海警信息技術基礎課程閉環式教學方法探究

張盛　嵇鼎毅　鄒維健

摘要：當前，海警信息技術基礎課程教學以灌輸式教授為主，實驗內容設計也較為單一，這種傳統的教學模式具有諸多弊端，如枯燥乏味、單一死板、課程教學與實踐應用脫節，以及學習積極性不高等。從系統論的角度，提出一種海警信息技術基礎課程 “創新-實踐”閉環式的教學模式，從知識的輸入和輸出、教與學的主客體平衡、專業知識與實踐應用，以及教學模式的迭代更新等幾個閉環入手，對新的教學模式進行重構與設想，以提升專業基礎課程的教學效能。

關鍵詞：教學方法;海警人才;海警信息技術;閉環教學;創新能力

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）26-0173-03

1 引言

人才培養模式和教學模式的不斷更新升級一直以來是高等教育研究的重點。當前，在海警信息技術專業基礎課程的教學中，以講授方式為主導，以課本、課堂、教員為中心的教學方法仍然是主流方式，該方式與海警高素質人才培養要求相距甚遠，容易導致教與學脫節，學與用脫鉤。同時，機械式地學習使得學員不能高效吸收知識，因而不能將所學知識很好地轉化為專業能力，以及應對復雜多變的電磁環境下的通信保障能力。類型單一的教學內容，使得學員知識面較為狹隘，不利于個人綜合素質的完善和提升。

即使在一些地方本、專科院校中，信息技術專業的基礎課程教學也存在類似的問題，理論教學與實際應用脫鉤的現象仍然存在。針對上述問題，林建提出了一種以學科交叉融合以主題的培養模式，以解決學生在知識更新能力上的短板[1]。周愛國針對學生的動手能力不足，提出了一種以社會實踐能力為核心的培養新思路[2]。近幾年，在“新工科”背景下，如何培養專業知識豐富、實際動手操作能力強、綜合素質高的知識、能力、素質相統一的全面型創新人才也成為教育領域的研究熱點[3，4]。此外，學者們也提出了科學教育和人文教育的融合式培養新思路[5，6]。對于新時代的學生，如何從轉變教育教學觀念開始，突出學生的主體地位，改革升級陳舊的課程考核評價指標，也逐漸成為各大高校研究和實踐的重要內容[7，8]。

由此可見，在高等教育研究領域，研究者們在突出學生和學員創新能力與實踐能力的培養方式和教學模式中，投入了大量的研究，經歷了數年的實踐沉淀，并取得了一定的成效。本文主要針對我院的辦學實際，結合海警人才需求，探索在信息技術基礎課程教學實踐中開展“創新-實踐”閉環式教學模式。

2 構建“創新-實踐”閉環式的教學模式

“創新-實踐”閉環式教學模式的特色在于教學理念的轉變，即從傳統的知識傳授型教學模式向以知識輸出能力為焦點的模式轉變。傳統的知識傳授型教學模式最大的弊端在于只注重知識的輸入，卻忽略了知識的內化和輸出。當灌入的知識不能跟學生現有的知識結構樹融合，則意味著知識內化的失敗，從而知識輸出受阻。“創新-實踐”閉環式教學模式專業課程教學與應用場景結合，讓學員以更高的效率消化晦澀的專業知識，進而提高創新思維和動手能力。因此，“創新-實踐”閉環式教學模式將實現知識的輸入、內化和輸出之閉環，教員授課與學員自主學習構成的教與學主客體之閉環，專業知識與實戰應用構成的理論與實踐之閉環以及方案本身的自我完善與升級之閉環。

2.1 總體方案

從橫向維度來看，“創新-實踐”閉環式教學方法主要包含三個環節，如圖1所示。首先，要以課堂教學環節為抓手，改進課堂教學模式，強化以學員為中心的課堂教學理念。其次，借助現代信息技術，加速推進實踐環節向以自主創新能力為核心的體系轉變。最后，通過課題研究，驅動學員強化個體創新能力。需要說明的是，創新能力培養環節貫穿課堂教學和實踐教學環節，以創新能力培養為紐帶，實現課堂教學和實踐教學協同互補，相互促進的效果。

一是以學員為中心的課堂教學模式改革。學員是接受知識的主體，因此，課堂教學不僅應該注重知識的輸出過程，即教法，更要注重知識的輸入過程，即學員對知識的消化過程。從認知心理學的角度，人類在接受吸收外部知識之前，一般具有內在的認知動力，換而言之，好奇心與興趣愛好是接受和消化知識的前提。鑒于此，可從三個層面入手，以培養學員興趣愛好為出發點，對課堂教學模式進行變革。首先，利用現有信息化條件，逐步推進以線上線下相結合的混合式翻轉課堂教學。其次，借鑒一流院校的教學模式，逐步推行任務牽引式自主學習計劃，充分利用課余時間，實現課中課外教學互補。此外，針對學有余力的學員，設計一些實際應用案例，以小任務的方式在課堂上完成。

二是以課題研究為驅動的創新能力培養。主要從專業問題應用研究、拓展研究、前沿發展動態研討與創新能力訓練小項目設計四個方面入手，圍繞思維能力提升與活學活用這個中心主題，對學員進行有針對性的創新能力訓練。創新能力的強弱與學員專業知識和能力水平密切相關，在實施創新能力訓練的過程中，要掌握好教與學的主客體平衡度。首先，在教學客體，即學員這個層面，須針對不同學習能力的學員實施不同的訓練方法。其次，在教學主體層面，課程教學團隊須深入海警相關單位做好調研，提煉與海警信息技術相關的小課題，形成研究課題資源庫，供學員參考并選題。

三是以自主創新為核心的實踐環節改革。信息技術基礎課程的工科特點鮮明，要學好這類課程，離不開實踐的過程。然而，我院的信息技術類實驗室已逐漸跟不上不斷更新的課程教學需求。在大數據和人工智能技術飛速發展的今天，逐步在實踐教學環節中引入先進的信息技術和手段，是實現閉環式教學的重要支撐。首先，更新現有實驗室信息化設備，以開展計算機輔助電路設計教學。其次，在新建實驗室項目中，積極引入虛擬仿真技術和人工智能技術，提升實驗教學的技術含量。在實踐教學中，根據實際情況適當引入電子設計競賽項目，以實現知識由輸入為主向輸出為主的轉變。

上述三個環節相互依存，缺一不可。以學員為中心的課堂教學模式是實現預期教學目標的前提，只要做好這個環節，才能保證學員的創新能力和實踐動手能力的培養效果。創新能力訓練和實踐環節反過來可提高課堂教學效率和學員的學習積極性。創新能力訓練和實踐環節之間也可實現互補，實驗室也是實施創新項目的主要平臺。

2.2 實施步驟

“創新-實踐”閉環式教學模式的內涵豐富，在組織實施過程中，需要綜合考慮方案的橫向和縱向兩個維度的交叉，空間和時間的統一，專業知識與應用情景的有機結合，自我學習與課堂講授配比等相關問題。一般而言，可以采用“四步法”展開實施。

第一步，前期教學資源的開發與整合。圖1所示的方案需要大量的教學資源進行支撐，根據其性質的不同，可分為線上資源和線下資源，實驗資源和非實驗資源，校內資源和校外資源等。依據實際情況，重新開發新的教學資源，并對現有資源進行整合再利用。例如，將慕課網的課程資源納入“創新-實踐”閉環式教學模式中，或者基于軍事職業教育平臺開發新的在線課程。校外資源的內涵不局限于實體資源，也可延伸至線上，注重各類輔教輔學資料、內（外）網的科技文獻資源，各類學科競賽平臺等資源建設。同時，加強教學案例、技術博客、多媒體動畫等非實驗資源的收集與開發。

第二步，課堂教學組織環節。為了激發學員的學習興趣，和提高其創新能力與實踐技能，在整個課程教學體系中引入研討式教學。考慮到當前海警人才培養實際情況，直接套用翻轉課堂的模式不可取。因此，課堂組織形式將以傳統方式為主，研討式教學為輔，根據實際情況對研討式教學占比設定閾值R，且R的取值采用迭代優化的方式進行動態更新。在圖1中，創新能力訓練小項目設計、線上線下結合的混合式翻轉課堂教學、專業前沿領域研討、專業問題應用研究等模塊可引入研討式教學的課堂組織形式。

第三步，實踐基地拓展與升級。在圖1的方案中，實踐環節的實現主要依托傳統實驗室和虛擬實驗室。實踐基地的拓展升級主要從以下幾個方面展開：一是積極拓展實踐基地，依托中國海警局下設單位成立新的合作基地，以實習或者短期見習方式與院校開展合作培養。二是利用現有實驗室的電臺和校內實踐場地打造綜合試驗場。三是依托開放性辦學平臺，通過聯教聯學的方式發展校校聯合型實驗室。在條件成熟時，引入虛擬現實（VR） 技術拓展實踐基地。

第四步，教學模式的迭代更新。教學活動本質是一種復雜的人類實踐活動，涉及到認知、情感和改造大自然等重要實踐內容，具有高度的復雜性、動態時變性和非唯一性等復雜系統的特征。因此，“創新-實踐”閉環式教學模式不是一成不變的，應在實踐的基礎上，不斷總結問題和解決問題，對原方案進行升級完善，然后再進入實踐環節，如此循環往復，不斷迭代更新。例如，第二步中參數R的取值如何實現最優，案例分析占比如何設置，電子設計競賽成績的量化等問題，都需要在迭代中進行驗證和改進。

在上述四個步驟中，實施主體不僅涉及任課教員，還涉及課程教學團隊、教研室與教學服務保障部門等多個主體，從教師到團隊，再到相關部門，構成一個組織閉環。此外，每一個實施步驟都是一個動態變化的系統，如不斷豐富教學資源、討式教學占比參數R的迭代方法等。

2.3 考核評價

課程考核評價方式是檢驗學習成效的手段，也是驗證教學模式效能的評價指標之一。當前，海警艦艇通信基礎課程的考核方式采用傳統的終結性考試為主，即閉卷考試和實驗考試相結合的方式，然后與形成性考核一起分別賦予一定的權重，得出最后的課程考試成績。在開放性的教學模式下，這種考核方式存在以下兩個弊端：

一是不能客觀反映專業知識的內化程度。從認知心理學的角度來講，知識的內化主要由個體對于知識場景的聯想和加工能力體現。知識內化程度越深，知識場景的聯想加工能力越強，解決實際問題的能力也越強。當然，知識內化程度的量化問題一直困擾著學術界，由于認知活動具有復雜性和多變性兩個特點，因此，量化過程具有一定的主觀性。以相對固定和單一的傳統考核模式作為量化工具，必然會帶來量化偏差的問題。

二是容易出現“既當裁判員，又當運動員”的情況。從系統學的角度來看，無論是閉卷考試、實驗考試還是形成性考試，都是封閉系統。由于學員、教師與教學管理系統三者構成了具有共同利益的整體，三者之間具有很強的耦合性。即使采用教考分離的辦法防止作弊，但是，因教考分離的實施主體仍然處在共同利益體內部，作弊的可能性仍然存在。

“創新-實踐”閉環式教學模式本質上是一種開放式教學，從整體上看，該模式下的課程教學內容實際邊界比較模式，其不僅融合了線上線下資源，而且利用虛擬技術拓展教學空間。該教學模式的時間和空間界限比較模糊，這也為考核評價環節帶來了一定的難度。因此，結合其開放性特點，應該配套以開放性的考核評價方式。考核評價方式的開放性決定了其最終實現形式的靈活性，即不拘泥于某個特定的方案。具體的考核評價方案可參考以下兩個要點進行構建。

一是平時考核和終結性考核結合。 “創新-實踐”閉環式教學模式側重于提高學習過程的效能，因此，平時考核以小論文、案例分析、普通作業等元素作為考核評價對象，并對這些元素按照重要性分別賦予權重，再根據完成質量計算最終得分。此外，根據通信基礎課程的專業特點，提供可選項供學員選擇，如電子制作、課程設計、發明創造、實驗設計等。同理，不同選項也對應了不同的權重值。終結性考試仍然采用閉卷方式，該方式可以有效彌補平時考核方式主觀性相對較強的弱點。最后，將平時考核和終結性考核按照不同的權重求和，得出最后的總成績。

二是引入第三方考核主體。為了盡可能保證考核評價過程的公平性，建議適時視情引入第三方考核主體。例如，在平時考核環節中，邀請海警局專家作為第三方考核人員，對學員提交的論文、發明、課程設計等進行評審和答辯。其中，答辯可視情況組織。需要注意的是，第三方考核主體的構成應以學院外部人員為主或占多數，人員可從學院現有培訓班或者友鄰單位中選定。

需要注意的是，上述方案可根據實踐情況進行調整，這也是“創新-實踐”閉環式教學模式迭代性、開放性特點的體現。

3 小結

本文提出了一種適用于海警信息技術基礎課程的教學模式，與以往的方案相比，該方案的特點在于從知識的輸入和輸出、教與學的主客體平衡、專業知識與實戰應用，以及教學模式的迭代更新等幾個閉環入手，對課堂教學組織形式、課程資源開發與整合、實踐基地拓展與考核評價方式等重要教學環節進行重構和設想。

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【通聯編輯：王力】

收稿日期：2022-03-04

基金項目：武警海警學院教學成果培育項目（JXCG2021023）

作者簡介：張盛（1982—） ，男，湖南武岡人，副教授，博士，主要研究方向為網絡信息安全、大數據技術等;嵇鼎毅（1978—） ，男，浙江寧波人，講師，碩士，主要研究方向為無線通信技術;鄒維健（1997—） ，男，福建漳州人，助理工程師，學士，主要研究方向為無線通信技術。