【关键词】计算机基础课课堂教学模块化教学
社会市场经济的不断发展使得社会对于人才的需求量不断增加,而信息技术作为一种新型产业更是对人才有着很大的需求量。计算机网络技术在网络教学过程中是十分关键的内容,对于学生学习有很大的帮助。因此,就要采取适合的教学方法进行有力的教学。教学方法是教师和学生为完成教学任务所采用的教授方法和学习方法。教学方法的选用直接关系到教学目的能不能实现,关系到教学内容的思想性,科学性和系统性的体现。关系到学生获得知识,掌握技能和形成能力。一种好的教学方法往往能使学生在短时间内获得更多的知识技能和能力。教学方法在某种意义上还是一种艺术。因此,在教学工作中,应该重视对教学方法的研究。
那么,什么样的教学方法更适合中职计算机基础课堂教学呢?这就要求我们去深入分析中职学生的学情,教材特点,课堂知识结构特点等。做到量体裁衣,因材施教,这样才能充分的激发出学生学习计算机基础课程的浓厚兴趣,引导学生自主的学,轻松地学。变“要我学”为“我要学”。这就要求我们大胆改革现有的传统教学观念,教学模式和陈旧的教学方法。
一、中职计算机基础教学现状
1.教学手段单一,师生间的互动不够。传统的教学方法,教师一支粉笔,一块黑板,一张嘴巴,一本教材,一个演员,自始至终唱独角戏,包打天下。结果一堂课下来,教师头头是道,口干舌燥,学生听得云里雾里,,一无所知。学生就会形成惰性,不积极思考,被动接受,缺乏创新能力和主动学习能力。
2..过于讲求知识的系统性,不注重知识的模块化教学。上中职计算机基础课时,习惯于冲计算机的起源,产生,发展,讲到它的作用意义,再讲到它的构造特点,尤其是讲到它的编程语言和方法,一下把学生带入到云里雾里的境界。让学生产生了对学好计算机的恐惧感。要知道我们教育对象是中职生,学习基础不扎实,学习兴趣不高。要因材施教,选取学生够用的,适用的,想学的,能学好的知识模块。如计算机基础模块中的计算机基础知识,操作系统Windows,文字图标处理Excel,演示文稿PowerPoint小模块等。
二、对传统计算机基础课课堂教学模式,方法进行改革和创新
1.编写校本教材,因材施教,使用传统的中专统编教材,存在教学知识老化,理论过多等问题,以该方式培养出的学生,第一,不能与社会接轨第二,不能为其他需要计算机基础的课程打好基础。计算机技术是发展最快的技术之一,知识衰减周期短,技术淘汰快。有的学生抱怨“学校学的都没有用,现在用的学校都没教”。为改变这一状况,我们的计算机基础教学内容必须进行改革。根据学生的要求、特点和社会企业对人才的需要,开发校本教材。打破统编教材的知识体系,按模块化的知识结构编制教材。准确把握教材的深度,广度,让学生学得懂,够用,实用,能用。
2.实施“任务驱动”教学法。教学方法取决于教学任务,而教学任务又取决于培养目标,中职学生培养的是应用性的中等技术人才。因此,在中职计算机基础课教学既要传授知识,又强调能力培养并要在教学中渗透思想教育。任务驱动教学法是基于建构主义学习理论的一种教学方法。建构主义认为,学习不是被动接受既定的知识,而是学习者主动在内部建构知识意义的过程。建构主义提倡在教师指导下,以学习者为中心的学习,教师是意义建构的帮助者,促进者,而不是知识的传授者和灌输者。学生是信息加工的主体,是意义的主动建构者,而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。因此,教学不应“由外而内“的注入,而应是“由内而外”的主动吸收。
3.在计算机基础课教学中引入BTEC教学法。英国的BTEC教学模式是通过在教学中进行课业设计,并让学生主动完成任务,来解决职业教育中的能力培养难题。以“人格本位”来充实和完善“能力本位”的课题观。以及在此基础上形成的全新的能力标准、课堂模式,教学方式及评价机制,是BTEC课程的显著特征这一特征反映了当前发达国家职教课程改革与发展的最新成果与基本趋势。
4.建立网络教学资源。为学生提供自主学习的资源平台,在教学改革过程中,我们体会到,计算机基础课程教学仅凭课堂是不够的,必须加强课后的教学延伸。将电子教案、各模块习题及答案,模拟试卷及答案,上机实验案例及素材,在线测试和计算机等级考试模拟试题等教学资源建立在网络上,供学生下载自主学习和练习。通过网络自主学习给不同层次学生提供了形式多样的教学资源,兼顾了贫困,边远地区学生计算机水平较差的情况,有利于学生自主能力和创新能力的培养。
总之,计算机基础课传统的课堂教学模式,方法,理念等。均已经到非改革的创新的时候了,它们都已不适应现代计算机技术日新月异变化的需要,也不适应社会企业对人才培养目标的要求。必须更新教学方法,创新教学模式,改变教学理念。让学生将“被动学习”为“主动学习”,变“要我学”为“我要学”,坚持以学生为主题,以教师为主导。真正让学生愿意学,学得轻松愉快。这才是我们教学的根本目的,才能更好地适应市场需求。才能让我们的学子们真正掌握到真真切切的知识与技能。
参考文献:
[1]李雁飞“任务驱动”法在计算机基础的应用长治学院学报2008(10)
关键词:计算机应用基础;理论教学;换位教学;实验教学;任务驱动
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2007)16-31170-02
TheTeachingMethodResearchofComputerPracticalBasicEducation
HUPing
(AnhuiUniversityofFinance&Economics,Bengbu233041,China)
Abstract:Withtheboomingdevelopmentofinformationtechnical,thecomputerknowledgehasbecomeanecessarypartofknowledgeconstructionforcontemporaryuniversitystudents.Thecomputerpracticalbasicisacompulsorycoursefornocomputermajorincollege.Inregardtothiscurricularteachingmethod,Iresearchedtheteachingproblemoftheoriesandexperiment,andintroducedseparatelythemothedoftranspositionteachingandmissiondrivingtoproceedtheteaching.Inteachingprocess,regardingstudentasthemainpart,teacherasguidetocompletethecurricularofcomputerpracticalbasic.
