1、1项 目 编 号1 2 8 2 A 0 1 0 3 1新世纪高等教育教 学 改 革 工 程 项 目工科基础课程教学中加强素质教育和培养创新意识的研究与实践项目研究主报告二三年七月二十八日2锐意改革，不断进取，与时俱进，注重思维能力培养把基础课程教学质量提高到一个新的高度工科基础课程教学中加强素质教育和培养创新意识的研究与实践课题结题报告2000 年 10 月， 工科基础课程教学中加强素质教育和培养创新意识的研究与实践课题经教育部批准为高等教育重大教学改革项目。三年来，在学校的领导与支持下，课题组按照教育部的要求，锐意改革，不断进取，与时俱进，注重思维能力培养，在教学改革方面做了大胆的尝试，取得
2、了一定的成绩，基本上完成了预定的任务。现将有关情况汇报和小结如下。一. 国内外研究的现状高等数学、大学物理、大学化学、计算机基础系列课程对于理工科学生来说是几门极其重要的基础课程，它对于培养和提高学生的综合素质、思维能力、培养学生辩证唯物主义世界观和掌握科学的方法论，具有其它课程不可替代的作用。传统的教学过程，这几门课程在培养学生综合素质、思维能力方面起到了一定的作用，但由于课程讲授的重点及课程间配合方面的一些问题，课程教学的交互作用没有充分发挥出来，学生人文素质的培养比较缺乏，学生思维能力的培养是残缺的、不完善的，如完成了从离散到连续的转变，却没有完成再从连续回到离散的转变；注重了物理模型的
3、数学意义，却极少涉及如何从观察到的现象进行抽象、综合、概括成数学模型的逻辑思维训练，注重理论的演绎推理，较少涉及归纳推理；注重教学的内容的掌握，较少培养学生联想、迁移能力的训练和培养；总体来看，就考试方式而言，目前基本上是与知识传授相适应的，而如何考核素质和能力还没有成熟的方法，或者虽然也有一些办法，但未获得公认等。从现代教育观来看，大学教育阶段没有完全完成一般思维能力的培养。而一般思维能力是人类各种能力的基础，思维能力上不去，其它知识、能力，特别是创新意识、创造能力的培养就会成为一句空话。就已见到的关于世界教育科学研究报导的情况看，通过数门基础课程的教学比较系统地注重提高综合素质，培养学生思
4、维方式和能力，进而有意识地培养学生的创新意识能力的报导还不多见。国内这方面也正在起步，武汉会议后，各高校在加强基础教育方面在更高的一个层次上纷纷开始探索，投入了大量的人力和物力，因此可望于不久的将来会有所突破。因此选择这样的课题来3进行研究与实践是非常有意义的。国内高校数理化及计算机基础教育四门课程的教学基本上沿用传统的分离模式，进行课程交叉的尝试不多。通过调研了解到华中科技大学李元杰教授就物理教学与计算机课程教学的融合作了有益的探索，在国内产生了较大的影响，值得我们借鉴。北京科技大学材料专业改造的模块式知识结构对我们的启发较大。南京大学卢德馨教授主持的基础学科教学强化部模式为我们项目提供了学
5、习研究的对象。 数学实验课程将数学与计算机有机结合以提高数学与计算机应用能力的做法均为我们提供了经验和借鉴。二. 课题研究的实施方案因为我们的项目涉及四门课程，项目组成员分布在不同的院系，给项目的过程管理带来一定的难度。为了确保项目按期进行，我们制定了详细的研究工作计划，将项目任务进行了分解和再分配。我们对项目研究过程中的内容、方法和进度都有明确的统一的要求，便于操作。总体计划如下：2000 年 1 月4 月，进行调查研究，了解国内高校在基础课程教育教学和改革的基本情况，学习兄弟高校在基础教育改革方面的经验。2000 年 5 月8 月，结合学校的具体情况，根据课题改革的要求制订基础课程教育实施
6、方案。2000 年 9 月2002 年 7 月按基础课教育实施方案进行专业试点教学教育工作。2000 年 9 月2002 年 7 月完成四门课程的 CAI 课件的基本制作。2002 年 7 月2003 年 6 月，继续进行试点专业的试点工作，并完成阶段性课题总结，最后提出课题总结报告。另一方面，课题组经过认真讨论，要求在各门课程进行研究工作时，要特别注意：1. 从加强学生思维能力培养着手；2. 加强相互配合，使学生完成“离散连续离散”和“实践理论实践”两个否定之否定的转化过程；3. 要将工作落实到学生综合素质提高和创新意识的培养上。三. 课题研究的成果（一）提出了适合我校情况的基础课程教育的教
