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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇大學計算機實驗報告，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：作業管理系統；B/S模式；ASP技術；SQL server數據庫；《大學計算機基礎》
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）23-5312-05
針對我校傳統《大學計算機基礎》公共課作業管理現狀，由于本課程教學的特殊性和復雜性，作業管理往往是粗放型的，可操作性不強，特別是對作業批改過程（包括作業提交、在線批改、將批改情況及時反映給學生）各個環節的管理很難到位，老師布置作業，學生把作業做在作業本上，然后再交給老師，老師批改之后再把作業本返回給學生，步驟繁瑣，效率低，因而影響教學質量的提高。以計算機網絡技術為核心的信息高速公路的興起，突破了傳統的人工作業管理模式，使高校的作業管理方式和效率都發生了深刻的變化。因此，我們必須充分利用計算機網絡這一現代化技術來完成作業管理工作，把作業管理人員從繁重的工作中解放出來，提高工作效率和準確率，使作業管理工作實現“現代化、系統化、規范化”。
1 存在的問題
由于公共計算機課的特殊性，一個教師布置的相同作業要重復批改多次，使教師重復工作量增大，效率低。本系統既能滿足《大學計算機基礎》教研室計算機公共課程作業管理的需求，同時也能向全校進行推廣。甚至可以將成功的案例像其他學校進行推廣。作為計算機應用的一部分，使用計算機對作業環節的工作進行管理，有著手工管理所無法比擬的優點。例如：效率高、可靠性高、存儲量大、保密性好、無紙化等。這些優點能夠極大地提高教師管理的效率，也是學校的科學化、正規化管理，實現數字化教學的重要條件。
基于這些問題，有必要建立一個在線作業管理系統。該系統可以方便教師對學生作業的管理和學生自主學習，方便教師與學生之間的交流，同時也使得管理人員能夠方便對教研室教學資料的管理與保存。使作業管理工作規范化，系統化，程序化，避免了傳統管理方式的隨意性，提高信息處理的速度和準確性，能夠及時、準確、有效的查詢和修改作業情況，提高教師和學生的效率，降低管理的成本。
作業是師生雙向交流的一種重要途徑，不僅可以考核學生在課堂教學活動中的消化吸收程度，而且也可以檢驗教師的教學質量。高等學校是Internet網絡技術研究與應用的較早單位之一，計算機的普及、校園網的出現，為學生作業管理的網絡化和正在興起的遠程教學提供了強大的技術支持[1]。目前，國內外作業管理一般采用兩種方法：一種是通過網絡電子郵件發送；另一種是存放到教師電腦上的一個共享目錄內。但這兩種方法都有各自的弊端：前一種方法易受網絡因素影響、電子郵件服務商的存儲空間限制；后一種方法卻存在一個更致命的缺點：學生可以隨意查看、更改和刪除其它同學的作業，造成大量如抄襲作業、惡意刪除或修改其他同學作業的事情發生；老師在幫學生修改作業時，也很容易弄不清楚作業批改與否；作業是誰的或是舊作業沒刪除掉，跟新作業搞混了等情況，雖然有些可以用嚴格的紀律來實現管理，但仍然會給學校和老師帶來很多的麻煩。
2 研究內容
無論采用何種方法開發系統，系統分析工作都是十分重要的環節。軟件的需求分析是軟件生存周期中重要的一步，只有通過對軟件進行需求分析，才能把軟件功能和性能的總體概念描述為具體的軟件需求規格說明，進而建立軟件開發的基礎[2]。
軟件需求分析分析的成功與否，決定著整個系統功能的完善性以及穩定性。在該階段需求分析人員需要確定整個作業管理系統的功能要求，并且將現實事務抽象成對象并建模[4]。
經過對《大學計算機基礎》課程作業管理系統分析，將系統劃分出了學生用戶、老師用戶、管理員、課后習題庫、標準答案、實驗報告提交時間、課后習題作業提交時間、課后習題作業答案、實驗報告作業答案、作業要求等幾個實體。系統的最終用戶是面向管理員、老師、學生。后臺管理系統（即管理員模塊）主要對學生和老師的信息管理、以及對課后習題作業和課后習題作業答案進行管理、修改用戶的密碼等；老師模塊主要對作業要求和學生成績進行管理、以及批改作業等；學生模塊主要實現提交作業、查看成績等。本系統要實現功能模塊，具體如下：
1） 老師信息管理
修改、刪除、添加老師信息，并將老師信息入庫；登錄系統時，根據老師編號和密碼進入。
2）學生信息管理
修改、刪除、添加學生信息，并將學生信息入庫；登錄系統時，根據學號和密碼進入。
3）課后作業管理
管理員將《大學計算機基礎》課后習題錄入數據庫，以供老師、學生查用，老師根據實際情況布置作業要求，并將作業要求入庫，再規定一個上交時間；學生必須在規定時間內按老師的要求完成作業，然后提交作業，并將作業入庫保存。
4）實驗報告作業管理
老師根據實際情況布置實驗報告作業，將作業要求入庫，并規定一個時間；學生必須在規定時間內按老師的要求完成作業，然后提交作業，并將作業入庫保存。
5）標準答案管理
管理員將課后習題的參考答案入庫，供老師批改作業時參考。
6）成績管理
老師根據學生的作業情況打分，分為A、B、C、D、E五個等級，并保存到數據庫，學生只能查看個人成績，老師可以查看整個班級的成績信息。
3 業務流程
在線作業管理系統流程圖描述為：管理員通過后臺管理系統進入之后，將學生和教師信息、習題及標準答案導入系統中；教師通過前臺系統，使用自己的賬戶和密碼登入系統，修改個人密碼，布置相關習題或實驗報告，并設置習題提交時間；學生通過賬號密碼登入系統，可修改自己的賬號密碼，可查看老師布置的相關習題并進行作答，做完之后在教師規定的上傳時間之前上傳作業；教師通過登錄系統查看學生完成作業的情況，并對提交的作業進行批改，打出分數；之后可查看成績。
在線作業管理系統流程圖如圖1所示：
4 系統的ER模型
經過對《大學計算機基礎》課程作業管理系統分析，將系統劃分出了學生用戶、老師用戶、管理員、課后習題庫、標準答案、實驗報告提交時間、課后習題作業提交時間、課后習題作業答案、實驗報告作業答案、作業要求等幾個實體，其各個實體的屬性如下：
學生：學生學號，學生姓名，所在院系，所在年級，所在班級，任課教師編號，密碼；
教師用戶：教師編號，教師姓名，所教班級，密碼；
管理員：用戶名，密碼，系統最大在線人數；
課后習題庫：習題章節，習題內容；
課后習題標準答案：習題章節，答案內容；
實驗報告提交時間：實驗次數，提交時間，教師編號；
實驗報告作業答案：自動編號，學生學號，實驗次數，實驗報告成績，實驗報告內容，是否提交，是否批改；
課后習題作業提交時間：習題章節，提交時間，教師編號；
課后習題作業答案：自動編號，學生學號，習題答案，習題章節，成績，是否提交，是否批改；
作業要求：教師編號，習題章節，實驗次數，習題作業要求，實驗報告要求。
本系統的ER模型如圖2所示：
5 系統分析與設計
本系統屬于管理信息系統，管理信息系統（Management Information Systems 簡稱MIS）現階段普遍認為是由人和計算機設備或其他信息處理手段組成并用于管理信息的系統，是用系統思維的方法以計算機和現代通信技術為基本信息處理手段和傳輸工具的、能為管理決策者提供信息服務的人機系統。通過系統設計這個階段的工作將劃分出組成系統的物理元素——程序、文件、數據庫、人工過程和文檔等等[9]。總體設計階段的另一項重要任務是設計軟件的結構，也就是要確定系統中每個程序是由哪些模塊組成的，以及這些模塊相互間的關系。
經過需求分析和可行性分析后，得出本系統所需的與教務系統的接口、管理員添加刪除修改課后習題和課后習題答案、老師布置和批改作業、學生提交作業等功能是可以實現的。
本系統通過強大的技術支持，為作業的管理帶來便利，不但減輕了老師的工作量、學生的學習任務，而且提高老師的工作效率、學生的學習效率外，還方便了學校教學管理、教學考核，減少人力與管理費用，提高管理和服務質量。建立高效的管理和服務平臺以提高作業處理速度和管理的效率，界面精美、友好、快捷，人性化設計，后臺管理功能強大且效率高。
6 系統實現
本系統前臺登錄分為學生登錄和老師登錄，打開系統登錄首頁（index.asp）后選定是何種用戶登錄（其中默認的用戶類型為學生），然后輸入用戶編號和密碼，如果用戶編號和密碼正確，就可以成功的登錄本系統。如果輸入的用戶名錯誤，則會在標簽控件上顯示：“該用戶不存在或用戶名輸入錯誤，請檢查后重新輸入！”；如果用戶輸入的用戶名在用戶信息表中存在，但密碼錯誤，則會在標簽控件上顯示：“您輸入的密碼錯誤，請檢查后重新輸入！”。其中登錄流程如圖3所示。
7 導入學生、老師信息
本系統支持與教務管理系統的接口，管理員登錄到后臺管理系統后，在系統設置欄目中下載學生信息表和老師信息模板（excel表格），然后將教務管理系統里導出的學生信息按模板做好，并將這兩個Excel表格上傳到服務器上，再執行信息導入操作（執行導入功能的shujudaoru_add.asp源代碼參見附錄），當學生信息和老師信息成功導入后系統會提示“成功導入信息”，最后調用存儲過程建立學生和老師之間的關系（一個學生對應一個老師）。
導入學生、老師信息數據流程圖如圖4所示：
將教務系統導出的學生信息Excel表中的信息按本系統的要求保留其中需要的幾列，然后將其按系統提示導入到數據庫中；將教務系統導出的老師信息Excel表中的信息按本系統的要求保留其中需要的幾列，然后將其按系統提示導入到數據庫中，其中一個老師教多個班時中間用英文格式下的逗號隔開
8 建立老師信息與學生信息關系
學生和老師的信息導入成功后，點擊系統設置菜單下的建立老師表和學生表關系，調用存儲過程updateTeachernumofStudents，建立學生和老師之間的關系（學生與老師是一對一的關系、老師和學生是一對多的關系）。其中，將任課老師編號填入學生信息表中。
9 錄入課后習題和答案
管理員登錄系統后，可以進行錄入課后習題和系統答案操作。
點擊習題的操作中的上傳課后習題，顯示出上傳課后習題操作界面，選擇習題章節并填入習題內容，點擊提交即可，當該章節習題已經存在時系統回提示“該章節習題已存在”等人性化的提示信息，點擊習題的操作中的上傳課后習題，顯示出上傳課后習題操作界面，選擇習題章節并填入習題內容，點擊提交即可，當該章節習題已經存在時系統回提示“該章節習題已存在”等人性化的提示信息。
10 系統安全設計與實現
系統安全包括數據庫安全和用戶權限控制，本系統基本實現了SQL Server 2000數據庫的安全，充分考慮了用戶權限的控制，以提高系統的安全系數。
本系統在數據庫安全方面，實現了防數據庫下載、防SQL注入、對密碼進行加密、數據庫定期自動備份、限定系統最大在線人數等，以保障數據庫的安全。
防數據庫下載是在數據庫文件夾名中加入“#”來實現的；防SQL注入是通過ff_system.asp對表單的值進行判斷，如果出現了本系統限制的特殊字符，系統制動提示“對不起，這是防SQL注入的系統，請正確輸入值”；采用不可逆的MD5算法對密碼進行加密，保證密碼的安全；在SQL Server 2000中設置數據庫定期自動備份，以保障數據庫的安全；限定系統最大在線人數是通過Application屬性來實現的。
給每個用戶分配了訪問目錄，使用正則表達式來實現目錄訪問權限控制，和用Session中保存的用戶編號user_id來進行判斷限定用戶的訪問目錄的權限，當用戶誤操作時系統彈出人性化的提示。限于篇幅，只對用正則表達式來實現目錄訪問權限控制進行描述。
11 總結與展望
本系統開發中遵循軟件工程的開發流程，經過系統前期需求調研階段、軟件設計階段、系統開發階段、以及論文編制階段，在線實驗課選課系統終于完成了。這期間，通過充分的論證和艱苦的程序開發，本系統已完成了程序設計，并已經在重慶三峽學院《打算學計算機基礎》教研室作業管理工作中得到了應用。在本課題研發過程中，實現了系統預期的功能：對《大學計算機基礎》課程作業進行在線的管理。首先對我校傳統的《大學計算機基礎》作業管理情況進行調查了解，然后根據老師和學生的需求制定了一套作業管理規范，最后采用ASP技術和SQL server技術設計與實現了《大學計算機基礎》課程管理系統。本系統充分考慮教研室的實際需求，以實際應用為出發點，將最需要、最實用的功能呈現在學生及教師面前，去掉了華而不實的功能，真正為教學管理人員的管理及決策方面提供了強有力的支持。同時，本系統徹底擺脫了桌面上沉甸繁雜的紙張文件，使得繁重的選課工作變得輕松自如，在投入使用的過程中極大地提高工作效率，避免人力、財力資源的浪費，受到了老師和同學們的好評。
本系統主要實現了與我校教務管理系統的接口（導入學生、老師的信息），管理員上傳課后習題和答案，老師布置作業并設置作業上交時間，學生在線提交作業，查看相關信息等功能。在本系統的設計與實現過程中，我盡量做到切合實際，按照系統工程的方法實施，在本系統的實現過程中遇到了許多平時學習都沒有思考過的問題，通過多方的資料查詢和在陳恒鑫老師的指導下實現了《大學生計算機基礎》課程作業管理系統的基本功能。
參考文獻：
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[關鍵詞]計算機課程 問題 對策
[中圖分類號]G434 [文獻標識碼]A [文章編號]1006-5962(2012)02(a)-0137-01
大學計算機基礎教育是每所高等學校大學生入學后開設的計算機類公共基礎課程。其主要任務是：使學生掌握計算機軟、硬件基本知識，掌握利用計算機分析問題、解決問題的方法。掌握通過計算機查找信息、獲取信息、整合信息的技能，提高學生的信息素養；培養學生成為既懂得自己的專業，又能開展計算機應用的合格人才。
1醫學大專院校學生學習計算機教學現狀
1.1大學計算機基礎教學理念陳舊
計算機教學仍然是以教師為主體，學生學習的主動性沒有被調動起來，沒有體現學生的主體地位，實行教師滿堂灌的原則，學生在下面被動的聽講。這種教學方式無法發揮學生的主體作用，更無法調動學生的學習興趣和學習的主動性。
1.2學生學學計算機基礎的目的不明確
在普通大專院校里，《計算機應用基礎》是工具性學科，是為學生更好地學習，服務于其它學科。大部分學生學習計算機就是為了應付考試和過計算機等級，學習的主動性、興趣、創作欲望沒有激發出來。他們想的就是考試過關、怎樣拿到計算機等級考試證書。甚至有個別拿到證書的學生，對計算機的基本操作也不是很熟練。
1.3學生計算機基礎懸殊較大
計算機基礎起點水平懸殊較大是高校存在的一個突出問題。由于各地中、小學計算機教學環境有別，師資力量懸殊，教學質量不同，來自各地的新生計算機起點水平表現出參差不齊的狀況。一般來說，城市學生的計算機水平高于鄉鎮學生的水平；來自鄉鎮學生的水平高于農村學生的水平。這種差異造成課堂組織教學困難，在學生中形成“吃不飽”和“吃不消”的兩極分化狀況。大學里很多計算機教師不知應該補中學課程，還是應該進行大學知識。
1.4實驗報告存在抄襲現象
每個教學班至少40位學生左右。每次實驗報告中，往往想要尋找幾份不同實驗報告都是很難的。這說明在高校大部分學生沒有養成自覺上機實驗的習慣，甚至有一部分學生根本就沒有認真的去做過實驗，只有一部分學生能夠認真的做實驗和寫實驗報告，不少學生存在嚴重的抄襲實驗報告現象。
1.5注重專業課忽視公共課學習
在醫學院校學生認為醫學類課程是學習重心，很多學生對Ⅸ計算機應用基礎》這樣的公共課程不放在心上。《計算機應用基礎課程》只是在課堂上學學而已，課后既不復習，更不預習，只有在考前“突擊”學習，這樣學習的結果導致計算機基礎知識掌握不扎實，操作不熟練。
2針對計算機教學中出現問題的對策
2.1采取計算機分班學習
學生進校后對學生中學計算機水平進行測試，測試主要以機試和筆試進行，對計算機基礎知識進行測試，對測試成績進行分班，把成績優秀的學生在今后的教學中進行拔高教育，而成績中等學生進行強化教育，對成績較差的學生進行基礎知識補習，教師根據學生學習水平制定不同的教學計劃和教學進度。
2.2采用列舉實例的教學方法，激發學生學習興趣
興趣是最好的老師。要讓學生學好計算機，最重要的是培養學生學習興趣。在每次講課前，教師可演示一些與本節課內容有關的操作，以激發學生興趣。例如，在講解Word圖片時，展示學生生感興趣圖片的圖畫，如明星照片，激發學生學習興趣，從而掌握圖片的復制、大小設置等內容。通過這種提出問題分析問題解決問題的步驟，講解所學內容，不僅使學生輕松掌握所學知識，而且還解決了實際問題，大大激發了學生學習興趣和熱情。
2.3增加實踐教學，培養學生自學能力
以前的計算機教學中理論課占總課時的60％，實踐課占總課時的40％)，學生大部分實踐實在聽講，實踐動手實踐太短，我們教學的最終目的是讓學生學會主動獲得知識，而不是消極接受知識。因此，我們在設計聯系內容時，應增加自學內容以及聯系難度，通過檢查練習，講解練習，以及教師輔導，發現問題，解決問題，從而實現教與學的互動。
2.4采取傳統教學中中期考試的考核方式
在學期中對學生的計算機能力進行測試，最好通過機試和筆試的方式同時進行，一方面了解寫生對于基礎知識掌握情況，另一方面檢查學生的動手能力。成績最好進行公開，對與趁機較好學生是一種認可、鼓勵；對于成績較差學生可以進行專項輔導。通過中期考試，鞭策學生，讓學生了解自己學習計算機狀態，改變學習方式、端正學習態度。
2.5采取計算機教學與專業課整合方式進行教學
在教學中，采取計算機教學與專業課整合方式進行教學，如在學習powerpoint時，我們可以用某節專業課的課間的全部素材，在一節課上用所學知識全部完成這個課件；也可以給學生法練習題時，用專業課素材作為練習內容，這樣調動學生學生的學習積極性，學以致用，讓學生有成就感，有利于教學。
參考文獻
摘要：本文針對目前高等學校計算機硬件實驗教學存在的問題，提出適合本科生及研究生聯合培養的創新實驗教學體系，設計了支持基礎驗證型、綜合設計型和創新研究性實驗一體化的計算機硬件實驗平臺。
關鍵詞：教學改革；創新型人才；計算機硬件實驗
中圖分類號：G642
文獻標識碼：B
1計算機硬件實驗普遍存在的問題分析
目前，國內大多數高等院校的實驗組織模式和實驗手段主要存在以下問題：
“一人動手大家看”的“放羊式”
實驗的內容、步驟嚴格按照教材(實驗指導書)進行
實驗內容陳舊、與工程實際脫節
本科生和研究生的實驗環境分別建設
計算機學科的課程內容具有很強的交叉性和相關性。針對每門具體課程單獨設置實驗及單獨提供實驗環境，一方面很難使學生對其前導課程所完成的基礎能力做要求，同時也很難兼顧到其后續課程，各自獨立，相互間缺少有效的貫通；另一方面實驗環境重復建設，實驗資源得不到充分利用。下面以“數字邏輯”、“計算機組成原理”和“計算機系統結構”三門硬件主干課程為例說明計算機硬件實驗的現狀。
(1) “數字邏輯”是計算機專業必修的專業基礎課，目的在于掌握計算機數字電路設計和調試方法，為后續硬件課程奠定基礎。而相應的“數字邏輯實驗裝置”一般僅能用于TTL與GAL器件的實驗；有部分學校購置的實驗裝置還不能進行GAL器件的實驗。實驗一般使用小規模74系列TTL器件，通過面包板實現輸入/輸出連線，其可靠性低、元器件易損，復雜實驗受到限制，很難支持設計型實驗；許多目前流行的硬件設計方法，如采用EDA(電子設計自動化)工具的基于CPLD(復雜可編程邏輯器件)的邏輯設計等，更是因為硬件設計環境不夠而無法進行。
(2) “計算機組成原理”作為計算機專業的核心課程，目前很多大學采用類似清華大學計算機廠早期研制的實驗裝置，采用面包板和撥位開關等輸入/輸出接線，調試手段缺乏，支持的實驗內容少，對CPU設計之類的實驗沒法很好地開展。即使一些新的實驗裝置，重點仍然是支持驗證型實驗，設計型實驗的開展仍具有局限性。
(3) “計算機體系結構”作為計算機專業的高端專業課，由于缺乏實驗條件，很多學校還沒有開設實驗，少數開設實驗的學校也只能采用系統結構模擬軟件進行模擬實驗。大多數該類模擬軟件運行在UNIX平臺上，參數設置復雜、接口界面不友好，使用起來費時費力。學生只是通過課堂學習來掌握計算機體系結構的內容，缺乏對計算機體系結構的感性認識，更談不上培養學生的設計與創新性能力。
由于以上三門課程目前都只針對自己的課程內容單獨設置實驗并單獨提供實驗環境，這些相關性非常強的課程各自獨立，相互間缺少有效的貫通，不僅導致了實驗環境的重復建設，實驗資源得不到充分利用，而且也不利于學生對計算機硬件體系有一個系統的了解，更無法對本科生的課程設計、畢業設計等大型和綜合型訓練提供必要的支撐環境。
為了解決目前計算機硬件實驗教學中存在的問題，需要建立能滿足計算機專業實驗教學需求的，集實踐性、先進性、開放性、創新性為一體的先進硬件實驗教學體系，結合EDA、軟件模擬和虛擬現實等先進的實驗手段建立集基本驗證、綜合設計和創新研究為一體硬件實驗平臺，促進理論教學與實踐教學緊密結合，以適應學科發展和IT企業對高層次計算機專業人才的更高需求。
2 適應多層次人才培養需要的計算機硬件實驗體系的建立
為了構建適合本科生、研究生多層次需要的一體化的實驗教學體系，我們對國內外著名大學的課程及實驗教學大綱等做了深入的研究，主要做了以下幾個方面的研究工作：
(1) 研究計算機專業硬件課程及其實驗課程當前的設置和今后的發展趨勢；
(2) 剖析計算機專業硬件相關課程之間的銜接關系；
(3) 分析教學實驗和科研實驗的本質，發現本科階段以及研究生階段主要硬件課程教學實驗的規律。
基于以上研究工作，我們設計的計算機硬件實驗體系主要包含以下層次。
2.1系統化的計算機硬件實驗內容層次
計算機學科是目前更新換代最快的學科之一，實驗在設計時必須和實際工程結合緊密。實驗內容和手段的設計必須是以培養具有很好實踐能力和一定創新能力的本科畢業生為目標。因此，我們將每門課程實驗的內容分為以下三個層次：
基礎驗證型：主要用于驗證課程當中所講的內容，加深對課堂知識的理解，并培養學生的基本專業技能和實際操作能力。
綜合設計型：這類實驗一方面可以加強學生對相關課程的理解，更主要的是培養了學生綜合分析能力和獨立解決問題的能力。
創新研究性：這類實驗要求學生自行設計目標并進行實驗；實驗允許失敗，但是必須對失敗原因和改進設想做深入的分析和探討。這類實驗是學生早期參加科學研究的一種重要形式，主要培養學生的創新意識、創造性思維及創造性個性，使學生創新性的想象力、判斷力、思維能力和實踐能力得到提高。
這三個實驗從內容上由淺入深、由易到難，從對學生的要求上是由低到高的。其中前兩類實驗主要針對本科生設計，第三類實驗主要針對少數有余力的低年級本科生、多數畢業設計階段的本科生和所有研究生設計。
在多層次實驗教學中，教師的主要作用在于啟發學生認識實驗教學的目的和意義，組織開展實驗教學活動，引導學生研究問題，指導學生的實驗過程和認真完成各項實驗任務。在實驗教學中，教師要教育學生樹立嚴謹的科學態度，鼓勵學生勇于求異的創新意識，注意培養學生獨立解決問題的能力。
2.2計算機硬件課程層次的建立
以西安交通大學計算機學科為例，本科生和研究生的硬件相關課程體系中主干課程由“數字邏輯與數字系統”、“計算機組成原理”、“計算機體系結構”、“高性能計算機體系結構”和“計算機系統的量化研究方法”組成，其中前三門課程為本科生課程，后兩門課程為研究生課程。與主干課程相關的本科生必修課程還包括“匯編語言程序設計”、“微機原理和接口技術”、“操作系統原理”、“計算機網絡原理”、“嵌入式系統”；研究生課程包括“計算機網絡理論及應用”、“VHDL和FPGA設計”、“分布式系統”等。這些課程，特別是主干課程，不僅有較強的順序性，而且課程內容的相關性很強。圖1給出了計算機硬件主干課程的實驗層次。其中，虛線方框部分為偏軟件類型的實驗。
圖1 計算機硬件主干課程實驗層次
從圖1可以看出，計算機專業本科階段硬件主干實驗課程主要為數字邏輯專題實驗、計算機組成專題實驗、微機接口專題實驗；并且這三個實驗中，每個實驗的開展必須以前一個課程為基礎；課程實驗從內容到形式都有很密切聯系。為了讓學生學習完這些課程后對計算機硬件結構有一個系統和感性的認識，我們在設計這三個實驗時，首先設立了一個總的培養目標，每個課程組根據這個目標，結合本課程的內容和培養目標分階段完成相關支撐的實驗內容，并且這些實驗可以采用一致的實驗手段和平臺。具體措施主要包括以下兩方面內容：
(1) 對于每門具體的計算機硬件課程均設置8學時的課內實驗，實驗類型為獨立的基礎驗證性。
(2) 硬件課程都有配套的專題實驗，專題實驗均為綜合設計型。主干課程的實驗為必修專題實驗，其他小部分課程實驗為選修專題實驗。以工程項目設計實驗為目標形成多個系列，同一系列實驗間具有時間先后關系、支撐與被支撐關系。例如圖1中的“數字邏輯”、“計算機組成原理”和“計算機系統結構”三門硬件課程就構成了一個主干的硬件實驗系列。這三門課程的實驗必須在內容上具有前后相關性，并采用基本一致的實驗方法和平臺。
2.3多樣化的計算機硬件實驗平臺層次
在硬件開發平臺的設計上兼顧不同層次人才的培養需要，綜合本碩博各個階段的不同需求，構建多層次的實驗環境，提高實驗效率，促進學生的創新思維，進行創新式構建實驗。還要考慮對畢業設計的實驗環境以及本科生創新性研究活動實驗體系的支持，結合軟件設計的方法和手段(即硬件設計軟件化)構建靈活多樣的硬件實驗平臺。此外，實驗平臺設計要具有層次性，并且考慮課程間內容交叉和互補。
從國外的發展趨勢來看，計算機硬件課程的實驗由傳統的孤立的實驗裝置承擔，發展到了由EDA和CPLD/FPGA仿真器聯合承擔的階段。
傳統的實驗裝置支持相對簡單的連線類的實驗，這類實驗只能使用中小規模的集成電路器件。設計大規模的實驗幾乎是不可能的，因為大規模的實驗用中小規模的芯片來實現費時、費力，且受面包板等空間和實驗裝置能提供的電源限制。
使用HDL語言，如AHDL、VHDL和Verilog等，通過EDA工具軟件設計各種規模的數字電子系統是目前工程師的設計潮流。通過EDA和CPLD/FPGA仿真器能完成計算機硬件課程的各類實驗。圖2是我們設計實現的一款低成本綜合實驗裝置，該裝置使用了Xilinx公司Spartan-3系列FPGA芯片(40萬門)，通過擴充板可以滿足大部分的實驗要求。
圖2 一款綜合實驗裝置的PCB的元器件布局示意圖
2.4多層次的實驗考核體制
實驗的考核主要有以下幾種形式。
(1) 實驗過程的跟蹤考核：改變傳統的根據實驗結果和報告打分的體制，對實驗過程中的主要環節進行記錄、評價，并作為最終成績考核的依據。
(2) 實驗報告撰寫：實驗結束后，要求學生撰寫實驗報告，以總結個人實驗結果，明晰實驗思路，實現知識的融合、升華和再學習。通過實驗報告的撰寫可以培養學生對科技活動的總結能力，科技論文的寫作能力，使學生的科研素養得到初步鍛煉。
(3) 實驗答辯機制：對于綜合設計型，特別是創新研究型實驗，前兩種考核機制存在明顯的不足，因此需要引入新的機制來評價學生所做工作及取得的成績。可通過學生講解、演示，教師提問和回答，課程設計報告撰寫三個步驟來進行考核。
參考文獻
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關鍵字： 大學計算機基礎 教學模式 分層教學
一、引言
計算機基礎教育是高等教育的重要組成部分，也是現代高等教育的熱點之一。計算機基礎教學是傳授學生計算機基礎知識、培養學生的基本技能和應用能力及解決相關專業實際問題能力，能夠提高學生素質的教學。通過學習使學生能夠掌握計算機及信息技術的基本知識，培養學生運用所學的計算機知識分析問題、解決實際問題及計算機綜合應用的能力。
二、當前我校計算機基礎教學面臨的問題
1.教材問題
目前，我校面對校內的文、理、工科都是采用統一的計算機基礎教材，只適用于同一個層面的學生，尚未考慮不同層次學生的學習水平。教師按照統一的教學大綱上課的話，授課內容不能結合各專業的特點開展。
2.教學模式問題
大學計算機基礎課程教學基本還局限于課堂教學和相關實驗結合的教學模式，不能及時充分給學生以主動實踐的機會，無法全面適應學生的認知發展水平與心理特點，未能充分重視學生存在的多方面的個體差異，學生的學習興趣下降，教學開展困難，教學效果整體較差。
3.教學手段問題
教學過程中不論是課堂講授還是實驗教學都是統一的“一刀切”的方法或手段，考試內容也不能充分反映學生的掌握程度，教學手段過于單一，不能顧及學生的個體差異，造成學生對教學內容不能全面理解，學生學習目的不明確，學習積極性不高，影響了學習效果。
三、計算機基礎分層教學的必要性
由于我校是面向全國招生，這就導致了學生的計算機水參差不齊，差異較大。來自于一些大城市的學生，很多小學就開始了計算機的學習，甚至有些同學能達到計算機一級、二級的水平。而有的學生來自條件較差的農村、山區，直到上大學前基本都沒接觸過計算機。如果按傳統的教學模式統一備課，統一上課，大學計算機基礎教學就會出現一部分學生不想聽，一部分學生聽不懂的情況。結果教學質量很難提高。要解決“全面提高教學質量”與“學生間存在極大差異”的矛盾，必須實行分層教學。分層教學體現了以學生為本、以學定教的原則。
四、計算機基礎教學分層模式的具體實施
1.以考分層
分層教育的一個基本環節就是層次的劃分，我們必須要對學生掌握的知識有清楚的了解。因此，當新生一進校我們就可以使用全國計算機一級考試系統，對學生掌握的計算機基礎知識情況進行統計，并在網上進行問卷調查，了解學生對計算機基礎知識的掌握情況和興趣。根據測試結果，將學生劃分為A、B、C三個層次。A層為基礎較好，能夠熟練使用Windows XP、Office辦公軟件，能夠使用網絡收發電子郵件，并且會用搜索引擎搜索瀏覽所需信息；B層的學生能夠使用Windows XP，但是不熟練，對Word和Excel有些了解，能夠制作出簡單的文檔和電子表格，但是不會格式化，不懂得利用Excel強大的計算功能；其余的劃為C類，他們多半是只會上網聊天，打打字，不懂計算機操作，或者是從未接觸過計算機。通過分層，在教學上可以實現以行政班級為主，層次班級為輔，對不同層次學生實施不同的教學方案。
2.分層教學
根據不同層次的教學要求，精心設計教學內容，提供雙重學習平臺。對于C層及B層學生，除了通過理論課及實驗課學習外，還可以利用網絡環境。我們可以將重點、難點做成視頻放在網站上，供學生瀏覽。此外，還采用論壇的形式，讓學生開展課后討論，網上提交作業和實驗報告、網上輔導答疑。在實驗課上，安排一些基本操作題、拓展提高題、綜合實踐題、設計性題目。學生在完成本層次的練習外，可以再選擇高層次的練習。在分層教學中，我們要將重點放在C層學生身上，讓其明確教學目的，掌握基本操作，耐心解決他們學習中遇到的問題，增強他們學習的信心，培養他們學習的興趣；對于A層同學，除了正常的教學內容外，應該讓他們多做綜合實踐題，并引導他們完成設計性題目。這樣每個層次的學生都能通過練習，學有所獲。
3.分組幫教
在教學過程實施中，可從A層中選出部分表達能力強，既有耐心又有責任心的同學輔導B層同學，在B層中選出部分同學輔導C層同學，在同學之間實現互幫互助。這種做法，不僅有利于提高B層和C層同學的學習成績，而且有利于A層同學提高自身的表達能力和組織能力。同時也妥善解決了各層次學生和教師之間多對一，教師照顧不到所有同學的情況。另外，教師也要通過摸底考試和課堂作業情況觀察，掌握班級內每個學生的學習狀況、知識水平、理論結構，在教學過程中將學生進行分組，形成多個學習小組。利用小組合作學習和成員之間的互幫互學形式，充分發揮師生之間、學生之間的互動、激勵，為每一個學生創造發展的機會。特別是學生間的人際互動，利用了學生層次的差異性與合作意識，形成有利于每一個學生協調發展的集體力量。
4.分層達標
我們可以將大學計算機基礎教學目標分層：①基礎性目標；②提高性目標；③發展性目標。基礎性目標是每個學生必須而且可以達到的。學有余力的學生還可以選擇提高性和發展性目標。對C層學生的教學目標應定為“識記”、“理解”水平；對B層學生的教學目標相當于“應用”水平；對A層學生的教學目標相當于“分析”、“綜合”、“運用自如”水平。
五、分層教學中應注意的一些問題
在分層教學中，劃分層次只是依據學生入學時掌握的計算機基礎知識，而不是對學生智力的劃分，更不是對學生人格的劃分。分層教學可能會傷害到部分學生的自尊心，在實施過程中，教師要真正了解學生心理，撫慰學生情緒，尊重學生個性，不要讓學生感覺到剛上大學就被別人劃分為“三六九”等，被烙上“差生”的標記，從而產生“低人一等”的心理，產生相反的效果。所以在實施分層教學之前，應該做好相關的宣傳、引導工作，讓學生對于分層教學有一個正確的認識。
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關鍵詞：地方大學；計算機；實驗教學；方法
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)24-5974-02
A Research on Teaching Methods of Computer Experiments in Local Universities
YANG Guo-wen
(Yibin University, Yibin 644007, China)
Abstract: This article,based on the practical needs of developing local economy, discusses the specific goals of fostering talents by computer experiments teaching in local universities. It also puts forward several basic teaching methods of computer experiemtns, which aim at fostering high-quality talents with mutiple and practical qualifications, according to basic situations in Yibin University.
Key words: local university; computer; experiment teaching; method
隨著社會地方經濟建設的飛速發展，地方經濟建設的需要對地方大學計算機專業對學生計算機信息技術的應用能力掌握的要求越來越高。計算機應用能力的掌握程度已成為衡量當代大學生能力結構的重要標志，為了滿足社會發展和地方經濟建設的需要，培養具有高素質和計算機應用性能力的專門技術人才，是我院地方大學計算機實驗教學的主要目標。
我院是一所地方綜合性大學，為學生成功奠定基礎；為地方發展提供支撐，是當前我校的辦學宗旨。為實現“為學生成功奠定基礎”的辦學宗旨，學校凝練了 “一二三四”人才培養體系。“一”就是一個培養目標：培養高素質的復合型、應用性人才；“二”就是把握好兩大關鍵環節：建設高水平的課程體系，營造良好的成才環境；“三”就是培育學生三項素養：高度的責任心、持續的進取心、強烈的好奇心；“四”就是發展學生四大基本能力：表達能力、動手能力、創新能力、和諧能力。為實現“為地方發展提供支撐”的辦學宗旨，學校提出了全面服務于地方經濟建設的發展規劃，并提出了為政府提供決策咨詢；為企業解決技術難題；為個人提供再學習機會的三個服務層次，并提出為地方發展提供四大支撐：即人才支撐、技術支撐、文化支撐、思想支撐的發展思路。 為了實現我院提出的全面服務于地方經濟建設的發展規劃，根據地方經濟建設對計算機專業信息人才的發展需求，培養出具有高素質、應用型、創新型能力的專業技術人才的發展目標，筆者在長期從事計算機實驗教學的基礎之上，對計算機實驗教學方法進行了一些探索，提出幾點行之有效的實驗教學方法，與同行們進行商榷。
1 驗證性實驗教學
驗證性實驗教學法是計算機實驗課程教學最基本的方法之一，其實驗課程是以驗證性為主，目的是驗證計算機專業理論課教學的正確性、邏輯性、實踐性，強調理論實踐的重要性，是計算機專業實驗課教學和理論課教學之間相對獨立而有機的結合方法，加強了學生對計算機專業理論課知識的鞏固和理解，以提高學生分析問題和解決問題的思維能力、操作能力、動手能力，并提高學生對計算機專業理論知識學習的積極性。
2 計算機基礎實驗教學
計算機基礎實驗教學是計算機基礎課程教學中的重要組成部分，是計算機實驗教學中最主要的方法之一。它囊括了計算機專業基礎課程和公共計算機專業基礎課程的實驗教學。它是抽象思維與形象思維、傳授知識與訓練技能相結合的過程，它起到了計算機基礎理論課教學和其他教學環節不可替代的作用。計算機基礎實驗教學內容包括計算機基礎的通用性、技術性、實用性、應用性等基礎知識實驗，指導教師根據計算機基礎實驗課程教學計劃和實驗項目內容的具體要求，對基礎實驗項目內容進行篩選和取舍，采取了循序漸進、步步深入、深入淺出的指導方法，并安排學生難度適中、操作方便并普遍適用的實驗，使學生盡快深入、擴展、系統撐握計算機基礎實驗的基本知識、基本方法與基本技能、計算機設備和儀器儀表的操作方法、維護法和使用方法、應用基本技能與編程技能，以培養學生分析問題和處理實驗數據結果整理等基本能力。
3 計算機綜合實驗教學
綜合性實驗教學法是指多門專業課程融合的實驗教學法。實驗指導教師根據實驗內容歸類梯次訓練逐步深化的要求，從計算機應用技術的完整性、系統性、統一性、時代性總體設計教學內容和課程體系，根據實驗內容的要求，把實驗內容相近或類別相同的實驗進行重新組合，如把平面設計、網頁靜態設計、網頁動態設計，C語言程序設計與C++，計算機輔助設計，數據庫等，將分散于各相關學科的知識進行整體化、系統化，實現多學科的知識融合，采取由淺入深、逐步推進、融會貫通等方法，以提高培養學生綜合運用多學科知識分析和解決專業問題的能力。
4 計算機創新型實驗教學
計算機創新型實驗教學法是指自主性、開放性、綜合性實驗教學法。由指導老師根據實驗教學計劃的安排，講授實驗課程的基本思路、實驗設計的基本原則、進行文獻檢索的基本方法、科研論文寫作的基本要求，并采用啟發性的教育方式，以提高學生搞科研的積極性和創造性，引導學生按照完整的課題形式，自主選擇課題，自行設計實驗課題研究方案，自主擬定技術路線，并應用各種實驗方法與手段，綜合應用自己所學的課程知識，進行分析、歸納與總結，得出相對客觀的研究結論，并以研究論文或實驗報告的形式，完成課題研究任務。這種方法，目的在于培養學生的自主創新意識和創新精神，并在以后從事工作中，為自己搞科研打下良好的基礎。
5 計算機實驗教學考核
實驗教學考核法是針對學生通過實驗教學學習后，對他們的實驗學習成績、學習效果、掌握程度進行綜合評估測試的一種基本方法。考核標準我們可采取兩種方法進行。一種是采用五級記分制：分優秀、良好、中等、及格和不及格。第二種是采取百分制：90分以上為優秀，90以下至80分為良好，70分左右為中等，60分為及格，60分以下為不及格。考核成績可分為兩部分組成，平時成績加期末考試成績。平時成績比可占總分的60%，期末考試成績可占總分40%。考核的辦法我們可以采取以下幾種方法。平時成績考核的內容主要包括實驗課出勤時率、基本操作能力、實驗結果、實驗報告、自主實驗能力、自我創新能力等。具體內容包括：第一指實驗項目內容提前完成或按時完成，并有正確理解或創新思想；第二指實驗項目能基本完成任務，能夠正確地獨立操作和理解程序，回答問題基本正確。第三指實驗項目內容完成稍晚，能夠大體說明實驗編程過程，操作或編程方法基本正確，但問題回答不夠全面。第四指實驗項目完成時間滯后，不能獨立操作和編程，對實驗程序解釋不清楚。期末考試成績主要采取筆試和實驗相結合的兩種方式進行。
6 計算機實驗教學組合法
計算機實驗教學組合法是充分利用學生課外空余時間靈活掌握實驗教學內容的一種方法。它的表現方法有三種。第一、利用開放性實驗室，將課內教學內容與課外實驗相結合，將集中與分散相結合，將自主安排與統籌安排相結合，以提高學生自我創新能力與綜合素質培養能力。第二、充分發揮計算機輔助教學功能，安裝計算機實驗模擬、仿真學習軟件，將教師引導與學生自主學習相結合，為學生提供課外實驗的學習機會，鞏固和提高學生的實驗教學知識和計算機應用知識能力。第三、成業計算機專業業余愛好組，實驗室給予必要的平臺支持，專業指導教師給予恰當的指導，學生們可根據自主性和個性化的需要，將實驗教學的內容與自主創新設計的內容結合起來，將向社會橫向服務的任務與自己所學的專業結合起來，學生們通過自主學習以及社會實踐，既不但掌握了實驗教學的基本內容和專業知識，同時，促進了學生的個性化發展，培養了學生專業知識能力和解決了社會實踐問題的能力。
計算機實驗教學是計算機專業教育的重要組成部分，計算機實驗教學的質量好壞和教學方法的對與否對學生掌握計算機專業知識有直接的影響，因此，我們要在長期工作實踐中不斷地總結經驗教訓和摸索出一套我行之有效的實驗教學方法，才會不斷提高我們的教學水平，在這里我只是根據在長期從事計算機實驗教學中，提出一些浮淺的體會，希望能為同行們起到一些拋磚引玉的作用。
參考文獻：
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隨著計算機應用的不斷普及，學生動手組裝計算機的熱情也在不斷高漲，兼容PC機以其價格低廉(相對于品牌機)而深受在校大學生的喜愛，學生通過這門課程的學習，不僅能掌握計算機硬件的理論知識，更為自己能獨立組裝計算機(DIY)而對該課程產生了濃厚的興趣。目前，很多高校開始把“計算機組裝與維護”作為選修或開放實驗課程來開設，其目的是為了培養學生的實踐動手能力，掌握一技之長。由于現行的理論或實驗教材，作者從編寫到出版，需經過一段較長時間，但計算機的各個部件在不斷升級，性能日益提高，帶來了計算機新技術、新產品與相對滯后的教材內容相矛盾，要使學生能跟上硬件發展的步伐，傳統的實驗教學內容和考核方式已不能適應課程發展的需要，要使實驗內容跟上市場計算機硬件的變化，學生能產生該門課程興趣，對該課程的實驗內容和考核方式的改革勢在必行。
2課程的特點和要求
學生學完“計算機組裝與維護”課程后，所要達到的目標是：使學生掌握計算機硬件的基本知識和基礎理論，能用所學知識選購和組裝計算機，具備計算機軟、硬件安裝、調試和維護的基本技能，常用軟件的使用，局域網的搭建。
該課程的特點：(1)課程內容多、知識面廣，包括計算機組成部件、硬件安裝、硬件測試、系統BIOS設置、優化、硬盤的分區規劃、軟件安裝、局域網的建設、計算機日常維護。(2)知識更新快，具有鮮明的時代特征。新知識、新產品不斷出現，只有不斷更新教學(實驗)內容才能滿足學生了解新產品和新技術的要求，做到與時俱進。(3)課程注重實踐，培養學生的實踐能力，根據該課程的特點，要達到學習的效果和課程的目的，必須通過大量的實踐教學環節來完成。
3實驗內容改革
計算機組裝與維護是一門實踐性較強的基礎課程，要求內容新、更新快，對教師的要求也很高，需要不斷學習和提高。該門課程一般總學時32，占2個學分，結合本課程的特點，摒棄過去的先講后練，甚至是只講不練，在充分利用實驗室計算機資源的基礎上，進行實驗內容和考核方式的改革，采取邊講邊練，或者是先練后講的教學模式。在課程的學時安排上，我們是理論為12學時，實驗為20學時，基本內容大致分為6個獨立的項目，現分別說明。
實驗1.認識硬件(4學時)。通過理論講解，使學生對計算機的主要硬件(主板、內存、CPU、硬件、光驅、顯示卡、顯示器)的性能指標，工作原理有一個感性的認識，通過網上計算機硬件價格、性能的查詢；結合市場調研，要求學生寫出計算機硬件的調研報告[3]，在某個價位的配置清單等手段，使學生從感性上對計算機組裝產生興趣。
實驗2.計算機組裝與維護(4學時)。計算機組裝與維護實驗進行拆裝的成本較高，破壞性較大，為此，我們采取的方法是利用現有實驗室原有資源，例如我們采用03年購買的清華同方機型進行拆裝，要求明確目標、拆裝順序、拆裝過程中的注意點(曾經有學生拆硬盤上的螺絲)；在此熟練的基礎上，給予指導，我們準備了15套目前較流行的計算機產品組裝，進行分組實驗，經過教師檢查，方可上電。使得學生既掌握了計算機組裝的步驟，又能接觸到新產品，不至于用到的都是過時產品。
實驗3.常見故障的分析與判別(2學時)。由于現行的計算機維修，主要是板卡級的，替代法也是常用的方法之一，在本次實驗過程中，要求學生能對實驗2中的常見的一些故障能進行分析、判斷，在相互討論的基礎上，自己能獨立排錯，以便解決實驗過程中遇到的問題。通過本次實驗可以培養學生的團隊合作精神和獨立分析問題和解決問題的能力。
實驗4.系統的安裝(XP和WINDOWS2000Server)(4學時)。通過本次實驗，使學生掌握系統分區、硬盤格式化、BIOS的設置、系統的安裝、網線的制作方法，利用H3C的交換機組建一局域網。
實驗5.有關系統相關軟件的使用(4學時)。該實驗涉及四個方面的內容，要求學生必須掌握，涉及軟件的下臷和使用。
(1)系統的備份(GHOST的使用)。
(2)系統的優化(WINDOWS優化大師的使用和注冊表的了解)。
(3)系統的測試(SisoftSandra的使用)。
(4)常用殺毒軟件的使用(瑞星、金山毒霸、卡巴斯基)
實驗6.多媒體軟件的安裝與使用(2學時)。內容涉及
(1)圖像處理軟件
(2)聲音
(3)播放器的安裝與使用(豪杰、realPLAY、暴風影音)
4考核方式的改革
通過該門課程的學習與實踐，我們在考核方式上也進行了相應的改革，傳統的考核方式是7+3模式，即理論占70%，實驗占30%；我們采取的方式是3+7模式，即理論占30%，實驗占70%。理論考核為輔、動手操作為主。
筆試考核為輔、實踐操作比重高于筆試，各單項實驗項目獨立計分。這不僅使學生在考核上把風險分散到各個實驗項目中去，也不必擔心考試通不過，再次重修，真正使學生的實踐動手能力得到提高；在實驗的考核方式上采取多種形式。
(1)分組討論(實驗2)
(2)調研報告(實驗1)
(3)實驗報告書
寬松式的實驗環境，學生在課內安排實驗如不能及時完成的話，可以利用業余時間，由學生本人提出預約申請進行補做，達到規定的要求，分項目進行單獨計分，目的只有一個，就是通過實踐的練習，確實把按大綱規定的要求落到實處，使學生能在輕松學習的基礎上掌握一項技能，體現學以致用的原則。
5結束語
目前，計算機已廣泛應用于各行各業，因此懂得計算機的軟、硬件安裝，常見的報錯信息、檢測方法，日常的維護和保養，“計算機組裝與維護”勢必將成為學生比較感興趣的課程之一，尤其對于民辦本科的學生來說，加強實踐動手能力的培養已成為大家的共識，通過對實驗教學的改革，目的是為了提高學生的學習興趣；通過考核方式的改革，消除學生對該門課程由于理論考試不及格而帶來的負面影響，使學生能快樂學習，體會實驗過程所帶來的快樂和成功感，確實讓這門課程變成大家想學又愿意學的一門課程，事實證明，通過本學期對該門課程的改革，無論從內容上還是考核方式上，都取得了很好的效果，學生反映較好，收效甚大。
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關鍵詞：數據結構；實驗教學；教學改革
作者簡介：劉志鵬（1980-），男，江蘇南京人，南京郵電大學計算機學院，講師；段衛華（1977-），男，江蘇南京人，南京郵電大學計算機學院，講師。（江蘇 南京 210003）
基金項目：本文系南京郵電大學計算機學院教學改革項目（項目編號：12）的研究成果。
中文圖書分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）01-0132-02
“數據結構”課程是計算機科學與信息管理等專業的核心課程之一，它在計算機領域的重要性僅次于編程基礎。[1]我國制定的CCC2002體系強調了“數據結構”在計算學科及電子信息學科中的作用與地位。該課程一般以“計算機高級程序設計語言”為先修課程，也是“操作系統”、“數據庫”、“編譯原理”等專業課程的基礎。“數據結構”課程涉及的知識點較多、實踐性很強，除了要求學生有嚴密的邏輯思維外，還需要擁有較好的編程實踐基礎。目前，大多數高校“數據結構”課程的教學工作均在一學期內完成。學生學習任務較重，往往在學習過程中出現“重理論、輕實踐”的現象。許多學生在設計和實現算法方面表現不佳。為了在有限的學時中得到更好的教學效果，使學生在算法設計和實現兩個方面的能力都有所提高，筆者從“數據結構”課程實驗教學環節入手，嘗試了一系列的探索和研究。
一、實踐教學目前存在的問題
“數據結構”是一門實踐性很強的課程。實踐有助于學生更好地理解和應用所學習的理論知識，實踐環節是無法替代的，直接影響學生的學習效果。然而，目前的“數據結構”實驗教學環節普遍存在如下的一些問題：
1.學生對實踐環節重視不夠
目前，學生對“數據結構”課程實踐環節普遍不夠重視。主要原因如下：
第一，主流開發語言和集成開發環境，如C++、Java等，均提供了現成的數據結構程序庫。程序員可直接調用程序庫中的函數而無需重頭編寫底層數據結構。部分學生認為，只要掌握程序庫的使用方法，便無需實踐數據結構的底層實現。然而，無論是C++的STL和Boost程序庫，還是Java語言的集合類，均無法滿足某些程序苛刻的性能要求。因此對學生而言，僅僅掌握某種特定編程語言的程序庫是不夠的。
第二，由于“數據結構”課程以筆試作為衡量學生學習成果的主要方式，加上實踐環節考查指標并不明確，造成很多同學不重視實踐環節，導致實踐環節效果不理想。
第三，學生對“數據結構”在操作系統、數據庫、編譯器中的實際應用知之甚少，部分同學雖然知道“數據結構”課程十分重要，但并不知道數據結構在各個領域的廣泛應用。
2.學生程序設計能力薄弱
學生程序設計能力薄弱，是部分高校長期普遍存在的現象。究其原因，主要包括以下兩個方面：
首先，部分學生程序設計基礎較薄弱。對于C++的某些基本語法并不熟悉，也不了解使用封裝、繼承和多態型在編寫大規模代碼過程中帶來的好處。大量的對語法知識的要求導致學生難以閱讀和編寫程序，造成學生思想上的困惑。
其次，對程序設計能力薄弱、基礎較差的學生而言，某些優秀教材[2，3]并不適合。學生閱讀這些教材時，雖然能夠理解算法的含義，但是卻無法將偽代碼轉換成對應編程語言的程序代碼。這一方面導致學生無法動手實踐，另一方面也進一步削弱了學生的編程能力。
3.實踐過程中無法得到及時的反饋
許多學生在“數據結構”實踐課中采用先編寫、后調試的方法，這種編寫代碼的方式對代碼量較少、代碼邏輯較簡單的程序是有效的。但對于代碼量較多、代碼邏輯復雜的“數據結構”程序則不可取。由于拼寫和邏輯錯誤，導致最終程序錯誤較多，難以調試。由于在代碼編寫過程中無法得到及時的反饋，導致學生喪失了進一步學習的興趣。
此外，編寫代碼、正確執行后，許多同學不及時總結經驗教訓，反復犯相同錯誤。對待實驗報告撰寫工作態度不端正。教師沒有及時將實驗報告成績和其中存在的問題及時反饋給學生，部分學生不了解實驗報告和實驗的評分細則，對實踐環節最終成績不滿，也反過來削弱了學生學習該門課程的興趣。
二、實踐環節的教學改革
針對教學中存在的以上情況，筆者主要從以下幾個方面進行實踐環節的探索和改革：
1.引導學生重視實踐環節
第一，加重實踐環節占用總評成績的比例，從原先的10%-15%增加到20%。改變傳統模式下主要依靠平時作業、課堂表現和期末考試成績的評價模式。增強實踐環節比重，旨在督促學生參與實踐、編寫程序和撰寫報告。
第二，在課堂教學中，提綱挈領地講解C++、Java語言程序庫的不足之處，使學生明確具備編寫數據結構代碼能力的重要性。
第三，針對多種數據結構，講解其在操作系統、[4]數據庫[5]和編譯器中的實際應用。開源軟件為“數據結構”教學提供了大量的實際案例。通過介紹數據結構的實際應用，提升學生的學習興趣，提高學生對實踐環節的重視程度和興趣。
最后，盡早明確實驗任務和目標。讓學生在教學過程和實踐環節中明確認識到，只有按部就班，才可以完成實驗任務。在實踐環節中，不能隨著學生的完成情況無限制地增加題目的要求和難度，而應做到因材施教，因人而異。
2.提升學生程序設計能力
教材是學生入門和提高的主要材料。筆者選用人民郵電出版社陳慧南編著的《數據結構：使用C++語言描述（第2版）》作為“數據結構”課程的教材。該教材2007年入選普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，其中對每一種主要的數據結構均給出了C++代碼實現。與傳統經典教材[2，3]相比，省略了學生將偽代碼轉換為可執行代碼的中間過程。學生在實現基本數據結構時可直接參考教材程序完成。該教材列出了“數據結構”中使用的C++知識點，并指導學生在課后自行開展有針對性的復習。通過邊復習、邊學習的方式，部分同學能夠克服程序設計能力不足的缺陷，建立理解和實踐“數據結構”課程的信心。
針對許多學生僅能理解C++代碼片段，無法將這些代碼片段合成完整的程序問題，筆者通過課堂教學和實踐環節兩個方面加以彌補。在課堂教學中，教師至少編寫一個完整的數據結構實現。通過演示，使學生了解編寫代碼的具體動態流程和技巧。實踐環節中，采用循序漸進的代碼編寫方式，即課堂上先給出對應算法完整程序的框架，并演示程序得到的最終結果，讓學生去填寫框架中的函數內容，接下來要求學生獨立完成一些函數模塊，具體操作方法與文獻[6]中的第一項研究方法相同。實踐表明，采用結對編程、獨立完成實驗報告的方式與獨自完成實踐環節的效果相比較，實踐環節學生平均成績高5～7分。
3.及時反饋實踐結果
鼓勵學生在編寫代碼前，首先編寫測試用例。一方面有助于學生了解代碼中的邊界條件，考慮代碼實現中的各種特殊情況。另一方面也有助于學生在編寫代碼的過程中及時獲得反饋。避免傳統編寫代碼方式所導致的程序無法正常運行的情況，增強學生的信心。
第二，指導學生編寫代碼的正確次序。例如，在編寫單鏈表類時，先實現構造函數和析構函數，再實現插入函數和打印函數。這樣便可先檢測插入函數是否正常工作，在此基礎上，再完成刪除函數等其他功能函數。這種迭代開發、單元測試，將錯誤局部化的思想對于培養學生正確的程序設計觀念十分重要。指導學生重視代碼重構的工作并鼓勵學生重構代碼，通過介紹編碼規范，強調良好代碼風格的重要性。
第三，指導學生調試程序。針對Visual C++ 6.0集成開發環境和gcc編譯器，總結學生在編碼時常犯的各種編程錯誤，并給出相應的代碼調試方法。通過不斷完善文檔、分發并反饋，從而減輕教師的工作量，培養學生的參與精神和不斷總結的能力。
最后除課后答疑外，筆者還及時通過電子郵件反饋疑難解答和平時成績。教師將有代表性的提問進行總結和群發郵件，使學生能及時掌握自己的最新成績，并允許學生質疑分數的公平性和公正性，制定較詳細的實踐環節評分標準，明確實驗報告的結構，要求學生重視需求分析、概要設計，并要如實撰寫總結和體會部分。許多同學的總結都停留在表面，并沒有總結實際學到的編程知識和調試方法。
以下是在“數據結構”課程實踐環節中的的評分標準：
能獨立查閱文獻資料，較好地理解課題任務并提出實施方案；內容詳實準確、文字流暢，符合規定內容及字數要求；論證、分析、設計、計算、結構、建模、實驗正確合理；用語符合技術規范，圖表、公式清楚；努力學習，遵守紀律，作風嚴謹務實，按期完成規定的任務。
三、實踐環節教學效果
1.課堂和實驗課教學效果
通過課堂講授和實踐性環節鍛煉，學生能端正學習態度，樹立編寫代碼的信心和決心。通過制定合理的編程任務，每個學生都能動手編寫程序。通過動手實踐，加深了對數據結構相關知識點的理解。采用結對編程、測試優先和代碼重構，學生認識到編寫能夠運行的代碼和優秀代碼的差異。有些同學能夠進一步完成更高難度的編程任務，并參加國家級的比賽，如挑戰杯等。
2.實踐環節效果反饋
本次共有97名學生學習“數據結構”課程，每個學生需要完成4份實驗報告。統計結果表明，上交報告的積極性、分析設計的規范性和總結體會，與去年相比，均有很大程度的提高。拖延上交實驗報告的情況從去年的11.0%降低到3.1%，實驗報告的內容更加規范，總結體會內容大多集中在編程過程中遇到的問題及解決方案上。通過填充和擴充代碼兩種編程方法，絕大多數學生完成了數據結構實踐環節的基本任務，如單鏈表的實現等。51.5%的同學能夠完成更加復雜的程序設計任務，如雙向鏈表等。
“數據結構”課程是計算機專業的專業基礎課程，應用范圍非常廣泛。本文分析了數據結構實踐教學中目前存在的一些問題，積極探索和嘗試新的教學方式，在一定程度上調動了學生的積極性，為學生的軟件開發打下了良好的基礎。但對于課程體系的建設及教學方法的改進等問題，仍然需要開展進一步的研究。
參考文獻：
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[3]科曼，等.算法導論[M].潘金貴，等譯.北京：機械工業出版社，
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[4]毛德操，胡希明.Linux內核源代碼情景分析[M].杭州：浙江大學出版社，2001.
摘要：根據當前計算機基礎教育的形勢，本文提出了計算機基礎教育的培養目標、課程體系、教學內容和教學方法以及教學質量評價機制等一系列建設性方案，并介紹了近幾年我校計算機基礎教育教學改革的有益嘗試。
關鍵詞：計算機基礎教育；課程群；教學內容
中圖分類號：G642
文獻標識碼：B
1計算機基礎課程群
計算機基礎教育是面向非計算機專業的計算機教學，所以它不同于計算機專業的計算機教學。計算機基礎教學的總體要求是培養學生具有一定的計算機基礎知識、方法和技能，以及利用計算機解決本專業領域中問題的基本能力。
我校將計算機基礎課程分為兩種類型：一種是必修課，它是由教務處牽頭，各專業院系與計算機系共同協商確定，學生必須選修并通過(具有強制性)。二是選修課，它是由計算機系根據當前計算機科學技術的發展和學生的普遍要求提出，學生可以根據專業導師或自己興趣在多個學期內自由選擇若干門課程。計算機基礎課程群如表1所示。
根據課程的目標和教學內容，計算機基礎教學大致可分為兩個層面：一是作為大學公共基礎課的計算機基礎教學，也就是表1開設的課程群，學生一年級必修兩門計算機基礎課程，二年級根據專業方向或本人興趣選修若干門計算機基礎課程；二是結合專業課開設的計算機應用課程，筆者認為這些課程在學生高年級時由專業教師講授比較合適，例如會計管理專業開設的“會計電算化”、藝術設計專業開設的“電腦美術與動畫設計”等等。這樣，就可以做到學生本科四年計算機“不斷線”。
2典型課程的教學內容和教學方法
計算機基礎課程的教學內容不針對特定專業，不包含或很少包含專業性的知識，而主要涉及計算機基礎性和通用性的概念、技術及應用。計算機基礎課程的教學內容應當根據計算機科學技術的發展而不斷地進行調整和更新，教學大綱和教材也應體現出明顯的時間性。從目前計算機科學技術的發展情況來看，選用計算機基礎課程的教材最好是三年內出版的，因為計算機基礎課程的教學內容必須跟上計算機發展主流。
2.1 “計算機應用基礎”課程
“計算機文化基礎”是目前高校開設最為普遍的一門計算機基礎課程，也是大學新生第一門計算機基礎課程。面對非零起點的學生，第一門計算機基礎課程的改革勢在必行。筆者建議將現在的“計算機文化基礎”更名為“計算機應用基礎”或“大學計算機基礎”，該課程的改革思路是：以講解計算機基礎和應用基礎知識為主，而將工具性、操作性的內容放到實驗課中。
2.1.1調整教學內容
改革后的“計算機應用基礎”課程涉及到計算機基本知識、計算機硬件、計算機軟件、數據庫與信息系統、多媒體、通信與網絡、信息安全等方面的基礎性內容，前三項內容屬于計算機基礎知識，后四項內容屬于計算機應用基礎知識。這些知識不但可以拓展學生的視野，而且使他們能在一個較高的層次上認識計算機和應用計算機，并有助于提高學生在計算機與信息方面的基本素養。
“計算機應用基礎”課程雖然涉及到計算機學科的眾多領域，但也要力爭做到廣度優先，廣而不細。它的主要教學內容及知識結構是：
根據上述教學內容，筆者在清華大學出版社出版了一套新教材，書名是《大學計算機應用基礎》和《大學計算機應用基礎題解與實驗指導》。
2.1.2加強實踐教學
“計算機應用基礎”課程是一門實踐性很強的公共計算機基礎課程，計算機知識的掌握與能力的培養在很大程度上有賴于學生上機的實踐。加強實踐教學環節的目的就是培養學生的上機動手能力、解決實際問題能力以及知識綜合運用能力。此外，實踐教學能夠加深對課堂教學內容的理解，訓練科學實驗的基本技能，養成嚴謹的科學態度和工作作風。
本課程實踐教學的重點應放在熟悉各種操作系統環境(如Windows、Linux、Mac OS X等)以及數據庫和網絡實驗環節上。由于學生來自不同地區，他們掌握計算機知識的程度可能相差很大。如果某些學生對Windows操作環境非常熟悉，并達到了教學要求，就可以讓他們學習和使用Linux或Mac OS X操作環境。特別是針對某些專業(如藝術設計專業)，直接學習Mac OS X操作環境可能對他們后續的專業課學習更為有利。
計算機基礎教學實驗可以安排課堂教學的上機練習，也可以單獨設課供學生選修。每個實驗完成后，要求學生認真撰寫并完成實驗報告，期末通過上機考核后才能獲得相應的學分。實驗教學不能僅僅停留在驗證性實驗上，要積極開展設計性或綜合性實驗，有條件的地方要嘗試開設研究性或創新性實驗。
2.1.3建設網絡課程
在計算機基礎課程的教學中，集中授課和上機輔導是兩個重要的教學環節。網絡課程是在校園網支持下構建的現代化教學環境，教師可以調度網上的各種資源進行授課，學生課后也可以利用網絡課程上的各種資源進行自主學習。
目前，“計算機應用基礎”網絡課程包括課程介紹、網絡課程、教師隊伍、教學內容、教學條件、教學方法、教學效果、特色創新和政策支持等，如圖1所示。本課程2005年被評為廣東省精品課程(jingpin2007.szu. /jisuanji)。
2.2 “多媒體技術及應用”課程
多媒體技術所包含的知識非常廣泛，比如多媒體數據壓縮、多媒體功能板卡設計與開發、多媒體素材制作、多媒體視頻會議、多媒體數據庫以及基于內容的多媒體檢索等等。那么，要向學生傳授哪些多媒體知識呢？特別是針對不同層次教學對象(如計算機專業專科生、本科生和研究生以及非計算機專業本科生)，怎樣組織多媒體技術課程的教學內容和知識結構？其教學目標是否有所區別。
2.2.1多媒體技術系列課程設置
由于多媒體技術的知識豐富，為了適應不同層次對象的教學要求，將多媒體技術課程分成三門系列課程，即“多媒體技術及應用”、“多媒體技術”和“多媒體系統”。它們的教學目標、教學內容以及知識結構有著明顯不同。
(1) 多媒體技術及應用
本課程的主要教學對象是非計算機專業本科生或計算機專業專科生。其教學目標定位于了解多媒體技術的基本概念，學會使用多媒體硬件設備和軟件環境，從應用的角度出發能夠使用多媒體創作工具開發多媒體應用系統或創作多媒體作品。它的主要教學內容及知識結構是：
本課程的教學主要圍繞如何開發和制作多媒體應用系統這一主題，著重介紹多媒體軟件開發平臺和實用工具軟件，并詳細地介紹典型的多媒體創作工具的使用。
(2) 多媒體技術
本課程的主要教學對象是計算機專業本科生。其教學目標定位于理解多媒體技術的基本原理，掌握多媒體數據壓縮技術，從技術的角度出發能夠設計與開發多媒體硬件設備和軟件環境。它的主要教學內容及知識結構是：
(3) 多媒體系統
本課程的主要教學對象是計算機專業研究生。其教學目標定位于掌握多媒體系統的基本原理和體系結構，從系統的角度出發能夠研究多媒體系統的組成和特征，并能構建實現不同目的或用途的多媒體系統。它的主要教學內容及知識結構是：
以上粗略地將多媒體技術知識分為面向不同教學對象的多媒體技術三門系列課程，其基本想法是要避免多媒體技術本科教學內容越來越深，而有的研究生教學內容仍從最基本的問題談起。因此，針對不同教學對象的要求，多媒體技術系列課程的教學內容以及相應的教材應有明顯不同。比如，研究生教材與本科生教材在深度和難度不能相同，研究生教材可以有專著性質，而本科生教材就不應寫成專著。
2.2.2課程特色分析
“多媒體技術及應用”課程是面向非計算機專業本科生或計算機專業專科生的一門側重于應用的計算機基礎課程，其基本概念、分析方法和應用技術對啟發學生獨立思維以及提高學生創新能力都將起到重要作用。本課程具有以下特色：
① 新穎性：多媒體技術發展迅速，各種新的標準、技術規范以及多媒體硬件設備和工具軟件不斷出現，版本也不斷更新。這給任課教師講授“多媒體技術及應用”課程提出更高的要求，即課程教學既要維護學科的系統性，又要體現多媒體應用技術的最新成果。
② 實用性：在教學過程中要充分體現理論與實踐相結合。本課程要求學生有較強的動手能力和創新意識，在上機實踐過程中要求學生逐步掌握各種多媒體硬件設備的使用方法以及多媒體創作工具軟件的使用技能。
③ 全面性：本課程介紹了從各種媒體創作到多媒體應用軟件制作所需用到的全部多媒體工具軟件產品，比如音頻編輯軟件Audition、圖像處理軟件Photoshop、動畫制作軟件Flash或3ds max、視頻編輯軟件Premiere以及多媒體著作工具Authorware等，它們將為學生今后開發多媒體應用系統打好結實的基礎。
2.2.3加強實踐環節
“多媒體技術及應用”課程實驗對計算機硬件要求比較高，特別是音頻、動畫和視頻制作部分，一般的PC機難以滿足要求。下面是多媒體實驗室的軟硬件清單以及本課程應開設的各類實驗名稱。
實驗名稱后面的數字是建議上機學時數，教學上機總學時數不應低于36學時。在實踐方面要求學生掌握音頻、圖像、動畫和視頻制作和編輯處理，并能夠開發或集成多媒體應用系統或多媒體作品。因此，在每種媒體實驗中都要布置一些創作任務，以提高學生實際動手能力和創新意識。例如，音頻采集與編輯實驗要求學生創作一段自己朗誦或對白的聲音，加上背景音樂，然后再做一些音效處理。若計算機配備了光盤刻錄機，那么學生就可以將自己制作的聲音刻錄到CD光盤。
學生在掌握多媒體知識和基本技能后，可以進行綜合應用能力的訓練。它的教學過程是：首先學生根據自己的興趣選擇綜合實驗的題目，再進行總體規劃和設計，并利用以前實驗積累的各種素材，最后完成多媒體應用系統的制作。這樣，不僅可以激發學生主動學習的積極性，還可以使學生設計出富有創意的多媒體作品。
2.2.4改革考核方式
根據本課程實踐性較強的特點，傳統的理論考試不太適合全面考核學生的學習情況，尤其是多媒體應用能力方面，因此必須改革考試方式。通常的做法是平時成績和期末考試成績各占一半，平時成績包括作業、實驗報告和多媒體作品等。對于綜合實驗可以通過學生提交的多媒體應用軟件和答辯情況，全面考核學生的創新能力和實際動手能力。
多媒體技術不僅使計算機應用更有效、更接近人類習慣的信息交流方式，而且將開拓更多的應用領域，使信息空間走向多維化，使人們思想的表述有了充分的自由空間。多媒體技術為這種自由提供了多維化空間的交互能力，今后人們將會越來越多地利用多媒體技術進行各種創作活動，也會有更多的、更成熟的多媒體新技術逐漸充實到各個層次對象的教學內容和知識結構中，使多媒體技術系列課程更加合理、更加完善、更加科學。
“多媒體技術及應用”課程教學實踐表明，只要我們能夠構造一個合適的教學環境，就可以使學生在掌握專業知識的同時，有效提高綜合信息素養。
2.3“計算機游戲設計”課程
近年來，計算機及其游戲產業得到了飛速發展，游戲產業有望成為引領21世紀的主導產業。為了使在校學生了解計算機游戲制作過程，熟悉游戲設計和開發的原理與方法，我校開設了“計算機游戲設計”選修課。該課程主要介紹游戲設計和開發過程中必備的專業領域知識和常用工具軟件的使用，主要內容包括計算機游戲設計和開發過程，二維游戲圖像處理技術、三維圖形學基礎、計算機動畫技術、游戲角色動畫與游戲場景制作技術，以及二維游戲、三維游戲的基本編程技術等。通過本課程的學習，使學生了解游戲設計和開發過程，熟悉游戲設計和開發的各種原理與方法，并掌握當前流行的游戲設計和開發軟件工具。
2.3.1高校游戲課程現狀分析
在開設“計算機游戲設計”課程之前，對目前高校游戲類課程的開設情況進行了初步調查，主要為以下幾種情況：
① 設置游戲美術設計與游戲程序設計相關的專業，培養游戲設計與開發的專門人才。如北京航空航天大學軟件學院較早開設了計算機游戲設計方向，北京電影學院動畫學院動畫專業也開設了游戲設計方向，清華大學美術學院、廣東商學院、湖南大學東方科技學院等設置了游戲相關專業。
② 計算機專業開設游戲類的選修課程。如山東大學齊魯軟件學院面向高年級學生開設“游戲軟件設計”課程，浙江大學計算機圖形國家重點實驗室面向計算機專業學生開設“計算機游戲設計”課程。
③ 將職業培訓與高校學歷教育相結合，聯合開辦游戲開發設計專業。如北京匯眾益智公司(游戲學院)與湖南大眾傳媒學院在內的十幾所高校合作，聯合開辦游戲開發設計專業，加強高校人才培養模式與中國游戲產業實際需求的接軌。另外，像首都師范大學、北京郵電大學、西安電子科技大學以及華南師范大學等就聯合社會培訓機構，開設動漫游戲設計或游戲軟件開發專業。
從上面的情況可以看到，目前多數高校所開設的游戲類課程，都是在學生具有一定的專業知識(程序開發能力或美術動畫設計能力)的基礎上開設的，課程開設的主要目的是培養學生進行專業游戲開發或設計的能力，還沒有高校面向其他專業開設普及型的游戲類課程。我校嘗試面向在校學生開設普及型的“計算機游戲設計”課程，以作為計算機基礎教育的有益探索。該課程首次開設即引起學生較大的興趣，有助于學生進一步了解和掌握最新的數字娛樂技術。
2.3.2 “計算機游戲設計”課程內容
由于游戲是一種集劇情、美術、音樂、動畫、程序等為一體的復合技術，在整個游戲設計和開發過程中，涉及到游戲策劃、游戲內容編輯、游戲美工、音頻制作、游戲開發、游戲測試等多種角色。本課程的主要教學內容及知識結構是：
通過上述教學內容的安排，基本能夠使學生了解游戲設計和開發的過程，并在課程結束后利用Photoshop、Flash、3DS Max制作簡單的游戲角色和場景，或利用程序設計語言開發動畫和簡單的游戲。
2.3.3課程特色分析
“計算機游戲設計”課程面向在校學生開設，其目的是使學生緊跟數字娛樂技術的發展，了解計算機游戲的設計和開發過程，并掌握簡單的游戲制作工具和技術。我校將該課程引入計算機基礎教育之中，使其成為計算機基礎教育的重要組成部分，其特色主要表現為：
① 創新性：將“計算機游戲設計”課程引入到計算機基礎課程體系中，并在計算機基礎課程群中將其安排在“計算機應用基礎”、“VB程序設計”、“C語言程序設計”、“C++程序設計”、“多媒體技術及應用”等課程之后，從而使選修該課程的學生具有一定的計算機基礎知識、程序設計基礎和多媒體軟件制作技術等。
② 基礎性：在教學內容的選擇上，突出游戲設計與制作過程中基本原理和方法介紹，并強調常用工具軟件的使用。教學目的在于讓學生了解游戲設計與開發的過程，掌握游戲設計與制作的基本知識和操作技能。
③ 實踐性：本課程采用實踐性較強的考核方式，課程要求每位同學針對自己熟悉的游戲完成一份分析和評價書外，從游戲貼圖制作、三維角色和場景制作、游戲動畫制作、Flash游戲制作、二維或三維游戲編程等題目中選擇兩項完成，以便作為最后成績的考核。
3教學質量評價機制
為了保證計算機基礎教學質量、促進計算機基礎教學改革，我校建立了有關計算機基礎教學的評價機制。除了參考文獻[1]提出的十一條評價條目外，還建立對計算機基礎課程群的教學質量監控體系。
在連續擴招的情況下，我校大力加強學生基本素質教育和能力的培養，建立起規范的教學質量監控體系。先后成立了“信息技術應用能力測試中心”、“英語口語測試中心”、“普通話測試中心”、“應用心理學研究和咨詢中心”和“體質健康測試中心”，用于加強對學生的信息技術應用能力、外語能力、普通話基本功、心理和身體等基本素質和能力的培養，以便保證和提高教學質量。
信息技術應用能力測試中心的測試內容分為理論知識考核和綜合技能測試兩部分。理論知識考核直接與兩門必修課(計算機應用基礎、程序設計基礎)掛鉤，通過者即認定理論知識考核為“合格”。綜合技能測試與若干門選修課直接掛鉤，目前暫定為多媒體技術及應用、微機原理與接口技術、計算機網絡及應用、數據庫應用技術等四門課程，學生可以從中任選兩門課程參加上機測試，兩部分測試內容都通過者即可獲得深圳大學信息技術應用能力合格證書。
通過信息技術應用能力測試手段，可以促進學生學習計算機基礎課程的熱情，尤其是選修課。因此，可以說信息技術應用能力測試與計算機基礎課程群是相輔相成的。信息技術應用能力是未來大學生綜合素質的重要組成部分，只有通過計算機基礎課程的正規教育和嚴格訓練才能培養和造就出來。
4結束語
計算機基礎教育課程群及其教學內容應根據計算機科學技術的發展和社會實際需要，不斷地進行改革和調整，做到“與時俱進”。計算機基礎教學改革是全球教育大改革的前提和基礎，是信息社會發展的基本要求和必然結果。加強計算機基礎教育是信息社會可持續發展的基本保證，也是面向21世紀人才培養的重要內容。
參考文獻:
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[4] 王志強,黃云森. 高校計算機基礎教育課程體系的探討[C]. 全國高等院校計算機基礎教育研究會2004年會學術論文集[M]. 北京:清華大學出版社,2004.
關鍵詞：軟件工程；實驗；軟件開發；實踐
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913 (2007) 20-0015-03
1軟件工程實驗教學的意義
軟件工程是一門理論與實踐并重的基礎課程，教學內容緊密圍繞軟件開發過程中的各種工程化方法、技術和思想。軟件工程從工程意義上講是指軟件開發、維護、管理等活動的總體，從學科意義上講包括軟件開發相關的理論、原理、方法、技術[1]。
軟件工程課程一般安排在本科三年級開設，此時的學生經過一二年級的學習和實踐已經掌握了一定的計算機知識和編程能力，但分析解決復雜軟件問題的能力以及工程化軟件開發的意識還比較弱。而軟件工程課程設計的目標是使學生系統地掌握軟件工程及軟件管理的過程、方法和工具，為學生將來從事軟件的研發和管理奠定基礎[2]。軟件工程教學內容中的需求分析、設計和軟件測試等軟件開發技術以及工程化的開發過程(例如軟件過程、配置管理、項目管理等)必須通過實際軟件問題求解過程以及團隊合作進行體驗，而綜合的軟件開發能力更是需要通過一個完整的軟件項目開發過程進行鍛煉和培養。因此，軟件工程課程實驗是鞏固課堂教學成果、培養學生軟件工程實踐能力的重要手段。
2總體思路
作為研究工程化軟件開發方法和技術的學科，軟件工程課程的課程實驗主要以課程實踐項目的形式進行，從實驗目的看主要分為三類：方法性實踐、實現性實踐、創新性實踐。其中，方法性實踐是在軟件工程課程教學中講述某種軟件開發方法后安排的實踐，主要目的是加深對方法的理解。實現性實踐的主要目的是讓學生參與軟件項目的開發全過程，一方面將學得的理論知識運用于實踐中，另一方面培養學生的工程能力(包括軟件工具的使用)和團隊協作精神。而創新性實踐的主要目的是培養學生的創新能力，通過在實踐項目設計中，有針對性地引入開放性問題和不確定問題，啟發學生在探討中尋找合理的、創造性的解決方案。
2.1三個實驗階段
根據學生的知識和能力基礎以及教學目標，軟件工程課程實驗可以按照由淺入深的順序分為三部分，即：認知性導入實驗、方法性實驗和綜合實踐。而方法性實踐、實現性實踐、創新性實踐三類實踐內容又以不同的形式體現在這三個實驗階段中。
認知性導入實驗通過一個很小的程序開發案例完成認知性導入，引導學生思考軟件工程的基本思想和原則，體會規范化分析、設計、實現、測試的意義和必要性。方法性實驗緊貼軟件工程教學內容，以結構化分析設計和面向對象分析設計為主要的實驗內容。綜合實踐以面向對象的開發方法和統一軟件過程RUP為基礎，引導學生完成一個完整的軟件項目開發過程，包括需求獲取、需求分析、系統設計、實現以及測試等基本步驟，同時強調數據庫、網絡等開發技術的綜合運用以及相關CASE工具的使用，在此基礎上還鼓勵學生嘗試一些新的軟件開發方法和技術。
三個課程實驗階段具有各自明確的目的和定位：認知性導入實驗完成認知導入，方法性實驗幫助學生鞏固課堂中所學習到的知識，而綜合實踐則培養學生綜合運用各種軟件開發方法和技術的能力。此外，三個階段的課程實驗中還穿插著創新性實踐要求，通過各種開放性問題和不確定問題鼓勵學生運用自己的思考能力尋找合理的、創造性的解決方案。
2.2課時安排
三個實驗階段中，前兩個緊密圍繞軟件工程課程的教學內容，而綜合實踐則是對學生工程化軟件開發能力的全面訓練。因此在課程安排上可以將認知性導入實驗和方法性實驗穿插在一個學期的軟件工程課程中進行，而在后續的軟件實踐類課程中安排第三個階段的綜合實踐性實驗內容。
3認知導入、方法性實驗和綜合實踐
3.1認知性導入實驗
通過軟件工程課程之前的程序設計相關課程的學習和實踐，學生已經掌握了一定的問題分析、算法設計、編程和調試能力，但分析解決復雜軟件問題的能力以及工程化軟件開發的意識還比較弱。認知性導入實驗的目標是從軟件工程實踐的角度完成認知導入，引導學生完成從程序設計到軟件開發的第一次跨越。
認知性導入實驗通過一個算法小程序(例如日期到星期的轉換等)開發案例完成認知性導入，引導學生思考軟件工程的基本思想和原則，體會規范化分析、設計、實現、測試的意義和必要性。認知性導入實驗一般可以在一學期的第一次軟件工程課上布置，要求學生用1-2周時間獨立完成一個算法程序的規范化分析、設計、開發和測試過程并提交實驗報告，內容包括問題分析、數據結構、算法及界面設計、完整的程序清單、測試過程及結果記錄、心得與體會等。
本次實驗采用簡單的算法程序作為題目，是為了降低學生的認知難度并且通過規范化開發與以前程序設計時的對比加強學生對軟件工程基本思想和原則的體驗。實驗以開發過程的規范性、個人體驗和開放問題的思路為主要評價指標，不以算法和程序本身的正確性為主要的評判標準。
本次實驗一般安排在一學期第一次軟件工程課上布置，與之配套的課堂教學內容是 “軟件工程概論”。課堂教學通過對軟件工程基本思想和軟件開發基本過程的介紹，使學生初步理解軟件工程和工程化軟件開發的含義，特別強調本次實驗與程序設計作業的區別，即強調開發過程的工程性而不是算法和實現本身的正確性。此外，配套教學內容還對系統可用性、可維護性、可擴展性、測試自動化等開放性問題進行了鋪墊，希望可以引導學生在完成基本功能之余能夠加以思考和探究。
3.2方法性實驗
軟件工程的課程教學內容覆蓋了完整的軟件需求分析、設計、實現以及測試過程，對本科學生而言，主要講述結構化方法和面向對象方法兩部分。因此，這部分課程實驗與相關教學內容同步進行，分為結構化分析設計和面向對象分析設計兩個部分。方法性實驗要求學生自由組合，分組完成，每組3人。每個小組從候選項目中選擇一個完成結構化分析設計和面向對象分析設計兩部分實踐內容。本階段實驗可在導入性實驗結束后布置。
本階段實驗以結構化及面向對象分析和設計方法以及UML基本表示法的掌握為主要評價指標，同時考查學生理解實際問題需求、解決具體問題的能力。本次實驗與教學內容中的“結構化分析與設計”以及“面向對象分析與設計”配套。為了保證本次實驗的順利開展，相應的課堂教學需要著重強調以下內容：明確軟件系統分析(做什么)和設計(怎么做)的區別，體會數據流圖、系統結構圖以及UML各類圖的含義；在具體的系統分析和設計中需要綜合各種具體要求和約束(例如可復用性、物理分布等)以及各種指導性原則進行系統分析和設計。
3.2.1結構化分析設計部分
這部分實驗要求各小組使用結構化分析和設計方法完成實踐項目的需求分析和設計過程，并在此基礎上撰寫實驗報告(包括結構化分析和設計文檔)。結構化分析階段要求學生按照結構化分析的基本思想和步驟完成實踐項目需求分析過程，將分析結果表示為相應的描述形式(主要包括數據流圖、數據字典和加工小說明)，并根據相關原則和判定方法保證數據流圖的一致性和完整性。結構化設計階段要求學生在結構化分析結果的基礎上運用結構化設計的基本思想和步驟完成實踐項目的結構化設計，包括初步的結構圖映射以及后續的結構圖優化。要求提交的結構化分析文檔的內容包括總體需求概述、分層數據流圖、數據字典、加工小說明等，結構化設計文檔的內容包括總體設計說明、初始結構圖、改進的結構圖以及各模塊說明等。
在完成基本實驗要求的基礎上，要求學生對一些開放性問題進行思考，并根據自己的理解在實驗中加以體現：數據流圖中文件的識別；對于數據流圖分解程度的把握；對于系統模塊物理分布的考慮；模塊之間的交互設計，例如通信協議、數據格式等；對于系統可復用性的考慮等。
3.2.2面向對象分析設計部分
這部分實驗要求各小組使用面向對象分析和設計方法完成同一個實踐項目的需求分析和設計過程，并在此基礎上撰寫實驗報告(包括需求分析和系統設計文檔)。面向對象分析階段要求學生按照面向對象分析的基本思想和步驟完成實踐項目需求分析過程，將分析結果表示為相應的描述形式(包括領域模型、用例模型以及用例的詳細描述等)。面向對象設計階段要求學生在面向對象分析結果的基礎上完成實踐項目的面向對象設計，包括系統體系結構、結構設計、面向對象類設計等。
在完成基本的實驗要求上，要求學生對一些開放性問題進行思考，并根據自己的理解在實驗中加以體現：層次體系結構等體系結構風格的運用；面向方面(Aspect)、關注點分離的設計思想；系統可維護性和可擴展性的考慮、面向對象設計模式的運用；對于系統邊界之外的外部接口的設計考慮等。
3.3綜合實踐
綜合實踐一般安排在軟件工程課程后進行，此時學生已經學習并掌握了軟件工程、程序設計、數據庫等方面的基本方法和技術，而且即將走出校門參與軟件開發實踐。因此，綜合性實驗突出強調貼近實際軟件項目的實踐性以及相關軟件開發能力的綜合運用。實踐性實驗一般安排在軟件工程課程后續的軟件開發實踐課程中，成績評定完全根據課程實踐情況。
綜合實踐以面向對象的開發方法和統一軟件過程RUP為基礎，引導學生完成一個完整的軟件項目開發過程，包括需求獲取、需求分析、系統設計、實現以及測試等基本步驟，同時強調數據庫、網絡等開發技術的綜合運用以及分析、設計、測試等CASE工具的使用，在此基礎上還鼓勵學生嘗試構件技術、AOP、Web Service等新的軟件開發方法和技術。學生自由確定項目團隊組成方式，每組設項目經理1名，項目組成員3~5人。每個小組從候選項目中選擇一個完成整個開發過程，分需求分析、系統設計和系統實現與測試三個階段提交文檔、代碼等實驗結果，并提交最終的可運行軟件系統進行檢查。
與前面幾個軟件工程實驗階段相比，實踐性實驗具有以下特點：
1) 完整的軟件開發過程。整個實驗以一個實際項目的完整開發過程為主線，覆蓋了需求獲取、需求分析、概要設計、詳細設計到實現和測試的整個開發過程。
2) 綜合性與真實性。實驗中要求完全實現所選擇的實踐項目，因此學生需要綜合運用數據庫設計、網絡編程等知識，同時相關需求都來自于真實的管理信息系統項目，使學生能夠體會到真實的軟件開發過程中的一些問題(例如外部交互接口、第三方軟件構件等)。
3) 開發過程的規范性。強調每個項目組的開發過程都應該遵從軟件過程規范，同時在開發過程中引入基本的項目管理機制。
4) 學生的主體性體現得更見明顯。實踐項目的開放性更強，學生可以得到更多的自由發揮，例如學生自主參與需求調研確定詳細需求、自由決定項目組組成模式和管理方式等。
4軟件工程實驗教學實踐
我們在復旦大學計算機科學與工程系的軟件工程相關課程體系建設中對這套三階段的實驗教學方法進行了實踐。我們在第六學期安排軟件工程課程，而在第七學期安排配套的軟件實踐課程，這樣就使得軟件工程實驗教學具有很好的延續性和系統性。三個實驗階段中，前兩個與軟件工程課程配套進行，兩個實驗階段作為軟件工程課程配套實踐占學生總成績的40%。其中，認知性導入實驗持續1~2周，另外安排1個課時進行講解，方法性實驗持續15周左右，另外安排3~4個課時進行講解。綜合實踐安排在軟件實踐課程中進行，持續16周(共48個課時)左右，其中18個課時用于課堂教學、講解和點評，30個課時用于實踐(需求調研、項目討論等)及上機，成績評定完全根據課程實踐進行。
這種三階段的軟件工程實驗教學方法為學生提供了一條從編程序到軟件項目開發的漸進式發展之路。通過這種系統的軟件工程實踐能力訓練，學生可以將所學的各種軟件開發方法和技術轉化為綜合的軟件開發和管理能力，同時也對軟件開發的一些現實困難(例如需求的不確定、測試覆蓋度和效率、構件化開發和集成的困難等)有了初步認識，這些都為他們今后參加軟件研發和管理打下了良好的基礎。目前，復旦大學軟件工程課程已經被評為上海市精品課程，在此基礎上我們正在進一步推進軟件工程課程體系建設。
參考文獻
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作者簡介
彭鑫(1979-)，男，博士，復旦大學計算機科學與工程系講師，主要研究方向為軟件構件技術、軟件產品線、軟件維護與再工程。
趙文耘(1964-)，男，復旦大學計算機科學與工程系教授，博士生導師，主要研究方向為軟件工程與電子商務。
錢樂秋(1942-)，男，復旦大學計算機科學與工程系教授，博士生導師，主要研究方向為軟件工程。
針對硬件課程實踐環節在提高學生解決實際問題能力上效果不理想、課程之間銜接不好等問題，基于CDIO工程教育理念，結合“try”教學方法，基于數字電路設計課程的實踐環節，提出一種新的教學模式。
關鍵詞：
CDIO；教學模式；實踐環節；課程銜接
由麻省理工學院等4所大學創立的CDIO工程教育理念，是繼承和發展歐美工程教育改革的一種新的教育理念。該理念包括12條標準，涵蓋了具有可操作性的能力培養、全面實施以及檢驗測評。它以產品研發到運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式來學習工程的理論、技術與經驗[1-2]。數字電路設計是計算機組成原理、接口與通信以及嵌入式類課程的先修課程。如果在數字電路設計的教學中沒有考慮好與后續課程在理論教學與實踐教學內容上的銜接，則容易導致學生在后繼課程的學習中遇到困難[3]。
1數字電路設計課程實踐環節的教學條件和教學現狀
（1）社會對軟件人才的需求量遠大于對硬件人才的需求量，學生出于就業考慮，容易形成重軟件輕硬件的觀念。（2）硬件課程入門較難，實踐環節大都是驗證性的，缺乏探索性，不利于培養學生解決實際問題的能力，從而打擊了學生學習硬件課程的積極性，導致學生形成“好軟怕硬”的思想。（3）傳統教學模式是教師課堂講授，適當結合驗證性實驗，不能激發學生的學習積極性。學生學完理論、做完實驗后，仍然缺乏解決實際問題的綜合能力、工程實踐能力及創新能力[4]。傳統教學模式的弊端導致在與計算機組成原理等后繼課程的銜接中，學生不能從系統的高度認識數字邏輯[3-5]。（4）計算機學院開設的數字電路設計和計算機組成原理等課程，采用同一套實驗設備，在一定程度上能讓學生的學習具有連續性。（5）自創的“try”教學方法可適用于數字電路設計課程及實踐環節的教學[6-8]，但由于算機組成原理和數字電路設計兩門課程的內容和要求不同，“try”教學方法在應用于后者時，應有所調整。
2數字電路設計課程實踐環節改革方案
2.1實踐環節的層次設計為了獲得更好的教學效果，教師探索了各種方法，其中有案例法、項目驅動法、任務驅動法等[9-12]。從實驗室建設、實驗手法、課程整合等不同角度來提高實踐環節質量[13-14]也能夠有效提高教學效果。比較上述方法后，考慮與后續課程的銜接等因素，根據CDIO標準3、5、7的要求，結合自創的“try”教學方法，我們將數字電路設計課程的實踐環節分成兩個層次，從最簡單的門級電路編程開始，難度由低到高、循序漸進，最終讓學生完成源于實際案例的綜合實驗，初步具備實際工程能力。表1從實驗項目設計、教學方法等7方面對基本實驗和綜合實驗進行了對比。在教學中，學生學習的主要障礙不是掌握理論方法，而是缺乏理論知識和實踐問題認知的溝通[11]。因此，我們在理論教材中選擇15個知識點，設計成相關的任務和實驗內容，如全加器、表決器等，采用“try”教學方法并結合任務驅動法，鼓勵學生多動手多嘗試，通過任務、查資料、仿真、實物驗證、教師驗收、撰寫實驗報告和總結這7個步驟完成對15個理論知識點的學習。為了進一步提高學生的實際工程能力，基于科研項目，貼近實際生活，我們編寫了自動售貨機、出租車計費器、電梯控制器等6個綜合實驗。實驗采用分組方式，每組學生自行選擇一個題目，在規定時間內完成該綜合實驗。綜合實驗的教學過程一般包括：教師項目及要求、學生分組并認領項目、組內分工、查資料、設計方案、論證可行性、學生在宿舍仿真、學生在實驗室的硬件開發板上實物驗證、教師驗收、提交實驗報告、實驗答辯、成績評定等13個環節。教師在項目要求的時候，只給出最基本的要求，學生在設計的過程中可以自行擴充，也就是說，同一個綜合實驗題目，其設計可繁可簡，不同學生設計的電路可能會不一樣。
2.2實踐環節評價體系的構建根據CDIO標準11，構建了實踐環節的評價體系。
2.2.1基本實驗評價方法基本實驗評價指標是：①時限；②工作量；③完成質量；④驗收程序；⑤實驗報告。其中①、②、④、⑤考核了學生的個人能力和表達能力，指標③、④、⑤考核了學生的專業知識、建造產品和系統的能力。對這5項指標加權平均得到該基本實驗項目分數，如式1所示，其中Sj表示某個基本實驗的得分，Ki表示某個考查指標的系數，Mi表示在某個考查指標上的得分。由15個基本實驗的得分累加后除以15，得到基本實驗項目的總得分，如式2所示，其中BS表示基本實驗的總得分，Sj表示某一個基本實驗的得分。
2.2.2綜合實驗評價方法綜合實驗評價指標是：①時限；②查資料的能力；③實驗方案；④創新性；⑤設計說明書；⑥完成質量；⑦團隊合作能力；⑧工作量；⑨驗收；⑩實驗報告；實驗答辯。其中①、②、⑤、⑦、⑧、⑨、⑩、項考核了學生的個人自身能力、探究能力、團隊合作能力和表達能力，指標③、④、⑤、⑥、⑨、⑩、考核了學生的專業知識、建造產品和系統的能力。修改式1可對這11項指標的得分加權平均，從而得到綜合實驗的分數。
2.2.3實踐環節最終成績評定辦法及選優措施實踐環節總評成績由基本實驗成績和綜合實驗成績兩部分加權平均得到,從工作量及投入時間方面考慮，一般建議兩者各占50%。綜合實驗結束后，根據學生在實踐環節的學習情況和成績，特別是綜合實驗中的表現，向各相關學科實驗室推薦優秀本科生，使他們有機會加入科研項目組，參與教師的科研工作。
3實施效果及分析
為檢驗課改成果，我們設計了一套課程評價系統，包括一套具有反向題的學生調查問卷、學評教的數據、學生的理論課成績單、實踐環節成績單、一套后繼課程教師評價學生掌握先修課程知識的調查問卷、一套學生所在學科實驗室評價該生的調查問卷等。評價系統還包括對這些數據的統計和分析。統計數據顯示，在CDIO模式基本實驗和綜合實驗實驗項目設計上，學生滿意度達到81.6%，在教學內容、教學方法、實驗環節考核方法等方面，學生滿意度達到97.4%，比傳統模式提高了20幾個百分點。這些數據表明，新教學模式比傳統模式更能激發學生的實驗興趣，促進他們較大幅度地提高項目設計能力、動手編程能力、團隊合作能力。我們將2013級計算機科學與技術專業的學生分成兩組，采用相同的教學資源和不同的教學方式分別授課，一組采用新模式教學，另一組采用傳統模式教學。經過一個學期的學習，2015年1月數字電路設計課程理論考試中，在試卷相同的情況下，新模式組成績優良率達到52.9%，比傳統模式組高24個百分點；新模式組不及格率為15.7%，比傳統模式組低15個百分點；新模式組平均卷面成績為78分，比傳統模式組高6.1分。由此可知，基于新標準并結合“try”方法的新教學模式能夠提高實踐環節的教學質量，切實促進學生深入理解理論課的相關知識點，有助于學生更好地完成課程銜接，為學生后繼課程的學習打下堅實的基礎。追蹤這些學生后繼課程的學習情況，統計2015年6月計算機組成原理課程設計期末考試成績后發現：原新模式組優良率達到80.3%，比傳統模式組高25個百分點；原新模式組不及格率為0，比傳統模式組低21個百分點。計算機組成原理課程理論考試中，原新模式組平均卷面成績為68分，比傳統模式組高5分；原新模式組不及格率為17.4%，比傳統模式組低5個百分點。此數據表明，數字電路設計課程實踐環節采用新教學模式教學有助于學生對后繼課程的學習，特別是實踐環節成績有了大幅提升，不及格率也明顯下降。
4結語
新教學模式基于CDIO理論，結合“try”教學理念，將數字電路設計課程實踐環節分為基礎實驗和綜合實驗兩個層次,并包含了配套的成績評定方法和課程評價系統。實踐證明，新教學模式能夠更好地促進課程銜接，有利于培養學生自主學習、主動探索的精神和能力，培養學生的工程實踐能力、溝通交流能力及團隊協作能力。改革的下一步，是根據每一門課的特點，把基于CDIO理念的教學模式推廣到課程群其他課程的教學中去，以期從課程層次化、課程間網絡化等多角度、多層面地把學生培養成為優秀的工程技術人才。
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關鍵詞：計算機基礎課程；教學內容；計算思維；Office高級應用
1我國高校計算機基礎教學內容回顧
20世紀80年代是我國計算機基礎教學從無到有、開創摸索的階段，各高校計算機基礎教學從Basic語言教學開啟普及教學，教學對象逐步擴展到各學科各專業。課程名稱多為計算機應用基礎，教學目標為普及計算機基本知識，培養計算機操作能力。教學內容采用“基礎知識+操作系統平臺+應用軟件”模式。
90年代計算機基礎課程陸續納入大學基礎課程體系，高校計算機基礎教學進入了蓬勃發展階段。將課程名稱定為計算機文化基礎，說明計算機教學上升到文化層面的高度，強調培養學生計算機信息處理能力。
2006年后，計算機基礎課程升級為大學計算機基礎課程（以下簡稱大基課程），教學內容也進一步提升，陸續形成九大模塊（見表1）。
2010年《九校聯盟（C9）計算機基礎教學發展戰略聯合聲明》的，標志著以培養學生“計算思維”能力為核心的新一輪計算機基礎教學改革在國內高校形成廣泛共識。計算思維相關知識點進入計算機教材。
2當前計算機基礎課程教學內容存在的問題
2.1教學內容涉及面廣，重點不突出。
隨著計算機技術的發展，計算機基礎課程內容逐漸增加，幾乎涵蓋了計算機學科的方方面面。課程的每一章內容可映射到一本或幾本計算機專業教材，大有百科全書化的趨勢。
以我校為例，計算機教學始于1985年開始，進行Basic語言培訓，1993年籌建計算機教學中心，1995年開始計算機應用基礎培訓和選修課教學，1997年起按省教育廳要求參加省非計算機專業學生計算機知識與應用等級考試。教學內容與全國高校保持一致。2006年，結合《關于進一步加強高等學校計算機基礎教學的意見》和《中國高等院校計算機基礎教育課程體系2006》（CFC），省教育廳計算機教學指導委員會根據我省具體實際情況擬定了《關于進一步加強云南省高等學校非計算機專業計算機基礎教學的意見》，提出了分類思想。我校教學內容走上了與學科專業融合改革之路，教學內容增加了醫學信息相關內容（見表1），教學內容不斷增加。
近年各高校對大基課程課時不斷壓縮，從上百學時壓縮至30、40學時。面對內容更新快、知識點劇增的情況，教師上課只能滿堂灌，疲于奔命完成教學內容；學生面對內容多而雜，知識點聯系松散，重點不突出，多感枯燥無味，難于將知識串起。
2.2教學內容與中學內容有所重合，缺乏亮點
按照教育部《中小學信息課程指導綱要》，大多中小學開設了信息技術課程。我們對云南省初高中信息技術課程開設情況進行了研究，并對我校2014級、2015級新生問卷調查（見表2和表3）發現，大基課程內容與信息技術課程內容重合高。這一表象導致大學計算機課程教學內容缺乏吸引力。
通過表3可以看到，超過半數的學生認為自己計算機水平良好，認為現行大基課程要求掌握的知識技能，自己已掌握，因此學習缺乏動力，隨意缺課現象時有發生。部分學校的教學管理者也膚淺地認為通過中小學信息技術課程內容，學生已經掌握了相關知識，沒有必要再用過多的學時進行重復性教學。不斷壓縮大基課程課時，甚至質疑大基課程開設的必要性。
3對目前計算機基礎教學內容的一些思考
3.1解決好學生自我高估計算機知識和應用能力的問題
我們對我校入學新生進行了計算機水平測試，按照大學計算機課程大綱要求組卷，測試結果（見表4）顯示，及格率僅為5%。這表明中學信息技術教學并未取得預期中的效果，學生對自己計算機掌握水平估計過高。就辦公信息處理而言，通過信息技術會考的學生，僅僅撐握了非常初淺的應用，系統應用、深度應用仍是一片空白，因此，Office部份的教學不應該弱化甚至刪除，而應該加強和提升，在其高級應用上挖掘。
在調查中，更多學生對網頁設計、多媒體技術感興趣，但是，由于學時的縮減，教學內容多，教學中并沒有得到很好的落實。對于這部分，可結合“中國大學生計算機設計大賽”予以加強，讓學生能夠學有所用，獲得更多的成就感。
3.2解決好計算思維與教學點結合的問題
現階段計算機基礎教學改革的熱點問題是如何在教學中貫徹計算思維。據周以真教授提出的“計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動”。計算思維體現的最佳途徑就是程序設計，因為程序設計本身就是問題求解的過程。這也是理工科院校或綜合性院校計算機基礎教學的通常做法。但是對于醫藥類院校這一途徑并不適用。
實際上，醫藥院校新生對于程序設計課程興趣不大（見表5）。主要原因在于：一是學生的思維結構偏重于形象思維、邏輯性和集中性思維，抽象思維、發散性思維相對不足，缺乏創造性思維，程序設計課程的內容醫學生難于理解；二是醫學學科要求操作規范化，講求確定性和準確性，專業性強，學生覺得程序設計對今后工作幫助不大，醫學應用軟件應由專門的技術人員設計，醫務工作者會用就好，因此學生學習積極性低，學習效果差。
現有教學內容能否支撐計算思維？其實，現有的大學計算機基礎課程中充滿著大量的計算思維案例，教師們一直都在進行著無意識的計算思維教學。有眾多研究者對現有的課程內容與計算思維結合進行了嘗試和研究。如龔沛曾教授提出用6周時間開展計算思維和程序設計算法教學；朱鳴華教授提出了概論、數據的表示與存儲、計算機系統組成、操作系統、計算機網絡基礎與應用、程序設計基礎與算法、數據庫系統和信息安全等8單元教學內容；陸漢權教授等提出的計算機歷史、計算模型、處理器模型、編碼與存儲、算法和程序、操作系統和計算機網絡7模塊內容框架；周怡教授提出“貫穿計算思維內容的計算機基礎知識，以醫學案例展開Office使用、醫學信息分析與決策”。這些研究成果無疑對我們在大基教育中如何培養學生計算思維，起到了很好的啟發作用。我們認為只有結合專業，在日常教學中尋找適宜展開計算思維培養的結合知識點，才能使計算機思維的培養有根有源。
3.3解決好教學內容日益膨脹的問題
筆者認為以下幾種內容可以減少。
（1）過時的內容。一些已經淘汰或過時的軟硬件內容可以刪除。
（2）學生掌握情況較好的內容。如Windows系統操作、Office軟件的基本操作、互聯網、殺毒軟件操作、輸入法等。讓學生課后自主查缺補漏。
（3）信息技術課程中學習過、學生有一定基礎但沒有達標的內容，可放到實驗課中，讓學生進行探究式學習。
應該保留和加強以下內容。
（1）新技術、新知識、新進展應該加強，并跟進相關知識和技術普及。
（2）根據專業特點，提高學生運用計算機解決專業具體問題的能力。在面向專業服務中找到計算機基礎教育教學的落腳點，提高學生應用計算機解決專業問題的思維、能力。
（3）計算機基礎理論的認知，是大基課程與信息技術課程的根本差異，因此理論知識不可少，但也應避免為理論而理論的提升和空談，必須把握好度，以有助于培養學生計算思維能力，培養學生專業信息素養，提高專業信息意識、信息能力的切入點。
（4）對各專業學習高年級學生的走訪調查（見表6）發現，近79%的受訪學生認為，大基課程中，辦公信息處理最有用，教學中應加強并提升。
這其中的原因，一是很多學生（包括研究生）對各種總結、實驗報告、課程論文、答辯演示文稿、畢業設計等文檔排版存在很大問題，長文檔編輯排版、目錄生成、批注、自動編號、樣式等幾乎一無所知，電子表格軟件更是知之甚少，遑論Office各軟件組件間的交互使用及宏。二是用人單位對應聘人員Office軟件使用要求較高，大部分學生對于Office軟件的大量高級功能顯得力不從心。三是從2013年下半年開始，全國計算機等級考試（CNRE）二級開考MS Office高級應用科目，大部分學生認為，程序設計并非人人有用，選擇MS Office高級應用上手更容易，日后更有用。
因此，大學計算機基礎課程教學中引入MSOffice高級應用的知識，結合全國計算機等級考試大綱要求，將其講深講透，既可幫助學生獲得二級證書，又可增強學生的就業競爭力；同時可使課程具有一級半的性質，有利于大基課程從一級向二級更高層次的轉型。
關鍵詞：大學計算機基礎；教學建設；課程改革；基礎教育
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 (2011) 18-0000-01
University Computer Public Basis Classes Teaching Reform Research
Lu Jing,Zhu Fuzhen
(Yangzhou Vocational University,Yangzhou 225009,China)
Abstract:As the 21st century,computer-based college students college students will learn a common curriculum,the faculty has become a non-computer-based courses,and increasingly the concern of the teachers and students,but at the same time there are certain aspects of the.With the proliferation of computers and computer technology,computer-based teaching students the content and curriculum for the corresponding reforms.This paper analyzes China's current students basic computer education and teaching courses in public problems,and proposed Teaching reform proposal.
Keywords:University Computer Basis;Teaching building;Curriculum reform;Basic education
一、引言
步進新時代，人類在經過了漫長的歷史階段后，已經進入了信息化的社會。隨著通信、電子信息和計算機技術的迅猛發展，尤其是信息資源的應用與共享，互聯網的普及日益廣泛深入。已經被廣泛應用在各領域的計算機技術，在促進經濟發展和推動社會的進步中發揮著重要作用。而掌握計算機的基本知識，以及能夠熟練運用計算機，已經成為當代新世紀人才必備的能力。最近幾年，我們的計算機基礎課程連續不斷的改革，目的就是跟上計算機的發展腳步，跟上時展步伐，為學生更好的服務。
二、計算機課程的教學方法所存在的問題
（一）教學目的不明。理論與實踐的相結合是大學生計算機基礎這門課程的重要特征，而計算機教學的目的就是培養當代大學生運用計算機的意識，培養學生成為習慣應用并善于應用計算機來解決專業問題。目前，大部分高校的計算機基礎課只以教會學生操作為主要目的，而忽略培養學生的計算機意識。很多大學生不能將所學理論與實踐相結合，老師所授的課程內容能聽懂，但當實際操作時卻是無所適從，不能舉一反三。
（二）教學方法及模式落后。目前眾多高校的老師在教授計算機基礎這門課時，總是講的太多，而很少鼓勵學生動手，其有很明顯的應試目的。很多老師仍然采用傳統填鴨式的教學方法，滿堂灌，以教師自己為中心而削弱學生的學習能動性。學生們大多缺乏對熟練應用計算機的重要性的認識，不能有效的調動學生學習計算機的積極性和主動性是計算機教學中存在的最大問題。
（三）忽視對學生的分層教學。由于在學生的升學考試中未設有計算機、信息技術或與之有關的科目，各個地方的中學、小學并不重視該課程，從而使得計算機這門課程的課時安排的也很少；不僅如此，我們國家地區經濟發展的不平衡導致了不平衡的教育發展，城市與農村之間、城市重點中小學與城市一般中小學之間關于計算機課程的教學的差距十分大，尤其是在貧困的中西部地區，那里的農村中小學生除了在網吧簡單的運用過計算機外，在校期間很少有機會接觸計算機，接受計算機基礎的系統教育更是難上加難。對不同地區計算機水平差異較大的學生來說，采用相同的一刀切的計算機教學方法，兩極分化無疑是唯一的結果。一面水平較高的學生根本吃不飽，不僅會造成這類學生對課程的抱怨還會對學生學習的積極性造成打擊；另一面，水平較低的學生吃不消，從而使其畏懼計算機課程，妄自菲薄，放棄自己。這些極大的阻礙了學生對計算機掌握能力的提高。
三、改革教學的幾點建議
（一）明確教學目標。學習計算機基礎這門課程的大多為非計算機院系或專業的學生，對這些學生來說，計算機只是為其本專業服務的一門工具，因此教師應把計算機教學的核心放在應用上。使學生具備一種當其面臨問題時能用計算機來解決的能力，讓學生知道什么樣的問題計算機可以解決、什么樣的使用方法可以有效的解決問題以及在本專業中如何使用計算機等。精講多練是關鍵，足夠的實踐操作機會才是學生正確理解基礎知識的主要途徑。
（二）改革教學方法。以目前的高校教育特點及現階段的計算機發展特點為依據，對大學生計算機基礎課程進行教學方法及教學模式的改革，總結實踐經驗，改革教學方法，最終提高計算機課程的教學質量，是計算機基礎教學中必須要重視的一個環節。各高校可以設立幾個項目小組，創設極具吸引力的計算機學習環境，提高學生的學習興趣。
（三）分層教學。由于來自不同地區的學生在大學入學前接觸計算機的程度不同，所以各大高校可以在計算機課程開始前增加一個以測試為目的的環節，從而將不同層次的學生篩選出來，分別制定適合各層次學生的教學方案，以復式教學法滿足各層次學生的需求。
（四）改革考試制度。計算機的考試應采用現場考核和平時考核相結合的考試制度，以考核學生的操作能力為重點。具體的實施步驟可以是：教師在實驗課前布置本次實驗的任務，課程結束學生將實驗報告提交給老師，學校做定期的檢查。期末教師以學生實驗課報告提交情況和報告水平為依據給出每個學生的平時成績；著手建立計算機考試題庫，將無紙化考試真正用于計算機考試中，考察在校大學生的計算機掌握及運用能力。期末學生均上機考試，在建立的計算機題庫中隨機抽題；將英語的課程等級制度引入計算機課程當中去，激發出學生學習計算機的熱情。
四、結束語
計算機基礎這門課程是學生學習其他課程的基礎，計算機基礎的教學成敗、學生對計算機技術的掌握程度及計算機技術運用水平的高低，將會對后續課程的學習質量好壞產生直接影響。現階段，在經濟衰退的大環境下，失業率逐漸增加，各大高校供求比例及就業率急速走低，如何通過大學生計算機課程的教學改革，提高大學生運用計算機的水平，從而將大學生的綜合素質提高到一定高度，是每一位教授大學生計算機課程的老師都應關心和研究的問題。
參考文獻：
