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中图分类号:G633.67 文献标识码:A
0前言
特色专业在高校实现教学改革工作中占据着较为重要的地位。特色专业的科学建设能够优化高校专业结构,促进人才的培养水平进一步提升。一直以来,计算机科学与技术专业人才在社会发展中都具有较大的需求,其特色专业的建设需要满足传统的人才培养模式与特色专业的突出双重要求,这样培养出的人才才能够作为应用型的专业人才。
1计算机科学与技术专业建设中出现的问题
1.1 教学计划失去专业特色
现今大多数高校在对计算机科学与技术专业的教学中,其教学方案与计划目标都太过程序化、模版化。忽略了学校的自身优势和发展,忽视学校的发展定位和人才的培养目标,一味照搬重点名校的计算机专业的教学计划和大纲,很难形成自己的特色。此种方法对学生进行教育培养会使学生对大多数区域的知识都有所了解却无法掌握,好像什么都清楚,却又好像什么都不清楚。因此,在对计算机科学与技术专业学生的教育培养中,应积极培养出综合性人才,提高学生的专业能力及整体素质,促使其满足社会发展对人才的需要。
1.2 教学目标无法满足就业需求
大多数高校在对计算机科学与技术专业的教学目标设定时,依旧无法突破传统的教学体系,对学生的培养需满足其理论知识与实践能力的双重要求,在教学计划中占据较大部分内容的是一些较难掌握的理论知识点与难点,随之而来的便是对实践能力具有较强锻炼的教学比重相应缩小,无法得到应有的关注。有部分高校是以培养综合性人才为自身的培养目标,但在其实际教学中,往往会造成学生无论是在理论知识方面还是在专业能力方面均无法达到社会对人才的要求,教学效率低下。虽然社会对计算机科学与技术专业人才具有较大需求,但依旧存在着大量计算机相关专业的高校毕业生无法实现就业。这是计算机科学与技术特色专业建设中较为严峻的一个问题。
2计算机科学与技术特色专业建设策略
2.1“特色”的科学定位
对“特色专业”中的“特色”进行一个科学的定位能够帮助高校更好地进行特色专业建设工作。对于计算机科学与技术特色专业的建设,应积极深入社会进行科学的调查研究,并对社会需求进行合理的预测。只有这样,才能够在有限的教学资源基础上,通过对社会实际的联系,找寻到正确的专业建设方向,促使自身特色得到突出,培养出的人才也能够在激烈的社会竞争中脱颖而出,在特色专业发展中创造出无限可能。
高校对于计算机特色专业的建设还应与社会中行业的发展相结合,加强对计算机行业的信息建设,将行业中人才的专业素质进行有效提升。同时不断加强自身的创新能力与影响力,帮助加快自身特色专业建设的脚步。
2.2 改进人才培养模式
高校的人才培养模式作为其为学生创建的各方面能力培养的结构及方式,是从根本上制定了对人才的培养标准,能够充分体现高校对人才的培养水平及能力。计算机特色专业的建设重点便是改进对人才的培养模式,帮助实现特色专业的良好发展。应把“基础理论实、应用研发能力强、创新能力优”作为人才培养的基本原则,着力培养学生的创新和实践能力,为学生各种能力的培养提供广阔的空间。高校应鼓励教师带领学生积极参加相应的实践活动与科研活动,以此加强学生的专业实践能力;组织学生共同参与各种计算机竞赛项目,营造一个和谐愉悦的氛围等。
2.3 加强教师团队建设
学校应积极实施对青年骨干以及优秀人员的培养计划,对专业学科骨干在计算机专业的研究工作中给予大力支持,适当地给予相应的奖励,为青年骨干与优秀人才创建一个良好的学术研究氛围与交流环境,帮助大量的优秀专业人才更快、更好地成长发展。学校还应定期选拔一些优秀教师进行进修学习并对其余教师进行专业能力与素质的培训,以此显著提高整个教师团队的整体能力素质水平。
与此同时,学校也应给予计算机专业的教师们一些优惠政策与待遇,并为其提供广阔的发展空间。积极引进高素质水平的专业性人才,并给予优良的待遇留住人才,用好人才。在引进专业人才与培养方面,应着重于特色专业,以特色专业为中心,确保特色专业建设的稳健发展。
3结语
在计算机专业与技术特色专业的建设中,应不断改进完善人才培养模式,并积极汲取他人的优良经验,自主地探索出一条能够满足社会发展需求的人才培养道路。计算机科学与技术的特色专业建设需要加强理论知识与实践能力的双重培养,促使学生成长为高素质的复合型人才,以此帮助其在今后的社会就业中,得到更为广阔的发展平台,闯出自己的一片天地。
中图分类号:G623文献标识码: A
引言
随着改革开放后我国经济的不断发展,以及各个行业和领域与世界接轨的进程的不断加快,计算机科学与技术专业作为信息技术的一个重要方面已经受到了社会各界的重视。高等学校作为我国的高级人才的培养机构,肩负着为祖国培育新世纪专业人才的使命。所以,如何加强和改进我国的高校计算机科学与技术专业人才的培养,是一个关系着信息技术发展乃至整个社会经济发展的重大问题。
一、专业建设与改革目标
结合目前国家对计算机科学与技术人才需求状况,我校确立了计算机科学与技术专业建设与改革目标:第一,坚持以学生为本,以教师为主导,以能力培养为核心,培养具有“强能力、宽适应、重创新”的创新型人才。第二,根据信息社会的发展及行业发展对计算机专业人才的要求,从“强化基础、突出实践、重在素质、面向创新”四个方面深化课程体系、教学模式、教学内容、教学方法的改革,加强学生工程实践能力培养,充分发挥学生的主体作用,激发学生学习的积极性和创造性。
二、计算机科学与技术专业发展存在的问题
(一)培养目标同就业需求错位
高校培养的计算机科学与技术专业的学生理应同时掌握基本知识和技术,学生在实际计算机管理工作中也应该能够胜任。但是目前高校的计算机科学和技术专业的培养目标还过分的重视其理论知识的学习,对学生实际能力的培养远远不够,在这样的情况下,培养出来的学生也就无法在工作中发挥作用,出现择业就业难的现象。例如,在《计算机科学与技术》课程中,对于电路原理、模拟数字技术、计算机系统结构、汇编语言等一些主要的课程中,学生在掌握的往往是这些课程的基本理论。也就是说学生要掌握电路的基本原理是什么,什么叫模拟数字技术,计算机系统结构有哪些。在课程上,学生学习的这些基本的概念知识,而课程上学生并没有实际操作,因此在实践工作中也就得不到运用。
(二)计算机科学与技术专业培养人才过程中的关键问题
通过对传统的计算机科学与技术专业人才培养观念的了解,我们发现,该学科是一种基于算法理论的学科,要求良好的专业人才必须具备相应的算法知识和研究能力。也就导致了传统的高校在计算机科学与技术的人才培养方面更加强调的是学生的学术造诣和研究潜力,这种教学观念导致的直接后果是学生的研究能力的进步和创新能力的缺失。这种能力的失衡恰恰是和当下社会对于计算机科学与技术的人才的要求相违背的社会和用人单位需要的是更多的以操作和动手能力见长的毕业生。所以,我国的计算机科学和技术的人才培养中存在的主要矛盾和关键性问题就是高校毕业生的能力结构和企业要求的失衡。
(三)师资建设不够完善
实践中我们发现,目前我国从事高校计算机科学与技术的教师主要是专门的知识传授型教师,他们长期的从事重复的理论教学工作,并不参与相关的计算机科学和技术的相关研究,也不从事其他的实践操作和技术应用活动,单纯的讲授计算机科学与技术专业的理论知识。这种专职理论教师的教学活动,很大程度上决定了学生的学习模式,直接导致了学生在实践环节的能力不足。另外,据统计我国现阶段从事计算机科学与技术的教学活动的教师的整体素质和专业水平并不高,且在从事教学工作之后并没有一个合理的发展和更新自身知识结构的有效途径,导致了教师的理论知识的落后。
(四)计算机专业特色没有突出
高校计算机科学与技术专业采用的教学计划基本是一样的,并没有从学校的发展出发,很多学校照搬一些名校的教学计划和大纲,使得学校自身的特色无法凸显出现来。学校培养出来的计算机专业的学生和其他专业学生相比并没有突出的特色。无论是专业学生还是非专业的学生他们所接受的计算机专业知识也基本一样。因而使得计算机专业的学生没有突出的特色。例如,计算机课程使用的基本教材同其它专业使用的教材一致,而计算机中实践教学诸如电子工艺实习、硬件部件设计和调试以及工程实践等学习,教师还没有花太多的时间进行教授。
三、计算机科学与技术专业发展的措施
(一)明确人才培养目标
