“社團+實驗室”模式的電工電子類開放實驗室管理探索

周子昂 周口師范學院機械與電氣工程學院 徐坤 周口師范學院網(wǎng)絡(luò)工程學院

“社團+實驗室”模式的電工電子類開放實驗室管理探索

周子昂 周口師范學院機械與電氣工程學院 徐坤 周口師范學院網(wǎng)絡(luò)工程學院

本文分析了當前高校電工電子類開放實驗室管理和運行過程中存在的問題，并以周口師范學院機械與電氣工程學院為研究對象開展了開放實驗室開放管理及運行機制的研究，逐步完善了科學合理的“社團+實驗室”的開放管理模式與機制，構(gòu)建了良好的實驗室開放環(huán)境，并在學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)和學科競賽方面取得了顯著的成果。

實驗室開放 社團 學科競賽

近年來，在中共中央、國務(wù)院頒布的《關(guān)于深化教育改革，全面推進素質(zhì)教育的決定》、教育部頒發(fā)的《全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》，以及《關(guān)于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》中，都明確提出要進一步“強化實踐育人環(huán)節(jié)，加強實踐教學管理，提高實驗質(zhì)量，建立更新教育內(nèi)容的機制，重視實驗課教學，培養(yǎng)學生實際動手操作能力”。實驗室開放有利于學生的實踐鍛煉和自主發(fā)展，有利于提高實踐能力和興趣，激發(fā)學生的創(chuàng)新觀念和意識，同時也有利于促進實驗室和教師隊伍的發(fā)展和水平的提高，提高實驗室資源利用率。實驗室開放是指實驗室在時間、空間上的對學生的開放，以及實驗資源、實驗設(shè)備、實驗內(nèi)容等資源對學生的開放。因此，實驗室開放是實驗教學改革的具體體現(xiàn)，是高校轉(zhuǎn)型發(fā)展下教學改革的重要組成部分。如何提高實驗室開放的有效運行，滿足高校實踐育人需求，做到開放實驗室“真實開放，實際運行”，而不是流于形式，停留在口號上，表現(xiàn)在形式上。

本文以周口師范學院機械與電氣工程學院開放實驗室建設(shè)探索為例，提出了一種經(jīng)實踐驗證的、行之有效的“社團+實驗室”模式的電工電子類開放實驗室管理機制。

1 當前高校電工電子類實驗室開放的基本情況和存在問題

從當前大部分地方高校電工電子類開放實驗室的運行情況來看，主要有3種開放類型。

（1）地方高校的電工電子類實驗室都是依據(jù)培養(yǎng)方案建設(shè)的專業(yè)實驗室，主要面向?qū)I(yè)課程的實驗教學任務(wù)，根據(jù)各專業(yè)的培養(yǎng)方案要求，依據(jù)每學年的教學計劃和相關(guān)課程要求開放。這是實驗室開放的主要方面，這種開放形式較為單一，基本是以承擔理論課程的課程實驗為主。

（2）根據(jù)課題研究項目的需要面向教師、學生的開放，主要針對教師的一般研究項目，學生的、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等需要進入實驗室開展實驗活動的情況。由于地方高校的電工電子類實驗室的主要設(shè)備以滿足學生課程實驗為主，無法承擔較高層次的研究和實驗，因此，這種開放形式無法吸引教師進入實驗室進行項目的開發(fā)，同時也無法滿足學生深入研究的需求。這種形式的開放只是一種在固定時間向固定班級開放，完成簡單的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計形式上的開放。

（3）面向?qū)W科競賽等某些特殊需求的開放。這種開放主要支持學生在實驗室開展電子設(shè)計競賽、機器人比賽、創(chuàng)新設(shè)計大賽等學科競賽活動，主要由高校專門成立的一些創(chuàng)新實驗室面向參與競賽的學生在競賽準備期間集中開放。

以上3中形式的開放類型是當前高校實驗室開放的主要形式，但是存在開放方式比較單一、被動、流于形式等，造成實驗室利用率不高、開放度偏低，不能滿足學生的多元需求，不能滿足提高學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求。但是，如果面向?qū)W生全面開放，滿足學生的所有開放需求，也會造成管理上的混亂與無序。因此，尋找學生多元需求和管理秩序之間的最佳結(jié)合點，是解決這一問題的關(guān)鍵。

2 構(gòu)建“社團+實驗室”開放管理模式的意義

周口師范學院機械與電氣工程學院在近幾年的實踐教學改革中，經(jīng)過實踐和摸索，發(fā)現(xiàn)將大學生社團文化活動引入到電工電子類實驗室的開放管理中，構(gòu)建以面向社團開放為主體的“社團＋實驗室”開放管理模式，是解決電工電子類實驗室開放問題的有效途徑。構(gòu)建“社團+實驗室”開放管理模式在實現(xiàn)大學生多元需求的有效覆蓋、創(chuàng)建“真實開放，實際運行”的開放實驗室、有效促進實踐教學改革等方面具有實際意義。

