应用型本科高校电子信息开放实验室建设规划

薛 萍，仲伟峰，王宏民，马建为，姜云霞

（哈尔滨理工大学 自动化学院，黑龙江 哈尔滨150080）

一、开放实验室研究背景及存在的问题

我校面临教育教学改革的新常态，我校正在对各个专业培养方案进行修订，这次培养方案的修订跟以往有较大的不同，我校根据教育部工程认证标准，结合本校的实际情况，变化非常大。理论课时锐减，增加实践环节，比如第二课堂教学内容，甚至第三、第四课堂内容。这种变化彰显了我校结合当前大学生就业难，缺乏创新能力、进一步的学习能力、专业知识掌握不扎实等特点，进行全面彻底的变革。

早期的实验教学，都是教学大纲制订好的实验计划项目，学生按照要求完成实验任务，学生是被动学习的载体，执行者。虽然早期的实验教学把实验项目分成验证性实验、设计性实验、还有综合性实验几种，鼓励学生多做设计性和综合性的实验。但是这种改革换汤不换药，还没有激发学生主动性、积极性、独立思考的过程。让学生如何从被动变成主动学习，激发学生创新意识、培养学生的创新能力，这给开放实验室提出一种新的挑战，也是一个机遇。

二、开放实验室模式的探讨

（一）构建第二课堂——实现多元化的实践教学模式

1.鼓励学生参加各种电子设计大赛和课外科技活动。学校每年都组织各个专业的学生参加电子设计大赛、数学建模、挑战者杯、飞思卡尔杯、机器人等各种比赛选拔，通过参加省赛获奖和国家级比赛，自动化学院每年都是参赛的主力军，获得过国家级奖项、省级奖项，成绩骄人。可以借这个契机，通过开放实验室对大一、大二的学生进行专业基础的培训，借助实验室的仪器设备、实验室资源，专业教师参与指导，这样不仅可以让学生尽早接触专业知识，提高他们专业水平，也可以增加他们的兴趣。最终通过在创新实验室的训练，培养他们严谨的思维与自发性的探索精神，这些实际技能的训练将为学生未来的工作做好充足的准备。

2.大学生创新创业训练计划项目。学校现在加大教学改革的力度，各个专业培养方案正在修订中，为了改变课堂教学枯燥无味的状态，缩减理论学时，提高教学效率，留给学生更多自主学习时间。整合实践环节学时，提高实践环节的有效性和可操作性。同时学校为了激发学生学习兴趣，培养学生自主学习能力，增加学生创新创业训练计划项目的申报力度，从原先单一的创新实验项目，到现在分为创新训练项目、创业训练项目、创业实践项目三类，让学生根据自身兴趣出发，紧密结合专业所学的知识，自主展开具有综合性、问题性、创新性和实践性的科学研究、社会调研与创业实践活动。

学校为提高学生的创新创业能力，开展了“大学生创新创业训练计划项目”，研究课题可以是教师的研究课题的子课题，也可以是学生自己提出的发明设计，课题汇总后，由学校组织有关方面的专家进行评审，评审通过的项目学校给予一定的资金资助和条件支持。“大学生创新创业训练计划项目”锻炼学生的创新创业能力、提高学生自主研发科研水平，深受广大师生喜欢。

3.培养学生创新性、设计性、综合性的训练体系。电子信息专业的许多课程都须要通过实际应用，才能掌握课程的知识要点，例如，嵌入式系统、基于FPGA的SOPC系统开发等课程，都是具有软硬件相结合、实践性比较强的特点。不动手是永远学不会的。课堂上听到的知识很快就会忘掉，理解的部分会记住，但是只有动手做过才能真正明白。期待学生自己走进实验室是远远不够，学校和教师不仅要依靠学生自己的兴趣走进实验室，而且要采用项目驱动模式，激励更多的学生进入实验室，例如，鼓励、引导学生从不同的思路或角度观察问题，申请一些科技创新项目；或者成立兴趣小组，自主完成一些有意义的小实验；或者教师给学生布置一些具体的小项目，限制在一定的时间内必须完成，并对实验结果进行科学的分析和总结。这样，既可以使学生通过实践理解专业知识，也可以使学生学会如何与人合作，培养团队精神。

（二）师资队伍的建设

1.在学校新的体制下，培育多元化的实验室教学队伍。学校近几年受到编制的限制，新进来的人员都是博士研究生等高学历人才，实验室管理人员越来越少，在这种新形势下，如何管理实验室，须要探索新常态下的实验室管理模式。比如鼓励新来的博士研究生走进实验室，他们大部分都具有较高的理论水平，但是缺乏工程实际经验，讲课程只能照本宣科，对目前市场实际需求和当前专业领域的技术发展需求都缺乏了解，这样不利于他们的成长。我们可以采用激励政策，鼓励新分配留校的年轻教师进实验室参与设备维护，日常实验的管理，一方面可以锻炼他们实践能力，另外一方面也可以培养他们的集体责任心，增加他们工作热情和荣誉感。

2.发挥校企协同育人的作用，继续深化校地、校企合作，建立各专业与行业企业联合培养人才的新机制。我校特别注重实用型和创新型人才的培养，通过对我国传统教育的反思，我校持续派遣教师到企业考察并与多家企业建立学术合作关系，并建立学生实践基地及联合实验室，以学生为核心，采用“七分实践，三分理论”的模式，加强学生工程培养，提升学生工程应用能力，探索出一条教育新道路。

我校与企业建立人才培养协同机制，采取“走出去，请进来”的措施，建立专业教师企业研修机制和企业工程技术人员进入大学授课机制，实现校企合作优势互补。在企建立教师研修基地，选派教师参加企业的科研与工程实际研发工作；聘请有实际经验的企业工程师，到学校给学生讲授当下企业发展状况，技术需求与工程实际急须解决的一些问题。建立多元化深层次的教师教学队伍。

三、开放实验室的规范管理和实施

（一）实验室实现信息化管理

实验室要建立开放性管理系统，要在我校校园网的实验室栏目里及时发布实验室相关信息：实验项目、开放时间、指导教师、实验教室、实验器材的详细使用情况等信息，学生可以根据发布的信息申请实验时间。学生申请时，可以在线与管理人员沟通，获得指导教师的及时答复。

由于实验室设备的固定性和我学院某些课程的复杂性，每当学生遇到问题并且获得解决方案时，指导教师都要把与特定设备有关的问题或者典型的问题和解决方案录入系统，以供学生查询借鉴。

（二）调动学生的积极性，协助管理实验室

开放性实验室的的管理工作异常烦琐，我院实验室管理人员明显不足，依现有的师资力量，要做到实验室完全开放不太现实，因此，通过勤工助学或贫困补助适当的倾斜等方式吸引符合条件的优秀学生走进实验室，协助实验室管理人员一同管理实验室，不但能使实验室的开放时间同教学大楼关闭时间同步，真正做到全天候开放，而且还一定程度上解决了贫困学生的经济困难情况，同时也培养了他们认真负责的态度。

（三）实验室仪器设备的管理

开放性实验室的管理模式，实现数字化、智能化管理。学生出入要通过门禁系统，使得预约的学生可以进入实验室，并在管理人员的监督下取得实验器材，并录入管理系统。

实验室的设备及零部件都要进行分类存储并详细登记零部件的使用及损坏情况，使得学生能够查阅设备的使用情况，对一些关键设备，比如，ARM开发箱，FPGA开发箱等要建立档案，及时详细记录实验过程中出现的问题，随时检查，维护，保证设备性能完好，保证实验能持续进行，实验结束后，将有用的元器件拆卸回收再利用，并录入系统。

实验室要制订详细的《实验室管理条例》，明确学生的责任义务，确保每个进入实验室的学生明确自己要承担的责任，提高学生的责任感。

（四）规范经费管理制度

开放性实验室建设需要足够的人力和财力，资金不足、设备陈旧短缺，使我院建设面向师生完全开放的实验室困难重重。因此，投入足够的资金保障实验室正常的实验耗材供应，实验设备维护和师资培训非常重要。比如，当设备完好率保持在90%以上时，投入设备总值的3%以上，用于设备维护；每年保证电子仪器设备在15%以上更新率，计算机类设备25%以上更新率。学校每学期可以根据实验室实际接待学生数，实验项目及难易程度等决定投入的开放基金，用于购买易耗品和其他元器件等。

四、开放实验室运行的几点思考

（一）实验室全面开放教学模式

开放实验教学应纳入学校专业培养方案体系中，在实践环节进行优化整合。要全盘考虑实验教学内容、教学方法和教学手段，取消原来的单周的课程设计，整合到学年设计、技能训练、专业实践等几周的实践环节，这样不仅可以提高实践环节效率，也能提高学生动手操作的实际效果。学校要对实验教学仪器设备进行阶段性投入，优化实验室配置，给学生做项目和教师科研提供良好的环境和必备的条件。

将理论与实际相结合，将教师传授的知识与学生能力的培养有机结合起来，发挥学生的主动性和教师的主导作用，让学生一个阶段，一个时期都在实验室，可以系统地训练学生的综合知识、全面掌握知识要点。把所学的知识节点链接起来，让学生研发能力得到快速提升。

（二）转变以学生为主体的教育思维，培养学生的自我管理能力和科研能力

开放实验室应该以学生方案设计，实验方法的运用为主，训练学生发现问题、解决问题、处理问题的应变能力，让学生在实验室有一个自由发展的空间，敢于提问、学会思考、有合作精神。传统的模式是教师是主角，学生是配角。教师讲什么，学生做什么，学生按照固定的模式操作，然后按照统一的模板完成实验报告。这样培养模式限制了学生的思维方式，不利于学生创新意识的培养。打破传统的实验教学模式，转变教师的思想观念，以学生为主，教师为辅，让学生多做一些设计性、综合性的实验项目。

开放实验室应该给学生提供良好的条件，在整个实验过程中，学生自己设计方案，在不断反复做试验过程中总结失败和教训，不断改进实验方案。这个过程训练非常重要，不仅能让学生在实践中锻炼专业技能，还可以提高学生的思维能力和研发能力，培养学生的自我管理能力和人文素养能力，学校培养学生教育理念应该是做人第一、修业第二。

（三）激发学生的主动性、鼓励创新性实验

实验教学的改革，在开放实验室的平台下，增加互动式教学模式，要鼓励学生做设计性探索性实验，这样学生能够自己思考，自己设计，自己查资料，自己动手操作，自己独立完成所有相关的实验任务。一切都按照自己的思维方式来组织和操作，通过这种模式，一方面可以调动学生的积极性、主动性、创造性；另一方面可以培养学生的综合能力，提高学生的软实力。可以给获奖项的学生一些激励措施，比如分配获得奖项的学生一定比例的学分，分配给指导教师一定的工作量。