一、专业课程教学实验现状
目前，国内相当一部分高校的专业基础课程教学实验虽然已初具规模，但是由于种种因素，例如，实验室管理、仪器管理、器材管理等制度还不太完善，仍然存在验证型趋势。学生反映通过实验没有成就感，仅仅是重复老师操作的过程来验证已有的实验结果。相当一部分学生通过了《C语言》，但不会编程序；通过了《模拟电路实验》及《数字电路实验》，但不会设计和调试电路；通过了《单片机实验》，但不会用汇编语言编程，不清楚单片机的管脚功能……诸如此类。某些专业课程的教学和实验脱节，实验或超前或滞后于理论教学，而且大多属于验证型实验，并没有完全达到预期效果。这些状况在一定程度上压抑了学生的实验积极性，看不见学生闪耀着的智慧火花。
针对这些现状，改进实验室管理模式、改进教学实验的方式是专业课程实验刻不容缓的任务。
二、开放实验室管理
要确保开放式教学实验的质量，实验室管理制度要完善，为此我们设想：
（1）制定“开放实验室学生守则”，例如：
①进入开放实验室的学生必须接受安全教育，自觉服从管理，严格遵守开放实验室的各项规章制度，严格遵守仪器设备的操作规程。
②应提前1天预约实验时间，若因特殊情况不能按预约时间进行实验的学生，必须提前2小时取消预约，否则将作违规处理。
③进入开放实验室前必须认真预习实验，明确实验目的、原理和步骤，并写出合格的预习报告。无预习报告者不得参加实验，并作违规处理。
④实验中学生不得随意调换或拆卸实验仪器设备，严禁私自拆卸仪器设备。因违反操作规程而造成损坏仪器设备者，应按规定酌情赔偿，并作违规处理。
⑤严禁修改、删除、复制计算机的系统软件与应用软件，一旦发现将作违规处理。
⑥实验完毕，必须切断自己实验位置上所有仪器设备的电源，并按原样整理好实验桌面上的仪器设备及配件，将个人物品和废纸杂物带离实验室。
⑦一学期累计违规达到2次或2次以上者，将取消其在开放实验室进行实验的资格。
注：还可根据实际情况增加更细化的实施条例。
（2）制定“开放实验室指导教师职责”，例如：
①开放实验指导教师应该由责任班任课教师担任或者由责任班助教担任。
②开放实验室指导教师应在实验前对责任班级学生集中辅导一次，主要进行管理指导、知识指导，重点讲解共性的问题，宣讲开放实验室学生守则。
③对于小型开放式实验，实验开始后集中辅导1次；对于大型开放式实验，实验开始后先集中辅导1次，以后每2周辅导1次，直至实验结束。
④对于大型开放式实验，每两周检查责任班级学生完成实验的情况，如有未按期完成规定实验者，应向任课教师提交书面报告。
⑤专业课程结束之后提交学生实验成绩。
注：还可根据实际情况增加更细化的实施条例。
（3）制定“开放实验室值班教师职责”，例如：
①开放实验室值班教师应该由实验室专职教师担任。实验室值班教师必须挂牌按时进入值班岗位，并负责开放实验室的日常管理工作。
②值班教师负责开放实验室的指导和答疑工作。应解答学生的问题，对于共性的问题，不需直接回答，而应该向学生指出自行解决问题的方法。
③值班教师要随机检查学生的实验预习情况，实验中是否如实记录实验数据，是否抄袭他人的实验结果，是否未按时完成实验报告。每个班次随机抽查不少于10人次，检查结果要做记录，并将记录在值班日志上登记。
④值班教师有责任检查开放实验室中学生实验的进行情况，检查是否存在违反“开放实验室学生守则”的现象。一旦发现学生有违规行为，应对其进行教育，核实清楚，并在值班日志上备案。
⑤学生实验中发现实验仪器设备有损坏的，必须将设备名称、组次在值班日志上登记，并要求学生签字。
⑥学生实验完毕，值班教师要检查并整理好实验室的仪器设备，有故障或损坏现象，必须在值班日志上登记。离开实验室时，务必切断电源、关好门窗。
注：还可根据实际情况增加更细化的实施条例。
（4）根据不同的专业课程实验制定不同的“开放实验考核办法”，例如后文的《离散时间信号处理》专业课程开放式教学实验考核评分标准。
三、开放式教学实验
下面以电子工程专业的骨干课程——《离散时间信号处理》为例初步设想专业课程开放式教学实验。
