首页 -> 2006年第12期
以能力培养为核心的计算机基础实验教学研究与探索
作者：冯博琴 顾 刚 赵英良
教材、实验平台等方面已进行了三次重大升级换代。下表是根据计算机主流技术变化所创建的实验平台状况：
在跟踪计算机技术发展改革实验教学中，我们始终贯彻“基础、实用、新型、能力”八字方针。“基础”是指将计算机科学技术中的一些最基本的基础理论、基本应用技术方法和常见软件工具、平台的基本操作方法纳入课程教学内容。“实用”对于非计算机专业学生来说，学计算机的目的是使学生把计算机作为工具解决专业问题。目前计算机软件工具和平台品种繁多，层出不穷，都纳入课程教学显然是不可能的。因此必须在基础性之上，选取实用的理论知识和基本应用技术。“新型”是指尽可能采用新理论、新技术、新方法、新工具，计算机技术的显著特点是更新换代频率较高，因此尽可能同步更新教学内容。“能力”是指学生应用计算机解决实际问题的能力，这是课程的根本目标。在教学内容取舍和组织上都以是否有助于学生能力的提高为标准。
四、以人为本，创建“计算机基础实验教学大环境”
环境建设是推进实验教学改革的基础。“计算机基础实验教学大环境”由三部分组成：
一是由软硬件及其网络构成的数字化实验教学平台，包括计算机网络平台、开放软件平台和硬件实验平台。我们在国内率先建设了计算机基础教学的网络硬件实验室和多媒体实验室，拓宽了实验范围，为学生能力培养提供了更大的空间。
二是在平台上创建丰富的资源，包括由网络课件、视频录像、实验工具软件、实验指导、试题库、实验平台、优秀作业、电子教材等构成的多媒体数字资源，还包括教师队伍、实验人员及行政人员等人力资源。资源建设是“大环境”建设的核心，已形成了“更新快、种类全、集成高、应用广”的特色。
三是在“平台”和“资源”上开展设计、实验、答疑、提交报告、测评等教学活动。丰富的教学资源方便学生学习和教师备课；网上答疑系统实现学生不限时间、地点答疑；引入的电子教室实现教学安排、学习、作业布置与提交、评价与反馈、教学调查等教学活动的一体化。教学活动是构建“大环境”的目的。
这样的“大环境”是开放的、共享的。学生可以到实验室做实验，也可以通过网络进行模拟实验，学生的心得、问题、答案、作品也可以共享。它不仅为学生施展才能提供了广阔的舞台，也为教师教学研究提供有利条件，有利于发挥教师主导作用，有利于实现以人为本的个性化实验教学，强化学生解决实际问题能力的培养。
五、加强自身建设，提高队伍素质
师资队伍建设是加强自身建设的重要内容，是实现学生能力培养的关键，其目标是建设一支素质较高、热爱计算机实验教学、相对稳定的师资队伍。计算机技术发展迅速、知识淘汰率高，而计算机人才发展空间大，基础性的实验教学岗位并不具有吸引人才的优势，因此队伍建设是一个值得研究的问题。
我们经过十年的探索，使师资队伍的质量和人数实现了跨越式的发展，采取的办法主要有以下三个方面：
1．采取自我孵化、引进、留住骨干三条措施壮大队伍。为教学实验人员营造良好的工作、学习和发展的空间，为每个愿意通过努力而求个人发展和事业有成的人提供环境和条件。针对中心成立初期计算机人才非常紧缺的现实，我们采取的是“实事求是，千方百计留住人才”的策略，对人才只提“完成教学任务，响应中心指令”的宽松要求，留住了所有骨干。而在2004年之后，师资状况大为好转，我们要求教师必须把主要精力放在学校，完成中心布置的所有任务，包括各种“义务”。几年来，中心先后引进了13人，均具有博士、硕士学位或高级职称，没有一人“跳槽”。
