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關(guān)鍵詞:智能控制;感知器;教案設(shè)計(jì);教學(xué)實(shí)踐
作者簡介:黃從智(1982-),男,湖北浠水人,華北電力大學(xué)控制與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院,副教授;白焰(1954-),男,遼寧沈陽人,華北電力大學(xué)控制與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院,教授。(北京 102206)
基金項(xiàng)目:本文系北京高等學(xué)校青年英才計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):YETP0703)、北京市共建項(xiàng)目專項(xiàng)資助的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2014)14-0095-02
智能控制是自動(dòng)化專業(yè)本科高年級(jí)必修課程,智能控制課程涵蓋專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化計(jì)算等四大主要模塊,是一門跨學(xué)科課程,基本概念和教學(xué)內(nèi)容極其豐富,應(yīng)用范圍十分廣泛。[1]該課程一般以“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“線性代數(shù)”為先修課程,作為研究生課程的學(xué)科前沿類概論課程,其主要目的是引導(dǎo)學(xué)生掌握智能控制理論的基本概念、思想方法,了解其能解決的實(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力,提高分析、解決實(shí)際問題的能力。[2-5]為使學(xué)生在有限課堂時(shí)間內(nèi)在理論學(xué)習(xí)和仿真實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面都有所收獲,筆者結(jié)合近幾年的教學(xué)實(shí)際,從學(xué)生實(shí)際出發(fā),貼近工業(yè)過程控制實(shí)際,不斷優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式,在理論教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式等方面進(jìn)行了一系列持續(xù)的探索和研究,在教學(xué)實(shí)踐中不斷反復(fù)總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化教案,根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況不斷改進(jìn)教學(xué)方式,取得了較好的教學(xué)效果。
感知器是最簡單也最基本的人工網(wǎng)絡(luò)模型,掌握好感知器的基本數(shù)學(xué)模型對(duì)于學(xué)習(xí)掌握人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有非常重要的意義。[6]本文以“感知器”這堂課的教案設(shè)計(jì)優(yōu)化與教學(xué)實(shí)踐為例,力圖在智能控制教學(xué)方面做出一些有益的探索,為培養(yǎng)工程化創(chuàng)新實(shí)踐型人才做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。
一、感知器的模型
首先通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)早期的發(fā)展歷史引入感知器的模型。早在1943年,美國神經(jīng)生理學(xué)家麥卡洛克(McCulloch)和皮茲(Pitts)就提出了第一個(gè)人工神經(jīng)元模型――MP模型。MP模型的提出,標(biāo)志著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的開始。但是,在MP模型里,它的模型參數(shù)必須事先人為設(shè)定不能調(diào)整,因而缺乏與生物神經(jīng)元類似的學(xué)習(xí)能力。
在MP模型的基礎(chǔ)上,引入了學(xué)習(xí)能力就是本節(jié)課要學(xué)習(xí)的感知器,這是美國學(xué)者羅森布拉特在1958年提出的第一個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。感知器的提出是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史上的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn),它標(biāo)志著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從此有了智能的特性,此后進(jìn)入了第一個(gè)發(fā)展?;谶@段發(fā)展歷史,開始介紹感知器的數(shù)學(xué)模型。
單層單神經(jīng)元感知器的基本模型如圖1所示。
由圖1可知,單層單神經(jīng)元感知器是一個(gè)閾值加權(quán)和模型,有n個(gè)輸入變量x1,x2,…,xn,它們對(duì)應(yīng)的權(quán)值分別是w1,w2,…,wn,加權(quán)求和后與閾值θ相比較,得到u,即。
如果把閾值并入權(quán)值的話,那么把它看作是第0個(gè)輸入,x0=1,權(quán)值為w0=-θ。這樣就可以把它改寫為加權(quán)求和的形式,。輸入特征向量就是[x0,x1,x2,…,xn],對(duì)應(yīng)的權(quán)值為[w0,w1,w2,…,wn],然后u經(jīng)過激勵(lì)函數(shù)f變換為輸出y。一句話,感知器的運(yùn)算法則就是:加權(quán)、求和、取函數(shù)。這個(gè)函數(shù)稱為激勵(lì)函數(shù)(Activation Function)。早期的激勵(lì)函數(shù)采用硬限幅函數(shù)Hard-limiting,當(dāng)輸入u大于或等于0時(shí),輸出y為1;否則y為0。由于其輸出只能是0或1,它主要用于兩個(gè)模式的分類問題。有時(shí)可能要求輸出能在0到1之間連續(xù)取值,比如模糊控制中模糊隸屬度的輸出是個(gè)概率估計(jì)值,這時(shí)可采用Sigmoid函數(shù),當(dāng)輸入u在(-∞,+∞)之間變化時(shí),輸出y在[0,1]之間連續(xù)取值。
單層單個(gè)神經(jīng)元的感知器主要用于兩類模式的分類問題,比如說要區(qū)分一個(gè)水果到底是蘋果還是桔子?可根據(jù)水果的一些特征來進(jìn)行判斷,一看外形,圓形的定義輸入為0,橢圓形的就為1;二看顏色,黃色為0,紅色為1;三看質(zhì)地,光滑為0,粗糙為1。這樣就得到三個(gè)不同的輸入,其值可能為0或1。蘋果一般認(rèn)為是圓形、紅色、光滑的,就定義其輸入為[0,1,0],而桔子一般認(rèn)為是橢圓形、黃色、粗糙的,就定義其輸入為[1,0,1]。按照這三個(gè)不同的特征將水果分為蘋果和桔子兩種不同的類別,可定義輸出0為蘋果,輸出1為桔子。因此可采用一個(gè)三輸入一輸出的單層單個(gè)感知器網(wǎng)絡(luò),只要選擇合適的權(quán)值和閾值,就能實(shí)現(xiàn)從[0,1,0]到0、從[1,0,1]到1的一一映射,解決這樣最簡單的兩個(gè)模式分類問題。實(shí)際生活中常見的人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別都是模式識(shí)別的范疇,都可采用類似方法解決,有興趣的同學(xué)將來可在模式識(shí)別與智能系統(tǒng)碩士專業(yè)繼續(xù)深造。
進(jìn)一步地,如還要區(qū)分桃子、梨子、西瓜、葡萄等多種水果,則需用感知器分類多個(gè)模式,要求感知器有多個(gè)輸出,就需要用到更復(fù)雜的多層多神經(jīng)元感知器。
二、感知器的應(yīng)用――邏輯函數(shù)實(shí)現(xiàn)
除模式分類外,感知器還可用于邏輯函數(shù)實(shí)現(xiàn),以下結(jié)合兩個(gè)實(shí)例說明。
1.實(shí)例分析1:如何用感知器實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算“與”、“或”、“非”
從邏輯“與”真值表可知,只有當(dāng)兩個(gè)輸入同為1時(shí),輸出才為1,否則輸出為0??梢杂?輸入1輸出的單層單神經(jīng)元感知器,激勵(lì)函數(shù)采用硬限幅函數(shù)。以兩個(gè)輸入x1和x2為坐標(biāo)軸畫出分類示意圖,(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)分別表示四種可能的輸入模式,那怎么將它們區(qū)分開呢?如采用直線x1+x2-1.5=0就容易將其輸出分為兩類即0和1。直線上方對(duì)應(yīng)的u大于0,輸出y為1;直線下方對(duì)應(yīng)的u小于0,輸出y為0。對(duì)比下,就能確定感知器的權(quán)值均為1,閾值為1.5,這樣就實(shí)現(xiàn)了邏輯“與”功能。
類似地,也可用一個(gè)這樣的感知器來實(shí)現(xiàn)邏輯“或”,這很容易通過類比方法解決,留給學(xué)生課后思考。而邏輯“非”呢,更簡單了,它只有一個(gè)輸入一個(gè)輸出,采用單輸入單神經(jīng)元感知器就可實(shí)現(xiàn)了。它的分界線就是直線-x1+0.5=0,正好把0和1這兩類區(qū)分開來。
既然感知器能實(shí)現(xiàn)邏輯“與”、“或”、“非”功能,那它能不能實(shí)現(xiàn)邏輯“異或”呢?這也是本節(jié)課要介紹的第二個(gè)實(shí)例。
2.實(shí)例分析2:如何用感知器實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算“異或”
由真值表可知,邏輯運(yùn)算“異或”定義為:兩個(gè)輸入x1和x2同為0或1時(shí),輸出y為0,否則y為1。根據(jù)邏輯運(yùn)算“與”的實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)知,要實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算“異或”,只需一個(gè)2輸入1輸出的感知器。在二維平面上對(duì)應(yīng)的四個(gè)點(diǎn)(0,0)、(0,1)、(1,0)和(1,1),其中(0,0)、(1,1)這兩個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出為0,(0,1)、(1,0)這兩個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出為1。關(guān)鍵問題在于:這個(gè)平面上能否找到一條分界線將(0,0)、(1,1)這兩個(gè)點(diǎn)和(0,1)、(1,0)這兩個(gè)點(diǎn)區(qū)分開來?無論怎么找都找不到,實(shí)際上這樣的直線是不存在的。
美國麻省理工大學(xué)(MIT)的Minsky教授在1969年出版的《感知器》一書中發(fā)出感慨:感知器連最簡單的異或都實(shí)現(xiàn)不了,研究人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還有什么前途?Minsky是1969年圖靈獎(jiǎng)獲得者,而圖靈獎(jiǎng)是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng),由于他在人工智能領(lǐng)域當(dāng)時(shí)是絕對(duì)的學(xué)術(shù)權(quán)威,這個(gè)悲觀的論調(diào)無疑給當(dāng)時(shí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究潑了一盆冷水,直接導(dǎo)致美國和前蘇聯(lián)幾乎中止了這方面的研究。那么,感知器到底能不能實(shí)現(xiàn)“異或”呢?它有四個(gè)可能的輸入,兩類可能的輸出,采用什么分界線可以區(qū)分這兩類不同模式的輸出呢?用直線不能區(qū)分,那么用其他圖形呢?此時(shí)啟發(fā)學(xué)生積極思考,主動(dòng)采用發(fā)散性思維方式創(chuàng)造性解決問題。以(0,0)和(1,1)為焦點(diǎn)畫個(gè)橢圓,就可以區(qū)分它們了,如圖2所示。
如圖2(a)所示,橢圓方程為:,對(duì)應(yīng)的單層非線性感知器如圖2(b)所示,其輸入是x1和x2,經(jīng)過非線性處理再加權(quán)求和后得到u,再經(jīng)過硬限幅激勵(lì)函數(shù)f運(yùn)算得到輸出y。顯然,當(dāng)x1和x2同為0或?yàn)?時(shí),u為-1,再經(jīng)f運(yùn)算得y為0;當(dāng)x1和x2不同時(shí),u為15,再經(jīng)f運(yùn)算得輸出y為1,正好實(shí)現(xiàn)了邏輯運(yùn)算“異或”功能。
如圖2所示的橢圓可將這四個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的兩類輸出區(qū)分出來,那么是不是還有其他方法呢?此時(shí)啟發(fā)學(xué)生再提出其他所有可能的解決方案。其中一種可行的解決思路如下:考慮用兩條直線圍成的帶狀區(qū)域作為分界線,如圖3所示。
如圖3(a)所示,如分界線采用這個(gè)帶狀區(qū)域,也可以將它們對(duì)應(yīng)的輸出劃分為兩類。其對(duì)應(yīng)的是如圖3(b)所示的多層線性感知器,這里采用了兩層:1個(gè)隱含層有2個(gè)神經(jīng)元,1個(gè)輸出層有1個(gè)神經(jīng)元。具體論證過程讓學(xué)生課后自己驗(yàn)證。
通過以上分析,讓學(xué)生獨(dú)立自主發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題,得出結(jié)論:單層線性感知器的確無法實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算“異或”功能,但是換個(gè)角度,采用一個(gè)單層非線性感知器或多層線性感知器就能實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算“異或”功能。通過介紹這段歷史,啟迪學(xué)生一個(gè)道理:同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)的時(shí)候,不要盲目地迷信一些學(xué)術(shù)權(quán)威或書本,要學(xué)會(huì)獨(dú)立思考、大膽懷疑,要有發(fā)散思維,要用發(fā)展變化的觀點(diǎn)去分析問題和解決問題,換個(gè)角度思考很可能就會(huì)柳暗花明又一村。
三、課堂內(nèi)容總結(jié)及第二課堂設(shè)計(jì)
總結(jié)一下本堂課的講課內(nèi)容,主要介紹了感知器的數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合實(shí)例分析了它在模式識(shí)別和邏輯函數(shù)功能實(shí)現(xiàn)中的實(shí)際應(yīng)用。作為下次課程的引子,可以將“關(guān)于感知器如何學(xué)習(xí),它的權(quán)值和閾值如何調(diào)整”這一問題拋給學(xué)生在后續(xù)課程中繼續(xù)學(xué)習(xí)。
課程雖然結(jié)束了,但有很多后續(xù)問題可留給學(xué)生課后思考,所以在第二課堂設(shè)計(jì)中增加了如下問題讓學(xué)生積極思考,主動(dòng)去尋找這些問題的答案:
問題一:除課堂中介紹的兩種方法之外,還有沒有其他方法也可以設(shè)計(jì)一個(gè)感知器實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算“異或”功能呢?
