對(duì)新形勢(shì)下計(jì)算機(jī)學(xué)科實(shí)驗(yàn)環(huán)境建設(shè)的思考

[摘要]本文介紹了計(jì)算機(jī)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)室分類(lèi)設(shè)置、使用以及相應(yīng)的管理方法，實(shí)驗(yàn)環(huán)境建設(shè)以及針對(duì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)帶來(lái)的管理及安全問(wèn)題措施，對(duì)在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的新形勢(shì)下如何提高實(shí)驗(yàn)室教師業(yè)務(wù)水平提出了具體的方法。

[關(guān)鍵詞]實(shí)驗(yàn)室分類(lèi)設(shè)置 開(kāi)放模式 安全 教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，實(shí)施素質(zhì)教育的重要場(chǎng)所，也是學(xué)校科研和學(xué)術(shù)水平的重要標(biāo)志。同時(shí)，還擔(dān)負(fù)為社會(huì)提供技術(shù)服務(wù)的任務(wù)。實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理水平反映了高等學(xué)校在教學(xué)、科研和管理方面的能力。沒(méi)有現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室，是造就不出現(xiàn)代化人才的。為了適應(yīng)這種需要，高等學(xué)校應(yīng)該把加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)提高以及科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，放在與理論的學(xué)習(xí)和研究同等重要的地位上。

本文針對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科的特點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理思路進(jìn)行了探討。

一、分類(lèi)設(shè)置實(shí)驗(yàn)室

實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置應(yīng)滿足計(jì)算機(jī)學(xué)科不同課程及不同層次學(xué)生的各種要求。我們計(jì)算機(jī)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室設(shè)置分為四類(lèi)：

1.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室

對(duì)于計(jì)算機(jī)學(xué)科中的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言學(xué)習(xí)、編程、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)等軟件課程的教學(xué)和實(shí)踐，通常只需要普通的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由于配置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)量較多，可以同時(shí)容納幾個(gè)班的學(xué)生同時(shí)上機(jī)實(shí)驗(yàn)或上機(jī)考試，減少了教師上機(jī)輔導(dǎo)次數(shù)。

這類(lèi)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)建設(shè)一個(gè)通用的大平臺(tái)來(lái)滿足大部分基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)需要。

2.專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)室

目前，計(jì)算機(jī)學(xué)院的專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課有：網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和實(shí)踐、嵌入式理論和設(shè)計(jì)以及計(jì)算機(jī)綜合課程設(shè)計(jì)等。

這些專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課除了需要計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外，還需要相關(guān)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，由相應(yīng)課程的教師和實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)該課程的實(shí)驗(yàn)室教師共同擔(dān)任。

這類(lèi)實(shí)驗(yàn)室主要是為了滿足具有一定專(zhuān)業(yè)方向的綜合性比較強(qiáng)的實(shí)踐類(lèi)課程的需要，它不僅需要一些專(zhuān)業(yè)設(shè)備，還需要配備專(zhuān)業(yè)綜合素質(zhì)強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教師。

3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室

為了實(shí)施因材施教、重視個(gè)性教育、加強(qiáng)素質(zhì)教育、注重實(shí)踐和創(chuàng)新能力的發(fā)掘和培養(yǎng)，由每個(gè)年級(jí)各個(gè)班中，挑選一部分學(xué)有余力、品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生組成一個(gè)“強(qiáng)化班”，為每個(gè)“強(qiáng)化班”設(shè)置一個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，除了配置計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備外，每個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室還配置一臺(tái)高規(guī)格的服務(wù)器。另外，學(xué)院專(zhuān)門(mén)設(shè)置一個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，配置了多套數(shù)字示波器、信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字萬(wàn)用表等常用電子儀器，還配置嵌入式系統(tǒng)(包括單片機(jī))仿真開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，可以協(xié)助學(xué)生參加各種大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，參加由國(guó)內(nèi)外著名公司舉辦的有關(guān)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、FPGA設(shè)計(jì)競(jìng)賽等。

