高校實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)與管理策略

潘 訪

福建商學(xué)院，福建 福州 350007

新時(shí)代，對(duì)于高校實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)來講，以信息技術(shù)為主導(dǎo)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，可令教育工作立足于智慧教學(xué)體系之上，進(jìn)一步為數(shù)據(jù)化、數(shù)字化教育管理方案提供精準(zhǔn)的信息支持。在專業(yè)課程與實(shí)踐課程的導(dǎo)入下，高校實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)還能進(jìn)一步推動(dòng)教育技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，為應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)的內(nèi)涵及其意義

1.1 實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)的內(nèi)涵

以信息化為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室體系建設(shè)，主要是通過硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)組成，通過先進(jìn)的信息化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，為實(shí)驗(yàn)室信息化平臺(tái)的建設(shè)提供技術(shù)支持，保證學(xué)校在執(zhí)行某一類教學(xué)方案時(shí)，可依托于數(shù)據(jù)信息建構(gòu)出以數(shù)字化為基礎(chǔ)的仿真式教學(xué)，進(jìn)一步將理論知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬R(shí)，通過數(shù)據(jù)模型對(duì)信息本身進(jìn)行結(jié)構(gòu)化傳輸，以此來增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)理解的抽象化能力，推動(dòng)教學(xué)工作的開展。

1.2 實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)的意義

從高校發(fā)展而言，實(shí)驗(yàn)室信息化平臺(tái)的建設(shè)，可為教研工作的開展提供基礎(chǔ)保障，并通過實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)高端的技術(shù)、學(xué)術(shù)理論等。然后以平臺(tái)為出發(fā)點(diǎn)，為學(xué)生與教師提供實(shí)踐場(chǎng)所，有效保證每一類知識(shí)出發(fā)點(diǎn)均可建設(shè)在學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教師專業(yè)能力之上來實(shí)現(xiàn)[1]。通過平臺(tái)的建設(shè)，可進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生與教師對(duì)學(xué)術(shù)的研究欲望。此外，信息化技術(shù)本身所存在的技術(shù)價(jià)值與專業(yè)化教育具有較大的關(guān)聯(lián)性。通過融合現(xiàn)代化社會(huì)化信息化的教學(xué)機(jī)制，可進(jìn)一步為雙創(chuàng)人才的培養(yǎng)提供基礎(chǔ)保障，為后續(xù)學(xué)習(xí)計(jì)劃的設(shè)定提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。

2 高校實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)存在的問題

2.1 實(shí)驗(yàn)室軟、硬件設(shè)施條件不足

高校實(shí)驗(yàn)室信息化平臺(tái)的建設(shè)，主要是對(duì)當(dāng)前教育系統(tǒng)所設(shè)定的內(nèi)容，通過硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)化映射，保證其所提供的資源支持滿足學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)需求。然而，受到硬件與軟件自身問題的影響，其本身存在一定的研發(fā)質(zhì)量問題。特別是針對(duì)軟件系統(tǒng)與云平臺(tái)的構(gòu)建路徑來講，由于數(shù)據(jù)接口與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的不同，必然造成承接數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)無法精準(zhǔn)實(shí)時(shí)地將信息同步到云端中，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息無法精準(zhǔn)地映射到學(xué)習(xí)系統(tǒng)中。此外，受到信息技術(shù)更新速率較快的影響，大部分學(xué)校在對(duì)實(shí)驗(yàn)室信息化設(shè)備進(jìn)行更新時(shí)，受到自身資金扶持力度不足的影響，導(dǎo)致硬件設(shè)備更新落后。對(duì)于軟件系統(tǒng)來講，數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)無法形成統(tǒng)一的指標(biāo)和基準(zhǔn)，這就造成在信息管理是缺乏一定的規(guī)范性與模塊性，令數(shù)據(jù)信息傳輸過程中未能通過基準(zhǔn)檢測(cè)，從而造成數(shù)據(jù)信息冗余的問題。

