基于CDIO的一體化實驗教學和管理體系構建

羅頻捷, 張 輝

(成都東軟學院 實驗管理中心，四川 成都 611844)

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基于CDIO的一體化實驗教學和管理體系構建

羅頻捷, 張 輝

(成都東軟學院 實驗管理中心，四川 成都 611844)

以科學發展觀為指導，以CDIO教育理論為基石，對高校實驗教學與管理體系進行改革，構建一體化實驗教學和管理新體系。新體系對實驗教學和管理進行重新構思設計與實現，強調實驗教學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和管理體系對培養高水平應用型人才具有極大的促進作用。

實驗教學； 實驗管理體系； CDIO

0 引 言

實驗教學承擔著開展必要的驗證性實驗以及研究性、探索性、綜合性、設計性實驗等重要任務，是培養高素質創新型人才過程中貫穿始終、不可或缺的重要組成部分[1-3]。為進一步提高高校的科研和教育水平，近年來，國內高校普遍加大了實驗教學改革的深度和廣度，優化實驗教學體系，完善實驗教學管理體系，擴大開放實驗室的范圍，積極推進科研性實驗教學改革，以提高高校實驗教學水平與管理水平。

計算機類專業是實踐性很強的專業學科，實驗教學在培養學生的專業知識應用方面有著不可替代的作用。近幾年來，我校圍繞著培養高水平應用型IT人才的目標，不斷進行實驗教學和管理體系的探索與改革，逐步構建了基于CDIO的一體化實驗教學和管理新體系，本文重點介紹我校一體化實驗教學和管理體系的構建與思考。

1 實驗教學和管理體系改革思路

傳統的計算機類專業實驗教學是以論證型實驗為主，學生主要通過實驗驗證學科基礎知識和基本原理，對應用目標要求不高，致使實驗教學僅僅處于學科理論教學的附屬地位[4-6]。實驗教學體系普遍以理論教學課程體系為基礎進行構建，由理論課程決定實驗課程開設，實驗課程之間缺乏聯系，實驗教學難以形成體系化和系統化。

實驗教學體系作為培養學生應用技能和實踐能力的教學體系，應與理論教學體系相對獨立[7]。實驗教學體系的構建與理論教學體系的構建方式相同，應根據專業未來發展方向和社會對人才需求為基礎進行建設[8]。實驗教學體系更側重對學生專業學科研究思路和方法的培養，把培養學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力作為實驗教學體系的頂層設計，把培養學生專業實踐能力作為實驗教學的具體目標[9]。在實驗教學體系中，實驗課程之間應緊密聯系、互為支撐、逐級深入，建設一體化實驗課程體系。在實驗教學體系與理論教學體系之間，實驗課程與理論課程應相對獨立、互為補充、逐級映射，構建一體化的實驗課程與理論課程體系。

實驗教學不是孤立的，實驗教學體系與科研和創收也密切關聯，實驗教學和管理體系改革應建立實驗教學整個生態圈，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、科研、創新實驗室建設、實驗評估以及創收等進行一體化的設計。學生在整個實驗教學生態圈中運用專業知識進行構思—設計—實施—運行的全過程學習。

2 基于CDIO的一體化實驗教學和管理體系內涵

我校一體化實驗教學和管理體系以培養高水平應用型IT人才為目標，堅持實驗教學體系獨立建設，加強實踐教學課程聯系，強化理論教學與實踐教學相結合，實現了一體化實驗教學和管理體系。一體化的實驗管理教學和管理體系是建立在CDIO理論的基礎上的，是實驗教學和管理架構及流程的一次改革，它以項目為中心，提供了真實的工程實驗環境，在實驗中完成知識、能力和素質的一體化培養，改變過去那種小生產、小作坊式、自我封閉、小而全的實驗室教學模式。基于CDIO的一體化實驗教學和管理體系是對CDIO教育理念的繼承和創新，它更加強調學生思維的開放與創新，注重對學生價值觀、責任感、態度與習慣以及創新能力、個人職業能力、溝通表達與團隊合作能力的培養，使之具備應用知識為社會做貢獻的能力[10-11]。

一體化實驗教學和管理體系由八個方面的內容組成，分別是實驗室的建立機制、實驗教學體系的建設、實驗人員隊伍的建設、實驗室的管理機制、開放式的實驗教學、虛擬化的實驗室、創收機制和評估機制，如圖1所示。一體化實驗教學和管理體系是以實驗室的建立和使用為出發點，從一體化的視野看，建立和使用是互為因果關系的，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，實驗室管理機制通過統籌規劃、整體協調，使這三部分有序、有力、有效的運行，這四個部分是整個體系的基礎；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收；體系的發展是動態的、自學習的、自調整的，實驗室評估機制保證各個部分正常運行和不斷完善提升；此外，組織的貢獻體現在組織的對外貢獻上，一體化的實驗教學和管理體系的外部貢獻體現在實驗教學和管理的特色和效果上。各個部分之間結構清楚、作用明確，既相互支撐又相對獨立。

圖1 一體化的實驗教學和管理體系的總體框架

該系體從實驗室及其教學的根本任務出發，梳理和理順了實驗室及其教學的各個環節的關系；從一體化的高度和視野出發，確立了四位一體的實驗教學和管理內核；從持續改進的角度出發不斷優化，引入了動態的、自學習的、自調整的評估機制；從國際化、實用化、從個性的人才培養目標出發，建立了虛擬化、開放式和創收式的實驗室機制。該體系充分考慮了大眾教育與精英教育的特點，以CDIO模式項目教學為主線將理論教學與實驗教學有機地結合起來，激發了學生自主學習的興趣，把促進學生的全面發展和適應社會需要作為衡量人才培養水平的根本標準。

3 一體化實驗教學和管理體系實踐

3.1 制定一體化實驗教學體系

一體化實驗教學體系的建立需與社會發展相適應，在充分考慮社會、學生及其他利益相關者需求的基礎上，根據我校培養高水平應用型IT人才的目標研究制定。實驗課程體系以學科為中心，用項目來整合，打破學科和專業的限制，用項目將其整合和重組起來，形成跨學科、跨專業的實驗室群結構。實驗課程的構建應與項目教學和專業人才培養方案保持一致，按照實現三級項目來構建實驗室，同時實驗課程的構建還需面向二級項目和一級項目，實現項目之間具有嵌套性，形成相互支撐。

一體化實驗教學體系制定，從一體化專業實驗方案、實驗課程大綱、實驗項目大綱進行論證、設計、制定、和實施入手，結合各專業人才培養目標和培養規格，建立從各專業培養目標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，進而形成一體化實驗教學體系。

一體化實驗教學體系實驗課程的設立強調實驗室的“復用性”，從實驗室的“顆粒化“和“積木化”兩個方面進行設計。一方面，每一個實驗室是一個顆粒和積木，構成三級項目的最低配置；反過來，二級以上項目的設計要依據現有實驗室進行構建，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”原則進行設計[14]。明確一體化的實驗教學和管理體系建設的主導方與實施方，明確各職能部門的分工。實驗管理中心總體主導實驗教學和管理，包括實驗教學體系的建立與運行、保證各部門之間的協同工作、有關制度的建設與監督執行等工作；教務部負責實驗實踐教學文件制定、工作量核算與認定等工作；人力資源部出臺實驗人員隊伍建設、實驗室創收等制度與機制；教學質量與保障部負責實驗教學體系的質量評估與監督改進工作[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。一體化實驗教學管理采用主任負責制，由實驗管理中心主任全權負責，實施校、院兩級管理，實現資源共享，提高資產設備的使用率。

(2) 管理制度。一體化實驗教學管理制度應以人為本，把對實驗教學流程管理、人員健康保護和實驗環境維護作為管理制度核心，從實驗室建設、實驗教學管理、實驗安全衛生管理、實驗人員管理和實驗儀器設備管理等多個方面進行一體化設計。

(3) 管理技術。一體化實驗教學采用計算機、物聯網等現代化手段，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、經費、環境狀態等進行實時管理，對實驗教學信息進行記錄、統計和分析。

3.3 一體化實驗質量評價體系完善

一體化的實驗室教學與管理體系包括了實驗室的建立和使用、運行和管理、實驗教學體系和隊伍等很多方面，也涉及到了管理人員、實驗教師和學生，為了保證該體系能夠正常運行和不斷完善，必須要引入評估機制，以使得整個體系具有自組織、自提高的機能，達到持續改進的目的。實驗質量評價體系由教學質量與保障部負責，應完全獨立與實驗教學行政管理體系。實驗質量評估體系主旨是通過實驗教學檢查和督導，維護實驗教學秩序，評估實驗教學效果，不斷促進實驗教學質量提高。教學質量與保障部與各學院和實驗管理中心緊密配合，共同制定評估標準，并與學校現有的質量保障體系很好地融合起來[17]。

教學質量與保障部組織具有豐富實驗教學和管理經驗的在職高級職稱人員組成實驗教學督導，以專家身份直接參與實驗教學管理，對實驗教學過程進行檢查、監督、指導和評價，并直接向學校領導、實驗管理中心和各學院反饋實驗教學問題，并提出針對性改進意見，但教學質量與保障部不直接參與實驗教學具體過程的管理。實驗管理中心與教學質量與保障部即自成系統又密切協作，從而形成一個完整的實驗教學和管理閉環系統。

4 結 語

實驗教學是大學生素質養成、能力培養的重要環節，是整個高校教學工作的重要組成部分，實驗教學成功與否直接關系到人才培養質量的高低[18]。實驗教學的統籌管理、資源優化和開放共享，對培養實驗教學與管理改革至關重要。自2011年以來，我校以CDIO教學理念為基礎，依托實驗教學改革，通過論證、實踐與完善等階段的實施，逐步構建了一體化實驗教學與管理新體系。通過幾年的改革與實踐，打破了傳統的實驗教學體系，轉變了陳舊的實驗教學觀念，改革成果和實踐成效不斷鞏固與完善，形成了科學合理的實驗教學體系和管理體系。改革效果得到了各級教學主管機構的充分認可與肯定，我校的一體化實驗教學和管理體系改革先后成功申報為教育部和四川省教學改革課題。

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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研究項目(2013LX028)；2011年四川省教育廳高等教育人才培養質量和教學改革項目(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