前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的科學實驗及原理主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞:計算機組成原理;實驗教學;教學內(nèi)容;教學過程;教學實踐
1問題的提出
《計算機組成原理》課程是高校計算機相關專業(yè)本科生必修的一門核心專業(yè)基礎課程,在整個專業(yè)課程中具有重要的地位。進行年來,計算機技術(shù)無論在軟件還是在硬件方面都得到了飛速的發(fā)展,計算機系統(tǒng)在人們生產(chǎn)、生活的各個領域都得到了越來越多的應用?!队嬎銠C組成原理》課程為這些應用提供了必不可少的基礎理論。然而,我們不得不面對這樣一個實際情況,那就是《計算機組成原理》課程偏向于計算機硬件,其理論性強,抽象,學習難度大。而我校的教學定位于培養(yǎng)應用型人才,因此,計算機相關專業(yè)的學生普遍存在著重視軟件相關知識的學習,而輕視硬件相關知識的學習的心理及現(xiàn)狀。如何通過課程實驗教學的合理組織與安排,達到提高學生學習的主動性,培養(yǎng)學生學習的興趣,提高課程教學的效果的目的,是一個需要迫切解決的問題。本文結(jié)合課程理論教學的實踐,從實驗課程的理論教學內(nèi)容的設置、實驗教學內(nèi)容的設置,實驗教學過程的設計以及實驗教學方法等方面,對實驗課程的內(nèi)容和教學方式進行介紹,并結(jié)合實驗教學的效果進行了歸納總結(jié),以期為《計算機組成原理》課程實驗教學提供思路和借鑒。
2課程理論教學內(nèi)容的設置
《計算機組成原理》課程的教育目標定位于使學生掌握單CPU計算機的組成原理與內(nèi)部運行機制,包括計算機系統(tǒng)的基本組成與結(jié)構(gòu),計算機硬件的功能部件的組成及工作原理,為學習理解高級語言編寫的程序如何被執(zhí)行的過程和原理提供理論基礎。具體教學要求如下:1)理解各大部件互連構(gòu)成整機系統(tǒng)的技術(shù)以及計算機系統(tǒng)的概念性結(jié)構(gòu)和功能特性。2)理解單CPU計算機的完整硬件組成、基本運行原理、內(nèi)部運行機制。3)能夠運用計算機組成的基本原理和基本方法,對有關計算機硬件系統(tǒng)中的理論和實際問題進行計算、分析,并能對一些基本部件進行簡單設計。4)在知識、能力兩方面都得到提高。課程理論課的教學內(nèi)容按照馮•諾依曼結(jié)構(gòu)劃分,包括:1)計算機中的數(shù)據(jù)表示和運算方法,包括:定點數(shù)的表示和運算、浮點數(shù)的表示和運算;2)計算機中的運算器部件,包括:算術(shù)邏輯單元、定點運算器結(jié)構(gòu)、浮點運算器結(jié)構(gòu);3)存儲系統(tǒng),包括:存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、主存儲器、高速緩沖存儲器、其他形式的高速存儲器、虛擬存儲器系統(tǒng)、輔助存儲器;4)總線,包括:總線信息傳輸、總線的工作方式、總線仲裁、總線標準;5)指令系統(tǒng),包括:指令格式、尋址方式、指令類型;6)控制器,包括:控制器的功能和基本結(jié)構(gòu)、指令的執(zhí)行過程、微程序控制器、硬布線控制器;7)輸入/輸出系統(tǒng),包括:設備、輸入/輸出接口、輸入/輸出信息傳送控制方式。
3課程實驗教學內(nèi)容的設置
實驗教學內(nèi)容按照理論教學進程安排,以單元實驗為主,每一章節(jié)的理論教學內(nèi)容都對應安排相應的實驗教學內(nèi)容,并再最后安排一次貫穿課程全部內(nèi)容的綜合性實驗內(nèi)容。驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗的構(gòu)成比例為4:3:1。實驗內(nèi)容與理論教學內(nèi)容緊密結(jié)合,目的是加深學生對理論知識的理解。同時,通過合理地安排實驗教學過程,培養(yǎng)學生的基本設計能力和實踐能力。通過合理的設計教學內(nèi)容和形式,既幫助學生對計算機硬件系統(tǒng)的各組成部分的結(jié)構(gòu)原理和工作過程有了充分的理解,又提高了學生的學習興趣,取得了良好的教學效果。
4實驗教學過程的設計與實驗教學方法
不同實驗性質(zhì)的實驗內(nèi)容采用不同的教學過程的設計和教學方法。1)驗證性實驗的教學過程和教學方法驗證性實驗的教學過程包括:學生課前預習,實驗課前檢查實驗內(nèi)容及要求的講解實驗原理的講解及實驗芯片的介紹操作步驟講解及示范學生動手實驗,教師個別輔導答疑實驗驗收,評定驗收成績。2)設計性實驗的教學過程和教學方法設計性實驗的教學過程包括:學生課前預習,實驗課前檢查實驗內(nèi)容及要求的講解課程理論教學相關原理的回顧實驗方法的講解學生進行實驗過程的設計學生設計成果檢查學生動手實驗教師實驗總結(jié)實驗驗收,評定驗收成績。3)綜合性實驗的教學過程和教學方法綜合性實驗是將前面幾個實驗中的單元電路組合在一起,構(gòu)成一臺簡單的模型計算機。使用的單元電路主要包括運算器、存儲器,以及微程序控制器。實驗模型機是用微程序控制器實現(xiàn)數(shù)據(jù)通路的控制,通過執(zhí)行由機器指令組成的簡單程序體現(xiàn)模型機的功能。其教學過程包括:學生課前預習,實驗課前檢查實驗內(nèi)容及要求的講解課程理論教學相關原理的回顧模型機工作原理以及操作步驟的講解操作示范學生動手實驗,教師個別輔導答疑實驗驗收,評定驗收成績。最后,通過驗收成績和實驗報告成績,綜合給出課程實驗成績。
5結(jié)束語
近五年的教學實踐表明,《計算機組成原理》實驗教學調(diào)動了學生做實驗的積極性,使學生在實驗過程中能主動上手,將抽象的理論知識進行了具體又直觀的展示,使理論教學內(nèi)容得到了形象化和具體化,有利于理論內(nèi)容的消化理解,有效地提高了學生分析問題、解決問題以及動手實踐的能力。
參考文獻:
[1]蔡曉燕,袁春風,張澤生.計算機組成原理實驗初探[J].計算機教育,2013(21):74-78.
[2]楊澤雪,閔莉,王建偉.計算機組成原理課程實驗教學探討[J].計算機教育,2015(4):107-110.
[3]楊欣宇,李誠,宋廣軍,等.計算機組成原理實驗教學改革探索[J].計算機教育,2013(18):45-47.
[4]蔣本珊.計算機組成原理[M].北京:清華大學出版社,2013.
[5]白中英,戴志濤.計算機組成原理[M].北京:科學出版社,2013.
編譯原理課程是計算機科學與技術(shù)專業(yè)的重要專業(yè)課之一,課程內(nèi)容抽象,理論性較強,學生普遍反應難學難懂,為此設置一定課時的實驗課,有助于幫助學生深入理解概念,提高學生的邏輯思維能力、實踐動手能力,有助于切實有效地提高學生的專業(yè)素質(zhì)。目前編譯原理課程的實驗設計通常是要求學生實現(xiàn)一個比較完整的編譯程序,或者將其拆分成詞法分析實驗、語法分析實驗和語義分析實驗等幾個部分,實驗內(nèi)容具有一定的難度,讓很多學生知難而退,難以達到預期的實驗效果。究其原因是在實驗設計上與學生的實際情況之間出現(xiàn)了諸多偏差,需要對實驗的設計和組織進行改進,以更好地提高編譯原理實驗課的教學效果。
1編譯課程實驗的問題
1.1學生對課程實驗定位存在認知誤區(qū)
在教學實踐中發(fā)現(xiàn)很多學生對編譯原理實驗課程的認識上存在很多誤區(qū),這些認識誤區(qū)如果不加以及時糾正,加上課程內(nèi)容抽象、邏輯性強等特點,很容易加重學生的畏難情緒,產(chǎn)生一系列不利于課程學習的消極負面影響。
一種認識誤區(qū)是簡單地認為編譯原理的學習目的就是設計和開發(fā)編譯器,認為畢業(yè)后很少有從事編譯器研發(fā)的機會,所以得出課程學了沒用的錯誤結(jié)論。實際上編譯原理包括的形式語言、自動機理論等語言定義、翻譯與實現(xiàn)的基礎知識,可以讓學生領悟到計算機理論的精髓,可以讓學生從程序編譯的角度重新審視軟件的開發(fā),有助于提高學生對軟件設計開發(fā)的認識,對于今后從事應用軟件、語言開發(fā)平臺甚至系統(tǒng)軟件的開發(fā)等都是非常有好處的。
另一種認識誤區(qū)是將編譯的實驗混淆于普通的程序設計實驗,將實驗重點沒有放在算法的設計、原理的理解上,而是迷失在具體代碼實現(xiàn)的細節(jié)上。編譯原理課程是一個綜合性的專業(yè)課,編譯程序使用的一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法是“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“離散數(shù)學”以及“算法設計與分析”等課程相關知識的典型應用本文由收集整理,能夠進一步加深了學生對相關課程知識的綜合運用和專業(yè)素質(zhì)的提升。
1.2實驗內(nèi)容設計缺少層次性
通常的編譯原理實驗課的教學設計,是將學生已經(jīng)學過的一種高級語言的詞法和語法進行簡化,作為實驗的模型語言。針對編譯過程的詞法分析、語法分析、語義分析與中間代碼生成、目標代碼生成的四個重要階段,每個階段分別設計一個或多個實驗題目,最終合成一個完整的編譯程序。這樣設計實驗的好處是與授課內(nèi)容緊密結(jié)合,模塊分解清晰。但存在的問題是盡管對高級語言進行了簡化,每個實驗仍然存在著一系列的“難度階梯”需要學生跨越,如果在實驗的設計上僅從學科的理論體系上考慮,忽視了學生知識和能力水平的不同層次,只是一種理想化的設計,執(zhí)行起來勢必難以達到預期的實驗效果。
以詞法分析的實驗設計為例:實驗要求是給出某模型語言的文法規(guī)范,要求編寫該語言的詞法分析程序。輸入源程序文件,輸出關鍵詞、專用符號以及其它標記。實驗過程是編寫主函數(shù)gettoken,通過從文件中讀取字符到緩沖區(qū)中并由c語言字符的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖流程判斷返回一個字符(token)。分析出來的單詞主要分為關鍵詞,專用符號,標記符號等。
這個實驗是編譯階段的第一個實驗,在學生對編譯程序理解不深,很多思維方式和知識框架還沒有建立起來的情況下,給很多學生設置了一系列障礙,如形式化語言、有窮自動機的理論等,每一個障礙對于初學者都難度不小,這些問題同時出現(xiàn)在一個實驗中,會使相當大一部分學生因難度過大而失去學習興趣。實際教學中學生對編譯程序的認知是循序漸進的,很多概念和原理的理解不可能一步到位。而且學生的知識結(jié)構(gòu)、能力水平參差不齊,有的學生的先導課程如《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、《高級程序設計語言》等知識學得不牢固,有些甚至已經(jīng)淡忘,因此在設計實驗時需要首先弄清楚學生的情況,然后再“對癥下藥”有側(cè)重點地進行實驗內(nèi)容的設計。
1.3實驗的組織形式比較單一
編譯原理的實驗組織形式通常是在機房每個學生一臺計算機,實驗課程開始后教師介紹實驗內(nèi)容、實驗目的和實驗要求等,然后每人獨立完成,從設計到實現(xiàn)都由學生自己進行,教師在實驗過程中隨時解答學生的疑問,最后學生調(diào)試完成程序后撰寫實驗報告,教師根據(jù)學生的程序和實驗報告給出分數(shù)。這樣的實驗組織和成績的評判形式比較單一,整個過程由教師主導,能夠訓練學生個體的獨立思考能力和動手能力,但學生之間的交流不夠,實驗課的大部分時間都是學生埋頭寫程序,實驗課氣氛比較枯燥沉悶,對學生團隊協(xié)作能力的訓練不夠。
2實驗教學設計的改進
2.1消除學生的認識誤區(qū)
針對學生簡單地把編譯原理課程局限在編譯器設計上的認識誤區(qū),教師在授課和實驗過程中需要注意結(jié)合實際中運用編譯技術(shù)的實例,比如常用的文本編輯工具中,很多帶有字詞的檢查和校驗功能,這就是編譯原理技術(shù)中詞法分析技術(shù)的具體應用;很多應用系統(tǒng)中對用戶輸入的字符串進行規(guī)則檢查時常用正則表達式;網(wǎng)絡搜索引擎對文檔資源進行特征分析、提取與描述等工作中都用到編譯的相關知識……通過各種現(xiàn)實生活中的實例讓學生明確編譯原理所學習的知識不僅是計算機專業(yè)理論知識的重要組成,而且編譯程序所使用的一些原理、方法和技術(shù)在非編譯系統(tǒng)的實際應用中也發(fā)揮了很大作用。
在進行實驗設計時,除了原理性實驗,可以根據(jù)學生的興趣,安排一些應用型的實驗,如簡單的智能輸入法的實現(xiàn)、識別某些單詞的簡單聊天機器人程序等,這樣的小實驗可以激發(fā)學生的學習興趣,學生在這些應用味實驗中遇到了困難,自然會進一步深入學習教材中的原理,這樣對基礎理論的掌握也會更加牢固。
2.2實驗內(nèi)容的改進
國內(nèi)外的一些經(jīng)典教材中,通常會采用一種模型語言的編譯程序作為實例,如呂映芝等人編著的《編譯原理》是以pl/0語言的編譯程序為范例,alfred v. aho等人編著的《編譯原理》先通過一個小的編譯程序范例給學生帶來對編譯程序的直觀感受。通過實例的學習,可以降低學生的學習難度,也可以輔助學生對原理加深理解。在設計實驗時,可以更大地發(fā)揮這些實例的作用,事先讓學生閱讀這些實例的源代碼,然后增加一個準備性的實驗,要求學生結(jié)合已經(jīng)學習過c、c++或java等高級程序設計語言,自行對詞法規(guī)則和語法規(guī)則的簡化和裁減,設計出適合自己實驗難度的模型語言,并給出文檔描述。通過安排這個準備實驗,促使學生復習必須的基礎知識,增加學生查閱資料的能力和閱讀源代碼的能力,在學生的認知結(jié)構(gòu)上起一個鋪墊的作用。
詞法分析、語法分析試驗是編譯原理實驗的重點。在實驗內(nèi)容上,對一些比較復雜的實驗進行拆解。詞法分析實驗可以拆分成三個小實驗:設計源程序掃描器,去除空格和注釋及其他無關字符后得到單詞的集合;用自動機識別無符號數(shù)或某類單詞;設計識別關鍵詞、標識符等其他類型單詞的識別程序。對語法分析實驗,可以首先以典型的算術(shù)表達式文法為例,設計一個算術(shù)表達式文法的遞歸子程序分析實驗,然后在此基礎上安排其他的語法分析實驗。這樣在內(nèi)容上也分成了若干層次,更加符合由簡單到復雜、由特殊到一般的認知規(guī)律,也能夠滿足不同知識結(jié)構(gòu)和能力水平的學生在實驗中都能得到鍛煉提高的目的。
實驗難度的設計上應該體現(xiàn)出層次性,形成“階梯狀”的難度層次。每個實驗要求分為基本要求、較高要求和探索性實驗要求三個層次,基本要求即最低要求,所有學生都能完成的難度,鼓勵成績中上的學生完成較高要求,采用成績加分、表揚等一些激勵機制,提高興趣,為一些學有余力的同學準備探索性實驗。既能讓優(yōu)秀的學生“吃得飽”,也保證讓所有學生“吃得了”,避免一部分學生因缺乏難度挑戰(zhàn)失去興趣而另一部分學生因門檻太高而無從下手的情況發(fā)生。比如在“利用自動機識別無符號數(shù)”的實驗設計上,基本要求是能夠識別整數(shù),較高要求是識別帶小數(shù)的無符號數(shù),更高要求是能識別帶指數(shù)形式的無符號數(shù),將這一實驗題目分成三個層次后,不同學習水平的學生都能夠在一個學時內(nèi)完成實驗,對自動機這一重要工具也有了初步認識,達到了實驗目的。
2.3實驗組織形式的改進
在實驗的組織上可以采用協(xié)同式學習,以小組為單位,通過教師所提供的實驗任務進行分析、討論,明確需要解決問題的方法,經(jīng)過一系列的協(xié)同學習活動,完成既定的任務,加深對所學知識的理解。這種組織形式可以培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和學生之間的相互交流和相互學習。因為學生之間的年齡相仿、認知水平相似,交流起來會更加順暢和有效。在這個過程中能夠提高學生的參與感,而且通過團隊協(xié)作解決困難,會給學生更多的積極反饋和成就感。
在實驗內(nèi)容的設計上,要便于學生進行協(xié)同工作,具有可操作性和合作性,確保小組中每個成員的任務飽滿。在小組分配上,根據(jù)學生的興趣讓其自由結(jié)合小組,再根據(jù)學生的學習能力做適當調(diào)整,根據(jù)學生的性格特質(zhì)等不同特點讓其在小組中承擔不同角色,如設計人員、開發(fā)人員、文檔撰寫人員以及兼任的匯報答辯人員等。實驗實施階段是協(xié)同模式中最重要的一個階段,在這個階段小組要對下達的實驗任務進行分析,明確任務的基本要求,掌握解決問題的方法及需要具備的知識,在教師的幫助指導下進行小組的內(nèi)部分工及職責的落實,進行協(xié)同學習,同時教師要對學生實驗完成情況進行及時的檢查和指導,直到最終共同完成小組的任務。
傳統(tǒng)的獨立模式的實驗中對學生的評定比較簡單,根據(jù)個人的完成情況給出成績。采用分組式協(xié)同模式后,實驗成績的評判要做相應的調(diào)整,不僅要考核每個學生自己承擔的任務完成情況,還要考核小組共同完成情況??己说膬?nèi)容仍然包括程序和實驗報告,但除了對每個學生獨立完成的程序模塊進行檢查外,還需要對小組共同完成的整個任務情況進行驗收,可以采用匯報和答辯的形式進行,每個小組推選答辯人在面對所有學生進行匯報,然后接受教師和其他小組的提問并進行答辯,最終成績的評定除了個人評定之外還有小組評定,對小組成績進行排序以鼓勵小組間的競爭。
一、食品工程原理課程設計學時分配
二、食品工程原理課程設計題目
項目一:食品加工單元操作的計算。根據(jù)不同食品生產(chǎn)工藝,進行分組,對不同食品加工單元操作典型設備進行設計計算。
項目二:牛奶列管式換熱器的設計。在滅菌后牛奶的冷卻過程中,隨著溫度、壓力參數(shù)變化以及冷卻水溫度變化,設計一臺列管式換熱器,完成相應生產(chǎn)任務。
三、食品工程原理課程設計指導
在課程設計過程,對項目一,指導教師收集食品生產(chǎn)企業(yè)工程實例作為課程設計題目,每2~3個學生是單獨的題目,由于這些實際問題,涉及到食品生產(chǎn)中關鍵或者特殊的設備,所以每組學生都有很高的學習興趣,學生通過查閱資料和相關工程手冊,結(jié)合食品工程原理每個單元操作的原理每組學生能夠獨立完成各自的設計任務。通過課程設計,每組學生的查閱資料的能力、計算能力、繪圖能力以及綜合運用所學知識的能力等都得到了充分的鍛煉,這些訓練和指導對學生將來畢業(yè)后,完成工程師相應技術(shù)工作,有很大的幫助。
四、食品工程原理課程設計考核
研究型教學就是在課程教學中,教師以與教學內(nèi)容相關的實際問題為載體,組織和指導學生在學習過程中有目的地、相對獨立地進行探索研究,從而提高學生運用知識解決實際問題的能力,促進學生思維水平的發(fā)展,使學生從中感悟到科學研究的基本策略和方法,受到科學思想的熏陶,為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造性思維打好基礎。在“研究型教學”中,教師的作用不是“教”,而是“導”,即啟發(fā)、誘導、疏導。
“微型計算機原理”是電子、通信、計算機、自動化、測控技術(shù)、機械等專業(yè)的專業(yè)基礎課。該課程對上述專業(yè)學生的專業(yè)能力教育、創(chuàng)新教育起著承上啟下的作用。微型計算機是一門發(fā)展非常快速的科學,中央處理器的升級換代周期以月計。新理論、新技術(shù)、新成果、新機型層出不窮。這就注定了在“微型計算機原理”的課程教學中,必須貫徹研究型教學的理念,也就是將新的理論、新的技術(shù)以靈活多樣的形式貫穿于課程教學之中。
“微型計算機原理”課程教學內(nèi)容繁雜,硬件、軟件并舉,在課程教學中開展提出問題,推斷、猜想和假設,歸納、分析與論證,評價、交流等研究型教學的模式,可以進一步提高“微型計算機原理”課的教學效果,本文將結(jié)合“微型計算機原理”課程教學實踐,對在課程教學中如何貫徹研究型教學模式略述拙見。Www.133229.coM
一、研究微型機基本結(jié)構(gòu),建立整機觀念
從20世紀80年代至今,“微型計算機原理”課程隨著微型計算機的發(fā)展經(jīng)歷了8位機、16位機、32位機的更新?lián)Q代。幾乎是10年一次更新,幾年后教科書的內(nèi)容就已經(jīng)過時了,實驗設備就需升級或更換。然而,無論cpu的更新速度很快,微型計算機的組成結(jié)構(gòu)基本上沒有變化,這有利于在“微型計算機原理”課程教學中以整機結(jié)構(gòu)為主線進行研究型教學,引導學生通過研究整機基本結(jié)構(gòu),建立整機概念,追蹤微型計算機的發(fā)展,研究微型計算機的發(fā)展思想。
在課程教學的第一節(jié)課,將“微型計算機原理”課程的教學內(nèi)容按微型機的cpu、存儲器、i/o接口3大部分劃分歸位,使學生在課程學習的開端就認識微型機的整機結(jié)構(gòu),引導學生從整機結(jié)構(gòu)角度學習、研究微型機的工作原理。
在課程教學中,強化微型機三大部分通過3總線連接的基本結(jié)構(gòu)的教學,使初接觸微型機工作原理的學生通過微型計算機的基本結(jié)構(gòu)學習,縱觀8位cpu、16位cpu、32位cpu、64位cpu的發(fā)展和更新,研究cpu的更新?lián)Q代進化特點,更新進化目的及以后的發(fā)展趨勢。
“研究型教學”突破原有課程教學的封閉狀態(tài),把學生置于一種動態(tài)、開放、主動、多元的學習環(huán)境中,為學生提供更多的獲取知識的方式和渠道,培養(yǎng)學生創(chuàng)造思維的品質(zhì),進而推動他們?nèi)リP注科學的發(fā)展、了解科學發(fā)展趨勢,并積累一定的感性知識和實踐經(jīng)驗。
二、以前序課程為基礎,引導學生研究和解決微型機硬件問題
“模擬電路”、“數(shù)字電路”、“電子技術(shù)”是微型計算機原理課程的前序基礎課,學生通過對這些課程的學習,已建立了有關電路的基本概念,掌握了應用電路的基本理論解決實際問題的技術(shù)。
“微型計算機原理”課程教學是以這些課程的基本理論為基礎來講述微機的硬件結(jié)構(gòu)的。涉及到的是大規(guī)模集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部特性,面對大規(guī)模的集成電路,學生認識到計算機硬件系統(tǒng)是高度復雜的電子線路,會感到難以理解和掌握,有看不見、摸不著的感覺。因此,在教學中,應強調(diào)微型計算機的3大組成部分,引導學生深入分析,從層次觀點來認識計算機的硬件組成,把它歸納為數(shù)字邏輯層、微體系結(jié)構(gòu)層和指令系統(tǒng)層,分析各層在實現(xiàn)計算機功能上的地位和作用,上面一層的實現(xiàn)是建立在下面一層的基礎之上的,實現(xiàn)的功能更強大,更接近于解決問題的的思維方式和處理問題的具體過程。這樣分層有利于簡化處理問題的難度,便于將精力集中于最關心層面的問題上,也清晰地指出微機原理課程的定位。研究型教學的目的之一是讓學生從分析問題的過程中學到科學的思維方法,在遇到具體問題時,能夠有意識地應用這種方法去處理問題、解決問題。
在研究cpu的基本結(jié)構(gòu)時,推斷實現(xiàn)cpu基本功能的電路設計方案、設計思想,歸納、總結(jié)cpu升級換代的實現(xiàn)方法。利用研究型教學模式,將cpu升級換代過程中對繁雜和枯燥的型號、功能的教學,融入到基本功能實現(xiàn)電路的設計研究中。
在研究型教學中,問題的結(jié)論是未知的、非預定的,結(jié)論的獲取也不是從書本上直接得到的,而是學生運用類似于科學研究的方式,以已掌握的科學知識和技術(shù)為基礎,通過假設、設計和求證,最終解決問題,得出結(jié)論。這種探究實質(zhì)是學生對科學研究的思維方式和研究方式的學習、運用,目的在于培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力。
三、引導學生探究指令系統(tǒng),培養(yǎng)創(chuàng)造性思維
指令系統(tǒng)是微型計算機原理課程教學的重點教學內(nèi)容之一,而指令系統(tǒng)的學習、掌握是比較枯燥的。不少學生在指令系統(tǒng)的學習過程中,往往難以進入狀態(tài),感覺指令很難記,不少初學者往往長時間徘徊在指令系統(tǒng)中而不得要領。
研究型教學模式的特點是引導學生探究教學內(nèi)容,激發(fā)學習興趣,使他們的自主學習。首先讓學生認識到指令系統(tǒng)是計算機硬件和軟件的橋梁,各種功能豐富的應用程序都是源自這些單一功能的指令,讓學生體會到這是一個創(chuàng)造的過程,激發(fā)他們的學習興趣。在指令系統(tǒng)的教學中,從尋址方式到指令的分類學習,引導學生以探究的方式去學習、研究。如在討論了數(shù)據(jù)傳送指令后,以某一條指令為例,討論機器碼的組成元素,引導學生探究不同型號的cpu指令系統(tǒng)的不兼容的原因。不能死記指令系統(tǒng),以尋址方式為基點,按功能歸納不同類別指令,引導學生通過歸納、總結(jié)、記憶,區(qū)分非法、合法指令,掌握指令系統(tǒng)。
“研究型教學”把學生的整個學習過程看得比結(jié)果更為重要,讓學生獲得親身體驗。在這一過程中,關鍵是能否對所學知識有所選擇、判斷、解釋、運用,從而有所發(fā)現(xiàn)、有所創(chuàng)造。通過誘導學生的探究過程來培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神、動手能力和解決實際問題的能力。
四、建立研究型教學的教學觀念
傳統(tǒng)的教學觀,把學生當作盛知識的“容器”,目的是“教會學生”,在課程教學中表現(xiàn)為教師“講科學”,學生“聽科學”。在現(xiàn)代科學飛速發(fā)展的今天,這種教學方式已不再適應創(chuàng)造性人才的培養(yǎng),只有開展“研究型教學”,形成“在研究中學習”的教學觀。培養(yǎng)學生“學會學習”的能力、創(chuàng)新能力,使學生掌握科學研究問題的方法。在“研究型教學”中,教師要深刻認識、注重學生的能動性,充分發(fā)揮學生的主體性,激活他們的自信心,激發(fā)他們的興趣,為他們展示自己的聰明才智創(chuàng)造機會,同時也要尊重、信任、賞識每一位學生,形成教學平等的教學觀念。
“研究型教學”設計的是一種未知過程的想象和探索,它需要最大限度發(fā)揮教師的創(chuàng)造力,教師在教學中應從更高的層面和更廣闊的視角出發(fā),同時,根據(jù)“研究型教學”的內(nèi)容和學生發(fā)展需要對教學內(nèi)容及課程教學方式作出新的構(gòu)思和處理,設計適合“研究型教學”的教學方案,根據(jù)方案進行具有特色的教學活動。在“研究型教學”中,教師適時創(chuàng)新開發(fā)一些教學設計,有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。
研究型教學要求教師從知識的傳遞者轉(zhuǎn)型為學生學習的指導者、組織者、合作者,從僅僅關注課程教學內(nèi)容本身的知識到同時關注課程與實踐的聯(lián)系、課程的前沿知識、課程與相關學科的聯(lián)系,教師不僅要為學生傳道、授業(yè)、解惑,而且要參與、組織、指導學生進行研究。
“研究型教學”強調(diào)以學生的自主性、探索性學習為基礎,整個學習過程中注重讓學生始終擁有高度的自主性,引導學生對學習過程進行自我設計和自我控制。教師在課程教學中融合、組織多方面或跨學科的知識內(nèi)容,有利于學生對知識融會貫通和多角度、多層面地思考問題。
儀器分析是分析化學的重要組成部分,隨著近代儀器分析技術(shù)的迅速發(fā)展,它在農(nóng)、林、水科學中的應用與日俱增,是科學研究不可缺少的重要檢測手段。儀器分析是化學類相關專業(yè)的專業(yè)基礎課,是一門理論與實踐密切結(jié)合的課程,儀器分析實驗是學生驗證分析理論、掌握儀器分析應用的重要途徑。教育部《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質(zhì)量的若干意見》的文件(即4號文件)明確指出了“高等學校要重視本科教學的實驗環(huán)節(jié)”,同時,根據(jù)獨立學院培養(yǎng)實用型人才的宗旨,培養(yǎng)和提高學生的實際動手能力成為實踐教學工作中的重要環(huán)節(jié)。
在儀器分析實驗教學過程中,我們越來越發(fā)現(xiàn)實驗內(nèi)容的設計極為重要。一方面要達到設定的教學目的,使學生對儀器分析的原理和操作有深刻的認識;另一方面要適應各學院現(xiàn)有的儀器設備硬件條件,并且能調(diào)動學生的興趣和實驗積極性。因此,有必要根據(jù)學校的基本情況對實驗內(nèi)容的選擇和設計進行深入地研究。
一、現(xiàn)狀分析
儀器分析實驗課程不僅涉及到相關儀器的原理和操作,還涉及有機和無機化學的基礎知識以及實驗室的配置,要最大程度地與儀器分析理論課配合。目前獨立學院的儀器分析實驗課主要以驗證性實驗為主,學生做實驗完全按教材或教師演示進行操作,造成對實驗方案的設計理解不深,對實驗原理理解不夠、對實驗內(nèi)容印象不深刻,積極性不高。就已經(jīng)開展的教學工作來看,儀器分析實驗主要存在以下四個方面的問題。
1.學生動手能力較差,實驗積極性不高。應用化學、高分子材料與工程、環(huán)境科學等開設儀器分析實驗課程的專業(yè)中,學生已經(jīng)學習過有機化學和無機及分析化學等課程,儀器分析理論課與實驗課通常安排在同一學期學習,這樣的安排是符合循序漸進的教學規(guī)律的,但是在具體教學過程中,我們發(fā)現(xiàn)以下問題:第一,學生對以往所學的知識遺忘較嚴重,理解不深刻。儀器分析涉及部分有機化學和無機化學的基本知識,如果缺乏這些知識將會造成對儀器分析的原理理解不深刻。第二,缺乏基本的安全防護知識。學生的實驗安全基本常識匱乏,造成師生人身安全及實驗室安全隱患。第三,缺乏對與實驗儀器相關聯(lián)的設備的了解。例如計算機和電機等,動手能力參差不齊。
學生是教學中最主要的部分,學生學習的積極性高低在很大程度上決定了教學結(jié)果的成敗,以上這些因素導致了學生參與實驗的積極性不高,機械地模仿老師的操作,教學效果不佳。
2.教學資源有限。儀器分析使用的大多屬于大型精密儀器,操作復雜且價格昂貴,這就決定了學校購買的數(shù)量有限。例如紅外光譜、原子吸收光譜、氣相色譜和高效液相色譜等儀器,一般獨立學院的實驗中心都只有一臺,教學時學生只能分批分組輪流操作。
對于獨立學院這種新發(fā)展起來的教學載體,很多硬件設備都處在逐步完善的過程中,實驗室面積和儀器種類、數(shù)量有限,這會影響每個學生獨立操作試驗的時間和空間,影響教學質(zhì)量。
3.教材針對性差,有使用的局限性。儀器分析和其他普通化學實驗不同,儀器型號多樣且更新?lián)Q代較快,很難有可供不同學校共同采用的教材。市面上現(xiàn)成的課本是編寫者根據(jù)自身環(huán)境編寫,有其局限性,在實驗儀器選擇上,不能涵蓋現(xiàn)有儀器,或者書中所列的實驗儀器與各學院采用的不同,可能會導致誤操作;有些實驗的課時安排不符合各學院的教學要求;還有一些教材安排的實驗多為驗證性試驗,由于這類實驗的結(jié)果已為學生所知,往往不能引發(fā)學生的興趣和求知欲,使課堂氣氛不夠活躍。
為了解決上述問題,各獨立學院通常采取的方法是從不同教材上選取與該院儀器相關的部分,印制零散的講義分發(fā)給學生,內(nèi)容與實際操作不完全配套,而且不能形成完整的體系,不利于學生的學習。
4.教學效果不佳。儀器分析實驗安排通常是以專業(yè)班級為單位,這樣的安排對理論知識的教學來說,師資是較為合理的,但是在進行儀器分析實驗教學時,往往顯得不夠。
例如,在電化學分析實驗中,二十多組學生同時開展實驗,教師一方面必須保證學生安全,時刻關注整個實驗室情況,另一方面要指導各組學生進行實驗,對教師而言是嚴峻的考驗。實驗室設備多面積大,使一些學生得不到教師的充分指導。而在原子吸收光譜等實驗中,一臺儀器二十多組學生輪流操作,參與實驗的學生多,每人分配在實驗操作上的時間就較少,有些實驗只有一次動手機會,學生掌握實驗技巧的時間不充分。
二、改進的方法
針對以上所列舉的問題和困難,結(jié)合教學經(jīng)驗,我們從以下四個方面來改進和優(yōu)化儀器分析實驗課的教學:
1.調(diào)整內(nèi)容,提高學生的積極性。根據(jù)各學院的硬件設施,編寫合適的儀器分析實驗講義。多采用探索性試驗,盡量避免驗證性試驗,實驗結(jié)果的不確定性會增加學生對實驗過程的興趣。實驗內(nèi)容的選取貼近生活,如牙膏中氟離子濃度的測定、“雪碧”中苯甲酸的測定、飲料中咖啡因的測定等,引導學生將所學知識應用到生活和實踐中去,培養(yǎng)成就感。
以氣相色譜為例,該實驗是科研、生產(chǎn)、檢驗等領域常用的儀器分析方法,實驗內(nèi)容貼近生產(chǎn)實際情況,要求學生掌握色譜圖的分析方法,并根據(jù)實際情況調(diào)整試驗參數(shù)的設置,條件允許的話從色譜柱的填充這一基本步驟開始。每位同學必須自己動手操作,而不是像以前一樣僅僅觀看教師演示。
2.增加設計性實驗,提高實踐能力。在實驗內(nèi)容上,除了常規(guī)的儀器分析實驗,還安排兩到三次設計性實驗。教育部高教司的關于《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》(試行)對設計性實驗有明確的定義:設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案并加以完成的實驗。賈素云等人認為在設計性實驗中,教師給出的“實驗目的與要求”要符合學科的培養(yǎng)目標,實驗室提供必需的儀器與藥品,由學生自擬實驗方案并獨立自主完成實驗的全過程。
在設計性實驗的講義里,只提出了實驗目的與要求,其他步驟都要求學生根據(jù)掌握的知識進行設計,對學生運用知識解決實際問題的能力有較高的要求。可設計提示性的問題幫助學生理清思路,然后由學生獨立完成實驗全過程。教師可根據(jù)教學情況自由選擇,讓學生兩人一組設計實驗步驟。學生設計實驗步驟,必須深入了解實驗目的,掌握實驗涉及的藥品和試劑以及儀器的物性和安全常識,理解實驗步驟背后的理論意義,比照書本操作要求更深入地了解,這避免了以往學生機械模仿老師操作的模式,加深其對實驗過程的理解記憶。
開設必修實驗和選做實驗兩類,將會使學生在強化基本操作技能的基礎上有綜合性較強的訓練,有普通儀器操作,也能接觸到一些先進的科學儀器和方法,以開拓眼界,擴大知識面。教師可在教學過程中對各個實驗有不同的級別要求,以適應不同專業(yè)的需求。
3.改進教學方法,讓學生有機會動手操作。改變教學方法,引導學生獨立思考,培養(yǎng)學生獨立學習和工作能力。遵循實驗教學和人才培養(yǎng)規(guī)律,學生實驗能力的培養(yǎng)要循序漸進,逐步放手,逐步加強和深化。多引進生產(chǎn)實際案例,充分調(diào)動學生學習的積極性和主動性,以利于學生能力的培養(yǎng)。
每次實驗前的理論課都在幻燈片上以圖片的形式介紹實驗儀器的基本組成和試驗流程。布置學生預習實驗,完成思考題??紤]儀器數(shù)量和實驗室面積,可采用雙實驗雙教師同時進行的教學方法。將學生劃分為兩部分,每部分學生做一個實驗,每個實驗一個指導老師,然后交換。這樣提高了設備的利用率,使學生有更加充分的動手時間,每個學生都有機會動手,投入到實驗中來。
4.改進實驗室管理。建議與實驗中心的老師配合,課余時間向?qū)W生開放實驗室。集中組織有興趣的學生在課余時間進入實驗室,在教師監(jiān)管下進行實驗,這既可以作為課堂實驗的補充,又可以擴展到課堂之外的內(nèi)容。
三、實驗內(nèi)容設計的特點
各獨立學院應結(jié)合專業(yè)特點和現(xiàn)有儀器設備,以及學生的教學和實訓情況,選擇合適的實驗內(nèi)容,編寫適用于本校的實驗講義。可將全部實驗分為必做實驗和設計性選做實驗兩部分。必做實驗內(nèi)容包括電化學分析、紅外光譜分析、氣相色譜和液相色譜等多個專業(yè)試驗,要求學生親自動手操作各種大型儀器,解決實際問題,其實驗內(nèi)容在社會上有著極為廣泛的應用;設計性選做實驗由師生根據(jù)教學情況自由選擇,是學生在掌握儀器分析原理和設備操作基本技能的基礎上對理論和實踐知識的綜合運用。
講義的主要特點是針對性強。國內(nèi)現(xiàn)有的實驗教材,每個實驗針對特定的儀器,對實驗條件的設置、參數(shù)的確定有固定的要求。目前分析儀器發(fā)展迅速,種類和型號多樣,該講義應針對各校所購買的特定儀器,可直接用于以后的儀器分析實驗教學工作。
另外,在實驗的設計上要突出強調(diào)學生的實際動手能力,要求實驗內(nèi)容貼近實際生產(chǎn)生活,一方面調(diào)動學生的學習積極性,充分發(fā)揮學生的自主學習性,另一方面培養(yǎng)的學生在社會上有更廣闊的就業(yè)空間,滿足社會對動手能力強的人才的需求。
總之,儀器分析實驗在獨立學院化學類相關專業(yè)的實驗教學體系中有著重要的地位。隨著實驗室的建設和發(fā)展,各獨立學院將購買更多儀器設備,在今后的教學過程中,教師應根據(jù)教學要求和硬件條件的變化,不斷完善儀器分析實驗內(nèi)容,教學內(nèi)容的編排始終以調(diào)動學生的學習積極性、充分發(fā)揮學生的自主學習為目標,根據(jù)社會對人才的需求,強調(diào)學生的動手能力及解決實際問題的能力。
參考文獻:
[1]李田霞,陳峰.獨立學院中化學實驗教學探索與實踐[J].科技信息,2008(14).
[2]吳建高.選擇儀器分析試驗項目的看法[J].實驗室研究與探索,1989(4).
[3]羅崇建,等.儀器分析的實驗教學[J].化工高等教育,2002(72).
本文在總結(jié)管理學基礎實踐性教學的經(jīng)驗基礎上,對課堂游戲教學法、討論法、角色扮演等方法進行了研究,在總結(jié)教學經(jīng)驗的基礎上為管理學基礎課程的實踐性教學提供了有價值的經(jīng)驗和總結(jié)。
關鍵詞:高職院校;管理學基礎;實踐教
一、實踐教學中存在的問題
(一)任課教師方面的問題
1、對學生的認知不全面
目前教師對高職院校的學生普通有以下認識:學生基礎太差、理解能力低、缺乏積極性和主動性等。雖然學生入校分數(shù)較低、上課表現(xiàn)較差,但這并不代表學生不能學好相關知識。
2、缺乏積極的教學態(tài)度
“學”與“教”是一個雙向交流和溝通的過程,由于許多學生上課不積極等原因,使得部分教師在思想上“放棄”了這些學生,將“教學”變成了單向的“教”而不管學生是否在“學”。這樣的教學態(tài)度必定影響教學效果。
3、缺少實踐性教學方法
有些教師是從“學?!碑厴I(yè)直接到“學?!睆氖陆虒W作,本身缺少管理的實踐及經(jīng)驗。同時,教師普遍缺乏具有可操作性的實踐性教學方法指導。
(二)學生自身方面的問題
1、學習目標不明確
隨著高職院校錄取分數(shù)線的下降,那些在初等和中等教育階段分數(shù)較低的學生進入到了高職院校。這其中有部分學生本身沒有明確的學習目標和愿望,有些是被家長“逼著”來學習的。
2、缺乏學習的自信
有些學生由于種種原因在升學考試中成績較差而進入了高職院校學習,這些學生自身也有學習的愿望和興趣,但由于缺少學習成功的經(jīng)驗而缺乏學習的自信。
3、自律能力差
有些學生進入高職院校后,許多學生的自律能力較差,從原來緊張的學習中“解脫”出來,在生活上和學習上養(yǎng)成了不良習慣。
(三)學校方面的問題
1、對實踐性教學的支持力量薄弱
學校在發(fā)展過程中,多以理論教育為中心,普遍忽視了實踐性教學,缺乏對實踐性教學的物質(zhì)支撐。比如實訓室建設不完善、對教師實踐性教學的支持力度不大。
2、對實踐性教學的管理不科學
有些高職院校,在實踐性教學課時的設置不規(guī)范,并缺乏是對實踐性教學效果的科學考核和評價。另外,學生的實習活動與學習嚴重脫節(jié)。
二、實踐性教學的實施及總結(jié)
(一)課堂游戲教學法
課堂游戲教學法的特點是學生參與活動,通過聽覺、視覺、空間知覺、觸角等在大腦指揮下協(xié)同活動而獲取知識。在實際教學過程中,學生參與課堂游戲教學的興趣比較高,如果游戲選擇科學、組織恰當,能夠起到非常好的教學效果。
在實施課堂游戲教學法的過程中,教師要注意挑選適當?shù)挠螒蛞约坝螒蜻M行的地點(比如室外),并適時對相關知識進行系統(tǒng)講解,以加強學生的理解、記憶和應用。
適合課堂游戲教學法的內(nèi)容比較多,管理學基礎課程各模塊內(nèi)容都有適合的課堂游戲,比如:計劃職能(估計玻璃瓶中玉米數(shù)量的游戲)、組織職能(“囚徒困境”游戲)、領導職能(“對別人的肯定”游戲)、控制職能(“沖突處理”游戲)、創(chuàng)新(培養(yǎng)創(chuàng)新精神的游戲)等。
(二)討論法
討論法是學生在教師的指導下為解決某個問題而進行探討、辨明是非以獲取知識的方法。討論法能發(fā)揮學生的主動性、積極性,有利于培養(yǎng)學生獨立思維能力、口頭表達能力,幫助學提高綜合運用知識的能力。
在學習“群體決策”內(nèi)容時,為使學生切感受“頭腦風暴法”的操作方法和效果,可采取討論法來模擬頭腦風暴法的操作過程。另外,通過學生的激烈討論也可以鍛煉學生的創(chuàng)造性思維能力。
(三)角色扮演法
角色扮演教學法是指在假設環(huán)境下學生按某一角色身份進行活動,使學生通過這一活動實現(xiàn)教學目標的一種教學方法。在實施這一教學方法時,教師根據(jù)教學要求設計出工作情境,學生扮演情境中相應的角色,身臨其境地按設定崗位的職能及人際關系嘗試處理各種事情。在教學過程中,角色扮演法能活躍課堂氣氛,充分調(diào)動學生參與的熱情,有利于幫助學生形成正確的情感、態(tài)度以價值觀。
教師在組織過程中要注意設計好主題、場景,準備適當?shù)牡谰?,并根?jù)角色特點選擇適當?shù)膶W生,在角色扮演結(jié)束后一定要有科學的評價和總結(jié),這樣才有利于達到教學目標。
角色扮演法適合管理學知識中那些學生感覺比較枯燥的指導原則和知識,還適合那些具有爭議性的原理等內(nèi)容,比如溝通及其原理、沖突的管理、組織文化等內(nèi)容。
(四)專題活動結(jié)合PPT展示
通過專題活動結(jié)合PPT展示活動,在提高學生相關技能的同時更能提高學生的綜合能力。
比如在管理學基礎的實際教學過程中,通過專題活動結(jié)合PPT展示的方式讓學生主動學習內(nèi)容相對比較枯燥的內(nèi)容(比如基本原理等),激發(fā)了學生的學習興趣,提高了教學效果。筆者采用此方法實施的“班級管理”、“我的母?!薄ⅰ吧鐣熑无q論賽”等專題活動均起到了良好的效果。
專題活動結(jié)合PPT展示方法對學生的要求比較高,工作量也比較重,因此,教師在使用些方法時要考慮到學生的時間并做好課外輔導工作,防止學生因受到較大挫折產(chǎn)生消極情緒而影響活動的實施效果。
三、結(jié)論
高職院校應進一步加大對實踐性教學的支持。學校應該系統(tǒng)的組織相人員對實踐性教學進行綜合研究。同時應進一步增加對實訓室建設的投入,為實踐性教學活動提供良好的環(huán)境。學校還應該進一步加強與企業(yè)的合作,使學生通過在企業(yè)的實習活動來促進理論知識的學習和掌握。
實訓課時設置要科學。盡管實踐性教學有其一定的優(yōu)越性,但理論教學在構(gòu)建學生系統(tǒng)的認知體系、提高學生綜合知識素質(zhì)方面具有不可替代的作用,因此,高職院校要科學安排實踐性教學與理論教學的比例。(作者單位:嵩山少林武術(shù)職業(yè)學院經(jīng)濟管理系)
參考文獻:
[1]陸增輝.角色扮演在管理學原理教學中的運用探析[J].百色學院學報,2011,04
[2]胡楚圖,單文慧.高職企業(yè)管理學課程實踐教學探討[J].內(nèi)蒙古電大學刊,2012,04
[3]李影,李剛.情景模擬教學法在管理學教學中的應用[J].教師,2012,21
【關鍵詞】三本院校;微機原理與接口技術(shù)課程;應用型人才;教學研究
Research and Practice on Microcomputer Principle and Interface Technology in Independent College
Yu Guiling
【Abstract】Operating system course of computer science major is not only a main course of this specialty,but also it’s one of the important contents in Machinery and electronics,Numerical Control,electromechanical and so on. The course is an integrated curriculum, content is complex, involving a wide range of. It’s theoretical, practical, many concepts and algorithms are rather abstract, for beginners is not easy to understand. In this paper Independent College students' characteristics, on the basis of application type talents training target, combined with their own teaching practice, the teaching of the course a useful exploration and research.
【Key words】independent college;Microcomputer Principle and Interface Technology;application talent;teaching research and practice
隨著IT技術(shù)的飛速發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益成熟,微處理器的大量發(fā)展將計算機技術(shù)滲透嵌入到了各種儀表和控制系統(tǒng)中,特別是嵌入式技術(shù)的廣泛應用,智能化、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)更是融合了傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)及微電子技術(shù)、控制技術(shù)等,使得《微機原理與接口技術(shù)》課程的地位越來越重要?!段C原理與接口技術(shù)》課程本身就是一門綜合性課程,內(nèi)容繁雜、知識點多,涉及面廣;其理論性、實踐性、應用性都較強,且軟硬件相結(jié)合,對培養(yǎng)學生在微型計算機基本構(gòu)成與外界聯(lián)系(廣義輸入/輸出)的應用方面,建立微機系統(tǒng)的整機概念,具備微機系統(tǒng)軟硬件開發(fā)和應用的基本能力,提高分析問題、解決問題的思維能力和實際動手能力、工程設計能力、創(chuàng)新能力等,都具有極其重要的意義。因此越來越多的專業(yè),如計算機應用、自控類、機電類、電子類、通信類等專業(yè)都將此課程列為必修的專業(yè)課或?qū)I(yè)基礎課。該課程的先修課程有《電力與電子學》《數(shù)字電路與邏輯設計》《匯編語言程序設計》《計算機組成原理》《操作系統(tǒng)原理》等,并為《單片機原理及應用》《EDA技術(shù)》《嵌入式系統(tǒng)及應用》《計算機控制技術(shù)》《DSP器件原理及應用》《可編程器件原理及應用》《多媒體技術(shù)》等不同專業(yè)的后續(xù)課程打好基礎。
盡管本門課程如此重要,但是對于三本院校學生來說學好它實屬不易。首先,學生自身特點:基礎知識薄弱,自學能力欠缺;其次,高校中普遍存在“重軟輕硬” 的現(xiàn)象產(chǎn)生的影響,只注重軟件程序設計,針對硬件的設計開發(fā)很少;第三,針對三本院校應用型人才的培養(yǎng)目標,硬件課程學時也在不斷壓縮,造成學生對硬件課程的學習沒有熱情,動手能力差,出現(xiàn)只會讀書不會動手的局面。
基于上述原因,有必要在應用型人才的培養(yǎng)方案下對本課程的理論教學和實驗教學改革進行探索和實踐。
1 教學中存在的問題
《微機原理與接口技術(shù)》是計算機技術(shù)的硬件課程之一,通過該課程的學習使學生從理論和實踐上掌握微型計算機的工作原理和基本組成,熟悉微機的匯編指令體系及匯編程序設計方法,以及常用接口技術(shù)及其軟硬件設計方法,建立微機系統(tǒng)的整體概念,達到初步具有微機應用系統(tǒng)的軟硬件設計、開發(fā)能力。
本課程呈現(xiàn)的特點:內(nèi)容繁雜,缺乏系統(tǒng)性,更新速度快,軟硬件相結(jié)合;這就要求我們要不斷調(diào)整理論教學和實踐方案,以適應新形勢的需要,促進學生學習,培養(yǎng)出合格的應用型人才。本課程的講授與學習的過程中存在以下的問題:
(1)教學方法方面:“灌輸式”的教學方法,以課堂講授為主,將學生置于被動接收知識的地位,忽略了學生主體地位的作用,對啟發(fā)式、討論式和研究式的教學方法采用得比較少。這樣的教學模式不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),學生缺少自己動手分析、設計具體系統(tǒng)接口實例的過程,導致他們只顧記憶知識點,忽略了對問題實質(zhì)的理解和掌握,忽略了對各部分知識內(nèi)容之間關系的把握。
(2)教學內(nèi)容方面:本課程內(nèi)容繁雜理論性強,看似缺少系統(tǒng)性,但又跟其他課程緊密相關,涉及到許多硬件技術(shù)和軟件實現(xiàn)技術(shù),如計算機組成原理中的存儲器部分、總線I/O接口部分、中斷技術(shù)等,匯編語言的編程等,這些技術(shù)又往往交織在一起,是在原有基礎上再深入,這就要求處理好微機原理與接口技術(shù)課程和計算機組成原理、匯編語言程序設計、操作系統(tǒng)原理等課程之間的關系。
(3)實踐環(huán)節(jié)方面:大多數(shù)高校采用的是集成性實驗箱,對芯片功能進行驗證性實驗,即實驗箱提供一個集成環(huán)境,通過軟件將實驗箱上的芯片與PC機通訊,芯片接口及線路都是固定好的并封閉在實驗箱內(nèi);實驗中用到的全部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、電路連線和代碼都有提供,學生真正自己動手設計的實驗很少,課程設計環(huán)節(jié)幾乎沒有,缺少課程學習小論文,學生參與研究性學習的機會少,不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(4)學生方面:學生本身基礎知識薄弱,學習主動性不強,計算機組成原理等前繼課程基礎不牢,加上集成性實驗箱的提供、電路連線和代碼的提供一定程度上助長了學生的惰性,影響了學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新欲望。
(5)社會需求方面:高等院校尤其國家計算機專業(yè)一級學科過分強調(diào)了培養(yǎng)軟件大師,忽視了教給學生扎實的基礎知識,以及硬件開發(fā)能力的培養(yǎng),以至于現(xiàn)在不論企業(yè)、社會還是學生本人多數(shù)只希望學習技術(shù)前沿的東西,即便是軟件編程也忽視了像匯編語言這樣的底層語言的學習。這實際上也是個體的當前利益和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長遠利益之間的矛盾。
2 理論課程改革的具體實施
微機原理與接口技術(shù)課程的主要內(nèi)容包括微處理器基本概念、工作原理和硬件結(jié)構(gòu);匯編語言指令系統(tǒng)和程序設計方法與技巧;中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器和串行通訊的工作原理和應用;微機系統(tǒng)擴展、人機交互、A/D和D/A等接口技術(shù),以及微機應用系統(tǒng)設計實例。理論課程改革首先從優(yōu)化教學內(nèi)容,改變教學方法入手。
2.1 優(yōu)化教學內(nèi)容,改變教學方法:由于微機原理與接口技術(shù)課程知識點多理論性強,所以在授課時,結(jié)合學生比較熟悉的身邊實例來進行講解,把原理知識與實際應用相結(jié)合,形成了新的教學方法:
(1)案例教學法:課程內(nèi)容所涉及的基礎知識結(jié)合生活中的實例進行講解。采用實例教學,可以把我們身邊常見到的家用電器、智能交通、公共汽車報站系統(tǒng)、門鈴等常見設備展示給學生,通過比較實用又不太復雜的產(chǎn)品作為實例講解設計過程,把相對繁雜的課程內(nèi)容變得相對有趣,從而啟發(fā)學生學習的欲望,認識到只要掌握相關的軟硬件知識,自己也能開發(fā)出實用的電子產(chǎn)品。例如,對于8086/8088系統(tǒng)原理采用原理性案例教學;對于8253、8255A等芯片接口采用樣例學習法的設計性案例教學;對于芯片的實際應用,采用結(jié)合性案例教學,如十字路通燈的設計、出租計價器的設計等。通過這種方式增強了學生的動手能力,充分調(diào)動了學生學習的積極性,將學生置于主要地位,提高學生自我學習的能力。
(2)互動式教學:培養(yǎng)學生的參與意識、動手能力和思維能力,并激發(fā)學生的學習興趣,是一種良好的教學方式。例如,“存儲器的連接”中的擴展方式在計算機組成原理課程中已經(jīng)詳細講過,本課程中增加了總線連接、地址分配的問題。在講授這部分時,重新做了調(diào)整:首先回顧關于該內(nèi)容的一些主要問題如擴展的方法有哪些,如何進行擴展、總線如何連接等.讓學生在上課前利用業(yè)余時間,帶著問題認真看書,然后回答;在開始上課時,先抽查學生答題情況,再讓學生提問;解答問題后,進行總結(jié),引出存儲器內(nèi)部地址如何分配、與CPU管腳如何連線。這樣學生是整個教學的主體,學習主動性強,課堂效率高。
(3)類比法教學:采用比喻的方法將抽象的、難以理解的知識點變得具體、易懂。如在講解存儲器及尋址方式時,首先說明指令操作要先尋找操作對象的操作數(shù),為提高CPU的運行速度,CPU中設有寄存器可暫存數(shù)據(jù),而大量數(shù)據(jù)主要存在存儲器中。若操作數(shù)在寄存器中可直接找到,就是直接尋址;若操作數(shù)在存儲器中不能直接找到,可通過寄存器中的有關信息找到,即寄存器間接尋址。我們可用去宿舍找學生作比喻,若知道學生的具體房間號,可以直接去找(直接尋址),不知道可以去宿舍值班室詢問,得知學生房間號后再找到學生,這就類似于寄存器的間接尋址。
又如中斷的引入解決了高速CPU與低速外設信息的交換問題,CPU由被動變?yōu)橹鲃?,采用分時操作,從而大大提高了效率。如何使學生理解中斷的執(zhí)行過程,我們可用優(yōu)秀售貨員或以教學講課中學生有問題舉手提問作比喻,教師允許學生提問并解答,即為響應中斷和執(zhí)行教學中斷服務的程序過程。
(4)直觀教學法和啟發(fā)式教學法:課程中有很多難懂的知識點,講解時間較長。如果按照常規(guī)思路一步一步講解,學生很難長時間緊跟教師思路,勢必影響效果。若適當采用直觀教學法,利用圖片、動畫等進行直觀教學,就可以縮短學生學習時間,便于理解知識點;若適當采用啟發(fā)式教學法,就可以很好地調(diào)動學生的學習積極性。例如對于寄存器、存儲單元內(nèi)容,由于微機內(nèi)部芯片的高度集成化的結(jié)果,看不見、摸不著,傳統(tǒng)的教學方式效果不理想,我們可利用多媒體進行輔助教學,將抽象、復雜的內(nèi)容采用直觀、形象的多媒體課件進行演示,化抽象為具體、化難為易,以利于學生理解和掌握,提高學生學習的興趣。
教材中各種圖比較多,如原理圖、時序圖以及流程圖等,采用傳統(tǒng)的教學方式,既費時又不規(guī)范;運用多媒體課件輔助教學,可很快直觀地展示給學生,對重點內(nèi)容可用不同的顏色標注,需強調(diào)的內(nèi)容可用閃爍方式顯示,F(xiàn)LASH動畫顯示漸變的過程進行啟發(fā)式教學,使學生緊跟老師的思路,既省去了大量的板書時間,又以整齊、美觀和可重現(xiàn)等方式展現(xiàn)課程內(nèi)容,提高了教學效率。實踐證明,采用現(xiàn)代化的教學手段,可以把原本枯燥的硬件課程講解得生動易懂,加深學生對理論知識的理解,達到事半功倍的效果。
(5)項目教學法:將原有傳統(tǒng)學科體系中的知識進行整合,并轉(zhuǎn)化為若干個典型項目,教師作為指導者把相對獨立的項目交給學生,學生作為主體直接參與項目實踐過程,包括信息的收集、方案的設計、項目實施及最終評價等。項目教學法不再把教師掌握的現(xiàn)成知識技能傳遞給學生作為追求的目標,而是在教師的指導下,學生去尋找得到這個結(jié)果的途徑,最終得到這個結(jié)果,并進行展示和自我評價。項目教學通常安排在課堂、作業(yè)、實驗三個環(huán)節(jié)之后,以學生動手操作、完成項目為目標,分為項目選題、項目設計、項目實施、項目總結(jié)等環(huán)節(jié)。學習的重點在學習過程而非學習結(jié)束,通過這種方式學生在學習的過程中鍛煉各種能力,把學習課程時的被動聽課轉(zhuǎn)化為主動探索課程內(nèi)容,不僅使學生掌握了課程知識,而且鍛煉了學生的實際工程應用能力,加強了綜合運用所學知識解決實際問題的能力,同時也調(diào)動了自我學習的積極性、主動性和創(chuàng)造性。
2.2 注重知識的連貫性:加強書本知識與新知識的聯(lián)系,加強理論知識與應用的聯(lián)系;加強本課程與其他課程相關知識的聯(lián)系。
(1)對教材中學生不易理解的內(nèi)容,換成學生熟悉的知識,不僅可以鞏固學生所學的知識,而且有益于學生對新知識的學習和理解。如在講解匯編語言編程時,與C語言編程相結(jié)合,與C語言描述對比講解,先講解程序框架,再將用C語言編寫的程序用匯編語言實現(xiàn),學生更易理解和接受。
(2)注意課程之間知識點的聯(lián)系,通過舉一反三,使學生對知識掌握得更牢固,并能靈活應用。如對于存儲器擴展、地址分配、中斷及其實現(xiàn)等知識點,都是在原有基礎上擴展和加深,既對學過知識溫故知新,又有新的擴展和提高,為后續(xù)課程做好鋪墊。
2.3 在有限的課堂教學中突出重點,增大信息容量:根據(jù)教育部有關精神,結(jié)合學分制的特點,近幾年來,經(jīng)過幾次調(diào)整,本課程的課堂教學時數(shù)進行了壓縮,并將匯編語言課程撤銷,融入到本課程中。對于前繼后續(xù)課程需要做到理清相關課程之間的關系,與相關課程的教師溝通,劃分好各課程的邊界關系,掃清盲點,減少重復。要求教師在有限的課堂教學中,突出課程重點、講清課程難點、保證教學質(zhì)量,精心制作電子課件,以增大課堂教學的信息量,拓展學生的知識范圍,是教師必須認真對待的重要課題。要求學生在課堂教學中掌握基本概念、基本思路、基本方法的基礎上,對重點的問題進行分析,對疑難點進行剖析,加強學生課前的預習和課后的復習,結(jié)合作業(yè)聯(lián)系、實驗等環(huán)節(jié)把握教學的要點。
2.4 充分利用網(wǎng)絡資源,實現(xiàn)網(wǎng)絡化教學:我們采用了moodle平臺,一個通用的網(wǎng)絡教學平臺是澳大利亞教師 Martin Dougiamas開發(fā)的基于因特網(wǎng)的課程管理系統(tǒng),目前在各國已廣泛應用。Moodle平臺依據(jù)社會建構(gòu)主義的教學思想,即教育者(老師)和學習者(學生)都是平等的主體,在教學活動中,他們相互協(xié)作,并根據(jù)自己已有的經(jīng)驗共同建構(gòu)知識,可以實現(xiàn)課程管理、作業(yè)模塊、測驗模塊、資源模塊、論壇模塊、問卷調(diào)查模塊等功能。
充分應用網(wǎng)絡信息化教學手段,在網(wǎng)絡平臺上向?qū)W生提供教學要求、電子教案、遠程答疑、應用資料等網(wǎng)絡教學資源;建立網(wǎng)上題庫,便于學生更好地消化書本知識;通過網(wǎng)絡進行專題討論、網(wǎng)絡釋疑、學生意見反饋等教學輔助工作。通過上傳一些最新的有關本課程的相關信息,讓學生對本專業(yè)以及與本專業(yè)有關知識的了解,擴大視野,豐富知識;打破傳統(tǒng)實踐教學在時間和空間上的限制,可以在任何時間、任何地點,通過網(wǎng)絡進行自主學習、交流討論。
3 實踐課程改革的具體實施
微機原理與接口技術(shù)課程是一門實踐性較強的技術(shù)基礎課,課堂講授的內(nèi)容大都較為抽象,難于立即消化,掌握起來有一定的難度,這種情況迫切需要將理論和實踐結(jié)合起來,進一步加強實踐環(huán)節(jié)的教學。本課程的實驗環(huán)節(jié)是課程教學的重要方面,通過對實踐教師隊伍加強管理與培訓,讓實驗室老師參與指導學生實驗,任課教師參與實驗課程的編排、參與實驗課程的討論、指導,既有效地促進了實驗環(huán)節(jié),又進一步提高了課堂教學的效果,保證了實驗教學的質(zhì)量。
3.1 重視課程教學實踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)學生動手能力:本課程實驗包括兩部分:匯編語言程序上機調(diào)試和接口芯片的編程。實驗教學內(nèi)容以單元實驗為主,緊跟理論教學進程,即在相關章節(jié)的課堂教學結(jié)束時進行上機調(diào)試、驗證。實驗內(nèi)容分為認知階段、提高階段、創(chuàng)新階段三個層次,分別對應于驗證性實驗、設計性試驗和綜合性實驗。相對而言驗證性實驗難度不大,學生完全有能力靠自己去完成實驗,設計性和綜合性實驗需要自行設計硬件連線圖和軟件程序。通過實驗不僅可以鞏固所學的理論知識,還可以培養(yǎng)學生的動手能力。在實驗中給學生適當?shù)闹笇?,其余部分由學生自己動手進行硬件電路的連接,獨立完成實驗。做到學以致用,培養(yǎng)學生的開發(fā)能力。課程設計也是本課程整個教學過程中的一個重要的實踐環(huán)節(jié),是面向?qū)嶋H應用而進行的一種設計,是對設計性和綜合性實驗的創(chuàng)新。本課程目前暫未安排課程設計,但作為重要環(huán)節(jié),一旦條件成熟,它應獨立或與其它相關課程進行綜合設計,既實現(xiàn)“理論――驗證――實踐創(chuàng)新”的教學目標,還能讓學生感受到操作系統(tǒng)的實用性和趣味性,從而達到良好的教學效果,起到了理論指導實踐,實踐驗證理論的目的。
3.2 實踐教學開放化,開展多種形式的實踐活動:在系、院的統(tǒng)一安排下,逐步建立針對開放式實驗教學的教學環(huán)境,形成一套開放實驗室管理制度、教學指導方法和教學質(zhì)量監(jiān)控保證體系,使開放實驗教學不僅僅有形式,更有實質(zhì)性內(nèi)容,確保開放實驗教學的效果。學院建立了學生創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié),安排教師指導學生的實踐活動,以項目申報的形式、審批的方式確定選題,選拔學生參加電子設計小課題,而這與本課程的內(nèi)容有密切的關系,也為課程的教學提供了提高的環(huán)節(jié)。
另外在開設本課程的各系之間,組織學生參加不同層次的電子設計競賽、各種創(chuàng)新競賽、畢業(yè)論文等環(huán)節(jié),有針對性地提出一些題目,加強學生對有關硬件設計、接口技術(shù)方面的能力培養(yǎng)。
3.3 通過校企合作模式強化實踐教育,提高學生的實踐能力:盡管作為微機接口技術(shù)實驗平臺,集成實驗箱有完善的編程及調(diào)試環(huán)境、開放的系統(tǒng)擴展總線以及優(yōu)越的系統(tǒng)擴展性能等,但是隨著計算機硬件技術(shù)的飛速發(fā)展,微機原理與接口技術(shù)課程的教與學都發(fā)生了質(zhì)的變化。傳統(tǒng)的計算機接口技術(shù)課程著重介紹計算機各組成芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu),初始化編程命令和在PC/AT機中的基本應用,并沒有系統(tǒng)的介紹各組成芯片的關聯(lián)工作情況以及和CPU系統(tǒng)的工作情況。當今Pentium PC機廣泛使用的并行接口標準IEEE 1394、通用串行接口標準USB、圖形顯示總線標準AGP、高速硬盤標準Ultra 100MB等等,都是最新接口技術(shù)應用的具體成果,實驗設備不可能跟上技術(shù)更新的步伐,讓學生感覺不到這門課的實際應用價值。
我們的做法是“請進來,走出去”,以人才需求為導向,充分利用校企合作,即學校和企業(yè)雙方共同參與人才培養(yǎng)過程,利用學校和企業(yè)不同的教育資源和教育環(huán)境,采用“課堂教學”和“學生參加實際工作”有機結(jié)合的教育模式,定期組織企業(yè)技術(shù)主管到學校進行講座,組織學生到實習基地或?qū)嵙晢挝贿M行鍛煉,加強學生動手能力的培養(yǎng),提高分析問題解決問題的能力,更好地培養(yǎng)應用型人才,以適合不同用人單位對人才的需求。
通過多渠道、多形式地建設校內(nèi)外實習實訓基地,目前我院除了建有7個實驗教學中心,中心下設實驗室,全院共有公共實驗室、專業(yè)實驗室47個,其中工程教育訓練中心、數(shù)字媒體實驗教學中心先后被評為“北京高等學校實驗教學示范中心”;還建成了5個院級綜合實習實訓基地,59家校外實習實訓基地,其中1家被評為北京市高等教育校外人才培養(yǎng)基地,由企業(yè)的資深工程師授課和指導畢業(yè)設計(論文),不僅提高了學生的動手能力、分析問題解決問題的能力,而且向?qū)W生傳授了企業(yè)文化,提升了學生的職業(yè)化程度,增強了學生就業(yè)的競爭力。
4 其他輔手段的具體實施
微機原理與接口技術(shù)課程的教學改革應該說是多方面的,除了對其教育理念、教學內(nèi)容、教學方法與教學實踐等進行改革外,同時還在師資隊伍建設、教材選用、考核方式等方面進了相應的改革。
4.1 注重師資隊伍建設:針對中青年教師人數(shù)較多的情況,制定相應的培訓計劃;與課程建設規(guī)劃相結(jié)合,要求青年教師每年走進企業(yè)實習;實行老教師傳幫帶、教師集體備課、評講教案、教師聽課等制度,促使中青年教師迅速成長。課程組進行定期或不定期的教研討論,形成良好的教學氛圍。
4.2 選用合理的教材:一本好的教材,是決定教學質(zhì)量高低的重要因素之一。目前,微機原理與接口技術(shù)教材模式單一,大多數(shù)都分為8086微處理器、存儲器技術(shù)、8086指令系統(tǒng)、匯編語言程序設計、I/O接口芯片等五個部分,存在重基本原理、輕應用實例的問題。通常教材中都是先介紹產(chǎn)品的功能部件、存儲器,再介紹指令系統(tǒng)、程序設計,最后是一些常用接口部件的外部擴展等內(nèi)容,特別是實驗教材跟不上新技術(shù)、新硬件的發(fā)展,使得初學者感到理論與實踐脫節(jié),內(nèi)容繁雜缺少系統(tǒng)性,無法形成微機應用的完整概念,更談不上能力的鍛煉和提高。因此我們計劃對教材內(nèi)容進行重新整合,使其各知識點由淺入深、由易到難,緊密結(jié)合,順理成章。
4.3 考核方式的改革:微機原理與接口技術(shù)是一門理論聯(lián)系實際、實踐性很強的專業(yè)基礎課,它與一般的基礎理論課程特點不同,是以學生理論聯(lián)系實際能力、動手能力、綜合分析問題能力及創(chuàng)新能力為培養(yǎng)目標的??荚囎鳛榻虒W的一個重要環(huán)節(jié),是對學生學習狀況進行必要檢查的手段,因此在考試環(huán)節(jié)中應該體現(xiàn)課程的培養(yǎng)目標。實際教學中,針對微機原理與接口技術(shù)課程的特點,對考試形式、考試內(nèi)容進行了相應的改革,對考核模式也有相應調(diào)整,學期成績由平時成績和期末成績兩部分組成,其中平時成績占40%,包含出勤、筆記、作業(yè)、上課的狀況、實驗和小論文的完成情況、實驗報告、期中測試等;期末成績占60%,來自期末考試的卷面成績(閉卷筆試),做到全面、綜合考察學生對本課程的掌握和理解情況,利用理論知識分析問題、設計問題并解決問題的能力。
目前我們針對課程的教學大綱制定考試大綱,對教學體系進行系統(tǒng)化說明,對各知識點在章節(jié)中所占比例進行分配,充分利用網(wǎng)絡資源,建設試題庫,難易程度分為簡單、一般、復雜,題型做到多樣化,有填空、選擇、判斷、讀程序、編程、接口設計等,為后續(xù)考教分離做準備,從根本上改變學生的“要我學”為“我要學”的狀態(tài) ,全面調(diào)動學生學習的積極性,提高學生的動手能力、理論聯(lián)系實際能力及應用所學理論分析問題和解決問題的能力。
5 結(jié)束語
通過微機原理與接口技術(shù)課程的教學改革與實踐,我們深刻認識到只有不斷進行教學改革才能不斷提高教學質(zhì)量,教學改革是一個長期的不斷探索,不斷完善的過程。本文通過作者自身的教學實踐,提高了教學質(zhì)量,改善了教學效果,提高學生的學習興趣和學習效率,充分調(diào)動了學生學習的積極性、主動性、創(chuàng)新性,培養(yǎng)應用型的高素質(zhì)人才,保證本課程持續(xù)不斷地向前發(fā)展,也為后續(xù)精品課程的建設奠定了基礎。
參考文獻
[1] 何珍祥主編.微機原理與接口技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011
[2] 劉乃琦.計算學科CC2004與本科教育知識體系[J].計算機教育,2004,(8):31~35
[3] 馬兆敏,胡波.《微機原理及接口技術(shù)》中存儲器教學方法的研究[J].科技信息,2008,(26)
[4] 張雪征.微機原理與接口技術(shù)課程教學方法探討[J].高度教育研究.2011,(03)
[5] 金微.微機原理與接口技術(shù)實驗教學方法探討[J].無線互聯(lián)科技.2012,(09)
[6] 唐永紅、龔安.微機原理實驗教學改革初探[J].大眾科技,2006.2(88):153~156
【關鍵詞】應用型本科院校 高校教師 實踐教學能力
基金項目:2014年陜西省教育科學“十二五”規(guī)劃課題:應用型本科院校教師實踐教學能力提升策略研究,項目編號:SGH140688。
教師的實踐教學能力,是在實踐教學過程中才能體現(xiàn)出來的一種能力,是指教師為實現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標,在教學過程中將專業(yè)相關的知識技能和實踐經(jīng)驗充分結(jié)合并得以運用的綜合能力,主要包括科研實踐能力、教育教學能力、實踐指導能力三個層面。
應用型本科院校教師實踐教學能力現(xiàn)狀
我國高等教育目前以學術(shù)型、應用型、職業(yè)技術(shù)型三類高校生態(tài)形式為主。由于應用型本科教育是整個高等教育體系的重點,故以“專業(yè)應用為導向、專業(yè)知識為基礎、專業(yè)能力為核心”的人才培養(yǎng)模式的應用型本科院校進入了發(fā)展的繁榮時期。這就要求此類高校一方面應不斷創(chuàng)新實踐教學課程,研究和推廣以應用能力培養(yǎng)為目標的專業(yè)教學體系,另一方面培養(yǎng)和建立理論功底扎實、實踐經(jīng)驗豐富的教師隊伍。
由于實踐教學是學生創(chuàng)新能力的一個重要靈感來源,能為教師隊伍進行素質(zhì)教育帶來契機,也可以為學生提供日后工作的鍛煉平臺,所以目前很多應用型本科院校已經(jīng)初步形成了內(nèi)部的實踐教學體系。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的需求、學生規(guī)模的擴大等問題的出現(xiàn),各類高校紛紛吸納人才增加師資力量,尤其是擴充了一批學歷高卻零經(jīng)驗的青年教師,但這些教師主持或參與橫向課題比例較低,與企業(yè)合作效果不理想,所以急劇擴大的師資隊伍帶來了教師崗位管理、后續(xù)培訓等一系列問題。據(jù)調(diào)查,應用型本科院校在整體發(fā)展中還存在著“雙師型”教師人數(shù)過少、具有實踐教學能力的實訓實驗教師短缺、實踐教學能力意識不足等問題,這些都將阻礙實踐教學功能的發(fā)揮和學生實踐能力的培養(yǎng)。所以,應用型本科院校教師實踐教學能力總體還比較欠缺,如何使其得以提升成了一個亟待解決的熱點課題。
應用型本科院校教師實踐教學能力缺失的原因
1.教師崗位管理缺乏科學性
科學有效的崗位分類管理主要應體現(xiàn)為“人盡其才”。如今很多應用型本科院校根據(jù)不同崗位需求設置了理論課教師崗與實驗課教師崗。原則上考核理論課教師時應主要關注其是否保質(zhì)保量地完成理論教學任務、關注其理論科研及學術(shù)水平等方面,實驗課教師則應從學生實驗實習成果、實踐項目研發(fā)、實驗技術(shù)提高等層次去衡量。但通過相關調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,實際管理過程中,很多院校對此并沒有分門別類的管理,用同一套標準去考核,崗位分類欠缺科學性、針對性,這種模式不利于教師發(fā)揚專項技能。
2.忽視實踐教學的重要性
目前大多數(shù)教師并沒有意識到實踐教學的重要性。一是教師對教學的認知觀念存在不足,思想保守,太過依賴教材,認為傳授完課本知識即可,不能緊跟高等教育教學改革步調(diào),加之部分教師不接受深入企業(yè)實踐學習的觀念,使得教師對實踐教學的認同感比較欠缺。二是部分教師主觀上并不愿意花費大量成本研究實踐課程。因為實踐課程相對而言教學難度較大,內(nèi)容與過程相對復雜,對教師的綜合能力要求較高。此外,理論教學測試學生掌握情況比較方便和直觀,而實踐教學成果需要在實際工作活動中慢慢顯現(xiàn),測試周期長,很多教師出于成本效益方面的考慮也會降低實踐教學的重視程度。
3.教師實踐經(jīng)驗欠缺
教師實踐經(jīng)驗欠缺主要體現(xiàn)在各大本科院校的青年教師群體中。青年教師是一個學校的主要師資力量,他們的綜合素質(zhì)很大程度上會影響學校的發(fā)展。目前我國應用型本科院校的教師大多數(shù)都是直接引進應屆博士、碩士畢業(yè)生,例如陜西某高校僅2013年便新引入博士生9位、碩士生31位,這些青年教師雖具有高學歷,專業(yè)理論知識也十分扎實,但社會實踐經(jīng)驗幾乎為零。有的教師考取會計從業(yè)資格證書卻不會實務做賬,無法承擔會計模擬實訓課程,有的具備報關員資格證書卻不熟悉外貿(mào)交易實務,也有的獲取經(jīng)濟師資質(zhì)卻從未參與過任何經(jīng)濟管理事務。
4.教師實踐教學能力準入環(huán)節(jié)薄弱
我國應用型本科院校的教師多數(shù)只要具備高學歷便可從事相關教學工作,在準入制度中對教師實踐經(jīng)驗并沒有作出明確要求,而且在教師職業(yè)生涯晉升過程中也沒有要求實踐能力,只是主要從科研項目、學術(shù)論文等理論研究方面作了明文規(guī)定,這更強化了教師重理論輕實踐的思想,從制度上削弱了教師實踐教學能力的地位。
5.教師實踐教學能力培養(yǎng)力度不足
我國對教師實踐教學能力的培養(yǎng)大多是封閉式管理。實踐培訓需要的時間較長,收效也較為緩慢,所以即使參加培訓,考慮較多的也是如何進修提高學歷、爭取更多科研項目、發(fā)表更多學術(shù)論文。青年教師的課程任務量大、資深教師的培訓意識差,教師自身沒有時間和精力參加實踐培訓,學校也沒有制度約束及激勵政策,校企合作力度也不強,這些都造成了教師實踐教學能力培養(yǎng)環(huán)境較差、機制欠缺、力度不足的局面。
應用型本科院校教師實踐教學能力提升對策
1.建立科學崗位管理體系
(1)分類管理教師隊伍。雖要求所有教師都應具備實踐教學能力,但畢竟很難既專心投入教學工作,完成實驗實訓內(nèi)容,又必須積極參加實踐鍛煉,全力爭取科研項目,所以實際安排工作時還應該對教師隊伍進行科學的崗位分類管理。例如,安排一部分教師主要從事課堂教學工作,一部分教師主要承擔實驗實訓內(nèi)容,一部分教師主要參與校企合作項目,這種分類管理能夠充分整合和發(fā)揮各類教師的特長,使整體教師資源得以有效配置和利用。由于工作重心的偏差,也應合理制定差異性的考評標準和獎勵政策,使各部分教師在充分發(fā)揮自身作用的同時,都可得到與投入相匹配的收益。
(2)實施校內(nèi)教師輪崗制。新加坡南洋理工學院在校內(nèi)廣泛實施輪崗制。例如,安排教師可到行政崗位、輔導員崗位進行兼職鍛煉,這有利于學校內(nèi)部工作的展開和合作。在我國,高校教師崗位人員較多,可安排部分教師轉(zhuǎn)入行政崗位進行鍛煉,尤其是對一些有意晉升系部、學院負責人的教師而言,是一個成本低收益高的實踐機會。
2.提升教師對實踐教學的認知水平
從學校角度而言,應該大力引導教師學習并討論學校的發(fā)展方案,幫助其對學校的辦學理念、目標定位、人才培養(yǎng)等層面樹立正確的認知觀。教師本身則更應更新觀念,意識到實踐技能是教師必備的基本技能,明確提升實踐教學能力在培養(yǎng)人才方面的重要性,加強個人發(fā)展的危機意識。主動更新知識結(jié)構(gòu),參加專業(yè)對應的實踐技能競賽,參與對口企業(yè)的員工培訓,兼評相應的職業(yè)技術(shù)職稱等,充分結(jié)合理論和實踐能力并有效轉(zhuǎn)化為實際教學能力。
3.完善教師準入及晉升制度
新加坡南洋理工學院在引進教師時,要求具有工程師資格的同時必須具備5年工作經(jīng)驗。美國應用型院校要求教師必須具有學士及以上學位,并對所教課程有1年及以上工作經(jīng)驗。德國則規(guī)定聘用博士生為應用型大學教師時必須在企業(yè)工作5年。加拿大對于一些沒有經(jīng)驗的新教師,則要求上崗前必須接受技能培訓。澳大利亞在對教師進行選聘時則寧可高薪任用一些學歷并不高但具有豐富經(jīng)驗和實踐技能的專家??梢姼鱾€國家都在為注重培養(yǎng)應用型人才而對教師在實踐教學能力方面制定相關準入制度。
借鑒發(fā)達國家經(jīng)驗,我國教育行政部門應該制定相應政策,學校也應根據(jù)自身需求規(guī)定教師準入和晉升時將實踐教學能力作為任職資格的一項條件。例如:(1)規(guī)定應用型本科院校教師受聘時必須獲得實踐技能或具備相關工作經(jīng)驗,不能只盯著博士生、碩士生,在面向社會選聘時,也不能僅關注等級證書,還要考察實際操作能力。(2)教師晉升時應考核其在考評期內(nèi)的實踐活動。(3)逐步將教師實踐教學能力作為年終考核的一項重要指標,與津貼、獎金、工作量計算掛鉤,建立約束和激勵機制。
4.加強教師實踐教學能力培訓
首先,政府應該統(tǒng)籌協(xié)調(diào),積極搭建校企合作平臺。例如,可舉辦實踐培訓項目,選派出國訪問學者,成立專業(yè)教學指導委員會,委托相關企業(yè)為教師培訓提供技術(shù)和場地支持。早在2001年,英國就設立高校教師發(fā)展局,為高校教師提供專業(yè)發(fā)展資助,所有的應用型院校教師皆可申請接受專業(yè)進修和培訓。
其次,學校方面除積極響應政府號召外,還應努力探索各類培訓活動。例如,(1)校本培訓。在學校內(nèi)部開展新入職教師崗前培訓和后期職中培訓,改進培訓形式、充實培訓內(nèi)容。崗前培訓可加入專業(yè)對應的背景認知實踐。職中培訓可定期舉辦行業(yè)意識、專項技能、科研互動等活動。(2)建立校內(nèi)綜合實訓基地。校內(nèi)實訓基地一定程度上可保證實踐教學的開展。例如,在校內(nèi)建立用友軟件會計實訓基地,開設“校內(nèi)學生實驗田市”等實踐基地,教師全程指導,學生自主經(jīng)營。這為學生開展實踐活動創(chuàng)造了機會,也為教師提高實踐能力提供了方便,更能成就教師科研成果的轉(zhuǎn)化。(3)繼續(xù)推行產(chǎn)學研一體化,實現(xiàn)校企合作。學??筛鶕?jù)需要與企業(yè)或政府建立合作關系,鼓勵、組織教師進企業(yè)參與生產(chǎn)、經(jīng)營、管理,到政府進行掛職、調(diào)研、決策。也歡迎企業(yè)或政府的高管和專業(yè)技術(shù)人才進入學校兼職,實現(xiàn)互利雙贏。
最后,教師本人應利用一切機會積極參與各種實踐教學能力培訓,深入企業(yè)鍛煉,提高自身綜合能力,早日實現(xiàn)“雙師型”職業(yè)目標。
參考文獻:
[1]黃牧乾:《應用型本科院校經(jīng)管類青年教師實踐教學能力現(xiàn)狀調(diào)查分析》,《商情》2014年第6期。
【關鍵詞】應用型本科院校 激勵教學 教學模式
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2017)02C-0109-02
目前,一些應用型本科院校教師對激勵教學缺乏深刻的理解和認識,還沒有充分認識到學生激勵的重大價值,因而缺乏有效的研究和探索。對此,應當引起重視,特別是要堅持問題導向,從當前制約激勵教學模式應用的各方面因素出發(fā),加大激勵教學模式的創(chuàng)新工作,教師應當而且能夠發(fā)揮作用,強化激勵教學模式在整個教學中的重要地位,并且要推動激勵教學模式的深度融合。
一、激勵教學在應用型本科院校教學中的作用
激勵教學在應用型本科院校教學中的應用,能夠極大推動應用型本科院校教學工作的深入開展。一方面,激勵教學在應用型本科院校教學中的有效應用,能夠極大地推動應用型本科院校教學模式創(chuàng)新。由于應用型本科院校最為重要的是培養(yǎng)學生的實踐能力,因而必須高度重視理論教學與實踐教學的有效結(jié)合,而基于學生激勵的教學模式,能夠使學生參與到應用型本科院校教學中來,特別是通過發(fā)揮學生的主體作用,促使教學模式發(fā)生深刻變化。另一方面,激勵教學在應用型本科院校教學中的有效應用,能夠極大地促進學生全面發(fā)展,使學生在校期間不僅能夠得到更大的培養(yǎng)和鍛煉,而且也能夠養(yǎng)成良好的學習、分析、創(chuàng)新習慣,有利于未來發(fā)展。總之,應用型本科院校的特點十分突出,必須培養(yǎng)學生的應用意識、應用理念、應用素質(zhì)、應用能力,這就需要不斷加大對學生的激勵,不僅提升學生興趣,而且強化學生發(fā)展,這應當成為激勵教學的重要導向。
二、激勵教學在應用型本科院校教學中應用的制約因素
盡管廣大應用型本科院校教師普遍重視激勵教學,而且在這方面進行了很多嘗試和探索,但在具體的實施過程中,仍然存在一些制約因素,需要引起重視。
(一)激勵教學缺乏足夠重視。當前一些應用型本科院校在開展教學的過程中,還沒有對激勵教學給予高度重視,對激勵教學的價值以及應用策略缺乏有效的研究,導致激勵教學無法取得良好的成效。比如一些教師在具體的教學過程中,盡管將“學生激勵”掛在嘴上,但在具體的教學過程中,就出現(xiàn)了“忽視”的現(xiàn)象,說起來重要,但真正落實到具體教學當中的相對較少,這必然會影響激勵教學的有效應用,需要引起重視,廣大教師在教學方面一定要將激勵教學作為重要的教學模式,融入到教學當中。
(二)激勵教學缺乏科學目標?;趯W生激勵的應用型本科教學模式,其目標是要促進學生全面發(fā)展,特別是要在培養(yǎng)學生的實踐能力方面取得突破。但從當前應用型本科院校教師開展教學的實際情況來看,盡管已經(jīng)將激勵教學納入到教學體系當中,但對激勵教學的目標不夠清晰,比如有的教師認為激勵教學就是培養(yǎng)學生的學習興趣,有的教師認為激勵教學就是激發(fā)學生參與,有的教師認為激勵教學就是多夸獎學生。盡管這些目標都對,但并不全面,必然影響激勵教學效果。
(三)激勵教學缺乏以人為本。從當前一些教師的情況來看,在開展激勵教學的過程中,缺乏以人為本的激勵理念,對激勵理論的研究不夠深入,缺乏對學生情況的調(diào)查和分析,盡管了采取了一些激勵手段,但卻沒有與學生的內(nèi)心“吻合”,甚至在一些時候會適得其反。比如一些學生喜歡精神激勵,但一些教師對此并不了解,卻給了這些學生物質(zhì)激勵;再比如一些學生喜歡任務激勵,但教師并沒有給學生完成任務的機會等等。
(四)激勵教學缺乏有效方法。正確的教學方法,才能提升教學質(zhì)量,要想使激勵教學取得實效,一定要積極探索有效的激勵方法。當前一些教師缺乏對學生的“實踐激勵”,更多的是在課堂教學當中進行激勵,缺乏對學生實踐能力的培養(yǎng),這與應用型本科院校的教育教學目標不相適應,需要加以改進。還有一些教師激勵教學方法創(chuàng)新性不足,沒有將激勵教學與其他教學模式進行有效的融合,就激勵教學開展激勵教學,這必然會導致激勵教學的作用受到極大影響,無法發(fā)揮有效作用。
三、激勵教學在應用型本科院校教學中的應用模式創(chuàng)新
開展激勵教學,必須高度重視教學模式創(chuàng)新,特別是要高度重視激勵教學的有效性,重點要在以下四個方面取得突破。
(一)高度重視激勵教學?;趯W生激勵的教學模式要想取得更好的效果,最為重要的就是應用型本科院校以及廣大教師一定要高度重視激勵教學。對于應用型本科院校來說,要建立激勵教學的有運行體系,加大對教師的教育和培訓力度,使他們能夠更好的應用激勵教學模式;對于廣大教師來說,一定要對激勵教學給予更高的重視,要將激勵教學作為重要的教學模式,不僅要加強學習,而且還要深入研究,更要與教師之間多交流和討論,不斷存在激勵教學理論,為更好地開展激勵教學奠定堅實的思想基礎和能力基礎。
(二)優(yōu)化激勵教學目標。激勵教學作為一種創(chuàng)新性教學模式,在具體的應用過程中,教師一定要明確激勵教學目標,只有這樣,才能使激勵教學起到更好的效果。這就需要應用型本科院校廣大教師要將促進學生全面發(fā)展、培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)、強化學生應用能力作為激勵教學的重要目標,并圍繞這一目標科學設計激勵教案,時時刻刻將激勵方法應用于教學當中。比如在具體的教學過程中,一定要圍繞上述目標進行深入的研究,將激勵教學模式融入到具體的教學實踐中,只有要有利于促進學生全面發(fā)展、只要有利于培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)、只要有利于強化學生應用能力,都要大膽嘗試。
(三)突出以人為本教學。激勵教學的被激勵對象是學生,因而必須從學生的實際情況出發(fā)開展激勵教學。應用型本科院校有其自身的特點,這就需要教師在開展激勵教學的過程中,一定要加強“學情”調(diào)查和分析,根據(jù)學生的需求開展激勵教學,教師應當樹立“服務”意識,將學生作為服務對象,這樣能夠使激勵教學更加有的放矢。比如,在具體的激勵教學過程中,應對學生的興奮點有所了解和掌握,在具體的激勵過程中圍繞學生的興奮點進行激勵,通過提升激勵的針對性,體現(xiàn)“人本性”激勵,實現(xiàn)激勵的最佳效果。
(四)創(chuàng)新激勵教學方法。激勵教學模式要想取得實實在在、卓有成效的成績,創(chuàng)新方法十分重要和關鍵。開展激勵教學,特別是對于應用型本科院校學生來說,采取科學的激勵方法至關重要,這就需要教師進行探索。激勵教學并不能孤立存在,而是要將其他的教學模式與激勵教學模式進行有效的融合,比如將激勵教學模式與互動教學模式,能夠在教師與學生、學生與學生進行互動的過程中,既提升學生學習的熱情,又能夠培養(yǎng)學生的團隊精神和表達能力??傊罱虒W方法可以無限拓展,但必須與其他教學模式相結(jié)合,只有這樣,才能使激勵教學取得更好的成效。
綜上所述,基于學生激勵的應用型本科院校教學模式對于培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)具有十分重要的作用,同時也有利于促進應用型本科院校教學模式創(chuàng)新。因此,應用型本科院校廣大教師要積極探索激勵教學模式,高度重視激勵教學,優(yōu)化激勵教學目標,突出以人為本教學,創(chuàng)新激勵教學方法,使激勵教學取得更大成效。
【參考文獻】
[1]吳謹.激勵理論在地方高校課堂教學中的應用探討[J].大學教育,2015(4)
[2]石衛(wèi)林.本科院校教學質(zhì)量改進路徑研究[J].高教發(fā)展與評估,2016(4)
[3]王長峰.知識經(jīng)濟背景下應用型本科院校教學與科研關系[J].教學研究,2015(3)
[4]韋宗發(fā).新建地方應用型本科院校課堂教學改革探究[J].教育教學論壇,2014(44)
[5]代旭升.激勵理論在高校教學管理中的應用研究[J].中國成人教育,2015(8)
【基金目】桂林旅游學院“基于激勵理論的應用型本科院校教學激勵研究――以酒店管理專業(yè)為例”(2016JGZ171)