時間:2023-04-26 15:38:22
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇程序設計教學論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
作為語言程序設計領域的前沿軟件,VB的發展歷史已經很久,相關的技術也比較成熟,由于其簡單易學、功能強大、應用廣泛,因此在很多職業院校都開設了這門課程,我校也在計算機信息與管理、計算機網絡技術以及電子商務等相關專業開設了這門課程。正是由于社會辦學力量的推動和“程序設計”職業的熱衷,現在會VB的人越來越多了,但是我們也應該看到,很多人都局限在“會VB”,而不能靈活的運用,不能用VB完成相應的程序設計,更談不上從事專業編程工作了。在這樣的情況下,作為高職教師的我們,在教學中怎樣才能夠吸引同學們努力主動的學習好VB,這是我們值得探討的問題。雖然我們學生的起點相對來說較低,但以后所從事的工作大多數也是以程序設計操作員為主的,因此筆者認為我們的主要教學目標,不僅是使學生熟悉VB的基本概念,而且還要能夠熟練的掌握一些程序設計的相關技巧和方法,有一定的程序編寫思維能力,并且在今后的教學中同學們能夠積極主動的探索和學習。為了達到這個目的,筆者認為以下幾個方面是我們在教學中值得開展的:
一、注重實例教學
對于一項操作性很強的工作,我們是不可以只講理論的,正如當我們學習游泳的時候,如果教練只是告訴我們每個動作的名稱但不告訴我們這些動作怎么完成,我們是不可能學會游泳的。那么我們在學習VB的過程中也必須結合大量的實例演示,讓同學們真正體會到VB的可視化設計和它的實用性。
在最初接觸這門課程的時候,我們必須先要詳細的介紹各個控件,只有知道每個控件各自的作用以及使用方法以后我們才可以在VB中創造我們自己的程序。在控件介紹和程序設計中我們必須通過實例的演示來讓學生在模仿中學會各個控件的使用和程序的編寫。特別是在程序的編寫方面,我們一定要有相關的實例來讓學生在感性上得到認識。比如在介紹IF……ELSE選擇控制語句的時候,如果我們只是講解單純的語句,學生聽起來覺得比較枯燥,但筆者首先給同學們演示一個通過用戶名和密碼的登錄界面,通過選擇控制語句來確定我們在文本框中輸入的條件是否為真做出判斷,如果為真就登錄到我們所需要的另一個界面,否則彈出一個提示信息框。在演示的過程中,同學們都表現出強烈的好奇心和學習的欲望,思維表現得非常活躍,因為他們覺得這些知識非常有用。在這個時候我們抓住這一特點,首先,講解實現這一程序的基本思路,提出實現思路所需要解決的問題。其次,在程序中講解新語句的使用方法,總結新語句的使用方法和注意事項。這樣的教學使學生很快了解了程序設計的整個過程,并有豁然開朗的感覺,從而產生濃厚的學習興趣。雖然這是一個簡單的編程應用,整個創作過程只用到了簡單的選擇控制語句,但通過此例的學習學生學會了選擇控制語句的使用以及如何設置選擇控制語句,同時也激發了同學們學習程序設計的興趣,從而創作出自己的程序。
目前市面上有很多關于VB的實例教材及各種參考書,但是都比較散而且內容也不是很詳細,所以在講解的時候筆者認為必須對實例進行慎重的選取和必要的修改,力求做到以下幾點:
1、程序結構嚴謹化
筆者所收集的程序除了強調程序的可靠性以外,還要特別強調程序的結構性,即使是一個簡單的實例,也需要做到程序結構的嚴謹化,使之符合大眾的思維,但也要突出自己的特點。比如在講FOR……NEXT等循環語句的時候,一般的都是利用從1累加到另一個固定的數值,來完成我們的循環講解,這樣的語句由于方法是完全一樣的,所以最后的效果也沒有什么吸引力可說。因此,筆者采用了另外一種方式,結合利用文本框輸入的方式,即在兩個文本框中可以輸入任何兩個數,使之從小的數值累加到另一個較大的數值,這樣程序的效果也就更具結構嚴謹的魅力,同學們的感受也就會完全不同。
2、步驟詳細化
因為同學們對新知識的接受,特別象程序設計這樣的知識結構,還是需要一定的過程,因此為了讓學生能夠順利的完成實例,從而在實踐中提高自己的能力,筆者認為對每一個實例的操作步驟都要詳細的板書出來,上機課或是在課余時間學生只要按照程序的操作步驟去做,就可以得到最終的效果,只有這樣同學們才能掌握程序設計的基本思想和相關步驟。
3、方法常規化
在講解的過程中,力求采用最簡單、最容易的方法完成每一個實例,盡量采用常規化的語句,避開一些不容易理解的概念、方法。比如,在利用文件操作對數據錄入以及把錄入的所有數據輸出時,我們可以避開利用Type語句定義自己的數據類型的使用,因為采用Type語句定義,有多少個字段,就會產生多少個相關的成員,在這種情況下同學們就很難想得到這個成員代表的是什么,它的作用是什么,這樣就把程序復雜化了,其實我們完全可以采用簡單的文本框來進行輸入,然后用Input函數輸出就輕松完成了。
二、注重培養學生的實際操作能力
還是以游泳為例,不管我們怎么看別人游泳,但自己卻不下水實踐,我們是永遠都學不會游泳的,那么我們在學習VB語言程序設計的過程中也必須不斷的練習、實踐。
筆者曾擔任了計算機網絡技術兩個班的該門課程的教學,為每周四學時,其中兩學時是筆者的理論講解課,兩學時是上機實踐操作課。由于學生的思想還不夠成熟,自我控制能力相對來說還是比較差,因此自覺性還不夠好,為了監督他們很好的學習、認真的實踐,筆者每次課都留一次作業,第一次就是完全按照筆者的課堂實例上機操作,以加強對本節課課程內容的理解并熟練這些操作技巧,這項作業是必須要上交的,并作為平時成績登記。因為這是這門課程中最基本的知識要點和教學要求,雖然學生不可能每個人都對這門課程有濃厚的興趣,不可能以后都有可能去從事專業的程序設計工作,但是作為計算機專業畢業的學生,筆者希望他們不管以后從事什么樣的職業,對于一些基本的程序設計思想以及常用的計算機軟件操作,至少都能夠體現出來。
在最后的綜合實訓、實踐中,筆者結合同學們所學的知識并引進一些課外的知識實例來彌補課本上沒有的相關內容。比如,我們利用VB做前臺界面的設計,盡量用到所學過的所有控件進行布局、設置,把它們結合起來使用,而用小型的Access數據庫做后臺數據管理來做一個學生成績管理系統,它具備一般的常用功能,即成績的添加、查詢、修改、刪除,用戶的管理等,雖然這個管理系統程序的設計比較簡單,但通過這樣一個小型的綜合實例,就更加讓同學們了解了VB語言程序設計的功能及特點。這是我們VB程序設計教學課程中不可缺少的一個重要環節,只有通過這樣的一個綜合實例,才能把同學們零散學到的知識全部的串聯起來,讓他們感覺到自己所學的知識終于有了一定的成果,他們自己也會感覺很有成就感,也會產生一種利用計算機解決實際問題的強烈愿望,在今后的學習中才能更加有信心和目標。
以上的兩個方面是筆者認為的主要教學方法。采用實例教學的一個重要目的實際上就是為了使課堂生動,提高學生的積極性、主動性。雖
然是實例教學,有很多有趣的程序及相關的小動畫,但是這樣的有趣如果久了,也并不能完全抓住學生的心,因為這些過程進行的場所都是在課堂,課堂生活不可避免的具有一定的單調性,這只是一個方面。另一方面是,筆者要求學生在完成自由獨立創作這一作業以后要相互交流經驗,這種交流我們一般都是在自己班內部進行的,次數多了大家就會覺得似乎還需要加入一些更新的內容,希望與其他班的同學一起探討學習。為了彌補課堂學習和班內交流的不足,筆者有時間就會將兩個班的學生聚集在一起,首先每個班選幾個優秀的作品演示給大家看,并向大家介紹創作的技巧和存在的問題,然后大家一起討論。最后筆者會結合最近的學習內容對設計進行一個總的評說。通過這些活動既可以提高學生的學習興趣,提高他們的專業技能。我們在教學中,實例的運用是提高教學效果的保障,在教學中,我們不防在講解本次課的內容之前,先演示本次課需要用到的實例,這樣既可以調動學生學習的積極性和主動性,也激發了他們的好奇性,這樣也就抓住了同學們“人在教室,心也在教室”。
總之,教學有法,教無定法,只要教學得法。程序設計教學的主要目標是為了使同學們了解編程的基本思想,培養分析問題、解決問題的基本能力。圍繞著這個目標,在保證同學們學習積極性的前提下,按照他們的認知規律組織教學,一切有效的教學方法都可以在我們的教學過程中加以運用,進而使綜合素質得到整體提高,這是VB程序設計課程教學的最終目標。
參考文獻
1 移動學習
移動學習(M-Learning)是借助移動互連技術,使用移動計算設備(智能手機、PDA、移動電話等)實現學習者隨時隨地進行不同目的、不同方式的學習[1]。移動的內涵包括:形式上是移動的,即學習者不再受時間、空間和有線網絡的限制,可以隨時隨地進行不同需求、不同方式的學習;學習環境是移動的,學習資源和學習者也是移動的;內容上是互動的,進行教學活動的雙方實時交流,教育信息、教育資源與教育服務依靠移動計算技術和互聯網技術實現雙向“移動”,教與學相互促進,才能更充分的體現移動學習的優越性;實現方式上是數字的,移動學習是基于無線移動設備進行的數字化學習,它是在數字化學習的基礎上發展起來的,是遠程學習發展的一個新階段[2] 。
現階段的移動學習受技術條件的制約,通常作為高校教學的一種輔助學習模式,主要應用于管理和為學習支持服務提供“交互”通道,學生和教師通過使用移動設備(如手機等)方便、靈活地實現交互式教學活動。高校移動學習的主要應用模式分為三大類:基于短信息的在線移動學習,基于連接的在線移動學習以及存儲移動學習模式[3]。基于短信息的在線移動學習具有使用費用低,設備普遍支持等優點,主要應用于通信數據少并且可用簡單文字描述的學習活動和學習服務,可用于向學習者發送課程安排、考試安排和考試成績等信息,提供指導、激勵和支持等作用。基于連接的在線移動學習和存儲移動學習,需要建設WAP站點,提供能夠支持移動設備訪問和下載的學習資源,著重選取能夠貼近學習者生活和工作同時又較為時尚和流行的主題作為學習內容。存儲移動學習和基于短信息的在線移動學習將是目前在高校中最切實可行的移動學習應用模式[4] [5]。
