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发布时间:2020-05-28 07:22:03

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作者:王淑娟

出版社:中国传媒大学出版社

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计算机专业与人才培养

计算机专业与人才培养试读:

教书育人

本科计算机专业个性化培养的实践与思考

王永滨一、计算机专业的现状

自上世纪末,我国逐步形成“走新型工业化道路,以信息化带动工业化”的方针。计算机技术是信息化的核心技术,计算机专业是目前国内培养信息化人才最主要的专业。计算机专业的建设和人才的培养,对我国全面实现信息化,建设小康社会,意义重大。

经过多年的发展,计算机专业已成为国内高校中规模最大的专业。全国共有500多所学校开办了计算机本科专业,在校生30余万。同其他专业相比,这两个数字都是第一。有人可能会认为这两个第一造成了就业压力,计算机专业应该压缩,殊不知计算机的就业市场也是最大的。

计算机市场很大程度上决定着对计算机人才的层次结构、就业去向、能力与素质等方面的具体要求。计算机类专业毕业生就业出现困难的主要原因,不是毕业生数量太多,而是满足社会需要的针对性不够明确,导致了结构上的不合理。计算机人才培养也应当是金字塔结构,与社会需求的金字塔结构相匹配,才能提高金字塔各个层次学生的就业率,满足社会需求,降低企业的再培养成本。

计算机专业面宽,就业范围广,深受广大学子和社会的欢迎。然而随着计算机技术的进步与普及,“会计算机”已经不再是计算机专业学生独有的优势。应强化专业特色,不仅要使计算机专业的学生能有相对优势的知识结构,而且应使其打上不同的学校烙印。不仅要充分体现专业的学校差别,而且要进一步加强个性化培养,体现个体差别,从而更好地满足市场的需求。二、计算机专业的培养模式

计算机科学与技术是对描述和变换信息的算法过程(包括它们的理论、分析、设计、效率、实现和应用)进行系统化的研究。它是研究计算机的设计与制造,以及利用计算机进行信息获取、表示、存储、处理、控制和传输的理论、原则、方法和技术的学科。

根据学科的特点,传统的培养方案要求计算机的大学本科教学应使学生既在学科的学术方面又在职业技能方面均获得培养。应提供连贯协调和宽广的计算机学科知识,强调学生设计能力特别是程序设计能力的培养,强调实验教学与课堂教学的结合。

教育部为提高教学质量,提出要根据国家对各专业建设的要求,在进一步拓宽专业口径的基础上,大力倡导在高年级灵活设置专业方向。要大力培育优势明显、特色鲜明的本科专业,加大建设力度,逐步形成专业品牌和特色。根据学科发展和就业市场的情况,并参考美、英等国大学计算机专业的课程教学内容与社会需求紧密结合的特点,教育部计算机科学与技术专业教学指导委员会提出三种不同类型的培养方案:研究型(或者说科学型)、工程型(包括计算机工程和软件工程)、应用型(或者称信息技术型)。这三种类型主要是从学生毕业后从事工作的性质的角度来划分的。研究型需要以知识创新为基本使命,研究的内容可以是计算机系统结构、计算机软件与理论,或是计算机应用技术。工程型需要考虑基本理论和原理的综合应用,不仅要考虑所建造系统的性能,还需要考虑系统的代价以及其他可能带来的副作用;而具体的工程既可以是以硬件为主的计算机系统,也可以是软件的系统,包括应用软件和系统软件。应用型即信息化人才,他们在各种企事业单位承担信息化建设的核心任务。同具体应用领域的人才相比,他们更了解各种计算机软/硬件系统的功能和性能,更善于系统的集成和配置,更有能力管理和维护复杂信息系统的运行。三、加强个性化培养,创专业特色

我校是有50年办学历史的教学研究型211重点大学,特色是什么?除了具有传媒综合这一行业特色外,更重要的是学校的培养特色,即多年办学积淀的学校气质,也可以说是毕业生的气质。与我们浓厚的文学艺术色彩相对应,她是自信、果敢的性格,平等的观念,民主的思想,挑战权威的勇气,展示自己的能力;是张扬的个性、求新的精神和充满活力的行动。这种气质造就了一代代富有开拓精神的毕业生,他们一个很突出的特点就是上手快,适应能力强。

特色是事物的内在价值,特色是优势、是水平。我校的特色要求个性化培养,也只有个性化的培养,才能与我校的特色相适应,与我校的气质相吻合。加强我校本科计算机专业的个性化培养是必然的也是必须的。我们的个性化培养必须紧密结合学校特色,依托学校特色,使我们计算机专业的毕业生都重重地打上传媒大学的标签。可以说没有学校的特色就没有计算机专业的个性化培养。因此,我们不应该仅仅按照教育部计算机教学指导委员会的要求,选三种模式的一种进行培养,而应是因人而异的个性化分类指导。这不仅意味着因人而异的“三选一”,更意味着“一”中的选择和特色,即传媒的行业特色和张扬、求新、充满活力的学校气质。

在彰显行业特色方面,我校计算机学科一直遵循着“根植广电系统,依托传媒界,面向全社会开放办学”的思路,将计算机科学技术与我校传统的传媒行业的优势和特色相结合,培养面向新媒体时代所需求的、掌握先进技术的、深具传媒特色的计算机专业人才。

计算机科学与技术专业是强调实践的专业。我们进行了面向传媒应用领域实践教学体系建立的实践。其目标是:

1.凝炼学科方向,体现专业特色;

重点突出5个专业方向:媒体数据库技术;互动媒体技术;媒体信息系统与信息安全;计算机网络与网络多媒体;计算机接口及控制技术。

2.强调技能训练,计算机实践不断线;

计算机项目训练四年不断线,按学期分阶段提高。

3.适应市场流行,从容面对就业;

计算机应用的广阔市场,既要求学生有扎实的理论基础,又要求有某方面的专门技能。

其措施包括:(1)按课程方向,凝炼实践环节(适应市场需求);(2)按年级特点,分阶段实施;(3)按学生兴趣,分类指导;(4)按个人专长,指导就业。

在实施过程中,我们重点加强了课外实践环节。组织了五个本科生专业兴趣小组:媒体数据库技术、媒体信息系统与信息安全、计算机网络与网络多媒体技术、互动媒体技术、计算机接口及控制技术。每个小组针对不同年级均有完整的培养方案,新生入学后即可选择感兴趣的小组。此项目实施以来,已有许多同学参与了兴趣小组。例如互动媒体技术兴趣小组的学生,经过不间断的学习实践,获得了一定的专业技能和经验,在就业市场上很受欢迎。以2004届毕业生为例:尹泽弘,就职于世界第二大手机游戏公司GameLoft,目前已经成长为项目经理(Leader);吴昊,就职于GameLoft;朱云飞,毕业后就职于“杭州平治信息有限公司”,从事手机游戏开发,半年后成为公司的项目经理,目前朱云飞与人合作开办了“魔羽网络科技有限公司”,任CEO,从事手机网络游戏的开发和运营;陈显军,毕业后继续进行研究生的学习,主攻方向还是游戏技术,在研究生学习期间,协助指导教师完成了“中国传媒大学虚拟校园系统”的研发工作,研究生毕业后,加盟GameLoft公司,已经成为公司的技术骨干。经过兴趣小组锻炼,在校学生的专业技能有了很大提高,创作出一批游戏习作,其中具有代表性的学生作品是《风云剑侠》,达到了商业品质,通过了中国移动的审批进入了中国移动百宝箱业务平台,供人们下载购买。学生上机训练

我们还结合学校特点,围绕计算机专业实践,组织各种竞赛活动。特别是在“e周”系列活动中由学生主办的“北京市大学生电子竞技大赛”,得到了中央电视台的支持,并对其进行了主持和录制,在中央五套播出,极大地提高了参与同学的综合素质。

上述实践使我们进一步增强了特色培养的信心。我们要结合教育部计算机专业教学指导委员会的精神和我校计算机学科的情况,在保持和加强行业特色培养特点的基础上,进一步实现个性化培养。

我校计算机学科的特点是:科研项目较多,教师学历层次高,研究所(室)多;研究生较多,本科生较少,每年研究生与本科生入学人数持平。上述特点对本科生的个性化培养是非常有利的。

我们设想,在教学上,按教育部计算机专业教学指导委员会制定的教学规范,开出三种类型的课程,学生可以在教师的指导下自由选择。

对于希望并且适合成为研究型和工程型人才的学生,要尽早进入研究所(室),加入到有传媒特色的项目组,在老师和研究生的指导下,学习科研、工程的方法,并开展科学研究和工程实践。“e周”活动颁奖现场

对于希望并且适合成为应用型(信息化)人才的学生,我们要结合学校特色,为其提出丰富的选修课,应加强文学、艺术及经济管理学科的辅修,进一步加强兴趣小组建设。

我校本科计算机专业学生有部分是专业调剂生,他们偏爱文学艺术,对传统培养方案强调的程序设计兴趣不浓。对此,我们应更有针对性地实行个性化分类培养,加强网站新闻出版、数字娱乐与动画、媒体资产管理等本科方向及兴趣小组的建设。

数字新媒体给传统媒体注入了新的活力,依托数字技术而发展起来的互联网应用、内容管理、互动娱乐、信息集成、数字移动广播电视、手机电视、IPTV等新媒体所提供的新业务,为毕业生的就业分配提供了更加广泛的机会。让我们树立以人为本的科学发展观,一切从广大学生的根本利益出发,抓住时机,办出特色,为传媒领域培养更多的合格人才,为国家信息化的发展贡献力量。

根植广电育英才——具有传媒行业特色的硬件实践课程改革浅谈

朱立谷 周世正一、引言

一个行业总是需要一批精英人才,这些人才引领整个行业向前发展。我校在长期的办学过程中,遵循“根植广电,依托传媒,面向社会,开放办学”的思路,逐步形成了与广播影视事业鱼水相依的行业特色。

计算机学院自2002年成立以来得到了快速发展,在教学、科研中取得了丰硕的成果,尤其科研方面取得显著成就,例如,以第一任院长吕锐教授为首的研究团队在数字声音广播理论与系统研究方面取得的突出成就对广电行业技术的发展产生重大的影响,以第二任院长王永滨教授为首的研究团队在广电安全技术方面的研究也将对广电行业产生较为深远的影响。

然而,目前计算机技术正一步一步从前沿高新行业转变为传统行业和基础行业,在传统的计算机学科指导下,以大而全、泛而宽的教学计划培养的学生,很难在广电业中较好地发挥作用,必然会对行业未来造成隐患,甚至直接影响广电的长期可持续发展。因此,作为一个只有5年历史的新二级学院,要符合学校学科发展规划和总体发展方针,体现多学科兼容、相互交叉渗透综合优势的学科特色,如何使我院成为培育广电行业计算机精英的摇篮,造就大批杰出的行业英才,尚有许多地方需要进行探索。二、我校计算机专业实践教学现状及分析

目前,我校计算机本科教育的情况是:基础课(含技能课)和专业基础课设置在第一、第二学年,专业课(含实践课)设置在第三、第四学年。这样,计算机专业的本科生在一二年级学习的计算机的有关课程较少;而有些非计算机专业非常重视有关计算机的应用技能培养,将计算机应用技术作为文化基础课,在一二年级设置了较多的计算机的应用课程,因此,出现一二年级的计算机专业的学生对计算机的掌握和应用技能甚至不如同年级非计算机专业的学生情况。也就是说,虽然计算机已经成为从事各种职业必不可少的工具,计算机应用技术已经成为一种必须的职业技能,但目前在我校计算机的本科教育,实际上没有从一年级开始就把计算机的专业方向给学生展示和开放:没有尽早让他们接触到实际的计算机硬件、软件环境,没有培养基本的计算机应用的技能,也没有较深入地了解计算机学科、技术的发展方向,没有引导、培养他们学习和研究计算机专业技术的兴趣,更没有告诉他们如何选择自己未来的职业发展方向。

我们在计算机专业硬件课的教学过程中深深意识到这些问题:学生直到上计算机硬件方面的课程时,才能开始进行计算机的硬件试验,这个时候学生已经是三年级了。因此,学生对计算机硬件的了解太晚了,这对学生的学习和发展是非常不利的。针对这些情况,我们结合自身师资情况、实验室条件、学校办学特色等具体情况,对计算机硬件课程的教学改革进行了一些探讨。三、硬件实践课教学改革的理念和内容(一)教学理念的改革

在上述的具体情况下,我们认为首先是要改变教学理念,促进教学观念的转变、教学方式的改革:

1.改变以课堂教师讲授为主,学生完成验证性的教学实验为辅的传统教法,提倡在精简课堂授课内容的基础上,以完成一项完整硬、软件系统的工程设计与实现的课题研究为重要支撑手段的新的教学途径。在课题研究过程中,要融入科学的世界观和方法论,引导理性思维和理性实践,还要养成严谨的科学作风,以及与人协同的竭诚合作精神。

2.强调教学过程中学生为主体的观点,注重开发学生的潜能,以形成健全的人格为根本特征。改变学生听课为主的被动接收知识的学习模式,变成为让学生结合课题研究与工程设计来主动学习,给学生更多自由支配的时间,充分发挥学生自主学习的积极性。

