网站原创摘 要：结合多年的教学与管理经验,公共计算机教学部门通过教育技术应用研究,可以建立一个优质的、开放的、共享的计算机实践平台.在其基础建设过程中,结合高等教育的改革方向,提出了计算机实践平台基础的建设思路和基本内容,既充分利用现有的硬件环境,整合已有软件系统,又开展前沿教育技术的研究,研发软件系统,健全平台基础功能.通过该项研究对于降低教育技术项目建设投入成本,提高计算机实验教学的组织能力,促进计算机实验教学资源优化配置与共享,建立健全高校实践教学公共怎么写作体系功能有一定的借鉴意义.
关 键 词：计算机实践；平台；实验教学；资源；公共怎么写作
中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1009-5039（2014）28-6678-04
1概述
如今,计算机技术更新速度非常快,以物联网、云计算、移动互联网、大数据等为代表的新一代信息技术对大学毕业生计算机水平的要求也在日益提高,肩负着大学生计算机能力培养责任的计算机基础教学面临着新的挑战[1].同时,由于技术的飞速发展,导致计算设备需要持续快速更新,这与我国中西部地方性高校普遍存在的教学经费相对不足形成了突出的矛盾.地方性高校公共计算机实验室普遍存在经费紧张、硬件设施比较缺乏[2]、实验教学组织管理水平较低、实验教学资源没有得到高效利用等问题.
为了改变实验室设备利用率低收益差、缺乏共享的实验基地、培养人才与社会需求脱节等问题[3],全面整合信息技术与教学环节,提高实验室教学组织能力及资源整合程度,使实验室能最大限度地支撑地方性高校高等教育深化改革与发展,构建教育信息化公共信息怎么写作体系,使其成为师生进行科学研究、科技创新的基地,已成为公共计算机实践平台基础的具体建设目标.
2现状分析
2010年国家发布《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》,明确提出：“信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视”.2012年教育部发布《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》,其中提出“高等教育信息化是促进高等教育改革创新和提高质量的有效途径,是教育信息化发展的创新前沿”.为贯彻落实《纲要》和《规划》精神,更好适应高等教育发展及高等学校改革的需要,推进信息技术与教学的深入融合,促进教学内容、教学手段和方法信息化,创新人才培养模式,提高教学质量,各高等学校纷纷开展教育技术研究,提高本科教学质量,深化教学改革,全面推进高校教育现代化.
各高校还依据或参考教育部实验教学示范中心建设的要求,形成层次清晰、责权明确的现代化管理体制和高效率、智能化的运行机制,注重创新型人才的培养,积极创设各种有利条件支持大学生研究创新型实验项目的开展[4].为适应创新人才培养方案的实施,实现实验课程的全面改革,充分整合教学、科研实验室资源是行之有效的管理手段,也是改变传统教学模式、提高实验教学质量、培养学生独立操作能力和创造性思维的必由之路[5].
近年来从“985工程”、“211工程”高校到普通地方性高校,都出现了公共计算机实验室面对学生开放的教学实习机时数基本稳定在教学计划核定数,但学生缺少上机热情,影响教学培养效果；课外自主实习机时数逐年减少,学生不再热衷于在实验室内学习的现象（见表1）,这类现象在普通地方性高校尤为突出.
另一个值得关注的问题是中西部地区高等院校在不断扩大学校办学规模、整合高校办学资源的同时,高校公共计算机实验室的设备显得陈旧,建设与优化显得相对滞后,公共怎么写作能力显得捉襟见肘.公共计算机实验室不仅要承担学生数不断增加的计算机公共基础类课程的实践教学任务,还要承担在各新校区专业课程的实践教学任务（各专业实验室在新校区的建设相对落后）以及各门实验课程的无纸化考试任务等.此外各高校近年改变教学观念更加重视培养学生的创新能力、科研能力,在公共计算机实验室开设各种形式的创新实验课程；利用公共计算机实验室开展获批的各级“大学生创业训练计划”项目与“大学生科研训练计划”项目.以具有代表性的某地方性高校公共计算机实验室为例,在用设备状况与目标任务反差逐年扩大（见图1和图2）.
计算机运算速度缓慢,存储空间不足等突出问题,导致实践教学效果越来越差.不能满足日常实践教学要求,如何谈提高实践教学水平?这些不断扩容的实践教学任务、创新的教学模式与传统的实验室功能形成了无法回避的矛盾.新形势下的教育发展目标要求我们必须提出新的观念去改革实验室,结合计算机技术和现代教育技术,建设好公共“计算机实践平台”基础,增强实验室的教学和科学技术研究支持功能,为高校师生提供一个优质的、适应教育事业发展的教学和科研环境.
3研究内容
本文所指的计算机实践平台是大平台概念,既包括技术层面的硬件、计算机软件等基础设施,也包括教学手段、教学方法以及教学机制等上层内容,其中基础设施是本文研究的内容,而上层内容不在本文讨论的范围内.该文提出了一个新的概念―“计算机实践平台基础”（以下简称“平台基础”）,它是指由计算机技术、现代教育技术等工程技术实现的教学与管理环境,是提高教学水平与效果、打造国家级实验教学示范中心的重要支撑环境.
“平台基础”的建设思路是采用虚拟技术充分利用现有怎么写作器与存储硬件资源,有效控制用于硬件采购的资金投入规模；深度整合现有学校或部门的计算机软件系统（例如：网络教学系统、无纸化考试测评系统、内部管理系统等）,提升现有系统的管理与怎么写作功能；以实验室专业技术人员为主,研究与开发新系统,建立健全计算机实践平台的整体功能.“平台基础”的具体研究内容主要包括构建其体系结构、利用前沿信息技术在学校现有硬件条件下提高实验设备的利用率、规划建设计算机实践教学资源、构建完善计算机管理系统平台.具体的研究内容和成果包括如下4个方面：
1）“平台基础”的体系结构
“平台基础”的体系结构总共由4个层次组成,见表2.最底层硬件层由各高校的现有投入硬件设施完成,这样设计的优点是避免硬件设施的重复投资,提高硬件设施的利用效率,特别适合于资金相对紧张的高等院校.第二层由计算机的核心前沿技术组成,主要技术为计算机虚拟技术、并行计算、分布式计算和云技术等.计算机的虚拟技术主要解决设备复用,提高设备运行效率的问题.并行计算和分布式计算主要为解决大型科学计算等问题.云技术和虚拟技术是本层的核心内容,它可以解决计算机的计算和存储不灵活、适用性差的问题.第三层由各种形式的数字化资源构成,例如：数字化图书、期刊、论文库、计算机软件等.第四层由多个与计算机实践教学、管理环节相关联的计算机软件系统构成.
2）利用计算机前沿技术,提高设备利用效率
计算机虚拟技术是近年来新兴的一门计算机技术,它能有效提高设备使用效率,例如：传统实验室,有多少门课程就要安装多少套软件,再好的计算机也要变得运行缓慢,影响教学.有了虚拟桌面可以为每个班级、甚至是每个学生提供个性化的桌面,桌面上只有当前课程需要的教学软件,这样做的好处是不仅提高了计算机的运行速度,同时还保障了良好的教学秩序,学生不能在课堂上从事聊天、玩游戏、看电影等与教学无关的活动.利用计算机虚拟技术实现实验室桌面的虚拟化,减轻桌面计算机的计算压力和存储压力,充分利用其硬件性能.在部署虚拟化的过程中,由于把桌面计算机的压力转到怎么写作器端,所以需要同时利用云计算和云存储来充分有效地利用怎么写作器硬件资源,以达到负载合理分配的问题.
此外云技术的有效实施也能给交叉学科提供科学计算功能,让公共计算机实验室的设备不仅能怎么写作公共课程,也能为专业课、科学研究提供怎么写作,扩宽了适用范围,提高了设备利用率.
3）建设各类计算机实践教学资源库
实施优质数字教育资源建设与共享是推进教育信息化的基础工程和关键环节.公共计算机实验室通过多年的工作可以积累到覆盖多学科多专业、门类众多的计算机实践教学软件、课件等教学资源.以教育科研网络和互联网络为媒介,建设、整合、优化一个覆盖面广的、优质的、开放的、共享的计算机实践教学资源库,成为了一项具有实际价值的教育技术应用研究内容.通过该资源库的建设,加强计算中心的资源怎么写作能力,完善学校教学公共怎么写作体系,可以让所有学习者方便快捷地享有优质数字教育资源.①遴选深度融入学科教学的课件素材、课件制作工具、习题库、试题库、综合设计题库、实习项目库、国际国内大赛获奖作品、优秀毕业设计作品、优秀学位成果作品、系统软件、应用软件、优秀实验系统等.②建立规范而丰富的计算机实践教学资源种类,开发管理维护工具和使用工具（支持计算机和移动设备）,促进学生从传统学习模式向“以资源为中心的自主性学习、个性化学习”模式转变.③计算机云技术是一种新兴的前沿技术,也是教育部“建设信息化公共支撑环境,提升公共怎么写作能力和水平”的主要任务,改变传统以设备为中心的共享模式,建立以信息为中心的云共享模式,以校园网络为媒介,向所有师生开放资源库,扩大受益面.
该资源库主要的分为教学性资源、科研性资源、过程性资源三个类别,其主要结构见表3“计算机实践教学资源库主要结构”.其中教学性资源包括电子课件、电子教案、教学案例、多媒体教学文件、参考资料、计算机课程软件、计算机工具软件、开源软件等内容.科研性资源包括科研课题申请书、开题报告、中期报告、结题报告、科研论文、专著等内容.过程性资源包括实验笔记、实验报告、实验数据、实验作品等内容.
4）构建并完善各类开放式应用软件系统
通过全面整合现有软件系统,建设新的软件系统建立健全计算机实践平台功能,实现包括实验室基础信息数字化、规范科学的实验室开放管理、项目化实验室流程管理等方面的实验室综合信息化管理,覆盖计算机网络化教学与计算机专项实验系统的衔接,其整体结构如图3“计算机实践信息管理平台”.
本文提出的应用层的创新点是把应用软件分为3个大类：管理信息系统类、教学过程与评价类、专项实验系统,有别于传统概念的前2个分类.其中专项实验系统的最大特点是虚拟化、个性化和学科专业化.学生可以带着自己申请的项目或导师的项目,走进公共计算机实验室,利用这里基于虚拟技术的专项实验系统开展科学与技术研究.它可以利用现有国家教育主管部门培育的“大学生创新训练计划”、“大学生创业训练计划”、“大学生科研训练计划”、“大学生竞赛”等项目平台,有效地提高学生的动手实践、技术创新、科研等能力,为国家发展输出有用的人才.
4结束语
教育信息化是推进教育改革与发展的战略制高点,随着教育信息化的推进,公共计算机教学部门成为了一个网络化、高度数字化的实践教学中心.我国教育信息化发展现在已进入普适计算的兴起阶段[10],我们应该在高等学校发展期间,利用好学校现有硬件条件,进一步改变传统观念,紧扣时代脉搏,深度融入前沿计算机与教育技术,建设优质的计算机实践平台,完善信息化管理体系,提高信息化管理水平.
公共怎么写作体系是高等院校未来发展的必由之路,公共计算机实践平台在公共怎么写作体系中的将发挥极其重要的作用.高等院校要实现快速而健康的发展,首先要实事求是把“平台基础”建设扎实、打牢基础.该文的创新点是按照4层体系结构组织“平台基础”,利用前沿计算机技术和现代教育技术,充分利用学校现有资产,合理节约建设成本；在满足传统公共计算机课程的条件下,增加个性化的专业化的实验系统,以满足培养学生动手实践能力、创新科研能力的要求.