CDIO框架下开放实验室运行管理探讨

聂 海，吴风松，陈爱萍，陈 祝

(成都信息工程学院 通信工程学院，成都 610225)

1 引言

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。麻省理工学院和瑞典皇家工学院等4所大学组成的跨国研究组织，经过几年的探索研究，创立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的国际合作组织。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)，它以产品研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验。CDIO是一种全新的高等工科教育创新模式［1－4］。实验室建设对培养符合CDIO标准的复合型工程技术人员具有非常重要的作用。在CDIO的12条标准中以CDIO作为基本环境，即把产品、过程或系统的构思、设计、实施和运行作为工程教育的环境，提供实践场所并把学生进行综合性学习提到了非常重要的地位。在大部分高校中，CDIO的实践场所主要是实验室，而目前我国高校的实验室普遍存在着设备利用率低、经费不足、实验室管理教师配备不足等问题，使得实验室作为培养大学生创新和科研能力的角色大大削弱。成都信息工程学院通信工程学院微电子实验室的老师们通过对实验室开放运行，有效地提高了设备利用率和实验室管理效率。

2 高校实验室开放管理存在的主要问题

2.1 教师不能辅导每个学生操作

学生上实验课一般都比较集中，实验室环境小、设备少，出现一名学生操作、几名学生看、教师也无法辅导每个学生操作的现象。

2.2 实验室设备闲置现象较严重

有的实验室没有专人管理，基本上都是兼管教师代理，而兼管教师课时多，也无力顾及开放实验室的管理，即使开放实验室，设备也未必开放。一方面，设备价格昂贵不宜完全开放，出现设备损坏或丢失，责任无法鉴定;另一方面，尚未有健全的上岗培训制度。

2.3 实验室经费限制

实验室队伍建设是开放实验室管理的瓶颈，目前高校实验技术队伍的现状不利于实验技术人员能力的提高和潜力的发挥，成为亟待解决的问题。实验室开放后，教师和实验室工作人员都是利用课余时间乃至于休息日开放实验室，进行实验教学的辅导工作。教师和实验室工作人员的工作量增加了，这些超额的工作量如何付酬、经费从何而来，也就成为实验室开放所带来的新问题［5］。

3 通过学生管理团队实现实验室有效管理

对于基本的实验设备、仪器仪表、桌椅、水电暖和场地等均由学校提供，其他较昂贵的专业仪器等则是通过自筹和申请专项经费购买。实验室教师需要制定符合实际的实验室相关的规章制度，如《实验室开放管理办法》《实验室开放基金管理办法》《实验室开放项目》和《实验室开放学生管理办法》等，以确保实验室开放的顺利进行。提供相应的实验室初始运转经费，如仪器设备维护费、消耗性材料费用、测试费用、提高学生积极性的学生活动补贴等，并适时地指导和监督学生管理。

通过学生自荐、推荐和教师选拔等途径选择有精力、有能力的学生进入实验室，并负责实验室的日常管理(由于刚刚开始试点，所以实验室的第一批学生管理团队由实验室老师所带的CDIO学生团队担任)。当然，这其中也有淘汰和激励机制。确定人员以后，以2～3人为一小组，指定小组长，由教师指定大组长且兼任实验室的责任联系人。由实验室管理人员与大组长直接联系，明确大组长的管理责任。大组长负责对进入实验室学生的日常管理，以及防火、防盗等方面的安全管理。由于学生的活动是有组织的，所以可以放手让学生对实验室进行管理。学生可以利用课余时间到实验室从事电子制作。必须制定学生管理团队之间的交接班制度，对学生强调防火、防盗的重要事项，才可以给学生充分的自主空间。在空余的时间，学生有充分的自主权，不受场地、时间与人员的限制，学生可以在室内将自己的设想与创意付诸实施，潜心其中，专注于创新制作［6］。

4 学生自主管理的三个阶段

一般来说，学校探讨的开放实验室的学生自我管理与运行有以下3个阶段。

4.1 实验室日常管理和设备日常维护

在此阶段，主要实现的目标是学生自主管理能够实现实验室的正常运行，包括实验室安全、实验室卫生、实验室设备维护、实验室管理人员的连贯性(师徒制“传帮带”结构，即通过管理团队内的高年级学生培训低年级相关实验室管理方面的注意事项等，使低年级学生能够在高年级学生离开后维持实验室的日常管理秩序，详细可参看《大学生自主管理的开放创新实验室模式》)等。

由于实验室是个相对开放的环境，学生进进出出，仪器设备又多有些也比较贵重，管理教师可能不会时时在场，安全教育显得特别重要，所有进入实验室的学生都要进行安全教育，遵守实验室的安全制度。

实验室设有电子门禁系统，持卡学生可以随时刷卡进出创新实验室。实验室原则上对管理团队的学生24小时开放，由于受大楼门卫管理的限制，23:30～7:00学生不能进出大楼。平时不允许学生在实验室通宵学习(但在暑假期间和竞赛期间可除外)，以保障实验仪器设备的安全［7］。

为了提高实验室学生管理团队成员的积极性，可以申请实践学分或者从实验室经费中拿出一部分资金作为奖励，并经常组织一些集体活动，如春游、野餐、球赛等，来促进学生之间的了解，增进友谊，加强交流，增强积极性，打造一个团结战斗的集体。

4.2 学生担任基础实验课程指导

由于进入实验室的学生管理团队成员必须熟悉实验室内至少一种设备的用途、性能和维护，每个设备都有编号，且与所负责的学生一一对应，所以他们对实验仪器的了解可能比任课教师还多。因此可以在某些实验课中通过聘请或其他方式让这些学生在实验课上指导其他同学。由于同学之间相处较易，交流相对轻松，不会出现教师说什么，学生不经过思考就应承着说什么的现象，从而大大提高实验课的上课质量，学生得到最优的学习效果。同时，由于有了指导学生的帮助，任课教师不仅任务量大大降低，同时实验课的效率也大大提高了。

4.3 对外提供服务

由于微电子学科的特殊性，其实验室中用的许多仪器都是相当昂贵的，为了更有效地利用这些仪器，提高利用率，可以成立对外有偿服务的公司。公司提供的服务具体可按照实验室拥有的设备来定，如我校微电子实验室拥有进口LPKF(乐普科光电)ProtoMat电路板刻制机、T40V贴片机、超声波金丝球焊机、半自动金丝球/铝线热超声焊机、贴片机等设备，可以进行0.1 mm线宽、间距适合包括射频、微波等的单、双面板的电路板的加工制作，提供裸芯片绑定与封装等服务。所成立的公司模仿真实公司的编制，设立相应岗位，并由实验室管理团队的学生兼任。该公司对于本校学生提供服务只收取消耗性材料费用。提供服务具体由管理团队的学生负责，对外提供服务所收取的费用，一部分作为学生管理团队的奖励，由他们自由支配。另一部分则扩充到实验室经费中，作为实验室的维护费用。为了达到较好的效果，可以对实验室建立一个专门的网站，将实验室可提供的服务展示在网站上，如我校微电子实验室就由本团队低年级的学生制作了一个网站即将上线。

5 结束语

在CDIO工程教育理念下，通过教师指导监督下的实验室开放运行于学生自我管理的实践，突破了按传统实验室管理模式所造成的实验管理人员不足、实验室设备利用率低等问题，变封闭式为开放式，充分发挥了高校实验室的作用。更重要的是使参加实验室管理的学生及小组成员具有更好的交流能力、合作精神以及一定的商业和行政领导能力，有多种训练的综合能力，有效地表达与交流的能力，有应用各种技术和现代工程工具去解决实际问题的能力，能够了解并熟练完成组织管理、会议议程、会议记录、决策过程和方法、报表、文字和图像处理、撰写报告、查询和阅读资料、口头交流、口头报告、电脑和软件的使用等任务。

［1］杨荣华，陈绍文，陈庆强.基于CDIO的应用型本科计算机实验室建设研究与实践［J］.实验室科学，2011，14(6):273－275.

［2］陈祝，王天宝，聂海.基于CDIO工程教育理念的微电子工艺课程建设［J］.实验室科学，2012，15(1):32－34.

［3］韩桂英，李锡祚.CDIO视野下项目驱动的数字电路教学探索与实践［J］.实验技术与管理，2012，29(1):168－170.

［4］查建中，何永汕.中国工程教育改革三大战略［M］.北京:北京理工大学出版社，2009.

［5］岑岗，余建伟.构建学生自主管理的开放型项目教学新环境［J］.实验室研究与探索，2011，30(2):158－160.

［6］元泽怀，陈英俊，李廷洪.大学生电子科技创新实践中心的建设与运行机制探索［J］.实验技术与管理，2011，28(3):120－122.

［7］赵亮方，周学君.电子设计与创新实验室的管理［J］.中国电力教育，2011(3):200－201.