21世纪,充满着技术的神奇与活力。信息技术、网络技术、计算机技术带给人们的是“快乐学习”,是便捷和十分的个性化,是最佳效果。
利用先进的计算机网络技术,发展网络远程教育,促进了国家教学思想、教学方法、教学手段的进步,改善了教育的环境和手段。其效果绝非以往的常规教育。目前,我国网络课程的研究内容主要是有关课程的设计与开发,网络课程的教学应用模式单一,需要采取多种措施加速网络教育资源的优化、整合与完善。随着网络教育资源的逐步完善,网络教育将迎来灿烂的明天,甚至可以彻底改变我们既有的教学模式。
网络教育是充分利用计算机,通过网络展示的教学内容及教学活动的总和。它包括两个组成部分:一、按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容;二、网络教学支撑环境。这个支撑环境特指支持网络教学的工具软件、教学资源以及在网络教学平台上实施的教学活动。因此,探索和研究网络课程的开发的有关理论和方法,具有重要的意义。
网络教育是利用网络进行远程学习的重要手段。根据网上教学的特点和人才培育的需要,它由以下几个系统构成:
(1)教学内容:课程简介、目标说明、教学计划、知识点、典型实例、多媒体素材等;
(4)学习导航及工具:字典、词典、资料库、电子笔记本、内容检索、路径指引等;
(5)开放的教学环境:包括相关内容、参考文献、资源、网址, 电子邮件、电子公告牌、聊天室、讨论室、教师信箱、问答天地、疑难解答等。
(1)个性化:在设计网络课程时,要重视学生作为认知主体的作用,体现学生个性化学习的特点,为学生提供灵活多样的检索方式,提供学习必须的工具软件(如计算器、在线字典、电子记事本等),实现学习过程的自动记录功能等。
(3)多媒体:网络技术的进步使网络教育的多媒体传输成为可能。为提高学生的学习兴趣,应根据需要提供图文声像并茂的教学内容。
(4)动态化:随着科学技术的迅速发展,知识老化的周期日益缩短。为此,在设计网络教育时要遵循动态化设计原则,随时扩充新的知识内容,保证学科内容的先进性。
(5)共享性:网络教育最大的优势在于资源共享。为此,在设计网络课程时要体现共享性的设计原则。提高网络课程结构的开放性,体现网络资源共享的优势。
第一阶段为教学设计阶段,包括构架、分析和设计;第二阶段为开发阶段;第三阶段为评价阶段;第四阶段为阶段。无论哪一种形式的课程开发模式,实质都是系统方法的具体应用,所以它们的框架大同小异,只是在具体设计过程、实际操作步骤中所体现出的设计理念、设计原则不同而已。
教学设计的结果是网络课程开发的蓝图,直接决定了整个网络课程的优劣。依据网络课程设计的指导思想和原则,要求在教学设计阶段,以一种介于基于目标的教学设计和基于环境的教学设计的混合模式来设计网络课程,以期优化教学环境,达到最好的教学或学习效果。 我们理想的设计是重视学习目标实现、基于环境的教学设计。
网络课程的开发阶段实质上是运用网络课程开发工具,将设计蓝图变为网络上虚拟的教学和学习资源的过程。它包括媒体的采集、信息资源的收集、各种网络应用程序的开发以及系统的集成。
开发网络课程的工具主要有两种:一种是Web开发工具(包括各种网页开发工具、数据库开发工具及脚本语言),这种开发因为涉及到编程和数据库的开发,需要专业人员支持。另一种是网络课程开发工具。它一个简单易用的网络课程开发软件,可以为那些非计算机专业的教师和学生们建构一个较为完善的网络学习环境。
包括形成性评价和总结性评价。形成性评价是指在网络课程的开发过程中,运用有效的评测手段和其他的反馈手段来调整、修改和完善网络课程。而总结性评价是在整个网络课程开发完成或上网后,根据试验原型的评测结果和实际运行中的反馈信息和出现的问题进行修改,之后对网络课程的质量水平作出价值性判断。
随着现代教学手段的普及与推广,网络课程教学越来越受到重视,并且各学校都建设了一批网络课程用于教学实践。网络课程是通过网络表现的某门学科的教学内容及实施的教学活动的总和,它包括按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境两个组成部分。深刻理解教学目标和采用适合网络教学特点的教学策略对教学内容的设计尤其重要。教师在设计网络课程教学时,要特别把握网络教学中教与学分离特点,通过对教学内容的合理设计,充分利用多媒体的交互作用,实现在多媒体交互下的教与学的有机结合。教学活动中信息接受的层次性也是马克思主义认识论所提出的认识反复性和认识的无限性的实践过程。所以教师在网络课程结构设计中要注重层次性设计。
《数控加工技术》是工科机械类专业中机械设计制造及自动化、模具设计与制造、机电一体化、数控等专业的一门主要专业课程之一,是一门实践性很强的、面向生产现场的应用型专业课程。根据实践中相关网络课程的建设应用情况发现,在这类应用型专业课程网络课程建设中,相对于一些理论性或基础性课程的网络课程建设,多媒体素材准备较为困难(如一些设备结构展示、现场操作视频等),往往造成建设的网络课程与书本内容相差不大,知识容量有限,进而在应用中学生感到乏味,不能够达到促使学生主动性和探究性学习的目的。根据这些经验和该课程的性质,我们制定了《数控加工技术》网络课程的总体建设思路:在课程教学大纲的规定教学目标指导下,充分发挥网络课程媒体承载丰富的特点,在教学内容、学生自主学习策略、学习环境等方面充分考虑层次性设计。
网络课程的教学是通过以多媒体素材的教学内容网页展示和作为教学对象的学生主动学习的过程来实现的。所以在该课程中教师应充分考虑教学对象和教学内容的层次性,从而达到较好的教学效果。
从传播学的角度来看,网络课程教学就是通过网络进行信息传播的过程。在该过程中,为了保证信息传播效果,教师必须对信息接受者进行分析,了解其对信息的初步认识、基础知识、学习准备等,为网络课程设计中进行教学内容选择和组织、教学策略设计与教学评价的设计提供参考依据。教学对象不同,其学习态度、起始能力和个性特征也不同,这些能力和特征影响着教学效果。
数控加工技术课程教学对象包括多个专业方向多个层次类型的学生,比如已经初步学习过部分专业知识的专升本学生和普通本科类学生等,这些学生在前期课程设置、基础知识掌握程度等方面都存在一定的差别。即使是同一个专业方向的学生也存在基础知识掌握、独立主动学习能力等各方面的层次性差异,所以在网络课程设计中教师要充分围绕适应各个层次的教学对象进行考虑,达到网络课程的内容具有面向各专业教学对象的适用性,使不同层次的学生在课程中能够充分发挥学习的主动性,对本专业需要掌握的课程知识内容进行学习。
结合教学对象的层次性,合理制定和设计教学内容是保证教学效果的前提。在网络课程中,教学内容主要通过多媒体介质的信息传递来实现,不具有课堂教学中由老师进行灵活调整教学内容的优点。所以在网络课程设计中教师必须在充分分析学生通过网络学习的心理基础上更加细致地对教学内容进行设计。
数控加工技术是一门建立在传统机械加工基础上的现代制造技术形式,所以掌握好该门技术要具备较为广泛的知识储备,比如工程材料基础、机械制造技术基础、金属加工工艺学、公差与配合等个方面的基础知识。除此之外还要具有计算机应用、机械工程检测技术等方面的专业知识。所以在对该网络课程教学内容进行设计时,教师应根据教学对象的层次性要求,对教学内容进行分析整理,充分体现各个层次教学对象的知识需求,相应设置各个教学内容模块,使不同的学生在通过网络课程的学习过程中都能够得到适合自己需要的知识。
在建设《数控加工技术》网络课程的过程中,根据教学对象和教学内容的特点要求,教师应充分利用网络教学的特点,利用不同的模块设置和模块内的知识延伸网络链接设计,使学生在学习过程中能够根据自己的需要和兴趣找到自己要学的内容,并且能够通过网络链接方便地从网络上得到需要补充的基础知识和希望了解的延伸知识。在这个思想指导下,教师应设计具有知识难度和知识广度的层次性网络课程的结构组成,主要包括:自主学习功能模块、辅导答疑功能模块、作业功能模块、讨论学习功能模块、自测与练习功能模块、虚拟仿真操作模块等。通过这些模块,学生能从基础知识准备、基本知识点掌握、理论应用与实践等方面进行学习。其中自主学习模块是“数控加工技术”网络课程的核心部分。自主学习模块体现了教学对象在网络课程中的自主学习的思想。在这方面我们通过以下子模块实现:①网络课程知识体系的导航。②学习指南。③相关资源子模块。如图1所示为课程学习首页。
充分考虑课程中的层次性结构设计,我们所建设的《数控加工技术》网络课程,经过省教育厅组织的验收,结论为:通过,良好(豫教高2005618号)。并经过多年的应用与改进,受到了学生的欢迎,作为本门课程主要的辅助教学手段,对提高教学效果起到了重要的促进作用。
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[2]伍新春编.高等教育心理学[M].北京:高等教育出版社,1998.8.
