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[关键词]专业课程设计 光电通信 教学模式 实践教学
[中图分类号]TN29
一、引言
目前,随着社会的发展与我国教育体系的逐渐完善,学生综合素质与能力的培养是当前高校人才培养的重点。能综合应用专业理论知识解决实际问题,具有较强的创造力和敏锐的观察力等都是能力的具体体现。实践教学是培养学生能力的重要环节,而注重从“应用型”向“设计型”人才培养的转变,已成为各大高校实践教学的指导思想。专业课程设计属于实践教学的主要环节之一,其旨在培养学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力,也是对前期理论与实践教学效果的检验[1-3]。为实现“设计型”人才培养,在专业课程设计中同样需要加强学生的实践创新思维引导。
“信息工程(光电通信)”专业是本校电子信息工程学院新发展的本科专业方向之一,其相对应的教学体系还处于不断探索与发展的阶段。目前,专业课程设计安排在大四秋季学期,共3周时间。在过去几年,专业课程设计都采用“信息工程”大专业统一进行的模式,内容一般包括4次讲课、5个基本实验和1个完整的专题设计。其目标是通过几个基本实验使学生了解典型的电路或系统结构、分析方法和设计实现方法;通过专题设计是学生能够综合运用专业知识、EDA设计工具、新器件、新方法解决专业问题。因此,本专业过去的课程设计采用了传统的组织模式,学生的参与热情不高;专业课程设计的内容也没有体现“光电通信”专业的特点。
针对上述问题,我们对本专业的课程设计教学模式进行了改革,并根据学生已有的专业知识结构,设置具有“光电通信”专业特点的课程设计题目,使学生能应用现有理论知识解决一定的实际问题,在设计能力方面有所提高,为毕业设计及以后步入社会参加工作奠定基础。
二、课程设计的教学模式
为使学生在最短的时间内掌握尽可能多得知识,平时的课堂教学大多采用教师讲授,学生被动式获取知识的模式。专业课程设计的教学不同于平时的课堂教学,应采用学生为主、教师为辅的方式。借鉴校内外其它专业课程设计的组织模式,并结合本校“光电通信”专业现有的教学体系结构,将本专业的课程设计分为三个阶段,即准备阶段、实施阶段和验收阶段[4]。
1)准备阶段。指导教师以加深基础知识、增强综合应用知识能力和提高创新研究能力为主线,制定合理的教学大纲,根据学生已有的专业知识结构,设置课程设计题目,在此过程中尽量做到以下几点:①设计内容具有一定的实用价值;②在突出本专业课程重点内容的基础上所覆盖的知识面尽可能广;③有利于学生综合能力的培养;④难易适中,并具有一定的挑战性。针对设计内容中学生还未学到的理论,安排理论辅导课。
学生根据大纲提供的课程设计选题范围,并结合个人爱好及特长确定题目,为保证每个学生都有一定的工作量,需限制每个题目的选择人数。题目选定之后,组织小组内讨论,明确个人分工。
2)实施阶段。学生通过查阅文献,组内讨论,运用所学知识对选定的题目进行分析、设计,完成设计内容。在此过程中,学生要做到以下几点:①明确设计任务与要求;②提出设计方案,给出总体原理框图;③对所选方案进行理论分析、仿真或实验;④讨论设计结果的可行性。
在此环节,教师进行启发与引导,只讲解难点,充分尊重学生的设计思想,并在中期检查每组设计的进展情况,及时指出其中可能存在的原理错误及设计缺陷,对于细节上的小错误,可以由学生自己在实践中自己发现和修改。
3)验收阶段。学生进行总结,完成课程设计报告并进行结果演示与答辩。教师根据学生在课程设计过程中的总体表现、书面总结报告、设计结果演示及答辩情况评定最后的成绩。
在上述三个阶段中,学生是主体,教师的任务在于抓住关键环节组织教学,将启发式教学、讨论式教学和研究式教学融会其中,给学生最大的发挥空间,最大程度发挥学生的自主能动性,启发其创造性思维,培养其综合应用专业知识解决实际问题的能力及团队合作精神。
三、课程设计的实践
按照上述课程设计的组织模式,本专业的课程设计已完成了三次实践。下面分阶段总结实践情况。
1)在准备阶段,充分利用现有的资源和条件,并结合学生的知识结构,设置了9个专业课程设计题目,如表1所示。表中的设计内容以光通信及光信息处理中常用的光器件设计和光学成像原理应用为主,其中包括4个应用型和5个设计型题目,具体内容稍有难易差别,学生根据自己的专长和基础水平,选择相应的设计题目,每个设计题目由3名学生分工完成。此外,根据学生当前还缺少的专业知识,相应地安排了6学时的理论课及2学时的答疑时间。
2)在实施阶段,学生通过查阅文献和组内讨论完成设计内容,在中期检查中,每个学生进行阶段总结,汇报设计任务进展情况及存在的问题,教师引导学生多方位、多角度地分析问题,提示解决问题的思路与方法,学生进一步查阅文献资料,完成设计任务。
3)在验收阶段,学生总结课程设计内容,撰写报告,并进行结果演示和现场答辩。最后考核包括了平时表现、书面报告及答辩三部分成绩,分别占总成绩的20%、60%和20%。这样的考核方式将评价标准分解在了学生课程设计的三个阶段中,因而可以比较全面、公正地反映学生完成课程设计的情况。
四、实践效果及存在的问题
从最后的考核结果来看,80%以上的学生态度认真,能主动找老师答疑;每组都实现了课程设计的内容,有的组还进行了扩展;有半数以上的学生总结了自己在课程设计中遇到的问题、解决的方法和收获体会,还有学生指出了当前结果的不完善之处。同时,也存在个别学生自己不做,抄袭别人的情况。另外,在课程设计总结报告中要求对结果进行讨论,但从报告及最终答辩情况看,学生对设计结果,主要是结果曲线的讨论很少,大部分学生只是单纯得完成了设计任务,对结果所反映的物理意义及应用价值理解较浅。综合评定后有60%的学生成绩为“良好”以上,也有不到10%的学生为“及格”。
针对实践中存在的问题,今后还需进一步启发学生多查阅文献,了解每个设计题目的实际应用方向,使学生能体会到学有所用,认识到专业课程设计的重要性,尽可能消除个别学生完全不动手的情况,让每组所有的学生都参与到课程设计中来。
五、学生的体会
学生在书面总结报告中这样写道:“虽然在设计的过程中,由于各种各样的原因,在一开始并没有想象中的那么顺利,但是在不断地停滞不前中,发现问题,解决问题,与此同时大脑得到充实,知识得到丰富,思维更加敏锐,总之是受益匪浅。”
“通过这次课程设计,我认识到理论方面的知识也是比较有趣的,结合以往学到的一些知识,比较顺利地解决了课设中遇到的问题,更加激发起了我学习的热情。”
“对于知识,需要经常回顾,否则再熟悉的技术也会变得非常陌生。”
“通过这次课程设计,我加深了对专业知识的认识,学到了不少新的知识,也锻炼了我程序编写的能力。同时,小组的同学,相互协助,各司其职,也是我们能顺利完成这个设计题目的重要原因。”
从这些切身的体会可以看出,学生对本专业课程设计的积极性比较高,在专业知识应用与设计能力方面都得到了一定的锻炼,并对团队合作的重要性也有了更高的认识。
六、结束语
专业课程设计是学生大学教育期间各阶段所学知识回顾和提高的过程,是培养学生实践能力的重要环节。结合本校“光电通信”专业的教学体系现状,我们对本专业课程设计的教学模式进行了初步的改革与实践。在实践中注重从“应用型”向“设计型”人才培养的转变,尽可能调动学生的主观能动性,从课程设计的选题、查阅文献、任务分工,到设计内容的实现、调试与总结答辩,都由学生自己完成,取得了较好的实践效果。但仍然存在一定问题,在今后的实践教学中还需不断探讨本专业课程设计的内容和组织模式,从多方面激发学生的学习兴趣,进一步提高课程设计的质量,使学生在发现问题、分析问题和解决问题的过程中逐步提高综合应用专业知识创新设计的能力。
基金项目:北京航空航天大学本科教学改革立项项目
[参考文献]
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[2]邹道生,黄光华.独立学院电子信息工程专业课程设计教学改革与实践[J].赣南师范学院学报,2011(6): 89-91.
