计算机软件硬件实训课程教学改革探索与实践

刘 威，孙良凤（吉林大学 公共计算机教学与研究中心，吉林 长春 130012）



计算机软件硬件实训课程教学改革探索与实践

刘 威，孙良凤
（吉林大学 公共计算机教学与研究中心，吉林 长春 130012）

[摘 要]本文详细地分析了计算机基础课程的现状和教学中存在的问题，并提出了《计算机软硬件实训》课程改革的目标及思路。然后对课程教学模式、教学方法、教学手段、教学条件以及课程考核等方面的改革措施做了详细分析和论述。

[关键字] 计算机基础；软硬件实训；教学创新

随着计算机技术的迅猛发展，计算机应用已经融入到社会学习、生活和工作的各个领域。我们国家的计算机普及浪潮更是一浪高过一浪，目前处于第三次普及高潮阶段。大学本科阶段的计算机基础教育是计算机普及教育的一部分，因为在校大学生是整个社会的高端人才，他们对计算机应用技术的掌握程度和应用水平将直接影响整个社会各行业发展和进步。

根据“教育部高等学校文科计算机基础教学指导委员会”制定的《大学计算机教学基本要求（2008版）》，全国各所高等院校都在本科教育前两个学年开设了《大学计算机基础》和《程序设计基础》（其中：理工类开设《C语言程序设计基础》，文医类开设《VFP数据库及程序设计基础》）。

吉林大学公共计算机教学与研究中心（以下简称中心）承担着吉林大学全校非计算机专业本科生和部分研究生的计算机基础教学和实验教学工作，是学校教学工作的重要组成部分和计算机基础教育的重要基地。

针对目前计算机基础实验教学中存在的主要问题，中心开设了试点课程《计算机软硬件实训》，旨在促进计算机基础教学实验教学环节的改革。从2011年开始，该课程的部分内容已经应用在“地学卓越工程师班”和“地学李四光试验班”的计算机基础实验教学中，取得了良好的教学效果和反响。

在《计算机软硬件实训》课程中引入项目教学的理念，教学内容都是教师按照实际需求精心设计实训项目, 同时在项目教学中融入PBL教学法。在实训项目教学中，以学生的主动学习为主，而不是传统教学中以教师讲授为主。在整个教学活动中，充分体现PBL教学法的特色和优势，以学生为主体，教师进行引导式教育和启发式教育。通过实训项目培养学生分析问题和解决问题的能力。同时，充分发挥问题对学习过程的指导作用，调动学生的积极性和主动性，并结合开放性创新实验和大学生创新创新训练项目，大力培养学生的创新能力。

一、计算机基础课程现状及问题

中心的教学对象涵盖了哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、医学、管理学等10大学科门类，100多个专业的所有本科生和部分研究生，年授课学生人数达8000多人。在当前的计算机基础教学中存在如下问题

（1）学生计算机基础起点参差不齐，导致个体差异与统一教学模式之间存在冲突；

（2）学科门类广，不同学科对计算机基础教学要求各不相同，需要建立不同教学体系；

（3）计算机基础教学与不同学科和专业的融合，对教学环境、教师、教学体系等提出更高要求；

（4）传统的教学模式注重传授知识和技能，学生处于被动地位，教师先示范操作，学生模仿教师的操作完成实训，在整个教学过程中发挥不了学生的主动性和创造性；

（5）重视专业，轻视基础。在计算机基础课程教学过程中，除少部分有保研、出国交流以及学习目的明确的学生外，大部分学生对公共基础课程重视不足；

（6）课程内容不能适应人才培养和社会需要，教学方法和教学模式比较单一。

二、课程改革目标及思路

本次课程改革项目依托于2011年高等学校计算机基础教学改革试点项目《面向大学科门类的公共计算机教学改革》，项目总体目标分三步走：

第一步：基于《计算机软硬件实训》课程，设计实训项目模块，创新计算机基础实验教学模式。

（1）针对学生学习和工作的需求，设计完成电子文档制作、电子表格制作、演示文稿制作、常用办公设备的使用、数码图像处理技术、网站建设技术、计算机组装与维护、局域网组建技术、各种网络服务器的配置和计算机安全技术等10大类实训项目模块。