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教学与科研相结合是培养高素质研究生的有效途径。高水平的人才培养是通过研究生高水平的学术成果来反映的,高水平的学术成果主要源于大量的高水平的科学研究,而严格的教学环节在培养研究生扎实的学术功底、严肃的科学态度、创新性的思维,以及在产生高质量学术成果方面起到了一个关键的基奠作用。本文从研究生网络课程教材体系建设中需要注意解决好的四个问题出发,讨论计算机及相关专业硕士研究生网络课程教学与教材体系建设思路、教材体系建设与教学方法改革问题。
在研究生网络课程教材体系建设中需要注意解决好四个问题。一是课程内容的先进性与前瞻性问题;二是研究生与本科课程内容的衔接问题;三是理论教学与能力培养的并重问题;四是自主学习和因材施教问题。
研究生的教育必须突出“研究”,教材要能够反映学科前沿的研究成果与发展趋势。一本好的研究生网络教材或教学参考书应该是:在保持网络理论体系的基础上,跟踪当前技术的发展,综述最新研究的领域、课题、方法、成果与趋势,让读者能够直接了解当前研究的前沿问题、方法、进展与趋势。
与传统的数学、物理、化学学科相比,计算机学科应用性人才培养的要求更高,技术发展速度更快。而在计算机学科中网络技术的发展与知识更新的速度尤为突出。因此,保持计算机网络课程内容的先进性与前瞻性更为重要,也更加困难。因此要很好地解决这个问题,必须将教学与科研工作紧密地结合在一起,发挥科研教学团队的作用,以高水平的科学研究支持高质量的课程与教学体系的建设。南开大学网络实验室在多年来一直注意开展以下几个方面的工作:
(2)跟踪美国ACM和IEEE/CS最新制定的计算机学科课程体系,重视学术交流。
(3)跟踪和浏览国外知名大学教学网站,研究和了解网络课程教学内容、教材与主要参考书,以及作业与实验、教学方法与教学过程控制方法改革的动向。
(4)选择国际流行教材,分析如何处理新的技术发展与教学内容的关系,梳理技术的内在关系与发展主线)跟踪国际知名网络设备制造商与网络软件公司的研究工作,以及技术认证与考试内容的变化,了解产业界对技术与人才需求的变化。
(6)参与信息化规划与建设工作,通过与产业界、政府各级管理人员的合作,了解我国信息化发展的现状与社会对网络人才的需求。
以上工作在我们把握研究生教材内容的先进性与前瞻性方面起到了重要的指导作用。
计算机及相关专业的硕士研究生一般在本科阶段都修过计算机网络课程。同时,由于学生不是来自一个学校或同一个本科专业,所以学生在网络技术方面的基础差异很大。这个问题在研究生招生规模扩大后更为突出。教师很难在某个起点上安排教学内容。任课教师比较为难,照顾到基础比较差的学生,基础好的学生认为“吃不饱”;考虑到基础比较好的学生,基础差的学生反映“跟不上”。无论老师想什么办法,都无法解决好这对矛盾。这是在很多大学都很普遍的问题。经过多年的实践我们逐渐认识到:要保证教学质量,必须根据研究生培养目标,改变教学方法,强调“自主学习”和“因材施教”。要为实现学生的“研究”、“自主”学习和教师的“因材施教”创造条件,就必须从课程教学目标定位入手,研究本科与研究生教学一体化、理论教学与能力培养一体化的网络教材体系。
团队成员通过总结多年指导研究生学位论文的体会认识到,学生的实际工作能力需要他们在参加科研项目和完成开发任务的过程中提高。在多年指导和审阅相关学科硕士与博士学位论文的过程中,导师们深刻地感觉到:有相当比例的研究生在本学科领域眼界不宽,网络应用系统设计与编程能力亟待提高。如果能够在他们准备学位论文之前认真地训练这一方面的能力,那么他们的论文的研究深度与论文水平还能够有较大幅度的提高。研究生能力培养可以通过网络环境中的课题、大编程量的训练来实现。提高网络软件编程的实际工作能力对于研究生今后的研究工作与就业将会有很大的帮助。而这些编程课题应该是由教学科研团队从研究工作与开发的课题成果中提炼出来,将科研成果有选择的转化为“近似实战”的研究生训练课题。这种训练对学生深入理解网络原理与实现方法会有很大的帮助,对于日后的科研工作和提高学位论文质量也是很有益的。
从研究生自身学习的角度应该强调“研究性”与“自主性”,学生应该变被动的“听课、做笔记”转向主动的、研究地学习和提高。从任课教师与导师角度应该强调“因材施教”。
从我们多年的教学经验看,同一届的研究生实际能力差异都很大。研究生教学更多的应该是根据不同的学生、不同的研究重点、不同的起点,有不同的训练方案,不能没有区别。导师的因材施教应该体现在:指导学生根据自己的基础、研究方向,选择不同类型、不同编程量,或不同的难度级的课题自主的完成训练,循序渐进地提高实际能力。教师要做到这一点,需要做很多艰苦细致的工作和积累很多教学资料。经过10多年的积累与团队成员的集体努力,我们初步完成了一些基础性的工作。
研究生教材不应该仅是一本一学期使用的教科书,更应该是一本技术参考书,甚至是一本手册。导师可以根据需要选择教材中部分内容,作为基本的学习要求。学生学习的过程应该在导师的指导下有选择地自学和阅读,完成编程训练。有些内容可能第一次仅仅是读过和了解,如果今后科研、开发工作需要,可以再回过头来继续阅读和参考。
为了适应研究生“研究性”与“自主性”学习的要求,我们设计的《计算机网络高级教程》内容的覆盖范围宽,涉及当前网络研究的多个领域;《计算机网络高级编程技术》总的编程训练量大,问题近似实战,难度差异也比较明显。为了有利于学生自主学习,我们对每个课题都提供了入门所需要的资料、工具与实现方法的范例,学生可以通过自学的方式完成训练要求。
研究生教材体系由《计算机网络高级教程》与《计算机网络高级软件编程技术》两部相互配套的教材组成。主教材《计算机网络高级教程》重点讨论了网络研究的最新发展与研究的热点问题,力求达到“反映计算机网络前沿研究成果与发展趋势”的要求。
《计算机网络高级教程》分12章按网络技术发展的三条主线讨论了技术的演变与发展。其中:
第1章对网络技术研究与发展的阶段、重点问题和基本概念,以及各个阶段的标志性技术作了一个概要的总结。
第3章讨论了局域网技术,尤其是对高速局域网(Gigabit Ethernet与10 Gigabit Ethernet)和无线局域网(WLAN)技术作了较为系统地讨论。
第4章讨论了城域网(MAN)概念的演变,以及宽带城域网组建技术与接入网技术。
第8章对传输层分布式进程通信的概念,以及TCP、UDP协议进行了系统地讨论。
第10章对无线自组网络(Ad hoc Network)与无线传感器网络(WSN)、无线网格网(WMN)的概念、特点、体系结构,以及关键技术的研究与进展作了比较全面地总结和介绍。
第12章对国外大学与产业界在评价研究成果时常用的网络性能分析开源工具、网络模拟开源工具及其应用进行了系统地介绍。
在准备这本书的资料和写作的过程中,作者有两点体会最为深刻。一是尽管Internet技术与Ad hoc网、WSN、WMN在设计目的、应用的领域与技术特点上差异很大,但是在研究方法上基本上是相通的,并且在高层又都汇集到Internet之中。二是尽管作者认真地在这个领域已经工作了20多年,但是网络技术发展得实在是太快了,个人的研究工作与阅历不可能涉及到各个领域。个人与团队的研究工作也只能是限制在网络技术中的几个比较窄的方面,深度也十分有限。因此在系统地总结网络技术领域的研究与进展时感到难度很大。尽管也经常与同行交流和请教,仍然是力不从心。但是本着对学生学习负责的态度,还是坚持完成了写作任务。这部教材应该说是汇聚了很多人的研究心血,作者只能是将个人能够理解的部分按照自己的思路整理出来,以便读者学习和研究。作者试图在相关章节的后面注明某些研究工作总结与论文的出处,以及相关的参考文献、文档与标准,请有兴趣的读者自己去阅读相关的文献与标准。
