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關鍵詞: 雙語教學 環(huán)境科學導論 創(chuàng)新能力本位教育 教學改革
引言
教育部于2001年8月印發(fā)了《關于加強高等學校本科教學工作,提高教學質量的若干意見》,鼓勵高?!胺e極推動使用英語等外語進行教學”,各高等學校各專業(yè)紛紛開設了雙語課程。經(jīng)過十多年的努力與發(fā)展,我國高校雙語課的開課數(shù)量均有大幅度提高。雖然各個高校對雙語教學的重視程度和投入力度不斷加大,但是受到教師、教材及學生英語水平等眾多因素的限制,我國高校雙語課的教學質量和效果仍然存在有待提高的空間。為了切實提高雙語課程的教學質量,讓學生以中文理念掌握專業(yè)知識的同時,從英文思維角度掌握同樣的專業(yè)知識,有必要從教師、教材、學生、教學模式等方面全方位開展專業(yè)基礎課或專業(yè)課(專業(yè)選修課)的雙語教學改革研究,從質和量的角度全面提高課程的雙語教學水平。鑒于此,我們對海洋資源開發(fā)技術專業(yè)的《環(huán)境科學導論》課程實行了雙語教學試點改革,將ICBE教學模式應用到《環(huán)境科學導論》雙語課程教學過程中,探索該模式如何應用到雙語教學中,構建最優(yōu)的雙語教學模式,培養(yǎng)學生使用英文理解及表達相關專業(yè)知識的能力,同時提高學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新應用能力。
1.ICBE教學新模式
CBE(Competency-Based Education)即能力本位教育,是一種以能力培養(yǎng)為中心的教育模式,強調學生“做中學“,并通過學生在相關技能或活動上的表現(xiàn)來評價教學和學習效果。依據(jù)海洋資源開發(fā)技術專業(yè)培養(yǎng)計劃的特點,以及當下創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)要求,將能力本位教育(CBE)和創(chuàng)新相融合,提出一種全新的教學新模式ICBE(Innovation and Competency-Based Education),將ICBE教學模式貫穿教學整個環(huán)節(jié),從而探索出一套適合海洋資源開發(fā)技術專業(yè)學生學習“環(huán)境科學導論”(雙語)課程的教學體系。
2.厘清“環(huán)境科學導論”教學改革目標
作為海洋資源開發(fā)技術專業(yè)的入門學科,“環(huán)境科學導論”是引導學生接觸和認識本專業(yè)的指明燈,為學生的后期專業(yè)主干課程和專業(yè)拓展課程的學習奠定基礎,因此,課程的重要性不言而喻。海洋資源開發(fā)技術專業(yè)旨在培養(yǎng)具有在海洋油氣資源勘探與開發(fā)、風能(兼顧海洋能)開發(fā)技術,以及在海洋資源開發(fā)過程中環(huán)境管理、保護與監(jiān)測修復方面的技能,能在科研機構、高等學校、企事業(yè)單位及行政部門等從事科研、教學、海洋環(huán)境立體監(jiān)測與生態(tài)修復、海洋環(huán)境保護和管理等工作的高級專門人才,要運用地學、測繪科學與技術、物理海洋學、工程學、數(shù)學及環(huán)境學、地球物理學等多種學科的知識?!碍h(huán)境科學導論”作為海洋資源開發(fā)技術專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程,內容涉及面廣,因此教學改革需要結合整個專業(yè)的培養(yǎng)目標,厘清“環(huán)境科學導論”開展雙語教學的重要性,同時要明確雙語教學改革的目標是讓學生能從兩種語言角度掌握專業(yè)學科知識;達到增加學生專業(yè)詞匯量,提高學生口語表達能力的雙重目的。
3.基于ICBE教學模式的“環(huán)境科學導論”(雙語)教學改革實踐
3.1“環(huán)境科學導論”(雙語)教材改革
對現(xiàn)有海洋資源開發(fā)技術專業(yè)在校生的英語水平進行廣泛調查,結果表明:海洋資源開發(fā)技術專業(yè)的學生大多數(shù)都是第一志愿考進淮海工學院,海洋資源開發(fā)技術專業(yè)是他們的第一志愿專業(yè)。因此,他們的英語基礎較好,在第二學年四級通過率平均達到90%。而“環(huán)境科學導論”課程在培養(yǎng)計劃中安排在第四學期,絕大多數(shù)學生的英語水平完全能勝任該課程的雙語教學。經(jīng)過兩年中文教材授課發(fā)現(xiàn),第二語言在雙語教學過程中的體現(xiàn)度不夠,學生在了解當前國際前沿知識、提高專業(yè)詞匯量和英語口語水平方面存在不同程度的不足。因此,2014年授課時,選用全英文教材“Introduction to Environmental Science”,該教材是國際上比較經(jīng)典的環(huán)境科學導論英文書籍,書中各個章節(jié)語法較為簡單,容易理解;每章最后面還有小結,容易掌握每章重點。
3.2“環(huán)境科學導論”(雙語)教學內容改革
“環(huán)境科學導論”主要運用自然科學和社會科學的有關學科的理論、技術和方法來研究環(huán)境問題,形成與有關學科相互滲透、交叉的許多分支學科。在教學過程中,由于課程學時所限(32學時),不可能講授所有相關知識,因此就因材施教。根據(jù)海洋資源環(huán)境開發(fā)技術專業(yè)學生的關注點和培養(yǎng)方向,有針對性地進行詳略選擇,盡量做重要教學知識點的專題講授,突出海洋環(huán)境科學中的重點、熱點和難點。表1列出了2014年新修訂的環(huán)境科學導論教學大綱中的講授內容。這些內容在講解過程中主要側重海洋方面,尤其海洋在能量流和物質流中的重要作用,海洋生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境的變化、海岸帶人口的變化對海洋經(jīng)濟的影響、海洋在水循環(huán)中的重要角色、溫室效應、大氣污染、廢物傾倒、瀕臨物種、海岸帶土地利用格局變化,以及如何保持海洋環(huán)境的健康和可持續(xù)發(fā)展。當然,隨著科學與技術的進步與快速發(fā)展,原有教學內容章節(jié)中列舉的案例已無法匹配當前的環(huán)境科學發(fā)展,因此教學過程中,案例及最新發(fā)展趨勢均需要通過互聯(lián)網(wǎng)、期刊、書籍、微信等方式,將新的環(huán)境污染問題案例、新的應對海洋環(huán)境問題的理論和技術搬到課堂,從而吸收學生的注意力,激發(fā)學生的學習熱情,同時培養(yǎng)學生對海洋資源開發(fā)技術專業(yè)的認識度,增強專業(yè)學習與研究的信心。
表1 “環(huán)境科學導論”所授內容一覽表
3.3“環(huán)境科學導論”(雙語)教學過程跟蹤檢測改革
《環(huán)境科學導論》自開課以來,課程考核主要包括兩大方面,一是平時成績,占總評的30%,二是期末考試成績,占總評的70%。平時成績主要依據(jù)課堂考勤和平時作業(yè)來評定,且平時作業(yè)一般都來自于教材,并無任何難度。因此,這樣的考核方式忽略了學生的學習過程,僅僅強調了學生的學習結果。針對教學考核問題,在《環(huán)境科學導論》雙語教學過程中,為體現(xiàn)學生的學習過程,我們采用階段性測驗的手段跟蹤檢測學生平時學習情況和對已學內容的掌握程度。通過一學期的試驗,結果表明:絕大部分學生對《環(huán)境科學導論》這門課在思想上引起了足夠的重視;養(yǎng)成了課前預習和課后復習的良好學習習慣;也更好地掌握了環(huán)境科學領域的常用專業(yè)詞匯和常用的語言表達方式。
3.4“環(huán)境科學導論”(雙語)教學方法改革
在《環(huán)境科學導論》雙語教學過程中,能否處理好教與學之間的關系對課程教學的成功起著極其重要的作用。作為海洋資源開發(fā)技術專業(yè)的一門專業(yè)基礎課,除了讓學生了解和掌握環(huán)境學基礎知識和理論之外,還需要讓學生側重了解海洋環(huán)境科學的基本知識理論;增強學生對日益嚴重的海洋環(huán)境問題的關注,以及對“藍色海洋”環(huán)境保護的參與和海洋環(huán)境立體監(jiān)測的重要性。通過理論與實踐相結合的教學,讓同學們意識到海洋環(huán)境保護的重要性,激發(fā)其對海洋資源開發(fā)技術專業(yè)學習的動力,培養(yǎng)出全面、創(chuàng)新、有責任感的新型海洋環(huán)保人才。
3.4.1合理布局多媒體和板書教學比例
當前,高等學校的課堂已經(jīng)進入多媒體教學時代。很多老師已經(jīng)徹底遺忘傳統(tǒng)的“板書”教學,而有些青年教師由于缺乏“板書”練習,黑板字不堪入眼。絕對的多媒體和絕對的“板書”教學都讓學生生厭,如何合理布局多媒體和板書教學之間的比例,對教學效果有很大的推動作用?!董h(huán)境科學導論》是一門理論性很強的學科,在介紹一些通過數(shù)學模型和圖形來表述的理論知識,我們可以采用多媒體手段,用聲音和動態(tài)的圖像演示理論知識形成的整個過程,形象又直觀,學生比較容易接受?!董h(huán)境科學導論》雙語教學過程中,專業(yè)環(huán)境科學詞匯選擇“板書”形式使學生加深對這些詞匯的認識和拼寫。
3.4.2互動式教學
在《環(huán)境科學導論》雙語教學過程中,通過教學內容組織、最新研究專題報告、案例分析等方式,將學生分成若干學習小組,利用課余時間查閱文獻、制作PPT,并在討論課上由每個小組講解,營造一種師生平等交流、無縫溝通的學習氛圍。討論課上,每個小組上臺雙語演講,其他同學雙語提問,教師適當點評,為學生提供創(chuàng)新型的學習空間和環(huán)境。實踐表明,這種教學方法深受學生點贊,增強了學生的主動參與,激發(fā)了學生自主學習熱情,提高了學生查閱文獻的能力,提高了學生制作PPT的水平,還大大提高了學生的口語水平。
3.4.3理論與實踐緊密結合
課堂教學對于“環(huán)境科學導論(雙語)”教學的重要性不言而喻。除課堂教學外,該課程教學還引入一些野外參與和環(huán)境行動、環(huán)境競賽參與等方式,促進課堂教學與實踐教學的緊密結合,進一步展示“環(huán)境科學導論(雙語)”課程教學方法改革的成效。在授課期間,我?guī)W生參觀連云港市環(huán)境監(jiān)測中心和資源環(huán)境保護處,了解這兩單位在海洋環(huán)境保護、資源開發(fā)和環(huán)境監(jiān)測方面的在研項目和日常工作,進一步增強學生對海洋資源開發(fā)技術專業(yè)學習的信心。課堂之外,我經(jīng)常鼓勵學生積極參與各種海洋環(huán)境保護的社會實踐活動,海資121學生組織的2015年暑期社會實踐“藍色海洋,保護環(huán)境”活動被評為省級優(yōu)秀實踐活動。海資131學生積極參加江蘇省環(huán)境保護大賽,也取得了較好的名次。一些學生在參與這些與海洋環(huán)境保護密切相關的社會實踐過程中,充分認識環(huán)境問題的存在性、實際解決途徑及資源開發(fā)與環(huán)境保護之間的平衡性,深刻實現(xiàn)了實踐和理論的有效結合,為今后學習海洋環(huán)境監(jiān)測與保護方向技能打下了堅實基礎。
