法与程序设计组成的信息学科平台课程群建立了内容丰富的精品课程教学网站和网络课堂,实现了课后师生互动的交流平台,完成的多媒体教学课件,以网络课件形式弥补教材更新速度慢的缺点,采用现代化的课件制作技术(PROTEL、FLASH、PHOTOSHOP等)弥补教材单调的缺点。发挥了网络课件直观性、开放性、交互性、共享性、协作性、自主性等优点,研制了数据结构算法执行过程可视化教学软件,增强了算法执行过程的直观性,便于学生理解和分析算法[2]。软件“‘数据结构’算法动态可视化演示系统”于2010年6月荣获湖南省“中南杯”多媒体教育软件竞赛一等奖、课件《数据结构•树与二叉树》于2005年荣获湖南省“青果杯”教育软件竞赛二等奖。

1.3精心建设信息学科平台,建立一条从概念到产品的实际工程训练链

我们在学校相关本科教学资金支持下,现已建成计算机中心和ARM、DSP、单片机、Proteus等本科教学实验室,以实验室为平台,科研项目为载体,着重培养学生的工程实践、分析解决问题的能力。项目组从人才培养体系整体出发,整合内容,建立以IT人才能力培养为核心,“基础性实验―综合性实验―设计性实验―研究探索性实验”四个层次相互衔接递进的实践教学体系,形成一条从概念到产品的完整工程实践训练链[3],突出以学生为主体的实验教学地位。先后有120余名软件设计师、网络工程师获得者、全国电子设计大赛获奖者和湖南省程序设计大赛获奖者受益于本系学科平台课程群实验室的指导和培养,2003年以来,本系学生在公开刊物上17篇,获实用新型专利1项。电子工程实践中心于2009年被评为省级示范实验室。

2创新之处

平台具有理念创新与技术创新,突出课程群教学资源体系的立体可视化建设,注重资源设计与教学改革、资源内容与行业、资源架构与团队互助三结合,具备完整性、规范性、直观性、互动性、开放性、自主性和趣味性。

2.1教育资源体系与教学内容的关联递进性

信息学科平台课程群在课程体系与教学内容上,形成了“原理、基础应用、应用系统设计”三个模块的三级递进式教育新体系;在实践教学方面,开发了与教材配套,集学习、应用与开发于一体的装置和教学软件,延伸了学习和应用的空间,实现了学校与社会的无缝连接。

2.2教育资源的可视化

信息学科平台课程群结合地方本科院校IT类专业学生的特点,在教学上采用多媒体技术实现算法的执行过程的可视化,极大地增强了教学的直观性,便于学习者理解和分析算法。

2.3教育资源体系的立体化

项目组通过主编教材、研制教学软件、开发课程网站和网络课堂等自主学习与实践的空间,形成集图、文、声、像、物为一体,动静交融、虚实互补的立体化教学资源,多形式、多层次、立体化地展示教学内容。

2.4形成概念到产品的实践工程链

项目组从人才培养体系整体出发,整合内容,建立以IT人才能力培养为核心,多层次相互衔接递进的实践教学体系,形成了一条从概念到产品的完整工程实践训练链,突出了以学生为主体的实验教学地位。

2.5教育资源体系与应用能力培养的结合紧密性

课程群发挥平台课程之间交叉互补的优势,注重理论与实践并重,引导学生由浅入深地掌握信息大类平台课程的知识。注重培养学生的应用开发能力和软件设计能力。将平台课程实验室建成相应的设计平台和开发平台,将学生的操作能力、分析能力、工程设计能力与应用实践结合起来,突出应用能力和创新素质培养,形成了课堂可视化教学,课后工程实践切实可行的新型IT人才培养方案。

