實驗室智能管理系統在高校實踐教學中設計及應用

朱麗娜

摘要：實驗室智能管理是高校實驗室管理發展的主要方向和必然趨勢。實驗室智能管理系統應當主要運用于高校實驗實踐教學中，不斷圍繞教師和學生的教學需要，為學生提供更可靠豐富的實驗教學資源。本文主要對實驗室智能管理系統的在高校實踐教學中的具體應用價值和應用方法進行探討。

關鍵詞：實驗室；智能管理系統；應用設計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）34-0268-02

實驗室智能管理系統不僅可以加強高校實驗室的管理水平，而且用來提高實驗室應用效率，促進學生更好的走進實驗課，在具體的實驗操作中學習掌握理論知識，不斷豐富學生的動手實驗機會，達到實驗教學的要求。

一、實驗室智能管理系統在高校實踐教學中的主要應用

1.系統維護功能，實驗室智能管理系統是提高實驗教學效率的重要手段，通過實驗室智能管理系統可以幫助教師收集學生的各種信息和課堂表現，促進教師全面把握實踐課的基本情況。首先，該系統能夠用來幫助教師聯絡溝通實驗室管理部門，合理分配實踐教學資源。為實踐課教師劃定可使用的實驗室資源及各種條件，在提供了方便條件的同時，也限定了實踐課教師的各項義務與責任。其次，自動備份所有實踐課程取得的實驗數據，方便幫助教師評估學生實驗情況。教師通過實踐數據分析，輕松找到理論教學中存在的問題及漏洞。第三，一旦出現實驗數據丟失問題，還可以在實驗室智能管理系統中恢復實驗課上取得的數據，實現數據有效存儲功能。

2.實驗室的管理，實驗室智能管理系統可以把教師從具體瑣碎的實驗室管理活動中解決出來，讓教師以更多的精力投入到教學中。首先，實驗室智能管理系統為教師提供了較為友好操作界面，便于教師全面掌握實驗室的狀況。其次，為教師設計了各種實驗數據的參考依據，教師能充分的使用和共享數據信息，方面教師有效調取以往實驗課程中取得的各種數據信息。第三，形成了實踐課程的連貫性，能夠在全面存儲以往數據的基礎上，繼續進行實踐教學，極大的保持了實踐課程的連續性和遞進性。第四，智能管理系統能對實踐過程進行360度的全景回看，幫助教師與學生共同分析實驗細節，有利于幫助學生及時糾正實踐操作中的錯誤。

3.學生的管理，實驗室智能管理系統與學生的學籍系統相連接，教師通過實驗室智能管理系統對學生進行全面的掌握。首先，學生憑借學號和密碼登陸實驗室操作系統，學生可以隨時查看以往自己的實驗情況，以及教師評價、實驗課程表、本節課的實驗項目等。其次，學生在實驗室智能管理系統中調取以往存儲的數據信息，能夠隨時閱讀并預習自己的實驗內容。第三，隨著實驗室管理系統的智能化，在教師綜合評價的基礎上，還可以為學生安排一些個性化的實驗內容，不斷幫助學生提高實驗水平和能力。

4.實驗課程的管理，實驗課程是與理論教學課程相關，實驗課采用自動編碼的方式，極大的減輕了教師的教學負擔，提高了實踐教學的效率。其次，實驗室智能管理系統具有查看課程簡介和課程內容等功能，并且為教師查閱學生的信息提供了方便，課程管理界面還能夠用來全面統計學生的實驗數據。第四，實驗管理功能還起到了類似于教學秘書的作用，學生通過該系統來自助打印實驗課程表，幫助學生全面掌握并安排好教學時間。第五，完善了實驗課程的耗材管理，實驗室管理部門根據課程教學需要為具體課程分配實驗耗材，避免浪費的同時，保證滿足學生的使用需要。

二、智能實驗室管理系統運行需要的條件

1.實驗室環境條件要求，首先，要在每個實驗臺位有可供安裝智能實驗室系統終端的空間，并且保證不與其他實驗儀器設備發生沖突。其次，做好智能管理系統的終端保護，特別注重安排PE保護線，以防止電流對人和實驗設備的傷害。第三，在每個實驗室內至少有一臺主機與實驗室智能管理系統的主機相聯系。最好使用無線設備進行數據連接，可以采用2.4G及以上無線射頻網，同時保證無線信息的隱蔽性好，保證信號傳輸不受到干擾。第四，保證智能管理系統的外接視頻設備、數據自動記錄設備等正常運作，以便達到較高的智能化水平，為科學分析學生的實驗數據打下基礎。

2.教師具備必要的操作能力，首先，不僅要求實驗課程教師有必要的計算機操作知識，而且能夠全面深入的了解智能管理系統的工作原理，記錄數據方法，簡單的維護和故障判斷能力，達到熟練使用智能管理系統的標準。其次，能夠協調學生與智能管理信息進行人機交互，能夠指導學生有效運用智能管理系統來查閱實驗所需相關資料。第三，要求教師必須遵守實驗室的操作流程及規范，愛護使用實驗室智能操作系統，能根據管理系統的運行情況提出合理化的改進建議。

3.做好學生使用培訓工作，首先，教師可以根據現有設備的功能對學生進行必要的培訓，幫助學生充分認識實驗室智能管理系統的使用功能。其次，教師要肩負起指導學生使用的職責，能夠運用人機交互界面的主控制單元、實驗桌控制單元等進行實驗教學。第三，能夠使用主機界面向從機發送指定的數據信號或指令，以便于解答學生提出的問題等。

三、實驗室智能管理系統的主要構成

1.構建必要的硬件平臺，實驗室智能管理平臺應當體現出高校對實驗室管理的權威性，實驗課程教師對平臺的控制性，實驗室管理部門對平臺的維護性，這些功能都要依靠硬件設施來維護。首先，分層級建設不同的硬件管理平臺，主要包括校級平臺、院級平臺、客戶端平臺，各平臺相互之間的隸屬關系，并劃定相應的使用權限。

2.開發智能軟件系統，實驗室智能管理系統為了達到更好的人機互動，本文建議采用JAVA語言編寫獨立的軟件操作系統。該軟件平臺主要基于以下模塊系統發揮作用。首先，用戶模塊，主要用來傳遞用戶數據信息，通過用戶的權限，為用戶提供各種資源，并且根據用戶的級別把數據信息直接聯系到相關的數據處理及存儲平臺上。并且開發出可以進行統一認證和統一操作的友好界面。

3.加強對實驗室的信息控制，為了保證實驗室安全和實驗室的合理正常使用，應當采用智能管理系統對實驗室進行控制。首先，設計了門禁模塊，實驗室門卡集成到校園一卡通上，實現實驗室的電子授權，學生通過刷卡開門，刷卡上課。其次，進行智能電源控制，照明電源控制功能主要由院級平臺完成，它通過遠程開關的形式來制服控指揮實驗室的照明系統，當實驗室預約使用時，平臺同時為學生開啟照明系統，當學生離開后，照明系統自動關閉。第三，視頻監視功能，為了全面監督實驗室的運行狀況，由全方位的視頻攝像系統對實驗室情況進行全程監控，教師還通過對學生進行遠程指導，對實驗內容進行回顧，還可以與軟件平臺相連接，對實驗的細節放大。第四，使用語音互動和通訊系統，當學生預算刷卡開門后，語音系統即可啟動，提醒學生注意事項，或者辦理延時手續，幫助學生做好實驗準備工作，還可以對學生的實驗過程進行必要引導。

四、在高校實驗教學中的注意事項

1.與學科課程相聯系，實驗室智能管理系統應當與學科建設同步，要隨著學科課程的進展。首先，智能實驗室管理系統要根據學生的需要，為培養學生的創新能力做貢獻，要有利于促進實驗的開放，更好地為教育教學工作服務。

2.提供更廣闊自主學習空間，培養具有創新能力的學生是高校實驗室發展的重要目的和價值取向，為了把實驗室變成學生可充分共享的資源，應當借助實驗室智能管理系統為學生提供自助學習平臺。

五、結論

實驗室智能管理系統在高校實驗教學中的作用主要在于發揮其友好操作界面。它以數據的共享性、資源的節約性，服務的個性化得到教師和學生的廣泛認可。智能管理系統不僅可以應用到實驗教學活動中，而且還是教學改革的關鍵依據，對提高高校實踐教學水平有重要意義和價值。

參考文獻：

[1]郝飛，李小磊.實驗室智能管理系統在高校實踐教學中的設計及應用[J].職業教育研究，2013，（12）.

[2]吳良，鄒志宏，吳文華，陶然.智能實驗室管理系統的開發與實踐[J].實驗室研究與探索，2012，（05）.