第一篇：高校嵌入式課程實驗教學改革探索

高校嵌入式課程實驗教學改革探索

[摘要]社會對嵌入式人才需求量大，嵌入式人才成為企業(yè)爭相爭奪的目標。但是高校嵌入式人才培養(yǎng)存在不少問題，主要表現為：高校培養(yǎng)的大學畢業(yè)生中，只有極少數人能達到嵌入式人才的標準；高校嵌入式實驗設備相對落后，跟不上嵌入式發(fā)展的需求；剛畢業(yè)的大學生相當缺乏項目實操經驗。要解決這些問題，嵌入式人才培養(yǎng)的方案當有所轉變，特別是高校實驗室建設方面，要整合資源搭建良好的實驗環(huán)境，實驗課程體系的設計要突出重點，實驗設備的更新要與時俱進，學校要與企業(yè)開展合作。

一、引言

嵌入式技術具有非常廣闊的應用前景，其應用領域包括工業(yè)現場控制、智能儀器儀表、航天軍工、鐵路汽車控制等。嵌入式技術的應用已經深入到各行各業(yè)，它符合“信息化帶動工業(yè)化，工業(yè)化促進信息化”的方針，促進了我國產品由“中國制造”向“中國創(chuàng)造”邁進的步伐。近年來，嵌入式技術在我國迅速發(fā)展，工業(yè)和信息化部的成立促進了信息化與工業(yè)化融合，推動了產業(yè)結構優(yōu)化升級，加快了嵌入式技術的推廣和應用。由此而帶來的是社會對嵌入式人才需求量大，嵌入式人才成為企業(yè)爭相爭奪的目標。

二、現狀分析

企業(yè)所需的嵌入式人才持續(xù)增長，但是當前高校所培養(yǎng)出來的人才遠遠滿足不了企業(yè)的需求，而且存在不少問題。主要表現為：高校培養(yǎng)的大學畢業(yè)生中，只有極少數人能達到嵌入式人才的標準；高校嵌入式實驗設備相對落后，跟不上嵌入式技術發(fā)展的需求；嵌入式是一個智力密集型產業(yè)，它不僅需要從業(yè)人員有深厚的理論知識，而且要有豐富的開發(fā)經驗，剛畢業(yè)的大學生相當缺乏項目實操經驗。當然，高校教育不是單純的職業(yè)教育，它不可能完全能按企業(yè)的要求去培養(yǎng)學生。但是，隨著高校教育的轉型發(fā)展，國家對應用型人才培養(yǎng)的重視，高校嵌入式人才培養(yǎng)的方案應有所轉變，特別是高校實驗室建設方面，更應該加快步伐，跟上時代發(fā)展的步伐。

三、嵌入式課程實驗教學改革

高校傳統(tǒng)的實驗教學一般采用“教師講臺講+學生聽+按部就班做實驗”的方式進行。教學內容照搬出臺已久的實驗大綱，偏離實際需求，更無法培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。學生在這樣的嵌入式實驗教學模式下學習，久而久之就會形成懶性，不愿思考、不去思考，缺乏主觀能動性。這是我們所不愿意看到的。同時，通過這種模式培養(yǎng)出來的畢業(yè)生無法滿足企業(yè)項目開發(fā)的用人標準，有悖于高校培養(yǎng)人才的初衷。再者，這樣的實驗教學模式無法真正激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，也不能使學生的實踐動手能力有所增強，更培養(yǎng)不出建設創(chuàng)新型國家所需的創(chuàng)新人才。因此，我們需要對現有的嵌入式課程實驗教學進行改革，重點是嵌入式開發(fā)課程的實驗教學。

嵌入式開發(fā)課程的實驗教學是圍繞嵌入式實驗課程體系展開的。嵌入式實驗課程體系是在實驗中心的大平臺下，根據實驗的實際需求，開發(fā)不同的課程體系，然后由實驗環(huán)境、實驗課程、實驗設備、綜合實訓共同構成一套完整的培養(yǎng)方案。以下將從不同的方面論述嵌入式開發(fā)課程實驗教學的開展。

（一）整合資源搭建良好的實驗環(huán)境

眾所周知，高校的實驗室建設是分院系、分專業(yè)、分課程去搭建的。開設嵌入式實驗課程體系，如果按老舊的管理辦法去搭建實驗平臺，不僅會造成資源的浪費，也沒那個必要。因為，嵌入式開發(fā)實驗課程涉及的知識體系很廣，有C語言、Verilod硬件設計語言、VHD語言、數字電路設計、數據結構、計算機系統(tǒng)結構等。在進行嵌入式開發(fā)學習之前，這些課程是必須學會的。然而，這些課程的實驗配套設施在其他的專業(yè)也有，比如電子專業(yè)、計算機專業(yè)等。既然嵌入式實驗需要這樣的實驗環(huán)境，而其他專業(yè)也需要這樣的實驗環(huán)境，那么高校搭建這些實驗環(huán)境的時候，就可以考慮對所有的資源做一次整體的評估，把這些有共性的實驗基礎環(huán)境整合在一起，進行資源的統(tǒng)一利用，不必為某門實驗課程的開設而重新搭建基礎實驗環(huán)境。因此，整合資源搭建良好的實驗環(huán)境更多的是從實驗室的建設、實驗室的管理方面去考慮問題。在這方面，我國很多的研究型大學已經走在了前面，而應用型大學在這方面做得相對落后一些。我們可以借鑒研究型大學的做法，嘗試建立一種更靈活的，能夠充分挖掘實驗資源的制度，以支持嵌入式實驗環(huán)境的建設。

（二）實驗課程體系的設計要突出重點

嵌入式開發(fā)課程體系的基本架構一般包括職業(yè)道德素養(yǎng)教育、專業(yè)理論基礎、專業(yè)技能基礎和專業(yè)技術實踐四大板塊。其中，專業(yè)技能基礎和專業(yè)技術實踐屬于實驗課程體系里面的課程，對于這些內容應該如何開展，如何讓學生在有限的時間內掌握大量的應用技能是高校嵌入式開發(fā)課程體系設計時應該給予重點考慮的問題。因此，高校嵌入式實驗課程的安排應在保證基礎實驗課時的同時，將更多的實驗課時安排在項目開發(fā)實驗上?；A實驗是為了讓學生掌握基本的專業(yè)實驗技能，而項目開發(fā)綜合實驗是為了能讓學生體驗嵌入式開發(fā)的過程，讓他們從中積累經驗，了解整個嵌入式開發(fā)所需的知識，發(fā)現自身的不足。如果高校有條件，可以讓教師到企業(yè)掛職鍛煉，讓他們把企業(yè)的需求融合到今后的嵌入式實驗教學中，這會對不斷改進嵌入式實驗課程體系起到事半功倍的效果。

（三）實驗設備的更新要與時俱進

嵌入式技術正迅猛發(fā)展。據權威統(tǒng)計平均八個月左右，嵌入式開發(fā)的產品就會更新一代，換言之，嵌入式開發(fā)工具也要更新換代。以前嵌入式開發(fā)工具普遍采用的是8031、8051等單片機，近年來隨著電子技術的發(fā)展，普遍換成ARM體系結構的MCU，用得比較普遍的有ARM7、ARM9、ARM10等?，F在SMT32又出來了，由于它成本低、功耗低、開發(fā)靈活多變，現在的企業(yè)大多都采用它來做嵌入式開發(fā)。技術的更新必然要求嵌入式開發(fā)工具換舊迎新，淘汰舊的實驗設備購置新的實驗設備。唯有這樣，實驗教學環(huán)境才能適應新技術的要求，培養(yǎng)出來的學生才符合嵌入式從業(yè)人員的標準。

（四）與企業(yè)開展合作

校企聯合是學校對學生進行培養(yǎng)的一種方式，學校以及教師個人應積極向嵌入式生產企業(yè)靠攏，一方面了解企業(yè)發(fā)展的最新情況，另一方面從企業(yè)聯系一些實際項目讓學生參與開發(fā)。高校培養(yǎng)人才不能閉門造車，必須面向社會、面向企業(yè)，了解它們的實際需求，結合高校自身的實際情況去培養(yǎng)。讓學生深入社會、深入企業(yè)去實踐，讓學生到真實的開發(fā)環(huán)境中去學習，這才是學生完成綜合實訓的最佳方式。

第二篇：計算機專業(yè)嵌入式課程教學改革探索

計算機專業(yè)嵌入式課程教學改革探

索

計算機專業(yè)嵌入式課程教學改革探索

牛薌潔

（北京農學院計算機與信息工程學院，北京102206）

摘要：近年來國內高校計算機、電子、軟件等專業(yè)針對市場需求，開設了嵌入式方向相關課程，筆者結合實際教學經驗，針對嵌入式課教學中存在的若干問題，提出自己獨特的見解，對農林院校嵌入式課程實踐教學改革和創(chuàng)新進行了深入的探討，對具有其他辦學特色的地方院校有一定的借鑒意義。

關鍵詞：嵌入式教學；實踐；自主互助學習

一、存在的問題

隨著技術的快速發(fā)展和對嵌入式行業(yè)人才的持續(xù)需求，各個高等院校紛紛開設了嵌入式相關課程，然而在培養(yǎng)目標、課程設置、教學方法等教學關鍵因素中均存在若干問題?，F將本人在計算機科學與技術專業(yè)嵌入式方法教學過程中存在的問題提出自己的一些想法。

1.市場人才要求和高校畢業(yè)生素質之間的差異。目前，智能化計算機領域就業(yè)市場對嵌入式從業(yè)人員的需求持續(xù)高漲，然而從高校畢業(yè)的嵌入式專業(yè)或方法的大學生中卻難以真正達到嵌入式從業(yè)人員標準，甚至多數畢業(yè)生并不具備從事嵌入式開發(fā)工作的能力，即便企業(yè)錄用的專業(yè)畢業(yè)生，也通常需要對其進行一段相當長時間的再培訓。市場人才要求和高等畢業(yè)生素質之間的矛盾日益突出。

2.重理論講述而輕實踐環(huán)節(jié)訓練。據了解，我國大多數院校的嵌入式系統(tǒng)本科教育仍采用以理論為主，實驗為輔 的教學模式。多數學校的理論課時與實驗課時的比例為3∶1或2∶1，能達到1∶1的情況很少；一般以實驗室提供的嵌入式系統(tǒng)實驗箱配套實驗為基礎，教師在實驗中往往選用的是基礎側重驗證性實驗，選用的復雜和高級實驗較少。

我校是在計算機科學與技術開設嵌入式方向，其作為專業(yè)方向課開設在大學三年級，前修課程為《程序設計基礎》、《計算機操作系統(tǒng)》、《計算機組成原理》、《數字邏輯》等課程。眾所周知，嵌入式方向所涉及的實驗都是以系統(tǒng)層面為基礎，每個實驗均需要投入較多時間來完成，因此實驗學時需求較大，而從整體課程體系來看，確實存在理論部分內容占用較多學時的問題，目前，我校在課程設置中理論學時較小，加大了實驗學時的比重，然而實驗學時如何有效使用以及如何對實踐環(huán)節(jié)進行外延，這是擺在我們面前一個嚴峻的問題。3.缺乏與企業(yè)和公司的合作。除了必要的相關課程實驗項目，我們在教學過程中，發(fā)現有些實驗項目與公司企業(yè)的需求有一定差異，其一，實驗項目內容和市場整個行業(yè)發(fā)展之間的不協(xié)調，使得嵌入式課程的實踐教學跟市場有所脫節(jié)；其二，嵌入式方向課程綜合性的特征使得實驗項目的實施必須得到必要的資金支持。否則在校學生接觸市場的機會減少，使得嵌入式課程的實踐教學缺乏必要的直觀性，制約學生學習的積極性。

地方院?？梢园l(fā)揮其辦學特點，和當地相關產業(yè)緊密聯系，通過校企合作，由教師審核指導，學生動手，開展校企合作項目，這也是培養(yǎng)應用型人才的重要途徑之一。

二、嵌入式課程體系教學設置

1.嵌入式課程特點。我校計算機科學與技術專業(yè)嵌入式方向的學生側重從事嵌入式操作系統(tǒng)和應用軟件的開發(fā)。我們在實際的教學過程中發(fā)現嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和一般的PC機開發(fā)具有明顯的差異。首先，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)往往需要根據用戶的需求進行定制，而不是通

用操作，開發(fā)人員必須具備完善的知識體系；其次，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的工程性，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)往往都是一個體積非常小的部件，CPU通常不采用Intelx86系列，開發(fā)工具也是專用的開發(fā)板。學生如果不通過實際動手開發(fā)一個系統(tǒng)模塊，就很難了解嵌入式開發(fā)的基本過程，因此，實際動手能力是嵌入式課程最顯著的特點。

2.我校嵌入式課程體系設置。嵌入式課程的特點使得學生必須有較完整的知識結構，因此，嵌入式課程體系的設置尤為重要，表1是我校嵌入式課程內容及時間設置情況。

表1顯示，我校計算機科學與技術專業(yè)嵌入式方向專業(yè)課程從第二學年第4學期開始，從系統(tǒng)開發(fā)基本概念以及開發(fā)平臺出發(fā)，依次對嵌入式操作系統(tǒng)Linux、嵌入式程序設計基礎以及Java程序設計基礎進行深入講解，最后對嵌入式接口技術以及高級編程展開講解，第四學年兩個學期分別對專業(yè)實習和畢

業(yè)實習進行持續(xù)性的工程化實踐教學。

三、教學改革措施與創(chuàng)新實踐

1.注重培養(yǎng)創(chuàng)新能力。嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)依托產品和市場，而設計的創(chuàng)新性決定了系統(tǒng)的價值，因此，如何通過課程加強學生創(chuàng)新素質培養(yǎng)是我們面臨的難題。我們在教學過程中的措施如下：理論學時僅概要講解基本原理和方法，要求學生充分利用課外時間，查閱各種文獻資料進一步學習，學生可以根據個人興趣有選擇地對某些問題進行深入的分析研究，環(huán)境搭建以及技術要點則通過實驗學時完成；將學生兩人一組，要求每組必須選取至少一個實驗模塊，小組內進行任務分工，對實驗模塊所涉及的知識點以及代碼編寫，甚至存在的問題等，在實驗學時容許的范圍內進行全班范圍內講解，任務在學期初就進行認領，提前布置給學生，使學生有充分時間準備，將被動接受知識的灌輸轉變?yōu)橹鲃犹剿魉伎?，鼓勵學生對實例所采用 的技術和方案進行不同角度的評價，深入研究實際系統(tǒng)，任課教師也對分組學生的任務完成給予一定的評價和考核，提高學生的學習能動性；利用實驗學時6學時的綜合開放實驗，任課教師鼓勵和引導學生積極提出自己的設計思想，并且注重設計的原創(chuàng)性。2.以生命期為線，規(guī)劃教學體系。完整的知識結構離不開完善的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)生命期的教學體系，因此嵌入式教學體系按照從下往上，從硬件到軟件，從平臺到應用的“三步走”思路，將嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的生命周期和課程設置進行對應：①嵌入式開發(fā)環(huán)境的建立，對應課程《嵌入式軟件開發(fā)導論》、《嵌入式接口技術》，著重開發(fā)平臺的了解和認識，交叉編譯、仿真開發(fā)環(huán)境的搭建和使用方法的掌握，這不但是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基礎，也是實際工程項目的開始。②基于嵌入式操作系統(tǒng)的軟件開發(fā)，對應課程《嵌入式操作系統(tǒng)》、《嵌入式程序設計基礎》，包括應用開發(fā)和核心編寫代碼，是實際工程項目

中的應用程序設計的基礎。③嵌入式綜合應用的開發(fā)，對應課程《嵌入式高級編程》、《Java程序設計》，包括農業(yè)移動多媒體、農業(yè)生產嵌入式圖形應用、智能農業(yè)等復雜的復合型應用的開發(fā)，直接面向實際工程項目。

這完整的嵌入式課程實驗體系，不僅使得教師可以在各個層面對學生的實踐能力進行培養(yǎng)，并且可以幫助學生更清晰地理解嵌入式系統(tǒng)的全貌，對嵌入式系統(tǒng)有更加深入的認識。

3.強化實踐教學。教學內容以及硬件平臺是影響實踐教學的重要因素，也是強化實踐教學的兩個關鍵方面。我校教學平臺是購買市面上現成的通用型實驗開發(fā)箱，按照廠家提供的內容來授課，實驗課程初期，學生的實踐環(huán)節(jié)受限于教學內容和實驗設備，大多只能做些驗證性實驗，直接影響學生面對實際系統(tǒng)時的實際操作創(chuàng)新能力與后續(xù)開發(fā)實際動手能力，隨著課程體系的不斷完善，我校和廠家建立了一定的技術合作關

系，在通用型的開發(fā)平臺的基礎上，自行改進設計成為適合本校學生使用的開發(fā)板，在實踐教學中，通用型和改進型開發(fā)板結合使用，達到了良好的教學效果。和廠家進行技術合作關系，我們收獲頗多。對實驗指導書的實驗要求進行一定的調整；減少驗證性實驗數量，增加了創(chuàng)新性實驗部分；基于現有的實驗教學平臺擴展一定的外部功能模塊。一系列的改進措施，不但貼近了我們的教學目標，而且更好地與實際應用接軌。

4.運用學生自主互助學習形式。運用多種形式的自主互助學習形式對提高學生學習主觀能動性有極大的促進。①采取項目為載體，小組活動的形式。以學生為主體、以教師為主導，將每個實驗內容作為一個小項目，采取分組分工運行的方式，根據題目的具體分工進行分崗位操作，團隊成員每人完成一部分工作，教師提出項目設計要求，由項目組成員對問題進行分析討論，完成從嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺建立到驅動程序和應

用程序的項目開發(fā)。②鼓勵學生參與教師的科研項目。教師結合自己的科研課題，將任務進行模塊化劃分，鼓勵對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)有興趣，能堅持吃苦的學生以團隊為單位，自主選擇對應的項目模塊進行深入學習，整個過程中，學生以團隊為單位，按照項目開發(fā)流程實施項目任務，留出學生自由學習的空間；教師在項目實施過程中給予一定的方向性指導和技術支持。③鼓勵學生積極參與課外專業(yè)競賽或科研項目，如國家級、省級的嵌入式電子設計大賽，大學生創(chuàng)新性科技項目，學生科學研究項目等，通過競賽可以有效地激發(fā)學生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生勇于探索的精神，訓練學生的綜合能力，提高學生的實踐動手能力。實踐證明，我校參加過專業(yè)競賽或科研項目的學生在解決問題的方面具有更大的優(yōu)勢。

嵌入式系統(tǒng)課程具有應用性極強的特點，其教學改革也將是復雜而艱巨的過程，因此，我們要在今后的教學過

程中，不但力求建立完整、合理的課程設置體系結構，而且還要注重強化實踐教學活動，這樣才能培養(yǎng)出理論基礎扎實、工程設計經驗豐富的嵌入式專業(yè)人才。

參考文獻：

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第三篇：物理化學實驗教學改革探索

物理化學實驗教學改革探索

教育部在“新世紀教改工程”中強調了新世紀人才的培養(yǎng)宗旨，即注重學生綜合素質的提高。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實驗能力?；瘜W是一門以實驗為基礎的自然科學，在國民經濟和現代化建設中占有重要地位。21世紀人類重視的信息、材料、能源、環(huán)境等重大問題都離不開化學。作為當代化學專業(yè)的大學生，除了要有廣博的知識和良好的創(chuàng)新意識外，還必須有扎實的實驗基本功、良好的實驗技能和熟練應用現代測試儀器與技術進行科學研究和生產實踐活動的能力。物理化學實驗是一門理論性、實踐性和技術性都很強的獨立的課程，它綜合了化學領域中各分支學科所需要的基本研究技術和研究方法，在化學專業(yè)實驗課程中占有重要地位。物理化學實驗課的教學如何主動適應時代要求，滿足新世紀高素質、刨新型人才培養(yǎng)的需要，是我們必須研究和探索的課題。目前，實驗教學中普遍存在實驗內容陳舊，起點低，基本上反映不出學科的發(fā)展現狀；驗證性實驗多，研究性實驗少，綜合性實驗更少，甚至沒有；各分支學科實驗各自為政，導致實驗內容簡單、重復；實驗室及實驗教學缺少統(tǒng)一科學的協(xié)調管理和評估；實驗課堂上只重視驗證書本上的知識和基本操作細節(jié)等。由于實驗課本身存在的問題，使得學生對實驗課的興趣下降，重視程度降低，主動性差，進入實驗室就是照方抓藥，應付實驗。有的學生甚至連照方抓藥都不愿去做，干脆抄抄實驗報告完事。這些現象勢必導致學生動手能力差、大量相關知識和技能融會貫通的能力差、綜合應用各種實驗方法和技術的能力差，特別表現在研究生復試時因實驗能力差而不被錄取的每年都有。鑒于以上問題的存在，在科學技術飛速發(fā)展的2l世紀，實驗課程教學的改革勢在必行。在以往教改經驗的基礎上，我們于2002年底將“物理化學實驗教學改革探索”課題申報了學校教改項目，已取得立項。物理化學實驗教學改革主要有以下幾個方面。1 課程體系的改革

將單純的物理化學實驗課程改革為：由實驗理論課(包括實驗基礎理論與技術和新技術新方法兩部分、基礎實驗課和綜合實驗課三部分組成。

一、二部分安排在三年級，第三部分嘗試了安排在四年級第二學期，學生考研結束后進行，這個時期學生的積極性最高，效果最好，可以使學生通過綜合實驗課的訓練，從選題、查閱文獻、設計實驗、儀器安裝等方面得到充分的鍛煉，增強他們的動手能力，拓寬知識面，為他們進一步學習深造奠定基礎，同時對學生做畢業(yè)論文也大有益處。2 教學內容的改革

三部分教學內容的安排都要符合2l世紀發(fā)展的要求，制定出詳細的教改方案、教學大綱和教學計劃。實驗理論課的目的是為了讓學生在實驗前了解實驗所涉及的理論基礎及技術，也是為了彌補學生因儀器設備原理不懂所造成的知識面窄的問題。因此實驗理論課的內容一方面是常用實驗的基礎理論和技術，另一方面是化學領域最新發(fā)展動態(tài)，新技術、新方法、新儀器的原理介紹?；A實驗課的內容根據教育部理科化學教學指導委員會1999最新公布的“化學教學基本內容”的要求以及我們儀器設備的現狀進行安排，內容力求新穎，不重復，并且有環(huán)境保護和綠色化學的意識；實驗數據的采集和處理要多采用先進的微機系統(tǒng)，增加計算機模擬實驗，使實驗基礎課的內容能更好地適應當前科學技術的發(fā)展。在此基礎上，積極與蘭州大學等校協(xié)商，合作修訂現有物理化學實驗教材，使新的實驗教材符合21世紀教育教學的要求。綜合實驗課的目的是使學生得到充分的實驗鍛煉，在內容方面，結合院里儀器設備的現狀以及一些教師的科研課題，專門為學生設計一些實驗。實驗內容包括多種實驗方法和實驗技術的綜合應用，如化合物的合成，結構及性質測定等。這部分內容需要認真思考，精心編排，通過綜合實驗課，真正使學生了解和掌握學科前沿的新知識和先進的實驗技術，提高相關知識和技能的能力，提高他們的綜合素質，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。3 教學模式的改革

實驗理論課的教學采用多媒體教學方式，充分發(fā)揮多媒體教學直觀、形象、信息量大的優(yōu)勢，特別是新技術、新方法。實驗理論課采用多媒體教學的方式，不僅可以使學生的學習變的生動有趣，而且可以彌補儀器不足的問題。在基礎實驗教學中，由原來教師準備好實驗，學生單純的做實驗，改為讓學生從實驗準備階段就進入實驗室，從儀器的配套選擇、安裝詞試、藥品的領取、溶液的配制以及實驗室的整理等方面，盡可能全方位的參與，為提高學生的動手能力提供機會。在綜合實驗課階段，開放實驗室，充分發(fā)揮學生的主動性和積極性，讓學生自己動手動腦，使學生成為實驗的主體，教師僅為學生做好后勤工作，起主導作用。4 實驗設備的改革

首先是儀器設備的不斷更新，在學校教學體制和設備建設總體規(guī)劃下，結合我們的實際需要，購買部分新儀器，同時還對現有儀器設備進行改造，對實驗技術進行改進，還創(chuàng)造條件自制小型簡便適用的儀器。比如建立無汞實驗室；自制恒溫樣品管使動力學實驗全部達到恒溫要求；將微機接等現代技術用于“溶解熱測定”等實驗中，使學生接受現代化實驗技術手段的訓練。5 實驗教學管理的改革

管理方式由原來的人工管理改為由計算機管理，不但使管理能力增強，而且實現管理自動化。管理內容包括對人、物以及信息的管理，即對學生的實驗安排和實驗成績，對儀器和藥品，對整個物理化學實驗的數據、處理結果、試題庫等信息實施全面管理。

綜上所述，物理化學實驗教學改革是從課程體系、教學內容、教學模式、實驗設備、實驗教學管理諸方面全面改革，改革計劃已付諸初步的教學實踐中。教學改革是一項長期而艱巨的工作，在改革實施的過程中會遇到許多的問題，需要不斷地研究和探索。但是，以往的經驗告訴我們：只要堅持改革，就能夠達到提高教學質量，培養(yǎng)適應21世紀要求的高素質、創(chuàng)新型人才的目的。

第四篇：高校實驗教學改革淺析

高校實驗教學改革淺析

彭 剛鄧 爽

（四川師范大學四川 成都 610066）

摘要：教學實驗室作為高校進行實踐教學活動的重要場所，在提高教學質量、培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新思維方面有著重要的作用。因此，加強實驗教學改革將有助于提高整體教學水平。本文從轉變觀念、加強師資隊伍建設、實驗室裝備建設、改革實驗教學內容、加強實驗室管理等方面淺析實驗教學改革。

關鍵詞：實驗教學;改革；教學水平

Analysis of experimental teaching

Peng Gang Deng Shuang

(Sichuan Normal University, ChengDu SiChuan 610066,China)Abstract: Teaching laboratory to practice as a teaching university an important place in improving the quality of teaching students practical skills and innovative thinking has a significant role.Therefore, to enhance teaching experiment will help improve the overall standard of teaching.In this paper, new ideas, strengthen faculty development, laboratory equipment, reforming the teaching content, to strengthen laboratory management, teaching reform of experiments.Keywords：Experiment；Reform；Teaching

1.引言

實驗教學是高等學校實現素質教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)這一中心工作不可缺少的重要組成部分，它在培養(yǎng)學生的動手能力、科研能力和創(chuàng)新能力方面都具有理論教學不可替代的作用，結合本人在實驗教學的探索和實踐過程中的體會，談談高校實驗教學改革的幾點建議。教學實驗室是實踐教學的重要基地，是培養(yǎng)嚴謹求實的科學態(tài)度、激發(fā)探索創(chuàng)新欲望、提高綜合能力的課堂。不論哪種類型、規(guī)模的高校都應重視培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神。在當前教學改革的新形勢下，實踐教學面臨新的挑戰(zhàn)和嚴峻的考驗。

2.實驗教學中存在的問題

2.1 實驗教學始終處于從屬地位

長期以來，高校實驗教學一直處于從屬地位，應有的實驗教學得不到重視。很多院系領導總認為課堂教學很重要，只要保證了足夠的課堂教學，實驗教學可有可無，如果有多余的時間才開少量的實驗課程，甚至有些院系在某些課程中不開實驗課程就讓學生畢業(yè)送出了學校。在排課的時候也是先安排教學課程，在所有課程排定以后再安排實驗課程，所以往往某些連續(xù)性比較強或者時間要求比較嚴格的課程根本沒法排課，要么只有不開設相關的實驗教學課程，要么只有周末或者假期來開設。在開設的實驗教學課程當中驗證性實驗占70%的比例，而對于訓練學生實驗教學動手能力及創(chuàng)新能力較好的綜合性實驗所占比例較小。

2.2 實驗教學師資隊伍始終處于教輔地位

實驗教學處于從屬地位，造成實驗教學師資隊伍的不穩(wěn)定，在教師隊伍建設中始終處于教輔地位，與課堂教學的教師相比不管是工作量核定還是職稱評定都處于弱勢地位沒有體現同工同酬的思想。這樣造成實驗教學師資隊伍人員素質普遍低下，實驗教師往往只是單純的開關實驗室、準備簡單的實驗，根本沒有能力或精力致力于實驗教學的革新及發(fā)展，很多青年教師只是把實驗教學作為一種跳板，在實驗教學的同時攻讀碩士博士研究生，然后跳出實驗教學師資隊伍，謀求更好的發(fā)展。同時，對于實驗教師隊伍很少進行相應的培訓及對外交流機會，造成現有隊伍觀念落后對很多新技術新的管理理念知之甚少。

2.3 實驗教學內容陳舊始終處于停滯狀態(tài)

隨著現代社會信息技術的高速發(fā)展，現有的很多實驗教學內容已經不能適應相應的社會發(fā)展要求。學校沒有形成相應的管理機制去促進實驗教學對現有的實驗教學進行革新，現有實驗教學往往缺乏科學性及針對性。高校中很多實驗教學內容陳舊還是沿用幾年甚至十幾年不變的實驗教學大綱，往往一位老師幾年不重新備課都能把實驗教學課程上完，使得學生畢業(yè)進入工作崗位后往往需要重新進行相關的學習才能滿足工作的需要。

2.4 實驗室建設缺乏前瞻性，經費投入不足

實驗室硬件建設是實驗教學開展的有力保障?，F有的管理體制下很多實驗室建設往往根據個別領導或者學術帶頭人的意見進行相關的實驗室建設，對于學科實驗室及實驗教學的發(fā)展沒有一種前瞻性和連續(xù)性。如果個人考慮不成熟或者相關的人員變動往往會造成實驗設備閑置或者浪費，學院發(fā)展固步自封，沒有站在學校發(fā)展或學科發(fā)展的角度考慮問題，只是滿足于自己單位的小而全沒有統(tǒng)籌考慮可持續(xù)性發(fā)展的可能。在現有高校不斷擴招，學生人數不斷增加的情況下，現有的實驗教學經費投入根本不能滿足現有實驗教學的需求，設備臺件數及設備更新率都達不到應有的教育部規(guī)定的要求，在實驗教學經費本來就不充足的情況下就需要在實驗室建設的投入混亂尤為嚴重。

3．實驗教學改革的措施

3.1切實轉變觀念，正確認識實驗教學

在以往的教學方法中，實驗教學往往放在理論課程教學之后的次等位置，實驗教學只是作為對理論課程的一種補充，把這個過程當成是普通的實踐環(huán)節(jié)內容。但是實際上實驗教學是理論結合實際的重要手段，在培養(yǎng)學生理論聯系實際、創(chuàng)新精神及實踐能力方面有著不可替代的作用，在重視理論知識的同時，重視動手能力培養(yǎng)。在實驗教學改革不斷被提上日程的現狀，切實理順理論教學和實驗教學的關系，把二者擺在同樣的位置上徹底改變過去那種重理論輕實踐、重教學輕實驗的觀念。

3.2切實提高實驗教學師資隊伍水平

教學師資隊伍水平的高低是直接影響實驗教學的關鍵因素。隨著國家中長期教育發(fā)展綱要的頒布及新一輪的教學課程改革，對今后的學生培養(yǎng)提出了更高的要求，而教學師資隊伍首先就必須要適應因此而帶來的各種新的要求，不僅要熟悉與本學科傳統(tǒng)知識體系相應的實驗項目設置,還要把本學科前沿的新知識、新內容充實到實驗項目中去。不僅要學習和掌握現代教育的基本理論,還要學習和運用現代化的教育手段。

實驗技術人員作為實驗活動的直接參與者與組織著，要具備實事求是的工

作作風、無私奉獻的愛崗精神、嚴謹的治學態(tài)度?？蒲袑嶒灳哂锌茖W性、實用性以及一定的危險性，需要實驗技術人員努力提高自身素質，切實加強科學務實、為人師表、規(guī)范操作、安全作業(yè)的精神。在教師不斷提高自身水平的同時，學校也應該不斷的切實提高教師待遇,努力營造尊師重教的良好氛圍，加強教師尤其是青年教師的政治理論學習,提高他們的思想道德素質。通過校企合作培養(yǎng)雙師型人才，舉辦各類培訓班切實提高教師的業(yè)務水平。為教師提供一個很好的教學平臺，建設一支職責明確、結構合理、責任心強、精力投入、勇于改革創(chuàng)新的實驗教學師資隊伍

3.3加強統(tǒng)籌規(guī)劃，加大實驗室經費投入，促進學科發(fā)展

高校實驗室建設和改革的總體目標是：從學校實際出發(fā)，統(tǒng)籌規(guī)劃，科學論證，建設一批亮點突出、成效顯著的優(yōu)勢學科實驗室，深化資源共享，構筑層次清晰，特色鮮明的開放型實驗室平臺體系；重使用，強化管理效益，建立一支適應新形勢下實驗室發(fā)展需求的高素質實驗室隊伍，制定科學的實驗室效益評估指標體系，形成以實驗室實際工作為基礎的切實可行的評估機制，提升實驗室建設整體水平，積極促進學校教學科研發(fā)展，搭建良好的保障支撐平臺。

實驗室由過去的從屬、教輔地位轉變?yōu)閯?chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、科技發(fā)明的重要基地，對實驗室的認識提高了，投入也隨之加大。進一步加大對實驗室經費的投入，在現有經費投入基礎上，高校應爭取平均每年增長10%～20%。與此同時，建立多渠道的經費投入機制，避免實驗室建設資金投入的盲目性、隨意性。在充分保障教學基礎上，進一步改善實驗設備和環(huán)境條件，提升實驗水平與質量,切實增強學生實驗基本技能、設計與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為了滿足實驗教學的要求，必須加大對實驗室建設的投入力度，淘汰那些陳舊的實驗設施，購置先進的實驗教學儀器和設備，用現代化的儀器設備和先進的測試手段裝備實驗室,保證學生在各個學科領域的實驗需求，這是全面提高實驗教學水平的物質基礎

3.4改革實驗教學內容，建立新的課程體系

實驗教學在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力方面有著重要、不可替代的作用，在工作

崗位中日益注重學生動手能力的時候，實驗教學培養(yǎng)學生的觀察能力、操作能力，還能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力顯得尤為重要。然而，長期以來，常規(guī)的實驗大多是驗證性實驗，教師按著教材的要求準備好實驗儀器和藥品,學生按著實驗臺上的實驗用品和教材上的實驗步驟進行“照方抓藥”式的實驗操作,學生的實驗基本上屬于一種徒弟學師傅的重復性模仿性訓練,停留在表觀層面,學生缺乏足夠的思維創(chuàng)新。為此，我們應該對實驗教學內容進行改革，首先要在總體結構上進行改革。哪些理論知識要學生以實驗方法驗證、加強理解，哪些基本的操作方法屬于學生必會技能，怎樣才能綜合各項實驗創(chuàng)立一種綜合性實驗，既能讓學生領會書本知識又能鍛煉學生的動手能，怎樣有效地提高學生實驗動手能力等等方面需要整體規(guī)劃。其次要對不同類型的實驗課時進行調整，在保持總實驗課時不變的前提下減少驗證實驗的學時，加大綜合、設計類實驗的課時，通過驗證型實驗、綜合型實驗、設計型實驗的合理有效地應用，引導學生將專業(yè)知識綜合起來、融會貫通地加以理解。

3.5切實提高實驗室管理能力，全面提升實驗教學的質量

進一步理順實驗室管理體制，深化資源共享，建立高效的實驗室運行機制，按照學科分類管理實驗室功能，對實驗室進行核準建制工作，實現實驗室的校、院二級管理。作為實驗室管理方面，應該從各個方面進一步加強實驗教學的管理措施,健全崗位責任制,實施職責分明,責任到人的目標管理。管理人員應該重點加強日常的教學管理，對專任的實驗教學人員要經常性地進行實驗管理方面的培訓，加強儀器設備的保養(yǎng)和維修,對精密儀器由專人負責管理。

通過實驗室績效評估工作，全面掌握實驗室建設和實驗教學整體狀況，總結交流實驗室建設工作經驗，及時解決實驗室建設、管理和使用中存在的問題，同時將綜合效益評價與建設投入掛鉤，綜合效益高的實驗室將有一定傾斜性投入，綜合效益低的實驗室將限期整改，并降低或暫緩投入，形成投入—產出激勵機制，達到以評促建、以評促改、以評促管、以評促用的目的，確立“以落實強管理、以管理促效益，以效益求發(fā)展”的工作路線。

4．結語

高校實驗教學改革必須要求學校至上而下改變傳統(tǒng)的應試教育觀念,充分發(fā)揮學生在實驗中的主體地位，密切結合國家中長期發(fā)展綱要勇于創(chuàng)新，為培養(yǎng)適合社會發(fā)展需要人才而貢獻力量。高校實驗教學改革一個循序漸進的過程，在這個過程當中需要改變固有的陳舊觀念，為實驗教學改革創(chuàng)造一個有利的環(huán)境。

參考文獻：

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第五篇：“人工智能”課程實踐教學改革探索

“人工智能”課程實踐教學改革探索

摘要：實踐教學是人工智能課程的重要組成部分，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和動手能力起著很大的作用。本文闡述目前實踐教學中存在的問題，指出集中式基礎課內實驗不能有效提升學生的學習興趣，不能充分發(fā)揮學生個性和創(chuàng)造力，提出多層次開放式實踐教學模式，引入多元化學業(yè)評價方法，激勵學生主動參與學習，從多方面提高學生實驗課質量，幫助學生深入理解人工智能的基本概念和理論，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力，也加強了學生的實際動手能力和科研能力。

關鍵詞：人工智能;實踐教學;多元化學業(yè)評價方法

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

論文編號：1674-2117（2015）08-0107-02

● 引言

人工智能是計算機科學的一個分支，被認為是21世紀三大尖端技術之一。它是在科學技術迅速發(fā)展及新思想、新觀點、新理論、新技術不斷涌現的形勢下出現的一門學科，也是一門涉及數學、計算機科學、控制論、信息論、系統(tǒng)論、神經生理學、心理學、哲學、語言學等學科的交叉和邊緣學科。[1]人工智能從誕生以來，理論和技術日益成熟，應用領域也不斷擴大，可以設想，未來人工智能帶來的科技產品，將會是人類智慧的“容器”。

人工智能學科研究的主要內容包括知識表示、自動推理和搜索方法、機器學習和知識獲取、知識處理系統(tǒng)、自然語言理解、計算機視覺、智能機器人、自動程序設計等方面。與其他計算機課程相比，人工智能課程知識點多、涉及面廣、內容抽象，算法復雜，理論枯燥，無法引起學生的興趣，通常理論教學效果欠佳。實驗教學是課堂內容的實例化和延伸，可以讓學生從實驗中體驗到人工智能的價值，充分激發(fā)學生潛能，極大提高學生的動手能力，人工智能實驗課是人工智能課程不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。

● “人工智能”課程實踐教學的不足之處

現階段人工智能實踐課程主要不足之處表現在以下兩個方面：

①主要采取集中式實驗教學方法。該方法能夠確保與課堂教學保持同步，便于統(tǒng)一進度和統(tǒng)一管理，但這種集中式實驗教學模式不利于兼顧眾多不同層次水平學生的要求，也不能充分重視學生的個性發(fā)展。對于學生實踐能力的培養(yǎng)，由于存在個體差異，籠統(tǒng)地對以班級為單位的學生采用相同的實驗教學進度和時數，并不能達到理想的實驗教學效果。[2][3]