3应用效果

信息学科平台课程群立体可视化教育资源体系自2004年3月开始策划,至2009年初建成效,经过湖南省特色专业建设、精品课程建设、优秀教学团队建设和示范实验室建设等质量工程项目建设的砺练与提升,在不断充实完善和优化的过程中,已建成了具备完整性、规范性、直观性、互动性、开放性、自主性和趣味性的优质教学成果,得到广泛认可,使用效果显著。

3.1取得的成绩

立体化的教育资源体系支持学生拥有多渠道获取知识和操作练习的机会,有效地提高了应用型IT类专业人才培养质量。

1) 近三年参加各类部级和省级学科竞赛获得佳绩。如2009年参加全国大学生电子设计大赛荣获二等奖和湖南赛区一等奖;2009年参加全国大学生电子专业人才创新与技能大赛荣获三等奖;参加大学生数学建模大赛荣获国家一等奖。近三年的具体获奖情况如表1所示。

2) 单就2010届毕业生来说,其考研上线同学达78名,上线率达20.97%。

3) 信息工程系现有电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术、电子科学与技术四个本科专业有毕业生,毕业生质量越来越好,就业率稳步上升。从表2给出的2008、2009届毕业生的就业率变化趋势可以得到体现与验证。

3.2社会评价

1) 项目组教师获得校十佳师德标兵、十佳科技工作者、省重点学科带头人培养对象、入选省新世纪“121”人才工程,多位教师获省教学成果三等奖、省青年骨干教师、省、市科技进步奖、校教学成果奖等多项奖励,所在专业基础教学团队获评省级优秀教学团队。

2) 组织指导学生参加全国各类竞赛活动,20余位学生获得了2003年、2005年、2007年、2009年全国大学生电子设计大赛二、三等奖、2009年全国电子从才设计与技能大赛三等奖、湖南赛区一等奖2项、二等奖3项、三等奖2项、2005年湖南省第六届挑战杯二等奖、湖南省程序设计大赛优胜奖,前后有70余名同学获软件设计师、网络工程师和程序员资格证,历届毕业生中有110余位同学考上中国科技大学、中南大学和湖南大学等重点大学硕士研究生。

3) 经过几年的建设,项目组已将单片机原理及应用、数据结构、计算方法与程序设计等学科平台课程分别建成省、校级精品课程,开发了丰富的精品课程网站和网络课堂,点击率高,如省级精品课程单片机原理及应用的点击率在全省省级精品课程中点击浏览率排在第二位。

4) 形成了从概念到产品的实践工程训练链,自行研制的单片机学习装置被多所高校使用,电子工程实践中心于2009年被评为省级示范实验室。

4结语

如何通过构建立体可视化教育资源体系达到提升人才培养质量目的,是我们一直在以立体可视化教育理念为指导下开展的有益尝试。虽然取得了一些好的效果,但我们仍将不断探索,不断优化信息学科平台,力争获得更广的应用,取得更大更好的社会效益。

参考文献:

[1] 冯克诚. 霍华德•加纳德与多元智能理论[M]. 北京:学苑音像出版社,2004:51-65.

[2] Huang Tongcheng, Yin Liping. Research of a Web-based Data Structure Visual Courseware[C]//Wang Xizhao. Proceedings of Sixth International Conference on Machine Learning and Cybernetics. Hongkong:IEEE Computer Society Press, 2007:4176-4181.

[3] 江世明. 模块化电子实验平台构建与创新型人才培养[J]. 电气电子教学学报,2008,30(2):98-100.

Building Cubic Visual Teaching Resource System for Informational Discipline Platform Courses

HUANG Tong-cheng, JIANG Shi-ming, NIU Li, CHENG Ya-hui, YIN Li-ping

(Department of Information Engineering, Shaoyang University, Shaoyang 422004, China)

Abstract: In this paper, we introduce how to construct the cubic visual teaching resource system for platform courses of informational discipline and how to train students’ IT application developing ability and software design competence from teaching philosophy, pattern, teaching materials, resource and methods.

Key words: informational discipline; platform courses; curbic visual; teaching resource system; IT personnel quality