实验教学体系与内容
1. 实验教学体系建设
实验教学是培养学生实践能力的最重要的实践教学环节，以培养研究型和实践型相结合、具有较强创新能力的复合型人才为目标，增加综合性、设计型和自主性实验项目的比例，逐步将延伸学科与基础学科的结合纳入本课程体系等理念，在实验教学中采取分层次、分阶段、循序渐进的模式，由浅入深、由简单到综合，采用课内、课外结合方式，通过开放式实验教学，鼓励学生自主创新，充分调动学生学习的积极性和主动性。为此，我们把实验教学体系分为专业基础性实验、综合性实验和科技创新性实验三个层次，以此为中心目标来进行实验教学体系建设。实验中心的实验教学体系如下图2-2所示：
| 图2-2 实验教学中心教学体系 |
专业基础性实验：以计算机基础、程序设计、数字媒体基础、数字媒体应用实验为主构成。通过基础实验的教学和训练，支持理论教学，内容覆盖理论教学主要内容，让学生加深理解课堂中所讲内容，使学生掌握基本的计算机原理与构成、基本的编程技术和基础的数字内容知识与体系结构。熟练掌握基本实验技术、基本实验方法、数据处理方法及相关理论知识的综合运用，为后续课程的学习打好基础，实现理论与实践相结合，提高分析问题解决问题的能力。
综合性实验：以课程设计和创新实验为主，根据不同的专业，通过课程设计或创新实践课程，对学生进行更深入的培养和训练。让学生组成实验团队，综合运用专业课程中学过的各种知识和技能，独立完成一项较为完整、并具有一定难度的数字内容作品。 使学生能够较系统的掌握从选题、方案论证、作品设计、编程实现以及系统测试，到最后的总结报告和文档整理等全过程的各个环节。
研究创新性实验：通过组织学生参加各种科技创新大赛的形式，引导学生进行研究创新。组织齐鲁软件大赛、数学建模大赛、设计创意大赛、电子设计大赛等科技创新小组等活动，同时鼓励学生参与教师的科研项目研究，由教师将部分科研内容划分为多个创新子课题，引导学生进行科技创新。在管理上，采取开放式实验教学，鼓励学生自主立项，充分调动学生学习的积极性和主动性。学生的科技创新活动也以该平台为主，组织实施。中心提供场地、设备、优秀辅导教师等条件，为优秀学生脱颖而出提供支持。目前中心设置了的创新实验室和开放实验室，并成立了由教师组成的竞赛活动指导团队，指导学生完成创新设计工作。
2. 实验课程、实验项目名称及综合性、设计性、创新性实验所占比例
实验中心修订执行的《实验课程教学大纲》涉及36门课程，按照“注重基础、综合应用、加强设计、提高创新”的指导思想组织实验内容。课内实验包括必修课、选修课、课程设计、专业综合实验。课外实验包括开放项目和其它形式实践活动的研究创新性实验项目，以开放实验室活动为载体的、鼓励学生参加、部分结合科研的实验研究课题，是实践教学集中资源、因材施教理念的充分体现。实验课程体系是依照实验室的功能分类建立的，专业基础性实验主要在计算机专业类实验室和开放实验室完成，综合性实验主要依靠数字媒体技术类和数字媒体艺术类实验室完成，科技创新性实验主要在创新实验室完成。开放实验室是用于学生的自由课题实验和课程基础的深化实验。创新实验室主要面向参加创新小组和各种科技创新大赛的学生，用来完成训练、比赛的各种实验，同时该实验室还用于已在开放实验室完成且具备成熟条件的实验项目提供进一步深入实验的环境。实验中心的典型实验课程、实验项目如下表2.2所示：
| 表2.2 2010学年度实验教学中心典型实验课程、项目情况统计表 |
（1）计算机专业类实验室
| 序号 | 课程名称 | 实验项目名称 | 实验性质 |
|---|---|---|---|
| 01 | 算法分析与设计 | 递归与分治策略实验 | 基础实验 |
| 动态规划与贪心算法实验 | 基础实验 | ||
| 回溯法与分支限界法实验 | 基础实验 | ||
| 近似算法实验 | 基础实验 | ||
| 算法优化策略实验 | 综合实验 | ||
| 02 | JAVA程序设计 | Java语言基础知识实验（求1000之内的素数、数组排序、字符串的查找与替换） | 基础实验 |
| 类、对象和继承实验（本科生档案管理系统，研究生档案管理系统） | 基础实验 | ||
| GUI图形界面（文本编辑器、计算器） | 综合实验 | ||
| 鼠标事件，键盘事件（简易画图软件） | 综合实验 | ||
| JDBC实验（基于GUI界面和JDBC操作的学生档案） | 基础实验 | ||
| 多线程和Socket通讯实验（聊天室） | 综合实验 | ||
| 03 | 数据结构 | 线性表的应用实验（设计一个100位以内的长整数加减运算的程序） | 基础实验 |
| 栈与队列的应用实验（利用栈深度优先进行迷宫求解。利用队列宽度优先进行迷宫求解） | 基础实验 | ||
| 稀疏矩阵运算实验（求矩阵相乘结果） | 基础实验 | ||
| 二叉树实验（根据输入的数据建立一个二叉树，输出二叉树，输出其前序、中序和后序遍历的结果） | 基础实验 | ||
| 图的操作实验（输入带权图的邻接矩阵，输出深度优先搜索结果和广度优先搜索结果，输出其最小生成树） | 基础实验 | ||
| 查找算法实验（有序表的二分查找，二叉排序树的查找） | 基础实验 | ||
| 排序算法实验（插入排序算法，选择排序算法） | 基础实验 | ||
| 数据结构及算法的应用实验（学生学籍管理系统设计与实现） | 设计实验 | ||
| 04 | 数据库管理 | 认识DBMA（试用各功能模块，以企业管理器、查询分析器为主） | 基础实验 |
| SQL语句多表查询实验 | 基础实验 | ||
| 数据库完整性实验（按要求设计学生成绩管理数据库并设置用户及其权限） | 综合实验 | ||
| 数据库设计实验（QQ服务器端的数据库设计） | 设计实验 | ||
| 05 | 计算机网络及编程 | 网线（双绞线）制作实验 | 基础实验 |
| 以太网数据帧的构成实验 | 基础实验 | ||
| 对等网络的管理和使用 | 综合实验 | ||
| IP地址与数据包的组成 | 基础实验 | ||
| IP地址转换协议ARP实验 | 基础实验 | ||
| 网络性能监测及故障分析实验 | 综合实验 | ||
| 06 | 面向对象技术 | 简单的C++程序设计实验（素数的求解） | 设计实验 |
| 函数的设计实验（最大公约数和最小公倍数的求解，重载函数的实现） | 基础实验 | ||
| 类和对象的设计实验（基于单个类和组合类下的矩形类的实现） | 基础实验 | ||
| 数组、指针和字符串的应用实验（学生信息的管理，自定义字符串类的实现） | 综合实验 | ||
| 07 | 程序设计C | 顺序结构程序设计实验（人机握手） | 基础实验 |
| 选择结构程序设计实验（分段函数的求解，百分制成绩与等级制成绩间的转换） | 基础实验 | ||
| 循环结构程序设计实验（素数的求解，分数序列的求和） | 基础实验 | ||
| 数组的应用实验（Fibonacci数列的求解，数据序列中元素的插入和删除） | 基础实验 | ||
| 函数的设计实验（学生成绩的统计，二维数组的转置） | 综合实验 | ||
| 指针的应用实验（数据的交换，字符串的基本操作） | 综合实验 | ||
| 结构体与文件的应用实验（基于文件的学生管理系统的实现） | 设计实验 | ||
| 08 | 软件工程 | Microsoft Visio软件的基本应用实验 | 基础实验 |
| 图书管理系统的软件需求分析实验 | 基础实验 | ||
| 图书管理系统的概要设计实验 | 设计实验 | ||
| 图书管理系统的详细设计与数据库的设计实验 | 设计实验 | ||
| 图书管理系统的代码实现实验 | 综合实验 | ||
| 图书管理系统的软件测试实验 | 综合实验 | ||
| 09 | 计算机组装与维修 | 计算机硬件系统构成实验（以一台具体的PC机为例，拆解机箱，认识机箱内部硬件组成） | 基础实验 |
| 计算机硬件系统基本部件的识别实验（对拆解后的PC机机箱内的各硬件进行识别） | 基础实验 | ||
| 计算机硬件系统组装实验（将拆解后的PC机各硬件重新进行组装） | 基础实验 | ||
| 系统软件与应用软件的安装实验（以一套常用的系统软件和应用软件为例，对组装后的PC进行软件安装） | 基础实验 | ||
| 软硬件故障的诊断与排除实验（以安装Windows操作系统的PC机为例，分析系统运行过程中出现的软硬件故障） | 综合实验 | ||
| 系统综合维护实验（以安装Windows操作系统的PC机为例，对系统进行维护和优化） | 综合实验 | ||
