應用型高校計算機實驗教學中心智能化建設與管理

孫文清,韓 強,張旭東

(吉林工程技術師范學院,吉林 長春 130052)

應用型高校計算機實驗教學中心是學校開展計算機公共課、專業課等相關課程的主要教學場所，同時也是學生開展計算機專業課實驗、實習、實訓、科技創新、學校各類考試與培訓的重要基地。隨著計算機技術、網絡通信技術、物聯網、智能控制、云計算、大數據等技術的不斷發展，高校計算機實驗教學中心的建設與管理也要不斷地改革與創新，高校計算機實驗室建設與管理應朝智慧化方向發展，它是高校未來發展的趨勢和特征，因此，開展高校計算機實驗教學中心智能化建設與管理是時代所需。

一、現狀分析

一是計算機實驗室建設資金不足，實驗室規模、數量和座位數，滿足不了實際教學需求，合班教學現象依然存在。二是計算機實驗教學中心建設缺乏統一規劃，新上專業后，各院(系、部)獨自建設實驗室，出現重復建設，實驗室使用效率低。三是實驗室安全管理不到位，由于各個院(系、部)計算機實驗室分散，缺少專職計算機實驗教師去對實驗室進行管理和設備維護。四是實驗室日常開、關門、供電管理、實驗室監控等還在延用傳統手工操作和監管。五是計算機實驗室功能過于單一化，計算機實驗室使用權屬于某個專業教研室，實驗室只承擔某一類課程的教學、實驗和實訓，實驗室還不能較好地實現跨院(系、部)共享利用，實驗室利用率不高。

二、建設思路

高校計算機實驗教學中心智能化建設，學校要統一規劃設計，以“優化教學資源、實驗室共享利用，實驗室網絡化、信息化、智能化和安全化，提高教師工作效率，實驗室環境綠色環保”為建設目標，強調以師生為本的思想，建設環境寬敞明亮、整潔舒適、清新環保、設備先進的計算機實驗室，實現“開放式”運行管理模式。具體建設內容如下。

(一)實驗室門禁智能化

計算機實驗教學中心安裝實驗室智能門禁管理系統。系統管理員通過對實驗教師、上課教師或學生，通過系統授權，實現不同用戶可以通過校園一卡通卡刷卡、指紋、密碼、刷臉、計算機網絡和手機APP軟件遠程等形式開、關實驗室門。并能遠程監控實驗室及門的開、關狀態。

門禁智能管理系統，通過網絡實現對不同用戶進出實驗室進行身份實時動態驗證，門禁系統由計算機實驗室綜合管理系統和門禁服務管理軟件、門禁終端、網絡通信協議、門禁控制器、智能鎖、電源等組成。門禁終端負責讀卡、密碼、刷臉等驗證身份，控制器完成門的開、關操作，服務器端門禁軟件在后臺運行并存儲記錄，網絡協議(TCP/IP)完成對門狀態管理，電源控制實現實時對實驗設備電源開啟和關閉。網絡攝像設備實現對實驗室視頻監視，驗證并登記記錄保存實驗室人員進、出實驗室等信息。

(二)實驗室供電管理智能化

實驗室安裝智能化供電管理系統，實現計算機實驗教學中心供電管理智能化、自動化。提高實驗室供電管理安全性和可靠性，系統功能如下。一是用學校一卡通卡刷卡供電；二是用遙控器紅外線供電；三是通過輸入密碼供電；四是通過刷臉供電；五是通過手機App實驗室管理軟件，遠程選擇性為不同實驗室供電；六是通過遙控器或手機、計算機遠程給實驗室投影機、投影屏幕、窗簾、照明燈、空調、換風機等供電和斷電。

(三)實驗室計算機系統維護智能化

計算機實驗教學中心擁有計算機設備上千臺，實驗室教師每天對計算機系統進行維修與維護工作量較大，提高實驗教師的工作效率，保證設備完好率，保證實驗室正常運行，是計算機實驗教學中心面臨的重要問題，因此，實驗室計算機系統維護、軟件更新、硬盤保護必須智能化管理，實驗室建設必須網絡化，實驗室計算機系統維護和軟件安裝要靠網絡批量、智能同傳實現，計算機硬盤系統具有保護和還原功能。因此，計算機實驗教學中心應該引進教育桌面云平臺，實現實驗室計算機系統維護智能化，教育桌面云平臺應具有如下功能：一是模板管理，采用云技術，實驗室管理員可以在服務器上建立多個虛擬機模板，在不同模板安裝不同操作系統和應用軟件，系統可實現模板增加、編輯、刪除、更新操作。二是桌面管理，系統可以在服務器上建立多個桌面，實現桌面增加、刪除、排序操作。三是終端管理，系統可以完成對實驗室計算機終端設備智能化管理，包括終端喚醒、刪除、重啟、開機、關機、桌面清空、桌面下發、修改終端名、修改IP等操作，實現網絡機房計算機終端系統安裝和軟件更新智能化，提高實驗教師的工作效率。

(四)實驗室多功能化、智能化

計算機實驗教學中心通過引進教育桌面云平臺，利用云技術，根據實驗室的不同教學需求，在服務器上建立多個桌面系統，在不同桌面中安裝不同的教學軟件。實驗室計算機終端每次開啟會出現多個桌面提示選項，用戶可根據自己的實驗教學需求選擇不同的桌面系統開展教學活動，實現計算機實驗室多功能化、智能化、共享利用。

例如，本校根據實際教學需要，在計算機網絡實驗室服務器上建立6個桌面系統，即計算機公共課教學、軟件工程教學、平面與動畫教學、財會教學、Linux網絡教學、計算機等級考試。在不同的桌面系統安裝不同的系統軟件和應用軟件，實現一個實驗室滿足6種不同教學需求。

(五)教學過程智能化

計算機實驗室以往教學多數采用多媒體投影機和投影屏幕進行多媒體教學，后排同學往往看不清屏幕，老師下發作業、收集作業要用移動U盤逐個機器拷貝或通過局域網共享文件夾去實現。計算機實驗教學中心通過引進多媒體網絡教室軟件，開展實驗教學智能化，提高教學效率。多媒體網絡教室軟件功能：主講教師可以通過網絡教室管理軟件，在教師機端實現屏幕廣播、電子點名、下發作業、收取作業、遠程開機、遠程關機、黑屏肅靜、禁用學生端U盤、禁用學生端外網等。使教師開展教學更加方便，提高了教師教學效率，有利于全面提高教學質量。

(六)實驗室安全管理智能化

計算機實驗教學中心安裝實驗室安全管理系統，實現實驗室定時通風換氣，防火、防盜自動報警，實時將實驗室異常信息通過網絡發送到實驗室管理員手機中。及時發現實驗室安全隱患并及時處理，保證實驗室安全運行。

(七)實驗室信息管理智能化

計算機實驗教學中心開發實驗室綜合信息管理系統，為實驗室教師提供智能化、專業化應用服務。綜合信息管理系統功能如下：一是設備管理，能夠對計算機實驗中心幾千臺設備進行管理，系統功能為“數據錄入、數據修改、數據刪除、數據查詢、數據統計、數據打印”。設備數據庫屬性名稱定義為“設備編號、設備名稱、設備型號、購置日期、價格、領用人、存放地址、設備狀態、備注”等，實現計算機實驗中心設備二級信息化管理，使設備管理信息化、智能化和規范化。二是易耗管理，實驗中心設備比較多，每年易耗品使用量比較多，為了使易耗品購置、使用規范化，開發軟件對實驗室易耗品使用進行記錄登記，進行動態化管理，易耗品數據庫屬性名稱定義為“易耗品名、數量、單價、使用人、領用日期、用途、審批領導、備注”等信息，該系統功能有“數據錄入、數據修改、數據刪除、數據查詢、數據統計、數據打印”。三是設備維修管理，計算機實驗教學中心設備比較多，為了方便掌握設備運行狀況，了解設備故障率，該系統實現實驗中心設備維修記錄登記管理，數據庫屬性名稱定義為“設備編號、設備名稱、所屬實驗室、故障日期、故障現象、報修人、維修人、維修結果、維修次數、備注”，該系統設有“數據錄入、數據修改、數據刪除、數據查詢、數據統計、數據打印”功能。四是圖書資料管理，實驗教學中心設備使用說明書、圖書資料比較多，為了便于師生借閱學習使用，對中心圖書資料進行登記管理。該系統數據庫屬性定義為“資料編號、資料名稱、數量、價格、借閱人、還回時間、備注”，該系統設有“數據錄入、數據修改、數據刪除、數據查詢、數據統計、數據打印”功能。五是實驗室使用管理，為了了解記錄實驗室使用情況，對每天使用實驗室的情況進行記錄登記，該系統數據庫屬性名稱定義為“實驗日期、實驗室編號、實驗室名稱、班級、實驗項目(課名)、人數、實驗教師、設備運行狀態、備注”，該系統設有“數據錄入、數據修改、數據刪除、數據查詢、數據統計、數據打印”功能。通過該系統實現實驗室使用記錄管理信息化、智能化。

(八)計算機實驗教學中心建設要統一規劃設計

計算機實驗教學中心在建設過程中，除了考慮智能化外，還要做到“統一規劃、建設和管理”。學校要根據普通高校辦學條件合格標準，每100名學生配置計算機10臺數、高職8臺數的要求購置計算機。根據學校近3年實際教學需求、學校編班情況，兼顧考試和培訓，設置計算機實驗室數量和實驗室座位數。例如：按實驗室座位數對機房分類，實驗教學中實驗室可以分為超大實驗室(120臺座)、大實驗室(80臺座)、小實驗室(40臺座)、微小實驗室(30臺座)。每類實驗室數量可以根據學校教學、科研、考試、培訓等實際需要科學化設置，避免實驗室利用率低，造成房間和設備資源浪費。同時在實驗教學中心建設中，還要考慮實驗中心的樓層位置，實驗室環境條件，考慮實驗室設備搬運方便、學生上課上、下樓方便。因為實驗中心可能同時接待多個班級、幾百人同時上課，學生完全依靠乘坐電梯上、下樓不現實。實驗室環境建設要做到防靜電、防噪音、防磁場、防雷、防震、防火、防水、防盜、抗壓，實驗室的溫度、濕度、通風等都要嚴格按照國家計算機實驗室建設標準嚴格施工建設。

三、結語

高校計算機實驗教學中心是學校開展計算機公共課、專業課等相關課程教學的主要場所，它是學生開展計算機專業課實驗、實習、實訓、科技創新和創業的重要基地。隨著計算機技術、通信技術、智能控制、云計算、大數據等技術的不斷發展，高校計算機實驗教學中心的建設與管理也要不斷創新，高校計算機實驗教學中心建設與管理必須朝著智能化、信息化方向發展，計算機實驗教學中心實現“實驗室門禁智能化、供電管理智能化、計算機系統維護智能化、實驗教學智能化、安全管理智能化、信息管理智能化”，實行“開放式”運行管理模式，充分體現以學校師生為本的理念，建設環境寬敞明亮、整潔舒適、清新環保、設備先進的計算機網絡實驗室，為師生提供一個優雅的教學、科研和實訓環境。它有利于提高實驗室安全管理、提高實驗室利用率、提高教師工作效率、提高教學質量、提升學校辦學水平，實現“開放式”運維管理模式，有利于全面提高學生的計算機應用能力、創新能力和崗位勝任力。