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2科研导师制度应用
将科研导师制度引入到计算机专业人才的培养模式中,就是让计算机专业的学生与教师协作,考察、创造和分享新知识。大学生科研创新活动的形式主要有:参与教师的科研项目、大学课外科技活动和大学生自主申请的研究项目。无论学生参与哪种科研创新活动,都要为其配备一个固定的科研导师,以提高学生创新研究的层次和水平。指导教师让学生参与到科研项目研究中,使学生在研究的过程中增强创新意识、创新思维和创新能力,增强学生的就业竞争力。科研导师制度的引入,首先要确定科研导师的能力,挑选那些科技创新能力强的教师担当指导教师。学校及院系需要制订相应的措施,以激励科研导师的工作积极性,努力提高科研导师的科研水平。比如,对成绩优异的科研导师进行奖励与表彰,计算相应的科研工作量等。由于计算机专业的学生从进入大学校门到毕业,所具备的知识水平不同,因而,科研导师制度的引入是一个循序渐进的过程,在每一个阶段,计算机专业学生在科研导师的指导下完成相应的任务,最终达到企业需求的目标,具体步骤如下:
(1)将计算机专业学生与科研指导教师配对,学习内容与科研指导教师研究方向一致
学生从大一就开始跟随科研指导老师进行专业学习,阅读计算机专业相关文献资料,有利于在最短的时间内进入到专业氛围学习,也有利于对以后所从事的行业有更深入的了解。计算机专业教师将自己的专业背景、学术业绩、带生数量交给院系,同时学生将自己的学业状况、兴趣特长、接受指导的需求也交给院系,由院系统一整理并公开科研导师和学生的情况,在保障双方都掌握知情权的情况下进行选择,师生之间通过面试环节扩大交流互动,最终通过双向选择机制确定导师与学生的配对关系。这样一种学生-科研导师的关系在整个大学生涯是固定的,学生跟随科研导师从大一进行学习,一直持续到毕业。在大一阶段,计算机专业学生需要培养查阅中外文献资料的能力,熟悉科研导师的研究方向和课题,学会写简单的综述,熟悉科研论文的写作思路和研究方法。通过这一系列的培养,学生对科研导师所研究的课题有了一个大概的了解,同时也基本熟悉了科研过程,可以迅速进入科研导师的课题组参与研究。
(2)通过实践,锻炼学生的动手能力
这一阶段主要是在大二、大三学习阶段完成。一般高校都将专业基础课程安排在大二阶段,将专业方向课程和专业选修课程安排在大三阶段。通过这一阶段的锻炼,培养学生的实践操作能力,为下一步承担和实施科研课题奠定基础。
(3)全面提高实践能力
这一环节主要在大三阶段完成。目前计算机专业大学生竞赛活动和创新基金课题较多,如“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛、大学生程序设计竞赛、全国信息技术大赛、机器人大赛、大学生计算机设计大赛等,在这个阶段,学生可以独立申请创新课题。在课题申请和完成过程中,学生通过查阅资料和科研导师的指导,设计技术路线和实验方案。同时,科研导师可以根据自身所研究的纵向或横向科研课题,在考虑学生专业基础知识、学习积极性和实际能力的前提下,拟定出一些创新性课题,引导学生选题,为毕业设计做准备。科研导师要定期听取学生汇报学习动态和课题研究的进展情况,交流学术思想,认真执行阶段性的检查和总结,及时发现问题并加以引导解决。根据研究进展提出新的要求和研究思路,保证学生学习和科研活动的协调发展。
(4)通过毕业实习、设计毕业论文,完美展现实践动手能力
这一环节主要体现在大四阶段。在毕业实习过程中,学生不仅要学习专业技能,而且要具备社会责任心、职业道德和团队精神等综合素质。毕业设计论文题目由科研导师确定,学生查阅文献资料,撰写毕业论文,设计实验方案,最终完成论文。科研导师除了要严格把握学生的毕业论文实践环节,还要针对学生的论文答辩展开训练,使学生具备展示成绩和学术交流的能力,为今后进入工作岗位或继续学习奠定基础。
