計算機軟件硬件實訓課程教學改革探索與實踐

劉 威，孫良鳳（吉林大學 公共計算機教學與研究中心，吉林 長春 130012）

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計算機軟件硬件實訓課程教學改革探索與實踐

劉 威，孫良鳳
（吉林大學 公共計算機教學與研究中心，吉林 長春 130012）

[摘 要]本文詳細地分析了計算機基礎課程的現狀和教學中存在的問題，并提出了《計算機軟硬件實訓》課程改革的目標及思路。然后對課程教學模式、教學方法、教學手段、教學條件以及課程考核等方面的改革措施做了詳細分析和論述。

[關鍵字] 計算機基礎；軟硬件實訓；教學創新

隨著計算機技術的迅猛發展，計算機應用已經融入到社會學習、生活和工作的各個領域。我們國家的計算機普及浪潮更是一浪高過一浪，目前處于第三次普及高潮階段。大學本科階段的計算機基礎教育是計算機普及教育的一部分，因為在校大學生是整個社會的高端人才，他們對計算機應用技術的掌握程度和應用水平將直接影響整個社會各行業發展和進步。

根據“教育部高等學校文科計算機基礎教學指導委員會”制定的《大學計算機教學基本要求（2008版）》，全國各所高等院校都在本科教育前兩個學年開設了《大學計算機基礎》和《程序設計基礎》（其中：理工類開設《C語言程序設計基礎》，文醫類開設《VFP數據庫及程序設計基礎》）。

吉林大學公共計算機教學與研究中心（以下簡稱中心）承擔著吉林大學全校非計算機專業本科生和部分研究生的計算機基礎教學和實驗教學工作，是學校教學工作的重要組成部分和計算機基礎教育的重要基地。

針對目前計算機基礎實驗教學中存在的主要問題，中心開設了試點課程《計算機軟硬件實訓》，旨在促進計算機基礎教學實驗教學環節的改革。從2011年開始，該課程的部分內容已經應用在“地學卓越工程師班”和“地學李四光試驗班”的計算機基礎實驗教學中，取得了良好的教學效果和反響。

在《計算機軟硬件實訓》課程中引入項目教學的理念，教學內容都是教師按照實際需求精心設計實訓項目, 同時在項目教學中融入PBL教學法。在實訓項目教學中，以學生的主動學習為主，而不是傳統教學中以教師講授為主。在整個教學活動中，充分體現PBL教學法的特色和優勢，以學生為主體，教師進行引導式教育和啟發式教育。通過實訓項目培養學生分析問題和解決問題的能力。同時，充分發揮問題對學習過程的指導作用，調動學生的積極性和主動性，并結合開放性創新實驗和大學生創新創新訓練項目，大力培養學生的創新能力。

一、計算機基礎課程現狀及問題

中心的教學對象涵蓋了哲學、經濟學、法學、教育學、文學、歷史學、理學、工學、醫學、管理學等10大學科門類，100多個專業的所有本科生和部分研究生，年授課學生人數達8000多人。在當前的計算機基礎教學中存在如下問題

（1）學生計算機基礎起點參差不齊，導致個體差異與統一教學模式之間存在沖突；

（2）學科門類廣，不同學科對計算機基礎教學要求各不相同，需要建立不同教學體系；

（3）計算機基礎教學與不同學科和專業的融合，對教學環境、教師、教學體系等提出更高要求；

（4）傳統的教學模式注重傳授知識和技能，學生處于被動地位，教師先示范操作，學生模仿教師的操作完成實訓，在整個教學過程中發揮不了學生的主動性和創造性；

（5）重視專業，輕視基礎。在計算機基礎課程教學過程中，除少部分有保研、出國交流以及學習目的明確的學生外，大部分學生對公共基礎課程重視不足；

（6）課程內容不能適應人才培養和社會需要，教學方法和教學模式比較單一。

二、課程改革目標及思路

本次課程改革項目依托于2011年高等學校計算機基礎教學改革試點項目《面向大學科門類的公共計算機教學改革》，項目總體目標分三步走：

第一步：基于《計算機軟硬件實訓》課程，設計實訓項目模塊，創新計算機基礎實驗教學模式。

（1）針對學生學習和工作的需求，設計完成電子文檔制作、電子表格制作、演示文稿制作、常用辦公設備的使用、數碼圖像處理技術、網站建設技術、計算機組裝與維護、局域網組建技術、各種網絡服務器的配置和計算機安全技術等10大類實訓項目模塊。