[3]王少刚.课程设计是培养学生创新能力的重要途径[J].中国大学教学, 2007(8): 23-25.
分析当前《机械设计》课程设计教学中存在的问题,从提高学生兴趣,课程设计前的准备、设计过程以及答辩总结等方面提出了相应对策,以切实提高课程设计教学效果。
关键词:机械设计;课程设计;问题;对策
引言
课程设计是机械类专业在完成机械设计或机械设计基础课程后进行的一项重要的实践教学环节,是学生首次接受较全面的工程设计训练。该课程要求学生综合运用已学过的多门基础课程来解决工程问题,对学生树立正确的设计思想、提高综合分析能力、培养良好的工程素质具有重要作用,学生在课程设计中的收获会直接影响到后续专业课程的学习,甚至对以后的毕业设计和实际工作都有着重要的影响。
1. 当前课程设计中存在的问题
1.1 对课程设计兴趣不高,不能积极地投入课程设计工作
部分学生认为课程设计就是画图,对课程设计认识不足,加之课程设计长期沿用减速器设计作为设计对象,使设计内容陈旧、单一,设计过程太枯燥,学生兴趣不高。
1.2 时间短,任务重;学生多,教师少
我校《机械设计》课程设计分三类:(1)一周,学生需要完成螺旋起重器设计和绘制螺旋起重器装配图一张(2 号图),设计说明书计算说明书一份;(2)二周,学生需要完成减速器设计(单级)和绘制减速器装配图一张(1号图)和零件图二张,设计说明书计算说明书一份。(3)三周,学生需要完成减速器设计(双级)和绘制减速器装配图一张(0号或1号图)和零件图二至三张,设计说明书计算说明书一份。课程设计的期间,学生每天要工作十个多小时,有时个别学生还需要熬夜加班。常有学生在完成课程设计后感叹,这门课程是上大学以来学的最累的一门。由于绘图工作量较大,绘图占据了学生大部分的时间和精力,学生对设计理念、过程和方法的体会与思考相对较少,削弱了课程设计的教学效果。
另外,随着招生规模的增大,教师数量相对偏少,经常是一名教师指导一个班,甚至两到三个班,教师很难在指导课程设计时照顾到每一个学生。
1.3 学生工程意识不强,对机械设计的过程和一般规律认识不足
在开始阶段,学生面对课程设计题目往往心中一片茫然,不知道从何处入手;在课设中,少数学生对教师指导过于依赖,自主性差,遇到问题,即使对一些很容易就可以从设计指导书或手册中直接查到的问题,也不能主动地通过查找手册资料和独立思考来寻求解决方案,而是一味地询问指导教师,或互相抄袭。
1.4 相关课程基础不够扎实,直接影响了课程设计的效果和进度
课程设计要应用机械设计课程知识,还要用到工程图学、理论力学、材料力学、工程材料、加工工艺以及公差和互换性等多门课程的知识,这些课程中任何一门基础不牢固,都会在课程设计中表现出来,影响课程设计的教学效果。在这些先修课程中,工程图学对设计的影响尤为突出。比如,课程设计时有相当一部分学生视图投影概念不清,对螺纹连接、齿轮以及轴承等标准件的表达方法不能熟练运用,出现大量的制图错误。另外,现行机械设计或机械设计基础教材有关零件设计的内容主要是围绕零件的强度设计展开,对零件的结构设计言之甚少,造成学生的结构设计能力较弱, 而实际机械设计中结构设计的工作量要远大于强度设计的。
2. 提高课程设计教学效果采取的对策
2.1 做好学生的思想工作,提高学生对课程设计的兴趣,充分调动其积极性
部分学生对课程设计兴趣不高,在课程设计中不能积极主动地投入,最根本的原因是对课程设计的重要性和必要性认识不足,不清楚课程设计的作用、地位,以及对后续课程的影响,这就需要教师在布置任务时进行充分的说明和正确的引导, 使学生提高认识,端正态度,自觉地投入到课程设计工作中去。
在机械设计或机械设计基础课程中,介绍各种常用机构及通用零部件的设计方法,这些内容一般自成章节,具有一定的相对独立性,学生对各章节之间的联系认识不够明确。在此之前,学生已完成了基础课程一系列先修基础课程,如工程图学、理论力学、材力力学、工程材料、加工工艺学等,但由于没有进行综合性的训练,还不能熟练地应用这些知识解决工程问题。
2.2 强调对机械设计过程的理解与认识,培养学生的工程意识
课程设计的过程比结果更重要。课程设计最根本的目的是培养学生综合运用所学知识解决工程问题的能力,使其初步掌握解决工程问题的一般过程和方法。强调机械设计过程主要有几个方面:
一是了解完成一项机械设计项目要经过哪几个阶段,每个阶段需要考虑哪些问题。学生在课程设计过程中之所以感到时间紧张,不完全是因为计算和绘图的工作量太大,而在很大程度上是因为对机械设计的工作过程和一般规律理解不够深刻,在拿到题目时一片茫然,不知道从何处着手,漫无目的的翻阅资料,或等待观望,无谓地浪费时间;再者由于设计时考虑问题不全面,导致返工而浪费时间。学生若知道了机械设计的过程,也就明确了前进的方向,知道什么时候该干什么,每一步的前后有何关联,做某项工作必须具备哪些条件,哪些是已知的,哪些是可以查到的,哪些是必须经过必要的预先计算得到,这样就可以有条不紊地展开设计工作,不会顾此失彼,避免无谓的返工,也就不会感到时间紧张。
二是要学会面对工程问题时的解决思路和方法。课程设计的一个重要目的,就是培养学生设计机械产品时对创意的实现能力,虽然课程设计一般仅设计传动系统,但其内容包含了机械设计过程的最关键部分:制定方案、工作能力设计计算、结构设计和各部分的协调等。理论课程与实际工程中所要解决的问题的区别在于, 前者是要求明确、规范化了的,而后者往往是笼统、模糊的。如何将叙述模糊、概括的设计要求进行明确、细化,从而将一个复杂的工程问题分解为一系列条件明确易于求解的简单问题,然后将这些问题逐个解决,最后再综合起来,通过统一协调,得到一个系统完整的解决方案,并形成规范的图纸和计算说明书等工程文件,学生必须在课程设计过程中认真实践、体会,才能学到手,而掌握了这些思路和方法,对毕业设计和将来的实际工作都是非常有益的。
三是养成严谨细致、认真负责的工作作风。设计时要重视培养学生养成严谨细致、认真负责的良好工作作风,这也是工程技术人员的基本素质。要求学生在课程设计过程中,每一个数据,每一条线都要有所依据,不能想当然地随意定,或者盲目地照搬手册或图例中的数据和结构。要让学生意识到,在自己完成的说明书和图纸上签下自己的名字,就代表要为所提交的材料负责。
2.3 进行课程设计前做好充分的技术准备工作
课程设计之前,指导教师应与学生互相配合,做好充分的准备工作,主要包括以下几个方面:
(1)讲课时复习和补充必要的相关知识,如机械制图、公差与互换性、工程材料与机械加工工艺等。学生所提交的设计说明书和图纸存在的问题主要包括两类,一类是纯粹的绘图错误,另一类是由于对公差与互换性、加工工艺等课程相关知识理解不够而导致的制图错误,主要是标注错误,比如形位公差、精度等级、粗糙度的选择与标注错误以及尺寸链闭合等。有的课程,比如机械制图,一般在大一完成,由于在后续课程中应用较少,到课程设计时很多知识已经淡忘,致使课程设计中出现过多的绘图问题,即使一些最基本的标准件画法(例如螺纹连接、齿轮、轴承等),都有不少同学画错。在机械设计课程中讲到相关章节时, 附带将一些课程设计中容易出现错误的问题回顾一下,这样可以使学生加深印象,从而在课程设计中少犯绘图错误,以便将主要精力放在设计上。比如讲到螺纹联接的类型时,结合每种联接型式的特点回顾螺纹联接的画法,指出容易出现的错误;介绍齿轮结构设计时,复习齿轮啮合位置的表达方法和齿轮零件工作图的内容及常见问题;讲解轴承类型时,结合轴承结构特点,回顾各种轴承的规定画法以及特征画法等。
