基于翻转课堂的开放型刑事技术实验室建设

周 毅 锦

(江苏警官学院 刑事科学技术系， 南京 210031)

基于翻转课堂的开放型刑事技术实验室建设

周 毅 锦

(江苏警官学院 刑事科学技术系， 南京 210031)

公安高等院校开放型实验室的建设，一直受到教学管理模式和人力物力资源的制约。为了有效提高实验室资源的利用率，顺应公安实用性人才建设的实战化教学改革，刑事技术实验室引入翻转课堂的理念，搭建集实践网络教学，微信预约，在线指导和考核于一体的网络实践教学平台，从时间和空间上最大限度地开放实验室。同时，通过合理设置实验教学环节，调整智能化网络管理，协调各教学部门的运作，采取切实的保障等措施，为学生自主学习和开发创新提供高效的资源环境。刑事技术实验室开放使得学生的目的性、创新性明显增强。开放带来的实验预约集中以及管理工作量增加等问题也促进实验室开放管理水平的进一步提升。

实验室开放； 实践教学； 翻转课堂； 教学改革

0 引 言

近年来公安院校大力推行实战化教学，深入开展实战化教学改革，实验室成为推行实战化教学的第一前沿阵地。如何在有限的实验课时内实现实战教学的最优化设计，改善实验室管理，让实验教学环境更加贴近公安实战，是公安院校实践教育改革的新方向。目前公安院校刑事科学技术实验室普遍存在实验课程设置僵化、实训课程过于模块化等弊端，使得学生在实验室的实验和实训环节缺乏主动性和自主拓展的空间。随着智慧化校园的建设普及，使得在公安院校实验室中引入智慧化管理成为可能。科学提升实验室的开放管理水平，利用翻转课堂和虚拟实验室的建设，提高学生在实验室中的学习效率，为学生营造全面开放的实验教学环境，让学生在实验室中自主搭建实验项目和模拟实战训练内容，切实让实验室服务于学生，服务于实战化教学。

1 公安实践教学中翻转课堂模式的引入

翻转课堂的概念最初由萨尔曼·可罕在2011年TED大会上的演讲报告中提出。就是在信息化环境中，课程教师提供以教学视频为主要形式的学习资源，学生在上课前完成对教学视频等学习资源的观看和学习，师生在课堂上一起完成作业答疑、协作探究和互动交流等活动的一种新型的教学模式[1]。

近年来，高校实践教学中“翻转课堂”也相继兴起。实践教学颠覆了原来的教学手段、顺序和方法，将实验、实训的学习转到课下，巩固和纠错放到课内[2]。教师将众多精致高质量的教学视频提供给学生，学生按照自己的时间和进度进行学习，教师更多地是在实际操作过程中给予指导，让学生成为实验室的主体。

公安院校为了顺应一线实战需要，推行“实战化教学”，学生的实习期较长，在校期间要完成外语、法律、警体训练以及专业课程，课时少，压力大。如何在有限的学时内高效完成实验和实训任务，成为专业教师头疼的问题[3]。翻转课堂的实现可以大大节约学生的课堂时间，借助网络平台，利用学生茶余饭后碎片式的学习，完成课外的操作理论教学和模拟训练，并可以有效提高课堂训练效率。

2 利用交互式网络平台打造开放型实验室

多年来，为了有效利用实验室资源，实验管理中一再强调实验室开放。固定的实验、实训课程安排以及考核环节的简化，使得学生没有热情与时间参与到课外实验。开放型实验室名存实亡，开放实验的开出率也很低，学生在实验室的自主性几乎为零[4]。作为公安技术教育的主体，刑事科学技术实验室利用网络平台打造科学管理下的开放型实验室，提高实验室的教育和管理水平迫在眉睫。建设从形式到内容的刑事技术开放型实验室，给学生在时间、空间上足够的自由度，合理安排实验内容和进度，同时利用高效的考核机制，保证开放实验的教学质量，是实验教学的新要求。

国内外对于高水平的开放性实验室标准：成为研究和探索实验教学的改革的在线中心，提供对场地实验数据进行真实、严格且科学的分析手段、构建具有3D沉浸式环境，可支持远程控制、虚拟仪器、交互式多媒体实验以及在线分析与研究活动的实验与研发平台[5]。因此，虚拟学习环境与网上在线实验室的建设是开放型实验室建设的一个新标准。

2.1 虚拟实验室的建设

建立虚拟实验室对公安技术的实践性教学是一个良好的促进。以现场勘查实训项目为例，目前刑事科学技术实验室苦于场地和师资的限制，开展的训练项目只能就某一种案件类型进行分组训练，每一位学生只能在一组实验中承担一个角色，这对于公安教育实战化要求相距甚远。建立3D虚拟现场的游戏式教学环节，除了激发学生参与实训的兴趣外，在一定程度上解决在实验室中开展案件现场实训时人力资源和物质资源短缺问题。保证每一位学生都可以在虚拟实验中体验从现场保护、组织指挥到勘验检查等各个角色，为每一位学生提供盗窃、杀人、抢劫、强奸等几类典型案件现场勘验流程的虚拟体验，这是现实实验室中不可实现的。虚拟实验室除了可以较全面地展示标准的现场办案流程[6]，学生在模拟训练过程中可以给与及时纠错，有效指导学生规避操作中容易出现的失误，达到良好的训练效果。

学生完成虚拟实验实训项目的训练之后，进入实训场地，开展有条件有目的实战操作模拟，这种实训模式可行并高效。

2.2 网上在线实验室建设

网上在线实验室主要是依靠网络的即时可视化，建立有效的管理机制，用于组织管理学生开展实验，提高实验效率[7]。主要功能是实现网络预约实验，在线指导和考核等功能。

网络预约实验的前提是建立开放实验，很多高校都已向学生开展了网络预约实验，网络考核等。以往学生的基础实验安排在固定的时间和空间，部分操作动手能力强的学生及早完成了实验任务，苦于教学制度不能提前离开实验室，于是在实验室玩手机，开小差，侵占了实验室的资源。而对于有创新需求的学生，由于课程时间的冲突，进不了实验室，只能安排在晚上和周末时间，也严重打击了学生创新积极性。利用网络管理的便利，实现实验室预约机制，使学生根据自己的情况安排实验内容和时间，掌握实验的进度和节奏。也让紧张的实验室资源不再被浪费在简单的重复操作中，掌握较好的学生可以相对缩短基础实验的时间，在实验室自由发挥，拓展自己感兴趣的实验，寻找更多的创新出发点和契机[8]，实现实验室效益最大化。

因此打造开放型实验室，利用网上在线实验室灵活机动的管理模式，使得学生随时多可以进实验室，而实验室也可以积极利用网络管理的优化手段，努力创造条件吸引学生进入实验室[9]。

一直以来，提高学生的操作技能，强化学生的动手能力，高校实验教学中最有效的办法是将实验课程独立开课，单独考核[10]。对于公安院校的学生课程负担重，学生的课时紧张也使得实验课程独立成课变得不现实。利用网络实验室的管理，建立针对各实验项目的考核，以考核强化教学，提高学生对操作的熟练度和融会贯通的能力。学生对各项实验都做好考核准备后，可以通过网络申请考核，在所有实验项目中当场随机抽取考试内容，考核后网上提交实验结果，给出考核成绩，考核通过后才能参加期末课程笔试。这种随机的考核方式迫使学生主动掌握每项实验操作，并积极参与复习，应对考核。

3 开放型刑事技术实验室网络平台框架设计

实验室网络平台建设是实施翻转课堂的前提，也是保证开放型实验室功能化的基础。刑事技术网络平台包含有实践教学和实验室管理(包括实验预约，实验管理，以及考核系统)的功能，图1所示为网络实验室教学平台的框架。

图1 刑事技术实验室网络教学平台框架

3.1 实践教学环节

由于刑事技术专业的实践教学资料属于内部资料，不能在互联网传播，使得学生不能在移动终端上接受实验教学。但由于目前公安院校刑事技术实验室基本配备了仪器机房和公安网机房，在机房中提供内部网络教学，保证学生在实验前和实验中都能观看教学视频，为学生接受翻转课堂提供自学条件。

实践教学环节以视频教学为主，视频教学是实施翻转课堂的主要环节，视频制作的质量，直接关系到学生学习的兴趣及学习效果[11]，因此，教师应将主要精力投入到教学视频的打磨中去。该项工作是一劳永逸的，后期的投入主要是维护和少量的修改调整。刑事科学技术实验网络教程包含实验项目和实训项目的教学两个内容。

实验项目教学作为课程中的实验项目主要以对基础操作的模仿和熟练应用为主要目的。包括：① 文字部分。用于展示项目的目的、内容、使用器材及耗材、注意事项等文字内容；② 视频教学部分。主要展现操作中的细节及技巧，同时配备解说，强调操作中的注意事项。微视频为了适应学生的高频率的网络学习节奏，要求简短，一般为3～5 min，不拖沓[12]。实验项目力求全面，并配备移动文字强调各个实验的应用条件，强化学生的应用能力。视频具备时间条功能，以备学生随时反复播放。③ 实验效果点评。将实验结果中常见的错误进行展示，说明是什么原因导致实验效果不佳，这有利于学生在实验中对照并开展自我反省和思考。

