时间:2023-04-26 15:38:22
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇程序设计教学论文范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
作为语言程序设计领域的前沿软件,VB的发展历史已经很久,相关的技术也比较成熟,由于其简单易学、功能强大、应用广泛,因此在很多职业院校都开设了这门课程,我校也在计算机信息与管理、计算机网络技术以及电子商务等相关专业开设了这门课程。正是由于社会办学力量的推动和“程序设计”职业的热衷,现在会VB的人越来越多了,但是我们也应该看到,很多人都局限在“会VB”,而不能灵活的运用,不能用VB完成相应的程序设计,更谈不上从事专业编程工作了。在这样的情况下,作为高职教师的我们,在教学中怎样才能够吸引同学们努力主动的学习好VB,这是我们值得探讨的问题。虽然我们学生的起点相对来说较低,但以后所从事的工作大多数也是以程序设计操作员为主的,因此笔者认为我们的主要教学目标,不仅是使学生熟悉VB的基本概念,而且还要能够熟练的掌握一些程序设计的相关技巧和方法,有一定的程序编写思维能力,并且在今后的教学中同学们能够积极主动的探索和学习。为了达到这个目的,笔者认为以下几个方面是我们在教学中值得开展的:
一、注重实例教学
对于一项操作性很强的工作,我们是不可以只讲理论的,正如当我们学习游泳的时候,如果教练只是告诉我们每个动作的名称但不告诉我们这些动作怎么完成,我们是不可能学会游泳的。那么我们在学习VB的过程中也必须结合大量的实例演示,让同学们真正体会到VB的可视化设计和它的实用性。
在最初接触这门课程的时候,我们必须先要详细的介绍各个控件,只有知道每个控件各自的作用以及使用方法以后我们才可以在VB中创造我们自己的程序。在控件介绍和程序设计中我们必须通过实例的演示来让学生在模仿中学会各个控件的使用和程序的编写。特别是在程序的编写方面,我们一定要有相关的实例来让学生在感性上得到认识。比如在介绍IF……ELSE选择控制语句的时候,如果我们只是讲解单纯的语句,学生听起来觉得比较枯燥,但笔者首先给同学们演示一个通过用户名和密码的登录界面,通过选择控制语句来确定我们在文本框中输入的条件是否为真做出判断,如果为真就登录到我们所需要的另一个界面,否则弹出一个提示信息框。在演示的过程中,同学们都表现出强烈的好奇心和学习的欲望,思维表现得非常活跃,因为他们觉得这些知识非常有用。在这个时候我们抓住这一特点,首先,讲解实现这一程序的基本思路,提出实现思路所需要解决的问题。其次,在程序中讲解新语句的使用方法,总结新语句的使用方法和注意事项。这样的教学使学生很快了解了程序设计的整个过程,并有豁然开朗的感觉,从而产生浓厚的学习兴趣。虽然这是一个简单的编程应用,整个创作过程只用到了简单的选择控制语句,但通过此例的学习学生学会了选择控制语句的使用以及如何设置选择控制语句,同时也激发了同学们学习程序设计的兴趣,从而创作出自己的程序。
目前市面上有很多关于VB的实例教材及各种参考书,但是都比较散而且内容也不是很详细,所以在讲解的时候笔者认为必须对实例进行慎重的选取和必要的修改,力求做到以下几点:
1、程序结构严谨化
笔者所收集的程序除了强调程序的可靠性以外,还要特别强调程序的结构性,即使是一个简单的实例,也需要做到程序结构的严谨化,使之符合大众的思维,但也要突出自己的特点。比如在讲FOR……NEXT等循环语句的时候,一般的都是利用从1累加到另一个固定的数值,来完成我们的循环讲解,这样的语句由于方法是完全一样的,所以最后的效果也没有什么吸引力可说。因此,笔者采用了另外一种方式,结合利用文本框输入的方式,即在两个文本框中可以输入任何两个数,使之从小的数值累加到另一个较大的数值,这样程序的效果也就更具结构严谨的魅力,同学们的感受也就会完全不同。
2、步骤详细化
因为同学们对新知识的接受,特别象程序设计这样的知识结构,还是需要一定的过程,因此为了让学生能够顺利的完成实例,从而在实践中提高自己的能力,笔者认为对每一个实例的操作步骤都要详细的板书出来,上机课或是在课余时间学生只要按照程序的操作步骤去做,就可以得到最终的效果,只有这样同学们才能掌握程序设计的基本思想和相关步骤。
3、方法常规化
在讲解的过程中,力求采用最简单、最容易的方法完成每一个实例,尽量采用常规化的语句,避开一些不容易理解的概念、方法。比如,在利用文件操作对数据录入以及把录入的所有数据输出时,我们可以避开利用Type语句定义自己的数据类型的使用,因为采用Type语句定义,有多少个字段,就会产生多少个相关的成员,在这种情况下同学们就很难想得到这个成员代表的是什么,它的作用是什么,这样就把程序复杂化了,其实我们完全可以采用简单的文本框来进行输入,然后用Input函数输出就轻松完成了。
二、注重培养学生的实际操作能力
还是以游泳为例,不管我们怎么看别人游泳,但自己却不下水实践,我们是永远都学不会游泳的,那么我们在学习VB语言程序设计的过程中也必须不断的练习、实践。
笔者曾担任了计算机网络技术两个班的该门课程的教学,为每周四学时,其中两学时是笔者的理论讲解课,两学时是上机实践操作课。由于学生的思想还不够成熟,自我控制能力相对来说还是比较差,因此自觉性还不够好,为了监督他们很好的学习、认真的实践,笔者每次课都留一次作业,第一次就是完全按照笔者的课堂实例上机操作,以加强对本节课课程内容的理解并熟练这些操作技巧,这项作业是必须要上交的,并作为平时成绩登记。因为这是这门课程中最基本的知识要点和教学要求,虽然学生不可能每个人都对这门课程有浓厚的兴趣,不可能以后都有可能去从事专业的程序设计工作,但是作为计算机专业毕业的学生,笔者希望他们不管以后从事什么样的职业,对于一些基本的程序设计思想以及常用的计算机软件操作,至少都能够体现出来。
在最后的综合实训、实践中,笔者结合同学们所学的知识并引进一些课外的知识实例来弥补课本上没有的相关内容。比如,我们利用VB做前台界面的设计,尽量用到所学过的所有控件进行布局、设置,把它们结合起来使用,而用小型的Access数据库做后台数据管理来做一个学生成绩管理系统,它具备一般的常用功能,即成绩的添加、查询、修改、删除,用户的管理等,虽然这个管理系统程序的设计比较简单,但通过这样一个小型的综合实例,就更加让同学们了解了VB语言程序设计的功能及特点。这是我们VB程序设计教学课程中不可缺少的一个重要环节,只有通过这样的一个综合实例,才能把同学们零散学到的知识全部的串联起来,让他们感觉到自己所学的知识终于有了一定的成果,他们自己也会感觉很有成就感,也会产生一种利用计算机解决实际问题的强烈愿望,在今后的学习中才能更加有信心和目标。
以上的两个方面是笔者认为的主要教学方法。采用实例教学的一个重要目的实际上就是为了使课堂生动,提高学生的积极性、主动性。虽
然是实例教学,有很多有趣的程序及相关的小动画,但是这样的有趣如果久了,也并不能完全抓住学生的心,因为这些过程进行的场所都是在课堂,课堂生活不可避免的具有一定的单调性,这只是一个方面。另一方面是,笔者要求学生在完成自由独立创作这一作业以后要相互交流经验,这种交流我们一般都是在自己班内部进行的,次数多了大家就会觉得似乎还需要加入一些更新的内容,希望与其他班的同学一起探讨学习。为了弥补课堂学习和班内交流的不足,笔者有时间就会将两个班的学生聚集在一起,首先每个班选几个优秀的作品演示给大家看,并向大家介绍创作的技巧和存在的问题,然后大家一起讨论。最后笔者会结合最近的学习内容对设计进行一个总的评说。通过这些活动既可以提高学生的学习兴趣,提高他们的专业技能。我们在教学中,实例的运用是提高教学效果的保障,在教学中,我们不防在讲解本次课的内容之前,先演示本次课需要用到的实例,这样既可以调动学生学习的积极性和主动性,也激发了他们的好奇性,这样也就抓住了同学们“人在教室,心也在教室”。
总之,教学有法,教无定法,只要教学得法。程序设计教学的主要目标是为了使同学们了解编程的基本思想,培养分析问题、解决问题的基本能力。围绕着这个目标,在保证同学们学习积极性的前提下,按照他们的认知规律组织教学,一切有效的教学方法都可以在我们的教学过程中加以运用,进而使综合素质得到整体提高,这是VB程序设计课程教学的最终目标。
参考文献
1 移动学习
移动学习(M-Learning)是借助移动互连技术,使用移动计算设备(智能手机、PDA、移动电话等)实现学习者随时随地进行不同目的、不同方式的学习[1]。移动的内涵包括:形式上是移动的,即学习者不再受时间、空间和有线网络的限制,可以随时随地进行不同需求、不同方式的学习;学习环境是移动的,学习资源和学习者也是移动的;内容上是互动的,进行教学活动的双方实时交流,教育信息、教育资源与教育服务依靠移动计算技术和互联网技术实现双向“移动”,教与学相互促进,才能更充分的体现移动学习的优越性;实现方式上是数字的,移动学习是基于无线移动设备进行的数字化学习,它是在数字化学习的基础上发展起来的,是远程学习发展的一个新阶段[2] 。
现阶段的移动学习受技术条件的制约,通常作为高校教学的一种辅助学习模式,主要应用于管理和为学习支持服务提供“交互”通道,学生和教师通过使用移动设备(如手机等)方便、灵活地实现交互式教学活动。高校移动学习的主要应用模式分为三大类:基于短信息的在线移动学习,基于连接的在线移动学习以及存储移动学习模式[3]。基于短信息的在线移动学习具有使用费用低,设备普遍支持等优点,主要应用于通信数据少并且可用简单文字描述的学习活动和学习服务,可用于向学习者发送课程安排、考试安排和考试成绩等信息,提供指导、激励和支持等作用。基于连接的在线移动学习和存储移动学习,需要建设WAP站点,提供能够支持移动设备访问和下载的学习资源,着重选取能够贴近学习者生活和工作同时又较为时尚和流行的主题作为学习内容。存储移动学习和基于短信息的在线移动学习将是目前在高校中最切实可行的移动学习应用模式[4] [5]。
