高等農(nóng)業(yè)院校計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程體系優(yōu)化與教學(xué)方法研究

張福全　業(yè)巧林　馬華章

摘要：考慮到近年來信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會對掌握新技術(shù)、并有實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人才的要求，我們認(rèn)為現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，存在實(shí)踐內(nèi)容陳舊且不系統(tǒng)、教學(xué)方法過于單一的不足。林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)科研項(xiàng)目對訓(xùn)練林業(yè)院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐技能具有重要意義。該文探討結(jié)合林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，優(yōu)化實(shí)踐資源配置，改革實(shí)踐性強(qiáng)的計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式和，探索教研一體化的教學(xué)方法，以提高學(xué)生的實(shí)踐技能。

關(guān)鍵詞：林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)；科研項(xiàng)目；計(jì)算機(jī)實(shí)踐；課程體系；教學(xué)方法改革

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）29-6923-03

1 原實(shí)踐課程體系存在的問題

計(jì)算機(jī)的課程實(shí)踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)實(shí)踐能力、科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的重要手段。我校在制定這類專業(yè)教學(xué)計(jì)劃時，調(diào)整理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)時數(shù)的比例，縮減理論教學(xué)時數(shù)，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)時數(shù)。南京林業(yè)大學(xué)具有國家重點(diǎn)學(xué)科所聚集的技術(shù)創(chuàng)新和人才優(yōu)勢。我們認(rèn)真研究了計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程體系，仔細(xì)分析原實(shí)驗(yàn)設(shè)施、實(shí)驗(yàn)課程體系、教學(xué)模式等核心教學(xué)環(huán)節(jié)之后，發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)存在如下不足[1-3]：

1） 在建設(shè)實(shí)驗(yàn)室硬件上明顯表現(xiàn)出經(jīng)費(fèi)不足，儀器設(shè)備老化，某些設(shè)備套數(shù)不夠；一些計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容依靠軟件實(shí)現(xiàn)，特別是如計(jì)算機(jī)硬件、嵌入式相關(guān)的課程。新的先進(jìn)設(shè)備尚未引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，舊的可用設(shè)備數(shù)量不足；從客觀上難以保證教學(xué)質(zhì)量。

2） 當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容多停留在以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的階段，總體上缺乏綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，既不能鍛煉學(xué)生獨(dú)自承擔(dān)具體實(shí)際實(shí)踐的能力，又不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維；另外教學(xué)手段和教學(xué)方法等方面也顯得單一， 不能啟發(fā)的教育學(xué)生獨(dú)立思考創(chuàng)新， 阻礙了新時代的人才培養(yǎng)。

3） 原有的實(shí)驗(yàn)室管理運(yùn)行模式在時間上缺乏機(jī)動， 不夠開放， 實(shí)驗(yàn)室利用率低， 難以滿足設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的要求。

2 實(shí)踐課程體系優(yōu)化與教學(xué)方法的改革

結(jié)合上述問題，我們探討面對學(xué)生開放學(xué)校現(xiàn)有林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)科研項(xiàng)目，提出在優(yōu)化組合、整合資源基礎(chǔ)上、通過開放式參與項(xiàng)目，將項(xiàng)目資源引入計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)。通過教研結(jié)合達(dá)到更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)施，創(chuàng)造良好硬件環(huán)境的目的。并以此為基礎(chǔ)，對計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程體系、教學(xué)教材、教學(xué)模式進(jìn)行優(yōu)化革新，力爭建立一套有利于專業(yè)人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系。

2.1 改革計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程體系

為適應(yīng)高校人才培養(yǎng)和發(fā)展的趨勢，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的有經(jīng)驗(yàn)、有能力的人才，改變現(xiàn)有實(shí)踐體系的不足，我們從優(yōu)化專業(yè)培養(yǎng)過程的角度出發(fā)，結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)特點(diǎn)和實(shí)際，通過系列調(diào)研、討論發(fā)現(xiàn)，學(xué)生參與學(xué)?；蛘邔W(xué)院的項(xiàng)目，那么就能夠讓學(xué)生通過大量的實(shí)驗(yàn)來掌握和鞏固所學(xué)的理論知識；也能夠讓學(xué)生通過參與研究課題的過程本身，受到系統(tǒng)訓(xùn)練，積累掌握計(jì)算機(jī)項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)[4]。

最近國家大力投入的物聯(lián)網(wǎng)研究即是通信與計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個重要的分支學(xué)科，融合了網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)科作為其基礎(chǔ)。

南京林業(yè)大學(xué)在林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的課題研究借助南京林業(yè)大學(xué)國家重點(diǎn)學(xué)科所聚集的技術(shù)創(chuàng)新和人才優(yōu)勢，對物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)與智能控制在林業(yè)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)難題和共性問題進(jìn)行研究，研發(fā)新一代林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能感知系統(tǒng)[5-6]。

林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的研究本身具有跨學(xué)科、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用型研究。

學(xué)生參加林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的研究，就能夠讓學(xué)生通過大量的實(shí)驗(yàn)來掌握和鞏固所學(xué)的理論知識；也能夠讓學(xué)生通過參與研究課題的過程本身，受到系統(tǒng)訓(xùn)練，積累掌握計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)課程的項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這對于社會需求的有項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人才的培養(yǎng)具有重要意義。這不僅有利于集中資源提高教學(xué)質(zhì)量、也有利于通過實(shí)踐教學(xué)改革，培養(yǎng)新人才的實(shí)現(xiàn)。

2.2改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)一般包括基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)兩個部分，雖然在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)了學(xué)生較為扎實(shí)的基礎(chǔ)知識和一些操作技能， 但對學(xué)生的創(chuàng)新能力、主觀能動性、綜合應(yīng)用知識和解決問題的思維訓(xùn)練方面相對匱乏。

為此， 我們結(jié)合林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目對比計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程可以發(fā)現(xiàn)，從專業(yè)基礎(chǔ)的C++編程語言、操作系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等公共的基礎(chǔ)課，到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想與工程實(shí)踐的方法，很多計(jì)算機(jī)實(shí)踐內(nèi)容與林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目相關(guān)。

而項(xiàng)目具有綜合性、設(shè)計(jì)性，能夠代表學(xué)科專業(yè)水平，這就要求學(xué)生能綜合應(yīng)用所學(xué)知識及各種實(shí)踐技能， 解決有實(shí)際問題。項(xiàng)目是提高學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造能力的重要途徑，學(xué)生參與綜合性和探索性的項(xiàng)目，對于培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和積極性，以及追求探索性的科學(xué)精神具有重要意義。

由此，我們對計(jì)算機(jī)課程實(shí)踐的內(nèi)容作以下兩方面改革[7-9]。

教師應(yīng)先根據(jù)相關(guān)的教學(xué)要求內(nèi)容，從項(xiàng)目中設(shè)計(jì)若干個合適的課題，要求對所學(xué)內(nèi)容具有針對性，體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展趨勢，注重理論和應(yīng)用的結(jié)合，并且教師應(yīng)分發(fā)適當(dāng)?shù)捻?xiàng)目相關(guān)的資料，供學(xué)生查閱。要求給學(xué)生指定的內(nèi)容應(yīng)該是和實(shí)踐工作量相當(dāng)?shù)莫?dú)立的環(huán)節(jié)，便于考查和指導(dǎo)，也便于學(xué)生掌握參與部分整體的設(shè)計(jì)流程。

學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識，以小組為研究團(tuán)隊(duì)，選做匹配自己知識基本面的研究內(nèi)容，通過查閱文獻(xiàn)資料，獨(dú)立設(shè)計(jì)出問題解決的方案，在指導(dǎo)教師的審閱后，形成解決方案。再由學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的各個環(huán)節(jié)。這樣學(xué)生就能夠在科研中充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性，鍛煉自己解決實(shí)際問題的能力，這對他們今后的科研工作和學(xué)習(xí)都具有一定的意義。

2.3 教學(xué)模式改革

當(dāng)前教學(xué)模式要按教學(xué)大綱規(guī)定的時間開設(shè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)， 且實(shí)驗(yàn)通常是老師主動講的多、學(xué)生被動聽的多、被動做實(shí)驗(yàn)。造成學(xué)生循規(guī)蹈矩，創(chuàng)造性不高，不利于創(chuàng)新能力和思維能力的培養(yǎng)。在科技與經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展高度一體化的今天，科技創(chuàng)新已經(jīng)從個體過渡到團(tuán)隊(duì)，其基本推動力是研究團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)造力。學(xué)生在實(shí)踐課程環(huán)節(jié)參與物聯(lián)網(wǎng)的科學(xué)研究，既可以在一定程度上補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)人員，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ部梢酝ㄟ^這些年輕學(xué)生的活躍思維為研究貢獻(xiàn)新思路，新方法，因此我們認(rèn)為要改變教學(xué)模式[10-14]。endprint

可通過學(xué)生參與項(xiàng)目，構(gòu)建以下四個實(shí)驗(yàn)課程子集。

1） 引導(dǎo)性： 注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)水平的基礎(chǔ)知識、需求和技巧。

2） 分析與設(shè)計(jì)性： 注重在技術(shù)基礎(chǔ)知識之上， 分析問題與構(gòu)建計(jì)算模型。

3） 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)性： 注重技術(shù)要求， 能給出設(shè)計(jì)方案并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。

4） 設(shè)計(jì)獨(dú)立性： 側(cè)重于科學(xué)研究與開發(fā)的要求， 重點(diǎn)是正確的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)， 強(qiáng)調(diào)相對獨(dú)立的項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)。

例如：計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)課程的課程實(shí)踐環(huán)節(jié)，可以讓學(xué)生參與林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)科研項(xiàng)目中的AODV路由協(xié)議的移植環(huán)節(jié)，兩者基礎(chǔ)理論知識是相通的?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生通過路由基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境需求，通過平臺移植，節(jié)點(diǎn)仿真，節(jié)點(diǎn)下載，系統(tǒng)調(diào)試，讓學(xué)生參與項(xiàng)目。

這即注重計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的核心課程，讓學(xué)生直觀感受實(shí)驗(yàn)結(jié)果，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的樂趣，有效提升學(xué)生應(yīng)用知識的能力。右充分?jǐn)U展了學(xué)生的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的綜合應(yīng)用能力， 有效銜接社會職業(yè)需求在課程教學(xué)方面的內(nèi)容， 重點(diǎn)培養(yǎng)了學(xué)生分析解決陌生問題的思維方式和實(shí)踐能力，將教育課程分散在計(jì)算機(jī)項(xiàng)目實(shí)踐中去。以此適應(yīng)高等學(xué)校人才培養(yǎng)與發(fā)展的趨勢，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生。

2.4 完善實(shí)驗(yàn)考評制度

3 結(jié)束語

計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程體系優(yōu)化與教學(xué)方法改革需要我們在不斷的摸索中推進(jìn)。這就要求我們在實(shí)踐中時刻注意總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，注重教學(xué)質(zhì)量的提高，以期找到一條促進(jìn)人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。教無定法，因才施教。在如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率方面，沒有固定模式， 只有通過廣大教育工作者不斷的思考、探索、研究和總結(jié)， 結(jié)合當(dāng)前階段學(xué)校的科研情況和社會需求，才能達(dá)到我們預(yù)期的培養(yǎng)適應(yīng)社會需求人才的目的和效果。

參考文獻(xiàn)：

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可通過學(xué)生參與項(xiàng)目，構(gòu)建以下四個實(shí)驗(yàn)課程子集。

1） 引導(dǎo)性： 注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)水平的基礎(chǔ)知識、需求和技巧。

2） 分析與設(shè)計(jì)性： 注重在技術(shù)基礎(chǔ)知識之上， 分析問題與構(gòu)建計(jì)算模型。

3） 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)性： 注重技術(shù)要求， 能給出設(shè)計(jì)方案并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。

4） 設(shè)計(jì)獨(dú)立性： 側(cè)重于科學(xué)研究與開發(fā)的要求， 重點(diǎn)是正確的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)， 強(qiáng)調(diào)相對獨(dú)立的項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)。

例如：計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)課程的課程實(shí)踐環(huán)節(jié)，可以讓學(xué)生參與林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)科研項(xiàng)目中的AODV路由協(xié)議的移植環(huán)節(jié)，兩者基礎(chǔ)理論知識是相通的。可以引導(dǎo)學(xué)生通過路由基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境需求，通過平臺移植，節(jié)點(diǎn)仿真，節(jié)點(diǎn)下載，系統(tǒng)調(diào)試，讓學(xué)生參與項(xiàng)目。

這即注重計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的核心課程，讓學(xué)生直觀感受實(shí)驗(yàn)結(jié)果，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的樂趣，有效提升學(xué)生應(yīng)用知識的能力。右充分?jǐn)U展了學(xué)生的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的綜合應(yīng)用能力， 有效銜接社會職業(yè)需求在課程教學(xué)方面的內(nèi)容， 重點(diǎn)培養(yǎng)了學(xué)生分析解決陌生問題的思維方式和實(shí)踐能力，將教育課程分散在計(jì)算機(jī)項(xiàng)目實(shí)踐中去。以此適應(yīng)高等學(xué)校人才培養(yǎng)與發(fā)展的趨勢，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生。

2.4 完善實(shí)驗(yàn)考評制度

3 結(jié)束語

計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程體系優(yōu)化與教學(xué)方法改革需要我們在不斷的摸索中推進(jìn)。這就要求我們在實(shí)踐中時刻注意總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，注重教學(xué)質(zhì)量的提高，以期找到一條促進(jìn)人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。教無定法，因才施教。在如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率方面，沒有固定模式， 只有通過廣大教育工作者不斷的思考、探索、研究和總結(jié)， 結(jié)合當(dāng)前階段學(xué)校的科研情況和社會需求，才能達(dá)到我們預(yù)期的培養(yǎng)適應(yīng)社會需求人才的目的和效果。

參考文獻(xiàn)：

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可通過學(xué)生參與項(xiàng)目，構(gòu)建以下四個實(shí)驗(yàn)課程子集。

1） 引導(dǎo)性： 注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)水平的基礎(chǔ)知識、需求和技巧。

2） 分析與設(shè)計(jì)性： 注重在技術(shù)基礎(chǔ)知識之上， 分析問題與構(gòu)建計(jì)算模型。

3） 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)性： 注重技術(shù)要求， 能給出設(shè)計(jì)方案并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。

4） 設(shè)計(jì)獨(dú)立性： 側(cè)重于科學(xué)研究與開發(fā)的要求， 重點(diǎn)是正確的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)， 強(qiáng)調(diào)相對獨(dú)立的項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)。

例如：計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)課程的課程實(shí)踐環(huán)節(jié)，可以讓學(xué)生參與林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)科研項(xiàng)目中的AODV路由協(xié)議的移植環(huán)節(jié)，兩者基礎(chǔ)理論知識是相通的?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生通過路由基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境需求，通過平臺移植，節(jié)點(diǎn)仿真，節(jié)點(diǎn)下載，系統(tǒng)調(diào)試，讓學(xué)生參與項(xiàng)目。

這即注重計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的核心課程，讓學(xué)生直觀感受實(shí)驗(yàn)結(jié)果，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的樂趣，有效提升學(xué)生應(yīng)用知識的能力。右充分?jǐn)U展了學(xué)生的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的綜合應(yīng)用能力， 有效銜接社會職業(yè)需求在課程教學(xué)方面的內(nèi)容， 重點(diǎn)培養(yǎng)了學(xué)生分析解決陌生問題的思維方式和實(shí)踐能力，將教育課程分散在計(jì)算機(jī)項(xiàng)目實(shí)踐中去。以此適應(yīng)高等學(xué)校人才培養(yǎng)與發(fā)展的趨勢，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生。

2.4 完善實(shí)驗(yàn)考評制度

3 結(jié)束語

計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程體系優(yōu)化與教學(xué)方法改革需要我們在不斷的摸索中推進(jìn)。這就要求我們在實(shí)踐中時刻注意總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，注重教學(xué)質(zhì)量的提高，以期找到一條促進(jìn)人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。教無定法，因才施教。在如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率方面，沒有固定模式， 只有通過廣大教育工作者不斷的思考、探索、研究和總結(jié)， 結(jié)合當(dāng)前階段學(xué)校的科研情況和社會需求，才能達(dá)到我們預(yù)期的培養(yǎng)適應(yīng)社會需求人才的目的和效果。

參考文獻(xiàn)：

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