“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下高校開放實驗教學創(chuàng)新模式的探索與實踐

楊美芳，楊 波

（江西財經(jīng)大學 信息管理學院，江西 南昌 330013）

1 背 景

“互聯(lián)網(wǎng)+”是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新業(yè)態(tài)，是互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)演進及其催生的經(jīng)濟社會發(fā)展新形態(tài)。傳統(tǒng)行業(yè)紛紛啟動“互聯(lián)網(wǎng)+”模式，如互聯(lián)網(wǎng)制造、互聯(lián)網(wǎng)金融、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療、互聯(lián)網(wǎng)交通等新興產(chǎn)業(yè)或業(yè)態(tài)不斷發(fā)生與發(fā)展[1]。高校實驗教學是培養(yǎng)具備綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力人才的重要環(huán)節(jié)，隨著高等教育改革的深入，實驗教學也面臨著升級改革，基于互聯(lián)網(wǎng)的實驗教學創(chuàng)新模式成為迫切的要求。

教育部在2005年發(fā)布的《教育部關(guān)于開展高等學校實驗教學示范中心建設(shè)和評審工作的通知》中提出：“從人才培養(yǎng)體系出發(fā)，建立以學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線，多層次、分模塊的實驗教學體系”。《通知》在“教學體系和教學內(nèi)容”兩項指標中提出：“建立理論教學和實踐教學有機結(jié)合、以創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)為核心、多層次的實驗教學體系，包括基礎(chǔ)實驗項目、綜合設(shè)計實驗項目、研究創(chuàng)新實驗項目等”[2]。因此，在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，構(gòu)建出高效可行的實驗教學創(chuàng)新模式非常必要。

開放實驗教學是一種全新的實驗教學模式，將靜止封閉的教學轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)開放的實驗教學，將學生作為實驗教學的主體，把實踐研究理念納入實驗教學環(huán)節(jié)，在模式和方法上變“靜”為“動”，從而推動學生個性化發(fā)展，強化實驗教學目標。傳統(tǒng)的實驗教學模式已經(jīng)不能滿足創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的發(fā)展需求[3-5]，在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下構(gòu)建開放實驗教學模式是實驗教學發(fā)展的必然趨勢。

2 開放實驗教學存在的問題

1）實驗室運行與管理的矛盾。

開放實驗教學模式是教學計劃外的實驗教學模式，是以學生為本的實驗教學活動，提升學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。學生根據(jù)自身愛好，自由選擇實驗項目、時間和地點，要求實驗室能夠靈活開放，如果實驗室還是按照正常教學時間進行管理，就將阻礙開放實驗教學的實施。

2）開放實驗室工作人員付出與激勵機制的矛盾。

開放實驗教學要求實驗室能夠靈活管理，也就要求實驗員付出更多的時間，同時開放實驗項目的發(fā)布、管理等工作對實驗室工作及管理人員提出了更高要求。如何建立適當?shù)募顧C制，提升實驗室工作人員的積極性與主動性，也是保證開放實驗教學實施效果的重要因素。

3）教師實驗指導與學生實驗效果之間的矛盾。

開放實驗教學模式下，學生的實驗時間自主設(shè)定，導致學生的實驗操作和教師輔導相分離，無法同時進行，指導教師也無法實時監(jiān)控學生的實驗過程。如何保證學生的實驗效果，及時記錄和評價學生的實驗結(jié)果也是我們需要解決的問題。

4）開放實驗項目與實驗教學改革之間的矛盾。

目前，國內(nèi)高校經(jīng)管類開放實驗項目在所有實驗項目中所占比例較低，總體數(shù)量不足，并且多數(shù)開放實驗以時間開放為主，內(nèi)容開放所占比重很小；同時，開放實驗的資源嚴重不足，項目過于單一，教師缺乏研發(fā)開放實驗項目的積極性，導致開放實驗項目數(shù)量較少、結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量不高，缺乏對學生的吸引力。這一現(xiàn)狀與將開放實驗作為實驗教學改革的一個重要突破口相矛盾。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+”對開放實驗教學的影響