2 C语言程序设计课程特点
C语言作为当今最为流行的程序设计语言之一毕业论文范文,不仅是计算机专业的必修课,也是很多
非计算机专业的学习课程。随着计算机的普及,学生运用计算机的能力越来越强,但计算机程序设计课程因其较复杂的语法、编程等知识,依然是众多学生学习上的“拦路虎”。
C语言程序课程知识点琐碎,概念繁多,理论不易掌握;概念抽象且复杂,包含的数据类型和运算符丰富,需预习与复习相结合才产生较好学习效果;对应的规则繁多且易混淆,使用较为灵活,容易出错,使得学生容易产生畏难、厌倦情绪;理论与实验教学学时分布不均衡,导致课堂教学中,对如何分析和解决问题讲得不够充分,学生编程思路不清楚;实验过程中,不能将理论知识应用自如,在处理实际问题时往往不知从何入手,需要在平时教学中注意培养学生动手能力[6][7]。
C语言程序课程的这种特点,适合采用移动学习作为其辅助教学方式。针对C语言理论性强的特点,可以在课前课后发送定时短信,提示预习摘要求较高,不好的缩进格式影响其呈现效果,结构化风格使得程序占用篇幅往往较长等等,这些因素均会制约移动设备的可读性。
3移动学习在课程教学中的应用
根据上述分析,设计移动学习方式如下:总体原则,以传统教学方式为主,移动学习方式为辅,移动学习方式充当课堂教学的重要补充,能够实现课堂知识的延伸,指导和激励学生进行更深层次的学习和实践。实现方式,主要采用基于短信息的在线移动学习方式,配合基于连接的移动学习空间、论坛,以及存储移动学习资源建设。针对课堂教学,精心设计课前案例,提出驱动式问题,相关预习提示,课后设计相关重点回顾,知识点延伸,以短信形式发给学生,对于短信不能很好显示的内容可以邮件形式发送给学生,或者放在相关网站上,以消息的形式提醒学生查收。软硬件支持:考虑到学生普遍拥有设备的程度,将移动设备限定在普通移动手机,软件使用中国移动飞信校园版(EFetion_campus)[10],可以支持PC端向移动手机的短信群发,通过飞信、群、语音、邮箱、空间等多种方式实现互联网、移动网间的无缝互通毕业论文范文,还可以使用日程提醒,邮件提醒等功能打造个性化的学习指导。移动学习具体实现方式如图1。
图1 移动学习应用模式图
3.1功能模块介绍
移动学习做为一种辅助教学模式,能够参与到C语言课堂教学的课前准备,课后辅导以及实验指导等方面。
3.1.1短消息学习模块
(1)课前预习提示。可将每节的学习目标、重点、难点发送给学生,也可发一典型程序,加驱动式问题,发送到邮箱里,同时设置邮件提醒功能。
(2)课堂内容回顾。对前面课程学习过的知识内容以短信形式发给学生,提醒其回顾。
(3)作业提示、阶段测试。也可仿照上述短信设置方式,定时群发给所有的学生。
3.1.2移动学习空间或论坛
移动学习空间既可以方便学生在线浏览,也要努力适应基于连接的移动学习访问,其资料下载模块提供的学习资源,也要支持移动终端设备。移动学习论坛,实现学生自由交流空间。在移动学习论坛上定期设置讨论专题,既可以是关于某个错误进行分析,也可以针对相关程序选题集思广益,还可以是对当前教育进行探讨等等。
(1)课堂内容延伸。可提供诸如:MSDN使用介绍,帮助学生自如设计C/C++程序等;CSDN论坛介绍,提供同资深程序员交流学习的平台。
(2)常见错误提示分析。提供调试程序基本步骤,常见错误解读及可能出错原因。
(3)课程设计选题。设计相关程序选题,使其能够体现课程各个阶段的进度,并且具有一定的实用性,趣味性,能够调动学生的学习积极性。
(4)测试空间。提供一些历年试题,可以帮助学生巩固理论学习。
(5)教育思考。定期对教学进行总结,寻求更好的教学方式,也可以一些高校精品课程网站链接。
(6)资料下载。课程内容的各种学习资源,如PPT课件、多媒体课件、部分课程的录音、录像等;有关课程的各种辅导资料,如各章节的知识要点、课程设计任务库、程序设计案例库、试题库等都可以作为下载的资料。
3.2移动学习内容设计
在高校教育中,学生同时需要进行多门课程的学习,如果在针对某一门课程实施基于短信息的移动学习方式时,设计过多的短信内容,或者发送较多的次数,都将会给学生造成信息轰炸,带来过重的信息负担。配合C语言程序课堂教学,在课前课后发送两条飞信,每次不超过5页,对于无法以短信内容呈现的资源就发送到邮箱,同时以短信形式提醒学生注意查收。程序设计课程所涉及程序对格式要求较严格,一个程序案例通常占用较多篇幅,此时以邮件的方式发送较为合适,同时在相关论坛上设置讨论专题,根据学生回答设置最佳答案,统计学生活跃度,作为平时成绩参照。图2为课前预习的飞信基本内容设计。
图2 飞信基本内容设计
把课程内容按照“章-节-知识点”的层次模式进行组织,整理出每章每节的学习目标、重点、难点、学习指导、参考资料等内容毕业论文范文,并概要总结出每个知识点的核心内容和若干测试题目,学习者可以通过短信息随时随地自由学习、复习这些重要的知识点,并对学习的效果进行测试。设计短信内容时需考虑程序格式问题,屏幕显示行数,尽量控制在8行*5屏=40行,每行8字以内,不要以图片的形式发送(涉及彩信资费问题)。
另一方面,为课程的核心内容提供文档、PPT课件、课程录音、课程录像等多种媒体格式、适合多种移动终端的学习资源,满足学习者不同的学习需求和学习习惯。学习者只要把这些资源通过教学网站,下载到自己的移动终端上,当他们在教室外面、公共汽车上等地方时,都可以通过移动终端来浏览这些学习内容,充分享受移动学习的便捷与方便,而且不需要承担高昂的移动通讯费用。但是供下载的资料要充分考虑移动学习的特点,不仅要考虑学生的设备支持程度,还要考虑移动学习的片段性特点,对其中的部分资料需要进行特殊处理使其适合移动学习方式,主要处理原则,按知识点,将文档,影音资料都处理成片段,确保一个片段一个知识点,每个片段持续10分钟左右。
4 实验分析
借助中国移动飞信校园版,上述大部分移动学习方式都可以实现,从PC端到手机客户
端可以方便的实现短信群发,只要不超过一定数量,免费且易于操作。学生也分常乐意参与到这种形式的移动学习中来,非移动用户除了在接收短信受限之外,也可以加入飞信校园版PC端,可以共享资源。实验证明,使用移动学习方式作为程序设计课程的辅助教学方式能够大大调动学生学习的积极性。但是在学生中间出现了两级分化的现象,部分同学兴趣高涨,能够充分利用提供的学习资源,学习进度甚至出现超前现象,另外一部分同学上课时也在查看手机,学习不仅没有进步,反而沉迷于手机上网。这种现象提醒大家不仅应该注意实施移动学习的方式,同时还要加强大学生的思想教育,使其认识到网络资源的便利性和危害性,能够主动的去寻求有益的资源来提高自己。
使用飞信实现移动学习还有以下必须注意的地方:(1)飞信中涉及大量广告,容易分散学生注意力。(2)短信数量过大,易给学生造成信息轰炸,要限制性的使用。(3)需警惕不法分子盗取飞信或手机号,进行诈骗。可以利用飞信的二次开发功能,屏蔽其他模块,使其更适合校园使用。
移动学习对学习者也要有一定要求毕业论文范文,比如说需要一定的自学能力,自制能力,以及较强的学习动机等[8][9]。现阶段的移动学习在高校教学中应该起辅助作用,但不能排除其对研究生,博士生及在职人员充电的作用,所以还是要做好移动资源的建设工作,注意打上数字签名保护知识产权。
5 结论
当前,移动学习是教育界的研究热点。将移动学习方式引入语言类课程的教学中已取得较大进展,但将其应用到C语言程序设计课程教学中来,还属于尝试阶段。移动学习给教学改革注入新鲜活力,其对高校教学的促进作用,不仅依赖教师的合理使用和学生的大力配合,还依赖于软件平台的设计。本文所使用的飞信校园版,受到发送短信条数,广告绑定等不利因素的限制,不仅要考虑课程特点,还要考虑软件的使用规则,不能充分发挥移动学习的优势。下一步需要改进的地方,不仅在于移动学习资源的建设,还要建设实施移动学习的软件平台,不仅要适合移动终端在线浏览,还要能够与校园各个系统整合,充分利用现有资源,更加适应程序设计课程的要求。
参考文献:
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[2]刘豫钧,鬲淑芳.移动学习——国外研究现状之综述[J].现代教育技术.2004
[3]王建武.3G网络下基于彩信的被动式移动学习实践研究[D].西安:陕西师范大学.2009
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[9]徐楠.M_Learning在现代远程开放教育中的应用研究[D].南京:南京师范大学.2005
学情分析是教学设计系统中“影响学习系统最终设计”的重要因素之一。在教学设计中,依据教学设计理论,认真研究学生的实际需要、能力水平和认知倾向,“为学习者设计教学”,可优化教学过程,更有效地达成教学目标,提高教学效率。VB的开课学期一般在大一第二学期,按照专业培养计划,计算机网络技术等专业在新生入学的第一学期就开设了《C语言程序设计》这门课。对于从未接触过语言类课程的大一新生来说,C语言的学习,颠覆了大部分学生的思维方式,学生普遍感到很吃力,有相当一部分同学开始对程序类课程感到害怕。
二、教学方法探讨
1.消除学生的畏难情绪
为了打消学生的畏难情绪,对于VB教学,应首先与学生谈VB,而不是教VB。首先,要让学生明白VB和C语言是完全不同的两种编程方式,不要因为害怕C语言,而害怕VB。教学中,通过演示一个简单的例子,向学生演示只需要两行代码便可制作出美观的界面和可爱的功能。比如:示例1:制作美观的界面,实现窗体上的文字自动或手动的向下移动。突现VB相对于C语言的简单易懂,引导学生一步步完成所需功能。最后,启发学生:如果想让文字上移,如何修改程序?如果想让文字左移或右移,如何修改程序?如果想让文字左右交替移动,又要如何修改程序?通过上述示例的讲解,使得学生对VB有一个全新的认识——直观、简单、易学、易用。其次,要让学生了解为什么学习VB,VB对于他们有多么重要。这门课的开设除了承上启下其他专业课程外,还有一个重要的作用就是为了让学生能够参加计算机二级考证,VB在二级考证中相对比较易学易用。再次,告诉学生,有了C语言的基础,代码的编写会更为容易。从而激发学生学习的信心。
