馬秀紅 李文哲 李焱

[摘 ? ?要] 文章針對實驗教學中存在的問題，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標，以校企資源融合為基礎，創(chuàng)新性地構(gòu)建了“認知、基礎知識傳授、綜合能力培養(yǎng)、專業(yè)素養(yǎng)提升”層級遞進、“實習、實驗、大創(chuàng)”三位一體的實驗教學體系，探索項目驅(qū)動式實驗教學模式，并利用對比的方法進行了有效性分析。研究結(jié)果表明，基于校企資源融合的項目驅(qū)動式實驗教學能夠有效激發(fā)學生學習和探索的興趣，訓練科學思維和方法，培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力。

[關鍵詞] 校企資源融合;三位一體;層級遞進式結(jié)構(gòu);項目驅(qū)動;實踐創(chuàng)新能力

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2020. 19. 092

[中圖分類號] G642 ? ?[文獻標識碼] ?A ? ? ?[文章編號] ?1673 - 0194（2020）19- 0224- 06

0 ? ? ?引 ? ?言

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提出，教育要堅持能力為重的戰(zhàn)略目標，強化能力培養(yǎng)，著力提高學生的學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。實驗教學是高校人才培養(yǎng)過程中的重要環(huán)節(jié)，通過實驗教學將理論與實踐有機地融合，實現(xiàn)對學生的分析問題解決問題能力、實踐能力、創(chuàng)新能力等綜合能力的培養(yǎng)。

如何提高實驗教學的效果，培養(yǎng)學生在實驗活動中的自主學習能力，讓學生更多地參與實驗設計，更好地培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和綜合能力，一直都是實驗教學工作者思考的問題。眾多研究者從不同角度對該問題進行了研究。有研究者認為，加強實踐教學體系建設促進學生實踐能力的培養(yǎng)，也有研究者認為，通過實驗教學模式的改革與實踐促進培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。

信息系統(tǒng)分析與設計實驗課程是我校教學范式改革課程之一。課題組以此為契機，結(jié)合河北省高校人文社科研究教育規(guī)劃項目“基于‘互聯(lián)網(wǎng)+的河北省屬重點高校教學資源共建共享模式研究”“基于BB平臺的高校教學資源共享建設”和河北省高校人文社科研究項目“基于網(wǎng)絡課堂的項目引導型翻轉(zhuǎn)課堂教學模式研究——以信息系統(tǒng)教學為例”，以促進大學生實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為目標，以校企資源融合為基礎，以“認知、基礎知識傳授、綜合能力培養(yǎng)、專業(yè)素養(yǎng)提升”層級遞進為基本結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新性地構(gòu)建了“實習、實驗、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（簡稱大創(chuàng)）”三位一體的實驗教學體系。在此基礎上，搭建基于BlackBoard的交互式實驗教學平臺，以項目式實驗教學為核心，將科研實踐融入實驗教學，引導學生參與項目研究的過程，從而激發(fā)學生的潛能，培養(yǎng)學生的興趣，增強學生獨立思考和創(chuàng)新的能力，提升與完善學生的專業(yè)素養(yǎng)，讓學生學會學習、學會研究、學會創(chuàng)新，從而使實驗教學環(huán)節(jié)真正成為培養(yǎng)學生實踐能力、自主學習能力和創(chuàng)新思維的重要依托。

1 ? ? ?傳統(tǒng)實驗教學中存在的問題

信息系統(tǒng)分析與設計課程是信息系統(tǒng)與信息管理專業(yè)的一門專業(yè)核心課，是理論與實踐并重的一門課程，要求學生在掌握抽象的系統(tǒng)開發(fā)原理的基礎上，將其應用于信息系統(tǒng)開發(fā)實踐，從而培養(yǎng)學生的實踐能力，實現(xiàn)應用創(chuàng)新，因而在人才培養(yǎng)過程中具有舉足輕重的作用。但是，在實驗教學中仍然存在諸多問題。