2 C語言程序設計課程特點
C語言作為當今最為流行的程序設計語言之一畢業論文范文,不僅是計算機專業的必修課,也是很多
非計算機專業的學習課程。隨著計算機的普及,學生運用計算機的能力越來越強,但計算機程序設計課程因其較復雜的語法、編程等知識,依然是眾多學生學習上的“攔路虎”。
C語言程序課程知識點瑣碎,概念繁多,理論不易掌握;概念抽象且復雜,包含的數據類型和運算符豐富,需預習與復習相結合才產生較好學習效果;對應的規則繁多且易混淆,使用較為靈活,容易出錯,使得學生容易產生畏難、厭倦情緒;理論與實驗教學學時分布不均衡,導致課堂教學中,對如何分析和解決問題講得不夠充分,學生編程思路不清楚;實驗過程中,不能將理論知識應用自如,在處理實際問題時往往不知從何入手,需要在平時教學中注意培養學生動手能力[6][7]。
C語言程序課程的這種特點,適合采用移動學習作為其輔助教學方式。針對C語言理論性強的特點,可以在課前課后發送定時短信,提示預習摘要求較高,不好的縮進格式影響其呈現效果,結構化風格使得程序占用篇幅往往較長等等,這些因素均會制約移動設備的可讀性。
3移動學習在課程教學中的應用
根據上述分析,設計移動學習方式如下:總體原則,以傳統教學方式為主,移動學習方式為輔,移動學習方式充當課堂教學的重要補充,能夠實現課堂知識的延伸,指導和激勵學生進行更深層次的學習和實踐。實現方式,主要采用基于短信息的在線移動學習方式,配合基于連接的移動學習空間、論壇,以及存儲移動學習資源建設。針對課堂教學,精心設計課前案例,提出驅動式問題,相關預習提示,課后設計相關重點回顧,知識點延伸,以短信形式發給學生,對于短信不能很好顯示的內容可以郵件形式發送給學生,或者放在相關網站上,以消息的形式提醒學生查收。軟硬件支持:考慮到學生普遍擁有設備的程度,將移動設備限定在普通移動手機,軟件使用中國移動飛信校園版(EFetion_campus)[10],可以支持PC端向移動手機的短信群發,通過飛信、群、語音、郵箱、空間等多種方式實現互聯網、移動網間的無縫互通畢業論文范文,還可以使用日程提醒,郵件提醒等功能打造個性化的學習指導。移動學習具體實現方式如圖1。
圖1 移動學習應用模式圖
3.1功能模塊介紹
移動學習做為一種輔助教學模式,能夠參與到C語言課堂教學的課前準備,課后輔導以及實驗指導等方面。
3.1.1短消息學習模塊
(1)課前預習提示。可將每節的學習目標、重點、難點發送給學生,也可發一典型程序,加驅動式問題,發送到郵箱里,同時設置郵件提醒功能。
(2)課堂內容回顧。對前面課程學習過的知識內容以短信形式發給學生,提醒其回顧。
(3)作業提示、階段測試。也可仿照上述短信設置方式,定時群發給所有的學生。
3.1.2移動學習空間或論壇
移動學習空間既可以方便學生在線瀏覽,也要努力適應基于連接的移動學習訪問,其資料下載模塊提供的學習資源,也要支持移動終端設備。移動學習論壇,實現學生自由交流空間。在移動學習論壇上定期設置討論專題,既可以是關于某個錯誤進行分析,也可以針對相關程序選題集思廣益,還可以是對當前教育進行探討等等。
(1)課堂內容延伸。可提供諸如:MSDN使用介紹,幫助學生自如設計C/C++程序等;CSDN論壇介紹,提供同資深程序員交流學習的平臺。
(2)常見錯誤提示分析。提供調試程序基本步驟,常見錯誤解讀及可能出錯原因。
(3)課程設計選題。設計相關程序選題,使其能夠體現課程各個階段的進度,并且具有一定的實用性,趣味性,能夠調動學生的學習積極性。
(4)測試空間。提供一些歷年試題,可以幫助學生鞏固理論學習。
(5)教育思考。定期對教學進行總結,尋求更好的教學方式,也可以一些高校精品課程網站鏈接。
(6)資料下載。課程內容的各種學習資源,如PPT課件、多媒體課件、部分課程的錄音、錄像等;有關課程的各種輔導資料,如各章節的知識要點、課程設計任務庫、程序設計案例庫、試題庫等都可以作為下載的資料。
3.2移動學習內容設計
在高校教育中,學生同時需要進行多門課程的學習,如果在針對某一門課程實施基于短信息的移動學習方式時,設計過多的短信內容,或者發送較多的次數,都將會給學生造成信息轟炸,帶來過重的信息負擔。配合C語言程序課堂教學,在課前課后發送兩條飛信,每次不超過5頁,對于無法以短信內容呈現的資源就發送到郵箱,同時以短信形式提醒學生注意查收。程序設計課程所涉及程序對格式要求較嚴格,一個程序案例通常占用較多篇幅,此時以郵件的方式發送較為合適,同時在相關論壇上設置討論專題,根據學生回答設置最佳答案,統計學生活躍度,作為平時成績參照。圖2為課前預習的飛信基本內容設計。
圖2 飛信基本內容設計
把課程內容按照“章-節-知識點”的層次模式進行組織,整理出每章每節的學習目標、重點、難點、學習指導、參考資料等內容畢業論文范文,并概要總結出每個知識點的核心內容和若干測試題目,學習者可以通過短信息隨時隨地自由學習、復習這些重要的知識點,并對學習的效果進行測試。設計短信內容時需考慮程序格式問題,屏幕顯示行數,盡量控制在8行*5屏=40行,每行8字以內,不要以圖片的形式發送(涉及彩信資費問題)。
另一方面,為課程的核心內容提供文檔、PPT課件、課程錄音、課程錄像等多種媒體格式、適合多種移動終端的學習資源,滿足學習者不同的學習需求和學習習慣。學習者只要把這些資源通過教學網站,下載到自己的移動終端上,當他們在教室外面、公共汽車上等地方時,都可以通過移動終端來瀏覽這些學習內容,充分享受移動學習的便捷與方便,而且不需要承擔高昂的移動通訊費用。但是供下載的資料要充分考慮移動學習的特點,不僅要考慮學生的設備支持程度,還要考慮移動學習的片段性特點,對其中的部分資料需要進行特殊處理使其適合移動學習方式,主要處理原則,按知識點,將文檔,影音資料都處理成片段,確保一個片段一個知識點,每個片段持續10分鐘左右。
4 實驗分析
借助中國移動飛信校園版,上述大部分移動學習方式都可以實現,從PC端到手機客戶
端可以方便的實現短信群發,只要不超過一定數量,免費且易于操作。學生也分常樂意參與到這種形式的移動學習中來,非移動用戶除了在接收短信受限之外,也可以加入飛信校園版PC端,可以共享資源。實驗證明,使用移動學習方式作為程序設計課程的輔助教學方式能夠大大調動學生學習的積極性。但是在學生中間出現了兩級分化的現象,部分同學興趣高漲,能夠充分利用提供的學習資源,學習進度甚至出現超前現象,另外一部分同學上課時也在查看手機,學習不僅沒有進步,反而沉迷于手機上網。這種現象提醒大家不僅應該注意實施移動學習的方式,同時還要加強大學生的思想教育,使其認識到網絡資源的便利性和危害性,能夠主動的去尋求有益的資源來提高自己。
使用飛信實現移動學習還有以下必須注意的地方:(1)飛信中涉及大量廣告,容易分散學生注意力。(2)短信數量過大,易給學生造成信息轟炸,要限制性的使用。(3)需警惕不法分子盜取飛信或手機號,進行詐騙。可以利用飛信的二次開發功能,屏蔽其他模塊,使其更適合校園使用。
移動學習對學習者也要有一定要求畢業論文范文,比如說需要一定的自學能力,自制能力,以及較強的學習動機等[8][9]。現階段的移動學習在高校教學中應該起輔助作用,但不能排除其對研究生,博士生及在職人員充電的作用,所以還是要做好移動資源的建設工作,注意打上數字簽名保護知識產權。
5 結論
當前,移動學習是教育界的研究熱點。將移動學習方式引入語言類課程的教學中已取得較大進展,但將其應用到C語言程序設計課程教學中來,還屬于嘗試階段。移動學習給教學改革注入新鮮活力,其對高校教學的促進作用,不僅依賴教師的合理使用和學生的大力配合,還依賴于軟件平臺的設計。本文所使用的飛信校園版,受到發送短信條數,廣告綁定等不利因素的限制,不僅要考慮課程特點,還要考慮軟件的使用規則,不能充分發揮移動學習的優勢。下一步需要改進的地方,不僅在于移動學習資源的建設,還要建設實施移動學習的軟件平臺,不僅要適合移動終端在線瀏覽,還要能夠與校園各個系統整合,充分利用現有資源,更加適應程序設計課程的要求。
參考文獻:
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學情分析是教學設計系統中“影響學習系統最終設計”的重要因素之一。在教學設計中,依據教學設計理論,認真研究學生的實際需要、能力水平和認知傾向,“為學習者設計教學”,可優化教學過程,更有效地達成教學目標,提高教學效率。VB的開課學期一般在大一第二學期,按照專業培養計劃,計算機網絡技術等專業在新生入學的第一學期就開設了《C語言程序設計》這門課。對于從未接觸過語言類課程的大一新生來說,C語言的學習,顛覆了大部分學生的思維方式,學生普遍感到很吃力,有相當一部分同學開始對程序類課程感到害怕。
二、教學方法探討
1.消除學生的畏難情緒
為了打消學生的畏難情緒,對于VB教學,應首先與學生談VB,而不是教VB。首先,要讓學生明白VB和C語言是完全不同的兩種編程方式,不要因為害怕C語言,而害怕VB。教學中,通過演示一個簡單的例子,向學生演示只需要兩行代碼便可制作出美觀的界面和可愛的功能。比如:示例1:制作美觀的界面,實現窗體上的文字自動或手動的向下移動。突現VB相對于C語言的簡單易懂,引導學生一步步完成所需功能。最后,啟發學生:如果想讓文字上移,如何修改程序?如果想讓文字左移或右移,如何修改程序?如果想讓文字左右交替移動,又要如何修改程序?通過上述示例的講解,使得學生對VB有一個全新的認識——直觀、簡單、易學、易用。其次,要讓學生了解為什么學習VB,VB對于他們有多么重要。這門課的開設除了承上啟下其他專業課程外,還有一個重要的作用就是為了讓學生能夠參加計算機二級考證,VB在二級考證中相對比較易學易用。再次,告訴學生,有了C語言的基礎,代碼的編寫會更為容易。從而激發學生學習的信心。
