時間:2023-04-26 15:38:22
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇程序設(shè)計教學(xué)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
作為語言程序設(shè)計領(lǐng)域的前沿軟件,VB的發(fā)展歷史已經(jīng)很久,相關(guān)的技術(shù)也比較成熟,由于其簡單易學(xué)、功能強大、應(yīng)用廣泛,因此在很多職業(yè)院校都開設(shè)了這門課程,我校也在計算機信息與管理、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及電子商務(wù)等相關(guān)專業(yè)開設(shè)了這門課程。正是由于社會辦學(xué)力量的推動和“程序設(shè)計”職業(yè)的熱衷,現(xiàn)在會VB的人越來越多了,但是我們也應(yīng)該看到,很多人都局限在“會VB”,而不能靈活的運用,不能用VB完成相應(yīng)的程序設(shè)計,更談不上從事專業(yè)編程工作了。在這樣的情況下,作為高職教師的我們,在教學(xué)中怎樣才能夠吸引同學(xué)們努力主動的學(xué)習(xí)好VB,這是我們值得探討的問題。雖然我們學(xué)生的起點相對來說較低,但以后所從事的工作大多數(shù)也是以程序設(shè)計操作員為主的,因此筆者認為我們的主要教學(xué)目標,不僅是使學(xué)生熟悉VB的基本概念,而且還要能夠熟練的掌握一些程序設(shè)計的相關(guān)技巧和方法,有一定的程序編寫思維能力,并且在今后的教學(xué)中同學(xué)們能夠積極主動的探索和學(xué)習(xí)。為了達到這個目的,筆者認為以下幾個方面是我們在教學(xué)中值得開展的:
一、注重實例教學(xué)
對于一項操作性很強的工作,我們是不可以只講理論的,正如當(dāng)我們學(xué)習(xí)游泳的時候,如果教練只是告訴我們每個動作的名稱但不告訴我們這些動作怎么完成,我們是不可能學(xué)會游泳的。那么我們在學(xué)習(xí)VB的過程中也必須結(jié)合大量的實例演示,讓同學(xué)們真正體會到VB的可視化設(shè)計和它的實用性。
在最初接觸這門課程的時候,我們必須先要詳細的介紹各個控件,只有知道每個控件各自的作用以及使用方法以后我們才可以在VB中創(chuàng)造我們自己的程序。在控件介紹和程序設(shè)計中我們必須通過實例的演示來讓學(xué)生在模仿中學(xué)會各個控件的使用和程序的編寫。特別是在程序的編寫方面,我們一定要有相關(guān)的實例來讓學(xué)生在感性上得到認識。比如在介紹IF……ELSE選擇控制語句的時候,如果我們只是講解單純的語句,學(xué)生聽起來覺得比較枯燥,但筆者首先給同學(xué)們演示一個通過用戶名和密碼的登錄界面,通過選擇控制語句來確定我們在文本框中輸入的條件是否為真做出判斷,如果為真就登錄到我們所需要的另一個界面,否則彈出一個提示信息框。在演示的過程中,同學(xué)們都表現(xiàn)出強烈的好奇心和學(xué)習(xí)的欲望,思維表現(xiàn)得非?;钴S,因為他們覺得這些知識非常有用。在這個時候我們抓住這一特點,首先,講解實現(xiàn)這一程序的基本思路,提出實現(xiàn)思路所需要解決的問題。其次,在程序中講解新語句的使用方法,總結(jié)新語句的使用方法和注意事項。這樣的教學(xué)使學(xué)生很快了解了程序設(shè)計的整個過程,并有豁然開朗的感覺,從而產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。雖然這是一個簡單的編程應(yīng)用,整個創(chuàng)作過程只用到了簡單的選擇控制語句,但通過此例的學(xué)習(xí)學(xué)生學(xué)會了選擇控制語句的使用以及如何設(shè)置選擇控制語句,同時也激發(fā)了同學(xué)們學(xué)習(xí)程序設(shè)計的興趣,從而創(chuàng)作出自己的程序。
目前市面上有很多關(guān)于VB的實例教材及各種參考書,但是都比較散而且內(nèi)容也不是很詳細,所以在講解的時候筆者認為必須對實例進行慎重的選取和必要的修改,力求做到以下幾點:
1、程序結(jié)構(gòu)嚴謹化
筆者所收集的程序除了強調(diào)程序的可靠性以外,還要特別強調(diào)程序的結(jié)構(gòu)性,即使是一個簡單的實例,也需要做到程序結(jié)構(gòu)的嚴謹化,使之符合大眾的思維,但也要突出自己的特點。比如在講FOR……NEXT等循環(huán)語句的時候,一般的都是利用從1累加到另一個固定的數(shù)值,來完成我們的循環(huán)講解,這樣的語句由于方法是完全一樣的,所以最后的效果也沒有什么吸引力可說。因此,筆者采用了另外一種方式,結(jié)合利用文本框輸入的方式,即在兩個文本框中可以輸入任何兩個數(shù),使之從小的數(shù)值累加到另一個較大的數(shù)值,這樣程序的效果也就更具結(jié)構(gòu)嚴謹?shù)镊攘Γ瑢W(xué)們的感受也就會完全不同。
2、步驟詳細化
因為同學(xué)們對新知識的接受,特別象程序設(shè)計這樣的知識結(jié)構(gòu),還是需要一定的過程,因此為了讓學(xué)生能夠順利的完成實例,從而在實踐中提高自己的能力,筆者認為對每一個實例的操作步驟都要詳細的板書出來,上機課或是在課余時間學(xué)生只要按照程序的操作步驟去做,就可以得到最終的效果,只有這樣同學(xué)們才能掌握程序設(shè)計的基本思想和相關(guān)步驟。
3、方法常規(guī)化
在講解的過程中,力求采用最簡單、最容易的方法完成每一個實例,盡量采用常規(guī)化的語句,避開一些不容易理解的概念、方法。比如,在利用文件操作對數(shù)據(jù)錄入以及把錄入的所有數(shù)據(jù)輸出時,我們可以避開利用Type語句定義自己的數(shù)據(jù)類型的使用,因為采用Type語句定義,有多少個字段,就會產(chǎn)生多少個相關(guān)的成員,在這種情況下同學(xué)們就很難想得到這個成員代表的是什么,它的作用是什么,這樣就把程序復(fù)雜化了,其實我們完全可以采用簡單的文本框來進行輸入,然后用Input函數(shù)輸出就輕松完成了。
二、注重培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力
還是以游泳為例,不管我們怎么看別人游泳,但自己卻不下水實踐,我們是永遠都學(xué)不會游泳的,那么我們在學(xué)習(xí)VB語言程序設(shè)計的過程中也必須不斷的練習(xí)、實踐。
筆者曾擔(dān)任了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩個班的該門課程的教學(xué),為每周四學(xué)時,其中兩學(xué)時是筆者的理論講解課,兩學(xué)時是上機實踐操作課。由于學(xué)生的思想還不夠成熟,自我控制能力相對來說還是比較差,因此自覺性還不夠好,為了監(jiān)督他們很好的學(xué)習(xí)、認真的實踐,筆者每次課都留一次作業(yè),第一次就是完全按照筆者的課堂實例上機操作,以加強對本節(jié)課課程內(nèi)容的理解并熟練這些操作技巧,這項作業(yè)是必須要上交的,并作為平時成績登記。因為這是這門課程中最基本的知識要點和教學(xué)要求,雖然學(xué)生不可能每個人都對這門課程有濃厚的興趣,不可能以后都有可能去從事專業(yè)的程序設(shè)計工作,但是作為計算機專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生,筆者希望他們不管以后從事什么樣的職業(yè),對于一些基本的程序設(shè)計思想以及常用的計算機軟件操作,至少都能夠體現(xiàn)出來。
在最后的綜合實訓(xùn)、實踐中,筆者結(jié)合同學(xué)們所學(xué)的知識并引進一些課外的知識實例來彌補課本上沒有的相關(guān)內(nèi)容。比如,我們利用VB做前臺界面的設(shè)計,盡量用到所學(xué)過的所有控件進行布局、設(shè)置,把它們結(jié)合起來使用,而用小型的Access數(shù)據(jù)庫做后臺數(shù)據(jù)管理來做一個學(xué)生成績管理系統(tǒng),它具備一般的常用功能,即成績的添加、查詢、修改、刪除,用戶的管理等,雖然這個管理系統(tǒng)程序的設(shè)計比較簡單,但通過這樣一個小型的綜合實例,就更加讓同學(xué)們了解了VB語言程序設(shè)計的功能及特點。這是我們VB程序設(shè)計教學(xué)課程中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié),只有通過這樣的一個綜合實例,才能把同學(xué)們零散學(xué)到的知識全部的串聯(lián)起來,讓他們感覺到自己所學(xué)的知識終于有了一定的成果,他們自己也會感覺很有成就感,也會產(chǎn)生一種利用計算機解決實際問題的強烈愿望,在今后的學(xué)習(xí)中才能更加有信心和目標。
以上的兩個方面是筆者認為的主要教學(xué)方法。采用實例教學(xué)的一個重要目的實際上就是為了使課堂生動,提高學(xué)生的積極性、主動性。雖
然是實例教學(xué),有很多有趣的程序及相關(guān)的小動畫,但是這樣的有趣如果久了,也并不能完全抓住學(xué)生的心,因為這些過程進行的場所都是在課堂,課堂生活不可避免的具有一定的單調(diào)性,這只是一個方面。另一方面是,筆者要求學(xué)生在完成自由獨立創(chuàng)作這一作業(yè)以后要相互交流經(jīng)驗,這種交流我們一般都是在自己班內(nèi)部進行的,次數(shù)多了大家就會覺得似乎還需要加入一些更新的內(nèi)容,希望與其他班的同學(xué)一起探討學(xué)習(xí)。為了彌補課堂學(xué)習(xí)和班內(nèi)交流的不足,筆者有時間就會將兩個班的學(xué)生聚集在一起,首先每個班選幾個優(yōu)秀的作品演示給大家看,并向大家介紹創(chuàng)作的技巧和存在的問題,然后大家一起討論。最后筆者會結(jié)合最近的學(xué)習(xí)內(nèi)容對設(shè)計進行一個總的評說。通過這些活動既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高他們的專業(yè)技能。我們在教學(xué)中,實例的運用是提高教學(xué)效果的保障,在教學(xué)中,我們不防在講解本次課的內(nèi)容之前,先演示本次課需要用到的實例,這樣既可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,也激發(fā)了他們的好奇性,這樣也就抓住了同學(xué)們“人在教室,心也在教室”。
總之,教學(xué)有法,教無定法,只要教學(xué)得法。程序設(shè)計教學(xué)的主要目標是為了使同學(xué)們了解編程的基本思想,培養(yǎng)分析問題、解決問題的基本能力。圍繞著這個目標,在保證同學(xué)們學(xué)習(xí)積極性的前提下,按照他們的認知規(guī)律組織教學(xué),一切有效的教學(xué)方法都可以在我們的教學(xué)過程中加以運用,進而使綜合素質(zhì)得到整體提高,這是VB程序設(shè)計課程教學(xué)的最終目標。
參考文獻
1 移動學(xué)習(xí)
移動學(xué)習(xí)(M-Learning)是借助移動互連技術(shù),使用移動計算設(shè)備(智能手機、PDA、移動電話等)實現(xiàn)學(xué)習(xí)者隨時隨地進行不同目的、不同方式的學(xué)習(xí)[1]。移動的內(nèi)涵包括:形式上是移動的,即學(xué)習(xí)者不再受時間、空間和有線網(wǎng)絡(luò)的限制,可以隨時隨地進行不同需求、不同方式的學(xué)習(xí);學(xué)習(xí)環(huán)境是移動的,學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)者也是移動的;內(nèi)容上是互動的,進行教學(xué)活動的雙方實時交流,教育信息、教育資源與教育服務(wù)依靠移動計算技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)雙向“移動”,教與學(xué)相互促進,才能更充分的體現(xiàn)移動學(xué)習(xí)的優(yōu)越性;實現(xiàn)方式上是數(shù)字的,移動學(xué)習(xí)是基于無線移動設(shè)備進行的數(shù)字化學(xué)習(xí),它是在數(shù)字化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,是遠程學(xué)習(xí)發(fā)展的一個新階段[2] 。
現(xiàn)階段的移動學(xué)習(xí)受技術(shù)條件的制約,通常作為高校教學(xué)的一種輔助學(xué)習(xí)模式,主要應(yīng)用于管理和為學(xué)習(xí)支持服務(wù)提供“交互”通道,學(xué)生和教師通過使用移動設(shè)備(如手機等)方便、靈活地實現(xiàn)交互式教學(xué)活動。高校移動學(xué)習(xí)的主要應(yīng)用模式分為三大類:基于短信息的在線移動學(xué)習(xí),基于連接的在線移動學(xué)習(xí)以及存儲移動學(xué)習(xí)模式[3]。基于短信息的在線移動學(xué)習(xí)具有使用費用低,設(shè)備普遍支持等優(yōu)點,主要應(yīng)用于通信數(shù)據(jù)少并且可用簡單文字描述的學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)服務(wù),可用于向?qū)W習(xí)者發(fā)送課程安排、考試安排和考試成績等信息,提供指導(dǎo)、激勵和支持等作用?;谶B接的在線移動學(xué)習(xí)和存儲移動學(xué)習(xí),需要建設(shè)WAP站點,提供能夠支持移動設(shè)備訪問和下載的學(xué)習(xí)資源,著重選取能夠貼近學(xué)習(xí)者生活和工作同時又較為時尚和流行的主題作為學(xué)習(xí)內(nèi)容。存儲移動學(xué)習(xí)和基于短信息的在線移動學(xué)習(xí)將是目前在高校中最切實可行的移動學(xué)習(xí)應(yīng)用模式[4] [5]。