3.从传授知识为主变为传授知识与培养能力并重。重点关注学生开拓意识和创新能力的培养,注重学生素质的全面提高。强调教学内容、理论体系完整的同时,增强教学内容的实用性,增强学习过程中的成就感。

4.从卷面考核为主转变为以实践成果为主、卷面考核为辅。期末考试试题主要考察工程实践中不易考核到或没有涉及到的知识点,注重对运用原理性知识解决实际问题的能力的考核。

我们着重进行计算机硬件实践教学的改革,主要包括以下内容:(1)加强新生专业教育、行业发展教育和职业观念教育。包括安排专业教师给学生介绍行业发展情况,讲解大学四年学习的专业课的内容,传授专业课程的学习方法,指出通过四年学习应掌握哪些知识和具有什么样的能力,介绍和分析目前传媒行业人才需求情况,让学生找到自己感兴趣的方向,初步明确自己的职业发展方向。(2)按不同课程方向建立实践教学导师制,建立完善的学生实践教学的教师负责制。负责相同和密切相关课程教学的教师或者是有相同的研究方向的教师组成指导小组,负责按不同的方向,系统地设置从大一到大四一系列实践课程;学生加入实践学习小组就和专业教师建立了直接的联系,这样,学生从大一就可以开展课外实践活动,并随时能得到教师的指导。(3)通过课外实践教学活动促进专业课程结构和教材内容改革。实践教学涉及的内容紧跟技术的发展步伐,可以在一定程度上弥补现有的课程结构和教材内容的缺陷,教师通过这些实践教学发现问题并及时对课程结构进行调整和对教材内容进行更新。(4)通过实践教学加强、加速学生在一个具体方向的专业知识获取,使学生在学习时有比较明确的目标,学习有动力。同时,尽早掌握一些专业知识,使学生更能看清技术和社会的快速发展,树立危机感,对知识产生渴求欲望。

在计算机硬件的实践教学方面,我们认为可以做以下一些具体改革:(二)硬件实践课程的设置

硬件教学中遇到的一个很大的问题是学生“重软轻硬”,并存在“喜软怕硬”的心理障碍。我们可以通过具体的实践课程设置方面的改革,开展研究型教学,指导学生研制硬软件完整的广电应用系统,建立硬件、软件一体化的共识,做到用软件强项带动硬件弱项。表1 硬件实践课程设置和具体内容(三)课程结构

我们认为,我校计算机专业应该和其他院校有统一专业培养目标、统一专业公共基础课程和部分专业核心课程,但同时也应该有若干与我校办学方向和特色联系紧密的专业核心课程和选修课程,以便形成多种教学形式,办出我校真正的特色。与其他院校计算机硬件课程体系一样,我们开设了《计算机组成原理》、《微机接口技术》、《计算机系统结构》、《单片机原理与应用》(选修)、《微机控制技术》(选修)等课程,而不同的是我们还开设了具有行业特色的《视频采集与处理技术》、《DSP应用系统开发》、《数字电视技术》、《IP电视技术》、《IP语音技术》等选修课。

同时,随着计算机科学技术和传媒技术的发展,我们将不断更新课程设置,真正体现与时俱进。(四)教材内容和形式

目前国内计算机教材主要是学科本位论,即片面强调学科体系的完整性、全面性、系统性。教材改革要从学科本位向学生发展本位转变,要从学生的就业和岗位需求以及可持续发展的角度审视。

针对目前情况,我们不但精选了硬件课程教材,还特别强调了教材的实用性和时效性。例如,我们选用的微机原理与接口技术教材,其中微机原理重点是32位微机,并详细介绍了64位微机,而部分例程采用了VC语言编写。

对于一些实践教学的教材均采用电子教材,并通过网站进行发布,在网站上还提供了参考资料、例程、学习软件。这样,教师可以随时更新网络教程,通过网络互动教学,学生建立了主动的、探究的、体验的学习知识和学习方式,学生也不再是教材被动的受体,而是对教材能动地实践。同时,在网站上设立的BBS——学习和交流论坛,引导学生在主动探索和创造的过程中,培养探索技能、澄清和反思自我的能力、与别人交流看法的能力、搜集和整理信息的能力,以及思想的开放性、对事实的尊重、愿意承认不确定性、批判地思考等,使学生真正成为学习的主体,从而为终身学习打好基础。(五)明确的职业方向新生专业思想教育

据劳动人事部官方统计,市场对于计算机硬件方面的人员的需求情况是:十个岗位,只有两个毕业生敢于去应试。也就是说,虽然每年我们有大量的计算机专业的学生毕业,但是,真正能够和敢于在计算机硬件方面求职的毕业生还是非常少。究其原因就是我们的教育是按照以前制定出来的大纲,以前的教育模式来教育学生的,培养出来的学生“兵书战法”学的很多,但是只会纸上谈兵,实战能力不足,或没有实战经验,上不了“战场”。(六)硬件实践课程的目标

通过四年本科的在校教育和在计算机硬件方面的实践课程训练,使得对硬件感兴趣的学生具备较强的职业竞争力,能够适应传媒行业计算机领域实践性强的工作岗位;并从迈出校门的第一天起,就可以应对广电领域计算机硬件方面的挑战,并真正成长为硬件工程师。四、结论央视音像资料馆实习

在计算机专业课的教育教学改革中,紧密结合行业特色、加强硬件实践教学环节,将有利于培养学生的动手能力和创新能力,培养出行业急需的专业人才。“根植广电,依托传媒”,采用具有行业特色模式的人才教育体制,可以保证广电行业人才的充足供应,可以使传媒英才获得最直接的成才之路,经过适当的实践考验和合理汰选,一批批英才将会成为广电行业的中坚和骨干。

论计算机游戏在教学、科研和产品研发中的核心作用

扈文峰摘要:计算机网络游戏是一种新型的虚拟环境,因其绚丽的图形效果和强烈的“沉浸感”,迅速成为当前青少年主流的娱乐形式,形成了一个巨大的产业市场,创造了庞大的就业机会,从而引导了高等院校的专业设置,吸引了研究者的研究兴趣。由于计算机游戏的这种强烈吸引力,我们进行了覆盖“产、学、研”三方面的、系统性的改革探索:以计算机游戏为中心,利用游戏编程激发学生的编程实践热情,组建“游戏兴趣小组”,并组织兴趣小组中的优秀学生参与到“网络游戏实验室”的研发活动,使实验室研发的教育型游戏再用于教学活动,本文就是这种探索的一个总结。关键词:计算机游戏 网络游戏 教育游戏 教育探险游戏一、引言(一)计算机游戏的演化

游戏是人类的天性,在青少年成长过程中起着不可替代的作用。随着微型计算机的问世,计算机游戏开始出现。随着微机的普及,计算机游戏也从简单演变得越来越复杂、越来越有趣。随着3D图形加速卡的普及,3D计算机游戏开始出现,3D游戏呈现出一个逼真的、绚丽的三维世界,人们可以在其中漫游,与虚拟世界中的事物进行各种交互。三维游戏以其强烈的“沉浸感”,迅速成为主流的游戏形式。随着Internet的兴起,网络游戏逐渐成为主流游戏类型,网络游戏提供了一个公共的虚拟空间,供多人同时进入,在这个虚拟空间中,人们可以互相交流和活动。在虚拟世界中制定了各种游戏规则,宛如现实世界一般,现在网络游戏甚至变成了一个新型的虚拟社区。

有人说,计算机游戏是“第九种艺术形式”。不论计算机游戏是否是艺术,它肯定是继电视之后的一种新型的娱乐形式。这种娱乐形式与先前的各种娱乐形式相比,比如电视、电影、戏剧、小说等,有着一个无可比拟的优势,那就是计算机游戏的“可参与性”,以及“可参与性”带来的更加强烈的“沉浸感”!就是说,计算机游戏的玩家不像电影观众一样,只是被动地接受信息,玩家还可以参与到虚拟世界中去,可以部分地决定虚拟世界事件发展的进程。我们知道,“沉浸感”是艺术和娱乐能吸引人的最重要的因素,游戏无可比拟的“沉浸感”给人们带来更加深沉的审美和娱乐体验。(二)计算机游戏产业

正由于计算机游戏强烈的娱乐性,它吸引了大批玩家的参与,迅速形成了一个巨大的市场。据统计,目前世界电子游戏的市场份额,已经远超好莱坞电影工业。在我国,计算机游戏,特别是网络游戏,已经形成每年数十亿的庞大市场。这个庞大消费市场,需要一个巨大的产业体系来为其提供产品。自然,这个产业体系则产生了一个庞大的就业市场和就业机会。

由于计算机游戏产业产生了一个巨大而稳定的就业市场,促使高等院校开始设立新的教学专业或方向,培养游戏人才,包括游戏程序员、游戏设计师、游戏美工、游戏运营人才等。(三)计算机游戏开发的理论研究

计算机游戏,是现代信息技术和传统艺术的一种复杂的结合体。从技术角度看,它是一种特殊的计算机软件,其中包含着多种技术,可复用软件开发技术、分布式技术、人工智能、计算机图形学、人机交互技术等。

从艺术角度看,计算机游戏需要多方艺术门类的协同工作,比如,需要编剧的剧本创作,需要导演的剧情安排与表现,需要场景设计师的布置,需要主美工的美术风格确定,需要模型师、动画师的创意等。目前不管从技术领域还是艺术领域,计算机游戏都还存在着大量的问题,有待研究解决。

由于在计算机游戏中存在着技术和艺术领域的诸多问题,因此,它吸引了高校学者的研究兴趣。在这样的背景下,笔者在中国传媒大学计算机学院任教过程中,开始了计算机游戏的教学和科研活动。(四)游戏编程——激发学生学习编程的好工具

计算机科学或软件工程专业的学生,能够动手编程是一个很重要的能力,是能否毕业后从事本专业工作的一个重要条件。但现实的情况是,每一届计算机本科的毕业生中,都有相当大的一部分学生没有掌握编程这种技能,很难说他对计算机系统具有多么深的了解,综合的业务能力也就可想而知。

造成这种状况的原因很复杂,有学生的主观原因,也有学校的客观原因。解决问题的办法也是各种各样,大部分都是一些系统性的方案,要牵扯到方方面面,并不容易具体操作。我们的解决办法是从学生自身做起,从学习的根儿上做起,具体思想就是:

激发学生动手编程的兴趣!

我们知道,兴趣是一个人最好的老师,如果一个学生具有浓厚的学习兴趣,他会主动地克服困难去学习和实践。然而,如何激发学生的编程兴趣却是一个难题,因为编程是一个综合而复杂的技能,常令很多学生望而却步。但我们知道,绝大部分学生都喜欢玩计算机游戏,所以我们的想法是:

把学生对玩游戏的喜欢,转化为编写游戏程序的动力!

这是一个系统工程,在计算机学院领导的支持和安排下,进行了一系列的调整和安排,进行了一次教学、科研和产品开发相结合的改革尝试。(五)以计算机游戏为中心,产学研相结合的探索之路

我们这个改革尝试的中心思想是:以计算机游戏为核心,贯穿到教学、科研和教育三个领域,首先,用计算机游戏唤起学生的编程兴趣,吸引学生投入到游戏开发的各种实践活动中;其次,选拔兴趣小组中最优秀的学生进入“网络游戏实验室”,参与实验室的科研活动,既进一步提高了学生的水平,又可以辅助实验室的科研活动;最后,“网络游戏实验室”以开发“教育游戏”为主,开发出来的游戏反过来又用于教学,如此形成一个良性循环。

大致步骤与安排如下:(1)开设“Java互动媒体开发技术”课程。(2)成立“游戏开发兴趣小组”,举办各种活动。(3)“游戏兴趣小组”的优秀组员进入“网络游戏实验室”,参与科研活动。(4)“网络游戏实验室”开发“教育型游戏”产品。(5)“教育型游戏”产品用于本科教学,激发学生学习专业课或者游戏编程的兴趣。

这个系统工程的详细执行过程参见本文以下内容。二、开设游戏专业课程-“Java互动媒体开发技术”(一)选择Java平台进行游戏开发教学的理由

Java语言是比较现代的面向对象编程语言,语言简洁,易学易用,学者可以在最短的时间内越过语言障碍,进入游戏编程的领域。(二)授课思路

课程的教授没有沿用传统的计算机语言的教学模式,即:“语法、语义、练习”,这种模式的缺点与中国学生的英语教学的现状非常相似,基础知识掌握得很好,但最后实际应用能力不行。我们课程的讲授则不然,是紧紧围绕着一个Java小游戏的开发而展开,与传统模式正好相反,是在实际应用中学习语言。具体安排如下:首先简单学习Java语言的基本知识,比如平台体系结构、Java程序的结构、基本语法等,然后进入游戏编程的范畴,通过对各种必要的游戏功能的逐步添加,游戏逐步完善,学生也逐步学习到Java平台和游戏开发更多方面的知识和技能。

发现对游戏开发兴趣浓厚的学生:在上课和编程上机实践中,注意发现那些对游戏编程持有浓厚兴趣的学生,不管他们的基础如何,都是可以给予重点培养的。对那些因为遇到编程困难而失去浓厚兴趣的学生,注意帮助他们克服困难,适时鼓励他们,重新燃起兴趣。根据学生的不同情况因材施教,对兴趣浓厚能力又强的学生,注意给他们提出更高的要求。(三)结果

