高职院校商科实验室信息化交互管理平台建设探究

摘  要  随着信息化、智慧化实验室的概念被提出，我国各高校实验室也相继开展建设研究。实验室信息化建设可以实现无纸化、自动化管理，有效提高管理效率，充分实现实验室资源共享，并且能更加全面地监察实验室安全，全面提升实验室绩效水平。但是，高职院校商科实验室信息化、智慧化建设研究起步较晚，须加快步伐。

关键词  高职院校；商科实验室；信息化交互管理平台

中图分类号：G717   文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）07-0026-03

0  引言

1995年，比尔·盖茨在《未来之路》中提及物联网这一概念，就是通过互联网把各种装置连接起来，形成一个可以智能识别和管理的网络。麻省理工学院Auto-ID实验室在1999年对物联网的概念进行了定义。2008年，美国IBM公司提出通过互联网、物联网构建一个在未来实现仪器化、互联化、智能化的“智慧地球”的物联网发展策略。2009年以来，我国物联网技术开始快速发展，各高校开始物联网建设的研究工作，并逐渐将这一概念接入实验室的建设与管理研究中。

我国在实验室信息化建设与管理方面的研究起步较晚，但是通过借鉴、吸收与创新，近年来针对国内高校实验室的信息化研究也取得一定成果。例如：高永清等[1]基于室内物联网技术构建了智慧实验室系统的整体框架，经过对该系统进行性能测试，结果表明，智慧实验室系统提高了实验室管理的信息化水平；张朋[2]针对应用型本科院校进行实验室信息管理系统的设计与开发，以期完善院校实验室的教学与管理工作；邱坤等[3]为解决高校文科实验室存在的问题，构建了一个包含管理员模块、教师模块、学生模块的信息化管理系统，对提高文科实验室的利用率和管理效率提供了一定借鉴；何东钢等[4]提出实验室资产管理系统的设计方案，该方案提升了资产管理的信息化水平。

1  实验室信息化交互管理平台建设现状

学校教育资源共享一直是一个老大难的问题，在没有一个统一管理平台的情况下，协调起来非常复杂，“剪不断，理还乱”，主要原因是共享渠道不畅通，导致多个主体之间的责、权等关系不明。因此，学校设备共用、资源共享是当前高职教育及开放教育发展的一个重要趋势。高职院校实验室利用物联网技术进行信息化管理是大势所趋，将实验室各平台、各区域进行模块化，有针对性地管理，有利于实验室资源的优化配置及高效管理。

目前，江苏省内一些高职院校商科实验室的信息化、智慧化管理建设多停留在理论研究阶段，尚未完成信息化、智慧化改造工作。实验室管理人员通过钥匙管理、纸质文档记录，实现实验室资源的分配与管理，这种原始的管理方式会消耗更多的人力成本，效果却不理想。

2  实验室信息化交互管理平台建设研究

实验室信息化交互管理平台建设思路是通过物联网技术、计算机技术及网络技术将实验室各个功能区、后台管理平台及前端服务平台集成于一个综合的管理平台上，从而实现实验室资源的管理与分配，用更科学的方式提高实验室的管理效率。本文主要从功能结构的建设上进行探讨与研究。如图1所示，高职院校商科实验室信息化交互管理平台可分为四大子系统：实验室综合管理平台、安全监察系统、实验室客户端APP及综合数据库。

2.1  实验室综合管理平台

实验室综合管理平台是整个信息化交互管理平台的核心，用于汇聚、管理及可视化展示实验室各项数据信息。实验室综合管理平台作为实验室信息化交互管理平台的中枢，串联起其他三个子系统平台，接收来自安全监察系统、实验室客户端APP及综合数据库传递来的信息并分析处理。

如图2所示，实验室综合管理平台分为功能管理模块和综合管理模块两大类模块：功能管理模块分别管理其他三个子系统，然后将子系统信息上报综合管理模块进行自动化处理或者人工处理；综合管理模块类似整个系统的中央处理器，处理各类信息及发布各类指令。

综合管理模块包括后台管理模块及自动化信息处理模块，当系统收到功能模块上报信息，按照设计好的自动管理权限，进行管理和授权。比如：当教师通过实验室客户端APP申请实验室使用权限时，自动化信息处理模块根据实验室类别、功能及状态情况，自动分配实验室给申请教师进行授权，并同步指令通过安监管理模块对安全准入系统授权，教师可以校园卡刷卡形式通过实验室门禁。当待处理信息超过自动化信息处理模块权限或者自动化信息处理模块无法处理时，上报至后台管理模块，由管理人员进行处理。

后台管理模块主要分为两部分功能：第一部分是管理员处理超过自动化信息处理模块权限和能力的信息；第二部分是后台信息统计，包括实验室设备基本情况统计、实验室使用效率统计、实验室绩效核算、其他综合信息的汇总及报表生成。后台管理模块是整个系统的最高权限及最终管理平台，可对整个系统进行管理，对各个子系统及模块进行授权，对实验室运行情况进行统计。

功能模块主要有安监管理模块、客户端管理模块、信息窗口模块以及数据库管理模块，用于硬件设备通过物联网连接的管理、信息上传、指令传递与发布等。安监管理模块主要是管理安全监察子系统，综合处理视频监控、安全准入的授权、门禁管理、消防安全监测以及贵重设备防盗等上报信息，并传达后台管理模块指令。客户端管理模块主要是管理实验室客户端APP。信息窗口模块是整个管理系统的信息发布平台，可以网页发布或者APP推送等形式进行实验室状态、通知、规章制度等信息的发布。数据库管理模块是进行数据库管理的核心，进行数据库资料分类、汇总与统计。

2.2  安全监察系统

安全监察系统是利用物联网技术建设的主要安全信息采集端，主要分为三大模块。

1）视频监控模块，主要是在各个实验室内设置安全监控摄像装置，对实验室的情况进行24小时录像监控，对异常现象进行捕捉，通过局域网上报管理系统。

2）安全准入模块，通过对各个实验室设置电子门禁或者安全密码并与校园卡信息相互绑定，在不需要管理员陪同的情况下，被授权的教师或者学生通过校园卡识别进入实验室，获得实验室使用权限。

3）其他安全监察模块，包括对火灾安全预警监测和设备防盗等。由于实验室有大量的电子设备，特别是24小时运行的大型交换机设备及其他容易有火灾安全隐患的位置，设置烟雾报警装置，并接入安全监察平台，上报中枢管理系统。同时，对重要装置及贵重设备进行标记，通过GPS定位来确保安全，如果设备发生异常移动，可上报管理平台并进行定位追踪。

2.3  实验室客户端APP

整个管理系统的最终目标是服务师生，随着时代的发展、智能手机的普及，手机APP的使用是一种趋势，安装在智能手机上的实验室客户端APP针对服务对象，可用于课程选择、实验室预约使用、软件下载、数据资料查询等。实验室客户端APP根据对象及权限不同，分为学生客户端、教师客户端。

教师客户端APP包括实验室预约、实验课程管理、信息发布、数据资料查询与下载等。教师可通过平台申请实验室的使用，发布实验室课程学习计划、作业，进行成绩统计与管理，也可以分享数据资料或者下载实验室资料数据等。

学生客户端APP包括实验室预约模块、数据资料查询与下载、模拟实验模块等。学生通过登录客户端APP，可以进行实验室使用权限申请、虚拟实验、作业提交、软件与学习资料的下载及问题上报等。

2.4  综合数据库

一般商科实验室的建设除了电脑等硬件设备外，还需要大量的软件配套。实验室软件配套主要包括各种办公软件、专业应用软件、教学及报告文献的电子数据资料等，为了有效发挥这些软件的价值，必须建设专门的数据库进行管理。因此，数据库的建设可分为电子资料数据库和应用软件库。

电子资料数据库包括文献资料、实训数据及报告。由于商科实验室会大量进行软件模拟实训和实证研究，会形成大量的实证研究数据及案例，对这些报告、案例等数据资料进行收集与整理归类，与教学资料、文献资料构成电子资料数据库，能更好地辅助教师教学和学生学习。

商科实验室由于实训和教学的需求，会购入大量的专业软件和实训模拟系统，这是实验室的宝贵资源。将这些专业软件及工具软件建立一个软件库，除了在上课时供教师和学生使用，也可让学生、教师在局域网内下载使用，这样可以更好地发挥这些资源的作用。

3  结论

高职院校商科实验室信息化交互管理平台建设利用计算机、网络及物联网等技术手段，通过构建实验室综合管理平台作为核心子系统，与安全监察系统、实验室客户端APP及综合数据库等三个子系统有效连接，实现无纸化办公、无接触管理，可有效提高整个实验室的管理效率，也能充分发挥实验室的利用效率。目前在实验室信息化、智慧化的研究与建设上，本科院校推进较快，高职院校在推进建设方面需进一步加快步伐。

参考文献

[1] 高永清，商丹.基于ZigBee智慧实验室系统的设计[J].电视技术，2015（8）：17-21.

[2] 张朋.应用型本科院校实验室信息管理系统的设计与研究[J].宏观经济管理，2017（S1）：216-218.

[3] 邱坤，顾亦然，魏莉.高校文科实验室信息化管理系统的探究[J].实验技术与管理，2019（8）：260-262.

[4] 何东钢，李响，王美妮，等.电信实验教学示范中心资产管理系统的设计与应用[J].实验技术与管理，2020（3）：193-195.

*项目来源：2021年江苏高校哲学社会科学研究一般项目开放教育（在线教育）精品研究专项“供给侧视角下开放教育实践教学资源共建共享策略研究”（项目编号：2021SJA0759）。

作者：邵莉莉，江苏开放大学商学院，助理实验师，研究方向为实验室建设与管理（210013）。