高校實驗室信息化建設的思考與實踐

1、 302011年第32期高校實驗室是教學、 科研和科技成果轉化的基地。 隨著高等 教育的發(fā)展, 高校實驗室作為培養(yǎng)高層次人才的重要基地得到了長 足發(fā)展, 不僅在學校的教學科研工作中占有重要地位, 對學校的發(fā) 展也起著舉足輕重的作用。 充分利用信息化的理念和手段促進高校 實驗室建設與管理水平, 是全面提高學生實踐能力和創(chuàng)新精神、 提 高高等院校辦學水平的有力支撐。 為積極推進校園信息化建設, 主 動適應高等教育信息化的發(fā)展趨勢, 借助飛速發(fā)展的現(xiàn)代化信息技 術、 網(wǎng)絡技術實現(xiàn)高校優(yōu)質實驗資源共享、 實驗室信息化管理, 充 分發(fā)揮高校實驗室相關資源的優(yōu)勢和作用, 對創(chuàng)建資源節(jié)約型社會 具有重要意義

2、。一、 高校實驗室建設與管理現(xiàn)狀高等院校校園網(wǎng)絡建設成熟穩(wěn)定, 信息化程度不斷提高, 但實 驗室信息化建設及管理相對滯后, 儀器設備利用率低, 實驗室開放 內容單一, 缺乏多學科的綜合性、 交叉性和創(chuàng)新性, 各實驗室之間 相互封閉、 缺少交流和開放, 無法實現(xiàn)資源共享等現(xiàn)象, 嚴重制約 了高校教學和科研水平的提高, 也妨礙了學生實踐能力的提高和創(chuàng) 新精神的培養(yǎng)。 雖然很多高校已經(jīng)利用網(wǎng)絡技術、 信息技術、 多媒 體教學等在內的現(xiàn)代化教學資源和手段, 進行了實驗教學方法的改 革與探索, 但仍得不到充分重視, 實驗成效不明顯。目前, 部分高校在實驗室建設方面缺乏統(tǒng)一規(guī)劃, 部分儀器設 備重復購置,

3、 實驗室整體布局也不盡合理、 實驗室開放力度不夠, 社會效益較得不到充分的發(fā)揮, 一些精密儀器、 大型儀器在正常的 教學和科研使用之余大量閑置, 造成了實驗室設備資源的嚴重浪 費。 實驗室管理體制不健全, 距管理的規(guī)范化、 標準化、 科學化要求 還有很大的差距。二、 高校實驗室建設信息化實驗室實施信息化建設, 旨在借助飛速發(fā)展的現(xiàn)代化信息技術 促進實驗室各項工作的全面建設和發(fā)展。 建設的重點是將實驗儀 器設備、 各種設備器材資料、 實驗課件、 教學軟件及人員的管理和 應用與先進的計算機技術、 多媒體技術、 網(wǎng)絡技術和科學的模擬仿 真技術相結合 , 使基于傳統(tǒng)模式下的實驗室工作在現(xiàn)代化信息理念

4、和信息規(guī)范的引導下發(fā)生質的演變, 實現(xiàn)實驗室工作的現(xiàn)代化、 開 放化和高效化, 讓有限的資源發(fā)揮最大效益, 而實驗室信息化平臺 的建設是實現(xiàn)上述目的的基礎和保障。 實驗室信息化作為高等學校 教育信息化的重要組成部分 , 本著方便、 快捷、 高效的原則, 根據(jù)學 校專業(yè)設置情況, 突出學校自身辦學特色, 設計開發(fā)適合本校的實高校實驗室信息化建設的思考與實踐周艷榮 張玉蓮 劉松平摘要:根據(jù)當前高校發(fā)展的新形勢與要求提出 了 實驗室建設的新思路, 著重探討了高校實驗室建設與管理的信息化在具體實踐中的操作模 式, 對實驗室信息化建設及實驗室管理體制改革進行了研究和探索。關鍵詞:實驗室建設; 實驗室管理