2.提高學生的學習興趣
在教學過程中應盡量使用簡單易懂的語言和示例,提高學生的學習興趣,幫助學生理解知識點。比如,在講屬性、方法和事件這三個很枯燥的概念時,可以通過生活中有趣的示例來進行解釋。示例2:通過“蟑螂從女生腳上爬過”的事例,講解屬性、方法和事件的概念。蟑螂從女生腳上爬過時,女生的臉色變紅,臉的顏色為紅色就是屬性;女生尖叫起來,女生跳起來,這是女生本身做出的動作就是方法;蟑螂爬過女生的腳,這是外部事物對女生做出的動作,就是事件。通過這種類型的示例,成功吸引了學生的注意力,也幫助學生理解了這幾個難懂的概念。在講屬性、方法、事件的書寫格式時,也可將這個示例寫成VB偽代碼的形式:屬性的表示方法:女生.臉的顏色=紅色方法的表示方法:女生.尖叫啊事件的表示方法:女生_蟑螂爬過至此,學生對VB程序一下就理解了。
3.實踐中學習,項目中鞏固
2.有利于學生提前進入企業崗位角色,校企對接有效縮小學校與社會的距離。本著先進性和實用性優化程序設計類專業課程體系,采用“2+1”模式,即將程序設計類專業核心課程設置在前兩年完成,學生在第五學期主要進行企業頂崗實習的同時,完成輔助課程的學習任務,第六學期進行校外畢業實習,部分學生在企業完成畢業設計,使學生提前適應企業崗位需要,并通過學校教師和企業技術人員的共同指導,更快地提升專業技能。
3.有助于營造職業氛圍,提高學生的學習興趣。程序設計類課程體系中職業核心課程選擇典型工作任務,按照基于工作過程進行課程改革,將企業真實項目引入教學中,教學方式采用“教、學、做、評”一體化,創新實踐工作室使學生在業余時間進行實踐項目訓練,在教師的指導下對企業進行技術支持,完成企業項目。
二、增強創新實踐能力的程序設計類專業教學改革實踐
通過分析目前國內程序設計類專業學生創新實踐能力現狀存在的問題、企業用人需求與學校教育存在的問題,總結學習其他高職高專院校增強創新實踐能力的程序設計類專業教學先進經驗和工作方法,探索實踐增強創新實踐能力的程序設計類專業教學綜合改革。
1.本著先進性和實用性優化程序設計類專業課程體系,采用“2+1”模式。課程內容的選擇要既先進又實用,將程序設計類專業核心課程設置在前兩年完成,學生在第五學期主要進行企業頂崗實習的同時,完成輔助課程的學習任務,第六學期進行校外畢業實習,部分學生在企業完成畢業設計,使學生提前適應企業崗位需要,并通過學校教師和企業技術人員的共同指導,更快地提升學生專業技能。這種“2+1”模式不同于普通學校實施的方法,“2+1”模式的實施使學生在頂崗實習的同時完成輔助課程的學習,學生便于及時與企業技術人員、學校專業教師溝通,及時提升專業技能。這與有些院校開展的前兩年純學習、最后一年純頂崗實習相比,具有明顯的優勢。以頂崗實習項目為載體,創造真實的企業實戰平臺,增強創新實踐能力的程序設計類專業課程體系改革立足軟件業,例如移動互聯網應用開發專業,形成了“一線四平臺”的工學結合人才培養模式。“一線”是以崗位職業能力培養為主線,著重培養移動嵌入式軟件開發能力、移動網站開發能力和軟件測試及運行維護能力。“四平臺”指課程實踐平臺、項目實訓平臺、企業實戰平臺和創新創業平臺。搭建“教、學、做、評”一體化課程教學實踐平臺,實現學和做的融合、理論與實踐的融合。模擬軟件公司工作環境,借鑒軟件項目管理經驗,引入企業真實項目,創建專業項目實訓平臺。
2.進行基于工作過程的程序設計類專業課程體系的職業核心課程教學改革。按照基于工作過程進行課程教學改革,選擇典型工作任務,理論與實踐一體化。以工作過程為導向進行課程設計和開發,充分體現職業性、實踐性和開放性的要求,根據行業企業發展需要和完成職業崗位實際工作任務所需要的知識、能力、素質要求,選取教學內容,讓學生在工作之前就知道自己該學些什么、做些什么和怎樣去做,為學生可持續發展奠定良好的基礎。例如,基于工作過程的《JavaEE應用開發》課程設計主要包括:課程定位、工作任務及職業能力、課程目標、教學組織、教學內容與能力要求、教學手段、教學方法以及評價與考核等幾個方面。基于工作過程的課程設計和開發過程:首先對崗位進行分析,在工作任務分析的基礎上,根據能力復雜程度整合典型工作任務形成綜合能力領域,根據認知及職業成長規律遞進重構行動領域轉換為課程,即學習領域。然后根據課程面對的工作任務和職業能力要求,確定課程的教學目標。其次是確定教學情境,在教學實施過程中,根據完整思維及職業特征分解學習領域為主題學習單元,在JavaEE應用開發課程開發中,按照軟件工程的要求及實際開發流程,將真實的Web應用系統開發貫穿于整個教學過程中,本課程以“在線答疑系統”作為教學項目。再次是確定教學方法和手段,綜合采用了項目導向、任務驅動、案例分析、多媒體演示等教學方法,將“在實踐中學習、在學習中實踐、理論與實踐教學一體化”的思想貫穿在整個教學過程中。
3.教學方式采用“教、學、做、評”一體化。采用工學結合的教學模式,教學過程全部在一體化實訓室中完成。模擬企業工作環境,組織學生分組學習、討論,由學生分別扮演企業項目組中的不同角色,由項目經理根據組員完成系統規定的情況對組員打分,鍛煉學生工作環境的適應能力和管理能力,培養團隊協作精神。開展學生作品評析活動,從而融“教、學、做、評”為一體,融學校、企業為一體。
4.實施過程性考核作為程序設計類專業核心課程的考核成績。考核方式以實操的熟練程度、任務的運行情況、項目的完成質量進行綜合考評。根據課程的性質,程序設計類課程注重對學生實踐動手能力的考核,加大過程性評價成績所占的比例,從知識、技能、態度三方面對學生進行評價考核,成績比例為:學習態度10%,團隊合作10%,階段項目50%,創新項目20%,報告文檔10%。
5.利用創新實踐工作室平臺,開展創新實踐活動。為了能有效利用業余時間提升程序設計類專業學生的創新實踐能力,我們創建了大學生創新實踐工作室。工作室以教師為支柱,以學生為主體,以培養學生的創新實踐能力為目的,根據專業培養目標和學生興趣愛好,組成學習實踐小組,靈活合理地組織開展學習和創新實踐活動,通過專題講座、交流討論、項目實踐、經驗總結、職業規劃及頭腦風暴等形式,對創新實踐工作室學生進行重點培養和拔高,讓這部分學生參與到真實的項目開發過程中,提高技術應用水平,增加項目開發經驗。工作室學習小組每學期之初制訂學習計劃和實踐項目,在教師的指導和團隊的合作下,對企業進行技術支持,完成企業項目,保證學習實踐的連續和深入,同時結合系部和學校組織的技能大賽,形成一個良好的學習實踐氛圍,帶動其他學生參與專業實踐的積極性。通過創新實踐工作室,搭建一條學生與教師交流、學習的橋梁;激發程序設計類各專業學生的創新意識、創新能力、動手能力,擴寬思維方式,提高大學生科技創新和工程實踐能力;增強了學生的就業競爭力,提高了學生的高質量就業率。
6.校企合作開展創新實踐活動。由企業專家來學校開展周末軟件實訓班、與企業聯合舉辦軟件開發知識競賽、企業專家為學生授課等一系列形式,使學生較早掌握當前較流行的編程技術,為學生的程序設計拓寬思路,提高其創新思維的能力,從而提高其職業實踐能力。
三、改革效果
通過增強創新實踐能力的程序設計類專業教學改革與實踐,通過比較科學的、行之有效的操作方法及規范的管理辦法,提高了學生的創新實踐能力。
1.畢業生就業率得以提高。通過增強創新實踐能力的程序設計類專業教學改革與實踐,為學生擇業和企事業選人創造了條件,學生整體就業得到了提高。
2.就業質量得以提高。學生創新實踐能力的增強,使學生在畢業時,職業技能比較好,更容易進入職業角色,大大縮短了畢業生試用期和職工的培訓時間,學生更容易進入層次較高的單位就業,畢業生中有三分之一在二年級結束時就被多家企業錄用。
(1)介紹準備學習的概念;
(2)喚起學生對類比對象的記憶;
(3)確認類比對象的相關特征;
(4)對應目標對象與類比對象兩者的相似性;
(5)指出類比的限制;
(6)歸納目標對象的重點。所謂目標對象指的是教師準備介紹的概念或問題,如類、對象、方法等,所謂類比對象指的是教師為了幫助學生了解不熟悉的概念而使用的比喻。
2類比教學法的應用實例
下面以作者在《C#程序設計基礎》課程中講授數據訪問對象為例,介紹類比教學法在程序設計課程的具體應用。首先以表格的形式整理出類比對象和目標對象之間的相似之處,以便在教學過程中逐條對照便于理解。接下來,把供水到用戶家里的過程與使用DataReader讀取數據的步驟對應起來,便于學生理解(見表2)。再以表格的形式整理出應用類比教學法講授相關知識點的流程。通過這樣的類比教學,使學生對常見數據訪問對象的作用、技術原理和編程步驟有了一個形象、清晰的認識,取得了良好的課堂教學效果。
新疆南疆地區義務教育學段和高中學段數學課程分別于2001年和2009年進入新課程改革階段,課改的宗旨是為了學生的學習和學生的全面發展,進一步促進和深化民族地區基礎教育公平.一方面,基礎教育數學課程改革從課程理念、目標、實施的評價等方面的根本性變化,要求教師在教學實踐上的轉變;另一方面,南疆地區是少數民族聚居地區,其文化形式、內容和價值觀念呈現多元化的特征,培養學生跨文化能力和獲得最大限度的自我發展是教育的重要目標.在多元文化背景下中學數學教師面臨著來自多元文化和新課程理念的雙重挑戰.面對挑戰,教師繼續教育是教師“充電”的重要形式.本研究探討中小學數學教師繼續教育課程設置應遵循的原則,探析課程設置的結構和內容,提出課程實施策略,為新形勢下民族地區教師教育研究提供有益的參考.
