摘要:通過省級醫(yī)學(xué)信息技術(shù)實驗教學(xué)示范中心的建設(shè),構(gòu)建以學(xué)生能力培養(yǎng)為目標,實驗課程群、實踐平臺、實驗環(huán)境、成績評定和保障機制為支撐的“多層次、多形式、多內(nèi)容”的實驗教學(xué)體系,并在實踐教學(xué)過程中組織實施,取得較好的效果。
關(guān)鍵詞:實驗教學(xué);體系;能力培養(yǎng)
實驗教學(xué)是實現(xiàn)高校人才培養(yǎng)目標不可缺少的組成部分,是將知識轉(zhuǎn)化為能力的重要環(huán)節(jié)。我校醫(yī)學(xué)信息技術(shù)中心于2004年被列為浙江省第三批普通高校基礎(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心建設(shè)項目,將原物理、電子技術(shù)、計算機三大模塊實驗室的資源整合為17個實驗分室??偯娣e2 200多平方米,共有實驗設(shè)備1 300多臺套(件),資產(chǎn)總額1 200多萬元。有專職實驗技術(shù)人員8人,兼職實驗技術(shù)人員8人,負責(zé)全校各專業(yè)本科生計算機公共基礎(chǔ)課程、計算機專業(yè)課程以及信息技術(shù)類課程的實驗教學(xué)和科研任務(wù),承擔(dān)多元化的課外實踐活動的組織與實施,年均實驗總課時數(shù)達70萬學(xué)時以上。
在醫(yī)學(xué)信息技術(shù)實驗教學(xué)示范中心建設(shè)過程中,經(jīng)過2次人才培養(yǎng)方案的修訂,逐步構(gòu)建起以能力培養(yǎng)為主線,以“五個一”(一個獨立開設(shè)的實驗課程群、一個創(chuàng)新實踐平臺、一個全方位實踐環(huán)境、一套評定實驗成績方法、一個制度保障機制)為支撐,由“三個多”(多層次、多形式、多內(nèi)容)組成的實驗教學(xué)體系[1]。
1實驗教學(xué)要以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心
2005年,我們針對計算機專業(yè)實驗教學(xué)中存在的諸如“重理論、輕實踐”,實驗課作為理論課的附屬,理論課時多,實驗課時少等弊端,對計算機專業(yè)人才培養(yǎng)方案進行了第一次修訂,不僅加大了實驗課時的比例,把原來實驗課時數(shù)占總課時數(shù)的15%提高
到26%,獨立開設(shè)3門實驗課程。而且同年我校與杭州市第一人民醫(yī)院共同建立了臨床信息系統(tǒng)實驗室,成立了學(xué)生創(chuàng)業(yè)園,建立了10多家校外實踐教學(xué)基地,為學(xué)生能力培養(yǎng)搭建了平臺。
修訂后的人才培養(yǎng)方案在執(zhí)行過程中,我們感到實驗教學(xué)與理論教學(xué)之比仍偏低,特別是由于綜合性、設(shè)計性、研究創(chuàng)新性實驗少,使得實驗教學(xué)的效果與學(xué)生能力培養(yǎng)的目標有一定差距,實驗教學(xué)作為對理論的補充、深化和發(fā)展的作用發(fā)揮得不夠。再加上實驗教學(xué)方法沒有擺脫傳統(tǒng)的“預(yù)習(xí)—講解—實驗—報告”模式,阻礙和制約了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和實踐能力的培養(yǎng)。同時由于學(xué)校從教學(xué)科研發(fā)展需要出發(fā),對引進高層次人才比較重視,對實驗技術(shù)人員補充不足,由此造成青黃不接,導(dǎo)致實驗教學(xué)管理力量薄弱,管理手段不能滿足實驗教學(xué)需求,嚴重影響實驗教學(xué)效果。如何在人才培養(yǎng)目標中體現(xiàn)能力培養(yǎng)是我們一直探索與實踐的課題。
2以“五個一”為支撐,構(gòu)建“三個多”的實驗教學(xué)體系
2.1 “三個多”(多層次、多形式、多內(nèi)容)的實驗教學(xué)體系
實驗教學(xué)是實現(xiàn)知識與能力相結(jié)合、理論與實踐相結(jié)合,掌握專業(yè)技術(shù),提高專業(yè)技能的重要手段。我們結(jié)合省級實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)和多年的探索與實踐,構(gòu)建了以“五個一”為支撐,由“三個多”(多層次、多形式、多內(nèi)容)組成的實踐教學(xué)體系,為培養(yǎng)具有中醫(yī)藥和生物醫(yī)藥學(xué)背景、兼顧通用的計算機應(yīng)用型人才起到了重要作用。
1) 多層次。
多層次就是將實驗教學(xué)與理論教學(xué)同步,與能力培育同步,把實驗教學(xué)分為多個層次,由低到高呈金字塔型,將能力培養(yǎng)分為基本能力、專業(yè)能力、bUhkaNRIPtL0jxE3aV0YSw==綜合能力和創(chuàng)新能力四個層次,如圖1所示。
圖1實驗教學(xué)能力培養(yǎng)層次
基本技能訓(xùn)練主要是基礎(chǔ)應(yīng)用能力和基本技能培養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生掌握本專業(yè)的基本操作技能,增強學(xué)生對專業(yè)知識的感性認識,對所學(xué)課程的基礎(chǔ)理論有比較深入的理解,以信息類、物理類基礎(chǔ)課為主,實驗內(nèi)容所涵蓋課程有:大學(xué)計算機基礎(chǔ);大學(xué)物理;數(shù)字電路基礎(chǔ);C程序設(shè)計基礎(chǔ);面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計;VB程序設(shè)計;微機接口與匯編語言;Java程序設(shè)計基礎(chǔ)等。
專業(yè)能力訓(xùn)練主要是專業(yè)技能訓(xùn)練。在學(xué)生具有一定的專業(yè)基本知識和理論水平以后,進行專業(yè)課程的課程設(shè)計以及該專業(yè)課程所必需具備的專業(yè)能力或操作技能。實驗內(nèi)容所涵蓋課程有:計算機組成原理;單片機原理與應(yīng)用;計算機網(wǎng)絡(luò);數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理;計算機圖形學(xué)基礎(chǔ);ORACLE基礎(chǔ);操作系統(tǒng);數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法;計算方法;軟件工程等。
綜合能力訓(xùn)練則是綜合設(shè)計能力的訓(xùn)練,以綜合課程設(shè)計為主。旨在培養(yǎng)學(xué)生本課程及其相關(guān)課程的綜合能力和綜合知識的應(yīng)用能力。訓(xùn)練內(nèi)容不僅涉及本課程的知識綜合,而且還涉及相關(guān)課程或多門課程的綜合知識。體現(xiàn)思維方式、知識應(yīng)用、解決問題的綜合性。實驗內(nèi)容涵蓋課程有:計算機網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)站建設(shè)與管理;數(shù)據(jù)庫開發(fā)實踐;醫(yī)學(xué)數(shù)字圖象處理;虛擬儀器設(shè)計;醫(yī)療儀器原理應(yīng)用;JAVA程序設(shè)計與案例;信息系統(tǒng)設(shè)計等。
創(chuàng)新能力訓(xùn)練以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的思維方法、科學(xué)研究能力和創(chuàng)新意識為目標,以課題組為組織形式,以科研實踐為主題,讓學(xué)生直接參與教師的科研課題,較系統(tǒng)地掌握從科研選題、方案論證、文獻查閱、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實現(xiàn),撰寫論文、報告與答辯、結(jié)題等全過程的各個環(huán)節(jié)。感受科學(xué)研究的全過程,得到獨立科研能力的鍛煉,學(xué)到更多書本以外的知識。涉及課程和項目有:網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與工程;WEB程序設(shè)計;嵌入式系統(tǒng);課程設(shè)計;程序設(shè)計競賽;科研項目開發(fā);畢業(yè)設(shè)計等。
2) 多形式。
包括課內(nèi)實驗、課外實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、獨立實訓(xùn)課程、學(xué)科競賽、科研課題、應(yīng)用項目開發(fā)等多種實踐形式,涵蓋硬件實驗,軟件實驗,硬件模擬實驗,軟件模擬實驗,綜合軟、硬件設(shè)計、教師現(xiàn)場授課與指導(dǎo),開放式自主學(xué)習(xí)與實踐,課外科技指導(dǎo),學(xué)生興趣小組以及校內(nèi)、外項目開放等。學(xué)生不僅可預(yù)約獨立進行實驗、參與教師課題的研究性實驗,而且可在實驗室進行學(xué)生課外科技活動及自主研發(fā)等,還可利用實驗教學(xué)中心網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺實現(xiàn)各類實驗教學(xué)課件網(wǎng)上瀏覽,實驗課程教學(xué)資源的學(xué)習(xí)以及有些課程的虛擬仿真實驗。通過構(gòu)建虛、實結(jié)合的教學(xué)環(huán)境,滿足學(xué)生自主性和個性化的學(xué)習(xí)方式。
3) 多內(nèi)容。
包含教學(xué)大綱規(guī)定、課題設(shè)計指定、學(xué)習(xí)興趣小組、教師指導(dǎo)、學(xué)科競賽、大學(xué)生第二課堂、畢業(yè)設(shè)計、工程訓(xùn)練、科研課題、畢業(yè)實習(xí)等諸多內(nèi)容。特別是畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)實習(xí),鼓勵學(xué)生到校外實訓(xùn)基地或有就業(yè)意向的企業(yè)實習(xí)并選擇實習(xí)單位實際項目作為畢業(yè)設(shè)計課題,實現(xiàn)“畢業(yè)實習(xí)—畢業(yè)設(shè)計—就業(yè)”一條龍。同時采取校企雙方聯(lián)合指導(dǎo)方式,達到了較好的人才培養(yǎng)效果,既密切了校企關(guān)系,培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力;又使本校指導(dǎo)教師的業(yè)務(wù)水平得到了實際鍛煉和提高。
2007年,我們進行了第二次人才培養(yǎng)方案的修訂,并根據(jù)其要求組織教師重新編寫了40多門課程的實驗教學(xué)大綱和13門課程的實驗指導(dǎo)書,修訂后的實驗教學(xué)大綱,使實驗教學(xué)內(nèi)容涵蓋基礎(chǔ)性實驗、綜合設(shè)計性和研究創(chuàng)新性實驗,在總數(shù)為350多個實驗項目中,基礎(chǔ)性實驗占34.6%,設(shè)計性實驗占30.1%,綜合性實驗和研究創(chuàng)新性實驗(含課外)占35.3%。形成從低到高,從基礎(chǔ)到前沿,從接受知識型到培養(yǎng)綜合能力型的逐級提高。
2.2實驗教學(xué)體系以“五個一”為支撐
1) 一個獨立開設(shè)的實驗課程群。
改變實驗教學(xué)依附于理論教學(xué)的傳統(tǒng)觀念。對實驗教學(xué)進行總體設(shè)計,作為一個整體來統(tǒng)一考慮,打破單純的為驗證理論而開設(shè)實驗課的實驗教學(xué)模式,盡可能多地獨立設(shè)立實驗課程并單獨記學(xué)分,每1個學(xué)分安排34學(xué)時的實驗課時,做到實驗教學(xué)與理論教學(xué)相對獨立。同時注意課程前后之間的聯(lián)系,循序漸進,構(gòu)成一個由淺入深,螺旋上升的、具有內(nèi)在聯(lián)系的有機整體。增加了必做實驗和選做實驗,學(xué)生可根據(jù)興趣,在完成“規(guī)定動作”的基礎(chǔ)上,完成若干“自選動作”,使不同層面的學(xué)生都在實驗中提高了能力,避免了優(yōu)等生“吃不飽”,后進生“吃不了”的現(xiàn)象[2],為后續(xù)的可持續(xù)發(fā)展的打下堅實的基礎(chǔ)。在2007級教學(xué)計劃修訂中,把實驗獨立開設(shè)實驗課程群由原來的3門擴大到13門。理論課時數(shù)與實驗課時數(shù)比例分別為57%和43%,實驗獨立設(shè)課的13門課程是:大學(xué)物理實驗、計算機科學(xué)導(dǎo)論實驗、數(shù)字電路基礎(chǔ)實驗、計算機原理實驗、C程序設(shè)計實驗、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實驗、計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)實驗、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計實驗、數(shù)據(jù)庫原理實驗、單片機與嵌入式系統(tǒng)實驗、虛擬儀器設(shè)計實驗、Java程序設(shè)計與案例實驗、Delphi程序設(shè)計與案例實驗,獨立開設(shè)的實驗課程群極大地促進了學(xué)生工程實踐能力的提高。
2) 一個創(chuàng)新實踐平臺。
醫(yī)學(xué)信息技術(shù)中心以下轄的創(chuàng)新實踐基地——學(xué)生創(chuàng)業(yè)園為依托,通過校內(nèi)外各類科技競賽活動和學(xué)生參與教師科研項目開發(fā)以及校外應(yīng)用項目開發(fā)等,使學(xué)生得到實際參與項目開發(fā)能力的鍛煉。計算機專業(yè)有60%的學(xué)生參與了創(chuàng)業(yè)園的各項課外科技活動,通過學(xué)生自我管理和組織申報了多項學(xué)生科研項目,這些項目均涉及醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的計算機技術(shù)應(yīng)用。近三年,計算機專業(yè)的學(xué)生受到立項資助的科技項目有60項,其中省級項目25項,獲得省級以上獎勵20余項。學(xué)生科技創(chuàng)新能力明顯提高。
3) 一個全方位實踐環(huán)境。
(1)2005年由我校與杭州市第一人民醫(yī)院共同建立的臨床信息系統(tǒng)實驗室,可常年安排20位學(xué)生實習(xí),為培養(yǎng)具有醫(yī)學(xué)背景的信息化人才搭建了一個全方位實踐環(huán)境。從而有效地將教學(xué)、科研、學(xué)生實習(xí)以及醫(yī)院第一線用戶需求緊密結(jié)合起來,初步實現(xiàn)科研面向市場、產(chǎn)品面向客戶的良性組合。實現(xiàn)院校與醫(yī)院的優(yōu)勢互補和雙贏之目的。迄今已開設(shè)了五期醫(yī)藥衛(wèi)生信息化建設(shè)培訓(xùn)班,有230余名學(xué)生參加了培訓(xùn),并有60余名學(xué)生假期進入臨床信息系統(tǒng)實驗室參加杭州市第一人民醫(yī)院信息化項目開發(fā)實踐。
(2) 為計算機及其相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)計提供開發(fā)環(huán)境,課程設(shè)計不僅能提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識和軟件開發(fā)的能力以及文檔寫作能力,而且為以后的畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文寫作奠定良好基礎(chǔ)。信息技術(shù)學(xué)院每年暑假對即將進入大三的學(xué)生進行為期兩周的集中式課程設(shè)計,學(xué)生每2~4人為一組,從網(wǎng)上選擇課程設(shè)計題目(課程設(shè)計題目數(shù)大于學(xué)生最小分組數(shù)),在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下完成難度不同的課程設(shè)計,由學(xué)院組織課程設(shè)計成果答辯,從設(shè)計思路、主要技術(shù)手段、成果運行演示和回答問題等綜合考慮,按優(yōu)秀、良好、中等、合格記入專業(yè)勞動成績考核表納入本科教學(xué)培養(yǎng)方案,學(xué)生得到了項目需求分析、設(shè)計、編程調(diào)試、操作使用文檔撰寫等方面實際訓(xùn)練。暑期課程設(shè)計實行3年來,學(xué)生實踐能力提升效果顯著。
(3) 數(shù)字化校園網(wǎng)為實驗教學(xué)搭建了高效平臺。90%課程的教案、課件、實驗案例,實驗指導(dǎo)手冊、實驗內(nèi)容及要求、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等資源上網(wǎng)。與實驗教學(xué)相關(guān)信息及時在網(wǎng)上公布,從開放實驗項目的發(fā)布、選題、實施、實驗的預(yù)約、成績的查詢、實驗報告的提交到利用BBS討論區(qū),及時回答和解決學(xué)生的疑惑或提供實驗指導(dǎo),促進了實驗教學(xué)質(zhì)量不斷提高。
(4) 全方位開放實驗室。實驗室開放要求包含時間開放;空間開放;內(nèi)容開放;資源開放[2]。為學(xué)生提供更多的實驗時間,補充和延伸計算機知識的鞏固與提高,使學(xué)生知識面得到擴充,能力得到提高。實驗室開放采用集中和隨機開放相結(jié)合,以集中開放為主,開放采用網(wǎng)絡(luò)化管理,學(xué)生可根據(jù)自己的時間進行網(wǎng)上預(yù)約,實驗教學(xué)中心指派教師定時輔導(dǎo)。
4) 一套評定實驗成績方法。
對學(xué)生實驗成績考核采用多層面、多方式和多標準的形式。如實驗技能的考核方法、采取在一定時間內(nèi)完成某個實驗項目、小課題、方案設(shè)計、論文等,使考試成為一個繼續(xù)學(xué)習(xí)的過程。更多地通過課程的實驗和成果來考核,鼓勵在實驗中創(chuàng)新。同時考試與教學(xué)過程的階段考察(作業(yè)、實踐、項目訓(xùn)練、隨堂測驗)相結(jié)合,并確定階段成績占課程總成績的比例,重點考核學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。
對學(xué)生實驗成績的考核有以下三個方面。
(1) 每次實驗對學(xué)生從實驗理論、實驗態(tài)度、操作技能、實驗報告以及到課情況給予正確的、客觀的評價,通過一定的權(quán)重,相加后形成單次成績,單次成績匯總后則作為平時實驗成績,占總成績的50%。
(2) 期末考核成績,要求學(xué)生獨立完成課程或項目的設(shè)計報告,考查學(xué)生的文字表達能力、信息處理能力、實踐動手能力和創(chuàng)新能力,這方面所占成績比重為50%,對于有所創(chuàng)新的學(xué)生,成績從優(yōu)。
(3)項目考核:如《信息系統(tǒng)設(shè)計》就是采用項目考試法,要求學(xué)生設(shè)計一個規(guī)模較小的信息系統(tǒng)(從給定的項目中選擇,也可自擬),用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析方法進行系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)實施。信息系統(tǒng)開發(fā)完成后進行答辯,授課教師根據(jù)學(xué)生設(shè)計開發(fā)的信息系統(tǒng)功能、運行演示、答辯情況及提交系統(tǒng)相關(guān)文檔資料評定成績。
5) 一個制度保障機制。
(1) 鼓勵有經(jīng)驗的教師擔(dān)任實驗課教學(xué)任務(wù),并且在工作量計算、職稱評定等方面都給予優(yōu)惠。為了
提高實驗教學(xué)中心教師的業(yè)務(wù)水平,積極鼓勵實驗教師進行科研活動。
(2) 加強制度化建設(shè),在運行機制上,實現(xiàn)資源優(yōu)化整合,加強統(tǒng)籌管理,做好全方位的服務(wù)工作。通過建立健全各項規(guī)章制度,規(guī)范實驗室常規(guī)管理,實驗設(shè)備日常管理,責(zé)任到人。
(3) 嚴格考核制度,實驗人員的考核包括定性考核、定量考核以及其他工作考核三部分,使干得好與壞、多與少、干與不干,區(qū)別開來,形成一種積極向上的良好氛圍。
3結(jié)語
我們圍繞以能力培養(yǎng)為主線、構(gòu)建以“五個一”為支撐,由“三個多”組成的實驗教學(xué)體系,為培養(yǎng)“Computer+X”的具有醫(yī)藥學(xué)背景知識的應(yīng)用型人才發(fā)揮了重要作用。學(xué)生在學(xué)習(xí)中實驗,在實驗中學(xué)習(xí),工程實踐能力和綜合創(chuàng)新能力提升明顯。近年來,學(xué)生在全國及浙江省大學(xué)生程序設(shè)計競賽、大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競賽、多媒體競賽、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽等各類競賽中,獲獎60余項次。1人取得系統(tǒng)分析師證書,200余人通過了全國計算機技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格(水平)考試,取得了網(wǎng)絡(luò)工程師、軟件設(shè)計師、數(shù)據(jù)庫工程師、軟件評測師等中級水平資格認證。先后有30余名畢業(yè)生被浙江大學(xué)、華東師范大學(xué)等重點高校錄取為研究生,學(xué)生就業(yè)率連續(xù)多年超浙江省平均水平。
參考文獻:
[1] 劉興順. 計算機實驗教學(xué)的“四個三”教學(xué)模式[J]. 計算