高等农业院校计算机实践课程体系优化与教学方法研究

张福全　业巧林　马华章

摘要：考虑到近年来信息科学技术的发展和社会对掌握新技术、并有实际项目经验的技术人才的要求，我们认为现有的计算机通信与网络课程的实践环节，存在实践内容陈旧且不系统、教学方法过于单一的不足。林业物联网科研项目对训练林业院校物联网专业学生的实践技能具有重要意义。该文探讨结合林业物联网项目，优化实践资源配置，改革实践性强的计算机通信与网络课程的实验课程教学模式和，探索教研一体化的教学方法，以提高学生的实践技能。

关键词：林业物联网；科研项目；计算机实践；课程体系；教学方法改革

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）29-6923-03

1 原实践课程体系存在的问题

计算机的课程实践环节是培养实践能力、科学研究和技术开发的重要手段。我校在制定这类专业教学计划时，调整理论教学和实验教学时数的比例，缩减理论教学时数，增加实验教学时数。南京林业大学具有国家重点学科所聚集的技术创新和人才优势。我们认真研究了计算机实践课程体系，仔细分析原实验设施、实验课程体系、教学模式等核心教学环节之后，发现计算机实践教学存在如下不足[1-3]：

1） 在建设实验室硬件上明显表现出经费不足，仪器设备老化，某些设备套数不够；一些计算机实验实验内容依靠软件实现，特别是如计算机硬件、嵌入式相关的课程。新的先进设备尚未引入实验教学，旧的可用设备数量不足；从客观上难以保证教学质量。

2） 当前教学内容多停留在以验证性实验为主的阶段，总体上缺乏综合性和设计性实验内容，既不能锻炼学生独自承担具体实际实践的能力，又不利于培养学生的创新思维；另外教学手段和教学方法等方面也显得单一， 不能启发的教育学生独立思考创新， 阻碍了新时代的人才培养。

3） 原有的实验室管理运行模式在时间上缺乏机动， 不够开放， 实验室利用率低， 难以满足设计性和综合性实验的要求。

2 实践课程体系优化与教学方法的改革

结合上述问题，我们探讨面对学生开放学校现有林业物联网科研项目，提出在优化组合、整合资源基础上、通过开放式参与项目，将项目资源引入计算机实践教学。通过教研结合达到更新实验教学设施，创造良好硬件环境的目的。并以此为基础，对计算机实践课程体系、教学教材、教学模式进行优化革新，力争建立一套有利于专业人才培养的实践教学体系。

2.1 改革计算机实践课程体系

为适应高校人才培养和发展的趋势，培养适应社会需求的有经验、有能力的人才，改变现有实践体系的不足，我们从优化专业培养过程的角度出发，结合计算机科学专业特点和实际，通过系列调研、讨论发现，学生参与学校或者学院的项目，那么就能够让学生通过大量的实验来掌握和巩固所学的理论知识；也能够让学生通过参与研究课题的过程本身，受到系统训练，积累掌握计算机项目实践经验[4]。

最近国家大力投入的物联网研究即是通信与计算机学科的一个重要的分支学科，融合了网络工程学科作为其基础。

南京林业大学在林业物联网的课题研究借助南京林业大学国家重点学科所聚集的技术创新和人才优势，对物联网、传感网与智能控制在林业应用中的关键技术难题和共性问题进行研究，研发新一代林业物联网智能感知系统[5-6]。

林业物联网的研究本身具有跨学科、实践性强的特点，是一门实践性很强的应用型研究。

学生参加林业物联网项目的研究，就能够让学生通过大量的实验来掌握和巩固所学的理论知识；也能够让学生通过参与研究课题的过程本身，受到系统训练，积累掌握计算机通信与网络课程的项目实践经验，这对于社会需求的有项目经验的专业人才的培养具有重要意义。这不仅有利于集中资源提高教学质量、也有利于通过实践教学改革，培养新人才的实现。

2.2改革实验内容

现有的实验一般包括基础验证性实验和综合性实验两个部分，虽然在实验中培养了学生较为扎实的基础知识和一些操作技能， 但对学生的创新能力、主观能动性、综合应用知识和解决问题的思维训练方面相对匮乏。

