從興趣到志趣培養的實驗教學改革探究

華 斌，吳 諾，嚴冬梅

（天津財經大學 理工學院，天津 300222）

0 引 言

實驗教學作為高等教育本科學生驗證課堂理論知識、學習使用專業儀器設備，直至利用所學技能與設備自我設定目標，完成綜合性、創新性實驗的重要教學環節，始終存在于本科教學的各個階段，對達成培養目標發揮著基礎性的支撐作用。因此，實驗教學改革針對不同層次的高校和專業實際上有著不同層次的內涵，其改革內容的設計必須與“因材施教”的理念緊密結合，其改革效果的評價必須與培養目標的達成性緊密相關。

1 財經類院校計算機學科專業群的生源狀態。

20世紀90年代以來，財經類院校由于出口面向工作穩定、收入較高的金融行業以及其他產業的管理崗位，至今仍然受到考生追捧，其生源入學分數普遍高于傳統理工科高校。例如，我校的新生入學分數平均排在全國的70名左右，大大高于學校排名。

但是，財經類高分學生的入學志愿普遍首選的都是金融、會計等專業，對于財經院校中的計算機學科專業群鮮有第一志愿的考生，據我們統計，計算機專業群的第一志愿率長期徘徊在10%左右。調劑志愿的新生普遍對于計算機專業的學習存在興趣不高、難度感覺太大等一系列問題，選修第二個財經專業的現象在“十二五”之前普遍存在，這些問題實際上從基礎上就影響了專業教學質量和學科學位點建設質量。這個問題對于教師的教育成就感以及能動性的傷害也是很難估算的。

如何提高財經類院校計算機學科專業群的建設水平，擺在我們面前的首要問題實際上是從專業興趣培育開始的一個實實在在的問題。解決不好這個問題，后面的系列工作實際上就會變成面向評估的擺設；解決好這個問題，我們的生源質量優勢就會充分發揮，教師的成就感就會大幅度提升，學科建設就會走進規范的道路。

2 把握時機，系統規劃，全面推進實驗教學改革。

社會需求的動態變化是一切改革發生的重要背景，能否抓住時機，適時推動改革實際上又是成敗的關鍵。“十二五”以前，財經類院校普遍缺乏工科類專業的裝備意識，造成工科類專業建設十分艱難。學校裝備水平過低，造成學生、教師的專業自豪感低下，實驗教學只能滿足最基礎的教學實驗，要徹底提升專業興趣幾乎沒有抓手。

“十二五”期間，教育經費大幅度提升，財經類院校計算機學科專業群的建設獲得了歷史性的機遇。面對較為充分的建設資金，我們搶抓機遇，針對問題，制定了三個層次實驗教學改革的指導思想，在“十二五”期間完成了表1中列出的實驗教學改革建設工作。

第一年開設的公共基礎實驗改革成效十分明顯，配合計算機導論課程，學生不僅親身體驗了組合式機器人的設計、控制、實現過程，而且通過圖形化的機器交互語言完成了控制程序設計，有效降低了對基于邏輯的程序設計語言學習的恐懼感，大幅度提高了專業成就感和興趣。3D建模實驗帶給了學生在三維虛擬場景中的設計成就，對于大一階段新生具有深刻的感染力。隨之而來的C語言網絡實驗環境，又為學生提供了一個全開放的實驗教學平臺，經典的案例，編碼錯誤的提示全部由系統自動完成，大幅度降低了教師工作量，解決了長期困擾學生的入門難度問題，這兩個環節的互相支持，循序漸進，基本上改變了學生的專業興趣面貌。目前，輔修第二財經本科專業的學生從“十二五”前的50%以上下降為10%左右。我們采用這個觀察指標主要因為輔修報名是從二年級就開始的。這個指標的變化，有效地驗證了我們第一層次實驗教學改革效果。

表1 “十二五”期間實驗教學改革思路設計與實施說明表

實驗課程向來具有教師勞動強度大的實際問題，造成實驗課程教學效果不易保證。為配合專業教學的質量提升，我們采取了實驗教學全程錄像上網的方法督促專業實驗教學課程提升質量，取得了很好的效果。實驗課程錄像以后，教師的責任感增強，競爭意識顯現，學生的參與感增強，使得實驗教學的內容、質量和效果都呈現在內網上，不僅促進了教師交流和相互了解，也促進了實驗教學的過程規范與研討的不斷開展。

綜合性、創新性實驗環境建設是專業與產業的接口，也是學生完成“大創”項目的平臺。較高水平的建設這個平臺不僅可以有效提高師生的專業自豪感，也可以有效吸引企業走進來產學研合作，達到長期的建設支撐。我們在這一項工作中采用了適當“超前”的建設思路，分別投入近1 000萬元建設了虛擬仿真實驗室與嵌入式創新實驗室，以3D數據采集、處理、仿真和輸出為4個主要建設環節，建設了與產業技術裝備相同水平的綜合性、創新性試驗環境，形成了研究生科研基地，本科生產學研和“大創”項目培育基地，形成了常態化的教師指導團隊，取得了一系列實際建設成果。嵌入式實驗室的設備支持小批量的樣品生產，為區域經濟建設發展發揮了作用。實踐證明，這類平臺建設對于吸引企業產學研合作具有關鍵價值，對于學科建設發展具有關鍵的支撐作用。

3 “環環相扣”，體系化推動實驗教學改革

從培養專業興趣開始的精心設計，到產學研結合的綜合性、創新性實驗環境建設。計算機學科的實驗教學改革是一個分層遞進，循環往復的建設過程。信息技術的日新月異，不僅對于教學內容的更新具有強大的推動作用，也為實驗教學改革提供了良好的支撐環境。

體系化的推動實驗教學改革是我們在實驗教學改革過程中探索得出的一點經驗，憑借這種概念，產生了較好的改革成效。具體說來，體系化推動實驗教學改革的思路關鍵在于如下幾個要點：

（1）“環環相扣、分層遞進”的實施方法。就是貫徹統籌規劃、分步實施的總體改革計劃，按照時間節點從基礎到專業課程、再到綜合性創新性實驗的全面改革。確保底層推動上層改革的有效性，以學生能力提升作為基礎動力，推動上一層的教學內容、實驗內容更新，承擔上一個層次教學任務的教師要充分了解下一層改革的目標，總體方案要貫徹到各層的任課教師與實驗教師，充分討論，分步實施。而實驗課程全程錄像，解決了層次間教師相互理解和溝通的基礎問題。分次遞進的方法還為師資對新裝備的培訓留出了較為充分的時間。

（2）突出重點、吻合培養目標，支撐培養特色的策略。“環環相扣、分層遞進”的實施方法并不是全部以最底層課程的實驗教學改革為全部精力的投入點，而是在基礎性的兩個層次中選擇重點建設方向，吻合培養目標的重點環節重點建設，目的是在有限資源的支撐下盡可能提高培養目標的吻合度。我們重點建設的單片機實驗、操作系統仿真開發實驗都是支撐嵌入式技術人才的有力支撐點。

（3）配套改革措施充分調動了實驗教師的積極性和榮譽感。針對不同層級、不同難度、不同目標的多層次、體系化實驗教學改革無疑是一個系統工程。為確保實施成效，我們設計了盡可能針對性的輔助措施來全面推動實驗教學改革的成果落地。我們設計的教學后競賽類活動、學生自留視頻的創作過程、實驗教學全程錄像上網，學生團隊孵化、產學研合作等一系列貫穿始終的輔助措施被實踐證明大大調動了學生與教師的積極性和榮譽感，這些有效的措施已經實現了常態化、制度化的存在。

（4）實驗教學網絡平臺建設成為體系化改革的中心工作。隨著信息技術進步，實驗教學的信息系統越來越豐富。這些系統不僅改變了實驗模式，還大幅度降低了實驗教師的工作量。“十二五”期間，我們精心挑選了多門適合網上實驗的教學系統上線，積極與開發企業合作，從試運行到正式取代傳統實驗室模式，取得了很好的心得體會。我們還將網絡平臺建設成為了實驗室管理平臺、視頻課程教學平臺、學生創作過程展示平臺以及師生交流互動平臺，這個平臺的不斷建設過程，正是我們體系化建設過程的真實縮影。

4 實驗教學改革效果評價

我們選取如下指標作為實驗教學改革第一個輪次的效果測評指標，是由于我們在“十二五”期間將教學改革的重點幾乎全部放在了以實驗教學改革為牽引的模式上。配合近2 000萬元的實驗教學設備在“十二五”期間逐年投放，學科實驗教學改革與實驗室建設工作真正起到了支撐學科建設的關鍵作用，徹底縮短了文科學校對于實驗教學環境建設的差距，形成了學科建設的新的起點。

我們選擇了2011年畢業生和2016年畢業生的指標統計數據進行對比。2011年畢業生數量為168人，2016年畢業生數量為187人，統計指標見表2。

5 實驗教學平臺的系統建設考量與展望

實驗教學改革作為本科學生的“物化”體驗，對于學生認知專業，培養興趣的重要基礎環節，具有不可替代的作用。實踐證明，精心設計實驗教學內容，對于本科教學的效果提升具有關鍵作用，對于人才培養目標的達成性具有關鍵的支撐作用。

表2 “十二五”實驗教學改革效果評價表

實驗教學改革需要常抓不懈，循環遞進，才能不斷提升育人質量。我們認為，一個輪次的改革應該在4年左右，應該從起點的實驗教學課程抓起，按序推進后續的課程改革，前面環節的改革效果作為后續課程的改革推動力會發揮關鍵作用。按照工程學的管理模式，我們將實驗教學改革與實施過程總結出了進度表（見表3—表5）。

在這個實施周期內，總體規劃與專業培養目標的指引性十分關鍵，在目標確定的前提下，實驗室建設與人員培訓工作緊密結合，建設前的效果評估需要選擇學生群體進行體驗，在堅實的基礎工作上穩步實施。實施中設計了3年的試運行期、評估調整期和規范模式期，使得一門課程的成熟期不少于3年（3個實際教學學期），確保改革目標的合理實現。

表3 第一層次起點

表4 第二層次起點

表5 第三層次起點

綜上所述，第一個輪次的實驗教學改革取得了階段性的成果。放眼未來，“十三五”的建設機遇正促使我們規劃和推動第二個輪次的改革工作。在第二個輪次的設計上，我們依然貫徹層層推動的思路，保持工作的持續性，穩定發揚取得的經驗，克服不足。以“穩定提高教學質量”為指導思想的第二個輪次改革將根據資金投入情況和“十二五”前期評價狀態，逐層推動內容更新，進一步強化層次間的內容銜接，推動各層之中合理的內容升級，以社會接口建設為評價重點，倒推改革要素，彌補建設短板，形成統一設計、分步實施的總體改革方案，力爭在“十三五”期間，全面實現人才培養目標的精細化，有效提高人才培養質量。