計算機省級實驗教學示范中心建設的探索

陳 琦，王衛紅，徐 衛，秦 娥

（浙江工業大學 計算機實驗教學中心，浙江 杭州 310023）

為了進一步推動高等學校實驗教學改革，促進優質教學資源整合與共享，加強學生動手能力、實踐能力和創新能力的培養，提高高等教育質量，“十一五”期間，教育部、財政部聯合啟動了“高等學校本科教學質量與教學改革工程”項目，共批準建設了501個國家級實驗教學示范中心，覆蓋全國31個省市區的259所本科高校。同時，國家級實驗教學示范中心的建設也推動了各地方高校的實驗室建設，共建設了3 000多個省級實驗教學示范中心和一大批校級實驗教學示范中心，各高校紛紛以示范中心建設為契機，開展實驗教學改革創新和實驗室建設的探索，這充分體現出高校越來越重視學生創新實驗能力的培養，逐步形成了理論教學與實驗教學有機結合的良好氛圍［1－2］。實驗教學示范中心的建設可以優化教學資源配置，提高教學質量，促進實驗室建設和管理水平，為高校培養適應國家經濟建設與社會發展需要的創新性高素質人才創造條件。

1 實驗教學中心概況

浙江工業大學計算機實驗教學中心的前身是學校計算中心實驗室，成立于1985年，在整合軟件工程實驗室、數字媒體實驗室、硬件實驗室、網絡實驗室以及計算機實習實訓基地等多個學院實驗室資源的基礎上發展起來的。經過多年的探索、建設與實踐［3－6］，2010年被評為浙江省實驗教學示范中心建設單位。目前，中心擁有實驗用房面積近3 000m2，各類設備資產2 800多件，價值1 700多萬元，其中10萬元以上大型設備2臺。中心面向全校的綜合性計算機實驗教學大平臺，承擔全校66個專業、3萬多名學生的計算機類基礎課程、專業課程和畢業設計等相關實驗教學任務，同時面向全校學生開展各類科技競賽活動并提供實習實訓基地，覆蓋全校的各類實驗課程數共計72門，每年完成實驗與實踐教學100萬多人時數，是全校覆蓋面最廣，學生受益面最大的實驗教學中心。

2 教學理念與改革思路

依照學校“抓基礎，重技術，強實訓，促創新，育人才”的實踐教學總體指導思想，中心堅持“以學生為本，知識傳授、能力培養、素質提高協調發展”的教育理念和“以能力培養為核心”的實驗教學觀念。依托“計算機軟件與理論”省重點學科、軟件工程優勢專業、“可視媒體智能處理技術研究”省重點實驗室、杭州國家動畫產業基地、杭州國家數字娛樂產業基地等科技創新平臺，明確了以學生的“素質、能力、創新意識”培養為教育目標，全面提升學生的實踐能力和創新能力。

中心的改革思路：通過高水平的實驗教學隊伍，現代化的綜合實驗平臺，依托優勢學科，整合科研和實踐教學資源，創新實驗教學體系、教學方式、教學方法和教學手段，配合規范的管理體制與制度，以“開放、共享、綜合、創新”為宗旨，力爭建設一個“有特色、高水平、區域示范性”的省級實驗教學示范中心。

3 建設特色

3.1 模塊化、進階式的實驗教學體系建設

針對實驗教學“課程量大、專業分布面廣”的特點，中心大力改革了實驗教學體系，對實驗課程體系進行了全面規劃，針對不同專業、不同層次類別學生的培養要求，分階段、分模塊、分層次安排實驗教學，構建了以基礎實驗、專業實驗、自主實驗、創新實驗為主的4個層次的模塊化進階式實驗教學新體系［7］，如圖1所示。

（1）基礎實驗模塊主要面向計算機基礎課程，對非計算機專業注重計算機基本知識的傳授和應用能力的培養，對計算機專業則注重培養學生的學科基礎技能和基本工程素質；（2）專業實驗模塊面向計算機專業課程，專業課程以課程群的形式組織，每個課程群團隊由4～5名專職教師組成，選擇經驗豐富的高級職稱教師擔任團隊負責人，團隊成員共同制訂課程的培養計劃和教學大綱［8］，專業實驗模塊注重培養學生知識更新、獨立分析處理問題的能力；（3）自主實驗模塊面向學生的自主開放實驗、課外科技立項項目、畢業設計和實習實訓，著重培養學生自主學習、綜合應用能力；（4）創新實驗模塊主要面向大學生創新研究性實驗以及各類科技創新與科技競賽活動等，注重發揮學生個性，突出培養學生對計算機學科知識的融會貫通，培養學生的創新精神和實踐能力，全面提高學生的綜合素質。