7、学方案4学校在 2001 年制订的教学计划中，把高等数学 大学物理 大学物理实验 工科化学 计算机文化基础和高级语言及程序设计等课程作为全校各非计算机专业的必修课程；在全校 49 个本科专业中除少量文科专业外的其余专业，在教学计划的“知识结构与能力结构”中提出：“掌握本专业所必须的、系统的、比较深厚的基础理论知识” ；“具有初步科学试验方面的知识” ；“具有较强的科学试验、分析解决本专业工程技术问题的能力” ；“具有较强的运用计算机进行科学研究和设计的能力” ；“具有较强的自学能力和适应科学技术发展的应变能力”等或类似表述的要求。根据以上情况，经讨论，我们提出了四门基础课程教育的基本要求和设想
8、：1要完成专业提出的这些培养任务，一是必须通过系列课程的教学才能完成；二是必须发动全校各专业教师共同努力来完成这一任务，作为基础课程教研室，主要是为学生打造一个比较坚实的基础理论平台和实践能力，为各专业学生在校期间进一步学习其它课程和培养能力打下良好的基础。2依据培养目标中界定的知识能力结构的要求，各门基础课程明确了各自课程基本要求，并修订了课程教学大纲：3根据学校对基础课程的要求，在课程设置方面，基本采用了必修加选修的方式解决。作为必修课，主要是为学生打造最必须的深厚的理论基础和科学试验能力；为了给学有余力的学生提出学习机会和部分学生改善知识能力结构的需要，以开设大量相应选修课程的方式解决。
9、4在课程内容方面，尽可能加强各课程间的密切配合，注重学生思维能力的培养，促使学生完成“离散连续离散”思维方式的转变，促使学生完成“实践理论实践”的循环和理论与实际的紧密结合。(二）与时俱进的课程设置根据学校关于基础课程教育的要求，对四门课程原有课程设置作了改革。高等数学课中增加了数值计算的内容，以和计算机课程密切配合，使学生通过两门课程的交互作用，更顺利地完成“离散连续离散”的思维方式转变过程。在数学实验课程中，加入使用 C 语言进行程序设计的内容，促使学生在思维能力方面产生交互作用。在各专业开设高等数学的同时，增设了数学实验 数学建模 大学数学方法与创意等选修课程。 数学实验5课程的开设，使
10、数学理论与实际进一步紧密地结合， 数学建模 大学数学方法与创意 ，在提高学生思维方面和创新意识的培养方面都起到了较好的作用。大学物理以“三论”(相对论 量子论 信息论)为导向，以三个物理图像(实物粒子 场物质 波粒二象性)为主线，重构经典，加强近代，拓宽应用，构建适应素质教育要求的工科大学物理新体系，实现教学内容现代化。经典物理现代化教学着重用现代观点讲授经典物理（新体系） ，强调经典物理学的现代应用，指出经典物理是近代物理的基础和低速宏观下的近似。增加开设光电效应及测普朗克常数、超声波声速的测量等物理实验和设计性实验，按实践理论实践的认知规律进行创新意识的培养。这些做法收到较好的教学效果。化
11、学课首先把过去的“普通化学”课程改设为“工科化学” ，促使化学与工科各专业的教学内容更加紧密地结合起来。工科化学在教学内容和课程体系上，针对非化学化工专业的特点，放弃了过细的化学计算，删去了一些陈旧过时的内容，而对近年来化学前沿的新技术、新成果加以简明、通俗的介绍，以增进学习的兴趣。同时，把公众关心的热点问题（如：能源、新材料等）提出来，从化学的角度加以讨论，不但突出了化学课程的基础性、实用性，也增强了科学思维方法训练。计算机基础课程在课程设置方面作了以下一些改革：（1）课程教学内容作了较大调整： 扩充了计算机技术方面的内容，主要有计算机系统的基本硬件知识，数制和码制，计算机指令的执行，程序设
12、计的基本知识； 操作系统基本知识以 DOS 为主到以 WINDOWS 为主，WINDOWS 操作系统又从 WINDOWS98 升级到WINDOWS2000； OFFICE 组件从 OFFICE97 升级到 OFFICE2000。 对于和两部分，从过去以介绍基本知识为主到以掌握基本知识和操作并重。 增加介绍多媒体和网络方面的基本知识。（2）高级程序设计语言课程由原来的FORTRAN 程序语言设计改为C 语言程序设计 ，并加大了程序设计方法方面的内容，与高等数学密切配合，促使学生完成“离散连续离散”思维方式的转变。（3）进一步丰富计算机技术基础和应用基础方面的选修课程，使之进一步系统化、系列化。为
