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关键词:分层分流;模块化;网络工程;网络编程
计算机网络是一门理论与实践、软件和硬件相结合的课程,计算机网络还有一个重要的特点,它与众多专业都有交叉,这主要是由计算机网络在各行各业的广泛应用决定的。各大高校非网络和计算机的工科专业均开设了计算机网络课程,因课时较少,导致教学环节中普遍存在重理论轻实践的现象。教育部于2010年6月启动“卓越工程师教育培养计划”,该计划以工程技术为主线,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力[1-2]。目前高校部分专业已经纳入卓越计划,更加强调培养学生的实践动手能力。本文提出了向面分层分流的计算机网络实验设计,通过设计不同层次的实验,满足学生在初级模块全面掌握计算机网络基础知识和基础实验,再通过分流,因材施教,将学生按兴趣和特长引入到高级模块,实现针对性培养,让优秀的学生有成就感[3-4],达到利用较少的学时,也能在特定方向深入学习,完成高级实验项目,具备较强实践动手能力的目的。
1面向分层分流的实验项目设计
为了提高教学效益时间比,将计算机网络的课程组织结构进行重构,尽量在短时间内完成基础模块中基础实验操作。根据课程本身的特点和市场的需求,将提高模块分为两个方向:网络工程和网络编程。根据计算机网络课程内容和调研后的学生兴趣与市场需求,本课程实验分层分流模块化设计如图1所示。图1计算机网络分层分流模块化设计经过学生问卷调查和对其他国内外高校的计算机网络实验的研究,基础实验选择了简单的路由器配置实验和客户服务器程序编写,要求所有学生独立完成。提高实验则更强调设计性和综合性,学生可以根据自己的兴趣和特长进行选择,保证学生在固定的学时内,能够深入某一个方向,进行深入的研究和实践。
2网络工程方向实验项目设计
网络工程基础实验:采用sybex公司的路由器模拟器sybex-router,现成的拓扑结构,包含Cisco2611路由器3台、运行终端模拟程序PC两台和Cisco1900交换机一台。路由器每个接口和PC机的IP地址已经分配好,只需要简单配置即可,内容如表1所示。网络工程高级实验:如表2所示,采用PacketTracer6.2,自己设计网络拓扑,作IP规划,完成网络设备的基础配置后,再进行一些高级功能的配置。
3网络编程方向实验项目设计
网络编程对学生能力要求相对较高,其中的基础实验,要求编写客户服务器程序,实现以下功能:(1)客户端能实现与服务器的连接。(2)客户端从键盘输入一行字符信息,发送到服务器。(3)服务器将收到的字符显示为字符对应的ASCII码。(4)服务器把转换后的ASCII码发送到客户端。(5)客户端收到服务器发送的ASCII码,将其显示在屏幕上。网络编程高级实验:编写客户服务器程序,可以实现以下功能:(6)服务器支持多个客户端的连接,客户之间的通信要求通过服务器中转。(7)当客户端连接到服务器时,服务器会要求客户输入用户名和密码进行认证,用户名和密码保存在服务器名为user_pass.txt文件中。(8)如果密码不正确,服务器会要求客户重新输入,如果3次出错,则连接失败,客户的IP将被锁定10分钟,才能再次发起连接请求。(9)客户认证成功后,服务器支持客户发送表3中的命令,作相应的处理。如果服务器不能识别的命令,将会在客户端显示错误信息。在基础模块上的分层分流方法和递进式的实验项目设计,可以解决因课时较少导致实践能力训练不足的问题,还可以解决针对不同兴趣爱好学生因材施教的问题。
4结语
对我校15级通信工程专业学生实测证明,该实验方案的实施明显提高了学生的计算机网络实践应用能力。课后的问卷调查也显示,学生对课堂的满意度有了显著提升。
作者:文展 李文藻 文成玉 单位:成都信息工程大学
[参考文献]
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[2]高永兵,赵宇红,赵艳锋.基于PacketTracer的计算机网络实践教改方案[J].计算机教育,2015(23):92-93.