②評價方式單一，無法激發(fā)學生的自主學習性。長期以來實踐教學評價以教師為主體，教師根據學生實驗操作結果和實驗報告定優(yōu)劣。該評價方式沒有注重實驗過程，無法體現學生對自身素質評價的自主性和民主性，進而教師忽略了學生的實踐過程，無法調動學生的自律性，不能有效激發(fā)學生自主學習的積極性。

● 多層次開放式實踐教學模式

實踐教學不僅能傳授知識、驗證理論、培養(yǎng)技能，而且相對于理論教學具有直觀性、實踐性、綜合性、設計性與創(chuàng)新性等特點。[4]學生到大三，雖然專業(yè)課程學習比較全面，但編程能力參差不齊，個體差異較大。一方面，教師很難把握該階段學生所具備的能力;另一方面，學生也不知道自己到底可以綜合運用哪些知識來完成什么任務。現有的集中式實踐教學模式內容過于單一，無法兼顧不同層次水平學生的要求，故不能很好地發(fā)揮所有學生的特長，不能體現學生的創(chuàng)新能力。在人才培養(yǎng)過程中單純依靠課程實踐教學環(huán)節(jié)還遠遠不夠，還需與教學、科研創(chuàng)新活動相結合，為了拓展專業(yè)實踐范圍和方式，綜合現有實踐教學環(huán)節(jié)和創(chuàng)新活動，筆者提出了一種多層次開放式的實踐教學模式。

這種模式是一種鼓勵式教學模式。教師制定統(tǒng)一的實驗大綱，為學生提供具有多個不同層次（驗證性、設計性和綜合性）的系統(tǒng)案例供學生選擇。學生根據自己的興趣和能力選擇案例，在完成一部分內容后，自己確定下一步目標，在實踐過程中不斷提高自己的目標。結果就是能力較差的學生選擇簡單案例，能力強的學生可以完成較難的案例，不同層次的學生都有熱情參與，都有機會挑戰(zhàn)自己，提高動手能力。

● 多元化學業(yè)評價方法

傳統(tǒng)的學生實踐課程評價則以教師為主導，由教師對學生實施評價，學生被動地接受評價及其評價結果，導致學生參與的主動性、積極性不高。過程性評價[5]應該貫穿學生實踐課程的整個過程，即需要采用多元化的評價方式，根據實踐內容進行多方面的評價。與傳統(tǒng)的教學評價相比，多元化評價具有以下優(yōu)勢：第一，改變評價的功能，重在促進學生發(fā)展。第二，評價的內容更加全面化。第三，評價的方法更加多樣化。第四，評價的主體更加多元化。多元化評價強調評價主體的多元化，包含學生自評、同伴互評、教師評價等，多元的評價主體不僅能從不同的視角發(fā)現問題、反饋信息，而且各主體均能從中受益。評價者與被評價者之間成了一種互動的過程。[6]

1.注重評價過程

對于實踐課程不能僅僅以最終的實驗結果及實驗報告為評價結果，還應該將學生在實踐過程中的態(tài)度和相關過程結果納入評價考核中。另外，要對學生的自我評價、學生之間的互評和階段性成果進行整理，并最終形成評價結果。評價結果體現過程評價不僅可以充分激發(fā)學生的自律性，還能調動學生自主學習的積極性。

2.激勵性原則

在每個層次的實驗內容中可以定期組織幾次對抗賽，充分發(fā)揮它的對抗性、趣味性的優(yōu)點，這樣大家通過比賽可以互相切磋、互相鼓勵、互相促進。在開展每次對抗賽的同時，可以讓每個實驗小組撰寫開發(fā)報告，通過報告，可以檢驗大家對人工智能理論的理解程度，也可以達到讓大家交流自己設計的心得和體會的目的，在報告過程中，教師要對于那些有創(chuàng)意的設計和技術應用給予指導和肯定。

3.差異性原則

不同層次的系統(tǒng)案例設定滿足不同層次學生發(fā)展的需要。與此同時，在評價標準上也要體現出每位學生為實現自我發(fā)展所付出的努力程度和難易程度。在學生選擇不同層次系統(tǒng)案例時，對于其評價標準應該了解。難度越大，則評價成績越高，反之則略低。對于有創(chuàng)意的算法可給以加分或獎勵，從而實現對差異性的尊重和對全面發(fā)展的激勵。

● 結束語

人工智能是一門正在發(fā)展中的綜合性前沿學科，實踐教學將人工智能從第一課堂延伸到第二課堂，活躍了氣氛，提升了學生的創(chuàng)新能力。然而，現階段人工智能實踐課程主要以集中式實驗教學模式為主，并采用單一的學業(yè)評價方法，很難調動學生的學習積極性和創(chuàng)新研發(fā)動力。因此本文提出多層次開放式實踐教學模式，引入多元化學業(yè)評價方法，激勵學生主動參與學習，從多方面提高學生實驗課質量，幫助學生深入理解人工智能的基本概念和理論，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力，也加強了學生的實際動手能力和科研能力。

參考文獻：

[1]蔡自興，徐光?v.人工智能及其應用（第4版）[M].北京：清華大學出版社，2010.[2]段俊花，張森社，等.人工智能實驗課教學改革研究[J].計算機教育，2013（19）：80-84.[3]李鳴華，李欣.高校實驗教學的現狀與改進策略研究[J].實驗室科學，2008（3）：8-10.[4]于猛，單亦先，王紹蘭，等.構建完善的實踐教學體系[J].實驗室研究與探索，2009（5）：126-128.[5]謝琪.信息技術課程教學中學生成績的多元評價模式[J].學科教育，2002（6）.[6]謝琪，劉向永.《信息技術教學法》課程多元化評價實踐[J].中國信息技術教育，2014（11）.基金項目：本文系2014年浙江師范大學校級教改項目“《人工智能》課程實驗教學研究”的研究成果。