鐘麗強(qiáng)， 楊 芷， 蘇淑賢

（1.廣州醫(yī)科大學(xué)護(hù)理學(xué)院；2.廣州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)部，廣州510182）

0 引 言

近年來(lái)，智慧實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)研究逐漸興起。借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能化控制和移動(dòng)互聯(lián)等信息技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)室的管理和教學(xué)過(guò)程有機(jī)融合，建設(shè)物聯(lián)化、智能化、交互化的智慧實(shí)驗(yàn)室，提升教書(shū)育人水平已成為共識(shí)。智慧實(shí)驗(yàn)室作為“理實(shí)一體化”深度融合的新平臺(tái)，是適應(yīng)科技革命的新載體，是未來(lái)實(shí)驗(yàn)室形態(tài)的新探索，它使教育、人才、科技、產(chǎn)業(yè)和信息等要素更加充分和廣泛聚集、融合、互生、共享，實(shí)現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)、智慧管理的賦能，是高校全面提高人才培養(yǎng)能力的必然選擇。2018 年教育部發(fā)布《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見(jiàn)》，明確指出要“打造適應(yīng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主管理、自主服務(wù)需求的智慧課堂、智慧實(shí)驗(yàn)室、智慧校園。大力推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等現(xiàn)代技術(shù)在教學(xué)和管理中的應(yīng)用”［1］。

護(hù)理專(zhuān)業(yè)智慧實(shí)驗(yàn)室作為高校師生、文化、管理、技術(shù)等創(chuàng)新要素融合發(fā)展的平臺(tái)載體，是促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)和教學(xué)流程再造、機(jī)制融合的重要組成部分，能有效破除傳統(tǒng)護(hù)理實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)和功能的限制，實(shí)現(xiàn)“實(shí)驗(yàn)資源獲取信息化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法多樣化、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地管理自動(dòng)化、實(shí)驗(yàn)開(kāi)放管理高效化”的戰(zhàn)略目標(biāo)。建設(shè)智慧實(shí)驗(yàn)室，必將有力推動(dòng)護(hù)理實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念和教學(xué)模式的改革創(chuàng)新，為高校數(shù)字化、智能化的未來(lái)教育形態(tài)提供有效支撐。

1 高校護(hù)理專(zhuān)業(yè)智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀

目前，新一代信息技術(shù)已廣泛應(yīng)用于智慧實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，不斷推動(dòng)教學(xué)模式的變革和創(chuàng)新。高校護(hù)理智慧實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)處于起步探索階段，通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)和維普關(guān)鍵詞搜索，尚未發(fā)現(xiàn)該方面的研究文獻(xiàn)。但是，許多高校重視護(hù)理實(shí)驗(yàn)室的信息化平臺(tái)建設(shè)，在設(shè)備管理、實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)與管理、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源管理等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)基本實(shí)現(xiàn)了信息化管理，并取得一定成效［2-5］。

雖然高校護(hù)理實(shí)驗(yàn)室在信息化建設(shè)上取得了一定成效，但對(duì)照現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和教育部要求，仍然存在一些亟須解決的問(wèn)題：①缺乏智慧實(shí)驗(yàn)室的頂層設(shè)計(jì)，沒(méi)有建設(shè)規(guī)劃的系統(tǒng)性思考；②信息系統(tǒng)之間缺乏邏輯關(guān)聯(lián)，實(shí)驗(yàn)室的不同系統(tǒng)、平臺(tái)和終端各司其職，獲取數(shù)據(jù)不暢，融合度不高；③數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)一性標(biāo)準(zhǔn)，難以相互印證“解碼”，且不同系統(tǒng)的使用流程和操作界面未能充分融合和優(yōu)化，便捷性不夠；④缺少長(zhǎng)效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)來(lái)源和維護(hù)保障，依托智慧實(shí)驗(yàn)室及其所產(chǎn)生的教育大數(shù)據(jù)的相關(guān)教學(xué)研究不夠深入，教學(xué)理念、模式與方法的更新還跟不上信息技術(shù)快速發(fā)展的步伐，智慧性不夠。

我校的智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，正是基于上述目標(biāo)的探索，在實(shí)踐中針對(duì)設(shè)計(jì)思路、建設(shè)框架、實(shí)施路徑和應(yīng)用展望進(jìn)行綜合思考，尋求解決問(wèn)題的有效途徑，從而促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室工作的可持續(xù)發(fā)展和系統(tǒng)性升級(jí)，有效驅(qū)動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)走向科學(xué)規(guī)劃和智慧決策的道路。

2 建設(shè)護(hù)理智慧實(shí)驗(yàn)室的架構(gòu)設(shè)計(jì)

高校護(hù)理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)受到多重因素制約，如資金投入、場(chǎng)地空間、學(xué)科水平、產(chǎn)品技術(shù)迭代等，智慧實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建必須充分考慮這些因素，結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況進(jìn)行建設(shè)。我校護(hù)理智慧實(shí)驗(yàn)室自2015 年開(kāi)始籌劃，根據(jù)護(hù)理專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，秉承模塊化設(shè)計(jì)理念，以“平臺(tái)＋應(yīng)用”概念，致力于建設(shè)“智能化應(yīng)用、開(kāi)放性平臺(tái)、可擴(kuò)展架構(gòu)”的智慧實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)模型（如圖1 所示），該構(gòu)架從基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、硬件、軟件4 個(gè)要素出發(fā)，搭建一個(gè)由“感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層”組成的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，按照“自上而下的頂層設(shè)計(jì)＋自下而上的模塊建設(shè)”的建設(shè)路徑，本著“邊建、邊用、邊完善”的方式，從系統(tǒng)平臺(tái)、公共數(shù)據(jù)庫(kù)、要素模塊等功能層次開(kāi)展建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室“智慧的教、智慧的學(xué)、智慧的管”建設(shè)目標(biāo)，有效促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室在學(xué)校協(xié)同育人體系中高質(zhì)量發(fā)展。

圖1 護(hù)理智慧實(shí)驗(yàn)室的架構(gòu)

（1）感知層建設(shè)。主要是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，依靠RFID和傳感器等設(shè)備采集實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境參數(shù)。通過(guò)IC卡、二維條碼、射頻標(biāo)簽、攝像機(jī)等各類(lèi)傳感器等自動(dòng)標(biāo)識(shí)，實(shí)時(shí)獲取各種監(jiān)測(cè)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的全面感知、設(shè)備的識(shí)別及信息的采集等［6-7］。利用RFID設(shè)備進(jìn)行門(mén)禁管理、刷卡考勤、設(shè)備盤(pán)點(diǎn)與統(tǒng)計(jì)等，利用攝像頭和智能錄播設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過(guò)程視頻采集及實(shí)驗(yàn)室安全監(jiān)控等功能。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能感應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)環(huán)境物物相連，人物相連，提升實(shí)驗(yàn)室的智慧化程度。

（2）網(wǎng)絡(luò)層建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)層是智慧實(shí)驗(yàn)室的中樞系統(tǒng)，主要由有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)組成，建有4G、5G 網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)、WiFi等不同的連接方式，實(shí)現(xiàn)人與人、設(shè)備與設(shè)備、人與設(shè)備之間的信息和數(shù)據(jù)的全面交互聯(lián)通?？煽?、穩(wěn)定的泛在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和持續(xù)的服務(wù)會(huì)話(huà)及感知數(shù)據(jù)的接入和傳輸，能有效提高實(shí)驗(yàn)室的管理效率［8-9］。

（3）應(yīng)用層建設(shè)。應(yīng)用層是一個(gè)系統(tǒng)集成中心，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理、資源獲取、實(shí)驗(yàn)管理等功能的“智慧大集成”［10］，主要由門(mén)戶(hù)網(wǎng)站、實(shí)驗(yàn)公共數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理門(mén)戶(hù)等組成，以“業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)”為基礎(chǔ)，靈活搭配豐富多樣的拓展應(yīng)用模塊，最大限度滿(mǎn)足學(xué)院、實(shí)驗(yàn)中心、教師和學(xué)生使用和管理的需求，能充分體現(xiàn)智慧實(shí)驗(yàn)室“信息獲取自動(dòng)化、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地管理自動(dòng)化、實(shí)驗(yàn)開(kāi)放管理高效化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法多樣化”的集成優(yōu)勢(shì)。

3 護(hù)理專(zhuān)業(yè)智慧實(shí)驗(yàn)室的實(shí)施路徑

3.1 構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)