关键词:计算机网络;学历教育;初级指挥;通信工程专业
文章编号:1672-5913(2013)14-0072-05 中图分类号:G642
0 引言
自20世纪末美军提出“网络中心战”概念以来,战争模式逐渐从武器平台对抗转变为以网络为中心的体系对抗,在全球范围掀起了一场以信息化、网络化为基本特征的新军革浪潮。从根本上说,网络技术的飞速发展和广泛应用是推动这一变革的原动力。鉴于网络技术对军事行动乃至整个人类活动的深刻影响,计算机网络课程已经成为培养通信工程专业初级指挥人才信息素养的重要环节。
计算机网络一般被视为计算类专业的核心课程,而在军校通信工程专业的全期培养计划中长期作为拓展知识面的选修课对待,教学目标定位比较模糊,严重影响了后续军事网络相关课程的教学效果。笔者针对这一问题,根据通信工程专业初级指挥人才的职业价值取向,按照理工大学“学为主体,教为主导”的教学理念,结合多年教学实践经验,从通信工程专业定位出发,探讨计算机网络课程的教学目标定位、教学内容安排和教学方法设计。
1 教学目标定位
1.1 专业定位
传统上,计算机相关课程在通信工程专业课程体系中所占的比重很小,学时十分有限。然而,计算机网络是通信技术与计算机技术相结合的产物,并且在战场“制信息权”争夺中起决定性作用,这就要求通信工程专业初级指挥人才必须深入了解网络原理才能胜任未来联合作战的岗位需求。2006年,美军在新版的联合出版物《联合通信系统》中提出不再使用“指挥、控制、通信和计算机(C4)系统”这一术语,改用“指挥与控制(C2)”和“通信系统”替代心,这反映出新军革背景下通信与计算机融合的发展趋势。即便是在民用领域,“三网融合”技术也使得传统通信网络“终端+传输+交换”格局向“终端+云”模式转变。因此,笔者认为军校通信工程专业必须加大计算机教育的比重,某种意义上说应该将其作为“准计算机专业”对待。
对于计算机专业来说,IEEE和ACM制订的《计算课程体系2005(CC2005)》是世界范围内广泛认可的课程设置指导性文件。根据CC2005的定义,所谓计算是指“任何需要、得益于或者创造计算机的面向目标的活动”。计算学科主要被划分为计算机工程、计算机科学、信息系统、信息技术和软件工程5个专业。
2008年,全国高等院校计算机基础教育研究会推出的最新版《中国高等院校计算机基础教育课程体系2008(CFC2008)》指出:对非计算机专业学生进行计算机教育的目的是“使他们掌握应用计算机的知识,能够将计算机与信息技术用于其工作领域,成为既精通本专业知识又掌握计算机应用技术的复合型人才”。各院校可以根据自身特点对推荐的课程体系进行适当修改,进一步体现自己的办学特色。
军队高等教育首先是国民教育的一个组成部分,在具体课程体系设置和教学内容安排上应满足高等教育的基本要求。但是军队高等教育又有其独特的职业价值取向,即培养胜任部队第一任职的“基础宽厚、信息主导、技指合一、全面发展”的高素质初级指挥人才。从CC2005划分的专业来看,面向部队初级指挥岗位的通信工程专业更接近信息技术专业或信息系统专业,具体的需求可以表述为:在特定军事应用环境下,通过选择、创造、应用、集成和管理的网络通信技术来满足作战需要,或者关注战场信息资源的获取、部署、管理及使用,并能分析战场信息需求和相关的组织运用过程,详细描述、设计、组织、维护与作战目标相一致的网络通信系统。
笔者认为,使学员理解现代指挥信息系统的组成与工作原理,并在战争实践中发挥作战效能应该是教学的出发点和立足点,具体目标应该落实到针对网络体系中的各种部件、装备乃至系统做到“能组网、懂管理、会应用”,这应该是军事院校通信人才培养的基本定位和鲜明特色。
