適應創新教育的計算機專業硬件課程實驗教學體系和內容改革

摘要：本文論述了計算機硬件課程實驗教學體系和教學內容改革的必要性，分析了存在的問題，在此基礎上探討了改革實驗教學體系和教學內容的設想，最后闡述了改革的保障措施與對策。

關鍵詞：實驗教學；創新教育；改革

知識經濟時代呼喚創新人才，因此如何構建適應知識經濟的創新教育體系，成為高校探索的重要課題。創新教育是根據科技發展、社會進步和現代化建設對人才提出的新要求，旨在培養全面發展的具有創新思維、創新技能、創新人格的高素質人才。實驗教學是高等院校教育教學過程的重要組成部分，可以說，實驗教學是創新教育的重要基礎。

計算機專業是實踐性很強的專業，要想培養符合時代要求的具有創新能力的人才，加強實驗、實踐教學尤為重要，營造一個好的實驗與實踐環境，建立一個合理的符合大學生認知規律的實驗教學體系和內容很重要。

● 實驗教學存在問題

長期以來，高等教育側重理論教學，不太重視實踐教學，實驗課處于從屬地位。以計算機專業為例，計算機硬件課程實驗課的弊端主要表現在：實驗課是根據各門課程單獨設置的，各門課程的實驗之間互相分割、相對獨立；某些硬件課程實驗項目需時較長，由于實驗時間的限制，學生不能親自參與實驗的全過程，不能親自動手參與硬件作品制作；由于實驗教學的從屬地位，硬件實驗教學沒有獨立和科學的考核體系，不能充分調動學生的主動性，學生普遍存在重理論輕實驗的現象；具有實踐動手能力的高職稱、高學歷實驗人員嚴重匱乏，實驗室應當是培養高素質創新人才的重要基地，因而需要高素質的實驗管理人員。

● 改革的設想

1.構建與理論教學相輔相成的實驗教學體系

為了使實驗課的改革適應新世紀人才培養的需要，必須突破傳統的實驗教學模式，使實驗教學有驗證、綜合和探索三大功能。計算機專業屬于工科專業，該專業硬件主干課程有比較明顯的相互聯系、相互依存關系，實際上是前續課和后續課的關系，如電子技術、計算機組成原理是微機原理與接口技術的前續課，而微機原理與接口技術又是單片機、嵌入式系統等的后續課程。由此可將硬件課程的實驗教學分為三塊：認識實驗（熟悉儀器儀表和各種實驗設備）；基本實驗或驗證性實驗（時間根據每門課的上課時間）；單項設計性實驗和綜合設計性實驗（時間安排在第六或第七學期，并在教學中注意不斷遞進）。

2.構建以能力培養為主線的實驗教學內容體系

實驗教學改革是一項系統工程，必須處理好實驗教學內容與人才培養、理論教學和實驗方法的關系。在構建新的計算機硬件課程實驗教學體系時，必須進行實驗教學內容的改革，對實驗教學內容體系進行整體優化，使創新意識和實驗能力的培養貫穿于實驗教學的全過程。要整合，不搞組合。實驗教學內容體系的重組絕不是重新排列組合，而是要在繼承傳統內容的基礎上創新，通過對原有硬件實驗課程的整合，實現硬件實驗教學內容體系的整體優化，整合的方法包括：

（1）刪除陳舊、過時，與培養目標無關或關系不大的項目。合并內容重復或類似的實驗項目。

（2）減少驗證性實驗的比重，提高單項設計性實驗和體現學科先進性實驗項目的比重，增加與工程結合的綜合設計性實驗項目。

（3）實驗項目應“少而精”。實驗項目不宜過多，而要加強每個實驗的力度，提高實驗教學的質量。特別是結合畢業設計，安排結合實際工程的綜合設計性實驗，并進一步提高實驗技能和運用實驗解決實際問題的能力。

（4）實驗教學內容體系也應符合由淺入深、循序漸進的教育基本規律。但是對于具有相對獨立性的實驗教學內容體系，也必然會有部分實驗教學內容走在理論課前面，讓大學生對未接觸過的問題通過學習、分析、探索來解決。這種能力的培養，在大學階段還是必要的，也是符合人的認識規律的。

（5）統一性和多樣性結合。人才培養模式改革的重點是要加強對學生的素質教育，特別是創新能力和實踐能力的培養，鼓勵學生的個性發展。我們在新的硬件實驗教學內容體系中設立必開實驗項目和選開實驗項目，以滿足統一性和多樣性的要求。

3.改革的具體實施內容

實驗內容改革是根本。實驗內容是實驗教學目的和效果的具體體現，內容改革是實驗教學改革的關鍵，要緊密結合教學內容和課程體系改革計劃的要求，從人才培養目標出發、貫徹因材施教的精神。實驗內容的改革，可以從四個方面考慮：

