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大数据课程总结

时间:2022-09-16 02:02:51

大数据课程总结

第1篇

关键词:Excel;考务管理;函数;数据透视表

中图分类号:G4 文献标识码:A doi:10.19311/ki.1672-3198.2016.07.079

教学管理与教学质量评价是推动学院管理水平的重要组成环节之一,而教务工作所涉及的数据类别多,数量大,单纯依靠人工进行数据处理,易出差错。虽然随着计算机应用于各行各业中,目前各高校教务管理大都使用专业的管理系统,如CRP校园管理信息系统;URP高校教务管理系统等,然而,实际结合具体工作仍然不避免地需要操作者掌握一些必要的软件操作技术。比如经过这类系统导出的数据,形成Excel格式文件,需要二次加工。本人结合多年教务的管理经验,就工作中遇到各类问题进行总结,归类,结合工作表格的结构原理,列出Excel在考务管理中常用的几个技巧与大家分享。

1 函数的应用

在重修考试报名中的具体应用:学院下发的重修申请表内容包括所申请课程的课程名、申请人学号,专业等信息。学生报名只上交纸制报名表即可。但报名结束后,报名人数众多,利用学校下发纸质报名表上的信息统计重修上课安排以及重新考试安排过于繁琐。所以笔者利用Excel自制重修报名表,然后将每个班报名数据进行汇总形成总表,再进行重修安排操作。

1.1 Count if函数的应用

该函数的语法规则如下:

countif(range,criteria)

笔者主要用于在重修报名结束后,将纸质的重修报名表输入成重修上课以及考试安排所需的电子表格。纸质的重修报名表如图1,包含基本的学生和课程信息。而在考试以及上课安排中需要汇总课程信息,用countif函数迅速得到汇总数据。

打开Excel表,新建重修统计表,表中输入相应信息:学号,姓名,课程,学分,合计。在学生对应的报名重修课程表中标注“是”,如图2。

在合计2处运用countif(C2:C7,“是”)就可以快速得到单科课程的报名人数,在合计1处运用countif函数,countif(A2:H2,“是”)统计每人的报名课程数,确定其能否在学期内学有余力,修够计划学分。

1.2 if函数的巧应用

该函数的语法规则如下:

IF(logical_test,value_if_true,value_if_false)

表示计算结果为TRUE或FALSE的任意值或表达式。

这个主要介绍通过IF函数快速比对数据是否一致,在统计数据工作中,经常可能需要甄别数据录入是否完整准确,通过手工比对效率不高并且容易出现错误,而通过IF函数设置比对条件,快速而准确。例如比对两列(A,B)学号是否一致有无错漏,运用IF函数,列出表达式(A2=B2,“t”,“f”),可以快速显示t或者f,一目了然数据是否完整。

2 数据透视表的应用

数据透视表(Pivot Table)是一种交互式的表,可以进行某些计算,如求和与计数等。所进行的计算与数据跟数据透视表中的排列有关。

学生重修后,经统计生成一个Excel表,对表中格式进行整理,统一,需要按照科目,任课教师整理考虑考试安排,由于学生报名多,课程杂,特别是在毕业班重修中,课程可能涉及多个年级,所以在安排考试时候,容易出现学生考试地点重复或者学生考试时间重复等的情况,所以安排重修考试后,核对考试安排是否有问题是一项繁琐而重要的工作,通过数据透视表可以快速查验一个考场内单一学生考试科目是否重复,能够在最大限度节约教室资源。根据考场安排情况,得到各考场的课程,学生情况,如图3。

然后以学号和课程列生成数据透视表,以学号作为行字段,数据项为课程,拖入数据透视表,选择计数项为课程,如图4。

既可汇总出单一同学在该考场是否会重复考多个课程。如果汇总中显示“1”,则说明该同学只有一个课程在该考场考试,如果汇总显示“2”则说明该同学有两个课程在该考场考试,同理,将同一考试时间内多个考场数据按上面的方法汇总可以得到同一考试时间是否有学生在多个考试地点有考试,这个就可以及时矫正冲突,保证考试的有序进行。

第2篇

关键词:数据结构;教学模式;BOPPPS;插入类排序

0 引言

IEEE-CS/ACM的CS教程已将数据结构课程列为核心课程之首,说明数据结构在信息学科中具有重要地位。数据结构是计算机类专业学科基础课程,是计算机软件理论与技术课程的重要基础,一般开设在大学二年级,是对所学软件技术进行总结提高,为后继专业课程提供基础,同时为考研做准备。课程主要包括数据与数据之间的关系,数据在计算机中的表示、组织、处理和对应数据结构的算法设计与算法性能分析等。通过数据结构课程的学习,可以培养学生的计算机程序设计能力、计算思维能力和分析问题的能力。

数据结构课程教学理论与实践比例一般小于2:1,该课程知识点多、理论性强、内容抽象,要求学生具有一定的逻辑思维和分析问题能力、具备较好的C语言编程功底。在实际教学中,学生存在课堂参与度不够、学习积极性差、动手能力不强、自我学习能力不足等问题,往往整个课程结束后,部分学生都未明白为什么要学该课程?学习该课程有什么用?用到什么地方?

目前该课程教学过程中虽然运用了启发式、对比式、案例式等多种教学方法,但由于缺乏一套完备的理论体系支撑,教学效果并不理想。若在教学过程中将知识点分解为教学目标、教学行为、学习活动、教学评测四个阶段,课堂教学效果会显著提升,而这些正是BOPPPS教学模式的核心内容。在数据结构课程教学过程中合理应用BOPPPS教学模式,是提高教学效果、优化教学过程的有效途径。

1 BOPPPS教学模式概述

BOPPPS教学模式是近年来加拿大多所知名院校采取的一种教学模型,该模式突出强调教学反思和教学互动环节,将教学内容分割为多个小单元,每个教学小单元内都有起承转合,每个单元课堂亦有起承转合。BOPPPS将每一个教学单元划分为六个阶段:导入(bridge-in)、学习目标(objective)、前测(pre-assessment)、参与式学习(participatory learning)、后测(post-assessment)和总结(summary)。

(1)导入是对教学内容的简介,引起学生的学习兴趣。

(2)学习目标是明确学习所要达到的目标,对教学目标进行具体明确的表述。

(3)前测是在具体内容学习之前检验学生对所学内容的认知程度,进而调整教学内容的难易程度,可通过提问、测验、讨论等多种方式进行。

(4)参与式学习强调鼓励学生参与到学习过程中,使学生成为学习的主导者。参与学习交互分为学习者之间的交互和教师与学生之间的交互。

(5)后测可根据不同情况采取习题测试、综合实践、小论文等不同方式。

(6)总结是对教学内容进行总结,如授课内容总结、课堂反馈、学习评价等。

BOPPPS教学模式在传统教学模式的基础上规范课堂教学流程,指出课堂教学的重要环节,突出了参与式学习的重要性。

2 BOPPPS教学模式的应用

数据结构课程一般包括三大部分:数据结构基本概念、基本数据结构和基本技术应用。基本技术章节主要包括查找和排序,排序部分包括多种排序方法。学生在学习过程中容易混淆知识点,学习兴趣低,课堂气氛不活跃,因此整体教学效果不理想。以BOPPPS模式组织教学,生动有趣地引入教学内容,明确学习目标,活跃互动环节,合理设计前后测试,有条理地梳理总结,这样可以充分调动学生的学习积极性。下面以“插入类排序”一节的实践教学为例,阐述BOPPPS模式在教学过程中的具体步骤。

2.1 导入

导人是架设在师生间的第一座桥梁,好的开头是成功的一半,授课过程的导入阶段直接影响整堂课教学的氛围,好的导入可以激发学生的学习兴趣,启发和引导学生的思维,促进教学任务的顺利完成。常用的导人方法有提问启示法、案例分析法、演示实验法、问题设疑法等。

鉴于排序在日常应用中的普遍性,导入法可以应用提问启示法。第一个问题是学习委员收数据结构作业时,要求按照学号从小到大的方式排序,大家会用什么方法进行排序。第二个问题是大家玩扑克牌时是怎样抓牌整牌的。学生讨论第一个问题时,会给出各种排序方法,但大多学生不能将排序方法和实际操作对号入座;讨论第二个问题时,通过抓牌整牌过程的描述可顺其自然地引入直接插入排序的基本概念。引入基本概念后,让学生举插入排序实例,启发学生思维,激发学生学习兴趣。

通过学生所举实例,了解学生对排序的理解程度,对教学内容的难易、详略及时进行调整。

2.2 学习目标

BOPPPS模式强调教学目标要具体明确,教学目标分为学校培养目标、课程目标和课堂目标,这里的学习目标指课堂目标。教学目标在课堂教学中具有导向功能,指引教学过程和指导教学结果的测量与评价。传统教学目标一般使用“了解、理解、掌握”等含义泛泛之词,目标表示不明确,可操作性不强。结合BOPPPS模式思想,将教学目标从四个方面进行描述,①教学对象为计算机相关专业的大二学生;②教学条件为已完成计算机导论、程序设计语言以及数据结构课程的算法性能分析与基本的数据结构的学习;③教学内容包括简单直接插入排序、折半插入排序和希尔排序的算法思想、算法描述、算法分析、算法优化、算法比较;④教学要求掌握三种基本插入类排序的算法思想、算法描述、算法性能,分析出算法最好最坏情况。

2.3 前测

对学生即将学习的内容进行学情评价,检验学生对所学内容的认知程度,了解学生的学习兴趣与能力,然后结合教学目标,根据前测结果调整内容的难易度和进度,为有效而合理的教学设计提供依据。可在课前或课堂中进行前测,具体方法有课堂提问、角色扮演、作业、测试等。

针对插入类排序,给出几组具体数据,如序列{20,18,87’22,1,19,77,5,10}、{76,53,44,0,29,44,29,1,89}等,请学生按照抓扑克牌的方式进行排序,给出排序过程,然后增加数据元素个数,让学生思考这种排序方法好不好,是否有更好的方法。给出冒泡排序基本思想,请学生将序列{20,18,87,22,1,19,77,5,10}、{76,53,440,29,44,29,1,89)按照交换排序算法进行排序,感受交换排序和插入类排序的异同,深入了解插入类排序算法思想。

对于程序设计方面的能力,可以对数组部分的知识点进行测试,在数组中查询数据、插入数据、删除数据、修改数据等,如在无序数组a[]={21,17,8,56,77,2}中查找关键字8和删除关键字8,在有序数组{2,8,17,21,56,77}查询关键字8、插入关键字13和删除关键字8,通过查询、插入、删除、修改数据等操作来检查学生的学习基础,回顾程序设计部分知识点,为排序算法的实现奠定基础。通过深入提问,教师既了解了学生对基础知识的掌握程度,又激发了学生学习新知识的兴趣。

2.4 参与式学习

参与式学习是BOPPPS模式最重要的一个阶段,突出教学过程中互动和体验,变单向的信息传导为双向的信息交流,关注学生的反馈信息,引导教学活动的开展。参与式学习是以学生为主体,学生在教学过程中居主导地位,教师在教学过程中扮演指导者、组织者的角色,突出学生在学习过程中的主观能动性,激发学生学习的积极性和主动性,鼓励学生参与到学习过程中,以小班教学方式,尽量使大多学生主动参与讨论,意见。根据不同教学内容制定不同参与学习方法,常见的参与式学习方式有游戏、辩论、角色扮演、头脑风暴、案例分析、实践、研讨、团队合作等。

在高等教育出版社的教材《数据结构――C语言描述》(作者耿国华)中,插入类排序是内部排序的第一部分内容,所以第一个参与方式是以讨论方式进行,问题为在实际生活中排序具有哪些特点和基本操作,如按照个子从矮到高进行排队,引导学生总结排序的基本概念,如有序、无序、移动、比较、关键字、记录、递增、递减、主关键字、次关键字、稳定性等。第二个参与方式以游戏方式进行,把两幅扑克牌分为4份,请4位同学进行抓牌排牌游戏,比速度快慢,然后讨论抓扑克牌排序的过程具有哪些特点,引导学生总结插入类排序的基本思想。第三个参与方式是给出几组无序数据序列,如{1,3,5,7,9}、{9,7,5,3,1}、{3,1,9,5,7}、{7,1,3,9,5}4组无序序列,请学生依照插入类排序基本思想进行排序,给出排序步骤并回答出自己所排序序列的优缺点。第四个参与方式是团队合作实践方式,把40位学生分成8个小组,用C语言进行编程,给出直接插入排序算法代码,测试数据为上述4组无序序列,学生完成后,进行评价总结。第五个参与方式是测试方式,测试题目为计算上述4个序列在直接插入排序过程中,进行了多少次比较和移动,需要的辅助空间多大,引导学生从直接插入排序算法的时间复杂度和空间复杂度方面进行性能分析。

直接插入排序知识点讲授完成后,通过第五次参与方式中计算的比较次数和移动次数,提出第六个问题,如何优化直接插入排序算法,如果从比较次数着手,是否可以将折半查找算法和直接插入排序算法相结合,引出折半插入排序基本思想。

分别演示直接插入排序代码和折半查找代码,让学生思考两个程序核心代码如何结合,得出折半插入排序算法描述,并分析其算法性能。

第七个参与方式为角色扮演法,让10个学生随机站成一排,进行按照从小到大排队,先按照直接插入排序算法进行排队,然后按照折半查找方法进行排队,再按照希尔排序基本思想,隔4个进行排序,再隔2个进行排序,再进行直接插入排序,讨论排序效率,引出希尔排序的算法思想,将希尔排序算法描述和算法性能分析留作课后作业,下一次课进行讲授。

