開(kāi)放式計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

摘要：開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的一種創(chuàng)新，已被國(guó)內(nèi)外眾多院校采納和推廣，它對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了促進(jìn)作用。文章結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，分析目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端，介紹開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路，以哈爾濱師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革為例，探討如何實(shí)施開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞：開(kāi)放式計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)；實(shí)踐創(chuàng)新能力；教學(xué)改革

開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式最早出現(xiàn)在部分國(guó)外知名大學(xué)，這些學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室采取24小時(shí)對(duì)外開(kāi)放的運(yùn)營(yíng)模式，學(xué)生和老師可以隨時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。這種模式得到了國(guó)內(nèi)很多高校的借鑒與推廣，開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式也是計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要方向，是提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的關(guān)鍵。目前，國(guó)內(nèi)的教育部門已經(jīng)出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)開(kāi)放式計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的政策和制度，從體制角度為開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展提供了條件。哈爾濱師范大學(xué)積極響應(yīng)學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的號(hào)召，在分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，對(duì)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了深入的研究和探索，總結(jié)了開(kāi)放式計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的策略和具體內(nèi)容。

1 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用類課程必不可少的補(bǔ)充課程，它的教學(xué)目標(biāo)是深化理論學(xué)習(xí)、提高學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)。目前，我國(guó)高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)在6個(gè)方面：

1）課時(shí)不足，學(xué)生上機(jī)和思考的時(shí)間不足；

2）綜合性內(nèi)容少，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多是驗(yàn)證和重復(fù)性的，綜合性和研究性的內(nèi)容較少；

3）教學(xué)模式缺乏靈活性，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式單一、方法呆板，缺乏激發(fā)學(xué)生興趣的要素；

4）設(shè)備落后，計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展導(dǎo)致硬件需要不斷更新?lián)Q代，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)環(huán)境已經(jīng)不能適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的要求；

5）實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體制不完善，缺乏統(tǒng)一的科學(xué)化管理制度，實(shí)驗(yàn)資源很難得到統(tǒng)籌調(diào)配和綜合利用；

6）實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資力量薄弱，很多學(xué)校甚至沒(méi)有專門從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師隊(duì)伍。

2 開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)思路

開(kāi)放式計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心思想是讓學(xué)生突破時(shí)間空間的限制，把靈活掌握理論知識(shí)、親自動(dòng)手操作、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)作為實(shí)驗(yàn)的根本目標(biāo)。由此可見(jiàn)，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常有利于培養(yǎng)應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才的，可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有效地利用教學(xué)資源，提高教學(xué)質(zhì)量。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的前提是轉(zhuǎn)化教學(xué)觀念，教師應(yīng)該從知識(shí)傳授向能力培養(yǎng)進(jìn)行角色轉(zhuǎn)化，學(xué)生則應(yīng)該從被動(dòng)學(xué)習(xí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)進(jìn)行角色轉(zhuǎn)化。這里以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建設(shè)思路為例來(lái)介紹開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的策略。

哈爾濱師范大學(xué)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程主要有“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”、“網(wǎng)絡(luò)工程”和“網(wǎng)絡(luò)管理”等課程。從課程結(jié)構(gòu)上看，這幾門課是前后連貫和延續(xù)的，并且每門課程都有與之對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。從知識(shí)連貫性和技能延續(xù)性的角度出發(fā)，把網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目整合起來(lái)，形成一個(gè)綜合性的開(kāi)放式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。開(kāi)放式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)要突出綜合能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容除了要涵蓋這幾門課程中所有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)管理課程的知識(shí)點(diǎn)外，還要把網(wǎng)絡(luò)工程課程的工程思想融入項(xiàng)目中。整個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基于建構(gòu)主義理論，采用開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，由學(xué)生自主選擇題目、制定方案和具體實(shí)施，最終提交能體現(xiàn)創(chuàng)新性和能力培養(yǎng)的科研小論文。

3 開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐

3.1教學(xué)觀念革新

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種驗(yàn)證教學(xué)，即以重復(fù)課上的知識(shí)和技能為主，教師提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)和實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生只能被動(dòng)地接受實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，機(jī)械地重復(fù)每個(gè)步驟然后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在這種教學(xué)模式中，教師是教學(xué)的主導(dǎo)，學(xué)生處于被動(dòng)地位，這樣很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。另外，由于設(shè)備和課時(shí)的限制，實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般采用分組的形式進(jìn)行，這樣就很難保證小組內(nèi)的每一個(gè)學(xué)生都親自操作和掌握教學(xué)內(nèi)容。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以為學(xué)生提供充足的設(shè)備和時(shí)間，教學(xué)不再圍繞教學(xué)指導(dǎo)書(shū)展開(kāi)，學(xué)生要融入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中積極思考和認(rèn)真操作，突出了動(dòng)手能力和思考能力的培養(yǎng)。