（2）在实训项目教学中引入PBL教学法，让学生主动地参与到教学活动去，赋予学生自己学习和教育的责任，培养他们独立自主的精神。发挥自己的自主性、主动性和独创性，主动建构自己的知识体系。《计算机软硬件实训》课程将以专题和案例的形式规划实训内容，力求实训内容具有较强的针对性、实用性和可操作性，每个实训项目内容的前期准备、实施过程和成绩评价均以小组形式进行。

第二步：构建《计算机软硬件实训》课程的网络学习和管理平台。

为了方便学生自主学习《计算机软硬件实训》课程，帮助教师管理课程分组、管理实训项目、管理课堂考勤、管理成绩考核，项目组将构建该课程网络学习和管理平台。

第三步：面向理、文、工、医、地、农六个大学科门类的公共计算机实训教学体系。

在第一步取得成功的前提下，本项目组将继续充分调研、分析各个学科、专业对计算机知识与应用能力的需求，进行总结分类，同时考虑学生的就业需求，拟形成面向理、文、工、医、地、农六个大学科门类的公共计算机实训教学体系，形成有针对性的实训类课程设置、课程计划、课程教学大纲，并启动对应的教学组织和方法的改革。

三、教学模式改革

在学校日常教学过程中，采用以解决实际问题为导向，鼓励学生独立思考，激发学生学习兴趣。以实训项目为教学驱动力，调动学生的积极性，锻炼学生的团队协作意识，增强学生的实践能力，提升学生的综合素质。

（1）采用问题导向、实训项目驱动的教学方法：教育家陶行知先生所提倡的“在学中做，在做中学”的教育理论是我们提出“问题导向、实训项目驱动”教学方法的理论基础。 在《计算机软硬件实训》课程的整个教学过程中，根据所授课程的综合内容制定出若干个项目，针对不同的项目，将每个项目根据课程知识点分解成一系列任务，以完成一个个具体的教学任务为线索，把教学内容及相应的知识点融入到完成任务的过程之中，学生通过老师的教学过程及任务的完成情况初步掌握所学内容，在实践实训环节，通过老师的引导，循序渐进地完成一系列任务，从而达到掌握所学的基本知识和基本方法并学会应用目的。 在该课程的教学过程中，逐渐培养学生的整体意识和全局意识，使学生逐渐养成从整体到局部，再从局部到整体的分析意识。通过实训项目培养学生对完整项目掌控能力。这个方法对培养学生的自学、创新能力、独立思考能力和团队合作精神等方面有很大的帮助作用。

（2）依托科研项目，及时更新教学内容：随着计算机技术、信息技术和移动互联网络技术的创新和应用，无论是国内还是国外，无论是企业单位还是事业单位，对大学毕业生的运用计算机解决实际问题的要求越来越高。这就要求一线教师要跟上计算机技术更新的脚步，不断更新教学内容，使教学内容能够满足校内各学科专业发展需要，更重要的是更新的教学内容能够满足企事业单位需求。为了能够达到上述效果，一线教师必须在完成教学任务的同时，最好能够参与横向或纵向的科研项目，使教学内容与科研项目能够紧密结合，不断了解前沿技术和企业需求，为学生带来更多的创新案例，使课程教学想着良性方向发展。

（3）开展开放创新性实验，促进课程教学：从2013年开始，为充分发挥我校教育教学资源优势，调动教师积极性，培养大学生创新实践能力，促进了解先进科学技术与研究方法，拓展实验操作与分析解决问题的训练，学校教学处积极鼓励一线教师，依托实验室开展开放性创新实验的建设和教学工作。在此背景下，本课程依托计算机软硬件创新实验室，积极开展开放性创新实验的建设工作，目前已开设各类开放性创新实验7项。分别是“案例式C语言综合编程能力培养系列实验”、“基于Matlab的智能算法案例分析与实践系列实验”、“Arduino平台创意机器人设计与实现”、“基于OpenGL的飞机地形漫游系统设计与实现”、“基于OpenGL的三维随机分形地形生成系统设计与实现”、“基于OpenGL的三维游戏引擎设计与实现”和“复杂高维多元数据的可视化技术研究”，这些开放性创新实验项目深受各专业学生的喜欢，累计开出实验57组，130人次。

四、教学方法与教学手段

（1）多媒体教学方式为主：采用“以多媒体教学、现场演示”的方式为主，其他多种教学手段相互补充，使课堂教学与实训教学相结合。多媒体教学方式的特点是能借助计算机作为教学工具，通过软件的使用，实现整个过程的演示，增强学生对知识的感性认识。教师课堂现场演示，以学生为主、师生互动，虽然教师在授课时有一定的随机性和难度，但是却可以充分调动学生的学习积极性和主动性，而且由教师一边带领学生进行实践，同时给予讲解，给学生留下的印象更为深刻，也真正体现了理论与实践相结合。