在参与式学习过程中,授课教师需具备较强的课堂掌控能力,在半开放的教学过程中,教师需始终围绕教学目标展开,引导教学过程有序进行,避免学生偏离教学目标主线,影响教学计划的完成。此外,在互动过程中,教师可以更多地了解学生的学习兴趣和学习问题,有针对性地加强某些知识点的讲解,并对反馈信息不断总结和反思,改进和优化教学内容。

2.5 后测

该阶段的目的是检验学生的学习效果,检查是否达到教学目标,针对不同的课程内容,采取不同的评估方式。后测方式有测试、案例分析等,后测可在课堂教学内容讲授结束后进行,插人类排序后测内容如下:

题1:分析和比较3种插入类排序算法的算法时间复杂度和辅助空间大小。

题2:举两个实例,分别是直接插入排序最好和最坏的情况。

题3:对序列{12,3,9,11,55,77,98,2,3,9,76}进行插入类排序,使用顺序存储方法。

题4:对序列{12,3,9,11,55,77,98,2,3,9,76}进行插入类排序,使用链式存储方法。

题5:随机生成50个整数,用3种插人类排序算法分别进行排序(实践题)。

题1和题2是对算法复杂度和空间复杂度方面掌握程度的测试,题3和题4是从存储角度进行测试,加强学生对排序和存储方法的理解,题5作为综合性的实践作业,测试学生在掌握理论知识的基础上,实践动手能力如何。

在后测阶段可以检查学生对这一教学单元课堂学习情况,如果部分知识点未达到教学要求,可以根据学生的学习情况,有针对性地布置课后作业和实验内容。在后测阶段,教师既可了解学生对理论知识的掌握程度,还可了解学生实践动手能力。通过后测,学生加深对知识点的掌握,教师可了解本教学单元教学目标的完成情况,进而分析整个教学过程,对各个教学环节进行调整、完善和优化。

2.6 总结

课堂总结可以帮助学生总结重点难点、理清知识脉络、巩固知识、加深记忆。教师对本次教学单元知识点系统地有条理地概括总结。总结方式一般包括内容回顾、学习评价、课堂反馈、概念图等。

本次课堂教学总结用概念图作为工具,使学生在掌握插入类排序知识点的同时理清知识点之间的关系,并对不同排序算法进行比较,如图l所示。

3 教学效果

该教学模式在40人的信管班进行试验,理论教学48课时,课程设计24课时,在教学过程中,课堂氛围活跃,学生在课堂发言、提问、回答、讨论等方面变得积极主动,编程能力明显提高,基础知识掌握扎实,实践动手能力和团队合作能力有所提高。40人考试成绩统计结果见表1。通过对表1成绩统计表分析,表明学生理论知识点掌握较好、综合实践能力较之前有所提高,说明BOPPPS模式在数据结构教学中的应用提高了学生分析和解决问题的能力,教学效果良好。

第3篇

关键词:数据结构;实验内容;实验方法;实验过程;实验考核

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)20-0063-02

《数据结构》是计算机程序设计的重要理论基础,是计算机科学及其应用专业的一门重要的基础课程和核心课程。《数据结构》课程内容丰富、理论抽象且实践性强,所以在本课程的教学过程经常听到学生的反映是课堂上能听懂老师的讲解,但自己解决问题编写算法时感到困难重重,将课程的抽象理论知识应用到实际解决问题时感到无从下手、力不从心,因此加强《数据结构》课程实验课教学迫在眉睫。笔者从事多年《数据结构》的教学工作,在《数据结构》实验课规范化建设方面作了一些初步探讨。

一、《数据结构》实验教学存在的问题

在《数据结构》的教学中,存在着课程、教师、学生等方面的诸多问题:(1)课堂实验课时严重不足。现在《数据结构》实验一般安排32个实验课时,加上课程设计32个实验课时,也只有64课时。在这有限的时间里完成课程的所有实验在时间上显得严重不够,必须突破实验的时间和空间限制,让多数实验在课外完成。(2)实验内容单一,不能形成体系,更多地注重验证性实验,较少开设设计性、综合性、创新性实验项目。(3)课堂理论教学与实验教学未能很好地协调,理论和实验不能有机地结合。《数据结构》课程是不仅理论抽象而且实践性很强的课程,目前在教学中教师更多地是注重学生课堂理论知识的掌握,而轻视实践教学,实践教学缺乏具体明确的要求和任务。同时理论和实验在时间上存在滞后现象。(4)学生学习能力严重不足。《数据结构》课程较之入门的《程序设计语言》,教学内容的难度与算法的复杂程度都要大。部分学生的学习能力瓶颈凸显,致使学生产生畏惧与厌烦情绪,学习动力丧失,学习疲于应付,抄袭现象严重。(5)程序设计语言掌握不到位。常见的问题包括:函数调用关系混乱、实际参数和形式参数类型不匹配、指针变量不会使用、变量定义不规范、调试程序能力较弱等。

二、《数据结构》课程实验教学的改革方法

根据独立学院学生特点,注重学生学习兴趣和应用能力培养,加强《数据结构》课程实验课教学,规范实验课教学的各个环节,对实验内容、实验方法、实验过程监控和实验考核机制等实施改革,建设完善的实验教学体系,对提高实验教学效果有重要的意义。

1.实验教学内容层次化。根据独立学院应用型人才培养目标,注重培养实践动手能力,结合教育部的“面向21世纪教学内容和改革计划,保留少量必开的经典验证型实验,增开综合型、设计型实验”的精神,为了保证实验课的正常运行,完成实验教学目标,针对独立学院学生普遍编程能力比较弱、C程序设计语言基础较差的情况,我们打算增开一些巩固C语言的课程预备型实验项目,保留了部分必要的经典的验证型实验内容,增加一些设计型实验,加强综合型实验,使得实验类型不再单一,实验内容更显层次化,做到既要有基本实验的训练,又有独立思考、综合运用知识、创新等能力、素质的培养。预备型实验:主要加强学生C语言的薄弱环节,如结构体、指针、数组、函数调用等,掌握C语言的这些知识点是完成《数据结构》实验的有力保证。验证型实验:主要为了理解和巩固《数据结构》的基本知识点,用来验证典型《数据结构》的逻辑定义及在具体存储结构下的相关操作实现。设计型实验:以《数据结构》课程理论知识为基础,让学生设计一些能解决实际问题的题目,这样既加深了学生对基础理论知识的了解,同时提高了学生学习的兴趣,锻炼了学生设计算法解决实际问题的能力。综合型实验:实验内容涉及本课程多数章节及相关课程知识。主要培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理能力及查找参考资料的能力。

2.实验方法规范化。对于一般的验证型实验,学生上机的任务只是将课本上的算法修改为在某种编程语言环境下可以运行的程序而已。但对于设计型和综合型实验,尤其是综合型实验,它是多种能力的综合训练,包括问题分析、总体结构设计、程序设计等基本技能,需要用更科学的实验方法系统地完成。所以,为完成《数据结构》实验,我们引入软件工程的方法来指导实验,实现实验方法的规范化。需求分析:需求分析说明实验的主要任务,如输入的形式和输入值的范围、输出的形式、程序功能、测试数据等。概要设计:说明本实验中用到的所有抽象数据类型的定义、主程序的流程以及各程序模块之间的层次调用关系。详细设计:实现概要设计中定义的所有数据类型,对每个操作用程序设计语言编写代码;画出函数之间的调用关系图。调试分析:调试过程中遇到的问题是如何解决的以及对设计与实现的回顾讨论和分析;算法的时空分析(包括基本操作和其他算法的时间复杂度和空间复杂度的分析)和改进设想。

3.实验过程规范化。《数据结构》课程实验同其他课程不同,在上实验课之前需要做大量的准备工作,整个实验从开始到结束不可能在有限的实验计划课时中全部完成,因此对整个实验过程的控制和管理显得非常重要。实验过程从课前预习阶段、实验操作阶段和实验总结阶段等三个阶段进行改革,以实现实验过程的规范化。课前预习阶段:以往的实验教学环节,往往是学生到课堂才知道实验内容,学生往往措手不及,不利于实验教学的正常开展。现在我们采用把每个实验内容提前通知学生,要求学生做好课前预习,详细了解实验目的和原理、实验要用到的数据结构和算法,写出实验预习报告,在实验之前提交。通过课前预习,保证学生在实验中思路清晰,能及时发现问题,易于取得实验的成功。实验操作阶段:上机实验的过程是实验成败的关键,我们一方面要求学生在实验过程中养成做实验记录的良好习惯,另一方面引导学生在实验过程中积极思考、反复调试,当出现异常情况时,要指导学生分析其产生问题的根源,寻求解决问题的方法。每次实验结束后,要将实验记录交给教师检查签字。实验总结阶段:这一阶段要求学生完成高质量的实验报告,实验报告中除了包括数据结构定义、算法思路、异常情况分析、测试数据及运行结果等必备的内容外,更重要的还要包括实验设计实施的成败得失、经验教训、心得体会。整理和填写实验报告的过程,即是学生对自身存在的问题进行修正和完善的过程,通过分析整理实验报告,学生可以更深刻地认识到自己在实验中存在的问题,加强其设计思维的训练,也能不断积累解决实际问题的动手能力。

4.实验报告规范化。实验报告是对整个实验过程的总结,要求学生能从实验的方法、原理、操作步骤、实验的数据和结果等方面进行分析,掌握其中的基本实验方法。对于不同类型的实验项目,因为实验的难易程度、教学目的不同,我们要求实验报告的规范格式也不同。

对于预备型、验证型实验,实验报告的基本组成部分有:(1)实验目的:(2)实验环境:(3)实验内容和要求。前三项由教师统一提供。(4)数据结构和算法思想:程序中用到的数据的描述及涉及的算法思想的简单描述。(5)实验结果:含各组测试数据及运行结果(经任课教师签字的原始实验记录)、实验总结等。⑥思考题解答:主要写出解决问题的方法,不要求写代码。对于设计型、综合型实验,实验报告的基本组成部分有:(1)问题描述:描述要求编程解决的问题。(2)基本要求:给出程序要达到的具体的要求。(3)测试数据:设计测试数据,或具体给出测试数据。要求测试数据能全面地测试所设计程序的功能。(4)算法思想:描述解决相应问题算法的设计思想。(5)模块划分:描述所设计程序的各个模块(即函数)功能。(6)数据结构:给出所使用的基本抽象数据类型以及新定义的抽象数据类型。(7)源程序:给出所有源程序清单,要求程序有充分的注释语句,至少要注释每个函数参数的含义和函数返回值的含义。(8)测试情况:给出程序的测试情况,并分析运行结果。

第4篇

关键词:核心课程;高校;评估

中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2016)05-0054-03

新形势下,教育部出台《关于全面提高高等教育质量的若干意见》(简称:质量30条)和《关于普通高等学校本科教学评估工作的意见》(简称:评估12条)为高校进一步做好评估工作指明了方向。高校内部教学质量监测与保障体系是否完整有效,成为落实国家“五位一体”教学评估制度的关键。从高校教学系统的构成和运行过程出发,专业、课程、教师、学生、教学管理、教学资源是影响高校内部教学质量的基本要素,专业评估、课程评估、实验教学评估、学生培养质量评估、教学管理评估和毕业设计(论文)评估等专项评估构成了高校教学自我组织、自我监控、自我调节的有机整体[1]。核心课程是指在人才培养方案中居于核心位置,对学生知识、能力、素养起到重要推动作用的关键课程。因此,开展校内核心课程评估工作是强化学校自我评估制度,加强核心课程内涵建设,提高核心课程教学质量的重要抓手。

一、评估理念

(一)学院是核心课程评估的主体

学院是教学工作的主体,是人才培养活动的主要实施者,也是学校整体教学质量保障体系的重要环节[2]。当前高校管理重心普遍下移,校、院二级管理模式日渐成熟,学院在师资队伍建设和经费分配方面具有较大的自。核心课程评估应强化学院的组织和管理能力,建立以学校为主导、学院为主体的评估新模式,学校制定评估标准、指导学院实施评估方案,学院组织核心课程负责人开展课程自评、自主聘请校内外专家评价课程、总结本院核心课程的教学成效与存在不足、制订并落实改进计划。

(二)以学生为本

首先,核心课程是高校为学生提供服务的主要形式,核心课程评估的指标体系应能反映以学生为本的理念,摒弃“教学是知识的传递”、“学习是知识的积累”等陈旧教学理论,要以学生学习为中心,重点关注课程师资配备和课程资源是否保障学生学习需要,课程内容和课程设计是否有利于学生知识建构,课程考核是否真实反映学生能力素质[3]。其次,学生是学校的主体,是学校赖以生存发展的基础,从某种意义上说学生是顾客、是消费者,学生对核心课程的评价和满意度,是检验核心课程教学质量的内在标准。

(三)为教师服务

评估对普通教师而言往往意味着“折腾”,一是要花费大量精力准备无休止的书面材料,二是评估结果常以负向激励为主,容易对教师职称晋升、评奖报优产生影响,致使教师消极地应付评估工作。核心课程评估应树立“为教师服务”的宗旨,坚决防止和克服“轰轰烈烈搞形式、扎扎实实走过场”的倾向,要以提高教师的教学能力、促进教师发展,进而促进学生的发展为出发点,充分调动教师积极性,激发教师潜能,使教师和学生都成为评估工作的受益者。

