戴華林，李 瑋，彭慧卿

(天津城建大學 計算中心，天津 300384)

教育與教學研究

計算機基礎實驗教學體系改革與實踐

戴華林，李 瑋，彭慧卿

(天津城建大學 計算中心，天津 300384)

以計算機基礎實驗教學示范中心建設為契機，對計算機基礎實驗教學體系進行了系列改革研究．建立了分層次和開放式實驗教學管理模式；構(gòu)建了由計算機基礎、計算機應用、實踐創(chuàng)新和高性能計算四個平臺組成的實驗教學綜合平臺；形成了促學強教、科學合理的實驗教學評價機制．

分層次；開放式；創(chuàng)新能力；示范中心

實驗教學和理論教學相輔相成，是現(xiàn)代教學體系中不可缺少的重要組成部分，是培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新精神的重要手段[1]．天津城建大學計算機基礎實驗教學中心承擔計算機基礎實驗教學任務，注重以培養(yǎng)學生的認知能力、計算思維能力、自主學習能力、實踐動手能力、分析研究能力和創(chuàng)新能力為目標[2]，將現(xiàn)代教育思想和方法、現(xiàn)代科技理論和成果、現(xiàn)代教育技術(shù)和手段應用到計算機基礎實驗教學的改革和實踐中來；以知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念為導向，以能力培養(yǎng)為核心，以教學內(nèi)容、課程體系改革和研究來推動計算機基礎教學實驗中心教改工作的深入發(fā)展[3]．在分層次實驗教學基礎上，構(gòu)建了知識和能力并重的實驗教學體系．

1 實驗教學管理模式

(1)分層次的實驗教學管理．根據(jù)計算機實驗教學的類型和要求，將實驗分為基礎型、設計綜合型和創(chuàng)新型三個層次．針對學生的具體情況，有針對性地開展分級教學．基礎型實驗側(cè)重對全校學生進行普及教學，注重培養(yǎng)學生的基礎實踐能力；在實踐性較強的工科類學生中開展綜合型實驗教學，可提高學生的分析問題和解決問題的綜合能力[4]；對學習能力強、成績優(yōu)秀的學生開展創(chuàng)新實驗教學，有利于培養(yǎng)學生科學素質(zhì)和科研能力．通過因材施教，既能滿足學生的學習要求，又能推動學生的個性發(fā)展，不斷提升學生的動手能力和創(chuàng)新能力．

實踐表明，在計算機實驗教學中采用分層次教學效果明顯，“應用型人才培養(yǎng)中加強創(chuàng)新能力的研究與實踐”獲天津市教學成果一等獎．在“大學計算機基礎”教學中，對分模塊、分層次實驗教學體系進行實踐，取得較好的效果，該課程于2009年獲批天津市精品課．同時，學生的動手能力有明顯提高，在各類競賽中取得了優(yōu)異成績，畢業(yè)生得到用人單位的普遍好評．

分類分層次培養(yǎng)比較適合高等院校的計算機實驗教學[5]．計算機學科發(fā)展變化日新月異，是其他學科所無法相比的．只有根據(jù)計算機科學和技術(shù)的發(fā)展，緊緊跟蹤新技術(shù)、新方法、新理論，不斷更新課程教學大綱、教材，促進教學內(nèi)容的重組和體系的更新，使學生學到當前主流技術(shù)，才能夠真正強化實際應用能力的培養(yǎng)，造就應用型、創(chuàng)新型的計算機人才．

(2)建設知識和能力并重的開放實驗管理．實驗中心把實驗教學與理論教學的有機結(jié)合作為重點，改革實驗教學依附于理論教學的傳統(tǒng)觀念．建立相對獨立的實驗教學體系，打破層次之間、專業(yè)之間、課程之間的界限，面向教師、研究生、全日制本科生及成教等實行開放實驗管理[6]．實驗中心建立了 10個計算機實驗室和2個創(chuàng)新實驗室，承擔基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗不同層次的實驗教學和進行開放實驗與科學研究．通過參加競賽和科研立項等形式鼓勵學生課余時間進行開放實驗和創(chuàng)新研究，形成以能力培養(yǎng)為主線與理論教學既有機結(jié)合又相對獨立的多層次實驗教學體系．