問題二:既然感知器可以解決邏輯運(yùn)算“異或”功能,那么如何用感知器實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算“同或”功能呢?
問題三:根據(jù)課程內(nèi)容,如何利用MATLAB或C語言編寫程序設(shè)計(jì)感知器,研究分別實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算“與”、“或”、“非”、“異或”、“同或”功能?[7]
問題四:進(jìn)一步地,如何利用MATLAB或C語言編寫程序設(shè)計(jì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),研究分別實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算“與”、“或”、“非”、“異或”、“同或”功能?
四、教學(xué)效果
通過在本科智能控制課程四大模塊之一的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“感知器”部分課堂教學(xué)實(shí)踐中實(shí)際應(yīng)用上述優(yōu)化后的教案,極大地激發(fā)了學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)實(shí)踐表明,學(xué)生普遍由此對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的課程內(nèi)容產(chǎn)生了較大的學(xué)習(xí)興趣,部分同學(xué)針對(duì)所學(xué)內(nèi)容提出了一些很有新意的解決思路,并通過自行編程實(shí)現(xiàn)了所提出的解決方案。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中充分發(fā)揮了主體作用,充分利用發(fā)散性思維能力,提高了綜合分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力。
參考文獻(xiàn):
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[3]蔡自興.智能控制原理與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.
[4]韋巍,何衍.智能控制基礎(chǔ)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.
[5]李少遠(yuǎn),王景成.智能控制[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.
[關(guān)鍵詞]情報(bào)學(xué);大數(shù)據(jù)管理;輿情分析;課程建設(shè)
1情報(bào)大數(shù)據(jù)管理前沿問題研究課程的組織
情報(bào)大數(shù)據(jù)管理前沿問題研究作為現(xiàn)代情報(bào)學(xué)的核心課程之一,把適合軍隊(duì)信息化發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)輿情研究新理論與實(shí)踐成果融匯到教學(xué)內(nèi)容之中,能夠架構(gòu)起深度的教研內(nèi)容體系,是培養(yǎng)情報(bào)學(xué)高級(jí)專業(yè)人才的重要方式。
1.1建設(shè)理念與設(shè)計(jì)思路
情報(bào)大數(shù)據(jù)管理前沿問題研究課程,建有情報(bào)研究方法與情報(bào)整編、信息管理和大數(shù)據(jù)挖掘、信息建模和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析、信息內(nèi)容安全與保護(hù)技術(shù)、情報(bào)獲取理論與輿情采集系統(tǒng)研究、情報(bào)分析理論與輿情處理系統(tǒng)研究、情報(bào)檢索理論與輿情服務(wù)系統(tǒng)研究等專題。該課程是圖書情報(bào)與檔案管理學(xué)科情報(bào)管理研究方向研究生的重要專業(yè)課。根據(jù)軍隊(duì)信息化建設(shè)和我國情報(bào)管理對(duì)人才培養(yǎng)提出的新要求,該課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)員信息管理工作理論素養(yǎng)和信息技術(shù),加強(qiáng)學(xué)員情報(bào)管理工作能力,具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。依據(jù)我國圖書情報(bào)人才培養(yǎng)方案和人才培養(yǎng)目標(biāo),以培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型、創(chuàng)新型專門情報(bào)管理人才為目標(biāo),遵循課程教學(xué)規(guī)律,貫徹素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育思想,堅(jiān)持因材施教,突出教員主導(dǎo)、學(xué)員主體,改變單向灌輸?shù)慕虒W(xué)模式,實(shí)施啟發(fā)式、研討式、案例式和能力訓(xùn)練等多種教學(xué)方式,實(shí)現(xiàn)傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)的有機(jī)結(jié)合。設(shè)計(jì)思路是深化情報(bào)學(xué)教學(xué)改革,認(rèn)真貫徹素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育理念,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,處理好教材與教學(xué)的關(guān)系,既要充分講透教材,又要擴(kuò)充前沿內(nèi)容,把網(wǎng)絡(luò)輿情分析與信息技術(shù)的理論與實(shí)踐成果融匯到教學(xué)內(nèi)容之中,架構(gòu)合理的教學(xué)內(nèi)容體系。實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)的統(tǒng)一;創(chuàng)新教學(xué)方法,積極實(shí)施研討式教學(xué)、案例式教學(xué),充分調(diào)動(dòng)學(xué)員參與教學(xué)的積極性,在教與學(xué)的互動(dòng)中提高教學(xué)質(zhì)量。
1.2課程目標(biāo)與內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)
數(shù)字環(huán)境下情報(bào)管理正在經(jīng)歷從宏觀層次的文獻(xiàn)向微觀層次的情報(bào)、知識(shí)和信息轉(zhuǎn)換。情報(bào)管理越來越關(guān)注信息獲取、信息分析、網(wǎng)絡(luò)信息管理、數(shù)據(jù)庫和信息內(nèi)容安全等方法和技術(shù),也越來越關(guān)注信息管理系統(tǒng)、情報(bào)網(wǎng)站系統(tǒng)、輿情分析系統(tǒng)等的研究。本課程圍繞情報(bào)管理的總目標(biāo),介紹情報(bào)管理的理論和方法、專門情報(bào)與情報(bào)整編研究、信息管理與情報(bào)技術(shù)研究,重點(diǎn)研究網(wǎng)絡(luò)輿情的情報(bào)獲取、分析和服務(wù)。精選代表性論著和專題核心文章布置研究生認(rèn)真研讀,選擇部分專題進(jìn)行研討和技能訓(xùn)練。按照培養(yǎng)需求,不斷完善專題內(nèi)容,以進(jìn)一步加快研究生適應(yīng)軍隊(duì)信息化建設(shè)的需要。內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)就是通過情報(bào)大數(shù)據(jù)管理前沿問題研究的教學(xué),要求研究生對(duì)情報(bào)管理方法有一個(gè)比較系統(tǒng)的高層次理性認(rèn)識(shí),從研究和應(yīng)用的多個(gè)層次上了解和熟悉情報(bào)管理的先進(jìn)設(shè)計(jì)和先進(jìn)技術(shù)。學(xué)習(xí)內(nèi)容分為以下8個(gè)環(huán)節(jié):情報(bào)管理前沿研究概論;情報(bào)研究方法與情報(bào)整編研究;情報(bào)工作中的信息管理和大數(shù)據(jù)挖掘;情報(bào)工作中的信息建模和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析;情報(bào)工作中的信息內(nèi)容安全與保護(hù)技術(shù);情報(bào)獲取理論與輿情采集系統(tǒng)研究;情報(bào)分析理論與輿情處理系統(tǒng)研究;情報(bào)檢索理論與輿情服務(wù)系統(tǒng)研究。
1.3教學(xué)實(shí)施方案
依據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)制定的8個(gè)環(huán)節(jié),給出以下實(shí)施方案。教學(xué)要求總體是:教學(xué)內(nèi)容緊跟發(fā)展趨勢;以教員課堂講授、經(jīng)典文獻(xiàn)導(dǎo)讀、交流討論和課外閱讀研究為主,理論聯(lián)系實(shí)際。教學(xué)內(nèi)容為:①情報(bào)管理前沿研究概論。掌握情報(bào)管理的基本理論和前沿研究;理解和掌握學(xué)重點(diǎn)是涉情報(bào)報(bào)管理理論前沿的基本問題。②情報(bào)研究方法與情報(bào)整編研究。掌握情報(bào)研究方法的基本要素;理解情報(bào)研究方法在軍事情報(bào)研究中的應(yīng)用;熟悉軍事情報(bào)整編的研究。③情報(bào)工作中的信息管理和大數(shù)據(jù)挖掘。掌握情報(bào)管理的基本技術(shù);理解情報(bào)工作中的大數(shù)據(jù)挖掘問題。④信息建模和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析。理解信息建模的基本原理;掌握社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析的一般方法;了解情報(bào)工作中的信息建模和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析。⑤信息內(nèi)容安全與保護(hù)技術(shù)。理解信息內(nèi)容安全與保護(hù)的一般技術(shù);了解情報(bào)工作中的信息內(nèi)容安全與保護(hù)。⑥情報(bào)獲取理論與輿情采集系統(tǒng)研究。掌握涉情報(bào)報(bào)獲取的基本原理;理解輿情采集系統(tǒng)的建設(shè)和功能;理解輿情采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。⑦情報(bào)分析理論與輿情處理系統(tǒng)研究。掌握輿情情報(bào)分析的基本原理;理解輿情處理系統(tǒng)的建設(shè)和功能;理解輿情處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。⑧情報(bào)檢索理論與輿情服務(wù)系統(tǒng)研究。理解和掌握涉情報(bào)報(bào)服務(wù)的基本原理;理解輿情服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)和功能;理解輿情服務(wù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。
1.4教學(xué)組織與論著研讀
通過基本著作閱讀,編寫教學(xué)實(shí)施計(jì)劃,制作多媒體課件,設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練方案等工作,加強(qiáng)課程資源的開發(fā)與利用。教學(xué)組織采用講課和研討為主的教學(xué)方法,充分運(yùn)用多媒體課件,把課堂講授理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來,做到教學(xué)相長、雙向互動(dòng),提高研究生開發(fā)和管理信息數(shù)據(jù)庫、輿情分析系統(tǒng),以及掌握相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的能力。為此,在教學(xué)過程中,利用課余時(shí)間,有計(jì)劃地組織研究生對(duì)有關(guān)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行操作和分析;個(gè)別專題內(nèi)容按任務(wù)和對(duì)象需求進(jìn)行調(diào)整和選擇;課程進(jìn)行期間組織學(xué)員進(jìn)行研討;圍繞教學(xué),組織好討論、答疑等活動(dòng),鼓勵(lì)研究生積極參與輿情應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。授課教室具備現(xiàn)代多媒體教學(xué)條件,原型系統(tǒng)研發(fā)具備網(wǎng)絡(luò)連通的教學(xué)條件??己藘?nèi)容主要是研究報(bào)告寫作成績和平時(shí)成績。基本閱讀著作,教材是筆者所編著的《網(wǎng)絡(luò)輿情分析技術(shù)》(國防工業(yè)出版社,2014版)。參考文獻(xiàn)主要包括張曉軍《美國軍事情報(bào)理論著作評(píng)介》、劉慧等《軍事信息資源管理理論與方法》、王能斌《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》、薩師煊《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第3版)》、周榮庭《軍事信息管理概論》、傅會(huì)民等《軍事信息技術(shù)》、馬費(fèi)城等《信息管理學(xué)基礎(chǔ)》、肖占中《軍事信息管理》、劉繼賢《軍事管理學(xué)》、黃曉斌《網(wǎng)絡(luò)信息挖掘》、史忠植《人工智能》、劉瑞挺《信息管理實(shí)用技術(shù)教程》、翟延富《數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》、樊月華《Web技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)》、方興東《網(wǎng)絡(luò)輿情藍(lán)皮書》等。
