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
目前计算机基础实验教学中还存在许多问题，如师生对实验教学的认识不足，考核重知识，轻能力，习惯于纸上谈兵；教学内容选取脱离各个专业领域应用方向，实用性较差；教学组织过于模仿计算机专业教学，实验教学与理论教学比重不适合计算机基础教学的特征与目标；教学方法手段简单老套，上课和实验照“片”宣科，师生交流、网络化教学、各种不同类型数字资源利用等都有不同层次的减弱；教学内容更新缓慢，讲授的技术方法往往不是当时的主流技术方法；实验教学队伍建设相对偏弱，重使用，轻培养，教师自身素质提高远远不能适应计算机基础教学；实验教学环境建设普遍存在重硬件，轻软件和资源等。下面结合今年我校计算机基础实验教学示范中心的申报，介绍在“以培养学生实践能力、创新能力为核心”的实验教学观念指导下的一些改革措施与体会。
一、构建“以学生为中心”的分类分层次培养的实验教学体系
经过多年的计算机基础实验教学的探索与实践，逐步形成了适合西安交通大学计算机实验教学的分类分层次体系与内容。实践表明这样的体系有利于学生两个能力的培养。实验教学分类分层的主要根据是学科差别和学生特点。
1．根据学科差别，合理分类教学
我校各个学院对大学生计算机应用能力和水平的具体要求尽管差异较大，但仔细分析各个学科学生今后应用计算机的基本方向，在基础教学这个层面上，还是可以将它们分为三大类：人文类、管医类和理工类，每个大类的学院之间的要求比较相近。人文类重点培养学生对信息的综合处理能力和数据库系统应用能力；管医类要求学生能熟练使用专业软件，重点培养学生对数据库应用系统的开发能力和多媒体信息检索、利用的能力；理工类重点培养学生具有潜在的应用软件系统的开发能力和多媒体信息处理能力。
2．针对学生的特点，采取分层次培养
根据学生自身水平以及今后发展目标等不同情况，我们规划了分层次培养，提出以下两个层次的培养方案：基本型培养方案面向一般学生，强调基本概念和基本原理、方法的掌握；目标定位在使绝大部分学生通过学习，能够掌握该课程领域的基本知识和技能。开放型培养方案面向优秀学生，除掌握基本概念、原理和方法，教学方法以开放式项目的开发、研究为驱动，考核采用递交设计、实现报告，现场测评和答辩验收。每个学生可以根据自身发展需要和实际水平，灵活机动地选择、定制合适的实验教学学习方案，切实提高自身计算机水平，提高应用计算机解决问题的能力。
根据分类分层培养框架，目前大学计算机基础、程序设计语言、软件基础、微机原理与接口技术、计算机网络等五门主干课程共开设实验296个，其中基本验证型实验89个，综合设计型实验80个，研究创新型实验127个，分别占总数的30％、27％、43％。例如国家精品课程计算机网络共开设基本型5个，综合型5个，创新型21个。
基本型和设计型实验属于第一个培养层次，是所有学生必须掌握的计算机知识和技能；创新型实验属于第二个培养层次，面向学有余力的优秀学生，培养他们的创新精神和动手能力。
二、改革实验教学方法与手段，强化能力培养
信息技术的发展为实验教学方法与手段的不断变革提供了基础，近十年来我们从黑板教学变革到投影仪，进而变革到网络+多媒体教学。但更重要的是实验教学理念创新变革，将信息技术整合到实验教学的各个过程中。
早在1996年就提出并实现了两个转移：①计算机类课程应由以教师为中心向以学生主动学习为主转移。②计算机类课程应从课堂面授向学生在实验室操作转移。为了真正实现两个转移，除了教学体系、教学环境等方面改革外，与此同时在实验教学方法与手段方面相应提出了“精讲多练，考教分离，机试为主”的方针。“精讲”要求教师讲出内容的精髓；“多练”要使学生练习有目标、有实效：“机考”要充分发挥考试指挥棒的导向作用，促使学生不得不下工夫在实验室里做练习和实验，从而提高学生计算机实际应用能力和水平。
近十年来，将计算机基础教学中的所有课程都大幅度压缩课内学时，增加实验学时。例如C语言课和计算机文化基础课的理论授课时数与实验上机时数比例为1：3，讲课10学时，上机30学时；c++课程是1：l。
1996年研制机考系统，实现出题、成卷、考试、阅卷过程的自动化管理。目前我校大多数课程测评学生知识掌握程度都采取在计算机上进行实测，根据解决问题的实际效果客观评判，而不是纸上谈兵。由于机考题目都是大量的应用操作题目所组成，每道应用操作题目是根据课程的知识点和技能点编制而成，体现某一种计算机技能和方法。如WEB服务器建立、数据库应用系统开发、声音和图像信息的处理方法等技能。多年实践证明在计算机上考试可以比较客观地考核学生动手能力。
多年来，在实验教学手段方面采取虚实结合方针，开发新型实验平台与系统，构建虚拟与现实结合的实验平台。所谓虚实结合主要指除了建立高品质的实际实验平台外，还开发了实验环境模拟软件进行辅助教学，它克服了传统实验模式的弊端，突出了实验教学的主体内容。学生把被动式实验行为变为主动式实验行为。例如我校自主研发“PDM集成实验平台”，该平台将程序设计、数据库应用和多媒体应用三门课程实验平台集成在一起，克服了传统的C／S模式下实验方式诸多弊端。如每个客户端需要安装近十种软件，学生花费大量精力和时间，疲于记忆各种工具平台的使用命令而偏离了对基本实验内容的学习，老师也不得不增大辅导的工作量，其结果是学生却没有掌握核心实验内容。
三、更新实验教学内容，探索持续发展之路
发展式的实验教学是计算机基础实验教学的特征和规律。计算机学科发展变化日新月异，是其他学科所无法相比的。只有根据不同时期计算机科学和技术的发展，紧紧跟踪新技术、新方法、新理论，不断更新课程教学大纲、教材、实验环境，促进教学内容的重组和体系的更新，使学生学到当前主流技术，才能够真正强化实际应用能力的培养，造就应用型、实用型的计算机人才。
为了及时体现各个时期的主流技术，自1990年以来，根据计算机技术的发展和需求变化，在实验教学内容、
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