基于半開源開發(fā)模式的創(chuàng)新感知沙盤教育研究

曹冶　徐圣兵　韋塬瀚

[摘 要] “創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”雙創(chuàng)型人才的培養(yǎng)和教育方式的革新是高校在時(shí)代驅(qū)動(dòng)下的新任務(wù)。沙盤教育以其體驗(yàn)式特點(diǎn)為高校所用，但創(chuàng)新感知設(shè)計(jì)仍有缺失。針對創(chuàng)新體驗(yàn)不足的問題，依托飲料瓶回收箱開展半開源開發(fā)模式下的創(chuàng)新感知教學(xué)研究，站在學(xué)生創(chuàng)新體驗(yàn)的核心角度，設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教育沙盤，收集學(xué)生的創(chuàng)新體驗(yàn)反饋并引導(dǎo)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐，可打造一個(gè)創(chuàng)新主導(dǎo)的沙盤體驗(yàn)課堂。

[關(guān)鍵詞] 創(chuàng)新感知;半開源開發(fā);教育沙盤;教育研究

[基金項(xiàng)目] 2021年度廣東工業(yè)大學(xué)教務(wù)處廣東工業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目基金“面向塑料瓶回收—飲料銷售一體機(jī)教學(xué)沙盤的教育模式研究”（53）

[作者簡介] 曹 冶（2001—），女，安徽安慶人，廣東工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院2019級人力資源管理專業(yè)在讀本科生，研究方向?yàn)榇髷?shù)據(jù)與教育心理學(xué);徐圣兵（1974—），男，湖南慈利人，博士，廣東工業(yè)大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院講師，主要從事數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)研究;韋塬瀚（2000—），男，廣東肇慶人，廣東工業(yè)大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院2019級信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)在讀本科生，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件及計(jì)算機(jī)應(yīng)用與數(shù)學(xué)。

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）16-0034-04 [收稿日期] 2021-07-09

引言

2015年，李克強(qiáng)總理在會(huì)見中國博士后青年創(chuàng)新人才座談會(huì)時(shí)強(qiáng)調(diào)，著力培育更多高層次青年人才，實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、促進(jìn)雙創(chuàng)發(fā)展[1]。同年，國務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革下發(fā)實(shí)施意見（國辦發(fā)〔2015〕36號），提出要以創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制為重點(diǎn)[2]。2020年10月13日，中共中央國務(wù)院印發(fā)《深化新時(shí)代教育評價(jià)改革總體方案》，明確提到要樹立科學(xué)成才觀念[3]。2020年12月1日，教育部介紹了“十三五”期間國家教育改革的相關(guān)情況。劉昌亞表示，高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革將持續(xù)深化，教育綜合改革應(yīng)持續(xù)激發(fā)新活力[4]。近年來，我國大學(xué)畢業(yè)生人數(shù)急劇增長，大學(xué)生就業(yè)形勢嚴(yán)峻已成趨勢，創(chuàng)業(yè)需求愈加迫切[5]。為改善現(xiàn)有局面，高校開始探索沙盤實(shí)訓(xùn)教育。目前，高校教師在模擬實(shí)訓(xùn)授課過程中開始嘗試?yán)冒咐治?、參與式互動(dòng)、翻轉(zhuǎn)課堂、對分課堂等新的教學(xué)方法和手段[6-8]。

已有部分高校根據(jù)現(xiàn)有的企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)ERP沙盤模式推出了融合書本與實(shí)踐為一體的新型教育模式——教學(xué)沙盤模擬[9]，常見的沙盤有地理沙盤、電子沙盤等，尤以電子沙盤為重。電子沙盤在使用的過程中逐步融入開源模式（即軟件作者公開軟件的發(fā)布模式，給予軟件用戶自由使用、自行修改、復(fù)制以及再分發(fā)的權(quán)利），給了學(xué)生實(shí)操的機(jī)會(huì)，在學(xué)習(xí)源代碼的過程中再創(chuàng)造，有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力[10，11]。但由于創(chuàng)新感知的課程設(shè)計(jì)不到位，教育沙盤實(shí)訓(xùn)暫時(shí)未能在高校中取得可觀成績[12]，本文將在已有沙盤實(shí)踐的基礎(chǔ)上，針對“學(xué)生體驗(yàn)感不足、教學(xué)設(shè)備硬軟件缺失、課堂效果評估不到位”等問題，響應(yīng)國家新時(shí)代的環(huán)保號召，針對飲料瓶回收利用率低的問題，以“垃圾回收新時(shí)尚”為啟發(fā)，結(jié)合本校研制的飲料瓶回收箱，進(jìn)行創(chuàng)新感知沙盤體驗(yàn)研究[13]。