要进行专业建设,面临的首要问题也即关键问题就是首先要确定培养什么样的人才,也就是要确定专业人才培养目标。虽然目前计算机技术发展迅速,但计算机科学与技术专业却面临尴尬局面。一方面企业抱怨招不到合适的人才;另一方面,学生就业困难已成为一个普遍问题。究其原因,关键在于学校不了解企业对学生知识结构、综合素质及实践能力等方面的需求,也即专业设定的培养目标没有同市场需求有效接轨。按照目前各工科高校的情况看,计算机科学与技术专业人才培养的目标主要集中为研究型和应用型两类。为了明确我校计算机科学与技术专业的人才培养定位,结合目前市场对计算机专业人才的需求状况、高等教育转向大众化教育的背景以及我校的具体办学条件、我校计算机科学与技术专业的专业办学条件及本专业所招收高考学生的层次等方面的实际情况,将计算机科学与技术专业的人才培养目标定位在“应用型”人才的规格上。但这里定位的“应用型”人才并非单纯指《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(试行)》所指的信息技术专业方向所培养的应用型人才。除此之外,还包括软件工程和计算机工程两个专业方向所培养的应用型人才,是综合这三个专业方向来进行人才培养的。
(二)课程设置与教学大纲的制定
课程设置和教学大纲的制定一方面参考《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(试行)》中对计算机科学与技术专业核心课程的设置建议;另一方面借鉴NIIT和QUT经验,专业课参考严谨的产业调查结果,旨在培养工程实践能力和职业素质强的工程技术人才,具有职业指向性强的特点。NIIT课程根据工业界和商业界实际项目开发的需要进行设置,它与IT行业的最新资讯紧密结合。这些课程以一个软件工厂为模型,依据实际的工作环境进行设计。学生在学习的时候就能在与企业实际环境相类似的环境中学习和工作,这样能帮助学生熟悉典型的企业中各组织机构的功能,便于学生在今后的职业生涯中,有能力为这些组织机构提供IT问题的解决方案。NIIT课程的特点在于它采用模块化教学法(NES),重视以软件订单项目为基础的专业实践能力和实际操作开发能力的培养。
(三)加强实习和实践教学环节
计算机科学与技术专业原安排的实习时间一般只有5~6周,本改革方案的另一个特色是把实习时间调整为一学期(第四学年下学期),让学生充分了解社会需要,为毕业后的发展确定基本的方向。同时,应加强实践教学基地建设,加强学生毕业设计的组织,提高毕业设计和毕业论文水平。举办各类培训班、科技竞赛、科研活动,组织学生参加等级考试、认证考试和技能考试,让学生掌握更多的技能,提高学生的综合应用能力和就业竞争力。开放实验室,增加自主设计和创新实验的比例,增强学生的动手能力。
(四)计算机科学与技术专业的知识体系
基于以上对我院该专业人才培养要求及课程设置原则的分析,该专业知识划分应主要以计算机技术为核心基础知识,服务于社会实践的具体应用领域,从计算机学科的基础理论知识到应用技术实践的知识,都应存在于该专业的知识当中。因此该专业的知识结构应具备以下三个层次的知识:一是专业公共基础理论,这是计算机科学与技术专业的科学技术平台;二是专业基础理论,该层次以第一层为基础,按专业技术特征的不同侧重点,分成不同的专业分支;三是专业应用领域的理论与技术,体现不同专业分支中的关键应用技术。
(五)拓展课模块
拓展课模块又分为专业拓展课和素质拓展课两个层面且都属于选修课,旨在训练学生的实际动手能力和新知识的获取、消化能力,培养学生的创新思维能力,能熟练应用所学知识解决实际问题。其中的专业拓展课为学生提供了该专业较为深层次和专业外延的相关课程;素质拓展课则为学生在人文艺术领域提供了可供选择的课程,以提高学生的人文素质。专业拓展课主要有:计算机算法、Windows程序设计、多媒体技术、人工智能、数据库应用开发、多元统计及应用、物流信息技术、Java程序设计、C++程序设计、Linux操作系统、信息安全技术、Web应用开发等课程;素质拓展课主要有:人文科学、自然科学、社会科学、中外文化、艺术体育等方面的课程。
结束语
计算机科学是一个技术发展快、更新快的学科,这也就决定了计算机科学与技术专业的课程体系具有相对的动态特性。因此,在制定计算机科学与技术专业的教学计划时要以与时俱进的专业培养目标为依据才能设计出科学合理的、发展的课程体系,为学生提供良好的学习和实践环境,有利于加强学生基本知识、基本技能的掌握,有利于学生创新思维能力的培养,为拓宽学生就业领域打下基础。
参考文献:
关键词:人才培养方案;专业定位;培养目标
中图分类号:G642
文献标识码:B
1专业定位与培养目标
山东半岛是我国重要的现代制造业基地,电子信息及家电是重点发展产业之一,将形成以计算机及其设备、网络与通讯、新型元器件和软件等为支撑的电子信息产业群。烟台大学是省属重点综合性大学,作为地方性院校主要承担为地方经济建设服务的使命,将建设成省内一流大学,目前正处于由教学型到教学研究型过渡过程中。而计算机科学与技术专业是烟台大学校级重点建设与特色建设专业,该专业一度是在校学生人数最多的理工科专业之一,这一方面反映了我校高等教育对国家及地方信息化建设浪潮的积极响应,同时反映出了专业建设的规模大、任务重。
计算机科学与技术专业定位为:学科发展达到省内一流,总体水平达到省内先进,从教学型向教学研究型过渡。这一定位基于地方经济建设的特点与发展要求,综合考虑了目前与将来可实现的师资和办学条件。与定位相符的本科专业培养目标为:培养德、智、体、美全面发展,具有良好的科学素养,掌握与计算机科学与技术相关的自然科学和数学知识,掌握计算机硬件、软件与应用的基本理论,有良好的组织管理和交流沟通能力,具备良好的国际交流能力,能适应技术进步和社会需求的变化,从事计算机科学研究、计算机工程实践或计算机应用的高级技术人才。为达到这一目标,需要以学生为本,尊重学生的个性差异,增加学生对于专业方向、课程的选择机会。
2专业方向的确定
在培养目标的指导下,对比地方信息产业发展的状况同CC 2005的观点,结合我院计算机科学与技术学科发展的实际情况,确定计算机科学与技术本科专业的专业方向有三个:计算机科学方向、计算机工程方向与信息技术方向。
2.1CC 2005 建议的专业方向
IEEE/ACM的CC2005 课程体系规划了5类人才:计算机科学(CS)方面的专家主要关注计算的理论和算法,重点在于计算的理论基础;软件工程(SE)师主要关注大规模软件在它的生命周期内的开发与维护;计算机工程(CE)专家致力于开发和维护基于计算机的产品;信息系统(IS)专家关注信息资源获取、部署、管理以及在组织内的使用;信息技术专家(IT)则在一个组织或社会环境中通过计算技术的选择、创建、运用、集成和管理来满足用户的需求。
2.2专业方向的确定
在计算机科学方向上,我院有比较雄厚的教师资源,国家在信息产业中加强基础研究需要大量的人才,该方向的确定也是为本学科在省内乃至国内占有一席之地的重要保证,我们将CS确定为研究型的专业方向。在工业企业中,需要大量的计算机工程方面的人才,胶东地区是我国重要的制造业基地,对这方面的人才有一定的需求量,在师资、设备等方面我们也有比较大的优势,我们将CE确定为工程型的专业方向。经调查,我们过去的毕业生约有50%左右在从事信息技术方面的工作,而在未来也将长期延续这方面的态势,我们将IT确定为应用型的专业方向。信息系统方向的要求更贴近管理领域,不作为我们的发展方向,软件工程由于已经具有了软件工程专业,在计算机科学与技术专业中不再考虑该方向。
2.3各专业方向的培养目标
计算机科学方向――目标是培养系统地掌握计算机科学理论,具有较高的抽象计算思维能力,具备本领域分析问题解决问题的能力,设计复杂算法,懂得系统软件的开发与测试,能够参与大型软件的编写,具备实践技能,并具备良好外语运用能力的计算机专业高级专门人才。该方向学生经进一步深造后,将满足计算机基础理论与核心技术创新研究、开发复杂的计算机系统的需要。
计算机工程方向――目标是培养熟练掌握计算机软硬件系统及应用知识,具备本领域分析问题解决问题的能力与一定的工程实践能力,能够从事计算机软件和硬件设计、研究和开发及软件和硬件综合应用的高级工程专门人才。该方向学生能够满足以计算机为核心的应用系统的设计与开发需求。
信息技术方向――目标是培养熟练掌握计算机软硬件系统及应用知识,了解各种计算机软硬件系统的功能和性能,具有将计算机基础理论应用于信息系统构建和应用能力,对信息技术的效用有深入理解和评估能力,善于系统的集成和配置,有能力管理和维护复杂信息系统的运行,根据不同的需求选择相应的信息技术,构建优化的信息系统,在计算机与软件企业中从事系统集成或售前售后服务的技术工作,在各种企事业单位有效地实施信息化建设的核心任务的高级专门技术人才。该方向学生将满足各企事业单位信息化的需求。
在三个方向中,从学科建设角度,计算机科学是重点,是长期培养各方向高质量人才的根本保证与动力来源,也是保证我院省内学术地位的体现;从毕业生流向上看,信息技术是关键,是实现学生就业、为地方经济建设服务的保证,影响到我校的声誉。综合各方面因素,我们希望学生在有明确方向的同时,各方向也能有一定的交叉,计算机科学方向的有一定的工程、应用能力,而计算机工程和信息技术方向的学生也在理论、思维方式上有较扎实的基础。
3课程体系的设置与教学大纲的制定
