應(yīng)用信息化技術(shù)推動(dòng)高校“互聯(lián)網(wǎng)＋”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

劉棗 汪超 呂文平 鐘曉凌

摘要：以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目的，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的優(yōu)勢(shì)，積極推進(jìn)信息化技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度融合，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、教學(xué)指導(dǎo)方式、教學(xué)學(xué)習(xí)模式、教學(xué)指導(dǎo)模式等方面進(jìn)行了改革，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息智能管理平臺(tái)，發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，助推實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量建設(shè)。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+;實(shí)驗(yàn)教學(xué);改革;信息化技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2020）22-0208-02

一、引言

黨的十九大報(bào)告提出建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略任務(wù)和宏偉目標(biāo)，深化教育改革，辦好人民滿意的教育，成為新時(shí)代高等教育現(xiàn)代化事業(yè)改革發(fā)展的努力方向之一。對(duì)于培養(yǎng)什么樣的學(xué)生、如何培養(yǎng)學(xué)生這一基本任務(wù)要有清醒的認(rèn)識(shí)和思路，重點(diǎn)需要關(guān)注教育過(guò)程本身和人才培養(yǎng)的基本職能，要善于從細(xì)節(jié)入手。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)[1]，從實(shí)踐層面積極推進(jìn)信息化技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度融合顯得尤為重要。

二、實(shí)時(shí)把脈實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

從實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)考核方式四個(gè)方面了解傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中存在的弊端，從而達(dá)到理順目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系的目的。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以固定的實(shí)驗(yàn)教材為中心、以實(shí)驗(yàn)室為中心、以教師為中心，而學(xué)生則是被動(dòng)灌輸?shù)膶?duì)象，在某種程度上限制了學(xué)生的自由發(fā)揮，而在實(shí)驗(yàn)考核方面往往“只重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不惟實(shí)驗(yàn)操作”[2]，考核方式單一。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”已滲透到各行各業(yè)中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已不能滿足創(chuàng)新人才的需求[3]。隨著“卓越計(jì)劃”的深度推進(jìn)，高等工程教育教學(xué)改革也進(jìn)入了一個(gè)嶄新的層次，要積極構(gòu)建以信息化為導(dǎo)向、以能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，邁出教育現(xiàn)代化課程體系改革堅(jiān)實(shí)的步伐。

三、全面構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

在“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)摸索的過(guò)程中，通過(guò)構(gòu)建信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)模式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)習(xí)模式以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核模式的轉(zhuǎn)變，更好的服務(wù)于本科教學(xué)，為“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建提供新的思路與現(xiàn)實(shí)依據(jù)。具體模式構(gòu)建框架見(jiàn)圖1。

（一）構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息智能管理平臺(tái)

以我校生物工程與食品學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為試點(diǎn)，初步構(gòu)建由兩個(gè)模塊組成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息智能管理平臺(tái)。模塊一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)據(jù)信息化管理，其內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)室安全管理制度、理論測(cè)試、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、預(yù)約實(shí)驗(yàn)室、設(shè)備借出、個(gè)人信息和答疑室;模塊二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式信息化管理，依托現(xiàn)有的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室和高分辨顯微鏡網(wǎng)絡(luò)集成實(shí)驗(yàn)室建立互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)互動(dòng)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化平臺(tái)構(gòu)建模塊具體見(jiàn)圖2。

由此可實(shí)現(xiàn)以信息化手段來(lái)建設(shè)和管理實(shí)驗(yàn)室，將理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有機(jī)結(jié)合在一起，為構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化體系提供有力支撐。

（二）依托平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)模式轉(zhuǎn)變

可利用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多形式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不再局限于實(shí)驗(yàn)室教學(xué)。將學(xué)院中所有本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)全部錄像，上傳至平臺(tái)服務(wù)器上。以生物工程發(fā)酵工藝實(shí)驗(yàn)課程為例，以往局限于實(shí)驗(yàn)室中的教師課堂教學(xué)，工藝流程往往花費(fèi)幾個(gè)學(xué)時(shí)也許都講不徹底，學(xué)生聽(tīng)不明白，其涉及的儀器設(shè)備較多，分散在各個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，有些中試設(shè)備只能在小型車(chē)間配置，在課堂講解太抽象，學(xué)生理解不透徹，但有了互聯(lián)網(wǎng)，我們可以利用多媒體技術(shù)將工藝流程用到的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、處理方法一一呈現(xiàn)，包括實(shí)驗(yàn)中需要注意的環(huán)節(jié)、遇到的特殊情況、應(yīng)急預(yù)案如何處理等都可以通過(guò)學(xué)生感興趣的動(dòng)漫形式展現(xiàn)出來(lái)，不僅豐富了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的感性認(rèn)識(shí)，提升了教學(xué)的趣味性，同時(shí)也保障了實(shí)驗(yàn)的安全運(yùn)行。

（三）依托平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代必然催生教育網(wǎng)絡(luò)化，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了最豐富的信息資源[4]，使學(xué)生獲取知識(shí)的來(lái)源更廣泛、更具體、更自由，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。依托平臺(tái)我們可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享設(shè)立三大版塊。

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻資料。我們可將學(xué)院中所有本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程錄成視頻資料上傳至平臺(tái)，基于互聯(lián)網(wǎng)學(xué)生可通過(guò)網(wǎng)站或手機(jī)掃描課程視頻二維碼隨時(shí)隨地觀看，用于課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，移動(dòng)學(xué)習(xí)終端和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的融合讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自主學(xué)習(xí)成為日常生活不可缺少的內(nèi)容。

2.虛擬仿真教學(xué)。以自主學(xué)習(xí)為主，教師講解為輔，學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作仿真學(xué)習(xí)。在教學(xué)中，該模塊采用多媒體技術(shù)、情景動(dòng)畫(huà)、3D仿真技術(shù)等信息技術(shù)手段，生成教學(xué)案例供學(xué)生學(xué)習(xí)，然后設(shè)置實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、實(shí)驗(yàn)耗材、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等場(chǎng)景，以供學(xué)生操作體驗(yàn)，學(xué)生可以采用小組的形式，根據(jù)討論得出的實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)耗材、實(shí)驗(yàn)設(shè)備，按照方案步驟進(jìn)行仿真操作，其間可再次討論分析，修改實(shí)驗(yàn)方案，直至得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，切實(shí)提升了學(xué)生實(shí)踐水平以及自主創(chuàng)新能力。

3.預(yù)約開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。依托平臺(tái)可實(shí)時(shí)查詢(xún)實(shí)驗(yàn)室使用情況，并結(jié)合預(yù)約實(shí)驗(yàn)室機(jī)制，便于統(tǒng)籌規(guī)劃、集中管理，提高實(shí)驗(yàn)室的利用率，同時(shí)學(xué)生也可根據(jù)自己的興趣以及未來(lái)的發(fā)展方向挑選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，有效地提升了學(xué)生的實(shí)踐水平和創(chuàng)新能力。

4.實(shí)驗(yàn)互動(dòng)平臺(tái)。以高分辨數(shù)字顯微鏡網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)為基礎(chǔ)建設(shè)的顯微互動(dòng)平臺(tái)教學(xué)為例，教師通過(guò)教師機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控，觀察所有學(xué)生在顯微鏡下的圖像，實(shí)時(shí)了解每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度以及使用顯微鏡的熟練程度，對(duì)于出現(xiàn)的問(wèn)題，教師可以鎖定某位同學(xué)的電腦屏幕，及時(shí)進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)，也可與其他同學(xué)共享代表性問(wèn)題，進(jìn)行全面性指導(dǎo)。

（四）依托平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核模式轉(zhuǎn)變

考核方式的改革，源于教師教學(xué)理念和學(xué)生學(xué)習(xí)理念的改革[5]。原有的考核主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末筆試對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，這種考核評(píng)價(jià)方法難以反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。為此我們將依托信息平臺(tái)增加過(guò)程性考核，引入課堂評(píng)價(jià)APP軟件，教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中利用互聯(lián)網(wǎng)或手機(jī)終端完成對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程和數(shù)據(jù)分析的批改和評(píng)價(jià)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，切實(shí)有效地提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)是當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革發(fā)展的必然趨勢(shì)，以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為核心，以信息化技術(shù)推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新標(biāo)準(zhǔn)、新方法、新模式的創(chuàng)建，建立“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息平臺(tái)，彰顯我校“質(zhì)量立校、人才強(qiáng)校、科技興校、開(kāi)放活校、依法治校”的辦學(xué)理念，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的作用，發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，逐步完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)估保障體系，助推我校質(zhì)量文化建設(shè)。

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Application of Information Technology to Promote the "Internet +" Experiment

Teaching Reform in Universities

LIU Zao， WANG Chao， L? Wen-ping， ZHONG Xiao-ling

（Hubei University of Technology， Wuhan， Hubei 430068， China）

Abstract： For the purpose of training applied talents， "Internet +" is applied to actively promote an in-depth integration of information technology and experiment teaching. Reform is made from the experiment teaching system， teaching approaches， studying assessment， and student evaluation to build an intelligent management platform for experiment teaching， which gives full play to the Internet and improves the experiment teaching quality.

Key words： Internet +; experiment teaching; reform; information technology

收稿日期：2019-09-05

基金項(xiàng)目：2016年湖北省高校實(shí)驗(yàn)室工作研究會(huì)立項(xiàng)課題“以信息化為導(dǎo)向的高校實(shí)驗(yàn)室管理體系的構(gòu)建”（編號(hào)：HBSY2016-31）

作者簡(jiǎn)介：劉棗（1982-），女（漢族），湖北武漢人，碩士，實(shí)驗(yàn)師，生物工程與食品學(xué)院教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心主任，研究方向：實(shí)驗(yàn)室安全管理。

通信作者：鐘曉凌（1962-），女（漢族），湖北廣水人，本科，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，生物工程與食品學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心主任，研究方向：實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)建設(shè)。