創新工程實踐課程MOOC分層次教學模式實踐

白 艷 茹

(北京科技大學 高等工程師學院，北京 100083)

0 引 言

我校“創新工程實踐”MOOC課程的開設起源于國際大學生創新創業大賽(International Contest of innovation簡稱ICAN大賽)。ICAN大賽是由ICAN國際聯盟、教育部創新方法教學指導委員會和全球華人微納米分子系統學會聯合主辦，北京大學承辦的面向國內外大學生創新創業的年度競賽，是教育部質量工程支持項目之一，也是國內外一個無固定限制、鼓勵原始創新的國際性賽事。ICAN大賽始于2007年，秉承“自信、堅持、夢想”的精神，倡導科技創新創業服務社會、改善人類生活，引導和激勵高校學生勇于創新，發現和培養一批有作為、有潛力的優秀青年創新創業人才，促進和加強以物聯網、智能硬件等為代表的高科技領域的產學研結合，推動高科技產業的發展，為高科技創新創業搭建國際交流平臺。

ICAN大賽至今已舉辦了10年，產生了廣泛的影響力，起到了推動社會進步的巨大作用，受到了上級部門的大力支持。在總結10年大賽經驗的基礎上，大賽發起人北京大學張海霞教授，結合自己幾十年的一線教學經驗，于2016年春季，聯合北京大學信息學院、工學院、光華管理學院、教育學院、信息管理系等9位青年骨干教師以及世界500強知名企業創新導師，以東西部高校課程共享聯盟、智慧樹網站為平臺，開設了全國公選課“創新工程實踐”共享課程。

“創新工程實踐”共享課程通過總結ICAN大賽10年科技比賽的組織經驗，把科技比賽的各個關鍵環節與課堂教學進行深度思考與融合，提煉出適合不同專業、不同年級學生的以“項目管理制”為中心思想的多層次創新實踐課程教學模式。此課程的開設有多年深厚的ICAN大賽組織經驗為底蘊，有北京大學優秀講師組成強有力的授課團隊，有國際國內知名企業家作為創新創業導師來答疑解惑，因此是少有的全方位培養學生創新能力的公選課程，對學生進行全鏈條的創新能力培養，并用項目管理的方法來實際鍛煉和提升學生的實踐能力。此課程于2016年春季第一次開課以來得到了廣泛的關注。目前，全國共有473所高校128581名學生在線學習這一課程。

我校作為ICAN大賽的北京賽區主辦方，是ICAN大賽的重要合作伙伴，已連續6年承辦了ICAN大賽北京賽區的比賽，被列為“ICAN創新創業教育基地”。大賽在學生中已有極高的認可度，因此在課程的開設方面也極易被學生接受。另外在“雙創”思潮的影響下，大學生們對創新創業都帶有極大的熱情與好奇心，這些基礎都比較有利于我校這門課程的開設。我校與北京大學同期在2016年春季第一次開設此課程，至今為止已經上了4個學期，在教室座位數有限的條件下，分別有來自管理、冶金、通信、化學、采礦、機械、材料、外語等不同學院不同年級共298名學生選修本課。

1 教學理念更新

大學課程的教學改革，首先需要教師具有主觀能動性。教師作為課程的負責人，必須要有改革的意識和理念，與時俱進，以開放的心態不斷學習接受新事物、新知識，才會對所教的課程進行認真的思考、剖析、對比，進而付諸行動，對教學改革做出嘗試[1]。

1.1 以MOOC為平臺的混合式教學模式

混合式教學是未來教育技術的發展趨勢。將傳統的課堂教學模式引入多媒體網絡信息領域，利用信息技術所能提供的多媒體性、豐富的教學資源、多樣化的交互方式、豐富的教學情境等條件，來設計和開發網絡課程，并將其融入高校課堂教學過程中，由此構建適合當前教育現狀的教學模式。本課程以智慧樹網站的“創新工程實踐”MOOC為依托，將課程設計為64學時，其中48學時為線上學習(直播互動)，16學時為線下學習(校內討論)，構成混合式教學模式，旨在信息化的教學環境中探索新型的教學模式與學習方法[2-5]。

