绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇程序设计教学论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
2.算法的构建。在处理一些问题时,一系列可操作的步骤需要设计,或者设计它的可算操作,来通过这些步骤进行解决问题,这种解决问题的方法就是通常指的算法。广义的算法:就是一种工作的方法和步骤,例如,歌曲的歌谱、洗衣机说明书等都是它们使用的算法。数学教学中的算法:数学中,把计算机解决问题过程中的程序认为是现代意义的“算法”。这种算法可以用计算机实现,对求解的方法也是统一、机械的,例如:解方程、作图问题、函数求值等的算法。
二、ARCS动机设计模式在高中数学程序设计教学中的应用
1.注意策略。在学生考虑到需要输入输出时,实际上他们就已经开始有了算法思维,只是很多学生在开始时不确定如何准确划分步骤。通过上述例证使学生了解算法解决问题的思路和步骤。
2.相关性策略。《孙子算经》中原文是:“今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何?答曰:二十三。”对高中生来说,在问题提出后,即使有些同学的思路一开始出现了偏差,但是和实际情况对比之后基本都能猜出正确答案。因此,对自己判断与实际情况不一致的同学来说,他们就会更深一步地问自己:为什么不一样?哪里出现了问题?这有助于学生独立思考能力的培养。只有让学生自己发现错误、判断错误、解决错误,才能让学生真正地掌握相关知识,这也有助于提高学生的高阶思维能力。
3.信心策略。算法实例基本是必考题,每次的考试中都有或多或少地涉及一些。算法题出题方式灵活,可考查内容较多,是一个全面评估学生知识掌握程度的考题。教师在对学生进行考核时,要考虑到学生自身知识的掌握水平,从学生角度出发,循序渐进地增加难度,切忌一次考核过难,打击学生的自信心,降低学生的学习兴趣。案例:例1.通过求1+2+3+4+5中的一个算法。解:算法1用逐一相加的方法来进行。第一步:计算1+2,得数3;第二步:把第一步中所得结果3与3相加,计算得到6;第三步:将第二步中所得的运算结果6与4相加,计算得到10;第四步:将第三步中所得的结果10与5相加,计算得得到15.说明:①一个问题的算法肯定不是唯一。②若将本例题改为“求1+2+3+…+100的结果,给一个算法”,则以上第二算法和第三算法表达较为方便。对刚开始接触程序设计的学生来说,这类题型可以提高学生的自信心,使学生产生强烈的荣誉感。题目的难度是明确的,但实际解题思路并不复杂,却有多种解题方法,对解题思路明确后,其流程图绘制也就轻而易举了。给学生自信心,让学生感受自身的能力有助于提升学生的学习动力。
4.满意策略。以满意度策略为基础的数学课堂教学方式有很多,如多媒体教学、学生学习目标设定、多元化教学方式等。在教学中,本人根据学生各自情况,与学生进行沟通后为每人设定了相应的学习目标。每次测评之后并不以全班同学的成绩来评论学生的好坏,而是通过横向与纵向两方面相比,让学生全面了解自身当前学习状况。另外,数学课堂教学中,要重视学生的能动性,通过参与问题、解决问题的方式让学生充分表现自己。通过满意策略提高学生的学习动机。
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
何谓计算思维,即借助于计算机科学基础概念来分析问题、解决问题、系统设计以及理解人类的一种行为。如下图灵奖得主ButlerLampson的报告,这种思维为人自身一种根本且概念化思维方式,是一种思想而非人造物,为数学与工程思维相互融合和互补所形成的一种思想。计算思维自身为抽象与自动化,这种抽象是借助于嵌入、简化、递归以及转换等方式,把某一个较为复杂的问题转变成多个简单的子问题,并实施求解的一个过程。而自动化则是指通过计算机自身所具运算能力的充分利用来分析、解决各种问题,以此来弥补人在计算方面所存在的各种缺陷和不足,这种自动化也在很大程度上使得计算机应用范围更为广泛。基于上述这些内容可知,计算思维其实就是一种人机共存、形式规整以及解答问题的思维。
2基于计算思维培养的C程序设计验教学
2.1教学目标的明确
众所周知,实施教育的主要目标就在于学生综合能力以及素质的培养。目前我国教育部门在计算机教学目标上予以了明确的规定,即计算机基础教学能力培养的目标应包含四个方面的内容,即计算机认知能力、计算机应用能力、网络学习能力以及借助于计算机的一种共处能力,在这些目标中,前两个目标所反映出来的内容及就为计算环境以及问题求解。在计算机这门学科中,C程序的设计就是计算思维中的语言机问题求解。对此,在C程序设计教学过程中,计算思维这一能力不仅仅为其核心能力,同时也是教学中的核心内容。鉴于上述内容,在本次C程序设计实验教学上,教学目标主要为计算机思维的培养,教学主要内容为程序设计方式的讲解,通过上机实践的强化,使学生能够借助于这种实践感受,以及计算问题求解基本方式与思维模式的领悟,为学生创新能力的培养以及综合素质的提高打好基础。下图为C程序的设计的教学模块。
2.2教学内容的设计
在计算机这门学科中,C程序设计这一课程属于理论和实践并重的一门课程,要求教师在教学过程中,必须要把理论教学和实践教学有机结合,从而使理论教学和实践教学能够互相推动。在教学过程中,由于学生对于所学内容缺乏一定的感性认识,对此,教师在实施教学,应综合考虑学生自身的学习情况,结合所要学习的内容,对C程序实验教学内容进行合理且科学地设计,把学生能力的培养、知识的传授以及技能的训练等融为一体,使学生能够在做的过程学到知识,在学习过程中获得相应的操作技能,继而使其能够将自身所学到的内容与知识有效地应用至实践中,并解决在实践中所遇到的各种问题。为达到理论够用实践突出这一目的,在本次C程序设计教学中,把所有的知识点归纳并总结为了九个核心点,根据所学内容的难易程度,把教学过程细化成为三个模块,即基础能力、中级应用以及高级应用,基于由浅入深这一原则,循序渐进地实施教学,把C程序实验教学分为了三个方面的实验,即验证实验、综合实验以及设计型实验,通过这种方式,使学生能够在记忆中来理解所学知识,并在理解中学会怎样应用这些知识,最后使学生在实践应用过程中学会创新。第一,通过验证型实验的实施,使学生能够熟悉该语言的设计环境。学生实施编程以及应用编程的一个基础就是基础能力模块知识,在该模块中,教师必须要求学生学会记忆以及理解,把该模块实验教学内容设置成为验证型的实验,让学生对于C程序设计环境以及步骤有一个基本的认识,使在学生熟悉这一环境后,了解该程序的书写格式、特点以及结构,了解并掌握该程序数据的基本类型、表达式以及运算符等,继而进一步使学生掌握C程序数据的输入以及输出,明白C程序所具备的三种结构,使学生通过验证型实验,可独立解决编程方面存在的各种问题。在实施验证型实验教学时,应要求学生应按照教师解决问题的方式来完成相应的实验内容,这种模拟的方式就是计算思维的模仿,在这一环节中,所强调的是科学内容活动的演示以及证明,注重是学生实验操作、观察、数据处理以及计算等个性化智力技能的培养,在教学过程中,学生借助于验证标准的这一已知程序来理解并学习基础模块中的内容,在理解和学习的过程中,学生可直观且清楚地看到在实际实验程序中各知识点的具体应用,能够更为快速地熟悉这种环境,继而更为地理解以及记忆C程序设计的基本知识。此外,在学生实施验证型实验之前,教师应实适时引导学生对以往所学C程序知识进行回顾,并在基础上对实验步骤实施讨论,提出相关的注意事项,针对学生在实验中容易出错的这些操作方,教师应该事先进行示范,以免在实验中学生出现一些不必要的错误。第二,通过设计型实验的实施,强化学生计算思维能力的培养。所谓设计型实验,就是指不同计算思维方式的综合应用来分析并解决各种问题。设计型实验是基于学生自身已掌握相应的实验方法与技能,通过所学知识的应用,自行提出相应的问题,并在此基础上分析和解决问题,经过算法的分析、程序运行结果的分析处理以及实验结果等,获得正确且规范的研究分析理论。在这一环节中,所注重的是学生团结协作、勇于探索以及的严谨求实精神的培养,在实施设计型实验教学时,教师应事先对程序进行填空、设计以及改错,并提出相关的思考问题,积极引导学生来讨论与分析,鼓励学生提出不同解决方案。第三,通过综合型实验的实施,强化学生创新以及应用意识的培养。在C程序设计实验教学中,为培养学生创新精神以及探索精神,使其计算思维得到扩展与升华,可结合学生自身的学习进度,基于所学内容的难易程度,定期设计一个相应的综合型实验程序题目,鼓励学生在课外课余时间来编程,同时在规定的时间内把所自己的所编程的这一源程序上传至电脑,由教师来进行批阅,对于参与这一活动的学生,教师应该实施相应的鼓励,这样不仅能够进一步激发学生学习的兴趣,同时还可提供学生的实践操作能力,使学生今后能够更好地适应社会市场,在潜移默化中使学生应用创新能力以及计算思维得到培养。总之选择了一些趣味性强、有吸引力的例子和话题以提高学生的学习兴趣,选择一些实用性强的例子和话题,以努力提高高校学生的工程实践能力。精选的“不断提升”的引导性例题、习题和实验题,以及贯穿全书的综合实例,起到了开拓思路、引导读者探究问题求解方法、激发读者程序设计兴趣的目的。
