职业本科背景下智慧实验室建设策略研究

摘 要：【目的】职业本科教育旨在培养高层次技术技能人才，亟须‌加强其智慧实验室信息化、自动化、数字化建设，有效提升就业竞争力和职场适应力。【方法】通过分析职业本科教育人才培养特点和智慧实验室建设意义，探讨智慧实验室建设现有问题，提出针对性的建设策略。【结果】智慧实验室建设和管理存在设备利用率不高、实验室功能单一、实验室管理人员信息化素养不高、数字化教学资源匮乏、科教融汇不深入等问题。【结论】提出做好顶层设计、加强管理团队建设、开发建设创新型数字化教学资源以及构建智慧实验室综合管理体系等建设策略，对职业本科智慧实验室建设与管理的提前布局、整体规划有一定的参考价值。

关键词：智慧实验室；职业本科；信息化；建设策略

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2024）19-0155-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.19.031

Research on the Construction Strategy of Smart Laboratories under the Background of Vocational Undergraduate Education

TIAN Yafang

（Zhengzhou Railway Vocational & Technical College，Zhengzhou 451400， China）

Abstract： [Purposes] Vocational undergraduate education aims to cultivate high-level technical and skilled talents， and there is an urgent need to strengthen the informatization， automation， and digitization construction of their smart laboratories， effectively enhancing their employment competitiveness and workplace adaptability. [Methods] By analyzing the characteristics of talent cultivation in vocational undergraduate education and the significance of smart laboratory construction， this paper explores the existing problems in smart laboratory construction and proposes targeted construction strategies. [Findings] There are problems in the construction and management of smart laboratories， such as low equipment utilization， single laboratory functions， low information literacy of laboratory management personnel， lack of digital teaching resources， and insufficient integration of science and education. [Conclusions] This paper puts forward some construction strategies， such as making efforts in top-level design， strengthening management team building， developing and constructing innovative digital teaching resources， and building a comprehensive management system for smart laboratories， which have certain reference value for the advance layout and overall planning of the construction and management of smart laboratories for vocational undergraduate programs.

Keywords： smart laboratory; vocational undergraduate program; informatization; construction strategy

0 引言

高校实验室承担着实践教学、科学研究、社会服务等多重任务，是办好高校的基本条件，是高校的核心组成部分之一。

职业本科作为一种新兴的教育类型，融合了传统本科教育与职业教育的优势，旨在培养既具备扎实的理论基础，又具备较强实践能力和职业素养的高素质技术技能人才。职业本科教育不仅强调理论知识的传授，更重视实践技能的培养。智慧实验室建设作为职业本科院校发展建设的一部分，其智能化、数字化程度受到越来越多的关注和重视。

早期的智慧实验室普遍具备网络通信条件，实现了多媒体化，信息技术手段和设备被用于课堂教学和教学资源开发，教学条件、教学技术、教学形式都有全新的变化，学生和教师获得教学全新体验。但是，实验室的建设和管理存在设备利用率不高、实验室功能单一、实验室管理人员信息化素养不高、数字化教学资源匮乏、科教融汇不深入等问题。虽引入信息化技术，但实验室智能化、数字化建设无法完全满足教学、科技创新等日益增长需要，智慧实验室建设仍面临诸多挑战。如何推动新一代信息技术与实验室建设管理深度融合，高效发挥智慧实验室的功能和作用，促进人才培养数量和质量提升，智慧实验室建设与管理方面的相关研究很有必要。

1 职业本科智慧实验室建设

1.1 职业本科教育

职业本科全名为高等职业本科，是全日制本科学历教育的一种形式。2019年1月，《国家职业教育改革实施方案》提出开展本科层次职业教育试点。2019年5月，我国诞生首批15所职业本科试点院校。这是职业本科教育发展的重大突破。2021年10月，《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》提出，稳步发展职业本科教育，高标准建设职业本科学校和专业。截至2024年5月31日，我国已有51所职业本科院校。随着国家政策导向的深入，今后会有更多高职院校升级为职业本科院校。

