基于校企资源融合的项目驱动式实验教学探究与实践

马秀红 李文哲 李焱

[摘    要] 文章针对实验教学中存在的问题，以创新能力培养为目标，以校企资源融合为基础，创新性地构建了“认知、基础知识传授、综合能力培养、专业素养提升”层级递进、“实习、实验、大创”三位一体的实验教学体系，探索项目驱动式实验教学模式，并利用对比的方法进行了有效性分析。研究结果表明，基于校企资源融合的项目驱动式实验教学能够有效激发学生学习和探索的兴趣，训练科学思维和方法，培养学生实践能力、创新能力和团队协作能力。

[关键词] 校企资源融合;三位一体;层级递进式结构;项目驱动;实践创新能力

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2020. 19. 092

[中图分类号] G642    [文献标识码]  A      [文章编号]  1673 - 0194（2020）19- 0224- 06

0      引    言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》提出，教育要坚持能力为重的战略目标，强化能力培养，着力提高学生的学习能力、实践能力和创新能力。实验教学是高校人才培养过程中的重要环节，通过实验教学将理论与实践有机地融合，实现对学生的分析问题解决问题能力、實践能力、创新能力等综合能力的培养。

如何提高实验教学的效果，培养学生在实验活动中的自主学习能力，让学生更多地参与实验设计，更好地培养他们的创新思维和综合能力，一直都是实验教学工作者思考的问题。众多研究者从不同角度对该问题进行了研究。有研究者认为，加强实践教学体系建设促进学生实践能力的培养，也有研究者认为，通过实验教学模式的改革与实践促进培养学生创新实践能力的培养。

信息系统分析与设计实验课程是我校教学范式改革课程之一。课题组以此为契机，结合河北省高校人文社科研究教育规划项目“基于‘互联网+的河北省属重点高校教学资源共建共享模式研究”“基于BB平台的高校教学资源共享建设”和河北省高校人文社科研究项目“基于网络课堂的项目引导型翻转课堂教学模式研究——以信息系统教学为例”，以促进大学生实践和创新能力的培养为目标，以校企资源融合为基础，以“认知、基础知识传授、综合能力培养、专业素养提升”层级递进为基本结构，创新性地构建了“实习、实验、大学生创新创业项目（简称大创）”三位一体的实验教学体系。在此基础上，搭建基于BlackBoard的交互式实验教学平台，以项目式实验教学为核心，将科研实践融入实验教学，引导学生参与项目研究的过程，从而激发学生的潜能，培养学生的兴趣，增强学生独立思考和创新的能力，提升与完善学生的专业素养，让学生学会学习、学会研究、学会创新，从而使实验教学环节真正成为培养学生实践能力、自主学习能力和创新思维的重要依托。

1      传统实验教学中存在的问题

信息系统分析与设计课程是信息系统与信息管理专业的一门专业核心课，是理论与实践并重的一门课程，要求学生在掌握抽象的系统开发原理的基础上，将其应用于信息系统开发实践，从而培养学生的实践能力，实现应用创新，因而在人才培养过程中具有举足轻重的作用。但是，在实验教学中仍然存在诸多问题。

第一，实验教学体系缺乏互通互联。实验教学与实习实践各自独立，缺乏互通互联，实验教学效果和校外实习效果受到局限，实验教学体系有待改进。

第二，实验教学方式和内容不利于学生能力培养。在传统的实验课程教学中，学生只是知识的接收者，实验教学的过程也仅仅是简单的按照实验指导书照搬照做，不利于学生自主学习能力、实践能力、创新能力的培养。实验教学的实施中往往是所有学生做统一难度、甚至相同内容的实验，无法满足学生个性化学习的需求。

第三，学生探索的积极性不够，实践创新能力不足。学生在实验中，往往是被动地学习和完成实验任务，对问题的思考不深入，既有主观能动性差的原因，又有能力不足的原因。

2      实验教学体系的构建

以能力培养为核心，将知识传授、能力培养和素养提升三者有机结合，建立层级递进式体系结构;通过校企资源融合，有效利用学校资源和实习基地的资源;将实验教学与校外实习、大学生创新创业项目相结合，形成“实习、实验、大创”三位一体，实现产学研相结合，使教学科研相互促进。

2.1   层级递进式结构

整合实验教学资源，构建层级递进式体系结构，实现认知、知识传授、能力培养和素养提升的递进式培养模式，如图1所示。

第一级，认知。认知实习，是学生走进相关企业或单位，对实习单位的信息化状况进行调研，初步了解信息管理与信息系统领域的发展现状和趋势、以及信息系统分析与设计技术的应用，进而激发学生对信息管理与信息系统领域以及信息系统分析与设计技术的兴趣。

第二级，基础知识传授。理论选修课和基础实验课的学习，为后续的综合性、设计性实验奠定基础。学生在专业导师的指导下完成专业实习。学生根据自己的兴趣选题，并走进相关企业或单位，对实习单位的信息化状况、管理业务流程、信息流程等进行调查和分析，尝试探究其中的问题，从而培养学生独立思考的能力和分析问题的能力，同时为下一步的学习奠定基础。

第三级，综合能力培养。综合性、设计性实验课程是在选修课程及基础实验课程的知识基础上以项目的模式由学生分组完成。每组作为一个项目团队，协作完成一个选题。选题可以来源于实习过程中所形成的问题，也可来源于日常所感兴趣的问题，还可以来源于专业导师的研究题目，力求新颖、实用。自由选题给予学生较大的个性化学习空间，也激发了学生实践创新的积极性。由于学生具备对选题的兴趣和初步思考，所以实验过程对学生更具吸引力。质量较高的选题可以申请大学生创新创业项目。已成功申请大学生创新创业项目的选题，也可以作为实验课的选题来完成。由此，将实验与科研相结合，培养学生实践创新能力，鼓励学生参与科研，营造浓厚的科研氛围。

第四级，专业素养提升。岗位实习和大学生创新创业项目使得学生的专业能力和专业素养在实战演练中得以提升。

2.2   校企资源融合

这里的“校企资源”主要是指企业的实习基地和学校的实验中心等相关资源。为了强化实践教学，拓展实践教学资源，学校与企业合作建立实习基地。校企资源融合，发挥学校和企业各自资源优势，促进人才培养。利用企业资源，在实习基地实习，进行实战演练;利用校内教学资源，进行系统性学习。

2.3   “实习、实验、大创”三位一体

“实习、实验、大创”三位一体，是指将实验教学与校外实习、大学生创新创业项目结合起来，使之形成有机的整体。以实验教学为中心，完成系统化知识与技能的传授和能力培养;以实习实践为依托，强化实践能力，提升专业素养;以大创为实践创新源动力，提供实践创新平台。实习、实验、大创三个环节相互依存，相互衔接。学生将实习实践中发现的问题进行深入思考形成大创项目，尝试利用已经掌握的方法解决或在实验过程中探索解决，学生的技能在岗位实习的实战中得以演练。

3      基于校企资源融合的项目驱动式实验教学模式的设计

项目驱动式实验教学模式，以项目为主线，将科研实践融入实验教学，实验过程“以学生为主体，以教师为主导”，目的在于通过模拟项目实践情境，激发学生学习和探索的兴趣，培养学生的团队协作、实践创新等综合能力。

3.1   实验教学信息化环境的构建

从支持完整的实验教学过程出发，基于引导学生自主学习，加强师生交流与团队协作，加强学习过程控制与考核的思想，构建了基于BlackBoard的交互式信息化教学平台，平台包括如下几个模块：

（1）课程基本信息模块：用于学期开始学生对课程的了解。包括课程简介、课程团队信息、实验大纲等教学文件。

（2）实验过程支持模块：用于辅助整个实验教学过程。包括分组与选题、实验准备、实验过程指导（学生记录实验日志，教师点评，对各组实验过程进行一对一的个性化指导）、实验结果（学生提交实验报告、教师点评）、成果演示与答辩、实验反思。

（3）实验交流与团队协作模块：用于实验中的团队协作、师生交流。包括小组作业、小组日志、讨论板、课程博客——重点难点解析（对实验过程中学生表现出来的薄弱环节、难点进行解析，弥补教学中的疏漏）、答疑解惑等。

（4）课程基础资源模块：用于学生自主学习。包括课程导学、各实验专题课件、各实验专题的教学视频、各专题练习与答案、在线测试等。

（5）拓展学习资源模块：用于学生拓展学习。系统开发案例、开发工具下载、如何使用各种工具、推荐参考书、前沿动态（包括相关的杂志、相关网站，用于学生了解系统开发技术与应用的前沿动态）、最新国家标准等。

（6）考核：用于实验过程考核。除了明确考核方案之外，部分考核工作也由网络课堂完成，如对实验小组日志和小组作业点评、打分;实验原理知识的考核利用在线测试，由学生自主完成，网络课堂自动记录成绩，从而加强学习过程考核。

3.2   实验教学过程的设计与实施

基于校企资源融合的项目驱动式实验教学模式，是建立在校内实验室资源与校外实习基地资源融合的基础上，学生通过分组建立项目团队，探索具有实践价值的新颖的选题，利用信息化教学环境进行师生交流和团队协作，共同实施“项目”，以期激发学生興趣，启迪学生探索，引导学生参与科研活动，培养学生实践创新能力和团队协作能力。实验教学过程设计如图2所示。

（1）分组、选题。学生分组建立项目团队，并申请项目选题。所选项目可以源于专业实习的思考，也可以源于日常所关注的问题，还可以源于专业导师的科研课题。较之教师根据课程知识点所拟定的“虚拟”项目，源于实践的项目通常更具创新性、具有更为明确的社会背景和意义，因此，对于学生创新实践能力的培养更有价值。

（2）实验准备。为了完成项目，学生需要查找资料，利用信息化支撑平台提供的资源进行复习或者深入拓展学习相关理论知识。教师对于学生提出的疑问给予及时的解答，为学生自主学习提供方便。

（3）实验过程。团队协作实施项目，对每一部分实验，都要在BlackBoard平台上记录小组实验日志，教师及时给予点评，对实验过程加以指导。学生根据教师指导意见修正实验。

（4）实验结果。学生撰写技术文档、实验报告，并提交教师验收。

（5）成果验收：演示与答辩。学生演示运行完成的信息系统，介绍项目的思路和方法，以答辩的形式验收项目成果。优秀的选题可以进一步完善，申请大学生创新创业项目。

3.3   实验课程考核

注重过程考核和能力考核。在实验过程中，选题、任务的布置、提交与点评、实验日志的记录与点评都借助于信息化平台完成，从而实现对实验过程的考核;实验结束，模拟项目验收，采用小组答辩的形式，并提交小组成果——技术文档、实验报告和软件系统，根据答辩表现、技术文档、实验报告、软件系统进行综合评价。

4      有效性分析

分别从教师对学生学习情况的测评、学生对教师教学情况的测评两个角度进行该教学模式的有效性分析。其中教师对学生的测评分为实验过程表现的定性分析和课程综合测评定量分析两部分。

4.1   对学生学习效果的测评

对学生学习效果的测评在2017-2018学年第2学期没有实施新教学模式和实施新教学模式的两批学生之间展开，通过对比两者学习效果的差异来验证教学模式的有效性。

（1）对学生实验过程的表现的测评

评价指标主要有：选题的价值、实验过程、实验成果三个指标。

其中选题价值的考虑因素包括：题目来源、是否具有新颖性、是否具有实用价值;实验过程指标包括：实验态度、是否及时记录实验日志、实验思路是否清晰正确、实验日志的结果是否合理、团队协作;实验成果指标包括：是否形成完整的文档、文档条理是否清晰、文档是否结果正确、是否开发出运行良好的信息系统。选题指标考查学生的创新能力，实验过程指标考察了学生的积极性、分析问题解决问题的能力、实践能力、团队协作能力，实验成果指标考查了学生的实践能力、科学思维和方法。测评结果如表1所示。

