八、结束语
微电子与固体电子综合实验基地的建设与教改是一项系统工程，其特点是投资力度大、工作繁重、持续时间长。历史已经跨入21世纪，通过4年左右的实验室专项投资建设，我们的实验教学改革取得了明显的效果，这是集体智慧和不懈努力的结果。我们的硬件环境和实践方面都有了新的突破，教学内容得到了充实和丰富，对本科生和研究生的培养和训练更加系统、全面，研究手段的进步为教师承担攻关课题奠定了物质基础，这必将带动我们的教学质量和学科总体水平跃上一个新的台阶。
开展《离散数学综合实验》强化学生实践能力
王丽杰傅彦
【摘要】通过对计算机发展和《离散数学》课程教学现状的分析，阐明开展离散数学综合实验的必要性，并指出实验给《离散数学》教育所带来的意义，最后给出实施《离散数学综合实验》的具体方法和建议。
【关键词】离散数学教学实验学生实践能力培养
一、计算机与离散数学
今天人们只要坐在一台能够联网的计算机面前就可以知道几分钟之前发生在世界各地的大到战争和灾难、小到生活琐事的新闻，这在几十年前是不可想象的。除了文字信息，人们还能够从远程服务器上观看电影以及音乐等视频和音频信息，甚至可以闻到几万公里外的“气味”（气味邮件）。我们可以通过电脑编制出各种气味的程序，并将它们提供给有电子邮件服务的网站使用。将来用户上网写邮件时，可以随意选择他们喜欢或者想用的气味程序，并将其像发送附件一样随邮件一起发送出去。而接收者可以通过连接在电脑上的“气味转换器”感受到各种气味信息。这就是计算机以及计算机网络的发展带给我们的生活的巨大变革。
任何一门学科的发展都离不开数学，计算机科学的发展和20世纪70年代初期形成的一门新兴学科——离散数学的发展密不可分。以下三点描述了为什么离散数学能够成为计算机科学的主要研究工具：
（1）目前使用最广泛的各种架构的机器都是所谓“数字模式”的，即这种机器的内部有且仅有两种不同的信息元，在硬件内用高、低电平或者介质的不同磁化方向或晶相等加以记录，数学上用“离散量”0和1对这两种信息元加以描述。
（2）当今通过计算机运算的绝大多数课题，都是基于若干离散对象之间的种种联系，即使是诸如求某一连续函数的积分这样的问题，由计算机来处理时，仍然要将连续函数进行离散化处理，即所谓数值分析方法。
（3）计算机系统本身就是一个有限结构或有限离散结构。
正因为离散数学充分描述了计算机科学的离散性特点，从计算机科学理论、系统结构、软件到应用，无一不以离散数学作为理论基础和数学工具。它是计算机科学基础理论的主干课程，是现代数学的一个重要分支。
二、为什么要引入《离散数学综合实验》
目前，高等院校《离散数学》教学普遍采用和一般数学相同的方法，即课堂教学加上课后的作业以及答疑，并配合考试进行学习成果检验。课堂教学由于计算机的发展形式已经丰富了许多，在传统的黑板书写与口头交流的基础上增加了网络与CAI教学，也有许多新的教学思想出现，如基于认识建构主义的教学。这些新的教学方法和教学手段改变了学生的被动学习模式，大大提高了学生对《离散数学》学习的主动性和理解能力，并且也为开展《离散数学综合实验》提供了可能。
实验在计算机学科中，是一种常用的教学手段。如汇编语言、数据库等课程，都具有实验和实践环节，它能够带给学生形象的、直观的印象，使之快速熟悉所学内容。但《离散数学》是以逻辑思维为主的一门学科，为什么也会需要引入实验环节呢？
（1）从对学生的大量调查中可以看出，很多计算机专业的学生在学习《离散数学》时尚不清楚《离散数学》在今后的学习和工作中到底有什么作用，因此只好使用和《高等数学》等数学类课程相同的方法，靠课堂的讲授和课后的大量习题练习来学习这门课程。诚然，这的确是《离散数学》学习中需要做到的，但实际上，我们还需要把这门课程的学习内容与实际的学科应用结合起来，做到理论和实践结合，以巩固所学知识，并进行融会贯通，真正达到对以后的工作和研究有帮助的作用，而不是仅仅为了考试，学完了就忘。