职业本科纵向贯通了“中职—高职专科—职教本科”［1］职业教育体系人才培养通道，为职业学校学生在升学、就业、职业发展等方面提供更多机会。

当前，我国职业本科教育尚处在发展的初级阶段，加强智慧实验室建设有助于推动中国职业教育高质量发展。

1.2 智慧实验室建设

智慧实验室建设基于传统实验室建设，利用计算机技术、网络技术、通信技术对实验设备、管理信息、教学资源、科研平台等资源进行全面整合、互联与集成，实现实验室的智能化管理与运行。

智慧实验室建设包括实验室“硬件”和“软件”建设。硬件主要指基础设施，包括实验室场地规模、仪器设备、人员等具有明显量特征的事物。软件则包括实验室管理手段、教学资源建设、网络建设、人员培训、服务方式方法等［2］。智慧实验室建设的实质，就是推动信息化技术、数字技术融入实验室软硬件的建设、运行、管理、发展等各环节，并在实践教学过程中常态应用和深度融合，实现实验室智能化管理、智慧化提升。

1.3 职业本科智慧实验室建设意义

智慧实验室建设能有效促进职业本科教育质量提升。为适应产业发展和职业岗位需求，智慧实验室建设将教育、科研、创新、合作交流和开发服务等多重功能融为一体，不断开发创新性新知识、新内容，提升学生专业技术能力、实践操作能力和创新创业能力，促进教学质量提升。

智慧实验室建设能满足职业本科教育自身发展需要。职业本科教育面向产业链、服务地方区域发展，更加重视人才技能复合性、创新性的培养。智慧实验室建设引入先进的技术设备和软件系统，实现了教学资源的优化配置和高效利用，不仅提升实践教学的效果，还能激发学生的创新思维和科研能力，为职业本科教育高层次技术技能人才培养目标提供有力支撑。

2 职业本科智慧实验室存在的问题

2.1 缺少全面系统的顶层设计

职业本科是由高职院校升级而成的新兴本科院校。受学科门类调整和增加，专业设置相对独立，实验室建设前期论证不够充分等因素影响，各专业实验室独立建设、重复建设，互联互通不畅，导致部分资源浪费。实验室安全管理、实验教学等模块业务平台独立建设，系统整合不够，数字化资源共享度不高。此外，实验室建设整体规划不明确，缺乏建设的科学性、前瞻性、可持续性。

2.2 信息化、数字化程度还有待进一步加强，系统集成度不高

实验室安装有智能管理设备，各服务管理模块相对独立，中控设备没有高度集成，没有实现无感控制或远程控制。实验教学数据的采集、统计、分析、评价等结果性材料缺乏系统统一管理，实验过程的实时监控和实验数据的自动采集不能迅速及时有效地反馈学生学习效果，不利于教师做教学评价和反思。

2.3 实验师资队伍整体水平有待提高

实验室管理人员只负责安全管理，对具体实践项目等教学资源不熟悉；教学人员只负责完成教学任务，实验室管理经验不足，对仪器设备操作程序不熟练。实验室师资队伍整体信息化意识和能力不足，缺少企业导师、科研人员参与，教学资源的开发受限。

2.4 实践教学资源创新性不足

实验教学仍沿用高职教育实验教学模式，实验项目多是标准化的模拟性实验或验证性实验，实验教学内容标准化、程序化，竞赛类、创新创业类教学资源开发不足，学生的主观能动性受限，不能有效提升学生创新能力。

2.5 校企合作企业参与度低

在国家大力推进产教融合、科教融汇战略部署背景下，职业高校依托产业学院、区域产教联合体、行业产教共同体等，与企业开展多方面合作。虽然有校企共建实训基地，但在实际建设中，企业并未参与实体建设和教学资源开发，造成部分实践教学内容与岗位实际脱节。校内教科研人员深入企业一线不足，对于企业生产任务中遇到复杂关键技术难题，不能科学指导和解决问题。

