蘭州交通大學計算機科學與技術實驗教學中心

1中心建設與發(fā)展歷程

1958年，由唐山鐵道學院(現(xiàn)西南交通大學)和北京鐵道學院(現(xiàn)北京交通大學)部分系科遷蘭組建成立我國第三所鐵路高校——蘭州交通大學(原蘭州鐵道學院)。經過五十年發(fā)展，目前教職工人數2355人，本科生18703人，本科專業(yè)49個，碩士點60個，博士點12個。

1.1中心建設歷程

1982年成立計算機基礎實驗室。

直屬原蘭州鐵道學院電機系(現(xiàn)電子與信息工程學院管理)，創(chuàng)建了集課堂理論教學與實驗教學于一體的教學實驗體制。

1998年首批通過了甘肅省基礎實驗室合格評估。

省級評估推動了實驗室建設、隊伍建設、實驗教學改革和實驗室管理改革。

2003年成立計算機科學與技術實驗教學中心。

隨著學校學科建設的發(fā)展，將計算機基礎、計算機組成原理、嵌入式系統(tǒng)、計算機網絡等9個實驗室于2003年合并，形成了以計算機學科為核心的計算機科學與技術實驗教學中心，該中心承擔了全校信息技術相關課程的本科生、研究生實驗教學任務，形成了跨院系的計算機科學與技術教學實驗和科研實驗綜合性平臺。

2005年被學校批準為校級實驗教學示范中心。

2003年-2004年學校用日元貸款專項經費624萬元購置了實驗教學儀器和設備，同時實驗中心的面積和規(guī)模得到擴展。

2006年被評為省級實驗教學示范中心。

甘肅省教育廳和蘭州交通大學撥專項資金，嚴格按照“高等學校實驗教學示范中心建設標準”對中心進行共建，進一步提升了中心對全省計算機實驗教學的示范作用。

多次被省教育廳評為“全省實驗室先進集體”。

1.2中心概況

(1) 管理體制及機構設置

計算機科學與技術實驗教學中心屬于校級實驗中心，與學科建設緊密結合，實施校、院兩級管理，以學院管理為主的體制。全面負責全校本科學生實驗教學工作。學校負責中心的建設，提供其運轉、維修及更新改造經費。同時學校上級主管部門甘肅省教育廳給予了大力支持。

實驗教學中心實行中心主任負責制，主任由學校任免，任期三年。中心下設教學中心(計算機基礎課程組、程序設計課程組、數據庫技術課程組、硬件與網絡技術課程組、軟件工程課程組)、實驗中心(公共機房、專業(yè)機房、微機組裝與組網實驗室)以及校園網絡管理中心。實驗教學人員和實驗技術人員實行在全校公開招聘、競爭上崗、年度考核的管理機制。中心向校內外開放，負責人員培訓，發(fā)揮示范作用。

(2) 中心人員組成

中心設主任1名，副主任2名。專門設立“計算機教學指導委員會”，由在教學、科研和實驗管理方面的專家擔任主任，聘請校內外專家組成。中心實行主任負責制，在教學指導委員會指導下工作。

中心主任：黨建武，博士生導師。近年來，培養(yǎng)博士生3名，研究生30余名，主持研究科研項目20余項，獲省部級科技進步獎8項，發(fā)表學術論文70余篇，學術著作9部。

