高校实验室智能管理系统设计实践:以无锡职院为例.pdf
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1、科技与创新Science and Technology&Innovation1322023 年 第 17 期文章编号:2095-6835(2023)17-0132-03高校实验室智能管理系统设计实践:以无锡职院为例叶 林(无锡职业技术学院汽车与交通学院,江苏 无锡 214121)摘要:随着社会发展,高校实验室运行及管理方面存在的问题日渐增多,高校实验室管理体系优化不足,实验室无法充分运用它发挥作用,特别是实验室的运行及仪器设备的管理、使用和维护,仍然以人工管理的模式为主,数据缺乏及时性、准确性、科学性。基于计算机技术、网络技术、智能技术等信息化处理技术,构建实训室智能管理系统,充分发挥“设备、
2、教师、学生”的相互作用,使实验室能更好发挥科研和人才培养平台的作用。关键词:智能管理;高校实验室管理;高效科学;数字赋能中图分类号:TP315文献标志码:ADOI:10.15913/ki.kjycx.2023.17.039国内外都非常重视实验室的建设,并且投入了大量的人力、物力来支持实验室建设。总体来说,国外高校实验室的建设水平明显高于国内高校实验室的建设水平。高校实验室是高校教学和科研体系不可或缺的一部分,是高等教育的重要组成部分,更是高校实验室的宝贵资产。随着教育体制改革的不断深入,高校扩招学生,高校实验室的投入也随之增多,规模也越来越大,实验室的功能越来越复杂,相应的管理工作也日益繁杂。
3、然而高校实验室在运行、管理方面,存在的问题也日渐增多,高校实验室管理体系优化不足,实验室无法充分运用它发挥作用。特别是实验室的运行、仪器设备的管理、使用和维护,仍然以人工管理的模式为主,且实验室功能过于单一。建设实验室智能化管理系统已经迫在眉睫,通过加强建设实验室网络化、数字化信息平台,将实验室智能管理系统作为高校实验室管理工作革新的重要依据,对高校实验充分发挥其作用、提高管理水平具有重要的意义。1目前实验室管理中存在的主要问题目前高校实验室管理方式相对落后,存在诸多问题。如仍然采用最原始的人工纸质记账式管理模式记录现代实训室设备及使用情况,这不仅浪费人力,而且存在诸多风险漏洞。实验室设备丢失
4、、仪器存放位置无法确定、耗材难以把控,成为实验室资产管理中最突出的问题,此外实验室设备物品损坏无法第一时间追责、不能及时维护修理等也是常见问题。传统的人工记账式管理方式使得实验室管理严重缺乏科学性、合理性、规范性、高效性、交互性。利用实验室智能管理系统可以有效解决此类问题,同时将教师从烦琐的实验室管理事务中解放出来,使教师有更多的精力投入到日常教学、科研中。2实验室智能管理系统建设的意义构建科学合理的实验室管理体系,建设实验室智能管理系统,可以将实验室管理进行数字化转化。在实验室仪器设备管理方面,实现设备购置的提前规划、采购、日常管理、使用、维护维修、报废等全程监管记录分析,提高实验室仪器设备
5、的使用率、完好率。对于难以管理的耗材使用方面,实验室智能管理系统有着得天独厚的优势,根据不断采集更新的大数据分析,统一采购、科学合理管理实验室耗材,可避免耗材的重复购置、闲置虚耗,有效监控记录耗材的使用情况,避免不必要的人为浪费。实验室智能管理系统可为教师提供一个方便高效的操作平台,有利于更好地开展实验室管理工作,充分保证仪器设备的资源价值,便于教师精准把握实验室整体使用情况、学生参与情况,为教师管理、教学、学生学习使用提供便利条件1-2。实验室管理系统可以根据反馈情况进行不断升级完善,在动态管理中更好地服务教学科研工作,从而最优使用实验室。3实验室智能管理系统的建设思路高校实验室智能管理系统
6、的建设,需要基于计算机技术、网络技术、智能技术等信息化处理技术进行设计,该系统软件系统主要包含 OA 交互管理系统、移动 APP 服务系统3-4。通过“设备集群、资源集成、管理集约、智能分析”等方法创新,充分发挥“实验设备、在岗教师、在校学生”的相互作用。同时应用“协同过滤、矩阵分解、深度学习”等算法,构建集项目查询、预约、沟通、实施、考核、评价、智能分析等的一体化信息化交互平台,形成便于实验室管理系统平台开放建设、使用和管理的窗口。实验室智能管理系统建设思路如图 1 所示。实验室智能管理系统Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 17 期
7、133设计架构如图 2 所示。图 1实验室智能管理系统建设思路实验室智能管理系统用户使用管理模块用户信息采集权限管理资源配置管理模块设备数据采集位置信息共享使用信息记录维护保养信息开放交互管理模块仪器设备借用预约学生签到电子实验指导书日志填写反馈综合成绩评定智能分析模块使用情况寿命情况损坏情况丢失等情况实验实训任务发布基本信息查询图 2实验室智能管理系统设计架构基于实验室管理使用的特点,实验室智能管理系统应用了基于深度学习的推荐模型、宽深模型和深度模型,结合相似度计算,根据数据特点的不同选择不同的相似度计算方法来实现智能管理分析。杰卡德相似系数(Jaccard similarity coeff
8、icient)公式如下:BABABAJ),(在二维空间中,向量 A(x1,y1)与向量 B(x2,y2)的夹角余弦公式如下:222221212121cosyxyxyyxx2 个 n 维样本点 a(x11,x12,x1n)和 b(x21,x22,x2n)的夹角余弦公式如下:babacosnkknkknkkkxxxx122121121cos此外,还有一些其他方法,例如欧式距离、曼哈顿距离等。3.1用户使用管理模块此模块可与学校数据平台的数据实现交互共享,主要功能是采集用户信息、权限管理等。用户数据采集功能可实现与学校现有数据平台的数据交互共享,同时能够采集未在学生数据平台内的用户信息、临时用户信息
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