2.3基于计算思维能力培养的C程序设计实验教学
第一,上机操作实验流程的规范。在教学之前,教师应该要求学生对所学内容进行预习,通过题目的分析,明确实验教学中所需的数据结构,对参与运算的这些变量进行赋值,接着应用三种结构来解决问题,将结果输出,进行N-S流程图的绘制,基于该图编写相应的源程序,最后准备好测试程序所需的数据以及预期结果,进行上级调试工作,并归纳总结。通过实验流程的规范,不仅便于学生良好学习习惯以及思维习惯的培养,同时还可提升学生分析与解决各种问题的能力。
第二,加强上机操作过程中的指导与引导。在学生实际上机操作时,教师可借助于提问的方式来引导学生将自身所存在的问题找出来。在程序调试、上机输入以及编辑时,除了系统所引发的问题外,通常情况下,其他问题均由学生自己来独立解决。此外,在教学过程中,教师还还应鼓励学生采用不同的算法,正确引导学生反思这些算法,继而培养学生的计算思维能力。现以“打印水仙花树”以案例说明。
第三,加强实验过程的反思,采取合理且科学的考核评价制度,使学生的计算思维能够得到扩展。在上机完成以后,教师应要求学生对于本次实验实施反思、总结以及归纳,可采取小组的方式来交流和沟通,集思广益,使学生在交流和反思的过程中,拓展其计算思维。此外,还应采取相应的考核评价措施,可采取机考与笔试,结合学生平时学习表现情况,合理且科学地评价,对于学生所获得的成功,不管大小,均应予以相应的肯定,以此激发学生学习的积极性。下面以“打印水仙花数”为例,简要说明基于计算思维的案例设计的基本方法。“打印水仙花数”案例设计步骤(图3)打印水仙花数”案例的具体设计与实施(图4)
1.1学生感到程序设计较难理解
计算机程序设计的学习困境主要表现在概念难懂,技术难以掌握,理论与实践的脱节等方面,尤其是在程序语言学习中面向对象程序设计语言时,绝大多数的学生不理解面向对象程序设计思想,不会使用类的思想进行程序设计。往往感到困难重重而方式深入学习,导致学习成绩节节下滑,不利于后来其他计算机专业课的学习。
1.2主动学习能力差
学生长期在传统应试教育环境影响下,形成了被动学习的习惯,缺乏学习的积极性与主动性,另外还有一些学生养成的不良学习习惯,在课堂学习中情绪比较懒散,精神比较散漫,对教师所讲的内容没有兴趣,这样很难提高学生学习成绩,影响教学效果的提高。
1.3实践能力不高
计算机是一门实践性比较强的学科,不仅需要学生掌握基本的理论知识,更重要的是理论应用于实际的能力,因为学习计算机的目的就是解决实际中遇到的问题。但是在实际教学中,很多教师设计的教学目标脱离学生的应用宗旨,教学过程中理论课比较多,实践课程比较少,这样较难培养学生的实际动手操作能力,很难真正提高教学效果。
1.4教学方法单一
过去教师一般采用传统的教学方法,从程序设计的概念出发,围绕理论知识点加以讲解,过多注重理论知识的讲解,而教材中的实力一般与学生实际生活相差较远,学生在学习的过程中感到生涩难懂,只会比葫芦画瓢,不会举一反三,缺乏独立思考问题和解决问题的能力。教师在教学过程中忽略了学生的主体地位,较难提高学生学习兴趣,同时也达不到较好的学习效果。
2项目驱动教学模式特点
2.1项目实践环境突出
项目驱动教学过程中,导师带领学生在学习专业理论知识的同时进行实际应用项目的开发。学生与老师在学习的过程中始终处于一种相互配合、沟通的环境下,强调学生的自主学习、积极沟通、勇于实践。学生在项目驱动下,带着问题进行有效的学习,这样能够培养学生思维扩散能力、动手操作能力与团结合作精神。
2.2强调教师的引导作用
项目驱动教学模式注重把理论知识转化为实际技术,在教学过程中教师仅仅起引导学习的作用,课堂的主体是学生。学生按照项目需求被划分为若干个小组,导师在课堂中主要监督、指导学生行为,在项目学习过程中导师要随时解答学生的疑问,为学生补充技能知识,实时启发学生在项目学习中解决问题的正确思路,开发学生思维创造能力,帮助学生掌握项目技能。
2.3培养学生计算机专业能力
项目驱动模式的实施目的是提高学生软件开发与应用能力,事件性知识一般比较隐蔽,而项目驱动教学能够通过教学过程中各种功能的实施,使一些隐藏在软件开发过程中的核心要素显现出来,通过这种方式的学习,学生将很快的具备软件应用开的基本能力,提高学生实践能力与应用能力。
3项目驱动教学实施过程
3.1项目设计
项目驱动模式教学过程中,首先导师要根据程序设计教学内容,设定教学目标,将教学计划、目标融入到教学项目中,然后将整个教学项目按照学习小组分成若干个独立的小项目,再把这些小项目按组分配给学生,最后导师围绕项目内容设计具体教学内容,项目来源一般源自于教师纵横向教学项目。
3.2实施形式
利用项目驱动模式进行教学的过程中,学生需要进入专门的工作室进行软件程序的学习与开发。在工作室中,主要的学习方式是自学,教师在这种模式下主要起引导作用,课程知识除了很少部分较深的理论课由导师专门讲授以外,其他的课程都是学生围绕项目进行自主学习、合作学习,主要学习方式包括:小组研讨、导师解疑、技术交流、调查研究等形式;课程的具体的实施要根据教学内容以及学生的实际认知情况进行合理的分配。这种教学模式的目的在于各种信息技术及认知提高计算机教学质量和效率,培养学生自主学习能力、创新能力和勇于探索精神以及实践能力。其中自主学习是由学生自己积极主动的去学习,在学习过程中导师的角色是解答疑问,并不是直接帮学生解决问题,导师可以向学生传授解决问题的方法和思路,引导学生向正确的解答思路上靠,提供给学生解决问题的资料,引导学生围绕疑问积极探索。如果学生在学习过程中遇到难以解决的问题,导师首先要积极引导学生找到解决问题的方法,同时教会学生利用移动通信、互联网、QQ以及电子邮件等先进技术手段进行搜索或者在线讨论与交流,尤其要教会学生怎样使用互联网查询资料,丰富程序设计知识,提高深深学习能力。在个人自主学习的基础上进行小组讨论与交流,在交流中不仅扩展知识与视野,而且能培养团队协作精神,增进同学之间的感情。导师还要积极引导学生发现规律,找到自己的不足,积极改正,不断超越自我。
3.3项目驱动教学模式中的成绩评定
成绩评定是项目驱动模式教学的重要组成部分,成绩评定一般具有激励、引导和反馈的作用,能够全面反映学生的近况。成绩评定比较重视学生在学习过程中能否解决实际问题,旨在培养学生动手操作的能力和创新能力以及计算机素养,树立科学精神和坚韧不拔的性格以及积极向上的人生观。如果学生成绩提高,教师要给予鼓励和表扬,激励学生再接再厉。成绩评定的方式采用项目答辩的形式进行,每个小组派出一个代表作主辩手,其他学生补充,导师可以随时提问,最后结合项目答辩情况给出学生最终考核成绩。
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
作为提高学生综合素质、提升其职场竞争力的重要手段,高职礼仪教育无疑受到越来越多的关注与重视,全国绝大多数高职院校均开设了礼仪课程。然而,当前礼仪课程在多数高职院校中是作为一般的通识课程,负责对学生进行基本礼仪知识的传授及相关技能的实训,在课程的设计上没有将特定专业相应的“岗位需求”作为导向,从而导致了当前高职礼仪课程因与专业契合度不高而被学生轻视的尴尬状况。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》指出,增强高职教育的吸引力,要推进职业学校专业课程内容和职业标准相衔接。依据《纲要》指示精神,结合自身的教学实践及理论探索,我们认为高职礼仪课程改革首先要解决的是课程设计思路的创新。而创新高职礼仪课程的设计思路,必须以“工作岗位需求”为导向,深化对礼仪课程重要地位的认识,着力解决“三个问题”,体现“三个注重”。