Keywords:computerpracticalbasic;theoriesteaching;transpositionteaching;experimentteaching;missiondriving
在计算机科学技术飞速发展的今天,高等院校各个专业普遍进行着计算机基础教育,使每个学生具备必要的计算机知识和应用计算机的能力。在信息社会里,对信息的获取、存储、传输、处理、和应用能力越来越成为一种最基本的生存能力,也正在逐步被社会作为衡量一个人文化素质高低的重要标志之一。对于高等学校非计算机专业的学生来说,《普通高等学校非计算机专业计算机基础课程教学大纲》提出了明确的要求:“他们不但应该掌握计算机和计算机网络日常使用的知识和技能,还应该理解计算机处理问题的基本过程,了解应用计算机去解决实际问题的方法和步骤;不但应该掌握一些常用软件的基本使用,还应该具有学习和掌握使用新软件、新系统的基本能力”。这对高校非计算机专业的计算机基础教育提出了很高的要求。目前,国内高等院校教师在计算机教学过程中大多采用理论与实验相结合的教学模式,在一定程度上提高了教学质量,本文结合多年的教学实验,根据计算机基础教育的特点,提出一些新的教学思路和方法。
1高等学校计算机基础教育的特点
研究高等学校计算机基础课程教学思路与方法,首先分析其特点:
1.1计算机基础课程教学涉及面广
计算机科学技术迅速推广应用的今天,高等院校普遍进行着计算机基础教育,新生入学水平参差不齐。在近几年的教学中,我们发现新生的入学水平差别很大。有的学生已经能够熟练的使用Windows操作系统和进行文字编辑、上网以及收发邮件,而有的学生甚至没有见过计算机,如果教师采用“流水帐”的讲课方法是必应起学生的反感。
1.2计算机基础以应用为目的,以应用为出发点
同样的问题可以有多种思维方法和多种解决方案,同样的应用可以采用不同的技术和不同的实现途径。且计算机基础课程的内容日新月异。这是由于信息技术领域在相当长的一段时间内都处于一个非稳定的状态。新的技术、新的应用系统、应用方式层出不穷。
根据以上的特点,笔者认为教学中从理论和实验两环节来进行计算机基础课程的教学。
2理论教育部分
计算机基础课程教育面向的是刚入学的全体非计算机专业的新生。而新生入学水平参差不齐。在近几年的教学中,我们发现新生的入学水平差别很大。有的学生已经能够熟练的使用Windows操作系统和进行文字编辑、上网以及收发邮件,而有的学生甚至没有见过计算机,这主要是由于我国中学计算机及信息科学的教育极不平衡,而且,这种状况将会持续相当长的一段时间。针对这种情况,主要采用教学“换位教育法”和过程“总结法”。
所谓“换位教学”就是老师学生进行角色交换。上课前老师预先布置下次课堂的内容,让学生提前准备,上课时请已经对这部分有较好理解的学生自己来就这部分的内容进行讲解,把课堂上的主控权全部下放给学生。“小老师”上课时,我是一名听讲的“同学”,只是在课后稍作纠正或者补充。在“师生角色换位”实施过程中,我还适时请大家认为讲得好的同学介绍经验,让后来者有所借鉴、学习,或在此基础上更好地发挥。
为了把“换位教学”进行的更好,我还采用小组集体备课、分工合作、定人讲课的方法。由于竞争、激励机制的杠杆作用,各小组争先恐后,百花齐放,谁也不甘心落后,从而由原来坐在那里等老师来灌输转变为主动学习后再传授,其实后者更是一个巩固、深化、提高的过程。这一过程表面上看起来单纯是为了提高学习兴趣、提高学习效率,它还“链接”出了相关的“无形资产”:一是增强学生团结协作的团队精神,增强集体荣誉感。因为每一个小老师和所在的小组都是“捆绑式”的,小组每一个成员的个人成绩将会影响整个小组的最后得分;二是锻炼学生的心理素质,提高自信心。有一位较内向的女同学上完课后对我说:老师,我上课前在宿舍练习了三遍,可上课时还是很紧张,但下一次如果再当小老师,我不会紧张了,我知道该怎么做了;三是能锻炼学生的口头表达能力和组织能力,是展示个人才华的机会;等等。
在整个过程中,他们学会了主动地了解课文内容,注意前后内容的衔接,熟悉各类知识,搞清一些问题,尽量查找相关的资料,补充一些相关内容。这样既丰富、完善了课本内容。由于讲台上的“新面孔”,还能吸引同学们的视听,既以课本内容为主,又能结合生活实际,提高兴趣。教师在教学过程中,仅仅起到引导的作用。在“小老师”完成教学内容时,对本次课程的教学做一总结,把同学们没讲清晰、知识遗漏的部分进行补充。而把大量的时间留给学生自己去学习、思考、体会在使用计算机的过程中遇到问题。教师用不多的时间演示令学生感兴趣的实例,激发学生的学习兴趣。
【论文关键词】中职;计算机;教学方法
中等职业学校的学生大多数是中考成绩欠佳的应届毕业生,还有一些是有过打]:经历的往届生,他们是基础教育中经常被忽视的“弱势群体”.基础差,知识层次不一,对学习毫无兴趣。因此.让学生想学、爱学、会学,便成为中职教师教学的首要任务。计算机作为一门新兴学科,可以很好地培养学生的创新能力和实践能力,选择什么样的教学方法进行课堂教学,才能达到这一目的呢?笔者担任中职学校计算机号业课教学已有十多年,通过不断的尝试与探索,结合计算机课程的自身特点,总结出几种有效的方法.将这几种方法综合运用,可以达到最优化的教学效果。
教学方法是为了达成一定的教学目标,教师组织、引导学生进行专门内容的学习活动所采用的方式、手段和程序的总和,是教学过程的重要组成部分。正确选择教学方法是提高教学质量、培养学生创新能力和实践能力、实施素质教育的关键。在中职学校计算机教学过程中,笔者主要采用以下几种教学方法。
一、理论讲授法,化难为易
