计算机基础教学基地建设体会

王移芝　裘正定　陈连坤　周洪利

随着计算机技术的飞速发展，计算机科学与技术应用广泛、与多学科交叉和融合，对21世纪大学生的计算机应用能力提出了更高的要求和标准，强化计算机应用能力的培养已成为各高校的共识，而为了加强和提高学生的计算机应用能力，重点是实验教学平台的搭建。国家“教育振兴行动计划和质量工程”的实施为教育教学改革指明了方向，为全面提高高等教育教学质量提供了根本保障。

1引言

计算机基础教学基地作为面向全校的公共基础教学单位，承担着学校各专业的计算机基础课程的教学与实践，这些基础课程将为各个专业领域应用计算机打下良好的基础，在本科人才培养中具有极其重要的地位。而实验教学是理论教学的验证、补充与延伸，更是实践能力和创新精神培养的重要途径。以往的计算机基础课程实验教学基本是依据理论课程进行教学实践，最大的弊端是实践教学学时少、受理论课程的限制，学生的计算机动手能力不能得到充分的发挥。再加上理论教学队伍与实验技术人员相互分离，无人进行统一的组织管理，使实验教学受到严重影响。因此，加强高水平实验教学队伍建设、构建科学合理的实验教学平台是提高学生实践动手能力和创新人才培养的关键。

几年来，依托各级教学改革项目，我们在对实验教学队伍建设和人才培养模式等方面进行了有益的探索和实践，设定了计算机基础教学整体解决方案。积极探索教师为主导、学生为主体的双主教学模式，坚持厚基础、重个性、强能力、求创新的教育理念，采用实验平台层次化、教学模式多元化、学习资源立体化的架构，建设与理论课程既相对独立、又相互依从的三层实验教学课程体系；搭建综合性、多样化的实践教学平台和开放结构的硬件实验平台。经过多年建设取得可喜的成果，主持三门国家精品课程和两门北京市精品课程，2006年评为北京市计算机实验教学示范中心，计算机基础教学团队于2008年被评为校级优秀教学团队。

2构建基于三层结构的计算机基础教学实验课程体系

为保证系列课程的科学性和先进性，将教学改革的重心落在提高学生的计算机基本素质和实践能力，以及应用计算机解决实际问题的能力上。我们从知识、能力、素质要求出发，按照重基础、强实践，突出综合应用能力的原则，构建了计算机基础实践教学与理论教学有机结合的计算机基础教育三层结构的实验实践课程体系。

新构建的实验课程体系完全打破了原有实验教学附属于理论课程的模式，与理论教学既相对独立、又相互联系。特点是改变单一知识验证的实验模式，强调基本能力训练为基础、综合素质培养为核心、创新能力培养为主线，整体优化设计，拓宽知识面，培养学生综合能力的实践模式，以全面提高学生的实验知识和实验技能、工程素质和创新实践能力，增强学生的社会适应能力，如图1所示。

其中，基础实验层主要是基本技能的掌握和学生动手能力的培养，采用分级教学，主要解决学生基础差异和学习兴趣等问题，不与实际教学课程挂钩，全部为实验选修课，其实验方法和要求有一定的区别，实验内容分为基础实验、选修实验和拓展实验。首先，对于基础好的同学主要根据自己的兴趣选择学习的内容与实验题目，学习的方法主要以自学为主，提供学习支持，给予奖励学分；第二是针对基础较差的学生，由辅导教师提供学习与实验指导，主要是提高计算机基础应用水平，为课程学习打下良好的基础，不记学分；第三是针对大部分学生的需求，有针对性的进行教学，学习方法以案例教学和大作业的方式，提供学习支持和实验平台，记学分。

综合应用实验层，主要是针对课程学习的综合实验，即基本技术的掌握，为各专业应用计算机打下良好的基础。通常，在课程学习过程中基本上都是结合教学内容的一个个小的实验，课程结束后学生对本课程并没有形成一个整体，尤其是即便学会了这门课程，但在实际应用时却无从下手。针对这种情况，在综合应用层结合所学课程，设计一系列应用题目让学生学会实际动手，尤其是结合具体应用问题进行，掌握课程设计能力。学习方法是以自我设计与解决的方式，提供学习支持，记学分。