2情報(bào)大數(shù)據(jù)管理前沿問題研究課程的實(shí)踐
情報(bào)大數(shù)據(jù)管理前沿問題研究課程,實(shí)踐環(huán)節(jié)系統(tǒng)地探研涵蓋網(wǎng)絡(luò)輿情采集、網(wǎng)絡(luò)輿情處理和網(wǎng)絡(luò)輿情服務(wù)的情報(bào)大數(shù)據(jù)管理技術(shù),并構(gòu)建其演示訓(xùn)練系統(tǒng),力求在學(xué)術(shù)上拓展情報(bào)學(xué)科領(lǐng)域的研究空間和深度,提高相關(guān)知識(shí)和成果的利用水平。該課程實(shí)踐方法的核心之一是深度融入網(wǎng)絡(luò)輿情分析技術(shù),以下闡述相關(guān)教研內(nèi)容。
2.1能力實(shí)踐綜述
主要研究互聯(lián)網(wǎng)上主題輿情的分析技術(shù),以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下信息組織理論體系和信息智能處理技術(shù)為基礎(chǔ),將國內(nèi)外先進(jìn)的知識(shí)技術(shù)運(yùn)用于網(wǎng)絡(luò)輿情智能化分析的全過程,促進(jìn)圖書情報(bào)界在網(wǎng)絡(luò)輿情采集、處理和服務(wù)方法與技術(shù)領(lǐng)域的深入研究。一是網(wǎng)絡(luò)輿情的智能化采集。網(wǎng)絡(luò)輿情情報(bào)規(guī)劃與獲取研究,主題網(wǎng)絡(luò)輿情的語義特征抽取研究,輿情網(wǎng)頁內(nèi)容和鏈接相關(guān)性的判定研究等;二是網(wǎng)絡(luò)輿情的智能化處理。主題網(wǎng)絡(luò)輿情的本體構(gòu)建研究,語義層的輿情信息聚類和分類研究,基于情感本體的輿情傾向性分析研究等;三是網(wǎng)絡(luò)輿情的智能化服務(wù)。輿情事件網(wǎng)頁內(nèi)容的詞匯關(guān)聯(lián)分析研究,基于網(wǎng)絡(luò)論壇的輿情話題追蹤研究,網(wǎng)絡(luò)輿情檢索系統(tǒng)中的查詢主題分類研究等。
2.2課程實(shí)踐之一:網(wǎng)絡(luò)輿情的信息采集
網(wǎng)絡(luò)輿情的信息管理。包括:①網(wǎng)絡(luò)輿情的信息采集。網(wǎng)絡(luò)輿情的采集方法、搜索引擎的研究進(jìn)展、網(wǎng)絡(luò)信息的分類及其抽取。②輿情話題的搜索技術(shù)。話題搜索的基本原理和技術(shù)、主題爬行的實(shí)現(xiàn)。③網(wǎng)絡(luò)輿情的信息處理。網(wǎng)絡(luò)輿情的處理方法、網(wǎng)絡(luò)輿情的信息內(nèi)容分析。④網(wǎng)絡(luò)輿情的內(nèi)容分析與服務(wù)。知識(shí)技術(shù)及其應(yīng)用、主題輿情內(nèi)容分析框架。⑤基于社交網(wǎng)絡(luò)的輿情傳播動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)輿情信息抽取和整理。包括:①輿情網(wǎng)頁的結(jié)構(gòu)特征與分塊處理。話題標(biāo)記和頁分塊、內(nèi)容分塊、布局分塊、結(jié)構(gòu)分塊。②基于主題爬行的輿情網(wǎng)頁分塊。網(wǎng)頁的預(yù)處理、網(wǎng)頁分塊的特征提取、輿情內(nèi)容塊的整合。③主題網(wǎng)絡(luò)輿情的語義特征抽取。網(wǎng)絡(luò)輿情語義的特征、特征抽取及其改進(jìn)、網(wǎng)絡(luò)輿情的情報(bào)獲取與整合。網(wǎng)絡(luò)輿情的情報(bào)價(jià)值與情報(bào)支援;網(wǎng)絡(luò)輿情情報(bào)支援系統(tǒng)。
2.3課程實(shí)踐之二:網(wǎng)絡(luò)輿情的信息分析
輿情網(wǎng)頁與話題相關(guān)性的判定。包括:①內(nèi)容相關(guān)性的判定方法。元數(shù)據(jù)方法、鏈接標(biāo)簽數(shù)據(jù)方法、鏈接結(jié)構(gòu)分析方法、頁面語義信息方法。②鏈接相關(guān)性的判定方法。、主題鏈接上下文信息提取、基于語義相似度計(jì)算的鏈接判定。③輿情網(wǎng)頁內(nèi)容相關(guān)性的分析。主題特征的選擇、待識(shí)別網(wǎng)頁模型的建立、話題文本識(shí)別算法的選擇。④輿情網(wǎng)頁鏈接相關(guān)性的分析?;谛畔㈡溄雨P(guān)系的分析、增加主題分析的改進(jìn)算法。基于本體的網(wǎng)絡(luò)輿情分析。包括:①通用本體構(gòu)建的幾種方法。②基于本體的主題網(wǎng)絡(luò)輿情知識(shí)模型。輿情的本體知識(shí)源、本體的主題輿情構(gòu)建策略、知識(shí)模型中的本體庫架構(gòu)。③主題網(wǎng)絡(luò)輿情本體的實(shí)現(xiàn)方案。本體構(gòu)建的規(guī)則、本體的實(shí)現(xiàn)步驟、一個(gè)輿情事件的本體實(shí)例?;谇楦斜倔w的網(wǎng)絡(luò)輿情傾向性分析。包括:①網(wǎng)絡(luò)輿情的傾向性分析。②網(wǎng)絡(luò)輿情傾向性識(shí)別方法及比較。基于文本分類的傾向性識(shí)別、基于語義規(guī)則的傾向性識(shí)別、基于情感詞的傾向性識(shí)別。③情感本體的構(gòu)建方法。領(lǐng)域語料的情感概念選擇、基于情感本體的領(lǐng)域語料整合多情感概念的情感本體構(gòu)建、本體話題構(gòu)建。④基于情感本體的主題輿情傾向性分析。特征詞情感傾向度、增加程度級(jí)別的特征詞權(quán)重、基于情感本體的傾向性分析。⑤網(wǎng)絡(luò)輿情傾向性分析實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析。
2.4課程實(shí)踐之三:網(wǎng)絡(luò)輿情的信息服務(wù)
[關(guān)鍵詞] 新課改; 信息技術(shù); 課程; 評(píng)價(jià)方案; 設(shè)計(jì)
[中圖分類號(hào)] G434 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A
[作者簡介] 甄宗武(1975— ),男,甘肅天水人。副教授,碩士,主要從事教育技術(shù)教學(xué)應(yīng)用、農(nóng)村現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育等方面的研究。
一、高中信息技術(shù)課程開設(shè)現(xiàn)狀
信息技術(shù)課程作為高中新課改的必修課程之一,包括必修與選修兩個(gè)部分,共六個(gè)模塊,每個(gè)模塊2學(xué)分。必修部分只有“信息技術(shù)基礎(chǔ)”一個(gè)模塊,2學(xué)分。它與九年義務(wù)教育階段相銜接,是信息素養(yǎng)培養(yǎng)的基礎(chǔ),是學(xué)習(xí)后續(xù)選修模塊的前提。該模塊強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生掌握信息的獲取、加工、管理、表達(dá)與交流的基本方法。
信息技術(shù)科目的選修部分包括選修1:“算法與程序設(shè)計(jì)”;選修2:“多媒體技術(shù)應(yīng)用”;選修3:“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用”;選修4:“數(shù)據(jù)管理技術(shù)”;選修5:“人工智能初步”。每個(gè)模塊2學(xué)分。選修部分強(qiáng)調(diào)在必修模塊的基礎(chǔ)上關(guān)注技術(shù)能力與人文素養(yǎng)的雙重建構(gòu),是信息素養(yǎng)培養(yǎng)的繼續(xù),是支持個(gè)性發(fā)展的平臺(tái)。在選修部分的五個(gè)模塊中,“算法與程序設(shè)計(jì)”是作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)置的;“多媒體技術(shù)應(yīng)用”、“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用”和“數(shù)據(jù)管理技術(shù)”是作為一般信息技術(shù)應(yīng)用設(shè)置的;“人工智能初步”是作為智能信息處理技術(shù)專題設(shè)置的。[1]為增強(qiáng)課程選擇的自由度,五個(gè)選修模塊并行設(shè)計(jì),相對(duì)獨(dú)立。各選修模塊的開設(shè)條件有所不同,各學(xué)校至少應(yīng)開設(shè)“算法與程序設(shè)計(jì)”、“多媒體技術(shù)應(yīng)用”、“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用”和“數(shù)據(jù)管理技術(shù)”中的任意兩個(gè)模塊,也要制定規(guī)劃,逐步克服經(jīng)費(fèi)、師資、場地、設(shè)備等因素的制約,開出包括“人工智能初步”在內(nèi)的所有選修模塊,為學(xué)生提供更豐富的選擇。
修滿信息技術(shù)課程4學(xué)分是取得高中畢業(yè)資格的最低要求,其中必修2學(xué)分,科目內(nèi)選修2學(xué)分。有興趣或者理、工科取向的高中學(xué)生再加修若干個(gè)學(xué)分,可以作為就業(yè)或高校招生的參考。
二、高中信息技術(shù)課程評(píng)價(jià)要求
(一)強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)對(duì)教學(xué)的激勵(lì)、診斷和促進(jìn)作用
在信息技術(shù)教學(xué)過程中,應(yīng)通過靈活多樣的評(píng)價(jià)方式激勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),促進(jìn)學(xué)生信息素養(yǎng)的全面發(fā)展。教師應(yīng)注意觀察學(xué)生實(shí)際的技術(shù)操作過程及活動(dòng)過程,分析學(xué)生的典型信息技術(shù)作品,全面考查學(xué)生信息技術(shù)操作的熟練程度和利用信息技術(shù)解決問題的能力。教師在向?qū)W生呈現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果時(shí)應(yīng)多采用評(píng)價(jià)報(bào)告、學(xué)習(xí)建議等方式,多采用鼓勵(lì)性的語言,這一方面有利于激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),另一方面也可以幫助學(xué)生明確自己的不足和努力方向,促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步的發(fā)展。[2]
(二)發(fā)揮教師在評(píng)價(jià)中的主導(dǎo)作用,創(chuàng)造條件實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)主體的多元化
教師應(yīng)注意發(fā)揮在信息技術(shù)評(píng)價(jià)中的主導(dǎo)作用,同時(shí)充分利用學(xué)生的評(píng)價(jià)能力,適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生通過自我反思和自我評(píng)價(jià)了解自己的優(yōu)勢和不足,以評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)習(xí);組織學(xué)生開展互評(píng),在互評(píng)中相互學(xué)習(xí)、相互促進(jìn)、共同提高。
為了減少各評(píng)價(jià)主體的主觀因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的干擾,教師可以在評(píng)價(jià)之前設(shè)計(jì)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),并與各評(píng)價(jià)主體充分交流,提高評(píng)價(jià)主體之間的一致性,保證評(píng)價(jià)的客觀與公正。評(píng)價(jià)結(jié)束后,教師應(yīng)及時(shí)收集評(píng)價(jià)信息,統(tǒng)計(jì)、歸納評(píng)價(jià)結(jié)果,并盡快反饋給學(xué)生和參與評(píng)價(jià)的有關(guān)人員。
(三)評(píng)價(jià)要關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異,鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造實(shí)踐
高中學(xué)生在學(xué)習(xí)和應(yīng)用信息技術(shù)的能力水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格和發(fā)展需求等方面的差異很大,信息技術(shù)課程的評(píng)價(jià)要正視這種個(gè)體差異。同時(shí),高中學(xué)生個(gè)性特征分化更為明顯,進(jìn)行信息技術(shù)創(chuàng)造的欲望也更為強(qiáng)烈,評(píng)價(jià)時(shí)要充分尊重學(xué)生的個(gè)性和創(chuàng)造性。信息技術(shù)課程的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方式的確定和選用,要在保證達(dá)到最低教學(xué)要求的基礎(chǔ)上,允許學(xué)生通過不同的方式展示自己。一方面,不同起點(diǎn)學(xué)生在已有基礎(chǔ)上取得的進(jìn)步都應(yīng)該得到認(rèn)可,使每一個(gè)學(xué)生都能獲得成功的體驗(yàn);另一方面,要尊重學(xué)生在學(xué)習(xí)和應(yīng)用信息技術(shù)過程中表現(xiàn)出的個(gè)性和創(chuàng)造性,對(duì)同一信息作品的不同設(shè)計(jì)思路和不同設(shè)計(jì)風(fēng)格、對(duì)同一問題的不同技術(shù)解決方案等,都應(yīng)給予恰當(dāng)?shù)恼J(rèn)可與鼓勵(lì)。