讲授法是教师运用口头语言,系统地向学生传授知识的方法,其基本形式是教师讲、学生听。讲授法可以使学生在比较短的时问内获得大量而系统的知识,有利于发挥教师的主导作用.促使教学活动有目的、有计划地进行。
计算机这门课本身比较抽象.有不少基本概念和理解性的教学内容,往往令学生感到枯燥、理解记忆困难。这就要求教师在讲授理论课时运用幽默风趣的语肓,抓住这个年龄段学生的“想像力丰富”特点,将抽象、费解、空洞的教学内容表述得生动、浅显易懂,从而给学生留下深刻印象,比如《计算机基础》模块二任务的“计算机工作原理”,如果教师照本宣科:“程序和数据由输入设备(键盘、鼠标)输入到电脑,存放在存储器中,然后将这些数据送到运算器中进行运算,运算后再将结果返回到存储器中,最后南输设备(显示器)显示出来.控制器在整个运算的过程中都在发出指令,协调各部分的r=作。”这样的讲授,学生一定不会听明白.更不会乔懂。如果教师把计算机比作人的大脑,人脑中的信息由眼、耳、鼻等感官输入,相当于电脑的“输入设备”(如键盘、鼠标、扫捕仪等)。人脑能够记忆并将信息进行分析处理,相当于电脑的“主机”。人脑中的信息要南口、手输,相当于电脑的“输出设备”(如显示器、打印机等)。把主机及内存比作人的大脑.书本比作外存.以此来启发学生,就可以提高学生的学习兴趣,加深学生对计算机概念的理解,使学生更形象地掌握计算机的工作原理。
在学习“文件和文件夹”这一如识点时,要求学生了解“于文件夹”和“父文件夹”的慨念。我们可以利用“背包——钱夹——钱”者之间的关系进行讲解:钱是放在钱夹中的,所以钱是一个“文件”,钱夹是一个“文件夹”:钱夹又是放在背包里的,所以背包也足一个“文件夹”。但两个文件夹中背包是装钱夹的,所以它针对钱夹来说,就是“父文件夹”;钱夹是被装在背包里的.所以它针对背包来说.就是一个“子文件夹”。对于条件较好的学校,我们除了可以这样举例讲解外.更好的方法是可以让学生通过“新建文件夹”和“在父文件夹中建立子文件夹”的具体操作来理解“父文件夹”和“子文件夹”之问的关系。
再比如讲“只读存储器”和“读写存储器”时,可以用银行存钱、取钱来比喻读和写的区别。如此之类的例子还有很多,主要是看教师如何灵活运用好讲授法,让理论教学摆脱填鸭式教学的老路。
二、现场演示法,化抽象为具体
理论课只用讲授法是不够的,因为学生的注意力是有限的.特别是职业中学的学生没有很好的控制能力,如果纯粹足口头上讲解的话,学生一定会觉得枯燥、烦闷,现疲劳、注意力涣散的现象,对所学的知识也不好掌握。在这样的情况下,教师可以用演示法加以辅助,使之生动形象。
演示法是教师运用实物、教具或教学设备(幻灯机、投影仪、录像机和计算机等)进行实际表演和示范操作,为学生提供感性材料,使其获得知识,训练操作技能,培养观察、思维能力的一类教学行为。计算机为学生提供了极为丰富的感性材料。为了让学生科学有序地观察发现、充分感知和理解这些材料,教师的演示起着不可替代的作用。新颖生动的课件演示和示范.能激发学生探索求知的好奇心,活跃课堂气氛,提高学习兴趣,集中注意力。好的演示,往往使学生过目不忘,有助于学生牢圊地掌握知识,激发其学习计算机的主动性和积极性。
很多刚进职高的新生毕业于农村中学,由于教学条件的限制,他们虽然上过信息技术课,但根本不熟悉计算机,在学习《计算机应用基础》这门课的第一章时.教师讲到计算机“硬件系统的组成”,这些学生对“示器、主机、主板、cpu、内存”等名词模糊不清.教师不如把学生带到实作室,针对具体的部件具体阱解,这样效果会更佳。
同样,在讲解“计算机的工作原理”时,我们可以用flash做一个动态演示闭,将整个运算的过程通过箭头的指向一步一步地显示出来.这样就可以使抽象的理论变成具体的实物,学生也好理解。当然,为了更进一步让学生明白这个工作原理.教师还可以采取角色表演的方法:找5个同学,分别扮演输入设备(如键盘)、存储器、运算器、控制器、输出设备(如显示器),再找几个同学来扮演数据,然后让这些“数据”扮演者在“控制器”扮演者的口令下进行移动。这样的演示方式,可以让学生很直观地进行学习和了解。对计算机的工作原理也就能够很好地掌握
三、实作练习法,化知识为技能
新课程教育理念把培养学生的创新精神和实践能力作为实施素质教育的重点。计算机是一门以实践为基础的学科,尤其对于刚刚接触计算机的学生来说更是如此。如果教师只是在理论上泛泛地讲解,学生很可能什么也听不懂。就如同学游泳,如果我们只在岸上学习游泳的理论、游泳姿势、游泳技巧,而不下水实践,那永远也学不会游泳。计算机的学习也是如此。计算机学科以实践为主,上机时间占70%,学生只有自己亲自动手、亲自实践.才能体会计算机的奥妙。教师要结合理论教学的进度,给学生留下实验题目并及时指导.做到理论教学与上机实践相结合。这种理论联系实践的教学方法,大大降低了学生学习的难度。又提高了他们的学习兴趣。
在实践中大家可能都会有类似的体验.对于有些操作规程,比如:鼠标的单击、双击和拖动,听起来或看起来觉得挺简单,但在自己实际操作时却觉得非常笨拙,这时才感觉到原来并不是想象得那么简单。而只要亲自动手去试一试,实际操作一下.就会从内心感觉到计算机并不是那么神秘。也只有不断地实践,不断地自己动手才能在实践过程中提高自身解决实际问题的能力,才不会成为“口有理论.动手无能力”的“理论家”。
学生在学习五笔字型打字时,记忆字根困难.导致打字速度很慢,天天打字也会觉得很枯燥.慢慢地热情下降,变得不耐烦。为帮助学生记住字根,活跃气氛,笔者把字根表编成顺口溜。并将一些生动的故事和有意义的寓言故事建立文档.然后要求同学们通过“打字高手”程序进行录入,并将结果同步显示。这样的方式,营造了学习氛围,激发了学生的表现欲,让学生产生了竞争意识及奋斗目标,原本枯燥乏味的指法练习变得生动活泼。经过一段时间的竞比,学生的打字速度有明显提高。