(2)对课程设计中的关键问题,通过作业和讨论课的形式,加深学生的理解和认识。比如轴系结构设计,是课设中学生感到的难点,教学中,可通过分析减速器各种轴系结构设计,比较轴上零件的布置,固定与定位、装拆、轴承的类型和安装,与密封形式等,分析比较轴系结构设计的正误,引导学生通过讨论来纠正设计中存在的问题,帮助其加深理解,提高认识,增进学生结构设计的能力。
(3)熟练运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料,是机械设计人员的一项基本技能。在平时的作业中应该注意加入这方面的训练内容,以提高学生查找设计资料的能力。
2.4 重视答辩与总结
答辩与总结是课程设计的最后一个重要环节。答辩是对学生设计成果的一种肯定,也是学生间、师生间相互交流的重要方式,是教师检查设计质量高低的有效手段,也是对暴露出来的共性问题进行的一次集中指正,答辩方式可以是单个学生或分小组答辩,由于教师时间紧,指导的人数多,采用小组答辩学生之间可以通过相互讨论,培养学生的团队精神,提高答辩效果。答辩时通过提问和质疑可以引发学生思考,帮助学生提高对机械设计过程的理解和认识水平。
总结包括学生在完成设计后的个人总结和指导教师在答辩后所作的集体总结与点评。学生通过认真总结,剖析自己设计中的得失、成败,有助于进一步掌握设计方法和步骤,找出今后设计中应注意的问题。教师也要认真地对学生整体设计情况有一个针对性的总结,指出设计的不足,要肯定成绩并给予鼓励。通过系统总结和答辩,可使学生进一步发现设计计算和设计中存在的问题,进一步搞清不甚理解的或未曾考虑到的问题,从而使学生有更大的收获,圆满地达到课程设计的目的与要求。需要特别说明的是,答辩之后教师的总结点评非常必要,学生经过课程设计的实践之后,对教师的点评会有更深的体会。对机械设计中有些问题的认识,学生在课程设计过程中感觉到了,但限于实践经验和知识面,不能很清楚地归纳表达出来,这时教师进行总结和点评,常使学生有醍醐灌顶之感。
3. 结束语
课程设计在工科课程体系中承上启下的特殊地位,决定了该课程对培养学生的工程意识、创新意识、使其形成初步机械设计能力和独立处理工程问题的能力方面具有不可代替的作用。培养学生对机械设计的兴趣是课程设计顺利开展的前提,对机械设计过程的深刻理解与认识是学会解决工程问题的思路和方法的关键,充分的准备工作是基础。只有这些工作都做好了,才能保证课程设计的教学效果。
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[4]于明礼. 当前机械设计基础课程设计中的问题与解决措施[J]. 科技信息2009, (35): 163-164.
1课程设计前的调查与辅导
在开始化工原理课程设计之前,充分了解学生对前修课程如物理化学、化工热力学、化工原理等课程理论知识的掌握程度,了解学生查阅文献获取物性参数和相关公式的能力,了解学生是否具有一定的工程、经济观念,了解学生对计算机CAD绘图能力的掌握情况。上述内容均是在化工原理课程设计过程中学生应具备的知识与能力,通过课前调查,掌握学生的基础,进行适当的辅导与指导,使学生在开始课程设计之前提前进入状况,让学生建立信心,激发学生积极主动的完成将要开始的课程设计。
2课程设计教学过程
课程设计的任务(或题目)是教学的核心,也是能否培养和锻炼学生工程实践能力的关键。在教学过程中,为了全面的地锻炼学生的查阅文献、设计计算、实际分析和CAD绘图能力,课程设计的选题在符合教学大纲要求的前提下结合工业实际,设计结果有较好的参比性。
2.1任务布置
在分配任务时根据学生的理论知识基础和储备进行合理的搭配与分组,做到每组成员具有较均衡的知识能力。设计题目做到每人一题,尽量避免抄袭现象发生,如进行精馏塔设计时,所有学生都有自己的产量、馏出液组成、釜液组成、原料状况与组成、回流比等;组内成员具有个别不同的数据,根据计算结果可以对比不同条件对设计结果的影响,如回流比的不同、原料状况不同、馏出液组成不同、釜液组成不同等。如此一来,组内成员在进行设计计算时,都能积极参与到整个过程中来,每个人计算设计结果都是对比分析与工程评价的一部分,能够较好的提高学生的参与性、积极性,同时激发学生主动思考和创造。另外在课程设计开始之前,指导教师应仔细地讲解设计内容所对应的工艺流程,并将整个设计计算过程进行具体的说明,就设计计算过程中容易出错的位置进行重点指出。
2.2答疑与引导
在进行课程设计的过程中,方案设计是设计计算的重点,如在进行换热器设计时,如何选择合理的工艺流程和换热器的类型,需要根据加热介质和冷却介质的状况、换热器在整个工艺流程中的地位等因素来综合考虑,如进行精馏塔设计时,是选用板式精馏塔还是选用填料精馏塔,都需要根据物料的物性参数和实际工艺条件来共同决定。设计过程中应及时引导学生改进方案,组织学生讨论分析,通过对比综合选用较合适的设计方案。在课程设计的进行过程中,要及时了解与掌握学生设计的进度与状况。由于学生的知识基础和能力的差异,在获取基础数据、物性数据、方案设计、公式选用等方面都会有或多或少的困难,对学生遇到的问题可以通过以下三种方式进行解决:(1)对于个别同学遇到的个别问题,教学过程中采取一对一的答疑方式进行,就学生的问题进行个别解答和指导。如在换热器的设计过程中,就管程和壳程走何种流体,主要从介质的安排能够达到提高传热效率和节省材料的方面来考虑,易产生污垢、腐蚀性强、高温高压的介质走管程,粘度较大的介质走壳程;(2)对于大部分学生在课程设计过程中遇到的共性问题,采取集中详细讲解的方式进行,并对该设计过程进行中所涉及的知识点在实际工程中的影响进行引导与分析。如板式精馏塔的设计计算中,对于塔板数的计算,可以通过图解法和逐板计算法来进行,根据查阅文献获得的基础数据做出物系的平衡曲线或计算出物系的平均相对挥发度,再根据原料、馏出液、釜液的浓度和选择的适宜回流比获得精馏段、提馏段的操作线方程,由原料状况获得进料线方程,根据上述内容可以选择图解法或逐板法来进行计算;(3)对于设计过程中学生遇到的不了解设备形状和结构等方面造成的困难,指导教师通过实物、多媒体图片及动画的方式向学生展示说明,让学生充分了解设计中所选用设备的结构和特点。
2.3课程考核
