計(jì)算機(jī)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

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摘要：針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)得不到應(yīng)有的重視，忽視了實(shí)踐性、創(chuàng)新性能力的訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)性差的問(wèn)題，文章提出計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的基本思路、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)的模式等方面的措施與規(guī)劃，進(jìn)而對(duì)于提升專業(yè)教學(xué)質(zhì)量，以實(shí)現(xiàn)與社會(huì)人才需求的對(duì)接，提升老師和學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和能力，力求培養(yǎng)出學(xué)以致用和具有競(jìng)爭(zhēng)力的專業(yè)人才。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；人才培養(yǎng)；課程體系；教學(xué)管理；評(píng)價(jià)機(jī)制

一、引言

目前，在全球計(jì)算機(jī)教學(xué)中，IEEE-CS/ACM制定并陸續(xù)修訂的《計(jì)算教學(xué)計(jì)劃》是最有影響力的。我國(guó)修訂的《計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)計(jì)劃1993》和《計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)規(guī)范》都是以該計(jì)劃為藍(lán)圖，國(guó)內(nèi)大部分高校的計(jì)算機(jī)專業(yè)亦基于此為依據(jù)來(lái)構(gòu)建自己的教學(xué)體系。高等學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中占有比較重要的地位，目前國(guó)內(nèi)不同高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系也存在差異。目前主要存在以下三種模式。模式一，不單獨(dú)設(shè)立實(shí)驗(yàn)課程，而是將實(shí)驗(yàn)課程貫穿于理論課程中。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論教學(xué)的附屬品，它的作用在于協(xié)助理論教學(xué)完成該門課程的教學(xué)任務(wù)和目標(biāo)。這一傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系在演繹法教學(xué)占統(tǒng)治地位的時(shí)期仍是主導(dǎo)模式，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神方面存在的弊端已為許多高校所認(rèn)識(shí)。模式二，為了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位，將主干課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單列成實(shí)驗(yàn)課，目前這種模式已經(jīng)被國(guó)內(nèi)一些高校所采用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)具有同等重要的地位，它不再是附屬品，同時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)向綜合性和創(chuàng)新性靠攏。但是該模式在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，仍存在著實(shí)驗(yàn)教學(xué)局限于該課程的理論知識(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)難以突破課程框架的問(wèn)題。因此，開(kāi)展多學(xué)科交叉的綜合性、創(chuàng)新性和探索性實(shí)驗(yàn)往往難以實(shí)現(xiàn)。模式三，保留一部分與理論課程同步開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，而其他的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容經(jīng)過(guò)優(yōu)化、重整和豐富，開(kāi)設(shè)成獨(dú)立的綜合和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程。該實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容更加側(cè)重于設(shè)計(jì)型、應(yīng)用型和探索創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。采用這一模式的優(yōu)勢(shì)在于同時(shí)結(jié)合了演繹法教學(xué)中以實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助知識(shí)傳授，以及歸納法教學(xué)中的通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高，更加適合培養(yǎng)信息技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才。目前國(guó)外一些高校多采用這一模式，除了專業(yè)課程有較豐富的同步實(shí)驗(yàn)內(nèi)容外，還設(shè)置了若干綜合實(shí)驗(yàn)課程和畢業(yè)設(shè)計(jì)課程。而國(guó)內(nèi)高校采用這種模式的還為數(shù)較少。社會(huì)對(duì)剛走出大學(xué)校門的學(xué)生的認(rèn)可度是衡量該學(xué)校教學(xué)效果的主要依據(jù)。社會(huì)需要的是具有分析解決問(wèn)題的能力，具有創(chuàng)新意識(shí)的人才。因此，綜合以上三種教學(xué)模式，建立一種融合了演繹法教學(xué)與歸納法教學(xué)特長(zhǎng)的、能與社會(huì)發(fā)展需求緊密結(jié)合的新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，對(duì)于全面提升計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，具有至關(guān)重要的意義。