四、任务驱动法,化“学”为“用”
计算机课是职高学生比较感兴趣的学科,但在实践教学中学生都存在着“不知道该怎样学?不知道自己到底学到了什么?学到的知识又能做些什么”的问题。“任务驱动”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法。它要求学生带着真实的任务在探索中学习。在这个过程中,学生会不断地获得成就感,更大地激发他们的求知欲望.形成良性循环,从而培养出学生独立探索、勇于开拓进取的自学能力。任务驱动教学法将任务融入教学的各个环节,学生主动参与、自主合作,提高了学生动手实践的能力和创新能力,同时给学生提供了更多实现自我的空间。
在教学word“图文混排”时.考虑到中职学生对新鲜事物都有好奇心,都有勇于尝试的探索精神。于是,笔者预先设置了任务:请同学们自行设计一张贺卡。学生兴趣浓厚,积极搜索各种资料与图片,遇到问题及时请教教师、查阅课本。在这个过程中.学生很轻松地学会了如何在word中捅人图片与艺术字、如何设计版面。
而在excel教学中.笔者先请计算机班的学生帮班主任老师一个忙:在规定时间内,将班级所有同学期末考试的成绩从高到低进行排序,再将计算机成绩大于95分的筛选出来.老师给予表扬:另外再制作一张课表。学生的热情空前高涨.马上积极行动。任务完成后,让学生展示自己的作品,体验自我价值实现与内心成功带来的喜悦。同时要做好作品的评价,评价时,可以先让同学们发表一下对作品的看法,然后由教师进行总结,以鼓励性语言为主,不能伤害学生的学习积极性。教师再总结出学生存在的关键性问题,并给予适当的指导。
同样,在教学powerpoint时.笔者先做了一个电子相册展示给学生观看,随即布置任务让学生也做一个电子相册。学生的创作灵感马上被激发,随即就去搜集照片开始制作。制作完毕进行交流展示,教师给予评价。
五、小组协作法,化被动为主动
针对中职学生生源复杂,知识基础高低层次不一致,在教学中,笔者经常采用小组协作学习法。小组协作学习法就是在实作课时把学生分成一些小组.布置一定任务后,由组长组织小组同学团结协作,共同完成任务.这样成绩好的实作能力强的同学就可以带动并指导学习差的实作能力差的同学,以达到学生指导学生的目的,体现了学习的主动性。同时在小组协作学习中也可以培养学生团体学习,互相帮助的意识。比如在教学计算机组装时,可以把学生分成几个小组,每个小组几名同学协作共同组装一台计算机。随后教师进行评价。
关键词:计算机网络;教学内容;教学方法
中图分类号:G642文献标识码:B
“计算机网络”是计算机和通信两个领域的交叉学科,内容复杂,涉及许多彼此交织的概念、协议和技术,是一门公认的比较难讲的课程。很多教师都致力于改进“计算机网络”的理论教学和实验教学方法。
1非计算机专业“计算机网络”课程特点
非计算机专业的计算机网络教育应以培养应用型复合型技术人才为根本任务,以适应社会需求为目标。学生应具有“基础理论够用、技术应用能力强、知识面较宽、素质高”等特点。学生在今后的专业工作中,碰到涉及计算机网络的相关问题,能够利用所学知识和实践动手能力,通过查阅相关资料,解决实际问题。这需要在计算机网络课程学习中打下一定的基础。因此,具备一定的理论知识基础、较强的动手建设和维护网络的能力,是非计算机专业学生学习计算机网络的基本目标。
非计算机专业中的基础理论教学要以应用为目的,以必需、够用为度,以讲清概念、强化应用为教学重点,做到理论与实践、知识传授与能力培养相结合,能力培养要贯穿教学全过程。因此,在非计算机专业“计算机网络”课程的教学中,应以基础理论“必需和够用”为前提,加强实验教学环节,适当增加实验课的时间和内容。
2合理调整教学内容
我院非计算机专业计算机网络课程安排48学时,其中38学时理论和10学时实验。在有限的学时情况下,必须对教学内容进行精心安排。对于工商管理专业的学生,讲课时着重“Internet服务”、“网站的规划与设计”、“网络管理与网络安全”这方面的知识。当然,对于基础的、重点的内容,比如计算机网络的定义、计算机网络体系结构、OSI参考模型、TCP/IP协议、以太网、虚拟局域网、子网规划与子网掩码等,教师在课堂中要作详细介绍。理论不必讲得太深,但要讲清楚基本原理,突出重点。
3采用灵活多样的教学方法
3.1类比教学法
类比教学法启发学生将理论知识和实际生活中的例子相比较、归纳和总结。例如,对于OSI七层模型的理解,用一个“从上海到罗马的贸易过程”的情景设置使学生能体会到为什么要将网络分成这七个层次。主要的目的是让学生知道这个参考模型存在的意义,但并不对每一层的详细功能作过多的介绍。
(1)要想贸易获得成功,首先要有至少一条路,能够从西班牙通向罗马。此层为物理层。
(2)有了路是不是就能去贸易了?还要保证路上不会把商人的货物给磕坏了,要有一层保护的包装,可以一站一站送到罗马去。引出第二层,即数据链路层。
(3)所谓条条道路通罗马。并不只有一条路能够到达罗马,从中选一条最短的,或者路费的成本最少的,这才符合商人的利益。引出第三层,即网络层。
(4)贸易出门前要先确定货物是发给罗马的哪个商人,并检查一下自己的货有没有拿错了。事先要检查过,如果错了要重新取货,引出第四层,即传输层。
(5)是不是可以上路了?还不行。我们要和罗马联系好,如果我们这边的货物到了那边卖不出去怎么办?我们首先要交流、协商一下,看看罗马的市场情况,这就需要一些外交的关系。此层为会话层。
(6)商人到了罗马以后突然发现,他的货物在罗马不能直接使用,还需要一个转换器(例如中国的电器插头大多用的是两相或三相插头,与欧洲的电源插座不匹配)。这里就是表示层的功能,进行数据格式的转换。
