教育信息化2.0视域下实验教学的改革——以山西警察学院刑事技术系为例

□闫寒梅，郎玉珍，陈建新

(山西警察学院，山西 太原 030401)

2018年，教育部发布的《教育信息化2.0行动计划》(下文称《计划》)，强调必须聚焦新时代对人才培养的新需求，强化以能力为先的人才培养理念，将教育信息化作为教育系统性变革的内生变量，支撑引领教育现代化发展，推动教育理念更新、模式变革、体系重构。[1]目前，公安本科院校教育作为公安工作的重要组成部分，是加强公安队伍建设的基础，主要以培养高素质应用型和实战型警务人才为目标。作为应用型和实战型警务人才，需具备能够将所学的专业知识和技能应用于所从事的公安实践工作的能力，即面对公安任务，能很快地进入角色，开展并出色完成工作。这不仅要求在培养上更贴近实战，还需增强学生的动手实践等能力。而实验室则是培养学生动手实践能力和分析解决问题能力及进行素质教育和实践教学的重要场所，是培养高素质应用型和实战型人才的重要资源和保障。实验室管理水平的高低对实验教学质量起着决定性的作用。随着教育信息化从1.0时代进入2.0时代，“三通两平台”建设与应用快速推进，实验教学的内涵也在不断地丰富、扩展，将师生、实验设备、实验教学任务等各要素高度集成结合，形成一个整体，最大限度地发挥集约效能，特别是围绕综合素质、应用能力等方面进行重点培养。这就需要通过实验教学，将理论知识与实践相结合，夯实学生的基础理论知识、提升学生的专业实践能力等，提升培养警务人才的质量。因此，实现实验室数字化管理的意义十分重大。本文就以山西警察学院刑事科学技术系为例，谈谈教育信息化2.0视域下实验教学的改革。

自2016年山西警察学院升为本科院校以来，全校各部门和教职员工都在为打造一流的警察院校和下一步的合格评估做准备。刑事科学技术系就如何由专科转变为本科的教学做了大量的工作，其中，最重要的是，组织系里的教师到山西省各地市基层公安机关调研，调整了人才培养方案，加大了实验教学内容，增加了实验项目。但实验项目的增加势必要增设相应的实验室、实验设备、实验耗材和实验人员等，工作量相应加大，因此必须对现阶段系的实验教学状况做一个分析，以便更好地开展工作。

一、存在问题

我院刑事科学技术系实验室主要有比对显微镜室、体视显微镜室、手印显现室、电子显微镜室、录音检验实训室、图像分析与处理实验室、物证摄影实验室等。实验室无固定教师管理，教研室负责人每学年根据教务处下达的教学任务上报所需实验耗材，每学期系里要做出所有课的实验计划，包括时间、地点、实验项目和辅导教师等。目前存在的问题主要有：

一是实验教学体系零散，实验内容的创新性不够，无法有效地支撑刑事科学技术专业学科建设的高水平发展。

二是实验室的信息化管理基础较差。实验室管理目前采用人工和书面相结合的方法，工作效率较低。由于缺乏实验教学数字化平台，不能进行实验室的开放、实验设备的共享，也不能对实验教学过程中产生的信息、数据等进行收集、管理和分析。有时，会因为在实验课程的预约、实验设备维护等方面没有做到及时调整，影响了部分实验教学的开展和进程，迫使部分教师对已拟定的实验计划进行调整或者取消等。

实验数据系统落后，至今还采用传统的纸质测试、评分和记录等，无法建立学生实验电子档案，不能进行有效地数据统计和分析，对实验教学方式、教学效果的评估缺乏有力的支撑和反馈。

实验课程安排制度不健全，往往是教师口头通知或书面通知，缺乏统一预约安排。

实验设备维护不完善。刑事科学技术系现有实验室14个，其中在建实验室3个，随着实验仪器不断扩充和实验课持续增加，面对数量庞大的仪器设备有时无法做到及时有效维护、管理、处置，影响了教学活动。

实验文档管理也需要人工进行登记、收存和保管，信息数据等也采用人工记录，无法做到综合、全方位管理，更无法在校园网上共享以发挥更大价值。

三是专业的实验师资匮乏。专业的实验师资队伍，是实验教学工作中最关键的因素。随着我院由专科升为本科院校，理论专业课教师队伍的建设逐步提升到一个新的高度，而实验教师队伍却没有相应地进行补充和提升。现在，实验师资队伍严重老化、缺乏，年轻的实验员无法得到培养和提升，实验员数量不足、层级断档、水平不高，较难对学生实验开展有创新价值的指导和有效考核，也达不到理想的实验教学目的和效果。

二、实验教学数字化管理的必要性

公安本科院校是培养高素质实战应用型人才的基地，公安教育着重培养学生的实践能力、应用能力和创新能力，实验教学对于学生综合素质和创新能力的培养具有重要的作用。因此，实验室的建设和利用情况是衡量一所学校办学实力和教学水平的重要指标。我院明年就要面临教育部对普通高等学校本科教学工作的合格评估，实验建设和实验教学作为评估指标体系中占有很重要的地位。目前，我院已开始加大力度建设特色实验室、购置先进的实验设备，按照公安本科院校实验大纲进行实验教学改革，编写新的实验教材，增加实验内容和实验课时等，为下一歨的合格评估做准备。但是，从实际的效果看，实验室的硬件虽然上去了，由于实验管理人员的缺乏，专业实验教师的短缺，是必会造成实验管理混乱，更谈不上资源共享，这是亟待解决的问题。

实验室实现数字化管理后，通过信息管理系管理实验仪器设备，优化资源配置，简化工作流程，方便对仪器、设备、人员等进行统筹协调。利用信息管理系统的数字化优势，进行实验课排课预约、实验室设备利用率等方面信息的统计，为科学决策提供数据支持，还可部分减轻实验教师繁杂的重复性工作，逐步建立起实验室管理、实验教学、实验室建设、实验人员管理等一条龙管理模式。

三、实验教学改革的内容

对标《计划》，如何尽快建设适应学院发展的刑事技术专业的实验教学体系，成为一项艰巨而复杂的任务。在借鉴其他本科院校的优秀做法的基础上，应加快建立实验教学数字化平台，其后建立刑事技术专业的梯级实验体系，同步推进实验教学队伍建设，逐步解决实验教学中存在的管理和资源问题，实现实验课程网上预约、实验数据网上查询等功能，满足面向实战教学模式的需要。

(一)建立梯级实验体系

需要将实验教学分为初级、中级、高级三个层次，实现梯级递进培养模式。

1.基础性的初级实验

基础性的初级实验，是根据刑事技术专业课程要求，学生必须完成和掌握的基本的实验原理、实验方法等，主要以基础性和规范操作性实验为主，如捺印手印样本等，达到加深对课程理论知识的理解和掌握，培养学生严肃认真、实事求是的学习态度的作用。这一层次的实验，要求学生熟练掌握实验方法、步骤和技能。实验种类，除了手印、足迹、工具痕迹、枪弹痕迹等，增开物证检验照相、电子数据取证、司法录音检验等，满足新时代公安一线的实战需求。依托刑事技术专业众多优秀理论教师，来创设实验种类丰富的相配套的在线实验微课视频集，学生通过平台进行实验课前预习、课中对照、课后复习，为综合性、设计性实验奠定扎实的基础。

2.综合性、设计性的中级实验

综合性实验是指实验内容涉及相关的综合知识或运用综合的实验方法、实验手段，对学生的知识、能力、素质形成综合的学习与培养的实验。设计性实验是指学生在实验员的指导下，根据给定的实验目的和实验条件，自己设计方案、确定实验方法、选择实验器材、拟定实验操作程序，自己实施，并对实验结果进行分析的实验。这一层次的实验，可以提高学生独立的实验技能、提升学生分析和解决问题的能力以及培养学生之间相互合作的能力，能将学生掌握的分散、零落的实验知识进行有机整合。[2]如根据实训、实战的要求，运用VR虚拟实验教学场景设计多个案件类别的案件场景，学生在实验员的辅导下，运用在基础性实验中所学理论知识和操作技能，进行综合性分析，验证结论，为建立创新性实验能力提供可能。

3.创新性的高级实验

创新性的高级实验，主要是提高学生对所学理论知识和实验操作的综合开发的实践能力和创新能力，要求能在实验员的指导下，根据实验内容和要求，独立或与他人合作完成复杂的开放性、创新性的实验。[3]需要紧密结合当前新技术、新应用，从新的视角，研究刑事技术专业的新课题。比如，无人机在公安实践中的应用范围逐步加大，可以就如何与刑事技术有效结合，作为创新性研究实验内容。

通过将实验教学体系梯级设计，再结合具体课程特点和授课对象的不同，灵活调整各层次实验所占课程比例及设计相应的实验课程计划等，可以为我院其他不同专业开设刑事技术课程、公安一线刑事技术培训等量身定制不同的“套餐”，满足多层次的需求，拓展刑事技术实验教学的完整性、系统性。

(二)提升实验室管理的数字化水平

为了打破实验室利用率低，实验室“上课时开门，下课时关门”的状态，实现数字化现代管理，有必要在实验教学数字化平台上，建设实验室管理子项目。

1.分类管理。利用二维码，建立实验器材等分类数字管理库。实验室管理员，可以通过平台，实现对实验室的数字管理，保证实验教学的安全、顺利开展；实验器材的保养与维护等。实验仪器设备、耗材管理清晰。比如利用RFID射频识别技术，将所有的设备从采购验收开始即被贴上对应的RFID电子标签，信息管理系统再做跟踪记录，入库日期、设备价格、可用于的实验科目、故障与维修记录、历史使用时间、历史使用人、日常存放地点等一目了然。对于低值易耗品、耗材的使用情况、淘汰情况、出库数量、剩余量，也能做到心中有数，出现短缺时能得到及时补充，保证实验教学的有序进行。

2.实验室设备高效维护。当仪器设备需要维护时，信息管理系统就能做到及时提醒、跟踪，合理安排时间进行维护，不影响正常的实验教学活动。

3.网上预约、查询。有实验计划的教师或实验需求的学生可以通过平台，实时查看现有实验室的预约信息、各类实验方案、预约某个实验室的使用时间等。通过科学规划实验室的开放时间，提高现有器材和设备的利用效率，真正发挥实验室的价值。

4.实验文档管理全面。通过数字化后，可以形成一个系统化的文档管理体系，并对相应的文档信息进行统计分析，科学制定相关实验室制度等。其中，对实验报告的数字化，可以强化对学生考勤的管理，保证成绩统计的客观性、公正性。

5.学生实验作业的电子化。可以与学生进行网上交流，解答学生的提问；最重要的是制作实验报告的电子模板，学生的实验作业就可以在电脑中保存，解决了大量纸质作业的保存问题，为学校将来的评估工作提供了方便。

(三)打造虚拟实验室体验

《计划》提出，加强职业院校、高等学校虚拟仿真实训教学环境建设。在实验教学数字化平台上，建立有刑事技术专业特色的VR虚拟仿真实验室等智能学习空间，供学生24小时实时进行在线仿真实验验证。学生通过个人终端设备登录校园网，进入学习空间，进行在线仿真操作，仿真涉及所学课程中的重点内容。同时，选聘授课老师担任虚拟实验室的管理员，一方面，在24小时内通过网络互动平台解答学生在仿真模拟过程中遇到的各种问题；[4]另一方面，针对使用中出现的共性问题进行统计、分析，不断完善VR虚拟仿真实验室的各项功能，满足不同层次需要。

(四)实验教学资源共享共建

汇聚刑技系的教学力量，以精品在线开放课程为模板，遴选优秀实验教学案例，在实验教学数字化平台上，创建刑事技术实验课程特有的教学资源共享栏目，打造实验教学精品课程，充分发挥示范课例的辐射效能。比如：可以为我院其他专业的学生提供刑技实验课程的实验指导、实验教学录像、练习自测等；为每一位学习者提供学习记录和学习成绩，认证和核算学分，作为获取学历证书、职业资格证书或培训证书的凭证等。

通过较长时间的积累，形成覆盖刑事技术实验教学所有层次的资源体系，达成资源汇聚共享，提供优质的个性化学习体验，来满足学生、教师、管理者等的不同需求。

通过构建一体化的“校园网+实验教学”平台，整合刑技系教学资源，不断助力刑事技术实验教学水平的提高，大力提升实验教师的实验教学素养和各类学生的实验学习能力。围绕应用型和实战型公安专业人才的培养目标，为基层公安机关培养输送政治坚定、作风过硬、业务精通、素质优良的专业人才。