摘要：本文針對現有的本科計算機類實驗教學中的一些不足，從能力培養的角度提出了一種新的層次化計算機類實驗教學體係，並給出了相應的實驗課程設計原則。本實驗教學體係兼顧對本科生工程能力和分析研究能力的培養。最後，結合實驗課程的教學經驗，提出了實驗課程的安排和實驗教學中應該注意的問題。
關鍵詞：計算機實驗；實驗教學；教學體係
以計算機學科為代表的信息技術發展迅速，並已廣泛應用到生產和生活當中。因此，社會迫切需要有很強實踐能力、創新能力和綜合素質的人才，而高校的實驗教學和實驗室恰恰是理論和實踐相結合的科研和教學基地，為培養本科學生創新能力和工程實踐能力提供了重要的場地[1]。另外，實驗教學中的實踐過程也是加深學生對課本知識認知的最好手段。為此，我校構建了課內外教學互動的實驗教學體係，開設了基礎型、應用型、綜合型、設計型和創新型等多種實驗平台[2]。並且，我校計算機專業的本科課程，90%以上都開設了相應的實驗教學環節。
1實驗教學中的一些問題
現有的實驗教學體係中都包括了課程實驗，以及其他的綜合實驗或創新實驗。通過教學發現，目前的實驗體係中還存在一些可以改進的地方。
(1) 現有的課程實驗按照統一的方法進行教學，缺少對實驗課程本身特點的考慮，實驗課程的課時比重、分數比重都低於課堂教學，造成部分實驗課程安排的內容不夠豐富，難以達到提高學生運用知識，解決問題能力的培養目標。比如“C語言”課程實驗可以在較少的課堂教學時間內達到預期的實驗目標，但是“軟件開發環境”課程，由於該課程應用性強，涵蓋範圍寬，其課程實驗在同樣的實驗教學時間內很難讓學生掌握相關開發知識。
(2) 按照課堂教學課程，設計對應的實驗內容的方式，存在可以改進的地方。基礎性課程的課程實驗可以讓學生通過實踐快速理解並掌握書本知識，實現了較好的教學效果。但是，一些專業課程，不同課程的內容存在一些交叉，所以在課程設計過程中也會出現交叉問題。另外，所有的課程都一一對應實驗環節，造成教學量太大，學生也要花大量時間忙於多個實驗課程的聽課、實踐和完成報告。在實踐中，學生缺少思考的時間和過程。
(3) 相對缺少分析研究型的實驗內容。計算機專業的本科生，多少將來會從事工程技術相關的研發，所以現有的實驗教學體係較多注重學生的工程實踐能力的培養。但是，分析問題的能力也是本科教學中不可缺少的一部分，所以在時間教學中，可以采取靈活的方式適當增加研究型實踐內容。
針對以上問題，結合我們在教學中的經驗，給出了一種新的實驗教學體係。依據該實驗體係從培養目的為視角，對開設的實驗課程進行定位，從而明確如何開展相應的實驗教學工作。本文提出的實驗體係可以作為現有實驗體係的一種補充。
2計算機類實驗教學體係建設
2.1三層實驗教學體係
我們按照實驗課程的教學目標的不同，以及教學內容的性質不同，定義了一種新的三層實驗教學體係，具體內容如圖1所示。
基礎型實驗，通過實際操作和驗證，加深對知識的理解和對係統的認知，並掌握基本技能。這類實驗以教師演示，學生實踐並驗證為主要方法，以課堂教學為主要教學方式。如數據結構、C語言等課程實驗都屬於此類型。基礎型實驗的實踐內容基本上不超出課本的知識範圍，為後續的開發型實驗和分析型實驗的開展打下基礎，包括建模分析基礎、軟硬件開發基礎等。
開發型實驗，培養學生的技術開發能力，包括程序設計能力、硬件開發能力和專業技能運用能力等。這類實驗由教師提出具體任務，要求學生以專業知識和技能解決問題，以課堂訓練為主，結合課外時間，以達到教學目標為標準。這類實驗包括了專業技術課程的部分配套實驗，如密碼學課程中的算法實現，網絡安全課程中的基於OpenSSL的安全通信程序開發等。這類課程的實驗內容不僅僅局限於書本上的內容驗證，還會與實際應用相結合。如OpenSSL實驗，以課堂學習的內容為知識背景，采用實際中廣泛應用的OpenSSL開源項目為基礎，設計實現符合應用需求的安全通信過程。