時(shí)間:2023-12-13 14:51:07
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計(jì)算學(xué)科的本質(zhì),希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞:環(huán)境文化建設(shè);IT人才培養(yǎng);學(xué)科文化
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1672-5913(2007)18-0132-03
在高等教育大眾化的今天,獨(dú)立學(xué)院作為本科教育的擴(kuò)展,在社會(huì)各界獲得了廣泛的認(rèn)同和贊譽(yù)。獨(dú)立學(xué)院憑借其靈活的機(jī)制與科學(xué)的管理,已經(jīng)初具規(guī)模,并開始向創(chuàng)特色、上水平轉(zhuǎn)變。然而,在學(xué)校快速發(fā)展的背景下,辦學(xué)時(shí)間較短、文化積淀薄弱等因素所引致的學(xué)生培養(yǎng)問題也開始顯現(xiàn)。同時(shí),社會(huì)注視獨(dú)立學(xué)院的目光也逐步從對(duì)品牌效應(yīng)、辦學(xué)規(guī)模轉(zhuǎn)向?qū)虒W(xué)質(zhì)量、人才素質(zhì)的評(píng)價(jià)。因此,育人環(huán)境、尤其是環(huán)境文化建設(shè)已經(jīng)提上了獨(dú)立學(xué)院管理者的議事日程。
1環(huán)境文化建設(shè)的背景
本科教育,是創(chuàng)造學(xué)習(xí)價(jià)值、開發(fā)學(xué)生潛力的一個(gè)漸進(jìn)過(guò)程。四年中,學(xué)生可以是渾噩茫然、無(wú)所事事,也可以是奮發(fā)進(jìn)取、一鳴驚人,這固然取決于學(xué)生的自我意愿,但是很大程度上也取決于學(xué)校整體的環(huán)境文化對(duì)人的熏陶。
學(xué)校環(huán)境文化是指學(xué)校硬件設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等所包含的文化形態(tài)。環(huán)境能夠通過(guò)文化,對(duì)師生的思維方式、價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生凝聚整合促進(jìn)導(dǎo)向的作用。因此,環(huán)境文化是校園文化的外在體現(xiàn)。
與一般高校學(xué)生相比,獨(dú)立學(xué)院學(xué)生有著80后一代普遍的沖勁和激情,也有著年輕不諳世事的桀驁和脆弱,他們追逐計(jì)算機(jī)前沿領(lǐng)域的新產(chǎn)品,卻又不愿刻苦深入學(xué)習(xí)IT技術(shù),表現(xiàn)為“學(xué)習(xí)目標(biāo)高,學(xué)習(xí)自覺性低”、“自我中心意識(shí)高,自律意識(shí)低”、“家庭收入高,責(zé)任意識(shí)低”。在對(duì)獨(dú)立學(xué)院大一新生以及大四畢業(yè)生的問卷調(diào)查數(shù)據(jù)中可以看出,在進(jìn)校之初,大半的學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)目的有著明確的認(rèn)識(shí),超過(guò)三分之一的同學(xué)表明畢業(yè)后要考研究生,而在畢業(yè)生群體中,只有不足二成的學(xué)生選擇考研,許多學(xué)生還表示了對(duì)大學(xué)時(shí)日虛度的后悔。由此可以得出,引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)值觀和專業(yè)觀,營(yíng)造積極向上的學(xué)院氛圍是校園文化建設(shè)的根本任務(wù),環(huán)境文化建設(shè)正是校園文化建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)。
浙江大學(xué)城市學(xué)院計(jì)算機(jī)與計(jì)算科學(xué)學(xué)院 (簡(jiǎn)稱“計(jì)算學(xué)院”) 是隸屬于浙江大學(xué)城市學(xué)院的二級(jí)學(xué)院,現(xiàn)開設(shè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息與計(jì)算科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、信息管理與信息系統(tǒng)等四個(gè)專業(yè)。學(xué)院明確準(zhǔn)確定位、愉快工作、和諧發(fā)展的工作理念,一直致力于應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型IT人才 (即“三型人才”) 的培養(yǎng)。計(jì)算學(xué)院成立于2003年。雄厚的師資,嶄新的教學(xué)大樓、一流的實(shí)驗(yàn)中心和實(shí)訓(xùn)基地等硬件設(shè)施為學(xué)生提供了優(yōu)越的課內(nèi)教學(xué)條件,但是相應(yīng)的環(huán)境文化建設(shè)有些滯后。
2環(huán)境文化建設(shè)的核心內(nèi)容
學(xué)院最基本的組成單元是學(xué)科,校園文化中最本質(zhì)、最核心的文化也應(yīng)是學(xué)科文化。學(xué)科文化是指在學(xué)科形成、發(fā)展過(guò)程中形成的學(xué)科特有的語(yǔ)言、學(xué)科理念、價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)、思維方式、倫理規(guī)范等。因此,環(huán)境文化作為校園文化的重要組成部分,也應(yīng)以學(xué)科文化為核心。計(jì)算學(xué)院的環(huán)境文化應(yīng)當(dāng)始終以計(jì)算學(xué)科的文化為核心。
2.1從學(xué)科文化的三大功用出發(fā),促進(jìn)學(xué)科建設(shè)和育人間的互動(dòng)
學(xué)科文化具有三大功用。
首先,學(xué)科文化是連接客觀現(xiàn)實(shí)和學(xué)科成員行為之間的中介,不同的學(xué)科文化對(duì)同一種客觀事實(shí)就會(huì)有不同的理解和闡釋。
其次,學(xué)科文化將年齡、性格、風(fēng)格、能力各異的教師和學(xué)生集結(jié)在了學(xué)科周圍,通過(guò)共同的價(jià)值觀念、思維方式、情感模式、學(xué)科傳統(tǒng)、語(yǔ)言和符號(hào)系統(tǒng)使其產(chǎn)生歸屬感和認(rèn)同感,這也是其它文化所難以實(shí)現(xiàn)的。
再者,學(xué)科文化能夠在傳播過(guò)程中,在育人和學(xué)科發(fā)展間形成一個(gè)有機(jī)的互動(dòng),不僅能夠培育學(xué)科新人,而且能夠促使學(xué)科向縱深和橫向發(fā)展,使得本學(xué)科涌現(xiàn)出更多得優(yōu)秀人才。
2.2把握多學(xué)科間的本質(zhì)特點(diǎn),找準(zhǔn)環(huán)境文化建設(shè)的切入口
現(xiàn)今高校的專業(yè)設(shè)置呈現(xiàn)出日益細(xì)化的趨勢(shì),交叉學(xué)科增多。計(jì)算學(xué)科所在的學(xué)院通常都開設(shè)了包括計(jì)算機(jī)在內(nèi)的多個(gè)專業(yè),涵蓋了工學(xué)、理學(xué)、管理學(xué)三個(gè)學(xué)科。從學(xué)科的表象來(lái)看,工學(xué)偏重技能應(yīng)用;理學(xué)注重理性思考、在精密計(jì)算中構(gòu)建數(shù)學(xué)模型;管理學(xué)核心為計(jì)劃、組織、領(lǐng)導(dǎo)與控制。事實(shí)上,信息管理專業(yè)是應(yīng)用定量管理思想實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)信息的管理,統(tǒng)計(jì)與信計(jì)專業(yè)則借助計(jì)算機(jī)工具實(shí)現(xiàn)海量信息的統(tǒng)計(jì)處理,由此不難看出,這三個(gè)專業(yè)學(xué)科匯集在了信息技術(shù)這一點(diǎn)上。這就是三個(gè)學(xué)科方向的交叉點(diǎn),也是環(huán)境文化建設(shè)的本質(zhì)核心。把握住多學(xué)科間的本質(zhì)特點(diǎn),也就找準(zhǔn)了環(huán)境文化建設(shè)的切入口和落腳點(diǎn)。
2.3加強(qiáng)學(xué)科交融,營(yíng)造多元的文化空間
IT人才就業(yè)市場(chǎng)上的嚴(yán)峻形勢(shì)表明,社會(huì)更傾向于招募知識(shí)面寬、實(shí)踐動(dòng)手和活動(dòng)能力強(qiáng),有艱苦創(chuàng)業(yè)和團(tuán)隊(duì)合作精神的復(fù)合型人才,這就對(duì)學(xué)院的學(xué)科交融提出了要求,也為學(xué)院的多元環(huán)境文化構(gòu)建提供了依據(jù)。在計(jì)算學(xué)院的環(huán)境建設(shè)過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)以信息技術(shù)為核心,依據(jù)學(xué)科的發(fā)展目標(biāo)和學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo),整合計(jì)算機(jī)、信計(jì)、統(tǒng)計(jì)以及信管的專業(yè)思想和資源,以一個(gè)全新多角度的視角幫助同學(xué)們實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展。
3關(guān)于環(huán)境文化形式創(chuàng)新的思考
學(xué)校的基本職能是教育,環(huán)境文化是一種無(wú)形的教育資源,其影響力不可小視。隨著人們對(duì)于環(huán)境文化育人意識(shí)的加強(qiáng),環(huán)境文化建設(shè)已經(jīng)不單是美化和培養(yǎng)學(xué)生美感的問題。建設(shè)環(huán)境文化,就是要與學(xué)校的教育形成合力,以學(xué)科為核心,在空間上、時(shí)間上著力對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育,促使其全面發(fā)展。
3.1建設(shè)愿景型環(huán)境文化的嘗試
心理學(xué)家認(rèn)為,內(nèi)在需求、外在刺激、個(gè)人目標(biāo)和組織目標(biāo)之間存在一個(gè)有序的循環(huán)。如圖1所示,對(duì)學(xué)生個(gè)體而言,個(gè)人目標(biāo)的確立,是個(gè)人動(dòng)機(jī)和組織目標(biāo)共同的結(jié)果。而對(duì)學(xué)校組織而言,組織所制定的目標(biāo)能夠增強(qiáng)個(gè)體的外部刺激和動(dòng)機(jī),并有效增強(qiáng)組織的凝聚力。
“共同愿景”一詞最早源自《第五項(xiàng)修煉》1一書,書中對(duì)于學(xué)習(xí)型組織和共同愿景建設(shè)提出了精辟的見解。筆者認(rèn)為,在高校中,共同愿景不應(yīng)單單存在于教師與學(xué)校之間,應(yīng)該是學(xué)院全體師生共同向往和追求的目標(biāo)。建設(shè)屬于師生的共同愿景,是學(xué)校育人職能的體現(xiàn)。
建設(shè)愿景型的環(huán)境文化,可以從計(jì)算學(xué)院理念上引導(dǎo),并結(jié)合具體典型事例的宣傳。宣傳學(xué)院的育人目標(biāo),讓所有學(xué)生都明確和接受,營(yíng)造師生的共榮感。計(jì)算學(xué)院在環(huán)境文化建設(shè)中已經(jīng)嘗試對(duì)于一系列師生聯(lián)誼活動(dòng)進(jìn)行宣傳,從而增強(qiáng)師生的信賴感和認(rèn)同感。此外,還舉辦了計(jì)算學(xué)院辦學(xué)成果展覽、優(yōu)秀學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)宣傳等,幫助學(xué)生樹立積極向上的共同愿景,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。
3.2建立UIS形象識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)想
現(xiàn)今社會(huì),企業(yè)把自身形象視為一項(xiàng)重要的無(wú)形資產(chǎn),因?yàn)樗碇髽I(yè)的信譽(yù)、產(chǎn)品質(zhì)量、人員素質(zhì)等。CIS (Corporate Identity System,企業(yè)形象識(shí)別系統(tǒng)) 50年代中期由美國(guó)IBM公司首先推行,它包括三部分,即MI (理念識(shí)別) 、BI (行為識(shí)別) 和VI (視覺識(shí)別) ,其中核心是MI,它是整個(gè)CIS的最高決策層,給整個(gè)系統(tǒng)奠定了理論基礎(chǔ)和行為準(zhǔn)則,并通過(guò)BI、VI表達(dá)出來(lái)。
自從CIS引入中國(guó)以來(lái),不僅受到了企業(yè)的關(guān)注,高校也對(duì)此側(cè)目。只是相對(duì)企業(yè)而言,高校一直對(duì)VI更為偏重。VI是視覺識(shí)別系統(tǒng),通過(guò)具體符號(hào)的視覺傳達(dá)設(shè)計(jì),直接進(jìn)入人腦,留下對(duì)組織的視覺印象。浙江大學(xué)城市學(xué)院就有專門的VI設(shè)計(jì),各二級(jí)分院也有各自的標(biāo)準(zhǔn)色以及由此制作的院旗、院標(biāo)等。那么,MI和BI就沒有用武之地了嗎?答案自然是否定的。通過(guò)上文的分析,學(xué)院師生的理念和行為都根植于學(xué)科文化,我們完全可以通過(guò)對(duì)于理念和行為的強(qiáng)化識(shí)別達(dá)到統(tǒng)一認(rèn)識(shí)、規(guī)范行為的效果,不僅僅能夠增強(qiáng)凝聚力,更能夠讓我們培育的學(xué)生在激烈的人才競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出,成為學(xué)校最有代表性的識(shí)別標(biāo)志。因此,建立一套具有高校特色的UIS形象識(shí)別系統(tǒng)對(duì)于環(huán)境文化建設(shè)是非常有意義的。
4環(huán)境文化建設(shè)載體的新思考
提到環(huán)境文化,總讓人聯(lián)想起宣傳欄中層疊的海報(bào),校園廣播中傳出的悠揚(yáng)樂曲。盡管時(shí)代變遷,報(bào)紙、廣播、電視依然是文化傳播的三大主流媒介,而告示牌、宣傳欄、大樓的墻邊也仍然擔(dān)負(fù)著環(huán)境文化建設(shè)的重要職責(zé),正如前蘇聯(lián)著名教育家蘇霍姆林斯基說(shuō)過(guò)的:要使學(xué)校的每一面墻壁“說(shuō)話”,我們的教育源和教師就無(wú)形中增加了若干倍。在上文中提到的各類宣傳方式也大多是指墻面文化。
隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的來(lái)臨以及手機(jī)的日益普及,第四、第五媒體也在學(xué)校的環(huán)境文化建設(shè)中扮演著重要的角色。計(jì)算學(xué)院的學(xué)生總是走在信息領(lǐng)域的前沿,追求IT行業(yè)的新鮮事物是他們最大的興趣。因此,網(wǎng)絡(luò)成為學(xué)生獲取信息的一個(gè)重要渠道,QQ、論壇等新形式的出現(xiàn),更是改變了原有網(wǎng)站單一信息傳遞的職能。而現(xiàn)在博客 (Blog) 、威客 (Witkey)的出現(xiàn),以一種更為人性化、更貼近的方式被學(xué)生、教師群體廣為接受。試想,如果我們的教師通過(guò)Blog與學(xué)生溝通、交流信息和人生感悟,是否更有助于師生間的溝通?或者,如果學(xué)院推出“育人日記”,能否將學(xué)院的育人理念深入到學(xué)生的心中?
