“互聯網+”環境下高校開放實驗教學創新模式的探索與實踐

楊美芳，楊 波

（江西財經大學 信息管理學院，江西 南昌 330013）

1 背 景

“互聯網+”是互聯網發展的新業態，是互聯網形態演進及其催生的經濟社會發展新形態。傳統行業紛紛啟動“互聯網+”模式，如互聯網制造、互聯網金融、互聯網醫療、互聯網交通等新興產業或業態不斷發生與發展[1]。高校實驗教學是培養具備綜合素質和創新能力人才的重要環節，隨著高等教育改革的深入，實驗教學也面臨著升級改革，基于互聯網的實驗教學創新模式成為迫切的要求。

教育部在2005年發布的《教育部關于開展高等學校實驗教學示范中心建設和評審工作的通知》中提出：“從人才培養體系出發，建立以學生創新能力培養為主線，多層次、分模塊的實驗教學體系”。《通知》在“教學體系和教學內容”兩項指標中提出：“建立理論教學和實踐教學有機結合、以創新實踐能力培養為核心、多層次的實驗教學體系，包括基礎實驗項目、綜合設計實驗項目、研究創新實驗項目等”[2]。因此，在“互聯網+”環境下，構建出高效可行的實驗教學創新模式非常必要。

開放實驗教學是一種全新的實驗教學模式，將靜止封閉的教學轉變為動態開放的實驗教學，將學生作為實驗教學的主體，把實踐研究理念納入實驗教學環節，在模式和方法上變“靜”為“動”，從而推動學生個性化發展，強化實驗教學目標。傳統的實驗教學模式已經不能滿足創新人才培養模式的發展需求[3-5]，在“互聯網+”環境下構建開放實驗教學模式是實驗教學發展的必然趨勢。

2 開放實驗教學存在的問題

1）實驗室運行與管理的矛盾。

開放實驗教學模式是教學計劃外的實驗教學模式，是以學生為本的實驗教學活動，提升學生創新創業能力。學生根據自身愛好，自由選擇實驗項目、時間和地點，要求實驗室能夠靈活開放，如果實驗室還是按照正常教學時間進行管理，就將阻礙開放實驗教學的實施。

2）開放實驗室工作人員付出與激勵機制的矛盾。

開放實驗教學要求實驗室能夠靈活管理，也就要求實驗員付出更多的時間，同時開放實驗項目的發布、管理等工作對實驗室工作及管理人員提出了更高要求。如何建立適當的激勵機制，提升實驗室工作人員的積極性與主動性，也是保證開放實驗教學實施效果的重要因素。

3）教師實驗指導與學生實驗效果之間的矛盾。

開放實驗教學模式下，學生的實驗時間自主設定，導致學生的實驗操作和教師輔導相分離，無法同時進行，指導教師也無法實時監控學生的實驗過程。如何保證學生的實驗效果，及時記錄和評價學生的實驗結果也是我們需要解決的問題。

4）開放實驗項目與實驗教學改革之間的矛盾。

目前，國內高校經管類開放實驗項目在所有實驗項目中所占比例較低，總體數量不足，并且多數開放實驗以時間開放為主，內容開放所占比重很小；同時，開放實驗的資源嚴重不足，項目過于單一，教師缺乏研發開放實驗項目的積極性，導致開放實驗項目數量較少、結構簡單、質量不高，缺乏對學生的吸引力。這一現狀與將開放實驗作為實驗教學改革的一個重要突破口相矛盾。

3 “互聯網+”對開放實驗教學的影響

“互聯網+”正前所未有地改變著人們的學習方式、方法和習慣。互聯網的廣域性和開放性使得知識傳播和生產突破時間和空間的界線，這些將引發傳統高等教育模式的深刻變革[6]。傳統的高等學校實驗教學模式日益受到挑戰，翻轉課堂、混合式教學、慕課等顛覆傳統的實驗教學模式重新定義了教學過程中師生之間的關系。通過互聯網構建的創新實驗教學平臺中，傳統的課堂由開放式實驗、線上線下討論等活動所代替，而課堂講解及答疑也可以通過音視頻等媒介由學生在課外完成。開放創新實驗教學改變了以往實驗教學中師生的角色與關系，師生之間的互動更方便快捷，教師可以針對不同的學生進行個性化的輔導[7]。教師由教學活動的主體轉變為教學活動的引導者，學生將成為課程學習的主體，每名學生既是知識的學習者，又是知識的貢獻者。

移動互聯網技術的發展和廣泛應用，為開放實驗教學提供了新技術手段的支持[8-9]。創新實驗教學在培養學生實踐操作能力、創新創業能力等方面具有重要作用，由于經濟管理學科涉及知識面廣且具有很強的動態性，傳統實驗教學不能滿足統一動態經濟管理平臺的要求，面對實驗所具有的復雜性、動態性、持久性等特點，傳統依賴理論課程的實驗教學模式嚴重阻礙了經管專業學科創新型人才的培養。因此，利用多媒體計算機技術、移動互聯網技術、虛擬現實技術的結合，構建基于互聯網云平臺的經管類教學實驗與管理平臺，實現經管類開放模擬實驗，充分體現互聯網資源與技術在實驗教學創新模式改革中的作用，具有重要意義。

4 “互聯網+”環境下開放實驗教學模式的創新與實踐

在“互聯網+”環境下，開放實驗教學模式依據教育技術相關理論[10-11]，針對目前開放實驗教學存在的問題與矛盾，以學生為主，以教師為輔，以多媒體演示系統與基于Web的云模擬實驗平臺、基于移動平臺的開放實驗教學與管理平臺以及虛擬實驗室為支撐，如圖1所示。

該模式分為3個階段，開放實驗項目的發布與評估階段、開放實驗的運行與監控階段和開放實驗的結果與評價階段，分別由“互聯網+”環境下基于Web的開放實驗教學（項目）管理系統、多媒體演示與模擬實驗系統以及基于Web的開放實驗教學考核系統作為技術支撐平臺。學生作為為實驗的主體，是整個開放實驗過程的核心，實驗教學各個環節都要圍繞著學生這條主線進行。教師處于開放實驗教學模式的外圍，承擔協助角色，對整個實驗過程進行有效的監督控制[12]。

1）開放實驗項目的發布與評估階段。

經濟管理類課程的實驗教學由多個實驗項目構成，開放實驗項目的研發與管理是開放實驗教學模式創新的核心環節，實驗項目包括創新項目、課程項目與學生自選項目三大類。

（1）創新開放項目一部分主要由相關層次科研課題或項目提煉和轉化而來，一部分由校企合作項目及其他創新創業項目構成。

圖1 基于“互聯網+”的開放實驗教學模式

（2）課程開放實驗項目主要包括課程內根據實驗教學大綱制訂的基礎性、綜合性、設計性開放實驗項目，該項目在課內未完成或效果未達到情況下可選擇[13]。

（3） 學生自選開放項目主要包括實驗教學計劃之外的實驗項目及學生創新、創業類實驗項目，由學生根據自身情況自由選擇。

開放實驗項目設置為基礎實驗項目、綜合設計實驗項目和開放探索實驗項目3類。開放實驗項目管理平臺對每類開放項目都設置相應課時，并以實踐與創新課程形式記學分，同時將創新開放項目與自選開放項目記入學生的課外素質拓展學分，可以解決學生記學分和教師記工作量的問題。學生首先通過開放實驗教學與管理平臺，提交所選開放實驗項目申請，并且根據所選實驗項目的要求提交相關文檔，包括實驗要求、實驗計劃、預期的實驗效果等；同時，管理平臺自動向所選開放項目的指導教師推送項目選擇信息，在指導教師確認后完成開放實驗項目的選擇。開放實驗項目的發布和評估階段模式如圖2所示。

2）開放實驗項目的運行與監控階段。

圖2 開放實驗項目發布和評估階段模式

對于可以在模擬實驗平臺進行實驗的開放項目，教師授權后，學生可進入基于Web的網絡虛擬實驗室。利用虛擬實驗室的多媒體演示系統與實驗模擬平臺，學生對已預約的實驗項目進行操作。對于實踐性較強的項目，可以通過交互性強的多媒體實驗課件進行模擬操作，如會計、金融類項目；對于需要沉浸和設計的實驗項目，可以通過虛擬現實情景的仿真還原，如物流管理、證券投資類實驗項目；在這一過程中，學生就模擬實驗中遇到的問題可隨時通過平臺的交互功能得到教師的幫助。平臺對實驗操作過程、教師指導情況及階段成果進行自動記錄。虛擬實驗室開放實驗教學模式如圖3所示。

圖3 虛擬實驗室開放實驗教學模式

對于在虛擬實驗室無法完成的開放項目，學生可在管理平臺上預約相關實驗室。根據實驗教學中心在網絡平臺上已發布的教學計劃外實驗室開放的時間及容量、實驗項目及狀態、指導教師等信息，學生可通過移動或PC端在平臺上進行實驗室預約操作，同時管理平臺向開放項目的指導教師發布確認請求，若指導教師確認預約成功，學生則可根據預約時間和實驗室，利用校園卡，通過與管理平臺數據關聯的實驗室門禁系統的身份識別與確認后，進入預約的實驗室，按照已預約的實驗項目進行操作。對于教學計劃課程內的實驗項目，如果在課程內未完成，學生在開放實驗項目中可以重新選擇。教師作為實驗的參與者，進行實驗協助和實驗指導，對于開放創新項目與自選項目，由于持續時間比較長，在實驗過程中，不可能全程參與實驗項目的指導，更多的是學生自行完成。這時可利用實驗室多媒體實時監控系統解決教師與學生指導不同步的問題。通過該系統，教師可以隨時隨地監督控制學生的實驗過程，及時指導學生解決遇到的問題，并對音視頻數據進行存儲備份。學生在實驗操作過程中遇到各種問題，可通過系統的即時通訊功能模塊發起基于移動音視頻交互系統的交流，或利用互聯網通訊工具（如QQ、微信、郵件等）向教師請求幫助。預約實驗室開放實驗教學模式如圖4所示。

3）開放實驗的結果與評價階段。

學生完成實驗項目后，可以通過開放實驗教學與管理平臺，將實驗后的實驗報告及相關項目作品上傳到管理平臺的相應模塊。指導教師對學生實驗項目完成情況主要通過以下方式進行評價。

（1）登錄管理平臺，下載查看學生的實驗或項目報告，對于綜合類實驗項目，對照實驗目標和預期進行實驗作品的分析，在管理平臺上給出作品的評價與分數。

圖4 預約實驗室開放實驗教學模式

（2）通過多媒體實時監控系統，查看學生的實驗操作記錄，觀察學生實驗過程，對實驗過程進行評價，并在管理平臺上給出實驗過程分。

（3）依據結果性評價與過程性評價對學生作出總體評價。教師對學生實驗結果的最后評價需要給出具體的實驗項目完成意見，包括項目完成優點與不足、實驗過程中操作的規范性等。對于評價結果，學生可以通過管理平臺及時了解實驗項目的成績與評價，及時進行總結，同時可對指導教師的指導情況進行評價打分；平臺將定期自動將學生的評價匯總，并以匿名方式通過移動平臺反饋給指導教師，評價分數將作為指導教師開放實驗教學工作量的核定依據，以促進開放實驗教學的進一步開展。開放實驗結果和評價階段模式如圖5所示。

圖5 開放實驗結果和評價階段模式

江西財經大學“開放創新實驗項目”的實驗教學改革，在以學生為教學主體的“自主性、靈活性、開放性”的先進教學思想指導下，充分利用發揮“互聯網+”環境下教育技術的優勢，探索開放實驗教學模式的新路徑。根據隨機選取的經管類專業本科生的問卷調查顯示：在600份有效樣本中，對利用基于互聯網技術與資源的開放實驗項目形式開展實驗教學的模式，有95%的學生認為提高了對理論課程的理解與實踐能力，有90%的學生認為開放實驗項目的實驗教學模式更好地提高了其綜合應用專業知識和技術的能力，有92%的學生認為該實驗教學模式對未來互聯網上的創業和經營管理有很大幫助，有88%的學生認為開放實驗教學模式對未來就業和工作很有幫助。

5 結 語

在“互聯網+”背景下，高校開放實驗教學模式有利于構建多層次和立體化的創新實驗教學體系，并在培養具有創新、創業精神的應用型人才中起到重要作用。在實驗教學創新模式的研究領域，對開放實驗教學模式的研究還處于探索階段。開放實驗創新教學模式是在“互聯網+”環境下依靠互聯網技術手段及設備，打破經濟管理類專業的實驗教學模式，以學生個性化培養為主線，以培養學生實踐動手能力和創新創業能力為切入點而提出的，取得了良好的運行效果，切實提升了實驗教學的質量，為在“互聯網+”環境下高校實驗教學改革和創新提供了有益的借鑒和啟示。

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