5、; 信息化作者簡介:周艷榮 (1981-, 女 , 江蘇徐州人, 浙江海洋學院機電工程學院, 助理研究員 ; 張玉蓮 (1964-, 女 , 浙江浦江人, 浙江海洋學院機 電工程學院教學院長, 教授。 (浙江 舟山 316000中圖分類號:G647 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2011 32-0030-02DOI編碼:10.3969/j.issn.1007-0079.2011.32.016驗室信息管理平臺 , 為實驗室的高效運行奠定良好的基礎。1.信息化平臺建設利用計算機技術、 網(wǎng)絡技術, 依托校園網(wǎng), 將各個實驗室、 教 師辦公室、 實驗儀器設備倉庫等均進行網(wǎng)絡布線, 構建

6、一個信息暢 通的網(wǎng)絡環(huán)境, 開發(fā)集成 “自主式學習管理系統(tǒng)” 、 “開放實驗室預 約平臺” 、 “實驗設備管理系統(tǒng)” 等實驗室應用系統(tǒng), 加上科學規(guī)范 的信息化管理, 設計構建基于信息化手段的實驗室信息化平臺, 采 用遠程維護更新的方式確保信息系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。2. 多媒體實驗室建設多媒體實驗室建設兼顧文本視頻、 投影實物視頻展示及音響 傳輸?shù)纫? 通過計算機、 多媒體設備和網(wǎng)絡通信等技術, 把實驗 教學內容以視頻演示、 圖文講解等形式向學生展示, 為學生提供了 一個聲畫并茂、 直觀生動的教學平臺。 采用了多媒體設備進行實驗 教學后, 不僅方便實驗教師的講解, 同時學生在聽課的過程中, 可

7、 以隨著教師講解的步驟, 在自己的座位上操作實驗儀器, 使學生加 深對實驗操作步驟的理解, 而且能及時滿足學生提問, 使存在的問 題、 疑點能及時通過屏幕演示和解答, 解決了學生在教學或實驗中 遇到的問題, 增強師生之間的信息溝通與交流, 提高了教學與實驗 效果。 相比傳統(tǒng)的實驗教學模式, 多媒體實驗室教學更能激發(fā)學生 的學習興趣, 更加有益于學生理解和掌握教學內容。3.虛擬實驗室 、 仿真實驗室建設虛擬實驗室和仿真實驗室技術是我國高校實驗室建設的一個 方向, 對提高教學質量和學生的動手能力具有積極的意義。 目前, 許多院校為解決實踐教學成本高、 理論與實踐脫節(jié)等實踐教學問 題, 正在大力進行

8、虛擬實驗室或仿真實驗室建設, 投入到教學和科 研中 , 采用理論學習仿真實踐實物訓練的方式, 取得了較好的 實踐效果。 特別是一些高精尖設備和危險訓練環(huán)境的仿真, 為院校 節(jié)省了大量的經(jīng)費, 并且保證了學生實踐的安全。 同時, 虛擬實驗室 和仿真實驗室存在以下優(yōu)點:第一, 可以較大程度地擴展實驗教學 的內容, 為學生提供更大的學習空間, 從而更好地激發(fā)他們的想象 力、 創(chuàng)造力。 第二, 虛擬實驗和實際的操作實驗可以相互補充。 通 過虛擬實驗, 學生既可以學習現(xiàn)代化先進實驗技術, 又能培養(yǎng)實驗 技能及科研能力, 對提高教學質量也有很大的幫助。 第三, 豐富實 驗教學評價手段, 解決以往實驗教學不

9、方便考試的問題。 第四, 虛 擬實驗室和仿真實驗室向實驗者提供觀察實驗過程的視頻窗口, 教師也能向其提供及時方便的實驗指導, 使實驗者在完成實驗的過管理方略 總第219期程中獲得全新的感受。三、 高校實驗室管理信息化信息化管理是實驗室管理現(xiàn)代化、 規(guī)范化、 科學化, 是提高實 驗室開放率和利用率, 最根本且又行之有效的手段。 那么如何提高 實驗效率, 規(guī)范開放式實驗教學, 增強實驗效果, 加強過程管理, 規(guī)范實驗考核, 是實驗室管理的目標, 也是我們在實驗建設和管理 過程需要逐步完善和解決的問題。 同時, 在實驗室管理過程中, 要 根據(jù)實際情況突發(fā)事件隨時調整策略和手段, 實現(xiàn)人性化管理。 全

10、面提升實驗室管理信息化水平, 實現(xiàn)教學資源共享, 提高實驗效 率, 實現(xiàn)全開放式實驗教學, 使實驗室在大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程 中發(fā)揮應有的作用。1.教學資源管理信息化教學資源信息化管理主要包括信息資料的收集、 加工、 分類、 存儲等, 在優(yōu)化已有的實驗教學資源的基礎上, 繼續(xù)開發(fā)新資源, 加強現(xiàn)代教學手段在實驗教學中的應用, 開發(fā)建設演示實驗教學大 綱、 實驗錄像、 教學動畫、 演示程序等豐富的立體化教學資源, 形成 一部可以隨時動態(tài)更新的活的教科書, 最大限度地滿足教學需要。 融合多方面的信息資源, 開發(fā)建成一套完整的實驗室教學資源管理 系統(tǒng), 再將此系統(tǒng)掛靠在 “自主式學習管理系統(tǒng)” 上,

11、 滿足教師和學 生實現(xiàn)檢索、 瀏覽、 下載、 視頻點播等功能, 在方便在線學習的同 時, 也方便實驗管理人員做好科學統(tǒng)一調配使用, 做到合理流動, 實現(xiàn)資源共享。2.開放式實驗教學信息化開放式實驗教學是實驗室及實踐手段向學生開放, 滿足學生隨 時進入實驗室, 進行實驗預試和驗證的需求。 開放式實驗教學有利 于提高學生的綜合素質與實踐能力, 有利于充分調動學生的學習興 趣和學習潛能。 學生可以根據(jù)需要通過 “開放實驗室預約平臺” 自 主安排實驗時間, 自主選擇實驗內容, 也允許學生自主命題實驗項 目, 也可以選擇參與教師的科研項目, 這種方式更利于學生個性化 發(fā)揮, 創(chuàng)新能力培養(yǎng)。 然而, 開放

12、式實驗教學因教學內容多樣、 教學 對象、 時間等因素不確定, 傳統(tǒng)封閉的實驗室管理模式很難做到。 面對這種開放式實驗教學所帶來的諸多問題, 只有建立實驗室信息 化管理平臺, 合理安排實驗室資源配置, 統(tǒng)籌協(xié)調實驗時間、 地點 沖突、 臨時調課等突發(fā)情況, 才能真正實現(xiàn)開放式實驗教學。 “開放實驗室預約平臺” 同時服務于各類創(chuàng)新型競賽和畢業(yè) 論文 (設計 , 實驗室管理人員和相關指導老師可以將每年的優(yōu)秀 畢業(yè)論文 (設計 和挑戰(zhàn)杯、 電子設計大賽等創(chuàng)新型競賽的比賽規(guī) 則以及優(yōu)秀作品信息等通過開放預約系統(tǒng)的公告欄公告給學生, 可以隨時添加和更新相關信息, 提高了學生的畢業(yè)論文 (設計 的 質量和實

13、踐創(chuàng)新能力。 浙江海洋學院為檢驗實驗室開放成效, 利用 “開放實驗室預約平臺” , 已成功舉辦 了多次全校性的學生實驗技 能競賽, 對表現(xiàn)優(yōu)異者頒發(fā)榮譽證書和物質獎勵, 充分調動了學生 的參與熱情, 營造了良好學習氛圍, 為省級或國家級各類競賽培養(yǎng) 和選撥人才奠定了基礎, 進一步加強了學生的動手能力和對實驗 的興趣。3.實驗室儀器管理信息化高等院校的實驗儀器設備是開展教學實踐、 科學研究、 人才 培養(yǎng)和社會服務的物質保證, 也是提高教學質量和科研水平的重 要物質基礎。 為準確地掌握儀器設備的資源配置及運行情況, 充 分發(fā)揮儀器設備的使用潛力, 最大限度地提高儀器設備的使用 率, 提高儀器設備和

14、實驗室的共享面, 學校根據(jù)自身情況, 綜合利 用計算機技術、 數(shù)據(jù)庫技術、 網(wǎng)絡技術等設計開發(fā)了儀器設備信 息化管理系統(tǒng)。 將實驗設備名稱、 型號規(guī)格、 單價、 生產(chǎn)廠家、 性 能技術指標、 所屬實驗室、 存放地點、 環(huán)境要求、 購置日期、 使用 狀況等各種參數(shù)輸入系統(tǒng)進行動態(tài)管理, 實現(xiàn)實驗室設備資產(chǎn)的 信息化管理, 使儀器設備在教學、 科研和管理工作中發(fā)揮最大作 用。 同時, 在實驗室恰當?shù)牡胤桨惭b視頻監(jiān)控, 將視頻信息呈現(xiàn)在 實驗室監(jiān)控中心, 既有利于遠程監(jiān)控教學秩序, 又起到防火防盜、 保護財產(chǎn)的作用。4.學生成績考核管理信息化對學生實驗成績考核的目的在于考查學生的實驗動手能力和 實驗

15、內容理解程度, 同時調動學生學習的積極性, 及時了解學生 的學習需求、 學習效果, 重視發(fā)現(xiàn)和挖掘學生的潛能, 增加中間 操作環(huán)節(jié)的實驗考核比重, 教師綜合考慮學生每個中間環(huán)節(jié)的操 作情況、 創(chuàng)新能力和實驗報告等, 給出學生最終實驗成績。 學生 的實驗成績管理工作主要在 “學生實驗成績信息管理系統(tǒng)” 中完 成, 每位學生對應課程的實驗成績由 “操作成績” 、 “創(chuàng)新成績” 、 “實驗報告成績” 等分塊成績按照預先設定好的比例值計算得 出。 學生可上交紙質版的實驗報告, 也可從 “實驗成績信息管理系 統(tǒng)” 中下載電子版實驗報告, 再填寫完整后上交電子版的實驗報 告, 電子版的實驗報告對有些需呈現(xiàn)

16、動態(tài)圖像類的實驗結果顯得 更為直觀。 教師通過 “實驗成績信息管理系統(tǒng)” 可在線了解學生 完成實驗報告的情況, 在線批閱學生的實驗報告, 隨時發(fā)布學生 實驗的成績, 每位學生可根據(jù)自己的學號和密碼進入該系統(tǒng)查看 成績和教師評語。 通過內容多樣、 形式靈活的考核方法, 充分調 動了學生參與實驗的熱情, 培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神, 為提高教學質 量起到了積極作用。四、 結語引入信息化手段建設和管理實驗室是目前高校實驗室發(fā)展的 必然趨勢, 是實現(xiàn)實驗室整體規(guī)劃、 資源共享、 宏觀監(jiān)控、 管理透 明的建設目標的最好載體。 以信息化手段建設和管理實驗室能有 效提高實驗室資源的利用率, 提高人財物方面的管理水平, 緩解各 種矛盾和壓力, 能將理論教學、 實踐教學、 網(wǎng)絡教學等有機結合起 來, 充分調動學生的學習積極性和學習潛能, 提高學生的自學能力 和實踐能力, 不斷促進實驗室的全面發(fā)展。 將這一 工作做好、 做扎 實才能在更深層次上推進實驗教學改革, 才能更好地服務理論教 學、 科研工作, 服務經(jīng)濟建設。參考文獻:1田曙堅 , 王巖 , 徐金榮 . 實驗教學中心信息化建設的認識與探索 J.實驗室研究與