一種適用于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的管理模式

胡萍

摘 要：該文首先探討了計(jì)算機(jī)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理中存在的問(wèn)題，并且從提高實(shí)驗(yàn)員和學(xué)生的積極性、設(shè)備的使用率和智能化管理水平等角度出發(fā)提出了一些解決問(wèn)題的新策略。然后，該文以問(wèn)題的對(duì)策為基礎(chǔ)，以北京農(nóng)學(xué)院計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心為例，從硬件支撐環(huán)境和軟件功能兩方面著手，提出了適用于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的管理模式。通過(guò)一個(gè)學(xué)期的實(shí)踐，結(jié)果表明：該管理模式提高了實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放效果。因此，該文也可以為科學(xué)的實(shí)驗(yàn)室管理提供的一種參考模式。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室 管理模式 開(kāi)放效果 采取對(duì)策

中圖分類號(hào)：TF03+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）09（c）-0188-02

隨著應(yīng)用型和復(fù)合型人才培養(yǎng)要求越來(lái)越強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作量急劇增加，實(shí)驗(yàn)室面向?qū)W生開(kāi)放越來(lái)越成為人才培養(yǎng)過(guò)程中的一項(xiàng)重要工作。

1 計(jì)算機(jī)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理中存在的問(wèn)題

目前，大部分高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室面向?qū)W生全面開(kāi)放，但是不少學(xué)校出現(xiàn)了“開(kāi)放而不管理，管理而無(wú)效果”局面，存在的問(wèn)題包括以下幾點(diǎn)。

（1）有的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放還停留在僅僅按照開(kāi)放時(shí)間，手動(dòng)把門打開(kāi)即可的階段。

（2）有的學(xué)生在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有練習(xí)老師布置的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、查資料或?qū)懻撐牡?，而是在打游戲，淘寶?gòu)物或看電影等，做與學(xué)習(xí)無(wú)關(guān)的事情。形式單一、驗(yàn)證性的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容讓學(xué)生覺(jué)得枯燥。

（3）設(shè)備故障率和損壞率增加，維修不及時(shí)，影響設(shè)備使用率的提高。尤其在各項(xiàng)考試前夕，從早到晚上機(jī)學(xué)生滿滿一教室，一些學(xué)生會(huì)因?yàn)樵O(shè)備故障無(wú)法實(shí)驗(yàn)。實(shí)行開(kāi)放后，進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生數(shù)量明顯增加，設(shè)備的使用頻率和使用時(shí)間增加，故障率和損壞率也越來(lái)越高。同時(shí)，開(kāi)放使實(shí)驗(yàn)員工作量大大增多，工作繁忙，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維修設(shè)備。

（4）開(kāi)放面有限。目前大多只針對(duì)全校大一學(xué)生的計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課以及極少量的本專業(yè)本科學(xué)生的專業(yè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放，真正面向研究生和其他院、系之間的開(kāi)放很少，跨學(xué)科、跨專業(yè)的綜合實(shí)驗(yàn)難以開(kāi)展。

（5）實(shí)驗(yàn)管理員按照不同的開(kāi)放時(shí)間，在不同樓宇的多個(gè)實(shí)驗(yàn)房間穿梭，人工給實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放課堂，打開(kāi)/關(guān)閉門或電源，控制調(diào)整投影儀、燈光、窗簾、換氣扇和空調(diào)等。這種管理方式浪費(fèi)了人力和時(shí)間，減少了實(shí)驗(yàn)員指導(dǎo)學(xué)生和設(shè)備維修的機(jī)會(huì)。同樣也浪費(fèi)能源，尤其是在自主練習(xí)的學(xué)生因?yàn)槠渌顒?dòng)提前離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候。

（6）安全警告系統(tǒng)不完善。有的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室僅僅依賴室外公共走廊的一兩個(gè)學(xué)校公共攝像頭，而對(duì)實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)的安全情況全然不知，比如在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的室內(nèi)，有自主練習(xí)的學(xué)生打架時(shí)，摔椅子、鍵盤等不易被實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)，也不能及時(shí)阻止并清楚了解打架過(guò)程。這樣就忽略了最重要的“人的安全”。同時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備、門窗、水電和煙火的安全問(wèn)題，加大了財(cái)產(chǎn)損失。

2 采取的對(duì)策

2.1 建立激勵(lì)和事務(wù)劃分制度

提高實(shí)驗(yàn)管理人員的工作積極性，要建立激勵(lì)制度，將開(kāi)放的工作納入實(shí)驗(yàn)室年度工作量統(tǒng)計(jì)，并且統(tǒng)計(jì)方案要合理：例如某些計(jì)算機(jī)專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)開(kāi)放，人數(shù)和學(xué)時(shí)少，而實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)多，因此就不能按照公共基礎(chǔ)課的開(kāi)放學(xué)生人數(shù)統(tǒng)計(jì)工作量。同時(shí)，還要細(xì)化崗位職責(zé)，將具體的實(shí)驗(yàn)室管理事務(wù)盡可能責(zé)任到人。

2.2 創(chuàng)新開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和健全實(shí)驗(yàn)考核

提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，要增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加操作競(jìng)賽、實(shí)習(xí)前強(qiáng)化練習(xí)及選修實(shí)驗(yàn)課程等開(kāi)放形式。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室可以開(kāi)展全校打字或Office操作競(jìng)賽賽前開(kāi)放，ACM程序設(shè)計(jì)大賽賽前開(kāi)放，首都網(wǎng)絡(luò)安全大賽賽前開(kāi)放，全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試考前開(kāi)放，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成課題的開(kāi)放等。同時(shí)，要將學(xué)生的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，實(shí)行多樣化考核，將開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的作品、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等納入實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，教師給與學(xué)生相應(yīng)分?jǐn)?shù)。

2.3 利用網(wǎng)絡(luò)視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控和增加在線交流反饋管理功能

幫助實(shí)驗(yàn)員及時(shí)獲取設(shè)備故障和損壞信息，及時(shí)維修設(shè)備，保證設(shè)備的完好率，要在例行的設(shè)備故障檢查外，充分利用視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控。目前的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)z像頭大多都是高清的，完全可通過(guò)視頻實(shí)時(shí)看清楚每間實(shí)驗(yàn)室里計(jì)算機(jī)是否有黑屏、藍(lán)屏以及部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作遇到設(shè)備故障時(shí)的表情和動(dòng)作。利用視頻監(jiān)控的回放功能，幫助了解設(shè)備故障的原因，為維修提供信息。視頻監(jiān)控學(xué)生開(kāi)放課堂學(xué)習(xí)情況時(shí)，實(shí)驗(yàn)員通過(guò)在線交流反饋管理功能指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或提醒學(xué)生所使用設(shè)備的注意事項(xiàng)；學(xué)生通過(guò)該管理功能設(shè)備報(bào)修和實(shí)驗(yàn)提問(wèn)，使實(shí)驗(yàn)員及時(shí)解決問(wèn)題以盡快繼續(xù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2.4 采用公開(kāi)的實(shí)驗(yàn)預(yù)約管理功能

放大開(kāi)放面，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源的共享，要在實(shí)驗(yàn)預(yù)約管理功能中公布當(dāng)前可供預(yù)約的實(shí)驗(yàn)室、相關(guān)設(shè)備的臺(tái)數(shù)、可使用時(shí)段以及預(yù)約申請(qǐng)流程。其他院、系、單位或教師、學(xué)生可以通過(guò)它提前預(yù)約公共/專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以及借用實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

2.5 利用傳感網(wǎng)絡(luò)，建立智能化課堂環(huán)境管理功能

將實(shí)驗(yàn)員從非技術(shù)性勞動(dòng)中解脫出來(lái)，使其有更多的精力投入到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用、技術(shù)、維修以及學(xué)生的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中去。通常高校的實(shí)驗(yàn)員少，有的還缺編，工作繁重，建立智能化課堂環(huán)境管理功能非常必要。利用該模塊對(duì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)室集中管理，根據(jù)開(kāi)放安排表動(dòng)作，開(kāi)放時(shí)自動(dòng)開(kāi)門、通電源、自動(dòng)打開(kāi)投影儀，并根據(jù)溫濕度傳感器檢測(cè)而自動(dòng)打開(kāi)/關(guān)閉空調(diào)，根據(jù)二氧化碳濃度傳感器檢測(cè)而自動(dòng)開(kāi)/關(guān)排氣扇，根據(jù)光敏傳感器檢測(cè)而自動(dòng)打開(kāi)/關(guān)閉燈光和窗簾。通過(guò)視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生提前離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室，則利用環(huán)境管理模塊及時(shí)且遠(yuǎn)程關(guān)閉投影儀、空調(diào)等設(shè)備，以節(jié)約能源。

2.6 建立遠(yuǎn)程、完善的安全報(bào)警管理功能

及時(shí)地發(fā)現(xiàn)安全問(wèn)題，減少財(cái)產(chǎn)損失，要建立遠(yuǎn)程、完善的安全報(bào)警管理功能。使實(shí)驗(yàn)員可以通過(guò)除系統(tǒng)服務(wù)器外的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程登錄安全報(bào)警子系統(tǒng)，觀察由實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)高清攝像頭拍攝的學(xué)生實(shí)時(shí)視頻畫(huà)面。還可以通過(guò)移動(dòng)智能終端（手機(jī)、PAD）遠(yuǎn)程查看紅外入侵探測(cè)報(bào)警、煙霧探測(cè)報(bào)警、水浸探測(cè)報(bào)警、撬門震動(dòng)報(bào)警、對(duì)未授權(quán)的設(shè)備帶出報(bào)警等報(bào)警信息，實(shí)驗(yàn)管理員不必親自到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，就能了解實(shí)驗(yàn)室的安全情況。

3 計(jì)算機(jī)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理模式

在對(duì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理中存在的問(wèn)題及對(duì)策進(jìn)行詳細(xì)分析后，該文以問(wèn)題的對(duì)策為基礎(chǔ)，以北京農(nóng)學(xué)院計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心為例，從硬件支撐環(huán)境和軟件功能兩方面，討論適用于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的管理模式。

目前，北京農(nóng)學(xué)院計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心包括全校性公共機(jī)房和計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室兩部分，面向全校學(xué)生開(kāi)放的公共和專業(yè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室共有9間。除了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的交換機(jī)、路由器、防火墻、VPN、無(wú)線控制器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以及硬件實(shí)驗(yàn)室的各種專業(yè)實(shí)驗(yàn)箱之外，這9間開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室中各設(shè)備以計(jì)算機(jī)居多。

3.1 硬件支撐環(huán)境

正如我國(guó)多數(shù)高校，北京農(nóng)學(xué)院己具備相當(dāng)完善的校園網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)校園的無(wú)線覆蓋，各類實(shí)驗(yàn)室也都連接入網(wǎng)，并通過(guò)校園網(wǎng)訪問(wèn)Internet資源。該計(jì)算機(jī)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理模式依附于現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并增設(shè)泛在感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間互聯(lián)、設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。該計(jì)算機(jī)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理模式的硬件支撐環(huán)境如圖1所示。

在9間開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室中的每1間，室內(nèi)都安裝了如圖1所示的全部傳感器節(jié)點(diǎn)和執(zhí)行節(jié)點(diǎn)設(shè)備，這些節(jié)點(diǎn)設(shè)備具有自動(dòng)尋找無(wú)線路由或協(xié)調(diào)器功能，自組網(wǎng)，并且數(shù)據(jù)傳輸采用無(wú)線防劫持安全加密傳輸方式。溫濕度傳感器SHT11、數(shù)字光照度傳感器APDS-9300、二氧化碳傳感器TGS4161等傳感器和控制執(zhí)行器件分別與Zigbee無(wú)線傳輸模塊集成Zigbee節(jié)點(diǎn)設(shè)備。每間開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室內(nèi)都有1臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器設(shè)備，一共9臺(tái)，此設(shè)備將ZigBee無(wú)線信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合以太網(wǎng)傳輸?shù)碾娦盘?hào)，通過(guò)交換機(jī)與系統(tǒng)服務(wù)器相連。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器設(shè)備的主要功能是作為Zigbee協(xié)調(diào)器實(shí)現(xiàn)接收節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)主機(jī)下傳的指令。此外該設(shè)備可選彩信貓報(bào)警器內(nèi)置，支持WiFi與3G網(wǎng)卡聯(lián)網(wǎng)。

3.2 軟件功能

計(jì)算機(jī)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理模式下的軟件系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，實(shí)驗(yàn)管理員可以通過(guò)瀏覽器輸入實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)服務(wù)器的IP地址即可登錄計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)員可以遠(yuǎn)程監(jiān)視實(shí)驗(yàn)室的一切情況（如圖3）而不必親自到達(dá)實(shí)驗(yàn)室，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的無(wú)人值守。學(xué)生可以及時(shí)了解開(kāi)放信息，開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和享受智能化課堂環(huán)境。該計(jì)算機(jī)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理模式的軟件系統(tǒng)的功能框圖如2所示。

4 結(jié)語(yǔ)

該文以解決問(wèn)題的對(duì)策為基礎(chǔ)，提出了一種開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的管理模式，并對(duì)該管理模式進(jìn)行了實(shí)踐。經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)員的工作積極性提高了；學(xué)生對(duì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的興趣也提高了；更好地實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)資源的共享；一定程度上把實(shí)驗(yàn)員從非技術(shù)性勞動(dòng)中解脫出來(lái)，節(jié)約人力和能源；為學(xué)生提供了智能化、舒適的良好實(shí)驗(yàn)環(huán)境；減少了財(cái)產(chǎn)損失且實(shí)驗(yàn)室安全有保障。總之，這種管理模式提高了實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的質(zhì)量和可持續(xù)性，因此，是一種適用于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的管理模式。

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