基于学生创新能力培养的“互联网+”背景下实践教学平台构建

龙治坚, 胡尚连, 向珣朝, 陈红春

(西南科技大学 生命科学与工程学院, 四川 绵阳 621010)

基于学生创新能力培养的“互联网+”背景下实践教学平台构建

龙治坚, 胡尚连, 向珣朝, 陈红春

(西南科技大学 生命科学与工程学院, 四川 绵阳 621010)

借鉴于互联网思维,结合当前高校实践教学平台建设存在的问题；在“互联网+”背景下,高校实践教学平台建设应该融入“互联网+”元素,侧重于加强平台信息化、网络化建设,提升平台师资队伍的专业化水平,促进教学模式线上线下相结合,强化管理透明力度。这为提高高校实践教学平台效率、培养高质量人才奠定基础。

互联网+； 实践教学平台； 创新能力

在“互联网+”已深入教育领域的时代,传统的实践教学平台建设思路已不能满足人才培养的需要。如何在“互联网+”背景下推进高校实践教学平台建设,使之更好地培养学生的创新能力？如何使“互联网+”融入当下的实践教学中,最终提升实践教学平台的使用效率,培养横跨理、工、农专业人才？这是高校实践教学平台建设亟需解决的重要课题[1-4]。

1 实践教学平台的概况和建设理念

我校的生命科学与工程学院包括生物技术、生物工程、制药工程、食品科学与工程、农学、园艺和动物科学等7个专业,涵盖理、工、农三大学科。自2013年以来,我院生物科学实验中心立足当下,结合互联网思维,致力于建设“实践教学平台”(下称平台)。平台实行在分管院长直接领导下的中心主任负责制,并根据平台仪器设备对专业知识的需求,组建一支致力于实践教学平台建设与管理的专业化师资队伍。同时,将大型仪器设备(10万元及以上)集中于平台管理,提高运行和管理效率，初步建设成涵盖7个专业、横跨理、工、农3个学科的综合性实践教学平台。

在建设平台过程中,坚持“广泛调研,与时俱进；重视建设,加强管理；优化资源,服务师生”的原则,秉持“平台建设信息化、网络化；平台管理透明化、教师专业化、教学模式前沿化”的理念,结合“互联网+”,尝试实行线上与线下相结合,实现“移动智能终端”在手即可知晓平台的有关信息。从整体上把握全院各专业的需求,优化资源配置,有效避免资源浪费,提高大型仪器设备的共享水平,促进实验室之间设备的互通性,促进学科的发展和人才的培养。

2 实践教学平台的建设思路

2.1 平台建设信息化

在国内,诸多“985工程”和“211工程”高校在建设类似的平台时,都将平台信息化建设纳入其中。许多高校立足于校情,已专门研发出实验教学教务管理系统[5]。这方面,我校平台建设也与时俱进。

在实验教学课程上,平台利用学校的实验室与实践教学综合管理系统,实行网上选课,学生根据教师提供的几个时间段,自主预约,并将课程信息导入“i西科”APP,实现师生可随时随地查阅课程信息；建立了基于互联网的各种交流平台,如微信群、微信公众号、微博、QQ群等，推动实验课程管理、师生交流、教学评价的信息化。同时,整理平台的所有仪器设备,将它的型号、原理、功能、应用领域、操作方法共享与局域网；将大型贵重的仪器设备共享于学校的“优质仪器资源共享平台”。此外,为每个实验室配置了现代教学设备,确保多媒体覆盖率为100%,确保实验教学的微课、翻转课堂等教学模式能正常应用于实验教学中；而在平台开放上,采用了门禁系统管理,学生可以根据自己的开放基金项目或教师给予的子课题所涉及的内容,选择性地申请使用相应的实验室和仪器设备。

通过对平台信息化建设,极大地促进了信息交流。基于“i西科”APP、西南科技大学“优质仪器资源共享平台”,有效整合校内实验资源,实现校内各学院、各学科之间资源共享和互补，使师生可通过多个途径、多种方式了解平台、使用平台,提高实验教学质量和实验仪器设备的利用率,为创新型人才培养奠定基础。

