瞄准实战化需求的基础实验教学体系重构与实践

苏学军　吕海燕　赵媛

［摘 要］文章瞄准实战化需求，以信息化技术为支撑，以学员自主学习能力、创新实践能力和岗位任职能力培养为目标，构建 “1+X”（“1”是对原有各实验教学平台整合、优化后的综合教学平台， “X”是由教材、MOOC、微课、案例库、教学评价等多维度模块组成的动态教学资源库）立体化、多维度的实验教学内容体系，搭建“内驱式”学员创新实践俱乐部平台，创新“6C+6D”式（“6C”：军政能力、思辨能力、创新能力、实践能力、协作能力、自学能力；“6D”：以证代考、分级考评、项目竞赛、答辩展示、形成考核、实操演示）学员综合素质考核评价体系等实现基础实验教学体系的重构与优化。经过4年多的探索实践，学员实战需求创新实践能力、教员晓战善教水平显著提高，研究成果对军队院校基础课程实战化教学改革具有借鉴意义。

［关键词］教学平台；教学资源； “内趋式”创新平台；综合素质模型

［中图分类号］ G642.423 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2022）10-0014-04

基础实验教学作为院校基础教学工作中非常重要的组成部分，其受众面广且是学员后续课程的基础，在培养学员岗位任职能力、创新实践能力中起着不可替代的作用。本项目瞄准实战化需求，紧密围绕实战化教学的内涵，以信息化技术为支撑，以学员自主学习能力、创新实践能力和岗位任职能力培养为目标，对原有基础实验教学内容体系进行了重构与优化，构建了“1+X”立体化、多维度的教学内容体系，实现了基础实验教学内容的系统性、动态性、灵活性、共享性与前瞻性。体系中的“1”是在原有各实验教学平台的基础上，构建一个开放、共享的立体化网络虚拟平台，将基础实验教学各种资源在物理空间、信息空间中进行有机结合，进而实现教学资源利用率最大化。体系中的“X”由教材、MOOC、微课、经典案例、虚拟实验、学科前沿资源、教学评价等多维度模块组成，该模块可以根据实战化需求对各教学资源库实施动态更新、重组。重构后的“1+X”实验教学内容体系，实现了“四个深度融合”，即“在线学习与线下学习”“自主学习与集体学习”“课堂学习与自主探究”“传统课堂与网络课堂”的全面深度融合，实现了基础实验教学目标与培养实战化能力素养的一致性。该体系主要解决了基础实验教学中存在的如下4个教学问题：1.教学资源平台相对分离，共享性、利用率不高，教学资源形式单一、军事应用特色不足；2.学员创新实践平台不能很好地激发学员主动创新的意识；3.对学员岗位任职能力的考核针对性不强；4.实验教员队伍能力素质与新型教学内容体系需求不符。

一、以信息化手段为依托，构建开放型基础实验综合教学平台

依托专用网进行“1”平台的PC版整体搭建，整合优化计算机基础信息化导学平台、电子设计创新实践教学平台等6个子平台。同时，开发了平台的移动终端版，实现了“口袋”里的实验室，有效提高了教学资源的共享性和利用率，实现了线上线下深度融合的全过程教学管理。

（一）紧跟信息化技术发展，依托专用网进行平台的整体搭建

开放型基础实验综合教学平台以专网为依托，基于开放、共享、安全、可靠原则，以学员能力生成为导向构建完成。该平台由6个子平台组成（如图1所示），分別包括：信息化导学平台、机械工程虚拟实验平台、工程力学实验平台、大学物理虚拟实验平台、大学化学虚拟实验平台、电子设计创新实践平台。平台紧跟“互联网+”发展的步伐，同时开发了平台的移动终端版。开放型基础实验综合教学平台的建立，实现了实验教学的整合与优化。平台提供基础实验项目的相关学习资料、虚拟设备、网上辅导以及自我检测等条件，学员可进行反复学习和实验技能训练而不增加设备的消耗，这有利于培养学员的自主学习能力、提升学员的实验技能，并提高实验教学效率。

（二）依托“互联网+”的优势，实现“口袋”里的实验室，为教学模式由“知识传授型”向“素质养成型”转变提供保障

紧跟信息技术发展，充分发挥移动学习的优势，在已完成PC端实验教学平台的基础上，基于手持移动终端进行“移动平台”设计，以实现“口袋”里的实验室，从而使基础实验教学模式得到进一步优化，把学员从游戏中拉回自学课程知识上，确保学员可以随时随地开展实验学习。同时，平台学习资源面向所有用户开放，能够充分满足不同专业学习者的学习需求，打破了面向固定专业的实验教学壁垒，切实实现了实验学习不受时间、场地、设备、专业的等客观因素的影响。

（三）以开放共享平台为支撑，实现实验教学全过程管理

基于该开放性综合实验教学平台，实施 “多元融合，协同驱动”的教学模式（如图2所示），进而实现教学的全过程管理。学员通过平台，在走进实验室前就明确了实验项目要求、操作流程与方法、注意事项等基本问题。教员通过平台对实验教学过程进行管理，对实验项目进行设置，通过网络论坛对学员进行辅导，对实验结果数据进行检查；学员通过平台使用实验仿真软件，掌握实验仪器设备的功能及操作规程，自主地进行实验并通过网络平台上传实验报告；平台打破了空间、时间的限制，为学员提供了生动、逼真的实验学习环境，使学员成为虚拟环境的参与者，这极大地调动了学员的学习积极性。平台中的反馈数据能够更好地反馈教员教学过程中出现的问题，帮助教员提高教学内容设计、教材编写、教学案例设计、教育资源制作等能力。

二、以岗位任职能力培养为牵引，建设多维度、动态化教学资源

聚焦实战、突出创新，以趣味性、实战化为出发点，将新训法、新技术融入教学资源库建设，建成了“教材、MOOC、微课、案例、虚拟实验”等多维度的“X”立体化动态教学资源库。由此拓展搭建了计算机设计、电子设计等四大 “内驱式”创新实践俱乐部，更好地满足了学员自主创新的需求，有效提升了学员的创新实践能力。

（一）教材建设

聚焦实战、突出创新，大力挖掘各基础实验课程与军事应用之间的联系，力求将新战例、新训法、新技术融入教材。内容设计上突出针对性、先进性和实用性，促使基础实验教学紧贴军事应用落地生根。以体现军事现代教育思想、突出军事应用为前提，注重将“知识、能力、素质”融入其中，以建设高质教材和精品课程为目标，编写了《大学计算机基础实验教程》《大学物理教程》《电子技术综合实践》三门海军重点建设教材，这三门教材均已由国防工业出版社出版并投入使用。

（二）MOOC建设

MOOC是“互联网+”时代教学资源的重要组成部分，因此我们结合实验教学内容的特点，有重点、高质量地推进MOOC课程建设。海军航空大学（以下简称“我校”）首门DIY MOOC课程“妙趣横生C之征程”，于2017年上线国防科大“梦课”平台。该课程教学案例设计以趣味性、实战化为出发点，将整个课程的知识点融入大量的军事特色突出的教学案例中，大大提升了学员的学习兴趣，开辟了一条很好的通往计算机程序设计的入门之路，为提高学员的信息素养、增强学员对信息化战争的理解发挥了重要作用。该课程同时上线军事职业教育平台，目前已开设4期，选课人数达781人，学员反响好、学习热情高。MOOC课程“物理在军事装备中的应用”，共计54学时，已上线军事职业教育平台，第一期选课人数已达168人；MOOC课程“等离子氧化在军事中的应用”已通过海军立项并投入建设。

（三）微課建设

基础实验课程由于具有实践性强、操作性强、知识点分散、内容涉及范围广等特点，非常适合制作成微课教学资源。因此，课程组以学员岗位任职能力培养为出发点，结合各基础实验教学内容特色，深入挖掘教学内容与军事应用的切合点，建设了一系列包含“没有硝烟的攻防——网络安全”“韩信点兵，谈穷举之道”“电文破译”“航空插头焊接技巧”“随时转向的命运列车”等军事特色突出的质量高、应用效果好的微课程。学员借助这些丰富的微课教学资源，利用碎片化的时间进行自主学习，有效解决了基础实验课教学面临的课时少、知识量大、学习效果差等问题。

（四）案例库建设

以贴近实战、激发兴趣、注重时效为原则，通过到部队岗位调研、为部队服务、科研项目转化等方式，在注重案例设计的真实性、时效性、典型性和针对性的基础上，建设丰富的案例库。以计算机实验教学为例，为了通过教学案例介绍军事信息系统的基本概念、发展历程、信息技术的应用等，引导学员感受信息技术的发展给战术、战略、训练管理等军事领域带来的变化，引导学员采用相关技术解决典型的军事应用问题，课程组设计了如《计算机求解问题——递归之应急救援任务保障点设置》（获军队院校计算机基础课程教学案例设计竞赛一等奖）、《贪心设计之航空装载问题解决》等高质量的典型案例。

三、以创新实践俱乐部为支撑，为学员提供“内趋式创新”平台

（一）结合各实验教学模块特色，运行四大创新实践俱乐部

“计算机设计俱乐部”“物理创新俱乐部”“电子设计俱乐部”和“机械创新俱乐部”四大创新实践俱乐部与主要基础实验教学融合运行。与课堂教学相比，学员俱乐部活动更加注重理论与实践的结合，更加注重知识向能力的转化，以培养学员的自主学习能力、知识应用能力、创新实践能力、组织管理能力、团队合作能力等为目标，有计划、有组织地开展日常活动。

（二）以创新实践俱乐部为支撑，鼓励学员参加创新设计大赛

在开展日常活动的基础上，俱乐部鼓励学员积极参加中国大学生计算机设计大赛、中国大学生机械工程创新大赛、大学生物理科技大赛、全国大学生电子设计竞赛等各类权威的、高质量的创新设计大赛，每年都有200多名学员参加这些大赛并且取得了较好的成绩，有效地促进了学员创新实践能力的提升。

四、以岗位任职能力为驱动，构建学员综合素质考核评价体系

以岗位任职能力为驱动，筛选不同课程的经典实验项目，提炼实验项目的能力培养目标，构建学员综合能力素质模型、评价指标体系和考评机制。

（一）基于实战化需求，构建“6C”式学员综合素质模型

通过研究实战化内在需求，结合基础实验课程教学特点，提炼出与培养过程、能力、目标相契合的“四大核心”实战化能力需求，即协同作战需求、实时高效需求、适度模拟需求、高度预判需求，并以此为基础构建了以军政能力、思辨能力、创新能力、协作能力、实践能力、自学能力为核心的“6C”式学员综合素质模型（如表1所示），同时建立了实验教学内容各模块与各能力培养之间的关联模型。

（二）基于“6C”式学员综合素质模型，构建两级模型评价指标体系

以上述六大核心能力为一级指标，对每个一级指标设置多个二级指标，对各素质要求的行为能力进行具体限定并设置其指标评价标准，构建了5个一级、15个二级的两级模型评价指标体系，其中各指标的在评价体系中的权重如表2所示。

（三）基于两级模型评价指标体系，构建“6D”式多元化考评机制

教学评价主要从学习过程、学习效果和学习态度三个方面，在引导学员创新的基础上，围绕“三度”（参与度、效果度、认可度） 、“三性”（互动性、创新性、应变性），采用以证代考、分级考评、项目竞赛、答辩式、实操演示“6D”（六维度）结合的考评机制实现全面评价，如表3所示。

五、教学实践效果

（一）教育理论研究成效显著，教学改革成果突出

近年来，课程教学改革项目组共完成各级教育、教学研究等项目14项：获院校级教育理论研究优秀成果二等奖3项、教学改革成果一等奖2项、二等奖2项、三等奖2项、军队院校教学优秀论文一等奖1项；项目组1人获“向实战聚焦、向部队靠拢”教学改革工程特别贡献奖、11人次指导学员参加各级各类竞赛获“优秀指导教师”称号；项目组成员发表教学研究论文51篇，其中SCI检索1篇，《实验室研究与探索》《实验技术与管理》《大学教育》等中文核心期刊26篇。

（二）教学资源建设多维全面，建设质量水平高

我们编写出版了教材7部，其中获海军重点建设教材3部（均由国防工业出版社出版）、海军优秀电教教材二等奖2项、全国多媒体课件大赛一等奖2项、二等奖1项、海军院校和训练机构优秀课程一等奖1项。建设了MOOC课程5门、微课38门、教学案例46个、虚拟实验52个。教学资源累计获奖25项，其中，获全国电工电子基础课程实验教学案例设计竞赛、全国微课视频制作大赛、军队院校课程教学微课、案例设计竞赛等各项赛事一等奖3项、二等奖2项、三等奖3项等。

（三）学员创新实践能力提升明显，学科竞赛屡创佳绩

2017年以来，学员参加中国大学生计算机设计大赛、电子设计竞赛等9项学科领域的权威性创新设计大赛，累计获奖132项，其中获国家级一等奖6项、二等奖11项、三等奖9项，获山东省一等奖30项、二等奖36项。在ACM国际大学生程序设计竞赛中，我校学员获亚洲区域级铜奖1项，12名学员参加中国大学生机械工程创新创意大赛取得见习物流工程师资格，我校连续4届获“优秀组织奖”。

六、總结

本文紧贴实战化教学需求，以教育理论研究为基础，以基础实验教学内容体系重构与实践为突破口，建设了一系列“军味、海味、战味”突出的教材、MOOC课程、微课、案例库、虚拟实验等；以提升学员核心能力为目标，搭建了“内驱式”学员创新实践俱乐部平台，构建了学员以六大核心能力为标准的综合素质考核评价体系等。经过4年多的探索实践，基础实验教学实战化教学水平显著提高，学员的综合能力得到了有效提升。

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［责任编辑：陈 明］