课程定位为数据库、编程语言、开发模式、开发平台的综合运用课程,作为计算机应用、软件技术、信息管理等本科相关专业高年级的专业选修课,适合在数据库、编程语言、数据结构及软件工程等相关课程全部完成后开设。该课程利用企业级计算机系统平台———IBMPowerSystems来直观地呈现相关知识及其综合运用。设定的教学目标为:
(1)熟悉企业级服务器系统的基本操作与系统管理方法;
(2)掌握企业级数据库的主要功能及应用;
(3)了解企业级应用的组成、模块之间的关系;
(4)掌握企业级应用的开发模式及开发方法;
(5)能够开发简单的企业应用系统。
1.2案例驱动的教学内容设置
围绕以上教学目标,利用教学案例承载教学内容,并按照案例所涉及的知识之间的内在联系组织课程内容、结构。
1.2.1案例设计
课程内容围绕案例进行组织。利用案例将理论知识、实践技能与实际应用环境结合在一起,因此课程案例设计是课程建设过程中的一个重要环节。按照企业级应用开发方法来设计,以案例实现为导向,将其融入到整个教学过程中,并由此推动创新。其设计原则为:
(1)案例具有完整性。案例项目无论大小,应该设计成包括前端、应用逻辑、后台数据库等涉及相关课程的多个知识点的一个相对完整系统,满足课程培养目标。
(2)具有扩充和拓展性。有利于学生的拓展和完善,能够充分发挥学生的主体作用,激发学生的积极性和创造性,培养学生发现问题和解决问题的能力。
(3)可组装性。学生能够按照提供的源码和实现步骤组装完成原型系统。
1.2.2课程内容
主要包括案例背景介绍、实验平台系统基础、实例数据库、应用开发方法及工具。案例背景介绍案例需求、应用流程框架、模块逻辑关系图等;实验平台系统基础介绍企业级服务器(IBMi系统)技术独立的体系结构实现、基于对象的管理、消息机制、工作流管理,以及系统安全机制;实例数据库介绍企业数据库(DB2fori)的主要功能及其实现方式;应用开发部分介绍企业级应用开发方法、相关语言,以及集成的开发工具。
1.2.3实验内容
根据案例实现的要求、模块之间的关系以及顺序设计实验。实验内容的特点是实验模块之间有先后依赖关系,需要学生按顺序完成实验,实现课程案例。实验内容包括IBMi系统接口、数据库设计与实现、应用逻辑设计与实现、屏幕设计与实现、打印报表设计与实现,以及应用系统维护等多个实验。
1.3案例驱动的实践教学方法
案例实践教学方法突出知识的综合运用,将综合能力、创新能力培养渗透到教学的各个环节中。采用案例驱动、理论与实验教学相结合,并以实验为主导的多环节教学方法:
(1)课堂教学讲述概念术语、基本理论、方法原理以及实现机制,并根据需要进行实时演示操作。课堂讲解力求少而精,注重启发、引导,并与学生互动。
(2)实验教学突出实验的目的性以及学生的主体作用,更多地实施个性化指导。利用案例提高学生操作技能、培养创新思维并加深和拓宽理论知识。
(3)精心设置单元练习,以巩固各个部分的知识点、重点与难点。
(4)最后通过期末考试促进学生对课程知识点的全面复习、归纳总结,达到学以致用、融会贯通的目的。在教学实施过程中,倡导“做中学”,教学案例将理论教学和实践教学融合,使课堂学习融“教、学、做”为一体,把知识、能力的学习过程置于实际应用环境中。强调以学生为主体,教师则更多的是引导、指导、示范和答疑。
1.4多因素成绩评定法
有效的考核方法能调动学生的学习积极性、兴趣,提升教学质量。该课程采用多因素考核:
(1)上机实验(占总成绩60%)考查学生动手能力、综合运用知识能力以及解决实际问题能力。学生需要按照实验任务要求上机完成实验,并上机提交包含源代码的结果。
(2)课后作业(占总成绩10%)考查学生对知识点及关键技术的掌握程度。
(3)期末考试(占总成绩30%)考查学生对整个课程基本知识点、知识结构以及原理方法的掌握情况。
2课程特色
这门综合实验课程在实验平台选择、课程内容设置、教学方式等方面具有特色。
