高校實驗教學(xué)信息化管理探討

安亞文

摘? 要? 隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，高校培養(yǎng)人才的要求越來越高，當(dāng)代大學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力亟待提高，以適應(yīng)未來社會的發(fā)展。高校實驗教學(xué)是高等教育的重要組成部分。分析高校實驗教學(xué)管理手段、教學(xué)模式、教學(xué)資源等方面的現(xiàn)狀，并從建立信息化管理平臺，信息化理念融入實驗教學(xué)，搭建教學(xué)資源開放共享平臺等方面提供思路，推進實驗教學(xué)信息化管理。

關(guān)鍵詞? 高校；實驗教學(xué)；信息化管理；教學(xué)資源；教學(xué)模式

中圖分類號：G642.423? ?文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）13-0012-03

0? 引言

為了適應(yīng)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，高等教育教學(xué)急需進行變革。如何讓學(xué)生快速適應(yīng)當(dāng)代社會，怎樣提高教育教學(xué)質(zhì)量，是高等教育教學(xué)必須解決的問題[1]。高等教育中，高校實驗教學(xué)是重要的組成部分，其中實驗室又是實驗教學(xué)和科學(xué)研究的重要場所。為適應(yīng)高等教育信息化發(fā)展的趨勢，滿足高校日益增長的培養(yǎng)實踐創(chuàng)新型人才的需求，亟須對高校實驗教學(xué)和實驗室管理的現(xiàn)狀進行分析和探索信息化管理途徑是十分重要的。

1? 高校實驗教學(xué)信息化管理概述

高等教育信息化是教育信息化的重要組成部分和主導(dǎo)力量，與人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會服務(wù)和文化創(chuàng)新等多方面發(fā)展密切相關(guān)，而高校實驗教學(xué)是其中的重要環(huán)節(jié)，實驗室建設(shè)水平又是影響實驗教學(xué)水平的重要一環(huán)[2]。在信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的時代，加強基礎(chǔ)設(shè)施和信息資源建設(shè)，推進信息技術(shù)和高等教育的融合是必然的發(fā)展趨勢。在高校實驗教學(xué)管理和教學(xué)模式上都要融入現(xiàn)代化的理念，采用信息化手段。高校實驗教學(xué)信息化主要指在先進的教學(xué)管理理念指導(dǎo)下，借助現(xiàn)代信息技術(shù)，對實驗教學(xué)的各部分進行改革，包括實驗教學(xué)教務(wù)管理，實驗儀器設(shè)備、實驗教學(xué)模式、實驗師資隊伍等方面。實驗教學(xué)信息化管理有賴于各部分相互融合滲透，將它當(dāng)作持續(xù)動態(tài)的過程，始終保持平衡以適應(yīng)高校實驗教學(xué)的需求[3]。

2? 高校實驗教學(xué)重要性分析

2.1? 高校實驗教學(xué)是高等教育的重要組成部分

實驗教學(xué)在高校本科生培養(yǎng)方案中與專業(yè)理論課同等重要，也需要學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)的全程管理。在信息化時代，學(xué)生通過實驗教學(xué)可以加深對理論知識的理解和吸收，促進自身知識體系的完善，同時也能實現(xiàn)高校教學(xué)過程的完善。另外，在實驗課上學(xué)生操作儀器設(shè)備的過程也是了解理論知識實際應(yīng)用的過程。通過信息化手段進行實驗教學(xué)可以高質(zhì)量地完成教學(xué)任務(wù)，達到更好的教學(xué)效果[4]。

2.2? 高校實驗教學(xué)是提高學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的重要方法

高校承擔(dān)著人才培養(yǎng)的重要任務(wù)，信息化時代對人才培養(yǎng)的要求日益增加，學(xué)生不僅要掌握基礎(chǔ)的專業(yè)理論知識，更重要的是要用這些知識來指導(dǎo)實踐，具備將專業(yè)理論知識應(yīng)用于實踐的能力。高校實驗教學(xué)正是將理論知識和實踐技能有機結(jié)合來提高學(xué)生實踐能力的教學(xué)。