開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的核心就是觀念的轉(zhuǎn)變，教師和學(xué)生都要走出以往教師主導(dǎo)的教學(xué)模式。開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是沒(méi)有固定的解決方案的，學(xué)生要自己去思考、分析和選擇解決方案，方案設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試都是提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要過(guò)程。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)之所以會(huì)比傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果好，就是因?yàn)檫M(jìn)行了角色轉(zhuǎn)換，教師要把培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)作為教學(xué)目標(biāo)，把問(wèn)題留給學(xué)生，讓學(xué)生主動(dòng)思考和學(xué)習(xí)，自主完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革要求教師轉(zhuǎn)變觀念，從教師演示授課、學(xué)生重復(fù)驗(yàn)證的陳舊教學(xué)模式中走出來(lái)。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)提倡學(xué)生為主、教師為輔的教學(xué)形式，不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，還可以有效地培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在教師觀念革新后展開(kāi)的，同時(shí)教師在實(shí)踐開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中也要不斷積累經(jīng)驗(yàn)，提高自身素質(zhì)。

3.2實(shí)驗(yàn)環(huán)境革新

開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和個(gè)性化發(fā)展，對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的提高有很大幫助。為了保障開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行，必須要構(gòu)建與之配套的軟硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境，形成一套完善的管理制度和保障體系。哈爾濱師范大學(xué)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程綜合實(shí)驗(yàn)，使用了擁有先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，由專人負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)和管理。實(shí)驗(yàn)室由路由器、交換機(jī)、防火墻、網(wǎng)管平臺(tái)和學(xué)生用機(jī)組成，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、復(fù)習(xí)課上內(nèi)容、研發(fā)項(xiàng)目。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室采用完全開(kāi)放式的管理制度，對(duì)學(xué)生24小時(shí)開(kāi)放，可以作為課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)競(jìng)賽、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)等活動(dòng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.3買驗(yàn)內(nèi)窨革新

開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容從形式上可分為操作型、設(shè)計(jì)型、研究型和綜合型4種。根據(jù)哈爾濱師范大學(xué)應(yīng)用人才培養(yǎng)教學(xué)改革的要求，網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)精簡(jiǎn)操作型實(shí)驗(yàn)，加大研究型、設(shè)計(jì)型和綜合型的實(shí)驗(yàn)比重。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容要參考國(guó)內(nèi)外知名院校的課程內(nèi)容和權(quán)威性學(xué)術(shù)成果，保持每年20%以上的更新率，并在不斷補(bǔ)充和完善過(guò)程中形成網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)庫(kù)。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容要為教學(xué)目標(biāo)服務(wù)，教師要在教學(xué)過(guò)程中不斷完善教學(xué)內(nèi)容，挖掘出可以深入思考或創(chuàng)新提高的內(nèi)容，去除陳舊過(guò)時(shí)的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容要有針對(duì)性，突出綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性，要循序漸進(jìn)地展開(kāi)，尋求課程之間的關(guān)聯(lián)點(diǎn)，這也是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的關(guān)鍵。根據(jù)不同課程和項(xiàng)目分類確定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，如表1所示。

3.4考核方式革新

實(shí)驗(yàn)考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的主要體現(xiàn)形式，現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)考核方式一般由一名老師負(fù)責(zé)學(xué)生的上機(jī)檢查。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，任課教師根據(jù)學(xué)生的上機(jī)情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況來(lái)給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)，這種考核形式不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)突出設(shè)計(jì)類、綜合類和研究類的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不能使用傳統(tǒng)的考核方式進(jìn)行結(jié)果評(píng)價(jià)，必須采用與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相匹配的考核方式。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)了不同的考核方式，針對(duì)驗(yàn)證類的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，一般采用現(xiàn)場(chǎng)抽查和批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式；對(duì)于設(shè)計(jì)類和綜合類的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，要求學(xué)生編寫(xiě)需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)和安裝配置等過(guò)程的階段報(bào)告，在實(shí)驗(yàn)完成后組織學(xué)生進(jìn)行演示和互評(píng)；對(duì)于研究類的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，要求學(xué)生總結(jié)問(wèn)題，提出解決方案，記錄每個(gè)方案的實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)，撰寫(xiě)論文或報(bào)告。

4 結(jié)語(yǔ)

哈爾濱師范大學(xué)的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式和內(nèi)容，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。新建的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室優(yōu)化了教學(xué)資源結(jié)構(gòu)和管理制度，為培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用人才提供了良好的教學(xué)環(huán)境。下一步要在其他課程推廣開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，不斷深入研究相關(guān)的概念和方法，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量和推進(jìn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)改革步伐。

（見(jiàn)習(xí)編輯：劉麗麗；編輯：郭田珍）