高素质创新性计算机人才应具有较强的实践能力。社会对网络人才的需求十分强烈。但是真正懂网络技术,能够具备深入到网络协议内部的高层次网络应用系统设计和网络软件编程能力的软件人才是非常缺乏的,也是社会急需的高级人才。研究生要能够做出有自主知识产权、创新性的成果,就必须踏踏实实地苦练内功。编著《计算机网络高级软件编程技术》一书,是希望对高级网络软件人才的培养贡献一点力量。
(1) 在总结了20多年科研工作经验与研究生教学工作实践经验的基础上,构思了教材的写作思路与全书的内容结构。
(2) 参考了国内外知名大学网络课程训练与著名信息技术企业在员工网络软件编程训练中的相关资料与文献。
(3) 结合了网络技术在Internet、无线条发展主线个网络软件编程题目。
课程体系设置是专业设置的核心要素之一,是实现人才培养目标的着眼点。目前职业院校计算机网络专业的课程体系中,开设的某些课程只是普通高校课程的简化,仍然于注重理论知识的培养,而脱离了技能培养和企业实际需求。本文主要对高等职业院校计算机网络技术专业的定位及核心能力进行了分析,在多年专业改革的基础上,以我院计算机网络技术专业建设为例,给出一种基于工作过程、能力递进的计算机网络专业课程体系。
1.1 专业现状 计算机网络技术是计算机技术和通信技术相结合的产物,它的内容非常广,不仅涉及到网络和通信理论,在实践中还有硬件组网、网络工程及网络的维护等工作。由于受传统教学思想的影响,存在着课程体系与教学方法陈旧,教学内容不能及时更新,不能适应计算机技术的发展,校企合作不够等问题。
1.2 课程体系开发的思路 课程开发是专业改革的重点。基于工作过程设计教学过程是以企业的工作任务及工作环境为基础,设计教学化的工作过程、工作任务和教学化的工作环璋。课程体系开发的总体思路主要有三步:首先是专业调研,通过对行业企业、毕业生等进行调研,确定毕开云体育 开云平台业生岗位与就业方向,从而明确网络专业的人才培养目标。其次,构建课程体系。召开专家访谈会,归纳出网络技术专业的典型工作任务,分析其知识和能力要求,从而构建课程体系框架。最后是课程开发阶段,通过每门课程的学习情境的设计实施工学结合课程的教学。
课程体系开发的首要问题是调查当地行业企业对网络人才的需求,了解岗位设置和岗位工作流程,从而确定专业的人才培养目标。通过企业调查、毕业生跟踪调查与回访、网络调查等方式,归纳出企业对计算机网络人才的要求可以分为用网、管网和建网,对应的职业岗位有网络管理方向、网站开发维护方向和网络系统集成方向,如表1所示。
由此确定了计算机网络技术专业的人才培养目标:面向中小型从事网络管理、网站开发、网络组建与网络系统集成等职业岗位,培养德、智、体全面发展,掌握计算机系统知识,具有一定的软硬件操作及维护能力,熟悉计算机网络系统的结构,掌握中小型网络建设技术,能从事网络系统安装与维护,并能实现网站建设和网络编程的高端技能性专门人才。
3.1 岗位工作任务与能力分析 为了更好地贴近企业,我们邀请了企业技术人员共同参与课程体系设计。在岗位工作过程调研与典型工作过程归纳、课程内容设置等方面,征求行业企业专家意见并进行论证。以企业中“网络组建安装”工作岗位为例,其主要的工作任务与能力要求如下:
工作任务:①进行网络布线;②网络设备的安装与调试;③网络设备综合测试;④安装网络操作系统并配置服务器;⑤完成各客户端的安装调试。
对应的知识和能力要求:①计算机网络知识、综合布线知识、电工基础知识。要求能制作各种网络接头,有基本的建筑施工布线和安全用电能力。②调试过交换路由设备,对常见网络设备的安装调试均可通过说明书独立完成;对于网络故障能迅速定位与处理。③熟悉设备的调试命令与功能实现;掌握各种网络诊断工具的使用,如Sniffer、PC网络命令集等。④网络操作系统安装,IP地址规划与管理,完成Windows/Linux平台下网络服务器的配置(含FTP、DHCP、IIS、APACHE、DNS等)。⑤具有计算机网络知识,对设备的调试命令与功能实现。
依次对专业的其它岗位能力进行分析,形成各自岗位工作任务与职业能力分析表。然后,根据知识与能力要求,把相近要求的知识进行归纳、整合,形成课程。
3.2 “模块化”的课程体系 基于工作过程的模块化课程体系的特点是:每个模块相对独立,每学完一个模块可以获得一项技能、知识或能力;模块的内容依据职业岗位工作过程的实际情形确定,根据模块专业方向,围绕工作过程组织课程内容,强调技能训练或能力培养;模块之间可以灵活组合,以专业任选课的形式构成扩展能力模块,使学生知识结构更加完善。
我院在专业指导委员会指导下,根据“工学交替”人才培养模式,构建基于工作过程的模块化课程体系。以“基础课+专业基础课+专业课”三个层次为支撑,以素质教育贯穿教学全过程,突出网络技术应用,构建理论教学体系。根据就业方向的不同,对于专业课程,按照模块化的设计思想,可分为如下几个专业课程模块:网络管理模块、网站建设模块、网络组建与集成模块。
在计算机网络技术专业核心能力的基础上,经过充分研究、分析本专业职业岗位群的能力要求,按照两大方向:一个方向是计算机网络的组建、管理与维护(偏硬方向),另一个方向是网站建设及网络环境下应用软件的编程(偏软方向),来设置核心专业课程,用“用网——管网——建网”这一主线贯穿于整个教学过程,形成了基于工作过程的计算机网络技术专业的核心课程体系。
3.2.2 实践课程体系 为了突出网络技术职业技能的培养,搭建了实践教学体系,如表3所示。
3.3 课程安排与课程开发 按照能力进阶规律,逐步递近,安排课程开设顺序。第一阶段是学习技术基础,主要以计算机组装以及认识计算机网络为主,学习网络基础知识。第二阶段是核心能力培养,主要以网络设备使用为主。第三阶段培养综合能力,通过网络组建、服务器的配置及综合实训,加深对基础知识的理解,同时可灵活地进行创新。第四阶段是扩展能力培养,可看作是岗位适应训练,通常以顶岗实习为主。整个过程贯穿素质教育。
在课程开发阶段,通过设计课程的学习情境,选择合适的任务载体,实施工学结合课程的教学。
自2009年起,在毕业生跟踪调查结果分析、行业调研及企业专家建议的基础上,本专业与联想天工网络西北分公司合作,按照行业的人才需求标准,实施“订单班”人才培养模式。把职业教育过程分为在校学习和到企业工作两部分,两者交替进行。第一、二学年,学生在校内学习基础理论;第三学年,邀请企业老师授课,通过顶岗实习,学生可以在真实企业环境中提升岗位技能。总之,课程体系构建主要是通过校企合作、依据工学交替、注重课程开发来实现的。在构建课程体系时,处理好工、学、岗之间的关系,使它们和谐地融入课程体系中。
[1]姜大源.关于工作过程系统化课程结构的理论基础[J].职教通讯,2006.1.
[2]邱清辉.高职计算机应用专业课程体系构建探讨[J].职业教育研究,2008.4.
