创新创业教育背景下电子信息类计算机基础实验改革

高 原

(桂林电子科技大学 教学实践部, 广西 桂林 541004)

创新创业教育背景下电子信息类计算机基础实验改革

高 原

(桂林电子科技大学 教学实践部, 广西 桂林 541004)

结合桂林电子科技大学计算机基础实验教学示范中心的建设实践,详细阐述了涵盖分级分类教学大纲制定、先导式认知实习开设、任务驱动型实训项目设计、普适思维与人文素质培育融合的课堂文化打造、“学习成效式”考核评价体系构建等环节的大学计算机基础实验教学改革模式,并介绍了各环节对学生创新创业思维、电子信息素养和工程实践能力培育的效果。

创新创业教育； 电子信息； 计算机基础； 实验教学

2015年5月,国务院办公厅印发《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》(国办发〔2015〕36号),提出“树立先进的创新创业教育理念,面向全体、分类施教、结合专业、强化实践,促进学生全面发展,提升人力资本素质”“丰富课程、创新教法……增强学生的创新精神、创业意识和创新创业能力”“促进专业教育与创新创业教育有机融合……在传授专业知识过程中加强创新创业教育”。同年6月,广西自治区决定实施“广西高等教育强基创优计划”,明确提出在2015—2020年间“深化创新创业教育改革,提高人才培养质量”的目标。

作为一所电子信息类特色显明的地方院校,如何将创新创业教育融入电子信息类课程教学体系成为我校面临的一个重大课题。创新创业教育的目的在于培养创新创业精神和能力,为学生的长远发展培养综合素质,而这个培养过程是必须长期根植于整个大学期间的各门课程学习过程中。作为多技术融合发展的产物,计算机技术与控制技术、通信系统、数字电子电路、信号与系统分析、图像处理、语音处理、数学建模等一系列电子信息类专业课程都有着紧密而深厚的联系,大学计算机基础实验作为非计算机专业本科生最早接触的公共基础实验课程,对于提升学生信息意识、拓宽思维方式,并利用计算机相关知识解决本专业领域问题的作用不言而喻。然而,当前大学计算机基础实验逐渐偏离了文化内涵的轨道,更多地演变成常用软件产品的使用指南,内容过于繁琐细化和机械化[1-3]。学生思维僵化严重,不明白操作的目的和意义,更学不到解决问题的方法。而且,软件时效性极强,如果不能从本质上理解软件的设计思想,面对升级换代后新的界面和功能,学生便往往感觉无从下手。因此,亟需溯本清源,将大学计算机基础实验重新定位于信息技术工程能力培养的角色,开展思维性教学改革,由具体的计算机操作提升到思维方式培养的高度,创建以电子信息素养、工程实施能力和创新创业思维培育为核心的实验教学模式,为学生进行学科研究与创新创业提供有力支撑。

1 需求引导,制定服务于专业特色的教学大纲

计算机基础实验教学示范中心于2015年对“大学计算机基础”教学大纲进行了全面修订。此次修订对全校15个开课学院65个本科专业(含5个国家级特色专业和1个工程教育认证专业)分别进行人才培养目标和课程体系结构调研,走访了多家校友企业和校企合作单位,并结合近5年的学生就业数据进行了计算机基础知识需求分析,最后形成了以专业特色和学科应用范围为核心、紧密衔接后续专业课程、符合学生认知水平和思维能力差异的普通工科类、通信电子类、普通文科类、经管类、理科类5类教学大纲。按照“能用”“会用”“善用”和“创新应用”4个能力培养层次细化实验指标。“能用”和“会用”是基础要求,“善用”和“创新应用”则根据每类不同专业特点,有针对性地进行选择,实现因材施教、分类培养。例如,对文科类学生要求办公软件操作达到“创新应用”层次；对经管类和理科类学生开设数据库高级操作项目；对理工科学生加强信息处理、算法设计和计算思维培养项目；对艺术与设计学院学生则加大了图形设计、图像处理和多媒体技术项目比重[4-6]。经过一个学年的试行,该教学大纲以其专业贴合度高的特点,获得了学院和学生的认可,现已在全校范围内正式实施。部分大学计算机基础实验项目分层培养知识点如表1所示:

表1 部分大学计算机基础实验项目分层培养知识点分解表

2 实践先行,开设“大学计算机认知实习”课程

“大学计算机认知实习”是大学计算机基础实验的先导课程,其教学目标是实现“能用”——能让机器运行起来:在硬件方面能够将计算机各部件连接组装起来,实现“裸机”通电开机；在软件方面学会安装操作系统和应用软件,会识别一般常用文件类型的名称和图标；另外,至少掌握一种键盘输入法,能实现基本信息输入。开课时间一周,其中集中讲授4学时,其余采用实验室开放、学生自由练习、教师提供操作辅导的形式。学生3～4人为1个小组,共同完成实习任务并提交实习报告。