1課程設置的原則
基于對影響課程設置的社會因素、數學與數學教育發展因素和教師因素分析[1],民族地區中小學數學教師繼續教育課程設置應遵循與民族地區教育發展相適應的原則.
1.1發展多元文化素養原則
1.1.1多元文化素養內涵
新疆南疆地區是由多個民族組成的多元文化地域,由于歷史、地理等原因而形成多民族、多文化共存的局面,使得在這一地區實施多元文化教育成為必然.多元文化教育是一個理念、是一種教育改革行為、是一個過程,主要目的是為少數民族學生創造平等的教育機會,幫助他們獲取知識、態度、技能以滿足在多元文化社會進行交往的需要,促進他們的全面發展.教師是實現這些目標的主要因素.[2]因此,教師應具備多元文化素養,在任教的學科領域形成多元文化基礎,成為面向所有學習者的高效率的教師.[3]
1.1.2多元文化素養表現
民族地區中小學數學教師多元文化素養是教師具備按照多樣性設計、實施、評價課程及實踐去幫助所有學生學習的素質.多元文化素養主要表現在:(1)理解文化、多樣性、不均衡在教學中的作用,明確少數民族數學教育的目的和意義;(2)設計體現多樣化的學校和體現多樣化的教學,關注少數民族文化與數學教育的關系;(3)形成關于不同團體學習風格的知識,重視少數民族學生學習數學的思維特征;(4)利用文化特點進行數學教學,認識數學在民族文化中的不同的體現,并適時實施跨文化數學教育;(5)重視所有學生的平等及公平,把少數民族學生看作是有價值的寶貴資源,形成對不同文化背景學生的積極、肯定態度,對各族群學生持相等期望水平,對學生沒有性別、角色刻板化印象;(6)關注民族地區中小學數學教育包括少數民族用雙語教學、教學方式選擇、雙語教學目的和意義等問題的調查研究.
1.2養成和提高數學素養原則
1.2.1數學素養內涵
中學數學新課程理念和目標關注學生數學素養的養成,培養學生在現實情境中靈活應用數學知識的能力,有邏輯地分析、推理和交流數學思想的能力.數學素養是一種以數學能力為核心的綜合素養,是核心數學能力.近年來,國際大型評價項目如PISA(ProgrammeforInternationalStudentAsse-ssment)項目表現出對學生數學素養的關注.要使學生獲得必要的和較高的數學素養,教師本身的數學素養要達到一定水平.教師具備數學素養是核心的個人專業素質能力:它屬于認識論和方法論的綜合性思維形式,具有概念化、抽象化、模式化的認識特征,是能夠確定并理解數學在社會中所起的作用,得出有充分根據的數學判斷,能夠有效地運用數學的能力,也是培養學生成為有創新精神、關心他人和有思想的公民,適應當前和未來生活所必須具備數學能力的需要.
1.2.2數學素養表現
作為數學教師核心的個人專業素質能力,教師數學素養主要表現在以下方面:(1)能夠在文化意義上從研究對象、研究主體、活動特征、內在動因和價值表現等多個視角對數學的本質加以系統理解,體會數學具有的審美力量、理性力量和實用力量,有數學洞察力和創新能力,努力實現將“數學學科冰冷的美麗轉化為火熱的思考”,并在教學中處理實際課堂中學生學習遇到的困難,設計出更有利于學生學習的數學表征,滲透數學文化,培養學生數學能力;[4](2)結合高等數學的思維訓練,意識到初等數學和高等數學只是一個變化的客體對象,兩者沒有嚴格的概念區別,深刻領悟高等數學與初等數學的聯系,[5]積極主動地從數學基本的思想和方法上尋求二者的結合點;[6](3)了解數學知識的科學體系和數學知識的來龍去脈,熟悉教材的編排體系,理解初等數學體現的變化意義下數學的本質,明確數學的教育價值;(4)課程設計能夠基于學生已有的數學活動經驗,明確需要發展的活動經驗目標,創造性地開發和使用課程資源.
1.3提高教育、教學素養原則
1.3.1教育教學素養的內涵
教育教學素養包括教育理論素養、教育能力和教育研究能力,是教師在掌握教育理論知識、課程知識、數學教學知識基礎上的實踐能力.其中,教育理論知識是指教師掌握的教育基本原理、一般教學法和教育心理學的知識;課程知識具體分為一般課程知識和學科課程知識.
1.3.2教育教學素養的表現
(1)能恰當地運用教育學、心理學的基本概念、范疇、原理處理教育教學中的各種問題,能自覺、恰當地運用教育理論總結、概括自己的教育教學經驗并使之升華,能清晰、準確地表達自己的教育思想和教學設想;(2)具有全面、正確理解與處理課程標準和教材的能力,根據學生特點和教學需要,開發課程資源,改進、補充教學內容,編寫鄉土教材;(3)能夠有效地開展課堂教學,積極處理教學中的時間和空間關系,以促進學生的學習和教師教學目標開展的需求;(4)具有選擇和運用教學方法與手段的能力和良好的語言表達、組織管理能力、引導與創新能力;(5)富有問題意識和反思能力,善于總結工作中的經驗教訓,創造性地、靈活地解決和改善各種教育問題.
1.4培養終身學習意識和素養原則
1.4.1終身學習素養內涵
終身學習是人的全面發展的途徑.[7]培養“終身學習者”的教師首先必須自己成為“終身學習者”.[8]終身學習素養是指教師經過有意識的學習和訓練而獲得的,在任何情況和環境中有信心、創造性和愉快地,并且保持一生進行學習的能力.其構成要素核心包括自主學習能力、自我調控能力、自我反思能力和合作交流的能力.教師終身學習不僅有助于專業活動成為有意識的創造性勞動,更是教師對于個人完美、和諧發展的不斷追求.
1.4.2終身學習素養的表現
具備終身學習素養是實現個人全面發展和專業發展不可或缺的素質.終身學習素質主要表現在:(1)有終身學習與持續發展的內在要求、意識和能力;(2)具備終身學習必須的優化知識(相應的自然科學和人文社會科學知識)和文化素養(藝術欣賞與表現知識);(3)扎根本土實踐,善于不斷地從自身鮮活的經驗中通過細致反思學習;(4)自主學習先進的中學教育理論,積極了解國內外中學教育改革與發展的經驗和做法;(5)具有勇于挑戰自我、樂觀向上、熱情開朗的性格特征和積極上進的精神狀態;(6)較強的合作交流和實踐活動能力;(7)善于自我調節情緒,保持平和心態;(8)有親和力,樂于做終身學習的典范.
2課程設置的結構
2.1層次結構
南疆地區中小學數學教師隊伍中,新任職教師、崗位教師和骨干教師各占一定的比例,教師繼續教育設置的課程構建應具備多層次結構,如崗位培訓、專題進修、專題研討、專業進修.針對新任職教師的“初級維度”教育作為第一層次課程結構,教育的核心是知識和技能,實現職前與職后教育的有效銜接;針對崗位教師的“中級維度”教育作為第二層次課程結構,教育的核心是培養思維能力,包括邏輯思維、形象思維、靈感思維的培養與訓練,使受教育者積極思考已知經驗,為教學實踐中探求解決問題的新方法和手段做準備;針對骨干教師的的“高級維度”教育作為第三層次課程結構,教育的核心是培養教師的創新能力和創造性思維.通過繼續教育三個層次結構課程的有機整體構建,將教師已有的知識轉化為教育教學能力,充分發揮教師主觀能動性,改進教學、教法,創造性地開展教育教學工作,實現促進中小學數學教師教師專業化發展的目的.
2.2主體結構
教師應具備學科性知識、條件性知識、實踐性知識、文化知識.[9]基于課程設置原則,多元文化背景下中小學數學教師繼續教育課程設置主體結構中的課程類型應包括:(1)多元文化課程;(2)數學專業知識及教育類課程;(3)教育與教研課程;(4)現代教育技術類課程;(5)通識類課程.其中,多元文化課程和通識類課程屬于基礎文化知識,是教師在學科教學中充分關注學科知識與學生文化背景和生活經驗,達成學科間融會貫通的重要途徑,構成了課程設置的基底;現代教育技術類課程與教育、教研課程屬于條件性知識.新課程改革要求教師具備運用現代信息技術進行課程設計和輔助教學的能力,教師應該是教育教學研究的積極參與者;數學專業知識與教育類課程構成學科性和實踐性知識,直接關系到教師的數學素養和數學教育素養,體現在教師所持的數學觀和數學教育觀上面.
2.3形式結構
參加繼續教育的數學教師都是有一定教育教學實踐經驗的教師,與入職前教師的需求截然不同,按照繼續教育課程設置的要求,課程分為必修課程和選修課程、學科課程與活動—經驗中心課程、綜合課程與專題課程.
2.3.1必修課程與選修課程相結合
必修課程是指國家教育部在數學專業《中小學教師繼續教育課程開發指南》中規定的修業課程,是從事中小學數學教學工作的教師必須學習的課程,體現了對所有中小學數學教師發展的共同基本要求.選修課程是指由參訓教師根據自身發展需要,按課程總體計劃選擇學習的課程,分為限定選修課程和任意選修課程兩種.限定選修課程是在規定的體現一定發展方向的范圍內提供參訓教師選學的課程,任意選修課程是學有余力的參訓教師根據自己的興趣和意愿任意選學的課程.
