基于工程能力培養(yǎng)的電子信息類實驗室開放和開放性實驗教學模式的構建

【摘 要】基于電子信息類實驗場地、實驗設施和實驗項目的不同特點，以提升學生學習自由度、強化工程能力培養(yǎng)為建設目標，針對開放實驗室管理機制、開放方式多樣化、實驗項目設置、校企合作模式等環(huán)節(jié)進行了詳細闡述。

【關鍵詞】電子信息；實驗室開放；開放性實驗；校企合作

1 完善開放實驗室管理機制

建立完善、系統(tǒng)、行之有效的管理機制是開放實驗室形式得以長期保持的關鍵。實驗室開放制度具體內(nèi)容包括：開放實驗室的準入與運作；開放性實驗項目的選擇與確立；學生自選項目的申報與立項；儀器設備管理、維護及安全規(guī)程；開放性實驗教學檔案管理；開放性實驗教學的效果評價及激勵機制等。學校每年由教務處和國有資產(chǎn)管理處聯(lián)合對開放實驗室進行考核評定，并將考核結(jié)果納入院級教學評估體系，與學院年終獎金直接掛鉤。考核評定指標主要包括：每周開放學時數(shù)、受益學生面、指導教師人數(shù)配置及結(jié)構合理性、開放性實驗項目設置及更新、實驗報告批改或課題驗收情況、儀器設備完好率、儀器設備利用率、安全事故發(fā)生情況等。

在實驗開課之前，安排2個學時的先導課，講解一些經(jīng)典實驗案例和電子信息技術的最新前沿成果，同時從社會生產(chǎn)和日常生活中息息相關的事物入手，講解電子信息技術的具體應用實例，讓學生產(chǎn)生感性認識，充分認識到電子信息技術的奇妙和實用性，培養(yǎng)動手實踐的興趣和對問題的探索求知欲望[1]。同時，向?qū)W生傳授查閱資料、處理數(shù)據(jù)和撰寫報告等基本技能，為自主參與開放性實驗做好準備。另外，充分利用網(wǎng)絡使用方便、覆蓋面廣和資源共享的優(yōu)勢，將常用儀器和元器件的使用方法和工作原理、注意事項、媒體課件、授課錄像、理論知識介紹等教學資源放到開放性實驗教學信息管理網(wǎng)站上，方便學生預習和復習。

2 構建多種形式的實驗室開放方式

實驗室的開放既包括實驗室儀器設備和實驗項目的開放，也包括實驗室時間和空間的開放[2]。開放性實驗教學的實施受到實驗場地、實驗設施、實驗項目等多重因素制約，需要根據(jù)各實驗室的實際條件，有針對性、有側(cè)重地開展工作。具體包括如下形式：

（1）課內(nèi)實驗延伸形式的實驗開放。對于課內(nèi)學時中無法全部完成的實驗任務（如實驗項目的先導問題和后續(xù)延伸問題），學生可在開放實驗時段進行操作；另外還可進行常規(guī)實驗教學內(nèi)容的預習、復習等工作。

（2）開放性實驗項目預約開放。開放實驗室每學期初在教學管理系統(tǒng)網(wǎng)頁上公布該實驗室開設的可供選擇的實驗項目。實驗項目的設置具有一定的工程應用背景和實用性，包括驗證性、綜合性和設計性多種層次，注重引入新知識、新器件。學生選定題目后，可進行網(wǎng)上預約或書面預約，并在規(guī)定的時間到開放實驗室進行實驗操作。

（3）學生自擬課題的開放。充分發(fā)揮學生自主性，由學生自己提出感興趣的實驗課題、制定設計方案和步驟、確定所需實驗時數(shù)及器件設備、上交實驗方案。指導教師綜合考慮實驗方案、實驗室條件和安全性后提出修改意見并形成最終方案。鼓勵采用多種方案實現(xiàn)設計目標，鼓勵引入新知識、新技術，優(yōu)先采用合作企業(yè)提供的新器件、新設備。

（4）其他課外科技活動開放。對參與教師科研、大學生創(chuàng)新性實驗項目、畢業(yè)設計、課程設計、各類科技競賽、專業(yè)認證培訓等科技活動的學生開放實驗室[3-4]。

實驗室開放采用網(wǎng)絡化管理。學生進入實驗教學信息管理網(wǎng)站，用學號和密碼登錄后可進行網(wǎng)上預約、網(wǎng)上下載實驗要求、網(wǎng)上提交報告、網(wǎng)上查閱成績等多項操作。教師賬號則可以設定實驗開設項目和開設時間、查詢預約情況、設定報告提交截止時間、網(wǎng)上批改實驗報告、網(wǎng)上答疑等[1]。既提高了管理效率，又可及時總結(jié)歸納出學生的疑難問題，為教師掌握教學進度、衡量教學效果提供有力依據(jù)。

3 以產(chǎn)業(yè)需求為牽引，開設實驗項目

（1）與企業(yè)合作，將產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)中的各類技術問題分解、提煉后，成為難度適中、適合進行學生培養(yǎng)的課題，使學生培養(yǎng)與生產(chǎn)實踐和社會需求實現(xiàn)無縫對接。

（2）在較大型的綜合性、設計性開放實驗項目設置中，引入CDIO工程教育模式，模擬企業(yè)研發(fā)特點，培養(yǎng)學生團隊協(xié)作能力。

CDIO工程教育模式的核心是“做中學”和“基于項目的教育和學習”，分為構思（C）、設計（D）、實現(xiàn)（I）、運作（O）四個環(huán)節(jié)。在實驗開始前，指導教師布置設計任務，給出參數(shù)要求和大致參考方案，學生自由組成3～5人的團隊。要求項目組發(fā)揮學習自主性，在規(guī)定時間限度內(nèi)，通過查閱資料、教師答疑和學生自己的實踐來完成實驗。在此過程中，實驗室負責提供設備、場地和技術支持。項目完成后，由指導教師進行驗收，給出評價意見。在團隊中，項目負責人負責需求分析、技術設計、技術程序計劃制訂，并協(xié)調(diào)各環(huán)節(jié)工作。硬件和軟件制作者負責工程計劃、圖紙設計、方案設計、制造、解碼、測試等工作，是將設計方案轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程。技術文檔的撰寫者負責對前期程序進行評估，包括系統(tǒng)修訂、改進和淘汰等，并將改進意見反饋到負責人處，實現(xiàn)項目研發(fā)的閉環(huán)控制。整個過程以產(chǎn)品研發(fā)到運行作為訓練周期，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程理論、技術與經(jīng)驗，體驗完整的現(xiàn)代工程思維方式[5-7]。

4 校企合作推進開放實驗室建設

（1）企業(yè)通過儀器設備的部分或全部饋贈、資金投入、優(yōu)惠銷售等方式，為開放實驗室提供最先進的軟、硬件支持，進一步充實、豐富教學內(nèi)容，使人才培養(yǎng)目標更具方向性和實用性。同時，企業(yè)方實現(xiàn)了產(chǎn)品的免費宣傳，提高產(chǎn)品知名度，形成學生使用該設備技術的習慣性和傾向性，加強學生對企業(yè)的認同，推動產(chǎn)品打入和占領高校市場，并進一步開發(fā)潛在的、未來的市場。

（2）設立校企合作指導機制，聘請企業(yè)技術人員擔任開放實驗室兼職教師，使實驗指導更具針對性。對承擔教學工作的企業(yè)員工給予薪酬補貼；在開放實驗室考核中，將企業(yè)指導教師人數(shù)及結(jié)構合理性作為考核指標的加分項。

（3）通過工作量認定、培訓經(jīng)費資助等多種形式，選派青年實驗教師通過掛職、頂崗、訪問、輪訓、研修、擔任技術兼職、參與協(xié)同創(chuàng)新平臺、參與校企聯(lián)合攻關課題等多種形式，接受企業(yè)工程培訓，接觸產(chǎn)業(yè)前沿和社會需求，提高工程思維能力、工程實施能力和工程創(chuàng)新能力。

【參考文獻】

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[7]高原，王土央.校企聯(lián)合創(chuàng)新實踐基地CDIO培訓體系建設[J].科技視界，2013（22）：18.

[責任編輯：楊玉潔]