高校实验教学信息化管理探讨

安亚文

摘  要  随着信息技术的飞速发展，高校培养人才的要求越来越高，当代大学生的创新实践能力亟待提高，以适应未来社会的发展。高校实验教学是高等教育的重要组成部分。分析高校实验教学管理手段、教学模式、教学资源等方面的现状，并从建立信息化管理平台，信息化理念融入实验教学，搭建教学资源开放共享平台等方面提供思路，推进实验教学信息化管理。

关键词  高校；实验教学；信息化管理；教學资源；教学模式

中图分类号：G642.423   文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）13-0012-03

0  引言

为了适应信息技术的飞速发展，高等教育教学急需进行变革。如何让学生快速适应当代社会，怎样提高教育教学质量，是高等教育教学必须解决的问题[1]。高等教育中，高校实验教学是重要的组成部分，其中实验室又是实验教学和科学研究的重要场所。为适应高等教育信息化发展的趋势，满足高校日益增长的培养实践创新型人才的需求，亟须对高校实验教学和实验室管理的现状进行分析和探索信息化管理途径是十分重要的。

1  高校实验教学信息化管理概述

高等教育信息化是教育信息化的重要组成部分和主导力量，与人才培养、科学研究、社会服务和文化创新等多方面发展密切相关，而高校实验教学是其中的重要环节，实验室建设水平又是影响实验教学水平的重要一环[2]。在信息技术蓬勃发展的时代，加强基础设施和信息资源建设，推进信息技术和高等教育的融合是必然的发展趋势。在高校实验教学管理和教学模式上都要融入现代化的理念，采用信息化手段。高校实验教学信息化主要指在先进的教学管理理念指导下，借助现代信息技术，对实验教学的各部分进行改革，包括实验教学教务管理，实验仪器设备、实验教学模式、实验师资队伍等方面。实验教学信息化管理有赖于各部分相互融合渗透，将它当作持续动态的过程，始终保持平衡以适应高校实验教学的需求[3]。

2  高校实验教学重要性分析

2.1  高校实验教学是高等教育的重要组成部分

实验教学在高校本科生培养方案中与专业理论课同等重要，也需要学校教务系统的全程管理。在信息化时代，学生通过实验教学可以加深对理论知识的理解和吸收，促进自身知识体系的完善，同时也能实现高校教学过程的完善。另外，在实验课上学生操作仪器设备的过程也是了解理论知识实际应用的过程。通过信息化手段进行实验教学可以高质量地完成教学任务，达到更好的教学效果[4]。

2.2  高校实验教学是提高学生实践创新能力的重要方法

高校承担着人才培养的重要任务，信息化时代对人才培养的要求日益增加，学生不仅要掌握基础的专业理论知识，更重要的是要用这些知识来指导实践，具备将专业理论知识应用于实践的能力。高校实验教学正是将理论知识和实践技能有机结合来提高学生实践能力的教学。

总结以往实验课的教学效果，学生亲自动手操作，掌握基本、规范的实验操作方法，对相应的理论知识的理解逐渐深入，有利于他们运用理论知识进行创新。在先进的教学理念和专业教师的指导下，高校通过信息化的技术手段，更易调动学生学习与实践的积极性，培养学生创新思维和能力，学生整体素质得到全面发展。

另外，对于有实验教学的专业来说，结合理论知识进行实验是学生取得科研成果的一个重要渠道。高校学生通过先进的仪器设备，在实验教师的专业指导下，参加各类实验实践竞赛或者进行一系列的科普实验展演活动，可以提高实践创新能力。

2.3  高校实验教学是推动科研成果转化的重要法宝

不论是推进高校与企业合作，还是实现科研成果转化，都离不开实验教学。实验教学中，借助视频、虚拟仿真等手段，能更充分地利用实验仪器设备，搭建展示实验成果的平台、创造高校科研成果和企业社会实际需求对接的条件，加快实现科研成果转化，促进高校科学研究快速发展[4]。

当代大学生参与科学研究和提高创新能力的重要途径之一是参加大学生创新创业训练计划项目。对于物理专业的学生来说，分析得出近几年参加创新创业训练计划的项目大多和实验研究密切相关，由此可以看出实验教学是人才培养的重要组成部分，是培养学生创新能力和取得、转化科研成果的重要法宝。