（2）在實訓項目教學中引入PBL教學法，讓學生主動地參與到教學活動去，賦予學生自己學習和教育的責任，培養他們獨立自主的精神。發揮自己的自主性、主動性和獨創性，主動建構自己的知識體系?！队嬎銠C軟硬件實訓》課程將以專題和案例的形式規劃實訓內容，力求實訓內容具有較強的針對性、實用性和可操作性，每個實訓項目內容的前期準備、實施過程和成績評價均以小組形式進行。

第二步：構建《計算機軟硬件實訓》課程的網絡學習和管理平臺。

為了方便學生自主學習《計算機軟硬件實訓》課程，幫助教師管理課程分組、管理實訓項目、管理課堂考勤、管理成績考核，項目組將構建該課程網絡學習和管理平臺。

第三步：面向理、文、工、醫、地、農六個大學科門類的公共計算機實訓教學體系。

在第一步取得成功的前提下，本項目組將繼續充分調研、分析各個學科、專業對計算機知識與應用能力的需求，進行總結分類，同時考慮學生的就業需求，擬形成面向理、文、工、醫、地、農六個大學科門類的公共計算機實訓教學體系，形成有針對性的實訓類課程設置、課程計劃、課程教學大綱，并啟動對應的教學組織和方法的改革。

三、教學模式改革

在學校日常教學過程中，采用以解決實際問題為導向，鼓勵學生獨立思考，激發學生學習興趣。以實訓項目為教學驅動力，調動學生的積極性，鍛煉學生的團隊協作意識，增強學生的實踐能力，提升學生的綜合素質。

（1）采用問題導向、實訓項目驅動的教學方法：教育家陶行知先生所提倡的“在學中做，在做中學”的教育理論是我們提出“問題導向、實訓項目驅動”教學方法的理論基礎。 在《計算機軟硬件實訓》課程的整個教學過程中，根據所授課程的綜合內容制定出若干個項目，針對不同的項目，將每個項目根據課程知識點分解成一系列任務，以完成一個個具體的教學任務為線索，把教學內容及相應的知識點融入到完成任務的過程之中，學生通過老師的教學過程及任務的完成情況初步掌握所學內容，在實踐實訓環節，通過老師的引導，循序漸進地完成一系列任務，從而達到掌握所學的基本知識和基本方法并學會應用目的。 在該課程的教學過程中，逐漸培養學生的整體意識和全局意識，使學生逐漸養成從整體到局部，再從局部到整體的分析意識。通過實訓項目培養學生對完整項目掌控能力。這個方法對培養學生的自學、創新能力、獨立思考能力和團隊合作精神等方面有很大的幫助作用。

（2）依托科研項目，及時更新教學內容：隨著計算機技術、信息技術和移動互聯網絡技術的創新和應用，無論是國內還是國外，無論是企業單位還是事業單位，對大學畢業生的運用計算機解決實際問題的要求越來越高。這就要求一線教師要跟上計算機技術更新的腳步，不斷更新教學內容，使教學內容能夠滿足校內各學科專業發展需要，更重要的是更新的教學內容能夠滿足企事業單位需求。為了能夠達到上述效果，一線教師必須在完成教學任務的同時，最好能夠參與橫向或縱向的科研項目，使教學內容與科研項目能夠緊密結合，不斷了解前沿技術和企業需求，為學生帶來更多的創新案例，使課程教學想著良性方向發展。

（3）開展開放創新性實驗，促進課程教學：從2013年開始，為充分發揮我校教育教學資源優勢，調動教師積極性，培養大學生創新實踐能力，促進了解先進科學技術與研究方法，拓展實驗操作與分析解決問題的訓練，學校教學處積極鼓勵一線教師，依托實驗室開展開放性創新實驗的建設和教學工作。在此背景下，本課程依托計算機軟硬件創新實驗室，積極開展開放性創新實驗的建設工作，目前已開設各類開放性創新實驗7項。分別是“案例式C語言綜合編程能力培養系列實驗”、“基于Matlab的智能算法案例分析與實踐系列實驗”、“Arduino平臺創意機器人設計與實現”、“基于OpenGL的飛機地形漫游系統設計與實現”、“基于OpenGL的三維隨機分形地形生成系統設計與實現”、“基于OpenGL的三維游戲引擎設計與實現”和“復雜高維多元數據的可視化技術研究”，這些開放性創新實驗項目深受各專業學生的喜歡，累計開出實驗57組，130人次。

