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编程 实训教学 程序设计
对于多数学生而言,在学习了程序设计语言后,除能应付计算机等级考试外,不能应用计算机语言去解决实际的问题,而社会对人才的需求要求学校所培养的学生不仅要具备较扎实的理论基础,而且要具备相应的专业技能和素养,具有解决实际问题的能力。要具有解决问题的能力首先应该掌握计算机语言的理论基础,然后是把计算机语言作为工具来解决实际问题。理论知识的获取无疑要通过理论课堂,应用能力要靠实践,现在的计算机语言课程设置也都是按照“理论+实践”模式,那为什么学生学过语言课后普遍认为不会写程序,不会应用计算机语言这个工具呢?本文在分析计算机语言教学存在的问题以及各个环节对学生学习的影响情况的基础上,通过优化综合实训的组织方式,让学生更好地利用程序设计综合实训的机会,锻炼学生综合程序设计的能力。
一、实践教学现状
1.实践教学的目标
通过实践教学使学生加深对理论知识的理解掌握;培养学生的基本技能和专业技能,使学生具有较强的实际操作和创新能力;培养学生良好的社会公德、责任意识和敬业精神,培养实事求是、严肃认真的科学精神、探索精神和创新精神,提高综合分析解决问题的能力,塑造初步的创新能力。
2.目前实践教学的各个环节及对学生的影响分析
实践教学由课堂实践教学、综合实训、课外实践活动以及毕业设计环节组成。
课堂的实践教学针对教学内容的,内容相对单一,缺乏综合性;课外实践教学对于程序设计来说锻炼机会较少;毕业设计的完成往往是专业知识的综合训练,要求学生已经具备一定的程序设计能力,能够通过程序设计解决实际的专业问题,因此,在校阶段的综合程序设计实训尤为重要,要通过综合实训锻炼学生进行程序设计的综合能力,为专业服务。
二、理论课注意调整学生对课程的认识
心理作用对学习的影响非常重要,学生对于计算机语言类课程的评价大多数是一个字“难”,普遍感觉课程很难,会把这门课当做一个独立的学科来对待,本人认为这样对学习语言课是不利的,计算机语言和我们日常讲话说的“汉语”是一样的,都是交流的工具,只不过汉语是人和人之间交流的工具,而计算机语言是人和计算机之间交流的工具,我们学习计算机语言,目的是和计算机进行交流,就如同我们学习英语,是想和不会说汉语的人进行交流和讨论一样,那我们要和计算机进行交流和讨论,就需要计算机明白我们的意图,计算机如何知道我们想要做什么呢,就是通过约定好的计算机语言来表达我们的想法,所以计算机语言是表达我们人类想法的工具。只有让学生从根本上明白计算机语言在日常生活中扮演的角色,才会更好地建立让计算机帮助人类解决问题的思维模式,才会更好地应用计算机语言转换自己的思想,才会意识到只有通过多编程多练习才能熟练使用计算机语言这样的工具。
三、调整课程设置模式,加强课内实践环节
目前,计算机语言类课程教学安排大多采用“2+1”的课程模式,也就是每周2个学时的理论课和1个学时的实践课,实践课的安排一般采取“两周一次”的方式,即每两周才上一次实践课,每次课2个小时。例如,对于结构化程序设计的语言来说,三种控制结构会在2~3次课完成,但是学生会用控制结构处理实际问题需要多练习多编程才能建立这样的思维模式,对于刚开始接触计算机语言的学生,应该针对每一种结构(例如选择结构)给出多道练习题,让学生通过自己写程序来解决实际问题,这样才能建立遇到同一问题多种解决路径的实际问题时,会自然而然地想到采用选择结构。但是按照“2+1”的课程设置模式,课内实践的时间不足以保证对单一知识点的很好掌握。因此,加大课内实践的时间是有必要的。近几年,我们将网络工程专业c/c++语言课程调整为“3+2”模式,每周有实践课,每周的理论课中增加对实际问题的分析和实验课前分析,学生对单个知识点的掌握程度明显提高。
四、程序设计综合实训的组织和实施
进行程序设计综合实训是要求综合运用所学的知识解决实际问题,增强对程序设计的理解并体验团队的合作精神。因此对于综合实训的内容安排、指导以及考核都要以综合实训的目的为核心。
1.综合实训的内容安排
学生能编出具有完整功能的实用程序时,会具有强烈的成就感和自豪感,这是最好的原动力,可以很好地激发他们的潜能,使他们的算法设计能力、程序设计能力和程序调试能力得到快速的提升,因此确定一个能激发学生兴趣的题目很重要。
关于内容的安排有两种方式:
一是在一系列现有题目中选择。我们编写了程序实训指导书,在书中列出了24个题目供学生选择,这24个题目分数据库管理、游戏设计、图形、算法设计等分类,学生根据兴趣自己选择实训题目。
二是根据不同的专业学生自己选题。鼓励学生根据本专业所学专业课,自己选择在专业课中要解决的问题,然后通过程序设计实训过程来完成。这种方式需要学生提前写一个报告,包括简单的选题内容,以及准备采取的方法,指导老师根据报告决定该选题是否能作为实训选题,并且提出补充建议。
2.综合实训的指导方法
综合实训采用结对编程的模式,两个学生选择一个选题,互相合作,共同完成。整个过程要以学生为主体,因此指导老师的作用是引导学生自己查找资料,鼓励学生通过多种途径解决出现的问题。
3.成果考核和成绩评定
考核是督促学生学习的一种手段,因此考核必不可少。一个完整的实训过程必须要有总结报告,总结能使学生发现收获和不足,为以后的进一步学习打下基础。
(1)实训结束要求提交的资料
完成题目的基本要求,提供正确的源程序;
提交实训报告,实训报告符合要求,给学生一个实训报告的模版,其中包括实验内容、设计步骤、程序流程、主要算法设计、总结与体会等。
(2)考核方式
按照平时考勤、程序源码、实训报告三方面,按照2:3:5的比重考核打分,最终成绩实行优秀、良好、中等、及格、不及格的五级评分制。
五、总结
从多个年级学生的实践结果来看,加强课内实践,重视综合实训,并且严格实训组织和内容选择,不仅能提高学生对程序设计的兴趣,极大加强学生的实践动手能力、解决问题的能力,也较好地培养学生的创新精神。
参考文献:
[1]李凌.“程序设计实践”课程教学怎么做[J].计算机教育,2006,(8).
[2]李丽琼,刘彦宾.从培养创新能力入手改革程序设计实践教学[J].遵义师范学院学报,2006,(8).
