教 研 信 息
教务处主办 2007-2008学年第四期 总第二十一期 仅供内部参考
编者按：
在本学期期初全体教职工大会上，张院长在教学研究、教学改革的部分提到了“数字教学”这一教改新趋势，他指出“希望我们有条件的教师要与现教中心密切配合，用计算机的科学技术与模拟技术应用到一两门学科中，成为推动学科教学内容与方法改革的先进生产动力，成为我院教学改革的重大突破”。
信息工程系响应学院号召，经多方努力，邀请到华中科技大学李元杰教授于10月25日来院讲学（教务处在本学期第二期《教研信息》上已刊登李元杰《数字教学：我们不能错过的改革浪潮》）。之后，信工系组织本系教师结合我院实际情况进行了深入探讨并汇总呈报，现将《关于李元杰教授数字教学改革讲学的收获、启迪和初步设想的报告》转发各系部，以供研究参考。
教务处
2007年11月12日
关于李元杰教授数字教学改革
讲学的收获、启迪和初步设想的报告
本学期第一次全体教职工大会上，张院长向全院发出开展数字教学改革的号召，他说：“在其他学科中，真正用现代数字教学，本省还未曾见到，全国也很少见，希望我们的共科部和各系有条件的教师要与现教中心密切配合，用计算机的科学技术与模拟技术应用到一、两门学科中，成为推动学科教学内容与方法改革的先进生产动力，成为我院教学改革的重大突破。”
（一）
在张院长和教务长的关怀指导下，我系于9月初率先成立了数字教学改革先期探讨小组，并上网收集了大量有关数字教学改革的资料，10月中旬又派人去郑州大学参观、调研了一次；10月20日经多方努力，终于同李元杰教授取得了联系，并成功地邀请李教授于10月25日来我院做了一场“中国大学的成功之道”的学术报告，晚上又与部分教师进行了座谈讨论。李教授指出：中华的崛起关键在于人才与教育，人才教育的关键在于科学地发展、改革与管理。我们要全面深入地把现代化教育技术与手段应用到各门学科的教学中，特别是计算机的科学技术与模拟技术应成为推动教学内容与方法改革的动力，忽视了这一点会失去高校教学改革的良机。通过报告和座谈，我们对数字教学有了更深刻的理解，对数字教学改革的现实意义和深远的战略意义有了更清醒的认识：
一、什么是数字教学？李教授讲，计算机专家说过，计算机有三种主要用途：数值计算、数字模拟和数字思维判断。在教学过程中，只要使用了数值计算、数字模拟和数字思维判断其中一种手段的教学过程，就可以认为是数字教学。他认为数字教学分为三级：初级是数值计算，中级是数字模拟，高级是数字思维判断。
二、数字教学的核心和精髓是什么？通过与李教授座谈讨论，我们认为数字教学的精髓实质上就是一种借助先进的数字教学工具实施一种新形式的启发式教学、能力培养式教学、激励学生创新意识的教学；其核心是利用数字技术手段，提高学生学习的兴趣，激发学生的潜能，拓展学生的想象力和创造力。
三、现代数字教学的特点是什么？李教授说，概括地讲有五个方面：一是现代数字教学在传统教学的解析研究方法的基础上，进一步挖掘、发扬和深化了解析的作用。它将解析结果的代数形式转化为几何形式，把抽象思维与形象思维联系在一起，加强了科学过程图象的教学，数字技术可借助解析结果展现出真实的物理图象，有利于学生对抽象结果的理解；它能实时改变条件参数，实时观察结果，能把解析的定量信息发展到尽善尽美的程度。二是数字计算能解决解析方法不能解决的或很难解决的一批问题，数字技术具有实时、动态、全局的判断功能，而解析方法只能进行时序的局部的判断。三是数字教学能揭示知识点之间的联系，建立、扩充和完善知识结构，有利于提高教学效益与教学质量。四是数字教学对传统教学内容有重要突破，使教学的可教性与可接受性发生了重要变化。五是丰富了物理教学的方法，提高了学生处理实际问题的能力，提供了学生拓展创新的空间。
四、何谓样例教学法？李教授在座谈会上还进一步注释了数字教学的扩展与含义。他说,我们在实施数字教学的过程中，创造了“样例教学法”。并以亲身经历解释了何谓“样例教学法”。他说：我是在60岁的时候开始学习JAVA的，我学习JAVA是从10个典型的C语言程序例句中学起的。我让一名研究生将这10个典型例句用JAVA语言翻译过来，然后对照着学习。这样，在不到一个月的时间里，我就掌握了JAVA程序的编写要领。
五、“1：4：5考试方法”。李教授讲，我们在实施样例教学法的同时，也改革了考试方法，将传统的100分成绩分成三份：平时作业成绩10分，开卷成绩40分，闭卷成绩50分。开卷试题，在开课后第一周就布置下去，这些题,书上找不到，老师也不会去讲，要求学生自己去思考、讨论、创新完成。闭卷试题共有三个大题，一是知识与理解；二是计算与方法；三是素质与能力。
在飞速发展的知识经济时代，用人单位对人才的要求越来越高，要求高等院校培养的人才，既要基础理论扎实，又要动手能力强，这一切无不要求教育者必须尽快改革脱离实际的传统教学方法。为了提高教学效果，必须改进传统的课堂教学方法，引入现代教学理念。李教授的样例教学其实质是通过样例提高学生学习的兴趣、激发学生的潜能、发挥学生的创新能力。样例教学的目的是在学生掌握了基本理论知识的基础上，通过独立思考和集体合作，进一步提高学生分析实际问题、解决实际问题的能力，以发挥自己的创造才能。在教学活动中，学生活动处于主要地位，教师则起引导作用。在教学方法上，以学生的独立分析研究为主，教师的传授、指导为辅。在教学过程上，从实际样例开始，然后分析问题，最终解决问题或提出解决问题的途径。因此，引导学生做好独立分析研究工作是教学的中心环节，而教学的准备、教师的指导都是为学生的分析研究服务的。
