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一、研究对象与方法
1.研究对象。本校2005级本科一年级6个篮球、排球、足球班共240名男生,其中3个选项班为实验班,另外3个选项班为对照班。
2.研究方法。一是实验法。将6个班随机分组,实验组和对照组各3个班。实验组按设计的最佳教学模式进行教学,对照组按传统教学模式。整个教学实验在2006年9月―2007年9月进行。教学的条件相同。为确保实验结果的可靠性和准确性,在实验开始前对各选项组学生的基本技术和身体素质进行测验和调查。按照广西财经学院球类选项课的评分标准测试,各项目实验组与对照组学生之间各方面的情况无显著差异。二是数理统计法。在实验研究过程中,对所收集的数据资料在CASIO、FX180P计算器进行相应的统计处理。
3.教学模式。在规划设置上,学生学习的主体应该是学生对该项目的文化内涵和技术内涵的理解与学习,是对学习兴趣和意识的培养。在教学方法上,进一步细化技术性教学内容,更加合理的利用竞技性和技术性特点,强化学生对学习兴趣和个性发展的培养。理论教学方面,在教学过程中,让学生了解文化知识,了解技术、规则。实践教学方面,改进单纯技术性教学的原则,在技术教学的安排上,以基本技术的讲解示范为主体,让学生首先了解技术规范和要求以及合理的技术运用。强化学生自我锻炼技能技巧的学习,教师根据本学期的教学内容,按教材的数量和遵循运动技能相互转移的规律,将教材合理地分解为小单元教材和分配教学时数。根据教材内容和每一小单元教材,教师编写技术结构要素,掌握技术的关键环节和每一单元的知识点,并设计与学生能力相符合的作业、讨论题,提前发给学生。并要求学生依照作业进行预习、看书、查资料、作笔记。在课堂教学中重点突出学生的自主性、能动性和创造性,教师为学生创造学习环境。在各项目实验班的教学中着重强调“看”,看教师的示范动作,看技术好的学生的示范动作,使学生对所学的内容有正确的概念;“想”,教师以提示的方式启发学生进行分析、思考所学内容的关键环节;“练”,学生有目的去练习,在练习过程中进一步理解技术要点;“论”,通过练习后讨论、分析强化正确的动作;“记”,课后学生对所学的内容进行归纳、总结及写读书笔记或作业。
二、讨论与分析
1.建立最佳程序教学的分析。运动技能学习是一个复杂的过程,体育教学是使学生掌握运动技能由不会到会,并向一体感状态演变调控的过程。一体感能力的高低取决于系统的结构状态,在运动技能习得系统中,机体可看成是一个“耗散结构”,它与外界环境有物质、能量、信息的交换。根据非平衡态耗散结构理论和协同学及统计物理学理论研究的结果,系统的熵变化一是由系统内部自发过程引起的,另一方面是环境与系统相互作用引起的。这说明学生在运动技能的学习过程中,即系统一体能力形成时,学生的智能、素质等先天因素固然具有主要的作用,但是,它们并不是决定的因素。常规教学中,由于缺乏系统的学习理论,教师在学生学习运动技能的过程中往往忽略外界因素,如教师的态度、关心、教法、学生同伴的影响、场地器材等等,都能引起一体运动系统熵的变化,干扰和降低一体感能力,因此,要保证学习系统一体状态稳定的转变,教学的关键在于在系统的调控过程中降低外界环境的干扰信息,增加有用信息,并以此来指导教学。
程序教学是按照教学过程的时序性和教学内容的系统性特点,将多种教学内容有序且逻辑性地编制成教学程序,再按照预定的程序组织教学活动,对教学过程实施协调控制的方法。教学的最佳化是依据确定的教学目标,考虑心理学所揭示的制约教学过程及结果的内外因素,从可能的最大教学行为中选择能在某种条件下求得某种意义上的最大的教育效果的教育行为。因此,本文根据程序教学和教学最佳化的基本原理以及计算出的量化数据结果,将复杂的基本技术的教学手段和内容按系统分解成为许多小的教学步骤并以此编制出具有相关性、逻辑性特点的教学内容体系,从而有机地构成一个直线型闭式最佳技术教学程序模式。以期使从局部到整体的教学效果能在最短时间达到最适宜的标准,并收到预期的最佳效果。用科学系统理论与系统方法,促进体育知识技能的转化,把学生从过去“技术化”的精神枷锁中解放出来。
2.基本技术教学实践结果分析。经一个学期实验后,实验组和对照组都取得了进步,实验组各技术评定均值明显高于对照组,实验组与对照组在指标中呈现出明显的差异性。可见本教学模式教学效果优于传统教学模式。本实验证实了实验组条件下的学习,对发展学生技术能力,增强学生对基本技术的掌握有明显效果,比对照组条件下的学生学习效率高、效果更好。
3.基本技术教学实践课教学环节分析。基本技术教学训练是一个系统工程,只有系统内部的各个组成要素协同一致,各个子系统之间建立有机联系,才能发挥最大系统效能。因此,教师须对技术教学的目标、内容、方法和学生学习情况进行有效控制并根据教学结果的反馈情况再调整对其进行再控制,使之形成了一个有机的教学训练系统,实现了最佳化的系统程序控制,达到最终的学习训练目标。实验组学生不仅掌握了各种技术,同时也理解并掌握了技术之间的内在联系、变化规律、技术的异同点。由于技术系统组合练得多,练得早,提高了学生的综合运用能力。如在教篮球传球技术,可分为单手传球和双手传球两类。单手传球技术中的几种方法其动作结构基本相同,这就形成了一个“技术系统”。每一个技术系统中都有一个最基本的最具代表的典型技术动作。学生首先要学习和掌握这个典型的技术,之后再向技术系统中的其它技术迁移。在基本技术实践课教学环节中运用迁移教学时,只需在技术的某一环节上稍加变化就能省时、省力地掌握整个技术系统。在规则与裁判法的理论知识教学中,传统教学一直采用先在教室讲授然后再到球场去实践的方法。这样就会出现讲练脱节,理论脱离实际以及内容不必要的重复等弊病,无形中造成时间上的浪费。改变旧的教学观念,采用球场上边讲边示范的教学方法,使理论联系实际,学生一看就理解,并容易记忆,也为确保学生在有限的时间内掌握规则与裁判法技能创造了前提条件。因此,在教技术动作时,教师就应有目的地结合规则与裁判法进行教学。如在篮球教学急停时,要教给学生如何确定中枢脚;在教持球跨步、转身、突破时,可能有哪些违反规则的现象;在教运球技术动作时,有哪些非法运球现象。这样既使学生掌握了正确的技术动作,又懂得了必要的规则与裁判的基本知识,为规则与裁判法技能教学打下必要的基础。
三、结论与建议
1.运用教学理论和系统科学理论结合球类基本技术教学的特点,量化优选教学手段,整体设计最佳程序教学,经理论和实践证明是切实可行的。
2.本文的研究内容仅仅是篮、排、足球技术教学中的范例,该模式方法可推广于其他项目以及技术环节较多、技术组合复杂的运动技术教学和训练的项目中。随着该模式研究的进一步完善和深化,它必将为高校选项课教学方法手段的改革与发展,为完善运动技能学理论,提供详实的理论和丰富的实践基础。
3.新《大纲》从2003年开始执行以来,高校学生各项技术、素质指标有所提高,技术成绩高于达标成绩,实测成绩不是很理想。由于各地区发展不均衡,各院校差异较大,从总的情况看,与《大纲》要求还有很大的差距。建议在球类项目上应加强基本技术训练,包括技术动作、技术、组合技术,正确处理技术中技术动作的规格,科学合理地选择练习方法,克服对技术动作规格研究不细,基本功不扎实,未能有意识地培养个人特点等不足。建议在进行各种组合技术教学与训练中,教师要启发和晓谕学生不仅要为掌握基本技术而练,更要为增强意识而练,并在实践中加以运用,从而达到举一反三,触类旁通的效果。
关键词:编译程序;教学改革;对象式程序设计;Java
1 引言
编译原理课程是高校计算机类专业的重要基础和骨干课程。编译原理对计算机专业的学生的重要性与高等数学对理科学生的重要性几乎可以相提并论。同时,由于这门课程涉及其他多门课程的知识,使得它成为大学阶段中最难学的课程之一。
从表面上看,编译程序是将高级语言源程序翻译成低级语言程序,但编译程序构造的基本原理和技术也广泛应用于一般软件的设计和实现,其中的设计思想、算法、思维方式和技术都可能会对学生今后的职业发展产生比较大的影响。
当今,程序设计已经基本上从传统的过程式转向对象式,并且正在从对象式转向组件型。这其实是程序设计范型的变迁,是在计算机技术背景下认识世界的观点的变化:过程式将完成事务看成是一系列的步骤,而对象式却将世界看成是由一系列对象组成的,这些对象之间交互合作完成特定的事务。从过程式到对象式,有着质的变化,而非一般的修改和完善,由此带来了语言(算法描述工具)的变化。编程语言影响思维,面向对象的思维方法又促进了编程语言的发展。
目前,程序设计的一些后继课程,如数据结构等都进行了同步跟进,出现了诸如用C++或Java描述的数据结构教材。但编译原理课程却没有及时跟进,上述改变基本上没有反映到编译原理课程中。这门课程近20年来基本上没有大的变化,教学内容仍然是基于过程式语言展开的,编译算法和模型描述是用PASCAL语言或者C语言。虽然个别教材加入了少量关于对象式语言编译技术的内容,那也是稍加点缀而已,作用不大。这就造成了一种奇怪的现象:对象式语言已经成了高校计算机教学的主流语言,社会上大量使用的也是对象式语言,而我们的编译原理教学仍然沿袭旧的一套。这种“状态”严重地脱离了计算机技术的发展和社会的实际需要,因此需要进行“调态”,其根本做法是“转型”,即将本课程的讨论对象从过程式语言转到对象式语言。
