基于随机进入思想的计算机实验教学设计新探

赵越 杜丽英 吴磊

摘要：伴随计算机技术的快速发展，计算机实验教学急需通过教学改革探索新的人才培养方式。将随机教学思想引入计算机实验教学当中，通过分析高校计算机实验教学的特点、目标和实验教学中应遵循的原则，完成了基于随机进入理论的计算机实验教学设计任务，以此进一步丰富随机进入教学思想在一线教学中的应用实践。

关键词：随机进入;实验教学;教学设计;高等学校

中图分类号：G642.41     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）49-0173-02

由于计算机软件、硬件技术发展迅速，计算机是一门知识更新非常快的学科，这也给计算机实验教学带来了新的挑战。教学设计的任务是将已有教学理论和方法转化为教学活动的系统化实践过程。好的教学设计能够提升学生的学习效果，它以现代教学理论为依据，是用于解决现有教与学问题的方法和手段。

一、高等院校计算机实验教学的特点

由于现有知识体系和实验设备更新快，高等院校计算机实验教学内容非常繁杂。而实验教学学时却不多，因而时间比较紧张，需要完成的教学任务也很重。同时，由于知识点随时间推移不断增减，这使得实验教学内容更新速度较快。近年来，高校计算机学科主要分为计算机科学与技术、软件工程和网络工程等方向。就实验教学内容而言，计算机科学与技术方向包括数字逻辑、计算机组成原理、计算机系统结构、嵌入式系统软件设计等科目的实验课程。软件工程方向有C语言、Python语言、图形图像技术、软件工程等数十门科目的实验课程。网络工程方向包括数据通信原理、计算机网络、路由器配置与管理、网站设计与架构、应用密码学等科目的实验课程。

二、高等院校计算机实验教学的目标

高校计算机实验的教学目标是多元的，具体包括学生专业知识的掌握和深化、团队意识的培养以及动手能力的发展，而并非仅仅完成教学内容的讲授。正因如此，以往的“填鸭式”课堂教学无法完成所有以上教学任务。从知识的建构和理解出发，随机进入教学思想有助于学生更好地掌握计算机实验教学内容，同时进一步加强学生的动手和实际操作能力。自主学习和合作模式相结合也使学生独立思考和团队合作意识均得到有效锻炼。正因如此，基于随机进入的计算机实验教学模式能够摆脱传统的以教师为中心的教学模式，达到提高学生专业素质的目的，因而能够更好地实现教学任务和目标。

三、完成计算机实验教学应把握的主要原则

为完成基于随机进入思想的高校计算机实验教学过程，结合个人实践，笔者认为需要把握如下原则。

整个实验教学环节以学生为主体。教师仅作为指导、答疑和解惑的角色，而学生才是整个教学过程中的主体。学生在教师协助下制订学习计划，完成预定的学习任务。

尊重个体发展和学习兴趣。教学过程中注重学生的个人专业发展方向和学习兴趣。基于随机进入教学思想的引入有助于提升学生的学习兴趣，学生的学习动机也因而最大限度地调动起来。注重吸收随机进入教学思想的核心理念。随机进入思想的特点在于同一个知识点的多情境重现，以此达到多角度重构知识点，提升学习效果的目的。这与过去传统教学中对于知识点的顺序式讲授存在理念和实现方式上的不同，强调合作意识的培养。

四、基于随机进入理论的高校计算机实验教学设计

（一）计算机实验教学流程设计

由以上讨论可知，基于随机进入思想的计算机实验教学是与传统教学相异的教学方式，它改变了以往以教师为中心的传统教学方式。它强调以学生为主体，根据不同学习个体制订合理的学习计划，完成教学任务，最终达到提升学生学习效果和专业素质的目的。据此，计算机实验教学流程如下：

1.预热相关实验知识。在实验前，学习者应根据教师在课前提供的参考资料、背景知识或电子课件等对实验进行预习，以此对接下来要完成的实验有一个整体性的把握。学习者在此过程中可以对涉及的理论知识重新进行梳理和整合，在此基础上提出接下来的学习目标或针对实验内容产生的疑问，并在实验过程中重点解决。

