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1.1課程定位不準
目前,計算機基礎課程的定位不夠準確、重要性認識不足。許多院校認為學員在中學已學過信息技術,計算機基礎課程內容簡單,學不學都無所謂。作為公共基礎課,只學習計算機的基本理論知識和操作技能,導致部分學員學習熱情不高、興趣不大。
1.2學員水平參差不齊
隨著計算機的普及,學員計算機水平有明顯提高,但由于地區差異造成學員計算機水平參差不齊。通過對廣州指揮學校2012級學員的調查,我們發現2%的學員未接觸過計算機,51%的學員進行過網頁瀏覽、即時通訊、網絡購物,41%的學員使用過Word排版、Excel處理、PPT制作,6%的學員能進行Photoshop圖片處理、Flas制作、程序設計。
1.3教材內容滯后
隨著計算機技術不斷發展,計算機知識也隨之更新,但計算機基礎課程教材的內容明顯滯后。例如日常生活中普遍使用Windows7操作系統和Office2010辦公軟件,而教材內容還是WindowsXP和Office2003。教材內容的滯后讓學員感覺課程與現實脫節。同時,與部隊聯系緊密的計算機知識很難在市面上找到合適的教材,造成教材內容與實際應用脫節。
1.4專業結合不緊
當今社會,信息技術已廣泛滲透到各個領域,不同學科對計算機的要求不同。計算機基礎教學處于知識普及型向服務專業應用型的轉型時期,多數院校沿用以“計算機文化基礎+高級語言程序設計”為基本框架的計算機基礎課程設置,在知識分層和專業分類教學方面體現專業應用需求的導向不夠明確。部隊院校對不同專業開設的計算機基礎公共課幾乎與地方院校相同,教學內容設置上忽略了不同專業對計算機的需求,造成教學缺乏針對性。
1.5教學模式陳舊
隨著信息技術在部隊院校的推廣,雖然多媒體課件代替了傳統板書,但教學模式改變不大,學員主動參與教學較少,教學效果不佳。在教學過程中,由于課程學時的關系,學員只是照搬教員講授的方法,不能舉一反三,缺乏自主思考。這樣的教學模式不利于培養學員的自主學習能力,不利于培養學員的創新意識,不利于學員的可持續發展。
2計算機基礎課程教學改革的思考與實踐
2.1明確課程地位
《基本要求》提出進一步強化“計算機基礎教學在高等教育中的基礎性地位”。正確認識計算機基礎課程的重要性,明確課程地位,對開展計算機基礎課程教學具有重要的作用。計算機基礎是計算機科學教育的前導課程,是培養學員實踐動手能力的基本途徑,是自然科學的素質教育課。其目標是培養學員動手實踐能力,培養學員利用計算機查找、處理數據能力,培養學員利用計算機解決實際問題的能力,促進其他學科發展,提高綜合素質,對學員科學素質的培養起到其他課程無法替代的作用。部隊院校的校領導、系領導、任課教員都應該充分認識到計算機基礎教學的重要性,并引導學員認識計算機基礎課程的重要性。
2.2轉變教學理念
“學習金字塔(ConeofLearning)”由美國著名的學習專家埃德加•戴爾(EdgarDale)1946年率先提出;美國緬因州的國家訓練實驗室(NationalTrainingLaboratories)做過類似研究,提出學習金字塔(LearningPyramid)理論,結論與戴爾相似;美國緬因州的國家訓練實驗室用數字形象顯示了學習者采用不同的學習方式在兩周以后還能記住內容(平均學習保持率)的多少。從“學習金字塔”模型可看出,用聽講的方式,學員兩周后只記得5%,這是最被動的學習方式,學員的參與度也最低。從第一種到第四種都是被動的學習方式,學員參與度低,學習保持率無法超過30%。從第五種到第七種都是主動的學習方式,學員參與度高,學習保持率超過50%,最底端的學習方式保持率高達90%。從“學習金字塔”模型可看出,充分發揮學員的主體地位,讓學員積極參與教學,可有效提高教學效率。如果學員有機會把學習的知識立即應用,或讓學員當小教員,效果非常明顯。學員以小教員的身份對他人進行教學,不僅要對內容相當熟悉,同時也要通過語言的邏輯來進行溝通。學員在進行教學之前,必須經過獨立思考,將內容轉化為讓他人能理解的表達形式,同時也提升了自身潛在智能的發展。
2.3差異性教學
《基本要求》提出不斷探索“以培養目標為導向的分類、分層次教學模式”。由于專業差異,導致各專業對計算機的要求各不相同。如果在教學內容上不區分專業差異,容易讓學員誤解計算機基礎課程是“萬金油”,對自己的專業課程作用不大,導致學員學習動力不足。在課程規劃上,通過對非計算機專業能力需求和各專業人才培養計劃的調研,按照“以培養目標為導向”將計算機基礎課程分為“知識普及型”課程和“專業應用型”課程。“知識普及型”課程是計算機文化基礎,面向所有專業的學員,可安排在大一授課;“專業應用型”課程是根據專業特色量身定做,面向不同專業的學員,可安排在大二、大三授課。由于學員個體差異,在學習中會產生“吃不飽”和“吃不消”的現象。教員如果忽略這種情況,采用同一起點授課,造成基礎好的學員不想聽,產生厭學情緒,計算機水平無明顯提高;基礎差的學員跟不上,產生畏難情緒,喪失學習動力。在教學安排上,參考新學員計算機水平問卷調查的結果、遵循自愿原則,利用課程測試將學員分為免修“知識普及型”課程和必修“知識普及型”課程兩類。例如利用《全國計算機等級考試》來測試免修“知識普及型”課程的學員,如果考試合格即可免修“知識普及型”課程;如果不合格則必修“知識普及型”課程。鼓勵免修“知識普及型”課程的學員選修自己感興趣或與專業相關的“專業應用型”課程來學習,激發這部分學員興趣、讓基礎好的學員有新的學習動力。對不能免修的學員則認真地講授“知識普及型”課程,通過測試后繼續選修自己感興趣或與專業相關的“專業應用型”課程。通過將課程分類來解決學員“吃不飽”和“吃不消”的問題,做到因材施教。同時,教員根據實際情況,在教學中采取興趣小組、第二課堂的形式來開展差異性教學,既充分調動學員的積極性又豐富課程內容,使學員對計算機課程保持濃厚興趣。我們在2012年通過開展興趣小組和第二課堂,提高了學員興趣,教學取得了良好效果。
2.4改變教學模式
傳統以教員為中心的教學模式,極大約束了學員學習的積極性和創造性。從“學習金字塔”模型中可以看出高效的教學模式應建構以學員為中心,由教員組織、指導教學過程的實施,充分調動學員的學習動力,讓學員主動、積極、愉悅地學習。
2.4.1加強實踐教學
第十六次全軍院校會議明確提出要加大實踐教學比重。計算機基礎是實踐性很強的課程,上機實踐是教學過程中的重要環節。《基本要求》對計算機基礎課程的教學改革提出加強“以應用能力培養為核心的實踐教學、教學方法、手段的改革與教學環境建設”的要求。教員根據教學內容確定具體的上機實踐任務,讓理論教學結合實踐教學,開展以學員為主體的互動式實踐教學,做到精講精練。廣州指揮學校2012年通過增加上機實踐學時,同時在機房增加輔助教員,讓學員能及時與教員交流上機實踐中遇到的問題,取得較好的教學效果。
2.4.2任務驅動教學
任務驅動教學是以建構主義為基礎,以學員為中心,以任務為驅動的教學方式。教員根據教學內容設計并提出任務,學員在教員的指導下,對提出的任務進行探索、分析、研究并設法完成任務。在教學過程中,教員將教學內容設計成具體任務,要考慮學員的實際情況,只有學員在進行探索、分析、研究之后才能完成任務,這樣才達到任務驅動的效果。例如在學習Word排版時,讓學員設計一份個人簡歷;在學習Excel時,讓學員用函數來統計打靶成績。
2.5優化考核模式
計算機基礎是理論結合實踐的課程,傳統考試不能體現學員真實水平,應側重于動手實踐能力考核。優化考核模式可進一步促進計算機教學改革,避免學員采用死記硬背的方法學習,注重培養學員團隊協作和創新意識,提高學員綜合能力。我們將學員成績評定分為4個部分:平時成績、小組成績、上機成績、筆試成績,比例為20%、20%、30%和30%。平時成績體現對學員的嚴格要求,讓學員及時復習鞏固所學知識;小組成績體現學員的團隊協作、創新和利用計算機解決實際問題的能力。在教員指導下,以小組的形式,綜合運用和發揮所學知識,完成一份具有實際意義的小組作業設計;上機成績體現學員上機操作技能;筆試成績體現學員的知識掌握程度和能力水平。
3結語
1.1積極引導中職生快速切人設計主題在講授《機械設計基礎》課程的設計時,要想確保中職生可以快速地領會設計教學的內容和思想,就要求教師要以最快的速度切人到設計課的主題上來,而在布置給中職生學習任務的時候,教師要盡可能對這些任務進行細化,如有可能,應量化成為中職生每天完成的工作程度和詳細步驟。舉例說明:對于減速器的課程設計,教師可以通過分組形式讓中職生先參觀減速器,以對它形成一個直觀的了解,在此基礎上再將設計的思路、方法以及步驟進行反復地講解,同時充分地運用著課程的設計指導書這一輔助材料來幫助中職生逐步地完成前期化的設計工作,進人到設計的主題中來。中職生要嚴格地按照設計任務書當中的規定任務按時地完成。在后期的設計過程中,盡量確保時間的充裕,避免出現時間分配不合理的現象,更要防止因時間緊迫而出現剿竊、抄襲的情況,從而使設計質量得到全面保證。
1.2全面提高中職生的綜合設計能力在《機械設計基礎》課程的整體設計過程當中,教師要因材施教地針對不同中職生的具體情況采取分組設計的模式,在各個小組內部認定一名組長,這名組長組織本組學生相互討論和學習,如果遇到困難的時候可以先通過小組討論的方式給予解決,這種模式的優點就在于可以提升中職生的思考能力和合作能力,并且能夠將自我觀念和認知全面融進到整個的設計當中,取長補短。小組當中無法得以解決的問題可以拿到最后的大討論當中來給予解決。這樣,雖然學生人數多,但是在小組討論中就能解決很多問題,教師指導起來針對性就會加強。在設計過程中,學生的思考問題能力和綜合設計能力都會得到很大的鍛煉和提高,為以后的機械設計打下良好的基礎。
1.3鼓勵創新,大膽設計中職生在進行設計的過程中,教師要隨時激勵他們進行大膽的想象,不怕想象錯誤,只怕中職生沒有想法。教師在對中職生設計的評價過程中,時刻對于那些有著創新思想的學生給予積極性的鼓勵,這些都是為了確保中職生能夠真正地形成獨立創新的能力,這些能力的養成對于他們未來的生存、工作和發展都具有實際化的幫助和意義。
2小結
《遠程教學系統》是在Internet/Intranet環境下實現的,是典型的瀏覽器/服務器模式。服務器以WindowsNT4/2000Server為操作系統平臺,MicrosoftSQLServer7.0為RDBMS,客戶端通過瀏覽器訪問系統提供的服務。系統不允許匿名訪問,它要求用戶提供帳號/密碼,通過驗證后才能進入系統主頁,以此追蹤用戶身份。本系統將用戶分為三類:系統管理員、教師、學生,他們都有各自的主頁,訪問系統的權限也不相同。其中權限最高的為管理員,其次為教師,最低為學生。權限高的能訪問其下級所能訪問的所有資源,反之則不然。例如教師能進入學生主頁,而學生則不能訪問教師主頁所提供的功能(布置作業、批改作業等)。本系統可同時為不同課程的多組教師/學生(上一門課的教師及其學生為一組)提供服務,它們之間既有一定的隔離性(例如某個教師帳號不能批改屬于另一個教師的學生的作業等),又有資源的共享性(例如公共作業、試題的共享等),很好地解決了本單位各個教師負責不同班級,課程也有所不同的問題。《遠程教學系統》體系結構按用戶角色的不同,劃分如下:
圖1《遠程教學系統》體系結構
2.1管理員模塊
由于《計算機基礎課程遠程教學》系統可同時為多組教師/學生提供服務,各組間的課程不盡相同,因此教師/學生組間應具有一定的隔離性。例如一門課程的教師對其學生具有管理權,但不能對屬于其它教師的學生進行管理、某個學生只能訪問其教師的作業等。因此系統主頁需要教師或學生均以帳號/密碼登錄后才能訪問,以此追蹤用戶訪問系統資源的身份。而用戶帳號的開設與刪除、教師與學生的對應關系、課程名稱、學生人數等信息,由系統管理員負責管理。這里,我們將系統資源訪問帳號作為操作系統帳號開設,由WindowsNT和Web服務器IIS負責進行用戶驗證。這樣做的好處,一是可以充分利用操作系統的安全機制,使操作系統與數據庫服務器(SQLServer)無縫集成;二是可同時為用戶提供其它輔助服務,如:電子郵件、個人主頁、FTP服務等。使系統應用與課程內容緊密結合,學生在應用系統的使用過程中可進一步加深對課程內容的理解。
2.2教師模塊
教師模塊中包含了教師授課所需的各種功能。如:網上實時授課廣播、布置作業、批改作業、出試卷、評卷、考試結果統計分析、網上答疑、課程資料(素材)制作、學生帳號管理(修改學生密碼)、設置聯機會議等。系統使用組件對象模型(COM)以及OfficeAutomation技術自動批改《計算機應用基礎》課程作業并登記成績。教師可對作業結果進行查詢、統計。教師可利用OutLook向系統請求聯機會議,以此進行網上答疑、群體或個別輔導。
2.3學生模塊
學生模塊包含查看教師布置的作業、(在網上或本地)做作業、測驗(考試)、教師授課視頻廣播收看、點播、網上答疑、課程資源瀏覽、輔助服務等。學生使用瀏覽器訪問系統主頁時,需要提供帳號/密碼進行用戶驗證,通過驗證后,在瀏覽器關閉之前,均以該帳號身份訪問系統資源。《計算機應用基礎》課程的作業可直接在瀏覽器中完成并提交,對于《C語言》課程作業,為學生提供Web界面,完成作業程序的編輯、編譯、鏈接、運行,一氣呵成。遠程考試功能既提供選擇題形式的傳統筆試試題,也提供實際操作形式的試題。考試通過WWW界面進行,有時間限制。學生在規定時限之前完成考試內容時可通過"交卷"按鈕提交試卷;若考試時限到達時學生仍未交卷,則系統自動將考生當前的考試結果提交。試卷的批改、考試結果的統計均由程序自動完成。自我測驗功能則提供測驗試卷,不限時間,由學生自主選擇進行,測驗完畢后系統立即評卷并給出成績及學生測驗時的選項與正確答案的對照表,以便學生查閱。為了更好地提高學生對網絡的應用能力,增強學生對教學內容的興趣,本系統為每位使用《計算機公共課遠程教學》系統的學生和教師提供Email、FTP、個人主頁、BBS、聯機會議(在線聊天Chat、應用程序共享、白板)、等功能。讓學生在實際操作中提高對課程內容的理解以及對課程學習的興趣。另外,本系統還配備資源庫,內置與教學內容相關或與網絡應用相關的多媒體資料,供學生課外瀏覽、學習。
3《計算機基礎課程遠程教學》系統的特點
《計算機基礎課程遠程教學》系統功能涵蓋了教學活動的各個方面,用戶界面完全由瀏覽器提供,維護方便。其中采用了多項現時多媒體和網絡的最新技術,如下所述:
3.1組件對象模型(COM)技術
組件對象模型(ComponentObjectModel,簡稱COM)是一個軟件規范,它是基于對象的編程模型,只要遵循COM規范,應用程序和組件對象之間就可實現二進制代碼級別上的重用,解決了對編程語言和環境的依賴。COM是Microsoft其它許多技術的核心,它允許用某種語言編寫的位于二進制代碼中的對象,為其它語言所訪問(或稱二進制兼容)。COM技術已經滲透到Microsoft的各個產品中,如:WindowsNT/2000、SQLServer、VisualStudio、Office97/2000、BackOffice等。《計算機基礎課程遠程教學》系統使用C++或ASP腳本、Perl腳本作為編程語言,其中大量采用了基于COM的技術,例如:
3.1.1ADO(ActiveXDataObject)
ADO是數據庫訪問組件,應用程序通過ADO訪問數據庫的原理如下:
圖2ADO存取數據示意圖
上圖中OLEDB是Microsoft繼ODBC后新的數據訪問機制,它不但可以訪問數據庫數據,而且還可以訪問其它非數據庫類型的數據,如Email、目錄服務(LDAP)等。ADO是位于OLEDB上層的應用程序接口,操作較為簡單。
《計算機基礎課程遠程教學》系統中作業、試卷、考試結果等信息都是保存在SQLServer數據庫中,系統使用ASP腳本通過ADO對象訪問數據庫以及電子郵件、進行全文索引,如下圖所示:
圖3《計算機基礎課程遠程教學》系統數據存取示意圖
3.1.2OfficeAutomation對象
《計算機基礎課程遠程教學》系統利用OfficeAutomation對象,使教師利用程序自動批改學生提交的《計算機應用基礎》課程(Word、Excel)的作業,以此提高教學效率。
3.1.3ADSI
ADSI(ActiveDirectoryServiceInterface)是WindowNT/2000活動目錄接口。利用該接口對象實現操作系統帳號的管理(開帳號、刪除帳號、帳號屬性設置)以及訪問權限設置,簡化帳號管理任務。
3.1.4DeveloperStudio對象
Microsoft的VisualStudio相信是廣大程序員喜愛的開發工具,但大家都不太注意其中的DeveloperStudio對象:
ApplicationDebugger
BreakpointProject
使用他們,可以使程序的開發達到一定程度的自動化。許多在VisualStudio集成環境下通過菜單完成的命令或功能,都可以用DeveloperStudio組件對象的屬性或方法來實現,如程序的語法分析、編譯、鏈接、調試、表達式求值等。而這些都是教師批改C語言作業所要進行的操作。我們使用這些對象輔助教師批改C語言作業,減輕教師負擔。
3.2視頻流技術
在Internet/Intranet環境下,文字、靜態圖像信息的傳輸是不成問題的。對于視頻/音頻信息的傳送,則由于網絡帶寬等原因,需要進行特殊處理。而遠程教學系統中的授課功能就要求在Internet/Intranet環境下傳送大量視頻/音頻數據,以便實現教師授課的實時廣播和視頻點播(VOD)。在有限的網絡帶寬資源的限制下,視頻/音頻數據必須經壓縮處理后才在網絡中傳輸。以往多采用MPEGI等壓縮技術,其特點是用戶必須等待壓縮文件完全下載到客戶端后再播放,增加了客戶等待的時間。目前,視頻/音頻數據采用經特殊算法處理的流技術,使視頻/音頻數據邊下載邊播放。流技術的典型代表是Microsoft的MediaTechnologies(Netshow)和RealNetwork的RealVideo/Audio。《計算機基礎課程遠程教學》系統主要采用了MediaTechnologies壓縮技術,使用其Multibit功能在一個流文件中壓縮適合多種網絡帶寬(從28.8Kbps~3Mbps)的視頻/音頻流(最多6個)。由視頻服務器根據客戶訪問時的實際網絡傳輸能力選擇其中一種帶寬流向客戶傳輸。另外,還根據Netshow和RealVideo/Audio支持多播(Multicast)的特點,在網上對教師授課場景進行直播(廣播)。在授課功能中,單是教師的授課圖像是遠遠不夠的,還必須配有同步的教師授課演示文稿(Powerpoint或HTML網頁),真正將課堂搬到網上。
圖4同步視頻點播
3.3網上實時交互
《計算機基礎課程遠程教學》系統中的一個重要的特點就是教師與學生之間、學生與學生之間在網絡環境下通過文字、視頻、音頻的實時交互,以此實現課堂討論、教師操作示范演示、學生個別輔導等功能。教師通過瀏覽器或Outlook向系統發出聯機會議(OnlineConference)請求,在聯機會議持續時間內,學生可通過瀏覽器加入會議,并使用系統提供的聊天(文本)、白板(圖畫)功能與與會者進行討論;教師可通過應用程序共享功能向全體與會者演示某個程序的操作過程,或(通過語音)要求指定學生完成某個操作(個別輔導)。客戶端使用NetMeeting,還可以實現一對一的視頻/音頻交互、聊天、白板、文件傳輸等。
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