（1）強化基本技能訓練。實踐證明，開設系統的基本技能訓練的實驗內容是非常必要的，重點讓學生掌握實驗儀器設備、常用測試工具的性能、操作和檢測方法。

（2）開設單項設計性實驗。設計性實驗由教師根據課程或專業要求擬訂題目內容，并提出要求，由學生自己設計實驗方案、獨立操作，最后寫出實驗報告。這種實驗方式無疑對學生分析問題、解決問題的能力和理論聯系實際、創新意識的培養起到了積極的作用。

（3）開設綜合性實驗。開設綜合性實驗其內容可體現多門硬件課程的綜合。實驗內容要考慮知識的連續性和創新性，要給學生創造解決工程實際問題的空間，要注重理論聯系實際和知識的綜合運用，要給學生較寬裕的時間，留有思考的余地。這種實驗有利于激發學生的求知欲、探索欲、成功欲，能充分調動學生學習的主動性和積極性。

（4）開設科研性實驗。要創造條件為學生開辟科研活動的機會。學生可根據自己的科研思路，在教師的指導下進行科研實驗，這對學生的個性發展、創新意識的培養和科研能力的提高有積極的促進作用。

● 保障措施與對策

1.狠抓實驗教師隊伍建設

實驗教學改革的目的是提高實驗教學質量。為實現這一目標必須有一支結構合理、基礎扎實、技術過硬的高素質實驗技術隊伍，這是實驗教學改革順利進行的可靠保證，所以學校要站在戰略的高度抓好這項工作。

（1）加強職業道德修養的教育。實驗技術人員要注重思想道德素質的提高，要明確自己在實驗教學中的責任和義務，不但要具備深厚的理論知識和過硬的技術，還必須有樂于奉獻、愛崗敬業、嚴謹治學的行為規范。

（2）提高實驗技術人員的業務素質。實驗技術人員不但要有高尚的職業道德和較強的管理能力，還必須要有深厚的技術儲備和過硬的本領。通過學習和有計劃的培訓，加強理論基礎，拓寬專業知識面，掌握現代科學技術和信息技術，不斷提高自身業務素質，以適應科學技術的發展和實驗教學改革的需要。

（3）調整實驗隊伍的整體結構。在結構的調整中，尤其要注重知識、專業和學歷結構的優化組合。根據專業、學科的特點，選拔培養一批學術帶頭人和實驗技術骨干，充分發揮他們的聰明才智。

（4）制定相關政策，吸引年輕教師進實驗室參與實驗室建設。例如，可以要求年輕教師進實驗室鍛煉一段時間，如果在實驗室建設中做出了成績，在晉升職稱時可以優先考慮。這樣做既可以緩解實驗室人員緊缺狀況，又有利于教師自身動手能力的提高，還有利于實驗室建設的開展。

2.采用開放式實驗教學

實驗教學內容的改革必須與實驗教學方法的改革結合起來，使實驗教學的各個環節、各個層次都能鍛煉學生的動手能力，能夠激發學生的創新意識，使實驗教學從傳統的“以教師為主”的模式轉變為“學生為主體、教師為主導”的模式。某些硬件課程實驗項目或作品制作需要時間較長，由于課內安排實驗時間的限制，學生不能親自參與實驗的全過程，不能親自動手參與硬件作品制作，大大影響了實驗效果，采用開放式實驗教學，讓學生有更多的時間參與實驗的全過程。

3.改進實驗指導方法，強化能力培養

對于認識實驗，由實驗教師講解常規儀器儀表的原理、操作方法以及注意事項，進行示范操作，使學生獲得儀器操作和實驗技能的基本訓練。對于驗證實驗，應給學生提供充裕的實驗時間，教師則以輔導為主，要隨時留意觀察學生的實驗過程，發現和解決學生在實驗過程中遇到的疑難，有利于因人施教和重點指導，使不同水平的學生，都能得到培養和提高。對于單項設計性實驗，可以由教師出題，但不要規定得太死，也可以由學生自己擬題，自己選擇實驗內容，選擇設計實驗方案。教師在實驗前，加強與學生進行實驗方案及實驗方法的討論，使實驗中隱含的重要內容不被忽視，有利于培養學生的創新意識。在實驗過程中加強針對性的提問，調動學生獨立思考的積極性和發揮學生的主動性。結合科研和畢業設計開設設計性實驗。除了應該開設部分單項設計性實驗外，特別是結合科學研究工作和畢業設計開設的綜合設計性實驗，有效地培養學生的創新精神和分析、解決問題的能力。

4.硬件實驗課單獨設課單獨考核

硬件課程實驗單獨設課后，單獨編寫設計大綱，單獨考核，建立一個獨立的硬件實驗教學體系，以利于實驗教學的管理，增強實驗教學的效果。在完成上述每一階段實驗時，應根據每一階段實驗教學的要求和完成情況評定成績。

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