计算机专业实验教学多元化教学模式探索与实践

(湖南文理学院计算机科学与技术学院，湖南 常德 415000)

1 引言

计算机学科是一门理论与实践结合得非常紧密的学科，其课程教学具有非常强的实践性特点。学生专业知识的掌握与能力的培养在很大程度上有赖于学生上机实验，通过实验验证、课程设计、专题训练、专业实践、毕业设计等实践活动，提高学生的实践能力、科学作风，加深对理论知识的理解，因此实验教学在计算机专业教学中起着不可替代的作用。科学技术的发展促使社会各行业对专业人才的知识结构和能力水平提出了新的要求，而传统实验实践教学模式导致的学生知识面狭窄、综合应用设计能力不突出等问题不能适应社会的急速变化，因此有必要对高校课程实验教学方式方法进行有效的革新。我校目前与计算机学科相关专业有计算机科学与技术、网络工程、信息管理与信息系统等专业。在我国人才培养体系中，经过近十年的超常规发展，计算机专业在各高等院校的设置越来越趋于同质化，计算机专业学生由早期的一才难求变成越来越严重的供大于求，其失业率也排在所有专业首位。作为一所地方本科院校，我校提出了“强化实践，突出应用，激励创新”的新版人才培养方案，在此大环境下为了提升我校计算机专业毕业生的技能，在大力加强理论教学同时对计算机专业的实验教学方式方法也进行了有效的探索与实践，并在此基础上提出一种多元化的实验教学模式。

2 多元化的实验教学方法

计算机专业实验教学教师队伍由实验室专职实验教师和理论课教师组成，积累了丰富的实验教学经验。依据现代教育的理念和创新要求，我们在教学过程中积极探索实验教学的新技术、新方法和手段。为了循序渐进，逐步培养学生的自主创新能力，对实验教学模式进行了多元化改革，在对课程和实验层次进行类型划分的基础上，我们建立了以学生为中心的多元化实验教学模式。在实施实验教学方法与手段上，我们主要采取了以下措施：

①示教型：在计算机专业课程教学中，验证型实验属于学生对课程基本原理的加深理解的实验，这类实验较为简单，一般情况下要求学生独立完成。对于这类实验，在教学过程中我们一般先由实验指导教师进行示范讲解，然后学生对照实验指导书中的实验步骤独立完成实验任务。如学生在实验过程中出现疑难，则指导教师当场解答。实践过程中发现应对程序设计等基础类课程验证型实验时，该方法十分有利于学生快速熟悉实验环境，掌握实验方法。

②任务驱动型：针对设计型实验项目，我们在实验任务书中充分说明实验设计任务与要求的情况下，为了培养学生分析问题和解决实际问题的能力，在教学过程中从资料的收集、方案的拟定、设计、调试及设计报告的撰写，全部交由学生自主完成，充分发挥学生的自主能动性。为了顺利完成该类型实验，教学过程中要求学生在实验前进行充分预习、详细设计实验步骤，实验指导教师对要点进行集中讲解并在实验指导书中附上让学生独立思考的实验习题，然后再让学生开始做实验、记录实验过程中出现的各种现象与结果，最后让学生独立分析结果内容。教学实践发现如果实验指导教师引导得法，该类方法在综合型、设计型实验中能充分调动学生的积极性，锻炼学生的独立思考能力。

③小组协作型：在教学过程中发现虽然部分综合性设计类实验的实验目标和要求都非常明确，但内容和实验难度较大，由一个学生独立完成很容易让学生产生畏难情绪而放弃。在开展该类型实验时，我们通常让多名学生组成一个实验小组合作完成该实验。一般来说小组由2～4名学生组成，该小组协同合作完成实验方案的设计，指导教师对方案进行指导与审核，实验过程由小组成员协同完成。在实施该类型实验教学时，实验任务的分解、人员分工的安排、资料的查找、实验方案的设计、进度的规划、讨论交流、规律的探索、实验报告与小论文的撰写由小组人员协商完成，指导教师在实验过程中予以适当指导。在教学实践中该方法主要用于课程设计、大作业和专题类型的实验。该方法旨在培养学生理论知识在实践上的应用能力和科学研究上的合作精神。

④师生互动研究型：在该类型实验中指导老师作为一位成员参与实验整个过程，多名学生与教师一起合作进行研究、探索实验内容，完成实验任务。在计算机专业中部分课程如计算机网络、图像处理等课程需要设计一些课外创新实验用来拓展学生的创新能力，但在这类实验中存在着许多需要深入研究与探讨的问题，限于学生的知识范围和能力，这些问题仅靠学生的自主能力是不够的，这时就需要实验指导教师的主动参与，与学生进行互动，教会学生为了解决问题而必须具备的文献查找、问题提出及方案设计的科研能力，同时教师在与学生的交流过程中也可以获得解决问题的灵感，促进自身科研创新能力。

⑤开放型：学生在实验室参与并完成实验过程中，为了发挥学生的主体能动性，可以让学生对部分实验进行自由命题，指导教师仅对学生的命题进行科学意义及实践可行性上的审核及指导，整个实验过程由学生自主设计完成，也即实验内容开放、实验时间开放、实验环境开放。开放型实验教学的目的主要是锻炼和提高学生的由实验到科研的实践能力和综合素质，可以用于考察学生的理论知识综合应用能力。

⑥竞赛参与型：为了增强学生参与科研创新的竞争意识，调动学生对专业认可及学习成就感而设计。这类实验教学主要以参加国际国内各种竞赛项目(例如数学建模竞赛、ACM程序设计竞赛、微软、红旗Linux等企业组织的全国性比赛等)为主，并以获取奖励为目的。

⑦工程实践型：这类实验主要以让学生参加实际工程项目为主，以提高学生实际工程能力和就业竞争力为目的。

3 多元化的实验考核方法

根据实验教学的特点，为了提高学生实验能力，激发学生实验兴趣，我们在实施实验教学过程中建立了形式多样的实验考核评价体系，统筹考核实验过程与实验结果。

①对于基础应用实验采用“平时成绩+实验成绩”的考核方式。考核结果强调学生平时出勤与实验过程中的表现，同时也重点兼顾考查学生对实验原理的理解与实际动手的操作能力。学生实验成绩评定方法为：平时出勤及表现成绩和实验过程成绩的加权平均，计算办法为：实验总成绩=实验过程成绩×70%+平时成绩×30%。学生的平时成绩构成主要由对学生考勤情况的打分以及指导教师对学生每次实验情况的表现评分两部分构成，实验过程成绩主要采取学生在实验室在线完成实验内容的考核方式为主。

②对于综合设计实验我们采用“目标+环节+报告”的考核方式。学生综合设计实验能力的表现主要体现在包括资料的收集、方案的设计、软件的设计、测试与优化、数据分析、报告的撰写等过程上。因此，对于这些实验项目我们在考核过程中分项进行，统筹兼顾实验设计的过程、结果以及设计报告。另外，在考核这类实验过程中除了要求学生提交实验作品和实验报告外，还要求学生提供中期进度报告，以便指导教师进行检查、控制实验进度和观察实验效果。

③对于创新实验项目采用“作品+报告”的考核方式。参考校内外各种竞赛项目的评价方式，这类实验项目的考核主要通过对实验作品的水平和设计报告的方式进行考核。因为该类实验项目需要学生投入大量的课外学时，在考核评价学生该类实验项目在课程中的所占总成绩比例时，为鼓励学生积极参加课外创新型实验，我们对参与这类实验项目的同学，首先对其提交的设计报告、成果演示、答辩表现等环节进行综合评价并给定一个总的实验成绩，然后在此基础上，把实验成绩在课程的总成绩中所占的比例由20%提高到50%（我校课程总成绩构成为：总成绩=期末考试卷面成绩×70%+实验成绩×20%+平时成绩×10%）；而且对于其中特别优秀的学生，经过实验考核答辩小组教师的综合评议，在课程考核中其实验成绩可直接作为该课程的期末最终成绩，免予期末考试(人数控制在班级学生总数的5%以内)。

4 结论

为贯彻落实我校“强化实践，突出应用，激励创新”的新版人才培养方案，切实提升我校计算机专业学生的实践竞争能力和创新精神，扭转现实教学过程中学生实验能力不强的表现，在逐步摸索与实践过程中我们提出了多元化的教学模式。通过对该模式的教学实践，使学生获得了极有意义的学习经历，细化了本学科的实验教学教研模式，建立起了与本学科相适应的实验教学教研制度，培养了学生的思维能力和实践能力，这一教学模式的实施也为创新能力强的学生提供了更多的自由发展空间。

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