随着网络技术的迅速发展和广泛普及,社会对网络技术人才的需求逐渐增加,并且要求越来越高,计算机网络课程逐渐成为高校非计算机专业的必修课。由于计算机网络课程涉及到计算机、通信和电子等多个学科,而相应的理论、技术和标准等内容的发展日新月异,这些为计算机网络课程的教学工作带来了很大的难度。针对非计算机专业的理工科学生和文科学生对网络技术的不同层次需求,如何在有限的课时内,让学生掌握相应的理论基础和熟练的使用技术,培养符合社会需求的高素质网络人才,给广大计算机专业教师提出了很高的挑战。传统的教学内容体系、授课模式和实践教学环节需跟上时代的变化,目前在计算机网络技术的教学过程中,开展了一些探索性研究工作,采取了一些成效的方法。
为使非计算机专业的学生加深对计算机网络知识的理解,能够利用所掌握的计算机网络技术,查阅相关资料,解决专业课学习中遇到的问题。这要求学生既要掌握计算机网络技术课程中的基础理论知识,也要能够熟练地应用和维护网络的能力。因此,非计算机专业的《计算机网络技术》课程教学要强化学生计算机网络的应用能力,在教学过程中重点讲解基础理论的同时,也要结合学生的专业方向,培养学生应用网络技术的兴趣,加深对基础理论知识的理解程度。
我校非计算机专业《计算机网络技术》课程的总学时为36学时,其中理论教学26学时,实验教学10学时。在有限学时约束下,需要对教学内容进行精心安排。对于基础的、重点的内容,比如计算机网络的定义、计算机网络体系结构、TCP/IP协议族、以太网、子网规划与子网掩码等,教师在课堂上中要突出重点,讲清楚基本原理。但是,对于文科专业如工商管理专业、新闻专业和外语专业等,讲课时着重“互联网的应用服务”、“局域网的规划与设计”、“网络设备”等方面的内容。对于理工科学生如应用物理、电气和土建等专业可以增加“虚拟局域网”、“IP地址的划分与计算”和“路由算法”等内容。
《计算机网络技术》是计算机和通信两个领域的交叉学科,涉及许多彼此交织的概念、协议和技术,是一门公认的比较难讲的课程。在“计算机网络”的理论教学和实验教学方面,很多教师都提出了改进性意见。
1.采用类比教学法,突出TCP/IP体系结构的地位。因为TCP/IP体系结构是现行的工业标准,是Internet网络所遵循的标准,在目前的计算机网络技术课程教学中应该占据核心地位,应凸显其重要地位,使学生清晰的认识到Internet网络的体系结构和运行机理。在介绍计算机网络体系结构中每层的功能、使用的协议以及每层实现的关键技术时,应与TCP/IP的体系结构进行比对分析。
中图分类号:TU-4文献标志码:A文章编号:1005-2909(2012)05-0142-04土木工程专业是后勤工程学院开设最早的专业之一,其教学质量直接影响学院整体教学水平。要提高教学质量,就必须进行教学改革,其中教学手段和教学方法改革是重中之重,比如采取网络教学的方式。网络教学首先要有好的网络教学环境和优秀的网络课程。经过几年的努力,后勤工程学院土木工程专业已经完成了混凝土结构设计原理、高层建筑结构设计、营房混合结构、建筑力学、工程力学等10多门课程的网络建设,获全国多媒体教育软件大赛一等奖1项,全军优秀网络课程二、三等奖各1项,总后优秀网络课程一等奖1项、二等奖2项,重庆市优秀电教成果奖5项。优秀的网络课程是土木工程专业网络教学的重要组成部分,但如何将网络课程推广应用,值得探索和研究。文章以基于网络教学平台(包括依托于“军队院校网络教学应用系统”的虚拟教室和自主开放的网络课程)的混凝土结构设计原理课程教学改革为例,对土木工程专业网络课程推广应用进行了研究与实践,旨在总结网络教学实践经验,推广土木工程专业网络课程应用,促进课程教学改革,提高教学水平和教学质量。
网络课程的构建既可依托于网络教学系统平台,又可通过自主开发独立网站来完成,或者两者兼而有之。以混凝土结构设计原理网络课程为例,该网络课程始建于2006年,2010年建设完成并投入使用,既依托于军队院校网络教学应用系统平台建立了虚拟教室,又自主开发了独立的网站,二者既相互独立,又相互补充,极大丰富了网络课程的内容。该课程网络教学平台上呈现的课程信息包括课程介绍(课程简介、历史沿革和课程特色)、教学队伍(课程负责人、主讲教师和师资队伍的情况介绍)、教学条件(教学条件、教学方法及考核方法)、教学要求(课程标准、课程规划、指定教材、参考教材)。学生在课程初始阶段通过网络教学平台即可对此课程信息有初步了解,从而快速进入学习状态。除此之外,课程构建的网络教学平台主要包括在线学习、在线)。
混凝土结构设计原理网络课程以学生使用的教材为蓝本,提供了与教材章节相对应的教学讲义、网络教材、电子教案、讲授视频,以及与该教材配套的材料强度实验,梁的抗弯、抗剪实验和柱的抗压实验录像视频。学生利用这些教学资源,尤其是讲授视频和实验录像视频,犹如在课堂上听教师讲课和在实验室亲自做实验一样,而且不受时间限制和地点约束,有很强的自主性,有利于培养学生的自主学习能力。
混凝土结构设计原理网络课程的在线测试板块每一章节后既有课堂练习,又有课后作业。对学生来说,完成一个学习阶段之后可参加在线考试,以达到检验学习效果、巩固学习知识的目的;对教师来说,可结合学生学习进度和学生必须达到的目标,给学生布置作业、批改作业以及组卷阅卷,并进行效果分析,看学生哪些知识已经掌握,哪些知识还模糊不清,及时发现问题、解决问题。另外,在自主开发网站上,提供了大量的习题及历年的考试真题,为学生提供检测知识掌握程度的平台。
无论是虚拟教室还是自主开发的网站,在线交流功能都非常强大,比如学习论坛、辅导答疑,甚至通过在线聊天功能,师生之间,学生之间,都能及时交流、交换学习心得、答疑解惑。在线交流是一种很好的互动方式,可以有效避免学生因一个问题不解而产生畏难情绪,从而放弃后续学习,影响学习情绪和学习质量。在论坛里教师或学生都可以对一些常见问题发起讨论,在讨论中寻求答案,教师也可以通过问卷调查掌握学生的学习信息,据问卷反馈结果调整教学方式和内容,因材施教。
混凝土结构设计原理网络课程的相关资源板块为学生提供了丰富的学习资源,供学生学习参考,如规范图集、课程设计、毕业设计、工程实例、注册考试资料,以及大量的图片、动画、视频等。规范图集便于学生在学习过程中随时查阅,课程设计、毕业设计是往届学生完成的,工程实例是教师参与的实际工程,视频包括其他高校教师与该课程相关的授课视频、建筑施工工艺视频以及建筑工程施工现场拍摄的录像,学生在浏览这些资源时产生亲切感、信赖感或亲临现场之感。注册考试资料主要是一级注册结构工程师考试所需的考试大纲和历年考题,这些资料有助于培养学生的执业能力[1]。相关资源的配置极大地丰富了该课程的学习资源,使学习更有针对性,并开拓了学生视野。
土木工程专业2007级和2008级学生参与了基于网络教学平台的混凝土结构设计原理课程教学改革,取得很好的教学效果。
网络教学虽不同于课堂教学,但二者具有共同点,即教学目标相同,无论通过教师讲还是学生自学,其目的都是让学生获取知识、掌握知识以及能进一步运用所学知识进行创新活动。因此,每次网络教学时,教师首先要做的就是向学生提出目标,以目标驱策学生学习,学生围绕此目标进行自主学习,避免学生在网络资源的浩瀚世界里漫无目的地游荡,耗费大量时间却没达到目标。检验学习目标是否达到,可以采取课堂提问、课堂练习、在线考试等多种方式。
课堂教学提倡案例教学法,网络教学更不例外。混凝土结构设计原理课程网站提供的课程设计、毕业设计、工程实例都是很好的案例,这些案例既可以让学生明白书本知识与设计的相互关系,也可以为学生展示理论知识在设计时如何运用。这样,学生就不会因难懂的计算公式而感到枯燥乏味。
混凝土结构设计原理课程网站的相关资源板块里,提供了大量的在施工现场拍摄的录像及照片,学生从这些资源中,可以清楚直观地看到梁、柱、楼盖等构件的钢筋形式、位置、数量、搭接方式,以及梁板布置方案,甚至通过视频可以跟踪、了解并熟悉一栋建筑的整个施工过程。例如,梁的抗弯、抗剪实验和柱的抗压实验,方案的设计、构件的浇注、构件从加载到破坏的过程,通过视频都一览无余地展现给学生。以前需要学生在施工现场或实验室才能完成此类实践活动,耗时长且费用大,而有了网络教学平台,学生很容易就可以参与实践活动。
网络教学提倡学生自主学习、主动学习,但并不是不管学生,任由学生自己无目的学习,网络资源太多,五彩缤纷的图片和精彩视频容易让学生的焦点转移。因此,教师首先要给学生下达驱策目标,然后学生自主完成驱策目标。在完成目标过程中可能会遇到困难,这时师生之间、学生之间可以通过网络教学平台的在线交流板块解决困难。
在网络教学过程中发现,有的学生在完成教师布置的驱策目标时感觉很困难,这往往是因为学生自身缺乏计算机知识或计算机应用能力不足。因此,网络课程的推广应用首先要注重培养学生的计算机应用能力,包括3个方面:一是学生要熟练运用常用的Word、Excel等办公软件,如果学生的文字输入速度慢、准确度低,那么在线测试、在线交流将受到影响,从而影响网络教学效果;二是学生要掌握一些与网络课程相关的软件,如土木工程专业的课程多离不开绘图,甚至需要用数值分析软件来模拟实验过程等,因此土木工程专业的学生应该熟悉并能应用AutoCAD、天正、PKPM以及数值分析软件等;三是学生要会利用网上资源,网络教学的最大优势就是实现数据信息资源共享,运用好网络资源能够促进教学效果,反之,会在搜索信息上浪费时间,不利于调控整个课堂教学[3]。
网络教学不同于课堂教学,教师课堂授课水平高,并不意味着他能胜任网络教学。教师必须熟悉网络环境,熟悉网络课程的构建,熟悉网络教学的特点。比如,在网络教学平台,教师如何公告,如何布置作业批改作业,如何组卷阅卷,如何将学生的学习效果进行分析,如何更新网络资源,等等。连这些都不会操作的教师,怎么驾御网络教学?因此,只有提高教师运用网络教学的能力,才能更好地将网络课程推广应用。
网络环境为学生提供了一个非常好的“数字图书馆”,方便学生查找资料。教师可以为学生布置一些教学计划外的课题,让学生通过收集资料来分析问题、解决问题,培养学生研究性学习能力。学生亲身参与研究的体验,将激发他们的创新意识,提高创新能力。利用网络优势培养学生研究性学习能力,培养他们的科学态度与科学道德,应是教师坚持不懈的努力方向。
如前文所述,在网络教学时最好采用目标驱策法,但是教师在下达目标时,一定要注意将学生的学习目标与学生的学习能力相结合,不给学生目标驱策,或者驱策力度不够,都容易导致学生迷失在网络资源里,使学习效果更差而达不到学习目标。相反,如果驱策力度过大,学生就会产生压力,一旦完不成驱策目标,容易导致学生产生厌学情绪,适得其反。让学生自主学习、快乐学习,才能达到事半功倍的效果。
现代信息技术的发展,为改进教学方法提供了强大的技术支撑。授课时逐渐采用多媒体教学、网络教学等现代化教学方式,使之与传统教学相结合。对推导性质、逻辑思维性质的讲课内容,如土木工程专业的力学课程,传统授课方法更为有效,更加符合认知规律。一般了解的教学内容、图示性质的教学内容适宜于网络教学,如混凝土结构构件中的构造处理。网络教学特点是图片、视频等信息量大,省时省力,生动而富有吸引力。传统教学与网络教学各有优点,不能相互取代,因此,教师应根据课程特点合理选择教学方式,使传统教学与网络教学相互配合,相得益彰。
[1] 陈进,谢孝,王薇,等.基于执业能力培养的混凝土结构设计原理系列课程改革[J].高等教育研究,2010,19(1):51-53.