（2）从教学内容来看，离散数学最近几十年的发展相当迅速，各类最新知识不断膨胀。但由于课堂教学时间有限，无法讲授更多的内容，通过课程实验，学生就可以更多地接触学科前沿，把握整个学科的发展，利于在以后的工作和学习中的应用。
（3）从《离散数学》这门课程本身而言，也有着能够和实验结合的先天条件。因为离散数学来源于应用，又服务于应用。它的很多内容是和实际应用环境有关的，比如众所周知的哈密尔顿周游世界问题；再比如密码学，它和群论密不可分。
因此，离散数学与计算机的成功结合与应用，必将改变离散数学传统的理性推导方式，使离散数学的计算机证明成为大众所接受并能从中受益的有效方法之一。
三、开展《离散数学综合实验》的意义
在《离散数学综合实验》中，由学生自己动手，用他们熟悉的、喜欢玩的计算机解决几个经过简化的实际问题，让学生亲身感受到用所学的数学解决实际问题的酸甜苦辣，能够亲身体验理论知识对实践的指导作用，并进一步根据实践结果归纳出理论。“做然后知不足”，在培养学生独立解决问题的同时，激发他们进一步学好数学的愿望，促成《离散数学》教学的良性循环。
《离散数学综合实验》的开展，首先是改变了原来课堂教学那种由教师单向传输知识的模式。它提高了学生在教学过程中的参与程度，学生的主观能动性在实验中能得到相当充分的发挥。好的实验会引起学生学习数学知识和方法的强烈兴趣并激发他们自己去解决相关实际问题的欲望，因此有助于促进独立思考和创新意识的培养。
其次，实验让学生了解和初步实践应用离散数学的基本知识和方法解决实际问题的全过程，并通过计算机进行实际操作，实验的结果不仅仅是公式定理的推导、套用和手工计算的结论，它还反映了学生对数学原理、数学方法、建模方法、计算机操作和软件使用等多方面内容的掌握程度和应用的能力。因此数学实验有助于促进在实际工作中非常需要的综合应用能力的培养。
另外，实验过程中必须使用计算机及应用软件，将先进技术工具引进到教学过程，不仅是作为一种教学辅助手段，而且是作为解决实验中问题的主要途径。因此数学实验有助于促进《离散数学》教学手段现代化和让学生掌握先进的研究和实践工具。
学生可在实验过程中结合课堂讲授内容，加深对数学知识的理解，并培养应用能力；另一方面，也增强创新意识和创新能力，提高学生的探索意识和兴趣；并能了解学科前沿知识，把握本学科发展的脉搏。
同时，对教师来说，不但在实验过程中给学生以指导，也可根据实验中暴露出来的问题在课堂教学过程中进行弥补和调整，进一步加强了教与学的沟通，达到了更好的教学效果。从长远来说，能够提升教师和所在院校的名气和竞争力。
四、如何开展《离散数学综合实验》
关于如何开展《离散数学综合实验》，需从以下几个方面具体考虑、实施：
（1）和其他相关课程结合。《离散数学》和计算机科学中的《数据结构》、《操作系统》、《编译原理》、《数字逻辑理论》、《算法分析》、《逻辑程序设计》、《系统结构》、《人工智能》等课程有着紧密的联系。在实验过程中，我们要融合这些相关课程的内容，并结合实际问题，使学生能够动手完成一定的实验课题，增强动手能力和综合学习能力，提高对这些课程的学习兴趣。例如，在学习图论这一部分的时候，我们就可以结合《数据结构》中介绍的关于图的表示方法，让学生使用计算机进行图形的描述和简单计算。
（2）注重培养实用型人才。在实验过程中，我们要努力使用与以后的工作和学习更相近的方式方法，提高综合素质，培养学生的独立工作能力和合作精神。例如，外语的阅读和理解能力在以后的工作、学习中是相当重要的，因此，我们在实验过程中提供给学生的资料就要使用外文资料，并且，要求学生也能够自行利用各种渠道进行资料的收集和处理，避免只会读书、不会工作的情况出现。