2.提高学生的学习兴趣
在教学过程中应尽量使用简单易懂的语言和示例,提高学生的学习兴趣,帮助学生理解知识点。比如,在讲属性、方法和事件这三个很枯燥的概念时,可以通过生活中有趣的示例来进行解释。示例2:通过“蟑螂从女生脚上爬过”的事例,讲解属性、方法和事件的概念。蟑螂从女生脚上爬过时,女生的脸色变红,脸的颜色为红色就是属性;女生尖叫起来,女生跳起来,这是女生本身做出的动作就是方法;蟑螂爬过女生的脚,这是外部事物对女生做出的动作,就是事件。通过这种类型的示例,成功吸引了学生的注意力,也帮助学生理解了这几个难懂的概念。在讲属性、方法、事件的书写格式时,也可将这个示例写成VB伪代码的形式:属性的表示方法:女生.脸的颜色=红色方法的表示方法:女生.尖叫啊事件的表示方法:女生_蟑螂爬过至此,学生对VB程序一下就理解了。
3.实践中学习,项目中巩固
2.有利于学生提前进入企业岗位角色,校企对接有效缩小学校与社会的距离。本着先进性和实用性优化程序设计类专业课程体系,采用“2+1”模式,即将程序设计类专业核心课程设置在前两年完成,学生在第五学期主要进行企业顶岗实习的同时,完成辅助课程的学习任务,第六学期进行校外毕业实习,部分学生在企业完成毕业设计,使学生提前适应企业岗位需要,并通过学校教师和企业技术人员的共同指导,更快地提升专业技能。
3.有助于营造职业氛围,提高学生的学习兴趣。程序设计类课程体系中职业核心课程选择典型工作任务,按照基于工作过程进行课程改革,将企业真实项目引入教学中,教学方式采用“教、学、做、评”一体化,创新实践工作室使学生在业余时间进行实践项目训练,在教师的指导下对企业进行技术支持,完成企业项目。
二、增强创新实践能力的程序设计类专业教学改革实践
通过分析目前国内程序设计类专业学生创新实践能力现状存在的问题、企业用人需求与学校教育存在的问题,总结学习其他高职高专院校增强创新实践能力的程序设计类专业教学先进经验和工作方法,探索实践增强创新实践能力的程序设计类专业教学综合改革。
1.本着先进性和实用性优化程序设计类专业课程体系,采用“2+1”模式。课程内容的选择要既先进又实用,将程序设计类专业核心课程设置在前两年完成,学生在第五学期主要进行企业顶岗实习的同时,完成辅助课程的学习任务,第六学期进行校外毕业实习,部分学生在企业完成毕业设计,使学生提前适应企业岗位需要,并通过学校教师和企业技术人员的共同指导,更快地提升学生专业技能。这种“2+1”模式不同于普通学校实施的方法,“2+1”模式的实施使学生在顶岗实习的同时完成辅助课程的学习,学生便于及时与企业技术人员、学校专业教师沟通,及时提升专业技能。这与有些院校开展的前两年纯学习、最后一年纯顶岗实习相比,具有明显的优势。以顶岗实习项目为载体,创造真实的企业实战平台,增强创新实践能力的程序设计类专业课程体系改革立足软件业,例如移动互联网应用开发专业,形成了“一线四平台”的工学结合人才培养模式。“一线”是以岗位职业能力培养为主线,着重培养移动嵌入式软件开发能力、移动网站开发能力和软件测试及运行维护能力。“四平台”指课程实践平台、项目实训平台、企业实战平台和创新创业平台。搭建“教、学、做、评”一体化课程教学实践平台,实现学和做的融合、理论与实践的融合。模拟软件公司工作环境,借鉴软件项目管理经验,引入企业真实项目,创建专业项目实训平台。
2.进行基于工作过程的程序设计类专业课程体系的职业核心课程教学改革。按照基于工作过程进行课程教学改革,选择典型工作任务,理论与实践一体化。以工作过程为导向进行课程设计和开发,充分体现职业性、实践性和开放性的要求,根据行业企业发展需要和完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求,选取教学内容,让学生在工作之前就知道自己该学些什么、做些什么和怎样去做,为学生可持续发展奠定良好的基础。例如,基于工作过程的《JavaEE应用开发》课程设计主要包括:课程定位、工作任务及职业能力、课程目标、教学组织、教学内容与能力要求、教学手段、教学方法以及评价与考核等几个方面。基于工作过程的课程设计和开发过程:首先对岗位进行分析,在工作任务分析的基础上,根据能力复杂程度整合典型工作任务形成综合能力领域,根据认知及职业成长规律递进重构行动领域转换为课程,即学习领域。然后根据课程面对的工作任务和职业能力要求,确定课程的教学目标。其次是确定教学情境,在教学实施过程中,根据完整思维及职业特征分解学习领域为主题学习单元,在JavaEE应用开发课程开发中,按照软件工程的要求及实际开发流程,将真实的Web应用系统开发贯穿于整个教学过程中,本课程以“在线答疑系统”作为教学项目。再次是确定教学方法和手段,综合采用了项目导向、任务驱动、案例分析、多媒体演示等教学方法,将“在实践中学习、在学习中实践、理论与实践教学一体化”的思想贯穿在整个教学过程中。
3.教学方式采用“教、学、做、评”一体化。采用工学结合的教学模式,教学过程全部在一体化实训室中完成。模拟企业工作环境,组织学生分组学习、讨论,由学生分别扮演企业项目组中的不同角色,由项目经理根据组员完成系统规定的情况对组员打分,锻炼学生工作环境的适应能力和管理能力,培养团队协作精神。开展学生作品评析活动,从而融“教、学、做、评”为一体,融学校、企业为一体。
4.实施过程性考核作为程序设计类专业核心课程的考核成绩。考核方式以实操的熟练程度、任务的运行情况、项目的完成质量进行综合考评。根据课程的性质,程序设计类课程注重对学生实践动手能力的考核,加大过程性评价成绩所占的比例,从知识、技能、态度三方面对学生进行评价考核,成绩比例为:学习态度10%,团队合作10%,阶段项目50%,创新项目20%,报告文档10%。
5.利用创新实践工作室平台,开展创新实践活动。为了能有效利用业余时间提升程序设计类专业学生的创新实践能力,我们创建了大学生创新实践工作室。工作室以教师为支柱,以学生为主体,以培养学生的创新实践能力为目的,根据专业培养目标和学生兴趣爱好,组成学习实践小组,灵活合理地组织开展学习和创新实践活动,通过专题讲座、交流讨论、项目实践、经验总结、职业规划及头脑风暴等形式,对创新实践工作室学生进行重点培养和拔高,让这部分学生参与到真实的项目开发过程中,提高技术应用水平,增加项目开发经验。工作室学习小组每学期之初制订学习计划和实践项目,在教师的指导和团队的合作下,对企业进行技术支持,完成企业项目,保证学习实践的连续和深入,同时结合系部和学校组织的技能大赛,形成一个良好的学习实践氛围,带动其他学生参与专业实践的积极性。通过创新实践工作室,搭建一条学生与教师交流、学习的桥梁;激发程序设计类各专业学生的创新意识、创新能力、动手能力,扩宽思维方式,提高大学生科技创新和工程实践能力;增强了学生的就业竞争力,提高了学生的高质量就业率。
6.校企合作开展创新实践活动。由企业专家来学校开展周末软件实训班、与企业联合举办软件开发知识竞赛、企业专家为学生授课等一系列形式,使学生较早掌握当前较流行的编程技术,为学生的程序设计拓宽思路,提高其创新思维的能力,从而提高其职业实践能力。
三、改革效果
通过增强创新实践能力的程序设计类专业教学改革与实践,通过比较科学的、行之有效的操作方法及规范的管理办法,提高了学生的创新实践能力。
1.毕业生就业率得以提高。通过增强创新实践能力的程序设计类专业教学改革与实践,为学生择业和企事业选人创造了条件,学生整体就业得到了提高。
2.就业质量得以提高。学生创新实践能力的增强,使学生在毕业时,职业技能比较好,更容易进入职业角色,大大缩短了毕业生试用期和职工的培训时间,学生更容易进入层次较高的单位就业,毕业生中有三分之一在二年级结束时就被多家企业录用。
(1)介绍准备学习的概念;
(2)唤起学生对类比对象的记忆;
(3)确认类比对象的相关特征;
(4)对应目标对象与类比对象两者的相似性;
(5)指出类比的限制;
(6)归纳目标对象的重点。所谓目标对象指的是教师准备介绍的概念或问题,如类、对象、方法等,所谓类比对象指的是教师为了帮助学生了解不熟悉的概念而使用的比喻。
2类比教学法的应用实例
下面以作者在《C#程序设计基础》课程中讲授数据访问对象为例,介绍类比教学法在程序设计课程的具体应用。首先以表格的形式整理出类比对象和目标对象之间的相似之处,以便在教学过程中逐条对照便于理解。接下来,把供水到用户家里的过程与使用DataReader读取数据的步骤对应起来,便于学生理解(见表2)。再以表格的形式整理出应用类比教学法讲授相关知识点的流程。通过这样的类比教学,使学生对常见数据访问对象的作用、技术原理和编程步骤有了一个形象、清晰的认识,取得了良好的课堂教学效果。
新疆南疆地区义务教育学段和高中学段数学课程分别于2001年和2009年进入新课程改革阶段,课改的宗旨是为了学生的学习和学生的全面发展,进一步促进和深化民族地区基础教育公平.一方面,基础教育数学课程改革从课程理念、目标、实施的评价等方面的根本性变化,要求教师在教学实践上的转变;另一方面,南疆地区是少数民族聚居地区,其文化形式、内容和价值观念呈现多元化的特征,培养学生跨文化能力和获得最大限度的自我发展是教育的重要目标.在多元文化背景下中学数学教师面临着来自多元文化和新课程理念的双重挑战.面对挑战,教师继续教育是教师“充电”的重要形式.本研究探讨中小学数学教师继续教育课程设置应遵循的原则,探析课程设置的结构和内容,提出课程实施策略,为新形势下民族地区教师教育研究提供有益的参考.
