新文科背景下經(jīng)管類智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)研究

張夢琪 史新和

（金陵科技學(xué)院商學(xué)院，江蘇 南京 211169）

0 引言

在數(shù)字經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展時(shí)代，高校經(jīng)管類專業(yè)正經(jīng)歷著“新文科”范式轉(zhuǎn)變。 社會(huì)需要熟悉現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)原理和方法，同時(shí)具備新工科能力的高素質(zhì)人才。 作為高校人才培養(yǎng)的重要基地， 實(shí)驗(yàn)室是開展課程實(shí)驗(yàn)、集中實(shí)踐、創(chuàng)新項(xiàng)目、學(xué)科競賽及工程實(shí)訓(xùn)的重要載體。 相關(guān)研究表明，通過整合實(shí)驗(yàn)室軟件、硬件和實(shí)踐教學(xué)資源，構(gòu)建智能化、綜合性、跨專業(yè)、虛實(shí)一體的智慧實(shí)驗(yàn)室， 能夠?qū)鹘y(tǒng)經(jīng)濟(jì)類專業(yè)多媒體實(shí)驗(yàn)室、開放式實(shí)驗(yàn)室、 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、O2O 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及管理模式優(yōu)化提升，更好為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)和成果培育提供保障和支撐。

本文針對金陵科技學(xué)院一流學(xué)科及專業(yè)人才培養(yǎng)創(chuàng)新模式發(fā)展需要，從商學(xué)院實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作實(shí)際出發(fā)，依循“新文科”建設(shè)內(nèi)涵，提出依托物聯(lián)網(wǎng)、結(jié)合云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，集成軟—硬設(shè)備、建設(shè)數(shù)字資源庫，設(shè)計(jì)自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)、構(gòu)建虛—實(shí)一體的智能管理平臺(tái)，增強(qiáng)科教融通、打造專業(yè)—產(chǎn)業(yè)協(xié)同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系， 建設(shè)契合新經(jīng)濟(jì)業(yè)態(tài)發(fā)展人才培養(yǎng)需要的智慧實(shí)驗(yàn)室。

1 智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)背景及意義

伴隨新經(jīng)濟(jì)環(huán)境中信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，信息化實(shí)驗(yàn)室已成為高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的主流趨勢。 但仍存在設(shè)備共用率低、資源共享弱、維護(hù)成本高、管理難度大等諸多問題。 硬件孤立分散、軟件種類繁雜，軟件單機(jī)安裝、保護(hù)卡人工還原及運(yùn)行日志紙質(zhì)存儲(chǔ)等傳統(tǒng)管理方式使得實(shí)驗(yàn)室在高素質(zhì)人才培養(yǎng)中的作用難以發(fā)揮出來。 為了讓理論與實(shí)踐在新經(jīng)濟(jì)人才培養(yǎng)中更好的相輔相成，必須引入新技術(shù)對現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行重構(gòu)與革新。 研究表明，遵照“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式，通過商—工結(jié)合、教—管協(xié)同，建立能夠自洽循環(huán)、可自迭代升級(jí)、 具有上升生命周期的智慧型實(shí)驗(yàn)室，不僅能夠提高教科研資源、 資料共享及實(shí)驗(yàn)室利用率，還是實(shí)踐教學(xué)的項(xiàng)目決策、設(shè)備運(yùn)行、質(zhì)量控制以及管理科學(xué)等方面的提升基礎(chǔ)，就長遠(yuǎn)意義而言，也更有助于經(jīng)濟(jì)類學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、操作能力、開放性思維的培養(yǎng)。

2 智慧實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)思路與基本架構(gòu)

目前金陵科技學(xué)院商學(xué)院建有1 個(gè)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、1 個(gè)市級(jí)人才培養(yǎng)示范基地、1 個(gè)省級(jí)知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略研究中心，實(shí)驗(yàn)室面積5 600 平方米，設(shè)備3 000多萬，計(jì)算機(jī)500 臺(tái)，涉及近100 個(gè)軟件，承擔(dān)9 個(gè)本科專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，是經(jīng)濟(jì)管理類省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科的科技創(chuàng)新基地。 從數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代社會(huì)發(fā)展、人才培養(yǎng)、科技創(chuàng)新等角度出發(fā)，商學(xué)院智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)思路是以“互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)”為主要媒介，結(jié)合智能控制、環(huán)境傳感技術(shù)，打造“開放式、多維度、數(shù)字化”的智慧空間，構(gòu)建“資源共享化、功能模塊化、管理智能化”的主體架構(gòu)。 智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)思路如圖1 所示。