被譽(yù)為第五媒體的手機(jī)短信也早已進(jìn)入了人們的生活,并成為目前師生課后交流的一個(gè)重要平臺(tái)。校訊通群發(fā)功能的開通,更是解決了教師學(xué)生間信息及時(shí)傳遞的大問題。手機(jī)短信除了簡(jiǎn)單的通知傳遞外,還可以通過(guò)手機(jī)報(bào)紙向?qū)W生講解學(xué)校的辦學(xué)理念、傳遞問候祝福、發(fā)送勵(lì)志名言等。計(jì)算學(xué)院的環(huán)境文化建設(shè)理應(yīng)追趕學(xué)生的風(fēng)潮,用學(xué)生喜聞樂見的形式將信息觀念灌輸給學(xué)生,在不知不覺間將手機(jī)變?yōu)榄h(huán)境文化建設(shè)的一個(gè)新載體。
計(jì)算學(xué)院的環(huán)境文化建設(shè)是學(xué)院校園文化建設(shè)的一個(gè)側(cè)面。隨著時(shí)代的發(fā)展和變遷,學(xué)科間文化的相互滲透和深入不斷增強(qiáng),新技術(shù)新觀念不斷涌現(xiàn),環(huán)境文化建設(shè)將會(huì)受到越來(lái)越多的關(guān)注。但計(jì)算學(xué)院環(huán)境文化建設(shè),應(yīng)當(dāng)始終堅(jiān)持以育人為根本目標(biāo),走在IT時(shí)代的前沿,把握多學(xué)科間的聯(lián)系和本質(zhì)特征,在形式上創(chuàng)新,在技術(shù)上革新,使得優(yōu)質(zhì)的環(huán)境文化真正成為聯(lián)系歷史和現(xiàn)在,聯(lián)系科技與文化,聯(lián)系學(xué)校與社會(huì)之間的紐帶。
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[關(guān)鍵詞]高師院校 CDIO 中軟國(guó)際 物聯(lián)網(wǎng)工程
[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2014)14-0132-03
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是教育部為服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)而開辦的新型專業(yè),覆蓋計(jì)算機(jī)、控制、通信技術(shù)、信息安全、系統(tǒng)工程等領(lǐng)域,是計(jì)算學(xué)科發(fā)展的必然。[1]由于其強(qiáng)勁的社會(huì)需求與學(xué)科發(fā)展的需要受到了高等院校和企業(yè)界的共同關(guān)注。近年來(lái),部分高校、高職、高專院校以及獨(dú)立學(xué)院紛紛設(shè)立了“物聯(lián)網(wǎng)工程”、“傳感網(wǎng)技術(shù)”等相關(guān)專業(yè)。從產(chǎn)業(yè)的未來(lái)需求來(lái)看,由于物聯(lián)網(wǎng)在交通、物流、水電等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景,相關(guān)企業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)方面的人才需求十分迫切。從物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)來(lái)看,本科生人才的培養(yǎng)類型可以分為理論創(chuàng)新型、工程應(yīng)用型和綜合技術(shù)型。其中工程應(yīng)用型是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)的主流。[2]從國(guó)內(nèi)當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀來(lái)看,面向高師院校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才的長(zhǎng)效機(jī)制尚未形成。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用背景,因此面向高師院校的計(jì)算學(xué)科的物聯(lián)網(wǎng)工程化教育面臨三大挑戰(zhàn):(1)如何把計(jì)算機(jī)科學(xué)作為工具學(xué)科的教育潛在觀點(diǎn)轉(zhuǎn)化為計(jì)算類的系統(tǒng)學(xué)科教育觀點(diǎn);(2)如何在保持計(jì)算學(xué)科核心課程的前提下,擴(kuò)展計(jì)算學(xué)科的外延課程,增強(qiáng)計(jì)算學(xué)科的社會(huì)服務(wù)能力;(3)如何在增強(qiáng)計(jì)算專業(yè)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,開展計(jì)算學(xué)科與其他學(xué)科之間的交叉性研究工作。上述三大挑戰(zhàn)在高等師范院校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)方面表現(xiàn)得尤為明顯。因此如何在高等師范院校構(gòu)建有效的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)機(jī)制是一個(gè)迫切需要解決的計(jì)算學(xué)科教育重大問題之一。[3] [4]本文主要探討在面向高師院校如何實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略問題。
一、高師院校物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及分析
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)工程實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容主要涉及控制科學(xué)與工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程。相比于工科院校,高等師范院校培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才在實(shí)踐方面有很大的不足。[4]具體表現(xiàn)在畢業(yè)生的工程實(shí)踐能力偏弱、行業(yè)應(yīng)用背景知識(shí)匱乏、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)不足等問題。這些問題的存在嚴(yán)重地影響了高師院校計(jì)算學(xué)科快速發(fā)展。根據(jù)我們的調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前的高師院校的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)存在以下三個(gè)方面的問題:(1)實(shí)驗(yàn)教材強(qiáng)調(diào)課程的完整性,忽視了相關(guān)課程之間的融通性。先前的實(shí)驗(yàn)教材通常是一個(gè)獨(dú)立的知識(shí)體,強(qiáng)調(diào)知識(shí)的全面性,忽略課程之間的相關(guān)性。學(xué)生難以系統(tǒng)地實(shí)現(xiàn)課程知識(shí)體系。(2)強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)原理性知識(shí)的學(xué)習(xí),缺乏工程性方法的系統(tǒng)訓(xùn)練。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)往往突出原理性知識(shí)的實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn),往往沒有融入一套有效的工程性構(gòu)建方法。學(xué)生雖然知道了基本概念,卻難于實(shí)現(xiàn)具有一定規(guī)模的實(shí)驗(yàn)。(3)強(qiáng)調(diào)分析式教學(xué),忽視了系統(tǒng)綜合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教學(xué)內(nèi)容主要采用分析性教學(xué)方法,往往缺乏工程性的方法。進(jìn)一步結(jié)合相關(guān)畢業(yè)生的訴求和ACM/IEEE-CSJointTaskForce的觀點(diǎn)[2],我們認(rèn)為產(chǎn)生這些問題的原因是多方面的,具體的原因主要包括:(1)高師院校長(zhǎng)期辦學(xué)的傳統(tǒng)理念的制約;(2)高師院校的非師范計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的行業(yè)視野受限;(3)課程設(shè)置與教學(xué)方法缺乏針對(duì)性;(4)工程應(yīng)用背景知識(shí)匱乏;(5)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)相對(duì)較弱。[3]工程技術(shù)人才的培養(yǎng)除了必要的基礎(chǔ)理論知識(shí)之外,更重要的是通過(guò)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力。而計(jì)算學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)需要具備二個(gè)條件:一是熟悉實(shí)踐操作的教師;二是實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的設(shè)備、基地。目前真正具備這兩個(gè)條件的師范院校較少,這導(dǎo)致高質(zhì)量的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)難以開展,以致教學(xué)質(zhì)量偏低。上述5點(diǎn)主要原因?qū)е赂邘熢盒T谖锫?lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量與工科院校相比,在人才規(guī)格上具有一定的差距,并進(jìn)一步導(dǎo)致發(fā)展空間受到一定的限制。根據(jù)著名軟件TheodoreY的觀點(diǎn),“科學(xué)家發(fā)現(xiàn)世界上已經(jīng)存在的事物,而工程師創(chuàng)造世界上從未存在的事物”,這一觀點(diǎn)與當(dāng)前國(guó)際上最新的工程項(xiàng)目成果CDIO工程教育理念是一致的。[7]我們認(rèn)為,面向高師院校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)尤為需要引入CDIO的工程教育理念。CDIO包含構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)幾個(gè)方面的內(nèi)容,它以產(chǎn)品研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。其教學(xué)大綱滿足美國(guó)、加拿大和其他華盛頓協(xié)議國(guó)家職業(yè)工程師組織對(duì)工科教育的要求,其教學(xué)框架體現(xiàn)了創(chuàng)新的教育思想。面向高師院校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的CDIO能力培養(yǎng)內(nèi)容如圖1。
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圖1 物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)踐中的CDIO能力培養(yǎng)內(nèi)容
二、高師院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的分層策略
物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是基于當(dāng)前通用的軟件硬件技術(shù)平臺(tái),通過(guò)實(shí)驗(yàn)全面地展現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)。由于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境受限,以及時(shí)間、成本、復(fù)雜度等方面的限制,物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只能在物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層相關(guān)技術(shù)中進(jìn)行篩選。我們將物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)歸入三類實(shí)驗(yàn)平臺(tái)之上,具體內(nèi)容如表1。
表1 物聯(lián)網(wǎng)三類實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及內(nèi)容
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在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,為保證每個(gè)學(xué)生都能更好地理解物聯(lián)網(wǎng)課程知識(shí),兼顧不同層次學(xué)生的求知需求,提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量,我們采用了層次化的實(shí)踐教學(xué)策略,分別為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、課程延伸實(shí)驗(yàn)。下面以物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)為案例進(jìn)行介紹。
(一)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)使用EL-JY-II型計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)箱,以“基板+開放式CPU板”的形式構(gòu)成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,要求學(xué)生根據(jù)功能結(jié)構(gòu)圖和實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),分析概括實(shí)驗(yàn)步驟,完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,寫實(shí)驗(yàn)小結(jié)。在實(shí)驗(yàn)箱上完成的主要是原理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)箱上是難以進(jìn)行的。
(二)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
為降低設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)難度,可使用FPGA進(jìn)行嵌入式的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生利用硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)。首先在PC機(jī)上利用EDA工具進(jìn)行功能仿真,最后下載到芯片中進(jìn)行功能測(cè)試。整個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程,不僅使同學(xué)們初步了解硬件芯片的設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)的過(guò)程及相關(guān)技巧,更增強(qiáng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。對(duì)于這類實(shí)驗(yàn),學(xué)生的興趣較大,不僅完成既定設(shè)計(jì)目標(biāo),有的學(xué)生還提出了獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案,有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和科研工作奠定基礎(chǔ)。
(三)拓展實(shí)驗(yàn)
在嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中,微程序控制是課程設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn),由于微程序控制單元看不見、摸不著,學(xué)生對(duì)涉及的許多概念如:微程序入口地址、微指令格式、下址等概念難以理解,通過(guò)設(shè)計(jì)、調(diào)試、下載和驗(yàn)證過(guò)程,可以深刻理解微程序控制嵌入式系統(tǒng)的本質(zhì),了解軟硬件協(xié)同工作的原理,建立整機(jī)的概念,可以培養(yǎng)學(xué)生完成工程項(xiàng)目的能力。我們的做法是將此內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合在一起。
在上述的分層實(shí)驗(yàn)策略中,我們一方面將課程的基礎(chǔ)知識(shí)借助實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行鞏固,另一方面將CDIO實(shí)驗(yàn)理念分別融入設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與拓展實(shí)驗(yàn)中。由于物聯(lián)網(wǎng)課程內(nèi)容的系統(tǒng)化與復(fù)雜性,因此后兩類實(shí)驗(yàn)更具實(shí)效性。
三、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的工程教育環(huán)境構(gòu)建策略
根據(jù)全國(guó)高等師范學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會(huì)提出的教育創(chuàng)新的需求[6],物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的工程教育環(huán)境需要采用新的視角加以構(gòu)建。下面以安徽師范大學(xué)皖江學(xué)院與中軟國(guó)際公司的合作項(xiàng)目為案例,介紹高師院校如何依托企業(yè)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教育環(huán)境。中軟國(guó)際是中國(guó)大型綜合性軟件與信息服務(wù)企業(yè),提供從IT咨詢服務(wù)、IT技術(shù)服務(wù)、IT外包服務(wù)到IT培訓(xùn)的“端到端”軟件及信息服務(wù)。
因此,為了有效實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè),我們與中軟國(guó)際合作,共同構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)CDIO實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)基地,雙方以項(xiàng)目的形式加以實(shí)施。這種合作方式有效解決了高等師范院校的工程教育環(huán)境的建設(shè)問題。將CDIO的教學(xué)理念既融入學(xué)科課程體系安排和整體教學(xué)實(shí)施上,還滲透在具體專業(yè)課程的教學(xué)實(shí)踐中。
在構(gòu)建了基本的物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)環(huán)境的基礎(chǔ)上,我們還引入了基于物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用背景的項(xiàng)目教學(xué)法。指導(dǎo)學(xué)生主持創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)類實(shí)踐課題,進(jìn)行“實(shí)戰(zhàn)性的項(xiàng)目開發(fā),帶領(lǐng)學(xué)生參加各項(xiàng)設(shè)計(jì)類競(jìng)賽”,以賽促學(xué),學(xué)以致用,對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思維的訓(xùn)練,養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣和工作作風(fēng);充分利用各種平臺(tái),開展學(xué)科前沿交流,拓展學(xué)生視野,鼓勵(lì)學(xué)生探索學(xué)科前沿領(lǐng)域,激發(fā)學(xué)生的探索意識(shí)和創(chuàng)新精神,培養(yǎng)學(xué)生的主體意識(shí),提高學(xué)生獨(dú)立解決現(xiàn)實(shí)問題的能力,使之成為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的實(shí)用型人才。這些具體舉措使得CDIO的內(nèi)容全方位地融入物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)中來(lái)。從已有實(shí)際效果來(lái)看,本文提出的教學(xué)策略具有較好的成效。
四、結(jié)語(yǔ)
如何構(gòu)建面向高師院校的計(jì)算機(jī)工程技術(shù)人才培養(yǎng)體系是目前高等師范院校學(xué)科建設(shè)與專業(yè)發(fā)展過(guò)程中所面臨的重大課題之一。這需要改變師范院校以往理論強(qiáng)、實(shí)踐弱的局面,充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作優(yōu)勢(shì),增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。我們針對(duì)高等師范院校在工程技術(shù)人才培養(yǎng)方面的不足,結(jié)合安徽師范大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的具體實(shí)際,借鑒CDIO教育理念進(jìn)行了面向高師院校的工程教育改革的有益嘗試,并進(jìn)行了具體實(shí)踐,取得了一定的效果。今后我們將進(jìn)一步深化加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)工程教育環(huán)境的建設(shè),吸收新的工程教育理念,培養(yǎng)社會(huì)需求的,與國(guó)際接軌的現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)綜合性工程技術(shù)人才。
[ 注 釋 ]
[1] 周曉聰,衣楊,賴劍煌.計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)綜合實(shí)踐課程教學(xué)模式探索[J].計(jì)算機(jī)教育,2014(1):60-63.
[2] 王楊,許勇.高師院校非師范計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)新途徑[J].計(jì)算機(jī)教育,2010(8):4-10.
[3] ComputerScienceCurricula2013FinalReporthttp://robotics.st?鄄anford.edu/users/sahami/CS2013/.
[4] 陳付龍,齊學(xué)梅,羅永龍等.創(chuàng)新能力驅(qū)動(dòng)的層次化計(jì)算機(jī)硬件課程群構(gòu)建與實(shí)施[J].大學(xué)教育,2014(2):39-42.
[5] 吳恭興,劉文白,張寶吉等.基于CDIO模式的卓越工程師培養(yǎng)方案的探索與實(shí)踐研究[J].大學(xué)教育,2013(9):7-10.
[6] 教育部,高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì).忠于使命積極努力承上啟下改革創(chuàng)新[J].計(jì)算機(jī)教育,2011(21):1-9.
【關(guān)鍵詞】課程改革;計(jì)算思維;任務(wù)驅(qū)動(dòng)
0 引言
1989年,ACM攻關(guān)組提交了著名的“計(jì)算作為一門學(xué)科”報(bào)告,報(bào)告認(rèn)為,“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程要培養(yǎng)學(xué)生面向科學(xué)的思維能力,是學(xué)生領(lǐng)會(huì)學(xué)科的力量,以及從事本學(xué)科工作的價(jià)值所在[1]。2001年,CC2001將計(jì)算機(jī)學(xué)科劃分為計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、軟件工程、信息工程、信息技術(shù)五個(gè)分支[2]。2005年,CC2005進(jìn)一步指出,該課程的關(guān)鍵是課程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題,ACM和IEEE-CS分別為這五個(gè)分支學(xué)科設(shè)計(jì)了相對(duì)獨(dú)立的課程體系,要求“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程應(yīng)該以面向計(jì)算學(xué)科的思維能力,即計(jì)算思維能力的培養(yǎng)為核心,為學(xué)生的大學(xué)課程打好基礎(chǔ)[3]。2002年中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)教育委員會(huì)和全國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會(huì)推出了《中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002》(China Computing Curricula 2002,簡(jiǎn)稱CCC2002),闡明了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的教育思想,對(duì)學(xué)科的定義、學(xué)科方法論、學(xué)科知識(shí)體系和內(nèi)容、教學(xué)計(jì)劃制定以及課程組織方法、畢業(yè)生應(yīng)具備的能力等方面做了系統(tǒng)全面設(shè)計(jì),并將計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)組織成知識(shí)領(lǐng)域、知識(shí)單元和知識(shí)點(diǎn)三個(gè)層次,其中知識(shí)領(lǐng)域是知識(shí)體系結(jié)構(gòu)的最高層次,共14個(gè)領(lǐng)域,下設(shè)132個(gè)知識(shí)單元[4]。