认知实习的开展,有效解决了学生只会使用组装好的现成计算机,装机完全依靠计算机销售客服,有些甚至存在对网线和信号线松脱都束手无策的现象,为后续全面学习计算机体系结构和操作系统知识提供了良好的感性认识基础,破解了这2章因知识点分散、指标参数多而导致的学习瓶颈。另外,作为本科生入校后最早接触的课程,认知实习初步培养了学生的实践动手能力、团队协作能力、资料检索和论文写作能力,激发了对工程项目的兴趣,在高中学习形态向大学学习方式转变的过程中发挥了重要的桥梁作用,为学生进一步总结提升、进入更高层次系统学习奠定了基础。

3 任务驱动,推行分级分类项目实训模式

计算机基础实验教学示范中心组织一线实验教师编写了新的“大学计算机基础——项目化实训教程”,从2015年秋季学期开始投入使用。围绕计算机体系结构、操作系统、网络技术、办公软件使用、数据库技术、多媒体信息处理等核心内容重新整合知识点、更新实验内容,推出了基于任务驱动、与社会需求相结合的项目实训方式[7]。

每个实验模块分为基础操作、综合操作和自主设计创新3个等级。分别针对学生工程实验能力、工程应用能力和工程设计实施能力进行培养,循序渐进、逐步提升,如图1所示:

图1 工程能力培养层次图

(1)基础操作层次:通过教学视频由学生自主预习完成,主要是熟悉软件环境、了解各菜单和功能键的使用,实现基本功能。

(2) 综合操作层次:在课堂上完成,要求运用多种操作技能和方法,以项目形式完成一个综合性的作品,培养学生系统运用知识和综合解决实际问题的能力。计算机操作项目的解决方式往往不是唯一的,教师在授课时着力引导学生探索多种解决方案,提高思维活跃度。在下课前组织学生进行总结和反思,梳理贯通这些知识的思维方法及其实现方式,“去其形而取其神”,总结问题求解思路与方法,培养学生的创新思路和批判性思维。实验课堂采用25～35人的小班化教学,进一步保证了教学质量。

(3) 自主设计创新层次:教师给出一定的选题范围,如“书生论书”“我的专业畅想”等,学生在2周时间内用课外时间自主设计并完成作品。制作过程鼓励引入新方法、新创意,锻炼学生的想象力、创新能力、审美能力和综合设计能力[2，4]。自主创新实验项目需提交作品和实验报告,实验报告内容包括受众分析、构思设计、实施步骤及经验总结。每学期评选出优秀作品并在认知实习阶段进行展示。“优秀作品集”的推出,得到了学生的热烈欢迎,尤其是新开课的学生,看到所学知识的实用效果,学习能动性大幅提升。

4 潜移默化,打造普适思维与人文素质培育相融合的课堂文化

“大学计算机基础实验”课程不能仅仅局限于计算机操作技能,更重要的是从培养学生的普适思维角度出发,让学生深刻理解用计算机解决现实问题的一般思路,挖掘出具体的内容表象下所蕴含的共同的思维方法论,强化思维性教学改革,突出可实现思维的培养,以思维带知识,并通过思维方法论的指引,激发学生的创新创业灵感[8]。例如,在演示文稿制作项目中,针对如下问题进行知识拓展,强化学生解决具体问题的能力。

(1) 针对排版问题,介绍对称、重复、留白、距离设置等布局技巧；线、框、圈、色块等图形的装饰和区域分割效果以及全图型、罗列重复型、中轴型等多种混排风格,培养学生审美能力和编辑设计能力。

(2) 针对素材获取问题,介绍网络搜索引擎的用法；图片、音频和视频多种格式的区别和效果；PPT对不同格式的兼容问题及解决方案。

(3) 针对图片处理问题,拓展如下:采用PPT自带工具进行抠图、修图并形成各种纹理化效果；采用下载模板和PPT自带功能结合,制作便利贴(图钉、胶带、邮票边框)、不规则形状剪纸、电影胶片、遮罩蒙版等特殊效果；介绍Photoshop、美图秀秀等常用图片编辑软件的功能及适用范围[9]。

(4) 针对可能遇到的运行环境限制、文件损坏或无法调用等问题,介绍“打包”的概念——将各自独立且相互产生关联、共同使用的单个或多个文件集成在一起,生成一种独立于运行环境的文件,使学生建立起“系统”“工程”“封装”的意识,养成严谨的工作习惯。

(5) 介绍软件自带“帮助”功能的使用技巧,培养学生自我学习能力。

另外,在选择实验内容题材时,围绕人文素养、科技前沿和计算思维做文章,从细微处着手,拓展学生思维的深度和广度。一方面,将哲学和人文知识与课程内容相互衔接、相得益彰,例如,电子小报制作项目“二进制与阴阳八卦”,取材于中华传统哲学范畴的“阴阳”“八卦”概念,引入“0”和“1”编码和二进制的知识,为“信息处理”章节的学习起到铺垫作用。演示文稿制作“加密术的前世今生”,从古代文化的藏头诗、漏格诗、回文诗入手,引出信息安全和加密技术的概念[10-11]。另一方面,把国际前沿学术研究和最新经济发展热点融入课堂教学,注重培养学生的批判性和创造性思维,激发创新创业灵感,例如,长论文排版“基于物联网和云计算的电子商务服务平台研究”、Excel数据管理“中国在线教育市场规模分析”等项目均紧跟当前的研究热点和社会需求,丰富了“信息教学”的内涵,打造出独具特色的课堂文化。

