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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇大学计算机基础,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
1.1生源不同,采用原有教学模式造成教学效果差传统《大学计算机基础》课程的教学模式以班级为单位、以教师主讲为主,学生被动听课,不管学生以前是否学过有关计算机基础知识,也不管学生掌握计算机基础知识的程度如何,都要从头讲起.由于学生来自不同学校和城市,计算机教学的普及程度不同,造成有些学生学过计算机基本知识,对计算机比较熟悉,因此再在大学学习这门课就有些重复,且浪费学生时间,也浪费了教师、教室等学校的各种资源.同时,学生对这门课也感到厌烦,没有新意.而对那些以前没有学过计算机基础知识的学生来说,他们知道学好计算机应用的重要性,所以想好好学习,但由于老师为了照顾全面,讲授的内容多,讲授速度也比较快,这些学生学习起来就比较吃力,学习效果不佳.也就是说,新生入学时的计算机应用能力参差不齐,给计算机基础课的教学带来了一定的困难.
1.2课时的限制,授课内容无法正常完成
由于课时有限,教师需在有限的时间内完成大量的教学大纲内容,因此就要加快讲授速度,特别是理论教学环节,涉及的内容广、难度大、专业性强、课时少,致使学生无法完全消化理解,教学效果也不好.
1.3实践教学环节与实际需求脱节目前,实践教学环节由于学时少而无法将常用软件深入介绍到位,只是从表面简单地应用介绍.而学生到了真正应用软件时,如课程的结业论文的排版、相关软件的高级应用、专业课程的计算机辅助计算、辅助制图等,却不知如何去做,觉得之前也学习了相关软件,到实际应用中却不知从何做起,学习与实际脱节.
2新模式的探索
针对传统的教学模式在大学计算机基础课的教学中存在的上述问题,提出了分级教学的改革模式.做到量体裁衣,因材施教.
(1)分级结果可由学生入学时,学校发放的问卷调差来决定.在问卷调查中,将分出3个等级,①计算机基础较好的学生,他们的计算机基本知识、技能和相关软件掌握得都很好,经过严格的考核,对考核成绩合格的学生,可以直接获得第一学期计算机文化基础课程的相当学分,并给予该课程的成绩;②具有一些计算机的基础知识,但并不够清晰,一些相关软件也只略知一二,操作并不熟练.这类学生需要加强计算机基础知识,并熟练掌握相关软件的使用,学校应该配备一定量的学时,使这批学生的计算机知识和技能上一个新台阶,以达到第一等级的学生的水平;③基础较差甚至一点基础也没有的学生,他们需要从头学起,这就需要学校配备大量的学时,从计算机基本教起,教师一点一滴的教,学生扎扎实实的学,经过大量的理论、技能、实训于一体教授,使学生掌握在信息化社会中工作、学习和生活所必须具备的计算机基本知识与基本操作技能,系统地、正确地建立计算机相关概念和微型计算机的操作技术,熟练地掌握在网络环境学习的能力,以达到我们真正开设本门课程的目的;
(2)由于不同等级的学生掌握计算机基础知识的程度不同,这就需要不同等级的学生配备不同的教材、不同的教学大纲、不同的教学课时量,最后达到统一的教学目标,熟练掌握计算机技能;
(3)仅有新的教学模式还不够,还要有与时俱进的教材.由于计算机这门学科本身的特点,更新快、新知识多,跨越大,因此一本教材用几年,将会影响学生的求知欲.所以,编写一本以系统性、先进性、创新性、实用性为指导思想,以精心布局、精选实例、精炼文笔为原则,理论与实用共存,适合培养学生利用计算机解决问题能力的好教材势在必行;
(4)要与所学专业相结合.计算机本身是一种工具,是一种集科学计算、数据处理、辅助设计、娱乐生活的工具,因此学会使用它,并用好它,就可以在很多领域里帮助人们,达到事半功倍的效果.作为计算机基础教学的老师不仅要教授学生如何使用计算机,还要帮助学生分析计算机在专业中所起的作用,争取达到计算机应用与相关专业的结合,引导学生学会自主学习、自主研究,为今后利用计算机来帮助专业课程的学习打下基础;
(5)计算机学科是更新最快的一门学科.计算机基础教学的老师不仅要教学生计算机的基本知识和操作技能,还要站在知识的最前沿,把计算机领域中最新的知识点、方法和技能相关内容传授给学生,引发并培养学生的计算机学习兴趣.因此,这就需要教师不断提高自身素质,加强业务培训,提高理论知识.
3结语
关键词:分层教学 因材施教 高职院校
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)05(b)-0052-01
1 高职“大学计算机基础”课程实施分层教学的必要性
1.1 高职院校学生的基本特点适合分层教学
笔者从2003年开始从事高职教学到现在教过了近九届的学生,开始的几届学生的整体的素质还是可以的,但现在高职院校的学生的素质整体上讲呈现逐年下降的趋势,他们不论从基础知识、能力及爱好都差别很大,电脑基础知识更是呈两极分化状态。基础差的学生根本没接触过电脑,连正常的开关机顺序都不清楚,打字时有的练一指禅,有的是手在键盘乱串。笔者在跟同学们聊天时了解到他们中的大部分同学平时用电脑就是聊天、打游戏。而且职业院校的专业很多,比如笔者学院共有40个专业,每个专业的人数都不是很多,每个专业有一两个班,多的有三四个班。即便是同一个专业,就业方向也不一样。如会计电算化专业,有些学生能拿到会计从业资格证书,就可以从事与会计相关的工作,没拿到会计从业资格证的学生就从事营销、报关、文秘相关的工作。高职院校计算机文化基础课程在注重因材施教的同时,更应把学生的所学专业的专业特点、学生的学习兴趣、学生的就业去向综合考虑后,实施分层教学是最有效的教学组织方式。
1.2 高职院校学生的学习能力适合分层教学
实施分层教学,要从两个方面去考虑问题:一方面教师如何对学生进行分组。分组要考虑同学们已有的基础知识、现有和潜在能力把同学们合理的分成几个小组,让小组内的成员水平相当;另一方面,教师如何给学生确定学习目标。学习目标的制定要根据小组成员的兴趣和爱好及专业方向来定,不同组的同学有不同的学习目标,尽量做到每个学生都要学到东西,但学的是不一样的东西。每位学生都要有取得成功,有成就感,但是标准是不一样的。对会计电算化专业的学生而言,计算机文化基础课是他们学习计算机的基本技能,大多数同学只要能掌握Widows基础知识,会管理文件、会Word、Excel、PPT制作,打字的速度不是太慢就行。有的学生尤其是男生更喜欢拆装东西,那就让他们学会计算机的硬件对电脑进行组装与维修的学习,会排除一些常用的电脑故障,包括网络的设置,网线的制作等。如果通过上课发现有个别的同学如果对图形图像处理、动漫设计很有兴趣的话,可以考虑让其调入计算机专业。通过分层教学,使每位同学的兴趣得到了发展、特长得到充分的发挥,在老师分层教学的指导下使每位同学充分发展才能的平台。基础弱的学生只要能把平时上课所学的知识学会就可以,基础好的学生可以去参加全国ITAT office办公自动化大赛,以赛促学,提高学生学习兴趣。
