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黄 焰
[摘 要]针对高职(光电探测与处理技术)课程,编写适合高职教学的教材,以典型实用电路作为项目引导,以学生动手完成实践项目作为学习任务,并将课程知识重点贯穿其中。学生分组完成实践项目,学习项目对应的课程知识点,达到知识与技能双提高的人才培养要求,同时锻炼学生的团队合作能力。
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关键词 ]项目化教学;光电探测;分组实践;课程设计
中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1671-0568(2014)35-0077-02
基金项目:本文系2011年武汉市市属高校科研课题“光电子技术专业核心课程‘光电探测与处理技术’的项目化课程改革” (编号:2011102)的科研成果。
《光电探测与处理技术》课程是高职院校光电子技术专业的职业核心课程。该课程围绕各种光电探测器件的工作原理,介绍各种器件的特性参数和使用方法。以往在讲授这门课程时,任课教师一般会着重讲解理论知识,并辅以课内实践教学。由于课程讲授内容与企业生产实际脱节,学生实践技能锻炼有限,这种教学方式已无法适应当前职业教育的要求。因此,笔者与教学团队的教师在承担该课程教学时,大胆采用项目驱动、分组教学的方式,编写了适合高职教学使用的教材,搭建了实践教学平台,同时增大实践技能学习在课程中所占比例,取得了较好的教学效果。
一、项目教学,教材先导
高职光电子技术专业办学历程较短,很多专业课程没有匹配教材,只能选用本科教材。《光电探测与处理技术》课程的本科教材都是大篇幅地介绍器件工作原理,相关参数的计算等,而对于器件实际应用的内容比较少,高职学生在学习时往往感觉内容枯燥、理解困难,导致学习效果较差。
为适应职业教育的要求,笔者与教学团队的教师编写了一本适合高职教学、以实践项目为引导的项目化教学教材——《光电探测技术及应用》。教材以使用各种光电探测器件组成的实用型电路为项目,见图1,针对各个项目中使用的光电探测器件展开课程教学。
选取教材中项目二内容进行具体说明:
项目名称:光敏电阻控制的夜明灯电路
项目分析:完成光敏电阻控制的夜明灯电路,了解光敏电阻在电路中的作用及控制方法。
相关知识:光敏电阻的工作原理、检测方法、特性参数。由光敏电阻组成的其他电路及分析。
在该项目中,首先以常见的夜明灯电路为例,介绍了光敏电阻在电路中所起到的控制作用。学生通过完成该电路的制作,可掌握光敏电阻在受光照与不受光照时对整个电路起到的作用。教材中选取的实践项目都是由易到难,突出实用效果。例如,在项目二中以直流控制的夜明灯介绍到交流电控制的夜明灯,并给学生留下开发空间,如何加入声控和温控的装置改进电路。学生在完善电路的过程中,既掌握了光敏电阻的工作原理,又掌握了其使用方法,还会在使用过程中对其进行检测,参数测量,将枯燥的理论教学融入实践教学,让学生更容易接受和掌握。
目前,教学团队还在开发与本教材配套的实践平台,将一些常见的电路集成化、模块化,让学生能够用最短的时间掌握器件使用方法,并且能够在该平台的基础上扩展其他的功能,将课本知识融会贯通,牢固掌握。
二、分组实践,小组测评
在课堂上以具体的实践项目作为课程学习引导,可以极大限度地调动学生的学习积极性,同时也可以将枯燥的光电探测器件工作原理的知识融入各种光控电路之中。《光电探测与处理技术》这门课程本来就是研究各种光电探测器件的实用性,以实现光控制电路和光测量电路。学生就业的对口企业大多以生产光电探测器件为主,而生产制造光控制电路和光测量电路的企业则比较分散,难以从对口企业中寻找合适的实践项目。教师在教学过程中,以光控制电路和光测量电路的基础电路为起点,并要求学生在实践平台的基础上扩展电路,实现其他的功能。表1为课程教学中建议学生完成的几组拓展性课程设计项目。
这八个拓展性课程设计项目使用了常见的光电探测器件,并实现了光控、测量、机械控制、显示等实用的功能。教师在课程初期将学生进行分组,要求学生根据课内实践项目,自主选取合适的课程设计,并自主完成电路。在实践的过程中,可参考教材中光电探测器件的选取规则及特性参数,并加以应用及功能扩展。
教师在课上仅给出课程设计项目的要求及达到的效果,不提供具体的电路图和器件参数,要求小组成员自己查找相关电路并进行设计。例如,第三个项目光控自动跟踪玩具小车电路,教师仅提出电路的设计指标,要求使用光敏三极管,完成小车行进过程中循迹功能。学生在自己设计电路的过程中,根据课上内容和相关资料中的光电探测器件特性参数的列表,选取合适的材料,实现电路功能。完成课程设计项目的过程,实际上就设计了一个小型光控电路,了解光控电路的基本组成和功能。有的小组还在教师要求的基础电路上实现创新功能,如有的小组还加上了热释电器件,做出了小车避人功能等,如图2所示为学生自主完成的一个智能小车,他们发挥自己想想象力,在小车上添加了各种功能,由简单的项目中做出创新,从复杂的项目中领会新知,极大限度地调动了学生的积极性,并能够全局把握,灵活运用各种光电探测器件。
由于现在课程教学仍然实行的是大班教学,教师将班级人员划分成四到五个小组,每个小组七至八名成员。每个小组每次理论课完成后要自行进行讨论,总结学到知识和遇到的问题,并由组长负责总结。课堂实践时,也是以小组为单位,每次完成相应的实践项目,并记录数据。课程设计项目由小组成员讨论,选择自己所要完成的设计项目。小组长进行分工,安排成员负责采购器件、查阅相关资料、完成电路设计及制作、检测的工作,最后以小组为单位进行总结报告。完成课内实践项目及课程设计项目必须由小组成员互相合作,每个成员必须按时完成自己的任务。
实践类项目的最终结果作为小组各个成员总评成绩的重要考核指标。每个实践类项目最终是否完成,或者是否实现全部的功能并不能作为最重要的考核标准。学生选择的课程设计项目有难有易,关键要看学生能否掌握光电探测器件的应用,是否有一定的创新与创造能力。同时,团队协作的能力也非常重要。
课程设计项目完成后,最重要的环节是要求学生以小组为单位进行讨论,并对自己完成的项目成功与否、成败关键在全班同学面前做出汇报总结。任课教师及其他小组的同学,针对其汇报内容及课程设计项目的完成情况为每个小组打分。每个小组的成员都要以背靠背的形式为自己组的成员进行评分。最终的评分成绩作为小组成员的平时成绩、实践成绩的参考依据。小组的每个成员对课程设计项目所做的贡献多少,付出多少,都会在小组互评之中得到体现。在完成课程设计项目的同时,巩固了在课堂上学习的理论知识,也锻炼了团队协作能力。
三、课程延伸,学生受益
通过课程中大量实践的锻炼,学生逐渐掌握了各种光电探测器件的应用方法,并且具备了一定的自主设计电路、制造电路的能力。有的学生将课堂上课程设计的热情延续到课后,自己在完成本组课程设计项目后,还做出了不少其他的光控电路,在日后完成毕业设计的过程中更为得心应手。图3为学生将课程中完成的智能小车进行改造,添加蓝牙无线遥控功能后的新型智能小车。在完成毕业设计的过程中,学生还自主学习了各种机械控制方法及编程语言,将本课程中并未涉及的知识,全方位的综合性进行应用。有的学生将自己完成的光控电路设计作品在自己的求职简历中进行展示,作为他们自主动手能力的佐证,这为
