教育新基建背景下國內醫學院校醫學實驗室信息化建設探索

文章編號：1671-489X（2025）14-0001-04DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.14.001

0 引言

隨著現代信息技術與高等教育教學不斷融合，信息化、智能化已成為現代高等教育創新發展的必然要求和重要標志。2021年印發的《教育部等六部門關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》提出，到2025年，基本形成結構優化、集約高效、安全可靠的教育新型基礎設施體系[1]。2023年，中共中央、國務院印發的《數字中國建設整體布局規劃》提出，強化數字化能力建設，促進信息系統網絡互聯互通、數據按需共享、業務高效協同，大力實施國家教育數字化戰略行動，完善國家智慧教育平臺[2]。教育新型基礎設施建設（以下簡稱教育新基建）強調依托“互聯網 + 教育”大平臺，促進信息技術與教育教學深度融合，促進學生個性化發展[3]。

醫學實驗室是國內醫學院校開展實驗教學、培養醫學生專業知識和創新能力的場所和前提保障，通過創建以學生為中心的新型教學環境、實現個性化的人與信息技術的高度協同，必將有力推動實驗教學理念與教學模式的深刻變革，這也是未來高等醫學教育發展的趨勢。

1醫學實驗室信息化建設的必要性

1.1信息技術推動醫學實驗室管理效能升級

1）應用信息技術可以實現醫學實驗室工作流程的自動化和標準化，大大提高工作效率。

2）信息化建設可以促進醫學實驗室資源的優化配置和共享[5]。3）信息化系統可以幫助醫學實驗室更好地管理庫存，優化采購流程，實現精細化管理。4）物聯網技術的應用可以實現對醫學實驗室環境的實時監測，提高安全性和可靠性。

1.2促進醫學教學資源數字化

數字化教學資源的應用推動了教學模式創新，并為醫學教育的深刻變革提供了契機。

1）數字化教學資源通過多種形式全方位、多角度地整合視頻公開課、微課、慕課、臨床案例庫等教學資料，不僅可以滿足不同層次學生的學習需求，也可為教師提供更多的教學選擇。2）數字化教學資源具有直觀形象、生動易懂的特點，有利于促進師生之間的互動、激發學生的學習興趣。3）數字化教學資源可以使學習內容和學習進度更加靈活，更符合不同學生進行自主學習的需求。

2目前國內醫學院校醫學實驗室信息化管理中存在的問題

隨著省級、國家級實驗教學示范中心建設項目的立項推進，國內高校實驗室發展規模和建設水平得到長足進步，但目前國內醫學院校的醫學實驗室在場地、設備、教學資源等方面中仍存在較多問題，面臨較多挑戰，難以適應新形勢下醫學實驗教學變革的需要。

2.1 開放共享不足

實驗室開放共享是資源集約高效利用的重要途徑。目前，多數醫學院校開辦的專業已涵蓋醫學、工學、理學、管理學等多個學科門類，實驗教學資料種類繁多，實驗室功能差異較大，很多實驗室在場地和大型設備開放共享方面還存在一些問題，如教學資源分散，不同院系、實驗教學中心間資源分配不合理或不協調，存在“信息孤島”現象[5。此外，跨院系、跨學科、跨平臺的共享機制不健全，學校實驗室信息共享平臺的協調管理能力不突出、服務便捷化程度不足，導致實驗室資源存在部門化、私人化現象[6]。

2.2 管理智能化不足

受地域經濟、辦學歷史等諸多因素的影響，國內醫學院校醫學實驗室信息化管理水平參差不齊，多數地方醫學院校信息化基礎較薄弱、建設水平不高，實驗室運行各自為政，資源與信息缺乏有效的一體化、整體協調管理機制。實驗室日常管理依然采用人工登記、維護、巡查等傳統模式，不但效率低下且安全預警防控能力相對薄弱，僅靠以人為主的傳統安全管理難以實現對各層面各環節風險點的精準管控[7]。實驗室的進出信息自動管理、視頻監控、實驗材料、設備使用信息實時采集等現代信息化技術還遠未普及。此外，實驗室大量人力重復性勞動帶來的流程不可控性、效率低、管理人員工作穩定性和發展路徑不明等問題依然突出。

2.3教學資源的數字化程度較低

醫學院校實驗教學中有大量實物資源，如解剖學、組織學、病理學、微生物、寄生蟲、藥學等教學標本，和海量的臨床教學資源，如臨床病案、影像學、生化檢驗和病理檢查報告等。雖然國內外多數醫學院校開展了虛擬人、數字切片庫等的教學，但總體數字化程度仍然較低，難以實現數據的標準化管理和處理，教學環境易受時間、場地、人數等條件限制，難以滿足學生實時有效利用實驗室資源進行自主學習的要求。

3醫學實驗室信息化管理內涵

醫學實驗室信息化管理依托傳感識別、物聯網、大數據、自動控制、人工智能等前沿技術，有機融合軟硬件，根據實驗室人員、場地、設備、物料、流程的特點，通過建立結構優化、一體化、集約高效、互動共享、安全可靠的信息化管理平臺，實現對實驗室運行各構成要素和環節的實時動態監控與高效管理。信息化實驗室通常具有以下三個特點。

3.1 實時自動感知能力

實驗室將實驗室人員、設備、耗材、場地等要素信息進行數字化處理，并實時采集、傳輸到實驗室管理系統。例如，通過物理、化學、生物傳感器等技術測量設備、環境、人員信息。

3.2信息綜合分析能力

通過存儲感知系統收集的各類數據，借助“機器腦”的一定算法將數據信息轉化為各種實驗室語言，并整合、分析成為實驗室自動化運行管理的依據[8]。

3.3 智能化運行能力

將實驗室管理人員的各種需求轉變成指令信息，并通過顯示器、步進電機、機器手等控制系統自動實現實驗室人員的訴求，通過迭代優化對實驗設備、人員、環境等要素進行管理。

4醫學實驗室信息化建設目標

醫學實驗室信息化建設是一項系統性工程，需要做好項目的頂層設計，明確符合實驗室特點的長期規劃，制定合理的建設目標。

4.1 資源數字化

實驗室資源，包括實驗室場地、實驗設備、技術支持人員、授課人員、授課班級、實驗耗材、實驗試劑等信息和教學標本、臨床醫學教學資源等。通過將實驗室資源數字化實現信息化管理。

4.2 開放共享

不再囿于時間、空間，實現實驗室教學資源的實時訪問、查詢、瀏覽、測試、擴展編輯等功能。

4.3 安全可靠

實現人員安全、環境安全、儀器設備安全、危化品安全、毒麻藥品安全、廢棄物安全、生物安全、信息安全、安全預警信息的及時推送等。

4.4 可擴展

注重與時俱進和長遠協調發展，可根據未來實驗教學、實驗室運行需求及時完善系統平臺。

4.5 綠色舒適

對實驗室環境（溫度、濕度、噪音、甲醛等）進行實時監控，提供舒適環境。優化實驗室運行流程和條件，降低設備能耗，實現節能環保。

4.6 智能化

依據實驗室運行機制和資源配置情況，實現入室預約、準入，實驗/學習全過程記錄分析，設備智能監測，數據可視化，數據分析對比預測，自主決策，智能化應急處置等。

5醫學實驗室信息化管理系統架構

醫學實驗室信息化管理系統架構由用戶場景層、基礎支撐層、傳輸層、智能管理層和數據應用層等五個層次的系統模塊構成。

5.1 用戶場景層

用戶包括教師、學生、教學管理人員、訪客等，場地分實驗室、寢室、教室、辦公室、圖書館、食堂、校園等。

5.2 基礎支撐層

為實驗、教學活動的運行提供的必要的硬件保障。數字教學包含文字類、圖片、視頻、動畫等資源和數字切片庫、試題庫信息等專類數據庫、軟件資源等。

5.3 傳輸層

通過多路徑的網絡連接，支持上下層結構間的數據便捷、實時、安全可靠的高速傳輸，從而實現教學資源的高效傳輸、獲取和師生的實時互動[9]。

5.4 應用層

實現不同專業的實驗軟件與實驗資源的共享、互用，學生可以隨時隨地在平臺上獲取學習和實驗資源，開展自主學習和自主實驗，實現實驗資源的高效共享、集約化智慧管理。

5.5 管理層

依托云平臺、大數據、云計算、數據挖掘等信息技術，為應用層的智慧教學、智慧管理提供信息化、智能化的綜合服務和技術環境保障。

6醫學實驗室信息化建設成效與展望

以成都醫學院為例。2009年，該校開始籌劃實驗室的信息化建設，并依托五個省級教學示范中心、各學科專業平臺和公共教學平臺，持續投入大量經費進行實驗室條件、環境改造升級，陸續完成Motic數字切片庫、中國數字人解剖系統、形態學數字化教學平臺等教學資源的建設工作，實驗教學平臺與實驗室建設水平、辦學條件得到快速提升。在“十二五”“十三五”期間，獲批國家級醫學虛擬仿真實驗教學中心（2013年）、國家級臨床醫學實驗教學示范中心（2016年）建設單位。2018年，學校啟動落實《教育信息化2.0行動計劃》工作，通過加大信息化基座建設，有機融合各平臺資源，應用虛擬化技術、流媒體等技術，支持各種設備訪問，實現實驗室管理平臺的多終端接入、無縫訪問和資源開放共享，成為數據中國“百校工程”建設院校。此外，通過建立大型設備共享平臺、實驗室綜合管理平臺，安裝實驗室刷臉/指紋門禁系統、建設完成實驗室視頻監控全覆蓋和校園Wi-Fi全覆蓋，實現了對實驗和教學過程的遠程監控、實驗室資源信息的實時分析和發送，減少了資源的重復建設和閑置，避免了設備私有化和“信息孤島”現象的發生，提高了實驗室運行效率和安全防控預警處置能力。隨著學校實驗室信息化建設和管理日趨完善，學校主管部門陸續出臺多項激勵政策，引導廣大教師利用信息化實驗室平臺開展教育教學研究和大學生“雙創”工作，積極開發虛擬仿真實驗教學項目和各級示范課程、線上課程、線上線下混合式實踐教學課程。近五年，學校依托該平臺獲批四川省一流課程36門，獲得省級教學成果獎二等獎1項；參加“互聯網+”“挑戰杯”等大學生創新創業大賽，獲省級一等獎4項、二等獎15項、三等獎18項；本科學生發表論文60余篇，其中12篇被SCI收錄。

近年來，以自動化、智能化為核心內涵的信息管理技術，已成為檢測機構、教育、科研、產業等領域關注的熱點，實驗室管理也開始向數字化、精細化、智能化方向迭代升級[10]。在教育新基建背景下，隨著信息技術的發展和普及，如何推動實驗室資源管理的集約化、智能化、高效率發展，進而促進高等院校實驗教學和科學研究的良性互動，將成為信息化時代教育變革的重要課題。

7結束語

教育新基建是信息化時代教育變革的牽引力量，是加快推進教育現代化、建設教育強國的戰略舉措。醫學實驗室資源信息化、智能化管理是促進醫學實驗教學質量和醫學實驗室資源管理水平提升的有效途徑，是貫徹新發展理念，實現醫學實驗室開放、共享和綠色、安全的重要舉措。在具體規劃和實施中，應注意項目的頂層設計和系統規劃，注重醫學實驗室數字化資源的挖掘、建設工作，分步驟、分階段、分板塊推進，突出重點和學校特色，并與智慧校園建設進行有效協調，實現醫學專業教育與人文教育融合融通，促進高素質創新型醫學人才培養。

8 參考文獻

[1]教育部等六部門關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見［J].中華人民共和國教育部公報，2021（9）：15-19.

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[5] 薄紅英，楊蘇.應用型本科實驗室信息化平臺建設與運行規范研究[J].河南牧業經濟學院學報，2023，36（5）：84-88.

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[10] 蘇宴鋒，趙生輝，李文浩，等．人工智能提升運動表現的前沿進展、困境反思與優化策略［J].上海體育學院學報，2023，47（2）：104-118.