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关键词:VMware 虚拟机 教学应用
0 引言
近年来,我担任《计算机组装与维护》课程的主讲老师。由于教学实训室不够,有些实验未能在专业实训室完成,所以实验总会遇到一些困难。教学也就达不到理想的教学效果。所以,我寻找能帮我解决这些问题的方法。
1 教学实训设备现状
我院专业教学机房中,多为公共机房,一个机房多个老师使用,所以,机房设备设施系统配置不能随意更改,以免其他老师上课不能正常使用。也有专业实训室,如思科网络实训室、综合布线实训室、图形图像实训室及软件开发实训室等,实训室为相应课程的教学而建设。而计算机组装与维护没有专门的实训室,所以,我要想办法解决这门课实验教学的问题。经过跟同事们的交流和探讨,我了解到VMware Workstation虚拟机这款软件,它能在不改变现有机房条件下,帮助我们解决一些实验教学困难的问题。
2 了解VM
VMware Workstation是一款功能强大的桌面虚拟机软件,简称VM。利用VM用户可以在Windows操作系统平台上同时模拟出多台计算机,其虚拟的计算机功能与物理计算机无太大差异。VM用于许多不同的目的。它可以用于测试新的操作系统或应用程序环境,在教育研讨期间共享已经配置的环境等等。VM位于Intel架构的计算机硬件和操作系统之间的一个小的软件层,虚拟硬件并且管理所有硬件资源。VM技术取用传统虚拟机技术的原理,并且将它们与高级的虚拟网络和系统以及系统资源管理技术结合在一起。为了区别,在安装VM软件的物理计算机称作主机,它的操作系统称作主机操作系统。在一台虚拟机内部运行的操作系统称作一个客户操作系统。VM在我们的测试中,能基本完成我们课程实验要求,是进行实验测试、组网防毒的较好方法。用于组装课程再合适不过。此外,对于企业的IT开发人员和系统管理员而言,VM在虚拟网路,实时快照,拖曳共享文件夹,支持PXE等方面的特点使它成为不可多得的工具。
3 VM在教学中的应用
VM允许主机操作系统和应用程序在一台虚拟机内部运行。虚拟机是独立运行主机操作系统的离散环境,与主机完成分离,但存在虚拟连接。在运行VM时,可以新建(即模拟)一台虚拟机,可以在虚拟机里安装自己理想的操作系统和运行各种应用程序。下面我介绍它在教学上的三个应用:
3.1 安装操作系统。在计算机组装与维护课程中,有一个实验,就是安装操作系统。由于没有新硬件实训室,且学生人数又多。现状不能满足每个学生都有物理计算机进行实验操作。按照以往的教学经验,老师可以分组的形式来让学生进行实验,但是结果表明教学效果不是很好。针对这样的情况,VM的应用就能帮助我们。只需要在普通机房的计算机安装VM(现有的版本可以选择8.0汉化版本)。老师通过教授学生使用VM,就可以根据软件功能新建一台虚拟机,在菜单栏选择“新建”命令,弹出新建虚拟机对话框,选择“标准”后按照软件的提示操作就可以完成虚拟机的新建。完成新建后,就可以进行安装操作系统的实验。虚拟机的启动项设置等操作都与物理计算机无异,只是在进入BIOS的方法有所变化,需要使用软件电源选项内设定的“启动到BIOS设置”命令才能进入BIOS。BIOS界面与AMI相似,操作方法一样。当完成了启动项的设置,安装操作系统就可以顺利进行。所以,有了VM的帮助,操作系统安装的实验就解决了。
3.2 对等网的搭建。在计算机组装与维护课程中,对等网的组建是一个比较重要的实验,由于网络实验室的设备较多,路由器、交换机、无线AP、UPS等设备的设置较为复杂,所以,学生在还没有学习相关网络知识之前暂不使用该实训室,以免造成实训室设备损坏。我们又得借助VM,在VM里模拟两台虚拟机,虚拟机完成操作系统、驱动程序和各种相关软件的安装,就可以进行对等网的组建。IP地址设置,网络共享设置,打印机连接都与实体机设置一样,实验变得简单易懂。不过,对等网实验中的水晶头制作环节,可以使用实物来练习,不需要再进行连接。值得注意的是,虚拟机是在主机的基础上新建的,在新建虚拟机时,主机的性能支持才可以。据我测试,内存为2G,CPU主频为3.0GHz的主机,安装VM后,能模拟出5台虚拟机,但是虚拟机运行比较缓慢,不利于工作,所以该配置模拟两台或三台效果最佳。
3.3 病毒测试实验。病毒防治是计算机系统维护专业的一项重要技能,在一开始的教学中,组装课就会教授学生认识一些比较典型的计算机病毒,了解病毒的特点和破坏性,让学生对病毒有初步的理解。但该实验不能在机房的计算机上进行操作,哪怕计算机做了备份和还原。所以我们还是使用VM,利用VM的虚拟机技术来进行实验。使用VM新建一台虚拟机,安装好操作系统等程序,然后准备好的病毒标本,或者使用虚拟机访问网络下载病毒标本,在虚拟机系统里运行病毒程序,这样就可以了解到病毒的特点和破坏性。当然,虚拟机系统可能会受到破坏,但我们可以根据需求重建或删除虚拟机。这样我们既可以观察到病毒的特性,又使主机系统不受到破坏。这样就很好的完成病毒特性测试的实验。
4 技巧总结
4.1 使用虚拟机安装操作系统有两种方法,第一种是使用虚拟机的虚拟光驱,但虚拟光驱使用的是ISO镜像文件,所以用户要事先准备好ISO文件;第二种就是可以使用物理光驱,准备好系统光盘,操作与主机安装系统方法一样。由于虚拟机硬件模拟是以主机硬件为主的,所以在多数情况下,主机硬件资源是共享的,包括光驱。
4.2 虚拟机与虚拟机之间切换,通常切换后虚拟机会挂起,当你切换回来时,会继续你上次的操作。通过一个网络共享虚拟机,挂起和恢复虚拟机以及退出虚拟机,这一切不会影响你的主机操作和任何操作系统或者它正在运行的应用程序。例如你是一个需要在Windows XP外加Windows 2003和Linux中进行测试的开发人员,你可以使用VM做这件事。你可以创建一整套虚拟计算机,并且从单台机器中同时运行它们,不需要重新启动。
4.3 在虚拟机里做病毒检测时,主机系统一般不会受到破坏,但学生在实验时会出现错误,导致主机系统受到破坏。主要原因还是实验时,学生习惯使用主机资源,利用主机下载各种文件,然后上传至共享文件夹,供虚拟机下载。主机和虚拟机处于互连状态,同属网络中,一旦网络中的某台计算机,包括虚拟机感染病毒,则网络中的所有计算机都会有感染的风险。所以,在做病毒检测实验时,记得断开网络,可以关闭“本地连接”,关闭“文件夹共享”等功能,确保主机系统不受破坏。
5 结语
通过实例证明,虚拟机在课堂教学上的运用取得不错的效果。它的应用给了我们很多帮助,我将继续使用、继续学习更多的虚拟机技术,使它能更广泛的应用到我们的课堂教学上来,让它更好的发挥它的水平,这样我们的教学也能事半功倍。
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关键词:虚拟现实技术;虚拟实验;VRML;计算机专业
随着我国教育的不断改革和科学技术的飞速发展,论文 网络教育的出现改变了传统的教学方式。尤其是计算机更新速度非常快的特点使得传统的教学方式难以满足学习的需要。虚拟现实技术作为一门新的技术,它在教育领域的发展将为教育提供新的活力。本文主要从虚拟现实技术特征和VRML语言的角度探讨其在计算机专业教育中的应用。
1 虚拟现实技术
多媒体技术与网络技术的发展为现代教育手段的现代化带来了新的机遇和挑战。随着计算机技术的快速发展,现代教育技术的应用已不再是停留在音像技术课堂中应用的常规模式层次上.而是朝着多媒体化、网络化、信息化、教育技术应用模式多样化和远程教育普及化的趋势发展,特别是基于计算机仿真技术的虚拟教学形式,是一种最新出现的教学模式,具有广阔的发展前景,代表了教育的未来和发展的方向。
1.1 虚拟现实技术概念
