基于高校智慧校園的實驗室建設(shè)探索

佟巳剛

【摘要】近些年來，隨著智慧校園的普及推廣與應(yīng)用，高校實驗室也可以依托于物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新興技術(shù)實現(xiàn)信息化管理過程。最重要的是，實驗室可以借助信息化管理技術(shù)推動實驗室建設(shè)水平的不斷發(fā)展，利于各項研究工作的順利開展。本文研究了本科院校的實驗室建設(shè)現(xiàn)狀，指出其發(fā)展的不足之處，并提出具體的改進建議，以便更好地促進基于智慧校園的實驗室建設(shè)。

【關(guān)鍵詞】智慧校園 實驗室 信息化管理

近年來，教育部頒布多項政策文件，提出將普通本科院校轉(zhuǎn)型為應(yīng)用型高校，指出要確立高校應(yīng)用型的類型定位和人才培養(yǎng)的職責使命，強化實驗實訓(xùn)活動，有效地提高學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新能力。在培養(yǎng)人才時應(yīng)用型本科院校更加注重以能力培養(yǎng)為中心，做到理論教學(xué)與實踐教學(xué)并重，并積極開展相關(guān)的課外實踐教學(xué)活動，旨在通過相關(guān)實踐教學(xué)，提高學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新能力，促進學(xué)生職業(yè)能力和就業(yè)能力的穩(wěn)步提升。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大數(shù)據(jù)信息技術(shù)為支撐的智慧實驗室的建設(shè)受到各院校廣泛關(guān)注。

1 應(yīng)用型本科院校實驗室建設(shè)現(xiàn)狀

隨著應(yīng)用型本科院校對實驗室建設(shè)的重視程度不斷提高，實驗室建設(shè)不論是實驗室規(guī)劃還是設(shè)施設(shè)備都已經(jīng)取得了很大的進步，但是在實驗室使用中還存在一些不足之處，影響實驗室作用的發(fā)揮。

1.1缺乏完善的實驗室建設(shè)標準

目前，應(yīng)用型本科院校不僅實驗室建設(shè)后缺乏完善的實驗室管理制度，而且實驗室建設(shè)前也缺少建設(shè)標準。由于院校轉(zhuǎn)型時間較短，其在實驗室的建設(shè)規(guī)劃上還存在很大的不足之處。很多實驗室依據(jù)原有的傳統(tǒng)實驗室進行改、擴建，實驗室建設(shè)標準等并沒有進行規(guī)范。

1.2 缺少專門的實驗室管理人員

隨著國家對應(yīng)用型本科院校的重視程度不斷提高，本科院校的人才培養(yǎng)都側(cè)重實驗實踐教學(xué)。目前，各院校實驗室管理中，尤其是民辦本科院校專職的實驗室管理人員不足，由任課教師兼職實驗室管理員，專任教師的教學(xué)任務(wù)繁重，很難實現(xiàn)對實驗室的精細化管理，在一定程度上會造成相關(guān)工作的不規(guī)范，隨著實驗室開放程度的擴大，參與實驗、實踐的學(xué)生人數(shù)越來越多，而原有的單一實驗室資源緊缺，實驗室日常管理工作增加，專職實驗室管理員的缺少的弊端日益顯現(xiàn)，實驗室管理員的缺少也限制了實驗室功能作用的發(fā)揮。

1.3 智慧實驗室建設(shè)滯后

隨著智慧校園的普及推廣與應(yīng)用，實驗室建設(shè)并不能與智慧校園建設(shè)相結(jié)合，不能夠體現(xiàn)信息化與智慧化在實驗室建設(shè)中的優(yōu)勢。相關(guān)儀器設(shè)備分散在各個實驗室，雖然有專門人員進行管理，但是沒有建立智慧化的實驗統(tǒng)一管理平臺，不能對設(shè)備實時的使用情況進行監(jiān)管，實驗室的室內(nèi)照明和設(shè)備供電仍然依靠人工管理。

2 智慧實驗室概述

2.1 智慧校園概念

所謂的智慧校園主要是指以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為重要依托，實現(xiàn)智慧化校園工作、學(xué)習與生活的一體化管理，為校園營造出智慧化、信息化的服務(wù)環(huán)境。在智慧校園管理下，教學(xué)、科研以及管理等工作會融合為一體，逐步滲透于日常管理當中。

2.2 智慧實驗室概念

智慧實驗室建設(shè)也將基于智慧校園平臺得到更好的發(fā)展。在實驗室建設(shè)過程中，人們要將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、云計算等移動信息技術(shù)結(jié)合，有效實現(xiàn)實驗室的物理設(shè)備、信息設(shè)備以及操作流程等的智能化管理，形成良好的實驗室氛圍，幫助學(xué)生提高學(xué)習效果，同時提升其團隊協(xié)作能力，促進其綜合素質(zhì)的全面提高，更好地發(fā)揮人才培養(yǎng)優(yōu)勢。智慧實驗室建設(shè)要與新興信息技術(shù)和現(xiàn)代教育理念緊密結(jié)合，以物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為基礎(chǔ)，構(gòu)建開放、互動、共享的綜合信息平臺，實現(xiàn)更好的管理與監(jiān)控功能，促進信息的傳輸、交互與評價，為學(xué)生營造良好的實驗室氛圍。

3 智慧實驗室建設(shè)研究

3.1 裝置無線通信模塊

無線通信模塊作為智慧校園實驗室構(gòu)建的核心內(nèi)容，一般多負責實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與傳輸工作。由于校園內(nèi)WiFi信號全覆蓋，因此管理人員可以使用無線WiFi實現(xiàn)對大量數(shù)據(jù)的傳輸與管理。各網(wǎng)絡(luò)通信模塊的主控單元以MCU為主，使用外置天線。其中，ZigBee模塊主要針對實驗室門禁系統(tǒng)進行控制化管理。如在上課期間將門開啟、無人期間將門關(guān)閉。

3.2 裝置硬件結(jié)構(gòu)與功能

裝置硬件結(jié)構(gòu)與功能主要集中體現(xiàn)在實驗室門結(jié)構(gòu)上面，設(shè)計過程中需要嚴格根據(jù)裝置供電問題，以交流電形式實現(xiàn)供電過程?；蛘呤抢孟嚓P(guān)蓄電池實現(xiàn)裝置供電過程。根據(jù)實際情況來看，該裝置主要以無線傳輸模塊與天線模塊為主，實現(xiàn)日常通信過程。并積極與服務(wù)器之間進行互連，確保服務(wù)器時間信息以及其他信息準確合理。另外，在指紋識別模塊的設(shè)計方面，一般多以FLASH中存儲的管理員指紋信息為主，當裝置出現(xiàn)信息錯誤時，將無法啟動門禁系統(tǒng)，此時可以利用指紋信息進行啟動。

3.3 裝置的軟件設(shè)計

裝置的軟件設(shè)計作為智慧校園實驗室設(shè)計的關(guān)鍵內(nèi)容，一般多圍繞教師、學(xué)生、實訓(xùn)室管理員以及系統(tǒng)管理員進行設(shè)計與管理。學(xué)生可以通過網(wǎng)頁或者移動客戶端平臺登錄系統(tǒng)，完成個人信息修改工作或者是課程實驗室所在位置等內(nèi)容。同時，還可以根據(jù)平臺信息查詢自己的課程信息，如上課時間等。教師人員則可以利用實驗室管理平臺上傳與本節(jié)課實驗相關(guān)的資源信息，或者相關(guān)文件等，讓學(xué)生及時瀏覽以便深化課堂教學(xué)效果。實驗室管理人員可以借助該系統(tǒng)闡明實驗室使用情況，生成統(tǒng)計報表，以便后續(xù)管理應(yīng)用。而系統(tǒng)管理人員可以根據(jù)系統(tǒng)裝置的運行情況實現(xiàn)信息資源真正意義上共享、互動要求。

4結(jié)語

隨著智慧校園理念的推廣，智慧實驗室建設(shè)已經(jīng)成趨勢。當前，應(yīng)用型本科院校要重視智慧實驗室建設(shè)，將物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)有效結(jié)合，有效發(fā)揮智慧實驗室的作用，更好地推動我國應(yīng)用型本科院校人才的培養(yǎng)，促進現(xiàn)代教學(xué)的不斷發(fā)展。

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