本次培养方案中课程体系与教学大纲的确定,既继承了旧版教学计划中的成功经验,也体现了一些新的特点。
继续加强专业基础的培养。我们认为,即使是应用方向的学生,为使他们能够适应未来专业知识迅速更新的挑战,也必须有坚实的基础理论。与此同时,制定教学大纲时强调了在教学中理论与实践更紧密的结合。
继续坚持四个不断线。(1)数学不断线:在前六个学期中,每学期均安排一定量的数学课程,使学生能够更好地理解本学科的基础理论,提高他们的逻辑思维和抽象思维能力;(2)外语不断线:除基础外语外,在三、四年级通过专业外语和双语教学课程继续加强外语应用能力的培养;(3)程序设计不断线:程序设计是计算机科学与技术专业的基本功,加强程序设计类课程使学生具有更好的适应工作的能力;(4)实践教学不断线:除课内实验外,每学期都分别安排社会实践、课程设计、专业实习、毕业设计等实践环节,加强学生的实践能力,同时加大了对实践条件的建设。
加大了学生选课的自由度,为个性化培养提供了一定的条件。在本次设计的人才培养方案中,提供的专业必修课学分为42.5,专业选修课可从52学分中选修10学分,并有三个方向,每个方向分的课程可供选择,学生可以根据自己的兴趣与爱好选择所修课程。
在教学大纲的制定中更新了教学内容,体现了新的教学理念及教学模式的改革思路。从加强基础,分类培养的教育理念出发,参考专业规范的教育内容与知识体系,设计每一门课程的教学大纲。基础课程奠定三个方向的专业基础,主干课程涵盖知识体系中的核心知识单元,选修课程从扩大学生视野的角度设计课程内容。
进一步强化了实践教学环节,实验、实践教学学时占总学时的33.3%。
参考文献
一、计算机科学与技术专业实践教学体系的具体内容
计算机科学与技术专业的学生在学校需要提升的是认知、实践以及团队协作能力,然而让这些能力的全面提高并非一日之功,也不是仅凭某门课程就能得以实现。该专业的学生必须通过学习包括德育、体育、外语等在内的公共基础课程,学习包括计算机理论、高数等理论课程以及学习软硬件、网络技术系列课程才能提高其所需的专业能力。
为了提高学生们的专业素养,笔者将实践教学设计为以下三个层次:第一层为牢牢把握课上内容主旨,重视课程实验,巩固课堂教学内容;第二层即注重户外实践,鼓励学生进行社会性体验及学科课外实践;第三层则是毕业设计的撰写,让学生结合课堂上有关计算机科学与技术的知识和社会专业实践,并以此硗瓿啥宰陨碜ㄒ笛习成果的全面检验。然而,课程的实践是专业技术教育环节中的重中之重,它的顺利展开可以决定整个专业教育活动的高质量进行,因此,完善构筑计算机科学与技术专业实践教学体系显得十分必要。
二、完善计算机科学与技术专业实践教学体系建设的重要途径
从学校的角度来讲,完善计算机科学与技术专业实践教学体系建设,对实践教学师资队伍的建设进行加强完善必不可少,而加强师资队伍建设最需要的就是要提升教师的综合素质和确保知识更新的及时性。譬如可以选派教师前往高级学府进行专业进修或于科研场所精进自身所学,或选派优秀教师去往企业工作学习,提升作为教师的专业实践能力、让教师深入专业实习学生的实习生活,以便于更好的引导学生们参加专业社会实践。此外,还要提高对实验室的管理效率及设备仪器的利用率,在条件允许的情况下为实验室配备专职教师,支持教师对学生自主制定实验课题及方案、完成实验并分析实验结果、得出专业性结论的引导工作。从教师的角度来讲,在教学中注意对学生实践能力的培养和丰富其课外活动生活,也对专业实践教学体系的完善也十分有益。在课堂教学中,计算机专业课上一般是使用多媒体来完成对专业知识的讲解与演练,这种用计算机实物来模拟具体专业操作实践的教学条件便于反映学生专业学识的掌握程度及学习效果,即便学生在课堂学习过程中会犯语法和逻辑这类专业课学识错误也易于及时被纠正,教师可借这一点来强化学生们的观察力和应变力。在课余活动时,教师又可组织好有关计算机专业的业余活动,如鼓励学生自建网站、维护个人计算机安全、以小组为单位进行程序设计比拼等,着重引导学生在课外也能够积极参与和其专业相关的实践活动,努力帮助学生们提升自我创新能力和团队配合能力。此外,还需要合理运用适配的教学成绩考核方式,合理化设计考卷内容并能及时针对考试结果作出分析,对症下药,比对考核的分析结果来及时调整对学生的教学方法和模式,积极引导和启发学生能够更好的接受专业知识与技能。
三、计算机科学与技术专业实践教学体系的构筑
构筑兼具规范性、目标性、层次性、系统性和实践性特点的计算机科学与技术专业实践教学体系,需要实现四个方面的统筹规划来促进专业实践教学体系的进一步完善:
首先是要注重实验实训,由于计算机科学与技术专业实践性较强,在课程种类上也以实验课居多,教学上可以培养学生的逻辑与创新思维,且有助于学生熟练掌握专业动手技能,如模拟生产专业实践的开展;
接着要重视各种设计的布置安排,设计实践就是一个让学生将所学理论知识综合运用于解决现实问题的自我检验、自我提高的过程,通过给学生布置安排专业实践设计,能加深学生对所学专业理论知识的理解并提高其利用专业学识分析实际问题的能力,如毕业论文的设计,就可在学生完成设计的过程中充分激发学生对专业真理探求的积极性和创新力,增强其在未来专业实践中的开拓信心;
还需要强调的是实习方面重要性,通过为学生安排专业实习活动,让其在参与具体的企业生产活动中增长社会阅历、锻炼其与专业社会人士相处的能力,以及引导学生自主思考、培养其独立完成工作的自觉性和自信心;
最后必须强调的是社会实践能力,将以理论实验及实习课程为主的第一课堂与以课外专业学习活动为主的第二课堂充分结合,在全面提高学生的综合素质能力的同时,还可培养其对社会的认知能力及计算机科学与技术专业的实践能力。
一、引言
传统“学院式”软件人才培养所暴露的最大问题就是学生的专业能力与职业岗位实际需求之间存在巨大的“鸿沟”。究其原因,是高校在综合实验课的设计与实际开发现场的工作流程关联度不够;围绕综合实验课的课程设置没有系统规划,没有建立起适应实际开发项目的课程体系;部分基础课程实验内容没有把开发思想渗透到日常教学中。为此,在调整计算机科学与技术的实践课程体系整合中,围绕“能力分解、阶梯推进”的课程实验整合思路和基于阶段项目训练的课程体系的建设规划,结合我校信息学院计算机科学与技术、信息工程和电子商务和三个专业及全校公共计算机类课程的特点,在基本不改变现有课程体系的前提下,对专业课程的实验环节进行重组和系统性规划,将软件行业的职业化场景真正引入课程体系和教学的全过程之中,依托软件企业的真实案例和项目资源库,使学生在学习专业知识的同时,接受“职业化”熏陶。
二、实验课程整合的思想
1.在专业基础课教学中渗透开发思想
专业基础学科包括两种:一种是计算机科学基础学科,如C语言、操作系统、数据结构、编译原理、汇编语言等,这些学科的教材和知识结构都相对稳定,而且和学生的综合实验课项目不直接相关,这些课程可以保持稳定不变。另一种是计算机实用技术基础课程,如c#编程语言、java应用开发、数据库原理、软件工程等,这一类课程和学生综合实验直接相关,这一类基础课程长期以来和计算机开发实务脱节,尽管现在课程体系里也包含这些课程,但课程内容和教学方式还是以理论为主,没有结合综合实验课来安排课程计划,以至于课程内容和实际项目开发有些脱节,因此这一类课程是这次课程整合的重点,整合目标就是通过重组这些课程的内容和教学方法,使这些课程能适应综合实验课大项目的开发要求,使学生能提高和培养以下三个不同层次的能力:(1)培养做真实项目的技术能力,特别是能看懂项目设计书,将来能适应程序员的工作。(2)培养项目设计能力,能在具体业务进行项目设计,将来能适应系统工程师的工作。(3)提高商业创新能力,通过在开发中对行业知识的了解,为将来自主创新打下基础。
2.课程实验、课程设计、综合实验课程内容整合,形成体系
以往教学内容是根据教学大纲和老师的个人经验确定的,主要问题是老师孤立地组织教学内容和考核,课程之间缺乏内在联系。整合以后基础课程采用“任务驱动式”教学方法,通过课程实验课学习知识点;通过课程设计巩固课程知识点;通过一系列课程设计得训练,完成综合实验案例,使学生学到的技能成为一个体系。通过老师的努力并借助专业内容制作公司的力量,逐步形成课程实验库,课程设计库,综合实验案例库,未来学校也可以根据实际情况对课程实验案例,课程设计案例和综合实验案例进行选择组合,形成不断适应社会需要的课程体系。如图1所示
3.构建课程整合平台
教学课程的整合需要载体,以往上课资源或在任课老师手里,或存在学校服务器里,课程内容和老师耦合,没有成为学校的教学资源,这样教学资源没有统一保存和管理,更没有实现共享;学生实验环节需要老师实施监控,学生在离开实验室后就无法进行实验,有问题也找不到老师问。因此整合需要一个教学平台,把课程整合在这个教学平台中,实现老师教案电子化,利用教学平台的数据库,逐步形成课程实验库、课程设计库、综合实验案例库,实现教学内容的统一保存,实现共享,同时利用教学平台,实现老师和学生在实验环节交互,如学生可以向老师在网上提问,老师对学生作业可以在网上进行评价,增加学生自主学习的可能性,在网络环境里实现对学生的实验管理,包括分配任务和学生实验成果物的统一归档保存,并实现在平台上进行作业评分。