2.3.2學科課程與活動—經驗中心課程相結合
學科課程以相應數學學科的邏輯體系安排組織已有的知識經驗,使參訓教師掌握系統的學科知識和技能技巧.活動—經驗中心課程也稱教學實踐課程,課程編排同參訓教師的實踐活動結合在一起,基于在職教師已有的數學經驗、數學教育經驗和教學技能經驗水平,圍繞三種經驗的條理化和系統化,推動教師專業化的發展.課程依據中小學數學教師教育教學實踐,設置培訓內容、組織教學材料、開展教學培訓活動,比如,課堂教學觀摩和典型教學案例比對分析活動等.活動—經驗中心課程主要通過教師的自學,幫助教師從實踐中獲得主觀經驗,訓練動手能力,將知識轉化為技能技巧.
2.3.3綜合課程與專題課程相結合
綜合課程是把若干有關學科知識聯系起來綜合編排的課程,可以增強各學科之間的聯系,把部分科目統合兼并于范圍較廣的學科領域,有利于拓寬教師知識面,改善教師的知識結構,改變中學數學教師知識面過窄的現狀.專題課程以數學教育教學和教育科研問題為中心,選擇對于教師富有意義的論題或概括的問題作為課程內容,教學目的明確、主題突出、針對性強.綜合課程所占比例不宜過大,注意綜合課程與專題課程的有機整合.
3課程實施的策略
近年來,基于有效教學理論的教師專業化發展認為,教師應具備利用有限的時間和空間通過教學獲得最大的效益的能力.高效教學理論則進一步清晰和深化效率的內涵,不但關注一定時間內學生掌握知識和技能的“量”的積累,而且關心學生數學學習結果“質”的提升,即關注學生對于知識的深度理解、靈活應用和自我意義的創生.因此,高效教學理論為教師專業化發展進一步明確了路徑,提出了更高的要求.民族地區的數學教師除了需要具備PC(pedagogicalcontent)和MC(mathematicscontent)知識,并達成兩類知識間的融匯貫通外,還需要多元文化知識;除了具備數學素養和教育教學素養外,還需要具備多元文化素養.在遵循繼續教育課程設置原則和細化課程層次結構劃分的基礎上,繼續教育課程應幫助教師增進對數學的深度理解,正確認識數學的本質,有效分析和利用學生已有的經驗水平,創設恰當的情境引發學生的積極參與,鋪設聯結已有認知經驗水平與培養學生“數學活動經驗”目標的橋梁,幫助學生達到教師專業發展的“高效學習”.教師繼續教育課程的實施直接關系到數學教師繼續教育的質量和效果.
3.1促進數學深度理解的策略
3.1.1案例分析促進數學概念的深度理解
數學概念是掌握數學原理和程序的基礎.如果只是把數學當成是一套需要掌握的原理和程序教給學生,學生將只會學到原理和程序,而把數學看作是集原理、程序、概念以及問題解決與一體的教學,學生將會學到這三類知識,并且與只學技能和程序知識的學生表現的一樣好.[10]115增進教師對于概念的深度理解,繼續教育培訓中可以提供概念教學相關案例,在案例的討論與辨析中,幫助教師認識到:通過教學設計創設情境,可以引導學生參與操作活動,從特例中尋找一般規律,在概念教學中理解數學是“模式的科學”,從而促進學生對概念的深度理解.比如,奇數與偶數概念教學.教學案例一:可以讓學生嘗試用數字除以二,發現是否能夠整除的規律,再進行分類,由所舉實例中抽象得到奇數和偶數的概念.教學案例二:讓學生進行奇數、偶數性質的探究.學生做出各種各樣的觀察,得到多樣的結論———偶數是能被2整除的數字;奇數和偶數交替出現;每兩個相鄰的奇數之間有一個偶數,每兩個相鄰偶數之間有一個奇數.甚至有些學生嘗試操作兩個一堆擺木棒活動中,描述奇數和偶數的特征,定義偶數是“如果將一定數量的物體逐一成對排列(或挑出),當操作完成時,沒有物體剩下,則此數為偶數.”以上兩種教學案例中,案例二不是為了引出概念而強拉硬扯地進行“做作”的設計,而是順應了更為“自然”的思維過程,在教學過程中體現“順流而下”自然的銜接,能夠充分調動學生的積極性,幫助學生理解概念的內涵.雖然經過操作活動,學生對于概念所下定義的描述不夠準確,但在概念描述不斷準確的過程中可以加深對于概念本質屬性的理解,實現提高學生數學語言表達能力和培養數學交流活動經驗的教育目標.
3.1.2數學專業素養中關注建構知識點間的聯系
中學數學課程的選擇與編排整體上呈現螺旋上升的特點,隨著內容體系的逐漸深化,學生知識面的開闊以及思維水平的發展,整個內容體系才漸漸清晰起來.但就某個學段,某個單元而言,教材呈現的內容卻往往是孤立的.同時,為了顧及到不同年齡段學生思維發展的不同水平,同一個內容體系下對于不同的學段設立了不同的教學目標.學生在數學學習中如果只是得到單個的知識點與片段,沒有形成有效的知識結構與網絡,既不利于知識的記憶,又不利于知識的提取和靈活應用.教師已經“知道了現在所知道的東西……就像看得見的人可以告訴盲人如何去創造和發現”[11],學生建構知識網絡需要教師的引導,只有教師具備較為宏觀的整體結構觀念和建構關聯的能力,才能夠有效地指導學生的數學學習.因此,建構知識點間的聯系應該是教師專業素養培養的重要指標.比如,中小學數學中函數的思想,就學科縱向而言,教師應該明確函數產生和發展的過程.中小學數學教材編排的順序是:從小數與數四則運算中得到對應的結果,到折線統計圖中的數量間對應關系的體現以及初中段函數的“變量說”,再到高中段函數的“對應說”,每個階段為適應相應學段的要求,表現出函數思想不同的層次水平.只有表現出整個基礎教育階段函數思想的層層遞進,做到“瞻前顧后”才能實現“潤物細無聲”的效果.就學科橫向而言,教師應該明確函數與方程、不等式和數列之間密切的聯系.教師應具備以函數為核心的數學知識結構,才能幫助學生構建以函數為中心的知識結構網絡,深入理解函數的思想和方法.
3.1.3數學問題解決中教師自我意義的建構
本設計采用CAN總線作為數據采集與系統控制的通信方式,以ATMEL公司生產的AT91SAM9263 ARM芯片為主控單元,結合A/D轉換技術、故障診斷專家系統實現某型火箭炮隨動系統的故障檢測。總體設計框圖如圖1所示。
數據采集單元由信號調理模塊和A/D轉換模塊組成,其中信號調理模塊用于模擬信號的放大、濾波和提高電路負載能力,A/D轉換器完成模擬信號向數字信號的轉換,ARM主控單元實現系統控制與故障診斷,數據采集單元與ARM系統控制與故障診斷模塊之間以CAN 總線的方式進行通信,工作人員通過操作觸摸屏顯示界面完成故障檢測。
2 系統硬件設計
2.1 數據采集單元
數據采集單元由信號調理電路和A/D轉換模塊組成,用于采集某型號火箭炮隨動系統液壓泵、高平機等被測部件的液壓或氣壓的狀態信號,其結構圖如圖2所示。
信號調理電路如圖3所示,采用OP27運算放大器進行設計,它的作用是把傳感器輸入的信號進行放大,同時利用其輸入阻抗高、輸出阻抗小的特點以滿足A/D轉換芯片對驅動源阻抗的要求。
A/D轉換電路將經過信號調理模塊調理后的模擬信號轉換為數字信號,文中選用TLC2543CN和STC89C52分別作為A/D采樣芯片和微控制器[3],其設計如圖4所示。TLC2543CN是TI公司生產的12位串行模/數轉換器,使用電容開關逐次逼近技術,12位分辨率,10 μs的轉換時間,11路模擬輸入,輸出數據長度可通過編程調整[4]。A/D轉換模塊與51單片機之間以I2C總線的方式進行通信,只需要一條串行數據線SDA(DATA_OUT)和一條串行時鐘線SCL(CLOCK),具有接口線少,控制方式簡單,器件封裝形式小,通信速率較高等優點。 經信號調理后的11路模擬量數據分別通過端口NO0?NO10進入TLC2543CN進行A/D轉換,TLC2543CN通過[CS],DATA_INPUT,DATA_OUT,MEOC,I/O CLOCK這5個引腳與STC89C52單片機進行通信。為了減小外界環境及器件本身引入的噪聲和擾動,提高系統的穩定性,在這5個信號與單片機之間進行光電耦合隔離處理。由于光信號的傳送不需要共地,所以可將光耦器件兩側的地加以隔離,達到提高系統信噪比的作用,光耦隔離器件選用Avago Technologies 生產的6N137,電路如圖5所示。需要注意的是,電路板中6N137兩端的電源不能共用,否則起不到隔離的作用。
2.2 CAN總線通信模塊