虚拟现实(Virtual Reality,简称VR),又称为灵境技术,毕业论文 它汇集了数字图象处理、计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术,以及人体行为学等多项天技术.是计算机技术的综合应用。具体地说,就是采川以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境,用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用,相互影响,从而产生如同真实环境的感受和体验。尽管该环境并不真实存在,但它作为一个逼真的三维环境.仿佛就在我们周围。由于用户对计算机环境中的虚拟物体产生了类似于对现实物体的存存意识或幻觉,从而使得用户在计算机所创建的维虚拟环境中处于一种全身心投入的状态。
1.2 虚拟现实系统的构成
由图1可以看出。一个虚拟现实系统由以下几部分组成:
(1)虚拟环境。它由虚拟环境发生器所产生,且可让使用者通过传感器件和作用器件与之交互,这种交互的结果是使用者有全身心进入这一环境的感觉。
(2)传感器件。它将虚拟环境中的物体的形、动作、声音等进行转换,使人能获得视觉、听觉、触觉等多方面的感觉。这些感觉与他以往在实际环境中的感觉一致。
(3)作用器件。它将人的一些约定动作(如行走、手势等)变成作用的信息,让虚拟环境有所察觉。
(4)人。虚拟现实实质上是一内含反馈的闭环系统,只有人的存在才能使这一反馈环路有效成立。硕士论文所以人是VR系统中不可缺少的成分。人通过传感器件感受虚拟环境的存在.又通过作用器件去影响虚拟环境,使其作出相应的变化。
(5)虚拟环境发生器。它能产生使用者所需要的虚拟环境,且能通过作用器件传来的作用信息。了解使用者的位置和动作。并对已产生的虚拟环境作出相应的修改。
1.3 虚拟现实技术基本特征
(1)沉浸性。虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点,由计算机产生逼真的三维立体图像。使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同在现实世界中的一样。当使用者移动头部时。虚拟环境中的图像也实时地跟随变化,拿起物体可使物体随着手的移动而运动,而且还可以听到三维仿真声音。使用者在虚拟环境中,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。
(2)交互性。虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互.使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。计算机能根据使用者的头、手、眼、语言及身体的运动,来调整系统呈现的图像及声音。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能.就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。
(3)多感知性。由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而达到身临其境的感受。
1.4 虚拟现实系统的类型
虚拟现实技术按其功能,可分为以下几种类型:
(1)沉浸式虚拟现实系统
沉浸式虚拟现实系统是利用头盔显示器、数据手套、三维鼠标等传感跟踪装置与虚拟世界进行交互。由于这种系统把人的视觉、听觉和其它感觉封闭在虚拟的感觉空间,能使人全身心投入并沉浸其中。不足之处在于专用设备复杂而且昂贵,难以在教育行业普及推广。
(2)桌面式虚拟现实系统
桌面式虚拟现实系统是运用软件编程的方法在显示器上显示三维场景.用户通过键盘、鼠标等简单的设备与虚拟场景进行交互。这种系统由于用户坐在显示器前,通过屏幕观察虚拟世界并与之交互,往往会受到周围环境的影响,难以做到完全投入.但是结构简单、成本较低,易于普及推广。
(3)分布式虚拟现实系统
分布式虚拟系统是多个用户通过网络共享一个虚拟空间,共同参与虚拟活动。
(4)增强现实性虚拟现实系统
增强现实性的虚拟现实系统不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界,而且要利用它来增强参与者对真实环境的感受,也就是增强现实中无法感知的感受。
1.5 虚拟现实造型语言VRML
VRML(Virtual Reality Modeling Language1即虚拟现实建
模语言,是一项和多媒体通讯、因特网、虚拟现实等领域相关的,在Intemet上营造虚拟环境的技术。它用来在网络上创建可导航的、超链接的三维虚拟场景。
VRML的基本工作原理可概括为:文本描述、远程传输和本地计算生成。所谓文本描述,是指VRML并不是用三维坐标点的数据来描述三维物体的,因为这样会有很大的数据量.在Intemet上传输会遇到很多困难.VRML是用类似HTML的标记文本语言来描述三维场景.就像我们的编程语言。比如,一个立方体的描述文本是:Box(size 3.0 3.0 3.0)。VRML就是一种描述语言标准,规定了用来描述三维场景的文本描述语言。远程传输是指用
户浏览VRML描述的虚拟场景时,需要通过Intemet将描述场景的文本传送到本地。一般来说,文本描述是嵌在WEB页面中,在浏览器请求相应页面时与页面描述文本一起传送本地。本地计算生成是指描述虚拟场景的数据传送到本地后,浏览器对它进行解释计算,动态地生成虚拟场景。比如,描述球形的文本,浏览器会在屏幕上绘制一个立体的球形。概括地说,就是用文本信息描述三维场景.在Intemet网上传输,在本地机上由VRML的浏览器解释生成三维场景.解释生成的标准规范即是VRML规范。
VRML文件主要包括四个主要成分:VRML文件头、原型、造型节点、脚本和路由。在这四个要素中.医学论文只有文件头部分是必须的,它用来告诉浏览器该文件符合的规范标准以及使用的字符集等信息。原型定义了创建带有指定名称、接口和整体的新节点类型。一旦成功地定义了原型,它就可以在VRML文件的其他地方随意使用。造型节点是VRML中的基本建造模块.它构成了VRML文件的主体部分,正是由于造型节点定义而产生了虚拟的VRML空间。脚本可以看作是一个节点的外壳,它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身没有任何动作.然而你可以通过程序脚本来赋予你脚本节点的动作。程序脚本实际上是一种简化了的应用程序,一个典型的脚本是由Java或JavaScript编程语言写成的程序。路由是一种文本描述的消息.一旦在两个节点之间创建了一个路由.第一个节点可以顺着路由传递消息给第二个节点,这样的消息被称为事件。VRML还可以包含下列条目:注释、节点和域值、定义的节点名、使用的节点名等。
设计VRML虚拟场景时。最简单的方法是直接使用文本编辑器来编辑描述文本,它类似于程序设计,这种方法简单方便.但不是很直观.对设计者的空间想象能力要求也较高,设计的效率不高。现在有很多的可视化的VRML设计工具,如CosmoWorld和WebWorld等.这些工具将VRML的标准节点都做成可视的组件,用户设计时,只需要将这些组件组全自己需要的虚拟场景就可以了.而且设计的效果在设计时就可以看到。设计完毕后,系统自动将这些可视的虚拟场景生成标准的VRML描述文本,这样,这些文本传送到用户的浏览器后.便会在用户的屏幕上重现这个虚拟场景。
VRML使得Intemet的平面世界出现了三维场景。它的问世在世界上引起了极大的反响.得到众多的软硬件厂商的支持,成为了Intemet上最有发展前景的新兴技术。VRML在各方面都展现出了强大的应用可能性。蕴藏了无限生机。在教育领域的WEB站点中,它可广泛用于学习情景创设上,以增加学习内容的形象性和趣味性。例如:创建网上三维图书馆,它的好处就在于书籍归类整理更接近真实并将高于真实,汇编或查阅时书籍只需要鼠标轻轻地点击对应的虚拟图书。另外,使用VRML做模拟训练是一种可行性极高的措施,它不仅可以减少某些情况下现实空间中操作的难度和危险.