整门课程根据知识点可以安排5个实验：
（1）信号及系统的连续频谱分析——通过对信号、系统及系统的响应进行序列傅里叶变换，让学生加深对采样定理的理解；掌握用序列的傅里叶变换进行频谱分析。
（2）信号及系统的离散频谱分析——通过对信号、系统及系统的频率响应进行快速傅里叶变换，加深对快速傅里叶变换的理解；掌握用快速傅里叶变换进行离散频谱分析；与实验（1）的结果进行对比，了解用快速傅里叶变换进行频谱分析过程中可能出现的问题，以便在实际中正确应用快速傅里叶变换。
（3）IIR数字滤波器的设计——让学生选用脉冲响应不变法和双线性变换法进行Butterworth或Chebyshev选频特性数字滤波器的设计；总结参数对滤波器性能的影响；比较两种映射方法的特点及适用范围。
（4）FIR数字滤波器的设计——让学生选用Kaiser窗函数设计线性相位选频特性数字滤波器；用等波纹逼近法设计线性相位选频特性数字滤波器；比较两种方法的特点。
以上4个实验属于小型软件实验，实验指导教师应向学生明确实验任务和技术要求，可以将流程图交给学生，但不可将源程序拷贝给学生。让学生选用Matlab软件在规定的时间内在开放实验室里自行编程完成实验。
（5）用DSP芯片实现数字滤波器——这是一个工程实践型的综合数字系统实验。目的是让学生完成通用数字信号处理芯片的应用电路装配与调试的全过程：
①学生利用实验（3）或者实验（4）中理论设计得出的数字滤波器参数，用芯片语言编程实现数字滤波，分析滤波结果的数据是否正确。其中信号源的产生与存放、滤波的算法形式由学生自行确定。
②在硬件实验平台上，将滤波器的各部分功能电路明线连接成完整的数字信号处理系统，包括预滤波电路、A/D转换电路、滤波运算电路、D/A转换电路、低通滤波电路。
③一级一级测试数据是否正确，最后通过示波器的显示，参考实验（1）和实验（2）的实验结果，分析滤波结果是否正确。
实验（5）的整个实验过程是对学生理论知识的实践、编程、多种仪器的综合使用、电路调试等综合运用能力的锻炼。由于实验规模较大，学生可以2～4人一组合作工作，此举可以培养学生的交际与沟通能力，培养学生的团队合作精神。为培养学生的实验技能，实验（5）中的DSP芯片最好选用学生上手较快的普及型芯片。
作为《离散时间信号处理》课程的教学实验，实验指导教师向学生明确实验任务和技术要求后，应定期进行集中辅导，检查实验完成情况，要求学生在规定时间内按自己所选择的设计方案、算法形式完成实验。对于学生在实验过程中出现的问题、遇到的困难，应该启发性、鼓励性地让他们充分发挥自己的聪明才智，尽量自行寻求解决问题的办法，让学生在“遇到困难→排除困难→成功”的过程中感受巨大的成就感，从而诱导学生的创新萌动与欲望，激发学生的创新意识，使学生从逐渐参与创新发展为勇于创新，培养学生的进取精神和自学能力。
四、开放式教学实验考核评分标准
教学成绩的考核应与实验成绩的考核分开。通过抽查、值班巡视、实验结果验收、批改实验报告等不同形式的考察和考核，从不同的侧面了解学生对基础理论知识的掌握程度、对基本实验技能的掌握程度；了解学生的学习态度；了解学生对知识的综合运用能力、工程实践能力和创新实践能力。
实验成绩总评按优、良、中、及格、不及格评分。
①实验预习：包括对原理的预习和理解、实验内容的预先设计等（占8%）。
②课堂实验：实验（1）、实验（2）、实验（3）、实验（4）各占9%，实验（5）占30%；对于具有实验能力、主动分析和解决实验过程中所遇到问题的能力的学生加分8%；对于具有创新能力的学生加分8%。
③实验报告：应符合实验报告的要求，并包括对实验结果的分析情况以及思考题解答情况（占10%）。
五、结论
这种专业课的开放式教学实验能够为学生提供自主学习和创新实践的时间、空间，逐步克服对老师的依赖心理，养成发现问题、解决问题的习惯；巩固和加深对理论知识的理解；开放实验还可以解决实验时间难以安排和实验或超前于理论教学或滞后于理论教学的问题；学生可以摆脱行政班的约束，选择适合于自己的时间进行实验，可以在对问题有了深刻了解和认识后再进行实验；实验室的使用效率可以大大提高，实验室的数量可以大幅度缩减，实验室的硬件设施可以更加高新技术化。