一 深化对高职礼仪课程重要地位的认识
《职业形象与礼仪》课程对于高职院校的“职业人”培养有着不容忽视和无可替代的重要作用。
(一)礼仪修养是学生就业“软实力”的重要因素。
高职教育主要面向现代服务业培养人才,需要较多与人打交道,因此,如果将高职生的专业能力比作“硬实力”,那么其礼仪修养就是“软实力”。有高校向80多家用人单位发放问卷教育学论文,结果显示:计算机、外语水平、专业技能等“硬实力”指标逐渐退居二线,而人际沟通能力、敬业精神等“软实力”指标成了用人单位最看重的毕业生素质。因为“软实力”才是毕业生特有的、能够经得起时间考验的、具有延展性、可持续发展的,并且是竞争对手难以模仿的稳定的职业能力,也是他在就业岗位上能够长期获得竞争优势的能力。[②]因此,作为提高学生礼仪修养,提升其综合素质的课程,可以毫不夸张地说,《职业形象与礼仪》是一门能让学生终身受益的课程。
(二)职业形象是学生展示其专业能力的 “橱窗”。
在竞争日益激烈的当今社会,形象魅力已经成为一种核心竞争力。良好的个人形象能够给人留下美好的第一印象,从而产生正向的首因效应,在人与人之间架起沟通的桥梁;相反,糟糕的个人形象却会产生“扫帚星效应”,使得交往举步维艰、难以为继。作为一名“准职业人”,高职学生只有多了解一些礼仪常识,掌握人际交往的技巧和方法,塑造良好的职业形象,开启展示自身专业能力的“橱窗”,进而产生“晕轮效应”,才能更好地发挥专长,拥有强大的个人职场竞争力。
(三)本课程对学生职业能力的培养和职业素养的养成起着重要支撑作用期刊网。
以文秘专业为例,该专业的岗位核心能力可以归纳为“办文、办事、办会”等“三办技能”以及协调沟通能力,而这些能力均离不开礼仪素养的支撑作用。同样地,在市场营销、物业管理、会展策划、国际贸易及物流管理等各个专业的课程体系中,《职业形象与礼仪》课程都有着不可或缺的重要作用。
二 高职礼仪课程设计应致力于解决“三个问题”
实际上,《职业形象与礼仪》课程的设计思路正是在研究解决“为谁教、教什么、怎么教”这三个问题的过程中逐渐明晰起来的。
(一)为谁教――课程目标体系的确立
作为公共课程,《职业形象与礼仪》要面向市场营销、文秘、物业管理、会展策划、电子商务、物流管理、国际贸易等多个专业的高职学生。“走进校门的是大学生,培养出去的是职业人”。经过三年的培养,在完成了各专业课程体系的学习之后,他们将被打造成一个个“全面发展的具有现代职业优势品质与能力的高等技术应用性职业人才”。[③]这既是各专业的培养目标,也是《职业形象与礼仪》课程的纲领性目标。
作为各专业课程体系中的一个组成部分,《职业形象与礼仪》课程的总目标就是通过对学生进行礼仪知识的传授及相关技能的实训,引导其塑造富有魅力的个人形象,形成彬彬有礼的交际风度,掌握得体娴熟的职场沟通技巧及待人接物技能,从而有效提升其职场竞争力。
《职业形象与礼仪》课程的总目标是由几个主要的分目标支撑起来的。它们分别是:塑造良好的个人形象;展现彬彬有礼的社交风度;掌握得体娴熟的职业场合礼仪。
继续细分下去,每一个分目标下面又有若干个子目标,即单元教学目标。例如塑造良好的个人形象这一分目标是由职业人士的仪容礼仪、职业人士的服饰礼仪及职业仪态礼仪等几个单元教学来实现的。每一个单元的教学又可以分解成一系列的知识点和技能点。
特别需要指出的是,在进行各单元教学目标设定的时候,不仅要有能力目标和知识目标教育学论文,还要有品质目标,将教书和育人有机结合起来。
(二)教什么――教学内容的取舍
中国素有“礼仪之邦”的美称,礼仪文化源远流长,再加上由于现代交往日益扩大引进的国际礼仪,礼仪知识可谓是浩瀚的海洋。《职业形象与礼仪》应当怎样来做内容的取舍?
从某种意义上来说,高职的专业就是工作岗位。和本科教育讲究知识的系统性不同,高职教育“职业人”的培养讲究的是针对性。因此,我们要依据各专业职业岗位(群)的技能要求、职业能力及职业品质要求,科学灵动地来组织课程教学内容,既要有各个专业基本通用的内容模块,又要有依据专业岗位需求进行了差异化处理的内容模块。
例如在文秘专业的《职业形象与礼仪》课程内容选择方面,针对文秘岗位办文、办事、办会等核心能力的要求,进行了内容侧重点的调整,增加了会务礼仪、办公室日常事务礼仪、沟通与协调礼仪技巧、公关交际礼仪技巧等几个方面的比重,通过礼仪的训练,提高文秘专业学生的专业核心能力。
相应地,在物业管理专业《职业形象与礼仪》课程的教学中,针对其专业岗位对市场竞争能力及业主服务能力的要求,则强化了职业化形象设计、社交礼仪常识及沟通技巧的教学内容。
(三)怎么教――教学模式及教学方法的探索
教学模式的创新是课程设计中一个至关重要的方面,它对于课程目标的实现程度以及教学内容的实施效果都有着很大的影响。
我国现代职业教育的先驱黄炎培在《职业教育该怎么样办》中指出:“职业教育应做学合一,理论与实习并行,知识与技能并重。如果只注重书本知识,而不去实地参加工作,是知而不能行,不知真知。职业教育目的乃在养成实际的、有效的生产能力,欲达此种境地,需手脑并用”。
在《职业形象与礼仪》课程的教学中,我们逐步摒弃了传统的礼仪课教学以讲授礼仪常识为主、强化知识认知的做法,进而构建了强调技能掌握及行为转化的“教学做一体化”的专业技术实务课教学模式。针对行业企业特点和岗位(群)技能要求、职业能力及职业品质要求,对工作情境进行项目细分,构建讲训一体的教学模块,提供合适的教学场所,引导学生“做中学,学中做”,使得学生获得知识,掌握技能,养成素质。
新的教学模式特别强调课堂的互动,尤其是学习与将来工作的互动,学生与教师之间的互动教育学论文,学生与学生之间的互动。只有这样,才能真正将“教学做一体化”教学模式的优势充分显现出来。因此,我们也特别注重选择符合学生实际情况,并与教学内容相适应,能够最大限度地激发学生参与互动的热情,从而将课堂教学效果最优化的教学方法。
例如在求职面试礼仪的教学中,我们就组织学生进行一次模拟招聘。教师指导学生提前把教室布置成招聘面试的场景,并要求参与的学生提前做好面试的各项准备,在仿真的场景下完成面试的流程,使得求职面试各个环节的礼仪得到直观的强化。
三 高职礼仪课程设计应体现“三个注重”
在《职业形象与礼仪》课程设计过程中,除了要悉心研究解决以上“三个问题”,还应特别体现“三个注重”:注重学生职业能力的培养,注重学生品质素养的提升,注重课程设计的开放性期刊网。
(一)注重学生职业能力的培养
在本课程的设计中,我们将学生职业能力的培养视为出发点和归宿点,针对行业企业的发展需要整合教学模块、序化教学任务,针对学生未来的就业岗位实际需要突出技能点训练。我们通过对各专业岗位(群)能力及品质需要的分析研究,把课程模块整合为职场人士的个人形象礼仪、日常交往礼仪及职场礼仪三大模块,进而提炼出支撑每个模块的具体单元项目和若干个关键技能点。
不可忽略的是,高职学生的职业能力还包括职业生涯规划能力、团队合作能力和求职技巧等,这些能力都是学生未来长期职业生涯发展的关键能力。因此,我们还通过教学内容的巧妙安排与教学过程中的训练体验,提升学生的这些职业能力。比如我们在进行日常交谈礼仪单元教学时,匠心独具地设置了“荒岛逃生”的游戏,学生踊跃参与,既锻炼了自己听与说两方面的能力及礼仪修养,也在潜移默化中强化了他们团队合作的意识。
(二)注重学生品质素养的提升
高职教育强调砺技修德。90年前,教育先驱黄炎培在他撰写的《教育大辞典》中这样定义职业教育:“用教育方法,使人人一方获得生活之供给与乐趣,一方尽其对群之义务,名曰职业教育。”在注重岗位技能训练的同时,《职业形象与礼仪》课程还设立了品质培养目标,关心学生情商、逆商的提升及诚信守时等优良品质的塑造,关爱他们的心灵成长,关注学生的可持续发展,将教书与育人完美地结合起来,形成二者之间的良性互动。