为了达到上述整合目标,课程实验整合软件企业的实际项目通过标准化、模块化后转变为实验教学资源引进校内,在校内对学生进行项目开发全过程的实际训练和培养。通过“学习――实践――学习”的方式,注重学生实践能力的培养,为学生接下来的职业生涯奠定坚实的理论和实践基础。
三、基于项目驱动的实验课程体系建设
1.项目驱动式教学模式
本课程体系依据学生的认知规律,采用“项目驱动式”教学方法,使学生在入学时就明确整个四年专业课的任务――完成“综合实验项目”;围绕“综合实验项目”学生应该掌握那些技能;掌握这些技能学生应该修那些课程;完成每门课程的学习学生要做那些课程设计;完成课程设计,学生要做那些实验。
项目驱动式学习导向图(以电子商务课程为例)
这样学生明确整个大学的总的任务,明确每个课程的课程设计和一系列的课程实验,使得学生踏入大学校门,就明确自己的任务和任务明细,在宏观上认识到课堂学习的目的是要解决未来工作中的实际问题而不单单是学习理论,灌输学以致用的求学理念,明确学习目的,激发学习热情,老师无形中也施以学习压力,让学生知道大学的学习不仅是书本的学习,更要提高动手能力,解决实际问题的能力,举一反三的能力,自主学习乃至创新设计的能力,进而提高在完成项目开发后提炼技术框架开发思想和行业知识业务流程以及基于某种商业模式创业能力。下图是项目驱动式教学流程示意图:
2.课程实验五层体系构成
配套“项目驱动式”课程体系的改革,根据学生的对知识点的认知规律建立起基于“教学及实验能力提升平台”的“五层结构”的课程框架如下:
知识点层:把综合实验所用到的知识点分配在各门课程中
实验层:把知识点的巩固落实在各门课程实验中并完成课程设计
开发思想层:在课程设计中提炼开发思想,为完成综合实验打下基础
综合实验层:把开发思想综合运用到真是项目中
行业知识层:结合管理类课程和开发经验学习行业知识,提炼商业模型
“围绕综合实验的‘五层结构’的课程框架整合方案”如图5所示: 四、小结
计算机科学与技术的实践课程是相互联系和相互作用的系统,课程之间的知识相互交错,如何实现课程之间,任课教师之间,教师与学生的相互沟通一直是教学中的一个难点,通过构建课程整合平台,能有效地解决这一问题,在实际教学中取得了很好的效果。
参考文献:
[1]郑春龙,邵红艳.以创新实践能力培养为目标的高校实践教学体系的构建与实施[J].中国高校研究,2007.
[2]曾祥霖,张绍文.论信息技术与课程整合的内涵、层次与基础[J].电化教育研究,2006,(1):50-54.
[3]王锐,徐建平.校企合作建设“管理信息系统”课程实验的探索与实践[J].实验室研究与探索,2011,30(2):104-106.
[4]陈晴光.“电子商务概论”课程实验教学探索与实践[J].实验室研究与探索,2007,26(3):144-147.
1 引言
随着改革开放后我国经济的不断发展,以及各个行业和领域与世界接轨的进程的不断加快,计算机科学与技术专业作为信息技术的一个重要方面已经受到了社会各界的重视。高等学校作为我国的高级人才的培养机构,肩负着为祖国培育新世纪专业人才的使命。所以,如何加强和改进我国的高校计算机科学与技术专业人才的培养,是一个关系着信息技术发展乃至整个社会经济发展的重大问题。
2 计算机科学与技术专业的基本发展现状与不足
我国计算机科学与技术专业和其他的所有的高校专业都面临着一个同样严峻的问题,那就是高校毕业生的就业问题,主要表现为高校的毕业生的素质和能力与用人单位的要求和期待不符,是一种结构问题,而不是单纯的高校扩招导致的人才大于岗位需求的问题。所以,我国的相关机构和部门在认识到了这一形势后,都开始注重研究高校的计算机科学与技术的人才的新型培养模式和技术。但鉴于种种学科体制和教学计划的限制,新型的人才培养模式并不能够很好的应用于当下的计算机科学与技术的人才培养和教学活动中,主要存在的问题是受到现有的教材和课程的设置的限制,无法真正的实现兼顾对学生的理论知识和操作能力的双重培养。尤其是一些专业性强的课程,要求学生在全面掌握理论知识的基础上,配合相应的实践活动加以巩固。但是在实践中我们发现,一些专业技术高校并没有协调好这二者之间的关系,甚至出现了两种培养方向的同时缺失,严重的影响了计算机科学与技术专业的教学效果。所以,也就导致了专业的高校计算机科学与技术的人才并不具备与其学科专业特点相符的知识和能力,在毕业生走向社会时无法达到用人单位对于计算机人才的录用要求。而另一方面又导致了社会上对于专业的计算机科学与技术的人才的急需,解决这种矛盾的最有效的途径就是加大高校在培养专业的计算机科学与技术人才的改革力度,注重学生在学习过程中的力量和实践的结合,适应社会发展的需要。
2.1 计算机科学与技术专业培养人才过程中的关键问题
通过对传统的计算机科学与技术专业人才培养观念的了解,我们发现,该学科是一种基于算法理论的学科,要求良好的专业人才必须具备相应的算法知识和研究能力。也就导致了传统的高校在计算机科学与技术的人才培养方面更加强调的是学生的学术造诣和研究潜力,这种教学观念导致的直接后果是学生的研究能力的进步,和创新能力的缺失。这种能力的失衡恰恰是和当下社会对于计算机科学与技术的人才的要求相违背的,社会和用人单位需要的是更多的以操作和动手能力见长的毕业生。所以,我国的计算机科学和技术的人才培养中存在的主要矛盾和关键性问题就是高校毕业生的能力结构和企业要求的失衡。
2.2 导致计算机科学与技术专业毕业生“就业难”的具体原因分析
2.2.1 专业定位的调整不及时
随着我国信息技术的不断发展,我国的高等教育学校在计算机科学与技术的教育方面并没能与时俱进的发展,而是停留在一个相对落后的阶段和水平。这种专业定位与市场需求的脱节,是导致高校计算机科学与技术的专业毕业生就业困境的一个非常重要的原因。
2.2.2教学方法与内容相对落后
计算机科学与技术专业的学科发展是十分迅速的,因而其更新速度也是非常快的,这种情况下,我国目前的大多数院校并没有针对计算机科学和技术的这一学科特点进行教学方法和教学内容的及时更新和调整。
2.2.3实习实践环节的忽略
基于传统的高校的教学观念,以及上文中我们提到的我国目前的高校计算机科学与技术专业的人才培养的主要矛盾,导致了全国目前的很多高校并没有真正的落实学生的实践操作环节和相关的实习活动,从而也就导致了高校的学生空有计算机科学和技术的理论知识,而无实践强化的现象。这无疑是不能适应用人单位的招聘需求的。
2.2.4师资建设不够完善
实践中我们发现,目前我国从事高校计算机科学与技术的教师主要是专门的知识传授型教师,他们长期的从事重复的理论教学工作,并不参与相关的计算机科学和技术的相关研究,也不从事其他的实践操作和技术应用活动,单纯的讲授计算机科学与技术专业的理论知识。这种专职理论教师的教学活动,很大程度上决定了学生的学习模式,直接导致了学生在实践环节的能力不足。另外,据统计我国现阶段从事计算机科学与技术的教学活动的教师的整体素质和专业水平并不高,且在从事教学工作之后并没有一个合理的发展和更新自身知识结构的有效途径,导致了教师的理论知识的落后。
关键词:计算机科学与技术专业;课程群;课程建设
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)28-8017-02
The Study and Practice on Course Group Constructione of Computer Science and Technology Specialty
ZHANG Jing
(College of Information Engineering, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014010, China)
Abstract:In recent years,course group construction is a new course development technique in course construction of university.This paper is set in computer course group construction in university,explaining a overall principle,composing a computer course group system.