1.2 课程定位
计算机网络是增强学员的信息素质至关重要的一门课程,这一观念基本上已经形成普遍共识。由于计算机网络是当展最快的信息技术之一,课程内容非常庞杂。而对于军校通信工程专业来说,计算机类课程学时非常有限,远不能与地方高校同类专业相比。因此,在具体教学过程中,教学目标定位一直比较模糊。早期计算机网络并不单独设课,而是采取在一些涉及网络的相关专业课程中泛泛介绍7层协议概念。近年单独设课后,一度出现了宽带通信网与Internet的主线之争。目前仍然存在偏重基础理论还是偏重应用能力的分歧。
CFC2008对理工类非计算机专业网络技术与应用课程的要求是“从应用的角度出发,以TCP/IP协议作为基础,以Intemet作为实例讲解计算机网络技术的基本原理,使学生建立计算机网络的基本概念,掌握计算机网络的构成和基本工作原理,学会计算机网络的基本应用方法,了解网络技术的最新发展”。从中可以看出,计算机网络教学应该以Internet为主线,并且要强调基本原理。
笔者认为网络基本概念和原理作为教学重点是毋庸置疑的,因为素质教育要求必须着眼学员未来职业生涯的长期发展,必须培养学员关注表面现象背后的科学问题,锻炼对问题的抽象思维能力。但是网络应用能力同样需要给予高度关注,这一点对于军校学员尤其重要。如何处理学时有限的矛盾呢?关键是要摒弃用一门课解决所有问题的幻想,通过合理设计课程体系和分层次的应用能力培养环节达到基础理论和应用能力并举的目标。
结合理工大学通信工程学院的实际情况,笔者梳理的通信工程专业课程体系中与网络相关的模块见图1。数字通信原理、计算机硬件基础和程序设计基础是先修课程。计算机网络课程的基本定位是使学员了解并掌握计算机网络的基本概念、体系结构、协议工作原理和基本网络工具的使用。在此基础上通过后续课程理解和掌握军事网络的技术特点,比如战术环境下对网络协议、设备、组网应用的特殊要求。网络应用能力则可以通过学员自主选择开放实验,或者在本科导师的指导下申请创新课题,完成毕业设计得到必要的培养和拓展训练。
2 教材选取
目前公开出版的计算机网络教材种类繁多。笔者重点比较了几本获得大多数本科院校公认的教材:Tanenbaum教授编著的《计算机网络》、谢希仁教授编著的《计算机网络》、Peterson和Davie编著的《计算机网络――系统方法》、Kurose和Ross编著的《计算机网络――自顶向下方法》。
Tanenbaum教授与谢教授的《计算机网络》早期版本都以OSI 7层协议模型为主线,较新的版本改为以TCPhP的5层结构来组织内容,并结合了一些新出现的技术和标准。课程内容从物理层向应用层自底向上讲解网络的概念、基本原理、技术和体系结构,教学比较偏重理论,不便于开展实验。
《计算机网络――系统方法》同样采用自底向上逐层讲解的思路,但是作者反对严格地分层,强调计算机网络的系统观,围绕“为什么这样设计网络”阐述关键技术和协议如何在实际应用中发挥作用,需要有充足的学时保证才能达到良好的教学效果。
笔者选用了《计算机网络――自顶向下方法》,讲授内容以Intemet为线索,自应用层向下逐层讲解协议原理。自顶向下方法避免了传统方法讲解体系结构内容枯燥、不易理解的通病,从学员最熟悉的应用层开始层层深入。该教材的另一个特点是精心设计了大量的课后实践任务,使复杂的网络问题变得易于理解,便于学员开展自主学习。
3 教学内容安排