更为重要的是它可以使训练造价得到大幅度降低,这样就使得在教育方面的应用成为可能。由于这种模拟系统具有高度的真实性,所以并不会因为没有真实系统介入而造成较差的训练效果。现在虚拟校园、虚拟考场也已经陆续地出现在网络中,这些新兴的教育形式必将因其优越的一面而在未来教育领域中占有一席之地。
2 虚拟现实技术在计算机专业教育中的应用
2.1 虚拟现实技术在辅助课堂教学中的应用
众所周知,计算机课程实践性很强,在书本上体现难免会给人们的理解带来困难。利用虚拟现实技术制作的课件能够很好地解决这一问题。例如,在计算机基础课程中介绍计算机中各个组件的结构和讲解计算机组装的过程时,书本的文字难以让学习者了解组件结构和组装的过程。利用虚拟现实技术可以将文字、声音、图片、动画等几种媒体表现形式有机地结合,设计出生动活泼的界面。制作出一些三维的、交式的、具有沉浸感的内容,满足学习者从各个角度观察和学习,仿佛身临其境,更好地理解学习的内容。
制作VRML课件的基本思路是:
(1)制作一系列空间形体的三维造型和动画.并且为这些造型指定所需要的颜色、大小等。
(2)引入VRML的相关节点,建立虚拟运动空间。实现课件多媒体功能。
(3)优化VRML场景,即在构建场景的过程中,利用VRML提供的高级造型技术适当优化程序。
(4)VRML文件的输出,将已创建的空间场景输出为.wrl形式的文件。
例如,设计VRML课件来实现网上虚拟计算机组件结构和组装的辅助教学。
首先,在介绍计算机组件选择知识同时。可以在网上从各个角度来观察VRML制作的计算机组件的造型.增强感性认识,并使学习者对怎样组装计算机有个初步的了解。利用VRML的造型设计和VRML Script的动画链接.虚拟出组装计算机过程中所需的主要硬件,再通过把VRML文件嵌入到网页的方法,使学习者既能在网页中看到二维不同型号硬件的图片和一些描述硬件的文字.又能看到三维的虚拟制作出来的硬件模型。这样使学习者能真切地、直观地感受到二维和三维的不同.感受到虚拟世界的美妙。然后,通过文字和图片向学习者介绍如何将各计算机组件组装到一起。接着,通过VRML的动画节点控制和VRML Script的结合。制作出安装、注释和视点切换的效果,然后按照六个安装步骤:第一,机箱、主板的安装;第二,风扇、内存的安装;第三,光驱、软驱、硬盘的安装;第四,声卡、显卡的安装;第五,电源的安装;
第六。显示器、键盘、鼠标的安装,组合完成整个在虚拟三维世界中组装计算机的过程。
在学习的过程中,只要点击相应的按钮,就可以按相应的步骤进行安装。拖动鼠标或按钮可以随意地移动计算机组件到指定的位置进行安装。在安装完光驱和软驱后,点击光驱的开、关键,光盘托会自动拖出和送入,点击软驱的按钮,
软盘会自动取出.使学习者能动态地观看到效果。有一种身临其境的感觉来完成学习的过程。
通过VRML Script语言的链接。制作出生动有趣的动画效果和逼真的声音效果。例如.当你点击软驱上的按钮,会发出声音并弹出一张软盘;当你点击光驱按钮时,盘盒会自动地弹缩并发出逼真的声音。为了方便学习。还可以实现注释信息,当学习者的鼠标碰到硬件设备时。在对象的旁边会出现一个注释信息,说明该对象名称。
又如,在《数据结构》课程中,对于常用的数据结构的算法思想.由于其抽象程度高。使得学生很难理解。我们也可以通过虚拟技术将其制作成课件进行教学。将抽象的算法过程以浅显易懂、形象直观的形式展现出来。例如,递归算法是学生比较难理解的,因为其算法是靠隐形调用堆栈来实现,而通过虚拟技术可以将堆栈内部情况的变化动态、直观、形象地表现出来,这样学生就很容易理解。同样在讲解树和图的遍历时,可以从可视化的角度观察遍历的顺序。二叉树与树的概念的区别、Hanoi塔等问题都可以直观地表现。方便教师的教学和学生的理解。
总之,通过制作课件来辅助课堂的教学,能为学习者提供生动、逼真的感性学习材料,使抽象的学习直观化、形象化,帮助学习者解决学习中的重点和难点,提高学习者的积极性。
2.2 虚拟现实技术在计算机实验中的应用
由虚拟现实技术生成的适用于进行虚拟实验的实验系统,包括相应的实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象。以及实验信息资源等。虚拟实验室可以是某一现实实验室的真实再现。也可以是虚拟构想的实验室。 例如,在城域网和广域网的网络建设过程中,不必真正把网络构建起来就可以亲身体验,犹如进行现场的操作。在数字电路的课程实验中,可以通过虚拟的电路器件来达到电路设计的目的,而没有购买器件问题所带来的麻烦。在电子商务课程实验中,可以虚拟商务环境,让学生进入这个虚拟环境。身临其境地体验现场交易的气氛和参与交易的过程。计算机操作系统的安装是比较基础但又是难做好的一个实验。由于在计算机上安装新的操作系统不可避免地会对原有的操作系统产生影响。
使用虚拟计算机来进行操作系统的安装试验就十分的方便了。工作总结使用虚拟机的软件VMware可以创建与真实计算机一模一样的虚拟机。创建的虚拟机有自己的CPU、内存、硬盘、光驱,在这个虚拟机上,可以安装Windows、Linux等真实的操作系统以及各种应用程序。通过在虚拟的操作系统环境中进行操作,熟悉操作和新技术,达到事半功倍的效果。VMware只是一个软件。可以帮助你在一个操作系统的环境下安装另一个操作系统,而不会对当前的操作系统产生影响。
虚拟现实技术还可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟.通过虚拟系统便可以直接地观察到这一假设所产生的结果或效果。利用虚拟技术。学生还可以进行网络设备设计、电路设计等方面的学习探索,设计出新型的网络设备和电子器件.从而激发学生的创造性思维,培养学生的创造能力。
通过虚拟的实验室进行实验,既可以缩短实验的时间,又可以获得直观、真实的效果,还能对那些不可见的结构原理和不可重组的精密设备进行仿真实训,避免真实实验操作带来的各种危险。并且,虚拟实验具有先进性和共享性,易扩充.易于改变教学项目,减少设备投入经费,使教学内容在虚拟的环境中不断更新.使实验实践及时跟上技术的发展。但是在采用虚拟实验进行教学的过程中,并不能完全代替真实实验。虚拟实验是虚拟的实验,缺少“实物感”,正如在网上看书与拿真实的书看时,会觉得真实的书更实在。在网络实验中,用到的网络设备像路由器、交换机等种类、型号都很多,在虚拟实验中.学生很难见到这些设备,如果在真正的实践中可能会无从下手。因此,在具体实施中,应该虚实进行结合。有目的地安排一些实验在真实环境中操作,这样,他们会对实验的设备有亲身的体会,更能加深实验的印象,提高实验的效果。
3 结束语
虚拟现实技术在计算机教育领域发展的潜力是巨大的,只有亲身去经历、亲身去体验去感受,比空洞抽象的说教更具说服力,主动地去交互与被动地观看有质的不同。虚拟现实技术能形象、生动、逼真地表现教学内容,有效地营造一个发展的教学环境。提高学生掌握知识和技能的效率和积极性,达到优化教学过程、提高教学质量的目的,从而解决传统教学方式无法解决的问题。随着计算机网络技术的飞速发展,基于WEB的虚拟现实远程教育具有广泛的应用前景,必将成为21世纪教育的主流。
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关键词:项目教学法;组网技术;职业能力教育部副部长鲁昕在全国中等职业教育教学改革创新工作会上提出,要把实现“五个对接”,即专业与产业、企业、岗位对接,专业课程内容与职业标准对接,教学过程与生产过程对接,学历证书与职业资格对接,职业教育与终身学习对接,作为教育教学改革创新的目标。五个对接为职业教育改革指明了方向。项目教学法作为一种新型的教学方法,强调岗位能力和职业能力的培养,在计算机组网技术教学中应用项目教学法,是实现五个对接,创新教育教学改革的最佳切入点。
一、项目教学法概述
(一)项目教学法的来源
项目教学法在英文中为Project-based learning,简称为PBL。“项目教学法”最早见于美国教育家凯兹和加拿大教育家查德合著的《项目教学法》。“项目教学法”的理论认为:知识可以在一定的条件下自主建构获得;学习是知识、技能与行为、态度与价值观等方面的长进;教育是满足长进需要的有意识、有系统、有组织的持续交流活动。
