徐美勇，夏海蘭，何 雨，王栩楠

（北京郵電大學(xué) 資產(chǎn)管理處，北京 100876）

黨的十九大報告指出：要“加快一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)，實現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展”，高?！半p一流”建設(shè)，根本的是一流學(xué)科建設(shè)，無論是產(chǎn)出一流成果，還是培養(yǎng)一流人才，都少不了一流實驗室的支撐[1]。在推進高校實驗室內(nèi)涵式建設(shè)的過程中，提高實驗室管理效率和水平，已成為高校新工科建設(shè)領(lǐng)域的共識。我校在“智能+”時代，勇開新路，充分發(fā)揮信息技術(shù)學(xué)科的優(yōu)勢，堅持走信息化特色發(fā)展道路，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的智慧校園和綠色實驗室，不斷深化對一流學(xué)科建設(shè)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的支撐，形成了以信息技術(shù)打造集約化實驗教學(xué)平臺和實驗室管理平臺的新模式。

1 利用信息技術(shù)打造集約化實驗教學(xué)平臺

高校要以提高實驗室綜合效益為原則，科學(xué)設(shè)置實驗室結(jié)構(gòu)體系，打破實驗室之間的壁壘和條塊分割，優(yōu)化資源配置，促進實驗室資源整合與共享[2]。我校依托信息技術(shù)，克服實驗教學(xué)資源共享渠道不通暢的“信息孤島”現(xiàn)象，減少重復(fù)建設(shè)，集中優(yōu)勢資源，著力打造受益面廣、輻射作用明顯、利用率高的實驗教學(xué)平臺，并推動成果共享[3]。通過互聯(lián)網(wǎng)支撐的信息化教學(xué)環(huán)境引導(dǎo)教師更有效地投入實踐教學(xué)，積極探索實踐教學(xué)線上與線下融合、虛擬與實際結(jié)合、開放與特色并重的多樣化、跨專業(yè)實驗教學(xué)平臺，為培養(yǎng)和提高學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力提供強有力的支撐。

1.1 虛擬仿真實驗教學(xué)平臺建設(shè)

虛擬仿真實驗教學(xué)是高校本科人才培養(yǎng)工作中不可或缺的重要組成，可集成多媒體、電子、網(wǎng)絡(luò)、人機交互、人工智能等諸多高新技術(shù)，對各類復(fù)雜、不可及或不可逆的現(xiàn)實工程項目進行抽象和簡化，對培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和工程創(chuàng)新能力具有積極作用[4]。

學(xué)校組織力量、加大投入、重點支持建設(shè)了2個國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心——“電子信息虛擬仿真實驗教學(xué)中心”和“通信與網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實驗教學(xué)中心”。依托這2個國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心，學(xué)校加強了虛擬仿真實驗項目的培育和孵化，建設(shè)了一批高質(zhì)量、廣覆蓋的虛擬仿真實驗項目，其中“面向新生的工程認知及創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的虛擬仿真實驗”獲批為教育部 2017年度示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目。

通信與網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實驗教學(xué)中心構(gòu)建了“虛實結(jié)合”的通信與網(wǎng)絡(luò)仿真平臺。該實驗平臺基于先進的SDN技術(shù)搭建，利用真實的校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供各類虛擬化的通信和網(wǎng)絡(luò)實驗，技術(shù)水平國內(nèi)領(lǐng)先。該實驗教學(xué)平臺為我校通信工程等9個本科專業(yè)提供7大類101項虛擬實驗，支持“現(xiàn)代通信技術(shù)”“計算機網(wǎng)絡(luò)”等35門理論專業(yè)和仿真實驗課程以及課程設(shè)計、綜合訓(xùn)練項目等，直接服務(wù)學(xué)生 3000人/年，開設(shè)實驗288000人時/年。

電子信息虛擬仿真實驗教學(xué)中心研發(fā)的開放式虛擬實驗教學(xué)平臺，滿足了“電子電路基礎(chǔ)”“高頻電子線路”“數(shù)字電路”等課程的虛擬實驗教學(xué)需求，高度仿真了電子信息學(xué)科實驗器材，如示波器、頻譜分析儀、路由器、交換機、Web服務(wù)器等，可供學(xué)生隨時隨地開展設(shè)計性和驗證性虛擬實驗?！半娮与娐坊A(chǔ)”“信號與系統(tǒng)”課程開設(shè)的虛擬仿真實驗，每年服務(wù)學(xué)生2000余人次，開設(shè)實驗10000人時/年。