2.2 管理制度匱乏

從管理方面而言，高校實(shí)驗(yàn)室信息化平臺(tái)管理與教育工作，其本身是一個(gè)綜合性管理機(jī)制。例如基礎(chǔ)管理與學(xué)生管理屬于兩個(gè)不同的職能系統(tǒng)，如果在開展實(shí)際管理工作中兩者出現(xiàn)交叉的情況，很容易造成職能層面的權(quán)責(zé)問題。當(dāng)出現(xiàn)教育管理的問題時(shí)，不同教育系統(tǒng)在責(zé)任界定時(shí)，將產(chǎn)生互相推諉/踢皮球的現(xiàn)象，將降低實(shí)際教育管理質(zhì)量[2]。

2.3 實(shí)驗(yàn)管理人員專業(yè)性不足

以信息化為載體的教育變革，是我國高校教育的一個(gè)重要發(fā)展方向。以現(xiàn)代信息技術(shù)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，可為學(xué)生提供全過程全方位的知識(shí)滲透路徑，能進(jìn)一步發(fā)揮出信息平臺(tái)在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)工作開展中的實(shí)效性。目前，部分教職人員并未能充分掌握到先進(jìn)的信息化技術(shù)，且理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)存在一個(gè)斷層，甚至部分年齡大的教職人員對(duì)信息化平臺(tái)本身存在一個(gè)排斥效應(yīng)，其將阻礙信息化技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室教學(xué)工作的融合效率。

3 高校實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建與管理思路

高校實(shí)驗(yàn)室信息化體系的建設(shè)，必須正視建設(shè)難點(diǎn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室在教學(xué)過程中呈現(xiàn)出的屬性，建構(gòu)出有序性、規(guī)范性的教學(xué)管控方案。在具體建構(gòu)時(shí)，考慮到技術(shù)體系、管理體系所起到的重要性，需要在原有專業(yè)化教學(xué)體系之上，對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行系統(tǒng)化建設(shè)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、信息反饋技術(shù)的共同應(yīng)用下，可有效增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)的建設(shè)效率。具體建設(shè)目標(biāo)分為三部分：首先，實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的建設(shè)可正確服務(wù)于教育工作中，輔助教職人員完成相關(guān)的教學(xué)任務(wù)[3]。其次，實(shí)驗(yàn)室信息化平臺(tái)運(yùn)行過程中，采用獨(dú)立式轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入設(shè)定統(tǒng)一基準(zhǔn)，方可有效保證數(shù)據(jù)信息在系統(tǒng)內(nèi)部傳輸?shù)膶?duì)接性，提高系統(tǒng)應(yīng)用的延展性。最后，平臺(tái)則需要對(duì)不同架構(gòu)下的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行標(biāo)記，結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)等，分析出系統(tǒng)平臺(tái)當(dāng)前所處的操控行為是否滿足教學(xué)需求，然后通過實(shí)時(shí)存儲(chǔ)功能，將系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類，精準(zhǔn)的描述出不同狀態(tài)下的信息屬性。

高校實(shí)驗(yàn)室信息化平臺(tái)的具體實(shí)現(xiàn)如圖1 所示。實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)建設(shè)過程中，為保證數(shù)據(jù)信息可精準(zhǔn)地傳輸?shù)礁鱾€(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，需按照相關(guān)傳輸協(xié)議設(shè)定出不同數(shù)據(jù)接收層，且每一個(gè)數(shù)據(jù)接收層之間必須具備聯(lián)動(dòng)屬性，確保用戶操作所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息可精準(zhǔn)地落實(shí)到系統(tǒng)中。在管理層中，其主要是針對(duì)系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行整合。在實(shí)際建設(shè)過程中，各類硬件設(shè)施必須遵循統(tǒng)一建設(shè)基準(zhǔn)，保證不同廠商的設(shè)備可在數(shù)據(jù)指令傳輸下進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)，進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)層的建設(shè)則是對(duì)物理服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之間搭載一個(gè)信息傳輸渠道，通過數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)換，令實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)映射到網(wǎng)絡(luò)中。應(yīng)用層則代表著整個(gè)信息化平臺(tái)建設(shè)的重要載體，通過連接路徑將傳感裝置、掃描裝置、存儲(chǔ)裝置等進(jìn)行集成，然后結(jié)合SQL 語言結(jié)構(gòu)、文本傳輸結(jié)構(gòu)等，分析出不同組態(tài)下的數(shù)據(jù)傳輸特性，然后通過系統(tǒng)硬性指標(biāo)的管控，對(duì)內(nèi)部信息傳輸路徑進(jìn)行規(guī)范[4]。