化工原理课程设计的主要目的是进一步加强学生对理论知识的理解与掌握,同时培养学生综合运用专业知识的能力和处理实际工程问题的能力。因此,在课程的考核方面也主要从这些方面着手,课程考核主要通过如下三个方面来综合评定学生完成课程设计的成绩:(1)遵守课程设计纪律的情况,对基础数据的获取方式或途径,重点考察学生对前修理论课程的掌握情况;(2)考察学生在设计计算过程中,针对实际问题是否能够结合理论知识、实际经验和工程经济方面进行全面分析与预判;(3)分组合作过程中考察学生团队合作意识,课程设计总结与答辩过程中考察学生的语言组织及表达能力。
3总结与展望
专业基础课程的设置体现了学科之间的交叉与融合,使学生能够具备扎实的数理基础、计算机基础、较强的逻辑思维能力。专业必修课程涉及到网络工程专业必修的一些核心课程,能够培养学生良好的专业意识,为分方向教学打下坚实的基础。专业限选课程按照专业方向分别进行设置。一般来说,网络工程专业有以下五个人才培养目标:(1)网络硬件设备的设计与开发;(2)网络协议的设计与实现;(3)网络应用系统的设计与开发;(4)网络工程设计、规划与实施;(5)网络系统的管理、维护与评估。其中(1)、(2)培养科学研究型人才,(3)、(4)培养工程型人才,(5)培养则应用型人才。【2】作为新升本科院校,其中的部分方向,我们不具备相应的实验条件、师资力量,并且根据我省经济社会的发展状况,省内对网络工程人才的需求,最终我们开设了“网络应用与开发”与“网络设计与管理”两个方向,学生可任选其中一个方向,完成该方向所要求的所有课程,获得网络设计、部署与管理能力或网络应用系统的设计与开发能力,最终成为“工程应用型”的人才。专业任选课程是专业课程的补充和延伸,通过专业任选课程的学习,可以拓宽学生的知识面同时培养学生自主学习的意识。
长久以来,计算机及类似专业教学均存在“重理论轻实践”的通病,这对我们培养工程应用型人才是极为不利的,如何更好地将理论与实践相结合,培养学生的动手能力、创新意识,实现从理论到实践,从知识到能力,从抽象到具体的飞跃是我们必须解决的问题。根据专业培养目标、社会需求及本校实际条件,围绕理论课程,构建了一套以课程实验为基础、课程设计做提高、毕业设计做综合,创新实践为补充的多层次实践教学体系。课程实验大部分专业课程设置了课程实验。在培养“工程应用型”人才目标的指导下,为了增强学生的实际操作能力,将尽量设置独立的实验课程;加大课内实验学时;改革实验内容,减少验证型实验,增加设计型、综合型实验。通过以上方法,使学生进一步巩固课堂所学理论知识,提高实际动手能力。课程设计课程设计包括:程序设计课程设计、数据结构课程设计、以及网络应用与开发方向上的Web综合开发课程设计和网络设计与管理方向上的网络系统集成课程设计。课程设计是学生学习完一门课程或若干门课程后,对所学知识的全面总结和综合应用,这也是学生第一次较为全面的、规范的进行设计训练。在课程设计的过程中,以案例法驱动教学,用实际例子引导学生分析问题、解决问题,提高自我学习的意识和能力。通过课程设计,使学生能够得到充分的工程训练,巩固相关课程的理论知识,掌握解决实际问题的方法和手段、初步具有查阅文献以及撰写设计报告的能力。
为了能够让学生适应学校和工作单位的差异,将掌握的知识尽快应用在工作岗位上,我们采用了以下几种方法:1)减少模拟毕业设计,要求教师将科研项目分解,作为学生毕业设计选题,使学生能够在实际工程背景下进行毕业设计;2)充分利用校内资源,与学校内部网络中心和图书馆加强联系与合作,每年安排部分学生到两部门进行毕业实习及毕业设计,既能帮助两部门处理一些力所能及的工作,又能让学生在完成毕业设计的过程中得到锻炼。3)与本地一定规模的网络技术公司或企事业单位进行合作,建立校外实习基地,输出学生进行实习实训,由公司技术人员与学校老师联合指导学生的毕业设计,让学生解决实际问题,提高就业能力。4)鼓励已签约学生去单位进行毕业设计,结合单位背景,自行选择毕业设计题目,这样的模式,有利于学生尽快适应企业文化,培养专业意识。创新实践创新能力的培养需要丰富多彩的创新实践活动,我们通过设置创新学分的形式要求学生参与创新实践活动,只有获得一定的创新学分才能顺利毕业。具体创新实践活动包括:参加各级各类的科技竞赛;参加各种网络认证考试;参加教师的科研团队;参与学术讲座;参加院级科研兴趣小组;自主创业等等。通过创新学分促使学生参加活动,通过参加活动让学生找到自己的专业方向,培养自己的专业兴趣,从而更加主动参加创新实践活动,形成良性循环,从而促进学生综合素质和创新能力的提高。
西部地方高校不能照搬发达地区高校网络工程专业建设的已有模式,应结合当地社会需求,建设具有本地特色的网络工程专业。该文根据实际情况,对网络工程专业课程体系建设模式进行了探讨,今后将不断发现问题,总结、调整、优化,做更进一步的探索。
作者:苏文莉 叶晟 单位:遵义师范学院
关键词:综合性课程设计;软件工程;教学实践;创新模式
中图分类号:G642 文献标识码:A
1引言
软件工程课程具有综合性强,实践性要求高的特点。但是,通过教学实践发现学生普遍感觉软件工程课程中的概念抽象,不容易在课堂讲授中获取切身的体会和认识。同时,大部分学生的编程实践较少,很少参与开发实际的软件项目,对项目的背景了解甚少,欠缺在实际环境中综合运用知识的能力。因此,仅仅是在上软件工程课程的时候以固定课时的方式进行实验训练,学生很难真正理解和掌握软件工程的内涵。从实验过程来说,学生也没有足够的时间为具体的项目做好充分的准备,以完成资料查找、阅读、系统分析、设计、编码和测试等软件开发工作。此外,很多学生重视编程等技术的学习而忽视了必要的文献查找、阅读和写作的训练。
开展综合性课程设计主要是要解决本科生在学习中重理论轻实践,缺乏综合运用各种知识来完成实际工作的问题。软件工程综合性课程设计作为培养学生软件开发能力的重要教学手段为软件工程课程教学提供了理论与实践相结合的有效途径。通过参与综合性课程设计,学生能更好地掌握软件开发的基本技能,培养动手能力,锻炼分析和解决问题的能力。通过经历整个软件开发过程,学生发现和解决各种问题,能进一步培养学生的创新素质;同时,经过工程实践,学生还能建立起独立开展软件开发工作的信心和动力。
2课程设计的组织
课程设计以学生为主体,为学生提供一个既动脑又动手,并且独立实践的机会。首先实验题目要能激发学生的兴趣而不仅仅是一些常规的示例性课题。其次,课程设计的时间安排、实验的开展都需要学生自己把握。因此,在实践过程中不能按通常的课程教学来组织,需要围绕给定的具体题目指导学生自己查阅相关的资料,自学必要的开发工具,搭建实验的开发环境,完成编程和测试工作。除了软件开发实践以外,还要在此过程中培养学生的项目组织和管理能力,以及团队协作精神。老师主要是通过指引方向、讨论问题、提出建议、评价和考核完成情况为学生提供一个将所学知识进行融会贯通的环境,让学生在这个环境中自由的成长。
围绕上述的教学理念,教学过程的组织主要包括以下三个方面:
(1) 制定目标和要求。让学生明确综合课程设计的重要性、需要完成的任务和考核目标,给出具体的问题领域和题目。综合性设计的题目可以按照不同的标准进行划分,例如:研究型和应用型题目,或科研型和教学型题目。研究型题目可以指定学生完成某个特定的研究问题,例如:某些比较复杂且学生没有学过的算法。应用型题目则偏重软件开发实践,训练学生掌握新的技术,例如对于网站开发类题目,不仅是简单的实现网站构建,而是引入当前IT领域最新的技术(如Ajax),使学生学会如何在较短时间内掌握一门新的开发技术。
(2) 按学生的实际水平和情况进行分组管理。学生在知识掌握和运用方面有一定的差异。有的学生具有较强的分析、理解能力,但是动手能力较差;而有的学生动手能力较强,但在写作方面的训练较少。不少的学生在接触到自己不熟悉的领域时,感觉进入陌生的领域很困难,缺乏完成题目的信心。另外,很多学生由于认识上的问题,关心编程锻炼而忽视写作练习。针对这些问题,在组织管理时,要充分了解学生各自的特点,把不同类型的学生划分到一个小组中,例如:在一个小组中以五个人为上限,进行合理组合和搭配使在一个团队中既有具有较强管理意识的学生、编程能力较强的学生,又有一定写作能力的学生。在管理小组时,让每个人去尝试其他小组成员的角色,让他们从团队中学习,既发挥各自的专长,又能全面培养软件开发的才能。
(3) 项目实施和指导。采用定期检查任务进度、召开团队会议、讨论问题等形式关注并检查学生的工作情况。在时间安排方面,通过一个学期来实施整个课程设计,所有实践不占用课程时间,学生利用课余时间来完成分配的任务。前期老师对如何开展工作进行指导,然后定期对学生的阶段性成果进行检查。根据学生所积累的问题的数量和重要程度不定期的做一些软件开发知识的专题指导,如软件编程规范、界面和数据库设计、软件体系架构等。在完成系统后,指导学生依据文档规范撰写实验报告。针对在写作过程中出现的条理混乱、表述不清等问题,通过讲解相应的写作模板和案例来加强学生的写作训练。最后,对学生提交的各种文档采用分析、讨论等方式进行评审和考核。
3教学实践
在综合考虑各情况的基础上,以实验项目的形式开展综合课程设计的教学活动。设计的实验题目涉及多领域的知识和工程背景。老师在指导过程中,运用引导、辅助等手段来充分发挥学生在实践中的主导作用,加强创新能力的培养,让学生充满热情地参与到系统开发,从中获取知识和经验。
(1) 引导学生进入课程设计
开始课程设计时,首先召集学生,建立小组联系方式,确立项目的开发团队。给小组成员讲解综合性课程设计的目的和意义、题目背景,以及所涉及的知识领域。大多数学生是第一次完成这样较大的软件开发题目,缺乏足够的自信,老师需要通过鼓励来帮助学生扫清心理障碍。刚开始学生对整个工作没有明确的思路和规划,因此要引导学生按照项目的开发方式进行规划,包括时间安排、任务分配、确定重点、查阅资料文献,等等。通过培养学生独立查阅文献资料的能力和对系统进行分析和设计的能力,使他们能独立地思考问题,逐步摆脱对老师的依赖。
对于项目完成的成果,给出明确的规范和考核标准。在开始课程设计前需要向参加项目的成员介绍软件开发需要建立哪些文档,例如:需求规格说明书、概要设计说明书,等等,要求学生按照标准的软件工程文档来完成课程设计报告。概要讲解有关的软件开发工具,包括设计工具(MS Visio等)、开发环境工具(MS Visual Studio,Eclipse等)、测试工具(JUnit等)。这些工具的安装、配置和使用要学生通过搜索Internet、查找图书馆资料来自学掌握。
(2) 培养创新能力
软件工程教学如果仅仅在抽象的概念、术语和图表上进行分析、讲解,学生没有直接的项目开发体验,不了解真实用户的需求,就很难发现在软件开发中存在的问题,这样也就限制了学生用新的思维或新的角度去思考问题。从很多IT行业的成功例子中可以发现很多优秀的人才在实践中发现问题、解决问题从而创造了新的产品和技术,甚至开拓了一个新的市场或领域。例如,Google、Facebook、P2P软件等都是从最初一点想法和实践发展起来的。因此,在综合性的课程设计中要充分考虑发挥学生自己的想象力,训练学生的创新思维。
在综合性课程设计中提出四种创新模式,通过不同的创新模式引导学生突破传统和常规的思维方式,尽可能以创造性的方式去解决实践中遇到的问题。
① 应用创新。应用创新以实际工程中的用户需求为核心,以多领域相结合,强调软件系统的实用性,例如:在指导学生确定题目时,把P2P网络和信息检索相结合提出应用软件课题。
② 技术创新。开发一个具体的软件系统需要各门课程,甚至是其他学科的知识,因此,掌握新的技术,并对多种技术进行融合创新,能极大地激发学生的积极性。例如:根据学生已掌握的操作系统知识,在实验中结合多核技术拟定“基于多核实现矩阵并行运算”的题目。
③ 研究创新。研究创新强调问题驱动和研究导向,通过给出能激发学生兴趣的研究问题,进行研讨式分析和实验。老师指导学生阅读某个研究领域前沿性的论文,在论文的基础上实现相关的算法和系统,在逐步积累的基础上,对不足的地方加以改进,实现创新。
④ 管理创新。在实际的软件项目开发中,管理比技术更重要。通过实践要让学生重视管理,学会管理,培养管理能力,实现管理创新。例如,在软件开发中经常会出现各种变化,包括软件需求、设计、源代码等都会在开发过程中出现这样或那样的改变,学生通过在实践中体会这些变化对软件开发的影响,思考如何从管理的角度去解决这些问题,从而发挥创造性。
(3) 评价与考核
在实验过程中要进行阶段性评价,以讨论的方式找出软件系统和文档中的问题。将文档分发给团队成员,每个人要对其他成员的工作进行分析和衡量,对程序代码和各种文档进行评估,提出自己的看法。通过讨论以及批判性和创造性的思考,来强化学生之间的知识交流,提高其分析能力,锻炼交流和沟通技能。老师在评价时要考察学生的开发进度、商讨解决出现的技术问题,协调管理中的矛盾。在总结学生工作时要对学生作出指导,并给出改进建议。
考核方式主要是对学生开发的软件系统和课程设计报告进行评分。在评分时,要综合考虑学生的平时表现、提交的源代码、课程设计报告,以及是否具有创新性。具体来说,考核分为三个部分:第一部分是软件系统的需求分析,这一部分占 30分,主要根据文档考察学生对系统的认识和分析能力;第二部分是软件系统的设计,这一部分占30分,主要考核学生运用各种图表和语言进行系统分解和设计的能力;第三部分是软件系统的编码和测试,这一部分占40分,主要考核学生的逻辑思维能力和动手能力。
4总结
当前本科生除了掌握基本的理论知识和技能外,还需要通过训练学会如何运用各种知识来解决实际问题。综合性课程设计以培养学生的综合素质和能力为目标,以发挥学生主观能动性为指导思想,注重学生在实践过程中各方面能力的培养。通过开展软件工程的综合性课程设计,为学生建立起完成具体任务的团队合作环境,使学生真正成为学习的主动者,让学生组织项目团队,担任不同的角色,培养了组织和管理才能,提升了动手能力和创新素质。
参考文献:
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[5] 张天宝,王攀峰.试论新型教与学的关系的建构[J].教育研究,2001,(10):38.
