摘要:随着信息技术和网络智能技术的发展和进步,各行各业皆逐渐实现智慧型管理模式,而高校自然也不例外。当前我国大多高校已经进入智慧化校园的发展阶段,在高校开展智慧型管理的过程当中,实验室发挥的作用不容小觑,所以在建设智慧型实验室管理平台时,也需要开展综合考虑。本文通过分析大多高校当前在开展实验室管理时存在的问题,以及在高校当中建设智慧型实验室的特点,还有如何在高校当中建立智慧型实验室管理系统,以期提升高校实验室管理的智慧化水平,使其实验室管理工作更加科学全面的展开。
关键词:实验室管理;智慧型;系统建设
引言
当今时代,全社会对于教育的重视程度不断提升,这也逐渐扩大了高校的办学规模。而高校在扩大办学规模的同时,实验室得具体数量以及设施也在不断增加,实验室也更加开放的面向学生,对于实验室的使用频率也因此增加。目前,在高校实验室当中,呈现出设施设备、人才以及财务高度集中的状态,所以在高校实验室当中,所展开的教学活动以及科研活动复杂程度也在增加,通过分析高校在开展实验室管理时所出现的各种问题,提出与之相对应的解决措施,从而提升高校实验室管理的整体水平。
一、智慧型实验室建设背景及内涵
(一)智慧型实验室建设背景
高校实验室建设大致经历三阶段的发展:第一阶段主要是在计算机采购基础上,组建成对应的局域网,并实现计算机的共享管理工作;第二阶段在基于第一阶段,在全校园内对信息化管理有效实现;第三阶段则是智慧型实验室建设,即是在智慧型实验室建设的基础上,为全校师生提供更加快捷、方便的服务。这一阶段需要应用到物联网技术中的智能化控制、云计算技术中的资源共享等不同技术,针对实验室中的数据资源、计算机资源实现管理工作,对实验室管理水平以及效率有效提升,从而更好的服务于科研教学活动。
(二)智慧型实验室建设内涵
智慧型实验室是基于IBM公司在2008年提出的“智慧地球”概念,借助该概念提出的三大要素3I,即互联化、智能化以及物联化,在实验室中运用上述三大要素借助互联网将实验室的不同设备相连形成物联网,随后再借助大数据技术以及云计算分析数据,对实验室的智慧性提升,使得实验室的管理趋于精细化、动态化方式管理。智慧型实验室借助三大要素提供的不同过程化数据,以供管理人员开展相应的优化管理工作,并为实验教学提供相应的决策支持。
实验室是开展科学研究与科学实验的场所,作为学校重要的教育场所,承载着各种教学工作和教学任务,如嵌入式系统教学、计算机公共基础教学、各类软件实践等,传统实验室中的不同课程内容需要设置对应的运行环境以及教学环境实验结果还需要借助纸张打印展现出来,从管理层面看,传统实验室设备呈现出分散管理,较低利用率以及统计使用率不方便等一系列问题。因此建设智慧型实验室管理系统,对高校而言有重要的作用和意义,如能够提升管理水平以及利用力率,促进舒适智能、绿色环保的现代智慧实验室建设,更好的发挥其自身的教育教学作用。但另一方面,智慧实验室建设工程人任重道远,是推动高校信息化道路的一项系统、长期的工程,为了顺利推进智慧型实验室建设,高校需要建立完善的项目组织机构以及运行保障机制,细化不同环节工作人员的具体职责,还要保证不同智能技术与实验室基础建设之间的对接,保证实验室管理系统智能化顺利发展。
二、高校实验室建设与管理过程中存在的问题
目前,我国在高校实验室方面的建设发展较为迅速,实验室的数量也得到大大增加。但是,高校在对实验室开展具体管理时,仍然存在一些问题,对于当今时代下的实验室教学变革需求难以产生满足。本节就此分析高校实验室建设与管理过程中存在的问题。
(一)管理以及监督评价体系有待完善
传统实验室管理方式并不能及时反映实验教学管理情况,而是需要教育管理部门进行人工检查,明确实验室的教学状况以及师生出勤状况。对于实验室中的设备管理工作,教育管理部门同样需要借助管理人员寻味了解具体情况,并不能对设备开展实时监控工作,也不能第一时间针对实验室的问题采取有效的应对措施,实效性不足,智能管理欠缺。
