适应教育的计算机专业硬件课程实验教学体系和内容改革

摘 要：本文论述了计算机硬件课程实验教学体系和教学内容改革的必要性,分析了存在的问题,在此基础上探讨了改革实验教学体系和教学内容的设想,最后阐述了改革的保障措施与对策.

关 键 词：实验教学；创新教育；改革

知识经济时代呼唤创新人才,因此如何构建适应知识经济的创新教育体系,成为高校探索的重要课题.创新教育是根据科技发展、社会进步和现代化建设对人才提出的新要求,旨在培养全面发展的具有创新思维、创新技能、创新人格的高素质人才.实验教学是高等院校教育教学过程的重要组成部分,可以说,实验教学是创新教育的重要基础.

计算机专业是实践性很强的专业,要想培养符合时代要求的具有创新能力的人才,加强实验、实践教学尤为重要,营造一个好的实验与实践环境,建立一个合理的符合大学生认知规律的实验教学体系和内容很重要.

●实验教学存在问题

长期以来,高等教育侧重理论教学,不太重视实践教学,实验课处于从属地位.以计算机专业为例,计算机硬件课程实验课的弊端主要表现在：实验课是根据各门课程单独设置的,各门课程的实验之间互相分割、相对独立；某些硬件课程实验项目需时较长,由于实验时间的限制,学生不能亲自参与实验的全过程,不能亲自动手参与硬件作品制作；由于实验教学的从属地位,硬件实验教学没有独立和科学的考核体系,不能充分调动学生的主动性,学生普遍存在重理论轻实验的现象；具有实践动手能力的高职称、高学历实验人员严重匮乏,实验室应当是培养高素质创新人才的重要基地,因而需要高素质的实验管理人员.

●改革的设想

1.构建与理论教学相辅相成的实验教学体系

为了使实验课的改革适应新世纪人才培养的需要,必须突破传统的实验教学模式,使实验教学有验证、综合和探索三大功能.计算机专业属于工科专业,该专业硬件主干课程有比较明显的相互联系、相互依存关系,实际上是前续课和后续课的关系,如电子技术、计算机组成原理是微机原理与接口技术的前续课,而微机原理与接口技术又是单片机、嵌入式系统等的后续课程.由此可将硬件课程的实验教学分为三块：认识实验（熟悉仪器仪表和各种实验设备）；基本实验或验证性实验（时间根据每门课的上课时间）；单项设计性实验和综合设计性实验（时间安排在第六或第七学期,并在教学中注意不断递进）.

2.构建以能力培养为主线的实验教学内容体系

实验教学改革是一项系统工程,必须处理好实验教学内容与人才培养、理论教学和实验方法的关系.在构建新的计算机硬件课程实验教学体系时,必须进行实验教学内容的改革,对实验教学内容体系进行整体优化,使创新意识和实验能力的培养贯穿于实验教学的全过程.要整合,不搞组合.实验教学内容体系的重组绝不是重新排列组合,而是要在继承传统内容的基础上创新,通过对原有硬件实验课程的整合,实现硬件实验教学内容体系的整体优化,整合的方法包括：

（1）删除陈旧、过时,与培养目标无关或关系不大的项目.合并内容重复或类似的实验项目.

（2）减少验证性实验的比重,提高单项设计性实验和体现学科先进性实验项目的比重,增加与工程结合的综合设计性实验项目.

（3）实验项目应“少而精”.实验项目不宜过多,而要加强每个实验的力度,提高实验教学的质量.特别是结合毕业设计,安排结合实际工程的综合设计性实验,并进一步提高实验技能和运用实验解决实际问题的能力.

（4）实验教学内容体系也应符合由浅入深、循序渐进的教育基本规律.但是对于具有相对独立性的实验教学内容体系,也必然会有部分实验教学内容走在理论课前面,让大学生对未接触过的问题通过学习、分析、探索来解决.这种能力的培养,在大学阶段还是必要的,也是符合人的认识规律的.

（5）统一性和多样性结合.人才培养模式改革的重点是要加强对学生的素质教育,特别是创新能力和实践能力的培养,鼓励学生的个性发展.我们在新的硬件实验教学内容体系中设立必开实验项目和选开实验项目,以满足统一性和多样性的要求.

3.改革的具体实施内容

实验内容改革是根本.实验内容是实验教学目的和效果的具体体现,内容改革是实验教学改革的关键,要紧密结合教学内容和课程体系改革计划的要求,从人才培养目标出发、贯彻因材施教的精神.实验内容的改革,可以从四个方面考虑：

（1）强化基本技能训练.实践证明,开设系统的基本技能训练的实验内容是非常必要的,重点让学生掌握实验仪器设备、常用测试工具的性能、操作和检测方法.