二、功能定位

核心课程评估可以有效发挥五个方面的功能:一是导向功能。学校能够引导广大核心课程授课教师以打造一流精品课程为目标,重视教学、投入教学、更新教学理念、改革教学方法、凝练教学特色,全面提高核心课程教学质量。二是诊断功能。核心课程授课教师通过课程自评、学生反馈、专家评价等环节,能够及时发现课程教学与课程建设中存在的薄弱环节,采取有效措施改进不足,提高课程自身的竞争力。三是监督功能。学校从校级层面宏观分析核心课程师资配备、教学资源、教改成果、考试成绩分布、试卷评估质量、学生满意度等数据,能够准确鉴定全校核心课程教学的质量和水平。四是合理化功能。通过核心课程评估,学校能够有效检验相关教学政策的合理性和执行效果,明确政策改进方向,促使教学管理科学化、精细化,并为合理调控人、财、物等资源配置提供科学依据[4]。五是对话功能。学校、学院、教师、学生等利益相关者能够围绕核心课程,开展教学思想大讨论,共同研讨“大数据”、“微课程”、“精品资源共享课”、“智能学习平台”、“学生学习成果评估”等现代科学技术和教学理念引领核心课程改革的方向,促进核心课程适应时代要求,进一步加强学校核心课程教学在全国的影响力。

三、评估内容

教学院长、本科教学督导、核心课程负责人、精品资源共享课负责人、教育学专家、管理学专家、教务管理人员等利益相关者在充分调研、深度研讨的基础上设计出核心课程评估指标体系。指标体系应以保障和提高核心课程教学质量为导向,依据学校自身特点和发展需要,将原则性和抽象性的评估目标逐级分解,使之成为具体的、行为化和可测量的分目标,注重定量评价与定性评价相结合,注重静态评价和动态发展性评价相结合,注重教师参与和学生参与相结合,注重全面评价与重点评价相结合。

(一)专家对核心课程自评报告的评价

学院聘请学术造诣高、作风严谨、熟悉课程内容的专家,审阅核心课程自评报告,系统总结核心课程教学取得的主要成绩、面临的问题与挑战、改进的对策与建议。核心课程自评报告主要依据《国家精品课程评审标准》、《国家精品资源共享课评审标准》和《河海大学核心课程建设任务书》等文件精神,开展课程团队、课程资源、课程内容、课程组织与设计、课程成效、课程特色等方面的评估,全面考察课程建设现状,推进课程内涵建设。

(二)专家对核心课程试卷的评价

根据学校规定,教学内容相同的课程应采用同一试卷,对未达到统一要求的课程,该课程所有的考试试卷要全部接受评估。学院应选取最新的核心课程空白试卷,完善开课学期、学生专业年级、考试方式、学分数、考试时间等信息,聘请校内外专家评估。专家从命题规范是否符合大纲要求、难易程度、题量与题型等方面评价试卷质量,规范试卷管理,提高试卷质量,推动考试改革。校内专家还需对试卷批阅质量作进一步评价。

(三)学生对核心课程满意度的评价

学校对在校生和毕业生开展课程设置、课程教学内容、教师教学方法、课程考核方法、学习成效等方面的满意度调查,注重学生参与,强化“以学生为中心”教学理念,建立以学生学习成果和学习满意度为导向的核心课程评价机制。

四、实施重点与难点

(一)设计学生调查问卷

一是核心课程的开课学期分布在大学四年,不同专业学生所学的核心课程不一致,同一专业不同年级的学生所学核心课程也不一致,学校要根据学生所在专业、所在年级、所学课程设计出个性化的核心课程调查问卷。二是高年级学生所评课程数量较多,部分课程开设时间较早,学生印象不深刻。为保证学生调查问卷的可操作性和有效性,学校为调查问卷设计出四个模块:第一个模块采用单项选择题,要求学生评价具体课程的教学效果、认同度、对后续学习或工作的实际作用。第二个模块采用多项选择题,设计了六项指标:(1)课内教师采用案例式、研究性教学的课程(如:紧密结合工程实际、社会实践、科研课题等,有效调动学生学习兴趣);(2)课外教师投入精力较多的课程(如:课后辅导答疑、批改作业、交流研讨等);(3)考核评价比较合理的课程(如:重视过程性评价、考试体现能力要求);(4)教学安排不合理的课程(如:开课学期、开课周次、学分等不合理);(5)教学内容陈旧的课程;(6)照本宣科现象严重的课程,要求学生依据评价指标选出最相符的核心课程名称。第三个模块采用主观题,学生可以反馈核心课程教学和学习的感受和建议。第四个模块是关于所有核心课程的教学目标的描述,有利于启发学生更加准确地评价课程。三是纸质问卷与电子问卷相结合。为提高学生调查问卷的回收率,对大二、大三、大四的在校生采用纸质问卷调查,对刚毕业一年的往届生采用电子问卷调查。

(二)减轻课程自评工作量

数据的准确性和完整性是衡量核心课程自评报告质量的关键,教师在填写课程自评报告时,部分数据难以准确收集,如:团队教师获奖、讲课竞赛、参与教师发展中心项目等,部分数据统计工作量大,如:考试成绩分布情况、学生对课程组织与设计评价情况等。学校要为教师做好服务工作,汇总整理教学改革项目、教学成果奖、研究性示范课程、全英文课程、精品课程、教师获奖、学生评教、课程考试成绩分布、学生调查情况等相关数据明细,减轻教师课程自评工作负担,提高核心课程自评报告的质量。

(三)规范评估过程

有好的教学评估制度设计,不等于一定收到好的结果,关键在于有效的组织实施[5]。学校宏观指导、学院主动落实是规范开展核心课程评估工作的根本,要抓好、抓准影响评估过程的主要因素,保障评估工作高效、有序开展。一是学校明确主要工作时间截点,如:学生问卷调查、课程自评、专家评审、学院总结交流会、学院核心课程评估分报告、学校总结交流会、学校核心课程评估总报告等。二是学校召开核心课程评估工作通气会,促进学院教学负责人、核心课程授课教师正确理解和把握评估的目的、作用、办法和指标体系。三是学院根据不同的核心课程聘请相关校内外评估专家,并将专家信息报送学校备案。四是学院全面审核课程自评报告数据的真实性,学校随机抽查部分课程自评报告。五是学校组织开展在校生对核心课程满意度评价,与学院一起做好毕业生对核心课程满意度评价,并最终提供在校生、已毕业学生评价的调查数据。

(四)学院与学校核心课程评估报告

核心课程评估的目的在于以评促教、以评促学、以评促管,旨在激发学院和教师的主观能动性,用事实和证据客观分析核心课程教学取得的成绩与存在的问题,学院层面以诊断个体课程为主,学校层面以解决影响和制约全校核心课程教学质量的关键领域为主。一是组建校级核心课程评估指导小组。依托校本科教学督导组,吸纳部分教学院长和教务管理人员,根据学院学科特点分成工科组、理科组、文科组。二是召开院级核心课程评估总结交流会。评估指导小组赶赴各学院,本着平等交流、实事求是、为学院服务、为教师服务的态度,与核心课程授课教师深度研讨,具体分析每一门课程专家和学生的评价得分和主观意见,帮助教师明确教学改进的方向并提供个性化的改进策略。同时,评估小组专家还应根据学院的实际情况,提出中肯的、切实可行的改进意见,指导学院完成核心课程教学评估分报告。三是召开学校核心课程评估总结交流会。二级学院总结交流会结束后,学校召开全体评估指导小组专家会议。首先,评估指导小组总结各学院核心课程评估工作的成效与特色、存在的问题和解决方案,并代表学院向学校呼吁给予经费、政策等支持措施。其次,评估指导小组从全校层面汇总课程自评数据、专家和学生评价数据,综合运用数据库、SPSS等现代数据分析工具,利用多种统计学方法逐一评价每个数据字段的质量。最后,学校全面总结全校核心课程教学的成效、面临的问题与挑战,为进一步提高核心课程建设和教学质量提供对策和建议,并校内核心课程评估总报告。

五、提高核心课程教学质量的对策

2013年,河海大学开展了校内核心课程评估工作。全校共有202门核心课程接受评估;共有161位专家参与评估,其中校外专家78位,校内专家83位;共有8691名学生参与调查,其中大二学生2830名,大三学生2973名,大四学生2111名,刚毕业一年校友777名;学院与学校系统分析总结,完成了学院核心课程评估分报告和全校核心课程评估总报告。本次校内核心课程评估突出诊断性质,通过“亮家底”、“把准脉”、“破难题”、“抓落实”的实践方式,通过详尽严密的数据分析,为进一步提高核心课程教学质量提供切实可行的对策和建议,受到学院和广大授课教师的普遍欢迎。

(一)推动教师教学专业化发展

依托教师发展中心,通过“新教师研习营”、“教学加油站”、“名师成长苑”等项目,积极引进国际先进教育理念和教学管理经验,着力开展教学研究、教学能力培训、教学服务咨询、教学质量评估等活动,推广教育研究最新成果,大力创新教学模式。

(二)健全教学常规

实施核心课程负责人制度。由核心课程负责人牵头,定期组织团队教师研讨交流,厘清学生专业能力及其培养的有效路径,修订课程教学大纲和教学周历,增强课程与专业培养的契合度,满足不同专业学生学习需求。

(三)加强核心课程网络资源建设

以校级精品资源共享课建设为契机,有序推进核心课程转型升级,优先考虑面广量大的公共核心课程和名师领衔的专业核心课程。由课程负责人带领团队教师协作完成全程教学录像、教案或演示文稿、作业、参考资料等网络课程内容。

(四)完善公共核心课

大力改革公共核心课程教学内容,剔除陈旧的理论和知识,使教学内容与社会实践相结合,教学内容与学生所学专业相结合,教学内容与考证、考级相结合。进一步提高优质资源的覆盖面,部分优秀任课教师可采用300―500人大班授课方式。

(五)改革专业核心课

大力支持青年教师进企业、考取行业资格证书,提高双师型教师比例,提升青年教师工程(社会)实践能力,加大专业核心课程理论联系实际的力度。建立专业核心课程教学合作平台,邀请企业、行业、校外专家协同开发课程,合力完成教学。

(六)建立多元考核评价体系

注重过程性评价与总结性评价相结合,进一步强化核心课程过程考核,推行以大作业、小论文、课程实验、交流报告、口试等多种方式为主要构成的累加式考试制度,杜绝死记硬背、“一张考卷定成绩”的考试方式,促进学生学会主动学习、自主学习和研究式的学习。

参考文献:

[1]鞠平.河海大学本科教学质量与教学改革工程实施概要

[J].中国大学教学,2007,(9).

[2]张清江,万小朋,支希哲.高等学校二级学院教学工作状

态评估指标体系研究[J].西北工业大学学报:社会科学

版,2010,(4).

[3]陈磊.基于质量保障体系的学生评教指标研究[J].现代

教育技术,2011,(10).

[4]阚阅.当代英国高等教育绩效评估研究[M].北京:高等

教育出版社,2010:130-135.

[5]季平.聚焦质量,齐抓共管,扎实推进本科教学评估工

第5篇

关键词:数据结构;教学;改革;探讨

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)07-0120-02

《数据结构》是计算机科学与技术专业的一门核心的综合性专业基础课,在本专业的课程体系中处于重中之重的地位,属于必修课程。数据结构的研究既涉及计算机硬件,也涉及计算机软件,是很多计算机科学与技术专业后续课程的基础,比如编译原理、操作系统、数据库原理与应用、JAVA程序设计、MFC程序设计、算法设计与分析等课程均直接或者间接用到该课程的很多知识。显然,该课程的重要性不言而喻。本课程的教学目标,使学生较全面地掌握各种常用的数据结构,为学习后续课程提供必要的基础,提高运用数据结构解决实际问题的能力。本文针对课程的特点,结合教学实践经验,从教学内容、教学方法、教学手段、实践环节等对教学改革进行了探索。

一、教学内容

课程的内容重点立足于基础知识和基础理论的传授和应用能力的培养。因此在授课时既要讲授基础知识和基础理论,同时也要注重动手应用能力的培养。作者认为应该讲授的主要内容包括,常用的并且是重要的数据结构,分为线性结构和非线性结构,线性结构主要包括线性表、栈、队列等。非线性结构主要包括树和图,还有文件。从逻辑结构、存储结构和数据的运算三个方面介绍这些数据结构的知识点。然后介绍在这些数据结构上的常用的查找和排序算法。同时,各种运算和算法的时间和空间复杂度分析也是要重点介绍的内容。为了更好地让学生掌握上述内容,还必须安排合理合适的实验内容,进一步培养学生的应用能力。

第一次讲课是课程的前言,是很重要也是最难讲的一次课。第一次课程授课效果的好坏,直接关系到学生对课程的认识喜爱程度,更是严重影响到后续授课的效果。因此,教师一定要把第一次课程讲好,使得学生对课程有一个总体认识,并喜欢上这门课程。为了让学生对课程有一个很好的认识,第一次课程的授课内容显然很重要。作者结合实践教学经验,认为第一次课程应该从以下几个方面进行讲授。①数据结构的概念,发展史,为什么学习这门课程以及学习这门课程的方法。②数据结构课程研究内容、研究方法和研究分支。③课程的性质、特点、地位和作用。④课程内容的组织结构。⑤参考文献和考核方式。

二、教学方法和教学手段

合适的、恰当的教学方法和教学手段,在教学中能收到事半功倍的效果,反之,则是费力不讨好。作者认为在数据结构教学中,采用以下教学方法和教学手段,教学效果会显著提高。

1.采取现代化教学手段和方法,充分有效使用现代化多媒体教学手段。多媒体教学能使得讲授内容更加清晰、教学效率更高。虽然有些课程,比如数学类课程不适合使用多媒体教学。但数据结构这门课的课件可以做得很漂亮、很生动,比黑板的效果要好很多。在教学中可以使用PPT幻灯片展现基础知识点和基本理论,对比较复杂的算法,可以采用动态方式演示讲解,这样可以很好地帮助学生深入透彻地理解掌握算法的设计思想和过程,使学生把所学知识的理性认识和感性认识有机地结合起来。比如在讲解图的深度遍历时候,可以通过PPT幻灯片讲解遍历的过程。由于遍历的过程是一个递归的过程,许多学生开始学习起来有些困难。如果配以动画来模拟遍历的全过程,就可以取得很好的教学效果。

