高职院校智能实验室管理系统的开发与实现

王咏梅

（九江职业大学, 江西 九江 332000）

培养高职学生创新能力和实践技能，提高他们的动手操作能力，增强高职学生对工作岗位的适应性，这是高职院校课程教学的重要目标。同时，为促进该目标顺利实现，高职院校应该加强实验室管理，科学合理组织实验和实践活动，让学生积极、主动参与实践锻炼，促进人才培养质量提升，让学生更好适应将来工作需要。但不能忽视的是，目前在高职实验室管理中，仍然存在管理人员综合技能偏低，现代信息技术的作用未能充分发挥等缺陷，有必要完善和改进。本文结合九江职业大学实际情况，就智能实验室管理系统的开发和应用进行介绍和分析，希望能为加强实验室管理提供一种新思路。

一、高职院校智能实验室管理存在的问题

实验室是高职院校开展教学活动，组织学生实验和实训的重要场所。因此，为促进其作用充分发挥，根据实验室具体情况，制定健全完善的制度，提高实验室管理水平是必要的。但不能忽视的是，目前在高职院校实验室管理中，仍然存在以下问题与不足。

随着对高职院校各项经费投入的增加，再加上高职学校扩展，学生人数越来越多，应用型人才培养也要求加强学生实践训练，提高学生动手能力和实践操作技能。在这样的背景下，对实验室管理也提出更高要求，传统的人工管理方式难以适应实验室管理需要，发挥信息技术和计算机的作用，构建有效的管理系统，提高管理信息化和现代化水平是不可忽视的内容。

1.管理人员技能偏低

实验室管理信息化和现代化要求提高管理人员综合素质，他们不仅要具备扎实的管理基础理论，熟悉管理制度和管理流程。还要掌握计算机应用技术，能熟练应用数据库和管理系统开展实验室管理活动。但目前高职院校在这些方面存在不足，管理队伍年龄老化，管理人员数量不足[1]。再加强管理培训不到位，制约他们的管理综合技能提升，难以适应高校院校实验室管理需要。

2.现代信息技术应用不到位

部分高职院校由于受到经费、人才队伍等因素制约，忽视购置先进仪器设备。也没有根据管理需要建立有效的实验室管理系统，现代信息技术应用不到位，作用未能得到充分发挥，影响高职院校实验室管理水平提升。

二、高职院校智能实验室管理系统的开发

为弥补实验室管理存在的不足，九江职业大学在实验室管理中，注重发挥先进管理理念的指导作用，综合应用计算机软件、智能卡、网络技术等，开发和设计了高职院校智能实验室管理系统，主要组成包括硬件平台、管理软件系统和实验室管理控制系统。

（一）硬件平台

硬件平台（如图1所示）构成主要包括校级与若干院级平台节点，若干客户端。在局域网支持下，校级与院级平台节点实现连接，同时还满足校内客户端与智能管理系统连接需要。如果客户端是在校外，他们需要访问智能管理系统时，就必要依靠互联网的作用。其中，校级与院级平台节点服务器分别存在各自的数据。并且实验平台校级节点在系统运行中发挥关键作用，负责与服务器进行数据沟通[2]。这样不仅有利于数据资源共享，同时还能为管理决策提供参考。

图1 智能实验室管理系统拓扑

（二）管理软件系统

管理软件系统是整个系统的关键，对系统有效运行和充分发挥作用产生重要影响。该管理软件系统用Java语言编写，主要模块如下（如图2所示）。

图2 智能实验室管理系统功能模块

（1）用户管理模块。主要功能为用户信息管理，用户权限设置，个人界面定制与管理。此外，在用户管理模块当中还拥有数据设置模块，在该模块支持下，能够实现学校共享数据库之间的数据交换，便利校级与学院级平台服务器进行数据交换。在用户管理模块上，可进行用户登录、数据认证、机构设置和数据查询等操作[3]，进而为有效开展实验室管理创造便利。

（2）资源管理模块。该模块在智能实验室管理系统中占据重要地位，也是提高管理水平，促进系统有效运行和工作效率提升的关键。主要对实验室信息、实验室项目、实验队伍、实验仪器设备、实验室房间的管理，让各种因素有效发挥作用，满足学生学习和实验教学需要。

（3）实验室开放管理模块。功能为开放实验排队站位、预约审批，仪器、实验室和会议室预约审批，易损仪器赔偿，收费、资金和培训管理，用户信誉积分，实验室工作日志[4]。

（4）物联管理模块。该模块与管理控制系统配合并审批预约者，预约者刷卡开门进入实验室教学和学习。当预约者进入实验室之后，物联管理模块为实验仪器配置电源，并启动监控设备，发挥语音提示功能，为实验者提供相关信息和语音提示，保障实验室教学和学生学习顺利进行。

（三）实验室管理控制系统

为详细掌握实验室运行基本情况，提高管理水平，在管理控制系统设置上，主要包括以下几个模块（如图3所示）。

（1）门禁控制模块。模块组成包括电子锁和刷卡器，实验室门上安装电子锁，可用授权刷卡与密码方式开门。任课老师和学生可以凭密码开门，开门后系统为每位学生自动分配一个座位号，学生对号入座，进行实验和研究活动。刷卡器安置于门外，预约者刷卡后服务器发出指令开门。

（2）智能电源控制模块。该模块主要功能为：电流与开关监控、过流保护、远程开关等功能。刷卡开门后服务器为设备分配电源，并启动计时与监控功能。此外，即使管理人员不在实验室现场，但通过局域网可以对智能电源控制模块进行远程控制。

（3）视频监控模块。前端摄像机、硬盘录像机、管理服务器是该模块主要构成内容，可实现远程监督与指导、在线听课与培训、实验回顾等功能[5]。

（4）实验室语音提示和通讯模块。组成包括语音提示器和通讯电话。刷卡开门时语音提示器发出信息，提醒实验室人员注意事项。预约时间将满时发生提示信息，提醒实验人员做好结束准备工作，或办理申请延长实验时间手续。通讯模块能满足实验人员与管理人员远程通话，开展及时交流和互动需要。

图3 智能实验室管理控制系统示意图

三、高职院校智能实验室管理系统的实现

九江职业大学在实验室管理中，通过智能实验室管理系统的应用，不仅提高实验室管理的信息化水平，还取得良好效果。

（一）具体应用

以前我校实验室管理主要采用人工方式，由管理人员开展日常巡视和检查，并详细做好记录，发现问题之后立即采取修复措施。之后虽然开始注重计算机的作用，但未能结合实际工作需要构建有效的实验室管理系统。不仅加大管理人员的工作负荷，还难以详细掌握实验室基本情况，制约管理水平提高。为弥补这些不足，九江职业大学于2012年4月开发智能实验室管理系统，并于当年9月投入使用。

（二）应用效果

经过将近5年的探索与实践，智能实验室管理系统不仅满足高职实验室管理需要，还推动管理理念与管理方式的转变。在优化管理队伍结构的基础上，注重发挥计算机和信息技术的作用，实现管理现代化，有利于提高管理水平。同时还能减轻专职管理人员劳动强度，降低他们的负荷量。此外，系统还可以对设备进行监控，与预约、门禁刷卡联用进行身份识别，无需管理人员到场，系统通过审批授权刷卡识别，学生就可以进入实验室学习。实现了实验室向学生的全天候开放，也为学生学习和参加实践锻炼提供条件。

四、结语

智能实验室管理系统的开发和应用，不仅满足高职院校实验室管理需要，还有利于提高管理水平，更好满足教学和学生学习需要。为促进其作用充分发挥，应该重视智能实验室管理系统维护，加强安全管理，及时发现并排除可能出现的安全隐患，并注重对系统更新和升级。使其更好满足高职院校实验室管理需要，也为教学活动开展和学生有效学习创造便利。

[1]陆江东,戴卓臣,等．基于物联网的智能计算机实验室管理系统[J]．电子设计工程,2013，(21)：44-46．

[2]葛日波,朱志刚,等．以信息化平台建设为依托的实验室管理模式创新与实践[J]．实验技术与管理,2014，(1)：15-18．

[3]胡卉颖．高校宿舍管理及智能终端APP的设计与开发[J]．湖南邮电职业技术学院学报,2017，(4)：33-35．

[4]吴 良,邹志宏,等．智能实验室管理系统的开发与实践[J]．实验室研究与探索,2015，(2)：169-172．

[5]吴文华,杨 庆,等．智能实验室管理系统下的实验室开放管理[J]．实验技术与管理,2011，(2)：172-176．