摘要：分析“上海市计算机基础实验教学标准设置与建设”调查问卷的数据，从课程及课程体系建设、实验室建设、师资培养等方面指出上海高校计算机基础实验教学存在的问题，提出改进措施。
关键词：高校；计算机；实验教学；调查；改革
1 调查背景
上海市教育委员会为大力推进上海高校实验教学改革的进程，切实提高实验教学质量，于2012年3月19日下发了《上海高校基础实验教学规程》编制工作的通知。规程编制工作分为13个子项目，其中《上海高校计算机基础实验教学规程》由上海大学牵头编制。在编制之前对上海各高校当前计算机基础实验教学情况进行调查（以下简称“调查”），取得了上海市计算机基础实验教学现状的第一手资料。
调查对象是在上海市的包括教育部所属和上海市属各类高校，涵盖985高校、211高校、普通高校、大专高职院校（普通职专）以及民办高校（民办本科和民办职专）。向全市64所高校发出调查问卷64份，回收43份，问卷回收率为67.2%，见表1。整个问卷主要涉及计算机实验课程建设、实验室建设、课程体系建设等内容。
2.1 学校的专业、学生基本情况
这次调查设计中将国家13类专业分成5个专业大类：经管类包括经济学和管理学学科；理工类包括理学和工学学科；人文社科类包括哲学、法学、文学、历史学和教育学学科；艺术类包括艺术学学科；医农军类包括医学、农学和军事学学科。计算机基础实验教学的专业分布与教学规模见表2。
调查显示绝大多数高校都实现了教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会（以下简称“教指委”）的“1+x”中“1”（即开设“计算机基础”类课程）的要求。在调查“各高校按专业开设计算机基础课程比例”中，个别高校选择“对部分专业开设”和“其他”，这些高校没有对所有专业开设计算机基础课程，但从这些学校网站上获取的教学计划中看到真正没有开设计算机基础课程的专业数量极少。
2.2 计算机课程及体系建设
从调查问卷中可以发现几乎所有的学校都按专业进行分类教学，但分类教学总体是按专业大类进行，有进一步细化的可能。而在课程体系建设上真正体现分层教学的高校只占53.5%，因此这方面需要特别加强，以满足学生个性发展和有效使用教学资源。
调查结果显示，在实际的教学活动中，实验课程的课时数和占学分的比例较课堂授课少，计算机基础教学重心偏向课堂理论授课。对上述列表中实验类型的统计显示绝大部分实验是验证型实验，综合应用类实验与验证类型的实验数量之比约为1：6，明显偏少。对“考核方式”这一项的调查中，92.7%采用统一在实验室上机考试，较少采用提交作品、实验报告、论文等考核方式，学生成绩比重偏向于考试成绩，这与课程实验类型密切相关。
表3显示绝大多数学校开设了操作基础类的课程，近1/4的高校将该类课程作为必修课；而在选修课中，多媒体类的课程最受欢迎，占全部选修课程的近1/3；而独立实验课程（有独立课程号和学分的实验课程）明显偏少，不到实验课的15%；各高校的教材平均更新频率约为2.5年；教学研讨会“不定期开展”和“没有”开展的高校超过一半；课后辅导方式中主要是安排面对面答疑和电子邮件交流，有专用网络平台的只有22%。没有调查学生需求的高校超过40%，其中普通职专类学校为70%，在各类高校中比例最高；而对学生需求较为关心的是民办本科类学校，对学生需求进行调查学校的占66.7%。这几个方面各类高校都有很大的提升空间。
理工类的专业在程序设计类课程中通常采用C语言，而人文社科类和经管类常采用VB（包括VB.net）语言。
2.3 独立实验课程建设
独立实验课要求学生能够综合运用多个技能来实现某个实验目标。这类课程不要求考核理论知识点，往往采用论文、报告或实验结果为考核依据，这对实验教师的要求相对较高。调查发现独立实验的师资力量缺乏，学校对这方面的投入较少，因此开设独立实验难度较大。目前还有42.8%的高校没有开设独立实验课，55.8%的学校没有开设独立实验课的计划，见表4。
2.4 创新型实验课程建设及实验师资培养
大多数学校认为创新型实验不需要对所有学生开设，并认可创新实验中教师很重要；但在实际教学过程中，创新型实验课程极少，师资培养的投入也最少，见表5。超过一半学校没有专职的实验教师（指在实验室值守、指导或引导学生进行实验的教师，这类教师不上理论课或极少上理论课，但要有较高的实践能力，可以迅速解决实验中出现的各种问题）。
2.5 实验室建设
1）实验室硬件建设。
调查数据得出各高校总体的计算机实验设备的规模加权平均约为932台/校。重点高校的设备平均约1111台/校，民办本科排第一位（约1667台/校），第三位是普通本科（约813台/校），下面依次为普通职专（约775台/校）、民办职专（约571台/校）。
各高校可以选修计算机课程的学生平均约为2077人/校，平均人机比约为2.23人/机，在同等的教学要求下，人机比越高，说明该学校的设备使用率相对较高。各类高校人机比分别是重点高校（2.92：1）、普通本科高校（2.08：1）、普通专科高校（1.74：1）、民办本科高校（1.30：1）、民办专科高校（1.92：1）。重点高校的人机比是最高的，高于平均水平，而其他高校均低于平均水平。
从表6中可以发现各校设备的平均使用年限约为5.24年，而设备数量的满足程度明显高于设备性能的满足程度，说明有的学校设备更新年限相对较长。根据实际情况建议高校的设备（主要是台式微型计算机）更新年限不超过5年。调查还发现超过一半的实验室存在各种隐患，这些学校需要加强管理和实验室安全建设的投入。
2）实验室管理。
职专类高校实验室开放时间绝大多数在8小时以内且节假日不开放，而本科类的高校实验室开放的时间明显高于职专类高校，节假日大都开放。同时本科类的高校对学生免费开放的程度较高，大部分学校实行半收费制（即每学期给予学生一定的免费课外上机时间，超出部分收费）。总体情况见表7。
3）专用实验室建设。
普通实验室通常称“机房”，一般配备台式计算机和局域网（或校园网甚至互联网），对所有修计算机课程专业的学生开放，同时安装硬件或软件保护系统来保证不被病毒感染或学生的误操作导致系统崩溃，因此软件安装繁多。这些限制使得普通机房不能满足所有课程和应用，需要建设规模相对较小的专用实验室。
专用实验室又称实训室，是需要特殊的设备或配置建立起来为特定的课程或应用服务的实验室，与普通实验室的明显区别在于硬件或配置不同。如SQL Server实训室可以采用普通实验室的设备，但是其建立的网络环境是不一样的，需要配置SQL Server服务器才能实现C/S模式管理或直接服务器管理，这时的服务器可能不能加硬件或软件的保护系统，以实现软件的全部功能和教学的需要；又如硬件组装实训室，同样的设备在普通实验室是实现软件操作，而这里是实现对硬件的操作，还配备螺丝刀等工具；再如单片机实训室这类用途更加明确的专用实验室。
表8显示专用实验室与普通实验室的数量之比平均约为1：2.5，相对较小。由于专用实验室规模较小，因此总体上用于专用实验室的设备在数量上相对更少。大多数高校对于建设专用实验室的热情较高，职专类高校已建设的专用实验室的比例明显高于本科类高校。大多数高校欢迎校企合作建设实验室，近30%的学校已经着手实施。
3 改革措施
调查统计结果基本能够反映实际教学中存在的问题，现在所执行的“教指委”的“基本要求”制订于2009年，没有完全覆盖实际教学中一些具体操作内容，如学生计算机实验能力的综合评定方法、实验技能掌握程度具体要求细则等。《上海高校计算机基础实验教学规程》的编制正是在“基本要求”基础上，在提倡以培养学生计算思维能力为核心的计算机基础教育的新趋势下，根据上海高校的实际情况所进行的计算机基础实验教学改革尝试。根据调查统计结果的分析，我们可以在以下几个方面来加强计算机基础实验教学。
3.1 培养稳定、多层次和高素质的实验教学队伍
从调查中可以发现，无论是实验教学还是实验室管理，专职的实验教师培养存在明显的缺口。虽然实验教学改革已经提出很多年，但是各高校对于计算机基础教学实验教师的培养进展缓慢，从职业认同、职业发展方向、待遇、培养优先级等方面高校还有很多工作要做。调查结果显示现行的计算机基础实验教学以理论验证型实验为主，综合应用型实验很少，创新型实验几乎没有。学生的计算机综合应用能力培养在现行的实验教学中难以体现，更不要说创新能力的培养，其主要原因是缺乏多层次和高素质的实验教学队伍。
实验教学队伍培养分3个层次。首先，从现有师资中加强中青年教师的专业技能培训，给予更多的进修机会，强化计算机基础教育；其次，在校内实行跨专业的计算机教师培养计划，将各.个专业中专业能力和计算机能力较强的教师组织起来集中培养，实现计算机教育从基础到专业培养的无缝衔接；第三，引进具有丰富实践经验的计算机人才，注重实验教学与社会实际需求的结合，提升实验教师队伍的整体实践教学水平。
3.2 建设开放性、多层次和综合性的实验平台
调查中发现，随着越来越多的高校采用大类招生和通识教育的培养模式，高校计算机基础实验教学差异化要求十分明显，以往的“大机房”的实验室模式不能胜任新的教学目标的实施，建设开放性、多层次和综合『生的实验平台是必然的趋势。
开放性是指实验平台除了在时间和空间上加大开放力度，还需要在管理上实现开放，如制订实验室预约制度、开发网络化实验室预订和管理系统等。
多层次是指实验室建设需要考虑规模大小兼有，通用与专用并重，教学与科研通用。在学校固定拨款的情况下，根据课程体系合理配置实验室规模和功能。同时加强校企合作实验室建设，使学校的人才优势和企业的资本优势结合，实现双赢。
综合性是指实验平台能够整合各个特定功能的实验室，除了能够满足整个课程体系的实验教学要求，还能够在学生创新能力的培养上和教学研究及管理中提供环境支持。实验室建设需要考虑到教学研究和管理的软硬件开发和配置，如建设学生计算机能力评估体系、网络化教学、教学质量和评估系统等。同时从社会、学校、部门、学院、系以及学生社区等各方面引入各类大小项目，让学有余力的学生参与其中，在实践中培养创新能力。这些项目驱动类课程属于综合应用型实验课程，以提升学生计算机能力应用为主，内容不限定，统一称为计算机实践课，由实验平台提供学习环境。教师对学生在项目中发挥的作用进行评估并给出相应的学分。
3.3 建立和完善计算机基础实验体系
调查中发现，很多高校在计算机基础教学中实施了分类教学，但是在分层教学上实施力度明显不足，其主要原因在于计算机基础课程体系的建设不够完备。一个好的课程体系既能满足学校的培养目标，也能满足学生自主发展的要求。同时，计算机基础教学实验平台的建设，也需要以计算机基础课程体系中最重要的实验体系为标准。计算机实验体系建设是实现学生计算机能力结构的重点，因此建立和完善计算机基础实验体系是计算机教学质量的关键所在。
实现课程体系模块化是本次实验规程制订的主要目标，便于高校建立起自己的计算机基础实验课程体系。各个高校可以根据自身教学条件和培养目标从同一类课程模块中选择不同内容层次、不同要求的课程。每一模块有其最低要求和能力评估标准。当选定了模块和模块中的课程，所选择的课程集合就形成了符合学校自身教学要求课程体系。这样的设置既能保证计算机基础教学的规范，也能保证各高校计算机基础教学的特色。课程体系模块化也将指导学校的实验平台建设和学生计算机能力评估体系构建。
3.4 建立学生计算机能力评估体系
完善的计算机课程体系中必然包括学生的计算机能力评估体系，用以确定学生在校期间计算机学习计划的基点，这样既满足了学生自主发展的要求，也减少教学资源的浪费。能力评估体系是分类教学和分层教学的前提，实现这种评估体系的一个重要手段就是上机实验验证，因此学校的计算机实验平台就需要建设相应的环境来适应培养模式的改变。
学生计算机能力评估体系是根据计算机基础课程体系制订并在计算机实验平台上实现的。课程体系是树状结构，学生能力评估体系与之对应也是树状结构，学生必须通过某课程节点所有子节点课程的评估才能选修该课程。由对应课程的教师组成评估组，可以通过统一标准化机考、提交作品或论文等形式进行评估。为了便于操作，提高效率，我们需要在建立评估体系时确定可评估节点，这些节点由实际的教学条件和要求来确定。
4 结语
实践证明，计算机基础教学质量很大程度依赖于计算机实验的教学水平。计算机是一门实践课程，如我们都知道对于计算机语言的学习有一个共识：没有用该计算机语言开发过实际的项目，就不能算学会了该语言。而计算机基础教学轻实践重理论的现状，需要我们在今后的教学工作中予以改进。以上的改革措施仅是根据调查分析和学校自身的发展需求而得出的，具体教学实践中各个高校的环境条件不一，应对的方法各有异同。希望上述措施对改进我们的计算机基础实验教学起到抛砖引玉的作用。
（编辑：彭远红）