基于CDIO的一體化實驗教學(xué)和管理體系構(gòu)建

羅頻捷, 張 輝

(成都東軟學(xué)院 實驗管理中心，四川 成都 611844)

?

基于CDIO的一體化實驗教學(xué)和管理體系構(gòu)建

羅頻捷, 張 輝

(成都東軟學(xué)院 實驗管理中心，四川 成都 611844)

以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，以CDIO教育理論為基石，對高校實驗教學(xué)與管理體系進(jìn)行改革，構(gòu)建一體化實驗教學(xué)和管理新體系。新體系對實驗教學(xué)和管理進(jìn)行重新構(gòu)思設(shè)計與實現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)實驗教學(xué)體系的獨立性和可評估性。通過幾年實踐證明一體化實驗教學(xué)和管理體系對培養(yǎng)高水平應(yīng)用型人才具有極大的促進(jìn)作用。

實驗教學(xué)； 實驗管理體系； CDIO

0 引 言

實驗教學(xué)承擔(dān)著開展必要的驗證性實驗以及研究性、探索性、綜合性、設(shè)計性實驗等重要任務(wù)，是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才過程中貫穿始終、不可或缺的重要組成部分[1-3]。為進(jìn)一步提高高校的科研和教育水平，近年來，國內(nèi)高校普遍加大了實驗教學(xué)改革的深度和廣度，優(yōu)化實驗教學(xué)體系，完善實驗教學(xué)管理體系，擴(kuò)大開放實驗室的范圍，積極推進(jìn)科研性實驗教學(xué)改革，以提高高校實驗教學(xué)水平與管理水平。

計算機(jī)類專業(yè)是實踐性很強(qiáng)的專業(yè)學(xué)科，實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識應(yīng)用方面有著不可替代的作用。近幾年來，我校圍繞著培養(yǎng)高水平應(yīng)用型IT人才的目標(biāo)，不斷進(jìn)行實驗教學(xué)和管理體系的探索與改革，逐步構(gòu)建了基于CDIO的一體化實驗教學(xué)和管理新體系，本文重點介紹我校一體化實驗教學(xué)和管理體系的構(gòu)建與思考。

1 實驗教學(xué)和管理體系改革思路

傳統(tǒng)的計算機(jī)類專業(yè)實驗教學(xué)是以論證型實驗為主，學(xué)生主要通過實驗驗證學(xué)科基礎(chǔ)知識和基本原理，對應(yīng)用目標(biāo)要求不高，致使實驗教學(xué)僅僅處于學(xué)科理論教學(xué)的附屬地位[4-6]。實驗教學(xué)體系普遍以理論教學(xué)課程體系為基礎(chǔ)進(jìn)行構(gòu)建，由理論課程決定實驗課程開設(shè)，實驗課程之間缺乏聯(lián)系，實驗教學(xué)難以形成體系化和系統(tǒng)化。

實驗教學(xué)體系作為培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用技能和實踐能力的教學(xué)體系，應(yīng)與理論教學(xué)體系相對獨立[7]。實驗教學(xué)體系的構(gòu)建與理論教學(xué)體系的構(gòu)建方式相同，應(yīng)根據(jù)專業(yè)未來發(fā)展方向和社會對人才需求為基礎(chǔ)進(jìn)行建設(shè)[8]。實驗教學(xué)體系更側(cè)重對學(xué)生專業(yè)學(xué)科研究思路和方法的培養(yǎng)，把培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、分析問題和解決問題的能力作為實驗教學(xué)體系的頂層設(shè)計，把培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)實踐能力作為實驗教學(xué)的具體目標(biāo)[9]。在實驗教學(xué)體系中，實驗課程之間應(yīng)緊密聯(lián)系、互為支撐、逐級深入，建設(shè)一體化實驗課程體系。在實驗教學(xué)體系與理論教學(xué)體系之間，實驗課程與理論課程應(yīng)相對獨立、互為補(bǔ)充、逐級映射，構(gòu)建一體化的實驗課程與理論課程體系。