1课程设置的原则
基于对影响课程设置的社会因素、数学与数学教育发展因素和教师因素分析[1],民族地区中小学数学教师继续教育课程设置应遵循与民族地区教育发展相适应的原则.
1.1发展多元文化素养原则
1.1.1多元文化素养内涵
新疆南疆地区是由多个民族组成的多元文化地域,由于历史、地理等原因而形成多民族、多文化共存的局面,使得在这一地区实施多元文化教育成为必然.多元文化教育是一个理念、是一种教育改革行为、是一个过程,主要目的是为少数民族学生创造平等的教育机会,帮助他们获取知识、态度、技能以满足在多元文化社会进行交往的需要,促进他们的全面发展.教师是实现这些目标的主要因素.[2]因此,教师应具备多元文化素养,在任教的学科领域形成多元文化基础,成为面向所有学习者的高效率的教师.[3]
1.1.2多元文化素养表现
民族地区中小学数学教师多元文化素养是教师具备按照多样性设计、实施、评价课程及实践去帮助所有学生学习的素质.多元文化素养主要表现在:(1)理解文化、多样性、不均衡在教学中的作用,明确少数民族数学教育的目的和意义;(2)设计体现多样化的学校和体现多样化的教学,关注少数民族文化与数学教育的关系;(3)形成关于不同团体学习风格的知识,重视少数民族学生学习数学的思维特征;(4)利用文化特点进行数学教学,认识数学在民族文化中的不同的体现,并适时实施跨文化数学教育;(5)重视所有学生的平等及公平,把少数民族学生看作是有价值的宝贵资源,形成对不同文化背景学生的积极、肯定态度,对各族群学生持相等期望水平,对学生没有性别、角色刻板化印象;(6)关注民族地区中小学数学教育包括少数民族用双语教学、教学方式选择、双语教学目的和意义等问题的调查研究.
1.2养成和提高数学素养原则
1.2.1数学素养内涵
中学数学新课程理念和目标关注学生数学素养的养成,培养学生在现实情境中灵活应用数学知识的能力,有逻辑地分析、推理和交流数学思想的能力.数学素养是一种以数学能力为核心的综合素养,是核心数学能力.近年来,国际大型评价项目如PISA(ProgrammeforInternationalStudentAsse-ssment)项目表现出对学生数学素养的关注.要使学生获得必要的和较高的数学素养,教师本身的数学素养要达到一定水平.教师具备数学素养是核心的个人专业素质能力:它属于认识论和方法论的综合性思维形式,具有概念化、抽象化、模式化的认识特征,是能够确定并理解数学在社会中所起的作用,得出有充分根据的数学判断,能够有效地运用数学的能力,也是培养学生成为有创新精神、关心他人和有思想的公民,适应当前和未来生活所必须具备数学能力的需要.
1.2.2数学素养表现
作为数学教师核心的个人专业素质能力,教师数学素养主要表现在以下方面:(1)能够在文化意义上从研究对象、研究主体、活动特征、内在动因和价值表现等多个视角对数学的本质加以系统理解,体会数学具有的审美力量、理性力量和实用力量,有数学洞察力和创新能力,努力实现将“数学学科冰冷的美丽转化为火热的思考”,并在教学中处理实际课堂中学生学习遇到的困难,设计出更有利于学生学习的数学表征,渗透数学文化,培养学生数学能力;[4](2)结合高等数学的思维训练,意识到初等数学和高等数学只是一个变化的客体对象,两者没有严格的概念区别,深刻领悟高等数学与初等数学的联系,[5]积极主动地从数学基本的思想和方法上寻求二者的结合点;[6](3)了解数学知识的科学体系和数学知识的来龙去脉,熟悉教材的编排体系,理解初等数学体现的变化意义下数学的本质,明确数学的教育价值;(4)课程设计能够基于学生已有的数学活动经验,明确需要发展的活动经验目标,创造性地开发和使用课程资源.
1.3提高教育、教学素养原则
1.3.1教育教学素养的内涵
教育教学素养包括教育理论素养、教育能力和教育研究能力,是教师在掌握教育理论知识、课程知识、数学教学知识基础上的实践能力.其中,教育理论知识是指教师掌握的教育基本原理、一般教学法和教育心理学的知识;课程知识具体分为一般课程知识和学科课程知识.
1.3.2教育教学素养的表现
(1)能恰当地运用教育学、心理学的基本概念、范畴、原理处理教育教学中的各种问题,能自觉、恰当地运用教育理论总结、概括自己的教育教学经验并使之升华,能清晰、准确地表达自己的教育思想和教学设想;(2)具有全面、正确理解与处理课程标准和教材的能力,根据学生特点和教学需要,开发课程资源,改进、补充教学内容,编写乡土教材;(3)能够有效地开展课堂教学,积极处理教学中的时间和空间关系,以促进学生的学习和教师教学目标开展的需求;(4)具有选择和运用教学方法与手段的能力和良好的语言表达、组织管理能力、引导与创新能力;(5)富有问题意识和反思能力,善于总结工作中的经验教训,创造性地、灵活地解决和改善各种教育问题.
1.4培养终身学习意识和素养原则
1.4.1终身学习素养内涵
终身学习是人的全面发展的途径.[7]培养“终身学习者”的教师首先必须自己成为“终身学习者”.[8]终身学习素养是指教师经过有意识的学习和训练而获得的,在任何情况和环境中有信心、创造性和愉快地,并且保持一生进行学习的能力.其构成要素核心包括自主学习能力、自我调控能力、自我反思能力和合作交流的能力.教师终身学习不仅有助于专业活动成为有意识的创造性劳动,更是教师对于个人完美、和谐发展的不断追求.
1.4.2终身学习素养的表现
具备终身学习素养是实现个人全面发展和专业发展不可或缺的素质.终身学习素质主要表现在:(1)有终身学习与持续发展的内在要求、意识和能力;(2)具备终身学习必须的优化知识(相应的自然科学和人文社会科学知识)和文化素养(艺术欣赏与表现知识);(3)扎根本土实践,善于不断地从自身鲜活的经验中通过细致反思学习;(4)自主学习先进的中学教育理论,积极了解国内外中学教育改革与发展的经验和做法;(5)具有勇于挑战自我、乐观向上、热情开朗的性格特征和积极上进的精神状态;(6)较强的合作交流和实践活动能力;(7)善于自我调节情绪,保持平和心态;(8)有亲和力,乐于做终身学习的典范.
2课程设置的结构
2.1层次结构
南疆地区中小学数学教师队伍中,新任职教师、岗位教师和骨干教师各占一定的比例,教师继续教育设置的课程构建应具备多层次结构,如岗位培训、专题进修、专题研讨、专业进修.针对新任职教师的“初级维度”教育作为第一层次课程结构,教育的核心是知识和技能,实现职前与职后教育的有效衔接;针对岗位教师的“中级维度”教育作为第二层次课程结构,教育的核心是培养思维能力,包括逻辑思维、形象思维、灵感思维的培养与训练,使受教育者积极思考已知经验,为教学实践中探求解决问题的新方法和手段做准备;针对骨干教师的的“高级维度”教育作为第三层次课程结构,教育的核心是培养教师的创新能力和创造性思维.通过继续教育三个层次结构课程的有机整体构建,将教师已有的知识转化为教育教学能力,充分发挥教师主观能动性,改进教学、教法,创造性地开展教育教学工作,实现促进中小学数学教师教师专业化发展的目的.
2.2主体结构
教师应具备学科性知识、条件性知识、实践性知识、文化知识.[9]基于课程设置原则,多元文化背景下中小学数学教师继续教育课程设置主体结构中的课程类型应包括:(1)多元文化课程;(2)数学专业知识及教育类课程;(3)教育与教研课程;(4)现代教育技术类课程;(5)通识类课程.其中,多元文化课程和通识类课程属于基础文化知识,是教师在学科教学中充分关注学科知识与学生文化背景和生活经验,达成学科间融会贯通的重要途径,构成了课程设置的基底;现代教育技术类课程与教育、教研课程属于条件性知识.新课程改革要求教师具备运用现代信息技术进行课程设计和辅助教学的能力,教师应该是教育教学研究的积极参与者;数学专业知识与教育类课程构成学科性和实践性知识,直接关系到教师的数学素养和数学教育素养,体现在教师所持的数学观和数学教育观上面.
2.3形式结构
参加继续教育的数学教师都是有一定教育教学实践经验的教师,与入职前教师的需求截然不同,按照继续教育课程设置的要求,课程分为必修课程和选修课程、学科课程与活动—经验中心课程、综合课程与专题课程.