13、学生开出的选修课程的有：6离散数学计算机数值算法及程序设计微机原理与应用计算机网络技术数据库技术操作系统数据结构软件工程汇编语言VFP 语言C+程序设计语言VB 程序设计语言（4）新设了C 语言课程设计课程，较大地提高了部分学生在程序设计方面的能力，促使学生在计算机基础课程范围内完成“实践理论实践”的循环，使理论与实际达到紧密的结合；同时也通过课程设计课程，一方面进一步提高学生程序设计方面的能力，另一方面在使用离散方法解决问题方面提高到一个新的水平，从而与高等数学配合，进一步完成“离散连续离散”思维方式的转变。在计算机课程范围内完成“实践理论实践”的循环是基于以下考虑，即从计算机文化基础这门操
14、作实践较强开始，通过 C 语言学习在程序设计方面理论上的提高，再回到 C 语言课程设计这一程序设计实践中，使理论与实际达到紧密的结合。据初步了解，通过 C 语言课程设计的教学，达到了我们预期的效果：一是有 1300 多位学生选修这门课程，占学生的25%左右；二是部分学生通过课程设计，在程序设计方面获得了较大的进步，例如有一位同学在写的心得中是这样写的：“最终将此程序搞完，使我有了莫大欣慰，具有了成就感，这种感觉难予言表，可惜别人不能和我共享。 ”（三）思维能力和思想方法的训练与培养在任务书中对注重思维能力和思想方法的培养有这样一段话：“注重基础课程教学中学生思维能力培养的研究，重点是研究如何通
15、过基础课程的教学完成从离散上升到连续，又再从连续回到离散的思维方式的转变，从而促使学生的大学学习阶段在思维方面完成一个“离散-连续-离散”的“否定之7否定”循环；从提出实际问题，对其进行观察、研究、归纳、概括，上升到理性认识，再用学到的理性认识来解决实际问题，实现“实践-认识-实践”的否定之否定的循环，以使思维能力和方式上升到一个新阶段。根据教育科学的研究，思维能力是个体其他各种能力的核心和基础，本课题试图以培养和提高学生思维能力为切入点，以此来推动本课题的其它各项的研究。 ”现以高等数学和计算机基础课程为例，说明在注重思维能力和思想方法的训练与培养能力方面，围绕着实现这两个否定之否定，进行紧
16、密合作，取得了较好的成效的情况。高等数学与计算机基础课程的相互配合，共同完成学生在思维方式上“离散连续离散”的转化。在计算机文化基础课程中，就明确告诉学生，计算机解决问题的方式主要是离散的，要使用好计算机，就必须学会用离散的方式来解决问题，学会离散的思维方法，以丰富和完善思维方式。在强调计算机解决问题的离散性的同时，也明白告诉学生，学习使用离散的思想方式来解决问题，并不是要否定连续，而是要求离散与连续交互使用，该用连续的思维方法时用连续的方法，该用离散的思维方式时使用离散的方法，两者要围绕着解决问题而有机地结合起来。在高等数学课程中，充分发挥该课程在培养学生思维能力方面的作用，注重引导学生掌握
17、正确的学习方法、分析问题和解决问题的方法，注重阐明数学思想，充分展现数学发现问题的思维过程。高等数学的学习，促使学生的思维从离散上升到连续。同时为了与计算机基础课程配合，在高等数学中增加了数值计算方面的内容，促使学生从理论上认识离散思想方法的重要性。C 语言程序设计和 C 语言课程设计教学过程中，特别重视程序设计方法的训练，为学生的思维从连续回归离散，实现认识上的螺旋式上升创造了条件，即通过 C 语言程序课程设计，使学生的思维从连续又回到离散，从而实现“离散连续离散”思维方式的转变。程序设计中蕴含着丰富的离散的思想方法，在 C 语言程序设计和 C 语言课程设计课程中讲解程序时，结合着具体的程序
18、，把结构化程序设计的方法，使用三种基本结构的要求， “自顶向下，逐步求精” 、模块化、隐蔽性原则都介绍给学生，使学生受到较好的程序设计方法和离散的思维方式的训练。特别是进行课程设计时，因程序规模较大，不使用结构化程序设计的方法就无法把程序设计和调试出来，就迫使学生学习接受和使用正确的程序设计方法。通过 C 语言课程设计有不少同学已体会到程序设计方法的重要，学到了程序设计的方法。有些同学是这样来形容他们通过课程设计学到程序设计方法的， “受到了程序设计方法、步骤的锻炼；通过程序设计的综合训练，进一步提高了思维能力” ， “通过此次课程的学习，开阔了思路，学会了模块设计，提高了整体思维的能力，学会
19、了大处着眼，小处完8善的行为方式” ， “把握全局，有重点，各个击破使我渐渐地形成了自己的程序设计思路。一小点儿一小点地做，一滴儿一滴地完成，慢慢地就合成了一个大程序。最有效的方法是分块来完成” ， “经过一个月的实践让我明白了分块，模块化，它不但能提高解决实际问题的效率，而且还能够切切实实地抓住程序，让它紧随着你走，不会偏离原来的方向” 。实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊的作用。在各门课程的教学中均贯彻了“实践-认识-实践”的否定之否定螺旋式上升的设想。在各门课程的教学中，均引导学生重视实践。在课题进行中，通过实践性教学和各个教学环节的合理安排，促使学生完
