王峰 張其林
[摘 要] 當前在普通高等學校大學計算機教學過程中,學生對理論課程的學習,其積極性呈現下降趨勢。如何激發學生的主動性成為教學過程中的難點話題。以“千問計劃”的教學理念和核心思想為依托,從中尋覓一種“教與問”相結合,將問題融入理論講授和實驗設計中各個環節的教學模式。同時,以大學計算機專業“數字邏輯”課程為例,對具體操作的細節進行闡述,以期為廣大讀者提供教學參考。
[關鍵詞] 千問計劃;計算機專業;數字邏輯
一、引言
“千問計劃”起源于華中農業大學生命科學技術學院的熊立仲教授在“生物化學”課程中的一項隨堂作業。在該教學任務中,熊教授請學生列出10個自己想問的問題,結果100名同學提出了上千個涉及多個領域的問題。于是他請學生對問題進行分類,并命名為“千問計劃”,邀請老師們都來回答。談及最初的想法,他表示“單純地想知道學生們在想什么。當時課間問問題的學生特別多,各種各樣的想法精彩紛呈,于是就突發奇想,促成了千問計劃的誕生?!?/p>
基于“千問計劃”的教學理念和核心思想,本文以大學本科計算機專業“數字邏輯”課程為例,闡述如何針對當下大學本科生學習計算機相關課程時,學習積極性和主動性不高,學習效果不理想等問題,采取一系列手段和方法來激發學生的學習興趣,調動他們的學習積極性,從而達到提升學習效果的目的。
二、現狀分析
當前,在普通高等學校大學計算機教育的教學過程中,“兩極分化”現象較為明顯。即少部分優秀學生由于中學學習習慣較好,到了大學之后具有較明確的學習目標,再加上學習認真,學習方法得當,因此能夠通過自身努力,取得較好的學習效果。
三、課程特點分析
通過一定的教學實踐發現,大學計算機課程體系按照課程本身的內容和特點,大致可劃分為如下5類:概述基礎類;偏計算機理論類;偏計算機實踐類;理論實踐相結合類;工程實踐類。接下來,將分別針對上述五類課程展開論述,并作適當的舉例說明。
1.概述基礎類:這類課程具有課程或課程體系導入的特征,或培養學生某一方面的基礎能力,為后續專業基礎課程和專業課程的學習,打下堅實的理論和應用基礎。以本院的課程體系為例,符合上述特征的典型課程有:“計算機導論”“計算機專業英語”“物聯網導論”“大數據導論”等。
2.偏計算機理論類:這類課程具有較強的計算機理論體系,涵蓋較深的理論知識,一般會讓學生感到學習起來非常抽象且晦澀難懂。以本院的課程體系為例,符合上述特征的典型課程有:“離散數學”“數據庫原理”“操作系統”“計算機體系結構”“編譯原理”等。
3.偏計算機實踐類:這類課程具有較強的工程應用的特征。學習該類課程的目的旨在讓學生應用該課程的相關知識,完成計算機相關領域的實際工程應用。這類課程以語言類課程居多。以本院的課程體系為例,符合上述特征的典型課程有:“C語言程序設計”“Java語言程序設計”“Python語言程序設計”等。
4.理論實踐相結合類:這類課程一方面要求學生掌握一定的理論基礎,同時要求學生能夠基于這些已掌握的理論基礎從事一定的工程實踐和工程應用。以本院的課程體系為例,符合上述特征的典型課程有:“計算機網絡”“物聯網數據處理”“傳感器原理與應用”等。
5.工程實踐類:這類課程對學生實際的工程應用能力提出了較高的需求,要求學生通過這類課程的學習具備一定獨立完成工程應用項目的能力。以本院的課程體系為例,符合上述特征的典型課程有:“大學計算機認知實習”“大學計算機畢業設計”“××實訓”“××課程設計”等。在了解和認識課程特點的基礎上,首先可以從課程屬性出發去探索調動學生學習積極性的方法。大量實踐研究表明,本院計算機專業的學生普遍對偏軟件類課程的興趣高于硬件類課程,對實踐類課程的興趣高于理論類課程。通過分析發現,偏軟件類課程(又以程序設計類課程居多)與偏硬件類課程相比,通常具有入門門檻低,通俗易懂,實驗環境相對單一,實驗過程直接,實驗結果直觀可預判等特點。偏硬件類往往需要與課程相關的實驗原理相結合,而實驗原理通常表現較抽象,晦澀難懂。而本院學生在學習過程中普遍缺乏深入探究的耐性。從而,導致學生對偏硬件類課程的積極性不高,學習效果相對欠佳。同理,偏實踐類課程較之于偏理論類課程,其原因與軟硬件類課程類似,在此不再贅述。
四、改進方法探究
就“數字邏輯”課程本身的特點而言,它屬于偏硬件實驗類課程,需要以大學計算機基礎知識為先導知識,首先為學生講解數字邏輯的基礎知識、數字電路的基本原理、組合邏輯器件、時序邏輯的基本原理、時序邏輯電路等。
1.授課方法探究。學生在初涉“數字邏輯”課程時,往往由于先導課程的掌握不牢固,導致后續課程知識一開始課程無法按照課程進度預期展開。此時,授課教師可適當放慢授課進度。采用課堂及時、反復做練習,將知識點融入理論課講解與實驗課的提問環節中,讓學生在多次重復同一知識點的基礎上,達到對知識點掌握牢固的目的。例如,在理論課上通過講解“觸發器及其工作原理”,在實驗課時讓學生不僅要獨立設計各種觸發器,而且要對照設計完成的觸發器按照不同情況下的輸入輸出,結合實際去回答觸發器的工作過程。邊講述的同時還需要邊做實驗演示。
2.過程控制與管理探究。部分學生在學習過程中往往會因為缺乏耐性、基礎薄弱等因素,導致他們產生短時間的厭學情緒。作為授課教師,可引入“強化學習”的思想,同時配以一定的“獎懲機制”。例如,對某關鍵問題不懂的學生,采用課堂“現場”反饋提問的方式,采用課堂學生互相討論的方式,采用“翻轉課堂”讓聽懂的學生教會不懂的學生,等等。除此之外,將課堂上的重難點問題與實驗課中的電路設計相結合,將問題融入電路設計中并在實驗課時針對學生已設計完成的電路進行現場提問,也是一種加深學生記憶,刺激學生“惰性”,改善學生學習效果的有效手段。
五、結語
關于“千問計劃”的理論研究和實踐探索仍在繼續,本文期望以大學計算機“數字邏輯”課程為研究突破口,逐步展開對其他計算機課程的研究。一方面,采用縱向研究的方式,研究如何對“千問計劃”的思想和理論做進一步的拓展研究,使“數字邏輯”課程以及類似特點課程能夠對學生的學習積極性做進一步的改善;另一方面,采用橫向研究的方式,將“千問計劃”的研究思路更好地與計算機專業的其他課程相結合,從而達到課程銜接進一步優化,計算機專業課程優勢互補,形成合力從而達到提升學生學習效果的目的。
參考文獻
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