實驗教學(xué)不是孤立的，實驗教學(xué)體系與科研和創(chuàng)收也密切關(guān)聯(lián)，實驗教學(xué)和管理體系改革應(yīng)建立實驗教學(xué)整個生態(tài)圈，圍繞實驗課程體系、實驗室建立、實驗室管理、實驗教師隊伍培養(yǎng)、科研、創(chuàng)新實驗室建設(shè)、實驗評估以及創(chuàng)收等進(jìn)行一體化的設(shè)計。學(xué)生在整個實驗教學(xué)生態(tài)圈中運(yùn)用專業(yè)知識進(jìn)行構(gòu)思—設(shè)計—實施—運(yùn)行的全過程學(xué)習(xí)。

2 基于CDIO的一體化實驗教學(xué)和管理體系內(nèi)涵

我校一體化實驗教學(xué)和管理體系以培養(yǎng)高水平應(yīng)用型IT人才為目標(biāo)，堅持實驗教學(xué)體系獨立建設(shè)，加強(qiáng)實踐教學(xué)課程聯(lián)系，強(qiáng)化理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合，實現(xiàn)了一體化實驗教學(xué)和管理體系。一體化的實驗管理教學(xué)和管理體系是建立在CDIO理論的基礎(chǔ)上的，是實驗教學(xué)和管理架構(gòu)及流程的一次改革，它以項目為中心，提供了真實的工程實驗環(huán)境，在實驗中完成知識、能力和素質(zhì)的一體化培養(yǎng)，改變過去那種小生產(chǎn)、小作坊式、自我封閉、小而全的實驗室教學(xué)模式?；贑DIO的一體化實驗教學(xué)和管理體系是對CDIO教育理念的繼承和創(chuàng)新，它更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生思維的開放與創(chuàng)新，注重對學(xué)生價值觀、責(zé)任感、態(tài)度與習(xí)慣以及創(chuàng)新能力、個人職業(yè)能力、溝通表達(dá)與團(tuán)隊合作能力的培養(yǎng)，使之具備應(yīng)用知識為社會做貢獻(xiàn)的能力[10-11]。

一體化實驗教學(xué)和管理體系由八個方面的內(nèi)容組成，分別是實驗室的建立機(jī)制、實驗教學(xué)體系的建設(shè)、實驗人員隊伍的建設(shè)、實驗室的管理機(jī)制、開放式的實驗教學(xué)、虛擬化的實驗室、創(chuàng)收機(jī)制和評估機(jī)制，如圖1所示。一體化實驗教學(xué)和管理體系是以實驗室的建立和使用為出發(fā)點，從一體化的視野看，建立和使用是互為因果關(guān)系的，是體制的源頭，實驗人員隊伍為建立和使用提供了人員保障，實驗室管理機(jī)制通過統(tǒng)籌規(guī)劃、整體協(xié)調(diào)，使這三部分有序、有力、有效的運(yùn)行，這四個部分是整個體系的基礎(chǔ)；實驗室的建立支撐著實驗室的開放式、實驗室的虛擬化和實驗室的創(chuàng)收；體系的發(fā)展是動態(tài)的、自學(xué)習(xí)的、自調(diào)整的，實驗室評估機(jī)制保證各個部分正常運(yùn)行和不斷完善提升；此外，組織的貢獻(xiàn)體現(xiàn)在組織的對外貢獻(xiàn)上，一體化的實驗教學(xué)和管理體系的外部貢獻(xiàn)體現(xiàn)在實驗教學(xué)和管理的特色和效果上。各個部分之間結(jié)構(gòu)清楚、作用明確，既相互支撐又相對獨立。

圖1 一體化的實驗教學(xué)和管理體系的總體框架

該系體從實驗室及其教學(xué)的根本任務(wù)出發(fā)，梳理和理順了實驗室及其教學(xué)的各個環(huán)節(jié)的關(guān)系；從一體化的高度和視野出發(fā)，確立了四位一體的實驗教學(xué)和管理內(nèi)核；從持續(xù)改進(jìn)的角度出發(fā)不斷優(yōu)化，引入了動態(tài)的、自學(xué)習(xí)的、自調(diào)整的評估機(jī)制；從國際化、實用化、從個性的人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，建立了虛擬化、開放式和創(chuàng)收式的實驗室機(jī)制。該體系充分考慮了大眾教育與精英教育的特點，以CDIO模式項目教學(xué)為主線將理論教學(xué)與實驗教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，把促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展和適應(yīng)社會需要作為衡量人才培養(yǎng)水平的根本標(biāo)準(zhǔn)。