（二）
通过对李教授报告和座谈的学习、讨论，我们认为，李教授的教育思想是超前的，教学方法是先进的，教学手段是创新型的，全系教师一致认为，李元杰教授给我们上了一堂生动的数字教学改革课，样例教学教法课，使我们很受教育，很受启迪。同时也使我们对李教授的“中华的崛起关键在于人才与教育，人才教育的关键在于科技的发展、改革与管理”有了更深刻的理解。
今后，我们系的几十门课如何教？如何改？我们的初步设想是：
一、 先从优化组合C、C++、VC++、NET语言课起步。
经过长时间从事计算机学科硬件、软件基础课教学，我们深知当前高等学校计算机学科硬件、软件基础课教科书的弊端：如程序设计课有C、C++、VC++.NET四门，至少是C、C++两门，纵跨两个学期，且学完不会设计实用程序。
分析起来，VC++.NET离实用程序最近，但难度高且不利培养程序员素质；C离实用程序稍远，是大型软件基础语言，便于培养学生程序设计素质，但都没有实践教学这一环节。
设想，以VC++.NET为线和应用平台，将C、C++、VC++.NET内容按教学零起点进行优化整合，用一个半学期学完，剩半个学期进行课程设计替代40%的考试。课程设计可在第二学期开始就让学生选定、准备。学完后，闭卷考试一次，占50%，余10%是平时作业成绩。
按上述设想，编写教材、实验指导书和课程设计指导书以及有关资料库、数字教学课件等。
二、用“样例教学法”改造JAVA教学。
首先精选样例，选择一个大家比较容易理解的小型货物销售管理系统样例，该样例在现实生活中运用广泛，比较有实用性，并且在设计上能体现软件开发的基本思路。
然后，分析样例，介绍这种小型管理系统的开发流程。通过总体的介绍，使学生对程序设计及开发有了总体架构，并与实际相结合，激发学生兴趣。
接着，就各个功能模块进行分析和设计，在这中间可以对JAVA语言的语法基础、JAVA语言的特征、窗体的设计进行讲解和分析。特别是对具体的界面设计要在多媒体教室里进行，教师可以先作一些演示和介绍，引导学生自己去动手设计界面发挥自己的想象力和创造性，至于窗体上各个控件的使用，让学生自己去尝试使用，发挥学生的自主探究能力。在具体的编程过程中，就实际遇到的重要概念、理论可以进行强调和解释，如空间、类等这些相对来说比较抽象的概念放到实际问题当中去讲解和理解也比较容易了。紧接着当然是后台数据库的设计，对于数据库的设计可以简略的介绍，因为数据库的设计是由专门的数据库软件进行设计的，所以在这个样例里主要介绍如何连接数据库以及简要介绍对数据库如何操作即可，以引导学生进行自主去查资料、书籍等。
最后，当整个样例的基本功能实现差不多了，就可以对样例进行扩充和扩展，例如可以给学生提出这样的问题，进销存功能实现之后，如果我们想与不同的销售部门进行通讯该如何实现？实际上这里就要运用网络编程的知识，紧接着就可以对网络编程方面的知识进行分析和讲解。
在样例讲解分析的过程中，学生就可以自己亲自动手边学习边进行样例的开发，并在实践的过程中进行探索、分析和创新，以真正实现教师引导下的自主学习和创新学习。
如果采用上述的样例教学，可以取得以下几点收益：
第一、 样例教学是让学生带着问题去学习的，提高了学生学习的积极性，注重学生的创新能力和解决实际问题能力的发展，而不仅仅是获得固定的原理、规则。它所解决的是如何用更有效的方式（不只是传授、讲座）获得这些知识。
第二、 学生通过样例教学得到的知识是内化了的知识，虽然他不
一定能把所学到的知识一一罗列出来，但他逐渐学会了如何处理众多的疑难问题。
第三、 通过样例教学，学生不仅可以从中获得认知的知识，而且
有助于提高其表达、讨论技能，增强其面对困难的自信心。
第四、 样例教学大大缩短了教学情景与实际生活情境的差距。样例作为沟通现实世界与学习世界的桥梁，无疑可促使学习者更快地适应工作情景的挑战。
第五、 样例可以把抽象的原理、概念等具体化，把他们置于一定的实际情景之中，学习者可以清楚地认识到这些原理、概念在实际生活中的用处、表现，增进其学习兴趣和动力，同时也会恰当地掌握它所具有的特定含义和意义。
第六、 实施样例教学对教师的素养及素质提出了更高的要求，首先，从案例的选取来看，由于要选编经典、切实可行的案例，需要教师要有很深的专业知识和广博的案例积累，所以对于教师而言需要做大量的工作来提高自己的专业素质。其次，在教学方法及教学方式方面要进行改善。如何运用好、发挥好案例教学能效及功用需教师在讲解时要注意启发性、艺术性、科学性相结合，才能激发学生的自主学习和创新能力。
三、对五门语言课实施新的考试办法。
采用样例教学法后，相应的考试形式也应该多样化。我们把重点放在培养学生的实际动手能力上，避免学生“死背”理论的现象。考试形式可采用平时作业10%,开卷40%,闭卷50%。开卷考试的内容是对所学理论知识深刻理解之后,参考相应的资料提出自己的观点。
以上是我们根据李元杰教授报告中的基本思想，结合我系实际情况提出的初步设想。具体的实施过程还有待进一步的探讨、论证和报批。
信息工程系
2007.11.6
