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实验教学
教学理念与改革思路
实验教学体系与内容
实验教学方法与手段
教学效果与教学成果
 
实验室教学

1.学校实验教学相关政策及其落实
天津理工大学是一所以工为主,工理结合,工、理、文、管等学科协调发展的多科性大学。学校始终坚持以人才培养为根本任务,坚持理论教学与实践教学紧密结合,知识传授与能力培养紧密结合。一贯高度重视实验室建设,将实验教学放在与理论教学同等重要的地位。计算机实验教学中心作为学校的实验教学中心之一,一直得到学校、学院的高度重视与重点建设。明确实验室建设目标,制定具体举措随着天津市十五、十一五综合投资的连续实施,学校对实验室建设进行了顶层设计和总体规划。学校始终把建设实践教学列入学校教学工作的重点任务,出台了加强实验室建设、深化实验教学改革、加强实验队伍建设、创建高效的管理和运行机制、加大运行经费投入等一系列指导意见和政策措施。创建科学高效的管理和运行机制学校结合学院体制改革,进一步理顺了实验室管理体制,计算机实验教学中心实行校院两级管理,其投资与建设由学校与学院协调统筹,业务及运行依托计算机学院管理。学校成立以主管校长为组长,由相关职能部门负责人和专家教授组成的实验室工作领导小组,对实验室的重大问题进行研究决策。目前,计算机实验教学中心依托计算机科学与技术天津市重点学科和2个省部级重点实验室的学科优势(视觉计算省部共建教育部重点实验室、智能计算及软件新技术天津市),在中心主任负责的建设小组部署下,计算机基础实验与计算机专业实验兼顾兼容、注重理论教学与实验教学一体化建设,注重管理体制的改革与创新,形成了良好的管理运行机制。建设系统化的计算机实验大平台自2000 年起,学校陆续在十五、十一五、十二五天津市综合投资以及省部共建资金的建设中,为计算机本科教学条件建设投入经费2000万,另外学院自筹600 万。建设期间,中心密切跟踪计算机技术发展动向、人才知识结构需求和培养应用型高级专门人才的目标,本着“软硬并重、加强网络、突出特色”的建设原则,科学规划,合理定位,通过更新实验设备、自行研制体现主流技术的硬件系列教学实验系统,新建计算机网络、嵌入式系统、大学生创新实践开放实验室,扩大了实验室规模和类型,使实验教学条件和实验教学水平实现跨越发展。在学校相关教改立项的大力支持下,在人才培养方案优化的基础上,进一步优化了实验教学体系,设计了一批新型实验项目,构建成具有软硬件并重和网络计算时代特征的系统化计算机实验大平台,为全面开设非计算机专业公共基础和计算机学科专业各类不同层次的实验提供了强有利的条件保障。如:自行开发的《组成原理实验验室系统》提供运算器组成实验等12实验项目,作为开放实验项目供学生自主选择。实验系统采用模块化设计,模块间连接采用双头连线,学生可通过一系列积木式实验,对CPU内部的运算功能、控制功能、总线结构、指令系统的设计和微指令的实现以及CPU内部工作有直观的认识,从而对计算机的从部件到系统,直到整机形成系统的认识。如:开发了《数字逻辑电路自主设计平台》,能够在微机上完成数字电路仿真实验,学生可以不受课内课题的限制随意构建电路模型以满足实际需要,使用该软件可以独立完成数字逻辑实验。如: 结合计算机专业网络课程的改革,建成了网络实验教学平台,提供局域网、广域网、互联网、网络安全、网络管理和网络应用等信息安全、网络工程实验所需的网络硬件环境,为《计算机网络》、《网络安全》等系列课程的综合设计实验提供了支撑。近4年计算机专业毕业生到华为、中兴、朗迅等国内外著名网络企业就业人数比过去逐年提高。深化实验教学改革、培养高素质创新人才十五期间,学校对深化实验教学改革、培养高素质创新人才进行了规划部署,提出了具体要求,包括实验教学要和理论教学紧密结合,形成自身系统性、科学性和完整性的实验教学课程体系,逐步减少简单重复演示性和验证性实验内容,加大设计开发综合性、创新型实验项目的力度;实验教学充分利用现代化技术手段,充分利用科研成果,鼓励实验创新;并通过教改项目的立项推动综合设计性实验项目研究与改革;为学生科技制作、竞赛等提供实验条件和经费支持。近年计算机实验教学中心围绕建设目标,承担20项省级和学校的教学改革项目,获经费支持39余万元;为参与各类课外科技活动的学生开放实验室,配备指导教师,在杨树莹等教师的指导下,共有六届学生在开放实验室中开展机器人足球竞赛的动态目标跟踪课题研究,参加了三届全国机器人足球比赛。2006年在华煤杯全国机器人足球锦标赛获5:5一等奖,3:3二等奖。

2.实验教学定位与规划
计算机教育的特点是实践性强,实践教学在人才培养中具有重要的地位和作用。中心以培养面向未来的应用型高级专门人才为目标,树立了融知识传授、能力培养与素质提高为一体、融科研与实验教学为一体、融计划教学与个性培养为一体的实验教学理念,注重激发学生的创新思维、训练和提高学生计算机软硬件的设计与开发的工程能力,以及团队协作精神。实验教学建设的总体定位是:“强能力、高素质、个性化”。实现上述定位的具体建设内容包括:将实验教学组织成比较完整的系列化、层次化实验教学体系;通过实验内容、实验手段、实验教学管理和实验队伍素质的配套建设,提升实验教学整体水平;加大综合设计性实验的比例,在实验过程引导学生逐步提高硬件与软件的设计与开发能力;探索开放实验教学、科研促进教学的模式与渠道,吸收更多学有余力的学生,通过参加创新实验,挖掘学生的个性化发展潜力。依据非计算机专业与计算机学科专业(计算机科学与技术、信息与计算科学、信息安全、网络工程、通信工程)在培养目标、知识结构和学习重点的不同,在实验教学体系和具体实验项目的组织上,形成了既有相通、又有侧重和各具特点的定位。计算机科学与技术专业注重计算系统的设计与创新能力培养;信息与计算科学专业突出软件理论与技术的应用;信息安全专业重点进行网络信息安全技术和技能训练;网络工程专业强调网络平台集成设计与开发;物联网工程专业侧重;而51个非计算机专业则侧重于计算机基础与应用技能训练。

3.实验教学改革思路及方案
围绕实验教学总体定位,实施实验平台、实验体系、实验内容和实验手段的建设与改革。实验平台专业化、集成化通过对硬件、软件和网络资源的有效集成,构建高水平的计算机实验统一大平台,实现资源的充分共享与利用,注重建设效益。实验体系系列化、层次化依据不同学科(非计算机学科、计算机学科)培养目标,形成验证型、综合型、设计型、创新型的层次化体系;加大综合型与设计型实验比例,突出与科研结合、与学科方向结合的创新型、个性化特点。实验队伍系统化中心主任挂帅,主讲教师负责实验设计,辅导教师参与实验开发;专职实验技术人员参与实验;按照技术方向设立实验技术岗位,鼓励在职攻读学位,形成技术全面、创新意识强的实验师资队伍。实验管理信息化大力加强网络教学资源建设,探索利用网络开展开放实验的模式,实现电子形式实验内容和结果提交及网络化管理,提高实验教学管理效率。

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