機(jī)械類開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)應(yīng)用

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摘要：隨著信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，提高實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備資源的利用率進(jìn)而提升學(xué)生實(shí)踐能力是高校實(shí)驗(yàn)室發(fā)展建設(shè)的重點(diǎn)任務(wù)。該文結(jié)合機(jī)械工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的管理情況，提出構(gòu)建開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化建設(shè)方案和運(yùn)行案例，介紹了實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行管理信息系統(tǒng)的基本構(gòu)架及功能模塊。通過開發(fā)與應(yīng)用開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理平臺(tái)，提高了實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備的利用率，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；開放實(shí)驗(yàn)室；信息化管理；Web應(yīng)用

實(shí)踐教學(xué)是高校人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)之一，是不可或缺的組成部分。實(shí)驗(yàn)室是高校開展實(shí)踐教學(xué)的重要承載基地。高校實(shí)驗(yàn)室每年不斷增加建設(shè)規(guī)模，持續(xù)的新設(shè)備投入和伴隨的舊設(shè)備報(bào)廢過程中的問題也日漸凸顯。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行管理、實(shí)驗(yàn)室本身以及各實(shí)驗(yàn)室相關(guān)設(shè)備的利用率也逐漸成為實(shí)驗(yàn)室管理和建設(shè)的重要任務(wù)[1-2]。提高管理效率才能更好地為教師和學(xué)生提供全方位的服務(wù)。機(jī)械類高校綜合實(shí)驗(yàn)中心的管理和服務(wù)一般分為兩類：第一類是面向大多數(shù)學(xué)生并為其基礎(chǔ)和專業(yè)課程服務(wù)的通用教學(xué)設(shè)備的管理維護(hù)；第二類是面向研究探索型的實(shí)驗(yàn)課程以及開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或者為參加競(jìng)賽等浮動(dòng)的部分學(xué)生選課服務(wù)，多為大中型設(shè)備的管理維護(hù)。兩種不同的定位服務(wù)就決定了實(shí)驗(yàn)室的管理要采取不同策略和方法，并要有針對(duì)性地進(jìn)行管理來提高效率和管理質(zhì)量。高校要培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)人才，開放實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)很有效的方法。而且現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室不僅僅作為教學(xué)場(chǎng)地使用，也是教師和學(xué)生開展科研項(xiàng)目以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的重要平臺(tái)。開放實(shí)驗(yàn)室能有效提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率，也為進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力提供有力的保障[3-5]。而要實(shí)現(xiàn)上述有效管理，簡單快捷的實(shí)驗(yàn)室管理信息化系統(tǒng)建設(shè)能節(jié)約大量的人力和時(shí)間成本，簡化步驟，從而提升教學(xué)及管理工作的效率和質(zhì)量，促進(jìn)教學(xué)和科研的良性循環(huán)。

1實(shí)驗(yàn)中心存在的問題

實(shí)驗(yàn)室為眾多課程及學(xué)生提供服務(wù)，同時(shí)還為部分教師的科研應(yīng)用提供服務(wù)。在針對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)的服務(wù)方面，目前實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行過程管理基本依靠手工和電話查詢實(shí)驗(yàn)室的使用情況，通過人工來安排后續(xù)的實(shí)驗(yàn)室使用計(jì)劃[6]。在現(xiàn)代電腦技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信手段如此發(fā)達(dá)的今天，這種基于人工的管理模式顯然不再適應(yīng)信息社會(huì)的發(fā)展。在針對(duì)部分參加競(jìng)賽的學(xué)生和教師的研究服務(wù)方面，上述管理模式顯然不利于設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室的有效利用，隨著實(shí)驗(yàn)室的不斷建設(shè)和發(fā)展，設(shè)備的更新?lián)Q代速度也不斷加快，而教師沒有一個(gè)了解設(shè)備的有效渠道而導(dǎo)致設(shè)備閑置時(shí)間過長，增加了設(shè)備維護(hù)的成本，減少了設(shè)備維護(hù)的價(jià)值，同時(shí)教師和學(xué)生不能全面了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)參數(shù)，以及進(jìn)行實(shí)驗(yàn)種類和時(shí)間安排等信息，難以讓設(shè)備得到充分的利用[7-10]。由于設(shè)備信息更新不及時(shí)導(dǎo)致的開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要以書本上的驗(yàn)證演示型實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生的主觀能動(dòng)性得不到發(fā)揮，學(xué)生在極少的課余時(shí)間也沒有更多的機(jī)會(huì)到實(shí)驗(yàn)室開展創(chuàng)新性研究項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)，長此以往學(xué)生的積極性難以得到提升。同一種類設(shè)備總數(shù)較少也是實(shí)驗(yàn)中心存在的一個(gè)重要問題，近年來由于學(xué)生人數(shù)的逐年遞增，之前在購置同種實(shí)驗(yàn)設(shè)備策略上所考慮的學(xué)生人數(shù)和目前的學(xué)生人數(shù)不可同日而語，學(xué)生人數(shù)已經(jīng)超出了設(shè)備所能承接的最大數(shù)量，分組對(duì)師資力量和學(xué)生時(shí)間都是一個(gè)巨大考驗(yàn)。而由此導(dǎo)致的學(xué)生分組人數(shù)增加降低了部分學(xué)生的主動(dòng)性，多數(shù)學(xué)生只在一旁觀察而記錄數(shù)據(jù)，影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。此外，多數(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備僅僅服務(wù)于理論課程對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)要求，這些課程每年只開設(shè)一次，這樣使得開設(shè)期間設(shè)備不足，高峰期過后便出現(xiàn)設(shè)備閑置，導(dǎo)致總設(shè)備利用率非常低，而實(shí)驗(yàn)課上沒有得到鍛煉的學(xué)生在課后也沒有機(jī)會(huì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室來重新學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)過程。

2升級(jí)實(shí)驗(yàn)室管理方案

面對(duì)上述諸多問題，首先在實(shí)驗(yàn)室的管理方案上必須做出調(diào)整以適應(yīng)設(shè)備及學(xué)生需求。主要從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行。

2.1改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

針對(duì)目前較多的演示和驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，適當(dāng)擴(kuò)展綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，甚至可以提供實(shí)驗(yàn)思路，讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣、研究方向及研究能力自擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和效果。

2.2調(diào)整實(shí)驗(yàn)時(shí)間

其一是安排實(shí)驗(yàn)課程所必需的時(shí)間，如針對(duì)課程的主要內(nèi)容所安排的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)時(shí)間。綜合設(shè)計(jì)型項(xiàng)目在實(shí)驗(yàn)課上不能完全達(dá)到預(yù)期結(jié)果的情況下，鼓勵(lì)學(xué)生利用課后時(shí)間通過如網(wǎng)上預(yù)約的方式實(shí)現(xiàn)自主預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間。其二是針對(duì)學(xué)生課外一些研究型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也可以通過網(wǎng)上預(yù)約的形式來完成，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

2.3實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移

之前大多數(shù)實(shí)驗(yàn)的主要目的是對(duì)理論的驗(yàn)證過程，得出合理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移即可將實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)課程上的內(nèi)容重點(diǎn)集中在學(xué)習(xí)原理和設(shè)備的安全操作方法和過程細(xì)節(jié)上，讓學(xué)生學(xué)會(huì)操作的全部流程，掌握實(shí)驗(yàn)的要求，為學(xué)生在更多的開放時(shí)間內(nèi)可以自主完成大多數(shù)實(shí)驗(yàn)而奠定基礎(chǔ)。學(xué)生即可在實(shí)驗(yàn)室開放的時(shí)間和設(shè)備中自行選擇所需的設(shè)備、元器件、實(shí)驗(yàn)板及必備工具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作。落實(shí)上述實(shí)驗(yàn)的改革措施，首先就是要有合理的實(shí)驗(yàn)室信息化管理系統(tǒng)來完成實(shí)施過程的配套，通過信息化管理系統(tǒng)完成實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間的公布、學(xué)生預(yù)約和實(shí)驗(yàn)室本身的相關(guān)管理，既可以提高實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備的利用效率，又能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)構(gòu)架

目前實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)管理方面，課程安排工作主要由學(xué)校教務(wù)處統(tǒng)一的綜合教務(wù)管理系統(tǒng)來完成，一般教務(wù)系統(tǒng)以學(xué)期為時(shí)間單位，以單個(gè)教室為地點(diǎn)單位進(jìn)行設(shè)置。由于受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，每個(gè)教室在每學(xué)期的課程安排基本不變，這種針對(duì)常規(guī)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)要求的課表基本能滿足上述教學(xué)要求，但是更多能提高學(xué)生技能的綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目則需要更加靈活多變的教學(xué)模式和安排方法?？紤]到上述的教學(xué)要求，本系統(tǒng)通過合理的功能設(shè)計(jì)來配合已有教務(wù)系統(tǒng)以適應(yīng)靈活的實(shí)驗(yàn)要求[11-15]。開放實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)功能模塊見圖1。（1）人員信息模塊。用戶角色分為教師、學(xué)生和管理員。管理員主要是系統(tǒng)設(shè)置和基本需求信息管理，教師可以在線安排開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生可根據(jù)教師開放的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行選擇，并預(yù)約實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間。（2）設(shè)備信息模塊。設(shè)備信息對(duì)應(yīng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室獲取設(shè)備列表信息和簡介，了解詳細(xì)情況，教師可根據(jù)操作許可人員提前聯(lián)系安排開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。（3）項(xiàng)目信息模塊。該模塊是實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目的主要信息記錄模塊，包含了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所需要記錄的各種信息，為學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提供支持。（4）實(shí)驗(yàn)室開放信息模塊。該模塊主要是針對(duì)實(shí)驗(yàn)室預(yù)約的一個(gè)開放記錄。

4開放實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

目前用于信息化建設(shè)的系統(tǒng)工具開源資源越來越多，系統(tǒng)功能也越來越豐富，選擇一款適合的開源系統(tǒng)作為開放實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)的基礎(chǔ)，可快速實(shí)現(xiàn)開放實(shí)驗(yàn)室信息化管理的需求。從綜合功能性和可擴(kuò)展性來看，本系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)采用B/S模式。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用免費(fèi)的MySQL8.0作為信息存儲(chǔ)，系統(tǒng)開發(fā)各管理模塊功能基于Django應(yīng)用框架實(shí)現(xiàn)，該框架是基于Python語言的開源框架，功能強(qiáng)大，前端應(yīng)用界面采用Bootstrap基于響應(yīng)式網(wǎng)頁基礎(chǔ)框架實(shí)現(xiàn)，軟件系統(tǒng)可以與電腦和手機(jī)等移動(dòng)端同時(shí)適配。

5結(jié)語

本文通過分析我校機(jī)械工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心日常運(yùn)行管理中存在的問題，提出了開放實(shí)驗(yàn)室信息化運(yùn)行的思路，設(shè)計(jì)并開發(fā)了一套開放實(shí)驗(yàn)室信息化管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有簡單可靠、實(shí)用性強(qiáng)、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，整個(gè)方案設(shè)計(jì)與系統(tǒng)開發(fā)都由本實(shí)驗(yàn)中心教師完成，為后續(xù)的調(diào)整和運(yùn)行管理提供有力的技術(shù)支持。機(jī)械類實(shí)驗(yàn)室以項(xiàng)目形式全面開放，不僅可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的學(xué)習(xí)興趣，而且也可以提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，為進(jìn)一步提升科研能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力打好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)(References)

[1]周文峰.高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心信息化運(yùn)行管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2018(20):396.

[2]趙文靜，葉旭，陳暢頻.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室“多通道”管理模式探究[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2016,19(6):212–216.

[3]郭盛，黃剛，尹嬋娟.高校實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019,36(5):268–271,275.

[4]朱盼盼，朱雨蓮，王旗.基于MOOC模式的物理全面開放實(shí)驗(yàn)室探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2018,37(12):262–265.

[5]林宗德.機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)開放的探索與實(shí)踐[J].福建農(nóng)機(jī)，2018(4):39–41.

[6]柳威.開放性實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)分析與研究[J].信息與電腦（理論版），2016(2):128–129.

[7]姜麗，衛(wèi)春芳.高?！癕OOC＋開放實(shí)驗(yàn)室”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2018,21(2):167–169,173.

[8]張明，朱小軍，瞿朝成.基于WEB的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2014(1):129–130.

[9]陳勝華.開放式實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2014.

[10]胡鋼.基于IOT的開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的研究與探索[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2017,7(4):57–58.

[11]程志強(qiáng).基于物聯(lián)網(wǎng)的開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)研究[J].信息系統(tǒng)工程，2017(3):61.

[12]陳茜，劉國君，朱敏，等.基于B/S模式開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化綜合管理平臺(tái)的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)[J].信息通信，2016(11):64–66.

[13]陳昌興.基于RFID技術(shù)的高校實(shí)驗(yàn)中心智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2016,14(3):46–49,81.

[14]張智霞.基于WEB的實(shí)驗(yàn)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息與電腦，2016(1):110,116.

[15]魏林心，祝玲.實(shí)驗(yàn)室管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].通訊世界，2016(1):197.

作者：劉高君 鄭舸 單位：四川輕化工大學(xué)