“互联网+”背景下创新复合型实验室建设探究

孙小琪，孙 杰，张鹏程

（南通大学 教育科学学院，江苏 南通 226000）

随着物联网、云计算等新一代高新技术的飞速发展，高校实验室建设也焕发出新的活力。高校实验室在创新人才培养方面起到不可或缺的作用，其信息化建设水平不仅直接影响实验室的综合管理质量，也会影响学校的教学质量、科研水平以及办学效益等[1]。

“互联网+”理念的提出，为“双一流”背景下的信息化建设工作指明了前进方向，同时也为高校的现代化实验室创新转型带来了新的发展机遇[2-3]。开放宽松的互联网文化是新创意的培养皿，但如何把“互联网+”与实验室建设有机结合的相关研究经验尚浅，需要不断地探索研究[4]。本文针对目前南通大学教师教育实践教育中心的建设现状和问题，同时结合“互联网+”的建设思维，就教育新媒体背景下的创新复合型实验室建设路径进行了探究，从基础实验室建设、信息化平台建设以及资源优化三个方面提出建设方案，以期为高校实验室建设与新兴技术的融合发展提供科学的参考依据。

1 背景分析

我校教师教育实践教育中心是全校师范类专业学生进行教师专业技能训练的整合型实践教学平台。中心目前承担着全校 19个全日制师范类本科专业学生的教师教育技能的培训工作，基本涵盖了基础教育的全部学科。

我校教师教育实践教育中心自 2015年获省级实验教学示范中心立项建设以来，在配合我校国家级“卓越教师培养计划改革项目”实施和教师教育专业认证过程中，持续推进项目的建设发展。为进一步贯彻教育规划纲要精神，深化教师教育改革，落实教育部《教师教育课程标准（试行）》和《中小学和幼儿园教师专业标准》,创新教师教育人才培养模式，不断提高教师教育的质量，结合我校教育教学改革和学科建设的实际情况，我校教师教育实践教育中心的创新转型成为必然趋势。本着“互动、合作、共享、共赢”的原则，与地方政府、中小学幼儿园紧密结合、多方协作，构建了高校、地方政府、基地学校之间“三位一体”协同育人的培养新机制，即“U-G-S”工作机制。将学校的教育研究优势、中小学幼儿园教育实践优势、地方政府行政管理优势有机整合，协同培养师范生、协同开展教育研究、协同建设教育资源，使中心在创新型人才培养方面迈入了新台阶。中心根据现代新型教师教育教学实践能力的素质要求，着力培养师范生教育研究能力、心理教育能力和教育技术能力。

2 “互联网+”实验室建设

师范生教学能力是通过体验、感悟、思考和实践等方式逐步形成发展的。教学技能要在教学活动中才能反映出来，带有明显的情境性特点。因此，师范生教学技能的发展需要大量不同教学情境的浸染，通过教学主体间的相互作用来实现。如果没有教学情境的体验，师范生教学技能是不可能真正发展的。因此，为了确保基于“U-G-S”协同教育理念的“五教”实践教学模式的有效实施，教育实践中心分别从模拟情境、虚拟情境以及真实情境三个方面进行实验室建设，以此满足师范生在不同的情境、不同教学环节开展技能训练的需求，如图1所示。

图1 “三情五教”培养模式

2.1 “互联网+”模拟情境

通过利用计算机、网络通信技术构建新一代实验教学模式，培养师范生学会在新型教育环境的教学模拟。因此，师范生教学技能的提高发展需要多样化的模拟教学情境的浸染，通过教学主体间的相互作用来实现。如果没有教学情境的体验，师范生教学技能难以取得突破性的发展。通过与现代化网络技术的融合，为学生提供一个模拟化的实验教学情境。通过在模拟实验教学情境中的训练，不断提高学生的教育研究能力、心理教育能力以及教学技能能力等教育教学技能的综合水平，逐步实现网络实验教学资源高度共享化、实验教学情景化、实验过程可视化、实验管理手段信息化、数据处理数字化。

2.2 “互联网+”虚拟情境

“互联网+”技术的出现完全打破了传统实验教学中的时空限制，做到虚实打通，实现线上线下教学一体化，使实验过程不局限在实验室中完成，实现实验室从有边界到无边界发展的突破，延伸开放实验室的含义，缩短教与学、理论与现实的距离[5]。

2.2.1 远程观摩实训室建设

为满足不断增加的教师教育课程实施、师范生教学观摩、基础教育教学研究等需求，打造便捷、安全、随时“进入”中小学课堂的环境，中心进一步加强远程见习实验室的建设。（1）进一步扩充视频系统校外连接点，在每所附属学校至少建立一个远程教室，并尝试建立若干个常规教室连接点。（2）进一步拓展校内教学观摩点，满足全校师范生开展分段、滚动式常规远程见习所需。（3）进一步完善观摩课程管理机制，合理安排各校各学期的观摩课程表。（4）进一步推进观摩课课堂教学改革，探索观摩课双方的互利共进机制，在观摩中小学课堂基础上，促进中小学教师的教学与研究能力。目前，我中心已在南通市多个幼儿园及中小学建立了远程互动实训室，通过网络与我校教师教育实践教育中心本部直接连线，成为实践教育中心的重要组成部分，为师范生培养和校际教学合作交流创造了更为便利的条件。

2.2.2 用于虚拟仿真实验的实验室建设

依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，构建教师教育虚拟仿真实验环境[6]。开发基于虚拟现实的实训项目，使在传统实验技术条件下，难于完成的突发情境问题，通过虚拟方式呈现，增强学生突发问题解决体验。

2.3 “互联网+”真实情境

在“互联网+”时代，先进的计算机、物联网、云计算等技术已在社会经济等各个领域取得了广泛的应用和发展，同时也给教育行业带来了新的发展机遇和挑战。通过新一代高新技术与教育领域的融合发展，数字化实验室平台应运而生。将先进的信息化技术应用于教师教育的过程中，以尽可能贴近真实情境的方式培养学生的创新能力和实践能力，是我国教育改革中的重要举措之一。因此高校实验室应加强实践教学共同体建设，进一步探索地方政府、中小学幼儿园与大学共同培养师范生的机制，以“实习基地”“专业发展合作学校”“附属学校”三种类型的定位探索合作模式、建设实践基地。实习基地注重布点与范围，发展合作学校以1小时交通圈为主，满足实地见习与观摩所需，附属学校定位于建设紧密型的学生培养共同体。以共赢为原则，将学生培养纳入附属学校职责，为学生提供实习实践场所。目前，南通市有29所中小学幼儿园成为我校教师教育实践基地，而且实践教育基地的软、硬件设施，尤其是师资水平，完全能够满足我校师范生实践教学的需求，已经成为我校教师教育类各专业学生教育实践活动开展的载体。通过师范生实践导师的指导，校外实践基地的见习、实习，强化学生的实践意识，帮助他们关注现实问题，感受教育改革与发展对教师的新要求，主动建构教育知识，提高实践能力，引导他们研究个人的教学风格和实践智慧。

3 “互联网+”信息化平台建设

依托“互联网+”加强实验室平台的信息化建设，实现对中心基础设施、仪器设备、网络教学资源的重新整合与优化，以满足学生在“互联网+”环境下的泛在学习需求，为培养学生的创新实践能力提供专业化的服务与支持[7]。通过有效整合互联网、移动互联网、大数据等新一代信息化技术，初步建立起包括中心网站、远程互动系统、教学视频点播系统、实验教学资源库、开放管理系统、门禁系统、教务质量与改革工程平台、实践教学综合管理平台、教务信息系统、低值品管理系统和固定资产管理系统等在内的信息化服务平台，为学生的实验室学习、技能训练提供一站式的服务。通过信息化创新平台的建立，满足学生享受系统化、知识化以及个性化的服务需求[8]，如图 2所示。

图2 综合信息化管理平台

通过网络信息平台实现网上辅助教学和网络化、智能化管理，构建了师生互动交流平台。通过运用实验中心网站资源中实验环节的辅助学习系统，学生可利用业余时间访问系统资源，自主学习、了解相关的实验信息和实验内容，提高实验课的学习效果和技能掌握水平。教师通过网络存储和调用课件，结合多样化的教学手段，为学生提供一个开放式的网络化学习平台。通过该平台，教师能够为学生提供实验项目或者仪器使用的动态演示，这样学生可以根据实验目的和要求，随时随地进行自主实验学习，从而实现了网上辅助教学和网络化、智能化管理。这样不仅能够提高实验教学效率，而且有利于激发学生学习的自主性和创造性。微格教室主要为学生提供微格教学、试教服务。将师范生在实训室的模拟授课情况进行视频录制，促进学生课后进行教学反思，不断提高教学技能。此外，学生的模拟教学视频还会同步上传至教学视频点播平台，通过该网络平台可以实现学生的自我评价、小组评价和教师评价，同时能够实时记录学生的学习行为，实现学生的自我反思和共同研习。远程互动系统主要帮助开展实践基地的示范课远程实时观摩交流、兼职教师远程指导师范生模拟教学等活动。开放管理系统、门禁系统主要用来进行实验室的开放管理，学生通过智能化管理平台进行网上预约实验室，然后凭借校园卡就可刷卡进入实训室开展自主训练，大大提高了实验室的利用率和管理效率。

4 “互联网+”资源优化

实验室的资源配置是否合理也是直接影响实验教学成果以及实验室管理质量的关键因素之一[9]。因此，在互联网2.0时代，“互联网+”资源优化是实验室创新发展的必然趋势。“互联网+”作为一种新网络发展形态，将其引入高校实验室管理，能够充分发挥实验资源配置中的优化和集成作用，全面提升实验室的管理质量和服务水平。

4.1 实验队伍优化

（1）引进高水平的指导教师。通过聘请特聘教授、兼职教授、客座教授，吸纳南通各中小学校的名、特、优教师进入实验教学中心指导团队，努力建成一支教育理念先进、学术水平高、科研能力强、创新思维活跃、实践经验丰富的实验队伍。

（2）打造实务精熟的教师队伍。深入推进课程改革，开展参与式校长、名师、骨干教师培养、深入中小学开展合作研究等，逐渐形成一支理论扎实，实务过硬的学科教学专家队伍。同时为了深化教师教育改革，推动教师走出高校，走进中小学，了解基础教育课程改革，体验教学实务，提升实践实训指导能力。

（3）组建创新型的实践团队。通过构建基于“U-G-S”三位一体的协同育人培养机制，加强与政府、合作学校之间的紧密互动，突破原有教师教育培养、培训相分离的封闭的观念与模式，构建培养培训互动、校内校外结合、职前职后衔接的一体化互动机制，打造一支创新型的实践教学团队。解决了传统实践教学队伍中存在的创新能力匮乏、指导能力不足的缺陷，有效提升实践教学能力，根本性地提高了教学队伍的创新能力和实践指导能力。

（4）加强实验技术和管理队伍建设。一方面通过选派实验技术和管理人员赴现有的相关国家级、省级实验教学示范中心进修学习，提升实验人员的业务水平和综合能力。另一方面通过引进高学历、高水平人员，优化实验队伍结构。鼓励实验技术人员提升学历、学位，从而构建一支高水平、高素质、高能力的实验队伍，使实验室管理水平趋于规范化、制度化、信息化。

4.2 实验资源的优化

随着互联网2.0时代的到来，高校的实验教学对实验室的软、硬件资源配置的要求也不断提升。因此，利用“互联网＋”对实验资源进行升级优化是高校实现转型发展的迫切任务[10]。首先可以通过仪器设备开放管理与共享平台，优化资源管理，加大实验室基础设施设备，特别是大型仪器设备的共享程度，有效提高实验资源的使用效率。其次，通过开放式实验管理平台确保实验室的正常开放共享，包括开放时间、开放内容、开放对象以及开放资源的安排，为实验教学提供了优化的资源配置和管理。最后，升级软、硬件资源配置。利用“互联网＋”改造和升级实验教学设备和仪器系统，通过对软、硬件资源进行系统化、科学化、信息化的优化管理，实现效益最大化和管理最优化的目标[11]。

5 结语

“互联网+”为教育领域的改革发展创造了巨大的发展空间。为加快“双一流”的建设步伐，迫切要求高校明确定位，转变思维，完成实验室的全面创新转型。通过将“互联网+”技术融入实验室建设、创新平台建设以及资源优化等各个环节，全面促进师范生的知识素养、文化水平和创新能力的协调发展，为社会培养兼具创新能力和实践操作能力的复合型人才服务。