2.2 平台建设网络化

在实践教学平台建设过程中,信息化和网络化是统一的整体。随着移动智能终端在高校大学生中的普及和基于“互联网+”的实验教学模式不断应用,实验课堂对WI-FI的需求日益增加,建立共享的WI-FI无线网络是高校实验教学急需解决的问题之一。生物科学实验中心已初步在生物信息学、分子与细胞生物学等多个实验室建立了无线网络,并对有无WI-FI的实验教学进行对比。结果表明,已建立无线网络的实验室,其实验教学效果更佳,深受学生的欢迎。

同时,还建立了专门的网站和微信公众号。网站推出简介、新闻、实验室设置、仪器设备、课程导航、网络资源等模块。从整体上介绍了平台的大体情况,推出关于大型贵重仪器设备的培训、实验教学等新闻或通知,重点介绍实验室设置、仪器设备、课程导航。微信公众号则侧重于介绍大型仪器设备的功能、应用领域、操作方法、预约方式等信息。通过平台网络化建设,使师生更好地了解实验室。

2.3 平台师资专业化

初步建成的实践教学平台拥有大型仪器设备60台(套),价值约15 575万元。平台由16名教师组成专业的平台管理与运行的队伍。其中,博士学历6人,硕士学历10人,年龄介于26～49岁之间,平均33岁。师资队伍专业知识背景涵盖了理、工、农三大学科,本科专业涉及生物、农学、园艺、制药、食品等。在这师资队伍中,有7人是近3年新进的教师,因而师资以年轻为主,其年龄结构合理,知识背景符合平台发展需要。

在建设平台时,学院根据专业和学科的发展需要,在采购仪器设备,尤其是大型的仪器时,均要通过前期的详细调研,并对调研进行充分论证,而后才形成采购方案。同时,根据教师的专业背景知识和研究经历,合理安排教师分管相应的实验室；每位教师分管3～4台(套)大型仪器设备,负责其使用、维护及管理工作。以显微操作实验室为例,该实验室已配置有徕卡荧光倒置显微镜、徕卡连续变倍体视显微镜,正在购置“激光共聚焦显微镜”,长远规划计划购置扫描电子显微镜、原子力显微镜。在选择管理人员时,以具有染色体倍性分析、染色体荧光原位杂交及染色体显微切割研究经历的教师为最佳管理人选。而对于正在或短期内购置的大型贵重设备,平台没有相应专业背景教师时,会选择学科相近的年轻教师为管理者,并将管理人员送到国内其他拥有该型号设备的高校进行学习。总之,确保仪器设备在最短的时间内就可以应用于教学和科研,提高其利用效率。

2.4 平台教学模式前沿化

互联网与各行业的结合、互动与演进是一种新的趋势, 也是创新2.0下互联网发展的新形态、 新业态[6]。“互联网+”教育不仅促进优质教育资源的共享,提高国际化的水平,而且为促进实验教学改革和实践教学平台建设提供了新的理念和途径[7]。

目前,国内许多高校正试行将翻转课堂和微课引入实验教学。翻转课堂是指教师利用网络,将知识传授的过程拓展到教室外,而学生根据自己的特点选择最佳学习方式进行课前深入学习；同时,师生间、学生间就相应的知识点进行交流、互动、探讨,确保更好完成知识内化的过程[8]。微课则是立足于某一主题、或知识点等,利用视频将内容向听众展示的教学过程。这2种前沿的教学模式在实验教学的应用可实现差异化教学,分层次教学,达到了“因材施教,私人定制”的目的[9],有效弥补了传统课堂教学“齐头并进”的缺陷；同时,促进了线上教学与线下教学的无缝对接,显著提升学生的学习兴趣和效果。

经过近2年的尝试性探索,初步将微课应用于基因工程、分子生物学的教学之中；而微课也在植物学的徒手切片实验课中得到应用。通过对比不同教学模式下的教学效果,发现将微课等前沿的教学模式应用于实验教学中,极大地提升了教学效果,对学生的创新能力培养有重要的促进作用。未来的几年里,平台将致力于提升微课等教学模式在实验教学中的应用程度,并将微信公众号、微博等“互联网+”元素融入传统的教学,加速实验教学改革,提升人才培养质量。

2.5 平台管理的强化

“重建设,轻管理”是实验平台建设普遍存在的问题。传统的管理方式是在使用设备时,如实登记使用者的信息、使用时间、测定的指标或内容等信息,并定期对仪器设备进行维护。管理人员在心态上处以被动的状态,缺乏与使用者的有效沟通。

当下,高校正在探索适合校情的、有效的实验室管理新方法[10-11]。随着微信产品在高校的普及,如北京大学利用微信公众号来提高图书馆的用户服务水平[12]，其他一些高校也试行利用微信平台来改革教育教学模式,并以之辅助日常实验室的管理工作，可见微信可为实践教学平台的管理提供一种新的管理思路和途径。

因此,将传统的管理模式和当下的互联网元素相结合有助于强化管理。在这方面,我院的生物科学实验中心正在申请建立“实践教学平台”微信公众号(xnkd-10_20130040)。通过微信公众号平台,发布每一个实验室的仪器设备配置、实验室主要的功能和定位、开设的实验教学课程、容纳的学生规模；向师生推送课程有关的信息；详细介绍大型仪器设备的功能、应用范围和领域、操作流程；推送仪器设备使用培训,专题讲座等信息。这不仅使得信息公开、透明,师生可以及时了解实验室的动态,还促进了实践教学平台的建设和管理,提高仪器的使用率,实现实验室开放与资源共享。

3 实践教学平台建设的初步效果

3.1 平台对学生创新能力的培养

2013年我校启动平台建设以来,致力于为师生提供一个更全面、更开放、更方便的学习与科研场所。平台对学生创新能力培养取得了初步的成效。在近3年里,学生依托平台的仪器设备和实验条件,先后申请国家级、省部级、市(校)级创新训练计划项目40多项,获批立项23项,其中“低木素/高纤维/高产量工业用梁山慈竹突变体的筛选研究”“西部地区不同品种杨树对土壤治理技术研究”等4项为国家级,“紫纹羽卷担菌富集土壤中重金属技术研究”“柴胡皂苷的结构修饰与抗菌活性研究”等17项为省部级,资助经费共计41.3万元。同时,基于平台的开放实验室,完成了大学生创新基金项目30余项。利用创新训练计划项目、大学生创新基金项目等成果参加了“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛、“挑战杯”全国大学生创业计划大赛、中国创新创业大赛、四川省大学生“生命之星”科技邀请赛、“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛等国家级、省部级、市校级比赛。3年来,有130支学生团队参加了各类科技活动,涉及学生约800人次,其中有60个团队获得各级奖励。项目申请和立项、科技活动获奖等均创历史纪录。

通过利用“实践教学平台”,学生不仅提高自己对专业和学科的认识,培养科学研究兴趣,而且促进了其创新能力的提升,为高质量的人才培养奠定基础。

3.2 平台对教学效果的影响

平台的建设是一项周期较长的工程。在“互联网+”背景下,我实验中心的平台建设已历经3年,但平台仍处于建设的初始阶段,尚有很大的提升和完善的空间。尽管如此,在利用平台进行教学时,微课、微信公众号等新型教学模式在分子生物学等课程中的初步应用带来了意想不到的教学效果。这不仅丰富了教学手段和方法,激发学生的求知欲,还使学生发挥主观能动性,实现了“以学生为中心,因材施教”的理念。

互联网与教育领域的结合不仅给高校实践教学平台建设带来了新的挑战和要求,也带来了新的机遇。在“互联网+”背景下,平台建设走向信息化、网络化,教学模式也实现线上与线下相结合,师资和管理均得到加强。这提高平台的使用效率,促进人才培养。同时,可根据平台使用效率、人才培养效果对实践教学平台的建设提出新的要求,最后调整平台建设方向；而平台的建设,尤其是教学模式的线上线下相结合又丰富了“互联网+教育”的内容,平台的建设模式见图1。

图1 “互联网+”背景下高校实践教学平台建设模式

4 结语

实践教学平台是高校培养学生创新能力的重要场所，而将“互联网+”元素融入实践教学平台则可提高平台的利用率和人才培养的质量。因此,在“互联网+”背景下,平台的建设要积极地融入“互联网+”元素。我院生物科学实验中心在建设平台时,坚持推进平台的信息化和网络化,组建专业化的管理队伍,并将先进的教学模式运用到教学中,有效地提高了实验室和仪器设备的使用率,促进了实验教学、提升了学生的创新能力,实现教学的线上与线下相结合,为高质量人才培养奠定基础。

References)

[1] 许敖敖. 处理好理论教学与实验教学关系 提高学生素质,培养学生创新能力 [J]. 实验技术与管理, 2001,18(6):1-3.

[2] 徐曾春, 胡平. 开放式实验教学与创新性人才培养 [J]. 中国大学教学, 2015(10):82-85.

[3] 周洋. “互联网+”教育在高校实验教学中的探索与应用 [J]. 科技展望, 2016(10):214.

[4] 孙骞. 推进高校实验教学改革 [J]. 中国大学教学, 2013(11):17.

[5] 赵宁. 信息专业卓越工程人才培养模式改革之思考 [J]. 高等工程教育研究, 2014(2):126-131.

[6] 荆全忠, 邢鹏. “互联网+”背景下高校教学模式创新研究 [J]. 教育探索, 2015(9):98-100.

[7] 钟秉林. 互联网教学与高校人才培养 [J]. 中国大学教学, 2015(9):4-8.

[8] 张新明, 何文涛. 支持翻转课堂的网络教学系统模型探究 [J]. 现代教育技术, 2013,23(8):21-25.

[9] 王良周, 于卫红. 大数据视角下的学习分析综述 [J]. 远程教育杂志, 2015(3):31-37.

[10] 陈冬林, 付敏, 陈玲. 基于混合云的高校实验教学平台建设模式研究 [J]. 实验技术与管理, 2013,30(5):63-66.

[11] 黄晨晖, 林泳琴. 基于云计算的虚拟计算机实验室的研究与实现 [J]. 实验室研究与探索, 2010,29(11):178-180.

[12] 陈雨雪. “985”高校图书馆微信服务平台使用现状调查与分析 [J]. 图书馆学研究, 2014(16):89-93.

Construction of practical teaching platform based on cultivation of students’ innovative ability under background of “Internet+”

Long Zhijian, Hu Shanglian, Xiang Xunchao, Chen Hongchun

(College of Life Sciences and Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China)

In view of the Internet thinking and combined with the problems which exist in the construction of a practical teaching platform in colleges and universities, “Internet+” elements should be integrated into the construction of the practical teaching platform under the background of “Internet+”, and the emphasis should be placed on strengthening the platform’s informationization and the network construction, enhancing the teachers’professional level, promoting the teaching mode of the online and offline combination, and strengthening the management transparency. This lays the foundation for improving the efficiency of the practical teaching platform and cultivating high-quality talents.

Internet+; practical teaching platform；innovative ability

10.16791/j.cnki.sjg.2017.08.007

2017-02-09 修改日期：2017-04-04

四川省质量工程教改项目(14sjzl15)；西南科技大学教改项目(14sxjd01)

龙治坚(1987—),男,贵州铜仁,硕士,助理研究员,主要从事高校实践教学平台建设与管理、植物分子细胞遗传的研究E-mail：long20053182@126.com

胡尚连(1966—),女,河北秦皇岛,博士,教授,主要从事实验教学的创新与建设、植物生物技术与遗传改良的研究.E-mail：hushanglian@126.com

G642.0

A

1002-4956(2017)08-0023-04