[2] 袁文业,彭惠茹,张洪亮,等.基于网络教学平台的“生物统计学”教学改革及实践效果分析[J].中国农学通报,2011,27(4):478-482.
[3] 蒋平.数学网络教学应培养学生的“学、练、研”能力[J].数学之友,2011(4):79,82.
随着计算机技术的发展和网络应用的普及,社会对计算机网络人才的需求与日俱增。据不完全统计,我国各主要城市对互联网应用与网络设备管理人才的需求量占计算机人才需求总量的80%以上。如何充分满足社会对网络人才的需求是计算机专业人才培养面临的一项重要的教改课题,各大高校和教育机构都在积极探索新时期网络人才教育的培养模式和改革思路。
传统的计算机网络课程体系过分强调理论指导作用,课程培养出来的往往是理论基础深厚、适合学术研究的专业人才;但这些人才工程能力不足,缺乏职业素养,很难满足用人单位对网络工程人才的需求。这也是目前虽然网络工程师奇缺,但相关专业毕业生就业困难的根本原因。
在面向能力培养的计算机网络课程群建设初期,要明确能力培养目标,既要满足教学大纲要求,又要充分体现工程职业素养培养。哈尔滨师范大学计算机科学与信息工程学院网络课程教研组在充分调研相关课程的知识结构和用人单位对网络工程人才职业能力要求的基础上,总结了6种网络工程师的职业能力。
(1)计算机基础应用能力。要求掌握计算机组成原理、熟悉计算机组装与维护、熟练使用办公软件、了解计算机网络基础知识等。
(2)程序开发能力。根据不同的应用需求和开发环境,每个学生要学习两门以上的程序设计语言,如Java语言平台等。
(3)网络编程能力。网络编程能力是从业人员进行网站开发、网页设计必需的技术能力,具体包括网站前后台的搭建和维护、网页设计与美工、网络开发工具等。
(4)网络管理能力。网络管理能力是指搭建网络环境和网络系统维护的能力,具体课程有网络服务器的安装与维护、网络布线)数据库能力。数据库组件编程是动态网站开发的重要组成部分,为网站数据的存储、操作和管理提供帮助。与数据库能力相对应的课程包括数据库基础、数据库管理工具等。
(6)网络项目开发能力。为了培养网络开发人员的综合能力,在掌握前5种职业技能之后,要让学生进行项目开发实战训练。首先学生在校内进行网站规划与设计课程实践,掌握在各种平台上采用定制模式快速架站的能力。再组织学生进行企业实训实习,通过实战积累项目经验。
学院为了强化网络基础教育,突出网络工程实践能力的培养,对本科专业培养模式进行改革和调整,将课程体系分为基础知识课程、职业技能课程和毕业设计3个阶段,如图1所示。通过改革和优化本科培养方案,强化网络理论教学、网络工程实验教学以及特色网络课教学,学院建立了适应网络时代技术发展的整套网络课程体系。课程设置以能力为本位,依据课程间的关联循序渐进地培养职业能力。
学院改变了过去网络课程由全院教师自由申请,代课教师每学期更换的任课制度,专门建立了一个以青年骨干教师为主的网络教学改革团队。团队由具有专业资格和任课经验的骨干教师组成,定期举行教学改革研究和交流活动。目前团队由2名教授、3名副教授、7名讲师和若干助教组成,其中大部分年轻教师都具有或在读博士学位,并在网络相关领域具有多年的教学研究经历。
组建优秀教育团队不仅可以提高网络教学水平,还可以通过专项教改研究和学术交流来提高年轻教师的教育素养和任课能力。通过外出培训、课堂听讲、教学辅导、参加实验室建设、试讲辅导等手段,教师能够尽快熟悉相关课程的教学内容和教学方法。学院还定期聘请具有工程经验的资深工程师到学校任课并培训教师。通过外聘工程师的讲解和传授,学生会对今后的就业取向进行初步计划,教师则更加有针对『生地进行授课。
传统的教学任务和教学方法目的不明确、形式单一,学生得不到实践创新锻炼机会,导致学习效率不高,所以在改进课程体系的同时还要运用能够提高教学效果的新式教学方法。
(1)启发引导式教学。随着互联网技术的飞速发展,网络已经成为人们日常生活学习的基本要素,这也为网络课程教学提供了良好条件。教师首先向学生介绍与章节相关的网络应用,然后启发学生从平时使用网络的需求深入进去,发现对相关知识点的兴趣。这样,学生学习的积极性就被调动起来。如在学习TCP/IP协议时,教师可以引导学生分析子网划分的原理,并给出学校办公室或机房的子网划分方案,让学生通过自主分析和比对实际方案来深入理解知识。
(2)案例式教学。案例式教学指教师结合实际例子传授知识,不仅贴近实际,还可以引导学生在学习过程中主动提出问题并寻找解决办法,这对于提高教学效果有很大的帮助。如在学习网络互连时,可以组织学生到学校网络中心了解学校网络和外网的结构和连接方式,通过分析实际案例,学生进一步掌握局域网和网络互连的结构设计、设备安装和软件配置的方法。学生在机房完成网络互连实验,以巩固课上的学习成果。
(3)任务驱动式教学。任务驱动式教学是将课程知识点融入一个或多个任务中去,让学生在教师的指导下通过分析、讨论和合作等方式找到完成这些任务的方法,最终完成整个任务。这种教学方法的优势在于可以突出教学重点,让学生由表及里、由浅入深地完成有一定梯度的各个任务,进而建构知识。如在学习组网技术时,可以在网络实验室为学生提供几立的计算机、一台交换机、若干网线和水晶头等设备工具,让学生完成一个局域网组网任务,并在局域网内划分若干个子网。学生自己组成团队,通过连接网线、划分子网等实际操作,锻炼了动手能力,提高了发现问题、分析问题和解决问题的能力。
为了提高学生的实际操作能力和就业成功率,学院出资150多万元建设了专业的计算机网络工程实验室,为网络教学提供了接近实际应用的多功能网络软硬件实验环境。网络工程实验室能够满足课程实验、课程设计和生产实习等多方面的软硬件需求,并能为技术创新和教学培训提供支持。在此基础上,学院网络教研室按照由基础到专业、由简单到综合的学习认知过程,设计了一系列与网络软硬件相配套的实验项目和课外活动。计算机网络课程群实践课程见表1。
(1)网络课程实验:学院规定网络相关课程都要设置课程实践环节,如网络基础、信息安全、组网技术、高级网络编程等专业课程实验,网络布线、Flas、互联网多媒体技术等选修课程。
(2)网络工程实验:是针对高级程序设计语言、网页设计、JSP编程、ASRNET编程等课程的综合型设计实验。
(3)网络课程设计:网络课程设计是面向所有网络课程的综合型实验课程,需要学生组成团队,模拟实际项目开发的环境进行问题分析、程序设计、项目实施等环节的实验课程。
(4)生产实训:按照IT公司的网络应用系统开发流程和技术规范,组织学生分组协作、共同设计和实现一个实际的、较复杂的网络应用系统,其中包括需求分析、系统设计、系统编程、系统测试、系统集成与维护等各个环节。
为了提高学生综合运用网络知识进行实际操作的能力,学院利用校企合作平台建立了一批企业实践基地,由企业提供真实的客户需求项目和实际的工作环境。在企业实践基地中,学生按照真实的软件开发流程和技术规范,运用主流的开发平台和相关工具,以项目实践的形式进行有针对性的角色化实战训练。工学结合项目实践实行全封闭式的工作方式,按企业项目组划分团队,每个团队都有一个来自企业的项目负责人指导工作。
真实的企业项目案例实践可以帮助学生掌握网络相关的系统开发全过程,了解实际项目的实施方式,在团队项目开发中了解任务分配、人员使用、模块划分的技巧,在系统后期实施和维护的过程中掌握环境建设、系统配置、网络调配的关键点。这些项目实践不仅可以提高学生的网络开发技能,还可以通过和客户、同事、领导的沟通培养学生的团队合作交流能力。
