摘要：本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段兩方面探討了如何改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以提高教學(xué)效果，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才服務(wù)。文中闡述了電子學(xué)習(xí)平臺(tái)、虛擬實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新基地、實(shí)習(xí)基地對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生的積極影響。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)手段；創(chuàng)新人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5913 (2007) 21-0038-03

1引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等院校教學(xué)不可或缺的重要組成部分，它在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面所起到的重要作用是其他任何教學(xué)形式都無(wú)法取代的。武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心繼承武漢大學(xué)百年教學(xué)所沉淀的優(yōu)良傳統(tǒng)與“三創(chuàng)”(創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè))教育理念，以計(jì)算機(jī)學(xué)院強(qiáng)大的學(xué)科優(yōu)勢(shì)為依托，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的研究與探索，凝練實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)涵，改革創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，不斷使實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與社會(huì)需求相適應(yīng)；以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力為目的，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自我創(chuàng)新的目標(biāo)，努力為國(guó)家培養(yǎng)創(chuàng)新型復(fù)合人才。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

(1) 采取“課前預(yù)習(xí)—資料收集—示范演示—實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練—技能考核”方法加強(qiáng)對(duì)學(xué)生基本操作、基本技能、基本素質(zhì)的培養(yǎng)。

課前預(yù)習(xí)：要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)入計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心網(wǎng)站進(jìn)行預(yù)習(xí)。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心網(wǎng)站中放置了與實(shí)驗(yàn)配套的實(shí)習(xí)指導(dǎo)書、多媒體教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)錄像和其他網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，例如儀器設(shè)備的使用與操作說(shuō)明、實(shí)驗(yàn)常見(jiàn)問(wèn)題，等。

資料收集：課前學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)內(nèi)容，等，自行通過(guò)Internet或電子圖書館搜索查找實(shí)驗(yàn)支撐材料，掌握實(shí)驗(yàn)流程與步驟。

示范演示：實(shí)驗(yàn)課前10～30分鐘內(nèi)，指導(dǎo)教師講解實(shí)驗(yàn)要求，示范操作與演示，觀摩部分學(xué)生操作演習(xí)，并由教師和學(xué)生共同點(diǎn)評(píng)。

實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練：在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，指導(dǎo)教師與實(shí)驗(yàn)輔助教師、研究生助教共同指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，解答學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的疑問(wèn)。如果學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有完成實(shí)驗(yàn)或感覺(jué)自己不夠熟練，還可以預(yù)約開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。

技能考核：制定詳細(xì)的操作、技能評(píng)分點(diǎn)與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行實(shí)驗(yàn)課程的量化考核。

(2) 在綜合設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施“啟發(fā)引導(dǎo)—自主選題—方案設(shè)計(jì)—實(shí)驗(yàn)探索—合作討論—撰寫報(bào)告—考核評(píng)價(jià)”教學(xué)方法。

綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是一種能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)和創(chuàng)新能力的方法和途徑，可以極大激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的積極性。實(shí)驗(yàn)中心采取了“啟發(fā)引導(dǎo)—自主選題—方案設(shè)計(jì)—實(shí)驗(yàn)探索—合作討論—撰寫報(bào)告—考核評(píng)價(jià)”的教學(xué)方法。

啟發(fā)引導(dǎo)：綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一般安排在相應(yīng)實(shí)驗(yàn)課程的后半學(xué)期或者下一學(xué)期，但是在實(shí)驗(yàn)課程開課之初就已經(jīng)明確告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)安排、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備步驟，以及基礎(chǔ)理論、基本操作技能對(duì)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的重要性。闡述綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的意義，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到進(jìn)行科學(xué)研究、科學(xué)思維以及發(fā)揚(yáng)科學(xué)精神的重要性。

自主選題：在實(shí)驗(yàn)教材或?qū)嵙?xí)指導(dǎo)書中都編寫了綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的意義和要求；選題范圍、教學(xué)安排和教學(xué)指導(dǎo)(實(shí)驗(yàn)選題參考、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)舉例和推薦參考資料，等)。此外，教師還從科研項(xiàng)目、實(shí)踐基地、合作企業(yè)提供的問(wèn)題中選擇合適的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目，公布在實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站上，供學(xué)生選擇，也可以由學(xué)生完全自主選擇題目。

