開放性實驗室網絡認證管理手段應用與探究

劉治良

摘 要：在我校信息化、網絡化建設的不斷深入的今天，針對開放式實驗室管理與使用方面存在的問題，將基于校園卡的網絡化身份認證融入開放性實驗室管理手段的探索與實踐中，將所有的實驗資源聯網并實現基于網絡的自動化控制管理，實現了一套較完整地開放性實驗室管理方案，充分發揮其服務科研創新能力方面的作用。

關鍵詞：實驗室管理 開放性實驗室 網絡化身份認證 應用探究

中圖分類號：G647 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（b）-0202-02

在高校的教學環節中實驗室是一個重要組成部分，實驗室有豐富的科研設備和教學資源，通過實驗室學生可以提高實踐能力、培養創新意識。目前依據實驗室在實驗教學服務上的特點，充分利用高校實驗室現有的實驗設備和條件，將與高校相適應的探究式、研究型的實驗教學管理模式的建立作為重點，是實驗室改革的重要內容。

實驗室以滿足基本教學與科研為前提，通過一定的手續申請并在審核通過的情況下，任何需要使用實驗室的師生或科研人員，都可以通過預約實現在實驗室進行相關實驗[1]，被稱為開放式實驗室。通過實驗室的開放，可以將開放實驗室中所使用的儀器設備實現資源共享，這樣做可以提高開放實驗室的資源利用率，充分調動起來廣大師生的創新意識和實驗積極性，在整合資源實現素質教育和科研創新的過程中開放式實驗室建設已成為有效舉措。

1 如何充分實現開放性實驗室的思考

想要實現開放式實驗室，那么我們就應該在兩方面做好工作，即實驗時間的開放和實驗內容的開放。目前在實驗室上重復建設嚴重、設備損耗率高、實驗室管理人員緊缺等問題普遍存在于高校開放性實驗室的管理中[2]。對于這些問題的解決方式應該思考如何在高校實驗室中實現正常的教學科研工作的同時，還能將開放式實驗室最大限度地延長開放時間、實驗設備使用率被相應提高，那么不同類型的創新型實驗也能夠順利開展的在實驗室開展起來。

使用開放性實驗室的人員有其自身特點，比如：范圍廣、流動性大等。建設開放性實驗室，我們要在原有實驗條件的基礎上盡可能地避免重復建設，將實驗設備利用率最大化，對外開放實驗室要求開放性實驗室對本專業、本學科、本學院的師生開放。隨著教師教學科研水平地不斷提高和學生創新能力地培養，不斷延長開放性實驗室開放的時間。由于傳統實驗室不具備開放的標準，那么在開放性實驗室開展自主實驗和創新實驗的同時，我們就要延長和限制實驗室的開放時間。面對實驗室的更高要求，在長期地工作實踐中，總結出實驗室使用者的身份認證、授權及追溯是重點。可以對該使用者開放的前提是可以確認其身份并得到實驗室管理員的授權。同時記錄并保存該授權記錄，當儀器設備出現故障或損壞時候可以有據可查。因此實驗室管理者最有效的“武器”是擁有一套完整可靠的身份認證系統及管理流程。隨著高校信息化建設的不斷推進，基于網絡上的信息量和校園內的各種活動也越來越多，校園內最佳的認證手段自然是基于校園卡的身份認證。因此開放性實驗室管理中實現自動化的身份識別，這種基于網絡認證的手段應用可以實現高效的網絡化管理，并且在投入方面盡量減小，合并原有資源，在開放性實驗室管理人員緊缺等困難的解決方面也得以解決。

2 開放性實驗室管理手段的研究與實現

開放性實驗室主要是基于Web，并實現資源和網絡管理共享，現就管理流程、網絡認證的實現和一些輔助管理手段介紹如以下幾點。

2.1 開放式實驗室基本Web的管理流程

為了能有效地解決這些問題，要建立以Web技術為基礎的開放式實驗室管理系統。將所有的實驗室資源通過網絡管理共享開放。此系統匯根據先進的技術和優質的管理技術，給客戶提供一個方便快捷、安全的實驗環境。我們可以在任何地點及時間鏈接網上計算機進行查詢并申請預定使用實驗室。通過后用戶可以通過刷卡進行身份驗證，核實后就可以進入實驗室進行工作了。在實驗完成之后，實驗效果和對實驗室的意見及建議都可以通過瀏覽器登錄系統進行反饋[3]。管理人員提高開放式實驗室的管理效率和實驗效果的途徑可以通過該系統對實驗進行跟蹤管理，統計分析實驗室使用情況。還可通過管理系統對使用不當造成的儀器損壞追溯使用人責任。

