個性化、智能化、泛在化實驗教學新模式的開放服務平臺的實踐

王偉光 夏茂森

〔內容提要〕在網絡化、信息化背景下，對高校人才培養模式提出更高的要求，實驗實踐教學作為人才培養中理論與社會需求連接的重要教學環節，亟需創新改革。本文以遼寧大學創新型人才培養的實驗實踐教學改革成果為對象，對遼寧大學實驗實踐教學改革經驗進行梳理，包括在多層次、多維度實驗資源整合與平臺打造、“實驗+真實問題+競賽”三位一體的實驗教學新體制等方面，以及未來實踐教學改革與創新人才培養的研究方向和熱點領域等。

〔關鍵詞〕創新型人才 培養模式 實驗實踐教學

在網絡化、數字化為背景的新經濟時代，人才培養基礎、培養模式和培養目標發生巨大變化，高校教學體系、教學模式亟需轉變以適應新時代的要求。《教育信息化2.0行動計劃》明確要求，增強教育數字化水平，積極推進信息技術與教育深度融合的“互聯網+教育”，構建網絡化、數字化、智能化、個性化、終身化的教育體系。本研究以遼寧大學創新型人才培養模式改革為案例，梳理了高校創新型人才培養模式與經驗。

一、高校人才培養過程中實驗教學模式面臨的突出問題

1.實驗教學資源分散、封閉導致學生知識拓展性弱

傳統實驗教學模式以專業學習和專業人才培養為依據，以知識傳授為主，老師講解知識點、學生實驗室操作、教師輔助指導。傳統教學、實驗模式封閉導致學生外部學習知識獲取有限，學生被動學習形式為主，缺乏學習主動性和探索性。對于危險性、操作繁瑣、耗能耗時等實驗在教學實驗室中無法完整地呈現，影響實驗效果；實驗室條件限制了高難度實驗的開設，實驗過程的復雜性、現象的隱蔽性以及操作的危險性等都直接影響了學生對實驗數據的獲取、實驗結果的認知以及知識的深入探索。實驗資源開放時間受限，學生需要在固定的時間到實驗室中來完成全部的實驗內容，時間和地域性影響較大，無法實現隨時隨地的“泛在化”學習。

2.傳統實驗教學無法滿足多維度、個性化人才培養的目標

進入21世紀，數字經濟蓬勃興起，科學技術快速發展，知識融合與行業跨界成為常態。在外部環境快速變化下，社會人才的需求發生了本質變化，由原來較窄的“專才”向復合型的通用性人才轉型，對人才的創造性、創新性和實踐性提出了更高的要求。大部分實驗實訓課程作為理論課程講授的補充，實驗教學的角色定位不清楚，實驗課程邊緣化、弱化傾向明顯，實驗教學向周邊知識領域拓展性較弱，學生無法實現多維度知識積累，無法滿足當前對復合型、多知識維度人才培養的需求。實驗教學與學生自身需求割裂、與學校學科特色定位割裂、與地方發展的人才需求割裂，導致人才培養個性化目標無法達成。

3.現代信息技術手段運用滯后導致“泛在化”學習無法實現

大數據、即時數據傳輸、物聯網等新技術在各領域中不斷滲透，現代信息技術與教育教學不斷融合，為教學的高效化和資源共享提供了客觀條件。實驗教學中現代信息技術、虛仿技術、線上實驗等應用有限，實驗教學虛化、弱化現象較為突出，造成實驗教學的仿真性、重現性等無法滿足。現代數據傳輸、3D情景在線、大數據分析等技術，能夠更為真實、深入反映實驗過程與實驗關鍵環節，并從數據中提煉出有價值的決策信息。因此，順應信息時代的發展對高校實踐教學體系中信息化改造刻不容緩。

二、開放化新平臺：基于個性化、智能化、泛在化的實驗教學新模式

1.個性化、智能化、泛在化的實驗教學新模式

2019年以來，遼寧大學圍繞實驗教學新模式進行實踐與探索，一方面，立足遼寧大學學科特點，重新梳理現有實驗實訓資源與教學體系，整合并新建各類實踐教學平臺，加強實驗教學新模式的探索；另一方面，積極創造“上中下游”實驗教學成果，通盤考慮全校實驗教學體系建設的環節。在科教融合、產學融通環節，鼓勵研究團隊積極與各類企業開展產學合作，并將高校實驗教學與遼寧老工業基地振興的大時代背景緊密結合，將人才培養方向與遼寧省產業結構、緊缺型人才需求緊密結合。

智能化體現在教學資源提供上，通過網絡公開教學資源（MOOC、SPOC、MOOL、學堂在線等）、交互虛仿實驗平臺、校內外實驗實訓平臺等構建起泛化性教學資源，各類教學資源借助于智能傳輸層（包括互聯網、物聯網、數據傳感傳輸、AI技術、大數據存儲和智能分析等）技術支持，實現學生對各類教學資源的隨時、隨地獲取。泛在化學習是基于移動學習而發展的具備“5A”（Anytime，Anywhere，Anyone，Anydevice，Anything）的理想學習方式，主要表現為地方高校教學實驗在空間（實體和虛擬）上的拓展。個性化體現在以學生為中心的實驗資源的自主選擇上。我們在實驗體系改革與創新過程中，以經濟社會發展的真實問題為導向，整合學校經、管、法、文、藝等學科的優勢與特色，兼顧信息、環境、物理等理工科發展方向，形成了基于資源泛在化、學習手段智能化、學習過程化的新型實驗教學模式（圖1）。

在虛擬仿真、線上線下混合教學、實驗室建設環節，研究團隊成員運用智能化、泛在化實踐教學的理念，取得了較為豐碩的研究成果，并積累了具有推廣意義的創新人才培養模式改革經驗。根據遼寧大學的實驗教學改革經驗，我們總結如下。

2.多層次、多維度、多學科實驗資源整合新平臺體系

聚焦人才培養特征和知識社會特點，以面向未來的個性化綜合人才培養為目標，以智能化為技術層、泛在化為手段層、個性化為目標層，樹立“大實驗觀”的實驗實踐教學體系框架思路，打通專業藩籬，整合、新建校內、校外實驗實踐資源和平臺。搭建“理論講授+實驗實踐+創新創業大賽+虛擬仿真”及社會實踐緊密聯系的個性化人才培養全網絡體系（圖2）。

遼寧大學實驗實訓平臺建設堅持智能化、泛在化的理念，以創新型人才培養為目標重新整合、拓展校內實驗實踐資源，重新梳理、定位現有實驗資源。突出遼大學科特色，開放通識課程、實驗實踐課程平臺，將課程選擇權下放給學生，建立經、管、法、文、史、藝等學科交融和滲透的實驗實踐教學體系。并結合各學科特色，聚焦遼寧省老工業基地振興中產業需求和人才培養的方向，建立起凸顯遼寧大學文科特色、滿足未來綜合人才培養的實驗實訓體系。同時將人才培養與地方經濟建設結合，分析在遼寧老工業基地振興背景下對緊缺人才需求現狀和產業發展規劃特點，將人才培養與產業需求緊密結合。堅持人才培養的“個性化”和“本土化”，建成集“人才培養方案-多類型基地組合-創業競賽實踐-科技園孵化器-轉移轉化機構-幫扶政策引導”6大模塊于一體的人才創新創業教育實踐平臺，全鏈條實現各實驗平臺在內容、方法、師資、資源與機制上的產教融通以及對雙創平臺的精細化實時管理。

產教融合的人才創新創業教育實踐平臺。近年來，遼寧大學投入大量實驗室建設資金，在環境工程、環境生態工程、化學工程、制藥工程，生物工程、食品工程、信息工程等12個工科專業結合應用轉型，建設現代化實驗實訓室。2019年學校啟動了10000平方米的新工科綜合虛擬仿真實驗實訓中心的建設工作，同時已獲批省級大學科技園、沈陽市小微企業創業（輔導）基地、沈陽高校優秀創客空間。創新創業平臺發揮了遼寧大學綜合性大學的優勢，在學科上與世界一流學科——應用經濟學緊密結合，在平臺上與國家級文科綜合實訓中心共同聯合，通過“工工、工理、工文”交叉融合滲透。平臺建立了從創新到創業的無縫銜接環節，提高科技成果轉化率，加快科技成果產業化速度；鼓勵我校科技人才、專家、教授和大學生通過科技創新項目直接轉變成創業者、企業家，直接進入產業體系、市場環節，將產學研結合落地實處，形成“萬眾創新、大眾創業”的新動力。

三、“思政+真實問題+競賽”三位一體的實驗教學新體制

1.思政元素有機融入

實踐課程雖然以知識和技能傳授為目的，但在實驗實訓過程中，結合課程與知識的特點融入思政的元素，將學生思想品德、價值觀等培養與知識的學習有機結合。如在虛仿實驗中加入“九一八紀念”“中國文化傳播與文化自信”“商業倫理、商業道德、合作共贏”等思政元素，通過思政元素的納入，提升學生政治素養、愛國情懷。如“融媒體大型主題直播報道虛擬仿真實驗”以“勿忘九一八”撞鐘鳴警儀式為主題個案，利用人工智能、VAR技術、動畫技術、全景視頻、PaaS云計算作為技術支撐，以電視新聞現場直播整體流程解構為主要原理，對不同直播場景的仿真與還原，并結合同一場景內直播信號的捕捉與切換，鏡頭畫面與鏡頭運動的銜接等操作規范演練，真實模擬現場直播的總體流程。在實驗中提升新聞類學生真實場景下新聞彩播的實踐能力。

2.真實問題導向

以真實問題為導向是尋找高等教育人才培養堵點、痛點的核心思路。為此，遼寧大學設置“真實問題導向”方向的教改課題研究，50多名老師從事教學中真實問題的研究，并將研究成果在自己的實驗課堂應用，總結好的經驗在全校推廣。堅持教學中的真實問題，特別是堅持遼寧經濟建設和發展中面臨的痛點、難點問題導向原則，引導學生對真實問題的研究。為了進一步激發學生、教師對真實問題研究的熱情，學校成立“遼寧大學真實問題研究中心”，中心面向全社會搜集真實問題、向校內輸出真實問題。同時，遼寧大學構建搜集真實問題的網絡平臺“砍瓜網”，面向全社會對真實問題進行發布、查詢和瀏覽，使教師可以更為廣泛、便捷地獲得社會的真實問題。該網站是一個開放式平臺，將全社會的企業、高校、科研機構的問題與解決方案鏈接起來，形成一個生產研究創新鏈，有效整合企業與高校資源，促進產學研合作的對接，也有助于現代大學服務社會功能的有效實現。以真實問題為起點，改革教學方法、理順教學環節、重構培養方案，構建貫穿人才培養全過程、覆蓋各類學科專業、多部門聯動參與的創新創業人才培養模式，破解高校在創新創業人才培養的體系設計、資源建設和過程培養等方面普遍存在的難題。

3.育賽結合、以賽促教探究的教賽互促模式

高校創新創業教育是一項系統工程，雙創教育實踐平臺在激發大學生創新思維和學習興趣，培養創新精神和創業能力方面發揮著不可替代的作用。高等教育的人才培養除傳授學生專業知識以外，應十分重視大學生創新創業能力的培養。學科競賽作為高校培養學生實踐能力的重要途徑，是提升大學生動手能力、創新能力的重要載體和平臺。借力競賽資源，深化校企合作，改變了傳統人才的培養模式，為學生的就業提供了重要的保障。同時，以賽促學也進一步推動一線教師對真實問題的關注，按照社會需求和真實問題調整自己的研究領域和研究方向，也側面促進教師科學研究的針對性與積極性，真正實現了教、學、研三者之間的融合互促關系。遼寧大學“育賽結合”模式取得良好效果，2016年至今，學校本科生年均獲省級學科競賽獎勵239項，獲獎達2890人次，在國家級學科競賽中，年獲獎99項，累計623人次獲獎。

實驗實踐教學及實驗教學與創新人才培育的內在機制作為較新的研究和實踐領域，還處于試行、探索階段，還未形成一致認同的理論體系。本研究成果尚處于形成、建設推進階段。未來將在現有實驗實踐教學體系實施的基礎上，進一步總結經驗、教訓，從理論上提升實驗教學與創新人才培育的構建體系，并作為經驗向其他高校推廣應用，以期發揮更廣泛的社會效果。

（作者單位：遼寧大學經濟學院）