基于開放實驗與自主學分個性化教學模式的探索研究

楊李婷, 章 韻, 黃 剛

(1. 南京郵電大學 計算機學院, 江蘇 南京 210023；2. 南京郵電大學 實驗室建設與設備管理處, 江蘇 南京 210023)

基于開放實驗與自主學分個性化教學模式的探索研究

楊李婷1, 章 韻1, 黃 剛2

(1. 南京郵電大學 計算機學院, 江蘇 南京 210023；2. 南京郵電大學 實驗室建設與設備管理處, 江蘇 南京 210023)

提出了開放實驗和自主學分等個性化教學模式,作為統一教學模式的有益補充。學生根據自身的興趣和培養目標的要求,自主選擇實驗內容和自主選修學分,而學校對開放實驗和自主學分取得的成績予以認可。統一實驗教學模式與自主個性化實驗模式結合,既保證了學生必須掌握的專業知識學習,又考慮了學生的個性化和實踐內容的多樣性,在實施中取得了良好教學效果。

開放實驗管理； 自主學分； 個性化教學模式

李克強指出:“打造大眾創業、萬眾創新和增加公共產品、公共服務‘雙引擎’,推動發展調速不減勢、量增質更優,實現中國經濟提質增效升級”。從總理講話可以看出建設創新型國家是一項基本國策[1],而建設創新型國家關鍵是科技,核心是人才,基礎是教育。高校是培養創新創業人才的重要基地,在《中華人民共和國高等教育法》中就規定,高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才、發展科學技術文化,促進社會主義現代化建設。隨著經濟社會的不斷發展,特別是我國正處在產業轉型升級的關鍵階段,社會各界對高等學校無論在人才上還是思想上，要求越來越高,關系越來越密切。因此,高等學校在人才培養上必須有所作為。針對這一重大戰略任務,國家頒發了《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》、江蘇省頒發了《江蘇省‘十二五’高等教育教學改革與教學質量提升工程》等重要文件,均明確提出要加強實驗室建設和提高實驗教學課程質量，以提升大學生創新和實踐能力。

1 現狀分析

目前,很多工科專業的實驗實踐教學面臨2大困境。首先是學生自我要求、自我規劃的多樣性和學習興趣多樣性,有的學生希望提升自己的應用編程能力,有的希望培養研究能力,還有的希望學習系統設計能力等。另外實驗實踐教學類型也呈現多樣性,比如實驗分為工程類、設計類、理論類和團隊協作類等。與多樣性矛盾的是,實驗實踐教學模式反而是統一的,基本采用課內實驗室教學模式,時間有限、內容有限,從而導致了培養目標多樣性和培養手段單一性的矛盾。歸根結底是由于教育理念、實驗室信息化和高校管理機制改革力度不夠[2]。

針對這種狀況,我校根據學生的創新和實踐能力的培養改革要求,制定了具有不同專業特色的自主個性化學分實施計劃和管理辦法來促進大學生自主創新拓展,在學生的畢業標準中設置了必要的自主學分要求。目前相關實施計劃和管理辦法已經執行了2年。在實施過程中,學生的自主個性化學分主要通過其參與科研、創新項目,發表科技論文、參加資格認證考試、獲得技能認證證書以及參加開放實驗等方式獲得。該方法的實施對于促進學生積極參加科研活動、課外學習等,起了很好的作用。然而,在實施計劃和管理辦法執行過程中,也發現了一些問題:

(1) 對實踐教學的設計重視不夠,學時不足[3]。以計算機學院軟件工程專業為例,學生實踐主要集中在理論課程中的課內實驗、課程設計和畢業設計等環節。軟件工程專業學生大學4年,課內實驗258學時、課程設計等224學時、畢業設計224學時,共計448 學時，而理論學時總數為2 616學時。各類教學環節中實驗、實踐部分占總學時的12%,學時嚴重不足。

(2) 實驗內容、實踐環節的設置陳舊。在傳統實驗教育課程體系中,存在著諸多亟待解決的問題。如實驗內容陳舊單一、經典實驗案例重復出現、與現代科學技術緊密結合的實驗較少等。這些實驗是必要的,但缺乏創新性與設計性,影響學生的自主創新能力與動手實踐能力訓練。計算機技術引導的信息技術行業,新思想、新理論和新技術的發展日新月異,社會的新產品、新需求和新產業層出不窮。然而許多高校的計算機實驗教材內容滯后,課程實驗仍然停留在傳統的技術實驗上,且由于實驗學時的限制,實驗安排往往不成體系。單調一致的實驗安排,無法對接學生的興趣個性和社會需求多樣性,也阻礙了學生創新意識的提升以及學生創造熱情的發展。

(3) 面向教師的實驗室管理模式。我國高校傳統實驗教育屬于封閉式實驗教育,而實驗室管理模式是教師管理學生,本質是面向教師而不是面向學生的。一旦出現教師安排的實驗課題少、實驗課時不多乃至師資力量不足時,會存在資源浪費、同時學生實驗能力得不到有效培養的局面。另外,實驗室管理模式導致實驗設備無法共享、實驗課題比較單一缺乏設計性和綜合性。實驗室缺乏開放等,嚴重影響學生實踐能力、創新能力和綜合能力的培養。

(4) 科研項目、學科競賽小眾性。盡管科研項目、競賽類獲獎也是自主學分個性化教學模式的重要內容,但一些學生由于理論和實踐應用能力較弱,無法在有關競賽中取得名次,也無法加入科研團隊的活動,因此只是少數學生能夠獲得這樣的機會和訓練。大多數學生,特別是基礎較差的學生往往不能參與其中,因而得不到訓練機會[4]。

綜上所述,盡管自主個性化學分實施2年,效果還是不盡如人意。深入研究分析發現,歸根結底還是當前的高等教育實踐教學方面糾纏著的2對矛盾沒有很好地解決:一是現在經濟社會對學生實踐能力的要求與大部分學生得不到有效訓練的矛盾；二是學生的特點多樣性與實驗內容和實驗室管理的死板性的矛盾。解決這2對矛盾是改進目前實踐教學的關鍵。針對這2對矛盾,學校提出了開放實驗與自主學分個性化教學相結合的模式,讓自主學分通過個性化實驗得到落實,而開放實驗為個性化實驗提供了物質條件支持。

2 開放實驗與自主學分個性化教學模式

基于開放實驗與自主學分個性化教學模式的核心思想是:學生根據自己的學習興趣和學習方向選擇課外開放實驗、根據實驗要求完成報告或實驗作品,學校承認其學分。同時為了配合個性化開放實驗教學,學校制定了相應的開放實驗室管理辦法,變面向教師的實驗室管理模式向面向學生的實驗室管理模式轉變,用管理的靈活性應對個性化教學的多樣性。

2.1 實驗內容開放

為解決傳統實驗室教學面臨的內容單一、不考慮學生個性發展帶來效果不佳的問題[5],采取實驗內容的開放方法來打破傳統實驗教學面臨的困境。

在項目實施過程中,學校的實驗教學不再拘泥于傳統教材的實驗內容,大膽創新、開發新實驗,培養學生的創新意識[6]。結合學生的興趣愛好,做到既與前沿科技緊密結合,又與學生專業課程相關,同時將實際生產技術融入實驗教學,做到能在社會上學以致用,以此來培養學生的創新精神與創新能力。

在開放實驗的研究項目中,在校教師通過設計具有綜合性與設計性的實驗項目,在課堂上布置教學任務與教學要求,學生根據實驗室所具備的實驗設備與實驗條件,自己設計實驗過程,完成實驗。這種學生獨立設計與完成的實驗,很大程度上激發了學生的自主創新能力,使學生積極主動地投入到實驗中去,鍛煉了動手實踐的能力。另外,實驗室也開放性地為課題項目提供實驗條件,引導學生參與到導師的項目中,鼓勵獨立完成導師分配的項目任務[7],且計入教師考核指標[8]。

項目實施結果表明,開放實驗內容后的實驗教學,將學生所學專業與現代生產和生活實際或專業實際結合起來,不僅使學生開闊眼界,還將專業理論與現代技術和生活融合起來,充分調動了學生的積極性和主動性,激發了學生的自主創新精神,實現了學生自主創新能力的拓展,同時在增強學生動手實踐能力上也取得了很大成就。

2.2 實驗管理模式開放

對傳統實驗室管理模式無法適應個性化實踐教學的情況,采用靈活的實驗室管理模式。在這種實驗室管理模式下,學生參與管理實驗室[9],采取了2種實驗室開放方法。

首先是預約開放。這一開放方式主要是針對各種學科技能競賽、學生創新拓展性項目以及部分時間操作考核前學生的強化訓練。學生根據課程或考試要求,提前2天向實驗室管理人員遞交開放使用申請,交代清楚開放項目的名稱、人數、設備需求、時間等。實驗室管理人員根據申請表安排開放時間。這一開放式管理模式下的開放,為需要強化訓練的學生提供了更加豐富的實驗時間與實驗場地,不僅能夠加強學生的實驗訓練,在很大程度上為學生的實際操作能力的鍛煉提供了更多的機會。

其次是全面開放。開放對象是所有本校需要做實驗的師生,且實驗室可以提供相關硬件設備,提高實驗設備共享率[10]。實驗室管理人員設置來訪登記表,將實驗室的部分實驗空間全面開放[11],來者只需在實驗室管理人員處做好登記即可使用實驗設備。這一方式為全體師生的課程實驗提供了便利,緩解了學生面對課外實驗無處完成的難題。

項目實施結果表明,利用這2種實驗室開放時間管理方式下的開放式實驗室,為學生提供了更多的實驗便利,保證了開放實驗內容的順利實施,提升了學生的自主創新能力與動手實踐能力,激發了學生的創新精神,在實驗考核上取得了不錯的成績。

3 分析與討論

3.1 個性化教學模式優勢和取得的成績

基于開放實驗與自主學分個性化教學模式,通過實驗內容的開放,學生可以針對自己個性,選擇和設計個性化的實踐能力培養方案。學生的自主個性化學分主要通過其參與科研創新項目、發表科技論文、參加資格認證考試、獲得技能認證證書,以及參加開放實驗等方式獲得。這項管理辦法的實施,促進了學生參加科研活動、課外學習的積極性,使學生的實踐能力得到了充分的鍛煉(見表1)。

表1 軟件工程專業(2011級)實施自主學分個性化教學模式后的成績

從表1可以看出,開放實驗與自主學分個性化教學模式實施以來取得了顯著的成績。以軟件工程專業2011級學生為例:通過各類證書獲得自主個性化學分的學生為56人次,占總人次的32%,通過講座獲得自主個性化學分的學生為41人次,占總人次的23%,通過科研競賽獲得自主個性化學分的學生為13人次,占總人次的7%,通過開放實驗獲得自主個性化學分的學生為58人次,占總人次的33%,通過發表期刊專利獲得自主個性化學分的學生為8人,占總人次的5%。

另外,實驗室開放管理形成了學生管理學生、學生之間互相監督學習的新的創新實驗室管理模式。這一管理模式的建立,將進實驗室進行實驗的機會放到更多學生的面前,使更多的學生能夠享受到實驗室的公共資源,利用公共資源進行創新實驗(見表2)。同時,對學校而言,這種學生管理學生的開放實驗室管理模式還能夠解決實驗室面臨的資金短缺問題,使學生能夠不受限制地設計實驗、完成實驗,更好地發揮自身的自主創新精神與動手實踐能力。

表2 實驗室利用率比較 學時

表2數據可以看出實驗室的設備得到充分的利用。沒有自主開放實驗室時候,每個學生安排的實驗課時為764學時。2011級軟件工程學生68人,總實驗學時為51 952學時。而軟件工程實驗室有計算機125臺,按照每天10 h開放,每周開放5 d,一個學期90 d,則可以提供562 500學時的實驗,實驗室利用率只有9%,資源相當浪費,效用極低。當采用了開放實驗與自主學分個性化教學模式后,實驗室統計數據可知,來進行開放實驗的學生人數58人次,實驗總學時1 856學時,人均32學時,那么實驗室利用率為11%,實驗室利用率得到了提高。

3.2 存在的問題及其對策

在基于開放實驗和自主個性化學分的教學模式實施過程中,也存在一些學生只是試圖參加一些講座、考取證書等方式獲得此項學分,而不愿意參加科研活動、開放實驗等,在實踐技能、創新能力的訓練方面存在明顯不足。面對這些問題,在實施過程中,可以采取下列方法進行糾偏:

第一,針對一些學生通過參加講座、考取證書等方式來獲得學分的“投機行為”,在自主個性化學分的組成中加入科研/實驗課程一項,即學生不僅需要通過資格認證考試、聽講座等方式開闊視野、學習更多理論,而且還必須參加科研活動或一定課時的開放實驗訓練。不僅如此,還要對有實驗創新的學生酌情予以加分,對其實驗創新精神予以鼓勵,提升學生對實驗的參與興趣,增加動手實踐機會,有效拓展實踐創新能力。

第二,對于實踐能力較弱的學生,采取“一幫一”的形式,讓實驗成果優秀,實踐能力較強的學生對其進行一對一幫助。自主個性化學分有一部分以小組成績來記分。這樣一方面,實踐能力較弱的學生在加入科研和實驗團隊活動后,在實踐能力較強學生的指導與幫助下,也能夠迅速提升實踐能力,增加實踐經驗；另一方面,通過學生間協作互助、共同記分的形式,在使得實踐能力較差學生在得到實踐幫助的同時,也能很好地培養學生的團隊合作精神。

4 結語

基于開放實驗與自主學分個性化教學模式自從實施以來,有效地緩解了學生實踐能力訓練不足的狀況,同時通過實驗室的開放式管理,使實驗室資源得到了充分使用,極大地緩解了學校實驗資源緊張的狀態。沒有開放實驗進行支持,實驗類自主學分的要求就不能得到有效實施；同樣沒有自主學分個性化教學模式,學生個性和實驗內容多樣性也無法有效體現。統計數據表明,通過開放實驗,無論是學生實踐能力的訓練還是實驗室使用效率上都取得了明顯的效果。

References)

[1] 陳玉娟.大學生創新創業教育研究[D].石家莊:河北師范大學,2013.

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[3] 吳玉劍,焦宇,汪金輝,等.高校實驗室現狀分析及發展探討[J].實驗室研究與探索,2014,33(10):239-241.

[4] 張慶榮,馮其紅.基于自主發展教育理念的本科人才培養路徑探析[J].教育與職業,2015(7):113-115.

[5] 張曉娟,張寒露,范玉珊,等. Web2.0環境中大學生信息素養能力的拓展:基于網絡自主學習與創新的調查與分析[J].現代情報,2011,31(4):35-39.

[6] 徐英.提高實驗教學質量 培養學生創新意識[J].實驗科學與技術,2010,8(5):76-78.

[7] 胡國杰,尹子民,王麗娜,等.導師制下大學生自主創新能力培養模式的研究[J].遼寧工業大學學報(社會科學版),2014,16(4):101-103.

[8] 陳建真,黃真,何昱,等.基于實驗室準入和開放機制的大學生創新實踐能力培養[J].實驗技術與管理,2015,32(8):32-36.

[9] 李勇鋒,嚴雄,黃娟,等.基于師生二級管理的實驗室開放模式建設[J].實驗室研究與探索,2014,33(4):237-239,246.

[10] 何晉漸,徐靜波.高校實驗室資源共享機制的探索與研究[J].實驗室科學,2010,13(6):132-135.

[11] 鄧于.高校開放實驗教學管理模式探索[J].重慶文理學院學報(自然科學版),2012,31(1):90-93.

Research on personalized teaching mode based on open experiments and autonomous credits

Yang Liting1, Zhang Yun1, Huang Gang2

(1. School of Computer Science, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China； 2. Office of Laboratory and Facility Management, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China)

This paper proposes the mode of open experiments and autonomous credits, which is a useful complement to a unified teaching mode. In this mode, students can select experimental contents and achieve autonomous credits which will be recognized by school according to their interests and training objectives. In the meantime, the combination of the unified and independent experimental teaching models can not only ensure the students to master the professional knowledge, but also take into account the diversity of students’ personality and practice content. This mode has already achieved good teaching effect in teaching practice.

open experiment management; autonomous credits; personalized teaching mode

10.16791/j.cnki.sjg.2017.02.041

2016-09-30 修改日期：2016-10-24

南京郵電大學實驗室建設與設備管理研究課題“調整自主個性化學分管理辦法與改進開放實驗對提高學生實踐能力培養的影響”(17004SG1210)；南京郵電大學教學改革研究項目(JG00415JX76)

楊李婷(1980—),女,江蘇南通,碩士,助理研究員,研究方向為實驗教學與管理.

E-mail：yanglt@njupt.edu.cn

G642.0

B

1002-4956(2017)2-0158-04