2.充分调动学生们课堂学习的积极性。为了调动学生们的积极性,可以充分采取启发式教学,实现教与学的互动,激发学生的创造性。通过设计高质量的、创新的启发式教学内容,诱导学生深入理解数据结构和算法,理解算法改进的过程,启发学生在了解原算法的不足之处后,设计改进算法,实现从旧算法到相关的新算法的跳跃。建立科学的考核制度,改革评分标准。让学生参与解决有一定难度的问题,对能较好完成的学生,给予奖励。对平时敢于提出新见解、有创意的学生采取特殊鼓励政策,无论是课后提问、作业还是上机实验,只要有思想火花或闪光点,或找到教材上或教师讲课中的不足或者错误,都给予奖励。

3.充分利用网络,建立课程的教学网站。网站可以对课堂授课起到很好地补充作用。作者认为,网站内容主要应包括:教师的电子教案、优秀的教学视频、生动的教学动画、作业习题、题库、参考试卷、参考文献等教学资源,学生可以根据自己的需要随时随地下载学习。另外,网站上要增设论坛、留言板,这样学生之间、学生老师之间,可以不受时间空间限制,随时讨论交流,教师也可以及时掌握学生思想动态和学习情况,师生关系将非常融洽,将会有力促进课堂教学效果。

4.注重上机实践。数据结构不仅具有较强的理论性,同时也具有较强的可应用性和实践性。因此,一定要重视教学实践。实践表明在数据结构教学过程中,如果学生的程序设计语言基础薄弱,就会影响正常教学进度。学生完成上机实验练习时遇到的主要问题是,不能正确地输入数据,结构体概念陌生,函数的传址调用概念不清,指针与链表有的没有学过。因此在上机实验之前,应该给学生适当补充相关的内容。实验内容的设计要合适。数据结构课程的实验要以综合实验为主、以验证性实验为辅,以验证性实验为基础,通过设置综合实验题目、实验目的和要求,提高学生的综合程序设计能力。同时也要加大上机实验的趣味性,用“熊猫烧香”、“迷宫”等趣味题目作为上机内容。在做实验时,一般情况下大部分学生只是重视实验环节,对于编写程序具有一定的积极性。但往往容易忽略实验报告的撰写和实验总结,这是不对的。实验报告和实验总结是实验必可缺少的环节,也是很重要的环节。通过撰写实验报告,能培养学生撰写科技论文的能力和书面表达的能力;通过实验总结,能提升自己对实验内容的深刻理解和掌握,并能为后续实验提供经验教训,提高后续实验的效果和效率。因此,作者认为学生拿到一个实验题目之后,应该按照步骤做实验,具体步骤应包括:问题分析与系统结构设计、详细设计和编码、上机准备、上机调试程序和整理实验报告。

最后,应大力加强学生实验的指导和管理。数据结构的实验编程有一定的难度,如果指导和管理不力,可能导致少部分自觉性强的学生能够完成,大部分学生通过拷贝别人的程序来应付检查。因此,必须加强教师的指导和实验的管理,有效地监督学生完成相应的上机实验,逐个验收实验程序,防止滥竽充数的“南郭先生”。

参考文献:

[1]严蔚敏,吴伟民.数据结构[M].北京:清华大学出版社,2006.

[2]赵晓,孙连山,王晓霞.《数据结构》课程教学改革的研究[J].电脑知识与技术,2011,(4):30-31.

第6篇

关键词: 材料专业 试验设计与数据处理 课程体系 不足 对策

试验设计与数据处理是自然科学研究方法论领域中一个分支学科,是一项通用技术,是国内外许多大学材料、化学、石油、冶金、机械、交通、电力、生物[1]、农科[2]、食品[3]包括管理等专业的开设的专业基础课程,是当代科技和工程技术人员必须掌握的技术方法。

开设“试验设计与数据处理”课程的目的是使学生掌握科学的方法去安排试验,处理得到的试验结果,对所学的专业课程中的试验部分,以及在毕业环节中所进行的试验项目,做出优化设计,并对试验数据进行分析处理,以最少的人力和物力消耗,在最短的时间内取得更多、更好的试验结果。

早在1988年,安徽理工大学材料学科的张明旭教授就讲授了矿物加工试验研究方法。而后由无机非金属材料(2002)、高分子材料(2006)和复合材料(2011)等专业的大三学年也都开先后开设了该课程。本课程经过近20年的建设,教学水平、教学质量在不断提高与完善,特别是在教材、教学手段、教学方法等方面进行了一系列的改革与探索,取得了显著的成绩。并于2008年由中国科学技术大学出版《试验设计与数据处理》[4]正式教材。翻开了该课程的教学新篇章。

本文就试验设计与数据处理在本校材料专业中开设中存在的不足及相应对策进行总结和分析。

一、课程体系的不足

在近几年教学计划运行中,发现该试验设计与数据处理课程体系存在一些不足。

1.课程内容没有得到很好的完善。前面章节讲授的数理统计基础知识内容不能和后续章节有必要的联系,造成学时的浪费,也会对课堂教学效果有一定程度的负面影响[5]。同时由于在后续具体试验设计方法前讲数理统计基础知识,又会导致学生对该部分的学习没有一定目的性。

2.理论教学与实践教学环节结合不够紧密。理论课的讲述和实践教学环节脱节,并且在教材和教学内容并没有结各自材料专业特色实验展开,造成学生无法及时在实践环节中巩固理论知识。

3.课程教学仍是以教师为中心。即使在电化教学的情况下,学生也不能积极地投入到学习中,在整个教学过程中处于比较被动的地位,难以达到理想的教学效果。

二、采用的对策

基于该课程体系存在的上述不足,在多年的教学当中,总结多年从事试验设计与数据处理的教学、实践中的经验,结合对材料专业发展及教学规律的理解,在教学中采用如下对策。

1.教学内容的更新。结合单因素、正交试验数据处理需要的数理知识对前面章节内容进行更新;将毕业设计中应用试验设计方法的论文作为案例添加到课堂教学内容中,在实践教学中加强学生运用试验设计方法去安排试验,处理试验结果;将数据处理方法加入到课程体系当中,加强数据处理内容的教学。

2.研究更适合材料专业学生课堂与实践教与学的方法。教学方法是课程内容转化为教学质量、人才培养质量的关键环节,专业教学内容只有通过恰到好处的教学方法和手段才能取得好的教学效果。在教学实践中,采用参与式教学模式,让学生针对课上的知识点采用社会调查和实验方式去验证。

3.教学手段的改革。将研究如何将传统教学手段与现代多媒体教学手段相有效结合,建立一个试验设计与数据处理网络课堂,并更好地体现材料专业教学特点。对试验设计与数据处理的教学内容、教学手段进行优化。建立网络课堂,从而使教学更好地和实践相结合,满足对材料专业人才日益增长的要求。

三、结语

在试验设计与数据处理课程教学过程中,不断加深对教学核心内容基础,并在教学中更多加入具有材料专业特色的习题,并尝试建立试验设计与数据处理网络课堂,从课上和课下两个方面,加强学生对该课教学内容的吸收和学习,彻底解决试验设计与数据处理教材内容各个章节相关联和在教学过程中和实践脱节的问题。从而提高材料专业学生的综合素质和能力,更有利于新时期材料专业合格人才的培养。

参考文献:

[1]惠明,田青.生物工程专业《试验设计与数据处理》的教学探讨[J].河南科技学院学报,2009(1).

[2]欧茂华.农科类毕业论文实验设计中培养学生的创造性[J].实验室研究与探索,2006,25(10).

[3]邵平,孙培龙,孟祥河.工科院校食品学科试验设计与数据处理教学模式研究[J].中国农机化,2009(2).

第7篇

关键词:虚拟仪器;比较教学;LabVIEW;仪器设计

作者简介:杨武夷(1982-),男,福建泰宁人,厦门大学海洋与地球学院,讲师。(福建 厦门 361005)

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)04-0072-02

20世纪80年代中期,美国国家仪器公司(National Instruments,简称NI)首先提出虚拟仪器(Virtual Instrument,简称VI)的概念。虚拟仪器基于计算机的软硬件平台,利用高性能的模块化硬件,结合良好的虚拟仪器软件平台来完成各种测试、测量和自动化的应用,软件是虚拟仪器的核心。[1,2]虚拟仪器在高校的教学研究中应用广泛,在计算机辅助教学方面发挥着重要的作用,目前也有越来越多的高校开设“虚拟仪器设计”课程。

教学方法有很多种,“比较教学法”是其中应用广泛的一种。比较教学法将新的知识和学生已熟悉的知识进行比较,找出新旧内容之间相同点和不同点,然后进行差异化的学习,重在存同求异。笔者在教学时,注重以学生在学习先修课程时所获得的知识和体验为基础,将“虚拟仪器设计”和其他课程进行比较教学,这样就能事半功倍。本文对比较教学法在“虚拟仪器设计”课程中的应用进行探讨,以期在教学实践中能不断总结和改进该门课程的教学内容和方法,使这门课程的教学效果不断得到提高。

一、“虚拟仪器设计”课程的主要内容

“虚拟仪器设计”课程包括虚拟仪器系统、虚拟仪器软件平台及课程实验三大部分。虚拟仪器系统部分主要包括虚拟仪器的基本概念、系统组成、模拟信号和数字信号测量的基本方法、虚拟仪器总线接口技术及软件标准等内容;虚拟仪器软件平台部分主要包括编程环境、数据操作、程序结构、文件I/O、数据采集、数据分析处理及仪器控制等内容;通过实验教学使学生对虚拟仪器系统设计有深入的理解。软件是虚拟仪器的核心,因此,虚拟仪器的软件平台是课程的核心。虚拟仪器软件开发环境有文本编程环境和图形化编程环境两种。其中最具代表性的是NI公司提供的LabVIEW图形化编程语言与Measurement Studio,其提供了完整的虚拟仪器开发集成工具和应用软件。在课程中要培养学生的LabVIEW编程思想。

二、比较教学法在“虚拟仪器设计”课程中的操作性

乌申斯基说:“比较是一切理解和思维的基础,我们正是通过比较来了解世界上的一切。”求同和求异是思维的两个翅膀:求同在于认识事物的共性,而求异在于发现事物的个性。比较思维法就是要从具有类似性质的事物中寻找其差异,发现事物之间的共同点和不同点,因此,一般都用求同求异的方式来进行比较。在比较的过程中,要抓住事物本质,在引导学生认识事物间异同的同时解释这种异同,使比较不流于肤浅,达到对知识深入理解的目的。

从课程体系的继承性上看,学生在学习“虚拟仪器设计”课程之前已学习了模拟电子、数字电子、计算机组成原理、微机原理与接口技术、高级程序设计语言(如C语言程序设计)等电子和计算机相关课程。这些先修课程与“虚拟仪器设计”课程的主要内容有很大的继承和延续性,有很多共同点,也存在很多的不同点。比较教学表现在“虚拟仪器设计”课程中,就是把虚拟仪器技术与已学的电子、计算机技术进行比较,找出其中相同点和不同点,通过比较鉴别,使学生比较全面地掌握虚拟仪器技术的一种教学方法。运用比较教学可以促使学生快速地理解和掌握虚拟仪器技术,可以在较少的课时内完成教学任务,从而提高教学效率。

三、通过比较教学认识虚拟仪器系统

虚拟仪器是计算机技术、大规模集成电路技术和通信技术发展的结果。通过介绍仪器的发展历史,比较不同阶段仪器之间的异同,使学生对虚拟仪器的概念和特点有深入的理解。从传统仪器到虚拟仪器一共经历了四个发展阶段:第一代为模拟仪器;第二代为数字式仪器;第三代为智能仪器;第四代为虚拟仪器。四代仪器的共同点是它们都是信息获取的手段,是认识世界的工具;不同点是它们的系统结构和功能不断提升。模拟和数字式仪器功能简单。智能仪器将单片或多片微处理器与传统仪器有机地结合在一起形成单机,拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能。不同种类的智能仪器其组成都可以分为数据采集与控制、数据的分析与处理、结果的输出与显示三大功能,且都是以硬件形式存在,仪器硬件存在冗余,使用率低,开发、维护的费用高,技术更新周期长。虚拟仪器基于计算机的软硬件平台,除了数据采集与控制需借助于通用的测量功能硬件,数据的分析与处理、结果的输出与显示都借助计算机平台来实现,借助计算机的网络功能可以实现分布式测控。与传统仪器相比,虚拟仪器有多方面的优势,[3]如表1所示。

虚拟仪器的关键技术之一是总线技术。作为连接控制器和程控仪器的纽带,总线的能力直接影响着系统的总体性能。虚拟仪器总线接口技术有GPIB总线、VXI总线、PXI总线和LXI总线等。[3]选择正确的总线是开发一个测量系统的关键。通过对比不同总线的性能、总线结构、接口技术和使用特性,分析比较不同总线的特性和适用情况。

四、通过比较教学掌握虚拟仪器软件平台

掌握虚拟仪器软件平台是虚拟仪器设计的核心,下面探讨比较教学法在图形化编程语言LabVIEW教学中的应用。要学好LabVIEW程序设计,就要掌握编程环境、数据操作、程序结构、文件I/O、数据采集、数据分析处理及仪器控制等内容。学生在学习“虚拟仪器技术”课程之前通常已经学习了高级程序设计语言,例如C语言程序设计,因此对计算机编程已经有一定的体验。因此可以通过比较C语言和图形化编程语言,进行知识和编程思想的迁移,提高学习效率。