课程最后要完成一个相对完整的游戏,那些兴趣浓厚的学生,因为要求比较高,最后作品的难度也要大。在课程结束时,很多兴趣浓厚的学生都觉得意犹未尽,希望能继续学习游戏开发。我非常珍视学生的这种兴趣和要求,想办法满足他们的这种需求,所以就形成了“游戏兴趣小组”的雏形。三、开展游戏兴趣小组活动

在前面的“Java互动媒体程序设计”教学活动中,发现了一批对游戏编程有浓厚兴趣的学生,课程结束后这些学生希望能得到进一步指导,进一步提高游戏编程技能。在院领导的大力支持下,我们组织了“游戏开发兴趣小组”,利用业余时间,开展了以下活动:(一)课外辅导

利用课外时间,对参加兴趣小组的学生,不定期地讲授和指导一些游戏开发的较高级的技术。主要方式是:(1)学生可以随时到“网络游戏实验室”去,由教师解答问题,检查学生的编程作业;(2)向学生提供高质量的学习材料;(3)在必要时,召集兴趣小组学生,做技术讲座。(二)假期集训

在学院原副院长王永滨老师的直接领导和安排下,游戏兴趣小组举办了第一次大型的培训活动,基本情况如下:

时间:2005年暑假的前两个星期

地点:软件学院机房

课时:每天6个学时

对象:03级计算机学科的20多位同学

集训内容:J2ME手机游戏开发

经费:学院提供经费,购买了一批培训教材。(三)实验室培养“网络游戏实验室”隶属于计算机学院,是在以吕锐为院长的院领导班子的直接部署和安排下成立的,研究和开发以计算机游戏技术为基础的,各种娱乐、教育、科学仿真等产品。

兴趣小组学生通过平时的学习,积累了一定的游戏开发技能,但是还需要进行合作开发整个游戏作品的实践,这就需要把他们集中在一起,形成战斗力。因场地条件限制,在参加假期集训的学生中挑选出若干名最出色的同学,加入“网络游戏实验室”,由实验室提供机位,希望学生能得到长期的游戏开发技能的训练,开发出自己的作品,为今后的就业增加资本。

这些兴趣小组中的核心学生,在综合实验楼的实验室中学习了几个月后,由于实验室场地的问题,没有办法继续留在综合楼,实验室面临解散的局面。因为我计算机学院的办公条件拥挤,根本没有办法容纳网络游戏实验室。但是,在院领导班子吕锐院长(现传媒大学副校长)、李世国书记和王永滨副院长(现传媒大学计算机学院院长)等同志的大力支持和亲切关怀下,将学院的“院长办公室”腾出来,支持网络游戏实验室建设,使实验室有了新的场地,实验室的科研活动和游戏小组的教学活动得以继续进行。借此机会表达深深的感谢!

在实验室良好的专业环境中,兴趣小组的同学通过老师的言传身教和耳闻目染,专业素养迅速提高。2003级本科生张帆,目前在实验室已经接受到了研究生级别的专业训练,并且参与了多项科研课题的开发;陈显军、张帆等同学参与了“中国传媒大学网上虚拟校园”项目的开发工作,并担任了比较重要的工作;秦晨光、张帆、褚少微等同学参与了国家重点项目“智能节点弹性重叠网络实时信息3D图形动态监视系统”,表现优异。在科研实践中,同学们得到了良好的锻炼,专业能力得到了长足的进步。(四)游戏兴趣小组学生部分作品

经过培训,学生的专业技能有了很大提高,创作出一批游戏习作(参见附录游戏截图),其中最出色的学生作品是:2004届毕业生吴昊和朱云飞合作的手机游戏作品《风云剑侠》,达到了商业品质,通过了中国移动的审批进入了中国移动百宝箱业务平台,供人们下载购买,成为当时最受欢迎的手机游戏作品。学生游戏作品截图请参见附录。(五)游戏专业人才输出

经本兴趣小组的培养,学生获得了较高的专业技能和经验,使他们在就业市场上获得了一定的优势,有若干学生毕业后从事于游戏业,举例如下:

1.2004届毕业生,尹泽弘,就职于世界第二大手机游戏公司GameLoft,目前已经成长为项目经理(Leader)。

2.2004届毕业生,吴昊,就职于GameLoft,迅速成为公司的技术骨干。

3.2004届毕业生,朱云飞,毕业后就职于“杭州平治信息有限公司”,从事手机游戏开发,半年后成为公司的项目经理;目前朱云飞与人合作开办了“魔羽网络科技有限公司”,任CEO,从事手机网络游戏的开发和运营。

4.2004届毕业生,陈显军,毕业后继续进行研究生的学习,主攻方向还是游戏技术,在研究生学习期间,协助指导教师扈文峰完成了“中国传媒大学虚拟校园系统”的研发工作;研究生毕业后,加盟GameLoft公司,已经成为公司的技术骨干。

5.2005届毕业生,郑兵,毕业后就职于“北京友皆乐科技有限公司”,从事游戏开发工作。

实践证明,游戏兴趣小组的活动是成功的,我们在今后的教学实践中,要继续总结经验,吸取教训,继续探索和完善这项活动。四、教育游戏研究与开发(一)教学游戏简述

形象生动、具有强烈沉浸感的数字游戏,深受人们特别是青少年的喜爱。游戏已经成为一种崭新的娱乐形式,在西方,游戏产业也已经超越影视产业,成为主流的娱乐产业。毫不夸张地说,现在的孩子都是玩着游戏长大的,数字游戏对青少年成长的方方面面都有着深刻的影响。

当前,商业游戏的主要目的是娱乐,其内容和机制对青少年的副作用也已经呈现出来,比如对青少年学生强烈的吸引力导致了家长的强烈不满,认为这种沉迷影响了学业;游戏中常见的战斗内容也常被人们诟病,认为会使青少年养成暴力性格。

虽然对上述观点还有争论,但不容置疑的现实是,社会上已经形成了这样的舆论,使游戏厂商处于舆论与道德上的不利地位,制约了产业环境的改善,也使得我国相关部门处于两难地位:一方面是社会舆论的压力,一方面是教育青少年的平台和巨大的市场不能放弃。

鉴于此,国内外的教育者、游戏开发者提出了下面的问题:

数字游戏能否为“严肃”的目的而开发?比如为教学、宣传、训练等,而不只是为了娱乐?答案是肯定的。通过研究和探讨,人们对于“游戏作为学习和教育的工具的优点”达成了以下共识:

1.完美地完成“基于情境的认知(Situated Conginition)”,学习者面对的不再是抽象的、孤立的概念和符号,而是置身于一个形象的环境(Context)中,所学习的概念真实地存在于其中。而“基于情境的认知”的优点在认知心理学中已经被公认。

2.游戏天生的交互性(Interactive),使得学习的过程带有强烈的“假设、试探、失败、思考、适应、再试探……”这种过程也是完全符合认知原理的。

3.大规模多玩家网络游戏使得训练学生“竞争、协作”等技能成为可能。(二)教育游戏开发尝试——“计算机之旅”

计算机本科课程是一个庞大而又复杂的知识体系,用“知识森林”或“知识迷宫”来形容它是比较恰当的。当学生刚入学时,对将来所要面对的课程是一无所知。更有甚者,很多学生在学习完一门课程之后,对这门课程在整个知识体系中的位置和作用还是模糊。这种情况并非特例,其后果就是阻碍了学生对计算机专业兴趣的培养、阻碍了学生知识体系的完整建立。所以,我们需要对学生进行一定的专业引导。虽然我们每一门课程都有“教学大纲”、“课程介绍”之类的文字材料,但这些文字材料都使用了严谨、抽象的学术术语来描述这门课程。学生往往缺乏兴趣阅读这些材料,即便去读也很难真正读懂。

将原本以娱乐为目的计算机游戏用于教学是国内外最新的一种趋势,Edutainment主张将教学目标融于游戏之中、情境之中,深受“构成主义”教育哲学的推崇。而在所有的游戏类型中,探险类游戏(Adventure game)是最适合用于教学目的的(Eduventure)。所以我们就要开发一款Eduventure,在游戏世界中创建出一个计算机本科课程所构成的“知识森林”,让学生来深入探索,激发学生的好奇心和求知欲,尽可能早地对整个课程体系有一个大致的了解,这样才有可能尽早地培养出学生的专业兴趣,提高我们专业教学的效果,为社会输出优秀的专业人才。

在与吕锐老师、王永滨老师、李世国老师多次探讨和研究后,计算机学院领导班子对上述设想予以认同,首先成为计算机学院院级的科研项目,在场地、设备、资金等方面对项目的开发予以支持。王永滨、李世国等老师还参与了游戏内容的策划,提出了宝贵的意见和建议。

本教育游戏的名字定为“计算机之旅”,游戏设计的中心思想是:

1.计算机本科的各门课程都在游戏世界中存在化身,具体表现形式是一个个空间“区域(region)”,“区域”的形式可能是形态各异的建筑,这些“课程区域”分布在广大的游戏世界中,游戏玩家需要遍历和访问这些课程;

2.因为这些课程之间存在“先序课程与后续课程”的关系,所以,玩家要想访问一门课程,必须要首先访问并“通过”这门课程的所有先序课程,如若不然,玩家便没有办法进入后续课程所在的“区域”;

3.当玩家进入一门课程后,需要考试及格才能离开课程,所以玩家首先需要获得本课程的有关介绍信息,为此,需要在课程区域内找到“教师”,向他学习知识;了解并掌握这些课程知识后,玩家需要找到课程的“考官”,参加考试,考试合格后,根据成绩的高低,考生可以获得不同奖励,这些奖品在今后的探险中将起重要作用;

4.在探险途中,为增加乐趣,学生会遇到种种阻碍,比如山川水域的阻碍、怪物的阻击等,学生必须克服这些困难,将所有课程一一遍历,才算成功完成这个游戏。

学生一旦成功完成游戏探险,就意味着他们对计算机本科课程有了一个大致的了解,也就达到了我们游戏的教育目的。五、教育游戏的应用

在本文写作时,教育游戏“计算机之旅”的开发已经接近尾声,还没有发布,预计不久就可以发布“测试版本”。先让学生使用,得到反馈意见和软件测试报告,以供我们进一步改进和完善。“计算机之旅”的部分屏幕截图请参见附录。六、结束语

值此计算机学院五周年生日,作为建院时的老员工,是跟随着计算机学院一起成长的。回顾五年来的路程,有很多的感慨和心里话。首先,我对属于中国传媒大学计算机学院这个集体而感到骄傲和自豪,这是一个团结的集体,勤奋的集体,作为其中一员,在此,谨为计算机学院祝寿。其次,我借此机会,要感谢所有关心、帮助和支持过我的领导和同事们,笔者个人和网游实验室的任何微小进步,都离不开大家的支持。最后,我相信也真诚祝愿,在王永滨老师为院长的新任一届领导班子的带领下,我们计算机学院必将走向辉煌和腾飞。

附录:学生作品截图图3.1 实验室项目——“中国传媒大学虚拟环境”截图。游戏兴趣小组成员、2004级研究生陈显军、2003级本科生张帆参与。图3.2 游戏兴趣小组成员、2004级研究生陈显军独立完成的作品——《2.5D游戏编辑器》图3.3 实验室科研项目——“IPV6智能节点弹性重叠网络信息3D图形动态监视系统”截图。游戏兴趣小组成员、2003级本科生张帆参与。图3.4 实验室科研项目——“教育探险游戏——计算机之旅”截图。游戏兴趣小组成员、2003级本科生张帆参与。图3.5 游戏兴趣小组成员、2000级吴昊、朱云飞——2.5D手机游戏《风云剑侠》图3.6 游戏兴趣小组成员、2001级郑兵——2D手机游戏《昆仑剑》图3.7 游戏兴趣小组成员、2001级远兰——2D游戏《打地鼠》图3.8 游戏兴趣小组成员、2002级吴峰——3D游戏《空战》图3.9 游戏兴趣小组成员、2002级邓莉——2D游戏《迷路天使》〔本文作者(右二)系计算机学院网络与游戏教研室主任〕

关于在计算机专业课程教学中培养学生自主学习能力的思考

才力摘要:通过对学生学习状况的了解,阐述在大学期间培养独立思维和学习能力的重要性,并进一步调查了学生对自己完成一定程度的学习任务所采用的策略,提出了在教学中培养学生自主学习能力的一些设想。Abstract:By learning the study process of university students,the importance to train them thinking and studying independently is presented.Moreover,the students’strategy of preferences for managing coursework was surveyed and finally some imagining was put forward according to the results of analyzing.前言

按照素质教育的思想,教育的目的是全面提高人的素质,要通过学校的各种教育,把对学生而言是外在的知识和感受,内化为学生个人内在的、稳定的个性心理品质,从而为学生一生的发展提供良好的基础。在大学的教学过程中,传授必要的知识是重要的,但更重要的是使学生具备学习能力和独立获取知识的能力。这需要大学教育,无论是培养模式还是教学过程、课堂教学还是实践教学,都能够体现这一精神。

计算机科学是一个技术发展日新月异的领域,其专业课程体系模型一直在推陈出新,不断发展。伴随这种过程,受教育者终身学习变得越来越重要,面对终身学习和职业常变的未来必须具有适应新模式的能力。