2.6 实验室利用率较低

职业本科院校实验室多在固定时段开放，侧重于实践教学和科学研究活动，对学生自主学习、备赛技能竞赛、开展科技创新等个性化需求活动时间保障不足，降低实验室的使用效率。

3 智慧实验室建设策略研究

新质生产力的发展，要求职业教育体系与时俱进。职业本科教育要高质量发展，智慧实验室需高质量建设跟进。

3.1 做好顶层设计，强化智慧实验室建设可持续发展

顶层设计是实验室建设的前提。一是整体布局。围绕学科特点、专业特色和企业需求，明确实验室功能定位和长远目标，做好对实验室“硬件”和“软件”的全面统筹。二是具体实施推动。在实验室布局设计、设备选购、安全管理、人员配置等多个方面充分调研，全面了解国内外此类实验室的建设情况。三是制定方案。制定科学合理、切实可行、绿色低碳、符合学科专业特色的实验室建设方案。四是全面评估多方论证。按照智慧实验室建设项目评估内容，例如，目标评估、实验教学评估、管理评估、可持续发展评估等，组建行业内、校内外专家团队对实验室建设方案进行多轮论证。五是规范建设程序。有计划地推进智慧实验室建设过程，要求硬件设施功能先进，软件系统能及时更新，保障智慧实验室建设可持续发展。

3.2 安全管理智能化，保障实验室平稳运行

安全是实验室开展所有工作的前提，不容忽视。智慧实验室安全管理复杂多样。随着安全管理内容的增多，逐渐形成了相对独立的、模块化的管理单元，比如门禁系统、电源管理系统、监控系统、预警系统等系统管理模块，原有的中控设备等管理模式已无法满足智能管理需要。

在网络化基础上，搭建一个安全管理系统，该管理系统将各自独立的管理模块互联与集成，并使用移动管理模式，实现可任意时间、任意地点按需智能化统一管理。例如，通过监控系统、预警系统对实验室设备运行情况进行监测、记录、统计与分析数据，并将结果及时传输到管理人员的手机小程序中，管理人员可提前干预，变被动管理为主动管理。安全管理系统并不限于已有管理模块，后期要能扩容升级，满足更多智能管理功能。

3.3 加强管理团队建设，促进团队智慧化能力提升

实验室管理团队建设是智慧实验室建设的重要组成部分。根据职业本科教育的职业性、创新性、技术性特点，智慧实验室的管理成员包括专业课教师、博士科技人员、企业导师等，其年龄、学历、职称等要体现梯度化、结构合理化等特征，是一支成长型教科研信息化管理团队。管理团队由学科带头人或实验室院部领导担任，每位团队成员不再局限于本身职业特点，须具备完成实验室日常教学和管理、设备操作、教学资源开发、科研创新等能力。

定期开展讲座和培训，提升管理团队信息化管理能力；组织团队成员参加学术研讨会，或到科研院所、院校、企业等场所进行学习交流，提升管理团队的科研开发及创新能力；参加企业项目研发，为企业解决实际难题，推动校企合作纵深发展；增强管理团队信息化素养，能更好地为智慧实验室的高速运行提供强力支撑。

3.4 面向高端产业和产业高端，开发建设创新性数字化教学资源

教学资源数字化建设是智慧实验室的核心内容。为适应产业高端和高端产业对人才结构提出的新要求，职业本科教育应紧盯市场需求，紧密对接产业链和创新链，开发建设更多创新性数字化实践教学资源。一方面要深耕产学研合作。职业本科高校要加强与企业深度合作，主动吸纳行业龙头企业深度参与职业教育专业规划、课程设置、教材开发、教学设计、教学实施，合作共建新专业、开发新课程、开展订单培养［3］，让企业参与人才培养的全过程。另一方面继续推进教育数字化建设，推动数字技术与教学资源深度融合。比如，进一步开发优化融文字、图片、视频、音频、动画等于一体的教学资源，增强教学内容的趣味性，或者常态化利用AR、VR等立体可视化手段，设计情景交融教学资源，提供交互式学习体验，提高学生学习兴趣。

现阶段，“培养学生技术思维、批判思维、创新能力、复杂问题解决能力等可持续发展能力”［4］成为职业教育人才培养的重要标准。在创新性教学资源开发过程中，除开发建设“岗课赛证”融通的教学项目，筛选开发特色突出教学项目，构建“专业基础能力+创新能力提升+科技创新项目开发与应用”能力提升知识体系外，智慧实验室教学资源建设还有更多项目可以拓展。

打造数字化实践教学管理平台，实现对所有实践教学资源模块化分类管理。教学资源内容可及时优化更新，并能实现教学资源共享，大大提升教学资源的管理智慧化。

3.5 实现互联与集成，构建智慧实验室综合管理体系

以智慧物联为基础，通过云计算、物联网、人工智能等技术手段，构建多功能、一体化智慧实验室综合管理系统。该系统是一个科学规范的实验室网络管理体系，管理模块包括信息化安全管理平台、数字化实践教学管理平台、科技创新管理平台等，通过计算机管理技术，实现对实验室的设备管理、安全管理、日常教学、数据处理、开放预约等集成模块的高效统一管理。

该系统既能提供实时的数据监控，还能通过大数据分析技术，对历史数据进行深入挖掘和分析，并能整合信息资源、实现数据共享，极大提高实验室的管理效率和运行质量。例如，为了提升创新能力，开发科技创新管理平台，管理所有竞赛类等创新资源。该系统能对实验室的能耗数据进行采集、统计和分析，帮助实验室管理人员找出能耗高的环节，确保智慧实验室的稳定和安全运行。

3.6 开放管理模式智慧化，提高实验室利用率

高校实验室功能趋于多元化，开放共享是必然要求［5］。实验室管理团队制定科学化的实验室开放时间、规模及形式，构建集开放管理模式、开放形式于一体的智慧实验室开放管理平台，提高实验室利用率。利用智慧实验室开放管理平台，师生可以快速查询与预约实验场地、资源等信息，保障了实验室所有实践资源能被师生充分利用。除了满足课内实践教学，实验室可全天24小时开放，满足课外实践、教科研活动、创新创业活动、学科竞赛、社会服务等个性化需求，为实践技能提升，创新能力培养提供更便利的条件。

4 结论

智慧实验室建设通过数字化技术、互联网技术、物联网技术等手段，营造出全新的实践教学环境和教学体验，并以其智能、多样、创新、开放、高效、便捷等特点，提高实践教学的效率，促进人才培养质量的提升。未来，智慧实验室将为推动职业教育现代化发挥更加重要的作用。

参考文献：

［1］央视网.教育部：构建“中职—高职专科—职教本科”体系 专业基本覆盖各个领域［EB/OL］.（2021-10-12）［2024-08-05］.https：//news.cctv.com/2022/09/09/ARTIqjj1VLELWnIjZYr8lAcR220909.shtml.

［2］王文浩.当代高校实验室建设的突出问题及其对策［J］.产业与科技论坛，2021，20（17）：240-242.

［3］中共中央办公厅 国务院办公厅印发《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》［EB/OL］.（2021-10-12）［2024-08-05］.https：//www.gov.cn/gongbao/content/2021/content_5647348.htm.

［4］张慧波.职业本科教育如何适应新时代需求［N］.中国教育报，2022-03-22（05）.

［5］赵颖，傅伟文，张文强，等.新形势下材料类实验室安全管理体系建设［J］.实验室研究与探索，2024，43（5）：256-262.