1.2 課堂授課由“單師”制改為“導師團”制

傳統的課堂教學一般是1名教師負責1門課程整個學期的講授。本課程的授課方式變成了團隊式授課。線上課程的師資團隊，分別由來自北京大學信息學院、工學院、光華管理學院、教育學院、信息管理系等9位青年骨干教師以及邀請的知名企業家組成，分別進行各自專業知識的講授。線下學生在實際的創新實踐過程中，又有我校該課程的負責教師以及邀請的校內各個學院的專業教師進行技術指導。這也就意味著學生雖然只選修了此一門課程，卻能夠既得到北大名師的傳道授業，又享受到我校多名專業教師的實戰指導，與傳統的滿堂灌的授課方式相比，既增加了學生的新鮮感，激發學生興趣，拓寬學生視野，又能充分利用信息技術的力量整合強大的師資團隊資源，受到多名導師的指導與言傳身教，達到教師資源與教學資源的充分利用[6]。

1.3 改革考核方式，培養學生主觀能動性及動手能力

在課程的考核方面，改革考核形式，不再采取大論文或考卷的形式，采用過程監控與實物作品答辯相組合的考核方式。選修此課的學生在第1節課開始時都會組成一個5人團隊，整個學期的課程，都會以這個團隊要做的項目為驅動，讓學生帶著任務去學知識。每個團隊學期末結課時，必須要有實物創新作品才能參加答辯，團隊可以視頻、小品、演說等各種形式介紹自己的作品，重點培養學生的實際動手能力和自我展示能力。

1.4 分層次遞進式的創新實踐教學模式

選修此課程的學生以大一大二為主，剛學完公共課程，還沒有涉及到專業知識或者剛開始學習專業知識，但是這類學生的思維活躍，想法很多，對創新創業抱有極大熱情，但是缺乏系統性的引導和訓練，專業知識不夠，即使有創新的想法也不知道從何下手付諸實踐。針對這種現象，本課程通過階躍式的課程內容規劃，如圖1所示，循序漸進地對學生進行分層次創新實踐引導，借助互動式、情景化、游戲式、碎片化、在線式等多種多樣的教學手段，寓教于樂，在潛移默化中使學生接受創新思維的訓練，學會創新工具的使用，體驗創新實踐的樂趣，展示出自己的創意作品。在每個階段的課程設置中根據學生的不同專業不同水平，進行菜單式的課程定制，真正實現分層次的創新實踐培養。

圖1 分層次創新實踐教學模式

2 基于MOOC的分層次教學模式的設計思路

以MOOC為平臺，以創新實踐為導向，以“項目管理制”為中心思想，根據學生認知規律，設計“引導—實踐—提升—展示”分層次遞進的實踐教學內容，幫助學生完成知識獲得和知識內化，并將所學付諸實踐，切身體驗創新與實際社會應用的關系，實現自身能力的提升，展示當代大學生的風采，體驗創新的價值[7-8]。

本研究重點從以下幾個方面進行探索：

(1)創新思維引導。啟發、引導并激發學生尋找自己的原始創新思路，校內教師指導和企業指導相結合完善學生對創新的認識，引導學生以小組為單位來共同完成創新項目，訓練合作意識與團隊精神。

(2)創新實踐能力。通過指導學生親自動手實踐逐步接觸并接受基礎的創新技術，通過對不同水平學生進行分層次針對性教學，引導學生思考技術在創新中的作用并能夠嫻熟使用，并在此基礎上進一步做好項目規劃與資源管控[9]。

(3)創新能力提升。從商業模式、工業設計、知識產權、用戶體驗等方面讓學生對創新項目的認識進入一個新的高度，全方位提高學生的創新能力。

(4)創新展示方法。從產品市場營銷、企業分析、企業路演的角度引導學生對自己的作品進行包裝，鼓勵學生走出實驗室，走出學校，走向社會，把自己的創新創意轉化為社會生產力，鼓勵并推薦課堂表現突出的團隊參加ICAN大賽、中國“互聯網+”大學生創新創業大賽、創青春全國大學生創業大賽等一系列國內外重要創新賽事，在國際舞臺上展現青年創新、促進創業[10]。

3 教學改革方案的實施和主要內容

3.1 創新思維引導

(1)創意啟發。大學生年輕的腦袋里蘊藏著豐富的寶藏，每個人的思想都有特別的地方，想要創新，離不開思想的火花。通過創意啟發，引導學生獨立思考，挖掘每個學生的思想。跨學科的知識碰撞是創新的原點，不同專業不同年級的學生在一起，更有助于好創意的產生。鼓勵學生在創新的時候努力拆除那些看不見的墻：來自權威的墻，來自學科的墻，來自地域的墻，來自標準答案的墻，最重要的，是拆除內心信心不足的墻，不要覺得自己不能創新，而真正阻擋了自己創新的道路。

(2)創新設計思維。通過組織學生玩游戲，寓教于樂，引導學生進行創新設計思維的訓練。例如買可樂游戲、用手指頭比劃人、數字游戲、從IQ到WeQ，走出迷宮等，鼓勵學生大膽思考，走出思想禁錮，在以人為本，同理心的基礎上，從客戶的角度去設計產品，引導學生學會巧妙利用創新設計思維的工具，在看似具有約束性的工具引導下激發創意的源泉，產生源源不斷的“狂野”的想法[11]。

(3)頭腦風暴。一群人圍繞一個特定的問題相互補充、相互激發而產生新觀點的時候，這種情境就叫頭腦風暴。在頭腦風暴中，每一個人都被鼓勵就某一具體問題及其解決辦法，暢所欲言，提供己見，從而產生盡可能多的觀點，即便有些主意可能不會被完全采納。頭腦風暴的效用在于：較之個體之和，群體參與能夠達到更高的創造性協同水平。對于課堂上從不同專業不同年級構成的學生來說，頭腦風暴的這一環節引發了課堂的一個爆點。消除了學生之間的陌生感，每個人都能夠提出一個或多個自己的創意，大家再暢所欲言進行討論，自由的課堂氣氛提高了學生的積極性，引發了學生的創意源泉。通過民主集中的法則，經過一次次的分析對比最后確定本小組所要實現的創新作品的目標。

如此，通過“發掘需求—尋找創意—快速建模—實施創新”的創新4步法工具，如圖2所示，激發學生創新熱情，在潛移默化中引導學生學會使用創新思維工具，高效地實現團隊目標的制定，為后續創新想法的落地實施奠定堅實的基礎。

圖2 創新4步法工具

3.2 創新實踐能力

(1)創新與電子制作。參與課堂學習的學生，專業不同年級不同，對創新中所需技術的掌握程度也參差不齊。如何在這樣的一個情況下進行技術類課程的授課能收到良好的效果，對授課教師是一個挑戰。技術類的課程必須讓學生親自動手參與到其中才會達到激發學生的自主學習性。因此負責電子技術的教師要做好詳細周密的課前準備。對于電子類的課程，先通過生活中身邊用到的各種電子用品，引發學生對于電子技術在現代社會生產中起到的不可或缺的作用。然后通過5組單片機的簡單實驗，使各種不同專業的學生都能直接觸摸到電路，了解電路的基本常識，提升在創新項目中引入電路模塊的勇氣，消除學生回避涉及電路硬件開發的戒心，對項目中涉及電路方案的可行性有更清楚的了解。教師所發放元器件經過學生的認識與了解，可探索出更多的創新型作品，激發學生創意。這5組實驗以階躍遞增的模式逐步提升難度，對于不同水平的學生分層次指導和幫助，讓學生在一堂課上從一張白紙到最后人人成為創客能手，引發學生對電子技術的熱情，在實際授課過程中發現每個小組中都能涌現出一兩名有技術潛力的隊員，對這些學生委以重任，提高其責任心和積極性，這是一個高效而顯著的技術創新能力培養過程。

(2)移動互聯網軟件開發。在對硬件技術有了了解和掌握之后，針對有軟件需求的項目小組，帶領學生進行一次軟件設計之旅。讓非計算機專業的學生了解互聯網和移動互聯網軟件開發的基本知識，讓同學們從互聯網發展歷程和技術架構的角度來思考互聯網，激發創新意識和編程興趣。一步步引導學生現場做出一個漂亮的blog網站和簡單的IOS應用，讓大家在動手的過程中提升信心和拓寬思路。同時讓學生學會掌握一門開發技術的學習路徑，讓有興趣進一步深入的學生知道如何繼續學習，提升實力。

