基于制造業(yè)自動化人才培養(yǎng)的《計算機(jī)基礎(chǔ)》課程改革研究

田微 張志俊 李明 張俊敏 樊金榮

摘 要：本文從制造業(yè)自動化行業(yè)需求出發(fā)，研究了《計算機(jī)基礎(chǔ)》課程的改革。首先，分析了《計算機(jī)基礎(chǔ)》課程教學(xué)的內(nèi)容廣泛，但沒有針對性的特點(diǎn)，提出針對制造業(yè)自動化行業(yè)需求，制定滿足該行業(yè)的《計算機(jī)基礎(chǔ)》課程教學(xué)方案。該教學(xué)方案通過理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生不僅學(xué)會使用計算機(jī)的基本操作，而且掌握計算機(jī)的基本原理、基本知識、基本方法和解決實(shí)際問題的能力。使學(xué)生較全面系統(tǒng)地了解計算機(jī)軟、硬件技術(shù)，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，了解軟件設(shè)計與工業(yè)計算機(jī)、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)等以計算機(jī)為核心的現(xiàn)代信息處理技術(shù)，同時兼顧計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的前沿知識，推行素質(zhì)教育，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的新型人才。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)基礎(chǔ) 制造業(yè) 人才培養(yǎng)

中圖分類號：G423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（a）-0157-02

全球制造業(yè)格局將面臨重大調(diào)整，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境也將發(fā)生重大變化。正是在這一大環(huán)境下，我國提出了《中國制造2025》圍繞實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)。未來十年我國制造業(yè)發(fā)展面臨巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，必須牢牢把握新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與我國加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的機(jī)遇，積極穩(wěn)妥應(yīng)對內(nèi)外部挑戰(zhàn)[1-2]。因此，加強(qiáng)制造業(yè)人才建設(shè)，以滿足將來我省對應(yīng)用型、復(fù)合型的制造業(yè)自動化人才需求的快速增長。而《計算機(jī)基礎(chǔ)》作為本科生入學(xué)后開設(shè)的第一門計算機(jī)類課程，其專業(yè)基礎(chǔ)性和重要性不言而喻。為適應(yīng)制造業(yè)改革的發(fā)展需求，本文針對制造業(yè)自動化人才，對《計算機(jī)基礎(chǔ)》課程進(jìn)行改革研究。

1 現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)各高校的《計算機(jī)基礎(chǔ)》的教學(xué)內(nèi)容主要由計算機(jī)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、辦公軟件、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)等組成，其重點(diǎn)突出在對計算機(jī)的日常操作，內(nèi)容面向多數(shù)專業(yè)，沒有針對性，更加體現(xiàn)不出制造業(yè)自動化方面各專業(yè)對計算機(jī)應(yīng)用能力的要求。

與此同時，國內(nèi)的專家也有針對性地對該課程的改革展開了相關(guān)研究，李娟等人以自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)為目標(biāo)對該課程的教育進(jìn)行了改革研究，其中分析了如何利用翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC等方式進(jìn)行教學(xué)[3]；毛莉等人則從課程混合教學(xué)模式出發(fā)，研究了該課程的教學(xué)改革，其中也分析了如何利用翻轉(zhuǎn)課堂、微課等方式進(jìn)行教學(xué)[4]；張金玲提出該課程在社會需求、發(fā)展空間、教學(xué)理念和新技術(shù)支撐四個方面面臨著強(qiáng)大的機(jī)遇，從比較宏觀的層面對該課程提出一些教學(xué)改革意見[5]；鄭麗坤等人則從計算思維引導(dǎo)方面研究了該課程的教學(xué)實(shí)踐改革，具體闡釋了一個課程體系、三個方面課程內(nèi)容、四種教學(xué)方法和三個效果評價環(huán)節(jié)，并探討該模式的教學(xué)實(shí)踐策略[6]。

以上專家的研究都是從教學(xué)方式方面來研究該課程的教學(xué)改革，目前還沒有基于制造業(yè)自動化這種特定行業(yè)來研究該課程教學(xué)的。因此，本文專門針對制造業(yè)自動化人才培養(yǎng)，展開對《計算機(jī)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)研究。

2 改革方案的研究

通過對該課程教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、科學(xué)性和前瞻性的研究，體現(xiàn)以有效知識為主體，構(gòu)建支持學(xué)生終身學(xué)習(xí)的知識基礎(chǔ)和能力基礎(chǔ)。加強(qiáng)基礎(chǔ)理論教育、注重應(yīng)用技能的培養(yǎng)，通過理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生不僅學(xué)會使用計算機(jī)的基本操作，而且掌握計算機(jī)的基本原理、基本知識、基本方法和解決實(shí)際問題的能力。使學(xué)生較全面系統(tǒng)地掌握計算機(jī)軟、硬件技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本概念，掌握典型軟、硬件系統(tǒng)的基本工作原理及其使用方法，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，了解軟件設(shè)計與工業(yè)控制計算機(jī)、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)等以計算機(jī)為核心的現(xiàn)代信息處理技術(shù)，同時兼顧計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的前沿知識，為推行素質(zhì)教育，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的新型人才，并在綜合思維能力、綜合表達(dá)能力及綜合設(shè)計能力諸方面均能為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定一定的基礎(chǔ)。具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）掌握計算機(jī)的基本概念和基礎(chǔ)知識；（2）熟悉微型計算機(jī)系統(tǒng)的基本配置和主要性能指標(biāo)；（3）了解操作系統(tǒng)的基本功能，掌握Windows操作系統(tǒng)的使用方法；（4）了解計算機(jī)文字處理的基本概念，掌握Microsoft Office中Word、Excel等軟件的基本使用方法和操作；（5）了解專業(yè)常用軟件Matlab、AutoCAD等工具性軟件的使用方法和操作；（6）了解數(shù)字電路基礎(chǔ)，微型計算機(jī)、單片機(jī)的基本工作原理；（7）了解專業(yè)仿真工具及以其為平臺的C語言編程實(shí)驗(yàn)方法；（8）了解工業(yè)控制計算機(jī)系統(tǒng)的基本概念；（9）了解工業(yè)控制計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及常用的串行通信原理。