2.1 實現(xiàn)大學生多元需求的有效覆蓋

隨著時代的發(fā)展，科技的進步，大學生個人成長發(fā)展的需求也變得多元化，特別是作為電工電子類專業(yè)，知識的更新?lián)Q代越來越快，單純的理論教學和實踐教學已遠遠不能滿足學生的需求，高校電工電子類實驗室要實現(xiàn)黨中央，國務(wù)院提出的具有較高的實踐動手能力和創(chuàng)新思維的理工科大學生的培養(yǎng)目標，就必須不斷嘗試和創(chuàng)新機制，適應(yīng)時代變化帶來的挑戰(zhàn)，滿足大學生成長提出的新需求。

大學生社團作為具有共同興趣的學生成立的自主管理的學生團體，吸引和凝聚了大批學生，將作為高校校園中提高實踐能力、開展創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)活動的主體的大學生社團引入實驗室，對大學生的成長需求進行引導，對他們的實踐創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)活動給予支持，可有效擴展受益面，實現(xiàn)開放實驗室對大學生成長需求的有效覆蓋和深度支持。

2.2 創(chuàng)建“真實開放，實際運行”的開放實驗室

電工電子類開放實驗室面向所有電工電子類學生，但由于高校管理體制的制約，很難實現(xiàn)有效的開放。通過實踐探索、需求分析及儀器調(diào)整等把部分實驗室建設(shè)成為各個社團的實踐活動基地，把學生社團引入到實驗室的開放運行管理中來，在教學計劃以外的時間、在實驗管理人員8小時工作制以外的時間，將實驗室的一部分交給學生社團自主管理、自主使用，以社團吸引廣大學生積極參與實驗，開展提高實踐能力，開展各種創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)活動，可極大激活實驗室的開放管理機制，提高實驗室的利用率。另一方面，社團作為實驗室和大學生之間的橋梁，可加深大學生對于實驗室的認識，大學生和實驗室雙方都變得可感、可知、可對話、可互動，從而開放實驗室的“真實開放，實際運行”。

“社團＋實驗室”的開放管理模式是變“自上而下”為“自下而上”，讓大學生深入實驗室，將社團創(chuàng)新活動與實驗空間實現(xiàn)對接，與實驗課程形成互動，實際上就是將實驗室的服務(wù)對象在正常的實驗室活動之外、在實驗管理人員8小時工作時間外請到實驗室中來，這種模式可有效改變實驗室開放“流于形式”的狀態(tài)，大學生社團進駐實驗室后不僅是實驗室的使用者，同時還參與實驗室的管理，成為實驗室的另外一個“學生管理主體”，在開放實驗室的管理制度的約束下，在開放實驗室的教師指導團隊的指導下，學生社團參與實驗室的管理，創(chuàng)造性地設(shè)計實驗、開展各種創(chuàng)新實踐、學科競賽等活動，從而可以有效提高實驗室的使用效率。

3 為“社團+實驗室”開放模式構(gòu)建多層次的實驗室開放硬件平臺

開放實驗室的教學特點就是重視學生個體的個性化、理論知識掌握的強弱化、興趣的不同化等，通過學生與實驗內(nèi)容的雙向選擇實現(xiàn)實驗室資源的合理配置，達到因材施教的效果。因此，構(gòu)建一套多層次的實驗室開放硬件平臺就非常必要。

3.1 開發(fā)研制了適合多個社團使用的開放實驗平臺

為適應(yīng)電工電子類專業(yè)開放式實驗室運行中不同社團，不同層次的學生的實驗需求，開發(fā)了一套各個模塊間相互獨立的單片機實驗實訓平臺。利用該實驗平臺，學生可以完成驗證型、設(shè)計型、綜合型實驗，學生可以依據(jù)實驗平臺上的開放資源完成硬件電路的設(shè)計和程序的設(shè)計，并可在線進行硬件測試。通過該平臺的開放實驗項目的訓練，學生可掌握嵌入式系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計要點，從而為學生參加全國電子設(shè)計大賽、河南省機器人比賽、全國智能車大賽及機械創(chuàng)新設(shè)計大賽等打下堅實的基礎(chǔ)。

3.2 開發(fā)研制了適合開放實驗室運行的門禁系統(tǒng)

開放實驗室要求在時間和空間上對學生開放，但是受制于管理限制，指導教師和實驗室管理員做不到隨時提供開、關(guān)開放實驗室的服務(wù)，因此，學院委托專業(yè)教師開發(fā)一套開放式實驗室的門禁控制系統(tǒng)，該門禁系統(tǒng)可通過手機微信控制開放實驗室安全門的開、關(guān)。這樣，在開放實驗室的開放項目運行期間，指導教師對該實驗室的參與成員進行授權(quán)，每個成員都可以通過手機微信自主開、關(guān)實驗室，從而做到了開放實驗室在時間和空間上隨時對學生開放。

4 為“社團+實驗室”開放模式建立科學高效的實驗室開放軟環(huán)境

在健全了開放實驗室的管理制度，搭建好了多層次的實驗室硬件平臺后，學院在開放實驗室的開放項目選擇、過程監(jiān)控、自主管理和對學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的成效上進行了精心設(shè)計。

4.1 開設(shè)了創(chuàng)新工程班，為各個社團提供基本的理論知識和實踐知識培訓

為了適應(yīng)我院的開放式實驗室建設(shè)和運行，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識和實踐能力，學院加大了理論和實踐教學改革力度，打破專業(yè)、年級限制開設(shè)了“創(chuàng)新工程班”，定期抽取學院骨干教師打破培養(yǎng)方案的限制，提前給予學生《電路》、《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《單片機原理及應(yīng)用》、《EDA技術(shù)》、《傳感器》等專業(yè)課程的講解和培訓，使學生提前獲得開展開放實驗項目的專業(yè)知識，并且在此過程中，學生打破了電類各專業(yè)的限制，自主成立了機器人興趣社團、智能車設(shè)計社團等，實現(xiàn)了各專業(yè)知識的交叉融合，啟發(fā)了學生的思維方式，在學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上效果顯著。

4.2 合理配置開放實驗室的開放項目

（1）針對理論基礎(chǔ)較弱、實踐操作能力較差的社團中的大一、大二學生，主要配置與理論課程相結(jié)合的開放項目，以設(shè)計性、綜合性為主，為學生打下扎實的實驗技能基礎(chǔ)。

（2）針對理論基礎(chǔ)扎實、實踐操作能力較強的社團中的大三、大四學生，主要依托全國電子設(shè)計大賽、河南省機器人比賽、全國智能車大賽等配置學科競賽性開放項目，并同時由學院的指導教師團隊針對不同比賽進行集中培訓，從而提高學生的實踐創(chuàng)新能力。

（3）針對有繼續(xù)深造需求的社團中的高年級學生，主要依托學院教師的科研項目配置研究性實驗，從而提高學生的創(chuàng)新思維和科學素養(yǎng)。

4.3 注重發(fā)揮開放項目的示范效應(yīng)

學院每學年在新生入學教育時舉行開放實驗室和社團取得的作品和各種獲獎情況展示，這種教育既向新生展示了學院在開放實踐教學中取得的成果，又發(fā)揮了示范效應(yīng)，從而調(diào)動了剛剛進入大學校園的學生參與各類社團，并在社團的管理下參與實驗室開放項目的積極性和主動性，為學院的實踐教學改革營造了良好的氛圍。

5 以成果推動“社團+實驗室”開放模式實驗室建設(shè)

通過近幾年的“社團+實驗室”開放實驗室建設(shè)和運行，學院取得了豐碩的成果，這些成果同時推動了開放實驗室的建設(shè)。

2016年，我院以機器人興趣社團為主體，選派了13只代表隊參加河南省第三屆大學生機器人競賽，獲得了“機器人滅火”項目冠軍，并獲得了機器人競步、迷宮機器人、游歷機器人等項目的2個一等獎，4個二等獎，6個三等獎的優(yōu)異成績。在第十一屆全國大學生“恩智浦”杯智能汽車競賽華北賽區(qū)比賽中，我院以智能車社團為主體選派3支代表隊參加比賽，獲得二等獎2隊，三等獎1隊。

2017年，我院以機器人興趣社團為主體，參加河南省第四屆大學生機器人競賽，獲得了“機器人滅火”項目冠軍，并獲得了機器人競步、迷宮機器人、游歷機器人等項目的4個一等獎，6個二等獎，7個三等獎的優(yōu)異成績。以智能車社團為主體，在第十二屆全國大學生“恩智浦”杯智能汽車競賽華北賽區(qū)比賽中，我院獲得二等獎1隊，三等獎2隊。

6 結(jié)束語

隨著高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的推進，開放實驗室建設(shè)在實踐教學改革中的地位越來越重要，實驗室開放的運行在提高學生實踐創(chuàng)新能力和高校教師的實踐教學能力方面的作用也越來越大。我院在建設(shè)和運行過程中不斷進行探索和總結(jié)，形成了一種“社團+實驗室”的開放實驗室管理模式，取得了一定的成績，為學校人才培養(yǎng)工作提供有力支撐。

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