（2）开设单项设计性实验.设计性实验由教师根据课程或专业要求拟订题目内容,并提出要求,由学生自己设计实验方案、独立操作,最后写出实验报告.这种实验方式无疑对学生分析问题、解决问题的能力和理论联系实际、创新意识的培养起到了积极的作用.

（3）开设综合性实验.开设综合性实验其内容可体现多门硬件课程的综合.实验内容要考虑知识的连续性和创新性,要给学生创造解决工程实际问题的空间,要注重理论联系实际和知识的综合运用,要给学生较宽裕的时间,留有思考的余地.这种实验有利于激发学生的求知欲、探索欲、成功欲,能充分调动学生学习的主动性和积极性.

（4）开设科研性实验.要创造条件为学生开辟科研活动的机会.学生可根据自己的科研思路,在教师的指导下进行科研实验,这对学生的个性发展、创新意识的培养和科研能力的提高有积极的促进作用.

●保障措施与对策

1.狠抓实验教师队伍建设

实验教学改革的目的是提高实验教学质量.为实现这一目标必须有一支结构合理、基础扎实、技术过硬的高素质实验技术队伍,这是实验教学改革顺利进行的可靠保证,所以学校要站在战略的高度抓好这项工作.

（1）加强职业道德修养的教育.实验技术人员要注重思想道德素质的提高,要明确自己在实验教学中的责任和义务,不但要具备深厚的理论知识和过硬的技术,还必须有乐于奉献、爱岗敬业、严谨治学的行为规范.（2）提高实验技术人员的业务素质.实验技术人员不但要有高尚的职业道德和较强的管理能力,还必须要有深厚的技术储备和过硬的本领.通过学习和有计划的培训,加强理论基础,拓宽专业知识面,掌握现代科学技术和信息技术,不断提高自身业务素质,以适应科学技术的发展和实验教学改革的需要.

（3）调整实验队伍的整体结构.在结构的调整中,尤其要注重知识、专业和学历结构的优化组合.根据专业、学科的特点,选拔培养一批学术带头人和实验技术骨干,充分发挥他们的聪明才智.

（4）制定相关政策,吸引年轻教师进实验室参与实验室建设.例如,可以要求年轻教师进实验室锻炼一段时间,如果在实验室建设中做出了成绩,在晋升职称时可以优先考虑.这样做既可以缓解实验室人员紧缺状况,又有利于教师自身动手能力的提高,还有利于实验室建设的开展.

2.采用开放式实验教学

实验教学内容的改革必须与实验教学方法的改革结合起来,使实验教学的各个环节、各个层次都能锻炼学生的动手能力,能够激发学生的创新意识,使实验教学从传统的“以教师为主”的模式转变为“学生为主体、教师为主导”的模式.某些硬件课程实验项目或作品制作需要时间较长,由于课内安排实验时间的限制,学生不能亲自参与实验的全过程,不能亲自动手参与硬件作品制作,大大影响了实验效果,采用开放式实验教学,让学生有更多的时间参与实验的全过程.

3.改进实验指导方法,强化能力培养

对于认识实验,由实验教师讲解常规仪器仪表的原理、操作方法以及注意事项,进行示范操作,使学生获得仪器操作和实验技能的基本训练.对于验证实验,应给学生提供充裕的实验时间,教师则以辅导为主,要随时留意观察学生的实验过程,发现和解决学生在实验过程中遇到的疑难,有利于因人施教和重点指导,使不同水平的学生,都能得到培养和提高.对于单项设计性实验,可以由教师出题,但不要规定得太死,也可以由学生自己拟题,自己选择实验内容,选择设计实验方案.教师在实验前,加强与学生进行实验方案及实验方法的讨论,使实验中隐含的重要内容不被忽视,有利于培养学生的创新意识.在实验过程中加强针对性的提问,调动学生独立思考的积极性和发挥学生的主动性.结合科研和毕业设计开设设计性实验.除了应该开设部分单项设计性实验外,特别是结合科学研究工作和毕业设计开设的综合设计性实验,有效地培养学生的创新精神和分析、解决问题的能力.

4.硬件实验课单独设课单独考核

硬件课程实验单独设课后,单独编写设计大纲,单独考核,建立一个独立的硬件实验教学体系,以利于实验教学的管理,增强实验教学的效果.在完成上述每一阶段实验时,应根据每一阶段实验教学的要求和完成情况评定成绩.

[3]孙传松.以科学发展观指导实验室建设[J].实验室研究与探索,2005,24（9）：1-3.

[4]房贞政.实验室建设要有新理念[J].实验室研究与探索,2005,24（5）：1-2.