实验教学中心申报书-天津理工大学计算机与通信工程学院

实验教学中心申报书-天津理工大学计算机与通信工程学院内容摘要：

程序设计、群体机器人、数学建模等竞赛培训及上机训练。 每年参与学生近 150人。 4. 社会服务 中心建设依托市级重点学科 建设和博士点的建设不断向高水平推进；通过不断加强实验室队伍建设并注重实施实验室现代化管理手段， 依托优良的实验环境和条件，积极提供社会服务 ，具体有：  2020年以来作为国家计算机一级、二级考试，获得天津市优秀考点称号；  作为天津市教委指定的天津市大学生计算机专业和非计算机专业程序设计竞赛基地， 6年来每年均承办天津市大学生计算机应用能力竞赛；  今年开始为天津市总工会主办的天津市职工程序设计竞赛提供服务 ；  近两年成为天津市职称评定计算机考试的唯一考点。 课程实验 年 任务汇总表： 专业 课程门数 实验学时 学生人 时 数 计算机科学与技术 26 512 58532 信息安全 26 472 30750 网络工程 7 168 12936 信息与计算科学 18 310 19414 计算机（中加） 20 308 57400 通信工程 6 118 9288 面向各专业（基础课） 4 74 142956 合计 107 1962 331276 说明：计算机学科专业部分课程相同，在统计总门次时不重复计算 23．实验教学体 系与内容 （实验教学体系建设，实验课程、实验项目名称及 综合性、设计性、 创新 性 实验 所占 比例，实验教学与科研、工程 和 社会 应用 实践 结合情况等） 1．实验教学体系建设 依据我校对人才培养的定位，以及非计算机专业与计算机专业在培养目标、知识结构和学习重点的不 同，在优化培养方案和课程体系的基础上，经过一系列改革，形成了“ 学为主体、教为主导的分类分层、形式多元的实验教学体系”。  学为主体，分类指导 实验过程在注重基础知识巩固、验证的同时，也激发学生积极探索、独立思考、创造性思维，充分调动学生的能动性并提供个性发挥空间。 按 培养目标不同安排如下图所示。 12 公 共 基 础 系 列 计 算 机 学 科 系 列计 算 机 实 验 教 学 统 一 平 台文 管 经 法专 业理 工 学 科专 业计 算 机 科学 与 技 术信 息 安 全网 络 工 程信 息 与 计算 科 学通 信 工 程 公共基础类 ：按非计算机专业分文管经法、理工类系列，适于培养非专业计算机应用型人才。 如“程序设计”课程及实验，针对不同需求，分别开设 C、 VF、 Matlab 等。 计算机学科类 ：分计算机科学与技术、信息安全、网络工程、信息与计算科学 、通信工程 5个专业系列；适于培养计算机学科研究与应用开发的专门人才。  教为主导，分层递进 教师精心设计实验项目，实验内容的安排与理论教学既有机结合又相对独立，注重体现多门课程的渗透与融合，引 入科研成果，体现前沿技术，知识和能力并重，突出创新能力培养。 实验过程注重科学方法，引入新技术、新手段，积极发挥教师的引导作用。 实验内容按不同知识结构、递进的运用能力要求，先基础，后拔高，前后交叉融合，形成模块化、系列化、层次化结构；通过验证性、综合性、设计性、研究性实验达到运用能力的逐步提升。 参看下图： 实验形式多种多样，在课程实验、大作业、课程设计、开放实验基础上，与专题竞赛、专业实习 /实训过程有机地结合了起来。 2．实验课程及实验项目 在我校计算机实验教学统一平台下，面向全校低年级本科生，以计算 机学科基础知识、基本原理的理解、验证和基本技能的训练为主要实验内容，如计算机文化基础、程序设计 语言 课程实验。 面向 3年级本科生，以应用型课程或不同课程之间的多个知识单元为主要实验内容，如多媒体原理与技术、计算机网络技术等实验。 面向计算机学科专业的高年级本科 13 生，由于已经确定了专业方向（嵌入式系统、信息系统、多媒体技术），则以具有明显学科方向特点的专业实验为主要内容，如嵌入式系统、网络综合实验等。 2020年随着我校与加拿大魁北克大学联合培养计算机科学与技术专业以来，引进魁北克大学国际先进课程体系 和网络资源 ， 课程内容的实践性强，课程版本每年更新一次，课程内容直接反映软件新技术，考核采取综合理论知识、实验环节和课程项目完成情况的考核方式，采用全英文教材和英文版网络实验平台。 目前中心所开出的 425个实验项目中，验证 实验为 256项，占 60%，综合设计性实验 169项，占 40%。 