Key words: computer speciality;course group;course construction
课程群建设是近年来高等院校课程建设实践中出现的一项新的课程开发技术,其基本思想是把内容联系紧密、内在逻辑性强、属同一个培养能力范畴的一类课程作为一个课程群进行建设,打破课程内容的归属性,从培养目标层次把握课程内容的分配与实施。计算机教育大多把培养应用型人才作为目标,随着科学技术的快速发展,计算机各类新技术层出不穷,技术之间的关联度不断提高,知识和技能之间的关系由原来的明显、浅层逐渐向隐含、继承等多维发展,很多原来没有关联或关联较少的知识与技能逐步趋向有关联、相互渗透。课程群建设是高等院校课程体系建设和课程改革的一个发展趋势,是推动专业课程的全面优化整合,深化课程改革、师资队伍建设以及教学资源的优化配置的重要途径。
1 课程群建设的总体原则
课程群建设既有很强的学术性,也有较强的现实操作性。课程群可以有效地协调相关课程之间的联系,在加强理论教学的同时,加大实践力度,并通过连贯性、系统性的教学与实验,更加有效地提高学生的素质,适应当前人才培养的需要。在课程群建设过程中应遵循的原则主要有:科学性、创新性、实践性、可控性。
1)科学性:课程群建设必须立足整个课程群体,对课程群的所有内容进行整合,使各组成课程之间关系密切、逻辑性强;整个知识体系应当具有递进性,内容切块应相对科学,便于组织教学。
2)创新性:课程群建设需要进行教学模式改革,实施因材施教,倡导学生自主学习,做到知识传授、能力培养、素质教育三结合,培养学生自学和创新的能力。
3)实践性:课程群建设需要反映先进的技术发展成果和企业对先进技术的需求,强调工程实践能力的培养,使学生能够自觉地运用先进的工程化方法和技术从事应用开发,具有团队协作精神。
4)可控性:课程群涉及课程较多,改革力度大,工作复杂,必须遵循过程的可控性。课程群所有课程都应提高教与学状态的透明度,使教学目的性更明确,培养方向性更突出,教学中随意性、非计划性减少,教学环节、质量可控性提高。
2 课程群的构建
在建设过程中,我们首选对课程群建设做出整体规划,明确每一门课程建设的目标和要求。然后对系列课程进行分步建设,将相关的课程组合在一起进行整合,删除重复、过时的内容,增加可增强学生竞争能力的新内容,最后形成一个完整的课程群体系。根据我校的办学定位、办学条件、师资情况,我们构建了6个计算机专业的课程群。
1)计算机理论基础课程群,主要包括高等数学、线性代数、计算机导论、专业英语等。对于计算机科学与技术专业的学生来说,必备的数学和英语知识,以及对本专业的知识架构和计算机未来发展的了解尤为重要,这是对学生学习计算机的最基本的要求。
2)程序设计与算法基础课程群,主要包括C语言程序设计、面向对象程序设计语言、数据结构、算法设计与分析、离散数学、数据结构等。离散数学、数据结构、算法设计与分析等属于计算模型设计类的课程,而程序设计等课程为以上课程服务,以算法驱动、项目驱动来介绍程序设计技术。从培养学生的能力出发,所有软件基础类课程,都要有完成项目训练的要求,通过项目训练培养学生的分析问题、模型设计和开发能力。软件基础类课程群建设侧重于技术基础的要求,问题的分析与计算模型的设计。
3)软件技术课程群,主要包括数据库系统原理、软件工程、软件体系结构、软件测试、软件技术相关课程设计等。软件技术类课程群建设侧重于开发的要求,重点是正确的设计与实现,强调抽象与高级实现,将实践教学与课程群建设密切结合,是实现专业培养目标的重要环节。软件技术类课程群建设,要求此类课程的开设,既要有广度,又要兼顾深度。在该课程群的建设中,能够迅速将新技术转化为一门课程加入其中,如数据库技术,能够及时地将数据仓库、数据挖掘的最新进展引入课堂。
4)硬件课程群,主要包括数字电路、汇编语言程序设计、微机原理与接口技术、单片机应用、硬件维修、硬件相关实验等。硬件类课程群建设侧重于学生动手能力的培养。在教学过程中注重强化实验教学,通过学生自己动手完成一个实验项目的设计和实现,突出对学生动手能力的培养。
5)网络技术课程群,主要包括网络操作系统、计算机网络概论、分布式系统设计等。网络技术类课程群建设侧重于学生对网络知识的了解,以及学生构建网络、网络维护、网络开发等能力的培养。
6)图形图像处理课程群,主要包括数字图形处理、计算机图形学、多媒体技术等。图形图像处理类课程群建设侧重于学生对图形图像处理、多媒体技术基本知识的了解,以及学生进行图像处理、多媒体制作等能力的培养。
3 结束语
课程群建设是专业建设的一项重要工作,课程群建设工作一定要从课程群整体功能出发,打破学科系统性的局限,面向应用、面向学生来组织课程体系,充分利用教学资源,才能建设出更有特色的课程群体系,培养出更高水平的应用型技术人才。我们学院在课程群课程体系与教学内容、教学方法与手段、实验教学和教师队伍建设等方面进行了深入的改革与建设,为计算机专业建设打下了良好的基础。
参考文献:
[1] 梁树军,程静. 软件人才培养课程群的探索与实现[J]. 教育与教学研究, 2008(22):103-104.
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2012)10c-0039-03
经过多年的发展,我国的职业教育形成了一定的规模。当前是职业教育由规模发展向质量提高转变的新的历史时期,而提高职业教育的质量关键在师资。职业教育师资(简称职师)需要的是理论基础扎实、工程素质高、动手能力强、具有创新精神的“双师型”人才。我校的计算机科学与技术职师本科专业正是顺应这种需要,在近年发展起来的一个新的专业,主要面向各类职业学校培养计算机科学与技术专业的师资人才。
计算机职师专业的培养目标决定了在人才培养模式和教学实践上必须突出专业性、师范性和技能性相结合的特点,突出工程实践和应用技能。本文结合广西师范学院计算机科学与技术职师专业的教学实践,从专业的课程体系、实践教学、师资培养、教学方法、教学资源建设等方面阐述专业的教学改革思路。
一、教学改革背景
随着我国信息化社会的不断发展,计算机应用已深入各个领域。为了适应各行各业对计算机技能型人才的需求,国家大力发展职业教育,高素质的计算机职师人才的缺口很大,但是目前计算机职师专业的学生的就业却出现一定的困难。从“双师型”教师的培养角度和社会需求来看,目前的专业教学需要解决以下几个问题。
一是计算机技术的快速发展,对计算机专业的教学内容提出了很高的要求。计算机专业教学如何顺应新形势,如何拓宽学生的专业知识面,如何组织教学和设置专业课程,拉近专业教育和社会实际需要之间的距离,是摆着我们面前的重要课题。只有不断地通过改革与优化教学内容来适应计算机技术发展的要求。
二是相对其他专业,计算机专业的发展更多地要求理论与应用结合。社会对毕业生的实践动手能力要求越来越高,而且综合素质和创新能力都以实践为基础。因此推进实践教学内容、方法、管理及实践教学模式的改革,研究和加强实践教学体系建设,对计算机专业尤其重要。
三是与培养中小学的信息技术教师的普通计算机师范专业相比,计算机职师专业要求学生既具有较强的实际操作技能,又要具有教师的综合素质,即应符合“教师,工程师”双师型的人才要求。正是因为职业教育师资的这种特殊性,要求我们在培养过程中更加注重学生的工程应用和实践能力,对专业的实践教学提出了更高的要求。
四是计算机职业教育培养的是面对社会行业一线的技能人才,如果职师学生在校期间没有得到足够的、比较系统的实践训练,学生的实践知识和社会行业经验就不能适应社会岗位的需要。学生的能力与培养目标相距渐远,这反映出我们的培养目标与社会需求之间的矛盾。如何进一步理解“厚基础、宽口径,重能力”的人才培养目标,适应计算机技术发展与职业技术教育人才培养的要求,是搞好教学改革的关键所在。
二、教学改革指导思想与人才培养模式
结合计算机科学的发展和职业师范教育的特点,提出本专业教学改革的指导思想:研究制定合理的人才培养模式,保证通识教育、专业教育和师范教育三者的结构比例合理;课程设置体现“厚基础、宽口径、重能力、高素质”的学科专业人才培养特点;强化和完善实践教学体系,实现基础理论与工程应用的统一,突出创新思维和综合应用能力的培养。
我校计算机科学与技术职师专业的人才培养模式由“培养目标模式、教学管理模式和培养过程模式”三个方面组成。
培养目标模式:以计算机科学与技术专业基础课程为基础平台,以软件工程、网络技术、多媒体技术为方向,构建宽口径培养目标。
教学管理模式:以学分制管理为基础,以选课制、弹性学制、主辅修制为教学管理的主要形式;通过校企合作,充分发挥企业对教学管理的检验与督促作用。
培养过程模式:以高素质、强能力为培养目标,知识与能力培养并重,根据市场需要构建课程体系、改革教学内容。在整个培养过程中,突出创新思维和综合应用能力的培养,以学生为本,坚持培养过程的个性化。
三、专业教学改革内容
(一)优化课程体系
围绕专业教学改革指导思想,经过不断探索和实践,按照整体优化原则,根据社会需求进行动态调整,逐步形成了本专业的课程体系结构。专业课程体系由公共基础、专业基础、专业选修、师范教育、实践技能五个模块构成。
公共基础模块包括人文科学基础和自然科学基础课程,如:基本原理、思想道德修养、近代史、高等数学、大学英语等。专业基础模块包括了计算机专业的核心基础课程,如:程序设计、离散数学、数据结构、计算机网络、数据库原理、微机原理等。专业选修模块设置了软件工程、网络技术、多媒体技术三个方向的选修课程。每个专业方向设置相应专业主干课程2~3门,专业扩展课程2~4门。各个专业方向的课程之间可能存在联系或交叉。通过专业方向选修课程的学习,学生能够深入了解相应专业方向的知识体系,具有解决相应专业方向实际问题的能力,同时也拓展了知识面。师范教育模块包括教育教学理论和教师技能培训类的相关课程,突出师范专业的特色,使学生在学校就具备一定的教育教学能力。为了强化应用能力培养,特别设置了实践技能模块,单独开设实践课程,如课程设计、实训、实习、毕业论文等。各个模块课程的学分分布情况如图l所示。从图l中可以看出,专业基础课程的学分占29%,专业选修课程的学分占12%,实践技能课程的学分占23%。充分体现了“知识一能力”并行的专业教学理念,注重基础知识和能力培养,在重视理论讲授的基础上,更侧重于理论联系实践,强调实践教学环节的作用,尤其是一些综合性的实践环节,提高学生的综合应用能力。
(二)强化实践教学
实践教学是学生创新能力培养的关键环节,而实践创新能力的培养应该是一个循序渐进的过程。我们将计算机职师专业的实践教学分为四个层次:第一层为课程实验,这是实践开始的最基本的要求,主要是为了完成课程教学所必须做的验证性和设计性实验。第二层为课程设计,在课程学习结束后,集中一到两周的时间,完成课程综合性实验。第三层为专业实训,综合应用几门所学课程的知识,独立或者合作完成一个专业方向的项目。第四层为综合实践,包括到企事业单位进行教育实习、顶岗实习和毕业论文(设计)。
深入研究每门课程的教学内容,建立课程实践教学方案,将能力培养目标分解到各个实践环节,充分发挥各环节的功能,构建科学系统的实践教学内容。有实践要求的专业必修课都安排了一定课时的课程实验或者课程设计,课程实验和课程设计的目的是为了让学生更好地理解课程的内容,将理论学习与实际应用结合。学生从第四个学期开始,连续3个学期,每个学期安排4周的专业实训,分别完成网站建设、网络技术、软件工程3个专业实训的项目,通过项目设计训练,提升学生的综合应用能力。第七、八学期安排顶岗实习、教育实习和毕业论文(设计),全面进入社会实践和应用实战阶段。
要达到四个层次实践环节的教学要求,必须构建和完善相应的实践教学环境。首先是专业实验室建设,确保实验室的经费投入和建设质量,保证专业实验室的建设满足专业教学和实践要求。其次是实习基地建设。校内建成教学与科研相结合的多功能实训中心,联系其他各类教育科研机构和企业,在校外建成教学和社会实践相结合的实习基地,满足专业的社会实践要求。此外还要重视和鼓励学生开展课外科技活动,积极组织学生参加各级各类竞赛等科技活动,提高学生的创新精神和实践能力。
(三)促进师资队伍建设
师资队伍建设是专业建设的关键,师范院校的教师队伍普遍缺乏实践经验,不能满足本专业人才培养的需要。师资队伍建设总体上采取人才引进与自培相结合的方式,确保建设目标的实现。
1.教师队伍需要广纳人才。既要积极引进高职称、高学历的教师,也要大力培养现有中青年教师。力争使教师的职称结构、学历(位)结构和年龄结构尽可能的合理。
2.聘请企业中有经验的工程师作为学院兼职教师,以实训课、专题讲座的形式来完善课堂教学。鼓励专职教师在校外从事技术兼职和参加各种国家认可的相关执业资格等级证书的考试,以实现对教师“双师”素质的要求。
3.制定在职教师进修、培训计划,适时安排中青年教师到国内知名大学深造学习,或者到大中型企业培训,积累实践经验,达到重点培养、全面提高的目的。
4.确立本专业高水平、高职称的学科带头人,建立青年教师导师制,充分发挥高职称教师对青年教师的一帮一作用。抓紧专业学科梯队的建设工作,不断优化专业学科梯队结构,提升专业学科梯队的层次。
5.定期进行教学研讨、科研讲座,营造良好的学习氛围,做到互通有无,取长补短,共同发展,具有良好的团队精神。
(四)完善教学方法和考核方法
建设具有鲜明特色的计算机职师专业,就应适应社会发展的新形势,加强实践能力的培养力度,以体现“实际、实用、实践”的原则,这对传统的以课堂为主的教学方式和方法提出了挑战。实践教学主要采用学生为主,教师为辅的教学形式,更多地设计一些实践活动,模拟实际项目,锻炼学生的动手能力和团队合作精神。在专业教学活动中,特别是在传授实践技能时,除传统的案例教学、项目教学、多媒体仿真教学、实践模拟教学等教学方法,还要探索和研究更多能够激发学生的学习兴趣、改善教学效果、提高教学质量的新的教学方法。例如借助互联网上的资源,或者教师研制的网络课件等辅助教学平台,为学生的自主学习提供帮助。