对于计算机网络这样飞速发展的领域来说,教学内容面面俱到是不可取的,应该着重培养学员的洞察力,能够通过自己思考辨别什么重要,什么不重要,哪些是本质的,哪些是表面的;因此在教学内容选取上既要兼顾知识的系统性,又要考虑学员的接受能力,同时还要强调网络基本应用能力。
对于不同专业来说,普遍认可的方法是对教学层次和内容进行分类,以更好地满足不同专业的教学需求。笔者认为即便对同一专业的学员也应该提供分层次的自主学习和实验环节,鼓励学员依据自己的兴趣爱好,深入钻研网络中的科学和技术问题,达到个性化教学的目的。
笔者按照通信工程专业初级指挥人才的培养目标,突出“学为主体”的教学理念,从理论教学和实践环节两个方面进行了详细设计,以解决学时不够这一突出矛盾。理论教学内容仅选取了教材《计算机网络――自顶向下方法》的前5章,具体内容和知识点见表1,强调重要概念的对比理解。实践环节区分了协议分析实验、编程实验、虚拟实验、开放实验和创新课题5个层次,见表2。其中,协议分析实验、编程实验和虚拟实验要求课内完成,开放实验和创新课题则由学员自主选择。理工大学通信工程学院规定在毕业设计开题之前每名本科生至少要完成一个开放实验或创新课题。
4 教学方法设计
鉴于计算机网络课程的重要地位和作用,理工大学通信工程学院一直在探索和推广以小班化教学模式进行本课程的教学。近几年,笔者多次承担了计算机网络课程重点教学改革试点,在多种教学形式和方法综合运用的基础上,总结了两种行之有效的教学法:问题驱动式教学法和课题研讨教学法。
4.1 问题驱动式教学法
问题驱动式教学法采取“提出问题一解决问题一归纳分析”的模式,从实际到理论,从具体到抽象,从个别到一般。课程教学中,困扰学员的第一个问题就是网络协议为什么要分层?教材第1章对这个问题的解释并不能完全打消他们的疑虑,实际上这个问题必须等到对整个网络的发展史、广域网、局域网等基本概念以及网络程序设计有一定认识之后才能真正理解。因此,笔者并不急于解释这个问题,而是让学员带着这个问题从应用层逐层向下边学习、边思考、边实践,直到最后安排一次课堂讨论,得出大家都能够接受的答案。再比如,讲解HTTP协议时,笔者首先从早期互联网上多媒体信息共享不便的问题,讲到Berners-Lee在一个“灵感”启发下用3个创新发明了万维网,然后通过军训网上的具体实例分析,发现非持久连接HTTP协议传输效率低下的问题,引导学员提出并发连接、持久连接、流水线式持久连接等改进方案。最后,结合当前万维网信息检索不便的问题,展望未来语义网的发展。实践证明,这种问题驱动的方法符合计算机应用教育的特点和学员的认知规律,让学员从关注知识点转向关注思维过程,取得了很好的教学效果。
4.2 课题研讨式教学法
笔者根据班级人数制定了十几个课题,不仅侧重原理应用同时也兼顾理论。课题主要是用Wireshark分析协议的工作原理和交互过程,另外还有Diikstra算法和Socket网络编程,以及ALOHA和CSMA协议性能分析等。教员提供必要的参考资料、示例程序和课外阅读材料,要求每个学员完成所有课题,课堂上指定一名学员上讲台简短报告完成情况,就其中的重要原理和问题展开集体讨论。近几年的教学实践情况说明,这是在课内学时有限的情况下,督促和引导学员利用课余时间自主学习网络技术,锻炼网络应用能力的好方法,受到学员的普遍欢迎。
通过上述教学手段和方法的综合运用,计算机网络课程教学效果良好,激发了学员学习、应用、开发网络的浓厚兴趣。2012年度理工大学通信工程学院立项的本科生创新课题项目中,有40%与网络应用有关,特别是在软件制作类项目中比例高达70%。2011年本科毕业设计选题中,30.1%的学员选择网络方面的研发课题,2012年这一比例上升到33.4%。