(二)安全管理有漏洞
现阶段很多高校都应用了实验室管理系统,但结合系统运行、应用情况看,系统的个性化特性不足,并未结合高校的具体情况、特点设计系统,同时实验管理人员存在局限性,部分高校需要一人管理多个实验室,且实验室分布的位置不同,管理过程中并不能针对全天、全时段开展对应的监管,很容易出现安全隐患,从而导致因监管问题损失。对于实验室管理系统,应当结合高校特点开展针对性管理工作,部分基础实验室因应用人数多、使用频率高等问题,会发生安全事故或是安全隐患。
(三)智慧实验室建设进度缓慢
现阶段高校智慧实验室建设的突出问题,即是建设进度缓慢。导致上述问题的因素如:高校不同学院、系部都建立了属于本学院或是本系的计算机机房以及实验室,但实验设备较多、管理人员不足,且很多专业老师担任实验室的管理者;需要管理较多的部门,管理内容相对繁杂;实验室管理方式滞后,出现安全故障,部分实验室不能直接管控整个开放过程;实验室相对有限,实验教学课程繁杂、紧凑,并不能对其进行统一安排管理工作;实验室工作量因课程多导致繁琐,且核算难度较大。因此针对上述情况,高校需要建立对应的智慧实验管理平台,统一、综合管理所有实验室,从而解决传统实验室建设存在的问题。
三、智慧型实验室管理系统建设依托的关键技术
智慧型实验室管理系统能够在现阶段实验室基础硬件设施基础上,将现有系统、基础设施与新的信息技术相结合,促进全面感知智能化管理控制、物理环境的智慧型实验学习基地建设,促进实验室精细化管理工作,促进管理系统的全要素管理、动态化管理、全生命周期管理工作。在智慧型实验室管理系统建设过程中,需要依托一系列的关键技术。
(一) 大数据技术
大数据技术即是应用一些特殊的分析方法处理海量数据,如抓取目标数据基础上,精确分析不同类型数据,从而明确数据的现状,并对未来结果预测。针对传统实验室智能化升级,这一过程中应用的仪器智能管理平台、在线实验室使用调度平台等过程中,势必会生成大量的数据,将大数据技术应用其中,能够对简单数据处理,同时也能够针对一些复杂数据如图像数据、声音数据、文本数据等类型的数据开展精确的分析工作。此外,针对一些零散的数据,同样能够应用大数据技术对数据中蕴含的价值有效挖掘。因此在建设智慧型实验室管理系统过程中,借助大数据技术能够深化实验室智能化业务发展,在智慧型实验室管理系统建设时发挥着十分重要的作用。
(二) 云计算技术
云计算与大数据之间有着密切的关系,大数据的特征在于能够开展分布式数据挖掘工作,仅借助单台计算机并不能处理海量的大数据,需要将云计算作为依托,开展分布式处理、分布式数据库以及云储存、虚拟化技术。将大数据技术与云计算数据相结合促进智慧型实验室管理系统建设,能够针对实验室网络开展统一管理工作,同时也能够对实验室教学情况、设备应用情况产生的数据进行实时的记录、储存,并针对产生的数据进行全方面的分析,借助分析结果对实验室管理方案、教学计划优化,对实验室教学的效率提升,同时也有利于对实验室系统的运算速度提升,有效实现数据共享。
(三) 生物识别技术
生物识别技术主要是将生物传感器、声学、光学与生物统计学原理等高科技手段相互融合,借助人体固有的行为特征以及生理特征开展个人身份奠定工作。在不同的生物识别技术中,具有最高识别准确性的是虹膜技术。在建设智慧型实验室管理系统过程中,便能够将虹膜识别技术运用其中,针对实验人员进行统一的身份认证和管理工作,并作为实验室准入、准出的通行证。对于进入实验室的人员而言,需要经过虹膜识别技术调取相应的身份信息,离开实验室需要同样的操作,从而精确监测所有进出实验室人员,提升实验室设备、人员接触透明化。
(四) 物联网技术
物联网是根据约定的协议,将具有通信、感知、计算功能的智能物体、系统、信息资源相互连接,实现对物理世界可靠传输、泛在感知、智慧处理的智能服务系统。物理网能够应用信息传感设备,如红外传感器、气体传感器、激光扫描仪等,将物物与互联网相连接,从而实现信息交换。借助物联网技术能够将实验室管理系统与实验室设备之间形成独特的联系,从而对设备信息、类别等方面内容精准定位,从而对设备智能化、集中化管理有效实现,提升实验室网络管理的便捷性。在建设智慧型实验室管理系统时,可以将不同频率的RFID设备应用其中,对实验室全方位、智能化管理有效实现。进出实验室的师生都需要借助刷卡的方式,对自己的身份信息以及应用设备情况调取,并将其上传到管理系统数据库之中。部分高频的RFID设备应用到设备管理之中,能够针对设备进行精准定位,并精准调取设备的应用年限等方面情况,方便对设备定期维护、保养工作,保证实验设备的精确性。如果设备被恶意损坏,也能够被RFID设备感知,并触发实验室管理系统的报警功能。此外,还能够应用气体传感器对实验室环境进行实时、动态监测,如实验室出现火灾等异常情况,管理系统能够及时报警处理,对实验室损失有效降低。
(五) APP技术
为了更好的将智慧型实验室管理系统应用到实际之中,可以结合高校实际情况设计对应的实验室管理APP,师生以及管理人员能够在APP上完成预约、设备管理等一系列工作。实验预约具体的内容包括申请应用实验设备、预约空闲实验室等,师生能够借助APP预约进行相应的教学活动或是科研活动,还需要针对应用功能的设备进行详细登记工作,从而更有条理地安排实验课程。借助APP技术进行设备管理工作,可以将不同设备的具体信息输入到软件后台数据库中,借助大数据技术了解设备购入时间、损耗等方面情况,对实验设备全方位、信息化管理工作有效实现,同时也能够针对设备进行定期更新,避免因设备老化而出现实验结果偏差的情况。
四、 智慧型实验室管理系统管理建设具体内容
(一) 前端管理
智慧型实验室管理系统的前端管理具体包括发布资源、用户管理、仪器培训、信誉记录等方面内容,主要是为了提供重点实验室的综合信息资源,促进公开透明、规范化实验室平台搭建,保证人员用户管理以及进入实验室之间的安全培训、使用培训工作顺利开展。信誉记录则是为了避免个别用户出现不良的实验习惯。
(二) 过程管理
过程管理具体包括审核仪器设备、智能门禁、实时监控与温度监测工作。审核仪器设备环节,管理人员能够避免以往纸质化低效率的情况,灵活安排师生的实验室、实验时间等内容,仪器审核员能够浏览预约具体情况;智慧实验室在智能终端设备中按需设置,将电脑锁屏系统、门禁系统等相结合,借助审批实验申请,用户能够在预约时间自主操作“开门”、“实验开始”等内容,进行相应的实验;实施监控与温度监测环节,智慧实验室与实验室视频监控系统相连接,管理员能够借助手机终端对实验室情况远程调看,了解实验室不同方面情况,保证实验环境、人员以及设备安全管理工作,避免出现管理漏洞和盲点。借助温度监测,能够有效维护实验室的精密仪器,保证实验室稳定的大环境。
(三) 末端管理
传统实验室管理到用户离开实验室便结束管理工作。新时代实验室管理系统建设要求更高,不仅需要覆盖仪器设备应用过程的监督业务,还要纵向贯通不同环节信息化管理工作,完善末端管理工作。末端管理具体包括系统计费与实验文档上传、仪器报表统计以及耗材库存管理等方面工作。借助末端管理,能够帮助管理者更好的了解实验室产生的数据,并结合不同技术分析数据价值,提升管理水平和效果。
五、结束语
综上,智慧实验室管理系统建设对于高校实验室管理有着重要的作用,借助智慧型实验室管理系统建设,能够保证管理人员对学校实验室相关资源信息进行充分、高校应用,对实验室资源充分应用,从而促进高校人才培养,优化高校实验室建设。
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