本科教學型實驗室可持續發展中的轉型服務研究

代國興 顧智浩 田絲娜

摘要：以師范生技能訓練實驗室如何在移動學習日益普及、開放教育資源迅速發展與優質學習資源庫亟需建設的背景下，實踐個性化微課程開發促進實驗室的發展。從而利用教學型實驗室的優勢為個性化發展的本科教學（模式）拓展到移動互聯（或云計算）中的研究和實施提供理論和實踐資源。以微課程資源建設和推送為突破口指引教學型實驗室的服務轉型，強化學生創新能力培養，促進教學型實驗室的可持續發展。

關鍵詞：微課程；教學型實驗室；教學資源；技能訓練

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）09-0251-03

一、研究背景

關于高校實驗室研究的文獻比較多，集中在管理制度、獎懲制度等體系的研究。

實驗室是高等學校進行教學和科研的重要基地，也是培養學生動手能力和創新能力的重要場所。在學校實驗室建設已涵蓋文、理、工、醫等學科門類齊全且以重點投資建設實驗室中心化的新體系下，探索校院二級管理的教學型實驗室如何可持續性發展建設是目前實驗室建設熱點問題：即以本科學生的需要為出發點和歸宿，堅持以學生全體發展、全面發展、個性發展的科學發展觀來指導實驗教學，從而培養學生可持續發展的能力。跳出長久以來教學型實驗教學內容老套單一，重理論輕操作，重結果輕過程等思維定勢，實現教學型實驗室的服務轉型，提升教學型實驗室發展空間，滿足社會發展對創新型人才的需求。

本科教學（模式）研究中都注重利用教學型實驗室網絡的基本設施加強網絡的輔助教學功能，突出以網絡技術為基礎的本科教學內容外延式發展，主要以適應專業改革和課程體系變化的需求，表現出數量增長、規模擴大、空間拓展的外形擴張形式。典型的有利用現代網絡技術，建立以教師為主導、師生互動的教學模式，實現遠程教學功能，但此方法不利于學習主體創新思維和創新能力的培養，也是本科教學型實驗室提升發展中遇到的突出問題。

本文以師范生技能訓練實驗室在輔助師范生個性化訓練中遇到的突出問題，主要存在以下方面：師范生對職業技能訓練認識不到位、教學技能的形成的前驅知識的導向不明、訓練深度和廣度不足、缺乏科學性的指導等而影響實驗室功能的發揮。本文就普遍關注的這一類問題，從師范生整體在技能訓練中的表現，設計個性化的學習網站，運用整體網研究思路進行多變量數據分析，探討技能訓練中實驗室的作用形式和新技術引入的認識，使實驗室進一步有助于提高師范生教育實習質量和畢業生技能水平，適應時代的需要，為師范畢業生贏得更廣泛的就業市場，保障提高師范院校的教學信譽。和師范技能訓練實驗室一樣，大多數本科教學型實驗室進一步發展中遇到的瓶頸問題：在學校不進一步較大投入資金建設，確保實驗室為可持續的專業特色發展，探索在學校重點投資建設實驗室中心化的新體系下，保持專業建設的特色，融入到學校云計算平臺中，改變傳統實驗室發展思路，實現實驗室功能服務的轉型。

社會網絡分析（Social Network Analysis）是時下常用的一種社會科學研究方法，它避免了相對的二元論問題的干擾（不從“群體”或者“個體”等行動者的角度出發看待問題），強調的是關系數據而非屬性數據的應用研究。有別于常規統計分析處理屬性數據方式，本文從師范生技能訓練學習中知識點相互關注關系的角度分析一些數據，由“關系”角度出發研究師范生的學習現象和群體結構，從而掌握由群體結構形成的訓練態度和行為。用合適的網絡模型進行統計檢驗，探索出師范生個性化訓練模式之一：微課程的開發與應用，是本科教學型實驗室可持續發展中的轉型服務研究重要內容之一。

二、轉型服務研究中應用ucient方法進行分析

（一）在訓練課件中確立被試的知識點

在師范生進行完第一階段的基本技能訓練后，發現有較多不如意的地方。由于高校對師范生技能及考研率的雙重重視，所以在進入高級技能訓練（I），重點在五分鐘的說課設計導入等方面加強了知識學習和實踐組織管理，訓練以視頻評價中的關注度為主要參考對象，結合學生的實際生活學習情況進行了綜合調查研究，本文用VB Script+UCINET進行數據的收集和可視化化分析，運用整體網技術對師范生的合作訓練網絡進行深入探討，在訓練課件制作上引入變量采集訓練內容學習數據，根據個人愛好展開學習，為師范生訓練確立了新模式。為此，本文由參與度要素提出對微課程設計要求如下：

1.實驗室網站發布提供視頻、文字、測試等個性化學習要素的微課程。Philip Guo、Joho Kim和Rob Rubin研究了MOOC教學視頻對學生參與度的影響，提出了最實用的一條建議：視頻短片更吸引人。在實驗室轉型服務知識模型ML-STKM中要求課件視頻碎片化，一般時長不超過6分鐘，否則參與度急劇下降。

2.對知識點展開視頻、文字、回顧、測試等個性化學習要素。對知識點展開設計可嘗試利用實驗室現有環境如：規章制度宣傳欄、儀器設備陳列室、學生作品展覽介紹等采用非正式的場合錄制視頻、模擬一對一輔導的辦公室談話等方式，一方面沒有必要花大價錢又可以具備音頻、視頻的真實性，另一方面又改善微課程聲音和畫面的質量，確保蘊含個性化學習要素。

3.對一個知識點展開后視頻、文字、模仿等個性化學習要素。利用綠屏或藍屏錄像摳像技術，輔以摳像人物+電子講師對知識點進行講解、對話、評價及模擬學習或操作，提升交互性擴展個性化學習的途徑。

4.對一個知識點展開后書寫等個性化學習要素。可汗式的邊畫邊講教學（手寫板）要比幻燈片或者代碼截屏具有更高的參與度。在對一個知識點講解中輔以動作或者連續的視線牽引，好讓學生能跟上教師的思路。

5.對知識點跟蹤記錄，學習完設定的必要標記要素。對于授課類視頻，設計中運用Timeline設置視頻中斷點提高視頻學習的交互性，同時注意重點應放在提高首次觀看的體驗上；而對于輔導類視頻，則應方便回放和快速瀏覽，例如在視頻中插入大號字體的小標題，同時定義變量采集相關訪問數據。

（二）資料收集

實驗室網站使用VBscript+數據庫的編程方法，對所有知識點按要求進行評價和調查選項相結合的方法進行資料收集，并對收集的數據編程自動處理成UCINET格式數據。

For i = 0 To N - 1

For j = i To N - 1

If v（4，i，j） = 1 And v（4，j，i） = 1 Then '判斷是否互相選了

v（5，i，j） = v（0，i，j） + v（1，i，j） + v（2，i，j） + v（3，i，j）

v（5，j，i） = v（0，j，i） + v（1，j，i） + v（2，j，i） + v（3，j，i）

If v（5，i，j） > 0 And v（5，j，i） > 0 Then

v（6，i，j） = 1

v（6，j，i） = 1

End If

End If

Next j

Next i

其中v（4，i，j）記錄視頻評價互選情況，v（5，i，j）記錄平時互相交往情況，v（6，i，j）記錄要求的可關注關系數據。對可定義的可關注關系設計了三種算法，對形成的數據使用UCINET及集成的NetDraw進行可視化分析。算法1：滿足互選視頻（and）；平時交往至少選項2項以上。算法2：滿足互選視頻（and）；平時交往至少選項1項以上。算法3：至少一方選視頻（or）；平時交往至少選項1項以上當然也可設計更多的算法進行全面的比較研究，本文重點放在算法2收集的數據上，得出一些對提高技能訓練有意義的結論。

（三）知識學習角色編碼

實驗室網站的前臺程序獲得了“訓練知識交往關注矩陣”：用數據庫記錄了該班學生的觀摩視頻、閱讀文字材料、觀看動畫、互評記錄和知識測試情況。根據上述算法，例如如果兩種選擇要素2項，就在其相互對應的矩陣元素位置上取“1”，否則為“0”。將獲得的數據導入到ucinet軟件中對數據進行對稱化處理，使用了“max”命令，進一步獲得“關注矩陣”、“緊密關注矩陣”、“非關注矩陣”等，這些矩陣中記錄了知識點之間的關系。

（四）實例應用

在上述網站設計中，虛擬了訓練者喜愛沉浸式學習，進行基于Ucinet評價的知識點個性化教學（沉浸式學習法）網站設計，以一個班26名同學的訪問學習進行數據采集和分析，結果如下：

由上述分析，沉浸式學習法的設計是一個復雜的系統，對知識點設定的媒體要素有較高的要求，要產生“流連忘返”的效果不是網站的設計能解決的問題，而應該是知識生產者對學習者在充分了解的基礎上，高質量的知識點標記要素是個性化網站的生命力，這與“虛擬現實”的沉浸式學習效果是一致的。

三、轉型服務研究的目標

本文對在本科教學（模式）研究中提出的一種新的知識模型ML-STKM（Mobile Learning-Support Tacit KnowledgeModel）進行應用研究，其核心內容就是開發圍繞個性化本科專業知識、專業技能和職業技能培訓等教學內容的微課程資源，制定微課程教學設計規范、課件制作規范、技術規范；該模型支持移動互聯（或云計算）環境中個性化知識評估、知識存儲和學習主體隱性知識的建構，利用教學型實驗室的優勢為個性化發展的本科教學（模式）拓展到移動互聯（或云計算）中的研究和實施提供理論和實踐資源。以微課程資源建設和推送為突破口指引教學型實驗室的服務轉型，強化學生創新能力培養，促進教學型實驗室的可持續發展。

（一）解決的主要問題

教學型實驗室開發的微課程如何嵌入學校本科教學現實需要；針對本科教學（模式）研究中課程開發的不足，嘗試用ML-STKM模型研究個性化教學案例、學習案例的形成機制；以教學型實驗室為主體開發的微課程教學資源的主要特征是什么？開發的原則是什么？微課程的結構化、有序化對本科專業課程開發和教學有什么影響？

（二）研究重點

1.知識模型ML-STKM下本科課程結構化的理論依據和實施方案；

2.以教學型實驗室為主體的本科教學（模式）研究中微課程教學設計規范、課件設計規范、技術規范；

3.以教學型實驗室為主體的現有專業課程、專業技能、職業培訓等教學內容的微課化實施原則和步驟；

4.在現有教學型實驗室技術支持下微課程推送的技術選擇及效率研究；對新技術開發的要求。

四、可持續發展思路

微課程（Microlecture）這個術語并不是指為微型教學而開發的微內容，而是運用混合式教學與交互式視頻課件設計方法構建的、以在線學習或移動學習為目的的實際教學內容，順應當前高等院校本科教育教學改革需要。在國外，早已有了“微課程”（Microlecture）這個概念，它最早是由美國新墨西哥州圣胡安學院的高級教學設計師、學院在線服務經理戴維·彭羅斯（David Penrose）于2008年秋首創的。大型開放式網絡課程（massive open online courses，簡稱MOOC），2012年以來也日益受到矚目，已有一套自己的學習和管理系統。

從電子學習到電子工作（From eLearning to eWorking）。大部分學習都發生在工作中而非教室里。未來我們將看到學習與工作更多地融合，大多數學習會跨過傳統課程規劃的界線，隨時隨地發生（美國知名培訓專家Marc Rosenberg，“學習方案2013大會”，2013.3）。克服教學型實驗室重理論輕操作，重結果輕過程等工作思維定勢，實現教學型實驗室的服務轉型，是可持續發展課題研究的出發點。搞好微課程資源建設開發，帶動專業知識、專業技能、職業培訓的課程資源開發，明確教學型實驗室的任務，完善中心實驗室的教學服務功能，促進本科教學的內涵式發展。

參考文獻：

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