4.合作型實(shí)驗(yàn)室

近幾年，國(guó)際、國(guó)內(nèi)知名的大公司都在加強(qiáng)與高校的合作，一方面，將先進(jìn)的技術(shù)帶入到高校實(shí)驗(yàn)體系中。另一方面，也能在高校學(xué)生中培訓(xùn)有關(guān)產(chǎn)品知識(shí)。作為高校實(shí)驗(yàn)體系，將這種合作引進(jìn)進(jìn)來(lái)，對(duì)于教學(xué)能快速與先進(jìn)技術(shù)與和社會(huì)實(shí)際需要接軌是很有好處的。我們學(xué)院與IBM、Intel、摩托羅拉等公司合作，開(kāi)設(shè)了相關(guān)的技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。正如上面所說(shuō)，這些實(shí)驗(yàn)室肩負(fù)實(shí)驗(yàn)和培訓(xùn)兩重作用。

二、開(kāi)放型創(chuàng)新性研究型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是目前高校實(shí)驗(yàn)室改革和發(fā)展的大趨勢(shì)，通常所說(shuō)的開(kāi)放是指資源開(kāi)放和時(shí)間開(kāi)放。實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放可以提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率，實(shí)現(xiàn)資源共享，同時(shí)，也可以為有個(gè)性和特長(zhǎng)的學(xué)生提供一個(gè)發(fā)揮創(chuàng)造力的平臺(tái)，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力以及管理能力。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室可以彌補(bǔ)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足。通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以再做某次實(shí)驗(yàn)或選做一些新實(shí)驗(yàn)，從而基本消除因?qū)嶒?yàn)時(shí)間不足而引發(fā)的問(wèn)題，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

針對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室教師情況，不同類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)室采取的開(kāi)放措施是不盡相同的。

對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，特點(diǎn)是具有數(shù)量較多的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不僅僅由計(jì)算機(jī)學(xué)科的學(xué)生使用，其它學(xué)科的學(xué)生同樣有使用的需要，為了充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源，在上下午及晚上非教學(xué)的時(shí)間里，可以對(duì)其他學(xué)生開(kāi)放(通過(guò)自己帳號(hào)登錄使用)。屆時(shí)，實(shí)驗(yàn)室只需留有實(shí)驗(yàn)室管理教師，主要負(fù)責(zé)解決計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障或遭受病毒侵害而無(wú)法使用的計(jì)算機(jī)。

對(duì)于專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)室，特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)室設(shè)備較昂貴，實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)職輔導(dǎo)教師較少，我們采取的是半開(kāi)放的教學(xué)方式，具體做法是：首先，按正常的教學(xué)要求，安排多次專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課，保證質(zhì)量地完成教學(xué)任務(wù)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)部分學(xué)有余力或?qū)υ搶?zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課非常有興趣的學(xué)生，想增加實(shí)驗(yàn)時(shí)間，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)較綜合的實(shí)驗(yàn)。可以事先和實(shí)驗(yàn)室教師聯(lián)系，將自己的設(shè)計(jì)思路和教師進(jìn)行勾通，以便教師安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間及準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材，同時(shí)也給教師一個(gè)準(zhǔn)備的時(shí)間，以便在約定的時(shí)間對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。我們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)，有的學(xué)生提出的一些設(shè)計(jì)思路或方法，非常有創(chuàng)意；有的簡(jiǎn)捷明了，對(duì)有些使用了多年的所謂“經(jīng)典設(shè)計(jì)”提出了挑戰(zhàn)。同時(shí)，在對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)的過(guò)程中，教師也得到了一次有益的提高，正所謂教學(xué)相長(zhǎng)。

