史先紅,蔡子亮
(許昌學(xué)院 實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理中心,河南 許昌 461000)
信息技術(shù)的飛速發(fā)展,使人類快速步入了信息時(shí)代.在數(shù)字化學(xué)習(xí)日益普及的情況下,為學(xué)生提供數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境已成為目前高校信息化建設(shè)的重要內(nèi)容.隨著智慧教室、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn),愈來(lái)愈多的高校尤其是應(yīng)用型大學(xué),開(kāi)始建設(shè)數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室.但是這些數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室的管理和使用現(xiàn)狀如何?是否真正發(fā)揮了科學(xué)創(chuàng)新的作用?應(yīng)用型大學(xué)究竟該如何建設(shè)數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室以保證學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?這些都是值得我們研究的問(wèn)題.
應(yīng)用型大學(xué)的主要目標(biāo)是培養(yǎng)能夠服務(wù)地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的創(chuàng)新型實(shí)用人才,實(shí)踐教學(xué)是大學(xué)課程的重要組成部分.這就要求應(yīng)用型大學(xué)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)時(shí)要轉(zhuǎn)變思路,以服務(wù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主要目標(biāo).因此以提高學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力的數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)也成為此類大學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的方向.
教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃提出:把網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境作為學(xué)校辦學(xué)條件的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)高等學(xué)校虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境建設(shè);同時(shí)在智慧教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)中明確指出,加快建設(shè)在線智慧教室、智慧實(shí)驗(yàn)室等智能學(xué)習(xí)空間,構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)支持環(huán)境[1].這一系列政策的推出給我們釋放了一個(gè)信號(hào):數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是信息時(shí)代實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要目標(biāo)和方向.
數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境是信息時(shí)代的產(chǎn)物,在信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下,提供數(shù)字化、多媒體化的學(xué)習(xí)資源,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的信息傳播和管理,是一種促進(jìn)學(xué)習(xí)者主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的新型學(xué)習(xí)環(huán)境[2].數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境是開(kāi)展信息化教學(xué)的基本前提,是實(shí)現(xiàn)教育創(chuàng)新發(fā)展、優(yōu)質(zhì)發(fā)展、均衡發(fā)展的基本保障.
數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室即依托現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)搭建實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐、交互與協(xié)作中掌握專業(yè)知識(shí),培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所.從常規(guī)的多媒體教室、智慧教室、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、數(shù)字化語(yǔ)音室、數(shù)字化書法室到依托人工智能技術(shù)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室均為數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室.
數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的中心地位,強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程中的交互性與協(xié)作性,激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建新知識(shí).數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室還有一個(gè)重要的特點(diǎn)就是體驗(yàn)感和沉浸感,使學(xué)生仿佛置身于真實(shí)的場(chǎng)景中去.比較簡(jiǎn)單的有微格教室和演播廳,讓學(xué)生真實(shí)體驗(yàn)教師、主播的感覺(jué).科技含量更高的是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室,其實(shí)質(zhì)利用計(jì)算機(jī)生成一種虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境,由多源信息融合的、交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為組成的系統(tǒng)仿真,使參與者可以沉浸其中,增加學(xué)生的體驗(yàn)感和沉浸感[3].
為了解應(yīng)用型大學(xué)數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀,我們專門對(duì)河南省許昌市的應(yīng)用型大學(xué)進(jìn)行了調(diào)查,以許昌學(xué)院為例開(kāi)展了調(diào)研工作.通過(guò)查閱資料、現(xiàn)場(chǎng)查看和實(shí)地走訪等不同形式,從數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境布置、設(shè)備配置、軟件操作性、實(shí)驗(yàn)室管理等幾個(gè)方面設(shè)計(jì)訪談、調(diào)查問(wèn)題,了解許昌學(xué)院數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和使用現(xiàn)狀.調(diào)研發(fā)現(xiàn)許昌學(xué)院數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室在建設(shè)過(guò)程中存在資金投入缺口較多,實(shí)驗(yàn)室設(shè)備配置及技術(shù)管理落后、實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)匱乏、實(shí)驗(yàn)室資源分布不均衡等方面的問(wèn)題.
