基于云平臺的計算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的研究與實(shí)踐

王承明，白連萬，王 健，劉福恒，龔良玉，蔣家慧

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 實(shí)驗(yàn)室管理處，山東 青島 266109）

隨著我國高等教育發(fā)展戰(zhàn)略由規(guī)?；瘮U(kuò)張轉(zhuǎn)向內(nèi)涵式發(fā)展，各高?？茖W(xué)定位，以學(xué)科建設(shè)為抓手,優(yōu)化學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)，推動高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件的改善，促進(jìn)高校實(shí)驗(yàn)室管理體制改革，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，進(jìn)一步提高本科教學(xué)水平[1]。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，離不開實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開展，離不開實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的建設(shè)和高效運(yùn)行[2]。如何優(yōu)化資源配置，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，充分利用有限的實(shí)驗(yàn)資源，滿足新時代創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，越來越受到各高校的關(guān)注和思考。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，依托新校區(qū)建設(shè)校級實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心較多，也相對更容易管理。但在全校范圍內(nèi)，進(jìn)行跨學(xué)院、跨學(xué)科專業(yè)整合分散在二級學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室和相關(guān)設(shè)備等資源組建校級實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的研究尚不多見。

1 計算機(jī)類實(shí)驗(yàn)室基本情況

計算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)之前，計算機(jī)類實(shí)驗(yàn)室分散于9個學(xué)院，管理上存在以下問題：

（1）設(shè)備共享性和利用率低。計算機(jī)房歸學(xué)院管理，相互之間缺乏協(xié)調(diào)，多數(shù)學(xué)院機(jī)房僅供本學(xué)院使用，設(shè)備共享性和利用率較低。

（2）滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力較差。各學(xué)院機(jī)房設(shè)備配置和數(shù)量不均衡，不能較好地滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。

（3）不利于學(xué)科之間交叉融合和學(xué)生個性化發(fā)展。學(xué)校內(nèi)部之間計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室不交流。計算機(jī)學(xué)科與其他專業(yè)之間交叉融合不夠，不利于學(xué)生個性化發(fā)展。

（4）計算機(jī)房專業(yè)化管理水平低。除少量學(xué)院有專職實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員管理之外，多數(shù)學(xué)院都是非專職人員兼職管理，設(shè)備管理和維護(hù)缺乏專業(yè)性。

（5）實(shí)驗(yàn)室開放和服務(wù)社會能力低。實(shí)驗(yàn)設(shè)備分散、規(guī)模小、不成體系，集成管理和系統(tǒng)管理水平較低，實(shí)驗(yàn)室的開放和社會化服務(wù)能力差。

我校于 2017年底開始啟動校級計算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心（以下簡稱“中心”）的建設(shè)工作，經(jīng)過充分調(diào)研論證，學(xué)校于2019年1月正式成立了校級計算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。中心整合全校計算機(jī)資源，按照“以生為本、資源共享、特色運(yùn)作、提高質(zhì)量”的建設(shè)思路，遵循“整體布局、集成發(fā)展、科學(xué)管理、注重實(shí)效”的基本原則，建設(shè)基于云平臺的校級計算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。通過優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新管理模式，在實(shí)驗(yàn)用房面積、設(shè)備數(shù)量和實(shí)驗(yàn)人員均減少的情況下，為全校不同專業(yè)、不同層次的學(xué)生提供了全面系統(tǒng)的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)境和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地。

2 計算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)探索

2.1 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)條件建設(shè)，拓展實(shí)驗(yàn)室功能

實(shí)驗(yàn)條件建設(shè)是高水平應(yīng)用型人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)保障。中心成立之前，全校共有教學(xué)用計算機(jī)2490臺，計算機(jī)數(shù)量及購置年限見圖1。由圖 1可以看出計算機(jī)大部分處于淘汰或者淘汰邊緣，已經(jīng)不能滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。

