本科教学型实验室可持续发展中的转型服务研究

代国兴 顾智浩 田丝娜

摘要：以师范生技能训练实验室如何在移动学习日益普及、开放教育资源迅速发展与优质学习资源库亟需建设的背景下，实践个性化微课程开发促进实验室的发展。从而利用教学型实验室的优势为个性化发展的本科教学（模式）拓展到移动互联（或云计算）中的研究和实施提供理论和实践资源。以微课程资源建设和推送为突破口指引教学型实验室的服务转型，强化学生创新能力培养，促进教学型实验室的可持续发展。

关键词：微课程；教学型实验室；教学资源；技能训练

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）09-0251-03

一、研究背景

关于高校实验室研究的文献比较多，集中在管理制度、奖惩制度等体系的研究。

实验室是高等学校进行教学和科研的重要基地，也是培养学生动手能力和创新能力的重要场所。在学校实验室建设已涵盖文、理、工、医等学科门类齐全且以重点投资建设实验室中心化的新体系下，探索校院二级管理的教学型实验室如何可持续性发展建设是目前实验室建设热点问题：即以本科学生的需要为出发点和归宿，坚持以学生全体发展、全面发展、个性发展的科学发展观来指导实验教学，从而培养学生可持续发展的能力。跳出長久以来教学型实验教学内容老套单一，重理论轻操作，重结果轻过程等思维定势，实现教学型实验室的服务转型，提升教学型实验室发展空间，满足社会发展对创新型人才的需求。

本科教学（模式）研究中都注重利用教学型实验室网络的基本设施加强网络的辅助教学功能，突出以网络技术为基础的本科教学内容外延式发展，主要以适应专业改革和课程体系变化的需求，表现出数量增长、规模扩大、空间拓展的外形扩张形式。典型的有利用现代网络技术，建立以教师为主导、师生互动的教学模式，实现远程教学功能，但此方法不利于学习主体创新思维和创新能力的培养，也是本科教学型实验室提升发展中遇到的突出问题。

本文以师范生技能训练实验室在辅助师范生个性化训练中遇到的突出问题，主要存在以下方面：师范生对职业技能训练认识不到位、教学技能的形成的前驱知识的导向不明、训练深度和广度不足、缺乏科学性的指导等而影响实验室功能的发挥。本文就普遍关注的这一类问题，从师范生整体在技能训练中的表现，设计个性化的学习网站，运用整体网研究思路进行多变量数据分析，探讨技能训练中实验室的作用形式和新技术引入的认识，使实验室进一步有助于提高师范生教育实习质量和毕业生技能水平，适应时代的需要，为师范毕业生赢得更广泛的就业市场，保障提高师范院校的教学信誉。和师范技能训练实验室一样，大多数本科教学型实验室进一步发展中遇到的瓶颈问题：在学校不进一步较大投入资金建设，确保实验室为可持续的专业特色发展，探索在学校重点投资建设实验室中心化的新体系下，保持专业建设的特色，融入到学校云计算平台中，改变传统实验室发展思路，实现实验室功能服务的转型。

社会网络分析（Social Network Analysis）是时下常用的一种社会科学研究方法，它避免了相对的二元论问题的干扰（不从“群体”或者“个体”等行动者的角度出发看待问题），强调的是关系数据而非属性数据的应用研究。有别于常规统计分析处理属性数据方式，本文从师范生技能训练学习中知识点相互关注关系的角度分析一些数据，由“关系”角度出发研究师范生的学习现象和群体结构，从而掌握由群体结构形成的训练态度和行为。用合适的网络模型进行统计检验，探索出师范生个性化训练模式之一：微课程的开发与应用，是本科教学型实验室可持续发展中的转型服务研究重要内容之一。