一、计算机网络实验室进行实训的重要意义
(一)提高计算机网络课程的教学质量目前许多高校或者职业教育学校开设的计算机网络课程由于缺乏必要的实验室练习与操作,使学生的知识掌握与动手能力不能很好地结合在一起,影响了教学水平,教学评估的结果与理想目标相差甚远。因此建设计算机网络实验室,指导学生进行实训,对提高计算机网络课程的教学质量具有很大的帮助。此外,网络实验室实训教学是对教师教学水平的考验,使教师不再安于现状。在实训过程中,教师能够接触到比较先进的、位于科技前沿的网络技术,也对网络理论的革新有一定的把握,教师的学科素质得到了提高。通过网络实验室的实训教学,教师可以与网络设备的厂商进行技术上的沟通与交流,以此为纽带,了解更多的计算机网络技术方面的新的科研成果,与时俱进,使教授的课程内容紧跟时代步伐,使教学更加适应社会需要。
(二)网络实验室实训使学生的实践能力增强,有利于就业开设计算机网络课程的目的就是培养这方面的专门人才,现代社会需要的人才不仅有扎实的知识基本功,还要有动手实践的能力,纸上谈兵的不是人才。因此,通过计算机网络实验室实训,学生掌握的理论知识在实践中得到了验证,巩固了知识,动手能力也提高了。学生与学校都明白用人单位更加看重学生的实践经验和实践操作能力,但是目前学校教育中的弊端之一就是“重理论、轻实践”,而计算机网络实验室实训就能够很好地改善这一现象。计算机网络实验室中的网络环境是模拟真实的,学生们能够在这里亲手进行网络的搭建、网络的设计以及网络的调试和网络的配置,体会理论应用于实践的这个过程,使学生能够及时发现问题并解决问题,学生的专业技能和经验、实战能力都得到了很大程度的提高,是课堂教学不能比拟的。通过实训,学生在实际操作运用中了解了所学知识的原理,又积累了经验,在将来的就业中会占有一定的优势。
二、计算机网络实验室的标准
现代计算机网络教学所需要的实验室已经不是传统意义上的计算机实验室了,传统计算机实验室往往只具备演示功能和验证功能,没有研究开发的功能,显然已经不能满足现代企业对于人才的需要。现代计算机网络实验室应当具备以下标准才能够培养现代所需要的专门人才。
(一)设备必须先进。理应根据当代计算机发展的最先进水平来配置设备,比如硬件和软件的配置,应当选择稳定而新近的产品,并且应该根据计算机网络发展的形势进行相关设备的更新。因此,在设备配置之前,就应该事先考虑到将来的升级管理。
(二)计算机网络通讯协议以及接口要向国际标准看齐。计算机网络实验室的设备必须与国际通用的网络协议相匹配,这样做是为了和其他网络之间实现平滑连接互通。
(三)设备具有实用价值。计算机网络实验室的设备配置考虑的首要原则就是要满足实训的需求。在此基础上,网络实训过程应该本着简易化的原则,即容易安装和操作,管理方面力求不繁琐;要购置性价比较高的设备,以便充分利用其多种功能,快要淘汰的设备坚决不要选购,这样会浪费资金。
三、计算机网络实验室的功能
(一)网络实验的功能。为了培养学生的独立思考能力以及动手实践的能力,学生在掌握了一定的理论知识后,理应进行网络实验,比如网络组建和网络应用。因此计算机网络实验室必须具备网络实验的功能,才能够进行实训练习。
(二)一般实验室的功能。计算机网络实验室是在一般计算机实验室的基础上建立的,除了重视其网络实验功能外,也应该包含一般实验室的功能,比如数据库建设的实验、编程实验等。
(三)多媒体教学功能。网络实验室需要配备多媒体设备,教学用的电脑以及投影设备等,方便教师讲解设备选型、组建网络的知识,以及任务引入和任务拓扑等。计算机网络实验室完全可以承载教学的整个过程,讲课以及实训都可以在此完整进行。
(四)计算机网络实验室的科研功能。现代计算机网络实验室都配备了先进的设备,除了教学和实训的功能,还可以为科研提供必要的环境和所需的条件。科研的成果可以辅助实训,使实训更有价值和意义。
四、充分发挥计算机实验室的实训功能
现代计算机网络实验室除了具备以往实验室的演示功能和验证功能外,还应具备研究开发功能,这也是当代企业对人才的基本要求。学校本着对学生负责的态度,培养人才的标准应当和社会需求相统一,因此,应当充分发挥计算机网络实验室的实训功能,基于此,可以选用在实训中模拟某个企业的计算机网络的管理流程及方式。在实训过程中,教师可以充当企业的管理者,根据管理的要求,教师应当担负起组织、协调、控制和评价的工作。在实训前,教师组织学生团队依据当今企业的实际情况设计实训方案,然后进行细致的分工,每个成员都掌握一项具体的任务,彼此分工协作。学生是实训的主体,因此实训应当围绕提高学生的能力素质展开,为此教师应该严格要求,要求每个成员独立完成任务,并规定时间期限。经过这样的实训,使学生在操作的过程中培养了思考以及解决问题的能力,并学会合作,不懂的问题可以大家进行讨论解决。这种实践使学生了解了企业的计算机网络管理的流程和原理,通过这样的网络设计可以达到那些目标,在此基础上还可以进行哪些技术的改造等问题。通过实训,学生掌握的计算机网络知识和社会具体运用的环节实现了有效的衔接,大大提高了学生将知识转化成能力的效率。教师应当做的是,及时进行评估和总结,将发现的问题记录下来师生讨论解决,解决不了的,寻求他人以及组织的帮助。
五、计算机网络实验室的具体实训项目
计算机网络技术专业的学生,除了应该会应用网络调试方面的工作外,还应该练习承担网络系统的整体设计与维护任务,下面从综合布线、交换机和路由器的相关任务,无线网络的配置和服务器的配置等方面来介绍具体的实训项目。
(一)综合布线展示。综合布线系统联系起数据、信息管理系统,而且和外部的通信网络连接,是一个建筑物的基本通信设施。在实训中,首先,由老师讲解,然后老师进行现场的演示;其次,学生要了解展示台上的综合布线产品,比如各种类型的通信电缆和必须的安装工具等;第三,进行管槽安装练习,可以参照展示的模型;第四,综合布线中的链路安装练习;第五,进行故障测试;最后,进行实训的验收工作。
(二)网络交换技术的实训。为了实现信息交换和网络资源共享,连接几个计算机网络或者通信网络的技术被称作网络互连技术;而在高速网络中,这一技术就被称作“网络交换技术”。平时所说的网络交换机就是进行网络交换的设备。在对这一模块的实训中,学生小组应该先设计绘制拓扑图,教师再对图进行点评,学生再去改进,然后就是组装;在交换机、路由器和防火墙等布局上,应该考率其合理性,并按照需要添置零件,尽量使用节约资源且优质的方案。
(三)配置无线网络的实训。无线网络的应用越来越普遍,在实训中应该加强练习,了解无线网络的配置原理,在此基础上掌握技能。
(四)配置网络服务。计算机网络实验室都有服务器区域,可以加以利用,进行访问权限设置等实验。
(五)拓展功能实训。可以和信息安全实验室建立相互连接,利用信息安全的相关设备,拓展网络实验室的功能,使实训更加切合实际。
关键词:高职;计算机专业;培养模式
作者简介:李丽娜,女1981.9,江西萍乡,汉族,职称:讲师学历:本科,研究方向:计算机应用,工作单位:江西省宜春市宜春职业技术学院
一、前言
计算机专业是高职院校非常热门的一门专业课,它具有很强的专业性和应用普遍性。通过多年的教学实践我们发现,若只采用传统的课程构建和教学方法,那么高职院校所培养出来的学生只能成为IT行业的理论型“适才”,而不能成为一个与IT产业高速发展及变化相适应的实用型“专才”。所以,只有不断探索计算机课程的改革创新,通过科学构建课程体系、采用实训教学及认证培训来提升学生的专业能力和综合素质,只有这样才能培养高职计算机专业应用型人才。
二、科学构建课程体系
在构建计算机专业课程体系时要考虑当前就业市场的需求,使课程设置能同学生的就业目标联系起来。要对学生将来要从事的职业进行深入的了解,了解具体岗位对学生专业知识及技能的要求,要有针对性的来培养学生,将课程设置指向工作需要,根据具体岗位需要的知识、技能以及态度确定计算机专业课程的内容,增强学生的职业适应能力以及应变能力[1]。将学生就业所需的专业知识、技能及素质统一起来,从而形成“基本素质—职业能力—岗位技能”三位一体的课程模式。在进行课程内容划分时要将理论课程体系同实践教学体系相结合,对专业教学内容要加以科学、合理地分解、重组、删减以及补充。此外,在进行课程体系构建时还要考虑学生的个性化与爱好需求,可以开设一部分选修课,将选修课成为计算机专业课的必要补充。
三、强化实训教学提升学生职业素质
实训教学是高职院校教育人才培养的方法之一,这种方法所取得的教学效果将会直接关系到计算机专业教育能否培养出适应市场需要的应用型人才。在进行实训教学时,可以在以下几个方面入手:
(一)加大实验课内容,增加实践环节
在计算机专业课的教学当中可以适当增加实验课内容,教师可以根据课程内容的特点来增加一定的实践环节。实训教学过程中要完成最基本的课堂实践,此外教师还要设置一些可以提高学生创新能力与动手能力的课后练习和实训项目[2]。可以让学生进行小组划分来完成实践项目的设计和实践,将理论教学同实践训练交替进行,进一步统一理论教学和实践训练,提高学生的创新能力。如可以开设计算机维护与维修项目实训、系统集成项目实训等。
(二)组建计算机网络实训中心
计算机网络实训中心的建设目标结合了计算机网络技术的专业改革,考虑社会对应用型人才的专业知识要求以及职业素质需求,着重培养学生的动手能力以及技术应用能力。计算机网络实训中心以网络的建立和管理作为核心、以计算机和网络设备作为基本组件、综合布线作为依托、局域网络系统作为体系结构,要充分结合学校的校园网络,将计算机网络实训中心建设成为同时具备网络教学、学生实训、科学研究、网络应用开发及实施的综合性校内实训基地。同时,计算机网络实训中心要重视学生的专业知识熏陶,也要重视学生的职业素质培训,可以以一些比较经典的网络项目作为教学实例,使学生能够在完成网络项目的同时在过程当中所学习到的网络基础知识,进一步了解在实际工程当中实施网络集成项目所需的步骤,将每个步骤需要注意的地方牢记于心,从而为学生以后进入社会从事计算机相关工作奠定基础[3]。在进行实训项目时要着重培养学生的计算机网络组建能力、安全防范能力、服务器配置与管理能力、网络建设方案设计能力以及团结协作能力等方面的能力。
(三)加强校企合作,开展校企合作教育
通过校企合作,可以利用企业和学校的两个不同的环境来促进学生对知识、专业技能以及从业能力的学习和提高。同时,通过同企业之间的合作,高职院校可以根据市场和企业对人才的需求来调整专业结构以及项目设置[4]。此外,校企合作可以增加高职院校进行学生职业能力培养所需的项目实训基地,有利于利用企业人才来进行学生的职业能力培养。
(四)鼓励学生开展社会调查和社会实践活动
在条件允许时,要鼓励学生进行社会调查和社会实践活动,学生可以将毕业实习、毕业设计、学生就业结合起来到生产一线上去完成,而由高职院校的教师以及企业的技术人员一起进行指导帮助学生提前进入状态。
四、积极开展职业证书的认证培训
高职院校可以开展职业证书的认证培训,使学生在校期间能多拿几个职业资格证书,使学生能同时具备转换岗位所需的适应能力以及第一岗位的任职能力,而这也是高职院校培养应用型人才的必然趋势。例如,可以按照国家职业分类标准和那些对学生就业有利的相关职业证书的要求,来进行教学内容和项目实训的调整。
五、总结
随着经济社会的快速发展,高职院校所培养出来的计算机专业的理论型“适才”已经不能适应企业和市场对高技能人才的要求,这就需要学校能进一步研究计算机专业应用型人才的培养模式。高职院校可以通过计算机专业课程体系构建、实训教学以及认证培训来培养学生,为社会培养更多优秀的计算机专业应用型人才。
参考文献
[1]范颖.高职高专计算机专业人才培养模式探究[J].新校园旬刊,2010:52-52.