目前,我國(guó)國(guó)內(nèi)的學(xué)科分支及課程體系一直沿用CC2005和CCC2002,“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”設(shè)計(jì)5個(gè)知識(shí)領(lǐng)域,涵蓋12個(gè)核心知識(shí)單元,分別是信息技術(shù)史、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言概論、軟件工具和環(huán)境、語(yǔ)言翻譯簡(jiǎn)介、人機(jī)交互基礎(chǔ)、軟件演化、通信與網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)的社會(huì)環(huán)境、職業(yè)責(zé)任和道德責(zé)任、基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)和責(zé)任、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、隱私權(quán)和公民自由。
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”是一門計(jì)算機(jī)專業(yè)的引導(dǎo)性課程,開設(shè)在學(xué)生第一學(xué)年的第一個(gè)學(xué)期。本課程教學(xué)目標(biāo)是:通過(guò)本課程學(xué)習(xí),要求學(xué)生了解計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、數(shù)據(jù)表示方法學(xué)和數(shù)據(jù)加工表示方法等,最終對(duì)本專業(yè)各個(gè)學(xué)科的核心內(nèi)容、各個(gè)學(xué)科的關(guān)聯(lián)有全面、概要的認(rèn)識(shí),為后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)奠定入門的基礎(chǔ)。同時(shí),“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”該課程也是一次對(duì)學(xué)生具體而詳盡的專業(yè)思想教育,對(duì)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)具有啟蒙作用。因此,依托學(xué)科課程體系,對(duì)《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程進(jìn)行改革,優(yōu)化課程內(nèi)容、打造精英團(tuán)隊(duì)、改進(jìn)教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維和實(shí)踐能力非常重要。
1 課程教學(xué)存在的問題
從計(jì)算機(jī)學(xué)科體系發(fā)展背景、計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程大綱設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)導(dǎo)論實(shí)際教學(xué)效果等方面分析,計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程建設(shè)主要存在以下問題。
1.1 課程意義認(rèn)識(shí)不足
隨著中學(xué)階段信息技術(shù)課程的普及,學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源獲取日益增多的社會(huì)環(huán)境下,一些學(xué)生和教師對(duì)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程的地位認(rèn)識(shí)不足。學(xué)生將“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程與“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程混為一談,在教學(xué)管理過(guò)程中,學(xué)生對(duì)大量的專業(yè)名詞感覺枯燥,理解困難,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高,處于被動(dòng)接受狀態(tài),缺乏自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)生學(xué)完后感覺不到這門課程的意義,沒有起到為后續(xù)課程打基礎(chǔ)的作用。
1.2 教師對(duì)計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程內(nèi)容理解不夠,教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)單化
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程信息量大,教師很難做到每個(gè)章節(jié)分配合理,重難點(diǎn)掌握恰當(dāng),沒有潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)思維,不能很好地幫助學(xué)生系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)學(xué)科體系結(jié)構(gòu)。教師在面臨繁多的學(xué)科體系要求下,很難貫徹執(zhí)行計(jì)算機(jī)學(xué)科體系的核心思想,在教學(xué)內(nèi)容上只是對(duì)核心內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)化和壓縮,生搬硬套教學(xué)大綱,完成基本的教學(xué)要求。
1.3 教學(xué)方式陳舊
在信息化高速發(fā)展的環(huán)境下,學(xué)生習(xí)慣了依賴網(wǎng)絡(luò)、依賴手機(jī)電腦,這時(shí),教師還采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,只是簡(jiǎn)單的將黑板的“人灌”簡(jiǎn)單的改成了PPT的“電灌”,學(xué)生還是被動(dòng)地接受,課堂氣氛沉悶,學(xué)生沒有激情,教學(xué)效果不理想。
2 課程改革的思路
2.1 依托學(xué)科課程體系,以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為向?qū)?gòu)建課程的教學(xué)大綱
計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。基于計(jì)算思維的教學(xué),是指通過(guò)建立一種合適的體系,以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo),激勵(lì)、引導(dǎo)和幫助學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。在課程教學(xué)是以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的“探究”過(guò)程,在教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用計(jì)算思維的方法獲取知識(shí)、訓(xùn)練技能、培養(yǎng)能力、發(fā)展個(gè)性[5]。
2006年3月,美國(guó)卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真(Jeannette M. Wing)教授在美國(guó)計(jì)算機(jī)權(quán)威期刊Communications of the ACM雜志上給出,并定義的計(jì)算思維(Computational Thinking)。周教授認(rèn)為:計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。2008年6月,ACM在網(wǎng)上公布的對(duì)CS2001(CC2001)進(jìn)行中期審查的報(bào)告(CS2001 Interim Review)(草案),開始將美國(guó)卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真(Jeannette M. Wing)教授倡導(dǎo)的“計(jì)算思維”與“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程綁定在一起,并明確要求該課程講授計(jì)算思維的本質(zhì)。根據(jù)ACM和IEEE-CS的要求,“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程應(yīng)該以面向計(jì)算學(xué)科的思維能力,即計(jì)算思維能力的培養(yǎng)為核心,為學(xué)生將來(lái)的大學(xué)課程打好基礎(chǔ)[6]。
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”在課程大綱設(shè)計(jì)中,依托學(xué)科課程體系,以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為向?qū)Вη笠試?yán)密的方式將學(xué)生引入計(jì)算學(xué)科各個(gè)富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域之中,為學(xué)生正確認(rèn)知計(jì)算學(xué)科提供方法,為學(xué)生今后深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的課程做鋪墊。下面列出“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程教學(xué)大綱。如表1所示。
如表1所述,“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程的課程大綱中包含了學(xué)科的宏大視野和學(xué)科各分支領(lǐng)域具有的共性的核心概念、數(shù)學(xué)方法、系統(tǒng)科學(xué)方法、社會(huì)與問題,要求學(xué)生理解計(jì)算思維,認(rèn)識(shí)學(xué)科形態(tài),培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)。課程大綱體現(xiàn)了在不斷地提出問題、解決問題的過(guò)程中,加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維進(jìn)行問題求解能力的訓(xùn)練以及邏輯思維能力的培養(yǎng),結(jié)合專業(yè)特色,將計(jì)算思維應(yīng)用到各個(gè)專業(yè)問題的解決方法中去。
2.2 教學(xué)內(nèi)容模塊化,以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力為目的改變教學(xué)表現(xiàn)形式
依據(jù)3.1中構(gòu)建的課程大綱,將“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”的所有教學(xué)內(nèi)容分模塊以不同的課堂形式表現(xiàn)。下面列出分模塊的“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)表現(xiàn)形式。如表2所示。
2.3 打造可持續(xù)發(fā)展、創(chuàng)新型的教學(xué)團(tuán)隊(duì)
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”需要解決的主要問題是讓學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展歷史,學(xué)科最新發(fā)展方向,職業(yè)基本行為規(guī)范和學(xué)科所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容,因此需要教師能夠融會(huì)貫通的對(duì)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”所設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的講解,并能夠跟蹤學(xué)科的科研動(dòng)態(tài),了解目前的重大科研成果,通過(guò)對(duì)前沿科學(xué)內(nèi)容的講解,開拓學(xué)生的視野。因此,“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教師團(tuán)隊(duì)的教師必須教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富,“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”中所涉及的知識(shí)映射的單門課程需要有循環(huán)教學(xué)2-3遍的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),能夠非常清楚后續(xù)各課程之間的銜接關(guān)系,準(zhǔn)確地把握各類課程的引導(dǎo)性內(nèi)容和重要性內(nèi)容,在教學(xué)過(guò)程中潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。
教學(xué)團(tuán)隊(duì)由教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教學(xué)型專業(yè)人員擔(dān)任課程負(fù)責(zé)人,以中、青年骨干教師為主體,形成由教授、副教授、講師、助教組成梯次合理的隊(duì)伍。教學(xué)團(tuán)隊(duì)中有教學(xué)效果優(yōu)秀、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的名師。
課程負(fù)責(zé)人熟悉各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)教育改革趨勢(shì),能夠協(xié)調(diào)和凝聚團(tuán)隊(duì)成員的力量,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)成員在課程建設(shè)、教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段或?qū)嶒?yàn)、實(shí)踐教學(xué)等方面的教育教學(xué)改革中取得成果。
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教師團(tuán)隊(duì)的教師要求掌握各種課堂技巧,根據(jù)不同的章節(jié)內(nèi)容特色,靈活運(yùn)用各種教學(xué)方法,用通俗易懂的語(yǔ)言描述繁雜的專業(yè)內(nèi)容,調(diào)動(dòng)課堂氛圍,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”的興趣,讓學(xué)生正確認(rèn)識(shí)本門課程的重要性。
教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員要求具有創(chuàng)新性思維,在間教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行專業(yè)學(xué)術(shù)探討與論爭(zhēng)、教學(xué)方法交流、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)溝通等,產(chǎn)生教學(xué)實(shí)踐改革的創(chuàng)新思考,并在教學(xué)實(shí)踐中逐漸實(shí)施,形成通過(guò)教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員的創(chuàng)新精神來(lái)促進(jìn)課程發(fā)展和培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)教師的良性循環(huán)。
2.4 合理利用網(wǎng)絡(luò)資源,創(chuàng)造交互式課堂
根據(jù)上文所描述的模塊化的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式,在課堂教學(xué)過(guò)程中,以學(xué)生為中心,采用理論、實(shí)踐(2:1)的形式組織課堂教學(xué)。理論課堂以講解基本理論知識(shí)為重點(diǎn),幫助學(xué)生運(yùn)用學(xué)科數(shù)學(xué)思想梳清整個(gè)學(xué)科脈絡(luò),建立系統(tǒng)化的認(rèn)知模型。實(shí)踐課堂以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的形式組織教學(xué),以團(tuán)隊(duì)小組的形式進(jìn)行考核。課堂教學(xué)方式是:①教師引導(dǎo)組長(zhǎng)運(yùn)用關(guān)注點(diǎn)的計(jì)算思維指導(dǎo)組內(nèi)的分工,將一個(gè)復(fù)雜的題目演變成一系列的子模塊;②各組員定期交流各自完成的情況,對(duì)于過(guò)程中遇到的問題;③教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維的方法進(jìn)行抽象、分析;④通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等各種途徑進(jìn)行自主檢索、探究、思考、討論;⑤最終形成問題的求解思路;⑥在學(xué)生完成任務(wù)后,教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的歸納和總結(jié),并演示、講解和答辯相結(jié)合進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià),加深學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的理解。通過(guò)這種課堂組織方式,激發(fā)學(xué)生的求知欲,改變學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)獲取知識(shí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,學(xué)生可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)去使用優(yōu)質(zhì)的教育資源,不再單純地依賴授課老師去教授知識(shí)。而課堂和老師的角色則發(fā)生了變化。老師更多的責(zé)任是去理解學(xué)生的問題和引導(dǎo)學(xué)生去運(yùn)用知識(shí)。1/3的時(shí)間課程教學(xué)中,除去需要用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算機(jī)學(xué)科中的一些核心概念和學(xué)科形態(tài)外,如:計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)在最新的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品中的應(yīng)用問題,第三次數(shù)學(xué)危機(jī),職業(yè)道德,計(jì)算機(jī)未來(lái)的形態(tài)等問題均可以采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的形式授課。學(xué)生需要課前根據(jù)老師布置的范圍了解和學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí),形成小組總結(jié)性文字,老師需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平和課前學(xué)習(xí)效果組織課堂討論,引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算思維的方式構(gòu)建學(xué)科脈絡(luò),拓展學(xué)科視野。
理論教學(xué)與任務(wù)驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,促進(jìn)了學(xué)對(duì)知識(shí)的理解,訓(xùn)練了學(xué)生的計(jì)算思維,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造力。
3 小結(jié)
論文通過(guò)對(duì)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程的課程大綱梳理、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教學(xué)方法改革,在當(dāng)前“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教學(xué)中注入了新的思路,體現(xiàn)了以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的教育思想。
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關(guān)鍵詞:大學(xué)計(jì)算機(jī)課程;計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育;改革;計(jì)算思維
文章編號(hào):1672-591-3(2013)07-0017-04
中圖分類號(hào):G642
1 背景與主題
2012年8月8日至9日“第八屆全國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育改革與發(fā)展高峰論壇(2012)暨大學(xué)/高職計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育高峰論壇”(以下簡(jiǎn)稱“論壇”)在云南省昆明市隆重召開。論壇是在全國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育研究會(huì)等八個(gè)學(xué)術(shù)組織共同主辦的“第二屆全國(guó)高等院校計(jì)算機(jī)核心技能與信息素養(yǎng)大賽”(以下簡(jiǎn)稱“大賽”)之后,為了推進(jìn)大學(xué)計(jì)算機(jī)教育改革,促進(jìn)競(jìng)賽與教學(xué)相結(jié)合而舉辦的。論壇的主辦單位與大賽的主辦單位基本一致,有教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)理工分委會(huì)、教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì)、全國(guó)高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育研究會(huì)、全國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會(huì)、中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)教育專業(yè)委員會(huì)、《計(jì)算機(jī)教育》雜志社等。中國(guó)鐵道出版社承辦了本屆論壇。譚浩強(qiáng)、馮博琴、蔣宗禮、高林等知名計(jì)算機(jī)教育專家以及來(lái)自臺(tái)灣師范大學(xué)的戴建云教授出席了會(huì)議并作學(xué)術(shù)報(bào)告,來(lái)自全國(guó)180余所高校共計(jì)200多人參加了會(huì)議。
論壇以“新時(shí)期下計(jì)算機(jī)教育的改革與發(fā)展”為主題,重點(diǎn)對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革開展了研討,圍繞當(dāng)前的熱點(diǎn)“計(jì)算思維”及其作為大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革核心的問題,專家學(xué)者呈現(xiàn)了各自的學(xué)術(shù)觀點(diǎn),參會(huì)代表表達(dá)了不同的感想與認(rèn)識(shí)。