另外,在小组分工合作的过程中,锻炼了学生的团队协作能力,各取所长,努力完成实践项目的过程中增进了学生之间的感情,同时让他们知道自己在小组中承担的责任,这为他们将来走上工作岗位,如何与工作伙伴协作共处,打下了基础。
四、初见成效,持续改进
应该说,在项目化的教材引导下,学生能够由浅入深的接触到各种光电探测器件、光控电路、光测量电路;而分组课程设计的过程中,能够最大限度地发挥各个学生的主观能动性,将书本的内容融会贯通于各个实用的项目之中,让学生真正学会使用各种光电探测器件。课程教学的过程中,既锻炼了学生的动手能力,同时也增强了他们自主解决问题的能力,完成一个完整课程设计项目的过程也让学生收获颇丰。
西方发达国家从中小学教育开始就注重培养学生们的学习兴趣和动手能力。在美国,家庭常备有用做实验室的房间,父母从小就注重培养孩子的实践能力和兴趣爱好,在这方面有投资预算,给孩子们一个认识自我、发现自己兴趣所在的平台。在英国,课堂的教学内容经常延伸到教室外,比如上植物学课程就带领学生们去观察各种植物;上历史课,就几个学生组成一个组演绎历史剧情,每次课的内容是充满实践的,学生们也并不感到疲惫,教师在必要的讲解后主要是学生在完成实验或者项目,让学生用所学知识解决实际问题,在用中学习。这些先进的教学理念值得中国教育工作者们借鉴。
二、基于专题作业和课程设计的实践性教学
在模电课程中,除了布置与理论教学同步的习题作业外,根据教学进度拟定若干专题作业和课程设计题目,专题作业和课程设计与理论教学同步,并注意这两方面在教学进度上的配合。本文以2013学年模电课程的实践教学环节设计为例,介绍该实践教学方法的基本内容和教学体会。
1.电路仿真专题作业模电课程的第一次课用1学时左右介绍电子电路仿真软件的使用。目前很多电路仿真软件提供了大量虚拟仪器,有一般实验室配备的电压表、电流表、万用表、双通道示波器、信号源等,此外还提供一些虚拟仪器,如波特仪等,学生在使用该软件的同时也对电子测量仪器有了全面的了解,扩展了知识面。教师可以现场演示,完成一个简单电路的原理图绘制、仿真和结果输出。模电课程有较多结论可由仿真实验验证,如放大电路静态工作点、输入电阻、输出电阻、电压增益等。在课程前期,讲解了二极管应用电路之后,布置一个电路仿真专题作业,将书内的内容用软件进行验证。要求学生上交电路原理图,以及电路仿真输出和结果分析。经过这个专题作业的训练,学生们基本掌握了仿真软件的使用,并可以用于之后的课程学习中。
2.单元电路分析与设计在期中阶段,学生已经掌握了多级放大电路、功率放大电路等理论知识,但书本知识限于篇幅,主要讲解直流分析、交流分析及各种参数,以分析为主,这时布置一个单元电路分析与设计的课程设计题目,如设计一个多级电压放大器,满足电压增益、输入阻抗、最大输出电压、截止频率等指标,要求学生提交设计报告。学生们先进行电脑仿真设计,然后在模电实验箱上搭建电路,确定无误后选择电子元器件和万用电路板,然后进行调试和修改,撰写设计报告。这个课程设计可由几名学生组成小组合作完成,在相互交流中得到知识理解和动手能力的提升。
3.功能电路设计及制作在模电课程的后半期,布置一个综合性的功能电路设计与制作题目,包含模电课程的重要知识点(放大器、滤波器、信号发生和处理电路、稳压电源),给出一些题目供学生选择,如变调门铃、直流稳压电源、函数发生器、数字万用电表、音乐彩灯“模拟电子技术”课程实践性教学改革探索控制器,要求学生组成项目团队,将该设计与制作作为一个项目进行。该项目完成后,安排时间让各位同学以小组为单位上台展示自己的设计和实物作品,总结在设计制作过程中遇到的问题以及解决办法,鼓励同学对演讲的同学进行提问,教师负责掌控课堂秩序和提出问题,把学生解决问题的思路和方法进行归纳总结,把叙述不充分的部分从理论的高度进行阐述完整。在这个课程设计中,学生完成了电路仿真设计、制作、撰写报告、答辩等一系列内容。
三、需要注意的问题
1.学时安排问题在总学时不变的情况下,增加实践性教学内容必然会占用理论教学学时,如果处理不好会顾此失彼。在理论教学中,应以理论够用为度。对于一门课程,总是可以分出主干部分和细枝末节部分。对主干部分应详细讲解,对枝节部分则引导学生自学,在实践中巩固理论,用理论指导实践,使学生掌握理论知识的同时,提高实践能力和创新能力。
2.传统教学手段与多媒体设备的合理运用对于理论难度大而需要详细讲解的部分,应采用传统的板书方式,教师和学生一起努力,完成数学公式的推导、难点的理解,使学生听后印象深刻,思维节奏也容易跟上老师的节奏;而对于难度较小的内容,可以充分利用多媒体课件讲授,使用课件可以使讲课内容形象生动,并且可以提高授课的效率。传统教学手段与多媒体课件各有所长,二者合理搭配可以解决教学信息量大、课时有限的矛盾,并可以收到良好的教学效果。
3.专题作业和课程设计的选题由于教学时间有限,在专题作业和课程设计的选题方面应紧贴理论教学内容,注意控制题目的难度。由于学生处于大二阶段,学生的专业知识较少,选题除了要紧密结合理论教学内容外,还要注意趣味性,难度以学生们适当扩展知识就可以实现为度。否则不仅难以调动学生的学习兴趣和积极性,反而会起到相反的作用。
四、总结
关键词:编译原理;软件工程;项目管理
编译原理是软件工程专业的一门重要专业课程,与其他计算机学科关系紧密,其相关技术在很多领域都有广泛的应用,如软件工程、逆向工程、软件再工程等。这门课主要内容是程序设计语言编译程序的构造原理,包括形式语言、有限自动机、自上而下和自下而上的语法分析、LR分析方法、属性文法和语法制导翻译、语义分析和中间代码产生、存储器的动态分配与管理、符号表的组织与管理、优化问题、代码生成等内容。在软件工程专业设置本课程的目的,在于系统地向学生介绍编译系统的结构、工作原理以及编译程序各组成部分的设计原理和实现技术,使学生通过本课程的学习之后,既掌握编译理论和方法的基本知识,也具有设计、实现、分析和移植编译程序等方面的初步能力,为从事计算机软件开发工作及理论研究工作打下坚实的基础[1]。
由于编译原理课程本身逻辑性强、理论性强、理论实现偏难,学生普遍存在畏难情绪,教学效果不理想。本文就编译原理课程教学中的问题,结合软件工程专业的特点,就教学方式展开深入的讨论。
1编译原理课程教学存在的主要问题
1.1学生前期课程学习不足
编译原理课程的先修课程包括程序设计语言、离散数学、汇编语言、数据结构、计算机组成原理等。其中某一门课程的基础没打好,就会影响编译原理课程的学习。
1.2课程本身理论性强
本课程涉及不少理论知识,如形式语言和自动机理论、语法制导的理论等,内容抽象,学生学习与理解有一定的难度,特别是语法制导定义(或翻译方案)的设计。由于课程的理论性太强,难以激发及调动学生学习的兴趣,甚至致使部分学生放弃本门课程的学习[2]。
