SWH-CDIO-E模式下開放實驗室學生自主管理的探索與實踐

吳琦燦，許海鶯，方 燕

(浙江水利水電學院 電氣工程學院，浙江 杭州 310018)

SWH-CDIO-E模式下開放實驗室學生自主管理的探索與實踐

吳琦燦，許海鶯，方 燕

(浙江水利水電學院 電氣工程學院，浙江 杭州 310018)

CDIO工程教育模式是針對高素質(zhì)工程技術人才培養(yǎng)的需求而開發(fā)的一種先進教育模式.SWH-CDIO-E是浙江水利水電學院對CDIO工程教育模式的繼承和創(chuàng)新，把實驗室開放化管理與學生自主管理相結合，實現(xiàn)了實驗室的共享共用.基于CDIO工程教育理念，對高校實驗室建設、管理、運行等存在的問題進行了分析，結合自身在SWH-CDIO-E模式下對開放實驗室學生自主管理模式的探索與實踐過程，總結了經(jīng)驗，為高校開放實驗室學生自主管理模式提供了借鑒.

SWH-CDIO-E；開放實驗室；學生自主管理

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，在國內(nèi)許多高校得到實施，所培養(yǎng)的學生深受社會各界的歡迎.浙江水利水電學院在繼承加創(chuàng)新的基礎上，將“水文化”特色與國際先進的CDIO工程教育模式相結合，并借鑒OBE理念，創(chuàng)新提出SWH-CDIO-E人才培養(yǎng)模式.實施6年來，形成了一定的專業(yè)特色，積累了相當?shù)母母锝?jīng)驗和教學成果.“SWH”蘊指水文化，它包含獻身、負責、求實的職業(yè)態(tài)度，聚水成海的團隊合作能力，潤物無聲的交際能力，滴水穿石的堅韌毅力等以水利精神為職業(yè)核心的職業(yè)精神.“E”代表以結果為導向，對人才培養(yǎng)質(zhì)量進行跟蹤評價，依據(jù)評價反饋對人才培養(yǎng)過程進行完善，形成持續(xù)改進人才培養(yǎng)質(zhì)量的循環(huán)機制，不斷改進和完善CDIO工程教育模式.

高校實驗室不僅是開展實驗教學、學科競賽、科學研究、技術開發(fā)和師生互動的重要場所，而且也是開展CDIO教學模式的主要實踐場所.目前高校實驗室普遍存在著設備利用率低、開放率低、實驗室管理模式落后等不足，使得實驗室在人才培養(yǎng)、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和教師科研等“角色扮演”中所起的作用被大大削弱.浙江水利水電學院電氣工程學院在此背景下結合自身專業(yè)教學特色，最早建設了電氣工程CDIO創(chuàng)新實驗室，最早開展了學生個人、學生社團、項目團隊等入駐申請，為學生的實踐和研究提供設備、場所和指導，進行了開放實驗室學生自主管理的探索與實踐，取得了一些成績.

1 SWH-CDIO-E模式下實驗室面臨的問題

SWH-CDIO-E模式是以產(chǎn)品從研發(fā)到運行的整個周期為載體，引導學習以主動積極的學習態(tài)度、參與課程的理論學習、把工程實踐技術和經(jīng)驗、總結評估反饋等有機聯(lián)系又相互促進一種“閉環(huán)式”教育模式，力求“軟硬技能并重培養(yǎng)”，在培養(yǎng)學生專業(yè)硬技能的同時，注重“水利精神”為核心的軟技能培養(yǎng)，把學生培養(yǎng)成為“上手快、后勁足”的高素質(zhì)應用型人才[1-2].在此愿景下，人才培養(yǎng)側(cè)重工程實踐，給實驗室建設、管理和運行帶來了新的機遇和挑戰(zhàn).

1.1 實踐教學需求的不斷增加

在SWH-CDIO-E教學模式中，因為工程性和實踐性緊密結合，相關實踐課程越來越受到各專業(yè)學科的重視(見表1)，所以在課程教學改革中呈現(xiàn)出核心課程、項目制課程、三位一體課程、校企合作課程、在線開放課程、微課、雙語課程、綜合性實驗、設計性實驗、創(chuàng)新性實驗等“百花齊放”的現(xiàn)象[3-4].

表1 電氣工程學院電氣技術實驗室近3年使用率情況

1.2 學生第二課堂實踐需求的不斷增加

大學生第二課堂是指在常規(guī)課堂教學、實訓、實習、實驗等專業(yè)教學之外所開展的有利于提升學生綜合素質(zhì)的學術科技、職業(yè)技能、社會實踐、文藝教育等方面的活動，它是培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和實踐能力的必要補充.在實施SWH-CDIO-E教學過程中，學生往往不再滿足課堂內(nèi)、規(guī)定學時的基礎性和驗證性實驗，開始追求帶有主觀意識的結合實際的綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗，這對實驗室建設、管理和運行提出了新的考驗[5].

