面向創新人才培養的“互聯網+”式實踐教學研究

摘? 要： 創新型人才是國家發展，社會進步的重要資源，實踐教學是創新素質培養的重要組成部分。“互聯網+”蘊涵的人工智能、大數據、云計算，虛擬現實等技術賦予高校人才培養以新的武器。研究創新和創新人才的內涵，分析創新人才培養與“互聯網+”實踐教學的關系，進而構建符合社會發展需要的基于互聯網技術的實踐教學體系，探索面向創新人才培養的實踐教學途徑。

關鍵詞： 創新人才培養;互聯網+;實踐教學

中圖分類號： G434? ? 文獻標識碼： A? ? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.10.049

本文著錄格式：杜坤. 面向創新人才培養的“互聯網+”式實踐教學研究[J]. 軟件，2019，40（10）：209213

Research on Undergraduate Practical Teaching for Innovative Talents Training

DU Kun

（College of Education Science and Technology， Modern Education Technology Center， Nanjing University of

Posts and Telecommunications， Nanjing， 210023， China）

【Abstract】： Innovative talents are an important resource for national development and social progress， and practical teaching is an important part of the cultivation of innovative quality. The technologies such as artificial intelligence， big data， cloud computing，and virtual reality contained in "Internet +" have given new talents to university personnel training. Study the connotations of innovative and innovative talents， and analyze the relationship between innovative talents training and "Internet +" practical teaching. According to this， construct a practical teaching system based on Internet technology that meets the needs of social development， and explore practical teaching approaches for cultivating innovative talents.

【Key words】： Innovative talents training; Internet+; Practical teaching

0? 引言

當前的時代是一個深刻發展，變革的時代，世界發展多極化，全球經濟一體化，知識經濟越來越凸顯出它強大的主體地位。一個國家只有擁有先進的科技支撐和強悍的經濟實力，才能在復雜多變的全球競爭中占據先機。另一方面，科技的創新，經濟的發展需要各行各業的人才去完成，因而，不同國家在世界版圖中的競爭就轉化成了各國創新型人才的比拼，知識經濟制勝的核心聚焦于創新人才的培養。

高等教育是我國人才培養的主要來源。新世紀以來，國家頒布的一系列政策制度為高等教育強國建設提供了理論引導。“211工程”、“985工程”等一系列政策為提升我國高等教育教學質量，培養社會需要的新世紀人才做出了巨大的貢獻。2015年11月，國務院頒布了《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》（以下簡稱“雙一流”建設），更是給全國不同類型的高校根據自身特色差異化發展提出了總體規劃，創造了歷史性機遇[1]。“雙一流”建設的目標是培養新時代需要的創新型人才[2]，在這一目標下，“怎樣培養人”——如何在高等教育大眾化的時代里不斷調整人才培養模式和教學方法、激發學生創新意識、培養學生解決問題的能力，成為高校一流本科教育發展的重點和難點。另一方面，“互聯網+”時代的到來，互聯網技術和互聯網思維將高等教育跨越式發展提至一個新的高度。運用互聯網平臺和IT技術，將互聯網和教育有機整合，成為當下高等院校教學模式的一種新方向。在此背景下，探討創新人才的內涵，梳理人才培養與“互聯網+”式實踐教學機制的關系，繼而提出一攬子有益于創新能力培養的“互聯網+”式實踐教學途徑，為現階段一流本科教育發展提供借鑒。

1? 創新與創新人才的內涵

在知識經濟發展如火如荼，科技強國、“大眾創業，萬眾創新”理念深入人心的今天，“創業”、“創客”、特別是“創新”等一系列與“創”概念相關的關鍵詞不斷地見諸各種媒體，被廣大人民群眾提及。然而，何為“創新”？《現代漢語詞典》中對創新一詞的解釋為“拋開舊的，創造新的”。可以看出，有別于創造概念中的“從無到有”，創新更多地強調“推陳出新”，依據科學規律，根據發展的需要，對舊觀念進行推翻、對舊規則進行修正、對舊事物進行革新等。

創新可以產生于由人與事物交互作用組成的任何系統網絡之中。創新具有科學性、進取性和多維性的特點。所謂科學性，是指對于系統網絡的創新，必須符合整個系統發展的客觀規律，不能夠空中樓閣般的臆造，是經得起系統實際應用檢驗的;所謂進取性，是指創新是整個系統進步的推動者，網絡中任何一個結點的革新，都會給系統整體性能帶來一定的改進;所謂多維性，是指對于由人和事物組成的系統網絡而言，任何結點都可以成為創新行為實現的特定空間。創新的表現可以是技術、制度、管理等多角度的，創新的范圍可以從個體到群體，從科學發展到人類文明進步等多方面的。

在此基礎上，創新人才的概念包含了更多的內涵[3]。首先，人才是具有一定的專業知識和技能，能夠滿足社會發展需要的素質較高的勞動者。所謂創新人才，是指具有創新精神，創新意識，創新思維，創新能力的人才，簡言之，是在工作中具有開拓革新欲望和創造才能的人才。

根據以上分析，作為創新人才，最突出的個性特點應該是遇到問題能夠突破思維定勢，不囿于常規的解決方法，遇到困難能夠積極面對，勇于進取，敢于創新。不難想象，擁有如此個性特點的創新人才需要對前人工作成果具有豐富的積累和深刻的理解，具備寬泛而深厚的知識基礎，更重要的是需要具備全面發展的個性、獨立思考的能力和開闊的視野。可以看出，創新能力不是創新人才的唯一特質，面對問題科學嚴謹的治學作風，迎難而上的優良品格，奉獻付出的高尚情操，都是創新人才不可或缺的特征。因此可以說，創新人才必須是一個全面發展的人才，知識經濟背景下渴求的是“全人”前提下的創新。

2? 創新人才培養與“互聯網+”實踐教學機制的關系

創新人才具備系統的記憶力，能夠在對知識理解、思考、重構的基礎上對知識進行二次加工，更有利于自己對于知識的運用;創新人才具備敏銳的洞察力，能夠快速準確地發現問題的癥結所在;創新人才具備極強的學習能力，能夠根據實際需要短時間學習消化解決問題所需的新知識;創新人才具備創造性的思維能力，能夠利用自己的知識儲備，將遇到的新現象，新材料，新信息，通過自身獨立地思考，轉化成新觀點，新概念，新想法，進而做出有利于問題解決的判斷抉擇;創新人才具備靈活的實踐能力，能夠及時有效地將問題信息、相關知識轉化為解決問題的操作行為;創新人才具備對工作高度的責任感和與大局觀，能夠認真對待每一個工作任務，具有很好的團隊協作精神。歸納起來，創新人才具有一整套適用于自己的“發現現象——提出問題——搜集知識——獲取知識——理解知? 識——消化知識——運用知識——解決問題”的流程和方法，以及貫穿始終的獨立思考、團隊意識、積極探究的素質品質。

當代本科教育聚焦于創新人才的培養，也就是培養本科生獨立地從發現問題到解決問題的本領[4]。傳統的課堂授課，無差異地知識傳授，不僅沒有考慮到不同個體的知識接受能力，更是無法做到對學生主動學習意識的培養和鍛煉。只有獨立自主的學習過程，才能引領學生探尋出適合自身的學習方法，探索出適合自己的記憶方式，長期的實踐應用也有助于學生對事物洞察力的提升，以及思維習慣的? 形成。

因此，強調主動學習的實踐教學，作為當代高校教學的重要環節，相較于其他教學模式，更符合創新人才培養的要求[5]。與此同時，互聯網工具的引入，使得實踐教學的內容更加豐富，形式更加多樣。“互聯網+”式實踐教學使得教師的教學環境、授課思維和教學資源都發生了根本的改變，進而引發學生的學習環境、學習習慣、思維習慣的轉變。相較于普通的實踐教學，互聯網技術賦予學生更多的直接經驗，與實際聯系的更為緊密，兼顧教師知識傳遞的共性和學生學習吸收方式不同的個性，學生自主學習更為自由化，充分發揮學生學習的主觀能動性，使得學生思維更加靈活地進行碰撞，尋求問題最終的解決方案，在此過程中鞏固對知識的學習和吸收。

3? 面向創新人才培養的“互聯網+”實踐教學

滿足“雙一流”建設背景下國家對創新型人才的迫切需求，是當代高校一流教育的核心目標。根據對創新和創新人才內涵的分析，實踐應用能力的培養和鍛煉是本科創新素質教育的重要組成。2017年，我校入選“雙一流”建設——“一流”學科建設高校。為推動學校“雙一流”建設進程，在原有實踐教學改革的基礎上，把解決問題作為實踐能力的培養核心思想，嘗試在教學內容、教學方法、教學形式等諸多環節進行“互聯網+”式的革新和探索，以體制機制的改革，推動創新平臺的建設，從而實現對學生學習興趣的激發，創新潛質的挖掘，達到最終學生自主科研的目的。通過眾多環節的逐步打磨，培養出實踐能力強、工程基礎厚、綜合素質高、國際眼界寬的創新型人才。

3.1? 實踐教學開展的基本原則

對本科生基于創新的實踐能力培養必須是一個全面的系統的持續的過程，包含但不僅僅限制于一般的實驗課程、金工實習、課程大作業等方式，而是要根據創新實踐能力形成發展的規律，制定一個全過程、全方位、多樣化、多層次、專業性與綜合性兼顧的實踐教學環節，以彌補原有實踐課程的不足，通過課內與課外相結合的模式，實現對學生創新能力的逐步培養和塑造。在整個進程中，實踐教學的開展需要遵循以下幾個原則：

3.1.1? 全過程、漸遞進原則。

實踐教學需要貫穿整個本科學習始終;并且，隨著學習的深入，實踐教學的開展也要注重從簡單到復雜，從通識到專業，從分解到綜合。實踐能力需要逐步持續培養，它的形成和發展是一個不斷提升的過程。因此本科生大學四年實踐學習布局，一方面要有益于本年度理論知識的理解和運用，另一方面要整體考慮創新實踐能力的發展規律，從實踐教學方式方法上兼顧“基本實踐能力——專業實踐能力——綜合實踐能力”的遞進步驟，豐富實踐內容，設計實踐模式，構建一個縱向上逐年漸進，層層提高的培養方案。

3.1.2? 多樣化、多層次原則。

創新能力的培養是以人才全面個性發展為基礎的，所以實踐教學也要顧及到個體能力進步的差異，同步調一致性施教方式顯然是不合適的。根據學生的能力塑造進程施以不同的學習內容和方法，建立一個多樣化、多層次的實踐教學系統進行因材施教是不錯的解決方法[6-7]。具體實踐教學系統分為三個層次，第一層次的實踐教學內容關注學生所屬專業基本實踐能力的要求;第二層次上一個臺階，注重引領實踐能力較強的學生以本專業為中心找到進一步發散提升的方向;第三層次聚焦學生個性化實踐能力的引導，對完成第二層次拓展實踐后學有余力的同學，以學生興趣為基礎設立更高水準的實踐訓練項目。三個層次的施教系統，是多樣化、個性化培養模式的充分體現。

3.1.3? 真實性、科研型原則。

培養創新型人才的實踐能力，就是培養其解決實際問題的能力[8]。因此，在實踐教學環節中的案例、項目設置也應該盡可能以實際問題為主，可以根據學生知識儲備情況進行適當簡化。這樣的實踐教學不是幾門課程實踐內容的組合，而是多門學科相關知識的綜合運用。另一方面，為了加強學生創新意識、創新思維的鍛煉，科學研究型的實踐項目應該在實踐教學中占有絕大比例。此類學習項目可以是教師引導的科研項目，也可以是學生自研的興趣項目等。

3.2 “互聯網+”式實踐教學開展的具體途徑

在實際操作過程中，結合不同的專業特色制定各自的實踐創新能力培養目標，并依此將教學計劃分散轉化為各個學年的實踐內容，使得學生能夠根據自身專業、個人興趣、綜合能力盡早明確細化實踐學習的步驟，更加高效地做好創新能力的培養工作。現階段，我校以長時段、復合式、個性化為培養宗旨，結合人工智能、大數據、云計算等互聯網技術，在全校范圍內展開多種形式的“互聯網+”式實踐教學，高效培養創新型人才的同時，有序推進學校“雙一流”建設進程。

3.2.1? AI+在線智慧課堂

人工智能背景下的翻轉課堂，網絡在線教學平臺，微信教學資源平臺等眾多網絡教學資源、線上線下結合的教學模式，不斷改變著學生的知識來源渠道和獲取方式[9]。以學生為主導的“翻轉課堂+MOOC”的教學模式，線上學生根據教師提供的多樣的MOOC資源，選取適合自己的教學視頻，利用碎片時間靈活自主地學習相關內容，提出問題，師生討論交流;線下教師運用智能化的翻轉教室，對學生的共性問題進行重點講解，通過讓學生分組完成實踐項目加深對理論知識的消化和運用[10]。線上學習時間，學生自行規劃學習進度、控制學習進程;線下課堂時段，學生自主選擇設計實踐方案、合作攻克項目難題。整個學習過程充分體現了人工智能在教育運用中的個性化、多元化、協同化特點，對學生主動學習意識的培養，合作創新思維的鍛煉有很大的幫助。

3.2.2? 基于大數據的本科導師制教學[11]

近年來，為了更好地培養學生的創新能力，我校多個學院結合學校教育信息化大數據平臺為大二、大三年級學生配備優秀的專業導師進行因材施教。傳統的導師制依靠教師的教學經驗，而基于大數據的導師制更多地依據對于海量學生學習信息的分析。以筆者所在的教育科學與技術學院為例，專業導師由本學院副教授以上職稱教師擔任，學生一般以三至四名為平均單位，導師與學生進行雙向選擇，與每個導師配對的學生兼顧成績優異、中等、較差三種層次，導師根據自身教學、科研研究領域和學生的實際情況綜合制定個性化的培養方案。導師根據對本專業往屆學生學習情況的大數據分析，修訂同專業學生培養的整體方案，根據不同學生的實際學習情況的數據分析，幫助學生規劃自己的發展方向，制定學習計劃。在計劃的設定過程中，可以從往屆數據中提取類似的學生信息，借鑒前期的培養經驗，擬定更為精準的培養方向，推薦更為合適的學習方法。

3.2.3? 信息科學“一院一賽”式人才培養

《關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》中指出，“把加強學科競賽工作納入實踐教學與人才培養模式改革創新中”，肯定了學科競賽對創新人才培養的重要作用[12]。以此為背景，近年來我校依托信息科學的學科優勢，逐步構建“一院一賽”體系，以學校特色為基礎，以學生興趣為驅動，通過各種學科競賽方式增強學生數學建模、電子設計、物聯網技術、大數據技術、機器人研發、軟件編程等方面的創新科研能力，激發學生利用科學方法探究工程技術及社會經濟發展中的實際問題的動力，鼓勵學生開展科研創新和實踐創新，教師團隊和學生群體通過競賽實踐實現雙贏。教師在競賽指導過程中，書本理論與實踐運用充分融合，實踐中新問題、新技術的引入促使教師對理論知識的深入反思和再次加工，有利于教學質量的進一步提高;學生通過競賽活動增強了創新意識，增進了團隊友誼，優異競賽成績的獲得對其他同學參加競賽能夠產生巨大的鼓動和感召作用，有助于學生范圍內敢于創新，勇于創新的風氣形成。學校層面通過競賽實現學科鏈、人才鏈和產業鏈貫通，充分利用我校科學研究和人才培養優勢，為服務區域經濟提供智力支撐和創新驅動，實現政產學研合作多贏，為學校“雙一流”建功助力[13]。

3.2.4? 新工科背景下校企合作實踐課堂

校企合作開展實踐教學，充分發揮雙方資源優勢，不僅有利于產業與學術的嚴密結合，而且有助于學校了解企業人才需求，培育出社會發展需要的、具有全面創新素養的綜合性人才[14-15]。近年來，我校通信與信息工程、電子與光學工程等學院通過與企業共建校企實驗教學平臺、實習基地、科研工作站、技術共享平臺四種方式加大學院與企業之間的技術交流，為學生提供從實驗能力、專業能力到實踐能力、素質能力，再到自主創新能力、研發能力的逐級培養和塑造，最終的技術共享平臺以創新推動技術的產業化，助力企業的科研成果轉化，從而實現學生和企業的雙贏。除此之外，為了提高任課教師的專業技能和項目工程經驗，學校定期派教師外出企業考察，并組織學生赴企業參與項目實習[16];同時，企業工程技術人員擔任學院外聘導師，結合市場需求，參與學院實踐課程的計劃制定和教學管理;各個學院主辦、教務處協辦的“紫金大講堂”每周聘請企業技術、管理人員為學生開設講座，從學科新技術、產業新發展、企業新需求等諸多方面向廣大學生介紹當下本學科領域的新動向，為學生的創新能力培養，綜合素質提高指明了方向。

3.2.5? 結合虛擬現實的云實訓平臺

本科實訓課程原有的教學方式由于場地設施不足、師資配備受時間限制、實驗安全隱患等諸多原因，很難達成理想的訓練目標。結合虛擬現實技術的云平臺實訓教學，具有安全、可重復、無時間地域限制等特點，能夠有效解決上述問題[17-18]。我校基于“VR+私有云平臺”模式構建實訓體系，成為解決實踐教學相關問題的一個有效途徑[19-20]。利用Unity3d技術將實物數字化，采用三維建模技術等設計虛擬仿真教學平臺，改變以往陳舊的實訓教學模式，增加教育性和趣味性，充分調動學生學習的主動性;利用基于openstack的云技術，把傳統的機房實驗環境變更為云端虛擬機，學生通過網絡可以隨時隨地參與實訓，反復練習，鍛煉實際技能的應用能力。在云平臺利用虛擬現實技術設計各種實訓環節，適應學習移動化、碎片化的特征，能夠有效提升學生的學習興趣、專業知識的掌握程度，為創新能力的培養夯實基礎。

4? 結語

通過探索、創建、實施各種“互聯網+”式實踐教學方式，近年來我校在學生創新思維、應用能力培養方面取得顯著成績：連續多年在全國大學生數學建模競賽中一等獎獲得數目穩居第一;每年都有多部作品在全國計算機設計大賽、全國軟件專業技術與信息人才大賽、全國大學生電子設計競賽等眾多比賽中獲取一等獎;多個項目獲批國家級大學生創新創業訓練項目等等。

培養創新型人才是我國經濟發展和科技振興的需要。以學校“雙一流”建設為推手，深度探究基于互聯網的實踐教學的新模式和新機制，從學校、教師、企業等多個層面搭建創新育人平臺，繼續構建學科、學生、產業一體化的協同發展體系，為創新人才培養的可持續發展保駕護航。

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