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1.1课程定位不准
目前,计算机基础课程的定位不够准确、重要性认识不足。许多院校认为学员在中学已学过信息技术,计算机基础课程内容简单,学不学都无所谓。作为公共基础课,只学习计算机的基本理论知识和操作技能,导致部分学员学习热情不高、兴趣不大。
1.2学员水平参差不齐
随着计算机的普及,学员计算机水平有明显提高,但由于地区差异造成学员计算机水平参差不齐。通过对广州指挥学校2012级学员的调查,我们发现2%的学员未接触过计算机,51%的学员进行过网页浏览、即时通讯、网络购物,41%的学员使用过Word排版、Excel处理、PPT制作,6%的学员能进行Photoshop图片处理、Flas制作、程序设计。
1.3教材内容滞后
随着计算机技术不断发展,计算机知识也随之更新,但计算机基础课程教材的内容明显滞后。例如日常生活中普遍使用Windows7操作系统和Office2010办公软件,而教材内容还是WindowsXP和Office2003。教材内容的滞后让学员感觉课程与现实脱节。同时,与部队联系紧密的计算机知识很难在市面上找到合适的教材,造成教材内容与实际应用脱节。
1.4专业结合不紧
当今社会,信息技术已广泛渗透到各个领域,不同学科对计算机的要求不同。计算机基础教学处于知识普及型向服务专业应用型的转型时期,多数院校沿用以“计算机文化基础+高级语言程序设计”为基本框架的计算机基础课程设置,在知识分层和专业分类教学方面体现专业应用需求的导向不够明确。部队院校对不同专业开设的计算机基础公共课几乎与地方院校相同,教学内容设置上忽略了不同专业对计算机的需求,造成教学缺乏针对性。
1.5教学模式陈旧
随着信息技术在部队院校的推广,虽然多媒体课件代替了传统板书,但教学模式改变不大,学员主动参与教学较少,教学效果不佳。在教学过程中,由于课程学时的关系,学员只是照搬教员讲授的方法,不能举一反三,缺乏自主思考。这样的教学模式不利于培养学员的自主学习能力,不利于培养学员的创新意识,不利于学员的可持续发展。
2计算机基础课程教学改革的思考与实践
2.1明确课程地位
《基本要求》提出进一步强化“计算机基础教学在高等教育中的基础性地位”。正确认识计算机基础课程的重要性,明确课程地位,对开展计算机基础课程教学具有重要的作用。计算机基础是计算机科学教育的前导课程,是培养学员实践动手能力的基本途径,是自然科学的素质教育课。其目标是培养学员动手实践能力,培养学员利用计算机查找、处理数据能力,培养学员利用计算机解决实际问题的能力,促进其他学科发展,提高综合素质,对学员科学素质的培养起到其他课程无法替代的作用。部队院校的校领导、系领导、任课教员都应该充分认识到计算机基础教学的重要性,并引导学员认识计算机基础课程的重要性。
2.2转变教学理念
“学习金字塔(ConeofLearning)”由美国著名的学习专家埃德加•戴尔(EdgarDale)1946年率先提出;美国缅因州的国家训练实验室(NationalTrainingLaboratories)做过类似研究,提出学习金字塔(LearningPyramid)理论,结论与戴尔相似;美国缅因州的国家训练实验室用数字形象显示了学习者采用不同的学习方式在两周以后还能记住内容(平均学习保持率)的多少。从“学习金字塔”模型可看出,用听讲的方式,学员两周后只记得5%,这是最被动的学习方式,学员的参与度也最低。从第一种到第四种都是被动的学习方式,学员参与度低,学习保持率无法超过30%。从第五种到第七种都是主动的学习方式,学员参与度高,学习保持率超过50%,最底端的学习方式保持率高达90%。从“学习金字塔”模型可看出,充分发挥学员的主体地位,让学员积极参与教学,可有效提高教学效率。如果学员有机会把学习的知识立即应用,或让学员当小教员,效果非常明显。学员以小教员的身份对他人进行教学,不仅要对内容相当熟悉,同时也要通过语言的逻辑来进行沟通。学员在进行教学之前,必须经过独立思考,将内容转化为让他人能理解的表达形式,同时也提升了自身潜在智能的发展。
2.3差异性教学
《基本要求》提出不断探索“以培养目标为导向的分类、分层次教学模式”。由于专业差异,导致各专业对计算机的要求各不相同。如果在教学内容上不区分专业差异,容易让学员误解计算机基础课程是“万金油”,对自己的专业课程作用不大,导致学员学习动力不足。在课程规划上,通过对非计算机专业能力需求和各专业人才培养计划的调研,按照“以培养目标为导向”将计算机基础课程分为“知识普及型”课程和“专业应用型”课程。“知识普及型”课程是计算机文化基础,面向所有专业的学员,可安排在大一授课;“专业应用型”课程是根据专业特色量身定做,面向不同专业的学员,可安排在大二、大三授课。由于学员个体差异,在学习中会产生“吃不饱”和“吃不消”的现象。教员如果忽略这种情况,采用同一起点授课,造成基础好的学员不想听,产生厌学情绪,计算机水平无明显提高;基础差的学员跟不上,产生畏难情绪,丧失学习动力。在教学安排上,参考新学员计算机水平问卷调查的结果、遵循自愿原则,利用课程测试将学员分为免修“知识普及型”课程和必修“知识普及型”课程两类。例如利用《全国计算机等级考试》来测试免修“知识普及型”课程的学员,如果考试合格即可免修“知识普及型”课程;如果不合格则必修“知识普及型”课程。鼓励免修“知识普及型”课程的学员选修自己感兴趣或与专业相关的“专业应用型”课程来学习,激发这部分学员兴趣、让基础好的学员有新的学习动力。对不能免修的学员则认真地讲授“知识普及型”课程,通过测试后继续选修自己感兴趣或与专业相关的“专业应用型”课程。通过将课程分类来解决学员“吃不饱”和“吃不消”的问题,做到因材施教。同时,教员根据实际情况,在教学中采取兴趣小组、第二课堂的形式来开展差异性教学,既充分调动学员的积极性又丰富课程内容,使学员对计算机课程保持浓厚兴趣。我们在2012年通过开展兴趣小组和第二课堂,提高了学员兴趣,教学取得了良好效果。
2.4改变教学模式
传统以教员为中心的教学模式,极大约束了学员学习的积极性和创造性。从“学习金字塔”模型中可以看出高效的教学模式应建构以学员为中心,由教员组织、指导教学过程的实施,充分调动学员的学习动力,让学员主动、积极、愉悦地学习。
2.4.1加强实践教学
第十六次全军院校会议明确提出要加大实践教学比重。计算机基础是实践性很强的课程,上机实践是教学过程中的重要环节。《基本要求》对计算机基础课程的教学改革提出加强“以应用能力培养为核心的实践教学、教学方法、手段的改革与教学环境建设”的要求。教员根据教学内容确定具体的上机实践任务,让理论教学结合实践教学,开展以学员为主体的互动式实践教学,做到精讲精练。广州指挥学校2012年通过增加上机实践学时,同时在机房增加辅助教员,让学员能及时与教员交流上机实践中遇到的问题,取得较好的教学效果。
2.4.2任务驱动教学
任务驱动教学是以建构主义为基础,以学员为中心,以任务为驱动的教学方式。教员根据教学内容设计并提出任务,学员在教员的指导下,对提出的任务进行探索、分析、研究并设法完成任务。在教学过程中,教员将教学内容设计成具体任务,要考虑学员的实际情况,只有学员在进行探索、分析、研究之后才能完成任务,这样才达到任务驱动的效果。例如在学习Word排版时,让学员设计一份个人简历;在学习Excel时,让学员用函数来统计打靶成绩。
2.5优化考核模式
计算机基础是理论结合实践的课程,传统考试不能体现学员真实水平,应侧重于动手实践能力考核。优化考核模式可进一步促进计算机教学改革,避免学员采用死记硬背的方法学习,注重培养学员团队协作和创新意识,提高学员综合能力。我们将学员成绩评定分为4个部分:平时成绩、小组成绩、上机成绩、笔试成绩,比例为20%、20%、30%和30%。平时成绩体现对学员的严格要求,让学员及时复习巩固所学知识;小组成绩体现学员的团队协作、创新和利用计算机解决实际问题的能力。在教员指导下,以小组的形式,综合运用和发挥所学知识,完成一份具有实际意义的小组作业设计;上机成绩体现学员上机操作技能;笔试成绩体现学员的知识掌握程度和能力水平。
3结语
1.1积极引导中职生快速切人设计主题在讲授《机械设计基础》课程的设计时,要想确保中职生可以快速地领会设计教学的内容和思想,就要求教师要以最快的速度切人到设计课的主题上来,而在布置给中职生学习任务的时候,教师要尽可能对这些任务进行细化,如有可能,应量化成为中职生每天完成的工作程度和详细步骤。举例说明:对于减速器的课程设计,教师可以通过分组形式让中职生先参观减速器,以对它形成一个直观的了解,在此基础上再将设计的思路、方法以及步骤进行反复地讲解,同时充分地运用着课程的设计指导书这一辅助材料来帮助中职生逐步地完成前期化的设计工作,进人到设计的主题中来。中职生要严格地按照设计任务书当中的规定任务按时地完成。在后期的设计过程中,尽量确保时间的充裕,避免出现时间分配不合理的现象,更要防止因时间紧迫而出现剿窃、抄袭的情况,从而使设计质量得到全面保证。
1.2全面提高中职生的综合设计能力在《机械设计基础》课程的整体设计过程当中,教师要因材施教地针对不同中职生的具体情况采取分组设计的模式,在各个小组内部认定一名组长,这名组长组织本组学生相互讨论和学习,如果遇到困难的时候可以先通过小组讨论的方式给予解决,这种模式的优点就在于可以提升中职生的思考能力和合作能力,并且能够将自我观念和认知全面融进到整个的设计当中,取长补短。小组当中无法得以解决的问题可以拿到最后的大讨论当中来给予解决。这样,虽然学生人数多,但是在小组讨论中就能解决很多问题,教师指导起来针对性就会加强。在设计过程中,学生的思考问题能力和综合设计能力都会得到很大的锻炼和提高,为以后的机械设计打下良好的基础。
1.3鼓励创新,大胆设计中职生在进行设计的过程中,教师要随时激励他们进行大胆的想象,不怕想象错误,只怕中职生没有想法。教师在对中职生设计的评价过程中,时刻对于那些有着创新思想的学生给予积极性的鼓励,这些都是为了确保中职生能够真正地形成独立创新的能力,这些能力的养成对于他们未来的生存、工作和发展都具有实际化的帮助和意义。
2小结
《远程教学系统》是在Internet/Intranet环境下实现的,是典型的浏览器/服务器模式。服务器以WindowsNT4/2000Server为操作系统平台,MicrosoftSQLServer7.0为RDBMS,客户端通过浏览器访问系统提供的服务。系统不允许匿名访问,它要求用户提供帐号/密码,通过验证后才能进入系统主页,以此追踪用户身份。本系统将用户分为三类:系统管理员、教师、学生,他们都有各自的主页,访问系统的权限也不相同。其中权限最高的为管理员,其次为教师,最低为学生。权限高的能访问其下级所能访问的所有资源,反之则不然。例如教师能进入学生主页,而学生则不能访问教师主页所提供的功能(布置作业、批改作业等)。本系统可同时为不同课程的多组教师/学生(上一门课的教师及其学生为一组)提供服务,它们之间既有一定的隔离性(例如某个教师帐号不能批改属于另一个教师的学生的作业等),又有资源的共享性(例如公共作业、试题的共享等),很好地解决了本单位各个教师负责不同班级,课程也有所不同的问题。《远程教学系统》体系结构按用户角色的不同,划分如下:
图1《远程教学系统》体系结构
2.1管理员模块
由于《计算机基础课程远程教学》系统可同时为多组教师/学生提供服务,各组间的课程不尽相同,因此教师/学生组间应具有一定的隔离性。例如一门课程的教师对其学生具有管理权,但不能对属于其它教师的学生进行管理、某个学生只能访问其教师的作业等。因此系统主页需要教师或学生均以帐号/密码登录后才能访问,以此追踪用户访问系统资源的身份。而用户帐号的开设与删除、教师与学生的对应关系、课程名称、学生人数等信息,由系统管理员负责管理。这里,我们将系统资源访问帐号作为操作系统帐号开设,由WindowsNT和Web服务器IIS负责进行用户验证。这样做的好处,一是可以充分利用操作系统的安全机制,使操作系统与数据库服务器(SQLServer)无缝集成;二是可同时为用户提供其它辅助服务,如:电子邮件、个人主页、FTP服务等。使系统应用与课程内容紧密结合,学生在应用系统的使用过程中可进一步加深对课程内容的理解。
2.2教师模块
教师模块中包含了教师授课所需的各种功能。如:网上实时授课广播、布置作业、批改作业、出试卷、评卷、考试结果统计分析、网上答疑、课程资料(素材)制作、学生帐号管理(修改学生密码)、设置联机会议等。系统使用组件对象模型(COM)以及OfficeAutomation技术自动批改《计算机应用基础》课程作业并登记成绩。教师可对作业结果进行查询、统计。教师可利用OutLook向系统请求联机会议,以此进行网上答疑、群体或个别辅导。
2.3学生模块
学生模块包含查看教师布置的作业、(在网上或本地)做作业、测验(考试)、教师授课视频广播收看、点播、网上答疑、课程资源浏览、辅助服务等。学生使用浏览器访问系统主页时,需要提供帐号/密码进行用户验证,通过验证后,在浏览器关闭之前,均以该帐号身份访问系统资源。《计算机应用基础》课程的作业可直接在浏览器中完成并提交,对于《C语言》课程作业,为学生提供Web界面,完成作业程序的编辑、编译、链接、运行,一气呵成。远程考试功能既提供选择题形式的传统笔试试题,也提供实际操作形式的试题。考试通过WWW界面进行,有时间限制。学生在规定时限之前完成考试内容时可通过"交卷"按钮提交试卷;若考试时限到达时学生仍未交卷,则系统自动将考生当前的考试结果提交。试卷的批改、考试结果的统计均由程序自动完成。自我测验功能则提供测验试卷,不限时间,由学生自主选择进行,测验完毕后系统立即评卷并给出成绩及学生测验时的选项与正确答案的对照表,以便学生查阅。为了更好地提高学生对网络的应用能力,增强学生对教学内容的兴趣,本系统为每位使用《计算机公共课远程教学》系统的学生和教师提供Email、FTP、个人主页、BBS、联机会议(在线聊天Chat、应用程序共享、白板)、等功能。让学生在实际操作中提高对课程内容的理解以及对课程学习的兴趣。另外,本系统还配备资源库,内置与教学内容相关或与网络应用相关的多媒体资料,供学生课外浏览、学习。
3《计算机基础课程远程教学》系统的特点
《计算机基础课程远程教学》系统功能涵盖了教学活动的各个方面,用户界面完全由浏览器提供,维护方便。其中采用了多项现时多媒体和网络的最新技术,如下所述:
3.1组件对象模型(COM)技术
组件对象模型(ComponentObjectModel,简称COM)是一个软件规范,它是基于对象的编程模型,只要遵循COM规范,应用程序和组件对象之间就可实现二进制代码级别上的重用,解决了对编程语言和环境的依赖。COM是Microsoft其它许多技术的核心,它允许用某种语言编写的位于二进制代码中的对象,为其它语言所访问(或称二进制兼容)。COM技术已经渗透到Microsoft的各个产品中,如:WindowsNT/2000、SQLServer、VisualStudio、Office97/2000、BackOffice等。《计算机基础课程远程教学》系统使用C++或ASP脚本、Perl脚本作为编程语言,其中大量采用了基于COM的技术,例如:
3.1.1ADO(ActiveXDataObject)
ADO是数据库访问组件,应用程序通过ADO访问数据库的原理如下:
图2ADO存取数据示意图
上图中OLEDB是Microsoft继ODBC后新的数据访问机制,它不但可以访问数据库数据,而且还可以访问其它非数据库类型的数据,如Email、目录服务(LDAP)等。ADO是位于OLEDB上层的应用程序接口,操作较为简单。
《计算机基础课程远程教学》系统中作业、试卷、考试结果等信息都是保存在SQLServer数据库中,系统使用ASP脚本通过ADO对象访问数据库以及电子邮件、进行全文索引,如下图所示:
图3《计算机基础课程远程教学》系统数据存取示意图
3.1.2OfficeAutomation对象
《计算机基础课程远程教学》系统利用OfficeAutomation对象,使教师利用程序自动批改学生提交的《计算机应用基础》课程(Word、Excel)的作业,以此提高教学效率。
3.1.3ADSI
ADSI(ActiveDirectoryServiceInterface)是WindowNT/2000活动目录接口。利用该接口对象实现操作系统帐号的管理(开帐号、删除帐号、帐号属性设置)以及访问权限设置,简化帐号管理任务。
3.1.4DeveloperStudio对象
Microsoft的VisualStudio相信是广大程序员喜爱的开发工具,但大家都不太注意其中的DeveloperStudio对象:
ApplicationDebugger
BreakpointProject
使用他们,可以使程序的开发达到一定程度的自动化。许多在VisualStudio集成环境下通过菜单完成的命令或功能,都可以用DeveloperStudio组件对象的属性或方法来实现,如程序的语法分析、编译、链接、调试、表达式求值等。而这些都是教师批改C语言作业所要进行的操作。我们使用这些对象辅助教师批改C语言作业,减轻教师负担。
3.2视频流技术
在Internet/Intranet环境下,文字、静态图像信息的传输是不成问题的。对于视频/音频信息的传送,则由于网络带宽等原因,需要进行特殊处理。而远程教学系统中的授课功能就要求在Internet/Intranet环境下传送大量视频/音频数据,以便实现教师授课的实时广播和视频点播(VOD)。在有限的网络带宽资源的限制下,视频/音频数据必须经压缩处理后才在网络中传输。以往多采用MPEGI等压缩技术,其特点是用户必须等待压缩文件完全下载到客户端后再播放,增加了客户等待的时间。目前,视频/音频数据采用经特殊算法处理的流技术,使视频/音频数据边下载边播放。流技术的典型代表是Microsoft的MediaTechnologies(Netshow)和RealNetwork的RealVideo/Audio。《计算机基础课程远程教学》系统主要采用了MediaTechnologies压缩技术,使用其Multibit功能在一个流文件中压缩适合多种网络带宽(从28.8Kbps~3Mbps)的视频/音频流(最多6个)。由视频服务器根据客户访问时的实际网络传输能力选择其中一种带宽流向客户传输。另外,还根据Netshow和RealVideo/Audio支持多播(Multicast)的特点,在网上对教师授课场景进行直播(广播)。在授课功能中,单是教师的授课图像是远远不够的,还必须配有同步的教师授课演示文稿(Powerpoint或HTML网页),真正将课堂搬到网上。
图4同步视频点播
3.3网上实时交互
《计算机基础课程远程教学》系统中的一个重要的特点就是教师与学生之间、学生与学生之间在网络环境下通过文字、视频、音频的实时交互,以此实现课堂讨论、教师操作示范演示、学生个别辅导等功能。教师通过浏览器或Outlook向系统发出联机会议(OnlineConference)请求,在联机会议持续时间内,学生可通过浏览器加入会议,并使用系统提供的聊天(文本)、白板(图画)功能与与会者进行讨论;教师可通过应用程序共享功能向全体与会者演示某个程序的操作过程,或(通过语音)要求指定学生完成某个操作(个别辅导)。客户端使用NetMeeting,还可以实现一对一的视频/音频交互、聊天、白板、文件传输等。
4结束语