應用型本科高校電子信息開放實驗室建設規劃

薛 萍，仲偉峰，王宏民，馬建為，姜云霞

（哈爾濱理工大學 自動化學院，黑龍江 哈爾濱150080）

一、開放實驗室研究背景及存在的問題

我校面臨教育教學改革的新常態，我校正在對各個專業培養方案進行修訂，這次培養方案的修訂跟以往有較大的不同，我校根據教育部工程認證標準，結合本校的實際情況，變化非常大。理論課時銳減，增加實踐環節，比如第二課堂教學內容，甚至第三、第四課堂內容。這種變化彰顯了我校結合當前大學生就業難，缺乏創新能力、進一步的學習能力、專業知識掌握不扎實等特點，進行全面徹底的變革。

早期的實驗教學，都是教學大綱制訂好的實驗計劃項目，學生按照要求完成實驗任務，學生是被動學習的載體，執行者。雖然早期的實驗教學把實驗項目分成驗證性實驗、設計性實驗、還有綜合性實驗幾種，鼓勵學生多做設計性和綜合性的實驗。但是這種改革換湯不換藥，還沒有激發學生主動性、積極性、獨立思考的過程。讓學生如何從被動變成主動學習，激發學生創新意識、培養學生的創新能力，這給開放實驗室提出一種新的挑戰，也是一個機遇。

二、開放實驗室模式的探討

（一）構建第二課堂——實現多元化的實踐教學模式

1.鼓勵學生參加各種電子設計大賽和課外科技活動。學校每年都組織各個專業的學生參加電子設計大賽、數學建模、挑戰者杯、飛思卡爾杯、機器人等各種比賽選拔，通過參加省賽獲獎和國家級比賽，自動化學院每年都是參賽的主力軍，獲得過國家級獎項、省級獎項，成績驕人。可以借這個契機，通過開放實驗室對大一、大二的學生進行專業基礎的培訓，借助實驗室的儀器設備、實驗室資源，專業教師參與指導，這樣不僅可以讓學生盡早接觸專業知識，提高他們專業水平，也可以增加他們的興趣。最終通過在創新實驗室的訓練，培養他們嚴謹的思維與自發性的探索精神，這些實際技能的訓練將為學生未來的工作做好充足的準備。

2.大學生創新創業訓練計劃項目。學校現在加大教學改革的力度，各個專業培養方案正在修訂中，為了改變課堂教學枯燥無味的狀態，縮減理論學時，提高教學效率，留給學生更多自主學習時間。整合實踐環節學時，提高實踐環節的有效性和可操作性。同時學校為了激發學生學習興趣，培養學生自主學習能力，增加學生創新創業訓練計劃項目的申報力度，從原先單一的創新實驗項目，到現在分為創新訓練項目、創業訓練項目、創業實踐項目三類，讓學生根據自身興趣出發，緊密結合專業所學的知識，自主展開具有綜合性、問題性、創新性和實踐性的科學研究、社會調研與創業實踐活動。

學校為提高學生的創新創業能力，開展了“大學生創新創業訓練計劃項目”，研究課題可以是教師的研究課題的子課題，也可以是學生自己提出的發明設計，課題匯總后，由學校組織有關方面的專家進行評審，評審通過的項目學校給予一定的資金資助和條件支持。“大學生創新創業訓練計劃項目”鍛煉學生的創新創業能力、提高學生自主研發科研水平，深受廣大師生喜歡。

3.培養學生創新性、設計性、綜合性的訓練體系。電子信息專業的許多課程都須要通過實際應用，才能掌握課程的知識要點，例如，嵌入式系統、基于FPGA的SOPC系統開發等課程，都是具有軟硬件相結合、實踐性比較強的特點。不動手是永遠學不會的。課堂上聽到的知識很快就會忘掉，理解的部分會記住，但是只有動手做過才能真正明白。期待學生自己走進實驗室是遠遠不夠，學校和教師不僅要依靠學生自己的興趣走進實驗室，而且要采用項目驅動模式，激勵更多的學生進入實驗室，例如，鼓勵、引導學生從不同的思路或角度觀察問題，申請一些科技創新項目；或者成立興趣小組，自主完成一些有意義的小實驗；或者教師給學生布置一些具體的小項目，限制在一定的時間內必須完成，并對實驗結果進行科學的分析和總結。這樣，既可以使學生通過實踐理解專業知識，也可以使學生學會如何與人合作，培養團隊精神。

（二）師資隊伍的建設

1.在學校新的體制下，培育多元化的實驗室教學隊伍。學校近幾年受到編制的限制，新進來的人員都是博士研究生等高學歷人才，實驗室管理人員越來越少，在這種新形勢下，如何管理實驗室，須要探索新常態下的實驗室管理模式。比如鼓勵新來的博士研究生走進實驗室，他們大部分都具有較高的理論水平，但是缺乏工程實際經驗，講課程只能照本宣科，對目前市場實際需求和當前專業領域的技術發展需求都缺乏了解，這樣不利于他們的成長。我們可以采用激勵政策，鼓勵新分配留校的年輕教師進實驗室參與設備維護，日常實驗的管理，一方面可以鍛煉他們實踐能力，另外一方面也可以培養他們的集體責任心，增加他們工作熱情和榮譽感。

2.發揮校企協同育人的作用，繼續深化校地、校企合作，建立各專業與行業企業聯合培養人才的新機制。我校特別注重實用型和創新型人才的培養，通過對我國傳統教育的反思，我校持續派遣教師到企業考察并與多家企業建立學術合作關系，并建立學生實踐基地及聯合實驗室，以學生為核心，采用“七分實踐，三分理論”的模式，加強學生工程培養，提升學生工程應用能力，探索出一條教育新道路。

我校與企業建立人才培養協同機制，采取“走出去，請進來”的措施，建立專業教師企業研修機制和企業工程技術人員進入大學授課機制，實現校企合作優勢互補。在企建立教師研修基地，選派教師參加企業的科研與工程實際研發工作；聘請有實際經驗的企業工程師，到學校給學生講授當下企業發展狀況，技術需求與工程實際急須解決的一些問題。建立多元化深層次的教師教學隊伍。

三、開放實驗室的規范管理和實施

（一）實驗室實現信息化管理

實驗室要建立開放性管理系統，要在我校校園網的實驗室欄目里及時發布實驗室相關信息：實驗項目、開放時間、指導教師、實驗教室、實驗器材的詳細使用情況等信息，學生可以根據發布的信息申請實驗時間。學生申請時，可以在線與管理人員溝通，獲得指導教師的及時答復。

由于實驗室設備的固定性和我學院某些課程的復雜性，每當學生遇到問題并且獲得解決方案時，指導教師都要把與特定設備有關的問題或者典型的問題和解決方案錄入系統，以供學生查詢借鑒。

（二）調動學生的積極性，協助管理實驗室

開放性實驗室的的管理工作異常煩瑣，我院實驗室管理人員明顯不足，依現有的師資力量，要做到實驗室完全開放不太現實，因此，通過勤工助學或貧困補助適當的傾斜等方式吸引符合條件的優秀學生走進實驗室，協助實驗室管理人員一同管理實驗室，不但能使實驗室的開放時間同教學大樓關閉時間同步，真正做到全天候開放，而且還一定程度上解決了貧困學生的經濟困難情況，同時也培養了他們認真負責的態度。

（三）實驗室儀器設備的管理

開放性實驗室的管理模式，實現數字化、智能化管理。學生出入要通過門禁系統，使得預約的學生可以進入實驗室，并在管理人員的監督下取得實驗器材，并錄入管理系統。

實驗室的設備及零部件都要進行分類存儲并詳細登記零部件的使用及損壞情況，使得學生能夠查閱設備的使用情況，對一些關鍵設備，比如，ARM開發箱，FPGA開發箱等要建立檔案，及時詳細記錄實驗過程中出現的問題，隨時檢查，維護，保證設備性能完好，保證實驗能持續進行，實驗結束后，將有用的元器件拆卸回收再利用，并錄入系統。

實驗室要制訂詳細的《實驗室管理條例》，明確學生的責任義務，確保每個進入實驗室的學生明確自己要承擔的責任，提高學生的責任感。

（四）規范經費管理制度

開放性實驗室建設需要足夠的人力和財力，資金不足、設備陳舊短缺，使我院建設面向師生完全開放的實驗室困難重重。因此，投入足夠的資金保障實驗室正常的實驗耗材供應，實驗設備維護和師資培訓非常重要。比如，當設備完好率保持在90%以上時，投入設備總值的3%以上，用于設備維護；每年保證電子儀器設備在15%以上更新率，計算機類設備25%以上更新率。學校每學期可以根據實驗室實際接待學生數，實驗項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、開放實驗室運行的幾點思考

（一）實驗室全面開放教學模式

開放實驗教學應納入學校專業培養方案體系中，在實踐環節進行優化整合。要全盤考慮實驗教學內容、教學方法和教學手段，取消原來的單周的課程設計，整合到學年設計、技能訓練、專業實踐等幾周的實踐環節，這樣不僅可以提高實踐環節效率，也能提高學生動手操作的實際效果。學校要對實驗教學儀器設備進行階段性投入，優化實驗室配置，給學生做項目和教師科研提供良好的環境和必備的條件。

將理論與實際相結合，將教師傳授的知識與學生能力的培養有機結合起來，發揮學生的主動性和教師的主導作用，讓學生一個階段，一個時期都在實驗室，可以系統地訓練學生的綜合知識、全面掌握知識要點。把所學的知識節點鏈接起來，讓學生研發能力得到快速提升。

（二）轉變以學生為主體的教育思維，培養學生的自我管理能力和科研能力

開放實驗室應該以學生方案設計，實驗方法的運用為主，訓練學生發現問題、解決問題、處理問題的應變能力，讓學生在實驗室有一個自由發展的空間，敢于提問、學會思考、有合作精神。傳統的模式是教師是主角，學生是配角。教師講什么，學生做什么，學生按照固定的模式操作，然后按照統一的模板完成實驗報告。這樣培養模式限制了學生的思維方式，不利于學生創新意識的培養。打破傳統的實驗教學模式，轉變教師的思想觀念，以學生為主，教師為輔，讓學生多做一些設計性、綜合性的實驗項目。

開放實驗室應該給學生提供良好的條件，在整個實驗過程中，學生自己設計方案，在不斷反復做試驗過程中總結失敗和教訓，不斷改進實驗方案。這個過程訓練非常重要，不僅能讓學生在實踐中鍛煉專業技能，還可以提高學生的思維能力和研發能力，培養學生的自我管理能力和人文素養能力，學校培養學生教育理念應該是做人第一、修業第二。

（三）激發學生的主動性、鼓勵創新性實驗

實驗教學的改革，在開放實驗室的平臺下，增加互動式教學模式，要鼓勵學生做設計性探索性實驗，這樣學生能夠自己思考，自己設計，自己查資料，自己動手操作，自己獨立完成所有相關的實驗任務。一切都按照自己的思維方式來組織和操作，通過這種模式，一方面可以調動學生的積極性、主動性、創造性；另一方面可以培養學生的綜合能力，提高學生的軟實力。可以給獲獎項的學生一些激勵措施，比如分配獲得獎項的學生一定比例的學分，分配給指導教師一定的工作量。