創新創業教育背景下電子信息類計算機基礎實驗改革

高 原

(桂林電子科技大學 教學實踐部, 廣西 桂林 541004)

創新創業教育背景下電子信息類計算機基礎實驗改革

高 原

(桂林電子科技大學 教學實踐部, 廣西 桂林 541004)

結合桂林電子科技大學計算機基礎實驗教學示范中心的建設實踐,詳細闡述了涵蓋分級分類教學大綱制定、先導式認知實習開設、任務驅動型實訓項目設計、普適思維與人文素質培育融合的課堂文化打造、“學習成效式”考核評價體系構建等環節的大學計算機基礎實驗教學改革模式,并介紹了各環節對學生創新創業思維、電子信息素養和工程實踐能力培育的效果。

創新創業教育； 電子信息； 計算機基礎； 實驗教學

2015年5月,國務院辦公廳印發《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》(國辦發〔2015〕36號),提出“樹立先進的創新創業教育理念,面向全體、分類施教、結合專業、強化實踐,促進學生全面發展,提升人力資本素質”“豐富課程、創新教法……增強學生的創新精神、創業意識和創新創業能力”“促進專業教育與創新創業教育有機融合……在傳授專業知識過程中加強創新創業教育”。同年6月,廣西自治區決定實施“廣西高等教育強基創優計劃”,明確提出在2015—2020年間“深化創新創業教育改革,提高人才培養質量”的目標。

作為一所電子信息類特色顯明的地方院校,如何將創新創業教育融入電子信息類課程教學體系成為我校面臨的一個重大課題。創新創業教育的目的在于培養創新創業精神和能力,為學生的長遠發展培養綜合素質,而這個培養過程是必須長期根植于整個大學期間的各門課程學習過程中。作為多技術融合發展的產物,計算機技術與控制技術、通信系統、數字電子電路、信號與系統分析、圖像處理、語音處理、數學建模等一系列電子信息類專業課程都有著緊密而深厚的聯系,大學計算機基礎實驗作為非計算機專業本科生最早接觸的公共基礎實驗課程,對于提升學生信息意識、拓寬思維方式,并利用計算機相關知識解決本專業領域問題的作用不言而喻。然而,當前大學計算機基礎實驗逐漸偏離了文化內涵的軌道,更多地演變成常用軟件產品的使用指南,內容過于繁瑣細化和機械化[1-3]。學生思維僵化嚴重,不明白操作的目的和意義,更學不到解決問題的方法。而且,軟件時效性極強,如果不能從本質上理解軟件的設計思想,面對升級換代后新的界面和功能,學生便往往感覺無從下手。因此,亟需溯本清源,將大學計算機基礎實驗重新定位于信息技術工程能力培養的角色,開展思維性教學改革,由具體的計算機操作提升到思維方式培養的高度,創建以電子信息素養、工程實施能力和創新創業思維培育為核心的實驗教學模式,為學生進行學科研究與創新創業提供有力支撐。

1 需求引導,制定服務于專業特色的教學大綱

計算機基礎實驗教學示范中心于2015年對“大學計算機基礎”教學大綱進行了全面修訂。此次修訂對全校15個開課學院65個本科專業(含5個國家級特色專業和1個工程教育認證專業)分別進行人才培養目標和課程體系結構調研,走訪了多家校友企業和校企合作單位,并結合近5年的學生就業數據進行了計算機基礎知識需求分析,最后形成了以專業特色和學科應用范圍為核心、緊密銜接后續專業課程、符合學生認知水平和思維能力差異的普通工科類、通信電子類、普通文科類、經管類、理科類5類教學大綱。按照“能用”“會用”“善用”和“創新應用”4個能力培養層次細化實驗指標。“能用”和“會用”是基礎要求,“善用”和“創新應用”則根據每類不同專業特點,有針對性地進行選擇,實現因材施教、分類培養。例如,對文科類學生要求辦公軟件操作達到“創新應用”層次；對經管類和理科類學生開設數據庫高級操作項目；對理工科學生加強信息處理、算法設計和計算思維培養項目；對藝術與設計學院學生則加大了圖形設計、圖像處理和多媒體技術項目比重[4-6]。經過一個學年的試行,該教學大綱以其專業貼合度高的特點,獲得了學院和學生的認可,現已在全校范圍內正式實施。部分大學計算機基礎實驗項目分層培養知識點如表1所示:

表1 部分大學計算機基礎實驗項目分層培養知識點分解表

2 實踐先行,開設“大學計算機認知實習”課程

“大學計算機認知實習”是大學計算機基礎實驗的先導課程,其教學目標是實現“能用”——能讓機器運行起來:在硬件方面能夠將計算機各部件連接組裝起來,實現“裸機”通電開機；在軟件方面學會安裝操作系統和應用軟件,會識別一般常用文件類型的名稱和圖標；另外,至少掌握一種鍵盤輸入法,能實現基本信息輸入。開課時間一周,其中集中講授4學時,其余采用實驗室開放、學生自由練習、教師提供操作輔導的形式。學生3～4人為1個小組,共同完成實習任務并提交實習報告。