圖1 智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)思路

“智慧+實(shí)驗(yàn)室”主體平臺(tái)包含四個(gè)模塊，具有存儲(chǔ)數(shù)字化、運(yùn)行智能化和管理信息化等智慧功能。 實(shí)驗(yàn)室智慧系統(tǒng)主體框架如圖2 所示。

圖2 實(shí)驗(yàn)室智慧系統(tǒng)主體框架示意圖

2.1 信息化管理模塊

運(yùn)用Java 語言建立基于Web 平臺(tái)的高校實(shí)驗(yàn)室在線預(yù)約管理系統(tǒng)（2020SR1242309）。 師生可通過在線預(yù)約系統(tǒng)查看實(shí)驗(yàn)室安排表， 自主開展課程設(shè)計(jì)。分散放置的儀器設(shè)備納入智能化統(tǒng)一監(jiān)管后，實(shí)驗(yàn)員可實(shí)時(shí)根據(jù)云端共享信息，方便師生了解與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的軟、硬件配備狀態(tài)，靈活地調(diào)整項(xiàng)目安排。

設(shè)置多鏡像存儲(chǔ)系統(tǒng)，利用云桌面技術(shù)將多種軟件環(huán)境和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)集中化管理。 師生可通過網(wǎng)絡(luò)方便訪問服務(wù)器上的特定桌面操作系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)管理員則通過后臺(tái)輕松管理授課桌面環(huán)境， 快速升級(jí)各類軟件，降低系統(tǒng)的病毒感染率； 定時(shí)進(jìn)行云桌面自動(dòng)恢復(fù)，可提高網(wǎng)絡(luò)虛擬空間利用率。 在服務(wù)器上安裝多系統(tǒng)鏡像，還可方便轉(zhuǎn)換不同操作系統(tǒng)，增加了實(shí)驗(yàn)室開放過程中各課程項(xiàng)目運(yùn)行各自對應(yīng)軟件的靈活性、系統(tǒng)性。

2.2 智能化環(huán)境模塊

借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能感測技術(shù)，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室物理空間的智能環(huán)境。 將傳感器與終端控制技術(shù)結(jié)合，實(shí)行實(shí)驗(yàn)室的斷電控制、遠(yuǎn)程喚醒、幕布控制等；將各實(shí)驗(yàn)室按儀器配置和操作分類，以“線下+線下”混接、“串聯(lián)+并聯(lián)”混搭的方式，統(tǒng)籌各實(shí)驗(yàn)室軟硬件在不同課程及項(xiàng)目中集約化使用。 運(yùn)行自動(dòng)化及管理智能化的智慧實(shí)驗(yàn)室最大優(yōu)勢在于可根據(jù)教學(xué)計(jì)劃盡可能多地安排課程及項(xiàng)目，節(jié)約有限空間的運(yùn)行成本、提高物理空間利用率。

2.3 數(shù)字化存儲(chǔ)模塊

構(gòu)建新形態(tài)教學(xué)資源是信息技術(shù)與教學(xué)深度融合的重要任務(wù)之一。 依托“智慧+實(shí)驗(yàn)室”建設(shè)，將人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等現(xiàn)代信息技術(shù)與專業(yè)融合，構(gòu)建“在線課程群”，開展基于在線課程的“翻轉(zhuǎn)”教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)和研究性教學(xué)等；秉持以“學(xué)”為中心，利用互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建會(huì)計(jì)學(xué)、國際貿(mào)易、電子商務(wù)等專業(yè)課程群的“網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐平臺(tái)”，探索在線教學(xué)與真實(shí)教學(xué)協(xié)同互補(bǔ)的“互聯(lián)網(wǎng)＋”實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式；設(shè)計(jì)開發(fā)“商業(yè)銀行小微企業(yè)信貸供給虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”等虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目，建設(shè)基于遠(yuǎn)程控制技術(shù)的“虛擬實(shí)驗(yàn)室”，進(jìn)行“沉浸式”網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)；以數(shù)字化技術(shù)為手段，完善教學(xué)科研、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)資源，開發(fā)科教融合資源，強(qiáng)化案例教學(xué)、構(gòu)建學(xué)生科研、創(chuàng)新訓(xùn)練等富媒體、數(shù)字化的“實(shí)踐案例資料庫”；根據(jù)電子商務(wù)、現(xiàn)代物流、區(qū)塊鏈等具有鮮明“新文科”特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)要求，專業(yè)技能嵌入行業(yè)崗位，融入智慧交通、物流運(yùn)輸、交易數(shù)據(jù)、貿(mào)易決策、商務(wù)分析等領(lǐng)域，形成由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體、沙盤庫、數(shù)據(jù)庫、軟件庫等組成的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)云。

