應(yīng)用型本科高校電子信息開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃

薛 萍，仲偉峰，王宏民，馬建為，姜云霞

（哈爾濱理工大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150080）

一、開放實(shí)驗(yàn)室研究背景及存在的問題

我校面臨教育教學(xué)改革的新常態(tài)，我校正在對(duì)各個(gè)專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行修訂，這次培養(yǎng)方案的修訂跟以往有較大的不同，我校根據(jù)教育部工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本校的實(shí)際情況，變化非常大。理論課時(shí)銳減，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，比如第二課堂教學(xué)內(nèi)容，甚至第三、第四課堂內(nèi)容。這種變化彰顯了我校結(jié)合當(dāng)前大學(xué)生就業(yè)難，缺乏創(chuàng)新能力、進(jìn)一步的學(xué)習(xí)能力、專業(yè)知識(shí)掌握不扎實(shí)等特點(diǎn)，進(jìn)行全面徹底的變革。

早期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，都是教學(xué)大綱制訂好的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目，學(xué)生按照要求完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生是被動(dòng)學(xué)習(xí)的載體，執(zhí)行者。雖然早期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、還有綜合性實(shí)驗(yàn)幾種，鼓勵(lì)學(xué)生多做設(shè)計(jì)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)。但是這種改革換湯不換藥，還沒有激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性、積極性、獨(dú)立思考的過程。讓學(xué)生如何從被動(dòng)變成主動(dòng)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，這給開放實(shí)驗(yàn)室提出一種新的挑戰(zhàn)，也是一個(gè)機(jī)遇。

二、開放實(shí)驗(yàn)室模式的探討

（一）構(gòu)建第二課堂——實(shí)現(xiàn)多元化的實(shí)踐教學(xué)模式

1.鼓勵(lì)學(xué)生參加各種電子設(shè)計(jì)大賽和課外科技活動(dòng)。學(xué)校每年都組織各個(gè)專業(yè)的學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)大賽、數(shù)學(xué)建模、挑戰(zhàn)者杯、飛思卡爾杯、機(jī)器人等各種比賽選拔，通過參加省賽獲獎(jiǎng)和國家級(jí)比賽，自動(dòng)化學(xué)院每年都是參賽的主力軍，獲得過國家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)、省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)，成績驕人?？梢越柽@個(gè)契機(jī)，通過開放實(shí)驗(yàn)室對(duì)大一、大二的學(xué)生進(jìn)行專業(yè)基礎(chǔ)的培訓(xùn)，借助實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室資源，專業(yè)教師參與指導(dǎo)，這樣不僅可以讓學(xué)生盡早接觸專業(yè)知識(shí)，提高他們專業(yè)水平，也可以增加他們的興趣。最終通過在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的訓(xùn)練，培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S與自發(fā)性的探索精神，這些實(shí)際技能的訓(xùn)練將為學(xué)生未來的工作做好充足的準(zhǔn)備。

2.大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。學(xué)?，F(xiàn)在加大教學(xué)改革的力度，各個(gè)專業(yè)培養(yǎng)方案正在修訂中，為了改變課堂教學(xué)枯燥無味的狀態(tài)，縮減理論學(xué)時(shí)，提高教學(xué)效率，留給學(xué)生更多自主學(xué)習(xí)時(shí)間。整合實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)，提高實(shí)踐環(huán)節(jié)的有效性和可操作性。同時(shí)學(xué)校為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，增加學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的申報(bào)力度，從原先單一的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，到現(xiàn)在分為創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目三類，讓學(xué)生根據(jù)自身興趣出發(fā)，緊密結(jié)合專業(yè)所學(xué)的知識(shí)，自主展開具有綜合性、問題性、創(chuàng)新性和實(shí)踐性的科學(xué)研究、社會(huì)調(diào)研與創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動(dòng)。

學(xué)校為提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，開展了“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目”，研究課題可以是教師的研究課題的子課題，也可以是學(xué)生自己提出的發(fā)明設(shè)計(jì)，課題匯總后，由學(xué)校組織有關(guān)方面的專家進(jìn)行評(píng)審，評(píng)審?fù)ㄟ^的項(xiàng)目學(xué)校給予一定的資金資助和條件支持?！按髮W(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目”鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、提高學(xué)生自主研發(fā)科研水平，深受廣大師生喜歡。

3.培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性、綜合性的訓(xùn)練體系。電子信息專業(yè)的許多課程都須要通過實(shí)際應(yīng)用，才能掌握課程的知識(shí)要點(diǎn)，例如，嵌入式系統(tǒng)、基于FPGA的SOPC系統(tǒng)開發(fā)等課程，都是具有軟硬件相結(jié)合、實(shí)踐性比較強(qiáng)的特點(diǎn)。不動(dòng)手是永遠(yuǎn)學(xué)不會(huì)的。課堂上聽到的知識(shí)很快就會(huì)忘掉，理解的部分會(huì)記住，但是只有動(dòng)手做過才能真正明白。期待學(xué)生自己走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，學(xué)校和教師不僅要依靠學(xué)生自己的興趣走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，而且要采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式，激勵(lì)更多的學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，例如，鼓勵(lì)、引導(dǎo)學(xué)生從不同的思路或角度觀察問題，申請(qǐng)一些科技創(chuàng)新項(xiàng)目；或者成立興趣小組，自主完成一些有意義的小實(shí)驗(yàn)；或者教師給學(xué)生布置一些具體的小項(xiàng)目，限制在一定的時(shí)間內(nèi)必須完成，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析和總結(jié)。這樣，既可以使學(xué)生通過實(shí)踐理解專業(yè)知識(shí)，也可以使學(xué)生學(xué)會(huì)如何與人合作，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神。

（二）師資隊(duì)伍的建設(shè)

1.在學(xué)校新的體制下，培育多元化的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)隊(duì)伍。學(xué)校近幾年受到編制的限制，新進(jìn)來的人員都是博士研究生等高學(xué)歷人才，實(shí)驗(yàn)室管理人員越來越少，在這種新形勢下，如何管理實(shí)驗(yàn)室，須要探索新常態(tài)下的實(shí)驗(yàn)室管理模式。比如鼓勵(lì)新來的博士研究生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，他們大部分都具有較高的理論水平，但是缺乏工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，講課程只能照本宣科，對(duì)目前市場實(shí)際需求和當(dāng)前專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展需求都缺乏了解，這樣不利于他們的成長。我們可以采用激勵(lì)政策，鼓勵(lì)新分配留校的年輕教師進(jìn)實(shí)驗(yàn)室參與設(shè)備維護(hù)，日常實(shí)驗(yàn)的管理，一方面可以鍛煉他們實(shí)踐能力，另外一方面也可以培養(yǎng)他們的集體責(zé)任心，增加他們工作熱情和榮譽(yù)感。

2.發(fā)揮校企協(xié)同育人的作用，繼續(xù)深化校地、校企合作，建立各專業(yè)與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制。我校特別注重實(shí)用型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，通過對(duì)我國傳統(tǒng)教育的反思，我校持續(xù)派遣教師到企業(yè)考察并與多家企業(yè)建立學(xué)術(shù)合作關(guān)系，并建立學(xué)生實(shí)踐基地及聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，以學(xué)生為核心，采用“七分實(shí)踐，三分理論”的模式，加強(qiáng)學(xué)生工程培養(yǎng)，提升學(xué)生工程應(yīng)用能力，探索出一條教育新道路。

我校與企業(yè)建立人才培養(yǎng)協(xié)同機(jī)制，采取“走出去，請(qǐng)進(jìn)來”的措施，建立專業(yè)教師企業(yè)研修機(jī)制和企業(yè)工程技術(shù)人員進(jìn)入大學(xué)授課機(jī)制，實(shí)現(xiàn)校企合作優(yōu)勢互補(bǔ)。在企建立教師研修基地，選派教師參加企業(yè)的科研與工程實(shí)際研發(fā)工作；聘請(qǐng)有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)工程師，到學(xué)校給學(xué)生講授當(dāng)下企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，技術(shù)需求與工程實(shí)際急須解決的一些問題。建立多元化深層次的教師教學(xué)隊(duì)伍。

三、開放實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范管理和實(shí)施

（一）實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)信息化管理

實(shí)驗(yàn)室要建立開放性管理系統(tǒng)，要在我校校園網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)室欄目里及時(shí)發(fā)布實(shí)驗(yàn)室相關(guān)信息：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、開放時(shí)間、指導(dǎo)教師、實(shí)驗(yàn)教室、實(shí)驗(yàn)器材的詳細(xì)使用情況等信息，學(xué)生可以根據(jù)發(fā)布的信息申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間。學(xué)生申請(qǐng)時(shí)，可以在線與管理人員溝通，獲得指導(dǎo)教師的及時(shí)答復(fù)。

由于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的固定性和我學(xué)院某些課程的復(fù)雜性，每當(dāng)學(xué)生遇到問題并且獲得解決方案時(shí)，指導(dǎo)教師都要把與特定設(shè)備有關(guān)的問題或者典型的問題和解決方案錄入系統(tǒng)，以供學(xué)生查詢借鑒。

（二）調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，協(xié)助管理實(shí)驗(yàn)室

開放性實(shí)驗(yàn)室的的管理工作異常煩瑣，我院實(shí)驗(yàn)室管理人員明顯不足，依現(xiàn)有的師資力量，要做到實(shí)驗(yàn)室完全開放不太現(xiàn)實(shí)，因此，通過勤工助學(xué)或貧困補(bǔ)助適當(dāng)?shù)膬A斜等方式吸引符合條件的優(yōu)秀學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，協(xié)助實(shí)驗(yàn)室管理人員一同管理實(shí)驗(yàn)室，不但能使實(shí)驗(yàn)室的開放時(shí)間同教學(xué)大樓關(guān)閉時(shí)間同步，真正做到全天候開放，而且還一定程度上解決了貧困學(xué)生的經(jīng)濟(jì)困難情況，同時(shí)也培養(yǎng)了他們認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度。

（三）實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的管理

開放性實(shí)驗(yàn)室的管理模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化管理。學(xué)生出入要通過門禁系統(tǒng)，使得預(yù)約的學(xué)生可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，并在管理人員的監(jiān)督下取得實(shí)驗(yàn)器材，并錄入管理系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備及零部件都要進(jìn)行分類存儲(chǔ)并詳細(xì)登記零部件的使用及損壞情況，使得學(xué)生能夠查閱設(shè)備的使用情況，對(duì)一些關(guān)鍵設(shè)備，比如，ARM開發(fā)箱，F(xiàn)PGA開發(fā)箱等要建立檔案，及時(shí)詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，隨時(shí)檢查，維護(hù)，保證設(shè)備性能完好，保證實(shí)驗(yàn)?zāi)艹掷m(xù)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將有用的元器件拆卸回收再利用，并錄入系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)室要制訂詳細(xì)的《實(shí)驗(yàn)室管理?xiàng)l例》，明確學(xué)生的責(zé)任義務(wù)，確保每個(gè)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生明確自己要承擔(dān)的責(zé)任，提高學(xué)生的責(zé)任感。

（四）規(guī)范經(jīng)費(fèi)管理制度

開放性實(shí)驗(yàn)室建設(shè)需要足夠的人力和財(cái)力，資金不足、設(shè)備陳舊短缺，使我院建設(shè)面向師生完全開放的實(shí)驗(yàn)室困難重重。因此，投入足夠的資金保障實(shí)驗(yàn)室正常的實(shí)驗(yàn)耗材供應(yīng)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備維護(hù)和師資培訓(xùn)非常重要。比如，當(dāng)設(shè)備完好率保持在90%以上時(shí)，投入設(shè)備總值的3%以上，用于設(shè)備維護(hù)；每年保證電子儀器設(shè)備在15%以上更新率，計(jì)算機(jī)類設(shè)備25%以上更新率。學(xué)校每學(xué)期可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際接待學(xué)生數(shù)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及難易程度等決定投入的開放基金，用于購買易耗品和其他元器件等。

四、開放實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行的幾點(diǎn)思考

（一）實(shí)驗(yàn)室全面開放教學(xué)模式

開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)納入學(xué)校專業(yè)培養(yǎng)方案體系中，在實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化整合。要全盤考慮實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段，取消原來的單周的課程設(shè)計(jì)，整合到學(xué)年設(shè)計(jì)、技能訓(xùn)練、專業(yè)實(shí)踐等幾周的實(shí)踐環(huán)節(jié)，這樣不僅可以提高實(shí)踐環(huán)節(jié)效率，也能提高學(xué)生動(dòng)手操作的實(shí)際效果。學(xué)校要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備進(jìn)行階段性投入，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室配置，給學(xué)生做項(xiàng)目和教師科研提供良好的環(huán)境和必備的條件。

將理論與實(shí)際相結(jié)合，將教師傳授的知識(shí)與學(xué)生能力的培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合起來，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和教師的主導(dǎo)作用，讓學(xué)生一個(gè)階段，一個(gè)時(shí)期都在實(shí)驗(yàn)室，可以系統(tǒng)地訓(xùn)練學(xué)生的綜合知識(shí)、全面掌握知識(shí)要點(diǎn)。把所學(xué)的知識(shí)節(jié)點(diǎn)鏈接起來，讓學(xué)生研發(fā)能力得到快速提升。

（二）轉(zhuǎn)變以學(xué)生為主體的教育思維，培養(yǎng)學(xué)生的自我管理能力和科研能力

開放實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該以學(xué)生方案設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)方法的運(yùn)用為主，訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、處理問題的應(yīng)變能力，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)自由發(fā)展的空間，敢于提問、學(xué)會(huì)思考、有合作精神。傳統(tǒng)的模式是教師是主角，學(xué)生是配角。教師講什么，學(xué)生做什么，學(xué)生按照固定的模式操作，然后按照統(tǒng)一的模板完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這樣培養(yǎng)模式限制了學(xué)生的思維方式，不利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變教師的思想觀念，以學(xué)生為主，教師為輔，讓學(xué)生多做一些設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

開放實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該給學(xué)生提供良好的條件，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案，在不斷反復(fù)做試驗(yàn)過程中總結(jié)失敗和教訓(xùn)，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。這個(gè)過程訓(xùn)練非常重要，不僅能讓學(xué)生在實(shí)踐中鍛煉專業(yè)技能，還可以提高學(xué)生的思維能力和研發(fā)能力，培養(yǎng)學(xué)生的自我管理能力和人文素養(yǎng)能力，學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生教育理念應(yīng)該是做人第一、修業(yè)第二。

（三）激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性、鼓勵(lì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，在開放實(shí)驗(yàn)室的平臺(tái)下，增加互動(dòng)式教學(xué)模式，要鼓勵(lì)學(xué)生做設(shè)計(jì)性探索性實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生能夠自己思考，自己設(shè)計(jì)，自己查資料，自己動(dòng)手操作，自己獨(dú)立完成所有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。一切都按照自己的思維方式來組織和操作，通過這種模式，一方面可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性；另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，提高學(xué)生的軟實(shí)力?？梢越o獲獎(jiǎng)項(xiàng)的學(xué)生一些激勵(lì)措施，比如分配獲得獎(jiǎng)項(xiàng)的學(xué)生一定比例的學(xué)分，分配給指導(dǎo)教師一定的工作量。