(1)集成的实验平台。依托IBMPowerSystems(P570),同时支持安装AIX、IBMi和Linux3种操作系统。其中IBMi是一款具有独特体系结构的集成操作系统,可以看成是最早的一体机,具有集成的关系数据库(DB2fori)、各种编程语言环境(RPG,COBOL,C,C++,Java,PHP等)、集成的开发工具(ADTs,RDP,WDS,RDiforSOA等)以及多种应用运行环境,包括Java、WebSphere商业智能许多软件,这种集成式、一站式的系统为综合实验课程提供了良好的实验平台。
(2)案例驱动课程内容。根据案例需求,注重知识的实用性和针对性,通过案例设计的完整性保证课程知识体系结构的系统性、完整性。按照由浅入深、循序渐进的方式直观地进行展示。课程内容包括了实验平台基本操作、数据库设计与实现、相关编程语言知识、界面设计、集成开发工具的使用,让学生在设计和实现案例项目的过程中学习相关知识和知识的综合运用。
(3)案例实践教学方法。采用以案例为背景,融理论和实验一体化,并以实验为主导的教学方法。学生在好奇心的驱动下,按照实验步骤完成实验模块,实现课程案例。在获得成就感的同时,培养了学生的知识综合运用能力、发现实际问题和解决问题能力,并获得实践经验和实际操作技能。
(4)精品教学资源网站。网站(http://222.200.181.101/i/)内容包括课程简介、教学大纲、课堂教案、电子书、部分视频、实验教学大纲、实验指导、课后练习与答案、考试重点、模拟试题与答案以及相关网站链接等。课程网站整合了相关教学资源,为教师教学和学生自学、课后复习及进一步深入学习提供方便。
(5)资深专业教师团队。综合实验课程的开设对教师的专业知识、相关学科知识以及实验平台系统操作等综合业务能力有更高的要求。这门课程的主讲教师长期从事实验教学工作,积累了丰富的实践教学经验,曾多次参加企业高校师资培训,获多项全球专业技术认证,具有专业特长。同时还邀请了企业(例如,IBM公司)资深教育专员、资深专家讲授部分课程内容,并与学生分享他们在企业工作的体会,开阔学生视野。
2.机器设备的管理学院的公共实验实训室和专业实验实训室的计算机,从当初的组装机到后来的品牌机,不管是联想计算机、北大方正计算机、清华同方计算机、戴尔计算机,还是惠普计算机。由于计算机使用频率高(每天8节课基本都有实训,另外还有课外开放,在晚自习或周末时进行)、学生流动性大、少数学生胡乱删改系统设置、学生移动存储器上带来的病毒横行等因素,导致机器维护工作量急剧上升,所以软件、硬件的日常维护工作量很大。而学校的组装机主要依靠还原精灵保护或冰点保护硬盘操作系统软件和应用软件。品牌机则依靠三茗卡、增霸卡或联想硬盘保护卡来保护机器的正常运行。不管是软硬件的维护,还是机器故障的维修,不同的实验实训室的管理方法稍有不同,对不同品牌、不同机型的计算机的日常维护、维修方法也不尽相同。计算机实验实训室管理包括硬件配置,软件维护,网络畅通,故障维修。下面以专业实验实训室为例来说明计算机维护方法。投影仪的使用。
3.投影仪是多媒体教学中使用周期长、维护费用高、应用率广的一种设备,学院的实验实训室里主要安装的是爱普生系列投影仪。投影仪的维护需注意以下几点。投影仪要尽量减少开机次数,如果需要多次使用可以使用其待机功能,这样可以保证灯泡的正常使用寿命。投影仪在使用完成后不要马上断电,在保证其自动停机、投影幕布完全上去后,才可关闭电源。当投影仪内部温度过高时,会启动过热保护,锁死投影仪电源,让灯泡停止工作、自动关机。对投影仪要进行定期清尘处理。管理人员将投影仪进风口处的滤尘网取下后,用吹风机吹干净,或是用软毛刷轻轻地刷干净,或是用清水清洗干净,等晾干后,再安装回原处。对于投影仪镜头的除尘,光路的除尘,应找专业的工程师来处理。防热防潮。主要是为了防止灯泡老化,干燥的环境可以延长灯泡的寿命。其他突发事件的解决。实验实训室在开放期间会出现一些突发事件/故障,这些故障对实验实训管理人员是考验。