Teaching Practice of Comprehensive Course Design of Software Engineering
ZHU Da-yong1, ZHANG Xin-li2, LI Shu-quan1
(1. School of Software, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China; 2. Department of Math and Information, Chengdu University of Information Technology, Chengdu 610054, China)
关键词 课程设计 光电子学 教学 实践
中图分类号:G642
文献标识码:A
光电子学是光信息科学与技术专业一门理论与实践并重的专业基础课,是后续专业课程学习和毕业后从事光电类研究和开发重要基础。围绕“厚基础、宽口径、高素质、强实践、重创新”的人才培养模式,除了开设光电技术实验外,我们还开设了光电子学课程设计。与光电技术实验相比,光电子学课程设计更能发挥学生的主动性和创造性,学生通过课程设计过程对教学内容进行综合应用,而且把已经学过的激光技术、工程光学、物理光学、数字电子技术等相关课程的理论知识综合应用于课程设计,加强了学生的综合实践训练,知识应用能力明显提高。
1 课程设计的教学组织及实施
1.1 课程设计题目的选定
课程设计一般教学时间较短(2周左右),在这么短的时间内,如何有效培养学生将理论知识运用到实践中去的能力是一个值得探讨的问题。尽管学生对光电子学、激光技术、物理光学等相关课程的理论知识有所掌握,缺乏应用于实际的训练,难以进行复杂的系统设计。因此,在突出课程重点内容的基础上将知识面适当拓宽,着重于学生基本技能的培养,设计的题目难易适中,不宜过大过于复杂,以便让学生有一个循序渐近的学习过程。另一方面,课程设计在选题上应考虑到与当前应用领域和产业的充分结合。设计题目具有一定的实用价值,激发学生学习的主动性、积极性。为保证每个学生都有一定的工作量,达到训练效果,根据学生人数拟定题目,每个题目最多三个学生。学生根据兴趣自由选题,题目选定之后,根据设计题目的内容和任务进行小组讨论,明确个人分工,以便于进行考核与检查。
1.2 课程设计的实施
根据课程设计题目的内容和任务,学生通过文献调研,运用相关理论知识对设计题目进行分析,经过组内讨论,提出相应的设计方案,说明设计原理,对设计方案进行理论、仿真或实验等相关分析,记录相关实验现象、实验数据、遇到的问题以及解决方式等详细资料,分析设计的可行性,对原来的设计方案进行优化或更改。
1.3 课程设计的考核
课程设计的成绩分为平时成绩、设计报告和答辩三部分。平时成绩主要考核学生出勤、进度、学习态度、资料占有量等总体表现,占总成绩的20%。设计报告主要考核学生的设计报告,如设计原理的论述,方案的论证,结果的分析,书写格式等方面,占总成绩的60%。答辩主要考核学生掌握知识的准确程度、熟练程度、口头表达能力,占总成绩的20%。在评定成绩时,我们还参照每个学生在小组内的具体分工,根据承担工作量的多少进行成绩划分。
2 目前存在的一些问题
我校光信息专业建设起步较晚,课程设计教学过程中还存在一些问题,需要借鉴其他院校的教学模式,结合自身特点进行教学改革。(1)课程设计是在理论课讲授结束后进行的,两者没有有效地衔接;(2)课程设计题目是老师制定,没有有效发挥学生的主动性和创新性;(3)制定更加详细的评分标准,完善考核体系;(4)师资力量薄弱。
3 课程设计教学改革的一些举措
3.1 加强专业课教学与课程设计的衔接
课程设计光电子学课程结束之后进行的,专业课教学与课程设计教学有意识地融合与衔接十分重要。在课堂理论知识教学过程中,广泛收集资料,结合光电技术的实际范例详细剖析光电子学基本原理的应用,使枯燥的专业课教学变成类似于“案例教学”,激发学生的学习兴趣,还可以启发和引导学生理论联系实际。在专业课理论教学阶段,把课程设计的题目、任务和设计要求等相关信息作为案例告诉学生,让学生带着问题去学习,加强理论教学与课程设计的联系。因此,课程设计不再是两周时间,而是贯穿于整个专业课学习阶段,学生在课堂教学中对课程设计已经具有初步的认识和准备,进入课程设计后,节省了课程设计时间,学生有更多的时间对设计题目进行思考,设计方案更加优化,有利于学生创造性的发挥。
3.2 发挥学生的创新性,进行自主选题
课程设计具有很强的实践性,是学生将理论应用于实践的一次训练。因此,在制定课程设计题目时应与实际应用相联系。在教师制定课程设计的同时,可以组织学生根据自己的兴趣爱好自主制定设计题目,鼓励学生利用教材、文献、专利等相关资料,进行独立思考,拿出自己设想与方案。
3.3 完善考核体系
课程设计不同于专业课教学,强调的是学生的实践能力。如何监控教学过程,客观反映学生的学习成果,成为教学质量保障的重要问题。我们将课程设计的成绩分为平时成绩、设计报告和答辩三部分,并制定了相应的评分标准。学生需认真填写考勤表,详细记录自己遇到的问题和解决过程,填写小组讨论记录表,每个学生在课程设计期间的表现被如实记录,尽可能消除个别学生完全不动手的情况,让每组所有的学生都参与到课程设计中来。综合设计题目之间的差异以及学生课程设计的学习过程对学生课程设计的成绩进行评价。既激发了学生学习的积极性和主动性,又规范了教师的教学活动,有效保障了教学质量。
3.4 加强师资团队建设,增强课程设计的指导
教师指导是保障课程设计教学质量,提高学生实践能力的关键环节。在课程设计教学过程中,教师应起到组织、引导、检查以及解决问题的作用。教师要及时掌握每组学生的课程设计状况,参与小组讨论,在鼓励学生发挥主动性的同时,给予正确的引导,帮助他们解决疑难问题,以保证课程设计教学质量。
4 结束语
光电子学课程设计是培养学生实践能力的重要环节。结合本校光信息科学与技术专业的教学体系现状,我们对光电子学课程设计的组织模式进行了初步的改革与实践。在课程设计中尽可能调动学生的主观能动性,从课程设计的选题、设计内容的实现与总结答辩,都由学生自己完成,取得了较好的实践效果,提高了学生理论联系实际的能力。但仍然存在一定问题,在今后的教学中还需不断探讨,进一步提高课程设计的质量。
参考文献
[1] 闫秋会,南晓红等.课程设计教学模式的研究[J].西安建筑科技大学学报,2008(4):94-97.
