學分制下高校計算機實驗教學的實施與創新

　　文章編號：1672-5913(2011)17-0088-04 中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
　　摘 要：針對高校學分制改革發展的教學實際，文章從高校計算機實驗教學的重要性、實用性和特殊性出發，闡述學分制下高校計算機實驗教學的內涵及特點，分析學分制下高校計算機實驗教學的現狀；通過運用云計算的相關理論及技術，構建出基于云計算的高校計算機實驗教學平臺；探索教學實施與創新的思路、內容及方法，為學分制下高校計算機實驗教學的改革和計算機教學質量的提升提供了一些可能的途徑。
　　關鍵詞：學分制；高校；計算機課程；實驗教學；云計算
　　基金項目：基于客戶行為分析的服務挖掘機理與模型研究(71071122)。
　　作者簡介：江長斌，男，副教授，研究方向為企業信息化、服務挖掘；陳莉，女，研究生，研究方向為市場營銷、供應鏈管理。
　　隨著計算機信息網絡技術的迅速發展和高校教學體制改革的逐步深入及“質量工程”的全面實施，高校計算機實驗教學日益受到社會各界的高度重視。教育部《關于實施“新世紀高等教學教育改革工程”的通知》明確指出：改善基礎課實驗室條件，加強實驗室建設，推進實驗教學和管理體制改革，不斷提高基礎課實驗教學水平[1]。因此，高校計算機實驗教學將成為學分制改革背景下人才培養的一個重要的研究課題。
　　目前，國內外關于“實驗教學學分制改革”和“高校計算機實驗教學”方面有很多相關研究并取得了一定的成果[2-7]，但是主要集中在傳統教學模式下，尚未凸顯出計算機實驗教學的特殊性，也缺乏學分制下高校計算機實驗教學方面的研究。實驗教學的實施與創新將直接影響計算機教育改革及其教學質量。
　　根據計算機實驗教學專業性高、實踐性強、應用性廣的特點，結合學分制的彈性學制和選擇機制，我們試圖將云計算應用于學分制下高校計算機實驗教學過程中，構建基于云計算的高校計算機實驗教學平臺，為計算機實驗教學提供一個開放、可伸縮、可擴展的交互環境，這對完善與更新計算機課程體系，改變計算機實驗教學依附于理論教學的
　　
　　傳統觀念，探討計算機實驗教學新模式具有現實價值和戰略意義。
　　1 學分制下的高校計算機實驗教學
　　1.1 教學內涵及特點
　　學分制下高校計算機實驗教學是相對于學年制下計算機實驗教學的“統一時間、統一年限、統一內容”而提出的一種新型教學模式。該教學模式根據教學計劃、培養目標和社會需求，在充分考慮學生個體層次和興趣差異的基礎上，賦予學生充分自主的選擇學習權力，使學生在實驗時間安排，實驗項目、實驗內容和實驗手段選擇方面擁有較大的自由度，實現實驗教學體系課程化、實驗教學內容層次化、實驗考核體系多元化、實驗實施自主化、實驗教學管理信息化，從而達到因材施教和分層教學的目的。其具有靈活性、直觀性、實踐性、互動性、創新性、多樣性等特點4386271e1f066d96072f600acad15cbb305503a6cde98e64a895c83f1458a4d5。
　　事實上，學分制下高校計算機實驗教學既是對計算機理論教學的補充和驗證，也是對計算機理論教學的擴展和延伸[8]。通過計算機實驗教學及上機實踐操作，不僅能強化理論知識的學習和理解，還會提高計算機應用能力。
　　
　　1.2 教學現狀
　　學分制下高校計算機實驗教學改革改變了傳統的計算機實驗教學模式、方法與手段，但其發展目前還處于初級探索階段，在實驗教學理念、實驗教學內容與方法、實驗教學資源、實驗教學組織與管理方面還存在著不足與問題。
　　1) 實驗教學理念。由于長期受傳統教學模式的影響，計算機實驗教學一直從屬于計算機理論教學，形成了“重理論輕實踐，重基礎輕應用”的思想，導致管理決策層、計算機實驗教師及學生對計算機實驗教學的重視程度不夠。
　　2) 實驗教學內容與方法。計算機實驗教學側重于基礎知識的鞏固、消化、理解；設置的實驗項目基礎性、知識性、驗證性實驗多，綜合性、設計性實驗少；計算機實驗教學與理論教學相沖突且教學方法單一化、模式化，這在很大程度上限制了學生的思維空間，扼殺了學生的學習自覺性和創新性。
　　3) 實驗教學資源。一方面計算機實驗教學硬件設施建設投入不足且重復建設嚴重，另一方面已有的計算機實驗教學設備陳舊，計算機實驗教學資源缺乏資源共享平臺和共享管理機制；再加上計算機實驗教學的師資力量薄弱，使得計算機實驗教學資源不足與浪費現象并存，制約了計算機實驗教學水平與質量的進一步發展。
　　4) 實驗教學組織與管理。計算機實驗教學不僅忽視了學生的計算機基礎、專業特點、發展方向、興趣偏好等方面的差異，計算機實驗教學課堂松散、實驗教學考核與評價形式單一，而且其教學管理仍采用教研室領導下按照課程或者專業設置的三級管理模式[9]。
　　1.3 學分制改革的必要性
　　針對學分制下高校計算機實驗教學的現狀分析，識別計算機實驗教學在高校人才培養中的重要作用，確立實驗教學在高校計算機教學工作中的重要地位，是實施高校計算機實驗教學改革的前提[10]。同時，實施計算機實驗教學學分制改革也是適應高校教學管理體制改革和社會及經濟發展需求的必然趨勢，對計算機教學質量的提高、創新意識和創新能力的培養具有傳統實驗教學方式無可比擬的優越性。
　　1) 完善計算機實驗教學體系，健全計算機實驗教學的課程體系。
　　2) 整合計算機實驗教學資源，提高計算機實驗室設備的利用率。
　　3) 推動計算機實驗教學管理體制改革，建立“以人為本，因材施教”的教學管理理念。
　　4) 發揮學生學習的主觀能動性，培養學生的綜合素質和能力。
　　5) 促進計算機實驗教學師資隊伍的建設，提升計算機實驗教學水平。
　　因此，如何實施學分制下高校計算機實驗教學改革是高校教學工作亟待解決的問題。
　　2 教學實施與創新
　　2.1 思路
　　學分制下高校計算機實驗教學實施與創新思路，是以學生為主體、以高校教育教學理念和社會需求為先導、以計算機實驗教學內容和方法改革為核心、以建立和擴展計算機實驗教學課程體系為重點、以加強計算機實驗室和實驗教學制度建設為保障，搭建起基于云計算的高校計算機實驗教學平臺，探索學分制下高校計算機實驗教學新模式，以達到個性化人才培養的目的。其中，基于云計算的高校計算機實驗教學平臺是學分制下高校計算機實驗教學的支撐。
　　云計算是繼網格計算、效應計算和軟件即服務之后的新一代信息工業革命，是指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源和服務，其實質是一種對信息資源消費與服務的交互與使用模式，具有資源利用率高、系統管理簡單、系統部署快速等優勢。基于云計算的高校計算機實驗教學平臺則是在學分制下高校計算機實驗教學的現狀基礎上，通過采用虛擬化、自動化和數據庫等云計算的相關技術，將校內、校外的計算機實驗教學資源集中化，建立面向學生、社會及其他兄弟院校，構架于服務器、存儲器網絡等基礎硬件資源和單機操作系統、數據庫等基礎軟件資源之上的高性能綜合管理系統平臺。該平臺能夠整合計算機實驗教學資源，實現計算機實驗教學體系的統一擴展和軟硬件實驗教學資源的統一管理；能夠按照學生的特點和需求以虛擬化和自動化的方式實現動態資源調度和自動負載均衡，承認個體差異，尊重學生個性，注重學生特長，突顯因材施教的教學理念；能夠自動優化系統配置，提供相關軟、硬件設備及技術支持，以服務教學科研，開展科學研究，推動重點計算機課程的跨越式發展，實現計算機實驗課程的橫向擴展?；谠朴嬎愕母咝Ｓ嬎銠C實驗教學平臺架構如圖1所示。
