基于ＡＲ理論視角的創(chuàng)新實驗室建設(shè)方案

王　彥　劉以倩　趙彥曉　李世杰

摘 要:文章針對實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,結(jié)合示范校建設(shè)中對實驗室提出的創(chuàng)新教育的實際情況,提出了一種基于AR理論視角的創(chuàng)新實驗室建設(shè)方案。

關(guān)鍵詞:AR理論;創(chuàng)新實驗室;建設(shè)方案;示范校建設(shè)

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1 我國高等職業(yè)院校實驗教學(xué)現(xiàn)狀

啟動示范校建設(shè)的主要宗旨之一就是“培養(yǎng)高技能人才、增強(qiáng)社會服務(wù)能力”。可以看到,隨著時間的推移、建設(shè)實踐經(jīng)驗的豐富,關(guān)于示范校實驗室建設(shè)的研究遵循著“理論研究——理論與實踐結(jié)合——基于實踐的經(jīng)驗和思路總結(jié)——基于實踐的理論升華”這樣一個范式展開。

實驗教學(xué)是專業(yè)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一,學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力是衡量該專業(yè)辦學(xué)的重要指標(biāo)。實驗室既是實現(xiàn)知識轉(zhuǎn)化成能力的場所,也是連接高校和社會的紐帶和橋梁。目前,我國教育不可避免地停留在傳統(tǒng)教育的模式上,偏重于理論知識的傳授。實驗教學(xué)基本采用一門課程一個實驗室的做法,每門課程開設(shè)僅為理論教學(xué)服務(wù)的驗證性實驗,譬如各校有“電路”、“電機(jī)”、“模電”、“數(shù)電”、“電力電子”、“單片機(jī)”和“EDA”等實驗室,采用這種實驗方法,不僅實驗儀器、實驗原理都有固定的模式,學(xué)生在整個實驗過程中被動地適應(yīng)實驗指導(dǎo)書的要求,只起到一個“裝配”實驗的作用,而且公共基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)實驗教學(xué)明顯脫節(jié),缺乏對學(xué)生能力的培養(yǎng),創(chuàng)新更無從談起。

創(chuàng)新實驗室的建設(shè)有兩個目的:

一是充分利用現(xiàn)有的教育資源,對教材內(nèi)容進(jìn)行深度挖掘,使學(xué)科教育的效益最大化。

二是對實驗室提出了創(chuàng)新教育的要求,為實驗室增加了新的功能,把實驗室作為學(xué)校進(jìn)行創(chuàng)新教育的平臺;培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐能力與技術(shù)素養(yǎng)的重要場所;學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,進(jìn)行探究與創(chuàng)造活動的重要陣地;引領(lǐng)學(xué)生通過創(chuàng)造性設(shè)計、操作性動手動腦實踐活動獲得知識、技能、創(chuàng)新意識與實踐能力的重要基地。

由此可見:創(chuàng)新實驗室比實驗室內(nèi)容更豐富、更廣泛、更開放,它不僅注重知識和技能訓(xùn)練,還注重對學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

2 基于AR理論視角的創(chuàng)新實驗室建設(shè)概念模型

2.1 AR理論概述

行動研究是從實際工作需要中尋找課題,在實際工作過程中進(jìn)行研究,由實際工作者與研究者共同參與,使研究成果為實際工作者理解、掌握和應(yīng)用,從而達(dá)到解決實際問題,改變社會行為的目的的研究方法。行動研究(action research)作為一個專業(yè)術(shù)語、一種研究類型,源于20世紀(jì)40年代美國的社會科學(xué)研究,50年代開始被應(yīng)用于教育研究之中,70年代后開始受到廣大教育工作者的青睞,目前已成為廣大教育技術(shù)實踐工作者從事教育技術(shù)研究的主要方式。美國學(xué)者R.Rapoport于1970年將行動研究定義為“行動研究的目的是在雙方都接受的框架中進(jìn)行共同努力,同時解決人們面臨直接困境時的實際顧慮和實現(xiàn)社會科學(xué)目標(biāo)”,這是目前學(xué)術(shù)界引用得比較多的關(guān)于AR的定義。行動研究是一種收集由行動直接導(dǎo)致現(xiàn)象的相關(guān)信息的方法,從方法論的角度看,它對于描述和研究整個過程的進(jìn)展?fàn)顟B(tài)具有重要意義和作用。其本質(zhì)是一種學(xué)習(xí)的過程,學(xué)習(xí)過程中的重要結(jié)果來自于參與者的實踐經(jīng)驗和知識改進(jìn)。