哈尔滨师范大学计算机科学与信息技术学院的网络课程群建设经过几年的探索与实践,已经取得了初步的成果。网络课程群从根本上强化了网络教学的先进性和实践性,为培养具有网络应用能力、工程实践能力和创新能力的计算机特色人才提供了条件。网络课程下一步改革重点是利用已有的课程体系,进一步完善教材建设、校企合作平台建设,加强理论联系实际的力度,把握前沿技术发展的脉络,更好地为社会培养一批掌握高新技术和实践创新能力的网络人才。
[1]蔡皖东,张胜兵,改革计算机网络课程,提高学生工程能力[J],实验技术与管理,2008(12):29-31
随着信息技术的高速发展,在互联网+的环境下,高职教育的内容和形式都需要持续更新,不断变化。高职《单片机应用技术》课程教学也呈现出新的特点,面临许多新问题、新要求。学习者的学习方式不再局开云体育 开云平台限于传统的课堂式教学,因此高职院校可构建网络教学平台,依托各种信息化教学平台,进行网络课程资源的建设。
《单片机应用技术》是高职机电类专业的一门专业核心课程。课程特点是实用性和实践性强,需要学生从理论到实践,实践再到理论的重复。为提高学生的实践能力,教师在教学过程中对该课程进行了教学改革,如采用项目教学、任务驱动等教学方法,将相关知识点融入到相关任务中进行讲解,通过实际项目的完成来提高学生的实践能力和创新意识。但是学生们在完成项目的过程中面临着许多现实问题,例如:学生在项目开展过程中存在缺乏与老师及时沟通、不能按时完成项目或者项目完成情况不好等问题。师生互动、过程管理、资源服务等因素制约着项目完成的质量,最终导致一些学生实践能力并没有提高,甚至失去了对学习本课程的兴趣和信心。
针对以上问题我们可以发现学生缺少与传统课堂教学相结合的网络资源和学习平台,导致学生在课堂上的学习自主性缺失,限制了学生自主探究和创新能力的发展,阻碍了教学质量的提高,不利于教师与学生的发展。因此通过搭建网络化、个性化、自主式的《单片机应用技术》网络学习平台,让学生打破时间和空间的限制,进行个性化、自主化的学习,从而激发学生的学习兴趣和学习成效。同时通过网络课程资源的建设,也可以提升教师信息化教学能力,借助网络课程平台进行信息化教学模式改革,促进教师个性化的发展。
目前笔者所在学校购买了超新泛雅网络学习平台,该平台是一个集教学互动、资源管理、精品课程建设、教学成果展示、教学管理评估等功能于一体的新一代网络教学平台。教师通过该平台能够建设网络课程资源建设,借助平台提供全面的网络教学功能完成作业、测验、通知、答疑、讨论、资料、评价等互动教学活动,统计教学过程中所产生的数据,以帮助学校和老师更好地进行教学管理评估。
针对《单片机应用技术》课程的培养目标,结合高职教育的特点与要求,依托超新泛雅网络学习平台的优势,按照任务驱动、项目导向教学做一体的高职教学模式进行网络课程的开发,构造一个以学生为主体、以学习为中心的在线学习平台。通过网络课程的建设,让学生离开课堂也能学习,从而满足学生自主学习、个性化学习的需要,借助网络学习平台能及时与老师和学生进行交流,激发学生的学习主动性,提高学生的动手实践能力和创新能力。同时通过网络课程开发,提高教师信息化教学水平,为基于网络教学环境的课程教学改革奠定基础。
本课程注重培养学生分析问题、解决问题的能力,强化学生动手实践和创新能力,结合专业所培养的岗位对本门课程的知识和技能要求,通过网络课程建设将本课程的教学内容设计成若干个相对独立却又相互关联的学习项目,每个学习项目又有若干个工作任务,将知识点和技能点分散到工作任务中去学习和掌握。
以数字电压表的设计制作工作任务为例,其对应的本课程相关知识点和技能点如下:
相关知识点:A/D转换的基本知识;A/D转换芯片ADC0832的功能及应用。
相关技能点:能设计单片机与A/D转换器的接口电路;会编写A/D转换控制程序;会用KEil软件对源程序进行编译调试及与Proteus软件联调,实现电路仿真。
围绕工作任务的完成,在超新泛雅网络学习平台上按照以下步骤来进行建设和展示:任务要求、相关知识、任务实施、任务总结与拓展,并按照翻转课堂教学模式的要求呈现,方便学生自主学习。
任务要求是本工作任务的目标要求,后续各部分都是围绕任务的实现而展开的,主要建设的资源有任务书、学生工作页。
相关知识是完成本任务前或完成本任务后所需要的掌握的基本知识,主要建设的资源有相关知识点的微课视频、PPT教学课件、Flash课件等。在微课中设计思考环节和知识点的相关练习,从而激发学生的学习积极性。
任务实施包括单片机系统的硬件电路的搭建和软件程序的编写,在任务实施过程需要穿插介绍相关技能和技巧。主要建设的资源有实训虚拟仿真、部分实训操作视频、相关技能微视频等。
任务总结与拓展主要是对任务的完成情况进行总结评价,并对相关知识和技能进行梳理与总结,并适当进行拓展。主要建设的资源有任务过程评价表、本工作任务所涉相关知识点和技能点的测验、拓展任务要求及演示视频。
根据翻转课堂教学模式的要求,其教学方式与传统的教学方式有很大的区别,因此需对原有的教案(教学设计)进行改造,甚至颠覆传统教案,从学生学习的视角,从用户使用的视角展开教学设计。因此教师要将多年的课程教学中积累的大量不同形式的学习素材进行整理与完善,主要建设的课程资源有:课程标准、教案、学生作品库等,编写与网络课程相符的校本教材。由于单片机技术发展较快,教师应积极开发新的工作任务、更新教学内容,增加新资料比如一些工程案例库等,从而调动学生学习的积极性并满足企业对单片机人才的要求。
根据高职教育特点,以能力考核为出发点,理实结合、注重过程、覆盖全面,按教学过程及任务要求制定细化指标并覆盖全部知识点。充分利用网络学习平台课程具有开放、共享、实时等特点,通过平台的数据统计学生对每个任务要求及知识点的学习情况及学习参与度,为实施过程性考核提供了技术保障。
实施网络教育精品课程建设对于促进优质网络教育资源的建设和共享,减少低层次重复开发,促进网络教学改革和创新,提升网络教育的社会地位等都具有十分重要的意义。2007年4月,教育部颁发了《关于2007年度国家精品课程申报工作的通知》(教高厅[2007]25 号),把网络教育精品课程纳入到国家精品课程建设体系。网络教育精品课程是具有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的资源和教材、一流的教学管理和支持服务的高水平网络课程。因此,网络精品课程的建设是“高等学校教学质量和教学改革工程”重要内容之一。本文针对网络教育的特殊性,从网络资源建设、师资队伍建设、教学和学习活动设计以及网络服务支持等几方面,介绍了部级网络教育精品课程“数据结构与算法设计”的建设与实践。
网络教育是指远程网络教育。这种教育不同于一般的在校面授教育,其教育的对象不像全日制学生那样有大块的学习时间,而是利用零散的、业余的时间学习,而且学生的基础也不一样。他们更多的是为了学习实用的知识帮助他们解决工作中的问题。在学习的过程中还会有工作和学习的矛盾、家庭负担等影响因素。因此,远程教育课程教学设计的总体原则应该是,所教授知识有充分的实用价值和可实践性,适合于在职从业人员业余学习和终身学习,满足远程教育对象最紧迫的工作和应用需要。而在教学内容的选取上,则应采用教学与应用相结合的方式,将课程的基础性的理论与综合应用知识相结合,优化课程知识内容体系,达到应用型人才培养目标。
远程教育师生时空分离导致远程学习中学与教的时空分离,这是远程教育的重要特征之一。因此,要构建资源丰富的网络教学平台,将教学内容与学习资源整合起来,以实现远程教育。