[2]权洁,李森.中高职计算机专业一体化人才培养研究[J].中国成人教育,2014.
[3]陈利科,高添添.高职院校计算机应用型人才培养模式研究[J].科技创业家,2012.
关键词:网络工程;实践教学体系;课程实验;课程设计;实训
青岛理工大学计算机学院在原有计算机科学与技术专业网络技术方向的基础上组建了网络工程专业。在组建该专业时我们对市场做了充分调研,并根据教育部《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范》(以下简称《规范》)等规范[1-3],结合我院原有的办学资源,制定并多次修订本专业的培养计划,特别对实践环节进行了反复的论证,并参考了兄弟院校的一些做法[4-6],制定出了相应的实践环节教学体系。经过多年的实践,我们取得了许多的经验和体会,下面做一简要介绍。
1网络工程专业实践环节建设思路
根据《规范》的相关要求,结合我校的办学指导思想,我院将网络工程专业的学生的培养目标基本定位在“信息技术”型人才,需要考虑基本理论和原理的综合应用,特别是要侧重实践和工程化。但同时网络工程专业又是计算机科学与技术、通信通讯相关的交叉、边缘专业,网络工程专业的学生应该同时具备计算机科学与技术、通信技术的基本知识和网络工程专业的工程技能,使得毕业生就业可以从网络系统的规划设计、建设、管理和维护、网络安全系统的设计、软件开发、网络应用等几个层面进行,从而为学生将来进一步深造打下坚实基础(即学科基础课程应涵盖硕士生入学考试大纲所要求的全部内容)。
本专业培养计划由通识课、学科基础与专业基础平台课、专业课(包括必修课、方向选修课及专业任选课)等组成,因此实践教学体系应做到基础实践教学、专业实践教学、综合实践教学“三个层面”的有机结合。应结合专业特点与社会需求,认真研究并改革实验教学的内容、方法和手段,增加综合性、设计性和创新性实验的比例;改革课程设计、毕业设计(论文)模式,加大与生产、科研、社会实际结合的力度;改革实习、社会实践环节的设置,加强校企合作,鼓励学生走出校门,融入社会;积极鼓励学生参加各种科技竞赛活动和相关社团活动。
总之,实践教学体系是学校教学的一个重要组成部分,是课堂教学的补充和延伸,也是学生将所学理论知识与实践相结合的一个重要手段和必不可少的重要过程。
2网络工程专业实践体系的具体内容
从学科平台角度来看,网络工程专业实践课程体系主要包括以下两大部分(如图1所示)。
(1) 学科实践技能。包括:
学科基础实验及课程设计――帮助学生完成基本的学科实践技能,涉及到的课程主要包括计算机导论、计算机程序设计、数据结构、数字逻辑、C++面向对象程序设计等。
一级学科平台实验及课程设计――帮助学生完成作为计算机科学与技术一级学科的学生所必备的实践技能,本部分同本学科的其他专业(包括计算机科学与技术、网络工程、软件工程等专业,以下简称3个专业)的学生掌握的内容基本相同,设置中同时考虑实验和课程设计,某些课程还同时设有实验和课程设计环节。涉及课程有计算机组成原理、操作系统、计算机网络、数据库系统概论、软件工程等。
(2) 专业实践技能。包括:专业平台实验及课程设计――针对网络工程专业的特点,体系上分为网络规划与设计、网络管理与维护、网络信息安全、电子商务、网络程序设计等几块。
从课程形式形式上来看,可划分为以下几个系列(如图2所示)。
(1) 实验系列(以下课程均包含实验内容):计算机导论、计算机程序设计、数据结构、数字逻辑、计算机组成原理、C++面向对象程序设计、操作系统、计算机网络、网络管理、网络程序设计、网络信息安全技术、Web系统与技术、网络系统设计与规划、数据库系统概论、软件工程、网站规划与实现、电子商务、J2EE企业级开发技术、网络互联技术、Intranet组建与管理、计算机网络协议分析。
(2) 课程设计系列:计算机程序设计(C)课程设计、数据结构课程设计、C++面向对象课程设计、数据库系统课程设计、操作系统课程设计。
(3) 实习:认识实习、生产实习(包括校园网维护实习、网络施工实习等)、毕业实习。
(4) 实训:专业方向综合实训、网络应用实训。
(5) 认证培训:包括CCNA、CCNP、网络安全认证等(可选)。
(6) 毕业设计:对大学四年所学知识的综合应用,同时也为今后工作作好准备。
在课程与学时数上,以学科基础建立学科基础平台课,以专业核心课和专业方向设立专业课,并辅以选修课作为专业课程的补充。根据“基本技能初步综合技能高级综合技能创新技能”的梯度模式,设置课内实验、课程设计、实训,外加认识实习、专业实习、毕业设计,同时全程一直设有开放实验。其中,必修与选修学时占总学时的19%,加上公共基础课与学科基础课中的实践学时,约占总学时的21%。
在课程性质上,属于核心或主流技术领域的教学内容,采用必修课;属于新兴技术领域的内容,采用选修课;属于能力外延扩展或深度提高的教学内容,采用课外的开放实验。
3网络工程专业实践体系的建设与管理
3.1实验室建设
我院原有计算机硬件实验室、组成原理实验室、软件机房,在此基础上,我们又新建了网络实验室,综合布线实训室正在组建中。
3.1.1网络实验室
网络实验室有4组网络工程实验的设备,每组由4台路由器4台交换机和8个计算机组成,每组4人,总共每次可容纳32名学生。实验室还配置了实验管理平台,学生通过访问控制管理服务器可实现对网络设备的实验配置,实现在多个网络实验设备之间的平滑切换。教师可通过访问控制管理服务器对每个试验组进行方便、快捷的监控和管理,无须手工线缆插拔,以保证设备端口的使用寿命。
网络实验室承担的教学任务有计算机网络原理、网络管理、网络系统设计与规划、网络互联技术、网络信息安全技术、计算机网络协议分析、网络程序设计、Intranet组建与管理等课程及课程设计、网络工程实训、网络应用实训、开放实验室、毕业设计等。
3.1.2综合布线实训室
综合布线实训室主要承担网络布线、网络测试、工程实习实训等课程的学习。综合网络布线是网络工程教学的一部分,是必须通过实践环节才能够真正掌握的教学环节。“网络工程实训”、“网络施工实习”等环节就在本实验室完成。
网络综合布线实训室建设的目的不仅仅是为了让学生掌握简单的工具使用,更重要的是通过“课堂教学+实训锻炼”培养学生按规范进行预算、设计、施工、测试、竣工等工程设计的习惯。学生只有养成了按标准进行工程实施的习惯,才能在激烈的竞争中立于不败之地!
