面向?qū)嶒?yàn)教學(xué)和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的軟件工程實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)

杜秋平

摘要：軟件工程專業(yè)是一個(gè)高度重視實(shí)踐能力的工科專業(yè)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)本專業(yè)人才的重要環(huán)節(jié)。高等院校應(yīng)在實(shí)施建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家戰(zhàn)略過(guò)程中擔(dān)負(fù)培養(yǎng)人才的重大使命。軟件工程實(shí)驗(yàn)中心，既是開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要場(chǎng)所，也是大學(xué)生進(jìn)行相關(guān)創(chuàng)新活動(dòng)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的平臺(tái)。武漢大學(xué)軟件工程實(shí)驗(yàn)中心，通過(guò)建設(shè)基于云的教學(xué)實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)，提高中心實(shí)驗(yàn)室組織的專業(yè)化程度和強(qiáng)化中心運(yùn)行的制度保障三方面舉措，實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的同步支持，取得了良好的建設(shè)效果。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué) 大學(xué)生創(chuàng)新 軟件工程 實(shí)驗(yàn)中心

中圖分類號(hào)：TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-5349（2018）16-0162-02

軟件工程專業(yè)是一個(gè)高度重視實(shí)踐能力的工科專業(yè)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)本專業(yè)人才的重要環(huán)節(jié)，也是保證學(xué)生就業(yè)質(zhì)量、提高學(xué)生就業(yè)能力不可或缺的基礎(chǔ)。[1][2]通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，不僅有助于學(xué)生理解和掌握軟件工程的基本原理與方法，而且對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力與探索精神具有重要意義。[3][4]軟件工程實(shí)驗(yàn)中心，既是開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要場(chǎng)所，也是大學(xué)生進(jìn)行相關(guān)創(chuàng)新活動(dòng)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的平臺(tái)。因此，在建設(shè)實(shí)驗(yàn)中心時(shí)，要同時(shí)面向?qū)嶒?yàn)教學(xué)和大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，不斷提高和完善實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)水平和大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)質(zhì)量。

一、建設(shè)基于云的教學(xué)實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)

基于云的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為學(xué)生學(xué)習(xí)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、分布式編程等課程及其實(shí)踐項(xiàng)目提供了真實(shí)的實(shí)踐環(huán)境。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心提供了相應(yīng)計(jì)算與存儲(chǔ)能力的服務(wù)器，部署在數(shù)據(jù)中心機(jī)房，在前端則部署云桌面系統(tǒng)。這一平臺(tái)將能同時(shí)滿足并發(fā)用戶1500人規(guī)模的教學(xué)科研需求。該平臺(tái)利用云計(jì)算技術(shù)對(duì)云平臺(tái)資源、教師學(xué)生信息、實(shí)驗(yàn)課程、課程資源等進(jìn)行統(tǒng)一管理，并提供資源實(shí)時(shí)使用情況、計(jì)劃使用情況的監(jiān)測(cè)、編排等網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度方式，以實(shí)現(xiàn)有限計(jì)算資源的最優(yōu)化調(diào)度、管理和使用。分布在不同校區(qū)、不同樓宇的實(shí)驗(yàn)室只需要做好實(shí)驗(yàn)室基本硬件與網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并部署相應(yīng)數(shù)量的瘦客戶機(jī)，包括顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤、交換機(jī)等設(shè)備，瘦客戶機(jī)通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心機(jī)房的云計(jì)算平臺(tái)連接即可向用戶提供云桌面。另外用戶使用云平臺(tái)也可不局限于云桌面實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，只要網(wǎng)絡(luò)可達(dá)，具有系統(tǒng)授權(quán)，就可以使用瘦客戶機(jī)、PC 機(jī)、筆記本電腦、智能手機(jī)等各類終端遠(yuǎn)程使用。

二、提高中心實(shí)驗(yàn)室組織的專業(yè)化程度

專業(yè)化程度是實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)水平的重要標(biāo)志。專業(yè)化程度高，不僅有利于培養(yǎng)方案內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而且有利于學(xué)生依托實(shí)驗(yàn)中心開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)。[5][6]因此軟件工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心按照國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，在已有軟件工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，建設(shè)了一批實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念先進(jìn)、實(shí)驗(yàn)管理模式新穎、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系科學(xué)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，具體包括建設(shè)包括計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)工程、嵌入式軟件等多個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。

（1）計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。針對(duì)軟件工程專業(yè)的計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)、數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)接口與通信和人機(jī)交互等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，建設(shè)硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境。通過(guò)先進(jìn)、完備的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課程，可以使學(xué)生深刻理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本原理，掌握基本實(shí)踐技能，培養(yǎng)綜合運(yùn)用各種工具儀器的能力。激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新能力。除了為本科生服務(wù)外，還為碩士研究生的科研提供支持。

