計算機基礎創(chuàng)客課程的內(nèi)容開發(fā)

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【摘要】如何提高學生在計算機學科中的學習熱情和專業(yè)認識，以及計算機專業(yè)應用的實驗內(nèi)容？如何引導學生更快地投入應用項目，提高在學習過程中、實驗教學中的創(chuàng)新能力？這已成為當前教學領(lǐng)域中，需要思考、研究和解決的棘手問題。在構(gòu)建學習環(huán)境和內(nèi)容的同時，一定要以創(chuàng)新為理念，并在此環(huán)境下設計教學課程內(nèi)容和實驗內(nèi)容。教育需要創(chuàng)新，計算機基礎教學應該如何教？在目前的情況下，通過思維指導教學方式，使教師與學生能夠真正的共同構(gòu)建學習和實驗的大環(huán)境，是我們正在尋求的突破口。

【關(guān)鍵詞】計算機基礎;創(chuàng)客;課程內(nèi)容;網(wǎng)絡

一、引言

在建立創(chuàng)新型國家的大背景下，需要培養(yǎng)大量的創(chuàng)新型人才，這是國家和社會的共同期待。目前，我國已經(jīng)有很多大學都非常重視教學與科研統(tǒng)一和教學推廣，以促進和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。企業(yè)單位也高度重視畢業(yè)生的實踐創(chuàng)新能力和實際項目規(guī)劃能力，這也造成了相對的矛盾：學生受知識框架限制，在短時間的項目實驗作業(yè)中，復習計算機基礎知識和做重復性的實驗作業(yè)的過程中，花費相當長的時間。無法實現(xiàn)“做中學”，學習變相的增加困難；同時由于硬件設備的限制，結(jié)合實際應用對教學來說環(huán)境很差，部署和實施實驗設計，學生在很大程度上，創(chuàng)新能力也受到限制[1]。

二、創(chuàng)客教育（Maker）

“創(chuàng)客”是指把創(chuàng)造、創(chuàng)新變?yōu)楝F(xiàn)實的達人。從廣義上而言，創(chuàng)客中不僅包括“硬件再創(chuàng)造”的創(chuàng)造性人才，還包括在軟件開發(fā)、設計、藝術(shù)等領(lǐng)域的優(yōu)秀人才?！皠?chuàng)客教育”對于培養(yǎng)素質(zhì)教育具有長遠的意義。其核心是人，人的創(chuàng)新能力是在利益為前提下發(fā)展素質(zhì)教育。實施創(chuàng)客教育，可增強動手能力、想象力、拓展能力，深化實際實驗經(jīng)驗。這也是建設創(chuàng)新型社會對高質(zhì)量、高素質(zhì)的教育要求[2]。

三、課程改革

伴隨科學技術(shù)應用發(fā)展，已經(jīng)逐漸的融入到我們生活的各個方面。計算機、控制和通信技術(shù)之間的融合，務必成為現(xiàn)如今的核心趨勢。特別是當“物聯(lián)網(wǎng)”和“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念提出后，被認為是當今蓬勃發(fā)展的“朝陽”趨勢[3]。在計算機基礎課程上融進創(chuàng)科教育的理念是非常重要的。拿“計算機網(wǎng)絡”課程為例，教學改革以“互動”為方向，以“計算機基礎”為導向，用“創(chuàng)客教育”做延伸，實現(xiàn)計算機課程教學的改革進程。

四、課程設計

以“計算機網(wǎng)絡”教學為例：課程應用層實驗，制作簡單的網(wǎng)頁和網(wǎng)頁設計并。本課程的實驗本意是：代替原始應用層實驗，應用于測量、控制技術(shù)和儀器裝置應用的實驗過程。1.實驗內(nèi)容在設計實驗內(nèi)容時，要結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境因素，以及需要動手操作的實驗環(huán)節(jié)進行安排。以便加深對計算機網(wǎng)絡技術(shù)的理解，提高學生的在實際作業(yè)中的經(jīng)驗。通過編寫Web應用程序，加深HTTP協(xié)議的工作原理的理解。2.開發(fā)工具開源硬件是創(chuàng)客教育者手中最重要的工具。Arduino是一個方便靈活易操作的開源電子原型平臺。采用Arduino作為嵌入式服務器的主控制器為實驗研究的教學設計環(huán)節(jié)。Arduino成本低廉，而且以太網(wǎng)擴展板附帶一個Ethernet庫文件[4]。3.實驗流程為了更好的開展創(chuàng)客教育，支持教育實踐。教學設計會從各個角度，對實驗環(huán)境進行不同的構(gòu)建，也滲透到諸多實驗教學的內(nèi)容中。4.前期準備（1）打造“創(chuàng)客空間”和相應的微信公眾號，結(jié)合線上線下活動，將虛擬現(xiàn)實與交流活動結(jié)合，滿足學生對于全方位的溝通與交流互動所需的平臺。開放專業(yè)教學實驗室，為學生提供實踐和實際操作方面的需求。（2）Arduino基礎的引入:在課外時間，可以通過微信公眾號教學內(nèi)容，減少學生的學習難度、增加其吸引力。這些內(nèi)容和個人知識點，需要與應用案例相結(jié)合。（3）實驗部署：教師主要進行實驗內(nèi)容描述和組織安排，以微課程形式進行，教學過程中要有對實驗原理回顧和實驗操作的輔助指導。（4）檢查總結(jié)：在實驗過程中，要觀察學生的實驗進度，對問題和答案做一個總結(jié)，同時增加交流互動。

五、實驗案例

在此實驗中，建立了實時監(jiān)測工業(yè)環(huán)境系統(tǒng)的硬件原型。與Arduino一起構(gòu)建了一個嵌入式服務器，以太網(wǎng)擴展板采用層疊式的設計，可以疊加在Arduino控制板上。溫濕度傳感器型號為DHT11，采用單總線的形式，實現(xiàn)輸出溫度和濕度的數(shù)字信號，通過相應的庫函數(shù)實現(xiàn)其操作。

六、結(jié)束語

存在于計算機基礎課程的教學中，面臨著實踐與教學不緊密的問題。為了解決這個問題，必須把創(chuàng)客教育與一定的專業(yè)理論相結(jié)合。通過前沿的嵌入式技術(shù)，再結(jié)實踐動手創(chuàng)新方式，可以很好的解決當前教育中存在的問題。在實際的運用過程中，學生有一定的計算機基礎和C語言的基礎上，提前相關(guān)實驗的材料，學生們就可以順利的自行完成實驗操作。創(chuàng)客教育對于教育的發(fā)展，具有重要的意義。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的核心是人，所以要以創(chuàng)新型教育與?？平逃嗳诤蠟閷?。創(chuàng)客教育的實施，能更直接有效的提升學生的動手與創(chuàng)新能力，這是構(gòu)建素質(zhì)教育改革、培養(yǎng)新型人才的要求，也是國家與社會的要求。

參考文獻：

[1]韓芳,陳珊.卡內(nèi)基梅隆大學創(chuàng)客教育的課程開發(fā):機構(gòu)、途徑與特征[J].電化教育研究,2017(7):110-116.

[2]楊秀森.創(chuàng)客教育課程建設研討會暨北京教育學會網(wǎng)絡教育研究會走進大興[J].中國電化教育,2016(7).

[3]柳棟,沈涓,武健.通用技術(shù)課程本體知識框架——兼論STEMx和創(chuàng)客教育[J].中國電化教育,2016(10):79-82.

[4]胡曉軍.創(chuàng)客課程:讓學生形成“帶得走的能力”[J].人民教育,2017(Z1):76-77.

作者:賀令亞 單位:湖南工學院計算機與信息科學學院