四、教學方法與教學手段

（1）多媒體教學方式為主：采用“以多媒體教學、現場演示”的方式為主，其他多種教學手段相互補充，使課堂教學與實訓教學相結合。多媒體教學方式的特點是能借助計算機作為教學工具，通過軟件的使用，實現整個過程的演示，增強學生對知識的感性認識。教師課堂現場演示，以學生為主、師生互動，雖然教師在授課時有一定的隨機性和難度，但是卻可以充分調動學生的學習積極性和主動性，而且由教師一邊帶領學生進行實踐，同時給予講解，給學生留下的印象更為深刻，也真正體現了理論與實踐相結合。

（2）從知識培養向思維培養轉型：在教學過程中，從講授知識點為主，向講授方法和培養計算思維為主，通過提出問題、項目驅動、引導和啟發學生主動思考，使學生逐漸從被動接受轉向主動學習，從而加強學生的計算思維能力和實踐創新能力。

（3）教學內容重組：視課程的不同，可按“模塊、單元、任務”組織，也可按“項目、任務”組織等?？傊w現基于工作過程，或行動導向，或對行動的認識過程導向。

（4）任務驅動教學：教學過程根據課程內容在課堂教學中安排具體的教學任務 ，用實際任務來驅動進行教師授課教學和學生實踐活動，完成了任務并有了期望的知識與能力收獲，就是一個完整的過程。

（5）學生分組學習：教學中可根據學生情況進行分組教學，即先將學生按照學習情況，根據互補分配，將每組安排 3-4人，讓每一組成員可進行商討，共同完成教學任務。分組學習既能提高整體學習效果，又使討論式學習和過程化考核方便實施。

五、教學條件

《計算機軟硬件實訓》課程的硬件條件和軟件條件。

硬件條件：該課程全程在計算機軟硬件實驗室授課和實驗，實驗設備包括多媒體計算機30臺，可供學生拆裝計算機30臺、偉福硬件實驗箱15個和育信云學習平臺1套等。課程課內教學時間為10周，每周3課時。此外，充分利用學生課外時間，完成課程內容預習和實訓方案的初步設計。

軟件條件：課程組教師由具有多年教學經驗和科研經歷的教師組成，梯隊學歷結構和職稱結構合理。課程組教師4人，教授1名，副教授2名，講師1名。課程組實驗教師3名,高級工程師1名，工程師1名，助理工程師1名。博士后2名，博士1名，碩士4名。

六、課程考核

《計算機軟硬件實訓》課程考核和評價采用出勤考核、實驗過程及小組考核和實訓項目考核相結合的方式，給出學生成績。實驗過程及小組考核包括學生自我評價、小組成員互評和教師評價相結合的方式，對學生學習的過程進行考核。實訓項目考核是根據學生或小組提交的實訓項目結果進行考核。在實訓項目環節，積極鼓勵學生創新實踐，并制定創新激勵措施。提倡和鼓勵各專業學生利用課余時間進行社會實踐和企業調研，發現社會問題和了解企業需求，自擬項目或課題，對有思想、有創意、有創新的項目或課題，給予最多不超過10分的創新加分。

結束語

在計算機技術、信息技術和移動互聯網絡技術快速發展趨勢下，社會各個領域對大學畢業生的計算機實踐水平要求越來越高，這對高校教師的教學水平和課程建設都提出了更高的要求?！队嬎銠C軟硬件實訓》課程將會把教學改革持續進行下去，配合《大學計算機基礎》和《程序設計基礎》的課程教學，把大學本科階段的計算機普及工作開展下去，努力培養出適應社會需要，適應企事業單位需求的高素質合格人才。

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Exploration and practice of the teaching reform of computer software hardware training course

Wei Liu ,Liangfeng Sun
（Center of Computer Fundamental Education Jilin University，Jilin Changchun 130012）

Abstract:This paper analyzes the current situation and problems in the teaching of computer basic courses, and puts forward the goal and idea of the reform of computer hardware and software training course. Then, the paper analyzes and discusses the reform measures in the course of teaching mode,teaching method, teaching conditions and the assessment of the course.

Key words:computer foundation, hardware and software training, teaching innovation

[中圖分類號]G64

[文獻標識碼]A

[文章編號]JN00-(2015)03-027-03