基于高校智慧校园的实验室建设探索

佟巳刚

【摘要】近些年来，随着智慧校园的普及推广与应用，高校实验室也可以依托于物联网、云计算等新兴技术实现信息化管理过程。最重要的是，实验室可以借助信息化管理技术推动实验室建设水平的不断发展，利于各项研究工作的顺利开展。本文研究了本科院校的实验室建设现状，指出其发展的不足之处，并提出具体的改进建议，以便更好地促进基于智慧校园的实验室建设。

【关键词】智慧校园 实验室 信息化管理

近年来，教育部颁布多项政策文件，提出将普通本科院校转型为应用型高校，指出要确立高校应用型的类型定位和人才培养的职责使命，强化实验实训活动，有效地提高学生的实践能力与创新能力。在培养人才时应用型本科院校更加注重以能力培养为中心，做到理论教学与实践教学并重，并积极开展相关的课外实践教学活动，旨在通过相关实践教学，提高学生的实践能力与创新能力，促进学生职业能力和就业能力的稳步提升。因此，物联网技术与大数据信息技术为支撑的智慧实验室的建设受到各院校广泛关注。

1 应用型本科院校实验室建设现状

随着应用型本科院校对实验室建设的重视程度不断提高，实验室建设不论是实验室规划还是设施设备都已经取得了很大的进步，但是在实验室使用中还存在一些不足之处，影响实验室作用的發挥。

1.1缺乏完善的实验室建设标准

目前，应用型本科院校不仅实验室建设后缺乏完善的实验室管理制度，而且实验室建设前也缺少建设标准。由于院校转型时间较短，其在实验室的建设规划上还存在很大的不足之处。很多实验室依据原有的传统实验室进行改、扩建，实验室建设标准等并没有进行规范。

1.2 缺少专门的实验室管理人员

随着国家对应用型本科院校的重视程度不断提高，本科院校的人才培养都侧重实验实践教学。目前，各院校实验室管理中，尤其是民办本科院校专职的实验室管理人员不足，由任课教师兼职实验室管理员，专任教师的教学任务繁重，很难实现对实验室的精细化管理，在一定程度上会造成相关工作的不规范，随着实验室开放程度的扩大，参与实验、实践的学生人数越来越多，而原有的单一实验室资源紧缺，实验室日常管理工作增加，专职实验室管理员的缺少的弊端日益显现，实验室管理员的缺少也限制了实验室功能作用的发挥。

1.3 智慧实验室建设滞后

随着智慧校园的普及推广与应用，实验室建设并不能与智慧校园建设相结合，不能够体现信息化与智慧化在实验室建设中的优势。相关仪器设备分散在各个实验室，虽然有专门人员进行管理，但是没有建立智慧化的实验统一管理平台，不能对设备实时的使用情况进行监管，实验室的室内照明和设备供电仍然依靠人工管理。

2 智慧实验室概述

2.1 智慧校园概念

所谓的智慧校园主要是指以物联网技术为重要依托，实现智慧化校园工作、学习与生活的一体化管理，为校园营造出智慧化、信息化的服务环境。在智慧校园管理下，教学、科研以及管理等工作会融合为一体，逐步渗透于日常管理当中。

2.2 智慧实验室概念

智慧实验室建设也将基于智慧校园平台得到更好的发展。在实验室建设过程中，人们要将互联网技术与物联网、云计算等移动信息技术结合，有效实现实验室的物理设备、信息设备以及操作流程等的智能化管理，形成良好的实验室氛围，帮助学生提高学习效果，同时提升其团队协作能力，促进其综合素质的全面提高，更好地发挥人才培养优势。智慧实验室建设要与新兴信息技术和现代教育理念紧密结合，以物联网的发展为基础，构建开放、互动、共享的综合信息平台，实现更好的管理与监控功能，促进信息的传输、交互与评价，为学生营造良好的实验室氛围。

3 智慧实验室建设研究

3.1 装置无线通信模块

无线通信模块作为智慧校园实验室构建的核心内容，一般多负责实现数据通信与传输工作。由于校园内WiFi信号全覆盖，因此管理人员可以使用无线WiFi实现对大量数据的传输与管理。各网络通信模块的主控单元以MCU为主，使用外置天线。其中，ZigBee模块主要针对实验室门禁系统进行控制化管理。如在上课期间将门开启、无人期间将门关闭。

3.2 装置硬件结构与功能

装置硬件结构与功能主要集中体现在实验室门结构上面，设计过程中需要严格根据装置供电问题，以交流电形式实现供电过程。或者是利用相关蓄电池实现装置供电过程。根据实际情况来看，该装置主要以无线传输模块与天线模块为主，实现日常通信过程。并积极与服务器之间进行互连，确保服务器时间信息以及其他信息准确合理。另外，在指纹识别模块的设计方面，一般多以FLASH中存储的管理员指纹信息为主，当装置出现信息错误时，将无法启动门禁系统，此时可以利用指纹信息进行启动。

3.3 装置的软件设计

装置的软件设计作为智慧校园实验室设计的关键内容，一般多围绕教师、学生、实训室管理员以及系统管理员进行设计与管理。学生可以通过网页或者移动客户端平台登录系统，完成个人信息修改工作或者是课程实验室所在位置等内容。同时，还可以根据平台信息查询自己的课程信息，如上课时间等。教师人员则可以利用实验室管理平台上传与本节课实验相关的资源信息，或者相关文件等，让学生及时浏览以便深化课堂教学效果。实验室管理人员可以借助该系统阐明实验室使用情况，生成统计报表，以便后续管理应用。而系统管理人员可以根据系统装置的运行情况实现信息资源真正意义上共享、互动要求。

4结语

随着智慧校园理念的推广，智慧实验室建设已经成趋势。当前，应用型本科院校要重视智慧实验室建设，将物联网、互联网、大数据等技术有效结合，有效发挥智慧实验室的作用，更好地推动我国应用型本科院校人才的培养，促进现代教学的不断发展。

参考文献：

[1]赖程鹏.基于物联网技术的智慧实验室的研究与设计[D].保定：华北电力大学，2015.

[2]王虹，王军.基于“智慧校园”的高校实验室安全管理平台建设[J].实验技术与管理，2019，36（2）：49-52.

[3]施金鸿，庄志惠.新工科模式下高校实验室建设与管理[J].中国高新科技，2019（10）：50-52.