3.2实践基地建设
目前我们已经和学校网络中心合作,以校园网和网络中心为实习基地,开展校园网络的维护、管理和应用工作。同时我校正在进行新校区的建设,其网络建设工程也是相当繁重的,我院正在与校方协商,让学生参与到校园网的建设当中。我们还与青岛本地较大的网络公司建立了良好联系,定期介绍学生到他们那里实习。
3.3实训基地建设
我院主要与青岛软件产业园建立了实训基地协议,学生在那里主要进行网络应用、网络程序开发等方面的实训。目前已完成了多批次的实训任务,并取得了良好的效果。
3.4资格认证
目前,国内计算机方面的资格认证较以前有了很大的改革,大大增加了对实践能力的考核。因此引导学生有针对性的参加一些资格认证方面的培训,可以提高同学们的动手、动脑能力,在提高实践能力的同时又可获得某一方面的资格证书,为将来走上社会提供一个更好的机会。
3.5师资队伍建设
如果网络工程专业的教师工程实践经验较少,或者工程能力较弱,那么学生的培养就无从谈起。因此必须加强师资队伍建设,我们主要采取了以下措施。
(1) 加大培训力度。为了锻炼教师的实践动手能力,我们派教师到水平较高的高校参加某些课程的培训,派教师参加企业的专向培训,还鼓励教师参加在全国召开的与网络工程有关的各种会议或培训。目前部分教师获得了CCNA、国家网络安全工程师等资格认证。
(2) 科研融入教学。鼓励教师将科研融入教学,让学生能紧跟社会的发展和学科的前沿。网络工程专业教研室组建了“网络安全技术”、“网络规划与设计”和“无线自组网技术”等科研小组,便于集中精力从事专门领域的研究工作,促进教学。
(3) 加强“双师型”师资的培养。我们认为“双师型”教师就是教师既能从事理论教学,也能从事实践教学;既能担任教师,也能担任专业技术人员。即“双师型”教师应同时拥有“教师资格证书”和“专业技术职务证书”。
在平常的教学过程中,让教师积极参加纵向、横向项目的申请和开发研制。专业教师要积极承担实践教学任务,在指导课程设计、毕业设计和实训教学中,要结合实际,真题真做,提高教师的专业实践能力和技术开发能力。同时安排专业教师到青岛市软件产业园进行定期实训,并鼓励教师参加各种专业技术培训,考取专业技术职务证书。
3.6开放实验室措施
课堂上的学时毕竟有限,老师不可能在课堂上将所有的实践环节全部照顾到,同时,不同学生的理解能力也不同,因此有部分学生在课堂上往往完不成相关的实践环节。为兼顾好、差两类学生,给学生创造一个良好的实验环境,“网络实验室”和“网络布线实验室”以开放实验室的形式向计算机学院的所有学生免费全天开放。只要学生有学习的兴趣,我们就提供实验环境。
4网络工程专业实践环节特点
本实践体系主要有以下特点。
(1) 本专业的办学理念为注重理论、强调实践,突出能力,面向社会 ,采用“理论+实验+实战(实训)+综合设计”等多级强化教学模式。
(2) 充分利用校内,最大化利用校外资源。充分发挥实验设备、实验室的潜能,选取尽可能多的课程在实验室教学。和学校网络中心合作,以校园网和网络中心为实习基地,开展校园网络(主要是学生宿舍)的维护、管理和应用开发工作。与青岛软件产业园等实习、实践基地联合,实现基础理论、专业知识与工程实践应用密切结合。
(3) 最大化利用课堂外时间与资源。由于网络工程专业的工程特性,要取得很好的成效难度更大。应用层次学生的实践能力培养仅仅靠计划学时内的实验、课程设计等环节是远远不够的,学生必须在课堂外花更多的时间进行编程能力、实践能力的训练。为此我们通过一系列的教学改革和环节设置,给学生提供具体的任务要求和必要的条件,例如开放专业实验室、建立科技活动室等方式给学生提供更多的条件。
(4) 分阶段渐进式教学。实践教学分三个阶段。第一阶段为基本技能实践,第二阶段为专业技能实践,第三阶段为校内外工程化训练阶段。这三个阶段的划分体现了不同时期学生的特点和教学要求,遵循由易到难、由认识到应用、步步推进的原则。最后所有学生通过毕业设计环节完成对大学期间所学知识(理论+实践)的总体检测和评估。
(5) 层次化、模块化教学。从学科基础、专业平台、专业方向、专业选修等层次、模块组织实践体系的教学。每门课程的实验部分都包括基础性实验、验证性实验和综合性、创新性实验,同时对于有重要实践要求的课程采用实验与课设兼顾的方式。为锻炼学生综合运用知识的能力,我们特意设计了一个综合课程设计,它涉及的课程包括计算机网络原理、网络管理、网络安全、网络程序设计等。对于每一个专业方向(主要包括网络应用、网络工程、无线网络等),我们都设计了一个5周的综合设计。这样可以使我们的毕业生在今后能够根据不同类型用户的需要,可从事网络工程的规划、设计、开发;开发基于网络的计算机软件;从事信息网络安全工程的设计和维护等。
5总结
目前我们已在实践体系的建设中取得了一些成果,针对网络工程专业实践性强的特点,构建了由实验、课程设计、实习、实训、毕业设计等环节具体体现的实践教学体系,并建设了相关的实验室和基地,提出并实施了有关的执行和管理措施,取得了较好的效果。在以后的教学实践与改革中,我们将从以下几个方面加强实践教学:(1)继续组建新的实验室,如信息安全、协议分析等实验室;(2)选取部分实验教学比重较大的课程进行一体化教学,即将实验室作为课堂,边讲边练,讲练结合,提高教学效果;(3)进一步加强实验教学管理,提高实验教学的效率和质量。
参考文献:
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Research and Implementation of Practice Teaching System for Network Engineering
LI Dao-quan, XUE Wei-hua, JIANG Mei, ZHANG Jun-hu
(College of Computer Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao 266033, China)
关键词:计算机网络; 综合实训 ;网络教学 ;教学改革 ;探索
计算机网络是一门公认比较难学的课程。为提高计算机网络课程的教学效果,笔者通过教学改革,在网络课程教学中增加了综合项目实训内容,提高了学生学习的积极性,学生的动手能力、实践能力、综合素质有了明显提升。
1.课程综合项目实训的提出
随着信息社会的发展,计算机网络作为一门基础课程,不仅进入到计算机、通信类专业,越来越多的其它专业也将其纳入到课程体系中。传统的计算机网络课程偏重于理论教学,其教学实验往往与理论课教学进度相适应,偏重于对理论的验证,缺乏具有工程项目背景的综合实验,因此通过计算机网络教学,学生获取的是一个个条块分割的知识点,对网络在实际工程项目的应用还没有一个清晰的印象。当学生走向社会,面对一个个实际的工程项目时,会显得有些无所适从。
为提高计算机网络课程的教学质量,笔者通过教学改革,在计算机网络课程中增加了综合项目实训内容。综合项目实训,是通过具有实际工程背景的项目,要求学生利用所学的网络知识和技能,在实验室完成网络整体规划、IP地址划分、线缆的制作、网络设备的配置、服务器的配置、网络安全的配置、网络的调试和测试等全部任务。综合项目实训,是计算机网络理论知识和实践技能的综合运用,是对学生所学知识的全面检验和考核,能够充分激发学生的学习潜能,提高学生分析问题和解决实际问题的综合能力,促进学生实践技能的全面提升。
2.综合实训项目的设计
“项目”是实践环节的结构单元,而综合项目所包含的教学主题和重点具有综合性,往往通过综合性的“任务”来具体阐释,而任务又通过一系列典型操作来具体细化i。由于一个综合项目往往要由多种理论知识、多种技术手段完成,因此,需要把学生已学的知识和已掌握的基本技能,以及新的知识和新的技能,按照综合项目的技术要求做出整合,重新构建一个适用于综合项目实训教学的综合性知识群。
2.1 综合实训项目设计的原则
1.综合实训项目要结合学校的实验条件进行,难度要适宜,设计的项目最好能够在本校实验室完成。
2.综合实训项目要能够与企业实际需求结合起来,有一定的行业应用背景,这样一方面能够提高学生学习的积极性,另外也有助于提升学生的实战水平。
3.项目的综合性要强,涵盖面要广,最好能够涵盖网络课程所涉及的主要知识点。
4.综合实训项目的规模要适宜,要便于课程教学的组织和考核。
2.2 综合实训项目案例
根据以上原则,笔者设计了一套综合项目实训题目,简要介绍如下:
项目背景:某知名外企步入中国,在杭州建设了自己的国内总部,在宁波建立了分部,为满足公司运营、管理的需要,现需要建立公司信息化网络。总部设有市场部、财务部、人力资源部、售后服务部等4个部门,为了业务的开展需要合作伙伴访问公司内部服务器。公司信息化网络的拓扑设计如下:
所需设备:3台路由器、2台三层交换机、1台二层交换机、4台PC机。
项目要求:根据企业组建信息网络的需求,某系统集成公司进行了网络规划和部署。为了确保部署成功,要求学生在以上网络设备所搭建的实验环境中进行仿真测试,并完成网络线缆制作、网络物理连接、IP地址规划、VLAN规划与配置、VPN配置、路由协议、网络安全与可靠性配置,以及服务器的安装与配置等任务。
3.综合项目实训的前期准备
综合项目实训一般安排在计算机网络课程结束后或毕业前的综合训练阶段。综合实训项目对学生前期的技能要求非常高,这些技能的培养,仅仅依靠课堂实验时间是远远不够的,必须增加学生课下自主实验和训练时间。
