周 毅 錦

(江蘇警官學院 刑事科學技術(shù)系， 南京 210031)

基于翻轉(zhuǎn)課堂的開放型刑事技術(shù)實驗室建設

周 毅 錦

(江蘇警官學院 刑事科學技術(shù)系， 南京 210031)

公安高等院校開放型實驗室的建設，一直受到教學管理模式和人力物力資源的制約。為了有效提高實驗室資源的利用率，順應公安實用性人才建設的實戰(zhàn)化教學改革，刑事技術(shù)實驗室引入翻轉(zhuǎn)課堂的理念，搭建集實踐網(wǎng)絡教學，微信預約，在線指導和考核于一體的網(wǎng)絡實踐教學平臺，從時間和空間上最大限度地開放實驗室。同時，通過合理設置實驗教學環(huán)節(jié)，調(diào)整智能化網(wǎng)絡管理，協(xié)調(diào)各教學部門的運作，采取切實的保障等措施，為學生自主學習和開發(fā)創(chuàng)新提供高效的資源環(huán)境。刑事技術(shù)實驗室開放使得學生的目的性、創(chuàng)新性明顯增強。開放帶來的實驗預約集中以及管理工作量增加等問題也促進實驗室開放管理水平的進一步提升。

實驗室開放； 實踐教學； 翻轉(zhuǎn)課堂； 教學改革

0 引 言

近年來公安院校大力推行實戰(zhàn)化教學，深入開展實戰(zhàn)化教學改革，實驗室成為推行實戰(zhàn)化教學的第一前沿陣地。如何在有限的實驗課時內(nèi)實現(xiàn)實戰(zhàn)教學的最優(yōu)化設計，改善實驗室管理，讓實驗教學環(huán)境更加貼近公安實戰(zhàn)，是公安院校實踐教育改革的新方向。目前公安院校刑事科學技術(shù)實驗室普遍存在實驗課程設置僵化、實訓課程過于模塊化等弊端，使得學生在實驗室的實驗和實訓環(huán)節(jié)缺乏主動性和自主拓展的空間。隨著智慧化校園的建設普及，使得在公安院校實驗室中引入智慧化管理成為可能。科學提升實驗室的開放管理水平，利用翻轉(zhuǎn)課堂和虛擬實驗室的建設，提高學生在實驗室中的學習效率，為學生營造全面開放的實驗教學環(huán)境，讓學生在實驗室中自主搭建實驗項目和模擬實戰(zhàn)訓練內(nèi)容，切實讓實驗室服務于學生，服務于實戰(zhàn)化教學。

1 公安實踐教學中翻轉(zhuǎn)課堂模式的引入

翻轉(zhuǎn)課堂的概念最初由薩爾曼·可罕在2011年TED大會上的演講報告中提出。就是在信息化環(huán)境中，課程教師提供以教學視頻為主要形式的學習資源，學生在上課前完成對教學視頻等學習資源的觀看和學習，師生在課堂上一起完成作業(yè)答疑、協(xié)作探究和互動交流等活動的一種新型的教學模式[1]。

近年來，高校實踐教學中“翻轉(zhuǎn)課堂”也相繼興起。實踐教學顛覆了原來的教學手段、順序和方法，將實驗、實訓的學習轉(zhuǎn)到課下，鞏固和糾錯放到課內(nèi)[2]。教師將眾多精致高質(zhì)量的教學視頻提供給學生，學生按照自己的時間和進度進行學習，教師更多地是在實際操作過程中給予指導，讓學生成為實驗室的主體。

公安院校為了順應一線實戰(zhàn)需要，推行“實戰(zhàn)化教學”，學生的實習期較長，在校期間要完成外語、法律、警體訓練以及專業(yè)課程，課時少，壓力大。如何在有限的學時內(nèi)高效完成實驗和實訓任務，成為專業(yè)教師頭疼的問題[3]。翻轉(zhuǎn)課堂的實現(xiàn)可以大大節(jié)約學生的課堂時間，借助網(wǎng)絡平臺，利用學生茶余飯后碎片式的學習，完成課外的操作理論教學和模擬訓練，并可以有效提高課堂訓練效率。