1.3实践性环节薄弱
编译程序是大型复杂的软件系统,在教学中要把它拆开成各个部分,分阶段地讲解,以便减低学习难度,但这样做常常导致学生不清楚各部分是怎样在整个系统中协调工作的。因此,上机编程时,大部分学生没有思路,无从下手,一部分同学还产生依赖思想,并出现抄袭别人程序的现象。
1.4教学手段单一
传统教学手段主要是以课堂教授为主的“灌输式”教学,很少采用启发式、讨论式教学方法。编译原理理论性强,学生上课时感觉听懂了,但在课后作业和实验环节,学生的表现说明他们没有真正理解。
此外,由于课程本身具有一定的理论深度和难度,而且学生普遍认为学习该课程仅仅是为了构造编译程序,认识不到其在培养科学方法和严谨思维方面的重大潜在价值,学生缺乏学习的积极性[2]。
2具有软件工程专业特色的教学方式
欲改善上述局面,就应结合学生的专业特色,即在软件工程专业教学过程中,把工程化的思想纳入到本课程中来,增加学生对课程目的性的认识,提高学生的积极性。
2.1在思想上提高学生的学习兴趣
为了消除学生对编译原理课程的畏难心理,教师的第一堂课非常重要。在第一堂课的组织中,教师应以引导性为主,比如把“编译”和两门语言间的“笔译”相类比,“解释”和“口译”相类比,这样可以增强学生的理解的记忆。然后,需要强调课程在软件工程专业开设的重要性,避免部分学生对本课程认识不足,投入精力不够。在语言组织上,尽量把复杂的问题简单化,可以添加些有趣的实例,增加学生的兴趣。让学生在第一堂课就减少一些抵触情绪,建立学好编译原理的信心。
2.2教学上采用软件项目开发小组的方式
为了更好地和软件工程专业相融合,在本课程的教学中,建议采用软件项目开发小组的方式。首先对学生进行分组或学生自行组织队伍,一个小组以6~8人为宜,固定一个组长作为项目经理,项目经理的职责是与老师沟通,是小组的领导者、决策者。教学过程中,老师除了教学外,还要承担项目委托方(需方)的角色,管理时多数时间与小组的项目经理沟通。在理论学习过程中,教师对每个章节的内容学习以及课后作业提出要求,各个小组给出解决方案,小组之间竞争,选出最好结果作为中标的供方,以提高学生的学习兴趣。在实验教学过程中,教师负责提出需求,并给出解题思路;小组的项目经理负责给组内成员分配角色,主要包括系统分析员、系统设计员、程序员、质量保证工程师、测试人员等,针对类似算法,要求小组内人员轮流执行不同的职责,保证每个学生都能训练到;实验课结果的提交采用项目答辩的形式,由各个组长和老师组成评审团,进行评审。在课程设计阶段,在小组内不同基础的同学分配不同的职责,以减少困难度,具体操作与实验类似。这种学生组织形式,有利于提升学生之间的团队合作精神,并且能很好地提高学生学习兴趣,团队之间的竞争大大激发学生的学习动力。
2.3理论教学采用实例教学
实例教学的依据是学习的一般规律。对编译原理这种理论性强的课程来说,采用实例教学是一种非常有效的方法[3]。其实际操作方式为:首先,教师通读教材多遍,并做完每章后习题;其次,参考其他同类教材,在此基础上选择在时量和知识影射方面最佳的例子;最后,强调学生自主学习,上课时教师只是快速的“过一遍”相关定义,而不是照本宣科地讲。接下来,课堂上的大多数时间用来讲解实例(这里的实例主要是相关知识点的应用例题,比如分析某个给定文法的二义性),让学生听懂例子、理解例子,学生再实践。最后,教师对课堂内容进行小结,归纳出一般性规律(理论知识),并让学生与前面的定义对比,这有助于其巩固对理论的理解,另外,可以让学生去看前面的定义、定理,这样回过头读这些理论知识要轻松很多、容易很多[3]。实际授课时,建议相关定义采用幻灯片形式,加大知识点的容量;而实例的讲授建议采用板书形式,思路更清晰。
2.4实验课有层次化,主要针对算法
本课程包含很多算法,有LL(1)分析算法和各种LR(1)分析算法、DFA化简算法、计算开始符号集合和后继符号集合的算法、各种数据流方程的迭代求解算法。由于实验课时间不连贯,实现编译器大型软件,只能将其分成几部分进行,鉴于学生理解上有困难,因此,建议实验课主要针对课程中的算法进行。实验组织形式上沿袭软件开发小组的模式,针对不同的学生情况分配任务,比如对于LL(1)分析算法,可以让编程能力强的同学先做开发,其他同学做辅助工作(测试、管理等),并学习相关代码程序;在做类似的LR(1)分析算法时,就转换角色,让前面没有做开发工作的同学参照LL(1)做相应的开发工作。这样就能使每个同学都能深刻理解相关知识点。
关键词:数据库;课程设计;教学方法
中图分类号:G434
文献标志码:A
文章编号:1002-0845(2007)05-0106-02
一、引言
随着信息社会的到来,既掌握专业技能又具有计算机应用能力的人越来越来受到欢迎。为了适应社会的发展,必须培养既熟悉专业又能把计算机技术同各领域的专业需要紧密结合的复合型人才。数据库技术成为高校各学科专业的必修或选修课程。数据库课程设计一般是大学三年级学生在学完计算机应用基础、计算机编程语言、办公自动化软件基础、数据库原理与应用等课程后进行的集中实践环节,主要内容是通过社会调查,选择一个实际课题,完成数据库应用系统设计工作,课程结束后提交应用软件系统和课程设计报告。通过课程设计,可以使学生较全面地理解、掌握和综合运用所学知识,培养学生调查研究,查阅技术文献、资料以及编写技术文献的能力。非计算机专业学生对于计算机类的课程通常有一定的畏惧感,尤其对计算机语言、编程等,觉得难以驾驭和掌握。如何让学生通过数据库课程设计,使他们的各方面能力得到培养和锻炼,一直是值得思考的课题。本文结合教学实践,就教学内容、教学手段、考核方式、课程管理等方面进行初步探索。
二、课程设计的目标、内容及要求
教师应了解学生以往所学过的计算机相关课程,注意课程的衔接,分析非计算机专业学生已经掌握的知识和知识的体系结构,明确数据库课程设计的教学目标、内容及课程设计要求,对需要加强或充实的内容要重点讲解和补充。数据库设计是指对于一个给定的应用环境,构造最优的数据库模式,建立数据库及其应用系统,使之能够有效地存储数据,满足各种用户的应用要求,包括数据库的结构设计(数据静态模型的设计)和数据库的行为设计(应用软件等的设计)。学生应按照数据库结构设计的需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护这六个阶段,分阶段分步骤进行,完成每一个阶段的任务。根据软件工程的方法和理论进行应用程序的设计,熟练运用相关语言编制应用系统的界面,实现开发工具与数据查询语言的无缝连接,建立数据库应用系统。要求学生要提交课程设计报告、所开发的软件系统和程序清单。课程设计报告包括各阶段的设计内容和对所开发的应用系统的评价,以及课程设计的体会与建议。
为了发挥学生的主动性,教师授课的重点应放在系统化的开发步骤和关键性问题的求解上,首先要介绍设计思想、方法和程序设计的思想和方法。课程设计过程中教师要指导学生查资料,如数据库原理及应用,数据库系统,软件工程,管理信息系统等方面的书籍,同时要指导学生善用软件帮助系统,培养学生学会质疑、自学和调查研究解决问题的能力。针对在校学生接触实际比较少,没有实际开发软件和工作经验的特点,应精选有代表性的案例,从问题的提出、方案的设计与实施,到最终问题的解决,给学生全面了解解决问题的全过程。然后,由学生当主角,让学生自己解决问题,锻炼他们综合运用知识的能力。
三、课程设计的选题
选题是整个课程设计的前提和关键。课程设计题目选择的难易程度、范围的大小和是否能激发学生的学习热情,直接影响到这一实践教学环节的效果。一个好的题目应该符合以下原则:首先,要符合教学要求,使学生通过课程设计进一步巩固所学的专业知识,培养学生分析问题、解决问题的能力;其次,一个好的题目应该和实践紧密联系。理论来自于实践,又服务于实践。要贴近学生学习和生活实际,先选择容易开发的实用的数据库应用系统,对学生以后从事相关工作有帮助。脱离实践的题目往往激发不出学生的学习热情,达不到预期的目标。
首先,将学生分成若干个小组。分组的依据为:学生的学习成绩、知识结构、学习能力、性格特点、男女搭配等,遵循互补的原则,成绩好的与成绩差的搭配,性格内向的与外向的搭配等。每组人员为5~6名,每组设组长,全面负责小组的学习讨论和任务安排。在组长的指挥下,对成员进行分工,善于口头表达的负责联系工作和调查研究,计算机操作能力强的负责代码的编写,程序设计能力强的负责整体规划、程序调试和连编,写作能力强的负责技术文档的书写等,成员努力的成果与个体成员共同分享。教师只需提醒学生合理分配工作时间,注意小组成员之间的沟通,帮助把握进度。实践表明:在互相讨论又各自有所负责的学习氛围中,学生之间可以相互学习、取长补短,对知识的掌握与巩固有很大的帮助。
其次,各个小组通过讨论、观察、思考、查资料等方式,结合各个学生的特长,参考教师指定的范围选定课程设计题目,然后与教师进行交流。教师应对学生选定的题目进行批阅,在可行性、工作量大小、小组成员及题目意义等方面进行把关评估,及时将意见反馈给学生,学生再针对教师的意见进行调整,最终确定课程设计的选题。结合教学实践可以选择如下题目:客房管理系统、学籍管理系统、学校工资管理系统、科研项目管理系统、高校设备管理系统、档案管理系统、图书资料管理系统、教学成绩管理系统、后勤管理系统、系办管理系统、居委会管理系统、职工人事管理系统、宿舍管理系统等。
四、方案设计和方案实施
选定题目后,即可着手完成数据库课程设计的各个阶段的任务。首先,各小组应对所选题目进行分析,通过查阅资料、小组讨论、走访专家或社会调查等途径,进行调查研究和可行性分析。通过调查组织机构情况、业务活动情况、数据情况、用户要求,确定新系统的边界,完成系统需求分析。然后,采用实体联系模型确定应用程序中的实体和联系,确定实体的属性和实体之间联系的类型,得到局部E-R模型,异对局部E―R模型集成进行输入/输出设计和软件结构设计等,完成概念结构设计。接下来,实现E-R模型向关系模型的转化,利用关系规范化理论进行关系模式的优化,设计用户视图,同时进行界面设计,模块设计等,完成逻辑结构设计阶段的任务。再往下,进行物理设计和软件实施,最后是应用系统的集成与。小组成员在组长的领导下,可以分头完成各自负责的任务,小组成员要分工负责和团结协作。教师在指导课程设计过程中,可以设置几个检查点,制定阶段性任务。如根据课程内容、教学目的、系统规模、工作量等因素,审查各小组递交的初始设计方案,在设计方案的实现方法、表现形式等方面做出调整建议,以避免在方案实施过程中出现不必要的反复。
在课程设计过程中,提倡通过模仿来学习,只有多模仿才能掌握方法,才有可能创新。学生根据初始方案,通过各种途径查找与自己的题目类似的范例,通过模仿范例来实现自己的程序。有的学生在范例中看到自己感兴趣的内容,通过适当修改,将其应用到自己的程序中,使程序更合理,内容更丰富。学生在掌握了基本方法和解决问题的途径后,对自己感兴趣的内容,自然愿意努力去寻找答案。学生在方案设计、修改、实施的过程中不断发现问题与解决问题,逐步产生了学习的乐趣。为了避免在分组的实验、设计中有的同学不积极参与的现象,可以采用随机抽查的办法来考核小组的成绩,促使小组内部互相监督、互相帮助、互相学习,有利于培养学生学习的积极性,提高教学效果。
数据库课程设计中实验是重要的组成部分,教师要详细布置实验,制订上机纪律,并且督促学生严格按照课程设计各阶段工作要求操作。实验可以参考以下内容安排:(1)建立数据库。包括创建数据库,创建表,建立字段和记录的有效性约束,建立索引,创建表间关系和触发器设计等。(2)使用表单操纵数据库。包括设计表单,创建表单,为表单添加对象,定义表单及其对象的属性、事件和方法。(3)设计用户视图。包括创建不同的用户视图,实现用视图来控制更新数据库中的数据的目的。(4)设计报表。包括创建报表,打印和预览报表,注意各个带区的使用。(5)设计菜单系统。包括规划菜单系统,创建菜单及其子菜单,为菜单指定任务,调试和使用菜单系统。(6)项目集成。包括使用项目管理器集成数据库、表单、视图、报表等数据库对象,设置主控程序,编译和发行软件等。
五、课程设计的考核与评定
学生在课程设计结束后,不仅要提交软件系统,还要提交课程设计报告,阐述其设计思路、运用的知识及自己的体会。课程设计的成绩由以下几部分组成:考勤占10分,平时抽查和提问题情况占10分,课程设计报告占30分,软件系统设计占30分,演示与答辩占20分。课程设计报告主要看各个部分的完备性,分析的透彻性和独到的见解。在评分方式上采取自评和互评的方式,首先由各小组依据教师给出的评价标准给本小组打分,然后由每组各选一名代表给大家介绍系统开发的情况并演示系统,同时回答学生和教师提出的问题。所有小组代表陈述完后,由各组分组讨论,对其它组开发的系统进行评价和评分。最后由教师根据其自评、互评分数结合实际情况(包括软件开发水平、演示能力、回答问题能力、软件开发文档等)适当总结并公布成绩。
为有效避免学生在课程设计过程中的抄袭现象,教师可以对学生进行有针对性地提问,学生当场解答;教师也可以采取删除软件中一些关键性语句由学生当场调试的方法检查学生的学习效果。通过评价和自我评价,学生的学习主体意识得到充分体现和加强,激发了学生发现、分析和解决实际问题的学习积极性,不仅提高了学生运用数据库理论开发出具有实际应用价值的数据库应用系统的能力,而且学生思考和解决实际问题的能力也有了较大提高。
六、结束语
课程设计是一种学习、实践、探索和创新相结合的综合教学,是高等学校培养人才的重要教育教学环节。通过近年来课程设计的指导实践.笔者深切地体会到,正确合适的选题、恰到好处的指导、学生积极性的调动、科学的评价手段及课程设计规范化管理等对提高课程设计质量是至关重要的。实践证明,课程设计大大激发了学生的学习兴趣,促使学生将所学的课程知识运用到实践中去,使学生对所学的知识融会贯通,巩固加深。课程设计培养了学生的团队意识和协作精神,增强了学生的创新意识,提高了学生的创新能力。
参考文献:
[1]靳学辉.数据库原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2004.
“卓越计划”启动已经有一段时间,各高校对各专业本科阶段的“卓越计划”培养方案进行了探索。课程设计是将所学理论知识应用到工程实践的实践教学活动。由于全国各高校核工程与核技术专业课程设计的课时不同,教学条件不同,教学模式与具体的教学方法也存在差别,因此没有现成的教学模式可供参考。由于核类专业的特殊性,普通高校利用大型核设施进行实践培养存在一定的困难。根据“卓越计划”的要求,结合学校的实际情况,目前该专业主要选用一些具有工程应用的软件开展课程设计,比如mc-np软件、flunt软件、matlab/simulink软件、pctran软件、fortran软件、labview软件等。目前核工程与核技术专业开展的主要课程设计有反应堆物理课程设计、屏蔽计算课程设计、核电仿真课程设计、电子电路课程设计、反应堆热工课程设计等。从社会需求以及培养具有工程实践能力专业人才的目标来看,目前核工程与核技术专业的课程设计还存在一些不足。具体表现如下:(1)课程设计的题目和内容跟工程实践联系不够密切,缺乏新颖性和挑战性,学生没有兴趣完成课程设计,亟待更新。(2)教学方法和手段单一,缺乏灵活性。以往课程设计都是教师先讲解基本原理与方法,然后学生开展课程设计,在教学过程中缺乏讨论、互动、引导、激发和案例驱动,学生在面对具体实际问题时,往往感觉无从下手,有的学生无法完成课程设计的任务。(3)考核方式单一。以往课程设计的成绩主要由课程设计报告内容决定,不可避免地存在照搬、照抄他人的现象,成绩评价缺乏标准和透明度,使得课程设计效果不理想。因此,围绕“卓越计划”的要求,合理构建课程设计的实践教学体系,更新课程设计的内容,改进课程设计的教学方法及手段,加强课程设计过程监控和改变考核方式都极为必要。
二、课程设计教学改革研究
针对目前课程设计现状,结合我校实际情况,从课程设计教学内容、教学方法与手段、考核方式等方面进行探索和实践。
(一)精心选取课程设计题目
为了提高课程设计实践教学环节的效果,必须及时更新课程设计题目。根据以下几个原则选取课程设计题目:(1)按照课程设计大纲的要求选题,内容的深度和广度符合教学要求;(2)根据学院教学条件选题,需要具备合适的设计工具完成课程设计;(3)题目内容与专业课程相关,通过课程设计更好地巩固专业理论知识;(4)选题具有一定的工程应用背景,能在以后的毕业设计或是以后的工作中用到。根据选题原则以及结合学生所学知识我们选用了一些多样化、实用性并具有一定挑战性的题目。比如,对于反应堆物理的课程设计,我们精心设计了采用MCNP程序进行栅元、组件的临界计算并设计了一个小堆芯的题目;对于核辐射探测方向,设计了采用MCNP程序计算不同探测器探测效率的题目;对于核电厂运行仿真,设计了采用MATLAB程序或者FORTRAN程序来实现核电仿真等。这些多样化和实用性的课程设计题目,加强了核专业特色,锻炼了学生的实践能力,提高了学生的积极性、主动性。
(二)转变课程设计教学方法
抓好课程设计过程是非常重要的。以前课程设计的教学方法大多是指导教师先讲解课程设计的原理和过程,然后学生自己完成作业,教师不能把握学生是否掌握了课程设计的全过程。为了调动学生的学习兴趣和动手能力,指导教师采用了图书指导法、讲授法、问题驱动和讨论法等教学方法。在课程设计实践过程中,指导教师注重对学生的引导作用,采用启发性教学,要求学生亲自参与课程设计的全过程。对于不同题目,教师介绍基本原理、设计要求、设计方法、操作步骤及注意事项后,要求学生自主思考去完成一个类似的题目,检查学生是否理解课程设计过程,同时也鼓励学生采用不同的方法来完成同一个题目。指导教师注重讲解一些典型的例题,指出在设计过程中容易出错误的地方,以便学生吸取经验,尽量减少设计错误。为了提高学生的主观能动性,指导教师注重在大思路上进行引导,不干预具体的设计方案和设计细节,把关和解决疑难问题。例如:反应堆物理课程设计采用MCNP程序对组件进行临界计算,指导教师首先让同学们课前查阅资料,了解典型的组件类型、不同类型组件结构上的差别和组件组成等基本知识;然后指导教师在课堂上讲授怎样利用MCNP程序实现核电站15×15燃料组件临界计算的例题。课堂中教师重点讲解MCNP程序输入inp文件每一个部分的作用,然后让同学们当场运行MCNP程序,掌握作图及其生成输出out文件等基本运行操作。同学们运行完后,指导教师再讲解out文件的每一个部分,告诉同学们怎样看输出结果。讲解完例题后,教师要求同学们当场实现大亚湾核电站17×17燃料组件的临界计算,同时设计不同可燃毒物的布置方式,掌握不同可燃毒物布置方式下结果的变化趋势。每个做课程设计的同学都拥有一台电脑,可以单独完成作业,如果有什么问题和想法可以与同学或教师交流。指导教师全场监控每个学生作业的完成情况,并作为课程设计考核内容的一部分。做得好的同学,老师当场给予表扬以激发学生的学习兴趣;碰到问题能够自己想办法及时解决的同学也会获得表扬,同样会获得较好的成绩。指导教师除了注重学生独立完成课程设计的能力,同时也注重学生的协作创新能力。比如设计一个小堆芯可能有多种方案,输入文件的代码量不同,同学们可以分成小团队讨论后确定一个方案,团队每一个人完成方案的一个部分,最终实现小堆芯的临界计算。总结几年的课程设计教学经验,采用图书指导法、课堂讲授法、问题驱动和讨论法等教学方式,可以明显提高课程设计的教学效果。
(三)转变课程设计考核方式
以前课程设计的成绩主要由课程设计报告和平时成绩决定,课程设计报告占了大部分成绩,这种考核方式存在一定的问题。比如,课程设计报告可能存在抄袭的情况,指导教师无法判断,成绩评定很有可能不公平,这严重打击了学生的学习积极性。另外,学生只注重课程设计报告内容,不注重课程设计过程。为了培养学生的能力,提高课程设计成绩评价的公平性,课程设计成绩改由三部分组成:平时成绩30%、实践操作40%和课程设计报告30%。(1)平时成绩30%,包括考勤成绩、学习态度和课堂纪律。考勤采取签到的形式,上课前签到一次和下课前签到一次,保证学生在上课时间能全程到课学习;学习态度主要包括上课回答问题和独立解决问题情况;课堂纪律是指指导教师严格要求学生,严禁玩游戏和玩手机等,只能做与课程相关的事情,保证学生充分利用好上课时间。(2)实践操作40%,指导教师注重对课程设计每一个环节的考核,包括学生的动手能力、思考问题的方式、查找资料的能力、编程和解决问题的能力。(3)课程设计报告30%,成绩包括书写格式、完成情况和创新性等。课程设计最后一般会有附加题,因此设计报告成绩也包括附加题完成情况。成绩评定的方法在课程设计上课前就告知学生。实践证明,这种考核方式对学生认真开展课程设计工作起到较好的引导作用。
三、结语
作者简介:廖荣(1964-),女,兰州工业学院建筑工程系副教授,硕士,主要从事建筑设计教学研究,(e-mail)liaor1118@sina.com。
摘要:从课程的教学理念、知识体系、教学方法及实践教学环节等方面就如何提高房屋建筑学课程的教学质量进行了阐述,提出了房屋建筑学教学改革的思路和提高教学质量的途径,以期达到激发学生学习兴趣和提高教学效果的目的。
关键词:房屋建筑学;教学理念;教学内容;教学方法;实践教学
中图分类号:g642文献标志码:a文章编号:10052909(2013)05009903房屋建筑学是土建类建筑工程技术专业重要的一门专业基础课。它以建筑材料、建筑制图等课程为基础,同时又为建筑施工技术、建筑工程计量计价等专业课提供必要的基础知识,在专业课程体系中有不可替代的作用。但该课程涉及内容较广,既有内容繁多的建筑设计规范,又有抽象的设计理念以及繁多的构造方式,学生往往不知如何入手。近年来,受到学时减少、教材陈旧及生源质量欠佳的影响,教师教学压力增大,作为培养工程一线综合型人才的高校教师,必须思考如何用新的教学方法将知识传授给学生[1]。
