高職院校智能實驗室管理系統(tǒng)的開發(fā)與實現

王詠梅

（九江職業(yè)大學, 江西 九江 332000）

培養(yǎng)高職學生創(chuàng)新能力和實踐技能，提高他們的動手操作能力，增強高職學生對工作崗位的適應性，這是高職院校課程教學的重要目標。同時，為促進該目標順利實現，高職院校應該加強實驗室管理，科學合理組織實驗和實踐活動，讓學生積極、主動參與實踐鍛煉，促進人才培養(yǎng)質量提升，讓學生更好適應將來工作需要。但不能忽視的是，目前在高職實驗室管理中，仍然存在管理人員綜合技能偏低，現代信息技術的作用未能充分發(fā)揮等缺陷，有必要完善和改進。本文結合九江職業(yè)大學實際情況，就智能實驗室管理系統(tǒng)的開發(fā)和應用進行介紹和分析，希望能為加強實驗室管理提供一種新思路。

一、高職院校智能實驗室管理存在的問題

實驗室是高職院校開展教學活動，組織學生實驗和實訓的重要場所。因此，為促進其作用充分發(fā)揮，根據實驗室具體情況，制定健全完善的制度，提高實驗室管理水平是必要的。但不能忽視的是，目前在高職院校實驗室管理中，仍然存在以下問題與不足。

隨著對高職院校各項經費投入的增加，再加上高職學校擴展，學生人數越來越多，應用型人才培養(yǎng)也要求加強學生實踐訓練，提高學生動手能力和實踐操作技能。在這樣的背景下，對實驗室管理也提出更高要求，傳統(tǒng)的人工管理方式難以適應實驗室管理需要，發(fā)揮信息技術和計算機的作用，構建有效的管理系統(tǒng)，提高管理信息化和現代化水平是不可忽視的內容。

1.管理人員技能偏低

實驗室管理信息化和現代化要求提高管理人員綜合素質，他們不僅要具備扎實的管理基礎理論，熟悉管理制度和管理流程。還要掌握計算機應用技術，能熟練應用數據庫和管理系統(tǒng)開展實驗室管理活動。但目前高職院校在這些方面存在不足，管理隊伍年齡老化，管理人員數量不足[1]。再加強管理培訓不到位，制約他們的管理綜合技能提升，難以適應高校院校實驗室管理需要。

2.現代信息技術應用不到位

部分高職院校由于受到經費、人才隊伍等因素制約，忽視購置先進儀器設備。也沒有根據管理需要建立有效的實驗室管理系統(tǒng)，現代信息技術應用不到位，作用未能得到充分發(fā)揮，影響高職院校實驗室管理水平提升。

二、高職院校智能實驗室管理系統(tǒng)的開發(fā)

為彌補實驗室管理存在的不足，九江職業(yè)大學在實驗室管理中，注重發(fā)揮先進管理理念的指導作用，綜合應用計算機軟件、智能卡、網絡技術等，開發(fā)和設計了高職院校智能實驗室管理系統(tǒng)，主要組成包括硬件平臺、管理軟件系統(tǒng)和實驗室管理控制系統(tǒng)。

（一）硬件平臺

硬件平臺（如圖1所示）構成主要包括校級與若干院級平臺節(jié)點，若干客戶端。在局域網支持下，校級與院級平臺節(jié)點實現連接，同時還滿足校內客戶端與智能管理系統(tǒng)連接需要。如果客戶端是在校外，他們需要訪問智能管理系統(tǒng)時，就必要依靠互聯網的作用。其中，校級與院級平臺節(jié)點服務器分別存在各自的數據。并且實驗平臺校級節(jié)點在系統(tǒng)運行中發(fā)揮關鍵作用，負責與服務器進行數據溝通[2]。這樣不僅有利于數據資源共享，同時還能為管理決策提供參考。

圖1 智能實驗室管理系統(tǒng)拓撲

（二）管理軟件系統(tǒng)

管理軟件系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的關鍵，對系統(tǒng)有效運行和充分發(fā)揮作用產生重要影響。該管理軟件系統(tǒng)用Java語言編寫，主要模塊如下（如圖2所示）。

圖2 智能實驗室管理系統(tǒng)功能模塊

（1）用戶管理模塊。主要功能為用戶信息管理，用戶權限設置，個人界面定制與管理。此外，在用戶管理模塊當中還擁有數據設置模塊，在該模塊支持下，能夠實現學校共享數據庫之間的數據交換，便利校級與學院級平臺服務器進行數據交換。在用戶管理模塊上，可進行用戶登錄、數據認證、機構設置和數據查詢等操作[3]，進而為有效開展實驗室管理創(chuàng)造便利。

（2）資源管理模塊。該模塊在智能實驗室管理系統(tǒng)中占據重要地位，也是提高管理水平，促進系統(tǒng)有效運行和工作效率提升的關鍵。主要對實驗室信息、實驗室項目、實驗隊伍、實驗儀器設備、實驗室房間的管理，讓各種因素有效發(fā)揮作用，滿足學生學習和實驗教學需要。

（3）實驗室開放管理模塊。功能為開放實驗排隊站位、預約審批，儀器、實驗室和會議室預約審批，易損儀器賠償，收費、資金和培訓管理，用戶信譽積分，實驗室工作日志[4]。

（4）物聯管理模塊。該模塊與管理控制系統(tǒng)配合并審批預約者，預約者刷卡開門進入實驗室教學和學習。當預約者進入實驗室之后，物聯管理模塊為實驗儀器配置電源，并啟動監(jiān)控設備，發(fā)揮語音提示功能，為實驗者提供相關信息和語音提示，保障實驗室教學和學生學習順利進行。

（三）實驗室管理控制系統(tǒng)

為詳細掌握實驗室運行基本情況，提高管理水平，在管理控制系統(tǒng)設置上，主要包括以下幾個模塊（如圖3所示）。

（1）門禁控制模塊。模塊組成包括電子鎖和刷卡器，實驗室門上安裝電子鎖，可用授權刷卡與密碼方式開門。任課老師和學生可以憑密碼開門，開門后系統(tǒng)為每位學生自動分配一個座位號，學生對號入座，進行實驗和研究活動。刷卡器安置于門外，預約者刷卡后服務器發(fā)出指令開門。

（2）智能電源控制模塊。該模塊主要功能為：電流與開關監(jiān)控、過流保護、遠程開關等功能。刷卡開門后服務器為設備分配電源，并啟動計時與監(jiān)控功能。此外，即使管理人員不在實驗室現場，但通過局域網可以對智能電源控制模塊進行遠程控制。

（3）視頻監(jiān)控模塊。前端攝像機、硬盤錄像機、管理服務器是該模塊主要構成內容，可實現遠程監(jiān)督與指導、在線聽課與培訓、實驗回顧等功能[5]。

（4）實驗室語音提示和通訊模塊。組成包括語音提示器和通訊電話。刷卡開門時語音提示器發(fā)出信息，提醒實驗室人員注意事項。預約時間將滿時發(fā)生提示信息，提醒實驗人員做好結束準備工作，或辦理申請延長實驗時間手續(xù)。通訊模塊能滿足實驗人員與管理人員遠程通話，開展及時交流和互動需要。

圖3 智能實驗室管理控制系統(tǒng)示意圖

三、高職院校智能實驗室管理系統(tǒng)的實現

九江職業(yè)大學在實驗室管理中，通過智能實驗室管理系統(tǒng)的應用，不僅提高實驗室管理的信息化水平，還取得良好效果。

（一）具體應用

以前我校實驗室管理主要采用人工方式，由管理人員開展日常巡視和檢查，并詳細做好記錄，發(fā)現問題之后立即采取修復措施。之后雖然開始注重計算機的作用，但未能結合實際工作需要構建有效的實驗室管理系統(tǒng)。不僅加大管理人員的工作負荷，還難以詳細掌握實驗室基本情況，制約管理水平提高。為彌補這些不足，九江職業(yè)大學于2012年4月開發(fā)智能實驗室管理系統(tǒng)，并于當年9月投入使用。

（二）應用效果

經過將近5年的探索與實踐，智能實驗室管理系統(tǒng)不僅滿足高職實驗室管理需要，還推動管理理念與管理方式的轉變。在優(yōu)化管理隊伍結構的基礎上，注重發(fā)揮計算機和信息技術的作用，實現管理現代化，有利于提高管理水平。同時還能減輕專職管理人員勞動強度，降低他們的負荷量。此外，系統(tǒng)還可以對設備進行監(jiān)控，與預約、門禁刷卡聯用進行身份識別，無需管理人員到場，系統(tǒng)通過審批授權刷卡識別，學生就可以進入實驗室學習。實現了實驗室向學生的全天候開放，也為學生學習和參加實踐鍛煉提供條件。

四、結語

智能實驗室管理系統(tǒng)的開發(fā)和應用，不僅滿足高職院校實驗室管理需要，還有利于提高管理水平，更好滿足教學和學生學習需要。為促進其作用充分發(fā)揮，應該重視智能實驗室管理系統(tǒng)維護，加強安全管理，及時發(fā)現并排除可能出現的安全隱患，并注重對系統(tǒng)更新和升級。使其更好滿足高職院校實驗室管理需要，也為教學活動開展和學生有效學習創(chuàng)造便利。

[1]陸江東,戴卓臣,等．基于物聯網的智能計算機實驗室管理系統(tǒng)[J]．電子設計工程,2013，(21)：44-46．

[2]葛日波,朱志剛,等．以信息化平臺建設為依托的實驗室管理模式創(chuàng)新與實踐[J]．實驗技術與管理,2014，(1)：15-18．

[3]胡卉穎．高校宿舍管理及智能終端APP的設計與開發(fā)[J]．湖南郵電職業(yè)技術學院學報,2017，(4)：33-35．

[4]吳 良,鄒志宏,等．智能實驗室管理系統(tǒng)的開發(fā)與實踐[J]．實驗室研究與探索,2015，(2)：169-172．

[5]吳文華,楊 慶,等．智能實驗室管理系統(tǒng)下的實驗室開放管理[J]．實驗技術與管理,2011，(2)：172-176．