3  高校实验教学信息化管理现状

3.1  管理手段落后，实验教学信息化平台功能不够完善

随着高等教育大众化进程的推进，高校学生人数逐渐增加，高校实验课程的开设也越来越多样化，诸多因素使得实验教学和实验室管理工作越来越复杂。大多数高校实验教学管理工作处于低效率人工管理状态，实验教学、科学研究和实验仪器等的管理都受到办公效率的影响。

以实验排课为例进行说明，排课是实验教学开始前的准备环节，也是高校实验教学任务顺利进行的前提。天津师范大学使用的教学管理系统是面向全校所有学院，包括学生信息、师资管理、教学计划、教学安排、考试事务、学生成绩等在内的综合信息管理平台，它对所有课程进行全程管理，对实验课程进行初步安排。

一方面，由于各学科实验课程有所不同，并受到资源、实验项目、上课时间等方面的限制，实验教学的排课已成为课程安排中的难点。

另一方面，实验课的多样性和学生选择的自主性对实验教学和实验室安排调度也有很高的要求，仅靠人工安排已经不能满足多样化的实验教学需求。虽然国内各高校针对这些问题研究开发了各类排课系统软件，建设了实验管理平台，但因为高校实验教学的特殊性，管理平台功能还是不够完善。

3.2  实验教学模式传统，受重视程度不够

目前，高校的实验教学无法跟上信息时代的发展，主要是受到实验室自身条件、学院开设的专业实验课程、“重理论，轻实验”的观念、实验教学人员水平等因素的影响。现有的教学模式固定，学生在规定时间和地点完成特定实验项目，缺乏个性化培养，动手能力和创新能力的培养受到了限制。教学模式的单一导致师生间缺少互动和思维碰撞，不利于学生团队合作和沟通能力的培养；实验内容的陈旧导致学生难以跟上信息时代的实际需求；对实验教学不够重视，直接影响实验室建设、管理和实验资源的配置。实验教师被当作教辅人员，工作条件和待遇没有得到应有的关注和有效的改善；实验教学信息化对管理人员和师资队伍提出了更高的要求，而学校对实验教学人员的培训相对不足，信息化技术和手段投入实验教学难度加大，因此难以调动实验教师的积极性，从而影响教学效果，难以达到培养学生创新能力的目的。

以笔者所在高校物理与材料科学学院实验教学为例，从课程安排和实验教学两方面分析重视程度问题。首先，在理论课程排完之后才排实验课，实验课一般是排在理论课以外的时间空隙，为了学生集中完成实验，多安排在晚上。

其次，实验课要和理论课的进程相匹配，以免学生出现难以理解实验原理的情况，为了实现理论和实践相结合，学院提出理论课教师参与到实验教学当中，以帮助学生更好地理解理论知识的建议，但是理論课教师对实验课存在不同程度的偏见。

以上两点让实验教师产生不被重视的感觉，导致其积极性不高，从而影响了实验教学的效果。

3.3  实验教学设备利用率不高，教学资源不足

实验教学资源是高校实验教学的保障，决定了实验教学的质量和水平。目前高校实验教学资源主要存在以下两方面的问题。

1）实验教学资源有限。受以前实验教学观念的影响，实验教学管理缺乏规划，实验资源在教学资源中占比偏少，二级学院实验资源更是陈旧且不足。存在实验仪器使用时间长，更新速度慢，目前教学使用仪器陈旧，部分仪器厂家不再生产，出现故障后维修更新零件困难等问题。造成教学跟不上信息化时代发展，学习知识不能与时俱进，不利于新时代人才培养。

2）实验教学资源配置不均衡。高校下设的学院综合实力不同，实验教学资源存在差异，分布不均匀，影响不同学科实验教学效果；除了正常实验教学和科研使用之外，实验仪器设备存在大量闲置现象，利用率不高，造成资源浪费。

4  高校实验教学信息化管理的思路

在信息技术飞速发展的时代背景下，高等教育要提高人才培养质量、培养学生创新和综合能力、增强学生适应未来社会发展的素质和能力，需要高校实验教学充分发挥作用，结合当前高校实际情况，改变传统教学模式，加强高校实验教学信息化管理。

