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关键词：高校；计算机实验；辅助教学
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 01-0255-02
计算机实验辅助教学贯穿于高校教学实践活动中，是教学实践重要的组成部分，计算机实验辅助教学以其操作性、实践性和验证性对培养应用型人才有着十分重要的作用。随着我国计算机技术和网络平台的发展，计算机应用已从传统的单机操作变为网络平台为主的服务器和客户机模式，与此同时，高校计算机实验辅助教学也面临着教学改革和发展。本文从计算机实验辅助教学课程特点入手，阐述我国高校计算机实验辅助教学的发展现状及目前亟待解决的问题，并探讨相应的解决方案。
1 高校计算机实验辅助教学特点
与其他课程相比，计算机实验辅助教学具有以下几个特点[1]：①可以利用计算机平台很好的完成实验过程中老师安排的实验任务。②电子档形式的实验报告方便快捷。③可以通过计算机平台解答每个同学的疑问，并且相同问题只需解答一次，节省了较多的时间用于辅导其他同学。④实验老师较方便地对学生的实验作业和成绩进行批改和统计。⑤计算机管理人员通过程序保护学生单机数据，避免学生无意有意地破坏系统，影响实验正常进行。⑥老师可通过计算机辅助软件控制学生的操作，从而控制实验进度，确保实验任务顺利完成。
2 高校计算机实验辅助教学发展现状
目前，国内关于计算机实验辅助教学系统的研究主要有以下两个方面：一个方面是基于计算机网络平台的实验教学系统，研究怎样才能通过远程监控一些仪表、仪器，从而为实验者提供不受地点和时间的使用设备[2]；另一方面基于仿真实验教学系统，研究怎样运用计算机程序及网络进行实验及仿真实验结果，同时怎样解决仪器少无法进行实验或危险系数高而无法进行实验等问题。
国外有关高校计算机实验辅助教学的研究主要有以下几方面：（1）以实验室为对象的教学系统在一定程度上限制了计算机实验辅助教学系统的应用范围，即其只能在实验课上使用，使用者是教师和学生，无其他人员。从教师和学生角度出发，怎样能较出色地完成教学任务和学习任务，可以提供一个支持教学、便于设备管理及课程安排的辅助教学系统，从而最大化地利用实验室，并运用辅助教学系统中的各个模块功能，最终，让计算机实验辅助教学环节的辅助功能得到最大运用[3]。（2）以计算机网络为平台的教学辅助系统可以不受时间和地点的限制完成实验教学，同时基于远程教学的虚拟技术，只需要将实验对象在计算机上进行模拟，或借助硬件来仿真实验，这种虚拟化的实验课由拥有相同网络环境的学生同时完成，该系统具有共享性、协同性和仿真性等特点，因此节省了实验资源。同时，在远程操作中学生的实验对象多是依靠三维技术实现的动画画面而非具体的实验器材，最终得到的实验报告也是根据公式计算得出的，学生的计算机实验依靠一个远程网络虚拟教学辅助系统让学生如操作实际实验设备一般解决学生异地计算机操作和观察问题，并且最终得到的实验报告数据更为精确。（3）研究怎样有效地对学生学习计算机实验课进行大力支持的实验辅助教学系统。目前，我国WEB学习支持系统[4]和成人学习支持系统等网络课程都是通过实验学习系统自行完成的。根据对当前我国各种实验学习系统调查发现，实验辅助教学系统应以学生学习为中心，并将支持帮助学生学习过程中遇到的难点作为核心内容，就目前情况来说，实验辅助教学系统没有一个统一定论，但它至少能让学生完成无法独自完成的课程，同时尽量减少他们在完成实验课程时出现的失误，提升学生自学的能力，改善对实验任务的理解能力，增强自身学习兴趣。
3 高校计算机实验辅助教学当前需要解决的问题
目前，高校计算机实验辅助教学使用的安全性和可用性较差，不能满足正常教学的需要，主要表现在：
第一，无法管理上机作业。计算机上机作业的完成过程及结果都不能以实物的形式提交，均以电子文档的形式提交。计算机实验中心使用的多媒体网络教室均有文件收发和收取的功能，但其安全性和可用性较差[5]。首先，教学功能差，多媒体文件收发和课表没有太大关系，因此不能详细反映出老师向学生发作业，学生向老师提交作业的关系。其次，安全性差，利用多媒体收发作业，收取到的作业仅能存在老师所用的机器中，但老师和学生用的机器都是公用的，如果课后老师未将保存的作业文件拷贝带走，则极可能遭到人为破坏。
第二，老师不能控制学生可运行的程序。利用计算机完成实验教学无法确保每个学生不做与课堂无关的动作，老师不能控制学生可运行的程序就不能保证完成实验教学任务，最后严重影响实验教学效果。多媒体网络虽然具有控制学生机器的能力，但它提供的控制只是对整台机器的控制，不能控制某个可运行的程序，所以，在实验教学期间，老师不能避免学生做些与课堂无关的操作。
第三，即时交流功能较弱[6]。多媒体网络教室提供有交流功能，但其提供的功能较为简单，不能满足实验教学过程中的辅导、答疑和讨论等的需要。
第四，无课程考试的功能。老师可通过多媒体网络教室向每个同学分发试题，然后再收取学生的试题，但这种多媒体分发和收取可靠性及安全性较差，不能用于真正的考试。
第五，不能进行上机考勤。计算机实验中心采用门禁记录上机者的姓名及上机时间，但其主要用来计费，不能完整记录上机者上课课程、代课老师等教学信息，不利于教学管理。
第六，不能自动统计实验数据。针对实验中心的一些数据，如开放率和人机时数等，计算机实验辅助教学系统缺少相应的统计系统，因此，实验中心的工作人员需要手工完成，不仅易出错，而且工作效率极低。
第七，计算机实验辅助系统没有考虑到跨平台操作的特性，这直接导致辅助系统只能在Windows环境下使用，这样一来，很多实验课程没办法完成。
第八，没有很好地规划计算机实验辅助系统的通用性，目前使用的辅助系统多是面向特定的一门课程，而不能来完成其他实验课程，这就出现了实验室一台电脑安装多套辅助系统的现象，不仅不方便使用和教学，同时也是一种浪费。
4 有关高校计算机实验辅助教学的解决方案
针对目前高校计算机实验辅助教学的现状及其需要解决的问题，现提出改进方案，从系统原则入手，根据计算机实验辅助教学系统环境最终确定系统的结构设计。
4.1 设计原则
计算机实验辅助教学系统设计要本着系统性、教学性和可扩展性的原则进行。
系统性：系统设计要站在全局考虑，系统作业收发、上机考勤和程序监控等都是相互联系的，因此在设计时不能仅关注其中某个方面，而应该将作业收发、上机考勤和程序监控结合起来，整体上把握计算机实验辅助教学。
教学性：计算机实验辅助教学系统正是根据老师教学需要、学生学习需要以及管理员的管理需要而设计实现的，其是为了更好辅助实验教学，提高教学质量。
可扩展性：计算机实验辅助教学系统能够解决教学中急需解决的问题，其适用性较强，但在系统设计架构时还是要考虑其扩展性，方便日后系统升级或功能扩充，这样可以更好地辅助教学[7]。
4.2 实验环境
（1）硬件环境按照实验教学的不同，将实验室分为多个功能不同的功能室，每个实验室都配备硬件相同的服务器，并且包括一台教师专用机。
（2）软件环境在实验中心的服务器上安装ActiveDirectory、WindowsServer2003Enterprise+SP1、IIS、MSSQLServer2000以及NTFS文件系统[8]等，并且所有的用户机都安装Office2003和WindowsProfessionalXP+SP2软件，但不同功能的实验室安装的专业软件应有所区别，比如绘图实验室装AutoCAD、3dMax软件。
4.3 结构设计
系统构架：计算机实验辅助教学系统基于学生、教师和管理员的思想，划分为学生机、教师机、应用服务器和管理机，采用服务器/客户机和三层混合体系结构，学生机和教师机属于客户端程序，主要面向学生和教师。管理及则面向管理员。逻辑上来看，应用服务器是服务器，其提供了教师机和学生机访问数据库的通道，实现了监控、通信和共享的功能，同时避免了客户端直接访问数据路，有效地提升了系统安全性及运行效率。
数据库设计：为了确保实验辅助教学过程中表达学生和教师之间的教学关系，数据库应具有反应课表完整内容的功能。
5 总结
随着我国教育信息化在高校教育中比重的增大，计算机实验辅助教学成为当前教育发展形势，陆续地，国内多数高校把计算机实验辅助教学系统应用于实验教学活动中，为学生实验学习提供了良好的网络资源。同时，计算机实验课程不再局限于实验课上，极大地扩展了学生实验操作学习的空间和时间，同时将计算机理论移植到实验辅助教学系统上，方便了大家利用系统平台资源，在促进学生实验操作能力的同时，有助于提升其信息化平台的学习能力。
参考文献：
[1]卓攀.实验室辅助教学系统的探索与实践[J].都市家教：下半月，2011，2（11）：123.
[2]曹晶莲.计算机应用基础课程教学及辅助教学系统[J].中国科教创新导刊，2012，2（12）：125.
[3]董海芳.高校计算机实验辅助教学的现状及其改进设计[J].读写算（教育教学研究），2011，4（10）：80-81.
[4]刘强.高校计算机实验室管理存在的问题与对策[J].辽宁警专学报.2011
[5]李晋.高校实验室建设与管理模式的探讨[J].实验技术与管理，2009，26（6）：145-147.
[6]徐红梅，侯龙清.新形势下高等院校实验室建设与管理[J].实验室科学，2008，3（6）：133.
