3建立分层次、多模块的实验教学体系
目前,计算机类课程的传统实验和实践教学过程存在诸多问题,如:在进行计算机类课程的实验教学时,实验内容安排较随意,缺少对学生规范化的指导;教学效果的优劣很大程度上依赖教师的个人教学经验;教学手段比较单一和落后;验证性实验多、设计性综合性实验少;教学内容与实际的应用脱节;学生普遍重理论而轻实验等。众所周知,计算机实验教学是理论与实践相结合的教学过程,又是课程理论知识的验证、完善、补充和深化,还是培养学生综合素质及创新能力的重要手段。因此,要解决存在的各种问题,我们需要重新构建合理的实验教学体系。我们依托“武汉光谷”地域经济特点和我系学科的发展,构建了“一个核心、三个平台、六大模块、三个层次”的实验教学体系。(1)一个核心:以创新能力培养为核心。(2)三个平台:包括计算机基础课程实验平台,计算机专业课程实验平台和个性化研究性实验平台。依据电子信息类的学科结构、学生个性化的需求,构建可个性化选择的六大课程模块。(3)六大模块:包括计算机基础实验模块(包括计算机程序设计基础、C语言综合实验、数据结构与算法等课程实验)、计算机技术实验模块(包括微处理器与微控制器原理和应用、面向对象程序设计、关系数据库、软件工程等课程实验)、计算机应用实验模块(包括MATLAB仿真与应用、电子线路辅助设计、嵌入式系统等课程实验)、拓展实验模块、开放性实验模块和研究创新性实验模块。通过六大模块的个性化选择,使得学生的知识结构不断更新和完善、动手实践能力不断提高。(4)三个层次:根据知识结构、人才能力培养的梯形结构,按照知识需求、能力需求从低到高的原则,建立“基础性实验”、“综合设计性实验”、及“个性化研究创新性实验”的三层次实验教学模式,突出创新能力培养。基础性实验:以深入理解计算机操作和计算机程序设计语言(C语言)基本概念,增强程序设计语言的直观认识,了解C语言解决实际问题为目的。这类实验项目将课程的基本理论知识作为实验内容,主要起到验证理论知识的作用。注重实验的启发性和兴趣性,充分调动学生参与实验的积极性。综合设计性实验:由教师提出问题或学生在教师的指导下自主选题,学生综合运用本课程的综合知识或与本课程相关课程知识,自行设计实验方案,自主完成实验项目。在整个过程中,学生完成从选题、实验设计、亲自动手操作到结果分析和论文撰写全过程。强调实验的自主性,注重实验的设计性和综合性,培养学生的学习主动性、积极性和创造性,锻炼学生运用一系列计算机类的知识解决实际问题的能力。个性化研究创新性实验:一方面,由教师提出可能转化为实验教学的科研成果,选拔善于独立思考、实践动手能力强的优秀学生。由优秀学生和这些教师组成小组,实施并完成这种转化。这类实验让学生掌握思考问题,解决问题的方法,提高创新能力和实践能力,实现个性化培养。另一方面,让对科学研究、科技活动或社会实践有浓厚的兴趣、具有一定的创新意识和研究探索精神的学生进行独立探索,自主选题设计,在现有条件下提出解决办法和实施方案,并在教师的指导下进行实施或独立组织实施。以项目为载体,激发学生的创新思维和创新意识,提高学生提出问题、分析和解决问题的能力,培养学生的独立工作能力。实际操作中,通过课程设计、开放性实验、本科生自主创新项目、大学生创新训练项目加以实现。在实验教学过程中,强化科研引领实验教学的理念,将科研成果积极转化为实验教学内容,组织开放实验、电子设计大赛、软件设计大赛以及大学生科技创新计划项目等活动,形成多形式、立体化的实验教学形式。
4结束语
为了全面提高电子信息类专业学生的计算机应用能力和创新意识,我们根据计算机技术的发展特点、学生对计算机应用能力的要求、本专业计算机应用的实际情况,优化、更新现有“三层次”教学模式的教学内容体系,注重第四层次的教学,围绕不同层次人才培养开展计算机类课程多层次实验教学模式的设置。在教学研究中,从明确电子信息类专业有关计算机发展方向的课程的教学要求和课程特点出发,实施教学改革,对计算机类课程的教学内容和实验教学体系进行组织与融合,建立了电子信息类专业计算机课程的课程群,研究了“一个核心、三个平台、六大模块、三个层次”的实验教学的体系结构。将研究初步应用于教学实践中,学生的动手实践能力和创新能力有了明显的提高,取得了较好的教学效果。