(7)到了罗马了,最终需要在市场上把货物卖掉,这个市场就是一个交易平台,相当于各个软件平台,引出最后一层,应用层。
这样,学生对OSI便有了一个大致的了解,进而把握分层的原因和各个层次的特点。通过对在去罗马贸易的路途中可能出现的问题,比如说天气灾难、过期、被盗等问题引导学生讨论如何加入某些协议,让整个贸易过程中得到一些有效的保护,使得贸易能够顺利的完成。
3.2“自底向上”与“自顶向下”相结合教学法
为了让学生在掌握OSI参考模型中每层的功能、使用的协议以及每层实现的关键技术的同时,对网络系统的工作过程有整体的把握,教师一方面按照传统上讲授计算机网络课程的方法,即按照自底向上的教学方法,就是从网络的最底层(物理层)一直到最顶层(应用层),依次介绍网络系统中每层的功能、使用的协议以及每层实现的关键技术。另一方面,采用自顶向下的教学方法来阐述网络每层协议之间的交互以及网络系统的工作过程。这种“自底向上”与“自顶向下”相结合教学法有利于学生在理解掌握网络基本概念、工作原理和相关协议的同时,对网络系统的工作过程有整体上的把握,取得良好的教学效果。
3.3案例教学法
案例教学法集中应用在传输介质、网络互连设备、局域网组建上。在计算机网络课程的教学过程中,将同轴电缆、光纤、以太网收发器、各种网卡、交换机、路由器等网络设备搬到课堂上或直接将学生引至实验室,对照实物现场进行讲解。为了加强学生对网络工作过程的理解,灵活运用所学的知识,开阔学生的视野,在计算机网络课程的教学过程中,教师可以自行设计相关的案例。如模拟组建一个校园网,对所给网络设备和传输介质进行选型。这个案例可以让学生更加了解不同传输介质的特点和使用场合、网络设备的功能和应用场合、具体局域网标准的含义,使学生基本具备中小型网络设计能力、网络设备的选型能力。
3.4任务驱动教学法
任务驱动教学法集中应用在Internet服务、网站的规划与设计、网络管理与安全上。如在讲授DNS域名系统时,对企业进行需求分析,提出任务,使学生在完成任务的同时学会DNS服务器的管理方法、工作流程。
(1)分析企业需求。某企业中已经建设好自己的网站,员工希望通过域名来访问该网站,同时员工也需要通过域名来访问Internet上的网站。该企业已经申请了域名。
(2)提出任务。构建一台DNS服务器,为局域网中的计算机提供域名解析任务。DNS服务器管理域的域名解析,同时还必须为客户提供Internet上的主机的域名解析。
(3)完成任务。具体步骤如下:
①安装DNS服务器。安装好之后查看DNS服务器所有的属性项,熟悉DNS服务器所能管理的内容。讲授域名的结构,理解DNS服务器中区域的概念。
②按照向导配置DNS服务器,建立第一个查询区域,添加主机记录www及地址172.16.1.71。
③将一台计算机配置为该服务器的客户端,在“Internet协议(TCP/IP)属性”窗口中,将“使用下面的DNS服务器地址”设置为该服务器IP地址。用IE浏览器测试。
④播放动画,使学生掌握DNS服务的查询流程。
⑤设置转发器为202.96.209.5,用IE浏览器测试是否能够解析.cn等。
⑥创建反向查找区域,网络ID为1.16.172,添加反向指针记录。
⑦设置Hosts文件。
(4)通过分组实验进一步掌握上述内容。
(5)知识归纳总结。总结DNS服务器的作用;DNS服务器管理中的细节:区域的规划、记录的添加、结果的测试;DNS服务器属性的设置、更新、转发等。
3.5自主研究式教学法
为了加强学生的研究型学习能力,教师在讲授完计算机网络核心知识后,指定若干自主学习专题,要求学生组成研究小组(每组3~4个同学),利用Internet和图书馆查阅资料,结合自己所学的知识,展开某个专题的自主性学习。自主研究式学习专题包括HTTP、FTP、EMAIL、DNS、聊天系统、网站规划等的工作原理、协议数据格式、网络安全措施、网络安全防范等。最后要求学生在课堂上报告,教师就理解能力、分析能力和研究能力进行评估,并计入平时成绩。这种教学方法极大地调动了学生积极性,既提高了学生独立分析问题、解决问题的能力,又培养了学生的团队合作精神,提高了学生的综合素质。
4加强实验教学
实验教学是教学过程中不可缺少的环节,“计算机网络”课程在注重基本理论的同时,注重实验内容的教学。比如在向学生介绍了计算机网络的发展与定义之后,可以带领学生参观学校校园网的网络中心以及网络实验室,让他们对网络有一个大体的框架了解。讲了网络传输介质及互连设备之后,可给学生安排一次“网线的制作与网络硬件连接”的实验,这样学生不仅自己动了手,还对网络通信设施有了大体的认识。给学生介绍了ICMP、ARP等协议后,可以让学生掌握一些常用网络测试命令的使用方法及功能。讲Internet服务时,让学生配置不同的网络服务器并使用。学习网络安全时,让学生安装并配置个人防火墙来保护工作站。
对每一部分的实验要有明确的要求,并让学生填写实验报告,使学生知道每一次实验应达到什么要求,已经作了哪些工作,还有哪些不足,应该注意什么,在实验中遇到怎样的问题,应如何解决,这些都要在实验报告中得到体现。不同的实验,要达到的要求、记录的信息、对实验的分析条目都不相同。因此,教师要针对具体的实验事先设置好实验报告模版。
5总结
在本课程的教学过程中,针对不同的教学内容,采用类比、案例、任务驱动、研讨等灵活多样的教学方法,运用多种教学手段,调动了学生自主学习的积极性。通过引入典型案例,增加专题论述和课堂讨论,以实验促进知识点的融会贯通,上述的教学改革取得了较好的教学效果。
参考文献:
[1]朱培栋,蔡开裕,徐明.基于全景的计算机网络教学初探[J].计算机科学,2006(7):117-122.
[2]郑良斌,何薇.非计算机专业“计算机网络”课程教学改革与实践[J].计算机教育,2005(8):33.
关键词:计算方法;教学;数值算法;实践
文章编号:1672-5913(2013)18-0069-04
中图分类号:G642
0引言
作为科学方法论的三大组成部分之一,科学计算在人类生活中正扮演着日益重要的角色,而选用计算方法作为整个科学计算全过程中的一个重要环节,是程序设计和对数值计算结果进行分析的依据和基础。计算方法课程作为工学本科专业,尤其是计算机专业的一门重要选修课程,讲授内容包括常用的数值计算方法及其相关理论。通过该课程的学习,为学生进一步学习和解决各类科学或工程实际问题,培养自身的学科基本能力与创新能力奠定良好的基础。
长期以来,计算方法课程教学存在着过分强调理论教学,轻视实践教学,重视课堂教育,轻视算法设计与实现综合训练,以及缺少与科学、工程实际相关的教学案例等倾向,教学效果不甚理想。因此,计算方法课程教学改革势在必行。近几年,笔者一直从事计算机专业本科生计算方法课程的教学,在教学过程中,从教学内容、教学方法及实践教学等方面进行改革与实践,并取得了较好的效果,对该课程的教学有了较为深刻的认识与体会。
1计算方法课程的定位、内容及教材选用
计算方法是从计算机的角度考察计算数学,形成“面向计算机”的数值算法设计学,它以数学问题为对象,研究各种数值算法及其相关理论。对于计算机专业的学生,学习计算方法的主要目的在于运用,即针对科学研究和工程设计中的实际问题,通过建立数学模型,运用理论设计相应的算法,编制相应的计算机程序,最终上机计算求出结果。因此,课程的主要任务是使学生掌握最常用、最基本的数值计算的基本概念、基本方法和基本理论。
计算方法课程包括插值方法、数值积分与数值微分、常微分方程的差分方法、非线性方程的求根、线性方程组的迭代法与直接法等内容。它们构成两大模块:①数值微积分模块,讨论将微积分方法化归为代数问题或解方程,包括插值方法、数值微积分和常微分方程的差分法;②方程(组)求解模块,致力于讨论方程(组)的解法,包括非线性方程求根、线性方程组的迭代法与直接法。课程具有以下特点:借助计算机提供切实可行的数学算法,所提出的算法必须具有可靠的理论分析、理想的精确度、收敛且稳定,误差可以分析或估计,计算复杂性好(该特点通过时间复杂性和空间复杂性两个指标衡量,即节省时间与空间存储量),并通过数值实验证明算法行之有效。
课程内容可安排在56课时内完成,其中课堂讲授40课时,上机实验16课时。教材选用由华中科技大学出版社、王能超教授编写的《计算方法》。该教材完全摒弃了依据微积分知识设计算法的传统做法,代之以几种富于概括性的设计思想和方法原则,概念清晰,结构编排由浅入深,分析问题具有很强的启发性。
2计算方法的教学重点、方式与顺序
2.1教学重点
学习计算方法课程,不必追求数学理论的完整性与严密性,重要的是进行算法的设计,它是科学计算成败的关键。合理地选择算法是建立在正确的算法分析基础之上,通过算法分析掌握算法的适用性、有效性、收敛性、可靠性和稳定性,但对计算机专业学生这部分内容可以不作为重点。课程讲授的重点应放在算法的设计与实现上,教会学生掌握各种算法的设计机理并灵活运用其进行算法的设计。
基于以上理念,在教学中我们合理设置了各部分内容的侧重点。
1)插值方法。
使学生明确插值过程实际是直接利用所给数据进行加权平均,基于代数精度的概念将插值公式的设计化归为确定平均化系数的代数问题。教学中应重点讲授多项式插值,包括Lagrange插值及Hermite插值,在此基础上使学生掌握通过线性插值的重复化得到高阶插值公式的Aitken逐步插值算法与Neville逐步插值算法,并重点介绍分段插值的基本思想与公式。至于样条插值,可不作考核要求。
2)数值积分与数值微分。
应强调数值积分的基本思想是通过若干个求积节点上的函数值的加权平均生成平均高度,数值微分则是将导数计算化归为若干个节点处函数值的加权平均。教师必须教会学生在尽可能高的代数精度目标下进行求积公式的设计,且设计求积公式时可利用对称性原理减少待定参数。具体内容以等距节点上的Newton-Cotes公式、非等距的Gauss公式为重点,明确Gauss公式的精度较高,但需同时处理求积系数和求积节点,并能利用对称性简化处理过程。对于固定步长、变步长的复化求积方法及Romgerg加速算法也应给予足够重视,而数值微分及其加速方法只简单介绍即可。
3)常微分方程的差分法。
重点介绍常用单步法的Euler方法和Runge-Kutta方法,线性多步法的Adams方法,它们又分为显示和隐式两种差分格式。具体实施中,使学生明确Euler方法的不同差分格式实际上是根据近似区间上导数方法的不同而得到,重点掌握显式方法与隐式方法、两步格式与梯形格式以及Euler预报校正系统。对于Runge-Kutta方法,关键在于寻求求解平均斜率的方法,重点掌握二阶及经典Runge-Kutta方法。为设计多步格式,需掌握如何将所给实际问题化归为数学问题,将数学问题化归为代数问题,并基于代数精度概念,具体地列出方程组。
4)非线性方程求根。
重点介绍根的存在性、根的范围和根的精确化,明确其基本思想是将隐式的非线性化模型逐步显式化、线性化。实际应用中,应通过运用基本的算法设计技术,舍弃高阶小量,将难以处理的非线性方程加工成容易求解的线性化的校正方程,逐步校正所获得的近似根,迭代误差逐步缩小,以保证迭代过程的收敛性,并对每一步迭代出的新值与老值进行加权平均(松弛),得出精度更好的改进值。要求学生熟练掌握Newton法及一系列改进的Newton方法。对于非线性方程组只需简单介绍Newton方法,但由于理论的复杂性,故不作考核要求。
5)线性方程组的迭代法和直接法。
对于迭代法,教会学生将线性方程组的求解过程加工成对角方程组或三角方程组求解过程的重复。重点介绍Jacobi公式与Gauss-Seidel公式,在此基础上掌握超松弛迭代加速方法,以及通过矩阵分裂导出上述两者方法的迭代矩阵。对于直接法,使学生掌握方法的核心在于利用矩阵分解技术通过运算手续直接将所给线性方程组加工成某个三角方程组乃至对角方程组来求解,掌握利用求解过程的“追”手续与“赶”手续。重点讲解Gauss消元法、列主元与全主元Gauss消元法、LU的Doolittle与Crout分解方法,然后使学生掌握通过LU手续利用追赶法求解三对角方程组、利用Cholesky及其改进方法求解系数矩阵为对称正定阵的线性方程组。
2.2教学方式
课程教学中,我们牢牢把握了1条主线、2类基本方法和4种基本技术,对学生进行正确的引导,使学生能举一反三,快速掌握数值的校正量,要求校正方程具有逼近性和简易性;逐步求精是指继续迭代与否取决于改进值是否满足精度要求,若不满足,则用改进值作为新的猜测值重复上述步骤。
(3)松弛技术:松弛过程也是加速迭代的过程,即通过对两个与目标值精度相当的近似值的加权平均得到精度更高的改进值,其设计机理可表述为优劣互补、激浊扬清。运用松弛技术的关键是选取合适的松弛因子,当近似值有优劣之分时,松弛因子一正一负,松弛技术称为超松弛技术。
(4)二分技术:它是缩减技术的延伸,也是一种高效算法的设计技术,其设计机理变慢为快,即每一步使问题的规模减半,规模按等比级数(1/2)递减,直至规模变为1时终止计算。
2.3教学顺序
算法设计的基本方法与过程。
1条主线是复杂问题简单化,将复杂计算化归为一系列简单计算的重复。
2类基本方法包括直接法与迭代法。它们均按照规模缩减的原则进行演化,主要区别在于直接法是正整数规模的有限缩减过程,而迭代法是实数规模的无穷缩减过程。
数值算法设计的基本与一般性技术(包括缩减技术、校正技术、超松弛技术和二分技术)是直接法与迭代法的设计基础。其中,二分技术是缩减技术的加速,超松弛技术是校正技术的优化。
(1)缩减技术:适用于通过有限步计算可直接得到问题解的直接法,其设计机理为大事化小,小事化了。大事化小即通过设计结构递归,将所考察的问题加工成规模压缩了的同类问题,使每一步加工后的问题规模相比之前小1,最终达到规模递减之目的;而小事化了则意味着问题的规模变得足够小,可直接计算或能方便地得出问题的解。
(2)校正技术:是指对于无法大事化小的问题只能通过无限的逼近过程——迭代近似求解,其设计机理可概况为以简驭繁与逐步求精。以简驭繁是指通过构造某个简化方程(校正方程)近似替代原先比较复杂的方程,以确定所给预报值
课程的讲授顺序应科学安排,循序渐进。
1)数值微积分模块。
该模块的3部分内容都是从简单出发、基于平均化原则,都归结为某些离散函数值的加权平均,最终归结为确定权系数,将含有多个权系数的代数模型加工为每步确定一个松弛因子的递推过程。
其中,插值方法讲授函数的近似表示,由其构造出的插值函数可充当某种简单的近似函数。插值逼近是数值微积分方法的理论基础,如果用插值函数近似替代被积函数,可导出数值求积公式。而数值微积分讲授积分与微分的近似计算,基于数值求积公式可以导出差分格式,常微分方程的差分方法讲授常微分方程的近似求解,形式上可表示为积分形式。作为承上启下重要环节的常微分方程的差分方法是数值计算的核心内容,其定解问题包括初值问题与边值问题,其中,初值问题的隐式格式需要求解函数方程,边值问题的差分方法化归为大型线性方程组。
2)方程(组)求解模块。
该模块的3部分内容形成了一个有机的整体,进行方程(组)求解所用的迭代方法是本模块的基础,即都是将函数方程或线性方程组划归为一系列递推算式。迭代方法不仅可用于非线性方程的求根(逐步线性化),而且还可进行线性(非线性)方程组的求解。而线性方程组的迭代法与直接法互为反方法,它们分别对矩阵施行矩阵分裂(矩阵相加)与矩阵分解(矩阵相乘)手续,基本的处理策略都是将所给的线性方程组化归为三角方程组逐步逼近所求的解。
对于上述两大模块,数值微积分模块讨论将微积分方法化归为代数问题乃至于解方程,而方程(组)求解模块致力于讨论方程的解法。因此,课程的教学顺序应为:插值方法、数值积分与数值微分、常微分方程的差分方法、非线性方程的求根、线性方程组的迭代法与直接法。
3计算方法课程实验环节的设计
实践教学是计算方法课程教学内容的重要组成部分。在教学中我们采取了以下措施:
1)精选实验内容,注重提高解决实际问题能力的培养。
实验的目的在于使学生熟悉数值算法的运算过程,加深对基本理论的理解,并最终能用于解决科学、工程实际问题。因此,在进行实验内容设计时,我们将计算方法课程与其他学科相结合,精选一些贴近工程或科学实际的问题,启发引导学生积极思维,让学生自己动手,查阅文献,分析研究,建立模型,设计算法,编写程序并上机调试,以及分析运行结果。这样既加深了学生对算法的理解,同时培育了学生解决实际问题的能力。
2)基于Matlab计算平台,深入引导学生理解算法内涵。
为提高学习本课程的兴趣,可借助一些数学软件使问题简单化,将学生的注意力从编程转移到实际问题的解决上来。实践中,选用了Matlab作为实验平台,利用Maflab软件平台强大的计算功能与图形处理功能,将复杂抽象的定义、理论与算法简单化、具体化,既能进行数值计算,又能实现计算结果的可视化,取得较好的实验效果。
4结语