圍繞主題,共有13位專家作了大會(huì)報(bào)告。分別是馮博琴教授的《計(jì)算思維驅(qū)動(dòng)的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革思考和實(shí)踐》、譚浩強(qiáng)教授的《研究計(jì)算思維,堅(jiān)持面向應(yīng)用,銳意改革創(chuàng)新》、高林教授的《面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的新一輪大學(xué)計(jì)算機(jī)教育教學(xué)改革——理念與解決方案》、吳文虎教授的《“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程改革十年的再思考》、盧湘鴻教授的《大學(xué)計(jì)算機(jī)課程與應(yīng)用型、實(shí)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)——北京大學(xué)計(jì)算機(jī)改革介紹》、戴建云教授的《計(jì)算思維與信息決策思考力在臺(tái)灣的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)》、王挺教授的《課程教學(xué)中的計(jì)算思維培養(yǎng)初探》、管會(huì)生教授《計(jì)算思維:從中國(guó)古算具到圖靈機(jī)——紀(jì)念圖靈誕辰100周年》、蔣宗禮教授的《深化內(nèi)涵,以提高計(jì)算機(jī)類專業(yè)辦學(xué)水平》、溫濤教授《TPCARES-CDIO教育教學(xué)改革的探討與實(shí)踐》、袁玫教授的《核心技能、信息素養(yǎng)與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革》、侯冬梅教授的《切實(shí)提高大學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力——從IC3的實(shí)踐看大學(xué)計(jì)算機(jī)教育改革》等。論壇中還舉辦了兩個(gè)專題沙龍,分別就“應(yīng)用型院校非計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革”與“國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證IC3的應(yīng)用”進(jìn)行了深入探討,參會(huì)代表普遍認(rèn)為:以計(jì)算思維為主線的新一輪大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革,更多是針對(duì)研究型大學(xué)提出的,而對(duì)于應(yīng)用型院校,還需要積極研究計(jì)算思維的內(nèi)涵,研究計(jì)算思維在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的作用,從理論和實(shí)踐層面處理好計(jì)算思維與應(yīng)用能力的關(guān)系;國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證IC3的應(yīng)用,在提高大學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力上開辟了一條有效的新途徑,值得推廣;對(duì)于以培養(yǎng)高技能專門人才為主的高職教育中的大學(xué)計(jì)算機(jī)教育,也同樣面臨諸多類似問題,需要及時(shí)啟動(dòng)高職院校大學(xué)計(jì)算機(jī)教育改革進(jìn)程,以適應(yīng)新一代信息技術(shù)應(yīng)用的需求。
2 共識(shí)與爭(zhēng)鳴
論壇對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革與“計(jì)算思維”培養(yǎng)的問題進(jìn)行了多視角研討,有共識(shí),也有不同觀點(diǎn)的爭(zhēng)鳴。
2.14點(diǎn)共識(shí)
1)大學(xué)計(jì)算機(jī)教育急需改革。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是新一代信息技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力要求在提高,所以高校非計(jì)算機(jī)專業(yè)對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)教育教學(xué)的要求也在提高;中小學(xué)的信息技術(shù)教學(xué)不斷加強(qiáng),使得大學(xué)入學(xué)新生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力不斷提升。這兩方面的變化對(duì)本科/高職院校非計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程提出了挑戰(zhàn):一方面,很多學(xué)生已不同程度地掌握了作為智能工具的計(jì)算機(jī)的應(yīng)用;另一方面,大學(xué)計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容滯后于信息技術(shù)的發(fā)展,未能很好解決專業(yè)服務(wù)的問題,對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)還不能滿足工作需要。這些問題使學(xué)生對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程學(xué)習(xí)興趣不高,教學(xué)秩序難于控制。針對(duì)這種情況,一些學(xué)校開始削減大學(xué)計(jì)算機(jī)課程學(xué)時(shí),甚至計(jì)劃取消大學(xué)計(jì)算機(jī)課程,這也造成大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教師與專業(yè)教師之間的爭(zhēng)議。與會(huì)專家、教師都認(rèn)識(shí)到推動(dòng)非計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)教育教學(xué)改革已迫在眉睫。
2)大學(xué)計(jì)算機(jī)教育教學(xué)改革需要分類設(shè)計(jì)。
必須重新規(guī)劃大學(xué)計(jì)算機(jī)課程體系,重新設(shè)計(jì)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程內(nèi)容,改革必須分類分層次進(jìn)行,不能搞一刀切。教指委有關(guān)專家指出“不需要也不可能將計(jì)算思維的所有概念全部灌輸給所有的學(xué)生”“應(yīng)用領(lǐng)域不同,使用計(jì)算機(jī)完成任務(wù)的要求、方法和程度不同,對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力要求也就不會(huì)相同,需要進(jìn)行思維活動(dòng)的深淺、參與的程度也有所不同,導(dǎo)致大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)必然多樣化,要分類分層對(duì)待”。教育部教指委文件已提出將大學(xué)本科計(jì)算機(jī)課程改革方案按學(xué)科專業(yè)門類分為6類設(shè)計(jì)。因?yàn)榻?jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)人才的需求是分類型的,大眾化階段的高等教育也是分類發(fā)展的,所以非計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革的分類進(jìn)行,不僅要按學(xué)科專業(yè)分類,而且要按教育類型分類。首先要根據(jù)本科、專科(高職)不同培養(yǎng)層次劃分為本科的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程和專科(高職)的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程;在本科層次中又分為研究型和應(yīng)用型人才,進(jìn)而再按理科、工科、文科等學(xué)科專業(yè)門類需要,綜合考慮進(jìn)行課程體系的分類設(shè)計(jì)與實(shí)施。
3)在大學(xué)計(jì)算機(jī)教育中引入計(jì)算思維具有前瞻性。
科學(xué)思維是人類智能的重要體現(xiàn),是自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)發(fā)展提升到哲學(xué)層面的結(jié)果,進(jìn)而又反作用于科學(xué)技術(shù)和人類社會(huì)的發(fā)展。自古以來(lái),數(shù)學(xué)的發(fā)展形成了邏輯思維;物理學(xué)生成的實(shí)驗(yàn)思維成為實(shí)證思維的重要組成部分;系統(tǒng)論等提升了人們的系統(tǒng)思維能力。隨著計(jì)算科學(xué)的發(fā)展以及全社會(huì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平的提高,近年來(lái)計(jì)算思維的概念被明確提出并在不斷地被清晰化和系統(tǒng)化。計(jì)算思維是對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力體系的提升,是計(jì)算機(jī)科學(xué)新發(fā)展的產(chǎn)物,對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容提出了新的要求。隨著對(duì)計(jì)算思維的深入研究,計(jì)算思維有可能發(fā)展成為新的科學(xué)思維方式,指導(dǎo)各類專業(yè)工作,成為分析解決問題的思維方法支持。因此,會(huì)議討論認(rèn)為:在非計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程中引入計(jì)算思維具有前瞻性,很有必要。
4)對(duì)計(jì)算思維還需要深入研究。
目前,計(jì)算思維成為計(jì)算機(jī)教育討論的新熱點(diǎn),由計(jì)算機(jī)界提出,以計(jì)算學(xué)科為基礎(chǔ),其目標(biāo)是構(gòu)建形成普適性計(jì)算思維理論體系,已引起廣大學(xué)者與高校教師的高度關(guān)注。目前計(jì)算思維的定義仍限于計(jì)算學(xué)科化的概念術(shù)語(yǔ)解釋,未形成完整的理論基礎(chǔ)和方法體系,在非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革中引入計(jì)算思維能力的培養(yǎng),在認(rèn)識(shí)上、教學(xué)上還存在著不少的困惑與爭(zhēng)論。
有專家認(rèn)為計(jì)算思維在“教學(xué)”層面上沒有形成一個(gè)清晰的表達(dá)體系,其內(nèi)涵、外延還沒有得到清楚的描述……計(jì)算思維為什么可以成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的核心,對(duì)此應(yīng)當(dāng)進(jìn)行深入探討。有專家認(rèn)為計(jì)算思維目前還僅在計(jì)算機(jī)界內(nèi)部討論,并沒有研究透徹,對(duì)計(jì)算思維諸多要素的提取還局限于計(jì)算學(xué)科的專業(yè)術(shù)語(yǔ),難于被廣大公眾所理解和接受,成為普適性思維方式,有待提升到哲學(xué)層面。有專家認(rèn)為計(jì)算思維目前的討論只是初步的,并不成熟,應(yīng)作為學(xué)術(shù)問題展開研討,進(jìn)行交流,百家爭(zhēng)鳴,集思廣益,而不要在不求甚解的情況下,急于貫徹,應(yīng)該深入調(diào)查研究,充分聽取各種意見,取得共識(shí)。
盡管與會(huì)專家、教師從各自不同視角發(fā)表了對(duì)計(jì)算思維的看法,但對(duì)于“將計(jì)算思維從計(jì)算學(xué)科提升成一種科學(xué)思維方式,還需要加強(qiáng)深入研究”是大家的共同認(rèn)識(shí)。
2.2兩點(diǎn)爭(zhēng)鳴
“論壇”對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)教育改革與計(jì)算思維培養(yǎng)問題尚存在一些不同觀點(diǎn)的爭(zhēng)鳴和討論,主要反映在以下兩個(gè)方面:
1)計(jì)算思維能力與信息應(yīng)用能力的關(guān)系。
“論壇”研討中對(duì)計(jì)算思維在非計(jì)算機(jī)專業(yè)本科/高職計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用中定位的討論,其實(shí)質(zhì)是在大學(xué)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)教育課程改革中如何處理培養(yǎng)計(jì)算思維能力與信息應(yīng)用能力的關(guān)系問題。
有專家認(rèn)為要把計(jì)算思維能力的培養(yǎng)作為我國(guó)高水平研究型大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù),應(yīng)加強(qiáng)以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為核心的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的研究,在計(jì)算思維指導(dǎo)下進(jìn)行大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革與建設(shè)。在這一觀念指導(dǎo)下,專家結(jié)合自身實(shí)踐探索提出了理科、工科、文科類非計(jì)算機(jī)專業(yè)以計(jì)算思維能力為核心的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程體系方案,介紹了教學(xué)中突出培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的經(jīng)驗(yàn)以及尚存的困惑。
有專家認(rèn)為對(duì)于應(yīng)用型人才培養(yǎng)必須注意正確處理培養(yǎng)計(jì)算思維與面向應(yīng)用的關(guān)系,培養(yǎng)計(jì)算思維不是目的,而是為了更好地應(yīng)用計(jì)算技術(shù),推動(dòng)社會(huì)各領(lǐng)域的發(fā)展與提高,應(yīng)用型大學(xué)非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)教育的本質(zhì)永遠(yuǎn)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的教育,要以應(yīng)用能力為導(dǎo)向,使學(xué)生具備在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用計(jì)算機(jī)的能力。
有專家認(rèn)為新形勢(shì)下信息應(yīng)用能力的內(nèi)涵已發(fā)生深刻的變化,傳統(tǒng)的以技術(shù)技能為主的信息應(yīng)用能力必須向以行動(dòng)能力為核心的信息應(yīng)用能力提升。在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中計(jì)算思維要服務(wù)于信息行動(dòng)。在這一認(rèn)識(shí)指導(dǎo)下,專家介紹了面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)提出的“以計(jì)算機(jī)學(xué)科理論、知識(shí)應(yīng)用、基本技能為基礎(chǔ),以計(jì)算思維為主線,以信息行動(dòng)能力為核心,以信息應(yīng)用為目標(biāo)”的大學(xué)計(jì)算機(jī)教育課程體系和解決方案。
還有專家以國(guó)家精品課程“程序設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)為例,介紹了遞歸、抽象、枚舉、搜索等計(jì)算思維諸要素如何在“問題驅(qū)動(dòng)-理清思路-建立模型-構(gòu)思算法-程序?qū)崿F(xiàn)”的程序設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用,以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維與解決問題的行動(dòng)能力,極好地詮釋了計(jì)算思維與程序設(shè)計(jì)行動(dòng)過(guò)程的關(guān)系,強(qiáng)調(diào)了只有在問題解決的實(shí)踐中才能培養(yǎng)計(jì)算思維與行動(dòng)能力。
來(lái)自臺(tái)灣的專家介紹了臺(tái)灣地區(qū)大學(xué)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)教育,它將信息處理能力與批判思維能力很好地結(jié)合,著力培養(yǎng)學(xué)生信息決策思考力,這也是當(dāng)前國(guó)際的主流趨勢(shì)。盡管一些提法與大陸不同,其實(shí)質(zhì)還是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維和信息技術(shù)解決問題的行動(dòng)能力。
在大會(huì)討論中,針對(duì)計(jì)算思維能力與信息應(yīng)用能力的關(guān)系問題,來(lái)自全國(guó)大學(xué)的一線教師進(jìn)行了熱烈討論,發(fā)表了各自的觀點(diǎn)看法,給出了很多建設(shè)性意見,也提出不少疑問。
2)對(duì)當(dāng)前大學(xué)新生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力掌握狀態(tài)的估計(jì)。
在對(duì)新的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革方案討論中,就主張取消作為“狹義工具”的計(jì)算機(jī)基本技能教學(xué)內(nèi)容,專家、教師發(fā)表了各自的看法。不同觀點(diǎn)的本質(zhì)并非是否定計(jì)算機(jī)作為“狹義工具”的重要作用,而是對(duì)當(dāng)前大學(xué)新生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的掌握狀態(tài)上存在著不同的估計(jì)。
主張“取消”的實(shí)質(zhì)是認(rèn)為,中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)的提升使大學(xué)新生的計(jì)算機(jī)基本技能水平已有很大提高,有的甚至比教師還要強(qiáng),特別是重點(diǎn)大學(xué)的入學(xué)新生,因此本科與高職非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程可以消減學(xué)時(shí)或不用開設(shè)了。但由于信息技術(shù)并未列入高考內(nèi)容,也鮮見對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)大學(xué)新生計(jì)算機(jī)基本技能水平的調(diào)研數(shù)據(jù),使主張“取消”缺乏實(shí)證依據(jù)。
在論壇中專家對(duì)2012年“大賽”情況進(jìn)行分析,給出了警示。從分析數(shù)據(jù)看到,在2012年大賽中,大陸有28個(gè)省、市、自治區(qū)的202所高校的1萬(wàn)多名在校學(xué)生參加,總決賽階段從1萬(wàn)多名參賽者中選拔出534名學(xué)生進(jìn)行決賽。在總決賽中,針對(duì)基于國(guó)際IC3標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)基本知識(shí)、概念及IT工具使用的上機(jī)在線競(jìng)賽,競(jìng)賽結(jié)果顯示這些經(jīng)過(guò)選拔參賽并進(jìn)行一定輔導(dǎo)與練習(xí)的學(xué)生,計(jì)算機(jī)基本技能與基礎(chǔ)知識(shí)和概念掌握的平均成績(jī)僅為及格。本科生比高職生平均成績(jī)略高。同類學(xué)生平均成績(jī)不高,且標(biāo)準(zhǔn)差和極差過(guò)大,說(shuō)明對(duì)“狹義工具”的計(jì)算機(jī)基本技能掌握嚴(yán)重不平衡。按省、市、自治區(qū)統(tǒng)計(jì)的平均成績(jī)看,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、沿海地區(qū)的平均成績(jī)與西部地區(qū)存在差異,但差異不明顯。而對(duì)重點(diǎn)高校參賽情況的分析可以看出,重點(diǎn)高校的成績(jī)要好于普通高校及高職院校,但不均衡,僅有兩所重點(diǎn)大學(xué)平均成績(jī)較高,多數(shù)重點(diǎn)大學(xué)的平均成績(jī)接近總平均成績(jī),還有一些重點(diǎn)大學(xué)的平均成績(jī)?cè)诳偲骄煽?jī)以下。由此,得到的結(jié)論是,對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、概念的掌握和基本工具的使用,一般大學(xué)生群體的整體情況不會(huì)好于參加總決賽學(xué)生的這個(gè)競(jìng)賽結(jié)果,所以,不支持“在全國(guó)范圍,進(jìn)入高校的學(xué)生已經(jīng)基本掌握計(jì)算機(jī)的基本操作”的觀點(diǎn)。實(shí)證研究結(jié)論是“大學(xué)新生信息技術(shù)應(yīng)用水平總體在提高,但嚴(yán)重不平衡”,掌握好“狹義工具”仍是非計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)生的基本功,只是大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革要建立在“不平衡”這一實(shí)證研究基礎(chǔ)上。
在與會(huì)專家學(xué)者給出的以計(jì)算思維為主線的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程體系改革方案設(shè)計(jì)中,從不同視角展示了對(duì)以計(jì)算思維為主線的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程體系改革的認(rèn)識(shí)和探索,也反映出對(duì)“狹義工具”的計(jì)算機(jī)基本技能在大學(xué)計(jì)算機(jī)課程體系改革中的不同態(tài)度,也許這正是高等教育分類發(fā)展形勢(shì)下,大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革的良好基礎(chǔ)。
論文關(guān)鍵詞:學(xué)分制;制度優(yōu)勢(shì);高校;高等教育
自20世紀(jì)末期以來(lái),隨著我國(guó)高校辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大,在校人數(shù)大幅增加,中國(guó)高等教育事業(yè)取得了前所未有的發(fā)展,高等教育已從過(guò)去的“精英教育”轉(zhuǎn)向了“大眾化教育”。與此相適應(yīng),實(shí)施學(xué)分制已成為許多高校的一種選擇。如何在把握學(xué)分制的基本內(nèi)涵、制度優(yōu)勢(shì)、實(shí)施保障條件等的基礎(chǔ)上,結(jié)合中國(guó)國(guó)情和高校發(fā)展的實(shí)際情況,建設(shè)和完善有中國(guó)特色的學(xué)分制,已成為高校關(guān)注的熱點(diǎn)問題。
一、學(xué)分制的基本內(nèi)涵
對(duì)于學(xué)分制的基本內(nèi)涵,有各種不同的認(rèn)識(shí)。《國(guó)際高等教育百科全書》將學(xué)分制解釋為“是衡量某一教學(xué)過(guò)程(通常指一門課程)對(duì)完成學(xué)位要求所作貢獻(xiàn)(作用、地位)的一種管理方法”。《中國(guó)大百科全書教育》將學(xué)分制解釋為“是高校的一種管理制度。它以學(xué)分作為計(jì)算學(xué)生學(xué)習(xí)量的單位”。《教育管理辭典》將學(xué)分制概括為“以學(xué)分作為計(jì)算學(xué)生學(xué)習(xí)量的單位,以取得最低必要學(xué)分作為畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)管理制度”。《教育大辭典》將學(xué)分制解釋為“高校的一種教育管理制度。以學(xué)生取得的學(xué)分?jǐn)?shù)作為衡量其學(xué)業(yè)完成情況的基本依據(jù),并據(jù)以進(jìn)行有關(guān)管理工作。”可見,盡管對(duì)學(xué)分制的認(rèn)識(shí)存在一定的差別,但這些認(rèn)識(shí)具有明顯的共性。在此,我們將學(xué)分制概括為:學(xué)分制是以選課制為基礎(chǔ),以學(xué)分計(jì)算學(xué)生的學(xué)習(xí)量,并以取得最低學(xué)分衡量學(xué)生對(duì)某一培養(yǎng)目標(biāo)在學(xué)業(yè)上達(dá)到畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)管理制度。
學(xué)分制是一種完整的教學(xué)管理制度。從總體上來(lái)看,高校要依據(jù)學(xué)分制的要求編制教學(xué)計(jì)劃,規(guī)定學(xué)藉管理辦法和安排有關(guān)教學(xué)活動(dòng)。學(xué)分制在教學(xué)管理上實(shí)行目標(biāo)管理機(jī)制相對(duì)寬松,主要以考試來(lái)衡量教學(xué)結(jié)果和進(jìn)行學(xué)籍管理。考試合格就可以取得學(xué)分,如果不合格,均可重修重考或另選另考直到及格取得等值學(xué)分為止。消除了每學(xué)期或一學(xué)年對(duì)每個(gè)學(xué)生的學(xué)業(yè)進(jìn)行核算,及時(shí)處理升級(jí)、留級(jí)、退學(xué)等系列學(xué)籍問題。
學(xué)分制是從選課制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,最突出的特征是允許學(xué)生選課修讀。在選課過(guò)程中,學(xué)生可根據(jù)自己認(rèn)為是必要的而且有興趣的課程選讀,允許跨系、跨校選課,允許主、副課程兼選,根據(jù)需要也可以自由選擇專業(yè),充分體現(xiàn)出學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的個(gè)體自利。
以學(xué)分作為計(jì)算學(xué)生學(xué)習(xí)量的單位,學(xué)生畢業(yè)必須達(dá)到最低學(xué)分標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生修讀的課程成績(jī)合格,就可以取得該課程的學(xué)分,當(dāng)學(xué)生取得培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)定的各類學(xué)分和總學(xué)分后,即準(zhǔn)予畢業(yè),原則上不作修業(yè)年限的規(guī)定。成績(jī)優(yōu)秀、聰穎的學(xué)生率先修滿所規(guī)定的學(xué)分提前畢業(yè)。由于種種原因不能在規(guī)定的年限修滿學(xué)分的學(xué)生,可以延長(zhǎng)一定的時(shí)間畢業(yè)。學(xué)分制注重學(xué)生之間的稟賦、能力、個(gè)性、志趣等方面的差異的,盡可能提供差異化的教育——個(gè)性化教育,培養(yǎng)出能力不同的畢業(yè)生。