关键词: C语言程序设计 CBE阶梯式教学 项目教学法 分组教学法
一、项目教学法
项目教学法是在建构主义的指导下,以实际的项目为对象,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教学方法。把“项目教学法”引入高职教育,高职教育“项目教学法”的含义是:高职制定、指导有实际意义的项目与计划,组织学生自主设计项目实施计划,进行自主学习、践行、操作,以培养学习能力、方法能力、社会能力与提高素质为目标的教学模式。项目教学法针对学生程序设计基础较差的情况,通过示范项目让学生掌握最基础的知识,并架起学习新知识的支点,然后运用知识迁移、协作讨论来完成对知识的意义建构。
二、CBE理论
CBE指以能力培养为基础的教育。它强调的是职业或岗位所需能力的确定、学习、掌握和运用,也就是以职业或岗位所必需的知识、技能、行为意识为从业能力的基础,注重“学”并以学生的学习为中心,不受时间和环境限制组织课程与实施教学的系统方法。其核心是要使学生具备胜任未来从事工作所必需的实际能力。它有以下几个特点。
1.充分体现了以能力为目标的教育理念。
以CBE理论和方法来编制教学计划和组织教学活动时,它始终强调的是学生“能干什么”或“会干什么”,能力的培养被真正突出出来了,成为了整个教学活动的中心目标。
2.充分体现了“必需、够用”的原则。
根据技能学习的需要,要学习什么技能,就必须相应地学习什么理论知识,这些理论知识对于掌握这一技能是“必需”的。同时所学习的理论知识对于掌握和运用这项技能来说“够用”就可以了。
三、C语言程序设计课程采用CBE理论的教学模式
我在我校计算机专业的C语言课程的教学中采用了CBE理论和项目教学法的教学模式。该方法主要由以下几部分构成。
1.进行专业岗位分析。
《C语言程序设计》是高职高专院校计算机及电子类专业的一门核心专业基础课程。根据岗位需求,一般对计算机专业技术人员的程序设计要求是:能应用C语言进行算法分析、程序设计,开展与本专业相关的科学研究、程序设计工作,为以后有关课程的学习和从事软件开发奠定基础。
2.C语言课程专项能力分析。
课程的目的是培养学生模块化程序设计的逻辑思维能力,掌握程序设计的基本语法规则和程序调试方法,具备初步的分析问题与解决问题的能力,为学生打下良好的程序设计基础。主要的教学目标包括:掌握C语言语法,能够熟练运用基本程序结构解决简单问题,理解模块化程序设计原则并能针对复杂问题进行合理分解,掌握基本算法分析与设计知识。
我以C语言课教学为例,将每一个专项能力分解为:学习任务、算法分析、编程步骤、必备知识、要掌握的特殊技巧、工作态度、注意事项,等等。每一专项能力都包含知识、技能、态度和反馈四个方面,并以一个学习模块的形式表现出来。例如,对“熟练掌握三种基本的程序结构”能力进行分析,在知识方面,要求学生掌握三种基本程序结构的概念、算法,以及应用场合等;在操作技能方面,要求学生能使用不同的C语句完成程序的编写过程;在工作态度方面,要求学生认真仔细、眼脑手齐上阵、责任心强,能够在工作中不断学习。
3.阶梯式教学分析
C语言中的知识点和难点较多,又是学生在大学中接触的第一门编程类课程,是比较难教、难学的一门课程。根据计算机专业技术人员对C语言课程的需求。我将课程设置为三个阶段:初级基础阶段、中级加强阶段、高级提高阶段。这样体现了C语言课程各阶段间的链路关系,体现了学生应学习的三项核心技能(三种基本的程序设计、数组及函数的使用、指针与文件的使用),其他课程(位操作与编译预处理等)则拓展了学生的职业能力。在课程设置中也体现了所学科目和内容“够用”为度的原则。