(3)項目管理。創新項目所需軟硬件技術都掌握之后，每個小組的項目進入了實質性的階段。在此過程中，項目的過程管理就變得非常重要。如何在有限的時間內充分發揮團隊每個成員的能動性，高效高質地完成一個產品的開發，是每個團隊成員都要了解的一個知識。項目管理的知識結構從項目小組組織結構、風險評估、項目進度規劃3方面對項目小組進行梳理。在一個項目組里，分工必須明確，每人扮演什么角色，承擔什么責任，都明確到位。每人可以輪流體驗項目經理的工作，教授學生會畫組織結構圖。在這個階段，教師要向學生教授如何設立一個合格目標的工具——SMART分析法：Specific針對性的/具體的；Measurable 可衡量的；Achievable 可達到的；Relevant 相關的；Time-based 時限性的。鼓勵學生利用SMART分析工具對項目著重進行風險評估，規避以后可能遇到的種種問題。

各小組經過頭腦風暴，SMART分析等一系列討論確定方案落實可行后，需要對項目進行進度規劃，如圖3所示，每個人每個時間點完成什么樣的工作，以表格或圖形的形式落實到位，每人都明確自己需要做什么，什么時間做完，做到心中有數，忙而不亂。最后項目組中負責會計專業指導的教師再教授學生學會如何財務預算，進行風險把控，從人力、物力、時間3方面嚴格把控項目完成質量。

以上這些環節是對學生的創新實踐能力的重點培養階段，是進行創新的基本能力，這階段學生實際動手操作比較多，需要指導教師做好大量的課前準備和細心耐心的課堂指導，以保證課程取得顯著的效果。

圖3 項目進度規劃時間軸

3.3 創新能力提升

(1)工業設計。在項目實踐進入到中后期，產品的原型機設計出來之后，面臨產品的外觀設計、市場化、知識產權申請等方面的問題。作為一個項目團隊，這是關系到自己所設計的產品能否被社會所接受的問題，也關系到自己的創意能否帶來經濟價值的問題。所以毋庸置疑會引起學生極大的興趣。課程中負責工業設計指導的教師在本階段的任務量最大。指導教師分別對每個小組作品進行外觀設計指導，并與管理專業的教師一起合作，帶領學生一起進行頭腦風暴，在進行外觀設計追求美的同時，也不能忽視產品的功能需求，要為產品設計出既追趕現代市場審美趨勢，又不影響產品功能的外觀。通過工業設計老師在繪圖紙上信手拈來的模型素描圖勾勒，在學生的集思廣益下，把簡單笨拙的原型機，瞬間變成一個高大上的智能產品，讓學生充分體驗到自己的勞動瞬間產生價值的快感。

(2)知識產權。當學生的作品功能設計好，做好外觀包裝準備面市之前，最重要的工作就是先進行知識產權的保護申請，這關系到個人的勞動成果不被侵害的自我保護。知識產權的申請在原型機面世前就應該提上項目議程。知識產權保護可以理解為“智、情、靈、行”4個關鍵字。智就是知識；情，則是表達；靈，就是創新；行，則是完成。這是對知識產權最經典的概括與提煉。學生牢記這4點，在知識產權的申請撰寫方面，會具有一步到位的體會。

(3)用戶體驗創新設計。以人為本的設計觀念貫穿整個產品設計的過程。通過引導學生學會使用用戶體驗設計的工具，來創造出好棒、好美、好用的產品或服務，是自己的產品從狂野的想法到原型機，再到初步包裝后的產品，再從用戶體驗的角度再度打磨，是創新產品逐步人性化，逐漸接地氣，到最后落地為一個實實在在的可用的產品[12]。

3.4 創新展示方法

(1)演講與表達的技巧。課堂上向學生展示優秀創業團隊路演的視頻，使學生了解什么是路演，路演時需要什么樣的演講才能與技巧，如何在電梯3 min法則內對自己的產品有一個清晰的描述，如何向別人推銷自己的產品，現場組織學生進行演講才能的展示，鼓勵學生大膽展示自己，分享演講的心得與理念，鍛煉學生的表達能力與應變能力。

(2)產品市場營銷。從價格策略、產品策略、渠道策略和促銷策略4個方面，引導學生對自己的產品進行深入剖析，精確找準市場定位，以提高產品的競爭力。價格策略主要是指產品的定價，主要考慮成本、市場、競爭等，企業根據這些情況來給產品進行定價。產品策略主要是指產品的包裝、設計、顏色、款式、商標等，給產品賦予特色，讓其在消費者心目中留下深刻的印象。渠道策略是指企業選用何種渠道使產品流通到顧客手中。它有很多種，比如直銷、間接渠道(分銷、經銷、代理等)，企業可以根據不同的情況選用不同的渠道 。促銷策略主要是指企業采用一定的促銷手段來達到銷售產品，增加銷售額的目的。手段有折扣、返現、抽獎、免費體驗等多種方式。

4 教學改革成效與反思

(1)“創新工程實踐”這門課程是我校聯合北京大學有多年科技創新大賽指導經驗的教師，在積累經驗的基礎上開設的創新實踐課程，將以往的科技比賽等課外活動納入正規課堂，對剛入校的大學生進行系統化的技能培訓和科學的知識引導。同時，選修過本課程的學生，經過一個學期的培訓與實踐，對創新實踐有了更清晰而切身的認識與體驗，對科技比賽不再帶有恐懼心理，積極的加入到科技社團或創新項目中去，真正實現了“以學促賽、以賽促課”的良性循環。

(2)教師根據自身經驗和學生自身發展規律，提出“引導—實踐—提升—展示”分層次遞進式的創新實踐課程教學模式，給學生以系統訓練和科學引導。并充分運用現代信息技術，借助MOOC使教學改革得到充分展現。教師在實際授課中根據需要可以有多種模式將MOOC應用于課堂，根據MOOC短視頻的特點實現菜單式學習。可將MOOC作為課前的“開胃菜”，通過MOOC中雖不深奧但有趣的內容引出教學內容，激發學生興趣，吸引學生在課堂上進行深度學習，又可以開展翻轉課堂，把理論知識學習放到線下，增加課堂討論環節，加強實踐操作環節，突出學生主體地位，把教師到學生的單向交流，變成師生之間、學生之間的多向交流，使教學成為一個開放的系統，留給學生足夠多的時間去交流，思考，動手實踐[13-14]。

(3)基于MOOC教學法一個最大的優點就是打破了專業、年級、地域的藩籬，給一批對創新創業有強烈興趣的學生提供了一個學科交叉、融合創新、實現夢想的平臺。不同學校的學生，通過MOOC課程的直播現場互動，實現了校際聯合，互通有無。我校創業學生2016年期末結課展示的時候，還被邀請到北京大學的課程直播現場，與同來參與直播的創業隊伍互相切磋，同時通過MOOC平臺向全國數十萬線上學習者宣傳了自己的創業產品。

(4)MOOC相比于傳統課堂的另外一個優點就是實現了“名師+名校+名師”的資源最大化。本課程所選用MOOC課程的師資是由8位北京大學知名教授組成的導師團，學生在線學習可以體驗名校課堂氛圍，吸納名師精華，同時學生在本校內的動手實踐環節，課程教師針對不同團隊的專業需求，會邀請本校各學院的專業教師擔任指導教師，使學生創新在“名師+名校+名師”的教學保障下如虎添翼。學生通過一門課程獲得資源最大化，同時指導教師在指導學生的過程中還可以發掘優秀的學生吸納到自己的課題組，實現師生共贏。課程開設4學期以來，就有5名學生在導師的指導下，在大二學期就拿到了自己的發明專利。

(5)基于創新實踐的課程教學改革，也對任課教師提出了高要求。教師要不斷進行自我充電與提高，密切關注前沿問題的研究，不斷豐富教學內容。教師要持續關注國內外先進技術成果的發展，引導學生拓寬視野，避免重復性創造。為啟發學生認識創新的價值，幫助學生實現學校與社會的無縫銜接，課程每學期都會邀請不同的企業家來講課，企業家的市場敏銳度與洞察力彌補了高校教師這一方面的不足，可以帶給學生超前的創新意識和寶貴的實戰經驗，是對理論教學有力的補充[15]。

5 結 語

本文以創新實踐為導向，基于MOOC平臺的分層次教學模式，這是多年科技比賽經驗與2年來構建了課堂教學經驗的思想融合與探索。課程的開設起到了為科技創新活動先期全面培養人才的作用，是對我校創新創業培養工作的有力補充，為學校雙創事業的發展提供有力的技術支撐。