數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),院系往往僅從自身學(xué)科建設(shè)需要出發(fā)考慮,缺乏與相近學(xué)科、實(shí)驗(yàn)室的信息交流,造成實(shí)驗(yàn)室的重復(fù)建設(shè).如虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室,其原理是借助計(jì)算機(jī)軟件營(yíng)造虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,若能做到統(tǒng)一規(guī)劃,協(xié)調(diào)使用,則可以很大程度地節(jié)約人力、物力、財(cái)力,同時(shí)能提高設(shè)備的利用率.
許昌學(xué)院的數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室主要是由專任授課教師進(jìn)行教學(xué)活動(dòng),少部分實(shí)驗(yàn)室配置有實(shí)驗(yàn)老師.數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室大都是依靠計(jì)算機(jī)軟件營(yíng)造實(shí)驗(yàn)環(huán)境,歸屬各院系管理的實(shí)驗(yàn)室基本是由院系任課教師監(jiān)管,他們并非計(jì)算機(jī)專業(yè)教師,未經(jīng)過(guò)信息化管理培訓(xùn),缺乏相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)和應(yīng)急處理能力,相應(yīng)就很難保證實(shí)驗(yàn)室設(shè)備完好率,同時(shí)也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)室使用效果.
僅有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和有限的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源,造成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)效果的固定性和單一性,沒(méi)有體現(xiàn)出數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新性和先進(jìn)性,不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,導(dǎo)致設(shè)備使用率低下,學(xué)習(xí)效果欠佳.
數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室由于運(yùn)用了大量現(xiàn)代信息技術(shù),其更新速度很快,新型儀器設(shè)備層出不窮,必須與時(shí)俱進(jìn),確保實(shí)驗(yàn)室建成后能夠跟上現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求,避免出現(xiàn)“建好即落后”的現(xiàn)象.因此,縝密而細(xì)致的前期規(guī)劃是數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的關(guān)鍵.
實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是實(shí)踐教學(xué)的保障和根基,除了相關(guān)專業(yè)人員之外,項(xiàng)目建設(shè)離不開(kāi)教學(xué)管理、實(shí)驗(yàn)室管理部門的協(xié)調(diào).實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目管理人員隊(duì)伍要有職能部門、專業(yè)教師、技術(shù)以及其他輔助人員組成,確保職責(zé)清晰、分工明確,保障項(xiàng)目的穩(wěn)步推進(jìn).
推進(jìn)信息技術(shù)和智能技術(shù)深度融入教育教學(xué)全過(guò)程是當(dāng)前教育信息化的重要工作.而高度依托現(xiàn)代信息技術(shù)的數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室是學(xué)校信息化建設(shè)的重要內(nèi)容,因此學(xué)校的信息化建設(shè)規(guī)劃中應(yīng)該納入數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)規(guī)劃.
實(shí)驗(yàn)室使用部門從學(xué)科建設(shè)和教學(xué)實(shí)踐需求方面統(tǒng)籌考慮,提出合理化的建設(shè)建議,包括實(shí)驗(yàn)室位置、面積、經(jīng)費(fèi)預(yù)算規(guī)劃和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境建設(shè)規(guī)劃.
精準(zhǔn)的用戶需求是項(xiàng)目管理的基本原則.在對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的需求分析梳理和把關(guān)的基礎(chǔ)上,實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理部門根據(jù)實(shí)驗(yàn)室使用單位提出的建設(shè)規(guī)劃,結(jié)合學(xué)校信息化和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo),以及近年來(lái)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)情況做出綜合考慮,確定最終建設(shè)計(jì)劃.
數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目與一般實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目的區(qū)別在于:對(duì)信息化專業(yè)知識(shí)程度的需求和目標(biāo)的可具體化、可考核性程度不同,因此在項(xiàng)目論證立項(xiàng)時(shí)需要多角度、多方面進(jìn)行全面考慮.
除了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)部門專家之外,還要有教育信息化領(lǐng)域?qū)<覅⑴c評(píng)估,同時(shí)邀請(qǐng)多學(xué)科、一線使用教師代表參與論證會(huì),充分全面論證數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)方案及使用范圍,提高實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的易用性和使用率.
建設(shè)必要性論證是避免重復(fù)建設(shè)和不必要的投資,實(shí)現(xiàn)投資效益最大化.論證實(shí)驗(yàn)室是否符合學(xué)校總體規(guī)劃和發(fā)展需求,擬形成的能力和突破的技術(shù)方向是否處于行業(yè)前沿,成果轉(zhuǎn)化前景如何,人才培養(yǎng)能力如何等[4],確保數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室能夠提高學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力.
