高職院校商科實驗室信息化交互管理平臺建設探究

摘? 要? 隨著信息化、智慧化實驗室的概念被提出，我國各高校實驗室也相繼開展建設研究。實驗室信息化建設可以實現(xiàn)無紙化、自動化管理，有效提高管理效率，充分實現(xiàn)實驗室資源共享，并且能更加全面地監(jiān)察實驗室安全，全面提升實驗室績效水平。但是，高職院校商科實驗室信息化、智慧化建設研究起步較晚，須加快步伐。

關鍵詞? 高職院校；商科實驗室；信息化交互管理平臺

中圖分類號：G717? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）07-0026-03

0? 引言

1995年，比爾·蓋茨在《未來之路》中提及物聯(lián)網(wǎng)這一概念，就是通過互聯(lián)網(wǎng)把各種裝置連接起來，形成一個可以智能識別和管理的網(wǎng)絡。麻省理工學院Auto-ID實驗室在1999年對物聯(lián)網(wǎng)的概念進行了定義。2008年，美國IBM公司提出通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)構建一個在未來實現(xiàn)儀器化、互聯(lián)化、智能化的“智慧地球”的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展策略。2009年以來，我國物聯(lián)網(wǎng)技術開始快速發(fā)展，各高校開始物聯(lián)網(wǎng)建設的研究工作，并逐漸將這一概念接入實驗室的建設與管理研究中。

我國在實驗室信息化建設與管理方面的研究起步較晚，但是通過借鑒、吸收與創(chuàng)新，近年來針對國內高校實驗室的信息化研究也取得一定成果。例如：高永清等[1]基于室內物聯(lián)網(wǎng)技術構建了智慧實驗室系統(tǒng)的整體框架，經(jīng)過對該系統(tǒng)進行性能測試，結果表明，智慧實驗室系統(tǒng)提高了實驗室管理的信息化水平；張朋[2]針對應用型本科院校進行實驗室信息管理系統(tǒng)的設計與開發(fā)，以期完善院校實驗室的教學與管理工作；邱坤等[3]為解決高校文科實驗室存在的問題，構建了一個包含管理員模塊、教師模塊、學生模塊的信息化管理系統(tǒng)，對提高文科實驗室的利用率和管理效率提供了一定借鑒；何東鋼等[4]提出實驗室資產管理系統(tǒng)的設計方案，該方案提升了資產管理的信息化水平。

1? 實驗室信息化交互管理平臺建設現(xiàn)狀

學校教育資源共享一直是一個老大難的問題，在沒有一個統(tǒng)一管理平臺的情況下，協(xié)調起來非常復雜，“剪不斷，理還亂”，主要原因是共享渠道不暢通，導致多個主體之間的責、權等關系不明。因此，學校設備共用、資源共享是當前高職教育及開放教育發(fā)展的一個重要趨勢。高職院校實驗室利用物聯(lián)網(wǎng)技術進行信息化管理是大勢所趨，將實驗室各平臺、各區(qū)域進行模塊化，有針對性地管理，有利于實驗室資源的優(yōu)化配置及高效管理。

目前，江蘇省內一些高職院校商科實驗室的信息化、智慧化管理建設多停留在理論研究階段，尚未完成信息化、智慧化改造工作。實驗室管理人員通過鑰匙管理、紙質文檔記錄，實現(xiàn)實驗室資源的分配與管理，這種原始的管理方式會消耗更多的人力成本，效果卻不理想。

2? 實驗室信息化交互管理平臺建設研究

實驗室信息化交互管理平臺建設思路是通過物聯(lián)網(wǎng)技術、計算機技術及網(wǎng)絡技術將實驗室各個功能區(qū)、后臺管理平臺及前端服務平臺集成于一個綜合的管理平臺上，從而實現(xiàn)實驗室資源的管理與分配，用更科學的方式提高實驗室的管理效率。本文主要從功能結構的建設上進行探討與研究。如圖1所示，高職院校商科實驗室信息化交互管理平臺可分為四大子系統(tǒng)：實驗室綜合管理平臺、安全監(jiān)察系統(tǒng)、實驗室客戶端APP及綜合數(shù)據(jù)庫。

2.1? 實驗室綜合管理平臺

實驗室綜合管理平臺是整個信息化交互管理平臺的核心，用于匯聚、管理及可視化展示實驗室各項數(shù)據(jù)信息。實驗室綜合管理平臺作為實驗室信息化交互管理平臺的中樞，串聯(lián)起其他三個子系統(tǒng)平臺，接收來自安全監(jiān)察系統(tǒng)、實驗室客戶端APP及綜合數(shù)據(jù)庫傳遞來的信息并分析處理。

如圖2所示，實驗室綜合管理平臺分為功能管理模塊和綜合管理模塊兩大類模塊：功能管理模塊分別管理其他三個子系統(tǒng)，然后將子系統(tǒng)信息上報綜合管理模塊進行自動化處理或者人工處理；綜合管理模塊類似整個系統(tǒng)的中央處理器，處理各類信息及發(fā)布各類指令。

綜合管理模塊包括后臺管理模塊及自動化信息處理模塊，當系統(tǒng)收到功能模塊上報信息，按照設計好的自動管理權限，進行管理和授權。比如：當教師通過實驗室客戶端APP申請實驗室使用權限時，自動化信息處理模塊根據(jù)實驗室類別、功能及狀態(tài)情況，自動分配實驗室給申請教師進行授權，并同步指令通過安監(jiān)管理模塊對安全準入系統(tǒng)授權，教師可以校園卡刷卡形式通過實驗室門禁。當待處理信息超過自動化信息處理模塊權限或者自動化信息處理模塊無法處理時，上報至后臺管理模塊，由管理人員進行處理。

后臺管理模塊主要分為兩部分功能：第一部分是管理員處理超過自動化信息處理模塊權限和能力的信息；第二部分是后臺信息統(tǒng)計，包括實驗室設備基本情況統(tǒng)計、實驗室使用效率統(tǒng)計、實驗室績效核算、其他綜合信息的匯總及報表生成。后臺管理模塊是整個系統(tǒng)的最高權限及最終管理平臺，可對整個系統(tǒng)進行管理，對各個子系統(tǒng)及模塊進行授權，對實驗室運行情況進行統(tǒng)計。

功能模塊主要有安監(jiān)管理模塊、客戶端管理模塊、信息窗口模塊以及數(shù)據(jù)庫管理模塊，用于硬件設備通過物聯(lián)網(wǎng)連接的管理、信息上傳、指令傳遞與發(fā)布等。安監(jiān)管理模塊主要是管理安全監(jiān)察子系統(tǒng)，綜合處理視頻監(jiān)控、安全準入的授權、門禁管理、消防安全監(jiān)測以及貴重設備防盜等上報信息，并傳達后臺管理模塊指令。客戶端管理模塊主要是管理實驗室客戶端APP。信息窗口模塊是整個管理系統(tǒng)的信息發(fā)布平臺，可以網(wǎng)頁發(fā)布或者APP推送等形式進行實驗室狀態(tài)、通知、規(guī)章制度等信息的發(fā)布。數(shù)據(jù)庫管理模塊是進行數(shù)據(jù)庫管理的核心，進行數(shù)據(jù)庫資料分類、匯總與統(tǒng)計。

2.2? 安全監(jiān)察系統(tǒng)

安全監(jiān)察系統(tǒng)是利用物聯(lián)網(wǎng)技術建設的主要安全信息采集端，主要分為三大模塊。

1）視頻監(jiān)控模塊，主要是在各個實驗室內設置安全監(jiān)控攝像裝置，對實驗室的情況進行24小時錄像監(jiān)控，對異常現(xiàn)象進行捕捉，通過局域網(wǎng)上報管理系統(tǒng)。

2）安全準入模塊，通過對各個實驗室設置電子門禁或者安全密碼并與校園卡信息相互綁定，在不需要管理員陪同的情況下，被授權的教師或者學生通過校園卡識別進入實驗室，獲得實驗室使用權限。

3）其他安全監(jiān)察模塊，包括對火災安全預警監(jiān)測和設備防盜等。由于實驗室有大量的電子設備，特別是24小時運行的大型交換機設備及其他容易有火災安全隱患的位置，設置煙霧報警裝置，并接入安全監(jiān)察平臺，上報中樞管理系統(tǒng)。同時，對重要裝置及貴重設備進行標記，通過GPS定位來確保安全，如果設備發(fā)生異常移動，可上報管理平臺并進行定位追蹤。

