信息技术开放实验室建设与大学生创新能力培养研究

云中华, 李勇峰, 姜志峰, 董志诚, 王龙业

(西藏大学 工学院, 西藏 拉萨 850012)

信息技术开放实验室建设与大学生创新能力培养研究

云中华, 李勇峰, 姜志峰, 董志诚, 王龙业

(西藏大学 工学院, 西藏 拉萨 850012)

分析了西藏大学信息技术实验教学中心开放实验室现状和建设中存在的问题,对管理模式与组织机构进行改革,实行师生二级管理和项目依托为中心的管理模式,经过实践验证,新模式取得了较好的成效。

创新能力； 管理模式； 开放实验室； 组织改革； 梯队培养

大学生的创新能力培养要随着现代教育的发展不断提高,培养理念和培养模式也要不断地探索与创新。在创新培养过程中,创新实验室占有重要的地位。创新实验室的培养模式既要具有地方特色，同时也应该符合国际教育认证所强调的基于学习成果的教育模式(out-comes based education,OBE)。以人为本,以学生为中心是国际工程教育倡导的一种先进理念,强调工程教育应关注“成果输出”,并不是单纯的“资本输入”[1]。充分研究传统高等教育特点有助于我们针对当前的培养模式和人才培养目标进行分析与改革,根据学生特点、地方特色、行业需求培养出符合时代需求的创新型人才。

1 大学生开放实验室建设的基本情况

1.1 开放实验室建设现状

2008年西藏大学信息技术实验教学中心被教育部、财政部批准为国家级实验教学示范中心建设单位后,我校就致力于将其建设为电子信息类大学生创新开放实验室(下称开放实验室)。经过8年的建设,目前,信息技术实验教学中心设置单片机技术实验室、大学生创新实验室、通信仿真实验室、数据通信与计算机网络实验室、模拟IC实验室、电子技术实验室、嵌入式软件实验室、射频与微波技术实验室等10余个实验室。在建设过程中,政府和学校不断加大投入，开放实验室的基础设施和设备建设得到不断完善,仪器设备数量不断增加,质量和应用层次都有较大的提高。尤其是一些大型仪器设备的增加为实验室的后续可持续发展提供了强有力的保障,创建了一个环境舒适、设备优良的学研平台。

1.2 开放实验室的人员配置

主要以中青年人员为主,具有较高学历、高专业技术职称的人员结构特色,形成了一支高素质的教学科研人才队伍。现阶段开放实验室的师资情况如表1所示。教师直接参与开放实验室的教学与科研工作,并在“师生二级管理的实验室开放模式建设”思想指导下，带领学生开展各类科研项目、创新创业训练项目和各类信息技术大赛的项目。

表1 开放实验室师资情况

开放实验室的类型分为教学型实验室、半开放实验室和全开放实验室3类,按照教学和开放实验需求，现阶段开放实验室类型如表2所示。

表2 开放实验室的类型

1.3 当前开放实验室承担科研情况

自开放实验室成立以来,实验室教师和学生承担国家自然科学基金、自治区自然科学基金、校级基金及其他支撑计划项目数20余项,各级大学生创新创业训练项目100余项,取得各类奖项100余项,并且依托实验室的支持,有2个团队被立项参评国家“小平科技创新团队”。

1.4 开放实验室发展中的问题

在开放实验室发展过程中也出现了诸多问题,如实验室管理模式滞后、人员不稳、团队建设速度缓慢等。在开放实验室早期发展中,进入实验室的学生盲目追求学习理论知识,出现了埋头死读书的情况,教师难以进行创新能力培养,部分学生由于缺乏动力等原因退出开放实验室,造成了人员不稳,给实验室的发展带来了成本增加、效率降低的困扰[2]。

根据以上情况,开放实验室提出了“师生二级管理的实验室开放模式建设”的思路。“师生二级管理”是指学生参与到开放实验室的管理中,通过合理的分组,建立相应工作制度，如财务管理制度、师生工作分配制度等,从而实现学生与教师共同经营管理实验室的目标。这样,将开放实验室部分管理交由学生进行管理后,教师将更多的精力投入到了教学和科研指导上。

应对人员不稳问题,实验室提出了培养学生的“一专多能”的理念,建立了实验室评估机制,完善了实验室学生的奖惩机制,更加重视对学生能力的培养。加强了实验室文化的建设,研究了针对人员不稳的对策[3-4],使人员不稳的问题得到克服。

2 开放实验室的软件建设

开放实验室的发展,不仅依赖于硬件投入,更关键的是加强先进的教学理念和管理模式的建设。完善的基础设施建设和科学的管理方法是开放实验室得以持续发展的关键[5-7]。

2.1 开放实验室的导师选拔制度

指导教师是开放实验室的直接负责人,在指导教师的带领下,对学生开展理论学习、项目申报,项目执行、项目结题等的培养和指导,故教师的选拔是十分重要的。教师不但承担学生学业中的解惑任务,还要为学生做人、做事发挥示范作用。指导教师首先需要有相关的学缘背景,良好的道德素养、丰富的教学经验和有一定的科研经历，故开放实验室的指导教师均选择具有硕士及以上学历、讲师及以上职称的教师承担。