例如在进行职业人士的仪容礼仪单元教学时,教师让学生认识几种基本的脸型,并判断自己属于哪种脸型教育学论文,进而为自己设计合适的发型。鉴于有些学生不能全面认识自己,片面关注自身的不足之处,因而产生消极自卑心理的状况,我们在教学别设置了“我们是否应该自我悦纳”的讨论环节,让学生各抒己见,在观点交锋中达成“自我悦纳很重要”的共识,强化了学生积极的自我评价意识,使得他们能够客观全面地认识自我,从而更有针对性地提升自己的仪容魅力。
(三)注重课程设计的开放性
《职业形象与礼仪》课程教学面向不同专业的学生,也就相当于面向不同的职业岗位。因此,在课程设计上我们没有采取“一刀切”的做法。在课程三大教学内容模块的设计中,职场人士的个人形象礼仪和日常交往礼仪大体保持一致,只做具体技能点上的区分;而“职场礼仪”模块则采用开放式设计,根据不同专业特点灵动选择相应的教学内容。这种课程内容上的开放性和弹性制,很好地解决了《职业形象与礼仪》作为公共的专业技术实务课程与生俱来的普遍性与特殊性、共性与个性的矛盾关系。
例如在电子商务专业《职业形象与礼仪》职场礼仪模块的教学中,加入商务文书礼仪、网络及手机等通讯工具的使用礼仪等内容;而在国际贸易及应用英语等专业相应模块的教学中,则涉及一些涉外礼仪的知识和技能。
当然,《职业形象与礼仪》课程设计的开放性还体现在以一种开放的姿态紧跟行业和岗位发展趋势,不断调整、补充相应的教学内容,更新教学方法,在不断的自我扬弃中,日益趋于合理与完善。
参考文献
[1]洪致平.探索现代服务业“职业人”培养之路[M].浙江人民出版社,2010
1C++教材建设现状
C++语言是兼容C语言的面向对象程序设计语言,随着软件工程技术和面向对象程序设计技术的发展,迅速成为主流的面向过程和面向对象的程序设计语言,是编写系统软件和应用软件的通用语言,也是各类高校,尤其是理工类和综合性高校开设高级语言程序设计课程的首选教学语言之一,同时也是非计算机专业计算机等级考试和计算机专业程序员水平与资格考试指定语种之一,其影响广泛而深远。C++程序设计课程(以下简称C++课程)也因此成为国内外高校普遍开设的计算机基础课程。它不仅是一门程序设计课程,而且是许多专业课程(如数据结构、操作系统、微机原理,单片机及应用)的重要基础,更是这些专业开展计算机研究、应用和综合运用本专业知识的重要表达工具和开发工具。它的基础性、普遍性和重要性逐步为人认识和重视。国外高校比较重视该课程建设,从原版影印教材可见一斑。国内高校讲授该课程较晚,课程建设也较晚,现有教材状况可分下列几类。
1) 英文影印版。主要用于高校图书馆馆藏、教学参考和高校双语教学试点,如高等教育出版社影印出版的《The C++ Programming Language》(BjarneStroustrup著)和《Programming in C++》(Nell Dale,Chip Weems和Mark Headington著)。由于国外高校课程体系与国内高校有较大差别,且国外高校的教学课程通常只指定教学参考书而不指定教材,因此,若把这些教学参考书当教材使用,必然使主讲教师所讲内容与所选教材吻合度较差,很难发挥教材应有的作用。
2) 英文编著版。这类教材是指由高校主讲教师依据本校双语教学试点要求和/或合作办学要求自编,目前尚处于探索阶段。
3) 编译版。这类教材是指引进国外经典C++教材,翻译成中文,在国内销售的教材,如Harvey M.Deitel, Paul James Deitel编著的《C++ How to Program》分别由清华大学出版社出版(名为《C++程序设计教程》,施平安译)及电子工业出版社出版(名为《C++大学教程》,邱仲潘等译)。由于翻译质量、阅读习惯、价格、教材配套、课程体系等方面的问题,通常用作教学参考和图书馆馆藏,很少用作教材。
4) 中文编著版。这类教材量大面广,通常由高校主讲教师(如南京理工大学张岳新,浙江工业大学钱能,清华大学郑莉,西安交通大学罗建军,华南理工大学周霭如,北京大学吕凤翥等)结合本校实际编写。编写思路多,如有的以算法为主、有的以语法为主、有的先讲面向过程程序设计后讲面向对象程序设计、有的自始至终贯彻面向对象程序设计思想,还有的参照国外教材的编排体系等。但上述教材或多或少存在一些不足,如起点高、跨度大、系统性不强、急于阐述C++的新进展等,对实验、学习、课程设计指导等重视不够,不一定满足其他学校的教学要求。
2C++教材建设思路
C++课程是各类高校普遍开设的计算机核心基础课程,应用广、影响大。与欧美发达国家高校相比,我国高校生平均教学资源占有率严重偏低,尤其是可用的C++课程教学参考资料较少,因此,教材在我国既是知识的载体,又是教学的工具,对保障教学质量显得格外重要。与传统教材相比,C++课程教材的内容广,理论性、实践性和综合性强,更新速度快,成熟意味着过时,教材作者新人辈出,教材种类多、更新快、问题也多。因此,C++课程教材改革与建设有其自身的显著特点。
C++课程理论教学和实验教学并重,学以致用,以通过编程解决实际问题为目标;课程内容涉及基本语法、基本算法、基本数据结构、编程思想、编程技巧和程序调试技术等,综合性、实践性强,理论与实践结合紧密;实验编程环境极其严格,结果要求百分之百正确,对培养大学生编程能力、创新能力和严谨的科学作风有非常重要的作用。
好的C++程序设计教材首先应以长期持续的课程建设为依托,以坚实的教学研究和教学实践为基础,体现课程建设成果;其次应结合自身实际,分析研究C++课程的目标、特点、内容、结构及与其他课程的关系,在教材的编写思路、框架结构和教学内容的组织、取舍、阐述、更新、难点处理等诸多方面有所改进和创新,注重学生实际编程能力培养和创新能力培养;再次应符合读者的认识规律和编程能力的形成规律,既便于自学和教学,又利于教学效果的巩固和教学质量的提高;最后还应有必要的优质的配套教学资源。
3C++课程建设历程
我校于1998年在计算机专业首先开设C++课程,2000年扩展到电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、电气工程、自动化、信息计算、信息系统与信息管理等非计算机专业。目前课程规模年均近2000人。
基于C++课程的基础性和重要性,2000年在校教务部门和院领导的指导和支持下,专门成立了以具有丰富教学经验和实际编程经验的教师为主体的C++教学研究小组(以下简称教研组),并设立课程负责人,使课程的教学、研究、建设和管理步入持续不断的良性发展轨道。
十多年来,教研组结合我校实际,对C++课程的特点、内容、结构、方法及与其他课程的关系等方面做了大量研究工作,以提高教学质量为首要目标,改进教学方法,形成了一整套针对该课程实际的教学理论和教学方法,即C++课程负反馈教学法,并编写了大量具有负反馈教学法特色的教学材料,采取了一系列的教改措施,使该课程的教学质量得到明显的提高,为本课程的精品化建设奠定了坚实基础。
3.1积极稳妥推进教学方法改革,形成颇具特色的负反馈教学法[1-3]
课题组根据多年教学研究与实践,在教育学和心理学的基础上,用现代过程控制理论分析传统教学过程,于2002年建立负反馈教学模型(如图1所示)。由于模型引入了负反馈环节,从理论上可以确保教学质量的稳定。在负反馈教学模型基础上,吸收单元教学法、布鲁纳的“发现教学法”和瓦根舍因的“范例教学法”的合理成分,形成负反馈教学法,在我校C++课程教学实践中,取得了较好的教学效果。
负反馈教学法的原理是从教学过程中反馈(作业、实验、答疑、单元测验等)的问题入手,通过及时讲评,解决学生学习中存在的各种问题,以达到预期的教学目标。由于反馈的是教学过程中存在的问题,故称此方法为负反馈教学法。负反馈教学法包括以下4个主要方面。
1) 教学内容单元化组织。
按程序设计方法演进发展的自然顺序及C++实际编程能力形成的3个关键期,即结构化程序设计模块程序设计面向对象程序设计,将C++教学内容组织为3个单元,有利于教学的组织、实施、考核,有利于教学效果的巩固和教学质量的提高。
2) 用“范例”组织课堂教学,贯彻“发现式”教学思想,注重学生创新素质和优秀人才的培养。
