教学方法

1.实验教学的原则与方法

  (1)理论和实践并重的培养模式:利用高水平的理论研究和学科前沿研究作为实验教学的指导,在实际教学中必须重视向学生讲授实验的基本理论和基本知识、实验技术原理、科学研究方法、文献检索技术、实验报告和学术论文撰写方法等相关内容,这些已成为中心控制实验教学质量的重要原则。

  (2)以学生为中心是实验教学的核心:在实验过程中,教师往往只起着引导的作用,而不是替学生直接解决问题,许多实验项目的设计都有意识地培养学生的元学习(Meta-learning)能力。

  (3)强化基础能力训练:以基本理论、基本知识、基本技能训练为要求,通过大量严格的基本思维和基本能力训练提高学生的程序设计能力与计算机硬件设计能力,要求学生软硬件结合,全面发展。

  (4)团队性的实验模式:对于综合型、设计型、创新型和探索型实验,学生通常以3~5人为一组,在教师指导下从了解实验背景、学习相关理论知识开始,学生共同完成需求分析、系统设计、编码、测试、数据分析、撰写实验报告等环节,最后参加实验交流(答辩)会。学生在这一过程中很好地培养了团队协作能力,同时还培养了实事求是的科学态度、百折不挠的工作作风、以及勇于开拓的创新意识。

  (5)实践中提高综合能力和创新能力:通过上述多种教学形式的实践训练,使学生不仅熟练掌握实验技能和实验技术,而且学会提出问题、分析问题和解决问题的科学方法,开拓思路,熟悉和体验研究过程,使学生形成科学的思维,拥有科学的精神,提高其综合素质。我们积极引导本科生参加科学研究,使他们在科研第一线的实践中成长和提高。

 

2.开发与积累实验案例库与实验软装置

  与其他学科专业相比,信息技术相关专业实验教学具有自己独有的实验特点。实验教学中心具有针对性地提出信息技术实验教学方法和手段的改革重点:一是仿照管理学科的做法建设实验案例库,并形成一种可积累的实验案例库管理机制;二是开发实验教学中的软件装置,这些实验软装置类似于软件工程中的驱动模块(Driver)和桩(Stub),甚至是一个较复杂的应用框架(Application Framework),可为学生实验结果提供一个可测试、可评价的支撑框架。借助于实验软件装置,学生可以集中精力完成核心的实验内容部分,并验证自己的实验结果,教师可简化对实验结果的评价。

  实验软件装置通常依赖于具体的实验项目,无法在市场上购置。实验教学中心组织教师针对信息技术专业实验教学中的综合型、设计型或研究型实验项目研制了一批实验软件装置。例如,在程序设计的基本实验课程中有一个图形用户界面(GUI)的计算器实验项目,该实验的主要目的是让学生采用算符优先分析技术、基于一个堆栈实现对表达式的计算;学生基于一个实验软件装置完成该实验,软装置提供了与用户交互的GUI部分应用框架,学生只需集中精力实现基于堆栈的表达式计算,同时也可确认自己的程序接口设计是否正确。

 

3.改革实验课程考核方式,建立科学、合理的评价机制

  我们采用多元实验教学考评方法,统筹考核实验过程与实验结果,激发学生实验兴趣并提高学生的实践能力。考核成绩由平时测评及实验报告(评价学生基础和综合实验操作能力、对实验结果的分析能力)、小组讨论总结及科研小论文、宣讲与答辩(对探索性、研究创新型和综合性实验设计)、实验过程与操作(如相关软件工具和环境的使用)、试题测验(考察相关实验及理论知识)等多方面综合得出。这种实验教学考核方式的重大改革取得了良好的教学效果,引导了学生将更多的兴趣放在通过实验探索知识、提高能力和培养素质方面。对于基础较好的专业班级还可通过设置额外加分的任选实验提升学生对实验环节的兴趣,而任选实验项目通常具有更高程度的综合性、研究性与探索性。

  在一些涉及多门课程知识点的综合型实验中,从不同课程的知识角度分别评价学生的实验结果;例如,一个企业报表引擎的设计与实现综合实验,将从报表自定义语言的设计与实现等角度评价编译原理课程的实验成绩,从项目管理、软件过程和文档规范化等角度评价软件工程课程的实验成绩,从数据库设计及其运用等角度评价数据库系统课程的实验成绩。在一些研究探索型实验中,学生的实验即使失败亦可能取得较高的实验成绩,此时评价的主要依据是看学生是否从实验过程中正确地运用了基础知识以及能力与素质的表现。

  为激励优秀学生更多地投入实践活动中,学校还专门设立了“创新学分”制度,要求免试保送硕士研究生的学生必须获得2个创新学分。而创新学分的考核方式与评价机制更加灵活。例如,像ACM程序设计竞赛、电子设计大赛、嵌入式应用大赛、数学建模比赛、信息安全大赛等竞赛获奖者,在正式学术刊物上发表学术论文者,已获得软件著作权或技术专利者,均可凭客观指标获得创新学分;而诸如科技发明小作品、在开源软件阵营贡献作品者,则可通过实验教学中心组织的专家评审与答辩程序获得创新学分。

 

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