20、成“实践理论实践”的循环，使学生的综合素质和能力有了较大提高，也培养了学生的创新精神和实践能力。例如“数学实验”课，其数学基础主要是大学一、二年级所学习的微积分，线性代数和概率统计和知识。该课程采取“案例式教学” ，即每个实验基本上包括了“问题提出建立数学模型分析研讨计算机处理小结或进一步思考” 。同时加强与计算机课程如c 语言等课程的密切配合，使其在培养学生思维能力方面产生交互作用，一方面通过实践促使数学的理论与实践紧密地结合起来，同时也促进学生思维能力的提高，完成“离散连续离散”的思维循环。对于化学课程，为了加强化学实验，专门编写出版了化学实验教材。通过化学实验教材的学习和实验项目的进行，
21、主要训练和培养学生的动手能力，目的是帮助学生学会从事化学实验的基本技能，巩固与扩大课堂所获取的化学知识，培养观察思考、分析判断、比较推理和概括综合能力。 教材根据大纲的要教材根据大纲的要求选编了十四个实验，供各不同专业选做：求选编了十四个实验，供各不同专业选做：分析天平的使用、化学反应焓变的测定、醋酸电离度和电离常数的测定、氧化还原与电化学、元素及其化合物、纯水的制备及水质检测、水玻璃模数的测定、工业废水中含铬量的测定、空气中氮氧化物的测定、磷酸盐型无机粘结剂的测定、非金属材料电镀、金属铝的表面处理。通过化学实验课程的教学，使学生从理论回到实践，实现“实践理论实践”的转变，化学课程的教学质量在
22、此中也有了较大的提高；又如计算机基础课程教学中，向学生反复强调上机实践在课程学习中的重要性，反复强调不会操作计算机就不可能使用计算机解决实际问题，编写的程序不能调试出来，同样也不能借助于计算机解决实际问题。同时在计算机文化基础课程的考试中，上机考试作为考核的内容中的一部分，并准备实行上机考试不及格就不能取得本门课程的成绩的办法，以从机制上促使同学重视上机实践。另一方面，对学生上机实践提出了严格要求，并要求学生做出实验报告。上机要写实验报告，这也是一种新的做法。通过实验报告这一形式，促使学生9重视上机教学环节。在重视上机实践的基础上，通过理论教学，使学生对计算机的认识上升到理性的高度，为了使学习
23、到的理论知识，再一次回到实践中去，一方面出了几十道程序编写题，要求学生在机上编写完成并调试通过，这在一定的程度上提高了学生程序编写的能力。采取这样的措施后，根据考试成绩处于中下等的一个班所有学生成绩的统计，程序设计得分率已从 01 级的平均 41分提高到了 02 级的 63 分（将程序设计题总分化为 100 分） ；另一方面，新开设C 语言程序课程设计，对于非计算机专业的课程设置方面是一个创新。增加 C语言程序课程设计就是要强化“实践理论实践” ，学生通过计算机基础文化的学习，从实践开始进入计算机的学习。经过 C 语言程序课程的学习，对使用计算机的认识上升到理论的高度，再经过 C 语言程序课程
24、设计的锻炼，又从理论回到实践中。在课程设计时，还考虑到让学生进一步掌握好 C 语言和提高程序设计的能力，要求学生从学过的程序中选择 20 个以上具有典型代表的程序，作为子菜单操作程序。经过课程设计较大程序设计的锻炼，大部分同学反映，刚学习 C 语言时觉得设计程序都很难，经过课程设计的学习，反回头来看，原来 C 语言的程序看起来就很简单了。有一位同学以“到最后整个程序出来，我都有点不相信我居然编出了这么长的程序”来形容其程序设计能力的提高。这充分说明，同学通过“实践理论实践”的循环，程序设计的能力确实有了较大的提高。各门课程除围绕实现两个“否定之否定”的转变外，还发挥各自课程的特长，对学生进行思
25、维方式和思想方法的教育。例如在过去的数学课程教学中，比较注意演绎推理能力的培养，而忽视归纳推理能力的培养。为此在教学中注意加强学生归纳推理能力的训练。在高等数学的教学中，不仅讲透演绎推理，而且加强了归纳思维的内容，促使学生懂得和了解归纳推理；在计算机基础课程中，比较明确地告诉学生，要从离散的现象或事物中寻找有规律的东西，就必须要懂得归纳推理的方法。例如在讲解 C 语言程序设计内容时，教师有意识地将介绍的程序分成各种类别，如枚举法、方程解法、数值积分法、数据排序法、数据查找法、画图形、矩阵计算等，使学生从中受到归纳方法的训练。在进行课程设计时，要求学生将学到的程序进行分类，类别的名称就是主菜单的