方案設(shè)計(jì)：學(xué)生提前將綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的題目、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案和所需要的儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)耗材等提交給指導(dǎo)教師。經(jīng)共同討論修改合格后，方可進(jìn)入下一步工作。

實(shí)驗(yàn)探索：學(xué)生按照經(jīng)過(guò)討論修改的方案在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況及時(shí)給予指導(dǎo)。部分綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)由于具有很強(qiáng)的研究性，在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)內(nèi)很難完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中心對(duì)專業(yè)學(xué)生免費(fèi)開放實(shí)驗(yàn)室，為實(shí)驗(yàn)的順利完成提供有力保障。

合作討論：綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后以班級(jí)或小組為單位進(jìn)行交流與總結(jié)，共同提高。

撰寫報(bào)告：綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告按實(shí)驗(yàn)中心自制的格式或科研論文的格式書寫，要求提交電子版。優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)報(bào)告可在實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站上發(fā)布或在大學(xué)生自己創(chuàng)辦的雜志“e鳴院刊”上發(fā)表。

考核評(píng)價(jià)：制定綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)細(xì)則，包括方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、協(xié)作精神、實(shí)驗(yàn)安排、創(chuàng)新內(nèi)容、演示效果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等部分。

(3) 在研究創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)中實(shí)施“實(shí)驗(yàn)中心—教師團(tuán)隊(duì)—學(xué)生科研團(tuán)隊(duì)—興趣小組四位一體”的教學(xué)方法。

將“實(shí)驗(yàn)中心—教師團(tuán)隊(duì)—學(xué)生科研團(tuán)隊(duì)—興趣小組四位一體”的教學(xué)方法用于研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，起到了非常好的教學(xué)效果，教學(xué)科研相互促進(jìn)，有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，有利于科學(xué)研究的進(jìn)展。

3實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段

(1) 利用新技術(shù)開創(chuàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新手段、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果

實(shí)驗(yàn)中心鼓勵(lì)教師利用計(jì)算機(jī)新技術(shù)積極開創(chuàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新手段，例如：

●網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀幫助學(xué)生深入理解網(wǎng)絡(luò)通信原理

為了幫助學(xué)生更好地理解網(wǎng)絡(luò)通信原理，透徹地掌握數(shù)據(jù)的封裝和解封過(guò)程，清晰地了解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的工作過(guò)程，實(shí)驗(yàn)中心花費(fèi)40余萬(wàn)元購(gòu)買了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)可視化方式清楚地了解通信雙方交互的過(guò)程。

同學(xué)們都反映通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀，以前晦明不清、看不見(jiàn)、摸不著的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包現(xiàn)在都栩栩如生地展示在計(jì)算機(jī)屏幕上，非常形象生動(dòng)且易于理解。

●多媒體電子學(xué)習(xí)平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)中心應(yīng)用自主開發(fā)的“863”成果架構(gòu)了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多媒體電子學(xué)習(xí)平臺(tái)，包括“自主學(xué)習(xí)”、“網(wǎng)上課堂”、“作業(yè)評(píng)閱”、“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”、“實(shí)驗(yàn)錄像點(diǎn)播”、“在線測(cè)試”、“學(xué)習(xí)園地”等功能模塊，極大地方便了學(xué)生的自我學(xué)習(xí)。

通過(guò)多媒體電子學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生可自主查閱資料、預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、分析與評(píng)估實(shí)驗(yàn)結(jié)果、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和課程論文，等。多媒體電子學(xué)習(xí)平臺(tái)中包括與系列教材配套的多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件20余件和“微機(jī)系統(tǒng)與接口技術(shù)”等10門網(wǎng)絡(luò)課程。

此外，實(shí)驗(yàn)中心還建立了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、編譯原理等精品課程教學(xué)網(wǎng)站。