2.2 开放实验室的设备管理

实验教学的开展离不开实验设备的支持,故各开放实验室根据相关方向的需求,由教师向实验教学中心申请相关的实验设备支持,并对设备安全进行负责。在各设备分配到实验室后,在“师生二级管理的实验室开放模式建设”思想指导下,交由实验室管理员进行日常管理,并进行实验设备使用的基本培训。

2.3 开放实验室成员的挑选与管理员选拔

开放实验室发展中最重要的是成员的挑选,每年都需要开展招新、培养、考核等环节。在大学新生入学的时候,由开放实验室高年级学生去新生宿舍进行开放实验室的宣传,在此环节中,吸引一部分有兴趣的学生加入到开放实验室的招新选拔中,此方案可避免大学新生入学时对大学生活与专业学习的困惑。

在高年级学生的宣传下,挑选部分有兴趣的学生参加到开放实验室成员面试环节。在面试环节中,考察学生的行为举止以及基础知识掌握程度,选拔一部分学生进入到实验室成员的考核环节。在考核期中,由实验室教师指定考核方案和题目,由开放实验室高年级成员进行“传帮带”式的引导,在一学期的考核期满后,经考核合格的学生进入培养期。

进入培养期后,完成教师分配的科研项目,由有经验的高年级学生进行基础指导,教师再进行深层次的培养与引导,在此过程中,学生可进行较为系统的依托项目进行专业学习。得益于此过程,培养了学生学习的积极性与趣味性,学生理解到大学基础课程学习的目的所在,更加有动力、有针对性的学习。

在开放实验室中需要进行实验室管理员的选拔。在选拔过程中,由教师对实验室成员的日常行为、专业技术知识进行观察与评价,在高年级学生中考核较为优秀的具有管理能力的学生作为实验室的管理员,报开放实验室领导任命,并安排日常管理，由此形成师生二级管理模式。实验室管理员由于日常都与实验室学生在一起,对学生的日常行为和知识掌握情况有较深的了解,故教师可安排实验室管理员对其他成员进行评价,并对不同爱好的学生进行项目分组,指定组长。组长对具体项目负责,团结全体组员完成教师指定的项目实验与学习任务。

2.4 开放实验室学生成员项目申报与执行

经过1～2年的培养,学生基本完成基础知识学习、项目参与学习等环节,学生可以自主申报大学生创新创业训练项目。学生可在有经验的高年级学生的指导下自拟题目,进行项目申报书的撰写。高年级学生进行帮助,教师进行项目申报书的指导与修改，经过学校和上级的专家评审后,可对其进行立项,并给予经费支持。学生对项目直接负责,并开展项目的学习研究，努力完成任务。

当学生加入项目组之后,责任心和能动性被极大地调动,认真完成整个项目的学习、研究任务,直至完成项目的结题。得益于此过程,学生可较为扎实地学习大学基础理论课程,并将专业知识应用到实践当中。实践证明开放实验室的培养模式有较大的优势[8-9]。

3 开放实验室培养学生成效分析

3.1 二级管理模式培养学生综合能力

学生依托教师前期项目支持进行基础理论学习,在此基础上申报各类大学生创新创业训练项目计划。在此过程中,主要组织学生学习项目前期的基础理论知识,经历项目申报、执行、结项全过程,对学生的项目组织能力有很大的训练作用。

传统的实验室管理都集中于教师一身,在新的“师生二级管理”模式指导下,学生对日常事务进行协助管理,减轻教师不必要的负担,同时也可以锻炼学生的综合能力。

对于开放实验室的后续发展,成员是重中之重，而成员的连续性是开放实验室持续健康发展的根本保证。这就要求实验室要组建一支有高年级带领低年级学习的团队,即要完善合理的梯队结构的培养模式。

3.2 学研结合培养学生创新能力

开放实验室后续科研项目的开展需要一个良好的基础。需要投入一定时间和精力夯实学生基础理论,故需要有的放矢地培养学生的创新能力。前期对实验室新成员的培训应该设计基础理论知识和实践动手能力、独立解决问题能力。依托教师科研项目前期支持训练,培养学生独立开展自主项目能力,将学习和研究相结合，有效培养学生的创新能力。

借助开放实验室,始终贯彻落实西藏自治区高校培养“靠得住,用的上,留得下”的应用型人才思想,努力开展大学第二课堂,通过大学生创新项目训练、电子设计大赛、学科竞赛、创新创业比赛、企业实习、社会实践等各种形式,引带学生的学习兴趣、激发学生的创造热情、锻炼学生的创新思维、提高学生的自主创新能力。开放实验室2015年各类成果如表3所示。

表3 2015年部分开放实验室的成果

在人才培养过程中,着重培养学生自主能力、创新能力,训练内容既要考虑能使学生在规定时间内完成,又能使学生有创新发挥的余地,还要适应当前的教学内容和课程体系。在日常的教学活动中突出新的教学法和实验手段是重要的环节,在采用虚拟仿真实验教学的同时,还要选择合适的实际实验项目,以学生为主体,训练实验的选择应该选择高参与度、灵活多样的实验项目,发挥学生的双重积极性[10]

4 加强开放实验室的学习与交流

在开放实验室例会周报制度的指导下,开放实验室成员每周定时将最近研究的项目实施过程的问题和研究成果进行交流,取长补短,为以后相互合作打下坚实的基础。开放实验室结合相关研究方向,邀请学术造诣深厚的教授来校作讲座,使学生有开阔视野和开阔思路的机会。对于有较大创新的成员或团队,积极争取到国内知名大学或科研机构参观学习和深造,学习其他高校的经验,融入到实验室的学习当中，开拓开放实验室成员的创新思路[11-12]。

5 结语

在创新素质培养的过程中,开放实验室建设与大学生创新能力培养息息相关。要从制度建设、人才招募、基础培养、项目执行、日常考核多方面入手,在师生二级管理模式指导下结合素质培养和创新能力培养的目标。把学生素质培养放在首位,在传播知识的过程中,加强学生对已知问题的深入思考和对未知问题的逐步探索与研究以及对自身能力的培养。为提升素质层次，积极引导学生从科学和人文2个方面来思考和分析问题,使学生在掌握科学知识的同时提高自身素质和人文修养。

References)

[1] 杨毅刚,孟斌,王伟楠.基于OBE模式的技术创新能力培养[J].高等工程教育研究,2015(6):24-30.

[2] 李勇峰,范锐,黄娟，等.大学生开放与创新实验室人才流失问题[J].实验室研究与探索,2015,34(11):221-224.

[3] 张家栋.研究型大学实验室向本科生开放的实践与思考[J].中国大学教学,2009(6):74-76.

[4] 李勇峰,尹雄,黄娟,等.基于师生二级管理的实验室开放模式建设[J].实验室研究与探索,2014,33(4):237-239.

[5] 孟庆繁,林相友,孟威,等.实验室管理育人体系的构建[J].中国大学教学,2011(8):80-82.

[6] 樊红梅,师刚.甘肃省重点实验室科技创新绩效分析及发展思考[J].科技管理研究,2011,22(6):74-77.

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[8] 邹艳芳,章立新,高明,等.“大学生创新创业训练计划”与实验教学的协同关系[J].实验技术与管理,2016,33(9):172-174,185.

[9] 韩同样,刘志明,张若达,等.开放式工程训练教学模式探索[J].实验技术与管理,2016,33(1)8-10,13.

[10] 唐劲,钱猛,王新峰,等.以专业实验室为依托促进创新人才培养[J].高等教育研究学报,2013(4):38-39,42.

[11] 王国强, 傅承新.研究型大学创新实验教学体系的构建[J].高等工程教育研究,2006(1):125-128.

[12] 刘华东,韩红江.开放实验室构建实验教学新体系[J].中国高等教育,2003(增刊):30-31.

Research on construction management mode of IT open laboratory and cultivation of college students’ innovative ability

Yun Zhonghua, Li Yongfeng, Jiang Zhifeng, Dong Zhicheng, Wang Longye

(School of Engineering, Tibet University, Lhasa 850012, China)

Open laboratory is an important platform for the cultivation of college students’innovation ability. The construction management mode of open laboratory has great influence on the cultivation of college students’ innovative ability. Therefore, it is necessary to research and evaluate the management of open laboratory and cultivate the college students’ innovative ability. This paper analyzes the status quo, problems, management mode and organizational reform of the open laboratory of information technology experiment teaching center of Tibet University, and researches the effectiveness of the new mode of the secondary management between teachers and students & the project support as the center analyzing the construction and reform plan of the laboratory and the corresponding measures.After the practice of Information Technology Experimental Teaching Center of Tibet University, the new mode has achieved good results.

innovative ability; management mode; open laboratory; organizational reform; echelon training

10.16791/j.cnki.sjg.2017.03.008

2016-10-14

西藏自治区高等院校教师专业实践实战能力提高计划项目(201610694SZ010);西藏大学中青年教师队伍建设项目(2016教学能力提升)；西藏大学人才培养模式改革项目(藏大字[2015]61)；西藏大学青年科研培育基金项目(ZDPJZK1508)

云中华(1983—) ,男,河南洛阳,硕士,讲师,主要研究方向为电子电路设计与研究.

E-mail:microfisher@163.com

G647

A

1002-4956(2017)3-0028-04