4.精心组织实施教学
由于C语言程序设计的理论知识比较单调,要求学习该课程的学生具有较强的举一反三和自学的能力,因此在计算机专业中应用CBE教育模式时,要强调学生在学习过程的主体作用,强调学生的主动学习和自我评价。在此过程中,教师起主导作用,引导、帮助学生制订适合自身个性的学习计划,对学生起示范作用,并对学生的学习效果进行考核评定,具体教学中应注意以下几方面。
(1)一体化、分阶段式教学。
在教学中要实行集中学习,一体化教学,教师上课时要少讲解理论多传授操作技能,在不同的阶段中采用不同的教学方法。在初级基础段中学生主要完成单一问题的程序设计。在中级基础段中学生分组完成复杂问题的程序设计,而在高级基础段中学生分组完成大型问题的程序设计。
(2)项目引领、任务驱动式课堂教学。
将一个教学模块划分成多个学习任务,明确学习目标及要达到的标准。例如,在编程实现九九口诀乘法表的显示的教学时,我让学生独立解决问题,并对学生的学习效果给予正面评价,让学生体验到成就感,激发学生学习的兴趣。
(3)分组实践教学。
在实践教学过程中可将每一个班级的学生分成分成6―10组,每组5―6人,并让技能较好的同学担任组长,在平时授课和实训过程中有意识地让各组之间展开竞争,让学生在竞争中学习,在合作中提高。
(4)采用过程性考试。
为了突出对学生动手能力的训练,该课程采用过程性技能考核,教师根据学生上课、上机、任务完成、工作态度等实施公平公正公开的评分过程。
(5)加强技能考核。
学生在学习的同时最好争取获得计算机软件知识方面的职业资格证书如全国计算机等级考试二级C语言或初级与中级程序员等。
四、结语
经过一学期的教学实践,从学生学习和掌握的情况来看,基本达到了教学的要求。从与前几届学生进行对比发现,计算机实际操作水平有明显的提高。由于学习更为集中,时间大大缩短,效率大大提高。由于加强了实践环节,课堂教学紧跟实践教学,学生的操作能力也大大增强。
参考文献:
摘要:本文介绍了我系提出的“工程能力计算机教学体系”,旨在探索针对高校文科学生工程能力的培养而建立起的一套计算机教学体系。
关键词:文科生;工程能力;计算机教学体系;“三段式”教学模式
中图分类号:G642
文献标识码:B
1引言
近年,围绕着办学理念和方针的讨论在一些大学展开,文理相互渗透和结合已成为一种共识,他们正在努力探索与之相适应的教学体系改革。与此同时,新的教学方法改革被提上了议事日程。诸如“任务驱动的教学法”、“案例教学改革”、“场景教学法”等针对培养文科学生动手能力的教学方法研究在这几年被逐渐提出。分析这类教学法后,我们不难看出它们的共同弱点是,针对高校文科学生“工程经验”、“过程规范”、“工程流程”、“工程项目管理”能力培养不足,而且也不成系统。
在此,我们提出高校文科学生工程能力培养的“计算机教学体系”以弥补国内在这方面的不足和空缺。检索结果表明,目前尚未发现与本教学体系内容相同的教学研究。
2目标和条件
(1) 研究目标
高校文科学生工程能力培养的“计算机教学体系”旨在探索针对高校文科学生工程能力培养而建立起的一套计算机教学方法体系。为此,我们将展开以下几个方面研究:针对高校文科生工程能力培养,制定人才培养目标、修改专业课程设置、设置计算机课程系列、培养师资队伍、以该教学体系为中心推广应用。具体研究目标是针对文科生工程能力培养:
・探索“计算机教学体系”指导方针与策略;
・探索“计算机教学体系”;
・设计一套计算机课程系列;
・设计课程系列的课堂教学结构、步骤、教学方法模板;
・该教学体系的推广应用。
(2) 假设条件
本研究主要针对高校文科学生工程能力培养而展开的,它不适合高校理工科学生。假设文科院校或文科专业在全程教学计划中开设了三门系列计算机课程:“计算机基础”,编程语言类课程(如VFP或VB)和“管理信息系统”。或者至少开设了两门系列计算机课程:“计算机基础”(包括PowerPoint、FrontPage和一种编程语言)和“管理信息系统”。或者正准备进行教学改革,增加类似课程的文科院校或文科专业。
3课程体系建设
文科学生工程能力培养的“计算机教学体系”是一个以工程项目驱动为核心,以学习竞赛方法的教学体系。该体系分为三个阶段:初级工程能力、中级工程能力和高级工程能力。整个教学过程以工程项目为主线,通过老师分专题授课,展开学生知识能力学习竞赛,分析、设计、实施工程项目,然后由老师讲评。
该体系要修改文科专业的全程教学计划,增加具有工程性质的课程系列,如计算机基础,计算机语言类课程和管理信息系统。有这类课程的文科专业,要加强工程教学的力度,分阶段逐步提高学生实际解决工程问题的能力。该体系采用“三段式”教学模式:
・第一段――“计算机基础课程”,目的是培养学生初级动手操作的能力和基本的工程技能技巧。
・第二段――“计算机语言课程”,可以是VFP,VB等,目的是培养学生综合应用工程工具的能力。
・第三段――“管理信息系统课程”,可以是系统分析与设计、软件开发、IT项目管理等。通过这门课程的学习,要使学生掌握一般工程的流程,管理方法,并具备解决实际工程问题的能力。
4工程教学法课程设计
⑴ 计算机基础课程(见表1)
⑵ 计算机语言课程(见表2)
⑶ 管理信息系统课程(见表3)
5系列课程大纲
⑴ 计算机基础课程大纲和实验大纲(见表4和表5)
(2) 计算机语言课程大纲和实验大纲(见表6和表7)
(3) 管理信息系统课程大纲和实验大纲(见表8和表9)
6课堂教学设计
课堂教学不是按部就班地把一本教材一课一课的讲完。其关键是精讲重点内容,同时以工程项目为驱动,使学生主动学习,用掌握的知识解决工程问题。见表10。
参考文献
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关键词:C语言;程序设计教学;探讨
一、C语言程序设计教学的问题
1.1学生的问题:
尽管中学教学大纲对计算机要求提高,但学生只是对键盘和鼠标比过去的学生要熟练许多,但计算机理论以及操作的水平并未真正提高,绝大多数同学仍然是零起点,而且把许多精力放在不必要的方面。另外,大学生对计算机学习的期望值很高,但对学习将遇到困难的心理准备不足。学生认为应试教育天经地义,不懂得主动学习。
1.2 C语言课程的问题:
OOP是目前主流的编程技术,而我们教授的是C语言加TURBO C的上机环境,到真正使用时还得学习C++、MFC编程、VC++编程环境。而且C语言课程枯燥、难学,没有反映现代程序设计思想和内容。再加上本科生总学时数下降,尽管计算机课程重要性上升,但总学时不可能增加,白皮书中C语言的建议学时是每周讲授3+实验4,而一些二本院校给语言课的学时是平均每周讲授2+实验1。这样的条件下,直接开设C++、VC++编程,是十分困难的。加上实验平台相对陈旧,未能使用主流的图形化的面向对象的环境,学生普遍反映:难!没意思!