| 计算机基本部件组装实验 | 设计实验 | ||
| 10 | 网页设计与制作 | 建立站点实验（mybook站点） | 基础实验 |
| 网页设计实验（mybook主页设计） | 基础实验 | ||
| XHTML实验（用户注册与登录） | 基础实验 | ||
| CSS实验（主页样式表设计） | 综合实验 | ||
| JavaScript实验（客户端验证） | 基础实验 | ||
| 书籍展示站点设计实验（mybook站点前台设计） | 设计实验 | ||
| Web信息检索原型系统设计（为学校网站设计一个信息检索系统） | 设计实验 | ||
| 11 | 电子系统设计实践 | 使用protel工具，设计电路原理图（单图及层次图） | 综合实验 |
| 七管调幅收音机的组装（元件焊接、整机安装）及调试 | 综合实验 | ||
| 八路巡检仪设计与实现。（通过电子开关自动切换八路采集信号） | 综合实验 | ||
| 声控灯设计及实现。（声控灯只在晚间有效） | 设计实验 |
（2）数字媒体技术专业类实验室
| 序号 | 课程名称 | 实验项目名称 | 实验性质 |
|---|---|---|---|
| 01 | 计算机图形学 | 用java画图(1、用Java小程序来实现对已知起点和终点的直线的绘制；2、用java应用程序来实现对已知起点和终点的直线的绘制。) | 基础实验 |
| 基于光栅图形显示器的直线、圆弧生成实验 | 基础实验 | ||
| 绘制机器人的线框图表示实验 | 设计实验 | ||
| 多边形的扫描转换和区域填充（1、用边界标志算法填充一个凸多边形。2、用扫描线种子算法填充任意一个区域。） | 基础实验 | ||
| 机器人的身体着色 | 综合实验 | ||
| 变换与裁剪（1、调用DDA算法，然后实现直线的平移，放缩，旋转。 2、选择Sutherland－Cohen或Cyrus－Beck算法或梁友栋算法进行给定直线的裁剪。） | 设计实验 | ||
| 对绘制的机器人完成平移，任意倍数放缩，任意角度旋转 | 设计实验 | ||
| 投影（以一个立方体为例，投影模式采用透视，对其进行平移，放缩和旋转等模型变换。） | 设计实验 | ||
| 完成任意角度观察下机器人的绘制 | 设计实验 | ||
| 光照明模型模拟（1、绘制一个光照明球体。2、绘制一个点光照明的立方体，根据立方体各个表面的法向量计算立方体的颜色。） | 设计实验 | ||
| 给机器人添加光照，形成真实感场景 | 设计实验 | ||
| 完成一个真实感机器人场景，可以进行任意角度的观察，其中的机器人也可以做各种动作，如行走，旋转等，在此基础上可以完成一个虚拟漫游项目，实现在某个空间中的漫游。 | 综合实验 | ||
| 02 | 多媒体应用技术 | Windows多媒体基础实验 | 基础实验 |
| 平面设计基础——元素实验 | 基础实验 | ||
| 数字音频处理实验 | 综合实验 | ||
| 二维图像处理基础 | 基础实验 | ||
| Flash动画设计实验 | 设计实验 | ||
| 03 | 动画设计与制作 | 初始Maya实验（熟悉Maya基本操作） | 基础实验 |
| 多边形建模实验（制作电脑桌模型） | 基础实验 | ||
| NURBS曲面建模实验（制作灯饰模型） | 基础实验 | ||
| 细分曲面建模实验（制作手写板模型） | 综合实验 | ||
| 材质设计实验（为电脑桌模型设置材质） | 基础实验 | ||
| 纹理贴图实验（为灯饰模型贴上纹理贴图） | 基础实验 | ||
| 灯光和摄像机设置实验（为房屋室内模型设置灯光和摄像机） | 基础实验 | ||
| 渲染实验（将房屋模型渲染成图片） | 综合实验 | ||
| 原创静态作品设计实验 | 设计实验 | ||
| 04 | 动画运动规律 | 不同材质小球的的运动 | 基础实验 |
| 动画镜头实现 | 综合实验 | ||
| 花园一角循环停顿运动表现实验 | 综合实验 | ||
| 各种自然形态运动实验 | 综合实验 | ||
| 四足动物运动实验 | 基础实验 | ||
| 人物运动实验 | 综合实验 | ||
| 运动动画作品设计实验 | 设计实验 | ||
| 05 | 计算机游戏 | 初始化游戏循环 | 基础实验 |
| 精灵动画实验 | 基础实验 | ||
| 二维碰撞检测实验 | 基础实验 | ||
| 文本界面迷宫游戏 | 综合实验 | ||
| 简单潜艇游戏实现 | 综合实验 | ||
| 迷宫中A-star寻路算法实现 | 设计实验 | ||
| 06 | 几何产品造型设计 | 绘图设置和绘图方法实验（绘制简单圆） | 基础实验 |
| 简单图形绘制实验（绘制房屋顶棚图） | 基础实验 | ||
| 图形编辑实验（编辑公共卫生间平面图） | 基础实验 | ||
| 图形的图案填充实验（为机械零件填充渐变色） | 综合实验 | ||
| 图块和外部参照实验（绘制小区停车位） | 设计实验 | ||
| 07 | Internet网站设计 | JSP实验（计数器与购物车设计） | 基础实验 |
| JDBC实验（新闻管理设计） | 基础实验 | ||
| Servlet实验（购物车后台处理设计） | 综合实验 | ||
| 商务网站设计实验（mybook站点后台设计） | 设计实验 | ||
| 08 | WEB信息检索 | 文本相似度计算方法实验(学校网站中的网页文本相似度计算) | 基础实验 |
| Web页面爬取方法实验（爬取学校网站中所有的网页 | 基础实验 | ||
| Web页面索引算法实验（为学校网站中的网页建立索引） | 综合实验 | ||
| Web页面排序算法实验（根据给定的查询词为学校网站中的网页进行排序） | 综合实验 | ||
| 09 | 数字图像处理 | 图像对比度调整实验（人脸图像直方图均衡化） | 基础实验 |
| 图像放缩、旋转实验（医学图像几何变换） | 基础实验 | ||
| 均值滤波、中值滤波、高斯滤波效果对比实验（自然图像空域滤波） | 基础实验 | ||
| 自然图像的傅立叶变换和小波变换实验 | 基础实验 | ||
| 图像预处理实验（图像浏览与处理软件） | 综合实验 | ||
| 图像处理技术应用实验（人脸识别、车牌识别、医学图像分割） | 设计实验 |
（3）数字媒体艺术专业类实验室
| 序号 | 课程名称 | 实验项目名称 | 实验性质 |
|---|---|---|---|
| 01 | 平面设计与创意 | PS中像素图到矢量图的转换实验 | 基础实验 |
| 文字元素的特效制作实验 | 设计实验 | ||
| 图片元素的处理方法实验 | 基础实验 | ||
| 包装设计中色彩与构图应用实验 | 综合实验 | ||
| 网页中美术设计实验 | 设计实验 | ||
| 02 | 数字色彩艺术 | Photoshop软件基础实验 | 基础实验 |
| 以色相为主的配色实验 | 基础实验 | ||
| 以明度、饱和度为主的配色实验 | 基础实验 | ||
| 综合配色实验 | 综合实验 | ||
| 综合创意实验 | 设计实验 | ||
| 03 | 视频特技与非线性编辑 | AE软件初始设置实验 | 基础实验 |
| 屏幕打字效果制作实验 | 基础实验 | ||
| 三维空间发光字体效果实验 | 基础实验 | ||
| 飞舞的彩带效果制作实验 | 综合实验 | ||
| 创意视频片段制作 | 设计实验 | ||
| 04 | 动画设计与制作 | 初始Maya实验（熟悉Maya基本操作） | 基础实验 |
| 多边形建模实验（制作电脑桌模型） | 基础实验 | ||
| NURBS曲面建模实验（制作灯饰模型） | 基础实验 | ||
| 细分曲面建模实验（制作手写板模型） | 基础实验 | ||
| 材质设计实验（为电脑桌模型设置材质） | 基础实验 | ||
| 纹理贴图实验（为灯饰模型贴上纹理贴图） | 基础实验 | ||
| 灯光和摄像机设置实验（为房屋室内模型设置灯光和摄像机） | 基础实验 | ||
| 渲染实验（将房屋模型渲染成图片） | 基础实验 | ||
| 原创静态作品设计实验 | 基础实验 | ||
| 05 | 多媒体应用技术 | Windows多媒体基础实验 | 基础实验 |
| 平面设计基础——元素实验 | 基础实验 | ||
| 数字音频处理实验 | 综合实验 | ||
| 二维图像处理基础 | 基础实验 | ||
| Flash动画设计实验 | 设计实验 |
（4）创新实验室
| 序号 | 实验方向 | 实验性质 |
|---|---|---|
| 01 | 几何设计与计算机图形学 | 创新实验、综合实验 |
| 02 | 计算机动画与游戏设计 | 创新实验、综合实验 |
| 03 | 并行处理与科学计算 | 创新实验、综合实验 |
| 04 | 图像处理与模式识别 | 创新实验、综合实验 |
（5）开放实验室
| 序号 | 实验类型 | 实验项目名称 | 实验性质 |
|---|---|---|---|
| 01 | 齐鲁软件设计大赛 | 3D智能问答旅游咨询员、网络资源检索、儿童教育网游、手机游戏、原创动画、三维空间车载导航系统、虚拟漫游、幼儿教育软件、手机游戏、桌面电子宠物的创意与实现、蚂蚁寻食冒险旅程3D游戏、电子交通GIS系统、智能精灵创意与实现、IP音像广播远程 教育系统等 | 设计实验 综合实验 创新实验 |
| 02 | 数学建模 | 出版社的资源配置、人口增长预测、数码相机定位、制动器试验台的控制方法分析、储油罐的变位与罐容表标定 | 设计实验 综合实验 |
| 03 | 电子设计大赛 | 制动器试验台的控制方法分析、无线环境监测模拟装置、声音引导系统、智能救援车、电动翘翘板、宿舍智能防盗防火报警系统等 | 设计实验 综合实验 创新实验 |
| 04 | ACM程序设计大赛 | The traffic circle with traffic lights、Optimization Model for Reducing The Delays at Traffic Circle（TC）等 | 设计实验 综合实验 |
| 05 | 挑战杯大赛 | 方案策划、数据仿真、基于Android的手机程序开发 | 设计实验 综合实验 |
| 06 | 嵌入式大赛 | 基于ARM 的电子点菜系统等 | 设计实验 综合实验 |
| 07 | 广告设计大赛 | 平面广告、影视广告、广播广告、动画广告、广告策划案 | 设计实验 综合实验 |
| 08 | 兴趣小组 | 学生自设题目，如网页设计、嵌入式开发、图像处理、动画制作、海报设计等 | 设计实验 综合实验 创新实验 |
在实验课程中，含有综合性、设计性实验的课程门数占实验课程总门数的100％。根据实验人时数计算（不包括参加教师科研项目及中心以外的毕业设计），综合性实验约占30％，设计性实验约占50％，创新性实验约占20％。如下图2-3所示：
| 图2-3 实验教学中心实验室实验项目比例构成 |
3. 实验教学与科研、工程和社会应用实践结合情况
实验中心坚持理论与实际应用相结合，以数字媒体技术发展战略导向为指引，以产业应用为目标，理论联系实际，开展基础理论和应用技术研究。注重将实验教学与科研、工程相结合，将成果应用于社会实践。重点支持数字内容产品的研究、开发，将科技成果产业化，取得了显著的经济效益和社会效益。实验中心形成了实现教学科研互动，科研反哺教学，带动教学质量提升的局面。从实际应用出发，在实验教学中发现问题， 研究问题，积极申请科研项目，目前，实验中心青年教师承担国家自然基金青年项目的比例位居全省首位。同时，科研的活跃有力地促进了课程内容体系和教学方法的改革，提高了教学质量，实验中心教师在学生评教与专家考核方面，历年都居于全校前列。
以实验中心科研队伍为骨干创立数字内容兴趣团队，汇聚了数字媒体技术、计算机技术、数字媒体艺术、文化产业管理、广告学等相关专业人员。主持完成了多项国家级、省部级项目的研究，主持完成了多项济南市和其它政府、企事业单位委托的项目开发，承接完成了多项企业技术外包项目研发。在实验中心团队的带领下，学生积极参加科研项目的研究工作，已经在国内外学术刊物上发表论文15篇。在承担科研项目的同时，独立开发自主知识产权的数字内容产品，团队开发的《数字媒体电子商务系统》，由国家版权局批准核发计算机软件著作权登记证书。已完成开发iphone、android等3G手机应用软件多项，成功在苹果app store和android market发布多款应用软件，已被数万用户使用，逐步推向市场化。另外，依托实验教学中心，创建了济南爱媒体数字科技有限公司。
实验中心已经建立起产学研一体化的实验教学模式，成为山东省数字内容教学研究和开发应用的创新基地。