“互聯(lián)網(wǎng)+”正前所未有地改變著人們的學習方式、方法和習慣。互聯(lián)網(wǎng)的廣域性和開放性使得知識傳播和生產(chǎn)突破時間和空間的界線，這些將引發(fā)傳統(tǒng)高等教育模式的深刻變革[6]。傳統(tǒng)的高等學校實驗教學模式日益受到挑戰(zhàn)，翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學、慕課等顛覆傳統(tǒng)的實驗教學模式重新定義了教學過程中師生之間的關(guān)系。通過互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的創(chuàng)新實驗教學平臺中，傳統(tǒng)的課堂由開放式實驗、線上線下討論等活動所代替，而課堂講解及答疑也可以通過音視頻等媒介由學生在課外完成。開放創(chuàng)新實驗教學改變了以往實驗教學中師生的角色與關(guān)系，師生之間的互動更方便快捷，教師可以針對不同的學生進行個性化的輔導[7]。教師由教學活動的主體轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W活動的引導者，學生將成為課程學習的主體，每名學生既是知識的學習者，又是知識的貢獻者。

移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，為開放實驗教學提供了新技術(shù)手段的支持[8-9]。創(chuàng)新實驗教學在培養(yǎng)學生實踐操作能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力等方面具有重要作用，由于經(jīng)濟管理學科涉及知識面廣且具有很強的動態(tài)性，傳統(tǒng)實驗教學不能滿足統(tǒng)一動態(tài)經(jīng)濟管理平臺的要求，面對實驗所具有的復雜性、動態(tài)性、持久性等特點，傳統(tǒng)依賴理論課程的實驗教學模式嚴重阻礙了經(jīng)管專業(yè)學科創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。因此，利用多媒體計算機技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合，構(gòu)建基于互聯(lián)網(wǎng)云平臺的經(jīng)管類教學實驗與管理平臺，實現(xiàn)經(jīng)管類開放模擬實驗，充分體現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)資源與技術(shù)在實驗教學創(chuàng)新模式改革中的作用，具有重要意義。

4 “互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下開放實驗教學模式的創(chuàng)新與實踐

在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，開放實驗教學模式依據(jù)教育技術(shù)相關(guān)理論[10-11]，針對目前開放實驗教學存在的問題與矛盾，以學生為主，以教師為輔，以多媒體演示系統(tǒng)與基于Web的云模擬實驗平臺、基于移動平臺的開放實驗教學與管理平臺以及虛擬實驗室為支撐，如圖1所示。

該模式分為3個階段，開放實驗項目的發(fā)布與評估階段、開放實驗的運行與監(jiān)控階段和開放實驗的結(jié)果與評價階段，分別由“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下基于Web的開放實驗教學（項目）管理系統(tǒng)、多媒體演示與模擬實驗系統(tǒng)以及基于Web的開放實驗教學考核系統(tǒng)作為技術(shù)支撐平臺。學生作為為實驗的主體，是整個開放實驗過程的核心，實驗教學各個環(huán)節(jié)都要圍繞著學生這條主線進行。教師處于開放實驗教學模式的外圍，承擔協(xié)助角色，對整個實驗過程進行有效的監(jiān)督控制[12]。

1）開放實驗項目的發(fā)布與評估階段。

經(jīng)濟管理類課程的實驗教學由多個實驗項目構(gòu)成，開放實驗項目的研發(fā)與管理是開放實驗教學模式創(chuàng)新的核心環(huán)節(jié)，實驗項目包括創(chuàng)新項目、課程項目與學生自選項目三大類。

（1）創(chuàng)新開放項目一部分主要由相關(guān)層次科研課題或項目提煉和轉(zhuǎn)化而來，一部分由校企合作項目及其他創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目構(gòu)成。

圖1 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的開放實驗教學模式

（2）課程開放實驗項目主要包括課程內(nèi)根據(jù)實驗教學大綱制訂的基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計性開放實驗項目，該項目在課內(nèi)未完成或效果未達到情況下可選擇[13]。

（3） 學生自選開放項目主要包括實驗教學計劃之外的實驗項目及學生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)類實驗項目，由學生根據(jù)自身情況自由選擇。

開放實驗項目設(shè)置為基礎(chǔ)實驗項目、綜合設(shè)計實驗項目和開放探索實驗項目3類。開放實驗項目管理平臺對每類開放項目都設(shè)置相應(yīng)課時，并以實踐與創(chuàng)新課程形式記學分，同時將創(chuàng)新開放項目與自選開放項目記入學生的課外素質(zhì)拓展學分，可以解決學生記學分和教師記工作量的問題。學生首先通過開放實驗教學與管理平臺，提交所選開放實驗項目申請，并且根據(jù)所選實驗項目的要求提交相關(guān)文檔，包括實驗要求、實驗計劃、預期的實驗效果等；同時，管理平臺自動向所選開放項目的指導教師推送項目選擇信息，在指導教師確認后完成開放實驗項目的選擇。開放實驗項目的發(fā)布和評估階段模式如圖2所示。

2）開放實驗項目的運行與監(jiān)控階段。

圖2 開放實驗項目發(fā)布和評估階段模式

對于可以在模擬實驗平臺進行實驗的開放項目，教師授權(quán)后，學生可進入基于Web的網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室。利用虛擬實驗室的多媒體演示系統(tǒng)與實驗?zāi)M平臺，學生對已預約的實驗項目進行操作。對于實踐性較強的項目，可以通過交互性強的多媒體實驗課件進行模擬操作，如會計、金融類項目；對于需要沉浸和設(shè)計的實驗項目，可以通過虛擬現(xiàn)實情景的仿真還原，如物流管理、證券投資類實驗項目；在這一過程中，學生就模擬實驗中遇到的問題可隨時通過平臺的交互功能得到教師的幫助。平臺對實驗操作過程、教師指導情況及階段成果進行自動記錄。虛擬實驗室開放實驗教學模式如圖3所示。

圖3 虛擬實驗室開放實驗教學模式

對于在虛擬實驗室無法完成的開放項目，學生可在管理平臺上預約相關(guān)實驗室。根據(jù)實驗教學中心在網(wǎng)絡(luò)平臺上已發(fā)布的教學計劃外實驗室開放的時間及容量、實驗項目及狀態(tài)、指導教師等信息，學生可通過移動或PC端在平臺上進行實驗室預約操作，同時管理平臺向開放項目的指導教師發(fā)布確認請求，若指導教師確認預約成功，學生則可根據(jù)預約時間和實驗室，利用校園卡，通過與管理平臺數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的實驗室門禁系統(tǒng)的身份識別與確認后，進入預約的實驗室，按照已預約的實驗項目進行操作。對于教學計劃課程內(nèi)的實驗項目，如果在課程內(nèi)未完成，學生在開放實驗項目中可以重新選擇。教師作為實驗的參與者，進行實驗協(xié)助和實驗指導，對于開放創(chuàng)新項目與自選項目，由于持續(xù)時間比較長，在實驗過程中，不可能全程參與實驗項目的指導，更多的是學生自行完成。這時可利用實驗室多媒體實時監(jiān)控系統(tǒng)解決教師與學生指導不同步的問題。通過該系統(tǒng)，教師可以隨時隨地監(jiān)督控制學生的實驗過程，及時指導學生解決遇到的問題，并對音視頻數(shù)據(jù)進行存儲備份。學生在實驗操作過程中遇到各種問題，可通過系統(tǒng)的即時通訊功能模塊發(fā)起基于移動音視頻交互系統(tǒng)的交流，或利用互聯(lián)網(wǎng)通訊工具（如QQ、微信、郵件等）向教師請求幫助。預約實驗室開放實驗教學模式如圖4所示。

3）開放實驗的結(jié)果與評價階段。

學生完成實驗項目后，可以通過開放實驗教學與管理平臺，將實驗后的實驗報告及相關(guān)項目作品上傳到管理平臺的相應(yīng)模塊。指導教師對學生實驗項目完成情況主要通過以下方式進行評價。

（1）登錄管理平臺，下載查看學生的實驗或項目報告，對于綜合類實驗項目，對照實驗?zāi)繕撕皖A期進行實驗作品的分析，在管理平臺上給出作品的評價與分數(shù)。

圖4 預約實驗室開放實驗教學模式

（2）通過多媒體實時監(jiān)控系統(tǒng)，查看學生的實驗操作記錄，觀察學生實驗過程，對實驗過程進行評價，并在管理平臺上給出實驗過程分。

（3）依據(jù)結(jié)果性評價與過程性評價對學生作出總體評價。教師對學生實驗結(jié)果的最后評價需要給出具體的實驗項目完成意見，包括項目完成優(yōu)點與不足、實驗過程中操作的規(guī)范性等。對于評價結(jié)果，學生可以通過管理平臺及時了解實驗項目的成績與評價，及時進行總結(jié)，同時可對指導教師的指導情況進行評價打分；平臺將定期自動將學生的評價匯總，并以匿名方式通過移動平臺反饋給指導教師，評價分數(shù)將作為指導教師開放實驗教學工作量的核定依據(jù)，以促進開放實驗教學的進一步開展。開放實驗結(jié)果和評價階段模式如圖5所示。

圖5 開放實驗結(jié)果和評價階段模式

江西財經(jīng)大學“開放創(chuàng)新實驗項目”的實驗教學改革，在以學生為教學主體的“自主性、靈活性、開放性”的先進教學思想指導下，充分利用發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下教育技術(shù)的優(yōu)勢，探索開放實驗教學模式的新路徑。根據(jù)隨機選取的經(jīng)管類專業(yè)本科生的問卷調(diào)查顯示：在600份有效樣本中，對利用基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與資源的開放實驗項目形式開展實驗教學的模式，有95%的學生認為提高了對理論課程的理解與實踐能力，有90%的學生認為開放實驗項目的實驗教學模式更好地提高了其綜合應(yīng)用專業(yè)知識和技術(shù)的能力，有92%的學生認為該實驗教學模式對未來互聯(lián)網(wǎng)上的創(chuàng)業(yè)和經(jīng)營管理有很大幫助，有88%的學生認為開放實驗教學模式對未來就業(yè)和工作很有幫助。

5 結(jié) 語

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，高校開放實驗教學模式有利于構(gòu)建多層次和立體化的創(chuàng)新實驗教學體系，并在培養(yǎng)具有創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)精神的應(yīng)用型人才中起到重要作用。在實驗教學創(chuàng)新模式的研究領(lǐng)域，對開放實驗教學模式的研究還處于探索階段。開放實驗創(chuàng)新教學模式是在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下依靠互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段及設(shè)備，打破經(jīng)濟管理類專業(yè)的實驗教學模式，以學生個性化培養(yǎng)為主線，以培養(yǎng)學生實踐動手能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為切入點而提出的，取得了良好的運行效果，切實提升了實驗教學的質(zhì)量，為在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下高校實驗教學改革和創(chuàng)新提供了有益的借鑒和啟示。

[1]荊全忠, 邢鵬.“互聯(lián)網(wǎng)+ ”背景下高校教學模式創(chuàng)新研究[J]. 教育探索, 2015(9): 98-100.

[2]李虹, 陳申華. 高校開放式創(chuàng)新型實驗教學模式探索與實踐[J]. 高教探索, 2013(5): 102-105.

[3]朱衛(wèi)垣. 經(jīng)管類實驗教學模式及其運行機制的創(chuàng)新探索[J]. 實驗室研究與探索, 2012(8): 435-437.

[4]鄭文娟, 郭德明. 網(wǎng)絡(luò)新媒體下高校實驗室的技術(shù)管理研究[J]. 電子技術(shù)與軟件工程, 2015(15): 26-27.

[5]謝娜. 教學實驗室開放與運行狀況研究[J]. 實驗室研究與探索, 2008(3): 29-31.

[6]高路斯. 設(shè)計性綜合開放實驗教學模式探索[J]. 實驗技術(shù)與管理, 2006(3): 31-33．

[7]孫福, 趙月飛, 郭惠廣, 等. 開放式實驗教學管理模式的改革與實踐[J]. 實驗室研究與探索, 2008, 27(11): 142-144.

[8]宋國利, 蓋功琪, 蘇冬妹. 開放式實驗教學模式的研究與實踐[J]. 實驗室研究與探索, 2010, 29(2): 91-93.

[9]劉志軍. 實驗改革和實施開放實驗?zāi)Ｊ降膭?chuàng)新實踐[J]. 實驗技術(shù)與管理, 2006(1): 17-19.

[10]王曉明, 易兵, 徐瑞宇. 基于創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的新型實驗教學模式的構(gòu)建[J]. 實驗技術(shù)與管理, 2011, 28(2): 16-17.

[11]鄭家茂. 構(gòu)建“做學研”相結(jié)合的創(chuàng)新實驗平臺, 促進學生“做中學、學中研、研中創(chuàng)”[J]. 實驗室技術(shù)與管理, 2010,27(1): 1-4.

[12]李琰, 吳建強. 開放與自主學習模式下的實驗教學體系[J]. 實驗室研究與探索, 2012, 31(1): 134-137.

[13]龍達雅, 李婧. 計算機實驗教學模式與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索[J]. 教育研究與實驗, 2009(7): 69-71.