●計(jì)算機(jī)組成原理特色課件

實(shí)驗(yàn)中心利用計(jì)算機(jī)新技術(shù)開發(fā)了特色鮮明的計(jì)算機(jī)組成原理課件，通過(guò)動(dòng)畫形象生動(dòng)地描繪出二進(jìn)制數(shù)據(jù)如何在控制器、譯碼器、運(yùn)算器、寄存器、外存、內(nèi)存等計(jì)算機(jī)部件之間傳送，幫助學(xué)生加深理解。

●通過(guò)在線“虛擬實(shí)驗(yàn)室”輔助學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)中心獨(dú)立開發(fā)的在線“虛擬實(shí)驗(yàn)室”，打破時(shí)空限制，采用網(wǎng)絡(luò)自主式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綖橛?jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生提供貫穿本科階段的全天候服務(wù)。學(xué)生可隨時(shí)隨地進(jìn)入“虛擬實(shí)驗(yàn)室”選擇某一項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果自動(dòng)評(píng)價(jià)。學(xué)生在四年時(shí)間內(nèi)只有達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后，才能獲得相應(yīng)必修學(xué)分。網(wǎng)絡(luò)自主式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ教峁┑膫€(gè)性化服務(wù)充分體現(xiàn)了“因材施教”的教學(xué)指導(dǎo)思想。

(2) 通過(guò)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)提升學(xué)生能力

實(shí)驗(yàn)中心為了更好地提升學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，構(gòu)建了軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、信息安全綜合等多個(gè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。這些平臺(tái)的使用有效地增強(qiáng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，更重要的是激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了自信心，開拓了思維能力。

(3) 通過(guò)大學(xué)科聯(lián)合培養(yǎng)給學(xué)生提供更多、更好創(chuàng)新環(huán)境和機(jī)會(huì)

武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)科綜合實(shí)力強(qiáng)，特點(diǎn)明顯。由劉經(jīng)南院士擔(dān)任主任的軟件工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備環(huán)境優(yōu)良、師資力量雄厚，是國(guó)內(nèi)外軟件工程理論研究與應(yīng)用研究的中心之一。實(shí)驗(yàn)中心與計(jì)算機(jī)學(xué)院、軟件工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家多媒體軟件工程技術(shù)研究中心多方聯(lián)合，為學(xué)生提供更多的科研課題、創(chuàng)新基地和指導(dǎo)老師。

實(shí)驗(yàn)中心在軟件工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建立“軟件工程創(chuàng)新基地”，在國(guó)家多媒體軟件工程技術(shù)研究中心建立“多媒體技術(shù)研究創(chuàng)新基地”，為本科生創(chuàng)新研究和技術(shù)成果轉(zhuǎn)化提供了優(yōu)良的條件。

(4) 在校外建立實(shí)習(xí)基地

校外豐富的科研資源是本科教學(xué)培養(yǎng)中難得的條件，實(shí)驗(yàn)中心每年將部分學(xué)生送往下屬的12個(gè)校外實(shí)習(xí)基地進(jìn)行學(xué)習(xí)，接受實(shí)習(xí)基地先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技能的培訓(xùn)和科研前沿的熏陶。和實(shí)驗(yàn)中心簽訂合作的校外實(shí)習(xí)基地包括：北京安天電子設(shè)備有限公司，等。通過(guò)和企業(yè)公司簽訂合作協(xié)議，每年暑期或從第四學(xué)年開始由應(yīng)用研究能力強(qiáng)的老師帶隊(duì)，選派部分學(xué)生到相關(guān)企業(yè)進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐。通過(guò)這種措施，既解決了企業(yè)的生產(chǎn)難題，又培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

4結(jié)束語(yǔ)

我們通過(guò)改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，充分利用計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心和社會(huì)資源，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和綜合運(yùn)用知識(shí)能力為目的，不斷深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，收到了良好的效果。

收稿日期：2007-07-02

作者簡(jiǎn)介：吳黎兵(1972-)，男，湖北武漢人，博士，武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全。

E-mail：cswlb@126.comwu@whu.edu.cn