“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式的大學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)研究

劉文　劉風(fēng)華

摘 要： 為培養(yǎng)新一代工科人才，有效提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力，將互聯(lián)網(wǎng)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，采用“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式，開(kāi)展以互聯(lián)網(wǎng)為平臺(tái)、微課為教學(xué)內(nèi)容、翻轉(zhuǎn)課堂為教學(xué)手段的實(shí)踐教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)了“線上知識(shí)學(xué)習(xí)，線下工程實(shí)踐”的有機(jī)結(jié)合，以滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)，個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。通過(guò)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目計(jì)劃，有效提升了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和多領(lǐng)域知識(shí)技術(shù)組織整合能力。為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才提供了新思路。

關(guān)鍵詞： 工程實(shí)踐； 互聯(lián)網(wǎng)+； 微課； 翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2017）12-90-04

Study on the engineering practice ability training of undergraduate

in “Internet plus education” mode

Liu Wen， Liu Fenghua

（Department of computer of Xinjiang Institute of Engineering， Urnmuqi， Xinjiang 830091， China）

Abstract： In order to train new generation of engineering talents and improve students' engineering practice ability， The practical teaching reform has being carried out by using the Internet as a platform， micro class as the teaching content， flipped classroom as the teaching method， and the organic combination of "online knowledge learning" and "offline engineering practice" are realized to meet the students' needs for autonomous learning and personalized learning. Through the project of innovation and entrepreneurship for college students， the comprehensive practice ability of students and the ability of integrating multi-field knowledge and technology are effectively promoted. It provides a new idea for the cultivation of applied talents with innovative spirit and engineering practice ability.

Key words： engineering practice； Internet plus； micro class； flipped classroom

0 引言

面對(duì)全球工業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，黨的十六大提出“新型工業(yè)化”戰(zhàn)略，實(shí)施“一帶一路”“中國(guó)制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略，以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，對(duì)工程科技人才提出了更高要求。新一代工程人才要有前瞻性視角和創(chuàng)新精神，具備良好的多領(lǐng)域知識(shí)技術(shù)組織整合能力、深厚文化底蘊(yùn)和全球視野，更要有緊跟技術(shù)前沿的厚實(shí)理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

工程實(shí)踐是工科教育體系的重要組成部分，是理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。知識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，能力來(lái)自于實(shí)踐，素質(zhì)更需要在實(shí)踐中養(yǎng)成；為培養(yǎng)新一代工程科技人才，深化工程教育改革，重視大學(xué)生的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)具有重要意義[1]。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+教育“模式及優(yōu)勢(shì)

隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，人們的生活、工作、學(xué)習(xí)方式也發(fā)生了一系列變化，自2011年以來(lái)，MOOC（Massive Open Online Course，大規(guī)模在線開(kāi)放課程）作為開(kāi)放教育領(lǐng)域出現(xiàn)的一種新課程模式，是面向社會(huì)公眾的免費(fèi)開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程，國(guó)際上主要有Course（斯坦福大學(xué)教授推出的在線大學(xué)課程平臺(tái)）、Udacity（斯坦福大學(xué)教授賽巴斯汀·索恩新成立的知識(shí)實(shí)驗(yàn)室）、edX（哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院在線課程平臺(tái)）面向全球提供免費(fèi)優(yōu)質(zhì)開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程[2]。

中國(guó)的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的熱度從2012年開(kāi)始發(fā)酵，2013年10月，發(fā)布了全球第一個(gè)基于edX開(kāi)源代碼的中文MOOC平臺(tái)“學(xué)堂在線”，之后相繼建立了愛(ài)課程、華文慕課，好大學(xué)在線4個(gè)中文MOOC平臺(tái)[3]。MOOC實(shí)現(xiàn)在線優(yōu)質(zhì)課程共享，研究教與學(xué)的規(guī)律，促進(jìn)先進(jìn)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與教育的融合，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率，推動(dòng)中國(guó)高校教學(xué)模式改革[4-5]。

