计算机组成原理课程设计教案范文

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篇1

关键词：计算机硬件课程；能力培养；开放实验平台

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1672-5913 (2007) 24-0008-02

在计算机科学与技术专业的课程体系中，无论是专业基础课、专业课还是专业选修课，基本可以分为两条主线：一是软件课程体系；另一个就是硬件课程体系。一般来说，计算机软件课程在计算机专业中基本能够得到重视和加强。而计算机硬件课程体系相对比较薄弱。随着电子技术和社会经济建设的发展，计算机科学与技术与电子科学技术相互渗透和融合、硬件软件化和软件硬件化日益普遍，尤其是ARM、SOC、SOPC等技术的出现，计算机软、硬件的融合日益显著和成熟，加强计算机硬件课程的建设、硬件课程体系及新的实验平台的建设显得越来越重要和必要。

1计算机硬件课程教学思路的改革

计算机硬件课程包括：数字逻辑电路设计、计算机组成原理、微机原理与接口技术、计算机系统结构、单片机原理与应用、嵌入式系统、计算机维护、EDA技术等。传统的计算机硬件课程主要任务是讲授计算机的工作原理，以配合计算机软件课程的教学。而技术的发展需要软硬结合、软件硬件化或交融，硬件课程教学的任务不但要学生了解计算机结构、原理，而且要用硬件描述语言进行部件及应用系统的设计。结合软件知识，能够设计计算机应用系统，尤其是嵌入式系统的应用日益普及，应用范围迅速扩大，要培养学生综合设计能力。除此以外，计算机的维护也是学生能力的培养的一个方面。

本教学成果是对计算机硬件课程进行体系改革及教学内容的梳理，确定硬件课程系列中基础层、系统层、应用层分别要讲授的知识和学生应该掌握的能力，以及各层之间的衔接和关联的内容，如图1所示。制定教学大纲、实验大纲、课程设计大纲等教学文件，教改项目的研究，教材、实验指导书编写，实验室建设。教案、多媒体课件的制作。

图1 计算机硬件课程结构

在基础层，主要是“数字逻辑电路设计”课程的建设，从99年开始对该课程教学内容进行了改革，编写出版了教材，引入可编程器件、ABEL语言，改造实验设备，在2001年获得江苏省教学成果二等奖。2002年该课程获得江苏省二类优秀课程。在此基础上，进一步对教学内容进行梳理，配合计算机组成原理的课程改革，将硬件描述语言从ABEL改为VHDL，引入FPGA技术的介绍及实验项目，又更新了实验设备，在2004年重修编写出版了教材和编写了实验指导书。主要思路是让学生掌握数字电路的基本知识和现代设计方法，能够设计一般的数字逻辑部件及简单的数字系统。所以在课程结束后安排了1.5周的课程设计，学生可以在FPGA芯片上运用VHDL语言设计如电子钟、交通灯控制器、电梯控制器等简单的数字系统。

在系统层，该层有“计算机组成原理”、“微机原理与接口技术”、“系统结构”。其中“计算机组成原理”课程是最主要的硬件课程，该课程一直是我们教研教改的重点。采用多媒体、网络等多种教学方式，课件文字精炼、图文结合、动画丰富、重点突出，培养学生自我学习、自主学习的能力。实践教学中突出设计能力和创新意识的培养。采用基于FPGA的实验设备，通过设计与教材紧密结合的实验教材和课程设计教材，形成了完整的相关课程教材系列，连贯性好。着重训练学生的设计能力，激发学生学习兴趣和创新思维。该课程在2006年被评为江苏大学一类精品课程。课程的教学主页(/subject/zcyl/)上的教学文档、资料、课件、实验指导等齐全。“微机原理与接口技术”课程原来以从16位CPU的机型讲授，根据目前技术的发展，改成以32位CPU的机型讲授，并且在2005年更新了实验设备和实验指导书。

在应用层，由前二层主要课程的课程设计及专业选修课、综合课程设计组成，主要在3个方面的应用：数字系统的设计，运用硬件描述语言设计计算机接口及整个应用系统，如“EDA技术”；计算机应用系统设计，包括硬件电路、应用软件。“单片机应用”、“嵌入式系统”课程就是培养学生系统设计能力，单片机教学采用了C8051F系列单片机芯片，他是在系统编程的SOC(system of chip)芯片， 编写出版了专门的教材、设计了专用的实验设备、编制了实验指导书。“嵌入式系统”也专门定制了ARM7、ARM9、ARM10的试验设备和编写了实验指导书；另外一个方面就是计算机的维护，根据目前的教学条件，开辟了专用的计算机维修实验室，面向全校开设了计算机维护的选修课，2005年编写出版了计算机维护的专用教材。

2特色教材建设

在明确了硬件课程教学目的和思路的基础上，开展相关课程的教材建设，组织课程自编教材与选用精品教材相结合，近几年出版了4本教材，由于大多数“数字逻辑”方面的教材是重点讲授数字电路原理，作为后续课程的技术基础。所有我们组织力量编写了《数字逻辑电路设计》教材，增加了硬件描述语言的设计方法、在系统可编程器件的技术，精简了传统的设计部分，99年在东南大学出版所出版，2004年进行了修改，增加了VHDL硬件描述语言的设计内容、FPGA器件的内容以及VHDL语言设计数字系统的实例，在清华大学出版社出版，已经三次印刷，在全国范围的高校中得到使用。在“单片机原理及应用”课程的教材方面，由于目前我们使用了最新的片上系统(SOC)型的单片机进行教学、实验，所有实验内容均可以直接运用到实际的工程项目中，传统的单片机教材已不能满足要求，2004年参编了《单片机原理与应用》，由机械工业出版社出版，加进了部分内容。我们自己又编写了合适教学要求的教材《C8051F单片机原理及应用》，2006年在中国电力出版社出版。由于计算机技术发展太快，“计算机维护”课程一直没有合适的教材，我们组织编写了《计算机系统高级维护教程》，2005年在中国科技大学出版社出版。

