職業本科背景下智慧實驗室建設策略研究

摘 要：【目的】職業本科教育旨在培養高層次技術技能人才，亟須?加強其智慧實驗室信息化、自動化、數字化建設，有效提升就業競爭力和職場適應力。【方法】通過分析職業本科教育人才培養特點和智慧實驗室建設意義，探討智慧實驗室建設現有問題，提出針對性的建設策略。【結果】智慧實驗室建設和管理存在設備利用率不高、實驗室功能單一、實驗室管理人員信息化素養不高、數字化教學資源匱乏、科教融匯不深入等問題。【結論】提出做好頂層設計、加強管理團隊建設、開發建設創新型數字化教學資源以及構建智慧實驗室綜合管理體系等建設策略，對職業本科智慧實驗室建設與管理的提前布局、整體規劃有一定的參考價值。

關鍵詞：智慧實驗室；職業本科；信息化；建設策略

中圖分類號：G647 文獻標志碼：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

高校實驗室承擔著實踐教學、科學研究、社會服務等多重任務，是辦好高校的基本條件，是高校的核心組成部分之一。

職業本科作為一種新興的教育類型，融合了傳統本科教育與職業教育的優勢，旨在培養既具備扎實的理論基礎，又具備較強實踐能力和職業素養的高素質技術技能人才。職業本科教育不僅強調理論知識的傳授，更重視實踐技能的培養。智慧實驗室建設作為職業本科院校發展建設的一部分，其智能化、數字化程度受到越來越多的關注和重視。

早期的智慧實驗室普遍具備網絡通信條件，實現了多媒體化，信息技術手段和設備被用于課堂教學和教學資源開發，教學條件、教學技術、教學形式都有全新的變化，學生和教師獲得教學全新體驗。但是，實驗室的建設和管理存在設備利用率不高、實驗室功能單一、實驗室管理人員信息化素養不高、數字化教學資源匱乏、科教融匯不深入等問題。雖引入信息化技術，但實驗室智能化、數字化建設無法完全滿足教學、科技創新等日益增長需要，智慧實驗室建設仍面臨諸多挑戰。如何推動新一代信息技術與實驗室建設管理深度融合，高效發揮智慧實驗室的功能和作用，促進人才培養數量和質量提升，智慧實驗室建設與管理方面的相關研究很有必要。

1 職業本科智慧實驗室建設

1.1 職業本科教育

職業本科全名為高等職業本科，是全日制本科學歷教育的一種形式。2019年1月，《國家職業教育改革實施方案》提出開展本科層次職業教育試點。2019年5月，我國誕生首批15所職業本科試點院校。這是職業本科教育發展的重大突破。2021年10月，《關于推動現代職業教育高質量發展的意見》提出，穩步發展職業本科教育，高標準建設職業本科學校和專業。截至2024年5月31日，我國已有51所職業本科院校。隨著國家政策導向的深入，今后會有更多高職院校升級為職業本科院校。

職業本科縱向貫通了“中職—高職專科—職教本科”［1］職業教育體系人才培養通道，為職業學校學生在升學、就業、職業發展等方面提供更多機會。

當前，我國職業本科教育尚處在發展的初級階段，加強智慧實驗室建設有助于推動中國職業教育高質量發展。

1.2 智慧實驗室建設

智慧實驗室建設基于傳統實驗室建設，利用計算機技術、網絡技術、通信技術對實驗設備、管理信息、教學資源、科研平臺等資源進行全面整合、互聯與集成，實現實驗室的智能化管理與運行。

智慧實驗室建設包括實驗室“硬件”和“軟件”建設。硬件主要指基礎設施，包括實驗室場地規模、儀器設備、人員等具有明顯量特征的事物。軟件則包括實驗室管理手段、教學資源建設、網絡建設、人員培訓、服務方式方法等［2］。智慧實驗室建設的實質，就是推動信息化技術、數字技術融入實驗室軟硬件的建設、運行、管理、發展等各環節，并在實踐教學過程中常態應用和深度融合，實現實驗室智能化管理、智慧化提升。

1.3 職業本科智慧實驗室建設意義

智慧實驗室建設能有效促進職業本科教育質量提升。為適應產業發展和職業崗位需求，智慧實驗室建設將教育、科研、創新、合作交流和開發服務等多重功能融為一體，不斷開發創新性新知識、新內容，提升學生專業技術能力、實踐操作能力和創新創業能力，促進教學質量提升。

智慧實驗室建設能滿足職業本科教育自身發展需要。職業本科教育面向產業鏈、服務地方區域發展，更加重視人才技能復合性、創新性的培養。智慧實驗室建設引入先進的技術設備和軟件系統，實現了教學資源的優化配置和高效利用，不僅提升實踐教學的效果，還能激發學生的創新思維和科研能力，為職業本科教育高層次技術技能人才培養目標提供有力支撐。