国外近年关于编译原理方面的新教材已经有了重要改变,不再连篇累牍地讨论那些已经过时的内容,增加了许多新的内容。其中一个重大改变是出现了用对象式语言描述编译算法和教学模型的编译原理教材,如:用Java语言描述的编译原理教材,且其教学模型为MiniJava。
这种改变也涉及到课程上机实践。众所周知,编译原理课程的学术性和实践性都很强:学术性是这门课程的生命所在,实践性是这门课程的活力所在。因而本课程的上机实践也要作同步调整。
2 课程内容围绕对象式语言展开
研究程序设计语言的语法描述需要有文法理论的支持,老教材中文法、词法分析和语法分析部分内容基本上不需要作什么变动。词法分析主要依赖有穷状态自动机理论,语法分析主要讲述LL方法和LR方法,其他方法略做介绍即可,无需展开讨论。LL方法和LR方法含盖了许多分析技术,理论性和应用性都很强,完全可以代表主流技术。
重要的就是研究对象和教学模型的改变。首先,研究对象将从过程式程序设计语言转到对象式程序设计语言(当然还可以兼顾过程式),例如Java、C++等,围绕实现这类语言的编译实现技术展开讨论。对象式程序设计语言的要素是封装、继承、多态性,在编译实现时都必须仔细考虑。其次,涉及到对象式程序设计语言编译程序教学的模型选择问题。目前传统的教材选择的教学模型有PL/0、Tini C等。实践证明,围绕某个模型展开编译设计技术的讨论,效果是比较好的。课程研究对象和教学模型的改变涉及到调整的章节主要有语法分析、语义分析、代码生成、符号表管理、存贮分配等方面。
一旦我们讨论的模型发生变化,这些章节的内容就要作很大调整。如对象式语言的作用域规则、语言动态特性、模块化封装(类)、类的继承、多态性的实现等,都需要具体的技术来实现,这些都要反映在教材和教学中。
就课程中关于代码生成内容来看,目前Java编译程序生成Java虚拟机(JVM)代码,C#生成MSIL虚拟机代码。这两个虚拟机作为教学模型来说可能比较复杂了一些,在教学中可以选定一个简单的子集;或者在PL/0虚拟机上适当增加一些指令代码,以便于代码生成、存贮分配等部分的讲解。
实践证明,作为教学模型,在教材上提供一个小型语言的编译程序供学生分析和研究,非常有利于加深对基本原理的理解和掌握。这个小型编译程序可以比较小但应该能够说明一些基本问题,例如传统的编译原理课程中选择PL/0编译程序作为教学模型,就收到了比较好的教学效果。在对象式程序设计语言编译原理课程中选择Object-pl/0或者MiniJava作为教学模型是比较恰当的。前者是在传统的PL/0语言上增加类,补充封装、继承、多态性之语言成分得到的;后者是对Java语言进行适当简化得到的,其主要语法描述如图1所示。
图1MiniJava语法
编译原理课程可以围绕此模型展开讨论。国外已经有这类教材出现,并且不少大学已经开始使用。
3 用对象式语言描述编译算法和教学模型
本课程中各类编译算法都应该伴随着教学模型的变化,改用对象式语言来描述,如用Java语言描述或者用C++语言描述。其中一个重大的变化是教学模型如MiniJava或Object-pl/0要用对象式语言实现,也就是提出了教学模型的面向对象构造问题,这就比较好地将讨论对象和描述讨论对象的语言统一起来了。国外有的教材就选择了用Java描述MiniJava编译程序。
编译程序是一个重要的中大型软件,传统的编译程序大都是用PASCAL、C等语言描述的(参见图2)。像编译程序这样的中大型程序如何用类这个工具来进行分解,其实是对学生的对象式程序设计能力的一个重要检验。学习用对象式语言来描述编译程序,学生可能会受到一次严格的对象式语言程序设计训练,编译程序如何用类这个工具进行分解,这些类(对象)如何合作完成编译任务,都需要较好的对象式程序设计基础。图3是一个程序设计语言文法的面向对象表示。
传统的编译程序构造主要存在如下一些问题:
(1)传统编译程序试图通过将编译程序根据功能模块分解,而使整个编译程序的复杂性降低。这种方法虽然在一定程度上简化了编译过程。但为了处理大型、复杂且多变的编译程序,仅仅将它按照功能分解成词法分析、语法分析、语义处理和代码生成几个阶段是远远不够的。
(2)传统的编译程序构造中,编译的每个阶段依然是大型、复杂的,且每个阶段内部依然存在复杂的联系,这对编译程序的可维护性没有实际上的改变,反而造成维护困难。
(3)虽然传统的编译程序构造有着丰富的理论基础,也有一些工具诸如Lex、Yacc等,但对一个具体的编译程序的构造仍然要从最基本的描述开始。传统的编译程序构造的功能分解方法缺乏支持复用的良好机制。
总之,过程式程序设计范式存在的问题在编译程序设计中广泛存在。而用对象式程序设计语言来描述编译程序,则对象式程序设计范式带来的好处基本上都能够得到。具体主要表现在:
(1)编译程序效率高。由于面向对象的编译程序构造采用的是语法树构造法,可以得到上下文相关信息,并根据上下文进行语法树的优化,所以生成的代码效率高。
(2)复用方便。由于语法类和具体的语法结构一一对应,所以在复用语法结构时,可以直接得到能被复用的语法类,不需要经过查找过程。
(3)修改方便。由于面向对象方法中的封装和多态等技术的实现,语义处理方法中所用到的数据都是局部数据,因此要做语义修改时,只要继承相应的语法类,并且重载相应的语义处理方法即可,需修改的内容较之传统方法要少。
(4)有利于构造编译程序类库,使得编译程序的构造能够大量复用已有的类,这是更高层次上的复用。
4 课程实验的设计
计算机学科是一门技术学科,它虽然有一定的科学的成分,但工程技术的成分更多一些,因此需要加强动手能力的培养。编译原理课程除了注重它的原理性,还必须注重其实践性。学习这门课程时,学生对编译的理解往往只停留在书本的概念上,而不知道怎样把编译理论应用到实际的编译程序设计的实践中。另外,有些学校只将教学内容锁定在文法、词法分析(有穷状态自动机)、语法分析(LL、LR文法)上,以应付学生考研的需要。这些做法使得学生很难掌握这门课程的精髓。
图2传统的编译程序功能分解
图3程序设计语言文法的面向对象表示
编译系统可能是所有软件系统中最复杂的系统之一,通过本课程实践环节的教学,还可以帮助学生掌握一些大、中型软件设计的技术和技巧,提高学生面向对象软件开发的综合能力。
传统的编译原理课程往往要求学生自己实现一个词法分析程序;实现一个基于递归子程序递归下降分析程序或基于预测分析表的语法分析程序;为某虚拟机(例如PL/0虚拟机)生成代码;对教学模型(例如PL/0)进行扩充,写出完整的编译程序等。且在此过程中学生可以借助词法分析自动生成程序Lex和语法分析自动生成程序Yacc进行有关实验。我们要求学生通过对教学模型的分析,能够在机器上动手实现一个小的编译系统,以加深对编译整个过程的一致性、连贯性、整体性的理解。
一旦我们的讨论对象改变为对象式语言,则其编译程序语法和词法分析的自动生成不能再采用Lex、Yacc这类工具了,需要改用JavaCC(Java Compiler Compiler)或SableCC等,它们都能生成Java语言代码;或者使用Jikespg(Jikes paser gernerator),它生成C++代码。
我们初步制定了本课程的实践环节,它主要分四个层次:
(1)借助JavaCC或SableCC等工具让学生自动生成小语言的词法分析和语法分析程序。这个实验的目的是教会学生关于词法分析和语法分析的自动生成,同时弄清这些工具生成出来的代码的程序结构,特别是面向对象的类结构。
(2)为上面生成的语法树添加语义动作,完成生成代码的工作。这个实验的目的是让学生理解如何在抽象语法树上添加语义动作,理解为虚拟机生成代码的知识。
(3)扩展教学模型,如MiniJava,为其增加一些语言成分,如有关语句等,然后为其构造完整的编译程序。这一实验让学生把握编译的总体,弄清各部分之间的关系。
(4)逐步构造面向对象的编译程序类库,使得“编写”编译程序逐步走向“组装”编译程序。
5 结束语
对计算机人才的层次结构、知识、能力与素质等方面的要求在很大程度上取决于计算机市场。我们需要与时俱进,适时考虑相应教学体系和内容的改变。依赖过程范性的编译原理课程势必要被依赖对象范性的编译原理课程所取代,这是软件技术发展和社会实际应用的需要。但建立本课程新的课程信念、课程价值、课程技术等尚需时日,需要不断探索和创新。
编译原理课程的改革不仅需要教师付出大量辛勤劳动,及时跟进技术的发展,还需要好的教材、好的课程实验设计。《对象式程序设计语言编译原理》便是我们按照上述思路来编写的教材。
参考文献
[1] 中国计算机本科专业发展战略研究报告[J].中国大学教学,2005,5:7-10.
[2]Andrew W.Apple.现代编译器的Java实现[M].北京:电子工业出版社,2004.
[3]Dick Grune etc.Modern Compiler Design[M].JOHN WILEY&SONS,LTD,2002.