3.5“環(huán)境科學導論”(雙語)教學的共享平臺構建
受課題經(jīng)費的限制,課題組成員主要利用QQ群構建《環(huán)境科學導論》雙語教學的共享平臺,在該群的共享文件中,主要包含“環(huán)境科學導論”(雙語)教學的基本材料如教學大綱,課程進程表及考核說明等;“環(huán)境科學導論”(雙語)教學的授課材料如教學PPT(以PDF格式上傳)、全英文教材的掃描電子版、課外閱讀材料等;“環(huán)境科學導論”(雙語)教學的互動教學材料如分組情況、專題研究報告或國內外網(wǎng)站、制作PPT技巧、國內外環(huán)境科學導論相關開放或精品課程視頻等材料。學生可隨時下載群共享中的文件資料;也可以針對某一問題,隨時與我溝通、交流,開展網(wǎng)絡互動教學?;赒Q群構建的“環(huán)境科學導論”雙語教學的共享平臺為師生在課余時間進行網(wǎng)絡零距離互動學習提供了一種很好的交流平臺。在這種網(wǎng)絡平臺中,老師與學生之間、組員與組員之間的交流變得十分方便,加快了學生學習速度,也增強了學生之間的友誼。
4.“環(huán)境科學導論”雙語教學改革效果評估
以上提出的《環(huán)境科學導論》雙語教學的教學改革方案自2014年教學大綱開始修訂之日起實施,將全英文教材選用和教學內容的設計在修訂的教學大綱中完全體現(xiàn);此外,考核方式還體現(xiàn)了教學過程檢測的重要性。在2014-2015學年第二學期,對于海洋資源開發(fā)技術專業(yè)2013級學生開設“環(huán)境科學導論(雙語)”課程,在有限的課時中,通過多媒體與板書相結合、互動式教學、階段性測驗、理論與實踐相結合(參觀實習、暑期社會實踐和競賽等活動)的教學改革實施,效果顯著,成績斐然。期末總評統(tǒng)計結果表明:本班學生成績在80分以上的比例占到了82.15%。此外,針對“環(huán)境科學導論(雙語)”教學改革,我做了一份詳細的調查問卷,讓每位學生參與問卷調查,結果表明:班級有71.4%的學生已過英語四級,35.7%的學生已過英語六級,89.3%的學生都認為“環(huán)境科學導論”這門課有必要開設雙語課;82.14%的學生認為“環(huán)境科學導論”(雙語)選用的教材合適,71.43%的學生同意“環(huán)境科學導論(雙語)”設置階段性測驗,71.43%的學生認為教師在“環(huán)境科學導論(雙語)”教學過程中合理設計板書與多媒體教學的比例;64.3%的學生喜歡教師設計的學生分組、查閱文獻、PPT制作、雙語演講等教學改革環(huán)節(jié);100%的學生都喜歡教師為這門課設置的參觀實習;82.14%的學生很滿意教師對該課程期末考試試卷的考核方式改革;17.86%的學生參加過環(huán)境類的社會實踐或競賽。以上數(shù)據(jù)表明:這些教學改革措施產(chǎn)生了較好的教學效果。
綜合分析學生對“環(huán)境科學導論(雙語)”教學改革的建議,結果顯示:教學改革建議共分為三類,第一類是師資英語水平能力有待提高;第二類是關于“環(huán)境科學導論(雙語)”課程課時增加問題;第三類是關于“環(huán)境科學導論(雙語)”全英文教材中的專業(yè)詞匯問題。雙語教師不僅要具有較高的外語水平,能夠用外語流利講解雙語課程,還需掌握環(huán)境科學方面的專業(yè)知識。擔任“環(huán)境科學導論(雙語)”教學的專業(yè)課教師往往英語口語表達能力有待加強?!碍h(huán)境科學導論(雙語)”課程課時為32,一般8周就結課;學生在短短8周時間里需要掌握課內的理論知識和教材中的環(huán)境專業(yè)詞匯量,課后完成的工作量非常大,占用學生太多課余時間。
結語
“環(huán)境科學導論”雙語教學在海洋資源開發(fā)技術專業(yè)培養(yǎng)計劃中是唯一的一門雙語教學課程,一切都在不斷的探索和摸索中,還有待更多的教育者進行實踐和探討。實施雙語教學是實現(xiàn)高等教育國際化,面向現(xiàn)代化、面向未來、面向世界的復合型人才的有效途徑。在淮海工學院這樣一個普通高校實施《環(huán)境科學導論》雙語教學過程中,需通過更多教育者的教學研究與實踐,以期建立一套規(guī)范的雙語教學模式,從教學大綱的編寫、原版教材的引進、雙語教師的培養(yǎng),到教學方法的更新完善、考核方式的認定。
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關鍵詞:高等學校;海洋科學導論;教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)50-0165-02
揚州大學環(huán)境科學與工程學院2010年首次開設了《海洋科學導論》,筆者認為該課程完全有條件作為全校性公選課開設,甚至可以建議在全國高校普遍設置為公選課,以加強全民海洋意識,樹立海洋強國的觀念,為能更好地響應黨的十提出的建設海洋強國的國家戰(zhàn)略服務。以下討論《海洋科學導論》課程開設的必要性、緊迫性、可能性,教材的編排體系、內容的創(chuàng)新等方面以及我校在該課程教學上的探索和總結。
一、開設《海洋科學導論》的必要性、緊迫性、可能性
海洋科學是研究地球上海洋的自然現(xiàn)象、性質及其變化規(guī)律,以及開發(fā)與利用和海洋有關的知識體系。海洋科學所涉及的內容在現(xiàn)實和潛在領域,都有著重要的意義。它涉及工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)藥、食品及環(huán)保等各個領域。當今世界,人口、資源和環(huán)境已經(jīng)成為現(xiàn)在面臨的三大問題,而我國由于人口多,資源相對稀缺,且環(huán)境問題突出導致這三大問題的挑戰(zhàn)更為嚴峻。海洋科學所涉及的問題卻對這三大問題都有著或多或少的解決途徑,可以說海洋科學是最重要的學科之一。海洋科學涉及的許多領域都有著發(fā)展迅速、應用面廣等特點。面對海洋科學眾領域的高速發(fā)展,如果大學生對此沒有全面的了解,將難以滿足社會的需求。
根據(jù)我國當代大學生知識理論的學習要求,開設《海洋科學導論》課程可使學生及時了解海洋學科的前沿、了解當代海洋科學與技術的發(fā)展和成果、了解海洋對人類生活、了解海洋對環(huán)境保護和社會發(fā)展的影響等有重要的意義。同時還可以在滿足學生對海洋科學知識饑渴的同時,為海洋科學的未來儲備人才,引領學生向著這一領域學習。目前我校開設的《海洋科學導論》課程所講述的內容涉及:海底科學、海水化學、海洋環(huán)流、海洋波動和潮汐、大氣和海洋、海洋生物、海洋資源、海洋衛(wèi)星遙感、海洋環(huán)境等內容。這些內容的學習能拓寬學生的知識領域,加強學生靈活運用所學的知識來提高分析問題、解決問題的能力,并與實際緊密聯(lián)系。
以海洋生物的講述內容為例,豐富的海洋生物海龍、海馬、石決明、珍珠粉、龍延香、鷓鴣菜、羊棲菜、昆布等,很早便是中國的名貴藥材。當前海洋生物作為醫(yī)藥資源早已超出了傳統(tǒng)的采集范疇,從海洋生物中提取蛋白質及氨基酸、維生素、麻醉劑、抗菌素等方面取得進展。海洋生物還是重要的工業(yè)原料。海藻的提取物,特別是褐藻膠和瓊膠在工業(yè)上也有廣泛的用途。鯨油既可食用又是重要化工原料及劑等。以貝殼、珍珠、珊瑚加工為代表的海洋工藝品已在我國成為一種行業(yè)。
所以在高校作為公選課普遍開設《海洋科學導論》課程有其必要性。在中學階段,學生已經(jīng)接觸到海洋科學的相關基礎知識,積累了一定的物理、化學、生物知識,所以在高校本科生中開設是有可行的。高等學校是國家培養(yǎng)各行各業(yè)建設和管理人才的專門場所,因此,在高等學校普遍開設《海洋科學導論》為公選課,對培養(yǎng)大學生的海洋意識和海洋強國觀念,對我國的現(xiàn)代化建設至關重要。每一個大學生,不管學什么專業(yè),將來從事什么工作,都應當了解海洋科學。
二、《海洋科學導論》的教學內容、體系的編排和創(chuàng)新性
海洋科學覆蓋面廣,除了上文提到的內容外,還可以包括:古海洋學、海水的物理學、大洋的層化結構、海洋潮汐、化學海洋學、中國近海的區(qū)域海洋學等方面。自《海洋科學導論》首先在我校環(huán)境科學與工程學院作為院內本科生自選課開設以來,我們從實用、擴展學生知識面的角度出發(fā),編排課程的章節(jié)。采用系統(tǒng)教學和專題專論的形式,力爭能較全面地探討海洋科學各個領域。如何在有限時間內使學生最大限度地了解海洋科學的方方面面是最重要的問題。教材是教學知識體系的載體,所以基礎和新穎兼?zhèn)涞慕滩氖谴_保學生能夠全面了解該學科的關鍵。由于海洋科學的教學在國內開展較少,所以可供選擇的中文教程寥寥可數(shù)。尚未有現(xiàn)成的難易適當?shù)慕滩哪芡耆采w上述內容,所以現(xiàn)有教材的基礎上。給學生增加了相應的專題講座,如:海洋防污染、海洋浮游生物、海水養(yǎng)殖等,以便能增加學生對海洋科學的興趣。
海洋科學既是一門古老的學科又是一門新興的學科,是地球科學的分支,在教學內容和體系方面既要和地球科學相結合,更要以自身體系為主線,介紹海洋科學的基本概念和理論以及研究的成果。同時還要注意介紹海洋科學各領域的內在聯(lián)系、相互作用、交叉滲透。海水化學、海洋生物、海洋環(huán)境等章節(jié),由于內容和工農業(yè)生產(chǎn)結合非常緊密,可以結合生產(chǎn)實際重點的介紹應用。海洋與大氣、衛(wèi)星海洋遙感、海底科學、古海洋學等章節(jié)由于比較枯燥,可以重點介紹這些領域近年來的主要進展和最新成果。其他的一些章節(jié)也可以根據(jù)實際適當?shù)鼐幣胖v授內容。由于目前《海洋科學導論》可供挑選的教材很少,另外各校教師的知識背景以及學生結合自身專業(yè)興趣點不同,所以需要教師廣泛收集相關資料、參考海洋科學各方面的有關書籍和最新文獻,結合自身的知識背景以及學生興趣點進行教學。
三、《海洋科學導論》的公選課教學探索和總結