26、名称，具体的程序就是子菜单的名称，以使学生在归纳推理方法方面受到进一步的训练和提高。物理学的学习过程对提高分析和解决问题的能力十分有效。客观世界需要我们对事物的发生和发展进行分析和判断,从现实中进行所谓理想化的抽象(例如质点、刚体、无摩擦运动等等)，学习分解复杂问题为若干简单问题，每个简单问题只含有一个简单的概念。先选用单个的适当概念来解决这些简单问题，10然后我们再把各个结果综合以得到最初导出的理想问题的解，最后我们再加以修正，使抽象出的理想问题的解更能与实际相一致。这样，通过物理课程的学习，同学们就学会了分析和综合，学会如何用简单的概念来处理复杂的问题。物理学丰富的思维方法、实事求是的实验
27、态度、严密的科学作风和特殊的观察、研究方式十分有利于同学们科学素质和创新精神的培养。（四）注意创新意识的培养，注意学生个性发展创新是思维能力的最高体现，在教学过程中，注重创新意识和创新能力的培养，鼓励学生个性的发展。高等数学是工科大学生一进大学就学习的一门极其重要的基础课程，对刚进大学学习的大学生而言，显得既抽象又枯燥，因此课堂教学着重探索定理产生的数学思想，再现历史研究过程，使学生从中受到创新思维的熏陶，如通过变速直线运动位移的不同计算方法，着重讲清、讲诱人们是如何发现定积分与被积函数的原函数之间的内在联系，又是如何通入引入一类全新的函数变上限函数而证明了微积分基本公式，让学生充分去体会前人
28、创新思维的真谛，把隐藏在书本背后的问题的实质和方法挖掘出来传授给学生，给学生以数学的美学享受，从而授给学生崇尚数学的理性精神和训练创新意识。通过大学数学方法与数学创意课，重点对学生进行创新思维的训练，注重强调过去被忽视而在创新思维方面恰恰有着重要作用的思维方法，如类比思维、归纳思维、逆向思维、猜测思维等思维方法的训练，在此同时我们采用在正常教学过程中基本上不用或很少用的教学方法，如展开式、讨论式、研究式，如讨论课上，教师可以提出一些学生力所能及的问题，可以是某些问题的思考，某一定理的推广，某些结论的挖掘等，通过这些内容的教学，在培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力上，在培养学生的创新意识
29、上，取得了良好的效果。又如在计算机基础课程教学中，不要求学生千篇一律地编写程序，而是要求掌握程序编写的思路，鼓励学生按自己的思路去编写程序。由于创新思维需要更多地进行抽象、归纳，在教学中注意归纳思维的教育，在程序设计教学中，当程序个数讲解到一定数量后，就帮助同学总结程序的类型，通过程序类型的总结，一方面提高学生编写程序的能力，使用程序解决具体问题的能力。同时通过归纳总结，也提高了学生归纳推理的能力。在教学方案中，也有意识地留下一些空间，让学生自己去学习、发挥和想象，以培养学生的创新意识和能力。例如，在课程设计课题中，要求同学自己选择至少 20 个程序，把它们装到屏幕界面的菜单中去，这里留下了较
30、大的空间，没有规定程序的类型，也没有规定程序要解决的问题，全由同学们自己去考虑决定；讲义中仅讲解了一个下拉菜11单程序设计，而留下多个下拉菜单程序设计的空间，让学生自己去设计、发挥；讲义中仅介绍各主菜单之间和各下拉菜单各子菜单之间各自任意的切换选择，没有介绍主菜单与子菜单之间切换，这也是留给学生自己去想象、去发挥。据不完全统计，参加课程设计的学生中，设计出主菜单与子菜单间任意切换的同学不在个别，大约有 10%；设计出多个下拉菜单的学生大约有 30%左右。甚至，个别好的学生还在其它方面有创意，例如有一位同学，他把绘制国际象棋棋盘和围棋棋盘的程序（C 语言程序设计教学内容中没有介绍 C 语言绘图的
31、内容，发给学生的教材中也没有关于 C 语言绘图的内容）作为一个子菜单，当问到他为什么要用绘制国际象棋棋盘和围棋棋盘的程序作为子菜单时，他回答说：“希望自己设计的方案与众不同，显示出我的个性！”这说明通过计算机课程和 C 语言课程设计的学习创新的意识在一些学生的头脑子中已开始萌生这也正是在设计课程设计教学方案时所期盼的效果。（五）教材建设教材是教学内容的载体，也是教学内容改革成果的表示方式。教材对于保证教学工作的顺利进行、提高教学质量、引导和方便学生自学都有着重要的意义。教育部在关于加强高等学校本科教学工作 提高教学质量的若干意见中明确指出：鼓励有条件的高等学校编写具有特色的高水平教材、讲义，根