关键词: 控制论 高中古诗教学 最优化
《高中语文新课程标准》指出:“语文课程丰富的人文内涵对学生精神领域的影响是深广的,学生对语文教材的反应又是多元化的。因此,应该重视语文的熏陶感染作用,注意教学内容的价值取向,同时也应尊重学生在学习过程中的独特体验。”随着新一轮课程改革的不断深入,高中语文教师的教学观念、教学方式都发生了深刻变化。语文课堂逐渐“活”了起来,但同时也存在着一些值得反思的问题,具体包括以下几个方面:首先,一味追求热闹而忽略双基,许多教师在设计教学时,挖空心思、花样百出却忽视了一个重要的问题,就是这些活动是否有利于学生的可持续发展。其次,过于强调个性而疏忽引导,一些教师过于强调学生独特的体验,对学生的回答一味大加表扬,全然不顾其见解与体验是否科学、合情合理。最后,忽视学生的需要和反馈,在语文教学方法的选择上,全不顾合作的效果和问题的探究质疑,剥夺了学生的想象空间。对新课程改革质疑、批评、赞同、表扬等各种声音纷至沓来,高中语文课堂教学开始在依循传统和接受创新之间摇摆。
目前,高中古诗教学同样存在上述两种极端现象:要么严谨有余,解析明白,导致灵性不足,诗意全无;要么过于松散,漫无目的,导致眼花缭乱,不知所谓。根据高中语文新课程标准中“构建开放、有序的语文课程”的要求,高中古诗教学即不能过分依赖于程序化的解析,也不应陷入多元解读、没有旨归的泥淖,高中古诗教学应该呈现出“自由有序”的流程美,应该是“开放”而“有序”的。要将控制论的基本原理和方法恰当地应用于高中古诗教学,科学合理地设计教学目标,增强师生间的信息反馈和交流,在教学过程中调整、优化课堂教学设计,利用“最优化”、“类比”、“黑箱”等基本控制机制,对课堂教学中存在问题进行系统分析,找出解决问题的办法和途径,实现高中古诗教学过程的最优化。
受传统高中语文教学评价机制的影响,古诗教学仍然是以“相关背景+思想内容+艺术特色”三段式的教学模式为主,学生以被动式学习为主。古诗在高中语文教学中被简化为单纯的语言分析和识记默写的材料,许多教师习惯于替代式的咀嚼、肢解古诗,忽视学生的学习需求和信息反馈,导致高中诗歌教学诗意全无,学生学习兴趣全无。为应对高考,高中古诗课堂教学围绕着文学常识、名句识记来展开,忽视了在古诗审美层面的引导,使古诗教学完全丧失其“生成性”。以“教学目标”为出发点而预设的教学过程和教学方法只是对教学内容的生硬灌输,学生无法获得古诗阅读的审美体验,导致高中古诗教学效率低下,无法实现真正的教学目标。
新课程标准实施以来,把确定学生的主体地位和改变学习方式作为教学改革的重心.提出“学生是语文学习的主人”,强调学生的自主学习、自主体验、自主建构。古诗多义性、含蓄性、暗示性等特点正好为学生自主学习、个性化的阅读提供了合适的材料,可以说,新课程标准为高中古诗教学带来了福音。然而,在实际的教学实践中,高中古诗教学却呈现出以下几种状态:(1)表面上是要“培养学生创造性思维、尊重学生独特体验或以学生为主体”,课堂上偶尔出现“学生讨论”等教学形式,但学生依然是被教师牵着鼻子走,学生的实际思维情况依然得不到充分的重视;(2)片面地强调新课程标准的要求,课堂教学是活泼的,教学形式是多样的,课件是精美的,学生是自由的,课堂教学设计片面强调高中古诗的意象、意境的个性理解,全然不顾基础知识和语言层面的掌握,课堂教学过于突出学生的主体地位,而忽略了教师的主导作用。
控制论的产生和发展进一步丰富和发展了理论知识体系,并逐步向其他科学领域渗透,相继出现了许多控制论的分支,教育控制论就是其中之一。
目前,国内外关于教育控制论研究主要分为两个方面:一是教育控制论本身的研究;二是控制论与教育实践活动的相关性研究。
教育控制论的研究。首先,教育控制论的产生。最早将控制论与教学相结合是在20世纪50年代中期,美国心理学家斯金纳(Skinner,B.E)根据对动物学习实验的研究和对课堂教学的分析研究,创造性地提出联结学说作为学习的心理学依据。他根据自己的操作条件反射和积极强化的理论设计教学机器和程序教学,建立了直线式的程序教学,奠定了教育控制论产生的基础。其后,美国心理学家克劳德(Crowder,N.A)提出了认知学说,认为学习就是认识的整合和澄清作用的渐进过程,他设计了分支式的教学程序,成为教育控制论发展的起源模式。上世纪60年代,前苏联也开始研究程序教学,并将控制论引进教育学和推广程序教学结合起来。此后,教学中研究运用控制论的越来越广泛,并开始研究反馈联系的问题,确立了直接联系和反馈联系的明确概念。欧美和日本等国的学校教学也汲取了教育控制论的思想,也先后采用教育最优化的理论,创立了教育工艺学来研究教育科学理论。其次,教育控制论的发展。“控制论在教育方面的应用向两个方向发展,一种是应用控制论的一般原理和方法研究教育对象,包括系统论和信息论在教育领域的应用,使教育学控制论化;另一种可能性是用控制论的思想和方法研究教育的控制系统和控制过程,形成一门新的学科,这就是教育控制论”。目前,无论是教学控制论化,还是教育控制论(重点教学控制论),都有突飞猛进的发展。
控制论与教育实践的相关性研究。教育作为传递人类文明的社会活动,是有明确的目的的,而实现教育目的则是以控制为条件的。对教育目标的确定,教育者和被教育者活动的确定与调整都要通过信息交流与反馈去实现。在整个教学活动中,无论教学准备、课堂教学和吸收消耗等具体活动行为都有一定目的的控制行为,特别是课堂教学过程中,传授的信息、教授的方法、讲课的进度、学生的反馈等都构成控制论的研究内容。因此,“教育作为一种控制现象,其本身就是一个控制系统,因而教育现象本身就是控制论的研究对象”。
控制论作为一门渗透性很强的学科,在其他领域的应用已相当广泛。教育控制理论在学科教育中也发挥着越来越多的作用,到目前为止,教育控制论在语文、数学、英语、物理、化学、生物、地理、医学、思想政治、音乐、体育等学科中的应用已相当普遍,许多专家学者在相关领域研究方面产生了不少理论成果。在教育控制论在语文学科教学研究中有向各个小分支延伸的趋势,在控制论与语言学、控制论与语文阅读、控制论与语文教学提问等方面已有不少学者涉足。
学者们比较关注控制论方法在语文教学过程中的应用,在这个方面的研究成果也较为丰硕。用控制论的原理指导语文教学,用黑箱、白箱方法来控制语文教学过程,用反馈理论及时调控教学设计,实现语文课堂教学的最优化,有其科学的理论价值和广阔的应用前景。
教育控制论不是单纯的“控制”,更不是“固定”或“限制”,其本质是利用信息反馈来指导教学实践活动,因此,教育控制论又称之为控制—信息教育论,即通过信息反馈来实现教学目标和教学过程最优化的控制过程。教育控制论以教学目标为控制对象,以信息交流与反馈为核心,以教学过程和教学效果最优化为最终要求,因此,笔者认为用教育控制论基本思想指导任何学科教学都有重要作用和意义。
将控制论运用于高中古诗教学是教育控制论在某一具体学科教学实践中的运用研究,具有一定的理论贡献和开创性的意义。教育控制论是一种新的科学教育方法论,已逐渐发展成为控制论的一个重要分支。从教育控制论发展来看,控制论逐渐应用于各个学科的教学和研究领域,并逐渐对教学的任务、内容、方法、手段产生着重大的影响,语文、英语、数学、物理、化学、生物、体育、音乐等领域用控制论来指导实践教学,取得了丰硕的成果。特别是在语文教学领域,控制论语文教学的某些具体领域,已多有所建树。古诗教学是语文教学的范畴,控制论在语文教学中已被广泛采用,而在古诗教学方面的应用研究却鲜有成就,把控制论用于高中古诗教学十分必要,对高中古诗教学研究具有先导性的意义和贡献。
控制论是研究不同系统共同控制规律的理论,其核心是信息反馈和过程控制,基本目的是实现目标、过程和结果的最优化,具有整体性、动态性、稳定性和最优化等特点。从高中古诗教学来看,运用控制论设计高中古诗教学过程,通过信息交流与反馈,可以让学生充分领略到古诗“意象美”的整体性、“艺术美”的动态性、“文字美”的稳定性和“结构美”的最优化。目前,高中古诗教学往往只注重古诗的某些方面,教学方法、手段都比较单一,只能让学生被动地接受、记住和掌握古诗部分知识,而不能完全领略到古诗的美,不能完全掌握古诗的内涵。因此,高中古诗教学应当运用控制论的原理和方法,设置高中古诗教学的一般目标和具体目标,利用信息反馈规律优化课堂教学设计,通过信息处理、最优化和黑箱机制控制教学过程,以实现最佳的高中古诗教学效果。
科学和艺术是一对孪生兄弟。控制论起源并发展于严谨的科学研究领域,古诗教学或鉴赏是一个享受艺术、陶冶情操的过程。科学和艺术融合发展是各门类科学的发展趋势,古诗教学是学科教学中艺术与美学教育最典型的学科,高中古诗教学正是要体现古诗的语言美、音乐美、结构美与艺术美,而控制论是科学严谨的方法论,把控制论用于高中古诗教学无疑是具有发展前途的领域。
教育研究是对教育问题的一种认真、系统、持续的探究活动。本研究主要采用理论分析与实证分析相结合,定性分析与定量分析相结合的方法,具体包括文献分析法、比较分析方法、案例分析方法、模型分析方法、图形分析方法等。其中控制论在高中古诗教学实践中应用效果评价是重点。
教学目标是控制论在学科教学应用研究中的重要方面。有学者认为,“控制论有一个基本点,那就是承认建立在现代科学基础上的、合理的目的论。控制是有目的的控制,目的的优势决定着控制的结果,这就要求优化中学语文教学的目的”。换句话说,教学活动就是有目标的控制活动,教学目标能否实现、教学效果的好坏都取决于控制目标的有无与控制质量的好坏。因此,要根据高中诗歌的特点和教学对象能力的差异,设定不同教学目标和过程,使之尽可能地沿着既定的目标和轨道向前发展,并根据教学环境(输入和输出信息)的变化,不断地修正教学的手段和方式,使教学的方向与所确定目标间的差距越来越小,实现高中古诗教学目标的最优化控制。