2001年4月,查德博士曾来中国北京讲授“项目教学法”。该教学法陆续引进欧洲、南美、大洋洲、日本、韩国。德国引进该教学法后,联邦职教所自主创新,并于2003年7月制定了“以行动为导向的项目教学法”的教学法规。上世纪80年代以来,项目教学在基础教育、中等教育、高等教育和成人教育中得到广泛的应用,成为典型的以学生为主的教学方法。
(二)项目教学法的理论基础
项目教学活动的理论基础主要有建构主义学习理论、杜威的实用主义教育理论和情境学习理论。建构主义理论认为,知识不是通过教师传授获得的,而是学习者在一定的情境下 ,借助他人(教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式获得的项目。杜威的实用主义教育理论,主要观点一是“以经验为中心”,认为一切知识来自于经验。二是“以儿童为中心”,实用主义反对传统教育忽视儿童的兴趣和需要的做法,主张教育应以儿童为起点。三是“以活动为中心”。项目教学是以真实或模拟的工作任务为出发点,在真实的工作情境中,学生利用自身的经验,采取“做中学 ”的学习方式,通过完成项目工作任务来获得知识和技能。项目教学强调现实和强调活动,与杜威的实用主义教育理论是一致的。情境学习理论认为,知识是情境化的,而不是抽象的,是在个体与情景相互作用过程中被建构的,而不是被客观定义或主观创造的。基于这种知识观,学习是不能跨越情境边界的,学习本质上是情境性的,情境决定了学习的内容与性质。按照这种学习观,建构知识与理解的关键是参与实践。而项目教学的内容主要来自现实世界的实践任务,学生是在完成项目任务过程中获得职业能力的发展。
(三)项目教学法的定义
学术界关于项目教学法还未能界定统一的核心概念。德国的鲁道夫・普法伊菲尔和傅小芳对项目教学进行了以下界定:项目教学是指在教师的指导下,由学生在特定的学习集体(项目小组)中,根据学习兴趣和生活经验提出问题或活动的愿望(项目创意),对活动的可行性作出决策 (是否立项),并围绕既定的目标(项目成果)决定学习内容和学习方式,自行计划 、实施和评价学习活动的教学活动。徐国庆在其著的《职业教育项目课程开发指南》中将项目教学定义为 :通过完成完整的工作项目,让学生获得相关的知识与技能,并发展职业能力的教学方法。
虽然不同学者对项目教学法有不同的定义,但是都体现出了项目教学法核心内容――基于项目。笔者认为项目教学法是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,其目的是在课堂教学中把理论教学与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合素质与能力。项目教学法融合了探究式教学法、任务驱动教学法与案例教学法的特点,将项目作为教学对象,以实际任务来驱动学生学习。在职业学校,项目是指以生产一件具体的、具有实际应用价值的产品为目的的任务。教师将授课内容寓于项目中,辅助和引导学生实施和完成项目。学生在项目实施过程中自主学习、分组讨论、小组协作,完成项目。
二、计算机组网技术教学应用项目教学法的必要性
计算机组网技术是中职学校计算机网络专业一门重要的应用型主干专业课程,具有知识量大 、概念多、跨学科 、操作性强 、职业特征明显等特点,该课程强调学生实践能力和职业能力的掌握。如果采用以教师讲授为主的“填鸭式”教学方法,学生被动接受知识,将遏制学生的自主创造能力,容易使学生产生厌学情绪,降低学习兴趣,影响教学效果。教学改革应以学生为主体,以实践能力培养为主线,从职业学校学生的实际出发,淡化理论难度和深度,吸收职业资格标准,把各个能力体系分解成若干个教学项目,在各个教学模块中将知识点与能力点紧密结合,注重学生实际动手能力和解决实际工程问题的能力,突出职业教育的应用特色和能力本位。项目教学法以实际的工程项目为对象,先由教师对项目进行分解,并作适当的示范,然后让学生分组围绕各自的工程项目进行讨论、协作学习,最后以共同完成项目的情况来评价学生是否达到教学目的的一种新的教学方法。强调学生的自主学习,强调与生产、企业的对接,强调学以致用,采用的是贴近企业的实际项目,能较好地调动学生的学习主动性与积极性,促进学生在做中学,在学中做,有利于培养学生的实践能力、职业能力、合作能力和创新能力,非常适合本门应用型课程运用。所以,为了提高本课程教学质量,满足创新型计算机人才的培养,强化学生职业岗位意识,全面提高学生的综合素质,在教学过程中引入项目教学法改革现有的教学模式不但可能而且势在必行。
三、项目教学法在计算机组网技术中的应用
“项目教学法”与传统的教学法相比,主要区别表现在“项目教学法”改变了传统教学法的3个中心:由以教师为中心转变为以学生为中心,由以课本为中心转变为以项目为中心 ,由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。所以,在应用项目教学法时必须坚持以学生为主体,以教师为主导,以项目为主线,把握好教材选择、项目确定、项目实施和项目考核评价四个环节。
(一)选择符合项目教学要求的教材
项目教学打破了传统的教学方法和方式,说教式的传统教材无法满足项目教学的需要,应该选择适合项目教学,符合职业资格标准和职业岗位能力要求的教材。教材内容应以企业的实际工程项目为主线,以项目为载体构建课程体系,并且与职业资格考证的“应知、应会”相对应。同时,教材内容必须动态更新,以适应行业和技术的发展。
(二)项目确定
应通过走访系统集成商、一线工程技术人员、用户,在充分调研的基础上,吸收企业、行业专家的意见,根据人才培养目标和职业岗位群设置情况,以企业实际生产流程和岗位技术要求为依据确定项目和工作任务。同时,也应该兼顾学校现有的实训设备和场地等情况。本课程以完成一个完整的校园网工程确定项目和工作任务。项目和工作任务如表1所示。
(三)项目实施
项目教学法强调以学生为主体,以任务为驱动,重点在于调动学生的积极性和主动性。教师应创设宽松的真实的学习情境,充分挖掘学生的潜能,激发学生的学习兴趣,鼓励学生独立思考,培养学生团队合作精神,提高学生分析问题和解决问题的能力。项目实施主要由明确项目、合理分组、获取信息、制定方案、组织实施、总结评价六个流程构成。第一明确项目,主要让学生了解需要完成的项目的目标和要求,由教师进行讲解部署。第二合理分组,将学生分成若干个项目小组,以小组为单位实施项目,小组长担任项目经理角色,项目经理承担本项目组的组织与管理职能。在分组时,每个小组的人数要适当(一般以3~5人为宜),根据组员的能力等级和个性差异合理搭配。第三获取信息,学生综合利用教师讲授、课本资料、报刊杂志、网络资源等获取完成项目所需的知识和信息,并进行加工处理。第四制定方案,学生根据项目任务和所获信息,经过集体讨论制定项目实施方案。第五组织实施,学生应明确各自职责,分工协作,根据经老师审定的实施方案,按步骤按程序实施。第六总结评价,师生共同检查评价项目完成情况,通过总结评价达到以评促学的目的。单元项目主要通过校内实训完成。综合项目安排一周的企业实践,通过企业实战项目检验学生对本课程的掌握效果。
(四)项目考核评价
在项目教学法中,学生的学习效果不能采用以一张试卷作为评定标准的传统课程的评价体系,而应当坚持评价主体及内容多元化、评价过程动态化的原则,根据项目教学的特点和人才培养目标的要求建立包括过程评价、成果评价、学生自评、学生互评、小组评价、教师评价、企业评价等内容的综合评价体系,以公正、准确、客观、科学地评价每一位学生。过程评价主要依据项目实施过程中反映的态度、知识、技术、方法、创新、规范、安全、考勤、信息获取与处理能力、职业道德、团队精神等。成果评价主要依据学生项目成果、项目报告书等。同时,为突出应用型课程的特点,体现学历教育与职业资格证书教育的密切关系,考核内容和标准要与职业技能鉴定标准相衔接,以学生是否顺利考取计算机网络管理员三级证书作为本课程成绩的重要评价依据。
四、结语
实践证明,将项目教学法引入组网技术课程教学,突破了“填鸭式”的传统教学方法,密切了课堂教学与职业岗位的联系,能够激发学生的学习兴趣,提高学生的积极性和主动性,提升教学的实效性,最大限度地开发学生的智力和潜能,有利于培养学生团队合作精神,增强学生分析问题和解决问题的能力,从而达到提升学生职业能力,实现五个对接的目标。
