海警信息技术基础课程闭环式教学方法探究

张盛　嵇鼎毅　邹维健

摘要：当前，海警信息技术基础课程教学以灌输式教授为主，实验内容设计也较为单一，这种传统的教学模式具有诸多弊端，如枯燥乏味、单一死板、课程教学与实践应用脱节，以及学习积极性不高等。从系统论的角度，提出一种海警信息技术基础课程 “创新-实践”闭环式的教学模式，从知识的输入和输出、教与学的主客体平衡、专业知识与实践应用，以及教学模式的迭代更新等几个闭环入手，对新的教学模式进行重构与设想，以提升专业基础课程的教学效能。

关键词：教学方法;海警人才;海警信息技术;闭环教学;创新能力

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）26-0173-03

1 引言

人才培养模式和教学模式的不断更新升级一直以来是高等教育研究的重点。当前，在海警信息技术专业基础课程的教学中，以讲授方式为主导，以课本、课堂、教员为中心的教学方法仍然是主流方式，该方式与海警高素质人才培养要求相距甚远，容易导致教与学脱节，学与用脱钩。同时，机械式地学习使得学员不能高效吸收知识，因而不能将所学知识很好地转化为专业能力，以及应对复杂多变的电磁环境下的通信保障能力。类型单一的教学内容，使得学员知识面较为狭隘，不利于个人综合素质的完善和提升。

即使在一些地方本、专科院校中，信息技术专业的基础课程教学也存在类似的问题，理论教学与实际应用脱钩的现象仍然存在。针对上述问题，林建提出了一种以学科交叉融合以主题的培养模式，以解决学生在知识更新能力上的短板[1]。周爱国针对学生的动手能力不足，提出了一种以社会实践能力为核心的培养新思路[2]。近几年，在“新工科”背景下，如何培养专业知识丰富、实际动手操作能力强、综合素质高的知识、能力、素质相统一的全面型创新人才也成为教育领域的研究热点[3，4]。此外，学者们也提出了科学教育和人文教育的融合式培养新思路[5，6]。对于新时代的学生，如何从转变教育教学观念开始，突出学生的主体地位，改革升级陈旧的课程考核评价指标，也逐渐成为各大高校研究和实践的重要内容[7，8]。

由此可见，在高等教育研究领域，研究者们在突出学生和学员创新能力与实践能力的培养方式和教学模式中，投入了大量的研究，经历了数年的实践沉淀，并取得了一定的成效。本文主要针对我院的办学实际，结合海警人才需求，探索在信息技术基础课程教学实践中开展“创新-实践”闭环式教学模式。

2 构建“创新-实践”闭环式的教学模式

“创新-实践”闭环式教学模式的特色在于教学理念的转变，即从传统的知识传授型教学模式向以知识输出能力为焦点的模式转变。传统的知识传授型教学模式最大的弊端在于只注重知识的输入，却忽略了知识的内化和输出。当灌入的知识不能跟学生现有的知识结构树融合，则意味着知识内化的失败，从而知识输出受阻。“创新-实践”闭环式教学模式专业课程教学与应用场景结合，让学员以更高的效率消化晦涩的专业知识，进而提高创新思维和动手能力。因此，“创新-实践”闭环式教学模式将实现知识的输入、内化和输出之闭环，教员授课与学员自主学习构成的教与学主客体之闭环，专业知识与实战应用构成的理论与实践之闭环以及方案本身的自我完善与升级之闭环。

2.1 总体方案

从横向维度来看，“创新-实践”闭环式教学方法主要包含三个环节，如图1所示。首先，要以课堂教学环节为抓手，改进课堂教学模式，强化以学员为中心的课堂教学理念。其次，借助现代信息技术，加速推进实践环节向以自主创新能力为核心的体系转变。最后，通过课题研究，驱动学员强化个体创新能力。需要说明的是，创新能力培养环节贯穿课堂教学和实践教学环节，以创新能力培养为纽带，实现课堂教学和实践教学协同互补，相互促进的效果。

一是以学员为中心的课堂教学模式改革。学员是接受知识的主体，因此，课堂教学不仅应该注重知识的输出过程，即教法，更要注重知识的输入过程，即学员对知识的消化过程。从认知心理学的角度，人类在接受吸收外部知识之前，一般具有内在的认知动力，换而言之，好奇心与兴趣爱好是接受和消化知识的前提。鉴于此，可從三个层面入手，以培养学员兴趣爱好为出发点，对课堂教学模式进行变革。首先，利用现有信息化条件，逐步推进以线上线下相结合的混合式翻转课堂教学。其次，借鉴一流院校的教学模式，逐步推行任务牵引式自主学习计划，充分利用课余时间，实现课中课外教学互补。此外，针对学有余力的学员，设计一些实际应用案例，以小任务的方式在课堂上完成。