因此,在这种环境氛围中,计算机专业课程的教学,除了传授相关的理论知识外,如何培养学生的自主学习能力,使其终身受益,是一个值得探讨的问题。一、问题的提出

学生毕业走向社会之后,在工作岗位上方方面面的表现中,可以体现出大学教育赋予他的素质和能力。专业课程同其他课程一样,为学生在大学期间奠定了专业素质和综合能力的基础,专业知识的掌握影响着学生在所修的专业领域的发展。

专业课程的学习,是在学生已经完成基础课、基础专业课的学习之后,对所学专业领域的进一步的深入,专业课知识的掌握、兴趣的发展受到先修基础课程和基础专业课程的影响。

目前大学生的学习一般来说,就是上课时去听课、下课后写作业,考试前复习,考完试就结束了。在这几个阶段中,学生基本上都是被动的,和高中时的学习方法差不多,甚至学习效果还要差很多。因为一些同学上课时偶尔会旷课、迟到,写作业时不少同学是抄抄别人的了事,考试前突击复习死记硬背,考试通过了就万事大吉,通不过再说。

从毕业设计的过程中的表现,最能看出来一个学生对其毕业设计题目中用到的专业知识的掌握程度。通过观察发现,那些在毕业设计中表现出较好的基础专业知识和综合应用能力的学生,往往是对所学的知识有浓厚的兴趣,在课后时间广泛涉猎相关知识并认真钻研的。

由此看来,如果能在专业课教学中除了有效地传授知识,还能采取一些措施引导学生主动学习应该是大有裨益的。二、专业课教学方式的思考

对教师来说,在一般的教学过程中大多包括这么几个阶段:备课-授课-留作业-改作业-出考卷-判卷。在这几个环节中,无疑地,备课和授课在目前的教学方式中占着非常重要的地位。教师在整个教学过程中,在备课阶段投入的精力最多,为了保证能够在授课时有好的授课效果,这种投入是必要的。但是从学生的学习效果上来看,似乎还需要有更多的考虑。

以笔者教授的大学四年级专业课《网络与系统安全》为例。教师在教学过程中,基本上因循了传统的教学过程,备课授课亦无例外地投入较多的时间和精力。但在改作业和结课考试判卷时发现,一些学生对知识的掌握仅限于概念上或原理上的皮毛,涉及到综合应用能力的考查就显现出问题。而那些平时更多地了解或参与一些相关的科研或开发工作的同学,则表现出灵活的运用能力,在毕业设计过程中,对用到的但没有学过的相关专业知识也能很快上手。

因此,这种现象使我们得到启发,即引导学生主动学习应该在教学环节中被更多地重视起来。课外专业兴趣小组是一种好的方式。在计算机学院的教改课题中,兴趣小组活动旨在发现和培养学生的专业兴趣,并予以引导和帮助。通过组织“网络安全信息兴趣小组”几次活动,发现同学们的兴趣和主动性都被调动起来了。而在学校规定开设的专业课学习中,对于所有学生来说,听讲和课后复习成为掌握知识的主要手段。教师在授课完成之后留一些作业、实验等学习任务,以确保学生在下课之后有机会消化掌握听课内容,并且更深入或广泛了解相关的知识。对于大学生来说,课后学习任务完成过程是一个非常重要的环节,有时甚至在这个过程中,学生对知识的掌握程度要大于仅仅是坐在课堂听老师讲课。但在这样的操作中有一个问题会使老师留作业的初衷落空,这就是抄袭。一旦学生选择了这样一种完成课后作业的方法,这个教学环节将完全失效,这个现象不仅影响到学生的学习效果,也影响到学习方式的正当性。实际上,老师经常会遇到收上来的作业出现多份雷同,甚至有些作业连错的地方都完全一样的情况。三、对学生完成课后学习任务策略的调查与分析

笔者通过对中国传媒大学计算机专业04级的30名同学(男生20人,女生10人,平均年龄20.5岁)问卷调查结果的分析,了解学生对于完成课后学习任务的态度和真实想法,包括他们在完成课后学习任务的策略,以及他们在其他同学完成自己的学习任务有困难时求助的反应。(一)课后学习任务完成策略调查与分析

这项问卷主要考察学生在遇到较难的学习任务时,选择怎样的办法来完成任务。其中有七项策略:向教师求助;和朋友一起解决问题;在线上讨论区张贴问题求助;在网络上搜寻类似的报告主题;复制同学的作业稍作修改;利用病假条向老师要求延后上交时间;和朋友分工完成。

当学生完成课后作业遇到困难时优先采用的方法依次为:

1.和朋友一起解决问题(7人);

2.在网络上搜寻类似的报告主题(6人);

3.和朋友分工完成(5人);

4.向教师求助(4人);

5.复制同学的作业或稍作修改(3人);

6.利用病假条向老师要求延后上交时间(1人);

7.在线上讨论区张贴问题求助(4人)。

可以看到,抄袭同学作业的做法并不是首选,甚至排在七个选项的第五位,只有3人。学生多数采用有益和正当的方法来完成自己的学习任务,如“和朋友一起解决问题”排在第一位。排在第二位的“在网络上搜寻类似的报告主题”具有两面性,如果学生只是为搜集更多信息帮助解决问题则是应当提倡的,但如果是拿来稍加修改就当作作业交上去则近似于抄袭了。值得注意的一个现象是,求助于教师并不是一个被大多数学生看好的办法,学生更倾向于通过合作、使用网络来解决问题。(二)在课后作业完成过程中对同学求助的反应方式调查与分析

这项问卷反过来考察学生,当同学在完成课后作业过程中向其他同学求助时的反应。共有六个选项:不提供帮助;跟老师说这个同学的情况;告诉他错误的信息;让他看一下你做的报告;让他抄袭你的报告;告诉同学正确的报告方向。

当同学在完成课后作业过程中求助时,被求助学生采取的帮助办法依次为:

1.告诉同学正确的报告方向(9人);

2.让求助同学看一下你做的报告(8人);

3.让求助同学抄袭你的报告(6人);

4.不提供帮助(3人);

5.告诉求助同学错误的信息(1人);

6.跟老师说求助同学的情况(3人)。

从这项调查结果可以看出,多数同学愿意帮助他人(26人),其中半数以上选择了正确的办法,如“告诉他正确的报告方向”或让同学参考一下自己的报告提供一些思路等。并且在提供对他人的帮助时,让别人抄袭作业也非首选,而是排在第三位,但选择这种办法来帮助同学的有6人。

总的来说,在完成课后学习任务的过程中,同学们无论是自己寻求帮助或是提供帮助都倾向于选择正当和有益的办法。但在实际过程中,相当一部分学生没有选择自己希望采用的办法来完成学习任务,而是抄袭应付了事,导致这种情况可能的原因有:

1.上课没听或没听懂,所以根本不知道如何着手去做;

2.作业太多太难,时间太紧;

3.留的作业太简单,没必要费功夫,抄抄算了;

4.其他原因。四、在专业课教学中培养自主学习能力

综合前述的研究和分析,根据实际情况在专业课教学过程中对各环节适当地调整,有助于学生更有效地学习专业知识和提高自主学习能力。(一)备课与授课环节

备课与授课是教学活动的主要部分,也是教师最下功夫的环节,其备课工作直接影响授课效果。

1.教师广博的专业知识,更深入细致的准备工作以及不断改进和创新的教学方法一定会带给学生更多的收获。

2.教学内容的更新在计算机专业比其他学科更有其必要性,需要教师紧跟技术的发展并做大量的新知识获取和提取工作,才能很好地用于教学。

3.在授课过程中注重对学生思维和创新能力的培养,启发学生思考,给学生思考和讨论的机会。(二)学习任务的布置与引导

课后学习任务的布置与检查,是大学专业课教学中应该给予更多重视的部分。为了启发学生独立思考并培养学生的自主学习能力,布置作业应正确把握学生学习的量与度,为学生自主学习、发展个性留有足够的余地。

1.在为学生设计课后作业时,专业课不同于基础课程,不应再过多侧重书本上现成知识的堆积和重复,而应该注重专业知识的深入和扩展,要考虑到对学生自主学习能力的培养,最好布置在课本和其他学习资料上找不到现成答案的作业,使得学生必须做许多思考。

2.对学生完成课后学习任务的引导,不是简单地为学生解答问题,而是帮助学生如何更有建设性地完成作业并从中得到更多的收获。从前面对学生调查问卷的分析来看,面对一个不是简单地从书本上就能找到答案的学习任务,学生会采取与同学合作或者上网寻求解决的策略,这也是今后学生在工作中解决问题常常会采取的方式。

例如在设计和布置任务时,对较复杂和大一些的作业可以引导学生自愿组成小组,协作完成。对网络资源的使用,可以提供一些资源和建议等。本文作者(中)在挪威奥斯陆大学

课后作业对学生学习的促进作用和对学生专业知识的延伸作用远非我们所理解的,问题是怎样调整专业课教学方法,特别是如何设计课后作业或课后学习任务,是一个关键。

3.对课后学习任务的考核。在这个部分检查学生的自主学习能力、书面表达能力甚至口头表达能力,作出正确的评价。(三)学习管理

学生一门课的成绩取决于多方面的综合表现,而且每方面都占有一定的比例。这些因素应包括:课堂上的参与程度、课后作业成绩、期中和期末考试成绩等。在一门课开始之前,对每位学生明确关于成绩测评内容,每一项在总评中占多少比重,都做出清楚具体的规定,这些规定的严格执行可以对学生的学习起到督促作用。五、结束语

大学教育对人一生的影响是不言而喻的,把对学生创新思维和自主学习能力培养的重视被融入每门课程的教学中,无疑会对学生无论是专业知识的掌握还是综合能力的发展都产生良好的作用。教育的目的是为学生的将来做好准备,学生的专业与其未来的职业领域有着密切的联系。计算机科学是一个相对新的科学领域,而且具有很快地融合其他领域和学科的特点,学生在大学期间所受的计算机专业教育,必定会对其将来的职业生涯产生重要的影响。

参考文献

1.孙宗禹:《素质教育与大学教学改革》,中国教育和科研计算机网。

2.徐娟、李传威:《留美学生对北美研究生课程教学的印象》,中国教育和科研计算机网。

数字艺术类专业计算机课程体系初探

李亚峰摘要:数字艺术是目前我国高等教育中新兴的专业之一,该专业与计算机学科有着密切的联系。本文以中国高等院校计算机基础教育改革课题研究组制定的《中国高等院校计算机基础教育课程体系》为基础,初步探索了数字艺术类专业的计算机课程体系,并就教学方法等实施问题进行了讨论。关键词:数字艺术 计算机基础教育 计算机课程Study on the computing curriculum for Digital ArtLi Yafeng

Abstract:Digital art is rapidly expanding in recent year.Because of its close relationship to computer science and technology,computing curricula plays an import role in digital art education.Based on the CFC2004 formulated by AFCEC(Association of Fundamental Computing Education in Chinese Universities),this paper sets up the computing curricula for digital arts,and the enforcement of curricula is discussed.

Key words:Digital Art,Fundamental Computing Education,Computing Curricula

广义地讲,所谓数字艺术泛指使用数字技术制作的各种形式的艺术作品,包括真实感图形、计算机动画、电脑游戏、数字视频、数字摄影、数字音乐、电影特效以及网页设计等。这些新兴的艺术形式在近些年蓬勃发展,成为艺术创作和大众娱乐的重要组成部分。相应地,数字艺术产业成为我国重点发展的新兴产业之一,具有广阔的市场前景和经济价值。为培养高素质的数字艺术类人才,我国很多高校已经纷纷开设了数字艺术类专业。

计算机是数字艺术作品制作的基本工具。计算机技术,特别是图形图像和多媒体技术的进步是数字艺术发展的动力之一。所以,对计算机技术的掌握和应用直接影响数字艺术作品的创作水平,计算机能力是数字艺术人才必备的能力之一。因此,计算机课程的学习在数字艺术类专业人才的培养环节中占有重要地位。高水平的教学计划、教材、课堂教学与实践是培养高素质创造型人才的基础,也是学科建设的基础。目前,数字艺术在我国高校还是一门新兴的专业,对它的课程体系的设置、教学方法研究、实践安排以及学生评定等课题尚在研究过程中。本文主要对计算机课程体系的设置以及涉及到的实施问题进行了初步探索。一、现状