C语言支持的基本数据类型有布尔型、数值型(整型和浮点型)、字符型、字符串和数组,其中除字符型数据LabVIEW不支持外,其他的基本数据类型LabVIEW都支持。除此之外,LabVIEW还支持复数浮点型。C语言是基于文本的语言,变量的类型通过文本声明,而LabVIEW作为图形化的编程语言,数据类型隐含在前面板的输入控件和显示控件及程序框图面板的常量中,每种数据类型有相应的控件和常量。C语言和LabVIEW中数组都是同类型元素的集合,但C语言中数组元素的个数不能动态改变,而LabVIEW中数组元素的个数能动态改变。C语言中的结构体与LabVIEW中的簇有类似的功能,能包含任意数目任意类型的元素,LabVIEW中的簇是一个容器,可以将不同类型的控件放入容器。

C语言中的for循环结构、while循环结构、if…else…条件结构以及switch选择结构在LabVIEW中都有对应的程序结构,这些对应的结构之间有共同点,同时也存在不同点。C语言中的for循环和LabVIEW中的for循环都可用于将某段程序循环执行指定的次数,但LabVIEW中的for循环的循环次数是固定的,不能像C语言中的for循环那样可以在满足条件时通过break语句来退出循环。另外,LabVIEW中的for循环通过以索引的方式获取循环结构体外的数组,则for循环的次数由数组的大小决定。for循环结构和while循环结构中常常要进行前后两次循环之间的数据交换,因此,LabVIEW专门提供了移位寄存器和反馈节点来实现前后两次循环之间的数据交换。移位寄存器和反馈节点类似C语言中的临时变量。当LabVIEW中的case结构的输入端子输入的是布尔型数据时,其等价于C语言中的if…else…条件结构;当LabVIEW中的case结构的输入端子输入的是整型数据时,其等价于C语言中的switch选择结构。C语言程序是按照语句的顺序从上到下逐条执行的,而LabVIEW程序框图中相互独立的图形代码(图形代码之间没有连线)是并行执行的,LabVIEW中提供的顺序结构能够设定相互独立的图形代码的执行顺序。

LabVIEW提供了强大的文件I/O函数用以满足不同的文件操作需求。虽然LabVIEW支持的文件类型很多,但文件I/O操作的一般流程和C语言中的文件I/O操作流程是类似的:首先创建或打开一个文件,然后从文件中读取或向文件中写入数据,最终关闭文件。和C语言类似,LabVIEW中利用文件引用句柄对文件进行区分,用于对文件进行操作。

五、实验教学中的比较教学法

虚拟仪器设计分为硬件设计和软件设计两个方面,软件设计是虚拟仪器设计的核心。在实验教学中,一方面通过简单的程序设计习题使学生掌握图形化编程语言的编程思想,另一方面通过虚拟仪器系统设计使学生了解虚拟仪器的设计原则和设计步骤。

LabVIEW是图形化编程语言,对象之间的数据通过对象之间的连线来传递,因此,当面对一个程序设计问题时,习惯C语言编程思想的学生可能一时无从下手。在这种情况下可以让学生先思考怎样设计C语言程序来解决问题,找到解决问题的方法,然后根据C语言程序中的结构找到LabVIEW程序要使用的程序结构,实现相同逻辑的LabVIEW程序。例如,要求设计一个LabVIEW程序计算一个非负整数的阶乘。首先编写C语言程序计算一个非负整数n的阶乘n_factorial,程序如下所示:

unsigned int n,t,n_factorial;

.........;

t = 1;

for(int i = 0;i < n;i++)

{

t = t *(i+1);

}

n_factorial = t;

程序中利用到了for循环,通过变量t记录每次for循环的计算结果。对应到LabVIEW程序,利用For循环和移位寄存器可以实现相同的逻辑,在For循环中移位寄存器中的数据与循环次序索引i加1的值相乘后保存在移位寄存器中,程序框图如图1所示。

虚拟仪器设计的关键是根据系统划分的硬件和软件功能选择计算机类型和接口技术。虚拟仪器系统中某些功能既可以用硬件实现,又可以用软件实现,方法多种多样,因此,系统的具体结构千差万别。基于虚拟仪器工程设计实例,分析比较不同系统实现的优缺点。在虚拟仪器系统设计的实验中,要求学生考虑不同的系统实现方案,分析比较不同系统方案的特点,结合实际情况从中选择一种进行系统实现。

六、结论

实践证明,比较教学可以利用学生已有的知识帮助他们更好地掌握虚拟仪器的相关知识,把他们在高级语言程序设计中获得的编程思想和方法迁移到图形化编程语言的程序设计中,通过虚拟仪器系统设计的方案比较来了解虚拟仪器的设计原则。从近几年的教学实践来看,通过比较教学,极大地提高了学生的学习效率,学习效果显著。

参考文献:

[1]梁志国,孙宇.虚拟仪器的现状及发展趋势[J].测控技术,2003,(12):1-4.

第8篇

关键词:教学方法;教学质量;接口技术;汇编语言

作者简介:李济生(1957-),男,山西晋城人,北京交通大学计算机学院,副教授。(北京 100044)

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)34-0061-02

自2010年开始,北京交通大学计算机学院将“汇编语言”和“接口技术”课程合并成“汇编与接口技术”,要求在原有两门课程内容基本不变的情况下,重新优化新课程的教学方案,并要体现出课程的先进性。因此如何规划课程内容,促进理论与实践教学紧密结合,提高课程的教学水平就成了设计和规划新课的关键。通过两年多的教学实践证实所采用的教学方案是有效的。

一、以提高实践能力为导向的课程规划

在总结以往教学工作中的经验和教训基础上,我们对新课程的规划达成了共识,即坚持以提高学生实践能力为导向的课程内容规划方式。[1]

1.汇编语言要重视基础知识的掌握和应用

汇编语言教学要加强对计算机体系结构的认识,重视基础知识的掌握和应用,理解指令和硬件之间的互动关系,以便为后续课程的教学打下良好的基础。

汇编语言仅靠书面作业是很难深入理解指令的内涵和掌握程序设计技巧的,要坚持理论、实践、再理论、再实践这个过程,尽快引导学生将理论与实践结合。为达到此目的,我们在涉及指令的第一次课后就安排了汇编语言调试工具DEBUG的实验;并随后要求学生对每条指令和课堂上讲过的程序(包括作业)在DEBUG或DOS环境下进行测试,观测变量和标志位的变化。通过理论学习和实验验证相结合的方法,学生很快掌握了汇编语言的基本内容和程序设计方法。

2.接口技术要坚持以案例驱动的教学方法

坚持以案例驱动的教学方法,就是在学生掌握必要基本概念的基础上,以问题为核心、以案例为基础设计教学过程的教学模式。[2]在教学中我们根据各章节的特点设计了很多教学案例,包括定时器控制蜂鸣器发声案例、定时器产生日时钟案例、定时器产生PWM波形案例、并口控制步进电机案例、并口在0或1方式下交换数据案例、中断控制器与并口或定时器结合的中断控制案例、微机之间串口通信案例、RS485方式通信案例、AD0832多目标同时控制案例等。通过对以案例驱动的教学模式的实践,感受到学生参与分析和讨论问题的热情提高了,掌握课程内容的能力增强了,同时学生对硬件课程的兴趣和解决实际问题的能力也得到了提升。

3.课程内容要与时俱进

随着计算机技术的高速发展,传统的教学内容已不能满足当今需求,而课程内容的更新也势在必行。为此我们将新技术PCI总线和USB总线引入到教学中来,使传统的课程赋予了新的内涵。[3]

PCI总线和USB总线的引入不能只停留在概念层面,要针对学生在理解时序控制和总线协议中存在的困难开展教学活动;重点加强对PCI和USB总线协议的理解,并结合传统的EISA总线分析PCI总线与它们的区别和联系,分析总线“桥”的作用和工作原理。虽然这部分内容没有开展实验,但它是研究性教学的重要部分。通过专题讨论,学生对新技术有了更深入的认识。

二、接口教学要强化关键知识点的理解

帮助学生掌握重要的知识点是学好课程的关键,也是引导学生深入思维、提升创新能力的重要教学环节。

1.强调IN和OUT指令与硬件的互动关系

在接口的控制中常用的两条指令是IN和OUT。很多学生并不知道这两条指令执行过程中如何会引起接口信号的变化,从而引起CPU与IO之间的数据交换。为使学生建立软硬件之间的互动概念,应重点讲清楚IN和OUT指令的三个基本要素;即IN和OUT指令在执行过程中,首先CPU会将指令中涉及到的端口地址送到地址总线上,译码后选定要操作的端口;同时会产生/IOR或/IOW有效控制信号,控制数据的流向;此时OUT指令会把数据送到数据总线上,而IN指令会从数据总线上获取数据。学生掌握了这些知识点就能深入理解软硬件的互动机制,为接口的设计奠定基础。

2.注重对中断控制器8259端口寻址方式的理解

中断控制器8259内涉及到了十多个端口,但片内地址只有一根线A0,如何用一根片内地址线寻到那么多的端口呢?学生很难理解这个问题。为了讲清楚这些概念,可以结合8259采用的端口译码片内地址A0、特征位、初始化顺序、先送地址后数据等多种寻址方法,并结合其他接口芯片的寻址方法进行归纳和总结,进而深入理解8259的端口寻址过程及特点。通过对该知识点展开分析和讨论,使学生对接口中的所有寻址问题有更深刻的认识,同时对接口电路的设计也是有帮助的。

3.加深对DMA主从模式下IOR\、IOW\、MEMR\、MERW\信号的两面性特征的认识

无论是CPU还是DMA,都可以完成存储器与IO之间的数据传输。实际上,在存储器与IO交换数据时,作为当事的双方并不关心谁在控制它们之间进行数据交换,只要满足总线数据读写时序,存储器和IO就可以完成数据交换。从这个意义上讲,如果DMA能模仿CPU对总线的读写控制时序,自然也就能达到数据交换的目的,只不过CPU是通过软件方法实现,而DMA则是通过硬件方法实现。因此在教学中应强化对DMA的四个信号(IOR\、IOW\、MEMR\、MERW\)在主从模式中所表现出来的差异,仔细分析CPU控制下完成存储器与IO交换数据的机理以及DMA模拟这些过程所必需的硬件信号和它们在不同模式下的作用。这不仅能使学生容易理解DMA的工作原理,而且也能使学生加深对计算机设计中软件和硬件互相替代规则的认识,为设计计算机系统中的主控器提供很多思路。

4.从AD转换器的查询和中断方式来看软硬件的相互配合

任何接口的数据交换都包含查询和中断两种方式。查询方式的本质是通过IN指令来获取AD转换结束的状态信息。由于AD转换结束线一般是非三态的,所以需要在数据总线和AD转换结束状态线之间接入三态门。在用IN指令查询转换结束状态时,AD转换结束的状态与总线瞬间接通,从而可通过数据总线获取AD转换结束状态的信息。中断方式获取转换结束的状态与查询方式有着本质的不同,它需要通过一根硬信号连接到中断控制器上,同时要解决中断发生的随机性问题,并按一定的格式编写相应的中断服务程序。

查询和中断方式在软硬件设计上的差别清楚地说明了这两种数据交互方式在原理上的差别,教学中应注重说明不同方式下软硬件搭配问题,使学生掌握不同接口电路的设计方法。

5.挖掘接口芯片应用的潜能

接口技术可供挖掘的知识点很多,比如用定时器产生频率和占空比可调的PWM波形,就是接口芯片的应用拓展问题。可根据定时器方式1和方式3的特点,将定时器0选用方式1,定时器1选用方式3,定时器1的输出OUT接在定时器0的GATE上,生成的PWM波的频率由定时器1的输出频率决定,PWM波的低脉冲部分由定时器0的定时时间决定,只要改变定时器0和定时器1的时间常数就可以改变PWM波的频率和占空比,从而输出频率和占空比可调的PWM的波形。通过类似知识点的扩展,开拓了学生的想象空间,也提升学生的创新意识。

三、全面开展研究性教学

全面开展研究性教学是课程建设和提高教学水平的重要环节。本课程的研究性教学包括研究性理论教学与研究性实验教学。前者以专题报告、调研报告、研究报告和小论文为主,后者以研究性实验为主。

在研究性理论教学方面,除了结合现有教学内容设计一些题目外,还结合新技术设计了另一些题目,例如I2C总线和SPI总线时序的特点及时序产生方法、I2C总线的读写时序与PCI总线的读写时序之间的特点分析、PCI总线和USB总线应用技术的新进展、PCI总线与传统的系统总线的区别和相关的应用实例分析等。在研究性实验教学方面,我们结合实验平台和扩展实验平台设计了许多实验题目,例如I2C接口的存储器访问实验、I2C接口的RCT时钟控制实验、SPI接口的EEPROM访问实验、音乐播放器实验、带图标显示的交通信号灯实验、竞赛抢答器实验、远程电机控制实验、恒温控制实验、风扇演示系统实验、串口小键盘音乐通信实验、定时猜数游戏实验、基于采数计时控制的交通灯模拟系统实验、基于串口的多功能播放器实验、警报系统实验、秒表设计实验、数字闹钟实验、电子琴实验等。

研究性实验给课程带来了很多生机,在业余时间经常可以看到学生以组为单位在实验室里讨论和完成自己的实验。学生对这些实验内容有着浓厚的兴趣,并不断努力提升自己的综合应用能力。

四、课程的考核与评价

多年来学校一直采用开卷考试,强调以应用为导向的试题内容,并加大学生平时成绩的比例,使平时努力得到认可。课程的考核与评价比例是:考试成绩占50%,平时作业占15%,平时实验占15%,研究性实验占15%,专题研究报告占5%。采用这种考核与评价机制促使学生平时就注重对自身综合应用能力的培养,取得了较好的效果,同时也得到了学生的认可。

五、结束语

培养出高水平且具有实际应用能力的学生是我国现代化建设中不可缺少的基本要素,而提高教学水平是培养高水平人才的必要基础。为了培养符合社会需要的计算机应用人才,我们总结了以前课程的经验和教训,对“汇编与接口技术”课程的教学方案进行优化和尝试。通过两年多的教学实践,取得了比较满意的效果。我们将继续对课程进行研究和探索,寻找一条更适合培养出高质量学生的教学方案。

参考文献:

[1]赵姝,张燕平,陈洁.如何在教学中培养本科生的科研能力[J].计算机教育,2012,(6):12-15.