实训项目教学是将各个基础实验项目中的操作在具体现场中进行综合运用。包括：① 文字部分。用于展示实训方案和要求。② 视频教学部分。以刑事技术实训中的现场勘查项目为例，教学视频除了提供正确规范的现场模拟操作外，还要有若干个有代表性的模拟现场的勘验视频，如：杀人、盗窃、强奸、抢劫、纵火案件。③ 3D模拟实训部分。建立3D模拟实验室，模拟若干个现场场景，提供给学生进行模拟实训。学生在进入模拟现场前选择保护、笔录、勘查等角色。进入现场，以角色扮演沉浸式游戏模式参与现场勘验实训。出现操作错误或者遗漏失误，则游戏给出相应的分值。该训练可以重复多次进行，直到学生熟练各类现场操作流程后，进入预约实验程序。

3.2 实验预约

实验预约前学生必须通过安全教育的学习，并完成一系列网上测试后方可进入预约系统。

平台采用微信提供3天内的实验预约，内容包含实验项目预约和实训项目预约。预约界面展示各项实验的当前可预约空位数，并提前1天公布已预约成功的名单，微信通知到个人，同时设置上课提醒。

3.3 实验管理

学生进入实验室后，用微信扫描实验桌上的二维码进行签到、签退[13]。实验中有任何问题可以向值班教师寻求指导，或实验后用微信与教师交流。

3.4 考核系统

学生完成全部实验项目的学习和复习后，提交考核预约。考核采用网络随机抽取考核编号，实验室于考核当日公布学生相对应的考核实验项目，这主要是为了鞭策学生必须准备每个实验项目，以备抽考。同时也可以杜绝操作中出现冒名顶替，或将别人的操作结果提交到自己的考核结果等现象。

考核提供报告模板给学生，学生完成实验考核后，制作电子实验报告上交，教师将会进行网络批改，学生如想获得更高的成绩，可以申请再次预约进入实验室，根据实验室的安排情况得到再次考核许可。

4 保障开放型网络实验室运作的措施

由于开放型实验室的目标是形式和内容的开放，无论从实验室管理还是学生管理方面都会因为缺乏计划性，有凌乱的感觉。如何使开放型实验室的教学和管理乱中有序，这对实验室的管理提出了高层次的要求，需要学校层，教务管理，以及系部教研室的支持。

4.1 做好实验室的基础配套管理工作

作为打造开放型实验室的基础条件，做好实验室科学合理的设置，是简化实验管理工作的第一步。

刑事技术实验所需的器材要求不多，大量的是耗材的需求。将实验室按照实验项目划分功能区和实验位，以痕迹检验实验为例，划分物理显现区、化学显现区、样本提取区，光学显现区、显微图像采集区，工具痕迹提取区等功能区。功能区划定后，根据实验室的容量，固定实验位，标贴二维码供学生签到、签退。实验位上所使用的器材、耗材等所需物品均放置在固定位置，配备使用说明，并指示清晰，让学生自主取用。

实验器材由学生在使用后复位，学生签退时需上传实验器材复原图片，以备查验。每日实验结束后由管理人员做好实验室耗材的及时更新，器材维护以及实验室卫生和安全等保障工作。

4.2 加强实验室网络平台建设

开放型网络实验室软件平台的建设需要较大的投入，需要学校现代教育技术中心、教务系统的配合。

网络实验室的主体是教学部分，实验教学微课的制作需要较大的人力物力的投入，特别是3D模拟实验室的建设，高层次的仿真实验设计等，涉及到游戏化教学软件的设计和制作，会有较大的困难，部分视频微课程也是需要教学部门的大量投入。

网络实验室的管理平台可以利用各高校基于微信的移动智能校园建设，搭载实验室移动终端的微信管理系统，除了涉及到内部资料的实践教学部分不能上电信或者移动等网络，实验室预约、在线指导、考核等部分均可以利用移动终端的便利性，实现各项功能。

4.3 改变教学管理理念

教务部门对实验课程的管理方式要适应开放型实验室的要求，实验课时安排不再统一规划，学生的实验时间自主安排。打通实验室和教研室的教师流动[16]，教研室老师担任值班指导期间给予课时补贴，吸引更多教师加入到实验室的管理和教学工作中来。

同时，随着实验室开放程度的提高，对实验教师的要求也相应提高。学校要加强实验室教师队伍的素质培养，提升教师应对突发事件能力，教务部门在教学过程中要有效地把控实验教学环节，细化实验教学要求，合理安排实验资源，做到管理专业化。

4.4 创新性实验的融入课堂

实验课程实现一对一的指导后，学生的求知欲望会被进一步激发，除了完成已定的实验教学要求后，学生可以按照自己的掌握情况和兴趣爱好，在实验室中拓展训练，寻找一些创新点。由于教师要担任值班指导工作，保证了教师进入实验室的时间，实验室可以借助大学生创新项目，以及大学生科研创新等项目资源，加强学生与教师的指导与交流，进一步提升实验室的科研创新能力。

5 实验室开放建设成效及展望

目前，我院刑事技术实验室的开放建设处于初级阶段，初步实现了管理形式上的开放。利用学院智能校园的建设契机，实验室微信管理平台已经建成，学生实现了从安全教育、实验预约、实验室签到签退以及实验考核的各项基本功能。

从开放运行一个学期的效果来看，基本运行平稳，由于系统控制学生旷课机会只有一次，学生预约后签到率达百分之一百。另外，考核机制的制约，学生进入实验室的主动性大大增强，也使得学生在学期最后一个月中，针对考核加强训练，对实验预约的需求急剧增加。实验室一直开放到晚上8 h，基本能满足学生的需求。除了依靠教学视频的知识点传授，加强实验指导，实验室也张贴了实验样本供学生对照学习，再加上任课教师的微信沟通，能够较好地满足了教学需求。从学生的实验效果来看，学生对实验的目的更加明确，操作中也有更多的时间与同学交流，实验报告中凸显自发性的实验内容：例如未列入教材的新客体上的指纹显现，复合显现手印方法的尝试等。实验考核的质量也因为学生有多次考核机会而使得结果令人满意。开放型实验室的优势胜在让学生有了自主支配实验的时间和空间。

吸取初期的经验，在今后的管理中将有规划地分专业分时间段进行考核，化解集中考核带来的拥堵。同时将吸引更多的勤工俭学的学生协助实验室管理，缓解由于学生实验量的增加带来的管理压力。随着学生在开放型实验室中自主热情的高涨，刑事技术实验室打破原有僵化的课程管理模式，依托翻转课堂高效和便捷，在充分开放的运作模式下，必将充满活力。

[1] 王晓东,张晨婧仔.翻转课堂在大学教学中的应用研究[J].现代教育技术, 2013,23(8):11-16.

[2] 杨 斌,王以宁,任建四，等.美国大学IPSP课程混合式翻转课堂分析与启示[J].中国电化教育,2015,337(2):118-128.

[3] 朱伟丽.基于翻转课堂的文检课教学设计[J].图书馆杂志, 2013,32(4):87-112.

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[6] 任林茂.公安本科院校实验室建设和实验教学改革研究[J].湖北警官学院学报,2014 (6):173-175.

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[13] 王竹立,李小玉,林 津.智能手机与“互联网+”课堂[J].远程教育杂志, 2015,229(4):14-21.

[14] 程 琳.以新设公安一级学科为龙头努力开创公安教育新局面.中国人民公安大学(社会科学版)，2011,27(2):1-9.

Opening Construction of Criminal Technology Laboratory Based on Flipped Classroom

ZHOUYijin

(Department of Criminal Science and Technology, Jiangsu Police Officer College, Nanjing 210031, China)

The construction of the open laboratory in public security colleges has been limited by traditional teaching models and financial or human resources. In order to improve the utilization of the laboratory resources, and conform the practical teaching reform for cultivating the public security practical talents，the network experimental teaching platform was designed in this paper. It introduced the flipped classroom model into criminal technology laboratory. And the teaching platform includes professional teaching information, network reservation, online management and assessment. The platform offers students experimental space and time to the utmost. Meanwhile, the teaching content of experimental is appropriately arranged. The intelligent administration of platform is adjusted. The teaching departments are coordinately operated. The platform provides efficient resource environment for the students' independent learning and innovation development. The opening of criminal science and technology laboratory enhances students’ learning motivation and innovative ability. At the same time, the opening of laboratory brings some new problems such as reservation concentration and management workload. Those problem are propitious to continuously promote the open laboratory management level.

opening of laboratory; experimental teaching; flipped classroom; teaching reform

2016-07-18

江苏省重点学科建设专项经费(20110838)

周毅锦(1974-)，女，江西玉山人，硕士，工程师(刑事科学技术实验室主任，省级实验教学示范中心主任)，研究方向为痕迹检验技术。Tel.：13915985126； E-mail:zhouyijin@jspi.cn

G 642.0

A

1006-7167(2017)03-0245-04