對(duì)于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，主要采用由學(xué)生自己管理的方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)興趣。在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，促使學(xué)生的學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)，真正激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行資料檢索，掌握計(jì)算機(jī)學(xué)科的最新技術(shù)。有的學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室參加教師的課題研究和設(shè)計(jì)，有的則參加各種軟件硬件設(shè)計(jì)競(jìng)賽，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室里，已有多人獲得全國(guó)大學(xué)生競(jìng)賽一等獎(jiǎng)和挑戰(zhàn)杯三等獎(jiǎng)以及省級(jí)校級(jí)各種獎(jiǎng)項(xiàng)。

對(duì)于合作型實(shí)驗(yàn)室，主要采取實(shí)驗(yàn)資源開(kāi)放的方式，即通過(guò)舉辦技術(shù)講座和認(rèn)證培訓(xùn)等機(jī)制，將這些資源和技術(shù)向其他相關(guān)學(xué)科輻射。

三、加強(qiáng)管理，增強(qiáng)安全意識(shí)

隨著實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放程度的加大，實(shí)驗(yàn)室管理以及安全問(wèn)題就顯得尤為重要，我們?cè)诨A(chǔ)實(shí)驗(yàn)室和專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，都安排實(shí)驗(yàn)室教師全程管理。另外，計(jì)算機(jī)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)中，使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)量很大，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全也應(yīng)該非常重視，我們對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)保護(hù)采用計(jì)算機(jī)專(zhuān)用還原卡，保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不會(huì)被破壞；實(shí)驗(yàn)室采用學(xué)校購(gòu)置的正版殺毒軟件和防火墻。另外，對(duì)重要的軟件和數(shù)據(jù)通過(guò)服務(wù)器進(jìn)行備份以保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備正常工作。

對(duì)于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，在正常工作日，采用學(xué)生自己管理為主，實(shí)驗(yàn)室教師進(jìn)行監(jiān)督為輔。考慮到平時(shí)晚上以及節(jié)假日，實(shí)驗(yàn)室教師不在的情況，專(zhuān)門(mén)以勤工儉學(xué)的方式聘請(qǐng)1到2名本學(xué)院研究生，定時(shí)進(jìn)行巡視，提醒學(xué)生注意安全。

四、總結(jié)

下面主要針對(duì)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提出一些自己的想法。

1.開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性和重要性在前面已經(jīng)有所論述。建立開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，應(yīng)該根據(jù)各個(gè)學(xué)科自己的教學(xué)特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室人員情況以及實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)等方面綜合考慮，而不應(yīng)該為了應(yīng)對(duì)評(píng)估、檢查。

2.筆者認(rèn)為，針對(duì)擁有比較昂貴實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室，采用半開(kāi)放式教學(xué)模式比較好。一個(gè)好處是由于有實(shí)驗(yàn)室教師在現(xiàn)場(chǎng)全程指導(dǎo)，可以保證實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的完好，學(xué)生掌握這些實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備使用方法的速度會(huì)加快；另外，可以在學(xué)生走彎路或鉆進(jìn)死胡同時(shí)及時(shí)加以提醒，憑著實(shí)驗(yàn)室教師多年的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，可以使得學(xué)生少走彎路，達(dá)到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。

3.制定獎(jiǎng)勵(lì)政策，完善激勵(lì)機(jī)制。實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放帶來(lái)的一個(gè)明顯的問(wèn)題就是實(shí)驗(yàn)設(shè)備損壞增加，需要用各種措施調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室教師的積極性。一方面，要鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室教師具有愛(ài)崗敬業(yè)的精神。另一方面，可以設(shè)定一些專(zhuān)門(mén)針對(duì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理和指導(dǎo)教師的獎(jiǎng)項(xiàng)。同時(shí)，還要通過(guò)進(jìn)修等方法提高實(shí)驗(yàn)室教師的業(yè)務(wù)水平。

4.為了彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放后實(shí)驗(yàn)室教師不足的情況，聘請(qǐng)一些博士、碩士研究生參加實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)室管理。

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(作者單位：東南大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院)