3.1精心编排实验指导书
网络实验指导书的编排,既要与理论课教学配合起来,同时也不能局限于课堂实验的内容,要把综合项目实训需要的技能全部以实验形式编进指导书。课堂实验可以选择几个典型实验进行教学,其余实验要求学生在课下训练,从而为课程综合项目实训打好基础。
3.2实验环境的保障
通过开发实验室管理软件、推进实验室管理创新,加大实验室开放力度,不断提高实验室利用效率。此外,可要求学生在自己的笔记本电脑上安装虚拟机和路由交换模拟软件,这样每个学生就拥有了一个实验室。实验指导书中要求课下完成的小实验,基本上都可以在学生个人电脑完成。
3.3 组建网络兴趣小组
为了发挥学生间的传帮带作用,培养网络技能高手,可以在大一下半学期,根据自愿的原则,组建网络兴趣小组。兴趣小组有专门的老师负责指导,各个年级段的学生混合搭配,并制定详细的学习和训练计划。通过这种方式,不仅可以在学校营造出良好的学习氛围,同时也为网络综合项目实训培养了一批小教练。
3.4建立课程教学网站
利用校园网络平台,搭建计算机网络课程教学网站,任课老师负责管理维护。在教学网站上,要将实验指导书中所有实验的详细操作过程和视频资料上去,以便于学生自学。为了加强学生的自我管理,学生的平时成绩、实验成绩、综合实训成绩等都可以在网站上及时看到。老师主要通过网站论坛与学生进行交互,及时解答学生遇到的问题。
4.综合项目实训的组织
4.1.周密计划
1.人员分组。综合实训一般采取团队合作的方式来进行,每组安排3-6人。分组时要注意强弱搭配,并指定组长,分组名单要提前告知学生。
2. 实训样题和考试题目的拟制。根据学校实验条件和学生基础,拟制好相应的训练和考核题目。
3. 综合实训项目的测试。为确保实验室设备支持项目功能,任课老师一定要预先进行操作和测试。另外,可以依托网络兴趣小组的学生,提前对综合实训项目进行操作,以测试项目实施和完成时间。时间安排的合理与否是综合项目实训取得成功的关键。
4. 器材和软件的准备。根据综合实训项目要求,准备好网钳、双绞线、测试仪、路由交换设备和计算机设备等,实训需要的虚拟机软件、操作系统镜像、服务程序安装包等要提前拷贝到实验计算机中。
5.考核标准的制定。考核标准要便于量化,可操作性要强,。
4.2 训练实施
笔者所在学校网络课程综合 实训时间为三天,最后一天下午为考核时间,时间长短与综合实训项目的规模和难易程度有着密切关系,可根据单位实际情况进行灵活掌握。训练过程中,指导老师要善于启发学生解决问题的思路,使学生掌握分析题目的方法,并指导学生在实验室设备上完成实训项目。对于难点要善于运用学过的理论知识给学生讲解,使学生不仅会敲代码,还要了解背后的原理。实训过程中,老师要组织学生轮流担任组长,并转换项目实施中的角色,以使学生得到全面锻炼。综合项目实训对指导老师的要求非常高,训练过程中可能遇到各种各样的问题,这对老师是一种挑战。
4.3 考核评分
综合项目实训考核是对训练成果的检查,也是对学生团队合作能力的一次考核。综合实训成绩可考虑与课程总评成绩挂钩,另外综合实训中表现突出的团队和个人,可推荐参加省或全国的网络技能大赛,以提高学生参与综合实训的积极性和主动性。
在评分时,一是要进行连通和功能测试,看是否完成了项目的全部要求;二是对学生的配置过程进行检查,可以采取分步计分的方法,完成一项给一项的分,以使评判更加合理,具体来讲,可要求学生提交网络设备的配置文件,Windows服务器由于是图形界面进行配置的,可以让学生把主要配置步骤与测试结果进行抓屏,Linux服务器要求学生在字符模式下进行配置并提交主要配置文件。
5. 总结
传统的计算机网络教学过于注重理论环节的教学,学生实战训练缺乏,致使学生实践和动手能力偏弱。通过计算机网络课程教学改革,将现实社会中的一些典型案例作为项目纳入到课程教学中,并以之为牵引,实现了教学内容的整合与优化,同时创造条件让学生积极主动地去探索和尝试,改变了学生被动接受的学习方式,激发了学生学习的内在潜力,学生学习的积极性和主动性大大增强。实践证明,在一门计算机网络课程中,通过教学改革,可以使学生在某些方面达到或接近网络工程专业学生的素质。作为一个副产品,综合项目实训还有效提升了学生自我管理、团队合作、分析问题和解决问题的综合素质ii。
i
冯永利(1974.5-),河北栾城,硕士,讲师,研究方向为计算机网络教学。
应忠于(1968.8-),浙江绍兴,硕士,副教授,研究方向为电台通信和网络通信技术。
关键词:教师科研;计算机专业;创新型应用人才;实践教学模式
0 引言
应用型人才是地方高师院校的人才培养目标,然而。在激烈的市场競争环境下,创新、开发型的IT公司、企业对计算机人才的需求不断提高,既要求毕业生具有扎实的基础理论和较强的实践能力,也要具有一定创新能力的应用型人才。目前,单纯以培养技能型应用人才已经不能适应社会经济发展的需要。因此,我们依托教师科研项目与成果,在计算机专业中培养具有创新能力的应用型专门技术人才,具有非常重要的现实意义。
1 地方高师院校计算机专业创新型应用人才
为使地方高师院校计算机专业能够培养适应区域经济发展需要的创新型应用人才,我们对目前计算机专业的培养人才现状以及创新型应用人才应具备的专业技能和创新能力进行分析研究。
1.1专业技能与创新能力现状
多年来,从学生的毕业实习、毕业设计,就业应聘、用人单位对毕业生的考核以及反馈情况来看,学生较好地掌握了专业的基本理论和基础知识,具备了一定的计算机操作技能,掌握了初步的编程、网页制作、数据库建立等方法,具有一定的专业技能和专业能力。但是,学生的专业技能和综合能力还存在诸多不足,创新能力缺乏:(1)计算机操作技能不够熟练,专业技能有待提高;(2)程序设计能力不强,实现算法的能力偏低;(3)软件系统设计与开发等综合能力较低,与社会需求差距大;(4)综合运用专业技术解决实际问题能力不足,缺乏创新能力。
1.2学生应具备的专业技能和创新能力
根据不同的培养目标和人才培养规格,应用型人才包括技能应用型人才和创新型应用人才。技能应用型人才是以操作技能和岗位技能训练为核心、掌握一定的专业理论、具备熟练的操作技能的专业技术人才。创新型应用人才除具备技能应用型人才的能力外,还必须具有技术创新、技术二次开发、综合专业技术解决实际问题的能力,具有适应多种岗位的综合素质以及职业判断能力。因此,计算机专业创新型应用人才应具备熟练的计算机硬件和软件操作技能,同时具备计算思维能力、算法分析与编程能力、系统综合开发能力、团队协作与人际交往等四种能力。
2 教师科研促进创新型应用人才的培养
几年来,我校计算机专业教师主持国家及省部级科研项目30多项,横向项目10多项,获得省科技进步奖7项,省级教学成果奖10多项,各类教学成果20多项,300多篇,形成了一个实力较强的科研与教学团队,为培养创新型应用人才创造了良好的环境和平台,并从以下五个方面开展计算机专业创新型应用人才的培养。
2.1科研成果引入课堂教学
科研是高校教学活力的源泉,是培养创新型应用人才的根本保证。以科研促教学是提高高校教学质量的重要途径,是教师提高教学深度和广度的前提条件。教师通过科研可以了解和掌握学科前沿,不断更新自身的知识结构、完善教师的知识体系。学生通过教师科研成果的介绍和讲解,感悟到学海无涯,创新无限。仅有书本知识是不够的,还要不断学习和掌握学科前沿,才能不断创新、进步。为此,我们发挥教授、博士的科研优势。鼓励他们将自己的科研成果引入课堂。通过启发式或探究式的教学方法,将科研成果与教学内容有机地结合起来,在讲解课本基本概念和基本原理基础上。引入研究成果,丰富了课堂教学内容,提高教学的深度。通过成果的应用,拓展教学的广度。例如,在《数据结构》课程中,没有给出图像算法设计的内容,平时学生对图像处理接触也较少。教师结合讲解哈夫曼编码的数据压缩功能,介绍各种数据压缩算法和系统,并将“分形压缩算法”的研究成果引入课堂教学。使学生了解到,除了欧氏几何学之外,还有一门分形几何学。分形几何学有很广泛的应用,在计算机学科中可以应用来解决图像压缩问题,且压缩率比较高。但是,目前它还有很多问题需要去研究和解决,从而引起学生的好奇心、激发他们的学习兴趣和热情,以此培养学生的创新意识和和创新的欲望。
2.2科研成果融入实验内容
我们充分利用教师科研,实行“教、学、研”相结合,鼓励教师把科研究成果和教改成果融入实验教学中。
教师结合相应的专业课程,从教师的纵向和横向科研课题中选择适合本科学生进行创新实验的项目,按照设计性实验和综合性实验的要求,将研究成果融入到课程实验中。把教师课题中模块设计、算法设计与分析、数据库设计与分析、代码实现等分解成实验项目,总结出实验目的、系统功能、指标要求、实验设备、算法步骤或流程、数据库设计、系统设计与分析、实验结果、代码清单等实验流程和要求,增加设计性、综合性等创新实验项目;并将教师与实验有关的教改成果,例如实验内容、实验方案、实验方法与手段等应用到相关课程的实验。创建操作训练、编程训练、设计训练、综合训练的“四步训练,五种能力”实验教学模式:应用任务驱动、案例分析、开放式、探究式实验教学方法,对实验采用灵活多变、有针对性的训练,促进学生熟练掌握基本操作技能和专业技术。培养学生创新素质,增强科研意识,教学科研密切结合,将前沿科学和新技术及时传授给学生。启迪学生创新思维,拓展想象空间,提高学生设计性与综合性实验的效果。
