計算機基礎(chǔ)實驗教學示范中心建設(shè)與實踐

吳淑燕+胡偉儉+蔡芝蔚

摘 要：計算機基礎(chǔ)實驗中心是省級實驗教學示范中心，本文結(jié)合實驗教學示范中心建設(shè)的實踐，總結(jié)了計算機基礎(chǔ)實驗教學示范中心在創(chuàng)新實驗教學體系、教學方法等方面的經(jīng)驗，構(gòu)建了一個有特色的計算機基礎(chǔ)實驗教學示范中心建設(shè)模式。

關(guān)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(chǔ)實驗中心是省級實驗教學示范中心建設(shè)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(shù)校級重點專業(yè)，服務于全校計算機基礎(chǔ)、計算機專業(yè)、理工科基礎(chǔ)、文科自主學習、教育信息技術(shù)、藝術(shù)設(shè)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(shè)標準，對實驗教學體系、實驗教學方法等進行了改革創(chuàng)新，以示范中心設(shè)立子項目為手段，構(gòu)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(chǔ)，在實踐中構(gòu)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(chuàng)新，確立“強基礎(chǔ)、重實踐、求創(chuàng)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(shè)工作，逐步將中心建設(shè)成為理念先進、管理規(guī)范、資源豐富、開放創(chuàng)新、設(shè)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(shè)的實踐

2.1 實驗教學體系與教學內(nèi)容

遵循以能力培養(yǎng)為核心的實驗教學理念，依據(jù)學科特點劃分基礎(chǔ)課程不同模塊，根據(jù)專業(yè)性質(zhì)開設(shè)不同層次的實驗教學，構(gòu)建符合各學科專業(yè)結(jié)構(gòu)的“模塊+層次”實驗教學體系。結(jié)合學科專業(yè)特點，設(shè)計具有實際應用背景的實驗項目，不斷改革和完善實驗內(nèi)容，更新實驗項目。

2.1.1 建立和完善與理論教學有機結(jié)合、分層次、模塊化的實驗教學體系

依據(jù)信息技術(shù)發(fā)展趨勢，充分考慮與高中信息技術(shù)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(yǎng)為核心的實驗課程體系。逐步調(diào)整完善了“1+X+Y+Z”的實驗課程體系?！?”為計算機文化基礎(chǔ)，調(diào)整為《Office 2010高級應用》，“X”為大公共基礎(chǔ)，面向不同專業(yè)開展《程序設(shè)計基礎(chǔ)》、《多媒體技術(shù)》、《課件制作》等基礎(chǔ)課，“Y”為小公共基礎(chǔ)，開設(shè)信息類專業(yè)的計算機基礎(chǔ)課，“Z”為以計算機平臺為工具的其他專業(yè)課程。

2.1.2 注重與應用實踐結(jié)合，不斷更新實驗項目

實驗中心依據(jù)學科發(fā)展和人才培養(yǎng)需要，以“基礎(chǔ)技能實驗-綜合性實驗-設(shè)計、創(chuàng)新性實驗”為基本框架，積極探索依據(jù)不同學科專業(yè)組織不同實驗項目案例，注重實驗內(nèi)容的綜合性、多學科交叉性。大力推動“三性”實驗項目建設(shè)。

同時鼓勵實驗教師從工程實踐中開發(fā)新的實驗項目，并融入科技創(chuàng)新和實驗教學改革成果，不斷更新、調(diào)整實驗內(nèi)容，實驗項目平均年更新率達到20.4%。已經(jīng)初步構(gòu)建成一個動態(tài)開放式的基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計創(chuàng)新性實驗有機組成的實驗內(nèi)容體系。

2.1.3 以學生自主開放實驗項目為載體，開創(chuàng)實驗教學模式的多元化

中心結(jié)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(jù)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(quán)，這樣不僅可提高學生學習的積極性和主動性，而且能培養(yǎng)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(zhì)，拓展實驗教學的時間和空間，充分激發(fā)學生的學習熱情，有效推動實驗課程體系的建設(shè)。

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(yǎng)為核心”的實驗教學理念，以實施工程項目驅(qū)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(shè)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(shè)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(guān)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(yǎng)為核心的主動式項目驅(qū)動、微型項目驅(qū)動（MPD）、團隊角色化（TR）、問題驅(qū)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(jié)合，豐富的實驗教學手段

實驗中心開展了網(wǎng)絡教學和課堂教學相結(jié)合，課外自主學習和課內(nèi)研討式教學相結(jié)合，開放式自主實驗與課內(nèi)實驗相結(jié)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(wǎng)站、BB網(wǎng)絡課程平臺、精品課程網(wǎng)絡平臺等網(wǎng)絡渠道建立多媒體網(wǎng)絡教學資源庫，建設(shè)省級精品課程2門、校級精品課程7門和校級網(wǎng)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(xiàn)實、多媒體、人機交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡通訊等技術(shù)，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(xiàn)實教學資源，構(gòu)建了高度仿真的虛擬實驗環(huán)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(jié)合教學資源，構(gòu)建了虛擬仿真實驗有部分實物參與的半實物仿真系統(tǒng)，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(fā)的純數(shù)字仿真實驗資源，不帶有實物對象，如網(wǎng)絡系統(tǒng)集成模擬實踐訓練等。實現(xiàn)了“虛實結(jié)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(lǐng)域，豐富了教學內(nèi)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(yè)、全體學生統(tǒng)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(nèi)容相對重復的多門專業(yè)實驗課程重新梳理，科學的結(jié)合為綜合型集中實踐。在實驗過程中，學生進行自主設(shè)計，將綜合性實踐模塊分別圍繞某一領(lǐng)域或方向組織實驗內(nèi)容，以引導學生進行科學研究和創(chuàng)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(jù)計算機相關(guān)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(xiàn)場答辯等多元化考核方法，統(tǒng)籌考核實驗過程和實驗結(jié)果，注重方案設(shè)計、作品實現(xiàn)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(yǎng)為核心”的實驗教學理念，在實驗教學方面進行改革與創(chuàng)新，對實驗內(nèi)容進行優(yōu)化，重視實驗內(nèi)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(shè)期末實驗中心覆蓋課程數(shù)達39門，覆蓋專業(yè)39個。相對建設(shè)初期，覆蓋課程種類明顯增多，涉及10個專業(yè)基礎(chǔ)課程，資源共享大平臺建設(shè)取得初步成效。建設(shè)期末實驗中心開出實驗項目172個，著重加強基礎(chǔ)技能實驗精選和“三性”實驗建設(shè)工作，“三性”實驗比例明顯增加。課內(nèi)實驗人時數(shù)達219047，受益學生數(shù)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(chuàng)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(jié)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(yōu)良。學生實踐技能和創(chuàng)新能力優(yōu)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(chuàng)新、科研項目等科技活動為基礎(chǔ)，研究和解決關(guān)鍵技術(shù)，學生正式發(fā)表學術(shù)論文數(shù)十篇。形成了濃厚專業(yè)實踐氛圍，學生在挑戰(zhàn)杯、ACM程序設(shè)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(jié)語

經(jīng)過示范中心的建設(shè)開展，計算機基礎(chǔ)實驗中心對實驗教學體系、實驗教學方法等環(huán)節(jié)進行了的建設(shè)和改革，初步建立了計算機資源共享大平臺，構(gòu)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(shè)成為了設(shè)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(xiàn)代化計算機基礎(chǔ)共享平臺。在開放運行機制、實驗教學改革、實驗室建設(shè)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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