传统的高中古诗教学把目标确定在单纯地传授知识上,这种教学把学生视为存储知识的“仓库”,片面地将古诗教学控制过程当作信息输入的过程,将古诗学习等同于记忆,从而导致高中古诗教学质量不高。新的课程标准明确指出:“教读古典诗词,应有意识地在积累、感悟和运用中提高学生的欣赏品味和审美情趣”。因此,要提高高中古诗教学的质量,首先必须根据新标准的要求来划分古诗教学的目标,对教学目标进行必要的分类控制。
一、宏观目标与微观目标
根据高中古诗教学控制的要求不同,可分为宏观目标和微观目标。所谓宏观目标,就是古诗教学的整体目标和普遍要求。从学生角度出发,确定古诗教学控制的宏观目标,可以让学生明确古诗鉴赏的目的,提升自身的欣赏品位和审美情趣。从学校角度出发,确定古诗教学控制的宏观目标,可以增加学生的学习数量和质量,扩大古诗的普及范围,让学生更好地吸收并掌握中国文学中的珍贵遗产,培养学生健康向上的审美情趣和能力。所谓微观目标,就是某一阶段、某一单元或某一首诗歌的教学目标和具体要求,包括诗歌的语言、词汇、感情、意象和韵律等。
二、知识目标、能力目标与情感目标
根据高中古诗教学控制的内容不同,可以分为知识目标、能力目标和情感目标。所谓知识目标,通过教学控制活动,掌握与古诗相关的语言、格律、韵律等基本知识。根据高中语文新课程标准的要求,通过学习,要使学生能够“借助工具书和有关资料,读懂不太艰深的我国古代诗文,背诵一定数量的古代诗文名篇。学习古代诗词格律基础知识,了解相关的中国古代文化常识,丰富传统文化积累”,同时还要能“学习鉴赏诗歌的基本方法,初步把握中外诗歌各自的艺术特性,注意从不同角度和层面发现作品意蕴,不断获得新的阅读体验”。所谓能力目标,就是通过不同的教学控制手段和方式,提高学生对古诗学习与创作能力。根据高中语文新课程标准的要求,通过对古诗的学习和识记,了解古诗创作的一般规律,使学生能“尝试进行诗歌的创作,组织文学社团,展示成果,交流体会。”所谓情感目标,就是要借助在品味诗句时的审美体验,唤起学生对古代文化的热爱,增强民族自信心和自豪感。
三、一般目标与具体目标
根据高中古诗教学控制的对象不同,可以分为一般目标和具体目标。所谓一般目标,就是通过对课堂教学的有效控制,使所有学生都能掌握古诗的基础知识和鉴赏的基本方法。所谓具体目标,根据学生的能力、知识积累和思维方式的不同,实现差异化的控制目标,即根据控制论的“黑箱”原理,针对个体差异而设置不同的教学目标。例如,根据高中语文新课程标准的要求,古诗教学的一般目标为识记,即能背诵古诗,在语言层面上读通全诗,做到停顿正确。在实际教学过程中,同样还应注重学生的个性特征采取不同的诵读方式,或听读、或默读、或范读、或领读、或齐读等。在关于古诗的意境教学中,我们的一般目标是引导学生根据诗中所提供的信息进入诗歌的意境中去,但学生自身的感悟和想象能到达怎样的一个深度却只能因人而异。
如何增强高中古诗教学的效果,实现高中古诗教学的最优化,真正实现学生语文素养的全面提高,成了摆在广大教育工作者面前的一个难题。本研究试图将控制论引入高中古诗教学,通过控制目标、控制规律、控制机制、控制方法在高中古诗教学中的应用研究,探寻高中古诗教学新方法,改变高中古诗教学中存在的过分僵化和过分发散的状况,提高高中古诗教学的有效性。控制论是以整个系统为研究对象,以最小的信息,进行最优的调控,以达到最佳的效果。控制论把整个高中古诗教学过程看作一个教育信息的传递过程,依靠多种教学手段以及教学前后的信息反馈,积极地实现动态的最优调控。新课改是以培养学生的发散性思维和综合素质能力为目的的,这需要大量地运用各种教学手段和方法进行优化调控。控制论原理符合新课改的内在要求,可以使新课改进行良性地运作,优化资源配置,更好地达到其目的。
参考文献:
[1]王继坤主编.现代阅读学教程.青岛海洋大学出版社出版,1999.
关键词:职业学校;足球选项课;分层次教学
目前,各类学校都在热火朝天地广泛开展校园足球运动。我校也积极响应号召,鼓励学生投入到足球运动中来,进行各式各样的足球比赛。笔者在进行多年足球选项教学实践中发现,在中职阶段选修足球的学生人数虽然较多,但普遍存在一些问题。如学生的身体素质差异较大,运动技术水平参差不齐,部分学生虽然小学、初中接触过足球,但只是对足球感兴趣,足球基本技术水平低,而另一部分学生身体素质好、足球技术基本功扎实,这样,就出现了学生对足球课的兴趣、意识、理解不一致的问题。本文通过对本校足球选项课教学中分层次教学方法进行研究设计与实践探讨,以寻找一种有效的教学方法,为中职体育教学改革和推动足球教学提供参考。
一、研究选题
所谓“分层教学”就是在相同类型的选项体育课上,针对学生不同的身体素质、运动能力、技术水平、个性特征与接受能力,将学生分为不同层次的教学班实施教学,根据学生的实际情况,设计不同层次的教学内容、教学目标,教师根据实际情况选择运用不同的组织形式和教学方法。分层分级教学的基本原理就是依据因材施教、区别对待的教学原则,进行教学与指导。因为,我们所面对的学生在知识储备、能力和能力倾向、学习风格、身体条件、运动素质、技术水平、个性特征、志向抱负等方面互有差别。学生的这种多样性必然也要求教学条件和环境具有多样性。因此,根据学生差异情况,对学生划分层次,是教师组织教学活动的前提,也是使每个学生获得发展的必要条件。
二、研究对象与方法
(一)研究对象。
在我校选足球项目的学生中选86名作为研究对象,从其中随机抽取43名作为实验班,其余43名学生作为对照班。实验前对实验班和对照班的基础情况进行了测试,结果表明,实验班与对照班各项测试指标平均水平非常接近,经统计学检验,两个班在多项测试指标上均无显著差异,符合统计学对比要求。
(二)研究方法。
1. 文献资料法。
查阅相关大、中专等体育教学大纲、体育理论、体育统计、体育测试与评价理论等文献和著作,较全面地了解了本课题领域的研究现状和前沿动态,这些研究和成果为本研究提供了理论和方法依据。
2. 实验测试法。
对足球选项班分层教学方法进行了为期一年的教学实验,采取了实验班与对照班对比的办法,在实验班和对照班的教学时间安排完全一样的情况下,实验班在教学中采用将43名学生根据其足球运动基础水平的差异分级进行教学,而对照班则采用传统的不分层的教学形式。在学习结束后,将实验班与对照班的学生混合交叉在一起进行测试评定,将结果进行比较。
3. 问卷调查法。
向进行分层教学的实验班学生发放调查问卷43份,回收43份,回收率为100%,取得了学生对足球分层分级教学的认可度,足球分层教学对学生学习兴趣、学习态度的影响等第一手资料,为本研究提供了信息和依据。
4. 数理统计法。
对所有测试数据均用SPSS统计软件进行处理,计算出各项指标均值、标准差。将实验班和对照班各项指标进行前后成对T检验,比较其差异的显著性,并对该教学训练法进行分析。
三、研究结果与分析
从表1可以看出,实验班和对照班在足球基本技术和身体素质两个方面初始阶段成绩上无明显差异(P>0.05)。
在实验班教学的初始阶段主要采用“直观教学法”,生动直观的讲解和示范使学生对所学技术获得丰富的感性认识,建立正确的运动表象,有利于促进学生对足球运动技术的掌握。学生经过一段时间的学习,对所学技术的认识程度有了明显的进步。在这一阶段的学习过程中,教学内容开始有所侧重,对实验班基本功相对好些的学生,多讲解一些技、战术理论方面的内容,多给一些自练的时间,教学重点是纠正习惯性错误。采用重复、变换、综合训练法,安排一些对抗性的练习,适当安排一些教学比赛的时间。对基本功相对较差的学生应从讲一些浅显易懂的理论知识,介绍一些当今足球运动的发展趋势,激发学生的学习兴趣,狠抓基本功的教学。针对教学起点的问题,主要采用程序教学方法,辅以个别辅导的方式,采用激励式教学,安排适当的课外作业。
从一年时间进行的实验结果看,“分层次”教学训练对促进学生掌握技术、提高运动技术水平起到了很好的作用。“分层次”教学大大激发了学生的学习积极性,并且避免学生在课堂中练习的盲目性,使每个学生都学有所得。表2显示,实验班在技术成绩上明显高于对照班,表明“分层次”教学对提高学生技术水平有非常显著效果。
四、结论与建议
(一)结论。
(1)“分层次”教学训练符合新课标指导思想,符合中职学生的身体素质、运动能力和心理特征。
(2)“分层次”教学训练与常规教学训练相比,能较好贯彻因材施教,区别对待的体育教学原则,有利于发挥教师和学生的互动作用,有利于学生体育成绩的考核与评价,提高体育教学质量和目标管理。
(3)“分层次”教学训练能够激发学生竞争意识,使身体素质和运动能力不同水平的学生全面发展,对他们增强自信心和挑战自我起到积极的促进作用。
(4)“分层次”教学训练对学生增强体质,促进专业学习,培养学生良好思想品德和顽强的作风,增强体育意识和终身体育思想有重要的积极作用。
(二)建议。
(1)在制定足球选项课各层次教学目标、要求、授课计划和确定教学方法之前,必须对学生的情况(如年龄、性别、身体形态、运动素质、技能及心理情况等)进行深入细致的了解。合理地划分教学层次,将教学对象根据足球专项技术、体育基础等因素,按递进的关系划分,教学层次的划分,要灵活地随着教学的进展或学生情况的变化而变化。
(2)各层次的教学方法、教学目标、任务、要求等要符合各层次组的具体情况,符合学生的承受力,实行“优升劣降”制,调整人数不宜过多、过频,1~2个月时间调整1次为宜。每次调整后应有小结。在“分层次”教学训练的过程中,应进行全程跟踪,及时调整学生班次和小组,形成竞争强化优势。
(3)分层可能产生“标签效应”(特别在起始阶段),需要教师真诚地关心爱护每一位学生,积极创设和谐的集体心理氛围,开展多方位的交往活动,如组间、层次间的互动,集体讨论,合作学习等。必要时采用非指导性技术鼓励或指导学生弄清楚概念,再掌握技能,在学生解决问题、克服困难时,无条件地给予认可和关注,进一步发挥学生的主观能动性和积极性。
(作者单位:梅州市职业技术学校)
参考文献:
[1]张荣国.大学“分层次”教学模式探讨[J].中国学校体育,2000,(2).
