一、实验教学体系

实践性教学是培养学生分析和解决实际问题能力的有效途径。加强实践性教学环节是教学改革中的一个重要任务。按照“加强基础、拓宽专业、锐意创新”的理念，中心优化整合了实验实训，打破了完全以课程设置实验、划分实验室的做法，构建了计算机基础课程的分层次实验实训体系（图1），使理论教学与实践教学相互促进，协调发展。

1. 理论与实验操作（第一层次）

实验内容既要考虑基础实验的深度，又要考虑基础实验的宽度。实验的深度不是单纯增加课程设计的难度，而是增加对基本知识、基本概念的理解；而宽度也不是一味地增加实验项目的个数，而是对所学计算机语言和计算机组成结构知识的综合应用。

2. 计算机软件课程设计（第二层次）

让学生面对简单实际工程问题，自行完成课程设计—软件编程—调试—报告与技术资料分析归档的完整过程。

通过这一层次实验，学生初步了解软件设计和硬件试制过程，培养学生的综合应用能力和创新能力。

3. 科研训练与创新活动（第三层次）

面向热心于科研探索和技术开发的优秀学生开放。对参加科技制作、小发明和各类竞赛（挑战杯、机器人竞赛）的学生进行培训，为学生实现自己的想法提供环境和条件。

图1 实验教学体系

 

二、体系构建特点

1. 在新的计算机实验实训体系中，坚持以能力培养为核心的原则，建设验证性、综合性、设计性、研究性实验，重点是使“综合性”实验的比例大幅度提高。教学实施过程中，先做基本实验（必做），然后进行选做实验，层层递升，改变以往只注重知识传授而忽视能力培养的倾向。这种渐进教学过程符合大学生学习、思维和心理特点，也符合基础性实践课程的教学特点。

2. 实验课与理论课教学内容有机结合。计算机实验虽然独立设课，但实验实训内容、项目设置、学时计划、进度顺序安排要与理论教学协调衔接，有的实验在理论教学之前能使理论课讲授更透彻，有的实验在理论教学之后能使学生对计算机学原理理解更深入；计算机实验系列选修课与大学计算机及选修课密切配合；引导实验层次既是计算机实验最基本的内容之一，也是理论教学的重要辅助手段。

3. 计算机实验是本科生第一门实验课程，须注意与后续课程整合。有些内容是后续课基础，要在课程中得以体现。有些内容可能重复，要与后续课教师共同研讨决定去留。

4. 寻求传统实验与现代实验在实验基本方法、原理、操作技术和创新意识培养等方面的结合点，使传统实验体现现代气息，使现代实验体现基本方法和技能。

5. 实际实验为主、仿真实验为辅，必做与选做相结合，实验项目数量充足，按需要和兴趣爱好给学生留有大的选择空间。

6. 将计算机学新成果的引入计算机实验，重视工程意识培养，建立一批工程计算机编程与调试实验项目。

7. 突出以学生为本的改革宗旨，在教学整体安排上给学生提供根据专业、兴趣爱好自主选择的余地。

 

三、实验项目名称及“四性”实验比例

开出的“计算机实验”项目名称及“四性”实验比例，见表1。

表1  实验教学中心实验结构

 

计算机实验教学中心开设的实验项目，分为三类模块内容：

1. 基础课程实验教学模块。可满足工科专业学生的C语言程序设计、平面设计基础、JSP程序设计、计算机导论、平面/立体构成、汇编语言、Visual Basic程序设计、VFP语言程序设计、传感器、数据库概论、数字逻辑、计算机病毒原理及防治等课程实验教学要求。

2. 专业课程实验教学模块。可满足工科专业实验教学需求，开设了涵盖编译原理、操作系统、计算机组成原理、数据结构、硬件描述语言与EDA、RFID技术及应用、短距离无线通信技术、计算机控制技术、嵌入式驱动开发、数据库系统、算法设计与分析、网络操作系统、物联网、现代密码学、用户界面设计、数据采集与处理、嵌入式系统设计与开发、软件工程、传感器原理、嵌入式操作系统等专业课程方面的实验课程。

3. 综合设计实验教学模块。该实验教学模块由MIS系统设计、车联网系统设计、控制系统设计与调试、单片机系统设计、企业级私有云平台搭建、基于大数据的个性化职业教育示范系统设计等组成。

面向全校学生开放，以各类科技作品设计、制作竞赛为驱动，通过组织学生参与ACM大赛，全国大学生数学建模比赛、全国挑战杯课外科技作品竞赛、全国大学生电子设计竞赛、RoboCup机器人、“飞思卡尔”智能汽车大赛，提升学生实践能力与创新能力（详见附件）。

 

四、实验教学与科研、工程和社会应用实践结合情况

如何将实验实训与科研、工程和社会应用实践相结合，这是一个十分困难的工作，对于基础课实验更是如此。我们在这方面做了尝试，对科研、工程与实验实训相结合的体系进行了初步的探索和建设，涉及到如何将已完成的科研课题内容的一部分或全部内容分解转化为一个一个适合基础实验实训要求的实验实训单元，将教师在科研过程中多方面探索得到的正确研究方案形成实验实训过程，让学生在重复教师科研过程的实验中，了解和掌握教师的科研思想和方法，掌握从事科学研究的基本技能。在实验报告中，让学生写出对实验方案的评价和在实验过程中产生的独到见解。

在实验教程中，我们将教师科研中针对某种实验得到的正确方法提供给学生在实验中参考，还提供给学生一种不理想或者不正确的方法让他们比较找出误区。同时，让学生在预习实验内容时，写出自己的实验方案，供实验中验证。要求在实验报告中对这些实验方案进行全面的评价，找出最佳方案。这样可以达到学生的技能与社会的需求实现无缝连接，收到了良好的教学效果。但是，由于学生对科研课题内容理解的差异，在实验的过程中往往会表现出个体能力上的差异，教师应鼓励学生互相帮助，培养学生的团队精神，使他们在专业知识和思想修养上获得双丰收。

为了更好地培养学生能够适应日新月异的现代社会，掌握计算机技术与知识，我院与多家IT公司签订了大学生实习基地，通过走出去和引进来的方式，把毕业班的学生输送出去学习计算机工程方面的技术。同时邀请IT公司的技术人员来学校给学生上课，按照工程设计的规范要求完整地、系统地搞好软件系统设计。这种方式促进了学生自觉学习的积极性，避免了理论与实践的脱节，理论知识与实践教学相互促进，达到了事半功倍的效果。