2 分层教学在《大学计算机基础》中的实施过程
分层教学在《大学计算机基础》中的实施过程可分为三步:第一对学生进行分层;第二步以在教学过程中实行分层教学;第三步教学完后进行考核评价;进行效果验证。
2.1 对学生进行分层
把学生分层处理好是分层教学实施的基础,高职学生分层是根据学生的爱好与就业方向,而不像基础教育那样根据学生学习成绩,会计电算化专业的计算机应用基础课程是一门很重要技术课,这门课占64学时,是高职院校入学教育的第一门专业基础课程。为了更好地对学生进行分层,进行了如下工作:(1)开课前的准备:为了弄清楚学生对计算机的了解程度及同学们的爱好,先对新生做个调查,以表格的形式让学生填表,通过学生填的表格了解学生的兴趣爱好、对电脑了解多少等,为进行分层教学做铺垫。(2)教材的准备:为了适应学生分层教学的需要开发了校本教材并在北京大学出版社出版。重点选取Window、Word、Excel、PPT为重点学习内容,其他的为选修,为分层教学准备了必要的前提条件。(3)教学内容的准备:通过学院就业处了解往届毕业生的就业信息,对他们的就业岗位进行归纳:会计、文员、收银、报关等。对不同的就业岗位进行不同模块的选修,如从事会计工作的,主要学习的内容有文字录入(不但包括汉字的录入,也包括小键盘即数字键的录入,会计所从事的是与数字打交道较多的工作,小键盘必须熟)、Windows文件管理、Excel。(4)做好学生心理的工作准备:分组时充分考虑学生的心理承受能力。让他们了解,对他们分组时为了更好地按学生的意愿学习计算机知识,而不是像高中时一样分的快慢班,使学生摒弃对老师的成见。分组时要考虑学生的意见,并且分好组后并不是一成不变的,在学习的过程中可改变,实行动静结合的分组方式。
2.2 对学生进行分层教学
(1)分层教学时的硬件条件。对学生进行分层教学必须有好的教学条件,我们学校通过世行项目引进了一批先进的教学设备,安装了教学做一体化的微机室,为分层教学的实施提供了硬件保障。(2)分层教学时的教师授课内容和学时分配。有校本教材上课的内容准备充分,不会有问题。对学时的分配,在每学期初制定授课计划,根据授课计划把学生的教学知识穿行。比如把一个班的学生分成三组,在上第一周的时候,学习的内容是让学生申请邮箱,对第三组的同学来说是一个陌生的内容,那就让他们学习申请邮箱,而对第一、第二组的学生,他们已经有邮箱了,他们的任务就成了汉字录入,当第三组完成邮箱申请时,开始录入时,第一、第二组开始数字录入,小键盘的练习。这种安排教学的方式,使每个学生都会感觉上课有收获,而不会出现部分同学不知道上课该做什么的现象。
2.3 对学生进行分层考核
高职教育的目标是培养高技能应用型人才,对会计电算化专业的大学计算机基础课程在考核时分成两部分:一部分是过程性考核占50%;一部分期末考试占50%。过程性考核指学生的平时成绩,主要包括学生的出勤、书面作业、最主要的是平时的上机作业完成情况。期末考试主要是以试卷的形式,提醒就包括了不同内容,学生的分组不同,所考内容也不一样,体现分层教学、分层考核。
经过对本届学生的进行分层教学的尝试,同学们的上课积极性比往届的要高,克服了上课时部分学生听不懂,部分学生不知道做什么好的学习氛围。每个学生的学习兴趣被积极的调动起来,特长被充分的发挥出来,自信心被树立了起来,通过本课程的学习为以后就业也打下了良好的基础,是高校教学改革一次很好的初探。
参考文献
[1]朱纪刚.计算机文化基础[M].电子科技大学出版社,2011.
关键词:计算机辅助教学;计算机思维能力;计算机操作能力
一、当代计算机教学中出现的主要问题
(一)教学内容没有体现出最关键的部分
大多数高校的计算机教师在教授计算机课程的时候,对于基础部分都是按照书本上给出的顺序为同学们讲解。但是由于教学内容太多太杂,每个单元的内容都没有太大的联系,也没有一个整体性,所以整个教学就变得很散,不能够让同学们清晰掌握。学生在学习的时候不是找到一个中心点,然后顺着分出来枝杈,进而将老师讲授的内容全部串联起来,形成一个完整清晰的思路,老师在教学的时候也没有根据专业的不同或者每个学生自身基础的不同而改变自己的教学方式,这样导致同学们享受不到针对性教学。另外,没有明确教学目标,大部分学生都是根据考试内容来学习,导致学生不能真正做到学以致用。这就导致同学们觉得自己的学习枯燥无味,不能让自己在现实生活中展现出来,让同学们丧失了学习的积极性。所以必须要重新科学地选择教学内容,要注意和专业计算机知识的联系,将知识、能力和素养等有效整合,形成系统的教学。
(二)个性化的学习无法得到相应的满足
学生来自不同的地区,在开始学习不同的计算机课程之前,有的曾参加过各种信息学计算机竞赛,有一定的计算机素质基础。而有的学生从来没有接触过计算机,所以对于计算机的基本功能、使用方法以及巨大的作用都没有相应的理解。但是对于更多的新生来说,他们只了解一些计算机的作用和使用方法,对专业计算机知识掌握的就不是很好。这种大学生新生计算机基础知识参差不齐的现象,对于大学计算机教学来说是一个大的挑战。我们需要通过培养计算机思维能力,建立完善的信息技术课程体系,并且注重专业需求的差异性。我们学习的课程内容以计算机思维为核心,同时也结合本专业教学大纲、设计案例和实践应用。课程形式的多样化包括课堂内外相结合的实践训练,课程内容和形式的设计、课程实践和内容相结合的竞赛、研讨会、新技术体验等教育周活动,全方位、多角度为学生提供基本的计算机教学。
(三)所学课程没有和专业背景有效联系
大学的计算机课程属于通识模块,在本科大学中开展计算机教育就是为了这个目的。但是计算机课程与专业的结合太少,不同的教学目标、教学内容和教学方式等都应该根据专业的实际情况来进行针对性的调整,不同专业对于计算机技术的需求存在很大差异,所以大学生的计算机课程教育应该具有针对性,尽量满足每一个学生的需求。
(四)课堂教学模式的互动性不够
互动的教学方式可以使学生对问题的思考更加深入,并且可以提高学生们接受这门课程的能力。然而,目前高校的计算机课程大多还是用以前的讲课方式。这种以教师为中心进行教学的方式,仅仅是对书本的内容进行了讲解,而没有和同学们进行互动,这样使老师和学生之间缺乏沟通,导致教学质量很差。
(五)缺乏优秀的教学资源
教学资源数字化具有极大的优点,它可以有针对性并且教学非常的灵活,让学习更加有意思。但是目前很多高校的计算机教学都没有足够的教学资源,主要可以从以下几个方面体现。首先是教学内容繁多且有大量重复,增加了学生的学习压力。其次是学校没有及时对教学资源进行更新,使教学过程缺少最新版的配套教材。最后就是不能合理地应用数字资源,没有将传统纸质教材和数字资源进行合理的整合,导致教学效果就不尽人意。