（3）整个实验要采用建构主义的思想，注重学生认知的培养，采用循序渐进的方式进行。我们把每一个实验课题的操作都分为三个环节：预备环节、基本环节和拓展环节。在实验的预备环节，我们要求学生能够根据提供的实验资料，完成对整个实验准备知识的设计和实现。这个环节可由学生一人独立完成。在实验的各基本环节，可视课题的不同，采用学生独立实现或者一个小组（2～3人）的形式来完成实验课题。如学生有兴趣，可自行组成小组来完成实验的拓展环节。在拓展环节中，一般是对基本环节的课题进一步深化或者优化以及完成性能分析并提出改进方法。
（4）实验不但要培养对知识的理解和实践能力，还要注意学生思想方法的建立。我们要在实验过程中要求学生使用软件工程的理论，合理规划自己的实验步骤、手段和方法。
（5）对学生实验的考察可采用单独考察的方法，也可采用比较的方法，在所有同一课题的人和小组之间进行评比，根据评比结果进行打分，并可同时采用对优秀者进行奖励的方式，以提高同学们的实验积极性和竞争意识。
《生理学》实验教学模式探讨
夏阳范伯秋
【摘要】实验教学是《生理学》教学过程中极为重要的一个环节。我们尝试将多媒体技术运用到《生理学》实验教学中，在虚拟实验环境中，真实、动态地再现生理实验全过程，使学生通过与课件交互，完成整个《生理学》实验。我们认为这种实验模式在《生理学》实验教学中应用有以下优越性：成本低、难度小；实验教学效果好；使建立不受时空限制的虚拟生理学实验室成为可能。
【关键词】计算机模拟生理学实验教学改革
《生理学》是阐述和研究人体正常生理功能的学科，是一门实践性很强的学科。因此，实验教学是《生理学》教学的重要组成部分。但目前我校生物医学工程专业在开展《生理学》实验教学时存在诸多困难，如实验场地、实验器材、实验动物不足以及实验经费紧张等，使得《生理学》实验教学的开展受到很大限制；同时由于《生理学》的实验步骤复杂，操作精细，难度大，时间长，尤其在实验示教时，几十个同学围住一个老师，结果是老师讲解费力，学生观看不清，在学生具体操作时还需要老师重新示教讲解，使得教师的教学负担加重。因此，如何开展《生理学》实验教学、提高实验教学效率和质量是当前《生理学》实验教学改革中亟待解决的课题。随着计算机技术的迅猛发展和信息时代的到来，传统的《生理学》教学模式已经不能满足现代化高等教育发展的需求。针对这一现状，我们充分利用现有的计算机资源，尝试使用计算机多媒体技术来进行实验教学改革，在虚拟实验环境中，真实、动态地再现生理实验全过程，使学生通过与课件交互，完成整个《生理学》实验，为解决上述矛盾进行了有益的探索。
一、《生理学》实验教学的重要性
实验教学是《生理学》教学过程中的重要环节，这是因为《生理学》是一门实践性很强的学科，几乎所有的对人体正常生理功能的理论知识都来源于实践。通过实验教学可以培养学生善思考、敏观察、会动手、准表达及巧创新的能力。实验教学还可以培养学生对实验研究的兴趣，养成对科学工作严肃认真、严格要求、严密思维、团结合作及实事求是的工作作风，可以使学生加深对相关理论的理解，提高其对所学知识综合运用的能力。因此，加强实验课教学，是提高学生综合素质的重要手段。针对我校目前生物医学工程专业实验教学的具体情况，我们尝试将计算机模拟实验手段引入《生理学》实验课堂，以弥补实验课教学的不足。
二、生理学模拟实验教学软件的应用
计算机模拟实验是通过建立生物数字模型，由计算机仿真再现机体内某些机能活动。它能为学生提供更为直观、有效的实验环境和技能训练手段，能形象生动地解释某些生理现象的机制，尤其可以定量演示在目前学生实验条件下难以观察到的某些生理过程的动态变化。我们在教学中引进的“生理科学计算机多媒体模拟实验”是采用真实的动物实验数据，利用计算机多媒体技术研制的动物实验模拟系统。整套软件包含了生理学、病理生理学和药理学26项实验。每项模拟实验由6个部分构成：（1）实验目的、基本原理介绍；
（2）实验材料；（3）实验方法（包括实验技术介绍：如动物手术、离体器官组织标本制备，实验设备、装置原理、使用方法）和实验结果；（4）计算机模拟实验；（5）测验；（6）思考题。我们在教学中主要采用了生理学实验部分，图1是生理学模拟实验软件的操作流程图。