4.对计算机实验实训室环境的科学管理实验实训室环境是指实验实训室中的温度、湿度分配、洁净度、室内空气流动度。适宜的环境既可延长计算机的使用寿命又可保护人的身体健康。最简单的做法是安装空调、换气扇、遮光性能良好的窗帘,定期通风、换气,这样既可散热又可通风,延缓显示器老化。每天定时打扫实训室,保持清洁、整齐的环境,给学生营造一个安静、整洁、舒适的学习环境。
5.计算机实验实训室安全管理措施指导教师和管理员首先要有“安全第一”的观念,要有意识的对学生进行安全教育和劳动保护。当发现有不安全因素时要立即采取有效的防御措施,学生安全要做到人员的有序化。当发生突然断电、地震、或其他意外事故时,实验实训室管理员应该引导学生有序的出入,以防踩踏事件的发生,上机结束时,要求学生关好自己的机器,把自己坐的凳子放回电脑桌下,坐在窗边的学生帮管理员关好窗户,拉好窗帘。安全用电,防止漏电、触电。下班时,管理员要先切断计算机的电源,再关风扇、换气扇、空调、等设备的电源,最后把灯关好,把门窗锁好,还要注意防火防盗。
几乎所以的计算机语言都是英语,大部分英语单词不是常用的词语,造成学生在学习计算机程序的过程中,必须先查字典翻译程序中的词语,才能理解程序中命令和语句的意思。有的就是查找字典了,也翻译不准词语的意思,因为大部分计算机语言中的词语意思是专业英语,只在计算机中代表特定的意思,而在其他语境中却代表另外的意思。
1.2计算机程序语法和结构严格,不容易掌握
计算机语法和结构比较严格,所有的变量必须先声明,语句结构有严格的顺序和组成部分,缺少任何一个标点就可能会造成错误或者程序执行不了。所以学生要记住大量的语法结构和特殊符号,要不然根本理解不了程序,更不可能写出程序。
1.3计算机程序逻辑性强,程序不容易设计
在编程过程中,往往为了解决一个问题要运用很多语句和命令来解决问题。但计算机语言是逻辑性很强的语言,在程设计的过程中学生往往不知如何下手,不知道用什么方法来解决问题。就算知道用什么方法解决问题,但在解决问题的过程中,往往缺少相关命令或者考虑不够全,造成程序编写错误,或者根本到不到预期效果。
2易语言的特点和易语言用于编程教学的优势
2.1易语言的特点
易语言是主要以汉语作为命令和程序代码一种计算机编程语言。由于易语言是全中文支持模式,编程者无需很高的英语水平,就可以学习和掌握易语言。易语言跟其他大部分开发语言一样,它拥有专门的、可视化的、集成化的开发环境,用户可以利用它进行程序编写、界面设计、编译调试等一体化的操作。汉语命令和代码的快速录入与识别是易语言的最大特点,同时易语言的语法结构按照汉语的语义特点进行设计,特别是程序定义模块采用便于理解的表格形式,用户无须记住程序的定义方式和使用格式,直接填表即可。利用易语言编程,告别了其他编程语言繁琐的定义和严格的格式,不用在意变量的使用范围,符合学生的思维方式和特点,使学生更容易明白算法和语句结构,更深层次理解编程的本质。另外易语言提供的参数提示和引导技术,不用用户记住命令和语法,只需要按照中文的意思输入拼音即可获得命令提示和参数引导。对于初学者来说,易语言的学习就是打开编程之门的钥匙,对学习其他编程语言也是有极大帮助的。
2.2易语言用于计算机编程教学的优势
2.2.1易语言有利于提高学生学习编程的兴趣
目前高校的计算机编程课一般都是国外的开发的语言,学生不仅对语句与命令难以理解,而且要记住大量的语法与结构。许多学生看编程的书籍像是看天书一样,大部分学生一提起编程课就感觉是乏味和无趣,对其失去了兴趣。因此计算机编程课变成了大学中最无聊的课。易语言是以中文为基础的开发语言,语句和命令按照我们的表达方式来命名,同时,语法结构也按照我们的思维习惯和表达方式来设计,符合我们心理特点。另外它也是可视化的、集成化的编程语言,利于学生理解与操作。所以能提高学生的兴趣,使计算机编程的学习变的比较容易。
2.2.2有利于学生培养编程思维意识