第9篇

从各区县一级的统计机构来看,由于受人员有限、工作量繁重和专业水平欠缺等因素的制约,以往的人口普查数据开发往往存在浅尝辄止、深度不足的缺陷。为解决这一问题,北京市西城统计局队在第六次全国人口普查的数据开发中,探索性地尝试了人口普查数据开发的新模式:敞开门来做研究和进行专家评审指导,希望通过新模式的引入在提升区县普查数据开发品质、完善大型普查课题开发模式方面做出具有创新性的探索,使人口普查数据服务社会、服务区域发展的功效落到实处。

敞开门来做研究

所谓“敞开门来做研究”是指打破原来由普查员独立承担普查数据开发研究的单一模式,扩大研究的主体范围。在此次“人普”数据的开发中,西城统计局队将开发研究的主体扩展为三类,一是区属职能部门,二是高校专家,三是普查人员。

区属部门,促“为区服务”。综合人口普查的经验,西城统计局队发现由于区属部门职能定位具有前瞻性的特征,相较而言其分析人口问题时的关注点更能贴近工作实际,也更能提出独到的、适应区域经济社会发展的见解。

遵循这一思路,在此次“人普”课题开发中,西城统计局队初步尝试将三个研究项目分别与区委区政府研究室、区人口计生委和区公安局进行联合开发。联合开发采取了以区属部门为主体研发,西城统计局队专业人员开展“一对一”进行数据支持和研究进度追踪的模式。在进行《新世纪十年西城人口发展特点及未来发展趋势研究》的课题研发过程中,西城统计局队与区计生委建立了有效的沟通机制,使课题组从《人口普查资料汇编》中提取了“五普”和“六普”的户籍人口数据,并在撰写过程中,通过走访、电话、网络等方式,随时更正出生人口等指标的统计口径,切实保证了课题研究的一致性。总体来看,课题研究中的合作较为顺利,统计人员与课题承担者沟通顺畅,并较好地满足了课题承担者对有关数据的实际需求。从课题内容来看,分别在宏观的城市管理决策、人口总量变化规律研究、户籍管理制度运行中的问题等方面取得了较为深入的研究成果,基本达到了预期目标。

专家竞标,注入“新思维”。高校专家具有学术性强、视野开拓、理论前沿、研究班底深厚等突出优势。邀请高校专家参与政府部门课题研究可以有效地弥补政府部门人员知识老化的问题,还可以突破公共管理部门审视社会问题时的思维惯性。

在高校专家的甄选上,西城统计局队采用项目公开竞标的方式确定合作对象。课题开发过程中,实现以中国人民大学、北方工业大学等高校的专家团队为研究主体,西城统计局队专人负责数据支持和进度跟踪的模式。在与之合作前,除与相关高校签订课题合作合同外,还通过开题报告、进度安排、定期沟通等方式,将研究思路和课题阶段性目标进行固化,切实保证课题的时效性。同时,通过定期与高校课题负责人进行“面对面”沟通,对课题内区情结合的紧密度、统计术语的精确度、统计数据引用范围等情况进行实时监控,保证了课题的真实性、准确性。其中,确定的三个课题项目分别是《西城区发展战略与人口发展协调性研究》、《西城区人口发展与经济发展关系研究》和《西城区人口变动对经济社会发展的影响与对策研究》,目前已全部按期高效地完成了研究任务。

自主研发,提升“内动力”。这种情况一般在普查后期的课题开发模式中使用,主要由参与普查的统计人员直接承担普查课题开发工作。由于这种方式已经沿用多年,操作模式比较成熟,其优越性在于可以直接将统计人员在普查过程中遇到的问题和积累的经验直接转化为课题成果。

从课题内容来看,自主研发的课题成果可分为数据分析和经验总结两种类型。此次课题开发的过程中,数据分析类的有:《西城区人口老龄化的特点、影响及应对措施》、《西城区外来人口特征及其影响分析》等。同时,由于统计人员直接参与普查过程,这类数据分析往往更能直观地通过数据反映现实问题,经验总结类的有:《西城区第六次全国人口普查数据处理工作的思考》、《新形势下人口普查的组织与宣传》。这些课题成果直接出自参与普查的相关工作人员,这是他们在实际工作中总结出的经验教训,可以作为今后提升普查工作的重要参考,这在一定程度上也意味着统计工作者承担普查课题开发模式的不可替代性。

从本次人口普查课题开发的初步实践来看,“敞开门来做研究”的思路是较为可行的,因为三种开发模式的相互结合可以最大限度地发挥不同研究主体的优势,保证普查数据的充分利用,一方面有效地拓宽了研究的广度和深度,另一方面与区情的结合更加紧密,研究成果也更符合区域发展的实际需求。

健全专家评估制

为保证课题质量,本次普查课题开发的方案制定中突出了课题中期评估和结题终审两个环节的规范化,聘请专家团分别在课题中期进行评估指导、在课题结项前给予终期评审。

专家指导中期评估:将规范化的中期评估引入普查课题开发过程,一则可以有效地推进课题完成进度,二则可以通过专家评审及时发现并解决课题研究过程中出现的问题。鉴于课题开发人员具有的多样性特征,专家评审团成员分别聘请了市局总队研究人员、区研究室研究人员、高校教授、局队高级统计师等专业人士。值得一提的是,中期评估过程采用了一题一议的方式,各课题组依次展示初步研究成果、专家评审团进行集中评估。评估中,专家组结合自身所长,分别就课题的基础应用是否恰当,研究方法是否适宜,分析过程是否深入,反映问题是否符合实际,对策建议是否紧密联系区域发展等给出了进一步完善的建议,对课题进一步修改、调整具有较强的指导作用。

第10篇

关键词:大数据时代;地方应用型高校;软件工程专业;课程体系

0引言

大数据作为继云计算、物联网之后IT行业又一颠覆性的技术,备受人们的关注,大数据技术正从概念转向实际的应用,涌现出越来越多的大数据技术应用成功案例,大数据的价值也在迅速增长。2015年,中国大数据市场规模达到115.9亿元人民币,增速达38%,预计2016~2018年中国大数据市场规模将维持40%左右的高速增长[1]。大数据时代的到来,使得软件行业对人才的应用能力和综合素质提出了更高的要求。咸阳师范学院作为咸阳市地方应用型高校以服务咸阳地区经济社会发展为己任,肩负着培养满足咸阳地方社会需求软件人才的使命,需要把培养面向大数据时代的软件工程专业人才作为战略任务来抓。而课程体系的建设是软件工程专业人才培养体系最重要的一个方面。本文通过分析我院传统软件工程专业课程体系,以及大数据时代下企业对软件工程专业人才要求,找出大数据时代下软件工程专业应用型人才中课程体系存在的问题,探索出我院面向大数据环境的应用型软件工程人才中课程体系的建设。

1我院软件工程专业传统的课程体系

自我院计算机系成立以来,软件工程专业一直是我院重点建设专业。2013年,“‘3+1’校企合作软件人才培养模式创新实验区”被确定为省级人才培养模式创新实验区。一直以来,该专业以培养“厚基础、强能力、高素质”应用型人才的为培养目标,以企业、市场需求为导向,重视实践、技能和应用能力的培养,与尚观科技、中软国际、华清远见、蓝鸥科技等西安多家企业联合,采取3+1嵌入式校企联合教育培养模式,将课程教学、工程实践、行业理念进行无缝结合。课程体系是一个专业所设置的课程相互间的分工与配合[2],主要反映在基础课与专业课,理论课与实践课,必修课与选修课之间的比例关系上[3]。地方应用型本科院校的课程体系设计既要体现基础知识的传授,也要体现实践能力的培养,同时还要考虑学生的职业能力规划发展问题。我院2013-2015级软件工程专业课程体系结构图如图1所示。图12013-2015级软件工程专业课程体系结构图从图1可以看出通识教育必修课程的教学阶段共3个半学年,主要涉及思想政治基础知识、体育、人文历史、外语应用能力等;相关学科基础类课程主要包括高数、线性代数、数字逻辑等数学类课程;本学科基础类课程主要涉及程序设计语言、计算机网络、操作系统、数据结构、计算机组成原理等;专业技能教学阶段强调对学生工程性、实用性、技术性和复合型能力的培养,主要安排专业必修课程和专业选修课程。专业必修课程包括面向对象程序设计、软件工程、数据库原理与应用、软件设计与体系结构、算法分析与设计等,专业选修课程包括Web软件开发、Linux系统应用程序开发、移动终端开发等。根据教育部专业教学指导委员会软件工程行业规范[4],本着“轻理论,重实践”的原则,我院在一定程度上压缩理论课课时,增加实践课课时,优化专业课程体系结构。我院2015级软件工程专业的人才培养计划中,各类课程学分设置与所占比例。

2大数据时代企业对软件工程专业人才的要求

大数据时代所需要的人才是一定拥有数据处理、分析技术的,也就是对数据有敏锐的直觉和本质的认知、能够运用统计分析、机器学习、分布式处理等技术,从海量、复杂的数据中挖掘出有用的信息,以清晰易懂的形式传达给决策者,并创造出丰富有价值的专业人士[5]。在大数据时代下,对软件专业人才培养,应具备以下四个方面的技能。(1)具有厚实的数学、统计和计算机学科的相关知识,能够根据具体案例大数据分析任务的要求,运用大数据处理、分析平台,收集整理海量数据并加以分析,挖掘出有价值的信息。(2)掌握大数据处理技术及可视化工具,能根据具体任务的需求,对数据进行选择、转换、加工等处理操作,采用有效方法和模型对数据进行分析并形成数据分析报告,用易于用户理解的方式,提供科学的决策依据。(3)熟悉行业知识、专门业务及流程,将大数据技术和企业文化相结合,充分利用大数据分析处理的结果,挖掘出海量数据中隐藏的价值并应用于企业市场领域。(4)团队合作精神,大量数据的收集整理、存储、分析和处理,一个人是很难完成的,需要一个由团队成员合理分工、共同协作完成。

3大数据时代我院软件工程专业传统的课程体系存在的问题

地方高校一直以来受传统的“学术型”、“研究型”人才培养模式的影响较大,形成了适合于“精英教育”为培养研究型人才的课程体系,无法适应以工程实践能力、创新创业意识、新技术新方向为目标的人才培养,课程体系中理论教学占主导地位,实践教学往往处于次要地位[6]。而目前处于大数据时代,信息技术的不断创新、企业需求不断变化、综合型人才需求巨大等因素的影响下,传统的培养研究型人才的课程体系,无法适应大数据时代以工程实践能力、创新创业意识、新技术新方向为目标的人才培养。通过了解大数据环境企业对软件工程人才的要求,分析我院2013-2015级软件工程专业人才培养课程体系结构,发现存在以下问题:(1)缺少大数据技术方面的课程。传统的课程体系中主要包括软件工程专业一些传统的课程,如数据结构、软件工程、软件体系结构等,而且课程内容较陈旧,所开设的一些应用软件的学习不能紧密贴合行业和技术发展,软件工程专业教育必须适应互联网时展和大数据技术的需求,关注企业发展及大数据系统的建设问题,以满足企业对应用型人才的需要。(2)实践类课程学时所占比例较少。我院2015级软件工程专业实践类课程占总学时的10.8%,是因为传统的课程体系注重知识传授,而忽略了学生解决问题、动手能力的提高。地方高校在人才培养中重视理论内容、计算机编程能力,而忽略学生探索能力的培养,这些都不利于学生对新技术、新方向发展的把握,学生难以应对各种层出不穷、错综复杂的海量数据,很难挖掘出隐藏的数据价值并有效利用。(3)课程体系结构设置方面,一是存在通识教育类课程教学阶段持续时间长,一直到第7个学期,这就影响了后面专业类课程的学习;二是专业基础类分为专业必修和选修,没有从课程教学阶段不同来划分,不能体现课程先后的衔接关系。