2.2 網絡認證的實現

那么如何實現真正意義上的網絡認證？通過網絡對身份進行認證是與一般的智能化的門禁系統的重要區別，如圖1的實現流程就是具體的體現。

同一實驗室管理系統實現開放實驗室的門禁系統的認證，從而實現了所有開放性實驗室資源的“聯網”。認證管理的過程是對于小型實驗設備，我們將其放入的一個帶電磁閥鎖芯的柜子中，對于身份認證部分的實現與門禁系統一樣，通過一個讀卡器讀取校園卡內碼后通過網絡將數據傳送給認證服務器，認證服務器經過數據編解碼并基于數據庫系統判斷給出是否通過認證，再將信號返回到執行機構打開實驗柜。對于大型設備，為了實現控制管理的目標，我們將執行機構改變為一個大功率固態繼電器[4-5]，用來控制實驗設備的電源輸入。我們對所有實驗室的桌椅及實驗物品都統一編號，為了方便管理。

對于使用有線或是無線的選擇在整個系統具體實現的過程中，是網絡連接方案，有線網絡具有連接成本低，數據信號可靠的優點，但無線連接更適合認證系統，因為考慮到實驗室會經常挪動。無線連接就有我們經常使用的WiFi和藍牙進行連接。整個開放性實驗室的認證系統示意圖如圖2所示。

2.3 開放性實驗室其它輔助管理手段

實驗室還有實時視頻監控系統，作為開放性實驗室的輔助管理手段。為了確保數據的可靠性，我們在開放式實驗室管理系統中，采用多視頻檢測不留任何死角，并且使用高清的攝像頭，將監視到視頻儲存在預備服務器中，方便日后隨時查詢當時的情況。我們還可以應用智能實驗柜系統，也同樣實現了基于校園卡的網絡認證，就像實驗室、實驗設備一樣，是實驗的共享資源[6-7]。為了方便下一次實驗的使用，在實驗柜中可以暫時存放實驗過程中的用的工具、半成品實驗結果、參考資料等。

3 結語

實驗教學體系應該是一種實踐與理論教學改革相協調的，讓它適合于高校開放性實驗室。在整合教學及實驗室資源的基礎上，充分利用校園網資源和Internet平臺，開放式實驗室網絡認證管理手段實現了跨校區、跨專業，在互聯網上學生可以對需要的實驗項目進行實驗申請與預約，并且各校區乃至校外各科研單位的師生、科研人員通過統一管理平臺可以預約使用實驗室和實驗儀器等，這對實驗室管理工作中的種種問題也是一個更加高效地解決。使開放性的實驗室從技術手段上保證了真正的意義上的開放性實驗室的運行。

參考文獻

[1] 楊鳳珍，謝榮，高欣，等.開放式研究型專業實驗教學模式的探索[J].實驗技術與管理，2011，28（8）：23-25.

[2] 姜浩，呂志豐，黃賀，等.開放式實驗室管理系統的設計與實現[J].實驗室研究與探索，2010（6）：110-112.

[3] 陳海燕.淺議高校實驗室開放管理機制[J].安徽農學通報，2009，15（8）：215-216.

[4] 宋大雷，彭利軍.教學開放實驗室建設的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2011（3）：338-341.

[5] 伍揚.高校實驗室開放管理機制的研究[J].實驗技術與管理，2012，29（8）：178-181.

[6] 王玉霞.高校實驗室管理信息系統的研究[J].中國科教創新導刊，2008（14）：213-214.

[7] 王雪飛.基于開放實驗室的教學模式研究[J].長沙鐵道學院學報：社會科學版，2011（1）：248-249.