关键词:审计软件;审计教学;实验教学;软件操作
信息技术与审计业务的有机融合不断增强,要求高校重视培养大学生审计软件应用操作的实践能力。国外开设审计实验课程,一般选择功能全面、适用面广的审计软件。由于国外审计软件的专业化程度高,对审计人员的实际操作能力要求高,因此在审计教学中,会更加关注实验教学和学生实践能力的培养。国内的审计实验教学实践中,主要使用已经完成商业化的成熟审计软件,或者经由商业软件公司定制的商业审计软件。由于审计软件的规范性、通用性不足,审计软件的实际应用差异性较大,使得高校审计软件教学的实践面临诸多难以解决的问题。
审计专业的应用特点,决定了实验教学的重要性。高校审计软件实验教学主要目的是培养学生审计实务能力,提高学生综合素质,为国家培养高素质审计人才。审计软件实验教学的目标是通过较全面的审计软件教学,使学生深入领会审计的基本原理、方法和技术,并掌握相关审计实务知识及审计软件实际操作能力,更好地体会审计工作。
一、审计实验教学中审计软件的选用
(一)实务界常见的审计软件类型
在国外,审计软件的使用初见于1960年前后的美国,目前常见的通用审计软件兼容各种类型数据,具有强大的数据存取、访问、分析和报告功能,并且适用面广、易学易用,具体包括ACL、IDEA、Galileo、Team Mate、Auto Audit for Windows、QPL、Compass等,其中最常用的是ACL和IDEA。不仅如此,包括普华永道、安永、德勤和致同国际在内的国际大型会计师事务所,也基于自己的业务需要,设计了高度定制化的审计软件系统,如普华永道,就使用了自己开发的名为“AURA”的审计系统。在我国,常见的审计软件有鼎信诺、审计大师、E审通等。现有审计软件可以执行常用的审计程序,功能相对比较简单,例如审计抽样、编制审计工作底稿等。从全球来看,审计软件在数据收集、数据处理和数据分析方面,相对于传统人工分析数据的劣势依然相对明显,这个问题在全球范围内仍然没有得到很好的解决。AO作为国内少数比较大型的审计应用软件,一直被政府机构和高校作为首选软件进行使用和教学,该软件主要是用于在现场环境对电子数据进行审计,提高学生审计项目管理、审计信息共享的能力。
(二)审计实验教学中的软件选用
国外的教学实践中,ACL和IDEA作为比较成熟和通用的审计软件,在审计的高等教育教学中被广泛使用,其中重要原因之一是这些软件在审计数据处理和应用中有重要应用,不仅功能全面,适用面广,更是被欧美众多高校在审计实验教学中广为使用。国内审计教学一般选用软件公司开发的审计教学软件或商业化审计软件作为实验教学的实验软件,例如现场审计实施系统(AO)、用友审易、鼎信诺、审计大师、E审通等,或选用SQL Server、MS Access等通用软件作为审计实验教学软件。
目前各高校均开设有审计课程,审计软件实验教学是审计课程的重要组成部分。讲授计算机辅助审计技术的教师发现,很难获得相关学习材料并将其应用于审计软件实验教学中。在有条件的情况下,审计实验教师应在实践教学的过程中注重理论的讲授,对水平参差不齐的学生差别对待,从零开始让学生明白审计流程和步骤,掌握审计软件的基本作用和功能。
学生审计软件教学可以学到审计实务知识。Weidenmier、Marcia和Herron(2004)的调查发现:如果学生能够适当温习当堂学习课程,并在实操中加以运用,就能大幅提升学生理论水平和实践能力。以《算机辅助审计原理及应用(第二版)》为例,学生在学习我国及外国典型审计软件的审计原理和应用指南后,能掌握审计软件的部分应用。该课程目的在于使学生以后在不具备AO和IDEA实验环境的情况下,也可采用易于获得的审计软件完成审计工作。
二、审计软件实验教学存在的问题
(一)审计软件质量参差不齐
在审计软件实验教学中,审计软件质量直接影响教学质量。由于市场上审计软件的质量参差不齐,高校在建设审计模拟实验室时,未综合考虑审计软件功能、实用性、成本以及售后服务等因素,往往无法安装功能全面、规范性强、适用范围广、具有通用性的审计软件。
审计软件受到功能的限制,与审计实际工作需要脱节,导致部分实际审计程序无法进行:一是控制测试受阻。控制测试是整个审计工作的重中之重,它涉及复杂流程,不仅需要注册会计师专业的知识,也需要专业的职业判断技能。然而在教学中,审计软件出于商业目的,很多都只能提供前期控制测试调查问卷设计,鲜有之后统计调查结果和分析所收集数据的功能。因此,控制测试所涉及的现场审计和原始文件审阅,在审计教学中无法正常进行。二是实质性程序的教学基本无法展开。实质性程序要根据原始凭证以及之前审计程序结果进行定制。但是在实验教学中因发票等原始凭证缺乏的情况下,包括完整性测试和截止测试在内的一系列审计程序教学,都没有成体系票据,来保证各项教学数据的勾稽关系。例如函证程序是向外部第三方核实其会计科目在截止日期的期末余额是否一致,但实验教学不能模拟被询证单位,无法进行该步骤的案例教学的。
审计软件质量参差不齐,导致学生在审计教学中,不能充分了解审计流程及具体业务处理过程,导致学生无法在模拟审计实验中熟悉具体审计工作内容、全面掌握计算机审计方法与技术,在日后审计工作中缺乏审计软件实际操作应用能力。
(二)学校不够重视审计软件实验教学
虽然各大高校普遍重视会计模拟实验教学的软件开发与人员培训,但高校重理工轻人文,投入经费一直不足,这也导致高校重审计软件的开发、实施而不重视教学引入,重审计教学人才的引入而轻审计教学的实务化,审计教学一直都没有得到重视。有些财经类高校即使重视实验室建设和模拟教学,但由于审计专业学生较少,学校将重心放在会计或财务管理实验教学而忽视审计实验教学,甚至不开设审计软件模拟实验课程。部分教师在审计软件实验教学中,更多的关注审计理论教学,而不是实务教学,导致审计教学与实务脱轨,从而使学生只知理论,不知应用,缺乏审计软件实际操作能力,这与高校培养高素质审计人才的审计教学目的不符。
(三)缺乏实务经验丰富的审计实验教师队伍
审计实验教师缺乏充分的实践经验和审计知识更新架构,是高校审计实验教学面临的严峻挑战。专业实验教师配置不到位,也将直接影响专业实验教学的效果。由于大部分高校审计专业学生较少,因此引进的审计专业教师也较少,加之审计实验教师绝大部分是从学校到学校,普遍缺乏实际工作经验,难以达到复合型人才的教学要求。同时在审计教学中,缺乏实践经验的教师无法具体结合实际审计工作进行实验教学,使审计软件实验教学不生动、不具体、不贴近实际,不仅导致学生在审计软件学习中感到枯燥乏味,更导致学生不能充分了解审计软件,缺乏审计实务操作能力,无法达到审计软件实验教学目的。
(四)学生学习审计软件积极性不够
《审计学》课程在大多数高校的培养方案中并不属于核心课程,因此学生不够重视审计课程相关软件的学习,缺乏积极性。一是高校审计软件实验课程通常采取课堂考核的方式对学生的掌握情况进行评价,考核方式效果有限,学生仅完成课堂作业,不做额外练习,导致学生无法充分熟练掌握审计软件操作技巧和相关审计实务知识。二是受限于实验地点,学生仅能在实验室上机操作审计软件,没有足够时间充分了解审计软件的应用,使得审计软件实验教学效果欠佳。
上述问题对培养高素质审计人才的目标有很大影响,而依据《审计学》课程实验的教学设置来看,教学内容、教学形式都很难实现这一目标,我国高校审计软件的实验教学需要改进。
三、审计软件应用的改进建议
(一)提高审计软件质量,增强实用性
软件开发公司应加大对审计软件的投入力度,将审计软件与审计实务、审计教学更好的结合起来,增强其实用性。审计软件设计应该更加贴近实际审计工作,确保在实验模拟环境下,让学生充分体验了解实际审计业务处理流程。例如构建配套的数据库,数据库由两部分组成:一是被审计单位的资料,二是各种审计情形的设定。设定具体的被审计单位资料及审计情形,能使学生在具体审计实验模拟环境下进行审计软件操作,更加了解审计实务,保证审计软件实验教学质量。在实验资料的准备中,还可以加入―些有问题的原始凭证,让学生自己在操作审计软件时去学会发现问题,提高对错误的判断能力,提高职业的警觉性,加入合理合法的避税方法教学,以开拓学生的思维。
同时还应提高审计软件安全性能,既要确保审计软件自身使用的安全稳定性,还要加强网络操作系统的安全性和系统构架硬件平台的安全性,确保审计软件在教学过程中安全稳定。在实验教学中遇到审计软件的疑问,应当及时与审计软件开发公司反映交流,确保审计软件在实验教学中的实用性。同时,应当是企业和高校能够通力协作,减少在模拟审计中面临的问题,使学生学到更多实用的知识和技能。
(二)更新旧观念,重视实验教学
为使审计软件在教学中发挥其真正的实践作用,学校领导、《审计学》课程教师、学生都应该改变忽视实验课的陈旧观念,重视审计实验教学。首先应该将《审计实验学》纳入审计专业教学计划,与《审计学》理论课并列为必修课,明确相应的学分,并科学安排审计理论教学与实践操作课时的比例关系,改革考核方式,采取笔试与实验结合,以提高学生参与的积极性。同时应当选取具有通用性,涉及知识点较多的典型教学案例,帮助学生充分了解审计软件并熟练掌握审计软件操作技巧。此外,审计软件实验教学的时间地点应当扩展到课堂内外,在合理利用校园网的基础上,是学生能够在课上和课下都能随时学习和操作。
(三)加强实验教师的审计实务能力,优化实验教配置
配备具有丰富审计理论知识与实践经验的指导教师队伍,确保审计模拟教学取得预期效果。因此,为保证审计模拟实验教学的效果,高校必须加强教师的综合素质建设,注重审计教师的后续教育,建设一支具有复合知识结构的“双师型”审计实验教师队伍。教师应在更新自身理论水平的基础上加强实务研究,与事务所建立长久的战略合作关系,深入理解和研究审计实务中的问题,通过审计软件教学,把其对实际问题的认识传授给学生,弥补学生课堂学习的不足,或者聘请实践经验丰富的注册会计师、审计师指导审计软件实验教学。同时还需要提高实验指导教师的计算机实际操作技能力,为审计软件的应用提供技术支撑,最终实现为审计实验教学配备具有丰富审计理论知识与实践经验的实习指导教师队伍。
(四)建立合理的课程考核制度,提高学生参与审计实验课程的积极性
审计软件教学应当对学生的软件运作的全过程进行考核并评定成绩,避免学生审计实验学习的随意性。审计实验考核体系,应将实验要求与实验项目完成质量进行指标量化,按量化指标和规定的评分程序,对审计实验课程进行评分。对学生的考核要点,主要包括审计实务操作的规范性、熟练程度、实验结果、参与程度、实验方案设计、实验方案撰写等。例如在实验课程中,教师应结合学生操作审计软件的规范性和熟练程度进行评分,而不是只看最终实验结果,避免学生在审计实验过程中投机取巧。以审计实验报告为例,教师要着重考核学生能否以一个或某几个审计实验项目的内容为中心论题,准确地描述各种不同性质的审计业务活动之间的内在联系,能否结合审计实验内容的重点和疑点,发现审计问题、分析审计问题,并提出切合实际的改进措施。通过明确审计实验报告撰写要求,引导学生用心操作。
审计软件是高校审计教学的重要内容,它不仅可以帮助学生以实操方式明白审计理论,也可帮助学生更好熟悉审计工作,明确实务问题的解决方式,培养高素质的审计实务人才。
参考文献:
[1]陈伟. 计算机辅助审计实验教学探析[J]. 中国管理信息化,2009,01:100-103.