为此， 我们结合林业物联网项目对比计算机实践课程可以发现，从专业基础的C++编程语言、操作系统、传感器网络等公共的基础课，到系统设计的思想与工程实践的方法，很多计算机实践内容与林业物联网项目相关。

而项目具有综合性、设计性，能够代表学科专业水平，这就要求学生能综合应用所学知识及各种实践技能， 解决有实际问题。项目是提高学生创新、创造能力的重要途径，学生参与综合性和探索性的项目，对于培养学生的主动学习和积极性，以及追求探索性的科学精神具有重要意义。

由此，我们对计算机课程实践的内容作以下两方面改革[7-9]。

教师应先根据相关的教学要求内容，从项目中设计若干个合适的课题，要求对所学内容具有针对性，体现学科发展趋势，注重理论和应用的结合，并且教师应分发适当的项目相关的资料，供学生查阅。要求给学生指定的内容应该是和实践工作量相当的独立的环节，便于考查和指导，也便于学生掌握参与部分整体的设计流程。

学生结合所学知识，以小组为研究团队，选做匹配自己知识基本面的研究内容，通过查阅文献资料，独立设计出问题解决的方案，在指导教师的审阅后，形成解决方案。再由学生独立完成实验的各个环节。这样学生就能够在科研中充分发挥自己的创造性，锻炼自己解决实际问题的能力，这对他们今后的科研工作和学习都具有一定的意义。

2.3 教学模式改革

当前教学模式要按教学大纲规定的时间开设相关实验， 且实验通常是老师主动讲的多、学生被动听的多、被动做实验。造成学生循规蹈矩，创造性不高，不利于创新能力和思维能力的培养。在科技与经济、社会发展高度一体化的今天，科技创新已经从个体过渡到团队，其基本推动力是研究团队的创造力。学生在实践课程环节参与物联网的科学研究，既可以在一定程度上补充实验人员，增强实验能力，也可以通过这些年轻学生的活跃思维为研究贡献新思路，新方法，因此我们认为要改变教学模式[10-14]。endprint

可通过学生参与项目，构建以下四个实验课程子集。

1） 引导性： 注重培养学生运用计算机水平的基础知识、需求和技巧。

2） 分析与设计性： 注重在技术基础知识之上， 分析问题与构建计算模型。

3） 设计实现性： 注重技术要求， 能给出设计方案并实现设计。

4） 设计独立性： 侧重于科学研究与开发的要求， 重点是正确的设计与实现， 强调相对独立的项目实现。

例如：计算机通信与网络课程的课程实践环节，可以让学生参与林业物联网科研项目中的AODV路由协议的移植环节，两者基础理论知识是相通的。可以引导学生通过路由基础知识的学习，分析物联网应用环境需求，通过平台移植，节点仿真，节点下载，系统调试，让学生参与项目。

这即注重计算机科学教育的核心课程，让学生直观感受实验结果，增强学习的乐趣，有效提升学生应用知识的能力。右充分扩展了学生的计算机科学技术的综合应用能力， 有效衔接社会职业需求在课程教学方面的内容， 重点培养了学生分析解决陌生问题的思维方式和实践能力，将教育课程分散在计算机项目实践中去。以此适应高等学校人才培养与发展的趋势，培养适应社会需求的有经验的学生。

2.4 完善实验考评制度

3 结束语

计算机实践课程体系优化与教学方法改革需要我们在不断的摸索中推进。这就要求我们在实践中时刻注意总结经验，注重教学质量的提高，以期找到一条促进人才培养的实验教学模式。教无定法，因才施教。在如何培养学生的创造力，提高实验教学效率方面，没有固定模式， 只有通过广大教育工作者不断的思考、探索、研究和总结， 结合当前阶段学校的科研情况和社会需求，才能达到我们预期的培养适应社会需求人才的目的和效果。

参考文献：

[1] 代小红，王光利.高校非计算机专业计算机基础教学改革的研究与实践[J].重庆工商大学学报：自然科学版，2011（3）：60-61.

[2] 李盛瑜，张小莉.基于网络环境的大学计算机基础教学改革与实践[J].重庆工商大学学报：自然科学版，2011（1）：38-39.

[3] 刘青，朱位华.计算机教学中实施任务驱动教学法的研究[J].电脑与电信，2007（8）：136-137.