3开放实验平台建设

2004年获得中央与地方共建高校实验室建设项目“计算机基础实验室建设”的支持，及时更新了相关课程的实验设备，大部分的实验设备都是任课老师根据技术的最新发展提出实验设备的功能结构，由厂商定做的。几款实验设备目前已作为该生产厂家的定型产品销售到很多其他学校。设计了实验项目和实验内容，编写实验指导书。2005年省高教所教改项目“开放实验室信息查询系统”通过省级鉴定。建设了实验教学网站(202.195.167.4:8080)、教学专用的ftp，学生可以随时随地获得教学资源。改革了学生做实验的模式，集体实验和分散预约相结合(学生可以在任何地点、时间通过网络进入实验网站进行预约)，提前预习实验内容，写好实验报告的“静态”(实验项目、实验原理、内容、实验设备等等)部分后，再到实验室开始做实验，在实验过程中完成实验报告的“动态”(实验调试过程、出现的问题、解决方法、实验结果、分析等)部分。提高了实验效果，激发了学生实验兴趣。

4结束语

本文介绍了计算机硬件课程的教学思路的改革，通过近几年的实践，取得了成效。建立了老中青的课程教师梯队，备课，出卷、改卷，有一支过硬的、每人能任2门以上主要硬件课程的主讲教师队伍。硬件课程中有2门获省级2类优秀课程，一门获校级一类优秀课程，有3项教研项目通过省级鉴定，多项相关科研项目通过省级鉴定并获得省、市级科技进步奖。获得多项校级教案、教学质量、优秀教师、讲课比赛等奖项。出版教材4部，发表教研教改论文12篇。有2名本教学成果成员指导的07届学生，所做的硬件应用的毕业设计论文被评为校优秀论文。

作者简介：

鲍可进(1958-)，男，江苏靖江人，副教授。研究方向：嵌入式计算与应用

通信地址：江苏镇江学府路301号 江苏大学计算机学院。邮编212013

E-mail：

篇2

关键词：集散控制系统；课程设计；教学体系；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）23-0072-02

“集散控制系统”是一类分散控制、集中管理的共用控制、共用显示的开放的仪表计算机控制系统，综合了计算机、通信、显示与控制等（4C）技术，并随4C技术的发展而不断发展。自20世纪70年代中期第一套集散控制系统诞生以来，已在国内外工业控制领域得到广泛应用。[1]“集散控制系统”是自动化类专业（尤其是热工过程自动化专业）的核心专业课，其教学分为课程教学与课程设计教学两部分。从系统科学视野来看，课程教学与课程设计教学是DCS教学体系中的两大元素，相互作用形成有机结构，根据系统科学整体性原理，1+1>2，即整体功能大于两元素功能之和，[2]因此要提高“集散控制系统”教学效果有以下两个途径：一是分别改进课程教学体系与课程设计教学体系；二是加强两者的相互作用，形成有机结构，派生出更多新功能，从而提升教学效果。为了培养符合新形势下发电行业对热工过程自动化专业毕业生的就业要求，本文以长沙理工大学热工过程自动化专业为例，探讨了“集散控制系统”教学体系的改革。

一、“集散控制系统”课程教学体系改革

1.修订教学大纲

教学大纲是课程的教学纲要。经过课程教研组多次讨论，结合热工过程自动化专业的最新培养计划，依据拓宽基础、加强素质教育、培养创新能力和工程能力的培养思路修订了“集散控制系统”的教学大纲，进一步明确了“集散控制系统”在整个专业课程体系中的地位和作用，指出了教学目标与期望值，规定了基本教学任务和要求。

2.编写教案讲义

教案是教师实施教学计划与组织课程教学的方案，即为教学程序。课程教研组在教学中选用过两种参考教材，所选课程教材内容比较全面。但是由于集散控制系统的不断发展，所选教材的部分内容已跟不上技术的更新发展。为此，根据最新修订的教学大纲，参考国内外有关火力发电机组最新技术和集散控制系统相关教材，结合课程组近几年形成的教学与科研成果，编写了“集散控制系统”课程的教案与内部讲义。

3.更新教学内容

“集散控制系统”课程的内容涉及到热工过程自动化专业的几乎所有专业基础课程及专业课程知识。随着集散控制系统的迅速发展，知识与技术日新月异，要适应社会发展与需求，就必须在教学过程中关注新型集散控制系统的特点与优势，[5]比较各厂家产品的优缺点，更新教师的知识体系。课程教学结束后召开总结讨论会，根据学生学习情况及教学过程中反馈的信息，反思教学内容编排的合理性与先进性，推陈出新，保持教学内容的前沿性。同时要做到内容的开放式，注意衔接其他专业课程相关内容，将检测技术与控制仪表、热工过程控制系统、锅炉原理、汽轮机原理、计算机控制技术、智能控制技术与控制系统仿真技术等课程相关知识融入到具体的集散控制系统分析和设计中，从而提高学生集散控制系统的分析与综合能力。

4.改进教学方法与教学方式

针对具有不同特点的知识点，采取不同的教学方式方法。在对集散控制系统的基本概念与结构进行分析时，结合PPT、Flash等多媒体课件，以讲授为主、讨论为辅开展课堂教学，尽量活跃课程气氛，把知识点讲解的浅显易懂，做到重点难点突出，在关键处设置问题，启发学生思考。针对算法组态与人机界面内容，需要实践动手的较多，考虑到实验课时的有限性，安排学生自己安装好组态王与DCS教学仿真软件，课堂教师结合实例一边讲解一边示范，学生一边听讲一边学习组态。在讲授数据通信时，结合某电厂科研课题，分析与DCS通信遇到的问题及其解决方案，激发了学生的学习热情。积极探索开发并充分利用网络教学平台，为学生提供灵活自主的第二课堂，拓宽了学生的视野，改善了师生的交流途径。[3]