32、据这一精神，课题组十分重视教材建设工作，三年来，编写了以下一些讲义、教学资料，出版了以下一些教材：1. 高等数学高等数学 （上、下册） ，目前已脱稿，经过试用后准备正式出版编写了高等数学解题指南 、 高等数学练习册 、 高等数学习题册 高等数学教学指导书 高等数学教学日历等辅助教学资料。2. 工科化学工科化学 （CAI 配套教材）目前已脱稿，经试用后准备正式出版工科化学实验 ，由中国科学技术大学出版 2002 年 5 月工科化学课件已在两届学生使用过3. 计算机基础课（1）计算机文化基础 吴国凤（主编） 安大出版社 2000 年 5 月（2）C 语言程序设计上机指导孙家启（主编） 安大出版社
33、2001 年3 月（3）Visual Basic 程序设计教程孙家启（主编） 安大出版社 2002年 9 月12（4）Visual Basic 程序设计题解与实验孙家启（主编）安大出版社2002 年 9 月（5）Visual FoxPro6.0 程序设计题解与实验孙家启（主编）安大 2002 年 11 月（6）微机原理及其应用孙家启（主编）安大出版社 2000 年 9 月（7）计算机文化基础 李明（主编） 科大出版社 2002 年 9 月 （8）计算机文化基础习题与实验 李明（主编） 科大出版社 2002年 9 月（9）C 语言程序设计教程 吴国凤（主编） 科大出版社 2003 年 2月 （1
34、0）C 语言程序设计上机指导 吴国凤（主编） 科大出版社 2003年 2 月（11）计算机文化基础 李明（主编） 科大出版社 2003 年 9 月修订版（12）计算机文化基础习题与实验 李明（主编） 科大出版社 2003年 8 月修订版同时，以下三本教材已确定于近期内出版发行：（1） C 语言程序设计教程 吴国凤（主编） ，该教材是 2003 年 2 月由科大出版社出版的C 语言程序设计教程的修订版； （2） C 语言程序设计上机指导 吴国凤（主编） ，该教材是 2003 年 2 月由出版的C 语言程序设计上机指导的修订版。（3） 计算机数值算法及程序设计 周 煦编著，该书是全国高等学校计算机
35、教育研究会与机械工业出版社联合确定出版的有关非计算机专业计算机课程丛书。计算机基础课程在教材出版方面已开始形成以下一些特点：（1）所编写出版的教材基本已自成一个体系，必修课程教材已分别进行了2-3 次的编写和修订，为进一步编写出版较高质量的教材打下了良好的基础；选修课程已编写出版了十种以上的教材，已基本形成了一个序列。（2）结构体系合理，概念清楚，文字流畅，深入浅出，便于自学。（3）增加了思维方法方面的内容，尤其在最后面出版的 5 本教材中，注意增加了思维方法的有关内容，促使学生较早地接触计算机解题的方式方法，受到离散思维方式的教育和锻炼。例如在计算机文化基础2003 年 9 月修订版中增加了
36、有关结构化程序设计的方法、三种基本结构、算法、使用计算机解题的步骤和方法等内容。13（六）教学方式方法的改革高等学校的教学方法是为完成一定的教学目的、任务而采取的教学途径或教学程序，是以解决教学任务为目的师生共同进行认识和实践的方法体系。教学方式方法的改革与教学内容的改革是高等学校一切改革中的核心，也是高校改革的重点和难点。教学内容改革要求伴之以教学方式方法的改革，教学方式方法的改革又将促进教学内容的改革。高校的人才培养、教学的手段和方法必须适应信息化技术发展的要求，在教学活动中应用现代信息技术，是提高教学质量的重要手段的措施。为此，课题组十分重视教学方式方法的改革，并进行了以下一些改革，提高
37、了教学质量，取得了一定的成绩。1. 应用教育技术提升教学水平多媒体是现代教育技术的综合应用，各门课程均开发了多媒体课件，运用多媒体课件上课，收到了良好的教学效果。在高等数学教学中，充分利用计算机的交互性及网络技术，通过计算机进行图形显示、动画模拟等，形成一个图文并茂、声像结合、数形结合的形象，直观、生动的多媒体的教学环境，不仅大大增加了教学的信息量，提高学习效率，而且有效地激发学生的形象思维，特别是动画过程的演示与模拟，为学生提供了一个具有强刺激的情景数学空间，使思维和直觉思维得以激发，而以灵感、顿悟等方式解决学习中的难点。大学物理和工科化学也都开发了课件。其中工科化学以化学反应为主线，辐射到