師資隊伍的職稱、學歷、年齡等結構合理。

職稱分布：教授7人，副教授及高工17人，講師(工程師)7人，助工2人，技工1人；

學歷結構：具有博士以上12人，碩士11人，學士12人，碩士學歷以上占69％；

年齡結構：50歲以上的2人，40-50歲的17人，30-40歲的11人，30歲以下的5人，平均年齡38歲。

(3) 設備概況

中心所有教學儀器設備統(tǒng)籌調配，合理組合，服務于全校的教學、科研，資源共享，利用率高。

實驗室面積：4655 m²。

設備資產：2180萬元。

設備臺件數：2367臺。

(4) 經費投入

學校日元貸款624萬元(2003年-2004年)用于實驗室設備添置和更新。

學校配套設備110萬元(2004年-2005年)用于增加及更新實驗設備。

財政部與地方共建300萬元(2005年至今)用于增加及更新實驗設備。

學校建設聯(lián)想深騰1800機群系統(tǒng)80萬元(2004年)。

學校建設甘肅省計算機網絡監(jiān)測中心294萬元(2003年-2006年)。

實驗教學軟件投入115萬元(2003年-2007年)。

近五年新增總計：1523萬元人民幣。

主要投向：

本科生教學實驗設備(含軟件研發(fā))：1200萬元。

儀器維護與材料消耗：80萬元。

科技創(chuàng)新基地：195萬元。

科技項目開發(fā)：48萬元。

1.3教學簡況

中心承擔全校信息、電子、控制、電氣類與非電類共49個相關專業(yè)的實驗教學任務，年均上機人數12600人，每年完成實驗任務103.5萬人時數。

承擔本科生課程計算機文化基礎、計算機網絡、操作系統(tǒng)原理、計算機通訊、DSP技術實驗等20門課程的實驗教學任務，實驗項目185項。

承擔碩士生課程計算機通信與網絡理論、計算機測控技術與應用、神經網絡與模式識別、算法設計與分析、特種數據庫技術與應用、計算電路與數字圖像處理技術等12門課程的實驗教學任務。

1.4教學成果

榮獲4項省級和部級教學成果獎，12項廳級和市、校級教學成果獎。

省級重點課程群。

中心承擔建設2個省級重點課程群：軟件技術基礎、微機原理與接口技術。

校級重點課程群。

中心承擔建設4個校級重點課程群：計算機網絡技術、多媒體技術、數據庫技術和軟件工程。

近幾年在國內外主要刊物和會議上發(fā)表的學術論文和教改論文(共85篇)，其中一級期刊和國際會議有53篇，二級期刊和國內會議有30篇

獲得專利12項。

編著了12部實驗教程和10部實驗講義，相關的理論課教材21部。

1.5特色

構建了多層次、模塊化、有利于能力培養(yǎng)的實驗教學新體系。

造就了一支教學水平高、科研創(chuàng)新能力強的實驗教學隊伍。

建設了設備先進、數量充足、開放型的實驗教學環(huán)境。

創(chuàng)建科技創(chuàng)新基地，將基地變?yōu)榇髮W生創(chuàng)新團隊的孵化基地。

培養(yǎng)了一批知識、能力、素質協(xié)調發(fā)展的優(yōu)秀人才。

發(fā)揮了區(qū)域示范與輻射作用。

2實驗教學體系與內容

實踐教學隨著人才培養(yǎng)模式的改革發(fā)生了深刻的變革，從過去的驗證性實驗教學與理論課的附屬地位，逐步形成適應學科發(fā)展自成系統(tǒng)的、完整的課程體系，成為學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。

2.1實驗教學體系框架

借鑒國內外計算機人才培養(yǎng)模式的經驗與成果，依托我校的“計算機應用技術”、“通信與信息系統(tǒng)”、“交通信息工程及控制”3個省級重點學科，“交通信息工程及控制”學科博士點，“計算機科學與技術”、“信息與通信工程”兩個一級學科碩士點以及“計算機技術”、“電子與通信工程”兩個工程碩士領域，將學生的實踐能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿于教學培養(yǎng)計劃的始終，制訂了如圖3所示的實驗教學體系框架。

2.2多層次人才培養(yǎng)方案

當前科技發(fā)展的新特點表現(xiàn)為各學科廣泛交叉，相互滲透。學科之間的邊緣越來越模糊。我們綜合考慮信息類課程特點，分四個層次實施層次化，使學生能力在不同階段達到不同層次的培養(yǎng)目標，因材施教，消除優(yōu)秀生“吃不飽”，少數學生“吃不了”的現(xiàn)象。多層次人才培養(yǎng)方案見圖4。

2.3實驗教學體系

在體系上，力求構建一個有寬度(實驗內容豐富)、有厚度(基礎實驗和綜合實驗)、有尖峰(學有余力的學生創(chuàng)新高度)的多層次結構。實驗教學體系見圖5。

(1) 基礎實驗模塊

實驗內容：包括計算機文化基礎，計算機程序設計，計算機組成原理，軟件技術基礎、計算機網絡等課程的相關內容。

實驗目標：覆蓋課程中的重要知識點，主要為學生基本功訓練打下堅實的基礎。

實驗任務：

① 掌握基本實驗方法。

② 常用設備的使用及基本案例的編程。

③ 提高軟件開發(fā)和硬件操作技能。

④ 提高編程及程序調試能力。

⑤ 掌握實驗報告的撰寫規(guī)范。

(2) 應用系統(tǒng)設計與綜合性實驗模塊

實驗內容：包括數據結構與算法、Delphi程序設計實驗、Visual C++案例開發(fā)實驗、數據庫原理與應用、微機原理與接口實驗等相關內容。

實驗目標：該部分實驗全部為設計型與綜合型實驗。通過系統(tǒng)設計與綜合性實驗，使學生了解一個工程項目的設計和制作過程，培養(yǎng)學生的工程意識，并學習本學科的先進技術與相關軟件，提高綜合應用能力和創(chuàng)新能力。方案更趨于從細到粗的原則，由學生學會自己擬訂實驗技術方案到自行組織完成實驗。

實驗任務：

① 教師選擇合適的題目，學生根據實際工作情況自行完成設計(計算)、開發(fā)、調試、結果分析。

② 了解、熟悉提交合理的設計實驗報告的完成過程。

(3) 創(chuàng)新與開發(fā)實驗模塊

實驗內容：包括DSP技術實驗、計算機通信、單片機原理與應用實驗、多媒體技術基礎。

實驗目標：該部分是對本科生的高級工程訓練，結合工程和科研實際，深入了解工程應用的基本思維方法，跟蹤技術前沿。對所學的科學體系知識進行全面的應用，加強對計算機應用技術和嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)與應用。

實驗任務：

① 學生自己選題，論證方案，設計軟硬件，構建實驗平臺，獨立完成科技制作的全過程(教師只提供必要的技術指導，實驗室提供設備與場所)。

② 完成各類競賽(全國大學生計算機仿真競賽，“挑戰(zhàn)杯”大學生課外科技作品競賽，電子設計大賽)的培訓工作。

基礎實驗、應用系統(tǒng)設計與綜合型實驗、創(chuàng)新與開發(fā)實驗和校內計算機創(chuàng)新基地與科技創(chuàng)新工程培訓要求所有信息類專業(yè)學生都要完成，擴大了學生的受益面，增強了學生設計與綜合能力的訓練力度。部分有創(chuàng)新意識的優(yōu)秀學生選作其他創(chuàng)新與開發(fā)實驗，為學有余力的學生提供廣闊的創(chuàng)新空間。在體系上，力求構建一個有寬度(實驗內容豐富)、有厚度(基礎實驗和綜合實驗)、有尖峰(學有余力的學生創(chuàng)新高度)的多層次結構。

2.4實驗教學與科研、工程應用與社會實踐結合

(1) 依托我校教育部重點實驗室聯(lián)合培養(yǎng)人才，實現(xiàn)了教學與科研有效結合。

實驗教學根據學校學科發(fā)展的需要，瞄準學科發(fā)展的前沿，充分發(fā)揮高校學、研、產“一條龍”的綜合優(yōu)勢，從根本上解決學有所用、學有所長，提高實驗教學質量和受教育者的科學素質。中心在實驗教學與科研工程應用中，依托教育部重點實驗室“光電技術與智能控制”和三個一級學科碩士點，將高年級學生、研究生、青年教師聯(lián)合培養(yǎng)。經過計算機創(chuàng)新基地培訓，重點實驗室四個創(chuàng)新平臺(1.高性能計算平臺；2.鐵路智能控制技術研究與系統(tǒng)集成平臺；3.專用激光/光電測量控制技術系統(tǒng)集成平臺；4.激光快速成型平臺)的科研鍛煉，形成原始創(chuàng)新→成果轉化→產業(yè)化的完整體系，實現(xiàn)了學、研、產無縫連接，取得了最優(yōu)的科技創(chuàng)新效益。近四年科研經費突破四千萬，成果轉讓與產業(yè)化累計上繳稅金近四百萬元。

(2) 學校與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才情況。

與臺灣凌陽單片機公司建立了長期合作的伙伴關系。

與Cisco公司合作共建思科網絡學院，開展網絡工程師資質認證培訓。

與Oracle、SUN等公司合作開展資質認證培訓。

與TI、NI、Fluke、Pro/E、銳捷、神州數碼等公司合作共建培訓基地。

與中軟、東軟、甘肅省軟件評測中心聯(lián)合建立人才培養(yǎng)基地。

(3) 擴大設計應用能力，創(chuàng)建創(chuàng)新基地。

以培養(yǎng)高素質科技創(chuàng)新人才為出發(fā)點，構建大學生科技創(chuàng)新活動基地，為大學生創(chuàng)新活動提供了平臺。在此平臺上通過大學生設計與制作，對新技術的學習與開發(fā)，工程實踐能力等的培養(yǎng)，形成了一個在大學期間，由學生從自主實驗→小產品組裝→科技制作→小型科研課題研究→參加校﹑省﹑全國各種競賽的創(chuàng)新教育的全過程。并促使大學生創(chuàng)新活動規(guī)范化、系統(tǒng)化、普及化。將科技創(chuàng)新基地變?yōu)榇髮W生創(chuàng)新團隊的孵化基地。

學校為基地一期投入學生立項研發(fā)基金20萬元，新工藝實驗室投入18萬元，工程實踐培訓基地每年投資元器件和材料費5-8萬元，學院每年投資1-2萬元，為學生科技創(chuàng)新活動搭建了良好的平臺。

2.5創(chuàng)新基地建設

為推動大學生實踐創(chuàng)新活動和科學實驗的開展，2000年建立了科技創(chuàng)新基地，實施了大學生創(chuàng)新研究計劃。

構建大學生創(chuàng)新教育方案

中心每天開放12小時以上，采用“課程實驗和課程設計結合、綜合設計與科技創(chuàng)新結合、自主設計與實際課題結合”的三結合方式。

每年獲蘭州交通大學“大學生科技創(chuàng)新基金”資助近30萬元。

組織參加校級、省級、國家級的各種競賽，年投入經費約20萬元。

選拔和推薦優(yōu)秀學生參與教師的科研項目。

2.6實驗教學改革

實驗教學內容：引入無線傳感網、移動數據庫、網絡嵌入式等新技術。

實驗教學方法：采用啟發(fā)式、討論式、實訓等教學方法。

實驗教學手段：運用虛擬仿真、多媒體、網絡技術等多種手段。

實驗教學模式：

轉變實驗輔導解答為實驗引導啟發(fā)。

轉變面向實驗結果為面向實驗過程。

轉變單一實驗模式為多元實驗模式。

實驗考核方式：改變了只注重結果為更注重過程與分析。

3實驗隊伍建設

3.1學校高度重視實驗隊伍建設，制定了引進、培養(yǎng)、使用人才的多項制度與措施

主要措施與激勵機制：

學校實施“青藍人才工程”資助計劃，已投入1000余萬元資金用于優(yōu)秀中青年教師培養(yǎng)(全校資助125名教師，本中心有16位教師獲得資助)。

鼓勵高水平教師主持實驗教學改革研究，從事實驗室工作。

設立科研創(chuàng)新團隊、教學團隊、實驗教學團隊基金。

中心人員的課時津貼是其他實驗室的1.2倍。

中心人員崗位津貼比其他人員高5%。

3.2實驗隊伍培養(yǎng)(走出去，請進來，現(xiàn)崗培訓相結合)

采用送出去、請進來，并與現(xiàn)崗培訓相結合的原則提高教師隊伍的素質。

(1) 國內外進修，做訪問學者，參加全國性學術活動(本中心近兩年來有28位教師到國內外進修提高)。

2006年，參加ICARCV 2006，Singapore(2006)，并作主題演講。

2002年，參加北京交大舉辦的全國高校嵌入式系統(tǒng)新技術培訓，獲結業(yè)證。

2003年，參加秦皇島舉辦的全國高校DSP與ARM學習班。

1999年，參加昆明舉辦的全國高等院校工作高級研討班，并作大會發(fā)言。

2005年，參加海口舉辦的中國高教實驗室建設標準研討會。

2006年，參加上海舉辦的信息學科專業(yè)發(fā)展研討會。

2007年，參加重慶舉辦的全國信息學院院長研討會。

2007年，參加寧波舉辦的第二屆國際計算機科學與技術學術會議。

(2) 邀請知名學者、教授來校講學(每年平均有20多位專家來校講學)

中國科學院楊叔子院士，工程院錢清泉院士、盧秉恒院士，姚建銓院士等。

教育部教指委委員、北京交通大學博導談振輝教授、陳后金教授。

西北工業(yè)大學博導周興社教授、郝重陽教授等。

美國馬里蘭大學Rance Cleaveland教授等。

日本東京工業(yè)大學廣田薰教授等。

西南交通大學博導靳蕃教授、李群湛教授等。

合肥工業(yè)大學博導李廉教授。

(3) 現(xiàn)崗培訓

實行青年教師實驗室導師制。

有22位青年教師先后在職攻讀博士、碩士學位。

定期舉辦青年教師新技術培訓班。

青年教師從事實驗室工作制度，作為實驗室的流動編制。

3.3組成以教授、博士為帶頭人的實驗教學團隊

中心建設與學科建設相結合，中心建設與教學改革相結合。根據實驗課程和實驗內容以及教師的專業(yè)方向，將實驗中心人員劃分為實驗教學小組，按照合理的年齡結構、職稱結構、學歷結構對小組進行人員安排，確保能夠實現(xiàn)“傳幫帶”的人才培養(yǎng)機制，也為教學的持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎。

3.4造就了一批優(yōu)秀人才

新世紀國家“百千萬人才”1人：黨建武

國務院政府特殊津貼2人：黨建武 范多旺

全國五一勞動獎章1人：范多旺

鐵道部有突出貢獻中青年專家1人：王曉明

全國高校優(yōu)秀骨干教師1人：范多旺

甘肅省首批特聘科技專家2人：黨建武范多旺

甘肅省333優(yōu)秀人才2人：范多旺黨建武

甘肅省555優(yōu)秀人才1人：黨建武

甘肅省優(yōu)秀專家1人：黨建武

甘肅省青年科技獎獲得者1人：吳辰文

學校“青藍工程”人才16人：胡曉輝、張忠林、杜永文、米根鎖等

學校優(yōu)秀教師5人：謝彥峰、李啟南、王松等

學校教學優(yōu)秀獎11人：鄭麗英、藍天、胡曉輝、李敬文等

學校青年教師教學獎7人：蘭麗、趙庶旭、王陽萍等

4實驗中心特色

不斷深化實驗教學改革，建立起全方位、多層次、模塊化實驗教學新體系，提高了人才培養(yǎng)質量，教學改革成果顯著。

取得省部級教學成果一等獎3項，二等獎6項。

編寫出版實驗教程、教材、講義43部。

省級精品課程3門。

在研教改項目6項。

依托重點學科，建設了一支由基礎到專業(yè)的教學、科研、學科建設協(xié)調發(fā)展的實驗教學團隊，實現(xiàn)了教學與科研的有效結合，取得了顯著的成果。

近五年承擔各類科研項目58項，科研經費達4000萬。

取得國家級科技進步二等獎1項，省部級科技進步一、二等獎18項。

發(fā)表學術論文85篇，其中三大檢索23篇。

取得專利12項。

示范與輻射作用

近年來，定期舉辦ARM、JAVA、Cisco、Oracle等培訓班，為西北高校教師提供新技術培訓，并建立了交流合作關系。

多次在全國高校實驗室建設與教改研討會上作專題發(fā)言，其改革成果得到專家認可。

接待國內外50多所高校和企業(yè)的訪問與交流，產生了積極而廣泛的影響，起到了示范與輻射作用。

我校地處祖國西部，是甘、青、寧、新、藏五省區(qū)普通院校中唯一的“計算機科學與技術實驗教學示范中心”的高校，具有區(qū)域代表性。