在進行《海洋科學導論》的學習前,我們曾問卷調查學生對海洋的認識。海洋旅游、海洋生物資源、海底礦產(chǎn)、海水資源、海洋污染是學生對海洋的通識,但這些認識往往來自于網(wǎng)絡、電視、雜志等。而對海洋的物理特性、化學組成、海岸類型、大洋環(huán)流、海洋與大氣、中國近海的概況等認識相當模糊。而這門課學習的前提之一就是學生對海洋應該有較形象的認識。除了來自于沿海地區(qū)的學生外,很多學生甚至都沒有見過大海。這就使得教學中許多具體形象的內容變成抽象的內容。為了使海洋科學導論的教學內容充實、具體、全面,從而最大限度地激發(fā)學生對本課程的興趣,我們在教學中采用了如下的一些教學措施。
1.把抽象的知識形象化。盡量采用多媒體教學方式。多媒體教學已經(jīng)在各高等院校普遍采用,通過多媒體教學,不僅可以增大信息量,更重要的是可以產(chǎn)生圖文并茂的效果,增加學生的學習興趣。多媒體教學手段的采用對于海洋科學導論的教學尤為適用。教師在準備課件時,為了使學生對海洋的認識由模糊抽象轉變?yōu)榍逦鷮嶋H,由常識性了解轉變?yōu)閷I(yè)性關注,可以把搜集到的關于海洋生態(tài)、海洋物理現(xiàn)象、海洋調查項目、海洋生物種類等的圖片和相關視頻,結合課程的講授,通過多媒體手段展示給學生。另外帶領學生參觀海洋館以及到海邊見習、參觀生產(chǎn)基地等,更能使學生實際地了解海洋的各個方面。
2.由若干教師分部共同完成本課程的教學。海洋科學導論涉及到的領域覆蓋面非常廣,盡管海洋學的各個研究領域相互交叉,聯(lián)系密切,但任何一位教師都不可能面面俱到,這導致找到熟悉所有領域的專業(yè)教師基本不可能。
為了把海洋學各個領域的基礎知識和最新進展最大限度地讓學生掌握和了解,我們在教學中采用以一位教師為主,幾位教師輔助專題講述的教學方式共同完成這門課程的教學。每位教師分別講授與自己研究領域相關章節(jié)內容。但要注意講座教師不宜過多,三到四個為最佳。
3.做好師生間的交流與溝通。任課教師和學生之間不僅僅要做好課堂上的,也要注重課間和課下的交流與溝通。在課堂上的教學過程中,教師與學生要加強教與學的互動,及時觀察學生對所講授內容的興趣度,以提問或課上討論的形式,活躍課堂氣氛,吸引或迫使學生把注意力放在課堂上,增加學生學習的主動性和積極性。在課間或課下,利用課間或課余時間,主動與學生交流溝通。觀察他們在書本等處的記錄,了解他們對教學內容的看法,吸納他們對課程的建議。逐漸地改進教學內容,形成既有利用于課程教學又適合學生興趣的教學模式。
以上,討論了《海洋科學導論》課程在高等學校開設為公選課的必要性、緊迫性、可能性;課程教材的編排體系、內容的創(chuàng)新;我校在該課程教學上的探索和總結等。在此,謹希望通過本文能對喚起高等學校對該課程的重視。
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關鍵詞:軟件工程;課程體系;雙語教學
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
目前,在軟件工程專業(yè)的雙語教學實踐中普遍存在一些困惑。首先,對什么是雙語教學認識不清。從學校到授課老師都不清楚到底什么是雙語教學,外語要表達到怎么樣的程度才算是雙語。其次,對適合采用雙語教學的課程不明確。每種課程的課程性質、教學方式等是否適合雙語教學需要慎重考慮,否則只會適得其反。再次,認為雙語教學是立竿見影的事情。雙語教學的成功涉及到很多環(huán)節(jié),比如優(yōu)秀的教材、教師的外語水平和學生的接受能力等等,想要在一個雙語課程項目通常三年以內的建設周期完成真的很難。
1軟件工程專業(yè)雙語課程設置
南京郵電大學計算機學院軟件工程專業(yè)的課程體系是在ACM和IEEE/CS聯(lián)合推出的CC2005/SE2004的基礎上提出了一種強調系統(tǒng)認識的課程體系,我們重新構造了部分軟件基礎課程,加強學生對于計算機系統(tǒng)的系統(tǒng)級認識和對于工程化軟件開發(fā)方法的認識,簡化了計算機科學核心課程的數(shù)量,既有利于學生學習的有效性程度,又有利于學生對知識的掌握程度。改進后的核心課程設置方案如圖1所示,核心思想概括為三條線索,如圖中虛線所示,分別為軟件工程核心課程、計算機基礎及模塊課程,程序與算法設計課程。
該課程體系主要有以下幾個特色:
(1) 新增設入門課程:軟件工程導論。建立完整的計算概念以及軟件工程的基本概念。建設一門新課程:計算機組織結構。建立計算機軟硬件系統(tǒng)的系統(tǒng)級認識。它以硬件環(huán)境為主,操作系統(tǒng)為輔,關注系統(tǒng)軟件的構造技術。
(2) 從計算機科學專業(yè)繼承來的重要核心課程3門。包括面向對象程序設計、數(shù)據(jù)結構與算法分析與設計。改建三門新計算機科學與技術專業(yè)的原有課程:操作系統(tǒng)、計算機通信、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。操作系統(tǒng)課程以小型的嵌入式操作系統(tǒng)為核心,培養(yǎng)學生嵌入式系統(tǒng)及應用的開發(fā)能力。計算機通信課程強調網(wǎng)絡軟硬件系統(tǒng)的系統(tǒng)級認識,培養(yǎng)學生局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的組網(wǎng)能力和網(wǎng)絡環(huán)境下的軟件開發(fā)能力。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程強調利用網(wǎng)絡環(huán)境下的關系數(shù)據(jù)庫設計和開發(fā)數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng),培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)庫管理與信息系統(tǒng)的應用開發(fā)能力。
(3) 建設3門軟件工程專業(yè)核心必修課程以及多門選修課程:以統(tǒng)一建模語言,軟件開發(fā)方法和軟件項目管理三門為核心必修,輔以形式化方法、人機交互技術、軟件測試、軟件體系結構等多門軟件工程專業(yè)選修課程。
該課程體系徹底拋棄原有計算機學科所依托的電子類課程,包括電子電路、數(shù)字電路等,同時加強與現(xiàn)有的計算機科學與技術專業(yè)課程的區(qū)分度。增強了多層次的雙語訓練,在核心課程中將軟件工程導論、軟件工程、統(tǒng)一建模語言和網(wǎng)絡應用開發(fā)設置為雙語授課,如圖1中的灰色部分所示。在綜合實踐性選修課程中訓練學生實踐能力,融合SE2004推薦的工程經(jīng)濟學、團隊動力與溝通、軟件工程職業(yè)實踐等教學內容。
2雙語教學的三個關鍵問題
2.1雙語課程的定位
如前所述,我們將軟件工程導論、軟件工程、統(tǒng)一建模語言和網(wǎng)絡應用開發(fā)四門課程設置為雙語授課,形成一個層次化的、連續(xù)的雙語教學環(huán)節(jié)。在這幾門課程的教學實踐中我們發(fā)現(xiàn),要想最大程度地發(fā)揮雙語教學的功效,必須處理好下列問題。
課程的目標定位:四門雙語課程各自的課程定位并不一樣。軟件工程導論課程是一門引導性的課程,課程的教學目標是使得學生對軟件工程專業(yè)所依托的信息技術行業(yè)形成一些基本的感性認識。課程側重與大信息技術學科的概念性認識。軟件工程課程是一門專業(yè)基礎課,課程的教學目標是使得學生掌握軟件工程專業(yè)領域中的基本原理、方法、技術和應用。課程側重于軟件工程的理論學習。統(tǒng)一建模語言是一門專業(yè)必修課程,課程的教學目標是使得學生掌握使用UML語言進行軟件項目的分析與設計。課程側重于軟件工程的關鍵技術實踐。網(wǎng)絡應用開發(fā)以目前發(fā)展最迅速的Web應用開發(fā)為主要內容,課程目標是使得學生的軟件開發(fā)與實際需求緊密集合。課程側重于軟件開發(fā)的整體項目實踐。四門課程分布與整個教學計劃的不同階段中,使得學生的雙語訓練能保持一個比較適當?shù)膹姸群凸?jié)奏。
教學模式選擇:對處于不同教學階段的課程采用不同的雙語教學比例。根據(jù)學生的英文學習能力,逐步提高英文授課所占比例,在閱讀的基礎上理解和把握專業(yè)知識。在軟件工程專業(yè)的四門雙語課程中,軟件工程導論和網(wǎng)絡應用開發(fā)的課程內容相對于大一和大四的學生而言更比較容易接受,因此偏向于沉浸式的外語教學;而軟件工程和統(tǒng)一建模語言相對而言專業(yè)術語更多,內容比較晦澀,因此更多偏向于過渡式的外語教學。同時,我們還在一門課程的不同教學內容上采用不同的雙語教學比例,集中主要時間段講解專業(yè)理論知識和實踐環(huán)節(jié),避免在教學過程中花費過多的精力講解英文本身,從而出現(xiàn)本末倒置的現(xiàn)象。
與基礎英語、專業(yè)英語的關系:基礎英語是通過不斷擴大詞匯量和學習語法,加強讀、寫、聽和說的能力以便掌握英語這門語言。專業(yè)英語則是在基礎英語學習完畢后,集中學習專業(yè)詞匯以便于學生在將來的專業(yè)研究中可以輕松閱讀本專業(yè)英文文獻。雙語教學正是用英語來理解和解決專業(yè)問題,它體現(xiàn)對英語的應用,在應用中來加強英語學習。所以雙語教學不是以學習語言為主要目標,而是以應用語言為主要目標。
2.2教材的選擇
教材的選擇很大程度上決定著雙語教學課程的教學效果,在多次雙語教學實踐活動,我們總結出以下幾點經(jīng)驗。
各門課程的教材:精選原版教材,重視專業(yè)內容建設。優(yōu)先選擇國外軟件工程專家專著類英文原版教材,內容方面要相對涵蓋較廣,教材內容與實踐工程結合緊密。其中符合我們課程體系的軟件工程導論原版教材較為少見,因此我們自編教材,在計算機科學導論原版教材的基礎上增加軟件工程專業(yè)中最基礎的概念。軟件工程課程的教材我們選用了Ian Sommerville編著的Software Engineering(8th Edition),該教材經(jīng)過多輪建設,內容相對成熟。統(tǒng)一建模語言的教材我們選用了Mark Priestley編著的Practical object-oriented design with UML (second edition)。這兩本教材均有對應的中譯本,也方便部分英文欠佳的學生選為參考書。網(wǎng)絡應用開發(fā)Robert Sebesta編著的Programming The World Wide Web。
教學內容的取舍:由于國內外高等教育教學模式的差異,原版英文教材往往并不能很好的適應我國的大學教育,同時教學學時的約束也使得我們經(jīng)常需要對原版教材的教學內容進行一定的取舍,通常我們將教材中的一些高級課題布置為學生的課外作業(yè)。