數據采集單元和ARM系統控制與故障診斷模塊之間以CAN總線的方式進行數據通信和控制。CAN總線具有可靠性高、實時性強、較強的抗電磁干擾能力、傳輸距離遠等特點,尤其適用于隨動系統傳感器多、各檢測點信息交換頻繁和干擾源復雜的情況。CAN總線通信模塊的實現有2種解決方案[5]:一類是采用帶有片上CAN的微處理器,如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等;另一類是采用獨立的CAN控制器,如Philips的SJA1000。考慮到應用的靈活性,本文采用獨立的CAN控制器SJA1000。CAN總線通信模塊結構框圖如圖6所示,選用STC89C52單片機作為CAN總線通信模塊的微控制器,CAN總線控制器和收發器分別選用Philips公司生產的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN總線規范采用三層結構模型,STC89C52單片機用以實現應用層的功能,SJA1000和PCA82C250則分別對應于數據鏈路層和物理層。為了增強CAN總線通信模塊的抗干擾能力,在CAN控制器與CAN收發器之間進行光電耦合隔離處理,與數據采集單元一樣,本文也選用6N137進行處理。
CAN總線通信模塊接口電路主要由4部分組成:微控制器STC89C52、獨立CAN控制器SJA1000、光電隔離器件6N137和CAN總線收發器PCA82C250。微控制器STC89C52用于數據處理、實現對SJA1000的初始化、通過對SJA1000的控制實現數據接收和發送等通信任務;獨立CAN控制器SJA1000和收發器PCA82C250經過簡單總線連接可實現數據鏈路層和物理層的全部功能。STC89C52通過DATA_INPUT向TLC2543CN發送一定格式的指令,在DATA_OUT引腳可獲取到A/D轉換的數據;由于SJA1000的數據線與地址線是共用的,所以將STC89C52的P0口與AD0?AD7直接連接的同時,還要將地址鎖存信號線ALE進行連接,以便區分在同一時刻AD線上傳遞的是地址還是數據;SJA1000的中斷管腳INT連接單片機的外部中斷INT0;MODE管腳與高電平VCC連接以選擇Intel模式;為了保證上電復位的可靠,復位電路采用IMP708芯片進行智能控制,IMP708芯片集看門狗定時器、掉電檢測電路、電源監控電路等于一體,保證SJA1000芯片的可靠運行;RX0和TX0是數據的收發管腳,經光電耦合器件6N137后連接到CAN收發器上,用以電氣隔離;PCA82C250有3種工作模式:高速、斜率控制和待機,本文選擇斜率控制模式,通過在Rs引腳與地之間接一個100 kΩ的電阻來實現;為了消除在通信電纜中的信號反射,提高網絡節點的拓撲能力,需要在CAN總線兩端接入兩個120 Ω的終端電阻[5]。
2.3 系統控制與故障診斷模塊
數據處理與系統控制模塊采用ATMEL公司生產的AT91SAM9263 ARM芯片作為主控單元,以觸摸屏作為人機交互方式完成系統控制和故障診斷。AT91SAM9263主頻 200 MHz;內置CAN總線控制器,全面支持CAN2.0A和CAN2.0B協議;內置TFT/STN LCD控制器,支持3.5~17英寸TFT?LCD 液晶屏,最高分辨率可達2 048×2 048。考慮到系統的可擴展性,本文將系統控制與故障診斷模塊單獨成板。技術保障人員可以通過操作觸摸屏上顯示的人機交互界面完成對隨動系統的故障檢測。
3 系統軟件設計
系統軟件設計主要分為A/D轉換模塊、數據 處理模塊、CAN總線通信模塊和系統控制與故障診斷模塊4部分。主流程圖如圖7所示,首先對STC89C52單片機進行初始化,包括CAN總線工作方式的選擇、驗收濾波方式的設置、驗收屏蔽寄存器和驗收代碼寄存器的設置、波特率參數設置、中斷允許寄存器的設置以及A/D轉換模塊的初始化等;當單片機接收到故障檢測命令時,進行A/D采樣,然后由單片機對采集到的數據進行處理,通過量值轉換得到實際的工況數據;最后由CAN總線通信模塊將數據傳輸到系統控制與故障診斷模塊進行故障檢測,診斷結果由觸摸屏顯示以指導維修人員進行現場維修。
3.1 A/D轉換模塊軟件設計
A/D轉換模塊程序設計流程圖如圖8所示。
3.2 數據處理模塊軟件設計
數據采集過程中難免受到噪聲的影響,為了保證采到數據的準確性,可以對其進行一定的算法處理。本文在故障檢測時,對同一采樣點進行5次采樣,然后用快速排序算法對這5個數據進行排序,取中值作為故障檢測的有效數據,以減小誤差帶來的影響。采集到的數據與實際值之間成嚴格的線性關系,將采集到的數據值乘以系數K即可獲得實際的工況數據,其流程圖如圖9所示。
3.3 CAN總線通信模塊軟件設計
CAN總線通信模塊的程序設計主要分為初始化、數據發送和數據接收3個部分:
(1) 初始化。CAN總線初始化主要是對通信參數進行設置,通過對時鐘分頻寄存器、驗收碼寄存器、驗收屏蔽寄存器、總線定時寄存器和輸出控制寄存器的配置實現對CAN總線工作模式、接收報文的驗收碼、驗收屏蔽碼、波特率和輸出模式的配置和定義[7]。值得注意的是,這些寄存器的配置需要在復位模式下進行,因此在初始化前應確保系統已進入復位狀態。 (2) 數據發送。本文采用查詢方式,進行CAN總線的數據發送,首先應將CAN總線的發送中斷禁能。發送數據前,主控制器輪詢SJA1000狀態寄存器的發送緩沖器狀態位TBS以檢查發送緩沖器是否被鎖定,若發送緩沖器被鎖定,則CPU等待,直到發送緩沖器被釋放,然后將從現場采集到的數據發送到發送緩沖區并置位命令寄存器的發送請求位TR,此時SJA1000將向總線發送數據。數據發送流程圖如圖10所示。
(3) 數據接收。同數據發送一樣,本文采用查詢方式進行數據的接收,也應將CAN總線的發送中斷禁能。主控制器輪詢SJA1000狀態寄存器接收緩沖狀態標志RBS以檢查接收緩沖器是否已滿,若未滿則主控制器繼續當前的任務直到檢查到接收緩沖器已滿,讀出緩沖區中的報文,然后通過置位命令寄存器的RRB位釋放接收緩沖器內存空間。數據接收流程圖如圖11所示。
3.4 系統控制與故障診斷模塊軟件設計
系統控制與故障診斷模塊是在Linux平臺下利用Qt SDK開發完成的,數據庫采用嵌入式系統中廣泛采用關系型數據庫SQLite[8]。軟件采用模塊化設計思想,包括顯示界面、系統控制、檢測數據庫和故障診斷等4部分。系統界面基于QT/GUI開發,用于故障檢測結果顯示、調取數據庫輔助人工診斷等人機交互;系統控制模塊用于系統啟動與關閉、初始化及多線程處理;檢測數據庫用于對專家系統中經驗知識、故障診斷規則集進行組織、檢索和維護,及用于存儲系統采集的工況參數;故障診斷模塊是該檢測裝置核心,本文利用故障診斷專家系統對隨動系統進行故障診斷,給出診斷結果。考慮到故障診斷的實時性要求,程序采用多線程編程來實現。
圖10 CAN總線數據發送程序設計流程圖
圖11 CAN總線數據接收程序設計流程圖
4 結 語
為了測試隨動系統故障檢測裝置在各種情況下的故障檢測能力, 本文通過人為制造故障的方式對該系統進行了大量實驗。在反復的實驗中,該系統均能正確定位故障,充分驗證系統的可靠性和穩定性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片為核心基于CAN總線隨動系統故障檢測裝置,可實現對隨動系統液壓、氣壓、電壓等工況參數的測量,經故障診斷專家系統的推理,實現以自動故障診斷為主、人工診斷為輔的故障檢測。文中采用的CAN總線通信方式使整個系統簡潔緊湊、具有較強的抗干擾能力和實時性,這種CAN總線通信方案不但可用于隨動系統故障檢測裝置的研發,還可推廣至其他模擬量信號的機電設備故障檢測,尤其是多機組的分布式狀態監測與故障診斷中,具有非常實用的應用前景。
參考文獻 本文由wWW. DyLw.NeT提供,第一 論 文 網專業寫作教育教學論文和畢業論文以及服務,歡迎光臨DyLW.neT
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[3] 姚遠,王賽,凌毓濤.TLC2543在89C51單片機數據采集系統中的應用[J].電子技術應用,2003,29(9):37?38.