（2）網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室是面向計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、組建、安裝、管理、維護(hù)與應(yīng)用，培養(yǎng)具有計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)基本理論、網(wǎng)絡(luò)軟、硬件開(kāi)發(fā)技術(shù)，從事網(wǎng)絡(luò)信息安全應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工作的高層次專業(yè)技術(shù)人才。加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，同時(shí)有計(jì)劃、有目的地對(duì)實(shí)驗(yàn)室硬件及軟件環(huán)境進(jìn)行升級(jí)。主要為本專業(yè)學(xué)生提供課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和科研項(xiàng)目服務(wù)，用作網(wǎng)絡(luò)綜合布線實(shí)驗(yàn)，以及網(wǎng)絡(luò)工程等實(shí)踐項(xiàng)目提供設(shè)備和場(chǎng)所。

（3）嵌入式軟件專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的不斷深入和產(chǎn)業(yè)化程度的不斷提升，新的應(yīng)用環(huán)境和產(chǎn)業(yè)化需求對(duì)嵌入式系統(tǒng)軟件提出了更加嚴(yán)格的要求。面向嵌入式系統(tǒng)與軟件設(shè)計(jì)、嵌入式 Linux、單片機(jī)、VHDL等多門課程的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，建設(shè)嵌入式軟件專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，可供學(xué)生完成大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及進(jìn)一步的應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究，同時(shí)也可供學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)或教師平時(shí)科研開(kāi)發(fā)使用。嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既有基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也注重開(kāi)發(fā)出綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，可以提高學(xué)生的實(shí)踐基本技能和實(shí)踐創(chuàng)新能。

三、強(qiáng)化中心運(yùn)行的制度保障

針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)和大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)的不同特點(diǎn)，中心分別制定了有針對(duì)性的管理機(jī)制：

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行機(jī)制。中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的指導(dǎo)、監(jiān)控和考核由實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)工作小組負(fù)責(zé)，其工作依據(jù)為本制度的各項(xiàng)規(guī)定，實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)工作小組成員由實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心負(fù)責(zé)人、各課程負(fù)責(zé)人和特聘的教學(xué)督導(dǎo)組成。教學(xué)計(jì)劃的制訂、修改，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇調(diào)整、教學(xué)任務(wù)的安排均由教學(xué)指導(dǎo)組負(fù)責(zé)進(jìn)行。在具體運(yùn)行上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心通過(guò)網(wǎng)站公布能開(kāi)出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、開(kāi)課專業(yè)，教師提前向?qū)嶒?yàn)教學(xué)中心提交開(kāi)課申請(qǐng)，由實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心統(tǒng)一安排或在網(wǎng)上公開(kāi)選課，任課教師按時(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開(kāi)課，并按要求對(duì)實(shí)驗(yàn)課單獨(dú)進(jìn)行考核。

（2）大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)運(yùn)行機(jī)制。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)采用以學(xué)生為主體、教師加以啟發(fā)指導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。對(duì)此，中心在完成教學(xué)計(jì)劃內(nèi)教學(xué)任務(wù)的前提下，積極向?qū)W生、教師和社會(huì)開(kāi)放。中心面向全校開(kāi)放，有條件的實(shí)驗(yàn)室向社會(huì)開(kāi)放；中心資源統(tǒng)籌調(diào)配，集中資源共享，力爭(zhēng)做到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的全面開(kāi)放；中心創(chuàng)造條件，主動(dòng)吸引學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心工作。中心的開(kāi)放運(yùn)行依托學(xué)校選課系統(tǒng)，實(shí)行全時(shí)段網(wǎng)絡(luò)化管理。中心根據(jù)實(shí)踐教學(xué)、技能培訓(xùn)和課外科技創(chuàng)新等項(xiàng)目的實(shí)際需要，開(kāi)放部分實(shí)驗(yàn)室。在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、各類競(jìng)賽、科研等環(huán)節(jié)，中心安排專門的計(jì)算機(jī)教室實(shí)行全天開(kāi)放，提供相應(yīng)的軟件，硬件設(shè)備預(yù)約使用。對(duì)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)、軟件創(chuàng)新、機(jī)器人大賽等內(nèi)容和資源相關(guān)的部分實(shí)驗(yàn)室實(shí)行全面開(kāi)放，并由大學(xué)生參與運(yùn)行管理。為開(kāi)展自主創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目和參加各類學(xué)科競(jìng)賽的學(xué)生開(kāi)放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。

四、結(jié)語(yǔ)

武漢大學(xué)軟件工程實(shí)驗(yàn)中心，通過(guò)建設(shè)基于云的教學(xué)實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)，提高中心實(shí)驗(yàn)室組織的專業(yè)化程度和強(qiáng)化中心運(yùn)行的制度保障三方面舉措，實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的同步支持。該中心將教學(xué)科研有機(jī)結(jié)合，提出面向工程教育的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，同時(shí)促進(jìn)教學(xué)科研互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)科研成果向?qū)嶒?yàn)教學(xué)內(nèi)容的有效轉(zhuǎn)化，構(gòu)建了多層次開(kāi)放式、國(guó)際化、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，建立了基于云的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心平臺(tái)和管理方式。這些建設(shè)方式對(duì)于新的軟件工程相關(guān)實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)，具有積極的借鑒意義。

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責(zé)任編輯：孫瑤