2.自主选择实验。学生自主选择实驗是本实验教学设计的一大特色。学生根据个人学习兴趣和专业方向选取要完成的实验内容，这一过程可通过个人电脑或下载手机APP完成。不同实验对应不同的学分，在学分满足的前提下，学生将本人的学习计划提交给实验教师，由教师批准符合要求的学习计划。不符合要求的计划将返回给学生做进一步的修改和完善。在完成一个实验以后，学生可以根据个人的认知和意愿合理安排自己接下来要完成的实验内容。

3.学生自由选择成组方式，灵活完成实验任务。学生制订好学习计划后，选择相同实验的同学可以选择按组协作完成实验内容，也可视实验内容独立完成，其他同学则需独立完成所选计算机实验内容。由于每名同学都需完成多个实验以拿到本门课程所需学分，所以每人都有机会独立或多人协作完成实验，以此培养学生的独立学习能力和协作学习能力。

4.教师指导与意义建构。实验过程中，学生针对实验中存在的疑问和所得实验结果进行分析和研究。该过程可以独立完成，也可组内讨论完成，该过程由老师负责答疑解惑。在此基础上提出下一步的研究内容。

5.循环学习过程。重新回到第2步，直到所有的实验结束。

6.团队讨论与分析总结。实验教学任务完成后，要求学生独立或以组为单位统一进行讨论和总结，以此得出结论，总结经验。

（二）教学设计要点与重点

1.实验内容、实验方式的多样化。教师在发布可供学生选择的实验内容前，可将实验内容分为必修和任选两部分。这样可以在保证必修实验内容基础上，给学生一定的灵活度，让其能够按照个人兴趣和发展方向合理安排自己的实验任务。对于每一个实验，教师可根据其自身的特点和实验内容灵活安排实验方式。例如，有的实验需要借助多媒体演示完成，有的实验需要高性能计算机完成，而有的实验可以通过虚拟现实的方式完成等。

2.整个实验教学过程以学生为主体。改变以往的教学模式，发挥好老师的辅助作用，注重学生在整个实验环节的主体地位。教师对学生自己确定的实验安排把关，同时对学生的实验学习进程做大方向上的把握和跟踪，并适时给予合适的指导。

3.充分利用先进的媒体与网络与学生互动。随着互联网与通信方式的不断升级和发展，教师与学生、学生与学生之间在课前和课后的沟通变得更加便捷。教师在课前为学生提供教学大纲、电子教案，以及参考书和背景材料，以此方便学生提前预习和了解要完成的实验内容。在实验课堂，利用这些媒体工具，整个实验过程也将不再枯燥。在教师教学过程中，可以拍摄和制作一些多媒体视频教学内容，方便学生课后复习和有疑难时查阅。

4.注重把握学生的学习情况和随机进入教学的場景重现频率。在基于随机进入思想的实验教学中，通常需要多次的不同情境来凸显同一个知识内容。由于实验教学学时有限，因而所谓随机进入教学的场景重现次数并不是无限的，因此应当合理把握好这个度。此外，教师应把握好整体实验进度，根据学生掌握程度合理安排实验内容，以保证教学效率。

5.构建氛围良好的学习环境。作为随机进入教学思想的重要组成部分，实验教学中安排了一定数量的学生自主学习内容。自主学习有其优势，但其最大的不足是容易受到干扰。因而构建氛围良好的学习环境，有利于提高学生学习兴趣，进而提升教学效果。在教学过程中，可以通过协作组的方式，让选择同样实验题目的学生彼此协作。

五、结语

随着计算机技术的快速发展，以及社会对于人才需求的急剧变化，通过计算机实验教学改革探索新的人才培养模式很有必要。笔者的研究表明，作为一种崭新的教学理念，随机进入教学思想能够促进计算机实验教学过程顺利完成。通过分析高校计算机实验教学的特点、任务和实验教学中应遵循的原则，本文完成了基于随机进入教学思想的计算机实验教学设计，以期进一步丰富随机进入教学思想在一线教学中的应用实践。

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