二、转型服务研究中应用ucient方法进行分析

（一）在训练课件中确立被试的知识点

在师范生进行完第一阶段的基本技能训练后，发现有较多不如意的地方。由于高校对师范生技能及考研率的双重重视，所以在进入高级技能训练（I），重点在五分钟的说课设计导入等方面加强了知识学习和实践组织管理，训练以视频评价中的关注度为主要参考对象，结合学生的实际生活学习情况进行了综合调查研究，本文用VB Script+UCINET进行数据的收集和可视化化分析，运用整体网技术对师范生的合作训练网络进行深入探讨，在训练课件制作上引入变量采集训练内容学习数据，根据个人爱好展开学习，为师范生训练确立了新模式。为此，本文由参与度要素提出对微课程设计要求如下：

1.实验室网站发布提供视频、文字、测试等个性化学习要素的微课程。Philip Guo、Joho Kim和Rob Rubin研究了MOOC教学视频对学生参与度的影响，提出了最实用的一条建议：视频短片更吸引人。在实验室转型服务知识模型ML-STKM中要求课件视频碎片化，一般时长不超过6分钟，否则参与度急剧下降。

2.对知识点展开视频、文字、回顾、测试等个性化学习要素。对知识点展开设计可尝试利用实验室现有环境如：规章制度宣传栏、仪器设备陈列室、学生作品展览介绍等采用非正式的场合录制视频、模拟一对一辅导的办公室谈话等方式，一方面没有必要花大价钱又可以具备音频、视频的真实性，另一方面又改善微课程声音和画面的质量，确保蕴含个性化学习要素。

3.对一个知识点展开后视频、文字、模仿等个性化学习要素。利用绿屏或蓝屏录像抠像技术，辅以抠像人物+电子讲师对知识点进行讲解、对话、评价及模拟学习或操作，提升交互性扩展个性化学习的途径。

4.对一个知识点展开后书写等个性化学习要素。可汗式的边画边讲教学（手写板）要比幻灯片或者代码截屏具有更高的参与度。在对一个知识点讲解中辅以动作或者连续的视线牵引，好让学生能跟上教师的思路。

5.对知识点跟踪记录，学习完设定的必要标记要素。对于授课类视频，设计中运用Timeline设置视频中断点提高视频学习的交互性，同时注意重点应放在提高首次观看的体验上；而对于辅导类视频，则应方便回放和快速浏览，例如在视频中插入大号字体的小标题，同时定义变量采集相关访问数据。

（二）资料收集

实验室网站使用VBscript+数据库的编程方法，对所有知识点按要求进行评价和调查选项相结合的方法进行资料收集，并对收集的数据编程自动处理成UCINET格式数据。

For i = 0 To N - 1

For j = i To N - 1

If v（4，i，j） = 1 And v（4，j，i） = 1 Then '判断是否互相选了

v（5，i，j） = v（0，i，j） + v（1，i，j） + v（2，i，j） + v（3，i，j）

v（5，j，i） = v（0，j，i） + v（1，j，i） + v（2，j，i） + v（3，j，i）

If v（5，i，j） > 0 And v（5，j，i） > 0 Then

v（6，i，j） = 1

v（6，j，i） = 1

End If

End If

Next j

Next i

其中v（4，i，j）记录视频评价互选情况，v（5，i，j）记录平时互相交往情况，v（6，i，j）记录要求的可关注关系数据。对可定义的可关注关系设计了三种算法，对形成的数据使用UCINET及集成的NetDraw进行可视化分析。算法1：满足互选视频（and）；平时交往至少选项2项以上。算法2：满足互选视频（and）；平时交往至少选项1项以上。算法3：至少一方选视频（or）；平时交往至少选项1项以上当然也可设计更多的算法进行全面的比较研究，本文重点放在算法2收集的数据上，得出一些对提高技能训练有意义的结论。

（三）知识学习角色编码

实验室网站的前台程序获得了“训练知识交往关注矩阵”：用数据库记录了该班学生的观摩视频、阅读文字材料、观看动画、互评记录和知识测试情况。根据上述算法，例如如果两种选择要素2项，就在其相互对应的矩阵元素位置上取“1”，否则为“0”。将获得的数据导入到ucinet软件中对数据进行对称化处理，使用了“max”命令，进一步获得“关注矩阵”、“紧密关注矩阵”、“非关注矩阵”等，这些矩阵中记录了知识点之间的关系。

（四）实例应用

在上述网站设计中，虚拟了训练者喜爱沉浸式学习，进行基于Ucinet评价的知识点个性化教学（沉浸式学习法）网站设计，以一个班26名同学的访问学习进行数据采集和分析，结果如下：

由上述分析，沉浸式学习法的设计是一个复杂的系统，对知识点设定的媒体要素有较高的要求，要产生“流连忘返”的效果不是网站的设计能解决的问题，而应该是知识生产者对学习者在充分了解的基础上，高质量的知识点标记要素是个性化网站的生命力，这与“虚拟现实”的沉浸式学习效果是一致的。

三、转型服务研究的目标

本文对在本科教学（模式）研究中提出的一种新的知识模型ML-STKM（Mobile Learning-Support Tacit KnowledgeModel）进行应用研究，其核心内容就是开发围绕个性化本科专业知识、专业技能和职业技能培训等教学内容的微课程资源，制定微课程教学设计规范、课件制作规范、技术规范；该模型支持移动互联（或云计算）环境中个性化知识评估、知识存储和学习主体隐性知识的建构，利用教学型实验室的优势为个性化发展的本科教学（模式）拓展到移动互联（或云计算）中的研究和实施提供理论和实践资源。以微课程资源建设和推送为突破口指引教学型实验室的服务转型，强化学生创新能力培养，促进教学型实验室的可持续发展。

（一）解决的主要问题

教学型实验室开发的微课程如何嵌入学校本科教学现实需要；针对本科教学（模式）研究中课程开发的不足，尝试用ML-STKM模型研究个性化教学案例、学习案例的形成机制；以教学型实验室为主体开发的微课程教学资源的主要特征是什么？开发的原则是什么？微课程的结构化、有序化对本科专业课程开发和教学有什么影响？

（二）研究重点

1.知识模型ML-STKM下本科课程结构化的理论依据和实施方案；

2.以教学型实验室为主体的本科教学（模式）研究中微课程教学设计规范、课件设计规范、技术规范；

3.以教学型实验室为主体的现有专业课程、专业技能、职业培训等教学内容的微课化实施原则和步骤；

4.在现有教学型实验室技术支持下微课程推送的技术选择及效率研究；对新技术开发的要求。

四、可持续发展思路

微课程（Microlecture）这个术语并不是指为微型教学而开发的微内容，而是运用混合式教学与交互式视频课件设计方法构建的、以在线学习或移动学习为目的的实际教学内容，顺应当前高等院校本科教育教学改革需要。在国外，早已有了“微课程”（Microlecture）这个概念，它最早是由美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师、学院在线服务经理戴维·彭罗斯（David Penrose）于2008年秋首创的。大型开放式网络课程（massive open online courses，简称MOOC），2012年以来也日益受到瞩目，已有一套自己的学习和管理系统。

从电子学习到电子工作（From eLearning to eWorking）。大部分学习都发生在工作中而非教室里。未来我们将看到学习与工作更多地融合，大多数学习会跨过传统课程规划的界线，随时随地发生（美国知名培训专家Marc Rosenberg，“學习方案2013大会”，2013.3）。克服教学型实验室重理论轻操作，重结果轻过程等工作思维定势，实现教学型实验室的服务转型，是可持续发展课题研究的出发点。搞好微课程资源建设开发，带动专业知识、专业技能、职业培训的课程资源开发，明确教学型实验室的任务，完善中心实验室的教学服务功能，促进本科教学的内涵式发展。

参考文献：

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