圖1 模塊化、進階式的實驗教學體系

3.2 因材施教的創新人才培養模式

因材施教作為一種教育思想，注重在人的差異基礎上通過不同的教育方法，促進每個人的發展［9］。在大學的計算機教育和人才培養中，由于學生個體的差異，包括知識基礎、計算機學習能力、學習興趣等方面的差異，我們必須因材施教。

3.2.1 實施分層分類精細化、多元化、立體化的人才培養體系

分層是指把課程和實驗根據其內容和要求分成不同的層次：基礎層、專業層、綜合應用層和創新研究層，實施縱向差別化分層教育；分類是指根據學生不同的背景和個體差異，以及對計算機人才的不同需求，實施了分類培養模式，包括傳統的專業學科培養模式，實驗班精英培養模式，計算機＋自動化、軟件工程“2＋2”的復合型人才培養模式及國際合作培養模式，面向全校非計算機專業的量大面廣的計算機基礎課程教育培養模式，以及面向社會的實訓培訓中心培養模式等，實施橫向差別化分類教育。分層分類精細化教育適應了不同類別不同層次學生的需求，體現了因材施教的教育思想。另外，我們在教學方法上采用討論式教學、研究式教學、項目驅動式教學、任務驅動式案例教學等多元化教學方法，在教學手段上采用傳統授課、電子課件、微課教學，網絡教學平臺等立體化教學手段，從而更好地適應因材施教的教育理念。

3.2.2 加強第二課堂建設，以創新項目和科技競賽營造創新學習氛圍

第二課堂建設依托基礎教學內容和實驗教學平臺，搭建“全員化”科技創新活動載體，主要包括課外科技創新項目立項、專業課程競賽、自主實驗、社會實踐實習等活動載體，為學生利用課余時間參與科研實踐提供一個良好的平臺。在此基礎上，培育和選拔了優秀學生參加科技競賽，包括ACM大程序設計競賽、“挑戰杯”、電子商務競賽、軟件服務外包大賽、全國機器人大賽、全國航空航天模型錦標賽等10多項賽事，體現了學院學生創新實踐的成果。以校企合作模式，引進知名企業參與到學生課外科技創新活動中來，讓企業了解學生，讓學生走進企業，增進交流和互動，讓學生更早地接觸企業的運作和技術開發模式，為步入社會打下了良好的基礎，既為學生提供進行課外科研的平臺，又著力營造全員化的學生科研氛圍，提升了學生的綜合素質，形成了具有特色的學生科研創新文化。

3.3 開放式實驗教學大平臺建設

近年來，中心得到中央財政和省教育廳等建設專項經費800余萬元，按照“合理布局、優化配置、資源共享”的原則，采用“打通共建”的建設思路［10］，對現有實驗室進行歸并和調整，新建和擴容實驗室3個，新增實驗設備1 000余臺（套）。如合并了部分學院的計算機實驗室，避免了重復建設，實現了資源充分共享；整合了網絡工程實驗室和現代網絡研究實驗室，做到一室多用；新建了物聯網實驗室、軟件服務外包實驗室；創建了學生創新實驗室，進行開放式實驗教學，用于大學生科技競賽的實驗場地以及創新實踐教學；與恒生電子聯合建設了恒生實習實訓基地，實現了與企業聯合培養，提供了學生畢業實習的場所。這些實驗室為人才培養提供了創新實踐環境，同時也為廣大教師構建了從事科學研究的平臺。

