“社團(tuán)+實(shí)驗室”模式的電工電子類開放實(shí)驗室管理探索

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

“社團(tuán)+實(shí)驗室”模式的電工電子類開放實(shí)驗室管理探索

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

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

實(shí)驗室開放 社團(tuán) 學(xué)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(jìn)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(jìn)一步加強(qiáng)高校實(shí)踐育人工作的若干意見》中，都明確提出要進(jìn)一步“強(qiáng)化實(shí)踐育人環(huán)節(jié)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)管理，提高實(shí)驗質(zhì)量，建立更新教育內(nèi)容的機(jī)制，重視實(shí)驗課教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動手操作能力”。實(shí)驗室開放有利于學(xué)生的實(shí)踐鍛煉和自主發(fā)展，有利于提高實(shí)踐能力和興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新觀念和意識，同時也有利于促進(jìn)實(shí)驗室和教師隊伍的發(fā)展和水平的提高，提高實(shí)驗室資源利用率。實(shí)驗室開放是指實(shí)驗室在時間、空間上的對學(xué)生的開放，以及實(shí)驗資源、實(shí)驗設(shè)備、實(shí)驗內(nèi)容等資源對學(xué)生的開放。因此，實(shí)驗室開放是實(shí)驗教學(xué)改革的具體體現(xiàn)，是高校轉(zhuǎn)型發(fā)展下教學(xué)改革的重要組成部分。如何提高實(shí)驗室開放的有效運(yùn)行，滿足高校實(shí)踐育人需求，做到開放實(shí)驗室“真實(shí)開放，實(shí)際運(yùn)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(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院開放實(shí)驗室建設(shè)探索為例，提出了一種經(jīng)實(shí)踐驗證的、行之有效的“社團(tuán)+實(shí)驗室”模式的電工電子類開放實(shí)驗室管理機(jī)制。

1 當(dāng)前高校電工電子類實(shí)驗室開放的基本情況和存在問題

從當(dāng)前大部分地方高校電工電子類開放實(shí)驗室的運(yùn)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(shí)驗室都是依據(jù)培養(yǎng)方案建設(shè)的專業(yè)實(shí)驗室，主要面向?qū)I(yè)課程的實(shí)驗教學(xué)任務(wù)，根據(jù)各專業(yè)的培養(yǎng)方案要求，依據(jù)每學(xué)年的教學(xué)計劃和相關(guān)課程要求開放。這是實(shí)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(dān)理論課程的課程實(shí)驗為主。

（2）根據(jù)課題研究項目的需要面向教師、學(xué)生的開放，主要針對教師的一般研究項目，學(xué)生的、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等需要進(jìn)入實(shí)驗室開展實(shí)驗活動的情況。由于地方高校的電工電子類實(shí)驗室的主要設(shè)備以滿足學(xué)生課程實(shí)驗為主，無法承擔(dān)較高層次的研究和實(shí)驗，因此，這種開放形式無法吸引教師進(jìn)入實(shí)驗室進(jìn)行項目的開發(fā)，同時也無法滿足學(xué)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(xué)生在實(shí)驗室開展電子設(shè)計競賽、機(jī)器人比賽、創(chuàng)新設(shè)計大賽等學(xué)科競賽活動，主要由高校專門成立的一些創(chuàng)新實(shí)驗室面向參與競賽的學(xué)生在競賽準(zhǔn)備期間集中開放。

以上3中形式的開放類型是當(dāng)前高校實(shí)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(shí)驗室利用率不高、開放度偏低，不能滿足學(xué)生的多元需求，不能滿足提高學(xué)生實(shí)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(xué)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(xué)生多元需求和管理秩序之間的最佳結(jié)合點(diǎn)，是解決這一問題的關(guān)鍵。

2 構(gòu)建“社團(tuán)+實(shí)驗室”開放管理模式的意義

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

2.1 實(shí)現(xiàn)大學(xué)生多元需求的有效覆蓋

隨著時代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，大學(xué)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(xué)和實(shí)踐教學(xué)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生的需求，高校電工電子類實(shí)驗室要實(shí)現(xiàn)黨中央，國務(wù)院提出的具有較高的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新思維的理工科大學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，就必須不斷嘗試和創(chuàng)新機(jī)制，適應(yīng)時代變化帶來的挑戰(zhàn)，滿足大學(xué)生成長提出的新需求。

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

2.2 創(chuàng)建“真實(shí)開放，實(shí)際運(yùn)行”的開放實(shí)驗室

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

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

3 為“社團(tuán)+實(shí)驗室”開放模式構(gòu)建多層次的實(shí)驗室開放硬件平臺

開放實(shí)驗室的教學(xué)特點(diǎn)就是重視學(xué)生個體的個性化、理論知識掌握的強(qiáng)弱化、興趣的不同化等，通過學(xué)生與實(shí)驗內(nèi)容的雙向選擇實(shí)現(xiàn)實(shí)驗室資源的合理配置，達(dá)到因材施教的效果。因此，構(gòu)建一套多層次的實(shí)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(tuán)使用的開放實(shí)驗平臺

為適應(yīng)電工電子類專業(yè)開放式實(shí)驗室運(yùn)行中不同社團(tuán)，不同層次的學(xué)生的實(shí)驗需求，開發(fā)了一套各個模塊間相互獨(dú)立的單片機(jī)實(shí)驗實(shí)訓(xùn)平臺。利用該實(shí)驗平臺，學(xué)生可以完成驗證型、設(shè)計型、綜合型實(shí)驗，學(xué)生可以依據(jù)實(shí)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(jìn)行硬件測試。通過該平臺的開放實(shí)驗項目的訓(xùn)練，學(xué)生可掌握嵌入式系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計要點(diǎn)，從而為學(xué)生參加全國電子設(shè)計大賽、河南省機(jī)器人比賽、全國智能車大賽及機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽等打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 開發(fā)研制了適合開放實(shí)驗室運(yùn)行的門禁系統(tǒng)

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

4 為“社團(tuán)+實(shí)驗室”開放模式建立科學(xué)高效的實(shí)驗室開放軟環(huán)境

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

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

為了適應(yīng)我院的開放式實(shí)驗室建設(shè)和運(yùn)行，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力，學(xué)院加大了理論和實(shí)踐教學(xué)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(xué)院骨干教師打破培養(yǎng)方案的限制，提前給予學(xué)生《電路》、《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《單片機(jī)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(xùn)，使學(xué)生提前獲得開展開放實(shí)驗項目的專業(yè)知識，并且在此過程中，學(xué)生打破了電類各專業(yè)的限制，自主成立了機(jī)器人興趣社團(tuán)、智能車設(shè)計社團(tuán)等，實(shí)現(xiàn)了各專業(yè)知識的交叉融合，啟發(fā)了學(xué)生的思維方式，在學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上效果顯著。

4.2 合理配置開放實(shí)驗室的開放項目

（1）針對理論基礎(chǔ)較弱、實(shí)踐操作能力較差的社團(tuán)中的大一、大二學(xué)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(xué)生打下扎實(shí)的實(shí)驗技能基礎(chǔ)。

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

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

4.3 注重發(fā)揮開放項目的示范效應(yīng)

學(xué)院每學(xué)年在新生入學(xué)教育時舉行開放實(shí)驗室和社團(tuán)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(xué)院在開放實(shí)踐教學(xué)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(jìn)入大學(xué)校園的學(xué)生參與各類社團(tuán)，并在社團(tuán)的管理下參與實(shí)驗室開放項目的積極性和主動性，為學(xué)院的實(shí)踐教學(xué)改革營造了良好的氛圍。

5 以成果推動“社團(tuán)+實(shí)驗室”開放模式實(shí)驗室建設(shè)

通過近幾年的“社團(tuán)+實(shí)驗室”開放實(shí)驗室建設(shè)和運(yùn)行，學(xué)院取得了豐碩的成果，這些成果同時推動了開放實(shí)驗室的建設(shè)。

2016年，我院以機(jī)器人興趣社團(tuán)為主體，選派了13只代表隊參加河南省第三屆大學(xué)生機(jī)器人競賽，獲得了“機(jī)器人滅火”項目冠軍，并獲得了機(jī)器人競步、迷宮機(jī)器人、游歷機(jī)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(xué)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(tuán)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(jī)器人興趣社團(tuán)為主體，參加河南省第四屆大學(xué)生機(jī)器人競賽，獲得了“機(jī)器人滅火”項目冠軍，并獲得了機(jī)器人競步、迷宮機(jī)器人、游歷機(jī)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(tuán)為主體，在第十二屆全國大學(xué)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(jìn)，開放實(shí)驗室建設(shè)在實(shí)踐教學(xué)改革中的地位越來越重要，實(shí)驗室開放的運(yùn)行在提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力和高校教師的實(shí)踐教學(xué)能力方面的作用也越來越大。我院在建設(shè)和運(yùn)行過程中不斷進(jìn)行探索和總結(jié)，形成了一種“社團(tuán)+實(shí)驗室”的開放實(shí)驗室管理模式，取得了一定的成績，為學(xué)校人才培養(yǎng)工作提供有力支撐。

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