行動研究理論不僅包含理論和實踐,而且還把研究者和實際參與者整合在一個雙方都可以接受的框架中進(jìn)行交流和反映。它同時還是一個重復(fù)的過程.在這個過程中,理論研究者和實際參與者一起循環(huán)地進(jìn)行問題診斷、行動干預(yù)和反射性學(xué)習(xí)等一系列活動。圖1列出了該理論的循環(huán)周期活動。

通過上述定義,結(jié)合現(xiàn)有研究成果,有學(xué)者歸納出行動研究的三項主要特征:為行動而研究(re-search for action);在行動中研究(research in action);由行動者研究(research by actors)。

行動研究的根本目的不是為了理論的發(fā)現(xiàn)以及推廣普及,而是為了改進(jìn)實踐本身,這就是一種創(chuàng)新活動。它把解決問題放在第一位,強(qiáng)調(diào)在實踐中發(fā)現(xiàn)問題,在實踐中解決問題。行動研究強(qiáng)調(diào)解決問題的實踐者必須意識到所進(jìn)行研究的重要性,這種研究的動力來自實踐者本人。通過實踐者的研究和對自己實際工作的反思,不斷提高行動質(zhì)量,改進(jìn)實際工作,最后達(dá)到創(chuàng)新的目的。

2.2 在行動中研究

在行動中研究指出了研究情境和方式的特質(zhì)性。行動研究的環(huán)境就是實際工作者所在的工作情境,并非是經(jīng)過特別安排的或控制的場景,因此具有很強(qiáng)的現(xiàn)實性和一般性。行動研究的實驗過程既是實際工作者解決問題的過程,也是實際工作者學(xué)會反省、問題探究與問題解決的過程。

2.3 由行動者研究

行動研究中充當(dāng)研究主體的是實踐工作者。行動研究強(qiáng)調(diào)實踐工作者要實際參與研究工作,親身投入研究過程,因而實踐工作者須具備專業(yè)水準(zhǔn)與工作熱忱。在傳統(tǒng)意義上的社會科學(xué)研究中,實踐者是被研究者,是研究的客體或?qū)ο?而在行動研究中,他們成了研究的主體。他們不是被動地接受局外人的研究成果,而是對自己所從事的實踐進(jìn)行研究,通過研究與行動的密切配合提高自己改造實踐的能力。

為了實現(xiàn)“以學(xué)生為主”的教學(xué)理念,達(dá)到“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)目的,教師可以靈活采取教學(xué)方法。教學(xué)過程中,根據(jù)學(xué)生的個性特征、課程內(nèi)容及自身特點,教師靈活運用項目教學(xué)法、演示教學(xué)法、角色扮演教學(xué)法、案例分析教學(xué)法等行動導(dǎo)向的教學(xué)方法,可以引導(dǎo)學(xué)生積極思考、樂于實踐,提高教學(xué)效果。

創(chuàng)新實驗室一般接納的是大二或大三的學(xué)生及成年人,他們觀察事物的目的性和系統(tǒng)性較強(qiáng),已能按一定程序掌握事物的本質(zhì)屬性及細(xì)節(jié)特征。他們的思維具有較高的抽象性和理論性,由抽象邏輯思維逐漸向辯證邏輯思維發(fā)展。思維的組織性、深刻性和批判性已發(fā)展到較高層次,有較強(qiáng)的獨立性,注意穩(wěn)定且集中注意的范圍較大。在情感方面,他們有明確的價值觀,社會參與意識強(qiáng),深信自己的力量能促進(jìn)社會的進(jìn)步與發(fā)展,學(xué)習(xí)動機(jī)傾向于信念型,自我調(diào)控建立在趨向穩(wěn)定的人格基礎(chǔ)上。另一方面,他們還不夠成熟,因此教師采用有指導(dǎo)的自我調(diào)控學(xué)習(xí)作為“創(chuàng)新實驗室”的基本學(xué)習(xí)方式。

這種學(xué)習(xí)方式是在教師的指導(dǎo)下,自我組織和控制自己的認(rèn)知行為活動以及自我訓(xùn)練與約束的過程。其特點是在突出學(xué)生的主體性、獨立性和開放性的同時強(qiáng)調(diào)教師的指導(dǎo)作用,利用學(xué)生對知識的興趣,在已有的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上,激勵他們主動地探索,積極反思,豐富他們的學(xué)習(xí)經(jīng)驗,使他們在原有認(rèn)知基礎(chǔ)上有所超越和突破,最終能自我發(fā)現(xiàn)事物的真相。

這種學(xué)習(xí)方式主要包括,根據(jù)自身的特點與條件,

① 樹立正確的學(xué)習(xí)目標(biāo)與動機(jī)

② 制定合適的學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)方法

③ 自主學(xué)習(xí)

④ 自我評價和反饋

在以上兩個階段中,教師應(yīng)充分發(fā)揮其知識與經(jīng)驗的優(yōu)勢,為學(xué)生提供積極的指導(dǎo)。

3 基于AR理論視角的創(chuàng)新實驗室建設(shè)方案

如上所述,在創(chuàng)新實驗室中,學(xué)生運用傳統(tǒng)的儀器和器材進(jìn)行實踐。這是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中一種十分重要的學(xué)習(xí)方法,但它因效率低、成本高而經(jīng)常受到指責(zé)。如果與計算機(jī)虛擬實驗、網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實及虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行整合,則可以取長補(bǔ)短、提高效率、降低成本,提高教學(xué)質(zhì)量。

當(dāng)前電子電路CAA和EDA軟件功能十分強(qiáng)大,提供了從原理設(shè)計、電路形成、功能仿真到最后版圖生成的“一條龍”解決方案。可以這樣說,一套EDA就是一個虛擬的電子實驗室,甚至是一個虛擬的電子工廠,它沒有取代實驗的操作和過程,而是完善了實驗環(huán)節(jié),充實實驗內(nèi)容。教師在設(shè)計實驗課時可以增加一些實用性強(qiáng)、與現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展相適應(yīng)的、特別是體現(xiàn)綜合性和設(shè)計性的實驗內(nèi)容;學(xué)生用計算機(jī)進(jìn)行電子電路的仿真、模擬實驗,更多地了解在一次實驗課中無法觀察和實驗的內(nèi)容,提高學(xué)習(xí)效率。

學(xué)生的實驗不再都是對教師操作的復(fù)制,而是自己動手、動腦去解決與生活密切相關(guān)的實際問題。學(xué)生主動去探索、試驗解決問題的方法,獲取更多的知識,實踐能力和創(chuàng)新能力得到提高,因此實驗教學(xué)更加符合素質(zhì)教育的要求。

4 基于AR理論視角的創(chuàng)新實驗室建設(shè)意義

(1) 是素質(zhì)教育的需要

(2) 是學(xué)校科技教育的需要

(3) 是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要

(4) 是加快教育現(xiàn)代化進(jìn)程的需要

(5) 是學(xué)生個性化發(fā)展的需要

(6) 是學(xué)校和教師發(fā)展的需要

5 基于AR理論視角的創(chuàng)新實驗室建設(shè)目標(biāo)

5.1 在動手實踐過程中培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)和能力

本方案以實際技術(shù)活動項目為載體,讓學(xué)生參與技術(shù)活動的全過程,促使學(xué)生將動腦設(shè)計和動手操作相結(jié)合,使學(xué)生在實際體驗和實踐探究過程中形成初步的技術(shù)能力、技術(shù)思維方式,并在此基礎(chǔ)上發(fā)展學(xué)生的技術(shù)實踐能力?；顒禹椖康膬?nèi)容選擇注重具有“通性、通法和通則”的基礎(chǔ)技術(shù)和有關(guān)知識,強(qiáng)調(diào)接近學(xué)生日常生活、傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的實際應(yīng)用,使學(xué)生正確理解傳統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展關(guān)系。

5.2 通過整合不同知識培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)解決問題的能力

本方案通過各活動項目的知識主題,把多門學(xué)科知識整合起來,使學(xué)生打破思維定式,從不同學(xué)科、多方面因素綜合認(rèn)識問題,學(xué)會以系統(tǒng)觀念學(xué)習(xí)知識和解決問題,認(rèn)識水平上升到更高的層次。通過將某門課程的知識、培養(yǎng)的能力同要解決的實際問題進(jìn)一步整合,使學(xué)生形成對

世界的整體認(rèn)識和綜合解決問題能力。

5.3 以新穎有趣的教學(xué)模式激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力

本方案改變了傳統(tǒng)技術(shù)課程的“教”與“學(xué)”模式,突出以“實踐、體驗、探究”為基點的研究性學(xué)習(xí)方式,給學(xué)生提供較多的自主探究、創(chuàng)新應(yīng)用、發(fā)明創(chuàng)造空間,引導(dǎo)學(xué)生積極主動地參與學(xué)習(xí)過程,主動地發(fā)現(xiàn)可遷移的勞動技術(shù)要素,喚醒、開掘、提升學(xué)生的創(chuàng)新潛能,使學(xué)生從“學(xué)會技術(shù)”變?yōu)椤皶W(xué)技術(shù)”,提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

5.4 以分組試驗的教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神

本方案采用分組教學(xué)方式,學(xué)生們通過討論、分工、研究等形式加強(qiáng)溝通、交流與合作?；顒油瓿珊?學(xué)生們采用活動作品介紹、交流表現(xiàn)、心得體會、自我評估、相互評價等方式構(gòu)建良好的溝通氛圍,養(yǎng)成樂于交流、善于合作的團(tuán)隊意識,善于聆聽他人意見的合作品質(zhì)和不斷進(jìn)取的創(chuàng)新精神。

6 創(chuàng)新教育的實施

創(chuàng)新實驗室建設(shè)要突出重點和創(chuàng)新,促進(jìn)學(xué)科交叉。創(chuàng)新已經(jīng)成為時代的主旋律,“建設(shè)創(chuàng)新型社會”目標(biāo)的提出,向?qū)W校提出了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求。創(chuàng)新型人才需要創(chuàng)新的學(xué)校、創(chuàng)新的老師,用創(chuàng)新的方法去培養(yǎng)。創(chuàng)新實驗室建設(shè)要明確以下幾點:

(1) 實驗室定位:創(chuàng)新實踐實驗室+實驗教學(xué)實驗室

(2) 建設(shè)目的:全面提高學(xué)生動手實踐能力,選拔參加電子競賽、挑戰(zhàn)杯、機(jī)器人大賽、創(chuàng)新發(fā)明競賽等的優(yōu)秀學(xué)生

(3) 運行模式:日常管理+圖書館式開放模式

(4) 師資力量:專職負(fù)責(zé)人+邀請導(dǎo)師+以老帶新

(5) 學(xué)生情況:以電子科技協(xié)會等社團(tuán)學(xué)生為主體,面向全校學(xué)生

(6) 日常管理:學(xué)生自主管理為主,老師宏觀引導(dǎo)

(7) 課程設(shè)置:“電子制作”、“電子創(chuàng)新設(shè)計”、“16位單片機(jī)”

(8) 經(jīng)費來源:學(xué)校支持+學(xué)生自籌+科研創(chuàng)收+企業(yè)贊助

(9) 橫向聯(lián)合:采用共建方式,學(xué)校提供部分經(jīng)費,公司提供實驗室設(shè)備和資料

參考文獻(xiàn):

[1] 楚金華. 基于行動研究理論視角的高職示范校建設(shè)概念模型——兼示范校建設(shè)啟動一年來研究述評[J]. 職教論壇, 2008(2):4-8.

[2] 董剛,丁建石. 高職教育示范校建設(shè)中提升教學(xué)質(zhì)量的問題思考[EB/OL]. [2008-06-27].http://www.jyb.cn/xwzx/ zyjy/jxsx/t20080627_174128.htm.