计算机信息类综合实验课程设计与实践

实验课程改革

王变琴,刘树郁,许海州,刘 陂

(中山大学东校区教学实验中心,广东广州 510006)

实验课程改革

计算机信息类综合实验课程设计与实践

王变琴,刘树郁,许海州,刘 陂

(中山大学东校区教学实验中心,广东广州 510006)

综合实验课程对培养学生知识综合运用能力和实践创新能力有重要作用。采用案例驱动方法设置信息类综合实验课程内容,以集成式、一站式企业级服务器作为实验平台,开展实践为主的案例驱动教学方法。实践证明,这种综合实验课程教学模式有利于挖掘学生创新潜能、提升学生综合素养。

计算机信息类;综合实验课程;案例教学模式

综合实验课程可以融合多门课程内容,对巩固已学知识、开阔思路,以及提升学生知识综合运用能力、创新能力有积极作用。目前许多高校[1-5]探索这类实验课程的教学模式。计算机信息类课程,像数据库原理与应用、编程语言、数据结构等是计算机相关专业的核心课程,它们的特点是实践性强。虽然在知识体系上各自独立,但在实际应用中,其内容相互关联、交叉融合。目前这些课程单独开课,教学偏重于理论,即使有辅助的实验,也是对理论课的补充,其实验内容较为基础,主要是针对一些知识点的实验验证,普遍缺少知识实际综合运用的内容,不利于学生综合能力和创新能力培养[6-7]。

针对存在问题,我们立项对计算机信息类综合实验课程的教学模式进行探索,增设了一门基于案例教学的综合实验课程——“企业级服务器应用开发技术”,将数据库技术、编程语言、应用开发模式、集成开发平台等融为一体。其最大特点是通过校企合作模式[8-10],引入集成式、一站式的系统——IBM Power System(P570)作为课程实验平台,并采用案例驱动教学方法[11-12]。通过案例承载课程内容,实现知识交叉、融合,培养学生知识综合运用能力,提高学生的实践能力和创新精神。

1 信息类综合实践课程建设

综合实验课程打破了传统课程之间的界限,它是对计算机软件知识的综合运用和创新。除了将相关课程内容有机融合外,还增设了新内容,因此在课程定位、内容选择、教学方式等方面不同于传统课程。

1.1 课程定位与目标

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——IBM Power Systems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(IBM i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(DB2 for i)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IBM i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,见表1。

表1 实验内容设置

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IBM Power Systems (P570),同时支持安装AIX、IBM i和Linux3种操作系统。其中IBM i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(DB2 for i)、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,RDi for SOA等)以及多种应用运行环境,包括Java、Web Sphere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。

3 结束语

作为独立的教学实践活动,这门综合实验课程是专业教学达到一定程度后对知识的综合理解、运用和创新。目前已经开设10多次,选修人数超过1 200人次,得到学生的普遍好评。通过在教学实践中不断探索与改进,对课程教学资源不断更新和完善,目前已较为成熟,取得良好的教学效果。做法总结如下:

(1)选择良好的综合实验平台支撑;

(2)建设精品课程资源网站;

(3)采用案例驱动的综合实验教学方法;

(4)富有实践经验的教师团队。

References)

[1]孙纯学,高若宇.高校综合性实验课程的开发[J].实验室研究与探索,2010,29(10):128-130.

[2]郑建敏,沈建华.信息通信类综合实验课程的研究与实践[J].科协论坛,2011(10):160-161.

[3]程红蓉,周世杰,傅翀,等.信息安全综合实验教学研究[J].实验科学与技术,2011,9(5):214-216.

[4]吴强,杨全胜,王晓蔚.计算机综合课程设计实验平台建设及应用[J].实验技术与管理,2009,26(10):101-103.

[5]陈晴,宋雨.软件工程实用型创新型实验的实践与评价[J].实验技术与管理,2011,28(9):149-159.

[6]陈吉明.创新实践课程教学中科学思维能力的培养[J].实验室研究与探索,2011,30(2):85-87.

[7]朱忠喜,张迎进,夏宏南,等.大学生创新能力培养模式研究[J].高校实验室工作研究,2012(1):104-105.

[8]陈小虎.校企融合,培养应用型本科人才[J].高等工程教育研究, 2009(2):6-11.

[9]林健.校企全程合作培养卓越工程师[J].高等工程教育研究,2012 (3):7-22.

[10]李冉.国内外本科层面校企合作教育模式的比较研究[D].南宁:广西大学,2013.

[11]朱向庆,胡均万,曾辉,等.CDIO工程教育模式的微型项目驱动教学法研究[J].实验科学与技术,2012,29(11):159-162.

[12]李宏图.“案例驱动”教学方法的探析与实践[J].昆明理工大学学报:社会科学版,2010,10(2):90-93.

Design and practice on comprehensive experiment courses for computer information major

Wang Bianqin,Liu Shuyu,Xu Haizhu,Liu Po
(Education&Experiment Center,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510006,China)

Comprehensive experimental courses play an important role in integrated use of knowledge and practical innovation for undergraduates.A comprehensive experimental course is designed using the case driven teaching approach.A kind of enterprise server with integrated software services as an experimental platform of the curriculum to carry out the practice of teaching method.Practices show that the teaching mode of the comprehensive experimental course is helpful for students to excavate innovation and improve their comprehensive quality.

computer information major;comprehensive experimental curriculum;teaching mode based on cases

G423.07

A

1002-4956(2015)4-0213-03

2014-09-16

中山大学信息技术国家级实验教学示范中心实验教学研究项目(2013-5-18);2014年中山大学本科教学改革研究课题(02088-16300005)

王变琴(1963—),女,陕西蒲城,博士,高级工程师,主要从事实验教学、校企合作项目及计算机网络安全、数据挖掘方面的科研工作.

E-mail:wangbq＠mail.sysu.edu.cn