從興趣到志趣培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探究

華 斌，吳 諾，嚴(yán)冬梅

（天津財(cái)經(jīng)大學(xué) 理工學(xué)院，天津 300222）

0 引 言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高等教育本科學(xué)生驗(yàn)證課堂理論知識(shí)、學(xué)習(xí)使用專業(yè)儀器設(shè)備，直至利用所學(xué)技能與設(shè)備自我設(shè)定目標(biāo)，完成綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，始終存在于本科教學(xué)的各個(gè)階段，對(duì)達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)揮著基礎(chǔ)性的支撐作用。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革針對(duì)不同層次的高校和專業(yè)實(shí)際上有著不同層次的內(nèi)涵，其改革內(nèi)容的設(shè)計(jì)必須與“因材施教”的理念緊密結(jié)合，其改革效果的評(píng)價(jià)必須與培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成性緊密相關(guān)。

1 財(cái)經(jīng)類院校計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)群的生源狀態(tài)。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，財(cái)經(jīng)類院校由于出口面向工作穩(wěn)定、收入較高的金融行業(yè)以及其他產(chǎn)業(yè)的管理崗位，至今仍然受到考生追捧，其生源入學(xué)分?jǐn)?shù)普遍高于傳統(tǒng)理工科高校。例如，我校的新生入學(xué)分?jǐn)?shù)平均排在全國(guó)的70名左右，大大高于學(xué)校排名。

但是，財(cái)經(jīng)類高分學(xué)生的入學(xué)志愿普遍首選的都是金融、會(huì)計(jì)等專業(yè)，對(duì)于財(cái)經(jīng)院校中的計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)群鮮有第一志愿的考生，據(jù)我們統(tǒng)計(jì)，計(jì)算機(jī)專業(yè)群的第一志愿率長(zhǎng)期徘徊在10%左右。調(diào)劑志愿的新生普遍對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)習(xí)存在興趣不高、難度感覺(jué)太大等一系列問(wèn)題，選修第二個(gè)財(cái)經(jīng)專業(yè)的現(xiàn)象在“十二五”之前普遍存在，這些問(wèn)題實(shí)際上從基礎(chǔ)上就影響了專業(yè)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)科學(xué)位點(diǎn)建設(shè)質(zhì)量。這個(gè)問(wèn)題對(duì)于教師的教育成就感以及能動(dòng)性的傷害也是很難估算的。

如何提高財(cái)經(jīng)類院校計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)群的建設(shè)水平，擺在我們面前的首要問(wèn)題實(shí)際上是從專業(yè)興趣培育開(kāi)始的一個(gè)實(shí)實(shí)在在的問(wèn)題。解決不好這個(gè)問(wèn)題，后面的系列工作實(shí)際上就會(huì)變成面向評(píng)估的擺設(shè)；解決好這個(gè)問(wèn)題，我們的生源質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)就會(huì)充分發(fā)揮，教師的成就感就會(huì)大幅度提升，學(xué)科建設(shè)就會(huì)走進(jìn)規(guī)范的道路。

2 把握時(shí)機(jī)，系統(tǒng)規(guī)劃，全面推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

社會(huì)需求的動(dòng)態(tài)變化是一切改革發(fā)生的重要背景，能否抓住時(shí)機(jī)，適時(shí)推動(dòng)改革實(shí)際上又是成敗的關(guān)鍵。“十二五”以前，財(cái)經(jīng)類院校普遍缺乏工科類專業(yè)的裝備意識(shí)，造成工科類專業(yè)建設(shè)十分艱難。學(xué)校裝備水平過(guò)低，造成學(xué)生、教師的專業(yè)自豪感低下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)只能滿足最基礎(chǔ)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，要徹底提升專業(yè)興趣幾乎沒(méi)有抓手。

“十二五”期間，教育經(jīng)費(fèi)大幅度提升，財(cái)經(jīng)類院校計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)群的建設(shè)獲得了歷史性的機(jī)遇。面對(duì)較為充分的建設(shè)資金，我們搶抓機(jī)遇，針對(duì)問(wèn)題，制定了三個(gè)層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的指導(dǎo)思想，在“十二五”期間完成了表1中列出的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革建設(shè)工作。

