面向“雙一流”建設的電氣信息類專業開放實驗室管理新模式研究

王 華，曹琳琳，陳 燕

（湖南大學 電氣與信息工程學院，湖南 長沙 410082）

隨著“雙一流”建設大力推進，以本為本、全面育人的我國高校卓越工程師培養計劃、新工科人才培養計劃深入人心、成效顯著[1-2]。湖南大學電氣與信息工程學院十分重視實踐訓練與創新教育，提出了“電氣與信息融合”的復合型創新人才培養戰略，努力培養具有創新精神和實踐能力的電氣信息類復合型專業人才。學院在電氣信息學科“雙一流”建設背景下，充分調動全院教師、優秀研究生投入本科生實踐訓練與創新指導的積極性，基于學院的專業公共平臺課實驗室、各專業實驗室、學科競賽平臺、國家和省級科研基地、教師科研實驗室，建設了面向電氣信息類專業本科生開放的創新實驗室，建立健全了安全教育、實驗室管理、儀器設備使用、開放實驗室使用效率等方面的監管制度與責任落實，為課程實驗教學、大學生興趣研究、學科競賽訓練、大學生創新訓練（SIT）的開展提供研究指導、實驗設備和實驗場地保障，對開放實驗室建設與運行過程中遇到的新問題進行了客觀分析和深入思考，采取了可行的解決方法，形成了成效顯著的開放實驗室管理新模式。

1 傳統電氣信息類實驗室開放問題

進入21 世紀以來，工業化加速發展，信息化帶動工業化，工業化促進信息化[3]。智能電網建設、能源互聯網發展推動電氣與信息技術密切結合與跨越發展，對電氣信息類人才培養提出了更高的要求。面向國家發展戰略、面向行業發展需求培養創新型人才是高校的核心任務[4]。但長期以來重理論輕實踐、重知識輕能力等現象制約了創新性應用人才的培養[5]，如何培養理論結合實踐、應用結合創新的專業人才是迫切需要解決的問題。實踐證明，開放實驗室是培養大學生創新意識的絕好平臺，但傳統實驗室管理模式不利于全天候開放，實驗室開放管理存在以下問題：

（1）本科專業實驗室開放時間有限、使用效率較低。傳統意義上的電氣信息類專業實驗室作為課堂理論教學的輔助陣地，僅在課程實驗時間向相關學生開放。由于實驗室教師與管理人員的工作任務重，本科專業實驗室的完全開放幾乎做不到，因此利用率低。

（2）本科專業實驗室的實驗內容受限、創新性實驗較少[6]。實驗期間，學生須在指定時間內完成規定實驗操作，實驗主題、實驗內容、實驗操作等以演示性、驗證性實驗為主，少量綜合性實驗，學生可自主設計的創新性實驗內容與實驗室開放時間極有限，尤其是涉及強電的實驗，學生實際動手操作機會更少，缺乏自主實踐的機會。

（3）實驗教師人員少、繼續教育缺失。擴招后，實驗工作量劇增，但老教師相繼退休，新教師入職要求普遍提高，博士學歷應聘者寥寥，年輕教師補充量明顯不足，隊伍老化嚴重，實驗教師人員不僅沒有增加，還比擴招前大量減少，且實驗教師缺乏有計劃的后續知識更新、系統培訓，難以承受擴招后的開放實驗室指導、管理需求。

（4）已有開放實驗室的開放程度低、未能構成立體開放。很多高校都有名義上的開放實驗室，甚至全天候開放實驗室，但普遍存在難以真正保障足夠開放時間的問題，基本是在入學教育、校外師生來訪、成果驗收、平臺展示和課程必需的情況下才有限時間段開放[7]，更沒有結合科研基地、教師科研實驗平臺等形成立體開放實驗室。

（5）教師科研實驗室難以接納本科生的開放實驗。國家與省部級科研基地、教師科研平臺主要面向教師和研究生科研，全天候面向教師和研究生開放。考慮到安全問題和管理問題，一直難以形成面向本科生開放的創新實驗平臺，只接收少量跟著導師做 SIT項目、學科競賽和畢業設計的學生進行局部場地、有限時間段的開放。

2 電氣信息類開放實驗室建設

2.1 爭取多方投入，扎實推進實驗室建設

最近5 年，在依托上級撥款建設專業實驗室、科研平臺的基礎上，通過校友捐贈、合作企業共建、國際名企捐建、教師科研成果反哺教學等方式，多渠道、多方式建設開放實驗室，構建了高水平科研平臺與大學生創新實踐平臺。以測控專業為例，開放實驗室建設情況如圖1 所示。其中，“本科生創新實驗室”“電能質量檢測與控制創新基地”不斷更新儀器設備；“傳感技術實驗室”“虛擬儀器實驗室”“電氣測量實驗室”屬更新改造，“網絡測控實驗室”“智能儀器實驗室”為新建。

2.2 優化資源配置，有效改進實驗室結構

圖1 測控技術與儀器專業的開放實驗室建設成效

（1）建立學院實驗中心。學院原有電氣工程、自動化、測控技術與儀器、電子信息工程等專業實驗室、電工電子實驗教學中心等本科教學實驗室，各專業實驗室下設核心課程實驗室。電工電子實驗教學中心下設電工技術、電子學、電路測試、EDA、單片機、電子綜合等6 個專業基礎課程實驗室。各專業管理本專業實驗室，專業基礎課實驗由電工電子實驗教學中心負責。在考察國內外多所高校和邀請校內外多位專家交流、指導基礎上，為優化管理、協調運行、加速全開放實驗室建設、更好地服務人才培養與學科發展，將專業實驗室和電工電子實驗教學中心合并，成立了學院實驗中心，積極整合各專業實驗室、電工電子實驗教學中心的實驗教學內容、實驗室管理制度，優化配置實驗室人員和儀器設備，打破了傳統模式，以電氣信息大類專業設置本科實驗室，面向大類人才培養。逐步建立了一套較為完善的實驗室管理制度，明確了實驗室專職教師除負責課程實驗教學外、還應負責所主管的實驗室運行管理與儀器設備維護，承擔相關公益工作，包括大學生創新訓練、開放實驗室管理、實驗室發展規劃、耗材購置、實驗教材與教改論文撰寫、實驗教改項目申報與研究等。中心現有專任實驗教師38 人，其中教授級高級實驗師1 人、高級實驗室（工程師）19 人，實驗用房近5400 m2，實驗臺972 組，大型貴重儀器74 臺，總資產約3000 萬元，儀器設備開放使用率達92%以上，是省高校基礎課示范實驗中心、省優秀實踐教學基地。

（2）確定不同開放形式。開放實驗室管理的關鍵問題是對學生開放哪些實驗室、學生能從開放實驗室獲得哪些資源[8]。針對之前開放資源供不應求的情況，按照人才培養方案，本著全程育人、全方位育人的原則，設置了不同類別的開放實驗，對不同類型的大學生實驗項目開放，如表1 所示。

表1 實驗室開放情況

（3）學生參與開放實驗室運行管理。傳統實驗室管理、運行依靠實驗室教師，學生只在實驗室完成規定的實驗內容[9]。我們在本科生創新平臺、專業實驗室開放、運行中嘗試了聘請研究生和高年級本科生作為實驗室助管，證明效果良好，因此在開放實驗室持續建設中全面推廣了研究生、高年級本科生的助管、協管模式。

研究生是我國高校科研的中堅力量、有生力量[10-11]，參與開放實驗室管理，不僅可以有效解決實驗室教師缺員的問題，更能開拓研究生專業視野，加強研究生培養過程中的“學”“用”結合，全面培養研究生的責任意識、管理能力。

2.3 創新管理機制，大力促進實驗室開放

電氣信息類專業的開放實驗室建設，牢固樹立“以本為本，全面育人”意識，將開放實驗室建設成為大學生課外科技創新訓練的主戰場，從時間、場地、儀器設備、指導教師等方面提供足夠的選擇與保障。基于此，在學校實驗室管理制度和綜合素質教育學分認定辦法基礎上，學院制定了《開放實驗室管理辦法》《開放實驗室安全須知》《開放實驗室研究生助管細則》《開放實驗室本科生協管細則》等制度性文件，建立了一套促進開放實驗室建設與發展的管理方法：

（1）開放實驗室助管與協管的培訓制度。所有教師都經過相關培訓并取得了資質，對實驗室管理也有一定經驗，只需強調開放實驗室管理要求，說明注意事項。但開放實驗室的絕大部分管理工作是由研究生助管完成的，部分協管工作由高年級本科生承擔，為確保開放實驗室的有序運行，必須對助管、協管進行培訓，確保他們明確掌握實驗室安全要求，清楚了解各實驗室的開放時間與開放范圍，學會使用實驗室的各類儀器設備，強調安全意識、服務意識、責任意識，經實驗室教師考核合格后由相關教師帶領進行一段時間的開放實驗室管理實習，合格后才能獨立開展開放實驗室的助管、協管工作。

（2）開放實驗室的準入制度。申請進入開放實驗室的學生需要預約獲得準入后才能進入開放實驗室。具體過程如下：申請學生登錄開放實驗室網頁，填寫個人信息、團隊信息、項目名稱、時間段需求、時長需求等信息，開放實驗室審核通過后，申請人和團隊成員需在開放實驗室網站學習實驗室管理知識并在學院實驗中心參加包含實驗室安全規程、管理須知等方面內容的在線考試，團隊所有成員考試合格后即可申領開放實驗室的門卡。

（3）開放實驗室的安全制度。安全是開放實驗室建設至關重要的保障[12]，必須建立完善的安全制度，嚴格遵守實驗室安全規定使用儀器設備、規范操作規程、注意關電關水關門，在遇到漏電、漏水、異常聲響、異味、火災等緊急情況時應采取的相應應急措施。開放實驗室門外走廊均放置了滅火器。實驗室醒目位置懸掛有《開放實驗室管理辦法》《開放實驗室安全須知》。學院實驗中心每半學期組織一次全員實驗室安全檢查，學校實管處不定期開展實驗室安全查訪，科研平臺教師、教師科研用房責任教師隨時注意檢查和提醒學生遵守操作規程。

（4）儀器設備管理制度。實驗室的高精度標準三相源、八位半數字萬用表、有源無功補償設備等大型貴重儀器不單獨向學生開放，學生申請使用需在教師指導下進行，但常規儀器設備在教師或研究生指導后向學生開放。除穩壓源、普通示波器、便攜式萬用表等常規儀器設備外，單臺價值 2000 元以上的儀器設備，使用學生須在實驗室“儀器設備使用臺賬”上簽名登記使用情況。

（5）配套的激勵制度。學院開放實驗室建設得到了學校各行政職能部門的共同推進，人事處、實管處、教務處、學工部在教師工作量核定、開放實驗室協調管理、協管學生選拔、實踐學分認定等方面給予了多方指導與支持。全院教師在SIT 項目申報、審定與指導和大學生自主項目評審、創新創業指導、學科競賽培訓、吸納學生參加實際科研項目等方面投入了大量時間和精力。學校將開放實驗室建設、儀器設備開放共享、大學生實踐訓練等作為各學院年度考核的指標。學院在年終績效工資構成中將教師指導學生科研實踐納入獎勵范疇，并專門撥付開放實驗室耗材經費。各專業培養計劃中均有1 學分的“創新創業”課程，學生可通過開放實驗室的各類課外實踐實訓活動取得。

3 開放實驗室管理成效

我校電氣信息類學科是國家首批“雙一流”建設學科，依托雙一流學科建設的開放實驗室建設取得了豐碩成果：學院近5 年獲得了包括全國“互聯網+”競賽金獎、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽一等獎、全國電子設計競賽一等獎、“飛思卡爾杯”全國智能車競賽一等獎等在內的102 項全國學科競賽獎勵和141 項省級學科競賽獎勵，打造了以“挑戰杯”、“互聯網+”、電子設計、智能車、虛擬儀器、機器人等學科競賽為引領的創新人才培養亮點，形成了創新文化風尚；所有專業均一次性通過中國工程教育專業認證，保研、讀研升學率超過50%。