以上是对开放实验室管理和专业课程的开放式教学实验的一些设想，难免存在不少纰漏及不足，这些都可以在设想的实施过程中不断改进和完善。
开设计算机网络综合实验培养学生的创新能力
谢娟陆庆傅彦
【摘要】本文介绍了计算机网络课程群的特点，指出了现有实验教学的不足之处，提出了改革现有实验教学的设想，并对开设具有综合性、设计性的网络实验进行了探讨。
【关键词】计算机网络实验教学实验改革综合性设计性
近年来，社会对掌握新知识、新技术，具有较强的工程能力和创新能力的复合性人才的需求与日俱增。面对这种新形势，在教学改革中，必须改变单纯重视理论教学的观念，强调理论与实践并重，加强素质教育和创新能力的培养。因此，应该改革现有的实验教学模式，通过开设具有综合性、设计性的实验对学生进行创新教育，培养学生的创新意识和创新能力，提高学生学习的主动性。
一、目前网络实验教学中存在的问题
计算机网络是一门集计算机技术与通信技术为一体的综合学科，整个网络课程群包括了《网络基础》、《计算机通信与网络编程》、《互联网技术》等多门课程，内容非常庞大、复杂。其教学目标是通过以上系列课程的学习使学生理解网络原理和相关协议，能够编制网络应用程序，同时还要掌握网络的管理、配置和维护。
由于网络课程的理论性和工程性较强，内容抽象、丰富，同时受到课堂教学的学时所限，老师很难把所有的知识都进行详尽的讲解，学生普遍反映学习起来比较吃力。因此，为了提高教学质量，必须充分发挥实验教学对培养学生动手能力和创新能力的作用。正是充分认识到了这一点，学校于去年投资购置了网络设备，组建了计算机网络实验室，并已开设出了紧扣相关理论知识、具有工程化特点的计算机网络系列实验。笔者作为《网络基础》课程实验的开发者和整个网络课程群相关实验的指导老师，全程指导了所有实验。通过指导实验过程中与学生的交流，发现大多数学生是第一次接触并配置网络设备，对此非常感兴趣，普遍反映效果很好，并希望实验学时能适当增加，多开一些有特色的实验。但综合学生实验的情况和实验报告中反映的问题，笔者认为下列问题值得我们认真思索和改进：
（1）由于实验的课时较少，属于与课程配套的基本实验，目的是让学生通过实验掌握网络工程设备的基本配置。因此其虽然有一定的综合性、设计性，但实验方法多为验证型的，要求学生按实验指导书的要求，根据给出的实验拓扑图，使用相应的网络设备完成实验内容，写出实验报告。在拓展学生的思维能力、培养学生的创新能力方面存在不足。
（2）网络课程群中的《计算机通信与网络编程》课程不仅要求学生掌握计算机通信原理，还要理解网络协议及其编码规则，并能利用C或C++等程序设计语言开发网络应用程序，对学生而言有相当的难度。但由于其课堂教学时间只有短短的16个学时，因此教师不可能作深入细致的讲解，其配套实验由1～2个编程实验组成。一般由教师给出部分主要程序代码或参照书上的现有程序做一定的修改完成指定的功能，应该说难度和创新性都有限。
由此可见，网络课程群中的每一门课程都有其配套实验，但综合性与设计性均不强，且都相对独立，未能组合在一起进行设计，有待进一步完善。
二、综合性实验项目介绍
为了设计出富有特色的创新实验，学校于2004年底启动了综合性、设计性实验项目建设，我们网络教学组申报了两个项目，并已进入详细设计、开发阶段。由于整个网络系列课程涉及面广，实验项目不可能面面俱到，因此我们选择了以下两个较典型的实验项目：
（1）TCP/IP协议数据单元及协议过程分析与网络应用、网络安全应用程序的设计实现
该项目由4个子项目组成，侧重点在网络协议及网络编程，涉及的主要知识点包括TCP/IP协议及其参考模型、TCP/IP套接字编程、TCP/IP协议数据单元及协议过程分析、网络安全等。
（2）广域与局域模拟园区组网技术的分析与设计