3 一體化實驗教學(xué)和管理體系實踐

3.1 制定一體化實驗教學(xué)體系

一體化實驗教學(xué)體系的建立需與社會發(fā)展相適應(yīng)，在充分考慮社會、學(xué)生及其他利益相關(guān)者需求的基礎(chǔ)上，根據(jù)我校培養(yǎng)高水平應(yīng)用型IT人才的目標(biāo)研究制定。實驗課程體系以學(xué)科為中心，用項目來整合，打破學(xué)科和專業(yè)的限制，用項目將其整合和重組起來，形成跨學(xué)科、跨專業(yè)的實驗室群結(jié)構(gòu)。實驗課程的構(gòu)建應(yīng)與項目教學(xué)和專業(yè)人才培養(yǎng)方案保持一致，按照實現(xiàn)三級項目來構(gòu)建實驗室，同時實驗課程的構(gòu)建還需面向二級項目和一級項目，實現(xiàn)項目之間具有嵌套性，形成相互支撐。

一體化實驗教學(xué)體系制定，從一體化專業(yè)實驗方案、實驗課程大綱、實驗項目大綱進(jìn)行論證、設(shè)計、制定、和實施入手，結(jié)合各專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格，建立從各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)到實驗課程體系的映射，再建立從實驗課程體系到各實驗課程的映射，進(jìn)而形成一體化實驗教學(xué)體系。

一體化實驗教學(xué)體系實驗課程的設(shè)立強(qiáng)調(diào)實驗室的“復(fù)用性”，從實驗室的“顆?；昂汀胺e木化”兩個方面進(jìn)行設(shè)計。一方面，每一個實驗室是一個顆粒和積木，構(gòu)成三級項目的最低配置；反過來，二級以上項目的設(shè)計要依據(jù)現(xiàn)有實驗室進(jìn)行構(gòu)建，兩者相互兼顧[12-13]。實驗室群好比是積木群，項目好比是積木要搭建的目標(biāo)作品，按照項目來安排實驗室的使用。同樣的積木可以搭建出很多不一樣的實驗課程，如圖2所示。

圖2 一體化實驗課程設(shè)計

3.2 建立一體化實驗管理體系

一體化實驗管理體系按照“誰最適合，誰管理”原則進(jìn)行設(shè)計[14]。明確一體化的實驗教學(xué)和管理體系建設(shè)的主導(dǎo)方與實施方，明確各職能部門的分工。實驗管理中心總體主導(dǎo)實驗教學(xué)和管理，包括實驗教學(xué)體系的建立與運(yùn)行、保證各部門之間的協(xié)同工作、有關(guān)制度的建設(shè)與監(jiān)督執(zhí)行等工作；教務(wù)部負(fù)責(zé)實驗實踐教學(xué)文件制定、工作量核算與認(rèn)定等工作；人力資源部出臺實驗人員隊伍建設(shè)、實驗室創(chuàng)收等制度與機(jī)制；教學(xué)質(zhì)量與保障部負(fù)責(zé)實驗教學(xué)體系的質(zhì)量評估與監(jiān)督改進(jìn)工作[15-16]。

一體化實驗管理體系主要包含以下三個部分：

(1) 管理模式。一體化實驗教學(xué)管理采用主任負(fù)責(zé)制，由實驗管理中心主任全權(quán)負(fù)責(zé)，實施校、院兩級管理，實現(xiàn)資源共享，提高資產(chǎn)設(shè)備的使用率。

