CDIO框架下開放實驗室運行管理探討

聶 海，吳風(fēng)松，陳愛萍，陳 祝

(成都信息工程學(xué)院 通信工程學(xué)院，成都 610225)

1 引言

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等4所大學(xué)組成的跨國研究組織，經(jīng)過幾年的探索研究，創(chuàng)立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)，它以產(chǎn)品研發(fā)到運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)與經(jīng)驗。CDIO是一種全新的高等工科教育創(chuàng)新模式［1－4］。實驗室建設(shè)對培養(yǎng)符合CDIO標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合型工程技術(shù)人員具有非常重要的作用。在CDIO的12條標(biāo)準(zhǔn)中以CDIO作為基本環(huán)境，即把產(chǎn)品、過程或系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行作為工程教育的環(huán)境，提供實踐場所并把學(xué)生進(jìn)行綜合性學(xué)習(xí)提到了非常重要的地位。在大部分高校中，CDIO的實踐場所主要是實驗室，而目前我國高校的實驗室普遍存在著設(shè)備利用率低、經(jīng)費不足、實驗室管理教師配備不足等問題，使得實驗室作為培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新和科研能力的角色大大削弱。成都信息工程學(xué)院通信工程學(xué)院微電子實驗室的老師們通過對實驗室開放運行，有效地提高了設(shè)備利用率和實驗室管理效率。

2 高校實驗室開放管理存在的主要問題

2.1 教師不能輔導(dǎo)每個學(xué)生操作

學(xué)生上實驗課一般都比較集中，實驗室環(huán)境小、設(shè)備少，出現(xiàn)一名學(xué)生操作、幾名學(xué)生看、教師也無法輔導(dǎo)每個學(xué)生操作的現(xiàn)象。

2.2 實驗室設(shè)備閑置現(xiàn)象較嚴(yán)重

有的實驗室沒有專人管理，基本上都是兼管教師代理，而兼管教師課時多，也無力顧及開放實驗室的管理，即使開放實驗室，設(shè)備也未必開放。一方面，設(shè)備價格昂貴不宜完全開放，出現(xiàn)設(shè)備損壞或丟失，責(zé)任無法鑒定;另一方面，尚未有健全的上崗培訓(xùn)制度。

2.3 實驗室經(jīng)費限制

實驗室隊伍建設(shè)是開放實驗室管理的瓶頸，目前高校實驗技術(shù)隊伍的現(xiàn)狀不利于實驗技術(shù)人員能力的提高和潛力的發(fā)揮，成為亟待解決的問題。實驗室開放后，教師和實驗室工作人員都是利用課余時間乃至于休息日開放實驗室，進(jìn)行實驗教學(xué)的輔導(dǎo)工作。教師和實驗室工作人員的工作量增加了，這些超額的工作量如何付酬、經(jīng)費從何而來，也就成為實驗室開放所帶來的新問題［5］。

3 通過學(xué)生管理團隊實現(xiàn)實驗室有效管理

對于基本的實驗設(shè)備、儀器儀表、桌椅、水電暖和場地等均由學(xué)校提供，其他較昂貴的專業(yè)儀器等則是通過自籌和申請專項經(jīng)費購買。實驗室教師需要制定符合實際的實驗室相關(guān)的規(guī)章制度，如《實驗室開放管理辦法》《實驗室開放基金管理辦法》《實驗室開放項目》和《實驗室開放學(xué)生管理辦法》等，以確保實驗室開放的順利進(jìn)行。提供相應(yīng)的實驗室初始運轉(zhuǎn)經(jīng)費，如儀器設(shè)備維護費、消耗性材料費用、測試費用、提高學(xué)生積極性的學(xué)生活動補貼等，并適時地指導(dǎo)和監(jiān)督學(xué)生管理。

通過學(xué)生自薦、推薦和教師選拔等途徑選擇有精力、有能力的學(xué)生進(jìn)入實驗室，并負(fù)責(zé)實驗室的日常管理(由于剛剛開始試點，所以實驗室的第一批學(xué)生管理團隊由實驗室老師所帶的CDIO學(xué)生團隊擔(dān)任)。當(dāng)然，這其中也有淘汰和激勵機制。確定人員以后，以2～3人為一小組，指定小組長，由教師指定大組長且兼任實驗室的責(zé)任聯(lián)系人。由實驗室管理人員與大組長直接聯(lián)系，明確大組長的管理責(zé)任。大組長負(fù)責(zé)對進(jìn)入實驗室學(xué)生的日常管理，以及防火、防盜等方面的安全管理。由于學(xué)生的活動是有組織的，所以可以放手讓學(xué)生對實驗室進(jìn)行管理。學(xué)生可以利用課余時間到實驗室從事電子制作。必須制定學(xué)生管理團隊之間的交接班制度，對學(xué)生強調(diào)防火、防盜的重要事項，才可以給學(xué)生充分的自主空間。在空余的時間，學(xué)生有充分的自主權(quán)，不受場地、時間與人員的限制，學(xué)生可以在室內(nèi)將自己的設(shè)想與創(chuàng)意付諸實施，潛心其中，專注于創(chuàng)新制作［6］。

4 學(xué)生自主管理的三個階段

一般來說，學(xué)校探討的開放實驗室的學(xué)生自我管理與運行有以下3個階段。

4.1 實驗室日常管理和設(shè)備日常維護

在此階段，主要實現(xiàn)的目標(biāo)是學(xué)生自主管理能夠?qū)崿F(xiàn)實驗室的正常運行，包括實驗室安全、實驗室衛(wèi)生、實驗室設(shè)備維護、實驗室管理人員的連貫性(師徒制“傳幫帶”結(jié)構(gòu)，即通過管理團隊內(nèi)的高年級學(xué)生培訓(xùn)低年級相關(guān)實驗室管理方面的注意事項等，使低年級學(xué)生能夠在高年級學(xué)生離開后維持實驗室的日常管理秩序，詳細(xì)可參看《大學(xué)生自主管理的開放創(chuàng)新實驗室模式》)等。

由于實驗室是個相對開放的環(huán)境，學(xué)生進(jìn)進(jìn)出出，儀器設(shè)備又多有些也比較貴重，管理教師可能不會時時在場，安全教育顯得特別重要，所有進(jìn)入實驗室的學(xué)生都要進(jìn)行安全教育，遵守實驗室的安全制度。

實驗室設(shè)有電子門禁系統(tǒng)，持卡學(xué)生可以隨時刷卡進(jìn)出創(chuàng)新實驗室。實驗室原則上對管理團隊的學(xué)生24小時開放，由于受大樓門衛(wèi)管理的限制，23:30～7:00學(xué)生不能進(jìn)出大樓。平時不允許學(xué)生在實驗室通宵學(xué)習(xí)(但在暑假期間和競賽期間可除外)，以保障實驗儀器設(shè)備的安全［7］。

為了提高實驗室學(xué)生管理團隊成員的積極性，可以申請實踐學(xué)分或者從實驗室經(jīng)費中拿出一部分資金作為獎勵，并經(jīng)常組織一些集體活動，如春游、野餐、球賽等，來促進(jìn)學(xué)生之間的了解，增進(jìn)友誼，加強交流，增強積極性，打造一個團結(jié)戰(zhàn)斗的集體。

4.2 學(xué)生擔(dān)任基礎(chǔ)實驗課程指導(dǎo)

由于進(jìn)入實驗室的學(xué)生管理團隊成員必須熟悉實驗室內(nèi)至少一種設(shè)備的用途、性能和維護，每個設(shè)備都有編號，且與所負(fù)責(zé)的學(xué)生一一對應(yīng)，所以他們對實驗儀器的了解可能比任課教師還多。因此可以在某些實驗課中通過聘請或其他方式讓這些學(xué)生在實驗課上指導(dǎo)其他同學(xué)。由于同學(xué)之間相處較易，交流相對輕松，不會出現(xiàn)教師說什么，學(xué)生不經(jīng)過思考就應(yīng)承著說什么的現(xiàn)象，從而大大提高實驗課的上課質(zhì)量，學(xué)生得到最優(yōu)的學(xué)習(xí)效果。同時，由于有了指導(dǎo)學(xué)生的幫助，任課教師不僅任務(wù)量大大降低，同時實驗課的效率也大大提高了。

4.3 對外提供服務(wù)

由于微電子學(xué)科的特殊性，其實驗室中用的許多儀器都是相當(dāng)昂貴的，為了更有效地利用這些儀器，提高利用率，可以成立對外有償服務(wù)的公司。公司提供的服務(wù)具體可按照實驗室擁有的設(shè)備來定，如我校微電子實驗室擁有進(jìn)口LPKF(樂普科光電)ProtoMat電路板刻制機、T40V貼片機、超聲波金絲球焊機、半自動金絲球/鋁線熱超聲焊機、貼片機等設(shè)備，可以進(jìn)行0.1 mm線寬、間距適合包括射頻、微波等的單、雙面板的電路板的加工制作，提供裸芯片綁定與封裝等服務(wù)。所成立的公司模仿真實公司的編制，設(shè)立相應(yīng)崗位，并由實驗室管理團隊的學(xué)生兼任。該公司對于本校學(xué)生提供服務(wù)只收取消耗性材料費用。提供服務(wù)具體由管理團隊的學(xué)生負(fù)責(zé)，對外提供服務(wù)所收取的費用，一部分作為學(xué)生管理團隊的獎勵，由他們自由支配。另一部分則擴充到實驗室經(jīng)費中，作為實驗室的維護費用。為了達(dá)到較好的效果，可以對實驗室建立一個專門的網(wǎng)站，將實驗室可提供的服務(wù)展示在網(wǎng)站上，如我校微電子實驗室就由本團隊低年級的學(xué)生制作了一個網(wǎng)站即將上線。

5 結(jié)束語

在CDIO工程教育理念下，通過教師指導(dǎo)監(jiān)督下的實驗室開放運行于學(xué)生自我管理的實踐，突破了按傳統(tǒng)實驗室管理模式所造成的實驗管理人員不足、實驗室設(shè)備利用率低等問題，變封閉式為開放式，充分發(fā)揮了高校實驗室的作用。更重要的是使參加實驗室管理的學(xué)生及小組成員具有更好的交流能力、合作精神以及一定的商業(yè)和行政領(lǐng)導(dǎo)能力，有多種訓(xùn)練的綜合能力，有效地表達(dá)與交流的能力，有應(yīng)用各種技術(shù)和現(xiàn)代工程工具去解決實際問題的能力，能夠了解并熟練完成組織管理、會議議程、會議記錄、決策過程和方法、報表、文字和圖像處理、撰寫報告、查詢和閱讀資料、口頭交流、口頭報告、電腦和軟件的使用等任務(wù)。

［1］楊榮華，陳紹文，陳慶強.基于CDIO的應(yīng)用型本科計算機實驗室建設(shè)研究與實踐［J］.實驗室科學(xué)，2011，14(6):273－275.

［2］陳祝，王天寶，聶海.基于CDIO工程教育理念的微電子工藝課程建設(shè)［J］.實驗室科學(xué)，2012，15(1):32－34.

［3］韓桂英，李錫祚.CDIO視野下項目驅(qū)動的數(shù)字電路教學(xué)探索與實踐［J］.實驗技術(shù)與管理，2012，29(1):168－170.

［4］查建中，何永汕.中國工程教育改革三大戰(zhàn)略［M］.北京:北京理工大學(xué)出版社，2009.

［5］岑崗，余建偉.構(gòu)建學(xué)生自主管理的開放型項目教學(xué)新環(huán)境［J］.實驗室研究與探索，2011，30(2):158－160.

［6］元澤懷，陳英俊，李廷洪.大學(xué)生電子科技創(chuàng)新實踐中心的建設(shè)與運行機制探索［J］.實驗技術(shù)與管理，2011，28(3):120－122.

［7］趙亮方，周學(xué)君.電子設(shè)計與創(chuàng)新實驗室的管理［J］.中國電力教育，2011(3):200－201.