2 實驗教學平臺

實驗中心建設了10個計算機實驗室和2個創(chuàng)新實驗室，中心儀器設備均為知名品牌，品質(zhì)精良，硬件配置較高，在硬件的基礎之上結(jié)合先進的正版軟件使得中心配置合理，數(shù)量充足，為計算機基礎實驗教學提供了優(yōu)越的教學環(huán)境．在此基礎上搭建了計算機基礎實驗平臺、計算機應用實驗平臺、創(chuàng)新平臺和高性能計算服務平臺，每個平臺相互銜接和關聯(lián)，為全校計算機與信息技術(shù)類實驗課程的實驗教學，以及各種課外學習、科技活動、實驗培訓和競賽提供了強有力的支持和服務．

(1)計算機基礎實驗教學平臺．開設《大學生計算機基礎》、《C語言程序設計》、《工程圖學》等課程，同時為計算機基礎類課程提供課堂教學服務，提供隨堂演示實驗、課間或課后展示實驗，課余的自助實驗等．面向全校本科生提供預習實驗、復做實驗，對進行自學研究實驗的低年級同學提供自主學習的空間．

(2)計算機應用實驗教學平臺．計算機應用實驗教學平臺主要為全校各學院專業(yè)課提供計算機服務，與創(chuàng)新平臺相互銜接，在不同的時間段，根據(jù)實驗教學的需求交互使用，開展與當今科技前沿熱門課題相關的專題系列實驗研究．

(3)創(chuàng)新平臺．創(chuàng)新平臺包括教師工作室、創(chuàng)新實驗室和相關科研實驗室．創(chuàng)新平臺與基礎實驗教學平臺和部分科研實驗室相互銜接，有相關聯(lián)部分，有些儀器設備，在不同的時間段，根據(jù)實驗教學的需求，既可以滿足基礎實驗的要求，通過儀器和部件或組建的合理搭配，又可以滿足設計與研究性實驗的教學要求，充分發(fā)揮現(xiàn)有儀器的使用頻率，為增強理工科學生的實踐能力服務[7]．除了實驗課程之外，還為全校本科生提供課外實驗研究、課外科技活動、計算機與信息技術(shù)實驗培訓和大學生計算機與信息技術(shù)實驗競賽服務，為大學生參加全國各種競賽提供前期相關實驗指導，協(xié)助校、學院團委科技節(jié)的各種競賽和科普活動[8]．

(4)高性能計算服務平臺．計算中心計劃在1～3年建成具有城建特色的高性能計算服務平臺，為全校師生提供高速、并行計算服務，開展面向城建領域高性能計算、數(shù)字城市建設和虛擬現(xiàn)實等服務工作，努力提升學?？萍挤账剑?/p>

3 實驗教學環(huán)節(jié)

計算中心非常重視實驗教學環(huán)節(jié)，幾年來，在改革和完善實驗教學體系方面做了大量工作，主要表現(xiàn)在以下幾個方面．

(1)以課程小組為單位組織實驗教學，制定充分體現(xiàn)新的實驗教學指導思想的實驗教學大綱，編寫實驗指導書，制作實驗教學課件，不斷更新實驗教材．

(2)合理安排實驗學時，壓縮驗證性實驗，加大綜合性、設計性實驗比例．

(3)將實驗課的考核成績加入學生考試成績總分中，使學生更加重視實驗教學環(huán)節(jié)．

(4)堅持實驗室常年開放，為學生自主學習和訓練提供良好的環(huán)境．在正常實驗教學課時外，每門課程為學生提供一定的課外機時．

(5)采用多種形式組織學生參加課外科技活動，將教師的科技成果融入教學當中，逐漸形成一種開放、合作、研究型的學習氛圍，促進學生綜合能力的提高．抓學生第二課堂學習，提高計算機文化素質(zhì)，通過第二課堂配合，拓展實驗教學的時間和空間，激發(fā)了學生學習的熱情，也推動了實驗課程體系建設．