一、确立适宜的教学理念
房屋建筑学课程具有较强的理论性和实践性,课程内容多且面面俱到,无突出的重点和难点,对将来从事一线工作的学生而言,由于缺乏房屋空间系统概念,在学习过程中常常感到枯燥乏味,因此为激发学生的学习兴趣,从工程应用型技术人员应具备的知识、能力与素质出发,以“必须”和“够用”为度,树立满足实际应用的教学理念,将房屋建筑学课程的教学内容整合为三大知识模块:即房屋建筑构造原理(民用建筑和工业建筑两部分)、建筑设计基本原理和房屋建筑图识读,重点加强房屋构造原理的知识掌握;同时辅以专业教学实习及课程设计实践环节,突出针对性和应用性,体现实用性和综合性。
二、建立合理的知识体系
(一)教学内容的优化
房屋建筑学是一门综合性较强的专业基础课,目前该课程使用的教材内容陈旧,尤其是建筑构造部分。例如:刚性基础、墙体中的墙体承重体系、门窗一章中的木窗等在实际生活中已不适应当前建筑业的发展形势,基本不再使用,但教材却占据大量篇幅。另一方面建筑工程的发展日新月异,新技术、新材料、新工艺层出不穷,而在教材中并未加涉及。例如:屋面材料中的沥青卷材,现早已被sbs、app改性沥青卷材或三元乙丙代替,而教材中沥青卷材却是重点,新材料被一笔代过;再如墙体保温,国家节能标准已实施多年,教材介绍较少,此类问题在此不一一例举。教师在教学中应减少此部分内容的课时,适当增加新结构、新技术、新材料、新规范的讲述,以开阔学生视野,使他们能适应将来实际工作的需要。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
廖荣房屋建筑学课程教学方法探讨
(二)构造内容要立足基本原理和方法
建筑构造教学的难点是建筑构造方式种类繁多,做法各异,涉及到建筑材料、建筑力学、建筑物理、建筑施工等学科的相关原理,学生只是被动的听讲而不知在实际中的应用,因而在讲授构造内容时要向学生阐明不同的构造方式都基于构造的基本原理和方法。构造的重点是向学生讲明构造与功能要求、建筑技术、建筑结构、自然环境、建筑经济之间的关系,而它们间的关系决定了不同构造做法中的材料的选择和结合方式。新材料、新技术虽然造就出新的构造形式,但其基本原理和方法不会改变[2],因此在教学中注重基本原理和方法的讲解,是帮助学生掌握建筑构造的关键。
三、改革教学方法,提高教学效果
(一)采用启发式教学,帮助学生树立学习信心
启发式教学可以激发学生的学习热情,培养学生独立思考的能力。在学习的开始阶段,首先从“建筑—凝固的艺术”作为切入口,从建筑的发展史开始讲述,使学生对课程产生兴趣。在课程过程中加强师生互动,避免“满堂灌”。如在建筑构造概述章节,启发学生思考教学楼的组成,学生很容易找到答案,此时教师只需将教学楼组成的六大部分及其它构配件进行条理化归纳即可[3]。
(二)开放式直观教学,提高学生学习质量
感性认识对巩固知识有事半功倍的效果。在构造讲述时通过模型认识构造,从认识开始逐步深入,在交流过程中经常向学生提问“构造是如何组
成的,怎么做才能达到设计要求?”一般不提供答案而是让学生自己思考、讨论、查阅相关资料,同时配合绘构造图作业,学生学习效果及积极性显著提升。
以建筑物进行直观教学能进一步加深学生的理解。在组织参观前,教师应就此次参观的内容提出明确要求,以减少盲目性。如参观单层工业厂房,首先提出观察单层工业厂房受力体系、纵横向受力构件及其它构配件与民用建筑的区别,在参观中教师对重点部位着重讲解,使学生的理解更加深入,避免参观流于形式。
(三)教学资源多样化,激发学生学习兴趣
教学资源的多样化可以提高学生的学习兴趣。在课堂教学中采用文字、绘图、挂图、图片演示及多媒体课件等手段,使教学生动化。多媒体课件有集文字、声音、图片演示为一体的功效,且有知识密度大,素材多样、形象直观的特点,使教学变得生动有趣。例如:讲述屋顶一章时,屋面细部构造中的泛水由于基层的不同做法也不同,此时用幻灯片就可清楚地了解砖墙和钢筋砼墙处构造的差别。但也要注意,多媒体教学尽管生动活泼,但一味采用学生犹如“看热闹”,不利于消化掌握知识要点。教学中的重点和难点教师应通过板书帮助学生加深理解[4]。
四、构建完善的实践教学环节,激发学生的求知欲
传统教学模式主要强调课堂教学。在房屋构造原理的学习时,学生虽然能听懂,但动手能力较差,真正到工程设计时,学生无从下手,因而需要构建完善的实践教学环节,以保证教学内容的先进性和实用性。 (一)从识图、抄绘图入手,训练学生的观察能力
作为应用型高校的学生,看懂弄通建筑施工图纸是将来工作的基本要求。教师可结合课堂讲授的知识,每章布置构造图的识读及绘制作业。如在讲述楼梯一章时,为解决楼梯口下作进出口净高不够的问题,让学生通过观察楼梯实物,了解双跑楼梯设计及楼梯剖面绘图,知晓在设计时如何实现,启发学生展开空间想象,培养学习的主动性及获取知识的能力,为下一步课程设计奠定基础。
(二)建筑构造融入课程设计,加强综合训练
课程设计是对房屋建筑学课程的一次总结,通过学习不仅能帮助学生将所学设计原理和构造原理应用于自己设计的建筑,而且能解决实际遇到的问题。但在布置课程设计时通常对构造技术要求较少,造成学生以为建筑构造不是设计内容,在设计时经常抛开构造技术而单纯的追求形式和空间。因此,在下达任务书时,设计题目不仅要符合教学要求,而且内容要涵盖建筑设计及构造设计部分,同时要提出学生应查阅的设计资料、设计规范和标准图集。为使学生更好地完成课程设计,课程设计任务应选择相对简单的砖混结构住宅楼、中学教学楼、学生宿舍等,教师可给出若干平面方案,也可由学生自拟方案,完成初步设计和施工图设计[5]。
课程设计指导时,教师要让学生明白建筑构造设计对建筑形式、空间的形成的重要影响,因此,在方案阶段就要考虑能否实现,而不是在施工图设计时才想办法解决。设计过程中教师要善于启发学生,循循善诱,引导学生独立分析、解决设计中的问题。如在方案阶段:门窗的选择、卫生间的布局、楼梯数量及位置等,教师不宜详细回答,使学生产生依赖思想,应启发学生查阅资料,找出解决问题的办法。
课程设计结束前,指导教师要组织学生开展评图,帮助学生分析图纸中的问题,而不是简单给出成绩。评图时可组织学生分组进行,由设计者先介绍自己的图纸及设计体会,再由其他学生提出自己的见解,最后指导教师进行总结,对优秀的作品积极肯定,对出现的问题指出不足及解决的措施,使课程设计最终达到培养学生综合分析问题和解决问题能力的目的。
五、结语
房屋建筑学课程内容广泛,实践性强,其重要性不言而喻。如何将丰富的教学内容与恰当的教学方法合理地结合起来,获得良好的教学效果,笔者虽然对此提出了一些看法,但还有很多不完善的地方,如何更好地激发学生的创造力,逐步培养学生设计、分析和解决问题的能力,还有待于在以后的课程教学和实践中不断探索、完善和创新。
参考文献:
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[2]岳鹏,赵西平,等.技术新形势下的建筑构造课教学方法研究[j].高等建筑教育,2009,18(1):126-130.
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学学报,2011(2):57-60.
[4]李震.面向应用型创新人才培养的房屋建筑学教学法探析[j].安徽建筑,2012(3):52.
[5]韩雁娟,朱文正.房屋建筑学教学课程探讨[j].高等建筑教育,2005,14(1):54-56.
teaching methods of building construction course
liao rong
(department of architectural engineering, lanzhou institute of technology, lanzhou 730050, p. r. china)
abstract: how to improve the teaching quality of building construction course was illustrated from aspects of the teaching idea, knowledge system, teaching methods and practice teaching link. to stimulate students’ interests in study and improve the teaching effect, the thinking of teaching reforming and corresponding teaching methods were proposed.
关键词:硬件技术基础 课程整合 教学方法 考核方法 教材建设
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)06(c)-0141-02
对计算机偏软专业而言,在教学培养目标方面,掌握必要的计算机硬件基础知识非常重要,能促进培养全面发展的、具有扎实功底的系统设计和开发的高级人才,但具体开设哪些硬件课程?在本科的哪些阶段开设?学生需要掌握哪些硬件知识?掌握到什么程度?具备哪些硬件实践能力?这些问题都是培养方案中需要切实解决的、非常重要的问题。
《计算机硬件技术基础》是我院软件工程、网络工程、信息安全等专业必修的一门专业基础课程,其目的是对于计算机偏软专业如软件工程、信息安全等只需要通过一门计算机课程精炼的学习,就能够掌握必备的计算机基本的硬件知识,从而培养具有扎实硬件基础的 高级设计开发人员。
该文通过该课程的定位分析,围绕课程体系、教学内容、教学方法、实践教学、考核方法等方面对该课程的教学改革进行了一系列的探索和实践。
1 课程的定位
本课程定位在大专院校计算机偏软专业如软件工程专业、软件学院各专业、网络工程专业、信息安全专业等对计算机硬件基础需要有一定了解,同时也无需安排多学时、多门课程的教学要求,以《计算机组成原理》课程教学大纲为主线,涵盖数字逻辑与设计、微型计算机与接口技术和计算机系统结构等相关硬件课程的内容并进行有机的衔接,达到一门课程完成对计算机硬件系统涉及内容讲解的目标。课程围绕如何理解和构建一台简单的计算机硬件系统为目标,全面而系统地讲解计算机组成的工作原理,同时以最具代表性的Intel 8086为背景,简要讲述微处理器及常用的接口电路的原理,并从计算机系统结构的角度讲述了提高计算机系统性能的各种方法和技术[1]。
目前,这门课程安排在大一的下学期开设,先导课为《计算机导论》,共80课时,除了理论教学和实验教学之外,还安排了一周的课程设计。
2 课程改革的具体措施
2.1 重视课程内容的建设,突出应用性
《计算机硬件技术基础》课程涉及的知识点非常多,且内容比较抽象、枯燥,难以理解。内容主要涉及到《数字电路》《计算机组成原理》《微机原理及应用》《计算机系统结构》等四门课程的相关内容,通过调整教学大纲,减少重复度,把上述四门课程整合为一门课程《计算机硬件技术基础》[2],从而通过一门课程的学习,就能覆盖计算机偏软专业所需掌握的硬件知识;同时对教学内容进行优化和调整,精炼教学内容,突出重点,以注重能力培养为目标,重点讲述计算机组成的工作原理,并强调微机原理及接口技术的应用。另外,增加目前广泛使用的32位机的硬件技术,确保教学内容与时俱进,激发学生的学习兴趣。
2.2 改善教学手段、改革教学方法
不断改革教学方法和教学手段,改变传统的灌输式教学模式,根据教学内容,提倡启发式、讨论式教学方式,在教学过程中,注意学生学习能力的个体化差异,注重因材施教。另外,在课程教学中积极探索研究性教学方法,改变传统教学以教师为主的现象,体现以学生为主导,激发学生的学习兴趣,提高学生自主式、探究式学习能力。
2.3 加强实践教学、提升动手能力
该课程的实践教学环节除了实验教学之外,还安排了一周的课程设计。在实验教学环节,改革实验教学内容与体系,不断更新实验项目、实验内容;在课程设计环节,突出综合性、应用性,不断提高学生的动手能力、实践能力。
2.4 改革考核方法、实行“教考分离”
改革传统考试中的“谁任教,谁出卷”的考核方法,课程组通过多次研讨,规范课程的教学大纲、重点、难点,建立《计算机硬件技术基础》试题数据库,并每年更新10%的试题,每次考试前根据题型、知识点、难度等从试题库中抽题组卷,从而对课程实行“教考分离”,避免了任课教师不同,试卷的要求和难度不同的情况。课程考核后,课程组还需进一步对试卷进行分析和对课程进行考试后的总结,并以此促进下一轮课程教学质量的提高。
2.5 依托网络教学平台、丰富网络教学资源
在课程建设的同时,不断加强网络教学平台的建设,制作了多媒体课件,并逐步完成课堂教学视频的制作。依托扬州大学网络教学平台,本课程的教学资源如教学大纲、教案、课件、教学视频、实验指导、习题等全部上网,并设置了疑难解答[3]。通过网络教学平台,弥补了课堂教学受时间、空间控制的不足,方便了师生间的交流,提高了教学效果。另外,制定了网络教学资源更新计划,更新比例要求每年不低于10%。
2.6 强化师资队伍的建设、不断提高教学水平
结构合理的师资队伍是课程建设的关键,是合格人才培养的基础和保证。通过成立《计算机硬件技术基础》课程组,建立了一支由教学水平高、工程能力强的、教授领衔的,副教授、讲师等教师组成、老中青搭配的硬件教学团队[4],保证了课程建设的连贯性。课程组注重培养骨干教师,尤其加强对青年主讲教师的培养,积极鼓励青年教师参加各类学术会议和培训,通过老教师指导、课程组研讨、督导听课、学生反馈等手段不断提升教师的教学水平,同时鼓励青年教师积极参与企业工程项目,提高工程实践能力,以实践促进教学。
3 成效
近几年来,课程组对《计算机硬件技术基础》课程不断进行深入的改革与探索,在课程建设方面开展了一系列工作,取得了以下成效。
3.1 整合教学内容、优化课程体系
针对计算机偏软专业的培养要求,课程组通过多次研讨,对该专业所需掌握的硬件知识进行归纳、整理,并重新制定了教学大纲。在课程的内容方面,围绕“硬件”这条线,整合了《数字电路》《计算机组成原理》《微机原理及应用》《计算机系统结构》等四门课程的相关内容,减少了重复度,突出了重点,突出了应用性,同时在教学中穿插介绍当前最新的计算机知识点,确保教学内容与时俱进。
3.2 构建了多层次的实践教学体系
本课程实践性、应用性比较强,为加强课程的实践教学,构建了课程实验、课程设计等多层次的实践教学体系。在实验环节,主要完成数字逻辑实验、计算机部件实验、微机接口等方面实验,为提升学生的动手能力,在实验项目设计方面,既有简单的验证性实验,又有一定难度的设计性实验和综合性实验,通过实验难度的不断提高,循序渐进地培养学生的思考能力、创新能力。在课程设计环节,突出应用性,把汇编程序、FPGA、硬件设计等内容结合起来,进一步培养了学生的动手能力和综合能力。
3.3 加强了实验室的建设
现有的硬件技术基础实验设备比较落后,远远滞后于现代计算机技术的发展,通过多方调研,及时维护现有实验设备,同时更新、引进先进的硬件设备,从而大大改善了实验室的硬件设备,实现教学与时俱进,为培养高质量的人才奠定必要的基础。为满足对学生课后开放实验室的需求,同时为提高实验室设备的技术含量和使用效率,下一步,将制定创新性、开放式实验室规划及开放计划,鼓励学生利用课余时间到实验室来积极参与实验及科研项目,从而进一步加强学生的动手能力、综合能力[5] 。
3.4 强化了教材建设
为配合课程体系、教学内容的改革,课程组结合多年的教学经验,编写了兼具“实用”和“创新”特色的教材《计算机硬件技术基础》,2011年由机械工业出版社出版。本教材共分为11章,第一章概述;第二章介绍数字电路与逻辑设计的基本知识;第三章至第八章重点讲述了计算机组成原理的内容,介绍了运算器部件、存储器部件、控制器部件、总线和指令系统等;第九章到第十章以Intel 8086微处理器为背景,讲述了微型计算机的基本原理以及常用的接口电路及其使用方法;第十一章讨论了指令流水线、多处理机系统等基本概念和工作原理[1]。
通过对全书内容进行精心编排,使得教材内容衔接流畅、深浅适当、通俗易懂;覆盖知识面宽、叙述简练、重点突出;满足了一门课程涵盖计算机硬件系统涉及内容的讲解要求。目前该教材在我院软件工程专业已使用四轮,学生使用效果较好,后续还将继续对教材内容进行更新,确保教学内容与时俱进。
4 结语
《计算机硬件技术基础》是一门理论性、实践性都很强的课程,如何针对不同专业的培养目标,适应不同层次学生的教学要求,做到因材施教,提高学生创新能力,课程改革是关键,该课程为计算机偏软专业的学生通过一门课程的学习,掌握必备的硬件知识作了有益的探索。在课程教学过程中,由于涉及知识点较多,要注意突出重点,强化应用,另外在教学过程中要及时反映硬件发展的新技术,做到与时俱进。
参考文献
[1] 李云,葛桂萍.计算机硬件技术基础[M].北京:机械工业出版社,2011.