根據(jù)上述，將該課程分成八個部分：（1）計算機(jī)入門，包含計算機(jī)系統(tǒng)概述；（2）計算機(jī)系統(tǒng)管理，包含操作系統(tǒng)和文件管理系統(tǒng)；（3）計算機(jī)工具軟件，包含辦公軟件等；（4）計算機(jī)軟件工具，包含Matlab、AutoCAD、Photoshop等；（5）計算機(jī)原理，包含數(shù)制與數(shù)據(jù)、字符編碼、數(shù)字電路基礎(chǔ)等；（6）計算機(jī)編程基礎(chǔ)，包含虛擬仿真系統(tǒng)、跑馬燈程序設(shè)計、人機(jī)交互程序設(shè)計等；（7）計算機(jī)控制基礎(chǔ)，包含電機(jī)及其控制、PLC控制、單片機(jī)控制等；（8）計算機(jī)通信基礎(chǔ)，包含通信基本原理、RS232串行通信、計算機(jī)通信實(shí)例等。

相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成六大部分：（1）微型計算機(jī)組裝；（2）辦公軟件練習(xí)；（3）Matlab練習(xí)；（4） Photoshop練習(xí)；（5）C編程練習(xí)（單片機(jī)系統(tǒng)仿真）；（6）RS232通信練習(xí)。其中計算機(jī)組裝實(shí)驗(yàn)則是專門給學(xué)生一組零散的計算機(jī)組件，讓學(xué)生按要求組裝成一臺完整的計算機(jī)，并安裝操作系統(tǒng)等，以達(dá)到讓學(xué)生對計算機(jī)組成的深入了解，清楚認(rèn)識計算機(jī)的軟件和硬件的諧調(diào)工作原理。辦公軟件練習(xí)則以日后學(xué)生的實(shí)習(xí)報告為例，讓學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握日常辦公軟件的應(yīng)用及排版，并學(xué)習(xí)日后專業(yè)課實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)報告的撰寫模式及方法。Matlab練習(xí)時，考慮到是大一的學(xué)生，會給學(xué)生Matlab的相關(guān)例子，并給學(xué)生簡單講解程序的算法思想，讓學(xué)生把例子用Matlab實(shí)現(xiàn)，從而了解Matlab的應(yīng)用，為日后的計算機(jī)仿真等專業(yè)課程中Matlab的應(yīng)用做好鋪墊工作。Photoshop練習(xí)則讓學(xué)生了解該工具的圖像處理功能，同時為日后相關(guān)專業(yè)課程中圖形處理應(yīng)用做好前期準(zhǔn)備。C編程練習(xí)以單片機(jī)系統(tǒng)為平臺，讓學(xué)生了解基于硬件實(shí)現(xiàn)C語言的編程練習(xí)，此點(diǎn)有別于C語言課程，是為日后學(xué)習(xí)單片機(jī)做好前期預(yù)演。RS232通信實(shí)驗(yàn)則是專門給學(xué)生配備RS232通信接線，完成兩機(jī)的通信，從而了解計算機(jī)有線通信的過程。

為了更好地進(jìn)行教學(xué)，該課程已將全部教學(xué)內(nèi)容上傳至學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，包括課程相關(guān)通知、平時的作業(yè)布置以及學(xué)生作業(yè)的提交等，全部實(shí)行網(wǎng)上輔助教學(xué)，這樣可以更好地讓學(xué)生實(shí)踐計算機(jī)的應(yīng)用。

同時，還將該課程的考核工作進(jìn)行了調(diào)整。最終成績由平時上課情況、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收情況、報告完成情況和一次綜合學(xué)習(xí)報告組成，綜合學(xué)習(xí)報告則要求結(jié)合制造業(yè)自動化的行業(yè)需要，完成一次較深入的與計算機(jī)應(yīng)用有關(guān)調(diào)研學(xué)習(xí)報告。一方面，緩解學(xué)生的考試壓力，另一方面，讓學(xué)生真正了解本課程與制造業(yè)自動化行業(yè)的關(guān)系，讓學(xué)生知道其所學(xué)必有所用。

3 結(jié)語

本課程的改革，已實(shí)施，并取得了比較好的教學(xué)效果，不僅學(xué)習(xí)更有目標(biāo)性，也讓學(xué)生對以后要從事的制造業(yè)自動化行業(yè)的相關(guān)計算機(jī)基礎(chǔ)知識有了更全面的了解，并且針對這些知識的具體應(yīng)用范圍也有了較全面的理解。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃群慧，賀俊.中國制造業(yè)的核心能力、功能定位與發(fā)展戰(zhàn)略——兼評《中國制造2025》[J].中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)，2015（6）：5-17.

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[3] 李娟，梁英杰，郭暉.以自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)為目標(biāo)的計算機(jī)基礎(chǔ)教育[J].計算機(jī)教育，2016（2）：78-81.