二是以课题研究为驱动的创新能力培养。主要从专业问题应用研究、拓展研究、前沿发展动态研讨与创新能力训练小项目设计四个方面入手，围绕思维能力提升与活学活用这个中心主题，对学员进行有针对性的创新能力训练。创新能力的强弱与学员专业知识和能力水平密切相关，在实施创新能力训练的过程中，要掌握好教与学的主客体平衡度。首先，在教学客体，即学员这个层面，须针对不同学习能力的学员实施不同的训练方法。其次，在教学主体层面，课程教学团队须深入海警相关单位做好调研，提炼与海警信息技术相关的小课题，形成研究课题资源库，供学员参考并选题。

三是以自主创新为核心的实践环节改革。信息技术基础课程的工科特点鲜明，要学好这类课程，离不开实践的过程。然而，我院的信息技术类实验室已逐渐跟不上不断更新的课程教学需求。在大数据和人工智能技术飞速发展的今天，逐步在实践教学环节中引入先进的信息技术和手段，是实现闭环式教学的重要支撑。首先，更新现有实验室信息化设备，以开展计算机辅助电路设计教学。其次，在新建实验室项目中，积极引入虚拟仿真技术和人工智能技术，提升实验教学的技术含量。在实践教学中，根据实际情况适当引入电子设计竞赛项目，以实现知识由输入为主向输出为主的转变。

上述三个环节相互依存，缺一不可。以学员为中心的课堂教学模式是实现预期教学目标的前提，只要做好这个环节，才能保证学员的创新能力和实践动手能力的培养效果。创新能力训练和实践环节反过来可提高课堂教学效率和学员的学习积极性。创新能力训练和实践环节之间也可实现互补，实验室也是实施创新项目的主要平台。

2.2 实施步骤

“创新-实践”闭环式教学模式的内涵丰富，在组织实施过程中，需要综合考虑方案的横向和纵向两个维度的交叉，空间和时间的统一，专业知识与应用情景的有机结合，自我学习与课堂讲授配比等相关问题。一般而言，可以采用“四步法”展开实施。

第一步，前期教学资源的开发与整合。图1所示的方案需要大量的教学资源进行支撑，根据其性质的不同，可分为线上资源和线下资源，实验资源和非实验资源，校内资源和校外资源等。依据实际情况，重新开发新的教学资源，并对现有资源进行整合再利用。例如，将慕课网的课程资源纳入“创新-实践”闭环式教学模式中，或者基于军事职业教育平台开发新的在线课程。校外资源的内涵不局限于实体资源，也可延伸至线上，注重各类辅教辅学资料、内（外）网的科技文献资源，各类学科竞赛平台等资源建设。同时，加强教学案例、技术博客、多媒体动画等非实验资源的收集与开发。

第二步，课堂教学组织环节。为了激发学员的学习兴趣，和提高其创新能力与实践技能，在整个课程教学体系中引入研讨式教学。考虑到当前海警人才培养实际情况，直接套用翻转课堂的模式不可取。因此，课堂组织形式将以传统方式为主，研讨式教学为辅，根据实际情况对研讨式教学占比设定阈值R，且R的取值采用迭代优化的方式进行动态更新。在图1中，创新能力训练小项目设计、线上线下结合的混合式翻转课堂教学、专业前沿领域研讨、专业问题应用研究等模块可引入研讨式教学的课堂组织形式。

第三步，实践基地拓展与升级。在图1的方案中，实践环节的实现主要依托传统实验室和虚拟实验室。实践基地的拓展升级主要从以下几个方面展开：一是积极拓展实践基地，依托中国海警局下设单位成立新的合作基地，以实习或者短期见习方式与院校开展合作培养。二是利用现有实验室的电台和校内实践场地打造综合试验场。三是依托开放性办学平台，通过联教联学的方式发展校校联合型实验室。在条件成熟时，引入虚拟现实（VR） 技术拓展实践基地。

第四步，教学模式的迭代更新。教学活动本质是一种复杂的人类实践活动，涉及到认知、情感和改造大自然等重要实践内容，具有高度的复杂性、动态时变性和非唯一性等复杂系统的特征。因此，“创新-实践”闭环式教学模式不是一成不变的，应在实践的基础上，不断总结问题和解决问题，对原方案进行升级完善，然后再进入实践环节，如此循环往复，不断迭代更新。例如，第二步中参数R的取值如何实现最优，案例分析占比如何设置，电子设计竞赛成绩的量化等问题，都需要在迭代中进行验证和改進。

在上述四个步骤中，实施主体不仅涉及任课教员，还涉及课程教学团队、教研室与教学服务保障部门等多个主体，从教师到团队，再到相关部门，构成一个组织闭环。此外，每一个实施步骤都是一个动态变化的系统，如不断丰富教学资源、讨式教学占比参数R的迭代方法等。

2.3 考核评价

课程考核评价方式是检验学习成效的手段，也是验证教学模式效能的评价指标之一。当前，海警舰艇通信基础课程的考核方式采用传统的终结性考试为主，即闭卷考试和实验考试相结合的方式，然后与形成性考核一起分别赋予一定的权重，得出最后的课程考试成绩。在开放性的教学模式下，这种考核方式存在以下两个弊端：

一是不能客观反映专业知识的内化程度。从认知心理学的角度来讲，知识的内化主要由个体对于知识场景的联想和加工能力体现。知识内化程度越深，知识场景的联想加工能力越强，解决实际问题的能力也越强。当然，知识内化程度的量化问题一直困扰着学术界，由于认知活动具有复杂性和多变性两个特点，因此，量化过程具有一定的主观性。以相对固定和单一的传统考核模式作为量化工具，必然会带来量化偏差的问题。

二是容易出现“既当裁判员，又当运动员”的情况。从系统学的角度来看，无论是闭卷考试、实验考试还是形成性考试，都是封闭系统。由于学员、教师与教学管理系统三者构成了具有共同利益的整体，三者之间具有很强的耦合性。即使采用教考分离的办法防止作弊，但是，因教考分离的实施主体仍然处在共同利益体内部，作弊的可能性仍然存在。

“创新-实践”闭环式教学模式本质上是一种开放式教学，从整体上看，该模式下的课程教学内容实际边界比较模式，其不仅融合了线上线下资源，而且利用虚拟技术拓展教学空间。该教学模式的时间和空间界限比较模糊，这也为考核评价环节带来了一定的难度。因此，结合其开放性特点，应该配套以开放性的考核评价方式。考核评价方式的开放性决定了其最终实现形式的灵活性，即不拘泥于某个特定的方案。具体的考核评价方案可参考以下两个要点进行构建。

一是平时考核和终结性考核结合。 “创新-实践”闭环式教学模式侧重于提高学习过程的效能，因此，平时考核以小论文、案例分析、普通作业等元素作为考核评价对象，并对这些元素按照重要性分别赋予权重，再根据完成质量计算最终得分。此外，根据通信基础课程的专业特点，提供可选项供学员选择，如电子制作、课程设计、发明创造、实验设计等。同理，不同选项也对应了不同的权重值。终结性考试仍然采用闭卷方式，该方式可以有效弥补平时考核方式主观性相对较强的弱点。最后，将平时考核和终结性考核按照不同的权重求和，得出最后的总成绩。

二是引入第三方考核主体。为了尽可能保证考核评价过程的公平性，建议适时视情引入第三方考核主体。例如，在平时考核环节中，邀请海警局专家作为第三方考核人员，对学员提交的论文、发明、课程设计等进行评审和答辩。其中，答辩可视情况组织。需要注意的是，第三方考核主体的构成应以学院外部人员为主或占多数，人员可从学院现有培训班或者友邻单位中选定。

需要注意的是，上述方案可根据实践情况进行调整，这也是“创新-实践”闭环式教学模式迭代性、开放性特点的体现。

3 小结

本文提出了一种适用于海警信息技术基础课程的教学模式，与以往的方案相比，该方案的特点在于从知识的输入和输出、教与学的主客体平衡、专业知识与实战应用，以及教学模式的迭代更新等几个闭环入手，对课堂教学组织形式、课程资源开发与整合、实践基地拓展与考核评价方式等重要教学环节进行重构和设想。

参考文献：

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[7] 董伟，彭新华，张常山.再现科学发现过程，倡导创新思维习惯——基础化学课程的案例教学研究与实践[J].化工高等教育，2005，22（2）：58-61.

[8] 张树鹏，宋海欧，董伟.利用有机化学知识点的蛛网式架构提高学生的综合能力[J].化工高等教育，2011，28（5）：56-59，71.

【通联编辑：王力】

收稿日期：2022-03-04

基金项目：武警海警学院教学成果培育项目（JXCG2021023）

作者简介：张盛（1982—） ，男，湖南武冈人，副教授，博士，主要研究方向为网络信息安全、大数据技术等;嵇鼎毅（1978—） ，男，浙江宁波人，讲师，硕士，主要研究方向为无线通信技术;邹维健（1997—） ，男，福建漳州人，助理工程师，学士，主要研究方向为无线通信技术。