1概况
1.1计算机实验教学的定位
以计算机科学与技术学科为依托，以计算机理论教学为基础，以实践与理论的结合为核心，丰富和完善计算机系列实验教学，促进计算机在全校各专业中的渗透与应用，提升计算机科学研究、工程技术与应用开发创新人才的培养水平。
1.2实验教学理念
1.2.1面向全校需求的课程体系
计算机的发展推动了计算机学科的进步，计算机的应用提升了各学科的技术水平。本中心面向全校各专业对计算机知识的不同需求，按照通识基础、技术应用和科学研究，建立了多层次的实验课程体系。课程内容体现了基础知识、综合应用、创新研究。
通过实验课程，促进计算机在各学科的渗透与应用，培养具有专业知识和综合能力的人才，提升各学科的整体水平。
1.2.2强调基础理论的实践第一
计算机教学具有实践性强的特点，本中心给学生提供充足的实践空间，通过实验验证、课程设计、专题训练、专业实践、毕业设计等实践活动，提高学生的实践能力、科学作风，加深对理论知识的理解。数理、电子技术是计算机学科的基础，逻辑思维、抽象思维是计算能力的体现，本中心强调理论指导下实践，实践与理论的结合。
1.2.3依托科研优势的创新教育
清华大学计算机科学与技术是全国重点学科，拥有高素质的科研队伍和雄厚的科研能力，承担了一系列国家“973”、“863”、“国家自然科学基金”、“国家攻关”等重大和重点项目，取得了多项创新性成果。
本中心注意提取科研中的相关知识点，引入到教学实验中；关注普及型与专业型教学的结合；以先进的科学问题激励学生的思考。通过实验教学，让学生体验书本与应用、学习与研究、通识与专业、继承与开创的关联，提升创新人才的培养水平。
1.3实验教学总体情况
计算机实验教学中心面向全校所有专业本科生开课，每年开出计算机实验教学课超过7000人门，完成实验学时数逾750000。计算机学科是一门理论与实践结合非常紧密的学科，因此实验教学中心的教学指导小组在教学实践中归纳出一套计算机学科特有的实验教学模式：除了独立设置的部分专题实验以外，提倡理论教学与实验教学不分离，提出了有计算机学科特色的课程体系。
在对面向全校的计算机课程(包含实验)作了调整、优化和分工的基础上，中心制订了全校计算机课程和实验体系，如图1所示。
基于这样的课程体系，计算机基础课被各院系列入了培养计划，更多的公共选修课程群为学生学习计算机提供了多种选择。例如，他们可以在全校任选课程中自主选择需要的课程，也可以修读计算机应用辅修专业，在计算机的某个技术领域有所专长；学生还可以根据个人兴趣或专业要求选修计算机专业的课程。通过计算机公共课程的实验教学，培养了各专业学生运用计算机技术进行本专业学习和研究的能力、将计算机学科与本学科进行交叉融合的能力，为各专业学生的后续专业课学习和研究生阶段的培养奠定了基础。
根据图1的计算机课程体系，我们提出了分层次的计算机实验教学课程体系，如图2所示。
计算机实验教学课程体系包括三个层次：通识基础类实验课程、技术应用类实验课程和专业技术类实验课程。针对计算机课程所共有的特点，即理论紧密地和实践结合在一起，因此我们实验教学中心不是强行将实验教学同理论教学拆开，而是将很多理论教学引入实验室，将理论教学在实验中完成。因此，从实验课程的角度看，也分为三个层次，而且在各种类别的实验课程中分别包含基本型、综合型和研究创新型实验项目。
计算机实验教学中心属校级编制，挂靠在计算机系，由实验中心管理委员会和教学指导小组共同管理。中心由11个实验室组成，其组织结构如图3所示，包括面向全校计算机基础教学和面向计算机专业和特长生的计算机专业教学两部分。
2特色及优势
2.1在奠定坚实的数理基础和计算机基本理论基础上，特别强调实践第一
计算机学科是当今发展最快的学科之一，要想跟上时代的飞速发展，特别是让学生在毕业后的职业生涯中能够始终不落伍，我们要给学生奠定坚实的数理基础和计算机理论基础，以及自主学习的能力。同时，计算机科学与技术学科具有实践性极强的特点，需要通过实验强化动手能力，引导学生树立理论联系实际的观念，培养学生严谨的科学作风。计算机技术水平是干出来的，不是看出来的，不动手是学不会的。在“教”的方面，提倡“案例教学”；在“学”的方面，强调作业、大作业、项目训练、专题训练等实践活动，引导学生在计算机实验教学中心这个实践平台上理性思维和理性实践。计算机实验教学主要目的是强化动手实践能力，引导学生既动手又动脑。计算机科学与技术有两重特性，即构造性和能行性。所谓构造性是指计算机科学与技术是建立在多基础学科理论基础上，由多学科共同构造、集成的。这就要求学生要开放思维，充分利用计算机解决问题，在实践中体验如何解决问题。所谓“能行性”就是说计算机科学理论最后都要落到实处，要理论联系实际，求真务实、一丝不苟，所有的理论都是为了能够让创造性的工作行得通，能够真正完成既定的任务。而这两大特点的落脚点恰恰在于“能行性”上，即要求在计算机学科方面的实践能力要强，要有真才实学。我们在整个教学、实验的各个环节都突出强调和体现计算机科学与技术的这两个特点。
2.2实现了多层次、多元化的教学实验体系，有利于个性化发展，培养各层次高素质人才
由于清华大学计算机实验中心面向的是对计算机知识有不同层次要求的各专业学生，我们扩大和加深了计算机学科与各专业的融合。在借鉴了国外一流大学实验教学体系基础上，总结了多年在计算机教学和实验方面所积累的经验，提出并建立了通识基础类、技术应用类和专业技术类三个层次的计算机实验教学课程体系，在每类实验课程中都设有基础型、综合型和研究创新型实验，有利于对各式人才的培养。在这个课程体系中，我们首先确立了计算机科学与技术专业学生的课程体系，充分考虑了各专业对计算机相关知识的要求，将计算机知识作为支持其他专业的基础信息平台，形成了多层次、多元化的实验教学体系。在各类实验中，强调增加综合型、研究创新型实验的数量和质量，指导学生根据各自的专业特点选择不同的实验内容，尽量将实验设计积木化、模块化，满足不同兴趣的同学对实验的不同需求，达到个性化发展和培养多层次高素质人才的目的。为了培养国际高水平计算机软件人才，制定了单独的培养方案和指导性教学计划，由姚期智教授主持“软件科学实验班”，该实验班得到教育部“大学生创新训练计划”项目的支持。十年树木、百年树人，我们的教学实验体系在人才培养上卓有成效，正是在这样的课程体系下培养出来了大批全面发展、高素质的人才。
2.3重视课程建设和教材建设，精品课程、精品教材成果显著
随着计算机学科的高速发展，计算机教学中教材建设和课程建设具有至关重要的地位和作用。在课程建设方面我们有9门课获精品课，“计算机语言与程序设计”、“计算机组成原理”、“计算机文化基础”、“面向对象的程序设计”获国家级精品课。其中“计算机语言与程序设计”和“计算机组成原理”获北京市级精品课，另外“计算机专业实践”、“数据结构”、“计算机程序设计基础”、“人工智能导论”、“计算机网络原理”获清华大学精品课。作为教学实验成果的一部分，教材建设是我们注重的另一个方面。我们积极参与世界先进技术和理论的研究，密切关注前沿计算机