2 C語言程序設(shè)計課程特點
C語言作為當(dāng)今最為流行的程序設(shè)計語言之一畢業(yè)論文范文,不僅是計算機專業(yè)的必修課,也是很多
非計算機專業(yè)的學(xué)習(xí)課程。隨著計算機的普及,學(xué)生運用計算機的能力越來越強,但計算機程序設(shè)計課程因其較復(fù)雜的語法、編程等知識,依然是眾多學(xué)生學(xué)習(xí)上的“攔路虎”。
C語言程序課程知識點瑣碎,概念繁多,理論不易掌握;概念抽象且復(fù)雜,包含的數(shù)據(jù)類型和運算符豐富,需預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)相結(jié)合才產(chǎn)生較好學(xué)習(xí)效果;對應(yīng)的規(guī)則繁多且易混淆,使用較為靈活,容易出錯,使得學(xué)生容易產(chǎn)生畏難、厭倦情緒;理論與實驗教學(xué)學(xué)時分布不均衡,導(dǎo)致課堂教學(xué)中,對如何分析和解決問題講得不夠充分,學(xué)生編程思路不清楚;實驗過程中,不能將理論知識應(yīng)用自如,在處理實際問題時往往不知從何入手,需要在平時教學(xué)中注意培養(yǎng)學(xué)生動手能力[6][7]。
C語言程序課程的這種特點,適合采用移動學(xué)習(xí)作為其輔助教學(xué)方式。針對C語言理論性強的特點,可以在課前課后發(fā)送定時短信,提示預(yù)習(xí)摘要求較高,不好的縮進格式影響其呈現(xiàn)效果,結(jié)構(gòu)化風(fēng)格使得程序占用篇幅往往較長等等,這些因素均會制約移動設(shè)備的可讀性。
3移動學(xué)習(xí)在課程教學(xué)中的應(yīng)用
根據(jù)上述分析,設(shè)計移動學(xué)習(xí)方式如下:總體原則,以傳統(tǒng)教學(xué)方式為主,移動學(xué)習(xí)方式為輔,移動學(xué)習(xí)方式充當(dāng)課堂教學(xué)的重要補充,能夠?qū)崿F(xiàn)課堂知識的延伸,指導(dǎo)和激勵學(xué)生進行更深層次的學(xué)習(xí)和實踐。實現(xiàn)方式,主要采用基于短信息的在線移動學(xué)習(xí)方式,配合基于連接的移動學(xué)習(xí)空間、論壇,以及存儲移動學(xué)習(xí)資源建設(shè)。針對課堂教學(xué),精心設(shè)計課前案例,提出驅(qū)動式問題,相關(guān)預(yù)習(xí)提示,課后設(shè)計相關(guān)重點回顧,知識點延伸,以短信形式發(fā)給學(xué)生,對于短信不能很好顯示的內(nèi)容可以郵件形式發(fā)送給學(xué)生,或者放在相關(guān)網(wǎng)站上,以消息的形式提醒學(xué)生查收。軟硬件支持:考慮到學(xué)生普遍擁有設(shè)備的程度,將移動設(shè)備限定在普通移動手機,軟件使用中國移動飛信校園版(EFetion_campus)[10],可以支持PC端向移動手機的短信群發(fā),通過飛信、群、語音、郵箱、空間等多種方式實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)間的無縫互通畢業(yè)論文范文,還可以使用日程提醒,郵件提醒等功能打造個性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。移動學(xué)習(xí)具體實現(xiàn)方式如圖1。
圖1 移動學(xué)習(xí)應(yīng)用模式圖
3.1功能模塊介紹
移動學(xué)習(xí)做為一種輔助教學(xué)模式,能夠參與到C語言課堂教學(xué)的課前準備,課后輔導(dǎo)以及實驗指導(dǎo)等方面。
3.1.1短消息學(xué)習(xí)模塊
(1)課前預(yù)習(xí)提示。可將每節(jié)的學(xué)習(xí)目標、重點、難點發(fā)送給學(xué)生,也可發(fā)一典型程序,加驅(qū)動式問題,發(fā)送到郵箱里,同時設(shè)置郵件提醒功能。
(2)課堂內(nèi)容回顧。對前面課程學(xué)習(xí)過的知識內(nèi)容以短信形式發(fā)給學(xué)生,提醒其回顧。
(3)作業(yè)提示、階段測試。也可仿照上述短信設(shè)置方式,定時群發(fā)給所有的學(xué)生。
3.1.2移動學(xué)習(xí)空間或論壇
移動學(xué)習(xí)空間既可以方便學(xué)生在線瀏覽,也要努力適應(yīng)基于連接的移動學(xué)習(xí)訪問,其資料下載模塊提供的學(xué)習(xí)資源,也要支持移動終端設(shè)備。移動學(xué)習(xí)論壇,實現(xiàn)學(xué)生自由交流空間。在移動學(xué)習(xí)論壇上定期設(shè)置討論專題,既可以是關(guān)于某個錯誤進行分析,也可以針對相關(guān)程序選題集思廣益,還可以是對當(dāng)前教育進行探討等等。
(1)課堂內(nèi)容延伸??商峁┲T如:MSDN使用介紹,幫助學(xué)生自如設(shè)計C/C++程序等;CSDN論壇介紹,提供同資深程序員交流學(xué)習(xí)的平臺。
(2)常見錯誤提示分析。提供調(diào)試程序基本步驟,常見錯誤解讀及可能出錯原因。
(3)課程設(shè)計選題。設(shè)計相關(guān)程序選題,使其能夠體現(xiàn)課程各個階段的進度,并且具有一定的實用性,趣味性,能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
(4)測試空間。提供一些歷年試題,可以幫助學(xué)生鞏固理論學(xué)習(xí)。
(5)教育思考。定期對教學(xué)進行總結(jié),尋求更好的教學(xué)方式,也可以一些高校精品課程網(wǎng)站鏈接。
(6)資料下載。課程內(nèi)容的各種學(xué)習(xí)資源,如PPT課件、多媒體課件、部分課程的錄音、錄像等;有關(guān)課程的各種輔導(dǎo)資料,如各章節(jié)的知識要點、課程設(shè)計任務(wù)庫、程序設(shè)計案例庫、試題庫等都可以作為下載的資料。
3.2移動學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計
在高校教育中,學(xué)生同時需要進行多門課程的學(xué)習(xí),如果在針對某一門課程實施基于短信息的移動學(xué)習(xí)方式時,設(shè)計過多的短信內(nèi)容,或者發(fā)送較多的次數(shù),都將會給學(xué)生造成信息轟炸,帶來過重的信息負擔(dān)。配合C語言程序課堂教學(xué),在課前課后發(fā)送兩條飛信,每次不超過5頁,對于無法以短信內(nèi)容呈現(xiàn)的資源就發(fā)送到郵箱,同時以短信形式提醒學(xué)生注意查收。程序設(shè)計課程所涉及程序?qū)Ω袷揭筝^嚴格,一個程序案例通常占用較多篇幅,此時以郵件的方式發(fā)送較為合適,同時在相關(guān)論壇上設(shè)置討論專題,根據(jù)學(xué)生回答設(shè)置最佳答案,統(tǒng)計學(xué)生活躍度,作為平時成績參照。圖2為課前預(yù)習(xí)的飛信基本內(nèi)容設(shè)計。
圖2 飛信基本內(nèi)容設(shè)計
把課程內(nèi)容按照“章-節(jié)-知識點”的層次模式進行組織,整理出每章每節(jié)的學(xué)習(xí)目標、重點、難點、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、參考資料等內(nèi)容畢業(yè)論文范文,并概要總結(jié)出每個知識點的核心內(nèi)容和若干測試題目,學(xué)習(xí)者可以通過短信息隨時隨地自由學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)這些重要的知識點,并對學(xué)習(xí)的效果進行測試。設(shè)計短信內(nèi)容時需考慮程序格式問題,屏幕顯示行數(shù),盡量控制在8行*5屏=40行,每行8字以內(nèi),不要以圖片的形式發(fā)送(涉及彩信資費問題)。
另一方面,為課程的核心內(nèi)容提供文檔、PPT課件、課程錄音、課程錄像等多種媒體格式、適合多種移動終端的學(xué)習(xí)資源,滿足學(xué)習(xí)者不同的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)習(xí)慣。學(xué)習(xí)者只要把這些資源通過教學(xué)網(wǎng)站,下載到自己的移動終端上,當(dāng)他們在教室外面、公共汽車上等地方時,都可以通過移動終端來瀏覽這些學(xué)習(xí)內(nèi)容,充分享受移動學(xué)習(xí)的便捷與方便,而且不需要承擔(dān)高昂的移動通訊費用。但是供下載的資料要充分考慮移動學(xué)習(xí)的特點,不僅要考慮學(xué)生的設(shè)備支持程度,還要考慮移動學(xué)習(xí)的片段性特點,對其中的部分資料需要進行特殊處理使其適合移動學(xué)習(xí)方式,主要處理原則,按知識點,將文檔,影音資料都處理成片段,確保一個片段一個知識點,每個片段持續(xù)10分鐘左右。
4 實驗分析
借助中國移動飛信校園版,上述大部分移動學(xué)習(xí)方式都可以實現(xiàn),從PC端到手機客戶
端可以方便的實現(xiàn)短信群發(fā),只要不超過一定數(shù)量,免費且易于操作。學(xué)生也分常樂意參與到這種形式的移動學(xué)習(xí)中來,非移動用戶除了在接收短信受限之外,也可以加入飛信校園版PC端,可以共享資源。實驗證明,使用移動學(xué)習(xí)方式作為程序設(shè)計課程的輔助教學(xué)方式能夠大大調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。但是在學(xué)生中間出現(xiàn)了兩級分化的現(xiàn)象,部分同學(xué)興趣高漲,能夠充分利用提供的學(xué)習(xí)資源,學(xué)習(xí)進度甚至出現(xiàn)超前現(xiàn)象,另外一部分同學(xué)上課時也在查看手機,學(xué)習(xí)不僅沒有進步,反而沉迷于手機上網(wǎng)。這種現(xiàn)象提醒大家不僅應(yīng)該注意實施移動學(xué)習(xí)的方式,同時還要加強大學(xué)生的思想教育,使其認識到網(wǎng)絡(luò)資源的便利性和危害性,能夠主動的去尋求有益的資源來提高自己。
使用飛信實現(xiàn)移動學(xué)習(xí)還有以下必須注意的地方:(1)飛信中涉及大量廣告,容易分散學(xué)生注意力。(2)短信數(shù)量過大,易給學(xué)生造成信息轟炸,要限制性的使用。(3)需警惕不法分子盜取飛信或手機號,進行詐騙??梢岳蔑w信的二次開發(fā)功能,屏蔽其他模塊,使其更適合校園使用。
移動學(xué)習(xí)對學(xué)習(xí)者也要有一定要求畢業(yè)論文范文,比如說需要一定的自學(xué)能力,自制能力,以及較強的學(xué)習(xí)動機等[8][9]?,F(xiàn)階段的移動學(xué)習(xí)在高校教學(xué)中應(yīng)該起輔助作用,但不能排除其對研究生,博士生及在職人員充電的作用,所以還是要做好移動資源的建設(shè)工作,注意打上數(shù)字簽名保護知識產(chǎn)權(quán)。
5 結(jié)論
當(dāng)前,移動學(xué)習(xí)是教育界的研究熱點。將移動學(xué)習(xí)方式引入語言類課程的教學(xué)中已取得較大進展,但將其應(yīng)用到C語言程序設(shè)計課程教學(xué)中來,還屬于嘗試階段。移動學(xué)習(xí)給教學(xué)改革注入新鮮活力,其對高校教學(xué)的促進作用,不僅依賴教師的合理使用和學(xué)生的大力配合,還依賴于軟件平臺的設(shè)計。本文所使用的飛信校園版,受到發(fā)送短信條數(shù),廣告綁定等不利因素的限制,不僅要考慮課程特點,還要考慮軟件的使用規(guī)則,不能充分發(fā)揮移動學(xué)習(xí)的優(yōu)勢。下一步需要改進的地方,不僅在于移動學(xué)習(xí)資源的建設(shè),還要建設(shè)實施移動學(xué)習(xí)的軟件平臺,不僅要適合移動終端在線瀏覽,還要能夠與校園各個系統(tǒng)整合,充分利用現(xiàn)有資源,更加適應(yīng)程序設(shè)計課程的要求。
參考文獻:
[1]德斯蒙德·基更.移動學(xué)習(xí):下一代的學(xué)習(xí)[J].開放教育研究.2004
[2]劉豫鈞,鬲淑芳.移動學(xué)習(xí)——國外研究現(xiàn)狀之綜述[J].現(xiàn)代教育技術(shù).2004
[3]王建武.3G網(wǎng)絡(luò)下基于彩信的被動式移動學(xué)習(xí)實踐研究[D].西安:陜西師范大學(xué).2009
[4]張瓏,王建華,張軍,邸佳奇.移動學(xué)習(xí)在高等學(xué)校教學(xué)改革中的應(yīng)用[J]. 計算機教育.2010(6):34-37
[5]王偉,鐘紹春,呂森林.大學(xué)生移動學(xué)習(xí)實證研究[J].開放教育研究,2009,15(2):22-27.