認知實習的開展,有效解決了學生只會使用組裝好的現成計算機,裝機完全依靠計算機銷售客服,有些甚至存在對網線和信號線松脫都束手無策的現象,為后續全面學習計算機體系結構和操作系統知識提供了良好的感性認識基礎,破解了這2章因知識點分散、指標參數多而導致的學習瓶頸。另外,作為本科生入校后最早接觸的課程,認知實習初步培養了學生的實踐動手能力、團隊協作能力、資料檢索和論文寫作能力,激發了對工程項目的興趣,在高中學習形態向大學學習方式轉變的過程中發揮了重要的橋梁作用,為學生進一步總結提升、進入更高層次系統學習奠定了基礎。

3 任務驅動,推行分級分類項目實訓模式

計算機基礎實驗教學示范中心組織一線實驗教師編寫了新的“大學計算機基礎——項目化實訓教程”,從2015年秋季學期開始投入使用。圍繞計算機體系結構、操作系統、網絡技術、辦公軟件使用、數據庫技術、多媒體信息處理等核心內容重新整合知識點、更新實驗內容,推出了基于任務驅動、與社會需求相結合的項目實訓方式[7]。

每個實驗模塊分為基礎操作、綜合操作和自主設計創新3個等級。分別針對學生工程實驗能力、工程應用能力和工程設計實施能力進行培養,循序漸進、逐步提升,如圖1所示:

圖1 工程能力培養層次圖

(1)基礎操作層次:通過教學視頻由學生自主預習完成,主要是熟悉軟件環境、了解各菜單和功能鍵的使用,實現基本功能。

(2) 綜合操作層次:在課堂上完成,要求運用多種操作技能和方法,以項目形式完成一個綜合性的作品,培養學生系統運用知識和綜合解決實際問題的能力。計算機操作項目的解決方式往往不是唯一的,教師在授課時著力引導學生探索多種解決方案,提高思維活躍度。在下課前組織學生進行總結和反思,梳理貫通這些知識的思維方法及其實現方式,“去其形而取其神”,總結問題求解思路與方法,培養學生的創新思路和批判性思維。實驗課堂采用25～35人的小班化教學,進一步保證了教學質量。

(3) 自主設計創新層次:教師給出一定的選題范圍,如“書生論書”“我的專業暢想”等,學生在2周時間內用課外時間自主設計并完成作品。制作過程鼓勵引入新方法、新創意,鍛煉學生的想象力、創新能力、審美能力和綜合設計能力[2，4]。自主創新實驗項目需提交作品和實驗報告,實驗報告內容包括受眾分析、構思設計、實施步驟及經驗總結。每學期評選出優秀作品并在認知實習階段進行展示。“優秀作品集”的推出,得到了學生的熱烈歡迎,尤其是新開課的學生,看到所學知識的實用效果,學習能動性大幅提升。

4 潛移默化,打造普適思維與人文素質培育相融合的課堂文化

“大學計算機基礎實驗”課程不能僅僅局限于計算機操作技能,更重要的是從培養學生的普適思維角度出發,讓學生深刻理解用計算機解決現實問題的一般思路,挖掘出具體的內容表象下所蘊含的共同的思維方法論,強化思維性教學改革,突出可實現思維的培養,以思維帶知識,并通過思維方法論的指引,激發學生的創新創業靈感[8]。例如,在演示文稿制作項目中,針對如下問題進行知識拓展,強化學生解決具體問題的能力。

(1) 針對排版問題,介紹對稱、重復、留白、距離設置等布局技巧；線、框、圈、色塊等圖形的裝飾和區域分割效果以及全圖型、羅列重復型、中軸型等多種混排風格,培養學生審美能力和編輯設計能力。

(2) 針對素材獲取問題,介紹網絡搜索引擎的用法；圖片、音頻和視頻多種格式的區別和效果；PPT對不同格式的兼容問題及解決方案。

(3) 針對圖片處理問題,拓展如下:采用PPT自帶工具進行摳圖、修圖并形成各種紋理化效果；采用下載模板和PPT自帶功能結合,制作便利貼(圖釘、膠帶、郵票邊框)、不規則形狀剪紙、電影膠片、遮罩蒙版等特殊效果；介紹Photoshop、美圖秀秀等常用圖片編輯軟件的功能及適用范圍[9]。

(4) 針對可能遇到的運行環境限制、文件損壞或無法調用等問題,介紹“打包”的概念——將各自獨立且相互產生關聯、共同使用的單個或多個文件集成在一起,生成一種獨立于運行環境的文件,使學生建立起“系統”“工程”“封裝”的意識,養成嚴謹的工作習慣。

(5) 介紹軟件自帶“幫助”功能的使用技巧,培養學生自我學習能力。

另外,在選擇實驗內容題材時,圍繞人文素養、科技前沿和計算思維做文章,從細微處著手,拓展學生思維的深度和廣度。一方面,將哲學和人文知識與課程內容相互銜接、相得益彰,例如,電子小報制作項目“二進制與陰陽八卦”,取材于中華傳統哲學范疇的“陰陽”“八卦”概念,引入“0”和“1”編碼和二進制的知識,為“信息處理”章節的學習起到鋪墊作用。演示文稿制作“加密術的前世今生”,從古代文化的藏頭詩、漏格詩、回文詩入手,引出信息安全和加密技術的概念[10-11]。另一方面,把國際前沿學術研究和最新經濟發展熱點融入課堂教學,注重培養學生的批判性和創造性思維,激發創新創業靈感,例如,長論文排版“基于物聯網和云計算的電子商務服務平臺研究”、Excel數據管理“中國在線教育市場規模分析”等項目均緊跟當前的研究熱點和社會需求,豐富了“信息教學”的內涵,打造出獨具特色的課堂文化。

5 關注過程,構建“學習成效式”考核評價體系

合理的成績評定方法是客觀評價教學質量的重要指標。改革后的“大學計算機基礎”課程總成績構成方式如圖2所示。

圖2 “大學計算機基礎”成績結構

實驗部分在總成績中占比提高到40%,體現了實驗教學的重要地位。實驗平時成績涵蓋學生在每次實驗準備與操作過程中的表現,40%的權重也突顯了對平時實驗過程和學習效果的重視。在實驗考核環節探索非標準答案考試模式,注重考查學生分析、解決實際問題的能力,鼓勵學生提出多種解決方案,培養發散思維,破除“高分低能”積弊,從注重“考試結果”向強調“學習過程”轉變,從考核“學習成績”向評價“學習成效”轉變[12]。

另外,將學生參與課程相關課題研究、開展創新實驗、發表論文、獲得專利、參與科技競賽等活動認定為課堂學習,可折算平時成績。鼓勵學生充分利用實驗室平臺,積極參加開放實驗,利用課余時間充實、提高自己,引導學生自主參與學習并學會自我學習,避免臨時抱佛腳的考前突擊,使能力培養回歸平時的積累過程。

6 結語

此次“大學計算機基礎實驗”課程改革自2015年秋季學期開始實施,覆蓋全校65個本科專業252批次7 600余名15級和16級學生,形成了以信息素養、工程能力和創新創業思維培育為目標,以多層次實驗項目為載體,普適思維與人文素質培育相融合,分類培養、循序漸進的實驗教學體系,教學效果獲得學院和學生的好評。學生在“課程情況調查表”中紛紛留言:“課堂互動活躍,知識面廣”“很喜歡這種上課模式”……。實踐證明,改革后的大學計算機基礎實驗教學體系極大地激發了學生的學習熱情,開放實驗室的設備使用率大幅上升；學生基本掌握了以系統關聯的角度求解工程問題的思路與方法,利用信息技術解決問題的水平得到提高,工程思維逐步清晰,邏輯演繹能力、實踐動手能力和自我學習能力得到充分鍛煉,為后續電子信息類專業課程的學習和將來創新創業項目的開展奠定了良好的基礎。

References)

[1] 張學林,陳鳳琴,李蓉，等. “一體兩翼”人才培養模式下大學計算機基礎課程的教學改革[J]. 實驗技術與管理,2013,30(11):199-202.

[2] 高原,汪瑾. 基于CDIO模式的非計算機專業《大學計算機》課程改革實踐[J]. 科技視界,2016(23):361,415.

[3] 宋梅.“1+X”課程體系在大學計算機基礎課程中的探索與實踐:以湖南科技學院為例[J].教育教學論壇,2016(21):162-163.

[4] 吳元斌,熊江,陳曉峰.《大學計算機基礎》實驗教學的問題及改革[J].實驗科學與技術,2014,12(2):84-86.

[5] 王秩冰,欽明皖.地方綜合性大學計算機基礎實驗教學體系建設:以安徽大學為例[J].實驗室研究與探索,2013,32(10):329-332.

[6] 顧良翠.大學計算機基礎課程分層教學的探索與實踐[J].長春工程學院學報(社會科學版),2014,15(3):144-146.

[7] 汪瑾. 大學計算機基礎:項目化實訓教程[M].西安:西安電子科技大學出版社,2015.

[8] 戰德臣,聶蘭順,徐曉飛.“大學計算機”:所有大學生都應學習的一門計算思維基礎教育課程[J].中國大學教學,2011(4):15-20.

[9] 甘守飛.以培養計算思維能力為導向的計算機基礎實驗教學[J].宿州教育學院學報,2016,19(3):164-165.

[10] 高原.面向計算思維培養的《大學計算機》課程改革探索[J]. 科技展望,2016(30):345.

[11] 戰德臣,聶蘭順.大學計算機:計算與信息素養[M].2版.北京:高等教育出版社,2014.

[12] 侯爽,馬青華,陳世紅.面向計算思維及多元能力培養的實驗教學研究[J].實驗技術與管理,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

廣西高等教育本科教學改革工程項目(2016JGB209)；桂林電子科技大學校級教改項目“基于CDIO模式的非計算機專業《大學計算機》課程改革實踐”

高原(1979—)，女，廣西桂林，碩士，高級實驗師，研究方向為電子電路、計算機技術.

E-mail：931009688@qq.com

G642.0

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1002-4956(2017)5-0018-04