從興趣到志趣培養(yǎng)的實(shí)驗教學(xué)改革探究

華 斌，吳 諾，嚴(yán)冬梅

（天津財經(jīng)大學(xué) 理工學(xué)院，天津 300222）

0 引 言

實(shí)驗教學(xué)作為高等教育本科學(xué)生驗證課堂理論知識、學(xué)習(xí)使用專業(yè)儀器設(shè)備，直至利用所學(xué)技能與設(shè)備自我設(shè)定目標(biāo)，完成綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，始終存在于本科教學(xué)的各個階段，對達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)揮著基礎(chǔ)性的支撐作用。因此，實(shí)驗教學(xué)改革針對不同層次的高校和專業(yè)實(shí)際上有著不同層次的內(nèi)涵，其改革內(nèi)容的設(shè)計必須與“因材施教”的理念緊密結(jié)合，其改革效果的評價必須與培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成性緊密相關(guān)。

1 財經(jīng)類院校計算機(jī)學(xué)科專業(yè)群的生源狀態(tài)。

20世紀(jì)90年代以來，財經(jīng)類院校由于出口面向工作穩(wěn)定、收入較高的金融行業(yè)以及其他產(chǎn)業(yè)的管理崗位，至今仍然受到考生追捧，其生源入學(xué)分?jǐn)?shù)普遍高于傳統(tǒng)理工科高校。例如，我校的新生入學(xué)分?jǐn)?shù)平均排在全國的70名左右，大大高于學(xué)校排名。

但是，財經(jīng)類高分學(xué)生的入學(xué)志愿普遍首選的都是金融、會計等專業(yè)，對于財經(jīng)院校中的計算機(jī)學(xué)科專業(yè)群鮮有第一志愿的考生，據(jù)我們統(tǒng)計，計算機(jī)專業(yè)群的第一志愿率長期徘徊在10%左右。調(diào)劑志愿的新生普遍對于計算機(jī)專業(yè)的學(xué)習(xí)存在興趣不高、難度感覺太大等一系列問題，選修第二個財經(jīng)專業(yè)的現(xiàn)象在“十二五”之前普遍存在，這些問題實(shí)際上從基礎(chǔ)上就影響了專業(yè)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)科學(xué)位點(diǎn)建設(shè)質(zhì)量。這個問題對于教師的教育成就感以及能動性的傷害也是很難估算的。

如何提高財經(jīng)類院校計算機(jī)學(xué)科專業(yè)群的建設(shè)水平，擺在我們面前的首要問題實(shí)際上是從專業(yè)興趣培育開始的一個實(shí)實(shí)在在的問題。解決不好這個問題，后面的系列工作實(shí)際上就會變成面向評估的擺設(shè)；解決好這個問題，我們的生源質(zhì)量優(yōu)勢就會充分發(fā)揮，教師的成就感就會大幅度提升，學(xué)科建設(shè)就會走進(jìn)規(guī)范的道路。

2 把握時機(jī)，系統(tǒng)規(guī)劃，全面推進(jìn)實(shí)驗教學(xué)改革。

社會需求的動態(tài)變化是一切改革發(fā)生的重要背景，能否抓住時機(jī)，適時推動改革實(shí)際上又是成敗的關(guān)鍵。“十二五”以前，財經(jīng)類院校普遍缺乏工科類專業(yè)的裝備意識，造成工科類專業(yè)建設(shè)十分艱難。學(xué)校裝備水平過低，造成學(xué)生、教師的專業(yè)自豪感低下，實(shí)驗教學(xué)只能滿足最基礎(chǔ)的教學(xué)實(shí)驗，要徹底提升專業(yè)興趣幾乎沒有抓手。

“十二五”期間，教育經(jīng)費(fèi)大幅度提升，財經(jīng)類院校計算機(jī)學(xué)科專業(yè)群的建設(shè)獲得了歷史性的機(jī)遇。面對較為充分的建設(shè)資金，我們搶抓機(jī)遇，針對問題，制定了三個層次實(shí)驗教學(xué)改革的指導(dǎo)思想，在“十二五”期間完成了表1中列出的實(shí)驗教學(xué)改革建設(shè)工作。

第一年開設(shè)的公共基礎(chǔ)實(shí)驗改革成效十分明顯，配合計算機(jī)導(dǎo)論課程，學(xué)生不僅親身體驗了組合式機(jī)器人的設(shè)計、控制、實(shí)現(xiàn)過程，而且通過圖形化的機(jī)器交互語言完成了控制程序設(shè)計，有效降低了對基于邏輯的程序設(shè)計語言學(xué)習(xí)的恐懼感，大幅度提高了專業(yè)成就感和興趣。3D建模實(shí)驗帶給了學(xué)生在三維虛擬場景中的設(shè)計成就，對于大一階段新生具有深刻的感染力。隨之而來的C語言網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗環(huán)境，又為學(xué)生提供了一個全開放的實(shí)驗教學(xué)平臺，經(jīng)典的案例，編碼錯誤的提示全部由系統(tǒng)自動完成，大幅度降低了教師工作量，解決了長期困擾學(xué)生的入門難度問題，這兩個環(huán)節(jié)的互相支持，循序漸進(jìn)，基本上改變了學(xué)生的專業(yè)興趣面貌。目前，輔修第二財經(jīng)本科專業(yè)的學(xué)生從“十二五”前的50%以上下降為10%左右。我們采用這個觀察指標(biāo)主要因為輔修報名是從二年級就開始的。這個指標(biāo)的變化，有效地驗證了我們第一層次實(shí)驗教學(xué)改革效果。

表1 “十二五”期間實(shí)驗教學(xué)改革思路設(shè)計與實(shí)施說明表

實(shí)驗課程向來具有教師勞動強(qiáng)度大的實(shí)際問題，造成實(shí)驗課程教學(xué)效果不易保證。為配合專業(yè)教學(xué)的質(zhì)量提升，我們采取了實(shí)驗教學(xué)全程錄像上網(wǎng)的方法督促專業(yè)實(shí)驗教學(xué)課程提升質(zhì)量，取得了很好的效果。實(shí)驗課程錄像以后，教師的責(zé)任感增強(qiáng)，競爭意識顯現(xiàn)，學(xué)生的參與感增強(qiáng)，使得實(shí)驗教學(xué)的內(nèi)容、質(zhì)量和效果都呈現(xiàn)在內(nèi)網(wǎng)上，不僅促進(jìn)了教師交流和相互了解，也促進(jìn)了實(shí)驗教學(xué)的過程規(guī)范與研討的不斷開展。

綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗環(huán)境建設(shè)是專業(yè)與產(chǎn)業(yè)的接口，也是學(xué)生完成“大創(chuàng)”項目的平臺。較高水平的建設(shè)這個平臺不僅可以有效提高師生的專業(yè)自豪感，也可以有效吸引企業(yè)走進(jìn)來產(chǎn)學(xué)研合作，達(dá)到長期的建設(shè)支撐。我們在這一項工作中采用了適當(dāng)“超前”的建設(shè)思路，分別投入近1 000萬元建設(shè)了虛擬仿真實(shí)驗室與嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗室，以3D數(shù)據(jù)采集、處理、仿真和輸出為4個主要建設(shè)環(huán)節(jié)，建設(shè)了與產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備相同水平的綜合性、創(chuàng)新性試驗環(huán)境，形成了研究生科研基地，本科生產(chǎn)學(xué)研和“大創(chuàng)”項目培育基地，形成了常態(tài)化的教師指導(dǎo)團(tuán)隊，取得了一系列實(shí)際建設(shè)成果。嵌入式實(shí)驗室的設(shè)備支持小批量的樣品生產(chǎn)，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展發(fā)揮了作用。實(shí)踐證明，這類平臺建設(shè)對于吸引企業(yè)產(chǎn)學(xué)研合作具有關(guān)鍵價值，對于學(xué)科建設(shè)發(fā)展具有關(guān)鍵的支撐作用。

3 “環(huán)環(huán)相扣”，體系化推動實(shí)驗教學(xué)改革

從培養(yǎng)專業(yè)興趣開始的精心設(shè)計，到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗環(huán)境建設(shè)。計算機(jī)學(xué)科的實(shí)驗教學(xué)改革是一個分層遞進(jìn)，循環(huán)往復(fù)的建設(shè)過程。信息技術(shù)的日新月異，不僅對于教學(xué)內(nèi)容的更新具有強(qiáng)大的推動作用，也為實(shí)驗教學(xué)改革提供了良好的支撐環(huán)境。

體系化的推動實(shí)驗教學(xué)改革是我們在實(shí)驗教學(xué)改革過程中探索得出的一點(diǎn)經(jīng)驗，憑借這種概念，產(chǎn)生了較好的改革成效。具體說來，體系化推動實(shí)驗教學(xué)改革的思路關(guān)鍵在于如下幾個要點(diǎn)：

（1）“環(huán)環(huán)相扣、分層遞進(jìn)”的實(shí)施方法。就是貫徹統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實(shí)施的總體改革計劃，按照時間節(jié)點(diǎn)從基礎(chǔ)到專業(yè)課程、再到綜合性創(chuàng)新性實(shí)驗的全面改革。確保底層推動上層改革的有效性，以學(xué)生能力提升作為基礎(chǔ)動力，推動上一層的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗內(nèi)容更新，承擔(dān)上一個層次教學(xué)任務(wù)的教師要充分了解下一層改革的目標(biāo)，總體方案要貫徹到各層的任課教師與實(shí)驗教師，充分討論，分步實(shí)施。而實(shí)驗課程全程錄像，解決了層次間教師相互理解和溝通的基礎(chǔ)問題。分次遞進(jìn)的方法還為師資對新裝備的培訓(xùn)留出了較為充分的時間。

（2）突出重點(diǎn)、吻合培養(yǎng)目標(biāo)，支撐培養(yǎng)特色的策略。“環(huán)環(huán)相扣、分層遞進(jìn)”的實(shí)施方法并不是全部以最底層課程的實(shí)驗教學(xué)改革為全部精力的投入點(diǎn)，而是在基礎(chǔ)性的兩個層次中選擇重點(diǎn)建設(shè)方向，吻合培養(yǎng)目標(biāo)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)重點(diǎn)建設(shè)，目的是在有限資源的支撐下盡可能提高培養(yǎng)目標(biāo)的吻合度。我們重點(diǎn)建設(shè)的單片機(jī)實(shí)驗、操作系統(tǒng)仿真開發(fā)實(shí)驗都是支撐嵌入式技術(shù)人才的有力支撐點(diǎn)。

（3）配套改革措施充分調(diào)動了實(shí)驗教師的積極性和榮譽(yù)感。針對不同層級、不同難度、不同目標(biāo)的多層次、體系化實(shí)驗教學(xué)改革無疑是一個系統(tǒng)工程。為確保實(shí)施成效，我們設(shè)計了盡可能針對性的輔助措施來全面推動實(shí)驗教學(xué)改革的成果落地。我們設(shè)計的教學(xué)后競賽類活動、學(xué)生自留視頻的創(chuàng)作過程、實(shí)驗教學(xué)全程錄像上網(wǎng)，學(xué)生團(tuán)隊孵化、產(chǎn)學(xué)研合作等一系列貫穿始終的輔助措施被實(shí)踐證明大大調(diào)動了學(xué)生與教師的積極性和榮譽(yù)感，這些有效的措施已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了常態(tài)化、制度化的存在。

（4）實(shí)驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)成為體系化改革的中心工作。隨著信息技術(shù)進(jìn)步，實(shí)驗教學(xué)的信息系統(tǒng)越來越豐富。這些系統(tǒng)不僅改變了實(shí)驗?zāi)Ｊ剑€大幅度降低了實(shí)驗教師的工作量。“十二五”期間，我們精心挑選了多門適合網(wǎng)上實(shí)驗的教學(xué)系統(tǒng)上線，積極與開發(fā)企業(yè)合作，從試運(yùn)行到正式取代傳統(tǒng)實(shí)驗室模式，取得了很好的心得體會。我們還將網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)成為了實(shí)驗室管理平臺、視頻課程教學(xué)平臺、學(xué)生創(chuàng)作過程展示平臺以及師生交流互動平臺，這個平臺的不斷建設(shè)過程，正是我們體系化建設(shè)過程的真實(shí)縮影。

4 實(shí)驗教學(xué)改革效果評價

我們選取如下指標(biāo)作為實(shí)驗教學(xué)改革第一個輪次的效果測評指標(biāo)，是由于我們在“十二五”期間將教學(xué)改革的重點(diǎn)幾乎全部放在了以實(shí)驗教學(xué)改革為牽引的模式上。配合近2 000萬元的實(shí)驗教學(xué)設(shè)備在“十二五”期間逐年投放，學(xué)科實(shí)驗教學(xué)改革與實(shí)驗室建設(shè)工作真正起到了支撐學(xué)科建設(shè)的關(guān)鍵作用，徹底縮短了文科學(xué)校對于實(shí)驗教學(xué)環(huán)境建設(shè)的差距，形成了學(xué)科建設(shè)的新的起點(diǎn)。

我們選擇了2011年畢業(yè)生和2016年畢業(yè)生的指標(biāo)統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。2011年畢業(yè)生數(shù)量為168人，2016年畢業(yè)生數(shù)量為187人，統(tǒng)計指標(biāo)見表2。

5 實(shí)驗教學(xué)平臺的系統(tǒng)建設(shè)考量與展望

實(shí)驗教學(xué)改革作為本科學(xué)生的“物化”體驗，對于學(xué)生認(rèn)知專業(yè)，培養(yǎng)興趣的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，具有不可替代的作用。實(shí)踐證明，精心設(shè)計實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容，對于本科教學(xué)的效果提升具有關(guān)鍵作用，對于人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成性具有關(guān)鍵的支撐作用。

表2 “十二五”實(shí)驗教學(xué)改革效果評價表

實(shí)驗教學(xué)改革需要常抓不懈，循環(huán)遞進(jìn)，才能不斷提升育人質(zhì)量。我們認(rèn)為，一個輪次的改革應(yīng)該在4年左右，應(yīng)該從起點(diǎn)的實(shí)驗教學(xué)課程抓起，按序推進(jìn)后續(xù)的課程改革，前面環(huán)節(jié)的改革效果作為后續(xù)課程的改革推動力會發(fā)揮關(guān)鍵作用。按照工程學(xué)的管理模式，我們將實(shí)驗教學(xué)改革與實(shí)施過程總結(jié)出了進(jìn)度表（見表3—表5）。

在這個實(shí)施周期內(nèi)，總體規(guī)劃與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的指引性十分關(guān)鍵，在目標(biāo)確定的前提下，實(shí)驗室建設(shè)與人員培訓(xùn)工作緊密結(jié)合，建設(shè)前的效果評估需要選擇學(xué)生群體進(jìn)行體驗，在堅實(shí)的基礎(chǔ)工作上穩(wěn)步實(shí)施。實(shí)施中設(shè)計了3年的試運(yùn)行期、評估調(diào)整期和規(guī)范模式期，使得一門課程的成熟期不少于3年（3個實(shí)際教學(xué)學(xué)期），確保改革目標(biāo)的合理實(shí)現(xiàn)。

表3 第一層次起點(diǎn)

表4 第二層次起點(diǎn)

表5 第三層次起點(diǎn)

綜上所述，第一個輪次的實(shí)驗教學(xué)改革取得了階段性的成果。放眼未來，“十三五”的建設(shè)機(jī)遇正促使我們規(guī)劃和推動第二個輪次的改革工作。在第二個輪次的設(shè)計上，我們依然貫徹層層推動的思路，保持工作的持續(xù)性，穩(wěn)定發(fā)揚(yáng)取得的經(jīng)驗，克服不足。以“穩(wěn)定提高教學(xué)質(zhì)量”為指導(dǎo)思想的第二個輪次改革將根據(jù)資金投入情況和“十二五”前期評價狀態(tài)，逐層推動內(nèi)容更新，進(jìn)一步強(qiáng)化層次間的內(nèi)容銜接，推動各層之中合理的內(nèi)容升級，以社會接口建設(shè)為評價重點(diǎn)，倒推改革要素，彌補(bǔ)建設(shè)短板，形成統(tǒng)一設(shè)計、分步實(shí)施的總體改革方案，力爭在“十三五”期間，全面實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的精細(xì)化，有效提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。