學(xué)分制的核心是學(xué)業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)。培養(yǎng)目標(biāo)所確定的學(xué)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是任何一個(gè)學(xué)生所必須達(dá)到的基本要求,任何一個(gè)高校對(duì)所有的學(xué)生都一視同仁,沒有例外,實(shí)際上是一種較高的學(xué)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和要求。因此,從某種程度上,甚至可以說(shuō),學(xué)分制的核心是學(xué)業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)分制下學(xué)業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn),是一種基于學(xué)生主動(dòng)性和差異性以及采取靈活方式的學(xué)業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)。因此,可以說(shuō),學(xué)分制是比較好地統(tǒng)一了學(xué)業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生差異性、自主性這兩個(gè)方面的學(xué)業(yè)管理或配置制度。
總之,學(xué)分制并非是方便學(xué)籍或?qū)W程管理的一種方法,其主功能也不在于激勵(lì)拔尖,而是在于保持學(xué)業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)下,降低因?qū)W制約束過(guò)嚴(yán),以及由各種非智能因素——而造成的學(xué)業(yè)失敗率,提高個(gè)人、家庭、學(xué)校和社會(huì)等方面資源的使用效率。學(xué)分制的學(xué)業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)不是一種僵化的高標(biāo)準(zhǔn),而是一種靈活的、適應(yīng)學(xué)生個(gè)體差異的高標(biāo)準(zhǔn),因而這一學(xué)業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)是完全可行的。學(xué)分制能最大限度地適應(yīng)學(xué)生個(gè)體差異,表現(xiàn)自由的選修特征,這使得學(xué)生在指導(dǎo)性教學(xué)計(jì)劃的指導(dǎo)下,得以根據(jù)自己的興趣、愛好、能力、特長(zhǎng)及其它個(gè)人因素自主的選擇專業(yè)、課程、教師、上課時(shí)間、修讀方式、每學(xué)期修讀門數(shù)等,既可以適當(dāng)調(diào)整學(xué)習(xí)的內(nèi)容、速度和方法,又可以設(shè)計(jì)與優(yōu)化自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。學(xué)分制充分體現(xiàn)“以學(xué)生為主體,尊重個(gè)體差異、注重個(gè)性發(fā)展”的現(xiàn)代教育理念,具有促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展,發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性等顯著特點(diǎn),適應(yīng)了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)高等教育發(fā)展的需要。二、學(xué)分制的制度優(yōu)勢(shì)分析
學(xué)分制作為一種完整的教學(xué)管理制度,之所以被國(guó)內(nèi)外的很多高校所采用,是因?yàn)槠渚哂歇?dú)特的制度優(yōu)勢(shì),主要體現(xiàn)在以下方面:
(一)體現(xiàn)“以人為本”的教育理念
學(xué)分制體現(xiàn)了“以人為本”,即以學(xué)生為本的教育理念,是為學(xué)生提供個(gè)性化教育服務(wù)的制度保證。學(xué)分制下的自主選擇需要的課程、靈活的教學(xué)計(jì)劃、豐富的課程資源、彈性學(xué)制、以學(xué)分計(jì)算和衡量學(xué)習(xí)進(jìn)程及成績(jī)等制度為學(xué)生自我設(shè)計(jì)、管理、調(diào)控自身學(xué)習(xí)過(guò)程和活動(dòng)提供了最大限度的可能性,有利于學(xué)生按照自己的興趣和愛好發(fā)展各種創(chuàng)新能力,以求得最佳的學(xué)習(xí)效果。
(二)貫徹因材施教教育原則
學(xué)分制有利于因材施教,發(fā)展學(xué)生個(gè)性,培養(yǎng)綜合素質(zhì)高和創(chuàng)新能力強(qiáng)的人才。學(xué)分制為學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展提供了最為寬廣的空間,在專業(yè)設(shè)置、課程體系編排設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容選擇等環(huán)節(jié)上具有無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)制定更加靈活的教學(xué)計(jì)劃,構(gòu)建超越專業(yè)和學(xué)科的課程體系,使學(xué)生可以按照自己的學(xué)習(xí)與發(fā)展愿望靈活選擇專業(yè)、課程和教師,自主設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)和發(fā)展計(jì)劃,學(xué)校通過(guò)增設(shè)一系列跨學(xué)科跨專業(yè)的新課程和課程群進(jìn)一步促進(jìn)課程建設(shè)和教學(xué)改革,促進(jìn)教學(xué)人員更新知識(shí)結(jié)構(gòu),提高教學(xué)活動(dòng)的針對(duì)性與社會(huì)適應(yīng)性。學(xué)分制還為學(xué)生更多參與第二課堂活動(dòng)提供了條件,在各類科技發(fā)明、創(chuàng)新競(jìng)賽等活動(dòng)中取得優(yōu)異成績(jī)的學(xué)生可以獲得創(chuàng)新學(xué)分,以調(diào)動(dòng)學(xué)生參與創(chuàng)新活動(dòng)的積極性,促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。
(三)優(yōu)化教育資源的配置
實(shí)施學(xué)分制能夠打破各種壁壘,優(yōu)化高校教育資源的配置。學(xué)分制可打破校、院(系)以及層次的自我封閉性,提高教育資源的利用率,使教育資源的共享、調(diào)節(jié)、優(yōu)化具有了自然調(diào)節(jié)、優(yōu)化的特征。可以打破傳統(tǒng)的專業(yè)課程與非專業(yè)課程的界線,適當(dāng)縮短必修課時(shí)間,增加選修課所占比例,允許學(xué)生根據(jù)個(gè)人需要靈活組織適應(yīng)于自身學(xué)習(xí)需要的課程體系,通過(guò)選擇和編排課程構(gòu)建自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)和專業(yè)結(jié)構(gòu)。學(xué)分制將教師推向了前臺(tái),直接面對(duì)學(xué)生的選擇,形成了教師不斷提高教學(xué)質(zhì)量的動(dòng)力機(jī)制,將最大限度地挖掘廣大教師的潛能,在滿足學(xué)生多樣化需求的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了教師隊(duì)伍的不斷優(yōu)化。學(xué)分制的實(shí)施要圍繞教室、圖書館、實(shí)驗(yàn)室來(lái)進(jìn)行,包括后勤在內(nèi)的各項(xiàng)工作都要全天候的使用,教育資源利用率大大提高。
(四)重建競(jìng)爭(zhēng)和淘汰機(jī)制
學(xué)分制通過(guò)選課制、選教制及選優(yōu)制的實(shí)施,把競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制引進(jìn)到教學(xué)中來(lái),一方面教師和課程都面臨一個(gè)內(nèi)外部市場(chǎng)的評(píng)價(jià)壓力。競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制促使教師有足夠的動(dòng)力不斷更新教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法,提高教學(xué)水平和能力,把自身的知識(shí)水平、學(xué)術(shù)水平和教學(xué)水平最大限度發(fā)揮出來(lái)。另一方面,學(xué)分制也給學(xué)生帶來(lái)了很大壓力和動(dòng)力,學(xué)生要想順利完成學(xué)業(yè),就要盡可能使成績(jī)最優(yōu)。因此,無(wú)論是對(duì)教師還是學(xué)生,學(xué)分制都會(huì)使其自覺參與競(jìng)爭(zhēng),從而達(dá)到全面提高教學(xué)質(zhì)量的目的。田同時(shí),學(xué)分制修正和重建了淘汰機(jī)制。學(xué)分制容納了轉(zhuǎn)學(xué)、轉(zhuǎn)系、轉(zhuǎn)專業(yè),甚至縱向的層次轉(zhuǎn)換,實(shí)際上也是容納了學(xué)生對(duì)不同學(xué)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的合理選擇,降低或者盡可能消滅淘汰率。學(xué)分制下的淘汰是學(xué)生的自我淘汰,淘汰主體是學(xué)生自己。
三、實(shí)施學(xué)分制的基本保障條件
學(xué)分制在不同的時(shí)期、不同的學(xué)校有不同的具體形態(tài),但作為一種教學(xué)制度,其制度理念、制度運(yùn)行機(jī)制和制度功能等,則是基本穩(wěn)定和十分明確的我們認(rèn)為實(shí)施學(xué)分制的基本保障條件可以概括為選課制、師資隊(duì)伍和本科生導(dǎo)師制。
(一)完善的選課制是實(shí)施學(xué)分制的核心
選課制是允許學(xué)生在一定程度和范圍內(nèi)自己選擇學(xué)科、專業(yè)和課程的一種教學(xué)制度。從學(xué)分制的基本特征來(lái)看,學(xué)分制有兩大基本特征:選課制和以學(xué)分作為計(jì)算學(xué)生學(xué)習(xí)量的單位。學(xué)分是形式,選課是內(nèi)容。眾所周知,承認(rèn)學(xué)生個(gè)性差異,尊重學(xué)生個(gè)性發(fā)展是學(xué)分制受到世界上大多數(shù)國(guó)家青睞并得以推廣和發(fā)展的最根本原因。大學(xué)生正處于個(gè)性發(fā)展最為強(qiáng)烈的時(shí)期,而每個(gè)學(xué)生都存在著認(rèn)識(shí)能力、勤奮程度、興趣愛好等方面的差異,教育所追求的目標(biāo)和結(jié)果就是根據(jù)學(xué)生自身發(fā)展的需要使學(xué)生潛能得到充分發(fā)揮。這就必須從完善選課制入手,因?yàn)椋挥凶寣W(xué)生自主選擇課程、任課教師、授課時(shí)間、修讀方式、學(xué)習(xí)量,才能滿足不同學(xué)生的不同需要和志趣,發(fā)揮學(xué)生個(gè)人的潛能。只有開出大量不同種類的選修課程供學(xué)生選擇,才能滿足學(xué)生個(gè)性發(fā)展的需要。
課程設(shè)置的質(zhì)量與數(shù)量是實(shí)施選課制的基礎(chǔ)尤其是選修課程的設(shè)置,更是能體現(xiàn)學(xué)分制實(shí)施質(zhì)量?jī)?yōu)劣的主要因素。課程設(shè)置要既能保證知識(shí)的系統(tǒng)性又能實(shí)現(xiàn)知識(shí)的廣博性,即專與博、質(zhì)與量的統(tǒng)一。這種矛盾體現(xiàn)在教學(xué)計(jì)劃中,就是如何分配必修課、限選課與任選課的比例問題。因此,在制定指導(dǎo)性教學(xué)計(jì)劃時(shí)應(yīng)承認(rèn)學(xué)生的個(gè)性差異,體現(xiàn)出彈性和靈活性。既要保證學(xué)生獲得合格的專業(yè)訓(xùn)練又要為學(xué)生拓寬知識(shí)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造條件,更要為部分優(yōu)秀學(xué)生留出充分發(fā)揮潛力的自由空間。更為重要的是,還要在必修課中引入的“選修”的概念,即學(xué)生可以選擇必修課修讀的時(shí)間、任課的教師,還可以修讀比本專業(yè)指導(dǎo)性教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的層次更高的課程。要運(yùn)用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)與方法制定指導(dǎo)性教學(xué)計(jì)劃,科學(xué)地處理各類課程及教學(xué)環(huán)節(jié)之間的關(guān)系。要根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況,特別是學(xué)校現(xiàn)有教學(xué)資源,包括師資、課程、教室、設(shè)備資源等。
然而,學(xué)分制并不意味著沒有任何限制的選課,學(xué)分制仍然存在一些必要的約束和管理機(jī)制,學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)程的安排也不是完全隨意的,必須在修讀完核心課程之后才能進(jìn)入自主安排階段。這一點(diǎn),即使在學(xué)分制最盛行的美國(guó)高校,選課實(shí)際上還是“有限制的選課”,這種限制主要體現(xiàn)在:學(xué)習(xí)階段的限制、選課范圍的限制、課程領(lǐng)域的限制和課程類型的限制等方面。
(二)健全的高水平師資隊(duì)伍是實(shí)施學(xué)分制的關(guān)鍵
學(xué)分制的運(yùn)行是以良好的師資隊(duì)伍為支撐和基礎(chǔ)的,在某種程度上,可以說(shuō)是學(xué)分制實(shí)施的關(guān)鍵。實(shí)施學(xué)分制的高校要提高對(duì)教師在學(xué)分制教學(xué)管理過(guò)程中的重要地位的認(rèn)識(shí),要清楚意識(shí)到實(shí)施學(xué)分制的關(guān)鍵是教師。學(xué)生在獲得自由選課的權(quán)利時(shí),也就具有了對(duì)教師的選擇權(quán),學(xué)生成了教師的“雇主”。教師在教學(xué)中的主導(dǎo)地位需要加強(qiáng),因?yàn)榻處煹馁|(zhì)量決定了學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的高低,而且學(xué)分制賦予了教師更大的使命、更多的責(zé)任。因此,學(xué)分制的實(shí)施必須是全體教師參與的活動(dòng)。學(xué)分制下的選課制的實(shí)施表面看起來(lái)是學(xué)生對(duì)課程的選擇,實(shí)際上是學(xué)生對(duì)授課教師的選擇。
要保證學(xué)生能夠自主選擇教師,必須以健全的高水平的師資隊(duì)伍為條件。教師之間能力的差異、知識(shí)水平的高低、教學(xué)方法及教學(xué)風(fēng)格的特色等等,直接影響和決定學(xué)生的選擇。學(xué)校要通過(guò)建立競(jìng)爭(zhēng)上崗機(jī)制,鼓勵(lì)教師一人多開課,一課多人開。同一課程盡可能開出不同的風(fēng)格、不同的特色,以滿足學(xué)生根據(jù)自己的基礎(chǔ)、志趣、特長(zhǎng)等來(lái)選擇教師和課程。顯然,這一切都是以健全的師資隊(duì)伍為基礎(chǔ)的。
高校教師在教學(xué)科研活動(dòng)中必須關(guān)注社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實(shí)和科學(xué)技術(shù)的最新發(fā)展,并將其應(yīng)用到教學(xué)、科研活動(dòng)中去。這就必須通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)來(lái)更新原有的知識(shí)和技能從而擴(kuò)展自己的知識(shí)領(lǐng)域,及時(shí)獲取學(xué)科的最新知識(shí),大力開展新理論、新技術(shù)、新材料、新方法的研究,開拓邊緣學(xué)科、交叉學(xué)科的新領(lǐng)域,鍛煉、提高和豐富自己的創(chuàng)造能力和實(shí)踐能力,這樣才能做到理論教學(xué)與科學(xué)實(shí)踐相結(jié)合。
推動(dòng)原有課程內(nèi)容的不斷更新,推出適合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的全新課程。應(yīng)緊跟科技發(fā)展的腳步,將先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中來(lái),比如電化教學(xué)、計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程教學(xué)等。加強(qiáng)職業(yè)道德培養(yǎng),不但要完成傳授知識(shí)的使命,而且要成為指導(dǎo)學(xué)生怎樣學(xué)習(xí)的導(dǎo)師,要教會(huì)學(xué)生“學(xué)會(huì)”知識(shí),更重要的是教會(huì)學(xué)生“會(huì)學(xué)”知識(shí),為其今后獲取更多的知識(shí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
(三)本科生導(dǎo)師制是實(shí)施學(xué)分制的保證
本科生導(dǎo)師制是指一種由經(jīng)過(guò)選聘的高校教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)、品德和生活等方面進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)的人才培養(yǎng)制度。推行本科生導(dǎo)師制,旨在加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)、指導(dǎo),學(xué)生準(zhǔn)確地理解本專業(yè)人才培養(yǎng)方案,合理安排學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)過(guò)程,自主地構(gòu)成合理的知識(shí)結(jié)構(gòu),最大限度地發(fā)揮自身特長(zhǎng),從而提高學(xué)生的思想道德素質(zhì)、文化素質(zhì)、專業(yè)素質(zhì)和分析問題適應(yīng)社會(huì)及工作的綜合能力,使其迅速適應(yīng)大學(xué)生活,順利完成四年的學(xué)習(xí)任務(wù)。本科生導(dǎo)師要在指導(dǎo)學(xué)業(yè)的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的和成才目標(biāo),端正專業(yè)思想和學(xué)習(xí)態(tài)度,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。一方面培養(yǎng)學(xué)生的業(yè)務(wù)專長(zhǎng),另一方面也對(duì)學(xué)生管理工作起到潛在的促進(jìn)作用。一般來(lái)說(shuō),本科生導(dǎo)師對(duì)低年級(jí)學(xué)生,重在指導(dǎo)其領(lǐng)會(huì)教學(xué)管理制度,制定可行的學(xué)習(xí)計(jì)劃:對(duì)高年級(jí)學(xué)生則重在發(fā)揮“導(dǎo)學(xué)”的功能,即加強(qiáng)對(duì)各門課程學(xué)習(xí)特點(diǎn)、學(xué)習(xí)手段、學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo),加強(qiáng)對(duì)學(xué)生綜合應(yīng)用、融會(huì)貫通所學(xué)知識(shí)的指導(dǎo)等等。
學(xué)分制把學(xué)生看作教育活動(dòng)的主體,學(xué)生選課是相對(duì)自由的,其本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)個(gè)人自主的學(xué)習(xí),使得學(xué)生能按照自己的價(jià)值觀念、興趣取向構(gòu)建自己的智能結(jié)構(gòu),選擇自己的成才道路,為學(xué)生獨(dú)立靈活地安排學(xué)習(xí)過(guò)程及在學(xué)習(xí)過(guò)程中充分發(fā)展自己的個(gè)性創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。但在客觀上因受制于學(xué)生自身的素質(zhì)、知識(shí)、能力等諸多因素,如果單純地讓學(xué)生自我制訂學(xué)習(xí)方案,很容易造成選課重量不重質(zhì)、知識(shí)缺乏系統(tǒng)性的問題,往往存在著憑個(gè)人興趣愛好或者片面追求學(xué)分的傾向,容易造成學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)、技能結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)的偏頗,導(dǎo)致知識(shí)的割裂,破壞知識(shí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性和完整性。因此在高校設(shè)立本科生導(dǎo)師制是一種有利于完善地實(shí)施學(xué)分制的輔助制度。
四、結(jié)論
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)思維;大學(xué)計(jì)算機(jī);教學(xué)體系;建設(shè);改革
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2017)05-0119-02
1 引言
高校作為人才培養(yǎng)的基地,承擔(dān)著向社會(huì)提供高素質(zhì)人才的重?fù)?dān)。大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)建作為高校培養(yǎng)高素質(zhì)人才的必備技能,其教育教學(xué)目標(biāo)逐漸明確。計(jì)算思維模式下大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)面臨新的發(fā)展局面,但該思維模式下大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)導(dǎo)向教學(xué)思路并不十分清晰。針對(duì)這一問題,基于該思維模式下對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行建設(shè)與全面改革,提出改革途徑,為推動(dòng)大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。
2 計(jì)算思維與創(chuàng)新教育
從自然科學(xué)領(lǐng)域出發(fā),計(jì)算思維與理論思維、實(shí)驗(yàn)思維并稱為三大科學(xué)思維。不同的學(xué)科教學(xué)對(duì)不同的思維將會(huì)產(chǎn)生影響。計(jì)算思維可以說(shuō)是一個(gè)本質(zhì)的能力,當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展中所有人都需要具備這一項(xiàng)基礎(chǔ)能力。作為當(dāng)代大學(xué)生更應(yīng)該發(fā)揮出計(jì)算思維的本質(zhì)與內(nèi)在價(jià)值[1]。計(jì)算機(jī)思維視角下應(yīng)該做好創(chuàng)新教育的延伸,挖掘計(jì)算思維當(dāng)中的內(nèi)在特點(diǎn)與價(jià)值,從而為新思想、新方法的產(chǎn)生奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。面對(duì)信息化時(shí)代的發(fā)展要求,高校應(yīng)該針對(duì)現(xiàn)階段高等教育的基本要求做好應(yīng)對(duì)復(fù)雜局面的準(zhǔn)備,以全新的方法去培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,并將計(jì)算思維融入到大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)中,為實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)建與教學(xué)改革提供保障[2]。
3 大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系建設(shè)與改革必要性
3.1 現(xiàn)行教學(xué)體系的不足
高校現(xiàn)行教學(xué)體系方面存在的不足主要從以下三個(gè)方面來(lái)看:其一,以教為主的教學(xué)方法無(wú)法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。無(wú)論是傳統(tǒng)的講臺(tái)、黑板、教材的教學(xué)方式,還是當(dāng)前多媒體充分運(yùn)用的現(xiàn)代輔助教學(xué)手段,其本質(zhì)都是以教師為主體去完成教學(xué)信息的傳遞。即便是實(shí)踐課程,也多數(shù)集中在以教師講解的教材內(nèi)容為主,學(xué)生到機(jī)房進(jìn)行實(shí)際操作,學(xué)生創(chuàng)新思維無(wú)法得到體現(xiàn);其二,以技能傳授為主。高等教育的深化改革大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容得到更新,技能為主的教學(xué)方法主要是引導(dǎo)學(xué)生去參與、去學(xué)習(xí)、去感受,讓學(xué)生學(xué)會(huì)怎樣學(xué)、如何學(xué),較少關(guān)注學(xué)生的興趣動(dòng)向以及對(duì)內(nèi)在原理的掌握程度,不利于終身學(xué)習(xí)能力的提升;其三,只關(guān)注結(jié)果的考核不利于計(jì)算思維的養(yǎng)成。大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)踐考核內(nèi)容偏側(cè)重于對(duì)知識(shí)的記憶,理論考核內(nèi)容多以選擇題為主,這種固化的考核方法不利于大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)學(xué)生計(jì)算思維的養(yǎng)成[3]。因此,迫切需要通過(guò)大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容的改革要求,來(lái)全面提高大學(xué)生計(jì)算思維。