輔助材料的選?。簽榱藢υ娼滩倪M行一定的補充,同時也為了達到更好的教學效果,我們要求教師選取一些輔助材料,比如印刷講義、教學錄像、多媒體課件、教學網(wǎng)站、參考網(wǎng)絡資源等等。調查顯示講義的教學效果最為明顯,通常這種90%左右英文,10%中文注釋的講義既能濃縮教學內容,又能很好的調動學生的學習積極性。
2.3教學方式的改革
由于雙語課程的特定教學需求,以及軟件工程專業(yè)的專業(yè)特色,需要訓練學生實踐能力,融合SE2004推薦的工程經(jīng)濟學、團隊動力與溝通、軟件工程職業(yè)實踐等教學內容。因此在軟件工程專業(yè)雙語教學實踐中,我們進行了大量的教學實驗和改革,實踐表明這些改革有效的提高了教學效果,部分抑制了雙語教學本身所帶來的語言障礙。
(1) 增強團隊的鍛煉:通常在課程的開始階段讓學生自由結合為小組,互相交流并派代表用英語參與班級討論;在實驗中,要求學生以小組為單位自選題目,與指導教師研討最終完成小組任務。調動了學生的學習熱情,培養(yǎng)他們的協(xié)作精神。
(2) 采用案例式教學模式:典型的案例融合在教材中,新知識以案例形式引入,然后展開分析、建立理論、提出方法和工具,最后描述解答、討論其局限,這預示著對新理論和技術的下一輪解讀。案例式教學尤其適合軟件工程和統(tǒng)一建模語言課程中的軟件需求分析、多種軟件設計的權衡以及系統(tǒng)開發(fā)過程等教學內容。
(3) 提高解決問題的能力:在軟件工程導論和網(wǎng)絡應用開發(fā)課程中設置略微超前的科研課題或者軟件技術,僅僅給出課題名稱,要求學生分組共同搜索相關知識點,然后分析并解決實際問題。最后設置一定的討論和答辯等互動環(huán)節(jié),既能提高學生的雙語表達能力,也能增強解決客觀現(xiàn)實問題的能力。
3雙語教學調查分析
為研究雙語教學的影響和效果,我們設計了一套“雙語課程教學問卷調查表”,包括教師素質、教學質量與內容、學習態(tài)度與影響、教材和綜述,以及問題和建議共30個選擇性科目,每個科目取值是1~5,表示“非常不滿意”到“完全滿意”。調查問卷反映了軟件工程專業(yè)雙語課程的問題主要體現(xiàn)在以下三點:(1)師資未能滿足雙語教學的需求:很多教師雖然在本專業(yè)內是專家,但是卻面臨較為嚴重的英語表達障礙。學生參加這樣的雙語課程很難產(chǎn)生融合型外語學習傾向和動機。(2)后進學生存在身份認同問題:部分英語基礎相對較差的理工科學生很難適應全英文的環(huán)境,課前預習和課后復習沒讀懂教材,從而導致他們喪失學習的信心和興趣。(3)雙語教材有待改進:目前大學雙語教學所用的教材主要采用的是國外原版教材的影印本。從實踐的結果來看,大多數(shù)學生認為教材太難,以至于教師不得要求學生同時購買對應的中文教材。
關鍵詞: 大氣科學(水文氣象)專業(yè) 水文氣象導論 水文學原理 課程建設
近年來,全球各地出現(xiàn)了很多極端水文氣象事件和破紀錄事件,包括歐洲和俄羅斯的熱浪、美國的卡特里娜(Katrina)颶風、緬甸的納爾吉斯(Nargis)熱帶氣旋、巴基斯坦的水災和亞馬遜盆地、澳洲及東非的旱災,以及我國的泥石流和山體滑坡[1]。為解決洪澇、干旱、臺風、山洪、泥石流等種種極端水文氣象事件,擁有“氣象人才”搖籃美譽的南京信息工程大學憑借在大氣科學方面的雄厚實力,于2011年9月率先成立了大氣科學(水文氣象)本科專業(yè),并開始招生,成為我國首家培養(yǎng)大氣科學(水文氣象)專業(yè)本科生的高校,同時也是目前我國唯一具有大氣科學(水文氣象)專業(yè)的高校。大氣科學(水文氣象)專業(yè)的成立,在國內外引起了廣泛的關注?,F(xiàn)本專業(yè)有3屆本科生,總人數(shù)160人。
課程建設是教學建設的基本內容、教學質量的中心環(huán)節(jié),是落實教學計劃、提高教學質量、實現(xiàn)培養(yǎng)目標的奠基性工程。對于年輕的大氣科學(水文氣象)專業(yè)來說,迫切需要開展課程建設并完善研究。本文就大氣科學(水文氣象)專業(yè)水文氣象導論和水文學原理課程建設和完善等方面,提出了一些思路和觀點與各位同仁共同探討。
1.水文氣象導論課程的建設和完善
1.1課程設置的必要性
剛進大學的新生對所學專業(yè)及就業(yè)去向普遍感到比較迷茫和困惑,如果在學習基礎課程階段不及時引導,則會使學生學習動力不足,學習起來甚為被動,產(chǎn)生消極情緒,甚至可能會直接導致4年大學生活缺乏規(guī)劃,得過且過。因此在大學一年級上學期開設專業(yè)導論課,甚為重要。它可以幫助學生了解所學專業(yè)的背景和基本概念,熟悉專業(yè)知識鏈的構成,掌握大學時期的學習方法,從而激發(fā)學生的學生興趣[2]。水文氣象導論是大氣科學(水文氣象)專業(yè)的入門課程,它是一門面向大學新生、引導學生了解大氣科學(水文氣象)專業(yè)的入門課程,是解決新生對未來大學生活疑問與困惑的課程。水文氣象導論的開設,對大氣科學(水文氣象)專業(yè)的大學新生起著啟蒙和指導作用,它在整個專業(yè)教學體系中占據(jù)著舉足輕重的位置。
1.2課程知識體系的構建及授課方式探討
水文氣象導論課程主要回答學生對大氣科學(水文氣象)專業(yè)最關心的三個問題:大氣科學(水文氣象)專業(yè)是干什么的、學什么的和做什么的。其最終目的是讓學生意識到:(1)大氣科學(水文氣象)專業(yè)是“最好的”;(2)大氣科學(水文氣象)專業(yè)很有用。以問題激發(fā)興趣,以興趣喚起求知欲,以求知欲帶動學習,在一個個具體的水文氣象問題案例中引發(fā)思索。
目前尚未有正式出版的《水文氣象導論》書籍可以直接借鑒。構建水文氣象導論課程知識體系時,首先,應通過一個個具體水文氣象極端事件案例及前沿信息,使學生深有感觸,通過分析和關鍵問題的延展式探討,啟發(fā)學生思索和了解大氣科學(水文氣象)專業(yè)是干什么的及為什么要學氣科學(水文氣象)專業(yè),即使學生意識到作為大氣科學(水文氣象)專業(yè)學生的無比光榮的使命;其次,通過講述水文氣象學的發(fā)展簡史,引申亟須解決的問題是什么,讓學生了解為什么氣象和水文相結合往往有助于更好地解決一些工程建設和實際生產(chǎn)課題,并對大氣科學(水文氣象)專業(yè)的科學研究方法有一個初步了解。在此節(jié)的講述過程中,除了講述水文氣象學科發(fā)展過程中的重要發(fā)現(xiàn)和重要人物及當時的自然和社會背景之外,還應當重點剖析在這個發(fā)展過程中,科學思維所起到的重要作用。以本學科的重大發(fā)現(xiàn)激勵學生,以學科奠基人的故事吸引學生,以科學家對待實驗的態(tài)度引導學生,從而使學生樹立科學的世界觀、人生觀和價值觀;接下來以現(xiàn)在亟須解決的問題為引子,讓學生積極主動地查閱文獻,相互探討教學方法,從而刺激學生求知欲與探索欲,達到訓練思維的目的,培養(yǎng)學生初步的科研能力;最后在探討結果的基礎上,總結大氣科學(水文氣象)專業(yè)所需要學習的知識,使學生對本專業(yè)整體框架有一個了解。
2.水文學原理課程的建設和完善
2.1課程設置的必要性
大氣科學(水文氣象)專業(yè)主要的研究方向是水循環(huán)要素監(jiān)測、精細降水預報、可能最大降水、防洪設計標準和水文氣象集合預報和流量概率預報。水文學原理主要闡述水文現(xiàn)象的成因和機理,通常涵蓋的主要內容有水文循環(huán)過程、蒸發(fā)及下滲過程與機理、土壤水形與運移、洪水波運動、產(chǎn)匯流機理等[3]。水文學原理具有鮮明的專業(yè)特征和基礎特征,是大氣科學(水文氣象)專業(yè)的基礎課程之一,考慮到本課程對學生前期知識體系的要求(此課程需要開設在高等數(shù)學、大學物理、水力學等先行課程之后),目前將其安排在大學二年級下學期開設。水文學原理起著聯(lián)系基礎課和專業(yè)課之間的橋梁作用,為專業(yè)課的學習奠定必要的基礎。如果不打好該基礎,不能牢固掌握靈活應用它,學生就無法學好工程水文學、水文氣象集合預報等相關課程,因此,水文學原理在整個大氣科學(水文氣象)專業(yè)課程中起著承上啟下的作用,在大氣科學(水文氣象)專業(yè)人才培養(yǎng)中占有重要的地位和作用。
2.2課程知識體系的構建及授課方式的探討
目前南京信息工程大學大氣科學(水文氣象)專業(yè)所使用的水文學原理的教材是芮孝芳教授著的,中國水利水電科學出版社出版的《水文學原理》。該教材章節(jié)內容豐富、涉及知識廣,難度相對較高。在教學計劃中,本課程計劃學時只有48學時,而水文學原理具有理論性較強的特點,僅僅從理論上進行分析和灌輸,會使整個課程顯得枯燥、乏味。水文學原理課程的特點,決定了在教學過程中,應當重視實踐教學環(huán)節(jié),采用提問及互動探討授課法等多元化的教學方法;加上學時的限制,則要求教師除了認真鉆研、精心備課外,還有一個重要的環(huán)節(jié),就是準確構建本課程知識體系。
大氣科學(水文氣象)專業(yè)是一個新生的專業(yè),構建水文學原理課程知識體系時,不能直接照抄照搬,復制克隆其他相關專業(yè)的課程知識體系,應根據(jù)自身專業(yè)的特點,敢于突破,搭建具有本專業(yè)特色的知識體系。譬如第九章地下水流、第十章地表水流第八節(jié)湖水運動、第十四章冰雪水文和第十五章水質及河流生態(tài)環(huán)境章節(jié)可以不做講解;第八章產(chǎn)流機制和第十二章流域產(chǎn)流都是產(chǎn)流部分,可并做一章講解;第十章地表水流和第十一章洪水演算也可并做一章講解;鑒于天氣學原理、雷達氣象學、衛(wèi)星氣象學的開設,第四章降水第二節(jié)降水類型及影響因素,第五節(jié)雷達測雨可簡單帶過?!敖虒W的藝術不在于傳授本領而在于激勵、喚醒、鼓舞”[4]。在每章的講解中,以問題為先導,帶動好奇,然后以好奇帶動求知,各章節(jié)主線問題見表1所示。
表1 水文學原理課程章節(jié)主線問題
3.結語
針對大氣科學(水文氣象)專業(yè)學生,本文給出了水文氣象導論和水文學原理課程建設和完善的一些建議。另外,建議教師可以嘗試每次快結束時課預留10分鐘做Q-A環(huán)節(jié)(questions and answer)。大部分美國教授講課,每講完一個問題,教授就要問“Any questions”?有問題立即解決。在我國則不能照搬,但Q-A環(huán)節(jié)的增加對學生和教師都有很大益處?!笆緹o火,相撞方顯靈光。水本無華,相蕩方顯漣漪”。
參考文獻:
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[3]芮孝芳.水文學原理[M].北京,中國水利水電出版社,2004.
[4]侯立柱.“水文學原理”課程創(chuàng)新性教學研究[J].中國地質教育,2011,(4):92-94.
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術導論;實驗教學;實驗考核
中圖分類號:TP393;G642 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)03-0091-02
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)被認為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息浪潮。2009年8月總理在無錫考察傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展時提出“感知中國”后,物聯(lián)網(wǎng)的探索逐漸成為國家戰(zhàn)略。2010年3月底,教育部批準30所高校第一批開設物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),沒有物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學校也相繼開設了物聯(lián)網(wǎng)相關的課程。我校于2010年招生時就將物聯(lián)網(wǎng)及相關課程加入了計算機科學技術、網(wǎng)絡工程專業(yè)的培養(yǎng)方案,并于本學期首次開設了《物聯(lián)網(wǎng)技術導論》課程。本課程的特點是理論性強,通過實驗課加強學生對于物聯(lián)網(wǎng)理論內容的理解,才能很好地培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力和專業(yè)實踐能力,加強實踐教學是培養(yǎng)應用型人才的重要途徑。研究《物聯(lián)網(wǎng)技術導論》課程的實驗內容,對培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)應用人才具有重大的意義。
1 研究現(xiàn)狀及存在問題
《物聯(lián)網(wǎng)技術導論》是本學期為2010級計算機科學技術專業(yè)新開設的一門專業(yè)任選課。課程的目標是使學生可以對物聯(lián)網(wǎng)技術的相關知識有一個全面、系統(tǒng)的認識;具備規(guī)劃設計與構建出一些簡單的物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)的能力;具備運用理論知識解決實際問題的基本素質。
現(xiàn)在開設物聯(lián)網(wǎng)課程的學校很多,主要從理論上講解物聯(lián)網(wǎng)中的無線傳感器網(wǎng)絡、RFID(射頻識別)技術等,項目組對市面上的物聯(lián)網(wǎng)技術課程及實驗的教材及幾個學校的實驗教學做了調查,主要發(fā)現(xiàn)有以下幾個問題:
1.1 課程內容差異很大,實驗內容不統(tǒng)一
物聯(lián)網(wǎng)是一個相對比較新的技術,很多理論還沒有完全沉淀下來,形成非常統(tǒng)一的理論體系。不同的學校不同的教材講授的內容有很大差異,相對于實驗內容也就有不同的安排。
1.2 開設的專業(yè)不同,實驗內容的重點不一
物聯(lián)網(wǎng)技術是一個綜合性比較強的新技術,涉及到計算機技術、通信技術、自動控制技術等,造成了不同專業(yè)都開物聯(lián)網(wǎng)課程的現(xiàn)狀。通信技術相關專業(yè)講解的重點在于物聯(lián)網(wǎng)通信傳輸、通信協(xié)議分析等,自動控制相關專業(yè)講解的重點在于物聯(lián)網(wǎng)芯片的研究設計等。計算機相關專業(yè)講解的重點在于物聯(lián)網(wǎng)相關算法、應用開發(fā)等。開設專業(yè)的不同,導致了實驗內容的重點不一。如北京科技術大學王志良教授出版的實訓教程[1]有大量的硬件設計指導等。
1.3 不同學校配備的實驗箱不同,實驗操作不一致
對于物聯(lián)網(wǎng)課程的實驗大部分都是基于實驗箱進行操作的,不同的學校配備的實驗箱基本都不同。每種實驗箱都有不同的核心板,不同的程序,操作起來都有自己的步驟[2]。本系關于物聯(lián)網(wǎng)的實驗箱共有3套,即使是同一種類型的實驗,軟硬件環(huán)境,實驗效果也都不同,這也給實驗的選擇、融合帶來一定的難度。
1.4 學生層次不同,實驗內容的難易度設置問題
物聯(lián)網(wǎng)實驗需要大量的硬件編程基礎,這些基礎都是通過以前課程的學習積累的。有的學生基礎好些,如果實驗內容過淺,就不能滿足學生對知識的渴望,設置過難又使基礎不好的學生失去信心。
基于以上問題的分析,我們在實驗內容的選擇上要以符合專業(yè)需求為主要方向,找出實驗教學的重點,體現(xiàn)實驗的層次性等,為培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)方向的應用人才奠定基礎。
2 實驗內容研究
主要研究《物聯(lián)網(wǎng)技術導論》課程的基礎實驗與應用實驗內容,以符合專業(yè)需求為導向,整合現(xiàn)有實驗箱實驗的基礎上,在各個實驗中擬設置選學內容,以滿足不同層次學生的要求,同時為學生深入學習物聯(lián)網(wǎng)相關課程打下堅實基礎。
擬選取以下6組實驗:
(1)建立實驗環(huán)鏡
實驗為1學時,主要是認識實驗設備,安裝配置IAR、KeilC開發(fā)環(huán)境。
(2)數(shù)據(jù)感知實驗
實驗為3學時,主要物聯(lián)網(wǎng)感知層的實驗,包括溫濕度傳感器、超聲波傳感器、酒精傳感器的實驗,使學生通過各種傳感器感知信號及編程方法。選學內容設置為光電傳感器、壓力傳感器。
(3)ZigBee組網(wǎng)實驗
實驗為4學時,主要是讓學生熟悉ZigBee協(xié)議棧原理、工作流程,掌握點對點、星狀網(wǎng)通信原理及相關程序應用分析。選學內容為樹狀通信實驗等。
(4)網(wǎng)關通信實驗
實驗為2學時,使學生掌握網(wǎng)關上各種通信接口如串口,網(wǎng)口、GPRS的使用及程序分析修改。
(5)認識RFID系統(tǒng)實驗
實驗為2學時,使學生掌握RFID 的基本原理,學會RFID 模塊的使用方法及相關程序分析。選學內容為超高頻RFID模塊分析等。
(6)物聯(lián)網(wǎng)應用實驗
實驗為4學時,是物聯(lián)網(wǎng)應用層的實驗,主要是對智能家居系統(tǒng)、智能超市系統(tǒng)和智能倉儲系統(tǒng)從系統(tǒng)功能、架構、原理上進行分析,并通過各種模擬系統(tǒng)進行實際分析等。選學內容為智能農業(yè)等。
實驗的總學時為16學時,我們的重點放在無線傳感器網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)應用上。
3 實驗教學方法與手段
3.1 啟發(fā)式教學
為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,激發(fā)學生學習興趣,改變以往填鴨式教學方法,在實驗中,先講解實驗內容和實驗要求等基本內容后,再將本次實驗的結果展示出來,然后引導學生觀察、發(fā)現(xiàn)問題,由教師以點撥、提問和探討的方式加以解決。實驗中根據(jù)學生的實際情況,這種變學生被動為主動參與的教學方法在調動學生的學習主動性及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上均收到了良好的效果。
3.2 層次教學
根據(jù)實驗教學的進度和實驗深度要求的不同,把實驗分成不同的層次,有助于引導學生由淺入深地學習。在物聯(lián)網(wǎng)實驗教學中分成兩個方面的層次。
第一個層次,是從必學到選學將實驗內容分成必學和選學,必學是所有學生都要學習的內容。選學內容是對本實驗更有興趣的學生學習的內容。
第二個層次,是將必修實驗再分為使用、驗證分析、綜合設計3個層次。
在教學前期適合于做一些使用層次要求的實驗,如建立實驗環(huán)鏡、傳感器和ZigBee網(wǎng)等, 通過全面使用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)使學生對傳感器、ZigBee等操作有全面的感性認識。 在有一定的操作和理論基礎時可做驗證分析層次的實驗,從外部觀察驗證傳感器、ZigBee的原理、編程、實現(xiàn)過程。如學完進程就可通過在實際的操作系統(tǒng)上編程使用系統(tǒng)調用來觀察操作系統(tǒng)的進程調度結果,并根據(jù)結果分析不同的調度策略。 在驗證分析的基礎上就可做設計實現(xiàn)層次的實驗,要求學生在模擬操作系統(tǒng)上自己編程實現(xiàn)操作系統(tǒng)的功能模塊,并觀察自己所設計的功能模塊的工作情況。讓學生對物聯(lián)網(wǎng)功能有一個使用、探索驗證、自己設計逐步深入的學習過程。
4 實驗考核
考試是引導學生學習、了解教師教學效果的一個重要方法。許多高校計算機科學技術專業(yè)硬件課程實驗教學和課堂教學的比例超過20%,但學生的成績僅憑試卷考試來確定,忽略了實驗教學成績,這是不全面的。因此需要完善學生成績評定,充分調動學生對實驗教學的積極性,達到學生實驗動手能力的成績在總評成績中占一定比例。在平時的實驗教學中,應該告知學生實驗成績在總評成績中的比例,要求學生重視實驗報告,啟發(fā)學生創(chuàng)新思維,鼓勵學生認真總結實驗經(jīng)驗,杜絕抄襲他人現(xiàn)象。幾年來在計算機科學技術專業(yè)硬件實驗教學成績占課程總評成績的20%~30%是比較恰當?shù)摹?/p>
5 結 語
本文對《物聯(lián)網(wǎng)技術導論》實驗課程的內容、實驗教學方法與手段、實驗考核等方面所作的分析,可為高校建設物聯(lián)網(wǎng)技術導論課程提供一些參考。物聯(lián)網(wǎng)技術導論的實驗教學是培養(yǎng)實用性和創(chuàng)新性的高素質物聯(lián)網(wǎng)技術人才的重要途徑和手段。因此,實驗教學是當前需要認真研究和探討的問題。
參 考 文 獻
[1]王志良,王新平. 物聯(lián)網(wǎng)工程實訓教程:實驗案例和習題解答[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011.
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[5]徐勇軍. 物聯(lián)網(wǎng)實驗教程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011.
【關鍵詞】CDIO 自動化 人才培養(yǎng)方案 項目化課程
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)04-0016-02
1.引言
自動化專業(yè)是涉及理、工、文、管等多學科的“寬口徑”的專業(yè),其“控管結合,強弱并重,軟硬兼施”的特點,使得在對本專業(yè)的人才培養(yǎng)過程中注重理論與實踐結合、跨學科培養(yǎng)顯得尤為重要。CDIO教育理念是近年來國際上在工程教育中取得的重要成果,它強調在高等教育過程中采用“構思(Conceive)、設計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)”理念[1],以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。這正好符合自動化專業(yè)的教育特點。因此廣東白云學院在2010年就啟動了基于CDIO教育理念的教學改革,經(jīng)過兩年的改革探索,各專業(yè)從人才培養(yǎng)方案的制定、教學大綱的編撰到課程設置及實施都取得了一定的成果。我們在對企業(yè)用人需求進行深入調研的基礎上,考察了相關兄弟院校的教學改革,總結相關經(jīng)驗,重新制定了人才培養(yǎng)方案,并在近兩年的教學中總結出一套行之有效的項目化課程教學方法。
2.自動化專業(yè)課程體系的重構
我們根據(jù)專業(yè)大綱的4個一級指標和17個二級指標推導出本專業(yè)的課程,使其形成符合培養(yǎng)目標要求的課程體系。在整個課程體系中,我們強調在整個專業(yè)教育階段的工程能力的培養(yǎng)。
自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)模式重構是為了培養(yǎng)具有扎實的理論基礎和較強動手能力的工程師,使其能適應未來工業(yè)發(fā)展對于自動化專業(yè)人才的需求。因此在整個人才培養(yǎng)過程中按照CDIO教育理念設置相關的工程培養(yǎng)環(huán)境,通過多個項目生命周期的完整訓練,能夠幫助學生進行知識學習和技能培養(yǎng),而且使其現(xiàn)代國際工程師素養(yǎng)得以鍛煉。以工程能力培養(yǎng)為核心的自動化專業(yè)課程體系設置應該充分體現(xiàn)CDIO 環(huán)境教學,如圖1 所示是自動化專業(yè)課程體系魚骨圖,即以三級項目體系為育人環(huán)境。
從圖1可以看出,在新的人才培養(yǎng)模式下,對自動化專業(yè)的專業(yè)基礎課和專業(yè)課進行了分類總結,針對相近課程設立了二級項目課程,通過各學期由淺入深的、建立在工程環(huán)境下的項目課程的教學實踐,使學生掌握整個專業(yè)課程體系的相關知識,并獲得一定的工程經(jīng)驗。與傳統(tǒng)的課程體系相比,在總學分不變的情況下,每門課程的授課學時減少了15%~25%,用于學生在項目環(huán)境中自學與合作研討,增加了團隊設計項目,以提升學生的自主學習能力、團隊協(xié)作能力及工程項目的駕馭能力。
3.項目課程的實施
在對自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式的重構過程中,我們將重點放在一級、二級項目課程的實施上,希望探索一條適合廣東白云學院的課程改革的新路。從兩年來的項目課程實施的過程來看,取得了一定的成果,也為以后的課程改革積累了一些經(jīng)驗。下面以《自動化專業(yè)導論》一級項目課程為例,對CDIO項目的教學進行剖析。
《自動化專業(yè)導論》是針對大一新入校的學生開設的一門課程,主要包括理論和實踐兩部分。其中理論課程以2~3次講座的形式完成,實踐則以項目課程的形式完成。這門課程的主要目的是為讓學生對于本專業(yè)有一個初步認識,并且通過小項目的制作激發(fā)學生的學習興趣,同時使學生獲得進行科學研究的基本方法。
3.1實行導師制,近距離培養(yǎng)學生的整體素質。
在學生新入學起,按照4:1的比例給四名學生配備一名專業(yè)導師,形成導師指導下的多名學生自主學習的團隊。這個團隊在導師的近距離指導下,完成整個四年的項目課程的教學任務。導師不但在課程上、專業(yè)上對學生言傳身教,而且對團隊的組織活動、學生合作精神的培養(yǎng)都非常有幫助。這樣做貼近了教師與學生的關系,使學生獲得了許多在課堂上無法獲得的知識和技能。
3.2 以工作任務形式布置學生在整學期的課程要求。
在《自動化專業(yè)導論》課程中,專業(yè)指導教師在學期初以任務書的形式將本學期的項目任務、學生需要完成的工作、應達到的知識和能力的要求給學生。學生在整個學期內在專業(yè)導師的指導下完成項目任務工作,在學期末按照任務書的要求進行驗收考核。
3.3 項目課程的學時在課余實踐完成,不占用課堂時間。
針對學生課堂學時較多的情況,結合項目課程的特點,《自動化專業(yè)導論》的學習以課余時間為主。學生們在課后按照任務書的要求,通過專業(yè)導師指導及網(wǎng)絡學習,自主地進行項目研究。這樣做使學生具有更大的自由度,培養(yǎng)了他們的自學能力和自制能力,不僅使學生的學習興趣和專業(yè)素質得到提高,而且培養(yǎng)了他們的綜合素質。
3.4采用學校與個人相結合的形式保證資金與設備。
由于《自動化專業(yè)導論》課程采用的是項目化形式,通過學生的課余時間完成,因此對于元件的采購和實驗設備的使用就不能像普通課程實驗一樣管理。我們在此期間采用的是學校與個人相結合的形式。對于在項目中需要用到的主要元器件和實驗設備主要通過學校統(tǒng)一采購、統(tǒng)一調配,而對于在項目中用到的個性化、小金額的元件則讓學生自主采購,這樣不僅可以節(jié)省時間,而且可以讓學生參與采購過程,使其了解一個完整的項目設計的各個環(huán)節(jié)。
3.5采用靈活多樣的考核方式。
在整個項目課程的教學過程中,考核方式是最重要的,這是檢驗學生知識、素質的關鍵環(huán)節(jié),也是課程順利進行的重要保證?!蹲詣踊瘜I(yè)導論》課程考核采用的是專業(yè)導師考核與項目驗收相結合的方式。專業(yè)導師對學生整個學習過程進行考核。在學期末由專門的課程驗收小組組織學生進行項目答辯,課程驗收小組針對學生的答辯情況,結合學生的實際成果進行考核。學生的最終成績則是由兩部分成績的加權平均成績。這樣可以全面的考核學生在整個學習過程中各項能力的提高。
4.初步的教學成果
遵循CDIO教育理念,經(jīng)過兩年的教學實踐,我們獲得了一定的教學成果,不僅是對過去工作的檢驗,也是將來教學工作的借鑒。
(1)CDIO教育理念強調以產(chǎn)品的研發(fā)、運行周期為載體,使學生獲得整個產(chǎn)品周期的所有知識和素質。我們對這種教育理念在自動化專業(yè)課程教學過程中的運用進行了研究。
(2)全面重構了自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)模式。分析了自動化專業(yè)應具備的專業(yè)能力與各課程之間的關系,合理的設置專業(yè)理論課,改變了過去教師糊涂開課、學生糊涂學習的局面。同時我們也針對本專業(yè)的特點,將各門理論課分類,設置相應的項目課程環(huán)節(jié)進行實踐能力的鍛煉,使學生在理論學習的基礎上重點培養(yǎng)工程師的綜合能力。
(3)通過兩年的項目課程的教學工作獲得了一套行之有效的教學方法。在項目教學過程中秉承CDIO教育理念,將“構思、設計、實現(xiàn)和運作”貫穿至整個教學過程,制定了相關的教學檔案,探索了課程實施的資金設備保障,改革了課程的考核方式,使整個教學更有利于培養(yǎng)學生的學習興趣和綜合素質。
5.結論
自動化專業(yè)的特點決定在教學過程中貫徹CDIO教育理念可以更好的培養(yǎng)學生卓越工程師的各項能力。通過兩年的教學改革的實情來看,學生從入學初至現(xiàn)在不僅獲得了自動化專業(yè)的專業(yè)基礎知識,而且在英文使用能力、論文撰寫能力、團隊精神等方面都有了很大的進步。同時,通過項目課程的學習激發(fā)了學生的學習興趣,為以后的學習打下了堅實的基礎。
參考文獻:
[1]査建中、何永汕 《中國工程教育改革三大戰(zhàn)略》,北京理工大學出版社,2009.
[2]顧佩華、陸小華 《CDIO工作坊手冊》,汕頭大學出版社,2008.
作者簡介:
熊宇,男,1972年生,江西南昌人,碩士,講師,主要研究方向:電力電子與開關電源
一、制約材料科學與工程導論雙語教學開展的現(xiàn)狀
長期以來,我國高等院校理工專業(yè)課程教學一般僅使用母語授課,只在有限的公共英語課和專業(yè)英語課上采用英語教學。造成這種局面的主要原因一方面是高校對雙語教學重視不夠,另一方面是專業(yè)課教師的英語水平有限。盡管理工專業(yè)課教師多數(shù)具備很強的專業(yè)知識背景,并且在長期跟蹤領域前沿的過程中形成了較優(yōu)秀的英語讀寫能力,但由于缺乏英語交流環(huán)境,其英語口語能力普遍較弱,甚至有的發(fā)音還不夠標準。這就導致了教師在授課時不敢或是不愿說英語,從而限制了雙語教學的開展。另外,學生們長期以來普遍重視讀寫,忽略聽說,一定程度上給雙語教學帶來了困難此外,相關外文課外參考資料也不夠豐富,雖然互聯(lián)網(wǎng)上知識繁多,但是內容散亂,無法形成系統(tǒng)的教學資料。盡管可以采用引進國外優(yōu)秀教材的方式彌補這一缺陷,但是由于地方院校的學生英語水平參差不齊,若直接使用引進的原版教材,大部分的學生都會感覺理解困難,甚至失去學習的信心和興趣。這樣不僅難以達到提高學生英語能力的目的,而且會導致學生失去本該輕松掌握的專業(yè)知識。因此,編寫結構合理、詳略得當、有所側重的中英文對照教材顯得尤為重要。
綜上所述,傳統(tǒng)的教法、學法和教材都制約了雙語教學的開展,但開展材料科學與工程導論雙語教學仍勢在必行。材料科學與工程導論是湖南科技大學金屬材料工程專業(yè)本科生的必修學位課,于大三第一學期開設,在金屬材料專業(yè)(本科)的教學中,材料科學與工程導論既涉及到材料的發(fā)展和各種材料的特點,又需要講述材料科學與材料工程的基礎知識。其主要特點如下:
(1)覆蓋面廣——涉及史學、物理學、化學、材料學、工程學等多種學科知識的綜合;
(2)內容新——盡管人類使用材料已有幾百萬年的歷史,但材料科學與工程在2O世紀五六十年代才形成一門完整的學科,目前仍處在高新技術的前沿領域,內容日新月異;
(3)教學時間短——實際理論教學時數(shù)只有32課時。隨著現(xiàn)代科學技術的高度發(fā)展,材料科學與工程導論課程的教學逐漸顯露出一些與之不相適應的地方,主要表現(xiàn)在:內容沒有更新,教學手段比較落后,教學體系的調整缺乏系統(tǒng)性,理論與實踐結合不夠緊密。因此,筆者認為必須對本課程進行教學改革,推行雙語教學。
二、多媒體雙語教學的實踐效果
通過對2003級和2004級金屬材料專業(yè)的2輪材料科學與工程導論的教學實踐,我們逐步完善了授課方案,為實行雙語教學做了充分準備。在對2003級學生授課的過程中,采用的是傳統(tǒng)的板書教學形式。由于在板書書寫過程中花費了大量的時間和精力,加上教學時間又比較短,為了完成教學任務,無法對課程內容在深度和廣度上進行拓展。因此,在對2004級學生授課的過程中,采用了多媒體教學,對電子教案進行了充分準備。大量的圖、表、動畫的展示,一方面增強了學生學習的興趣,另一方面也使學生對材料科學與工程學科的內涵和發(fā)展趨勢有了更為深刻的認識。但是由于目前材料學科發(fā)展很快,大部分新的研究成果都是用英文表述,僅僅通過翻譯介紹最新的成果無法讓學生理解材料科學與工程學科的奧妙與趨勢,并且學生在接觸到原汁原味的英語資料時也會感覺生澀。在這種情況下,我們提出了雙語教學改革方案,并申請到學校的支持。在湖南科技大學教研課題《材料科學與工程導論雙語教學研究與實踐》的支持下,我們根據(jù)前期的準備工作和教學實踐中發(fā)現(xiàn)的問題,挑選了合適的參考書,并重新對課件進行了修改和完善。首先,將原部分章節(jié)的雙語內容擴展到整個課程;其次,增加了擴展學生視野的專題講座部分和鍛煉學生思考分析能力的討論部分。2007年下半年正式在2005級金屬材料1~2班實施了雙語教學計劃。在課程講授到1/3的時候,我們對班級所有學生進行了關于雙語教學效果的小調查。從反饋的結果來看,幾乎所有的學生都表示喜歡這種雙語教學的模式,大部分的同學反映,雙語教學對專業(yè)詞匯的學習有一定的幫助,75%的學生認為增加英語表達不會影響正常教學的容量,相反它更能為深奧而又枯燥的專業(yè)知識增添樂趣,加深學生對抽象名詞的理解,提高學生的學習興趣和積極性。同時,學生們也提出了一些意見和建議,如單詞量大,英語基礎不夠,很多同學建議多媒體課件應該對重點內容配上中文對照,并配上錄制的聲音文件,給同學們展示標準化語音、語調等。根據(jù)反饋意見,我們對課程內容進行了調整,增加了中英文對照部分,增加了圖片,并給每個同學發(fā)放了該課程相關的單詞表,從而增強了學生參與課程的積極性,提高了教學效果。在教學過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題需要改進,如學生的英語基礎相差比較大,部分同學跟不上課程;教師的英語口語有待進一步提高。經(jīng)過一年左右的實踐,我們對材料科學與工程導論雙語教學過程中獲得的經(jīng)驗和教訓進行了總結。盡管取得了一些成績,積累了一定的雙語教學經(jīng)驗,但我們發(fā)現(xiàn),僅靠一輪教學的實踐就找到適合我們學校的雙語教學方案還很不夠。因此,一方面,我們決定延長該課題的研究期限,更加深入的進行本課題的研究:由于原計劃主要參照了一些重點大學的教學實踐方案,而我們的學生與重點大學的學生相比,英語基礎較差,主動學習能力較弱,所以我們主動調整了教學內容中的中英文比例,最大限度地提高學生參與課程的積極性,并計劃在2006級金屬材料專業(yè)實施,對比效果。另一方面,也希望通過本課題的實施,將雙語教學擴展到金屬材料專業(yè)的其他專業(yè)課程,如筆者講述的《粉末冶金原理》。為了盡快摸索出適合我校特色的雙語教學模式,我們進行了對比教學實驗H]。為了找到較為平衡的雙語教學方式,在對2006級金屬材料專業(yè)教學的過程中,我們采用了較多的中文內容,并在教學過程中及時調整中英文比例。從學生反饋的信息來看,中英對照的講授方式應該是比較適合我校學生的雙語教學方式,既有利于學生接受專業(yè)知識,又有利于學生英語水平的提高。
三、關于雙語教學的思考
我校是一所地方性綜合性大學,與雙語教學起步較早的重點大學相比較,雖然取得了一些進展,但目前仍處于摸索和起始階段,存在著一些問題,比如對雙語教學的認識、雙語師資隊伍的建設和學生的外語水平、教材的選擇、資金投入以及雙語教學的評價一等問題。針對我校的具體情況,筆者認為可從以下幾個方面進一步加強和推廣雙語教學。
(一)加強師資培訓力度,積極引進人才優(yōu)秀的師資是雙語教學成功的保證。一方面,要抓好在職教師再培訓工作,如選派教師到外國語學院培訓,以提高英語應用特別是英語口語水平。同時,應該積極組織承擔雙語教學的教師到英語母語國家進行短期進修,或鼓勵本校有海外留學背景的教師盡量采用雙語教學。而本校培訓是我校教師培訓最切實可行的辦法,學??梢云刚埍拘M鈬Z學院的教師對非英語專業(yè)教師進行英語培訓,切實提高教師的英語口語能力。另一方面,學校應制定優(yōu)惠政策、開辟綠色通道,積極引進國外留學人員和國內高級人才,促進雙語教學的開展。
(二)科學選用教材。引進與自編結合教材是教學之本。實施雙語教學首先要有合適的外文教材。一是內容要合適,既能簡明扼要的敘述基本理論,又能展示學科的研究前沿,以符合課程教學的基本要求;二是語言規(guī)范,文筆流暢,簡明易讀,便于中國師生使用。目前,國內大多數(shù)高校采用的英文教材都是國外的原版教材。這類教材語言規(guī)范,內容較新穎,信息量大,但其篇幅往往很長,內容與我國現(xiàn)行教學基本要求有較大偏差;并且由于這類教材編寫的對象是英語為母語的學生,文字中有一些中國師生不大熟悉的標準和約定,增加了理解的難度,直接用于教學多有不妥。因此,我們在選擇英語原版教材進行雙語教學時,應參考和對比國內同類教材,既要注重本課程所需的基礎理論,又要對比教材內容、邏輯結構;既要考慮跟蹤學科前沿,又要分析其敘述方法和特點。避免教材選用出現(xiàn)偏差,影響教學效果。同時我們應鼓勵高水平教師自主編寫英文或中英文對照教材,并爭取正式出版,以滿足雙語教學的需求。
(三)因材施教,區(qū)別對待地方院校的學生英語水平參差不齊,實施雙語教學應該采取分階段、分專業(yè)、有重點的方式進行推廣。首先,在師資條件較好的某一專業(yè)、某一課程進行雙語教學試點,可以全年級學生全選,也可部分選,要充分考慮學生的個體差異、外語水平等,優(yōu)化多媒體課件中的中英文比例和授課過程中英文講述比例;其次,也可以根據(jù)學生的外語基礎,嘗試將同一專業(yè)或者相近專業(yè)外語基礎較好的學生集中在一個班級里,教師根據(jù)學生的實際情況實施雙語教學。
關鍵詞:協(xié)作學習;計算機科學與技術;程序設計
作者簡介:靳雁霞(1973-),女,山西太原人,中北大學電子與計算機科學技術學院,副教授;藺素珍(1966-),女,山西太原人,中北大學電子與計算機科學技術學院,副教授。(山西?太原?030051)
基金項目:本文系山西省教育廳教改項目“協(xié)作學習中激勵機制的研究與實踐”、山西省教育廳教改項目“計算機類相關專業(yè)培養(yǎng)方案及課程體系改革研究”、山西省教育廳教改項目“學分制條件下的本科生導師制的研究與實踐”的研究成果。
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)29-0070-02
一、計算機科學與技術專業(yè)的人才培養(yǎng)定位
在社會需求和學科發(fā)展的推動下,1978年中北大學(以下簡稱“我?!保┗謴驼猩院?,于1981年開始招收計算機應用專業(yè)本科生。1998年根據(jù)國家教育部對專業(yè)調整的要求,調整為寬口徑專業(yè)——計算機科學與技術專業(yè),經(jīng)過二十余年來的不斷建設,我校計算機科學與技術系于2006年獲得了“計算機科學與技術”一級學科碩士學位授予權。2006年,教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會了《高等學校計算機科學與技術專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范(試行)》,提出了以“規(guī)格分類”為核心思想的計算機專業(yè)發(fā)展建議。[1]在規(guī)格分類的思想指導下,根據(jù)我校及計算機科學與技術專業(yè)的定位,旨在將本專業(yè)的學生培養(yǎng)為工程型人才。
隨著計算機學科的發(fā)展,招生規(guī)模由前幾年的擴招到這幾年的縮減招生,說明計算機人才在一定程度上達到了飽和狀態(tài)。在這樣一個嚴峻的形式面前,對學生的培養(yǎng)提高到一個新的層面上。其不僅要具有最基本的工程技術能力、業(yè)務能力,同時還應具備團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新實踐能力。為了突破學生的各種協(xié)作能力,本專業(yè)先從程序設計類課程體系中進行改革,不斷地創(chuàng)新,走一條符合我校、本專業(yè)學生的培養(yǎng)之路。這種能力的培養(yǎng),不僅是我校本專業(yè)存在的問題,全國所有高校計算機科學與技術專業(yè)都應有這樣一個難點,需要攻破。
二、在協(xié)作學習中尋求突破點
協(xié)作學習在世界各國得到了高度重視,我國各級各類學校也鼓勵協(xié)作學習等新型教學模式和方法的開展。如何提高本專業(yè)學生的就業(yè)率、考研率,讓學生在當今社會中占有一席之地并有一個好的取向,除了培養(yǎng)和提高學生的工程設計能力、業(yè)務能力之外,最重要的是培養(yǎng)學生的團隊精神和協(xié)作學習的能力。只有在團隊中不斷地互相學習,分工合作,才能創(chuàng)造出意想不到的成果。本專業(yè)在程序設計類課程體系改革中,重點強調協(xié)作學習中的協(xié)作精神,協(xié)作學習通常由四個基本要素組成,即協(xié)作小組、成員、輔導教師和協(xié)作學習環(huán)境。[2]
為了在協(xié)作學習中尋求突破點,主要從它的四個基本要素中一一突破。為了更好地在程序設計類課程改革中得以應用,做了如下工作:首先,咨詢已畢業(yè)的學生,尤其是對在公司做項目開發(fā)的畢業(yè)生進行調研,讓其總結好的經(jīng)驗,對自己的不足進行總結,其中最重要的一點就是協(xié)作學習;其次,針對在校學生進行調研,學生提出的最明顯的問題就是實踐環(huán)節(jié)欠缺,導致協(xié)作能力、編程能力得不到鍛煉,另外學生學習的主動性太差,如果他們在協(xié)作學習中運用得當,那學習的主動性一定會有所提高;最后,派出部分老師去其他院校調研,與重點院校的專家進行座談,學習別人的長處??偨Y上述經(jīng)驗,認為只有更好地把協(xié)作學習運用到實踐教學和理論教學中,讓學生在學習中互相幫助、共同進步、取長補短,這樣,培養(yǎng)出的學生才能真正在社會上立于不敗之地。
三、改革的過程與研究
協(xié)作學習首先在程序設計類課程中得以實驗,并將程序類課程體系進行改革,改革的過程與運用如下:
1.程序類課程體系的改革
程序類課程體系可以分為三條主線:第一,算法的設計與實現(xiàn),主要包括計算機科學導論、C語言程序設計、數(shù)據(jù)結構、算法分析與設計;第二,數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn),主要包括Java程序設計基礎、軟件工程、數(shù)據(jù)庫原理及應用;第三,嵌入式應用開發(fā)技術,主要包括:面向對象程序設計、VC程序設計、C語言程序設計、嵌入式體系結構及應用開發(fā)技術。下面逐一介紹改革方法。
關鍵詞:計算機導論;實驗教學;能力培養(yǎng)
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
1引言
“計算機導論”是計算機專業(yè)(包括計算機科學與技術、軟件工程、網(wǎng)絡工程等專業(yè))的核心課程之一,作為第一門專業(yè)基礎課程,一般安排在一年級的第一學期。該課程的主要任務是比較全面地、概括性地介紹計算機科學技術的基本知識,使學生對本專業(yè)的知識體系有一個基本的了解。計算機導論課程涉及的內容比較多,涵蓋計算機科學與技術的各主要分支領域,廣度優(yōu)先是該課程的特點,同時也有一定的深度。
“計算機導論”的教學包括理論和實驗兩部分。理論教學的定位是:了解計算機的發(fā)展簡史,激發(fā)學習興趣;掌握計算機的基本知識,建立專業(yè)知識體系框架;了解計算機科學技術的最新發(fā)展,促進研究性學習;掌握計算機學科的思維方法,培養(yǎng)綜合素質與創(chuàng)新能力。實驗教學的定位是:通過拆裝計算機,深入理解計算機的基本組成及工作原理,熟練掌握常用計算機軟件的操作技能,掌握互聯(lián)網(wǎng)的接入方法和應用,掌握常用殺毒軟件的使用,提高計算機應用能力和實踐能力。總之,經(jīng)過一個學期的計算機導論課程的學習,使學生掌握計算機專業(yè)的基本理論知識和操作技能,初步具備計算機專業(yè)人員的知識和技能素養(yǎng)。
2目前存在的主要問題
實驗教學作為整個“計算機導論”課程教學的重要組成部分,既能培養(yǎng)和提高學生的實踐技能及應用能力,激發(fā)學生的學習興趣,也有助于深化對理論教學內容的理解。但目前的實驗教學在實驗內容、實驗教學模式、綜合應用能力培養(yǎng)和考核方式等方面還存在一些問題。
2.1實驗內容特色不明顯
雖然大多數(shù)學校的計算機專業(yè)都開設了“計算機導論”課程,可選的教材也比較多,但專門的“計算機導論”實驗教材卻很少,多是選用非計算機專業(yè)的計算機應用基礎類實驗教材。這類實驗教材偏重于常用軟件(Windows、Word、Excel、PowerPoint等)的操作使用,而對計算機的基本組成、網(wǎng)絡連接、病毒查殺等內容的介紹比較少,甚至沒有。課程學完以后,計算機專業(yè)學生所掌握的操作技能和非計算機專業(yè)學生沒有什么區(qū)別,體現(xiàn)不出計算機專業(yè)的特點。因此對計算機專業(yè)學生來說,計算機導論課程的實驗教學僅僅包括常用軟件的一般應用性操作是不夠的。
“計算機導論”的實驗教學內容要突出專業(yè)特色,學生除熟練掌握常用軟件的操作技能外,還要掌握拆卸計算機和組裝計算機的技能,具備基本的聯(lián)網(wǎng)、環(huán)境配置、工具軟件的安裝與卸載、殺毒軟件的安裝與查殺計算機病毒等能力。除此之外,對于一些學有余力的學生,還可以安排一些開放性實驗,如程序設計實驗、數(shù)據(jù)結構實驗、數(shù)據(jù)庫實驗等,深化對相關內容的理解。
2.2實驗教學模式單一
由于學生來自于不同的地區(qū)、學校和家庭,受物質條件、重視程度及學習時間等各種因素的影響,新入學的大學生對計算機知識的認識和計算機操作技能的掌握有著比較大的差異:有的同學可能連最基本的鍵盤、鼠標操作都不是很熟悉;而有的同學可能已制作過幻燈片,會熟練地使用互聯(lián)網(wǎng),甚至能夠編寫一些簡單的程序。
而現(xiàn)行的教學模式大多是統(tǒng)一授課,講授相同的教學
本文得到河北省教育科學“十一五”規(guī)劃課題(06020330)和河北大學教改項目的資助。
作者簡介:王苗(1975-),女(漢),河北保定人,碩士,講師。
內容,布置相同的實驗題目,教師難以對基礎不同的學生進行個性化的、有針對性的指導和幫助。這就可能導致一些基礎較差、一時還不適應計算機課程學習方式的學生產(chǎn)生畏難情緒,影響其學習的積極性和信心。而對于已經(jīng)具備一定的基礎知識和應用技能的學生,會覺得所講內容過于簡單,對實驗內容沒有興趣,影響其學習的主動性。實驗教學要考慮學生初始基礎的不同,要適應不同層次學生的各自所需。
2.3強調綜合應用能力不夠
目前的實驗教學強調單項操作技能比較多,例如,學生了解計算機的基本組成,卻沒有拆裝計算機的技能;會使用Windows、Word、Excel、PowerPoint等常用軟件,卻不會安裝和卸載軟件,不會進行系統(tǒng)配置;會簡單的錄入和排版,卻不會制作圖文并茂的文檔和美觀大方的幻燈片;會上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)郵件,卻不會進行聯(lián)網(wǎng)設置等。實驗內容多為實現(xiàn)單一功能的單元實驗,以完成某項實際任務為目標的綜合性實驗較少,強調綜合應用能力不夠。
2.4考核方式死板
考試作為檢驗學生學習效果的手段,在整個教學過程中占著重要的地位,對于學生的學習態(tài)度起著一定的導向作用。目前,計算機導論實驗的考核包括平時考勤、實驗報告和期末考試等??记陔m然能督促學生按時間到實驗室,但卻不能保證學生把心思都用在實驗題目上;由于都是一些操作性實驗,實驗報告也難以全面反映學生實驗技能的掌握;期末考試由于時間有限,做的題目比較簡單,不容易考察出學生的綜合應用能力。
3實驗教學改革
基于對存在問題的分析,計算機導論課程的實驗教學要不斷改革和完善:充實教學內容、改進教學方式、多樣化考核,以此提高計算機導論實驗教學質量,提高學生的綜合應用能力和實踐能力,進而促進計算機導論理論教學的質量提高。
3.1充實教學內容
作為計算機專業(yè)的入門專業(yè)基礎課程,計算機導論有兩個方面的重要作用。一是使學生對計算機的發(fā)展歷史、計算機專業(yè)的知識體系、計算機學科方法論及計算機專業(yè)人員應具備的業(yè)務素質和職業(yè)道德有一個基本的了解和掌握;二是熟練掌握常用軟件的操作技能并具備一定的組裝計算機能力。前者通過理論教學來實現(xiàn),后者通過實驗教學來實現(xiàn)。主要實驗內容包括計算機的基本組成、Windows操作系統(tǒng)、Word文字處理軟件、Excel電子表格軟件、PowerPoint演示文稿軟件、互聯(lián)網(wǎng)應用、FrontPage網(wǎng)頁制作、計算機安全等。如表1所示,每部分內容分為基本操作和高級功能兩部分,以適應不同程度學生的需要和分層次教學的需要。
表1計算機導論主要實驗內容
實驗內容 基本操作 高級技能
計算機的基本組成 認識計算機的基本組成、鍵盤和鼠標操作 計算機拆裝、熟悉各種主要硬件設備
Windows操作系統(tǒng) 文件和文件夾管理、文件搜索、創(chuàng)建快捷方式 磁盤操作、系統(tǒng)管理、常用軟件的安裝與卸載
Word文字處理軟件 文本的錄入和編輯、格式設置與頁面設置、簡單的表格操作 表格的高級功能、繪制圖形、圖文混排、特殊排版
Excel電子表格軟件 數(shù)據(jù)錄入與編輯、自動填充、記錄排序、格式化、頁面設置 公式、函數(shù)、記錄篩選、分類匯總、創(chuàng)建與編輯圖表、數(shù)據(jù)透視表
PowerPoint演示文稿軟件 簡單幻燈片制作、超級鏈接、應用設計模板、動態(tài)效果 幻燈片放映設置、配色方案、動畫設置、插入聲音及圖片、插入切換特效
互聯(lián)網(wǎng)應用 信息檢索、文件下載、收發(fā)電子郵件 互聯(lián)網(wǎng)接入、網(wǎng)絡設置、瀏覽器配置、編輯多媒體電子郵件
FrontPage網(wǎng)頁制作 創(chuàng)建站點、設計站點風格、簡單網(wǎng)頁的編輯與 設計框架結構的網(wǎng)站、制作圖文并茂的個人主頁
計算機安全 殺毒軟件、防火墻軟件的基本功能 殺毒軟件和防火墻軟件的配置、升級、啟動掃描、定時查殺、訪問規(guī)則和流量監(jiān)控等高級功能
3.2改進教學方式
由于受到中小學階段的學校環(huán)境、家庭條件等因素的影響,剛進入大學的大學生對計算機知識的認識和操作技能的掌握有較大的差異。為滿足不同學生的不同需求,應采取分層次的教學方式:在每部分實驗內容前設置一些分層次的測試,通過低層次測試者,直接進入高層次內容的學習,這樣每個學生可以根據(jù)自己的實際情況,個性化地選擇實驗內容。
分層次教學的具體實現(xiàn)可以有兩種方式:一種方式是在測試的基礎上將學生按層次分成AB班,A班學生(有一定的操作水平)直接進行高級操作技能的練習,強化實際應用技能的提高。B班學生(操作基礎差一些)從基本操作練習開始,在熟練基本操作的基礎上再進行高級操作技能的練習。第二種方式(如果不便于分班)是根據(jù)學生的實際情況,對不同程度的學生提出類似于AB班學生的不同要求。除了課上時間外,應給學生提供一定學時的實驗室開放時間,對于基礎差一些的學生,使其有比較充足的實驗時間完成學習任務,對于基礎比較好的學生,使其能夠根據(jù)自己的興趣自主設計完成一些具有比較強的綜合功能的實驗題目。
分層次教學可以照顧到學生的不同情況,使其各有所學,既能夠達到基本的教學要求,又能夠激發(fā)基礎較好的學生的學習興趣,提高學習質量。
3.3注重培養(yǎng)綜合應用能力
實驗教學的目的是提高學生的綜合應用能力,能夠用所學知識解決實際問題。計算機基本組成實驗的目的是使學生能夠自行組裝計算機;Windows操作系統(tǒng)實驗的目的是使學生能夠合理地建立文件夾和各種文件,有效管理自己的外存資源(硬盤、U盤等);Word實驗的目的是使學生能夠建立包括文字、圖片及一些特殊效果的實用文檔;Excel實驗的目的是使學生能夠熟練完成各種基于電子表格的統(tǒng)計、排序和篩選等功能;PowerPoint、互聯(lián)網(wǎng)應用、計算機安全等實驗也都類似,都是要訓練學生完成實際工作、滿足實際需要的技能。所以,實驗教學一定要著眼于學生綜合應用能力的提高,而不只是掌握一些單一的操作技能。
綜合應用能力的培養(yǎng)要有良好的教學設計支撐。例如,在學習Word文字處理軟件時,可以首先向學生演示幾篇事先編輯好的風格各異、圖文并茂的Word文檔,讓學生感受Word軟件的強大功能,引起學生的求知欲望,促使學生思考如何去實現(xiàn)這些功能。然后進行如查找、替換文本,設置字體格式、文字效果,創(chuàng)建目錄及分欄等一些簡單的操作演示,展示W(wǎng)ord軟件易學、易用的特點,打消學生的畏難情緒,引導學生主動學習。還需要設置一些綜合性的有一定實用背景的題目,如制作個人理財?shù)碾娮颖砀瘛⒆晕医榻B的幻燈片、某一主題的網(wǎng)站等,留給學生用課外的實驗時間來完成,并要求學生在規(guī)定的期限內將實驗成果發(fā)到教師的郵箱或上傳到指定FTP服務器上。這能夠充分調動學生的主動性和創(chuàng)造性,引導學生利用互聯(lián)網(wǎng)搜索自己需要的素材,尋求解決問題的辦法;借此也可使得學生逐步積累與本專業(yè)相關的知識資源。
3.4多樣化考核方式
考核對于評價學生的學習效果和教師的教學質量具有重要作用,計算機導論實驗教學的考核要重在考核學生的綜合應用能力,不要只是在局部的細節(jié)上考察。實際教學情況表明,學生可能在某些細節(jié)上很熟悉,但仍然不能解決實際問題的情況還是比較普遍的。
在堅持考勤、實驗報告和期末考試的基礎上,使考核方式多樣化一些,布置一些綜合性題目供學生完成并根據(jù)完成情況評定成績,表現(xiàn)突出的,可以免去期末考試。例如,對于計算機的基本組成部分,布置一份設計計算機裝機方案的題目,要求學生給出分別適合家庭娛樂、日常辦公、圖像處理等不同需求的配置方案。這就需要學生利用業(yè)余時間去了解市場,關注新技術、新產(chǎn)品,了解不同配件的性能、價格等,經(jīng)過分析、比較,才能給出符合需求的、性價比高的配置方案,借此鍛煉學生的解決實際問題的能力。
對于Windows、Word、Excel、PowerPonint、殺毒軟件等常用軟件的學習及互聯(lián)網(wǎng)應用、網(wǎng)頁制作等內容的學習,要注重考察學生多個軟件的綜合應用能力。可以讓學生在上網(wǎng)搜索圖、文、音、像素材的基礎上,制作一個圖文和表格混排的文檔、就某個主題制作一個幻燈片、設計一個小型網(wǎng)站等。這樣的工作能夠反映出學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。這對于學以致用、提高學生的學習興趣和學習積極性是非常有益的。
4結論
文中提出的關于計算機導論實驗教學的改革思路在我們的實際教學中得到落實并取得了一定的成效,但仍需要不斷提出新的改革方案,不斷完善各教學環(huán)節(jié),以保證實驗教學質量的不斷提高,并促進理論教學質量的提高。
參考文獻: