文科院校信息技術實驗教學的研究和探索

文章編號：1672-5913(2008)18-0156-03

摘要：實驗教學是本科教學的重要方面，各校在實驗教學方面的投資都在逐漸加大，本文介紹我校在文科背景下建設信息技術實驗教學中心的情況，目的是和兄弟院校交流經驗，共同進步。

關鍵詞：信息技術；實驗教學；文科類院校

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

1前 言

2007年7月，我校信息技術實驗教學中心通過了北京市教委組織的5人專家組的評審，確立了建設實驗教學示范中心的目標。對我們未來幾年實驗中心的建設工作提出了更高的要求。通過這次評審，我們以評促建，系統地總結幾年來的辦學經驗，研究文科院校信息技術實驗教學的特點，形成了具有文科院校特色的實驗教學體系，本文介紹中心的總體情況，分析中心的建設特色和示范點。

2實驗教學中心總體情況

信息技術實驗教學中心由信息科學學院負責管理維護，下設綜合實驗室、網絡實驗室、硬件實驗室和語言信息處理實驗室四個實驗室。實驗室總面積530平方米，設備臺件數420臺，總價值315萬元。中心設主任1人，專職實驗管理員1人。目前開設實驗課程27門，實驗項目有218項，面向院校15個專業，實驗人時數/年達到415520。中心除承擔課程教學任務外，也提供開放服務，主要用于畢業設計、專業課和基礎課的課外訓練、興趣小組活動、組織參加競賽、開展校企合作等等。以下是中心總體情況：

(1) 立足文科院校，樹立適合學校特點的辦學指導思想

在文科院校創辦信息技術相關的工科專業，面臨許多新的問題和挑戰，對實驗教學有許多新的要求，首要的問題是樹立適合學校自身特點的辦學指導思想，確定正確的辦學理念和目標。

培養目標：培養信息技術應用能力強，外語實用水平高，有語言信息處理專長的復合型人才。

教學理念：以學生為本，傳授知識、培養能力、提高素質、協調發展、文理結合，學科交叉，注重實用。

宗旨：培養學生實踐能力、創新能力、應用能力、實驗能力。

思路：以能力培養為核心，在動手中學習

●建立滿足現代實驗教學需要的高素質實驗教學隊伍。

●組建儀器設備先進、資源共享、開放服務的實驗教學環境與平臺。

●建立現代化高效運行的管理機制。

●全面提高實驗教學水平和實驗室使用效益。

(2) 兼顧文理特點，定位中心實驗教學面向的專業和課程

●計算機科學與技術、信息管理與信息系統專業專業課

●全校的非計算機專業計算機基礎教育課程和計算機輔修課程

●研究生和高年級學生的科研開發和創新實驗課程和課題

(3) 集中整合全校的優勢資源，完成中心的五大模塊實驗教學任務

●基礎硬件課程相關的實驗課程

●計算機科學技術專業和信息管理專業所有軟件課程相關的實驗課程

●全校本科生“電腦文秘”和“信息管理”課的教學和實驗

●“計算機網絡”系列相關課程的實驗課

●自然語言處理相關課程和課題的創新研發和實驗

(4) 經過多年的教學積累，形成了系列的實驗教學體系

●程序設計實踐教學

程序設計是計算機科學與技術專業最基礎的學科，我們在制定計算機科學與技術專業教學計劃時，從大1到大2分別開設了“計算機基礎”、“計算機程序設計”、“數據結構”、“匯編語言程序設計”等必修課，安排相應的上機實驗及大作業，可以培養學生的動手能力，并為后續計算機相關課程的學習以及計算機應用開發實習打下良好的基礎。

●計算機硬件實踐教學

對計算機結構的了解是學好計算機所有專業課程的前提和基礎，為此在大2春季學期為學生開設了“數字邏輯”、大3秋季學期開設“計算機組成原理”兩門計算機結構認知課程，除了課堂上講授計算機的基本結構和基本工作原理之外，還安排了相應課程的實驗，包括簡單計算機系統的設計與實現。

通過這些課程的實驗，學生可以熟悉計算機相關部件的工作原理，理解計算機系統設計原則與方法，掌握典型系統的設計原理及方法。

●計算機軟件技術實踐教學

為了讓學生更好地掌握“操作系統”、“編譯原理”、“數據庫管理系統”、“計算機圖形學”、“軟件工程”等專業主課以及其他專業選修課，在學生完成理論課程學習后，馬上安排學生進行相應的課程實驗。主要目的在于鞏固學生所學的計算機程序設計、構造、設計、原理類課程的理論知識，加深對這些知識的理解，進而更好地服務于更深層次的理論學習。通過這些課程的綜合性、設計性實驗，學生可以熟悉計算機系統軟件組成，理解系統軟件的設計原則與方法，掌握典型系統軟件的設計與實現。

●計算機應用技術實踐教學

在中文信息處理、數據挖掘、多媒體等計算機應用學科方向的課程設置上，加入了大量實踐性非常強的程序設計方面的必修、選修課程，如“自然語言處理”、“Windows程序設計”、“多媒體技術及應用”、“電子商務”、“Perl語言編程”等。實踐教學將實際應用系統設計與開發在教學計劃中占有相當大的比例，教學過程中注重將設計理論與設計實踐以及科研項目緊密結合，為培養高素質復合型人才打下堅實的基礎。

●計算機網絡實踐教學

為了更好地理解和掌握“網絡原理”專業課的基本概念和相關理論，在同一學年后半段還安排了“網絡工程”、“Internet與Web技術概論”、“Java程序設計”“計算機安全”等與網絡相關的以實驗為主的選修課，在網絡協議、網絡編程、網絡應用等方面進行訓練。

●畢業設計(論文)實踐教學

畢業設計(論文)既是大學四年所學知識的一次綜合應用，也是鍛煉學生實踐能力和動手能力的一個重要教學環節。計算機科學與技術學科要求綜合論文訓練的研究內容來源于實際應用項目，并安排一定代碼試驗內容。

●數學實驗教學

數學向自然科學和社會科學的各個領域滲透，特別是數學與計算機技術相結合，形成了一種普遍的、可以實現的關鍵技術----數學技術，已成為當代高新技術的一個重要組成部分。用數學解決各類問題和實施數學技術，數學建模起著關鍵的作用。因此，為培養高質量創新人才，就不能不重視培養數學建模這一必備技能和素質，對信息類學科的大學生，都應該具備一定的數學建模技能。因此，實驗教學中心必須承擔這部分的實踐教學任務。

將實驗劃分為觀測型、驗證型、設計型、綜合型和課程設計，有綜合性/設計性實驗項目的課程占有實驗課程總數的比例81%。

(5) 分析學生的學習特點，將本科實驗教學總體上分為三個階段

●第一個階段為基礎訓練階段，從一年級開始，采用一年半的時間，必須進行嚴格指標考核，達到熟練操作的水平。

●第二個階段為技能訓練，在第一階段的基礎上，由教師指導，加強技能與技巧方面的訓練，用一年的時間，達到熟練的測試分析與編程能力。

●第三個階段結合老師的科研課題、各種設計大賽、以及以項目為中心的先進的教學手段，深入專業的應用，融入科研方法，開展綜合能力、創新能力的培養與訓練。

(6) 根據課程特點，采用各種實驗教學組織方法

綜合實驗室承擔軟件專業課和公共課的實驗教學任務，實驗需要特定的軟件環境，實驗室提供相關環境的技術支持，實驗內容可以在一臺計算機上獨立完成，實驗分組單位較小，通常是1人或2人。

硬件實驗室，在多年的實驗教學實踐中，摸索出了一套有特色的教學模式——基于差異性的，面向過程的層次化實驗模式。該模式以自我管理為主，教師指導為前提；以多種不同形式、多層次、多角度的教學方法，實現學生的自我幫助和提高，以實現對知識的深刻理解和掌握。

組織方法分以下方面：

●分組，將整個專業的學生，按照實驗室的規劃，分成幾個大組，每大組8人，并設置大組長；每個大組中又分成4個小組，每小組2人，配合進行實驗。

●分層，每個實驗設計不同類型、不同層次的實驗內容，難度從低到高，約束從多到少，分別設置：驗證實驗、必做實驗、選做實驗、補充實驗等實驗項目。

●設置“小老師”，在實驗之前，培養有興趣的同學，這些同學在掌握實驗知識之后，可以對其他同學提供幫助、指導。

●設置“興趣小組”，在實驗之余，給一批有興趣的同學設計擴展實驗，開闊學生視野。

●設置“自助講座”，學生課余、課上的研究成果可以拿出來和其他同學一同分享，以講座的形式進行交流、討論。提高學生的綜合能力。

各種不同層次的組織形式，可以豐富教與學。如“小老師”可以解決教師人手不足的問題；“興趣小組”可以提高學生做實驗的興趣，豐富實驗的內容，開闊學生的視野，使學生的“被動接受”變成“主動學習”。在鞏固基礎知識的同時提高學生的實踐能力。

硬件實驗室的實驗教學根據學生能力，從內容上分為三個層次：

●以傳授實驗知識、培養能力為主線，在實驗室學到更接近實際的技術，如儀器儀表原理、測試技術、誤差分析、設計過程等。

●注重訓練學生的基本實驗技能，如儀器的組合與連接，實驗環境與條件的設定，故障的分析與排除，實驗結果的分析與解釋等。

●加強綜合系統實驗的設計、開發與實現；逐步達到讓學生唱主角，從選題、擬訂實驗方案、選擇實驗設備，分析邏輯過程，做出實驗結果，寫出有分析論證的實驗報告或具體小產品。

網絡實驗室以實驗臺為中心，實驗組織按照實驗臺的結構分小組進行，每組5-6人，選一名組長，組長負責，共同合作完成實驗內容，強調團結協作。組長的職責包括：

●領取/歸還實驗工具、材料

●協調小組內各成員分工

●掌握本組實驗進度

●組織討論解決實驗中的問題

每個實驗都有特定的網絡拓撲，要求預習實驗內容，在實驗前，組長帶領本組的同學共同討論，弄懂每一步操作的內容和驗證方法，分配成員的工作，再動手操作實驗臺設備。整個實驗過程的控制有以下特點：

●實驗設計詳細，周密。保證每個實驗都有明確的目的，有合理的相關背景，實驗步驟和驗證方法描述清晰，同時提供相關設備操作的技術資料幫助學生完成實驗準備階段應該掌握的知識點。

●準備充分。將學生分成小組，每組指定正負組長各一人，教師對組長進行培訓和指導，幫助他們理解實驗原理，熟悉網絡設備和操作方法，更主要的是體會小組實驗中如何協調管理組員，如何處理實驗各步驟中組員的協作方式，充分地利用設備，高效地完成實驗內容。對實驗中可能出現的問題和故障有所準備。

●實驗控制精細。對實驗的每一個步驟都設計合適的驗證方法，保證每一步配置操作的正確完成。這樣一旦后面的配置失敗，可以盡快地定位問題，從某一個正確的狀態重新開始。要求學生在實驗前通過小組討論的形式，弄明白每一步操作的功能、驗證操作應得到的結果。做到心中有數，提高實驗效率。

●認真進行總結和評價。每次實驗都根據實驗內容，設計相應的實驗報告內容，通過完成實驗報告，引導學生總結實驗中涉及的原理和技術知識點，同時也可以檢查實驗的完成情況。幫助教師掌握學生的學習狀況。

語言信息處理實驗室，以科研項目為核心，開展科研和創新性研究的實驗工作。

實驗考核：采用筆試、實驗考試和平時實驗成績相結合的方式，任課教師根據課程實驗學時數和特點決定各部分分值的比重。要求對各種考察點的評價具有可操作性。

(7) 重視教師隊伍建設，形成層次合理的實驗教學教師隊伍結構。

隊伍的建設是實驗教學建設的核心。實驗室隊伍的素質直接關系到實驗室建設、科研水平和管理水平的高低，努力建設一支獻身實驗室工作，思想、作風、技術過硬，管理能力強的實驗室工作隊伍是建設好實驗室的根本保證。

學校非常重視人才的引進及實驗教學隊伍建設，結合人事處人才計劃和隊伍培訓計劃，有專項經費支持實驗室隊伍建設。同時，鼓勵教師投入實驗教學第一線，新留校人員先進入實驗室，嚴格進行實驗教學的基礎訓練，積極利用研究生指導本科生實驗等一系列的措施，努力提高實驗教學質量。

學院每年按比例組織一部分實驗技術教師去兄弟院校參觀學習，相互交流。建立成立了學術文員會和教學指導小組，將學術帶頭人、學術骨干和實驗教學與理論教學結合在一起，使教學、科研、實驗相互溝通、相互融合，形成以科研促教學，以教學帶實驗，由實驗出成果立體交叉模式。實驗室的組建、實驗教學大綱及實驗內容的確定都由教學指導小組主持負責。實驗教學教師結構包括下面幾個層次：

●教學指導小組

●“雙師型”教師，專業教師都具有“雙師型”特性，即：既是任課教師，又是實驗指導老師，理論和實踐教學一肩挑，這樣做雖然教師的工作量會很大，但也有很多好處，首先，實驗課和理論課的內容設置可以更合理，結合更緊密，真正發揮實驗課對理論課的支持和補充作用。第二，教師及時掌握學生的學習情況，尤其是實驗課反映出的理論課的問題，調整教學內容和方法，提高教學效果。第三，師生互動更積極，實驗課建立的師生交流互動的風氣可以帶動理論課堂教學的氣氛。

●實驗室管理員

●輔導老師

●教學督導，學校和學院的兩極督導隨時檢查實驗室和實驗課教學的運轉情況。

評上示范中心以來，加強人才引進工作，鼓勵教師參加實踐教學項目的科研和培訓交流，形成了熱愛實驗教學，教學思想先進，知識結構、年齡結構合理，教學科研能力強，服務意識堅定，實踐經驗豐富，熟悉實驗技術，勇于創新的新型實驗教學團隊。

3實驗教學中心的特色建設

建設實驗教學示范中心的關鍵是開發具有示范意義的特色和亮點。我院經過多年的教學和科研工作形成了一些特色，給評審專家留下了深刻的映像。

(1) 文科計算機實驗教學改革效果顯著，輻射面廣。

教育部文科計算機基礎課程教學指導委員會設在我院。制定了文科計算機基礎教學大綱，是文科計算機教學的指導性文件。

出版的文科計算機基礎教材已經形成系列。近3年正式出版教材25部。完成了北京市高等教育精品教材立項項目一項， 出版北京市高等教育精品教材立項項目教材兩本。成為全國文科計算機基礎教材的研發中心。

依托實驗中心資源，我校文科計算機教學全部在實驗室完成，教學效果顯著提高。在國內高校中目前還沒有能力實施這種教學模式。

引入自動化考試系統，評價體系智能性高，管理效率高。

這些鮮明的特色保證我校在文科計算機教學工作方面的先進性，領跑文科計算機教學工作。

(2) 依托北語的人文環境，樹立服務對外漢語教學的理念。文理結合，學科交叉的實驗教學內容設置，對在文科院校辦好計算機相關的工科專業提供了很好的參考和借鑒。具有典型的示范作用。

(3) 建設各種語言語料數據庫。以豐富的數據資源，支持科研和創新實驗項目的實施。數據資源建設不像硬件和軟件，花錢就可以買到，必須在長期的實踐和科研中不斷積累才能逐漸形成。這點是中心建設的重點和亮點，得到了評審專家的充分肯定。我們的目標是把中心建設成中國語言語料研究的數據中心。

自有版權資源：

●帶有漢譯標注和英漢轉換法則的英語樹庫(3萬句對)

●韻律短語標注語料庫

●分詞評測語料庫(200萬字)

●分詞詞庫(標注詞性、讀音、繁體、頻率，20萬詞)

●標點句淺層分析和跨標點句句法分析(2.6萬句)

●簡單短語及其語境語料庫(185萬條記錄，其中動詞重疊形式10萬條，程度副詞+形容詞20萬條，不+形容詞15萬條，代詞+名詞20萬條，人名120萬條)

●HSK字詞聲音庫及字筆順Flash庫

●漢語字詞基本信息庫

●漢語拼音聲音庫

●例句聲音庫

●網格字形庫(GB2312中的全部6763字)

其他可用資源：

●中文生語料庫：包括中文日報、期刊、雜志、小說等15億字左右。

●英文生語料庫：“華爾街日報”等約3G字節。

●ISO術語數據庫

●GB術語數據庫

英文信息處理用語料：英語語法樹庫Penntree bank，英語語義標注樹庫FrameNet

●漢語詞典，包括現代漢語詞典，經濟、體育、港臺多個領域詞典

●雙語詞典：漢英，漢日，漢韓雙語詞典。

●英漢大規模雙語語料庫

(4) 以科研帶動實驗教學，形成語言信息處理的特色

研究生和高年級優秀本科生參加科研項目，跨學科合作開發各種語言教學和服務應用軟件，取得豐富的科研創新成果。近5年一項成果獲教育部提名國家科技進步二等獎，有8項科研成果投入應用，4項軟件獲軟件著作權，發表教學研究論文18篇，科研與學術論文61篇。

(5) 實驗教學效果與成果，實驗中心的教學效果體現在以下方面：

●鞏固和加強理論課的學習效果

●發展學生專業興趣，專業技能得到提高和拓展

●專業和就業需求結合，提高就業競爭力

●鍛煉團隊和協作等社會能力

●改變教師的知識結構，提高教學水平

本科教學評估全面檢驗了實驗中心的教學水平，非計算機專業的計算機技能測試取得優秀率，課外科技活動成果累累：我院學生2004年起參加全國大學生數學建模與計算機應用競賽，獲全國一等獎1項，二等獎1項，獲北京市一等獎6項，二等獎6項。從2005年起參加美國數學建模大賽，獲一等獎3項，二等獎13項。本科生參與科研工作，取得多項成績，研究工作涉及語言信息處理、對外漢語教學、學校信息化建設、企業實踐等。 畢業設計論文水平得到專家和領導的肯定，優秀論文水平超越教學要求，形成了年度優秀畢業論文報告會的慣例。

4實驗教學中心的建設發展思路與規劃

評上示范中心以來，中心在各個方面全面開展建設工作，

大力引入高水平實驗教學人才，開設高水平有特色的專業實驗課。籌備建設數字媒體專業實驗室，加大支持力度開展實驗課程教學方法和實驗課教學效果評估的研究，嚴格規范各實驗室的運行管理。進一步保證和提高了教學質量。信息技術實驗教學中心經過幾年的建設和改革，目標明確，思路清楚，體系結構合理，今后建設發展的思路與規劃是：

●力爭在2008年內建成數字媒體實驗室。支持數字媒體方向的專業課實驗教學。

●將現有的實驗儀器設備進行高層次、高質量優化組合，引進智能化遠程開放實驗管理平臺，實現實驗資源的進一步開放使用。使管理科學化，制度規范化，體制標準化。

●進一步整合現有資源，實現全校資源的最大共享。管理科學、體制合理、制度完善是保障。在已有的管理制度基礎上運行的過程中，進一步優化組合，提高智能管理水平，使管理科學化，制度規范化，體制標準化。

●不斷地研究新的實驗教學技術和方法，與工程、社會應用實踐緊密聯系，聯合實踐基地，形成良性互動的實驗教學模式。

●進一步加強實驗隊伍建設，采取有效措施，引進相關專業實驗教學人才，不斷地學習新的實驗技術，提高實驗指導教師的水平。創造一支團結協作、教風優良、治學嚴謹、勇于探索和創新的實驗教學隊伍。

我們力爭再經過幾年的努力，把信息技術實驗教學中心建成國內先進，實驗教學水平一流的示范中心。