(2) 管理制度。一體化實驗教學(xué)管理制度應(yīng)以人為本，把對實驗教學(xué)流程管理、人員健康保護(hù)和實驗環(huán)境維護(hù)作為管理制度核心，從實驗室建設(shè)、實驗教學(xué)管理、實驗安全衛(wèi)生管理、實驗人員管理和實驗儀器設(shè)備管理等多個方面進(jìn)行一體化設(shè)計。

(3) 管理技術(shù)。一體化實驗教學(xué)采用計算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代化手段，建立全面的信息化實驗管理平臺，對實驗室的工作、人員、物資、經(jīng)費、環(huán)境狀態(tài)等進(jìn)行實時管理，對實驗教學(xué)信息進(jìn)行記錄、統(tǒng)計和分析。

3.3 一體化實驗質(zhì)量評價體系完善

一體化的實驗室教學(xué)與管理體系包括了實驗室的建立和使用、運(yùn)行和管理、實驗教學(xué)體系和隊伍等很多方面，也涉及到了管理人員、實驗教師和學(xué)生，為了保證該體系能夠正常運(yùn)行和不斷完善，必須要引入評估機(jī)制，以使得整個體系具有自組織、自提高的機(jī)能，達(dá)到持續(xù)改進(jìn)的目的。實驗質(zhì)量評價體系由教學(xué)質(zhì)量與保障部負(fù)責(zé)，應(yīng)完全獨立與實驗教學(xué)行政管理體系。實驗質(zhì)量評估體系主旨是通過實驗教學(xué)檢查和督導(dǎo)，維護(hù)實驗教學(xué)秩序，評估實驗教學(xué)效果，不斷促進(jìn)實驗教學(xué)質(zhì)量提高。教學(xué)質(zhì)量與保障部與各學(xué)院和實驗管理中心緊密配合，共同制定評估標(biāo)準(zhǔn)，并與學(xué)?，F(xiàn)有的質(zhì)量保障體系很好地融合起來[17]。

教學(xué)質(zhì)量與保障部組織具有豐富實驗教學(xué)和管理經(jīng)驗的在職高級職稱人員組成實驗教學(xué)督導(dǎo)，以專家身份直接參與實驗教學(xué)管理，對實驗教學(xué)過程進(jìn)行檢查、監(jiān)督、指導(dǎo)和評價，并直接向?qū)W校領(lǐng)導(dǎo)、實驗管理中心和各學(xué)院反饋實驗教學(xué)問題，并提出針對性改進(jìn)意見，但教學(xué)質(zhì)量與保障部不直接參與實驗教學(xué)具體過程的管理。實驗管理中心與教學(xué)質(zhì)量與保障部即自成系統(tǒng)又密切協(xié)作，從而形成一個完整的實驗教學(xué)和管理閉環(huán)系統(tǒng)。

4 結(jié) 語

實驗教學(xué)是大學(xué)生素質(zhì)養(yǎng)成、能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是整個高校教學(xué)工作的重要組成部分，實驗教學(xué)成功與否直接關(guān)系到人才培養(yǎng)質(zhì)量的高低[18]。實驗教學(xué)的統(tǒng)籌管理、資源優(yōu)化和開放共享，對培養(yǎng)實驗教學(xué)與管理改革至關(guān)重要。自2011年以來，我校以CDIO教學(xué)理念為基礎(chǔ)，依托實驗教學(xué)改革，通過論證、實踐與完善等階段的實施，逐步構(gòu)建了一體化實驗教學(xué)與管理新體系。通過幾年的改革與實踐，打破了傳統(tǒng)的實驗教學(xué)體系，轉(zhuǎn)變了陳舊的實驗教學(xué)觀念，改革成果和實踐成效不斷鞏固與完善，形成了科學(xué)合理的實驗教學(xué)體系和管理體系。改革效果得到了各級教學(xué)主管機(jī)構(gòu)的充分認(rèn)可與肯定，我校的一體化實驗教學(xué)和管理體系改革先后成功申報為教育部和四川省教學(xué)改革課題。

[1] 劉志剛．以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，構(gòu)建高水平實驗教學(xué)大平臺[J]．中國高等教育，2009(6)：20-22．

[2] 白新理,李玉河,吳澤玉.當(dāng)前高校實驗室管理工作的思考[J].實驗技術(shù)與管理,2007, 24(10):367-368.

[3] 魯保富,鄭春龍.構(gòu)建培養(yǎng)創(chuàng)新能力的實驗教學(xué)體系[J].實驗室研究與探索,2005,24(4): 5-11.

[4] 王秀春，楊 寧，宋占午．實驗教學(xué)改革的認(rèn)識與實踐[J]．西北師范大學(xué)學(xué)報，2003，39(2)：102-104．

[5] 謝曉玲,鄧自發(fā).高等院校生物學(xué)實驗體系改革初探[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報, 2007,57(2):66-67.

[6] 李明元.高校實驗教學(xué)存在的問題和改進(jìn)措施[J].高等教育研究,2009,26(4):50-52.

[7] 陳生萍,李宗范.加強(qiáng)實驗教學(xué)中心建設(shè),推進(jìn)實驗教學(xué)改革[J].實驗室研究與探索, 2010,29(3):114-117.

[8] 葉秉良,戴文戰(zhàn),楊蔚琪.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)的實驗教學(xué)體系構(gòu)建[J].實驗技術(shù)與管理,2008,25(11):131-134.

[9] 畢建杰,葉寶興,王建華,等.“132”式實驗教學(xué)管理模式的探索與實踐[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2009,7(3):75-77.

[10] 溫 濤.基于TOPCARE-CDIO的一體化人才培養(yǎng)模式探索與實踐[J].計算機(jī)教育，2010(11)：21-29.

[11] 陳生萍,李宗范.加強(qiáng)實驗教學(xué)中心建設(shè)，推進(jìn)實驗教學(xué)改革[J]．實驗室研究與探索,2010,29(3):114-117.

[12] 劉洪久,范炳良,孫偉國.應(yīng)用型本科院校經(jīng)管專業(yè)實驗教學(xué)體系研究[J].長春教育學(xué)院學(xué)報,2009,25(3):122-124.

[13] 宋鳳蓮,巫世晶,劉梅清.自主創(chuàng)新工程訓(xùn)練教學(xué)模式的構(gòu)建[J].實驗室研究與探索,2008,27(2):113-115.

[14] 陳浪城,鮑 鴻.高校實驗室綜合管理系統(tǒng)的探索與實踐[J].實驗室科學(xué),2009(1):156-157.

[15] 張 宇,莫蓓莘,汪安泰,等.多層次生物科學(xué)實驗教學(xué)方法的探討[J].實驗技術(shù)與管理,2010,27(9):124-126.

[16] 廖秀萍.高校實驗室管理實踐與探索[J].廣西輕工業(yè),2010(7):167-168.

[17] 戚業(yè)國,王徐波.我國高校內(nèi)部管理體制改革30年[J].中國高教研究,2008(11):22-27.

[18] Chomtip P,Bundit S,Yutika J,etal. 2010 international conference on test and measurement[D]. Thailand: Mahidol University,2010:68-71.

Construction of Integrated Experimental Teaching and Management System Based on CDIO

LUOPin-jie,ZHANGHui

(Laboratory Management Center, Chengdu Neusoft University, Chengdu 611844, China)

Guidance with scientific progress view and taking CDIO education theory as the foundation, the reform to the teaching and management system of college experiment was conducted in Chengdu Neusoft University. A new integration experimental teaching and management system was established. Emphasizing the independence and measurability, the new system of experimental teaching and management was conceived, designed and operated. Through several years of practice, it was proved that the integration of experimental teaching and management system plays a great role in promoting the cultivation of high level talents of application.

experimental teaching; experiment management system; CDIO

2015-03-26

2013年教育部信息化教指委教學(xué)研究項目(2013LX028)；2011年四川省教育廳高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項目(Z11222)

羅頻捷(1981-)，男，四川瀘州人，碩士，高級工程師，實驗管理中心主任，主要研究方向：實驗教學(xué)管理、軟件工程。

Tel.:028-64888040；E-mail:luopinjie@nsu.edu.cn

G 642.0

A

1006-7167(2016)03-0169-04