【关键词】计算机网络 弹性教学模式 应用
【中图分类号】TP393 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)10-0141-02
“计算机网络”是计算机及其相关专业的一门必修课,该课程对实验和实践的要求较高,需要合理规划教学模式和教学内容才能收到良好的教学效果。传统的“计算机网络”课程教学方式方法注重按照课本结构向学生传授生涩抽象的理论知识和相关概念,这种教育模式下学生很难对计算机网络相关知识形成完整的、深刻的认识,加之实验和实践环节所占的比重较低,实现方式较为简单等原因,这就使得“计算机网络”课程的教学无法获得预期的教学效果。
弹性教学模式是一种新的教学模式,该教学模式以学生为核心,将授课、实践以及考核等多个环节弹性化处理,可以有效改变现有教学模式的弊端。
1.弹性教学模式分析
计算机网络课程包含较为广泛的知识体系,不仅涉及计算机相关部分内容,还涉及通信相关部分内容,是当代信息技术的发展的产物。鉴于计算机及通信相关技术领域的发展速度十分迅速,计算机网络课程需要随着这些关键技术的发展而变化,这就使得其知识体系具有了弹性这一特性。为配合该特性,在实际教学中更适合使用弹性教学模式。
2.课程教学的弹性定制
2.1弹性教学内容制定
在计算机网络的教学中,不需要拘泥于课本结构按部就班的进行教学规划,反而可以根据互联网的特性进行弹性调节,将多种教学内容进行调整和条理,更加系统和全面的向学生开展教学活动。
如实际的Internet网络包含两个主要结构,一个是实现,另一个是应用。而在Internet的实现中又分为物理实现和逻辑实现两部分;应用则存在多种成熟应用方式以及多种新兴应用方式。每一种实现和应用中又包含了诸多的内容,这些内容就是计算机网络课程的教学内容。通过这种教学模式的改变可以将教学内容整理成一个清晰的、层次分明的树,这样学生不仅会对计算机网络形成更加深刻的认识,还会多每一部分教学内容产生浓厚的学习兴趣。
2.2 弹性课堂教学
课堂教学时间是有限的,如果仅仅依靠课堂时间让学生学习和理解教学内容是无法达到预期的教学效果的,这就要求在课堂教学方面也应该进行弹性化改革。一方面,学生应该对课程做一定的预习和准备,无论是整理不同教学内容的逻辑关系还是总结归纳问题,对提高教学效果都是有积极的帮助的。另一方面,教师应该对课堂时间进行规划和分配,改变传统的“你教我听”的模式,让学生参与到教学讨论中,不仅可以活跃课堂气氛,还能够在教师的引导下增强学生的学习深度和学习广度,掌握计算机网络课程的内涵。
3.课程实践的弹性定制
课程实践对于“计算机网络”这门课程具有非常重要的意义,是最核心的教学主体,因此在这门课程中实施弹性教学时必须将实验、课程设计以及实习等实践方式进行有效结合,向学生提供充分的动手实践环境,帮助学生真正掌握和引用计算机网络学习中学到的知识。
首先,随着教育资源投入的不断加大,大部分高校都具有能够满足教学实验的教学环境和教学条件。但是传统教学模式的缺陷在于:实验题目落后。计算机网络课程中涉及的教学内容及相关技术发展速度非常快,只有与社会需求相符的实验内容才能够真正提高学生的学习效果。因此在实验环节中可以依照弹性教学的内涵选取或引入CCNA、CCNP中与社会关联较为密切的实验题目,或鼓励学生进行创新性实验。
其次,课程设计是体现学生综合能力的主要方式之一,但是传统教学中,教师和学生对其并没有产生足够的重视度,只是按部就班的制定和完成一些较为容易实现,与课本教学内容没有较大差别的课程设计内容。课程设计的本质在于激励学生对已经学习和掌握的知识进行归纳和总结,通过与老师沟通,在自己最大能力范围内,将多个相关内容进行串联和综合应用,构成一个完整的课程设计方案,结果是失败还是成功并不是非常重要。这就要求教师利用自己的科研积淀以及对学生的个人能力进行分析,通过与学生讨论,扩大课程设计的内容,增强课程设计的弹性。
再次,对于有能力的学校,教师应该有计划的组织学生进行实习或邀请与本课程关系密切的从业人员对其工作内容或他眼中的计算机网络进行讲解,帮助学生建立更为生动、更为真实的计算机网络认识。
4.课程考核的弹性定制
实行弹性考核方式更能够体现学生的综合能力,消除学生只为应试而学习的心态。
常规的课程考核方式主要由学生平时成绩和理论考试成绩两部分内容组成,但是这两部分内容并不能够真正体现学生的学习水平和应用水平。对于评价学生的学习效果缺乏客观性。若改变现有的课程考核方式和教学评价方式,将其做弹性化处理,按照不同教学内容对学生的作用调整考核比重,增大课程设计、实验等实践内容所占比例,甚至加入现场实际操作考核等,让考核成绩更加客观、公平、真实。
5.总结
总之,弹性教学模式的应用对于增强学生学习的深度、广度以及提升学生的动手能力等都具有非常积极的推动作用,是一种得到了广泛认可和极具操作性的教学模式。
参考文献:
[1]刘杰民,马玉春,程绍辉.计算机专业“计算机网络”课程的弹性教学模式[J].计算机教育,2006(10)
关键词:应用型本科;数据库;课程设计;教学策略;项目驱动
随着信息技术在各行业中的普及,数据库技术的应用范围越来越广。数据库技术及应用是计算机核心课程之一,相关教学大纲给出了数据库技术课程的教学基本要求[1]。为了让学生更好地掌握数据库技术,绝大多数应用型本科院校都开设了数据库课程设计相关课程。通过课程设计的实践环节,学生综合运用所学知识,根据具体需求,独立地设计一些实际应用系统[2]。课程设计的开设不但能够培养学生解决问题的能力,而且还能提高学生的学习兴趣[3]。本文探讨了基于项目驱动的数据库课程设计的教学策略。
1目前课程设计中存在的问题
从计算机类专业培养方案来看,大多数应用型高等本科院校都开设了数据库课程设计实践课程。但在实际课程设计教学过程中,教师仅仅对数据库相关教学内容进行简单重复,无法培养学生利用数据库相关理论知识解决实际应用问题的能力,达不到市场对专业技术型人才的要求[4-5]。目前,数据库课程设计教学过程主要存在以下几个问题。
1.1重要性认识不足
数据库技术是一门实践性很强的专业基础课,应用领域也相当广泛。目前,很多高校开设的数据库课程设计学时不一,教学时间安排上也不集中。此外,很多院系仅把课程设计当做一般性实践课程,没有专门的教学大纲,导致很多教师的教学目标不明确。师生均对课程设计重视程度不够,不仅使得教师在课程设计过程中教学效果较差,而且也无法很好地培养学生运用所学数据库知识来解决实际问题的能力。
1.2选题质量不高
选题是课程设计中一个非常重要的方面,好的选题不仅可以提高课程设计作品的质量,而且还能提高学生的学习兴趣。但是,目前课程设计选题往往质量不高,存在以下不足:(1)选题陈旧,缺乏新意。每届学生都会开设数据库课程设计,教师每年都提供同样的几个选题供学生选择,这不仅不能引起学生的兴趣,也无法跟上社会发展的要求。(2)选题过大过难。很多同学比较喜欢选择网上购物系统、火车订票系统等作为课程设计题目,尽管这类选题来自于实际生活,学生有一定的了解并有一定的应用经验,能够一定程度上锻炼学生的开发能力,但是这么大的题目使得学生这短期内仅凭个人力量没有足够的精力去高质量地完成。
1.3考核方式不科学
当前,对课程设计的评价还没有统一的标准,教师主要是通过学生的上课考勤、设计报告、实际作品等几个方面进行简单的加权成绩来评价。显然,这种简单的考核方式并不能全面反映学生的团队协作、创新、编码等综合能力。因此,一套完善合理的考核机制不仅能有效提高课程设计的实践教学效果,而且对培养学生的综合素质具有明显地促进作用。
