微哨支持下的高校实验室开放服务系统建设

孙 荣, 王正路

(江苏师范大学 信息网络中心，江苏 徐州 221116)



微哨支持下的高校实验室开放服务系统建设

孙 荣, 王正路

(江苏师范大学 信息网络中心，江苏 徐州 221116)

为了提高实验室及设备的使用和管理效率，提高学生的实践创新能力，结合高校实验室开放管理工作的实际情况，设计并实现了基于移动媒体平台——微哨的高校实验室开放服务系统。系统建设过程中利用微哨平台所提供的应用接口解决了用户身份校验、客户端信息提示、移动轻应用开发等主要问题，为学生提供了便捷的实验室预约、实验设备外借等服务。该系统建设有别于传统的门禁技术，具有技术难度低、资金投入少、轻便灵活的特点，易于在高校各级别实验室开放的工作中推广使用。

实验室开放； 实验室预约； 设备外借； 微哨

0 引 言

2001年教育部发布《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》文件指出：“高校进一步加强实践教学，注重学生创新精神和实践能力的培养。各类实验室、设备要对本科生开放，加强统筹建设和科学管理，实现资源共享，提高使用效率[1]。”经过十余年的建设与发展，在“开放式”实验教学理念引领下，国内各高校已在实验室开放与共享的实践上取得了较好成绩，积累了一定的经验。那么在移动互联网、移动应用迅速普及的今天，高校能否紧跟时代步伐，以新兴移动媒体为平台，以智能移动终端为载体，建设以学生为中心的实验室开放服务体系，已成为亟待我们去探索的新课题[2]。

1 高校实验室开放的信息化管理方式

目前，大多数高校都提倡实验室及设备在满足教学、科研工作使用的前提下，利用现有师资、仪器设备、环境条件等资源，面向学生开放，鼓励、支持学生在课余时间参加开放实验室,提高学生的实践能力，最大限度地发挥实验室教学资源的效益[3-4]。

高校在教学之外，延长实验室开放的时间，势必会给实验室管理人员带来巨大的额外工作量。为摆脱这种困境，许多高校都开发相关信息系统来辅助实验室开放预约以及设备外借登记的管理。通过调查研究，我们发现大多数高校都是采用基于动态语言结合数据库的方式，来建设实验室管理系统，在系统建设上可谓大同小异。但是在系统的身份认证上，不同的高校会有不同的做法。早期，大多数高校采用系统注册，结合管理员审核的方式。后来随着数字校园的建设，许多高校将实验室管理系统与数字校园的统一身份认证系统对接，获取权威的用户信息。随着物联网技术的发展，近些年门禁技术也被广泛应用于实验室开放管理工作中。许多高校采用了校园卡、指纹识别、人脸识别等手段来辅助认证。上述的基于门禁技术的实验室开放管理，代表了当前实验室开放管理的主流技术[5]。但是各类门禁技术也存在着一个需要我们直面的问题：技术难度高、资金投入大，高校只会将其应用到一些国家级实验教学中心或者是重点实验室，很难在全校所有实验室去推广使用。

在移动互联网崛起，智能手机普及，各类新兴的移动媒体(诸如微信、微哨、飞信等)越来越多地在各个应用领域给我们带来惊喜的今天，我们有必要换个思路，摒弃那些重量级的应用，通过借助新兴的移动媒体，开发轻量级的应用，在移动终端实现高校实验室开放预约以及设备外借的服务工作。

2 微哨应用于实验室开放服务的特征及优势

微哨是锐捷网络公司于2013年5月推出的即时通讯社交化软件，具有即时通讯、公众平台、校园社交等功能。目前已和国内近百所高校合作，是一款成熟的校园网移动交互平台。我们之所以选择基于微哨来建设实验室开放服务系统,主要是因为微哨所具备的移动服务特征及平台优势。

(1) 私有云平台。微哨平台与微信平台最大的不同之处在于：微哨不是纯粹的公有云平台，而是以私有云为主，公有云为辅的平台。由于私有云的原因，微哨系统能够较为容易地与数字校园的身份系统对接，实现统一身份认证。在群组方面也是按照高校真实的组织架构，天然的具有各类群组，比如班级群，学院群等。私有云的部署方式更方便高校根据自己的特点去定制各类应用。

(2) 具有丰富的接口。微哨是一个校园开放平台，具有丰富的API接口。校园内的任何用户，都可以利用接口建立自己的服务，实现与现有业务快速、简便地对接。现在微哨平台已向用户开放的接口主要有单点登录接口、组织结构接口、轻应用接口、通讯接口等。通过微哨单点登录系统，使用微哨的帐号体系，直接登录第三方应用，将传统的、碎片式的登录得到统一；微哨的用户体系可以与数字校园中的组织结构体系集成对接，快速实现微哨中组织架构的部署，并实时同步数字校园中的核心数据，减少维护成本；使用微哨轻应用解决方案，将传统校园应用，快速、简单的移植到微哨移动平台，随时随地都可以通用微哨移动客户端使用；利用通讯接口，可以借助于微哨移动端的通知功能，将轻应用中的交互信息直接推送给用户[6]。

(3) 校园移动应用的统一入口。微哨平台的部署可打破校内移动应用各自独立和分散的局面，提供对内嵌应用的统一入口、应用搜索和统一管理，有利于各类应用的融合，改善应用同质化、混乱的局面，促进校内移动服务环境持续、健康的发展。微哨还提供应用的统一管理和监控，包括应用使用情况、用户评论情况、应用统计分析等，方便学校精准维护，统一运营。

(4) 低成本高收益。微哨是免费的平台。前期微哨团队会免费为高校完成平台的安装以及与数字校园对接工作，高校只需要通过轻应用接口将传统校园应用，移植到微哨移动平台，快速实现应用的移动化。比起购买或者自主开发多个相对独立的APP应用，其前期成本以及后期维护成本都要低得多。当学校的各种“轻应用”在微哨中“落地开花”，活跃用户数量不断增加，最终可形成“1个门户+1个平台+N个应用”的良性、生态化发展局面[7]。

综上所述，高校实验室服务工作完全可以充分利用微哨平台及其移动客户端，搭建移动化的实验室开放服务系统，更好地服务于学生的实践学习。

3 基于微哨的高校实验室开放服务系统建设

在实践过程中，我们开发了基于微哨平台及其移动客户端的实验室开放服务系统，建立起基于移动服务，兼容传统网络服务的开放式、多层次、模块化的实践教学服务体系，有效提高了实验室开放与设备共享管理的服务质量[8]。

3.1 系统体系结构

基于微哨的高校实验室开放服务系统体系结构分为三层，是以数字校园环境为基础而构建的。系统体系结构见图1。

第一层是数字校园体系中的硬件平台层，包括校园网络、IDC数据中心、数据库/中间件等，为实验室开放服务系统的建设提供了良好稳定的网络及其硬件支撑环境[9]。

图1 系统体系结构图

第二层是数字校园体系中的基础平台层，包括统一身份认证、个人信息门户、微哨平台等。统一身份认证为实验室开放服务系统提供了实名的用户体系。微哨平台是校园移动应用的门户与载体，微哨平台的各类接口，诸如轻应用、第三方消息接口、信息推送接口、认证接口等，可为实验室开放服务系统业务的正常运转提供功能性支撑。

第三层是移动应用层，包括实验室开放服务系统在内的诸多移动应用便运行在此层。实验室开放服务系统基于B/S模式，采用Php语言及数据库技术开发，以“轻应用”的形式，出现在微哨平台之上。系统通过微哨所提供的丰富接口，与用户即时交互，保证实验室开放预约、设备外借以及系统管理等业务能够正常运转。

3.2 系统对接

(1) 与数字校园统一身份认证对接。我们的做法是在微哨服务器和数字校园统一身份认证服务器之间建立通信，验证用户的通行证和密码正确与否，如果验证通过，系统获取用户合法身份信息，包括校园卡号、姓名、班级等，确保用户身份的准确性与真实性。借助微哨移动数字校园入口功能，用户只要登录微哨，就可直接使用实验室开放服务系统，在操作过程中不需要再输入用户名和密码，实现单点登录。

(2) 与国有资产管理信息系统对接。高校实验器材属于国有财产，学校国有资产管理处或实验室处都建有国有资产管理信息系统，实验室开放管理系统不需要单独建库来对各类设备进行管理。通过对接，读取国有资产管理系统的数据库，直接调用国有资产管理信息系统的标准库，抽取与设备外借相关的通用字段，诸如：设备名称、设备编号、设备类别、所属单位、价值、负责人、设备状态等。而在实验室开放服务系统中，只需要维护与设备外借业务相关的字段，诸如：借用人、借用时间、归还时间、使用状态、设备状态等。

(3) 与教务系统对接。为了进一步完善设备外借的流程，系统还与教务系统进行对接，以便于教务信息的共享。当实验器材要为教学服务时，这个的器材在上课期间是不可借用的。也就是说，当用户借用设备时间和上课时间没有交集的时候，设备才有可能被成功借用。

3.3 系统界面

学生在智能移动终端(手机、PAD)运行微哨移动客户端软件，完成身份认证。点击数字校园中的“实验室开放”图标进入应用。微哨应用界面包括菜单与富文本消息框，用户可由此处进入“实验室开放服务微门户”，进入实验室开放服务系统的所有应用。当然用户也可通过菜单、或富文本消息框直接进入自己所需的应用。系统的部分界面截图见图2[10]。

图2 系统的部分界面截图

3.4 实验室预约子系统

实验室预约子系统是整个系统的核心功能之一，其运作流程见图3。学生进入实验室预约子系统后，可看到本学院近期开放实验项目的基本情况，包括项目名称、简介、指导老师、开放时间、开放地点、人数以及实验的基本要求等。学生可对感兴趣的实验项目进行预约。指导教师对学生预约的项目进行审批。学生在获批后可在规定的时间与地点参加相关开放实验的实践。实验完成后，学生需要登录微哨，进入实验室预约子系统，提交实验报告，在实验指导教师审查之后，流程结束[11]。在实验室预约的过程中，教师审查申请、检查实验报告等环节，系统都会通过微哨的信息推送接口，将审批结果及时地推送给学生。系统还会在实验开展前5 h，将实验即将开始的信息借助微哨推送给学生，对学生进行有效提醒。系统会自动记录学生使用实验室的情况，便于实验室使用情况统计。

图3 实验室预约流程图

3.5 实验室设备外借子系统

实验室设备外借子系统的运作流程见图4，整个过程与实验室预约子系统类似。学生进入设备外借子系统后，系统默认列出学生所在学院的设备，学生可以选择设备类别进行筛选，也通过输入关键字查询的方式找到所需的设备。在设备详细信息页面，学生可以查看设备的名称、价值、管理人员、可供外借的数量、可外借的时间等信息。学生点击“外借”按钮，提交外借申请。经老师审核批准后，学生领取外借设备。在距离设备到期前1天，系统通过微哨消息接口给学生推送归还提示。学生归还设备，教师确认设备没有问题后，结束设备外借流程。如果设备出现丢失或损坏的情形，在学生赔偿后结束流程。学生通过登录微哨来借用设备时，系统会自动记录设备借用情况，减少了手工记录环节，提高了借用效率，同时也便于设备使用统计、后期维护管理[12]。

图4 实验室设备外借流程图

3.6 管理子系统

管理子系统是经过授权的教师或者实验室管理员，在系统后台对实验室开放与设备共享工作进行管理，其主要的功能见图5。

(1) 用户管理。管理员根据实际情况，对用户进行冻结或解冻的操作。

(2) 信息发布管理。管理员通过该功能发布、修改或删除通知公告、规章制度、实验报告等一些信息类的内容。

(3) 设备外借管理。管理员通过该功能，实现对设备资产的管理。管理员授权相关教师，教师可以对学生提出的设备外借申请进行审核，以及对学生归还设备进行检查与审核。

(4) 实验室开放管理。管理员可以对教师授权，发布相应实验室的开放基本情况,主要包括项目名称、指导教师、开放时间、地点、项目简介等；教师可以对学生的预约进行审核，以及检查学生的实验报告，确认学生是否正常完成实验室的使用。

(5) 讨论区管理。管理员及教师通过该功能回复、删除学生的留言，引导学生进行实验学习活动的在线交流[11]。

3.7 信用机制

我们设定了一套信用机制来保障障实验室开放服务系统的良好、可持续运转。每位学生默认有3个信用分，当学生出现未能参加预约实验，未提交实验报告，未及时归还所借设备等情况时，算违规，每次违规扣1个信用分。当学生违规累积三次时，学生的账号就会被冻结，就不能够进行实验室开放预约或设备外借。当学生在损坏实验室里的设备或者外借设备时，账号也会被冻结，完成赔偿后方可解冻账号。信用机制贯穿于整个实验室开放服务体系之中，杜绝或者减少了学生在使用公共实验室资源时的不良行为，提高了实验者的责任意识[13-14]。

4 结 语

微哨支持下的实验室开放服务系统，借助微哨平台，为学生提供了移动化的实验室开放预约以及设备外借服务，降低了学生预约实验室以及借用设备的门槛，最大限度地保证了实验室开放的质量,提高了实验室及设备的使用效率，提高了学生动手能力、实验能力、知识综合运用能力及创新能力。通过对微哨支持下的实验室开放服务系统研究也可为高校借助微哨平台，建设其它移动数字校园应用提供参考[15]。

[1] 教育部.关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见[OL]. http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/moe_18/200108/241.html

[2] 左铁镛.高等学校实验室建设的作用与思考[J]. 实验室研究与探索，2011(4):1-5.

[3] 王法玉,张 桦.基于Web与短信结合的实验室开放管理系统设计与实现[J].实验技术与管理，2011(1):104-107.

[4] 王晓华,王 杰,李海燕,等.高校开放实验室建设的探索[J].实验室研究与探索，2013(9):229-221，254.

[5] 刘 胤,冯军焕,尹帮旭.图像识别技术在实验室监控中的应用[J].实验室研究与探索，2013(10):210-213.

[6] 微哨官网.微哨平台简介[OL]. http://www.weishao.com.cn/develop.php

[7] 陈 荣,吴 迪,孙济庆.以微信为媒体的高校移动图书馆服务研究[J].现代教育技术，2014(7):85-91.

[8] 胡 凯,郑兴福,陈如松,等.江苏高校实验教学示范中心共享平台建设与实践[J].实验室研究与探索，2014(8):144-147.

[9] 孙 荣,孟凡立,张 慰.论数字校园环境下高校教学资源的整合运行策略[J].现代教育技术，2012(5):46-51.

[10] 王 萍.微信移动学习平台建设与应用[J].现代教育技术，2014(5):88-95.

[11] 蔡 勇,阿依木古丽,陈丽华,等.实验室开放网上预约系统的开发与应用[J].实验技术与管理， 2010(4):97-99.

[12] 陈娟红,金炳尧.国家级实验中心开放共享管理模式实践与探索——以浙江师范大学信息传播实验教学中心影像类实验室为例[J].现代教育技术，2014(2):120-126.

[13] 杜林岳,马 瑞,徐应涛,等.高校实验室智能开放管理系统的设计与实现[J].实验室研究与探索，2013(10):197-200.

[14] 詹福建,许 可,张东方,等. 整合资源,优化资源共享,促进实验室全面开放[J].实验技术与管理，2011(11):343-345.

[15] 卢 畅.基于指纹检测识别的开放式实验室管理系统研究与设计[J]. 实验室研究与探索， 2013(12):211-215.

A Study of Construction of Whistle-based University Open Lab Service System

SUNRong,WANGZheng-lu

(Information and Network Center, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China)

In order to improve the efficiency of laboratory management and facilities use, and to improve cultivation of students’ innovative ability, we design and implement our open lab service system. The design of the system combines with the actual situation of lab service management in universities, and is developed on the basis of Whistle—a mobile media platform. User identity check, client information tips, and mobile application development among the primary issues are solved with the help of application interface provided by Whistle. Our system provides convenient service to students, for example, lab reservation and equipment check out become easy. Our system stands out among traditional access control technologies, with the characteristics of less technical difficulty, low investment, flexible and convenient. And it is easy to promote our system for lab management at all level universities.

laboratory opening; lab reservation; equipment borrowing; Whistle

2015-03-26

江苏高校哲学社会科学研究课题(2014SJB402)；江苏省现代教育技术研究课题(2014-R-33051)；江苏师范大学实验室建设与管理重点课题(L2014Z08)

孙 荣(1979-)，男，江苏滨海人，硕士，实验师，研究方向：数字校园建设、移动应用开发。

Tel.：13605211881；E-mail：sunr@jsnu.edu.cn

G 40-057

A

1006-7167(2015)12-0233-05