2.3创建创新工作室培养学生的创新能力
根据我院科研项目、校企合作项目的研究方向、研究内容,创建了“智能计算与信息处理”、“软件开发”两个创新工作室。创新工作室的宗旨是依托教师的科研项目和教师研究团队进行创新与开发,同时吸收专业能力较强的硕士生、本科生协助研究与开发。达到创新与开发,并培养出一批创新型应用本科人才的目的。
创新工作室负责人主要由年轻的教授、博士承担。负责制订创新工作方案,包括创新任务、创新目标、创新项目指导教师、前期培训、时间安排、创新成果验收、评价总结等,并组织实施。创新工作室的本科学生可以由专业教师推荐的优秀学生,也可以是有兴趣自愿报名参加。还可以是计算机协会、网络协会等学生社团推荐的。具体办法:接受大学生参与项目研究报名-对报名学生进行考核-指派团队教师对学生进行研究前的培训-指导教师给学生分配研究或开发任务-学生研究或开发-提交研究或开发成果-成果验收与评价。
几年来,创新工作室以教师为主导。以项目为驱动,主要研究与开发项目包括:基于GEP的关键技术研究、基于多核机群的Petri网并行算法研究、演化算法在物流企业智能信息处理系统中的应用研究、智能物流网站的设计与开发等。学生在这些项目的研究与开发中,负责了算法设计与实现、算法的运行与验证;系统网站的架构与模块设计、功能的详细设计与编程实现、系统与网站的运行与测试、撰写文档等工作。另外,通过创新工作室指导教师的培养和指导,学生结合教师的研究方向申报了省级和校级的“大学生创新创业”研究项目。每年都有5~8个项目获得立项资助,使学生成为了真正的项目主持人,达到了创新工作室培养创新人才的目的。因此,创新工作室的创建,使得一批学生比较完整地参与了项目研究与开发的全过程,亲自参与和主持了创新研究与开发设计,学会了从事研究工作的基本方法和创新思维。使学生在掌握专业技术的同时,了解了专业的前沿发展动态。学生的专业能力、专业技能、独立工作与合作能力、专业素质、敬业精神等方面都得到了锻炼和提高。不仅拓宽了学生的知识广度,也加深了学生的知识深度。不仅提高了学生的理论水平。也提高了学生解决实际问题的能力。使学生具备了一定的创新能力,具有了较强的专业应用能力,增强了学生的自信心和创新动力。
2.4科研项目案例实训基地培养学生的专业应用能力
我院教师承担了多个横向开发项目,为机关、企事业单位设计开发了多个软件系统或网站,取得了较好的经济效益和社会效益。为了培养计算机专业本科学生的创新应用能力,建立了一个“科研项目案例”实训基地,供计算机专业高年级学生进行综合项目开发训练。该基地的案例由科研项目主持人去除知识产权、简化处理和增加二次开发接口后,将项目开发的各个阶段文档、代码等提交给实训基地。实训计算机专业学生将每一个科研项目案例的开发全过程及各个阶段制作成动画演示系统,供教师在实训前给学生进行培训,学生也可以自己一边演示一边实训。案例系统或网站还提供二次开发的接口,供参加实训的专业学生进行二次开发、运行与测试。
“科研项目案例”实训基地通过案例的开发过程演示,采用开放式、解剖式的直观教学方法向学生展示软件系统开发过程的市场调查分析、需求分析、可行性分析、总体框架设计、模块设计、功能设计、代码设计等各个阶段需要解决的问题以及需要使用的开发工具、数据库等专业技术和专业工具,加深学生对软件工程、数据库原理、面向对象程序设计语言等课程的理解及综合运用,将理论知识转化为感性认识。对软件系统开发有了比较完整的认识。通过具体的实用案例系统或网站,学生学习各功能菜单的代码,掌握要实现某一功能模块的关键算法及代码实现。通过建立具体的数据库,让学生学会如何建立数据表、建立数据表之间的关联,构建实用的数据库。通过功能模块与数据库之间的连接调用,使用学生掌握系统中前台与后台数据的连接方法。同时,学生通过提供的二次开发接口,在原系统或网站基础上,自己动手添加功能模块并编写代码实现。在实训基地,学生可以通过二次开发进行功能模块训练,通过项目驱动开展系统开发实训。学生组成项目小组,共同完成系统的开发,最终达到培养学生的综合设计与开发能力,培养学生的专业能力和专业技能,培养学生的创新意识和创新能力,培养学生的协调与团队合作精神。
2.5教师科研促进学科競赛,培养创新人才
学科競赛是在课堂教学基础上,以競赛的方法,激发学生理论联系实际和独立发现问题、解决问题,培养学生专业素养和创新能力的重要途径。通过競赛,培养一批学习能力强、学习潜力大、学习效果明显的学生骨干。几年来,我们通过教师科研促进学生的学科競赛。培养创新人才。(1)以教师科研项目依托,通过创新工作室组织参赛学生进行集中培训,依靠项目组的集体智慧,基于课题研究成果开展针对性的训练;(2)以“科研项目案例”实训基地作为训练基地,结合参赛科目、内容,选择相应的科研项目成果案例进行针对性的训练;(3)在导师的指导下,以“大学生创新创业”立项项目和研究成果为基础,经过凝练和提升。推动学生个人或小组参赛。几年来,我们组织学生参加了包括全国大学生软件大赛、计算机网络大赛、广西计算机应用大赛等学科競赛,并取得了优良的成绩。逐步形成了以教师科研促进学科競赛的实践模式:以教师科研项目组建参赛小组-创新工作室分小组集中训练-校级选拔赛-选拔出参加全国或省级比赛选手-创新工作室重点训练-指导教师带队参加比赛-召开总结会-奖励获奖选手。通过依托教师科研,促进学科競赛,培养学生的创新能力。做到以创新促进競赛,以競赛提升创新,不断提高计算机专业学生的专业能力、专业技能、创新精神和团队协作精神。
3 实践与成效
我校计算机专业依托计算机教师科研和教学团队的科研教研优势,促进创新型应用人才的培养。将教师的科研项目、科研成果,融入课堂教学和实验教学,通过创新工作室、“科研项目案例”实训基地、学科競赛等形式、以任务驱动式、案例分析、开放式、探究式等教学方法推动计算机专业创新型应用人才的培养。经过几年的实践,我校计算机专业学生共获得了10多项区级或校级“大学生创新创业”研究项目的立项资助:在参加全国大学生软件大赛、计算机网络大赛、多媒体教学软件大赛。广西计算机应用大赛等比赛中,共获得10多个国家级奖项、20多个省级奖项。我校计算机专业依托教师科研,促进专业创新应用型人才的培养取得了比较显著的成效。
【关键词】 计算机网络;网络课程;课程教学;计算机网络课程;教学
如何培养掌握相关网络技术的人才适应信息社会发展已成为目前高等院校的重要任务,面对现今《计算机网络》课程理论性强以及实验难度大的境况,根据多年在大学讲授《计算机网络》课程的亲身体验和教学实践,对《计算机网络》课程进行了教学研究与探索,并对教学内容、教学方法与手段及实验实践教学提出了一些新的想法和建议。
1 充分利用现代技术改进教学手段
计算机网络结构本来很直观,但是由于网络设备比较昂贵,许多院校缺乏网络实验室,较大的网络中心管理十分严格,所以对于许多普通学生来说交换机、路由器等十分神秘。在讲课中,作者将双绞线、同轴电缆等带进教室,在授课中辅以实物进行说明。因为学校没有网络实验室,专门在某大型网络中心拍摄了其中心机房视频,包括无间断供电设施(UPS)、机房专用空调、高档机柜以及光纤交换机、路由器、防火墙、入侵检测设备等。通过逐项对其讲解,使学生对各种网络设备有了感性认识。由于用传统方法讲解计算机拓扑图不易理解,所以通过多媒体课件制作了本学校的网络拓扑图,结合前面的网络设备视频进行讲解。因为多媒体课件比较生动,又由于自己学校的网络更贴近实际,而且学生已经对各种网络设备有了感性认识,所以学生理解起来十分容易。这种方法有两点好处:一是有利于学生吸收教授内容;二是使学生对真实网络环境有所认识,拓宽了眼界,为以后择业打下基础。
2 完善教学内容,增添理论联系实际的知识点
计算机网络技术发展非常迅速,新的技术、新的网络标准不断推出,一些新的内容应充实到实际教学过程中,例如无线网技术、ATM技术以及IPv6技术等,书上没有介绍,老师应该把这些知识介绍给学生,使他们能及时了解网络技术发展的新潮流。
《计算机网络》是一门综合性学科,理论性较强,适当地把抽象的理论和实际联系起来,有利于学生对内容的理解。如在讲授计算机网络体系结构的时候,可以把计算机网络体系结构和邮政系统结构作对比,把计算机网络通信原理比做信件邮递原理,这样网络体系结构的含义就会很容易地被学生所理解和接受。IP协议是计算机网络这门课的难点和重点,也可以联系到实际的中间语言。比如两个不同国家的人进行交流,一个是中国人,会说英语和汉语,另一个是法国人,会说法语和英语。那么英语是他们交流的工具,英语就好比互连异构网络的IP协议,这样IP协议的概念和作用在学生们的头脑中就会很清晰了。类似的理论和实际的联系点还很多,不再一一举例。
3 强化实践教学环节,提高学生的综合素质
实践教学之目的是优化学生的素质结构、能力结构和知识结构,培养学生获取知识、应用知识和创新知识的能力。对于应用性和实践性很强的计算机网络课程,实践教学环节显得尤为重要。通过积极营造工程实训、研究型学习教学空间,可以收到良好的教学效果。
