构建综合教育环境,提高大学生计算机综合能力
时间：2021-04-09 07:59:47 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要:本文根据计算机技术发展和社会对高校复合型人才的需求,就如何培养大学生计算机综合能力,阐述了三校项目组承担的教育部重大教改项目,该项目构建了综合教育环境,并全面展开实施,成效显著。
关键词:计算机基础教育;实践能力;创新能力
中图分类号:G642文献标识码:B
1问题的提出
进入21世纪以来,面向占在校总人数95%以上的非计算机专业大学生的计算机基础教学面临着一个迫切需要解决的问题是如何提高大学生的计算机综合能力,包括计算机基本知识、基本技能、应用和创新能力,主要原因有:
(1) 时代背景需要:工业化和产业结构升级进程需要培养大批实用型人才;知识经济发展趋势需要培养大批创新性人才;大众化高等教育需要增强大学生的就业能力与创业能力。
(2) 高等教学需要:各专业和信息化社会对大学生计算机应用能力要求越来越高,因此计算机基础教学需要培养大学生以计算机为工具解决专业领域中问题的能力,提高学生工程能力(信息处理、计算分析、仿真等)。
同济大学、华东理工大学和上海交通大学(简称三校)的计算机基础教学团队发挥长期校际合作的优良传统,通过15年连续3轮承担上海市、教育部重大教改项目(如图1所示),深入开展研究与实践,取得了一系列丰硕的成果,有效地推动了上海乃至全国高校计算机基础教学的进一步改革。
图1校际合作承担重大教改项目
上海教委、三校对项目组从各个环节给予大力支持,批准了教改项目10项,投入了150多万的配套教改经费以及1400多万的硬件经费。
2问题的解决方法
培养和提高大学生计算机综合能力不能单一地依靠改善教学的某一个环节来实现,而是一个系统工程。为此,项目组在承担教育部重大教改课题研究的基础上,构建了如图2所示的综合教育环境。
图2综合教育环境
2.1确立12字培养目标,实施分类分层课程体系
项目组根据教育部“白皮书”的精神和社会对复合型人才培养的需求,系统地提出并实践了“夯实基础、面向应用、培养创新”的培养目标。针对不同专业、不同层次、不同阶段的需要,整合所有相关内容,建立了以实践和创新能力培养为导向的分类分层课程体系。
(1) 根据培养目标,建立三层次课程体系
① 夯实基础:旨在提高学生的计算机素质、为在后继课程打好坚实的基础。其中,大学计算机基础要求学生掌握计算机基础知识、基本概念以及扎实的基本技能和基本应用,具备在网络环境下使用计算机处理信息的基本能力;程序设计基础课程训练学生逻辑思维能力,培养严谨、求实的科学作风,掌握编程能力,利用先进的开发环境,编写小型应用程序。
② 面向应用:各专业根据需要选修,旨在让学生掌握计算机基本原理、基本处理技术;利用先进的开发平台,结合专业或兴趣爱好完成应用项目开发,提高应用能力和解决问题的能力。
③ 培养创新:构建由第一课堂、第二课堂、各级竞赛所组成的创新能力培养体系。将创新活动贯穿于每一门课程,鼓励学生用新方法解决新、老问题;开办科技专题讲座,引导他们结合专业和兴趣进行探索和研究;组织和开展各级竞赛,激发学生的创新意识,培养创新能力。
(2) 分类教学,灵活设置课程内容
理工类和文科类大学生的思维方式存在差异,计算机应用情况也各不相同,为了有效实施因材施教,采取了分类培养的原则,灵活设置课程内容。
分类就是对非计算机专业按照理工类、人艺类(人文、艺术、体育)和综合类(管理、建筑、农、医、外语等)三大类分别组织教学内容和能力培养方案,见图3。
图3分类、分层的课程体系
新培养目标和课程体系体现了当前计算机基础教学的发展趋势,走在国内高校的前列,相关成果在全国各类会议多次作报告。
2.2重构了核心基础课程,新建了面向应用课程,形成了三级精品课程群
(1) 课程内容改革
① 老课程、新内容:对大学计算机基础,重构并理顺并课程内容;程序设计基础课程顺应社会需求,提升了实验平台,与实际应用接轨,例将.VB6.0向.NET、TC向VC提升,内容也向面向对象提升。
② 新课程、新内容:以面向应用为导向,按起点高、技术新、能力强为原则,处理好与第一门课程的关系,课程内容和技术平台与社会应用接轨,建设了面向等课程。部分学生开发的项目从技术含量和应用性等方面已达到专业水平,被大学生称为“在大学中收获最大的课程”。
2005年来的课程建设成效显著,已建设了1门国家级、3门上海市级和4门校级精品课程,与原有的1门国家精品课程一起构成了精品课程群。
(2) 建设优质主教材和实验教材
教材是教学理念、思想的物化,优质教材是提高教学质量的保证。项目组一直注重教材建设,根据课程内容和实验方案、按照小步伐快节奏的原则,将教学实验最新改革成果、计算机的新技术吸收进教材中,体现了如下的特点:
① 四性:系统性、先进性、实用性、创新性。
② 四精:精心布局、精选实例、精练的文笔、精讲多练。
③ 立体化:集主教材、实验教材、实验方案、电子教案、考试系统等教学资源于一体。
(3) 重组实验方案,精选实验项目
根据培养实践和创新能力的宗旨,整合、改造和提高所有实验模块,按照分类、分层设计的原则,精选凝炼了三个层面实验项目组成的实验方案,打破了以往基础、应用与创新相脱节的状况。
① 实验方案:由基本验证型、设计综合型和研究创新型组成。
② 实验项目:精选的经典实验、凝炼的应用实验、工程应用中发掘的应用项目、科学研究中提炼的创新项目。
2.3建设开放式教学实验平台,服务于教与学全过程
除了常规的教学基本信息、教案、网络课程等网络资源外,注重在自主学习、综合能力培养方面资源的建设。
(1) 自主学习资源
表(1)给出了自主学习资源的类别和内容。
表1部分特色教学资源
类别内容
课程全程录像5门课程:大学计算机基础、VB程序设计、C/C++程序设计、数据库技术与应用、多媒体技术与应用
动画演示算法演示、跟我学实验操作示例、屏幕录制演示
名师解忧实践问题排解、疑难解答(不包括答疑系统中内容)
优秀习作创新作品、典型应用
项目展示项目运行界面、实现技术、学生自评、教师点评
(2) 优秀创新作品库
收集、整理历届学生的优秀创新作品,形成优秀创新作品库,通过网络向所有学生开放,启发和激励学生,被学生称为“酷站”。
(3) 探索创建远程实验室
为了解决实验室因软件版权而导致的软件资源不足问题,在数据库技术与应用课程中探索创建基于终端技术的远程实验室,让学生无需安装任何实验软件的情况下,利用远程终端技术登录远程实验室,为其提供更多的实践机会。
(4) 提供开放的实验环境
① 内容开放:学生自主选择实验项目;实验资源向学生开放;实现校内、校际和全国多层面的资源共享。
② 时间开放:每人300免费机时,自由刷卡上机;每天全天候开放;提供在线互动答疑。
③ 空间开放:实验室空间和网络空间全面开放。每个学生可以随时使用实验室空间实验,每一个学生拥有足够的网络空间,作业、作品即时提交。
2.4树立先进的教学理念,改革教学方法和手段
(1) 做好“三篇文章”,倡导学生自主学习
① 开学篇:介绍计算机基础课程体系,便于制定学习划规。
② 学习方法指导篇:明确学习的目的和自主学习的方法。
③ 引导篇:掌握遇到问题解决的方法。
(2) 采用“三驱动”的教学方法
① 案例驱动:在大学计算机基础课程中 将应用性的通过案例引出相关概念。
② 问题驱动:在程序设计课程中,改革传统“提出概念、解释概念、举例说明”三部曲改为“提出问题、解决问题、归纳分析”新三部曲,倡导自主探索。
③任务驱动:在实践环节中体现了“平台新、任务实、由易到难、由单一到综合”,提高学生实践能力。
(3) 实施“三措施”的教学手段
① 项目开发:将项目开发引入面向应用课程中。学生自由组队自主选题,随着教学进度不断推进项目开发,直到课程结束项目完成。技术平台与实际应用接轨,课程内容面向应用。学生项目开发的题目课题丰富多彩,有的完全达到专业水平。通过项目开发,增加了就业和创业能力。
② 与专业应用相结合:与专业(如土木、化学工程)进行合作,研究并实践计算机在专业中的应用,建设专业交叉的教学实践环境。特别在程序设计课程中与应用相结合,使得学生对原本枯燥的程序设计课程学习富有兴趣和成就感。
③ 外籍教师进课堂:一是让学生感受先进国家的教学模式,了解国外先进技术,开拓视野;二是为青年进行教学示范,提高教学水平。
(4) 改革传统的考核方式,科学评价大学生的实践和创新能力
① 在核心基础课程中实施面向过程的考核模式
在核心基础课程中,针对大面积基础课程考核中存在的问题,采取注重实践、强化管理、增加期中测试、期末上机考试、创新作品加分 等一系列举措,改革了过去的期末一考定成绩的目标考试方式,全面评价学生的整个学习过程,激发了学生的学习积极性。
② 在面向应用课程中采用项目开发的综合考核方式
在面向应用的课程中,在国内率先大面积实施项目开发的综合考核。项目开发完成后,提交项目报告,然后展示、演讲、答辩。除此之外,对学生的考核还包括自学札记、平时实验、理论测试等环节,全面考核了学生的综合能力,得到了师生的一致好评。不少教师感叹道:“学生想象力丰富、潜能无限”。有外校专家在审阅了数据库技术与应用课程后赞扬道:“这门课程可能会改变学生的一生。”
2.5 构建创新能力培养体系,努力营造创新能力培养氛围
以国家教学实验示范中心、创新基地为依托,构建三层次创新能力培养体系。为学生实践和创新能力的培养提供了可持续环境。如图4所示。
图4创新能力培养途径总体框架
(1) 第一课堂
体现在每一门课程中,鼓励用创新的思路解决感兴趣的问题,学生完成的创新作品给予加分鼓励,网上展示。
(2) 第二课堂
开展创新技术专题讲座,列出创新项目,分基础性、综合性,指导学生参与;创新活动学校给予各方面的支持,学生完成经考核计入学分。
(3) 各级竞赛
组织或参加各级计算机应用设计竞赛,通过竞赛进一步激发学生的学习计算机积极性, 提高大学生的应用计算机综合能力;深化教学改革,探索与专业应用相结合,展示教学改革成果。2008年全国(首届)高校文科类大学生计算机设计大赛中获得好成绩;2008年举行了三校计算机应用设计大赛;2009在上海市教委支持下,大赛推广到全市,有23个学校400个队报名参赛,分四个大类:程序设计、数据库技术、多媒体技术、网站设计。
近两年三校共获得各类各级奖项85项,充分展示了教与学的成果。
3结束语
大学生计算机综合能力培养是一项长期的人才培养工程,三校项目组全体成员及三校各自教学团队正朝着这个目标、为推进我国计算机基础教学改革的步伐而不断努力、再努力。