2.3.1必修课程与选修课程相结合
必修课程是指国家教育部在数学专业《中小学教师继续教育课程开发指南》中规定的修业课程,是从事中小学数学教学工作的教师必须学习的课程,体现了对所有中小学数学教师发展的共同基本要求.选修课程是指由参训教师根据自身发展需要,按课程总体计划选择学习的课程,分为限定选修课程和任意选修课程两种.限定选修课程是在规定的体现一定发展方向的范围内提供参训教师选学的课程,任意选修课程是学有余力的参训教师根据自己的兴趣和意愿任意选学的课程.
2.3.2学科课程与活动—经验中心课程相结合
学科课程以相应数学学科的逻辑体系安排组织已有的知识经验,使参训教师掌握系统的学科知识和技能技巧.活动—经验中心课程也称教学实践课程,课程编排同参训教师的实践活动结合在一起,基于在职教师已有的数学经验、数学教育经验和教学技能经验水平,围绕三种经验的条理化和系统化,推动教师专业化的发展.课程依据中小学数学教师教育教学实践,设置培训内容、组织教学材料、开展教学培训活动,比如,课堂教学观摩和典型教学案例比对分析活动等.活动—经验中心课程主要通过教师的自学,帮助教师从实践中获得主观经验,训练动手能力,将知识转化为技能技巧.
2.3.3综合课程与专题课程相结合
综合课程是把若干有关学科知识联系起来综合编排的课程,可以增强各学科之间的联系,把部分科目统合兼并于范围较广的学科领域,有利于拓宽教师知识面,改善教师的知识结构,改变中学数学教师知识面过窄的现状.专题课程以数学教育教学和教育科研问题为中心,选择对于教师富有意义的论题或概括的问题作为课程内容,教学目的明确、主题突出、针对性强.综合课程所占比例不宜过大,注意综合课程与专题课程的有机整合.
3课程实施的策略
近年来,基于有效教学理论的教师专业化发展认为,教师应具备利用有限的时间和空间通过教学获得最大的效益的能力.高效教学理论则进一步清晰和深化效率的内涵,不但关注一定时间内学生掌握知识和技能的“量”的积累,而且关心学生数学学习结果“质”的提升,即关注学生对于知识的深度理解、灵活应用和自我意义的创生.因此,高效教学理论为教师专业化发展进一步明确了路径,提出了更高的要求.民族地区的数学教师除了需要具备PC(pedagogicalcontent)和MC(mathematicscontent)知识,并达成两类知识间的融汇贯通外,还需要多元文化知识;除了具备数学素养和教育教学素养外,还需要具备多元文化素养.在遵循继续教育课程设置原则和细化课程层次结构划分的基础上,继续教育课程应帮助教师增进对数学的深度理解,正确认识数学的本质,有效分析和利用学生已有的经验水平,创设恰当的情境引发学生的积极参与,铺设联结已有认知经验水平与培养学生“数学活动经验”目标的桥梁,帮助学生达到教师专业发展的“高效学习”.教师继续教育课程的实施直接关系到数学教师继续教育的质量和效果.
3.1促进数学深度理解的策略
3.1.1案例分析促进数学概念的深度理解
数学概念是掌握数学原理和程序的基础.如果只是把数学当成是一套需要掌握的原理和程序教给学生,学生将只会学到原理和程序,而把数学看作是集原理、程序、概念以及问题解决与一体的教学,学生将会学到这三类知识,并且与只学技能和程序知识的学生表现的一样好.[10]115增进教师对于概念的深度理解,继续教育培训中可以提供概念教学相关案例,在案例的讨论与辨析中,帮助教师认识到:通过教学设计创设情境,可以引导学生参与操作活动,从特例中寻找一般规律,在概念教学中理解数学是“模式的科学”,从而促进学生对概念的深度理解.比如,奇数与偶数概念教学.教学案例一:可以让学生尝试用数字除以二,发现是否能够整除的规律,再进行分类,由所举实例中抽象得到奇数和偶数的概念.教学案例二:让学生进行奇数、偶数性质的探究.学生做出各种各样的观察,得到多样的结论———偶数是能被2整除的数字;奇数和偶数交替出现;每两个相邻的奇数之间有一个偶数,每两个相邻偶数之间有一个奇数.甚至有些学生尝试操作两个一堆摆木棒活动中,描述奇数和偶数的特征,定义偶数是“如果将一定数量的物体逐一成对排列(或挑出),当操作完成时,没有物体剩下,则此数为偶数.”以上两种教学案例中,案例二不是为了引出概念而强拉硬扯地进行“做作”的设计,而是顺应了更为“自然”的思维过程,在教学过程中体现“顺流而下”自然的衔接,能够充分调动学生的积极性,帮助学生理解概念的内涵.虽然经过操作活动,学生对于概念所下定义的描述不够准确,但在概念描述不断准确的过程中可以加深对于概念本质属性的理解,实现提高学生数学语言表达能力和培养数学交流活动经验的教育目标.
3.1.2数学专业素养中关注建构知识点间的联系
中学数学课程的选择与编排整体上呈现螺旋上升的特点,随着内容体系的逐渐深化,学生知识面的开阔以及思维水平的发展,整个内容体系才渐渐清晰起来.但就某个学段,某个单元而言,教材呈现的内容却往往是孤立的.同时,为了顾及到不同年龄段学生思维发展的不同水平,同一个内容体系下对于不同的学段设立了不同的教学目标.学生在数学学习中如果只是得到单个的知识点与片段,没有形成有效的知识结构与网络,既不利于知识的记忆,又不利于知识的提取和灵活应用.教师已经“知道了现在所知道的东西……就像看得见的人可以告诉盲人如何去创造和发现”[11],学生建构知识网络需要教师的引导,只有教师具备较为宏观的整体结构观念和建构关联的能力,才能够有效地指导学生的数学学习.因此,建构知识点间的联系应该是教师专业素养培养的重要指标.比如,中小学数学中函数的思想,就学科纵向而言,教师应该明确函数产生和发展的过程.中小学数学教材编排的顺序是:从小数与数四则运算中得到对应的结果,到折线统计图中的数量间对应关系的体现以及初中段函数的“变量说”,再到高中段函数的“对应说”,每个阶段为适应相应学段的要求,表现出函数思想不同的层次水平.只有表现出整个基础教育阶段函数思想的层层递进,做到“瞻前顾后”才能实现“润物细无声”的效果.就学科横向而言,教师应该明确函数与方程、不等式和数列之间密切的联系.教师应具备以函数为核心的数学知识结构,才能帮助学生构建以函数为中心的知识结构网络,深入理解函数的思想和方法.
3.1.3数学问题解决中教师自我意义的建构
本设计采用CAN总线作为数据采集与系统控制的通信方式,以ATMEL公司生产的AT91SAM9263 ARM芯片为主控单元,结合A/D转换技术、故障诊断专家系统实现某型火箭炮随动系统的故障检测。总体设计框图如图1所示。
数据采集单元由信号调理模块和A/D转换模块组成,其中信号调理模块用于模拟信号的放大、滤波和提高电路负载能力,A/D转换器完成模拟信号向数字信号的转换,ARM主控单元实现系统控制与故障诊断,数据采集单元与ARM系统控制与故障诊断模块之间以CAN 总线的方式进行通信,工作人员通过操作触摸屏显示界面完成故障检测。
2 系统硬件设计
2.1 数据采集单元
数据采集单元由信号调理电路和A/D转换模块组成,用于采集某型号火箭炮随动系统液压泵、高平机等被测部件的液压或气压的状态信号,其结构图如图2所示。
信号调理电路如图3所示,采用OP27运算放大器进行设计,它的作用是把传感器输入的信号进行放大,同时利用其输入阻抗高、输出阻抗小的特点以满足A/D转换芯片对驱动源阻抗的要求。
A/D转换电路将经过信号调理模块调理后的模拟信号转换为数字信号,文中选用TLC2543CN和STC89C52分别作为A/D采样芯片和微控制器[3],其设计如图4所示。TLC2543CN是TI公司生产的12位串行模/数转换器,使用电容开关逐次逼近技术,12位分辨率,10 μs的转换时间,11路模拟输入,输出数据长度可通过编程调整[4]。A/D转换模块与51单片机之间以I2C总线的方式进行通信,只需要一条串行数据线SDA(DATA_OUT)和一条串行时钟线SCL(CLOCK),具有接口线少,控制方式简单,器件封装形式小,通信速率较高等优点。 经信号调理后的11路模拟量数据分别通过端口NO0?NO10进入TLC2543CN进行A/D转换,TLC2543CN通过[CS],DATA_INPUT,DATA_OUT,MEOC,I/O CLOCK这5个引脚与STC89C52单片机进行通信。为了减小外界环境及器件本身引入的噪声和扰动,提高系统的稳定性,在这5个信号与单片机之间进行光电耦合隔离处理。由于光信号的传送不需要共地,所以可将光耦器件两侧的地加以隔离,达到提高系统信噪比的作用,光耦隔离器件选用Avago Technologies 生产的6N137,电路如图5所示。需要注意的是,电路板中6N137两端的电源不能共用,否则起不到隔离的作用。
2.2 CAN总线通信模块
数据采集单元和ARM系统控制与故障诊断模块之间以CAN总线的方式进行数据通信和控制。CAN总线具有可靠性高、实时性强、较强的抗电磁干扰能力、传输距离远等特点,尤其适用于随动系统传感器多、各检测点信息交换频繁和干扰源复杂的情况。CAN总线通信模块的实现有2种解决方案[5]:一类是采用带有片上CAN的微处理器,如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等;另一类是采用独立的CAN控制器,如Philips的SJA1000。考虑到应用的灵活性,本文采用独立的CAN控制器SJA1000。CAN总线通信模块结构框图如图6所示,选用STC89C52单片机作为CAN总线通信模块的微控制器,CAN总线控制器和收发器分别选用Philips公司生产的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN总线规范采用三层结构模型,STC89C52单片机用以实现应用层的功能,SJA1000和PCA82C250则分别对应于数据链路层和物理层。为了增强CAN总线通信模块的抗干扰能力,在CAN控制器与CAN收发器之间进行光电耦合隔离处理,与数据采集单元一样,本文也选用6N137进行处理。
CAN总线通信模块接口电路主要由4部分组成:微控制器STC89C52、独立CAN控制器SJA1000、光电隔离器件6N137和CAN总线收发器PCA82C250。微控制器STC89C52用于数据处理、实现对SJA1000的初始化、通过对SJA1000的控制实现数据接收和发送等通信任务;独立CAN控制器SJA1000和收发器PCA82C250经过简单总线连接可实现数据链路层和物理层的全部功能。STC89C52通过DATA_INPUT向TLC2543CN发送一定格式的指令,在DATA_OUT引脚可获取到A/D转换的数据;由于SJA1000的数据线与地址线是共用的,所以将STC89C52的P0口与AD0?AD7直接连接的同时,还要将地址锁存信号线ALE进行连接,以便区分在同一时刻AD线上传递的是地址还是数据;SJA1000的中断管脚INT连接单片机的外部中断INT0;MODE管脚与高电平VCC连接以选择Intel模式;为了保证上电复位的可靠,复位电路采用IMP708芯片进行智能控制,IMP708芯片集看门狗定时器、掉电检测电路、电源监控电路等于一体,保证SJA1000芯片的可靠运行;RX0和TX0是数据的收发管脚,经光电耦合器件6N137后连接到CAN收发器上,用以电气隔离;PCA82C250有3种工作模式:高速、斜率控制和待机,本文选择斜率控制模式,通过在Rs引脚与地之间接一个100 kΩ的电阻来实现;为了消除在通信电缆中的信号反射,提高网络节点的拓扑能力,需要在CAN总线两端接入两个120 Ω的终端电阻[5]。
2.3 系统控制与故障诊断模块
数据处理与系统控制模块采用ATMEL公司生产的AT91SAM9263 ARM芯片作为主控单元,以触摸屏作为人机交互方式完成系统控制和故障诊断。AT91SAM9263主频 200 MHz;内置CAN总线控制器,全面支持CAN2.0A和CAN2.0B协议;内置TFT/STN LCD控制器,支持3.5~17英寸TFT?LCD 液晶屏,最高分辨率可达2 048×2 048。考虑到系统的可扩展性,本文将系统控制与故障诊断模块单独成板。技术保障人员可以通过操作触摸屏上显示的人机交互界面完成对随动系统的故障检测。
3 系统软件设计
系统软件设计主要分为A/D转换模块、数据 处理模块、CAN总线通信模块和系统控制与故障诊断模块4部分。主流程图如图7所示,首先对STC89C52单片机进行初始化,包括CAN总线工作方式的选择、验收滤波方式的设置、验收屏蔽寄存器和验收代码寄存器的设置、波特率参数设置、中断允许寄存器的设置以及A/D转换模块的初始化等;当单片机接收到故障检测命令时,进行A/D采样,然后由单片机对采集到的数据进行处理,通过量值转换得到实际的工况数据;最后由CAN总线通信模块将数据传输到系统控制与故障诊断模块进行故障检测,诊断结果由触摸屏显示以指导维修人员进行现场维修。
3.1 A/D转换模块软件设计
A/D转换模块程序设计流程图如图8所示。
3.2 数据处理模块软件设计
数据采集过程中难免受到噪声的影响,为了保证采到数据的准确性,可以对其进行一定的算法处理。本文在故障检测时,对同一采样点进行5次采样,然后用快速排序算法对这5个数据进行排序,取中值作为故障检测的有效数据,以减小误差带来的影响。采集到的数据与实际值之间成严格的线性关系,将采集到的数据值乘以系数K即可获得实际的工况数据,其流程图如图9所示。
3.3 CAN总线通信模块软件设计
CAN总线通信模块的程序设计主要分为初始化、数据发送和数据接收3个部分:
(1) 初始化。CAN总线初始化主要是对通信参数进行设置,通过对时钟分频寄存器、验收码寄存器、验收屏蔽寄存器、总线定时寄存器和输出控制寄存器的配置实现对CAN总线工作模式、接收报文的验收码、验收屏蔽码、波特率和输出模式的配置和定义[7]。值得注意的是,这些寄存器的配置需要在复位模式下进行,因此在初始化前应确保系统已进入复位状态。 (2) 数据发送。本文采用查询方式,进行CAN总线的数据发送,首先应将CAN总线的发送中断禁能。发送数据前,主控制器轮询SJA1000状态寄存器的发送缓冲器状态位TBS以检查发送缓冲器是否被锁定,若发送缓冲器被锁定,则CPU等待,直到发送缓冲器被释放,然后将从现场采集到的数据发送到发送缓冲区并置位命令寄存器的发送请求位TR,此时SJA1000将向总线发送数据。数据发送流程图如图10所示。
(3) 数据接收。同数据发送一样,本文采用查询方式进行数据的接收,也应将CAN总线的发送中断禁能。主控制器轮询SJA1000状态寄存器接收缓冲状态标志RBS以检查接收缓冲器是否已满,若未满则主控制器继续当前的任务直到检查到接收缓冲器已满,读出缓冲区中的报文,然后通过置位命令寄存器的RRB位释放接收缓冲器内存空间。数据接收流程图如图11所示。
3.4 系统控制与故障诊断模块软件设计
系统控制与故障诊断模块是在Linux平台下利用Qt SDK开发完成的,数据库采用嵌入式系统中广泛采用关系型数据库SQLite[8]。软件采用模块化设计思想,包括显示界面、系统控制、检测数据库和故障诊断等4部分。系统界面基于QT/GUI开发,用于故障检测结果显示、调取数据库辅助人工诊断等人机交互;系统控制模块用于系统启动与关闭、初始化及多线程处理;检测数据库用于对专家系统中经验知识、故障诊断规则集进行组织、检索和维护,及用于存储系统采集的工况参数;故障诊断模块是该检测装置核心,本文利用故障诊断专家系统对随动系统进行故障诊断,给出诊断结果。考虑到故障诊断的实时性要求,程序采用多线程编程来实现。
图10 CAN总线数据发送程序设计流程图
图11 CAN总线数据接收程序设计流程图
4 结 语
为了测试随动系统故障检测装置在各种情况下的故障检测能力, 本文通过人为制造故障的方式对该系统进行了大量实验。在反复的实验中,该系统均能正确定位故障,充分验证系统的可靠性和稳定性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片为核心基于CAN总线随动系统故障检测装置,可实现对随动系统液压、气压、电压等工况参数的测量,经故障诊断专家系统的推理,实现以自动故障诊断为主、人工诊断为辅的故障检测。文中采用的CAN总线通信方式使整个系统简洁紧凑、具有较强的抗干扰能力和实时性,这种CAN总线通信方案不但可用于随动系统故障检测装置的研发,还可推广至其他模拟量信号的机电设备故障检测,尤其是多机组的分布式状态监测与故障诊断中,具有非常实用的应用前景。
参考文献 本文由wWW. DyLw.NeT提供,第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务,欢迎光临DyLW.neT
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中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)30-0104-03
《C语言程序设计》是针对我校理工类专业大一新生所开设的一门重要的专业基础课程,该课程是目前高校最流行和实用的一种计算机高级程序设计语言,是进行程序设计教学和计算机软件开发的主要工具之一,也是理工类专业学生学习其他相关专业课程的一座重要桥梁,因此,该门课程一直是高校所开设的高级语言课程之一。
1 现状分析
笔者通过问卷调查的方式,了解目前我校教师在《C语言程序设计》这门课程教学方面的现状及学生的学习情况,分析,总结了师生普遍感到这门课程难教、难学的原因,觉得有以下几个方面。
1.1 我校学生的学习积极性处于比较低层次
大多数学生是少数民族,入校时学习基础比较薄弱,对中文的学习能力和理解能力比较弱,逻辑思维能力和动手能力相对比较差,对学习的自信心不太强,学习的主动性和积极性也有所欠缺,大部分同学自主获得知识的能力偏差,总的来说,他们的学习能力处于较低层次,学习方法比较落后,在学习过程中,对中文的理解能力欠佳,大多同学,不理解课堂上老师所讲的内容,只会采用死记硬背的方法,被动地记忆教师讲授的基本概念、语法知识等,上机也只会调试程序,根本设计不出程序,对上机实践操作兴趣不高,缺乏对所学知识的综合运用能力,不会举一反三,给自己增大了莫名的学习负担,编程上遇到一些困难就容易退缩。尤其是在大一第二学期阶段,有不少学生对计算机的基础知识及操作还不太熟悉,程序设计课程对初学计算机的非计算机专业学生来说显得更加抽象、一些程序设计的流难以理解,这往往是导致学生的学习兴趣不高,产生畏难、甚至恐惧情绪的原因,最终导致厌学的后果。
1.2 教学内容的组织不太合理
教学内容的组织和教学方法对培养和增强学生的学习兴趣和学习信心起着极为重要的作用。《C语言程序设计》这门课一般都是在大一阶段第二学期开设,此时学生对计算机的系统结构、工作原理有了一定的了解,但对高级语言程序设计方面的内容,了解的甚少。因此,针对我校学生的基础特点,现对《C语言程序设计》这门课程内容进行提炼,减少传统的C语言教材较为复杂语法知识、算法等知识,传统教材一开始上来的几节课便是介绍和计算机硬件结合紧密术语、数据类型、语法规则,算法流程等基本概念,学习内容显得相当的抽象、繁杂、枯燥,新概念名词和规则如排山倒海般涌来,学生在学习过程中感觉学习的内容相当多,而且比较枯燥乏味、跟实际生活毫无关联,顿感学习压力很大,对程序设计的好奇心和期待随着前几节课云山雾罩般语法知识和规则的涌来消失殆尽,一开始满怀的学习热情受到压抑,因而失去进一步的学习兴趣和学习信心,失去学习动力,甚至有极少学生因而产生畏惧情绪选择放弃,不利于课程的进一步学习。
1.3 上机实践存在问题
《C语言程序设计》是一门实践性很强的课程,主要培养学生的动手能力和编程能力,所以,实践教学对这门课程来讲,非常重要,很多理论知识必须要通过上机动手调试才能够加深理解,帮助学生掌握和巩固所学知识。目前,许多高校的《C语言程序设计》这门课程的考试形式基本上是采用笔试,考试的主要内容仅仅是对所学的理论知识进行检测。这种考试形式使得学生在平时只注重理论知识的学习,不太重视实验实践的环节,另外,也有因为硬件环境或课时原因而造成学生上机实践课时不足,使得学生的理论知识学习与实践环节脱节,反过来影响了对理论知识的深入理解和掌握。
2 教学内容的改革
重构《C语言程序设计》课程教学大纲,包括理论教学大纲和实践教学大纲,课程内容分为2个阶段,第一阶段C语言基础,第二阶段是程序设计。制定的新课程教学大纲“本着理论够用,重在实践”的教学理念,强调学生的自主学习能力、创新能力、程序设计能力和对所学知识的综合应用能力。教学内容由浅入深,由易到难,降低程序设计的难易程度,加强程序设计中分析问题和解决问题的深度和广度,教学内容循序渐进,螺旋式上升。增加新知识、新理论以及交叉学科知识的介绍,补充教材难以编入的学科发展的前沿知识,充分体现该课程教学大纲的系统性、实用性、实践性、科学性、先进性。
该门课程的开设64课时,其中理论32课时,实践32课时,在教学实施过程中,在充分掌握理论知识的同时,加强实践教学。通过修订教学大纲、课程标准、授课计划等相关教学文件,着力加强实践教学,并对实践过程进行单独考核。另外,为了弥补不同层次学生对不同知识的需求情况,将实验项目计划增设了选做内容和必做项目,要求学生根据自己的学习情况选做相应的项目,利用业余时间完成。在实践教学过程中推行“项目驱动、小组合作”的实践教学模式。选择趣味性强且与学生生活贴近的项目作为教学主线,合理布局第一个项目,将每个实践项目分解成一个个体现相关的知识点又与实际生活紧密相连的子项目,对应理论教学的各个教学知识点,把相关的知识点融入到项目的各个环节中去,层层推进项目。通过对项目中的问题的深化和知识点的补充,来拓宽学生对所学知识的深度理解,实现独立完成项目的目的,从而达到学习知识、培养能力,提高实践能力的目的。
另外,在教学内容的选择上,尤其是介绍新内容时,避免选取复杂程序或学生不熟悉的数学、物理等问题作为案例,尽量选择学生平常比较熟悉的问题来进行分析讲解程序设计。在学生了解了新的知识点及新的编程方法后,再扩展介绍新方法的应用和一些常见的技巧,由浅入深,有利于学生了解掌握有一定难度但常用的一些编程技巧。
在教学内容的安排上,以程序设计思想为教学内容的主线,围绕着一个学生熟悉项目,努力让学生能主动而非被动接受新教学内容。用教学项目把整个课程诸多关联的知识点有机地联系起来,紧紧围绕着一个案例,如学生进行计算器的设计,从这个主题出发,循序渐进,逐渐延伸、拓展,随着带领学生不断提出新的用户需求并主动设法解决,引出能满足新要求的方法和相关知识点。
3 教学方法的改革
按照我校学生的实际情况,制定符合我校学生实际的课程标准、教学大纲,围绕本课程的教学目标,根据《C语言程序设计》课程和学生的特点,按“够用、实用”为原则对传统的教学内容进行重新组织,合理取舍设置教学内容。教学内容上舍弃了一些不常用的语法和章节,注重强调基础性、实用性和实践性,同时,兼顾教学和自学两方面的适用性。例如:可以先带领学生完成一个简单的项目――设计一个简单“加减乘除”的计算器程序,做简单的输入二个数据、然后计算结果和输出计算结果的工作,而后再给学生进一步讲解完成每一步工作所用的相关语法知识和需要注意的问题。而学生对两个数据的“加减乘除”的处理方法很熟悉,学生通过把平常熟悉的工作用计算机语言描述出来并在计算机上运行得到所需的工作结果,让学生体会到C语言程序的神奇而不神秘,有趣而不难学,体会到用计算机解决问题步骤的条理性、逻辑性和掌握相关语法知识的重要性,减少、消除学生初学程序设计语言时的神秘感和恐惧感,激发学生的学习兴趣和求知欲望。
形成“三结合一补充”的教学方法,即:“理论教学与实践教学相结合、自主学习与过程评价相结合、平时考核与开放考试相结合,模拟项目对课堂教学进行补充”的教学方法;充分利用信息技术手段,满足学生的个性化发展,包括多媒体教学手段、网络课堂、数字图书馆等。
3.1 采用任务驱动式的项目教学法
在理论教学过程中,抛弃传统的从介绍基本概念、语法知识和规则再到举例说明它们的应用的教学方法,采用任务驱动式教学方法。在教学过程中,全程贯穿任务驱动式教学的思想,按照提出问题、分析问题、解决问题的逻辑思路,引导学生主动参与从接受任务到如何完成任务的整个过程中,改变以往的被动接受为主动学习,充分发挥主观能动性,积极地思考、学习和掌握编程知识和编程方法,锻炼提高分析问题和解决问题的逻辑思维能力。
3.2 采取有效的讲课方法
在课堂教学过程中,采取有效的讲课方法,调动学生积极性。如采用师生互动法,避免传统的“满堂灌”、“填鸭式”教学方法,以免学生因被动学习产生抵触情绪。加强师生互动,采用小组合作的教学模式,融“教学做”为一体,引领学生积极参与教学中,主动提问题,积极思考解决问题。在利用基础知识解决问题的过程中,培养学生举一反三的能力,适时提出或引导学生提出一些进一步的要求,拓展学生的思路,让学生从如何编出程序能解决问题再进一步提高到如何把问题解决的巧妙些、任务完成的更好些、程序的质量更高些,培养学生的问题求解、编程及创新能力。
图1 采用“教、学、做一体化”的教学模式图
对于重点、难点的问题,要采取有效的讲课方式和思路进行讲解,如启发式、循序渐进式、师生互动式、实例法、类比法等方法,可以有效突出重点、化解难点。如帮助学生对循环控制变量作用的理解,可以类比环形跑道上的长跑裁判员统计运动员所跑的圈数并给出最终判断。
对于一些比较抽象的、难于理解的内容,借助动画将其转化为直观的形象便于学生理解。如讲解数据冒泡排序时,我们老师做了教学动画帮助学生理解一组数据排序的过程及最后最终结果,这样学生对抽象的一组数据的排序就容易理解了。
在教学手段上,充分利用多媒体教学和传统板书的优势互补,在碰到难点内容时,我们制作微课,帮助同学们理解较为抽象的内容。使用多媒体电子课件和微课相结合的方式,演示程序设计中的难点部分,提高教师、学生的教、学效率,利用微课,提高学生的学习积极性。因此,结合传统板书来讲课,写出重点难点,画龙点睛,帮助学生加深对重点内容的印象,理清程序运行过程中的数据变化情况。尤其在初期讲解程序设计时,利用板书逐步写出程序的效果更好些,这样在整个板书过程中能够有效控制要讲解的内容,思考、提问、修改等环节有机结合起来。使得学生的思路能与教师的讲解保持同步。
3.3 实验教学的改革
让学生明确编程理论知识必须要通过上机动手调试才能加深理解和掌握,思维能力、编程能力等都需要通过实践教学来培养,建立重视实践教学的新理念,主动积极参与实践教学。将实验内容设为基本篇和提高篇,基本篇用以锻炼学生应用基本知识编程解决简单问题。在此基础上提出更高的要求,设为提高篇用以锻炼学生能灵活运用所学知识编程解决较为复杂的问题,培养学生探索创新能力和实践能力。
为保证实验的效果,要求学生必须做好上机前准备,设计源程序和调试中可能会出现的问题及解决方法,实验结束上交源程序,课后上交实验报告。
3.4 建设多元的立体化教材
积极进行立体化教材的建设和实践。其中包括教材、教学大纲、实验大纲、实验指导、教案、电子多媒体课件、微课堂、教学网站、题库、习题集等。 出版1部教材。由笔者参编的《C语言程序设计项目教程》是以项目教学为编写思想,在该教材中融入大量最新的以同学们生活非常贴近具有趣味性的教学案例和操作性非常强的实例,力求提高教材的通读性和实用性,强化学习实践操作能力,做到“教师易教,学生易学,技能实用”。
教案中除教学目的与要求、教学重点和难点、教学内容等内容外,根据《C语言程序设计程序设计》课程特点,编写了课后的作业题、思考题等内容,电子教案内容非常充实,充分体现了教师与学生之间、学生与学生之间的互动;在多媒体课件内容的设计上,尽量简明扼要,突出重点,只要有用的;知识点之间的衔接思路清晰,既包括了教材的所有内容,在又能激发少数民族学生的学习兴趣,取得良好的教学效果;本课程电子课件、作业、课后思考题、教学大纲等均通过网络以精品课程的形式对全校所有同学开放,另外有充足的网络教育资源加上对于该门课程的难点内容利用微课来展现,这些对提高学生的自主学习能力,培养学生的学习兴趣,发挥了积极作用。
4 考核方式的改革
考核对学生的学习起着重要的引导和促进作用。改变以往以笔试为主的考试方式为全面考核,既要考核学生的理论知识,也考核学生上机动手实践能力。为了更加公平、公正的检测学生的学习效果,体现教学改革的效果,《C语言程序设计》课程采取“过程考核”和“期末考试”相结合的方式,改变传统的一考定成绩的方式,过程考核是以上机操作为主,突出学生的实践能力的培养,在进行完一个知识点的学习后,就进行相应的考核,让学生更好地掌握自己的学习情况,以及与同学之间的差距,根据考核结果调整学习计划;期末考试,以试卷考核为主,主要考查同学对所学理论知论的综合应用能力。
5 评价方式的改革