1.3 教材的问题:许多教材考虑到知识内容的系统性,对语法知识细节面面俱到,容易对教师教学和学生学习起到一定的误导作用。
二、教学指导思想及改进方法
笔者认为,在教学中应该以能力培养为目标,突出程序设计,强调算法而不是语法。立足于白皮书指出的让学生学到实实在在的应用技能。基础教学与实践教学相结合。突出编程能力的培养。这种教学指导思想主要体现在以下几个方面:
2.1 突出程序设计的方法和技术首先应淡化语法、强调算法:
突出程序设计的方法和技术首先应淡化语法、强调算法。注意介绍有关独立于任何特定编程语言的算法概念和结构,即突出程序设计而不是语法。强调算法,并不是忽视语法,而是不要繁琐的钻牛角尖的语法,我们要的是基本的常用的语法,但更多的是模仿。不是知道的语法越多,程序编得越好,而是自己动手编程越多,程序编得越好。重点攻算法,带动基本语法的学习,也可以大大节约学时,降低教学难度。教学上有重点与没有重点是大不相同的,平均使用学生的精力和学时是不可取的。“伤其十指,不如断其一指”。教学与打仗是一个道理。教学目的不同,所取的重点也是不同的。这种以关键技术为重点的方法是突出程序设计的方法和技术。为今后自学和面向应用打好基础。
2.2 教学过程中要正确处理编程细节与大局观:
在C语言教学过程的前一阶段,在描述算法的过程中,可以侧重于C语言编程的细节的讲解。之后是过渡阶段,对编程的细节的讲授随教学推进而逐渐淡化,对程序的整体掌握的要求逐渐加强,使学生的编程能力上一个台阶。建议在函数、数组以后的教学中,算法表述的细节基本留给学生自己看,教师重点讲解脱离具体C语言的算法本身的描述和程序整体的构造。一方面提高学生的自学能力,另一方面引导学生的编程的大局观。
2.3 培养学生调试程序的能力:
学生尚未入门时具体指导尤其重要,在辅导实验时只可能解决少数学生的少数问题,提倡上机时学生互相讨论互相帮助。较难的题提倡同学之间先讨论再独立完成,而不要学生一问,就帮他解决问题。初级阶段主要是模仿。要有讲评,这是一个总结提高的过程。教师在教学初期的课堂教学中应多做应用程序设计全过程演示。学生调试程序的能力主要在这时培养,不仅是C和C++,而且以后“微机系统”等后续课程用Debug调试各种程序的基本功都是在这里打下的。辅导上机,主要指导学生怎样跟踪程序的运行,怎样设置被监视的变量,怎样设置断点,怎样单步运行,怎样使用Debug工具。授之以鱼,不如授之以渔。帮同学调通一个程序,不如教会同学怎样去调程序。
2.4 尽早引入面向对象的思想:例如当介绍基本数据类型时,传统的教学方法是说同一种算法用于不同的数据类型时结果是不同的,意思是算法是通用的。而实际情况是算法是与数据捆绑在一起的,不同数据有自己的独立的算法集,即数据是与其操作封装在一起的,本质上是面向对象的。让学生刚开始学习就接触面向对象的思想,是非常重要的。力图把面向对象与面向过程有机地结合起来。面向过程突出了算法,学生易接受,C++教学不应该不讲面向过程的部分。C语言虽然突出面向过程,但必须尽早引入面向对象的概念。学生刚进入编程能力培养的实质阶段,学习的就是面向对象的程序设计,这样,大学生才能顺利接受面向对象思想。当然,许多学校由于学时数少的原因,大多未能做到这一点。
2.5 随时更新的教学资料:
教材是死的,总是滞后于实际教学的。而教学是活的,是随时在发展的。为此所有任课教师都应准备大量的不断更新的教学资料,并互相交流。
2.6 改革考核方式,强调实验考核的重要性:
实验考核采用上机考试和平时练习相结合的方式;平时练习包括自测作业、主题作业和大型作业的完成情况,利用“考试指挥棒”引导和督促学生加强平时的学习和训练,也是非常重要的。
2.7 其他方面,在课堂教学、自学、上机实践、课外辅导和考核等教学环节中充分利用一系列网络化辅助教学平台,包括课程学习平台、作业平台和考试平台,辅以配套的教学资源,为学生营造一个良好的自主学习氛围;鼓励学生根据自身水平和兴趣,选择适合的学习和实践训练方式,自主安排学习进程,使自己得到充分的发展和提高。
参考文献: