计算机专业的实验教学改革研究

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摘要：针对计算机专业教学中，实验得不到应有的重视，忽视了实践性、创新性能力的训练，导致学生的社会适应性差的问题，文章提出计算机专业实验教学改革的基本思路、实验教学体系建设的模式等方面的措施与规划，进而对于提升专业教学质量，以实现与社会人才需求的对接，提升老师和学生的创新创业意识和能力，力求培养出学以致用和具有竞争力的专业人才。

关键词：实验教学；人才培养；课程体系；教学管理；评价机制

一、引言

目前，在全球计算机教学中，IEEE-CS/ACM制定并陆续修订的《计算教学计划》是最有影响力的。我国修订的《计算机学科教学计划1993》和《计算机科学与技术专业规范》都是以该计划为蓝图，国内大部分高校的计算机专业亦基于此为依据来构建自己的教学体系。高等学校的实验教学在计算机专业教学中占有比较重要的地位，目前国内不同高校的实验教学体系也存在差异。目前主要存在以下三种模式。模式一，不单独设立实验课程，而是将实验课程贯穿于理论课程中。将实验教学作为理论教学的附属品，它的作用在于协助理论教学完成该门课程的教学任务和目标。这一传统的实验教学体系在演绎法教学占统治地位的时期仍是主导模式，在培养学生实践能力和创新精神方面存在的弊端已为许多高校所认识。模式二，为了加强实验教学的地位，将主干课程的实验内容单列成实验课，目前这种模式已经被国内一些高校所采用。实验教学与理论教学具有同等重要的地位，它不再是附属品，同时实验内容的设计向综合性和创新性靠拢。但是该模式在具体实现过程中，仍存在着实验教学局限于该课程的理论知识，实验内容设计难以突破课程框架的问题。因此，开展多学科交叉的综合性、创新性和探索性实验往往难以实现。模式三，保留一部分与理论课程同步开设的基础实验，而其他的实验内容经过优化、重整和丰富，开设成独立的综合和创新实验课程。该实验课程的内容更加侧重于设计型、应用型和探索创新型实验。采用这一模式的优势在于同时结合了演绎法教学中以实验教学辅助知识传授，以及归纳法教学中的通过实验教学加强学生能力培养和综合素质的提高，更加适合培养信息技术领域的应用型和创新型人才。目前国外一些高校多采用这一模式，除了专业课程有较丰富的同步实验内容外，还设置了若干综合实验课程和毕业设计课程。而国内高校采用这种模式的还为数较少。社会对刚走出大学校门的学生的认可度是衡量该学校教学效果的主要依据。社会需要的是具有分析解决问题的能力，具有创新意识的人才。因此，综合以上三种教学模式，建立一种融合了演绎法教学与归纳法教学特长的、能与社会发展需求紧密结合的新实验教学体系，对于全面提升计算机专业实验教学的质量，培养具有创新思维的高素质应用型人才，具有至关重要的意义。

二、计算机专业实验教学问题研究

在当前的计算机实验教学中，绝大多数实验只起到验证理论知识的作用，教学实验附属于课堂教学，学生的个性发展和创新意识得不到锻炼的机会。具体来讲，计算机专业实验教学环节存在以下几个问题。第一，实验教学手段和教学方法落后。课程与实验项目的设置与当前IT领域快速更新的新知识、市场流行技术严重脱节，实验设备老化，经费投入不足，实验内容数年不变，并且大部分实验仍属于验证性实验，实验内容依附于理论教学。第二，实验教学体系缺陷。整个体系结构往往是封闭型的，不利于新的课程和实验项目的更新。实验教学培养计划都是按照四年一个周期的固定模式展开。第三，实验教学管理体制与实验室的运行机制有待进一步改进。实验室不能面向学生开放或开放程度有限，导致有兴趣的学生得不到良好的实验训练环境。第四，评价机制单一。实验教学往往以远小于课堂教学比重的分值形式或传统的考试方式进行考核。而在工程设计中非常重要的许多实验内容，又难以用试题的方式，在较短的时间里考核学生的掌握程度，需要学生长期的动手、实践、创新，因此，单一的评价机制，导致实验教学得不到学生的重视，使学生的社会适应性差。因此，如何构建一套科学合理的计算机专业实验教学体系、创新人才培养模式和教学管理机制是本文主要的研究内容。

三、实验教学改革方案设计

针对计算机实验教学中存在的上述四点问题，提出以下几点改革方案。

（一）创建新的实验课程体系

从创新型人才培养角度出发，优化重组实验课程在知识传授、能力培养和素质提高三方面的比例，将原有的多门实验课程进行整合，创建计算机硬件设计综合实验、计算机软件设计综合实验、计算机网络综合实验、计算机应用综合实验等实验课程。每门实验课程都要体现基础型实验、综合设计型实验和应用探索型实验三个层次，并且要合理组织实验教材，每门实验课程的内容都要包括指定实验项目和自选实验项目，其中自选实验项目是结合学科发展前沿及学生学习兴趣的应用探索型的实验项目。

（二）采用项目教学法

打破以课堂教学为中心的教学模式，确定以项目组为中心的学习模式。依据教学内容设计和选取实验项目，要考虑学生的层次特点，设计和选取难度不同的实验项目，使项目内容能激发学生的学习兴趣，调动学生解决问题的积极性，同时让学生共同参与项目的设计，为学生提供自己动手和动脑的空间。

（三）优化管理体制和实验室运行机制

优化实验教学资源配置，加大资金投入，在改进实验室硬件设备的同时，也要及时添加最新的实验软件，像开放式虚拟实验教学系统、实验仿真平台、虚拟实验教学管理系统、虚拟实验测试平台等；实验教师要经常参加培训和学习，提高自身的能力和素质；除上课时间外，实验室要定期向学生开放，实现开放式的实验教学环境。另外，实验室要建设实验项目库，形成一种可积累的实验项目管理机制。

（四）建立科学完善的评价机制

评价的主要依据不再是实验数据的正确与否，而是要看学生是否通过实验锻炼了动手能力，提高了创新意识。评价机制不单以考核分数的方式，还通过像“创新成绩”等形式，如参加电子设计竞赛获奖，或发表学术论文，或有科技创新小作品等均可获得“创新成绩”。

四、结束语

本文关于计算机专业实验教学问题的研究、实验教学改革方案设计的基本思路等方面的措施与规划，能为各高校计算机专业的实验教学改革与建设起到抛砖引玉的作用。我们结合了自身的教学资源进行了实验和改革，取得了较好的效果，提高了计算机专业实验教学的教学质量，进而提升了专业教学质量，使学生的实践能力和应用能力显著提高，大大激发了学生的创新精神，毕业生就业率也明显攀升，有助于我们培养出更多的具有创新思维、能独立分析解决实际问题的高素质应用型人才。

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作者:薛凌燕 李树榜 单位:聊城大学计算机学院