二、計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)問(wèn)題研究

在當(dāng)前的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)只起到驗(yàn)證理論知識(shí)的作用，教學(xué)實(shí)驗(yàn)附屬于課堂教學(xué)，學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和創(chuàng)新意識(shí)得不到鍛煉的機(jī)會(huì)。具體來(lái)講，計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)存在以下幾個(gè)問(wèn)題。第一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和教學(xué)方法落后。課程與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置與當(dāng)前IT領(lǐng)域快速更新的新知識(shí)、市場(chǎng)流行技術(shù)嚴(yán)重脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備老化，經(jīng)費(fèi)投入不足，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)年不變，并且大部分實(shí)驗(yàn)仍屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容依附于理論教學(xué)。第二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系缺陷。整個(gè)體系結(jié)構(gòu)往往是封閉型的，不利于新的課程和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的更新。實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃都是按照四年一個(gè)周期的固定模式展開(kāi)。第三，實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體制與實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行機(jī)制有待進(jìn)一步改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)室不能面向?qū)W生開(kāi)放或開(kāi)放程度有限，導(dǎo)致有興趣的學(xué)生得不到良好的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練環(huán)境。第四，評(píng)價(jià)機(jī)制單一。實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往以遠(yuǎn)小于課堂教學(xué)比重的分值形式或傳統(tǒng)的考試方式進(jìn)行考核。而在工程設(shè)計(jì)中非常重要的許多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，又難以用試題的方式，在較短的時(shí)間里考核學(xué)生的掌握程度，需要學(xué)生長(zhǎng)期的動(dòng)手、實(shí)踐、創(chuàng)新，因此，單一的評(píng)價(jià)機(jī)制，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)得不到學(xué)生的重視，使學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)性差。因此，如何構(gòu)建一套科學(xué)合理的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和教學(xué)管理機(jī)制是本文主要的研究?jī)?nèi)容。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案設(shè)計(jì)

針對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的上述四點(diǎn)問(wèn)題，提出以下幾點(diǎn)改革方案。

（一）創(chuàng)建新的實(shí)驗(yàn)課程體系

從創(chuàng)新型人才培養(yǎng)角度出發(fā)，優(yōu)化重組實(shí)驗(yàn)課程在知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高三方面的比例，將原有的多門實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行整合，創(chuàng)建計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)課程。每門實(shí)驗(yàn)課程都要體現(xiàn)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用探索型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次，并且要合理組織實(shí)驗(yàn)教材，每門實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容都要包括指定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是結(jié)合學(xué)科發(fā)展前沿及學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的應(yīng)用探索型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

（二）采用項(xiàng)目教學(xué)法

打破以課堂教學(xué)為中心的教學(xué)模式，確定以項(xiàng)目組為中心的學(xué)習(xí)模式。依據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)和選取實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，要考慮學(xué)生的層次特點(diǎn)，設(shè)計(jì)和選取難度不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使項(xiàng)目?jī)?nèi)容能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生解決問(wèn)題的積極性，同時(shí)讓學(xué)生共同參與項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，為學(xué)生提供自己動(dòng)手和動(dòng)腦的空間。

（三）優(yōu)化管理體制和實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行機(jī)制

優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源配置，加大資金投入，在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備的同時(shí)，也要及時(shí)添加最新的實(shí)驗(yàn)軟件，像開(kāi)放式虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)、虛擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)等；實(shí)驗(yàn)教師要經(jīng)常參加培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，提高自身的能力和素質(zhì)；除上課時(shí)間外，實(shí)驗(yàn)室要定期向?qū)W生開(kāi)放，實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。另外，實(shí)驗(yàn)室要建設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫(kù)，形成一種可積累的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目管理機(jī)制。

（四）建立科學(xué)完善的評(píng)價(jià)機(jī)制

評(píng)價(jià)的主要依據(jù)不再是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確與否，而是要看學(xué)生是否通過(guò)實(shí)驗(yàn)鍛煉了動(dòng)手能力，提高了創(chuàng)新意識(shí)。評(píng)價(jià)機(jī)制不單以考核分?jǐn)?shù)的方式，還通過(guò)像“創(chuàng)新成績(jī)”等形式，如參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)，或發(fā)表學(xué)術(shù)論文，或有科技創(chuàng)新小作品等均可獲得“創(chuàng)新成績(jī)”。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文關(guān)于計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)問(wèn)題的研究、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案設(shè)計(jì)的基本思路等方面的措施與規(guī)劃，能為各高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與建設(shè)起到拋磚引玉的作用。我們結(jié)合了自身的教學(xué)資源進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和改革，取得了較好的效果，提高了計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而提升了專業(yè)教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生的實(shí)踐能力和應(yīng)用能力顯著提高，大大激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，畢業(yè)生就業(yè)率也明顯攀升，有助于我們培養(yǎng)出更多的具有創(chuàng)新思維、能獨(dú)立分析解決實(shí)際問(wèn)題的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

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作者:薛凌燕 李樹(shù)榜 單位:聊城大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院