[本文系广东省惠州市教育科研立项课题“云计算在校园中的应用研究”(编号:2011KT249)成果之一。]
(作者单位:惠州工业科技学校)
参考文献:
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关键词: 高职院校 计算机基础课程 教学改革
以计算机技术、通信技术、网络技术为代表的现代信息技术,特别是在网络化、智能化、多媒体化等方面呈现出多元化态势,发展迅猛之影响几乎辐射到所有领域。计算机应用能力已经成为衡量当代大学生能否适应信息社会发展的重要标志。作为信息技术主要阵地的高职院校承担着培养大学生的计算机知识、技能和信息素养的重任,所以高职院校的计算机基础课程教学改革势在必行。
一、计算机基础课程教学的现状分析
高职院校人才培养的目标是以就业导向,培养具有丰富知识和较强的动手能力的高端技能型专门人才。目前计算机基础课程改革必须是面向应用和面向职业岗位的。受“2+1”人才培养模式的制约,计算机基础课多被专业课程所挤压,许多高职院校计算机基础课程仅设置一门计算机文化基础,这种安排把学生局限于掌握计算机基本操作的层次。少数高职院校设置另外一门课程(如C语言、Visual FoxPro等)。但大学生计算机应用能力和水平不能满足对专业课程服务的要求。课程设置的合理性值得我们去调研分析。目前存在以下主要问题。
1.教师教学观念滞后于社会的需求。师资队伍组成复杂,对教师继续教育缺乏有效途径和监督机制,课程标准、选用教材、岗位技能认知等与各专业脱节。
2.学生基础差异大。地域经济发展的差异,城市与农村及边远地区的学生接收信息技术教育的水平参差不齐。由于中小学校都重视应试教育,但由于信息技术的投入更新、师资、重视程序等原因,实际上这些教育大多浅尝辄止。一些有点计算机基础的学生进入高职院校后,有厌学情绪,似懂非懂,学习积极性不高。还有一部分学生来自经济落后地区,他们几乎没有使用过计算机。
3.教学设备、手段发挥作用不一。有些院校虽然采用多媒体教学,但教师的教学方法不新颖,知识落后,学生只是被动接受。课外学习又受其他条件制约,计算机基础课程学习实践性强的特点并没有发挥出来,学生学习效果和积极性不佳。
4.其他基础课,如C语言、Visual FoxPro等,有的是针对国家计算机等级考试,课程内容难度大,实用性较差;有的内容设置不恰当,与专业联系不密切。
种种原因导致教学成效不佳,没有真正实现为专业应用和职业岗位应用服务的目的,所以计算机基础教学的改革势在必行。
二、计算机基础教学改革举措
1.改革教学内容。高职院校的人才培养是以专业建设为中心,以提高学生综合素质为目标,按“以胜任职业技术岗位需要为目标,以培养职业技能为主线,以用人单位需求为标准”的原则,培养具有综合职业能力,能直接胜任企业需求的高端技能型专门人才。
结合高职院校自身条件,需要对教学的内容进行调整,如第一学期为计算机文化基础,教学内容以Office办公软件和操作系统的应用为主。第二学期为实用软件和Internet技术,教学内容以软件安装、图像处理、查杀病毒、音视频播放、软件下载上传、信息安全、浏览网页,搜索引擎、收发邮件等常用软件为主。
2.与时俱进,更新教学方式。多年的教学调查表明,社会对大学生的计算机应用能力的要求有增无减,使得大学生对计算机学习的热情不减,对计算机应用能力的有着强烈的愿望,采用典型案例、任务驱动等多样的教学方法,以有效增强学习效果。在改革教学方式时,立足学生实际,张扬学生个性,充分考虑现状,从专业特点等出发,采用教训练一体化方式:创设情境,激情导入,操作示范,导学达标,抛出任务,巡回指导,归纳总结,知识扩展,师生共评,收获分享,在教学过程中强化以教师为主导、学生为主体的教育思想,探索自主式学习,充分发挥学生的学习潜能和奠定可持续发展的基础。
3.计算机基础课为专业服务。计算机基础课程在于培养学生规范、高质、高效地综合应用办公软件能力,后续课程是利用计算机这种工具更好地为专业服务。教师授课时结合专业知识结合,案例要贴近生活、贴近社会、贴近岗位,重点放在实际应用中。如制药工程分院的许多课程涉及药品成分分析,在后续的Excel高级应用中,重点加强函数的应用,除了掌握常用函数的应用,还要掌握特殊的函数的应用。学前教育专业,在多媒体课件的制作上,如何使用PowerPoint和Flash制作图文并茂的教学课件。食品加工技术专业有食品包装课程,好的包装能使产品树立优质的形象,提高产品竞争力,促进产品销售,能有效加大企业的宣传力度,提高企业影响力,开设Photoshop课程,让学生从包装设计上入手,学会设计装饰性花纹、图案、色彩或文字等。
我们使用“1+X”方案设置计算机基础课,即1门计算机文化基础,“X”为其他基础课程,各专业结合自身特点,采用自助餐式授课,寓教于乐,让学生体验和感受学习计算机技能的快乐,深深感受到计算机技能对专业的重要性而富成就感。
4.开展计算机技能比赛,以利于技能的养成。课堂的内容只能保证学生基本吃饱,这远远不够,可以通过专业社团、课外兴趣小组、参加各级技能比赛促进训练技能。每年分院、教务处、学工处、院团委联合举办的以“多彩校园・闪亮青春”为主题的计算机技能竞赛,丰富了大学生的课余活动,丰富了校园文化,拓展了素质教育,提高了动手能力,促进了人文素质和科学素质的有效融合,进一步提高了学生的动手实践能力和创新能力。鼓励学生积极参加省级计算机类高职指委举办大学生计算机技能大赛和全国信息技术应用水平大赛,达到以赛促学、以赛促教、以赛促训、经验交流盛会的目的。
三、考核模式改革
考试是检验教学效果的重要手段,是教学质量的监控和评价的重要形式。考试不是目的,而是一种手段,在于“以考促学、以考促教、以考促管”,这种教学活动能调动学校、教师、学生三方的主动性和积极性,提高教学质量和管理水平,保证和促进人才培养的目标实现。对高职学生而言,考试更重要的对实践能力的考核和评价。传统的期末考试,以一次成绩的高低决定学生学习的好坏,这种方式并不客观和科学,造成一些学生投机取巧,平时不认真,临近考试,挑灯夜读、突击复习,也可能奏效,结果是高分低能。真实的技能是在实践中反复练就的,并非一蹴而就。过程性考核和无纸化考试能弥补这一缺点,杜绝学生的投机心理,增加其对计算机学习的兴趣和主动性,更有效地提高学生的动手实践能力,有利于培养学生的设计能力、创新意识和创新能力。考试成绩由平时成绩(出勤、课堂表现)(20%)、能力考试成绩(过程)(50%)和期末综合考试(30%)三部分组成。考核方式的改变直接影响学习的态度,科学、客观的评价有效促进了学习的积极性和效率,达到了预期的目的。
四、加强微机实验条件和师资队伍建设
改善教学条件,开展网络教学,建立现代化教学平台。教师在机房授课,学生人手一机,外接互联网,为各专业开放微机实验室,保证课内外完成计算机文化基础、经济管理、制药、食品等多个专业的实训任务。凌波多媒体教学系统实现了广播教学、学生演示、个别辅导、发任务、收作业。安装万维捷通全自动网络考试系统,由软件系统随机组题,判卷自动化,减少了人为因素,考试直接、客观、公正,并能及时、较准确地反映学生对本课程的掌握程度。学生对这种软件考试非常喜欢,对平时不认真学习的同学也是一种约束和激励,因为只有认真学习,才能学到真才实学和技能,才能通过考试。建立完善教学资源网,提供给学生充足的时间和空间,让学生了解自己技能掌握的程度,学习成绩有了衡量标准,富有成就感。
在新形势和任务下,计算机基础教学工作依然任重道远,对教师能力水平提出了更高要求,关键是不断培养一支适应技能发展高素质的师资队伍。制度保障尤为重要,如入职门槛、轮训、顶岗实践,激励机制等。教师经常深入公司调研、参加培训,了解岗位需求,积累经验,才能真正培养企业需要的人才。
五、结语
总之,计算机基础教育不仅是文化教育、人才素质教育,还是技术教育,是社会发展的需要。我们要坚持不懈地深化计算机基础的教学改革,完善管理评价体系,利用先进的教育技术手段,培养出一批批的大学生,使他们成为适应社会的需求建设人才和推动全社会信息化发展的主力军。
参考文献:
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[3]段需勤.余毅.浅析高职《计算机应用基础》课程教学改革[J].现代经济信息,2009,(16):299.
1.1国外实践教学现状
国外很多高校的实践课程,大部分依照正规的培养计划,学生必须拿到此类学分。为提高学生的实践能力,工程实习、项目设计以及科研都需要与社会实际相结合。英国的“三明治工读”模式、德国校企合作的“双元制”等,在实践教学中均取得了巨大成功。新加坡南洋理工大学采取“工业实习”,学生须全体进入企业或实习单位工作半年,培养实际工作能力。美国密歇根大学一直在积极探索适合于本校特色的课程模式,以创造改革所需的客观条件。伦敦大学皇家霍洛威学院是世界首个开设信息安全学课程的院校,其信息安全系和国家网络安全研究中心的规模为全世界最大。该校实行开放式教学,保证实践效果。首先,开放师生关系,采用“以学生为主体,教师为主导”的模式;并开放教学内容,学生根据自己的兴趣,以教材为基础,自己编写“教学计划”。其次,开放教学环境,学生可以离开课堂,到社会中进行实践,激发学习激情,真正学到有用的技术。最后,开放教学评价,构建了民主、全面、灵活的教学体系。
1.2国内高校实践教学体系
近年来国内的几所较早建设信息安全专业的院校,包括武汉大学、北京邮电大学、哈尔滨工业大学等,通过自身的探索和基于许多原创性工作的基础上,建立了较为初步完善的网络信息安全实践教学体系,并各有各的特点。
(1)武汉大学遵循“以学生为本,以教师为主导,以激发学生学习积极性为出发点,以培养学生创新能力为目标,按照科学研究的规律、思维、方法为主线索组织实验教学,促进学生自主学习与自主科研”的教学理念,建立“基础实验—综合设计实验—研究创新实验”的三层次实践教学模式,为学生提供了多种平台,包括实训平台、创新提高型实验和实习基地实战型实践平台、实验仿真平台等。武汉大学是第一个增设信息安全本科专业的学校。
(2)北京邮电大学的实验教学,以能力提升为中心、项目实训为基础、创新培育为重点。诸多实践教学建设成果解决了体系整体连接不密切、教学目标和方式难以融合以及教学品质难以保证等问题。其中包括“一条龙式”的创新体系、“目标驱动”的人才培养模式、“多位一体”的支撑环境、“双重并举”的教学质量保障机制等。
(3)哈尔滨工业大学的实践教学秉承“项目实践能力强”的作风,以学科为基础,改革为核心,人才培育为主线。学生创新精神与实践的培养贯穿始终,着力于基础实验、项目实践、高新技术学习以及科技创新等方面的能力,建立开放自主的实践教学体系,以充分训练学生的实践和创新能力。
1.3南邮现有实践教学体系建设成果
南邮注重用3个“学”(即学生、学生学习和学生发展)考查教学质量,运用项目主导、学生主体、教师指导的项目运维形式。目前以学生为中心的项目近2000项,南邮也因此拥有了国家级的实验教学示范中心和工程实践教育中心。南邮设有软件与信息安全实验室,总面积达880平方米,现拥有10余台高端服务器,150余台计算机组成的局域网,多台网络防火墙(含千兆防火墙)和路由器,还拥有绿盟极光安全评估系统AURORA-200-CC-E、OptiView网络分析仪、I-Security信息安全综合实验平台,这些设备都紧跟当前技术主流。在教学和科研中,师生可使用多种信息安全实验平台。实验教室由校方统一管理,晚上与周末没有课程安排。实验室除了服务于教学实验课程(包括日常实验、实践教学、毕业设计环节)外,同时还开展以实验室为基础的相关课题研究,承担“十五”国家科技攻关计划、国家自然科学基金、省教育厅自然科学基金等多个研究课题,课余时间对学生开放使用,资助优秀学生及早参与到信息安全的研究中。实验室使用先进的管理软件对设备进行科学管理,让师生充分使用实验室的设备及资源,锻炼学生的创新能力,为社会输送优秀人才。
2独立学院实践教学分析
2.1与普通本科高校的区别
由于独立学院与普通本科高校生源不同,学生在学习热情、积极性、自觉性和自控力等方面有欠缺。因此,在实践教学中,必须突出其与普通高校的区别。
(1)在教学内容上,普通本科高校侧重于理论研究;而独立学院的学术性相对较弱,更侧重于应用。因此在设置教学计划、教学方式、教材、考核方式等方面,都要以学生的应用能力为重心。
(2)普通本科高校偏重于建设科研型实验室,以提高学校的综合名次;而独立学院更加注重教学型实验室。科研对于独立学院来说,并不是不重要,它为基础好、有学习热情、善于思考的学生提供了更高的平台。
(3)普通本科高校的实验以综合型为主;而独立学院的实验类型以传统基础实验为主,辅以设计型、创新型实验,激发学生参与实践应用的热情。
2.2存在的问题与不足
1)缺乏自身的办学特色。办学特色是学校生存和发展的原动力,对于独立学院来说,更具紧迫性和重要性。独立学院必须注意到学生和母校学生之间的差距,不能一味复制母校的教学体制。办学定位不清、培养目标不明等问题仍有待改善。
2)未形成完善的实践体系。在独立学院的网络信息安全实践教学中,存在诸多问题,如理论多于实践,教学手段不灵活,实验内容滞后,教学重心与社会需求脱节,实验室整体规划不合理。这些问题容易导致学生学习疲劳,难以系统地完成综合型实验。
3)师资力量不足,学生实验受限制。独立学院的经费主要来自投资方,但很多投资方往往不履行责任,导致学院师资、实验设备实力跟不上。某些实验设备由于价格昂贵,在实验过程中,会限制学生的使用,使实验缺乏灵活性和综合性。
3独立学院实践教学体系建设
总体而言,独立学院的创新实践教学体系建设需要遵循特色性、实用性及混合性三大原则。特色性是以自身条件为依据,区别于其他院校的主要方面。实用性是指实践教学体系的构建,要充分体现社会要求,并与专业发展紧密联系。混合性体现在不同教学方式、实验类型、考核方式的混合方面。
3.1教学目标
网络信息安全实践教学的总体目标包括以下几个方面。
(1)学生通过实验,掌握网络信息安全理论基础和应用技术,深入理解计算机系统、网络和信息系统的安全问题,掌握集成和维护信息安全系统的技能。
(2)学生在掌握了计算机、通信和信息安全理论与技术后,拥有具有较强的科技创新能力和自主学习的能力。
(3)结合专业基础课内容,安排基础实验和综合实验,并在学科竞赛、毕业设计、培训认证方面,给学生提供一个从基础到综合、从学习到创新、多层次的网络信息安全实验体系。
3.2南邮通达学院(独立学院)实践教学体系建设
1)实验室建设。通达学院借鉴南邮的软件与信息安全实验室,建设属于自己的“网络信息安全”实验室,结合实际经费状况、学生人数、场地大小等实际因素进行规划。通过公开招标,购置相应的软件硬件产品。其硬件系统主要包括管理控制、数据服务、安全实验、交换、显示控制、身份认证、无线、防火墙、IDS等硬件设备;软件系统主要由实验操作平台、实验管理系统和身份认证管理系统等组成,为实验室的整体实验体系建设、实验环境管理、实验教学存档等提供功能支持。在条件允许的情况下,当有新技术、新产品出现时,可以及时补充设备。
2)实验教材编写。实验教材可以从基础性、综合性、自主研究性3类实验设置教学内容。应尽量详细地对基础性实验进行描述,包括设备使用的注意事项、实验步骤及原理、实验成果等,为深层次的实验打下基础。编写实验教材最需要注意的是内容的更新,及时跟进新出现的技术,并与实际工程项目相联系。除安排密钥使用管理、数学证书管理使用、防火墙设置使用、虚拟专用网、入侵检测系统以及网络攻防等基本实验外,还可以添加一些新实验,如云计算安全、无线传感网安全、移动互联网安全。根据实验难度,对其进行分类并标注。学生可以根据自己的兴趣和实际水平,选做难度较高的综合研究性实验。另外,选择优秀的相关书籍作为学生的参考资料,以辅助理解,并公开实验大纲、指导书、参考文献、教学课件等资料,实现优质教学资源的共享。
3)实践教学师资队伍建设。实践教师是教师队伍中必不可少的部分。通达学院应为经验不足的实践教师安排工程培训的机会,鼓励他们利用空闲时间到企业或单位进行项目实践,或邀请企业工程师来院指导,以提升实践教师队伍的整体素质。
4)实践方式创新。实践方式的多样性可以增加学生对课程的兴趣。学科竞赛与科研都是非常适合的实践方式,能树立良好的学术氛围。通达学院可以与社会企业、单位进行合作,为其推荐和输送优秀人才,让学生通过实训或实习,巩固课内知识,提高社会项目实践能力。在由浅入深,从基础、验证性实验到综合实验的实践教学过程中,通过实践教学、课程设计、课程实习、专业实习、职业化教育、毕业实习、毕业设计和社会实践等环节,提高学生的专业技能。
5)考核方式改革。对学生的考核采用创新的考核方式,主要包括以下两个方面:
(1)对每个实验设置“难度系数”,考核总分为实验具体分数与难度系数的乘积。这种方式能够使所有学生都参加到实验中,激发学生挑战难题的欲望。另外,学生还可以自主设计实验题目、参加相关竞赛及科研项目,申请额外加分。
(2)采用分组负责制,即按实验将学生分组,每组负责准备、讲授和辅导一次实验(主实验),参与其他几次实验(从实验)。主实验结束后,由其他几组对该组的讲授环节以及辅导环节的综合表现进行匿名评分。总评成绩取决于指导主实验得分、参与从实验得分、考核实验得分等多个因素。
4结语
关键词:一体化教学 行动导向教学法 教学质量
【中图分类号】G【文献标识码】B【文章编号】1008-1216(2015)07C-0050-03
电力电缆施工运行与维护是高压输配电线路施工运行与维护专业的专业核心课程,该课程介绍电缆的基础知识和电缆的安装、施工以及运检岗位工作任务训练等内容,是支撑电力电缆工这一电力线路工种的核心专业课程。通过该课程的学习,要使学生从对电力电缆陌生的阶段发展到掌握电缆施工、运检岗位相关知识,达到电力电缆中级工水平;要求学生不仅掌握电力电缆的相关知识,还要掌握电缆的安装、施工和运检等相关技能。
电力电缆施工运行与维护课程在传统授课模式下,理论课与实践操作课分开进行,容易导致理论与实践脱节。一方面,学生在理论课堂上由于兴趣、积极性以及自制力等原因,学习效率较低;另一方面,在实习实训中,由于未能理解相关知识点,内容枯燥、方式单一,实操技能无法得到有效锻炼,最终会严重影响教学质量。
为了解决理论和实践脱节的问题,高职院校普遍引入了理实一体化教学模式。该模式打破传统的教学体系和教学方法,根据职业教育培养目标的要求重新整合教学资源,不但增强了教学的直观性,而且充分体现了学生主体参与作用。理实一体化教学中,除了对教师队伍、教材、教学场地有新的要求外,还有一项重要内容:一体化课程建设。它让师资、教材、教学场地诸要素有机组合起来,是一体化教学顺利实施的关键。在探索一体化课程建设的实施方法中,高职电力电缆施工运行与维护课程教学中运用了行动导向教学法,不仅有效提高了电力电缆施工运行与维护的教学质量,还为一体化教学模式的顺利实施提供参考和借鉴。
一、行动导向教学法
行动导向教学法(Handlungs Orientierter Unterricht)的核心内容是:学生是学习过程的中心,教师是学习过程的组织者与协调人,遵循“信息、计划、决策、执行、检验、评价”这一完整的“行为”过程序列,在教学中教师与学生互动,让学生通过“独立地获取信息、独立地制定计划、独立地执行计划、独立地评价计划”,在自己“动手”的实践中,掌握职业技能和专业理论知识,从而构建属于自己的经验和知识体系。
与传统教学法相比,行动导向教学法把学生放在教学的中心位置,教师是组织者和协调者,帮助学生去学习,在教学中重视“案例”教学,重视“解决实际问题”及“自我管理式的学习”。行动导向教学包含多种具体的教学方法,主要有案例教学法、项目教学法、任务教学法、模拟教学法、情景教学法、谈话教学法、角色扮演法等。行动导向教学法遵循学习过程中的客观规律,以学生为中心,采用活动引导的方式,侧重结合传授知识来培养学生的创新能力,激发学生积极主动地掌握知识和技能,使学生学会学习,为学生的可持续发展奠定了基础。
行动导向教学法可以有效解决目前高职院校中课堂教学和实践教学脱节问题。以长沙电力职业技术学院高压输配电线路施工运行与维护专业(简称输配电线路专业)为例,主要为电力线路建设安装、运维岗位培养技术技能型人才,对学生的实际操作技能有着较高的要求,为了他们未来职业发展,还要培养他们分析问题、解决问题、自我学习的能力。同时要求他们具备较高的防触电、防高空作业危险等安全意识,规范操作、团队协作的职业素质。行动导向教学法通过实物、案例、图片、视频、现场实际操作、角色扮演演练不同岗位角色工作,用相对直观的内容增加学生的学习积极性,以最快的速度引导学生入门,通过大量项目训练,使学生具备岗位工作能力。同时在任务实施过程中规范工作流程,要求学生严格遵守作业安全规定,指导学生开展工作过程内容学习,从而切实提高学生的动手能力和职业技能。
二、行动导向教学法在电力电缆施工运行与维护课程教学中的应用
以输配电线路专业的核心课程电力电缆施工运行与维护课程为例进行行动导向教学法实施说明,理论与实践相结合。首先,教师要充分发挥学生的主体作用,明确主导作用;根据教学内容,可采用演练法、归纳法、案例分析法、任务驱动法等多种教学方法,激发学生学习兴趣,提高教学质量;教学过程采用“六阶段教学法”,即按照明确任务、计划、决策、实施、控制、评估反馈六个阶段实施。
在电力电缆施工运行与维护课程中实施行动导向教学法时,充分利用了长沙电力职业技术学院的各种教学条件和实训场地,营造真实的职业环境,将专业教学课堂变成工作现场,引入行业规程规范、技术标准、工作流程实施典型工作任务进行教学,这样可以提高学生的课堂专注力,增强职业意识,培养职业能力。
以电力电缆施工运行与维护课程中学习任务――10KV电力电缆头制作教学为例:设置现场的具体情境、布置任务、讲解理论、操作实施。按行动导向教学法,教学任务的实施可按如下步骤:
(1)教师先布置任务。某供电公司所属某电缆分接箱内电缆头发生故障,要求进行更换。学生要完成制作一个10KV电力电缆户内热缩终端头的工作。
(2)要求学生分组进行资料学习并给出工作计划,制定作业指导书。提供学生要学习的一些资料,包括如何进行终端头制作的视频,终端头制作的说明书及相关规程,学生通过学习明确工作任务,制作工作计划书,编写作业指导书。要求将制作过程分解,理解每个操作步骤的工艺要求,自我评估给出每个步骤的练习时间;同时开展小组间讨论,了解每个操作环节与终端头质量的关系,进行事故预想,思考在工作中可能会遇到的问题并记录。
(3)在任务开始之前,教师要对学生的计划进行审核,咨询每组练习时间规划的原因,适当进行调整,并按他们的要求提供工(器)具及材料,并指出每样工(器)具的功能。对每个小组提出的操作步骤不理解的地方进行解答,然后随机提问小组的成员,确保每位同学明确工作任务和要求。但对于一些不具备危险性、在操作中容易犯错误或更好地操作手法,如果学生没有提就留到他们在实施中遇到了、思考过了再给出,这样可以加深他们的印象,在采用新工艺制作的成品更好时也会产生更大的成就感。
(4)制作前,每位同学要明确工作过程的危险点和预控措施,并做好安全措施。制作过程中,由各组组长分工,三人一小组(两人操作,一人监护),一般一个组有2~3个小组,每个小组轮流进行每个操作步骤的演练,然后小组成员转换角色轮流参与演练。在给定的时间里,记录每位同学操作的次数,确保技能训练时间。由于每作时间不长,学生空闲的时间不多,有利于改善工位不足;学生也没有持续重复劳动,不容易产生厌倦。对每位同学每个操作的质量要进行点评,确保教学实效。教师要对教学实施进行把握,确保作业的安全性。在工作结束后,要分组讨论总结,并由组长记录;教师还要求学生口述操作流程,作为衡量本项目课堂教学效果的因素之一。
