計算機基礎實驗教學示范中心建設與實踐

吳淑燕+胡偉儉+蔡芝蔚

摘 要：計算機基礎實驗中心是省級實驗教學示范中心，本文結合實驗教學示范中心建設的實踐，總結了計算機基礎實驗教學示范中心在創新實驗教學體系、教學方法等方面的經驗，構建了一個有特色的計算機基礎實驗教學示范中心建設模式。

關鍵詞：示范中心；實驗教學體系；實驗教學方法

中圖分類號：G647 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0215-02

1 概況

計算機基礎實驗中心是省級實驗教學示范中心建設點。實驗中心依托計算機應用校級重點學科、計算機科學與技術校級重點專業，服務于全校計算機基礎、計算機專業、理工科基礎、文科自主學習、教育信息技術、藝術設計等多學科的教學和科研。實驗中心緊緊圍繞示范中心建設標準，對實驗教學體系、實驗教學方法等進行了改革創新，以示范中心設立子項目為手段，構建全員、全方位、全過程的實踐育人體系，以打造“資源共享大平臺”為基礎，在實踐中構建“開放實驗室個性化服務體系”，推進“虛擬仿真實驗教學”改革創新，確立“強基礎、重實踐、求創新”的教學理念，積極有序地開展了實驗教學示范中心的各項建設工作，逐步將中心建設成為理念先進、管理規范、資源豐富、開放創新、設備精良和特色明顯的實驗教學示范中心。

2 實驗教學示范中心建設的實踐

2.1 實驗教學體系與教學內容

遵循以能力培養為核心的實驗教學理念，依據學科特點劃分基礎課程不同模塊，根據專業性質開設不同層次的實驗教學，構建符合各學科專業結構的“模塊+層次”實驗教學體系。結合學科專業特點，設計具有實際應用背景的實驗項目，不斷改革和完善實驗內容，更新實驗項目。

2.1.1 建立和完善與理論教學有機結合、分層次、模塊化的實驗教學體系

依據信息技術發展趨勢，充分考慮與高中信息技術對接，開展了實驗課程改革，摒棄原有與省大學生計算機等級考試掛鉤的應試教育，確立了以工程實踐能力培養為核心的實驗課程體系。逐步調整完善了“1+X+Y+Z”的實驗課程體系?！?”為計算機文化基礎，調整為《Office 2010高級應用》，“X”為大公共基礎，面向不同專業開展《程序設計基礎》、《多媒體技術》、《課件制作》等基礎課，“Y”為小公共基礎，開設信息類專業的計算機基礎課，“Z”為以計算機平臺為工具的其他專業課程。

2.1.2 注重與應用實踐結合，不斷更新實驗項目

實驗中心依據學科發展和人才培養需要，以“基礎技能實驗-綜合性實驗-設計、創新性實驗”為基本框架，積極探索依據不同學科專業組織不同實驗項目案例，注重實驗內容的綜合性、多學科交叉性。大力推動“三性”實驗項目建設。

同時鼓勵實驗教師從工程實踐中開發新的實驗項目，并融入科技創新和實驗教學改革成果，不斷更新、調整實驗內容，實驗項目平均年更新率達到20.4%。已經初步構建成一個動態開放式的基礎性、綜合性、設計創新性實驗有機組成的實驗內容體系。

2.1.3 以學生自主開放實驗項目為載體，開創實驗教學模式的多元化

中心結合多種形式，組織學生參加課外科技活動，將教師科研、學生科研、學科競賽、開放實驗項目等融入開放實驗教學中，學生可根據自己的時間通過實驗中心預約實驗，從而讓學生在這些實驗項目上有充分的自主權，這樣不僅可提高學生學習的積極性和主動性，而且能培養學生自己準備、組織和完成實驗的能力，逐漸形成一種開放、合作、研究型的學習氛圍。同時抓學生第二課堂學習，提高學生的計算機文化素質，拓展實驗教學的時間和空間，充分激發學生的學習熱情，有效推動實驗課程體系的建設。

2.2 教學方法與教學手段

在實驗全程深入貫徹“以能力培養為核心”的實驗教學理念，以實施工程項目驅動為核心改進實驗教學方法，以推進虛擬仿真實驗為目標改進實驗教學手段，以“三性”實驗評價為載體探索和實踐多元化實驗考核方法。

2.2.1 注重頂層設計，不斷改進實驗教學方法

以CDIO工程教育理念為指導，注重頂層設計，開展系列實驗教學方法改革，以教學改革項目、課堂教學方法改革項目、示范中心實驗教學改革項目等為載體，開展和實驗教學方法改革相關的教學研究項目若干項，開展了獨具特色的以工程實踐能力培養為核心的主動式項目驅動、微型項目驅動（MPD）、團隊角色化（TR）、問題驅動（PBL）、同伴教學法（PI）等實驗教學方法改革實踐，形成了以自主式、合作式、研究式為主的學習方式。

