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[關鍵詞]本科畢業設計;新工科;貫穿式培養;交互式指導
1傳統計算機本科畢業設計現狀分析
傳統計算機專業課程設置偏重于課堂授課,即理論教學,對實踐教學重視不足。首先體現在課時分配上,理論教學授課時間一般要多于實踐授課[3]。其次體現在實踐資源上,公共計算機實踐平臺有限,計算機課程同時也是很多計算相關專業的基本必修課或選修課,導致實踐資源緊張。實踐學習相對于理論學習需要更多的時間來慢慢體會和提升[4]。雖然大部分學生可以自行配置計算機設備,但是沒有公共實踐課程的強制約束,能自覺在課下進行實踐練習的學生很少。這一點也在傳統計算機專業本科畢業設計中得到體現。雖然經過了大學本科前三年半共計七個學期的理論學習和實踐學習,大部分學生的實踐能力依舊非常差。很多學生只是記得簡單的編程語言知識,缺乏實際的編程經驗,沒有真正經歷過全面的、系統的實踐訓練。此外,計算機專業是一個不斷快速發展的學科,新知識、新技術不斷涌現。而課堂教學內容往往比較固定、更新較慢,教師們也常常需要依照課程教綱授課,能介紹的新知識有限,致使很多學生只關注于書本知識,不了解學科領域最新的發展。在本科畢業設計環節,指導老師選定的課題一般都是自己科研領域的較新或者較前沿的方向[5],大多數學生沒有接觸過,需要臨時學習,在有限的時間內很難有好的成果產出。總的來說,傳統計算機專業本科畢業設計過程暴露出本科培養的兩個問題:理論與實踐脫節,沒有扎實的實踐,就不會有對知識的深刻理解;課程設置跟不上學科新進展,所學知識無法滿足實際新需求。
2新工科背景下計算機專業發展需求
新工科建設是國家在新一輪科技革命與產業變革的大形勢下提出的新時代工科專業發展戰略。新工科主演涵蓋了與計算機緊密相關的若干專業,如人工智能、大數據、云計算、區塊鏈、虛擬現實等。新工科建設的目的是探索高等教育新模式、新理念,建設工程教育強國,培養“實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力”的新型高素質工科人才。傳統的計算機本科教學模式及本科畢業設計實踐模式顯然無法滿足新工科建設的需求。一方面,計算機本科教學對新工科涉及的人工智能、大數據等方向難以做出及時調整;另一方面,畢業設計學生難以在短時間內對新方向開展深入研究。此外,正如第2章節所述,教師們也難以在有限課堂時間內將額外新知識很好地傳授給學術[6]。鑒于此,很有必要探索適應于新工科建設需求的全新的計算機專業本科畢業設計培養方法。
3新工科背景下計算機專業本科畢設提升思路
我們旨在改變傳統計算機本科畢業設計培養方式的兩方面不足:短周期培養和單方向指導。相應地,我們需要開展兩方面工作:一方面將本科畢業設計培養貫穿于整個大學培養周期,進行全流程、可跟蹤式培養;另一方面用交互式指導模式代替單方向填鴨式指導模式,激發學生興趣、挖掘學生潛能。
3.1貫穿式培養
計算機專業本科畢業設計貫穿式培養模式主要有兩個特點:全周期和可跟蹤。全周期是指從大學第一個學期開始就為本科生選配畢業設計指導老師,將畢業設計融入到大學全周期的教學與實踐環節中去。需要指出的是,全周期培養并不是一開始就給學生指定畢業設計題目,而是根據學生興趣及指導老師研究方向,在前期給學生一個相對自由的探索與實踐空間,后期再讓學生選定畢業設計題目。可跟蹤是指整個培養周期內,指導老師可以及時、全面地掌握學生的學習與實踐動態,根據具體情況實時調整培養方案。全周期模式有三方面優點:第一,充足的實踐。理論需要聯系實際,公共實踐資源極為有限,更多的私有實踐資源分散在指導老師那里。指導老師可以為本科生提供實踐的物理空間和設備資源,使學生有充足的實踐鍛煉,深刻領會課堂所學知識,達到融會貫通的目的;第二,更多的收獲。指導老師還可以讓研究生協助培養本科生,把研究生豐富的課題研究實踐經驗傳授于本科生;第三,更大的創新空間。本科生思維活躍,融合理論知識和實踐鍛煉,有利于產生創新性研究成果。可跟蹤模式的優點在于指導老師對學生有全面的了解,可以根據學生前期的學習及科研情況選定最終的畢業設計題目,做到因人選題、有的放矢,實現提升畢業設計質量的目的。
3.2交互式培養
計算機專業本科畢業設計的交互式培養是指導老師與學生進行雙向的互動,而不是單向的灌輸式培養。交互式培養有利于提高學生的主動性、激發學生的活力,使學生有更大的獲得感,從而不斷激勵學生自發地搜集資料、學習知識、加強實踐,實現自我綜合素質的提升,最終到達畢業設計質量的提升。交互式培養貫徹于整個培養周期,包括前期的學習、實踐以及最終畢業設計論文的完成。交互式培養在老師指導、學生反饋、老師與學生討論以及再指導、再反饋、再討論的循環往復過程中實現學生潛能的不斷發掘與提高。本科畢業設計不是無源之水、無本之木,前期充足的積累才能寫出高質量的畢業論文。計算機專業畢業設計不是簡單地完成、調試成功了程序,而是針對所選定的題目,根據所學理論知識及調研資料,設計出解決問題的創新方案,并與指導老師不斷討論與優化,在此基礎上利用掌握的程序語言和工具,實現畢業設計課題的研究目標。在畢業設計的實現階段,交互式培養會更加頻繁,這個階段是對整個培養方式的考核,需要在指定時間內實現一個具體的研究課題,并要求有創新性思路。
4結語
關鍵詞:畢業設計;高校;信息管理學院
中圖分類號:G640 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2017)02-0048-04
業設計是高校實踐教學環節的重要組成部分。畢業設計可以培養學生運用專業知識解決實際問題的能力及創新意識,加強學生的實踐操作能力,提高學生的專業素質[1]。在高校人才培養方案中,畢業設計學分最高、耗時最久、考核綜合性最強,是可以衡量和評價學生綜合水平及專業知識儲備量的重要教學實踐環節。因此,科學、合理、高效地管理畢業設計的是高校教學工作的重點。隨著工程化培養工作的推進及教學多元化的發展,新形勢下傳統的管理方式已不能滿足畢業設計的管理要求,本文將分析畢業設計的管理現狀,結合畢業設計的發展形勢,提出基于信息化管理模式的畢業設計管理方式及其信息系統的設計思想和技術路線。
一、畢業設計管理現狀問題
鑒于畢業設計在高校實踐教學工作中的重要地位,國內各大高校均高度重視畢業設計的管理工作,經過多年的積極實踐及探索,結合各自實際的教學管理模式,均制定了較為規范的畢業設計實施細則及管理制度[2-3]。但是,隨著科技不斷進步、教學工作的多元化發展,已構建的畢業設計管理模式不斷出現新的問題和挑戰,直接影響了畢業設計的質量。
(一)學生重視度低
大部分高校計劃于第八學期開展畢業設計相關工作,而該時期內,學生將主要精力投放于就業及考研等方面,不能全身心投入畢業設計中。同時,學生畢業設計場所分散,學生管理工作者未能及時、全面地開展畢業設計動員工作,讓學生及時了解、掌握畢業設計相關要求及畢業設計管理的規章制度,致使學生忽略該教學環節的重要性,最終導致畢業設計的質量逐年下降。
(二)選題監管不嚴
畢業設計選題階段目前普遍存在課題重復率較高、專業相關度較低、虛假課題等現象[4]。畢業設計是綜合使用專業知識解決實際問題的過程,若選擇陳舊、無前瞻性、無創新性可言的課題,或是不切實際的虛假課題,將限制學生的創新思維和實踐能力,不能發揮畢業設計的教學作用。
(三)畢業設計場所分散
隨著教學模式的不斷改革,校企合作作為高校推進工程化人才培養工作的重要舉措,逐步滲透到高校的教學工作中。校企合作不僅涉及課程企業化改革,高校也與企業共同組建畢業設計企業教師指導團隊,并由學生自主選擇企業進行畢業設計。但由于畢業設計場所分散,學生不能及時獲取校內關于畢業設計的相關通知,且學生與校內指導教師溝通不及時,致使學生畢業設計期間的過程監督、管理效果較差,直接影響畢業設計質量。
(四)畢業設計過程管理松懈
確定選題后,畢業設計將分為開題、中期、評閱論文及答辯四個階段。目前,由于應屆畢業生人數逐年增加,畢業設計各環節的管理工作量激增,使得高校制定的畢業設計實施細則等規章制度形式化,教學工作者不能及時發現并處理過程管理中存在的問題。同時,為給學生提供更多時間解決就業問題,各環節檢查時降低標準,導致出現不能及時跟蹤各階段問題的整改進度、學生畢業設計進度較緩等問題。
二、構建畢業設計信息管理系統的意義
針對畢業設計管理目前存在的問題,分析當前高校教學工作的發展形勢,為使畢業設計可達到預期實踐教學效果,須采用先進、高效的管理模式和規范、科學的管理系統。
(一)信息管理系統的作用
隨著時展,各行各業已將信息化發展作為理念,逐步采用信息管理模式適應新的發展、變化形勢,而信息化管理系統則更被廣泛應用于政府、私企、高校等傳統企、事業單位中[5]。信息管理系統可以規范信息的存儲及管理,為管理者提供簡便、快捷的管理操作,使管理者從復雜、煩瑣的人工操作中脫離,減輕工作量及工作強度。
在高校中信息管理系統主要應用于建立高效、智能管理的辦公信息化平臺。為適應高校管理辦公水平快速提升的需求,針對高校實際的辦公需求,信息管理系統可提供教務管理系統、辦公管理系統、在線學習系統、網上考試系統、人力資源管理系統等功能綜合一體化的信息管理平臺,規范、簡化高校的信息管理工作,為師生提供新時代的信息化環境[6-7]。
(二)構建畢業設計信息管理系統的目的
實現科學化教學管理需采用現代管理方法和手段,結合信息管理系統的特點及作用,為更好地完善畢業設計的管理,
提高畢業設計質量,本文將結合畢業設計的管理模式提出一款畢業設計信息管理系統。基于信息管理模式的畢業設計信息管理系統應簡化畢業設計管理工作、有效規范學生選題、加強指導教師管理、增強畢業設計過程監督力度。
信息化的畢業設計信息管理系統應將復雜、煩瑣的申報課題、選題、開題等管理工作,結合高校關于畢業設計實施細則的管理規定,通過規范的管理方式,在網上完成過程管理及監督工作,督促學生按照規定的時間節點完成任務,協助指導教師實時掌握學生畢業設計的工作進度,同時也可降低教學管理者的工作強度。畢業設計信息管理系統不僅可以提高教學管理效率,也符合高校信息化發展的內涵[8-9]。
(三)畢業設計信息管理系統的功能
畢業設計信息管理系統使教學管理者、指導教師及學生可在網上完成畢業設計各環節中的申請、填報及檢查等操作,與傳統的人工管理方式相比,畢業設計信息管理系統可從優化過程管理及加強質量監控兩方面較好地改善畢業設計的管理現狀。
1.優化過程管理。畢業設計信息管理系統結合高校針對畢業設計制定的實施細則,設計各環節的功能模塊,簡化師生工作的同時,規范各環節中師生的操作,使其在規定時間節點內完成相應工作,優化了各環節的管理工作。另一方面,網絡操作可避免校企合作致使學生畢業設計場所分散所帶來的問題,企業教師可在網上填報學生在企業完成畢業設計的進展情況,使校內指導教師可及時獲取學生信息,深化過程管理的力度及影響。
2.加強質量監控。確保畢業設計順利進行的同時,畢業設計質量監控也是畢業設計管理現狀中存在的問題之一。畢業設計信息管理系統可在畢業設計各環節考核時,及時過程考核的相關信息及安排,并采取指導教師回避的政策為學生分配開題檢查、中期檢查、論文評閱及答辯的檢查教師。考核結束后,系統將檢查結果及時反饋給學生及指導教師供其參考并完善畢業設計相關材料,提高畢業設計質量。業設計信息管理系統可有效嚴肅考核過程、加強考核力度加強畢業設計各環節的質量監控工作。
三、畢業設計信息管理系統的設計與實現
畢業設計信息管理系統應結合畢業設計的實施細則及各環節管理工作的實際需求,完成系統整體框架設計及功能實現。
(一)系統的功能需求
高校畢業設計是由教學管理者、教師、學生共同協作完成的實踐教學工作,因此,畢業設計信息管理系統擬設計三種用戶權限:管理員、教師、學生。不同權限的用戶對應不同的功能模塊,系統功能用例圖如圖1所示,各權限用戶的系統功能介紹如下。
1.管理員。管理員是畢業設計信息管理系統的核心權限,負責計劃、安排畢業設計的各環節工作。管理員可完成學生的畢業設計資格審查、指導教師的資格審查、課題重復率檢查及人員基本信息維護等工作,并對畢業設計各環節時間節點進行初始設定。開題、中期、評閱論文、畢業設計答辯等環節,管理員可完成檢查通知、學生及教師分組、成績統計及驗收等操作,規范化整個畢業設計工作流程。
2.學生。學生是畢業設計信息管理系統的應用主
體。學生通過系統可查看畢業設計資格審查結果,根據個人的研究方向與興趣完成雙向選題操作,每周按時提交工作進度,并查詢畢業設計各環節的檢查通知、分組信息、各階段檢查成績等信息。參加校企合作的學生,可在系統中完成與校內教師的在線溝通,及時反饋畢業設計進展情況。
3.教師。具備教師權限的用戶可查看畢業設計各階段的通知公告,及時了解工作進展,完成畢業設計的指導、審閱工作。結合校企合作的實際情況,教師權限分為企業教師與校內教師兩類。企業教師可在系統中為學生分配企業項目、初步擬定實際的畢業設計題目、完善學生在企業的實習情況,并及時反饋學生畢業設計在企業的進展情況。校內教師具備指導教師、評閱教師及答辯教師三種角色:指導教師可在系統中完成課題錄入、查
詢學生信息、添加畢業設計工作計劃等操作;評閱教師可在系統中查詢須進行評閱的學生信息、審查學生材料、錄入成績及評語;答辯教師可查詢自己所在答辯組信息、填寫答辯記錄、錄入答辯成績。
(二)畢業設計信息管理系統的架構
建立畢業設計過程管理的規范化、標準化是畢業設計過程管理的關鍵。通過分析畢業設計各環節的工作流程,結合畢業設計信息管理系統的功能需求,本文完成了系統架構設計,架構圖如圖2所示。
畢業設計從工作流程上可分為選題、開題、中期、評閱論文、畢業設計答辯五個核心部分。結合功能需求,可將系統分為以下幾部分。
1.學生信息管理。畢業設計管理系統提供了較為完善的學生信息管理功能,用于維護學生在畢業設計中涉及的基本信息,如姓名、學號、專業、班級、畢業設計類型、指導教師、課題名稱等。
2.教師信息管理。教師信息管理主要針對企業教師及校內教師信息提供增、刪、改、查等操作,實時維護教師基本信息,如姓名、年齡、性別、職稱、研究方向、指導學生數等。
3.課題管理。課題管理主要為畢業設計選題階段提供便利操作,教研室將結合教師錄入的課題信息完成對課題可行性、難易程度及相似度的審核工作,審核通過后的課題可由教師及學生完成課題的雙向選擇,同時,課題管理也為指導教師提供了課題論證書打印操作。
4.開題管理。開題管理中系統可提供學生分組、教師分組、成績錄入等功能,協助指導教師及教學管理者實時、準確地完成開題檢查的相關工作。
5.中期管理。中期檢查是對畢業設計前階段工作的總結性檢查,中期管理中系統可提供學生分組、教師分組、材料提交、成績錄入等功能,協助指導教師及教學管理者實時、準確地完成中期檢查的相關工作。
6.論文評閱管理。論文評閱管理將根據學生與指導教師的對應關系,采取回避指導教師政策為學生分配評閱教師,系統將提供評閱教師查詢、成績錄入等基本操作。
7.答辯管理。答辯作為畢業設計過程管理中的重要環節,將整合其他過程管理的考核成績,審查學生參加畢業設計答辯資格,并提供答辯組教師錄入、學生分組、答辯記錄、成績錄入等相關功能。
8.成績管理。成績管理主要針對畢業設計過程考核中的各部分成績進行匯總及統計,提供成績導出、打印等功能。
9.日常工作管理。日常工作管理包括通知、公告的、常用資料下載及工作進度表的填寫。系統將采用系統時間作為時間戳記載使用者登錄系統時間、查看通知時間,并實時填寫工作進度表時間。
(三)畢業設計信息管理系統的技術實現
隨著Internet的發展,網絡體系結構從最初的C/S(Client/Server)模式逐步發展為B/S(Browser/Server)模式。為簡化系統開發、維護及使用,畢業設計信息管理系統采用B/S結構完成畢業設計信息管理系統的架構設計。系統前臺界面采用JSP、JS、CSS完成布局及細節設計,后臺數據庫擬采用MySQL數據庫完成表結構及視圖設計。
從系統穩定性、安全性及易維護性的角度出發,數據交互部分,系統采用SSH(Struts-Spring-Hibernate)框架結合MySQL數據庫完成,SSH框架將應用程序分為三個層次:表現層、業務邏輯層及數據持久層,可以安全、高效、迅速地完成數據交互操作,結合MySQL數據庫可以有效保證數據的實時性、安全性和一致性。
針對以上開發技術及數據庫設計,系統采用Java作為開發語言,具體應用的開發工具參數如表1所示。
四、應用與展望
畢業設計信息管理系統可以規范化、標準化畢業設計過程管理,簡化畢業設計內各環節工作,為師生提供良好、便利的操作平臺,滿足目前畢業設計管理的實際需求。該系統已于2012年起投入實際應用,經過不斷改進,系統具備良好的擴展性、平臺無關性及易用性。結合校企合作工作不斷推進的現狀,系統完善了企業教師在系統中的功能,較好地解決了學生畢業設計場所分散所引發的問題,確保了畢業設計過程考核的質量。
畢業設計是高校教學環節中的重要組成部分,是學生綜合運用專業知識解決實際問題的實踐教學過程。因此,畢業設計信息管理系統完成基本管理需求的同時,
應針對畢業設計管理進行深層次的挖掘及改進。隨著大數據時代的到來,如何采用數據倉庫、數據挖掘等技術完成畢業設計課題重復率篩選將作為畢業設計信息管理系統下階段的研發重點。同時,也將從信息安全性、功能完整性等方面不斷完善系統,以提高畢業設計信息管理系統的整體運行效率。
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2.水資源安全保障湖北省協同新中心,武漢大學,湖北 武漢 430072)
摘要:在當前大數據時代,高校教學中應能充分體現時代的變化與需求,將先進理念與技術帶頭引入實踐教學中。本文結合國內外實踐教學的特點,依據如今大數據迅速發展的現狀,討論將大數據的優勢充分運用到二元實踐教學中來,使傳統的教學方法發生改變,并更加適應學生的個性化發展,培養實踐創新型人才。基于大數據的二元實踐教學體系能夠打破傳統教學體系固有的短板,更加適應時代與社會發展的需要。
關鍵詞:大數據;二元;實踐教學體系
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)50-0001-03
隨著網絡信息技術的高速發展,大數據已經對社會的各個領域產生重要影響,并且掀起了新的變革。在大數據的影響下,傳統教學模式存在的各類阻礙將被突破――與以往的“被動式”、“填鴨式”教學不同,進入高校學習的大部分學生具有學習自主性、偏好性的特點,同時由于大數據時代知識資源的易得性,來源渠道的多元性,導致傳統的教學方式受到極大的沖擊與挑戰。同時,國內高校教育正日益普及,如何提高教學質量成為高等教育界廣泛關注的問題。經過多年的教學實踐證明,實踐教學環節的質量是培養創新型人才的關鍵。由于高等學校大多具有學生眾多、教育層次多元和學生學習能力差異大等特點,高校實踐教學呈現教學資源不平衡、利用效率較低、創新性和針對性不強等問題,迫切需要采用現代化的教學手段,為提高實踐教學質量探索新的途徑。大數據分析技術的運用為探索以學生為中心的、使學生獲取知識、提高能力、掌握學習方法的新的教學方式成為可能。本文基于大數據分析技術,結合筆者提出的“二元實踐教學體系”,探索大數據環境下的實踐教學體系,創新教學理念、豐富教學內容、改變教學方式,為提高教學質量和復合型、創新型人才培養提供基礎。
一、大數據的內涵
大數據是IT界繼云計算和物聯網之后的又一場技術革命,維克托?邁爾-舍恩伯格是最早洞見大數據時展趨勢的數據科學家之一,隨后學術界、政府機構和工業界等各行各業開始密切關注大數據,大數據也終將引起教育界的新革命。《Nature》和《Science》等就相繼出版專刊來探討大數據帶來的機遇和挑戰;世界著名管理咨詢公司麥肯錫于2011年6月發表了關于大數據的報告,詳盡描述和分析了大數據的關鍵技術和應用環境;2012年初美國奧巴馬政府已啟動了“大數據發展計劃”,將大數據比作“未來的新石油”,對數據的占有和控制將成為國家間和企業間新的爭奪焦點,“大數據時代”已經來臨。高等教育必須緊跟時代的腳步,高等教育工作者也應該積極把握大數據時代的機遇與挑戰,開創新型的教學模式。大數據也可理解為需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。相較于傳統的數據,大數據具有4V特點,即Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多樣)、Value(價值)。大數據的基本特征具體體現在:(1)要求較高的時效性,對于數據的及時分析與有效分析要求較高;(2)龐大的數據量,數據從TB級別躍升到PB級別;(3)數據價值密度低,因此需要通過合適的算法從中抽取有用的信息;(4)數據類型繁多,要求對數據的分類處理能力較高。
二、大數據處理模式與一般流程
由于大數據有其自身的特性,因此其處理模式與傳統的處理數據的理念有所不同。對大數據的處理形式目前主要包括:對靜態數據的批量處理,對在線數據的實時處理,以及對圖數據的綜合處理,而在線數據的實時處理又包括對流式數據的處理和實時交互計算兩種。其中,批量數據處理適合大型的相對比較成熟的數據操作,在物聯網、云計算、互聯網以及車聯網中均有應用。大數據的處理流程與一般的數據處理流程相類似,可以定義為:應用合適的工具對大量的、廣泛異構的數據源進行抽取和集成,并遵循既定的標準,將得到的結果統一存儲,選用數據分析技術分析并存儲數據從而獲取有價值的知識,并且將這些知識以可視化的方式展示給終端用戶。總之,大數據處理的一般流程為數據的抽取與集成、數據存儲、數據分析和數據展示。
三、二元實踐教學體系
實踐教學體系研究是高等教育教學改革研究的重要內容之一,如何應用系統科學的理論和方法,通過整體設計,對實踐教學的各個要素進行組合優化,形成結構和功能最有效的實踐教學系統,成為實踐教學體系研究的熱點問題。實踐教學體系根據內容和范圍,可分為廣義實踐教學體系和狹義實踐教學體系。廣義實踐教學體系一般包括實踐教學目標的設定、實踐教學內容與范圍的劃定、實踐教學過程的管理和實踐教學條件的保障等要素,是由實踐教學活動的各要素構成的有機聯系整體,具有指導作用。狹義實踐教學體系則指圍繞專業人才培養目標,在制定教學計劃時,通過合理設置課程數量和類型,合理配置實驗、實習、實訓、課程設計、畢業設計、創新制作、社會實踐等各實踐教學環節,建立與理論教學體系相輔相成的具體的實踐教學內容體系。廣義實踐教學體系和狹義實踐教學體系均包括軟件和硬件兩個方面。軟件方面是指為適應課堂理論教學和學生動手能力、創造能力培養而制定的相對完善的實踐性教學計劃或方案、實習指導書、實驗室管理規章制度等。硬件方面是指為完成實踐性教學計劃而配套的實習場所、儀器設備、實驗裝置、生產工藝流程、實驗材料和相關輔助設施等,包括教學實驗室、科研實驗室、野外實習地區等。文獻采用系統論和邏輯分析的方法,研究了實踐教學的系統性與系列性,提出了由相關實踐教學子系統和獨立實踐教學子系統組成的“二元實踐教學體系”,該體系包括相關實踐教學子系統和獨立實踐教學子系統兩個子系統。相關實踐教學子系統以上機實踐、課程實驗、課程設計、實習、畢業設計等與理論教學緊密結合的環節構成;獨立實踐教學子系統則由小組討論與案例教學、競賽(如全國水利設計大賽等)、結合科研項目獨立設計實驗方案和提供多實習方案等多種創新性和設計性實踐教學方式組成。“二元實踐教學體系”中的相關實踐教學子系統的教學內容一般在理論教學之后進行,作為對理論教學內容的實踐和探索,加深對理論教學內容的理解和掌握,與理論教學關系緊密相關;獨立實踐教學子系統具有獨立性、多選擇性、多方案等特點,獨立實踐教學子系統的教學內容和方式不局限于理論教學的內容,更注重培養學生獨立思考、團隊合作、綜合運用知識和創新研究的能力。“二元實踐教學體系”充分體現了實踐教學的系統性、系列性和獨立性,加深了對實踐教學體系的內在結構、各環節的內在聯系和如何發揮實踐教學在培養學生創新創業能力中的作用等問題的認識。研究表明,在實踐教學過程中,相關實踐教學子系統和獨立實踐教學子系統存在交叉和互補,不是兩個相互獨立的子系統,兩者是相輔相成的。相關實踐教學子系統和獨立實踐教學子系統是實踐教學體系的重要組成部分,相關實踐教學子系統和獨立實踐教學子系統的有機結合,對改革現有實踐教學體系,提高實踐教學質量具有重要的理論和實際意義。例如,在課程設計中引入討論課和案例教學,能夠充分發揮學生的主觀能動性和團隊合作精神,既達到通過課程設計擴展對已有理論的實際應用訓練的目的,又能加深對理論教學的理解,達到培養學生創新創業能力的目的;另外,還可以根據“二元實踐教學體系”,對畢業設計從時間、內容、形式等多方面進行改革,提高畢業設計的深度和廣度。
四、基于大數據的二元實踐教學體系實例
囊隕下凼隹芍,大數據的應用,可以幫助教學工作者快速、準確和全面地發現問題、解決問題,更好地為教學服務。“二元實踐教學體系”更注重理論與實踐的結合、教學與科研的結合,更強調學生學習上的差異性,對在實踐教學過程中如何根據學生的學習特點,有目的性和針對性地設置不同的實踐教學內容,提出了更高的要求,大數據則為“二元實踐教學體系”提供了方法支撐。大數據分析在教學領域中的應用表明,通過廣泛收集每個學生的學習特點和需求,采用數據分析技術分析獲取關于學生學習特點的有價值的信息,并及時反饋給教師,形成針對性強的實踐教學內容。本文結合《工程水文學》課程,具體探討大數據分析在實踐教學中的應用。《工程水文學》在武漢大學本科教學中已有近60年歷史,在繼承優良傳統的基礎上,在二元實踐教學新體系的理論指導和大數據的環境背景下,應用先進的信息化技術,建設《工程水文學》精品資源共享課,該課程于2013年獲批國家精品資源共享課程建設資助,2016年建設成果通過了驗收審核,正式獲得國家精品資源共享課程稱號。課程建設在教學模式和方法手段方面具有創新性,對推動教學資源開放共享、提高教學質量、拓展實踐教學、推廣網絡在線教育具有重要意義,課程關系見圖1。基于大數據分析的《工程水文學》二元實踐教學體系的構建主要包括兩個方面,一是通過大數據可以收集學生的學習習慣和偏好性等信息;另一方面通過對數據的分析,改革教學方法,針對不同的學生制定不同的培養目標,給予不同的引導。以學生為本,根據學生自身的特性和特長,培養適應不同需要的人才。最后,通過因材施教的反饋,再不斷地改進方法,教學相長。
五、結論
教學是一個教師與學生互動、相長的過程,需要激發學生積極參與的熱情,才能取得良好的教學效果和教學質量。本文基于大數據理論和分析技術,通過教學實踐,在廣泛征詢學生對實踐教學新體系的意見和建議的基礎上,提出了大數據環境下的“二元實踐教學體系”,是對過去“二元實踐教學體系”的進一步發展和完善。實際分析表明,在大數據理論與分析技術的支撐下,“二元實踐教學體系”更能有針對性地滿足學生對實踐教學的需求,而更開放、更靈活的科研與教學相結合的實踐教學模式為提高實踐教學質量提供了新的途徑。
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