鉴于计算机和信息技术在当今社会中所发挥的重要作用,高等教育中的众多专业开设了计算机课程。特别地,中国高等院校计算机基础教育改革课题研究组制定了“中国高等院校计算机基础教育课程体系”,为计算机基础教育的改革提供了重要指导和参考。经过多年的实践,对于诸如电子、自动化和信息管理等与计算机学科相关性较强的专业,计算机课程的教学目前已经取得了比较好的效果。但是,对于新兴的数字艺术类专业,计算机课程的实施却存在较大的困难。一方面,由于我国的中等教育在高考时仍然采用分科制度,特别是对艺术类专业通常采用单独招生的选拔方式。这样,造成了大学新生在数学等科目上的基础非常不统一。另一方面,数字艺术类专业学生的大学基础课不同于工科,诸如《数学》和《电子电路》等课程的缺失必然会导致其后学习计算机课程的困难。目前这种问题已经十分突出,相关的教育工作者也已经认识到了这些问题,并着手解决。主要的解决方案主要有两种:一是“简化课程”,即把计算机专业的课程内容简化后再进行教学。这样的授课形式虽然容易被学生接受,但严重破坏了知识体系的完整性,特别是有些核心知识往往是有难度的部分,因而没有达到预期的知识传播的目的。另外一种策略是“面向应用”,弱化甚至取消基础理论和基本原理的讲授,以面向实际应用作为课程内容的选择,这种情况通常都会把某一技术变成了一种软件的讲解,比如《计算机动画》变成了《Flash或3DMAX使用》,《多媒体技术》课变成了《多媒体软件使用》,从而出现了“一种软件一门课”的现象,而所谓教材基本上是软件使用手册或培训教材。但是,众所周知,计算机是最具活力的技术和产业之一,它的发展可谓日新月异。今天的主流软件可能很快就升级甚至是被淘汰,而对于这种只进行工具软件学习而缺乏一定理论基础的学生,他们的发展潜力将是非常有限的,如果上学期间将大量的精力投入流行系统的具体使用上,就业后往往缺乏对工作的适应性,无法跟上技术进步,当然更不利于高层次高学历的深造。综上所述,数字艺术类专业的计算机课程的设置以及教学内容、教学方法等问题具有重要的研究价值。二、课程体系建立的指导思想

自从人类社会进入到知识经济时代,教育的目标和手段也随之发生变革。当前高等教育的目的不仅仅是知识的传授和技能的训练,更重要的是对学生思维方式和学习能力的培养。联合国对教育的定义已经从原来的“有组织有目的的知识传授活动”改变为“能够导致学习的交流活动”。所以,以能力和素质培养为主要内容的可持续发展教育观是建立课程体系的基本指导思想。

根据数字艺术专业的特点,该专业学生在计算机技术方向上应具有以下能力和素质:

首先,应该具备适当的理论基础。有一种观点认为,对于非计算机专业工作者,计算机理论是无用的,只要“知其然”即可,不必知其“所以然”。诚然,对于一般性的应用,这种观点还是可以接受的。但是,对于以培养高级专门人才的高等教育而言,课程体系上理论部分的缺失,必然会导致学习的被动性和滞后性,从而使高等教育成为实质上的职业培训。当然,在对数字艺术专业学生进行计算机理论内容教学时,应注意教学方法和教学内容要有别于计算机专业和工科专业,应该从“计算机是人类发明的一种工具”这个角度,理解计算科学和计算机技术的内涵。其次,实践能力也是必不可少的,以计算机为创作工具的实践活动是数字艺术专业的显著特点。这其中既包括对各种计算机软硬件的掌握和熟练使用,也应该包括对计算机系统以及相关软件和设备的评估和正确选择,而后者往往是目前的教育中常被忽视的部分。只有这样,才能够理解和把握使用计算机进行数字艺术创作的全过程。最后,适应性也是数字艺术人才不可或缺的能力。它的基本出发点是对计算机技术发展的把握和理解,能够敏锐地发现有利于数字艺术创作的计算机新技术新方法,从而保证创作手段的先进性。

作为数字艺术工作者,只有具备了这些能力,才能够保证所接受教育的长期有效性;跟得上计算机技术飞速发展的时代;在今后的工作中能够更新自己的知识,运用最新的计算机技术成果从事数字艺术作品的设计、开发。特别需要注意的是,这些能力不是孤立的,不是单独哪一门课程就能够单独完成培养功能的,而是需要一个循序渐进的过程来潜移默化地培养优秀的能力和素质。所以,在进行课程体系的设置中,应该保证课程的系统性和连贯性,把能力和素质的培养贯穿到各门课程中。三、课程体系的组成

根据中国高等院校计算机基础教育改革课题研究组制定的“中国高等院校计算机基础教育课程体系”,目前我国高校非计算机专业的计算机课程教学主要分为三个层次。第一个层次是“计算机文化基础”,这是我国高等教育中各专业必修的课程,主要是掌握计算机和信息技术的基本知识和诸如Windows操作系统和Office办公软件等常用软件的使用。第二个层次是“计算机学科基础”,代表课程有《程序设计》、《数据结构》、《微机原理》和《操作系统》等。第三个层次为面向计算机应用的课程,如《多媒体技术》、《计算机图形学》和《计算机控制》等。下面分别从这三个层次分阶段地对数字艺术专业的计算机课程设置进行论述。(一)计算机文化基础《计算机文化基础》课程开设在大学一年级,曾经为计算机和信息技术的普及起到了重大推动作用。但是,这种“一刀切”的方式存在难以克服的弊端。首先,由于我国各地区教学条件教育水平差异较大,所以造成了学生的计算机基础不同。有些同学不但能够熟练掌握一般的操作、维护和软件使用,甚至已经具备了一定的编程能力;而有些同学则很少使用过计算机。对这两类学生的同时授课显然事倍功半。另外,对不同专业,对计算机文化基础的要求也不同,比如Excel软件对许多数字艺术类专业的重要性都比较低,可以不进行讲授。针对这种情况,可行的解决办法之一是实行按学生的基础和专业分级进行授课。

大学一年级的计算机课程除了学习计算机的基本使用外,更重要的是,培养学生对计算机技术的兴趣、消除计算机的“神秘感”和了解计算机课程对其所从事专业的重要性,这符合《中国高等院校计算机基础教育课程体系》所提出的“应用入手”的课程设置原则。所以,在这一学年,可以选择一些门槛低、成果直观的应用型课程,比如《网页制作》和Photoshop、Flash等常用软件的使用。通过这些课程的学习,使学生能够尽早进行简单的数字艺术创作,从而激发学习兴趣,并为深入的理论学习提供参考方向。(二)计算机学科基础

这一阶段是学习的重点,同时也是课程教学的难点。对数字艺术专业而言,编程能力的培养和对计算学科思想的理解是这阶段的主要内容。

首先是高级语言的讲授。目前,对非信息类专业是否开设计算机语言课还存在部分争议。我们认为,计算机语言不但具有实用价值,而且也是深入理解计算机的一个突破口,是熟悉计算机思维的一个重要途径。例如,数字艺术创作需要熟练使用诸如3DMAX这样的一些软件,而这些软件通常都提供高效率的脚本语言,具备计算机高级语言的基础,必然有利于深入掌握和灵活运用这些应用软件。

众所周知,学习《数据结构》和《算法设计》课程是进行高质量程序设计的基础。但对于缺乏计算机数学基础的数字艺术类专业学生来说,对这两门课程的学习存在一定程度的困难。因此,针对深入编程的学习,我们建议开设面向问题的《程序设计方法与技巧》课程,从实现的角度介绍有关数据结构和常用算法,而不涉及或者尽量少涉及离散数学等相关知识。

操作系统和计算机网络是软件开发和运行的平台,是从事相关软件和计算机应用专业必不可少的知识。所以把《操作系统》和《计算机网络》作为计算机学科基础的核心课程。另外,在这一阶段可以建议有兴趣且基础好有能力的同学选修其他计算机专业课。

这一阶段的主要目的是学习必不可少的计算机专业基础知识,为学习面向数字艺术专业的计算机应用课程打下基础。同时,培养良好的计算机意识和追踪先进计算机技术的能力。(三)计算机应用技术

这一层次是与本专业密切结合的计算机应用技术课程。如视觉艺术方向应开设《计算机图像图形技术》、《计算机动画》、《视频技术》等。听觉艺术方向有《语音处理》、《数字音乐》和《多媒体技术》等。对于游戏开发方向,则应加强编程能力和软件工程方面的内容,如《高级图形编程》、《人工智能》和《软件工程》等。在这一阶段,应注意精讲和泛览相结合,既要讲透与本专业相关的关键计算机技术,又要在面上展开,以开拓学生的视野,为其后的学习和应用打下基础。

在表1中,详细给出了各层次核心课程的名称、开课时间、建议学时以及在该阶段的主要知识点。表1 数字艺术类专业计算机课程设置四、实施中的问题

教育的原则和思想最终要通过教学来体现。目前,我国大部分学校的艺术类专业都是采用单独招生的形式,由于艺术类学生和普通工科学生在数学基础和理科背景等方面差距较大,如果对艺术类专业的计算机课程教学仍然采用一般工科甚至是计算机专业的教学方法,这显然是不合适的。所以,根据我国艺术类专业学生的知识结构,研究适合其思维特点的教学方法和教学手段具有重要意义。

第一是教材建设。目前这方面存在的问题还比较突出。采用针对计算机和信息类专业的教材仍然是大多数数字艺术专业教师不得已的选择。编写内容和讲述方式适当的教材是当务之急。第二是根据艺术类学生形象思维优于抽象思维的特点,大力开展课件建设,充分利用多媒体手段进行形象化和直观化教学。第三是鼓励协作式学习。数字艺术作品的制作往往是涉及到多学科多门类的综合开发过程。作为开发团队其中的一员,不但要清楚自己专业的内容,还要对相关专业有所了解,这样才能更好的沟通和协作。所以在教学中,应鼓励学生相互合作。特别是对于综合训练课,鼓励学生与计算机、美术等专业学生的协作。这样,不但使学生了解了相关专业的知识,为就业打下专业积累,也有利于学生团队精神和沟通能力的培养。五、结语数字媒体报告会现场

数字艺术是一个新兴的专业,相比于其他传统专业,其课程设置和教学方法目前还处在探索阶段。本文根据中国高等院校计算机基础教育改革课题研究组制定的“计算机基础教育课程体系”的思想和指导原则,参考了国内外相关高校的课程设置,初步提出了一个适用于数字艺术专业的计算机课程体系,并就教学思想和实施中涉及到的问题进行了探讨,其科学性、合理性和实用性还有待实践的进一步检验和完善。希望本文能够起到抛砖引玉的作用,通过与数字艺术和计算机专业的教育工作者交流和合作,一起对这个课题进行深入研究。

参考文献

[1]中国高等院校计算机基础教育改革课题研究组:中国高等院校计算机基础教育课程体系(2004)[M].北京:清华大学出版社,2004年。

[2]中国计算机科学与技术学科教程2002研究组:中国计算机科学与技术教程(2002)[M].北京:清华大学出版社,2002年。

[3]MIT's OpenCourseWare[O].http://www.ocwconsortium.org/.

资源受限的非计算机专业数据库原理教学探讨

孙书韬摘要:数据库技术已经渗透到社会生活的各个方面,非计算机专业对数据库技术的教学要求日益增多。“数据库原理”是一门理论与实际结合非常紧密的课程,其实践性、实用性非常强。本文针对非计算机专业学生及教学资源约束的特点,就如何改进教学内容与形式,提高非计算机专业学生的数据库理论水平和应用开发能力,保障教学目标的实现,提出了相应的对策与建议。关键词:数据库原理 非计算机专业 教学改革 教学方法一、引言

在教育部高等学校计算机、自动控制和信息类专业的培养方案中,“数据库原理”一直是四年制本科生的专业必修课程。但是随着人类社会与计算机技术的不断进步,信息的容量和流动速度都在迅速增加,在社会生活中扮演着越来越重要的角色。国家信息化战略目标的推进使得全民应用计算机成为现实,计算机应用技术已经不再是计算机专业的专利。建立一个满足信息处理要求的高效管理信息系统已成为提高组织甚至个人效率的重要条件,作为信息系统核心和基础的数据库技术得到越来越广泛的应用,已成为许多用人单位对应聘者知识结构的新要求,“数据库原理”课程日益成为非计算机专业本科生一门愈来愈受到关注的选修课,甚至是必修课。由于我校数字媒体艺术相关学科的发展,这一课程已经扩展到艺术类专业。面对不同以往的教学对象和目标以及不断更新的技术内容,“数据库原理”教学面临着许多新的问题,需要不断改革教学实践,以适应新形势的需要。二、非计算机专业数据库原理教学现状分析

当前,越来越多的非计算机专业开设“数据库原理”课程,在普及数据库技术方面取得了巨大的成绩,增强了学生的能力和就业适应性,但是,受各种因素的制约,非计算机专业“数据库原理”课程的教学现状并不令人满意。影响非计算机专业教学效果的主要因素包括:(一)非计算机专业学生基础参差不齐

对于计算机专业的学生,一般本课程会安排在高年级学习,此时,学生已经先修了程序设计、数据结构、离散数学、操作系统等课程。数据库原理中涉及的许多基本概念如集合、关系代数的操作、数据类型、结构化、数据依赖关系等,都有了基本理解,教师在讲授这部分内容时,学生很容易掌握。而对于其他专业,有些学生甚至只先修了普及性的“计算机基础”课程,在“数据库原理”课程内容的理解上,存在较大的难度。(二)学时限制

非计算机专业“数据库原理”课程一般学时较少,如选修课一般为30学时。在面对计算机基础较差的非计算机专业学生的情况下,如何在有限的学时内,把内容讲透,能够被学生掌握,需要教师具有很高的把握内容的能力。(三)实验资源的限制

近年,高等教育规模迅速扩大,入学学生人数迅速增加,但是高校的实验资源增加的数量赶不上学生增加的需求,在优先保障计算机类学生的情况下,对一些非计算机类学生的统一上机实验安排存在一定困难。(四)教学模式的不适应

