基于云平台的计算机公共实验教学中心建设的研究与实践

王承明，白连万，王 健，刘福恒，龚良玉，蒋家慧

（青岛农业大学 实验室管理处，山东 青岛 266109）

随着我国高等教育发展战略由规模化扩张转向内涵式发展，各高校科学定位，以学科建设为抓手,优化学科专业结构，推动高校实验教学条件的改善，促进高校实验室管理体制改革，强化学生创新能力培养，进一步提高本科教学水平[1]。学生创新能力的培养，离不开实验教学的有效开展，离不开实验教学平台的建设和高效运行[2]。如何优化资源配置，加强实验室的建设，充分利用有限的实验资源，满足新时代创新型、应用型人才培养的需要，越来越受到各高校的关注和思考。

调研发现，依托新校区建设校级实验教学中心较多，也相对更容易管理。但在全校范围内，进行跨学院、跨学科专业整合分散在二级学院的实验室和相关设备等资源组建校级实验教学中心的研究尚不多见。

1 计算机类实验室基本情况

计算机公共实验教学中心建设之前，计算机类实验室分散于9个学院，管理上存在以下问题：

（1）设备共享性和利用率低。计算机房归学院管理，相互之间缺乏协调，多数学院机房仅供本学院使用，设备共享性和利用率较低。

（2）满足实验教学能力较差。各学院机房设备配置和数量不均衡，不能较好地满足实验教学的需要。

（3）不利于学科之间交叉融合和学生个性化发展。学校内部之间计算机实验室不交流。计算机学科与其他专业之间交叉融合不够，不利于学生个性化发展。

（4）计算机房专业化管理水平低。除少量学院有专职实验技术人员管理之外，多数学院都是非专职人员兼职管理，设备管理和维护缺乏专业性。

（5）实验室开放和服务社会能力低。实验设备分散、规模小、不成体系，集成管理和系统管理水平较低，实验室的开放和社会化服务能力差。

我校于 2017年底开始启动校级计算机公共实验教学中心（以下简称“中心”）的建设工作，经过充分调研论证，学校于2019年1月正式成立了校级计算机公共实验教学中心。中心整合全校计算机资源，按照“以生为本、资源共享、特色运作、提高质量”的建设思路，遵循“整体布局、集成发展、科学管理、注重实效”的基本原则，建设基于云平台的校级计算机公共实验教学中心。通过优化组织结构，创新管理模式，在实验用房面积、设备数量和实验人员均减少的情况下，为全校不同专业、不同层次的学生提供了全面系统的计算机实验实践教学环境和创新创业基地。

2 计算机公共实验教学中心建设探索

2.1 强化实验条件建设，拓展实验室功能

实验条件建设是高水平应用型人才培养的基础保障。中心成立之前，全校共有教学用计算机2490台，计算机数量及购置年限见图1。由图 1可以看出计算机大部分处于淘汰或者淘汰边缘，已经不能满足实验教学的需要。

图1 计算机数量及购置年限

中心成立后，处置了购置时间久、设备性能差的设备，从各学院共整合计算机1670台。为满足实验教学需要，学校加大了实验条件建设，先后投资760多万元用于实验设备更新换代，投资100多万元用于实验室的改造，改善实验室环境，拓展实验室功能。

中心建设过程中，坚持设备的先进性、前瞻性、实用性和效益最大化原则，采用云计算、虚拟化技术，构建基于云平台的计算机公共实验教学中心。对部分性能低、超出使用年限、不能满足实验教学需求的设备进行了再利用，利用旧机改造云桌面，延长设备生命周期，发挥设备的剩余价值。2019年，利旧更新云桌面747台、新增云一体机396台、图形工作站129台、高配置计算机118台、改造实验室6个，构建了基于云平台下的高校实验室信息化综合管理系统，包括实验室管理系统、机房管理系统、视频监控系统和安全准入系统。通过采购不同配置、不同种类的设备，满足了不同专业、不同层次人员的需求。通过实验室的改造，拓展了实验室的功能，既可以完成实验实践教学任务，又可以作为校内实习基地，还可以满足创新创业需要，实现了“一室多能”，实验室利用率提高了32.67%。基于云平台的计算机实验室的建设改变了传统的计算机教学环境和管理模式，提高了中心管理水平和实验教学服务水平，提升了师生体验和幸福指数[3]。

2.2 优化组织结构，提高管理水平和效率

把分散在各个学院管理的计算机房集中到中心统一管理，实行中心主任负责制。中心主任负责制订中心建设、发展规划和工作计划，并负责组织实施；同时也负责中心的运行管理、实验室的安全管理以及组织对实验室人员的培训、考核等。

中心根据实验室管理和实验教学需要，以“最少化、专业化、弹性化”原则进行了部门设置，优化内部岗位和职责配置。按照部门设置最少、部门人员专业、结构有弹性原则，下设技术保障组、教学管理组、实验助理管理和综合服务组四个工作模块。实验教学中心组织结构见图 2。其中技术服务组主要负责实验室软硬件的维护；教学管理组主要负责中心和教务处、各学院实验教学的排课、实验预约等；综合服务组主要负责低值易耗品的管理、固定资产的管理、数据的统计管理等。各个工作模块人员实行主副岗责任制，既能各负其责，又能相互配合，提高了工作效率。

2.3 构建“一心、二效、三化”的管理体制，为创新应用型人才培养提供支撑

中心确立了以能力培养为核心的建设理念，以学生为本，进行服务学科专业建设，支持创新人才培养，体现“以生为本、平台开放、资源共享、提高质量”的建设定位，创建了“一心、二效、三化”的运行机制。

“一心”。以提高学生创新实践能力，培养适应新时代发展需要的创新型、应用型高素质专业人才为核心目标，构建先进实验教学体系，为全面提高教学质量提供支撑和保障。

“二效”。中心建设以“提高效率”和“提升效益”为抓手，运用大数据、云计算、虚拟化等前沿技术，提升实验室管理手段，创新管理模式，实现实验室智慧化管理。基于云平台的计算机实验室和信息化管理系统的建设使管理更加便捷，管理成本更低，工作效率和投资效益更高。

“三化”。中心管理实现制度化、规范化、技术支持的专业化。根据学校实验室管理规章制度制定了中心的各项管理实施细则，保障中心管理工作的制度化和规范化；专职专业技术人员对实验设备进行专业维护和管理，定期对仪器检查、维护和更新，保证设备的完好率，提高了技术支持专业化，确保实验教学的顺利进行。

图2 实验教学中心组织结构图

“一心、二效、三化”管理体制保证中心工作运行严格、规范、高效、合理，为新时代创新型、应用型人才的培养提供坚实的制度保障。计算机公共实验教学中心管理体系见图3。

图3 计算机公共实验教学中心管理体系

2.4 强化团队建设，提高实验技术队伍整体素质

实验队伍素质是指实验技术人员要完成实验技术这项工作所必须的基本条件[4]，高素质的实验队伍是衡量实验室建设水平的关键要素[5]。

2.4.1 人尽其才，增强团队凝聚力

要建设一支凝聚力强、具有创新活力的实验技术队伍，必须拥有一套完善的建设和管理机制[6]，中心根据岗位责任制原则，按照每个人的专业特长进行科学分工，做到人尽其才。

中心整合了全校各个学院的机房，实验技术人员从全校范围内抽调。6名实验技术人员来自不同学院、不同专业，各自具有不同的工作经历，在人员少，任务重的情况下，完成以前19名实验人员完成的工作，工作量之大可想而知。因此，必须增强整个团队的凝聚力和团队协作精神，不能依靠个人单打独斗。要使新组建的团队每个成员能够深切地体会到认同感，进而对中心工作产生责任感，最终形成强大的团队凝聚力和战斗力[7]，共同为全校的计算机类实验实践教学和科研服务。

2.4.2 开展多形式学习方式，提高专业技术和业务能力

中心面向全校不同学科、不同专业，这就要求实验技术人员必须具有相应的专业知识来配合实验教师指导学生实验教学[8]。为提高实验技术人员的专业技术和业务能力，中心采取下列举措：一是集中学习制度。中心制定了“每周一学”集中学习制度。学习实验室硬件的工作原理、维护、维修，各种系统软件、应用软件安装、配置方法，实验室日常管理中出现的各种问题及解决方法等。二是推进学科交叉融合。李言荣院士曾经说过：“多学科交叉融合是创新的源泉，是高校学科发展的必然趋势。新时代高校的当务之急，是要通过多学科交叉融合提高学科建设水平，为提升高校创新能力和竞争力提供有力支撑”。6名不同专业、不同学科的实验技术人员，互相之间进行交流切磋，推进不同学科、不同专业交叉融合，从而更好地服务于全校的实验教学。三是鼓励申报实验技术研究项目。中心鼓励并要求每名实验技术人员必须参加实验技术研究工作，至少申报主持一项以上的实验技术研究项目。申报、主持、参与实验技术课题的过程就是自身学习提高的过程，提升自身的发展空间。在提高自身素养的同时，促进实验室建设的稳步推进与提高，能够更好地为师生实验教学和科研服务。

2.5 学生参与实验室管理，实现实验室管理的多元化

中心创新管理模式，借助学校设置实验教学助理岗位，吸收学生参与实验室管理。一是学生参与中心管理，有效解决中心人力资源短缺的问题。二是学生参与实验室管理不再是简单的助学劳动，而是更多地参与机房的技术管理，学习专业技术，提高了学生综合素质[9]。三是学生参与中心管理，促进实验室更多地站在学生的角度思考实验室管理，拓宽管理思路，为实验室多样化管理进行有益的探讨。

为了提高实验教学助理的专业技术能力和管理水平，从选拔、培训、管理三个方面做起。选拔之初就让学生明确参与实验室管理的意义、工作职责、工作内容。每学期开学初对学生进行实验室管理、软硬件设备维护、消防安全等业务培训，提升学生参与实验室管理的水平和能力。制定“计算机公共实验教学中心实验教学助理管理规定”“计算机公共实验教学中心实验教学助理运行管理办法”等规章，开发运用实验教学助理管理系统，实现学生管理工作的信息化和规范化。

3 中心建设取得的成效

中心运行以来，取得显著的经济效益和社会效益。

（1）提高了设备利用率和实验室利用率。中心的统一管理机房利用率由过去全校的 51.72%提高到2019年的84.39%，承担的教学工作量增加了17.9%。

（2）更好地满足了实验教学的需要。学校集中投资基于云平台的计算机实验室建设，软硬件实验条件得到较大的改善，专业技术人员的管理和维护，提高了设备完好率，提高了工作效率和投资效益。

（3）更好地满足了大学生个性化发展需要。中心在资源整合的基础上搭建多学科交叉融合创新创业平台, 实现了实验、实习、创新、创业的相互结合[10]。组织申报创新创业训练项目12项，采取“项目驱动”开放模式为学生的创新创业提供了经营场所。多次组织各种创新设计大赛和竞赛培训活动，参赛规模2000余人，提升学生的创新意识和创业能力。

（4）提高了实验室开放能力和社会化服务水平。实验室的集中管理、设备的更新换代以及实验室信息化管理为实验室开放提供了支撑。中心采取多种开放模式，加大开放力度，除满足人才培养和科研需要外，也提高社会化服务水平，全年承担了21场人员技术培训和社会化考试工作，服务人数比2018年增长43.98%。

4 结语

计算机公共实验中心的建设与管理直接关系到学校计算机类课程的实验教学质量和水平。我校计算机公共实验教学中心建设的实践，在实验条件建设、管理模式与运行机制建设、实验技术队伍建设、学生参与实验室管理等方面进行了有益的探索，取得明显成效，对校级实验教学中心建设提供了思路和借鉴。