3.1 营造工程实训的教学空间。综合性实验教学是提高学生工程实践能力的过程,涉及到不同设备和软件的安装、配置方法,由于其需要大量的网络实验设备,且设备的更新又非常迅速,所以大部分学校建不起这样的实训基地,部分已建起实训基地的学校又面临不断更新设备的巨大压力。面对这一矛盾,一是组织学生参观校园网络中心、企事业单位网络中心等,邀请网络中心的技术管理人员讲解他们选用的相关网络设备、网络技术和采用的网络管理等方面的知识,要求学生参观后写出总结报告;二是让学生参加实际工程项目的建设与开发活动,在工程实际中完成工程作业,并以实训报告作为这一环节的考察依据。这样做的好处是:学校不需要建立实训基地,无须大量资金投资,学生就可以看到、了解到许多新的技术和设备;同时给学生创造一次走向社会的锻炼机会。
3.2 营造研究型学习教学空间。以知识经济为特征的时代,要求每一个人都要具有创新能力。为此,把探索性实验开发环节设计成一个研究型学习的知识与能力培养的空间。积极引导能力较强的学生参加教师科研项目的研究与开发,通过实际的开发与研究活动,一方面加深了学生对枯燥、深奥难懂的网络理论知识的理解,巩固了计算机网络中的大量的基本概念和原理,同时拓宽了学生的视野,提高了学生的实际应用能力,培养了学生科研创新的素质,为将来学生走向社会进行实际开发和科学研究奠定良好的基础。
4 重视效果评价
学生实验的效果如何?在许多时候学生自己或学生之间并不是很清楚,忽视计算机网络实践课的效果评价,会导致实验课教学效果越来越差,最终影响到整个课程的教学质量。计算机网络实验的效果评价分为三部分:
4.1 学习效果评价,包括学生个人的自我评价、学习小组学生之间的互评、教师评价等等;
4.2 方法交流,让学生看一看其他同学是如何完成该任务的,在方法上和自己有什么不同,从而在思路上得到一些启发,以达到集思广益、开拓思路、鼓励创新的目的:
4.3 总结归纳,对实验中好的做法及存在问题进行系统归纳,肯定成绩、指出不足,对学生中的共性错误,及时解答或演示操作加以纠正,以便学生在下一次上机实验能更正错误。在评价过程中做到公正、平等地对待学生,鼓励学生大胆发问、各抒己见,不贬低不取笑学生不成熟的问题,努力营造自由、民主、平等、互动的教学氛围,充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性。
参考文献
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关键词:高职;计算机;实训教学;项目深化。
中图分类号:G623.58文献标识码: A 文章编号:
1。引言
在出自教育部的《关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》一文中,归纳了高职教育人才培养模式的基本特征:那就是以培养高等技术应用性专门人才为根本任务:以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案:毕业生应具有基础理论知识、技术应用相结合的实战型的能力。而相比之下,传统的专业教学方法显得比较落后。因此,计算机课程的教学内容、方法应该顺应科学发展的潮流,适应社会工作的需求。特别是在计算机实训教学中,突破常规束缚,对实训课程的教学内容、教学手段、组织形式、考核方法等方面进行创新探索。
基于项目深化的教学法是强调学生在模拟真实的工作环境中,根据学生已有的知识和能力水平先进行分组,然后以组为单位设计符合学生成长需求的工作项目,在教师的指导下,通过主动探索、自主学习,合作开发等方式完成项目的实现。在此过程中,学生既学到了知识、培养了实际动手能力,又激发了学生创新精神和团队合作意识。本文将从以下几方面对基于项目深化的教学方法进行研讨。
2。实训课程的性质与特点
实验、实训、实习是高等职业教育实施实践教学的三个关键环节。教学目标是培养学生对计算机的综合应用能力。使他们在今后的工作和社会交往中,能有效地进行计算机各种操作,同时增强其自主学习能力、动手能力,以适应当前市场对人才的需要。计算机实训是集理论性、操作性为一体的技能型专业实训。其中有严谨的教学理念,前后贯穿的教学内容章节。更有对专业性、理论性要求较高的教学方法。因此实训课的教学,要求任课老师有丰富的理论知识,有较强的实际动手能力和实践应用能力。计算机实训教学改革的指导思想是把学生培养成为理论与实践动手能力兼备的应用型人才,不但具备计算机各项专业理论知识,而且能熟练操作计算机的硬软件。因此在教学内容的选择、教学方法的实施、实训室的建设、师资队伍的建立等各个环节上,都要体现“应用为主”这条主线。
实训课程的性质与特点决定了实训室或实训基地是实训课程实施的重要环节,也是实现教学过程实践性、开放性和职业性的基础。最常见的模式包括工学交替教学模式,充分利用校内外实训实习基地的功能,让学生有更多的机会到企业学习、工作,熟悉企业的环境及工作流程,了解职业岗位的能力要求,不仅提高了学生的职业素养,而且进一步提高了他们学习的积极性及主动性。而项目实训教学模式具有相当的优势,它主要是针对专业课进行专项实训实施的一种实训形式。项目实训可以按照五步法实施,这六步是:前期资讯的准备;对项目实施进行计划与决策;进行项目的实施;对项目实施的情况进行检查、督促;对项目的结果进行总结。项目实训贯穿了项目教学法的思想,以学生为中心,极大地调动了学生学习
的积极性和主动性,同时以小组为单位进行项目开实训,有助于培养学生的协作精神及沟通交流能力,促进学生综合素质的发展。
3。实训教学内容的选择
教学内容的选择主要体现在教学大纲的指定和在教材的选择上。对于计算机这种更新速度很快的课程,如果只按照出版的教材内容讲授,肯定会滞后于技术的更新而远远落后于行业。因此。除选择内容较新的教材外,还应根据行业和市场的变化及时进行更新补充。教学内容选择的原则是:注重基本知识和基本操作的培养、紧扣行业发展、跟上市场潮流。按照以上原则,实训的内容要根据技能培养目标确定的几个单项技能和综合技能要求安排。以《Android手机游戏开发》课程为例,具体可以安排以下内容:Android的简介、Android的应用程序框架、Android开发环境的搭建、图形与动画在Android中的实现(前台渲染)、Android游戏开发之交互式通信、Android游戏开发之数据存储和传感器、基于Socket套接字的编程和基于http协议的编程、以具体案例学习运动控制模块的开发等等。综合实训内容的安排,要尽可能与实际相结合,让学生从接受项目、需求分析、系统调试到软件安装和系统搭建、界面布局设计、使用组件、调试数据库和网络应用程序等等环节进行综合练习。
4。实训教学手段的改革
在实训内容确定后实训手段是决定教学计划的实施和教学目标实现的关键因素。在实训手段上我们可以采用以下几种方法。
(1)采用深入项目训练模式。
在计算机实训课的教学过程中,采用小班(每班人数在50人左右)教学,便于教师进行分组。基于项目驱动的深入分组教学的首要任务是确定学生分组。小组成员数量的多少和人员组成会直接影响到课堂教学的实际效果。如果各小组划分的人数过多,则小组内的所有成员并非都能够充分参与到合作学习中来,会影响全员的参与度;相反,如果各小组划分的人数过少,小组个数就会很多,不方便老师进行管理,并且小组内成员所承担的任务较重,无法在较短的时间内完成学习目标,无法达到教学目标。因此,采用6—12人为一组比较合适。另外分组应遵循“组间平衡、优势互补”的原则,教师应按照学生的基础知识掌握程度、主动学习的能力、组织能力、性格特点等差异进行分组,让不同特质、不同层次的学生进行优化组合,使每个小组都有高、中、低三个层次的学生。这样不但有利于学生间的优势互补,相互促进,而且也能使得老师能够有效地组织起课堂教学,为全班各小组问构建了相对公平的学习环境。
在整个实训过程中。学生的工作要以完成项目要求为最终目的,按照自己事先的设计独立完成,在进行操作的同时完成相关文档的书写。我们要让学生自己查找资料、考察生产实地、设计方案及调试设备等。仅回答学生提出的问题,检查、解决他们的一些疑难点。这个过程除了能够培养学生系统、完整、具体地解决实际问题的能力外。还能够培养学生收集信息、制定计划、实施计划和自我评价的能力。
(2)在整个实训实施过程中,应该集中连续地进行。
计算机技术项目的设计与实现是一个综合多个技术环节的连续过程,其中会出现很多需要反复调试和处理的突发问题。因此综合实训的课程安排应该是连续的,。整个过程应该有总体的时间要求,但是学生的具体工作时间应在教师的指导下,由项目小组的项目组长和教师协调安排。
[关键词]计算机科学与技术;培养模式;课程体系;教学团队;实践教学
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)03-0144-03
一、转变教学理念,重构较为科学的创新应用型本科人才培养模式
针对目前高校计算机科学与技术本科人才培养存在的问题,各高校应主动转变教学理念,建立较为科学的“厚基础、宽口径、重实践、求创新”的人才培养模式。“厚基础”就是使学生专业基础知识扎实、基本技能牢固、能力突出、个性鲜明;“宽口径”就是加强通识教育,使学生有很强的多行业适应能力和宽广的就业前景;“重实践”就是使毕业生通过课程学习和专业实践,具备在信息技术教育和信息工程等多个领域和岗位就业的专业实践能力;“求创新”就是培养学生综合运用能力、独立思考能力及创新思维能力。注重学生综合素质尤其是实践能力的培养,坚持走“产―学―研”相结合的途径,坚持整体优化、学科融合、创新性和个性化的原则[1],充分体现“学习―实践―再学习―再实践”的培养过程。