具体实验项目见附录 1。 3．实验教学与科研、工程和社会应用实践结合情况 计算机技术发展迅速，更新快，其课程实践性强，因此在实践教学环节引入新技术、新方法和科研成果是中心教学改革的主要内容之一，首先任课教师普遍具有科研背景和丰富的工程实践能力， 中心教学管理条理规定任课教师必须参加部分或全部实验教学环节，包括实验大纲的修编、实验内容的设计、实验现场指导答疑和最终实验考核，教师除了将科研成果和学科前沿融入课堂教学外，在实践环节同样能够将科研题目中典型案例直接作为实验的具体内容，特别是专业课程实验、课程设计和专业实习与毕业设计，有 90%的案例或选题与科研成果和社会实际应用紧密结合，学生在实践过程中对有实际意义的题目和主流技术更加有兴趣、更容易展开思路、把握分析设计目标。 例如：  温显斌 教授 带领 的图形图像处理团队，在指导学生完成验证型和综合型实验的基础上， 将正在承担的虚拟月球、卫星遥感图像处理、智能机器人方面的项目内容分解部分用于指导创新实验，引起学生极大兴趣，受到锻 炼的同学参加全国首 机器人大赛 取得好成绩，同时科研内容与多媒体技术，图像处理等课程相互组合，形成了具有专业方向特色的培养体系；杨淑英教授深入开展了计算机视觉领域的研究，并将研究成果融入到教材建设中，主编完成的“ 图像模式识别 VC++技术实现 ”和 “VC++图像处理程序设计 ”不仅作为本科生和研究生教学和实验教材，并被多所高校使用。  在中国大学生 ACM 程序设计竞赛、 天津市计算机应用能力大赛 、数模竞赛、 电子设计等多方面，通过在暑假期间和利用双休日等，中心提供系列的能力拓展辅导和训练，计算机专业的学生参与覆盖率接近 60%， 近五年 计算机专业共获得国家大学生创新训练计划项目 19项。 非计算机专业的学生参与热情也有极大的提高，特别是机电类专业学生在各级各类竞赛、科技制作中表现出了较强的计算机应用能力。 14 24．实验教学方法与手段 （ 实验技术、方法、手段，实验 考核 方法等） 1．构建系统化、先进的实验教学平台 为了有效利用设备条件，提升实验的广度和深度，丰富实验内容，中心依托自身科研实力与工程能力，自 主 研 发了实 验教学信息化辅助平台，极大地增加了实验教学便利化与实验设备 功能。 实验平台技术环境和支持的技术手段紧密结合教学实际，从利于开展实验出发，在系统软件、工具软件、专用软件和实验仪器设备的配置上体现先进性、可操作性，主要内容如下：  网络 与信息安全 实验环境：提供 20台套基本网络互连设备，每台套含 2层交换机 2台 、3层交换机 1台 ，路由器 4台， PC 机 80台，其中 10套中有 UTM。 能够支持计算机网络 、网络安全、 网络综合实验 课程实验及计算机网络工程实验课，提供网络通信、网络安全、网络应用等多层面的实验环境。 2. 积极探索 实 验 教学手段的创新，改进教学方法 在实验环节充分利用现代化手段，通过网络多媒体 教学系统讲解实验要点、进行实际演示、分发参考资料，极大地方便了案例式、互动式教学方法的展开；硬件类实验采用仿真与实际演练结合、在线与离线仿真结合的方式极大地提高了实验效率，为学生提供了更充足的实验空间和时间。 3. 建设并有效利用网络辅助教学系统 中心构建了 3 类各有分工、各具特色的开 放资源网络辅助教学平台，分别面向计算机基础、计算机专业、信息安全专业 教学；另外结合精品课程建设开发了 3门网络课程 资源 ；为学生提供了包括课程介绍、课件下 载、相关知识、重点难点、自测试、案例演示、工具下载、多媒体素材等丰富实用的教学资源；利用 20TB 光纤通道磁盘阵列为 学生提供了网络磁盘空间，即有利于学生电子实验结果的提交，又有利于教师随时检查、开展教学互动，这种让学生在计算机网络环境中学习计算机的模式，极大地方便了学生，激发了学生学习兴趣，并为学生提供了更多的自主学习空间和开放资源，访问频率很高，使用效果反映很好。 4. 积极探索和开展创新训练 为了尽早地对学生开展创新意识、创新精神 的培养， 中心 通过建立《大学生创新实践中心》为 专业学有余力和有特长兴趣的学生 进行有组织的课外科技创新训练，使学生从大一第二学期 就进入由提高性内容开始的训练过程，并贯穿其后三年。 该训练结合已修课程，突出趣味性、实用性、引导性，并按年级分不同专题、开闭形式结合、柔性化管理。 覆盖面达 30%。 学生反映收效很大，启迪了思维，激发了学习兴趣，并希望有更多这样的训练机会。 另外面向全国大学生 ACM、足球机器人、 嵌入式系统设计 等高级别的竞赛，以及参与各种研究题目的学生，可以通过指导教师申请进入创新训练开放实验室进行自主设计， 近五年 有近 200 名学生通过该实验室的训练获得了竞赛优异成绩或发表论文等。 5. 加强实验教学管理，规范实验考核 15 为了保障实验教学质量和效果，中心重新制定了实验教学管理条例，规范了实验教学过程，明确教师职责，加强了实践环节的质量控制和考核力度。 包括要求主讲教师参与实验内容设计和实验过程，以便随时掌握学生的学习状况，使实验教学和理论教学相辅相成， 避免脱节现象。 加强了实验教学环节的指导和考核，如：安排在读硕士 以小班为单位担任实验教学助教；实验教学考核成绩按一定比例计入期末成绩；分组项目如课程设计采用分组与各人答辩相结合形式；实验预习报告、实验纪律、实验完成时间、独立完成情况、创新点等也 作为考核依据。 25．实验教材 （出版实验教材名称、自编实验讲义情况等） 1. 计算机文化基础实训指导（天津科技出版社 2020） ； 2. 数字逻辑实验指导书（自编） ； 3. 计算机 系统安全 实验指导书 （自编） ； 4. 数据结构实验指导书 （自编） ； 5. 路由与交换技术 实验教材 （自编） ； 6. 软件工程课程设计 实验指导书 （自编） ； 7. 网络攻击与防御技术 实验指导书 （自编） ； 8. 对象设计与建模 实验指导书 （自编） ； 9. WEB设计与编程 实验指导书 （自编） ； 10. 计算机项目管理 实验指导书 （自编） ； 11. 数据库与功能分析 实验指导书 （自编） 12. 信息论基础 实验指导书 （自编） ； 13. 数值计算方法实验指导书 （自编） ； 14. 计算机病毒原理与防治实验指导书 （自编） ； 15. 计算机结构实验指导书 （自编） ； 16. 计算机组成原理 实验指导书 （自编） ； 17. 操作系统实验指导书 （自编）。 16 3．实验队伍 31．队伍建设 （ 学校实验 教学 队伍建设规划及相关政策措施等） 培养一流的工科人才，离不开一流的实验室，要充分发挥实验室的作用，更离不开高水平的实验队伍，随着国家质量工程战略和高等教育改革的纵深发展 ，学校高度重视实验队伍的建设，在“十一五”加大实验室硬件建设的同时，认识到实验室水平不仅取决于设备，更取决于人，提出了关于提高实验教学水平、发挥建设效益的相关政策与措施。 计算机实验教学 中心 一直对实验教学队伍建设非常重视，结合学校 的要求和措施，相应地提出了中心实验教学队伍建设的思路与具体措施，包括 建立实验岗位的考核与评聘机制，将实验队伍纳入教学团队进行建设，优化队伍的学历结构、年龄结构，加速形成一支观念新、素质高、能力强，以任课教师和专职实验技术人员为主体的实验教学队伍。 近年来中心实验队伍得到较大的充实，结 构得到一定改善，队伍素质和水平逐步提高。 学校有关规划及中心具体措施落实情况如下： 1．按照学校实行的定编设岗制度与标准，学院在岗位聘用上实行了 专业技术岗位和实验室管理岗位的任务统筹安排，统一设置岗位， 制订了岗位职责，突出实验关键技术掌握、关键设备的管理以及科技创新， 对同时承担教学与实践指导工作的教授、副教授在工作量 考核中给予政策支持。 2．为了鼓励和吸引高水平、高学历人才从事实验教学或技术工作，学院采取灵活多样的聘任模式和工作方式，如：实验坐班制、教学 +实验制、合同制等，并在 技术职称评聘中，可根据实际岗位的 不同，评定为教师系列、工程技术系 列或实验技术系列 ， 吸引并稳定了高学历人才。 3．学校提倡聘请研究生到实验室做助教，参与实验教学与实验技术研究。 中心面对实验教学任务量大、涉及面广、影响力大的特点，制定了聘请在读硕士 担任实验教学助教的管理办法，要求指导能力对口，限定 1人 辅助 1名实验教师 指导 实验 ，每学期有 60余名研究生参与实验教学，部分研究生参与实验技术的研究。 5．学校 与所在学院 鼓励实验技术人员致力于实验教学改革、实验教材编写、实验技术研究、实验设备功能开发与利用 等，其成果可 作为岗位聘任、专业技术职务评聘等方面 的重要依据。 在这个政策支持下，中心人员积极参与了多项实验教改立项，推动了中心的发展和队伍素质提高。 17 32．实验教学中心队伍结构状况 （队伍。