基于开放实验与自主学分个性化教学模式的探索研究

杨李婷, 章 韵, 黄 刚

(1. 南京邮电大学 计算机学院, 江苏 南京 210023；2. 南京邮电大学 实验室建设与设备管理处, 江苏 南京 210023)

基于开放实验与自主学分个性化教学模式的探索研究

杨李婷1, 章 韵1, 黄 刚2

(1. 南京邮电大学 计算机学院, 江苏 南京 210023；2. 南京邮电大学 实验室建设与设备管理处, 江苏 南京 210023)

提出了开放实验和自主学分等个性化教学模式,作为统一教学模式的有益补充。学生根据自身的兴趣和培养目标的要求,自主选择实验内容和自主选修学分,而学校对开放实验和自主学分取得的成绩予以认可。统一实验教学模式与自主个性化实验模式结合,既保证了学生必须掌握的专业知识学习,又考虑了学生的个性化和实践内容的多样性,在实施中取得了良好教学效果。

开放实验管理； 自主学分； 个性化教学模式

李克强指出:“打造大众创业、万众创新和增加公共产品、公共服务‘双引擎’,推动发展调速不减势、量增质更优,实现中国经济提质增效升级”。从总理讲话可以看出建设创新型国家是一项基本国策[1],而建设创新型国家关键是科技,核心是人才,基础是教育。高校是培养创新创业人才的重要基地,在《中华人民共和国高等教育法》中就规定,高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才、发展科学技术文化,促进社会主义现代化建设。随着经济社会的不断发展,特别是我国正处在产业转型升级的关键阶段,社会各界对高等学校无论在人才上还是思想上，要求越来越高,关系越来越密切。因此,高等学校在人才培养上必须有所作为。针对这一重大战略任务,国家颁发了《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》、江苏省颁发了《江苏省‘十二五’高等教育教学改革与教学质量提升工程》等重要文件,均明确提出要加强实验室建设和提高实验教学课程质量，以提升大学生创新和实践能力。

1 现状分析

目前,很多工科专业的实验实践教学面临2大困境。首先是学生自我要求、自我规划的多样性和学习兴趣多样性,有的学生希望提升自己的应用编程能力,有的希望培养研究能力,还有的希望学习系统设计能力等。另外实验实践教学类型也呈现多样性,比如实验分为工程类、设计类、理论类和团队协作类等。与多样性矛盾的是,实验实践教学模式反而是统一的,基本采用课内实验室教学模式,时间有限、内容有限,从而导致了培养目标多样性和培养手段单一性的矛盾。归根结底是由于教育理念、实验室信息化和高校管理机制改革力度不够[2]。

针对这种状况,我校根据学生的创新和实践能力的培养改革要求,制定了具有不同专业特色的自主个性化学分实施计划和管理办法来促进大学生自主创新拓展,在学生的毕业标准中设置了必要的自主学分要求。目前相关实施计划和管理办法已经执行了2年。在实施过程中,学生的自主个性化学分主要通过其参与科研、创新项目,发表科技论文、参加资格认证考试、获得技能认证证书以及参加开放实验等方式获得。该方法的实施对于促进学生积极参加科研活动、课外学习等,起了很好的作用。然而,在实施计划和管理办法执行过程中,也发现了一些问题:

(1) 对实践教学的设计重视不够,学时不足[3]。以计算机学院软件工程专业为例,学生实践主要集中在理论课程中的课内实验、课程设计和毕业设计等环节。软件工程专业学生大学4年,课内实验258学时、课程设计等224学时、毕业设计224学时,共计448 学时，而理论学时总数为2 616学时。各类教学环节中实验、实践部分占总学时的12%,学时严重不足。

(2) 实验内容、实践环节的设置陈旧。在传统实验教育课程体系中,存在着诸多亟待解决的问题。如实验内容陈旧单一、经典实验案例重复出现、与现代科学技术紧密结合的实验较少等。这些实验是必要的,但缺乏创新性与设计性,影响学生的自主创新能力与动手实践能力训练。计算机技术引导的信息技术行业,新思想、新理论和新技术的发展日新月异,社会的新产品、新需求和新产业层出不穷。然而许多高校的计算机实验教材内容滞后,课程实验仍然停留在传统的技术实验上,且由于实验学时的限制,实验安排往往不成体系。单调一致的实验安排,无法对接学生的兴趣个性和社会需求多样性,也阻碍了学生创新意识的提升以及学生创造热情的发展。

(3) 面向教师的实验室管理模式。我国高校传统实验教育属于封闭式实验教育,而实验室管理模式是教师管理学生,本质是面向教师而不是面向学生的。一旦出现教师安排的实验课题少、实验课时不多乃至师资力量不足时,会存在资源浪费、同时学生实验能力得不到有效培养的局面。另外,实验室管理模式导致实验设备无法共享、实验课题比较单一缺乏设计性和综合性。实验室缺乏开放等,严重影响学生实践能力、创新能力和综合能力的培养。

(4) 科研项目、学科竞赛小众性。尽管科研项目、竞赛类获奖也是自主学分个性化教学模式的重要内容,但一些学生由于理论和实践应用能力较弱,无法在有关竞赛中取得名次,也无法加入科研团队的活动,因此只是少数学生能够获得这样的机会和训练。大多数学生,特别是基础较差的学生往往不能参与其中,因而得不到训练机会[4]。

综上所述,尽管自主个性化学分实施2年,效果还是不尽如人意。深入研究分析发现,归根结底还是当前的高等教育实践教学方面纠缠着的2对矛盾没有很好地解决:一是现在经济社会对学生实践能力的要求与大部分学生得不到有效训练的矛盾；二是学生的特点多样性与实验内容和实验室管理的死板性的矛盾。解决这2对矛盾是改进目前实践教学的关键。针对这2对矛盾,学校提出了开放实验与自主学分个性化教学相结合的模式,让自主学分通过个性化实验得到落实,而开放实验为个性化实验提供了物质条件支持。

2 开放实验与自主学分个性化教学模式

基于开放实验与自主学分个性化教学模式的核心思想是:学生根据自己的学习兴趣和学习方向选择课外开放实验、根据实验要求完成报告或实验作品,学校承认其学分。同时为了配合个性化开放实验教学,学校制定了相应的开放实验室管理办法,变面向教师的实验室管理模式向面向学生的实验室管理模式转变,用管理的灵活性应对个性化教学的多样性。

2.1 实验内容开放

为解决传统实验室教学面临的内容单一、不考虑学生个性发展带来效果不佳的问题[5],采取实验内容的开放方法来打破传统实验教学面临的困境。

在项目实施过程中,学校的实验教学不再拘泥于传统教材的实验内容,大胆创新、开发新实验,培养学生的创新意识[6]。结合学生的兴趣爱好,做到既与前沿科技紧密结合,又与学生专业课程相关,同时将实际生产技术融入实验教学,做到能在社会上学以致用,以此来培养学生的创新精神与创新能力。

在开放实验的研究项目中,在校教师通过设计具有综合性与设计性的实验项目,在课堂上布置教学任务与教学要求,学生根据实验室所具备的实验设备与实验条件,自己设计实验过程,完成实验。这种学生独立设计与完成的实验,很大程度上激发了学生的自主创新能力,使学生积极主动地投入到实验中去,锻炼了动手实践的能力。另外,实验室也开放性地为课题项目提供实验条件,引导学生参与到导师的项目中,鼓励独立完成导师分配的项目任务[7],且计入教师考核指标[8]。

项目实施结果表明,开放实验内容后的实验教学,将学生所学专业与现代生产和生活实际或专业实际结合起来,不仅使学生开阔眼界,还将专业理论与现代技术和生活融合起来,充分调动了学生的积极性和主动性,激发了学生的自主创新精神,实现了学生自主创新能力的拓展,同时在增强学生动手实践能力上也取得了很大成就。

2.2 实验管理模式开放

对传统实验室管理模式无法适应个性化实践教学的情况,采用灵活的实验室管理模式。在这种实验室管理模式下,学生参与管理实验室[9],采取了2种实验室开放方法。

首先是预约开放。这一开放方式主要是针对各种学科技能竞赛、学生创新拓展性项目以及部分时间操作考核前学生的强化训练。学生根据课程或考试要求,提前2天向实验室管理人员递交开放使用申请,交代清楚开放项目的名称、人数、设备需求、时间等。实验室管理人员根据申请表安排开放时间。这一开放式管理模式下的开放,为需要强化训练的学生提供了更加丰富的实验时间与实验场地,不仅能够加强学生的实验训练,在很大程度上为学生的实际操作能力的锻炼提供了更多的机会。

其次是全面开放。开放对象是所有本校需要做实验的师生,且实验室可以提供相关硬件设备,提高实验设备共享率[10]。实验室管理人员设置来访登记表,将实验室的部分实验空间全面开放[11],来者只需在实验室管理人员处做好登记即可使用实验设备。这一方式为全体师生的课程实验提供了便利,缓解了学生面对课外实验无处完成的难题。

项目实施结果表明,利用这2种实验室开放时间管理方式下的开放式实验室,为学生提供了更多的实验便利,保证了开放实验内容的顺利实施,提升了学生的自主创新能力与动手实践能力,激发了学生的创新精神,在实验考核上取得了不错的成绩。

3 分析与讨论

3.1 个性化教学模式优势和取得的成绩

基于开放实验与自主学分个性化教学模式,通过实验内容的开放,学生可以针对自己个性,选择和设计个性化的实践能力培养方案。学生的自主个性化学分主要通过其参与科研创新项目、发表科技论文、参加资格认证考试、获得技能认证证书,以及参加开放实验等方式获得。这项管理办法的实施,促进了学生参加科研活动、课外学习的积极性,使学生的实践能力得到了充分的锻炼(见表1)。

表1 软件工程专业(2011级)实施自主学分个性化教学模式后的成绩

从表1可以看出,开放实验与自主学分个性化教学模式实施以来取得了显著的成绩。以软件工程专业2011级学生为例:通过各类证书获得自主个性化学分的学生为56人次,占总人次的32%,通过讲座获得自主个性化学分的学生为41人次,占总人次的23%,通过科研竞赛获得自主个性化学分的学生为13人次,占总人次的7%,通过开放实验获得自主个性化学分的学生为58人次,占总人次的33%,通过发表期刊专利获得自主个性化学分的学生为8人,占总人次的5%。

另外,实验室开放管理形成了学生管理学生、学生之间互相监督学习的新的创新实验室管理模式。这一管理模式的建立,将进实验室进行实验的机会放到更多学生的面前,使更多的学生能够享受到实验室的公共资源,利用公共资源进行创新实验(见表2)。同时,对学校而言,这种学生管理学生的开放实验室管理模式还能够解决实验室面临的资金短缺问题,使学生能够不受限制地设计实验、完成实验,更好地发挥自身的自主创新精神与动手实践能力。

表2 实验室利用率比较 学时

表2数据可以看出实验室的设备得到充分的利用。没有自主开放实验室时候,每个学生安排的实验课时为764学时。2011级软件工程学生68人,总实验学时为51 952学时。而软件工程实验室有计算机125台,按照每天10 h开放,每周开放5 d,一个学期90 d,则可以提供562 500学时的实验,实验室利用率只有9%,资源相当浪费,效用极低。当采用了开放实验与自主学分个性化教学模式后,实验室统计数据可知,来进行开放实验的学生人数58人次,实验总学时1 856学时,人均32学时,那么实验室利用率为11%,实验室利用率得到了提高。

3.2 存在的问题及其对策

在基于开放实验和自主个性化学分的教学模式实施过程中,也存在一些学生只是试图参加一些讲座、考取证书等方式获得此项学分,而不愿意参加科研活动、开放实验等,在实践技能、创新能力的训练方面存在明显不足。面对这些问题,在实施过程中,可以采取下列方法进行纠偏:

第一,针对一些学生通过参加讲座、考取证书等方式来获得学分的“投机行为”,在自主个性化学分的组成中加入科研/实验课程一项,即学生不仅需要通过资格认证考试、听讲座等方式开阔视野、学习更多理论,而且还必须参加科研活动或一定课时的开放实验训练。不仅如此,还要对有实验创新的学生酌情予以加分,对其实验创新精神予以鼓励,提升学生对实验的参与兴趣,增加动手实践机会,有效拓展实践创新能力。

第二,对于实践能力较弱的学生,采取“一帮一”的形式,让实验成果优秀,实践能力较强的学生对其进行一对一帮助。自主个性化学分有一部分以小组成绩来记分。这样一方面,实践能力较弱的学生在加入科研和实验团队活动后,在实践能力较强学生的指导与帮助下,也能够迅速提升实践能力,增加实践经验；另一方面,通过学生间协作互助、共同记分的形式,在使得实践能力较差学生在得到实践帮助的同时,也能很好地培养学生的团队合作精神。

4 结语

基于开放实验与自主学分个性化教学模式自从实施以来,有效地缓解了学生实践能力训练不足的状况,同时通过实验室的开放式管理,使实验室资源得到了充分使用,极大地缓解了学校实验资源紧张的状态。没有开放实验进行支持,实验类自主学分的要求就不能得到有效实施；同样没有自主学分个性化教学模式,学生个性和实验内容多样性也无法有效体现。统计数据表明,通过开放实验,无论是学生实践能力的训练还是实验室使用效率上都取得了明显的效果。

References)

[1] 陈玉娟.大学生创新创业教育研究[D].石家庄:河北师范大学,2013.

[2] 邓小青.普通高校实验室全面开放而要解决的三大问题[J].实验技术与管理,2015,32(9):226-229.

[3] 吴玉剑,焦宇,汪金辉,等.高校实验室现状分析及发展探讨[J].实验室研究与探索,2014,33(10):239-241.

[4] 张庆荣,冯其红.基于自主发展教育理念的本科人才培养路径探析[J].教育与职业,2015(7):113-115.

[5] 张晓娟,张寒露,范玉珊,等. Web2.0环境中大学生信息素养能力的拓展:基于网络自主学习与创新的调查与分析[J].现代情报,2011,31(4):35-39.

[6] 徐英.提高实验教学质量 培养学生创新意识[J].实验科学与技术,2010,8(5):76-78.

[7] 胡国杰,尹子民,王丽娜,等.导师制下大学生自主创新能力培养模式的研究[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2014,16(4):101-103.

[8] 陈建真,黄真,何昱,等.基于实验室准入和开放机制的大学生创新实践能力培养[J].实验技术与管理,2015,32(8):32-36.

[9] 李勇锋,严雄,黄娟,等.基于师生二级管理的实验室开放模式建设[J].实验室研究与探索,2014,33(4):237-239,246.

[10] 何晋渐,徐静波.高校实验室资源共享机制的探索与研究[J].实验室科学,2010,13(6):132-135.

[11] 邓于.高校开放实验教学管理模式探索[J].重庆文理学院学报(自然科学版),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

南京邮电大学实验室建设与设备管理研究课题“调整自主个性化学分管理办法与改进开放实验对提高学生实践能力培养的影响”(17004SG1210)；南京邮电大学教学改革研究项目(JG00415JX76)

杨李婷(1980—),女,江苏南通,硕士,助理研究员,研究方向为实验教学与管理.

E-mail：yanglt@njupt.edu.cn

G642.0

B

1002-4956(2017)2-0158-04