2015年3月5日上午十二屆全國(guó)人大三次會(huì)議上，李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”是把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果與經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域深度融合，正對(duì)各國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生著戰(zhàn)略性和全局性的影響[6-7]。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”下，互聯(lián)網(wǎng)不僅僅是一種工具，而是一種新的知識(shí)生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化、儲(chǔ)存和學(xué)習(xí)方式，更是一種新的教育形態(tài)和機(jī)制[8]。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，學(xué)生的需求呈現(xiàn)出個(gè)性化和多樣化，每個(gè)個(gè)體的學(xué)習(xí)節(jié)奏和學(xué)習(xí)方式都不同，學(xué)習(xí)的興趣也不盡相同，表現(xiàn)在實(shí)踐教學(xué)中尤其突出，為了滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)，個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求，采用互聯(lián)網(wǎng)+教育的模式，使實(shí)踐教學(xué)從被動(dòng)實(shí)踐轉(zhuǎn)向主動(dòng)實(shí)踐，從而達(dá)到提升學(xué)生綜合實(shí)踐能力的要求。

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式對(duì)高等教育的作用主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)。

⑴ 實(shí)現(xiàn)了充分融合的大教育；使得校內(nèi)教育與校外教育的、傳統(tǒng)教育與在線學(xué)習(xí)、正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)的充分融合。

⑵ 實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通的教與學(xué)；互聯(lián)網(wǎng)+教育提供了更加豐富、優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源和學(xué)習(xí)策略、個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)、實(shí)現(xiàn)了充分的社會(huì)交互。

21世紀(jì)是以知識(shí)的創(chuàng)新和應(yīng)用為主要特征的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，同時(shí)也是以網(wǎng)絡(luò)為依托、以信息能力為中心的信息時(shí)代。開(kāi)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的新模式，有利于實(shí)現(xiàn)有教無(wú)類和因材施教的結(jié)合，為每一個(gè)學(xué)生提供適合的教育，為社會(huì)培養(yǎng)更多的拔尖創(chuàng)新人才。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+教育“模式下的工程實(shí)踐教學(xué)改革

目前，實(shí)踐教學(xué)的形式比較多，根據(jù)場(chǎng)地可以劃分為校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)和校外工程實(shí)踐，本課題研究主要針對(duì)校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)?；ヂ?lián)網(wǎng)與教育相融合的案例多用于理論教學(xué)，由于實(shí)踐教學(xué)需要依賴實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、實(shí)驗(yàn)器材，必須親自動(dòng)手實(shí)踐的特點(diǎn)，無(wú)法完全被網(wǎng)絡(luò)所取代。如何將現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，成為工程實(shí)踐教學(xué)改革的研究重點(diǎn)。

2.1 工程實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題

培養(yǎng)工程技術(shù)人才的關(guān)鍵在于實(shí)踐，目前，基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)中普遍存在著以下兩個(gè)突出問(wèn)題。

⑴ 工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中理論教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié)，由于實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)缺乏、儀器設(shè)備短缺、實(shí)驗(yàn)人員不足導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課時(shí)偏少、內(nèi)容和形式單一等問(wèn)題突出。對(duì)儀器設(shè)備的構(gòu)造和工作原理缺乏了解；在依托大型儀器設(shè)備的工程實(shí)踐過(guò)程中，了解實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)、工作原理是保證實(shí)驗(yàn)成功的前提，然而，由于大型實(shí)驗(yàn)儀器價(jià)格昂貴、精密度高，損壞后不易修復(fù)等特點(diǎn)，學(xué)生無(wú)法系統(tǒng)地理解實(shí)驗(yàn)儀器的物理結(jié)構(gòu)及工作原理，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的工作只能是“知其然而不知其所以然”。

⑵ 綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)欠缺。校內(nèi)開(kāi)設(shè)的實(shí)踐課程多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)欠缺。實(shí)踐是分析、設(shè)計(jì)、研制與實(shí)施的一系列綜合活動(dòng)，而不僅僅是簡(jiǎn)單的模仿和驗(yàn)證。在創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育成為我國(guó)高等教育改革和人才培養(yǎng)的主旋律的今天，作為未來(lái)社會(huì)的主力軍的大學(xué)生，沒(méi)有高質(zhì)量的實(shí)踐訓(xùn)練，就不可能很好地解決實(shí)際問(wèn)題，也不可能支撐創(chuàng)意創(chuàng)新乃至創(chuàng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)。因此，在實(shí)踐教學(xué)中，需要更多設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)來(lái)激發(fā)學(xué)生的自主探究能力和創(chuàng)造力，使學(xué)生通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解、分析和重構(gòu)的過(guò)程，提升解決實(shí)際問(wèn)題的能力，進(jìn)而為創(chuàng)意創(chuàng)新乃至創(chuàng)業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基本功。

2.2 工程實(shí)踐教學(xué)改革方案

根據(jù)工程實(shí)踐教學(xué)中遇到的問(wèn)題，針對(duì)基礎(chǔ)型實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)備構(gòu)造、理論基礎(chǔ)等知識(shí)，設(shè)計(jì)為“微課”資源，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前通過(guò)觀看網(wǎng)絡(luò)短視頻、模擬動(dòng)畫(huà)等提前學(xué)習(xí)并進(jìn)行模擬操作，課上教師采用“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)方法，進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)梳理，對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行挖掘，講解并開(kāi)展討論，調(diào)動(dòng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的積極性；對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)線上線下的有機(jī)融。通過(guò)分析SPOC平臺(tái)數(shù)據(jù)，做到對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為實(shí)時(shí)跟蹤，實(shí)時(shí)反饋，從而指導(dǎo)教學(xué)改革。同時(shí)，利用基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析，充分了解學(xué)習(xí)者的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)過(guò)程，進(jìn)行學(xué)習(xí)行為的預(yù)測(cè)性分析，并建立學(xué)習(xí)的預(yù)警系統(tǒng)，為學(xué)習(xí)者提供有效的學(xué)習(xí)支持服務(wù)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”模式的工程實(shí)踐教學(xué)改革研究思路見(jiàn)圖1。

基于“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式的實(shí)踐教學(xué)改革，在我校的計(jì)算機(jī)工程系、機(jī)械工程系、物理教研室開(kāi)展了試點(diǎn)教學(xué)，借助互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)，方便了學(xué)生利用手機(jī)開(kāi)展移動(dòng)學(xué)習(xí)，有效加強(qiáng)師生之間、學(xué)生之間的互動(dòng)，學(xué)生既是學(xué)習(xí)者又是教授者，既是知識(shí)的受眾，又是傳播者和創(chuàng)造者，極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。圖2為學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的效果圖。

2.3 工程實(shí)踐綜合能力培養(yǎng)

國(guó)家自實(shí)施“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”的發(fā)展戰(zhàn)略以來(lái)，為鼓勵(lì)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，自2015年起出臺(tái)了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，鼓勵(lì)大學(xué)生在完成課內(nèi)學(xué)習(xí)的同時(shí)，努力開(kāi)展綜合性、探究性學(xué)習(xí)。我校作為一所工科院校，為了給學(xué)生提供一個(gè)良好的工程實(shí)戰(zhàn)環(huán)境，專門(mén)成立了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作室，并為學(xué)生設(shè)立專項(xiàng)資金，申報(bào)研究型課題。在2015年到2017年間，我校大學(xué)生申報(bào)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，累計(jì)立項(xiàng)192項(xiàng)，表1列出了三年內(nèi)自治區(qū)級(jí)和國(guó)家級(jí)項(xiàng)目的立項(xiàng)數(shù)目。

為方便學(xué)生開(kāi)展工程實(shí)踐和保證項(xiàng)目的順利實(shí)施，項(xiàng)目組開(kāi)發(fā)了工程實(shí)踐教學(xué)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以完成實(shí)驗(yàn)室預(yù)約，項(xiàng)目管理，多學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)聯(lián)盟，為多學(xué)科融合、交叉開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)提供有利的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。圖3為工程實(shí)踐教學(xué)管理系統(tǒng)界面圖。

3 結(jié)束語(yǔ)

將“互聯(lián)網(wǎng)+教育”應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)，開(kāi)展以互聯(lián)網(wǎng)為平臺(tái)、微課為教學(xué)內(nèi)容、翻轉(zhuǎn)課堂為教學(xué)手段的實(shí)踐教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)了“線上知識(shí)學(xué)習(xí)，線下工程實(shí)踐”有機(jī)結(jié)合，體現(xiàn)了在“做中學(xué)，學(xué)中做”的教學(xué)方法，有效提高了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，對(duì)培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才提供了新思路。

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