5 关注过程,构建“学习成效式”考核评价体系

合理的成绩评定方法是客观评价教学质量的重要指标。改革后的“大学计算机基础”课程总成绩构成方式如图2所示。

图2 “大学计算机基础”成绩结构

实验部分在总成绩中占比提高到40%,体现了实验教学的重要地位。实验平时成绩涵盖学生在每次实验准备与操作过程中的表现,40%的权重也突显了对平时实验过程和学习效果的重视。在实验考核环节探索非标准答案考试模式,注重考查学生分析、解决实际问题的能力,鼓励学生提出多种解决方案,培养发散思维,破除“高分低能”积弊,从注重“考试结果”向强调“学习过程”转变,从考核“学习成绩”向评价“学习成效”转变[12]。

另外,将学生参与课程相关课题研究、开展创新实验、发表论文、获得专利、参与科技竞赛等活动认定为课堂学习,可折算平时成绩。鼓励学生充分利用实验室平台,积极参加开放实验,利用课余时间充实、提高自己,引导学生自主参与学习并学会自我学习,避免临时抱佛脚的考前突击,使能力培养回归平时的积累过程。

6 结语

此次“大学计算机基础实验”课程改革自2015年秋季学期开始实施,覆盖全校65个本科专业252批次7 600余名15级和16级学生,形成了以信息素养、工程能力和创新创业思维培育为目标,以多层次实验项目为载体,普适思维与人文素质培育相融合,分类培养、循序渐进的实验教学体系,教学效果获得学院和学生的好评。学生在“课程情况调查表”中纷纷留言:“课堂互动活跃,知识面广”“很喜欢这种上课模式”……。实践证明,改革后的大学计算机基础实验教学体系极大地激发了学生的学习热情,开放实验室的设备使用率大幅上升；学生基本掌握了以系统关联的角度求解工程问题的思路与方法,利用信息技术解决问题的水平得到提高,工程思维逐步清晰,逻辑演绎能力、实践动手能力和自我学习能力得到充分锻炼,为后续电子信息类专业课程的学习和将来创新创业项目的开展奠定了良好的基础。

References)

[1] 张学林,陈凤琴,李蓉，等. “一体两翼”人才培养模式下大学计算机基础课程的教学改革[J]. 实验技术与管理,2013,30(11):199-202.

[2] 高原,汪瑾. 基于CDIO模式的非计算机专业《大学计算机》课程改革实践[J]. 科技视界,2016(23):361,415.

[3] 宋梅.“1+X”课程体系在大学计算机基础课程中的探索与实践:以湖南科技学院为例[J].教育教学论坛,2016(21):162-163.

[4] 吴元斌,熊江,陈晓峰.《大学计算机基础》实验教学的问题及改革[J].实验科学与技术,2014,12(2):84-86.

[5] 王秩冰,钦明皖.地方综合性大学计算机基础实验教学体系建设:以安徽大学为例[J].实验室研究与探索,2013,32(10):329-332.

[6] 顾良翠.大学计算机基础课程分层教学的探索与实践[J].长春工程学院学报(社会科学版),2014,15(3):144-146.

[7] 汪瑾. 大学计算机基础:项目化实训教程[M].西安:西安电子科技大学出版社,2015.

[8] 战德臣,聂兰顺,徐晓飞.“大学计算机”:所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程[J].中国大学教学,2011(4):15-20.

[9] 甘守飞.以培养计算思维能力为导向的计算机基础实验教学[J].宿州教育学院学报,2016,19(3):164-165.

[10] 高原.面向计算思维培养的《大学计算机》课程改革探索[J]. 科技展望,2016(30):345.

[11] 战德臣,聂兰顺.大学计算机:计算与信息素养[M].2版.北京:高等教育出版社,2014.

[12] 侯爽,马青华,陈世红.面向计算思维及多元能力培养的实验教学研究[J].实验技术与管理,2015,32(2):194-196,203.

Reform of computer basic experiments with characteristics of electronic information subjects under background of innovative and entrepreneurical education

Gao Yuan

(Department of Teaching and Practice, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China)

Combined with the practice of computer basic experimental teaching demonstration center of Guilin University of Electronic Technology, the reform mode of university computer basic experiment teaching is illustrated in detail including grading and classification teaching syllabus, cognition practice, task-driven training projects, class culture combining universal thinking training with humanities quality and assessment system focusing on learning effect. In addition, the effects of these steps are recommended for improving students’ innovative and entrepreneurical thinking, electronic information quality and engineering practical capability.

innovative and entrepreneurical education; electronic information; computer foundation; experimental teaching

10.16791/j.cnki.sjg.2017.05.006

2017-01-21

广西高等教育本科教学改革工程项目(2016JGB209)；桂林电子科技大学校级教改项目“基于CDIO模式的非计算机专业《大学计算机》课程改革实践”

高原(1979—)，女，广西桂林，硕士，高级实验师，研究方向为电子电路、计算机技术.

E-mail：931009688@qq.com

G642.0

A

1002-4956(2017)5-0018-04