2.2.2 虛實結合，豐富的實驗教學手段

實驗中心開展了網絡教學和課堂教學相結合，課外自主學習和課內研討式教學相結合，開放式自主實驗與課內實驗相結合的多維度自主學習、自主實驗教學。大量采用“多媒體+上機”形式開展輔助教學，同時依托示范中心網站、BB網絡課程平臺、精品課程網絡平臺等網絡渠道建立多媒體網絡教學資源庫，建設省級精品課程2門、校級精品課程7門和校級網絡課程6門，并積極開展視頻公開課、慕課（MOOC）的探索和實踐。

依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通訊等技術，大力推行虛擬仿真實驗，建立開放式虛擬仿真實驗平臺，主要包括：一是虛擬現實教學資源，構建了高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象，如機械模具虛擬拆裝實踐訓練等；二是虛實結合教學資源，構建了虛擬仿真實驗有部分實物參與的半實物仿真系統，如電氣自動控制虛擬仿真實踐訓練等；三是軟件虛擬教學資源，利用仿真工具軟件二次開發的純數字仿真實驗資源，不帶有實物對象，如網絡系統集成模擬實踐訓練等。實現了“虛實結合、相互補充、能實不虛”的新型多方位實驗教學手段，拓寬了實踐教學領域，豐富了教學內容。

2.3 多元化實驗考核方法

2.3.1 短學期實踐

在全校率先開展了全部專業、全體學生統一參與的短學期集中實踐（2周），將原來實驗安排中，分割太細、實驗內容相對重復的多門專業實驗課程重新梳理，科學的結合為綜合型集中實踐。在實驗過程中，學生進行自主設計，將綜合性實踐模塊分別圍繞某一領域或方向組織實驗內容，以引導學生進行科學研究和創新。并以獨立課程形式進行管理和考核，力在提高學生的工程實踐能力。

2.3.2 多元化考核

根據計算機相關實驗項目特點，以“三性”實驗為抓手，積極探索和實踐上機考試、作品評價、現場答辯等多元化考核方法，統籌考核實驗過程和實驗結果，注重方案設計、作品實現等形成性評價。

2.4 教學效果與教學成果

通過深入貫徹“以能力培養為核心”的實驗教學理念，在實驗教學方面進行改革與創新，對實驗內容進行優化，重視實驗內容的綜合性、學科交叉性。實驗中心教學覆蓋面和受益面廣，學生參與實驗的興趣深厚，起到良好的教學效果。

2.4.1 教學覆蓋面和受益面廣

建設期末實驗中心覆蓋課程數達39門，覆蓋專業39個。相對建設初期，覆蓋課程種類明顯增多，涉及10個專業基礎課程，資源共享大平臺建設取得初步成效。建設期末實驗中心開出實驗項目172個，著重加強基礎技能實驗精選和“三性”實驗建設工作，“三性”實驗比例明顯增加。課內實驗人時數達219047，受益學生數9477，實驗開出率100%。

2.4.2 學生實驗興趣濃厚

將教師科研、學生科研、學科競賽、開放實驗項目等融入開放實驗教學中，大力推行學生自主型實驗、創新型實驗，通過政策引導和激勵機制的完善，示范中心資助立項并結題學生自主開放實驗項目百余項，參與學生達600余人，學生實驗興趣濃厚，對實驗教學評價優良。學生實踐技能和創新能力優良，積極參加科學研究和學科競賽，實踐成果豐富。通過學生自主開放實驗項目培育，學生立項完成省新苗人才計劃項目近三十項。以實踐創新、科研項目等科技活動為基礎，研究和解決關鍵技術，學生正式發表學術論文數十篇。形成了濃厚專業實踐氛圍，學生在挑戰杯、ACM程序設計、多媒體、服務外包等各類省級A類學科競賽中獲得獎項二十余項。

3 結語

經過示范中心的建設開展，計算機基礎實驗中心對實驗教學體系、實驗教學方法等環節進行了的建設和改革，初步建立了計算機資源共享大平臺，構建了開放實驗室個性化服務體系，完善了以虛擬仿真實驗教學為核心的“1+X+Y+Z”的實驗課程體系，逐步將中心建設成為了設備精良、理念先進，管理科學、資源豐富、開放共享、特色明顯的現代化計算機基礎共享平臺。在開放運行機制、實驗教學改革、實驗室建設等方面，對于地方性本科院校具有一定的借鑒和示范作用。

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