2 職業本科智慧實驗室存在的問題

2.1 缺少全面系統的頂層設計

職業本科是由高職院校升級而成的新興本科院校。受學科門類調整和增加，專業設置相對獨立，實驗室建設前期論證不夠充分等因素影響，各專業實驗室獨立建設、重復建設，互聯互通不暢，導致部分資源浪費。實驗室安全管理、實驗教學等模塊業務平臺獨立建設，系統整合不夠，數字化資源共享度不高。此外，實驗室建設整體規劃不明確，缺乏建設的科學性、前瞻性、可持續性。

2.2 信息化、數字化程度還有待進一步加強，系統集成度不高

實驗室安裝有智能管理設備，各服務管理模塊相對獨立，中控設備沒有高度集成，沒有實現無感控制或遠程控制。實驗教學數據的采集、統計、分析、評價等結果性材料缺乏系統統一管理，實驗過程的實時監控和實驗數據的自動采集不能迅速及時有效地反饋學生學習效果，不利于教師做教學評價和反思。

2.3 實驗師資隊伍整體水平有待提高

實驗室管理人員只負責安全管理，對具體實踐項目等教學資源不熟悉；教學人員只負責完成教學任務，實驗室管理經驗不足，對儀器設備操作程序不熟練。實驗室師資隊伍整體信息化意識和能力不足，缺少企業導師、科研人員參與，教學資源的開發受限。

2.4 實踐教學資源創新性不足

實驗教學仍沿用高職教育實驗教學模式，實驗項目多是標準化的模擬性實驗或驗證性實驗，實驗教學內容標準化、程序化，競賽類、創新創業類教學資源開發不足，學生的主觀能動性受限，不能有效提升學生創新能力。

2.5 校企合作企業參與度低

在國家大力推進產教融合、科教融匯戰略部署背景下，職業高校依托產業學院、區域產教聯合體、行業產教共同體等，與企業開展多方面合作。雖然有校企共建實訓基地，但在實際建設中，企業并未參與實體建設和教學資源開發，造成部分實踐教學內容與崗位實際脫節。校內教科研人員深入企業一線不足，對于企業生產任務中遇到復雜關鍵技術難題，不能科學指導和解決問題。

2.6 實驗室利用率較低

職業本科院校實驗室多在固定時段開放，側重于實踐教學和科學研究活動，對學生自主學習、備賽技能競賽、開展科技創新等個性化需求活動時間保障不足，降低實驗室的使用效率。

3 智慧實驗室建設策略研究

新質生產力的發展，要求職業教育體系與時俱進。職業本科教育要高質量發展，智慧實驗室需高質量建設跟進。

3.1 做好頂層設計，強化智慧實驗室建設可持續發展

頂層設計是實驗室建設的前提。一是整體布局。圍繞學科特點、專業特色和企業需求，明確實驗室功能定位和長遠目標，做好對實驗室“硬件”和“軟件”的全面統籌。二是具體實施推動。在實驗室布局設計、設備選購、安全管理、人員配置等多個方面充分調研，全面了解國內外此類實驗室的建設情況。三是制定方案。制定科學合理、切實可行、綠色低碳、符合學科專業特色的實驗室建設方案。四是全面評估多方論證。按照智慧實驗室建設項目評估內容，例如，目標評估、實驗教學評估、管理評估、可持續發展評估等，組建行業內、校內外專家團隊對實驗室建設方案進行多輪論證。五是規范建設程序。有計劃地推進智慧實驗室建設過程，要求硬件設施功能先進，軟件系統能及時更新，保障智慧實驗室建設可持續發展。

3.2 安全管理智能化，保障實驗室平穩運行

安全是實驗室開展所有工作的前提，不容忽視。智慧實驗室安全管理復雜多樣。隨著安全管理內容的增多，逐漸形成了相對獨立的、模塊化的管理單元，比如門禁系統、電源管理系統、監控系統、預警系統等系統管理模塊，原有的中控設備等管理模式已無法滿足智能管理需要。

在網絡化基礎上，搭建一個安全管理系統，該管理系統將各自獨立的管理模塊互聯與集成，并使用移動管理模式，實現可任意時間、任意地點按需智能化統一管理。例如，通過監控系統、預警系統對實驗室設備運行情況進行監測、記錄、統計與分析數據，并將結果及時傳輸到管理人員的手機小程序中，管理人員可提前干預，變被動管理為主動管理。安全管理系統并不限于已有管理模塊，后期要能擴容升級，滿足更多智能管理功能。

3.3 加強管理團隊建設，促進團隊智慧化能力提升

實驗室管理團隊建設是智慧實驗室建設的重要組成部分。根據職業本科教育的職業性、創新性、技術性特點，智慧實驗室的管理成員包括專業課教師、博士科技人員、企業導師等，其年齡、學歷、職稱等要體現梯度化、結構合理化等特征，是一支成長型教科研信息化管理團隊。管理團隊由學科帶頭人或實驗室院部領導擔任，每位團隊成員不再局限于本身職業特點，須具備完成實驗室日常教學和管理、設備操作、教學資源開發、科研創新等能力。

定期開展講座和培訓，提升管理團隊信息化管理能力；組織團隊成員參加學術研討會，或到科研院所、院校、企業等場所進行學習交流，提升管理團隊的科研開發及創新能力；參加企業項目研發，為企業解決實際難題，推動校企合作縱深發展；增強管理團隊信息化素養，能更好地為智慧實驗室的高速運行提供強力支撐。

3.4 面向高端產業和產業高端，開發建設創新性數字化教學資源

教學資源數字化建設是智慧實驗室的核心內容。為適應產業高端和高端產業對人才結構提出的新要求，職業本科教育應緊盯市場需求，緊密對接產業鏈和創新鏈，開發建設更多創新性數字化實踐教學資源。一方面要深耕產學研合作。職業本科高校要加強與企業深度合作，主動吸納行業龍頭企業深度參與職業教育專業規劃、課程設置、教材開發、教學設計、教學實施，合作共建新專業、開發新課程、開展訂單培養［3］，讓企業參與人才培養的全過程。另一方面繼續推進教育數字化建設，推動數字技術與教學資源深度融合。比如，進一步開發優化融文字、圖片、視頻、音頻、動畫等于一體的教學資源，增強教學內容的趣味性，或者常態化利用AR、VR等立體可視化手段，設計情景交融教學資源，提供交互式學習體驗，提高學生學習興趣。

現階段，“培養學生技術思維、批判思維、創新能力、復雜問題解決能力等可持續發展能力”［4］成為職業教育人才培養的重要標準。在創新性教學資源開發過程中，除開發建設“崗課賽證”融通的教學項目，篩選開發特色突出教學項目，構建“專業基礎能力+創新能力提升+科技創新項目開發與應用”能力提升知識體系外，智慧實驗室教學資源建設還有更多項目可以拓展。

打造數字化實踐教學管理平臺，實現對所有實踐教學資源模塊化分類管理。教學資源內容可及時優化更新，并能實現教學資源共享，大大提升教學資源的管理智慧化。

3.5 實現互聯與集成，構建智慧實驗室綜合管理體系

以智慧物聯為基礎，通過云計算、物聯網、人工智能等技術手段，構建多功能、一體化智慧實驗室綜合管理系統。該系統是一個科學規范的實驗室網絡管理體系，管理模塊包括信息化安全管理平臺、數字化實踐教學管理平臺、科技創新管理平臺等，通過計算機管理技術，實現對實驗室的設備管理、安全管理、日常教學、數據處理、開放預約等集成模塊的高效統一管理。

該系統既能提供實時的數據監控，還能通過大數據分析技術，對歷史數據進行深入挖掘和分析，并能整合信息資源、實現數據共享，極大提高實驗室的管理效率和運行質量。例如，為了提升創新能力，開發科技創新管理平臺，管理所有競賽類等創新資源。該系統能對實驗室的能耗數據進行采集、統計和分析，幫助實驗室管理人員找出能耗高的環節，確保智慧實驗室的穩定和安全運行。

3.6 開放管理模式智慧化，提高實驗室利用率

高校實驗室功能趨于多元化，開放共享是必然要求［5］。實驗室管理團隊制定科學化的實驗室開放時間、規模及形式，構建集開放管理模式、開放形式于一體的智慧實驗室開放管理平臺，提高實驗室利用率。利用智慧實驗室開放管理平臺，師生可以快速查詢與預約實驗場地、資源等信息，保障了實驗室所有實踐資源能被師生充分利用。除了滿足課內實踐教學，實驗室可全天24小時開放，滿足課外實踐、教科研活動、創新創業活動、學科競賽、社會服務等個性化需求，為實踐技能提升，創新能力培養提供更便利的條件。

4 結論

智慧實驗室建設通過數字化技術、互聯網技術、物聯網技術等手段，營造出全新的實踐教學環境和教學體驗，并以其智能、多樣、創新、開放、高效、便捷等特點，提高實踐教學的效率，促進人才培養質量的提升。未來，智慧實驗室將為推動職業教育現代化發揮更加重要的作用。

參考文獻：

［1］央視網.教育部：構建“中職—高職專科—職教本科”體系 專業基本覆蓋各個領域［EB/OL］.（2021-10-12）［2024-08-05］.https：//news.cctv.com/2022/09/09/ARTIqjj1VLELWnIjZYr8lAcR220909.shtml.

［2］王文浩.當代高校實驗室建設的突出問題及其對策［J］.產業與科技論壇，2021，20（17）：240-242.

［3］中共中央辦公廳 國務院辦公廳印發《關于推動現代職業教育高質量發展的意見》［EB/OL］.（2021-10-12）［2024-08-05］.https：//www.gov.cn/gongbao/content/2021/content_5647348.htm.

［4］張慧波.職業本科教育如何適應新時代需求［N］.中國教育報，2022-03-22（05）.

［5］趙穎，傅偉文，張文強，等.新形勢下材料類實驗室安全管理體系建設［J］.實驗室研究與探索，2024，43（5）：256-262.