[2]吴蓉. 高校审计软件应用初探[J]. 科技信息,2011,16:494.
关键词:嵌入式系统;教学改革;非计算机专业
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)01-0226-04
嵌入式计算机技术是21世纪计算机技术两个重要发展方向之一,嵌入式系统代表了“计算”发展的时代方向。根据IDC预测,到2015年,全球智能系统的设备量将达到150亿之巨。无论是在航空航天、汽车电子、消费电子,还是工业控制、轨道交通、国防装备等关键行业,处处都有嵌入式系统的身影。嵌入式技术,成为国民经济发展和社会进步的一项必不可少的重要基础技术[1-3]。
因此,很多高校纷纷开展嵌入式系统的教学和培训工作。由于嵌入式技术在工控、汽车电子等领域的广泛应用,除了计算机专业开设嵌入式方向之外,电子工程、自动化、测试技术等专业也相应开设了嵌入式系统基础教学。然而各教学单位的办学理念、办学条件、教师实力和学生水平良莠不齐,所以嵌入式系统教学模式也应该因地制宜、因材施教。本文展示了对西部某财经高校187名学生进行的问卷调查结果,结合该校的实际情况,从学生和授课教师双向角度考虑,探讨在自动化、电子、测控等非计算机专业嵌入式系统课程的教学方法。
一、非计算机专业嵌入式系统开发学习现状
为了清楚了解当前地方财经院校嵌入式系统教学现状,我们对西部某财经高校187名学生进行了问卷调查,被调查学生覆盖了自动化、电子科学与技术、测试技术、应用物理4个专业。调查内容包括生源特点、嵌入式系统前导课程学习情况、当前嵌入式学习状况等。
(一)生源特点
调配率高、女生偏多是地方财经院校信息学科的一大特点。在我们调查的187名学生中,调配生高占40.64%,女生占比为38.5%。兴趣是学习的最好老师,尤其是90后的当代大学生,无论是难度本就高的嵌入式系统,还是其他专业课,如此高的调配率,对大学教师提出了更高的要求。在工科学习过程中,女生的动手能力等劣势也是不可回避的。
除此之外,由于专业差异,经管文专业学生相比工科学生学业更轻松,兴趣更广泛,思维也更灵活。财经特色鲜明的地方财经院校,工科学生容易受到经管文类学生影响。
(二)前导课程学习情况
嵌入式系统有两个很显著的特点:一是软硬件结合,嵌入式系统都是软硬件协同设计的结果;二是面向应用,嵌入式系统是通过嵌入到具体的产品中提升产品性能,降低产品成本的。嵌入式系统作为课程,既包括比较复杂的硬件组成与工作原理,又包括嵌入式软件设计,同时还涉及嵌入式应用开发中的一些工程经验和领域经验。其先行课程有:C语言程序设计、模拟电路、数字电路、计算机组成原理、操作系统等。
在187名被调查者中,C语言程序设计基础非常薄弱。学完之后还不知道什么是C语言的占10%,大一学的时候懂一点点,大三早就忘记了的达到57.8%;竟然有超过一半的人不知道程序从哪个地方开始执行。知道函数指针用法的学生仅仅占13.9%;能读得懂结构体也只有15%。C语言在嵌入式驱动程序开发和应用程序开发中都占据重要地位,如此糟糕的学习情况为嵌入式教学提出了很大挑战。
在笔者的调查中,还考察了其他前导课程学习情况,学习过操作系统的占29.5%;45%的同学学习过计算机组成原理;学习过微处理器结构的学生占38%。
(三)嵌入式Linux开发基础学习情况
单片机作为自动化、电子科学与技术、测试技术三个专业的基础课,本质上同属于嵌入式系统,因此我们同时考察了单片机和嵌入式linux开发基础两门课程的学习情况。
如图1所示,认为嵌入式linux开发基础很难,几乎学不懂的占15.3%;难,但努力了还是能够学懂的占58.7%;难度一般,和其他专业课差不多的占23.5%;只有2.6%的同学认为嵌入式linux开发基础比较容易学。在单片机的学习过程中,认为很难,几乎学不懂的占29.8%;难,但努力了还是能够学懂的占51.0%;难度一般,和其他专业课差不多的占17%;只有2.2%的同学认为单片机比较容易学。
从图1我们可以看出,同嵌入式linux开发基础相比,单片机的学习情况更差。这与嵌入式linux开发基础授课内容密切相关,在被调查的三个专业中,嵌入式linux开发基础授课内容主要有:ARM处理器概述,linux系统最基本的操作,linux环境下简单的C语言程序编写、编译、调试工具,基本的linux应用程序开发接口函数、字符设备驱动程序开发,嵌入式开发平台的构建。即便如此,仍然有74%的人觉得嵌入式linux开发基础很难。从单片机的学习情况也可以看出,一旦涉及到硬件设计,学习情况将更加糟糕。
(四)课时安排不能满足
当前很多高校都采取了学分制教育模式。学分制的优点自然很多,比如更加灵活、机动和高效等等,但是学分制也造成了大课时量课程的锐减。在这种情况下,嵌入式系统理论课程通常只有32课时,实验课时通常只有16个课时,然而,嵌入式系统涉及的知识面非常广泛,需要讲解和实践的内容较多。这样,就形成了庞大的课程内容和偏少的课时量之间的矛盾。就嵌入式Linux开发基础教学课时期望,在笔者的调查中,38%的学生希望理论课和实验课总课时达到64学时,32%的学生选择了56课时。
二、教学目标和方向定位
在第一节中,我们从对学生特点、嵌入式先导课学习情况等进行了调查分析。正如第一节所言,无论是生源特点还是学习态度,财经院校的工科生都有其鲜明特点,就非计算机专业开课情况来看,嵌入式系统开发先行课要么是学习基础很不扎实,要么是一些先导课没有学习。然而在嵌入式系统开发教学中,非计算机专业与计算机专业教学并没有明显区分,教学定位很模糊。
在实际嵌入式工程开发中,一个嵌入式开发项目常常由硬件设计工程师、系统开发工程师、驱动程序开发工程师、应用程序开发工程师共同协作完成。无论是硬件设计、操作系统管理及内核裁剪,还是驱动程序开发,都足够单独开设一门课程,应用程序开发涉及内容更多。现行教学中,在32~42个学时内,教授的内容几乎涵盖了嵌入式系统开发的各个知识点。这种教学方式让学生难以接受,尤其是对调配生源,其兴趣还没激发,就被一棍子打倒,基本是到了最后老师在讲台上费心讲解,学生在下面呼呼大睡。在我们的调查中,《嵌入式Linux开发基础》学习困难的主要原因调查显示:73%的同学选择了计算机软硬件知识储备不够,对计算机硬件不了解,对计算机编程语言不熟悉,对计算机操作系统不熟悉;15%的同学选择了知识点太多,一下接受不了;8%的同学选择了没有兴趣;只有4%的同学认为能力不足。在“你是否有兴趣继续深入学习嵌入式”调查中,73%的同学选择了如果以后工作需要,会继续学习;12%的同学选择没有兴趣,以后也不会再学习了,只有15%的同学有兴趣,会继续深入学习。
著名嵌入式培训学校成都国嵌的嵌入式学习路线设计如下:嵌入式处理器与裸机程序开发Linux系统管理Linux应用程序开发Linux内核开发基础嵌入式Linux环境搭建Linux驱动程序开发深入学习Linux内核[3]。针对改路线,成都国嵌培训共计设计了十门课程班。在有限的32~42学时内,要想完成如此多的教学内容,明显不可能,借鉴先进培训公司的经验,考虑到调配生源多、女生多的实际情况,综合上述调查分析,笔者认为,其指导思想应建立在“有趣,有用,建立学生自信”基础之上,将学校有限学时的嵌入式系统教学定位于“嵌入式系统体验入门”。