綜合管理系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)室規(guī)范化、信息化管理的核心部分，主要包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理、日常管理、實(shí)驗(yàn)室預(yù)約開(kāi)放管理、安全管理等模塊（見(jiàn)圖2）。教學(xué)管理系統(tǒng)涵蓋實(shí)驗(yàn)室課表、課程進(jìn)度表、實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)查詢(xún)等內(nèi)容，可方便查詢(xún)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地安排、實(shí)驗(yàn)排課、學(xué)生網(wǎng)上查詢(xún)考核成績(jī)。日常管理系統(tǒng)包括實(shí)驗(yàn)室管理及儀器設(shè)備管理，實(shí)驗(yàn)室管理主要涵蓋實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)信息、規(guī)章制度和管理辦法等內(nèi)容；儀器設(shè)備管理主要是實(shí)驗(yàn)室配備的儀器、數(shù)量、型號(hào)等基礎(chǔ)信息，方便用戶(hù)查詢(xún)和共享使用。開(kāi)放系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)預(yù)約（開(kāi)放）實(shí)驗(yàn)、自擬（申請(qǐng)）實(shí)驗(yàn)等功能，為學(xué)生的課外練習(xí)、大創(chuàng)項(xiàng)目、技能競(jìng)賽等提供服務(wù)，學(xué)生通過(guò)在線(xiàn)安全教育及考核后可自由選擇，系統(tǒng)自動(dòng)生成實(shí)驗(yàn)開(kāi)放記錄，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)學(xué)生開(kāi)放課時(shí)。安全管理系統(tǒng)包括門(mén)禁系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)人員憑卡在有效時(shí)間內(nèi)出入實(shí)驗(yàn)室，可有效進(jìn)行身份識(shí)別和出入口安全管理；配合視頻采集設(shè)備，監(jiān)控?cái)z像支持internet遠(yuǎn)程圖像瀏覽，實(shí)時(shí)監(jiān)控出入口及各實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行情況。

圖2 實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)架構(gòu)

3.2 構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室自主學(xué)習(xí)平臺(tái)

作為智慧實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體建設(shè)部分，實(shí)驗(yàn)室自主學(xué)習(xí)平臺(tái)涵蓋兩方面的內(nèi)容（見(jiàn)圖3）。①實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)資源建設(shè)。護(hù)理學(xué)是強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性的專(zhuān)業(yè)，建立了基礎(chǔ)護(hù)理實(shí)驗(yàn)和專(zhuān)科護(hù)理實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教學(xué)資源庫(kù)，主要包括：護(hù)理操作流程、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、操作視頻、研究進(jìn)展等內(nèi)容，有網(wǎng)絡(luò)版及紙質(zhì)版兩種方式，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)。②利用學(xué)?！癳”學(xué)中心網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，以“學(xué)生為中心”，重構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，確定教學(xué)策略，強(qiáng)調(diào)教學(xué)重點(diǎn)，突破教學(xué)難點(diǎn)，學(xué)生通過(guò)移動(dòng)設(shè)備觀看教學(xué)視頻、微課，查閱老師推送的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高網(wǎng)上檢索能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)延伸，解決學(xué)習(xí)差異化問(wèn)題，為混合式教學(xué)模式的開(kāi)展提供平臺(tái)支持。

圖3 實(shí)驗(yàn)室自主學(xué)習(xí)平臺(tái)建設(shè)框架

圖4 虛實(shí)融合智慧學(xué)習(xí)空間的分類(lèi)