5.实验教学改革

“集散控制系统”课程的所有实验都在集散控制系统实验教室进行，以前由实验室教师单独承担，为了实现理论教学与实践教学的无缝对接，现由实验室教师与任课教师联合承担，共同编写了实验室指导书，指导学生独立完成实验。根据集散控制系统教学大纲，由于教学时间的限制，安排学生利用课外时间进行六个验证性实验，在和利时MACS系统上开设了四个设计综合性实验，[4]包括一阶单容水箱对象特性测试实验、单容水箱液位PID控制实验、双容水箱液位控制系统设计实验及煤燃烧控制系统设计实验。

二、“集散控制系统课程设计”教学体系改革

“集散控制系统课程设计”是热工自动化专业继“集散控制系统”课程之后一个至关重要的工程实践教学环节，是将书本知识转化为实际运用能力的关键步骤，其学时为两周。其目的在于培养学生运用所学的集散控制系统的分析与设计理论知识解决工程实际问题的能力，进一步发掘和培养学生的创新精神与工程实践能力，即加深学生对热工自动化工作的认识，提升毕业入职后的工作能力。这里主要从教学大纲、课程设计指导书、课程设计选题、指导教师的团队化等方面探索“集散控制系统课程设计”教学体系的改革。

1.教学大纲修订

根据热工过程自动化专业的培养方案，在修订“集散控制系统”教学大纲的同时，修订“集散控制系统课程设计”的教学大纲。修订过程中，密切联系“集散控制系统”知识点，明确课程设计目的是力争全面应用课程所学知识进行现代电厂控制系统的设计，使得学生熟练掌握集散控制系统设计方法与基本技能。大纲规定了设计的基本要求、设计时间、选题原则、考核方式。

2.课程设计指导书与选题优化

“集散控制系统课程设计”主要围绕当前火力发电厂主流容量机组的锅炉自动控制系统设计，给出了炉膛压力控制系统设计、燃烧过程控制系统设计、过热蒸汽温度控制系统设计、再热蒸汽温度控制系统设计、除氧器水位控制系统设计、除氧器压力控制系统设计、汽包水位控制系统设计与磨煤机解耦控制系统设计等八个设计课题。且这些题目会根据电厂自动化的发展适时更新，尽量遴选能激发学生兴趣具有挑战性或前沿性的课题。一般安排5～7名学生为一课题小组，要求各小组选出一名学生任组长，将课题设计分解成若干部分，小组成员分工协作。各小组分别完成总体方案设计、硬件选型、确定软件需求、组态图设计、SAMA图绘制、算法组态、编写设计说明书和答辩等任务，进一步提升学生的综合应用能力、独立分析与解决问题的能力、团队合作精神及创新能力。

3.指导教师团队建设探索

课程设计教学过程中要体现素质教育的实施，必须强化指导教师的主导作用。因而，组建一个优秀的指导教师团队势在必行。指导教师必须有丰富的DCS设计经验，对电厂自动化领域有解决实际问题的工作积累，富有创新意识、创新精神，更应具备高度的责任心。加强“集散控制系统课程设计”指导教师团队建设，一方面组织任课教师与试验指导教师到电厂进行工程化培训，主要目的在于丰富教师的集散控制系统工程实践经验；另一方面聘请实习基地或有合作关系的电厂中的热工自动化工程师担任辅助指导教师。同时注重青年教师科研能力的培养，通过参与相关科研项目，把科研成果凝练成案例指导学生开展课程设计。[5]指导教师中既有理论功底深厚的任课教师、实验知识丰富的实验指导教师，又有工程实践经验丰富的热工自动化工程师，从而逐步组建一支奋发有为的指导教师团队。

三、强化课程设计教学与专业课教学的联系

“集散控制系统”教学主要围绕培养学生的工程实践能力而展开。因而“集散控制系统”课程教学必须与“集散控制系统”课程设计教学有机融合。在课程教学阶段，根据课程教研小组统一安排，把“集散控制系统”课程设计的题目及设计指导书下发给学生，从而使得课程教学基本围绕课程设计进行。在原本枯燥的专业课教学中引进了类似“案例教学”的方式，增强了学生学习的针对性，激发了学生的学习兴趣与目的，使理论与实践能够适时地统一起来，提高了教学效果。[6]因此，学生在理论教学阶段即可基本完成“集散控制系统”课程设计的建模与算法设计部分内容，大大节省了课程设计时间，让学生腾出宽裕的时间挖掘创造性设计潜能。通过强化“集散控制系统”课程设计教学体系与专业课教学体系的联系，不仅可以使理论教学与实践教学相得益彰，也促进了集散控制系统教学效果的提升。

四、总结

在近几年的教学过程中，课程教研小组对“集散控制系统”教学体系改革进行了探索。通过集散控制系统专业课程及其课程设计教学，加深了学生对集散控制系统分析与设计理论知识的整体认识，理论知识和工程实践实现了有机融合，提高了学生的工程实践能力与团队精神，提升了整体教学效果。

参考文献：

[1]罗永刚.“集散控制系统”教学改革和实践[J].中国电力教育，

2013，（11）：54-55.

[2]宋燕.系统科学视域下的课堂教学改革探讨[J].广西教育，2010，

（5）：19-20.

[3]王轶卿，张，赵英凯.“集散控制系统”课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2009，（1）：92-93.

[4]谢又成，周育才，任萍，等.集散控制系统实验室的建设[J].实验室研究与探索，2007，26（5）：119-121.