4大数据时代我院软件工程专业课程体系建设改革

在大数据时代,软件工程专业教育必须适应企业发展和大数据行业的需求。教学内容的设置应与行业需求接轨,根据我院学生特点调整2016级软件工程专业课程体系。具体做了以下几点的调整。(1)课程体系结构更合理。一是通识教育类课程的调整。一方面将教学阶段全部调整到第1、2学年完成,这样在第3学年学生就可以重点学习专业类技能课程;另一方面此部分增加了大学生心理健康和创新创业教育课程,主要可以加强学生团队合作精神的培养。二是专业类课程结构的调整。将专业类课程分为专业(学科)基础课程和专业技能课程两大类,专业(学科)基础课程主要包括数学类课程、计算机导论、程序设计语言、数据结构、操作系统、软件工程、运筹学、数据分析与处理。专业技能课程又分为专业核心课程和专业方向课,专业核心课程包括面向对象程序语言类、软件设计模式、算法分析与设计、软件测试等软件工程专业要求的核心课程,而专业方向课分为3个方向:大数据分析、Web技术应用、移动终端开发,鼓励学生在学好专业基础和核心课程的同时,发现自己专业类的兴趣,选择一个自己感兴趣的方向集中学习,大数据分析方向是重点向学生推荐。在教学阶段安排上,一般专业(学科)基础课程要优先于专业技能课程,这样可以让学生在掌握了学科、专业基础上,充分了解软件工程专业技能的训练。(2)增加了大数据技术方面的课程。在新调整的课程体系中,专业(学科)基础课程和专业技能课程都增加了大数据相关内容。基础课设置增添运筹学、数据分析与处理等,使学生了解大数据行业基础知识,激发学生对大数据行业发展及大数据应用前景的兴趣;专业技能课设置了数据仓库与数据挖掘、大数据统计分析与应用、数据挖掘算法与应用等前沿科学技术相关课程以满足大数据系统建设与应用的需要,培养更多企业需要的大数据管理分析软件专业人才。院级选修课鼓励研究大数据方向的教师积极申请大数据案例分析、大数据安全与隐私保护、HadoopMap/Reduce技术原理与应用等实用性强的课程,以补充对大数据方向特别感兴趣学生的学习内容。(3)增加实践类课程所占比例。相比较2015级,以培养地方应用型人才为总目标,实践类课程课时由19课时增加到28课时,所占总课时比例提高了约50%。实践类课程包括校内(课程设计和实训)和校外(见习、实习、实训、毕业论文),种类多样化,使得学生多方面提升自己解决问题和动手操作能力。针对校内实验我院教师结合大数据教学实验平台,根据课程内容设计实验项目,从初级到高级,安排合理的阶梯式学习,实验内容持续更新,加入最新、主流的分析建模工具和挖掘算法,学生在免费、开放的平台环境下进行大数据构建、存储、分析统计等实验内容,使学生熟练掌握Ha-doop、HBase、Spark等关键技术,提高大数据理论分析及技术应用的能力。做好校内实践的同时,校外实践更是尤为重要,首先在实习、实训企业的选择上,尽量选择“口碑好、技术强、理念先进”的单位,目前我院已与邻近城市西安与尚观科技、中软国际、华清远见、蓝鸥科技等西安多家企业联合,第四学年分批组织学生到合作企业的实训基地参加真实的实训项目,体验IT企业真实的工作环境、工作流程和企业文化,了解互联网大数据、零售大数据、金融大数据等领域知识,学习海量数据搜集、分析、存储技术,引导学生按照项目的需求、总体设计、详细设计、编码、测试等流程完成实践内容,规范化文档和代码的编写,培养学生的行业、职业素养。

5应用效果

目前应用此方案有2016和2017级两级学生,虽然这两级学生都还没有就业,但在创新应用能力方面都较2015级之前学生有显著提升。近两年有10余组学生团队获得国家级、省级、校级“大学生科研训练项目”立项资助,有8名同学获得“蓝桥杯”程序设计大赛国家级二等奖、三等奖,省级一等奖2项,二等奖、三等奖多项。2016年有两队学生获得陕西省高校“互联网+”创新创业大赛三等奖,一队学生获得咸阳市青年创业大赛二等奖。数十名学生在核心期刊上公开发表学术论文。从目前取得的成绩来看,课程体系结构的调整,使得学生不仅获得扎实的理论知识,而且具备了过硬的实践和创新能力,我院软件工程专业毕业生一定会深受用人单位喜欢。

6总结

针对大数据时代下地方本科院校软件专业人才培养中课程体系存在的一些问题,笔者分析了大数据环境对软件工程专业人才的要求,以地方本科院校咸阳师范学院为例,改革调整了课程体系,主要在在理论教学和实践教学中增加大数据相关理论及技术内容,通过近年来的探索与实践,此课程体系结构有效提高了学生的创新应用能力,为大数据时代企业发展培养了高水平、高素质的大数据分析人才,新的课程体系适应了大数据环境下软件工程人才的培养。

参考文献

[1]孙琳.大数据应用的创新路径[N].人民政协报,2016-05-17.

[2]潘正高.地方应用型高校软件工程专业课程体系的研究[J].西昌学院学报,2017,31(3):94-97.

[3]潘怡.应用型本科院校软件工程专业课程体系设置探讨[J].长沙大学学报,2008,22(5):98-100.

[4]教育部专业教学指导委员会.高等学校软件工程专业规范[M].北京:高等教育出版社,2011.

第11篇

关键词 高职学生;高等数学;学习策略;反思性学习

中图分类号 G712 文献标识码 A 文章编号 1008-3219(2014)20-0036-04

随着高职院校办学规模的扩大,学习困难学生的人数在不断增多,高等数学课程的学习困难表现得尤为突出。以某高职院校为例,即使教师不断降低试题难度,仍会出现50%左右的不及格学生。如果任由这一现象蔓延下去,必然会影响学生高等数学基础,降低学生的自我效能感和内力驱动。基于这样的思考,笔者以陕西能源职业技术学院为例,对煤炭类高职院校工科专业学生数学课程学习状况进行调查分析,以期把握学生高等数学课程学习困难的成因,提出解决问题的建议。

一、调查对象、内容与方法

(一)调查对象

调查对象为陕西能源职业技术学院2013年9月入学的煤矿开采技术、矿井通风与安全、矿井建设、机电一体化技术、电厂热能动力装置、电气自动化技术、煤田地质与勘查技术、煤化工生产技术等20个煤炭类工科专业,42个班级共1682名一年级新生。

(二)调查内容

调查内容围绕入学新生学习基础情况,学习目的与动机,学习策略与习惯,学习投入与主动性等四个维度设置调查项目。入学新生学习基础情况由2013级工科新生高考数学成绩和数学基础知识测试成绩两个指标构成。

通过问卷调查了解学生的学习目的与动机、学习策略与习惯、学习时间与主动性。调查问卷表由12个选择题构成,包括:学习高数课程的目的、高数课程的重视程度、高数课程的兴趣、高数课程难吗;在高数课前预习吗、你在完成作业前进行课后复习吗、对待教师批阅后的作业怎样处理、对待没有学懂的内容如何处理;每周用于高数课程的学习时间、每次完成课后作业需要的时间、除了教师布置的作业教材中的其他题做了多少、每章结束后是自己进行总结还是等教师总结等。

(三)调查方法

从学校招生办公室查阅2013级学生录取表格,用Matlab7.0软件对学院工科专业新生成绩进行统计分析。获得2013级工科专业新生高考入学平均分、总分标准差、数学单科平均分、数学单科平均分标准差等数据。以测试学生高等数学课程学习必需掌握的基础知识、基本公式、基本运算和实际问题数学化能力为目标,编制新生数学基础知识测试试卷。在学校每一个工科专业随机选取一个班学生,共计20个教学班进行测试,了解这些新生高等数学课程的学习情况。问卷调查安排在学生经历了一段高等数学课程学习后进行。由任课教师在每班按学号随机抽取10名学生,填写问卷调查表。本次调查共计发放问卷调查表420份,回收有效问卷表364份,有效率86.7%。

二、调查结果统计

具体调查结果见表1至表5。

三、调查结果分析

(一)入学新生学习基础情况

表1显示,学校2013级工科专业新生高考入学平均分267.3分,数学单科平均分68.5分。将这些数据与高考总分750分、数学总分150分比较,不难发现学校工科专业新生的生源现状。如果仅从以上两组数据的对比,就得出工科专业新生不具备高等数学课程学习的基础,则有失偏颇。虽然,近年来我国高考命题在逐步加大基础知识、基本能力等试题的比例,但仍然不能改变高考与生俱来的选拔。为此,围绕高等数学课程学习最为基本的要求编制测试试卷,对该校工科专业新生数学基础知识进行了测试。表2显示,80~100分学生占测试总人数的12.3%,61~80分学生占46.7%,表明超过10%的学生完全有能力完成课程学习,接近60%学生具备课程学习的基础。

(二)学习目的与动机

表3关于高数课程的学习目的与动机统计结果中,选择为后续专业课学习奠定基础的学生不足45%,提高数学能力的学生仅有11.2%;而选择应对考试的学生高达78.9%,选择高等数学课程与专业课同等重要以及比专业课重要的学生总数则超过60%。这些数据显示,大部分学生对高等数学课程的认识还停留在高中阶段,对课程在高等职业教育中的功能、作用、定位还缺乏正确的认识。一方面,数学教育工作者不能因为自身的专业偏好,脱离学生基础现实和高等职业教育的人才培养目标,而赋予数学课程无限作用与功能;另一方面,还必须坚守高等数学课程必需具有的奠定后继课程够用的数学基础、搭建终身学习必需的数学平台、培养高职学生必备的数学素养等三项功能。

在学生对课程的兴趣程度、难度的调查中,选择“很喜欢”占总数的13.7%、“不难”占12.9%,“没有兴趣”占22.7%、“很难”占21.8%。数据表明,学生对课程难度的自我感受与兴趣程度呈正相关。自我效能理论指出,人类的行为不仅受行为结果的影响,而且受到对自我行为能力与行为结果期望的影响[1]。自我效能感会影响学生对困难的态度,学习的努力和坚持程度,行为效率和归因方式,学业任务的完成和学业成就。在基本学习能力具备的情况下,学生自我效能感显得更加重要,成功的经验会提高人的自我效能感,多次失败的经验会降低人的自我效能感[2]。

(三)学习策略与习惯

表4关于学习习惯与策略的调查统计结果显示,经常预习、复习的学生人数分别占学生总数的11.3%、23.5%,偶尔预习、复习分别为54.6%、57.4%,没有预习、复习分别为34.1%、19.1%。对待教师批改过作业进行修改后总结的仅为16.7%,跟随课堂讲评修改的为48.6%,只关心对错、不修改两项之和为34.7%,对待不懂内容放任自流的为24.7%。这些数据表明,超过80%的学生还不能适应大学的学习生活,没有建立起与大学自主学习、自我求知、合作学习相适应的学习策略,同时缺乏顽强毅力和坚持精神。接近1/4的学生在渺茫和困惑中迷失自己,放弃了对知识的学习。关注学生的适应性转换,帮助学生学会管理时间、对付压力,制定并坚持执行学习计划,建立与课程学习相适应的学习策略成为承担入学新生教学任务教师的一项重要工作职责。

(四)学习时间与主动性

表5显示,有近60%的学生能在0.5~1.5小时的正常时间段内完成一次课后作业。这与新生数学基础知识测试中所获得的接近60%学生具备课程学习基础的结论相吻合。但是32.6%的学生在0.5小时以内完成课后作业则明显与学生作业完成的实际情况不符。将以上结果与“21.6%的学生每周用于课后学习的时间几乎为零”相比对,不难发现,作业完成过程中存在相当严重的抄袭现象。在学习时间方面,仅有25.3%的学生每周用于课后学习的时间在2小时以上。结合高等职业教育对公共基础课程提出“必需、够用”的总体要求,参照《工科类本科数学基础课程教学基本要求》“课内外学时比为1∶2”的建议,将高职数学课程课内外学时比调整为1∶1,学生用于数学课程学习的时间投入仍然严重不足。心理学家阿特金森指出:某种行动的动机强度与投入在该行动上的时间线性相关[3]。学生高数课程学习投入与主动性的统计结果显示,绝大多数学生学习高等数学的动机强度较低。

四、调查启示

(一)注重初等数学与高等数学的有机衔接

心理学家奥苏伯尔指出,影响学习的最重要因素是学生已经知道什么,应当根据学生原有的知识状况去进行教学[4]。同样,建构主义的学习理论也非常重视学生已有的知识经验,认为新知识的建构,是每位学生以自己原有的知识经验作为基础,生长新的知识经验。因此,高职院校的数学教师要准确把握学生在高中阶段建立的数学知识基础,在单元教学前及时增补相关教学内容,弥补高中阶段数学教育在知识结构方面的缺失。此外,由于高等数学要解决的问题远比初等数学面临的问题更为复杂,需要学生在解决问题的思想和方法上完成由精确到近似,由有限到无限的转变,并最终通过极限的方法实现由近视到精确的回归。这就要求教师以真实问题设计典型教学情境,在问题解决的过程中建构学生对高等数学思想方法的理解,并以此帮助学生顺利实现由初等数学向高等数学的过渡。

(二)帮助学生建立与高等数学课程学习相适应的学习策略

在高中阶段,对一个重要知识点的学习,往往需要通过练习、考核、总复习等方式反复训练完成。在这一过程中,家长和教师各种形式的监督无处不在,学生习惯于被动的学习方式。进入高职院校后,随着各专业课程体系的改革,课程呈现出课时少、信息量大、内容跨度大的特征。以高等数学课程为例,课程的总学时在100~120学时之间,工科专业对课程要求则包括一元函数微积分、微分方程、级数等内容。此时,教师对学生进行课程学习指引尤为重要。一是要让学生认识到高职高等数学课程学习的核心在于掌握以上教学内容的数学符号系统,以及解题能力和方法,而不是复杂的运算技巧。二是养成良好的学习习惯,重视课堂与教师的互动学习,课后与同学的互助学习。通过不懈地坚持课前预习、课后复习、独立完成作业、问题作业修改、章节系统归纳等基本学习环节,逐步养成良好的学习习惯。当然,教师不能完全寄希望于学生自然养成良好的学习习惯,要加强学习过程监管,加大平时成绩在总成绩中所占比例。

(三)引导学生进行反思性学习

反思不是一般意义上的回顾,而是对思维过程以及思维结果进行自我回顾、分析、评价和提炼。数学学习中的反思,是指学生有意识地对自己的数学学习计划、过程和结果进行自觉、主动的反省,进而形成对数学概念、数学知识更为深入的理解和描述,养成个性化的学习习惯和分析解决问题的方法。通过反思性学习,增强学生的思辨能力,提高学生的创造力,对学生问题解决能力的提升和自身思维素质的养成都有着极其重要的作用,将会使学生在以后的学习和工作中终身受益。

参考文献:

[1]周文霞,郭桂萍.自我效能感:概念、理论和应用[J].中国人民大学学报,2006(1):91-97.

[2]杨慧卿.新建本科院校本科《高等数学》学习状况调查报告[J].大学数学,2008(2):15-20.

[3]陈琦,刘儒德.当代教育心理[M].北京:北京师范大学出版社,1997.

[4]袁芳.理工科大学生高等数学学习困难及教学对策[J].菏泽学院学报,2011(2):132-135.

Survey on Learning Status of Higher Mathematics Course of Professional Engineering Vocational College Students

――Taking Shaanxi Energy Vocational and Technical College as the Case

NIU Xi-wu

(Shaanxi Energy Vocational and Technical College, Xianyang Shaanxi 712000, China)

第12篇

关键词:数据库应用;教学质量;教学探索;创新能力

中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)31-7054-03

1 概述

目前大学的教学特别强调学生的综合应用能力的培养,要求学生既懂专业知识,又懂计算机应用技术,我们学校除了要求学生学学计算机基础课之外,还要求学生根据自已所学的专业特点必修一门计算机程序设计应用技术课,目的是培养学生成为既熟悉专业知识又能把计算机技术同本专业需要紧密结合的复合应用型人才。当前大学计算机基础课采用计算机等级考试方式可以迫使学生加强计算机基础学习,但非计算机专业学生在学习数据库应用基础课时仍然存在学习积极性不高、兴趣不够、逻辑概念不清、实践灵活性和综合应用能力不强等问题。因此笔者在Access2010数据库应用基础课理论教学和上机实践教学中尝试采取了一些方法,以便学生理解和掌握数据库应用技术,从而可以培养学生数据库综合应用能力,并提高教学质量。

2 联系实际,因材施教,鼓励为主,培养学生学习兴趣和实践能力

兴趣是成绩优秀的先决条件,是学习的动力所在,是培养综合应用能力的基础。目前,在普通高校中,特别是地方普通高校大多数学生普遍对计算机基础课学习重视不够,很多同学认为计算机应用技术课不是他们的专业课,混过去就是了;甚至有的同学认为中学都学习过了,觉得是重复,在学习上不重视,没有动力。从学生学习过程看,很多是表面化,似懂非懂,尤其是数据库应用基础课程的学习,由于对学习数据库这门课程缺乏兴趣,所以对该门课程的知识接受能力低,对概念理解不清。随着教学的深入,问题越来越多,上理论课听不进去,总觉得概念太深奥,难理解,导致上实验课时出现很多问题,甚至无从下手操作,布置的实验无法完成,实验报告不知从何写起。针对这些问题,教学时必须改变教学方法,才能收到好的教学效果,我的做法是联系实际,因材施教,以鼓励为主,引导学生对学习数据库应用基础这门课程的兴趣,培养学生自学能力和提高学生实践能力。

例如,我给金融学专业学生讲课时,演示股票管理系统、财政管理系统;给旅游管理专业学生讲课时,演示旅游查询管理系统;给英语专业学生讲课时,演示自己开发的英语学习管理系统等。上实践教学时,通过了解和观察,我把学生分为三类,操作能力较好的为A类,一般的为B类,较差的为C类,要求A类与C类学生座在一起实验,同时要求C类学生多问A类学生,A类学生多帮助C类学生,教师尽量多关注C类学生,辅导C类学生一定要耐心,以鼓励为主,重点抓基础实验,对A类学生要加大实验难度,让他们有探索知识欲望,对B类学生要求中等。这样的目的是使学生感受到数据库应用技术的巨大魅力及广泛用途,从而激发学生对本门课程的学习兴趣,增强学生学好这门课程的信心。

当然,在教学实践过程中还会碰到这样和那样的问题,刚开始接触时,多数学生的信心还是可以,随着理论教学和实践教学的深入,理论概念越来越抽象、函数及命令越来越多,加上同学们数学、英语基础不够好,若课堂上仍按常规去教学,那是行不通的,学生会越来越感到难学,理论课教学像听天书一样,失去信心,上课注意力不集中,从而会有很多学生放弃该课程的学习。因此,上课时,我经常注意根据学生课堂上的表情来把握教学的难易度、深广度,有耐心地从各个角度通俗解释比较难理解的概念和定义,广泛联系数学函数、英语单词,加深学生对数据库函数及命令的理解、记忆和应用,同时穿插些与该课程内容有关的课外知识。多鼓励学生,是学生学好这门课程的精神粮食,课堂上(理论课或实践课)解释学生提出的每一个问题时,不管是容易的问题或较难的问题,都要记住“耐心”二字,绝不能错伤每个学生的积极性,要善于与他们勾通。课外要深入到学生中间去,了解学生学习这门课的思想动态,听他们对每堂课教学的评价,以此来把握教学进度、广度、深度,克服不足、发扬长处,鼓励学生除了掌握课本知识外,还要多看些有关数据库应用技术方面的书,了解有关计算机软件应用的动态,感受计算机科技的发展成果,这样就会慢慢培养起学生的学习兴趣,同时可以培养学生的学习能力。

实践课是理论课知识的应用,通过实践提高学生应用知识能力,上实践课前必须设计好实验的目的、内容、要求,让每位学生上实验课有事做,实验内容必须与上课内容保持一致。例如,我们自编实验教材,以案例为中心,把案例分为多个模块,通过模块做实验,这样做实验效果很好,每做完一个模块,成功了,学生会感到有成就感,失败了,鼓励学生并帮助他们查找原因。通过多次引导学生实践,培养学生对数据库课程学习兴趣,这样学生上实验课就会专心完成老师布置的实验,从而提高学生的实践能力。

3 掌握规律,多维联想,灵活引导,培养学生记忆能力和思考能力

记忆是积累知识、增加智慧、创新能力的基本条件。任何事物之间都存在规律,只有找出新旧知识之间的规律,把它们之间融合起来,建立多方面联系,这样才能记得牢。学生在学习数据库知识时,碰到许多数学函数、英语缩写,语法结构,程序结构等等,还有概念逻辑性较强,比较抽象,难理解,多数学生感到难记,掌握不了规律,今天学习,明天就忘记了一大半,如果在教学过程中不引导学生掌握规律,多维联想,学生肯定难于掌握学好该课程,甚至厌学,这样的教学质量肯定达不到要求,针对这些问题,教学方法必须改革。我的做法是在教学过程中采取掌握规律,多维联想,灵活引导,变抽象为自然、通俗,增强学生对概念的理解。例如:在数据库应用基础SQL查询教学时,由于学生不能全面系统地了解SQL语法结构和命令含义,导致应用时出现很多错误,于是我在教学时采取引导学生分解知识的方法,把SELECT-SQL语法结构分解成下面几步来理解:

SELECT (选择什么?)F0RM (从哪里选?) INTO (选到哪里去?) WHERE (符合条件选择吗?) GROUP BY (由什么来分组?) ORDER BY (由什么来排序?) HAVING (筛选怎样条件?) UNI0N (如何联合?) NOWAIT (不用等待继续执行)等。

通过这样的教学,促进学生从多方面分析思考问题,这样学生就很容易掌握知识规律,也很容易抓住知识内在联系,对提高知识记忆力很有帮助。对教材主要知识点上,力求在理解的基础上,牢牢掌握知识规律,尽量减少机械记忆,并且把必要的机械记忆转化为推理记忆或者联想记忆,同时引导学生对所识记的知识进行整理、归纳,做到纲举目张,便于记忆。除此之外,还要强调记忆通过运用来强化、拓展,即通过实践操作把知识固定在记忆里,直接接触事物,在可能范围内,尽量通过感官去认识,这就要求在教学过程中灵活引导学生善于多种感官统一调动,尤其是实践课,要求学生必须真正操作,接受来自不同感官的信息,对知识进行“立体”加工,同时引导学生独立完成实验作业,这对增强学生的记忆能力和培养学生良好的记忆品质,提高学生学习能力是很重要的。所以上实验课时,我会引导学生独立完成每个实验模块,如果难度比较大的模块,允许几个同学合作完成,但必须要求每个同学独立完成某一部分,培养学生思考问题的独立性,提高他们的思考能力。

4 加强归纳总结,掌握知识系统性,培养学生自觉和概括能力

因受高中应试教育的影响,大一学生缺乏自觉和概括能力,依赖思想严重,对学过的知识不知如何归纳总结。由于数据库应用基础学习遇到的函数及命令较多,理论性、抽象性、实用性、实践性都比较强,因此,理论教学时我引导学生把零散的知识点归纳总结、系统掌握数据库知识,有效地提高本门课程知识的掌握能力和应用水平,而且可以依次贯通,掌握一种学习通用方法,所以在学完每部分知识时都要做好小结,既要突出重点,又要将知识浓缩成一个或几个知识点,再把点串成线,把线变成面,使“形散而神不散”,达到全面掌握知识效果,巩固和提高学生自觉和概括能力。

例如:在数据库应用基础课程中,给窗体添加控件类型,为了防止混淆,我直接用归纳总结法把什么是控件类,什么是容器类分开记忆,这样就不会似是而非,模棱两可。教学时给学生分类归纳总结,问题也就迎刃而解。具体分类归纳如下:

另外,由于数据库知识点较多,而且比较分散,所以教学时对每一章节知识要点用图表结构表达,这样学生就便于学习,当然不要每一章节都帮学生总结,而是先做示范,然后引导学生自己用图表结构表达所学的每一章节,期末时要求学生把所学的知识用图表结构表示,这样学生就容易全面掌握知识的要点,从而培养学生自觉和概括能力,提高学生综合应用能力。

5 加强以“学生为主,教师为辅”的教学模式,培养学生创新应用能力

在当前信息技术广泛应用的今天,以往的教学模式主要侧重于“以讲课为主、学生动手为辅”,这种教学方法是学生被动接受“灌来”的知识,缺乏灵活性、实践性,学生动手能力差,适应社会能力不强,最终阻碍了学生自我创新意识,这与我国高等教育人才培养模式“以谋职为趋向,以学科专业教学为中心,注重培养“对口型”、“适应型”人才”违背。因此,我尝试改变这种教学模式和教学方法。

例如,实践教学时,我课前准备好实验素材,设计好实验内容,课堂上要求学生在规定的时间内完成有关实验内容,做到人人动手并全程参与,使其能够更深地理解课本理论描述,除了教学实践课之外,课外还布置小量实验项目,让学生业余时间去思考并完成。计算机应用技术是辅助本专业的一种工具,注重的是学生的计算机应用能力,而不是“囿于书本”。我认为教学留给学生的是一个问号而不是句号,传授知识而不是终结知识;应该提供给学生进一步学习和使用理论的途径,做到“授人以鱼不如授人以渔”。

例如,我将数据库应用基础教学过程划分为四个阶段:(1)教师引导性的传授数据库基本概念和理论;(2)根据数据库教材的理论,由学生自己动手编写一些简单的实用程序并上机调试;(3)选一个与学生专业或生活接近的小课题,让学生分组完成;(4)比较结果、讨论,再完善、总结,让学生充分思考,各抒己见,使不同意见得以充分发表,最后让学生自己找出错误的原因和正确的道理,并从正确的解决办法中选出最优解,给学生创造复查、整理、运用知识的机会。这样就可以真正把学生从学的被动角色转化为既学又用的主动地位,培养他们的创新应用能力。

6 加强实践训练,掌握编程技巧,做到一题多编,培养学生探索能力

数据库应用基础是一门基础性、实践性很强的课程,只有通过上机操作才能使学生真正理解、消化课堂上的理论知识,因此要大力加强实践环节,注重培养实践操作能力,激励学生实践探索意识。在数据库应用基础教学中程序设计是教学重点的重点,教学时要注重选择典型例题来讲解,对于每项实例首先分析结构,抓住中心,然后再编写,尽量做到一题多编的讲解, 这样主要是开阔学生的思维,引导他们从不同角度去分析问题、解决问题,从中选出最优程序,做到举一反三的效果。在讲解的过程中还要注意善于比较讲解,要求学生掌握方法,学会技巧,善于优化,编出最优的程序,出练习题时,也要体现这些特点。

例如,上实验课时,我非常注意巡视学生的实验过程及情况,做到随时解答学生提出的问题,在巡视中,发现个别学生操作不正确,马上指出并立即指导改正,对于实验中存在普遍性问题当堂详细分析原因和讲解。每一次实验课准备结束时,用5分钟来总结,指出本实验存在的普遍性问题,引导他们如何避免类似问题的发生。加强实践课训练,在练的过程中总结经验,掌握技巧,对于要解决的问题要从不同角度去分析和探索,尽量做到一题多编,逐步培养学生探索能力。

总之,提高教学质量有很多种教学方法和教学模式,但能根据学生的特点和所学专业特点与数据库应用基础这门应用性强的计算机技术课程有机结合起来的教学是值得探讨的。通过以上的教学改革,达到提高教学质量的目的,实践证明,增强了学生学习兴趣,培养了学习能力,拓宽了新知识,提高了动手能力,增强了独立钻研、掌握了新技术;既培养学生的创新能力和知识的综合应用能力,同时也培养学生的协作精神,营造相互探讨、共同提高的学习氛围,为学生的后续课程学习打下扎实的基础,取得了较好的效果。

参考文献:

[1] 王珊,李盛恩.数据库基础与应用[M].北京:人民邮电出版社,2005.11.

[2]黄甫.现代课程与教学论学程(上、下册)[M].北京:人民教育出版社,2006.