三、多元化的信息技術(shù)評(píng)價(jià)方案設(shè)計(jì)
信息技術(shù)課程作為高中新課改中必修的一門課程,其實(shí)踐操作性很強(qiáng),所以不能以最終的考試成績作為評(píng)價(jià)信息技術(shù)課程掌握情況的唯一標(biāo)準(zhǔn)。因此,在信息技術(shù)課程的評(píng)價(jià)過程中既要注重形成性評(píng)價(jià),也要注重總結(jié)性評(píng)價(jià)。應(yīng)該建立多元化的信息技術(shù)課程評(píng)價(jià)方案。
(一)信息技術(shù)課程的形成性評(píng)價(jià)方案設(shè)計(jì)
形成性評(píng)價(jià)是在某項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)過程中,為使活動(dòng)效果更好而不斷進(jìn)行的評(píng)價(jià)。[3]在信息技術(shù)課程教學(xué)的過程中可采用案例評(píng)價(jià)法、量規(guī)評(píng)價(jià)法和檔案袋評(píng)價(jià)法等評(píng)價(jià)方法相結(jié)合評(píng)價(jià)的方式來對(duì)學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。
1. 案例評(píng)價(jià)
案例評(píng)價(jià)是由教師根據(jù)具體的學(xué)習(xí)任務(wù)給出解決該類問題的典型范例,學(xué)生可以參照這些范例中解決問題的思路、方法,對(duì)照自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。[4]
在信息技術(shù)課程教學(xué)過程中教師可以分析典型的范例,分析這些范例中解決問題的成功思路和方法,也可以分析一些典型的不成功的例子,分析這些例子中不成熟的解決問題的思路和方法。這些范例可以是教師或其他人完成的,也可以是以前學(xué)生的作品。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中參照范例中解決問題的思路和方法,對(duì)照自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行自我評(píng)價(jià),也可以進(jìn)行小組內(nèi)成員之間互評(píng)和小組之間互評(píng)。
2. 量規(guī)評(píng)價(jià)
量規(guī)評(píng)價(jià)是指教師為了了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況,設(shè)計(jì)一套評(píng)價(jià)用的指標(biāo)體系供學(xué)習(xí)者對(duì)照檢查的評(píng)價(jià)方法。這種供評(píng)價(jià)用的指標(biāo)體系稱為量規(guī),學(xué)習(xí)者通過使用量規(guī),可以明確自己在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該如何去做,做到什么程度才算合格。量規(guī)的制定應(yīng)簡單、明確,便于操作。[5]
在信息技術(shù)課程教學(xué)過程中,首先教師可以制定情感態(tài)度等方面的評(píng)價(jià)量規(guī)。情感方面的評(píng)價(jià)主要針對(duì)學(xué)生的態(tài)度和價(jià)值觀方面,如自尊心、學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)態(tài)度等。可以通過學(xué)生對(duì)待該課程的態(tài)度如出勤情況、課堂學(xué)習(xí)情況、是否有違規(guī)現(xiàn)象或者參加比賽獲獎(jiǎng)等情況給予評(píng)定。從實(shí)踐的角度出發(fā),學(xué)生情感態(tài)度的評(píng)價(jià)必須容易操作,且起到約束與鼓勵(lì)的作用,約束學(xué)生維持課堂的良好秩序,鼓勵(lì)學(xué)生積極參與相關(guān)活動(dòng)、發(fā)展個(gè)性、努力創(chuàng)新。例如惡意破壞系統(tǒng)數(shù)據(jù)或在課堂上沉溺游戲均扣10分,而如果善于創(chuàng)新、或參加競賽獲獎(jiǎng)則加10分。獎(jiǎng)罰分明可以讓學(xué)生進(jìn)一步明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。表1為情感態(tài)度評(píng)價(jià)量規(guī),可供信息技術(shù)課程教師制定評(píng)價(jià)量規(guī)時(shí)參考。該評(píng)價(jià)量規(guī)學(xué)生人手一份用于自查反思自己的學(xué)習(xí)行為,每個(gè)小組一份用于小組對(duì)組內(nèi)成員進(jìn)行評(píng)價(jià)。在填寫量規(guī)時(shí),對(duì)部分有該項(xiàng)表現(xiàn)的同學(xué)根據(jù)其表現(xiàn)程度,由小組內(nèi)成員討論決定給予相應(yīng)加分或減分。
其次,在信息技術(shù)課程教學(xué)過程中,經(jīng)常會(huì)遇到為完成某一主題或某一作品,學(xué)生需要進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)的情況,為了保證學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)的質(zhì)量,教師需要制作協(xié)作學(xué)習(xí)過程評(píng)價(jià)量規(guī)。量規(guī)中必須說明學(xué)生承擔(dān)的角色及要求,讓學(xué)生明確自己在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該如何去做,做到什么程度才算合格。表2為協(xié)作學(xué)習(xí)過程評(píng)價(jià)量規(guī),供教師制定評(píng)價(jià)量規(guī)時(shí)參考。該評(píng)價(jià)量規(guī)學(xué)生人手一份,用于對(duì)自己的角色自查反思;小組的評(píng)價(jià)量規(guī)用于小組對(duì)組內(nèi)每個(gè)成員進(jìn)行評(píng)價(jià)。
表1 信息技術(shù)課程情感態(tài)度評(píng)價(jià)量規(guī)
最后,學(xué)生通過協(xié)作學(xué)習(xí)完成對(duì)主題的探究或完成電子作品后,每個(gè)小組必須對(duì)成果進(jìn)行展示。為了保證學(xué)習(xí)成果的質(zhì)量,教師需要編制學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)量規(guī),量規(guī)必須明確說明作品的數(shù)量和質(zhì)量要求,讓學(xué)生明確自己的成果做到什么程度才算合格。小組的評(píng)價(jià)量規(guī)用于小組自查自己的作品或成果,而教師的評(píng)價(jià)量規(guī)用于對(duì)每個(gè)小組的作品或成果給予最終的評(píng)價(jià)。表3是一份學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)量規(guī),供教師制定評(píng)價(jià)量規(guī)時(shí)參考。
3. 檔案袋評(píng)價(jià)
檔案袋評(píng)價(jià)法是指學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中,把自己有關(guān)學(xué)習(xí)的資料都放在一個(gè)文件夾或檔案袋中的評(píng)價(jià)方法。在文件夾或檔案袋中可以包括學(xué)習(xí)筆記、作業(yè)、收集到的有關(guān)資料、自己的電子作品、學(xué)習(xí)成果等。[6]通過該文件夾可以非常清楚地了解學(xué)習(xí)者在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)收獲,有利于作出公正的評(píng)價(jià)。
在信息技術(shù)課程的教學(xué)過程中,經(jīng)常會(huì)遇到學(xué)生圍繞某一主題而進(jìn)行的探究活動(dòng),或者學(xué)生圍繞某些操作技能而進(jìn)行的制作電子作品的學(xué)習(xí)活動(dòng)。在進(jìn)行這些學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí),教師可以讓每個(gè)學(xué)生準(zhǔn)備一個(gè)紙質(zhì)檔案袋并建立一個(gè)電子文件夾,把學(xué)習(xí)過程中的資料如學(xué)習(xí)筆記、作業(yè)、小組協(xié)作學(xué)習(xí)的分組名單及分工收集到的有關(guān)資料、制作的電子作品、撰寫的研究報(bào)告等分門別類地放入紙質(zhì)檔案袋和電子文件夾,以便教師對(duì)學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。在省、市級(jí)信息技術(shù)技能競賽中獲得獎(jiǎng)勵(lì)的優(yōu)秀的電子作品或研究報(bào)告的研究過程資料可以單獨(dú)整理放入一個(gè)紙質(zhì)檔案袋和電子文件夾,并裝入學(xué)生高校招生錄取檔案中作為高校招生錄取的重要依據(jù)。
(二)信息技術(shù)課程的總結(jié)性評(píng)價(jià)方案設(shè)計(jì)
總結(jié)性評(píng)價(jià)又稱事后評(píng)價(jià),是指在教學(xué)活動(dòng)告一段落時(shí),為把握活動(dòng)最終效果而進(jìn)行的評(píng)價(jià)??偨Y(jié)性評(píng)價(jià)注重的是教與學(xué)的結(jié)果,借以對(duì)被評(píng)價(jià)者所取得的成果作出全面鑒定、區(qū)分等級(jí),并對(duì)整個(gè)教學(xué)方案的有效性作出評(píng)定。[7]信息技術(shù)課程的總結(jié)性評(píng)價(jià)主要是通過考試的方式來實(shí)現(xiàn)的。評(píng)價(jià)方案合理與否直接影響教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)。筆者在對(duì)各省市信息技術(shù)課程考試方案分析的基礎(chǔ)上,提出了一套信息技術(shù)課程的總結(jié)性評(píng)價(jià)方案。
1. 信息技術(shù)課程總結(jié)性評(píng)價(jià)現(xiàn)狀分析
通過對(duì)各省區(qū)信息技術(shù)課程考試評(píng)價(jià)方案的對(duì)比分析,高中信息技術(shù)課程的評(píng)價(jià)方式主要有以下幾種。
(1)信息技術(shù)課程作為學(xué)業(yè)水平考試必考科目之一,并作為高校錄取招生時(shí)的參考依據(jù)
大多數(shù)省市對(duì)信息技術(shù)課程的評(píng)價(jià)采用將信息技術(shù)與通用技術(shù)作為學(xué)業(yè)水平考試必考科目,基本上都采用A、B、C、D等級(jí)制的方式來呈現(xiàn)考生的成績;其成績作為高校招生錄取時(shí)的參考依據(jù),例如山東、安徽、天津等省市。[8]
這種評(píng)價(jià)方式對(duì)信息技術(shù)課程雖然進(jìn)行了評(píng)價(jià),但由于在高校招生錄取時(shí)沒作統(tǒng)一的限定,只作為參考依據(jù)。在“以高考成敗論英雄”社會(huì)大背景下,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中只能把信息技術(shù)課程當(dāng)作“副科”來對(duì)待,只要在學(xué)業(yè)水平考試成績達(dá)到合格,不影響高考就萬事大吉了。這種評(píng)價(jià)方式勢必對(duì)教師的教和學(xué)生的學(xué)產(chǎn)生影響,教師不會(huì)花大量時(shí)間去鉆研教材,學(xué)生也不會(huì)花大量時(shí)間去學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程的內(nèi)容,而把大量時(shí)間花在數(shù)學(xué)、英語、語文等高考必考課程上,通過學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程來提高學(xué)生的信息素養(yǎng)只能是空談。長期以來高中信息技術(shù)課程教師的教學(xué)得不到學(xué)校的重視。
(2)信息技術(shù)課程作為學(xué)業(yè)水平考試必考科目之一,并將成績進(jìn)行折算計(jì)入高考總分
海南省將信息技術(shù)和通用技術(shù)作為各類考生四門學(xué)業(yè)水平考試必考科目之一,并將會(huì)考成績折算為10%的分?jǐn)?shù)(滿分40分)計(jì)入高考總分。[9]
這種評(píng)價(jià)方式雖然采用學(xué)業(yè)水平考試的形式,但由于要將考試成績折算計(jì)入高考總分,直接影響到高校招生和錄取。所以,采用這種評(píng)價(jià)方式,教師和學(xué)生都會(huì)對(duì)課程重視,教師會(huì)認(rèn)真研究教材和考試內(nèi)容,學(xué)生會(huì)花較多時(shí)間去學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容,學(xué)生信息素養(yǎng)的提高不再是空談。
(3)信息技術(shù)課程作為學(xué)業(yè)水平考試選考科目之一,并對(duì)成績進(jìn)行限定
江蘇省將信息技術(shù)與通用技術(shù)作為七門學(xué)業(yè)水平考試選考科目之一,并規(guī)定學(xué)業(yè)水平測試七科中有六科成績?yōu)锳的考生增加10分投檔。[10]
這種評(píng)價(jià)方式對(duì)信息技術(shù)學(xué)業(yè)水平成績進(jìn)行了限定,并在高校招生錄取時(shí)有一定的優(yōu)惠體現(xiàn),對(duì)教學(xué)有一定的影響,但由于成績沒有直接體現(xiàn)在高校招生錄取考試中,所以效果沒有采用方式二直接和影響大。
(4)信息技術(shù)課程作為高考科目之一
浙江省對(duì)于技術(shù)類考生將信息技術(shù)課程作為高考科目之一,成績直接計(jì)入高考總分。[11]這種方式由于考試成績直接在高考中進(jìn)行體現(xiàn),所以教師和學(xué)生會(huì)很重視該課程的學(xué)習(xí),教師不會(huì)把課程作為“副科”來教,學(xué)生也不會(huì)把課程當(dāng)作“副科”來學(xué)。
