本科實驗教學管理信息化建設策略探索

［摘 要］高校如何通過做好實驗教學管理服務來提升實驗教學質量是新時代信息化背景下面臨的新任務，高校實驗教學信息化建設水平不僅影響實驗室自身的工作效率和質量，還會影響高校的辦學水平和人才培養的質量。高校本科實驗教學信息化建設可以通過深度調研后明確建設目標，流程再造后從學校頂層設計建設，切實以業務為牽引，結合學校辦學特色，借鑒已有的院系實驗室信息化建設的經驗，全校多個實驗教學單位同時共建等策略來實施。統一的實驗教學管理的信息化建設有助于推進高校現代信息技術與教育教學深度融合，助力高校數字化轉型，推動本科教育教學改革，提升人才培養質量。

［關鍵詞］高校；實驗教學管理；信息化；策略

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2024.17.055

［中圖分類號］G642 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1673-0194（2024）17-0181-06

0" " "引 言

實驗教學是培養學生實踐能力、創新思維和全面發展的重要教學環節，教育的高質量發展需要高質量的實驗教學，高質量的實驗教學促進教育的高質量發展，兩者相互作用、 辯證統一[1-2]。在教育信息化2.0時代，如何構建合理、全面的信息化體系，實現高校實驗室教學管理和信息資源共享等功能的高效性和規范化，成為高校信息化建設的重要課題[3]。通過期刊文獻檢索，發現已有不少學者的研究關注到實驗教學和實驗室信息化建設，但現有研究存在兩點明顯不足：一是集中于實驗室硬件信息化管理的居多，從教學、實驗課程角度研究得較少；二是信息化建設理論分析討論較多，具體解決方案和實施反饋主要聚焦相對孤立系統，少有針對集中式平臺的規律總結。因此，全面探索本科實驗教學管理信息化建設的策略尤為重要。

1" " "本科實驗教學管理信息化建設的現實意義

信息化建設通過網絡技術和信息化手段能實現本科實驗教學全方位科學管理，不僅切實實現了為基層管理減負，保障實驗教學的正常運行，實現實驗教學過程監控，還可以助力實驗教學改革，提升實驗教學質量和管理水平。并且通過數據的規范化和多層次共享，精準報送實驗教學各類相關數據，實現實驗教學管理的數字化轉型，從而提升管理決策效益。

（1）促進課堂組織方式變革，推動實驗課程教學改革。為師生靈活開展多元化的實驗教學活動提供平臺，探索并實現師生多重交互，學生自主探究和協作學習的渠道。

（2）有助于加強對實驗教學過程的質量監控。為安全學習、實驗預習、實驗操作監控和評定、實驗報告提交和實驗評分管理環節提供全流程監控和服務。

（3）有利于實驗教學課程評價改革。實現實驗教學管理和成績評定數字化，對實驗教學效果的科學評價，保障教學質量。

（4）實現實驗教學數據科學治理。規范數據，消除信息孤島，完善實驗教學基礎數據庫建設，提供精準的數據報表與時效性報告，深度挖掘數據價值，有利于各級管理部門正確決策。

（5）全面提高實驗教學資源使用效率，提高管理效能。建設過程能面向學校實際管理問題的同時著眼于未來的發展，符合實驗教學實際建設的連續性和漸進性，具有一定的前瞻性。

2" " "建設擬解決的問題

在我國很多高校缺乏合適的統一實驗教學管理信息化平臺，有的高校使用現有成品系統，由于缺乏靈活性和前瞻性，在一定程度上阻滯了學校實驗教學的改革；也有部分高校實驗教學管理甚至還停留在純手工管理模式，管理效率較低。部分院系實驗室單獨建設的信息化系統無法統一管理，存在低質量重復建設、數據不標準及信息孤島等一系列問題。這些現實問題亟待解決及突破。

本科實驗教學管理信息化需要解決的問題分述如下。

（1）解決實驗教學組織方式復雜多樣化需求問題，協助師生實現創新實驗的開展和教學評價活動的組織。按理論課堂搭建的已有本科教務系統教學安排的組織形式與實驗實際組織情況不符，實驗組織有著明顯不同于理論課的特征。比如，實驗項目開展方式多樣，同一門課程下面的實驗項目可以按教學要求設置為必修和選修，按學生需求個性化選擇；實驗教學對實驗設備、實驗場所和授課時間等因素依賴性較強；一個實驗項目可以配備多個指導教師；評教不便按原理論課堂或專業班級開展；等等。這些特點決定了實驗教學管理不能簡單套用理論課模式。

（2）解決實驗教學缺乏過程管理、統一監控和師生溝通交流的有效途徑問題，提升師生體驗感。創建實驗教學詳細的全過程信息管理，詳細記錄成績評定過程。在實驗預習、實驗操作、監控和評定、實驗報告提交、評教等方面搭建教師和學生之間有效的溝通橋梁。

（3）改善管理水平參差不齊的現狀，實現全局性統一管理，總體提高實驗實踐教學質量。借鑒已實現信息化系統管理的實驗教學單位的建設經驗和技術基礎，從學校層面重新布局，全面提升學校的實驗教學智能信息化管理水平，如實現各類實驗教學數據的自動化統計分析等。

（4）減少缺乏全局性低質量的建設，學校統籌建設柔性實驗教學管理系統，以滿足各單位實驗教學的差異性需求。多個院系實驗室的同步共建可以打破院系、實驗課程、實驗項目限制，求同存異，避免重復建設和成本浪費，同時消除信息孤島，實現實驗教學數據治理和共享。

3" " "建設實施的策略

好的本科實驗教學信息化建設應在研究改革實驗教學內容、改善實驗教學條件的同時，研究如何在已有院系和學校的信息化實踐基礎上結合各類調研結果，通過流程再造，實現符合辦學特色的一流的本科實驗教學信息化管理。建設策略應該通過對全校實驗教學管理進行系統規劃、整合資源，結合未來發展需求后，明確建設的總體目標，選擇合適的研究方法，細化建設的內容和明確重點建設方向，進行實驗教學管理信息化建設的實踐，并探索高校實驗教學信息化建設的內在邏輯和規律。

3.1" "明確建設的總體目標

應明確建設目標是探索和總結實驗教學管理的規律，建立學校實驗教學信息化管理框架，實現實驗教學統一信息化管理，進一步推進現代信息技術與教育教學深度融合，適應新時代育人環境信息化需求。

鑒于管理進程的優化往往發生在業務或數據交集合成的地方，因此需要從底層全面重構，重新思考基本業務之間的關系以及所需的數據[4]。從該思路出發，由“應用服務層”“用戶訪問層”和“數據資源

層”構成的本科實驗教學信息化管理系統架構（見圖1），幾乎涵蓋實驗教學管理的各個環節，可以以此作為建設思路開展。

3.2" "選擇合適的研究方法

沒有業務流程再造的教務信息化系統建設，只是將原有的線下業務和工作模式簡單地搬運到線上操作；通過業務流程再造的信息化系統建設，才是以業務流程梳理為驅動的、以用戶體驗度提升為目標的信息系統建設[5]。本項目組認為合適的研究方法必須遵從以下兩點。

3.2.1" "深度調研后流程再造

深入調研各高校以及高校教學實驗室的現狀和需求，尤其是開展創新實驗的需求。通過數據分析、流程再造，發現問題、解決問題，直面現有管理痛點，打破目前管理模式的困局。在大數據環境下面對數據規范治理，數據流都隨著工作流而流轉，涉及的部門應協同處理，確保數據的順通及共享[6]。

因此，以本科實驗教學信息化建設為契機，本著切實滿足自身辦學和教學的實際需求，以人才培養服務、充分發揮信息化技術的效能、最大限度地提高實驗室使用效益為目的，本科實驗教學管理的流程再造團隊應由本科生院（教務處）、網絡與信息化辦公室、實驗室與設備管理處（以下簡稱實設處）和各院系參與共建的實驗室組成。再造團隊應圍繞以本科實驗教學的“服務”和“管理”為中心，以及對實驗教學未來的建設發展做全面的梳理和規劃，結合各管理部門現有信息化系統的業務、功能及管理要求，按照不同的用戶、不同的需求重新設計標準化流程，打通業務數據流，確保完成各項任務的同時能做到精準服務和精細管理，將各方面的管理要求落地。

3.2.2" "頂層設計實現與信息化的深度融合

從學校頂層設計的全局性和引領性作用出發，多個院系實驗室同時共建，統一部署，可以減少冗余系統，規范數據接入和數據處理標準，提高數據傳遞與數據處理效率，實現協同治理[7]。高校可以通過深入調研國內一流高校，總結學校各院系教學實驗室師生及管理人員的具體需求，提煉通用邏輯，完善已有教務管理平臺，同時充分考慮各實驗教學平臺的特點，結合學校實驗教學改革方向，重新梳理實驗教學管理體系，助力實驗教學由人為經驗式管理轉向協同智慧式管理，推動實驗教學改革[8]。同時應鼓勵各實驗室完善相關實驗教學管理制度，相關流程和要求可以借助信息化手段確保制度落地和完成質量。各院系將密切配合、強化協調、全力推進項目建設，并計劃后期促進其他實驗室陸續加入管理平臺。全校實現統一的實驗教學信息化管理后將達成實驗教學管理數據科學治理，完成實驗教學精準化管理目標。

3.3" "實現實驗教學管理全面信息化

信息化促進教學管理方式的轉變，信息化轉變教育治理方式，優秀的信息化建設的核心在于以業務為牽引，深度理解并圍繞“服務用戶”的核心思想，重點關注部門內部、跨部門之間業務流程的全面信息化，再造并重構管理和服務流程，充分利用和融合現有的信息技術，實現教育管理的數字化轉型，為用戶提供更加人性化的智能信息化服務[4、9-10]。

實驗教學管理全面的信息化建設應整理各級用戶需求和梳理業務流程的各個環節，項目組整理構思后的實驗教學管理業務框架（見圖2）分述如下。

3.3.1" "支持和助力教師靈活組織多元化的實驗教學活動

適應新時代育人環境信息化需求，借助學校已有的本科教務系統（主要適用于傳統理論排課），通過增加實驗教學管理子系統，智能推送可行的實驗排課時間，解決實驗排課和預約“不沖突”的核心問題，靈活提供預排、自主選課和預約多種實驗組織開展方式。實驗指導教師應大膽嘗試，激發學生興趣，引導學生互動，鼓勵學生質疑探究，讓學生自覺領悟科學探究的思想，體驗獲取科學知識過程的快樂，產生學習科學知識的濃厚興趣，初步形成科學的態度和價值觀。因此，實驗教學組織方式必須多樣化，信息化可以讓實驗組織管理變得容易，減少教師不必要的重復性勞動，留出更多的時間和空間開展創造性、個性化的教學實踐，助力實驗教學改革，從而在一定程度上減輕職業倦怠，提升作為教師的幸福感[7]。

3.3.2" "增設學生自主創新實踐教學實驗服務渠道

教學實驗室除了是各課程計劃內實驗教學的場地外，也是大學生創新創業的主要基地，需要全天候為學生提供服務，真正實現以培養學生能力為核心的開放性教學。為了提高實驗室的使用效率，確保各類創新創業活動安全有序，各個實驗室均實現全天候實名預約使用。

3.3.3" "設計多功能實驗教學互動平臺，實現與學生的“學”深度融合

提供在線學習環境，打造網絡第二課堂，營造數字化學習氛圍，實現多重交互，自主探究和協作學習，促進教學手段創新和改革，激發學生學習興趣和積極性，提升教學質量。有利于改變傳統以“教師為中心”的實驗課堂結構，推動課堂結構變革，圍繞OBE產出導向理念，構建科學完善的產出導向實驗教學體系，實現創新型人才培養目標。

3.3.4" "提供實驗教學過程全流程監控和服務

根據實驗過程管理要求增加安全學習、實驗預習、實驗操作監控和評定、實驗報告提交和實驗評分管理環節等管理模塊。

增加相關實驗課程的數字化教學資源安全共享途徑，為師生開展實驗提供直接有力的幫助。另外，精準的教學安排，可以為教學督導提供有利的條件，實現以“督”促教，以“管”促教。而全面質量管理則改變了傳統的“重結果，輕過程”的教育管理模式，強調將關注點從結果轉向過程，并建立實時的、靈敏的信息反饋機制，這有助于推動教育質量的持續改進和提升，利于培養出更具競爭力和創新力的優秀人才[11]。

3.3.5" "達成實驗教學效果數字化評價

加強培養過程管理，嚴把學生培養質量關。實現實驗教學數據標準化后，對接現有的評教系統，按實驗項目精準的教學安排可以化解目前實驗教學評教難題，實現實驗教學管理和成績評定數字化，精準評教，保障教學質量，提高教學效率。

3.3.6" "鼓勵創新完善實驗教學管理制度

鼓勵各實驗室完善及創新相關實驗教學管理制度。比如，指導教師必須按大綱和教材要求，制訂好實驗教學計劃，設計清楚需要課內還是課外開展；認真完成演示和分組實驗任務；嚴格做好實驗準備，明確實驗步驟、方法和注意事項，并寫入教案，學生實驗應有單獨教案；等等。相關流程和要求通過信息化手段推動和確保制度落地，并提高完成質量。

3.3.7" "提供各類數據統計分析報表自動化服務

統計工作是教務和實驗室管理的重要組成部分，主要涉及高校實驗教學運行、儀器設備管理、實驗室隊伍建設等各方面的基礎數據，為實驗教學和實驗室規范化管理、提高學校工作效率、支持最優決策提供重要依據[12]。

3.4" "探索并實現實驗教學數據科學治理和共享

按照教育部開展的高等學校實驗室信息統計數據[13]要求補充實驗項目數據庫，根據課程及實驗平臺建設實驗項目校級標準數據庫，同時梳理已有教務數據庫，通過規范源頭數據采集，統一本科實驗教學信息數據標準。同時貫通院系已有實驗管理系統數據流，以及實驗室與設備管理處的實驗室管理平臺，消除信息孤島，解決實驗教學管理統一性和科學性的問題，提供高品質高等教育質量監測國家平臺數據、高等學校實驗室信息統計數據、學校年鑒數據、學校評估審核數據等，達到“實驗教學管理一平臺”的效果，提高實驗教學管理質量、工作效率、數據安全等。實驗教學信息化管理將通過實踐“星形結構”基礎數據庫共享思路（如圖3[14]所示，所有信息系統之間的數據共享均通過基礎數據庫實現，基礎數據庫作為中心節點與其他各業務系統之間共享，形成一個“星形結構”），本科實驗教學數據作為基礎教務數據經教務平臺系統梳理后，按照數據標準提供和申請數據，整個數據共享過程的技術實施由專門的校網絡中心技術部門負責，保證共享過程的安全性和效率[15]。

4" " "結 論

高等教育管理信息化發展不僅是管理手段方式的改變與加強、管理業務流程的完善與優化、管理制度與標準的建立與執行，更是管理規劃決策的頂層設計和戰略定位，需要社會各界的主動參與和廣泛協同。實驗教學信息化建設以前期院系實驗室管理信息化建設經驗和技術為基礎，可以大力減少人力物力和時間的投入，縮減信息化成本。高校統籌通過流程再造建設可以實現實驗教學統一管理，打破院系、實驗課程、實驗項目限制，求同存異。全校多個實驗教學單位同步共建不僅能達到統一管理及數據治理的要求，而且能滿足個性化的需求。以上建設策略可以實現實驗教學多方位、全流程的精細化管理，并且能為高等教育的“依數治理”提供強有力的數據保障[16]。

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