第一，實驗教學體系缺乏互通互聯(lián)。實驗教學與實習實踐各自獨立，缺乏互通互聯(lián)，實驗教學效果和校外實習效果受到局限，實驗教學體系有待改進。

第二，實驗教學方式和內(nèi)容不利于學生能力培養(yǎng)。在傳統(tǒng)的實驗課程教學中，學生只是知識的接收者，實驗教學的過程也僅僅是簡單的按照實驗指導書照搬照做，不利于學生自主學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實驗教學的實施中往往是所有學生做統(tǒng)一難度、甚至相同內(nèi)容的實驗，無法滿足學生個性化學習的需求。

第三，學生探索的積極性不夠，實踐創(chuàng)新能力不足。學生在實驗中，往往是被動地學習和完成實驗任務，對問題的思考不深入，既有主觀能動性差的原因，又有能力不足的原因。

2 ? ? ?實驗教學體系的構(gòu)建

以能力培養(yǎng)為核心，將知識傳授、能力培養(yǎng)和素養(yǎng)提升三者有機結(jié)合，建立層級遞進式體系結(jié)構(gòu);通過校企資源融合，有效利用學校資源和實習基地的資源;將實驗教學與校外實習、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目相結(jié)合，形成“實習、實驗、大創(chuàng)”三位一體，實現(xiàn)產(chǎn)學研相結(jié)合，使教學科研相互促進。

2.1 ? 層級遞進式結(jié)構(gòu)

整合實驗教學資源，構(gòu)建層級遞進式體系結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)認知、知識傳授、能力培養(yǎng)和素養(yǎng)提升的遞進式培養(yǎng)模式，如圖1所示。

第一級，認知。認知實習，是學生走進相關企業(yè)或單位，對實習單位的信息化狀況進行調(diào)研，初步了解信息管理與信息系統(tǒng)領域的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢、以及信息系統(tǒng)分析與設計技術的應用，進而激發(fā)學生對信息管理與信息系統(tǒng)領域以及信息系統(tǒng)分析與設計技術的興趣。

第二級，基礎知識傳授。理論選修課和基礎實驗課的學習，為后續(xù)的綜合性、設計性實驗奠定基礎。學生在專業(yè)導師的指導下完成專業(yè)實習。學生根據(jù)自己的興趣選題，并走進相關企業(yè)或單位，對實習單位的信息化狀況、管理業(yè)務流程、信息流程等進行調(diào)查和分析，嘗試探究其中的問題，從而培養(yǎng)學生獨立思考的能力和分析問題的能力，同時為下一步的學習奠定基礎。

第三級，綜合能力培養(yǎng)。綜合性、設計性實驗課程是在選修課程及基礎實驗課程的知識基礎上以項目的模式由學生分組完成。每組作為一個項目團隊，協(xié)作完成一個選題。選題可以來源于實習過程中所形成的問題，也可來源于日常所感興趣的問題，還可以來源于專業(yè)導師的研究題目，力求新穎、實用。自由選題給予學生較大的個性化學習空間，也激發(fā)了學生實踐創(chuàng)新的積極性。由于學生具備對選題的興趣和初步思考，所以實驗過程對學生更具吸引力。質(zhì)量較高的選題可以申請大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。已成功申請大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的選題，也可以作為實驗課的選題來完成。由此，將實驗與科研相結(jié)合，培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力，鼓勵學生參與科研，營造濃厚的科研氛圍。

第四級，專業(yè)素養(yǎng)提升。崗位實習和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目使得學生的專業(yè)能力和專業(yè)素養(yǎng)在實戰(zhàn)演練中得以提升。

2.2 ? 校企資源融合

這里的“校企資源”主要是指企業(yè)的實習基地和學校的實驗中心等相關資源。為了強化實踐教學，拓展實踐教學資源，學校與企業(yè)合作建立實習基地。校企資源融合，發(fā)揮學校和企業(yè)各自資源優(yōu)勢，促進人才培養(yǎng)。利用企業(yè)資源，在實習基地實習，進行實戰(zhàn)演練;利用校內(nèi)教學資源，進行系統(tǒng)性學習。

2.3 ? “實習、實驗、大創(chuàng)”三位一體

“實習、實驗、大創(chuàng)”三位一體，是指將實驗教學與校外實習、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目結(jié)合起來，使之形成有機的整體。以實驗教學為中心，完成系統(tǒng)化知識與技能的傳授和能力培養(yǎng);以實習實踐為依托，強化實踐能力，提升專業(yè)素養(yǎng);以大創(chuàng)為實踐創(chuàng)新源動力，提供實踐創(chuàng)新平臺。實習、實驗、大創(chuàng)三個環(huán)節(jié)相互依存，相互銜接。學生將實習實踐中發(fā)現(xiàn)的問題進行深入思考形成大創(chuàng)項目，嘗試利用已經(jīng)掌握的方法解決或在實驗過程中探索解決，學生的技能在崗位實習的實戰(zhàn)中得以演練。

3 ? ? ?基于校企資源融合的項目驅(qū)動式實驗教學模式的設計

項目驅(qū)動式實驗教學模式，以項目為主線，將科研實踐融入實驗教學，實驗過程“以學生為主體，以教師為主導”，目的在于通過模擬項目實踐情境，激發(fā)學生學習和探索的興趣，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作、實踐創(chuàng)新等綜合能力。

3.1 ? 實驗教學信息化環(huán)境的構(gòu)建

從支持完整的實驗教學過程出發(fā)，基于引導學生自主學習，加強師生交流與團隊協(xié)作，加強學習過程控制與考核的思想，構(gòu)建了基于BlackBoard的交互式信息化教學平臺，平臺包括如下幾個模塊：

（1）課程基本信息模塊：用于學期開始學生對課程的了解。包括課程簡介、課程團隊信息、實驗大綱等教學文件。

（2）實驗過程支持模塊：用于輔助整個實驗教學過程。包括分組與選題、實驗準備、實驗過程指導（學生記錄實驗日志，教師點評，對各組實驗過程進行一對一的個性化指導）、實驗結(jié)果（學生提交實驗報告、教師點評）、成果演示與答辯、實驗反思。

（3）實驗交流與團隊協(xié)作模塊：用于實驗中的團隊協(xié)作、師生交流。包括小組作業(yè)、小組日志、討論板、課程博客——重點難點解析（對實驗過程中學生表現(xiàn)出來的薄弱環(huán)節(jié)、難點進行解析，彌補教學中的疏漏）、答疑解惑等。

（4）課程基礎資源模塊：用于學生自主學習。包括課程導學、各實驗專題課件、各實驗專題的教學視頻、各專題練習與答案、在線測試等。

（5）拓展學習資源模塊：用于學生拓展學習。系統(tǒng)開發(fā)案例、開發(fā)工具下載、如何使用各種工具、推薦參考書、前沿動態(tài)（包括相關的雜志、相關網(wǎng)站，用于學生了解系統(tǒng)開發(fā)技術與應用的前沿動態(tài)）、最新國家標準等。

（6）考核：用于實驗過程考核。除了明確考核方案之外，部分考核工作也由網(wǎng)絡課堂完成，如對實驗小組日志和小組作業(yè)點評、打分;實驗原理知識的考核利用在線測試，由學生自主完成，網(wǎng)絡課堂自動記錄成績，從而加強學習過程考核。

3.2 ? 實驗教學過程的設計與實施

基于校企資源融合的項目驅(qū)動式實驗教學模式，是建立在校內(nèi)實驗室資源與校外實習基地資源融合的基礎上，學生通過分組建立項目團隊，探索具有實踐價值的新穎的選題，利用信息化教學環(huán)境進行師生交流和團隊協(xié)作，共同實施“項目”，以期激發(fā)學生興趣，啟迪學生探索，引導學生參與科研活動，培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力。實驗教學過程設計如圖2所示。

（1）分組、選題。學生分組建立項目團隊，并申請項目選題。所選項目可以源于專業(yè)實習的思考，也可以源于日常所關注的問題，還可以源于專業(yè)導師的科研課題。較之教師根據(jù)課程知識點所擬定的“虛擬”項目，源于實踐的項目通常更具創(chuàng)新性、具有更為明確的社會背景和意義，因此，對于學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)更有價值。

（2）實驗準備。為了完成項目，學生需要查找資料，利用信息化支撐平臺提供的資源進行復習或者深入拓展學習相關理論知識。教師對于學生提出的疑問給予及時的解答，為學生自主學習提供方便。

