基于物联网技术的高校实验教学与实验室综合管理系统设计.pdf
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1、物联网技术 2023年/第8期 人才培养Vocational Education1540 引 言高校实验室是实践教学的重要场所,在高校教学和科研探索中发挥着重要作用。近年来,随着物联网、云计算、大数据等信息技术的发展,高校实验室的建设和应用管理模式也在发生着重大变化。如何通过信息化的手段构建涵盖高校实验室管理中涉及的人员、场地、设备、耗材、安全准入、安全检查、报表材料等要素的综合管理系统,实现相关数据的互联互通,提高实验室管理员的管理效率和实验室的利用率,使实验室的资源科学、安全及快速运转,国内各高校还需要进行深入的研究。1 主要问题目前机电学院实验室信息管理主要依赖于纸张,比如实验室使用申请
2、、使用记录管理、设备维护等信息,采用人工的管理模式,这种管理模式极大降低了实验管理的效率。主要问题如下所示:(1)实验室使用申请单、实验室使用记录表、设备使用情况表、设备维护表、耗材领用表等材料需要人工记录和统计,这种纯人工的模式不仅效率低下、不环保,而且容易出现漏报、错报。(2)由实验室管理员负责所辖实验室的开关门,因此周末和晚上等非工作时间实验室的资源不能充分利用。(3)实验中心由专职实验管理人员负责实验室的日常开放和维护工作,但由于传统预约方式需要手动统计实验室使用情况,无法及时反馈信息,导致预约信息无法及时更新。(4)机电学院实验室涉及电气信息及自动化、电子信息工程、通信工程、机器人工
3、程、机械设计制造及自动化多个专业,设备种类多而杂,管理起来困难重重,任务繁重。2 建设需求为了更好地服务师生,充分发掘实验室可用资源,建设实验教学与实验室综合管理系统非常有必要。该系统可以对实验教学和开放实验室预约业务流程中产生的数据进行分析处理,简化了管理流程,为师生提供便利;还能通过智能终端高效地采集实验室基础数据、仪器设备信息、耗材管理数据、环境信息数据,以实现实验室每个房间的使用人员信息、环境信息、设备使用信息等可查询、可统计、可分析、可预警,为实验室主管部门的宏观管理和科学决策提供依据,为实验室全面信息化建设提供有力保障。3 系统设计与实现 实验教学与实验室综合管理系统由基础信息管理
4、、实验教学管理、开放预约管理、仪器设备管理、耗材信息管理和环境信息管理 6 个功能模块组成,可实现实验教学与管理过程中学生预约开放、身份识别、实验过程管理、考核报表的自动生成、仪器设备与耗材管理、环境信息管理。管理系统与门户网站实现信息交互,可展示实验中心动态、课表、仪器设备、实验教学资料、规章制度等信息。实验教学与实验室综合管理系统通过物联网与智能传感器连接可实现环境信息的采集;同时与数字校园网连接,共享实验室资源和学生、基于物联网技术的高校实验教学与 实验室综合管理系统设计董 雷,龚 聪,高伟坤(石家庄学院,河北 石家庄 050035)摘 要:实验教学管理和实验室综合信息管理是实验室管理的
5、关键。在新工科背景下,实验教学是应用型本科院校在培养学生创新实践能力的重要环节,对实验教学过程进行更科学的管理迫在眉睫。近年来国家对高校科研的投入不断提高,实验设备数量和种类不断增加,使得实验室管理变得日渐复杂。石家庄学院机电学院实验中心针对实验教学管理和实验室综合信息管理两方面,建立实验教学管理和实验室综合信息管理,对实验教学全过程监控和管理,方便广大师生使用;对实验室综合信息进行智能管理,提高了实验室管理水平和实验室安全性。关键词:高校实验教学;实验室综合管理;物联网技术;高校实验室;智能管理;仪器设备管理中图分类号:TP391;G642.0 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(
6、2023)08-0154-02收稿日期:2022-07-18 修回日期:2022-09-01DOI:10.16667/j.issn.2095-1302.2023.08.0422023年/第8期 物联网技术人才培养Vocational Education155教师信息。实验教学与实验室综合管理系统框图如图 1 所示。图 1 实验教学与实验室综合管理系统框图3.1 基础信息管理模块实验室基础信息由实验室管理员负责维护和管理,管理员将实验室基础信息汇总形成基础信息库,基础信息包括实验室名称、实验室编号、实验室面积、设备明细、人员信息和面向专业等信息。3.2 实验教学管理模块实验教学管理模块的功能涵盖
7、实验安排、考勤、实验报告、实验批改与成绩管理等整个教学过程。实验室管理员可根据实验教学任务书安排实验;实验教师根据实验项目上传实验资源,学生可以下载查看相关资源;课堂上教师可利用智能手机对学生进行考勤管理;实验结束后教师能查看学生的实验报告、导出实验报告,并结合课堂表现得出实验课成绩,最后统计、发布实验成绩。学生可以查看实验项目介绍,提前预习,并可以在线提交实验报告。实验教学管理模块如 图 2 所示。图 2 实验教学管理模块3.3 开放预约管理模块针对开放实验室,引入安全准入双保险机制,师生进入实验室前首先需进行安全培训,学习安全管理的规章制度、危险评估方法、危险情况处理方法,帮助师生树立安全
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