在《C语言程序设计》这门课程的教学改革中,对考核的评价方式作了大量的修改,制定了符合我校学生实际,又能激发学生学习热情的考核方式。在该门课程的考试中,除了期末的考试由教师来评价之外,对学生的实践操作采取了过程性的考核方式,其中过程性的考核采用了“学生评价、学生互评、教学评价”等多种评价方式,激发了学生的学习兴趣。
6 总结
本课程的教学改革在我校实施一年以来,取得了一定的成效,但教改成果与国家精品课程标准有相当大的差距和不足,我们将继续加大《C语言程序设计》这门课程的教学改革国度,加强教学研究,发表高水平教学论文,完善网络教学资源,加强课程在线学习手段,提高学生的自主学习能力,最终增强学生对所学知识的综合应用能力。
参考文献:
众所周知,在计算机产业中,硬件和软件的发展一向是相辅相成、互相促进的。多核这场硬件的革命自然也带动了软件的革命。随着计算机体系结构的发展,多核平台得到了越来越广泛的应用。多核平台与并行计算理论相结合,以多线程并行的方式使应用程序性能大为提高。
结合多核产业技术性和国际化需求,浙江大学计算机学院对多核教学课程内容体系、实践体系、教学方法和手段、实验环境建设、教材与教学论文建设、课程推广等多方面进行改革。在结合浙江大学计算机学院在体系结构、多核调优软件这两方面的优势的同时,借鉴CC2004和CE2005的课程体系设计理念,紧密联系学院各门课程的技术要点,建立系统的面向多核软件设计为主的课程内容体系。
概括起来,这个体系可以分成三个层次:首先是前序知识介绍。包括计算机体系结构、大规模集成电路、多核芯片、多核系统软件、并行编译技术,等。其次是重点掌握知识介绍,包括并行算法的基本原理、多线程设计方法,OpenMP、MPI设计方法,等。最后是提高和深入知识介绍,包括多核性能分析、多线程纠错、多核调优,等。
2 课程实施与改革
2.1知识点划分
多核技术涉及的知识点如图1所示。这些多核技术相关的知识点都需要在多核课程中涉及。
所有这些多核技术相关的知识点中,一部分属于多核编程技术与技巧,可以结合多核编程工具与性能调优工具,通过编程实践锻炼学生对多核编程能力的培养。另一部分属于并行计算机与数字芯片技术方向的最前沿,可以作为研究生的课程,扩大学生们的知识面,了解计算机体系结构,并行计算和芯片设计技术等领域的最新热点。
2.2教学大纲体系建设
课程组多次组织国内高校召开多核课程体系的研讨会,与高校教师们研讨多核课程的内容架构,互相促进课程体系的完善。另外,还积极走出国门,参与2007年印度举办的亚洲学术论坛,与亚洲各大学分享课程组的教学成果。课程组多次参与教育方面的国际会议,充分与国际教育家探讨该课程的国际化建设。
教学队伍中除了本校教师以外,还邀请了国外著名专家进行授课,2005年以来,邀请了日本法政大学李亚民教授累计讲授了48课时课程,2007年,邀请了英特尔公司资深工程师进行课程讲座。
2.3教学实践与教学改革
以往的程序设计教学,或少有具体实验案例,或过于侧重某个具体案例分析而忽略了知识结构的完整培养;或只注重于硬件底层开发技术却未能有上层软件的辅助,或只注重于上层软件开发却未能深入到硬件底层,形成不了一个完整的多核系统解决方案。针对上述问题,课程组提出以多核硬件体系结构为切入点,采用理论指导、课程实验奠基,走出课堂融入社会与产业应用相结合的教学理念,并以此设计完成一套多核系统课程实验体系。
在课外实践上,课程小组采用项目申请讨论形式,让学生进行自由发挥,鼓励学生提出自己的研究方案,对于具有创新意义的方案,课程小组依托多核实验室,支持学生参加学生科研项目(SRTP)和多核程序设计竞赛,并给予一定的专项科研经费的支持,授予第二课堂学分,极大的激发了学生的实践热情。课程组还获得了国家大学生创新计划的支持。
2. 4教学条件与教学环境建设
为了建立良好、可持续发展的教学环境,课程组加强教学条件建设,挖掘网络资源,并通过自主开发、校企合作等方式建立了良好的教学实验条件。
课程小组利用所依靠的强大教学与科研力量开办了专门的教学网站(网址为multicore.zju.edu.cn或multicore.net.cn)。网站内容包括了多核教学课件、实验代码、最新的多核研究文献等内容,充分调动了学生学习多核课程的积极性,起到了良好的效果。
考虑到大多数开发人员都没有双核机器,Intel提供的开发软件价格贵,而多核环境下的编程开发是趋势。因此,网站还提供了2台多核的计算机,连接在网通与电信的网络上,提供远程桌面连接,使缺少多核软硬件的同学们能方便地使用这两台计算机。使用中保证“单人单机模式”,多核服务器实行单用户使用制度,在任何时段只有一个用户登录使用,保证独自享受多核的处理能力。
近两年来,多核技术突飞猛进,硬件平台进步十分明显。为了跟上发展潮流,为学生提供最前沿的信息和知识,教学组在保证教学体系不变的情况下,对实验设备、教学内容、实验设置等进行了多次更新,其中在短短一年内,实验设备进行了五次大规模的跟新换代。
(1)2006年4月,英特尔捐赠了inteI core due计算机12台,软件12套。
(2)2006年7月,购置了80套intelcore due计算机。
(3)2006年10月,英特尔赠送了80套软件授权。
(4)2007年4月,英特尔赠送了8核计算机、4核服务器各1套。
中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1671-7503(2015)17-0066-02
在社会与经济快速发展的推动下,信息技术在生活与工作中的应用日渐广泛,熟练运用信息技术已经成为现代人的一项必备技能。新课程改革将信息技术教学纳入高中教学范畴,在经过多年的运用和发展后,高中信息技术教学逐步从基础应用教学过渡到课堂实用性教学,其对于学生技能的完善以及素质的全面提升具有重要影响。因此,探讨如何提高高中信息技术课堂教学的有效性具有积极的现实意义,只有真正实现教师“教”的有效和学生“学”的高效,才能提升学习效率和教学质量。笔者结合教学过程中的实践经验,浅谈提高高中信息技术课堂教学有效性的几点体会。
一、应善于创设课堂情境,积极引导学生展开探究
创设教学情境对于激发学生的学习情绪有极大的推动作用,教师应合理选择课堂情境素材,在激活学生知识与技能的基础上,合理设计情境,并侧重学生信息素养的积淀。信息技术学科中的技术与技巧丰富而复杂,教师在教学过程中需要将此类知识详细讲授给学生。信息技术学科的首要特性是应用性,学生理解和掌握的技术都最终服务于应用,一旦学习失去了应用性,则犹如无源之水、无本之木。以往信息技术教学很容易受到应试教育氛围的影响,教师在教学形式方面也拘泥于传统方法,不够灵活,而在教学过程中过于强调讲解和分析技术,对于应用型学科这一本质意义有所忽视。所以,我们应革新以往技术型讲授模式,以富有意义和实用性的情境教学为主,提高信息技术教学的有效性。
例如:在讲授《Photoshop图像处理》时,笔者为学生提供了两种图片对比的情景活动,引导学生细致观察并对比找出两张图片的差异。发现差异以后,进一步引导学生思考应该采取何种工具将两张图片变得更为相似,学生的学习热情与求知欲得到激发,积极运用软件中的“选框”、“套索”、“魔术棒”等工具自主探究,并最终成功。在此过程中,学生的求知欲在情境中被有效激发,更有利于其展开自主性探究式学习。
二、通过小组合作以及任务驱动方式改善教学效果
任务驱动教学是一种有效且应用广泛的教学方法,其对于激发学生的求知欲和学习主动性有很大影响。由于学生的学习水平参差不齐,如果教师只使用统一演示和个别辅导的教学方法,难以收到满意的效果。笔者在以往教学实践中采用协作学习法与任务驱动法联合的方案,在结合自由分组与异质分组两种方式合理划分学习小组,或结合学生的兴趣爱好、个性差异以及能力水平进行分组,其中会存在由部分组员完成所有任务的现象。因此,组内应首先明确责任制,将学习任务合理分配到个人,并确保其顺利实现预定目标。这种教学方法有利于改善学生之间的关系,彼此自愿提供帮助,彼此信赖,学生的团队意识和协作能力明显提升。
以《程序设计》为例,笔者给出了一项课堂学习任务,要求学生设计包括程序以及界面在内的简单计算器,学生可以选择小组合作完成课堂任务。在此情况下,学生根据个人策划能力、审美设计水平以及编程能力进行异质分组,在一定意义上实现了人力资源的合理化配置,学生之间能够相互学习,彼此帮助和依赖,其学习效率明显提升。
三、展示学生作品并给予客观评价
如上所述,笔者在布置教学任务后,引导学生利用所掌握的知识技能完成作品,并通过自评、互评和师评三种途径评估学生的学习效果。其中,学生通过自评了解自身情况;通过互评汲取他人的优点与长处,并帮助其他学生树立自信、深度认识自我;通过师评关注自身存在的问题与优点,最终在原有基础上不断前进和发展,更好地实现个人价值。
以flash动画设计《飞舞的蝴蝶》教学为例,笔者引导学生发散思考,充分发挥想象力,然后,制作出以“蝴蝶飞舞”为主题的动画,并要求采用“路径动画”处理整部动画,采用影片剪辑处理蝴蝶。学生完成作品后,笔者一一审查学生作品,并要求学生就任务完成效果做出自我评价,并通过电子教室软件进行教师点评。学生的积极性与学习热情得到激发,能够充分发挥创造力与想象力,其设计出的动画也更为生动和鲜活。
四、结束语
综上所述,高中教师应着眼于信息技术教学实际,对课堂教学加以优化,以素质教育为根本,提高学生的自信心与自觉性,确保学生高效学习。同时,高中信息技术教师应采取各种手段与方法改进课堂教学,开展有效教学,才能确保课堂教学活动的有序性与高效性,才能全面培养学生的信息技术素养,提升课堂教学质量。
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