北京理工大学现代远程教育学院成立于2000年,是经教育部2000年批准的15所现代远程教育试点高校之一。在发展和建设中,逐步形成了以人为本的教育理念。在实施远程教育过程中,加强对教学过程管理,并不断完善教育质量管理体系。“数据结构与算法设计”课程作为计算机基础教学基本要求的第三层次课程,2003年开始了网络教学和网络辅助教学。
“数据结构与算法设计”网络教学平台充分利用了多种媒体技术,构建了多种媒体资源优势互补的、支撑网络教学的立体化资源,风格独特,特色鲜明,实现了以“学生为中心,教师为主导”的教育思想。在选取教学内容和学习资源的建设时依据以下四个原则:第一,以学生为中心的原则,按照业余学习特点进行教学设计;第二,围绕网络教育应用型人才培养目标,选择适合远程教育对象学习的教学内容组织教学;第三,紧扣时代和学科最前沿,为学生提供多种形式的学习资源的原则;第四,紧扣网络教育特点和要求,选择适当课程授课方式。在学习资源建设方面,根据学生的学习条件和自身基础的差异性,采用多种媒体(文字、音频、视频、模拟、仿真、动画等)技术的应用呈现课程内容,为学生自主学习提供最大方便。我们编写并开发了该课程的教材、实验指导书、视频、电子教案、流媒体课件、Flas、实验案例、素材库、网络课件等,形成了丰富的立体化的教学资源,并将这些资源放在教学网站上供教师和学生浏览。在媒体设计上一体化,突出各自优势、形成优势互补。除具备课程所需的课件外,还设置了诸如实时交互、网上答疑、远程网站、自学导读、电子阅览等网络教育可以实现的现代教学形式。
课程的教学平台是立体化的,在设计上既体现了基于建构主义理论的教师主导型,引领型的价值理念,又给予学生自主选择、自主讨论、自我测试的平台空间,实现了教师主导引领和学生自主选择的统一。通过导学,学生可以快速掌握网络学习的方法,利用教学平台进行师生交互。同时,我们还创建了一个完整的教学支持服务体系,可以合理、有效地组织每个教学环节,注重教学过程和教学质量的跟踪管理,以确保应有的教学成效,培养了学生网络环境下的自主学习能力与实践能力,达到培养优秀应用型人才的目标。
在网络教育中,师生分离的特征决定了师生之间的交流不方便、不及时,教师从学生身上获得的信息很少,相反也是如此。这就从客观上决定了网络教学中的师生需要建立更多同步或异步的交流途径,以弥补师生交互的缺失,而教师则需要投入大量的时间和精力与学生进行交流,如解答学生疑问,指导学习过程,组织网上教学活动等。
在现代远程教育中,教师通常由学校教师兼任,教师的学校教学和网络教学之间经常发生矛盾。为了解决这些问题,我们在师资队伍建设时注意了各种不同类型人员的配备,包括了主讲教师、教学辅导教师、班主任以及网络维护技术人员。其中,主讲教师主要负责课程的学术质量,包括:制定课程目标,设计教学大纲,组织教学内容,完成教学设计,录制课程讲解,设计考试试题等;辅导教师主要负责教学过程的指导与支持,包括:课程信息,组织教学活动,指导学习过程,答疑讨论,布置和批阅作业,批阅试卷等;班主任则负责学生的管理工作,随时在网上和学生沟通,一方面增加了学生的归属感,另一方面能及时把握学生各方面的动态,及时解决他们的问题,对促进学生持续、有效的学习,降低辍学率有很大的帮助。网络维护技术人员则全天候为学生提供技术支持服务,维护与建设网络教学资源,确保系统平台正常运行。
经过几年的建设,目前我们已经形成了一支稳定的教师队伍。在完善的网络教学制度管理下,促进了学生个性化的自主学习,规范学生个性化自主学习的行为,引导学生按照开放教育的要求学习,并保证学生个性化自主学习的质量。
在网络教育中,网络教学资源是学生进行自主学习、获得知识和技能的基本途径。远程学习者与本科生在自身特征上存在很大不同,需要建立导学策略和组织学习活动,引导和督促其完成学业。通过网络教学资源,应该能为学生系统化呈现教学内容,促进学生对课程的理解,引导学生进行学习。因此,我们在课程的网络教学资源建设时,精心进行了教学设计,主要包括以下几个方面:
(1) 学习内容设计:选择适应应用型人才培养的课程内容;打破课程内容的线性章节结构,设计出适合学生自主学习的内容组织结构。
(2) 教学策略设计:设计教学内容的呈现方式和使用方式,如文字呈现、教师讲解、动画演示、效果对比、模拟操作等。
(3) 动机策略设计:设计富有激励性的学习环境,激发和维持学生的学习动机,如技术的新颖性、界面的艺术性、反馈语的归因导向、学习伙伴的伴学等。
(4) 学习指导设计:设计学习指导的内容和呈现策略,包括学习的重点、难点、学习方法的建议等。
(5) 学习评价设计:设计学生自我评价的内容和评价策略,如自测练习、模拟考试、学习游戏等。
(1)“课程概况”,包括“课程介绍”、“课程大纲”、“考试大纲”和“参考资源”等模块,为学生提供学习的准备性材料。
(3)“教学互动”中“主讲教师”、“课程论坛”、“小组论坛”、“语音答疑”、“留言信息”、“问题解答”等模块是学生与老师和同学进行交流讨论学习的平台。
(4)“教学互动”中“学习进度”、“在线作业”等模块,帮助学员把握自己的学习进度以完成学习任务。
(5) 每一章的学习中,给学生提供了“学前指导”、“内容讲解”、“总结评价”和“扩展学习”模块。“学前指导”为学生学习章的内容提供准备性的材料,使学生明确学习的目标、方法、重点难点等;“内容讲解”是学生学习的主要内容,由老师进行讲授;“总结评价”让学生及时地评价自己对内容的学习情况及效果;“扩展学习”为学生提供更多的学习资料,满足学生的个性化学习需求。
(6)“原理动画”模块将课程中比较难以掌握的学习知识点内容,以动画和具体操作的方式呈现,帮助学生更好地理解学习内容。
(8)“参考资源”模块给学生以广博的辅助材料,拓展学生的理论视野,增强学生的学习兴趣和知识面。
远程教育不仅要为学生提供教学内容和资源、组织学习活动,还要提供强大的学习支持服务。这不仅包括提供关于课程内容答疑、资源、实践等与学习有关的服务,而且包括提供与教学管理及其他相关的支持服务。
为了网络教育的顺利开展,在本课程在网络资源建设中,提供了包括授课、课程发送、学习辅导、学习资料提供、作业批改和意见反馈、考试实施和成绩管理,技术培训等支持服务内容。
授课过程中,注重培养学生的自主学习、协作学习和探究性学习的能力,包括对资料的收集、整理、分析、判断、评价、综合等能力。
通过在线课程基本信息和课程导学完成了“学习目标、学习要求、学习内容、学习模式、学习方法、考核方式、评价标准、评价内容”等课程发送功能。
在学习过程中提供“语音答疑”,使学生能跟老师实时地交流学习中问题;在“主讲教师”、“小组论坛”、“班级论坛”等教学互动的模块中,可以通过发帖提问、跟帖学习的方式,让师生共同参与,讨论学习中出现的问题,引导学生积极思考,逐步提高;另外,学生还可以通过“友情链接”进入到与课程相关的资源网站。
完成课程学习后通过“总结评价”、“自测习题”、“模拟试题”等模块,帮助学生总结所学的知识,并对学习效果进行评价;通过“扩展学习”、“参考资源”等模块,帮助学生拓宽学科的视野,把握学科前景。
提供的学习资源具体包括:静态资源和动态资源。教学视频、教学讲义、教学实验录像、参考书目、历年考卷、在线习题、案例讨论、在线答疑、网络课堂、课程论坛、优秀作业等等。
考试实施和成绩管理,具体包括“编制考卷、施测、评阅考卷、成绩查询”,考卷的编制,由教学办公室组织,任课教师具体完成。考试工作的开展,由学院统一组织,各教学点配合,统一按北京理工大学考试管理制度进行实施。教师阅卷后,在线登录成绩,学生可在线查询成绩。
专职技术人员全天候为学生提供技术支持服务。北京理工大学现代远程教育学院还设立了技术支持免费网络电话,用来提供关于网络学习、操作指南、常见问题的支持。