2. 信息技術(shù)課程的總結(jié)性評(píng)價(jià)方案設(shè)計(jì)
通過高中信息技術(shù)課程評(píng)價(jià)要求和信息技術(shù)課程總結(jié)性評(píng)價(jià)現(xiàn)狀的分析,筆者提出以下信息技術(shù)課程總結(jié)性評(píng)價(jià)方案。
(1)模塊結(jié)業(yè)評(píng)價(jià)
模塊結(jié)業(yè)評(píng)價(jià)可以安排在學(xué)生修完必修或選修模塊后進(jìn)行,評(píng)價(jià)方式采用紙筆考試或上機(jī)考試與學(xué)生作品評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式進(jìn)行,由高中各學(xué)校組織實(shí)施,評(píng)價(jià)結(jié)果作為學(xué)生是否重修該模塊的依據(jù)。在學(xué)生修完每個(gè)模塊后,由學(xué)校信息技術(shù)課教師組成命題小組進(jìn)行命題,或從學(xué)校試題庫中隨機(jī)抽取試題對(duì)學(xué)生進(jìn)行紙筆考試或上機(jī)考試,考試成績作為學(xué)生所修模塊是否合格的重要依據(jù)。同時(shí),在教師進(jìn)行教學(xué)的過程中要采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行教學(xué),并及時(shí)收集學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所收集的資料、制作的作品以及創(chuàng)新成果等,為每個(gè)學(xué)生建立一個(gè)電子文件夾和紙質(zhì)檔案袋,將學(xué)生學(xué)習(xí)過程中收集的資料、制作的電子作品以及創(chuàng)新成果裝入電子文件夾或紙質(zhì)檔案袋,作為學(xué)生模塊結(jié)業(yè)評(píng)價(jià)和綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。對(duì)于優(yōu)秀的電子作品,將制作過程資料和電子作品單獨(dú)整理放入一個(gè)紙質(zhì)檔案袋和電子文件夾,并裝入學(xué)生高校招生錄取檔案中作為高校招生錄取的重要依據(jù)。
在對(duì)學(xué)生進(jìn)行模塊結(jié)業(yè)評(píng)價(jià)時(shí),考試成績和學(xué)生的作品要各占一定的比例(如考試成績占70%,作品成績占30%),成績分為優(yōu)秀、良好、中等、合格和不合格等五個(gè)等級(jí),主要用于對(duì)學(xué)生所修模塊的終結(jié)性評(píng)價(jià)。
(2)學(xué)業(yè)水平考試
學(xué)業(yè)水平考試主要用于對(duì)信息技術(shù)課程整體掌握程度的測試,作為學(xué)生能否畢業(yè)的重要依據(jù)。學(xué)業(yè)水平考試由各省教育廳負(fù)責(zé)組織和實(shí)施,考試內(nèi)容可根據(jù)各省高中信息技術(shù)課程所開設(shè)的模塊的具體情況進(jìn)行命題,試題內(nèi)容可分為若干層次,其中一級(jí)的考試范圍為必修模塊“信息技術(shù)基礎(chǔ)”加任一選修模塊;二級(jí)的考試范圍在一級(jí)的基礎(chǔ)上,增加考測與一級(jí)不重復(fù)的另外一個(gè)選修模塊;以此類推,三級(jí)、四級(jí)、五級(jí)的考試范圍分別在上一級(jí)的基礎(chǔ)上,增加考測與上一級(jí)不重復(fù)的另一個(gè)選修模塊。考試方式采用紙筆考試與上機(jī)考試相結(jié)合,每學(xué)年組織兩次信息技術(shù)學(xué)業(yè)水平考試??荚嚨牡燃?jí)由學(xué)生根據(jù)自己所修模塊自主選擇??荚嚨某煽兠總€(gè)等級(jí)分為優(yōu)秀、良好、中等、合格和不合格等五個(gè)層次,作為學(xué)生畢業(yè)和高等學(xué)校錄取的重要依據(jù)。例如,如果學(xué)生要取得高中畢業(yè)證,則信息技術(shù)學(xué)業(yè)水平考試至少應(yīng)達(dá)到一級(jí)合格以上;而學(xué)生學(xué)業(yè)水平考試成績?nèi)暨_(dá)到二級(jí)合格以上水平,可以作為高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)(如通信、電子、網(wǎng)絡(luò)、信息科學(xué)、自動(dòng)控制、軟件工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)等)進(jìn)行錄取的重要參考依據(jù),或?qū)⒖荚嚦煽冞M(jìn)行折算并計(jì)入高考成績。像甘肅、青海、貴州等經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)省份由于教學(xué)軟硬件條件較薄弱,選修模塊開設(shè)得不全,而且農(nóng)村和城市高中教學(xué)條件差異較大,所以在信息技術(shù)課程考試中采用學(xué)業(yè)水平考試方式,在高校招生錄取時(shí)對(duì)學(xué)業(yè)水平考試成績進(jìn)行限定;而對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份如廣東、江蘇、山東等,由于教學(xué)條件較好,選修模塊開設(shè)得較全,農(nóng)村和城市高中教學(xué)條件差異較小,則可采用對(duì)學(xué)業(yè)水平考試成績進(jìn)行折算并計(jì)入高考成績的方式對(duì)信息技術(shù)課程進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(3)高等學(xué)校入學(xué)考試
信息技術(shù)作為高等學(xué)校入學(xué)考試的內(nèi)容,其組織和實(shí)施可采用以下兩種方式。
① 作為高考綜合科考試內(nèi)容
無論高考方案是中小綜合(理科基礎(chǔ)和文科基礎(chǔ))還是大綜合,信息技術(shù)均列入綜合類考試(筆試),信息技術(shù)學(xué)科分?jǐn)?shù)占綜合科總分的10%左右,必修模塊和選修模塊各占50%,其中選修模塊的命題要覆蓋所有模塊,但考生只需選擇其中與自己選修模塊相關(guān)的考題進(jìn)行作答。
② 作為高考選考科目內(nèi)容
把信息技術(shù)作為選考科目內(nèi)容進(jìn)行考試。凡是涉及通信、電子、網(wǎng)絡(luò)、信息科學(xué)、自動(dòng)控制、軟件工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生可以選考信息技術(shù)??荚噧?nèi)容為一個(gè)必修模塊加2~3個(gè)選修模塊。考試可采用筆試加上機(jī)考試的方式進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)無紙化考試。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上自動(dòng)實(shí)現(xiàn)改卷、評(píng)分和排名。
將信息技術(shù)作為高等學(xué)校入學(xué)考試的內(nèi)容,這種評(píng)價(jià)方式可以在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、教學(xué)軟硬件比較好的省份如廣東、浙江、江蘇、山東等省進(jìn)行??梢越梃b浙江省的實(shí)施方案,將考生進(jìn)行比較詳細(xì)的分類,比如將考生分為理工類、藝術(shù)類、文史類、體育類、技術(shù)類等,而理工類和技術(shù)類考生可選考信息技術(shù)課程。
總之,合理的信息技術(shù)課程評(píng)價(jià)方案才能真正促進(jìn)教師的教和學(xué)生的學(xué)。而信息技術(shù)課程的總結(jié)性評(píng)價(jià)在模塊結(jié)業(yè)考試、學(xué)業(yè)水平考試和高等學(xué)校入學(xué)考試中都得到充分的體現(xiàn),才能使教師真正重視信息技術(shù)課程的教學(xué),學(xué)生才能全身心地投入到信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)中,真正提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。
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(山西大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院,山西太原030006)
摘要:針對(duì)計(jì)算機(jī)教育面臨的新形勢,分析國外一流大學(xué)計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課的現(xiàn)狀,提出重新規(guī)劃面向計(jì)算思維培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程內(nèi)容,闡述利用MOOC資源開展混合教學(xué)模式的方案,探討MOOC資源選擇、課上內(nèi)容和課下習(xí)題設(shè)計(jì)等幾個(gè)重要問題。
關(guān)鍵詞 :計(jì)算機(jī)導(dǎo)論;計(jì)算思維;MOOC;教學(xué)改革
文章編號(hào):1672-5913(2015)15-0046-04 中圖分類號(hào):G642
基金項(xiàng)目:2015年山西省高等學(xué)校教學(xué)改革項(xiàng)目(12015003);山西省研究生教育改革研究立項(xiàng)重點(diǎn)課題( 20122001);2011年山西省高等學(xué)校教學(xué)改革項(xiàng)目(J2011005)。
第一作者簡介:譚紅葉,女,副教授,研究方向?yàn)槿斯ぶ悄堋⒆匀徽Z言處理,hytan_2006@126.com。
0 引 言
計(jì)算機(jī)導(dǎo)論是計(jì)算機(jī)學(xué)科一門重要的基礎(chǔ)課程,學(xué)好這門課能使學(xué)生了解學(xué)科概貌、理解學(xué)科核心概念、領(lǐng)會(huì)學(xué)科內(nèi)涵、了解與后續(xù)課程之間的聯(lián)系和特點(diǎn)。近年來該課程也面臨著挑戰(zhàn):①導(dǎo)論導(dǎo)什么,一直是人們爭論探索的問題[1-4]。②內(nèi)容覆蓋面廣,但學(xué)時(shí)有限,一般為24~32個(gè)學(xué)時(shí)。③學(xué)生起點(diǎn)參差不齊。有的同學(xué)經(jīng)過中學(xué)學(xué)習(xí),已具備一定的操作和編程能力;有的同學(xué)則對(duì)計(jì)算機(jī)操作還比較陌生,教師很難找到適合所有學(xué)生的方法。④目前的教科書視角多樣化,有的是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域主要課程內(nèi)容的簡化堆砌,有的是一些常用軟件的操作教程。
有研究者提出,計(jì)算機(jī)導(dǎo)論的主要作用為“五導(dǎo)”:導(dǎo)知識(shí)、導(dǎo)方法、導(dǎo)思維、導(dǎo)意識(shí)和導(dǎo)職業(yè)。我們認(rèn)為該課程應(yīng)集思維性、方法性、知識(shí)性、實(shí)時(shí)性于一體,以訓(xùn)練良好的計(jì)算思維意識(shí)和方法為主,建立計(jì)算機(jī)科學(xué)的整體框架,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1 計(jì)算機(jī)教育面臨的新形勢
計(jì)算思維( computational thinking)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維代表著一類普遍的認(rèn)識(shí)和普適的技能,每一個(gè)人都應(yīng)了解它的運(yùn)用,這是周以真教授對(duì)計(jì)算思維的定義和解釋。這個(gè)概念的提出使計(jì)算思維在計(jì)算機(jī)教育界備受關(guān)注,使人們對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的認(rèn)知從狹義工具論轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算思維,使計(jì)算機(jī)學(xué)科的教育從操作技能和編程能力的培養(yǎng)提升為計(jì)算思維的內(nèi)化和養(yǎng)成。
與此同時(shí),由美國硅谷發(fā)起并在全世界迅速崛起的大規(guī)模開放在線課程( massive openonline course.MOOC)影響了全球高等教育,也引發(fā)了許多關(guān)于MOOC教育的研究和思考。MOOC的主要優(yōu)勢是:①提供優(yōu)質(zhì)教育資源,實(shí)現(xiàn)教育平等,使全球各地的受教育者接受和享受世界頂級(jí)教育成為可能。②拓展學(xué)校范圍,學(xué)生的學(xué)習(xí)方式更加靈活,不僅可選擇適合自己的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí),而且整個(gè)學(xué)習(xí)過程可根據(jù)自己的接受能力靈活調(diào)整。③教授者可通過交互式即時(shí)測試,及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況并提供個(gè)性化的幫助。加州大學(xué)伯克利分校的阿曼多·??怂菇淌诤痛骶S·帕特森教授,還提出小規(guī)模私有在線課程( small private online course,SPOC)理念用于MOOC與校園教學(xué)的結(jié)合,并在世界各地的混合式教學(xué)實(shí)踐中取得良好效果。
這些新理論和新技術(shù)給大學(xué)計(jì)算機(jī)教育帶來了重大機(jī)遇和挑戰(zhàn),因此,計(jì)算機(jī)教育者有必要重新梳理計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、方法和形式,利用新理念和新技術(shù)提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果。
2 國外一流大學(xué)計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課現(xiàn)狀
過去十幾年,隨著IT泡沫崩裂和金融危機(jī)的爆發(fā),國際對(duì)IT人才的需求于2005年跌至最低。2007年,這種現(xiàn)象開始改變。美國政府的一份報(bào)告顯示:IT人才就業(yè)的強(qiáng)勁增長至少會(huì)持續(xù)到2018年。因此,各大學(xué)紛紛開始改革計(jì)算機(jī)課程教育。
國外著名大學(xué)基本都開設(shè)了計(jì)算機(jī)導(dǎo)論性質(zhì)的課程,但各大學(xué)專業(yè)優(yōu)勢不同,因此教學(xué)側(cè)重點(diǎn)不同。MIT(麻省理工學(xué)院)的計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程名為“Introduction To Computer science andProgramming Using Python”(課程編號(hào)6.OO.1X)。課程包括4個(gè)主題:計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論、Python編程、計(jì)算思維、數(shù)據(jù)科學(xué),其中有一個(gè)主題專門講授與計(jì)算思維有關(guān)的內(nèi)容??傮w來看,該課程特色在于通過Python編程,讓學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算思維、編寫程序解決現(xiàn)實(shí)問題。
CMU(卡耐基梅隆大學(xué))的相應(yīng)課程名為“Principles of Computing”(課程編號(hào)15-110)。該課程名突顯計(jì)算的核心概念,課程主要內(nèi)容為程序結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)組織、計(jì)算領(lǐng)域中的抽象概念、問題求解中的計(jì)算準(zhǔn)則、經(jīng)典的計(jì)算問題、新計(jì)算技術(shù)引發(fā)的社會(huì)倫理和法律問題。
UCSC(加州大學(xué)圣塔克魯茲分校)在美國國家自然基金的資助下,從2011年開始嘗試改革計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課( Introduction To ComputerScience,課程編號(hào)CMPS10)。從該校2014年春季的課件可以看出,課程強(qiáng)調(diào)從計(jì)算原理和計(jì)算思維兩個(gè)層面?zhèn)鬟f“計(jì)算、抽象、數(shù)據(jù)與信息、算法、編程、網(wǎng)絡(luò)”等重要思想。課程通過增加許多趣味性內(nèi)容(如圖形化編程游戲軟件Lightbot),讓學(xué)生體會(huì)程序工作原理和函數(shù)級(jí)抽象、遞歸等程序?qū)用娴暮诵母拍?。課程還包含計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展引起的社會(huì)問題,如數(shù)字足跡、隱私、計(jì)算機(jī)藝術(shù)等。
可以看出,上述學(xué)校的導(dǎo)論課程,從不同層次和角度強(qiáng)調(diào)了計(jì)算思維和計(jì)算機(jī)科學(xué)的核心概念與問題。其中,MIT的計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課已在edX(MOOC的3個(gè)平臺(tái)之一)之上。
3 面向新形勢的計(jì)算機(jī)導(dǎo)論教學(xué)思路
3.1 重新規(guī)劃課程內(nèi)容,突出計(jì)算思維的培養(yǎng)
結(jié)合地方性大學(xué)的特點(diǎn),兼顧計(jì)算機(jī)能力和素質(zhì)不同的學(xué)生,我們以計(jì)算思維培養(yǎng)為主線,重新規(guī)劃計(jì)算機(jī)導(dǎo)論的課程內(nèi)容,從始至終凝練貫穿計(jì)算思維概念點(diǎn),融合計(jì)算機(jī)界的最新研究和計(jì)算思維在跨學(xué)科領(lǐng)域的最新應(yīng)用。課程包括4部分內(nèi)容:計(jì)算機(jī)文化、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算理論、計(jì)算學(xué)科方法論。每一部分都清晰地提出具體的計(jì)算思維概念點(diǎn)或?qū)W科核心概念,使學(xué)生在掌握知識(shí)的過程中,以知識(shí)、技能、能力為載體,逐步理解和掌握計(jì)算思維的基本內(nèi)容和方法,領(lǐng)會(huì)知識(shí)背后對(duì)學(xué)科發(fā)展有深刻作用的偉大思想。具體情況見表1。
受《計(jì)算機(jī)科學(xué)概論》作者觀點(diǎn)的啟發(fā),我們對(duì)內(nèi)容順序的安排圍繞“計(jì)算、抽象、算法與形式化、程序、問題求解、計(jì)算思維”等概念,從學(xué)生易于產(chǎn)生共鳴的主題“數(shù)據(jù)表示存儲(chǔ)、計(jì)算機(jī)工作原理、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”人手,由淺入深地過渡到較抽象的“計(jì)算、可計(jì)算、計(jì)算模型、算法、計(jì)算領(lǐng)域典型問題、計(jì)算學(xué)科方法論”等內(nèi)容。在計(jì)算理論部分,引入計(jì)算學(xué)科最新技術(shù),如物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、社會(huì)計(jì)算以及計(jì)算生物學(xué)、計(jì)算社會(huì)學(xué)等學(xué)科交叉融合案例,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)計(jì)算思維。
3.2 引入MOOC資源,嘗試混合教學(xué)模式
結(jié)合課程特點(diǎn),我們提出混合教學(xué)模式的初步實(shí)施方案,見表2。
實(shí)施方案中引入基于MOOC資源的在線學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)流程涉及傳統(tǒng)課堂和在線課堂兩種形式,因此是混合教學(xué)模式。核心的3個(gè)環(huán)節(jié)是:①課下看視頻學(xué)習(xí);②課上精講討論練習(xí);③課下繼續(xù)討論協(xié)作完成實(shí)踐。
整個(gè)學(xué)習(xí)流程以學(xué)生為主體,教師起到引導(dǎo)和幫助的作用。其中,第①個(gè)環(huán)節(jié)取決于學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和接受能力;第②③個(gè)環(huán)節(jié),取決于老師對(duì)課上精講內(nèi)容和討論題目的設(shè)計(jì)是否具有創(chuàng)造性和活力,是否可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)在動(dòng)力。
混合教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)課堂“課上聽講、課下練習(xí)”的模式,對(duì)老師和學(xué)生提出了新的挑戰(zhàn)。例如,對(duì)于老師,不僅要選擇適合的在線教學(xué)內(nèi)容,而且要設(shè)計(jì)課上活動(dòng)和課下習(xí)題,還要區(qū)分哪些知識(shí)學(xué)生可自學(xué),哪些必須經(jīng)過點(diǎn)撥,哪些內(nèi)容需要通過多次練習(xí)才能熟練掌握,哪些原理需要討論才能明晰。對(duì)于學(xué)生,由于缺少面對(duì)面的溝通,缺乏傳統(tǒng)的監(jiān)督機(jī)制,因此需要更強(qiáng)的意志力和責(zé)任感,才能完成課程的學(xué)習(xí)。
因此,本課程將加強(qiáng)以下問題的研究和實(shí)踐:
(1)MOOC資源的恰當(dāng)引入。引入什么MOOC資源,引入多少內(nèi)容,這些內(nèi)容與本課程的關(guān)系是關(guān)鍵問題。目前,網(wǎng)易云課堂有一門中文計(jì)算機(jī)專業(yè)導(dǎo)論課,主講老師是哈爾濱工業(yè)大學(xué)的占德臣、聶蘭順等。該課程分為3個(gè)子課程:思維與系統(tǒng)、語言與算法、學(xué)科與專業(yè)。其中涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、程序與算法的內(nèi)容更強(qiáng)調(diào)計(jì)算思維的概念和意識(shí),符合我們的教育目標(biāo),因此本課程將選擇相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行混合模式教學(xué)嘗試,不斷總結(jié)應(yīng)用開放課程資源的得失,及時(shí)改進(jìn)和優(yōu)化相應(yīng)課程資源和教學(xué)方法,為全面實(shí)施混合教學(xué)模式提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。
(2)更具活力的課上內(nèi)容設(shè)計(jì)。課上內(nèi)容主要包括兩部分:①精講,旨在將碎片化的知識(shí)匯集成完整內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生,有效彌補(bǔ)獨(dú)立學(xué)習(xí)能力和接受能力偏弱學(xué)生的聽課局限;②課上討論,旨在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深化課程內(nèi)容的思辨式討論,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力。
(3)更具思辨性的課下習(xí)題設(shè)計(jì)??梢宰屢恍﹩栴}更具爭議性,正確方法或正確答案不止一個(gè),使學(xué)生在解決問題的過程中深化思維;引入安全、隱私、責(zé)任和社會(huì)意識(shí)等問題,鼓勵(lì)學(xué)生思考現(xiàn)實(shí)社會(huì)與課程內(nèi)容的關(guān)系。課程習(xí)題分為練習(xí)題、章節(jié)復(fù)習(xí)題、思考題。練習(xí)題用于復(fù)習(xí)剛剛學(xué)過的零散的知識(shí)碎片;章節(jié)復(fù)習(xí)題覆蓋整章內(nèi)容,啟發(fā)學(xué)生整合知識(shí)點(diǎn)并解決問題;思考題提供社會(huì)問題,激勵(lì)學(xué)生思考討論并開展課外研究,要求學(xué)生提交書面報(bào)告或口頭報(bào)告。此外,還提供實(shí)踐題,引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立或以小組形式協(xié)作完成。
(4)探索建立新評(píng)價(jià)指標(biāo)。與傳統(tǒng)教學(xué)相比,混合模式中需要考慮新的學(xué)生行為,如MOOC資源利用情況、線上或課下討論活躍度、課下習(xí)題反饋及正確率等。評(píng)價(jià)指標(biāo)要反映學(xué)習(xí)過程的每個(gè)環(huán)節(jié),才能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力,充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)MOOC資源的作用,有效提升混合模式的教學(xué)效果。
4 結(jié)語
我們利用優(yōu)質(zhì)MOOC資源,以計(jì)算思維培養(yǎng)為目標(biāo),進(jìn)行計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程的教學(xué)改革,在大學(xué)計(jì)算機(jī)教育體系中具有重要意義。本課程的教學(xué)改革實(shí)踐正在進(jìn)行中,取得的效果還需進(jìn)一步驗(yàn)證和分析。相信計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程的改革,對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的內(nèi)化和養(yǎng)成,對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,擴(kuò)大學(xué)生國內(nèi)國際視野,都具有積極的推進(jìn)作用。
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摘 要:分析了《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程教學(xué)過程中的現(xiàn)狀與存在的理論與實(shí)際脫節(jié)、不夠重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)實(shí)踐有悖工程化原則、教學(xué)方法和手段缺乏多樣性、教材選取不合理、考核制度沿襲傳統(tǒng)的應(yīng)試模式等諸多問題。從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實(shí)踐環(huán)節(jié)、考核方式、組織與管理等方面進(jìn)行了教學(xué)改革研究,提出了一套相應(yīng)的教學(xué)改革措施,并取得較好的效果。
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用;教學(xué)改革;創(chuàng)新能力;優(yōu)化