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)30-0104-03
《C語言程序設計》是針對我校理工類專業大一新生所開設的一門重要的專業基礎課程,該課程是目前高校最流行和實用的一種計算機高級程序設計語言,是進行程序設計教學和計算機軟件開發的主要工具之一,也是理工類專業學生學習其他相關專業課程的一座重要橋梁,因此,該門課程一直是高校所開設的高級語言課程之一。
1 現狀分析
筆者通過問卷調查的方式,了解目前我校教師在《C語言程序設計》這門課程教學方面的現狀及學生的學習情況,分析,總結了師生普遍感到這門課程難教、難學的原因,覺得有以下幾個方面。
1.1 我校學生的學習積極性處于比較低層次
大多數學生是少數民族,入校時學習基礎比較薄弱,對中文的學習能力和理解能力比較弱,邏輯思維能力和動手能力相對比較差,對學習的自信心不太強,學習的主動性和積極性也有所欠缺,大部分同學自主獲得知識的能力偏差,總的來說,他們的學習能力處于較低層次,學習方法比較落后,在學習過程中,對中文的理解能力欠佳,大多同學,不理解課堂上老師所講的內容,只會采用死記硬背的方法,被動地記憶教師講授的基本概念、語法知識等,上機也只會調試程序,根本設計不出程序,對上機實踐操作興趣不高,缺乏對所學知識的綜合運用能力,不會舉一反三,給自己增大了莫名的學習負擔,編程上遇到一些困難就容易退縮。尤其是在大一第二學期階段,有不少學生對計算機的基礎知識及操作還不太熟悉,程序設計課程對初學計算機的非計算機專業學生來說顯得更加抽象、一些程序設計的流難以理解,這往往是導致學生的學習興趣不高,產生畏難、甚至恐懼情緒的原因,最終導致厭學的后果。
1.2 教學內容的組織不太合理
教學內容的組織和教學方法對培養和增強學生的學習興趣和學習信心起著極為重要的作用。《C語言程序設計》這門課一般都是在大一階段第二學期開設,此時學生對計算機的系統結構、工作原理有了一定的了解,但對高級語言程序設計方面的內容,了解的甚少。因此,針對我校學生的基礎特點,現對《C語言程序設計》這門課程內容進行提煉,減少傳統的C語言教材較為復雜語法知識、算法等知識,傳統教材一開始上來的幾節課便是介紹和計算機硬件結合緊密術語、數據類型、語法規則,算法流程等基本概念,學習內容顯得相當的抽象、繁雜、枯燥,新概念名詞和規則如排山倒海般涌來,學生在學習過程中感覺學習的內容相當多,而且比較枯燥乏味、跟實際生活毫無關聯,頓感學習壓力很大,對程序設計的好奇心和期待隨著前幾節課云山霧罩般語法知識和規則的涌來消失殆盡,一開始滿懷的學習熱情受到壓抑,因而失去進一步的學習興趣和學習信心,失去學習動力,甚至有極少學生因而產生畏懼情緒選擇放棄,不利于課程的進一步學習。
1.3 上機實踐存在問題
《C語言程序設計》是一門實踐性很強的課程,主要培養學生的動手能力和編程能力,所以,實踐教學對這門課程來講,非常重要,很多理論知識必須要通過上機動手調試才能夠加深理解,幫助學生掌握和鞏固所學知識。目前,許多高校的《C語言程序設計》這門課程的考試形式基本上是采用筆試,考試的主要內容僅僅是對所學的理論知識進行檢測。這種考試形式使得學生在平時只注重理論知識的學習,不太重視實驗實踐的環節,另外,也有因為硬件環境或課時原因而造成學生上機實踐課時不足,使得學生的理論知識學習與實踐環節脫節,反過來影響了對理論知識的深入理解和掌握。
2 教學內容的改革
重構《C語言程序設計》課程教學大綱,包括理論教學大綱和實踐教學大綱,課程內容分為2個階段,第一階段C語言基礎,第二階段是程序設計。制定的新課程教學大綱“本著理論夠用,重在實踐”的教學理念,強調學生的自主學習能力、創新能力、程序設計能力和對所學知識的綜合應用能力。教學內容由淺入深,由易到難,降低程序設計的難易程度,加強程序設計中分析問題和解決問題的深度和廣度,教學內容循序漸進,螺旋式上升。增加新知識、新理論以及交叉學科知識的介紹,補充教材難以編入的學科發展的前沿知識,充分體現該課程教學大綱的系統性、實用性、實踐性、科學性、先進性。
該門課程的開設64課時,其中理論32課時,實踐32課時,在教學實施過程中,在充分掌握理論知識的同時,加強實踐教學。通過修訂教學大綱、課程標準、授課計劃等相關教學文件,著力加強實踐教學,并對實踐過程進行單獨考核。另外,為了彌補不同層次學生對不同知識的需求情況,將實驗項目計劃增設了選做內容和必做項目,要求學生根據自己的學習情況選做相應的項目,利用業余時間完成。在實踐教學過程中推行“項目驅動、小組合作”的實踐教學模式。選擇趣味性強且與學生生活貼近的項目作為教學主線,合理布局第一個項目,將每個實踐項目分解成一個個體現相關的知識點又與實際生活緊密相連的子項目,對應理論教學的各個教學知識點,把相關的知識點融入到項目的各個環節中去,層層推進項目。通過對項目中的問題的深化和知識點的補充,來拓寬學生對所學知識的深度理解,實現獨立完成項目的目的,從而達到學習知識、培養能力,提高實踐能力的目的。
另外,在教學內容的選擇上,尤其是介紹新內容時,避免選取復雜程序或學生不熟悉的數學、物理等問題作為案例,盡量選擇學生平常比較熟悉的問題來進行分析講解程序設計。在學生了解了新的知識點及新的編程方法后,再擴展介紹新方法的應用和一些常見的技巧,由淺入深,有利于學生了解掌握有一定難度但常用的一些編程技巧。
在教學內容的安排上,以程序設計思想為教學內容的主線,圍繞著一個學生熟悉項目,努力讓學生能主動而非被動接受新教學內容。用教學項目把整個課程諸多關聯的知識點有機地聯系起來,緊緊圍繞著一個案例,如學生進行計算器的設計,從這個主題出發,循序漸進,逐漸延伸、拓展,隨著帶領學生不斷提出新的用戶需求并主動設法解決,引出能滿足新要求的方法和相關知識點。
3 教學方法的改革
按照我校學生的實際情況,制定符合我校學生實際的課程標準、教學大綱,圍繞本課程的教學目標,根據《C語言程序設計》課程和學生的特點,按“夠用、實用”為原則對傳統的教學內容進行重新組織,合理取舍設置教學內容。教學內容上舍棄了一些不常用的語法和章節,注重強調基礎性、實用性和實踐性,同時,兼顧教學和自學兩方面的適用性。例如:可以先帶領學生完成一個簡單的項目――設計一個簡單“加減乘除”的計算器程序,做簡單的輸入二個數據、然后計算結果和輸出計算結果的工作,而后再給學生進一步講解完成每一步工作所用的相關語法知識和需要注意的問題。而學生對兩個數據的“加減乘除”的處理方法很熟悉,學生通過把平常熟悉的工作用計算機語言描述出來并在計算機上運行得到所需的工作結果,讓學生體會到C語言程序的神奇而不神秘,有趣而不難學,體會到用計算機解決問題步驟的條理性、邏輯性和掌握相關語法知識的重要性,減少、消除學生初學程序設計語言時的神秘感和恐懼感,激發學生的學習興趣和求知欲望。
形成“三結合一補充”的教學方法,即:“理論教學與實踐教學相結合、自主學習與過程評價相結合、平時考核與開放考試相結合,模擬項目對課堂教學進行補充”的教學方法;充分利用信息技術手段,滿足學生的個性化發展,包括多媒體教學手段、網絡課堂、數字圖書館等。
3.1 采用任務驅動式的項目教學法
在理論教學過程中,拋棄傳統的從介紹基本概念、語法知識和規則再到舉例說明它們的應用的教學方法,采用任務驅動式教學方法。在教學過程中,全程貫穿任務驅動式教學的思想,按照提出問題、分析問題、解決問題的邏輯思路,引導學生主動參與從接受任務到如何完成任務的整個過程中,改變以往的被動接受為主動學習,充分發揮主觀能動性,積極地思考、學習和掌握編程知識和編程方法,鍛煉提高分析問題和解決問題的邏輯思維能力。
3.2 采取有效的講課方法
在課堂教學過程中,采取有效的講課方法,調動學生積極性。如采用師生互動法,避免傳統的“滿堂灌”、“填鴨式”教學方法,以免學生因被動學習產生抵觸情緒。加強師生互動,采用小組合作的教學模式,融“教學做”為一體,引領學生積極參與教學中,主動提問題,積極思考解決問題。在利用基礎知識解決問題的過程中,培養學生舉一反三的能力,適時提出或引導學生提出一些進一步的要求,拓展學生的思路,讓學生從如何編出程序能解決問題再進一步提高到如何把問題解決的巧妙些、任務完成的更好些、程序的質量更高些,培養學生的問題求解、編程及創新能力。
圖1 采用“教、學、做一體化”的教學模式圖
對于重點、難點的問題,要采取有效的講課方式和思路進行講解,如啟發式、循序漸進式、師生互動式、實例法、類比法等方法,可以有效突出重點、化解難點。如幫助學生對循環控制變量作用的理解,可以類比環形跑道上的長跑裁判員統計運動員所跑的圈數并給出最終判斷。
對于一些比較抽象的、難于理解的內容,借助動畫將其轉化為直觀的形象便于學生理解。如講解數據冒泡排序時,我們老師做了教學動畫幫助學生理解一組數據排序的過程及最后最終結果,這樣學生對抽象的一組數據的排序就容易理解了。
在教學手段上,充分利用多媒體教學和傳統板書的優勢互補,在碰到難點內容時,我們制作微課,幫助同學們理解較為抽象的內容。使用多媒體電子課件和微課相結合的方式,演示程序設計中的難點部分,提高教師、學生的教、學效率,利用微課,提高學生的學習積極性。因此,結合傳統板書來講課,寫出重點難點,畫龍點睛,幫助學生加深對重點內容的印象,理清程序運行過程中的數據變化情況。尤其在初期講解程序設計時,利用板書逐步寫出程序的效果更好些,這樣在整個板書過程中能夠有效控制要講解的內容,思考、提問、修改等環節有機結合起來。使得學生的思路能與教師的講解保持同步。
3.3 實驗教學的改革
讓學生明確編程理論知識必須要通過上機動手調試才能加深理解和掌握,思維能力、編程能力等都需要通過實踐教學來培養,建立重視實踐教學的新理念,主動積極參與實踐教學。將實驗內容設為基本篇和提高篇,基本篇用以鍛煉學生應用基本知識編程解決簡單問題。在此基礎上提出更高的要求,設為提高篇用以鍛煉學生能靈活運用所學知識編程解決較為復雜的問題,培養學生探索創新能力和實踐能力。
為保證實驗的效果,要求學生必須做好上機前準備,設計源程序和調試中可能會出現的問題及解決方法,實驗結束上交源程序,課后上交實驗報告。
3.4 建設多元的立體化教材
積極進行立體化教材的建設和實踐。其中包括教材、教學大綱、實驗大綱、實驗指導、教案、電子多媒體課件、微課堂、教學網站、題庫、習題集等。 出版1部教材。由筆者參編的《C語言程序設計項目教程》是以項目教學為編寫思想,在該教材中融入大量最新的以同學們生活非常貼近具有趣味性的教學案例和操作性非常強的實例,力求提高教材的通讀性和實用性,強化學習實踐操作能力,做到“教師易教,學生易學,技能實用”。
