SWH-CDIO-E模式下开放实验室学生自主管理的探索与实践

吴琦灿，许海莺，方 燕

(浙江水利水电学院 电气工程学院，浙江 杭州 310018)

SWH-CDIO-E模式下开放实验室学生自主管理的探索与实践

吴琦灿，许海莺，方 燕

(浙江水利水电学院 电气工程学院，浙江 杭州 310018)

CDIO工程教育模式是针对高素质工程技术人才培养的需求而开发的一种先进教育模式.SWH-CDIO-E是浙江水利水电学院对CDIO工程教育模式的继承和创新，把实验室开放化管理与学生自主管理相结合，实现了实验室的共享共用.基于CDIO工程教育理念，对高校实验室建设、管理、运行等存在的问题进行了分析，结合自身在SWH-CDIO-E模式下对开放实验室学生自主管理模式的探索与实践过程，总结了经验，为高校开放实验室学生自主管理模式提供了借鉴.

SWH-CDIO-E；开放实验室；学生自主管理

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，在国内许多高校得到实施，所培养的学生深受社会各界的欢迎.浙江水利水电学院在继承加创新的基础上，将“水文化”特色与国际先进的CDIO工程教育模式相结合，并借鉴OBE理念，创新提出SWH-CDIO-E人才培养模式.实施6年来，形成了一定的专业特色，积累了相当的改革经验和教学成果.“SWH”蕴指水文化，它包含献身、负责、求实的职业态度，聚水成海的团队合作能力，润物无声的交际能力，滴水穿石的坚韧毅力等以水利精神为职业核心的职业精神.“E”代表以结果为导向，对人才培养质量进行跟踪评价，依据评价反馈对人才培养过程进行完善，形成持续改进人才培养质量的循环机制，不断改进和完善CDIO工程教育模式.

高校实验室不仅是开展实验教学、学科竞赛、科学研究、技术开发和师生互动的重要场所，而且也是开展CDIO教学模式的主要实践场所.目前高校实验室普遍存在着设备利用率低、开放率低、实验室管理模式落后等不足，使得实验室在人才培养、大学生创新创业和教师科研等“角色扮演”中所起的作用被大大削弱.浙江水利水电学院电气工程学院在此背景下结合自身专业教学特色，最早建设了电气工程CDIO创新实验室，最早开展了学生个人、学生社团、项目团队等入驻申请，为学生的实践和研究提供设备、场所和指导，进行了开放实验室学生自主管理的探索与实践，取得了一些成绩.

1 SWH-CDIO-E模式下实验室面临的问题

SWH-CDIO-E模式是以产品从研发到运行的整个周期为载体，引导学习以主动积极的学习态度、参与课程的理论学习、把工程实践技术和经验、总结评估反馈等有机联系又相互促进一种“闭环式”教育模式，力求“软硬技能并重培养”，在培养学生专业硬技能的同时，注重“水利精神”为核心的软技能培养，把学生培养成为“上手快、后劲足”的高素质应用型人才[1-2].在此愿景下，人才培养侧重工程实践，给实验室建设、管理和运行带来了新的机遇和挑战.

1.1 实践教学需求的不断增加

在SWH-CDIO-E教学模式中，因为工程性和实践性紧密结合，相关实践课程越来越受到各专业学科的重视(见表1)，所以在课程教学改革中呈现出核心课程、项目制课程、三位一体课程、校企合作课程、在线开放课程、微课、双语课程、综合性实验、设计性实验、创新性实验等“百花齐放”的现象[3-4].

表1 电气工程学院电气技术实验室近3年使用率情况

1.2 学生第二课堂实践需求的不断增加

大学生第二课堂是指在常规课堂教学、实训、实习、实验等专业教学之外所开展的有利于提升学生综合素质的学术科技、职业技能、社会实践、文艺教育等方面的活动，它是培养学生创新创业精神和实践能力的必要补充.在实施SWH-CDIO-E教学过程中，学生往往不再满足课堂内、规定学时的基础性和验证性实验，开始追求带有主观意识的结合实际的综合性、设计性、创新性实验，这对实验室建设、管理和运行提出了新的考验[5].

1.3 实验室管理模式的落后

随着“互联网+”、“工业4.0”的不断创新升级，基于Internet，结合数字技术、计算机技术和现代通信技术的“新媒体”，呈现于手机、Pad、PC、电视等多种形式的互动互联[6-7].在传统的实验室管理模式下，实验室管理面临着实验教学、设备仪器、实验耗材、实验教师管理、实验课程安排等繁重的任务，存在管理凌乱、易产生教学差错等问题，直接影响实践教学的进行.

2 SWH-CDIO-E实验室的建设

在SWH-CDIO-E的人才培养模式中设计搭建了职业核心能力平台、工程基础能力平台、专业基本能力平台、专业综合能力平台等“四大能力”平台，因此建设CDIO实验室应以学生为中心，方便教师教、学生学，实现实验室开放使用、实时管理和教学互动等功能(见图1).

图1 电气工程CDIO创新实验室构架

2.1 实验室硬件条件

实验室应为CDIO教学过程构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)等正常开展提供良好的平台.

电气工程CDIO创新实验室有CD室、CDI室、DI和IO室等4个实验室，可供教学班级、学科竞赛、学生社团、项目团队进行头脑风暴、资料查询、设计讨论、制作调试等，提供强有力的硬件支持(见图2).

图2 电气工程CDIO创新实验室布置一览

2.2 实验室开放化管理

学生参与学科竞赛、创新创业教育、教师科研是实施SWH-CDIO-E教学体系中的重要环节之一，这不仅体现了CDIO的教学成果，也是提高学生创新思维、创业能力、职业态度等“软技能”的重要途径.目前学科竞赛和大学生创新创业科技活动琳琅满目，个性十足.传统的实验室管理模式已无法满足这种多元、动态和开放的实践教学过程.目前高校应用实验室管理系统的成功案例有很多，如吉林大学研究开发的教学科研一体化新媒体综合实验室管理平台，实现实验室开放管理的同时，在教学、科研、学生能力提升等方面成果显著[8].

3 SWH-CDIO-E实验室的运行

3.1 开放化运行，提高实验室的使用率

电气工程CDIO创新实验室基于校园一卡通的门禁系统做到全学年开放，随时接收学生个人、学生团队、学科竞赛与创新创业项目等入驻申请(见图3)，工作时间有实验室管理教师现场答疑及处理项目实施过程中的问题.2015—2016年申请入驻项目16个(见表2)，项目入驻比例为100%.涉及学生人数253人，占全院学生数的24%.

图3 入驻申请流程

年份/年项目入驻团队人数/人2015水环境实体GI显示与报警系统设计新苗计划62015四旋翼飞行器研制智能控制协会152015音乐旋律灯电子协会202015纸飞机智能模型设计智能控制协会202015万用表的维修电子协会202015单向摇摆开关电子协会202016水环境实体GI显示与报警系统设计新苗计划52016四旋翼飞行器研制智能控制协会152016圣诞树霓虹灯的旋转显示制作电子协会20

续表

3.2 自主化管理，提高学生的职业素养

在符合相关实验室管理制度、安全制度的条件下，开放实验室的自主化管理应基于学生团队、各类社团.管理教师将工作重心从“管”转移到“理”，因材施教，合理引导，充分信任学生，激发学生的责任感和主动性[9]，这也是CDIO教育模式下提高学生职业素养的重要途径.目前学院CDIO创新实验室入驻学生社团有4个，社团学生总人数约400人(见表3).实行开放实验室学生自主管理以来，未发生实验室安全事故，如仪器丢失、设备损坏等.

表3 电气工程CDIO创新实验室入驻学生社团情况

3.3 以赛促学、以赛促教，反哺SWH-CDIO-E教学

利用CDIO创新实验室举办校级各类比赛，如举办校电子设计竞赛、校PLC竞赛、电子DIY大赛等，学生在面对具体的工程实际问题，通过查阅资料、方案论证、团队协作、制作调试、克服困难、反馈完善等参与学科竞赛的过程，就是对所学专业知识、解决问题能力、人际交流、创新能力等综合素质的一次次检验.对教师来说，参与指导学科竞赛，促进了教学研究的开展，深化了教学改革的推进，加强了课程内容的建设，提高了CDIO教学质量，达到“以赛促学、以赛促教”的目的.

4 结 语

通过在SWH-CDIO-E模式下开放实验室学生自主管理的探索与实践，教授学生在现代工程环境下的多科性、综合型知识体系，使学生初步具备“聚水成海”的团队合作能力、“润物无声”的交际能力、“滴水穿石”的坚韧意志品质.经过现阶段的管理和运行实践，打破了传统实验室建设、管理及运行的理念，把实验室开放化管理与学生自主管理相结合，实现了实验室的共享共用.同时，发现了一些诸如怎样确保实验室安全教育的长期性和延续性、如何结合评奖评优建立学生入驻CDIO实验室和参与实验室管理的激励机制、如何尝试在校内实现开放实验室资源共享的同时，积极拓展延伸共享半径，服务于校企合作单位、高教园区其他院校及企业等相关问题.这些问题都需要在长期的实践中不断总结与改善.

[1] 杨启尧，程 森，吴 豪，等.基于CDIO理念的电子技术课程项目式教学改革与实践院[J].浙江水利水电学院学报，2014,26(3):90-92.

[2] 聂 海，吴风松，陈爱萍，等.CDIO框架下开放实验室运行管理探讨[J].实验科学与技术，2013，11(2):156-158.

[3] 吴青凤，萧仲敏，龙 云.基于CDIO的实验室开放模式与管理探讨[J].实验室科学，2012，15(5):99-101.

[4] 潘柏松，王亚良，胡 珏.机械工程CDIO实验室建设与研究[J].实验室研究与探索，2012，31(4):368-340.

[5] 刘 锋，陈仙明.CDIO教育模式在逆向工程课程教学中的应用研究[J].浙江水利水电学院学报，2016,28(1):81-85.

[6] 张赛男.新媒体环境下高校实验管理与教学模式的创新[J].实验室研究与探索，2016，35(7):202-204.

[7] 孟祥贵，李苑青，熊飞丽，等.服务于创新实践和竞赛的实验室管理办法[J].实验科学与技术，2015，13(3):202-204.

[8] 张玉平.新时期一流大学实验室建设与管理探索[J].实验室研究与探索，2011，30(3):64-65.

[9] 于冰筠，杨金娥，李 莲.研究型实验室管理工作的探索与实践[J].实验室研究与探索，2015，34(5):234-236.

[10] 李 强，李 霄，司 磊，等.构建学生自主管理研究型实验室的创新环境[J].实验室科学，2015，18(5):193-195.

ExplorationandPracticeofStudents’Self-managementinOpenLaboratories
inSWH-CDIO-EMode

WU Qi-can, XU Hai-ying, FANG Yan

(College of Electric Engineering, Zhejiang University of Water Resources and Electric Power, Hangzhou 310018, China)

In order to meet the needs of high quality engineering and technical personnel training, SWH-CDIO-E is the inheritance and innovation of CDIO engineering education mode in Zhejiang University of Water Resources and Electric Power. Based on the concept of CDIO education, this paper analyzes the problems existing in the construction and management of laboratories in colleges and universities. Combined with the exploration and practice of the students’ self-management in SWH-CDIO-E mode, this paper sums up the experiences and provides a reference for university students’ self-management mode in open laboratories.

SWH-CDIO-E; open laboratory; students’ self-management

10.3969/j.issn.2095-7092.2017.04.017

G642.44

A

1008-536X(2017)04-0084-04

2017-01-13

2017年浙江省高校实验室工作研究项目(YB201754)；2015年校高教研究课题(XGJ-201507)；2016年校级科研基金资助项目(XKY2016DY09)

吴琦灿(1981-)，男，浙江诸暨人，讲师，从事实验管理研究.