3.2 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
計(jì)算思維模式下大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)與改革,對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力提升作用顯著。其一,符合大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求,能增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新精神;其二,在信息快速流通的背景下,知識(shí)的更新周期發(fā)生改變,“授之以魚”不如“授之以漁”,只有掌握計(jì)算機(jī)問題的解決方法,才能夠啟發(fā)學(xué)生去主動(dòng)的思考,提高自身對(duì)于問題的解決能力,滿足學(xué)生終身學(xué)習(xí)的要求[4]。
4 計(jì)算思維模式下大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系建設(shè)與改革途徑
4.1 知識(shí)與思維的協(xié)調(diào)優(yōu)化
知識(shí)與思維需要全面的協(xié)調(diào)優(yōu)化,如在大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容中所提到的最小集合,其內(nèi)涵的知識(shí)結(jié)構(gòu)與內(nèi)容覆蓋面較寬。如果在該教學(xué)內(nèi)容的傳授過(guò)程中以知識(shí)灌輸?shù)姆绞酵瓿芍v解,則教學(xué)內(nèi)容及知識(shí)點(diǎn)無(wú)法徹底講完。例如“符號(hào)化-計(jì)算化-自動(dòng)化”知識(shí)單元當(dāng)中的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn),如果按照知R來(lái)介紹,則每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)當(dāng)中的內(nèi)容都可能需要幾個(gè)學(xué)時(shí)來(lái)完成,僅僅一個(gè)二進(jìn)制和編碼就可以講授很多內(nèi)容。但換一個(gè)角度來(lái)看,從計(jì)算思維角度來(lái)分析這些教學(xué)內(nèi)容則簡(jiǎn)單很多,學(xué)生對(duì)于信息的理解上主要用O和I來(lái)表示,由計(jì)算機(jī)做好處理工作,這便能夠壓縮很多內(nèi)容,關(guān)注知識(shí)的貫通,形成一種全新的思維模式與思維形態(tài)。在以計(jì)算思維的處理與引導(dǎo)下,“知識(shí)”能夠隨著“思維”講解而介紹,“思維”隨著“知識(shí)”的貫通而形成,這種教學(xué)內(nèi)容的取舍與優(yōu)化,對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程十分關(guān)鍵與必要[5]。
4.2 大思維小技巧的應(yīng)用實(shí)踐
計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)中存在諸多“小技巧”,這些技巧有一些需要教師的傳授,有一些需要學(xué)生本身做好深度挖掘。可以說(shuō),任何一種表示方法或者算法都是充滿技巧性的,對(duì)學(xué)生具有較強(qiáng)的吸引力。還是以“符號(hào)化-計(jì)算化-自動(dòng)化”知識(shí)單元為例,為什么幾個(gè)門電路可以形成“加法器”?為什么符號(hào)可以參與到運(yùn)算當(dāng)中并且結(jié)果還正確?這些都需要學(xué)生自己去思考,從中總結(jié)小技巧,調(diào)動(dòng)對(duì)于大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容的積極性。然而,大學(xué)計(jì)算機(jī)第一門課程還是應(yīng)該更多的關(guān)注計(jì)算機(jī)學(xué)科當(dāng)中經(jīng)典的計(jì)算思維,以該思維模式為核心,更多的吸引與鼓勵(lì)學(xué)生在新的環(huán)境下形成一種創(chuàng)新性思維,即“大思維”。“大思維”與“小技巧”的應(yīng)用應(yīng)該同時(shí)著眼于實(shí)際,為大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)提供改革所需條件[6]。
4.3 寬度教學(xué)與深度拓展
學(xué)生的思維培養(yǎng)已經(jīng)成為教育改革的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容,思維的基本特性決定著它所能夠帶給人的啟迪作用,為學(xué)生提供一個(gè)想象的空間。計(jì)算思維模式下大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建與改革,要求實(shí)現(xiàn)寬度教學(xué)與深度拓展。從大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)的角度出發(fā),寬度教學(xué)指的是能夠從社會(huì)/自然生活中的廣義計(jì)算講起,進(jìn)一步講解到計(jì)算機(jī)技術(shù)與計(jì)算系統(tǒng)中的計(jì)算,將生活當(dāng)中的各項(xiàng)基礎(chǔ)原理應(yīng)用到計(jì)算機(jī)概念當(dāng)中,這種映射的方式,一方面能夠讓學(xué)生快速地掌握與理解大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)中的基礎(chǔ)內(nèi)容與知識(shí)點(diǎn),另一方面也能夠讓學(xué)生理解大學(xué)計(jì)算機(jī)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)原理與具體層次,全面強(qiáng)化計(jì)算思維的深層次理解。所謂深度拓展,則能夠從深層次上去探究本質(zhì)問題,包括思維的本質(zhì)與思維的應(yīng)用等,強(qiáng)化思維對(duì)于學(xué)生所產(chǎn)生的影響,并在思維的影響之下為教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)建打下基礎(chǔ)。
4.4 思維與實(shí)用的相互轉(zhuǎn)化
計(jì)算思維模式下談及大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系建設(shè),要求思維因素與實(shí)用性內(nèi)容的相互轉(zhuǎn)化。以科學(xué)的計(jì)算思維為前提,引導(dǎo)與鼓勵(lì)大學(xué)生參與到實(shí)踐中去,突出表現(xiàn)為大學(xué)計(jì)算機(jī)知識(shí)點(diǎn)的靈活運(yùn)用。在早期的研究理論當(dāng)中,認(rèn)為大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)并不具備實(shí)用性價(jià)值,如何運(yùn)用計(jì)算機(jī)知識(shí)點(diǎn)才具備實(shí)用性價(jià)值。從這一觀點(diǎn)可以看出,認(rèn)知上顯然是狹義層面的。經(jīng)過(guò)多年的大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革,實(shí)用性內(nèi)容的價(jià)值逐漸被改變,可以說(shuō)其既是容易掌握的,也是不容易掌握的。容易掌握的內(nèi)容主要是指在對(duì)基礎(chǔ)的“思維”了解與掌握之后,對(duì)具體操作的掌握是容易的,各種軟件、硬件以及網(wǎng)絡(luò)等計(jì)算系統(tǒng)都是遵循著某種思維設(shè)計(jì)而成。提及不容易掌握,t是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言本就是處于動(dòng)態(tài)的變化之中,想要在演變中把握一絲規(guī)律,則顯得較為困難。但根據(jù)計(jì)算思維發(fā)展特性這些問題能迎刃而解[7]。
4.5 原理與案例的教學(xué)實(shí)踐
相較于傳統(tǒng)的學(xué)科而言,大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)的內(nèi)容是一種動(dòng)態(tài)化形態(tài),會(huì)根據(jù)新概念、新原理的產(chǎn)生而發(fā)生變化,且這種原理多來(lái)自于社會(huì)與自然,在抽象化的處理之后進(jìn)入到不同層次的計(jì)算系統(tǒng)之中。正是這種新概念與新原理的存在,才使得學(xué)科知識(shí)的掌握十分必要。對(duì)于某一些原理,可能是一個(gè)詞或者一個(gè)描述語(yǔ)言,但其背后的價(jià)值與內(nèi)涵卻被忽略。但如果與案例進(jìn)行結(jié)合,則能夠?qū)⒍喾N概念進(jìn)行全面的解讀,在案例的教學(xué)當(dāng)中引出新的計(jì)算學(xué)科術(shù)語(yǔ),引發(fā)學(xué)生從一個(gè)較淺的理解層次逐步過(guò)渡到一個(gè)較深層次。原理與案例的教學(xué)實(shí)踐看似是對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)方法的變革,實(shí)際上也是對(duì)思維養(yǎng)成與教學(xué)內(nèi)容改革的全新探索。
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【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 基礎(chǔ)教學(xué)
一、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程現(xiàn)狀
(1)計(jì)算機(jī)技術(shù)理論知識(shí)、實(shí)踐應(yīng)用在不斷推陳出新,教學(xué)內(nèi)容顯得比較陳舊,學(xué)生為了考試對(duì)基礎(chǔ)理論不求甚解,靠死記硬背。
(2)操作技能的訓(xùn)練偏重與軟件的使用,使得教學(xué)淪為工具訓(xùn)練,完全沒有體現(xiàn)利用計(jì)算機(jī)解決問題,體現(xiàn)對(duì)思維能力,分析求解問題等能力培養(yǎng)的重要性,偏離大學(xué)教學(xué)。
(3)課程有逐漸邊緣化的趨勢(shì),課時(shí)壓縮嚴(yán)重,教學(xué)輔助支撐缺失。教師為了在有限課時(shí)中完成教學(xué),極度簡(jiǎn)化、略化知識(shí)。教師沒有時(shí)間也沒有積極性去拓展教學(xué),訓(xùn)練學(xué)生的思維能力,教學(xué)過(guò)程朝填鴨式教學(xué)發(fā)展,呈現(xiàn)“趕幫超”即趕時(shí)間,幫學(xué)生思考,超計(jì)劃教學(xué)等趨勢(shì)。
二、計(jì)算思維及其意義
計(jì)算思維指計(jì)算機(jī)、軟件及計(jì)算相關(guān)學(xué)科中科學(xué)家和工程技術(shù)人員的思維模式。2006年,美國(guó)卡內(nèi)基梅隆(CMU)大學(xué)周以真教授首次提出計(jì)算思維概念,即“計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)”,“其本質(zhì)就是抽象與自動(dòng)化,即在不同層面進(jìn)行抽象,以及將這些抽象機(jī)器化”。
周以真教授的目的是希望所有人能像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考,將計(jì)算技術(shù)與各學(xué)科理論、技術(shù)與藝術(shù)進(jìn)行融合,實(shí)現(xiàn)新的創(chuàng)新。此外陳國(guó)良院士、李廉教授等,將計(jì)算思維看作除理論思維、實(shí)驗(yàn)思維外的第三大思維。理論思維以推理和演繹為特征的“邏輯思維”;實(shí)驗(yàn)思維以觀察和總結(jié)為特征的“實(shí)證思維”;計(jì)算思維則是以設(shè)計(jì)和構(gòu)造為特征的“構(gòu)造思維”。當(dāng)傳統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)手段受到限制,難以從大量數(shù)據(jù)中找到結(jié)果,將不可避免利用計(jì)算手段來(lái)協(xié)同創(chuàng)新。
三、計(jì)算思維教學(xué)
(一)教學(xué)意義
一個(gè)人若不具備計(jì)算思維的能力,將在從業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì);一個(gè)國(guó)家若不使廣大受教育者得到計(jì)算思維能力的培養(yǎng),將在激烈競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際環(huán)境中不可能居于引領(lǐng)地位。大學(xué)教育是培養(yǎng)對(duì)學(xué)生未來(lái)發(fā)展有益的能力。僅僅局限在通用知識(shí)與應(yīng)用技能的學(xué)習(xí),關(guān)注當(dāng)前具體操作,難以滿足未來(lái)計(jì)算能力的需求,難以跨越專業(yè)計(jì)算手段的變遷。當(dāng)軟件更新、版本升級(jí)將面臨升級(jí)或被淘汰。
計(jì)算思維與其他學(xué)科思維的融合,它是學(xué)生創(chuàng)造性思維培養(yǎng)的重要組成,尤其對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)是有幫助的,幫助學(xué)生以最快、最新的方式適應(yīng)信息社會(huì)的變化。。例如“程序”有助于形成研究自動(dòng)化求解問題的思維模式;“算法”和“系統(tǒng)”思維有助于形成層次化、結(jié)構(gòu)化、對(duì)象化求解問題思維模式;“網(wǎng)絡(luò)化”有助于網(wǎng)絡(luò)化獲取數(shù)據(jù)與服務(wù)的思維模式。
大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)就是挖掘這些思維,傳授這樣的思維,訓(xùn)練這樣的思維,讓學(xué)生不僅有還能自主實(shí)現(xiàn)這樣思維模式。隨著思維的理解,提高知識(shí)的學(xué)習(xí)效果,將能力培養(yǎng)貫穿專業(yè)需求。
(二)教學(xué)目標(biāo)
“計(jì)算思維”教育的基本核心是讓學(xué)生具有一種能力,能利用計(jì)算科學(xué)的方法與技術(shù)解決自己所從事的專業(yè)領(lǐng)域的一些基本問題。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的思想、方法、意識(shí)、興趣和能力,而不是灌輸一大堆概念與知識(shí)。培養(yǎng)和熏陶求解問題的意識(shí),在碰到實(shí)際問題時(shí)能意識(shí)到如何利用計(jì)算學(xué)科的思想、方法與技術(shù)求解,最后把相應(yīng)的思維方法內(nèi)化,更廣泛地為工作、學(xué)習(xí)與生活服務(wù)。
(三)教學(xué)內(nèi)容
計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)是產(chǎn)生計(jì)算思維的基礎(chǔ)環(huán)境,但是繁雜的知識(shí)不容易抓住中心,所以課程內(nèi)容應(yīng)圍繞培養(yǎng)計(jì)算思維能力來(lái)設(shè)計(jì)內(nèi)容。作為基礎(chǔ)課程,可把教學(xué)重點(diǎn)放在數(shù)據(jù)的表示與存儲(chǔ)、運(yùn)算,計(jì)算機(jī)基本工作原理,軟/硬件系統(tǒng),應(yīng)用軟件等內(nèi)容,以計(jì)算思維的訓(xùn)練來(lái)串聯(lián)知識(shí)點(diǎn)。避免傳統(tǒng)授課中以知識(shí)點(diǎn)為中心的講授方式,以訓(xùn)練計(jì)算思維為導(dǎo)向。例如講解數(shù)據(jù)表示讓學(xué)生理解“抽象思維”;講解存儲(chǔ)程序原理可以讓學(xué)生體會(huì)“自動(dòng)化思維”;講解程序運(yùn)行時(shí)可以讓學(xué)生練習(xí)“分解,分級(jí)思維”。將知識(shí)點(diǎn)中體現(xiàn)計(jì)算思維的閃光點(diǎn)挖掘出來(lái),作為授課的重點(diǎn)和任務(wù)。在技能練習(xí)上主要體現(xiàn)在對(duì)應(yīng)用軟件的使用。教學(xué)中不能簡(jiǎn)化為工具的介紹和功能熟悉,應(yīng)該訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新能力,利用計(jì)算思維和現(xiàn)有工具解決實(shí)際需求。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)該體現(xiàn)“知識(shí)”、“技能”和“思維”三維一體的教學(xué)模式,三者相互交叉和融合。
(四)教學(xué)設(shè)計(jì)
計(jì)算思維是眾多知識(shí)積累之后思想、方法的提煉,計(jì)算機(jī)的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)比較嚴(yán)謹(jǐn),但是又較為復(fù)雜和抽象,如何以一種具體的、形式化的思維方式傳授給學(xué)生是教學(xué)設(shè)計(jì)中需要考慮的重要問題。類比、形象比喻、情境相似聯(lián)系是比較好的方法。在對(duì)問題進(jìn)行求解的時(shí)候,以現(xiàn)實(shí)世界中已經(jīng)成功的、熟悉的、易于理解的范例作為參照,引申出類似的求解方法,達(dá)到用計(jì)算思維求解的目標(biāo),實(shí)現(xiàn)問題的抽象、建模和計(jì)算。例如網(wǎng)絡(luò)中域名解析的工作過(guò)程,可以類比于書信編址及投遞過(guò)程。教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)類比問題的分析、分解、求解、遷移、目標(biāo)問題求解,分析總結(jié)方法特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),達(dá)到教學(xué)效果。
(五)應(yīng)用實(shí)踐
以問題為導(dǎo)向的進(jìn)行范例示范訓(xùn)練,以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐練習(xí)。教師設(shè)計(jì)任務(wù)、實(shí)施任務(wù)和總結(jié)講評(píng)。學(xué)生通過(guò)任務(wù)需求,利用范例中體現(xiàn)的計(jì)算思維方法和基本操作,分析問題,直接求解或分解子問題再求解。例如利用電子表格對(duì)班級(jí)所有學(xué)生進(jìn)行綜合排名以及按指定條件篩選優(yōu)秀學(xué)生。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的案例求解可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,參與教學(xué)過(guò)程,求解的過(guò)程即是對(duì)知識(shí)和技能的檢驗(yàn),更是對(duì)計(jì)算思維能力的鍛煉,提高應(yīng)用與實(shí)踐的綜合能力,為學(xué)生提供了受益終身的學(xué)習(xí)方法。
1 高等中醫(yī)藥教育、教學(xué)改革發(fā)展戰(zhàn)略
基于社會(huì)發(fā)展與國(guó)民經(jīng)濟(jì)五年規(guī)劃和教育事業(yè)發(fā)展規(guī)劃特點(diǎn),再結(jié)合我國(guó)長(zhǎng)期教育改革發(fā)展戰(zhàn)略,可明確高等中醫(yī)藥教育、教學(xué)改革主要方向?yàn)楦叩戎嗅t(yī)藥教育、教學(xué)改革的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、前瞻性及全局性理論與現(xiàn)實(shí)問題,同時(shí)還需注重研究高等中醫(yī)藥教育新興學(xué)科、傳統(tǒng)學(xué)科及交叉學(xué)科,創(chuàng)新高等中醫(yī)藥教育研究方法、學(xué)科體系及學(xué)術(shù)觀點(diǎn),將時(shí)代特征準(zhǔn)確把握住,提升預(yù)見性,研究出科學(xué)教學(xué)成果,使其能夠代表國(guó)家水平。該教學(xué)中基礎(chǔ)研究要注重開拓性與原創(chuàng)性,將高等中醫(yī)藥教育規(guī)律及本質(zhì)揭示; 注重研究學(xué)理問題,建設(shè)學(xué)科,將精品課程優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮,同時(shí)注重現(xiàn)有基礎(chǔ)研究; 在開展應(yīng)用研究時(shí)需注重實(shí)效性與針對(duì)性,將教學(xué)實(shí)踐及政策問題有效解決; 對(duì)于開發(fā)研究則需注重其使用價(jià)值與社會(huì)效益。由上述發(fā)展戰(zhàn)略可確定中醫(yī)藥教育、教學(xué)改革發(fā)展趨勢(shì)。
2 高等中醫(yī)藥教育、教學(xué)改革發(fā)展趨勢(shì)
2. 1 補(bǔ)充教育資源,解決短缺問題高等
中醫(yī)藥在教育、教學(xué)改革過(guò)程中一定要注重解決生源問題特別是優(yōu)勢(shì)學(xué)生資源問題,此為醫(yī)學(xué)院主要面臨問題。當(dāng)前醫(yī)學(xué)院校吸引學(xué)生資源的方法主要為補(bǔ)貼、獎(jiǎng)學(xué)金及學(xué)費(fèi)免除,而多數(shù)醫(yī)學(xué)院校在教育優(yōu)勢(shì)學(xué)生時(shí)采取的教學(xué)方式大致與普通學(xué)生相同,此時(shí)又出現(xiàn)一個(gè)問題: 如何確保優(yōu)勢(shì)學(xué)生資源后期的充分、高效利用。為此,需改革優(yōu)勢(shì)學(xué)生資源教育,吸引其入學(xué)后采取與普通學(xué)生不一樣的教學(xué)方式,要求相對(duì)更高,可實(shí)施一生多師或一師三生制,不僅學(xué)生間可相互促進(jìn),學(xué)生亦可跟隨不同老師,獲取全面發(fā)展。目前,中醫(yī)藥教學(xué)也面臨中藥資源短缺問題,在日常教學(xué)中應(yīng)與教師臨床經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際用藥效果相結(jié)合,同時(shí)與經(jīng)典理論描述相結(jié)合講解,比如藥品質(zhì)量降低導(dǎo)致用藥效果差如何補(bǔ)擬,是聯(lián)用藥物還是增加劑量,這對(duì)教師臨床實(shí)踐水平要求較高。為此,基于實(shí)踐與經(jīng)典應(yīng)注重學(xué)生學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng),同時(shí)提升教學(xué)師資水平,將教學(xué)思路拓展,給教師優(yōu)良待遇,爭(zhēng)取更多國(guó)家政策; 盡量小班授課,改善教學(xué)質(zhì)量。
2. 2 改革學(xué)分制體制,與人才市場(chǎng)需求相適應(yīng)
課程體系主要由專業(yè)課程間配合與分工構(gòu)成,要實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)單靠幾門課程是不行的,需依靠所有開設(shè)課程的補(bǔ)充與協(xié)調(diào)。課程體系的合理性對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量存在直接影響,目前醫(yī)學(xué)院多實(shí)行學(xué)分制,計(jì)算學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)程,學(xué)生可跨系或跨專業(yè)選修感興趣課程,可多樣化學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu),促進(jìn)邊緣學(xué)科發(fā)展,促進(jìn)學(xué)科間相互滲透。學(xué)生一門學(xué)科學(xué)完后便可獲得學(xué)分,畢業(yè)與否需考慮學(xué)分是否足夠。當(dāng)前國(guó)內(nèi)高等教育競(jìng)爭(zhēng)較激烈,高等中醫(yī)藥教育應(yīng)開展創(chuàng)造與革新,需快速反應(yīng)以滿足社會(huì)所需,包括政府、社會(huì)及學(xué)生自身,由此與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)所需相適應(yīng)。科技逐漸發(fā)展,各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域尤其是技術(shù)與科學(xué)領(lǐng)域新東西層出不窮,高等中醫(yī)藥教育與時(shí)展步伐相適應(yīng),需開設(shè)大量新型課程,向?qū)W生傳授最新科研成果。專業(yè)課程體系設(shè)置具有靈活性,除需保持專業(yè)基礎(chǔ)課程與部分基礎(chǔ)課程穩(wěn)定外,教師可結(jié)合人才市場(chǎng)需求及科研成果設(shè)置選修課程,使學(xué)生學(xué)習(xí)最緊缺知識(shí)解決工作難題,還可掌握新型科研成果; 同時(shí),實(shí)行學(xué)分制是新學(xué)科進(jìn)入高校的最佳方式。
2. 3 理清思路,注重創(chuàng)新發(fā)展辦學(xué)理念
基于實(shí)踐產(chǎn)生,出路由思路決定,為此中醫(yī)藥院校需對(duì)教學(xué)過(guò)程中經(jīng)驗(yàn)予以總結(jié),并充分結(jié)合社會(huì)發(fā)展形勢(shì)與國(guó)家政策,將時(shí)代精神體現(xiàn),思考辦學(xué)理念。需基于優(yōu)良傳統(tǒng)并繼承,再求發(fā)展; 與兄弟院校溝通交流,汲取經(jīng)驗(yàn)教學(xué),將辦學(xué)者思路開闊,強(qiáng)化執(zhí)行力; 將人才培養(yǎng)作為中心,堅(jiān)持科研與教學(xué)、創(chuàng)新與繼承并重; 注重基地建設(shè),包括國(guó)家臨床研究基地、對(duì)外交流與合作基地、科技創(chuàng)學(xué)與產(chǎn)學(xué)研合作基地及農(nóng)村中醫(yī)藥技術(shù)培訓(xùn)與人才培養(yǎng)基地,提升學(xué)生研究與實(shí)踐能力。同時(shí),高等醫(yī)學(xué)院還需適當(dāng)擴(kuò)張,不僅要表現(xiàn)為量的擴(kuò)張,還需注重內(nèi)涵發(fā)展,用實(shí)力說(shuō)話,實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。由于高等中醫(yī)藥教育自身較為滯后,短時(shí)間內(nèi)有必要大量擴(kuò)張,但需實(shí)施調(diào)整發(fā)展方針,從規(guī)模擴(kuò)張向內(nèi)涵發(fā)展轉(zhuǎn)變,注重內(nèi)在品質(zhì),做大的同時(shí)還需做強(qiáng),由此才能提升教學(xué)質(zhì)量。注重信息技術(shù)的應(yīng)用,全面開展教學(xué)改革工程。此外,中醫(yī)藥院校還需彰顯特色,科學(xué)定位,將優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮,多樣化教學(xué)模式,基于自身實(shí)際與市場(chǎng)多元化需求,找準(zhǔn)自身生存空間及發(fā)展定位,并積極探求與其相適應(yīng)的運(yùn)行機(jī)制及辦學(xué)模式,彰顯基于文化底蘊(yùn)、歷史傳統(tǒng)深厚及學(xué)術(shù)氛圍濃厚的辦學(xué)特色。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)課程 新舊知識(shí) 教學(xué)效率
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“義務(wù)教育階段的數(shù)學(xué)課程,其基本出發(fā)點(diǎn)是促進(jìn)學(xué)生全面、持續(xù)、和諧地發(fā)展。它不僅要考慮數(shù)學(xué)自身的特點(diǎn),更應(yīng)遵循學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的心理規(guī)律,強(qiáng)調(diào)從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實(shí)際問題抽象成數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行解釋與應(yīng)用的過(guò)程,進(jìn)而使學(xué)生獲得對(duì)數(shù)學(xué)理解的同時(shí)在思維能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀等多方面得到進(jìn)步和發(fā)展。”而數(shù)學(xué)學(xué)科的邏輯性,恰恰反映在它的嚴(yán)密性和新舊知識(shí)的連貫性上。每一部分的新知識(shí)往往是舊知識(shí)的延伸和發(fā)展,又是后續(xù)知識(shí)的基礎(chǔ)。因此,在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,巧用新舊知識(shí)的聯(lián)系,突破教學(xué)重點(diǎn),顯得尤為重要。
統(tǒng)觀現(xiàn)行的小學(xué)數(shù)學(xué)教材,每個(gè)“知識(shí)塊”都是按照由淺入深,由易到難,循序漸進(jìn),螺旋上升的原則,分為各循環(huán)段,各單元,各章節(jié)來(lái)編排的。如計(jì)算教學(xué)整數(shù)是從20以內(nèi)數(shù)的認(rèn)識(shí)和計(jì)算,到百以內(nèi)數(shù)的認(rèn)識(shí)和計(jì)算,由萬(wàn)以內(nèi)數(shù)的認(rèn)識(shí)和計(jì)算到萬(wàn)以上數(shù)的認(rèn)識(shí)和計(jì)算;小數(shù)和分?jǐn)?shù)則是由包括初步認(rèn)識(shí)兩個(gè)循環(huán)段組成。從章節(jié)上看,整數(shù)的加減法由不進(jìn)位到進(jìn)位,由不退位到退位;分?jǐn)?shù)則是由同分母加減法到異分母加減法等等。這樣,循環(huán)段與循環(huán)段之間,單元與單元之間,章節(jié)與章節(jié)之間,既存在縱向聯(lián)系,又存在橫向聯(lián)系,既有知識(shí)系統(tǒng)的標(biāo)志,也是研究新舊知識(shí)的著眼點(diǎn)和切入口。
有位教育家曾經(jīng)這樣說(shuō)過(guò)“教給孩子借助已有知識(shí)去獲取新知,是最高的教學(xué)技巧。”所以教師只有非常明確各知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,掌握新舊知識(shí)的銜接點(diǎn),做到有的放矢,才能在數(shù)學(xué)教學(xué)中運(yùn)用遷移規(guī)律搞好舊知識(shí)向新知識(shí)的過(guò)渡,形象思維向抽象邏輯思維過(guò)渡。這就需要在兩個(gè)新舊知識(shí)的連接點(diǎn)上做文章,形成了容易解答的一個(gè)新知識(shí),這樣過(guò)渡自然.,學(xué)生接受起來(lái)才會(huì)輕松順暢。平時(shí)教學(xué)中,我正是充分考慮這一點(diǎn),才會(huì)以學(xué)生原有知識(shí)為起跑線,提供沖刺的跑道,讓學(xué)生在老師的有序指導(dǎo)下完成從舊知識(shí)到新知識(shí)的順利跨越。現(xiàn)就本人在十幾年的教學(xué)實(shí)踐中,如何巧用新舊知識(shí)的聯(lián)系來(lái)提高課堂效率談點(diǎn)粗淺的看法:
一、抓住縱向聯(lián)系,深化知識(shí)生長(zhǎng)點(diǎn)
如學(xué)習(xí)異分母加減法的時(shí)候,考慮到學(xué)生已經(jīng)掌握了整數(shù),小數(shù)加減法,同分母分?jǐn)?shù)加減法等計(jì)算,在這些計(jì)算學(xué)習(xí)中只要牢牢抓住了“只有計(jì)數(shù)單位相同,才能相加減”這一概括性很強(qiáng)的觀念,為“異分母分?jǐn)?shù)加減法”奠定相關(guān)的舊知基礎(chǔ),“異分母分?jǐn)?shù)加減法”的問題也就迎刃而解。
二、加強(qiáng)橫向比較,突出知識(shí)連接點(diǎn)
如學(xué)生學(xué)習(xí)了萬(wàn)以內(nèi)數(shù)的讀法和寫法,掌握了個(gè)級(jí)的讀寫法,理解了數(shù)位順序和計(jì)數(shù)知識(shí),到學(xué)習(xí)多位數(shù)的順序和讀寫法就可以水到渠成地以舊引新了。
三、巧用新舊聯(lián)系,強(qiáng)化概念的銜接點(diǎn)
在傳授新知時(shí),必須注意抓住新、舊知識(shí)的聯(lián)系,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行類比、對(duì)照,并區(qū)別新舊異同,從而揭示新知的本質(zhì)。如講解整數(shù)乘法運(yùn)算定律推廣到小數(shù),可通過(guò)應(yīng)用整數(shù)乘法運(yùn)算定律進(jìn)行整數(shù)簡(jiǎn)便計(jì)算進(jìn)行引入講解等等,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)有一種“似曾相識(shí)”之感。
四、在新舊知識(shí)聯(lián)接處設(shè)問,突破新知的難點(diǎn)
關(guān)鍵詞: 判別分析 spss軟件 學(xué)分制 學(xué)分績(jī)點(diǎn)
為了深化教育教學(xué)改革,全面推進(jìn)素質(zhì)教育,適應(yīng)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,促進(jìn)學(xué)生自主發(fā)展,培養(yǎng)德、智、體、美等全面發(fā)展,具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)應(yīng)用型人才,廣大院校逐漸推行學(xué)分制。
學(xué)分制是學(xué)生在學(xué)年專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的指導(dǎo)下,修學(xué)必修課程、選修課程,并用學(xué)分計(jì)量學(xué)習(xí)的量,用學(xué)分績(jī)點(diǎn)衡量學(xué)習(xí)質(zhì)量的制度。
從學(xué)分制的特點(diǎn)出發(fā),為了檢驗(yàn)、評(píng)估學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)和技能的理解及掌握程度、應(yīng)用能力,進(jìn)一步起到評(píng)估教學(xué)質(zhì)量的目的,本文嘗試通過(guò)對(duì)學(xué)生的成績(jī)分析來(lái)了解學(xué)生掌握知識(shí)的能力、學(xué)以致用的能力及基本技能的使用情況。所謂判別分析就是要在水平直線上的某個(gè)位置劃一條分界線,把這條分界線左邊的點(diǎn)都判給A類,把分界線右邊的點(diǎn)都判給B類,使誤判率最低。從而,可以把這條分界線,作為一個(gè)判別準(zhǔn)則,判別一個(gè)或多個(gè)個(gè)體屬于哪一個(gè)類別。判別分析能在紛繁的數(shù)據(jù)中揭示事物的內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律。
一、研究思路和研究方法
1.研究思路
首先要采用一定的方法確定研究對(duì)象樣本,其次確定指標(biāo),再次運(yùn)用spss統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行判別分析,最后得出結(jié)論并分析。
2.研究方法
為了了解2007級(jí)的學(xué)生在完成基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)后,在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)專業(yè)課程學(xué)習(xí)持續(xù)能力,首先對(duì)2006級(jí)學(xué)生的成績(jī)利用學(xué)分績(jī)點(diǎn)進(jìn)行排名,并按比例分為三類(優(yōu)、良、合格),合理選擇學(xué)生基礎(chǔ)課程成績(jī),并以此作為判別指標(biāo),將已經(jīng)分類的2006級(jí)和未進(jìn)行分類的2007級(jí)學(xué)生的基礎(chǔ)課程成績(jī)作為訓(xùn)練樣本,進(jìn)行判別分析。通過(guò)判別2007級(jí)學(xué)生的歸屬類別,從而來(lái)預(yù)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,針對(duì)后勁不足的學(xué)生分析原因,同時(shí)也為教學(xué)管理者提供有用信息。
(1)研究樣本的選取。學(xué)分績(jī)點(diǎn)是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的主要指標(biāo),每門課程的學(xué)分績(jī)點(diǎn)由所獲課程的學(xué)分與質(zhì)量績(jī)點(diǎn)的成績(jī)構(gòu)成(部分院校將考試不及格或重修后及格的課程,給予學(xué)分,但其績(jī)點(diǎn)為“0”)。平均學(xué)分績(jī)點(diǎn)是免修、評(píng)優(yōu)的重要依據(jù)。每學(xué)期結(jié)束及修業(yè)期滿,應(yīng)計(jì)算學(xué)生的平均學(xué)分績(jī)點(diǎn),超過(guò)一學(xué)期累計(jì)結(jié)算的總學(xué)分績(jī)點(diǎn)稱為累計(jì)學(xué)分績(jī)點(diǎn)。其計(jì)算公式如下:
一門課程的學(xué)分績(jī)點(diǎn)=課程的成績(jī)×課程學(xué)分?jǐn)?shù)
一學(xué)期的平均學(xué)分績(jī)點(diǎn)=一學(xué)期全部學(xué)分績(jī)點(diǎn)之和/一學(xué)期全部學(xué)分之和
修業(yè)期滿的平均學(xué)分績(jī)點(diǎn)=全部課程的學(xué)分績(jī)點(diǎn)之和/全部課程學(xué)分之和
(2)馬氏距離判別分析理論。“距離”是多元數(shù)據(jù)分析中的一個(gè)重要概念,在多元數(shù)據(jù)分析中距離種類較多,但在判別分析中,考慮到總體信息分布的分散性,不適宜直接采用其他方式,因此在判別分析中通常使用馬氏距離。
設(shè)有k個(gè)總體G1,G2,…,Gk(k>2),均值向量分別為u1,u2,…,uk,協(xié)方差矩陣分別為Σ1,Σ2,…,Σk。對(duì)任意給定的新樣本x,計(jì)算其到各總體的馬氏距離最短的總體。任取兩個(gè)總體G■,G■,考察新樣品x到G■和G■的馬氏距離的平方差:
d2(x,G■)-d2(x,G■)=-2
W■(x)=a■■x+b■,而a■=∑■μ■,b■=-■μ■■∑■μ■;
W■(x)=a■■x+b■,而a■=∑■μ■,b■=-■μ■■∑■μ■;
d2(x,G■)≥d2(x,G■)?圳W■(x)≥W■(x),
d2(x,G■)
這樣,得到多總體在總體協(xié)方差矩陣相等時(shí)的距離。判別準(zhǔn)則:若總體Gj0滿足Wj0(x)=■W■(x)則判定x∈Gj0。
二、學(xué)生成績(jī)判別分析預(yù)測(cè)模型實(shí)證檢驗(yàn)
1.樣本選擇
樣本來(lái)源:學(xué)院教務(wù)處提供了電子電氣工程系自動(dòng)化2006級(jí)39名學(xué)生三個(gè)學(xué)期的學(xué)科成績(jī)與2007級(jí)29名大學(xué)兩個(gè)學(xué)期的學(xué)科成績(jī)。
2.學(xué)分績(jī)點(diǎn)排序
首先把2006級(jí)學(xué)生一年級(jí)的學(xué)習(xí)成績(jī),利用學(xué)分績(jī)點(diǎn)計(jì)算公式計(jì)算出每個(gè)學(xué)生的學(xué)分績(jī)點(diǎn)并按學(xué)分績(jī)點(diǎn)進(jìn)行排序,然后將他們分為三類:甲類是前6名,稱其是優(yōu)等生(占總數(shù)的15%);乙類是中間的27名,稱為良好生(占總數(shù)的70%);丙類是靠后的6名,稱為合格生(占總數(shù)的15%)。
3.基礎(chǔ)課程
對(duì)2006級(jí)學(xué)生作判別分析,選擇基礎(chǔ)課程如下判別指標(biāo):x1:電路基礎(chǔ);x2:高等數(shù)學(xué)1;x3:公共英語(yǔ)1;x4:軍事理論;x5:體育1,x6:電機(jī)及電氣控制;x7:高等數(shù)學(xué)2;x8:公共英語(yǔ)2;x■:模擬電子;x■:體育2;x■:電子電力與變頻技術(shù)。
4.利用spss10.0軟件進(jìn)行判別分析
將已經(jīng)分好類的2006級(jí)學(xué)生和未進(jìn)行分類的2007級(jí)學(xué)生的基礎(chǔ)課程作為指標(biāo),兩個(gè)班級(jí)成績(jī)的全部觀測(cè)值為訓(xùn)練樣本,其中2007級(jí)學(xué)生的分組為缺省值,用SPSS10.0軟件進(jìn)行判別分析,得如下判別結(jié)果:
利用上述判別結(jié)果對(duì)2007級(jí)29名學(xué)生分類,結(jié)果有19人在甲類中,3人在乙類中,7人在丙類中。
三、結(jié)果分析
通過(guò)以上的判別分析,我們可以得出以下結(jié)論:一年級(jí)的基礎(chǔ)課程對(duì)于高年級(jí)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)存在較大的影響。有了良好的前期基礎(chǔ),不僅有利于后期知識(shí)的吸收,而且有利于激勵(lì)學(xué)生更加刻苦的鉆研,從而形成系統(tǒng)的理論結(jié)構(gòu)。反之,前期的理論不足,會(huì)讓學(xué)生喪失學(xué)習(xí)的熱情,對(duì)具有一定深度的專業(yè)知識(shí)產(chǎn)生畏懼心理,放棄或者抱有“得過(guò)且過(guò)”的心理參與到以后的學(xué)習(xí)中,必然影響其學(xué)習(xí)的可持續(xù)能力。
這個(gè)分析結(jié)果,在一定程度上說(shuō)明07級(jí)學(xué)生的對(duì)理論基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度優(yōu)于06級(jí)學(xué)生。一方面是07學(xué)年招生的生源較好,從高考分?jǐn)?shù)及各系輔導(dǎo)員老師反映的情況都可以表現(xiàn)07級(jí)學(xué)生基本素質(zhì)好于06級(jí),另一方面在07級(jí)學(xué)生中,關(guān)注“免修”、“跨專業(yè)選課”等學(xué)分制中學(xué)業(yè)制度的學(xué)生越來(lái)越多,結(jié)合自身情況進(jìn)行思考的學(xué)生也呈現(xiàn)上升趨勢(shì),同時(shí)學(xué)校從教學(xué)環(huán)境的改造、教學(xué)氛圍的營(yíng)造等方面,都積極創(chuàng)造好的學(xué)習(xí)環(huán)境,鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí),注重引導(dǎo)。
但此判別模型由于人數(shù)的限制,存在不合理性。需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本,建立穩(wěn)定的判別模型,才能對(duì)培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)學(xué)習(xí)能力起到指導(dǎo)作用。
參考文獻(xiàn):
研究了借助計(jì)算思維的定義理念推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)工程教育問題。一方面分析了當(dāng)前國(guó)內(nèi)高校的物聯(lián)網(wǎng)工程教育現(xiàn)狀及原因;另一方面對(duì)計(jì)算思維的定義進(jìn)行了分類闡述,認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)工程教育要引入計(jì)算思維以發(fā)揮其指導(dǎo)優(yōu)勢(shì)。指出具有計(jì)算思維的物聯(lián)網(wǎng)工程教育的關(guān)鍵是培養(yǎng)基于物理空間與信息空間一體化的“想象力”和“實(shí)現(xiàn)能力”。最后,給出了培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程“實(shí)現(xiàn)能力”的方法,具體包括按物聯(lián)網(wǎng)理論技術(shù)體系展開實(shí)踐教學(xué)、設(shè)計(jì)“思考”型課堂、強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的作用。
關(guān)鍵詞:
計(jì)算思維;物聯(lián)網(wǎng)工程;教育;實(shí)現(xiàn)能力
2005年,國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)了一份題為《TheInternetofthings》的年度報(bào)告,將物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展定位為任何時(shí)刻、任何地點(diǎn)、任意物體之間互聯(lián)和無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)以及無(wú)所不在的計(jì)算[1]。此后,世界各國(guó)先后將物聯(lián)網(wǎng)作為一項(xiàng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展,并將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的培養(yǎng)需求滲透到高等院校等教育領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)教育部2010年批設(shè)的新增高等學(xué)校戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)本科專業(yè)中,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)數(shù)量高達(dá)37個(gè),占新增設(shè)總專業(yè)數(shù)量的26.4%[2]。物聯(lián)網(wǎng)工程是我國(guó)高校現(xiàn)階段開設(shè)的主要物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)之一,覆蓋了計(jì)算機(jī)、通信、電子、控制技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,因其廣泛的社會(huì)需求和強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭受到高校和企業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注[3-5]。計(jì)算思維(ComputationalThinking)最早是由美國(guó)卡內(nèi)基•梅隆大學(xué)的周以真(JeannetteM.Wing)教授于2006年提出,在國(guó)內(nèi)外引起了強(qiáng)烈反響。不僅催生了美國(guó)CPARH計(jì)劃和CDI計(jì)劃,也使得國(guó)內(nèi)高等教育界“九校聯(lián)盟(C9)”倡議在高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中培養(yǎng)計(jì)算思維[6]。在我國(guó),計(jì)算思維是當(dāng)前高校教育界廣為關(guān)注的熱點(diǎn)并正在被推進(jìn)到多種計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科的教學(xué)活動(dòng)中。本文認(rèn)為計(jì)算思維應(yīng)該是高等院校所有課堂教學(xué)都應(yīng)該廣泛采用的工具,將計(jì)算思維的理念引入物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教學(xué)中將具有顯著的現(xiàn)實(shí)意義。綜合社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化、科技以及國(guó)家發(fā)展定位,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)強(qiáng)調(diào)注重工程實(shí)踐性與應(yīng)用創(chuàng)新性,計(jì)算思維助推物聯(lián)網(wǎng)工程教育面臨著兩大挑戰(zhàn):(1)如何把計(jì)算思維真正融入物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)活動(dòng)并形成整體,將它作為一個(gè)問題解決的有效工具切實(shí)發(fā)揮作用,指導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程內(nèi)容設(shè)置和教學(xué)方案設(shè)計(jì);(2)如何確定引入計(jì)算思維的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系與理論技術(shù)體系的關(guān)系,在確保物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)科理論體系完整厚實(shí)的前提下,探索有效的實(shí)踐教學(xué)途徑,以增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科的工程應(yīng)用性。本文主要探討如何利用計(jì)算思維來(lái)指導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)教育問題。
一、高校物聯(lián)網(wǎng)工程教育現(xiàn)狀及分析
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、電子技術(shù)、信息工程、通信工程及其它邊緣科學(xué)交叉滲透、相互融合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門新型應(yīng)用型學(xué)科。相對(duì)于一些傳統(tǒng)的工程學(xué)科專業(yè),高校對(duì)于新增設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在教育培養(yǎng)方面存在很多的不足,具體表現(xiàn)在課程體系不夠健全、師資力量比較匱乏、實(shí)驗(yàn)條件建設(shè)不完善,各項(xiàng)教育尚處于探索階段,并因此導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)工程的畢業(yè)生實(shí)踐動(dòng)手能力弱、行業(yè)應(yīng)用背景知識(shí)缺乏、工程能力不夠、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)不足等問題,嚴(yán)重地制約了我國(guó)高等院校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的建設(shè)發(fā)展。經(jīng)過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì),現(xiàn)階段高等院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教育問題集中體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):(1)物聯(lián)網(wǎng)屬于跨專業(yè)學(xué)科,知識(shí)體系邊界難以界定,課程主要教學(xué)內(nèi)容是物聯(lián)網(wǎng)交叉學(xué)科知識(shí)的一個(gè)“壓縮餅干”,大量教材基本上是有關(guān)領(lǐng)域的濃縮版;(2)缺乏科學(xué)的思維方式作指導(dǎo),對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程總體定位和教學(xué)方法設(shè)計(jì)不甚明確,盲目開展教學(xué)活動(dòng);(3)實(shí)踐環(huán)節(jié)過(guò)多地強(qiáng)調(diào)工具的使用,導(dǎo)致“狹義工具論”。過(guò)分依賴現(xiàn)有的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和教學(xué)實(shí)踐體系,缺乏跨學(xué)科、融合性的實(shí)踐教學(xué)方案。針對(duì)上述存在的問題,本文將其原因概括為以下幾個(gè)方面:(1)高等院校長(zhǎng)期積淀的傳統(tǒng)教育理念和教育體制;(2)課程內(nèi)容的總體設(shè)計(jì)和教學(xué)方案設(shè)計(jì)缺乏針對(duì)性;(3)工程應(yīng)用背景知識(shí)和行業(yè)項(xiàng)目知識(shí)匱乏;(4)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)以及實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)相對(duì)薄弱等等。其根本原因是教育定位及教學(xué)設(shè)計(jì)出現(xiàn)了偏差,缺乏類似“計(jì)算思維”等先進(jìn)理念的指導(dǎo)。本文認(rèn)為,我國(guó)高等院校在開展物聯(lián)網(wǎng)工程教育的同時(shí),要深入理解并貫徹計(jì)算思維的理念,充分發(fā)揮它科學(xué)指導(dǎo)工程教育的思維優(yōu)勢(shì),培育具有扎實(shí)的理論知識(shí)、過(guò)硬的工程技術(shù)的高信息素養(yǎng)型的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才。
二、計(jì)算思維
國(guó)際上廣泛認(rèn)同的計(jì)算思維定義來(lái)自周以真教授:“計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì),以及人類行為理解的涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)[7]”。抽象和自動(dòng)化是計(jì)算思維的本質(zhì)內(nèi)容,這一觀點(diǎn)與當(dāng)前國(guó)際上物聯(lián)網(wǎng)工程的教育特點(diǎn)是一致的。因此本文認(rèn)為,面向國(guó)內(nèi)高校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教育尤為需要引入計(jì)算思維這一科學(xué)思維理念來(lái)指導(dǎo)教學(xué)。計(jì)算思維包含“建模方法”、“關(guān)注點(diǎn)分離方(SeparationofConcerns,SoC)法”、“遞歸方法”、“啟發(fā)式推理”等多種內(nèi)容,它能夠以“發(fā)現(xiàn)問題、尋求解決問題的思路、分析比較不同方案到最后驗(yàn)證方案”的主線方式,讓學(xué)生主動(dòng)地、實(shí)踐地去學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)工程的理論、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的問題求解能力。在文獻(xiàn)[8]的基礎(chǔ)上,本文將計(jì)算思維的定義進(jìn)行了分析并加以歸納總結(jié)。
三、計(jì)算思維與物聯(lián)網(wǎng)工程教育
將計(jì)算思維融入物聯(lián)網(wǎng)工程教育旨在助力我國(guó)高等院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的建設(shè),并有望解決當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)活動(dòng)中存在的問題,因此探索建立有效的基于計(jì)算思維的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)教育策略意義重大。本文從物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)“計(jì)算思維能力”的特色需求著手,研究以計(jì)算思維理念為指導(dǎo)的物聯(lián)網(wǎng)工程教育的培養(yǎng)關(guān)鍵。
(一)有物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)“計(jì)算思維能力”的特色需求
依托計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才應(yīng)該具備《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才專業(yè)能力構(gòu)成與培養(yǎng)》[9]定義的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的專業(yè)基本能力,同時(shí)還應(yīng)該從物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的特色出發(fā),深刻認(rèn)識(shí)計(jì)算思維能力、算法設(shè)計(jì)與分析能力、程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力以及系統(tǒng)能力在本專業(yè)的特色需求。物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算模式的變革在于物理空間與信息空間的一體化,物理世界與信息世界的整合統(tǒng)一。從計(jì)算思維培養(yǎng)的角色要求物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才的教育過(guò)程中應(yīng)該注意使學(xué)生充分理解物理空間與信息空間的一體化,并在利用這樣的無(wú)縫連接方面具有足夠的“想象力”與“實(shí)現(xiàn)能力”。
(二)培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程“實(shí)現(xiàn)能力”的方法
(1)專業(yè)理論與技術(shù)體系
物聯(lián)網(wǎng)工程教育在引入計(jì)算思維理念后,應(yīng)該在物聯(lián)網(wǎng)工程課程原有的培養(yǎng)目標(biāo)上增加兩個(gè)方面的內(nèi)容:一是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的意識(shí)與能力;二是掌握計(jì)算思維解決問題的一般步驟和方法。所以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教育在傳統(tǒng)定位的基礎(chǔ)上要進(jìn)一步擴(kuò)展,不僅要讓學(xué)生掌握相關(guān)的學(xué)科知識(shí)和專業(yè)理論,還要強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生具有一定的專業(yè)領(lǐng)域跟蹤新理論、新知識(shí)、新技術(shù)的能力以及較強(qiáng)的工程應(yīng)用和創(chuàng)新實(shí)踐能力。CDIO(ConceiveDesignImplementOperate)工程教育模式[10]是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果,它涵蓋了從研發(fā)到運(yùn)行的整個(gè)產(chǎn)品生命周期,是一種主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的工程學(xué)習(xí)方式。本文認(rèn)為,計(jì)算思維驅(qū)動(dòng)的高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)應(yīng)該結(jié)合CDIO教育理念,綜合考慮物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)所涉及的學(xué)科領(lǐng)域和知識(shí)范圍,設(shè)置該專業(yè)的理論與技術(shù)體系。與物聯(lián)網(wǎng)各層理論與技術(shù)對(duì)應(yīng),物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)也應(yīng)該配合加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)處理層和應(yīng)用層理論和技術(shù)的認(rèn)識(shí)、理解和應(yīng)用。
(2)設(shè)計(jì)“思考”型課堂
計(jì)算思維強(qiáng)調(diào)問題求解能力。根據(jù)計(jì)算思維求解角度的定義[11],物聯(lián)網(wǎng)工程的學(xué)習(xí)、規(guī)劃和調(diào)度問題可以利用啟發(fā)式推理方法尋求解答。設(shè)計(jì)具有啟發(fā)性和探索性的教學(xué)課堂是計(jì)算思維對(duì)于當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)工程教育的新要求。本文提倡在高等院校的日常教學(xué)活動(dòng)中,摒棄傳統(tǒng)老套的知識(shí)講述方法,嘗試融入新的理論講授形式,如利用思維導(dǎo)圖對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸納和演繹、利用框架流程圖對(duì)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)和概括,尤其要突顯出對(duì)于計(jì)算思維能力的引導(dǎo)。善于采用啟發(fā)誘導(dǎo)式教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)思考能力和擴(kuò)散思維能力。例如驗(yàn)證碼的教學(xué),課堂可以設(shè)計(jì)為:Yahoo公司免費(fèi)郵箱面臨的垃圾郵件問題→人機(jī)辨識(shí)問題→學(xué)生討論解決方法→解決方案:驗(yàn)證碼(CAPTCHA)→LuisVonAhn設(shè)計(jì)思想→問題延伸:未來(lái)的驗(yàn)證碼和發(fā)展趨勢(shì)。這種基于計(jì)算思維的引導(dǎo)教學(xué)方法不僅適用于理論課程的課堂教學(xué),也可以設(shè)計(jì)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中。以基于FPGA的嵌入式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為例,學(xué)生首先要在PC機(jī)上利用可編程芯片設(shè)計(jì)工具EDA進(jìn)行功能仿真,然后利用物理芯片進(jìn)行功能測(cè)試。這類實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程可以完整地體現(xiàn)芯片的設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、運(yùn)行以及維護(hù)的全部工程流程。因此,物聯(lián)網(wǎng)工程的教學(xué)設(shè)計(jì)要充分體現(xiàn)理論聯(lián)系應(yīng)用的“思考”型課堂,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的興趣和主動(dòng)性,培養(yǎng)具有良好問題求解能力的物聯(lián)網(wǎng)人才。
(3)強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的作用
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的工程教育環(huán)境需要采用新的視角加以構(gòu)建。在傳統(tǒng)教育策略,如加大實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)投入、強(qiáng)化教師實(shí)踐考核指標(biāo)的基礎(chǔ)上,現(xiàn)今高等院校要尋求依托企業(yè)搭建物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教育環(huán)境。一條完整的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條包括:感知和控制器件(如RFID、各類傳感器、執(zhí)行器等)提供商,感知層末端設(shè)備(傳感節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)等底層組網(wǎng)/自組網(wǎng)設(shè)備)提供商,網(wǎng)絡(luò)(固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)等通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、PLC等電力通信網(wǎng)、專網(wǎng)等)提供商,軟件與系統(tǒng)解決方案(包括從底層微操作系統(tǒng)、微中間件和處理層的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件以及應(yīng)用軟件)提供商,系統(tǒng)集成商以及專業(yè)運(yùn)營(yíng)和服務(wù)提供商。可以通過(guò)吸引和鼓勵(lì)上述各種類型的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)參與到物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)過(guò)程,高校可以與企業(yè)合作,共同構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)CDIO實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)基地,簽單定點(diǎn)培養(yǎng)并輸送優(yōu)秀畢業(yè)生進(jìn)企業(yè),切實(shí)在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)人才需求之間搭建橋梁。
四、結(jié)束語(yǔ)
計(jì)算思維是目前國(guó)際教育界廣為關(guān)注的熱點(diǎn),已經(jīng)被推進(jìn)到許多計(jì)算學(xué)科的教學(xué)過(guò)程中。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)高校新增設(shè)的本科專業(yè),其人才培養(yǎng)教育體系尚未健全。為此,本文研究了借助計(jì)算思維的定義理念推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)工程教育問題。通過(guò)分析計(jì)算思維的定義和特點(diǎn),提出引入計(jì)算思維的物聯(lián)網(wǎng)工程教育關(guān)鍵在于提高學(xué)生關(guān)于物理空間與信息空間一體化的“想象力”和“實(shí)現(xiàn)能力”。最后具體闡述了如何強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)工程“實(shí)現(xiàn)能力”的幾點(diǎn)方法。
作者:蔡婷 陳昌志 單位:重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院計(jì)算機(jī)系 重慶郵電大學(xué)軟件學(xué)院
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【關(guān)鍵詞】小學(xué)計(jì)算機(jī);有效性
新的一輪課程改革,對(duì)計(jì)算教學(xué)的價(jià)值重新定位,不再是單純?yōu)榱擞?jì)算而計(jì)算,重視口算,加強(qiáng)估算,提倡算法多樣化,避免繁雜計(jì)算,并且把它和新課標(biāo)中所倡導(dǎo)的生活實(shí)際、情感態(tài)度結(jié)合起來(lái),要求學(xué)生的計(jì)算學(xué)習(xí)活動(dòng)要從單純地依賴模仿和記憶,轉(zhuǎn)化成一個(gè)生動(dòng)、主動(dòng)和富有創(chuàng)造性的過(guò)程,讓學(xué)生學(xué)習(xí)生活中的數(shù)學(xué).如何把新課程理念真正落實(shí)到計(jì)算數(shù)學(xué)的課堂中,提高計(jì)算教學(xué)的有效性呢?
創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生喜歡計(jì)算內(nèi)容
建構(gòu)主義認(rèn)為,學(xué)是與一定的社會(huì)背景即"情境"相聯(lián)系,在實(shí)際情境中學(xué)習(xí),有利于建構(gòu).創(chuàng)設(shè)一定的情境,通過(guò)情境開展學(xué)習(xí),學(xué)生能把計(jì)算當(dāng)作一種工具,通過(guò)計(jì)算解決一些問題,體會(huì)計(jì)算的價(jià)值,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,因此,計(jì)算教學(xué)從情境引入,并就些開展有效的教學(xué),這是可取的.
(一)創(chuàng)設(shè)情境,引發(fā)求知欲
數(shù)學(xué)來(lái)源于生活,生活中處處有數(shù)學(xué).在計(jì)算教學(xué)中教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容、聯(lián)系生活中的實(shí)際問題創(chuàng)設(shè)情境,不僅能喚起學(xué)生的有意注意,引起學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的好奇心,而且還能激發(fā)學(xué)生的求知欲望和創(chuàng)新興趣.因此,教師在教學(xué)過(guò)程中要想方設(shè)法讓學(xué)生經(jīng)常處在熟悉的、新切的情境之中,進(jìn)而使學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容產(chǎn)生內(nèi)在需要,激發(fā)學(xué)生求知的欲望.
(二)創(chuàng)設(shè)情境,使知識(shí)與情境融為一體
創(chuàng)設(shè)情境,不只是為了將知識(shí)"粘貼"進(jìn)去重要的要使知識(shí)能鑲嵌到情境中,與情境內(nèi)在的融為一體.很好地承載數(shù)學(xué)知識(shí)的本質(zhì),幫助學(xué)生喚起已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),溝通新舊知識(shí)的聯(lián)系,幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)舊知向新知的自主遷移.
(三)計(jì)算教學(xué)不只創(chuàng)設(shè)情境一種方式
計(jì)算教學(xué),絕大多數(shù)新知是原有知識(shí)經(jīng)過(guò)遷移、變化、綜合而成.根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)建構(gòu)特點(diǎn),讓學(xué)生主動(dòng)學(xué),把新知通過(guò)比較等方法納入自己的已有體系之中,因此計(jì)算可以由情境引入,同樣可以單刀直入.
重視口算教學(xué),把高口算能力
口算是筆算、估算和簡(jiǎn)便計(jì)算的基礎(chǔ),是計(jì)算能力的重要組成部分.如果口算錯(cuò)誤,筆算、估算及簡(jiǎn)便計(jì)算必然會(huì)錯(cuò)誤.因此加強(qiáng)口算教學(xué),為筆算和簡(jiǎn)算教學(xué)奠定基礎(chǔ),是培養(yǎng)與提高學(xué)生的計(jì)算能力的必由之路.
(一) 加強(qiáng)算理教學(xué),掌握口算方法
教會(huì)學(xué)生口算的算理
口算教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生在理解算理的基礎(chǔ)上,在訓(xùn)練中掌握算理、算法,不是僅靠重復(fù)機(jī)械性的訓(xùn)練,為口算能力的提高打好基礎(chǔ).
讓學(xué)生學(xué)會(huì)敘述算理
讓學(xué)生掌握了口算方法之后應(yīng)安排相應(yīng)的口算練習(xí),讓學(xué)生說(shuō)一說(shuō),口算的過(guò)程,以加深對(duì)口算算理的理解,又能提高學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和思維能力.
3. 鼓勵(lì)學(xué)生有不同的口算方法
教學(xué)口算時(shí),啟發(fā)學(xué)生通過(guò)思考,說(shuō)出自己的計(jì)算方法,最后,通過(guò)比較,找出適合自己的口算方法.
(二) 抓好口算訓(xùn)練,促進(jìn)能力形成
口算訓(xùn)練可以使學(xué)生注意力集成,也可以使學(xué)生的記憶力獲取信息能力,語(yǔ)言表達(dá)能力,思維能力得到培養(yǎng)和提高.從而提高數(shù)學(xué)質(zhì)量高,而且學(xué)生學(xué)習(xí)教學(xué)的興趣也會(huì)越來(lái)越濃厚.
堅(jiān)持不懈地訓(xùn)練
冰凍三尺,非一日之寒.教師應(yīng)每天每節(jié)課,用3-5分鐘進(jìn)行口算訓(xùn)練,做到每天練習(xí)口算,節(jié)節(jié)練習(xí)口算,持之以恒,常抓不懈.同時(shí)教師對(duì)訓(xùn)練內(nèi)容應(yīng)做到心中有數(shù),有的放矢.可以直接筆答,即手頭有一張口算紙,規(guī)定時(shí)間完成一定數(shù)量的,也可以視算,即老師出示一題目,學(xué)生看著題目寫出答案;還可以聽算,即老師只報(bào)題目,學(xué)生說(shuō)出答案.真正做到"曲不離口,拳不離手".
加強(qiáng)基礎(chǔ)性訓(xùn)練
數(shù)學(xué)里面有些基礎(chǔ)性口算知識(shí)是進(jìn)行一切計(jì)算的基石,必須讓學(xué)生扎扎實(shí)實(shí)掌握好.
記憶性訓(xùn)練
在簡(jiǎn)便算法中用到的特殊積.如:25×4=100,125×8=1000; 圓周率的近似值3.14以及3.14×1×1=3.14,3.14×2×2=12.56,3.14×3×3=28.26;分?jǐn)?shù)與小數(shù)的互化中常用到的=0.25,=0.125,=0.5,以上這些數(shù)的結(jié)果無(wú)論是平時(shí)作業(yè)還是現(xiàn)實(shí)生活,使用頻率都很高,要讓學(xué)生熟練掌握、牢記.
典型錯(cuò)誤訓(xùn)練
由于小學(xué)生的思維能力薄弱,感知式題時(shí),總是受到容易計(jì)算部分,能簡(jiǎn)便計(jì)算,比較熟悉部分等強(qiáng)刺激的作用,以致于把運(yùn)算的法則、定律等知識(shí)忽略掉而造成干擾,對(duì)于相似的知識(shí)點(diǎn)往往難以區(qū)分.
加強(qiáng)估算,提高解決問題的能力
估算指的是對(duì)計(jì)算的結(jié)果做出大致判斷,把握數(shù)的大致范圍估算在現(xiàn)實(shí)生活中有著廣泛的應(yīng)用,對(duì)計(jì)算結(jié)果的大致判斷也變得更為經(jīng)常和實(shí)用.
(一) 突出估算教學(xué),把估算目標(biāo)融入日常教學(xué)
計(jì)算在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中占很大的比重.計(jì)算中的估算是保證計(jì)算正確的重要環(huán)節(jié),是提高計(jì)算能力的手段.計(jì)算前進(jìn)行估算,可以估計(jì)出得數(shù)的取值范圍,為提高計(jì)算的準(zhǔn)確性創(chuàng)造了條件.比如在超市買了12瓶牛奶,花了19.2元,每瓶大約多少錢?教學(xué)時(shí)我先讓學(xué)生進(jìn)行估算,這個(gè)得數(shù)應(yīng)該是1元到2元之間,如果不在這個(gè)范圍內(nèi),顯然計(jì)算的得數(shù)是錯(cuò)誤的.
(二) 交流估算方法,體現(xiàn)算法多樣化
估算的價(jià)值更多地體現(xiàn)在估算的過(guò)程中,學(xué)生可以有了不同的估算方法,對(duì)于每瓶牛奶大約多少錢,學(xué)生有以下不同的估算方法.如:想乘算除、合理假設(shè)、四舍五入法等.
估算教學(xué)只要求把握結(jié)果的大致范圍,鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考,根據(jù)其獨(dú)特的知識(shí)背景和思考問題的策略,采取完全迥異的估算方法,讓學(xué)生進(jìn)行交流,在不斷反思的過(guò)程中以提高學(xué)生估算的熟練和精確程度.
(三) 掌握方法,提高估算能力
估算雖然是一種估計(jì),但并不是憑空猜想.估算的方法靈活多樣,答案一般也不是唯一的,但估算也并非無(wú)章可循,是可以總結(jié)出一般規(guī)律的.在具體估算中,通常有:湊整估算、根據(jù)倍數(shù)估算、根據(jù)尾數(shù)估算、根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)估算根據(jù)運(yùn)算性質(zhì)估算、讓學(xué)生鞏固計(jì)算方法等.