圖1 計算機(jī)數(shù)量及購置年限

中心成立后，處置了購置時間久、設(shè)備性能差的設(shè)備，從各學(xué)院共整合計算機(jī)1670臺。為滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要，學(xué)校加大了實(shí)驗(yàn)條件建設(shè)，先后投資760多萬元用于實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新?lián)Q代，投資100多萬元用于實(shí)驗(yàn)室的改造，改善實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，拓展實(shí)驗(yàn)室功能。

中心建設(shè)過程中，堅持設(shè)備的先進(jìn)性、前瞻性、實(shí)用性和效益最大化原則，采用云計算、虛擬化技術(shù)，構(gòu)建基于云平臺的計算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。對部分性能低、超出使用年限、不能滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求的設(shè)備進(jìn)行了再利用，利用舊機(jī)改造云桌面，延長設(shè)備生命周期，發(fā)揮設(shè)備的剩余價值。2019年，利舊更新云桌面747臺、新增云一體機(jī)396臺、圖形工作站129臺、高配置計算機(jī)118臺、改造實(shí)驗(yàn)室6個，構(gòu)建了基于云平臺下的高校實(shí)驗(yàn)室信息化綜合管理系統(tǒng)，包括實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)、機(jī)房管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和安全準(zhǔn)入系統(tǒng)。通過采購不同配置、不同種類的設(shè)備，滿足了不同專業(yè)、不同層次人員的需求。通過實(shí)驗(yàn)室的改造，拓展了實(shí)驗(yàn)室的功能，既可以完成實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，又可以作為校內(nèi)實(shí)習(xí)基地，還可以滿足創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)需要，實(shí)現(xiàn)了“一室多能”，實(shí)驗(yàn)室利用率提高了32.67%。基于云平臺的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)改變了傳統(tǒng)的計算機(jī)教學(xué)環(huán)境和管理模式，提高了中心管理水平和實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)水平，提升了師生體驗(yàn)和幸福指數(shù)[3]。

2.2 優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)，提高管理水平和效率

把分散在各個學(xué)院管理的計算機(jī)房集中到中心統(tǒng)一管理，實(shí)行中心主任負(fù)責(zé)制。中心主任負(fù)責(zé)制訂中心建設(shè)、發(fā)展規(guī)劃和工作計劃，并負(fù)責(zé)組織實(shí)施；同時也負(fù)責(zé)中心的運(yùn)行管理、實(shí)驗(yàn)室的安全管理以及組織對實(shí)驗(yàn)室人員的培訓(xùn)、考核等。

中心根據(jù)實(shí)驗(yàn)室管理和實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要，以“最少化、專業(yè)化、彈性化”原則進(jìn)行了部門設(shè)置，優(yōu)化內(nèi)部崗位和職責(zé)配置。按照部門設(shè)置最少、部門人員專業(yè)、結(jié)構(gòu)有彈性原則，下設(shè)技術(shù)保障組、教學(xué)管理組、實(shí)驗(yàn)助理管理和綜合服務(wù)組四個工作模塊。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心組織結(jié)構(gòu)見圖 2。其中技術(shù)服務(wù)組主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室軟硬件的維護(hù)；教學(xué)管理組主要負(fù)責(zé)中心和教務(wù)處、各學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)的排課、實(shí)驗(yàn)預(yù)約等；綜合服務(wù)組主要負(fù)責(zé)低值易耗品的管理、固定資產(chǎn)的管理、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計管理等。各個工作模塊人員實(shí)行主副崗責(zé)任制，既能各負(fù)其責(zé)，又能相互配合，提高了工作效率。

2.3 構(gòu)建“一心、二效、三化”的管理體制，為創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供支撐

中心確立了以能力培養(yǎng)為核心的建設(shè)理念，以學(xué)生為本，進(jìn)行服務(wù)學(xué)科專業(yè)建設(shè)，支持創(chuàng)新人才培養(yǎng)，體現(xiàn)“以生為本、平臺開放、資源共享、提高質(zhì)量”的建設(shè)定位，創(chuàng)建了“一心、二效、三化”的運(yùn)行機(jī)制。

“一心”。以提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，培養(yǎng)適應(yīng)新時代發(fā)展需要的創(chuàng)新型、應(yīng)用型高素質(zhì)專業(yè)人才為核心目標(biāo)，構(gòu)建先進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，為全面提高教學(xué)質(zhì)量提供支撐和保障。

“二效”。中心建設(shè)以“提高效率”和“提升效益”為抓手，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計算、虛擬化等前沿技術(shù)，提升實(shí)驗(yàn)室管理手段，創(chuàng)新管理模式，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室智慧化管理?；谠破脚_的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室和信息化管理系統(tǒng)的建設(shè)使管理更加便捷，管理成本更低，工作效率和投資效益更高。

“三化”。中心管理實(shí)現(xiàn)制度化、規(guī)范化、技術(shù)支持的專業(yè)化。根據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)章制度制定了中心的各項管理實(shí)施細(xì)則，保障中心管理工作的制度化和規(guī)范化；專職專業(yè)技術(shù)人員對實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行專業(yè)維護(hù)和管理，定期對儀器檢查、維護(hù)和更新，保證設(shè)備的完好率，提高了技術(shù)支持專業(yè)化，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行。

圖2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心組織結(jié)構(gòu)圖

“一心、二效、三化”管理體制保證中心工作運(yùn)行嚴(yán)格、規(guī)范、高效、合理，為新時代創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供堅實(shí)的制度保障。計算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心管理體系見圖3。

圖3 計算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心管理體系

2.4 強(qiáng)化團(tuán)隊建設(shè)，提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)隊伍整體素質(zhì)

實(shí)驗(yàn)隊伍素質(zhì)是指實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員要完成實(shí)驗(yàn)技術(shù)這項工作所必須的基本條件[4]，高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)隊伍是衡量實(shí)驗(yàn)室建設(shè)水平的關(guān)鍵要素[5]。

2.4.1 人盡其才，增強(qiáng)團(tuán)隊凝聚力

要建設(shè)一支凝聚力強(qiáng)、具有創(chuàng)新活力的實(shí)驗(yàn)技術(shù)隊伍，必須擁有一套完善的建設(shè)和管理機(jī)制[6]，中心根據(jù)崗位責(zé)任制原則，按照每個人的專業(yè)特長進(jìn)行科學(xué)分工，做到人盡其才。

中心整合了全校各個學(xué)院的機(jī)房，實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員從全校范圍內(nèi)抽調(diào)。6名實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員來自不同學(xué)院、不同專業(yè)，各自具有不同的工作經(jīng)歷，在人員少，任務(wù)重的情況下，完成以前19名實(shí)驗(yàn)人員完成的工作，工作量之大可想而知。因此，必須增強(qiáng)整個團(tuán)隊的凝聚力和團(tuán)隊協(xié)作精神，不能依靠個人單打獨(dú)斗。要使新組建的團(tuán)隊每個成員能夠深切地體會到認(rèn)同感，進(jìn)而對中心工作產(chǎn)生責(zé)任感，最終形成強(qiáng)大的團(tuán)隊凝聚力和戰(zhàn)斗力[7]，共同為全校的計算機(jī)類實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)和科研服務(wù)。

2.4.2 開展多形式學(xué)習(xí)方式，提高專業(yè)技術(shù)和業(yè)務(wù)能力

中心面向全校不同學(xué)科、不同專業(yè)，這就要求實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員必須具有相應(yīng)的專業(yè)知識來配合實(shí)驗(yàn)教師指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)[8]。為提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)和業(yè)務(wù)能力，中心采取下列舉措：一是集中學(xué)習(xí)制度。中心制定了“每周一學(xué)”集中學(xué)習(xí)制度。學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室硬件的工作原理、維護(hù)、維修，各種系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件安裝、配置方法，實(shí)驗(yàn)室日常管理中出現(xiàn)的各種問題及解決方法等。二是推進(jìn)學(xué)科交叉融合。李言榮院士曾經(jīng)說過：“多學(xué)科交叉融合是創(chuàng)新的源泉，是高校學(xué)科發(fā)展的必然趨勢。新時代高校的當(dāng)務(wù)之急，是要通過多學(xué)科交叉融合提高學(xué)科建設(shè)水平，為提升高校創(chuàng)新能力和競爭力提供有力支撐”。6名不同專業(yè)、不同學(xué)科的實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員，互相之間進(jìn)行交流切磋，推進(jìn)不同學(xué)科、不同專業(yè)交叉融合，從而更好地服務(wù)于全校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。三是鼓勵申報實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究項目。中心鼓勵并要求每名實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員必須參加實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究工作，至少申報主持一項以上的實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究項目。申報、主持、參與實(shí)驗(yàn)技術(shù)課題的過程就是自身學(xué)習(xí)提高的過程，提升自身的發(fā)展空間。在提高自身素養(yǎng)的同時，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)與提高，能夠更好地為師生實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研服務(wù)。

2.5 學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室管理，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室管理的多元化

中心創(chuàng)新管理模式，借助學(xué)校設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)助理崗位，吸收學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室管理。一是學(xué)生參與中心管理，有效解決中心人力資源短缺的問題。二是學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室管理不再是簡單的助學(xué)勞動，而是更多地參與機(jī)房的技術(shù)管理，學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)，提高了學(xué)生綜合素質(zhì)[9]。三是學(xué)生參與中心管理，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室更多地站在學(xué)生的角度思考實(shí)驗(yàn)室管理，拓寬管理思路，為實(shí)驗(yàn)室多樣化管理進(jìn)行有益的探討。

為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)助理的專業(yè)技術(shù)能力和管理水平，從選拔、培訓(xùn)、管理三個方面做起。選拔之初就讓學(xué)生明確參與實(shí)驗(yàn)室管理的意義、工作職責(zé)、工作內(nèi)容。每學(xué)期開學(xué)初對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室管理、軟硬件設(shè)備維護(hù)、消防安全等業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提升學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室管理的水平和能力。制定“計算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)助理管理規(guī)定”“計算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)助理運(yùn)行管理辦法”等規(guī)章，開發(fā)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)助理管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生管理工作的信息化和規(guī)范化。

3 中心建設(shè)取得的成效

中心運(yùn)行以來，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

（1）提高了設(shè)備利用率和實(shí)驗(yàn)室利用率。中心的統(tǒng)一管理機(jī)房利用率由過去全校的 51.72%提高到2019年的84.39%，承擔(dān)的教學(xué)工作量增加了17.9%。

（2）更好地滿足了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。學(xué)校集中投資基于云平臺的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，軟硬件實(shí)驗(yàn)條件得到較大的改善，專業(yè)技術(shù)人員的管理和維護(hù)，提高了設(shè)備完好率，提高了工作效率和投資效益。

（3）更好地滿足了大學(xué)生個性化發(fā)展需要。中心在資源整合的基礎(chǔ)上搭建多學(xué)科交叉融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺, 實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的相互結(jié)合[10]。組織申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目12項，采取“項目驅(qū)動”開放模式為學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供了經(jīng)營場所。多次組織各種創(chuàng)新設(shè)計大賽和競賽培訓(xùn)活動，參賽規(guī)模2000余人，提升學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)能力。

（4）提高了實(shí)驗(yàn)室開放能力和社會化服務(wù)水平。實(shí)驗(yàn)室的集中管理、設(shè)備的更新?lián)Q代以及實(shí)驗(yàn)室信息化管理為實(shí)驗(yàn)室開放提供了支撐。中心采取多種開放模式，加大開放力度，除滿足人才培養(yǎng)和科研需要外，也提高社會化服務(wù)水平，全年承擔(dān)了21場人員技術(shù)培訓(xùn)和社會化考試工作，服務(wù)人數(shù)比2018年增長43.98%。

4 結(jié)語

計算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)與管理直接關(guān)系到學(xué)校計算機(jī)類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平。我校計算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的實(shí)踐，在實(shí)驗(yàn)條件建設(shè)、管理模式與運(yùn)行機(jī)制建設(shè)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)隊伍建設(shè)、學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室管理等方面進(jìn)行了有益的探索，取得明顯成效，對校級實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)提供了思路和借鑒。