创新工程实践课程MOOC分层次教学模式实践

白 艳 茹

(北京科技大学 高等工程师学院，北京 100083)

0 引 言

我校“创新工程实践”MOOC课程的开设起源于国际大学生创新创业大赛(International Contest of innovation简称ICAN大赛)。ICAN大赛是由ICAN国际联盟、教育部创新方法教学指导委员会和全球华人微纳米分子系统学会联合主办，北京大学承办的面向国内外大学生创新创业的年度竞赛，是教育部质量工程支持项目之一，也是国内外一个无固定限制、鼓励原始创新的国际性赛事。ICAN大赛始于2007年，秉承“自信、坚持、梦想”的精神，倡导科技创新创业服务社会、改善人类生活，引导和激励高校学生勇于创新，发现和培养一批有作为、有潜力的优秀青年创新创业人才，促进和加强以物联网、智能硬件等为代表的高科技领域的产学研结合，推动高科技产业的发展，为高科技创新创业搭建国际交流平台。

ICAN大赛至今已举办了10年，产生了广泛的影响力，起到了推动社会进步的巨大作用，受到了上级部门的大力支持。在总结10年大赛经验的基础上，大赛发起人北京大学张海霞教授，结合自己几十年的一线教学经验，于2016年春季，联合北京大学信息学院、工学院、光华管理学院、教育学院、信息管理系等9位青年骨干教师以及世界500强知名企业创新导师，以东西部高校课程共享联盟、智慧树网站为平台，开设了全国公选课“创新工程实践”共享课程。

“创新工程实践”共享课程通过总结ICAN大赛10年科技比赛的组织经验，把科技比赛的各个关键环节与课堂教学进行深度思考与融合，提炼出适合不同专业、不同年级学生的以“项目管理制”为中心思想的多层次创新实践课程教学模式。此课程的开设有多年深厚的ICAN大赛组织经验为底蕴，有北京大学优秀讲师组成强有力的授课团队，有国际国内知名企业家作为创新创业导师来答疑解惑，因此是少有的全方位培养学生创新能力的公选课程，对学生进行全链条的创新能力培养，并用项目管理的方法来实际锻炼和提升学生的实践能力。此课程于2016年春季第一次开课以来得到了广泛的关注。目前，全国共有473所高校128581名学生在线学习这一课程。

我校作为ICAN大赛的北京赛区主办方，是ICAN大赛的重要合作伙伴，已连续6年承办了ICAN大赛北京赛区的比赛，被列为“ICAN创新创业教育基地”。大赛在学生中已有极高的认可度，因此在课程的开设方面也极易被学生接受。另外在“双创”思潮的影响下，大学生们对创新创业都带有极大的热情与好奇心，这些基础都比较有利于我校这门课程的开设。我校与北京大学同期在2016年春季第一次开设此课程，至今为止已经上了4个学期，在教室座位数有限的条件下，分别有来自管理、冶金、通信、化学、采矿、机械、材料、外语等不同学院不同年级共298名学生选修本课。

1 教学理念更新

大学课程的教学改革，首先需要教师具有主观能动性。教师作为课程的负责人，必须要有改革的意识和理念，与时俱进，以开放的心态不断学习接受新事物、新知识，才会对所教的课程进行认真的思考、剖析、对比，进而付诸行动，对教学改革做出尝试[1]。

1.1 以MOOC为平台的混合式教学模式

混合式教学是未来教育技术的发展趋势。将传统的课堂教学模式引入多媒体网络信息领域，利用信息技术所能提供的多媒体性、丰富的教学资源、多样化的交互方式、丰富的教学情境等条件，来设计和开发网络课程，并将其融入高校课堂教学过程中，由此构建适合当前教育现状的教学模式。本课程以智慧树网站的“创新工程实践”MOOC为依托，将课程设计为64学时，其中48学时为线上学习(直播互动)，16学时为线下学习(校内讨论)，构成混合式教学模式，旨在信息化的教学环境中探索新型的教学模式与学习方法[2-5]。

