行业院校计算机实验教学示范中心建设

冯小荣, 范龙飞

(中国民航大学 计算机科学与技术学院, 天津 300300)

行业院校计算机实验教学示范中心建设

冯小荣, 范龙飞

(中国民航大学 计算机科学与技术学院, 天津 300300)

结合中国民航大学计算机综合实验教学示范中心建设实践,阐述了中心建设的思路、理念和定位,从实验教学体系、教学方法、实验考核、师资队伍、信息化平台等方面介绍了中心取得的成绩,着重介绍了中心“四个课堂”的实验教学体系,具有一定特色,并且在民航行业院校内具有良好的示范作用。

实验教学； 示范中心； 行业院校

中国民航大学计算机综合实验教学中心(简称中心)于2013年被批准为天津市实验教学示范中心建设单位,3年来,中心不断汲取国家级和其他省级计算机类示范中心建设经验[1-6],结合中心实际,在实验教学内容与体系、教学手段与方法、信息化管理等方面取得较好的成绩,顺利通过了天津市教委的验收。中心承担包括国家特色专业、天津市品牌专业在内的44个专业的计算机基础类实验课程和3个计算机相关专业的实践教学任务,拥有公共基础课程的实验室20个、专业的实验室7个、大学生创新创业基地1个、面向研究生实验与教师科研的省部级研究基地2个。

1 教学理念与定位

中心依据学校“学生为本、学者为先、学风为要”的办学理念,依托天津市重点学科、天津市品牌专业和2个省部级信息技术科研基地,确立了“以人才培养为中心,实施知识、能力、素质协调发展”的教育理念,突出实践动手能力与创新能力培养,以培养熟悉民航业务并具有较强的信息系统研发与网络安全能力的工程应用型人才为目标。

中心的定位是:

(1) 支撑计算机科学与技术、信息安全、信息与计算科学专业的人才培养和其他相关本科专业计算机基础类课程的实验教学,辅助计算机应用、大数据工程方向研究生实验教学；

(2) 为全校学生提供一个开放式的综合设计实验平台和创新实践平台；

(3) 为全校教师提供一个开放性、服务型的教学与科研平台；

(4) 为民航企业、院校信息技术部门提供一个学习、交流、探讨的平台。

2 深化实验教学改革

2.1 完善实验教学体系

中心坚持以学科建设为牵引、以提高人才培养质量为中心、以培养学生实践创新能力和工程素养能力为核心,不断完善实验教学体系,深化实验教学改革。非计算机专业通过建立计算机公共基础课程平台,实现了计算机公共基础、计算机技术基础、计算机应用基础与民航仿真应用4层次的实验教学体系。计算机类专业在“模块+平台”的课程体系上,构建“课内外一体化”和“校内外相结合”的实验教学模式,着力搭建“4个课堂”的实验实践教学体系(如图1所示),从实验教学、学科竞赛与创新创业、校内实训和企业实践等方面,加强学生系统思维能力、工程实现能力、工作适应能力和团队协作能力,为学生奠定扎实的工程素质能力基础。

图1 4个课堂实践教学体系

第一课堂是按照教学计划开展的实践教学活动,是对基础理论知识掌握的实际检验。第一课堂突出“精”,通过精心设计验证型、设计型、综合型实验,验证和巩固所学的理论知识,培养学生的实验操作能力,使学生形成计算思维方法,逐步提高程序编写素养和规范。

第二课堂是以科技活动、学科竞赛和创新创业项目为牵引,是第一课堂的延伸与提高,主要突出“新”。通过定期培训、讲座、科技活动、大学生创新创业项目、学科竞赛和参与教师科研项目等方式引导学生参与到解决实际问题的过程中,提高学生分析问题的能力并习惯用所学理论知识和网络知识解决问题的能力。近3年中心申请实验项目开放和指导的大学生科技立项44项,其中国家级11项、天津市13项、校级20项；积极组织教师指导学生参加天津市和国家的各种竞赛,如参加全国信息安全大赛、计算机程序设计能力考试、华北五省市计算机能力竞赛、天津市计算机应用能力大赛等,共获得国家级奖励13项、天津市奖励26项。

第三课堂是校企合作项目实训[7],实训项目注意和民航行业应用相结合,主要突出“严”。通过以下方式构建实训项目案例库:一是将教师承担的横向课题按照模块简化,转化为实训项目；二是充分利用行业企业资源,将企业的实际问题构造成实训项目,如2015年中航油加油任务调度及车辆实时监控系统，以及2016年奥凯航空飞行排班系统、厦门航空收益管理系统等；三是将外部培训公司实际项目作为模拟训练,近年来中心和软通动力、北京达内、利顿人通、启明星辰、绿盟、天津火易等合作开展校内实训,外聘企业教师全程参与实训项目,学生严格按照项目管理的过程进行软件开发。通过这一过程,使学生熟练掌握先进的开发工具,了解企业科学、规范的软件开发流程。

第四课堂是企业实习,主要突出“实”。中心和广州航信、中航信、奥凯航空、天津机场、春秋航空、南方航空等10余家企业建立校外实习基地,安排学生参加实际工作的实战演习。学生通过企业实习可以了解行业最新发展和实际需求,提高职业素养和就业竞争力。

2.2 科研与教学相结合

教学科研相融合促进科研成果转化,提高教学质量。一是通过将科研成果融入课堂,如在“操作系统”课程进程调度讲解中引入“机场复杂环境下特种车辆精确定位及调度问题研究”国家自然基金项目内容,将车辆调度和进程调度相结合,激发学生学习兴趣。二是将科研成果改造为实验项目,如通过引入“厦航收益管理系统”“机务维修系统”等科研项目部分内容,改造“数据库课程设计”课程的数据库设计实验内容,提高学生的工程素养能力。三是将科研成果转化为毕业设计题目,近5年学生毕业设计题目有70.1%来自教师科研项目,使毕业设计题目更加真实。

2.3 实验教学方法改革

中心支持和推进教学方法改革,针对不同专业、不同年级学生及不同课程特点,采用项目式/任务驱动式[8]、MOOC+SPOCK+翻转课堂[9-10]、研讨式/探究式[11]、案例式等教学方法。如“大学计算机”以培养学生计算思维能力为目标,利用已有的 “中国大学MOOC”资源,结合我校民航类院校行业背景和民航应用型人才,建设中国民航大学SPOC课程,探索和实践以翻转课堂为核心的全新教学模式,推动我校大学生信息素养上台阶,并实现与其他高校优质教育资源的共建与共享。CDIO试点班“微机原理与技术”课程在CDIO教育理念指导下[12],构建了一体化的微机原理实验教学体系,形成满足社会实际需求的工程性人才培养方案,使得学生在系统学习理论课程知识和有关专业知识的同时,能有目的地开展和参与各项实践教学活动,有效感受来自社会的人才需求和在实践活动中体验所获得的各方面能力培养。

2.4 探索多种考核方式

中心研究制定一整套完整的实验教学监控和评价体系,包括实验前的准备、实施过程监控、考核办法以及课外实验的组织、实施、监控和考核等,将终结性考核和过程性考核有机结合。在课内实验环节中将平时成绩、实验报告、阶段测验、实际操作相结合；在分组完成项目中,采取个人考核、团队考核相结合。自主开发翻转课堂评价系统,该体系中将小组研讨成绩评价分为3个层次:组内评价,学生根据本组其他学生和自己在项目准备阶段的表现给出评价结果；组间评价,不同组的学生对其他组的成果给出评价；教师评价,教师根据成果展示给出评价,并依据权重给出参与此次研讨发言的每个学生的成绩。

3 服务型的实验室开放环境建设

为了提高实验教学效果,做好实验室服务教学、服务科研的任务,中心制定了“实验室开放管理办法”,包括实验室开放工作量核算、组织与实施、管理与奖惩等。该办法规定:基础实验室全天候(早8晚9)面向学生开放；专业实验室通过集中安排、自由开放、竞赛等方式由指导教师或者辅导教师在实验室管理系统上进行申请；创新创业实验室和程序设计竞赛实验室采取智能门禁系统,由学生自己管理,项目成员按照指纹、人脸识别等自由进入实验室。2016年服务学生8 000多人,近10万人次,开放60余万机时。

4 加强实验教师队伍建设

中心重视实践教学队伍建设,将实验教学队伍作为中心长远建设发展的第一资源。中心在学校政策的激励下,师资队伍整体水平得到显著提高。目前中心有专职教师与管理人员57人、兼职12人、外聘20人,共计89人,具有高级职称的18人占比31.6%,博士21人占比36.8%。

中心借助行业和民航行业院校优势,积极聘请中航信、奥凯航空、利顿机务维修信息公司等民航信息开发部门和软通动力、天津火易、甲骨文、启明星辰、天津优扬数码有限公司、西普教育公司、东软公司等公司的软件开发工程师、信息安全工程师等一线人员作为兼职教师来校授课,为学生提供了高水平的实际工程案例,也为青年教师提供了良好的学习机会,促进青年教师工程实践能力的提高。

中心通过多方政策引导，不断提高教师的工程实践能力和教学能力:

一是按照学校出台的“中国民航大学教师岗位资质建设实施办法”,将教师发展评价细化为“教学能力、工程能力和学术能力”,并计划对所有教师进行教师岗位资质课程培训,引导和激励教师主动提升自身能力,主动适应教师岗位需求,目前已有2人获得高级资质、2人获得中级资质、3人获得初级资质；