课程的实践教学比重增加后,考核的重心应由重点考核学生掌握知识的多少,转变为考核学生运用所掌握的知识解决实际问题的能力。探索以实践应用能力为主的考核内容和形式,逐步形成多样化的考评方法。
1.对实践性强的课程减少甚至取消理论闭卷考试,成绩评定时,结合平时组织的讨论、调研,项目设计,课程的实验和成果等,以论文、作业和实践成绩考核为主。
2.实践项目要具有一定的开放性和探究性,能够引导学生独立思考,鼓励在实践中创新。
3,鼓励教研室专业教师深入研究考试、考查方式与方法,共同建立和完善专业基础课试卷库或试题库,实现基础知识考核的规划化、标准化。
(五)建设丰富的教学资源
多样化的教学手段辅以丰富的教学资源可以使教学过程更有效率,大大提高教学质量。教学资源主要包括:教材、课件、教学参考书、实验指导书、案例库、习题库、网络课程、课程录像等。教学资源是影响教学质量的重要因素,需要不断地把学科发展的新成果、新技术充实到教学资源中,同时要符合应用型人才培养目标,能够在实践应用方面提供指导。
1.教材要选择出版时间在最近三年的优秀教材,以保证教材内容的先进性。教材最好有配套的实验,或者选择适合课程内容与教学要求的规范实验教材。
2.积极鼓励有经验的教师编写有特色的本专业教材,或编写与教材和实验设备配套的实验讲义、实验指导书。
3.多媒体课件是演示复杂问题的有效手段,可以将复杂抽象的理论知识用生动形象的多媒体形式展示出来,以增强学生对问题的理解。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)14-0033-02
数学规划是应用型大学信息与计算科学专业(简称信计专业)的主修课程之一,包括线性规划、运输问题、目标规划、整数规划、非线性规划、动态规划等内容。数学规划是一门应用科学,自1947年美国数学家丹捷格提出求解线性规划问题的方法单纯形法之后,数学规划迅速发展。特别是随着计算机技术的发展,具有成千上万约束条件和变量的数学规划问题得到快速处理,数学规划在工业、农业、商业、军事、金融、管理等方面发挥着越来越重要的作用。本文试图结合我校信计专业的具体特点,根据学校应用型人才培养的实际要求,探讨应用型大学信计专业数学规划课程教学改革问题,提出基于PMAP(问题-模型-算法-实践)过程的教学改革与实施思路。
一、数学规划在信计专业课程体系中的地位
信计专业是1998年教育部颁布的一个数学专业,随着21世纪信息时代到来,本专业是顺应应用数学与信息科学融合发展的背景下诞生的。我校信计专业强调以应用型人才培养为主,培养学生良好的数学素养和计算机基础,使学生具有较强的信息分析与处理、系统建模与优化和软件设计与开发三个专业基本能力。数学规划课程以高等代数、数学分析等数学课程为基础,同时也是数学建模、数学实验、算法分析与设计、数据结构等课程的先期课程,是我专业的核心课程之一,既具有很强的应用性,又对学生的数学基础与算法分析能力有较强的要求。数学规划课程对于我专业信息分析与处理、系统建模与优化和软件设计与开发三个专业基本能力的培养具有重要的支撑作用。
二、基于PMAP的教学过程
基于PMAP的教学过程是指按照数学规划自有的课程性质和教学内容特点,针对各类优化问题,使学生按照认识和处理事物的客观规律,完成从问题引入(Problem)、建立模型(Model)、理解和设计算法(Algorithm)到应用实践(Practice)的全过程,提升学生的优化技术应用能力与高端算法设计能力,并结合具体行业背景,综合应用数学和计算机知识发现问题、分析问题和解决问题。
1.问题(Problem)的引入。数学规划很多问题来源于对实际问题的抽象和总结,具有重要的应用背景。但是一般教材在讲解过程中,重视对数学理论和求解过程的讲授,对问题的引入和建模讲解不够,导致学生学习兴趣下降。例如在讲解0-1规划过程中,教材中往往直接从模型开始讲起,对于0-1整数规划的应用背景讲解不多,学生缺乏对0-1规划的全面了解。我们在教学过程中首先从0-1规划所能解决的问题入手,这些问题包括背包问题、大型医院的布点问题、手机基站的信号覆盖问题等,激发学生对问题探索的兴趣。将0-1规划通过实际问题引入,而不是枯燥地讲解数学理论,能起到事半功倍的效果。
2.建立模型(Model)。在问题引入的基础上,继续引导学生对问题建立数学描述方法,对问题进行数学模型。正如前面所说,传统的数学规划课程对数学建模能力的培养重视不够,但是数学建模过程恰恰是培养学生运用数学解决实际问题能力的重要途径,是完成信计专业培养目标要求的关键环节。在教学过程中,我们非常重视对问题建模的教学,在引入实际问题后,让学生针对该问题,综合应用数学知识和方法加以分析、简化、抽象和归纳。建模过程为数学的实际应用打开了通道,提供了有效方式,对提高学生的数学素质起了显著效果,学生分析和解决实际问题的能力得到较大提升。
3.理解和设计算法(Algorithm)。数学规划问题的求解算法是该课程的核心内容,是学生需要重点理解和掌握的部分。以往数学规划课程教学往往过于偏重理论分析能力,但是无法将理论分析转化为对实际问题的具体解决方案。因此,在数学规划课程教学中,应将促进学生对于算法的理解和实际应用作为主要目标,使大部分同学掌握该课程单纯性法、表上作业法、分枝定界法等数学算法的思想,能使用Matlab等数学软件自带软件包对数学规划问题进行求解。将数学规划算法的程序设计方法纳入教学过程,详细、完整、规范地给出各种优化方法的算法步骤。对于部分较优秀的同学,鼓励学生根据自身的理解设计计算机算法,编写程序,实现算法功能。
4.应用实践(Practice)。应用实践环节是PMAP教学过程的一个综合环节。在这个环节中,让学生综合运用所学知识和掌握的技能,完成从了解问题、建立模型、算法设计及应用求解的全过程,增强学生综合运用数学和计算机相关知识解决实际问题的能力。在教学过程中,将在社会生活、企业管理、金融经济等领域中的实际问题进行简化和提炼,形成若干和实际问题密切相关的课程实践项目,使学生感觉生动、有趣。把这些实践项目的教学贯穿融合在数学规划课程教学中,要求学生从问题入手,完成PMAP教学过程的各个环节,以实际工程实践成果促进教学效果的提升。
三、PMAP的教学实施过程中的教学方法
在PMAP的实施过程中,从问题引入、数学建模、算法设计到应用实践,均要求改变传统的教学方式,引入科学的教学方法,才能真正达到课程教学目的和人才培养要求。
1.加强实践教学体系建设。实践教学体系建设应以提高学生综合素质、培养创新精神和实践能力为目标,坚持以“学生为主体”的理念,摆脱长期以来过于偏重理论教学、学生实际动手能力差的局面。在数学规划课程教学中,我们基于服务地方经济和社会发展的实际需要,基于信计专业三个基本能力培养的角度,以就业为导向,积极开展实践教学体系建设,全面提升学生实践能力。
2.重视Matlab编程能力的培养。和计算机传统编程语言相比,Matlab具有学生学习门槛较低、实现方便等特点。而且Matlab已集成了很多优秀高效的数学软件包,为求解具体数学规划问题,学生可以直接调用而不用自己重新编写,能使得学生在实践过程中将主要精力放在数学算法的实现和求解上,学习效率得到较大提升。在这个过程中,学生的动手能力普遍得到提高,学习的信心也得到很大程度的加强。
3.注重学生主动学习意识的培养。PMAP教学过程要求在教学活动的各个环节引导学生积极思考,主动参与,由被动接受转为主动学习,由理论教授为主转为算法训练和动手实践为主。在数学规划课程课堂教学过程中,采用讨论式和启发式教学,引导学生积极思考;在实践教学环节,通过布置大作业、设置答辩等环节,要求学生主动搜寻资料,查找解决方案,完成实践任务。通过这些环节,学生学习的主动性得到加强,学习效果得到保证。
随着信息化时代的到来,数学与计算机科学与技术的紧密结合是信息时展的趋势。数学规划课程的讲解采用传统的理论讲解方式无法有效实现对学生实践能力的训练和综合素质的提升。学生不知如何运用这些数学知识,导致学习兴趣和积极性下降。本文结合我专业人才培养的具体要求,对应用型大学信计专业数学规划课程教学改革问题进行探讨。按照数学规划课程自有的课程性质和教学内容特点,提出了基于PMAP(问题-模型-算法-实践)过程的教学改革与实施思路,对促进学生专业能力的培养提供有益尝试。
进入21世纪,技术创新对我们国家来说至关重要,一个国家要想真正的强大起来,必须要掌握一些核心技术,由于计算机产生和发展的历史原因,计算机文化技术的重心在欧美,我们要想迅速掌握这种计算机核心技术,当务之急是培养具有创新意识、创新能力的计算机专业人才,为此我系在创新型人才培养方面做了一些新的尝试:要培养出具有创新意识,创新能力的人才,首先必须培养学生们的创新意识,提高学生们的创新思维能力,使学生掌握一定的创新系统理论与方法,熟练使用创新工具等。
要培养出具有创新意识,创新能力的专业技术人才,单靠做几次创新技术讲座、做几次报告是不会起太大作用的,要形成一种长效机制,使创新教育形成一种良性氛围,为此在创新型人才培养方面,我们主要从以下几个方面着手重点去抓:
一 选择创新理论工具,培养创新型教师
TRIZ理论是前苏联发明家阿奇舒勒在1946年,通过在250万份发明专利中抽取的200万份总结出40个发明原理、39个通用工程参数,从而确立的。发明问题解决理论”,目前被公认为是使人聪明的理论,它是解决发明问题的工具,实际上也是解决矛盾的工具。TRIZ理论中的40个发明原理适用于理论创新、管理创新、技术创新等方面,在微软、三星、NEC等大公司屡见奇功,并且这一创新理论在美国得以进一步的完善和扩展。黑龙江省2007年被国家科技部定为科技创新试点省,黑河市被定为科技创新示范城市,率先在垒国举办了全国第一期TRIZ理论研讨班,我院于2008年4月份还成立了国家级TRIZ理论研究所。并对全院教师进行TRIZ创新理论培训,提高每一位教师使用TRIZ理论工具和在实际工作中应用TRIZ创新理论的能力,因此我们在培养学生创新能力方面也选用以TRIZ理论工具为基础,进行应用研究探索。
二 理解创新内含,激发学生创新热情
一提到创新,学生们往往理解为新技术的发明与新产品的设计制造,认为那是科学家的事,见字生畏,为此我们在《计算机科学技术导论》课中增加了“计算机与科技创新”内容,加强学生对创新内含的理解。在教学过程中我们把TRIZ理论体系中对创新内含的五个层次一一讲授给学生,让学生理解创新不只是新产品的发明、新技术的革新,一些小的技术改造、产品的外观设计优化、软件的界面优化等都属于创新,同时我们列举出大量创新实例,引导学生对创新的理解。如利用“局部特性”原理发明usB接口,人体工学键盘,维护工具箱,利用“联合”发明原理生产出CD宝、计算机反病毒软件系统等,利用“多功能”发明原理发明带红外线的遥控器(可做教鞭)、具有扫描、传真和复印功能的打印机等等,这些都包含着创新,另外,让学生理解创新是方方面面的创新,不只是生产出新的产品,既有原始创新,也有理论创新、工程创新、应用创新、改进创新、技术创新、集成创新、使用方法创新、引进消化中的再创新等。
对已开设过这门课的学生进行“计算机与科技创新”内容的专题讲座。
在讲座中利用我国2007年申报专利中自主创新比例情况数据说明创新的必要性,激发学生的创新热情。例如:DVD技术是日本技术专利,而我们中国是生产DVD的世界大国,但我们的企业去年出口到欧美1台DVD,成本是12美元,需支付日本技术转让费18美元,而我们出口1台DVD只卖到31美元,我们的利润只有1美元。从这个例子不难看出,谁掌握创新技术,谁掌握核心技术,谁就主动。
然后我们列举计算机硬件,软件技术方面创新的事例,使学生明白创新就是我们身边的事,只需要我们时时、事事留心,再掌握一定的技术和创新方法,这一点是不难做到的。
三、紧扣课程知识内容体系,采用多种教学方式,形成创新氛围
课程知识内容体系体现创新能力培养目标。在教学方面,所有教师根据当前我国IT行业市场需求现状和教学科研研究成果,坐在一起对教材内容体系进行重新合理编排、论证,体现新知识、新技术的特点,使课程间的衔接更加科学合理,教材知识体系充分体现创新能力的培养目标,充分体现了个性化培养目标。如在讲接口时,我们利用TRIZ理论的发明原理和矛盾矩阵表从串口讲到并口,再到uSB接口,从键盘鼠标的PS/2接口讲到USB接口,从硬盘的IDE、SCSI到SATA等等;又如在讲计算方法的线性方程组的解法时,从顺序高斯消元法算法讲到高斯主元素消去法算法,让学生在编程中比较两算法结构的优劣,在对比中培养创新意识,提高创新能力。每一位教师的每一门课程都时时渗透着创新意识教育,这种教育并不是教师刻意进行的,师生都感觉到非常的自然。
教师授课方法灵活、丰富,充分体现个性能力、创新意识的培养。尽管随着素质教育的改革深化,大学课堂教学那种“填鸭式”的满堂灌现象有了很大改观,但为了完成教学计划,教师大讲特讲的讲授方式还是主角,为此,我们充分利用网络资源,利用系教学网站和答疑邮箱,将课程资源事先放到网上,这样在授课时“探究式”,“讨论式”、“问题研究式”等教学方法得以充分应用。利用问题创设情景,然后利用TRIZ理论分析,找出对应的通用工程参数,利用矛盾矩阵表查找出解决矛盾的发明原理,这种授课方式充分调动学生们学习的主动性与积极性,培养学生们的个性化能力和创新意识。
开展多种课外科技活动,培养学生创新意识,提高创新能力。在课程教学中,我们十分注重“课程设计”教学环节,深化“以教师为主导,以学生为主体,以能力培养为主旨”的三主教学观,在培养学生实践能力过程中,教师是观察者、帮助者和设计者的角色,作为学生,他们才是学习的主体。
为形成良好的创新氛围,我们开展了丰富多彩的第二课堂。综合性设计性开放实验、“数学建模活动小组”、“程序设计小组”、“动画制作小组”等多种课外技术活动,使学生们的创新意识、创新能力明显得以提高,学院一年一度的“数学建模大赛”、“程序设计大赛”,“课件制作大赛”、“学生讲课大赛”等活动为学生提供了展示自我、体现创新能力的舞台。
中图分类号:G712 文献标识码:A
当前计算机技术在音乐、绘画设计、艺术等领域发挥着极其重要的作用,其应用前景广阔。作为艺术类高职院校,应针对其专业特点,将计算机基础教学有机的融入到专业课的教学之中,将二者进行有机结合,使计算机基础教育更好的服务于艺术类专业的学习,培养出综合能力强、应用技能高的艺术类人才。然而通过笔者多年教学经验,高校的计算机基础教学内容通常是依据计算机专业制定出的,在计算机教学中,虽然专业不同,但是所使用的教学内容却是大同小异,缺乏专业特色。但是众所周知,不同行业所要求使用的计算机操作技术是不相同的,因此,不同专业应运用与专业特色相符的计算机基础教学内容,尤其是学习时间紧凑的高职院校更应如此。本文就根据艺术类高职院校专业特点,有针对性地探究出计算机基础教学与专业课进行有机结合的可行性途径,旨在为今后的艺术职院计算机教学的发展提供借鉴参考。
1艺术职院学生及专业课程特点
艺术类职院学生相较于其他文史或理工类院校学生,其对计算机的应用技术有着鲜明的专业特点。在艺术类高职院校各专业的教学中,计算机被广泛的应用于其中。例如,在艺术设计专业中,计算机的引用可使设计制图与创作更加便捷、高效、直观、准确,其优势作用凸显。艺术高职院校对学生的实践能力要求较高,在实践学习中,借助计算机进行艺术设计与创作是艺术职院学生的必备技能,如在工业、平面、网页、动画、包装、标志、产品外观等的设计上都需要运用Photo shop、Flash、3DMAX、Coredraw、PROE、Freehand等设计软件。对音乐艺术专业而言,早在上世纪80年代,计算机便开始融入并服务于音乐艺术之中,音乐表演类学生可利用电脑音乐软件,模拟乐队进行音乐演奏,不管是复调、配器,亦或是和声、乐理,都因计算机的引入使音乐表演从原先的繁琐、抽象转变为直观、形象。电脑音乐的发展对于音乐演奏及制作而言都具有划时代的意义,同时对音乐教育的发展也势必起到重要的推动作用。由此看来,在艺术职院的专业教学中,不管是音乐类、设计类,或者其他专业,将计算机基础知识融入其中,二者进行有机结合,对学生的专业学习与发展,自身竞争能力与工作效率的提升都是显而易见的。
2艺术院校计算机基础教育与专业课有机结合的途径
2.1专业课教师共同参与计算机教学计划的制定,明确教学方向
由于各专业计算机教学内容大致相同,致使计算机教学的专业性不强,无法达到专业课的教学需求。因此,计算机基础教学在制定授课计划时,应邀请专业课骨干教师或负责人参与其中,依据专业课教学要求,及该专业学生的发展需求,提出相应的教学意见与建议,使计算机授课教师可更加充分的掌握各专业对计算机课程学习的要求,这样教师便可有针对性的对专业教学课程内容进行调整。使计算机基础教学更加恰当的与专业课进行结合,增强学生利用计算机解决专业问题的能力。
2.2洞悉专业课教学重难点,辅助专业教学
对于专业课教学中急需解决,且是专业课中的教学重难点内容的,在计算机基础教学中,教师应相应的找寻,并了解到需要重点讲解的内容。可协同专业课教师借助多媒体技术,结合专业课重难点内容,制作相应的教学课件,赋予静止固化的理论知识以生机与动态,活跃专业教学氛围。这就要求计算机教师应常与专业课教师进行沟通交流,洞悉彼此的教学方向和教学内容,力争获取最佳的教学效果。
2.3理论与实践相结合,提升实践能力
高职艺术院校教学应以实践为中心,抓住课堂实践教学时机,着力强化学生的艺术实践操作及动手能力,可布置有针对性的实践作业,例如,在教授WORD文档这一内容时,可引导学生制作个性鲜明、风格独特的求职简历;在教授PowerPoint幻灯片时,可指导学生制作介绍自己家乡特色的幻灯片,这样既贴合学生实际进行实践,又紧扣教学理论内容,给学生自主发挥的空间,教学效果较好。学校还可以创造性地开展与各专业相关的计算机技能知识竞赛:计算机操作技能知识竞赛、广告设计作品制作大赛、计算机音乐制作大赛等等,以“赛”推动与专业课的融合;也可定期组织学生参与网页设计、动画设计、音乐视频制作等讲座或比赛活动,通过课外实践活动,提高计算机能力的同时深化专业学习。
3结语