4 實驗教學評價體系

計算中心建立了一套科學合理的實驗教學評價機制，以評促學，以評強教，不斷推動實驗教學改革與發(fā)展．評價體系分為教師實驗教學評價和學生實驗評價兩個部分．

(1)教師實驗教學評價．教師實驗教學評價主要是對實驗課程和教學過程及教學效果的評價，包括實驗教學大綱、實驗教學內(nèi)容、實驗準備、實驗指導、實驗報告、實驗考核和實驗效果等七個方面．采用學生評價(30% )和同行評價(70% )相結(jié)合的形式，并將評價結(jié)果及時反饋給指導教師．教師將好的教學方法和教學理念在中心推廣，不斷進行實驗教學改革，提高教學質(zhì)量．

(2)學生實驗過程及效果評價．主要是評價學生的學習態(tài)度、行為舉止、實驗表現(xiàn)、動手能力、團隊意識和創(chuàng)新能力等六個方面．分為學生自評(20% )、學生互評(30% )和教師評價(50% )．通過評價結(jié)果來全面了解學生的課程實驗和課外科技活動情況，以便有針對性地開展實驗教學．

5 結(jié) 語

天津城建大學計算機基礎實驗教學中心緊緊圍繞天津市級示范中心建設的目標要求，在實驗教學體系、實驗創(chuàng)新平臺、實驗方法手段和實驗教學評價等方面做了大量的建設和實踐工作，取得了很好的效果．中心的創(chuàng)新教育理念、開放教學模式、模塊化教學方法以及研制的各種教學儀器和數(shù)字化實驗教學管理系統(tǒng)在實踐中得到優(yōu)化，并且在國內(nèi)一些高校得到應用，形成了一定的影響力．

［1］ WU Jun，HAN Wenmin. Research of neuroergonomics experimental teaching system in industrial engineering[J]. Applied Mechanics and Materials，2014，596： 1034-1039．

［2］ 范公廣，劉永萍，謝 軍. 國家級實驗教學示范中心實驗教學體系的探索與實踐[J]. 實驗技術(shù)與管理，2012，29(1)：134-134．

［3］ YUAN Xiuping，F(xiàn)ANG Zuhua，LI Xinxin. Hardware design of vehicle electron measurement and experimental teaching system[J]. Proceedings of the 2013 3rd International Conference on Intelligent System Design and Engineering Applications，2013(3)807-810．

［4］ 陶宇煒，謝愛娟，張寶玲. CDIO視閾下高校實驗教學體系的構(gòu)建與實踐[J]. 教育與教學研究，2013，27(10)：96-98．

［5］ 王岳斌，王惠宇，甘 靖，等. 計算機技術(shù)基礎“233”實驗教學體系探究[J]. 湖南理工學院學報：自然科學版，2009，22(3)：82-83．

［6］ 曹廣勝，王志華，胡紹彬. 基于示范中心建設 改革實驗教學體系[J]. 實驗科學與技術(shù)，2012，10(6)：123-124．

［7］ 李明弟，陸曉陽，孟令君，等. 創(chuàng)新實驗教學體系的構(gòu)建研究[J]. 山東建筑大學學報，2011，26(5)：512-515．

［8］ 段 蓉，朱昌平，張雅新，等. 創(chuàng)新型實驗教學體系的探索[J]. 實驗技術(shù)與管理，2010，27(10)：156-158．

Reform and Practice of Computer Fundamental Experimental Teaching System

DAI Hua-lin，LI Wei，PENG Hui-qing
(Computing Center，Tianjin Chengjian University，Tianjin 300384，China)

With the construction of basic computer experimental teaching demonstration center as an opportunity we have studied the experimental teaching system of basic computer and set up the management mode of experiment teaching level and open experimental teaching. We constructed an integrated platform for experimental teaching which consists of the basic computer computer application practice innovation and high performance computing. An evaluation mechanism of experimental teaching has be formed. The evaluation mechanism is scientific reasonable and benefits students’ learning and teachers’ teaching.

multi-layer；open mode；creative ability；demonstration center

G642：TP3-05

A

2095-719X(2015)06-0451-03

2015-02-28；

2015-03-20

天津城建大學教學改革項目(JG-1413)

戴華林（1974—），男，湖南武岡人，天津城建大學教授，博士．