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“双高”背景下实验室信息化建设研究
摘要:“双高计划”提出要促进信息技术和智能技术深度融入教育教学和管理服务全过程。实验室作为高职院校科研、技能培训中心,其管理是高职院校教育教学管理、人才培养的重要环节,因此,实验室信息化、智能化建设是完成“双高计划”建设任务的有力支撑。实训室管理为高职院校高素质技术技能人才的培养提供了有力支撑。文章通过分析高校实验室信息化建设意义,提出了实验室信息化管理构架,指出实验室信息化管理建设方向,以合理、充分地利用实验室资源,提升高职院校实训室管理实效。
关键词:双高计划,实验室,信息化
实训基地建设是“双高计划”的重点工作,承载着高职院校50%以上的教学任务,是培养学生的基本技能、专业技能的重要场所,也是培养学生劳动精神、创新意识的平台,同时还是开展社会服务、进行“双师”型队伍建设的重要平台。实验教学开展的顺利与否、效果如何,对师资培养和人才培养质量产生直接影响,而实践教学的开展实效又与实验室管理状况息息相关。随着“双高”建设的不断推进,各院校加大了实训基地的投入,新建了大量的、涵盖新技术、信息化的实验室,使得实验室功能更加多样化、管理更加复杂化,对管理人员水平和院校信息化硬件设施提出了更高的要求,需要在有限的场所内、有限的资金和设备的情况下,实现精细化管理及运行,提高利用效率。实验室的精细化管理离不开信息化建设,在现有的技术条件下,可以依托物联网技术、图像识别技术、人工智能技术构建信息化实验室管理平台[1],实现对实验的信息化、安全化管理,这也是实训室建设的趋势。
1 建设意义
1.1 有利于节约人力资源,提升管理与使用的便捷性
目前,高职院校大部分课程的实施都是在实验室完成,为了保障课程的顺利进行,高职院校都在大力建设实验室及实训基地,每一所院校也都有大量的实验(训)室。在传统的实验管理中,实训室的分配,实训过程中人员安全及设备的安全,耗材、工具的分配,实验室的卫生,资料存档等,都是以人力来完成,因此需要有一支庞大的实验管理队伍作为教学辅助人员来完成这些工作。在当前各高校编制都紧张的情况下,是对人力资源的浪费。通过信息化建设,很多功能可以在线完成,比如门禁管理、课堂把控、状况监测、空余教室查看、教室预约、工具设备预约、设备使用情况、设备状态、维修进度等,这样就会大大降低实验员的工作量,从而实现1人对多间实验室的管理,实现精简实验管理队伍的目的,大大节约了人力资源。同时,信息化的实现也让每个教师能及时了解实验室的运行情况,方便了教师提前掌握相关信息来开展课程、科研、技能训练等。
1.2 有利于实验资源共建共享,提高资源利用率
对于高校实验室来说,在整个信息化建设过程中,如何防止资源浪费和设备闲置,关系到实验室信息化建设能否取得成功。目前高校的实验室主要采用集中管理和二级管理的模式,集中管理是成立一个专门的实训中心,由实训中心来统筹实验室的使用和日常运行,这种模式的好处是利用率高,不足之处是管理、建设与使用脱节,不利于二级学院参与及教师的使用;二级管理的优势是可以使二级单位更加灵活的进行实验室建设和使用,但是不足是存在不同二级单位的实验室重复建设,仪器设备利用率低,实验人员比较分散,降低了效率。高校实验室信息化建设,可以将实验室进行分类管理,加强实验资源的整合、优化和共享,并在全校开放运行、共享使用,解决传统管理模式下存在的资源分配不均和资源共享不便等问题,提高资源利用率。
1.3 有利于人才培养与师资水平提升
实验室建设最根本的目的是进行人才培养,信息化建设可以能有效解决课余时间尤其是节假日时间实验室的利用,学生更加便捷地根据课余时间来选择进入到实训室进行技能训练,创新实验等,在提前预约的基础上,系统可以提供相应的安全、实验(训)指导,同时可以对整个过程进行监督管理,有效解决了人力的弊端,有利于工匠的培养。同时,教师也可以将系统建设与课程资源建设相结合,提升课堂的效率和信息化应用水平,也可以根据实验室使用情况有序推进自身技能锤炼、科研等工作的开展,对于高职院校来说意义重大。
1.4有利于全过程人才培养检查,提升管理实效
信息化的建设可以充分地将相关的信息资源进行调度整合,有助于多维度数据的管理统计,实现不同实验室、不同信息平台之间的数据信息共享,打破实验室信息与课程资源建设、资产管理等信息互通上所存在的壁垒,提升数据更新和传输效率,促进实验室管理向着更加信息化及智能化的方向迈进。信息化建设能更便捷高效完成教学督查,保证教学质量,更好地服务于学校日常教学工作以及科研需求,提升整体的管理水平,促进院校的高质量发展。
2 建设策略
一是理清实验室功能,根据实际情况进行分类,确定管理层级。目前,高职院校的实验室主要分为三类:一类是公共基础类实验室,比如电类、制图类、机械基础类、计算机类等实训室属于工科类比较通用的实训室,这些实训室如果二级单位进行建设和管理就会造成重复建设和利用效率不高的问题,适宜于统筹建设和管理;二类是专业课程类实训室,例如数控、汽车、农业、医学等,这些实验室的带有很强的专业属性,不是跨专业使用的实验室,适合由二级单位进行建设和管理;三类是科研类,该部分主要是由教师进行科学研究以及带领学生团队进行创新孵化为主,该部分既有通用类的设备,也有专业性比较强的设备,该部分实验室可以由二级单位进行管理,但是设备可以借助信息化共享平台实现不同实验间的调动,避免资源的浪费。这一类在高职院校中相对占比比较小,容易管理。
二是理清管理需求,确定建设目标[2]。近年来,高职院校规模不断扩大,实验设备与日俱增,管理的难度及工作量也相应增加,信息化建设需要不断提升。信息化建设不仅有利于提高对实验室设备的管理效率,也可以更好地掌握实验室设备的各种信息。但各个院校的管理体制、基础条件、承担的职能不尽相同,要结合自身的实验室实际状况,在借鉴其他高校实验室信息化建设方案同时,合理地进行选择,建设一个满足自身实际使用需求的信息化系统。
三是进行基础设施建设,完善实验室信息化管理平台。根据建设目标,应用当前的最新的信息化手段,进行对应的基础设施建设。建设时,要充分考虑技术的先进性、实用性、便捷性、可拓展性等原则,不单一追求高大上,以实用性为基础,可拓展及方向,兼顾技术的先进性。平台的建设要保证老师和学生可以使用最便捷的设备如手机完成相关功能的实现,保证各项目的顺利开展,满足不同的需求,实现实验资源的最大化利用。
四是完善实验室管理制度体系建设。完善的实验室信息化管理制度是保证实验室信息化业务正常运转的前提条件。高职院校应根据实际情况结合系统设计,制定科学合理的实验室信息化管理制度。例如准入制度、耗材管理制度、安全指导、设备使用等等步骤都进行明确细致地规定,对使用者的权利和义务进行规范,并对应相应的赔偿和惩罚措施。在此基础上,明确实训室及实训过程信息化管理流程,融入到实验室的文化建设中去,使实验室的各项规范潜移默化地影响使用者,养成习惯,对不同的管理层级确定不同的使用权限,有成体系的审批管理流程,保障实验室的正常运转,充分发挥信息化管理的作用。
五是完善实验室资源体系建设。实验室作为高职院校的人才技能训练基地,要充分发挥其作用,配套完善的资源体系,例如设备、工具的使用方法和操作流程,实训项目的指导视频,课程学习资源,虚拟仿真系统等,最好都配套演示操作视频和注意事项提示,这样形成完善的体系,可以实现无人指导和有人指导接近的效果,同时为实验室的开放共享打下坚实的基础,为高职院校实验室功能发挥提供了更多的空间和可能性。
六是强化实验管理队伍建设。实验室终归还是需要有专业的管理人员进行管理,要提升实训室管理效率,实验室管理人才培养的力度需要加强,要提升实训室管理人员的信息化水平,建立专业化、高水平化的实验管理队伍。
3.信息化实验室管理平台建设
这里以我院实验室管理为例进行分析。目前我院正在进行新校区建设,新校区大量融入信息化管理,从安保系统、门禁系统、资产管理、教务系统等多方面进行信息化建设,实验室管理信息化建设目前还在构建中,实验室管理信息化平台其实是需要与多平台连接并进行数据对接的[3]。这里实验管理平台的构建主要以日常实验涉及的内容进行搭建,没有把硬件和数据系统放在里面。在目前的实验室分布及管理的基础上,搭建了实验室信息化管理平台,主要包含信息管理、日常管理、过程管理三个部分,具体内容如图1所示。
信息管理:该部分的管理主要有实验管理人员和教师共同完成。信息管理主要有实验信息发布,用来发布实验室的相关信息,如实验室布局、参观信息、社会培训、比赛信息、建设信息等;查询功能用来查询场地使用、空余教室、设备信息等,方便调停课及利用空余时间开展实验项目等;管理制度用于展示实验室的管理流程,相关设备、实验室的管理要求等;安全知识及视频资源用于学生在进入实验室前的学习,学习合格后方可进入实验室进行课程学习和相关操作;设备操作流程及视频供不熟悉的使用者学习设备的操作,了解操作规范及注意事项,避免不熟练或不规范的操作造成设备的损坏;项目操作指导及视频用于指导学生进行课程学习及课后的巩固练习,为学生提供规范的指导,帮助学生养成良好的职业素养。
日常管理:该部分管理主要为实验管理人员完成。预约管理主要用于非正常课程使用的管理,比如节假日使用、无课时间使用等,使用者可以是老师,也可以是学生。预约管理工作包括预约信息登记、安全教育、仪器操作规程认知、管理员审批、过程监督等环节;准入管理包含至少两道认证,一是学校统一的卡片刷卡认证,二是人脸识别认证,通过双层认证体系,提高安全性;耗材管理记录耗材录入、耗材领取、耗材使用等信息,并进行相应的统计;资产管理用于记录设备是的使用情况、设备状况、设备位置等信息;危化品管理主要用于危化品的领取、使用及处理信息等;日志管理主要用于记录日常的工作开展情况及学校要求的资料过程记录、日常的安全检查,突发状况等情况记录;报修管理用于教师使用过程中发现的故障和使用后产生的故障上报,实验管理人员日常检查发现的安全隐患、设备故障、水电问题等问题的描述和上报,维修进度管理等信息。
过程管理:考勤管理用于监管教师、学生的到勤情况,学生的上课时间等,为学校管理和学生的评价提供依据;课堂管理一是用于监测学生的学习状况、个人状态、抬头率、参与度等,还用来对学生的操作过程进行记录,便于教师进行评价,同时也可以为设备的损坏和工具的遗失进行溯源。二是用于实验管理人员对实验场地,教室使用,设备及卫生状况等进行管理。三是用于教学管理人员听课、教学检查、教师评价等;环境监测主要用于监测实验场地的有害气体、水电门窗、温湿度、光照等状态,进行预警、调节和处理,实现安全、节能管理。
以上功能的实现,需要依赖于硬件设施的建设,需要构建感知层(收集相关数据)、传输层(传输相关数据)、应用层(处理相关数据)[4]。感知层主要包括门禁系统、监控系统和感知系统三个部分,用于收集使用者的相关信息,对过程进行监管和追踪、安全警示,感知实验室环节状况等;传输层基于有线网络传输和5G技术等,实现数据的完整和有效地传输;应用层用感知层收集的信息以及网络层传送的数据进行数据分析和处理,实现教学、科研、社会服务等业务的信息化管理。
4 结语
随着信息化技术的不断发展,高校实验室信息化建设也将不断推进。实验室信息化建设信息化管理平台建设是一个系统性工程,涉及方方面面,从技术到服务,从整体到局部等。是对整个学校进行信息化建设中的一环,整个过程需要分段进行,逐步完善。因此,高职院校在进行“双高”建设的信息化建设时,需要做好顶层设计和长期的规划,有序推进。本文研究就是希望借助于云计算、软件、大数据技术、人工智能等,实现实验管理信息化改革,更好地服务于师生创新精神和实践能力的培养,服务于“双高”建设。
参考文献
[1]郑鹏,柯晔伟.基于人工智能和云平台管理的高校智能实训室建设[J].科技风. 2020(32).
[2]章玥云.智能实验室信息化系统的建设与管理[J].信息记录材料. 2022,23(11).
[3]梁伟雄.高校实验室信息化管理的研究与实践[J].湖北开放职业学院学报. 2021,34(13).
[4]朱睿.“双高计划”背景下高职实验室智慧化建设和管理运行机制探索[J].深圳信息职业技术学院学报. 2020,18(05).
作者简介:罗美琴 (1984.11.-)女 ,汉族,江西抚州人,本科 ,实验师 ,研究方向:研究方向为实验室建设与管理、职业教育。
基金项目:宜宾职业技术学院:“双高”背景下汽车实训基地信息化管理研究(编号:JY21YB-34)。

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