（2）从知识培养向思维培养转型：在教学过程中，从讲授知识点为主，向讲授方法和培养计算思维为主，通过提出问题、项目驱动、引导和启发学生主动思考，使学生逐渐从被动接受转向主动学习，从而加强学生的计算思维能力和实践创新能力。

（3）教学内容重组：视课程的不同，可按“模块、单元、任务”组织，也可按“项目、任务”组织等。总之要体现基于工作过程，或行动导向，或对行动的认识过程导向。

（4）任务驱动教学：教学过程根据课程内容在课堂教学中安排具体的教学任务 ，用实际任务来驱动进行教师授课教学和学生实践活动，完成了任务并有了期望的知识与能力收获，就是一个完整的过程。

（5）学生分组学习：教学中可根据学生情况进行分组教学，即先将学生按照学习情况，根据互补分配，将每组安排 3-4人，让每一组成员可进行商讨，共同完成教学任务。分组学习既能提高整体学习效果，又使讨论式学习和过程化考核方便实施。

五、教学条件

《计算机软硬件实训》课程的硬件条件和软件条件。

硬件条件：该课程全程在计算机软硬件实验室授课和实验，实验设备包括多媒体计算机30台，可供学生拆装计算机30台、伟福硬件实验箱15个和育信云学习平台1套等。课程课内教学时间为10周，每周3课时。此外，充分利用学生课外时间，完成课程内容预习和实训方案的初步设计。

软件条件：课程组教师由具有多年教学经验和科研经历的教师组成，梯队学历结构和职称结构合理。课程组教师4人，教授1名，副教授2名，讲师1名。课程组实验教师3名,高级工程师1名，工程师1名，助理工程师1名。博士后2名，博士1名，硕士4名。

六、课程考核

《计算机软硬件实训》课程考核和评价采用出勤考核、实验过程及小组考核和实训项目考核相结合的方式，给出学生成绩。实验过程及小组考核包括学生自我评价、小组成员互评和教师评价相结合的方式，对学生学习的过程进行考核。实训项目考核是根据学生或小组提交的实训项目结果进行考核。在实训项目环节，积极鼓励学生创新实践，并制定创新激励措施。提倡和鼓励各专业学生利用课余时间进行社会实践和企业调研，发现社会问题和了解企业需求，自拟项目或课题，对有思想、有创意、有创新的项目或课题，给予最多不超过10分的创新加分。

结束语

在计算机技术、信息技术和移动互联网络技术快速发展趋势下，社会各个领域对大学毕业生的计算机实践水平要求越来越高，这对高校教师的教学水平和课程建设都提出了更高的要求。《计算机软硬件实训》课程将会把教学改革持续进行下去，配合《大学计算机基础》和《程序设计基础》的课程教学，把大学本科阶段的计算机普及工作开展下去，努力培养出适应社会需要，适应企事业单位需求的高素质合格人才。

参考文献：

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[2]丛培盛,龚沛曾.软件开发技术课程计算思维能力的启发演进式培养[J].计算机教育.2014(19)

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[4]杨建磊.我国高校计算机基础课程改革目标的新定位——基于计算思维理论[J].甘肃科技.2012(15)

[5]王文明,谭毓安.基于计算思维的教学改革的若干问题[J].软件.2012(08)

[6]潘亚平,徐燕.基于计算思维的计算机程序设计课程的教学改革与实践[J].淮海工学院学报(人文社会科学版).2012(23)

[7]李元章,谭毓安,张雪兰,张全新.创新型人才培养的硬件课程教学[J].计算机教育.2014(05).

Exploration and practice of the teaching reform of computer software hardware training course

Wei Liu ,Liangfeng Sun
（Center of Computer Fundamental Education Jilin University，Jilin Changchun 130012）

Abstract:This paper analyzes the current situation and problems in the teaching of computer basic courses, and puts forward the goal and idea of the reform of computer hardware and software training course. Then, the paper analyzes and discusses the reform measures in the course of teaching mode,teaching method, teaching conditions and the assessment of the course.

Key words:computer foundation, hardware and software training, teaching innovation

[中图分类号]G64

[文献标识码]A

[文章编号]JN00-(2015)03-027-03