論計算機實驗教學應與理論教學并重

　　【論文摘要】計算機實驗教學是高等學校計算機中不可忽視的部分，但長期以來，理論教學重于實驗教學的觀念根深蒂固，從而影響了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本文從實驗教學的定義和特點、計算機實驗教學的重要性、計算機實驗教學與理論教學的關系等方面闡述了應充分發(fā)揮計算機實驗教學的重要作用，全面提高學生的計算機能力和素質(zhì)。 

近年來,計算機專業(yè)在規(guī)模上蓬勃發(fā)展,為輸送了大批專業(yè)人才。但同時也存在著學生的動手能力不強這個普遍的問題。用人單位有反映，學生自己也有反映。這種現(xiàn)象不改變，計算機專業(yè)的學生在就業(yè)上就會越來越被動。
在這種現(xiàn)實下，計算機教育不僅要重視扎實的專業(yè)基礎理論學習，更要大力加強計算機教學中學生的實驗環(huán)節(jié)和動手能力的培養(yǎng)。而計算機實驗教學對培養(yǎng)學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力起著不可代替的作用。但中國的普通已形成了一整套教學模式，一般的學科和專業(yè)多注重基礎知識和相關知識，對實踐能力的教育不夠重視，實驗教學在高校課程體系中一直處于從屬的位置。
在提倡素質(zhì)教育注重能力培養(yǎng)的今天，我們應將計算機實驗教學和理論教學放在同等重要的地位，充分發(fā)揮計算機實驗教學的重要作用，使計算機專業(yè)的學生能有相對優(yōu)勢的知識結構，全面提高學生的計算機能力和素質(zhì)。
　　一、實驗教學的定義和特點
實驗教學，是通過觀察和實驗，進行科學知識學習、技能訓練、實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)的教學形式，屬于基礎課程范疇。實驗教學具有獲取知識和技能、培養(yǎng)能力的多重功能，是一種與相關學科并列而獨立的教學形式。
實驗教學是整個理科教學的基礎，是培養(yǎng)學生科學素質(zhì)、提高綜合能力的重要途徑。它作為一種獨特的教學形式，主要特點是：1、學生實驗，主要是學生通過實踐活動進行學習，既動手又動腦，是學習的能動過程。2、學生實驗以學生的全面發(fā)展為本，突出了學生的主體地位。 3、實驗的實踐性、直觀性，能引發(fā)學生的創(chuàng)造性思維 。4、實驗表現(xiàn)了知識、技能、情感和能力的統(tǒng)一性、實用性和時代性。
隨著現(xiàn)代教育技術的發(fā)展，實驗教學的領域在不斷擴大。信息技術、多媒體技術、網(wǎng)絡技術等新技術為實驗教學提供了現(xiàn)代化條件。但有一點可以肯定，實驗是永遠不可替代的。實踐是真理的唯一標準，實驗是科學進步、技術發(fā)展的基礎，也是學習科學知識的基礎。
　二、計算機實驗教學在計算機學科教育中的作用
計算機實驗教學是計算機教學的一個重要組成部分, 是提高教學質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。它的功能不僅限于驗證理論或作為理論教學的補充,它的作用突出地表現(xiàn)為學生能力的培養(yǎng),它有著理論教學不可比擬的特殊作用。
（一）計算機實驗教學能夠使學生加深理解教學內(nèi)容。學生通過實驗課可以理解理論課堂上教師講授的原理、方法和技術，即怎樣在軟件和硬件的設計、實現(xiàn)和調(diào)試中反映出來,使學生能夠真正“知其然，又知其所以然。”。
（二）計算機實驗教學注重學生實踐能力的培養(yǎng)。實踐能力的二個要素，一個是動手，一個是解決實際問題。以某高校《計算機專業(yè)實踐》課程為例，它們使用自主研制的“開放式CPU設計與測試系統(tǒng)”，該實驗系統(tǒng)的最大優(yōu)點是開放式設計，完全由學生自主設計處理機體系結構，并進行全面測試，把“計算機組成原理”和“計算機系統(tǒng)結構”等課程理論與實驗融合在一起。這樣，學生通過自己動手，提出問題、分析問題和解決問題，充分培養(yǎng)出學生的實踐能力。
（三）計算機實驗教學有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。所謂創(chuàng)新精神，是指創(chuàng)造新思想、新事物的精神，不斷開拓、進取、力爭超越、突破的精神。某高校開展“計算機組成原理實驗”時，采用自主設計的組合式、積木式實驗設備。學生不僅可以進行算術部件、指令譯碼器、存儲器部件等部件的實驗，也可以進行完整CPU的設計實驗，包括8位CPU、16位CPU和32位CPU，基本CPU、多級流水線CPU、帶有指令Cache和數(shù)據(jù)Cache的CPU、帶有浮點運算的CPU、雙核CPU等。在提供自主探索研究的條件下，學生通過理解實驗原理、操作實驗儀器、觀察實驗現(xiàn)象和分析實驗結果等活動，觀察能力、思維能力、操作能力都得到鍛煉。在實驗過程中，學生在思維的下進行了熟練的操作，從而產(chǎn)生創(chuàng)新的源泉。
（四）計算機實驗教學有助于學生的學習興趣的培養(yǎng)。興趣是最好的老師,是推動學生學習的直接動力。某高校在開設綜合實驗及設計性實驗時，實驗前首先讓學生自查資料，進實驗室后，自己設計方案，在教師指導下，讓學生按自己設計方案獨立操作。這樣，學生自主的空間加大，提高了學生獨立思考、主動學習的能力。在這種實驗中，還可以參與實際項目的開發(fā)與設計，體會軟件開發(fā)的整個過程, 大大提高學生的學習積極性。
　三、實驗教學與理論教學的關系
計算機學科課程主要由理論課和實驗課組成，該學科的實踐性很強，要求學生必須具有較強的實際操作能力。在對基礎理論知識理解的基礎上，通過實驗教學，在促進學生理論知識理解的同時，主要培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力，為學生將來從事IT行業(yè)的相關工作打下堅實的基礎。因此，在計算機中，理論教學與實驗教學是相輔相成，缺一不可的。對于絕大多生而言，只有在實踐中才能真正解與掌握理論。
例如比較難懂的《數(shù)據(jù)結構》課程，許多學生學完了之后并不知道里面介紹的樹、圖、堆棧等概念有什么作用，而讓學生去親自設計并開發(fā)一個真實的四則運算器程序之后，學生不僅鞏固了原先學過的C++、Java等編程，也熟悉了業(yè)界流行的開發(fā)工具如Visual Studio和Eclipse等的使用方法，還弄明白了數(shù)據(jù)結構到底有什么用。

　　又例如抽象復雜的《數(shù)據(jù)庫原理》課程，學生在沒有實際操作的情況下，很難完全理解枯燥的理論知識體系，就算把理論知識硬記下來，也不能很好地對其進行深層次的理解。而讓學生一邊學習數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本理論知識，一邊讓學生上機操作實驗，運用數(shù)據(jù)庫的原理知識、關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和前端開發(fā)工具設計，逐步完成一個學生成績管理系統(tǒng)的設計之后，學生不僅能理解數(shù)據(jù)庫工作原理、運用數(shù)據(jù)庫技術解決問題的能力，同時還能培養(yǎng)實際項目開發(fā)的分析設計能力，進而達到掌握數(shù)據(jù)庫設計技術的學習目的，更容易應用到實際當中去。
　　四、切實加強計算機學科教育實驗教學的幾點建議
　　從根本上講，計算機學科是一門技術學科，科學的成分有，但工程技術的含義更多。因此，理論和實踐必須結合并且應在日常教學工作中就抓好，重視計算機實驗教學環(huán)節(jié),提高實驗教學的質(zhì)量，培養(yǎng)學生動手能力和分析、解決問題的能力，以適應的需要。
（一）必須加強實驗室硬件的建設。實驗室是進行實驗教學的基礎，提高實驗課程質(zhì)量的物質(zhì)基礎。學生的學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都離不開實驗這個環(huán)節(jié)。特別是創(chuàng)新能力、實踐能力的培養(yǎng)，離開實驗室就是紙上談兵。因此，加強實驗室硬件建設是一項非常重要的基礎工作。
（二）努力提高實驗教學教師的素質(zhì)。在整個實踐環(huán)節(jié)中，教師起著一個關鍵的引導作用。因此，應該通過各種途徑讓實驗教師、任課教師接受培訓，提高實驗教師的教學能力，增強教師對實驗教學手段的認識，努力上好實驗課。
（三）改進實驗教學模式。計算機實驗教學要從單純的知識傳授轉向?qū)�學生能力的培養(yǎng)。首先，改革實驗教學方法，讓實驗課盡可能獨立開設，強化實驗教學，提高實驗教學的效益。其次，加強實驗考核，提高實驗成績所占的比重，引導學生重視實驗環(huán)節(jié)的教學等等。通過這些渠道，培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力。
五、結束語
　　總之，計算機實驗教學是計算機學科教育的重要環(huán)節(jié)，是實施素質(zhì)教育最直接、最有效的手段之一，對培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有重要意義。高等學校要重視計算機教學的實驗環(huán)節(jié)，實驗教學和理論教學都是同等重要的，同時進一步提高認識，不斷改善條件，加強隊伍建設，充分發(fā)揮實驗教學在實施素質(zhì)教育中的重要作用，為提高國民素質(zhì)，培育創(chuàng)新人才做貢獻。

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