Abstract:Analyzed current situation of the teaching of the courses of Database Principle and Applications. It is held that there exist many problems in the teaching process. For example, the theory is separated from the social needs, practice teaching tache is not thought much of, the teaching practice runs against the engineering principle, the teaching methods and measures are far from persified, teaching materials is reasonless and the checking system stresses too much on examinations. In respect to these problems, the measures to researchthe teaching of the course are proposed from the perspectives of optimizing teaching contents, teaching methods, teaching measures, practice teaching, checking methods and organizing and managing of the course. Finally the paper brings forward a suit of the measures of corresponding teaching reformation and we obtain the better effect.
Key words: Database principle and applications; Teaching reformation; Creative abilities; Optimize
一、引言
數(shù)據(jù)庫技術(shù)從20世紀(jì)60年代中期產(chǎn)生到現(xiàn)在幾十年來得到了迅速的發(fā)展,是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)中發(fā)展最快的技術(shù)之一。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、人工智能、電子商務(wù)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、行政管理、科學(xué)研究和工程技術(shù)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)。通過這門課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生能夠正確理解數(shù)據(jù)庫的基本原理,熟練掌握數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用技術(shù)。作為培養(yǎng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用人才的主要基地,高等院校在過去、現(xiàn)在和將來都發(fā)揮著不可替代的核心作用。然而一些高等院校在傳統(tǒng)的課程教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)庫理論知識(shí)的完備性,缺乏學(xué)習(xí)的應(yīng)用性和針對(duì)性,理論性強(qiáng)、概念抽象,理論和實(shí)踐教學(xué)存在不同程度的脫節(jié)。而應(yīng)用性課程的教學(xué)又多以低端數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)平臺(tái)為基礎(chǔ),如FoxPro, Access等,對(duì)大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)服務(wù)器的管理和應(yīng)用涉及較少,不能很好地滿足企業(yè)對(duì)人才的需求。因此分析該課程目前教學(xué)過程中存在的主要問題,研究教學(xué)改革方案,就教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)組織與管理、考核方式等方面進(jìn)行研究具有十分重要的意義。
二、傳統(tǒng)教學(xué)中的局限性
結(jié)合自己的教學(xué)體會(huì),分析了計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程的教學(xué)現(xiàn)狀,認(rèn)為該課程教學(xué)過程中存在的主要問題有以下幾個(gè)方面。
(一)理論與實(shí)際脫節(jié)
數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程一般包括數(shù)據(jù)庫原理、設(shè)計(jì)和應(yīng)用三個(gè)部分。原理是其基礎(chǔ),設(shè)計(jì)和應(yīng)用是提高,他們相輔相成、互相促進(jìn)。但是目前一些高等院校教學(xué)的基本情況如下:
第一,教師重點(diǎn)偏向理論教學(xué),很少向?qū)W生介紹具體的數(shù)據(jù)庫使用技術(shù),使學(xué)生不能將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通,不能適應(yīng)企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用人才的需要。
第二,教師重點(diǎn)偏向流行數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具的使用,忽視甚至放棄原理的教學(xué),造成學(xué)生對(duì)具體開發(fā)工的操作能力突出,但缺乏完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)。高等院校數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程的教育目標(biāo)是培養(yǎng)社會(huì)需求的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用人才,這就要求培養(yǎng)的學(xué)生既理解原理、具有扎實(shí)功底,又善于靈活運(yùn)用、富于創(chuàng)新。
(二)對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)重視不夠
數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)課程,但目前實(shí)驗(yàn)課教學(xué)存在很多弊端,例如學(xué)生不明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?shí)驗(yàn)內(nèi)容不清楚,考核中實(shí)驗(yàn)課也沒有一定的比例等。
(三)教學(xué)實(shí)踐有悖工程化原則
現(xiàn)代企業(yè)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用基本上是工程化的合作開發(fā),其基本特征是按軟件工程學(xué)的原則進(jìn)行組織,軟件工程學(xué)的基本方法融入數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程的實(shí)踐環(huán)節(jié),使學(xué)生盡早建立起工程化的概念,順應(yīng)人才市場需求的一條原則,但考察目前的教學(xué)過程可以看到,除了畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)之外,從課后作業(yè)、上機(jī)實(shí)踐到課程設(shè)計(jì),幾乎都是學(xué)生的個(gè)人行為,大多數(shù)學(xué)生是抱著應(yīng)付差事的心理被動(dòng)地來完成這些任務(wù)的,缺乏創(chuàng)新思維。在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中反映出許多學(xué)生不懂得如何合作開發(fā)一個(gè)實(shí)用的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng),嚴(yán)重影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量,學(xué)生畢業(yè)后也不能迅速適應(yīng)所在單位的工作要求。
(四)教學(xué)方法和手段缺乏多樣性
當(dāng)前數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程采用CAI課件進(jìn)行多媒體教學(xué)日趨流行,使用多媒體課件教學(xué)一方面減輕了教師板書的負(fù)擔(dān),增加了授課的信息量,同時(shí)好的課件也能夠使教學(xué)內(nèi)容更加形象化地展現(xiàn)出來;但另一方面,教師在授課時(shí)對(duì)課件的過分依賴也給課程的教學(xué)質(zhì)量帶來了一些問題,如當(dāng)學(xué)生長時(shí)間注視投影時(shí),容易產(chǎn)生視覺疲勞;由于使用課件進(jìn)行教學(xué)時(shí),加快了演示的節(jié)奏,缺乏教與學(xué)的友好交互,學(xué)生的思維難以與之同步,從而使教學(xué)質(zhì)量下降。因此必須合理的綜合運(yùn)用不同的教學(xué)方法和教學(xué)手段,取長補(bǔ)短,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。
(五)教材選取不合理
教材是教學(xué)的基礎(chǔ),教學(xué)目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn),教材內(nèi)容至關(guān)重要,計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展日新月異,早期的教材已經(jīng)跟不上時(shí)代的需要,這將影響到學(xué)生能力的培養(yǎng)。
(六)考核制度沿襲傳統(tǒng)的應(yīng)試模式
考核是檢驗(yàn)教學(xué)成果的有效方式和重要手段,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)具有重要的導(dǎo)向作用,不同的考試方式能激發(fā)學(xué)生不同的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,傳統(tǒng)的考試模式通常以期終理論考試成績作為對(duì)學(xué)生最終評(píng)分的主要依據(jù),造成學(xué)生為考試過關(guān)而學(xué),并不注重提高自身能力,教師僅為完成教學(xué)任務(wù)而教,并不注重培養(yǎng)學(xué)生的能力。這種違反教學(xué)規(guī)律、背離教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的現(xiàn)象已嚴(yán)重阻礙了數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程的發(fā)展。
三、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程教學(xué)改革的總體思路
根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程的教學(xué),提出了該課程的教學(xué)改革研究的總體思路如下:
第一,正確定位專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),在此基礎(chǔ)上明確課程教學(xué)目標(biāo)。
第二,采用能夠反映國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展前沿的教材來組織教學(xué)。
第三,加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),改善理論與實(shí)際脫節(jié)問題。
第四,在教學(xué)內(nèi)容組織上,強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的重要性。
第五,在教學(xué)方法上,采用案例式、交互式和情景式相結(jié)合。
第六,改變傳統(tǒng)的考試方式,注重考察學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)。
第七,強(qiáng)化課程的組織和管理。
第八,積極鼓勵(lì)學(xué)生參與科研項(xiàng)目,多渠道加強(qiáng)師生交流。
第九,充分利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行教學(xué),積極采用現(xiàn)代教育技術(shù)。
四、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用教學(xué)改革研究的具體措施
本課程教學(xué)改革的指導(dǎo)思想是培養(yǎng)學(xué)生綜合地應(yīng)用專業(yè)知識(shí),獨(dú)立分析和解決問題的能力,使學(xué)生在科學(xué)研究和創(chuàng)新方面受到良好地訓(xùn)練,所以課程教學(xué)改革采取的主要措施體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(一)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,完備知識(shí)體系
數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程教學(xué)目標(biāo)是通過課程的學(xué)習(xí),強(qiáng)化基礎(chǔ)訓(xùn)練,使學(xué)生理解數(shù)據(jù)庫的基本原理;應(yīng)用軟件工程原則,掌握數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)方法,了解數(shù)據(jù)庫當(dāng)前的研究發(fā)展?fàn)顩r,掌握數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用技術(shù)。