1.3 實驗室管理模式的落后

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”、“工業(yè)4.0”的不斷創(chuàng)新升級，基于Internet，結合數(shù)字技術、計算機技術和現(xiàn)代通信技術的“新媒體”，呈現(xiàn)于手機、Pad、PC、電視等多種形式的互動互聯(lián)[6-7].在傳統(tǒng)的實驗室管理模式下，實驗室管理面臨著實驗教學、設備儀器、實驗耗材、實驗教師管理、實驗課程安排等繁重的任務，存在管理凌亂、易產(chǎn)生教學差錯等問題，直接影響實踐教學的進行.

2 SWH-CDIO-E實驗室的建設

在SWH-CDIO-E的人才培養(yǎng)模式中設計搭建了職業(yè)核心能力平臺、工程基礎能力平臺、專業(yè)基本能力平臺、專業(yè)綜合能力平臺等“四大能力”平臺，因此建設CDIO實驗室應以學生為中心，方便教師教、學生學，實現(xiàn)實驗室開放使用、實時管理和教學互動等功能(見圖1).

圖1 電氣工程CDIO創(chuàng)新實驗室構架

2.1 實驗室硬件條件

實驗室應為CDIO教學過程構思(Conceive)、設計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)等正常開展提供良好的平臺.

電氣工程CDIO創(chuàng)新實驗室有CD室、CDI室、DI和IO室等4個實驗室，可供教學班級、學科競賽、學生社團、項目團隊進行頭腦風暴、資料查詢、設計討論、制作調(diào)試等，提供強有力的硬件支持(見圖2).

圖2 電氣工程CDIO創(chuàng)新實驗室布置一覽

2.2 實驗室開放化管理

學生參與學科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、教師科研是實施SWH-CDIO-E教學體系中的重要環(huán)節(jié)之一，這不僅體現(xiàn)了CDIO的教學成果，也是提高學生創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)能力、職業(yè)態(tài)度等“軟技能”的重要途徑.目前學科競賽和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科技活動琳瑯滿目，個性十足.傳統(tǒng)的實驗室管理模式已無法滿足這種多元、動態(tài)和開放的實踐教學過程.目前高校應用實驗室管理系統(tǒng)的成功案例有很多，如吉林大學研究開發(fā)的教學科研一體化新媒體綜合實驗室管理平臺，實現(xiàn)實驗室開放管理的同時，在教學、科研、學生能力提升等方面成果顯著[8].

3 SWH-CDIO-E實驗室的運行

3.1 開放化運行，提高實驗室的使用率

電氣工程CDIO創(chuàng)新實驗室基于校園一卡通的門禁系統(tǒng)做到全學年開放，隨時接收學生個人、學生團隊、學科競賽與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等入駐申請(見圖3)，工作時間有實驗室管理教師現(xiàn)場答疑及處理項目實施過程中的問題.2015—2016年申請入駐項目16個(見表2)，項目入駐比例為100%.涉及學生人數(shù)253人，占全院學生數(shù)的24%.

圖3 入駐申請流程

年份/年項目入駐團隊人數(shù)/人2015水環(huán)境實體GI顯示與報警系統(tǒng)設計新苗計劃62015四旋翼飛行器研制智能控制協(xié)會152015音樂旋律燈電子協(xié)會202015紙飛機智能模型設計智能控制協(xié)會202015萬用表的維修電子協(xié)會202015單向搖擺開關電子協(xié)會202016水環(huán)境實體GI顯示與報警系統(tǒng)設計新苗計劃52016四旋翼飛行器研制智能控制協(xié)會152016圣誕樹霓虹燈的旋轉(zhuǎn)顯示制作電子協(xié)會20

續(xù)表

3.2 自主化管理，提高學生的職業(yè)素養(yǎng)

在符合相關實驗室管理制度、安全制度的條件下，開放實驗室的自主化管理應基于學生團隊、各類社團.管理教師將工作重心從“管”轉(zhuǎn)移到“理”，因材施教，合理引導，充分信任學生，激發(fā)學生的責任感和主動性[9]，這也是CDIO教育模式下提高學生職業(yè)素養(yǎng)的重要途徑.目前學院CDIO創(chuàng)新實驗室入駐學生社團有4個，社團學生總?cè)藬?shù)約400人(見表3).實行開放實驗室學生自主管理以來，未發(fā)生實驗室安全事故，如儀器丟失、設備損壞等.

表3 電氣工程CDIO創(chuàng)新實驗室入駐學生社團情況

3.3 以賽促學、以賽促教，反哺SWH-CDIO-E教學

利用CDIO創(chuàng)新實驗室舉辦校級各類比賽，如舉辦校電子設計競賽、校PLC競賽、電子DIY大賽等，學生在面對具體的工程實際問題，通過查閱資料、方案論證、團隊協(xié)作、制作調(diào)試、克服困難、反饋完善等參與學科競賽的過程，就是對所學專業(yè)知識、解決問題能力、人際交流、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)的一次次檢驗.對教師來說，參與指導學科競賽，促進了教學研究的開展，深化了教學改革的推進，加強了課程內(nèi)容的建設，提高了CDIO教學質(zhì)量，達到“以賽促學、以賽促教”的目的.

4 結 語

通過在SWH-CDIO-E模式下開放實驗室學生自主管理的探索與實踐，教授學生在現(xiàn)代工程環(huán)境下的多科性、綜合型知識體系，使學生初步具備“聚水成?！钡膱F隊合作能力、“潤物無聲”的交際能力、“滴水穿石”的堅韌意志品質(zhì).經(jīng)過現(xiàn)階段的管理和運行實踐，打破了傳統(tǒng)實驗室建設、管理及運行的理念，把實驗室開放化管理與學生自主管理相結合，實現(xiàn)了實驗室的共享共用.同時，發(fā)現(xiàn)了一些諸如怎樣確保實驗室安全教育的長期性和延續(xù)性、如何結合評獎評優(yōu)建立學生入駐CDIO實驗室和參與實驗室管理的激勵機制、如何嘗試在校內(nèi)實現(xiàn)開放實驗室資源共享的同時，積極拓展延伸共享半徑，服務于校企合作單位、高教園區(qū)其他院校及企業(yè)等相關問題.這些問題都需要在長期的實踐中不斷總結與改善.

[1] 楊啟堯，程 森，吳 豪，等.基于CDIO理念的電子技術課程項目式教學改革與實踐院[J].浙江水利水電學院學報，2014,26(3):90-92.

[2] 聶 海，吳風松，陳愛萍，等.CDIO框架下開放實驗室運行管理探討[J].實驗科學與技術，2013，11(2):156-158.

[3] 吳青鳳，蕭仲敏，龍 云.基于CDIO的實驗室開放模式與管理探討[J].實驗室科學，2012，15(5):99-101.

[4] 潘柏松，王亞良，胡 玨.機械工程CDIO實驗室建設與研究[J].實驗室研究與探索，2012，31(4):368-340.

[5] 劉 鋒，陳仙明.CDIO教育模式在逆向工程課程教學中的應用研究[J].浙江水利水電學院學報，2016,28(1):81-85.

[6] 張賽男.新媒體環(huán)境下高校實驗管理與教學模式的創(chuàng)新[J].實驗室研究與探索，2016，35(7):202-204.

[7] 孟祥貴，李苑青，熊飛麗，等.服務于創(chuàng)新實踐和競賽的實驗室管理辦法[J].實驗科學與技術，2015，13(3):202-204.

[8] 張玉平.新時期一流大學實驗室建設與管理探索[J].實驗室研究與探索，2011，30(3):64-65.

[9] 于冰筠，楊金娥，李 蓮.研究型實驗室管理工作的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2015，34(5):234-236.

[10] 李 強，李 霄，司 磊，等.構建學生自主管理研究型實驗室的創(chuàng)新環(huán)境[J].實驗室科學，2015，18(5):193-195.

ExplorationandPracticeofStudents’Self-managementinOpenLaboratories
inSWH-CDIO-EMode

WU Qi-can, XU Hai-ying, FANG Yan

(College of Electric Engineering, Zhejiang University of Water Resources and Electric Power, Hangzhou 310018, China)

In order to meet the needs of high quality engineering and technical personnel training, SWH-CDIO-E is the inheritance and innovation of CDIO engineering education mode in Zhejiang University of Water Resources and Electric Power. Based on the concept of CDIO education, this paper analyzes the problems existing in the construction and management of laboratories in colleges and universities. Combined with the exploration and practice of the students’ self-management in SWH-CDIO-E mode, this paper sums up the experiences and provides a reference for university students’ self-management mode in open laboratories.

SWH-CDIO-E; open laboratory; students’ self-management

10.3969/j.issn.2095-7092.2017.04.017

G642.44

A

1008-536X(2017)04-0084-04

2017-01-13

2017年浙江省高校實驗室工作研究項目(YB201754)；2015年校高教研究課題(XGJ-201507)；2016年校級科研基金資助項目(XKY2016DY09)

吳琦燦(1981-)，男，浙江諸暨人，講師，從事實驗管理研究.