2.4 質(zhì)量分析模塊

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”信息分析系統(tǒng)，形成智慧空間信息化管理閉環(huán)。 通過數(shù)據(jù)采集、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理能夠快速準(zhǔn)確地對課程實(shí)操、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、集中實(shí)踐、仿真模擬、創(chuàng)新競賽等活動(dòng)中的軟硬件運(yùn)行效率和管理成本進(jìn)行分析、形成質(zhì)量報(bào)告，為分析決策提供精細(xì)化支撐等；智慧實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化優(yōu)勢在于，作為自主、自動(dòng)、自洽的智慧平臺(tái)功能，實(shí)踐教學(xué)“持續(xù)改進(jìn)”教育教學(xué)理念，通過智能分析系統(tǒng)可以在實(shí)踐教學(xué)過程中更加注重過程的實(shí)施、評價(jià)、考核、反饋、優(yōu)化。 即時(shí)發(fā)現(xiàn)，智慧實(shí)驗(yàn)室課程項(xiàng)目開展情況、處理操作過程中出現(xiàn)的問題，實(shí)施實(shí)驗(yàn)過程性評估、及時(shí)整理，在共享和交換實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、信息等數(shù)字資源。 智慧空間管理閉環(huán)的形成，為實(shí)驗(yàn)室信息技術(shù)迭代升級(jí)及環(huán)境硬件持續(xù)建設(shè)提供質(zhì)量分析依據(jù)。

3 基于智慧實(shí)驗(yàn)室的探索與實(shí)踐

根據(jù)數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代人才培養(yǎng)的平臺(tái)要求，依托信息技術(shù)發(fā)展，運(yùn)用計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù)，構(gòu)建“虛—實(shí)一體、商—工融通”實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，探索實(shí)踐育人、實(shí)踐教學(xué)模式改革；通過集成、交互、智能的“資源數(shù)字化、運(yùn)行智能化及管理信息化”實(shí)踐載體搭建，為“新文科“實(shí)踐教育信息化發(fā)展探索解決方案。 其探索實(shí)踐如圖3 所示。

圖3 基于智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的探索實(shí)踐

3.1 開發(fā)智慧云平臺(tái)，開展以“學(xué)生為中心”的育人實(shí)踐

以“學(xué)生為中心”，實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)提供給學(xué)生課程及項(xiàng)目的參與路徑是多渠道的、 時(shí)間空間是開放式的、學(xué)習(xí)模式是主動(dòng)型的。 通過實(shí)驗(yàn)室預(yù)約平臺(tái)、手機(jī)移動(dòng)端App 軟件，學(xué)生可在“智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)”內(nèi)自主選課；基于二維碼與藍(lán)牙控制器聯(lián)動(dòng)技術(shù)，在得到實(shí)驗(yàn)管理員的即時(shí)授權(quán)后，學(xué)生通過微信掃碼可自主選擇實(shí)驗(yàn)教室、使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備及系統(tǒng)；教師通過云端服務(wù)器，結(jié)合移動(dòng)端口接入監(jiān)管系統(tǒng)，在手機(jī)上隨時(shí)隨地查看進(jìn)展、檢查安全；學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后在線“提交結(jié)果”， 依據(jù)云端實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)會(huì)把信息實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地推送給教師，學(xué)生可以得到個(gè)性化指導(dǎo)和針對性幫助。 智慧云平臺(tái)提高了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)從內(nèi)容到方式、流程、考核的全過程、自主性、參與度。

3.2 構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)空間，探索“智慧+”實(shí)踐教育模式改革

依托云計(jì)算構(gòu)建“虛擬實(shí)驗(yàn)空間”，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的概念納入輔助技術(shù)的系統(tǒng)開發(fā)中，打破實(shí)驗(yàn)室固定物理空間、機(jī)房計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的壁壘，如管理員根據(jù)課程及項(xiàng)目需要，通過后臺(tái)服務(wù)器可快速將電子商務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課運(yùn)行下的HTML 系統(tǒng)，切換至金融工程軟件應(yīng)用技術(shù)教學(xué)所需的Python 環(huán)境等。作為新文科學(xué)科專業(yè)探索“智慧+”教育理念的信息化載體，立足軟件開發(fā)、物聯(lián)系統(tǒng)、虛擬空間到移動(dòng)終端的系統(tǒng)化構(gòu)建，智能發(fā)掘空間安排，交叉靈活地開設(shè)設(shè)計(jì)型、研究型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)；智能調(diào)整開放時(shí)間，在第一、二課堂里嵌入大賽實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)、科技創(chuàng)新項(xiàng)目。 智能集成活動(dòng)類型，以賽促教、以訓(xùn)助績，提升實(shí)訓(xùn)、可生產(chǎn)、可真實(shí)運(yùn)作的項(xiàng)目內(nèi)涵。 通過開放共享、交叉并用的實(shí)驗(yàn)室可面向3 600 位師生的169 門課程及14個(gè)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目和16 個(gè)大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃交叉嵌入同步實(shí)施。

3.3 設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，搭建“商—工融合”智能載體

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的提升及高等教育的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室已從傳統(tǒng)意義的單純教學(xué)輔助空間，轉(zhuǎn)變?yōu)椤伴_放性、多維度、虛實(shí)一體”的新載體。 同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)和無線通信技術(shù)，可進(jìn)行設(shè)備實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)試，服務(wù)器集群維護(hù)；有效存儲(chǔ)與備份，標(biāo)準(zhǔn)化維護(hù)，即智能控制平臺(tái)，快速地配置軟、硬件資源。 將計(jì)算機(jī)、電源、投影、交換機(jī)、門禁等設(shè)施通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接入中央控制管理平臺(tái)，控制學(xué)生機(jī)、投影、交換機(jī)、 電源和門禁開啟和關(guān)閉的實(shí)現(xiàn)單人對多個(gè)環(huán)節(jié)、多臺(tái)設(shè)備的全方位管理。 主控系統(tǒng)通過智能終端管理單元與虛擬平臺(tái)桌面架構(gòu)結(jié)合，有效整合、集成商學(xué)院實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)器、存儲(chǔ)卡、路由器、交換機(jī)、終端、貨運(yùn)設(shè)備、移動(dòng)導(dǎo)軌等資源，可實(shí)現(xiàn)人員與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備之間的信息交互與數(shù)據(jù)共享。 這種智能、自動(dòng)開放的線上線下混合控制系統(tǒng)，可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)管理綜合實(shí)驗(yàn)室、智能冷鏈物流管理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、物流運(yùn)作模擬實(shí)驗(yàn)室及互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)研究中心等擁有的14 間實(shí)驗(yàn)室的集成化智能控制。 以學(xué)生預(yù)期能力培養(yǎng)為導(dǎo)向反向設(shè)計(jì)智能實(shí)驗(yàn)室， 也為實(shí)踐過程中的教學(xué)相長、設(shè)備共享、人機(jī)交互提供了“智慧物理空間”。

4 結(jié)語

隨著高等教育改革發(fā)展及智慧教育的改革創(chuàng)新，高校實(shí)驗(yàn)室作為三全育人及協(xié)同創(chuàng)新載體，為新文科創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供信息化的育人中心；為“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)踐教學(xué)改革，提供智能化的實(shí)施環(huán)境；為產(chǎn)教融合發(fā)展，提供數(shù)字化的管理平臺(tái)。 本文圍繞新文科實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)，依托計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，建立云平臺(tái)、控制系統(tǒng)、移動(dòng)互聯(lián)等模塊，探索了新數(shù)字經(jīng)濟(jì)背景下實(shí)驗(yàn)室作為“智慧+教育”實(shí)踐育人載體的建設(shè)研究。