38、热化学、化学反应的基本原理、溶液化学、电化学、原子结构、元素化学、材料化学的基本内容。课件体系新、内容精、循序渐进、强调基础、结合实际，将化学与工程技术有机地结合起来，体现了对工科大学生进行素质教育的基本宗旨，具有一定的推广价值。用该课件在 02 级合肥工业大学土木 14班进行试点，结果表明采用媒体授课，可以激发了学生学习兴趣、增强教学效果，使学生在较短的时间内能够掌握化学基本原理及实验技能。计算机科学技术的高速度发展与只能用有限的时间来进行计算机有关内容教学的矛盾变得越来越尖锐，唯一的出路就是进行教学方式方法的改革。计算机基础课程在多媒体教学方面，同样也自行开发了计算机文化基础和 C 语言程
39、序设计两门课的课件。两个课件均使用 PowerPoint 由教研室统一制作，各位老师根据教学班的具体情况、自己教学的特点和计算机科学技术发展的情况对课件做出了一定程度的增删、修改，以取得更好的教学效果。为何使用PowerPoint 开发，主要有两点：（1）计算机科学技术发展十分迅速，如使用别的软件制作课件，课件虽制作出来，可能有些内容已落后于时代；同时使用其他软件制作的课件14不易扩充，不能把新的知识及时地补充到课件中去，而使用PowerPoint 开发的课件则非常容易做到这一点；（2）学生对计算机掌握的程度差异较大，统一的课件难于适应所有教学班的具体需要。事实证明，统一制作的课件，保证了基本
40、的教学质量；而让教师能根据教学的具体情况，方便地修改课件，既使各位教师乐于使用统一的课件，又能充分发挥各自的特长，使之使用多媒体教学取得了良好的效果。2. 进行各种教学方法的探索，努力提高教学质量（1）讲练结合，提问、讨论等多种方式优化组合进行课堂教学，克服“满堂灌”的现象。例如高等数学课程的基本内容是以课堂教学为主，在进行课堂教学时，克服过去教师的“一言堂”而是讲练结合，提问、讨论多种方式进行教学，注重引导学生掌握正确的学习方法、分析问题和解决问题的方法，注重探索定理产生的数学思想，充分展现数学发现的思维过程。如前面提到的通过变速直线运动位移的不同计算方法，着重讲清、讲诱人们是如何发现定积分
41、与被积函数的原函数之间的内在联系，又是如何通入引入一类全新的函数变上限函数而证明了微积分基本公式，让学生充分去体会前人创新思维的真谛，把隐藏在书本背后的问题的实质和方法挖掘出来传授给学生，给学生以数学的美学享受，从而给学生崇尚数学的理性精神。同时，用历史上数学家和现代数学家的成才经历激励学生，用数学典故激发学生学习兴趣，使学生感受到高等数学不仅不抽象、不枯燥，相反是乐趣无穷。另外，我们根据不同的数学内容有意识地尝试不同的教学方式将多种不同的教学形式进行优化组合，力求变以教师为中心为以学生为中心，充分调动学生的主观能动性和思维的积极性，培养创新意识和创新能力以及自我更新知识的能力。比如对课堂教学
42、的三种形式：讲授、自学和探索，对概念较强、理论性较强的内容，可发挥教师授课的长处，让教师通过启发式教学，讲清、讲透。对于应用性较强的内容，通过师生讨论、学生自学、写小结等多种方法以培养学生的创造性学习的能力（见材料）并不定期地进行问题的讨论与探索。（2）对于实践性较强的内容采取案例式方式进行教学，例如“数学实验”课其数学基础主要是大学一、二年级所学习的微积分，线性代数和概率统计和知识。该课程采取“案例式教学” ，即每个实验基本上包括了“问题提出建立数学模型分析研讨计算机15处理小结或进一步思考” 。同时加强与计算机课程如c 语言等课程的密切配合，使其在培养学生思维能力方面产生交互作用，促进学生
43、思维能力的提高，完成“离散连续离散”的思维循环。（3）物理课程在教学中，努力变知识教育为素质教育，变教师主体为学生主体，变“教会”“学会”为“会学” 。在课堂提倡问题式教学法：提出问题 分析问题再提出问题，让学生带着问题来上课，上完课带着更深层次的问题去思考。答疑时实行讨论式教学法，组织和鼓励学生进行多种形式的讨论。 讨论使学习深入、讨论激发创新思维。撰写读书报告和小论文，引导学生根据学习中遇到或自选的某个专题，查阅资料，写出论文，培养学生的分析问题和解决问题的能力。尝试双语教学 双语物理教学正在进行中。（4）对于操作性很强的教学内容采用边操作边演练的教学方式，例如在讲解操作系统、OFFICE
44、 组件时，其多数内容是操作性的内容。对于操作性的内容，使用文字叙述，即便加上图形界面，讲解起来既噜苏还不一定能说清楚，若能采取在该软件的操作界面下边操作边讲解的方式，既形象、直观又清楚，收到较好的教学效果。（5）对于理论性较强又比较深的内容采用展开式、讨论式、研究式的教学方式，例如前面提到的大学数学方法与数学创意课教学过程中，重点进行创新思维的训练，注重强调过去忽视在创新思维方面有重要作用的思维方法：类比思维、归纳思维、逆向思维、猜测思维等，在此同时我们采用在正常教学过程中基本上不用或很少用的教学方法，如展开式、讨论式、研究式，如讨论课上，教师可以提出一些学生力所能及的问题：可以是某些问题的思
45、考，某一定理的推广，某些结论的挖掘等，让学生思考，并进行研究、讨论，在研究讨论中一步深一步地引导，最终得出结论。这样的教学方式在培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力上，在培养学生的创新意识上，取得了良好的教学效果。（七）考试方式的改革当前考试中考风不如人意是一个引人注目的问题，但当在抓考场纪律、公正阅卷的同时，考试方式改革和命题有被忽视的倾向。与所有的课程一样，本课题各门课程的考试在课题开始研究前，都存在着考试方式单一和命题中重客观题轻主观题的倾向。在本课题进行中，对考试方式也进行了一定程度的改革16和试点。例如数学实验 、 数学建模 、 大学数学方法与创意 ，三门课程的考核，在考试手段
46、和方法上进行了探索。通过开卷、小论文二种的模式测试相结合，综合评判，平时练习，大型作业结合起来评判，个人总结与分组讨论相结合来评判，避免传统的单一考核方式。将考试从作为单纯的检测手段变为同时也是培养创新能力的手段。又如由于计算机文化基础课程本身实践性极强，使用笔试是无法考出学生上机动手能力的。但由于上机考试难度大，依靠人工难以准确评分，或者虽有较好的评分办法，但在考试时间和精力上花费太多，因此一直没有解决好；在高级程序语言课程考试试题方面，由于客观题具有评分公正、阅卷省力等优点，是非题、选择题所占比重过大，程序设计题比重过小，同样也难以考出学生在运用高级语言进行程序设计方面的能力。针对上述两个
47、问题进行了认真研究。提出了相应的对策和措施，取得了一定的效果。对于计算机文化基础课程的考试，分了三步进行，第一步从 00 级开始进行上机考试试点，试题是借用了省教育厅开发的一级考试软件，因为其命题的范围与要求和课程的要求基本符合，试点面达到 20%。第二步 01 级和 02 级要求所有学生都必须进行上机考试，上机考试成绩占总成绩的 30%左右；第三步，准备从 03 级开始，把上机考试及格作为取得计算机文化基础课程成绩的必要条件，即上机成绩不及格，不论笔试成绩考多好，均为不及格，以提高学生对上机教学环节重视的程度。事实证明，00 级学生由于没有严格进行上机考试，计算机文化课程学完后，仍有部分学生
48、计算机操作不熟练，特别是从西部和农村来的学生，情况要更差一些。从 01 级开始，学生对计算机的操作水平有了提高，基本上每一位学生都能较顺利地操作计算机。对于程序语言设计课程的题目类型的比例，经过激烈的争论，最后大家的意见趋于一致，认为如果通过高级语言程序设计的学习，学生只懂得一些概念和语句的格式，而不会通过自己编写程序来解决一些常见的问题，那么高级语言程序设计课程就算是白学。根据这种设想，在笔试的试卷中，逐步加大与程序设计题目的比例，减少是非题和选择题的比例。过去与程序设计题的比重，一般在 50%以下，现在达到 70%；程序设计题过去一般 2 题左右，现在达到45 题。通过这样的改革，学生对程
49、序设计比较重视，程序编写能力有所提高。（八）综合素质培养和教书育人17老师对学生综合素质的培养，其方式不是大段地、较长时间与学生论说理论，而是结合当场发生的具体事情进行诱导、启发，使学生得到教育。老师教育学生的一个特点是通过身教进行，要求学生有一个正确的学习态度，教师首先要认真对待自己的教学工作；要学生治学严谨，教师就得首先身体力行；要学生的行为文明礼貌，教师就得率先垂范。教师就是通过上课前后、辅导与学生相接触过程中，寓教于点点滴滴小事之中，寓化于潜移默化之中。老师对学生进行综合素质培养和教书育人，主要特点是结合教学工作来进行的。教师在上课过程中，普遍比较注意对学生建立正确思想方法进行引导，结合着作业对学生的学习态度、学习方法等提出严格的要求，结合着在现场发现的不礼貌、不文明的行为