總結(jié)以往實驗課的教學(xué)效果，學(xué)生親自動手操作，掌握基本、規(guī)范的實驗操作方法，對相應(yīng)的理論知識的理解逐漸深入，有利于他們運用理論知識進行創(chuàng)新。在先進的教學(xué)理念和專業(yè)教師的指導(dǎo)下，高校通過信息化的技術(shù)手段，更易調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)與實踐的積極性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和能力，學(xué)生整體素質(zhì)得到全面發(fā)展。

另外，對于有實驗教學(xué)的專業(yè)來說，結(jié)合理論知識進行實驗是學(xué)生取得科研成果的一個重要渠道。高校學(xué)生通過先進的儀器設(shè)備，在實驗教師的專業(yè)指導(dǎo)下，參加各類實驗實踐競賽或者進行一系列的科普實驗展演活動，可以提高實踐創(chuàng)新能力。

2.3? 高校實驗教學(xué)是推動科研成果轉(zhuǎn)化的重要法寶

不論是推進高校與企業(yè)合作，還是實現(xiàn)科研成果轉(zhuǎn)化，都離不開實驗教學(xué)。實驗教學(xué)中，借助視頻、虛擬仿真等手段，能更充分地利用實驗儀器設(shè)備，搭建展示實驗成果的平臺、創(chuàng)造高校科研成果和企業(yè)社會實際需求對接的條件，加快實現(xiàn)科研成果轉(zhuǎn)化，促進高校科學(xué)研究快速發(fā)展[4]。

當(dāng)代大學(xué)生參與科學(xué)研究和提高創(chuàng)新能力的重要途徑之一是參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目。對于物理專業(yè)的學(xué)生來說，分析得出近幾年參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃的項目大多和實驗研究密切相關(guān)，由此可以看出實驗教學(xué)是人才培養(yǎng)的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和取得、轉(zhuǎn)化科研成果的重要法寶。

3? 高校實驗教學(xué)信息化管理現(xiàn)狀

3.1? 管理手段落后，實驗教學(xué)信息化平臺功能不夠完善

隨著高等教育大眾化進程的推進，高校學(xué)生人數(shù)逐漸增加，高校實驗課程的開設(shè)也越來越多樣化，諸多因素使得實驗教學(xué)和實驗室管理工作越來越復(fù)雜。大多數(shù)高校實驗教學(xué)管理工作處于低效率人工管理狀態(tài)，實驗教學(xué)、科學(xué)研究和實驗儀器等的管理都受到辦公效率的影響。

以實驗排課為例進行說明，排課是實驗教學(xué)開始前的準備環(huán)節(jié)，也是高校實驗教學(xué)任務(wù)順利進行的前提。天津師范大學(xué)使用的教學(xué)管理系統(tǒng)是面向全校所有學(xué)院，包括學(xué)生信息、師資管理、教學(xué)計劃、教學(xué)安排、考試事務(wù)、學(xué)生成績等在內(nèi)的綜合信息管理平臺，它對所有課程進行全程管理，對實驗課程進行初步安排。

一方面，由于各學(xué)科實驗課程有所不同，并受到資源、實驗項目、上課時間等方面的限制，實驗教學(xué)的排課已成為課程安排中的難點。

另一方面，實驗課的多樣性和學(xué)生選擇的自主性對實驗教學(xué)和實驗室安排調(diào)度也有很高的要求，僅靠人工安排已經(jīng)不能滿足多樣化的實驗教學(xué)需求。雖然國內(nèi)各高校針對這些問題研究開發(fā)了各類排課系統(tǒng)軟件，建設(shè)了實驗管理平臺，但因為高校實驗教學(xué)的特殊性，管理平臺功能還是不夠完善。

3.2? 實驗教學(xué)模式傳統(tǒng)，受重視程度不夠

目前，高校的實驗教學(xué)無法跟上信息時代的發(fā)展，主要是受到實驗室自身條件、學(xué)院開設(shè)的專業(yè)實驗課程、“重理論，輕實驗”的觀念、實驗教學(xué)人員水平等因素的影響。現(xiàn)有的教學(xué)模式固定，學(xué)生在規(guī)定時間和地點完成特定實驗項目，缺乏個性化培養(yǎng)，動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)受到了限制。教學(xué)模式的單一導(dǎo)致師生間缺少互動和思維碰撞，不利于學(xué)生團隊合作和溝通能力的培養(yǎng)；實驗內(nèi)容的陳舊導(dǎo)致學(xué)生難以跟上信息時代的實際需求；對實驗教學(xué)不夠重視，直接影響實驗室建設(shè)、管理和實驗資源的配置。實驗教師被當(dāng)作教輔人員，工作條件和待遇沒有得到應(yīng)有的關(guān)注和有效的改善；實驗教學(xué)信息化對管理人員和師資隊伍提出了更高的要求，而學(xué)校對實驗教學(xué)人員的培訓(xùn)相對不足，信息化技術(shù)和手段投入實驗教學(xué)難度加大，因此難以調(diào)動實驗教師的積極性，從而影響教學(xué)效果，難以達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。

以筆者所在高校物理與材料科學(xué)學(xué)院實驗教學(xué)為例，從課程安排和實驗教學(xué)兩方面分析重視程度問題。首先，在理論課程排完之后才排實驗課，實驗課一般是排在理論課以外的時間空隙，為了學(xué)生集中完成實驗，多安排在晚上。

其次，實驗課要和理論課的進程相匹配，以免學(xué)生出現(xiàn)難以理解實驗原理的情況，為了實現(xiàn)理論和實踐相結(jié)合，學(xué)院提出理論課教師參與到實驗教學(xué)當(dāng)中，以幫助學(xué)生更好地理解理論知識的建議，但是理論課教師對實驗課存在不同程度的偏見。

以上兩點讓實驗教師產(chǎn)生不被重視的感覺，導(dǎo)致其積極性不高，從而影響了實驗教學(xué)的效果。

3.3? 實驗教學(xué)設(shè)備利用率不高，教學(xué)資源不足

實驗教學(xué)資源是高校實驗教學(xué)的保障，決定了實驗教學(xué)的質(zhì)量和水平。目前高校實驗教學(xué)資源主要存在以下兩方面的問題。

1）實驗教學(xué)資源有限。受以前實驗教學(xué)觀念的影響，實驗教學(xué)管理缺乏規(guī)劃，實驗資源在教學(xué)資源中占比偏少，二級學(xué)院實驗資源更是陳舊且不足。存在實驗儀器使用時間長，更新速度慢，目前教學(xué)使用儀器陳舊，部分儀器廠家不再生產(chǎn)，出現(xiàn)故障后維修更新零件困難等問題。造成教學(xué)跟不上信息化時代發(fā)展，學(xué)習(xí)知識不能與時俱進，不利于新時代人才培養(yǎng)。

2）實驗教學(xué)資源配置不均衡。高校下設(shè)的學(xué)院綜合實力不同，實驗教學(xué)資源存在差異，分布不均勻，影響不同學(xué)科實驗教學(xué)效果；除了正常實驗教學(xué)和科研使用之外，實驗儀器設(shè)備存在大量閑置現(xiàn)象，利用率不高，造成資源浪費。

4? 高校實驗教學(xué)信息化管理的思路

在信息技術(shù)飛速發(fā)展的時代背景下，高等教育要提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和綜合能力、增強學(xué)生適應(yīng)未來社會發(fā)展的素質(zhì)和能力，需要高校實驗教學(xué)充分發(fā)揮作用，結(jié)合當(dāng)前高校實際情況，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，加強高校實驗教學(xué)信息化管理。

4.1? 完善實驗教學(xué)管理體制，建立實驗教學(xué)信息化管理平臺

首先，要完善實驗教學(xué)管理體制。學(xué)校實驗教學(xué)要結(jié)合學(xué)院的不同情況制定完善的管理體制，同時學(xué)院要根據(jù)自身的學(xué)科特色，制定一套有針對性的管理體制。學(xué)校和二級學(xué)院之間協(xié)同配合做到實驗教學(xué)規(guī)范管理，確保實驗教學(xué)正常運行[5]。

其次，要建設(shè)完善的信息化管理平臺來實現(xiàn)教學(xué)管理與實驗室資源管理。基于高校實驗教學(xué)多樣和復(fù)雜的特點，信息化管理平臺有利于實驗教學(xué)管理更加科學(xué)規(guī)范，實現(xiàn)實驗課程智能安排，實驗室資源數(shù)據(jù)共享（包括儀器設(shè)備、人員、物資信息共享），方便師生了解實驗儀器設(shè)備使用情況和實驗室開放情況。

4.2? 高度重視實驗教學(xué)，采用信息化實驗教學(xué)管理形式，加強實驗教學(xué)隊伍建設(shè)