突破思维定势,改革传统的培养学术型人才的课程体系和教学方法,根据学科特色,优化课程体系,改革教学方法,加强特色教材建设,提升教学内容的创新性,以“厚基础、宽口径、重实践、求创新”为目标,构建较为科学的人才培养体系。
二、优化课程体系,实施教学内容与教学方法的改革
针对计算机学科教学内容缺乏前沿性、教学模式和手段缺乏多样性、教学资源缺乏实用性等问题,按照计算机专业全国研究生入学考试大纲的要求和社会对人才的需求,以“合理配置,资源共享”为标杆,将计算机科学与技术本科专业核心课程(程序设计基础、数据结构、计算机操作系统、计算机组成原理、计算机网络)的授课、实践等教学环节作为一个整体进行统筹优化,融合各课程的内容,形成一个相对完整的体系[2],使学生能够较容易地理解和掌握课程的重点内容,理解课程间的连续性。
(一)核心课程教学内容与体系的改革
对各核心课程的安排顺序、授课内容、授课重点、授课计划等按照计算机专业研究生入学大纲的要求和社会对人才的需求进行调整和整合,将新知识、新理论、新技术和新方法充实到教学内容中,弃旧扬新,使教学内容与技术发展和行业需求相适应。
(二)教学方法与手段的改革
遵循以“教为主导,学为主题”的授课思路,培养学生自主学习的能力。在理论课程和实践课程中,采用综合案例引导学生进行分析和设计[3],以培养学生分析问题、解决问题的能力,激发学生的创造性;并将课堂讲授与参与式、提问式、讨论式、启发式等教学方法相糅合开展教学活动,让学生主动参与整个教学过程,因材施教,充分调动学生学习的积极性。
(三)优质教学资源的整合
利用Web教学服务平台、FTP服务平台、实验教学网、毕业论文管理平台,实现核心课程之间教学资源的共享和在线指导。在这些平台上提供了各核心课程的教学大纲、电子教案、多媒体课件、实验指导、试题库等教学资源,从“授前、授中、授后”三个环节给学生提供自主学习的机会;另外,为了让学生了解学科前沿,可邀请国内知名院校的教授、博士开展新技术论坛,介绍国内外学科前沿及最新技术,这能极大地开拓学生的视野,激起学生认真学习知识的兴趣。
三、夯实师资培养,通过“科研引领教学”创建高水平教学团队
要注重师资队伍培养和教学团队建设,提高教师的整体素质和教研水平。
(一)组建核心教学团队,形成合理的教学梯队
根据课程体系的建设思路,形成以课程体系为核心的教学团队。在职称、学历、年龄、教学经历、科研能力等方面自然形成梯队形式,通过成员之间的协作与交流,开展教学研究、教学改革和教学技能比赛等活动,从而提高教师的整体素质和教学水平。
(二)培养“双师型”教师,提升团队业务素质
采用“请进来,送出去”的办法,邀请国内外著名学者专家,开展学术交流、教学研讨,鼓励中青年教师赴国内外知名高校进修、攻读博士学位、出国访学,提高团队整体素质;加强校企合作,选派中青年教师进入企业,学习实践经验技术,提高实践教学水平,以满足本科生“双师型”人才培养的需要。
(三)营造“以科研促教学”的学术氛围
积极引导教师树立以高水平科研支撑高水平教学的发展观念,组织教师参与新教材编写;教师紧跟科技前沿的发展动态,将科研中获得的新知识和新成果融入课堂教学[4],促使科研工作与教学工作的有机结合,保持教学内容的学科前沿性,增强教学的深度和拓展教学的广度,提高教学质量;教师将自己的科研与学生的毕业设计相结合,对学生进行有的放矢的指导,并吸纳优秀学生进实验室,直接参与教师的科研项目,增强学生的科技创新能力,提高人才培养质量。
鼓励团队教师开展科学研究,提高科研水平,做到科研与教学相互促进、共同发展;通过开展一系列教研、评优、评奖活动,增强了优秀“老”教师和青年教师之间的交流,快速提高青年教师的科研能力和教学水平,壮大优秀青年教师队伍。同时采用“请进来,送出去”的办法,提升中青年教师的业务素质,以满足对“双师型”人才培养的需要,实现团队梯队发展,最终形成一个基于课程体系的高水平教学团队。
四、强化实践教学,推进“过程式多元化”的实践能力培养体系
构建以实践能力培养为核心的实践教学培养体系[5],采取“过程式多元化”的实践教学培养方法,建立“课程实验、实验课程、校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习”五位一体的实践教学模式,并结合科研训练、创新实践、学科竞赛、社会实践和创业实践等课外实践,让实践训练贯穿整个培养过程。
(一)实践教学体系的综合改革
对于计算机科学与技术专业的学生,仅提高学生的理论水平是远远不够的,还需注重培养学生的动手能力,加强学生的实践能力锻炼,即“理论与实践一体化”,这是本专业人才培养中的一个关键环节。只有将实践和理论紧密结合,互为补充,才能使学生尽快掌握课程知识,并利用所学知识分析、解决实际问题。为此,坚持以传授知识、培养能力和提高素质协调发展为根本,以培养学生可持续发展能力(自主获取知识的能力和创新能力)为重点,建立以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接的科学系统的实践教学体系。第一,除了课程实验外,针对实践性较强的课程,实行实践教学单独设课,开辟新实践领域,扩大综合型实验的比例,与理论课程的教学进度相配套,通过预习报告、讲解演示、上机实验、分析总结和撰写实验报告的方式,注重学生创新、实践能力的培养。第二,重视实习和实训环节,实行校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习的多元式实习实训教学,锻炼学生的实际动手能力。第三,将科研训练、创新实践、学科竞赛贯穿到大学四年的教学过程之中,着重提高学生的科研素养和创新能力。第四,与实际应用相结合,通过社会实践和创业实践,增强学生的业务能力,为将来进入社会实际生产生活领域的工作做充分的训练与准备。
(二)实验教学内容的融合重构
对于课程实验和实验课程,实验内容由基础型、设计型、综合型和研究型等四个各具特色的模块组成。各模块侧重点不同,学生可以根据自身接受和掌握知识的实际情况循序渐进地进行训练。基础型实验重在加强对本课程内的知识点的掌握和理解;设计型实验强调培养学生动手能力和创新性思维;综合型实验充分考虑课程间的可融性,渗透多个课程的相关知识点,并突出以项目训练为主的教学实践;研究型实验是培养部分学生以科研项目为支撑的实践能力。
(三)实训实习环节的双轨交叉
把实训实习工作进行分解,分成校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习等几个环节,在校内和校外进行双轨交叉。通过校外短期见习开阔学生视野,在见习中理解专业理论和技术,增强实践动手意识。通过邀请企业工程技术专家进入学校,利用学校开设的大实践课程时间,集中对学生进行校内单项实训,增强学生应用专门技术的能力。通过校外综合实训和实习,让学生深入企业和应用部门,在校外实训和实习导师的指导带领下,完成完整的项目设计和应用部署,增强学生完成综合项目和应用的能力。
(四)课外科技创新活动与课内实践教学的有机结合
以“产―学―研”相结合的思想为指导,推行学科竞赛制度化,创新训练常规化,支持学生参加机器人、智能车、电子设计、创新创业等各类学科竞赛,鼓励学生主持或参与学校、省厅、教育部和企业创新创业类等科研课题,理论联系实际,强化项目驱动的实践教学[6],注重对学生过程式的培养和科研创新能力的培养。
采取“过程式多元化”的实践教学培养方法,通过基础型、设计型、综合型和研究型模块化实验内容重构课程实验和实验课程,通过校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习,施行校内校外双轨交叉式实习实训教学,建立“课程实验、实验课程、校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习”五位一体的实践教学模式,能解决学生理论知识和实际问题脱节的矛盾,有效增强学生的实践能力。
强化以“项目+竞赛”驱动的创新训练模式,形成“实战”性的项目开发,形成“以赛促学”和“学以致用”的学习氛围,通过本科生进实验室及参加各类高水平学科竞赛等方式,提升了学生的创新能力和就业竞争力。
五、结语
课题组通过改革培养模式、优化课程体系、夯实教学团队、强化实践环节,探索创新应用型计算机科学与技术本科专业人才培养,并在实践中检验各项举措的效果,取得了良好的人才培养效果,获得安徽省高等教育教学成果奖二等奖。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 王杨,许勇,赵传信,等.高师院校非师范计算机专业人才培养新途径[J].计算机教育,2010(8):4-10.
[2] 陈付龙,齐学梅,罗永龙,等.创新能力驱动的层次化计算机硬件课程群构建与实施[J].大学教育,2013(4):40-42.
[3] 孙丽萍,程婧,罗永龙.翻转课堂在数据结构教学中的应用研究[J].计算机教育,2015(24):71-74,77.
[4] 沙超,黄海平,孙力娟.以创新型科研项目提升本科生综合技能[J].计算机教育,2011(23):34-37.
[5] 付龙,齐学梅,罗永龙.四维一体计算机硬件实验教学改革与实践[J].计算机教育,2013(3):50-53.