圖1 信息化平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)框架

4 實(shí)驗(yàn)中心管理平臺(tái)功能

實(shí)驗(yàn)室教學(xué)工作平臺(tái)的組建，主要是以底層數(shù)據(jù)為中心，通過基準(zhǔn)平臺(tái)的建設(shè)，將實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不同設(shè)備連接到同一基準(zhǔn)下，這樣便可有效保證系統(tǒng)平臺(tái)的應(yīng)用性能。從實(shí)際運(yùn)行角度來看，實(shí)驗(yàn)室信息平臺(tái)所起到的主要功能是對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)與比對(duì)，然后由不同指標(biāo)的核對(duì)，保證當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)在對(duì)某一類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，最大限度的增強(qiáng)數(shù)據(jù)信息監(jiān)測(cè)質(zhì)量。

在數(shù)據(jù)處理模塊，信息平臺(tái)主要是針對(duì)實(shí)驗(yàn)過程所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，然后依據(jù)現(xiàn)階段所開展的項(xiàng)目，綜合測(cè)定出教學(xué)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)信息。另外，在數(shù)據(jù)處理的過程中，也可將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，然后映射到數(shù)據(jù)模型中，通過可視化的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，讓教師對(duì)當(dāng)前學(xué)生的各項(xiàng)學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析，以找出教學(xué)過程中存在的問題。在數(shù)據(jù)管理模塊，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)是以教學(xué)工作為導(dǎo)向，通過不同項(xiàng)目的組合，確保教育工作開展的實(shí)效性。針對(duì)數(shù)據(jù)管理模式來講，以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為代表的管理行為，在一定范圍內(nèi)可描述出設(shè)備運(yùn)行中存在的問題，以對(duì)工作人員進(jìn)行警報(bào)。數(shù)據(jù)管理功能的實(shí)現(xiàn)，則是進(jìn)一步為系統(tǒng)全過程監(jiān)管提供平臺(tái)，進(jìn)一步建構(gòu)模塊化監(jiān)控體系，對(duì)整個(gè)設(shè)備體系進(jìn)行有效監(jiān)控。在環(huán)境數(shù)據(jù)管理中，針對(duì)不同數(shù)據(jù)平臺(tái)的信息傳輸模式，設(shè)定出與實(shí)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)的信息集成板塊，以對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，從而對(duì)教師以及學(xué)生在實(shí)際操作過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開展提供理論支持。在對(duì)系統(tǒng)類數(shù)據(jù)進(jìn)行管理時(shí)，其主要是針對(duì)不同軟件程序所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，得出更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸路徑，確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

5 高校實(shí)驗(yàn)室信息化的拓展途徑

5.1 以校企合作為基礎(chǔ)，擴(kuò)展信息化教育資源

高校實(shí)驗(yàn)室信息化體系的建設(shè)需以資金體系、學(xué)術(shù)體系、技術(shù)體系為支撐點(diǎn)，通過不同目標(biāo)的設(shè)定，保證信息化平臺(tái)在具體實(shí)現(xiàn)教育功能時(shí)，可精準(zhǔn)的作用到教育體制之上。為此，可將校企合作作為信息化資源體系建設(shè)的基礎(chǔ)，從高校現(xiàn)有的信息化建設(shè)格局，建構(gòu)出教育資源、科研資源對(duì)等的建設(shè)體系。同時(shí)，引進(jìn)高端教育技術(shù)成果，結(jié)合管理模式的設(shè)定，使教學(xué)工作所能呈現(xiàn)出的最大價(jià)值。此外，應(yīng)確保以企業(yè)為主體的教育資源導(dǎo)入到實(shí)驗(yàn)室信息化平臺(tái)中，形成資源上的統(tǒng)一，令整個(gè)教學(xué)體系的建設(shè)具有層次性與過渡性。

5.2 以開放式為目標(biāo)，增強(qiáng)信息化教育的實(shí)效性

高校實(shí)驗(yàn)室信息化平臺(tái)的建設(shè)，是以輔助教學(xué)為主，通過相關(guān)資源的導(dǎo)入，令實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的開展?jié)M足現(xiàn)階段教育規(guī)劃需求與學(xué)生學(xué)習(xí)需求。高校要保證整個(gè)信息化平臺(tái)具有一定的開放性，通過資源整合效用使實(shí)驗(yàn)室本身呈現(xiàn)出多元化教育功能。在建構(gòu)以開放式為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)時(shí)，必須結(jié)合現(xiàn)階段教學(xué)目標(biāo)建構(gòu)出具有可行性的教育考核機(jī)制，保證各項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)符合當(dāng)前學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域中的發(fā)展需求。結(jié)合教育資源的開放機(jī)制，進(jìn)一步為整個(gè)專業(yè)課程以及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開展提供基礎(chǔ)保障。此外，還需通過智能化平臺(tái)對(duì)教育本身設(shè)定一個(gè)管理目標(biāo)，通過逐步完善教育設(shè)施硬件與軟件系統(tǒng)，令整個(gè)教學(xué)工作具備一定的可持續(xù)性。

5.3 建構(gòu)以仿真式、虛擬式的信息化教學(xué)場(chǎng)景

為保證實(shí)驗(yàn)室教學(xué)平臺(tái)可完全作用到教學(xué)體系中，可通過虛擬化軟件的設(shè)定對(duì)整個(gè)教學(xué)版塊建構(gòu)一個(gè)具有虛擬仿真特性的平臺(tái)。此類仿真平臺(tái)可將計(jì)算機(jī)設(shè)備的各類應(yīng)用性能進(jìn)行虛擬化建構(gòu)，通過數(shù)據(jù)信息的映射，保證整項(xiàng)服務(wù)功能與計(jì)算機(jī)設(shè)備所提供的教學(xué)功能完全符合。學(xué)生在操作過程中，如果誤操作而造成的系統(tǒng)崩潰問題，則虛擬平臺(tái)的獨(dú)立性可有效保證計(jì)算機(jī)物理服務(wù)器的軟硬件設(shè)備不會(huì)受到破壞。在虛擬仿真軟件建設(shè)過程中，必須結(jié)合專業(yè)教學(xué)特色，深度挖掘出專業(yè)學(xué)科與計(jì)算機(jī)設(shè)備所具備的融合屬性，保障整個(gè)虛擬平臺(tái)教學(xué)工作的開展是服務(wù)于專業(yè)技能、職業(yè)素養(yǎng)之上來實(shí)現(xiàn)的，進(jìn)一步增強(qiáng)實(shí)際教學(xué)效用。

6 結(jié)語

綜上所述，信息技術(shù)與教育事業(yè)的融合，為教育工作本身提供更為豐富的教學(xué)資源，令整項(xiàng)教學(xué)工作的開展不再局限于固定的線下教學(xué)模式中。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室教學(xué)來講，通過信息化體系的建設(shè)，可最大限度保證各項(xiàng)教學(xué)工作開展的有序性，通過信息技術(shù)、教育理念的更新，令專業(yè)課程建設(shè)全過程服務(wù)于教學(xué)環(huán)節(jié)中，增強(qiáng)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備，為整個(gè)教育工作的開展提供基礎(chǔ)保障。