　　
　　圖1 基于云計算的高校計算機實驗教學平臺架構圖
　　
　　
　　2.2 內容及方法
　　綜上所述，學分制下高校計算機實驗教學實施與創新的內容及方法如下。
　　1) 改革計算機實驗教學體系，整合計算機實驗課程。
　　在分析了計算機實驗教學數據的基礎上，根據計算機學科專業和課程設計的要求，結合計算機實驗項目必修與選修的劃分及學生個體的興趣愛好與發展方向，統籌計算機課程之間的內在聯系，利用基于云計算的計算機實驗教學平臺將各個分散的操作系統平臺、校內各個院系和專業、各個學校的實驗教學資源、數據和應用進行整合，進而改革與完善計算機實驗教學體系，減少計算機實驗教學中的驗證性實驗，增加綜合性、設計性、創新性實驗，形成“基礎—專業—拓展”分層教育的計算機實驗教學課程，并通過校園網等網絡媒體提供給學生，為學生營造虛擬化的運行、開發和測試環境，開展校內外計算機科研競賽
　　等，強化學生綜合能力素質的培養。
　　2) 建設計算機實驗室，改善計算機實驗教學條件。
　　計算機實驗教學的順利實施依賴于計算機實驗室的建設。因此，高校必須加大對計算機實驗室建設的投入力度，增加實驗室計算機的數量，引進新技術和新設備，為計算機實驗教學的實施提供基礎物質保障。同時，憑借基于云計算的高校計算機實驗教學平臺的虛擬化技術，將各高校、企業和政府有機地聯合起來，提供均衡搭配和應用程序，建立合作伙伴托管服務。這既能集中管理服務器，允許在一個平臺上同時運行多個應用程序相互獨立的操作系統，以減少高校的建設成本，縮短應用部署的時間，提高計算機工作效率；也能模擬生產和社會實踐，最大限度地整合計算機實驗室資源，優化資源的使用率，實現科教資源供應和服務模式的多元化創新，增強計算機實驗室的功能，突出特色，滿足學生的個性化學習需求。
　　3) 建立健全的計算機實驗教學管理制度。
　　依托云計算模式的高效性、動態性和可以大規模擴展的計算處理能力，計算機實驗教學的主體以學號作為唯一的身份標識，存在于綜合管理系統平臺中；通過數據交換和服務提交共享基于云計算的計算機實驗教學平臺的資源，這不僅能夠對實驗教學排課和學生實驗選項進行沖突檢測判斷，輔助學生選課，保證教學秩序的正常，解決實驗教學與理論教學之間的沖突和矛盾；而且還能按照學生的實驗項目及課程要求，提供虛擬電腦桌面，部署、配置、共享實驗教學資源，并通過多元化的實驗教學考核形式及學分細分化策略，加強計算機實驗教學對人才培養質量的控制。此外，企業也可以通過該平臺多對象、多渠道發布隨時更新的人才需求，并獲得學生個體從知識結構、學習質量和學歷認證等方面的教育生命周期，增加人才培養的透明度。
　　3 結語
　　學分制下的高校計算機實驗教學是適應信息技
　　
　　術發展和人才培養的必然要求。我們通過對學分制下高校計算機實驗教學的現狀及其改革的必要性分析，結合云計算模式，構建出基于云計算的高校計算機實驗教學平臺。該平臺采用硬件設備虛擬化、系統管理自動化和服務流程一體化等手段，把計算機實驗教學數據與學生個體特征數據進行整合，建立一個以服務為中心的運行平臺。這不僅可以實現計算機實驗教學資源的自動部署、調配和共享，提高計算機實驗教學資源的利用率和管理效率，而且還培養和增強了學生的實踐動手能力、創新能力和實際應用能力。
　　目前在該平臺中，學生個性特征缺乏規范的定性化描述，有待在下一階段研究中繼續完善，切實實現學分制下高校計算機實驗教學的個性化培養目標。
　　
　　參考文獻：
　　[1] 安遠英. 對高校計算機實驗教學模式的探討與創新研究[J]. 計算機教學