另外,北京理工大学远程教育学院坚持定期开展教学效果评价和实时跟踪评价。建立了包括教学内容、教学手段、教学过程、媒体应用、考试管理等方面的多种评价措施,对教学效果进行全面评估。
对学习过程的监控,则利用教学管理平台,统计学生网上资源使用情况和教师对学生开展支持学习服务的情况。
经过几年的建设,本课程的学习支持服务系统全部实现了网络化,极大提高了服务的效率和水平。
“数据结构与算法设计”网络教育精品课程的建设,主要是针对远程教育的特性进行的。通过对“一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的资源和教材、一流的教学管理和支持服务”的建设,体现了一流网络教学的特点,体现应用型人才培养目标,符合科学性、先进性及网络教育规律和教学改革的方向,适合于在职从业人员和业余学习和终身学习。通过现代教育技术、方法和手段的运用,到位的学习支持服务,发挥着示范、辐射和共享的作用。“数据结构与算法设计”2008年被评为部级网络教育精品课程。该课程所建设的网络教学资源始终开放,这些资源已经与北京理工大学该门课程的本科教学共享。课程资源网址为/2008/ public/。课程资源今后将会不断地更新维护,以保障该课程的可持续建设与发展。
随着计算机网络技术的迅猛发展及Internet的广泛应用,网络技术及应用已经成为现代社会高级人才必须掌握的知识和技能。本科毕业生应该具备通过网络获取信息、分析信息、利用信息以及掌握基本的网络知识,具备相应的网络应用能力,本课程作为非IT类计算机基础教育典型核心课程之一在计算机基础教学中占有重要的地位。
我校《计算机网络技术与应用》主要在非IT理工、人文及医学类大一或大二开设,虽然现在学生接触网络的时间都比较早,但对计算机网络的基础概念都不太了解,掌握的程度很浅。对于非IT类的学生,网络课程学习前所学习的计算机课程是《大学计算机基础》和《程序设计》,对大多数学生来讲,并不具备很好的计算机知识背景,而且这些学生专业后期课程与计算机网络衔接不大,而长期以来,计算机网络课程都是将重点置于基本理论的讲解上,一般来讲教材也比较适合IT类专业学生的学习,因此这门课程常常使得非IT类的学生学起来感到很枯燥,实用性较差。因此在网络课程教学中提出创新的适用非IT类学生学习网络课程的教学模式是非常必要的。
教学内容是学生获取知识的重要来源,也是课程改革的关键,教学内容的确定要以培养学生具有扎实基础知识、创新能力、网络应用能力为导向。计算机网络技术发展迅速,教学内容的选取要与时俱进,删除过时落后的部分,同时根据非IT各类学生的实际情况优化整合教学内容。根据不同专业的学生学习网络课程的需求,制定多元化的教学目标。采用多层次、多类别的分类教学模式,做到因材施教。采用“兴趣、理解、实践、应用”的递进方式,循序渐进,培养学生的学习兴趣和实践能力。
将网络课程内容按照1+X+Y的模块构建,1是核心内容包括网络的基本知识、网络的基本应用和TCP/IP基础,是各个专业学生学习网络课程必须掌握的内容,X是限选,理工类学生需要掌握网络设备的基本操作、计算机局域网的组建与配置及TCP/IP协议的较深入的理解,网络安全知识的掌握。对人文类专业的学生在上述基础上,略去一些难度较大的内容,重点应放在互联网的应用于维护及网络安全与管理上,相应实验教学也应按学生的类别有不同的要求。Y是任选部分,根据学生的个人需求、专业需求进行选择。
基础篇是各个专业的学生学习网络课程必须掌握的基本理论知识,包括计算机网络的基本概念、网络体系结构与TCP/IP协议基本要点、基本的数据通信的概念、局域网的基本知识、主要组网设备的工作原理、以太网组网技术、无线局域网技术、交换与虚拟局域网、网络互联的基本概念、IP地址以及网络安全与管理的基本概念与技术。并加强网络新技术介绍。
应用篇由基础应用与专业应用两部分组成分,人文、医科类基础应用学习的内容包括服务器的安装与配置、多媒体技术在网络中的应用,网页设计及。理工类基础应用学习的内容包括WWW、FTP、邮件服务器的安装与配置、网络设备在组网中的应用(静态、动态路由的配置与实现)。NAT、VPN技术的实现,
专业应用学习的内容均包括网络信息搜索、分析与整理及网络在各个不同领域的典型应用。
5)电子商务技术如EDI、计算机网络及电子商务平台等在国际贸易领域的应用
课堂教学是整个教学活动的重要环节,课堂组织是否科学合理会直接影响学生学习的质量。立足兴趣与能力的培养,应根据不同的内容采用多种教学模式,引导学生去思考、去探索、去发现,要鼓励学生大胆提出问题,改变过去讲细、讲透的教学方法,以提高教学效果。
基础篇的教学使用多媒体的高质量课件,把教学内容的结构化、动态化、形象化有机整合,突出重点难点,对比较难理解的概念使用案例入手,并配以相应的动画。通过“设疑-自学-提问-释疑-总结-练习”的模式,加强师生互动。
应用篇的教学结合网络实验的分组采用合作学习法的教学方式,学生以小组为单位,小组分组人数4人,即通过小组内学生之间的沟通、讨论、评价等一系列合作互动过程,共同解决学习中遇到的问题,一起实现学习目标,从而共享探索成就、体验合作的快乐。
应用篇侧重于计算机网络的应用,对于应用性较强的内容,避免理论课课堂枯燥,以问题入手是一种有效的方法,随着知识点的深入,问题由易到难,引导学生在问题的基础上进行拓展和扩充。课堂教学根据教学内容,课前布置讨论的题目,学生通过小组交流讨论,给出相应的解决方案,教师在课堂上根据学生的问题讲评,演示案例的解决过程,并总结归纳。例如多层交换技术、防火墙技术、路由器技术等几个热门方向,可在教师的综合指导下,以分组提交论文的方式进行学习。这种方法可以促使学生在认真阅读教材的基础上,充分利用互联网丰富的资源进行归纳总结式的自学,使其自学能力、信息检索能力及对专业新动向的敏感度都会有较大的提高。
《计算机网络技术与应用》课程是一门实践性较强的课程,其实验是该课程中不可或缺的重要环节,对学习效果起着至关重要的作用。我校建立了较完善网络实验室,为实验开展奠定了基础。计算机网络实验教学内容经过几年的逐步改进,学生的满意程度有了很大的提高。
在实验内容的组织上,将实验划分为验证、综合、设计三个层次,同时根据专业不同,理工和人文医科设置不同的实验内容,验证试验主要以掌握基本知识、基本技能为主;综合实验主要强化学生动手操作能力与综合分析能力的培养;设计实验主要引导学生根据所学知识,自行设计实验目的和实验方法,以培养学生综合素质和创新精神。
通过实验,学生更好地理解和消化了课堂所学的知识,学生做实验时获得一定的成就感,也就进一步提高了学习该课程的热情。
创新教育要求以培养学生能力为目的,将提高学生的创新思维、创新能力放在重要地位,提高学生的实验操作能力在总评成绩中的比例,学生会更注意网络应用能力提高,主动学习的兴趣增大,同时加强对理论教学过程(如内容预习、课内互动、课后讨论、课程论文等)及实践教学过程(如实验方案制定、相关知识预习、实验操作情况、学习态度、结果报告等)进行多元综合考核。并加强阶段性的考评,
《计算机网络技术与应用》课程授课的学生每年有两千以上,覆盖理工、人文、医科等各大专业,网络技术的发展,学生对网络认识的提高,使学生对网络课程的学习需求也在不断的改变。这些都要求我们在课程教学中以社会、学生的需求为主导,不断创新和探索。教学改革涉及到教学活动的各个方面,是一个逐步深化的长期过程,任重而道远。
[1]李益才等.多模式智能教学系统教学规划与模式调度研究.计算机工程与设计2005,26(4)
[2]吴京惠.培养学生创新能力的实践教学方式的研究.计算机教育:学术版 2007(11)开云体育 开云官网开云体育 开云官网开云体育 开云官网