在實(shí)施數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程教學(xué)時(shí),應(yīng)從基本原理、設(shè)計(jì)方法到應(yīng)用開發(fā),涵蓋如下教學(xué)內(nèi)容:(1)基本原理包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫查詢語言SQL、關(guān)系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化、關(guān)系數(shù)據(jù)理論等,這些內(nèi)容是教學(xué)的重點(diǎn),它們涵蓋了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本原理,對(duì)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)、應(yīng)用和開發(fā)起著指導(dǎo)作用。(2)設(shè)計(jì)方法包括軟件工程原則、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫安全性、數(shù)據(jù)庫完整性等。(3)應(yīng)用開發(fā)包括 IBM DB2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、基于高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言的C/S(B/S)構(gòu)架的應(yīng)用。
(二)合理的教學(xué)方法和教學(xué)手段
在實(shí)際的教學(xué)過程中,合理的綜合使用各教學(xué)方法、教學(xué)手段,以學(xué)生為中心,多采用案例、任務(wù)驅(qū)動(dòng)等相結(jié)合的教學(xué)方法,增加學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會(huì)、自學(xué)機(jī)會(huì)和創(chuàng)新機(jī)會(huì),極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,激發(fā)學(xué)生探究創(chuàng)造的興趣,鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立探索,促進(jìn)知識(shí)的加深和遷移。
1.結(jié)合多種教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)
(1)采用案例教學(xué),加快學(xué)生的學(xué)習(xí)步伐
針對(duì)課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課下練習(xí),均設(shè)計(jì)了不同的教學(xué)案例。從數(shù)據(jù)庫基本原理、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和開發(fā)等諸方面,對(duì)案例逐步展開,加快學(xué)生對(duì)抽象理論和方法的理解和掌握。
(2)采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法
針對(duì)教學(xué)中的重要知識(shí)點(diǎn),精心設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的基本過程為:提出任務(wù)、分析任務(wù)、學(xué)生操作、交流討論、鞏固創(chuàng)新、總結(jié)等。在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下,促使學(xué)生自主思考,并通過自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)等方法,探求解決問題的途徑。
(3)采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法
設(shè)計(jì)了與理論教學(xué)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn),以提高學(xué)生實(shí)踐能力,促進(jìn)對(duì)理論內(nèi)容的吸收。
(4)采用合作學(xué)習(xí)教學(xué)法
合作學(xué)習(xí)教學(xué)法即結(jié)構(gòu)式分組教學(xué)模式,使其和任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法相結(jié)合,對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理分組,使之相互合作和激勵(lì),主動(dòng)積極地參與學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生探索創(chuàng)新能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。該方法主要用在實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中。
2.使用多種教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)
采用網(wǎng)絡(luò)和多媒體教學(xué)、小組討論、調(diào)研報(bào)告等多種教學(xué)手段來使學(xué)生提高主動(dòng)參與意識(shí),并注意增強(qiáng)學(xué)生的分析判斷能力和留給學(xué)生思考與討論的空間;更強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)而不是灌輸式教學(xué),從而使學(xué)生能舉一反三,觸類旁通。同時(shí)在教學(xué)過程中重視因材施教,努力實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法的個(gè)體化,針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的個(gè)別差異解決好因材施教問題。
(三)重視實(shí)踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)創(chuàng)新能力
為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目標(biāo),必須將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)緊密融合,鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)靈活掌握,并具體應(yīng)用到實(shí)際工程中。實(shí)踐教學(xué)是數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),課程中的上機(jī)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)安排要合理。(1)教師在課堂上應(yīng)給學(xué)生指定明確的有利于消化課堂理論知識(shí)的實(shí)驗(yàn)題目,讓學(xué)生上機(jī)時(shí)做到目的明確、有的放矢。(2)上機(jī)時(shí)應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)指導(dǎo),并對(duì)上機(jī)過程中普遍存在的問題進(jìn)行統(tǒng)一講解。上機(jī)實(shí)驗(yàn)針對(duì)的往往是一定范圍的知識(shí)點(diǎn),各個(gè)知識(shí)點(diǎn)相互聯(lián)系不夠緊密,具有一定的局限性,因此在課程的后期需要安排兩周的課程設(shè)計(jì)或綜合性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,所選題目應(yīng)具有一定的應(yīng)用背景,讓學(xué)生能夠應(yīng)用軟件工程的基本原則設(shè)計(jì)一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng),使所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。
創(chuàng)新思維是一種智力活動(dòng),是發(fā)現(xiàn)問題、積極探索的心理取向,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是素質(zhì)教育的靈魂。要實(shí)現(xiàn)這一培養(yǎng)目標(biāo),必須做到以下幾點(diǎn)。
1.教育學(xué)生自覺地培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)
富于想象并敢于大膽提出問題,注重實(shí)踐,具有勤奮努力、百折不撓的拼搏精神,這是進(jìn)行創(chuàng)新教育的必備條件。
2.建立一種全新的創(chuàng)新教育激勵(lì)機(jī)制
學(xué)生課程設(shè)計(jì)或綜合性實(shí)驗(yàn)后,不但要形成軟件,還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生撰寫相應(yīng)論文,在論文中闡述其設(shè)計(jì)思路、運(yùn)用的知識(shí)及自己的體會(huì)。對(duì)于一些優(yōu)秀論文,教師應(yīng)給予一定獎(jiǎng)勵(lì),并從中挖掘人才,建立課外研究小組,與教師一起從事數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和開發(fā)研究。
3.建立一支富有創(chuàng)新精神的教師隊(duì)伍
實(shí)施創(chuàng)新教育,培養(yǎng)創(chuàng)新人才,教師無疑是教育的關(guān)鍵和主體,教師應(yīng)通過組織課堂教學(xué)、進(jìn)行課后輔導(dǎo)、開展答疑解難、指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)和綜合性實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié),循循善誘、潛移默化地培養(yǎng)創(chuàng)新人才。
(四)改革考核方式,重視能力培養(yǎng)
數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程的考核分為理論知識(shí)考核與應(yīng)用能力考核兩部分。理論知識(shí)考核重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)關(guān)鍵性概念和原理的熟悉和理解,著重考核學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題和創(chuàng)新思維的能力。應(yīng)用能力考核方式要靈活一些,應(yīng)將考核變?yōu)榧ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的機(jī)會(huì),所以我們可以通過平時(shí)的實(shí)驗(yàn)、具體的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)開發(fā)任務(wù)等進(jìn)行。為了避免在分組的實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)任務(wù)中,有的同學(xué)不積極參與,可采用隨機(jī)抽查個(gè)人的方法來考核小組成績,促進(jìn)小組內(nèi)部互相監(jiān)督、互相幫助、互相學(xué)習(xí),有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高教學(xué)效果。
(五)強(qiáng)化課程的組織與管理
為了更好的搞好課程教學(xué),建立了集體備課制度,在開課的前一個(gè)學(xué)期期末,任課老師集中討論、確定教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)日歷。開課前兩周內(nèi),大家對(duì)備課中出現(xiàn)的相關(guān)問題進(jìn)行討論,取長補(bǔ)短。在教學(xué)進(jìn)行過程中,要求任課老師要互相聽課,以取長補(bǔ)短,并不定期的對(duì)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行研討,從教學(xué)方法、形式和內(nèi)容上進(jìn)行討論,不斷探索,摸索出了一條適合實(shí)際情況的教學(xué)方法和模式。
(六)積極開展科研活動(dòng),以科研促進(jìn)教學(xué)
積極開展相關(guān)的科研活動(dòng),以科研促進(jìn)教學(xué),使課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)水平不斷提高,先后指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并完成了以下開發(fā)課題:(1)基于VB的圖書管理信息系統(tǒng);(2)基于.NET的高校設(shè)備管理信息系統(tǒng);(3)基于Delphi的教研情況管理信息系統(tǒng);(4)基于Web的某一超市大型管理信息系統(tǒng);(5)基于Java語言的教務(wù)管理信息系統(tǒng);(6)基于C/S模式的鐵路機(jī)務(wù)段化驗(yàn)管理信息系統(tǒng);(7)基于實(shí)例推理和粗糙集理論的沖模智能CAD系統(tǒng)等。
五、結(jié)束語
本文在分析《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程理論與實(shí)踐教學(xué)中所存在問題的基礎(chǔ)上,提出了若干教學(xué)改革措施,并已付諸實(shí)施。目前本課程的教學(xué)工作取得較好的教學(xué)效果,讓學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力在循序漸進(jìn)的過程中不斷得到鍛煉和提高,同時(shí)提高了畢業(yè)生的競爭力。我們將繼續(xù)在數(shù)據(jù)庫的教學(xué)改革上開展新的工作,在數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的道路上作新的探索,努力尋求新的切入點(diǎn),使理論教學(xué)和實(shí)際應(yīng)用更好更緊密的結(jié)合起來,培養(yǎng)出更多適應(yīng)信息化社會(huì)的復(fù)合型、應(yīng)用型人才。
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