计算机组维实训总结汇总十篇

时间:2022-11-10 17:07:09

序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇计算机组维实训总结范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。

计算机组维实训总结

篇(1)

广东理工学院作为一所高职大专大学,教育的目的是培养合格的实用性技能型人才,而广东理工学院的学生不仅要具备相关的理论知识,还需要掌握相应的实际操作能力,高职院校计算机专业的其中一门非常重要的专业基础课就是“计算机组装与维护”,同时这门课程也是实践性和应用性很强的课程,因此,学生就需要接受培养,努力成为合格的应用型人才。所以,这门课程主要为从事计算机相关各类工作打好基础,通过系统和规范的学习,并从实践训练中掌握具备从事计算机维修和常用维护、网络设备维修和管理的能力。

笔者现结合多年的教学经验和学生对课程的要求,对课程的教学改革问题进行了研究,从而达到高职院校的教学目标,提升学生的职业操作能力,以满足社会快速发展对该岗位人才的能力需求。

1 当前教学现状

“计算机组装与维护”是广东理工学院计算机专业学生必修的专业基础课之一,因此在讲授这门课内容时,教师主要讲解了电脑组成、硬件测试、硬件安装、BIOS 设置、硬盘分区、系统安装、系统优化、系统备份和计算机日常维护等[1]。而现在很多大学生对计算机基础操作方面都很娴熟,只是他们缺少对计算机维o方面知识,也因此不能合理地运用计算机操作,如:个别学生在计算机病毒方面,没有足够的防范意识;很多学生经常带电拔插凹口鼠标键盘等设备,这样会使接口或主板被烧;还有的非计算机学生对计算机进行简单组装,但组装出来的计算机出现很多问题,因此,学好这门课是相当重要的[2]。

计算机专业虽开设了“计算机组装与维护”这门课程,但在某种程度上,存在或多或少的缺陷,例如教学方法单一、教学手段不灵活等特别是在理论教学上,受到硬件设备的限制和教学条件的影响,造成本课程的实训多是纸上谈兵。因此,在讲授计算机部件的时候,可以从硬件的品牌、技术的指标,再从硬件的组装中谈起,要求学生能记住各硬件的型号和分类等理论数据,再进行记忆硬件的参数和型号,学会与时俱进,紧跟社会发展的步伐[3]。

2 教学方法的改革

“计算机组装与维护”是一门以理论为依据,以实践为指导,相互紧密结合,特别注重实践操作能力的课程,以前的传统教学方法已经不适合这门课程的教学,也达不到目前教学的需求,因此笔者根据课程实际的特点,在理论和实践教学过程中主要采用特有的教学方法。

2.1 利用实物展示与多媒体课件演示相结合的教学方法

通过课前笔者制作好的多媒体课件演示教学,能够加深学生对课件的理解,也大大增强了课堂的教学效果[4]。众所周知,多媒体辅助教学,它以直观、形象、生动的演示功能,为师生带来更多类型的刺激,在调动学生学习方面,更能体现出学生的自主性。由于信息工程系大部分学生对计算机各部件的性能指标、部件的参数和计算机内部的位置等都不熟悉,笔者在讲授这部分内容时,特别通过特有的多媒体课件与笔者自带的实物,分别对每一个部件的相关内容,逐一进行演示和操作,并且在演示各实物的同时,向学生现场讲解相关的实物参数和价格。因此学生在学习知识方面,联系到现实的生活,这样更能调动学生学习的积极性和主动性。

2.2 制造故障-查找故障-排除故障的实训性教学方法

学习计算机故障排查,就必须学会对计算机维护的基本技能,对计算机进行排除与故障的检测实验时,作为教师,首先要讲解计算机的检测方法、计算机故障种类和计算机排除方法,接着就是对学生组装的计算机进行检测,对有问题的计算机实行故障分析,并且快速排除故障[5]。因此,学生在学习的同时,又能培养学生的兴趣,还可以为他们的实际操作能力提升更大的空间。

2.3 结合学生实际情况进行市场调研的教学方法

本门课程的学习与其他课程的上课方式一样,为了进一步创新,笔者想把课堂放到市场上来,开展实际组装的调研课。课堂中还可以通过互联网,利用现成的资源,布置学生在网上搜索计算机各部件的性能指标与参数,分析当前市场的价格与网上价格,让学生体会现实生活与网上知识的结合,并体会自己组装计算机硬件的乐趣。

2.4 校内进行实训教学方法

在课堂教学中,每讲述实验时,都会给出相应的实训过程,其中包含有:设计问题、确定问题、合作学习、自主学习和归纳总结。而每次实验结束,都要求学生在规定的时间内上交实验报告,在实验报告中,要求学生必须做到3点。(1)实验的内容和操作步骤:实验中遇到什么问题,并写出问题解决的方法;(2)总结实验学到哪些新知识[6];(3)通过各个实验,让学生养成善于思考、善于观察、善于发现问题的好习惯,为培养他们的创新意识提供良好的条件。

2.5 通过校外企业实训教学方法

要让学生了解更新技术和更新的科技产品,就应该让学生走出校门,给他们认识社会新知识的机会。正因为这,学院与当地的电脑公司建立实训基地,广东省肇庆市区有一个比较出名的天宁电脑城,里面有很多知名的实体电脑店,那些电脑店都可以让学生进入公司来,并进行简单的业务,例如:计算机装机清单、组装主机、安装系统、系统备份和还原等。通过与电脑公司的合作,电脑公司有多人帮忙,学生又可以亲自动手实践,从中学到实践的知识[7]。

3 考核方式的改革

课程的考核也是“计算机组装与维护”这门课的一个组成部分,学生能力的好坏也从中得出结论。但本门课程重点是以实际操作能力为主的,所以笔者在考核时根据课程相应的特点进行相应的考核。

3.1 理论考核

由平时上课的实验报告与每个单元的测试考核两部分组成。实验报告占10%,在学生每一次的实验操作完成后,学生都要完成上交一份独立的实验报告;单元测试考核占20%,通过学生平时的实际操作和单元测试考核,根据学生掌握计算机的熟练程度,给出相应的平时成绩。

3.2 实践技能考核

包括两部分:每项技能考核和综合技能考核。每项的技能实践考核占30%,在学生每一次的实验操作中进行的单项技能考核,与相关实训相配套,做到有实验都有考核和方式,对学生每一次实验的过程以及实验报告进行考核,这样可以促进学生认真对待相应的每一个实验;综合能力技能考核占40%,在课程教学结束后,通过在实训室进行硬件组装、系统安装、硬盘分区、系统安装、备份和还原等进行的综合技能考核。

4 目前存在的不足及后期展望

(1)由于本课程开设的时间基本上都是一年级的第一学期,有些计算机专业的学生在高中都未接触过计算机,对计算机的基本知识还处于初学阶段,因此学习起本课程有一定的缓慢性,对这部分的学生还未做到深度的兼顾。

(2)实训机房能正常使用的计算机不多,考虑到广东理工学院是一所民办高校,学院的设备费用都来源于学生学费,因此建议使用学校被淘汰但能正常使用的旧计算机。

篇(2)

计算机专业中计算机维护实训教学是重要环节之一。因此,如何采用多样化的教学模式,激发学生的学习兴趣,提高学生的实践操作能力,培养受欢迎、适应当今社会需要的学生,成为计算机维护实训教学的关键。近几年来,本人针对中等职业学校学生当前的学习状况,在实训课教学中做出了两点尝试。

中等职业学校学生现状分析:众所周知,进入职校的学生大多数学习、纪律相对较差,多数又是独生子女,长期养成了许多坏毛病,以自我为中心,缺乏耐心,自控能力差,怕吃苦,厌学现象严重,有的甚至抱着混日子、图轻松、自暴自弃的态度。这此都给教学工作带来了很大的难度。但是中职生较普校生有三个明显的优点:好动手、喜欢走出教室学习、就业意识强。而实训课的教学也正好顺应了这三个优点,这也为上好实训课打下了基础。

然而,仅凭中等职业学校学生的这三个优点就能上好实训课是不可能的,还必须采取多样化的教学手段,强化他们的竞争意识,激发他们对学习实训课的兴趣。做好实训课的记录,严格考评制度,这是我上好实训课的初步尝试。

尝试一:采取多样化的教学模式

众所周知,任何事情如果只是一味地重复,那么会让人感到乏味。教学也是如此,如果长期使用同一种教学方法,不管是教师还是学生也会感到乏味,这也必然会影响到教学的效果和质量。因此,采用多样化的教学模式就是采用循序渐进、分组讨论和独立尝试相结合的教学方法。

循序渐进的教学方法:老师讲解---演示---学生操作---教师指导---归纳总结---学生巩固。这是教师普遍喜欢的传统教学方法。然而,训练中我发现:如果长期使用这种教学方法,学生会在实训过程中表现出缺乏兴趣、心不在焉,有些学生甚至会把实训课当作是玩耍课。学生在实训过程中基本上只是跟随教师的步骤依葫芦画瓢,而缺乏创造性的思维和举动。优点:训练中,学生能够避免盲目无序,容易接受,实训的纪律较好。例如:在进行计算机面板接线时,本人采取了循序渐进的教学方法。因为内容比较简单,同学们又刚刚接触计算机维护实训,学生对此充满了新鲜感,加上学生好动手的特点,所以,实训效果不错。弊端:教师的教占主导地位,学生盲目跟从,主动性差,缺乏积极参与实训的主观能动性。

分组研究的教学方法:教师先提出问题---学生分组研究---小组进行操作---教师检查、评价、总结---学生巩固训练。优点:这种教学方法让学生占主导地位,能够充分调动学生的积极性,发挥小组集体智慧的作用,共同学习,共同提高。缺点:个别同学滥竽充数、不懂装懂。这就要求实训老师在分组时应该特别注意,必须要求每个小组成员都掌握研究成果,老师检查时每位同学都能汇报研究成果。发现问题要及时予以引导,尽可能地给予表扬和鼓励,以增加他们的自信心,激发他们的学习兴趣,提高操作水平。评分方法是小组成员统分。在进行的《计算机面板跳线》实训课时,采用此方法,学习兴趣十分高涨,八组当中竟然有三组与教师事先做的一样。当我公布评分结果时,做好的同学们高兴得欢呼雀跃。这种方法与循序渐进的方法比起来虽然用时较多,但是效果好,充分调动了学生的主观能动性,激发了学生的学习兴趣,同时让他们学会了团结协作、发挥了集体的智慧作用。

独立尝试教学方法:教师提出实训问题---学生独立尝试---教师检查、评价、总结---学生巩固练习。这种教学方法不仅能够充分调动学生的学习的积极性和主动性,而且能增加学生独立尝试的成就感。这种学习方法是首先让学生尝试操作,然后老师给予理论指导,促使学生独立完成技能操作。它的特点是能够给学生提供一个独立实践的机会,让学生提高学习兴趣,增加印象,掌握技能,这能充分树立学生的自信心,充分发挥他们的创造和想象力,有利于提高学生独立思考、大胆尝试的能力。例如:当学生有了一定的动手操作能力时,就可以采取这种独立尝试的教学方法。在进行《计算机面跳线》实训时,我采用了此法,并收到了较好的效果。

尝试二:做好实训记录,严格考评制度

做好实训记录:指的是纪录学生平时的实训情况。同时它又我以作为学生平时表现的评定与平时成绩,记录学生从开始到结束技能训练的成长的过程。实训过程中,每一个实训课题都做出详细的实训记录,在记录中针对每一位同学在实训过程中存在的问题教师会给予批示与成绩。每个课题先做完的同学举手示意,教师当众根据操作的情况,填写实训记录,给出批示与成绩。考评时对待学生一视同仁,严格进行。这样让每个学生对自己的技能操作评定成绩心服口服。严格考评制度:就是从实训一开始就定下严格的考试规定,每个实训课题都必须认真对待,考出好成绩。如果有不及格的,该课题巩固阶段允许补考一次,并且成绩只记合格。期中和期末考试的成绩让每次课题实训成绩和期中或期末考试成绩各占50%。这样不仅能够引起学生的足够重视,挑起竞争意识,而且增加了学生的紧迫感和任务感。这样就会使他们能够掌握一技之长,适应企业岗位的需要。

针对不同类型的课题,我的制订了不同的实训记录表。分两种形式:计算机组装与知识巩固实训记录;计算机故障排除维护实训记录。等实训结束后,通过查看实训记录,我们就能够清楚地看出学生掌握实训技能的发展过程,同时也对培养学生的实践操作能力起到了促进作用。

篇(3)

中图分类号:TP391 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 11-0000-02

The Desktop Computer Assembly and Maintenance Virtual Simulation Training System

Zhao Dan

(Department of Information Science and Technology,Guang’xi Education Institute,Nan’ning530031,China)

Abstract:Virtual reality technology is applied in education widely.Create a Desktop Virtual Simulation Training System for the Assembly and Maintenance of Computer can save a lot of money for the school,at the same time meaning a lot to the students of computer professional,having a significant development prospects.

Keywords:Virtual reality;Desktop;Computer Assembly and Maintenance Virtual Simulation Training System

一、概述

科技的发展使计算机硬件的更新速度越来越快,对于高等院校来说,设备的更新需要花费大量的资金,所以不可能在很短的时间内就更新计算机设备,但是对于学生来说是要获取最新的计算机知识的,因此产生了一个矛盾,即学校计算机的更新及学生学习的知识之间有一定的差距。虚拟现实技术可以解决上述矛盾。

虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)是指利用先进的计算机硬件与软件资源及各类先进的传感器模拟出一个可交互的、虚幻的三维空间场景。涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域。在教学中使用虚拟现实,可以充分调动学习者的感觉和思维器官,使所观察的景物栩栩如生地展现在面前。

二、桌面式虚拟现实系统

根据虚拟现实的3I特征将虚拟现实系统分为桌面式(Desktop VR)、增强式(Augmented VR)、沉浸式(Immersive VR)和分布式(Distributed VR,DVR)。

桌面虚拟现实系统简称PCVR系统,基本上是一套基于普通PC平台的小型桌面虚拟现实系统。即使用个人计算机去产生仿真,桌面虚拟现实系统要求参与者使用位置跟踪器和另外一个手控输入设备,如数据手套和六个自由度的三维空间鼠标器,使得用户虽然坐在监视器前,但可以通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界。

增强式、沉浸式、分布式VR系统的开发成本高,需要的技术也相对较高,而桌面式VR是非常成熟的VR技术,以其投资少、易使用、适应性强和应用面广的特点[1]深受个人用户的青睐。桌面式VR对硬件设备的要求很低,有的简单型的则只需要台式的计算机即可完成,既具有VR技术的普遍共性,又可以极大地增强人机互动的,因此在教学中会促进学生学习的主动性及积极性。

三、桌面式计算机组装与维护虚拟仿真培训系统

(一)系统的设计与开发

1.需求分析阶段

在系统的开发过程中,对计算机实验室现有的建筑、物体及其他场景采用实地拍摄,实地观察的方法,同时收集所有关于操作的文档,做出具体需求分析,并对物体进行比例分析。

2.几何建模阶段

通过对需求分析阶段内容的总结,根据相应的比例对虚拟环境进行几何建模。几何建模阶段既要考虑场景的真实性,又要考虑系统的运行速度。

3.行为建模阶段

行为建模阶段分为物体行为建模及角色行为建模,通过阅读相关设备操作文档,我们可以了解作物体所具有的功能及操作方法,同时对其交互属性进行分析,设计相应的Smart物体[2]及其交互规划。

4.场景集成阶段

将3ds Max建模阶段的虚拟人骨骼文件、动作库文件、物体的模型文件导入Virtools中,对场景中物体的位置、状态等进行初始化,同时使用Virtools自身的编程语言实现物体的特征建模[3]及基本动作库。

5.场景驱动阶段

包括感知环境、行为控制、运动控制、路径规划、碰撞检测,感知环境和行为控制通过访问行为建模阶段创建的smart物体实现,虚拟角色的运动控制使用关键帧和逆向运动学方法,使用A*算法结合virtools中的grid实现路径规划,使用包围盒方法进行碰撞检测。

(二)系统的组成

仿真系统主要由操作演示、操作演练、组件展示及重大事故四个组成模块,如图2所示。

1.封闭式演示模式

操作演示是一种安全操作的演示模式,系统严格按照操作规程进行操作演示,此模式对不符合操作规程的操作不予响应。主要目的是通过正确的演示过程,使学生熟悉新任务的正确操作规程,了解计算机的组装方法及步骤。

2.向导操作演练模式

依据向导提示进行安全操作的训练模式。在每个操作步骤的开始都通过简洁的文字提示如何进行操作,受训者利用输入设备对有关的设备及部件进行操作,一旦操作错误,系统给出提示,重新开始操作。

3.实物展示

实物展示主要实现教学仪器、设备、加工产品的立体展示,便于学生观察每个零件或设备的内部结构[4],以往的课堂上,计算机组装与维护的课程涉及许多计算机硬件,老师对计算机硬件的讲解基本上是使用图片及理论的方法,学生无法对具体的组件有详细的了解及认识,在实物展示模块,对计算机的各个组件进行模型的建立,学生可以在这个模块对各个组件进行360度的观察,了解组件的各个方位的细节。

4.事故

现实操作中,学生的错误操作很容易造成硬件的损坏或者一些危险事故的发生,造成一定的经济损失,所以创建事故模块,学生可以学习错误操作会带来什么样的后果,使用生动特效增加学生的印象。

(三)虚拟角色

桌面式虚拟现实系统和其他三种系统相比沉浸性不是很强,为了增强学生的沉浸感和学习兴趣,在场景中建立虚拟角色作为学习者的替身完成各种动作。虚拟角色可以分为全身虚拟角色和局部虚拟角色[5],在具体操作之前我们可以使用全身虚拟角色,在场景中实现移动等动作,在具体操作过程中为了避免角色遮挡视线,我们使用局部虚拟角色,如在进行螺丝的安装过程中我们只显示手部,而隐藏身体的部分,这样就解决了遮挡问题,同时也使操作者感觉身临其境的感觉,像是自己的手在操作。如图3所示。

四、结束语

通过创建桌面式虚拟现实系统,作为一种教学软件,为学生提供一种廉价的桌面式计算机组装与维护虚拟环境,系统允许学生在系统中反复进行操作练习,并且对于错误的操作不会真的造成现实生活中的损失,这样为学校节约了成本,由于系统是三维环境,使学生感觉像在真实环境中操作一样,激发学生的学习兴趣。随着技术的不断发展,我们相信不久的将来虚拟现实技术必将广泛应用于教学。

参考文献:

[1]江南,俞高宇.桌面虚拟现实技术研究及其应用[J].国土资源遥感,2002,3:37-40

[2]N.Magnenat-Thalmann and D.Thalmann(Eds.).Interaction with 3-D Objects[M].In Handbook of Virtual Humans,John Wiley&Sons,UK,2004,303-322

[3]Shah.J.J,and Mäntylä.M.Parametric and Feature-Based CAD/CAM[M].John Wiley&Sons,inc.1995,ISBN 0-471-00214-3.

篇(4)

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2012)04C-0151-02

计算机绘图(CAD)是工科类专业必修的重要专业基础技能课,是培养高技能应用型人才知识和技能结构的重要课程。通过对热能动力设备与应用专业各岗位能力分析,基于计算机绘图(CAD)课程在热能动力设备与应用专业岗位群中的作用和地位,广西电力职业技术学院把热能动力设备与应用专业的计算机绘图(CAD)课程确定为专业技术基础技能课,以模块课的形式,用一周的时间对学生的CAD绘图技能进行训练,通过熟悉并应用CAD软件,培养学生完成绘图工作任务的职业能力和行业通行核心能力。为适应高职教育的发展与改革,本文从教学模式、教学方法、教学内容、教学思路等方面进行探索,提出课程教学改革的具体实施方案。

一、以学生为主体,实施理论和实训一体化教学模式

CAD绘图是一门以机械制图为基础,以实训为主的课程,相关知识与能力的培养主要依赖(依靠)于学生的上机实训操作。该课程的定位是让学生做“熟练绘图手”而不是“AutoCAD专家”。基于这一原则,在教学过程中,以学生为主体,实施“学生上机操作为主、教师课堂演示讲授为辅”理论和实训一体化的教学模式。绕开教科书中拗口的外来语,在熟悉AutoCAD的基本命令、功能和基本操作的前提下,以零件图或发电工程图的绘制来组织教学,把要学习的命令融入到具体实例中来讲解,突出CAD软件的工具性。以学生为主体,让学生把重点放在二维绘图命令、二维编辑命令、文字和尺寸标注、图案填充、图层和图块等的训练上。学生在教师讲解的同时,可以跟着教师一边学一边做,做的同时也学习到要掌握的知识点。通过教师的理论演练和学生的实训训练相结合,体现出学生的“学中做,做中学”,实现一体化教学。

二、以任务驱动法分项实施教学,提升教学质量

在具体实施过程中,按照零件图的内容(一组图形、一组尺寸、技术要求及标题栏)为顺序,以任务驱动法分项目实施教学。教学过程分为两条主线进行,一是教师:教师设计任务布置任务普遍示范与个别辅导对完成情况及表现点评考核评定成绩;二是学生:学生接收任务讨论分析任务学生实操训练提出疑问完成任务成果展示自我总结评价。即老师将需要抄画的零件图做成图片(教师设计任务),以任务的方式分发到学生计算机端(布置任务),之后先由教师通过全体广播进行普遍示范演示,再由学生实操训练。对于计算机操作灵感不太好的同学,还可通过教室中的投影大屏幕与教师同步进行绘图实训,使大部分学生都能完成相关的项目训练任务。整个教学和学习过程依照职业的工作过程展开,以便使学生获得完整的职业行动能力,最终实现“零距离上岗”的就业目标。

学生在规定的时间内完成一组图形的作图任务训练后,接下来就是尺寸标注、技术要求的输入和标题栏的填写等项目的训练。教学过程与作图相同仍然分为两条主线,但为了帮助未能完成作图任务的同学也能跟上训练进度,老师可将画好的CAD草图分发到学生计算机端,供学生标注尺寸用。这种方法能有效保证每个学生都能完成相应的训练任务。在整个学习过程中,学生是学习的主体,而教师是学习的组织者、引导者、帮助者和促进者。学生在完成整门课程所有学习任务过程中能力逐渐增强,最终达到课程的能力目标。

由于学生是带着目标和任务在实训操作中探索学习的,在这个过程中,学生还会不断地获得成就感,可以更大地激发他们的求知欲望,逐步形成一个感知心智活动的良性循环,从而培养出独立探索、勇于开拓进取的学习能力,实现“授之以渔”的教学效果。

三、参照专业岗位(群)调整教学内容,推行岗证融通热能动力设备与应用专业岗位(群)包括:锅炉运行值班员、汽轮机运行值班员、集控值班员以及热机检修工等。根据热能动力设备与应用专业技术领域和职业岗位(群)的任职要求,参照机械制图中级制图员的职业资格标准,调整教学内容,即在CAD绘图实训课的教学中,结合中级制图员的考试内容和要求来设置教学内容。鼓励学生参加国家中级制图(机械制图)岗位的资格证书考试,在拓宽学生就业面的同时,也满足了市场对人才的需求,做到了教学内容与职业岗位融通。

鼓励CAD学习和职业技能考证相结合能最大限度地激发学生的学习兴趣,让学生看到学习CAD的真正用途,让学生切实认识学习CAD不仅仅是为了考试,同时还是一种职业技能的培养,按专业的实际要求去完善自己,对后续专业课程的学习可起到积极的推进作用,由被动学习变为主动学习,提高职业技能。

电气图用图形符号是构成电气图的基本单元,是电气技术文件中的“象形文字”,是电气“工程语言”的“词汇”和“单词”。而电力工程图和发电工程图则是表示电气系统、装置和设备各组成部分的相互关系及其连接关系,用以表达其功能、用途、原理、装置和使用信息的一种图。因此,正确地、熟练地理解、绘制和识别各种常用的电力图形符号和发电工程系统图,是从事电力生产人员必须具备的基本功。所以,热能动力设备与应用专业岗位(群)除了掌握机械CAD绘图的相关知识外,还必须看懂电气图和发电工程图,熟悉电气图形符号和发电工程图样画法。为此,在该专业的计算机绘课程教学中,我们还增加了发电工程图的绘制这一内容。通过常用电力工程图形符号、热力设备图形符号和几个典型发电工程系统图的绘制训练,学生在学会用CAD绘制热力系统图的同时,初步弄清了发电工程图中各设备间的连接关系,为后续的专业课的学习打下一定的知识基础,得到了专业课教师的肯定。与此同时,当学生学习单元机组运行时看到屏幕上的各种设备图形符号,会产生成就感,从而提高了学习的信心,取得了良好的教学效果。

四、培养学生互帮互助的团队协作学习精神

指导学生养成通过课堂教学和书本知识学习的良好习惯,把学到的基本知识和基本技能自觉应用到新的学习过程中,从而提高学习质量,并具备可持续发展的能力。由于各地区发展的不平衡,学生对计算机知识和技能的掌握具有较大的差异性。有的学生连电脑的基本操作都不懂,不会CAD绘图。而用过电脑的学生对计算机知识的掌握也仅限于收发电子邮件、聊天和网上游戏等。与此同时,由于高职学生机械制图的基础知识相对较差,因而绘制CAD草图就更加困难。为了使计算机灵感好的学生学得更好,计算机灵感相对较差的学生也能跟上教学进度,笔者在计算机绘图实训教学过程中,通过号召或指定学得比较好的同学去指导学习进度较慢的学生。此举除能解决课堂上指导教师人手不足的困难外,更重要的是还培养了学生互帮互助的团队协作学习精神,达到了以学生为认知主体、充分调动学生能动性的效果,强化了学生的计算机绘图实践能力,贯彻了以教师为主导、学生为主体的教育思想,探索了自主学习、探究式学习,达到对学生能力与素质的培养等目的,收到了良好的教学效果。

五、考核方式与成绩评定

由于计算机CAD绘图是以实训为主的课程,具有实践性和应用性强的特点,因此课程的考核方式与成绩评定也作了相应的改变和调整。在热能动力设备与应用专业计算机绘图课程中主要采用以下考核方式:第一,过程考核,主要考查学生的绘图操作能力,每次实训任务完成情况、完成的速度和质量、绘图的技巧与基本素养,每次实训任务赋予一定的分值,各次实训任务分数相加,再根据平时考勤和学习态度作为过程考核成绩(20%);第二,CAD绘图技能在发电工程图绘制中应用的能力考核,在规定的时间内完成发电工程图绘制的情况(30%);第三,机械制图,在规定的时间内完成零件图或装配图的情况(50%)。

综上所述,对于热能动力设备与应用专业的计算机绘图课程,参照专业岗位(群)调整教学内容;实施理论和实训一体化教学,学生在完成任务的过程中,通过自由讨论,互相学习,不仅增进了学生间的相互了解,而且培养了学生互帮互助的团队协作学习精神;创新教学手段,完善考核方式,推行教学内容与职业岗位融通,从而提高了课程教学效果,为学生学习专业课和今后进一步的发展打下了坚实的基础,并达到了提高学生对工程问题的分析和识图、绘图能力,培养学生科学的思维方法和创新意识教学的目的。

【参考文献】

[1]王伟,吴翠翠.高职建筑CAD课程教学改革研究[J].山西建筑,2010(30)

[2]许小娟.机械CAD上机课“问题—探究”学案教学模式的实践研究[J].中国校外教育(理论),2010(12)

[3]王琴,顾海洋.关于高职学院《机械制图与CAD》的教学实践与研究[J].科技传播,2009(9)

篇(5)

前言

随着我国教育的不断改革和科学技术的飞速发展,络教育的出现改变了传统的教学方式。尤其是计算机更新速度非常快的特点使得传统的教学方式难以满足学习的需要。虚拟现实技术作为一门新的技术,它在教育领域的发展将为教育提供新的活力。本文主要从虚拟现实技术特征和VRML语言的角度探讨其在计算机专业教育中的应用。

一、虚拟现实技术

多媒体技术与网络技术的发展为现代教育手段的现代化带来了新的机遇和挑战。随着计算机技术的快速发展,现代教育技术的应用已不再是停留在音像技术课堂中应用的常规模式层次上.而是朝着多媒体化、网络化、信息化、教育技术应用模式多样化和远程教育普及化的趋势发展,特别是基于计算机仿真技术的虚拟教学形式,是一种最新出现的教学模式,具有广阔的发展前景,代表了教育的未来和发展的方向。

1.1虚拟现实技术概念

虚拟现实(VirtualReality,简称VR),又称为灵境技术,毕业论文它汇集了数字图象处理、计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术,以及人体行为学等多项天技术.是计算机技术的综合应用。具体地说,就是采川以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境,用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用,相互影响,从而产生如同真实环境的感受和体验。尽管该环境并不真实存在,但它作为一个逼真的三维环境.仿佛就在我们周围。由于用户对计算机环境中的虚拟物体产生了类似于对现实物体的存存意识或幻觉,从而使得用户在计算机所创建的维虚拟环境中处于一种全身心投入的状态。

1.2虚拟现实系统的构成

一个虚拟现实系统由以下几部分组成:

(1)虚拟环境。它由虚拟环境发生器所产生,且可让使用者通过传感器件和作用器件与之交互,这种交互的结果是使用者有全身心进入这一环境的感觉。

(2)传感器件。它将虚拟环境中的物体的形、动作、声音等进行转换,使人能获得视觉、听觉、触觉等多方面的感觉。这些感觉与他以往在实际环境中的感觉一致。

(3)作用器件。它将人的一些约定动作(如行走、手势等)变成作用的信息,让虚拟环境有所察觉。

(4)人。虚拟现实实质上是一内含反馈的闭环系统,只有人的存在才能使这一反馈环路有效成立。硕士论文所以人是VR系统中不可缺少的成分。人通过传感器件感受虚拟环境的存在.又通过作用器件去影响虚拟环境,使其作出相应的变化。

(5)虚拟环境发生器。它能产生使用者所需要的虚拟环境,且能通过作用器件传来的作用信息。了解使用者的位置和动作。并对已产生的虚拟环境作出相应的修改。

1.3虚拟现实技术基本特征

(1)沉浸性。虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点,由计算机产生逼真的三维立体图像。使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同在现实世界中的一样。当使用者移动头部时。虚拟环境中的图像也实时地跟随变化,拿起物体可使物体随着手的移动而运动,而且还可以听到三维仿真声音。使用者在虚拟环境中,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。

(2)交互性。虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互.使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。计算机能根据使用者的头、手、眼、语言及身体的运动,来调整系统呈现的图像及声音。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能.就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。

(3)多感知性。由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而达到身临其境的感受。

1.4虚拟现实系统的类型

虚拟现实技术按其功能,可分为以下几种类型:

(1)沉浸式虚拟现实系统

沉浸式虚拟现实系统是利用头盔显示器、数据手套、三维鼠标等传感跟踪装置与虚拟世界进行交互。由于这种系统把人的视觉、听觉和其它感觉封闭在虚拟的感觉空间,能使人全身心投入并沉浸其中。不足之处在于专用设备复杂而且昂贵,难以在教育行业普及推广。

(2)桌面式虚拟现实系统

桌面式虚拟现实系统是运用软件编程的方法在显示器上显示三维场景.用户通过键盘、鼠标等简单的设备与虚拟场景进行交互。这种系统由于用户坐在显示器前,通过屏幕观察虚拟世界并与之交互,往往会受到周围环境的影响,难以做到完全投入.但是结构简单、成本较低,易于普及推广。

(3)分布式虚拟现实系统

分布式虚拟系统是多个用户通过网络共享一个虚拟空间,共同参与虚拟活动。

(4)增强现实性虚拟现实系统

增强现实性的虚拟现实系统不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界,而且要利用它来增强参与者对真实环境的感受,也就是增强现实中无法感知的感受。

1.5虚拟现实造型语言VRML

VRML(VirtualRealityModelingLanguage1即虚拟现实建模语言,是一项和多媒体通讯、因特网、虚拟现实等领域相关的,在Intemet上营造虚拟环境的技术。它用来在网络上创建可导航的、超链接的三维虚拟场景。

VRML的基本工作原理可概括为:文本描述、远程传输和本地计算生成。所谓文本描述,是指VRML并不是用三维坐标点的数据来描述三维物体的,因为这样会有很大的数据量.在Intemet上传输会遇到很多困难.VRML是用类似HTML的标记文本语言来描述三维场景.就像我们的编程语言。比如,一个立方体的描述文本是:Box(size3.03.03.0)。VRML就是一种描述语言标准,规定了用来描述三维场景的文本描述语言。远程传输是指用户浏览VRML描述的虚拟场景时,需要通过Intemet将描述场景的文本传送到本地。一般来说,文本描述是嵌在WEB页面中,在浏览器请求相应页面时与页面描述文本一起传送本地。本地计算生成是指描述虚拟场景的数据传送到本地后,浏览器对它进行解释计算,动态地生成虚拟场景。比如,描述球形的文本,浏览器会在屏幕上绘制一个立体的球形。概括地说,就是用文本信息描述三维场景.在Intemet网上传输,在本地机上由VRML的浏览器解释生成三维场景.解释生成的标准规范即是VRML规范。

VRML文件主要包括四个主要成分:VRML文件头、原型、造型节点、脚本和路由。在这四个要素中.医学论文只有文件头部分是必须的,它用来告诉浏览器该文件符合的规范标准以及使用的字符集等信息。原型定义了创建带有指定名称、接口和整体的新节点类型。一旦成功地定义了原型,它就可以在VRML文件的其他地方随意使用。造型节点是VRML中的基本建造模块.它构成了VRML文件的主体部分,正是由于造型节点定义而产生了虚拟的VRML空间。脚本可以看作是一个节点的外壳,它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身没有任何动作.然而你可以通过程序脚本来赋予你脚本节点的动作。程序脚本实际上是一种简化了的应用程序,一个典型的脚本是由Java或javascript编程语言写成的程序。路由是一种文本描述的消息.一旦在两个节点之间创建了一个路由.第一个节点可以顺着路由传递消息给第二个节点,这样的消息被称为事件。VRML还可以包含下列条目:注释、节点和域值、定义的节点名、使用的节点名等。

设计VRML虚拟场景时。最简单的方法是直接使用文本编辑器来编辑描述文本,它类似于程序设计,这种方法简单方便.但不是很直观.对设计者的空间想象能力要求也较高,设计的效率不高。现在有很多的可视化的VRML设计工具,如CosmoWorld和WebWorld等.这些工具将VRML的标准节点都做成可视的组件,用户设计时,只需要将这些组件组全自己需要的虚拟场景就可以了.而且设计的效果在设计时就可以看到。设计完毕后,系统自动将这些可视的虚拟场景生成标准的VRML描述文本,这样,这些文本传送到用户的浏览器后.便会在用户的屏幕上重现这个虚拟场景。

VRML使得Intemet的平面世界出现了三维场景。它的问世在世界上引起了极大的反响.得到众多的软硬件厂商的支持,成为了Intemet上最有发展前景的新兴技术。VRML在各方面都展现出了强大的应用可能性。蕴藏了无限生机。在教育领域的WEB站点中,它可广泛用于学习情景创设上,以增加学习内容的形象性和趣味性。例如:创建网上三维图书馆,它的好处就在于书籍归类整理更接近真实并将高于真实,汇编或查阅时书籍只需要鼠标轻轻地点击对应的虚拟图书。另外,使用VRML做模拟训练是一种可行性极高的措施,它不仅可以减少某些情况下现实空间中操作的难度和危险。

更为重要的是它可以使训练造价得到大幅度降低,这样就使得在教育方面的应用成为可能。由于这种模拟系统具有高度的真实性,所以并不会因为没有真实系统介入而造成较差的训练效果。现在虚拟校园、虚拟考场也已经陆续地出现在网络中,这些新兴的教育形式必将因其优越的一面而在未来教育领域中占有一席之地。

二、虚拟现实技术在计算机专业教育中的应用

2.1虚拟现实技术在辅助课堂教学中的应用

众所周知,计算机课程实践性很强,在书本上体现难免会给人们的理解带来困难。利用虚拟现实技术制作的课件能够很好地解决这一问题。例如,在计算机基础课程中介绍计算机中各个组件的结构和讲解计算机组装的过程时,书本的文字难以让学习者了解组件结构和组装的过程。利用虚拟现实技术可以将文字、声音、图片、动画等几种媒体表现形式有机地结合,设计出生动活泼的界面。制作出一些三维的、交式的、具有沉浸感的内容,满足学习者从各个角度观察和学习,仿佛身临其境,更好地理解学习的内容。

制作VRML课件的基本思路是:

(1)制作一系列空间形体的三维造型和动画.并且为这些造型指定所需要的颜色、大小等。

(2)引入VRML的相关节点,建立虚拟运动空间。实现课件多媒体功能。

(3)优化VRML场景,即在构建场景的过程中,利用VRML提供的高级造型技术适当优化程序。

(4)VRML文件的输出,将已创建的空间场景输出为.wrl形式的文件。

例如,设计VRML课件来实现网上虚拟计算机组件结构和组装的辅助教学。

首先,在介绍计算机组件选择知识同时。可以在网上从各个角度来观察VRML制作的计算机组件的造型.增强感性认识,并使学习者对怎样组装计算机有个初步的了解。利用VRML的造型设计和VRMLScript的动画链接.虚拟出组装计算机过程中所需的主要硬件,再通过把VRML文件嵌入到网页的方法,使学习者既能在网页中看到二维不同型号硬件的图片和一些描述硬件的文字.又能看到三维的虚拟制作出来的硬件模型。这样使学习者能真切地、直观地感受到二维和三维的不同.感受到虚拟世界的美妙。然后,通过文字和图片向学习者介绍如何将各计算机组件组装到一起。接着,通过VRML的动画节点控制和VRMLScript的结合。制作出安装、注释和视点切换的效果,然后按照六个安装步骤:第一,机箱、主板的安装;第二,风扇、内存的安装;第三,光驱、软驱、硬盘的安装;第四,声卡、显卡的安装;第五,电源的安装;

第六。显示器、键盘、鼠标的安装,组合完成整个在虚拟三维世界中组装计算机的过程。

在学习的过程中,只要点击相应的按钮,就可以按相应的步骤进行安装。拖动鼠标或按钮可以随意地移动计算机组件到指定的位置进行安装。在安装完光驱和软驱后,点击光驱的开、关键,光盘托会自动拖出和送入,点击软驱的按钮,软盘会自动取出.使学习者能动态地观看到效果。有一种身临其境的感觉来完成学习的过程。

通过VRMLScript语言的链接。制作出生动有趣的动画效果和逼真的声音效果。例如.当你点击软驱上的按钮,会发出声音并弹出一张软盘;当你点击光驱按钮时,盘盒会自动地弹缩并发出逼真的声音。为了方便学习。还可以实现注释信息,当学习者的鼠标碰到硬件设备时。在对象的旁边会出现一个注释信息,说明该对象名称。

又如,在《数据结构》课程中,对于常用的数据结构的算法思想.由于其抽象程度高。使得学生很难理解。我们也可以通过虚拟技术将其制作成课件进行教学。将抽象的算法过程以浅显易懂、形象直观的形式展现出来。例如,递归算法是学生比较难理解的,因为其算法是靠隐形调用堆栈来实现,而通过虚拟技术可以将堆栈内部情况的变化动态、直观、形象地表现出来,这样学生就很容易理解。同样在讲解树和图的遍历时,可以从可视化的角度观察遍历的顺序。二叉树与树的概念的区别、Hanoi塔等问题都可以直观地表现。方便教师的教学和学生的理解。

总之,通过制作课件来辅助课堂的教学,能为学习者提供生动、逼真的感性学习材料,使抽象的学习直观化、形象化,帮助学习者解决学习中的重点和难点,提高学习者的积极性。

2.2虚拟现实技术在计算机实验中的应用

由虚拟现实技术生成的适用于进行虚拟实验的实验系统,包括相应的实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象。以及实验信息资源等。虚拟实验室可以是某一现实实验室的真实再现。也可以是虚拟构想的实验室。例如,在城域网和广域网的网络建设过程中,不必真正把网络构建起来就可以亲身体验,犹如进行现场的操作。在数字电路的课程实验中,可以通过虚拟的电路器件来达到电路设计的目的,而没有购买器件问题所带来的麻烦。在电子商务课程实验中,可以虚拟商务环境,让学生进入这个虚拟环境。身临其境地体验现场交易的气氛和参与交易的过程。计算机操作系统的安装是比较基础但又是难做好的一个实验。由于在计算机上安装新的操作系统不可避免地会对原有的操作系统产生影响。

使用虚拟计算机来进行操作系统的安装试验就十分的方便了。工作总结使用虚拟机的软件VMware可以创建与真实计算机一模一样的虚拟机。创建的虚拟机有自己的CPU、内存、硬盘、光驱,在这个虚拟机上,可以安装Windows、Linux等真实的操作系统以及各种应用程序。通过在虚拟的操作系统环境中进行操作,熟悉操作和新技术,达到事半功倍的效果。VMware只是一个软件。可以帮助你在一个操作系统的环境下安装另一个操作系统,而不会对当前的操作系统产生影响。

虚拟现实技术还可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟.通过虚拟系统便可以直接地观察到这一假设所产生的结果或效果。利用虚拟技术。学生还可以进行网络设备设计、电路设计等方面的学习探索,设计出新型的网络设备和电子器件.从而激发学生的创造性思维,培养学生的创造能力。:

通过虚拟的实验室进行实验,既可以缩短实验的时间,又可以获得直观、真实的效果,还能对那些不可见的结构原理和不可重组的精密设备进行仿真实训,避免真实实验操作带来的各种危险。并且,虚拟实验具有先进性和共享性,易扩充.易于改变教学项目,减少设备投入经费,使教学内容在虚拟的环境中不断更新.使实验实践及时跟上技术的发展。但是在采用虚拟实验进行教学的过程中,并不能完全代替真实实验。虚拟实验是虚拟的实验,缺少“实物感”,正如在网上看书与拿真实的书看时,会觉得真实的书更实在。在网络实验中,用到的网络设备像路由器、交换机等种类、型号都很多,在虚拟实验中.学生很难见到这些设备,如果在真正的实践中可能会无从下手。因此,在具体实施中,应该虚实进行结合。有目的地安排一些实验在真实环境中操作,这样,他们会对实验的设备有亲身的体会,更能加深实验的印象,提高实验的效果。

三、结束语

虚拟现实技术在计算机教育领域发展的潜力是巨大的,只有亲身去经历、亲身去体验去感受,比空洞抽象的说教更具说服力,主动地去交互与被动地观看有质的不同。虚拟现实技术能形象、生动、逼真地表现教学内容,有效地营造一个发展的教学环境。提高学生掌握知识和技能的效率和积极性,达到优化教学过程、提高教学质量的目的,从而解决传统教学方式无法解决的问题。随着计算机网络技术的飞速发展,基于WEB的虚拟现实远程教育具有广泛的应用前景,必将成为21世纪教育的主流。

参考文献:

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[2]余胜泉,车皓阳,姚顾波.教育中的虚拟现实[J].现代教育技术研究所.2O00.

[3]李玲,汤小红.虚拟现实建模语言及其在工程制图教学中的应用[J].微计算机应用,2004,(3).

[4]郭凤英.虚拟现实技术在网络教学中的应用[J].北京联合大学学报(自然科学版),2004,(3).

[5]何来坤,徐渊.虚拟现实建模语言VRML及其应用[J].杭州师范学院学报,2005,(2).

[6]祝智庭.现代教育技术[M].北京:教育科学出版社,2004.

[7]陈晓春.虚拟现实在现代教育技术中的应用[J].铜陵学院学报,2005,(3).

[8]宣翠仙.虚拟现实技术及其在教育中的应用[J].浙江树人学报,2004,(2).

[9]杨宗凯,吴砥,刘清堂.网络教育标准与技术[M].北京:清华大学出版社。2003.

[10]阳化冰,刘忠丽.虚拟现实构造语言VRML[M].北京:北京航空航天大学出版社,2O00.

篇(6)

一、转变教学理念,重构较为科学的创新应用型本科人才培养模式

针对目前高校计算机科学与技术本科人才培养存在的问题,各高校应主动转变教学理念,建立较为科学的“厚基础、宽口径、重实践、求创新”的人才培养模式。“厚基础”就是使学生专业基础知识扎实、基本技能牢固、能力突出、个性鲜明;“宽口径”就是加强通识教育,使学生有很强的多行业适应能力和宽广的就业前景;“重实践”就是使毕业生通过课程学习和专业实践,具备在信息技术教育和信息工程等多个领域和岗位就业的专业实践能力;“求创新”就是培养学生综合运用能力、独立思考能力及创新思维能力。注重学生综合素质尤其是实践能力的培养,坚持走“产—学—研”相结合的途径,坚持整体优化、学科融合、创新性和个性化的原则[1],充分体现“学习—实践—再学习—再实践”的培养过程。突破思维定势,改革传统的培养学术型人才的课程体系和教学方法,根据学科特色,优化课程体系,改革教学方法,加强特色教材建设,提升教学内容的创新性,以“厚基础、宽口径、重实践、求创新”为目标,构建较为科学的人才培养体系。

二、优化课程体系,实施教学内容与教学方法的改革

针对计算机学科教学内容缺乏前沿性、教学模式和手段缺乏多样性、教学资源缺乏实用性等问题,按照计算机专业全国研究生入学考试大纲的要求和社会对人才的需求,以“合理配置,资源共享”为标杆,将计算机科学与技术本科专业核心课程(程序设计基础、数据结构、计算机操作系统、计算机组成原理、计算机网络)的授课、实践等教学环节作为一个整体进行统筹优化,融合各课程的内容,形成一个相对完整的体系[2],使学生能够较容易地理解和掌握课程的重点内容,理解课程间的连续性。

(一)核心课程教学内容与体系的改革

对各核心课程的安排顺序、授课内容、授课重点、授课计划等按照计算机专业研究生入学大纲的要求和社会对人才的需求进行调整和整合,将新知识、新理论、新技术和新方法充实到教学内容中,弃旧扬新,使教学内容与技术发展和行业需求相适应。

(二)教学方法与手段的改革

遵循以“教为主导,学为主题”的授课思路,培养学生自主学习的能力。在理论课程和实践课程中,采用综合案例引导学生进行分析和设计[3],以培养学生分析问题、解决问题的能力,激发学生的创造性;并将课堂讲授与参与式、提问式、讨论式、启发式等教学方法相糅合开展教学活动,让学生主动参与整个教学过程,因材施教,充分调动学生学习的积极性。

(三)优质教学资源的整合

利用Web教学服务平台、FTP服务平台、实验教学网、毕业论文管理平台,实现核心课程之间教学资源的共享和在线指导。在这些平台上提供了各核心课程的教学大纲、电子教案、多媒体课件、实验指导、试题库等教学资源,从“授前、授中、授后”三个环节给学生提供自主学习的机会;另外,为了让学生了解学科前沿,可邀请国内知名院校的教授、博士开展新技术论坛,介绍国内外学科前沿及最新技术,这能极大地开拓学生的视野,激起学生认真学习知识的兴趣。

三、夯实师资培养,通过“科研引领教学”创建高水平教学团队

要注重师资队伍培养和教学团队建设,提高教师的整体素质和教研水平。

(一)组建核心教学团队,形成合理的教学梯队

根据课程体系的建设思路,形成以课程体系为核心的教学团队。在职称、学历、年龄、教学经历、科研能力等方面自然形成梯队形式,通过成员之间的协作与交流,开展教学研究、教学改革和教学技能比赛等活动,从而提高教师的整体素质和教学水平。

(二)培养“双师型”教师,提升团队业务素质

采用“请进来,送出去”的办法,邀请国内外著名学者专家,开展学术交流、教学研讨,鼓励中青年教师赴国内外知名高校进修、攻读博士学位、出国访学,提高团队整体素质;加强校企合作,选派中青年教师进入企业,学习实践经验技术,提高实践教学水平,以满足本科生“双师型”人才培养的需要。

(三)营造“以科研促教学”的学术氛围

积极引导教师树立以高水平科研支撑高水平教学的发展观念,组织教师参与新教材编写;教师紧跟科技前沿的发展动态,将科研中获得的新知识和新成果融入课堂教学[4],促使科研工作与教学工作的有机结合,保持教学内容的学科前沿性,增强教学的深度和拓展教学的广度,提高教学质量;教师将自己的科研与学生的毕业设计相结合,对学生进行有的放矢的指导,并吸纳优秀学生进实验室,直接参与教师的科研项目,增强学生的科技创新能力,提高人才培养质量。鼓励团队教师开展科学研究,提高科研水平,做到科研与教学相互促进、共同发展;通过开展一系列教研、评优、评奖活动,增强了优秀“老”教师和青年教师之间的交流,快速提高青年教师的科研能力和教学水平,壮大优秀青年教师队伍。同时采用“请进来,送出去”的办法,提升中青年教师的业务素质,以满足对“双师型”人才培养的需要,实现团队梯队发展,最终形成一个基于课程体系的高水平教学团队。

四、强化实践教学,推进“过程式多元化”的实践能力培养体系

构建以实践能力培养为核心的实践教学培养体系[5],采取“过程式多元化”的实践教学培养方法,建立“课程实验、实验课程、校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习”五位一体的实践教学模式,并结合科研训练、创新实践、学科竞赛、社会实践和创业实践等课外实践,让实践训练贯穿整个培养过程。

(一)实践教学体系的综合改革

对于计算机科学与技术专业的学生,仅提高学生的理论水平是远远不够的,还需注重培养学生的动手能力,加强学生的实践能力锻炼,即“理论与实践一体化”,这是本专业人才培养中的一个关键环节。只有将实践和理论紧密结合,互为补充,才能使学生尽快掌握课程知识,并利用所学知识分析、解决实际问题。为此,坚持以传授知识、培养能力和提高素质协调发展为根本,以培养学生可持续发展能力(自主获取知识的能力和创新能力)为重点,建立以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接的科学系统的实践教学体系。第一,除了课程实验外,针对实践性较强的课程,实行实践教学单独设课,开辟新实践领域,扩大综合型实验的比例,与理论课程的教学进度相配套,通过预习报告、讲解演示、上机实验、分析总结和撰写实验报告的方式,注重学生创新、实践能力的培养。第二,重视实习和实训环节,实行校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习的多元式实习实训教学,锻炼学生的实际动手能力。第三,将科研训练、创新实践、学科竞赛贯穿到大学四年的教学过程之中,着重提高学生的科研素养和创新能力。第四,与实际应用相结合,通过社会实践和创业实践,增强学生的业务能力,为将来进入社会实际生产生活领域的工作做充分的训练与准备。

(二)实验教学内容的融合重构

对于课程实验和实验课程,实验内容由基础型、设计型、综合型和研究型等四个各具特色的模块组成。各模块侧重点不同,学生可以根据自身接受和掌握知识的实际情况循序渐进地进行训练。基础型实验重在加强对本课程内的知识点的掌握和理解;设计型实验强调培养学生动手能力和创新性思维;综合型实验充分考虑课程间的可融性,渗透多个课程的相关知识点,并突出以项目训练为主的教学实践;研究型实验是培养部分学生以科研项目为支撑的实践能力。

(三)实训实习环节的双轨交叉

把实训实习工作进行分解,分成校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习等几个环节,在校内和校外进行双轨交叉。通过校外短期见习开阔学生视野,在见习中理解专业理论和技术,增强实践动手意识。通过邀请企业工程技术专家进入学校,利用学校开设的大实践课程时间,集中对学生进行校内单项实训,增强学生应用专门技术的能力。通过校外综合实训和实习,让学生深入企业和应用部门,在校外实训和实习导师的指导带领下,完成完整的项目设计和应用部署,增强学生完成综合项目和应用的能力。

(四)课外科技创新活动与课内实践教学的有机结合

以“产—学—研”相结合的思想为指导,推行学科竞赛制度化,创新训练常规化,支持学生参加机器人、智能车、电子设计、创新创业等各类学科竞赛,鼓励学生主持或参与学校、省厅、教育部和企业创新创业类等科研课题,理论联系实际,强化项目驱动的实践教学[6],注重对学生过程式的培养和科研创新能力的培养。采取“过程式多元化”的实践教学培养方法,通过基础型、设计型、综合型和研究型模块化实验内容重构课程实验和实验课程,通过校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习,施行校内校外双轨交叉式实习实训教学,建立“课程实验、实验课程、校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习”五位一体的实践教学模式,能解决学生理论知识和实际问题脱节的矛盾,有效增强学生的实践能力。强化以“项目+竞赛”驱动的创新训练模式,形成“实战”性的项目开发,形成“以赛促学”和“学以致用”的学习氛围,通过本科生进实验室及参加各类高水平学科竞赛等方式,提升了学生的创新能力和就业竞争力。

五、结语

课题组通过改革培养模式、优化课程体系、夯实教学团队、强化实践环节,探索创新应用型计算机科学与技术本科专业人才培养,并在实践中检验各项举措的效果,取得了良好的人才培养效果,获得安徽省高等教育教学成果奖二等奖。

[参考文献]

[1]王杨,许勇,赵传信,等.高师院校非师范计算机专业人才培养新途径[J].计算机教育,2010(8):4-10.

[2]陈付龙,齐学梅,罗永龙,等.创新能力驱动的层次化计算机硬件课程群构建与实施[J].大学教育,2013(4):40-42.

[3]孙丽萍,程婧,罗永龙.翻转课堂在数据结构教学中的应用研究[J].计算机教育,2015(24):71-74,77.

[4]沙超,黄海平,孙力娟.以创新型科研项目提升本科生综合技能[J].计算机教育,2011(23):34-37.

[5]陈付龙,齐学梅,罗永龙.四维一体计算机硬件实验教学改革与实践[J].计算机教育,2013(3):50-53.

篇(7)

黄石职业技术学院国家数控实训基地于2007年建成并投入使用,由于设计比较仓促,数控基地分别单独建立了数控仿真实验室、CAD/CAM实验室、数控加工车间、电火花线切割实训室、三坐标测量室等机构,并没有搭建一个协同的工作网络。

随着时间的推移,目前国家数控实训基地的运行模式已经不能适应现代化的需求:学生在数控仿真实验室模拟的程序输出后,并不能直接输送到数控机床,需要在机床重新录入或者借助U盘拷贝;技术人员在CAD/CAM实验室通过三维制造软件自动生成的程序代码,无法顺利到达机床系统,中间操作繁琐;三坐标测量机检测验证的数据,只有通过介质传输,不能快速反馈到实训室中。这些问题都是由于数控基地没有一个完整的网络化平台造成的。为了解决这个问题,我们为国家数控实训基地设计了网络拓扑,准备实施网络化改造。

一、原有的教学环境及需求

黄石职业技术学院国家数控实训基地下设的数控仿真实验室、CAD/CAM实验室,共拥有计算机82台,采用P4 3.06G CPU、512M内存、GeForce 128M显卡、160G硬盘、17寸显示器,并已组建成一个局域网,每台机器上装有宇龙数控加工仿真系统、CAXA制造工程师、Pro/E、Master CAM等专业软件,可以实现自动编程。三坐标测量室拥有海克斯康三坐标测量机一台,工作站一台。数控加工车间拥有广州数控CAK3275型数控车床9台,华中数控CK6140型数控车床3台,广州数控XK713型数控铣床7台,华中数控4600型加工中心1台,法拉克VMC650加工中心2台,法拉克HTC2050车削中心1台,华中数控教学型数控车床1台、华中数控教学型铣床3台。电火花线切割实训室拥有苏州新火花DK7740型数控线切割机床3台,数控电火花成形机床1台。

我们拟在数控基地内构建一个局域网网络平台,将数控加工车间内所有数控机床与测量室、实训室、CAD/CAM实验室等计算机进行网络化改造,建设模拟企业环境的网络化数控实训基地,使各项数据都可以通过网络传输,不再需繁琐的人工操作。这不仅顺应了“网络数控”发展的总体趋势,而且能满足学院教学、培训的需要,具有较高的实际应用价值。

二、网络化改造的设计

1.网络选型、连接方案

在所有网络类型中,小型局域网是比较接近非专业人上和最为实用的网络技术。因此,我们选择搭建一个使用方便、性能稳定、造价低廉的小型星型局域网。

目前基地大多数数控机床数据传输只支持通过RS232接口单机传输,其基本原理是计算机的串行(COM)口和数控机床本身的RS232接口遵循相同的数据通信协议,利用它们之间的数据传输性能可方便地实现计算机与数控机床的通信,从而完成计算机对机床的NC代码的传输。但是这样的接口我们无法直接接入以太网,经过讨论,我们解决的方案是:给每台数控机床旁配置一台PC机,使用数据线将COM口与数控机床RS232C接口连接,而此时,每台PC机又可以直接连接以太局域网。这种方案的特点是技术成熟操作简单,给操作者带来方便:在PC机上编程,在专用通讯软件或者DOS下进行程序传输。

2.网络拓扑结构

我们要先将数控加工车间、线切割实训室和三坐标测量室的32台数控机床控制计算机组成一个小局域网,再将该局域网与数控仿真实验室、CAD/CAM实验室的局域网连接起来,共同组成一个基地的网络平台,使设计信息、工艺信息、加工信息及后置处理数据能及时地传递到制造单元。学生在数控仿真实验室、CAD/CAM实验室进行数控编程和仿真的数据也可直接传送到机床上,这样就构成了网络制造集成环境,减少了中间环节,增加了可靠性,并提高了工作效率。

根据以上要求,我们决定组建一个星型结构的共享式以太网,服务器安装Windows 2003 Server,工作站操作系统采用Windows XP专业版。网络拓扑结构如图1所示。

3.组网步骤

(1)硬件物资准备

由于数控仿真实验室、CAD/CAM实验室已经组成局域网,在这次网络改造中不需要另外投入新的设备。而现有的数控机床全部配备了高性能计算机,具备入网条件,我们只需购买双绞线、水晶头和交换机等就可以轻松组网。

我们采用星型网络的布线连接,双绞线两端安装有水晶头。连接网卡与交换机的最大网线长度为100米,如果要加大网络的范围,在两段双绞线之间可安装中继器。由于数控基地所有设备都在一栋大楼内,距离较近,能满足要求。根据数控机床控制计算机的位置,我们选择了交换机的安装位置,并将每台控制用计算机用双绞线连接到了交换机上。

(2)服务器的安装和配置

因为这台服务器的身份是域控制器、网关及文件服务器,所以我们选用了Windows 2003服务器操作系统,并配置成为域控制器,方便管理域内工作站,还利用Windows 2003的Internet连接共享功能,为基地内部网络搭建了网关,通过网关将数控基地局域网与校园网连接起来。

同时,我们在服务器上安装了Serv-U FTP服务器软件,轻松构建了一个文件服务器,因此在基地局域网内部进行文件传输更容易。

(3)工作站的安装和设置

工作站全部采用Windows XP专业版,其安装过程比较容易。需要说明的是有关协议的安装问题,网络中每台计算机的协议配置应尽量保持一致。在通常情况下,TCP/IP协议是必不可少的,为了照顾数控机床控制系统中所用通讯功能能在DOS下使用,IPX/SPX协议也应该安装,至于微软的网络客户文件系统安装时就已经自动安装好了。然后,参照相关协议,为每个厂家的数控机床安装匹配的传输控制系统,并对机床控制系统软件及DNC通讯软件进行设置,实现通过网络对机床的有效控制。最后要启用Windows XP的远程桌面连接功能,方便远程操作工作站。

三、改造后的国家数控实训基地所能实现的增值功能及改造优点

1.网络化的数控基地提供的增值功能

(1)网络集中管理

在服务器上可以实现系统的配置管理、性能管理、故障诊断等几个方面的网管功能,并能集中管理和监视网络上的各种设备。为系统可靠运行提供保证。

(2)远程故障诊断

数控机床出现故障时,一般技术人员如不能准确分析判断故障的原因,就会影响生产。利用互联网进行网络对话,服务方可以在异地了解用户方数控机床出现故障时的表现症状,以及数控机床在执行由服务方发送的数控指令时的工作状态,进而对数控机床的故障进行判断井提出可行的解决方案。

(3)模拟企业制造环境,提高教学效果

用CAD/CAM实验室所连成的局域网模拟企业的设计部门,以数控加工车间室局域网模拟企业的制造与加工车间,教师通过互联网给学生布置实习任务,学生在CAD/CAM实验室完成产品的原型设计,并将结果通过网络返回给教师批阅,经检查无误后,可直接传送到数控机床上加工。

整个流程全部通过内部网络完成,节约了大量的时间,提高了设备的利用率。

现在利用联网的工作站,可以将所有的数控程序、数控系统参数以及PLC程序(ASCII代码文件)都备份到计算机中,从而保护了系统资源。

2.数控基地实现网络化改造后的优点

(1)缩短传输程序的时间,也就是节约了昂贵的数控机床机时费用。

(2)准确性高。零件程序重复使用时即使重新传输也可以保证绝对正确。

(3)操作者劳动强度减低。只需在机床面板输人简单指令就可完成程序传输。

(4)易于修改。首次使用的程序如果在现场进行了修改,那么上传后就可供下次调用。

(5)程序管理实现了统一化。

(6)责任清楚。一旦出现问题,很容易分析出是编程原因还是操作原因。

篇(8)

1 计算机专业实施一体化教学的必要性

1.1 施教对象

中职学校的施教对象主要是初中的毕业生,但随着普高的连年扩招,生源也越来越差,这些学生中有的甚至初中还没有毕业。因此他们的学习基础差,没有良好的学习习惯,学习态度也较差,以至于有的课程很难跟上进度,这些都是不言而喻,显而易见的。

1.2 课程安排

学校课程的安排跟不上社会的发展,企业的需要,更不符合学生的实际。学校的硬件设备和软件设施都落后于社会,老师走不出学校,知识不能及时更新,而学生的学习基础普遍较差并且参差不齐,按现有的教学要求以及评价方式,许多学生的学习效果不能达成。

1.3 教学模式

传统的计算机教学模式,虽然开设专业技能课,但仍然沿袭传统学科课程的教学模式,虽有实训环节的教学,但仍偏重于学科理论体系的传授,理论和实践有所脱节。

2 如何实施计算机本文由收集整理专业一体化教学

2.1 通过对教学对象认识观念的转变,使学生更好地接受教育

我们的教学对象,与普通高中的学生在思维方式、学习方法、接受能力等方面是不同的。需要用多元智能的观点来看,因此可在课程的开发、教学场地的安排、教学组织形式上有别于普通教育的教学。把他们培养成技术型、技能型、技艺型的人才。

2.2 通过改变教学内容来提高学生专业技能

中职学校传统的教学模式是教师“板书+讲解”,学生所学的专业知识大多是从理论上接受,常用的工具软件、网页设计、二维的图像处理、计算机组装与维修等都是只知道一些理论,一到实际操作的时候就发蒙,理论与实践严重脱节,不能适应用人单位的需求,加上近年来,一些其它应用专业加强了计算机课程的培养,我们的学生已经失去了原有的就业优势。所以,采用理论与实践一体化教学是一种长期有效的教学模式。

我校近年来对计算机专业进行了调整,将原来的办公软件、硬件维护专业转变为动漫设计专业,并与企业签订了订单协议,根据企业要求对教学计划进行了调整,对文化课进行缩减,主要是对学生进行人格熏陶,增加了技能培训课,强调对学生动手能力的培养。实行所有计算机专业课都在机房、实验室进行,对部分专业课要求参加权威部门的职业资格认证考试,通过考试提高学生的职业技能。

2.3 通过改变教学方式来提高学生技能

2.3.1 案例教学法

案例教学法是一种运用实例进行教学的方法,例如:局域网的组建,我们可以把教材的各章节串在一起,把组网过程中用到的设备及技术方法先交代给学生,然后在教师的指导下,教师和学生共同参与案例的分析、讨论和寻找实现途径等来完成最后的工作。这样在实验室让学生充分发挥主动、积极学习的兴趣和能力。从而达到预期的教学效果。

2.3.2 任务驱动教学法

“任务驱动”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法。所谓“任务驱动”,就是在学习过程中,教师给学生下达教学任务,学生通过对学习资源的主动运用,进行自主探索和互动协作的学习,通过完成一个个任务来建构新的知识体系,教师的帮助下,紧紧围绕一个共同的任务活动中心,在强烈的问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,在完成既定任务的同时,完成教学内容。它要求“任务”的目标性和教学情境的创建,使学生带着真实的任务在探索中学习。学习效果评价是重要阶段,在生-生互评、教师总结点评中,帮助学生作归纳与总结。

2.3.3 个案教学法

所谓“个案教学”,是根据中职学校学生的个体差异较大,他们在认知、接受和理解能力、逻辑思维和动手操作等方面存在的差异特点,在教学活动中,对不同层次的学生,采取不同的目标要求。使每个学生都有学习目标,并且也有能力完成,很大程度上促进了学生的学习和进步。

2.4 努力创建一体化计算机教室

传统的计算机专业教学,由于受学校硬件设施等诸多因素的影响,老师只能在教室或多媒体教室进行教学,这样不仅浪费时间,事倍功半,教学效果不好。而且使这种理论与实践严重脱节。因此,要打破理论课与实践课地点分离的传统授课模式,建设一体化计算机教室。目前我校主要采用的方式是在计算机房的计算机网络中加装多媒体网络教室控制软件,通过软件的方式用教师机控制学生机,把教师机的屏幕演示内容投射到各学生机的屏幕上,这个功能也可以实现老师边讲解,学生边操作的目标。这样教师就可以随时将理论教学与实践操作训练穿行,这种教学活动可以更好地将知识与技能紧密联系,增强学生的直观体验,激发学生的学习兴趣,达到提高教学质量和效果的目的。

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0引言

创新是一个民族的灵魂,是社会经济发展的动力之源[1]。提高大学生的动手动力、实践能力和创新精神是高等院校人才培养的重要内容,国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)强调“要以学生为主体,以教师为主导,充分发挥学生的主动性。高等教育要着力培养信念执著、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才”[2]。创新性人才培养的途径虽很多,校内创新实践基地的创立作为一种全新的尝试,其建设目的就是培养大学生的创新精神和实践能力[3],通过建设“时间、空间、内容”开放自由、“社会、教师、学生”交流便捷的学生自主实践平台,构建了学生自主实践的长效机制和创新实践的良好氛围,是创新创业教育体系中极具潜力的载体和平台。丽水学院计算机应用校内创新实践基地作为校级首批重点创新实践基地,立足IT产业生产实践活动特点,理顺校内创新实践基地与实验室(中心)运行机制,突出以学生为主体和学生自主创新,建设多元化创新实践平台,为培养创新性人才探索出了一条新路径。

1校内创新实践基地的认识

在建设之初,校内创新实践基地易被误解为一个独立于实验中心的新平台、一个等同于开放实验室的新空间、一种建设实验软硬环境的新形式,因此形成了一大批功能单一、模式多样的创新实验室,以教师相对单一的专业领域研究为基础,开展零散的项目实践,仅限于单一的实践能力培养,实验室之间的孤岛效应明显,学生创新精神难以激发,创新互动难以实现,创新手段难以突破,创新能力难以达成,并未完全达到学生动手能力、实践能力和创新精神培养的根本目的。事实上,校内创新实践基地不仅仅是一个简单的物化实体空间或功能转变[4],其核心是在挖掘原有实验中心开放资源的基础上,形成学生自主实践创新的新机制。依托实验中心、实验室、开放实验室、校内实习实训基地等现有资源,利用基地相对灵活的运行机制,拓宽原有实验室开放创新的功能定位,满足实践创新活动的空间、设施、项目、师资、资金等各要素需求,并为实践创新活动和成果推广提供有效途径。因此,就计算机应用校内创新实践基地而言,既是计算机实验中心的有机组成部分,又相对独立,传统的实验室管理模式适合课程实验、实训等第一课堂活动,基地相对灵活的运行机制则可以有效推进科技创新、社会实践等第二课堂活动。同时,基地也是实验中心与校外实践教育基地的纽带和桥梁,可通过“校内企业”等形式延伸校外实践基地的功能和作用,构建起课内课外、校内校外一体化的实践平台。实验中心、校内创新实践基地、校外实践教育基地三者间的关系如图1所示。

2校内创新实践基地的建设理念

2.1突出学生主体

校内创新实践基地的建设要坚持以“基地搭台、学生唱戏、教师参与”为原则[5],突出学生的创新主体性。区别于面向实验教学为主的实验室管理,创新实践基地的顶层设计必须充分体现学生是创新实践活动的主体,从平台环境、实践内容、运行机制、管理模式等方面规划引导,学生真正成为基地管理、组织、设计、实施、运行的主体,教师宏观指导和专家顾问,成为隐性参与者。

2.2突出自主创新

校内创新实践基地的建设要以“自我管理、自主创新、鼓励探索”为指导,突出学生的创新自主性。引入项目制、团队制等企业运作模式,实施学生自主管理,各学生团队在基地统一协调管理下独立运行,有序开展创新活动。积极地引导学生自主创新,从项目构思、设计、实施和运行全过程由学生自主思考、自主实践、自主运作,为学生提供激发和释放创新激情的广阔空间。创新实践内容应具备良好的开放性和扩展性,鼓励学生在教师指导下自由探索,在某个特定专业领域深入研究,形成创新性解决方案和应用成果。

2.3突出多元化培养

校内创新实践基地的建设要以“实践训练、创新活动、成果孵化”为目标,突出学生的创新多样性。计算机应用校内创新实践基地结合学科专业的实践特点,面向不同的学生需求,建立工程训练、学科竞赛、项目研发、社会实践与素质拓展、产学研合作等多元化创新实践形式,涵盖信息系统、移动应用、虚拟现实等计算机应用各专业领域的多元化创新实践内容,设置程序开发、UI设计、系统运维等多元化仿真岗位,以此来满足学生的不同实践兴趣和认知需要。

3校内创新实践基地的建设内容

计算机应用校内创新实践基地是以培养学生动手能力、实践能力和创新精神为目标,以建立多元化创新资源为实践平台,以开展多形式创新实践项目为训练平台,以参与多类型学科竞赛为检验平台,以建设多层次创新工作室为孵化平台,致力于将基地建设成为学生自主实践中心、科技创新活动中心、学科竞赛培育中心、学生创业实践中心以及创新人才孵化中心,着力开展以“平台资源为基础,创新内容为核心,创新机制为保障”的基地建设。

3.1平台资源建设

依据校内创新实践基地和实验中心既是有机组成又相对独立的特性,结合计算机应用相关创新活动以学生为主体,空间和设备投入较少的实情,建立实体基地,同时将基地运行机制向实验中心拓展、延伸和辐射,整合实验中心的创新资源,统筹规划,统一管理,形成“虚拟化基地”,建设实践训练、创新活动、成果孵化的一体化开放大平台。(1)实践训练平台是线上线下结合的“虚拟化基地”,主要整合计算机微机、网络工程、虚拟现实、动作捕捉等实验中心的创新资源,将实验中心的全面开放纳入基地管理,同时将中心计算云、渲染云、资源云等云端资源进行共享,设立各类开放项目,面向全体学生常态化开放,实现实验中心“时间、空间、内容”的全方位开放。(2)创新活动平台是实体基地的建设主体,主要是建立多个创新实训室,实训室将不再承担实验教学任务,为学生团队提供专属工位,面向服务外包应用创新大赛等省级及以上学科竞赛,由学科竞赛负责人统筹管理,实施学生自主管理模式下的24小时全天候运行。(3)成果孵化平台是实体基地的高级业态,主要是学生工作室、企业校内公司、学生创业团队等形式,采用企业运营模式,实施绩效考核。通过承接外包项目、社会实践、成果转化等多种形式,形成有利于科技成果孵化的良好机制。基地整个平台资源建设虚实结合,分工明晰,层层递进,充分体现集聚效应,可为学生多元化创新活动的开展提供坚实的保障条件。基地平台资源建设的整体框架如图2所示。

3.2创新内容建设

依据实践训练、创新活动、成果孵化的三层次平台资源建设模式,结合不同学科专业的特点,体现计算机应用创新实践基地的定位和特色,主动设计创新实践活动内容,增强指向性和实效性,体现交叉性和职业岗位需求,重点建设以“实践项目为基础,学科竞赛为重点,创业训练为目标”的三层次创新内容。(1)在实践训练平台以国家级大学生创新创业训练计划项目、省级新苗计划项目、校级实验室开放项目、实验中心常设开放项目、短学期实践项目等为载体,设立选题参考和项目指南,提供各种创新实验或实践项目的研究思路和研究目的,鼓励学生自主实践,促进学生实践能力的培养。(2)在创新活动平台以服务外包应用创新竞赛、“互联网+”创新创业大赛、程序设计竞赛、多媒体作品竞赛等省级及以上学科竞赛和参与面广的全校性IT技能比赛为载体,建立常态化管理、梯队化运行的竞赛团队,实施教师科研转化学科竞赛,学科竞赛引入实验教学等举措,促进学生创新能力的培养。(3)在成果孵化平台以学生工作室、合作企业校内公司、学生创业团队等为载体,将产学研合作课题引入学校,使学生了解企业创新活动和创业运作的机制,同时在教师的指导下自主创新,开展关键技术研究和核心产品研发等,促进学生创业意识的达成。

3.3创新机制建设

加强组织领导和对校内创新实践基地的管理与服务,构建有利于创新实践活动科学有序开展的运行体系,引导和激励全体师生积极参与创新实践活动,建设可持续发展的管理、运行、投入、激励等保障机制,形成有利于培养学生实践能力和创新精神的管理机制。管理机制主要是基于基地负责人负责,全体教师参与,学生自主管理的全面开放管理模式,并通过建立基地相关管理制度,明确各方权利和责任。运行机制主要是基于视频监控、门禁管理、钉钉移动智能平台等信息化手段下的常态化运行模式,实现创新实践活动全过程智能化运行。投入机制主要是基于校内创新实践基地建设经费、学科竞赛专项经费、学生科研项目经费以及创新创业资助经费等资金的长效投入机制[4],并将全部经费用于学生创新条件改善、创新项目培育、创新成果转化等方面。激励机制主要是基于课内课外相结合、教研科研等效下的绩效考核和激励政策,教师指导学生开展创新实践活动的劳动付出和成果应用都以教学工作量、教研工作量、标志性业绩点等形式得以充分体现。

4初步的建设成效

经过两年多的建设和运行,丽水学院计算机应用校内创新实践基地已经初具规模,成为计算机省级实验教学示范中心建设的重要延伸和拓展。以创新第二课堂为目的,实现了实验教学内容、方法、层次的改革和创新,极大地促进了课内课外相结合、科研转化为教学内容等新型实践教学方式,为学生的创新创业教育提供了一个多元化创新实践平台。以专注创新实践活动为抓手,为实验室全面开放提供了新思路,促进了计算机实验中心20余个实验室的整合和梳理,新建了5个创新实训室,进一步扩展了现有实验中心的教学功能和开放力度,2016年的基地开放人时数就高达10余万。以竞赛团队和工作室为媒介,吸引了一大批学生进入基地开展创新实践活动,几乎所有的计算机科学与技术专业学生都有在基地实践训练的经验。进入创新实践基地的学生,其动手能力、创新意识、实践创新能力均显著提高[6]。在近3年的省级及以上学科竞赛获奖30余项,服务外包应用创新竞赛的获奖数位居全省高校前列。成功培育多个学生工作室和创业团队,开展了软件开发、倾斜摄影等方面的应用研究,成果应用推广情况良好,得到市场和风投的青睐。

5结语

校内创新实践基地是培养创新性人才的新探索,也是进一步提升应用型人才培养质量的新举措。随着教育专家和实践教育工作者对基地建设的认识不断深化,基地建设的内涵得以不断完善,校内创新实践基地必将成为学生实践锻炼、自主创新、创新创业最为重要和有效的平台之一。上述就校内创新实践基地的认识和思考,及计算机应用校内创新实践基地在平台建设、内容建设和机制建设等方面的探索和实践,是对过去的总结和反思。未来更需要我们的长期实践、不断探索,寻找特色途径,构建实践模式,加强校企合作,最终完善创新性人才培养的实现路径。

参考文献:

[1]刘世彪,张佑祥,龚双姣,等.校内实践基地建设促进大学生科技创新的实践与探索[J].高等理科教育,2009(1):111.

[2]王杰.校内创新实践基地建设的重点和难点探析[J].实验室研究与探索,2015(7):161.

[3]董德民.大学生创新实践基地运行模式与管理机制研究[J].中国电力教育,2014(2):191.

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中图分类号:G434 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2014)04-0078-04

一、引言

2013年7月公布的第32次《中国互联网络发展状况统计报告》指出我国手机上网用户数达到7.83亿,手机网民规模达4.64亿,占总网民的78.5%,手机作为第一上网终端的地位更加稳固,调查还发现手机网民规模保持快速发展的态势,用户对移动互联网的兴趣和黏性也都不断增强。[1]移动互联网作为一种新兴的技术形态,随着智能手机的普及和各种移动应用的出现,无缝地融入人们的日常生活,这给教育带来前所未有的机遇和挑战,也给开展移动学习创造了很好的外部条件,移动学习已成为一种学习趋势,成为混合式学习的重要部分。

随着移动互联网的不断普及,二维码因其信息量大、易制作、低成本和扫描迅速等优势受到网民的青睐,二维码在日常生活中随处可见,在传播营销、电子商务等领域都有了很好的应用案例,已经成为移动互联网的重要入口之一。QR(Quick Response)码是二维码的一种,最早的应用出现在日本,我国于2000年12月公布了QR码国家标准(GB/T18284-2000),QR码标准开放、无专利问题,可以无偿地使用,在各个领域得到快速的推广应用,在日常生活中见到的呈正方形,三个角落有“回”字形图案的就是QR码。在国内普遍把二维码等同于QR码,下文中提到的二维码特指QR码。

二、QR码概述

QR码全称为快速响应矩阵码(Quick Response Code),是一种全新的自动识别和数据采集技术,可以表示英文、数字、汉字等信息,现在QR码的类型主要有文本、URL、位置信息、电子名片、WIFI账号、电子邮件等,具有以下优点:①信息容量大,容错能力强。QR码用深色模块表示二进制“1”,浅色模块表示二进制“0”,最多可以存储7089个数字或者4296个字母,错误校正分为四个级别,具有极强的纠错能力;②成本低廉,制作简单。QR码的专利所有方DENSO WAVE公司声明,可以免费使用符合JIS或ISO标准的QR码,没有专利纠纷问题,普通用户可以通过互联网上的QR码生成工具生成QR码,保存或打印后即可使用;③操作方便,响应迅速。用户只需把普通智能手机的摄像头作为扫描器,安装相应的解码软件,就可以方便扫描QR码获取其中的信息,通过扫描获取信息是键盘输入速度的5倍,且出错率更低。[2][3]不同的智能手机操作系统有不同的QR码应用,还有很多手机应用内置了QR码扫描模块,例如UC浏览器、微信等。随着智能手机的不断普及,针对QR码的移动互联网应用也越来越多,越来越多的人通过扫描QR码进入移动互联网,QR码已然成为移动互联网的重要入口,是连通线上、线下的重要桥梁,是现实世界到数字世界的超级链接。

三、国内外QR码(二维码)应用述评

在我国大陆地区,更多的学者把它称作为“二维码”,已经有很多学者从二维码的特点和优势出发对二维码技术和业务开展多层次、多角度的研究,有学者结合国内二维码的应用案例,对二维码的应用体系进行了归纳总结,指出二维码可从信息服务、电子商务、行业应用等三个方面拓展应用。[4] 有越来越多的学者开始关注到二维码在教育领域的应用:很早就有学者探索二维码技术在数字图书馆中的应用,提出二维码应用于图书馆自动化管理系统、纸质文献与电子文献对接、实现远程数字化信息素质教育的可能性。[5] 还有学者开始研究二维码在校园信息化建设中的应用包括门禁访客方面、学习行为分析方面、设备资产管理方面、移动学习等信息化教学方面,同时还有学者尝试使用二维码设计移动学习系统,并进行了实证研究。[6]尽管学者对二维码在校园中应用积累了一定的基础和经验,但针对二维码在课堂教学中的应用研究却很少,深度也不够。

在国外和我国台湾地区,更多的学者把它称作为“QR码”,已经有学者开展对QR码的教学应用研究,把它引入到课堂、应用到实际教学当中。有欧洲教师在iTEC(Innovative Technologies for an Engaging Classroom)项目中,把QR码应用到数学课堂中,他介绍了课堂应用的四种途径:支持学生自我评价和反思,开展差异化的教学,展示分享典型工作成果,创建基于教室的寻宝之旅。[7]有韩国学者把QR码应用到生物类课程中,提出和开发了一种把QR码和智能手机整合到生物类户外考察课中的教学方法和教学过程,并通过户外选址物种多样性识别、制作QR码表和安装软件、开展户外实地考察活动、学生进行简报和讨论四个步骤阐述了教学过程,最后为教师开展基于QR码的教学提供了一个快速清单。[8]我国台湾地区的研究者提出了一个基于实时求助机制的CULP(a context-aware ubiquitous learning platform),在比较RFID、GPS、QR码等技术后,该平台采用低成本的QR码技术、包含摄像头的手机和互联网服务支持泛在学习,为更好的评估该平台的应用效果,研究者通过“计算机组装”学习内容设计实验,把学生随机地分成控制组和实验组,实验组在CULP的协助下开展学习,实验结果表明实验组学生的学习效率和学习成绩都有显著改善。[9]

《教育信息化十年发展规划》专门提出要加快职业教育信息化建设,支撑高素质技能型人才培养,建设支撑学生、教师和员工自主学习的数字化环境,提高实践环节的信息化水平,高职教育作为高等教育的一种类型,职业教育的重要组成部分,有其特殊性。文章将探索QR码在高职课堂教学中的应用,有助于高职数字化学习环境的创建,有助于高职教育信息化建设。

四、高职学生QR码(二维码)使用情况调查分析

1.调查内容和方法

为了更加全面的了解当前高职学生对QR码的认知水平、使用情况和期望,为QR码在教学中的应用提供参考,为学生提供更好的数字化学习环境,本研究以宁波城市职业技术学院大二学生为研究对象进行网络问卷调查,为了让学生更好地理解,在问卷调查中采用的是“二维码”这个名称。问卷内容包括二维码认知水平、二维码使用情况和对教学应用的期望三个维度,设置13个题目,共有来自环境、商贸和旅游三个学院的196个学生参与本次调查,参与调查的男生33人(占16.84%)、女生163人(占83.16%),调查时间2013年6月。

2.调查结果与分析

(1)关于二维码认知水平的调查。在参与调查的196名学生中,有181人正在使用智能手机,表1展示了学生对二维码的认知水平,包括智能手机操作系统分布情况、对二维码的认知情况和二维码功能原理的熟悉程度。数据显示,有92.35%的学生正在使用智能手机,说明智能手机在高职学生中已经非常普及,这为二维码在教学中的应用提供了很好的硬件基础;93.37%的学生表示认识二维码,这说明二维码已经很好的融入到日常生活中,但60.20%的学生表示不熟悉二维码的功能原理,这要求我们在教学应用前适当讲解二维码的功能原理,为教学应用扫清障碍。

(2)关于二维码使用情况的调查。表2展示了学生在日常生活中二维码的实际使用情况,包括使用频率、从未使用的原因、为什么扫描二维码、扫描二维码后干什么以及手机中安装了哪些二维码软件。该维度的问题1设置了跳转,根据问题1的答案,跳过问题2或者跳过问题3、4。数据显示,只有不到10%的学生会每周使用二维码,而有45.41%的学生从未使用过,说明二维码的使用并未普及;在对从未使用的原因调查时,有56.18%的学生由于技术层面的问题,而43.82%的学生则认为不实用,因此在排除技术障碍的同时还需要展示应用效果;问题3和问题4的调查数据表明学生还停留在信息获取的初步应用阶段,应用参与度不高;有75.51%安装了社交移动应用(微信、陌陌等),而安装其他应用的学生均不到50%,因此在教学应用之前很有必要向学生介绍一些二维码编码和解码的应用。

(3)关于二维码教学应用期望的调查。表3展示了学生对二维码在实际教学中应用的期望,包括比较感兴趣的二维码应用领域、有无使用二维码学习的经历、在教学中应用二维码对学习兴趣的影响、对二维码在移动学习应用前景的看法等。数据显示,只有16.84%的学生认为有过使用二维码学习的经历,但达70%的学生愿意尝试使用二维码进行学习;有将近60%的学生对二维码应用中学习表示感兴趣,有超过75%的学生愿意使用在课件、教材、实训室中出现的二维码;此外,有超过80%的学生对二维码在移动学习方面的应用前景表达正面看法。以上数据表明学生对二维码的教学应用比较感兴趣,对教学应用的效果有很高期望。

通过问卷调查我们可以得出如下结论:①已经具备在高职课堂中开展二维码教学应用的软硬件基础,但学生对二维码的认知水平有待提高;②高职学生已经具备了一定的二维码操作和使用基础,但对二维码的应用水平和形式有待提升;③高职学生对二维码的教学应用有所期待,已经具备二维码教学应用的需求基础。

五、QR码(二维码)在教学中的应用探索

在借鉴国内外关于QR码(二维码)的应用案例和实际调查分析后,我们认为有必要把QR码引入到课堂中,开展QR码教学应用的探索。为了更好地说明QR码在不同课堂中的应用形式,结合高职教育的自身特征把课堂划分成第一、第二和第三课堂三个类型,第一课堂是指在普通教室开展的理论教学,第二课堂是指在实验、实训室开展的实验、实训教学,第三课堂是指在学生日常生活中除了前两类课堂的场合和时间。

1.第一课堂:实现纸质教材和数字资源的无缝衔接

QR码能够搭建连接平面媒体和数字媒体的跨媒体“桥梁”,在商品广告应用上如此,在物流运营中如此,同样适用于课堂教学。在第一课堂的理论教学过程中,可以把QR码嵌入到教材中,学习者可以通过QR码把纸质教材上的知识点与网络上数字化的教学资源有机统一起来,灵活使用。实现文字与图片、动画、视频等教学资源的无缝对接,使得教材更加生动、形象和有说服力,同时也提升学生学习的兴趣;可以把QR码嵌入到课件中,学习者可以直接通过QR码把课件下载到手机上,更加自主地浏览课件、开展学习;还可以在无线网络、智能终端以及QR码技术的支持下,进行各种巧妙的设计,搭建了一个增强型的课堂学习环境,用于辅助课堂协作学习活动的开展。

Gill Leahy把解题的提示隐藏在QR码中,学习者在完成作业或者测试后,通过扫描QR码获得探究式的帮助,从而实现学习者的自我评价和反思。刘红霞等将QR码嵌入到纸质教材中,学习者使用智能手机扫描QR码,获取数字化资源,在纸质教材与数字化资源的支持下进行协作学习。实验结果表明:学生普遍对该学习方式有较高的接受度,且该学习环境对于学习任务的完成以及团队协作能力的培养具有正向效果。 [7][10]

2.第二课堂:实现现实环境和虚拟环境的无缝衔接

QR码是搭建连接现实环境和虚拟环境的“桥梁”。在第二课堂的实验、实训室中,给实训器材添加QR码,学习者可以通过智能终端获取器材的使用说明、注意事项、操作示范视频,甚至是设备的仿真系统等信息;在实训过程中,教师还可按实训计划或教学进度以QR码方式相应信息,如知识点提要、课件摘要、重点难点提示、学习活动安排等内容,学习者通过智能终端接收信息,实现教学信息的快速精确推送,实现利用虚拟的数字资源构建“教学做合一”。

韩国的Jun-Ki Lee等在生物类户外考察课中应用QR码和智能手机创新地开展教学,台湾黄国桢教授等在计算机组装课程中设计的实时求助CULP就是QR码在第二课堂实验、实训教学中应用的范例。

3.第三课堂:创新数字化学习环境,助力学生非正式学习

学生很多知识和能力是在第三课堂通过非正式学习的形式获得,通过应用QR码创新数字化学习环境,有助于学生的非正式学习。可以结合专业特点创设学习环境,针对园林类学生,给校园和实训室中花、草、树木添加QR码标识,学习者只要用手机扫一扫,图片、学名、种类及形态特征等相关信息便一览无余,使学习者漫步在校园或实训室中就可以通过智能手机习得知识、提高能力,实现无处不在的移动学习;可以结合第三方软件进行创新应用,利用微信中内嵌的QR码功能推广微信号,创设课余师生互动环境,从而拓展师生、生生之间的交流空间,把教学拓展到第三课堂,助力学生非正式学习。

白浩等探讨了微信公众平台在高校教育领域中的应用研究,将微信号QR码发给学习者,利用微信平台的优势开展教学,把微信平台的高时效性、内容推送的丰富性、消息推送的精准性等优势应用到教学中,取得很好的效果。 [11]

六、总结与展望

在高职课堂中引入QR码已经具备了很好的物质、认知和需求基础,国内外也有很多成功的案例值得借鉴,相信QR码将有很好的课堂教学应用前景。为了让QR码在三个课堂中取得更好的应用效果,让学习者更主动地使用QR码,增加学习者的黏性,还需要完成以下工作:第一,重新梳理教学内容,重新设计教学方案,重新组织教学过程;第二,对数字教学资源进行碎片化处理的以符合移动设备的技术指标和移动学习的认知规律。

参考文献:

[1]中国互联网络信息中心.第32次中国互联网络发展状况统计报告[R].201307:11-20.

[2]鞠文飞. QR码的校园应用[J]. 信息安全与技术,2012(6):86-88.

[3]王阳阳. 基于手机二维码技术的创新学习活动设计[D].曲阜:曲阜师范大学,2011.

[4]陈荆花,王洁. 浅析手机二维码在物联网中的应用及发展[J].电信科学,2010(4):39-43.

[5]张燕蕾. 二维码技术及其在数字图书馆中的应用探析[J]. 现代情报,2007,196(10):94-95.

[6]张豪锋,邢海风,朱元培.基于QR Code的移动学习系统设计研究――以计算机硬件教学为例[J]. 现代教育技术,2011(21):140-144.

[7]Leahy G.QR Codes in The Mathematics Classroom. Mathematics Teaching [J/OL]. July 2013,(235):27-29.

[8]Lee J K, Lee I S, Kwon Y J. Scan & Learn! Use of Quick Response Codes & Smartphones in a Biology Field Study[J]. The American Biology Teacher, 2011, 73(8): 485-492.

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