“互联网+”实验室管理模式探讨

【摘要】实验室高校教学的一个重要组成部分，如何更好地加强实验室管理，提高实验室及实验设备的利用率，已经引起院校、教师和学生的广泛关注，是一个非常值得探讨的问题。校园一卡通平台是学校教育信息化、数字化的载体，“互联网+”成为教育变革的一个新的契机，将二者结合起来运用在实验室管理上，将是实验室管理的趋势。

【关键词】实验室管理;互联网+;校园一卡通

一、引言

高等院校的实验室是学校教育的重要组成部分，是学校教学与科研的重要基地，是培养学生的动手能力、应用能力和创新能力的重要场所，也是增强教师实践教学和科研能力的摇篮，在衡量学校办学质量和办学水平上占有重要的地位。实验室内具备相对专业的仪器设备和实验用品等，随着招生人数的不断增加、实验室工作负荷的不断提高，传统的主要以手工、纸质记录的管理模式已经捉襟见肘，只有高效便捷的实验室管理模式才能更好地为教学服务。1.1现有实验室管理现状目前，高校实验室数量大，类型多，功能各异，根据其功能可分为三大类：以教学为目的的实验室、以科研为目的的实验室、省级或部级专业实验室[1]。目前这些实验室的管理多是以人工方式进行，而且管理内容多数是偏向于实验设备，而实践教学、开放性实验、实验过程等动态信息的管理目前尚属空白，主要表现在以下几个方面：1.实验仪器使用记录。目前学生在使用实验仪器设备时需要对使用情况做详细的手工登记，多数是由实验室管理人员完成，对于实验仪器设备数量大的基础教学类实验室的管理人员来说是个不小的工作量，而且容易出错，对于仪器的使用时间等内容也不够精确，一旦发生仪器设备损坏等情况很难确定到使用者。2.开放性实验室管理。多数的实验室都是需要在专业教师的监督指导下，学生才能进入实验室进行实践活动，这样限制了实验室资源的充分利用，同时也禁锢了学生自发进行实践活动的思想，而目前的实验室开放性管理对管理人员的需求量比较大。3.学生签到。传统课堂的学生考勤模式都是教师人工核对学生情况，既占用了教师的时间和精力，又不便与分析数据，管理人员还须监管学生的出入情况，整体管理工作程序繁琐、效率低下，对学生实验状态难以有效地管理与控制[2]。4.实践教学信息统计。当前主要依靠人工记录的实验室管理模式，不便于学校教务处统计实验相关信息，对发现和解决实验教学中的问题都有一定的滞后。为了改革上述实验教学模式的弊端，有必要引入基于校园一卡通门禁系统的实验室管理策略，不仅可以减轻管理人员的负担，提高实验室的利用效率，而且能够提升高校实践教学综合管理水平，为师生营造一个多元化、开放性的实验教学环境[3]。

二、基于一卡通的网络智能化管理

随着“互联网+”概念不断渗透到各行业领域，大数据、云计算、互联网等与教育界的结合已经逐渐展开，教育界的互联网行业已被公认为是最受关注的领域[4]，如何充分利用现有的实验室资源，提高资源的利用率，做到信息的快速查询和规范管理已成为实验室管理工作的核心任务，因此实验室管理工作的信息化和网络化势在必行。目前，我校的校园一卡通是一种非接触式IC卡，实现了在同一张卡上多种不同功能的智能化管理，以取代学生证、食堂饭卡、图书借阅卡、上网卡、医疗付费卡以及洗浴卡等多张卡片，从而实现校园内的统一身份认证、统一信息查询及共享数据平台的功能。我们利用校园一卡通，以校园网为载体，借助数据库技术等信息化手段，实现数据的前端采集、交互与共享操作，以及校园卡身份识别功能和数据记录等功能，信息中心汇总所有采集的数据，对数据进行集中管理和简单分析，并辅之以一定的数据挖掘模型进行决策分析，可以完成学校不仅限于教学的多种日常管理工作。

三、“互联网+一卡通”的实验室管理模式

3.1系统描述系统的架构由读卡器、嵌入式系统、门禁系统管理平台以及各应用端的管理平台构成，前端基于校园一卡通读卡器，通过在读卡器上刷卡获取目标卡的信息，与本地系统中的数据库做对比，成功则显示刷卡人信息，生成刷卡记录，并通过校园网上传至信息中心的服务器，在服务器端生成不同格式的数据备用，实验管理系统，实践教学管理平台和大型科学仪器管理平台等均可以从服务器上获取数据。3.2实验室管理平台的主要功能针对目前综合类高校功能各异的实验室，尤其是对含有一些危险化学品或化学试剂以及大型科学仪器的实验室和开放型实验室，实验室管理平台需要有较好的通用性和实用性，以下功能都是必不可少的：1.生成记录完备性。持卡人刷卡时，不仅要对比本地数据库查找刷卡人信息，而且要在生成的记录中加入刷卡的精确时间、进入的实验室名称、使用的实验设备等详细信息，以备为不同系统调用数据的信息完整性。某些大型或专用设备需要单独安装刷卡前端系统的，更要生成使用设备的开始时间和结束时间，以便准确记录使用时间。2.数据库同步功能。本地数据库设定时间自动与一卡通中心数据库同步信息，确保持卡人在更换卡片后不影响使用，同时也能在一定程度上控制卡片挂失后非本人持卡刷卡的情况。为了降低本地数据库同步的数据量和同步时长，对于某些专用实验室或学院专业实验室，本地数据库可以选择只同步本学院的学生数据，通过设置“白名单”方式，当“白名单”功能启用时，只同步更新白名单上的人员信息。3.限制未授权人员功能。某些大型仪器设备或专用仪器设备需要单独配备刷卡前端系统的，一卡通无效或未被设置在有权使用该设备的名单中的持卡人刷卡，都不能启动仪器设备使用。4.功能扩展灵活。无论是在刷卡系统前端，还是在信息中心的服务器端，都要做好扩展功能的软硬件接口，为将来新功能的扩展做好准备。比如化学试剂的使用，就可以在化学试剂的盛装瓶外粘贴该试剂的二维码，试剂领用处配备的刷卡前端添加一个扫二维码的功能，领用该试剂时，刷过一卡通后再扫一次二维码，就能准确地生成一条化学试剂的领用记录。5.系统监控功能。系统会实时监测网络连接状态，断网后在本地的所有功能均能正常使用，待网络连通后，系统自动将断网期间的记录上传到信息中心服务器。6.远程控制功能。设备管理员可以远程设置门禁的开关以及设备使用的时间段。同时本实验室上课的教师可以导出该堂课学生的刷卡记录作为电子签到表统计学生的出勤情况。7.信息中心服务器数据管理。信息中心的服务器实时接收各个实验室发送过来的实验室使用信息，并按照一定的规则生成原始数据为其他系统提供查询服务。在信息中心服务器上生成的数据资料，可以为学校各职能部门的数据需求提供原始数据，各部门根据自己的业务需要，通过接口从信息中心服务器中获取相关信息，可以生成教师上课签到表、学生上课出勤统计表、实验设备记录表、实验设备和实验室使用率表等各类业务数据。

四、结束语

在“互联网+”的思维带动下，凭借一卡通平台的信息，持卡人刷卡操作后，全部信息都会存储在系统服务器中，通过对历史数据分析处理，做出归纳性的推理，可以从中挖掘出潜在的最优运行模式，帮助学校决策者及时调整实践教学管理策略，同时，还能以严谨科学、方便快捷的方式反映实验室的使用情况，便于学校对实验室设备利用率从整体上有所了解，对进一步提高实验室管理水平和资源的综合利用，具有积极的作用。

参考文献

[1]杨燕，李坚，李锦春.实验室开放管理的探索与实践[J].教育教学论坛，2014，2（9）：7-8.

[2]魏建国.数字化校园中的考勤管理和门禁管理两个子系统应用方案[J].电脑知识与技术，2011，7（27）：6579-6580.

[3]郭盛，黄刚，王峰.校园卡门禁系统在高校实验室中的应用研究[J].中国现代教育装备，2013（19）：8-10.

[4]解继丽.“互联网+”引领教育改革新趋势[J].楚雄师范学院学报，2015，2：85-88.

作者:别玉涛 王晓光 吕巍 单位:1.吉林大学公共计算机教学与研究中心 2.吉林大学计算机科学与技术学院