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关键字：网络技术；课程设置；教学改革

中图分类号：G64文献标识码：B

文章编号：1672-5913（2007）04-0033-03

1引言

在现代社会中，互联网浪潮汹涌而至，信息工业将成为社会经济迅速发展的一个最大产业。计算机网络的蓬勃发展和日益普及，将引发一场“信息系统”的革命，网络正以前所未有的力量影响和改变着人们的学习、工作以及生活方式。它已经以辅助工具的角色转变为主导工具、必备工具。在各行各业中，它都塑造着新的经济模式、新的经营理念。可以说，网络的建设与应用已成为衡量企业的现代化生产、现代化管理、现代化办公的重要标志。

目前，网络信息技术专业的初、中级人才非常短缺，职业院校作为输送中、高级技术人才的摇篮，我校以社会要求为导向，在2002年开设了网络技术专业。我们努力开创全新教学模式，采用科学的教学手段，结合完善的教学实训设备，加强专业技能训练，以扩展学生职业定位宽度，增强职业技能与市场竞争能力。同时，我校还以多种形式对社会进行网络技术人才的培训工作，并取得了很好的效果，得到了社会的一致肯定。以下是三年的网络技术专业教学中，我校取得的一些经验。

2改革目的和意义

长期以来，由于多种原因使得教育体系跟不上计算机技术与信息技术的飞速发展。为此，大力推行教育体系改革和信息教育技术势在必行、迫在眉捷。面对新形势和信息技术发展的要求，职业高中的办学成功与否以及能否培养高素质的人才。必须要从专业内容、课程设置、教学方式等进行全面改革。通过改革，可以完善教育体系，革新教学方法，提高教学水平，从而步入信息技术教育的轨道。

网络技术专业是应网络信息技术发展的要求而产生的新专业。在课程设计上应该有别于计算机技术及应用专业的课程设计。而且也不应该仅在计算机技术及应用专业的基础上增加一些简单局域网的组建和网线的接法等内容。网络技术专业人才必须是实际应用型的人才，因此，我们培养出的人才在用人单位无需再进行上岗培训，而能自己独挡一面。针对网络在实际生活、生产、服务等各方面的应用，我们作了一些行业人才需求调查。确定以计算机技术及应用专业课程为基础，综合网络在实际生活中各方面的应用为依据，并设计了相关的专业课程，以满足不同行业的人才需求。

3具体做法

（1）教学课程设置的改革

培养社会需要的实用型网络技术人才，首先必须要搞好计算机学科的课程设置。以前计算机学科课程的设置是参考部分中专计算机专业教学大纲，并结合全国计算机等级考试，把Windows操作、文字输入作为基础，以常用的Office办公软件课程为主，并以QBASIC、FoxPro编程语言为辅。在教学方式上采用理论为主，以上机实践为辅助的教学思路，重理论轻实践。这样培养出来的学生，不但在理论上赶不上大学生，而且其实际操作能力也不是很高。针对这些情况，我们对网络技术专业的课程设置进行了改革，即以原有的计算机及应用专业的课程设置如Windows操作和文字输入及常用的Office办公软件为基础，并删繁为简，以实践为主，增加计算机的安装与维护、计算机网络等实用操作性强的课程。结合实际行业人才需求，主要设置的网络技术专业课程有：微机组成与维护、Internet原理与应用、网页设计、Visual Basic、网络编程（ASP技术）、网络工程与管理、常用软件、图像处理、阶段实践、毕业设计。

（2）教学内容的改革

计算机的课程设置决定了教学的内容，教学内容一定要体现课程设置的目标要求。我校已摸索出一套较为完善的专业课程设置与教学内容：①微机组成与维护：熟悉微电脑的选购，掌握硬件安装过程及常用软件安装和使用方法，熟悉常用参数设置和有关安全知识。②Internet原理与应用：了解因特网发展进程及特点，较熟练的利用因特网进行信息查询、上下载等操作；掌握Internet中相关知识包括IP、SNMP、DNS、WINS、Usernet新闻组等配置方法；BBS与Web建设方案等。③网页设计：掌握常用的网页制作软件，并了解相关的网页制作软件。④VisualBasic:掌握VB系统开发进程以及OOP编程语言特点，能动用VB工具与网络数据库系统进行网络数据共享以及协同编程。⑤网络编程（ASP技术）：掌握VBscript脚本语言特点，能进行脚本语言的动态编程，以及了解PHP、ASP后台库维护等。⑥网络安装与管理：了解各种网络拓朴线缆施工方案，能按照各种国际布线标准进行实践网络实施。了解路由器、交换机、网桥等各种网络设备及中继设备的构成原理与使用方法等。⑦常用软件：掌握一些常用的应用软件。⑧图像处理：掌握常用的图像处理软件。⑨阶段实践、毕业设计：由教师拟定专业课题或联系项目让学生完成实践报告。按课程的更新周期与社会需求进行设置和教学，强调应用和专业的技术性。网络技术专业教学内容一般以机房上课为主，教室上课为辅，社会实践为必要补充。理论以实用为主，实操必需的理论能讲深讲透，实际不用或少用的计算机理论删去，腾出时间加强技能的训练。使教学内容与我们的培养目标及社会对人才的需要相适应。

（3）教学方法的改革

计算机科学是一门不断发展创新的学科，其特点决定学生学习不能仅停留在知识的掌握上，更重要的是运用知识进行创造性的实践。高职院校计算机教学的根本目标是培养学生具有创造性的计算机应用能力。“教师一张嘴、学生一支笔”的传统教学模式，培养不出掌握熟练技能技巧的应用型人才，不能担负培养学生创造性的任务。为此，我们必须改革传统的教学模式。主要从以下几个方面着手：