3.3 構(gòu)建虛實(shí)融合的智慧學(xué)習(xí)空間

構(gòu)建虛實(shí)融合的智慧學(xué)習(xí)空間是護(hù)理專(zhuān)業(yè)智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的發(fā)展方向，也符合護(hù)理專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，其目的是促進(jìn)、優(yōu)化護(hù)理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，把不能變?yōu)榭赡?，把小能變?yōu)榇竽埽?1］。虛實(shí)融合的智慧學(xué)習(xí)空間構(gòu)建分為3個(gè)層次（見(jiàn)圖4）：①仿真環(huán)境、模型的建設(shè)，包括按照醫(yī)院真實(shí)環(huán)境構(gòu)建仿真模擬病房及配備“具有生命體征變化，可編輯各種疾病發(fā)展過(guò)程”的高仿真模擬人，用于護(hù)理技能的實(shí)景演練，模擬護(hù)理服務(wù)的現(xiàn)場(chǎng)和情景。②虛擬模擬技術(shù)建設(shè)，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)來(lái)虛擬各種護(hù)理技術(shù)訓(xùn)練和護(hù)理服務(wù)場(chǎng)景，完成虛擬化的護(hù)理任務(wù)，如進(jìn)行有創(chuàng)性的護(hù)理技能訓(xùn)練、肢體功能康復(fù)訓(xùn)練等。③虛實(shí)融合智慧學(xué)習(xí)空間構(gòu)建，利用智慧實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)成要素［12-13］，與仿真環(huán)境、仿真模擬人有機(jī)結(jié)合，打破實(shí)驗(yàn)課堂的邊界，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的有效拓展，物理學(xué)習(xí)空間和虛擬學(xué)習(xí)空間全面銜接，智慧實(shí)驗(yàn)室和MOOC平臺(tái)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)融合打通，從而為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提供系統(tǒng)化支持與服務(wù)，既可支持現(xiàn)場(chǎng)操作、問(wèn)題解決，也可支持非正式學(xué)習(xí)，進(jìn)行自我設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，以及遠(yuǎn)程控制與協(xié)作實(shí)驗(yàn)方式，實(shí)現(xiàn)自我學(xué)習(xí)［14-15］。

4 護(hù)理智慧實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用與展望

近幾年，我校的智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)穩(wěn)步邁進(jìn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室管理水平、實(shí)驗(yàn)室支撐服務(wù)能力得到明顯提高。實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)推廣運(yùn)行后，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)課程由4 門(mén)提高至10 門(mén)，且由原來(lái)只對(duì)專(zhuān)業(yè)課程開(kāi)放推廣至對(duì)護(hù)理人文課程開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。老師積極應(yīng)用智慧實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)改革，開(kāi)展教學(xué)研究，率先引用以挑戰(zhàn)為本（Challenge Based Learning）的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，發(fā)表教學(xué)類(lèi)SCI論文；開(kāi)展高仿真模擬教學(xué)、線(xiàn)上線(xiàn)下混合式實(shí)踐教學(xué)等教改研究，發(fā)表教學(xué)論文40 余篇，先后獲得廣東省教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2 項(xiàng)、廣州市教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1 項(xiàng)、校級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)1 項(xiàng)。近3年，學(xué)生發(fā)表高質(zhì)量論文15 篇（其中SCI論文1 篇，中文核心論文5 篇）、獲科技創(chuàng)新項(xiàng)目30 項(xiàng)（其中國(guó)家級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目4 項(xiàng)，省級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目8 項(xiàng)）。

黨的十九大明確把智慧社會(huì)寫(xiě)入報(bào)告，與科技強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)等并列，成為國(guó)家戰(zhàn)略之一［16］。因此，智慧實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)要面向智慧社會(huì)、智慧校園的發(fā)展需要，從單純的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的輔助平臺(tái)逐步轉(zhuǎn)向以數(shù)字化、信息化為支撐的新型教學(xué)方法主體平臺(tái)。智慧實(shí)驗(yàn)室的價(jià)值將從影響教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的淺層變革，逐漸發(fā)展為影響教育理念、立德樹(shù)人文化的深層變革，進(jìn)而促進(jìn)護(hù)理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全面改革。

5 結(jié) 語(yǔ)

當(dāng)前，智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)正走向融合創(chuàng)新的深層次發(fā)展階段，信息技術(shù)促進(jìn)教育變革和創(chuàng)新的時(shí)代正向我們走來(lái)。護(hù)理專(zhuān)業(yè)智慧實(shí)驗(yàn)室作為智慧校園的重要組成部分，學(xué)校需要根據(jù)實(shí)際情況做到“統(tǒng)一規(guī)劃、分步建設(shè)”，在加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時(shí)，更加重視對(duì)教師和實(shí)驗(yàn)室管理人員的現(xiàn)代信息技術(shù)能力培訓(xùn)，努力使教師和實(shí)驗(yàn)室管理人員熟悉和掌握現(xiàn)代信息技術(shù)，適應(yīng)智慧實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境創(chuàng)新、管理方法變革、安全管理保障等發(fā)展需求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)理念的更新、教學(xué)模式的改變、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法的探索，真正提高護(hù)理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的素養(yǎng)和質(zhì)量，把培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)護(hù)理人才工作落到實(shí)處。