程序编写的本质就是运用逻辑思维解决问题,要学好编程课程其关键点在于培养学生的逻辑思维意识,提高学生的计算思维意识,使得学生养成一种编程思维和思想。易语言是窗体设计和代码编写相结合来实现程序编写的,支持可视化的操作,窗体和组件的属性都是中文形式。包括支持库、程序、编辑菜单栏都是中文语句。用户可以直接用中文输入命令和语句,也可以按照命令函数提示格式输入语句。它独有的帮助功能能够提示代码流程,可以方便用户理解程序所表达的意思。对没有接触编程语言的学生来说,可以快速上手,并可以在很短的时间内开发出小游戏和软件。
2.2.3易语言有利于减轻教师的授课压力
计算机编程不仅对学生来说是枯燥和乏味的,对教师授课来说也是有压力的。教师在讲课的过程中,往往需要反复讲解才能让学生了解特有的名词和语句,但由于学生没有计算机编程思维,又没有非常切合生活的实例,所以学生还是一知半解。其结果是教师费了很大的力,学生还没有学好。讲授计算机编程课的教师有很大的压力,因为不能用常用的语言来解释特定的命令和结构,同时在课堂上又要给学生讲解英文单词。大部分的程序都是英文,就算有时候讲解完也不能让学生完全明白其中意思,因为单词的意思往往也不能说明它在程序中的特殊意义。易语言的简单易学,可以让学生对程序的执行流程、语句结构等有一定的认识,教师也不用再翻译英文单词,降低了教师讲课压力。
3易语言应用于大学计算机编程课程的改革内容
3.1课程设计的改革
3.1.1采用灵活多样的课程设计形式
作为必修课程开展教学,针对广大非计算机专业学生,作为计算机基础课程中的必修课进行开设,由于非专业学生对计算机语言的应用能力不用太强。开设易语言课程,让其对计算机编程课有一个大概的了解和认识,培养一种计算机编程的意识。作为计算计算选修课开设,由于易语言在现实应用中还不很不广泛,大部分软件开发都还是应用的是常用的编程语言。针对计算机专业课的学生,需要利用编程语言来设计软件并在以后的工作中,利用语言来开发程序,易语言只能作为一个了解的语言,而不能利用易语言来实际操作和编程,所以可以作为选修课程来学习。也可以作为第二课堂来学习,在课余时间教师可以利用第二课堂,对易语言有兴趣和喜欢编程的学生进行讲解。有些学生喜欢编写小游戏或小软件,喜欢钻研计算机编程问题,可以开阔学生的视野,让他们学习易语言,并开发相关的软件和系统,提高学生的学习兴趣。
3.1.2分层次、分学科教学
由于易语言简单易学,可以在学生中开展分层次、分学科的方法进行教学。由于学生计算机水平的参差不齐,如果让有些计算机水平比较好的学生学习易语言,可能有些简单。易语言应用于实践的范围还不广泛,当前开发软件的主流还是国外的编程语言。所以对这些同学而言,学习易语言就可能浪费了时间。可以预先对学生的计算机水平进行测试,然后分层次教学。另外要分学科教学,针对学生学科的不同,来确定是否开始易语言和其他语言,让课程充分符合学生的水平,提高教学的效果和课程开设的科学性。
3.2授课方式的改革
3.2.1以易语言为先其他语言为后的教学方式
易语言中文可视化的环境和编写程序的特点,可以将其作为编程课程的第一门课,让学生对计算机编程语言中的程序集、子程序、变量、模块和定义有一个初步的了解和认识,让学生明白计算机编程语言的特点和本质;理解计算机编程中循环和判断的运行规律;掌握软件开发和系统搭建的基本原理。只有这样才能对计算机编程有了初步的了解,提高学生的学习兴趣,才能为学习其他编程语言打下基础。要以易语言为先,其他语言为后的教学方式改革计算机编程教学。
3.2.2开展自学与提问相结合的教学方式
计算机课程是一门理论与实践紧密结合的课程,特别是计算机编程课。学生对于那些难懂的术语和命令往往一筹莫展,也容易忘记。另外,只讲解理论学生从直观上很难理解,最终结果只会让学生对计算机课程失去兴趣,因此要理论与实践相结合。易语言的特点和优点,让学生自己很容易上手,易语言课程的讲授可以直接在机房中开展,可以开展自学与提问相结合的方式进行教学,教师再针对重点部分进行讲解。