(六)没有将教学评价真正落实
目前的高校基础计算机教学评价中还存在着很多问题:第一,仍然缺少以计算思维为引导的课程评价标准体系。第二,课程教学中存在总结性评价和体验性评价。第三,学生作为评价的主体对象并没有真正参与到教学评价的过程中去,只是教师在进行评价。第四,评价形式过于单一片面,没有开展全面的评价,学生的课堂参与程度、对课堂的满意程度等内容都没有在评价体系内。
二、研究对策
(一)要重新对教学内容进行编排
目前阶段,高校的基础计算机教育仍处于较低的水平,根本不能满足现阶段的教学目标。在教学内容中反应计算机思维才是对教学目标进行实践的根本。所以要将计算机的教学内容进行重新的编排,应该结合本学校的实际发展情况开展以培养计算思维为主的计算机课程教学,合理设计教学内容,逐渐形成系统完整的大学计算机教学体系。(1)大学计算机基础和其他经典局部形式的思维可以用于计算组织,引用典型案例在社会生活和解决其思想解决方案过程的计算系统,并逐步围绕学习课题,将案例变得更加生动形象,从而映射其中的概念和思维,让学生能够对计算机思维有更深刻的理解,更好地理解计算机思维和社会现象的关系,锻炼学生的想象能力,帮助学生形成复杂的思维。(2)要想让学生更好地了解计算机基础,就要让学生学会用计算思维来看待问题,进行逐渐的系统解释。(3)在不断地阅读中可以积累更多的知识,这是提升思维能力的基础,复杂的思维可以形成更多解决问题的新方式,而要想拥有复杂思维就必须要不断地进行训练,所以在大学的计算机课程教育中必须要对学生的思维进行不断的训练。通过这样的主题教学和系统教学方法,能够对课程教学内容进行有效的整合,然后应用合理的教学方法,对不同的案例进行灵活的处理,不断引导学生阅读,培养学生的思维能力,以实现最终的教学目标。
(二)寻找与专业相符的案例开展教学活动
不同专业对于计算机的基本操作和技能要求不一样,我们也要根据他们的不同需求提供相应的教学。首先,对于教学的内容相似的专业,教师应该根据专业的特点和实际能力来确定教学内容。其次,每个专业的有关问题要进行分类,这样在教学的时候就根据收集的问题进行针对性的讲解和教授。例如,大数据专业,侧重于对总体情况的描述。对于文科的学生,教师应该重点讲述文字处理软件的应用;对于商务专业的学生,教师则应该将教学重点放在计算机网络应用上。教师必须要根据专业的特点来选择合适的教学案例,以便更好地培养学生的计算机思维。一般情况下,案例的选择一定要本着典型、可信、相关和可操作的原则,要选择最具代表性的案例来讲解,这样可以更好地提高教学效果。开展可行性教育就要选择和专业相关的案例,案例可以来源于学生的实际生活和学习过程,也可以是专业学习中所遇到的问题,这样的案例讲解能够让学生更好地学会学以致用。可操作性主要指计算机的自动化、机械化和形式化等,这些可以更好地展现计算机思维的特点。
三、总结
关键词:大学计算机基础;计算思维;进程管理;内存管理
中图分类号:G642.0 ?摇文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)18-0179-03
陈国良院士在“计算思维与大学计算机基础教育”一文中指出,2l世纪科学上最重要的、经济上最有前途的前沿研究都有可能通过先进的计算技术和计算科学得到解决,因此为其他学科培养掌握先进计算技术的“大学计算机基础”课程就显得非常重要。过去半个多世纪以来,在计算机和信息技术辉煌发展的过程中,人们积累了丰富的行之有效的若干分析问题解决问题的典型方法和途径,形成了计算机科学特定的思维方法。周以真教授认为,计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。从周以真教授对计算思维的进一步表述中提取一些计算思维的特征点,包括:约简、嵌入、转化、仿真、递归、并行、多维分析转换、抽象、分解、建模、保护、冗余、容错、纠错、系统恢复、规划、学习、调度、快速计算、折中等。尽管周以真教授对计算思维使用计算机的基础概念作了进一步阐述,但如果想全面理解计算思维的内涵和思维方法,需要对这些特点进行充分的理解并掌握,这要求对计算机科学有相当全面且深刻的研究探讨。计算机基础课是为非计算机专业的学生开设的公共课,不可能深入细致地研究计算机学科的方方面面。如何在有限的学时内将计算机学科领域解决问题的基本方法与特点即计算思维,讲清楚说明白,使非计算机专业学生基本掌握计算思维的方法,初步具有计算思维能力,是现在计算机基础教学面临的一个重要的值得深入研究探讨的课题。本文希望通过在“操作系统”知识单元中,分析处理机管理、内存管理的方式方法,阐释计算思维的培养方法。
一、“大学计算机基础”课程教学现状
根据教育部高等院校计算机基础教学指导委员会的指导意见,计算机基础教学主要讲授计算机技术的四大领域:系统平台与计算环境、算法基础与程序设计、数据管理与信息处理、系统开发与行业应用。重点掌握三方面的应用技能:计算机网络应用与信息检索方法、关系数据库管理系统的基本使用方法和多媒体信息处理工具的使用方法。“大学计算机基础”课程需要讲授的知识体系分解为知识单元和知识点,要求各学校对每一个知识点的内容、传授的方式、检验是否掌握的方式都要制定相应的要求和标准。“大学计算机基础”是大学本科生的第一门公共计算机基础课,是计算机基础教学的核心课程,培养目标基本是尽可能使非计算机专业的学生对计算机科学的主要领域有一个基本的了解,计算机是什么、能做什么、如何做,因此教学内容广泛,知识点丰富且各种知识相互交叉,基本上是各领域基础知识和基本技术的浓缩。在一本教材一门课程(约70学时)中,从教材到教学都是以名词解释为主,基本上对周以真教授提到的计算思维的特征点都粗略地解释了“它是什么”,却没有进一步解释“为什么”,而“为什么”中蕴含了丰富的计算思维。如何对非计算机专业的学生、在有限的学时内将“操作系统”单元中蕴含的计算思维清晰地展示给学生,首先应该按照计算思维的理念,对这部分知识中基本的最有价值的能在有限的学时内讲清楚的知识进行取舍筛选。早期的大学计算机基础教学主要是技能培养,之后是能力培养,对计算机的认知能力、应用计算机解决问题的能力、基于网络的学习能力、依托信息技术的共处能力。现在在能力培养的基础上,计算思维的培养作为计算机基础教学的核心内容。我们重新审视“大学计算机基础”课程的知识单元和知识点,把这些知识点中蕴含的计算思维的内容明确出来,在培养学生运用计算机技术能力的同时,培养计算思维。“操作系统”作为十分重要的一个知识单元,通常介绍操作系统的层次架构、资源管理、发展史及常见的操作系统。作为计算机系统资源的管理者,操作系统对CPU、内存、文件、输入输出设备进行管理,同时操作系统对计算机硬件进行抽象和分解,形成了进程、线程、虚拟内存、文件系统、各种输入输出模式等操作系统构造的出现,以此方法来控制这个巨型庞杂系统的设计和运转。通过预防、保护及冗余、容错、纠错的方式保证操作系统本身的正确运行。虽然CPU、内存、磁盘、输入输出等设备的形式和构造相差很大,但对它们进行管理采用的思维方法却有很多相同点,集中体现在处理机管理、内存管理的方式方法中,充分展示计算机如何为事物抽象、分解、建模、并行处理的思维方法,在时间和空间之间、处理能力和存储容量之间的进行折中的思维方法。总之,在操作系统中计算思维无处不在,是培养学生计算思维方法的绝佳园地。
