关于计算机实验教学改革的思考

2023-01-25

计算机技术作为当今世界发展最快的学科之一, 已经广泛应用到社会各个领域, 成为社会进步的标志。实验教学是培养学生动手能力和创新思维能力的重要教学手段, 学生刚开始学习计算机课程时, 兴趣较大, 上机实验比较积极, 但当随着课程教学的深入, 当他们发现实验内容不能达到所希望的目的时, 参加实验的兴趣日渐减少, 打游戏、旷课的人也越来越多。究其原因, 我认为主要有以下几个方面的问题:

1、高校中普遍存在重理论轻实践的现象, 实验教学安排随意性大, 没有形成一个独立的实验教学体系。实验员待遇低, 进修培训机会少, 得不到领导重视, 造成实验队伍不稳定, 实验员整体素质不高。随着计算机的逐步普及, 许多学生进大学以前已经具备一定的计算机知识, 而高校计算机教学水平还停留在传统的教学模式上, 教学内容起点较低, 跟不上时代发展的要求。

2、实验题目的设计很大程度受教材限制, 实验内容更新速度慢, 教学软件版本低, 不能适应计算机软硬件技术的高速发展。验证性实验项目多, 研究型和设计型实验项目少, 学生上机实验大多是把老师讲课的内容验证一篇, 自主创新的内容较少, 不利于培养高素质的人才。

3、实验教学手段落后, 教师对学生实验操作内容的控制性差, 由于受实验室硬件环境的制约, 教师讲课和实验完全分开, 教学互动的内容少, 效果较差, 教师指导实验的劳动强度很大。针对以上存在的问题, 我认为高校计算机实验教学应从以下几个方面进行改革。

一、培养学生综合能力是实验教学改革的重点

由于计算机课程实践操作性强, 教学内容升级更新快, 培养学生综合实践能力是实验教学改革的重要课题。针对计算机课程的特点和学生的实际情况, 学生综合能力的培养应该从操作能力、程序设计能力、自学能力三方面入手, 分层次、分阶段进行。

1、操作能力。

操作能力表现为直接使用计算机的能力, 是计算机文化基础课程培养的重点, 一般高校都是安排在一年级新生中进行。培养学生操作计算机的能力, 除了要求必须熟练掌握键盘操作等基本技能外, 还应该包括简单的软硬件安装维护、网络设置等其他能力。

2、程序设计能力。

大学生作为高层次的人才, 不但要能熟练操作计算机, 还要求利用计算机解决实际问题。程序设计能力是理工科学生应该重点培养的能力, 每个学生都要学习一至二门程序设计语言。随着计算机软硬件技术的不断发展和完善, 程序设计逐渐从“面向过程”的程序设计向“面向对象”的程序设计转变。大多数教师往往花了较多时间讲语法结构, 而真正用于训练学生程序设计的时间较少, 所以现在真正具备程序设计的学生很少。建议根据不同专业要求, 安排一定数量的程序设计专周, 让学生自主设计一些实用应用程序, 这既巩固了所学基础知识, 又能培养学生程序设计能力。

3、自学能力。

每个人接受学校教育所获得的知识是有限的, 人类很多知识和技能都是通过自学获得的。由于计算机软硬件技术发展快, 学校教学内容更新慢, 教师不可能将所有知识都传授给学生, 培养学生自学能力相当重要。应当充分利用现有资源, 积极开放计算机实验室, 为学生学习提高提供条件。

二、运用现代教育技术改革实验教学

随着多媒体、网络等现代信息技术的发展, 各种现代教育技术得到广泛应用, 为高等教育的现代化改革带来新的机遇、需求和挑战, 使得传统的教学方法产生了重大变革。以前以教师为中心的, 基于知识归纳型或演绎型的讲授式教学方法, 已经转变为基于“情景创设”、“主动探索”、“会话协商”、“问题提出”等多种新型教学方法与学习方法的综合运用。

1、多媒体教学。

利用多媒体进行实验教学, 将对传统教学模式、教学手段、教学方法、教学内容产生深远影响。多媒体教学的最大优点是将枯燥无味的课堂教学变得生动直观, 可以调动学生多种感官, 充分开发大脑的认识功能, 具有高度的可变性、可控性的特点。例如, 在进行计算机文化基础实验时, 通过融合声、光、形、色等多种媒体的课件, 给学生动态演示微机组成、文档编辑等内容, 会取得较好的效果。

2、网络教学。

网络化教学打破了传统教学的时空限制和知识单一传递方式, 可以共享各种资源, 是一种全新的教学观念和教学模式。将教师的多媒体教学演示文稿、上机操作题库、综合应用实例等资料汇集在网络平台上。形成一个高度开放的学习资源阵地。学生既可以使用网络上的共享资源, 又可以将自己的知识加进去, 让教师及时了解学生的学习情况。教师可以在不同地点上网, 组织各种实时或非实时的分布式教学, 通过网络“聊天”和BBS等形式辅导实验, 回答学生提出的问题, 批改实验报告。学生可以通过网络接受教师指导, 完成各项实验内容。对于一些操作性较强的教学内容, 用传统的笔试方法不能完全考核学生的实际能力, 可以实行无纸化操作考试, 对学生的能力分段进行考核, 不仅能公正、快捷考查学生成绩, 还能引导学生注重动手能力的培养。

3、构建数字化机房。

教学实验室是学生的自主学习环境, 是教学和科研的重地, 也是学生的个性化培养环境。由于计算机实验室面向全校学生, 除承担正常的教学任务外, 课外时间还要开放实验室, 机房管理人员经常花大量的精力组织学生上机, 管理难度大。校园网数字化建设给建设数字化机房提供了有利条件, 除了实验教学手段实现数字化外, 整个计算机实验室的管理也要实现数字化。通过建立中心控制机房, 安装IC卡上机管理系统, 学生一律刷卡上机, 使实验室的管理更有加规范有序。虚拟现实所需的超高速、多媒体的数据传输, 大容量的数据存储, 以及数据处理的分布式与并行化无疑是促进高校信息化建设的催化剂。

4、虚拟教学。

虚拟实验通过计算机仿真技术模拟现实实验环境, 把实验过程和现象生动直观地呈现出来。实验者利用鼠标的点击、拖动, 将微机上虚拟的各种仪器, 按实验要求组装成一个完整的实验系统, 完成各个实验环节。实验者以自然的方式与虚拟环境中的客体进行体验和交互对话, 使得一些不易观察的、有危险的、实验成本较高的实验, 可以在虚拟实验环境中进行。与传统的实验模式相比较, 虚拟实验可以不受时间、空间、设备的限制, 为探索宏观、微观世界中不易观察的运动变化规律提供了极大的便利。虚拟实验教学内容的组织安排特别强调由学生主动参与构建知识结构, 变学生的“被动听讲”为“主动学习”, 由“要我学”转变为“我要学”。在这种情况下, 教材的意义也将由传统的“教材控制”转变为“学习者控制”, 教学内容外在形式的生动化与内在结构的科学化将更紧密的结合起来, 这种环境将极大地促进教学观念发生变化。

虚拟实验应用软件和真实的实验环境十分逼真。以前普通机房难安排的实验项目, 可以通过虚拟实验进行。如果把通信技术、网络技术、虚拟现实技术结合在一起, 可以实验远程教学, 通过网络完成实验的各个环节和过程。网络虚拟实验不仅能随时为学生提供更多、更新、更好的设备, 还可以较好地为学习者营造一种自主学习的环境, 实验时间、地点不受限制, 可以在任何网络终端完成, 实现开放式实验教学。

摘要：提出了计算机实验教学中存在的问题, 计算机实验教学改革势在必行。然后从培养能力、实验教学手段、实验室管理三方面, 对计算机实验教学改革进行了探讨。

关键词：现状,能力培养,多媒体教学,网络教学