针对嵌入式教学目标,我们对刚刚学习过《嵌入式Linux开发基础》的187名同学进行了问卷调查。结合学生意愿和实际情况,其教学目标优先考虑为:通过本课程的学习,使学生对嵌入式系统的基本结构、嵌入式系统设计所涉及的内容有一个较全面的认识,掌握进行嵌入式系统设计的基本理论和方法,为今后从事嵌入式系统的研究和开发打下良好的基础;次之,熟悉ARM微处理器的结构和特点,基本掌握基于ARM微处理器裸机程序设计,掌握基于嵌入式Linux操作系统应用程序设计的基本方法,了解设备驱动开发基本方法。
三、授课内容与顺序设置
在上一节中,我们基于“有趣,有用,建立学生自信”的指导思想,综合考虑了生源特点以及前导课学习情况,将有限学时的非计算机专业学嵌入式系统教学定位于“嵌入式系统体验入门”。在本节中我们基于上述定位,探讨教学内容设置。
当前非计算机专业嵌入式教学内容存在“大而全”的弊病,几乎覆盖了嵌入式系统所有知识点。面对一群连C语言基础都不具备的同学,老师在讲台上高谈驱动程序开发和多进程多线程,学生能够理解吗?!此情此景,如同鸡同鸭讲,对牛弹琴。是否该补上一到两次C语言编程课?笔者的调查结果中,支持补上C语言课程的达到68%。C语言是嵌入式开发的基础,因此,我们认为,对非计算机专业学生,要根据实际情况考虑补上3个学时左右的C语言课程。
信息类专业,在地方财经院校,很难说得上是主流王牌专业,“二本,非主流”标签,让这些专业学生信心存在先天不足,学习难度较大的嵌入式系统,很容易打击学生的信心,在授课内容和顺序以上,一定要保护好学生的自信心。因此,我们主张在课程学习初始阶段,以激发学生兴趣为主,知其然未必一定要知其所以然。在对嵌入式系统简单概述之后,基于开发板进行快乐体验,如裸机程序体验,以及操作系统安装体验。此过程,学生未必要读懂程序,只是基于写好的程序,在老师指导下,一步一步完成操作,实现基本的GPIO控制,直观上体验嵌入式系统。当前,开设了嵌入式课程的院校,基本都配置了基于ARM的嵌入式实验箱,这也为开展体验式教学提供了很好的平台。
计算机巨头ARM公司最近推出一个快速嵌入式系统原形设计平台――mbed[4],无论是专业人员还是初学者,使用积木式构件,可以快速设计出嵌入式系统。可以在3个学时之内完成经典的GPIO控制实验体验。mbed简单易学,是初学者快乐体验嵌入式系统的好平台。
直观体验嵌入式教学之后,开展对嵌入式处理器与裸机程序开发的深度学习。裸机程序控制案例很多,可以选取几个经典的案例,如GPIO输入输出控制、UMART通信控制、步进电机直流电机控制,基于这些案例,对处理器等硬件平台有着更深入的认识。自动化、电子、测控等专业,在学习嵌入式系统开发之前,都开设了单片机教学,开设上述裸机程序教学,既有利于巩固单片机学习,也有利于过渡到更高级的嵌入式学习。
在实际应用的嵌入式系统中,很多是需要操作系统的,如智能手机等消费电子领域、汽车电子等。当前嵌入式操作系统应用最多最广的非嵌入式Linux莫属。熟悉Linux操作系统管理是非常必要的。基于嵌入式Linux系统,有很多嵌入式应用程序开发,因此在嵌入式体验入门班,有必要奠定基本的嵌入式Linux应用程序开发基础。
表1对上述学习内容学习顺序和学习时间进行更详细配置。要完成上述内容,需要48学时。在非计算机专业,嵌入式系统学习时间一般在48学时左右,要完成嵌入式系统开发高级主题如驱动程序开发、多进程多线程编程,不但学习时间不能满足,由于这些学习主题难度较大,很容易打击学生信心,因此,我们主张只对这些主题基本原理和基本实现作简单概述,留待有兴趣深入学习的同学后续学习。
四、授课模式
(一)理论和实践合二为一
现在的大学本科教育已由精英教育转变成为大众教育,特别是对于地方财经院校这类二本院校的学生,他们普遍兴趣广泛、思维灵活,但却不太习惯理论学习和思考,缺乏恒心和耐力,容易知难而退。对于这些学生,如果采用传统的强调理论化、知识化的传授方法,理论和实验分开教学模式来讲授嵌入式系统课程,学生无法直接感受到嵌入式系统课程的魅力,无法感受到所学知识在实际工作中的地位和作用,因而不能融入到课堂学习中去,体现在课堂上就是老师自说自话,学生我行我事。最后一个学期下来,大部分学生感到一无所获,产生严重的挫败感。从上节课程内容设置来看,适合老师一边动手示范,学生一边学习,学生一边做一边学,在做中学。在我们的调查中,81%的同学认为理论与实验课合二为一,效果会更好。现实中的实验条件也足够支撑理论和实践合二为一教学模式。一个教学班一般一个星期开设嵌入式课程5个学时,一个拥有40台实验箱的嵌入式系统实验室,一天可以支撑两个班级教学,一个星期可以容纳10个班级学习,我校每学年总计有8~10个班级开设嵌入式系统教学,即便是同一学期同时开设这些课程,也能够支撑将理论和实验合二为一的教学模式。
(二)案例驱动
以案例为基础的教学法,根据课堂教学目标和教学内容的需要,通过设置具体教学案例,引导学生参与分析、讨论、实践等,让学生在具体的问题情景中积极思考、主动探索,培养学生分析问题和解决问题的综合能力,这被称之为案例驱动模式[1]。调查结果显示,77%的学生认为,案例驱动嵌入式系统教学可行,且有利于嵌入式系统工程能力的培养。为了解决嵌入式系统教学中存在的问题,其中一个很重要的做法就是在现有教材的基础上,适量引入活泼生动的教学案例和相关的工程应用。通过这些教学案例,提高学生的学习兴趣,让他们主动参与到学习过程中;化解课程的教学难点,减少学生学习课程时的挫折感;强调所学知识的工程应用,培养学生的实践动手能力和创新能力;贯通课程的知识点,建立嵌入式系统整体概念,培养综合运用所学知识的能力。
(三)充分利用云服务降低嵌入式学习的复杂性
嵌入式教学中一个难点就是需要安装配置的软件比较多,如Linux操作系统安装,虚拟机配置,嵌入式程序开发环境的安装与配置,嵌入式程序烧写软件。对初学者来说,如此多的软件安装和配置,一时很难掌握,很容易让学生产生挫败感,进而放弃对嵌入式系统开发的学习。
ARM公司最近推出的mbed快速嵌入式系统原形设计平台[4],可有效帮助学生解决此问题。该平台只需一块mbed开发板,一台可以上因特网的计算机,用户只需用C或者C++,充分利用mbed库函数,快速开发出嵌入式程序,然后通过远程已经配置好的交叉编译环境进行编译,然后下载到目标板上。mbed既是一块开发板,也可以当作一个U盘,下载程序非常简单。初学者可以很快上手体验到嵌入式系统的魅力。
在操作系统学习方面,无需在本地机上安装操作系统,已有很好的基于云计算平台提供linux操作系统学习平台,Nitrous.IO[5]就是一个非常不错的平台,学生只需要登录其平台,注册一帐号,就可以使用其系统。
五、结语
嵌入式人才的需求量大,嵌入式技术正快速发展,地方财经院校非计算机专业应根据自身特点和定位灵活调整嵌人式系统的教学内容,发挥自身优势,培养出社会需求的嵌入式技术应用人才。嵌入式系统课程的教学改革是一项长期而系统的工程,要逐步改善教学条件,提高教师素质,改进教学方法,不断探索与实践,提高学生的学习兴趣,培养学生的应用能力、创新能力,造就学生的就业优势。
参考文献:
[1]李文生,邓春健,吕D,案例驱动的嵌入式系统教学改革探索[J].计算机教育,2011,(2).
[2]王小妮,嵌入式软件设计课程研究与探索[J].中国电力教育,2014,(8).
[3]国嵌.嵌入式体验入门班培训教材[BD/OL].(2440版). [2011-03-07].
http:///jiaocai_view.asp?id=330.