①改进课堂教学方法，培养学生的创新思维。教学改革的关键是教师，我校领导经常与教师一起研究如何培养具有创新能力的网络人才，有了创新意识，就能抓住创新机会，启动大家创新思维的共识。

②加强实践环节，提高学生学习的主动性。教学不仅是教师在课堂上讲，学生被动的听，更重要是参加实践，调动学生的主动性。因此，我们的教学把学生从书本和课堂中适度解放出来，要求学生积极参加实践，在实践中，获取新知识。

③分层次指导，开展互帮互学教学 。计算机学科教学的主课堂在机房，由于学生素质的差异必须进行分层指导。教师前二十分钟主要指导优等生迅速完成训练题目，然后让完成训练的学生去辅导后进的同学，互帮互学。教师在后二十分钟关注学习最困难的学生。这样优等生实操技能得到巩固，后进的学生也有信心学好新知识，好差兼顾，教学效果良好。

④以多媒体辅助教学为主，以实例操作演示的教学方式，着重应用能力的培养，强调自学意识的形成。教师积极研究如何在电脑上讲授计算机课程的规律并不断实践；加大教研力度，组织人员研制开发合乎学校计算机课程体系实际的CAI课件，先在部分教学内容中实现以CAI为主的教学模式，总结经验，逐步推广。在课堂上，改变以黑板加粉笔为主的教学方式；采用联机大屏幕投影进行直观教学，增大课堂信息量；精讲多练，突出基本知识，帮助学生建立合理的知识结构体系，掌握有效的学习方法。

(4) 技能训练方法的改革

网络技术专业的课程均以实际应用为目标，应加强实践环节的训练，提高学生学习的主动性和积极性，让学生参入到学习中来。

①上机操作训练的规范化是保证上机效果的基础。要求学生上机操作前要作预习，熟悉操作实验内容及相关知识；教师要有上机操作课的教案和上机指引及切合学生实际的上机内容，决不容许出现“师傅领进门，修行在个人”的放羊式上机训练；每次上机后学生要写实习报告或填写训练结果，教师要根据学生上机的表现、报告等评定成绩，这样就能使上机实习规范化，保证上机训练的实效。

②千方百计调动学生训练的积极性。网络技术专业是我市职校的龙头专业，学校重视学生的实操性实验，购买了几十台计算机建立两个网络实践实验室，每个学生可学会组建局域网和网络的管理等操作。每个实验室分成8个小组，每个小组有6台电脑。每个小组可组成独立的小局域网，又能和其它小组联接组成一个比较大的局域网络，这样就为我们进行实践操作实验提供了条件。例1：在讲网络布线课程时，以小组为单位，小组的每个成员按要求完成做网线、并完成规范布线及网线的联接。 例2：在做组建对等网（或网吧）实验时，以小组为单位，每个小组成员必须完成操作系统的安装、网络协议的配置，最后要能与其它组员的电脑相联接。例3：在做主域模式的网络实验时，以小组为单位，每一个小组用一台电脑作为服务器，其他组员可组成几个不同域模式的域成员，要求每组学生完成服务器的安装与设置、工作站操作系统的安装与设置、及网络联线等等。采用全新的教学模式和全新的教学理念进行教学，学生学习积极主动，课堂教学效果明显提高。

③多途径多方式开展技能培训。我们把技能培训扩展到课外，大力开展第二课堂活动，做到在大面积整体提高的基础上，强化尖子的培养，同时又能培养学生在不同专业及相关专业的学习兴趣。众所周知，网络技术专业是一个覆盖面很广的专业，它可细分为两个大的方面，一是网络软件设计和开发及网络数据库的维护方面（偏向于软件方面）；二是网络的设计、组建、维修和维护（偏向硬件方面）。为此我们开设了：图像处理、电脑美术、网页制作、网络基础、网络的组建和维护、网络常用工具软件的使用等相关第二课堂，并由专业老师辅导，每个星期开展两次以上活动，每个小组的指导老师都能根据该小组的特点，制定三年计划，选择合适的内容，开展各种各样的活动。课外小组的训练先一步，高一级，为培养尖子而努力。同时，学校想尽办法，业余时间全方位开放300多台电脑让学生上网阅读，使全校学生能真正学会上网浏览、下载、发送和接收电子邮件、网上查找学习资料、利用互联网进行参与性学习等，大幅度提高了学生的计算机应用能力。课外活动小组既提高了学生的专业技能，又扩大了学生的专业知识面 。此外，学校还开展学科竞赛，这是促进技能训练的重要手段，学校除了组织学生参加各级计算机竞赛外，还在校内进行专业技能汇演，如网页设计比赛、网络知识抢答竞赛、网络应用比赛。每次比赛同学们都踊跃参加，竞争十分激烈。如网页制作、网页图像处理比赛以个人为单位参加，这次比赛仅二年级就收到参赛作品80多份，内容丰富、图文并茂，水平很高，其中有7件作品获省级奖。通过比赛，调动了学生学习计算机的浓厚兴趣，提高了学生的专业技能。

④通过参加权威考证，检验学生的学习效果，并为学生的就业打下一个基础。计算机专业的学生文化课水平相对不高，但对电脑很有兴趣，针对这种情况，学校在重视思想品德教育的同时，挖掘其在电脑方面的潜力，进行重点培养。学校每年都组织学生参加国家劳动局的因特网应用考试和局域网管理考试，领取上岗证。并要求网络专业班的学生必须参加因特网应用考试和局域网管理考试中级考试。通过考证促进了专业技能的提高，检验了学生的知识与能力。

4结束语

搞好素质教育是一项巨大的工程，网络技术专业是一个新生的专业。在网络人才的培训方面，我们探索的时间还不长，有许多不足之处，有待进一步实践和探索，争取为经济发展培养更多高素质的网络人才。随着世界信息化大潮的到来，在今后几年内我国信息产业的增长每年至少需要40万IT产业人才。我们相信网络人才的培训蕴藏着巨大的商机，学校发展前景广阔，我校网络人才培训计划将进一步扩大。

参考文献：

[1] 精英科技术.企业级网络建设实务[M].中国电力出版社，2003.

[2] 东莞科技[J],2004(1-8).

[3] 中国科学院计算机所.计算机网络互连设备[M].大恒电子出版, 2001.

篇4

改革教学模式，以适应职业岗位需求为导向，加强实践教学，着力促进知识传授与生产实践的紧密衔接是当前职业教育教学重点任务之一。组网技术不仅具有较强的理论体系，而且具有明显的工程技术应用特点，如何将理论教学与工程训练有机地结合起来，达到课程学习的目标，己经成为教学方法与手段改革的核心问题[1]。笔者按照“工学结合”的总体思路，以促进综合职业能力发展为目标，在组网技术课程教学过程中，运用了基于工作过程的学案导学教学模式，多渠道系统优化教学过程，增强了教学的实践性、针对性和实效性，有效提高了教学质量。

1 基于工作过程的学案导学内涵

“学案导学”课堂教学模式，以建构主义教学理论为指导，以学案为载体，以导学为方法，教师的指导为主导，学生的自主学习为主体，师生共同合作完成教学任务的一种教学模式[2]。基于工作过程的学案导学是教师在开展工作过程为导向的教学中引入学案导学方法，其核心思想是以构建“学的课堂”为主旨，教师根据典型工作任务和工作过程设计学案任务，强化的是学法的指导，重在引导利用知识和技能去解决实际工程项目和工作任务，从而达到建构经验的学习过程。基于工作任务的学案导学的基本原理是以工作任务为先导，教师在备课时，既要设计教师实施教学活动的“教案”，又要结合课程内容和学生的学习特点，设计学生学习活动的“学案”，供学生在课前预习、课上使用和课后复习巩固；学生根据教师设计的学案，采用学生自主学习和小组讨论为主，教师积极引导学生认真阅读教材，了解教材内容，然后，根据学案要求完成相关内容，师生共同研究学习。其他的教学模式往往重视教法的指导，而忽视学法的指导，而基于工作过程的“学案导学”模式强调的是学法的指导，顺应了学生渴求学法的指导以叩开学习之门的现实需求[3]，有利于发挥学生的主体地位，满足中职学生自我意识发展需要，对学生的自我发展和自我价值的体现有十分积极的作用。

2 开展基于工作过程的学案导学的必要性

2.1 顺应学的需求

《组网技术》课程是计算机网络技术专业核心课程，内容涉及网络基本原理、网络设备配置与管理、局域网交换技术、路由技术、网络安全技术、网络规划与设计等方面，理论性和实践性都很强，这对学习基础和学习能力相对较差的中职学生来说这样的课程太抽象、学习难度太大。同时，适合中职学生的辅导书的很匮乏，现有教材和辅导书，大都是大学或高职院校的翻版，难度太大，中职学生往往难以理解、掌握。还有中职学生学习习惯差，不会主动去购买相关学习资料，也不知道购买合适的教辅资料，但是从他们内心来说，他们也很渴望学好，他们迫切需要一种通俗易懂的学习资料来引导，这样基于工作过程的学案正好顺应了学生学的需求。

2.2 实现教的目标

项目教学法是本课程教学过程中普遍使用的教学方法，但是由于教师很难驾驭项目教学特点与课程特点，在实际的教学过程中，出现了课程内容过散、缺乏整合与共享、教学容量过大、课时量明显不足、教学进度过慢、理论知识“够用度”难以把握等一系列的问题。同时，由于班级学生较多，教师往往顾此失彼，教学效果不是很理想，形成了教师难教、学生难学的怪圈。

2.3 有机融合教与学

基于工作过程的学案导学方式，使得教师不仅仅是知识的“讲解者、传递者、灌输者”，而是需要做好课程设计，要从总体上去把握课程可能涉及的工作项目和工作任务，整合相关知识点，使教学内容和教学难度更贴近学生实际。由于学案是在课前预先下发给学生的，学生有足够的时间来提前熟知教学内容和教师的教学思路，发现问题、发现难点，从而更好的开展探究学习。因此通过基于工作过程的学案导学方式可以有效弥补项目教学过程的不足，促进项目教学法的效果能在深度上和广度上进一步加深和拓展。

3 基于工作过程的学案导学法的实践

3.1 基于工作过程的学案导学学案设计

学案设计首先是课程整体项目的设计，我们把《组网技术》课程设计成使用交换机组建园区网、使用路由器设备组建路由网络、组建无线局域网、配置交换机、路由器控制园区网安全、使用防火墙设备保护网络安全、互联网接入控制、综合项目等七个项目。每个项目包含若干个任务，从细节入手，将知识点隐入具有探索性的工作任务中，一个工作任务改编成一个学案。把实际工作任务的基本思路、基本内容、基本问题都反映到学案上，把工作任务和工作过程处理成有序的、阶梯性的、符合学生认知规律的学案。比如、使用交换机组建园区网项目中，设计了五个学案即认识交换机、交换机管理方式选择及参数配置、使用交换机设备组建办公网、实现部门之间的网络隔离、管理交换网络中的冗余链路，优化办公网传输效率。把交换机的硬件组成、交换机工作原理与主要功能、交换机的连接方式、交换机的管理方式及参数配置、VLAN技术等知识点融入到这些学案中。教师在时间安排上尽可能按课次（两课时）编写学案，有利于在一次课或两次课中完成一个工作任务，从而提高授课的针对性和计划性，但同时要避免将学案变成操作手册。

3.2 基于工作过程的学案导学的教学流程

（1）课前预习阶段。教师在课前将学案发给学生，让学生在课前有明确学习任务。学生在小组长的组织下，按照学案要求开展自主预习。同时，教师对学习方法进行适当的指导，有意识地通过多种途径获得学生预习的反馈信息，使课上的讲解更具针对性。（2）复习回顾阶段。教师引导学生分享上一次任务完成的成功经验、好的做法、以及存在的问题达到“反思”和“理论提升”的目的。（3）任务引入阶段。教师首先向学生阐明本次课的教学目标、情感目标和技能目标要求，讲解必要的理论知识，使学生明确学习重点，让学生能在认真自学的基础上对学案上的基本工作任务有一个初步的理解。（4）课堂讨论阶段。在学生课前自主学习的基础上，教师组织学生小组讨论，教师担当“导演”、“教练”、“主持人”的角色，鼓励学生打破思维定势，大胆创新，引导学生探索学案中任务的解决方法，鼓励提出多套解决方案，并适时点评学生的反馈情况。（5）任务实施阶段。工作任务应尽量在课上让学生独立完成或以小组方式完成，教师做好巡视记录现场情况并及时答疑工作，做到位而不越位。这个阶段让学生得到及时而适当的训练的同时教师应对每位学生存在的问题进行个别辅导，对共性问题集体讲解。（6）评价与反馈阶段。教师按评价标准，在组内评价、组间评价的基础上对学习过程和学习成果进行总结性评价。教师根据学生在分析问题、思维能力及实践技巧等方面的反馈情况，进行必要的理论补充、方法改进、以达到完善认知结构。

4 教学效果分析

笔者对实验学生进行了问卷调查，从学生具体的反馈情况来看，教学方法的接受程度、教学效率、教学效果、教学满意度都有很好的提升。86.8%的学生乐于接受基于工作过程的学案导学方法，与传统中职教学中无课外辅导相比，这种教学方式更有助于唤醒学生的学习兴趣，他们认为课余时间从原来的无事能做、无事可做到有事可做，有事能成的转变。92%的学生认为，在小组协作中提高了生生之间、师生之间的协作能力，能增加师生、生生之间的交流和沟通，对提高学生团队合作意识有着很大的促进作用。93.6%的学生认为比以往更能掌握相关知识点，课堂效率大大提高了。教学满意度的反馈来看，93.3%的学生选择非常满意，基础相对薄弱同学的对这种教学方法的满意度更高，达到98.7%，这也正是达成了学案导学教学真正的目的，让大多数同学能有收获。对比普通的项目教学，最后能真正掌握项目或工作任务方法往往只有能力较强的小组长等少数人，而学案导学方法的实施使得学习能力相对较差的同学在课前通过学案的辅导也能跟上教学进程，而小组长在帮助同学的同时能力得到了更大的锻炼。

5 教学反思

首先，科学性、实效性强的学案设计是一项艰苦复杂的工作，是需要精雕细刻、精益求精的，不下一番苦功难以达到理想的教学效果。其次，中职教学资源的不足，特别是实训资源开发力度不够，实训内容与实训资源不匹配现象普遍存在，教师设计学案时要兼顾教材与实训环境，特别要通过校企合作途径获取真实工作项目或任务来解决资源不足问题和企业真实环境脱节问题，真正体现工作过程、体现岗位技能。第三，教师要摸清学生的认知情况、学习状况以及对教学效果的反馈，针对不同层次的学生，确立不同的教学目标，设置不同的教学内容，采取不同的教学策略，要设计出既保证绝大多数学生完成任务，又尽可能满足学有余力同学的需要的学案。第四，教师必须要有服务意识，必须充分信任学生，敢于把足够的时间和空间留给学生，让学生直接参与并完成一系列工作任务，营造学生主动发展的氛围和条件，帮助学生学习课堂以外的知识，帮助学生自主地发展自己的知识，提高技能，使主导作用和主体作用和谐统一，最大限度地提高教学效率。最后，评价方式也要从从单一笔试转化到笔试、机试、实际工程任务相结合，甚至到完全开放式的课程设计，给学生充分发挥创造力的空间，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。

篇5

关键词： 计算方法 师范生 教学能力培养

一、引言

2014年6月23至24日在京召开的全国职业教育工作会议上，就加快职业教育发展作出重要指示。他强调，职业教育是国民教育体系和人力资源开发的重要组成部分，是广大青年打开通往成功成才大门的重要途径，肩负着培养多样化人才、传承技术技能、促进就业创业的重要职责，必须高度重视、加快发展。

高等师范类专业的主要任务是通过培养和培训，使师范生具有较高的教师素质，成为合格的人民教师。教学能力作为教师素质的重要组成部分，是指教师顺利完成教学活动所需的个体心理特征，是通过实践将个人智力和教学所需知识、技能转化而形成的一种职业素质，主要包括语言表达能力、应用能力、创新能力、合作能力、科研能力等，是教师进行高效教学的核心能力。它是每个师范生必备的一种特殊能力，关系到师范生在今后能否胜任教育工作的问题。

对于师范类专业来说，一定要抓住大学四年关键转型期，强化教学能力培养，帮助师范生顺利完成由学生向教师转变的过程，增强学生的就业竞争能力。

二、计算方法的内容与特点

计算方法是一门集理论性和实践性于一体的课程，主要研究用计算机求解各种数学问题的方法、理论及软件实现，其主要内容包括：数值代数、数值逼近和微分方程数值解等。

数值代数包括求解线性代数方程组、特征值问题、高次方程、超越方程、非线性方程组等有限维问题；在计算数学中，数值逼近思想几乎渗透在所有方法之中，离散近似、函数插值、数值微分、数值积分都是其基本内容；微分方程的数值解法主要探讨方程如何离散化、离散化方程如何求解及有关的理论问题，按照方程的类别可分为常微分方程、偏微分方程、积分方程、积分微分方程等的初值问题、边值问题的数值解法。

作为一门数学课程，计算方法与其他基础数学课程有着本质区别，它不仅研究自身的理论，而且更多地与实际问题相结合，提供真正具有应用价值的理论成果。计算方法业已成为与现代技术并行发展的数学学科，在其他科学领域的研究发展中所发挥的作用日益突出，并受到越来越广泛的重视。

三、基于师范生教学能力培养的教学探索

1.合理优化内容，强调算法思想

由于课程涉及的知识面较广，教学时间较短（54学时），教学中不可能面面俱到，我们建议一些过于专门的知识不要讲授，例如：有理插值法、三角插值法和多重步QR方法、非线性方程组的数值解法等，并尽可能去掉或适当压缩对传统理论的推导。强调算法的构造思想与设计技巧，如：离散思想、迭代思想、外推思想、加速技巧、松弛技巧等。这些思想与技巧对学生的理解能力和应用能力的提高都有极大的作用。在教学过程中，要使各部分内容、算法思想与技巧有机组合，达到最佳教学效果。

2.灵活选取教学手段

学无止境，教无定法，教学是一门艺术，不应该为一种教学模式或者方法所局限，在计算方法教学过程中，应根据所学内容和学生学情，灵活选择合适的模式和方法，启迪学生的智慧。

例如：在介绍三次样条插值时，我们选择问题式教学。首先给出定义并提出两个问题：“怎样的函数才能成为三次样条函数？”“需要什么样的条件可以确定三次样条插值函数？”为回答第一个问题，引导学生进行概念的分析，得到三次样条插值函数必须同时满足的三个条件；当对三次样条函数有一定认识时，启发学生做进一步探索，通过对插值函数在中间节点的限制及两端点三种状态的限制，建立三种情形下的线性方程组。当相应的三对角方程组建立后，继续启发学生，根据它的特殊性，有专门的解法――追赶法，并让学生提前了解，为方程组求解的学习埋下伏笔，为后期的学习铺设道路。

3.学生角色转换

师范生一般在大二末已初步掌握了备课、写教案、讲课的基本方法。计算方法课程教学中，可以把适合的内容交给学生讲授。首先将学生进行分组，每5人一组，按组学习、讨论并进行教学设计。然后每个小组在课外进行轮流讲授，对出现的问题写出分析与总结，进行教学反思。最后推选出1人为代表进行课堂讲授，老师对学生讲课过程中涉及的问题作出评价。这样，可极大地提高学生的自学能力、备课能力、讲课能力及合作能力等，变“以教师为中心”为“以学生为中心”。

4.运用网络平台延伸课堂教学

由于计算方法教学内容较多，在有限的教学时数内要完成计算方法的教学是不可能的，网络平台作为新型教学工具具有很多优势，不仅拓宽了交流的渠道，而且方便、及时、功能强大，为教学的深度和广度提供了无限的延伸空间。教师可以把教学资源上传共享，运用空余时间上平台，了解学生的学习情况，及时答疑、交流等，营造良好的学习氛围，不仅强化教学效果，而且拓宽学生的知识面，有利于提高学生的综合素质。

5.科研与教学相结合

具有综合创新能力的科研型师资已成为师范生培养的新标准，在计算方法教学中应适当介绍一些当前比较流行的数值计算方法，开阔学生的视野，激发他们从事科学研究的热情；可以结合大学生数学建模竞赛，介绍算法的实际应用背景，进一步加深学生对所学知识的理解，激发学生学习兴趣，提高学生的科研水平与创新能力。

6.加强实验课的教学

由于计算方法课程中许多问题要涉及大量数据的计算及算法复杂性、收敛速度、运算量等相关问题的分析，仅靠课堂教学、理论推导是很难讲明白的，而且用人工计算不仅枯燥、繁琐，还容易出错，因而数值实验是课程教学中不可缺少的重要环节。

在实验课上，学生要搞清每一个算法的设计原理和计算过程，将计算的实现交由计算机来完成。这样，不但使学生从繁重的计算中解放出来，而且使学生通过分析各种方法的优缺点，能够针对具体问题选择合适的算法提高计算效率，并对发现新的问题提出解决的办法。这样一方面培养了学生的创新精神和实践能力，另一方面使学生对科研过程有初步认识和实际体验。

7.改变课程考核方式

课程的考核是一个非常重要的教学环节，它既是检查学生把握课程综合知识能力的重要途径，又是检验教师教学质量和教学效果的具体体现。

在计算方法课程教学中，我们建议不要采用一体化的试卷考核方式，而是采用多种方式、分阶段进行考核，从而充分挖掘学生的潜能，培养创新能力。该课程的考核方式可以包括：作业、参考文献的学习、小论文写作、口试（包括讲课）、课程设计、数值实验、期末综合测试等。

另外，也可让学生参与出题。首先将学生分组，各组分别出题，老师从各组题目中选题、组题。为出好题，学生必然要对教材进行全面分析总结，然后动脑筋、查资料、反复研究，这样就可使学生的自学能力、总结归纳的能力增强。通过出题，使师范生真正当一回老师，更深刻地体会教师工作，为今后教学打下基础。

四、结语

计算方法作为我院数学专业的一门必修课，我们根据这门课程的特点，再结合具体情况，对其进行改革，通过多年教学实践，取得比较好的教学效果。特别针对师范生教学能力培养的一些举措，既有效调动学生的学习积极性，加深学生对计算方法课程的理解，又使学生的教学能力得到提高，为他们将来走上教师岗位奠定坚实的基础。

当然，师范类专业计算方法课程改革是一个长期艰巨的任务。教师必须继续努力学习，开阔视野，不断地研究探索教学技能，提高课程教学质量，加强师范生能力的培养。

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