二是通过教学基本功竞赛、微课大赛、优秀教学案例竞赛,提高教师的教学组织能力；

三是中心每年利用暑期选派中青年教师到民航相关部门挂职锻炼,熟悉行业动态和用人需求；

四是中心每年投入5万元作为学生竞赛活动经费,鼓励与提倡青年教师指导学生课外科技活动,并对成绩突出者予以奖励；

五是积极开展对外交流,中心每年都选派1～2名教师,作为访问学者到国外高校进行交流,拓展青年教师的国际化视野,有利于先进教学理念的形成；

六是积极鼓励青年教师到国内外高校攻读博士学位,提升青年教师的学术能力；

七是积极鼓励教师参加国内各种实验教学论坛,3年来共计有60多人次参加各种会议和培训。

5 建设信息化平台,提高实验室管理水平

中心在信息化平台建设方面开展了大量卓有成效的工作,取得了显著成绩。信息化建设坚持“开放性、互动性和扩展性”的原则。中心以校园网为基础平台,通过开发中心门户网站、实验室管理系统、实验教学管理系统加强实验室管理的信息化建设；购置BB教学平台、中软吉大教学平台、民航信息系统虚拟仿真平台、程序设计实践平台,同时通过加入中国计算机应用能力竞赛联盟、CCF工程认证联盟等平台、中国大学MOOC联盟,加强实验教学资源和信息平台建设,以及通过自主开发翻转课堂评价系统、教务管理系统、万维考试系统加强实验考核环节信息化建设。

6 结语

中心经过3年的建设,各项工作取得了较好的成绩,已成为学校计算机相关课程的实践教学基地、大学生科技竞赛与创新基地、师生科学研究和民航行业信息化交往的重要平台,但是和国内一流中心相比,在教学成果奖、高水平学生竞赛、高水平教师团队等方面还有较大差距,应加强与国家级示范中心的交流和学习,并通过引进和培养高水平教师队伍、持续进行实验教学研究与改革,加强内涵和行业特色建设,为民航信息化建设和京津冀计算机人才培养做更大贡献。

References)

[1] 全成斌,杨士强,赵有健,等.计算机实验教学示范中心的建设[J].实验技术与管理,2009,26(2):110-112.

[2] 杨士强,全成.实践为本,创新为魂:计算机实验教学示范中心建设与实践教育若干思考[J].计算机教育,2009(16):14-18.

[3] 闫永亮,湘国,路巍,等.深化实验教学改革 加强实验教学示范中心建设[J].实验室研究与探索,2016,35(5):151-153.

[4] 潘海涵,赵玉茹,徐世浩.实验教学示范中心再建设的思考[J].高等工程教育研究, 2015(4):189-192.

[5] 张姿炎,范立南.地方高校创建省级实验教学示范中心的探索与实践[J].实验技术与管理,2011,28(2):123-125.

[6] 韦化,秦钢年,黄大明,等.地方高校实验教学示范中心建设的研究与实践[J].实验室研究与探索, 2008,27(9):67-70.

[7] 张洪. 基于应用型创新人才培养的实践教学改革探究[J]. 现代教育技术, 2015(10):119-125.

[8] 吴新开,王海华.项目驱动的创新实验体系构建[J].实验室研究与探索,2013,32(2):137-140.

[9] 王永固,张庆. MOOC:特征与学习机制[J].教育研究, 2014(9):112-120.

[11] 丁琳,王颖,马淑萍. MOOC支撑下的以计算思维为导向的大学计算机课程教学模式研究[J].计算机教育,2014(9):30-33.

[12] 刘玉洁,沈世全.多级流水线处理机的少课时实践内容设计[J].实验技术与管理,2016, 33(7):96-99.

[13] 李珍香,李全福.基于CDIO模式的微机原理与接口技术课程实验教学改革与实践[J]. 实验室科学,2013,16(1):65-68.

Construction of computer experimental teaching demonstration centers in industry colleges

Feng Xiaorong, Fan Longfei

(School of Computer Science and Technology,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300, China)

In combination with the construction practice on the Computer Comprehensive Experimental Teaching Demonstration Center in Civil Aviation University of China, the thought, idea and position of the Center construction are elaborated. From the perspectives of the experimental teaching system, the teaching method, the experimental examination, the teachers team, the information platform, etc., the achievements of the Center are introduced. The focus is placed on introducing the experimental teaching system of the “Four classes”, which has certain characteristics and plays a good demonstrative role in the industry colleges of the civil aviation.

experimental teaching; demonstration center; industry colleges

2017-08-10

天津市实验教学示范中心建设项目(津教委高〔2013〕35号)；中国民航大学实验技术创新基金项目(2016SYCX18, 2017SYCX21)

冯小荣(1980—),男,陕西韩城,硕士,实验师,计算机综合实验中心副主任,主要从事实验教学、实验室建设与管理工作.

E-mail：fengxiaorong@163.com

10.16791/j.cnki.sjg.2017.12.056

G482

B

1002-4956(2017)12-0229-04