2．把认真细致的思想工作和赏罚分明的激励机制有机结合，鼓励教师在教学实验岗位上不断进取。中心明确宣布我们要用好各种政策，把出国进修、国内交流、参与教学科研项目、教材编写、晋升机会、奖金分配等落实到为中心建设做出贡献的人员，中心不仅考核本职工作，还看在教学工作量规定之外的非量化、工资中不体现的工作，鼓励不仅教学好，而且积极投身实验教学改革的人。近年来，有3人通过在职学习取得博士学位，25人获得各级教学成果奖，获奖及受奖励和表彰的人员占全部实验教学人员的82．1％。奖金的分配改“福利”为“激励”，拉开了差距，起到激励的作用。
3．依靠计算机学科的支持，提升师资队伍素质。建立稳定师资队伍的关键是牢固树立“以人为本，教学以教师为本”的教育理念。以教师为本不仅是尊师重教，依靠教师搞好教学，而且要培养教师，不断提升他们的业务水平。建立一支相对稳定的高素质队伍的困扰主要来自从事基础课、偏重实验教学的“低层次”，在学校各种晋升中处于劣势。提高这些老师自身的‘含金量’已刻不容缓，其有效的办法是适当融入到计算机学科中去。我中心参与了计算机系的计算机学科建设，我们有博导、硕导11人，现指导博、硕士研究生60人：8名年轻教师通过在本单位攻博提高学历层次，40岁以下的教师均有硕士学历；5名教师获得出国进修机会：参与了计算机学科985建设，独立承担子项目。这样举措使得年轻教师在中心有一定的发展空间，对稳定队伍起到了重要作用。
六、积极开展研究创新实验，培养学生创新能力
深化实验教学改革的核心是培养学生实践和创新能力。创新能力的培养需要给学生一个自由的空间。我们在各门课程中还安排了课程设计、大作业和课外实验，由学生自主选题、在教师的指导下主要利用课外时间完成。实验要求学生自己分解任务、安排分工和规划进度等。由于没有标准的答案，学生在实验过程中需要自行查找资料、设计实验方案、交流讨论、探索规律、撰写实验报告。这些活动为学生自主式、合作式、研究式的学习和创新提供了充分空间。
研究创新型实验以延续学生的学习热情、进一步激发学生的创新潜能为目标。实验参考选题具有趣味性、先进性和实用性。例如：“微机原理与接口技术”课程的创新实验：电梯调度模拟、压缩，解压缩、温度测量等与工程、实际应用密切联系。“软件基础”的创新实验：网络编程与应用、数据库应用系统开发、专题网站的创建、多媒体编程与应用等紧跟现代软件开发技术。“大学计算机基础”课程的视频制作实验，学生可以制作自己的DV短片，非常具有挑战性和吸引力，也很能展现学生的创造力。
为肯定学生在实验过程所做的努力和得到的结果，我们综合其实验报告、实验结果演示、答辩等环节进行评价。为激励学生参与研究创新实验，实验成绩占课程总成绩的比例由20％提高到50％，优秀作品在创新网站上展出，对特别优秀的，经过答辩组老师的评议，其成绩可直接作为该课程的成绩，免予期末考试(人数在5％以内)。
为支持开放创新实验活动，我们为学生创造了良好的实验环境：专门建立了“学生创新机房”，为学生提供自由机时；由精通专门技术的教师担任指导教师。中心还建立了创新活动网站，为优秀作品提供了一个展示平台，也为学生提供了相互学习的机会。
我们从2001年开始在“软件基础”课程中开展研究创新型实验，目前已扩展到所有课程，累计5000多人参加，有326件优秀作品在创新网站上展出。
七、结论
综合前面的观点，我们认为实验教学的建设是一项系统工程：提高实验教学质量的关键是不断加强自身建设；深化实验教学改革的核心是培养学生实践和创新能力；推进实验教学改革的基础是建立计算机实验教学大环境；实施实验教学的载体是实验教学体系和内容；加速实验教学改革的催化剂是实验教学手段和方法的改革；实验教学改革的重要标志是出版高水平的实验教材。
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