一、沙盤教育的演變及優(yōu)點(diǎn)

沙盤最初起源于春秋戰(zhàn)國時(shí)期，用以地形、敵情、作戰(zhàn)方案的研究[14]。20世紀(jì)50年代，沙盤游戲誕生，利用人的意識相關(guān)假設(shè)，使人的心理能夠得到治愈;還可以繞開對方的防御機(jī)制，使個(gè)體實(shí)現(xiàn)自我整合[15]。就目前來看，發(fā)展較為完善的沙盤實(shí)訓(xùn)是ERP沙盤，也稱ERP電子沙盤，是企業(yè)資源規(guī)劃（Enterprise Resource Planning）沙盤的簡稱，即利用實(shí)物沙盤直觀、形象地展示企業(yè)的內(nèi)部資源和外部資源。由此發(fā)展起來的ERP沙盤模擬實(shí)務(wù)課程是一門體驗(yàn)式教學(xué)課程，通過沙盤直觀體驗(yàn)?zāi)Ｊ?，將抽象而?fù)雜的企業(yè)管理理論知識融合在學(xué)生的模擬經(jīng)營中，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力[16]。應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)性的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，積極引導(dǎo)學(xué)生參與、利用各種方法解決經(jīng)營中遇到的問題，有助于學(xué)生加深對自我能力和發(fā)展方向的思考，提升創(chuàng)新能力，激發(fā)創(chuàng)業(yè)意識。

以西北師范大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院開設(shè)的經(jīng)濟(jì)學(xué)模擬沙盤實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程為例，其教學(xué)設(shè)計(jì)由課程導(dǎo)入、模擬實(shí)驗(yàn)、知識分享三個(gè)階段構(gòu)成，融合了經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、會(huì)計(jì)學(xué)以及金融學(xué)等專業(yè)知識與實(shí)際操作[17]，以經(jīng)濟(jì)學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)課堂的方式要求學(xué)生仔細(xì)觀察、理性決策、多方式分析，以鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考的能力，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和思考活性，對學(xué)生其他科目的學(xué)習(xí)和以后的生活實(shí)踐都有很大的幫助。

二、沙盤教育的現(xiàn)狀及不足

盡管目前的沙盤教育實(shí)訓(xùn)初步達(dá)到提升學(xué)生的綜合素質(zhì)、激發(fā)學(xué)生的成就動(dòng)機(jī)和自我效能、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)促進(jìn)未來創(chuàng)業(yè)、活化師生關(guān)系等基本作用，但仍過于局限在理論化和形式化的層面，學(xué)生難以從操作過程中產(chǎn)生有效的創(chuàng)新感知體驗(yàn)。以下幾點(diǎn)是亟待改進(jìn)。

第一，感知過程抽象化，學(xué)生無法真正從體驗(yàn)中理解創(chuàng)新。這一局面與教育為用的沙盤建設(shè)情況有關(guān)。首先，由于沙盤具體運(yùn)用中對于學(xué)科的局限性較大，目前已有的沙盤實(shí)踐多是針對某個(gè)具體學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容空缺而設(shè)置的，無法很好地將有關(guān)課程通過內(nèi)核的統(tǒng)一進(jìn)行有機(jī)聯(lián)系，缺乏系統(tǒng)方法論的指導(dǎo)[18，19]。其次，由于沙盤模型的系統(tǒng)化課程設(shè)計(jì)尚未完善，教學(xué)過程中缺乏帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐的機(jī)會(huì)，局限于理論化、經(jīng)驗(yàn)化的沙盤實(shí)訓(xùn)中。

第二，課后效果評估不完善，操作記錄與流程未能很好地記錄在冊，學(xué)生沒有及時(shí)反饋體驗(yàn)感，難以在反思中激活改進(jìn)工作的新思路。這一問題與學(xué)生的角色分配有關(guān)，分配是否明確以及分配的任務(wù)是否合理將直接影響沙盤教學(xué)的推進(jìn)效果優(yōu)劣，而學(xué)生團(tuán)隊(duì)之間分工協(xié)作不明確的情況時(shí)有發(fā)生[20]。這些現(xiàn)象會(huì)直接導(dǎo)致課后反饋的真實(shí)度下降，無法改善課程和教案設(shè)計(jì)，不利于創(chuàng)造可持續(xù)性的沙盤實(shí)訓(xùn)課堂。42A2E87D-0A9B-4D18-B0D5-47B55E14C60F

第三，有三大主觀因素導(dǎo)致沙盤模型等設(shè)備的使用權(quán)落實(shí)不到位——學(xué)生的反饋缺失、教師相關(guān)經(jīng)驗(yàn)不足、實(shí)驗(yàn)室和特定教室管理限制。學(xué)生體驗(yàn)感不佳會(huì)導(dǎo)致怠倦和質(zhì)疑;教師缺乏相關(guān)經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)資源有限等難以保證每個(gè)學(xué)生都有最大化進(jìn)行訓(xùn)練的機(jī)會(huì);由于實(shí)驗(yàn)室和特定教室的使用時(shí)間、權(quán)限要求比較嚴(yán)格，使用沙盤進(jìn)行課程復(fù)盤與反思的限制較多，學(xué)生進(jìn)行沙盤實(shí)踐的時(shí)間大多限制于課程和任務(wù)的行進(jìn)過程中，高校的排班和管理等問題落實(shí)仍有難度。

三、完善創(chuàng)新感知體系的具體解決方法

（一）解決思路

針對沙盤教學(xué)創(chuàng)新體驗(yàn)感低下和教學(xué)課堂多有限制等實(shí)際問題，我們將學(xué)生視為開發(fā)者，回收箱的系統(tǒng)代碼和圖像識別功能的代碼作為源代碼，讓學(xué)生選擇自己感興趣的部分自主改寫。但開源開發(fā)模式極易禁錮學(xué)生的思維，在源代碼影響下疲于嘗試新的大工作量的編程。于是，我們開創(chuàng)了一種半開源開發(fā)模式，即僅保留回收箱的系統(tǒng)代碼而開放部分源代碼，讓學(xué)生自主開發(fā)回收箱的圖像識別功能，并反過來應(yīng)用到回收箱的識別上，形成一個(gè)閉環(huán)的創(chuàng)新體驗(yàn)流程（如圖1）。這不僅減輕了學(xué)生階段性的負(fù)擔(dān)，還能激活學(xué)生的思維，打造一個(gè)引導(dǎo)式的高體驗(yàn)水平的創(chuàng)新課堂。我們將飲料瓶回收箱作為沙盤實(shí)驗(yàn)的依托，把課堂主要?jiǎng)澐譃樗膫€(gè)任務(wù)驅(qū)動(dòng)部分，探索覆蓋更全面、教學(xué)體系更完善、持續(xù)性更強(qiáng)的新型沙盤教育模式。通過立體式的能力培養(yǎng)方法、系統(tǒng)化的創(chuàng)新教學(xué)體系、綜合交叉的專業(yè)平臺(tái)資源，鼓勵(lì)學(xué)生在知識獲取的同時(shí)，組建優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)、培育潛力項(xiàng)目、孵化有價(jià)值產(chǎn)品，讓每個(gè)參與沙盤實(shí)訓(xùn)的學(xué)生都能夠有所收獲、感受創(chuàng)新。

（二）具體措施

第一，細(xì)化創(chuàng)新感知流程的每一部分進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

1.了解回收箱的基本原理。實(shí)訓(xùn)開始前，學(xué)生首先以3～4人為一組進(jìn)行分組。教師指導(dǎo)學(xué)生先丟入條形碼完整、形態(tài)正常（沒有扭曲情況）的飲料瓶，讓學(xué)生分別體驗(yàn)條形碼識別和圖像識別這兩種技術(shù)的基本回收流程，對回收箱運(yùn)行的相關(guān)原理形成基本的認(rèn)識。

2.讓學(xué)生挖掘創(chuàng)新點(diǎn)，即探討在飲料瓶條形碼缺失的情況下，條形碼識別技術(shù)失效，該如何通過圖像識別技術(shù)對飲料瓶進(jìn)行識別？學(xué)生自行投入條形碼缺失的飲料瓶，再次分別體驗(yàn)兩種技術(shù)的基本回收流程，感受條形碼識別的不足，有意識地思考改進(jìn)回收技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)，建立體驗(yàn)流程的抽象感知，并跟隨教師的指令對已有數(shù)據(jù)集進(jìn)行分類，分成多個(gè)批次，以便后續(xù)訓(xùn)練模型階段進(jìn)行對照。

3.為學(xué)生的創(chuàng)新點(diǎn)提供解決思路，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)施創(chuàng)新。針對條碼缺失的飲料瓶，利用圖像識別技術(shù)給出解決方法，指導(dǎo)學(xué)生編寫程序并嵌入系統(tǒng)。

例如，教師向?qū)W生介紹Adaboost方法，即利用采集的不同批次的數(shù)據(jù)集訓(xùn)練成不同的模型——初始化飲料瓶數(shù)據(jù)的權(quán)值分布：若有N張飲料瓶圖像，則每張圖像最開始時(shí)都被賦予相同的權(quán)值：1/N;訓(xùn)練飲料瓶弱分類器：具體訓(xùn)練過程中，如果某張圖片已經(jīng)被準(zhǔn)確地分類，學(xué)生在構(gòu)造下一個(gè)訓(xùn)練集中降低它的權(quán)值，反之則提高。學(xué)生使用權(quán)值更新過的飲料瓶數(shù)據(jù)集來訓(xùn)練下一個(gè)分類器，整個(gè)訓(xùn)練過程如此迭代地進(jìn)行下去;最后將各個(gè)訓(xùn)練得到的弱分類器組合成強(qiáng)分類器。

4.對創(chuàng)新實(shí)踐進(jìn)行基本回收流程的復(fù)盤，感知?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)。完成以上步驟后，學(xué)生再將條形碼缺失的飲料瓶投入回收箱進(jìn)行識別，觀察識別效果。若成功識別，則表示已完成完整的創(chuàng)新感知流程，以小組形式開始撰寫本次體驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，共同思考新的解決方案;若未能成功識別，則學(xué)生與小組成員或教師交流，找到問題所在并重新嘗試直到成功解決問題，再完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

第二，通過對學(xué)生的課后記錄和課堂思考進(jìn)行創(chuàng)新感知體驗(yàn)的評價(jià)與反思改進(jìn)：（1）學(xué)會(huì)什么？（2）在課堂分部體驗(yàn)中，較順利的環(huán)節(jié)是什么？（3）在課堂分部體驗(yàn)中，遇到的困境是什么？（4）在下次課堂上，你希望自己做出哪些改進(jìn)？（5）你對教師有何建議？

第三，以沙盤實(shí)訓(xùn)課堂為起點(diǎn)，打造一個(gè)開放式的創(chuàng)新感知環(huán)境，突出學(xué)生“自主地學(xué)、積極地學(xué)、反思地學(xué)”的氛圍。在沙盤實(shí)訓(xùn)中心，可提供由學(xué)生自由管理的學(xué)習(xí)空間，努力將創(chuàng)新感知沙盤實(shí)訓(xùn)場地升級為學(xué)生的新式課堂，讓學(xué)生獲得成果，為以后的學(xué)習(xí)、生活助力。

結(jié)語

國家對于教育改革的要求日趨迫切，社會(huì)和企業(yè)對于實(shí)踐創(chuàng)新型人才的需求越來越大，“雙創(chuàng)”教育改革在各高校進(jìn)行得如火如荼。創(chuàng)新感知教育沙盤實(shí)訓(xùn)模式為學(xué)生提供了一個(gè)自由學(xué)習(xí)、大膽交流、放飛思維的平臺(tái)，也為教師進(jìn)行傳統(tǒng)教育改革提供了前瞻性、創(chuàng)新性、參與性等方向，實(shí)現(xiàn)了科教創(chuàng)新，不僅進(jìn)行了將教育沙盤實(shí)訓(xùn)輔助創(chuàng)新感知教育的探索，更有利于啟發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新思維，達(dá)到培養(yǎng)雙創(chuàng)型人才的目標(biāo)。

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Abstract： The cultivation of innovative and entrepreneurial talents and the innovation of educational methods are the new tasks of colleges and universities in the times. In the way of education， sand table education is suitable for colleges and universities with its experiential characteristics， but there is still a lack of innovative perception design. Aiming at the problem of insufficient innovation experience， this paper carries out the teaching research of innovation perception under the semi-open source development model based on the beverage bottle recycling box. From the core perspective of students innovation experience， this paper designs the innovation training education sand table， collects students innovation experience feedback and guides the innovation design and practice， so as to create an innovation-oriented sand table experience classroom.

Key words： innovation perception; semi-open source development; educational sand table; educational research42A2E87D-0A9B-4D18-B0D5-47B55E14C60F