建設了網絡教學平臺，學生可在網絡教學平臺上進行作業提交、師生互動和教學資源下載等輔助教學，提高了教學資源的共享程度，實現了實驗教學資源的信息化管理。開發了實驗室管理系統，可實現實驗預約、運行管理、學生自由上機等功能，自主刷卡系統可以對學生的課外開放實驗進行有效的管理。建設了程序設計OJ實驗平臺，實現了程序競賽的試題錄入，競賽、統計評分等功能，既可以用于程序設計教學，又可以作為ACM競賽的培訓平臺。作為浙江省的軟件服務外包大賽的秘書單位，中心開發了軟件服務外包創新應用平臺，包括信息發布系統、項目協同研發管理平臺、服務外包項目庫等功能。中心已經成為大學生進行創新實踐的重要開放實驗平臺，經過系統的實驗教學和技能訓練，學生的實踐能力和創新意識得到明顯提升，在歷年各項重要的學生科技賽事中都取得優異的成績。

3.4 中心文化建設

文化建設是高校實驗室內涵建設的重要內容之一［11］，為增強實驗教學示范中心的人文氣息，打造示范性的實驗教學基地，中心注重文化建設，包括實驗室文化、團隊文化、管理文化。

（1）實驗室文化建設。建設示范中心的“文化走廊”，根據實驗室類別設計了相應的科普宣傳欄，比如網絡實驗室展示關于Internet起源、網絡前沿技術等科普信息；軟件實驗室則展示關于軟件名企和軟件業大亨的成長經歷等內容，營造濃厚的實驗室學術氛圍。在中心大廳大屏幕宣傳展示優秀教師和優秀學生創新學習的先進事跡，以此來激發師生學習的熱情；在創新實驗室制作了實驗教學中心的“榮譽墻”，展示歷年來中心教師和學生獲獎的獎杯和榮譽證書，塑造集體榮譽感，增強凝聚力。

（2）團隊文化建設。每個月開展實驗教學團隊會議，展開交流、討論，并由團隊成員共同探討課程設置、教學計劃制訂等工作。積極組織教師參加相關教學研討會、參觀先進的實驗教學示范中心，定期組織中心成員開展文體活動，使成員在長期的教學與研究、學習與生活中共同營造良好的思維方式、行為準則、團隊協作意識和價值觀，形成良好的團隊文化，促使教風、學風、團隊風氣的健康形成。

（3）管理文化建設。除了學校規定的實驗室規章制度外，針對不同實驗室的特點單獨制定細化的制度，包括實驗室安全制度、學生實驗守則、開放實驗制度、培訓制度、指導教師工作職責等。在成員的管理上提倡人性化管理，關心員工需求，注重員工的學習和成長，在工作考核中以激勵為主，制度為輔，對不同的教學科研工作實行分類考核，形成柔性的管理文化，旨在通過文化的渲染來激發大家積極和主動工作學習的態度，實現自我管理、自我提高，誠心實意地為培養人才服務。

4 建設成果

近3年，中心教師在實驗教學改革以及學科建設等方面取得了顯著成績。主持承擔省級以上教學研究項目1項，新建省級精品課程1門，主編出版教材16部，發表教學研究論文41篇；承擔國家級和省部級項目等35項，獲省部級科技進步獎2項，發表科研論文160余篇。

中心在創新人才培養方面也做出了突出貢獻，取得了豐碩成果。從2010年至今，由中心教師指導的學生，在ACM程序設計競賽、“挑戰杯”、全國電子商務競賽、全國機器人大賽等大學生科技競賽中表現突出，獲國家一等獎8項、二等獎20項、三等獎35項；指導國家級和省級創新性實驗12項，指導學生發表教學研究論文27篇，授權專利3項，出版教材1部；2012年，在第36屆ACM國際大學生程序設計競賽全球總決賽中，中心教師指導的學生獲得全球總決賽第36名，是晉級總決賽的國內高校中唯一的一支非“211”高校參賽隊伍。

通過多年的建設，中心形成了一支教學水平高、富有責任心、勇于改革與探索的高素質的優秀教學團隊。近年來，中心教師1人入選“國家千人計劃”、2人入選“浙江省千人計劃”、1人入選教育部“新世紀優秀人才支持計劃”，8人被評為“浙江省中青年學科帶頭人”，1人被評為“國家教學名師”，2人被評為“浙江省教學名師”等10多項榮譽。

5 發揮示范輻射作用

中心注重交流和提高，以拓寬示范輻射面。先后接待朝鮮理科大學、合肥工業大學、青島科技大學等國內外10多所高校的專家和同行到實驗中心參觀學習，相互借鑒與交流。前往同濟大學、哈爾濱工業大學、大連理工大學等兄弟院校的實驗教學示范中心參觀考察，借鑒先進建設經驗。積極參加國內實驗教學相關的研討會，積極承辦教學論壇和學生科技競賽。

中心承辦了“2011年全國大學計算機課程教學論壇”，來自全國300多所高校的近600位計算機專家和教師參加了會議。會議發表論文91篇，中心教師分別作了大會報告和專場報告，發表了7篇教學論文，提高了我校計算機學科在全國的影響力。

先后承辦了第一屆（2012年）和第二屆（2013）“浙江省大學生服務外包創新應用大賽”，共有來自全省46個院校的150多支隊伍參賽。參賽題目大部分來源于企業現實需求，具有服務外包相關背景，由我省知名服務外包企業出題，具有很強的協同創新性和實踐應用性。對引導和激勵學生勇于創新、加強產學研結合起到了很好的促進作用。

承辦了“2013年第九屆浙江省本科院校計算機系（學院）系主任（院長）論壇”，來自全省40多所高校的100多名高校計算機系（學院）系主任（院長）參加了本次論壇，對目前我省高校計算機專業課程設置、培養方向、教學模式等方面做了深入的探討。

承辦了第38屆ACM國際大學生程序設計競賽亞洲區域賽，來自朝鮮理科大學、蒙古國立大學、香港中文大學、清華大學在內的97所高校、153支隊伍、459名選手參加了此次比賽，大賽中體現出團結協作、創新進取的精神，在大學生中產生了深遠的影響，同時也促進了國內外高校互相學習、共同發展。

6 結束語

經過近幾年的實踐和建設，結合自身情況，計算機實驗教學中心始終堅持“以學生為本，知識傳授、能力培養、素質提高、協調發展”的教育理念和“以能力培養為核心”的實驗教學觀念，具備了一定的特色和示范性，取得了一些成果。但是與國內一流大學的實驗教學示范中心相比還存在很多不足和困難，在教學體系改革、教學方法研究、實驗教師隊伍建設等方面還處于探索階段。實驗教學示范中心建設是一項長期的、艱巨的任務，希望通過不斷地創新實驗教學體系、優化實驗教學內容、改革實驗教學方法，在不久的將來把計算機實驗教學中心創建成國內一流的實驗教學示范中心，發揮更大的示范作用。

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［1］付成華.關于高校實驗室建設與本科實驗教學的幾點思考［J］.高等教育研究，2009，26（3）：47－49.

［2］余建潮.依托實驗教學示范中心加強學生實驗能力的培養［J］.實驗技術與管理，2013，30（3）：117－120.

［3］陳琦，黃定君.信息類實驗室開放實驗教學的實踐和探索［J］.教育探索，2008（9）：132－133.

［4］王萬良，楊旭華，徐新黎.計算機＋自動化一體化雙專業復合型人才的培養模式研究［C］／／全國高校計算機教學研究會.大學計算機課程報告論壇論文集.北京：高等教育出版社，2011.

［5］王衛紅.分層分類精細化、多元化、立體化計算機類人才培養模式的思考［J］.高教與經濟，2012，25（3）：12－19.

［6］徐衛，陳琦.實驗教學示范中心開放服務平臺建設［C］／／浙江省高校計算機教學研究會.計算機教學研究與實踐：2013年學術年會論文集.杭州：浙江大學出版社，2013：156－160.

［7］王香婷，李明.國家級電工電子實驗教學示范中心的建設與實踐［J］.實驗技術與管理，2012，29（10）：126－128.

［8］陳文新.高校實驗室及實驗隊伍建設的三大不平衡及對策［J］.實驗技術與管理，2012，29（7）：184－186.

［9］劉和忠.孔子道德教育思想研究［M］.北京：高等教育出版社，2003.

［10］李津石.建設實驗教學示范中心，構筑創新人才培養平臺［J］.中國高等教育，2009（6）：14－16.

［11］柯紅巖.高校實驗室文化建設探索［J］.實驗技術與管理，2012，29（3）：328－330.