计算机计算能力的提高需要借助于好的计算方法,计算方法课程致力于探索适合在计算机上使用的理论可靠、实现可行、计算复杂性好的数值算法之设计方法。针对计算机专业本科学生学习计算方法课程中存在的问题,我们对课程进行改革,以培养学生基本的数值算法设计与实现能力为核心目标,总结并提出了课程的教学重点、教学顺序、教学方式方法,以及实践教学环节应达到的目标。实践表明,这种教学模式对于提高学生的学习主动性和创新意识,培养学生的程序设计能力和综合应用能力具有较好的作用。
参考文献:
[1]王能超,计算方法:算法设计及其Matlab实现[M],武汉:华中科技大学出版社,2010
[2]邓建中,理工科计算方法课程教学中若干分歧问题的我见[J],大学数学,1992,8(2):84-86
[3]陈延梅,张池平,李道华,大学工科数学计算方法教学之探讨[J],大学数学,2005,21(2):29-31
[4]陈瑞林,徐定华,计算科学与工程学科视觉下的计算方法课程教学改革[J],浙江理工大学学报,2012,29(6):933-937
【关键词】平面设计教学方法兴趣
计算机的日益普及.大大改变了各行各业的工作方式和人们的生活方式。越来越多的人在学习计算机、掌握软件。努力与现代信息社会接轨,在这种需求下。计算机课程已被列为学生的,必选课程。特别是对于艺术设计领域来说。计算机课程中平面设计课程的应用就显得尤为重要了。那么如何让中职生在较短的时间内学一技之长。并在以后的工作岗位上学以致用呢?结合中职学校的培养目标和学生的实际情况。谈谈本人在中职学校平面设计教学方法的几点思考。
一、目标式案例教学法
目标式案例教学法.就是教师使用与教学内容密切相关的实际案例来解决教学中的各种问题.以提高学生思考问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生浓厚的学习兴趣的一种教学方法。关键在于教师要准备大量与教学内容紧密相关的案例。并有计划、有意识、灵活地运用到教学实践中去,以取得预期的效果和目的。以Photmh为例。在讲到钢笔工具的应用扶的作用时,可以让学生先。“纸上谈兵”在本子上画出卡通企鹅头像图,在讲到图层的概念及应用时,让学生准备好用记号笔画上不同的图像透明活页纸,然后调整活页纸的顺序。得出活页纸的顺序不同时最终图像效果不同.从而让学生明白PIlot图层的概念及其强大的功能。真正将枯燥的理论知识与我们的实际生活紧密联系起来。这样学生就会深刻地感觉到学习平面设计的乐趣.又掌握了所学的理论知识与技巧。
1.实践教学法
教学应特别注重实践操作,教会学生实践操作的方法。孰能生巧只有多练勤练才能做好。任务分解式驱动法任务分解式驱动法。是指教师在学习内容的框架上.把总目标细分成一个个小目标。并把每一个个小的学习内容细化为一个个容易掌握的小“任务”,通过这些小的。“任务”来体现总的学习目标。比如,讲述通道时,教师可以先进行必要的理论教学,然后就让学生自己启动软件,打开。“通道”面板。总结“RGB~红~绿~蓝”4个通道。学生在总结的过程中,会遇到很多问题,如光学成像原理的三原色等,这时再组织学生一起讨论。直到学生能够完成。“RGB”“红~绿~蓝”4个通道的特性操作。
2.项目教学法
项目教学法。就是在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理。信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价都由学生自己负责。学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。海报设计是平面设计综合应用。也是一个综合知识点的温故。教师将设计要点强调后,学生自己发挥设计创新能力,在规定的时间内设计出自己的。“海报”。学生在规定的时间内完成后。教师将所有作品收集起来。让学生自己上教师机讲评,在成果展示与讲评的过程中既锻炼了学生的基础知识的巩固。又觉得自己很有成就感.而且其他学生可以互相取长补短.学习优秀学生的项目实施过程,改进自己的不足之处。
三、“小班化”的教学方法
“小班化”的教学方法,是指将本班学生分成若干个兴趣小组,本组成员包括技能操作优中差三类学生。学生在开始学习一个新知识或掌握一个新技能时往往是盲目的。因此,他们需要老师的细心指导和帮助。换句话说。教师的指导在学生的学习过程中将起到十分重要的作用。在采用大班化的教学条件下.一位老师既要指导实践操作,又要讲解理论。同时还要完成课堂教学秩序的组织。那么。教师与学生之间的。“交流”时间不仅十分的短暂,而且教学活动难以面向全体学生。在大多数情况下无法完成教学任务。所以.在大班化的教学过程中,不利于计算机操作技能知识的掌握。这时就要发挥。“小班化”作用。也就是本组优者帮助差者,充分发挥对帮本组优者就是教师角色。反过来也有利于教师对每一位学生的辅导。强化了师生和生生之间的交流。同时,它为学生培养学习兴趣,发挥学生自己主体性作用提供了一个有效的时间和空间,让学生感觉到成就感的欣慰。
四、以竞赛激发学生的学习兴趣
近几年来,天翼杯。技能大赛.少部分学生参加了技能大赛.通过技能大赛的强化集训.这部分学生专业技术水平有了很快的提高。使学生的学习更贴近工作岗位。极大地提高了他们的学习兴趣和动手能力。特别是有的学生在竞赛中脱颖而出,获得了成功的喜悦.对自己的人生充满了自信。
总之.课程教学方法是多样化的,在多样化中追求有效性的教学方法.课堂是关键。实现有效性的金钥匙,就是教师在教学中培养学生的学习兴趣。让学生学得有信心。体会学习的乐趣。真正成为学习的主人。
参考文献