二、在“操作系统”知识单元中挖掘计算思维方法
1.操作系统的层次架构。操作系统是一种层次管理机制,分为多个功能模块,按层次分解,每层的功能不同,下面一层只对上面一层负责,上面一层只对紧连的下一层进行控制。层次结构的思维方法使得操作系统的构造过程变得简单易行。
2.进程模型,进程是为了在CPU上实现多道编程而出现的概念。任何时刻CPU上只能执行一条指令,所以任意时刻CPU只有一个进程在执行,由程序计数器确定执行哪条指令。从逻辑上看每个进程都可以执行,也可能挂起让别的进程执行,之后又接着执行。每个进程需要记住每次挂起时自己所处的位置,以保证下次执行时从此处开始。从时间上看,每个进程都在执行;从逻辑上看,多道程序并发执行;从CPU角度上看,进程经常切换。这就是进程模型。
3.进程管理,操作系统通过维护进程的一些信息管理进程(通过管理事物的信息来管理事物是一种管理思维方式)。创建进程时,操作系统为其建立进程控制块,它采纳的数据结构有线性表、链表和结构(struct)。进程管理要解决的问题是资源分配,既要公平又要高效地利用资源。进程可以并发执行,并发进程之间存在同步互斥的关系,这种关系被抽象成一个模型:生产者与消费者。
4.线程,进程在一个时间里只能执行一件事,如果想做多件事就得使用“分身术”。线程是进程的分身,线程与进程拥有同样的程序文本,但是线程的上下文不一致。线程是进程的一个执行序列,一个进程可以同时拥有多个执行序列,就像一个舞台可以有多个演员同时出场一样。线程使我们可以在软件指令执行上并发。
5.闭锁,进程/线程同步机制中闭锁的实现有多种方法,以中断启用与禁止来实现锁、用测试和设置指令来实现锁、以非繁忙等待的中断启用与禁止来实现锁、以最少繁忙等待的测试和设置指令来实现锁。这一系列问题非常适合使用启发式思维方法,依据知识点内在联系进行逻辑推理启发教学,培养他们分析问题和解决问题的思维能力,同时调动学生积极性,激发他们的学习兴趣。
6.虚拟内存管理。程序要运行必须先加载到内存。用户对内存的要求是:大容量、高速度和持久性,而实际上却是一个由缓存、主存、磁盘组成的内存系统。内存管理就是使程序在任何一个层次上的存放对用户来说都是一样的,这就是虚拟内存管理,它对由缓存、主存、磁盘组成的内存系统进行抽象思维,使用户感觉拥有一个空间像磁盘那样大、速度像缓存那样快的比物理内存空间大得多的地址空间。
7.内存空间分配。多道编程可以大幅提高CPU和内存的利用率,改善用户响应时间,这些优势的代价是操作系统的复杂程度。例如不能将程序加载到固定的内存空间,进而不能使用静态地址重定位,必须使用动态地址重定位。多道程序数量的增加不是无限的,超过某个限度,多道程序之间的资源竞争反而会降低系统效率,需要在操作系统的复杂程度和CPU内存利用率之间进行折中。动态地址重定位增加了系统消耗,但提高了操作系统的灵活性。我们可以将程序加载到内存任何地方,可以方便实施地址保护,实现虚拟内存。
8.操作系统不知道一个程序会进行多少层嵌套调用,不知道程序运行会产生多少新数据,因而不能事先确定给一个程序分配多少内存空间。配置一个超大空间会造成内存资源浪费,配置小了程序无法继续执行。当一个程序所占空间不够时,操作系统将它倒出到磁盘上,等待大片内存空间的出现,再加载到其中继续执行,操作系统的这种管理方式称为交换(swap)。如果程序的增长超过了物理内存空间的容量,操作系统使用的办法是重叠(Overlay)。将程序分成功能相对完整的单元,一个单元执行后再执行下一个单元,条件是一旦执行下一个单元就不会再执行前面的单元,操作系统把后面的程序单元配置到前面的程序单元上,将其覆盖,这样就可以执行一个比物理内存大得多的程序。
9.分页系统中页面更换算法。如果CPU访问的页面不存在,系统产生缺页中断,中断服务程序负责把位于磁盘上的数据加载到物理内存中。磁盘的访问速度远远慢于内存,频繁的缺页中断的系统消耗是巨大的,因此要精心设计页面更换算法。算法中蕴含了人类社会的处事哲学:追求公平,同时又希望自己能被区别对待。操作系统中到处都闪烁计算思维的光辉,线程通信中的“管道”思维、“信号”及“信号量”、线程同步中竞争引起的死锁的解决方案、哲学家就餐问题、银行家算法、处理器调度的调度算法等。
三、计算思维能力的培养
在“大学计算机基础”课程中,从理论上讲授计算思维的同时,实验教学也是学生掌握计算思维方法的重要一环。计算思维的培养是以计算能力的培养为基础,只有接受过良好的计算机技术培训,具备了应用计算机解决问题的能力,才能逐渐领悟计算机科学家在面对问题时所习惯采用的思维方法,否则计算思维只能停留在理论层面,对学生来说无异于纸上谈兵。对非计算机专业的学生而言,计算机基础课定位为基本概念、技术和方法,这种指导思想不利于计算思维的培养。对计算机有深刻理解才会汲取相应深刻的思维理念。计算机的高速与精确,使得计算思维是一种精确思维,在时间上以纳秒为尺度,以量化的方式对信息进行加工处理,使概略变得精确、使模糊变得清晰的思维方式,这与其他很多学科不同。相对于计算机的高速与精确,很多学科可以看做是粗放的技术,在逻辑思维上凸显粗放的特点。在不远的将来,这些学科可能会通过使用先进的计算技术和计算科学逐步由粗放到精确。“大学计算机基础”课程的很多内容都含有明显的计算思维方法,很多案例对计算思维提供了很好的诠释,但是对培养计算思维能力还远远不够,需要在知识结构上进一步调整,在教材中进一步挖掘,在教学中进一步探讨,理清计算思维的基本要素、培养方法、实施途径和评测规范。在现有学时少、师资弱的教学环境中,主动采取有效措施,从思想观念、师资队伍建设入手强化培养计算思维能力的意识。
计算思维的形成是一个长期的过程,它不是学一门课程就能掌握的。计算思维教学贯穿在所有的大学计算机基础课程中,如程序设计、微机原理与接口技术、数据库技术与应用、多媒体技术与应用等课程。当今社会计算机技术已经渗透到社会生活的方方面面,计算思维必将成为多数人必须具备的、最基础的、不可缺少的思维方式。对于非计算机专业的学生来说,拥有计算思维能力,并能自觉地应用于日常的学习、工作中,是适应社会需求的必经之路。
参考文献:
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[2]陆汉权,何钦铭,徐镜春.基于计算思维的“大学计算机基础”课程教学内容设计[J].中国大学教学,2012,(9).
