双创目标下“六位一体”实验教学体系构建研究_张霄羽.pdf

摘要：国家发展很大程度上依靠自主创新，传统实验教学体系在培养大学生创新思维和创业意识方面较为薄弱，改革实验教学、培养社会急需的创新型人才是目前高校教学改革中亟待解决的重要问题。以新的创新创业教育理念为指导，构建“实验内容-实验空间-实验组织-实验考核-实验手段-教师团队”相融合的六位一体实验教学体系，突出“实验探究-科研探索-创新创业”教学改革，对稳步提升教学质量，增强学生学习的主动性和积极性，提高创新思维和创业意识具有极大的意义。关键词：实验教学体系；创新思维；创业意识；教学改革中图分类号：G521.9文献标志码：A文章编号：1673-1808（2023）04-0101-04第 40 卷第 4 期2023 年 8 月晋中学院学报JournalofJinzhong University党的二十大报告提出“要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，加快建设教育强国、科技强国、人才强国，坚持为党育人、为国育才，全面提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才，聚天下英才而用之。”高等学校是创新人才的主要培养基地，为推动高校创新创业教育的发展，国家出台了 关于深化高等院校创新创业教育的实施意见 关于推动创新创业教育高质量发展打造“双创”升级版的意见 全民科学素质行动规划纲要等多项政策，明确提出要深化高校创新创业教育改革，培养理论知识扎实、实践经验丰富、创新能力突出、创业能动性强的人才1-2。知识创新与学科融合密切相关，只有从多视角、多层面通过多学科交叉融合才能形成正确的、完整的、系统的认识3。多所高校以厚基础、宽口径为原则实行大类招生政策，即有利于复合型创新人才的培养。山西大学在 2020 年实行生化环大类招生，坚持学科融合，注重基础与应用并重，创新人才培养模式。实验课作为培养人才综合素质的有效途径，在双创教育中发挥着不可替代的作用，如何在实验课程中促进学科融合和学生的全面发展是需要尽快解决的问题。经过对各高校教学实践的调研发现，传统的实验课程教学大多秉承以教师为中心、学科为导向的教学理念，存在着诸多痛点4-5：教学模式简单、实验手段单一、实验内容繁杂、重视技能培养和结果评价而忽视价值养成和过程评价难以调动学生的学习积极性和主动性。因此，迫切需要改革现有的实验教学模式，建立新的实验教学体系，实现创新人才培养的教学目标。本文以“测量与地图学”和“环境学概论”课程的实验教学为例，以“创新创业人才培养”为导向，从实验内容、实验空间、实验组织、实验手段及考核评价等方面进行改革，构建“六位一体”的实验教学体系，实现在有限的课时条件下提高实验教学质量、适应社会发展新形势、培养大批具有创新思维双创目标下“六位一体”实验教学体系构建研究张霄羽，张红（山西大学 环境与资源学院，山西 太原 030006）收稿日期2023-04-10基金项目山西省高等学校教学改革创新项目“以创新创业为导向的地图学实验教学改革”（J2021093）；山西省高等学校教学改革创新项目“基于 探究式-体验式-案例式 相融合的环境学概论课程教学改革”（J20220072）。作者简介张霄羽（1973-），女，山西临汾人，山西大学环境与资源学院，教授，博士，研究方向：3S 技术集成与应用；张红（1972-），女，山西阳泉人，山西大学环境与资源学院，教授，博士，研究方向：生态学、3S 研究。Vol.40 No.4Aug.2023101张霄羽，张 红双创目标下“六位一体”实验教学体系构建研究和创业能力的高素质人才的教育目标。一、实验教学体系的构建（一）优化实验目标，创新实验教学体系围绕创新创业人才培养目标，以学生发展为本，以培养知识创新精神为魂，理顺学生需求和社会需求的关系，确立思政-能力-技能相结合的实验教学目标。在培养学生基本技能的基础上，通过知识验证性、科研探究性、综合设计性实验相结合的方式推动学生自主学习，培养其知识创新思维6-7。为此，结合地理学、环境学、生态学等相关学科的研究内容，构建以“实验探究-科研探索-创新创业”模块化实验为特色、“实验内容-实验空间-实验组织-实验考核-实验手段-教师团队”相融合的“六位一体”的实验教学体系（图 1）。（1）实验内容上，实现从低阶到高阶、从基础知识到创新知识、从单一学科到多学科交叉的提升；（2）实验空间上，实现从室内实验为主到室内室外相结合、从校内实验到校内实验与校外实践相结合的转变；（3）实验组织上，实现个体独立思考与团队合作分享相结合、教师引导与学生探索相结合的创新；（4）实验考核上，构建形式多样、考核方式多元、结果评价与过程评价并重的考核体系；（5）实验手段上，实现从单一手段到虚拟与现实相结合的改进；（6）教师团队上，组建经验丰富、专业互补、教学理念新颖的团队。图 1“六位一体”的实验教学体系表 1“以创新创业人才培养为目的”的实验教学内容设计试验模块试验内容试验目的和要求以 Supermap、ArcGIS 软件为例，认识地图主要投影，掌握其特点及应用范围。根据投影知识，选择并证明最佳航线（4 课时）以 Supermap、ArcGIS 软件为例，通过扫描图件等方式完成数据库的建立及处理，根据地图符号和地图概括原理，完成中小比例尺制作（4 课时）分析生境因素，根据已有数据，实现动物生境选择（4 课时）分析高层住宅选址的影响因素，根据已有数据实现选址，培养学生的综合分析能力（4 课时）设计测量路线，采集数据，绘制校园地图，分析误差及目前测量实现的新技术、新手段，培养学生知识创新意识（4 课时）基于万年冰洞三维虚拟仿真实验平台，结合课程内容与市场需求，帮助学生完成需求分析、方案设计、问题归纳等，培养学生创业能力，并鼓励学生参加双创大赛（8 课时）最佳航线的设计中小比例尺地图的制作动物生境选择及风险评估城市高层住宅选址校园地图绘制旅游景区三维信息可视化平台虚拟仿真创新-创业模块（室内+室外+虚拟仿真）科研探索模块（室内）实验探究模块（室内）102（二）制定模块化实验内容，注重学生的学习自主性与学习参与度以“发现问题-分析问题-解决问题”为主线，制定由浅入深循序渐进的模块化教学内容，从基本技能养成、学习能力具备到创新思维形成，层层递进。以“测量与地图学”课程为例，通过模块化、多学科交叉内容设计（表 1），由教师确定实验内容递进到学生自主寻找数据、自行确定实验内容，增强学生的学习主动性和学习参与性，培养其自我学习和自我发展的能力，同时提高他们的创新意识和创业能力。（三）构建因材施教的实验设计，实现个体思维与群体创新的有机融合根据学校大类招生情况，结合实验内容的难易程度，构建因材施教的实验设计，让学生在具体的教学情境和实验组织中实现“做中学、学中做、做中思”的目的，促进学生创新思维与创业能力的形成与发展（图 2）。通过由浅入深、由表及里、循序渐进的实验设计，运用个体学习到群体讨论的组织形式，在课堂内外、线上线下、虚实结合的体验式情境空间中，完成知识的静态积累和动态升华，实现知识由个体知识到群体层面的传递和创新，增强学生张霄羽，张 红双创目标下“六位一体”实验教学体系构建研究图 2“以创新创业人才培养为目的”的实验教学体系的团队协作意识。（四）完善多维考核评价体系，强化创新思维与知识创业能力本着“以评促建、以评促改、以评促管、评建结合、重在建设”的原则8，从学习过程和学习效果两个维度完善实验教学考核评价体系。在这两个维度中，每个维度均有自评、互评和教师评的占比，同时，结合实验情境空间的差异，将学习过程考核分为线上和线下。根据不同实验模块实验内容的复杂程度及培养创新能力的差异，优化各模块成绩在总成绩中的占比，具体为：实验探究式模块占 20%、科研探索模块占 30%、创新创业模块占 50%。进行学习效果评价时，综合个人及集体的实验成果，实现既考查个体的学习能力，又评价团队协作等能力的综合评价目标。多维考核评价体系的建立将过程评价与结果考核有机结合在一起，有助于培养学生主动探索、积极学习、不断反思、自我发展的意识，符合创新创业人才培养的要求。（五）培育创新教学团队，增强创新创业教育动力教师是实现教学目标的核心，在传播创新知识、培养学生创新思维和创业实践能力的过程中起着关键作用。为此，教师团队通过参加学习交流、与企业紧密合作等 6 种方式，不断提升创新创业教育实施能力。（1）组织教师仔细研读学习创新创业教育高质量发展等相关文件，并进行讨论；（2）积极参加教育部门和培训机构组织的创新创业教育相关专题讲座与经验分享，充分交流与讨论实验内容、教学方法等，为课程改革提供动力；（3）及时了解相关行业学科的最新技术发展动态及理论应用情况，将科技前沿知识传播给学生，达到实验教学更贴近社会生产实际的目的，增强学生创业能力；（4）积极申请科研项目，引导学生参与相关研究，提高学生科研素质；（5）多方联系企业、科研院所建立校外实践基地。在实践中培养学生的行业规范行为，帮助学生在实践中深刻理解理论知识，在了解行业发展103张霄羽，张 红双创目标下“六位一体”实验教学体系构建研究的基础上培养学生的创新思维能力；（6）积极开展实验课程教学研究，针对教学中出现的问题，通过自我反思、集体讨论不断完善实验内容，改革实验教学方法，并不定期请专家对实验教学进行评析和指导以提高教学质量。二、改革成效以山西大学环境与资源学院开设的“测量与地图学”及“环境学概论”为试点课程，进行新实验教学体系的应用，在教学质量提升、创新创业人才培养及教师成长等方面都取得了一定成效。（一）教学质量稳步提升根据学校教务处开展的学生对课程评教情况问卷调查表明，相比改革前的教学评价分数，学生对“测量与地图学”及“环境学概论”的教学评价有了大幅度提高，由改革前的 90 分提高到 96 分以上。同时，大部分学生认为授课教师善于引导学生进行全方位思考，课堂气氛活跃，教学内容重点突出，教学方式丰富多样。90%的学生由过去习惯被灌输变为主动思考、积极提问、善于总结，学习兴趣大幅度增强，学习能力明显提高，班级平均成绩由过去的 80 分左右提高到 90 分左右。（二）综合育人成效显著采用问卷星对实施教学改革的班级共 150 名学生进行了问卷普查。调查显示，70.73%的学生认为实验教学改革培养了其自主创新意识，也促进了创新思维的养成。经过新实验教学体系的实施，学生的时代责任感较改革前有了进一步增强，具备了不畏艰险、攻坚克难的拼搏精神，由改革前教师找学生做项目，变为学生积极主动联系教师做项目，参与科研项目人数大幅度提高。同时，学生合作意识增强，近 60%的学生主动组团参与“创新挑战杯”“互联网+”、GIS 大赛等各类科研活动，获奖人数逐年增加，本科生发表论文和获得专利软著作权的数量持续增长。（三）教师成长显著通过实验教学体系改革，团队内多名教师指导学生参加各种大赛，在深入了解学生学习特点的基础上不断改进教学方法，调整教学内容，教学水平得到显著提高，取得了教学相长的效果。依托“测量与地图学”的“万年冰洞三维建模及地理成因分析”虚拟仿真实验课程也通过了省级认定，并获批国家一流本科实验课程。三、结语国家发展很大程度上依靠自主创新，传统实验教学体系在培养大学生创新思维和创业意识方面较为薄弱，改革实验教学、培养社会急需的创新型人才是目前高校教学改革中亟待解决的重要问题。在以创新创业人才培养为目标的要求下，注重培养学生的知识创新思维，推进实验教学体系改革势在必行。以新的创新创业教育理念为指导，构建“实验内容-实验空间-实验组织-实验考核-实验手段-教师团队”相融合的“六位一体”实验教学体系，突出“实验探究-科研探索-创新创业”教学改革，对稳步提升教学质量，增强学生学习的主动性和积极性，提高其创新思维和创业意识具有极大的意义。经过近 3 年的实践、探索，“六位一体”的实验教学新体系在引领学生形成正确的人生观、价值观和世界观，提高学生自主学习能力、团队协作能力，使学生具备创造性、批判性思维，正确理解人与自然、人与人等复杂事物间的关系，养成创新思维，增强知识创业能力等方面取得了显著成效，实现了学生需求和社会需求的有效衔接，也为国家输送了有情怀、复合型高素质优秀人才。参考文献1徐辉.高校创新创业人才培养的评价标准 J.江苏高教，2009（6）：107-108.2周辉，乔雯.高校创新创业教育优化路径分析 J.中国高等教育，2023（3）：69-72.3孙真荣.积极推进学科交叉融合，全面提升高校创新能力J.中国高等教育，2013（1）：27-29.4高翔，黄娉婷.地理学视角的资源科学类课程教学改革路径探索 J.高等理科教育，2020（1）：90-95.5董少春，胡欢，尹宏伟.高校地理信息系统课程的教学改革实践 J.高等理科教育，2021（2）：82-88.6傅伯杰.地理学：从知识、科学到决策 J.地理学报，2017，72（11）：1923-1932.7路甬祥.知识创新是推动技术创新和高技术产业化的不竭源泉与动力中科院知识创新工程试点工作的总结回顾 J.求是，1999（17）：7-118张俊生.情境性生成：高等职业教育实践教学设计研究D.重庆：西南大学，2016.（编辑申嫣平）104