計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)創(chuàng)客課程的內(nèi)容開(kāi)發(fā)

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【摘要】如何提高學(xué)生在計(jì)算機(jī)學(xué)科中的學(xué)習(xí)熱情和專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)，以及計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容？如何引導(dǎo)學(xué)生更快地投入應(yīng)用項(xiàng)目，提高在學(xué)習(xí)過(guò)程中、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的創(chuàng)新能力？這已成為當(dāng)前教學(xué)領(lǐng)域中，需要思考、研究和解決的棘手問(wèn)題。在構(gòu)建學(xué)習(xí)環(huán)境和內(nèi)容的同時(shí)，一定要以創(chuàng)新為理念，并在此環(huán)境下設(shè)計(jì)教學(xué)課程內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。教育需要?jiǎng)?chuàng)新，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)該如何教？在目前的情況下，通過(guò)思維指導(dǎo)教學(xué)方式，使教師與學(xué)生能夠真正的共同構(gòu)建學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的大環(huán)境，是我們正在尋求的突破口。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)基礎(chǔ);創(chuàng)客;課程內(nèi)容;網(wǎng)絡(luò)

一、引言

在建立創(chuàng)新型國(guó)家的大背景下，需要培養(yǎng)大量的創(chuàng)新型人才，這是國(guó)家和社會(huì)的共同期待。目前，我國(guó)已經(jīng)有很多大學(xué)都非常重視教學(xué)與科研統(tǒng)一和教學(xué)推廣，以促進(jìn)和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。企業(yè)單位也高度重視畢業(yè)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和實(shí)際項(xiàng)目規(guī)劃能力，這也造成了相對(duì)的矛盾：學(xué)生受知識(shí)框架限制，在短時(shí)間的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)作業(yè)中，復(fù)習(xí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和做重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)作業(yè)的過(guò)程中，花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。無(wú)法實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”，學(xué)習(xí)變相的增加困難；同時(shí)由于硬件設(shè)備的限制，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用對(duì)教學(xué)來(lái)說(shuō)環(huán)境很差，部署和實(shí)施實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生在很大程度上，創(chuàng)新能力也受到限制[1]。

二、創(chuàng)客教育（Maker）

“創(chuàng)客”是指把創(chuàng)造、創(chuàng)新變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的達(dá)人。從廣義上而言，創(chuàng)客中不僅包括“硬件再創(chuàng)造”的創(chuàng)造性人才，還包括在軟件開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、藝術(shù)等領(lǐng)域的優(yōu)秀人才。“創(chuàng)客教育”對(duì)于培養(yǎng)素質(zhì)教育具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。其核心是人，人的創(chuàng)新能力是在利益為前提下發(fā)展素質(zhì)教育。實(shí)施創(chuàng)客教育，可增強(qiáng)動(dòng)手能力、想象力、拓展能力，深化實(shí)際實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。這也是建設(shè)創(chuàng)新型社會(huì)對(duì)高質(zhì)量、高素質(zhì)的教育要求[2]。

三、課程改革

伴隨科學(xué)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展，已經(jīng)逐漸的融入到我們生活的各個(gè)方面。計(jì)算機(jī)、控制和通信技術(shù)之間的融合，務(wù)必成為現(xiàn)如今的核心趨勢(shì)。特別是當(dāng)“物聯(lián)網(wǎng)”和“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念提出后，被認(rèn)為是當(dāng)今蓬勃發(fā)展的“朝陽(yáng)”趨勢(shì)[3]。在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程上融進(jìn)創(chuàng)科教育的理念是非常重要的。拿“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程為例，教學(xué)改革以“互動(dòng)”為方向，以“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”為導(dǎo)向，用“創(chuàng)客教育”做延伸，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)的改革進(jìn)程。

四、課程設(shè)計(jì)

以“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”教學(xué)為例：課程應(yīng)用層實(shí)驗(yàn)，制作簡(jiǎn)單的網(wǎng)頁(yè)和網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)并。本課程的實(shí)驗(yàn)本意是：代替原始應(yīng)用層實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用于測(cè)量、控制技術(shù)和儀器裝置應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，要結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素，以及需要?jiǎng)邮植僮鞯膶?shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行安排。以便加深對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的理解，提高學(xué)生的在實(shí)際作業(yè)中的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)編寫(xiě)Web應(yīng)用程序，加深HTTP協(xié)議的工作原理的理解。2.開(kāi)發(fā)工具開(kāi)源硬件是創(chuàng)客教育者手中最重要的工具。Arduino是一個(gè)方便靈活易操作的開(kāi)源電子原型平臺(tái)。采用Arduino作為嵌入式服務(wù)器的主控制器為實(shí)驗(yàn)研究的教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。Arduino成本低廉，而且以太網(wǎng)擴(kuò)展板附帶一個(gè)Ethernet庫(kù)文件[4]。3.實(shí)驗(yàn)流程為了更好的開(kāi)展創(chuàng)客教育，支持教育實(shí)踐。教學(xué)設(shè)計(jì)會(huì)從各個(gè)角度，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行不同的構(gòu)建，也滲透到諸多實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容中。4.前期準(zhǔn)備（1）打造“創(chuàng)客空間”和相應(yīng)的微信公眾號(hào)，結(jié)合線上線下活動(dòng)，將虛擬現(xiàn)實(shí)與交流活動(dòng)結(jié)合，滿足學(xué)生對(duì)于全方位的溝通與交流互動(dòng)所需的平臺(tái)。開(kāi)放專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供實(shí)踐和實(shí)際操作方面的需求。（2）Arduino基礎(chǔ)的引入:在課外時(shí)間，可以通過(guò)微信公眾號(hào)教學(xué)內(nèi)容，減少學(xué)生的學(xué)習(xí)難度、增加其吸引力。這些內(nèi)容和個(gè)人知識(shí)點(diǎn)，需要與應(yīng)用案例相結(jié)合。（3）實(shí)驗(yàn)部署：教師主要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容描述和組織安排，以微課程形式進(jìn)行，教學(xué)過(guò)程中要有對(duì)實(shí)驗(yàn)原理回顧和實(shí)驗(yàn)操作的輔助指導(dǎo)。（4）檢查總結(jié)：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，對(duì)問(wèn)題和答案做一個(gè)總結(jié)，同時(shí)增加交流互動(dòng)。

五、實(shí)驗(yàn)案例

在此實(shí)驗(yàn)中，建立了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工業(yè)環(huán)境系統(tǒng)的硬件原型。與Arduino一起構(gòu)建了一個(gè)嵌入式服務(wù)器，以太網(wǎng)擴(kuò)展板采用層疊式的設(shè)計(jì)，可以疊加在Arduino控制板上。溫濕度傳感器型號(hào)為DHT11，采用單總線的形式，實(shí)現(xiàn)輸出溫度和濕度的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)的庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)其操作。

六、結(jié)束語(yǔ)

存在于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中，面臨著實(shí)踐與教學(xué)不緊密的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，必須把創(chuàng)客教育與一定的專(zhuān)業(yè)理論相結(jié)合。通過(guò)前沿的嵌入式技術(shù)，再結(jié)實(shí)踐動(dòng)手創(chuàng)新方式，可以很好的解決當(dāng)前教育中存在的問(wèn)題。在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中，學(xué)生有一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和C語(yǔ)言的基礎(chǔ)上，提前相關(guān)實(shí)驗(yàn)的材料，學(xué)生們就可以順利的自行完成實(shí)驗(yàn)操作。創(chuàng)客教育對(duì)于教育的發(fā)展，具有重要的意義。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的核心是人，所以要以創(chuàng)新型教育與專(zhuān)科教育相融合為導(dǎo)向。創(chuàng)客教育的實(shí)施，能更直接有效的提升學(xué)生的動(dòng)手與創(chuàng)新能力，這是構(gòu)建素質(zhì)教育改革、培養(yǎng)新型人才的要求，也是國(guó)家與社會(huì)的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓芳,陳珊.卡內(nèi)基梅隆大學(xué)創(chuàng)客教育的課程開(kāi)發(fā):機(jī)構(gòu)、途徑與特征[J].電化教育研究,2017(7):110-116.

[2]楊秀森.創(chuàng)客教育課程建設(shè)研討會(huì)暨北京教育學(xué)會(huì)網(wǎng)絡(luò)教育研究會(huì)走進(jìn)大興[J].中國(guó)電化教育,2016(7).

[3]柳棟,沈涓,武健.通用技術(shù)課程本體知識(shí)框架——兼論STEMx和創(chuàng)客教育[J].中國(guó)電化教育,2016(10):79-82.

[4]胡曉軍.創(chuàng)客課程:讓學(xué)生形成“帶得走的能力”[J].人民教育,2017(Z1):76-77.

作者:賀令亞 單位:湖南工學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院