[3]龚沛曾,杨志强.大学计算机基础教学中的计算思维培养[J].中国大学教学,2012,(5).
[4]李廉.计算思维——念与挑战[J].中国大学教学,2012,(1).
[5]董荣胜,古天龙.计算思维与计算机方法论[J].计算机科学,2009,(1).
[6]何钦铭,陆汉权,冯博琴.计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养——九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》解读[J].中国大学教学,2010,(9).
关键词:云计算;Hadoop;大学计算机基础;系统设计
中图分类号:TP3-05 文献标识码:A DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.06.029
Cloud Computing University Computer based Learning System Design
oUYaNG Chun-juan, LIU Chang-xin, SUN Ling-yu
(Jinggangshan University of electronic information engineering college, Jiangxi Ji’an 343009, China)
0 绪 论
随着互联网的飞速发展,基于Internet的多媒体学习资源建设得到了广泛地应用。然而传统以计算机网络为基础各种学习系统的性能一直是阻碍其发展的关键因素。例如,大学计算机基础课程学习系统应用中,当学生向服务器提交作业时,由于所有的学生几乎都在同一时间段提交,大量的数据同时上传到服务器,服务器负载过重导致服务器瘫痪。按传统的方法,解决该问题需对计算机硬件及网络带宽提出更高的要求,这在实际操作中不易达到。而云计算时代的到来,为解决以上问题提供了理想的技术支持。目前,云计算已在各类学习系统中得到应用[1-3]。本文采用Hadoop并行编程模型,搭建了实验性的云计算平台大学计算基础课程学习系统,解决了大量数据的传输问题。该系统具有分布式计算,管理不同系统资源及存储大量数据等特点,为实现一个同时满足学生和教师的学习系统提供了新的设计思路。
1 云计算的基本原理
云计算(Cloud Computing)[4]是一种新型的基于互联网的计算模式。其核心思想是通过计算机网络将庞大的存储和计算处理程序分布到大量非本地或远程服务器的分布式计算机中,并为用户提供服务。按最通俗地理解云计算就是把计算资源都放到互联网上,然后通过网络以按需,易扩展的方式获得资源。提供资源的网络被称为“云”,其可以无限扩展,随时获取,按需使用,按使用付费。
Hadoop[5]为分布式系统基础架构,是一个更容易开发和运行处理大规模数据的软件平台,具有扩容(Scalable)、成本低(Economical)、高效率(Efficient)和可靠性(Reliable)等特点。 Hadoop实现了一个分布式文件系统HDFS(Hadoop Distributed File System)。HDFS提供了分布式存储底层支持,具有高容错性特点。Hadoop还实现了MapReduce分布式计算模型。MapReduce将应用程序的工作分解成很多工作小块,将它们放置在服务器群的计算节点中,在节点上直接处理数据。本文利用Hadoop开发实验性的云计算平台大学计算基础课程学习系统。
2 搭建云计算平台的大学计算机基础课程学习系统
本系统根据本校大学计算基础课程的实际教学情况,采用6台计算机来搭建大学计算机基础课程系统的云计算平台。在Hadoop系统中,需要1台机为Master,其余5台机器作为Slave。Master用来配置NameNode并负责JobTracker工作。该工作主要负责整个分布式数据的管理和分解任务,并调度和跟踪各个任务的执行。Slave配置DataNode并负责完成TaskTracker工作。该工作主要根据本地数据,存储分布式数据,具体完成Map任务和Reduce任务。Hadoop集群的构建具体实现步骤描述如下:
(1)由于Hadoop要求所有机器上hadoop安装目录结构要相同,并且具有一个相同的用户名的帐户。本系统的帐户设置为dxjsj,主目录是/home/dxjsj。
(2)将hadoop0.12.0压缩包解压至HadoopInstall文件夹中。所有的配置文件都在/hadoop/conf/目录中,所有执行程序都在/hadoop/bin目录中。将 /hadoop/conf/目录中的hadoop_site.xml,slaves,hadoop_env.sh三个文件拷贝到hadoop-config/目录中。
(3)配置6台机器的IP。
对于Master机器,其机器名和IP分别dxjsj-1:192.168.8.61。其余的5台Slave机的机器名和IP依次设置为:dxjsj-2:192.168.8.62 ……, dxjsj-6:192.168.8.66。为了确保6台机器之间能相互正确解析,可通过ping主机名来实现,通过修改/etc/hosts文件打开达到Ping通。
(4)建立Master到每一台Slave的SSH受信证书。
Hadoop启动以后,Namenode是通过安全协议SSH(Secure Shell)来启动和停止各个节点上的各种守护进程的,因此在本系统中需要配置SSH使用无密码公钥认证的方式。具体操作为在Master和所有Slave机器上执行ssh-keygentrsa命令后,在/root/.ssh/目录下将产生一个名为id_rsa. pub的证书文件,采用scp命令将其复制到每个Slave上。
(5)Hadoop安装完成之后,执行/hadoop/bin/hadoop namenode-format命令格式化namenode。
(6)正式启动hadoop。执行Master上的start-all. sh启动所有的Hadoop守护;执行stop-all.sh停止所有的Hadoop。
至此,基于云计算大学计算机基础课程学习系统中的云计算平台搭建完成。整个学习系统是由客户端、网络平台和云计算平台三部分构成:
1)客户端 本系统学生机作为客户端,安装windows XP操作系统。 整个学习系统为不同类别的用户提供不同的界面和功能。在客户端的学生使用的操作系统是windows XP,而云计算平台的系统是FC5。为此,本系统采用WebDAV(Web-based Distributed Authoring and Versioning)协议访问软件包,来解决客户端和云计算两个不同平台之间的数据交换。
2)网络平台 网络平台是整个系统的基础。该平台的作用是识别用户终端不同需求,通过接口在该系统的云计算平台层上调用相关服务。其主要功能模块介绍如下。
①管理模块:该模块主要对用户基本信息进行登记和管理。用户通过唯一的帐号进行注册。
②学习模块:学习模块是最主要的模块。在该模块中,学生可进行自主地学习。包括课程内容的学习,辅导和测试,以及教师对学生学习的掌握情况等内容。
③交流模块:提供教师与学生、学生与学生、教师同行之间提供一对一,一对多,多对多的实时交互,可以发表个人日志,留言等。
④存储模块:在存储模块中主要是实现虚拟硬盘的功能。用户可下载学习资料进行学习,并上传学习资源供他人共享。
3)云计算平台 该平台是本系统的核心部分。用户终端根据网络平台上各功能模块需要的服务,通过接口,建立起与系统中云计算平台的连接。连接成功后,所有的任务都由云计算平台处理通过Hapood分布式系统,采用任务拆分的方式完成,再将处理完毕后的数据通过接口传递给用户。在云计算平台中,可实现数据存储、分布式计算和数据管理等功能。
3 实验仿真
本实验使用6台计算机采用Hadoop0.12.0分布式系统Hadoop搭建云计算平台, Java版本为jdk6.0。用户端为150台机器,用于学生学习,操作系统为Windows XP。当传输的文件的比较小时,如小于1M,则单机服务器能够承受,但当学生传送的文件较大时,且在规定的时间段内上传文件至服务器时,则服务器的负载将大大加重,收集时间呈指数级增加,最终导致服务器崩溃。使用云计算平台收集学生上交的各类文档资料时,多台服务器同时协同工作,应用程序的工作分解成很多小的工作小块,并将它们放置在服务器群的计算节点中同时进行,系统运行稳定。
4 结 语
将云计算技术运用到各种网络学习系统建设中,是对高校教学模式改革一种新的探索。本文采用Hadoop并行编程模型,搭建了实验性的云计算平台的大学计算基础课程学习系统,解决大量数据传输导致服务器负载过重问题。随着云计算技术的日渐成熟,其必将在各类学习系统中得到广泛的应用。
参考文献:
[1] 饶少阳.向云计算靠扰[J].信息网络,2008,(8):5-9.
[2] 张智威.信息以人为本——云计算时代的社交网络平台和技术[EB/OL].,2011-07-11.
[3] 俞华锋.基于云计算的三维虚拟学习环境的设计与应用[J].计算机仿真,2009,27(9):315-318.
关键词:计算思维;大学计算机基础;教学
2010年10月,中国科学技术大学的陈国良院士在报告中首次提出,要将计算机思维引入到大学的计算机教学之中。从这时起,计算机思维这一概念开始被教育界所广泛接受,并且受到极大的重视。在计算机基础教学之中,加入思维能力的培养计划,可以锻炼当代大学生的思维能力,并且帮助他们利用这种思维的方式解决生活中的一系列问题,对人才的培养有着深远的意义。
一、计算思维的内容
美国卡内基•梅隆大学的周以真教授早在2006年就将计算思维进行了定义。他认为计算思维就是利用计算机学科中的基础概念去解决一定的问题,或者设计系统,并且对人类的一系列行为进行解读。计算机思维实际上包含了计算机科学之中的很多思维活动。而正是因为上述的原因,计算机思维这一概念也就具有高度的概括性,让大家很难深入了解。而计算机基础教学的对象大多数都不是计算机专业的学生。所以即使周教授之后又对这一概念进行进一步的归纳,但是其依旧显得十分晦涩,让学生很难真正理解,讲解的过程本身,对教师也是一大挑战。在经过讨论之后,教育工作者发现,可以对周教授提出的理论进行进一步提纯和精炼,并且将其概括成为三方面问题,这三方面问题分别是“意识、方法和本质”:(一)计算思维意识计算这一思维自古以来就存在于人类的大脑之中。而这种思维意识伴随着人类的发展而逐渐有所变化。因此其实际上并不是一个新发明,也并不是一种新的思维方法,而是每个人都具有的一种能力。现如今,计算思维以及理论、实验思维已经被认为是人类的三大科学思维。计算机学科是利用设计和构造来对计算思维进行培养的,而计算思维的案例在计算机教学之中也是处处存在的。但是问题的关键就是怎样将计算思维这种本能的行为转化成一种有意识的、主动的行为,并且利用计算思维去解决各种问题。(二)计算思维方法计算思维方法是计算思维的核心,周教授将其延伸成为七大类,而这七大类进行总结之后可以大致归结为两方面。一方面就是数学以及工程方法,而另一方面则是计算机科学的独有方法。计算思维以及方法之间是相互促进,呈现互补的趋势的。前者是利用后者作为工具进行研究而逐渐丰富起来的。在大学计算机基础课中,每一个定义基本上都有着其对应的思维方法。例如,Cache实际上就是缓存的方法。而在应用计算机的过程之中,每一个案例都是计算方式的多种集合。(三)计算思维的本质计算思维归根结底是一种抽象的、自动化的思维方式,它和数学、物理这两门基础学科的思维方式相比较,要复杂得多,甚至可以完全用符号来表示。数学抽象就是抛开显示事物的特征,仅仅保留其量的关系以及空间形式。计算机思维的抽象却具备有限性、程序性以及机械性。
二、计算思维教学现状
1.计算思维教学是无意识的。实际上,在当前这一阶段,对计算思维的研究还远远达不到成熟,而计算机这一学科本身的特性决定,其就是用来解决一系列问题的,而解决这些问题的方式其实就是计算思维的方法。所以目前计算机老师大多都会在课堂中无意识地进行计算思维的教学,但是这种教学是被动的、松散的。2.难以认识到培养计算思维的重要性。在之前,人们普遍认为,计算思维仅仅是应用计算机的一种能力,而没有意识到该思维实际上也同样是人类的三大科学思维之一,并且推动着人类科技的发展和进步。正是因为没有从根本上对计算思维给予重视,所以现阶段人们很难从战略思维的高度将计算思维的重要性凸显出来。3.教学只注重技术与应用,却忽视了思维方法。开发软件以及系统才是计算机应用最为重要的目的,所以在教学的过程中,人们大多只重视计算机的开发过程以及相应的细节,而忽略计算机思维方式的教学。因此计算机基础教学必须重视思维教学这一过程,并且找到思维教学发展的方法。
三、面向计算思维的教学改革策略
进行计算思维教学是把原有的计算机基础课程教学内容进行优化和提升,而不是另起炉灶,将当前的教学方式全部。实际上计算机思维教学就是将计算机思维以及基础课程结合在一起,让前者变被动为主动。大学计算机基础教学应该重视三方面内容,这三方面内容分别是“技能、知识和思维”。在当今社会,所有的大学生都应该掌握一些计算机的基本操作。但是实际上,在教学的过程中,老师还是按照之前的教学策略,仅仅是照本宣科地讲解一些计算机知识,而很难顾及计算思维方法的培养。在现阶段,老师应该将课程中所涉及的知识点进行整理,并且在进行理论知识的传授过程中,将计算思维方法直接传授给学生。此外老师还应该通过案例分析、课堂讨论等一系列方法,对学生计算思维进行强化。尽管提升学生计算思维的课程有很多,然而其中最好的课程依旧是大学计算机基础。这是因为该课程是我国各类高校所有学生的必修课。而学生进行该课程的学习之后,应该可以有效地提升计算机的使用能力,并且从一个较高的层次认识计算机的本质,可以在实际应用过程中处理一些简单的问题,进而有意识地将在该课程中学习到的一系列手段和方法应用到自己本身的专业之中。我校在进行基础的计算机教学过程中,结合本校实际情况,将计算思维这一全新的理念融合到教学之中,并且提升学生合作的能力,增强学生的创造性。这样一来,就可以真正地让学生作为课堂的核心,帮助学生提升创造能力,使得学生可以真正地利用计算思维,去解决一系列问题,让他们的综合素质得到充分提升,进而提升我校计算机教学水平。
参考文献:
论文摘要:随着计算机技术的飞速发展,使用计算机的能力已成为当代大学生知识结构的重要组成部分。本文主要分析了《大学计算机基础》的教学现状、教学定位和教学条件,探讨适合现阶段教学特点的教学设计模式和实施过程。
1课程基本信息
《大学计算机基础》总学时为64学时,其中课堂教学32学时,上机实验32学时。授课对象为全校非计算机专业的本科生和专科生,课程类别为公共基础课,先修课程是高中信息技术课程。
2《大学计算机基础》课程教学现状
首先,学生在认识上存在误区。学生普遍存在“重专业、轻基础”的现象。学生的学习兴趣不高,对学习内容不感兴趣,不愿意投入太多精力去学习,认为会用计算机上网、娱乐就可以了。其次,我校《大学计算机基础》只对本科和专科进行不同教学内容的安排,没有针对不同的专业的设置不同的教学内容。教材缺乏解决专业问题的案例,学生很少学到与本专业有关的计算机知识。最后,由于各地区经济发展的不平衡,客观上学生的基础差异也很大。很多学生对计算机已经有了一定程度的掌握,他们高中就学习了《计算机基础》这门课,并且内容有很多与大学的《大学计算机基础》课程重复。而一些落后地区的学生还基本上没有接触过计算机。这样就造成了入学时,学生的计算机水平参差不齐的现象。
3 教学定位分析
计算机基础教学是大学教育的基本内容,计算机不仅是一种工具,而且计算机学科还有一种独特的分析问题、解决问题的思维方式,应把培养学生的“计算思维”能力作为计算机基础教学的核心任务。
教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会提出了大学计算机基础教学四个方面的能力培养目标[1]:(1)对计算机的认知能力。(2)应用计算机解决问题的能力。(3)基于网络的学习能力。(4)依托信息技术的共处能力。因此,计算机基础教学在培养学生成为适应信息社会和经济发展需求的新型人才中承担着重要的职责。
本课程共8章,课程的重点是:计算机基础知识、操作系统、office 2003。课程的难点是:计算机数制与转换,计算机操作系统的原理和功能,网络协议。
教师用通俗的实例和多媒体进行讲解,同时理论联系实际,观察和分析实例。增添网上学习资料、加强上机辅导和答疑, 让学生通过上机实践来理解。鼓励和引导同学通过互联网学习,从而激发创造力、想象力,从实践中理解并掌握本课程的重点与难点。
实践环节极为重要,加强实践教学环节的目的是培养学生的上机动手能力、解决实际问题的能力、以及知识综合运用能力等。“大学计算机基础”课程的实验学时与讲课学时之比为1:1。
4 教学条件分析
在授课环境方面,我们采用多媒体大屏幕授课,授课用计算机都能上网,同时配有白板,以便书写方便;教师上课采用自行制作的电子课件,并配有授课的各种软件,因此软件和硬件都能满足上课要求。
在实验教学方面,我校的计算中心机房设备配置完好,2011年新配置400台计算机已经投入使用,上机学习用的各种软件齐全,完全可以满足实验教学的要求。未来设想是实现多媒体信息的采集、处理和制作。
5 教学实施设计
(1)直观授课方法。目前课程的教学方法和手段是“教师+多媒体教室”的教学方式。由于《大学计算机基础》课程信息量大,知识更新快,我们使用“计算机+大屏幕投影”的多媒体授课方式,教师边讲解边演示,操作过程直观的展现在学生面前。这种方式将抽象内容具体形象化,教学效果直观,能多角度地向学生传递教学信息。但该方法也带来一些问题,如上课信息量大,同学不易记笔记。为了便于学生学习,我们利用课程网站,并将课件和教学文件等放在网上,供学生下载,弥补了多媒体授课方式的不足。(2)在课堂教学中,引入灵活的教学方法,互动式、启发式和引导式教学,充分激发学生求知的潜能和学习的主体作用。例如教师选取某些适合的章节(如计算机的输出设备)在课前组织学生分组预习。同学们自行分工,利用网络收集资料,然后对收集到的资料进行加工整理,用PowerPoint制作出课件,每组选出代表,在课堂上进行讲解,最后由教师进行点评。学生通过教师所给予的评价和指导意见,可以调节自己的学习,启发自己的思维;而通过与学生的交流沟通,教师能够及时了解学生的学习现状和需求,发现和掌握学生的情感和技能水平,为下一步教学和管理提供依据。让学生带着问题去学习,有利于学生主动探索知识,经过这种锻炼,学生的综合素质会获得进一步的提高。(3)在实验教学中,我们设计一些综合应用性实验,引导学生根据自己的实际水平选做,尤其是有一定基础的学生,学习的重点应放在这一层次的综合实验练习上,满足他们的求知欲。 这种设计旨在培养学生综合应用计算机知识与技术的能力,让学生独立、系统地掌握软件的使用。学期末,布置一个研究与创新型实验,组织学生进行作品竞赛,重在培养学生的自主能力与创新意识。(4)完善教学网站建设。本课程在我校Blackboard网络教学平台开设了教学网站,提供《大学计算机基础》课程的教学大纲、教案、PPT课件、上机实验指导以及一些网络资源的链接等。学生可以登陆网站下载学习资料,使用信箱完成作业的下载上传,教师可以进行作业批改、网上答疑等。网络教学平台的使用,有利于开拓学生的视野,实现优秀教学资源的共享。网络教学促进了学生与教师之间的交流,并能充分发挥学生的主动性,提高学生学习的参与度,对学生的社会参与能力、协作能力、知识学习与实践都具有重要的训练作用。
6教学评价设计
总成绩=平时成绩*30%+期末成绩*70%
平时成绩满分100分,教师将课堂提问、日常小考、阶段测试以及和实验作业相结合,综合评估学生的学习效果,给出学生的平日成绩。其中,出勤30分,实验作业40分,其它(包括课堂提问、日常小考、阶段测试等)30分。
期末成绩满分100分,考试在万维全自动网络考试系统上进行,试卷由考试系统随机抽取,考试结束后系统自动评分。考试题型有选择题、填空题和操作题。客观的基础知识和主观的实践操作均在计算机上进行。这种考试方式真正实现了教考分离,真实地考出了学生的计算机知识和技能水平,能较全面地反映出教学效果,并可为以后改进教学提供参考。
结语
总之,通过授课、上机实验与教学网站的紧密结合,学习《大学计算机基础》课程后,学生将具备熟练的信息获取和处理能力,及在网络环境下熟练掌握和应用计算机的基本技能。
当今,计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养,我们广大一线教师要认真研究计算机基础教学的特点, 改进计算机基础课程体系和核心课程教学内容,研制丰富的教学案例,不断学习,勇于实践,提高计算机基础课的教学水平,为国家培养更多创新型人才。
参考文献
[1] 教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会. 高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求[M]. 北京:高等教育出版社,2009.
论文摘要:随着计算机技术的飞速发展,使用计算机的能力已成为当代大学生知识结构的重要组成部分。本文主要分析了《大学计算机基础》的教学现状、教学定位和教学条件,探讨适合现阶段教学特点的教学设计模式和实施过程。
1课程基本信息
《大学计算机基础》总学时为64学时,其中课堂教学32学时,上机实验32学时。授课对象为全校非计算机专业的本科生和专科生,课程类别为公共基础课,先修课程是高中信息技术课程。
2《大学计算机基础》课程教学现状
首先,学生在认识上存在误区。学生普遍存在“重专业、轻基础”的现象。学生的学习兴趣不高,对学习内容不感兴趣,不愿意投入太多精力去学习,认为会用计算机上网、娱乐就可以了。其次,我校《大学计算机基础》只对本科和专科进行不同教学内容的安排,没有针对不同的专业的设置不同的教学内容。教材缺乏解决专业问题的案例,学生很少学到与本专业有关的计算机知识。最后,由于各地区经济发展的不平衡,客观上学生的基础差异也很大。很多学生对计算机已经有了一定程度的掌握,他们高中就学习了《计算机基础》这门课,并且内容有很多与大学的《大学计算机基础》课程重复。而一些落后地区的学生还基本上没有接触过计算机。这样就造成了入学时,学生的计算机水平参差不齐的现象。
3 教学定位分析
计算机基础教学是大学教育的基本内容,计算机不仅是一种工具,而且计算机学科还有一种独特的分析问题、解决问题的思维方式,应把培养学生的“计算思维”能力作为计算机基础教学的核心任务。
教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会提出了大学计算机基础教学四个方面的能力培养目标[1]:(1)对计算机的认知能力。(2)应用计算机解决问题的能力。(3)基于网络的学习能力。(4)依托信息技术的共处能力。因此,计算机基础教学在培养学生成为适应信息社会和经济发展需求的新型人才中承担着重要的职责。
本课程共8章,课程的重点是:计算机基础知识、操作系统、office 2003。课程的难点是:计算机数制与转换,计算机操作系统的原理和功能,网络协议。
教师用通俗的实例和多媒体进行讲解,同时理论联系实际,观察和分析实例。增添网上学习资料、加强上机辅导和答疑, 让学生通过上机实践来理解。鼓励和引导同学通过互联网学习,从而激发创造力、想象力,从实践中理解并掌握本课程的重点与难点。
实践环节极为重要,加强实践教学环节的目的是培养学生的上机动手能力、解决实际问题的能力、以及知识综合运用能力等。“大学计算机基础”课程的实验学时与讲课学时之比为1:1。
4 教学条件分析
在授课环境方面,我们采用多媒体大屏幕授课,授课用计算机都能上网,同时配有白板,以便书写方便;教师上课采用自行制作的电子课件,并配有授课的各种软件,因此软件和硬件都能满足上课要求。
在实验教学方面,我校的计算中心机房设备配置完好,2011年新配置400台计算机已经投入使用,上机学习用的各种软件齐全,完全可以满足实验教学的要求。未来设想是实现多媒体信息的采集、处理和制作。
5 教学实施设计
(1)直观授课方法。目前课程的教学方法和手段是“教师+多媒体教室”的教学方式。由于《大学计算机基础》课程信息量大,知识更新快,我们使用“计算机+大屏幕投影”的多媒体授课方式,教师边讲解边演示,操作过程直观的展现在学生面前。这种方式将抽象内容具体形象化,教学效果直观,能多角度地向学生传递教学信息。但该方法也带来一些问题,如上课信息量大,同学不易记笔记。为了便于学生学习,我们利用课程网站,并将课件和教学文件等放在网上,供学生下载,弥补了多媒体授课方式的不足。(2)在课堂教学中,引入灵活的教学方法,互动式、启发式和引导式教学,充分激发学生求知的潜能和学习的主体作用。例如教师选取某些适合的章节(如计算机的输出设备)在课前组织学生分组预习。同学们自行分工,利用网络收集资料,然后对收集到的资料进行加工整理,用powerpoint制作出课件,每组选出代表,在课堂上进行讲解,最后由教师进行点评。学生通过教师所给予的评价和指导意见,可以调节自己的学习,启发自己的思维;而通过与学生的交流沟通,教师能够及时了解学生的学习现状和需求,发现和掌握学生的情感和技能水平,为下一步教学和管理提供依据。让学生带着问题去学习,有利于学生主动探索知识,经过这种锻炼,学生的综合素质会获得进一步的提高。(3)在实验教学中,我们设计一些综合应用性实验,引导学生根据自己的实际水平选做,尤其是有一定基础的学生,学习的重点应放在这一层次的综合实验练习上,满足他们的求知欲。
这种设计旨在培养学生综合应用计算机知识与技术的能力,让学生独立、系统地掌握软件的使用。学期末,布置一个研究与创新型实验,组织学生进行作品竞赛,重在培养学生的自主能力与创新意识。(4)完善教学网站建设。本课程在我校blackboard网络教学平台开设了教学网站,提供《大学计算机基础》课程的教学大纲、教案、ppt课件、上机实验指导以及一些网络资源的链接等。学生可以登陆网站下载学习资料,使用信箱完成作业的下载上传,教师可以进行作业批改、网上答疑等。网络教学平台的使用,有利于开拓学生的视野,实现优秀教学资源的共享。网络教学促进了学生与教师之间的交流,并能充分发挥学生的主动性,提高学生学习的参与度,对学生的社会参与能力、协作能力、知识学习与实践都具有重要的训练作用。
6教学评价设计
总成绩=平时成绩*30%+期末成绩*70%
平时成绩满分100分,教师将课堂提问、日常小考、阶段测试以及和实验作业相结合,综合评估学生的学习效果,给出学生的平日成绩。其中,出勤30分,实验作业40分,其它(包括课堂提问、日常小考、阶段测试等)30分。
期末成绩满分100分,考试在万维全自动网络考试系统上进行,试卷由考试系统随机抽取,考试结束后系统自动评分。考试题型有选择题、填空题和操作题。客观的基础知识和主观的实践操作均在计算机上进行。这种考试方式真正实现了教考分离,真实地考出了学生的计算机知识和技能水平,能较全面地反映出教学效果,并可为以后改进教学提供参考。
结语
总之,通过授课、上机实验与教学网站的紧密结合,学习《大学计算机基础》课程后,学生将具备熟练的信息获取和处理能力,及在网络环境下熟练掌握和应用计算机的基本技能。
当今,计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养,我们广大一线教师要认真研究计算机基础教学的特点, 改进计算机基础课程体系和核心课程教学内容,研制丰富的教学案例,不断学习,勇于实践,提高计算机基础课的教学水平,为国家培养更多创新型人才。
参考文献:
[1] 教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会. 高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求[m]. 北京:高等教育出版社,2009.