计算机专业实践教学体系与方法设计

计算机专业实践教学体系与方法设计

摘要：本文从计算机专业实践教学的共性出发，将实践教学分为三个层次、六个类型，并提出了相应的教学内容、方法、手段和考核机制。

关键词：计算机专业；实践教学体系；实践教学方法；实践教学手段

1实践教学体系设计

整个实践验教学体系的构建线条是：基础知识―综合应用知识能力―创新研究能力。依据教学规律和培养目标的要求，将实践教学分为三个层次：

① 基础验证实验：基本动手能力训练，帮助理解、掌握基本原理，学习和掌握计算机基础实验操作技能、实验方法、计算机常用软硬件的熟练使用、编程与设计等。

② 综合设计实验：综合应用知识能力训练，综合一门或多门课程的知识，针对特定问题进行设计，帮助提高综合设计能力。以课程为基础的综合实验和以专业为基础的实训及设计相结合，着力培养及提高学生综合思维、综合应用专业知识和专业技术的能力。

③ 研究创新实验：创新能力训练，利用学过的知识、积累的经验，针对创新课题提出有创意的设计方案并加以实现，帮助提高创新能力。其形式及内容可以是多种多样的，结合大学生业余科研项目、竞赛项目、兴趣小组、教师科研项目等形式开展，可根据创新程度给予创新学分。

基础验证实验约占总学时的40%，综合设计实验约占总学时的30%，研究创新实验约占总学时的30%。一年级以基础验证实验为主，二年级以综合设计实验为主，三、四年级以综合设计实验和研究创新实验为主。上述三个层次的实践教学分成六个类型来组织实施：

① 基础验证型实验：属于基础性实践活动，主要目的是帮助学生了解基本原理。

② 课程设计型实验：属于提高性实践活动，主要目的是促使学生自主应用一门或多门课程的知识，自定或选择教师指定的题目，进行设计、实现，从而实现一个小型综合性系统，帮助学生提高综合利用知识、解决实际问题的能力。其中包含两类，一类是以某门课程为主题、时间受限的实验，一般要求在一至两个星期内集中完成。另一类是不受时间限制、可跨越四个学年完成的实验，这类实验要求学生完成指定数量的自主设计和训练。

③ 实训平台训练型实验：建设软件工程实训平台、网络工程实训平台等实训平台，采用目前最新、使用广泛的技术，配备大量工程案例，与用人单位的需求无缝衔接。通过该平台，学生可以综合使用所学知识，解决实际工程问题，从而有效提高适应工作的能力，缩短与社会需求之间的距离。

④ 实习基地实战型实践：设立“3+1”模式，让学生在前三年学完课程，第四年到实习基地进行为期一学年的实战训练。目的是使学生基本上掌握实际工作所需要的能力，一旦毕业，就能立即融入社会，适应岗位，成为受用人单位欢迎的员工。对于推免或准备考研的学生，可直接进入导师的课题组，提前承担研发任务，提早开始研究生阶段的学习和研究工作。

⑤ 创新提高型实验：综合应用多门课程的知识，针对某个有创意的想法，在教师指导下完成设计和实现工作。主要目的是帮助学生提高创新意识和创造能力。创新提高型实验内容来源于教师的科研项目、学生的自主科研选题、社会实践活动和企事业应用需求。

⑥ 毕业设计与毕业论文：这是对学生整个本科阶段学习情况的综合检验，是学生综合能力的体现。

2实践教学方法

2.1对基础验证型实验，采取“课前预习-资料收集-示范演示-实验训练-技能考核”方法

课前预习：要求学生在实验前进入实验教学中心网站，进行预习。网站中放置有与实验配套的实验实习指导书、多媒体教学软件、电子课件和网络学习资源。例如仪器设备使用与操作说明、网上学习系统等。

资料收集：课前学生根据实验大纲、实验要求、实验目的及实验内容等，自行通过Internet网或电子图书馆搜索查找实验支撑材料，掌握实验流程与步骤。

示范演示：实验课前10～30分钟内，指导教师讲解实验要求，示范操作与演示，观摩学生操作演习，教师、学生共同点评。

实验训练：在实验教学过程中，指导教师指导学生实验，解答学生实验过程中的疑问。同时学生还可预约开放实验室进行反复实验。

技能考核：制定详细的操作、技能评分点与评分标准，执行实验课程的量化考核。

2.2对综合设计型实验，采用“启发引导-自主选题-方案设计-实验探索-合作讨论-撰写报告-考核评价”方法

启发引导：阐述综合设计实验的意义，使学生认识到进行科学研究、科学思维以及发扬科学精神的重要性。综合设计实验在实验课程开课之初就已经明确告知学生实验要求和实验安排，实验准备步骤。

自主选题：综合设计实验内容包括综合设计实验的意义和要求；选题范围、教学安排和教学指导(实验选题参考、综合设计实验教学举例和推荐参考资料等)。此外，教师还会提供合适的综合设计实验题目供学生选择；也可以由学生完全自主选择题目。

方案设计：学生提前将综合设计实验的题目、实验设计方案和所需要的仪器设备及实验耗材等提交给指导教师。经共同讨论修改合格后，方可进入下一步工作。

实验探索：学生按照经过讨论修改的方案在实验室进行实验，教师根据学生实验进展情况及时给予指导。由于具有很强的研究性，可能需要较长的时间才能完成，实验中心对学生开放实验室，为实验的顺利进行提供有力保障。

合作讨论：综合设计实验结束后以班级或小组为单位进行交流与总结，共同提高。

撰写报告：实验结束后按规定的格式书写实验报告。

考核评价：制定综合设计实验成绩评定标准细则，包括查阅资料、方案设计、实验方法、实验操作、实验结果、协作精神、实验安排、创新内容、演示效果和实验报告等部分。

2.3对创新研究型实验，采用“实验中心-教师团队-学生科研团队-兴趣小组四位一体”方法

学生自主选题，团队设计方案，教师提供指导，教学科研相互促进，有利于提高实验教学水平和实验效果。

3实践教学手段

3.1利用新技术开创实验教学新手段、增强实验效果

鼓励教师利用新技术积极开创实验教学新手段、新方法，增强实验教学效果，提高实验教学质量。例如：

① 利用网络协议分析仪帮助学生深入理解网络通信原理

通过网络协议分析仪，以前晦明不清、看不见、摸不着的网络数据包现在都栩栩如生地展示在计算机屏幕上，非常形象生动且易于理解。

② 构建多媒体电子学习平台帮助学生立体化学习

构建计算机实验教学多媒体电子学习平台，包括自主学习、网上课堂、作业评阅、实验报告、实验录像点播、在线测试、学习园地等功能模块，方便学生的自我学习。通过多媒体电子学习平台，学生可自主查阅资料、预习实验内容、分析与评估实验结果、撰写实验报告和课程论文等。

③ 开发特色课件实现模拟实验

利用计算机新技术开发特色课件，通过动画形象生动地描绘出实验对象的工作原理、工作过程，实现模拟实验，帮助学生加深理解。

④ 设计在线“虚拟实验室”辅助学生自主实验开发在线“虚拟实验室”，打破时空限制，采用网络自主式实验模式为学生提供贯穿本科阶段的全天候服务。学生可随时随地进入“虚拟实验室”选择某一项目进行实验，系统会对其实验结果自动评价。学生在四年时间内只有达到一定标准后，才能获得相应必修学分。网络自主式实验模式提供的个性化服务充分体现了“因材施教”的教学指导思想。

3.2建设实训平台提升学生实践能力

为了更好地提升学生实际动手能力，构建软件工程、网络工程等综合实训平台。这些平台使用目前先进技术，可与社会需求无缝衔接。这些平台的使用可有效地增强学生综合运用知识、解决实际问题的能力，可直接适应社会的需求。更重要的是激发了学生的学习兴趣，增强了自信心，开拓了思维能力。

3.3通过模块填充式实验避免简单重复

在部分基础验证类实验中，由教师提供次要的模块，学生完成其中涉及教学内容的关键模块，避免学生简单重复次要模块，节省实验时间，提高实验的效率。但在综合设计类和研究创新类实验中，还是由学生或小组独立完成整体框架的设计和所有模块的实现。

3.4建立校外实习基地培养学生实战能力

校外丰富的科研资源是本科教学培养中难得的条件。每年将部分学生送往校外实习基地进行为期2~6个月的实战。通过这种措施，既解决了企业的问题，又

培养了学生的实践动手能力和创新能力。

3.5订单式培养提高学生提前适应社会的能力

根据用人单位的要求，为其制定订单式培养计划，对学生按订单培养，学生在第四学年到用人单位上岗实习，完成毕业设计或毕业论文。这样既提高了学生的能力，又解决了学生的就业问题，同时解决了用人单位的人才需求问题，一举三得。

4实践教学考核

实践教学作为本科教学的重要组成部分，建立相应的质量保障体系非常重要。其内容包括实验教学过程、实验教学设备、实验教学内容、实验教学方法、实验教学教师、实验教学考核等诸方面的质量保障措施。

对实验成绩采用平时单元成绩累积计分和期末考核相结合的实验成绩评定办法。平时成绩评分的特点是：平时成绩评分细则公开；每个实验成绩公开；学生参与评分。这体现了“以学生为本”的教学原则，不仅做到公平公开公正，更重要的是通过成绩评定，使学生知己知彼，调动学习的主观能动性，促进互相交流，达到提高实验教学质量的目的。

黄建中，硕士，工程师，武汉大学计算机实验教学中心副主任。

吴黎兵，博士，副教授。