薛 萍，仲偉峰，王宏民，馬建為，姜云霞

（哈爾濱理工大學 自動化學院，黑龍江 哈爾濱150080）

一、開放實驗室研究背景及存在的問題

我校面臨教育教學改革的新常態(tài)，我校正在對各個專業(yè)培養(yǎng)方案進行修訂，這次培養(yǎng)方案的修訂跟以往有較大的不同，我校根據(jù)教育部工程認證標準，結(jié)合本校的實際情況，變化非常大。理論課時銳減，增加實踐環(huán)節(jié)，比如第二課堂教學內(nèi)容，甚至第三、第四課堂內(nèi)容。這種變化彰顯了我校結(jié)合當前大學生就業(yè)難，缺乏創(chuàng)新能力、進一步的學習能力、專業(yè)知識掌握不扎實等特點，進行全面徹底的變革。

早期的實驗教學，都是教學大綱制訂好的實驗計劃項目，學生按照要求完成實驗任務(wù)，學生是被動學習的載體，執(zhí)行者。雖然早期的實驗教學把實驗項目分成驗證性實驗、設(shè)計性實驗、還有綜合性實驗幾種，鼓勵學生多做設(shè)計性和綜合性的實驗。但是這種改革換湯不換藥，還沒有激發(fā)學生主動性、積極性、獨立思考的過程。讓學生如何從被動變成主動學習，激發(fā)學生創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，這給開放實驗室提出一種新的挑戰(zhàn)，也是一個機遇。

二、開放實驗室模式的探討

（一）構(gòu)建第二課堂——實現(xiàn)多元化的實踐教學模式

1.鼓勵學生參加各種電子設(shè)計大賽和課外科技活動。學校每年都組織各個專業(yè)的學生參加電子設(shè)計大賽、數(shù)學建模、挑戰(zhàn)者杯、飛思卡爾杯、機器人等各種比賽選拔，通過參加省賽獲獎和國家級比賽，自動化學院每年都是參賽的主力軍，獲得過國家級獎項、省級獎項，成績驕人?？梢越柽@個契機，通過開放實驗室對大一、大二的學生進行專業(yè)基礎(chǔ)的培訓，借助實驗室的儀器設(shè)備、實驗室資源，專業(yè)教師參與指導(dǎo)，這樣不僅可以讓學生盡早接觸專業(yè)知識，提高他們專業(yè)水平，也可以增加他們的興趣。最終通過在創(chuàng)新實驗室的訓練，培養(yǎng)他們嚴謹?shù)乃季S與自發(fā)性的探索精神，這些實際技能的訓練將為學生未來的工作做好充足的準備。

2.大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目。學?，F(xiàn)在加大教學改革的力度，各個專業(yè)培養(yǎng)方案正在修訂中，為了改變課堂教學枯燥無味的狀態(tài)，縮減理論學時，提高教學效率，留給學生更多自主學習時間。整合實踐環(huán)節(jié)學時，提高實踐環(huán)節(jié)的有效性和可操作性。同時學校為了激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生自主學習能力，增加學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目的申報力度，從原先單一的創(chuàng)新實驗項目，到現(xiàn)在分為創(chuàng)新訓練項目、創(chuàng)業(yè)訓練項目、創(chuàng)業(yè)實踐項目三類，讓學生根據(jù)自身興趣出發(fā)，緊密結(jié)合專業(yè)所學的知識，自主展開具有綜合性、問題性、創(chuàng)新性和實踐性的科學研究、社會調(diào)研與創(chuàng)業(yè)實踐活動。

學校為提高學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，開展了“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目”，研究課題可以是教師的研究課題的子課題，也可以是學生自己提出的發(fā)明設(shè)計，課題匯總后，由學校組織有關(guān)方面的專家進行評審，評審?fù)ㄟ^的項目學校給予一定的資金資助和條件支持?！按髮W生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目”鍛煉學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、提高學生自主研發(fā)科研水平，深受廣大師生喜歡。

3.培養(yǎng)學生創(chuàng)新性、設(shè)計性、綜合性的訓練體系。電子信息專業(yè)的許多課程都須要通過實際應(yīng)用，才能掌握課程的知識要點，例如，嵌入式系統(tǒng)、基于FPGA的SOPC系統(tǒng)開發(fā)等課程，都是具有軟硬件相結(jié)合、實踐性比較強的特點。不動手是永遠學不會的。課堂上聽到的知識很快就會忘掉，理解的部分會記住，但是只有動手做過才能真正明白。期待學生自己走進實驗室是遠遠不夠，學校和教師不僅要依靠學生自己的興趣走進實驗室，而且要采用項目驅(qū)動模式，激勵更多的學生進入實驗室，例如，鼓勵、引導(dǎo)學生從不同的思路或角度觀察問題，申請一些科技創(chuàng)新項目；或者成立興趣小組，自主完成一些有意義的小實驗；或者教師給學生布置一些具體的小項目，限制在一定的時間內(nèi)必須完成，并對實驗結(jié)果進行科學的分析和總結(jié)。這樣，既可以使學生通過實踐理解專業(yè)知識，也可以使學生學會如何與人合作，培養(yǎng)團隊精神。

（二）師資隊伍的建設(shè)

1.在學校新的體制下，培育多元化的實驗室教學隊伍。學校近幾年受到編制的限制，新進來的人員都是博士研究生等高學歷人才，實驗室管理人員越來越少，在這種新形勢下，如何管理實驗室，須要探索新常態(tài)下的實驗室管理模式。比如鼓勵新來的博士研究生走進實驗室，他們大部分都具有較高的理論水平，但是缺乏工程實際經(jīng)驗，講課程只能照本宣科，對目前市場實際需求和當前專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展需求都缺乏了解，這樣不利于他們的成長。我們可以采用激勵政策，鼓勵新分配留校的年輕教師進實驗室參與設(shè)備維護，日常實驗的管理，一方面可以鍛煉他們實踐能力，另外一方面也可以培養(yǎng)他們的集體責任心，增加他們工作熱情和榮譽感。

2.發(fā)揮校企協(xié)同育人的作用，繼續(xù)深化校地、校企合作，建立各專業(yè)與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制。我校特別注重實用型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，通過對我國傳統(tǒng)教育的反思，我校持續(xù)派遣教師到企業(yè)考察并與多家企業(yè)建立學術(shù)合作關(guān)系，并建立學生實踐基地及聯(lián)合實驗室，以學生為核心，采用“七分實踐，三分理論”的模式，加強學生工程培養(yǎng)，提升學生工程應(yīng)用能力，探索出一條教育新道路。

我校與企業(yè)建立人才培養(yǎng)協(xié)同機制，采取“走出去，請進來”的措施，建立專業(yè)教師企業(yè)研修機制和企業(yè)工程技術(shù)人員進入大學授課機制，實現(xiàn)校企合作優(yōu)勢互補。在企建立教師研修基地，選派教師參加企業(yè)的科研與工程實際研發(fā)工作；聘請有實際經(jīng)驗的企業(yè)工程師，到學校給學生講授當下企業(yè)發(fā)展狀況，技術(shù)需求與工程實際急須解決的一些問題。建立多元化深層次的教師教學隊伍。

三、開放實驗室的規(guī)范管理和實施

（一）實驗室實現(xiàn)信息化管理

實驗室要建立開放性管理系統(tǒng)，要在我校校園網(wǎng)的實驗室欄目里及時發(fā)布實驗室相關(guān)信息：實驗項目、開放時間、指導(dǎo)教師、實驗教室、實驗器材的詳細使用情況等信息，學生可以根據(jù)發(fā)布的信息申請實驗時間。學生申請時，可以在線與管理人員溝通，獲得指導(dǎo)教師的及時答復(fù)。

由于實驗室設(shè)備的固定性和我學院某些課程的復(fù)雜性，每當學生遇到問題并且獲得解決方案時，指導(dǎo)教師都要把與特定設(shè)備有關(guān)的問題或者典型的問題和解決方案錄入系統(tǒng)，以供學生查詢借鑒。

（二）調(diào)動學生的積極性，協(xié)助管理實驗室

開放性實驗室的的管理工作異常煩瑣，我院實驗室管理人員明顯不足，依現(xiàn)有的師資力量，要做到實驗室完全開放不太現(xiàn)實，因此，通過勤工助學或貧困補助適當?shù)膬A斜等方式吸引符合條件的優(yōu)秀學生走進實驗室，協(xié)助實驗室管理人員一同管理實驗室，不但能使實驗室的開放時間同教學大樓關(guān)閉時間同步，真正做到全天候開放，而且還一定程度上解決了貧困學生的經(jīng)濟困難情況，同時也培養(yǎng)了他們認真負責的態(tài)度。

（三）實驗室儀器設(shè)備的管理

開放性實驗室的管理模式，實現(xiàn)數(shù)字化、智能化管理。學生出入要通過門禁系統(tǒng)，使得預(yù)約的學生可以進入實驗室，并在管理人員的監(jiān)督下取得實驗器材，并錄入管理系統(tǒng)。

實驗室的設(shè)備及零部件都要進行分類存儲并詳細登記零部件的使用及損壞情況，使得學生能夠查閱設(shè)備的使用情況，對一些關(guān)鍵設(shè)備，比如，ARM開發(fā)箱，F(xiàn)PGA開發(fā)箱等要建立檔案，及時詳細記錄實驗過程中出現(xiàn)的問題，隨時檢查，維護，保證設(shè)備性能完好，保證實驗?zāi)艹掷m(xù)進行，實驗結(jié)束后，將有用的元器件拆卸回收再利用，并錄入系統(tǒng)。

實驗室要制訂詳細的《實驗室管理條例》，明確學生的責任義務(wù)，確保每個進入實驗室的學生明確自己要承擔的責任，提高學生的責任感。

（四）規(guī)范經(jīng)費管理制度

開放性實驗室建設(shè)需要足夠的人力和財力，資金不足、設(shè)備陳舊短缺，使我院建設(shè)面向師生完全開放的實驗室困難重重。因此，投入足夠的資金保障實驗室正常的實驗耗材供應(yīng)，實驗設(shè)備維護和師資培訓非常重要。比如，當設(shè)備完好率保持在90%以上時，投入設(shè)備總值的3%以上，用于設(shè)備維護；每年保證電子儀器設(shè)備在15%以上更新率，計算機類設(shè)備25%以上更新率。學校每學期可以根據(jù)實驗室實際接待學生數(shù)，實驗項目及難易程度等決定投入的開放基金，用于購買易耗品和其他元器件等。

四、開放實驗室運行的幾點思考

（一）實驗室全面開放教學模式

開放實驗教學應(yīng)納入學校專業(yè)培養(yǎng)方案體系中，在實踐環(huán)節(jié)進行優(yōu)化整合。要全盤考慮實驗教學內(nèi)容、教學方法和教學手段，取消原來的單周的課程設(shè)計，整合到學年設(shè)計、技能訓練、專業(yè)實踐等幾周的實踐環(huán)節(jié)，這樣不僅可以提高實踐環(huán)節(jié)效率，也能提高學生動手操作的實際效果。學校要對實驗教學儀器設(shè)備進行階段性投入，優(yōu)化實驗室配置，給學生做項目和教師科研提供良好的環(huán)境和必備的條件。

將理論與實際相結(jié)合，將教師傳授的知識與學生能力的培養(yǎng)有機結(jié)合起來，發(fā)揮學生的主動性和教師的主導(dǎo)作用，讓學生一個階段，一個時期都在實驗室，可以系統(tǒng)地訓練學生的綜合知識、全面掌握知識要點。把所學的知識節(jié)點鏈接起來，讓學生研發(fā)能力得到快速提升。

（二）轉(zhuǎn)變以學生為主體的教育思維，培養(yǎng)學生的自我管理能力和科研能力

開放實驗室應(yīng)該以學生方案設(shè)計，實驗方法的運用為主，訓練學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、處理問題的應(yīng)變能力，讓學生在實驗室有一個自由發(fā)展的空間，敢于提問、學會思考、有合作精神。傳統(tǒng)的模式是教師是主角，學生是配角。教師講什么，學生做什么，學生按照固定的模式操作，然后按照統(tǒng)一的模板完成實驗報告。這樣培養(yǎng)模式限制了學生的思維方式，不利于學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。打破傳統(tǒng)的實驗教學模式，轉(zhuǎn)變教師的思想觀念，以學生為主，教師為輔，讓學生多做一些設(shè)計性、綜合性的實驗項目。

開放實驗室應(yīng)該給學生提供良好的條件，在整個實驗過程中，學生自己設(shè)計方案，在不斷反復(fù)做試驗過程中總結(jié)失敗和教訓，不斷改進實驗方案。這個過程訓練非常重要，不僅能讓學生在實踐中鍛煉專業(yè)技能，還可以提高學生的思維能力和研發(fā)能力，培養(yǎng)學生的自我管理能力和人文素養(yǎng)能力，學校培養(yǎng)學生教育理念應(yīng)該是做人第一、修業(yè)第二。

（三）激發(fā)學生的主動性、鼓勵創(chuàng)新性實驗

實驗教學的改革，在開放實驗室的平臺下，增加互動式教學模式，要鼓勵學生做設(shè)計性探索性實驗，這樣學生能夠自己思考，自己設(shè)計，自己查資料，自己動手操作，自己獨立完成所有相關(guān)的實驗任務(wù)。一切都按照自己的思維方式來組織和操作，通過這種模式，一方面可以調(diào)動學生的積極性、主動性、創(chuàng)造性；另一方面可以培養(yǎng)學生的綜合能力，提高學生的軟實力。可以給獲獎項的學生一些激勵措施，比如分配獲得獎項的學生一定比例的學分，分配給指導(dǎo)教師一定的工作量。