基于“互联网+”环境下的高校计算机实验室建设研究

时间:2023-06-15 19:05:03 公文范文 来源:网友投稿

◎侯 枫 孙欣欣,2

(1.河南科技大学应用工程学院;
2.三门峡职业技术学院信息传媒学院,河南 三门峡 472000)

我国正在全面实施创新驱动发展以及“互联网+”的行动计划[1],旨在推动云计算、物联网、大数据等新一代的信息技术与现代制造业、生产性服务业等融合创新,发展壮大新兴业态,打造新的产业增长点,促进中国经济提质增效升级[2-3]。教育行业因此需要准确把握“互联网+”的主要特征,在实际教学过程中进行积极探索和实践,让学生通过实验将理论与实践相结合,掌握相关实验科学的基本理论、方法和技能。此外,建设计算机实验室是提高人才培养质量和深化教育体制改革、满足地方经济发展的现实需求。三门峡职业技术学院信息传媒学院注重加强学生在实践教学中自主学习能力和创新能力的培养。

近年来,教育部在“互联网+”指导下积极推进职业院校、应用技术类型本科的建设[4],为响应教育部加强应用型人才培养的号召[5],三门峡职业技术学院信息传媒学院所涉及“互联网+”的有大数据技术、计算机应用技术、计算机网络技术、软件技术、通信技术以及云计算技术等相关专业。建设计算机实验室,有利于提高实验教学质量、工程实训效果。但教学过程中存在实验室建设不完善、资源利用低等问题,笔者针对此问题进行探讨并提出实验室改革的措施。

信息传媒学院的计算机应用技术等相关专业都在计算机实验室安排了相应的实验教学,在实验教学过程中要求学生通过完成实验项目来学习课程知识,但目前的实验教学还存在以下问题:

1. 当前很多高校在计算机实验室建设上大都以计算机应用技术或软件工程及其相关专业的专业学科课程为基础[6],通常只满足本专业的课程实验、实习与实践,难以实现跨学科、跨专业以及多学科交叉协同创新实验。同时,实验项目更新不足,实验教学大纲已不能满足当前的创新实验项目,制约了创新实践的发展。此外,信息传媒学院开设的实验项目多是以课程为单位,实验内容相对分散,且各门课程的任课教师不同,或同一门课程理论课和实验课教师不同,导致不同课程所开设的实验项目有重复部分、实验项目间的逻辑顺序不符合实验要求。

2. 部分高校对计算机类实验的重视程度不够,造成理论知识与实践阶段相分离。传统计算机教育主要是以理论为主,重理论、轻实践;
重实践、轻创新,从而使得教学效果较差,所培养的专业人才无法开展与计算机类相关的项目和实践,无法满足企业和社会行业的要求。同时,基于校内资源的人才培养思维容易和实际应用脱节,缺乏对专业工具和业界标准的了解。以实训类课程为例,将开发能力作为核心教学目标,忽略理论知识的学习,导致理论知识课时少,讲解较为概括,使学生理解发生偏差,从而使实践活动受阻;
做课程实验时与项目不同阶段任务匹配的课程资源还相对较少,从而缺乏对学生创新思维的培养。

3. 最后,传统高校计算机实验室主要面向本学科专业的学生开放,除了在规定时间开设实验实践教学课程外,大多数实验室只对学生毕业论文、科研和各类学科竞赛活动进行开放,造成部分设备资源的闲置浪费。此外,学生在实验课程外不能使用实验室设备和教学资源继续进行实验,时间和设备限制较多,目前开放实验项目所占比例较低,总体数量不足,并且多数开放实验以时间开放为主,内容开放占比小;
同时,开放实验的资源不足,项目单一,实验教学过程无法有效进行,学生的学习效果难以保证。

因此,需要研究计算机实验室建设机关问题,从而为培养技能型、创新型和实践型人才服务。

结合信息传媒学院实际经验,基于“互联网+云计算”的高校计算机实验室可建设集产、学、研、训、创为一体的综合性实训平台,具备教学研究、技术研发、成果孵化和竞赛集训等复合功能。因此,在“互联网+”背景下的计算机实验室的改革势在必行,笔者根据上文中存在的问题采取以下方法。

(一)实验教学内容的改革

为对实验教学进行全过程管理,信息传媒学院构建了实验教学平台,如图1 所示为平台架构,该架构将互联网技术引入实验教学,从而丰富了教学手段。在构建实验教学平台过程中应充分运用大数据、云计算、移动应用和开源框架等互联网技术,形成网络化的学习环境,实现计算资源动态调度和迁移。

图1 实验室平台架构图

在平台架构图的基础上对实验内容和方法手段进行改革。首先,修订实验大纲,按照高校培养“互联网+”能力的需求,整合各门专业课程的实验项目,使之形成一个完整的智能网络底层建设、网络安全环境部署、云计算平台组建、数据恢复和移动互联网终端应用开发等实践教学体系,不断优化教学资源,以满足创新的要求。然后,在实验项目的设置上,任课教师需要紧跟科技发展,关注前沿技术,将最新的实践内容或案例作为实验教学内容,并将参与的科研项目用到实验教学中,让学生通过实践学习教学内容。最后,提高创新性实验项目所占的比率,目前传统的实验项目大多是以演示或验证相关技术理论为主,学生被动按照大纲要求完成相应实验,不利于学生自主创新能力的养成,所以需要不断提高实验项目难度,开设一些具有挑战性的、能充分激发学生创新思维的综合性实验项目,学生可通过自主探索、查阅资料、分析推理等完成相应实验,从而培养学生的创新意识和动手能力。

(二)实习实训基地的建设

基于“互联网+”推动高校计算机实验室建设,要整合与新建各类实验室和科研训练、实践、创业平台外,还要建立实习实训基地,三门峡职业技术学院建完成计算机硬件实训室、数据库技术实训室、JAVA 技术实训室等,如图2 所示,以实现课程理论与实践相交叉的教学模式。引入企业进入人才培养的环节,让企业参与人才培养过程,这是计算机实验室改革的一个方向[7]。企业拥有先进的设备和技术,教师专业能力又是课程实施的关键[8],从而实现专业对接产业,课堂对接岗位,与企业真正实现了无缝对接。因此进行校企合作,在企业或学院实验室内建立企业基地或在企业实地建立学生培训教室,通过走出去、引进来的方式,使掌握一定技术知识的学生在校内基地或企业教室感受企业文化和学习方式,用企业的管理方式对学生进行培训。信息传媒学院的学生通过校企联合方式建立校内的实习实训基地并使用云计算技术和大数据技术整合服务器资源,从而建立起实习实训在线云平台,为学生专业实践和工程认证提供场地支持和硬件支持。

图2 实训室结构图

目前,信息传媒学院已引进多家企业建立了相关实训基地,后与华为技术有限公司、黄河科技集团创新有限公司和河南厚溥教育科技有限公司共建了华为ICT 学院&鲲鹏产业学院,与深信服科技股份有限公司和河南格莱信息科技有限公司共建了深信服产业学院,与河南慧科教育科技集团共建了河南战略新兴产业学院。结合该院现有教学资源完成了软件类实训课程资源库建设,极大地提升了相关课程的专业性,实现课程内容和业界前沿知识的良好对接。

(三)创新、创业大赛平台的搭建

将创新创业教育深度融入学生专业课程系统,如图3 所示,可以让学生积极参加各类科技创新、创业竞赛。以信息传媒学院为例,该院学生参加的“互联网+创新大赛”“大学生创业大赛”和“全国大学生电子设计竞赛”等将学院实验室资源充分利用,参赛学生进入实验室,并参与管理和维护相关设备,“互联网+”等比赛从公布命题开始,学生首先需要组成团队,查找资料,展开讨论,然后再与指导教师沟通讨论,进行可行性论证,方案设计,算法分析研究等,最后通过编程完成作品,整个过程充分发挥了自己和团队的主观能动性,大大提升了学生的创新创业意识和能力。同时,学院可以通过表彰奖励获奖学生和指导教师等手段树立榜样,对于创新、创业竞赛表现突出的选手优先推荐到高水平企业实习和工作,此外,对竞赛中成果突出且具有实际运用价值的项目提供适当资助进行企业孵化。通过让学生参加竞赛的方式可调动学生的学习热情、提高学生的心理素质、沟通协作能力、执行能力和主动性。真正做到在课程中教授技能、在实验中培养创新,形成了创新创业课程、课堂、训练、竞赛与成果孵化的“五位一体”教学体系。

图3 基本思路体系框架图

基于“互联网+”环境下的高校计算机实验室建设成效显著,信息传媒学院在学校组织的“互联网+”比赛中获得二等奖、三等奖等,学生考取“1+X”全国职业技能等级证书的比例较高。同时,教师在实验室建设中共发表相关学术论文20 多篇,主持、参与各级各类科研课题和项目20余个,参编教材6 部,其中研究内容和成果多聚焦在面向创新创业的实验室建设上。

计算机实验室的建设既要求对教学内容和教学方式进行革新,又需要积极引导学生通过项目培养创新创业思维和工程实践能力。同时,以项目为导向,通过校企合作培养学生的创新思维,调动学生学习的自主性和培养学生的创新创造能力,达到应用型人才培养的目标。

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