2.3? 實驗室客戶端APP

整個管理系統(tǒng)的最終目標是服務師生，隨著時代的發(fā)展、智能手機的普及，手機APP的使用是一種趨勢，安裝在智能手機上的實驗室客戶端APP針對服務對象，可用于課程選擇、實驗室預約使用、軟件下載、數(shù)據(jù)資料查詢等。實驗室客戶端APP根據(jù)對象及權限不同，分為學生客戶端、教師客戶端。

教師客戶端APP包括實驗室預約、實驗課程管理、信息發(fā)布、數(shù)據(jù)資料查詢與下載等。教師可通過平臺申請實驗室的使用，發(fā)布實驗室課程學習計劃、作業(yè)，進行成績統(tǒng)計與管理，也可以分享數(shù)據(jù)資料或者下載實驗室資料數(shù)據(jù)等。

學生客戶端APP包括實驗室預約模塊、數(shù)據(jù)資料查詢與下載、模擬實驗模塊等。學生通過登錄客戶端APP，可以進行實驗室使用權限申請、虛擬實驗、作業(yè)提交、軟件與學習資料的下載及問題上報等。

2.4? 綜合數(shù)據(jù)庫

一般商科實驗室的建設除了電腦等硬件設備外，還需要大量的軟件配套。實驗室軟件配套主要包括各種辦公軟件、專業(yè)應用軟件、教學及報告文獻的電子數(shù)據(jù)資料等，為了有效發(fā)揮這些軟件的價值，必須建設專門的數(shù)據(jù)庫進行管理。因此，數(shù)據(jù)庫的建設可分為電子資料數(shù)據(jù)庫和應用軟件庫。

電子資料數(shù)據(jù)庫包括文獻資料、實訓數(shù)據(jù)及報告。由于商科實驗室會大量進行軟件模擬實訓和實證研究，會形成大量的實證研究數(shù)據(jù)及案例，對這些報告、案例等數(shù)據(jù)資料進行收集與整理歸類，與教學資料、文獻資料構成電子資料數(shù)據(jù)庫，能更好地輔助教師教學和學生學習。

商科實驗室由于實訓和教學的需求，會購入大量的專業(yè)軟件和實訓模擬系統(tǒng)，這是實驗室的寶貴資源。將這些專業(yè)軟件及工具軟件建立一個軟件庫，除了在上課時供教師和學生使用，也可讓學生、教師在局域網(wǎng)內下載使用，這樣可以更好地發(fā)揮這些資源的作用。

3? 結論

高職院校商科實驗室信息化交互管理平臺建設利用計算機、網(wǎng)絡及物聯(lián)網(wǎng)等技術手段，通過構建實驗室綜合管理平臺作為核心子系統(tǒng)，與安全監(jiān)察系統(tǒng)、實驗室客戶端APP及綜合數(shù)據(jù)庫等三個子系統(tǒng)有效連接，實現(xiàn)無紙化辦公、無接觸管理，可有效提高整個實驗室的管理效率，也能充分發(fā)揮實驗室的利用效率。目前在實驗室信息化、智慧化的研究與建設上，本科院校推進較快，高職院校在推進建設方面需進一步加快步伐。

參考文獻

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

[2] 張朋.應用型本科院校實驗室信息管理系統(tǒng)的設計與研究[J].宏觀經(jīng)濟管理，2017（S1）：216-218.

[3] 邱坤，顧亦然，魏莉.高校文科實驗室信息化管理系統(tǒng)的探究[J].實驗技術與管理，2019（8）：260-262.

[4] 何東鋼，李響，王美妮，等.電信實驗教學示范中心資產管理系統(tǒng)的設計與應用[J].實驗技術與管理，2020（3）：193-195.

*項目來源：2021年江蘇高校哲學社會科學研究一般項目開放教育（在線教育）精品研究專項“供給側視角下開放教育實踐教學資源共建共享策略研究”（項目編號：2021SJA0759）。

作者：邵莉莉，江蘇開放大學商學院，助理實驗師，研究方向為實驗室建設與管理（210013）。