基于CDIO模式下实验室建设与管理模式的创新

[摘 要]在高等教育形成趋势的状况当中，学校已经确定的高素质人才培养目标，本文进一步对学校实验室建设以及管理的相关模式加以总结，提出了实验室管理以及建设的思路和方法，为了使实验室发展层次和管理水平得以提升，南京邮电大学对管理模式和建设方法进行探索，使其在学校办学过程中的作用进一步突出，为高水平大学建设提供了一定的创新平台。

[关键词]CDIO模式；实验室建设；管理模式

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.22.168

[中图分类号]G482 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2016）22-0-03

0 引 言

CDIO工程教育模式是国际工程教育改革过程中的产物，教育模式的创始人Edward Crawley因此而得到了2010年美国工程院“戈登奖”，此奖项含金量极高，属工程领域的诺贝尔。该模式理念不但是欧美二十多年教育改革的继承以及发展，也进一步提出了全面实施、能力培养等标准内容。

CDIO当中包含了构思、设计、实现以及运作等过程，从21世纪开始，由麻省理工学院主导，与其他四所大学共同展开了跨国研究，并在四年的时间当中进行了新的教学模式的建立。这项模式不但继承了欧美在二十年以来的教学改革理念，还进一步提出了结果检验、实施过程以及能力培养的理念，并在高校进行创新人才培养的进程当中提供了一定的方法。如今，CDIO模式在很多高校得以实施，培养的学生也受到了社会以及企业的需要。

因为社会发展对创新人才方面有一定的需要，高校对实践教学方面的重视状况也得以提升，实验室作为重要基地，在高校教学、人才培养和科研等方面有举足轻重的地位。所以，更多高效在人才培养的过程中，开始推行CDIO教育模式，而实验室管理以及建设也同时得到了一定的发展，渐渐倾斜于工程教育模式方向。

1 如今实验室管理建设过程中的状况

如今高校专业实验室在环境、人员以及设备等方面的建设和体制都有很多题需要进行解决。

1.1 人员

1.1.1 实验室缺乏稳定的人员队伍

因为历史和体制等因素，高校实验室往往是教辅单位，而实验室人员也属于编制内人员。在这种情况下的定位，让这些实验室人员没有受到更多的重视，待遇和地位相对较低，实验室没有更为稳定的队伍。特别是物理实验室人员往往在实验教学和实践等方面有较大的负担，同时也有较大的工作强度，在专业知识方面有较高的要求。但是，因为工作回报和工作价值不相对应，往往会导致实验室人员情绪得不到释放，无法加入到实验室的工作过程当中，因此有很多人开始进入理论教学以及行政等工作的进程当中。

1.1.2 实验室人员缺乏合理的结构

我国高校实验室的专职人员往往是技术辅助类人员，具有博士或硕士研究生学历的技术人员数量并不多，甚至有些专职人员缺乏学科背景。

另外，实验室人员没有合理的年龄结构，对科研人员以及教师而言，实验室人员的年龄通常比较大。在科技迅速发展的过程中，实验设备也应当持续更新，项目需要进行持续的开发，对技术和管理人员都有一定的要求，需要其具备专业背景和技术。

在理论和实验教学方面，人员比例缺乏合理结构。比如在实验和理论教学方面，人员缺乏合理的比例特点。将本校物理专业实验室改革 ☹作为前提，实验室数量通常不到教学人员的25%。这种人员往往无法保障实验以及科研的保质保量完成。

1.1.3 实验室人员缺乏健全的培训机制

无论是体制或者观念，高校普遍有重视理论而轻视实验的状况发生。实验队伍没有较强的专业素质，但也缺乏系统和健全的体制使相关局面得以改善。在实验教学及管理过程中，尤其是技术骨干人员往往缺乏校外调研以及校外实习的机会。相对而言，理论教学教师可能得到更多的学习机会以及进修机会。实际上，物理实验教学对实验教师有较高要求，要求其需要有一定的培训机会，从而与实验科研以及教学的进一步发展相适应。

1.1.4 缺乏合理的职称评定以及奖励机制

如今，高校教师在进行职称评定的时候，通常对学历、教材、论文以及课题等方面要求较为明确，标准也往往是为科研和理论教师进行的设置，在职称 ت评定方面，实验室人员往往会被限制以及歧视。比如在实验岗位往往没有进行高级职称的设定，这对业务素质较好，而且技术水平较高的实验室人员而言并不公平。另外，某些实验室人员的专业水平甚至比理论教师更高，在进行职称申报的时候，却没有明显的优势。

而且，在奖励和绩效考核机制当中，实验室人员工厂也没有受到公平公正的对待，往往无法积极主动地加入到工作过程中，工作的创造性以及积极性往往无法得到保障。

1.2 仪器设备

这些年来，高校在教学仪器和科研设备方面的投入增长，实验室水平也得以提升，不过在设备运行、维护以及管理等方面却有大量问题的存在。

1.2.1 缺乏完善的淘汰机制

如今，在我国国有资产评估体制当中，相对新设备购置速度而言，老旧设备的淘汰过程较为缓慢，主要包含如下方面的因素：首先，淘汰设备评估程序比较复杂，流程相对比较长；其次，许多高校为了保障价值和资产数量，进行限额淘汰等相关政策，在这种导向作用下，很多老旧设备被积压，无法适合于实验教学和科研，不仅没有办法被利用，还需要专人展开相应的管理过程。

生物学将实验作为基本内容，其中不仅包含常规基础实验过程，还包含先进技术等内容，因此对实验仪器和设备的要求更高，中小型事业设备应当进行更为迅速的更新。不过实际状况往往是某些设备被积压，无法使新设备进入，而废旧设备也无法离开，导致场地和人力资源的浪费。

1.2.2 功能开发的缺失

在高校专业实验室无论新旧设备，物尽其用的比例都不是那么高。首先，如今体制导致实验工作人员没有较高的专业素质，无法主动学习，或者进行设备潜能的开发，甚至无法合理应用设备的基础功能。另外，新购置或者新升级的设备，虽然已经经过了专家的认证，但往往会对设备本身有一定的侧重效果，而并没有对适用性和操作性有相应的认识，造成设备没有办法有效运行，可能会出现闲置的状况，进一步造成资源浪费的情况发生。 1.2.3 缺乏健全的管理机制以及运行机制

在如今信息化时代当中，很多高校都已经进行了观念的转变，利用必要的方法对实验室模式加以调整，使设备使用率得以提升。不过因为体制、经费以及执业人员等方面的限制作用，设备管理机制和运行机制依旧存在故步自封的情况。比方说，传统封闭式管理模式占据了主要的地位，并未落实严格合理的制度，也没有落实高校的运行和开放机制。

1.3 环境

这里的环境包含人文和场地环境。在国家展开教育的过程中，在科技兴国的形式之下，在各高校特色、优势等内涵建设过程中，高校实验室的环境条件得到了一定的调整，特别是对一些名校而言。然而，很多高校没有充足的经费，导致实验室环境依旧没有得到改善。安置设备的场地资源缺乏，缺乏有序的设备安装，整合力度需要加强。另外，人文环境建设也未被重视，没有产生特色化的软环境，不能从学校到学院再到相应专业实验室。

2 CDIO模式之下实验室的严峻挑战

CDIO模式联系了产品研发到产品运行的整个过程，对学生加以引导，使其能够以主动的态度，与多门课程相联系，投入到对工程概念的理解以及掌握的过程中。CDIO大纲对毕业生工程能力进行了划分，使其被分成个人能力、基础知识、工程系统等方面的内容。在CDIO教学模式当中，对工程实践较为重视，在实验室发展过程中产生了一定的机遇和挑战。

2.1 实验室运行当中的顽疾需要客服

高校在实验室发展以及建设的过程中取得了极其优秀的成绩，但☣也有很多无法被忽视的状况存在，比如课程缺乏灵活的设置、设备没有较高的维护效率和利用率、人员流动性较强等问题存在。这一系列问题有着历史性和长期性的特点，在原本的教育模式当中，可能不会对教学质量产生较大的影响，但教育模式改革的过程中，这些问题会影响到教学效果。所以，克服这一系列的问题渐渐成为了在新的形势之下，实验室工作过程中的巨大挑战。

2.2 由传统单一实践性转变为工程实践

在长时间内，实验室建设的主要方向是实践性，但在工程性方面却未进行相应的重视。在CDIO理念之中，工程性与实践性之间可以进行结合，不但让学生得到一定的实践机会，同时也要进行工程环境以及理念的创造。工程实践性属于实验室在建设以及管理过程中的巨大挑战。

3 CDIO模式之下实验室建设的方法

CDIO所遵循的理念是在管理中进行学习，并且将项目教育作为基础展开相应的学习。在这种理念作用当中，实验室应当进行资源建设的优化，使其管理更加完善，才能更好地进行实用创新人才的培养，做出相应的贡献作用。

3.1 优化实验教学

要想进行实验教学优化，可以将教学手段和内容作为重点进行入手。实验教学内容对基础实验起到一定的强调作用，并且进一步使综合设计性以及研究创新性实验占据的比例得以扩大。具体而言，基础实验的背景往往是工程践，对学生加以鼓励，使其能够利用仿真软件展开辅助学习，而综合设计性实验则应当结合工程实践项目，使学生的优化和统筹能力得以提升，对创新性实验加以研究的过程中，题目应当属于开放式的，并且利用多人合作的方法来展开，对学生的团队合作以及工程意识加以培养。另外，还应当打破传统教学过程中存在的界限和壁垒，进行跨专业实验的开发，将基础落实，使专业得以拓宽，从而使实验内容能够更加丰富。

在进行实验教学的过程中，可以对网络资源进行充分利用，使教学网站得以更好地建设，并进行网络课程的开设。在网站上提供相应的交流平台，让学生展开一定的交流和互动，并选择一定的项目让学生可以获得指导，并进行项目申报。另外，在交流平台当中还可以进行行业产品动态的发布，让学生获得参考价值，使其思维得以激发。将资源开拓以及交流的促进作为主要内容，使教学手段更加多样。

3.2 基础设施优化

实验基础设施往往包含了实验场所以及仪器设备两方面的内容。

3.2.1 实验场所

可以在原本实验室设施前提下进行技能实训类实验室的配置，让学生掌握相应的操作技能，或者对企业生产车间加以参考，对职工技能展开相应的培训，这是工程师在成长过程中必须具备的一些条件。

3.2.2 仪器设备

在实验室建设过程中，仪器设备属于一项前提内容，设备的好坏会对教学成果产生直接的影响。陈旧设备在维护的过程中则需要人力资源的投入，如果进行先进设备的引进，需要的费用往往是比较大的。因此可以结合先进设备引用，老旧设备的改进以及专用设备的研制这三方面结合的方法，使仪器设备得以提升，进一步让学生积极参与到设备的研发以及改进过程中，不仅能够获得更多的锻炼机会，也能够避免资源出现浪费。

3.3 实验教学队伍建设

（1）进行稳定的教学队伍的建设，使实验教师低人一等的状况得以改进，避免人员流动性较大等一系列的问题，还应当建立与理论教师相同级别的岗位制度，使其获得与理论教师相同的待遇，从而使其职责得以明确。

（2）教师应当拥有一定的工程实践和教育理念。其应当对CDIO工程教育理念加以了解和认识，并且具有相应的实践能力。如今实验室教职员工可能不具有较多的实践经历，素质方面也有一定的差别，实验室应当组织教师展开相应的培训，使其教学能力得以提升。如果实验室有条件的话，可以委派教师到有关企业展开学习，并参与到产品生产周期当中，打造素质较高的教学团队。

（3）企业中资深工程师作为实验室教师，并指导学生展开相应的实践活动，采取相应的奖励制度作为激励。

3.4 建立健全人员考核机制

在实验室管理工作当中，实验室教职人员考核成为了一项重点内容。在这些年来，高校实验师资队伍产生了较大的变革，一些学历较高的年轻教师渐渐占据了更高的比例。在CDIO工程模式当中，如果要使考核机制得以健全，应当科学地展开相应的考核，并使其工作积极性得以提升。 在考核实验室人员的过程中，应当将质量和数量作为入手点，对质量考核加以重视。从教学数量和质量两方面进行实验室建设和日常事务的指导，并展开综合评价。依照实验室人员的贡献进行劳动报酬的分配，使多劳多得得以体现，并且对实验室教师加以激励，使其更好地完成相关工作。

3.5 实验室实行开放式管理

大部分高校在实验室开放式管理过程中都展开了相应的工作，其往往是从时间、仪器以及课程开放等内容入手，使学生创新实践能力得以提升。在CDIO工程教育模式当中，如果只是进行开放管理的话，还有一定的缺失，需要进行更深层次的开放管理。如今在CDIO工程教育模式当中，许多高校都采取了校企联合的模式进行培养，使学生工程实践能力得以提升。

作为高校人才培养基地，实验室也从实际出发，顺应相关发展政策，并采取实验室与企业相联合的方法，这与学校和企业结合的方法不同，不需要学生到企业当中进行学习，而只是利用创新竞赛的方法，让学生获得一定的支持。学生组团展开项目开发工作，并进行企业内部研发过程的模拟，这不仅让学生获得了工程实践的机会，同时也宣传了公司的产品。

4 CDIO模式之下实验室管理的方法

4.1 完全独立模式

完全独立模式属于实验室独立于学院，在财务以及人事等方面展开垂直管理，实验室有着人事和财物权力，可以依照建设规划，对建设经费进行自主使用。这种模式在管理和运行的过程中，所具有的最大特点就是方便学校展开投资，实验室有相应的自主权力，不会被学院限制，对实验室迅速发展有一定的帮助。比方说，特种功能材料重点实验室属于1998年，南京邮电大学整合组建的首个重点学科开放实验室，同时也属于理工科起步之后，学科建设高水平发展的重点内容。因为实验室的基础是物理系以及化工系实验室的结合，所以学院在管理的过程中也采取了完全独立的方针。

4.2 依托学院模式

依托学院模式是实验室财务、人事以及培养等内容以学院为基础，而学术交流以及科学研究等方面则保持独立状态。此类模式的基本特点是实验室定期加入学院召开的会议和相关重大事项。在这种运行模式当中，实验室学术骨干往往会参与到本科教学的过程中，在实验室学院教师会进行科研活动，这对教学和科研的支撑会起到一定的促进效果。如今，光伏材料以及逆境生物学等实验室都属于这种模式，此类模式的基本特点是实验室建设和学科之间有一定的紧密联系，并且能够互相之间产生促进效果。

4.3 相对独立模式

相对独立模式属于实验室相对依托学院在科学研究和人才培养等方面拥有一定的自主权力。这种模式的根本特点是实验室可以利用学院当中的资源，进一步使实验室和院系之间获得开放化的效果，并鼓励不同学科与专业之间进行联合，对学科交叉和融合也有一定的帮助作用。比方说天然药物以及免疫工程实验室依托于医学院、化工学院和药学院等，并将中药学和免疫学作为前提进行组件，为了让实验室真正成为不同学科的平台，管理模式相对而言较为独立。

4.4 合作共建模式

合作共建模式属于实验室与其他科研院所以及高校之间进行合作并互惠共赢得到的发展，属于一种快速的建设模式。这种模式对合作双方的利益以及责任有一定的规定效果，并且对成果产权加以明确，建设完善的质量保障体系以及组织体系。对重点实验室有了更高的要求，体现开放、竞争以及流动的管理运行效果，对实验室研究质量起到一定的帮助作用，是一种极其有效的方法。比方说在学术资源共享以及优势互补的过程中，植物逆境生物学教育部重点实验室结合了农科院棉花研究所，共同进行重点实验室的建设，这也就属于相应的模式内容。

5 创新建设与管理模式获得的效果

5.1 逐渐健全重点实验室构架体系

这些年来，南京邮电大学建设了较多的重点实验室项目，规模和实力也渐渐增强，渐渐产生了国家、教育部、省级和部门等重点结合的创新体系，这些体系有一定的层次以及序列，对南京邮电大学自主创新能力的提升以及高水平大学的建立起到一定的帮助作用，提供了有力的支撑和重要保障。

5.2 重点实验室高层次发展获得了突破

在如今国家科技发展战略需要的进程当中，实验室的合作共赢，对技术创新的开展，是一种成本较低且投入和产出较高的组合方法，如今已经获得了显著的效果。

5.3 在学科建设的过程中建立了坚实的科研平台

高等学校重点实验室以及重点学科建设之间有着相辅相成的关系，并且是密不可分✔的，在重点实验室建设的过程中，学科建设是其中的一条重要生命线，而实验室的建设也为学科交叉提供了有力的支撑，让学科交叉获得更好的发展。

5.4 实验室建设水平以及管理水平不断提高

国内外著名实验室建设过程中的经验让人们了解到，实验室建设方案、建设定位和建设机制属于实验室迅速成长的根本要点。学校为了使管理得以强化，对效益更为重视，并且进行了有关规章制度的制定，这是实验室及健康而且迅速发展的根本保障。学校为了管理的强化，对效益更橹厥樱进行了有关规章制度的制定。不同的重点实验室也进行了相关内部管理制度的制定，这是一种切实可行的方法，比方说其中包含了功能做管理办法、安全管理办法以及财务管理办法，此外还包括研究生管理制度以及基金申请办法等内容。这些科学和规范的管理制度，为科研活动的安全及刻写提供了一定的保障，并有较大的帮助性作用。

6 结 语

在CDIO模式当中，实验室建设工作以及管理工作属于长期发展的过程，在实施的过程中应当不断总结，并使其得以明确。在国家改革和发展纲要之中提出一定的方法，使应用型人才得以优化，并使其社会实践越发丰富，使应用能力得以强化。作为学生创新实践应用能力培养的手段，实验教学应当使其主导作用得以发挥，而实验室本身就是一项重要支撑，更应当落实相关工作。实验室管理以及建设有较高的要求，对人才和学科发展也会产生较为重要的影响。在这种形式当中，人们应当进一步探讨相应的管理模式，使重点实验室支撑作用得以发挥。高校实验室应当与社会发展相适应，并进一步进行创新应用型人才的培养，进行CDIO模式之下的实验室建设，并进行长期而且持久的准备工作。

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