教学模式与非计算机专业“数据库原理”的不适应主要表现在:在教材上,偏重于理论介绍,贴近学生的实例少或者不很完整;在教学方法上,课堂讲授多,实践环节弱。“数据库原理”课程传统上要求学生掌握数据库的基本概念、数据库的系统结构、关系数据库理论、SQL语言和数据库的设计等内容。近年来逐渐增加了一些数据库领域新技术的相关知识,如面向对象数据库、数据挖掘、分布式数据库、网络数据库等。计算机专业“数据库原理”课程一般有60至70学时,当前的教学改革主要向增加新知识的分量、增加实验力度的方向演化。但是非计算机专业“数据库原理”的教学由于受到客观条件的限制,教学改革的速度相对迟缓。

面对上述问题,如何改革非计算机专业“数据库原理”教学,切实提高教学效果,是非计算机专业数据库原理教学十分紧迫的任务。三、资源受限的非计算机专业数据库原理教学对策(一)准确定位教学目标

使非计算机专业本科学生能够掌握数据库系统基本原理与技术,比较熟练地使用一种主流数据库管理系统进行基本操作并进行简单的系统设计,为实际应用和深入学习打下基础,应当是非计算机专业“数据库原理”课程教学的基本目标。相对计算机专业而言,非计算机专业,尤其是文科与艺术类专业,应强调培养学生的实用技能,理论教学偏重基本概念与基本原理,做到必须、够用即可。(二)简化理论教学内容

非计算机专业“数据库原理”的教学大纲通常包括:基本概念、数据模型、SQL、关系数据库理论、数据库访问技术、数据库完整性、数据库安全性、数据库设计等内容,传统上一般会达到50余学时。然而,当前一些非计算机专业“数据库原理”课程的学时数压缩到30学时,而这些专业的学生往往计算机技术基础知识不足。如果教学内容过多过深,讲授过快,学生很难对知识进行消化。在这种情况下,如何精选内容,成为授课教师首先要面对的问题。

对非计算机专业学生,面面俱到最后的效果往往是哪个方面都没有真正掌握。针对他们的特点,理论教学一定要与时俱进、切合实际、突出重点。具体思路是,对于数据模型,重点讲授关系数据模型,非主流的层次与网状模型做简单介绍或课后阅读内容。对于关系数据模型相关内容,偏重于基本概念。关系演算部分对计算机专业的学生尚存在一定难度,非计算机专业学生更难掌握,此部分内容对于其他知识和实际应用意义很小,删减也不影响整个课程的知识体系。数据库访问技术方面,可针对课程实践,以案例为引导精讲一种技术,其他的只做简单介绍,对一些过时的技术可以不讲。关系数据库理论部分传统上是数据库理论的重要内容,但在非计算机专业的实际教学中,这部分内容学生很难把握,对于没有离散数学基础知识的学生来说,深刻理解十分困难。函数依赖与范式相关理论虽然对数据库设计有很强的指导意义,但在实际运用中往往具体问题具体把握,规范化目标很不确定。这部分内容,建议只通过直观的例子,引出范式的基本概念,使学生了解不同范式的特点即可。通过多举例,使学生在直观上把握设计一个好的数据库模式的基本思想。关系数据库理论的一些基本结论,时间许可的情况下可以适度交代,使兴趣较强的学生可以有进一步学习的线索,但是其中的证明推导则可以完全不作为讲授内容。

尽管受学时压缩的限制,讲授内容不得不大幅度减少,但是对于数据库新技术的专题介绍,还是应当给予足够重视,这是拓展学生视野的必要手段。对于新技术的了解,哪怕很不深入,也是增强学生信心、促进继续教育的一个重要基础。(三)坚持实用导向,强化案例教学

非计算机专业“数据库原理”课程往往有较高的实用性要求,必须坚持实用为导向,培养学生的技术应用能力和创新能力。在理论教学时坚持必需、够用的尺度,侧重于知识的交叉性和应用性。数据库原理课程不是纯粹的逻辑关系的演绎,也不是几个理论点的汇集,单纯的理论讲解对于一些学生而言往往是一知半解,知其然而不知其所以然,难于将零散的知识点融会贯通,也容易丧失对课程的学习兴趣。所以在讲解理论时,最好使用案例教学,用典型的数据库信息系统应用作为案例进行分析。通过案例的讲解,使学生明白抽象的理论知识。

案例的取材没有严格的限制,但一般原则应当以学生熟悉的系统为例,如图书管理系统、学籍管理系统等。一方面有利于激发学生的兴趣,另一方面,面对熟悉的系统,学生会更有信心,便于他们积极参与课程教学。

教学中要确定一个贯穿整个教学过程的案例,将一个完整数据库系统的功能、实现机制、开发过程与数据库原理的基本理论紧密融合。从案例需求中提出问题,通过问题分析,引出解决问题的理论方法或归纳出数据库设计的一般原则。具体讲,通过对完整的数据库应用系统的分析,可以使学生对数据库系统、数据库管理系统、数据库等首先具有直观的认识,再通过细致的分析,使学生认识三者的本质特征和相互关系,这种方式真实感强,易于学生理解,也会消除他们对理论学习意义何在的困惑。然后在具体技术的章节,基于案例进行分析,全过程地遍历数据库系统原理中的各类概念和技术问题。

通过案例带动的教学,使学生能够带着问题学习,师生双方通过对这些问题的分析,一步步地得出所学的理论,同时了解理论在设计中的具体应用,体会理论对实践的指导作用。在一个一个理论与技术问题的逐渐解决中,学习一个数据库应用系统的构建过程,提高学生实际应用的能力。(四)丰富实践形式,保证教学效果

由于课时和教学资源的限制,非计算机专业“数据库原理”课程的集中实践在一些情况下无法完全保证,需要教师积极努力,采用多种形式,确保一定的实践性教学量。以30课时的“数据库原理”课程教学为例,对于可以争取到实验资源的情况,应当尽力压缩理论课堂讲授,争取至少10个课时的课内上机实验,再结合课余时间,分组进行一个小型系统的设计。

如果因条件所限,无法安排课内实验,也要动员学生使用自己的计算机完成一个小系统。因为现在计算机已经成为许多学生必备的学习工具,可以充分挖掘这部分资源。在这种情况下,教师在课内一定要加强对学生课余实践的辅导,要安排一定的时间检验学生的阶段性成果,帮助学生解决遇到的问题。也可以安排学生之间的经验交流,对于完成任务较好的学生及时表扬,采用激励手段,强化学生的学习积极性。

实验系统的设计应早做布置,不必非要等知识点讲授完毕。这样可以使学生相对自由地规划课余时间,也能促进学生自学的积极性。更重要的是,避免在临近期末时与其他课程的期末复习冲突,学生无暇顾及这种需要占据一定课余时间的实践环节,使教学目标落空。

总之,要根据实际情况,采取多种形式,完成必要的实践环节。只有这样,才能使学生学完课程之后,不是仅仅记住了一些理论的名词术语,获得几个学分,而是使学生确实具备将数据库技术应用于日后所从事专业领域的基本技能。四、结论

当计算机技术迅速大众化的时候,计算机学科走出自身范围,强化面向行业的应用成为必然的趋势,高等学校计算机教育为其他学科提供基础性应用教学将会逐渐增加。但是,由于当前压缩课时的主流趋势以及高校大规模扩招的压力,课程教学在时间资源和实验资源两个方面都受到了严格的制约,传统教学内容组织和教学方法的直接迁移无法适应新的情况。本文针对非计算机专业“数据库原理”教学现实情况进行了讨论,提出了改进传统教学的内容和形式的具体思路:针对非计算机专业“数据库原理”教学的具体目标和非计算机专业学生的特点,在适度、够用的基础上,精选、压缩理论内容,适应课时压缩和加强实践能力培养的要求;通过推进案例驱动的教学,将理论与实践紧密结合,提高学生学习的针对性和兴趣。通过案例教学和课内、课外实验的紧密结合,克服客观条件的限制,以多种形式保障实践环节。

虽然我们在实践教学上根据学生特点,不断改进教学内容和形式,提高了教学效果,但是,非计算机专业,尤其是非工科专业的数据库原理教学,开展的时间不长,还有许多问题需要进一步研究,本文提出的一些改革方法,也需要在操作层面上通过教学反馈不断改进、完善与细化,这是下一步工作的重点内容。专业报告会学生提问现场

参考文献

[1]王彤、王良:《案例教学法在数据库原理课程中的应用》,《计算机教育》,2006.2,第27~30页。

[2]王珊、萨师煊:《数据库系统概论》(第4版),高等教育出版社2000年版。

[3]李艳梅、罗建:《数据库系统概论教学探讨》,《四川师范学院学报》,2003.3,第16~18页。

[4]邢茹、王行恒:《高校非计算机专业的计算机基础教育调查研究》,《计算机教育》,2005.11,第18~19页。

数字图像处理课程中的实验教学

黄祥林摘要:本文对计算机专业的“数字图像处理”实验教学内容及方法进行了探讨。主要讨论了如何利用学生的专业特点和个人能力等选择实验课的内容设计、实验方法及组织形式。多年的效果证明,这种实验教学方法很好地配合了课堂教学,提高了学生的积极性、主动性,为学生更好地掌握理论知识和实践能力,提高综合素质和培养创新精神起到了积极作用。关键词:数字图像处理 实验教学 实验设计Abstract:This paper discusses how to teach the experimental course of digital image processing for computer science major students according to their knowledge and personal aptitude.It includes the design of experimental contents,the experimental method and so on.With the introduced experimental teaching method,the students have more enthusiasm and goaheadism,and have a better command of the theories and experimental ability,can be improved with more integrative and creative abilities.Keyword:digital image processing,experimental teaching,experimental design一、引言“数字图像处理”是我院高年级本科生的一门专业选修课,主要包括图像获取、图像变换、图像增强、图像复原、彩色图像处理、图像编码、图像检测与分割、图像表示与描述、图像识别等。本课程的主要目的是使学生掌握数字图像处理的基本概念、理论和方法,并利用计算机知识进行数字图像的处理分析,提高学生的实际动手能力和创新能力。“数字图像处理”课程的理论性和实践性都很强,在本专业学生普遍缺乏信号处理知识的情况下,课堂的理论讲述势必枯燥,学生也缺乏热情。因此,必须将枯燥的理论推导转化为立竿见影的实际操作,大力加强数字图像处理的实验教学,将复杂的算法以最直观的方式展现在学生面前,使学生通过实验来深入理解和掌握数字图像处理的原理和用途,培养、提高学生的学习热情,激励学生的创造性思维。二、设计具有综合性的实验课题

目前,国内的数字图像处理实验教学软件不尽相同,大致有:(1)Adobe Photoshop、Paintshop等图像处理软件;(2)Matlab图像工具箱;(3)美国南伊利诺伊州大学开发的CV IP tools软件;(4)某些科研成果软件作为教学软件等。但是这些并不能作为数字图像处理的最优教学软件,因为许多商用软件是封闭型的,很难在效果和功能上加入自己的想法,也不利于学生对原理及过程的深入理解。

根据我院学生具有编程能力强的特点,在实验教学中直接选用VC++来编写各种图像处理程序。这样,学生只有在充分理解各算法原理的基础上才能编写出正确的程序,大大提高了学生对各种算法的理解水平和动手编程能力。

为了使学生更快上手,教师为学生提供了通用的图像处理框架程序,主要包括对BMP文件的调入、存盘、显示等基本函数,学生会将主要精力集中在算法理解、编程实现等方面。

在实验教学中,为学生提供一个综合性的实验设计题目——“暗背景的灰度照片增强与压缩”,实验要求学生将一幅背景较暗的照片(8位灰度,文件格式为BMP)进行图像增强,并对其进行压缩。

该综合性实验的目的:一是可以培养和检验学生应用理论知识、掌握实验原理、动手编程等方面的能力;二是能给学生一个较宽阔的思考空间和选择余地,可以发挥他们各自的思维与想象力,使学生的创新意识和综合能力受到启发与锻炼;三是可以培养学生坚韧不拔的意志品质、实事求是的科学态度、相互帮助的协作精神。

在实验中,并不限定图像增强及压缩的具体算法,而由学生自己通过分析所学各种算法而进行适应性选择。其实验的总体框架如图1。

该实验主要是针对灰度图像进行处理,如果调入的BMP图像是彩色图像,则需转换成灰度图像。在灰度图象增强中,学生可选择直接灰度变换、直方图修正等方法,根据实际效果确定具体的增强方案。进行图像压缩实验时,选择的算法比较多,可以选择无损算法、有损算法或综合算法,该实验涉及到的知识点比较多,如图像变换、像素预测、量化、统计编码等等。最后,要对压缩的图像文件进行解压,解压算法与压缩算法是对应的,同时也是检验压缩算法正确性的一种手段。

该实验选题具有实际意义,既具有挑战性又具有趣味性。一方面,这是个具有挑战性的选题,无论是图像增强还是图像压缩,在实际中具有广泛的应用。但由于应用的环境不同,要想达到理想效果难度较大。另一方面,学生对理论学习比较迷茫,不知道怎样用,不知道何时用。通过对此实验的研究,使学生产生浓厚的兴趣和参与的主动性,其实际技能得到充分训练。通过该实验的训练,可使学生们对所学理论知识进行深入理解、综合实验能力得到锻炼。

该实验所设计的内容具有很好的伸缩性,适应不同能力层次的学生,让每个学生都能根据自己的能力找到自己的着力点,最大限度地挖掘自己的潜力。

学生自己设计实验方案,实验可从易到难分步骤进行。灰度图像增强比较容易,学生可进行直接灰度变换,程序可设计成交互方式,对灰度变换曲线进行分段人工设置。也可以进行直方图修正,采用直方图均衡,或基于手工交互的规定化直方图处理。当然也有其他方法选择。这部分除了直方图均衡外,需要手工交互处理,对VC程序设计要求较高,但对计算机类专业的高年级学生来说不是问题。图像压缩的实验部分相对较难,能力不足的学生可以先直接采用教材提供的统计编码方法,但压缩效果并不理想。具有一定能力的学生可有多种方案选择,如以DCT为基础的变换压缩算法,以小波为基础的变换压缩算法,以矢量量化为基础的压缩算法等。当算法确定后,就要自己设计详细的实施方案,以矢量量化的压缩算法为例,要收集具有足够多的具有代表性的训练图片,确定矢量维数和码书长度,选择矢量分类算法等,最后进行程序编写及调试。在实验过程中,特别是程序编写及调试过程中,每获得一个阶段性成果,学生就会有一种成就感,对自己充满信心,但学生获得的压缩效果与商业压缩软件相比还有一定差距,也让他们看到了努力的方向。

该实验属于较大型的专业课实验,仅靠个人努力和课程时间很难完成。因此,将学生分成若干实验小组,每组3-4人,人员自由组合,组员间相互分工、共同商讨、密切合作。对每组的成绩评价由两部分组成,一是组内人员的相互评分,二是教师对组内随机挑选学生的评分,这两种评分的差值决定了组内评分的正确度。这种方式既能让学生完成实验的压力不大,又能锻炼协作能力,相互促进,共同提高。由于课时的限制,如果学生只利用规定时间做实验,不一定能完成任务,因此,鼓励学生充分利用业余时间,并且将实验任务尽量提早布置,将实验涉及的基础知识提前铺垫。三、结论

在“数字图像处理”课程的教学中,将理论教学与实验教学有效地结合起来,不仅提高了教学效果,而且培养了学生的团队协作能力和实验动手能力,提高了学生的学习热情和主动性、创新性。通过该综合性的实验教学,加深了学生对课堂的理解,经历了以团队的方式查阅科技资料、选择设计方案、程序编写与调试等一系列工作,培养和锻炼了学生在设计思想、开拓意识、创新思维、科学素养和动手实践等方面的能力。特别是,通过此课程的实验教学,使一部分学生对图像处理产生了浓厚的兴趣,不仅在毕业设计中选择了与图像处理有关的课题,而且在毕业后继续从事图像处理方面的工作。

参考文献

[1]姚敏等编著:《数字图像处理》,机械工业出版社2006年版。

[2]阮秋琦等编著:《数字图像处理学》,电子工业出版社2001年版。

[3]姜姗、双凯:《“数字图像处理”课程的实验教学改革》,《实验室研究与探索》,2006,25(5),第644~646页。

[4]盛利元、李宏言、孙克辉:《“数字图像处理”实验教学探索与实验软件研制》,《电气电子教学学报》,2005,27(3),第75~77页。

《数据结构》课程教学的几点体会

巩微摘要:本文以《数据结构》课程为例,从课程设置和教学内容、教学手段和教学方法等方面,探讨了在新时期下计算机专业基础课教学发展的有关问题。分析了在教学过程中,如何注意培养学生的学习兴趣,注重理论联系实际,培养学生的创造性思维,以提高学生的自学能力和课堂教学效果。关键字:数据结构 教学改革 教学方法一、引言

计算机专业基础课是学好后续专业课的基础,我们要给予十分的重视,使学生真正具有扎实的理论基础。其中《数据结构》课程是计算机科学与技术专业本科学习中的一门专业基础课,也是一门重要的专业核心课程,同时该课程也是计算机类专业“考研”和全国计算机等级水平考试的必考科目,而且正逐渐发展成为众多理工科专业的热门选修课。学好《数据结构》课程,将为后续的计算机专业课程,如数据库系统、操作系统、编译原理等,打下良好的知识基础,而且还为软件开发和程序设计提供了必要的技能训练,在今后的计算机专业课程的学习中游刃有余。因此,提高《数据结构》等计算机专业课程的教学质量,有利于教学改革和教育创新,有利于创新人才的培养。笔者从事10余年《数据结构》等计算机专业课程的教学,在工作中积累了一定的教学经验,在此与同行们共勉。二、关于课程教学改革的几点探讨(一)加强对专业基础课的前续课程的教学质量的重视

随着计算机科学与技术的发展以及社会对高水平人才的需求,为了提高教学质量,我们应从总体上优化课程结构,拓宽专业基础,加强教学实践,注重综合素质的培养。

以数据结构课程为例,它作为一门重要的专业基础课,它的前续课程至少应掌握一门高级语言(如C语言、C++、Pascal、Java等)。目前大多数学校的数据结构课程多采用C语言描述,我们在教学过程中发现,随着招生规模的扩大和学生素质的降低,部分学生在刚步入大学校门时对于大学的学习方法还没有很好的理解和掌握,C语言的学习质量不高,这样导致在数据结构的学习中,学生对简单的编程还不能够理解和上机实现,对抽象的数据结构没有整体的认识,学生特别怕编程实现抽象的数据结构,以至于对后续课程的学习失去信心,造成这门课程的学习成了机械地背概念和套模式,更谈不上自主学习和创造性学习。

因此,为了尽量避免上述情况的发生,我们教师及有关学生管理工作人员在大学一年级就要对学生传授学习方法,注重基础课教学质量的提高。对于高级语言的教学,特别强调实践环节教学的重要性,例如在课程考核中适当加大上机考试所占的比例,以更好地加强学生的实践上机能力。(二)增强学生对课程地位及学习目标的认识

数据结构是介于数学、计算机硬件和计算机软件三者之间的一门核心课程,教学目标是要求学生学会分析数据对象特征,掌握数据组织方法和计算机的表示方法,以便为应用所涉及的数据选择适当的逻辑结构、存储结构及相应算法,初步掌握算法时间空间分析的技巧,培养良好的程序设计技能。数据结构的核心技术是分解与抽象,通过分解可以划分出数据的三个层次;再通过抽象,舍弃数据元素的具体内容,就得到逻辑结构。类似地,通过分解将处理要求划分成各种功能,再通过抽象舍弃实现细节,就得到运算的定义。上述两个方面的结合使我们将问题变换为数据结构。这是一个从具体(即具体问题)到抽象(即数据结构)的过程。然后,通过增加对实现细节的考虑进一步得到存储结构和实现运算,从而完成设计任务。这是一个从抽象(即数据结构)到具体(即具体实现)的过程。熟练地掌握这两个过程是数据结构课程在专业技能培养方面的基本目标。

上述内容需要在课程开始给同学们详细介绍,这样能使同学们在思想认识上更好地重视课程的学习,更好地理解计算机专业的课程体系结构。在实际教学中如果发现有的同学不能马上完全理解,我们将在后续的教学中继续给同学们讲解和灌输,使学生充分了解此课程在本专业以后学习和实际应用中的地位与作用。(三)充分地合理使用多媒体教学方式

在传统的课堂教学中,一般采用的是“教师——黑板——学生”的教学模式,这对大多数教师和学生来说,“教”和“学”很难在课堂中得到良好的协调,课堂时间不够紧密,学生觉得枯燥、不生动,这样也就难以对教学内容进行及时而有效地消化,从而使教学效果受到影响。但是这种教学手段也有优势,大部分学生在把老师黑板的板书记到笔记本的过程,实际上又多了一遍记忆与理解,容易发现问题,提出问题。

现在,我们大多是采用多媒体课件形式作辅助教学,多媒体教学法具有单位时间内的知识信息量大,内容丰富生动的特点。多媒体教学在教案设计、备课方法、上课方式等方面都有别于传统教学手段,最重要的是它带来了教学观念、教学思想和教学方法的变化。在数据结构的教学中,我们对抽象的数据结构辅之以形象的动画,不仅能提高学生的学习兴趣,也加深了学生对抽象概念的理解。多媒体教学在讲具体的算法实现方面显得特别优越,可以先给学生讲解算法,然后给出数据来执行算法,学生一边对照着语句一边执行观察数据的变化,或用动画演示执行过程。尤其对于递归算法,传统的黑板讲解递归算法很不方便,而且算法的执行过程不易理解。采用动画演示递归算法,生动、形象,学生很容易看出何时发生递归调用,何时返回到上一层调用处。但是,如果这种教学方法使用不当,教师在课堂上只是一页一页的翻教案,学生来不及理解和吸收,也会出现有些学生把注意力放在了动画效果等方面,看热闹,而不是看门道,本末倒置。

例如,对于公式的推导或定理的证明,必须采取电子教案和板书相结合的方式。以二叉树性质的证明为例,如果把证明过程只用幻灯片显示出来,这样推导的过程不清晰,证明的方法不易被学生掌握。因此我们可以采用以多媒体教学为主,传统教学为辅的多样化教学手段,扬长避短,尽可能地提高教学质量。(四)精心设计教学内容,重视实践教学

为了有效地组织学生学习,教师尽可能讲解一些与实际应用联系比较紧密的实例,例如在数据结构的队列教学中,我们可以配以实例——舞伴问题,该问题具有典型的先进先出特性,可用队列作为算法的数据结构,再利用多媒体技术动态演示其复杂数据结构的变化,并补充学生比较感兴趣的知识,这样不但深入了教学内容,加强了学生的学习兴趣,同时还增强了课堂内容的紧密性。

上机实验对学生是一种全面综合训练,是与课堂听讲、课下复习和作业练习相辅相成的不可缺少的一个教学环节。我们可以将数据结构众多知识点归纳成若干个实验单元,每个单元都精心设计多个实验题目,内容的编排方面尽量选取经典实例,力求新颖,吸引学生的兴趣;对每个具体的实验题目要求学生给出完整的问题描述、数据描述、算法描述和程序源代码以及调试分析结果。通常,实验题中的问题比平时的习题复杂一些,也更接近于实际,可进一步培养学生的动手能力;另一方面,能使书上的知识变“活”,起到深化理解和掌握教学内容的目的。

在教学工作中,尽量避免空讲理论,就具体问题的求解来讲可能会取得意想不到的结果。传统的程序设计对结果比较重视,过程往往被人忽略。其实,问题求解的过程才能如实地反映出一个人的思想方法,正确的思想方法恰恰是学好数据结构等课程的必要条件。(五)积极探索研究性教学模式

我校要向研究性大学转变,除了研究生教育外,在本科生中探索研究性教学的规律显得更为重要,因为只有创新性的、有研究能力的本科生,才能成为一流的研究性人才(包括研究生),以提高我校的整体科研水平。

目前,大学教学大部分仍然采用的是“灌输式”的教学模式,即老师在上面讲,学生被动地听,师生之间缺少足够的互动。为提高学生的积极性,改变目前的“灌输式”教学模式,我们在数据结构教学中开始逐步探索“研究性教学”的规律,试图向“双向式、启发式、主动性、创新性”教学方法转变。比如,对于数据结构和算法采用“实例法”或“动画法”,即从一个具体例子引出相关的数据结构或算法问题,或通过一个动画过程先使学生对算法的基本原理有一个总的理解,再开始算法细节的描述。在描述算法时,我们又经常采用一种“自顶向下”的方法,先给出算法的总体步骤,然后逐步细分解析每个步骤。在课堂教学中,通过提出问题让学生思考,或者让学生上讲台来解决问题、编写程序,或者让学生展开讨论,或者留给学生课后的一些思考性的问题,或者将科研中的相关问题拿到教学过程中来说明数据结构原理是如何在实际科研中运用的,以提高学生的学习积极性。

对于一些刻苦钻研的学生,我们鼓励他们做一些力所能及的研究性小课题,比如有的同学将数据结构课程中的迷宫问题和八皇后问题编写成生动的动画程序,效果非常好;有的学生将数据结构的数组存储方式用到图形学的研究中等等。通过小课题问题的研究,提高了学生解决实际问题的能力,调动了学生学习和研究的积极性,培养了学生的科研素养,使理论和实践教学得到良好的结合。三、结束语

数据结构等课程是计算机相关专业重要的理论基础,其他许多计算机科学领域都是建立在这个基础之上的。专业基础课的教学有着特定的教学规律和自身的特点,为了提高教学质量,需要不断地改革教学方法与手段,倡导因材施教,强调知识的总结、梳理、推演和挖掘,通过加快教案的不断更新,使学生掌握教材中未能及时反映的学科发展新动向,进一步拓宽视野。所以,除了传统的行之有效的教学方法之外,还应该采用一些有专业特色的教学方法。

计算机基础教育课程体系及教学内容根据计算机技术的发展和社会实际需要,正在不断地进行改革和调整,与时俱进。计算机基础教学改革是全球教育大改革的前提和基础,是信息社会发展的基本要求和必然结果。加强计算机基础教育是信息社会可持续发展的基本保证,也是面向21世纪人才培养的重要内容。