（3）實驗過程。團隊協(xié)作實施項目，對每一部分實驗，都要在BlackBoard平臺上記錄小組實驗日志，教師及時給予點評，對實驗過程加以指導。學生根據(jù)教師指導意見修正實驗。

（4）實驗結(jié)果。學生撰寫技術文檔、實驗報告，并提交教師驗收。

（5）成果驗收：演示與答辯。學生演示運行完成的信息系統(tǒng)，介紹項目的思路和方法，以答辯的形式驗收項目成果。優(yōu)秀的選題可以進一步完善，申請大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。

3.3 ? 實驗課程考核

注重過程考核和能力考核。在實驗過程中，選題、任務的布置、提交與點評、實驗日志的記錄與點評都借助于信息化平臺完成，從而實現(xiàn)對實驗過程的考核;實驗結(jié)束，模擬項目驗收，采用小組答辯的形式，并提交小組成果——技術文檔、實驗報告和軟件系統(tǒng)，根據(jù)答辯表現(xiàn)、技術文檔、實驗報告、軟件系統(tǒng)進行綜合評價。

4 ? ? ?有效性分析

分別從教師對學生學習情況的測評、學生對教師教學情況的測評兩個角度進行該教學模式的有效性分析。其中教師對學生的測評分為實驗過程表現(xiàn)的定性分析和課程綜合測評定量分析兩部分。

4.1 ? 對學生學習效果的測評

對學生學習效果的測評在2017-2018學年第2學期沒有實施新教學模式和實施新教學模式的兩批學生之間展開，通過對比兩者學習效果的差異來驗證教學模式的有效性。

（1）對學生實驗過程的表現(xiàn)的測評

評價指標主要有：選題的價值、實驗過程、實驗成果三個指標。

其中選題價值的考慮因素包括：題目來源、是否具有新穎性、是否具有實用價值;實驗過程指標包括：實驗態(tài)度、是否及時記錄實驗日志、實驗思路是否清晰正確、實驗日志的結(jié)果是否合理、團隊協(xié)作;實驗成果指標包括：是否形成完整的文檔、文檔條理是否清晰、文檔是否結(jié)果正確、是否開發(fā)出運行良好的信息系統(tǒng)。選題指標考查學生的創(chuàng)新能力，實驗過程指標考察了學生的積極性、分析問題解決問題的能力、實踐能力、團隊協(xié)作能力，實驗成果指標考查了學生的實踐能力、科學思維和方法。測評結(jié)果如表1所示。

從測評結(jié)果來看，基于校企資源融合的項目驅(qū)動式實驗教學模式的實施，對激發(fā)學生學習和探索的積極性，培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力以及科學的思維和方法具有明顯的效果，因此該模式是有效的。

（2）課程綜合測評定量分析

分別選取2017-2018學年第2學期沒有實施和實施該教學模式的兩個班的數(shù)據(jù)做定量的對比研究，數(shù)據(jù)如表2所示。

從測評結(jié)果總體上看，實施新的實驗教學模式之后各項成績都有明顯提高，漲幅在14.83%-17.61%，標準差有升有降。其中，選題的漲幅最明顯，為17.61%，標準差也明顯增大，為11.53，表明選題質(zhì)量明顯提高，而個體間的差異變大，主要是因為在校企資源融合、產(chǎn)學研結(jié)合、“實習、實驗、大創(chuàng)”三位一體的教學體系下，學生在經(jīng)歷專業(yè)實習之后形成一些問題的思考，同時在參與大創(chuàng)項目的激勵下，學生更加關注日常中的一些問題，因此最終能提出具有創(chuàng)新性、實用性的選題，但是，學生間這方面的差異也會隨之明顯增大。其次是軟件系統(tǒng)，漲幅為17.20%，標準差也有所增加，主要是因為自由選題的方式和參與大創(chuàng)項目的想法激發(fā)了學生學習和探索的積極性，所以成果質(zhì)量會有較明顯的提高，而實踐能力存在一定的差異，在學生的積極性被激發(fā)出來之后，這個差異會更明顯。技術文檔的漲幅為14.83%，標準差減小，主要原因是新模式實施后的技術文檔是在小組日志的基礎上整理形成的，因此主要體現(xiàn)了基礎理論的掌握情況，而小組日志是經(jīng)過教師點評指導之后修改過的，所以技術文檔的質(zhì)量較之前會有所提高，而小組間的個體差異減小。新模式之前沒有小組日志，所有此時的技術文檔體現(xiàn)的不僅僅是學生的理論基礎的掌握情況，還有團隊協(xié)作和分析問題解決問題的能力，所以技術文檔的質(zhì)量與實施新模式之后相比較偏低，個體差異稍大。

4.2 ? 對教師教學效果的測評

根據(jù)學校教務系統(tǒng)中，2017-2018學年第2學期實施該教學模式的學生對教師的教學質(zhì)量評價結(jié)果顯示，信息系統(tǒng)分析與設計實驗課程的參評學生人數(shù)為32人，有效參評學生人數(shù)為28人，對教師評價分為95.786分。具體評價數(shù)據(jù)如表3所示。

由測評數(shù)據(jù)可見，94.375%的學生認為課程中“師生互動充分，注重培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力”，95.625%的學生認為課程采用的教學方法和手段有效，95.625%的學生認為“作業(yè)批改、輔導和答疑及時認真”，95%的學生認為“老師激發(fā)了我的學習興趣”，94.375%的學生認為“學完這門課，我的收獲很大”?？傊瑢W生對教師教學質(zhì)量評價較高，對該教學模式持認可態(tài)度，由此研究者認為基于校企資源融合的項目驅(qū)動式實驗教學模式是有效的。

5 ? ? ?結(jié) ? ?語

基于校企資源融合的項目驅(qū)動式實驗教學模式能夠有效激發(fā)學生學習和探索的興趣，訓練科學思維和方法，培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力。第一，整合校外實習基地與校內(nèi)實驗室資源，實現(xiàn)校企資源融合。第二，“實習、實驗、大創(chuàng)”三位一體的實驗教學體系中，實習給予學生創(chuàng)新的靈感，實驗提供了學生分析問題、解決問題的平臺，大創(chuàng)為學生提供創(chuàng)新的驅(qū)動力和展示創(chuàng)新能力的舞臺。第三，項目驅(qū)動的教學模式將實驗過程作為一個項目，由學生分組完成，模擬了項目實踐的情境，引導學生自主學習、培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力、實踐創(chuàng)新能力和協(xié)作能力。第四，將科研引入了實驗教學。將實驗選題和大創(chuàng)項目及專業(yè)導師科研課題結(jié)合起來，將實驗作為項目來完成，營造科研氛圍，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

主要參考文獻

[1]中華人民共和國教育部. 國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）[EB/OL].http：//old.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/info_list/201407/xxgk_171904.html.2010-07-29.

[2]賈永霞. 創(chuàng)新性實驗教學的探究與實踐[J]，實驗室研究與探索，2018（12）.

[3]李良，楊柳燕. 環(huán)境類本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的探索和實踐[J].中國大學教學，2015（8）.

[4]趙玉紅，李欣，崔建林，等.MOOC環(huán)境下基礎實驗教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].實驗技術與管理， 2016（3）.

[5]張其亮，陳永生. 多元思維引導下的計算機專業(yè)實踐教學體系構(gòu)建與實施[J].實驗室研究與探索，2018（11）.

[6]屈召貴，周永強.應用型本科電子信息工程專業(yè)實踐教學體系探索[J].實驗室研究與探索，2018（12）.

[7]楊廣武，胡松青，張亞萍，等. 建設四類實驗資源 構(gòu)建“分層次遞進式”實驗教學體系[J].實驗室研究與探索，2016（2）.

[8]王幼林，詹迪鈮，雷治林. “主題實驗”教學模式的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2018，37（6）：223-226.

[9]劉偉，賀曉蓉，楊奕. 基于“實戰(zhàn)驅(qū)動、校企協(xié)同”的電氣專業(yè)工程實踐教學改革[J]. 實驗室研究與探索，2017（10）.