2 利用交互式網(wǎng)絡平臺打造開放型實驗室

多年來，為了有效利用實驗室資源，實驗管理中一再強調(diào)實驗室開放。固定的實驗、實訓課程安排以及考核環(huán)節(jié)的簡化，使得學生沒有熱情與時間參與到課外實驗。開放型實驗室名存實亡，開放實驗的開出率也很低，學生在實驗室的自主性幾乎為零[4]。作為公安技術(shù)教育的主體，刑事科學技術(shù)實驗室利用網(wǎng)絡平臺打造科學管理下的開放型實驗室，提高實驗室的教育和管理水平迫在眉睫。建設從形式到內(nèi)容的刑事技術(shù)開放型實驗室，給學生在時間、空間上足夠的自由度，合理安排實驗內(nèi)容和進度，同時利用高效的考核機制，保證開放實驗的教學質(zhì)量，是實驗教學的新要求。

國內(nèi)外對于高水平的開放性實驗室標準：成為研究和探索實驗教學的改革的在線中心，提供對場地實驗數(shù)據(jù)進行真實、嚴格且科學的分析手段、構(gòu)建具有3D沉浸式環(huán)境，可支持遠程控制、虛擬儀器、交互式多媒體實驗以及在線分析與研究活動的實驗與研發(fā)平臺[5]。因此，虛擬學習環(huán)境與網(wǎng)上在線實驗室的建設是開放型實驗室建設的一個新標準。

2.1 虛擬實驗室的建設

建立虛擬實驗室對公安技術(shù)的實踐性教學是一個良好的促進。以現(xiàn)場勘查實訓項目為例，目前刑事科學技術(shù)實驗室苦于場地和師資的限制，開展的訓練項目只能就某一種案件類型進行分組訓練，每一位學生只能在一組實驗中承擔一個角色，這對于公安教育實戰(zhàn)化要求相距甚遠。建立3D虛擬現(xiàn)場的游戲式教學環(huán)節(jié)，除了激發(fā)學生參與實訓的興趣外，在一定程度上解決在實驗室中開展案件現(xiàn)場實訓時人力資源和物質(zhì)資源短缺問題。保證每一位學生都可以在虛擬實驗中體驗從現(xiàn)場保護、組織指揮到勘驗檢查等各個角色，為每一位學生提供盜竊、殺人、搶劫、強奸等幾類典型案件現(xiàn)場勘驗流程的虛擬體驗，這是現(xiàn)實實驗室中不可實現(xiàn)的。虛擬實驗室除了可以較全面地展示標準的現(xiàn)場辦案流程[6]，學生在模擬訓練過程中可以給與及時糾錯，有效指導學生規(guī)避操作中容易出現(xiàn)的失誤，達到良好的訓練效果。

學生完成虛擬實驗實訓項目的訓練之后，進入實訓場地，開展有條件有目的實戰(zhàn)操作模擬，這種實訓模式可行并高效。

2.2 網(wǎng)上在線實驗室建設

網(wǎng)上在線實驗室主要是依靠網(wǎng)絡的即時可視化，建立有效的管理機制，用于組織管理學生開展實驗，提高實驗效率[7]。主要功能是實現(xiàn)網(wǎng)絡預約實驗，在線指導和考核等功能。

網(wǎng)絡預約實驗的前提是建立開放實驗，很多高校都已向?qū)W生開展了網(wǎng)絡預約實驗，網(wǎng)絡考核等。以往學生的基礎實驗安排在固定的時間和空間，部分操作動手能力強的學生及早完成了實驗任務，苦于教學制度不能提前離開實驗室，于是在實驗室玩手機，開小差，侵占了實驗室的資源。而對于有創(chuàng)新需求的學生，由于課程時間的沖突，進不了實驗室，只能安排在晚上和周末時間，也嚴重打擊了學生創(chuàng)新積極性。利用網(wǎng)絡管理的便利，實現(xiàn)實驗室預約機制，使學生根據(jù)自己的情況安排實驗內(nèi)容和時間，掌握實驗的進度和節(jié)奏。也讓緊張的實驗室資源不再被浪費在簡單的重復操作中，掌握較好的學生可以相對縮短基礎實驗的時間，在實驗室自由發(fā)揮，拓展自己感興趣的實驗，尋找更多的創(chuàng)新出發(fā)點和契機[8]，實現(xiàn)實驗室效益最大化。

因此打造開放型實驗室，利用網(wǎng)上在線實驗室靈活機動的管理模式，使得學生隨時多可以進實驗室，而實驗室也可以積極利用網(wǎng)絡管理的優(yōu)化手段，努力創(chuàng)造條件吸引學生進入實驗室[9]。

一直以來，提高學生的操作技能，強化學生的動手能力，高校實驗教學中最有效的辦法是將實驗課程獨立開課，單獨考核[10]。對于公安院校的學生課程負擔重，學生的課時緊張也使得實驗課程獨立成課變得不現(xiàn)實。利用網(wǎng)絡實驗室的管理，建立針對各實驗項目的考核，以考核強化教學，提高學生對操作的熟練度和融會貫通的能力。學生對各項實驗都做好考核準備后，可以通過網(wǎng)絡申請考核，在所有實驗項目中當場隨機抽取考試內(nèi)容，考核后網(wǎng)上提交實驗結(jié)果，給出考核成績，考核通過后才能參加期末課程筆試。這種隨機的考核方式迫使學生主動掌握每項實驗操作，并積極參與復習，應對考核。

3 開放型刑事技術(shù)實驗室網(wǎng)絡平臺框架設計

實驗室網(wǎng)絡平臺建設是實施翻轉(zhuǎn)課堂的前提，也是保證開放型實驗室功能化的基礎。刑事技術(shù)網(wǎng)絡平臺包含有實踐教學和實驗室管理(包括實驗預約，實驗管理，以及考核系統(tǒng))的功能，圖1所示為網(wǎng)絡實驗室教學平臺的框架。

圖1 刑事技術(shù)實驗室網(wǎng)絡教學平臺框架

3.1 實踐教學環(huán)節(jié)

由于刑事技術(shù)專業(yè)的實踐教學資料屬于內(nèi)部資料，不能在互聯(lián)網(wǎng)傳播，使得學生不能在移動終端上接受實驗教學。但由于目前公安院校刑事技術(shù)實驗室基本配備了儀器機房和公安網(wǎng)機房，在機房中提供內(nèi)部網(wǎng)絡教學，保證學生在實驗前和實驗中都能觀看教學視頻，為學生接受翻轉(zhuǎn)課堂提供自學條件。

實踐教學環(huán)節(jié)以視頻教學為主，視頻教學是實施翻轉(zhuǎn)課堂的主要環(huán)節(jié)，視頻制作的質(zhì)量，直接關系到學生學習的興趣及學習效果[11]，因此，教師應將主要精力投入到教學視頻的打磨中去。該項工作是一勞永逸的，后期的投入主要是維護和少量的修改調(diào)整。刑事科學技術(shù)實驗網(wǎng)絡教程包含實驗項目和實訓項目的教學兩個內(nèi)容。

實驗項目教學作為課程中的實驗項目主要以對基礎操作的模仿和熟練應用為主要目的。包括：① 文字部分。用于展示項目的目的、內(nèi)容、使用器材及耗材、注意事項等文字內(nèi)容；② 視頻教學部分。主要展現(xiàn)操作中的細節(jié)及技巧，同時配備解說，強調(diào)操作中的注意事項。微視頻為了適應學生的高頻率的網(wǎng)絡學習節(jié)奏，要求簡短，一般為3～5 min，不拖沓[12]。實驗項目力求全面，并配備移動文字強調(diào)各個實驗的應用條件，強化學生的應用能力。視頻具備時間條功能，以備學生隨時反復播放。③ 實驗效果點評。將實驗結(jié)果中常見的錯誤進行展示，說明是什么原因?qū)е聦嶒炐Ч患?，這有利于學生在實驗中對照并開展自我反省和思考。

實訓項目教學是將各個基礎實驗項目中的操作在具體現(xiàn)場中進行綜合運用。包括：① 文字部分。用于展示實訓方案和要求。② 視頻教學部分。以刑事技術(shù)實訓中的現(xiàn)場勘查項目為例，教學視頻除了提供正確規(guī)范的現(xiàn)場模擬操作外，還要有若干個有代表性的模擬現(xiàn)場的勘驗視頻，如：殺人、盜竊、強奸、搶劫、縱火案件。③ 3D模擬實訓部分。建立3D模擬實驗室，模擬若干個現(xiàn)場場景，提供給學生進行模擬實訓。學生在進入模擬現(xiàn)場前選擇保護、筆錄、勘查等角色。進入現(xiàn)場，以角色扮演沉浸式游戲模式參與現(xiàn)場勘驗實訓。出現(xiàn)操作錯誤或者遺漏失誤，則游戲給出相應的分值。該訓練可以重復多次進行，直到學生熟練各類現(xiàn)場操作流程后，進入預約實驗程序。

3.2 實驗預約

實驗預約前學生必須通過安全教育的學習，并完成一系列網(wǎng)上測試后方可進入預約系統(tǒng)。

平臺采用微信提供3天內(nèi)的實驗預約，內(nèi)容包含實驗項目預約和實訓項目預約。預約界面展示各項實驗的當前可預約空位數(shù)，并提前1天公布已預約成功的名單，微信通知到個人，同時設置上課提醒。

3.3 實驗管理

學生進入實驗室后，用微信掃描實驗桌上的二維碼進行簽到、簽退[13]。實驗中有任何問題可以向值班教師尋求指導，或?qū)嶒灪笥梦⑿排c教師交流。

3.4 考核系統(tǒng)

學生完成全部實驗項目的學習和復習后，提交考核預約?？己瞬捎镁W(wǎng)絡隨機抽取考核編號，實驗室于考核當日公布學生相對應的考核實驗項目，這主要是為了鞭策學生必須準備每個實驗項目，以備抽考。同時也可以杜絕操作中出現(xiàn)冒名頂替，或?qū)e人的操作結(jié)果提交到自己的考核結(jié)果等現(xiàn)象。

考核提供報告模板給學生，學生完成實驗考核后，制作電子實驗報告上交，教師將會進行網(wǎng)絡批改，學生如想獲得更高的成績，可以申請再次預約進入實驗室，根據(jù)實驗室的安排情況得到再次考核許可。

4 保障開放型網(wǎng)絡實驗室運作的措施

由于開放型實驗室的目標是形式和內(nèi)容的開放，無論從實驗室管理還是學生管理方面都會因為缺乏計劃性，有凌亂的感覺。如何使開放型實驗室的教學和管理亂中有序，這對實驗室的管理提出了高層次的要求，需要學校層，教務管理，以及系部教研室的支持。

4.1 做好實驗室的基礎配套管理工作

作為打造開放型實驗室的基礎條件，做好實驗室科學合理的設置，是簡化實驗管理工作的第一步。

刑事技術(shù)實驗所需的器材要求不多，大量的是耗材的需求。將實驗室按照實驗項目劃分功能區(qū)和實驗位，以痕跡檢驗實驗為例，劃分物理顯現(xiàn)區(qū)、化學顯現(xiàn)區(qū)、樣本提取區(qū)，光學顯現(xiàn)區(qū)、顯微圖像采集區(qū)，工具痕跡提取區(qū)等功能區(qū)。功能區(qū)劃定后，根據(jù)實驗室的容量，固定實驗位，標貼二維碼供學生簽到、簽退。實驗位上所使用的器材、耗材等所需物品均放置在固定位置，配備使用說明，并指示清晰，讓學生自主取用。

實驗器材由學生在使用后復位，學生簽退時需上傳實驗器材復原圖片，以備查驗。每日實驗結(jié)束后由管理人員做好實驗室耗材的及時更新，器材維護以及實驗室衛(wèi)生和安全等保障工作。

4.2 加強實驗室網(wǎng)絡平臺建設

開放型網(wǎng)絡實驗室軟件平臺的建設需要較大的投入，需要學校現(xiàn)代教育技術(shù)中心、教務系統(tǒng)的配合。

網(wǎng)絡實驗室的主體是教學部分，實驗教學微課的制作需要較大的人力物力的投入，特別是3D模擬實驗室的建設，高層次的仿真實驗設計等，涉及到游戲化教學軟件的設計和制作，會有較大的困難，部分視頻微課程也是需要教學部門的大量投入。

網(wǎng)絡實驗室的管理平臺可以利用各高?；谖⑿诺囊苿又悄苄@建設，搭載實驗室移動終端的微信管理系統(tǒng)，除了涉及到內(nèi)部資料的實踐教學部分不能上電信或者移動等網(wǎng)絡，實驗室預約、在線指導、考核等部分均可以利用移動終端的便利性，實現(xiàn)各項功能。

4.3 改變教學管理理念

教務部門對實驗課程的管理方式要適應開放型實驗室的要求，實驗課時安排不再統(tǒng)一規(guī)劃，學生的實驗時間自主安排。打通實驗室和教研室的教師流動[16]，教研室老師擔任值班指導期間給予課時補貼，吸引更多教師加入到實驗室的管理和教學工作中來。

同時，隨著實驗室開放程度的提高，對實驗教師的要求也相應提高。學校要加強實驗室教師隊伍的素質(zhì)培養(yǎng)，提升教師應對突發(fā)事件能力，教務部門在教學過程中要有效地把控實驗教學環(huán)節(jié)，細化實驗教學要求，合理安排實驗資源，做到管理專業(yè)化。

4.4 創(chuàng)新性實驗的融入課堂

實驗課程實現(xiàn)一對一的指導后，學生的求知欲望會被進一步激發(fā)，除了完成已定的實驗教學要求后，學生可以按照自己的掌握情況和興趣愛好，在實驗室中拓展訓練，尋找一些創(chuàng)新點。由于教師要擔任值班指導工作，保證了教師進入實驗室的時間，實驗室可以借助大學生創(chuàng)新項目，以及大學生科研創(chuàng)新等項目資源，加強學生與教師的指導與交流，進一步提升實驗室的科研創(chuàng)新能力。

5 實驗室開放建設成效及展望

目前，我院刑事技術(shù)實驗室的開放建設處于初級階段，初步實現(xiàn)了管理形式上的開放。利用學院智能校園的建設契機，實驗室微信管理平臺已經(jīng)建成，學生實現(xiàn)了從安全教育、實驗預約、實驗室簽到簽退以及實驗考核的各項基本功能。

從開放運行一個學期的效果來看，基本運行平穩(wěn)，由于系統(tǒng)控制學生曠課機會只有一次，學生預約后簽到率達百分之一百。另外，考核機制的制約，學生進入實驗室的主動性大大增強，也使得學生在學期最后一個月中，針對考核加強訓練，對實驗預約的需求急劇增加。實驗室一直開放到晚上8 h，基本能滿足學生的需求。除了依靠教學視頻的知識點傳授，加強實驗指導，實驗室也張貼了實驗樣本供學生對照學習，再加上任課教師的微信溝通，能夠較好地滿足了教學需求。從學生的實驗效果來看，學生對實驗的目的更加明確，操作中也有更多的時間與同學交流，實驗報告中凸顯自發(fā)性的實驗內(nèi)容：例如未列入教材的新客體上的指紋顯現(xiàn)，復合顯現(xiàn)手印方法的嘗試等。實驗考核的質(zhì)量也因為學生有多次考核機會而使得結(jié)果令人滿意。開放型實驗室的優(yōu)勢勝在讓學生有了自主支配實驗的時間和空間。

吸取初期的經(jīng)驗，在今后的管理中將有規(guī)劃地分專業(yè)分時間段進行考核，化解集中考核帶來的擁堵。同時將吸引更多的勤工儉學的學生協(xié)助實驗室管理，緩解由于學生實驗量的增加帶來的管理壓力。隨著學生在開放型實驗室中自主熱情的高漲，刑事技術(shù)實驗室打破原有僵化的課程管理模式，依托翻轉(zhuǎn)課堂高效和便捷，在充分開放的運作模式下，必將充滿活力。

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Opening Construction of Criminal Technology Laboratory Based on Flipped Classroom

ZHOUYijin

(Department of Criminal Science and Technology, Jiangsu Police Officer College, Nanjing 210031, China)

The construction of the open laboratory in public security colleges has been limited by traditional teaching models and financial or human resources. In order to improve the utilization of the laboratory resources, and conform the practical teaching reform for cultivating the public security practical talents，the network experimental teaching platform was designed in this paper. It introduced the flipped classroom model into criminal technology laboratory. And the teaching platform includes professional teaching information, network reservation, online management and assessment. The platform offers students experimental space and time to the utmost. Meanwhile, the teaching content of experimental is appropriately arranged. The intelligent administration of platform is adjusted. The teaching departments are coordinately operated. The platform provides efficient resource environment for the students' independent learning and innovation development. The opening of criminal science and technology laboratory enhances students’ learning motivation and innovative ability. At the same time, the opening of laboratory brings some new problems such as reservation concentration and management workload. Those problem are propitious to continuously promote the open laboratory management level.

opening of laboratory; experimental teaching; flipped classroom; teaching reform

2016-07-18

江蘇省重點學科建設專項經(jīng)費(20110838)

周毅錦(1974-)，女，江西玉山人，碩士，工程師(刑事科學技術(shù)實驗室主任，省級實驗教學示范中心主任)，研究方向為痕跡檢驗技術(shù)。Tel.：13915985126； E-mail:zhouyijin@jspi.cn

G 642.0

A

1006-7167(2017)03-0245-04