2基于项目驱动的数据库课程设计教学
为了提高课程设计的质量,根据以往的经验,我们采用项目驱动的方式进行教学,取得了较为满意的效果。
2.1合适的项目选题
一个高质量的项目选题是实施数据库课程设计教学的关键。在确定项目选题时主要了考虑以下几方面的因素:(1)项目实施过程中能否将理论和实际应用结合在一起;(2)提供的项目选题数量足够多,而且主要是学生比较熟悉和有兴趣的应用领域;(3)项目难度顾及到学生能力的差异。以兴趣为导向,结合能力差异,理实结合,难度适中,通过合适的选题奠定课程设计实践课程的基础。
2.2项目团队人员分配
很多教师为了给予学生更加公平的评价,规定每个学生单独完成一个选题,这样不利于培养学生的团队协作能力。因此,我们在课程设计过程中,根据学生专业技能的差异,搭配分组,由4-5名学生组成一个项目团队,并任命一名团队成员担任组长。同时,组长根据成员的兴趣和能力分配不同的角色,团队成员通过分工协作完成作品的设计。充分发扬团队精神,互相学习,共同提高。
2.3改进项目实施环节
在课程设计实施过程中,课程组注重如下几个方面的考虑:(1)教师在项目实施过程中动态跟踪学生完成项目的情况,并要求每个团对在项目不同的阶段递交相应的方案等,教师适时根据项目实施的情况进行针对性指导;(2)鼓励学生通过模仿来创新自己的项目,全面创新对于该阶段学生很难实现,采取该策略一方面降低创新难度,树立学生自信,一方面也能有效促进学生主动思考改进;(3)组成团队后,教师要求每个项目成员之间相互监督、帮助和学习,调动每个成员的积极性,共同参与课程设计。
2.4课程设计的考核标准
数据库课程设计在考核时,不仅考核学生的理论和动手能力,而且还考核学生的工程设计能力和团队协作能力。课程组制定了如下考核标准:(1)项目技术:①检验数据库表设计是否满足规范化理论的要求;②数据库设计是否考虑了安全性和完整性等因素;③项目是否采用索引等技术优化数据库性能;④检查项目是否依据软件项目规范来开发等;⑤根据作品采用技术的新颖性程度等方面增加附加分。(2)团队成员:在考核时,教师不仅考虑出勤和遵守纪律情况,还综合考虑项目质量、工程实践能力、新技术运用能力、协作能力等。(3)文档质量:文档必须符合软件工程相关规范,能够清晰地对项目的设计和功能进行描述,教师根据文档质量给出相应的成绩。
3总结
基于项目驱动的数据库课程设计改变了传统的教学理念,旨在通过开发实际项目等形式来培养学生动手能力和团队协作能力。相较于传统的理论教学,课程设计是一门实践性非常强的课程,采用项目驱动教学法,对培养学生的综合能力具有积极作用。
参考文献:
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关键词:道路工程;课程设计;土木工程;任务及指导书
一、“道路工程”课程设计在土木工程专业课教学中的意义
道路工程课程设计是对道路工程课堂教学的必要补充和深化,通过设计让学生更好地运用所学道路工程课程的核心知识,对沥青混凝土路面和水泥混凝土路面结构的受力情况、设计原理、方法和步骤有更深的认识。课程设计时间为一周。要求学生每天到设计教室,一天点名2次。具体要求如下:1)安排设计任务,在设计任务过程中,老师会时刻在教师里面对学生的问题进行解答,根据设计指导书及老师的现场答疑指导进行各部分的设计计算。2)根据设计题目,学生可利用各种途径查阅专业资料,如设计规范、手册和教材等;并结合当地气候条件、地质条件、水文条件以及给定的交通条件,合理拟定路面结构设计方案,进行路面结构厚度的计算和验算。编制设计计算说明书,绘制相关图纸。3)学生应在指导教师的指导下,独立完成设计内容。内容上要求条理清晰,内容完整,尽量采用简图和表格形式,计算的方法和结果符合我国现阶段路面设计规范的要求。外观上要求字体工整,纸张和封面统一。
二、“道路工程”课程设计存在的问题
(一)学生不能单独完成设计
在道路工程的课堂教学上,作为代课教师,我发现部分学生听课不认真,知识掌握的肤浅,在课程设计中,若每个人的设计题目相同,自然会出现这些学生相互抄袭的现象,不发挥自己的想象力和创造性。所以,如何端正学生的学习态度,提高学习的主动性,转变学习风气,从根本上解决课程设计中的抄袭现象,显得尤为重要。
(二)课程设计选题存在局限性
在内容上面,由于教师参与的实际工程较少,理论性较强,因此工程资料有限,所以在给学生选题的过程中,难免会出现题目的相似程度高,具有一定的局限性,达不到理想的课程设计效果。因此,从教师角度出发,应当通过各种渠道获取更多有价值的多方向的设计选题,尤其是选题要结合工程实际。
(三)学生设计思路不清
我们传统的教学方式,还是偏重于理论教学,尤其是对于“道路工程”这门课程来说,实践性较强。但是我们在学习这门学科时,并没有真正的去参与到实际工程中,对于实际工程了解不到位,而且理论教学过程中,由于课程内容多且课程时限等因素,使学生在理论知识方面也未能很好的消化,最终致使学生的设计思路不清晰。
(四)成绩评定不科学
在成绩评定方面,我们虽说是要根据平时的表现和最终的分数等综合情况进行打分,但是我们大部分教师存在的通病就是通过设计图纸质量、计算及说明书等书面材料来进行判断。往往忽略了平时的表现。这样会出现最终成绩不公平或不合理现象,所以应该考虑由提交的成果情况和平时表现共同构成最终的成绩。
三、“道路工程”课程设计指导书的编制与应用
(一)任务书及指导书的编制目的
为了节约时间,提高效率,让学生迅速进入设计状态,完成沥青路面设计和水泥路面设计两部分内容,熟悉路面设计流程,掌握路面设计方法,较准确地、完整地完成设计说明书的编写及相关图纸的绘制。
(二)任务书及指导书的编制内容
本任务及指导书分三章,第一章是课程设计任务,第二章为课程设计指导,第三章为课程设计实例。1)在课程设计任务中,给出设计题目,每人要求完成两个设计题目,即沥青路面设计和水泥混凝土路面设计。为了避免抄袭现象发生,尽量做到每人一题,在设计资料中将道路交通量数据根据情况进行一定的改动,不允许雷同。2)第二章为课程设计指导,本章将沥青路面设计中轴载换算方法、沥青路面结构及厚度组合、各层材料的相关参数,体系换算图及所用到的换算公式等均进行了总结归纳,目的是减少学生查阅资料的时间和麻烦,提高设计的效率。3)课程设计实例一章中,列出沥青混凝土路面和水泥混凝土路面设计的工程资料、不同路面结构初拟、各层材料参数拟定、验算弯沉和各结构层底拉应力等详细过程,学生可以从中掌握两种路面设计的步骤。
(三)任务书及指导书的应用情况
目前为止,此任务及指导书已使用3年,从这3年来学生的使用过程看,效果理想。在这几年中,每年都根据实际情况,对课程设计指导书进行一定的修改和完善。以前,在没有课程设计指导书时,学生在给出课程设计任务后,不知道从何下手,一两天进入不了设计状态,大大的浪费时间,导致进度缓慢,时间安排不合理。有了指导书之后,学生免去了查阅大量相关资料的时间,很快了解设计过程和方法。成绩的评定主要根据提交的路面设计说明书和路面结构图纸,以参考这一周的课程设计中表现情况给出最终成绩。评定标准也比较明确,我们一般会在任务书中清楚的列出来,同时,带课程设计的老师也会抽出一定的时间来进行疑难解答。
作者:赵桂娟 单位:西安科技大学建筑与土木工程学院
参考文献: