基于云平臺的計算機公共實驗教學中心建設的研究與實踐

王承明，白連萬，王 健，劉福恒，龔良玉，蔣家慧

（青島農業大學 實驗室管理處，山東 青島 266109）

隨著我國高等教育發展戰略由規模化擴張轉向內涵式發展，各高校科學定位，以學科建設為抓手,優化學科專業結構，推動高校實驗教學條件的改善，促進高校實驗室管理體制改革，強化學生創新能力培養，進一步提高本科教學水平[1]。學生創新能力的培養，離不開實驗教學的有效開展，離不開實驗教學平臺的建設和高效運行[2]。如何優化資源配置，加強實驗室的建設，充分利用有限的實驗資源，滿足新時代創新型、應用型人才培養的需要，越來越受到各高校的關注和思考。

調研發現，依托新校區建設校級實驗教學中心較多，也相對更容易管理。但在全校范圍內，進行跨學院、跨學科專業整合分散在二級學院的實驗室和相關設備等資源組建校級實驗教學中心的研究尚不多見。

1 計算機類實驗室基本情況

計算機公共實驗教學中心建設之前，計算機類實驗室分散于9個學院，管理上存在以下問題：

（1）設備共享性和利用率低。計算機房歸學院管理，相互之間缺乏協調，多數學院機房僅供本學院使用，設備共享性和利用率較低。

（2）滿足實驗教學能力較差。各學院機房設備配置和數量不均衡，不能較好地滿足實驗教學的需要。

（3）不利于學科之間交叉融合和學生個性化發展。學校內部之間計算機實驗室不交流。計算機學科與其他專業之間交叉融合不夠，不利于學生個性化發展。

（4）計算機房專業化管理水平低。除少量學院有專職實驗技術人員管理之外，多數學院都是非專職人員兼職管理，設備管理和維護缺乏專業性。

（5）實驗室開放和服務社會能力低。實驗設備分散、規模小、不成體系，集成管理和系統管理水平較低，實驗室的開放和社會化服務能力差。

我校于 2017年底開始啟動校級計算機公共實驗教學中心（以下簡稱“中心”）的建設工作，經過充分調研論證，學校于2019年1月正式成立了校級計算機公共實驗教學中心。中心整合全校計算機資源，按照“以生為本、資源共享、特色運作、提高質量”的建設思路，遵循“整體布局、集成發展、科學管理、注重實效”的基本原則，建設基于云平臺的校級計算機公共實驗教學中心。通過優化組織結構，創新管理模式，在實驗用房面積、設備數量和實驗人員均減少的情況下，為全校不同專業、不同層次的學生提供了全面系統的計算機實驗實踐教學環境和創新創業基地。

2 計算機公共實驗教學中心建設探索

2.1 強化實驗條件建設，拓展實驗室功能

實驗條件建設是高水平應用型人才培養的基礎保障。中心成立之前，全校共有教學用計算機2490臺，計算機數量及購置年限見圖1。由圖 1可以看出計算機大部分處于淘汰或者淘汰邊緣，已經不能滿足實驗教學的需要。

圖1 計算機數量及購置年限

中心成立后，處置了購置時間久、設備性能差的設備，從各學院共整合計算機1670臺。為滿足實驗教學需要，學校加大了實驗條件建設，先后投資760多萬元用于實驗設備更新換代，投資100多萬元用于實驗室的改造，改善實驗室環境，拓展實驗室功能。

中心建設過程中，堅持設備的先進性、前瞻性、實用性和效益最大化原則，采用云計算、虛擬化技術，構建基于云平臺的計算機公共實驗教學中心。對部分性能低、超出使用年限、不能滿足實驗教學需求的設備進行了再利用，利用舊機改造云桌面，延長設備生命周期，發揮設備的剩余價值。2019年，利舊更新云桌面747臺、新增云一體機396臺、圖形工作站129臺、高配置計算機118臺、改造實驗室6個，構建了基于云平臺下的高校實驗室信息化綜合管理系統，包括實驗室管理系統、機房管理系統、視頻監控系統和安全準入系統。通過采購不同配置、不同種類的設備，滿足了不同專業、不同層次人員的需求。通過實驗室的改造，拓展了實驗室的功能，既可以完成實驗實踐教學任務，又可以作為校內實習基地，還可以滿足創新創業需要，實現了“一室多能”，實驗室利用率提高了32.67%。基于云平臺的計算機實驗室的建設改變了傳統的計算機教學環境和管理模式，提高了中心管理水平和實驗教學服務水平，提升了師生體驗和幸福指數[3]。

2.2 優化組織結構，提高管理水平和效率

把分散在各個學院管理的計算機房集中到中心統一管理，實行中心主任負責制。中心主任負責制訂中心建設、發展規劃和工作計劃，并負責組織實施；同時也負責中心的運行管理、實驗室的安全管理以及組織對實驗室人員的培訓、考核等。

中心根據實驗室管理和實驗教學需要，以“最少化、專業化、彈性化”原則進行了部門設置，優化內部崗位和職責配置。按照部門設置最少、部門人員專業、結構有彈性原則，下設技術保障組、教學管理組、實驗助理管理和綜合服務組四個工作模塊。實驗教學中心組織結構見圖 2。其中技術服務組主要負責實驗室軟硬件的維護；教學管理組主要負責中心和教務處、各學院實驗教學的排課、實驗預約等；綜合服務組主要負責低值易耗品的管理、固定資產的管理、數據的統計管理等。各個工作模塊人員實行主副崗責任制，既能各負其責，又能相互配合，提高了工作效率。

2.3 構建“一心、二效、三化”的管理體制，為創新應用型人才培養提供支撐

中心確立了以能力培養為核心的建設理念，以學生為本，進行服務學科專業建設，支持創新人才培養，體現“以生為本、平臺開放、資源共享、提高質量”的建設定位，創建了“一心、二效、三化”的運行機制。

“一心”。以提高學生創新實踐能力，培養適應新時代發展需要的創新型、應用型高素質專業人才為核心目標，構建先進實驗教學體系，為全面提高教學質量提供支撐和保障。

“二效”。中心建設以“提高效率”和“提升效益”為抓手，運用大數據、云計算、虛擬化等前沿技術，提升實驗室管理手段，創新管理模式，實現實驗室智慧化管理。基于云平臺的計算機實驗室和信息化管理系統的建設使管理更加便捷，管理成本更低，工作效率和投資效益更高。

“三化”。中心管理實現制度化、規范化、技術支持的專業化。根據學校實驗室管理規章制度制定了中心的各項管理實施細則，保障中心管理工作的制度化和規范化；專職專業技術人員對實驗設備進行專業維護和管理，定期對儀器檢查、維護和更新，保證設備的完好率，提高了技術支持專業化，確保實驗教學的順利進行。

圖2 實驗教學中心組織結構圖

“一心、二效、三化”管理體制保證中心工作運行嚴格、規范、高效、合理，為新時代創新型、應用型人才的培養提供堅實的制度保障。計算機公共實驗教學中心管理體系見圖3。

圖3 計算機公共實驗教學中心管理體系

2.4 強化團隊建設，提高實驗技術隊伍整體素質

實驗隊伍素質是指實驗技術人員要完成實驗技術這項工作所必須的基本條件[4]，高素質的實驗隊伍是衡量實驗室建設水平的關鍵要素[5]。

2.4.1 人盡其才，增強團隊凝聚力

要建設一支凝聚力強、具有創新活力的實驗技術隊伍，必須擁有一套完善的建設和管理機制[6]，中心根據崗位責任制原則，按照每個人的專業特長進行科學分工，做到人盡其才。

中心整合了全校各個學院的機房，實驗技術人員從全校范圍內抽調。6名實驗技術人員來自不同學院、不同專業，各自具有不同的工作經歷，在人員少，任務重的情況下，完成以前19名實驗人員完成的工作，工作量之大可想而知。因此，必須增強整個團隊的凝聚力和團隊協作精神，不能依靠個人單打獨斗。要使新組建的團隊每個成員能夠深切地體會到認同感，進而對中心工作產生責任感，最終形成強大的團隊凝聚力和戰斗力[7]，共同為全校的計算機類實驗實踐教學和科研服務。

2.4.2 開展多形式學習方式，提高專業技術和業務能力

中心面向全校不同學科、不同專業，這就要求實驗技術人員必須具有相應的專業知識來配合實驗教師指導學生實驗教學[8]。為提高實驗技術人員的專業技術和業務能力，中心采取下列舉措：一是集中學習制度。中心制定了“每周一學”集中學習制度。學習實驗室硬件的工作原理、維護、維修，各種系統軟件、應用軟件安裝、配置方法，實驗室日常管理中出現的各種問題及解決方法等。二是推進學科交叉融合。李言榮院士曾經說過：“多學科交叉融合是創新的源泉，是高校學科發展的必然趨勢。新時代高校的當務之急，是要通過多學科交叉融合提高學科建設水平，為提升高校創新能力和競爭力提供有力支撐”。6名不同專業、不同學科的實驗技術人員，互相之間進行交流切磋，推進不同學科、不同專業交叉融合，從而更好地服務于全校的實驗教學。三是鼓勵申報實驗技術研究項目。中心鼓勵并要求每名實驗技術人員必須參加實驗技術研究工作，至少申報主持一項以上的實驗技術研究項目。申報、主持、參與實驗技術課題的過程就是自身學習提高的過程，提升自身的發展空間。在提高自身素養的同時，促進實驗室建設的穩步推進與提高，能夠更好地為師生實驗教學和科研服務。

2.5 學生參與實驗室管理，實現實驗室管理的多元化

中心創新管理模式，借助學校設置實驗教學助理崗位，吸收學生參與實驗室管理。一是學生參與中心管理，有效解決中心人力資源短缺的問題。二是學生參與實驗室管理不再是簡單的助學勞動，而是更多地參與機房的技術管理，學習專業技術，提高了學生綜合素質[9]。三是學生參與中心管理，促進實驗室更多地站在學生的角度思考實驗室管理，拓寬管理思路，為實驗室多樣化管理進行有益的探討。

為了提高實驗教學助理的專業技術能力和管理水平，從選拔、培訓、管理三個方面做起。選拔之初就讓學生明確參與實驗室管理的意義、工作職責、工作內容。每學期開學初對學生進行實驗室管理、軟硬件設備維護、消防安全等業務培訓，提升學生參與實驗室管理的水平和能力。制定“計算機公共實驗教學中心實驗教學助理管理規定”“計算機公共實驗教學中心實驗教學助理運行管理辦法”等規章，開發運用實驗教學助理管理系統，實現學生管理工作的信息化和規范化。

3 中心建設取得的成效

中心運行以來，取得顯著的經濟效益和社會效益。

（1）提高了設備利用率和實驗室利用率。中心的統一管理機房利用率由過去全校的 51.72%提高到2019年的84.39%，承擔的教學工作量增加了17.9%。

（2）更好地滿足了實驗教學的需要。學校集中投資基于云平臺的計算機實驗室建設，軟硬件實驗條件得到較大的改善，專業技術人員的管理和維護，提高了設備完好率，提高了工作效率和投資效益。

（3）更好地滿足了大學生個性化發展需要。中心在資源整合的基礎上搭建多學科交叉融合創新創業平臺, 實現了實驗、實習、創新、創業的相互結合[10]。組織申報創新創業訓練項目12項，采取“項目驅動”開放模式為學生的創新創業提供了經營場所。多次組織各種創新設計大賽和競賽培訓活動，參賽規模2000余人，提升學生的創新意識和創業能力。

（4）提高了實驗室開放能力和社會化服務水平。實驗室的集中管理、設備的更新換代以及實驗室信息化管理為實驗室開放提供了支撐。中心采取多種開放模式，加大開放力度，除滿足人才培養和科研需要外，也提高社會化服務水平，全年承擔了21場人員技術培訓和社會化考試工作，服務人數比2018年增長43.98%。

4 結語

計算機公共實驗中心的建設與管理直接關系到學校計算機類課程的實驗教學質量和水平。我校計算機公共實驗教學中心建設的實踐，在實驗條件建設、管理模式與運行機制建設、實驗技術隊伍建設、學生參與實驗室管理等方面進行了有益的探索，取得明顯成效，對校級實驗教學中心建設提供了思路和借鑒。