科学与技术课程和实验，及时地推出各种教学和实验教材。近几年比较有代表作用的教材如《数据结构》，其三个版次、两种语言(C语言版和C＋＋版)的总发行量超过了300万册；《PASCAL程序设计》及其实验指导教材的发行量超过120万册；《计算机文化基础》及其实验指导教材的发行量超过了110万册；《IBM-PC汇编语言程序设计》及其实验指导书的发行量也超过了110万册，还有像《计算机图形学》、《计算机操作系统教程》、《微型计算机技术及应用》等的发行量也都在50万册至100万册之间，这样大发行量的教材还有很多。近5年教材建设方面有16种教材获得省部级以上奖励，其中获得国家级教学成果二等奖的教材6种；获得国家科技进步三等奖的教材1种；获得教育部科技进步一等奖的教材1种；获得教育部全国普通高等学校优秀教材二等奖的教材1种；获得北京市高等教育精品教材7种；获得北京市教育教学成果一等奖的教材1种；列为普通高等教育“十五”国家级规划教材3种；列为普通高等教育“十一五”国家级规划教材4种。我们还在不断地总结科研和教学成果，适时地推出包括“十一五”规划教材在内的各种系列教材。
2.4注重科研成果向实验教学转化，转化成果向全国高校推广
清华大学一直非常重视实验教学和研究创新相结合，根据实验教学和科研创新的要求，建设了一支结构合理、高水平的实验教师队伍与实验技术人员队伍，形成了与国际接轨的师资队伍建设机制。这支队伍依托计算机系的学科优势，以高水平的科学研究为源泉，自主设计了一批反映计算机新成就和新技术的教学实验、研制了新的教学实验装置。例如在获得国家科技进步二等奖的“高性能IPv6路由器”的科研基础上，我们及时地将该技术引入到实验中，研制了IPv6实验装置，并引入到实验教学中。这样的例子很多，例如TEC系列计算机组成原理实验装置，作为我们的研究成果获得了很多奖励，并推广到全国200多所院校。再比如TPC系列计算机接口技术和微机原理实验系统，推广到全国260余所院校，约5500套实验系统在为全国高校的微机接口和微机原理实验服务。
另外，作为学校规模最大的计算机实验教学和学习环境，我们采用现代信息化管理手段，包括学生管理、设备管理、课表管理，选课管理等。自主开发的计算机实验室综合管理系统在2000年通过教育部认证，并获得专利一项，为实现中心开放式教学，建立了配套的实验中心信息化系统。该系统包括中心网站、实验室门禁系统、实验室窗口预约、实验室综合管理系统、学习资源库。我们将实验教学中心建设与科研工作相结合，自主研发了中心网站，管理系统，构建了一个完整的网络化信息管理平台。这套管理平台已经推广到70多所院校的实验中心(室)中使用。
2.5以雄厚的科研为依托，开展各项科技活动，培养学生的自主性、研究型学习能力
学习兴趣是学生自主性学习的主要动力和源泉。为了提高学生的自主性学习和研究创新能力，我们从培养学生的学习兴趣入手，利用我们的科研优势，辅以资金支持和制度化管理，由教师选择合适的科研题目和部分项目，作为学生研究训练(SRT)的题目和内容。为了培养学生们对科研能力训练的兴趣，我们还举办各种国际、国内计算机知识技能的竞赛或组队参加各种竞赛。例如ACM大赛、数学建模大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、两岸清华程序设计大赛、智能体大赛、趋势科技程序设计大赛、“英特尔杯”清华大学创业计划大赛、清华大学程序设计竞赛、校计算机知识与技能大赛等等。在这些科技活动中，根据学生各自的兴趣，协助学生制定了详细的设计方案和实施方法，培养了学生们的自主性研究和创新学习的意识，养成了自主学习的好习惯，提高了研究和创新的能力。
3总结
清华历来重视计算机实验教学，施行“宽口径、厚基础、强实验、重创新”的方针。面临一方面为全校所有学生打下扎实的计算机文化基础，另一方面培养拔尖计算机专业创新人才的双重任务，依托已经建立的计算机实验基地的有利条件，建立了面向专业教育和基础教育的多层次计算机实验教学体系。既强调面向全校学生的基础文化性实验教学，同时又注意加强专业实验的前沿性、创新性。注重激发学生的学习热情，引领学生在学习过程中研究问题，在研究过程中提高创新能力。综合型和创新型实验的比率逐年提高，创新性内容贯穿始终。全面实施因材施教，既保障了所有学生达到基本要求，又为计算机专业创新人才提供了发展空间。