1.2 课堂授课由“单师”制改为“导师团”制

传统的课堂教学一般是1名教师负责1门课程整个学期的讲授。本课程的授课方式变成了团队式授课。线上课程的师资团队，分别由来自北京大学信息学院、工学院、光华管理学院、教育学院、信息管理系等9位青年骨干教师以及邀请的知名企业家组成，分别进行各自专业知识的讲授。线下学生在实际的创新实践过程中，又有我校该课程的负责教师以及邀请的校内各个学院的专业教师进行技术指导。这也就意味着学生虽然只选修了此一门课程，却能够既得到北大名师的传道授业，又享受到我校多名专业教师的实战指导，与传统的满堂灌的授课方式相比，既增加了学生的新鲜感，激发学生兴趣，拓宽学生视野，又能充分利用信息技术的力量整合强大的师资团队资源，受到多名导师的指导与言传身教，达到教师资源与教学资源的充分利用[6]。

1.3 改革考核方式，培养学生主观能动性及动手能力

在课程的考核方面，改革考核形式，不再采取大论文或考卷的形式，采用过程监控与实物作品答辩相组合的考核方式。选修此课的学生在第1节课开始时都会组成一个5人团队，整个学期的课程，都会以这个团队要做的项目为驱动，让学生带着任务去学知识。每个团队学期末结课时，必须要有实物创新作品才能参加答辩，团队可以视频、小品、演说等各种形式介绍自己的作品，重点培养学生的实际动手能力和自我展示能力。

1.4 分层次递进式的创新实践教学模式

选修此课程的学生以大一大二为主，刚学完公共课程，还没有涉及到专业知识或者刚开始学习专业知识，但是这类学生的思维活跃，想法很多，对创新创业抱有极大热情，但是缺乏系统性的引导和训练，专业知识不够，即使有创新的想法也不知道从何下手付诸实践。针对这种现象，本课程通过阶跃式的课程内容规划，如图1所示，循序渐进地对学生进行分层次创新实践引导，借助互动式、情景化、游戏式、碎片化、在线式等多种多样的教学手段，寓教于乐，在潜移默化中使学生接受创新思维的训练，学会创新工具的使用，体验创新实践的乐趣，展示出自己的创意作品。在每个阶段的课程设置中根据学生的不同专业不同水平，进行菜单式的课程定制，真正实现分层次的创新实践培养。

图1 分层次创新实践教学模式

2 基于MOOC的分层次教学模式的设计思路

以MOOC为平台，以创新实践为导向，以“项目管理制”为中心思想，根据学生认知规律，设计“引导—实践—提升—展示”分层次递进的实践教学内容，帮助学生完成知识获得和知识内化，并将所学付诸实践，切身体验创新与实际社会应用的关系，实现自身能力的提升，展示当代大学生的风采，体验创新的价值[7-8]。

本研究重点从以下几个方面进行探索：

(1)创新思维引导。启发、引导并激发学生寻找自己的原始创新思路，校内教师指导和企业指导相结合完善学生对创新的认识，引导学生以小组为单位来共同完成创新项目，训练合作意识与团队精神。

(2)创新实践能力。通过指导学生亲自动手实践逐步接触并接受基础的创新技术，通过对不同水平学生进行分层次针对性教学，引导学生思考技术在创新中的作用并能够娴熟使用，并在此基础上进一步做好项目规划与资源管控[9]。

(3)创新能力提升。从商业模式、工业设计、知识产权、用户体验等方面让学生对创新项目的认识进入一个新的高度，全方位提高学生的创新能力。

(4)创新展示方法。从产品市场营销、企业分析、企业路演的角度引导学生对自己的作品进行包装，鼓励学生走出实验室，走出学校，走向社会，把自己的创新创意转化为社会生产力，鼓励并推荐课堂表现突出的团队参加ICAN大赛、中国“互联网+”大学生创新创业大赛、创青春全国大学生创业大赛等一系列国内外重要创新赛事，在国际舞台上展现青年创新、促进创业[10]。

3 教学改革方案的实施和主要内容

3.1 创新思维引导

(1)创意启发。大学生年轻的脑袋里蕴藏着丰富的宝藏，每个人的思想都有特别的地方，想要创新，离不开思想的火花。通过创意启发，引导学生独立思考，挖掘每个学生的思想。跨学科的知识碰撞是创新的原点，不同专业不同年级的学生在一起，更有助于好创意的产生。鼓励学生在创新的时候努力拆除那些看不见的墙：来自权威的墙，来自学科的墙，来自地域的墙，来自标准答案的墙，最重要的，是拆除内心信心不足的墙，不要觉得自己不能创新，而真正阻挡了自己创新的道路。

(2)创新设计思维。通过组织学生玩游戏，寓教于乐，引导学生进行创新设计思维的训练。例如买可乐游戏、用手指头比划人、数字游戏、从IQ到WeQ，走出迷宫等，鼓励学生大胆思考，走出思想禁锢，在以人为本，同理心的基础上，从客户的角度去设计产品，引导学生学会巧妙利用创新设计思维的工具，在看似具有约束性的工具引导下激发创意的源泉，产生源源不断的“狂野”的想法[11]。

(3)头脑风暴。一群人围绕一个特定的问题相互补充、相互激发而产生新观点的时候，这种情境就叫头脑风暴。在头脑风暴中，每一个人都被鼓励就某一具体问题及其解决办法，畅所欲言，提供己见，从而产生尽可能多的观点，即便有些主意可能不会被完全采纳。头脑风暴的效用在于：较之个体之和，群体参与能够达到更高的创造性协同水平。对于课堂上从不同专业不同年级构成的学生来说，头脑风暴的这一环节引发了课堂的一个爆点。消除了学生之间的陌生感，每个人都能够提出一个或多个自己的创意，大家再畅所欲言进行讨论，自由的课堂气氛提高了学生的积极性，引发了学生的创意源泉。通过民主集中的法则，经过一次次的分析对比最后确定本小组所要实现的创新作品的目标。

如此，通过“发掘需求—寻找创意—快速建模—实施创新”的创新4步法工具，如图2所示，激发学生创新热情，在潜移默化中引导学生学会使用创新思维工具，高效地实现团队目标的制定，为后续创新想法的落地实施奠定坚实的基础。

图2 创新4步法工具

3.2 创新实践能力

(1)创新与电子制作。参与课堂学习的学生，专业不同年级不同，对创新中所需技术的掌握程度也参差不齐。如何在这样的一个情况下进行技术类课程的授课能收到良好的效果，对授课教师是一个挑战。技术类的课程必须让学生亲自动手参与到其中才会达到激发学生的自主学习性。因此负责电子技术的教师要做好详细周密的课前准备。对于电子类的课程，先通过生活中身边用到的各种电子用品，引发学生对于电子技术在现代社会生产中起到的不可或缺的作用。然后通过5组单片机的简单实验，使各种不同专业的学生都能直接触摸到电路，了解电路的基本常识，提升在创新项目中引入电路模块的勇气，消除学生回避涉及电路硬件开发的戒心，对项目中涉及电路方案的可行性有更清楚的了解。教师所发放元器件经过学生的认识与了解，可探索出更多的创新型作品，激发学生创意。这5组实验以阶跃递增的模式逐步提升难度，对于不同水平的学生分层次指导和帮助，让学生在一堂课上从一张白纸到最后人人成为创客能手，引发学生对电子技术的热情，在实际授课过程中发现每个小组中都能涌现出一两名有技术潜力的队员，对这些学生委以重任，提高其责任心和积极性，这是一个高效而显著的技术创新能力培养过程。

(2)移动互联网软件开发。在对硬件技术有了了解和掌握之后，针对有软件需求的项目小组，带领学生进行一次软件设计之旅。让非计算机专业的学生了解互联网和移动互联网软件开发的基本知识，让同学们从互联网发展历程和技术架构的角度来思考互联网，激发创新意识和编程兴趣。一步步引导学生现场做出一个漂亮的blog网站和简单的IOS应用，让大家在动手的过程中提升信心和拓宽思路。同时让学生学会掌握一门开发技术的学习路径，让有兴趣进一步深入的学生知道如何继续学习，提升实力。

(3)项目管理。创新项目所需软硬件技术都掌握之后，每个小组的项目进入了实质性的阶段。在此过程中，项目的过程管理就变得非常重要。如何在有限的时间内充分发挥团队每个成员的能动性，高效高质地完成一个产品的开发，是每个团队成员都要了解的一个知识。项目管理的知识结构从项目小组组织结构、风险评估、项目进度规划3方面对项目小组进行梳理。在一个项目组里，分工必须明确，每人扮演什么角色，承担什么责任，都明确到位。每人可以轮流体验项目经理的工作，教授学生会画组织结构图。在这个阶段，教师要向学生教授如何设立一个合格目标的工具——SMART分析法：Specific针对性的/具体的；Measurable 可衡量的；Achievable 可达到的；Relevant 相关的；Time-based 时限性的。鼓励学生利用SMART分析工具对项目着重进行风险评估，规避以后可能遇到的种种问题。

各小组经过头脑风暴，SMART分析等一系列讨论确定方案落实可行后，需要对项目进行进度规划，如图3所示，每个人每个时间点完成什么样的工作，以表格或图形的形式落实到位，每人都明确自己需要做什么，什么时间做完，做到心中有数，忙而不乱。最后项目组中负责会计专业指导的教师再教授学生学会如何财务预算，进行风险把控，从人力、物力、时间3方面严格把控项目完成质量。

以上这些环节是对学生的创新实践能力的重点培养阶段，是进行创新的基本能力，这阶段学生实际动手操作比较多，需要指导教师做好大量的课前准备和细心耐心的课堂指导，以保证课程取得显著的效果。

图3 项目进度规划时间轴

3.3 创新能力提升

(1)工业设计。在项目实践进入到中后期，产品的原型机设计出来之后，面临产品的外观设计、市场化、知识产权申请等方面的问题。作为一个项目团队，这是关系到自己所设计的产品能否被社会所接受的问题，也关系到自己的创意能否带来经济价值的问题。所以毋庸置疑会引起学生极大的兴趣。课程中负责工业设计指导的教师在本阶段的任务量最大。指导教师分别对每个小组作品进行外观设计指导，并与管理专业的教师一起合作，带领学生一起进行头脑风暴，在进行外观设计追求美的同时，也不能忽视产品的功能需求，要为产品设计出既追赶现代市场审美趋势，又不影响产品功能的外观。通过工业设计老师在绘图纸上信手拈来的模型素描图勾勒，在学生的集思广益下，把简单笨拙的原型机，瞬间变成一个高大上的智能产品，让学生充分体验到自己的劳动瞬间产生价值的快感。

(2)知识产权。当学生的作品功能设计好，做好外观包装准备面市之前，最重要的工作就是先进行知识产权的保护申请，这关系到个人的劳动成果不被侵害的自我保护。知识产权的申请在原型机面世前就应该提上项目议程。知识产权保护可以理解为“智、情、灵、行”4个关键字。智就是知识；情，则是表达；灵，就是创新；行，则是完成。这是对知识产权最经典的概括与提炼。学生牢记这4点，在知识产权的申请撰写方面，会具有一步到位的体会。

(3)用户体验创新设计。以人为本的设计观念贯穿整个产品设计的过程。通过引导学生学会使用用户体验设计的工具，来创造出好棒、好美、好用的产品或服务，是自己的产品从狂野的想法到原型机，再到初步包装后的产品，再从用户体验的角度再度打磨，是创新产品逐步人性化，逐渐接地气，到最后落地为一个实实在在的可用的产品[12]。

3.4 创新展示方法

(1)演讲与表达的技巧。课堂上向学生展示优秀创业团队路演的视频，使学生了解什么是路演，路演时需要什么样的演讲才能与技巧，如何在电梯3 min法则内对自己的产品有一个清晰的描述，如何向别人推销自己的产品，现场组织学生进行演讲才能的展示，鼓励学生大胆展示自己，分享演讲的心得与理念，锻炼学生的表达能力与应变能力。

(2)产品市场营销。从价格策略、产品策略、渠道策略和促销策略4个方面，引导学生对自己的产品进行深入剖析，精确找准市场定位，以提高产品的竞争力。价格策略主要是指产品的定价，主要考虑成本、市场、竞争等，企业根据这些情况来给产品进行定价。产品策略主要是指产品的包装、设计、颜色、款式、商标等，给产品赋予特色，让其在消费者心目中留下深刻的印象。渠道策略是指企业选用何种渠道使产品流通到顾客手中。它有很多种，比如直销、间接渠道(分销、经销、代理等)，企业可以根据不同的情况选用不同的渠道 。促销策略主要是指企业采用一定的促销手段来达到销售产品，增加销售额的目的。手段有折扣、返现、抽奖、免费体验等多种方式。

4 教学改革成效与反思

(1)“创新工程实践”这门课程是我校联合北京大学有多年科技创新大赛指导经验的教师，在积累经验的基础上开设的创新实践课程，将以往的科技比赛等课外活动纳入正规课堂，对刚入校的大学生进行系统化的技能培训和科学的知识引导。同时，选修过本课程的学生，经过一个学期的培训与实践，对创新实践有了更清晰而切身的认识与体验，对科技比赛不再带有恐惧心理，积极的加入到科技社团或创新项目中去，真正实现了“以学促赛、以赛促课”的良性循环。

(2)教师根据自身经验和学生自身发展规律，提出“引导—实践—提升—展示”分层次递进式的创新实践课程教学模式，给学生以系统训练和科学引导。并充分运用现代信息技术，借助MOOC使教学改革得到充分展现。教师在实际授课中根据需要可以有多种模式将MOOC应用于课堂，根据MOOC短视频的特点实现菜单式学习。可将MOOC作为课前的“开胃菜”，通过MOOC中虽不深奥但有趣的内容引出教学内容，激发学生兴趣，吸引学生在课堂上进行深度学习，又可以开展翻转课堂，把理论知识学习放到线下，增加课堂讨论环节，加强实践操作环节，突出学生主体地位，把教师到学生的单向交流，变成师生之间、学生之间的多向交流，使教学成为一个开放的系统，留给学生足够多的时间去交流，思考，动手实践[13-14]。

(3)基于MOOC教学法一个最大的优点就是打破了专业、年级、地域的藩篱，给一批对创新创业有强烈兴趣的学生提供了一个学科交叉、融合创新、实现梦想的平台。不同学校的学生，通过MOOC课程的直播现场互动，实现了校际联合，互通有无。我校创业学生2016年期末结课展示的时候，还被邀请到北京大学的课程直播现场，与同来参与直播的创业队伍互相切磋，同时通过MOOC平台向全国数十万线上学习者宣传了自己的创业产品。

(4)MOOC相比于传统课堂的另外一个优点就是实现了“名师+名校+名师”的资源最大化。本课程所选用MOOC课程的师资是由8位北京大学知名教授组成的导师团，学生在线学习可以体验名校课堂氛围，吸纳名师精华，同时学生在本校内的动手实践环节，课程教师针对不同团队的专业需求，会邀请本校各学院的专业教师担任指导教师，使学生创新在“名师+名校+名师”的教学保障下如虎添翼。学生通过一门课程获得资源最大化，同时指导教师在指导学生的过程中还可以发掘优秀的学生吸纳到自己的课题组，实现师生共赢。课程开设4学期以来，就有5名学生在导师的指导下，在大二学期就拿到了自己的发明专利。

(5)基于创新实践的课程教学改革，也对任课教师提出了高要求。教师要不断进行自我充电与提高，密切关注前沿问题的研究，不断丰富教学内容。教师要持续关注国内外先进技术成果的发展，引导学生拓宽视野，避免重复性创造。为启发学生认识创新的价值，帮助学生实现学校与社会的无缝衔接，课程每学期都会邀请不同的企业家来讲课，企业家的市场敏锐度与洞察力弥补了高校教师这一方面的不足，可以带给学生超前的创新意识和宝贵的实战经验，是对理论教学有力的补充[15]。

5 结 语

本文以创新实践为导向，基于MOOC平台的分层次教学模式，这是多年科技比赛经验与2年来构建了课堂教学经验的思想融合与探索。课程的开设起到了为科技创新活动先期全面培养人才的作用，是对我校创新创业培养工作的有力补充，为学校双创事业的发展提供有力的技术支撑。