第一年開(kāi)設(shè)的公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)改革成效十分明顯，配合計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程，學(xué)生不僅親身體驗(yàn)了組合式機(jī)器人的設(shè)計(jì)、控制、實(shí)現(xiàn)過(guò)程，而且通過(guò)圖形化的機(jī)器交互語(yǔ)言完成了控制程序設(shè)計(jì)，有效降低了對(duì)基于邏輯的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言學(xué)習(xí)的恐懼感，大幅度提高了專業(yè)成就感和興趣。3D建模實(shí)驗(yàn)帶給了學(xué)生在三維虛擬場(chǎng)景中的設(shè)計(jì)成就，對(duì)于大一階段新生具有深刻的感染力。隨之而來(lái)的C語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，又為學(xué)生提供了一個(gè)全開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，經(jīng)典的案例，編碼錯(cuò)誤的提示全部由系統(tǒng)自動(dòng)完成，大幅度降低了教師工作量，解決了長(zhǎng)期困擾學(xué)生的入門難度問(wèn)題，這兩個(gè)環(huán)節(jié)的互相支持，循序漸進(jìn)，基本上改變了學(xué)生的專業(yè)興趣面貌。目前，輔修第二財(cái)經(jīng)本科專業(yè)的學(xué)生從“十二五”前的50%以上下降為10%左右。我們采用這個(gè)觀察指標(biāo)主要因?yàn)檩o修報(bào)名是從二年級(jí)就開(kāi)始的。這個(gè)指標(biāo)的變化，有效地驗(yàn)證了我們第一層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革效果。

表1 “十二五”期間實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路設(shè)計(jì)與實(shí)施說(shuō)明表

實(shí)驗(yàn)課程向來(lái)具有教師勞動(dòng)強(qiáng)度大的實(shí)際問(wèn)題，造成實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果不易保證。為配合專業(yè)教學(xué)的質(zhì)量提升，我們采取了實(shí)驗(yàn)教學(xué)全程錄像上網(wǎng)的方法督促專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程提升質(zhì)量，取得了很好的效果。實(shí)驗(yàn)課程錄像以后，教師的責(zé)任感增強(qiáng)，競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)顯現(xiàn)，學(xué)生的參與感增強(qiáng)，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容、質(zhì)量和效果都呈現(xiàn)在內(nèi)網(wǎng)上，不僅促進(jìn)了教師交流和相互了解，也促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程規(guī)范與研討的不斷開(kāi)展。

綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)環(huán)境建設(shè)是專業(yè)與產(chǎn)業(yè)的接口，也是學(xué)生完成“大創(chuàng)”項(xiàng)目的平臺(tái)。較高水平的建設(shè)這個(gè)平臺(tái)不僅可以有效提高師生的專業(yè)自豪感，也可以有效吸引企業(yè)走進(jìn)來(lái)產(chǎn)學(xué)研合作，達(dá)到長(zhǎng)期的建設(shè)支撐。我們?cè)谶@一項(xiàng)工作中采用了適當(dāng)“超前”的建設(shè)思路，分別投入近1 000萬(wàn)元建設(shè)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室與嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，以3D數(shù)據(jù)采集、處理、仿真和輸出為4個(gè)主要建設(shè)環(huán)節(jié)，建設(shè)了與產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備相同水平的綜合性、創(chuàng)新性試驗(yàn)環(huán)境，形成了研究生科研基地，本科生產(chǎn)學(xué)研和“大創(chuàng)”項(xiàng)目培育基地，形成了常態(tài)化的教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，取得了一系列實(shí)際建設(shè)成果。嵌入式實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備支持小批量的樣品生產(chǎn)，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展發(fā)揮了作用。實(shí)踐證明，這類平臺(tái)建設(shè)對(duì)于吸引企業(yè)產(chǎn)學(xué)研合作具有關(guān)鍵價(jià)值，對(duì)于學(xué)科建設(shè)發(fā)展具有關(guān)鍵的支撐作用。

