摘 要：【目的】職業(yè)本科教育旨在培養(yǎng)高層次技術(shù)技能人才，亟須?加強(qiáng)其智慧實(shí)驗室信息化、自動化、數(shù)字化建設(shè)，有效提升就業(yè)競爭力和職場適應(yīng)力。【方法】通過分析職業(yè)本科教育人才培養(yǎng)特點(diǎn)和智慧實(shí)驗室建設(shè)意義，探討智慧實(shí)驗室建設(shè)現(xiàn)有問題，提出針對性的建設(shè)策略。【結(jié)果】智慧實(shí)驗室建設(shè)和管理存在設(shè)備利用率不高、實(shí)驗室功能單一、實(shí)驗室管理人員信息化素養(yǎng)不高、數(shù)字化教學(xué)資源匱乏、科教融匯不深入等問題?！窘Y(jié)論】提出做好頂層設(shè)計、加強(qiáng)管理團(tuán)隊建設(shè)、開發(fā)建設(shè)創(chuàng)新型數(shù)字化教學(xué)資源以及構(gòu)建智慧實(shí)驗室綜合管理體系等建設(shè)策略，對職業(yè)本科智慧實(shí)驗室建設(shè)與管理的提前布局、整體規(guī)劃有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：智慧實(shí)驗室；職業(yè)本科；信息化；建設(shè)策略

中圖分類號：G647 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1003-5168（2024）19-0155-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.19.031

Research on the Construction Strategy of Smart Laboratories under the Background of Vocational Undergraduate Education

TIAN Yafang

（Zhengzhou Railway Vocational & Technical College，Zhengzhou 451400， China）

Abstract： [Purposes] Vocational undergraduate education aims to cultivate high-level technical and skilled talents， and there is an urgent need to strengthen the informatization， automation， and digitization construction of their smart laboratories， effectively enhancing their employment competitiveness and workplace adaptability. [Methods] By analyzing the characteristics of talent cultivation in vocational undergraduate education and the significance of smart laboratory construction， this paper explores the existing problems in smart laboratory construction and proposes targeted construction strategies. [Findings] There are problems in the construction and management of smart laboratories， such as low equipment utilization， single laboratory functions， low information literacy of laboratory management personnel， lack of digital teaching resources， and insufficient integration of science and education. [Conclusions] This paper puts forward some construction strategies， such as making efforts in top-level design， strengthening management team building， developing and constructing innovative digital teaching resources， and building a comprehensive management system for smart laboratories， which have certain reference value for the advance layout and overall planning of the construction and management of smart laboratories for vocational undergraduate programs.

Keywords： smart laboratory; vocational undergraduate program; informatization; construction strategy

0 引言

高校實(shí)驗室承擔(dān)著實(shí)踐教學(xué)、科學(xué)研究、社會服務(wù)等多重任務(wù)，是辦好高校的基本條件，是高校的核心組成部分之一。

職業(yè)本科作為一種新興的教育類型，融合了傳統(tǒng)本科教育與職業(yè)教育的優(yōu)勢，旨在培養(yǎng)既具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，又具備較強(qiáng)實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng)的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。職業(yè)本科教育不僅強(qiáng)調(diào)理論知識的傳授，更重視實(shí)踐技能的培養(yǎng)。智慧實(shí)驗室建設(shè)作為職業(yè)本科院校發(fā)展建設(shè)的一部分，其智能化、數(shù)字化程度受到越來越多的關(guān)注和重視。

早期的智慧實(shí)驗室普遍具備網(wǎng)絡(luò)通信條件，實(shí)現(xiàn)了多媒體化，信息技術(shù)手段和設(shè)備被用于課堂教學(xué)和教學(xué)資源開發(fā)，教學(xué)條件、教學(xué)技術(shù)、教學(xué)形式都有全新的變化，學(xué)生和教師獲得教學(xué)全新體驗。但是，實(shí)驗室的建設(shè)和管理存在設(shè)備利用率不高、實(shí)驗室功能單一、實(shí)驗室管理人員信息化素養(yǎng)不高、數(shù)字化教學(xué)資源匱乏、科教融匯不深入等問題。雖引入信息化技術(shù)，但實(shí)驗室智能化、數(shù)字化建設(shè)無法完全滿足教學(xué)、科技創(chuàng)新等日益增長需要，智慧實(shí)驗室建設(shè)仍面臨諸多挑戰(zhàn)。如何推動新一代信息技術(shù)與實(shí)驗室建設(shè)管理深度融合，高效發(fā)揮智慧實(shí)驗室的功能和作用，促進(jìn)人才培養(yǎng)數(shù)量和質(zhì)量提升，智慧實(shí)驗室建設(shè)與管理方面的相關(guān)研究很有必要。