创新与研究实验层，主要是针对计算机基础好的和感兴趣的学生而设置的，不与实际课程挂钩，给予奖励学分。其目的是提高学生实践动手能力，培养创新意识和研究学习能力，充分体现个性化培养与因材施教。实验内容主要来自教师的课题或者由学生自拟课题，也可以结合各种竞赛。学习方法是以自我设计与解决的方式，提供学习支持和实验平台。

3建设一支理论教学与实验教学相融合的队伍

为全面提高基础教学师资队伍，实现理论教学与实验实践教学的有机结合，将专职于计算机基础教学的教师与实验技术人员进行整合，成立了计算机基础教学基地。主要做法：一是进行实验岗位转型，变公共机房为实验室，由一线教师与实验人员共同搭建实验教学平台，提高了实验教学队伍整体水平及管理能力，形成学科建设与高素质人才培养的互动，满足构建新形势下的人才培养模式和师资队伍整体素质提高的教学管理运行平台。二是由专业教师与基础教师共同承担大面积的基础课程，这些专业教师基本上都是博士毕业生，其学历高、学识广，又具有工作热情，他们的参与给基础教学带来生机和活力，基础与专业教师的结合、老教师与新教师结合，其优势互补，起到了很好的促进作用。三是聘请资深教授直接参与到精品课程建设中来，进行课程教学、教学研究和学术交流，这些老教授参与学生面对面交流，深受学生欢迎，对基础教学起到了很好的引领作用。

几年来，培养和锻炼了一支学术水平较高、教学思想活跃、积极从事科研与教学、勇于创新、乐于奉献的基础教学队伍。其中，计算机基础教学团队获2008年校级优秀教学团队，1名教师获北京市教学名师奖，2名教师获北京市优秀教师，7名教师评为校级优秀主讲教师。

4搭建支持大面积基础教学的实验实践平台

根据计算机发展与人才培养教学的需要，充分利用和整合现有资源，以培养具有分析、解决问题能力的高素质人才为目标，建设了面向全校各专业的、以计算机系统为平台特色的实验教学中心，该实验中心于2006年评为北京市实验教学示范中心。

第一，建设面向全校各个专业的公共基础实验实践教学平台。主要目的一是满足计算机公共基础课程理论教学和实验、实践教学的需求；二是为学校其他院系相关课程的计算机辅助教学提供实践平台，如外语实践教学、建筑设计；三是满足学生个性化培养需求，为全校各个专业的学生提供充足的基础技能训练实践环境和创新研究平台，如ACM竞赛、数学建模竞赛、外语实践实训、计算机等级考试等。形成可持续发展的良好运行机制，全面提高学生实践动手能力。

第二，创建了开放结构的多功能硬件实验平台。该平台主要包括三部分功能：一是硬件基础展示实验区，通过按类别分层次展示历代计算机的硬件典型设备，揭开计算机内部世界，打破了学生对计算机的神秘感；二是为硬件基础实验和网络基础实验提供必要的硬件环境，支持大面积基础教学实验，开设了从基础到高级多种实验，例如微机组装实验(全部免费开放)、计算机硬件基础实验、组网实验等；三是自主研发了一批实验设备支持多种高级实验，为高层次硬件课程提供了良好的实验环境，如单片机原理与应用、计算机高级接口技术、嵌入式系统设计与开发。

第三，构建创新实践平台。该平台主要是为计算机基础较好、并对计算机技术感兴趣的学生提供创新型实践的软硬件环境。其特点是由学生管理实验室和自主设计创新实验题目，为他们提供技术支持和指导教师，从而为学生营造一种学习研究的氛围，激发思维的想象力和创造力。

5研制丰富的立体化教学资源

为支持集“课堂教学+网络教学+实验教学”为一体的多元化教学模式和三层结构的实验实践课程体系，研制了丰富的立体化教学资源。尤其是结合远程精品课程建设，实现资源优势互补、各取所长、共建共享，对校内外教学起到了很好的互补作用。已开发的主要资源有：三门国家精品课程课程教学网站，即“大学计算机基础”、“计算机应用基础”、“C语言程序设计”；北京市精品课程“计算机硬件技术基础”。各网站中集合了课程建设的一体化资源，例如课程大纲、授课教案、网络课件、实验案例等多种媒体素材。还研制了通用的计算机辅助教学平台、计算机基础实验平台、计算机考试系统、在线测试系统和计算机基础教学数字媒体资源应用系统等5个独立的辅助教学软件。

6实践教学效果

项目研究成果已经应用于2006级~2008级本科教学中，通过实践主要取得如下突破：

首先，提高了学生学习能力。结合实验教学突出了对学生综合应用能力的培养，加强学习过程的管理，注重学习过程的考核，充分调动了学生学习的积极性。

第二，加强了学生基础实践动手能力。自成立教学基地以来，充分利用淘汰的计算机为学生提供实验用机、基础性训练和技能培训，累计达30万余机时。利用整机开放的硬件基础平台，提高了实验的直观效果，吸引更多学生利用课余时间投身实验。三年来共接待学生自由学习、参观和微机组装实验达15000多人次。

第三，扩大了计算机实验实践平台的使用效率。该平台除了满足校内本科计算机基础教学实验，还为全校公共基础课程和高层次竞赛提供实践平台，例如：英语教学实践、ACM大赛、数学建模大赛、计算机等级考试以及学生社团组织的活动。

第四，满足了计算机基础课程实践教学的需要。为计算机基础课程实践教学提供良好的工作平台，所开出的实验内容，根据课程性质不同分别开设基础型、验证型、综合型和设计型，以满足不同层次实验、实践课程的需要。多层次实验、实践课的开出使得近2万学生受益。

第五，开展了成果交流与推广。注重加强对外交流，广泛深入地开展教学研究活动，多次应邀在各种会议上做有关计算机基础教育改革的报告，先后向300多所高校、600多名教师介绍了我校的建设成果和经验；同时多次应邀到中国人民大学、北京化工大学等多所院校进行教学改革交流，也多次组织教师到西安交通大学、北京师范大学等院校参观学习，不断进取。

7结束语

综上所述，计算机基础教学基地经过3年多的建设，全面支撑了全校本科各专业计算机基础实验实践教学任务，以及科技创新、竞赛、基础技能训练等方面的要求，取得了很好的效果。主要体现在三个方面：一是实验实践课程体系建设符合计算机基础科学认知规律和计算机技术发展趋势，既重视基础，又注重应用提高和创新。二是经过实验室转型、实验室功能结构和实验室运行模式的调整，实验室资源利用率提高了，实验实践教学队伍整体素质也得到了提高，实验室运行管理更加科学规范化。学生整体实践能力明显提高，已有近2万名学生在硬件实验平台上学习、7000多学生进行了微机组装实验，开放实验室从2006年假期至今免费为学生提供30万余学习用机。三是实验环境的建设规模和模式密切结合课程和实验实践教学内容，使实验平台建设有明确的目的和方向，并不断更新提高与完善。进一步教学改革成果重点解决了三个问题：一是计算机技术高速发展与计算机基础教学和实验内容更新相对滞后的问题；二是授课对象人数多、专业面宽且计算机基础水平差异大的问题；三是个性化培养、因材施教，提高计算机实践动手能力问题。

我校的计算机基础教学基地的建设与管理运行模式是一种尝试，更是一种机遇。自2006年成立以来先后有清华大学、西安交通大学等近百所院校来校参观学习与交流，还接待了美国新泽西大学Dr. Dorothy Deremer教授来访参观，得到了国内同行的认可和高度评价。专家认为基地的硬件平台建设创意独特，对推进全国高校计算机基础教育起到了很好的示范辐射作用。

我们将进一步深化改革，不断进取，为建设高水平计算机基础教学实验实践基地再创新篇。