[4] 叶惠文，杜炫杰，李丽萍.华南师范大学‘大学计算机应用基础”课程改革效果调查分析报告[J].计算机教育，2009（12）：99-100.

[5] 张昌林，苏小英.高等医科院校计算机基础教学改革的研究与实践[J].计算机时代，2007（7）.

[6] 李信书，李士虎，徐家涛，郑伟. 水生生物学实验教学的课程改革与实践[J].考试周刊，2012（8）.

[7] 湛德照. 计算机网络实验教学优化探索[J].现代计算机，2010（1）：84-86.

[8] 姚琳，孙伟峰，吴国伟. 计算机网络教学模式探讨[J].计算机教育，2011（19）：70-73.

[9] 湛德照. 计算机网络实验教学优化探索[J].现代计算机，2010（1）：84-86.

[10] 张琳，肖玫，胡将军，张根寿.环境监测实验教学改革研究[J]高等理科教育，2004（5）.

[11] 陈芳艳， 王新刚， 叶琳. 环境监测实验课程教学体系的优化与教学方法改[J].中国科教创新导刊，2011（8）.

[12] 刘际洲，梁晶.环境监测理论与实验教学改革研究[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2009.

[13] 张超兰，顾明华，沈方科，黎晓峰，黄智刚.实验独立设课，构建实验教学平台，提高学生综合素质[J].广西大学学报：哲学社会科学版，2006（4）.

[14] 唐燕超，俞慧芳，成岳.环境监测综合性实验教学改革研究[J].景德镇高专学报，2006（8）.endprint

可通过学生参与项目，构建以下四个实验课程子集。

1） 引导性： 注重培养学生运用计算机水平的基础知识、需求和技巧。

2） 分析与设计性： 注重在技术基础知识之上， 分析问题与构建计算模型。

3） 设计实现性： 注重技术要求， 能给出设计方案并实现设计。

4） 设计独立性： 侧重于科学研究与开发的要求， 重点是正确的设计与实现， 强调相对独立的项目实现。

例如：计算机通信与网络课程的课程实践环节，可以让学生参与林业物联网科研项目中的AODV路由协议的移植环节，两者基础理论知识是相通的。可以引导学生通过路由基础知识的学习，分析物联网应用环境需求，通过平台移植，节点仿真，节点下载，系统调试，让学生参与项目。

这即注重计算机科学教育的核心课程，让学生直观感受实验结果，增强学习的乐趣，有效提升学生应用知识的能力。右充分扩展了学生的计算机科学技术的综合应用能力， 有效衔接社会职业需求在课程教学方面的内容， 重点培养了学生分析解决陌生问题的思维方式和实践能力，将教育课程分散在计算机项目实践中去。以此适应高等学校人才培养与发展的趋势，培养适应社会需求的有经验的学生。

2.4 完善实验考评制度

3 结束语

计算机实践课程体系优化与教学方法改革需要我们在不断的摸索中推进。这就要求我们在实践中时刻注意总结经验，注重教学质量的提高，以期找到一条促进人才培养的实验教学模式。教无定法，因才施教。在如何培养学生的创造力，提高实验教学效率方面，没有固定模式， 只有通过广大教育工作者不断的思考、探索、研究和总结， 结合当前阶段学校的科研情况和社会需求，才能达到我们预期的培养适应社会需求人才的目的和效果。

参考文献：

[1] 代小红，王光利.高校非计算机专业计算机基础教学改革的研究与实践[J].重庆工商大学学报：自然科学版，2011（3）：60-61.

[2] 李盛瑜，张小莉.基于网络环境的大学计算机基础教学改革与实践[J].重庆工商大学学报：自然科学版，2011（1）：38-39.

[3] 刘青，朱位华.计算机教学中实施任务驱动教学法的研究[J].电脑与电信，2007（8）：136-137.

[4] 叶惠文，杜炫杰，李丽萍.华南师范大学‘大学计算机应用基础”课程改革效果调查分析报告[J].计算机教育，2009（12）：99-100.

[5] 张昌林，苏小英.高等医科院校计算机基础教学改革的研究与实践[J].计算机时代，2007（7）.

[6] 李信书，李士虎，徐家涛，郑伟. 水生生物学实验教学的课程改革与实践[J].考试周刊，2012（8）.