1 職業(yè)本科智慧實(shí)驗室建設(shè)

1.1 職業(yè)本科教育

職業(yè)本科全名為高等職業(yè)本科，是全日制本科學(xué)歷教育的一種形式。2019年1月，《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》提出開展本科層次職業(yè)教育試點(diǎn)。2019年5月，我國誕生首批15所職業(yè)本科試點(diǎn)院校。這是職業(yè)本科教育發(fā)展的重大突破。2021年10月，《關(guān)于推動現(xiàn)代職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的意見》提出，穩(wěn)步發(fā)展職業(yè)本科教育，高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)職業(yè)本科學(xué)校和專業(yè)。截至2024年5月31日，我國已有51所職業(yè)本科院校。隨著國家政策導(dǎo)向的深入，今后會有更多高職院校升級為職業(yè)本科院校。

職業(yè)本科縱向貫通了“中職—高職專科—職教本科”［1］職業(yè)教育體系人才培養(yǎng)通道，為職業(yè)學(xué)校學(xué)生在升學(xué)、就業(yè)、職業(yè)發(fā)展等方面提供更多機(jī)會。

當(dāng)前，我國職業(yè)本科教育尚處在發(fā)展的初級階段，加強(qiáng)智慧實(shí)驗室建設(shè)有助于推動中國職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展。

1.2 智慧實(shí)驗室建設(shè)

智慧實(shí)驗室建設(shè)基于傳統(tǒng)實(shí)驗室建設(shè)，利用計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)對實(shí)驗設(shè)備、管理信息、教學(xué)資源、科研平臺等資源進(jìn)行全面整合、互聯(lián)與集成，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗室的智能化管理與運(yùn)行。

智慧實(shí)驗室建設(shè)包括實(shí)驗室“硬件”和“軟件”建設(shè)。硬件主要指基礎(chǔ)設(shè)施，包括實(shí)驗室場地規(guī)模、儀器設(shè)備、人員等具有明顯量特征的事物。軟件則包括實(shí)驗室管理手段、教學(xué)資源建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、人員培訓(xùn)、服務(wù)方式方法等［2］。智慧實(shí)驗室建設(shè)的實(shí)質(zhì)，就是推動信息化技術(shù)、數(shù)字技術(shù)融入實(shí)驗室軟硬件的建設(shè)、運(yùn)行、管理、發(fā)展等各環(huán)節(jié)，并在實(shí)踐教學(xué)過程中常態(tài)應(yīng)用和深度融合，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗室智能化管理、智慧化提升。

1.3 職業(yè)本科智慧實(shí)驗室建設(shè)意義

智慧實(shí)驗室建設(shè)能有效促進(jìn)職業(yè)本科教育質(zhì)量提升。為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和職業(yè)崗位需求，智慧實(shí)驗室建設(shè)將教育、科研、創(chuàng)新、合作交流和開發(fā)服務(wù)等多重功能融為一體，不斷開發(fā)創(chuàng)新性新知識、新內(nèi)容，提升學(xué)生專業(yè)技術(shù)能力、實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提升。

智慧實(shí)驗室建設(shè)能滿足職業(yè)本科教育自身發(fā)展需要。職業(yè)本科教育面向產(chǎn)業(yè)鏈、服務(wù)地方區(qū)域發(fā)展，更加重視人才技能復(fù)合性、創(chuàng)新性的培養(yǎng)。智慧實(shí)驗室建設(shè)引入先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源的優(yōu)化配置和高效利用，不僅提升實(shí)踐教學(xué)的效果，還能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研能力，為職業(yè)本科教育高層次技術(shù)技能人才培養(yǎng)目標(biāo)提供有力支撐。

2 職業(yè)本科智慧實(shí)驗室存在的問題

2.1 缺少全面系統(tǒng)的頂層設(shè)計

職業(yè)本科是由高職院校升級而成的新興本科院校。受學(xué)科門類調(diào)整和增加，專業(yè)設(shè)置相對獨(dú)立，實(shí)驗室建設(shè)前期論證不夠充分等因素影響，各專業(yè)實(shí)驗室獨(dú)立建設(shè)、重復(fù)建設(shè)，互聯(lián)互通不暢，導(dǎo)致部分資源浪費(fèi)。實(shí)驗室安全管理、實(shí)驗教學(xué)等模塊業(yè)務(wù)平臺獨(dú)立建設(shè)，系統(tǒng)整合不夠，數(shù)字化資源共享度不高。此外，實(shí)驗室建設(shè)整體規(guī)劃不明確，缺乏建設(shè)的科學(xué)性、前瞻性、可持續(xù)性。