范例教学法由教育学家瓦根舍因(M.Wagenshein)提出,教师通过范例辅助学生理解、掌握知识和原理,其目的是让学生能够独立地获得判断能力、推理能力、认识能力和继续学习的能力。以往,程序设计课程教学通常以一门具体语言为主线,围绕语法知识展开。而实质上,设计程序是为了解决实际问题,是一种缜密思维方式、创新素质和综合能力的培养,要使学生对程序设计有兴趣,必须使他们亲自感受并体验程序设计的无限魅力。为此,我们改用范例组织本课程的课堂教学。在多媒体教学设备和真实编程环境的支持下,课堂教学以程序(范例)为主线。所选范例程序具有典型性、综合性和可扩展性,涉及基本语法、基本算法和基本调试技术。范例程序的讲解首先符合“现象发现问题分析问题解决问题验证”的探索过程,使学生掌握基本语法、算法及应用;其次,通过对范例程序的启发式扩展,揭示程序由小到大、由简单到复杂直到实用的过程,激发学生的探索热情和兴趣,使学生掌握知识间的联系和编程的工程化思想,获得实际编程能力。
3) 采集教学负反馈信息,做好分类、分析和讲评,注重学生整体水平。
按负反馈教学法要求,任课教师做好作业和实验报告抽样批改、单元测验的全样批改,重视实验指导和答疑。在获取足够的负反馈信息后,任课教师及时做好问题的分类、分析和讲评,以保证学生整体水平的提高。
4) 根据大班教学特点,推进强同步教学策略,确保整体效果。
大班教学成功的关键在于保持教学的师生同步状态。负反馈教学法的师生同步措施有:授课、作业、实验、讲评和测验。其中,作业与实验报告同步效果欠佳,其原因是大班教学学生抄袭现象较为普遍,因此,作业与实验报告为弱同步措施;授课、讲评与测验同步效果较好,为强同步措施。为使大班教学取得较好的效果,采用强同步措施是必要的。我们在每个单元结束时安排一次测验,以实现师生的强同步,及时取得真实的负反馈信息。
由于采用负反馈教学法,所以课堂教学可以突出重点和难点,而将易于自学的内容只做要求不做讲解,这样,一方面解决了课时少与内容多、难点多的矛盾,另一方面也提高了学生的自学能力和自我解决问题的能力。
3.2强化实践教学,注重培养学生的实际编程能力和创新能力[1-3]
C++课程难点多、综合性,主要涉及基本语法、基本算法、基本操作及综合应用等方面内容。
实验是本课程至关重要的环节,学生只有通过实验才能检验自己是否真正掌握和运用该语言:通过上机调试程序,会发现很多想不到的问题;通过解决这些问题,可以加深对语言和算法的理解、提高程序调试能力、实际编程能力和创新能力。为此,本课程设有课内实验和课程设计实践教学环节。
1) 课内实验注重培养学生基本调试能力和基本编程能力。
基本调试能力是学生通过深入学习取得实际编程能力的前提,常被人忽视。因此,我们根据教学内容编写了一套以调试技术、基本语法、基本算法、综合编程为核心内容的同步实验指导,共拟定了17个实验,每个实验通常包括调试题、编程题和选做题,可供不同层次的学生选用。
2) 课程设计注重培养学生综合编程能力。
C++课程设计以综合性程序设计训练为主,选题具有典型性、综合性和示范性,突出难点及其实用价值,使学生体会到难点不难,而且感到难点在实际编程中非常有用。学生通过训练进一步巩固和掌握基本语法、基本算法和基本调试技术,养成良好程序设计风格(模块化、结构化)和严谨的科学作风,初步形成软件工程化思想,并具有一定的程序组织能力。
C++课程设计的内容包括基本算法和数据结构的综合运用。其中,基本算法涉及穷举、迭代、递推、递归、排序和查找等,数据结构涉及数组、结构、指针、动态内存分配、单向链表、类、文件等。
3) 强化实践教学辅导和考核,确保实践教学质量。
实践环节实行教师辅导、答疑和考核。课内实验实践环节主要涉及预习情况检查、辅导情况记录、实验报告批阅和典型问题讲评,课程设计实践环节主要涉及预习情况检查、辅导情况记录、联机考核和课程设计报告批阅。对于课程设计考核,每位学生的联机考核时间约5~10分钟,考核内容包括讲解和演示自编程序,回答老师提问(3~5个)。通过采取上述措施,实践教学质量得到充分保障。
4) 及时总结和推广实践教学经验。
根据教师多年的实际编程经验和教学经验,编印典型问题和综合问题编程专题,供学生课外阅读参考,便于学生突破难点,融会贯通,体验综合编程的乐趣,培养他们分析和解决问题的能力。
3.3积极开展教学内容研究,及时更新教学内容
根据程序设计课程本身发展快、更新快、综合性强、存在问题多的特点,针对同类教材中普遍存在的问题和不足,积极开展教学内容的研究,确保教学内容的正确性和系统性,确保将重点难点内容讲清讲透,先后发表教学内容研究论文20多篇。代表性论文有:C++运算符重载教学和编程中易被忽视的问题、C++语言引用型变量的实现机制浅析、C/C++语言可变参数函数的参数传递机制剖析、C/C++中数组与指针的关系、C++中二维数组与指针关系的深入剖析、C++迭代器机制剖析、C++标准模板库与代码重用。
4C++教材建设成果
教研组根据对国内外流行C++教材的研究分析和试用,结合我校非计算机专业计算机基础教学改革、计算机专业教学改革和课程建设的实际,积极稳妥地开展体现负反馈教学特色的系列教材的编写和出版工作。
2005年2月,教研组自编教材《Visual C++程序设计习题、实验与编程实践》由华东理工大学出版社出版,同年12月第二次印刷,累计印刷3次,得到了社会读者的认同。2005年10月,我校C++课程获江苏省高等学校精品教材立项建设,在清华大学出版社的支持下,于2007年2月主编出版教材《C++程序设计实践教程》(含教学课件),累计印刷3次;在高等教育出版社的支持下,于2007年11月主编出版教材《C++程序设计教程》(含教学课件)和《C++程序设计实验与编程实践》。
教材的配套建设充分发挥了教材的作用,满足了我校教学需要。其中,《C++程序设计教程》和《C++程序设计实验与编程实践》主要用于我校计算机专业教学,《C++程序设计实践教程》和《Visual C++程序设计习题、实验与编程实践》主要用于我校非计算机专业教学。
下面简要介绍教研组近年主编出版的C++课程系列教材的特点。
4.1 《C++程序设计教程》及其配套教材[4-5]
1) 内容组织结构合理,层次分明。教材按程序设计方法演进发展的自然顺序及C++实际编程能力形成的三个关键期,将C++教学内容分为三大单元,即结构化程序设计(1~4章)模块化程序设计(5~9章)面向对象程序设计(10~14章)。内容组织由浅入深,循序渐进,符合读者的认识规律和编程能力的形成规律,便于教学的组织、实施和考核,利于教学效果的巩固和教学质量的提高。
2) 紧跟标准,内容求新。本书介绍的是标准C++,符合ANSI/ISO C++标准(包括1998第一版和2003第二版),引导读者按C++标准编写程序。本书对以往教材中带有一定普遍性的问题如“指针就是地址,地址就是指针”等进行了澄清和纠正。
3) 不避难点,力求突破。许多有一定基础的读者学习程序设计半途而废的重要原因之一是未能突破实际编程中的难点问题,这与不少主流教材以各种理由极力回避难点有密切的关系。本书针对教学和实际编程中的难点(如递归、指针、动态内存分配、虚函数等),精挑多选范例程序,想方设法讲清讲透,力求使读者突破难点,学以致用,不致半途而废。
4) 范例程序,精心设计。程序是语法、算法、思想和方法有机结合的载体,是计算机解决实际问题的钥匙,学习程序设计离不开程序。书中大量的范例程序是经过作者精心挑选和精心设计的,表达准确、简练,书写规范,示范性强。
配套教材《C++程序设计实验与编程实践》分三部分:
1) 实验指导。实验与课堂教学同步进行,是本课程至关重要的环节。共20个实验,每个实验通常包括调试题、编程题和选做题,供不同层次读者选用。
2) 典型问题和综合问题编程。列举实际编程中提炼的典型和综合问题的编程范例,突出难点及其实用价值,使读者体会到难点不难,难点在实际编程中非常有用。所列范例程序涉及程序的结构化书写格式、程序由小到大、由简单到复杂直到实用的过程。
3)Visual C++ 6.0程序调试技术。这部分内容帮助读者熟练掌握主流的C++开发环境Visual C++ 6.0的程序调试技术,使他们具备主动上机调试程序的能力。
4.3 《C++程序设计实践教程》[6]
1) 内容组织原则与4.2一致。
2) 内容取舍上,根据阅读对象为高校理工类专业的一年级新生的实际,注重基础和系统,兼顾提高。内容包括:结构化程序设计基础(C++概述、数据类型、运算符、表达式、简单的输入输出、算法及其表示、流程控制)、模块化程序设计(函数、编译预处理、数组、结构体、共用体、枚举类型、指针和引用)和面向对象程序设计(类、对象、继承、派生、友元、虚函数、运算符重载、I/O流类库、模板、异常处理、命名空间等)。