面向编程能力培养的C++语言教学实践

冯欣

C++语言是计算机专业必修的计算机基础课程,它具有功能丰富、表达能力强、使用灵活方便、应用面广、目标程序效率高、可移植性好的特点。C++语言既有高级语言的优点,又有低级语言的特点,大多数系统软件和许多应用软件都是用C++语言编写的,C++语言编程已成为计算机开发人员的一项基本功。而且如数据结构、操作系统、编译原理等课程大多也是以C++为基础的,因此不论从专业学习的角度,还是以后从事软件开发的角度看,C++语言课程的学习都是非常重要的。

如果C++语言的教学停滞不前,只注重基础知识的学习,而忽略能力的培养,势必影响学生的就业竞争力,学生将对C++语言课程失去兴趣。纵观计算机基础教育的发展趋势,C++语言教学应以培养学生编程能力为中心,C++语言的教学要为学生的专业学习服务,通过改进教学方法,调整教学手段,提高教学质量,帮助学生明确学习目的,从而提高学生的实践创新能力。一、调整教学内容适应本专业需要

在新的教学计划执行前,《C语言程序设计》是64学时(必修课),主要讲授面向过程的设计方法,主要内容包括基础语法知识、程序的三种控制结构、数组、函数、指针、联合体和文件操作。《C++程序设计》32学时(选修课),主要讲授面向对象的设计方法,主要内容是抽象和封装、继承和派生、多态、流对象等。但不管是从C语言作为编程语言的功能发展看,还是从同类专业的课程设置看,都把C++语言作为一门课程,统一安排学时、进度,使教学内容更合理。

计算机学院在多次研究探讨之后,把《C语言程序设计》和《C++程序设计》合并为一门课程《C/C++语言》(上、下),为了增强学生的实践能力,在这一年的课程学习后安排一周的C++课程设计。

这样我们在教材的选择、内容的取舍、上机环境等问题上都比较容易达成一致。比如在教材选择上,原来我们分别选择谭浩强的《C程序设计》和郑莉的《C++语言程序设计》,但是在程序的输入输出处理上两者存在很大不同,另外上机的编译环境也差别很大,这样与编译环境相关的一些细节问题结果就不同了,如在TC3.0环境下,int型变量占内存是两个字节,而在VC6.0环境下则是4个字节。经过反复比较选择,我们选择了清华出版社谭浩强编著的《C++程序设计》,这本书的特点就是它把C++作为一门语言来介绍,统一讲解语法和功能。按照先介绍面向过程的设计方法,后介绍面向对象的设计方法的顺序,把强大的C++功能讲述清楚,我们选择VC6.0作为上机环境,避免了与编译环境有关的矛盾。

在学时安排上,我们把这门课的上篇“面向过程的设计方法”和下篇“面向对象的设计方法”各安排48学时。《C++语言》(上)主要让学生掌握这门语言的基本语法,能用函数解决数学问题,如求素数、求鞍点等。《C++语言》(下)主要让学生理解面向对象的三个主要特点:抽象封装、继承派生、多态,让学生能用类和对象的观点解决一些实际问题,如实现小型信息管理系统等。

总之,我们的学生是计算机专业的学生,C++语言是他们接触到的第一门编程语言,我们按此调整好教学内容,我们的教学目的是学生能用C++语言来编写程序,为后续的课程以及今后的软件开发打好基础。二、课堂教学模式的优化

目前C++语言采用的教学模式是“集中授课+上机辅导”,96学时的教学时间,64学时授课,32学时上机。在课堂上集中讲授新的课堂知识,针对讲授的重点布置下次上机任务。讲授法是单向的信息传输方式,教师灌输知识,学生被动接受。它能让学生较易接受C++语言的基本概念、语法结构等基础知识,却不能很好地提高学生的编程动手能力,不能较好地培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。

所以我们的第一个优化是上机实验。上机时学生在规定机时内完成老师的上机作业,写出实验报告,教师在一旁辅导。最关键的是对学生的实验报告进行详细批阅,在下次上课时发到每位学生手中,让学生及时发现编程中的问题,并对学生每次实验的完成情况进行记录作为期末成绩的一部分。

第二个优化是课程设计。实践教学是一种互动启发教学方法,是在教师的指导下,根据教学目的的要求,组织学生通过对设计题目的思考、分析、讨论等活动,教给他们分析问题和解决问题的方法,进而提高他们分析问题和解决问题的能力,加深他们对基本原理和概念的理解,学习编写相对复杂的程序,学会调试解决程序中出现的问题。往往一些学生在课程设计中发现自己编写的程序功能很多,但还不够精致,就不断对它修改,让它完美再完美,从而爱上了这门语言。

第三个优化是章节练习。古人云:温故而知新。对这门课更是如此,对难度大的章节如数组、函数、指针、类和对象、继承和派生、多态,都布置相应的习题练习,通过学生动手做,让学生发现问题,及时解决问题。同样重要的是课前提问和课后布置作业,只有让学生多练、多看,才能越学越好。三、传统教学手段和现代教学手段相结合

目前大多数高校在C++语言的教学中均采用多媒体教学。现代的“计算机+大屏幕”教学具有无与伦比的优越性,节省了教学时间,提高了教学效率;而传统的“黑板+粉笔”教学相对教学效率低,不生动,对抽象问题难以理解。C++语言作为一种编程工具,多媒体教学是必不可少的,它可以随时向学生演示程序的上机运行情况。但是,过分依赖电子教案,课堂气氛显得沉闷,讲课方法单调,在讲授过程中学生出现的困惑,不能及时解决,没有达到真正的交互教学。所以我认为,在教学过程中应合理搭配多媒体教学和传统教学。在课程开始时,可以把这次课的重点内容写到黑板上,在课程将结束时和同学们一起回顾。在上课过程中,学生表现得有疑问、不理解,就可以用“黑板+粉笔”来举例详细说明,虽然讲课速度变慢,但提高了学生的注意力,一步一步引导学生进行逻辑思考,更透彻理解症结所在。只有这样,才能实现课堂上的“互动”,教和学相互契合,做到因材施教。

此外,利用网络功能,为学生设立这门课的邮箱,定期把课件、习题、实验等内容放在里面,供学生学习。

不管是传统教学、多媒体教学还是借助网络,各种教学手段只有相互补充才能相得益彰,教师与教学手段是主体与工具的关系,不能颠倒;教师要合理调动各种教学手段,来发挥教师主导作用和激发学生学习的主动性,这样才能明显提高教学效果。四、以学生编程能力为主的教学评价体系

以前,评价学生C++课程的学习成效是通过期末笔试的考核方式和平时出勤来确定的,期末试卷基本上仿照计算机C++二级考试的题型,客观题如选择和填空占绝大部分,主观题过少。许多学生为了考高分,学习中往往忽视了编程能力的培养,阻碍了学生继续探索的动力,同时给我们的评价方式提出质疑。

因此,建立以学生发展为本的教学评价体系非常重要,以此激励学生不但认真学习基本知识,又能将知识应用于实践。现在,我们建立平时成绩、期末考试的考核制度,平时成绩的60%是考核大家平时的上机实验,其实这也是编程题目的平时考查。期末考试大大增加主观题分值,缩小客观题比重,将编程题作为考核的主要内容。对学生编程能力的强调,促使学生平时多上机,多上机才能发现更多的问题,发现问题才能解决问题,这是个良性循环。

在教学实践中,只有从教学内容、教学方法、教学手段、评价方法这四方面不断探索改进,才能使我们教学相长,以上是自己的一些教学心得,希望和同事们共同提高,共同进步!

参考文献:

[1]靳玉乐:《案例教学原理》,西南师范大学出版社,2003。

[2]杨宏林:《关于高等数学课程教学改革的几点思考》,《数学教育学报》,2004。

程序设计课程教学方法探讨

冯爽摘要:在程序设计教学过程中,如何解决程序设计本身抽象、难懂的问题,找到比较新颖的教学方式,一直是广大计算机教师努力的方向。本文以C语言程序设计为例,介绍了我校程序设计课程的现状,并从如何提高课程教学质量、增强教学效果、培养和提高学生分析问题、解决问题能力和创新能力等方面,谈谈在教学上的一些经验和体会。关键字:程序设计 教学方法 教学改革一、引言

C语言程序设计是普通高等学校计算机专业的一门基础课程,教学的主要目的是培养学生利用计算机解决和处理问题的思维方法和初步能力,掌握计算机程序设计的方法,提高编写和调试简单程序的基本能力。学生C语言程序设计能力的强弱直接影响到后续专业基础课和专业课的学习,同时掌握计算机程序设计也是学生将来从事计算机技术应用研究所应具备的基本素质。二、程序设计课程教学现状

在我国两千年的教育中,传统式的教学方法——讲授法一直占据着重要的地位。讲授法能完成一系列的教学任务,如教师向学生传递知识信息、控制学生掌握知识信息的过程等,它以快速方便、通用性强、寓育于教等优点而一直被沿用至今。但讲授法也存在着明显的弱点,例如,它从本质上而言是一种单向性的思想交流或信息传输方式,是以教师为中心,学生被动接受知识的一种教学模式。而在教育学中学生才是真正的主体。目前,我校程序设计课程面临的主要问题有:(一)课程抽象难懂,学生难以入门

程序设计课程一直采用传统教学模式,即以一种高级语言的语句体系为脉络展开教学,以概念、数据类型为前导,以语法为主线展开论述,详细地讲解其语句、语法甚至一些细节内容。对初次接触程序设计的学生而言,需要记住许多抽象枯燥的理论概念和语法细节,无法从综合应用的整体角度去理解每条语句的作用,学生只见树木,不见森林,因而深感该课程理论性强、知识点多而抽象、语法结构繁杂,入门困难,大大降低了学习热情和兴趣。(二)理论基础薄弱

数据与操作是构成程序的两个要素,在学习时能否正确地理解数据与操作,以至于在程序设计时能否准确地使用数据与操作,是程序设计的重要基础。如果忽略了程序设计中所涉及的程序设计理论、程序设计的方法和算法的设计思想等理论知识的学习,必然影响实际编程能力的提高。(三)动手能力不强

许多学生虽然可以阅读他人的程序代码,但要自己独立编写程序则无从下手,还有的学生不善于灵活的运用现成的工具和手段,上机调试程序的能力差,难于找到错误产生的原因。(四)缺乏创新能力

学生可以解决那些和已经学过的知识有直接或有密切联系的问题,而面对一个需要用已经学过的知识进行综合求解的程序设计问题时,就不知如何下手,对所学知识做不到举一反三,缺乏程序设计的创新能力。三、教学方法的改进

为了让计算机专业的学生有一个良好的开端,提高他们学习的兴趣,迫切需要改进现有教学方法和教学手段,从而进一步提高教学质量。(一)重视程序设计理论知识的学习

在教学过程中强调对C语言有关基本概念、语法规则的理解。例如,在介绍数据类型时,要让学生理解数据在内存中的存储方式,这样同学们才不会对类似“一个整数加上一个数,再减去这个数,结果可能不等于原来这个整数”这样的问题百思不得其解了。如果对基础知识不够重视,理解不透,急于把精力放在了设计、编写和调试程序,沉迷于各种算法和技巧,基础不牢固,就会对一些似是而非的问题不能进行有效判断和正确选择,这会对后续课程的学习产生负面影响,甚至在软件开发时埋下隐患。(二)加强多媒体教学设计中央电视台实习

做好多媒体教学设计,对提高课程讲授质量和效率、培养学生分析问题和解决问题的能力起着重要的作用。根据程序设计课程的特点,可以以PowerPoint为基本平台,讲解概念、原理、知识点等,以计算机动画为辅助展示教学案例、引导问题、作业评讲等,以黑板为补充展示逻辑教学过程。(三)充分发挥网络带来的学习优势

有些同学反映课堂上的知识没有充分理解,课下想要自己学习却找不到合适的学习资料。现在学生宿舍中均可以上网,我们可以充分利用网络资源,制作一个课程的学习平台,将课程的教学大纲、教学计划、学习难点、练习题等内容发布到网络上,为同学们创造一个课后学习的平台。(四)培养和鼓励创新思维

上机实验是程序设计的一个步骤,是教学的一个重要环节,是对教学内容的验证、补充。实验课真正体现了学生的主体地位,为发挥学生的创造性和创新能力提供了充分的条件。因此,在实验课的安排上,要尽可能安排一些与现实生活联系比较紧密的题目,强调让学生面对以综合形态出现的问题,使学科知识整合。(五)积极开展第二课堂活动,提高学习兴趣

培养学生的学习兴趣对程序设计课程的学习至关重要。除了通过不断改进教学方法、优化教学内容、在课堂上加以引导外,还应充分利用课余时间,积极开展第二课堂活动。例如组织编程大赛、开展编程心得交流会等。通过这样的活动不但可以使同学们互相交流学习心得,少走弯路,还可以激发学生的学习兴趣。四、结论

总之,教学有法,教无定法。程序设计课程的主要教学目标,是为了使同学们了解现代程序设计理论中的面向对象编程和结构化程序设计等基本思想,培养现代程序设计过程中所需要的一些基本能力。围绕着这个目标,在保护同学学习积极性的前提下,按照同学们的认知规律组织教学,一切可行的教学方法都可以在我们的教学过程中加以运用。

参考文献:

[1]谭浩强:《C程序设计》(第二版),清华大学出版社1999年版。

[2]郑莉、董渊:《C++语言程序设计》,清华大学出版社2001年版。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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