[7] 湛德照. 计算机网络实验教学优化探索[J].现代计算机，2010（1）：84-86.

[8] 姚琳，孙伟峰，吴国伟. 计算机网络教学模式探讨[J].计算机教育，2011（19）：70-73.

[9] 湛德照. 计算机网络实验教学优化探索[J].现代计算机，2010（1）：84-86.

[10] 张琳，肖玫，胡将军，张根寿.环境监测实验教学改革研究[J]高等理科教育，2004（5）.

[11] 陈芳艳， 王新刚， 叶琳. 环境监测实验课程教学体系的优化与教学方法改[J].中国科教创新导刊，2011（8）.

[12] 刘际洲，梁晶.环境监测理论与实验教学改革研究[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2009.

[13] 张超兰，顾明华，沈方科，黎晓峰，黄智刚.实验独立设课，构建实验教学平台，提高学生综合素质[J].广西大学学报：哲学社会科学版，2006（4）.

[14] 唐燕超，俞慧芳，成岳.环境监测综合性实验教学改革研究[J].景德镇高专学报，2006（8）.endprint

可通过学生参与项目，构建以下四个实验课程子集。

1） 引导性： 注重培养学生运用计算机水平的基础知识、需求和技巧。

2） 分析与设计性： 注重在技术基础知识之上， 分析问题与构建计算模型。

3） 设计实现性： 注重技术要求， 能给出设计方案并实现设计。

4） 设计独立性： 侧重于科学研究与开发的要求， 重点是正确的设计与实现， 强调相对独立的项目实现。

例如：计算机通信与网络课程的课程实践环节，可以让学生参与林业物联网科研项目中的AODV路由协议的移植环节，两者基础理论知识是相通的。可以引导学生通过路由基础知识的学习，分析物联网应用环境需求，通过平台移植，节点仿真，节点下载，系统调试，让学生参与项目。

这即注重计算机科学教育的核心课程，让学生直观感受实验结果，增强学习的乐趣，有效提升学生应用知识的能力。右充分扩展了学生的计算机科学技术的综合应用能力， 有效衔接社会职业需求在课程教学方面的内容， 重点培养了学生分析解决陌生问题的思维方式和实践能力，将教育课程分散在计算机项目实践中去。以此适应高等学校人才培养与发展的趋势，培养适应社会需求的有经验的学生。

2.4 完善实验考评制度

3 结束语

计算机实践课程体系优化与教学方法改革需要我们在不断的摸索中推进。这就要求我们在实践中时刻注意总结经验，注重教学质量的提高，以期找到一条促进人才培养的实验教学模式。教无定法，因才施教。在如何培养学生的创造力，提高实验教学效率方面，没有固定模式， 只有通过广大教育工作者不断的思考、探索、研究和总结， 结合当前阶段学校的科研情况和社会需求，才能达到我们预期的培养适应社会需求人才的目的和效果。

参考文献：

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[3] 刘青，朱位华.计算机教学中实施任务驱动教学法的研究[J].电脑与电信，2007（8）：136-137.

[4] 叶惠文，杜炫杰，李丽萍.华南师范大学‘大学计算机应用基础”课程改革效果调查分析报告[J].计算机教育，2009（12）：99-100.

[5] 张昌林，苏小英.高等医科院校计算机基础教学改革的研究与实践[J].计算机时代，2007（7）.

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[7] 湛德照. 计算机网络实验教学优化探索[J].现代计算机，2010（1）：84-86.

[8] 姚琳，孙伟峰，吴国伟. 计算机网络教学模式探讨[J].计算机教育，2011（19）：70-73.

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[10] 张琳，肖玫，胡将军，张根寿.环境监测实验教学改革研究[J]高等理科教育，2004（5）.

[11] 陈芳艳， 王新刚， 叶琳. 环境监测实验课程教学体系的优化与教学方法改[J].中国科教创新导刊，2011（8）.

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[13] 张超兰，顾明华，沈方科，黎晓峰，黄智刚.实验独立设课，构建实验教学平台，提高学生综合素质[J].广西大学学报：哲学社会科学版，2006（4）.

[14] 唐燕超，俞慧芳，成岳.环境监测综合性实验教学改革研究[J].景德镇高专学报，2006（8）.endprint