1.2 互聯(lián)網(wǎng)+外語教學(xué)平臺建設(shè)

語言實驗教學(xué)方法的核心思想是改變傳統(tǒng)的外語教學(xué)中偏重理論知識的傳授、輕視語言實踐能力培養(yǎng)的情況，借鑒理工科先進的實驗教學(xué)理念，在語言實驗教學(xué)中選擇典型的實驗案例，詳解實驗的組成要素，解析實驗的具體步驟，指導(dǎo)學(xué)生更加高效地完成實驗報告的提交、求證和分析，語言實驗教學(xué)方法已在我校運用了多年[5]。

以該方法為基礎(chǔ)，我校語言實驗教學(xué)示范中心自主研發(fā)了大學(xué)英語教學(xué)與評估平臺，依托該平臺創(chuàng)建了“教—學(xué)—練—創(chuàng)—考—評”為一體的“互聯(lián)網(wǎng)+外語教學(xué)模式”。該模式創(chuàng)建了兩個新體系，即語言技能均衡發(fā)展的語言教學(xué)量規(guī)化、多維評價體系和學(xué)科深度交叉融合的虛擬仿真實驗體系；實施了“情境創(chuàng)設(shè)—主題探究—語言輸出”多模態(tài)任務(wù)型教學(xué)，創(chuàng)建了大數(shù)據(jù)交互式課程主題資源庫，采用“課堂導(dǎo)學(xué)—網(wǎng)絡(luò)自主—項目驅(qū)動—實驗促學(xué)”多維交互模式，為學(xué)生提供個性化教學(xué)內(nèi)容與服務(wù)，激發(fā)了學(xué)生的外語學(xué)習(xí)熱情。

該平臺面向全校41個本科專業(yè)開設(shè)課程，年度訪問量達117萬人次，有28000名學(xué)生參與學(xué)習(xí)，年實驗人時數(shù)約89萬h，形成質(zhì)量、規(guī)模、效益統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展。經(jīng)過5年實證研究，該平臺在學(xué)生的自我發(fā)展、教學(xué)質(zhì)量的提升等方面取得了顯著成效。通過對1萬多名學(xué)生進行調(diào)查，88%的學(xué)生認為借助于強大的互聯(lián)網(wǎng)+外語教學(xué)平臺，他們的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣顯著提升。利用信息技術(shù)優(yōu)勢，學(xué)校語言實驗教學(xué)示范中心與其他國家級及省市級語言實驗教學(xué)示范中心建立了校際交流平臺，促進了校際教育教學(xué)的改革與合作。

1.3 電路綜合自主實踐教學(xué)平臺

實驗室是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主戰(zhàn)場，學(xué)生通過實驗課程的學(xué)習(xí)，獲得更多動手和動腦機會，有利于透過現(xiàn)象挖掘本質(zhì)，拓寬視野，解決實際問題，領(lǐng)悟科學(xué)的思維方法[6]。為貫徹因材施教原則，培養(yǎng)和提高大學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新素質(zhì)及工程實踐能力，發(fā)揮實驗教學(xué)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的重要作用，學(xué)校加大場地及經(jīng)費投入，打造了電路綜合自主實踐平臺。在完成實驗室基礎(chǔ)條件建設(shè)的基礎(chǔ)上，選拔優(yōu)秀學(xué)生、聘任優(yōu)秀教師參與電路綜合實驗課程改革項目，以全新的教學(xué)模式提高學(xué)生的基礎(chǔ)知識掌握能力、設(shè)計能力、動手能力和創(chuàng)新能力、語言表達能力、報告撰寫能力，以及學(xué)生溝通能力與合作精神，借此探索綜合性實驗教學(xué)內(nèi)容的改革之路。

（1）實驗教學(xué)模式的改革。學(xué)校將原有的封閉式實踐教學(xué)的管理模式改變?yōu)槿_放模式，利用實驗室開放預(yù)約系統(tǒng)，課余時間學(xué)生可以自行預(yù)約實驗。自主實踐教學(xué)平臺推廣的校企合作模式，由企業(yè)一線的工程師帶領(lǐng)學(xué)生完成工程開發(fā)實踐，學(xué)生也可以在合作企業(yè)的技術(shù)環(huán)境下，進行自主學(xué)習(xí)及設(shè)計活動?；囟ㄆ谘埡献髌髽I(yè)高級技術(shù)人員開展技術(shù)講座，邀請更多領(lǐng)域的優(yōu)秀企業(yè)加入電路綜合實驗教學(xué)中來，增添更多的先進實驗內(nèi)容、軟件和仿真設(shè)備，為學(xué)生鍛煉工程實踐能力所用。