[6]張素芹,吳連生.獨立學(xué)院“C語言程序設(shè)計”教學(xué)改革實踐[J]. 計算機教育.2010
[7]顧鈞.程序設(shè)計語言課程的概念體系及教學(xué)策略探討[J].中國成人教育.2010
[8]李望秀.高校教學(xué)中的移動學(xué)習(xí)[D].長沙:湖南師范大學(xué).2008
[9]徐楠.M_Learning在現(xiàn)代遠程開放教育中的應(yīng)用研究[D].南京:南京師范大學(xué).2005
學(xué)情分析是教學(xué)設(shè)計系統(tǒng)中“影響學(xué)習(xí)系統(tǒng)最終設(shè)計”的重要因素之一。在教學(xué)設(shè)計中,依據(jù)教學(xué)設(shè)計理論,認真研究學(xué)生的實際需要、能力水平和認知傾向,“為學(xué)習(xí)者設(shè)計教學(xué)”,可優(yōu)化教學(xué)過程,更有效地達成教學(xué)目標,提高教學(xué)效率。VB的開課學(xué)期一般在大一第二學(xué)期,按照專業(yè)培養(yǎng)計劃,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等專業(yè)在新生入學(xué)的第一學(xué)期就開設(shè)了《C語言程序設(shè)計》這門課。對于從未接觸過語言類課程的大一新生來說,C語言的學(xué)習(xí),顛覆了大部分學(xué)生的思維方式,學(xué)生普遍感到很吃力,有相當(dāng)一部分同學(xué)開始對程序類課程感到害怕。
二、教學(xué)方法探討
1.消除學(xué)生的畏難情緒
為了打消學(xué)生的畏難情緒,對于VB教學(xué),應(yīng)首先與學(xué)生談VB,而不是教VB。首先,要讓學(xué)生明白VB和C語言是完全不同的兩種編程方式,不要因為害怕C語言,而害怕VB。教學(xué)中,通過演示一個簡單的例子,向?qū)W生演示只需要兩行代碼便可制作出美觀的界面和可愛的功能。比如:示例1:制作美觀的界面,實現(xiàn)窗體上的文字自動或手動的向下移動。突現(xiàn)VB相對于C語言的簡單易懂,引導(dǎo)學(xué)生一步步完成所需功能。最后,啟發(fā)學(xué)生:如果想讓文字上移,如何修改程序?如果想讓文字左移或右移,如何修改程序?如果想讓文字左右交替移動,又要如何修改程序?通過上述示例的講解,使得學(xué)生對VB有一個全新的認識——直觀、簡單、易學(xué)、易用。其次,要讓學(xué)生了解為什么學(xué)習(xí)VB,VB對于他們有多么重要。這門課的開設(shè)除了承上啟下其他專業(yè)課程外,還有一個重要的作用就是為了讓學(xué)生能夠參加計算機二級考證,VB在二級考證中相對比較易學(xué)易用。再次,告訴學(xué)生,有了C語言的基礎(chǔ),代碼的編寫會更為容易。從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。
2.提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
在教學(xué)過程中應(yīng)盡量使用簡單易懂的語言和示例,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生理解知識點。比如,在講屬性、方法和事件這三個很枯燥的概念時,可以通過生活中有趣的示例來進行解釋。示例2:通過“蟑螂從女生腳上爬過”的事例,講解屬性、方法和事件的概念。蟑螂從女生腳上爬過時,女生的臉色變紅,臉的顏色為紅色就是屬性;女生尖叫起來,女生跳起來,這是女生本身做出的動作就是方法;蟑螂爬過女生的腳,這是外部事物對女生做出的動作,就是事件。通過這種類型的示例,成功吸引了學(xué)生的注意力,也幫助學(xué)生理解了這幾個難懂的概念。在講屬性、方法、事件的書寫格式時,也可將這個示例寫成VB偽代碼的形式:屬性的表示方法:女生.臉的顏色=紅色方法的表示方法:女生.尖叫啊事件的表示方法:女生_蟑螂爬過至此,學(xué)生對VB程序一下就理解了。
3.實踐中學(xué)習(xí),項目中鞏固
2.有利于學(xué)生提前進入企業(yè)崗位角色,校企對接有效縮小學(xué)校與社會的距離。本著先進性和實用性優(yōu)化程序設(shè)計類專業(yè)課程體系,采用“2+1”模式,即將程序設(shè)計類專業(yè)核心課程設(shè)置在前兩年完成,學(xué)生在第五學(xué)期主要進行企業(yè)頂崗實習(xí)的同時,完成輔助課程的學(xué)習(xí)任務(wù),第六學(xué)期進行校外畢業(yè)實習(xí),部分學(xué)生在企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計,使學(xué)生提前適應(yīng)企業(yè)崗位需要,并通過學(xué)校教師和企業(yè)技術(shù)人員的共同指導(dǎo),更快地提升專業(yè)技能。
3.有助于營造職業(yè)氛圍,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。程序設(shè)計類課程體系中職業(yè)核心課程選擇典型工作任務(wù),按照基于工作過程進行課程改革,將企業(yè)真實項目引入教學(xué)中,教學(xué)方式采用“教、學(xué)、做、評”一體化,創(chuàng)新實踐工作室使學(xué)生在業(yè)余時間進行實踐項目訓(xùn)練,在教師的指導(dǎo)下對企業(yè)進行技術(shù)支持,完成企業(yè)項目。
二、增強創(chuàng)新實踐能力的程序設(shè)計類專業(yè)教學(xué)改革實踐
通過分析目前國內(nèi)程序設(shè)計類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力現(xiàn)狀存在的問題、企業(yè)用人需求與學(xué)校教育存在的問題,總結(jié)學(xué)習(xí)其他高職高專院校增強創(chuàng)新實踐能力的程序設(shè)計類專業(yè)教學(xué)先進經(jīng)驗和工作方法,探索實踐增強創(chuàng)新實踐能力的程序設(shè)計類專業(yè)教學(xué)綜合改革。
1.本著先進性和實用性優(yōu)化程序設(shè)計類專業(yè)課程體系,采用“2+1”模式。課程內(nèi)容的選擇要既先進又實用,將程序設(shè)計類專業(yè)核心課程設(shè)置在前兩年完成,學(xué)生在第五學(xué)期主要進行企業(yè)頂崗實習(xí)的同時,完成輔助課程的學(xué)習(xí)任務(wù),第六學(xué)期進行校外畢業(yè)實習(xí),部分學(xué)生在企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計,使學(xué)生提前適應(yīng)企業(yè)崗位需要,并通過學(xué)校教師和企業(yè)技術(shù)人員的共同指導(dǎo),更快地提升學(xué)生專業(yè)技能。這種“2+1”模式不同于普通學(xué)校實施的方法,“2+1”模式的實施使學(xué)生在頂崗實習(xí)的同時完成輔助課程的學(xué)習(xí),學(xué)生便于及時與企業(yè)技術(shù)人員、學(xué)校專業(yè)教師溝通,及時提升專業(yè)技能。這與有些院校開展的前兩年純學(xué)習(xí)、最后一年純頂崗實習(xí)相比,具有明顯的優(yōu)勢。以頂崗實習(xí)項目為載體,創(chuàng)造真實的企業(yè)實戰(zhàn)平臺,增強創(chuàng)新實踐能力的程序設(shè)計類專業(yè)課程體系改革立足軟件業(yè),例如移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)專業(yè),形成了“一線四平臺”的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式?!耙痪€”是以崗位職業(yè)能力培養(yǎng)為主線,著重培養(yǎng)移動嵌入式軟件開發(fā)能力、移動網(wǎng)站開發(fā)能力和軟件測試及運行維護能力?!八钠脚_”指課程實踐平臺、項目實訓(xùn)平臺、企業(yè)實戰(zhàn)平臺和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺。搭建“教、學(xué)、做、評”一體化課程教學(xué)實踐平臺,實現(xiàn)學(xué)和做的融合、理論與實踐的融合。模擬軟件公司工作環(huán)境,借鑒軟件項目管理經(jīng)驗,引入企業(yè)真實項目,創(chuàng)建專業(yè)項目實訓(xùn)平臺。
2.進行基于工作過程的程序設(shè)計類專業(yè)課程體系的職業(yè)核心課程教學(xué)改革。按照基于工作過程進行課程教學(xué)改革,選擇典型工作任務(wù),理論與實踐一體化。以工作過程為導(dǎo)向進行課程設(shè)計和開發(fā),充分體現(xiàn)職業(yè)性、實踐性和開放性的要求,根據(jù)行業(yè)企業(yè)發(fā)展需要和完成職業(yè)崗位實際工作任務(wù)所需要的知識、能力、素質(zhì)要求,選取教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生在工作之前就知道自己該學(xué)些什么、做些什么和怎樣去做,為學(xué)生可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。例如,基于工作過程的《JavaEE應(yīng)用開發(fā)》課程設(shè)計主要包括:課程定位、工作任務(wù)及職業(yè)能力、課程目標、教學(xué)組織、教學(xué)內(nèi)容與能力要求、教學(xué)手段、教學(xué)方法以及評價與考核等幾個方面。基于工作過程的課程設(shè)計和開發(fā)過程:首先對崗位進行分析,在工作任務(wù)分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)能力復(fù)雜程度整合典型工作任務(wù)形成綜合能力領(lǐng)域,根據(jù)認知及職業(yè)成長規(guī)律遞進重構(gòu)行動領(lǐng)域轉(zhuǎn)換為課程,即學(xué)習(xí)領(lǐng)域。然后根據(jù)課程面對的工作任務(wù)和職業(yè)能力要求,確定課程的教學(xué)目標。其次是確定教學(xué)情境,在教學(xué)實施過程中,根據(jù)完整思維及職業(yè)特征分解學(xué)習(xí)領(lǐng)域為主題學(xué)習(xí)單元,在JavaEE應(yīng)用開發(fā)課程開發(fā)中,按照軟件工程的要求及實際開發(fā)流程,將真實的Web應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)貫穿于整個教學(xué)過程中,本課程以“在線答疑系統(tǒng)”作為教學(xué)項目。再次是確定教學(xué)方法和手段,綜合采用了項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、案例分析、多媒體演示等教學(xué)方法,將“在實踐中學(xué)習(xí)、在學(xué)習(xí)中實踐、理論與實踐教學(xué)一體化”的思想貫穿在整個教學(xué)過程中。
3.教學(xué)方式采用“教、學(xué)、做、評”一體化。采用工學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式,教學(xué)過程全部在一體化實訓(xùn)室中完成。模擬企業(yè)工作環(huán)境,組織學(xué)生分組學(xué)習(xí)、討論,由學(xué)生分別扮演企業(yè)項目組中的不同角色,由項目經(jīng)理根據(jù)組員完成系統(tǒng)規(guī)定的情況對組員打分,鍛煉學(xué)生工作環(huán)境的適應(yīng)能力和管理能力,培養(yǎng)團隊協(xié)作精神。開展學(xué)生作品評析活動,從而融“教、學(xué)、做、評”為一體,融學(xué)校、企業(yè)為一體。
4.實施過程性考核作為程序設(shè)計類專業(yè)核心課程的考核成績??己朔绞揭詫嵅俚氖炀毘潭取⑷蝿?wù)的運行情況、項目的完成質(zhì)量進行綜合考評。根據(jù)課程的性質(zhì),程序設(shè)計類課程注重對學(xué)生實踐動手能力的考核,加大過程性評價成績所占的比例,從知識、技能、態(tài)度三方面對學(xué)生進行評價考核,成績比例為:學(xué)習(xí)態(tài)度10%,團隊合作10%,階段項目50%,創(chuàng)新項目20%,報告文檔10%。
5.利用創(chuàng)新實踐工作室平臺,開展創(chuàng)新實踐活動。為了能有效利用業(yè)余時間提升程序設(shè)計類專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力,我們創(chuàng)建了大學(xué)生創(chuàng)新實踐工作室。工作室以教師為支柱,以學(xué)生為主體,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力為目的,根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標和學(xué)生興趣愛好,組成學(xué)習(xí)實踐小組,靈活合理地組織開展學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實踐活動,通過專題講座、交流討論、項目實踐、經(jīng)驗總結(jié)、職業(yè)規(guī)劃及頭腦風(fēng)暴等形式,對創(chuàng)新實踐工作室學(xué)生進行重點培養(yǎng)和拔高,讓這部分學(xué)生參與到真實的項目開發(fā)過程中,提高技術(shù)應(yīng)用水平,增加項目開發(fā)經(jīng)驗。工作室學(xué)習(xí)小組每學(xué)期之初制訂學(xué)習(xí)計劃和實踐項目,在教師的指導(dǎo)和團隊的合作下,對企業(yè)進行技術(shù)支持,完成企業(yè)項目,保證學(xué)習(xí)實踐的連續(xù)和深入,同時結(jié)合系部和學(xué)校組織的技能大賽,形成一個良好的學(xué)習(xí)實踐氛圍,帶動其他學(xué)生參與專業(yè)實踐的積極性。通過創(chuàng)新實踐工作室,搭建一條學(xué)生與教師交流、學(xué)習(xí)的橋梁;激發(fā)程序設(shè)計類各專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、動手能力,擴寬思維方式,提高大學(xué)生科技創(chuàng)新和工程實踐能力;增強了學(xué)生的就業(yè)競爭力,提高了學(xué)生的高質(zhì)量就業(yè)率。
6.校企合作開展創(chuàng)新實踐活動。由企業(yè)專家來學(xué)校開展周末軟件實訓(xùn)班、與企業(yè)聯(lián)合舉辦軟件開發(fā)知識競賽、企業(yè)專家為學(xué)生授課等一系列形式,使學(xué)生較早掌握當(dāng)前較流行的編程技術(shù),為學(xué)生的程序設(shè)計拓寬思路,提高其創(chuàng)新思維的能力,從而提高其職業(yè)實踐能力。
三、改革效果
通過增強創(chuàng)新實踐能力的程序設(shè)計類專業(yè)教學(xué)改革與實踐,通過比較科學(xué)的、行之有效的操作方法及規(guī)范的管理辦法,提高了學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。
1.畢業(yè)生就業(yè)率得以提高。通過增強創(chuàng)新實踐能力的程序設(shè)計類專業(yè)教學(xué)改革與實踐,為學(xué)生擇業(yè)和企事業(yè)選人創(chuàng)造了條件,學(xué)生整體就業(yè)得到了提高。
2.就業(yè)質(zhì)量得以提高。學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的增強,使學(xué)生在畢業(yè)時,職業(yè)技能比較好,更容易進入職業(yè)角色,大大縮短了畢業(yè)生試用期和職工的培訓(xùn)時間,學(xué)生更容易進入層次較高的單位就業(yè),畢業(yè)生中有三分之一在二年級結(jié)束時就被多家企業(yè)錄用。
(1)介紹準備學(xué)習(xí)的概念;
(2)喚起學(xué)生對類比對象的記憶;
(3)確認類比對象的相關(guān)特征;
(4)對應(yīng)目標對象與類比對象兩者的相似性;
(5)指出類比的限制;
(6)歸納目標對象的重點。所謂目標對象指的是教師準備介紹的概念或問題,如類、對象、方法等,所謂類比對象指的是教師為了幫助學(xué)生了解不熟悉的概念而使用的比喻。
2類比教學(xué)法的應(yīng)用實例
下面以作者在《C#程序設(shè)計基礎(chǔ)》課程中講授數(shù)據(jù)訪問對象為例,介紹類比教學(xué)法在程序設(shè)計課程的具體應(yīng)用。首先以表格的形式整理出類比對象和目標對象之間的相似之處,以便在教學(xué)過程中逐條對照便于理解。接下來,把供水到用戶家里的過程與使用DataReader讀取數(shù)據(jù)的步驟對應(yīng)起來,便于學(xué)生理解(見表2)。再以表格的形式整理出應(yīng)用類比教學(xué)法講授相關(guān)知識點的流程。通過這樣的類比教學(xué),使學(xué)生對常見數(shù)據(jù)訪問對象的作用、技術(shù)原理和編程步驟有了一個形象、清晰的認識,取得了良好的課堂教學(xué)效果。
新疆南疆地區(qū)義務(wù)教育學(xué)段和高中學(xué)段數(shù)學(xué)課程分別于2001年和2009年進入新課程改革階段,課改的宗旨是為了學(xué)生的學(xué)習(xí)和學(xué)生的全面發(fā)展,進一步促進和深化民族地區(qū)基礎(chǔ)教育公平.一方面,基礎(chǔ)教育數(shù)學(xué)課程改革從課程理念、目標、實施的評價等方面的根本性變化,要求教師在教學(xué)實踐上的轉(zhuǎn)變;另一方面,南疆地區(qū)是少數(shù)民族聚居地區(qū),其文化形式、內(nèi)容和價值觀念呈現(xiàn)多元化的特征,培養(yǎng)學(xué)生跨文化能力和獲得最大限度的自我發(fā)展是教育的重要目標.在多元文化背景下中學(xué)數(shù)學(xué)教師面臨著來自多元文化和新課程理念的雙重挑戰(zhàn).面對挑戰(zhàn),教師繼續(xù)教育是教師“充電”的重要形式.本研究探討中小學(xué)數(shù)學(xué)教師繼續(xù)教育課程設(shè)置應(yīng)遵循的原則,探析課程設(shè)置的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,提出課程實施策略,為新形勢下民族地區(qū)教師教育研究提供有益的參考.
1課程設(shè)置的原則
基于對影響課程設(shè)置的社會因素、數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)教育發(fā)展因素和教師因素分析[1],民族地區(qū)中小學(xué)數(shù)學(xué)教師繼續(xù)教育課程設(shè)置應(yīng)遵循與民族地區(qū)教育發(fā)展相適應(yīng)的原則.
1.1發(fā)展多元文化素養(yǎng)原則
1.1.1多元文化素養(yǎng)內(nèi)涵
新疆南疆地區(qū)是由多個民族組成的多元文化地域,由于歷史、地理等原因而形成多民族、多文化共存的局面,使得在這一地區(qū)實施多元文化教育成為必然.多元文化教育是一個理念、是一種教育改革行為、是一個過程,主要目的是為少數(shù)民族學(xué)生創(chuàng)造平等的教育機會,幫助他們獲取知識、態(tài)度、技能以滿足在多元文化社會進行交往的需要,促進他們的全面發(fā)展.教師是實現(xiàn)這些目標的主要因素.[2]因此,教師應(yīng)具備多元文化素養(yǎng),在任教的學(xué)科領(lǐng)域形成多元文化基礎(chǔ),成為面向所有學(xué)習(xí)者的高效率的教師.[3]
1.1.2多元文化素養(yǎng)表現(xiàn)
民族地區(qū)中小學(xué)數(shù)學(xué)教師多元文化素養(yǎng)是教師具備按照多樣性設(shè)計、實施、評價課程及實踐去幫助所有學(xué)生學(xué)習(xí)的素質(zhì).多元文化素養(yǎng)主要表現(xiàn)在:(1)理解文化、多樣性、不均衡在教學(xué)中的作用,明確少數(shù)民族數(shù)學(xué)教育的目的和意義;(2)設(shè)計體現(xiàn)多樣化的學(xué)校和體現(xiàn)多樣化的教學(xué),關(guān)注少數(shù)民族文化與數(shù)學(xué)教育的關(guān)系;(3)形成關(guān)于不同團體學(xué)習(xí)風(fēng)格的知識,重視少數(shù)民族學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的思維特征;(4)利用文化特點進行數(shù)學(xué)教學(xué),認識數(shù)學(xué)在民族文化中的不同的體現(xiàn),并適時實施跨文化數(shù)學(xué)教育;(5)重視所有學(xué)生的平等及公平,把少數(shù)民族學(xué)生看作是有價值的寶貴資源,形成對不同文化背景學(xué)生的積極、肯定態(tài)度,對各族群學(xué)生持相等期望水平,對學(xué)生沒有性別、角色刻板化印象;(6)關(guān)注民族地區(qū)中小學(xué)數(shù)學(xué)教育包括少數(shù)民族用雙語教學(xué)、教學(xué)方式選擇、雙語教學(xué)目的和意義等問題的調(diào)查研究.
1.2養(yǎng)成和提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)原則
1.2.1數(shù)學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵
中學(xué)數(shù)學(xué)新課程理念和目標關(guān)注學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成,培養(yǎng)學(xué)生在現(xiàn)實情境中靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的能力,有邏輯地分析、推理和交流數(shù)學(xué)思想的能力.數(shù)學(xué)素養(yǎng)是一種以數(shù)學(xué)能力為核心的綜合素養(yǎng),是核心數(shù)學(xué)能力.近年來,國際大型評價項目如PISA(ProgrammeforInternationalStudentAsse-ssment)項目表現(xiàn)出對學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的關(guān)注.要使學(xué)生獲得必要的和較高的數(shù)學(xué)素養(yǎng),教師本身的數(shù)學(xué)素養(yǎng)要達到一定水平.教師具備數(shù)學(xué)素養(yǎng)是核心的個人專業(yè)素質(zhì)能力:它屬于認識論和方法論的綜合性思維形式,具有概念化、抽象化、模式化的認識特征,是能夠確定并理解數(shù)學(xué)在社會中所起的作用,得出有充分根據(jù)的數(shù)學(xué)判斷,能夠有效地運用數(shù)學(xué)的能力,也是培養(yǎng)學(xué)生成為有創(chuàng)新精神、關(guān)心他人和有思想的公民,適應(yīng)當(dāng)前和未來生活所必須具備數(shù)學(xué)能力的需要.
1.2.2數(shù)學(xué)素養(yǎng)表現(xiàn)
作為數(shù)學(xué)教師核心的個人專業(yè)素質(zhì)能力,教師數(shù)學(xué)素養(yǎng)主要表現(xiàn)在以下方面:(1)能夠在文化意義上從研究對象、研究主體、活動特征、內(nèi)在動因和價值表現(xiàn)等多個視角對數(shù)學(xué)的本質(zhì)加以系統(tǒng)理解,體會數(shù)學(xué)具有的審美力量、理性力量和實用力量,有數(shù)學(xué)洞察力和創(chuàng)新能力,努力實現(xiàn)將“數(shù)學(xué)學(xué)科冰冷的美麗轉(zhuǎn)化為火熱的思考”,并在教學(xué)中處理實際課堂中學(xué)生學(xué)習(xí)遇到的困難,設(shè)計出更有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)表征,滲透數(shù)學(xué)文化,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)能力;[4](2)結(jié)合高等數(shù)學(xué)的思維訓(xùn)練,意識到初等數(shù)學(xué)和高等數(shù)學(xué)只是一個變化的客體對象,兩者沒有嚴格的概念區(qū)別,深刻領(lǐng)悟高等數(shù)學(xué)與初等數(shù)學(xué)的聯(lián)系,[5]積極主動地從數(shù)學(xué)基本的思想和方法上尋求二者的結(jié)合點;[6](3)了解數(shù)學(xué)知識的科學(xué)體系和數(shù)學(xué)知識的來龍去脈,熟悉教材的編排體系,理解初等數(shù)學(xué)體現(xiàn)的變化意義下數(shù)學(xué)的本質(zhì),明確數(shù)學(xué)的教育價值;(4)課程設(shè)計能夠基于學(xué)生已有的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗,明確需要發(fā)展的活動經(jīng)驗?zāi)繕?,?chuàng)造性地開發(fā)和使用課程資源.
1.3提高教育、教學(xué)素養(yǎng)原則
1.3.1教育教學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵
教育教學(xué)素養(yǎng)包括教育理論素養(yǎng)、教育能力和教育研究能力,是教師在掌握教育理論知識、課程知識、數(shù)學(xué)教學(xué)知識基礎(chǔ)上的實踐能力.其中,教育理論知識是指教師掌握的教育基本原理、一般教學(xué)法和教育心理學(xué)的知識;課程知識具體分為一般課程知識和學(xué)科課程知識.
1.3.2教育教學(xué)素養(yǎng)的表現(xiàn)
(1)能恰當(dāng)?shù)剡\用教育學(xué)、心理學(xué)的基本概念、范疇、原理處理教育教學(xué)中的各種問題,能自覺、恰當(dāng)?shù)剡\用教育理論總結(jié)、概括自己的教育教學(xué)經(jīng)驗并使之升華,能清晰、準確地表達自己的教育思想和教學(xué)設(shè)想;(2)具有全面、正確理解與處理課程標準和教材的能力,根據(jù)學(xué)生特點和教學(xué)需要,開發(fā)課程資源,改進、補充教學(xué)內(nèi)容,編寫鄉(xiāng)土教材;(3)能夠有效地開展課堂教學(xué),積極處理教學(xué)中的時間和空間關(guān)系,以促進學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師教學(xué)目標開展的需求;(4)具有選擇和運用教學(xué)方法與手段的能力和良好的語言表達、組織管理能力、引導(dǎo)與創(chuàng)新能力;(5)富有問題意識和反思能力,善于總結(jié)工作中的經(jīng)驗教訓(xùn),創(chuàng)造性地、靈活地解決和改善各種教育問題.
1.4培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)意識和素養(yǎng)原則
1.4.1終身學(xué)習(xí)素養(yǎng)內(nèi)涵
終身學(xué)習(xí)是人的全面發(fā)展的途徑.[7]培養(yǎng)“終身學(xué)習(xí)者”的教師首先必須自己成為“終身學(xué)習(xí)者”.[8]終身學(xué)習(xí)素養(yǎng)是指教師經(jīng)過有意識的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練而獲得的,在任何情況和環(huán)境中有信心、創(chuàng)造性和愉快地,并且保持一生進行學(xué)習(xí)的能力.其構(gòu)成要素核心包括自主學(xué)習(xí)能力、自我調(diào)控能力、自我反思能力和合作交流的能力.教師終身學(xué)習(xí)不僅有助于專業(yè)活動成為有意識的創(chuàng)造性勞動,更是教師對于個人完美、和諧發(fā)展的不斷追求.
1.4.2終身學(xué)習(xí)素養(yǎng)的表現(xiàn)
具備終身學(xué)習(xí)素養(yǎng)是實現(xiàn)個人全面發(fā)展和專業(yè)發(fā)展不可或缺的素質(zhì).終身學(xué)習(xí)素質(zhì)主要表現(xiàn)在:(1)有終身學(xué)習(xí)與持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求、意識和能力;(2)具備終身學(xué)習(xí)必須的優(yōu)化知識(相應(yīng)的自然科學(xué)和人文社會科學(xué)知識)和文化素養(yǎng)(藝術(shù)欣賞與表現(xiàn)知識);(3)扎根本土實踐,善于不斷地從自身鮮活的經(jīng)驗中通過細致反思學(xué)習(xí);(4)自主學(xué)習(xí)先進的中學(xué)教育理論,積極了解國內(nèi)外中學(xué)教育改革與發(fā)展的經(jīng)驗和做法;(5)具有勇于挑戰(zhàn)自我、樂觀向上、熱情開朗的性格特征和積極上進的精神狀態(tài);(6)較強的合作交流和實踐活動能力;(7)善于自我調(diào)節(jié)情緒,保持平和心態(tài);(8)有親和力,樂于做終身學(xué)習(xí)的典范.
2課程設(shè)置的結(jié)構(gòu)
2.1層次結(jié)構(gòu)
南疆地區(qū)中小學(xué)數(shù)學(xué)教師隊伍中,新任職教師、崗位教師和骨干教師各占一定的比例,教師繼續(xù)教育設(shè)置的課程構(gòu)建應(yīng)具備多層次結(jié)構(gòu),如崗位培訓(xùn)、專題進修、專題研討、專業(yè)進修.針對新任職教師的“初級維度”教育作為第一層次課程結(jié)構(gòu),教育的核心是知識和技能,實現(xiàn)職前與職后教育的有效銜接;針對崗位教師的“中級維度”教育作為第二層次課程結(jié)構(gòu),教育的核心是培養(yǎng)思維能力,包括邏輯思維、形象思維、靈感思維的培養(yǎng)與訓(xùn)練,使受教育者積極思考已知經(jīng)驗,為教學(xué)實踐中探求解決問題的新方法和手段做準備;針對骨干教師的的“高級維度”教育作為第三層次課程結(jié)構(gòu),教育的核心是培養(yǎng)教師的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造性思維.通過繼續(xù)教育三個層次結(jié)構(gòu)課程的有機整體構(gòu)建,將教師已有的知識轉(zhuǎn)化為教育教學(xué)能力,充分發(fā)揮教師主觀能動性,改進教學(xué)、教法,創(chuàng)造性地開展教育教學(xué)工作,實現(xiàn)促進中小學(xué)數(shù)學(xué)教師教師專業(yè)化發(fā)展的目的.
2.2主體結(jié)構(gòu)
教師應(yīng)具備學(xué)科性知識、條件性知識、實踐性知識、文化知識.[9]基于課程設(shè)置原則,多元文化背景下中小學(xué)數(shù)學(xué)教師繼續(xù)教育課程設(shè)置主體結(jié)構(gòu)中的課程類型應(yīng)包括:(1)多元文化課程;(2)數(shù)學(xué)專業(yè)知識及教育類課程;(3)教育與教研課程;(4)現(xiàn)代教育技術(shù)類課程;(5)通識類課程.其中,多元文化課程和通識類課程屬于基礎(chǔ)文化知識,是教師在學(xué)科教學(xué)中充分關(guān)注學(xué)科知識與學(xué)生文化背景和生活經(jīng)驗,達成學(xué)科間融會貫通的重要途徑,構(gòu)成了課程設(shè)置的基底;現(xiàn)代教育技術(shù)類課程與教育、教研課程屬于條件性知識.新課程改革要求教師具備運用現(xiàn)代信息技術(shù)進行課程設(shè)計和輔助教學(xué)的能力,教師應(yīng)該是教育教學(xué)研究的積極參與者;數(shù)學(xué)專業(yè)知識與教育類課程構(gòu)成學(xué)科性和實踐性知識,直接關(guān)系到教師的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)教育素養(yǎng),體現(xiàn)在教師所持的數(shù)學(xué)觀和數(shù)學(xué)教育觀上面.
2.3形式結(jié)構(gòu)
參加繼續(xù)教育的數(shù)學(xué)教師都是有一定教育教學(xué)實踐經(jīng)驗的教師,與入職前教師的需求截然不同,按照繼續(xù)教育課程設(shè)置的要求,課程分為必修課程和選修課程、學(xué)科課程與活動—經(jīng)驗中心課程、綜合課程與專題課程.
2.3.1必修課程與選修課程相結(jié)合
必修課程是指國家教育部在數(shù)學(xué)專業(yè)《中小學(xué)教師繼續(xù)教育課程開發(fā)指南》中規(guī)定的修業(yè)課程,是從事中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)工作的教師必須學(xué)習(xí)的課程,體現(xiàn)了對所有中小學(xué)數(shù)學(xué)教師發(fā)展的共同基本要求.選修課程是指由參訓(xùn)教師根據(jù)自身發(fā)展需要,按課程總體計劃選擇學(xué)習(xí)的課程,分為限定選修課程和任意選修課程兩種.限定選修課程是在規(guī)定的體現(xiàn)一定發(fā)展方向的范圍內(nèi)提供參訓(xùn)教師選學(xué)的課程,任意選修課程是學(xué)有余力的參訓(xùn)教師根據(jù)自己的興趣和意愿任意選學(xué)的課程.
2.3.2學(xué)科課程與活動—經(jīng)驗中心課程相結(jié)合
學(xué)科課程以相應(yīng)數(shù)學(xué)學(xué)科的邏輯體系安排組織已有的知識經(jīng)驗,使參訓(xùn)教師掌握系統(tǒng)的學(xué)科知識和技能技巧.活動—經(jīng)驗中心課程也稱教學(xué)實踐課程,課程編排同參訓(xùn)教師的實踐活動結(jié)合在一起,基于在職教師已有的數(shù)學(xué)經(jīng)驗、數(shù)學(xué)教育經(jīng)驗和教學(xué)技能經(jīng)驗水平,圍繞三種經(jīng)驗的條理化和系統(tǒng)化,推動教師專業(yè)化的發(fā)展.課程依據(jù)中小學(xué)數(shù)學(xué)教師教育教學(xué)實踐,設(shè)置培訓(xùn)內(nèi)容、組織教學(xué)材料、開展教學(xué)培訓(xùn)活動,比如,課堂教學(xué)觀摩和典型教學(xué)案例比對分析活動等.活動—經(jīng)驗中心課程主要通過教師的自學(xué),幫助教師從實踐中獲得主觀經(jīng)驗,訓(xùn)練動手能力,將知識轉(zhuǎn)化為技能技巧.
2.3.3綜合課程與專題課程相結(jié)合
綜合課程是把若干有關(guān)學(xué)科知識聯(lián)系起來綜合編排的課程,可以增強各學(xué)科之間的聯(lián)系,把部分科目統(tǒng)合兼并于范圍較廣的學(xué)科領(lǐng)域,有利于拓寬教師知識面,改善教師的知識結(jié)構(gòu),改變中學(xué)數(shù)學(xué)教師知識面過窄的現(xiàn)狀.專題課程以數(shù)學(xué)教育教學(xué)和教育科研問題為中心,選擇對于教師富有意義的論題或概括的問題作為課程內(nèi)容,教學(xué)目的明確、主題突出、針對性強.綜合課程所占比例不宜過大,注意綜合課程與專題課程的有機整合.
3課程實施的策略
近年來,基于有效教學(xué)理論的教師專業(yè)化發(fā)展認為,教師應(yīng)具備利用有限的時間和空間通過教學(xué)獲得最大的效益的能力.高效教學(xué)理論則進一步清晰和深化效率的內(nèi)涵,不但關(guān)注一定時間內(nèi)學(xué)生掌握知識和技能的“量”的積累,而且關(guān)心學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)果“質(zhì)”的提升,即關(guān)注學(xué)生對于知識的深度理解、靈活應(yīng)用和自我意義的創(chuàng)生.因此,高效教學(xué)理論為教師專業(yè)化發(fā)展進一步明確了路徑,提出了更高的要求.民族地區(qū)的數(shù)學(xué)教師除了需要具備PC(pedagogicalcontent)和MC(mathematicscontent)知識,并達成兩類知識間的融匯貫通外,還需要多元文化知識;除了具備數(shù)學(xué)素養(yǎng)和教育教學(xué)素養(yǎng)外,還需要具備多元文化素養(yǎng).在遵循繼續(xù)教育課程設(shè)置原則和細化課程層次結(jié)構(gòu)劃分的基礎(chǔ)上,繼續(xù)教育課程應(yīng)幫助教師增進對數(shù)學(xué)的深度理解,正確認識數(shù)學(xué)的本質(zhì),有效分析和利用學(xué)生已有的經(jīng)驗水平,創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)那榫骋l(fā)學(xué)生的積極參與,鋪設(shè)聯(lián)結(jié)已有認知經(jīng)驗水平與培養(yǎng)學(xué)生“數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗”目標的橋梁,幫助學(xué)生達到教師專業(yè)發(fā)展的“高效學(xué)習(xí)”.教師繼續(xù)教育課程的實施直接關(guān)系到數(shù)學(xué)教師繼續(xù)教育的質(zhì)量和效果.
3.1促進數(shù)學(xué)深度理解的策略
3.1.1案例分析促進數(shù)學(xué)概念的深度理解
數(shù)學(xué)概念是掌握數(shù)學(xué)原理和程序的基礎(chǔ).如果只是把數(shù)學(xué)當(dāng)成是一套需要掌握的原理和程序教給學(xué)生,學(xué)生將只會學(xué)到原理和程序,而把數(shù)學(xué)看作是集原理、程序、概念以及問題解決與一體的教學(xué),學(xué)生將會學(xué)到這三類知識,并且與只學(xué)技能和程序知識的學(xué)生表現(xiàn)的一樣好.[10]115增進教師對于概念的深度理解,繼續(xù)教育培訓(xùn)中可以提供概念教學(xué)相關(guān)案例,在案例的討論與辨析中,幫助教師認識到:通過教學(xué)設(shè)計創(chuàng)設(shè)情境,可以引導(dǎo)學(xué)生參與操作活動,從特例中尋找一般規(guī)律,在概念教學(xué)中理解數(shù)學(xué)是“模式的科學(xué)”,從而促進學(xué)生對概念的深度理解.比如,奇數(shù)與偶數(shù)概念教學(xué).教學(xué)案例一:可以讓學(xué)生嘗試用數(shù)字除以二,發(fā)現(xiàn)是否能夠整除的規(guī)律,再進行分類,由所舉實例中抽象得到奇數(shù)和偶數(shù)的概念.教學(xué)案例二:讓學(xué)生進行奇數(shù)、偶數(shù)性質(zhì)的探究.學(xué)生做出各種各樣的觀察,得到多樣的結(jié)論———偶數(shù)是能被2整除的數(shù)字;奇數(shù)和偶數(shù)交替出現(xiàn);每兩個相鄰的奇數(shù)之間有一個偶數(shù),每兩個相鄰偶數(shù)之間有一個奇數(shù).甚至有些學(xué)生嘗試操作兩個一堆擺木棒活動中,描述奇數(shù)和偶數(shù)的特征,定義偶數(shù)是“如果將一定數(shù)量的物體逐一成對排列(或挑出),當(dāng)操作完成時,沒有物體剩下,則此數(shù)為偶數(shù).”以上兩種教學(xué)案例中,案例二不是為了引出概念而強拉硬扯地進行“做作”的設(shè)計,而是順應(yīng)了更為“自然”的思維過程,在教學(xué)過程中體現(xiàn)“順流而下”自然的銜接,能夠充分調(diào)動學(xué)生的積極性,幫助學(xué)生理解概念的內(nèi)涵.雖然經(jīng)過操作活動,學(xué)生對于概念所下定義的描述不夠準確,但在概念描述不斷準確的過程中可以加深對于概念本質(zhì)屬性的理解,實現(xiàn)提高學(xué)生數(shù)學(xué)語言表達能力和培養(yǎng)數(shù)學(xué)交流活動經(jīng)驗的教育目標.
3.1.2數(shù)學(xué)專業(yè)素養(yǎng)中關(guān)注建構(gòu)知識點間的聯(lián)系
中學(xué)數(shù)學(xué)課程的選擇與編排整體上呈現(xiàn)螺旋上升的特點,隨著內(nèi)容體系的逐漸深化,學(xué)生知識面的開闊以及思維水平的發(fā)展,整個內(nèi)容體系才漸漸清晰起來.但就某個學(xué)段,某個單元而言,教材呈現(xiàn)的內(nèi)容卻往往是孤立的.同時,為了顧及到不同年齡段學(xué)生思維發(fā)展的不同水平,同一個內(nèi)容體系下對于不同的學(xué)段設(shè)立了不同的教學(xué)目標.學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中如果只是得到單個的知識點與片段,沒有形成有效的知識結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò),既不利于知識的記憶,又不利于知識的提取和靈活應(yīng)用.教師已經(jīng)“知道了現(xiàn)在所知道的東西……就像看得見的人可以告訴盲人如何去創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)”[11],學(xué)生建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)需要教師的引導(dǎo),只有教師具備較為宏觀的整體結(jié)構(gòu)觀念和建構(gòu)關(guān)聯(lián)的能力,才能夠有效地指導(dǎo)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí).因此,建構(gòu)知識點間的聯(lián)系應(yīng)該是教師專業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)的重要指標.比如,中小學(xué)數(shù)學(xué)中函數(shù)的思想,就學(xué)科縱向而言,教師應(yīng)該明確函數(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的過程.中小學(xué)數(shù)學(xué)教材編排的順序是:從小數(shù)與數(shù)四則運算中得到對應(yīng)的結(jié)果,到折線統(tǒng)計圖中的數(shù)量間對應(yīng)關(guān)系的體現(xiàn)以及初中段函數(shù)的“變量說”,再到高中段函數(shù)的“對應(yīng)說”,每個階段為適應(yīng)相應(yīng)學(xué)段的要求,表現(xiàn)出函數(shù)思想不同的層次水平.只有表現(xiàn)出整個基礎(chǔ)教育階段函數(shù)思想的層層遞進,做到“瞻前顧后”才能實現(xiàn)“潤物細無聲”的效果.就學(xué)科橫向而言,教師應(yīng)該明確函數(shù)與方程、不等式和數(shù)列之間密切的聯(lián)系.教師應(yīng)具備以函數(shù)為核心的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu),才能幫助學(xué)生構(gòu)建以函數(shù)為中心的知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),深入理解函數(shù)的思想和方法.
