计算机基础实验教学体系改革与实践

戴华林，李 玮，彭慧卿

(天津城建大学 计算中心，天津 300384)

教育与教学研究

计算机基础实验教学体系改革与实践

戴华林，李 玮，彭慧卿

(天津城建大学 计算中心，天津 300384)

以计算机基础实验教学示范中心建设为契机，对计算机基础实验教学体系进行了系列改革研究．建立了分层次和开放式实验教学管理模式；构建了由计算机基础、计算机应用、实践创新和高性能计算四个平台组成的实验教学综合平台；形成了促学强教、科学合理的实验教学评价机制．

分层次；开放式；创新能力；示范中心

实验教学和理论教学相辅相成，是现代教学体系中不可缺少的重要组成部分，是培养学生工程实践能力和创新精神的重要手段[1]．天津城建大学计算机基础实验教学中心承担计算机基础实验教学任务，注重以培养学生的认知能力、计算思维能力、自主学习能力、实践动手能力、分析研究能力和创新能力为目标[2]，将现代教育思想和方法、现代科技理论和成果、现代教育技术和手段应用到计算机基础实验教学的改革和实践中来；以知识传授、能力培养、素质提高协调发展的教育理念为导向，以能力培养为核心，以教学内容、课程体系改革和研究来推动计算机基础教学实验中心教改工作的深入发展[3]．在分层次实验教学基础上，构建了知识和能力并重的实验教学体系．

1 实验教学管理模式

(1)分层次的实验教学管理．根据计算机实验教学的类型和要求，将实验分为基础型、设计综合型和创新型三个层次．针对学生的具体情况，有针对性地开展分级教学．基础型实验侧重对全校学生进行普及教学，注重培养学生的基础实践能力；在实践性较强的工科类学生中开展综合型实验教学，可提高学生的分析问题和解决问题的综合能力[4]；对学习能力强、成绩优秀的学生开展创新实验教学，有利于培养学生科学素质和科研能力．通过因材施教，既能满足学生的学习要求，又能推动学生的个性发展，不断提升学生的动手能力和创新能力．

实践表明，在计算机实验教学中采用分层次教学效果明显，“应用型人才培养中加强创新能力的研究与实践”获天津市教学成果一等奖．在“大学计算机基础”教学中，对分模块、分层次实验教学体系进行实践，取得较好的效果，该课程于2009年获批天津市精品课．同时，学生的动手能力有明显提高，在各类竞赛中取得了优异成绩，毕业生得到用人单位的普遍好评．

分类分层次培养比较适合高等院校的计算机实验教学[5]．计算机学科发展变化日新月异，是其他学科所无法相比的．只有根据计算机科学和技术的发展，紧紧跟踪新技术、新方法、新理论，不断更新课程教学大纲、教材，促进教学内容的重组和体系的更新，使学生学到当前主流技术，才能够真正强化实际应用能力的培养，造就应用型、创新型的计算机人才．

(2)建设知识和能力并重的开放实验管理．实验中心把实验教学与理论教学的有机结合作为重点，改革实验教学依附于理论教学的传统观念．建立相对独立的实验教学体系，打破层次之间、专业之间、课程之间的界限，面向教师、研究生、全日制本科生及成教等实行开放实验管理[6]．实验中心建立了 10个计算机实验室和2个创新实验室，承担基础性实验、综合性实验和设计性实验不同层次的实验教学和进行开放实验与科学研究．通过参加竞赛和科研立项等形式鼓励学生课余时间进行开放实验和创新研究，形成以能力培养为主线与理论教学既有机结合又相对独立的多层次实验教学体系．

2 实验教学平台

实验中心建设了10个计算机实验室和2个创新实验室，中心仪器设备均为知名品牌，品质精良，硬件配置较高，在硬件的基础之上结合先进的正版软件使得中心配置合理，数量充足，为计算机基础实验教学提供了优越的教学环境．在此基础上搭建了计算机基础实验平台、计算机应用实验平台、创新平台和高性能计算服务平台，每个平台相互衔接和关联，为全校计算机与信息技术类实验课程的实验教学，以及各种课外学习、科技活动、实验培训和竞赛提供了强有力的支持和服务．

(1)计算机基础实验教学平台．开设《大学生计算机基础》、《C语言程序设计》、《工程图学》等课程，同时为计算机基础类课程提供课堂教学服务，提供随堂演示实验、课间或课后展示实验，课余的自助实验等．面向全校本科生提供预习实验、复做实验，对进行自学研究实验的低年级同学提供自主学习的空间．

(2)计算机应用实验教学平台．计算机应用实验教学平台主要为全校各学院专业课提供计算机服务，与创新平台相互衔接，在不同的时间段，根据实验教学的需求交互使用，开展与当今科技前沿热门课题相关的专题系列实验研究．

(3)创新平台．创新平台包括教师工作室、创新实验室和相关科研实验室．创新平台与基础实验教学平台和部分科研实验室相互衔接，有相关联部分，有些仪器设备，在不同的时间段，根据实验教学的需求，既可以满足基础实验的要求，通过仪器和部件或组建的合理搭配，又可以满足设计与研究性实验的教学要求，充分发挥现有仪器的使用频率，为增强理工科学生的实践能力服务[7]．除了实验课程之外，还为全校本科生提供课外实验研究、课外科技活动、计算机与信息技术实验培训和大学生计算机与信息技术实验竞赛服务，为大学生参加全国各种竞赛提供前期相关实验指导，协助校、学院团委科技节的各种竞赛和科普活动[8]．

(4)高性能计算服务平台．计算中心计划在1～3年建成具有城建特色的高性能计算服务平台，为全校师生提供高速、并行计算服务，开展面向城建领域高性能计算、数字城市建设和虚拟现实等服务工作，努力提升学校科技服务水平．

3 实验教学环节

计算中心非常重视实验教学环节，几年来，在改革和完善实验教学体系方面做了大量工作，主要表现在以下几个方面．

(1)以课程小组为单位组织实验教学，制定充分体现新的实验教学指导思想的实验教学大纲，编写实验指导书，制作实验教学课件，不断更新实验教材．

(2)合理安排实验学时，压缩验证性实验，加大综合性、设计性实验比例．

(3)将实验课的考核成绩加入学生考试成绩总分中，使学生更加重视实验教学环节．

(4)坚持实验室常年开放，为学生自主学习和训练提供良好的环境．在正常实验教学课时外，每门课程为学生提供一定的课外机时．

(5)采用多种形式组织学生参加课外科技活动，将教师的科技成果融入教学当中，逐渐形成一种开放、合作、研究型的学习氛围，促进学生综合能力的提高．抓学生第二课堂学习，提高计算机文化素质，通过第二课堂配合，拓展实验教学的时间和空间，激发了学生学习的热情，也推动了实验课程体系建设．

4 实验教学评价体系

计算中心建立了一套科学合理的实验教学评价机制，以评促学，以评强教，不断推动实验教学改革与发展．评价体系分为教师实验教学评价和学生实验评价两个部分．

(1)教师实验教学评价．教师实验教学评价主要是对实验课程和教学过程及教学效果的评价，包括实验教学大纲、实验教学内容、实验准备、实验指导、实验报告、实验考核和实验效果等七个方面．采用学生评价(30% )和同行评价(70% )相结合的形式，并将评价结果及时反馈给指导教师．教师将好的教学方法和教学理念在中心推广，不断进行实验教学改革，提高教学质量．

(2)学生实验过程及效果评价．主要是评价学生的学习态度、行为举止、实验表现、动手能力、团队意识和创新能力等六个方面．分为学生自评(20% )、学生互评(30% )和教师评价(50% )．通过评价结果来全面了解学生的课程实验和课外科技活动情况，以便有针对性地开展实验教学．

5 结 语

天津城建大学计算机基础实验教学中心紧紧围绕天津市级示范中心建设的目标要求，在实验教学体系、实验创新平台、实验方法手段和实验教学评价等方面做了大量的建设和实践工作，取得了很好的效果．中心的创新教育理念、开放教学模式、模块化教学方法以及研制的各种教学仪器和数字化实验教学管理系统在实践中得到优化，并且在国内一些高校得到应用，形成了一定的影响力．

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

［2］ 范公广，刘永萍，谢 军. 国家级实验教学示范中心实验教学体系的探索与实践[J]. 实验技术与管理，2012，29(1)：134-134．

［3］ YUAN Xiuping，FANG 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］ 陶宇炜，谢爱娟，张宝玲. CDIO视阈下高校实验教学体系的构建与实践[J]. 教育与教学研究，2013，27(10)：96-98．

［5］ 王岳斌，王惠宇，甘 靖，等. 计算机技术基础“233”实验教学体系探究[J]. 湖南理工学院学报：自然科学版，2009，22(3)：82-83．

［6］ 曹广胜，王志华，胡绍彬. 基于示范中心建设 改革实验教学体系[J]. 实验科学与技术，2012，10(6)：123-124．

［7］ 李明弟，陆晓阳，孟令君，等. 创新实验教学体系的构建研究[J]. 山东建筑大学学报，2011，26(5)：512-515．

［8］ 段 蓉，朱昌平，张雅新，等. 创新型实验教学体系的探索[J]. 实验技术与管理，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

天津城建大学教学改革项目(JG-1413)

戴华林（1974—），男，湖南武冈人，天津城建大学教授，博士．