（2）實驗教學(xué)內(nèi)容的改革。在教學(xué)內(nèi)容上，電路綜合自主實踐教學(xué)平臺努力打通電子電路、模擬電路、數(shù)字電路、信號與系統(tǒng)等課程的理論和實踐教學(xué)，將各電子電路類專業(yè)課程融為一體，將學(xué)生所學(xué)內(nèi)容進行合理的銜接，由原來孤立的基本知識組合成具有一定功能的綜合性實驗內(nèi)容。積極推進校企合作，依托最先進的前沿技術(shù)平臺，從企業(yè)引進各類先進的器件。在實驗設(shè)計方面，突出“方向明確、模塊互通、器件便攜、功能先進”的要求，使學(xué)生能實現(xiàn)“選定方向、由淺入深、隨時實踐、創(chuàng)新提高”的目標(biāo)，為進一步的創(chuàng)新科技實踐做好準備。

隨著電路綜合自主實踐教學(xué)平臺的開放應(yīng)用，更多的學(xué)生參與到電路設(shè)計的動手實踐中來。學(xué)生由原來被動式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘d趣導(dǎo)向為主的自主設(shè)計式學(xué)習(xí)，在實驗中充分發(fā)揮學(xué)生自身的自主性、想象力和實踐能力，即“實驗內(nèi)容自主選擇，學(xué)習(xí)環(huán)境自由開放，實驗過程自己安排，實驗結(jié)果自行驗證”。

2 信息化保障實驗室安全管理規(guī)范化

保障實驗室的安全和師生人身安全，是高校“雙一流”建設(shè)的必要條件和堅實基礎(chǔ)，實驗室安全工作是高校建設(shè)發(fā)展的重要支撐。我校是一所多科性、研究型大學(xué)，開設(shè)了工、管、文、理等40多個專業(yè)，實驗室類別呈現(xiàn)多樣化趨勢，實驗室安全工作涉及危險化學(xué)品、易制毒品、易爆品的全過程管理，以及實驗室消防安全、用電安全、安全教育、環(huán)保工作等多方面內(nèi)容。信息化是加強實驗室安全管理的重要手段[7]。運用現(xiàn)代化的信息技術(shù)手段，采取多維度、多元化的實驗室安全管理綜合系統(tǒng)進行多方面的常規(guī)管理，并通過數(shù)據(jù)對接、中間庫關(guān)聯(lián)等方式打通信息孤島，實現(xiàn)實驗室信息的互聯(lián)互通，正在成為實驗室安全管理工作的有力保障。

2.1 實驗室安全準入信息化

學(xué)校規(guī)定實驗室管理及使用主體應(yīng)建立針對專業(yè)特色和學(xué)科特點的安全培訓(xùn)及考試制度，只有通過了安全知識和專業(yè)類安全知識考試的人員（含教師、教輔人員和學(xué)生），才可以進入實驗室進行實驗操作[8]。移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，為高校實驗室安全教育工作提供了有力的支持?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”技術(shù)，用戶可以隨時隨地上網(wǎng)，不受時間和空間的限制[9]。

我校通過采用實驗室準入考試系統(tǒng)，可以根據(jù)實驗室不同危險因素，選取相應(yīng)的考試題庫組建練習(xí)題和準入考試題，培訓(xùn)及考試內(nèi)容包含新生安全常識、用電基礎(chǔ)安全、消防安全、化學(xué)安全、生物安全、輻射安全、儀器設(shè)備使用安全、機電安全等方面，有效地規(guī)范了實驗室準入標(biāo)準。

2.2 實驗室安全檢查信息化

教育部科技司于2015—2017年連續(xù)3年開展了高校實驗室安全督查工作，對75所教育部直屬院校開展實驗室安全現(xiàn)場檢查，集中在安全設(shè)施、制度與檢查、場所環(huán)境、組織體系、水電和個人防護等356條檢查指標(biāo)[10]。采用原始的紙質(zhì)檢查方法進行檢查，容易產(chǎn)生疏漏，且記錄不完整，也不便于查詢檔案。

我校采用實驗室巡檢系統(tǒng)，通過移動終端下發(fā)檢查任務(wù)，可以關(guān)聯(lián)顯示所檢查實驗室的危險源等級與具體清單，提醒歷史問題記錄，并通過文字、照片的形式實時記錄檢查情況，自動生成檢查報告，有效規(guī)范了實驗室安全的檢查標(biāo)準，使得實驗室安全檢查更有針對性，信息反饋更快捷。

2.3 危化品全生命周期管理信息化

?；凡少?、入庫、使用、存儲、盤點、調(diào)劑及廢物處置的全過程，均需要對臺賬、底數(shù)、狀態(tài)、負責(zé)人、處置措施等進行實時動態(tài)監(jiān)管，以確保采購源頭可追溯，過程管理規(guī)范完備，處置科學(xué)安全，避免各個環(huán)節(jié)的安全問題。

我校通過實現(xiàn)財務(wù)對接的危化品管理系統(tǒng)，可以規(guī)范采購渠道，確保采購資質(zhì)健全的廠商提供服務(wù)，并對管制類試劑完成相應(yīng)的審批流程，確保不會超量購買、超量存儲。同時，電子化的管理模式便于實時準確地記錄動態(tài)臺賬，簡化重復(fù)工作，統(tǒng)計信息直觀可見，實現(xiàn)?；啡芷诘膭討B(tài)管理。

2.4 實驗室危險源管控信息化

部分高校由于組織機構(gòu)和辦公場所分散的特點，存在著不同危險源分類管理的情況，如水電安全管理、消防安全管理、?；钒踩芾淼确矫娣謩e由后勤處、保衛(wèi)處、實驗室與設(shè)備處或者資產(chǎn)管理處等不同部門歸口管理，往往導(dǎo)致實驗室的危險源管控不能協(xié)調(diào)統(tǒng)一，存在疏漏，且不能一一兼顧。

我校采用互聯(lián)互通的實驗室管理系統(tǒng)，可以通過提取實驗室房間、責(zé)任人、歸屬團隊、學(xué)院等基礎(chǔ)信息，建立危險源的基礎(chǔ)臺賬。通過按照危險源的種類、危險程度建立危險源等級清單，實現(xiàn)全校范圍的危險源分級管控，制訂有針對性的應(yīng)急預(yù)案，聯(lián)動多部門采取安全措施。

2.5 多維度安全教育信息化

實驗室安全宣傳教育可以借助多維度的信息技術(shù)手段開展。我校通過信息門戶、社團網(wǎng)站、微信公眾號等公眾平臺，日?？梢蚤_展實驗室安全文化的宣傳和教育，使“安全第一”“以人為本”的安全價值觀深入人心，增強學(xué)生的安全意識，形成“人人講安全、事事為安全、時時想安全、處處要安全”的良好環(huán)境，維護校園的安全穩(wěn)定和發(fā)展[11]。

此外，利用實驗室安全考試系統(tǒng)，可以分門別類地進行通識類和專業(yè)類的安全教育與測試，建立安全競賽機制，形成人人重視安全，人人具備安全技能的良好氛圍。

3 結(jié)語

我校利用先進的虛擬技術(shù)、智能終端技術(shù)打造了受益面廣、集約程度高的實驗教學(xué)平臺，有力支撐了對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)。學(xué)校通信與網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺除服務(wù)于校內(nèi)9個專業(yè)的本科學(xué)生之外，還發(fā)揮了很好的示范輻射作用，該平臺已被全國13所其他高校所共享。而服務(wù)于校內(nèi)所有專業(yè)學(xué)生的“互聯(lián)網(wǎng)+外語教學(xué)平臺”已被其他高校廣泛應(yīng)用，該中心自2012年以來已成功舉辦了4次全國語言實驗教學(xué)研討會，示范輻射80多所高校。

同時，我校利用信息技術(shù)創(chuàng)新管理手段，推動了實驗室安全工作的規(guī)范化，提高了實驗室管理效率和管理水平，強化了實驗室安全體系建設(shè)，促進了安全意識與安全防范行為相統(tǒng)一，保障了教學(xué)科研活動的正常開展，真正形成了在信息化帶動下的實驗室建設(shè)與管理新模式。

當(dāng)然，實驗室信息化建設(shè)的探索遠不止于此。未來高等教育的信息化之路是必然的，高校實驗室作為高等教育的重要組成部分，信息化的服務(wù)方式、信息化的管理模式、信息化的資源共享、信息化的績效評價方法將成為高校實驗室信息化建設(shè)工作中亟待思考和探索的問題[12]。