3 “環(huán)環(huán)相扣”，體系化推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

從培養(yǎng)專業(yè)興趣開(kāi)始的精心設(shè)計(jì)，到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)環(huán)境建設(shè)。計(jì)算機(jī)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一個(gè)分層遞進(jìn)，循環(huán)往復(fù)的建設(shè)過(guò)程。信息技術(shù)的日新月異，不僅對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的更新具有強(qiáng)大的推動(dòng)作用，也為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了良好的支撐環(huán)境。

體系化的推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)改革過(guò)程中探索得出的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，憑借這種概念，產(chǎn)生了較好的改革成效。具體說(shuō)來(lái)，體系化推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路關(guān)鍵在于如下幾個(gè)要點(diǎn)：

（1）“環(huán)環(huán)相扣、分層遞進(jìn)”的實(shí)施方法。就是貫徹統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實(shí)施的總體改革計(jì)劃，按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)從基礎(chǔ)到專業(yè)課程、再到綜合性創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的全面改革。確保底層推動(dòng)上層改革的有效性，以學(xué)生能力提升作為基礎(chǔ)動(dòng)力，推動(dòng)上一層的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更新，承擔(dān)上一個(gè)層次教學(xué)任務(wù)的教師要充分了解下一層改革的目標(biāo)，總體方案要貫徹到各層的任課教師與實(shí)驗(yàn)教師，充分討論，分步實(shí)施。而實(shí)驗(yàn)課程全程錄像，解決了層次間教師相互理解和溝通的基礎(chǔ)問(wèn)題。分次遞進(jìn)的方法還為師資對(duì)新裝備的培訓(xùn)留出了較為充分的時(shí)間。

（2）突出重點(diǎn)、吻合培養(yǎng)目標(biāo)，支撐培養(yǎng)特色的策略?！碍h(huán)環(huán)相扣、分層遞進(jìn)”的實(shí)施方法并不是全部以最底層課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革為全部精力的投入點(diǎn)，而是在基礎(chǔ)性的兩個(gè)層次中選擇重點(diǎn)建設(shè)方向，吻合培養(yǎng)目標(biāo)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)重點(diǎn)建設(shè)，目的是在有限資源的支撐下盡可能提高培養(yǎng)目標(biāo)的吻合度。我們重點(diǎn)建設(shè)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)、操作系統(tǒng)仿真開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)都是支撐嵌入式技術(shù)人才的有力支撐點(diǎn)。

（3）配套改革措施充分調(diào)動(dòng)了實(shí)驗(yàn)教師的積極性和榮譽(yù)感。針對(duì)不同層級(jí)、不同難度、不同目標(biāo)的多層次、體系化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革無(wú)疑是一個(gè)系統(tǒng)工程。為確保實(shí)施成效，我們?cè)O(shè)計(jì)了盡可能針對(duì)性的輔助措施來(lái)全面推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的成果落地。我們?cè)O(shè)計(jì)的教學(xué)后競(jìng)賽類活動(dòng)、學(xué)生自留視頻的創(chuàng)作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)教學(xué)全程錄像上網(wǎng)，學(xué)生團(tuán)隊(duì)孵化、產(chǎn)學(xué)研合作等一系列貫穿始終的輔助措施被實(shí)踐證明大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生與教師的積極性和榮譽(yù)感，這些有效的措施已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了常態(tài)化、制度化的存在。

（4）實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)成為體系化改革的中心工作。隨著信息技術(shù)進(jìn)步，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息系統(tǒng)越來(lái)越豐富。這些系統(tǒng)不僅改變了實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，還大幅度降低了實(shí)驗(yàn)教師的工作量?！笆濉逼陂g，我們精心挑選了多門適合網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)的教學(xué)系統(tǒng)上線，積極與開(kāi)發(fā)企業(yè)合作，從試運(yùn)行到正式取代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室模式，取得了很好的心得體會(huì)。我們還將網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)成為了實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)、視頻課程教學(xué)平臺(tái)、學(xué)生創(chuàng)作過(guò)程展示平臺(tái)以及師生交流互動(dòng)平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)的不斷建設(shè)過(guò)程，正是我們體系化建設(shè)過(guò)程的真實(shí)縮影。

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革效果評(píng)價(jià)

我們選取如下指標(biāo)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革第一個(gè)輪次的效果測(cè)評(píng)指標(biāo)，是由于我們?cè)凇笆濉逼陂g將教學(xué)改革的重點(diǎn)幾乎全部放在了以實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革為牽引的模式上。配合近2 000萬(wàn)元的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備在“十二五”期間逐年投放，學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作真正起到了支撐學(xué)科建設(shè)的關(guān)鍵作用，徹底縮短了文科學(xué)校對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境建設(shè)的差距，形成了學(xué)科建設(shè)的新的起點(diǎn)。

我們選擇了2011年畢業(yè)生和2016年畢業(yè)生的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。2011年畢業(yè)生數(shù)量為168人，2016年畢業(yè)生數(shù)量為187人，統(tǒng)計(jì)指標(biāo)見(jiàn)表2。

5 實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的系統(tǒng)建設(shè)考量與展望

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革作為本科學(xué)生的“物化”體驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生認(rèn)知專業(yè)，培養(yǎng)興趣的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，具有不可替代的作用。實(shí)踐證明，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，對(duì)于本科教學(xué)的效果提升具有關(guān)鍵作用，對(duì)于人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成性具有關(guān)鍵的支撐作用。

表2 “十二五”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革效果評(píng)價(jià)表

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革需要常抓不懈，循環(huán)遞進(jìn)，才能不斷提升育人質(zhì)量。我們認(rèn)為，一個(gè)輪次的改革應(yīng)該在4年左右，應(yīng)該從起點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程抓起，按序推進(jìn)后續(xù)的課程改革，前面環(huán)節(jié)的改革效果作為后續(xù)課程的改革推動(dòng)力會(huì)發(fā)揮關(guān)鍵作用。按照工程學(xué)的管理模式，我們將實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)施過(guò)程總結(jié)出了進(jìn)度表（見(jiàn)表3—表5）。

在這個(gè)實(shí)施周期內(nèi)，總體規(guī)劃與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的指引性十分關(guān)鍵，在目標(biāo)確定的前提下，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與人員培訓(xùn)工作緊密結(jié)合，建設(shè)前的效果評(píng)估需要選擇學(xué)生群體進(jìn)行體驗(yàn)，在堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)工作上穩(wěn)步實(shí)施。實(shí)施中設(shè)計(jì)了3年的試運(yùn)行期、評(píng)估調(diào)整期和規(guī)范模式期，使得一門課程的成熟期不少于3年（3個(gè)實(shí)際教學(xué)學(xué)期），確保改革目標(biāo)的合理實(shí)現(xiàn)。

表3 第一層次起點(diǎn)

表4 第二層次起點(diǎn)

表5 第三層次起點(diǎn)

綜上所述，第一個(gè)輪次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革取得了階段性的成果。放眼未來(lái)，“十三五”的建設(shè)機(jī)遇正促使我們規(guī)劃和推動(dòng)第二個(gè)輪次的改革工作。在第二個(gè)輪次的設(shè)計(jì)上，我們依然貫徹層層推動(dòng)的思路，保持工作的持續(xù)性，穩(wěn)定發(fā)揚(yáng)取得的經(jīng)驗(yàn)，克服不足。以“穩(wěn)定提高教學(xué)質(zhì)量”為指導(dǎo)思想的第二個(gè)輪次改革將根據(jù)資金投入情況和“十二五”前期評(píng)價(jià)狀態(tài)，逐層推動(dòng)內(nèi)容更新，進(jìn)一步強(qiáng)化層次間的內(nèi)容銜接，推動(dòng)各層之中合理的內(nèi)容升級(jí)，以社會(huì)接口建設(shè)為評(píng)價(jià)重點(diǎn)，倒推改革要素，彌補(bǔ)建設(shè)短板，形成統(tǒng)一設(shè)計(jì)、分步實(shí)施的總體改革方案，力爭(zhēng)在“十三五”期間，全面實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的精細(xì)化，有效提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。