可行性論證主要是從技術(shù)、設(shè)備、環(huán)境、信息化管理人員配置等方面進(jìn)行論證,如方法、技術(shù)是否可行,配套設(shè)備設(shè)施配置是否完善,經(jīng)費(fèi)保障能力,實(shí)驗(yàn)室節(jié)能環(huán)保分析等[5].確保數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的可實(shí)施性和持續(xù)性.
一對(duì)一數(shù)字化實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的建設(shè)不能僅僅為了信息化的門面,或者有某項(xiàng)特殊要求的時(shí)候盲目建設(shè),而是要經(jīng)過(guò)充分的論證和分析,本著資源共享、提高設(shè)備利用率的原則,將屬于公共領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè),統(tǒng)一分配使用和管理.
數(shù)字化的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境發(fā)展會(huì)跟隨互聯(lián)網(wǎng)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展腳步與時(shí)俱進(jìn),因此建設(shè)實(shí)驗(yàn)室時(shí)要跟上信息時(shí)代的發(fā)展節(jié)奏,開(kāi)創(chuàng)“學(xué)”與“習(xí)”的數(shù)字化學(xué)習(xí)空間,滿足人們智慧學(xué)習(xí)發(fā)展的需求.
3.3.1 根據(jù)師生需求,建設(shè)合理化“學(xué)”的空間
對(duì)于面向全校群體的數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室(如多媒體教室、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房)可以在調(diào)研的基礎(chǔ)上,充分征求任課教師的意見(jiàn),提出合理化的設(shè)計(jì)方案,營(yíng)造適合學(xué)生“學(xué)”的空間.多媒體教室和網(wǎng)絡(luò)機(jī)房技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,任課教師使用起來(lái)已不再陌生,稍有不同的就是操作面板界面,在建設(shè)過(guò)程中可以根據(jù)教師日常使用習(xí)慣,自行設(shè)計(jì)一款通俗易懂、方便易用的操作界面,同時(shí)可以定制部分個(gè)性化的教室環(huán)境,如與眾不同的桌椅顏色和環(huán)境布局方案,提供給廠家或供應(yīng)商.
3.3.2 突出專業(yè)特點(diǎn),設(shè)計(jì)個(gè)性化“習(xí)”得場(chǎng)所
美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)本科學(xué)生中心化活動(dòng)項(xiàng)目(SCALE-UP)認(rèn)為,優(yōu)化學(xué)習(xí)環(huán)境能夠改變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,提高學(xué)生的課堂參與率,提升學(xué)生解決問(wèn)題的技能[5].因此,如何更加合理地布局實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,提升師生的體驗(yàn)感是數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)需要解決的問(wèn)題.
一對(duì)一數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室一般為專業(yè)性實(shí)驗(yàn)室,做好調(diào)研的基礎(chǔ)上,在設(shè)計(jì)方案中既要考慮信息化特點(diǎn),又要考慮專業(yè)性特點(diǎn),建設(shè)個(gè)性化的“習(xí)”得場(chǎng)所.
實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境布局不僅僅是簡(jiǎn)單的物理空間的布局問(wèn)題,需要與一定的教育理念和教學(xué)法聯(lián)系起來(lái),是學(xué)習(xí)理論在空間、實(shí)體上的映射.我們要考慮的是學(xué)習(xí)環(huán)境的主體和實(shí)驗(yàn)室的焦點(diǎn)是誰(shuí)?大家的目光、注意力聚焦時(shí)間最長(zhǎng)的地方是哪里?
一對(duì)一數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室中學(xué)生是主體,實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境布局要從突出學(xué)生主體地位、提升學(xué)生信息化學(xué)習(xí)體驗(yàn)出發(fā),全面考慮大學(xué)生的心理特征和學(xué)習(xí)需求,不僅要有高科技智能化的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,實(shí)驗(yàn)室的桌椅布局還要打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的布局特征,充分體現(xiàn)出人性化、個(gè)性化,全面展示數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室專業(yè)信息化、設(shè)計(jì)個(gè)性化的特征.
明尼蘇達(dá)大學(xué)的“主動(dòng)學(xué)習(xí)教室”項(xiàng)目提出:學(xué)習(xí)空間能夠塑造教師行為、學(xué)生行為和教室活動(dòng),教師行為和教室活動(dòng)能夠塑造學(xué)生的任務(wù)行為[6].可見(jiàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)空間的氛圍營(yíng)造對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)效果起著重要的推動(dòng)作用.實(shí)驗(yàn)室文化是學(xué)習(xí)空間氛圍營(yíng)造不可缺少的內(nèi)容,數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室信息化文化氛圍的營(yíng)造會(huì)增加實(shí)驗(yàn)室的體驗(yàn)感和沉浸感.
作為當(dāng)前受教育主體,新一代的“數(shù)字原住民”,是在互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境中成長(zhǎng)起來(lái)的一代,他們一出生便體驗(yàn)到了信息技術(shù)的便利性,其信息獲取習(xí)慣和認(rèn)知習(xí)慣都帶有數(shù)字化的烙印.因此在文化建設(shè)中要?jiǎng)?chuàng)新方法,從媒介、內(nèi)容、表現(xiàn)形式等多個(gè)維度入手,可以通過(guò)具有親和力的多媒體方式展示實(shí)驗(yàn)室文化信息:比如電子班牌顯示課程信息和天氣信息,液晶顯示屏展示學(xué)生作品和專業(yè)知識(shí)等.同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過(guò)程的環(huán)境布局方面,要考慮到任課教師和學(xué)生的使用需求和特點(diǎn),充分吸收基層師生的建議,讓他們成為實(shí)驗(yàn)室文化的建設(shè)者和受益者,同時(shí)主動(dòng)成為實(shí)驗(yàn)室文化的傳播者.
優(yōu)良的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源是開(kāi)展數(shù)字化學(xué)習(xí)的必備條件.豐富的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源可以給學(xué)生提供更加真實(shí)的數(shù)字化學(xué)習(xí)生活體驗(yàn),讓學(xué)生感受到信息化教學(xué)的魅力.可以通過(guò)集成優(yōu)質(zhì)數(shù)字化資源和師生共建數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的途徑豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容,使學(xué)生在共建資源庫(kù)的過(guò)程中學(xué)會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí),增加實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的靈感和機(jī)會(huì).
目前,人工智能、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算等技術(shù)加速應(yīng)用的背景下,數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室愈來(lái)愈呈現(xiàn)信息化、系統(tǒng)集成度高的特點(diǎn),更需要一流的信息技術(shù)人才.因此提升實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的信息技術(shù)專業(yè)化水平和能力素質(zhì)則顯得更為重要.
3.6.1 提高數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教師的專業(yè)資格準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)
在日益重視實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的信息時(shí)代,學(xué)校應(yīng)把實(shí)驗(yàn)教師引進(jìn)與專任教師同等對(duì)待.從實(shí)驗(yàn)教師的專業(yè)資格、專業(yè)化程度等方面提高引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn);同時(shí)從提高實(shí)驗(yàn)教師待遇、完善良好的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃方面,吸引更多高學(xué)歷、高素質(zhì)人才加入實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍.
3.6.2 提升在職實(shí)驗(yàn)教師的信息技術(shù)應(yīng)用水平
建立在職實(shí)驗(yàn)教師的信息技術(shù)應(yīng)用培訓(xùn)體系,實(shí)現(xiàn)在職實(shí)驗(yàn)教師的系統(tǒng)性培養(yǎng).采用請(qǐng)進(jìn)來(lái)、走出去、建立校內(nèi)學(xué)習(xí)共同體的方式對(duì)在職實(shí)驗(yàn)教師開(kāi)展信息技術(shù)應(yīng)用培訓(xùn),提高他們的信息技術(shù)應(yīng)用能力和實(shí)驗(yàn)室管理水平.
總而言之,數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室不僅是先進(jìn)的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備的集合,更是一個(gè)信息化學(xué)習(xí)環(huán)境、數(shù)字化學(xué)習(xí)氛圍和先進(jìn)的教育、學(xué)習(xí)理念的集合.數(shù)字化學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是糅合了實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、學(xué)習(xí)資源(人力資源和信息資源)、學(xué)習(xí)文化和學(xué)習(xí)理念為一體的全方位學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè).