智慧校園環境下計算機類專業實驗室安全管理對策研究

摘要：針對當前高校計算機類專業實驗室安全管理問題現狀，文章以構建一個安全、高效、可持續的實驗實訓環境為目標，提出基于智慧校園環境下實驗室安全管理的解決方案；通過加強制度建設，搭建智慧實驗室管理平臺，進行網絡安全加固；建立協同工作機制等具體保障措施，完善實驗室安全管理的漏洞。所提研究方案為高校計算機類專業實踐教學的順利開展提供安全可靠的實驗環境，全面提升學校管理服務效能。

關鍵詞：智慧校園；實驗室；安全管理

中圖分類號：TP393;C931 "文獻標志碼：A

0 引言

近年來，高校實驗室安全事件頻發，在此背景下，各級主管部門不斷加大安全督導檢查力度，在制度建設與經費保障等方面持續發力，人防、物防的工作水平得到全面加強，基本抑制了實驗室安全事件的發生。但上述方法并沒有從根本上全面系統地解決高校實驗室存在的安全問題，其中的重要原因是高校實驗室安全管理長期缺乏標本兼治的措施，未建立起常態化管理機制［1］，如信息管理滯后、設備操作煩瑣、安全隱患突出、使用效率低下以及用戶交互體驗不佳等。特別是隨著人工智能、大數據等現代信息技術的興起，高校的計算機專業實驗室管理內容發生了較大的變化，部分院校未能跟隨科技進步與時代發展的步伐，仍然徘徊在完善制度和規范日常管理等方面，而智慧校園環境下運用信息化手段強化實驗室安全管理的方式并不多見，這些問題在一定程度上制約了實驗室管理水平的提升。

1 高校實驗室安全現狀

高校計算機類專業實驗室在培養學生實踐動手能力、提升專業技術水平方面發揮著重要作用。有效保障實驗環境、提升實驗室安全管理水平是做好實踐教學的工作基礎。隨著計算機技術的不斷發展，高校人才培養緊跟經濟社會發展需要，相繼開設多種由計算機技術衍生的新專業。實驗室建設環境不斷發生改變，從滿足最初計算機基礎教學的需要演變成包含5G、人工智能、大數據、物聯網等的現代信息技術實驗室。同時，由于在線教育的興起，“實驗室”的概念不再局限于一間機房、一臺實驗設備，網上網下的多空間、多場景的實驗環境已經成為高校實驗室建設的主流趨勢。然而，在當前網絡時代背景下，開放式的計算機實驗室環境為學生學習和網絡操作帶來較大的便利，而隨著實驗室內教學活動類型的增多，學生各類操作行為的出現，為計算機系統的使用帶來了較大壓力，增加了計算機的網絡安全風險。計算機類專業實驗室安全的問題類型及其具體存在的問題如表1所示。

表1 計算機類專業實驗室安全問題分析

問題類型存在的問題

管理安全領導重視不足，安全管理制度不健全，缺乏信息技術手段的運用，無法進行實驗室整體安全態勢的觀察，實驗室管理水平低效

應用安全師生的信息素養有待提升，權限控制不合理，網絡病毒層出不窮，傳播迅速，管理員未能適應新技術、新應用的變革

網絡安全缺乏必要的入侵防護手段，不能及時發現操作系統漏洞和進行補丁更新，全網的數據備份與恢復機制不夠完善

物理安全設備老化，線路混亂，資產底數不清，缺少必要的消防設施，系統維護成本高

主機與用戶終端安全電腦終端設備缺少安全防護，正版化軟件普及率不高，未安裝殺毒軟件

數據安全在數據安全方面，缺少必要的數據安全防護措施，在涉及個人的數據采集與實驗操作數據防護等方面還存在很多薄弱環節，各種實驗的云平臺存在數據泄露風險

2 實驗室安全管理問題分析

2.1 實驗室管理工作水平不高，存在管理風險

實驗室建設與管理未與專業建設的發展需要緊密聯系起來。雖然一些學校持續建設新機房，但是管理手段依舊基于傳統機房的日常管理模式。同時，機房設備陳舊，線路老化，消防等設施設備配備不到位，安全隱患較為突出，資產底數不明，使用年限不清，使用狀態隨意變換，管理流程不規范。一些先進設備由于缺乏專業人員導致設備長期閑置。領導對實驗室建設管理工作重視不足，實驗員的工作理念有待提升，在具體的實驗室管理工作中未形成標準化的管理運行體系。

2.2 師生的實踐教學體驗不佳，教學質量難以保證

計算機類專業的實踐教學環境差別較大，學生在學習過程中的操作水平存在差異。軟件平臺對設備性能需求、網絡需求以及學生操作規范程度等表現出眾多問題，例如硬件設施老化、軟件版本不能滿足教學需要、系統運行與網絡訪問緩慢、人為操作造成的系統故障等，這些問題將導致在教學過程中師生的交互體驗不佳，嚴重影響了計算機類專業教學的效果。

2.3 網絡安全威脅日益嚴重，給管理工作帶來較大負擔

近年來，隨著信息技術的不斷發展，一些學校為了解決實驗室管理負擔，采用云桌面的技術架構進行實驗室建設。同時，一些學校相繼開設了網絡安全、大數據、物聯網專業，搭建了專業實驗室。另外，部分課程進行教學改革，實行線上實踐教學。這些新的發展情況為實驗室的管理工作增添了新的任務，即需要網上網下、課上課下的網絡支撐保障。學校實驗室面臨日益嚴重的網絡安全威脅。

3 實驗室安全管理對策

目前，高校正在不斷推進智慧校園建設，圍繞網絡基礎設施、數字教學應用等方面不斷擴展，數字化的智慧校園基礎底座基本形成。面對實驗室的安全管理現狀與日益嚴重的網絡安全威脅，學校須要采用合理的信息技術手段解決實驗室安全管理問題。

3.1 建立制度，定期開展培訓，規范實驗室安全管理工作流程

建立科學的安全管理制度是保障實驗室安全的基礎。管理制度能夠為實驗室內的網絡活動提供清晰、統一的行為準則。無論是學生、教師還是管理人員，都要在管理條例的約束下明確其在網絡活動中的權利與義務，從而降低誤操作或不當操作帶來的風險［2］。學校應制定詳細的安全制度和操作規程，明確各項安全規定和應急處理流程，確保所有實驗室相關人員了解并遵守相應的規定和流程，以確保在發生網絡安全問題時能夠迅速應對。

人為因素是實驗室安全事故發生的主要原因，其中最重要的原因是實驗人員安全觀念不強和安全素養欠缺。因此，開展全員安全教育學習、培訓，從事故源頭降低事故發生概率，是處理實驗室安全問題的重要措施［3］。學校應定期開展安全培訓，如網絡安全意識教育、應急演練等，以提高師生的安全意識和應對能力。學校應通過道德和法律教育，培養學生的誠信和安全意識，防止數據泄露或濫用。學校應組織召開安全會議和專業發展研討等活動，幫助實驗員了解實踐教學需要以及最新的安全威脅情報和技術防護手段，完善操作流程與規范，提升管理服務能力。

與此同時，構建完善的信息化監督機制和優化管理實踐環節成為現代實驗室管理的重要策略。這不僅要求管理人員具備良好的信息技術素養，還應建立科學的信息化標準，確保實驗操作的規范化和安全性。此外，學校對實驗員的持續培訓在提高其職業素養的同時，還保證了其能夠適應現代實驗室管理的信息化需求。

3.2 搭建智慧實驗室管理平臺

學校通過建設智慧實驗室實現實驗室日常管理和安全管理，優化實驗室資源配置，提高實驗教學的效率，及時發現安全隱患。在具體的平臺建設過程中應著重突出以下幾個方面。

3.2.1 體現應用便捷

為提升用戶滿意度和使用效率，智慧實驗室應支持多平臺接入，包括桌面計算機、平板電腦和智能手機。通過優化用戶交互、擴展接入方式和提供個性化服務，實驗室能夠更好地滿足用戶需求，實現資源的有效利用。對于關鍵操作，如實驗預約、設備查看和故障報告，應設置明顯的提示和引導，降低誤操作的可能性，提高管理的靈活性。

3.2.2 實時通知與提醒

便捷的實驗室管理包括實時的提醒和通知。系統應接入校園網統一身份認證和消息中心，通過電子郵件、短信或移動應用自動推送實驗預約確認、設備維護通知、故障處理進度更新等信息，幫助用戶安排實驗時間，及時了解實驗室動態。

3.2.3 提供個性化服務

智慧實驗室應提供個性化服務，以滿足不同用戶群體的需求。例如，系統可以根據用戶的行為數據，提供實驗技能的建議和學習資源，支持學生的自主學習。同時，系統引入實驗室安全管理智能助手，運用人工智能技術，如語音助手和聊天機器人。這些智能助手遵循實驗室設備安全操作規范，能夠回答用戶的問題，提供操作指導，甚至在一定程度上協助預約和故障報告。

通過以上措施，智慧實驗室將提供一個便捷高效的環境，使師生能更順暢地進行實驗操作，保障實驗室的安全，提升教學與科研的效率。

3.3 構建實驗室安全可視化看板

在高校計算機實驗室的智慧管理中，學校通過構建實驗室數據安全可視化看板，可以展示實驗室實時數據、實驗室開放信息、能耗分析、設備信息、預約信息、門禁信息、材料信息、教學信息，實驗技術人員可以實時掌握實驗室的數據，減少了部分統計工作并能夠實現智能預警和故障報修［4］，以支持實驗室安全管理科學決策和持續優化。

學校可以直觀地監控實驗室設備使用情況，如設備的在線率、使用率和閑置時間。這有助于優化設備的分配和調度，避免資源浪費，提高實驗室的運行效率。同時，數據可視化可以幫助學校識別并分析實驗室的安全隱患。例如，通過實時監控系統日志，可以發現異常登錄、非法訪問或惡意軟件活動等安全事件，通過顏色編碼或警報提示的方式即時通知管理人員，以便迅速采取應對措施，確保實驗室設備和數據的安全。

數據可視化在故障管理和預防性維護方面也有重要作用。通過對故障報告、維修記錄和設備性能數據的分析，學校可以識別設備故障的高發時段、常見故障類型和可能的故障原因。通過折線圖或餅圖，學校可以清晰地展示故障頻率的變化趨勢，從而提前進行設備維護或升級，降低故障發生的可能性，提升實驗室的穩定性和可靠性。

3.4 進行實驗室網絡安全加固

在智慧化計算機實驗室的管理中，安全是至關重要的組成部分，涵蓋了物理安全、數據安全和網絡安全等多個方面。為確保實驗室的安全，學校不僅要防止實驗室設備的損失，避免教學活動的中斷，還須要保護實驗管理平臺及其敏感數據免受未經授權的訪問，通過技術手段和管理策略實現實驗室的安全管理。

3.4.1 物理安全

物理安全主要包括實驗室設備、設施和環境的安全，防止因人為錯誤、設備故障、環境變化或外部威脅導致的損失。

實驗室應安裝視頻監控系統，實時監控實驗室的進出和內部活動，為安全事件的調查提供證據。門禁系統是物理安全的另一個重要組成部分，通過身份驗證技術，如刷卡、密碼、生物識別等，確保只有授權人員才能進入實驗室。門禁系統應與視頻監控系統集成，當門禁異常開啟或關閉時，應立即觸發警報并聯動視頻監控查看具體情況。

防火和防盜措施也是物理安全的關鍵。實驗室應安裝煙霧探測器和自動滅火系統，以防火災發生。同時，學校應定期檢查消防設備的完好性，確保實驗室人員了解基本的消防知識和應急疏散程序。

對于貴重設備，學校應配備防盜報警系統并對重要區域進行分區管理，限制設備的移動。

3.4.2 數據安全

數據安全主要包括實驗室內的數據資產，如實驗數據、用戶信息和系統配置信息等，以防數據泄露、篡改或丟失。實驗室應采用加密技術，保護存儲和傳輸中的數據，如使用SSL/TLS協議進行網絡通信，對重要數據進行全盤或文件級加密。

學校應定期進行安全審計，對系統日志進行分析，檢測潛在的入侵嘗試或內部威脅，這對于維護數據安全至關重要。同時，學校應實施嚴格的權限管理，確保每位用戶只能訪問其所需要的數據和功能，減少由誤操作或惡意行為造成的損失。

3.4.3 網絡安全

網絡安全著重保障實驗室網絡的穩定和安全。首先，實驗室應使用防火墻和入侵檢測/防御系統，阻止未經授權的訪問和惡意流量；其次，實驗室應定期更新系統和軟件，修補已知的安全漏洞，降低被攻擊的風險；最后，實驗室應實施網絡訪問控制，根據用戶角色和權限分配網絡資源，限制不必要的網絡活動。

網絡安全還包括對無線網絡的管理，確保Wi-Fi的安全性，防止未授權設備接入以及對網絡流量進行監控，識別異常的網絡行為。學校應指導實驗室所有相關人員正確使用網絡，如不隨意下載不明來源的軟件，定期更新防病毒軟件，以減少內部威脅。

3.4.4 備份與恢復

學校應做好數據備份和恢復，確保數據在遭受攻擊或意外情況時能迅速恢復。在計算機實驗室的智慧管理中，數據是實現智能化決策和高效運行的基礎，因此，學校必須對實驗室的各類數據進行定期備份，包含公有云和私有云的所有數據資產，以防數據丟失或損壞；同時，建立快速、可靠的恢復機制，以便在數據出現問題時能迅速恢復到正常狀態。數據備份策略應根據實驗室數據的敏感性和重要性進行定制。

數據恢復機制的設計同樣重要。在數據恢復的實際操作中，為了提升數據恢復的效率，學校可以采用增量備份和差異備份的策略。在備份執行過程中，學校應使用自動化工具（如備份軟件）來簡化流程，減少人為錯誤。此外，定期的備份驗證也必不可少，可確保備份數據的完整性和可恢復性。實驗室應制定詳細的恢復流程，明確在數據丟失或系統故障時的應對步驟。

3.5 建立安全管理體系

實驗室應建立完善的安全管理體系，包括安全策略、安全組織結構、安全流程和安全審計。安全策略應明確實驗室的安全目標、責任和措施，為實驗室的安全工作提供指導。安全組織結構應確保有專人負責安全管理，協調相關部門，形成安全管理合力。安全流程應覆蓋從設備采購到廢棄的全生命周期，包括安全需求分析、設備安全配置、日常安全維護和安全事件處理等環節。安全審計應定期對實驗室的安全狀況進行評估，發現并修復安全漏洞，持續改進安全管理體系。

要堅持“黨政同責、一崗雙責、齊抓共管、失職追責”，進一步明確實驗室安全管理責任主體，建立由學校、二級學院和實訓教學中心三級聯動的實驗室安全管理機制，以確保實驗室的安全運行［5］。

通過上述措施，學校構建了一個全方位、多層次的實驗室安全防護體系，確保實驗室的設備、數據和網絡免受威脅，為教學和科研活動提供安全可靠的環境。

4 結語

高職院校肩負著培養高素質的應用型、技能型人才使命，安全高效的實驗環境對于提高學生的實踐應用能力具有十分重要的作用。在新技術、新場景、新應用在教育領域不斷呈現的背景下，只有通過數字化的實驗室管理和安全態勢感知的綜合運用，才能夠真正為實驗室管理服務工作提質增效，實現安全穩定可靠的實驗環境。未來，隨著新技術的不斷涌現，實驗室安全的挑戰也在不斷變化。因此，持續關注安全動態，及時調整和優化安全策略和管理服務方式，是實驗室管理者必須面對的挑戰。

參考文獻

［1］相桂生，趙晨，魏麗萍.開展高校實驗室安全標準化建設的思考［J］.勞動保護，2023（5）：40-41.

［2］楊正.“互聯網+”背景下高校計算機實驗室網絡安全管理研究［J］.華東科技，2023（9）：75-77.

［3］楊珍，齊學潔，莊朋偉．強化管理保障開放型實驗室安全［J］．廣州化工，2017（17）：183-184.

［4］劉潔.大數據技術在計算機基礎實驗室管理中的探索與應用［J］.科技風，2023（10）：67-70.

［5］仇念文，安緒常．新時期高校實驗室安全管理面臨的挑戰及對［J］.實驗技術與管理，2019（1）：181-185.

（編輯 王雪芬編輯）

Research on security management strategies for computer professional laboratories in smart campus environment

XU" Yuping， FU" Tianju

（Inner Mongolia Electronic Information Vocational Technical College， Hohhot 010070， China）

Abstract：" Aiming at the current situation of laboratory security management in computer related majors in universities， this article takes building a safe， efficient， and sustainable experimental and training environment as the target， and proposes a solution for laboratory security management based on a smart campus environment. By strengthening institutional construction， this paper builds a smart laboratory management platform， and strengthening network security. The specific safeguard measures such as collaborative work mechanisms are established and the loopholes in laboratory safety management are reinforced. The proposed research scheme provides a safe and reliable experimental environment for the smooth implementation of practical teaching in computer related majors in universities， and comprehensively improves the efficiency of school management services.

Key words： smart campus; laboratory; security management