【关键词】大规模开放在线课程;人工智能课程;翻转教学法
0 引言
近年社会对计算机专业人才能力的要求越来越高,而学生所学与实际需求存在不少差距,高校计算机专业课程教学因而遭遇诟病。依托信息与网络技术支撑的大规模网络开放课程(massive online open course,MOOC)较好贯彻了以学为中心的理念,其翻转教学模式与灵活有效的交互极大提升了学习兴趣[1]。搭建MOOC平台的计算机技术既是技术基础,也是热门MOOC课程。在此浪潮下传统高校计算机专业的教学首当其冲受到冲击,遇到前所未有的挑战。纵观国际三大MOOC巨头的课程建设均始于计算机类专业课程,同时也是所占比例较大的课程系列,其中人工智能(Artificial Intelligence,AI)课程在Coursera、Udacity[1]两个平台上均是最早开设的课程之一。采用何种教学模式更适应社会对人才的需求呢?这是应对挑战的关键问题。
1 人工智能课程的课堂教学困境
人工智能是研究模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用的前沿交叉学科,涉及面广、研究性强,还不断产生新的理论和方法。课程难度大理论强实践难,也是公认难讲的课程之一,该课程具有如下特点:
1.1 先导课多,知识抽象,涉及面广,更新快
前期知识包括:数据结构、离散数学、程序设计、图像处理等。如果前期知识不扎实,很难理解内容并融会贯通。传统内容包括:知识表示和推理、搜索策略、模糊理论、神经网络、机器学习、专家系统、遗传算法等,涉及大量抽象理论和复杂算法。教材普遍特点是:内容滞后,枯燥深奥的理论和解决现实问题的实践联系不紧密。
1.2 研究性强
该领域很多内容仍是科研热点,并不断涌现出新的研究方向、新内容、新方法、新技术和新应用。
1.3 教学方式单调
技术和管理的局限也制约了教学方式,教学方式基本以教为中心,停留在讲授、问答等简单互动上,教学方法单一。很少能提供学生自学、讨论、合作和实践的一整套互动实践机会,难以真正体现以学为中心的理念。
1.4 学生缺乏兴趣
一方面,课程本身特点使得课程容易陷入枯燥的纸上谈兵的尴尬。另一方面,即将毕业的高年级本科生对未来规划明确,抽象的人工智能课程无论从职业发展还是继续深造对学生并没有立竿见影的效果,进一步拉低兴趣。此外,教材滞后,教学方法单一等也会影响兴趣。
如火如荼发展的MOOC的课程,尤其Udacity的课程设计之初就立足于解决实际问题的导向,做法上的独特之处成功吸引了大批学生。课堂教学中借鉴在MOOC上被证明有效的教学模式和方法,不啻为一种尝试,以期摆脱教学困境,提高学习兴趣,最终提升教学质量。
2 MOOC的教学模式
MOOC的教学模式分为三种:cMOOC、xMOOC 和 tMOOC[2]。早期的cMOOC的教学模式特点是学习者完全做主,但复杂的网络互动产生庞大而混杂的知识网,缺乏识别主次和归纳总结能力学生常因信息过载陷入茫然无措的境地。2011年Udacity 创始人之一在网上开设的“人工智能导论”课程改变了表现风格,把互联网作为教学媒体的呈现潜力发挥到极致,按知识点分割内容成短小视频,其间插入现场对问题的解决,突出了Udacity有别于传统教育机构及其先行者的地方:注重发现并解决问题。这就是xMOOC的教学模式,沿袭并创新了熟悉的学习风格,使得MOOC如鱼得水渐渐发展壮大。随着MOOC逐步成熟,为了适合具有专业基础的职业技能培训,发展培养针对具体任务的探究学习教学模式,即tMOOC模式,这是Udacity网站课程的另一个设计目标。表1显示了MOOC的三种模式的对比。
以Udacity的人工智能导论课程为例,只要高中毕业具有概率论和数理统计基础的学生就可以学习,该课程适合入门,但难度较低,内容较少。清华大学的马少平编写的人工智能教材是很多大学,包括我院人工智能课程的教材,清华大学的人工智能课程经过多年发展已经形成了一个系列教学资源库,包括教材、课程视频、教学课件、作业及答案和实验设计等。根据Udacity网站的人工智能导论课程的展示,表2从几方面对比了Udacity人工智能课程与清华大学马少平版的人工智能课程情况:
从表2可以发现Udacity的人工智能视频采用了按知识块分割成短小视频,在期间和完毕之后都准备了测试,细节上体现了以学为主的理念。纵观类似人工智能的国家精品课程[3],学习资源多为文本类,重用难,对教学重难点没有拓展和转化。这种以内容共享为中心的呈现模式,缺乏与学习者充分交互,难以体现以学为中心的教学理念。
在MOOC的教学设计中,调动学习者极大热情的是翻转课堂,在学习环境中引入了自主协作[4-5],在交流机制中融入了多元互动,给学习者带来积极、主动、高效的学习,翻转课堂和传统课堂的区别如表3所示:
3 MOOC的教学模式对人工智能课堂教学的启示
3.1 教学内容的优化与调整
MOOC的教学通过把理论抽象的知识点分割成小段录制的微课视频,时长不超过15分钟,内容衔接处具有一定交互性,讲解形象化,提供给学生反复观看,这种用技术处理分解知识点和把难点从抽象变成具象的过程降低了理解难度。
课堂教学也可以通过分而治之的方式对教学内容优化调整。人工智能涉及内容与范围多而杂,作为入门课程并不要面面俱到,根据学生层次,可以区分重点掌握和一般介绍的内容,以点带面铺开,因此,根据学生特点,把成熟的基础理论和这些理论的实际应用整合,辅以其他新技术的穿插介绍,主要分三块:
①人工智能的概念和发展,熟悉人工智能的研究和应用领域;
②人工智能的基本技术,包括知识表示,逻辑推理、搜索策略、模糊理论等;
③涉及现实应用,如:机器学习,模式识别,自然语言理解,智能控制等。
为了反映人工智能领域最新进展,教师还可以收集学生感兴趣的最新成果专题信息,及时更新、调整教学内容,通过与实际更紧密的融合接轨,对课堂上没时间介绍而又较热点的新知识,通过提供方向和资料解决,注重提高兴趣的同时,也展示出课程学科特点、主流技术及发展趋势。
3.2 紧密结合实际
Udacity的开设之初的目的就是学习为了解决现实问题,其人工智能课程设计也不例外,包含有实际遇到问题的解决,这种立竿见影的好处就是极大激发了兴趣。
考虑到高年级学生对解决实际问题技术的兴趣远远大于技术理论等细节,不想花太多时间去理解复杂而难以看到实践效果的理论上,更想通过实际体验解决问题增强成就感。教学内容的设计尤其紧密结合实际运用。
传统人工智能讲授通过实例解答或推证式讲述理论,如知识表示和搜索推理技术,该部分理论强,应用实例少,往往学生感觉枯燥乏味,教师也感觉晦涩抽象,学生对所讲内容基本靠死记方法和步骤,这种僵化的教与学影响了教学效果。
因此,设计教学时尤其注重内容的实用性。除了讲授至今仍沿用和有效的基本原理和方法外,引入近年发展起来的方法和技术,如智能算法等,对这些内容重点在技术的具体实现上,强调与实际的融合贯通。教学过程中加入与课程内容对应又可以用计算机实现的试用内容。如模式识别应用于手写数字识别,通过仿真软件模拟实现算法,获得立竿见影的效果体验,加深对算法的认识,引起学生浓厚的兴趣。同时也对某些很有发展前景的技术兴趣导入,如目前人工智能研究侧重人类理性逻辑功能的模拟,而如果把情感智能考虑进去,才更有人性化的智能决策。这就是经过了将近20年发展的情感计算,随着可穿戴技术渐渐渗透进生活,引起更多关注,这些接地气的内容提升了兴趣。
3.3 实践能力的培养
Udacity 创始人史蒂芬斯博士的说过,“即使是最好的大学,其计算机课程所传授的技能也是浮于理论的”。学习的目的是为了解决实际问题,带着问题学习和思考,有利于主动学习的激发。这些方面,可以参考Udacity人工智能课程的实验内容修正。强调学习是为了解决实际问题服务的目标。
3.4 教学模式及教学方法的变化
3.4.1 实例教学法
人工智能内容的抽象性决定了知识点的难度,Udacity人工智能课程教学中尽量把难懂的知识点结合现实中有趣实例,通过感性体验提高理性理解,让学生容易接受。笔者进行了一些化难为易的尝试:如利用汉诺塔问题讲解状态空间的知识表示,通过野人过河的游戏程序步步领会理论精髓;结合下棋软件体验模拟人脑思考的计算机博弈的极大极小搜索思路,这些实例教学激起了兴趣,扩展了学生思路,拓宽了视野。
3.4.2 翻转教学法
整门课程录制课程小视频还有一定难度,作为尝试,选择少量知识点录制视频进行翻转教学。如抽象的理论部分,借鉴网上已有视频资源融入教学过程,分解知识点破解难点,形象化与短时间的重复讲解,增加学生对抽象内容的理解,期间穿插核查对理解内容的核查,并留出思考时间,强化学习效果。
3.4.3 交互环境的营造,辅助教学过程完善
1)基于联通主义的学习交互[6-7]
在MOOC课程中,提供在线交流论坛,学习者建立课程组,学习组等方式交流,这种教与学、学与学的交互不但是网状进行的,而且是即时的。学生将互动产生的内容作为学习的中心,通过学习者不同认识的交互,建立新的认知结构,拓宽了视野,更有利于问题的有效解决。这种互动交流分成三种形式:
①教师对统一回答提问集中且意义较大的疑难问题;
②学习者分享学习感悟;
③学生间交流带来不同认知的碰撞。
以上三种情况的互动在课堂教学中也可以运用于课堂教学:及时分析整理共同问题,集中回复;课堂教学的互动除了课堂上及时了解学生反馈的互动,还有对解决问题的互动。课下互动可以利用学者网建立课程组,提供了较好的师生交流形式与效果,同时利用学习组在小组中分享互助,小组成员的交流引起认知碰撞,这种实际参与的体验加深了理解,并巩固学到内容,这些资料的逐渐积累还可以复用。
2)基于行为主义的学习反馈[8]
MOOC 遵循了程序教学的一般原则,尤其注重学生反馈,像游戏一样关卡设置让整个过程充满挑战性,一些机器评分实现了及时学习反馈,摆脱了单向提供课程资源的弊端。课堂教学可以借鉴这种借助技术手段互动了解学生学习的情况,促使有意义学习的发生。
4 教学改革的实施
利用以上措施在《人工智能》课程的教学中实践,通过在xMOOC教学模式中部分适当内容引入翻转教学法与利用学者网的课程交互,探索提高兴趣,促进理论与实践的融合,促进有意义学习的发生,提高学生实践能力的途径。通过观察,调查与访谈等方式,了解学生在该教学模式中兴趣与能力改善状况,同时研究教师教学法转变与教学水平变化的关系,根据追踪研究效果,发现这种改善调动了学习兴趣,促进了教学效果。实践中通过建立实验组(班)与对照组(班)、评价教学模式和教学效果等因素,不断总结、修正和完善,期望建立适应当前形势与环境的有效的该课程的教学模式与教学方法。
5 结束语
笔者结合人工智能课程的教学实践,针对本科高年级的教学特点和人工智能课程学科特点,提出在设计人工智能教学时,通过MOOC的教学模式和教学方法完善课堂教学,注重内容的实用性和新颖性,适当穿插新方向的内容,目标是将难学、枯燥、难理解的问题,变得易学、有趣、易理解。从学生反馈来看,这些方法起到了积极的实际效果,有效地提高了学习积极性。
【参考文献】
[1]udacity的人工智能导论课程网[EB/OL].https:///course/cs271.
[2]王萍.大规模在线开放课程的新发展与应用:从cMOOC 到xMOOC[J].现代远程教育研究,2013(03):13-19.
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[4]徐明,龙军.基于 MOOC 理念的网络信息安全系列课程教学改革[J].高等教育研究学报,2013,36(03).
[5]王文礼.MOOC 的发展及其对高等教育的影响[J].江苏高教,2013(2):53-57.
[6]李青,王涛.MOOC:一种基于连通主义的巨型开放课程模式[J].中国远程教育,2012(3):30-36.