一種適用于計算機實驗室開放的管理模式

胡萍

摘 要：該文首先探討了計算機開放實驗室管理中存在的問題，并且從提高實驗員和學生的積極性、設備的使用率和智能化管理水平等角度出發提出了一些解決問題的新策略。然后，該文以問題的對策為基礎，以北京農學院計算機實驗中心為例，從硬件支撐環境和軟件功能兩方面著手，提出了適用于計算機實驗室開放的管理模式。通過一個學期的實踐，結果表明：該管理模式提高了實驗室開放效果。因此，該文也可以為科學的實驗室管理提供的一種參考模式。

關鍵詞：計算機開放實驗室 管理模式 開放效果 采取對策

中圖分類號：TF03+2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（c）-0188-02

隨著應用型和復合型人才培養要求越來越強調加強學生的實踐訓練，實驗教學工作量急劇增加，實驗室面向學生開放越來越成為人才培養過程中的一項重要工作。

1 計算機開放實驗室管理中存在的問題

目前，大部分高校計算機實驗室面向學生全面開放，但是不少學校出現了“開放而不管理，管理而無效果”局面，存在的問題包括以下幾點。

（1）有的實驗室開放還停留在僅僅按照開放時間，手動把門打開即可的階段。

（2）有的學生在開放實驗室沒有練習老師布置的開放實驗項目、查資料或寫論文等，而是在打游戲，淘寶購物或看電影等，做與學習無關的事情。形式單一、驗證性的開放實驗內容讓學生覺得枯燥。

（3）設備故障率和損壞率增加，維修不及時，影響設備使用率的提高。尤其在各項考試前夕，從早到晚上機學生滿滿一教室，一些學生會因為設備故障無法實驗。實行開放后，進出實驗室的學生數量明顯增加，設備的使用頻率和使用時間增加，故障率和損壞率也越來越高。同時，開放使實驗員工作量大大增多，工作繁忙，不能及時發現和維修設備。

（4）開放面有限。目前大多只針對全校大一學生的計算機公共基礎課以及極少量的本專業本科學生的專業實驗開放，真正面向研究生和其他院、系之間的開放很少，跨學科、跨專業的綜合實驗難以開展。

（5）實驗管理員按照不同的開放時間，在不同樓宇的多個實驗房間穿梭，人工給實驗室的開放課堂，打開/關閉門或電源，控制調整投影儀、燈光、窗簾、換氣扇和空調等。這種管理方式浪費了人力和時間，減少了實驗員指導學生和設備維修的機會。同樣也浪費能源，尤其是在自主練習的學生因為其它活動提前離開實驗室的時候。

（6）安全警告系統不完善。有的開放實驗室僅僅依賴室外公共走廊的一兩個學校公共攝像頭，而對實驗室室內的安全情況全然不知，比如在開放實驗室的室內，有自主練習的學生打架時，摔椅子、鍵盤等不易被實時發現，也不能及時阻止并清楚了解打架過程。這樣就忽略了最重要的“人的安全”。同時不能及時發現設備、門窗、水電和煙火的安全問題，加大了財產損失。

2 采取的對策

2.1 建立激勵和事務劃分制度

提高實驗管理人員的工作積極性，要建立激勵制度，將開放的工作納入實驗室年度工作量統計，并且統計方案要合理：例如某些計算機專業課的實驗開放，人數和學時少，而實驗指導多，因此就不能按照公共基礎課的開放學生人數統計工作量。同時，還要細化崗位職責，將具體的實驗室管理事務盡可能責任到人。

2.2 創新開放實驗內容和健全實驗考核

提高學生的實驗學習興趣和學習效果，要增加設計性、綜合性實驗項目，增加操作競賽、實習前強化練習及選修實驗課程等開放形式。計算機實驗室可以開展全校打字或Office操作競賽賽前開放，ACM程序設計大賽賽前開放，首都網絡安全大賽賽前開放，全國計算機等級考試考前開放，學生在教師的指導下完成課題的開放等。同時，要將學生的開放實驗內容進行考核評價，實行多樣化考核，將開放實驗的作品、實驗報告等納入實踐教學環節，教師給與學生相應分數。

2.3 利用網絡視頻實時監控和增加在線交流反饋管理功能

幫助實驗員及時獲取設備故障和損壞信息，及時維修設備，保證設備的完好率，要在例行的設備故障檢查外，充分利用視頻實時監控。目前的網絡監控攝像頭大多都是高清的，完全可通過視頻實時看清楚每間實驗室里計算機是否有黑屏、藍屏以及部分學生實驗操作遇到設備故障時的表情和動作。利用視頻監控的回放功能，幫助了解設備故障的原因，為維修提供信息。視頻監控學生開放課堂學習情況時，實驗員通過在線交流反饋管理功能指導實驗內容或提醒學生所使用設備的注意事項；學生通過該管理功能設備報修和實驗提問，使實驗員及時解決問題以盡快繼續實驗項目。

2.4 采用公開的實驗預約管理功能

放大開放面，實現實驗資源的共享，要在實驗預約管理功能中公布當前可供預約的實驗室、相關設備的臺數、可使用時段以及預約申請流程。其他院、系、單位或教師、學生可以通過它提前預約公共/專業實驗室、實驗項目以及借用實驗設備。

2.5 利用傳感網絡，建立智能化課堂環境管理功能

將實驗員從非技術性勞動中解脫出來，使其有更多的精力投入到實驗設備的使用、技術、維修以及學生的實驗指導中去。通常高校的實驗員少，有的還缺編，工作繁重，建立智能化課堂環境管理功能非常必要。利用該模塊對多個實驗室集中管理，根據開放安排表動作，開放時自動開門、通電源、自動打開投影儀，并根據溫濕度傳感器檢測而自動打開/關閉空調，根據二氧化碳濃度傳感器檢測而自動開/關排氣扇，根據光敏傳感器檢測而自動打開/關閉燈光和窗簾。通過視頻監控實時發現學生提前離開實驗室，則利用環境管理模塊及時且遠程關閉投影儀、空調等設備，以節約能源。

2.6 建立遠程、完善的安全報警管理功能

及時地發現安全問題，減少財產損失，要建立遠程、完善的安全報警管理功能。使實驗員可以通過除系統服務器外的計算機遠程登錄安全報警子系統，觀察由實驗室室內高清攝像頭拍攝的學生實時視頻畫面。還可以通過移動智能終端（手機、PAD）遠程查看紅外入侵探測報警、煙霧探測報警、水浸探測報警、撬門震動報警、對未授權的設備帶出報警等報警信息，實驗管理員不必親自到達現場，就能了解實驗室的安全情況。

3 計算機開放實驗室管理模式

在對開放實驗室管理中存在的問題及對策進行詳細分析后，該文以問題的對策為基礎，以北京農學院計算機實驗中心為例，從硬件支撐環境和軟件功能兩方面，討論適用于計算機實驗室開放的管理模式。

目前，北京農學院計算機實驗中心包括全校性公共機房和計算機專業實驗室兩部分，面向全校學生開放的公共和專業計算機實驗室共有9間。除了網絡實驗室的交換機、路由器、防火墻、VPN、無線控制器等網絡設備，以及硬件實驗室的各種專業實驗箱之外，這9間開放實驗室中各設備以計算機居多。

3.1 硬件支撐環境

正如我國多數高校，北京農學院己具備相當完善的校園網絡，實現了整個校園的無線覆蓋，各類實驗室也都連接入網，并通過校園網訪問Internet資源。該計算機開放實驗室管理模式依附于現有的互聯網絡，并增設泛在感知設備，實現設備間互聯、設備與互聯網絡互聯、互聯網絡與物聯網絡互聯。該計算機開放實驗室管理模式的硬件支撐環境如圖1所示。

在9間開放實驗室中的每1間，室內都安裝了如圖1所示的全部傳感器節點和執行節點設備，這些節點設備具有自動尋找無線路由或協調器功能，自組網，并且數據傳輸采用無線防劫持安全加密傳輸方式。溫濕度傳感器SHT11、數字光照度傳感器APDS-9300、二氧化碳傳感器TGS4161等傳感器和控制執行器件分別與Zigbee無線傳輸模塊集成Zigbee節點設備。每間開放實驗室內都有1臺物聯網網關/網絡協調器設備，一共9臺，此設備將ZigBee無線信號轉換為適合以太網傳輸的電信號，通過交換機與系統服務器相連。物聯網網關/網絡協調器設備的主要功能是作為Zigbee協調器實現接收節點上傳的數據，轉發主機下傳的指令。此外該設備可選彩信貓報警器內置，支持WiFi與3G網卡聯網。

3.2 軟件功能

計算機開放實驗室管理模式下的軟件系統采用B/S架構，實驗管理員可以通過瀏覽器輸入實驗室系統服務器的IP地址即可登錄計算機實驗室開放管理系統。實驗員可以遠程監視實驗室的一切情況（如圖3）而不必親自到達實驗室，真正實現實驗室的無人值守。學生可以及時了解開放信息，開展創新實驗項目和享受智能化課堂環境。該計算機開放實驗室管理模式的軟件系統的功能框圖如2所示。

4 結語

該文以解決問題的對策為基礎，提出了一種開放實驗室的管理模式，并對該管理模式進行了實踐。經過一個學期的實踐，發現：實驗員的工作積極性提高了；學生對開放實驗的興趣也提高了；更好地實現了實驗資源的共享；一定程度上把實驗員從非技術性勞動中解脫出來，節約人力和能源；為學生提供了智能化、舒適的良好實驗環境；減少了財產損失且實驗室安全有保障。總之，這種管理模式提高了實驗室開放的質量和可持續性，因此，是一種適用于計算機實驗室開放的管理模式。

參考文獻

[1] 吳巍，吳渭，駱連合.物聯網與泛在網通信技術[M].北京：電子工業出版社，2012.

[2] 高永清，商丹.基于ZigBee智慧實驗室系統的設計[J].電視技術，2015，39（8）：17-21.

[3] 尹宇孚.試析開放式實驗室管理系統的設計與實現[J].通訊世界，2015（6）：163-165.