4.1  完善实验教学管理体制，建立实验教学信息化管理平台

首先，要完善实验教学管理体制。学校实验教学要结合学院的不同情况制定完善的管理体制，同时学院要根据自身的学科特色，制定一套有针对性的管理体制。学校和二级学院之间协同配合做到实验教学规范管理，确保实验教学正常运行[5]。

其次，要建设完善的信息化管理平台来实现教学管理与实验室资源管理。基于高校实验教学多样和复杂的特点，信息化管理平台有利于实验教学管理更加科学规范，实现实验课程智能安排，实验室资源数据共享（包括仪器设备、人员、物资信息共享），方便师生了解实验仪器设备使用情况和实验室开放情况。

4.2  高度重视实验教学，采用信息化实验教学管理形式，加强实验教学队伍建设

高校实验教学是培养学生创新和实践能力的重要方式，增加实验教学方面的投入和高度重视实验教学是非常有必要的。

首先，应针对不同专业和学科的特点，了解实验内容和整个实验操作过程，开展组织实验教学，并提前了解实验重难点、实验原理和操作步骤。建立实验信息教学的虚拟环境，进行虚拟仿真实验，可以运用先进的信息技术解决实验室环境和资源的限制。

其次，实验教学过程中，使用仪器设备时，要体现信息化管理的思想。

最后，实验教学离不开实验教师和实验室管理人员，要加强对实验教师的信息化管理。实验教师的教学效果和实验管理人员的管理水平对实验教学的进行至关重要。

信息化手段与提高实验教学效果和管理水平直接相关，所以高校和学院都应重视实验教师，增加对实验教学人员信息技术方面的培训，调动其工作积极性，提高教学效果，完成人才培养的任务。

以笔者所在的物理与材料科学学院的实验教学为例，新冠疫情期间，传统的线下实验教学模式受到一定限制，为了不影响实验教学的正常开展，学院实施了线上线下相结合的教学模式，利用科大奥锐的虚拟仿真实验平台筛选出与实验课程相匹配的项目，充分利用平台的预习、讲解和实验操作功能以及实验完成后的成绩和评价功能，完成实验教学任务；对于平台上没有的实验项目，则采用让学生观看网络视频，设计其居家可行的实验来实施实验教学，极大地锻炼了学生的自主学习、实践创新能力，与线下实验教学模式相比，同样达到了良好的教学效果，在信息化教学的层面上来说，效果更好。为后期正常实验教学提供了一定的借鉴，具有良好的参考价值。

4.3  优化实验教学资源配置，搭建实验室资源共享开放平台

针对高校实验教学资源实际情况，笔者提出以下几点建议。

一是加大对实验教学资源配置的投入，如加大实验经费投入，及时更新实验仪器设备等，使实验教学资源配置紧跟信息化时代的发展；建设信息化实验教室能够实现线上线下相结合的教学模式，调动教师教学和学生学习的积极性，提高教学效果。只有增加实验教学占比，合理分配实验教学资源，提高资源利用率，才能更好地培养学生的实践能力和创新能力。

二是提高实验教学资源的信息化管理水平，搭建实验室资源共享开放平台。实验教师和学生可以根据平台随时了解实验室仪器设备的使用情况、实验完成情况，学生也可根据使用情况选择自己实验操作时间，自主选择实验内容。要利用平台加强学校各学院不同实验室之间的开放共享，提高实验室资源利用率。

5  结束语

总之，在信息技术飞速发展的时代，高校实验教学是培养学生实践创新能力的重要部分，对实验教学的要求更高。高校实验教学信息化管理是提高实验管理水平和教学效果的重要手段，要结合高校发展实际情况，加快教学变革进程，推进实验教学信息化管理。

6  参考文献

[1] 高东锋.信息化时代高校实验教学改革的要求、思路与路径[J].中国高教研究，2018（4）：93-96.

[2] 郜维超，黄刚，尹婵娟，等.浅析目标管理在高校实验室管理中的应用[J].实验室研究与探索，2017，36（9）：225-228.

[3] 谭果.高校实验室建设及实验仪器设备信息化管理探讨[J].中外企业家，2019（21）：179-180.

[4] 燕士力，李轮. [J].大学教育，2021（7）：149-151.

[5] 夏春琴，刘芫健.基于信息化平台建设的高校实验室管理系统[J].实验室研究与探索，2020，39（11）：246-249，284.