2.2 信息化、數(shù)字化程度還有待進(jìn)一步加強(qiáng)，系統(tǒng)集成度不高

實(shí)驗室安裝有智能管理設(shè)備，各服務(wù)管理模塊相對獨(dú)立，中控設(shè)備沒有高度集成，沒有實(shí)現(xiàn)無感控制或遠(yuǎn)程控制。實(shí)驗教學(xué)數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計、分析、評價等結(jié)果性材料缺乏系統(tǒng)統(tǒng)一管理，實(shí)驗過程的實(shí)時監(jiān)控和實(shí)驗數(shù)據(jù)的自動采集不能迅速及時有效地反饋學(xué)生學(xué)習(xí)效果，不利于教師做教學(xué)評價和反思。

2.3 實(shí)驗師資隊伍整體水平有待提高

實(shí)驗室管理人員只負(fù)責(zé)安全管理，對具體實(shí)踐項目等教學(xué)資源不熟悉；教學(xué)人員只負(fù)責(zé)完成教學(xué)任務(wù)，實(shí)驗室管理經(jīng)驗不足，對儀器設(shè)備操作程序不熟練。實(shí)驗室?guī)熧Y隊伍整體信息化意識和能力不足，缺少企業(yè)導(dǎo)師、科研人員參與，教學(xué)資源的開發(fā)受限。

2.4 實(shí)踐教學(xué)資源創(chuàng)新性不足

實(shí)驗教學(xué)仍沿用高職教育實(shí)驗教學(xué)模式，實(shí)驗項目多是標(biāo)準(zhǔn)化的模擬性實(shí)驗或驗證性實(shí)驗，實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化、程序化，競賽類、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類教學(xué)資源開發(fā)不足，學(xué)生的主觀能動性受限，不能有效提升學(xué)生創(chuàng)新能力。

2.5 校企合作企業(yè)參與度低

在國家大力推進(jìn)產(chǎn)教融合、科教融匯戰(zhàn)略部署背景下，職業(yè)高校依托產(chǎn)業(yè)學(xué)院、區(qū)域產(chǎn)教聯(lián)合體、行業(yè)產(chǎn)教共同體等，與企業(yè)開展多方面合作。雖然有校企共建實(shí)訓(xùn)基地，但在實(shí)際建設(shè)中，企業(yè)并未參與實(shí)體建設(shè)和教學(xué)資源開發(fā)，造成部分實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與崗位實(shí)際脫節(jié)。校內(nèi)教科研人員深入企業(yè)一線不足，對于企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)中遇到復(fù)雜關(guān)鍵技術(shù)難題，不能科學(xué)指導(dǎo)和解決問題。

2.6 實(shí)驗室利用率較低

職業(yè)本科院校實(shí)驗室多在固定時段開放，側(cè)重于實(shí)踐教學(xué)和科學(xué)研究活動，對學(xué)生自主學(xué)習(xí)、備賽技能競賽、開展科技創(chuàng)新等個性化需求活動時間保障不足，降低實(shí)驗室的使用效率。

3 智慧實(shí)驗室建設(shè)策略研究

新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展，要求職業(yè)教育體系與時俱進(jìn)。職業(yè)本科教育要高質(zhì)量發(fā)展，智慧實(shí)驗室需高質(zhì)量建設(shè)跟進(jìn)。

3.1 做好頂層設(shè)計，強(qiáng)化智慧實(shí)驗室建設(shè)可持續(xù)發(fā)展

頂層設(shè)計是實(shí)驗室建設(shè)的前提。一是整體布局。圍繞學(xué)科特點(diǎn)、專業(yè)特色和企業(yè)需求，明確實(shí)驗室功能定位和長遠(yuǎn)目標(biāo)，做好對實(shí)驗室“硬件”和“軟件”的全面統(tǒng)籌。二是具體實(shí)施推動。在實(shí)驗室布局設(shè)計、設(shè)備選購、安全管理、人員配置等多個方面充分調(diào)研，全面了解國內(nèi)外此類實(shí)驗室的建設(shè)情況。三是制定方案。制定科學(xué)合理、切實(shí)可行、綠色低碳、符合學(xué)科專業(yè)特色的實(shí)驗室建設(shè)方案。四是全面評估多方論證。按照智慧實(shí)驗室建設(shè)項目評估內(nèi)容，例如，目標(biāo)評估、實(shí)驗教學(xué)評估、管理評估、可持續(xù)發(fā)展評估等，組建行業(yè)內(nèi)、校內(nèi)外專家團(tuán)隊對實(shí)驗室建設(shè)方案進(jìn)行多輪論證。五是規(guī)范建設(shè)程序。有計劃地推進(jìn)智慧實(shí)驗室建設(shè)過程，要求硬件設(shè)施功能先進(jìn)，軟件系統(tǒng)能及時更新，保障智慧實(shí)驗室建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。

3.2 安全管理智能化，保障實(shí)驗室平穩(wěn)運(yùn)行

安全是實(shí)驗室開展所有工作的前提，不容忽視。智慧實(shí)驗室安全管理復(fù)雜多樣。隨著安全管理內(nèi)容的增多，逐漸形成了相對獨(dú)立的、模塊化的管理單元，比如門禁系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)等系統(tǒng)管理模塊，原有的中控設(shè)備等管理模式已無法滿足智能管理需要。

在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，搭建一個安全管理系統(tǒng)，該管理系統(tǒng)將各自獨(dú)立的管理模塊互聯(lián)與集成，并使用移動管理模式，實(shí)現(xiàn)可任意時間、任意地點(diǎn)按需智能化統(tǒng)一管理。例如，通過監(jiān)控系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)對實(shí)驗室設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測、記錄、統(tǒng)計與分析數(shù)據(jù)，并將結(jié)果及時傳輸?shù)焦芾砣藛T的手機(jī)小程序中，管理人員可提前干預(yù)，變被動管理為主動管理。安全管理系統(tǒng)并不限于已有管理模塊，后期要能擴(kuò)容升級，滿足更多智能管理功能。

3.3 加強(qiáng)管理團(tuán)隊建設(shè)，促進(jìn)團(tuán)隊智慧化能力提升

實(shí)驗室管理團(tuán)隊建設(shè)是智慧實(shí)驗室建設(shè)的重要組成部分。根據(jù)職業(yè)本科教育的職業(yè)性、創(chuàng)新性、技術(shù)性特點(diǎn)，智慧實(shí)驗室的管理成員包括專業(yè)課教師、博士科技人員、企業(yè)導(dǎo)師等，其年齡、學(xué)歷、職稱等要體現(xiàn)梯度化、結(jié)構(gòu)合理化等特征，是一支成長型教科研信息化管理團(tuán)隊。管理團(tuán)隊由學(xué)科帶頭人或?qū)嶒炇以翰款I(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任，每位團(tuán)隊成員不再局限于本身職業(yè)特點(diǎn)，須具備完成實(shí)驗室日常教學(xué)和管理、設(shè)備操作、教學(xué)資源開發(fā)、科研創(chuàng)新等能力。

定期開展講座和培訓(xùn)，提升管理團(tuán)隊信息化管理能力；組織團(tuán)隊成員參加學(xué)術(shù)研討會，或到科研院所、院校、企業(yè)等場所進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，提升管理團(tuán)隊的科研開發(fā)及創(chuàng)新能力；參加企業(yè)項目研發(fā)，為企業(yè)解決實(shí)際難題，推動校企合作縱深發(fā)展；增強(qiáng)管理團(tuán)隊信息化素養(yǎng)，能更好地為智慧實(shí)驗室的高速運(yùn)行提供強(qiáng)力支撐。

3.4 面向高端產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)高端，開發(fā)建設(shè)創(chuàng)新性數(shù)字化教學(xué)資源

教學(xué)資源數(shù)字化建設(shè)是智慧實(shí)驗室的核心內(nèi)容。為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)高端和高端產(chǎn)業(yè)對人才結(jié)構(gòu)提出的新要求，職業(yè)本科教育應(yīng)緊盯市場需求，緊密對接產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈，開發(fā)建設(shè)更多創(chuàng)新性數(shù)字化實(shí)踐教學(xué)資源。一方面要深耕產(chǎn)學(xué)研合作。職業(yè)本科高校要加強(qiáng)與企業(yè)深度合作，主動吸納行業(yè)龍頭企業(yè)深度參與職業(yè)教育專業(yè)規(guī)劃、課程設(shè)置、教材開發(fā)、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)實(shí)施，合作共建新專業(yè)、開發(fā)新課程、開展訂單培養(yǎng)［3］，讓企業(yè)參與人才培養(yǎng)的全過程。另一方面繼續(xù)推進(jìn)教育數(shù)字化建設(shè)，推動數(shù)字技術(shù)與教學(xué)資源深度融合。比如，進(jìn)一步開發(fā)優(yōu)化融文字、圖片、視頻、音頻、動畫等于一體的教學(xué)資源，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的趣味性，或者常態(tài)化利用AR、VR等立體可視化手段，設(shè)計情景交融教學(xué)資源，提供交互式學(xué)習(xí)體驗，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

現(xiàn)階段，“培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)思維、批判思維、創(chuàng)新能力、復(fù)雜問題解決能力等可持續(xù)發(fā)展能力”［4］成為職業(yè)教育人才培養(yǎng)的重要標(biāo)準(zhǔn)。在創(chuàng)新性教學(xué)資源開發(fā)過程中，除開發(fā)建設(shè)“崗課賽證”融通的教學(xué)項目，篩選開發(fā)特色突出教學(xué)項目，構(gòu)建“專業(yè)基礎(chǔ)能力+創(chuàng)新能力提升+科技創(chuàng)新項目開發(fā)與應(yīng)用”能力提升知識體系外，智慧實(shí)驗室教學(xué)資源建設(shè)還有更多項目可以拓展。

打造數(shù)字化實(shí)踐教學(xué)管理平臺，實(shí)現(xiàn)對所有實(shí)踐教學(xué)資源模塊化分類管理。教學(xué)資源內(nèi)容可及時優(yōu)化更新，并能實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享，大大提升教學(xué)資源的管理智慧化。

3.5 實(shí)現(xiàn)互聯(lián)與集成，構(gòu)建智慧實(shí)驗室綜合管理體系

以智慧物聯(lián)為基礎(chǔ)，通過云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)手段，構(gòu)建多功能、一體化智慧實(shí)驗室綜合管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個科學(xué)規(guī)范的實(shí)驗室網(wǎng)絡(luò)管理體系，管理模塊包括信息化安全管理平臺、數(shù)字化實(shí)踐教學(xué)管理平臺、科技創(chuàng)新管理平臺等，通過計算機(jī)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗室的設(shè)備管理、安全管理、日常教學(xué)、數(shù)據(jù)處理、開放預(yù)約等集成模塊的高效統(tǒng)一管理。

該系統(tǒng)既能提供實(shí)時的數(shù)據(jù)監(jiān)控，還能通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘和分析，并能整合信息資源、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，極大提高實(shí)驗室的管理效率和運(yùn)行質(zhì)量。例如，為了提升創(chuàng)新能力，開發(fā)科技創(chuàng)新管理平臺，管理所有競賽類等創(chuàng)新資源。該系統(tǒng)能對實(shí)驗室的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計和分析，幫助實(shí)驗室管理人員找出能耗高的環(huán)節(jié)，確保智慧實(shí)驗室的穩(wěn)定和安全運(yùn)行。

3.6 開放管理模式智慧化，提高實(shí)驗室利用率

高校實(shí)驗室功能趨于多元化，開放共享是必然要求［5］。實(shí)驗室管理團(tuán)隊制定科學(xué)化的實(shí)驗室開放時間、規(guī)模及形式，構(gòu)建集開放管理模式、開放形式于一體的智慧實(shí)驗室開放管理平臺，提高實(shí)驗室利用率。利用智慧實(shí)驗室開放管理平臺，師生可以快速查詢與預(yù)約實(shí)驗場地、資源等信息，保障了實(shí)驗室所有實(shí)踐資源能被師生充分利用。除了滿足課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)，實(shí)驗室可全天24小時開放，滿足課外實(shí)踐、教科研活動、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動、學(xué)科競賽、社會服務(wù)等個性化需求，為實(shí)踐技能提升，創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供更便利的條件。

4 結(jié)論

智慧實(shí)驗室建設(shè)通過數(shù)字化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段，營造出全新的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境和教學(xué)體驗，并以其智能、多樣、創(chuàng)新、開放、高效、便捷等特點(diǎn)，提高實(shí)踐教學(xué)的效率，促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。未來，智慧實(shí)驗室將為推動職業(yè)教育現(xiàn)代化發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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