计算机基础实验教学示范中心建设与实践
中图分类号：G647 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0215-02
1 概况
计算机基础实验中心是省级实验教学示范中心建设点。实验中心依托计算机应用校级重点学科、计算机科学与技术校级重点专业，服务于全校计算机基础、计算机专业、理工科基础、文科自主学习、教育信息技术、艺术设计等多学科的教学和科研。实验中心紧紧围绕示范中心建设标准，对实验教学体系、实验教学方法等进行了改革创新，以示范中心设立子项目为手段，构建全员、全方位、全过程的实践育人体系，以打造“资源共享大平台”为基础，在实践中构建“开放实验室个性化服务体系”，推进“虚拟仿真实验教学”改革创新，确立“强基础、重实践、求创新”的教学理念，积极有序地开展了实验教学示范中心的各项建设工作，逐步将中心建设成为理念先进、管理规范、资源丰富、开放创新、设备精良和特色明显的实验教学示范中心。
2 实验教学示范中心建设的实践
2.1 实验教学体系与教学内容
遵循以能力培养为核心的实验教学理念，依据学科特点划分基础课程不同模块，根据专业性质开设不同层次的实验教学，构建符合各学科专业结构的“模块+层次”实验教学体系。结合学科专业特点，设计具有实际应用背景的实验项目，不断改革和完善实验内容，更新实验项目。
2.1.1 建立和完善与理论教学有机结合、分层次、模块化的实验教学体系
依据信息技术发展趋势，充分考虑与高中信息技术对接，开展了实验课程改革，摒弃原有与省大学生计算机等级考试挂钩的应试教育，确立了以工程实践能力培养为核心的实验课程体系。逐步调整完善了“1+X+Y+Z”的实验课程体系。“1”为计算机文化基础，调整为《Office 2010高级应用》，“X”为大公共基础，面向不同专业开展《程序设计基础》、《多媒体技术》、《课件制作》等基础课，“Y”为小公共基础，开设信息类专业的计算机基础课，“Z”为以计算机平台为工具的其他专业课程。
2.1.2 注重与应用实践结合，不断更新实验项目
实验中心依据学科发展和人才培养需要，以“基础技能实验-综合性实验-设计、创新性实验”为基本框架，积极探索依据不同学科专业组织不同实验项目案例，注重实验内容的综合性、多学科交叉性。大力推动“三性”实验项目建设。
同时鼓励实验教师从工程实践中开发新的实验项目，并融入科技创新和实验教学改革成果，不断更新、调整实验内容，实验项目平均年更新率达到20.4%。已经初步构建成一个动态开放式的基础性、综合性、设计创新性实验有机组成的实验内容体系。
2.1.3 以学生自主开放实验项目为载体，开创实验教学模式的多元化
中心结合多种形式，组织学生参加课外科技活动，将教师科研、学生科研、学科竞赛、开放实验项目等融入开放实验教学中，学生可根据自己的时间通过实验中心预约实验，从而让学生在这些实验项目上有充分的自主权，这样不仅可提高学生学习的积极性和主动性，而且能培养学生自己准备、组织和完成实验的能力，逐?u形成一种开放、合作、研究型的学习氛围。同时抓学生第二课堂学习，提高学生的计算机文化素质，拓展实验教学的时间和空间，充分激发学生的学习热情，有效推动实验课程体系的建设。
2.2 教学方法与教学手段
在实验全程深入贯彻“以能力培养为核心”的实验教学理念，以实施工程项目驱动为核心改进实验教学方法，以推进虚拟仿真实验为目标改进实验教学手段，以“三性”实验评价为载体探索和实践多元化实验考核方法。
2.2.1 注重顶层设计，不断改进实验教学方法
以CDIO工程教育理念为指导，注重顶层设计，开展系列实验教学方法改革，以教学改革项目、课堂教学方法改革项目、示范中心实验教学改革项目等为载体，开展和实验教学方法改革相关的教学研究项目若干项，开展了独具特色的以工程实践能力培养为核心的主动式项目驱动、微型项目驱动（MPD）、团队角色化（TR）、问题驱动（PBL）、同伴教学法（PI）等实验教学方法改革实践，形成了以自主式、合作式、研究式为主的学习方式。
2.2.2 虚实结合，丰富的实验教学手段
实验中心开展了网络教学和课堂教学相结合，课外自主学习和课内研讨式教学相结合，开放式自主实验与课内实验相结合的多维度自主学习、自主实验教学。大量采用“多媒体+上机”形式开展辅助教学，同时依托示范中心网站、BB网络课程平台、精品课程网络平台等网络渠道建立多媒体网络教学资源库，建设省级精品课程2门、校级精品课程7门和校级网络课程6门，并积极开展视频公开课、慕课（MOOC）的探索和实践。
依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，大力推行虚拟仿真实验，建立开放式虚拟仿真实验平台，主要包括：一是虚拟现实教学资源，构建了高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，如机械模具虚拟拆装实践训练等；二是虚实结合教学资源，构建了虚拟仿真实验有部分实物参与的半实物仿真系统，如电气自动控制虚拟仿真实践训练等；三是软件虚拟教学资源，利用仿真工具软件二次开发的纯数字仿真实验资源，不带有实物对象，如网络系统集成模拟实践训练等。实现了“虚实结合、相互补充、能实不虚”的新型多方位实验教学手段，拓宽了实践教学领域，丰富了教学内容。
2.3 多元化实验考核方法
2.3.1 短学期实践
在全校率先开展了全部专业、全体学生统一参与的短学期集中实践（2周），将原来实验安排中，分割太细、实验内容相对重复的多门专业实验课程重新梳理，科学的结合为综合型集中实践。在实验过程中，学生进行自主设计，将综合性实践模块分别围绕某一领域或方向组织实验内容，以引导学生进行科学研究和创新。并以独立课程形式进行管理和考核，力在提高学生的工程实践能力。 2.3.2 多元化考核
根据计算机相关实验项目特点，以“三性”实验为抓手，积极探索和实践上机考试、作品评价、现场答辩等多元化考核方法，统筹考核实验过程和实验结果，注重方案设计、作品实现等形成性评价。
2.4 教学效果与教学成果
通过深入贯彻“以能力培养为核心”的实验教学理念，在实验教学方面进行改革与创新，对实验内容进行优化，重视实验内容的综合性、学科交叉性。实验中心教学覆盖面和受益面广，学生参与实验的兴趣深厚，起到良好的教学效果。
2.4.1 教学覆盖面和受益面广
建设期末实验中心覆盖课程数达39门，覆盖专业39个。相对建设初期，覆盖课程种类明显增多，涉及10个专业基础课程，资源共享大平台建设取得初步成效。建设期末实验中心开出实验项目172个，着重加强基础技能实验精?x和“三性”实验建设工作，“三性”实验比例明显增加。课内实验人时数达219047，受益学生数9477，实验开出率100%。
2.4.2 学生实验兴趣浓厚
将教师科研、学生科研、学科竞赛、开放实验项目等融入开放实验教学中，大力推行学生自主型实验、创新型实验，通过政策引导和激励机制的完善，示范中心资助立项并结题学生自主开放实验项目百余项，参与学生达600余人，学生实验兴趣浓厚，对实验教学评价优良。学生实践技能和创新能力优良，积极参加科学研究和学科竞赛，实践成果丰富。通过学生自主开放实验项目培育，学生立项完成省新苗人才计划项目近三十项。以实践创新、科研项目等科技活动为基础，研究和解决关键技术，学生正式发表学术论文数十篇。形成了浓厚专业实践氛围，学生在挑战杯、ACM程序设计、多媒体、服务外包等各类省级A类学科竞赛中获得奖项二十余项。
3 结语
经过示范中心的建设开展，计算机基础实验中心对实验教学体系、实验教学方法等环节进行了的建设和改革，初步建立了计算机资源共享大平台，构建了开放实验室个性化服务体系，完善了以虚拟仿真实验教学为核心的“1+X+Y+Z”的实验课程体系，逐步将中心建设成为了设备精良、理念先进，管理科学、资源丰富、开放共享、特色明显的现代化计算机基础共享平台。在开放运行机制、实验教学改革、实验室建设等方面，对于地方性本科院校具有一定的借鉴和示范作用。