教案中除教學目的與要求、教學重點和難點、教學內容等內容外,根據《C語言程序設計程序設計》課程特點,編寫了課后的作業題、思考題等內容,電子教案內容非常充實,充分體現了教師與學生之間、學生與學生之間的互動;在多媒體課件內容的設計上,盡量簡明扼要,突出重點,只要有用的;知識點之間的銜接思路清晰,既包括了教材的所有內容,在又能激發少數民族學生的學習興趣,取得良好的教學效果;本課程電子課件、作業、課后思考題、教學大綱等均通過網絡以精品課程的形式對全校所有同學開放,另外有充足的網絡教育資源加上對于該門課程的難點內容利用微課來展現,這些對提高學生的自主學習能力,培養學生的學習興趣,發揮了積極作用。
4 考核方式的改革
考核對學生的學習起著重要的引導和促進作用。改變以往以筆試為主的考試方式為全面考核,既要考核學生的理論知識,也考核學生上機動手實踐能力。為了更加公平、公正的檢測學生的學習效果,體現教學改革的效果,《C語言程序設計》課程采取“過程考核”和“期末考試”相結合的方式,改變傳統的一考定成績的方式,過程考核是以上機操作為主,突出學生的實踐能力的培養,在進行完一個知識點的學習后,就進行相應的考核,讓學生更好地掌握自己的學習情況,以及與同學之間的差距,根據考核結果調整學習計劃;期末考試,以試卷考核為主,主要考查同學對所學理論知論的綜合應用能力。
5 評價方式的改革
在《C語言程序設計》這門課程的教學改革中,對考核的評價方式作了大量的修改,制定了符合我校學生實際,又能激發學生學習熱情的考核方式。在該門課程的考試中,除了期末的考試由教師來評價之外,對學生的實踐操作采取了過程性的考核方式,其中過程性的考核采用了“學生評價、學生互評、教學評價”等多種評價方式,激發了學生的學習興趣。
6 總結
本課程的教學改革在我校實施一年以來,取得了一定的成效,但教改成果與國家精品課程標準有相當大的差距和不足,我們將繼續加大《C語言程序設計》這門課程的教學改革國度,加強教學研究,發表高水平教學論文,完善網絡教學資源,加強課程在線學習手段,提高學生的自主學習能力,最終增強學生對所學知識的綜合應用能力。
參考文獻:
眾所周知,在計算機產業中,硬件和軟件的發展一向是相輔相成、互相促進的。多核這場硬件的革命自然也帶動了軟件的革命。隨著計算機體系結構的發展,多核平臺得到了越來越廣泛的應用。多核平臺與并行計算理論相結合,以多線程并行的方式使應用程序性能大為提高。
結合多核產業技術性和國際化需求,浙江大學計算機學院對多核教學課程內容體系、實踐體系、教學方法和手段、實驗環境建設、教材與教學論文建設、課程推廣等多方面進行改革。在結合浙江大學計算機學院在體系結構、多核調優軟件這兩方面的優勢的同時,借鑒CC2004和CE2005的課程體系設計理念,緊密聯系學院各門課程的技術要點,建立系統的面向多核軟件設計為主的課程內容體系。
概括起來,這個體系可以分成三個層次:首先是前序知識介紹。包括計算機體系結構、大規模集成電路、多核芯片、多核系統軟件、并行編譯技術,等。其次是重點掌握知識介紹,包括并行算法的基本原理、多線程設計方法,OpenMP、MPI設計方法,等。最后是提高和深入知識介紹,包括多核性能分析、多線程糾錯、多核調優,等。
2 課程實施與改革
2.1知識點劃分
多核技術涉及的知識點如圖1所示。這些多核技術相關的知識點都需要在多核課程中涉及。
所有這些多核技術相關的知識點中,一部分屬于多核編程技術與技巧,可以結合多核編程工具與性能調優工具,通過編程實踐鍛煉學生對多核編程能力的培養。另一部分屬于并行計算機與數字芯片技術方向的最前沿,可以作為研究生的課程,擴大學生們的知識面,了解計算機體系結構,并行計算和芯片設計技術等領域的最新熱點。
2.2教學大綱體系建設
課程組多次組織國內高校召開多核課程體系的研討會,與高校教師們研討多核課程的內容架構,互相促進課程體系的完善。另外,還積極走出國門,參與2007年印度舉辦的亞洲學術論壇,與亞洲各大學分享課程組的教學成果。課程組多次參與教育方面的國際會議,充分與國際教育家探討該課程的國際化建設。
教學隊伍中除了本校教師以外,還邀請了國外著名專家進行授課,2005年以來,邀請了日本法政大學李亞民教授累計講授了48課時課程,2007年,邀請了英特爾公司資深工程師進行課程講座。
2.3教學實踐與教學改革
以往的程序設計教學,或少有具體實驗案例,或過于側重某個具體案例分析而忽略了知識結構的完整培養;或只注重于硬件底層開發技術卻未能有上層軟件的輔助,或只注重于上層軟件開發卻未能深入到硬件底層,形成不了一個完整的多核系統解決方案。針對上述問題,課程組提出以多核硬件體系結構為切入點,采用理論指導、課程實驗奠基,走出課堂融入社會與產業應用相結合的教學理念,并以此設計完成一套多核系統課程實驗體系。
在課外實踐上,課程小組采用項目申請討論形式,讓學生進行自由發揮,鼓勵學生提出自己的研究方案,對于具有創新意義的方案,課程小組依托多核實驗室,支持學生參加學生科研項目(SRTP)和多核程序設計競賽,并給予一定的專項科研經費的支持,授予第二課堂學分,極大的激發了學生的實踐熱情。課程組還獲得了國家大學生創新計劃的支持。
2. 4教學條件與教學環境建設
為了建立良好、可持續發展的教學環境,課程組加強教學條件建設,挖掘網絡資源,并通過自主開發、校企合作等方式建立了良好的教學實驗條件。
課程小組利用所依靠的強大教學與科研力量開辦了專門的教學網站(網址為multicore.zju.edu.cn或multicore.net.cn)。網站內容包括了多核教學課件、實驗代碼、最新的多核研究文獻等內容,充分調動了學生學習多核課程的積極性,起到了良好的效果。
考慮到大多數開發人員都沒有雙核機器,Intel提供的開發軟件價格貴,而多核環境下的編程開發是趨勢。因此,網站還提供了2臺多核的計算機,連接在網通與電信的網絡上,提供遠程桌面連接,使缺少多核軟硬件的同學們能方便地使用這兩臺計算機。使用中保證“單人單機模式”,多核服務器實行單用戶使用制度,在任何時段只有一個用戶登錄使用,保證獨自享受多核的處理能力。
近兩年來,多核技術突飛猛進,硬件平臺進步十分明顯。為了跟上發展潮流,為學生提供最前沿的信息和知識,教學組在保證教學體系不變的情況下,對實驗設備、教學內容、實驗設置等進行了多次更新,其中在短短一年內,實驗設備進行了五次大規模的跟新換代。
(1)2006年4月,英特爾捐贈了inteI core due計算機12臺,軟件12套。
(2)2006年7月,購置了80套intelcore due計算機。
(3)2006年10月,英特爾贈送了80套軟件授權。
(4)2007年4月,英特爾贈送了8核計算機、4核服務器各1套。
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7503(2015)17-0066-02
在社會與經濟快速發展的推動下,信息技術在生活與工作中的應用日漸廣泛,熟練運用信息技術已經成為現代人的一項必備技能。新課程改革將信息技術教學納入高中教學范疇,在經過多年的運用和發展后,高中信息技術教學逐步從基礎應用教學過渡到課堂實用性教學,其對于學生技能的完善以及素質的全面提升具有重要影響。因此,探討如何提高高中信息技術課堂教學的有效性具有積極的現實意義,只有真正實現教師“教”的有效和學生“學”的高效,才能提升學習效率和教學質量。筆者結合教學過程中的實踐經驗,淺談提高高中信息技術課堂教學有效性的幾點體會。
一、應善于創設課堂情境,積極引導學生展開探究
創設教學情境對于激發學生的學習情緒有極大的推動作用,教師應合理選擇課堂情境素材,在激活學生知識與技能的基礎上,合理設計情境,并側重學生信息素養的積淀。信息技術學科中的技術與技巧豐富而復雜,教師在教學過程中需要將此類知識詳細講授給學生。信息技術學科的首要特性是應用性,學生理解和掌握的技術都最終服務于應用,一旦學習失去了應用性,則猶如無源之水、無本之木。以往信息技術教學很容易受到應試教育氛圍的影響,教師在教學形式方面也拘泥于傳統方法,不夠靈活,而在教學過程中過于強調講解和分析技術,對于應用型學科這一本質意義有所忽視。所以,我們應革新以往技術型講授模式,以富有意義和實用性的情境教學為主,提高信息技術教學的有效性。
例如:在講授《Photoshop圖像處理》時,筆者為學生提供了兩種圖片對比的情景活動,引導學生細致觀察并對比找出兩張圖片的差異。發現差異以后,進一步引導學生思考應該采取何種工具將兩張圖片變得更為相似,學生的學習熱情與求知欲得到激發,積極運用軟件中的“選框”、“套索”、“魔術棒”等工具自主探究,并最終成功。在此過程中,學生的求知欲在情境中被有效激發,更有利于其展開自主性探究式學習。
二、通過小組合作以及任務驅動方式改善教學效果
任務驅動教學是一種有效且應用廣泛的教學方法,其對于激發學生的求知欲和學習主動性有很大影響。由于學生的學習水平參差不齊,如果教師只使用統一演示和個別輔導的教學方法,難以收到滿意的效果。筆者在以往教學實踐中采用協作學習法與任務驅動法聯合的方案,在結合自由分組與異質分組兩種方式合理劃分學習小組,或結合學生的興趣愛好、個性差異以及能力水平進行分組,其中會存在由部分組員完成所有任務的現象。因此,組內應首先明確責任制,將學習任務合理分配到個人,并確保其順利實現預定目標。這種教學方法有利于改善學生之間的關系,彼此自愿提供幫助,彼此信賴,學生的團隊意識和協作能力明顯提升。
以《程序設計》為例,筆者給出了一項課堂學習任務,要求學生設計包括程序以及界面在內的簡單計算器,學生可以選擇小組合作完成課堂任務。在此情況下,學生根據個人策劃能力、審美設計水平以及編程能力進行異質分組,在一定意義上實現了人力資源的合理化配置,學生之間能夠相互學習,彼此幫助和依賴,其學習效率明顯提升。
三、展示學生作品并給予客觀評價
如上所述,筆者在布置教學任務后,引導學生利用所掌握的知識技能完成作品,并通過自評、互評和師評三種途徑評估學生的學習效果。其中,學生通過自評了解自身情況;通過互評汲取他人的優點與長處,并幫助其他學生樹立自信、深度認識自我;通過師評關注自身存在的問題與優點,最終在原有基礎上不斷前進和發展,更好地實現個人價值。
以flash動畫設計《飛舞的蝴蝶》教學為例,筆者引導學生發散思考,充分發揮想象力,然后,制作出以“蝴蝶飛舞”為主題的動畫,并要求采用“路徑動畫”處理整部動畫,采用影片剪輯處理蝴蝶。學生完成作品后,筆者一一審查學生作品,并要求學生就任務完成效果做出自我評價,并通過電子教室軟件進行教師點評。學生的積極性與學習熱情得到激發,能夠充分發揮創造力與想象力,其設計出的動畫也更為生動和鮮活。
四、結束語
綜上所述,高中教師應著眼于信息技術教學實際,對課堂教學加以優化,以素質教育為根本,提高學生的自信心與自覺性,確保學生高效學習。同時,高中信息技術教師應采取各種手段與方法改進課堂教學,開展有效教學,才能確保課堂教學活動的有序性與高效性,才能全面培養學生的信息技術素養,提升課堂教學質量。
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