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［摘要］目前许多高校计算机专业实验室大部分是按照所承担的实验教学任务以及统一课表进行管理，没有教学任务时，实验室一般处于关闭闲置状态，非实验课时间外，学生想进入实验室进行学习和研究，是很困难的。文章针对华北科技学院计算机专业实验室教学信息管理现状，研究开发开放专业实验室教学信息管理平台，目的在于有效地探索开放实验教学模式。
［关键词］开放实验室信息管理实验教学模式
［作者简介］孟广学（1964-），男，内蒙古赤峰人，华北科技学院计算机系，高级工程师，研究方向为计算机应用与控制。（北京101601）
［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2012）27-0165-02
一、引言
高等教育中培养高素质应用型人才的关键是创新能力的培养。为了使学生在学习中获得更多的实用技术和创新技能，锻炼其动手能力，必须增加实践环节的学习。在以“学生是主体，教师为主导”的基础上，对开放实验室教学信息进行综合分析，建立开放式实验教学平台和开放式实验教学管理体系意义重大。我系有专业实验室四个：网络工程实验室、计算机组成原理实验室、微机原理与接口技术实验室和软件开发实验室。同学们通过网络就可了解实验室的各种信息，实验室除完成计划内的实验教学外，还定期向学生开放，学生可利用实验室开放时间和自己的空闲时间进入实验室，借助实验室优秀的资源进行创新性实验和课题的研究。开放实验室的教学理念是：不区分系部，也不区分专业，只要你有基础，有兴趣，都可以走入实验室；使教学由统一安排转变为主动参与，由被动学习转变为兴趣开发，这样更有利于学生思维能力、设计能力、知识综合运用能力和创新能力的培养，真正达到教学相长的目的。
二、传统实验教学模式的不足与开放式实验教学模式的优点
针对右表所示的优缺点，本平台从科技发展与人才素质需求的角度考虑，进行实验教学的改革，以期建立一种适合现代科技发展、有利于培养具有扎实基础知识和创新意识人才的教学新体系。教学模式改革尽量做到教学内容反映当代教学思想和科技成果；教学方法和手段改变过去的单一模式，创立教学新模式，建立开放性实验室，满足不同层次的学生在不同时间进行学习和研究的需求；采用计算机技术、因特网等现代化教学手段，改善教学条件，形成多元化的教学环境，激发学生学习的主动性。
三、开放实验教学的思想
第一，教学内容的开放。以网络平台为基础，编写适合开放性实验的教学计划。教师根据课程教学目标，针对不同层次的学生，给出该课程的验证性实验模块、综合性实验模块、设计性实验模块和自定义的实验模块。
第二，教学资源的开放。（1）硬件资源的开放，主要指实验室的设备和配套仪器。（2）软件资源的开放，包括实验室的开发环境，可用的软件、教学课件、实验指导书，必做的、选做的实验项目，综合性、设计性的实验题目，可扩展的实验题目及可参与的研究课题等。（3）模拟演示环境的开放。包括一些典型题目的动画演示和典型实验的模拟演示。
第三，教师信息的开放。主要指教师的年龄、职称、学历、研究方向、研究的课题项目、特长信息以及可预约指导的时间等。
第四，教学组织的开放。实现指导教师和实验时间的可选择性，根据实验室的空闲时间、指导教师的空闲时间，学生通过网络提出申请，预约成功，学生就可按照自己的方案和兴趣，进入实验室进行实验或研究。以此充分调动学生学习的积极性和主动性，使学习更有针对性和趣味性，学习和研究更有动力，为学生提供一个可选择性自我发展和体现自身特点的空间。
第五，教学信息的开放。通过该系统为学生提供实验选课的网上平台，学生通过上网便可浏览所需实验室的软硬件信息，包括教学大纲、实验大纲、教学计划、仪器仪表、设备等，还可通过用户登录，按自己的兴趣进行实验预约、报告的提交、成绩的查询、在线疑难问题的解答和讨论、资源的下载、动画演示、实验室课表的查询等。
四、开放实验室教学信息管理平台的特点和功能
第一，平台设计的特点。（1）平台立足于教育部的有关精神，结合我校的教学实际情况，定位准确，功能实用。（2）平台利用先进的Jsp技术整合计算机软硬件实验环境，系统提供开放式的接口，可与其他系统进行充分互联。（3）平台为教师实验教学指导提供了人性化的实验指导过程。教师可以通过网络来指导和控制学生的实验过程和进度。（4）为学生提供了发挥创造性和主动性学习的平台。（5）平台具有安全保障措施，实现了应用一级基于角色的访问控制，即各类用户只能在自己的权限内使用。
第二，系统实现的主要功能。系统可分为三类用户：学生、教师、系统管理员，具体功能如图1所示。
五、该管理平台采用的技术方案
第一，平台采用B/W/D（浏览器/Web服务器/数据库服务器）三层结构技术，如图2所示。之所以采用这种模式，是因为它基于传统C/S(客户端/服务器)结构发展起来的，在技术上已经很成熟，而且得到了广泛的应用，系统具有互操作性和可扩展性强、结构清晰、耦合度低，开发成本和后期的维护成本低等优点。
第二，平台以数据库管理系统（ODBMS）技术为核心，数据库的一切操作，包括定义、更新及各种控制都是通过DBMS进行的。根据数据模型的不同，DBMS可以分成层次型、网状型、关系型、面向对象型等，该平台进行信息的组织和管理采用了较为先进的面向对象的概念和技术，实现了WWW，BBS，FTP等网络服务功能。
第三，平台采用JSP（Java Server Pages）编程开发技术，JSP以JAVA语言作为脚本语言。JSP网页为整个服务器端的JAVA库单元提供了一个接口来服务HTTP的应用程序。所有应用都是基于服务器端，所以可以时刻保持最新版本，并且，客户端的接口简单，易于部署、维护和修改。
六、开放实验室取得的成效
通过对计算机系专业实验室开放，几年来取得了一些教学改革的成果。
第一，微机原理与接口实验室。同学们利用开放时间开发和设计出了密码电子锁、防盗报警器、电子时钟、校园环境检测系统、智能玩具遥控车等作品。一些同学选择计算机应用与控制方面的研究作为毕业选题，他们充分利用实验室开放时间，不但设计出有实用价值的作品，而且结合开发的理论和难点做成了优秀的毕业论文。
第二，计算机组成原理实验室。利用开放实验室，同学们设计出8位的带流水的CPU、带CACHE的CPU源码；设计了小型的MIPS系统、MIPS仿真、MIPS交叉编译、MIPS编译器的优化等。
第三，网络工程实验室。同学们通过开放实验完成了中小型网络的搭建、VOIP实验、IPV6实验、OSPF路由协议、QACL高级应用、访问控制列表ACL和包过滤防火墙等，通过理论学习和实验室的实际操作锻炼，一些同学考取了CCNA（Cisco认证网络支持工程师），为以后就业创造了良好条件。
第四，软件开发实验室，面积200平米，较为高端的PC机130台，安装了Win xp，Win server2005，Linus操作系统、数据库系统和常用的开发工具，它充分满足了学生对软件开发和设计的需求。
通过开放实验室，一是教学质量得到了明显提高，实践环节的增加，弥补了理论教学的欠缺；二是学生的动手能力、创新能力和独立思考能力得到了锻炼；三是促进了教师积极钻研业务，明显提升了教师的理论水平和整体素质；四是提高了实验室的设备利用率，充分发挥了投资的效益。
［参考文献］
［1］张家栋.研究型大学实验室向本科生开放的实践与思考［J］.中国大学学报，2009（6）.
［2］尹世学，黄乐，闻星火，等.基于B/S模式的实验室开放基金管理信息系统［J］.中山大学学报（自然科学版），2009（3）.
［3］韩国防，罗士平，周国平.实验室资源的开发与开放［J］.实验技术与管理，2007（12）.
［4］周金燕.开放实验室管理研究与实践［J］.重庆科技学院学报（社会科学版），2007（1）.
［5］郭静.Web Server集群在校园网开放实验室中应用研究［J］.实验室研究与探索，2005（5）.
［关键词］开放实验室信息管理实验教学模式
［作者简介］孟广学（1964-），男，内蒙古赤峰人，华北科技学院计算机系，高级工程师，研究方向为计算机应用与控制。（北京101601）
［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2012）27-0165-02
一、引言
高等教育中培养高素质应用型人才的关键是创新能力的培养。为了使学生在学习中获得更多的实用技术和创新技能，锻炼其动手能力，必须增加实践环节的学习。在以“学生是主体，教师为主导”的基础上，对开放实验室教学信息进行综合分析，建立开放式实验教学平台和开放式实验教学管理体系意义重大。我系有专业实验室四个：网络工程实验室、计算机组成原理实验室、微机原理与接口技术实验室和软件开发实验室。同学们通过网络就可了解实验室的各种信息，实验室除完成计划内的实验教学外，还定期向学生开放，学生可利用实验室开放时间和自己的空闲时间进入实验室，借助实验室优秀的资源进行创新性实验和课题的研究。开放实验室的教学理念是：不区分系部，也不区分专业，只要你有基础，有兴趣，都可以走入实验室；使教学由统一安排转变为主动参与，由被动学习转变为兴趣开发，这样更有利于学生思维能力、设计能力、知识综合运用能力和创新能力的培养，真正达到教学相长的目的。
二、传统实验教学模式的不足与开放式实验教学模式的优点
针对右表所示的优缺点，本平台从科技发展与人才素质需求的角度考虑，进行实验教学的改革，以期建立一种适合现代科技发展、有利于培养具有扎实基础知识和创新意识人才的教学新体系。教学模式改革尽量做到教学内容反映当代教学思想和科技成果；教学方法和手段改变过去的单一模式，创立教学新模式，建立开放性实验室，满足不同层次的学生在不同时间进行学习和研究的需求；采用计算机技术、因特网等现代化教学手段，改善教学条件，形成多元化的教学环境，激发学生学习的主动性。
三、开放实验教学的思想
第一，教学内容的开放。以网络平台为基础，编写适合开放性实验的教学计划。教师根据课程教学目标，针对不同层次的学生，给出该课程的验证性实验模块、综合性实验模块、设计性实验模块和自定义的实验模块。
第二，教学资源的开放。（1）硬件资源的开放，主要指实验室的设备和配套仪器。（2）软件资源的开放，包括实验室的开发环境，可用的软件、教学课件、实验指导书，必做的、选做的实验项目，综合性、设计性的实验题目，可扩展的实验题目及可参与的研究课题等。（3）模拟演示环境的开放。包括一些典型题目的动画演示和典型实验的模拟演示。
第三，教师信息的开放。主要指教师的年龄、职称、学历、研究方向、研究的课题项目、特长信息以及可预约指导的时间等。
第四，教学组织的开放。实现指导教师和实验时间的可选择性，根据实验室的空闲时间、指导教师的空闲时间，学生通过网络提出申请，预约成功，学生就可按照自己的方案和兴趣，进入实验室进行实验或研究。以此充分调动学生学习的积极性和主动性，使学习更有针对性和趣味性，学习和研究更有动力，为学生提供一个可选择性自我发展和体现自身特点的空间。
第五，教学信息的开放。通过该系统为学生提供实验选课的网上平台，学生通过上网便可浏览所需实验室的软硬件信息，包括教学大纲、实验大纲、教学计划、仪器仪表、设备等，还可通过用户登录，按自己的兴趣进行实验预约、报告的提交、成绩的查询、在线疑难问题的解答和讨论、资源的下载、动画演示、实验室课表的查询等。
四、开放实验室教学信息管理平台的特点和功能
第一，平台设计的特点。（1）平台立足于教育部的有关精神，结合我校的教学实际情况，定位准确，功能实用。（2）平台利用先进的Jsp技术整合计算机软硬件实验环境，系统提供开放式的接口，可与其他系统进行充分互联。（3）平台为教师实验教学指导提供了人性化的实验指导过程。教师可以通过网络来指导和控制学生的实验过程和进度。（4）为学生提供了发挥创造性和主动性学习的平台。（5）平台具有安全保障措施，实现了应用一级基于角色的访问控制，即各类用户只能在自己的权限内使用。
第二，系统实现的主要功能。系统可分为三类用户：学生、教师、系统管理员，具体功能如图1所示。
五、该管理平台采用的技术方案
第一，平台采用B/W/D（浏览器/Web服务器/数据库服务器）三层结构技术，如图2所示。之所以采用这种模式，是因为它基于传统C/S(客户端/服务器)结构发展起来的，在技术上已经很成熟，而且得到了广泛的应用，系统具有互操作性和可扩展性强、结构清晰、耦合度低，开发成本和后期的维护成本低等优点。
第二，平台以数据库管理系统（ODBMS）技术为核心，数据库的一切操作，包括定义、更新及各种控制都是通过DBMS进行的。根据数据模型的不同，DBMS可以分成层次型、网状型、关系型、面向对象型等，该平台进行信息的组织和管理采用了较为先进的面向对象的概念和技术，实现了WWW，BBS，FTP等网络服务功能。
第三，平台采用JSP（Java Server Pages）编程开发技术，JSP以JAVA语言作为脚本语言。JSP网页为整个服务器端的JAVA库单元提供了一个接口来服务HTTP的应用程序。所有应用都是基于服务器端，所以可以时刻保持最新版本，并且，客户端的接口简单，易于部署、维护和修改。
六、开放实验室取得的成效
通过对计算机系专业实验室开放，几年来取得了一些教学改革的成果。
第一，微机原理与接口实验室。同学们利用开放时间开发和设计出了密码电子锁、防盗报警器、电子时钟、校园环境检测系统、智能玩具遥控车等作品。一些同学选择计算机应用与控制方面的研究作为毕业选题，他们充分利用实验室开放时间，不但设计出有实用价值的作品，而且结合开发的理论和难点做成了优秀的毕业论文。
第二，计算机组成原理实验室。利用开放实验室，同学们设计出8位的带流水的CPU、带CACHE的CPU源码；设计了小型的MIPS系统、MIPS仿真、MIPS交叉编译、MIPS编译器的优化等。
第三，网络工程实验室。同学们通过开放实验完成了中小型网络的搭建、VOIP实验、IPV6实验、OSPF路由协议、QACL高级应用、访问控制列表ACL和包过滤防火墙等，通过理论学习和实验室的实际操作锻炼，一些同学考取了CCNA（Cisco认证网络支持工程师），为以后就业创造了良好条件。
第四，软件开发实验室，面积200平米，较为高端的PC机130台，安装了Win xp，Win server2005，Linus操作系统、数据库系统和常用的开发工具，它充分满足了学生对软件开发和设计的需求。
通过开放实验室，一是教学质量得到了明显提高，实践环节的增加，弥补了理论教学的欠缺；二是学生的动手能力、创新能力和独立思考能力得到了锻炼；三是促进了教师积极钻研业务，明显提升了教师的理论水平和整体素质；四是提高了实验室的设备利用率，充分发挥了投资的效益。
［参考文献］
［1］张家栋.研究型大学实验室向本科生开放的实践与思考［J］.中国大学学报，2009（6）.
［2］尹世学，黄乐，闻星火，等.基于B/S模式的实验室开放基金管理信息系统［J］.中山大学学报（自然科学版），2009（3）.
［3］韩国防，罗士平，周国平.实验室资源的开发与开放［J］.实验技术与管理，2007（12）.
［4］周金燕.开放实验室管理研究与实践［J］.重庆科技学院学报（社会科学版），2007（1）.
［5］郭静.Web Server集群在校园网开放实验室中应用研究［J］.实验室研究与探索，2005（5）.