3.1.3數(shù)學(xué)問題解決中教師自我意義的建構(gòu)
本設(shè)計采用CAN總線作為數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)控制的通信方式,以ATMEL公司生產(chǎn)的AT91SAM9263 ARM芯片為主控單元,結(jié)合A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)、故障診斷專家系統(tǒng)實現(xiàn)某型火箭炮隨動系統(tǒng)的故障檢測??傮w設(shè)計框圖如圖1所示。
數(shù)據(jù)采集單元由信號調(diào)理模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊組成,其中信號調(diào)理模塊用于模擬信號的放大、濾波和提高電路負載能力,A/D轉(zhuǎn)換器完成模擬信號向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換,ARM主控單元實現(xiàn)系統(tǒng)控制與故障診斷,數(shù)據(jù)采集單元與ARM系統(tǒng)控制與故障診斷模塊之間以CAN 總線的方式進行通信,工作人員通過操作觸摸屏顯示界面完成故障檢測。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
2.1 數(shù)據(jù)采集單元
數(shù)據(jù)采集單元由信號調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換模塊組成,用于采集某型號火箭炮隨動系統(tǒng)液壓泵、高平機等被測部件的液壓或氣壓的狀態(tài)信號,其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
信號調(diào)理電路如圖3所示,采用OP27運算放大器進行設(shè)計,它的作用是把傳感器輸入的信號進行放大,同時利用其輸入阻抗高、輸出阻抗小的特點以滿足A/D轉(zhuǎn)換芯片對驅(qū)動源阻抗的要求。
A/D轉(zhuǎn)換電路將經(jīng)過信號調(diào)理模塊調(diào)理后的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,文中選用TLC2543CN和STC89C52分別作為A/D采樣芯片和微控制器[3],其設(shè)計如圖4所示。TLC2543CN是TI公司生產(chǎn)的12位串行模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,使用電容開關(guān)逐次逼近技術(shù),12位分辨率,10 μs的轉(zhuǎn)換時間,11路模擬輸入,輸出數(shù)據(jù)長度可通過編程調(diào)整[4]。A/D轉(zhuǎn)換模塊與51單片機之間以I2C總線的方式進行通信,只需要一條串行數(shù)據(jù)線SDA(DATA_OUT)和一條串行時鐘線SCL(CLOCK),具有接口線少,控制方式簡單,器件封裝形式小,通信速率較高等優(yōu)點?!〗?jīng)信號調(diào)理后的11路模擬量數(shù)據(jù)分別通過端口NO0?NO10進入TLC2543CN進行A/D轉(zhuǎn)換,TLC2543CN通過[CS],DATA_INPUT,DATA_OUT,MEOC,I/O CLOCK這5個引腳與STC89C52單片機進行通信。為了減小外界環(huán)境及器件本身引入的噪聲和擾動,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,在這5個信號與單片機之間進行光電耦合隔離處理。由于光信號的傳送不需要共地,所以可將光耦器件兩側(cè)的地加以隔離,達到提高系統(tǒng)信噪比的作用,光耦隔離器件選用Avago Technologies 生產(chǎn)的6N137,電路如圖5所示。需要注意的是,電路板中6N137兩端的電源不能共用,否則起不到隔離的作用。
2.2 CAN總線通信模塊
數(shù)據(jù)采集單元和ARM系統(tǒng)控制與故障診斷模塊之間以CAN總線的方式進行數(shù)據(jù)通信和控制。CAN總線具有可靠性高、實時性強、較強的抗電磁干擾能力、傳輸距離遠等特點,尤其適用于隨動系統(tǒng)傳感器多、各檢測點信息交換頻繁和干擾源復(fù)雜的情況。CAN總線通信模塊的實現(xiàn)有2種解決方案[5]:一類是采用帶有片上CAN的微處理器,如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等;另一類是采用獨立的CAN控制器,如Philips的SJA1000??紤]到應(yīng)用的靈活性,本文采用獨立的CAN控制器SJA1000。CAN總線通信模塊結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示,選用STC89C52單片機作為CAN總線通信模塊的微控制器,CAN總線控制器和收發(fā)器分別選用Philips公司生產(chǎn)的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN總線規(guī)范采用三層結(jié)構(gòu)模型,STC89C52單片機用以實現(xiàn)應(yīng)用層的功能,SJA1000和PCA82C250則分別對應(yīng)于數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。為了增強CAN總線通信模塊的抗干擾能力,在CAN控制器與CAN收發(fā)器之間進行光電耦合隔離處理,與數(shù)據(jù)采集單元一樣,本文也選用6N137進行處理。
CAN總線通信模塊接口電路主要由4部分組成:微控制器STC89C52、獨立CAN控制器SJA1000、光電隔離器件6N137和CAN總線收發(fā)器PCA82C250。微控制器STC89C52用于數(shù)據(jù)處理、實現(xiàn)對SJA1000的初始化、通過對SJA1000的控制實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送等通信任務(wù);獨立CAN控制器SJA1000和收發(fā)器PCA82C250經(jīng)過簡單總線連接可實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的全部功能。STC89C52通過DATA_INPUT向TLC2543CN發(fā)送一定格式的指令,在DATA_OUT引腳可獲取到A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù);由于SJA1000的數(shù)據(jù)線與地址線是共用的,所以將STC89C52的P0口與AD0?AD7直接連接的同時,還要將地址鎖存信號線ALE進行連接,以便區(qū)分在同一時刻AD線上傳遞的是地址還是數(shù)據(jù);SJA1000的中斷管腳INT連接單片機的外部中斷INT0;MODE管腳與高電平VCC連接以選擇Intel模式;為了保證上電復(fù)位的可靠,復(fù)位電路采用IMP708芯片進行智能控制,IMP708芯片集看門狗定時器、掉電檢測電路、電源監(jiān)控電路等于一體,保證SJA1000芯片的可靠運行;RX0和TX0是數(shù)據(jù)的收發(fā)管腳,經(jīng)光電耦合器件6N137后連接到CAN收發(fā)器上,用以電氣隔離;PCA82C250有3種工作模式:高速、斜率控制和待機,本文選擇斜率控制模式,通過在Rs引腳與地之間接一個100 kΩ的電阻來實現(xiàn);為了消除在通信電纜中的信號反射,提高網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的拓撲能力,需要在CAN總線兩端接入兩個120 Ω的終端電阻[5]。
2.3 系統(tǒng)控制與故障診斷模塊
數(shù)據(jù)處理與系統(tǒng)控制模塊采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT91SAM9263 ARM芯片作為主控單元,以觸摸屏作為人機交互方式完成系統(tǒng)控制和故障診斷。AT91SAM9263主頻 200 MHz;內(nèi)置CAN總線控制器,全面支持CAN2.0A和CAN2.0B協(xié)議;內(nèi)置TFT/STN LCD控制器,支持3.5~17英寸TFT?LCD 液晶屏,最高分辨率可達2 048×2 048??紤]到系統(tǒng)的可擴展性,本文將系統(tǒng)控制與故障診斷模塊單獨成板。技術(shù)保障人員可以通過操作觸摸屏上顯示的人機交互界面完成對隨動系統(tǒng)的故障檢測。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件設(shè)計主要分為A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù) 處理模塊、CAN總線通信模塊和系統(tǒng)控制與故障診斷模塊4部分。主流程圖如圖7所示,首先對STC89C52單片機進行初始化,包括CAN總線工作方式的選擇、驗收濾波方式的設(shè)置、驗收屏蔽寄存器和驗收代碼寄存器的設(shè)置、波特率參數(shù)設(shè)置、中斷允許寄存器的設(shè)置以及A/D轉(zhuǎn)換模塊的初始化等;當(dāng)單片機接收到故障檢測命令時,進行A/D采樣,然后由單片機對采集到的數(shù)據(jù)進行處理,通過量值轉(zhuǎn)換得到實際的工況數(shù)據(jù);最后由CAN總線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)控制與故障診斷模塊進行故障檢測,診斷結(jié)果由觸摸屏顯示以指導(dǎo)維修人員進行現(xiàn)場維修。
3.1 A/D轉(zhuǎn)換模塊軟件設(shè)計
A/D轉(zhuǎn)換模塊程序設(shè)計流程圖如圖8所示。
3.2 數(shù)據(jù)處理模塊軟件設(shè)計
數(shù)據(jù)采集過程中難免受到噪聲的影響,為了保證采到數(shù)據(jù)的準確性,可以對其進行一定的算法處理。本文在故障檢測時,對同一采樣點進行5次采樣,然后用快速排序算法對這5個數(shù)據(jù)進行排序,取中值作為故障檢測的有效數(shù)據(jù),以減小誤差帶來的影響。采集到的數(shù)據(jù)與實際值之間成嚴格的線性關(guān)系,將采集到的數(shù)據(jù)值乘以系數(shù)K即可獲得實際的工況數(shù)據(jù),其流程圖如圖9所示。
3.3 CAN總線通信模塊軟件設(shè)計
CAN總線通信模塊的程序設(shè)計主要分為初始化、數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收3個部分:
(1) 初始化。CAN總線初始化主要是對通信參數(shù)進行設(shè)置,通過對時鐘分頻寄存器、驗收碼寄存器、驗收屏蔽寄存器、總線定時寄存器和輸出控制寄存器的配置實現(xiàn)對CAN總線工作模式、接收報文的驗收碼、驗收屏蔽碼、波特率和輸出模式的配置和定義[7]。值得注意的是,這些寄存器的配置需要在復(fù)位模式下進行,因此在初始化前應(yīng)確保系統(tǒng)已進入復(fù)位狀態(tài)?!。?) 數(shù)據(jù)發(fā)送。本文采用查詢方式,進行CAN總線的數(shù)據(jù)發(fā)送,首先應(yīng)將CAN總線的發(fā)送中斷禁能。發(fā)送數(shù)據(jù)前,主控制器輪詢SJA1000狀態(tài)寄存器的發(fā)送緩沖器狀態(tài)位TBS以檢查發(fā)送緩沖器是否被鎖定,若發(fā)送緩沖器被鎖定,則CPU等待,直到發(fā)送緩沖器被釋放,然后將從現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)送緩沖區(qū)并置位命令寄存器的發(fā)送請求位TR,此時SJA1000將向總線發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖如圖10所示。
(3) 數(shù)據(jù)接收。同數(shù)據(jù)發(fā)送一樣,本文采用查詢方式進行數(shù)據(jù)的接收,也應(yīng)將CAN總線的發(fā)送中斷禁能。主控制器輪詢SJA1000狀態(tài)寄存器接收緩沖狀態(tài)標志RBS以檢查接收緩沖器是否已滿,若未滿則主控制器繼續(xù)當(dāng)前的任務(wù)直到檢查到接收緩沖器已滿,讀出緩沖區(qū)中的報文,然后通過置位命令寄存器的RRB位釋放接收緩沖器內(nèi)存空間。數(shù)據(jù)接收流程圖如圖11所示。
3.4 系統(tǒng)控制與故障診斷模塊軟件設(shè)計
系統(tǒng)控制與故障診斷模塊是在Linux平臺下利用Qt SDK開發(fā)完成的,數(shù)據(jù)庫采用嵌入式系統(tǒng)中廣泛采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫SQLite[8]。軟件采用模塊化設(shè)計思想,包括顯示界面、系統(tǒng)控制、檢測數(shù)據(jù)庫和故障診斷等4部分。系統(tǒng)界面基于QT/GUI開發(fā),用于故障檢測結(jié)果顯示、調(diào)取數(shù)據(jù)庫輔助人工診斷等人機交互;系統(tǒng)控制模塊用于系統(tǒng)啟動與關(guān)閉、初始化及多線程處理;檢測數(shù)據(jù)庫用于對專家系統(tǒng)中經(jīng)驗知識、故障診斷規(guī)則集進行組織、檢索和維護,及用于存儲系統(tǒng)采集的工況參數(shù);故障診斷模塊是該檢測裝置核心,本文利用故障診斷專家系統(tǒng)對隨動系統(tǒng)進行故障診斷,給出診斷結(jié)果??紤]到故障診斷的實時性要求,程序采用多線程編程來實現(xiàn)。
圖10 CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)送程序設(shè)計流程圖
圖11 CAN總線數(shù)據(jù)接收程序設(shè)計流程圖
4 結(jié) 語
為了測試隨動系統(tǒng)故障檢測裝置在各種情況下的故障檢測能力, 本文通過人為制造故障的方式對該系統(tǒng)進行了大量實驗。在反復(fù)的實驗中,該系統(tǒng)均能正確定位故障,充分驗證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片為核心基于CAN總線隨動系統(tǒng)故障檢測裝置,可實現(xiàn)對隨動系統(tǒng)液壓、氣壓、電壓等工況參數(shù)的測量,經(jīng)故障診斷專家系統(tǒng)的推理,實現(xiàn)以自動故障診斷為主、人工診斷為輔的故障檢測。文中采用的CAN總線通信方式使整個系統(tǒng)簡潔緊湊、具有較強的抗干擾能力和實時性,這種CAN總線通信方案不但可用于隨動系統(tǒng)故障檢測裝置的研發(fā),還可推廣至其他模擬量信號的機電設(shè)備故障檢測,尤其是多機組的分布式狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中,具有非常實用的應(yīng)用前景。
參考文獻 本文由wWW. DyLw.NeT提供,第一 論 文 網(wǎng)專業(yè)寫作教育教學(xué)論文和畢業(yè)論文以及服務(wù),歡迎光臨DyLW.neT
. Industrial Electronics, 2000, 47(4) : 951? 963.
[2] 張立云,宋愛國,錢夔,等.基于CAN總線的偵察機器人控制系統(tǒng)設(shè)計[J].測控技術(shù),2013,32(1):65?68.
[3] 姚遠,王賽,凌毓?jié)?TLC2543在89C51單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2003,29(9):37?38.
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)30-0104-03
《C語言程序設(shè)計》是針對我校理工類專業(yè)大一新生所開設(shè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,該課程是目前高校最流行和實用的一種計算機高級程序設(shè)計語言,是進行程序設(shè)計教學(xué)和計算機軟件開發(fā)的主要工具之一,也是理工類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)其他相關(guān)專業(yè)課程的一座重要橋梁,因此,該門課程一直是高校所開設(shè)的高級語言課程之一。
1 現(xiàn)狀分析
筆者通過問卷調(diào)查的方式,了解目前我校教師在《C語言程序設(shè)計》這門課程教學(xué)方面的現(xiàn)狀及學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,分析,總結(jié)了師生普遍感到這門課程難教、難學(xué)的原因,覺得有以下幾個方面。
1.1 我校學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性處于比較低層次
大多數(shù)學(xué)生是少數(shù)民族,入校時學(xué)習(xí)基礎(chǔ)比較薄弱,對中文的學(xué)習(xí)能力和理解能力比較弱,邏輯思維能力和動手能力相對比較差,對學(xué)習(xí)的自信心不太強,學(xué)習(xí)的主動性和積極性也有所欠缺,大部分同學(xué)自主獲得知識的能力偏差,總的來說,他們的學(xué)習(xí)能力處于較低層次,學(xué)習(xí)方法比較落后,在學(xué)習(xí)過程中,對中文的理解能力欠佳,大多同學(xué),不理解課堂上老師所講的內(nèi)容,只會采用死記硬背的方法,被動地記憶教師講授的基本概念、語法知識等,上機也只會調(diào)試程序,根本設(shè)計不出程序,對上機實踐操作興趣不高,缺乏對所學(xué)知識的綜合運用能力,不會舉一反三,給自己增大了莫名的學(xué)習(xí)負擔(dān),編程上遇到一些困難就容易退縮。尤其是在大一第二學(xué)期階段,有不少學(xué)生對計算機的基礎(chǔ)知識及操作還不太熟悉,程序設(shè)計課程對初學(xué)計算機的非計算機專業(yè)學(xué)生來說顯得更加抽象、一些程序設(shè)計的流難以理解,這往往是導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高,產(chǎn)生畏難、甚至恐懼情緒的原因,最終導(dǎo)致厭學(xué)的后果。
1.2 教學(xué)內(nèi)容的組織不太合理
教學(xué)內(nèi)容的組織和教學(xué)方法對培養(yǎng)和增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)信心起著極為重要的作用。《C語言程序設(shè)計》這門課一般都是在大一階段第二學(xué)期開設(shè),此時學(xué)生對計算機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理有了一定的了解,但對高級語言程序設(shè)計方面的內(nèi)容,了解的甚少。因此,針對我校學(xué)生的基礎(chǔ)特點,現(xiàn)對《C語言程序設(shè)計》這門課程內(nèi)容進行提煉,減少傳統(tǒng)的C語言教材較為復(fù)雜語法知識、算法等知識,傳統(tǒng)教材一開始上來的幾節(jié)課便是介紹和計算機硬件結(jié)合緊密術(shù)語、數(shù)據(jù)類型、語法規(guī)則,算法流程等基本概念,學(xué)習(xí)內(nèi)容顯得相當(dāng)?shù)某橄?、繁雜、枯燥,新概念名詞和規(guī)則如排山倒海般涌來,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺學(xué)習(xí)的內(nèi)容相當(dāng)多,而且比較枯燥乏味、跟實際生活毫無關(guān)聯(lián),頓感學(xué)習(xí)壓力很大,對程序設(shè)計的好奇心和期待隨著前幾節(jié)課云山霧罩般語法知識和規(guī)則的涌來消失殆盡,一開始滿懷的學(xué)習(xí)熱情受到壓抑,因而失去進一步的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)信心,失去學(xué)習(xí)動力,甚至有極少學(xué)生因而產(chǎn)生畏懼情緒選擇放棄,不利于課程的進一步學(xué)習(xí)。
1.3 上機實踐存在問題
《C語言程序設(shè)計》是一門實踐性很強的課程,主要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和編程能力,所以,實踐教學(xué)對這門課程來講,非常重要,很多理論知識必須要通過上機動手調(diào)試才能夠加深理解,幫助學(xué)生掌握和鞏固所學(xué)知識。目前,許多高校的《C語言程序設(shè)計》這門課程的考試形式基本上是采用筆試,考試的主要內(nèi)容僅僅是對所學(xué)的理論知識進行檢測。這種考試形式使得學(xué)生在平時只注重理論知識的學(xué)習(xí),不太重視實驗實踐的環(huán)節(jié),另外,也有因為硬件環(huán)境或課時原因而造成學(xué)生上機實踐課時不足,使得學(xué)生的理論知識學(xué)習(xí)與實踐環(huán)節(jié)脫節(jié),反過來影響了對理論知識的深入理解和掌握。
2 教學(xué)內(nèi)容的改革
重構(gòu)《C語言程序設(shè)計》課程教學(xué)大綱,包括理論教學(xué)大綱和實踐教學(xué)大綱,課程內(nèi)容分為2個階段,第一階段C語言基礎(chǔ),第二階段是程序設(shè)計。制定的新課程教學(xué)大綱“本著理論夠用,重在實踐”的教學(xué)理念,強調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、程序設(shè)計能力和對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力。教學(xué)內(nèi)容由淺入深,由易到難,降低程序設(shè)計的難易程度,加強程序設(shè)計中分析問題和解決問題的深度和廣度,教學(xué)內(nèi)容循序漸進,螺旋式上升。增加新知識、新理論以及交叉學(xué)科知識的介紹,補充教材難以編入的學(xué)科發(fā)展的前沿知識,充分體現(xiàn)該課程教學(xué)大綱的系統(tǒng)性、實用性、實踐性、科學(xué)性、先進性。
該門課程的開設(shè)64課時,其中理論32課時,實踐32課時,在教學(xué)實施過程中,在充分掌握理論知識的同時,加強實踐教學(xué)。通過修訂教學(xué)大綱、課程標準、授課計劃等相關(guān)教學(xué)文件,著力加強實踐教學(xué),并對實踐過程進行單獨考核。另外,為了彌補不同層次學(xué)生對不同知識的需求情況,將實驗項目計劃增設(shè)了選做內(nèi)容和必做項目,要求學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況選做相應(yīng)的項目,利用業(yè)余時間完成。在實踐教學(xué)過程中推行“項目驅(qū)動、小組合作”的實踐教學(xué)模式。選擇趣味性強且與學(xué)生生活貼近的項目作為教學(xué)主線,合理布局第一個項目,將每個實踐項目分解成一個個體現(xiàn)相關(guān)的知識點又與實際生活緊密相連的子項目,對應(yīng)理論教學(xué)的各個教學(xué)知識點,把相關(guān)的知識點融入到項目的各個環(huán)節(jié)中去,層層推進項目。通過對項目中的問題的深化和知識點的補充,來拓寬學(xué)生對所學(xué)知識的深度理解,實現(xiàn)獨立完成項目的目的,從而達到學(xué)習(xí)知識、培養(yǎng)能力,提高實踐能力的目的。
另外,在教學(xué)內(nèi)容的選擇上,尤其是介紹新內(nèi)容時,避免選取復(fù)雜程序或?qū)W生不熟悉的數(shù)學(xué)、物理等問題作為案例,盡量選擇學(xué)生平常比較熟悉的問題來進行分析講解程序設(shè)計。在學(xué)生了解了新的知識點及新的編程方法后,再擴展介紹新方法的應(yīng)用和一些常見的技巧,由淺入深,有利于學(xué)生了解掌握有一定難度但常用的一些編程技巧。
在教學(xué)內(nèi)容的安排上,以程序設(shè)計思想為教學(xué)內(nèi)容的主線,圍繞著一個學(xué)生熟悉項目,努力讓學(xué)生能主動而非被動接受新教學(xué)內(nèi)容。用教學(xué)項目把整個課程諸多關(guān)聯(lián)的知識點有機地聯(lián)系起來,緊緊圍繞著一個案例,如學(xué)生進行計算器的設(shè)計,從這個主題出發(fā),循序漸進,逐漸延伸、拓展,隨著帶領(lǐng)學(xué)生不斷提出新的用戶需求并主動設(shè)法解決,引出能滿足新要求的方法和相關(guān)知識點。
3 教學(xué)方法的改革
按照我校學(xué)生的實際情況,制定符合我校學(xué)生實際的課程標準、教學(xué)大綱,圍繞本課程的教學(xué)目標,根據(jù)《C語言程序設(shè)計》課程和學(xué)生的特點,按“夠用、實用”為原則對傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容進行重新組織,合理取舍設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容上舍棄了一些不常用的語法和章節(jié),注重強調(diào)基礎(chǔ)性、實用性和實踐性,同時,兼顧教學(xué)和自學(xué)兩方面的適用性。例如:可以先帶領(lǐng)學(xué)生完成一個簡單的項目――設(shè)計一個簡單“加減乘除”的計算器程序,做簡單的輸入二個數(shù)據(jù)、然后計算結(jié)果和輸出計算結(jié)果的工作,而后再給學(xué)生進一步講解完成每一步工作所用的相關(guān)語法知識和需要注意的問題。而學(xué)生對兩個數(shù)據(jù)的“加減乘除”的處理方法很熟悉,學(xué)生通過把平常熟悉的工作用計算機語言描述出來并在計算機上運行得到所需的工作結(jié)果,讓學(xué)生體會到C語言程序的神奇而不神秘,有趣而不難學(xué),體會到用計算機解決問題步驟的條理性、邏輯性和掌握相關(guān)語法知識的重要性,減少、消除學(xué)生初學(xué)程序設(shè)計語言時的神秘感和恐懼感,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。
形成“三結(jié)合一補充”的教學(xué)方法,即:“理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合、自主學(xué)習(xí)與過程評價相結(jié)合、平時考核與開放考試相結(jié)合,模擬項目對課堂教學(xué)進行補充”的教學(xué)方法;充分利用信息技術(shù)手段,滿足學(xué)生的個性化發(fā)展,包括多媒體教學(xué)手段、網(wǎng)絡(luò)課堂、數(shù)字圖書館等。
3.1 采用任務(wù)驅(qū)動式的項目教學(xué)法
在理論教學(xué)過程中,拋棄傳統(tǒng)的從介紹基本概念、語法知識和規(guī)則再到舉例說明它們的應(yīng)用的教學(xué)方法,采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法。在教學(xué)過程中,全程貫穿任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)的思想,按照提出問題、分析問題、解決問題的邏輯思路,引導(dǎo)學(xué)生主動參與從接受任務(wù)到如何完成任務(wù)的整個過程中,改變以往的被動接受為主動學(xué)習(xí),充分發(fā)揮主觀能動性,積極地思考、學(xué)習(xí)和掌握編程知識和編程方法,鍛煉提高分析問題和解決問題的邏輯思維能力。
3.2 采取有效的講課方法
在課堂教學(xué)過程中,采取有效的講課方法,調(diào)動學(xué)生積極性。如采用師生互動法,避免傳統(tǒng)的“滿堂灌”、“填鴨式”教學(xué)方法,以免學(xué)生因被動學(xué)習(xí)產(chǎn)生抵觸情緒。加強師生互動,采用小組合作的教學(xué)模式,融“教學(xué)做”為一體,引領(lǐng)學(xué)生積極參與教學(xué)中,主動提問題,積極思考解決問題。在利用基礎(chǔ)知識解決問題的過程中,培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力,適時提出或引導(dǎo)學(xué)生提出一些進一步的要求,拓展學(xué)生的思路,讓學(xué)生從如何編出程序能解決問題再進一步提高到如何把問題解決的巧妙些、任務(wù)完成的更好些、程序的質(zhì)量更高些,培養(yǎng)學(xué)生的問題求解、編程及創(chuàng)新能力。
圖1 采用“教、學(xué)、做一體化”的教學(xué)模式圖
對于重點、難點的問題,要采取有效的講課方式和思路進行講解,如啟發(fā)式、循序漸進式、師生互動式、實例法、類比法等方法,可以有效突出重點、化解難點。如幫助學(xué)生對循環(huán)控制變量作用的理解,可以類比環(huán)形跑道上的長跑裁判員統(tǒng)計運動員所跑的圈數(shù)并給出最終判斷。
對于一些比較抽象的、難于理解的內(nèi)容,借助動畫將其轉(zhuǎn)化為直觀的形象便于學(xué)生理解。如講解數(shù)據(jù)冒泡排序時,我們老師做了教學(xué)動畫幫助學(xué)生理解一組數(shù)據(jù)排序的過程及最后最終結(jié)果,這樣學(xué)生對抽象的一組數(shù)據(jù)的排序就容易理解了。
在教學(xué)手段上,充分利用多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)板書的優(yōu)勢互補,在碰到難點內(nèi)容時,我們制作微課,幫助同學(xué)們理解較為抽象的內(nèi)容。使用多媒體電子課件和微課相結(jié)合的方式,演示程序設(shè)計中的難點部分,提高教師、學(xué)生的教、學(xué)效率,利用微課,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此,結(jié)合傳統(tǒng)板書來講課,寫出重點難點,畫龍點睛,幫助學(xué)生加深對重點內(nèi)容的印象,理清程序運行過程中的數(shù)據(jù)變化情況。尤其在初期講解程序設(shè)計時,利用板書逐步寫出程序的效果更好些,這樣在整個板書過程中能夠有效控制要講解的內(nèi)容,思考、提問、修改等環(huán)節(jié)有機結(jié)合起來。使得學(xué)生的思路能與教師的講解保持同步。
3.3 實驗教學(xué)的改革
讓學(xué)生明確編程理論知識必須要通過上機動手調(diào)試才能加深理解和掌握,思維能力、編程能力等都需要通過實踐教學(xué)來培養(yǎng),建立重視實踐教學(xué)的新理念,主動積極參與實踐教學(xué)。將實驗內(nèi)容設(shè)為基本篇和提高篇,基本篇用以鍛煉學(xué)生應(yīng)用基本知識編程解決簡單問題。在此基礎(chǔ)上提出更高的要求,設(shè)為提高篇用以鍛煉學(xué)生能靈活運用所學(xué)知識編程解決較為復(fù)雜的問題,培養(yǎng)學(xué)生探索創(chuàng)新能力和實踐能力。
為保證實驗的效果,要求學(xué)生必須做好上機前準備,設(shè)計源程序和調(diào)試中可能會出現(xiàn)的問題及解決方法,實驗結(jié)束上交源程序,課后上交實驗報告。
3.4 建設(shè)多元的立體化教材
積極進行立體化教材的建設(shè)和實踐。其中包括教材、教學(xué)大綱、實驗大綱、實驗指導(dǎo)、教案、電子多媒體課件、微課堂、教學(xué)網(wǎng)站、題庫、習(xí)題集等。 出版1部教材。由筆者參編的《C語言程序設(shè)計項目教程》是以項目教學(xué)為編寫思想,在該教材中融入大量最新的以同學(xué)們生活非常貼近具有趣味性的教學(xué)案例和操作性非常強的實例,力求提高教材的通讀性和實用性,強化學(xué)習(xí)實踐操作能力,做到“教師易教,學(xué)生易學(xué),技能實用”。
教案中除教學(xué)目的與要求、教學(xué)重點和難點、教學(xué)內(nèi)容等內(nèi)容外,根據(jù)《C語言程序設(shè)計程序設(shè)計》課程特點,編寫了課后的作業(yè)題、思考題等內(nèi)容,電子教案內(nèi)容非常充實,充分體現(xiàn)了教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的互動;在多媒體課件內(nèi)容的設(shè)計上,盡量簡明扼要,突出重點,只要有用的;知識點之間的銜接思路清晰,既包括了教材的所有內(nèi)容,在又能激發(fā)少數(shù)民族學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,取得良好的教學(xué)效果;本課程電子課件、作業(yè)、課后思考題、教學(xué)大綱等均通過網(wǎng)絡(luò)以精品課程的形式對全校所有同學(xué)開放,另外有充足的網(wǎng)絡(luò)教育資源加上對于該門課程的難點內(nèi)容利用微課來展現(xiàn),這些對提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,發(fā)揮了積極作用。
4 考核方式的改革
考核對學(xué)生的學(xué)習(xí)起著重要的引導(dǎo)和促進作用。改變以往以筆試為主的考試方式為全面考核,既要考核學(xué)生的理論知識,也考核學(xué)生上機動手實踐能力。為了更加公平、公正的檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,體現(xiàn)教學(xué)改革的效果,《C語言程序設(shè)計》課程采取“過程考核”和“期末考試”相結(jié)合的方式,改變傳統(tǒng)的一考定成績的方式,過程考核是以上機操作為主,突出學(xué)生的實踐能力的培養(yǎng),在進行完一個知識點的學(xué)習(xí)后,就進行相應(yīng)的考核,讓學(xué)生更好地掌握自己的學(xué)習(xí)情況,以及與同學(xué)之間的差距,根據(jù)考核結(jié)果調(diào)整學(xué)習(xí)計劃;期末考試,以試卷考核為主,主要考查同學(xué)對所學(xué)理論知論的綜合應(yīng)用能力。
5 評價方式的改革
在《C語言程序設(shè)計》這門課程的教學(xué)改革中,對考核的評價方式作了大量的修改,制定了符合我校學(xué)生實際,又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的考核方式。在該門課程的考試中,除了期末的考試由教師來評價之外,對學(xué)生的實踐操作采取了過程性的考核方式,其中過程性的考核采用了“學(xué)生評價、學(xué)生互評、教學(xué)評價”等多種評價方式,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
6 總結(jié)
本課程的教學(xué)改革在我校實施一年以來,取得了一定的成效,但教改成果與國家精品課程標準有相當(dāng)大的差距和不足,我們將繼續(xù)加大《C語言程序設(shè)計》這門課程的教學(xué)改革國度,加強教學(xué)研究,發(fā)表高水平教學(xué)論文,完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,加強課程在線學(xué)習(xí)手段,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,最終增強學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力。
參考文獻:
眾所周知,在計算機產(chǎn)業(yè)中,硬件和軟件的發(fā)展一向是相輔相成、互相促進的。多核這場硬件的革命自然也帶動了軟件的革命。隨著計算機體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展,多核平臺得到了越來越廣泛的應(yīng)用。多核平臺與并行計算理論相結(jié)合,以多線程并行的方式使應(yīng)用程序性能大為提高。
結(jié)合多核產(chǎn)業(yè)技術(shù)性和國際化需求,浙江大學(xué)計算機學(xué)院對多核教學(xué)課程內(nèi)容體系、實踐體系、教學(xué)方法和手段、實驗環(huán)境建設(shè)、教材與教學(xué)論文建設(shè)、課程推廣等多方面進行改革。在結(jié)合浙江大學(xué)計算機學(xué)院在體系結(jié)構(gòu)、多核調(diào)優(yōu)軟件這兩方面的優(yōu)勢的同時,借鑒CC2004和CE2005的課程體系設(shè)計理念,緊密聯(lián)系學(xué)院各門課程的技術(shù)要點,建立系統(tǒng)的面向多核軟件設(shè)計為主的課程內(nèi)容體系。
概括起來,這個體系可以分成三個層次:首先是前序知識介紹。包括計算機體系結(jié)構(gòu)、大規(guī)模集成電路、多核芯片、多核系統(tǒng)軟件、并行編譯技術(shù),等。其次是重點掌握知識介紹,包括并行算法的基本原理、多線程設(shè)計方法,OpenMP、MPI設(shè)計方法,等。最后是提高和深入知識介紹,包括多核性能分析、多線程糾錯、多核調(diào)優(yōu),等。
2 課程實施與改革
2.1知識點劃分
多核技術(shù)涉及的知識點如圖1所示。這些多核技術(shù)相關(guān)的知識點都需要在多核課程中涉及。
所有這些多核技術(shù)相關(guān)的知識點中,一部分屬于多核編程技術(shù)與技巧,可以結(jié)合多核編程工具與性能調(diào)優(yōu)工具,通過編程實踐鍛煉學(xué)生對多核編程能力的培養(yǎng)。另一部分屬于并行計算機與數(shù)字芯片技術(shù)方向的最前沿,可以作為研究生的課程,擴大學(xué)生們的知識面,了解計算機體系結(jié)構(gòu),并行計算和芯片設(shè)計技術(shù)等領(lǐng)域的最新熱點。
2.2教學(xué)大綱體系建設(shè)
課程組多次組織國內(nèi)高校召開多核課程體系的研討會,與高校教師們研討多核課程的內(nèi)容架構(gòu),互相促進課程體系的完善。另外,還積極走出國門,參與2007年印度舉辦的亞洲學(xué)術(shù)論壇,與亞洲各大學(xué)分享課程組的教學(xué)成果。課程組多次參與教育方面的國際會議,充分與國際教育家探討該課程的國際化建設(shè)。
教學(xué)隊伍中除了本校教師以外,還邀請了國外著名專家進行授課,2005年以來,邀請了日本法政大學(xué)李亞民教授累計講授了48課時課程,2007年,邀請了英特爾公司資深工程師進行課程講座。
2.3教學(xué)實踐與教學(xué)改革
以往的程序設(shè)計教學(xué),或少有具體實驗案例,或過于側(cè)重某個具體案例分析而忽略了知識結(jié)構(gòu)的完整培養(yǎng);或只注重于硬件底層開發(fā)技術(shù)卻未能有上層軟件的輔助,或只注重于上層軟件開發(fā)卻未能深入到硬件底層,形成不了一個完整的多核系統(tǒng)解決方案。針對上述問題,課程組提出以多核硬件體系結(jié)構(gòu)為切入點,采用理論指導(dǎo)、課程實驗奠基,走出課堂融入社會與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用相結(jié)合的教學(xué)理念,并以此設(shè)計完成一套多核系統(tǒng)課程實驗體系。
在課外實踐上,課程小組采用項目申請討論形式,讓學(xué)生進行自由發(fā)揮,鼓勵學(xué)生提出自己的研究方案,對于具有創(chuàng)新意義的方案,課程小組依托多核實驗室,支持學(xué)生參加學(xué)生科研項目(SRTP)和多核程序設(shè)計競賽,并給予一定的專項科研經(jīng)費的支持,授予第二課堂學(xué)分,極大的激發(fā)了學(xué)生的實踐熱情。課程組還獲得了國家大學(xué)生創(chuàng)新計劃的支持。
2. 4教學(xué)條件與教學(xué)環(huán)境建設(shè)
為了建立良好、可持續(xù)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境,課程組加強教學(xué)條件建設(shè),挖掘網(wǎng)絡(luò)資源,并通過自主開發(fā)、校企合作等方式建立了良好的教學(xué)實驗條件。
課程小組利用所依靠的強大教學(xué)與科研力量開辦了專門的教學(xué)網(wǎng)站(網(wǎng)址為multicore.zju.edu.cn或multicore.net.cn)。網(wǎng)站內(nèi)容包括了多核教學(xué)課件、實驗代碼、最新的多核研究文獻等內(nèi)容,充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)多核課程的積極性,起到了良好的效果。
考慮到大多數(shù)開發(fā)人員都沒有雙核機器,Intel提供的開發(fā)軟件價格貴,而多核環(huán)境下的編程開發(fā)是趨勢。因此,網(wǎng)站還提供了2臺多核的計算機,連接在網(wǎng)通與電信的網(wǎng)絡(luò)上,提供遠程桌面連接,使缺少多核軟硬件的同學(xué)們能方便地使用這兩臺計算機。使用中保證“單人單機模式”,多核服務(wù)器實行單用戶使用制度,在任何時段只有一個用戶登錄使用,保證獨自享受多核的處理能力。
近兩年來,多核技術(shù)突飛猛進,硬件平臺進步十分明顯。為了跟上發(fā)展潮流,為學(xué)生提供最前沿的信息和知識,教學(xué)組在保證教學(xué)體系不變的情況下,對實驗設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容、實驗設(shè)置等進行了多次更新,其中在短短一年內(nèi),實驗設(shè)備進行了五次大規(guī)模的跟新?lián)Q代。
(1)2006年4月,英特爾捐贈了inteI core due計算機12臺,軟件12套。
(2)2006年7月,購置了80套intelcore due計算機。
(3)2006年10月,英特爾贈送了80套軟件授權(quán)。
(4)2007年4月,英特爾贈送了8核計算機、4核服務(wù)器各1套。
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7503(2015)17-0066-02
在社會與經(jīng)濟快速發(fā)展的推動下,信息技術(shù)在生活與工作中的應(yīng)用日漸廣泛,熟練運用信息技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代人的一項必備技能。新課程改革將信息技術(shù)教學(xué)納入高中教學(xué)范疇,在經(jīng)過多年的運用和發(fā)展后,高中信息技術(shù)教學(xué)逐步從基礎(chǔ)應(yīng)用教學(xué)過渡到課堂實用性教學(xué),其對于學(xué)生技能的完善以及素質(zhì)的全面提升具有重要影響。因此,探討如何提高高中信息技術(shù)課堂教學(xué)的有效性具有積極的現(xiàn)實意義,只有真正實現(xiàn)教師“教”的有效和學(xué)生“學(xué)”的高效,才能提升學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量。筆者結(jié)合教學(xué)過程中的實踐經(jīng)驗,淺談提高高中信息技術(shù)課堂教學(xué)有效性的幾點體會。
一、應(yīng)善于創(chuàng)設(shè)課堂情境,積極引導(dǎo)學(xué)生展開探究
創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境對于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒有極大的推動作用,教師應(yīng)合理選擇課堂情境素材,在激活學(xué)生知識與技能的基礎(chǔ)上,合理設(shè)計情境,并側(cè)重學(xué)生信息素養(yǎng)的積淀。信息技術(shù)學(xué)科中的技術(shù)與技巧豐富而復(fù)雜,教師在教學(xué)過程中需要將此類知識詳細講授給學(xué)生。信息技術(shù)學(xué)科的首要特性是應(yīng)用性,學(xué)生理解和掌握的技術(shù)都最終服務(wù)于應(yīng)用,一旦學(xué)習(xí)失去了應(yīng)用性,則猶如無源之水、無本之木。以往信息技術(shù)教學(xué)很容易受到應(yīng)試教育氛圍的影響,教師在教學(xué)形式方面也拘泥于傳統(tǒng)方法,不夠靈活,而在教學(xué)過程中過于強調(diào)講解和分析技術(shù),對于應(yīng)用型學(xué)科這一本質(zhì)意義有所忽視。所以,我們應(yīng)革新以往技術(shù)型講授模式,以富有意義和實用性的情境教學(xué)為主,提高信息技術(shù)教學(xué)的有效性。
例如:在講授《Photoshop圖像處理》時,筆者為學(xué)生提供了兩種圖片對比的情景活動,引導(dǎo)學(xué)生細致觀察并對比找出兩張圖片的差異。發(fā)現(xiàn)差異以后,進一步引導(dǎo)學(xué)生思考應(yīng)該采取何種工具將兩張圖片變得更為相似,學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與求知欲得到激發(fā),積極運用軟件中的“選框”、“套索”、“魔術(shù)棒”等工具自主探究,并最終成功。在此過程中,學(xué)生的求知欲在情境中被有效激發(fā),更有利于其展開自主性探究式學(xué)習(xí)。
二、通過小組合作以及任務(wù)驅(qū)動方式改善教學(xué)效果
任務(wù)驅(qū)動教學(xué)是一種有效且應(yīng)用廣泛的教學(xué)方法,其對于激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)主動性有很大影響。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)水平參差不齊,如果教師只使用統(tǒng)一演示和個別輔導(dǎo)的教學(xué)方法,難以收到滿意的效果。筆者在以往教學(xué)實踐中采用協(xié)作學(xué)習(xí)法與任務(wù)驅(qū)動法聯(lián)合的方案,在結(jié)合自由分組與異質(zhì)分組兩種方式合理劃分學(xué)習(xí)小組,或結(jié)合學(xué)生的興趣愛好、個性差異以及能力水平進行分組,其中會存在由部分組員完成所有任務(wù)的現(xiàn)象。因此,組內(nèi)應(yīng)首先明確責(zé)任制,將學(xué)習(xí)任務(wù)合理分配到個人,并確保其順利實現(xiàn)預(yù)定目標。這種教學(xué)方法有利于改善學(xué)生之間的關(guān)系,彼此自愿提供幫助,彼此信賴,學(xué)生的團隊意識和協(xié)作能力明顯提升。
以《程序設(shè)計》為例,筆者給出了一項課堂學(xué)習(xí)任務(wù),要求學(xué)生設(shè)計包括程序以及界面在內(nèi)的簡單計算器,學(xué)生可以選擇小組合作完成課堂任務(wù)。在此情況下,學(xué)生根據(jù)個人策劃能力、審美設(shè)計水平以及編程能力進行異質(zhì)分組,在一定意義上實現(xiàn)了人力資源的合理化配置,學(xué)生之間能夠相互學(xué)習(xí),彼此幫助和依賴,其學(xué)習(xí)效率明顯提升。
三、展示學(xué)生作品并給予客觀評價
如上所述,筆者在布置教學(xué)任務(wù)后,引導(dǎo)學(xué)生利用所掌握的知識技能完成作品,并通過自評、互評和師評三種途徑評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。其中,學(xué)生通過自評了解自身情況;通過互評汲取他人的優(yōu)點與長處,并幫助其他學(xué)生樹立自信、深度認識自我;通過師評關(guān)注自身存在的問題與優(yōu)點,最終在原有基礎(chǔ)上不斷前進和發(fā)展,更好地實現(xiàn)個人價值。
以flash動畫設(shè)計《飛舞的蝴蝶》教學(xué)為例,筆者引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思考,充分發(fā)揮想象力,然后,制作出以“蝴蝶飛舞”為主題的動畫,并要求采用“路徑動畫”處理整部動畫,采用影片剪輯處理蝴蝶。學(xué)生完成作品后,筆者一一審查學(xué)生作品,并要求學(xué)生就任務(wù)完成效果做出自我評價,并通過電子教室軟件進行教師點評。學(xué)生的積極性與學(xué)習(xí)熱情得到激發(fā),能夠充分發(fā)揮創(chuàng)造力與想象力,其設(shè)計出的動畫也更為生動和鮮活。
四、結(jié)束語
綜上所述,高中教師應(yīng)著眼于信息技術(shù)教學(xué)實際,對課堂教學(xué)加以優(yōu)化,以素質(zhì)教育為根本,提高學(xué)生的自信心與自覺性,確保學(xué)生高效學(xué)習(xí)。同時,高中信息技術(shù)教師應(yīng)采取各種手段與方法改進課堂教學(xué),開展有效教學(xué),才能確保課堂教學(xué)活動的有序性與高效性,才能全面培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng),提升課堂教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻: 本文由wWw.DyLw.NeT提供,第一論 文 網(wǎng)專業(yè)教育教學(xué)論文和以及服務(wù),歡迎光臨dYlw.nET