[2] 孙德文.计算机硬件课程改革与建设探讨[C]//大学计算机课程报告论坛论文集.2006.
[3] 黄伟,冯径.《计算机硬件技术基础》课程教学改革探索[J].现代计算机,2011(5):36-37.
关于环境影响评价课程设计的选题,目前许多工科院校选择了学校内部或学校周边企业做环境影响报告表,此类题目基本上能够符合课程大纲对该教学环节的要求,使学生得到一定程度的设计训练,但设计内容未能突出行业特色。实际上,各行业环境影响评价的内容和侧重点有很大差别,因此课程设计的选题既要符合教学大纲的要求,来源于基础理论,又要源于生产实际,突出行业特色,这样才能调动学生课程设计的积极性,培养学生的行业认同感。依托中国石油大学(华东)的石油特色和学科优势,课程组将环境影响评价课程设计的题目定为“石油石化企业典型装置工程分析专题”,该选题基于以下三点:第一,中国石油大学(华东)具有环境影响评价甲级资质,课程组成员均为注册环境影响评价工程师,均主持或参加过国家级或省级化工石化类项目环评,具有丰富的一线环评经验,有能力指导学生进行化工石化类项目的环评课程设计。第二,中国石油大学(华东)是一所石油石化特色鲜明的教育部直属重点大学,学生在课程设计之前均修习过《石油工业与环境保护概论》、《石油加工概论》、《油田化学》等课程,并去青岛炼化、齐鲁石化等企业进行过认识实习和生产实习,具备石油石化方面的基础知识。第三,石油石化企业设备繁多,流程复杂,敏感程度较高,编制环境影响报告书需要几个月甚至更长的时间,而课程设计时间非常有限,仅为2周,因此若将课程设计题目设定得过大过深,会使学生不容易深入其中,只能停留在表面文字的整理上,这样会降低学生设计的积极性,课程设计的效果也将大打折扣。由于工程分析是环境影响评价的基础,是环评报告的核心,因此课程设计仅针对石油石化企业某套装置进行工程分析,这样学生通过课程设计,能够熟悉石油石化企业装置的特点,以及石油化工类项目工程分析的内容和方法,能够为今后从事环评工作打下良好的基础。
2课程设计组织与实施
我校环境工程专业共有两个班,课程设计分为四个大组,15人一组,每组由一名教师指导,承担一套装置的工程分析专题。课程组在已经完成的石油石化项目的环境影响评价报告书中,选取了10套典型装置的工程分析章节,经统一整理后设计成标准题库供课程设计使用。在课程设计开始之前,首先由指导教师进行石油石化类项目环评内容及要点的讲座,对即将进行设计的几套装置的主要特点进行简单介绍,对课程设计中可能涉及的问题予以提醒和澄清,从而使学生们掌握石油石化项目环境影响评价工程分析专题的编制格式及要点,在设计过程中能够做到有的放矢。然后由指导教师给学生发放相关装置的可行性研究报告,并布置前期工作要求:(1)查阅相关法律法规、环评导则及标准,列出工程分析专题所需的各项内容;(2)熟悉AutoCAD绘图软件的用法;参考装置的可行性研究报告,熟悉装置的工艺原理、工艺流程、污染源及污染物;(3)查阅石油石化装置物料平衡、硫平衡、水平衡的计算方法;(4)查阅石油石化装置涉及的污染治理措施。在设计过程中,各组每隔两天进行一次集体讨论和答疑,在讨论过程中,指导教师应鼓励学生把自己在课程设计中遇到的问题、解决的方法、收获体会以及不完善之处及时进行总结,同时教师利用提问等方式,及时掌握学生的设计进展和存在的问题。最终上交的课程设计成果包括装置的工程分析专题报告和应用AutoCAD软件绘制的装置工艺流程及污染源位置图。工程分析专题报告的具体内容包括:(1)装置规模及组成;(2)原料及产品方案;(3)工艺流程及产污环节分析(一图一表);(4)污染源源强分析与核算过程;(5)装置平衡性分析(物料平衡、硫平衡和水平衡);(6)装置的污染源、污染物及治理措施。
3课程设计过程中需要进一步完善的问题
3.1加强学生的读图能力和绘图能力
装置的可行性研究报告中给出的是装置的工程设计工艺流程图,而环评报告中需要的是装置的工艺流程及污染源位置图,重点关注工艺过程中产生污染物的具体部位、污染物的种类和数量。这就需要学生首先会读图,把工程设计工艺流程图中的设备及物料进出情况摸清,然后将流程进行相应简化,突出污染源分布情况,同时要保证流程的完整性,最后应用AutoCAD软件完成装置的工艺流程及污染源位置图。在课程设计过程中发现,有些同学在读图方面存在一定困难,而有些同学对AutoCAD绘图软件操作不熟练,绘图速度较慢。因此需要加强对学生读图能力的培养,培养学生的空间想象力,使学生具有较强的构思草图的能力,同时应指导学生掌握AutoCAD软件绘图的基础知识,这样才能保证课程设计的质量和效率。
3.2培养学生查阅文献的能力和创新的能力
学生查阅文献的过程中,不仅要高质量地完成老师布置的任务,还应拓展与课程设计相关的知识面,提高自身的综合素质,这不仅需要学生自己的努力,也需要指导教师的配合。教师应引导学生积极查阅资料和复习有关教科书,学会正确使用标准和规范,强化学生的工程实践能力。设计过程中鼓励学生多做深层次思考,综合考虑环保性、经济性和实用性,强化学生综合和创新能力的培养。同时,学生过于依赖互联网,对信息的来源往往缺乏考证,指导教师应加强这方面的督导,要强调信息的权威性。
3.3保证课程设计成绩评定的公平性
由于课程设计每组参与同学较多,指导老师有限,设计内容相同,造成部分同学以逸待劳,提交的课程设计报告和绘图存在抄袭现象。针对此问题,指导教师应合理分配学生的任务,保证任务的交叉性和独特性;应完善课程管理,根据学生讨论发言情况、文献查阅情况等,加大平时成绩所占比例,同时在课程设计完成后增加答辩环节,每组学生需要面向两位以上指导教师组成的评审小组进行汇报和答辩,从而断绝环评报告的抄袭现象,保证课程设计成绩的公平性。
4结语