3) 编写思路上,通过以基本语法和基本算法为主线的典型、综合范例程序,适时阐述有关程序设计的思想、方法和技巧,将C++语法、基本算法和程序设计方法有机结合起来,理论联系实际,注重学生实际编程能力培养。
4) 内容阐述上,注重概念准确、由浅入深、循序渐进、图文并茂、简明扼要、举一反三、用例精练,便于教学和自学。范例程序表达简洁,书写规范,示范性强。
5) 难点处理上,不回避教学和实际编程中的难点,并适时提出扩展性问题,激发学生的探索热情和兴趣,利于创新人才培养。
6) 内容的更新上,及时反映C++程序设计课程的教学研究成果,对以往教材中带有一定普遍性的问题如“引用型变量不占内存”等进行了澄清和纠正。
7) 配套的教学资源上,丰富、实用,包括实验与编程指导、学习指导、课程设计指导、电子教案、试卷库和课程网站等。
8) 教学的试点上,校内试用多年,几经调整,起点低,教学效果好。
4.4 《Visual C++程序设计习题、实验与编程实践》[7]
1) 学习指导。根据非计算机专业计算机等级考试要求,按章编排了相应具有较强启发性的典型例题和习题。为取得较好学习效果,按C++实际编程能力形成的三个关键期,共设置了三个单元测验。单元测验的内容突出重点和难点以及综合运用,目的是及时发现并解决教学中存在的问题。
2) 实验指导。共有17个实验,每个实验包含调试技术介绍、程序调试题、程序设计题和选做题,注重培养学生的编程能力和调试能力,强化其实际编程能力训练,激发其编程兴趣。
3) 典型问题和综合问题编程。共8个专题,便于学生突破难点,融会贯通,体验综合编程的乐趣,培养他们分析和解决问题的能力。
4) 二级考试模拟试卷。
5)VC++ 6.0程序调试技术,包括使用VC++ 6.0 IDE编写和调试程序的方法和技巧。
5结语
十多年来,教研组围绕C++课程,潜心教学、研究、建设和积累,形成了颇具特色的负反馈教学法,发表相关教学论文20多篇,出版教材4部,建成1门省级精品课程(《Visual C++程序设计》)、1部省级精品教材(《C++程序设计教程》)和1个校级优秀教学团队,取得中国交通教育研究会2007-2009年度优秀成果一等奖(《C++程序设计实践教程》)1项,获得第十届“挑战杯”全国大学生课外科技作品竞赛全国二等奖等5项省级以上奖励。
精品教材建设是一个长期过程,我们将继续沿着自底向上的建设路径,及时总结C++教材建设的经验,认真做好特色系列教材的编写、重印、修订、再版和配套建设,进一步提升教材建设的层次,不断扩大C++教材在校内、省内和国内的受益面。
参考文献:
[1] 陈建平,刘维富,王春明,等. Visual C++程序设计课程建设研究与实践[J]. 计算机教育,2007(12):18-20.
[2] 刘维富,陈建平,王春明,等. 浅谈“C++程序设计”课程的建设与实践[C]//大学计算机课程报告论坛组委会. 大学计算机课程报告论坛论文集2006. 北京:高等教育出版社,2007:92-97.
[3] 顾晖,刘维富,管致锦,等. 负反馈教学法的原理与实践[J]. 电气电子教学学报,2004(4):102-104.
[4] 陈建平,刘维富,葛建芳. C++程序设计教程[M]. 北京:高等教育出版社,2007:前言.
[5] 刘维富,葛建芳. C++程序设计实验与编程实践[M]. 北京:高等教育出版社,2007:前言
[6] 刘维富,陈建平,葛建芳,等. C++程序设计实践教程[M]. 北京:清华大学出版社,2007:前言.
[7] 刘维富,丁卫平,沈学华,等. Visual C++程序设计习题、实验与编程实践[M]. 上海:华东理工大学出版社,2005:前言.
C++ Programming Course Research and Textbook Construction
LIU Wei-fu, CHEN Jian-ping, WANG Chun-ming, GE Jian-fang, QIU Jian-lin, GU Hui
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。
2引导学生主动建构数学知识
小学生学习数学是在教师的启发引导下,接受前人已有数学知识的过程,在这个过程中必须有学生自己积极主动的建构活动。由于学生处于身心发展阶段,教师的启发引导不仅是必须的,而且是必要的。因此,在新的教育思想指导下,寻找教师对学生数学学习的指导与学生自主探究之间的平衡,把握好教师对学生数学学习的引领,是一个重要的方面。教师要提供整理方法和程序的具体示范,指导和帮助学生学会整理知识,促进学生知识学习的结构化。
例如,在复习平面图形的面积计算时,教师让学生说说都会计算哪些平面图形的面积。他们说了长方形、正方形、平行四边形、三角形、梯形、圆形等,回答杂乱无序。教师按一定顺序板书在黑板上,然后在复习每一种图形的面积计算公式推导的过程中,用箭头将有关联的图形连在一起,形成一个非常清楚的网络图来展现知识点之间的内在联系。在复习的过程中,可以适当提问,注意发现学生的错误认识,并及时纠正。教师的板书,潜移默化地教给学生整理复习的方法,理清思路,促进和优化相关知识的建构。
3改进教学评价,进行有效评价
教学中教师要重视评价的作用,这里的评价,既有教师与学生的自我评价,也有教师对学生、学生对学生、学生对教师的评价。师生通过自我评价,反思自己的不足并纠正错误;通过相互评价,发现并肯定对方的优势,形成评价与教学相互促进的良性机制。需要指出的是,进行教学反思,写教学故事是一种很好的评价形式。它不同于纯理论、思辨式的教学论文,是教师对所经历过的教学活动的一种回忆、刻画、描述,教师可以通过这种文本记录发现课堂教学的脉络,更快地形成自己独有的教学风格。而且通过教师之间的互评,可以凸显被教师习惯化的环节,有助于教师对教学活动进行理性、深刻地反思,形成客观的评价,促进教师的专业成长。另外,教师要组织好学生的课堂反馈,从学生的思维、语言特点出发,写出他们评价背后对课堂教学的期待,以学生的所想、所思作为自己的所忧、所虑,反思教学过程中预设与生成之间的矛盾,这样才能不断改进和提升小学数学课堂教学的有效性。
关键词:数据结构;精品课程;课程规划
中图分类号:G642
文献标识码:B
烟台大学“数据结构”课程组在多年的教学实践中踏踏实实地做了许多有益的工作,取得了一定的成绩。课程组承担的“‘数据结构’课程的教学改革创新与实践”课题,获得了2004年烟台大学优秀教学成果一等奖,并获得2005年山东省优秀教学成果二等奖;“数据结构”课程在2002年被烟台大学评为首批校级优秀课,并于2004年被山东省教育厅评为烟台大学首批三门省级精品课之一;2007年又被烟台大学作为学校唯一一门推荐课程参加国家精品课的评选。在精品课程的建设过程中,我们有如下一些体会。
1学校各级各部门高度重视
各级领导高度重视和支持是精品课程建设的关键。在一系列相关文件的基础上,早在2004年学校又出台了《烟台大学关于开展精品课程建设工作实施意见》。在此基础上,制订了国家、省、校、院(系)四级精品课程十年建设规划,积极组织精品课程建设立项,全面推进精品课程建设工作,以精品课程建设全面带动课程建设,推进教学改革,为本科教学提供高水平的课程教学平台。
根据精品课程建设规划,学校有计划、有目标、分阶段、分层次地开展精品课程建设工作,形成并执行了行之有效的政策和措施。学校对各级精品课程建设项目实行目标管理,定期聘请专家评估。精品课程重点建设项目实行激励滚动机制。学校投入大量的专项经费,支持精品课程建设特别是精品课的网络建设、网络维护与资源共享。此外学校在职称评聘、岗位津贴等各个方面也向精品课教师做出倾斜,学校的这一系列相关政策,充分调动了教师参加精品课建设的积极性。
2抓住切入点及早规划
“数据结构”是计算机科学专业的一门核心课程,在80年代初,“数据结构”课程才逐步在国内高校计算机专业开设,并成为国内计算机专业教学计划中的核心课程。ACM/IEEE CC-2004仍将“数据结构”课程列为核心课程之首,“数据结构”愈显出其在计算机学科中的重要地位。正是在这样的背景下,在学校的支持下计算机系把“数据结构”课程确立为计算机专业的重点课程之一,并有计划、有目的的给予重点扶持。
“数据结构”课程在我校的发展沿革可以分为以下几个阶段:
学习、初创阶段:烟台大学是一所80年代在清华大学、北京大学的支援下新创建的地方性综合大学,1984年开始招生。“数据结构”是烟台大学计算机系成立伊始即开设的课程。当时计算机专业的核心主干课程都由清华大学的骨干教师担任。在此期间,烟台大学计算机系就有目的选择了具有敬业精神、教学效果优良的本系几位年轻教师组成了“数据结构”课程组,全面接受清华老师的帮助,接受他们的教学新理念、好经验和好方法。
初始发展阶段:1990年清华援建老师返回清华后,“数据结构”课的全面教学由烟台大学教师担任。由于学习、初创阶段的良好基础,这一阶段基本上形成了我校“数据结构”的课程体系结构,从教学大纲的制定、教学内容和实验内容的确定等一系列教学环节上都认真严格按照计算机人才培养的高标准要求。
初级提高阶段:1999年学校提出了百门优秀课建设规划,“数据结构”课程进入了一个全面建设和提高的阶段。首先从教师队伍建设着手,一方面派教师出去攻读博士学位,另一方面吸取教学认真、效果好的老师进入到课程组,进一步充实课程组教师队伍。其次从教材建设和实验体系结构等方面做了精心的准备,并把课程建设的目标定位在:2002年达到校优秀。在此阶段,课程组进行了一系列教学内容和教学法的研究,发表了多篇课程教改论文,取得了优异的成绩,实现了2002年达到校优秀课程的目标。
提高阶段:随着“数据结构”的发展,算法在“数据结构”中的重要作用越来越被人们认识。为了把算法与数据结构紧密联系,2004年课程组教师在多年使用的教材和讲义的基础上编写了系列教材(《算法与数据结构》、《算法与数据结构实验与习题》、《算法与数据结构考研试题精析》)3部,2004年9月由机械工业出版社出版。教材把算法放在了“数据结构”教学中的重要位置。该系列教材覆盖了从课堂授课、课后复习和练习到考研复习材料等多个方面,满足了我校“数据结构”课程的各层次学生的需要,因此2005年至今开始采用自编教材。
从1984年至2003年,采用课堂讲授和实习相结合的方式,实习时间为16个机时。从2004年开始,增加了“数据结构”课程设计,学时为24学时。在授课学期结束后采用集中的形式用一周的时间让学生设计一个综合性的数据结构设计题,通过此环节让学生对数据结构的应用有了更为深刻和良好的理解,效果较为显著。从2002年开始,制作电子教案,采用多媒体教学方式教学,并在每一轮授课过程中进行更新,确保在课件中体现新的技术和理论。从2004年开始,使用自编教材配备的多媒体课件。同时在学校多方帮助下建立了“数据结构”教学网站,网址为,将课程的教学大纲、教案、习题、网络课程、网络课件、考研试题等教学资料上网开放,实现优质教学资源共享。同时设立了网上答疑系统,为学生自主学习、个性化学习提供了方便的平台。
2006年,在学校各级单位的支持下,64学时的全程教学录像工作完毕,并且全部都挂到网上,实现了教学资源的全方位共享。
这一阶段又吸收更加年轻的教师进入课程组,使教学队伍进一步壮大和年轻化。
通过各阶段不断的改革和建设努力,课程组取得了显著的成绩。“‘数据结构’课程的教学改革创新与实践”获得2004年烟台大学优秀教学成果一等奖,并获得2005年山东省优秀教学成果二等奖。在此期间,课程负责人被评为“数据结构”课程群首席教师。2004年“数据结构”课程被评为我校首届山东省精品课立项课程,2007年该课程被推荐参评国家级精品课立项。
纵观“数据结构”课程在烟台大学的发展历程,可以明显的看到正是由于首先选好了切入点并及早做好长期规划,课程组有计划地从一开始就得到了名校高水平教师的传、帮、带,课程组基本功扎实,师资队伍力量雄厚,为课程改革和建设的进一步发展和提高奠定了坚实的基础。
3重点抓好课程教学内容的改革
“数据结构”课程一直是计算机科学与技术专业的一门理论性和实践性并重的核心课程。课程的目标是使学生掌握数据的基本的逻辑结构和存储结构、一些典型的数据结构算法及程序设计方法和技巧,要求学会分析数据对象特征,掌握数据组织方法和计算机的表示方法,为数据选择适当的逻辑结构、存储结构以及相应的处理算法;要求具备算法分析的基本技术和能力,并培养良好的程序设计风格,掌握开发复杂、高效程序的技能。课程组主要从课程内容体系结构、教学内容组织方式和实践性教学的设计等几个方面进行了重点建设。
根据课程的重点(如线性表、二叉树、排序等)和课程的难点(如图、集合等),课程组提出了相应的解决办法:采用多媒体授课的方法,将算法思想通过CAI课件进行动态的演示,使学生通过直观的认识掌握抽象的理论。坚持理论联系实际,观察分析实例,让学生通过各章的基本实验理解抽象数据类型的概念,在此基础上设计复杂的程序,培养学生的学习兴趣和实践动手能力,从而激发创造力和想象力,从实践中理解并掌握本课程的重点与难点。课程组进一步提出了“以理论学习为主线,以课程实验、项目设计为补充”的数据结构课程体系的构建方案,让学生学会如何把书上学到的知识用于解决实际问题,培养软件工作所需要的动手能力。为了便于学生掌握基本知识,实践活动通过两个环节来实现,第一个环节为课程实验(16机时),较偏重于对课程内容的理解,实验题目与章节内容相呼应,随课堂授课内容分散在整个学期进行。第二个环节为课程设计实习,用集中的一周时间(24学时)进行。课程设计是进行软件设计的综合训练的第一门课,包括问题分析、总体结构设计、用户界面设计、程序设计基本技能和技巧,以至一整套软件工作规范的训练和科学作风的培养。课程设计规定若干难度较大的题目,学生可在这些题目中任选一题或两题完成。
通过实验实践内容的训练,提高了学生组织数据和编写较大型程序的能力;更好地理解和掌握了算法设计所需的技术,为整个专业学习打下了良好的基础。课程设计课从设立以来,受到了学生的普遍欢迎,学生普遍反映通过课程设计才更加真正了解了数据结构,对课程期末考试的算法设计题目也更加胸中有数。
4积极创造良好的教学条件
学校和院系各级部门为本课程提供了大力支持,从教材、配套实验教材、实验设备以及实践性教学环境和网络教学环境等各方面都为课程建设提供了良好的条件。
本课程在教材的选择上,一直选用获国家级优秀教材奖的教材。对于应用型高等学校,教材的应用性和实践性尤为重要。本着有利于培养学生获取知识的能力、运用知识的能力和科学创新能力的原则,课程组根据多年教学经验的总结和教学实际编写了“数据结构”系列教材三部。其中的《算法与数据结构(C语言版)》在每章最后都单独增加一节算法设计举例,这个内容实际上把本章进行了一个高度的概括,使得学生能够从更高层次理解本章的内容。三部教材是课题组多年教学研究结果的结晶,在教材教学的内容安排及顺序以及所选的例子等方面都做了精心的安排,覆盖了从课堂理论授课和学习、课后练习和作业、实验课到考研复习材料等有关教学的各个方面,把理论学习和实践环节融为一体,满足了我校“数据结构”课程各层次学生的需要。通过三年的教学实践和考研成绩的检验,证明我们所编写教材的科学性。通过不断的教学实践,课程组教师对所编教材多次开会进行研究,对教材中出现的疏漏之处进行了修订,到目前为止教材均已重印多次,并于2008年出版了第一部教材的第二版。
实验环节采用自编教材《数据结构实验与习题》,该教材详细列出了具体的实验要求和内容,使学生充分了解每次课的实验目的和步骤,消除了学生实验的盲目性,使学生有预习和编写静态代码的时间,增强了知识的系统性。同时将每次的实验内容上网,在实验结束后将程序代码放到网上供学生参考。经过各学期的教学检验表明教学效果良好。
实践教学一直在我校的实验中心机房进行,做到了人手一台机器,指导实验采取教师加实验员加学生小教员相结合的方法,尽最大程度保证指导的时间和质量。2005年计算机学院创建了本院的开放性实验室,该课程的实验采取了在开放性实验室进行的方法,提高了实验的效果和质量。
网络建设方面,在学校、学院和网络中心的大力支持下,课程的网络建设有了一定的成效。课程网络主页的内容十分丰富,包含了教学文件、教学系统、辅助教学系统、考研辅导、远程教学系统等不同的模块。目前课程的全程教学录像也已经上网,学生可以随时在线或者下载收看学习。该课程网站的访问点击率已经达到近16万人次。经常有不少兄弟院校的教师或学生通过不同的渠道向课程组教师索取相应资料并进行探讨。该课程网络主页在学校服务器无故障的情况下全天24小时对校内外开放。这些网络资源对增加学生学习的主动性和实现个性化学习起到了非常重要的作用。
课程组同时还创造条件让学生进行各种实践活动。计算机学院与大型企业东方电子集团公司合作建立了“东方电子实习基地”,通过在基地的参观和实习,使学生学到了很多在课本上学不到的东西。尽管或许和课程内容看上去没有什么直接的联系,但通过参观学习开拓了他们的视野,丰富了他们的想象,进一步激发了他们的学习兴趣。
5充分应用多种教学方法和教学手段
在教学方法上:从传统的粉笔+黑板模式为主过渡到“计算机+大屏幕”为主的授课模式。授课的电子教案开始时使用以静态文字为主的Powerpoint幻灯片方式提供,现在采用以动态算法演示为主的CAI和多媒体课件;对于一些重点和难点算法用形象的动画在屏幕上展示这些抽象算法的执行过程,辅之以板书交流,大大增加了从教师到学生传递的信息量和信息种类,有助于建立从感性到理性的深入理解与掌握。
在教学手段上:通过研制和引入课程辅助教学软件CAI,融入新的教学理念。通过采用模拟方法、单步显示、自动演示多种方式,突出实质观察算法实现过程。在CAI个性、针对性和交互性的基础上,渗透模块化、抽象和信息隐蔽等新观点、新技术,使教师在讲课中可以对内容进行重新组合,为教师教学的个性化发挥提供基础。课件和CAI教学已在我校5届学生的教学中应用,课件作为远程教育的教学工具,便于学生课后的学习和答疑,使授课过程突出重点,发挥传统教学与多媒体教学的能力优势,提高了教学质量、效率与效果。
此外课程组还开发了计算机辅助教学系统――基于Internet的数据结构试题库系统。根据教学的需要,自主开发和建设了标准化试题库,将多年搜集的各个高校的考试试题和考研试题加入到该系统之中。该系统可以根据教师的需要,进行随机抽题或手工选题,能够生成完整的试卷和试卷答案。
教学辅导方式上:从传统的辅导老师面对面的辅导教学逐步过渡到教师辅导与通过校园网进行实时联网辅导相结合的方式。答疑系统开通后,收到了很好的效果,在同学中的影响也很大,现在许多同学都将自己的疑问提交到网上,教师基本上都能在第一时间给出问题的解答。网上答疑也是精品课建设的一个重点,让同学们将自己在学习过程中遇到的一些疑难问题提交到答疑系统,教师统一作出回答。开通答疑系统有三个好处:消除学生提问时的恐惧心理;避免重复回答;不受时间地点限制。
目前,学校已经投入专项资金建立起了Blackboard教学平台,学校将分期分批地把学校各级各类精品课和优秀课接入到该教学平台上,以实现真正意义上的网络教学和优秀教学资源的共享。”数据结构”课程将被首批接入到网络教学平台,课程组将很快在该平台上创建在线课程,并将使用该平台和学生开展在线讨论。该教学平台的使用必将为课程建设水平的提高提供强有力的支持。
6教学法研究常抓不懈
为了更好地贯彻国家信息技术教育的课程改革,一年中加强了信息技术教师教研活动的组织、研究和交流,认真搞好教学研究、教学指导、教学管理和教材建设。每两周进行一次教研活动,同时加强教研活动的组织管理,认真制定了教研工作制度,并组织教师拟定教研计划,活动方案,每次教研活动都有详细的出勤记录、活动纪要。
二、以课堂教学为抓手,提高课堂效率。
认真学习新课程标准,深刻领会其精神,以新课程改革的指导思想和基本理论指导本学科的教学实践。通过开展集体备课、互相听课、交流体会,说课等活动,让教师在活动中用理论指导教学,锤炼自身业务能力,促进了教师观念的更新和素质的提高。
(1)本学期继续以骨干教师上示范课,新教师上练兵课为主,从教学目标、教材内容、教学方法入手,优化教学过程,改进教学方法,将教学研究一步步引向深入。大家相互学习,取长补短,共同提高,切实提高了信息技术教师的业务水平。
(2)为了做好参加市信息技术教师三项基本功比赛的准备工作,我们首先在本校进行了教师三项基本功比赛。推荐一位教师参加,比赛内容主要是评课、说课、软件使用,利用教研活动的时间分三个阶段进行,并同时请专家、教师共同评比,最后评出最优秀的教师参加市比赛。
(3)组织教师开展教学理论和实践的研究活动,积极鼓励教师把平时积累的教学经验及时总结,撰写教学论文,分别参加了“市中小学信息技术教学设计论文评比活动”。共收到教学设计论文18篇,选出7篇优秀教学设计论文送市参赛。同时在今年12月19日组织教师参加了“首届全国中小学网络主题探究活动暨全国中小学教育特色网站展评”研讨会,共有五名教师的论文获奖。
(4)为了提高教师对信息技术学科教材的把握能力,加强信息技术与学科整合途径的研究,共同探讨信息技术学科的课堂教学模式,组织教师利用业余时间分别参加《信息科技》和社《中小学生学电脑》教材的编写工作,目前编写工作已基本完成。
(5)为了做好参加“第六届全国多媒体计算机辅助教学(课程整合)观摩活动”的准备工作,组织教师利用“五一”期间加班加点赶制课件,并根据教学实际进行了一次次的修改,放弃了与家人团聚的时光。在比赛期间,不辞辛劳地奔波于各个比赛点,安装课件,调试服务器,尽最大限度的排除可能发生的问题,使参赛的四堂课都能顺利的完成,并取得了令人欣慰的成绩。
(6)以科研为先导,积极鼓励教师尝试信息技术与课程整合的实践活动,参于省级课题《信息技术在教学应用中的形态研究》的研究,积极主动参与教育教学改革。充分利用现代信息技术手段,制作大量的教学软件,并将研究成果进行加工整理,以web形式展示在“教育信息网”上。
三、加强校园网建设,创建丰富的校园文化。
建设校园网络,创建丰富多彩的校园网络文化对于转变教育思想和观念,促进教学内容、教学方法、教学结构和教学模式的改革,加快建设教育手段和管理手段的现代化起着决定性作用,因此加强校园网的建设、维护和管理工作势在必行。
(1)组织教师认真学习《市教育信息化“十五”规划要求》,使每一位教师明确今后工作的指导思想、目标和任务。
(2)网络瞬息万变,新知识、新问题层出不穷。为了让教师了解网络的最新动态,掌握网络的最新技术,组织全区网管人员利用暑假进行了为期六天的网管员培训,主要络管理的基本知识和操作技巧,为校园网高效、有序的运行提供了有力的保障。
(3)加强校园网资源库的建设,组织教师整理、开发教育教学资源。充分发挥网络优势,通过购置、研发、共建等方式,迅速丰富网络资源,并将上传至“西河中学网”,为各校全面地收集和使用教学资源创造了良好的条件。
(4)坚持“寓教于乐”,以全心全意为学生、教师、家长服务的宗旨,坚持“没有最好,只有更好”的原则,继续做好“西河中学网”站的更新和维护工作,不断丰富网站的内容,还不定期进行改版,以保持网站的吸引力,保证高效、快捷、安全、畅通,让星星网真正成为孩子们的乐园,家长的百宝箱,教师的好帮手。
(5)为了迎接市领导对我校信息化实验学校的评估验收,,对学校进行自查。查看相关的材料,实地查看校园网建设及使用情况,进行相互交流学习,发现问题及时反馈,并组织教师加班加点进行改进。先后组织教师到各楼房进行安装设备、调试服务器、制作学校网页,使学校顺利地通过了市信息化教育实验学校的验收工作,并受到了专家的高度肯定。
四、搭建信息的舞台,走进多彩的世界。
以促进学生生动、主动地学习为主攻方向,强调从多角度看学生,鼓励学生的个性发展,促使每个学生都得到发展,因此本学期开展了以下活动:
(1)为培养学生的创新精神和实践能力,今年暑假组织学生参加各种交流活动。并将收集的信息以web形式。从中使学生开拓了眼界,增长了知识,学会了本领,同时培养了学生对计算机知识和应用的浓厚兴趣,提高了学生获取信息,处理信息的能力。孩子们在亲身参与中,展示了才华,体验了成功。
(2)为了适应飞速发展的信息时代的要求,丰富学生的暑假生活,拓展其学习的途径和空间,以互联网为媒介,根据自己的爱好、特长制作个人主页,并上传至“星星网”。使学生成为运用信息技术,获取、处理、运用信息的现代化的人,迈开了成功的一步。
(3)走出教室,走向实践,于10月1日开展了“‘祖国—生日快乐’数码大行动”,使学生充分利用intel公司提供的数码设备,当一回小记者,上街采集国庆欢庆的场景,并将其进行加工处理制作网页在互联网,从而最大限度地发挥intel培训基地的功能,让学生在掌握更多的先进技术的同时,增加对社会的责任感,使培训基地真正成为学生学习计算机的乐园。