从测评结果来看，基于校企资源融合的项目驱动式实验教学模式的实施，对激发学生学习和探索的积极性，培养学生实践能力、创新能力、团队协作能力以及科学的思维和方法具有明显的效果，因此该模式是有效的。

（2）课程综合测评定量分析

分别选取2017-2018学年第2学期没有实施和实施该教学模式的两个班的数据做定量的对比研究，数据如表2所示。

从测评结果总体上看，实施新的实验教学模式之后各项成绩都有明显提高，涨幅在14.83%-17.61%，标准差有升有降。其中，选题的涨幅最明显，为17.61%，标准差也明显增大，为11.53，表明选题质量明显提高，而个体间的差异变大，主要是因为在校企资源融合、产学研结合、“实习、实验、大创”三位一体的教学体系下，学生在经历专业实习之后形成一些问题的思考，同时在参与大创项目的激励下，学生更加关注日常中的一些问题，因此最终能提出具有创新性、实用性的选题，但是，学生间这方面的差异也会随之明显增大。其次是软件系统，涨幅为17.20%，标准差也有所增加，主要是因为自由选题的方式和参与大创项目的想法激发了学生学习和探索的积极性，所以成果质量会有较明显的提高，而实践能力存在一定的差异，在学生的积极性被激发出来之后，这个差异会更明显。技术文档的涨幅为14.83%，标准差减小，主要原因是新模式实施后的技术文档是在小组日志的基础上整理形成的，因此主要体现了基础理论的掌握情况，而小组日志是经过教师点评指导之后修改过的，所以技术文档的质量较之前会有所提高，而小组间的个体差异减小。新模式之前没有小组日志，所有此时的技术文档体现的不仅仅是学生的理论基础的掌握情况，还有团队协作和分析问题解决问题的能力，所以技术文档的质量与实施新模式之后相比较偏低，个体差异稍大。

4.2   对教师教学效果的测评

根据学校教务系统中，2017-2018学年第2学期实施该教学模式的学生对教师的教学质量评价结果显示，信息系统分析与设计实验课程的参评学生人数为32人，有效参评学生人数为28人，对教师评价分为95.786分。具体评价数据如表3所示。

由测评数据可见，94.375%的学生认为课程中“师生互动充分，注重培养学生发现、分析和解决问题的能力”，95.625%的学生认为课程采用的教学方法和手段有效，95.625%的学生认为“作业批改、辅导和答疑及时认真”，95%的学生认为“老师激发了我的学习兴趣”，94.375%的学生认为“学完这门课，我的收获很大”。总之，学生对教师教学质量评价较高，对该教学模式持认可态度，由此研究者认为基于校企资源融合的项目驱动式实验教学模式是有效的。

5      结    语

基于校企资源融合的项目驱动式实验教学模式能够有效激发学生学习和探索的兴趣，训练科學思维和方法，培养学生实践能力、创新能力和团队协作能力。第一，整合校外实习基地与校内实验室资源，实现校企资源融合。第二，“实习、实验、大创”三位一体的实验教学体系中，实习给予学生创新的灵感，实验提供了学生分析问题、解决问题的平台，大创为学生提供创新的驱动力和展示创新能力的舞台。第三，项目驱动的教学模式将实验过程作为一个项目，由学生分组完成，模拟了项目实践的情境，引导学生自主学习、培养学生分析问题解决问题的能力、实践创新能力和协作能力。第四，将科研引入了实验教学。将实验选题和大创项目及专业导师科研课题结合起来，将实验作为项目来完成，营造科研氛围，培养学生的创新思维。

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