高校實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和實踐能力的重要方式，增加實驗教學(xué)方面的投入和高度重視實驗教學(xué)是非常有必要的。

首先，應(yīng)針對不同專業(yè)和學(xué)科的特點，了解實驗內(nèi)容和整個實驗操作過程，開展組織實驗教學(xué)，并提前了解實驗重難點、實驗原理和操作步驟。建立實驗信息教學(xué)的虛擬環(huán)境，進行虛擬仿真實驗，可以運用先進的信息技術(shù)解決實驗室環(huán)境和資源的限制。

其次，實驗教學(xué)過程中，使用儀器設(shè)備時，要體現(xiàn)信息化管理的思想。

最后，實驗教學(xué)離不開實驗教師和實驗室管理人員，要加強對實驗教師的信息化管理。實驗教師的教學(xué)效果和實驗管理人員的管理水平對實驗教學(xué)的進行至關(guān)重要。

信息化手段與提高實驗教學(xué)效果和管理水平直接相關(guān)，所以高校和學(xué)院都應(yīng)重視實驗教師，增加對實驗教學(xué)人員信息技術(shù)方面的培訓(xùn)，調(diào)動其工作積極性，提高教學(xué)效果，完成人才培養(yǎng)的任務(wù)。

以筆者所在的物理與材料科學(xué)學(xué)院的實驗教學(xué)為例，新冠疫情期間，傳統(tǒng)的線下實驗教學(xué)模式受到一定限制，為了不影響實驗教學(xué)的正常開展，學(xué)院實施了線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，利用科大奧銳的虛擬仿真實驗平臺篩選出與實驗課程相匹配的項目，充分利用平臺的預(yù)習(xí)、講解和實驗操作功能以及實驗完成后的成績和評價功能，完成實驗教學(xué)任務(wù)；對于平臺上沒有的實驗項目，則采用讓學(xué)生觀看網(wǎng)絡(luò)視頻，設(shè)計其居家可行的實驗來實施實驗教學(xué)，極大地鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、實踐創(chuàng)新能力，與線下實驗教學(xué)模式相比，同樣達到了良好的教學(xué)效果，在信息化教學(xué)的層面上來說，效果更好。為后期正常實驗教學(xué)提供了一定的借鑒，具有良好的參考價值。

4.3? 優(yōu)化實驗教學(xué)資源配置，搭建實驗室資源共享開放平臺

針對高校實驗教學(xué)資源實際情況，筆者提出以下幾點建議。

一是加大對實驗教學(xué)資源配置的投入，如加大實驗經(jīng)費投入，及時更新實驗儀器設(shè)備等，使實驗教學(xué)資源配置緊跟信息化時代的發(fā)展；建設(shè)信息化實驗教室能夠?qū)崿F(xiàn)線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，調(diào)動教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)效果。只有增加實驗教學(xué)占比，合理分配實驗教學(xué)資源，提高資源利用率，才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

二是提高實驗教學(xué)資源的信息化管理水平，搭建實驗室資源共享開放平臺。實驗教師和學(xué)生可以根據(jù)平臺隨時了解實驗室儀器設(shè)備的使用情況、實驗完成情況，學(xué)生也可根據(jù)使用情況選擇自己實驗操作時間，自主選擇實驗內(nèi)容。要利用平臺加強學(xué)校各學(xué)院不同實驗室之間的開放共享，提高實驗室資源利用率。

5? 結(jié)束語

總之，在信息技術(shù)飛速發(fā)展的時代，高校實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的重要部分，對實驗教學(xué)的要求更高。高校實驗教學(xué)信息化管理是提高實驗管理水平和教學(xué)效果的重要手段，要結(jié)合高校發(fā)展實際情況，加快教學(xué)變革進程，推進實驗教學(xué)信息化管理。

6? 參考文獻

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[2] 郜維超，黃剛，尹嬋娟，等.淺析目標(biāo)管理在高校實驗室管理中的應(yīng)用[J].實驗室研究與探索，2017，36（9）：225-228.

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[4] 燕士力，李輪. [J].大學(xué)教育，2021（7）：149-151.

[5] 夏春琴，劉芫健.基于信息化平臺建設(shè)的高校實驗室管理系統(tǒng)[J].實驗室研究與探索，2020，39（11）：246-249，284.