(5)在整个任务前期准备和实施过程中,教师起到了一个引导的作用,引导学生查阅资料,明确任务要求,做好相关场地、工(器)具、人员准备,在制作过程中及时纠正学生的不规范行为,保证整个任务的顺利进行。教师按真实的工作岗位要求严格要求学生,可以培养他们良好的职业习惯,加深他们对任务内容、流程的理解。
(6)任务完成后,师生应该共同对整个操作中的关键点、难点进行归纳总结,通过一些实际操作的案例加深学生的印象;再以这个实践操作的任务为基础,通过多媒体教学手段,结合实物、视频,拓展到其他类型电缆附件的制作上,让学生自我学习,举一反三。
由此可见,应用行动导向教学法融合了演练法、案例分析法和任务驱动法等多种教学方法,以达到教学目标,使“教”与“学”两者有机地结合在一起。教学容量大、掌握速度快、学生合作参与积极性高、知识掌握效益高,大大丰富了教学的形式和手段,全面提高了学生的综合能力。
在长沙电力职业技术学院推行的基于行动导向教学方法的电力电缆施工运行与维护课程在试点班级实施一年后,据多家电力线路建设安装、运维单位反映,新毕业的学生在专业知识和动手能力方面有了较为显著的提高。学生在中级工的技能考试过级率也有明显提高。该方法在提高高职教学质量方面效果明显,激发了学生的学习兴趣,调动了积极性,学生对新知识、新技能可以快速掌握。
三、结束语
实施理实一体化教学是解决目前高职教育中理论和实践脱节这一问题的必然选择,而行动导向教学法为理实一体化教学提供了方法基础。 (下转54页)
(上接51页)本文通过对行动导向教学法在电力电缆施工运行与维护课程中的应用分析,对行动导向教学法的内涵、核心以及实际操作步骤有了深入分析,为其进一步推广应用奠定了方法基础。
行动导向教学法的实施,还需要进一步明确教师在教学中的角色定位,向教学过程的策划者、管理者和主持人的角色转变,转变教学思维模式,进一步提高自身修养,加强与学生的互动。
同时,学校还应进一步整合教学资源以满足一体化教学的需要,加强基于一体化教学的教材建设,做好硬件和软件的配套工作。
基金项目:湖南省教育科学规划课题(XJK012CZJ004)
参考文献:
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关键词:高职 文科类专业学生 能力结构
中图分类号:G645
文献标识码:A
文章编号:1007-3973(2012)006-001-02
在高等职业技术教育中,与理工科类专业学生的能力相比,文科类专业学生的能力既有普遍性,又有其独特性。两者的最大区别在于,理工科学生的能力主要表现为显性的“硬”能力,如操控机床的能力、计算机水平等,而文科学生的能力主要是隐性的“软”能力,如表达能力、沟通能力、管理能力。正因为文科类学生能力的隐性化和模糊化,研究起来颇有难度,很少有人对高职文科类专业学生的能力结构进行探索。但是,廓清高职文科类专业学生的能力结构,利于有针对性地确立清晰的教学目标、采取适当的教学模式和方式、选择合适的实训制度、建立科学的高职文科学生能力评鉴体系,从而有利于培养适合社会需要的高职文科毕业生,使高职教育在文、理、工、医等各领域得以平衡发展,从而全面地为社会输送高素质的技能型劳动者。为此,对高职文科类专业学生的能力结构进行探讨,实属必要。现尝试基于能力结构的心理学理论,依据高职文科类专业学生的能力结构确立的相关因素,提出高职文科类专业学生的能力结构模型。
1 能力结构的心理学阐释
从心理学理论来看,能力就是智力,而结构, 意指客观事物各个组成部分的搭配和排列。所以,能力结构,指一个人所具备的能力类型及各类能力的有机组合。能力结构一直是心理学研究关注的焦点,也是各派心理学家致力解决的问题。不少心理学家提出了自己的心理结构假设,比较有影响的有因素构成理论、三维结构模型、层次结构理论、三元智力理论、多元智力理论。其中,英国心理学家斯皮尔曼因素构成理论和美国心理学家加德纳的多元智力理论为我们分析高职文科类学生的能力结构提供了比较有效的理论依据。
斯皮尔曼认为,能力是由两个因素组成的(1904),即一般因素-G因素和特殊因素-S因素。G因素是每一种活动都需要的,是人人都有的,但每个人的G的量值有所不同;所谓一个人“聪明”或“愚笨”,正是由G的量的大小决定的。由此,斯皮尔曼认为,一般因素G在智力结构中是第一位的和重要的因素。特殊因素S因人而异,即使是同一个人,也有不同种类的S,它们与各种特殊能力如言语能力、空间认知能力等相对应,每一个具体的s只参加一个特定的能力活动。完成任何一种活动,都需要由一般能力因素G和某种特殊的能力因素S共同承担。斯皮尔曼用一般因素G来解释不同测验间的相关。他指出,不同测验测的总是一般因素G和某种特殊因素S,既然各测验都含有G因素,那么它们就必然有一定相关。
在二因素理论上,赛斯顿提出了群因素说。塞斯顿反对斯皮尔曼的强调一般能力的二因素说,而是认为:任何能力活动都是依靠彼此不相关的许多能力因素共同起作用的,因此,可以把能力分解为诸种原始的能力。塞斯顿对56种测验的结果进行了因素分析,最后确定了7种原始的能力,即词的理解、言语流畅性、数字计算能力、空间知觉能力、记忆能力、知觉速度和推理能力。
美国心理学家加德纳的多元智力理论认为,能力主要由以下7种因素构成:语言能力,包括说话、阅读、书写的能力;音乐智力,包括对声音的辨识与韵律表达的能力;逻辑数理智力,包括数字运算与思维思考的能力;空间智力,包括认识环境、辨别方向的能力;身体运动智力,包括支配肢体以完成精密作业的能力;内省智力,包括认识自己并选择自己生活方向的能力;人际智力,包括与人交往且和睦相处的能力。
2 高职文科类专业学生能力结构确立依据分析
心理学上的纯智力结构理论主要探讨的是人类的普遍智力问题,并没有考虑社会、教育目标、政策法规、专业方向、职业岗位要求等因素对某类特殊人群的智力能力影响,不能完全解决高职文科类专业学生能力结构问题,只能为这个问题的解决提供一个指向。我们现在所探讨的问题是高职文科类专业学生的智力结构问题,属于对特殊群体的智力结构探讨,因此,必须考虑上述因素对能力的影响。在教育领域,对不同的群体有不同的培养要求,因此,在心理学能力结构理论的支撑下,我们要确立高职文科类专业学生的能力结构,还必须寻找其现实依据。
我们认为,高职文科专业学生的能力结构确立应该主要考虑以下因素:教育层次定位,岗位特征和相关政策等。如果说,心理学意义上的能力结构理论为我们确立高职文科学生能力结构问题提供了理论依据,那么,教育层次定位,岗位特征和相关政策则为其提供了现实依据。
教育层次定位规定了培养目标,所以教育层次定位是高职文科类专业学生能力程度强弱的依据,比如对学科理论知识的掌握,不同的教育层次对其培养目标规定就各不相同,对本科生的要求是系统地掌握学科理论知识,对高职生的要求是有针对性地掌握一些基本理论知识。岗位特征决定了高职文科类专业学生能力结构的主要因素,虽然对能力结构众说纷纭,但是心理学理论普遍的共识是,人的能力并非是单一的,是由多种因素构成的。而对于高职文科类专业学生来说,要求其具备全面的能力,既不现实,也无必要,所以,我们要确立高职学生需要具备哪些能力,还必须参考其职业岗位特征。尤其是相关政策,是社会对高职教育人才素质需求的反映和总结,为我们确立文科类专业学生的能力结构提供了现实依据。