实验室管理系统发展趋势范文

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随着用电管理应用需求及通讯技术的发展，目前负荷管理系统的通信系统正在或已经发展成为能够兼容230MHZ无线通信、GSM/GPRS无线公用网通信等多种通信方式的综合通信系统。将负荷管理系统的数据信息送到相关其他平台等，是电网管理智能化的体现。

一、直接经济效益分析：

（1） 远程抄表

电力负荷管理系统的自动远程抄表系统与营销系统结合，可以缩短供电企业的电费结算时间，加快电费回收和供电企业的资金周转，降低人工抄表的劳动强度，把传统的中心站实时抄表电表底数改为由RTU实时或定时完成对表计的抄读及存储，并按主站要求主动或被动将表底数传送给中心站，避免了上述的抄表失败。实行远程自动抄表收费后，由于收费结算时间大大缩短，避免拖欠电费数额较大时，难于收缴。现在系统可以做到定时、自动、随机抄表以及单用户手动抄表，抄表数据自动存储。

（2）负荷监视

利用负荷管理装置，强化计量装置的工况监视，防止窃电和因装置故障漏抄电量。通过分析负荷管理系统采集的用户用电数据，及时发现用户的异常用电情况，制止窃电用户的不法行为，为电力企业减少电费损失。窃电的最终反映就是电量的丢失，利用这一特性结合负荷管理装置便可以及时发现窃电行为。当主台软件对采集到的2个不同采集点的电量值相比较，其比值在一定范围以外，并且通过对该用户实时数据和历史数据的分析比较，很容易判别是否有窃电行为发生。

远程自动抄表功能可以实时或定时将用户电能表读数抄回，这样供电企业就可以连续获取实时客户用电量情况。目前大多数全电子多功能电能表都具有电压合格率监测和失压、断相等监测记录功能，负荷管理终端通过RS-485接口将上述数据传递给系统中心站，系统中心站经过分析汇总后，生成相应的监测报表和图形，直观地反映出客户是否正常安全用电。

徐州市供电公司负荷管理中心充分利用负荷管理系统的防窃电功能，有效地查处和抑制了某些客户的窃电行为。发现违章用电（窃电）和表计故障62起，追补电费400余万元。

(3)负荷控制

从需求侧管理的角度进行削峰填谷，按有序用电控制高峰负荷，直接控制用户的用电负荷，做到限电不拉路，缓解电力供需矛盾。实时监控用户用电，促使用户合理用电，采集用户用电信息，为负荷分析和负荷预测服务。

（4）提供真实线损情况，为电力企业商业化运营服务。

长期以来，线损分析数据源于变电站关口表及其它相关表计的人工抄读数据。这种统计线损的方法曾为各电网经营企业的电价测算、经营效益分析等起积极作用，但可靠性和可信度不太高，经常出现波动较大的异常现象。在电力体制深入改革的今天，利用负荷管理系统的远程抄表功能，并辅以功能强大的分析软件，是实现线损实时分析功能并节约转项投资的有效途径。

（5）催收欠交电费

近几年来全国欠收电费大幅度上升，主要原因有“三角债”困扰和企业困难等因素，用电后不履约付款，致使电费拖欠情况日趋严重，危及电力企业的正常运行。尽管上级各部门三令五申“电力是商品，必须坚持商品交换原则，用电要及时交费，所有各类用户都不得拖欠电费”，但在实际执行中难度很大。于是许多电力企业都采用负控系统，给用户催交电费信息、限定交费时间的措施；采取终端的声、光告警提醒、督促用户交纳拖欠电费的措施；在用户不配合的情况下，再对用户实施遥控停电操作。这些措施收到了明显的效果，大大提高了电费回收率，几年来共收到电费催收单1678份，操作524次，催收电费金额达7.95亿元。其中2010年收到128份,催收金额达0.7亿元,有利的保障了电费回收.

二、社会效益和间接经济效益分析

（1）根据负荷分析的结果，有计划地均衡用电负荷。预先制定停电方案，移峰填谷，停机不停线，减少了用户的停电损失，便于用户安排生产，保证电网安全经济运行，提高电力资源的社会效益。在2010年迎峰度夏工作中,徐州负控系统发挥了重要作用。按照省、市公司的要求，按照市政府批准的负荷管理系统紧急限电方案，协助用户制定错峰用电方案，及时告知用户当前电网的变化情况。

三、徐州电力负荷管理的发展趋势

随着电力市场和电力体制改革的进一步深化，电力销售、电费回收、客户服务成为电网公司的重中之重，因此为大用户提供VIP管理和服务显得越来越重要。随着电力体制的不断改革负荷管理终端的预付费购电功能实现客户“随时用电、随时付钱”。由此，电力负荷管理系统也要随之而发展，其发展的趋势主要体现在：

为用户提供更多的信息服务和个性化服务。指导用户合理用电，提高电能使用效益、电网的安全和电能的质量，开发操作性强的图表、文字提示、声光报警、自动控制的功能，减少用户的谐波，促进用户的无功补偿，防止用户设备过负荷运行，提高用户用电的功率因数等等。

徐州地区所有的县市都已开展负荷管理系统建设,使系统的覆盖面进一步扩大,安装范围要越来越大，逐步扩大到受电变压器容量在50KVA以上的全部用户,能够在系统负荷高峰时发挥其更大的规模效应。

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关键词：实验室；信息管理；安全；对策

中图分类号：G203文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-01

Laboratory Information Management System Security Strategies and discussion

Li Junsheng

(Lab and Equipment Management Center,Qinghai University for Nationalities,Xining810007,China)

Abstract:The laboratory construction based on modern information technology is widely carried out in different fields,thus the issue to secure the system of information administration should be addressed.The paper analyzes the situation to influence the systematic safety from different perspectives and explores the ways to take measures so that the lab could maintain a safe and orderly operation.

Keywords:Laboratory;Information managementn;Safety;Ways

一、实验室信息管理系统安全定义及发展

实验室信息管理系统（Laboratory Information Management System英文缩写LIMS）是将以数据库为核心的信息化技术与实验室管理需求相结合的信息化管理工具。可通过局域网或者外网共同来完成信息收集、存储、分析和处理数据以及实验教学等。它的数据运算，信息传播速度快准确率比较高，在安全上需要高度防范。信息技术跨越了若干个领域，它吸收了多门学科来形成信息收集和加工的方法，从而形成一纵横交错的系统。从国际技术发展趋势来看，现在已离不开实验室信息管理系统平台，它已经替代了传统的人工信息处理方法，满足了现代社会信息需求的及时性、时效性、准确性。减少了大量的人力、物力和财力，提高了工作效率和数据的准确性、可靠性和科学性。

二、主要造成实验室信息管理系统安全的因素

实验室的信息管理系统安全有很多因素，现在基本上每个单位不同程度都有实验室，但好多单位对实验室的规划不够科学，不够规范，缺乏信息安全的考虑，同时又没有专职人来管理，实验室随便可以出入，也没有详细的登记，所以对实验室信息管理系统安全存在很多方面的隐患。

此外，每个实验室的功能都不一样，有教学实验室，科研实验室，开放性实验室，学术交流实验室，数据处理实验室等，这些实验室有很多信息，如果管理与维护跟不上，势必会造成实验室信息管理系统安全问题的频繁发生，直接影响到工作、学习和效益。从现实情况来看，实验室信息管理安全的主要原因有以几个方面：

（一）目前信息管理系统技术已经广泛的应用在实验室信息化、自动化方面的建设上，给各行各业的实验室在管理机制、组织结构、测试技术方面带来了巨大的变革，也是对实验室信息管理系统安全性上提出很高的要求，在管理不严、技术不硬，今后的形势不容乐观。

（二）实验室信息管理系统通过计算机、网络来做各种实验，上面有不可解密资料。现在―些黑客利用不法手段制作非法程序，非法用网络程序进入国家机关单位的相关保密实验室盗取资料，并对网络实验室中的有关数据文件资料进行篡改、修改与变更，甚至有的还在计算机网络实验室中设置自己的帐号，并安装了破解软件，非法盗取有关保密文件。有的还修改了计算机网络实验室服务器密码。使整个计算机网络实验室处于其控制之―，给国家带来不可低估的损失。

（三）目前实验室信息管理系统安全性上来看。许多实验室信息管理系统中发生过安全问题，主要是管理技术上存在很大的漏洞，让一些黑客就是利用非法程序，侵入实验室信息管理系统，使一些政府有关部门的重要实验室的实验信息管理系统遭到黑客大肆攻击，使有的实验室管理系统受到破坏，数据丢失，网站和主页被修改，有的主页被张贴有害信息，有的网络系统受攻击陷入瘫痪状态，造成了不可估计的经济损失和不良的社会影响。

三、实验室信息管理系统安全性的对策探讨

（一）实验室信息管理系统主要包括信息化管理系统平台、信息资源和人才培养三个方面，重点是突出实验室综合信息管理系统平台、数字实验室和虚拟实验室的特色，加强实验室在科研、信息资源的应用效率，提高管理技术水平，不断促进实验室的全面发展，才能施实验室安全高效的运行。

（二）实验室要保证信息管理系统的结构设计科学合理，就要从信息管理上下功夫，必须提高实验室管理水平。要提高实验室管理水平，就要建立现代组织管理制度，采用现代管理技术和工具。量化管理又称为终极管理，是各种现代管理理论融合在一起，使科学信息管理的实际应用。加强管理实验室各类信息资源，管理人员可以通过LIMS平台，实时了解实验室内各台设备和人员的工作状态、不同岗位的信息，发现问题能及时协调，确保实验室信息管理系统和局域网安全防范与控制，保证实验室管理系统安全运行。

（三）加强实验室信息系统安全管理，保证实验室信息管理系统安全运行。是一项重要任务，我必须要建立实验室信息管理系统服务器，设立访问功能、权限控制、安全防范、技术服务等模块。切实把信息安全管理系统进行控制，同时还要建立信息管理系统安全措施，而保证实验室信息管理系统资源不被黑客用远程访问，更是保护了实验室信息管系统有关数的重要措施之一，这是一项长期管理和维护防范工作，但必须在实验室安装上最有效的防火墙和复杂的密码，这样，非法用户一般情况下是访问不到的，安装这些软件是实验室信息管系统安全中最基本的保护措施，防止非法用户利用互联网截取和盗用相关的信息和资料，保证每个人在实验室信息管理系统中安全的去做实验。

四、总结

总之，随着科技不断跨越发展，信息化建设的步伐也就加快，现代信息技术和仿真技术的发展也就成为21世纪实验室发展的新动力，实验室实施信息技术化建设各领域广泛应用，这样人们对实验室信息管理系统安全问题引起了的高度关注。预防实验室信息管理系统的安全问题出现漏洞，主要原因是管理和防范技术跟不上。对此，必须把实验室信息管理系统安全为突破口，从不同角度分析影响实验室信息管理系统安全的情况，探讨防范各种不利于实验室信息管理系统安全的对策和措施，确保把实验室信息管系统安全有序运行。

参考文献

[1]陈恭和.管理信息系统理论与实践[M].高等教育出版社,2004

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关键词：水质检验 实验室 信息管理系统 应用

现代企业管理技术的目的是通过现代管理模式与计算机管理信息系统支持企业合理、系统地管理经营与生产，最大限度地发挥现有设备、资源、人力、技术的作用，最大限度地产生效益。实验室信息管理系统（Laboratory Informa-tion Management System，简称LIMS）在企业管理系统的重要组成部分。LIMS由计算机硬件和应用软件组成，是专门为实验室而设计的。它以实验室为中心，将人员、仪器、试剂、方法、环境、文件等影响分析数据的因素有机结合起来，采用先进的计算机网络、设备接口、数据库技术和标准化的实验室管理思想，组成一个开放式的信息化平台。通过这个平台实验室可以达到自动化运行、信息化管理和无纸化办公的目的，LIMS对提高实验室工作效率，降低运行成本，提升实验室整体水平必将发挥着越来越重要的作用。目前，LIMS已应用在石油、化工、医疗、医药、卫生防疫、环境保护、商检、食品等行业，在供水行业中已有北京、石家庄、上海、珠海、桂林等水质监测站实施了LIMS系统。

一、实验室信息管理系统的基本功能

1.数据采集自动化。LIMS可以将实验室的分析仪器连接到计算机上，通过仪器接口采集数据，实现数据的快速自动采集，提高工作效率，保证分析数据的真实可靠。

2.满足认证体系的要求。LIMS作为实验室管理软件，它的系统方案设计是严格遵循国际和国家关于实验室要求的，即国际标准化组织和国际电工委员会的ISO/IEC17025:2005《检测和校准实验室能力认可准则》（CNAL/AC01:2005），能够满足实验室认证体系和质量管理体系的要求，使实验室按照规定的质量体系自动运行，并能起到跟踪监督的作用，确保质量体系有效运行。

3.管理自动化。LIMS可以将实验室的样品管理、仪器管理、数据管理、质量管理和资源管理等各种管理职能全部纳入，进行规范和优化，使之能够自动运行，最大程度地提高实验室的自动化管理水平。

4.数据处理自动化。LIMS可以根据要求对数据进行自动处理，运用多种数理统计方法，快速、准确获得各种统计报表。

5.提高工作效率。通过自动化管理，优化实验室工作秩序，减少样品的周转时间，加快数据传送速度，大大提高实验室工作效率。

6.支持企业整体信息化建设。水质监测实验室作为供水行业中重要的部门，在企业信息化建设中是不可缺少的部分。LIMS可与企业信息管理系统连接，通过web数据，实现最大范围内的数据共享。

二、实验室信息管理系统的作用

实验室信息管理系统是实验室管理科学发展的成果，其具体作用有以下方面：

1．提高样品测试效率：测试人员可以随时在LIMS上查询自己所需的信息；分析结果输入LIMS后，自动汇总生成最终的分析报告。

2．提高分析结果可靠性：分析人员可以及时了解与样品相关的全面信息；系统自检报错功能可以降低出错的概率。另外，LIMS提供的数据自动上传功能、特定的计算和自检功能，消除了人为因素，也可保证分析结果的可靠性。

3．提高对复杂分析问题的处理能力：LIMS将整个实验室的各类资源有机地整合在一起，工作人员可以方便地对实验室曾经做过的全部分析样品和结果进行查询。因此，通过对LIMS存储的历史数据的检错，有可能得到一些对实际问题处理有价值的信息。

4．协调实验室各类资源：管理人员可以通过LIMS平台，实时了解实验室内各台设备和人员的工作状态、不同岗位待检样品数量等信息，能及时协调有关方面的力量化解分析流程出现“瓶颈”环节，缩短样品检测周期；调节实验室内不同部门富余资源，最大程度地减少资源的浪费。

5．实现量化管理：LIMS可以提供对整个实验室各种信息的统计分析，得到诸如设备使用率、维修率、不同岗位工人工作量、出错率、委托样品测试项目分布特点、实验室全年各类任务的时间分布状态、试剂或经费的消耗规律等信息。管理层能定量地评估实验室各个环节的工作状态，很好地实现实验工作的全面量化管理。

三、供水企业水质监测实验室实施LIMS系统的意义

1、改进质量管理手段。通过实施LIMS系统可以提高分析数据的综合利用率和时效性，从而挖掘分析数据的潜在价值。水质监测实验室在日常工作中检测任务重，数据统计量大，经常需要快速提供检测报告及对历史数据进行整理、统计和比较分析以便为供水生产和企业决策提供依据。但目前的工作方式仍停留在人员手工统计和纸文档的流转上，数据传递慢，大量时间和资源浪费在传抄数据和编制报告上，工作效率不高。实施LIMS可从根本上改变现状，对实验室的各类信息，尤其是检测数据实现高效和科学管理，为信息的保存、交流和再加工提供了平台，并可对实验室各环节进行全面量化和质量管理，使之达到自动化运行、信息化管理的目的，大大提高工作效率，使实验室在管理水平和服务质量方面上一个新台阶。

2、进一步规范实验室内部管理。在实验室内部，根据实验室业务及质量管理流程，实现样品登记申请、样品登记、任务分配、分析数据的快速采集，审核、处理、统计、查询，直至报表自动生成，最后将有用的信息传递给桌面用户。将人员、仪器、试剂、方法、环境、文件等影响分析数据的质量要素有机结合起来，整体内部管理体系遵循ISO9000及实验室评审国际标准ISO/IEC 17025，全面提升实验室的分析水平和规范化管理。LIMS系统的建立也为企业实验室进行标准化认证创造条件。

3、实现质量数据大范围共享。LIMS系统的主要管理对象是实验室，它既是实验室的信息集成，又支持企业其它管理系统对质量数据的快速访问。只要有请相应的访问权限，LIMS终端用户可以选择浏览数据。通过样品链，在同一个界面中完成对分析数据的浏览。

4、强化质量监测手段，提高服务质量。LIMS将有利于进一步提高服务质量，把“以用户为中心”的服务理念体现在具体的工作中。LIMS能适应发展要求，使实验室管理与国际接轨，提高实验室的综合检测能力和分析水平，更好地为供水生产、科研和用户服务。通过这个开放式的信息化平台，实验室可以达到自动化运行、信息化管理和无纸化办公的目的，LIMS对提高实验室工作效率，降低运行成本，提升实验室整体水平必将发挥着越来越重要的作用。

参考文献：

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1.实验室网络管理系统现状

高校实验室网络管理软件在国内市场上非常得多，但每一种都依赖于特定的数据库结构，由于每个实验室的情况和需求各不相同，市场上的软件一般不能满足自身的需要，必须单独定制和开发，软件的通用性较差。实验室管理平台软件一般具备以下功能：实验室管理、教师队伍、实验室建设、实验教学、日常办公、低值易耗品、仪器设备、实验室评估、系统维护等。我校实验室尚未建立实验室网络管理系统，目前实验室运作方式陈旧，设备利用率不高，实验计划、实验预约、报告批改等环节浪费了大量的人力、物力和财力，实验内容得不到网络公开，实验资源得不到网络共享，资产设备登记、借还、使用记录不详细，管理不完善，与国外院校和国内重点院校相比，处于落后状态。

2.实验室网络管理系统发展趋势

未来的实验室应当是高度数字化、专业化、智能化、系统化、自动化的。数字化的实验室除了自身专业技术的数字化，实验室的管理、运行都将是数字化的。目前，比较热门的GIS（地理信息系统）、电子商务、仪器远程控制、虚拟实验仪器等技术都将会在未来实验室得到应用。

二、实验室网络管理系统技术

技术

系统所采用的数据库SQLServer2008，是一个关系型数据库系统，采用技术实现对数据库的连接和访问，具有可信任、高效、智能的特点。可信任体现在数据加密、外键管理和增强审查等面；高效体现在降低了开发和管理数据的时间和成本；而智能体现在其提供了一个全面的平台，可以在用户需要的时候发送观察信息。通过技术访问SQLServer数据库，主要包括连接、访问、关闭等操作。

（1）数据库连接。应用程序连接数据库时，通过调用sqlConnection方法，传递连接字符串，实现对数据库的远程访问，如sqlConnectionconn=newsqlConnection（连接字符串）。连接字符串必须包括4项基本参数：服务器IP地址、数据库名称、数据库登录名、数据库登录密码。连接之后调用sqlConnection的Open（）方法打开数据库。

（2）数据库访问。执行数据库查询时，使用select语句访问数据库的表、视图、存储过程，得到数据集DataSet。执行数据库添加、修改、删除时，使用ExecuteNonQuery（）方法，分别传递insert、update、delete命令字符串，即可实现数据库操作。如下所示：publicintMyExecuteSQL（string命令字符串）{cmdCommand=newSqlCommand（命令字符串，连接字符串）;cmdCommand.ExecuteNonQuery（）;}

（3）数据库关闭。数据库关闭时，只需调用数据库连接对象sqlConnection的Close（）方法即可。数据库的连接和关闭必须遵循“尽晚创建，尽早释放”的原则，这样能缩短应用程序占用系统资源的时间。

2.网络拓扑结构

系统包括数据服务器、实验室计算机、教师和学生使用的计算机，各终端通过学校的局域网络访问数据服务器。也可以采用环形冗余网络。

三、高校实验室网络管理系统开发

采用SQLServer2008设计数据库，使用VisualStudio2010进行管理软件开发，并通过配置数据服务器，借助学校网络，采用客户端/服务器（Client/Server）开发模式，搭建信息化、制度化、数字化的实验室网络管理系统。

1.系统权限设计

系统权限分为管理员、实验教师、任课教师、学生4种，根据用户登录权限不同，进入不同的访问界面。

（1）管理员可管理所有数据，包括数据的添加、删除、修改、查询。

（2）实验教师可管理实验相关数据的添加、删除、修改，如实验室简介、实验审批、实验报告批改等，还包括所有数据的查询。

（3）任课教师可管理教学相关数据的添加、删除、修改，如实验预约、专业、班级、人数、资产借用等，还包括所有数的查询。

（4）学生只能查看实验简介、实验内容及成绩，上传实验报告，预约开放的实验室等。

2.系统菜单设计

高校实验室网络管理系统菜单包括用户管理、实验室信息、实验教学、设备资产、门禁监控、帮助六大部分。

（1）用户管理包括教工管理、学生管理、用户退出，其中教工管理和学生管理分别具有添加、修改、删除、查询等功能。

（2）实验室信息包括实验室管理、实验室查询，实验室管理和实验室查询内容涉及实验室名称、实验室职责、基本设备、开设实验等。

（3）实验教学包括实验计划、实验预约、预约审批、报告批改、实验查询，实验预约信息包括专业、班级、人数、指导老师、预约时间等，实验查询信息包括实验内容、实验记录、实验成绩。

（4）设备资产包括资产分类、资产管理、资产查询，资产管理和资产查询内容涉及简介、登记、借用、归还等。

（5）门禁监控主要用于有刷卡或指纹考勤功能的实验室，加强对学生的管理功能。

（6）帮助包括使用说明、版权信息。

3.系统流程分析

用户通过注册账号或分配账号登陆实验室网络管理系统，可进行实验预约，学生通过系统提交实验报告后，教师网上批阅学生提交的报告。此外，系统管理软件还可以管理设备资产信息，记录设备的使用过程。

4.实验教学效果

（1）对学生来讲，软件学习的方式激发学生的学习兴趣。学生在课外通过自主学习，提前熟悉实验过程和实验内容，加快实验过程，提升了学生动手操作能力和掌握知识的程度。软件提交实验报告的方式，改变了以往提交纸质实验报告的做法，方便了学生，减少了纸张的浪费。

（2）对教师来讲，软件预约实验的方式。使其在软件上审批学生预约的实验，系统会自动显示是否为空闲时间，克服了依靠教师记忆安排实验的不足，降低了教师的劳动强度，更好的提高实验教学质量网上批改实验报告的方式，避免了整理堆积如山的实验报告。

（3）对高校实验室来讲，实验过程网上预约。实验内容网上查阅，实验报告网上批阅等方式，极大提高了实验室的开放程度和利用率，保障了实验室资源的共享。

四、结论

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【关键词】校园网 实验室 管理系统 高职高专

【中图分类号】G647 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）15-0043-02

高校传统的实验室管理较为分散，实验室依附于课程，通常情况下一个实验室只服务于一门专业课程，管理模式对课题组或者是教研室依附程度过大，专业分得过细。这样的管理模式在实际教学工作中显露出很多不足和弊端，实验室的功能较为单一，规模较小，无法满足学生的学习需求，不利于学生实验技能的培养以及提高。因此，必须切实转变传统的实验室管理模式，切实提高高校实验室资源的利用率。

一 高职高专实验室传统管理方式的弊端

传统的高校实验室管理模式已经不再适合当前的实践教学现状，实验室功能的单一性不仅影响实验室、实验器材等的使用效率，对学生的学习也产生了巨大的影响，在高校科研和教学中难以产生整体优势。传统的高校实验室管理模式在学科相互渗透和交叉方面缺乏互动，在素质教育理念下不利于培养学生的创新能力和综合素质。当前，我国的教育教学要求将各个学科之间进行有效结合、渗透，不断培养并提高学生的综合素质。但高校传统的实验室分散管理模式将各个实验室以科目的不同进行了独立划分，在实验内容设计上等并没有从全局来考虑，仅围绕本门课程进行设计，不利于对学生的创新能力和科学实验能力进行较为系统的培养。

二 校园网基础上的高职高专实验室管理系统的研究

在高职高专实验室管理系统的改革、研究中，高校校园网的建成无疑为其提供了一个良好的网络技术平台。在新实验室管理系统的支撑下通过使用计算机软件技术对高校各个实验室的统一开放、使用等进行有效管理。校园网基础上的高职高专实验室管理系统不仅能够在最大限度上提高实验室的管理效率和管理水平，切实满足各专业学科的科研和教学实验计划需求，还能体现集中管理模式下的优越性。

1.采取开放式管理，进行统一管理

校园网基础上的高职高专实验室管理系统能够实现开放式管理模式，可以采取类似于教育超市的管理模式，全方位开放实验室服务、管理方式、实验资源和实验时间等。可以从科研教学计划出发，通过实验室统一管理模式对科研实验以及教学实验进行资源共享、统一安排，最大限度地提高实验资源的利用率，进而切实提高实验教学的质量。

2.充分利用校园网的优势，有效扩展高校实验室的新空间

在高职高专实验室管理中，可以将校园网和实验室的管理系统进行有机结合，在校园网的基础上建立虚拟的网络实验室，通过虚拟网络实验室将部分实验项目放入虚拟实验室的中心服务器，学生在校园内任何一个工作站点都可以登录虚拟实验室，再通过实验室的用户认证后就可以下载虚拟实验室里的实验教程，然后在本地工作站点开展实验。这样的管理模式在一定程度上扩展了实验室的空间和时间，为学生的实验练习提供了极大的便利。

3.校园网基础上的高职高专实验室管理系统的研究需要提供及时且准确的实验室运行数据

使用实验室管理系统统计实验室的设备情况、使用率以及实验室的开放等各项数据，为实验室的建设、规划提供有力的依据。将实验室的建设和管理进行有效结合，提高高校建设资金的利用率，切实提高实验室的管理效率。

4.改革实验室技术人员的考核体系和管理体制，量化实验室的工作量

从实验室管理系统的相关运行数据中，可以分析实验室的工作量，做到实验室工作的均衡分配，切实提高高校实验室的管理效率。对实验室技术人员的考核体系和管理体制进行改革，为实验技术人员的工作业绩提供准确、科学、合理、有效的考核依据。在对科研实验计划和实验教学进行综合考虑的情况下，向实验室拨付实验经费，提高实验技术人员的业绩津贴补助，对其充分利用实验室进行教育教学工作给以实质意义上的鼓励，在实验人员的收入、实验人员的工作业绩和实验室管理水平的有效提高以及实验室的开放程度上形成良性循环体系。

5.对实验室进行灵活管理，切实满足实验教学的要求

校园网基础上的高职高专实验室管理系统实现了对实验室进行机动灵活管理的管理模式，使得灵活管理模式成为了可能。新型实验室管理系统能够通过高校校园网为全校师生提供开放式实验教育教学平台。不论教师还是学生都可以通过验证用户名信息后随时进入网页浏览实验室管理系统页面，对实验室的开放情况、设备使用情况、实验计划等进行查询、了解，与此同时，还可以与管理员进行交流。实验室管理系统在了解相应教学、科研需求的基础上可以授权给一些高端用户，被授权的高端用户可以按照实验计划等预约实验室的使用权，通过这样的方式不仅为高校师生提供了极大的便利，还能够确保一些重要的科研项目和实验能顺利进行。通过校园网络，高校实验室管理人员也可以对实验室各个设备的使用情况等进行及时的了解，便于实验室的管理和维护等工作的顺利开展。

三 建设校园网基础上的高职高专实验室管理系统的思考

在高校建设并完善实验室管理系统是教育教学发展的要求，也是实验室管理体系的发展趋势。校园网基础上的高职高

专实验室管理系统的建设和完善不仅能够实现资源共享，提高实验教学质量，同时还有助于建立优秀的实验技术队伍。

可以使用新的科技技术，如物联网、学生校园（智能）卡等来完善实验室管理和安全防护系统。物联网应用到实验室管理和安全防护系统中主要包括设备管理和实验过程管理以及智能插座等。设备管理：RFID可以将实验设备的基本属性等信息进行存储，然后使用阅读器获取相关信息，最后再使用网络进行统一、全面管理。实验过程管理：（1）RFID能够帮助学生快捷、方便地获取帮助、操作要点以及实验步骤等信息。（2）在实验过程中，学生一旦使用不当，能够自动警告同时中断实验过程，以防造成不必要的损失。（3）使用物联网能够随时采集实验数据并及时提供给实验者，使实验教学实现了智能化、网络化与数字化；物联网在智能插座中运用的作用更加明显。智能插座不仅具备一般的电源插座的功能，同时它还具备区别于普通插座的能将各实验设备的耗电量信息及时反馈给管理员的设备功能，实验室管理员通过随时开关插座，与插座进行对话，进而实现高效节能。

比如，利用学生校园（智能）卡进行实验室管理和安全防护，基于C/S技术的分布式刷卡管理系统，不但能够实现实验室日常考勤管理，还能够使得实验室的管理更加安全、便捷。学生刷卡后，客户端将接收到的卡号传输到服务端，系统服务端将卡号信息与已经存储的数据库信息进行对比，如果卡号正确，服务端再将现在的时间和当前卡所安排的上课时间进行对比，如果数据信息都符合，则可以判断考勤。管理员可以通过刷卡服务端对连接的客户端进行实时监控，还可以进行远程管理以及实验室分配管理。

四 结束语

本文在探讨高职高专实验室传统管理方式的弊端的基础上，对校园网基础上的高职高专实验室管理系统进行了详细的研究，在高职高专实验室管理系统的改革、研究中，要采取开放式管理方式，进行统一管理；充分利用校园网的优势，有效扩展高校实验室的新空间；提供及时且准确的实验室运行相关数据；改革实验室技术人员的考核体系和管理体制，量化实验室的工作量；对实验室进行灵活管理，切实满足实验教学的要求。

参考文献

[1]缪秀平.高职高专院校实验室信息化管理探究[J].黑龙江教育学院学报，2012（10）

[2]张宏宪.高职高专计算机实验室综合信息管理系设计思考[J].投资与创业，2012（5）

[3]樊伟.基于的高校开放实验室信息管理系统安全策略研究[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2011（4）

[4]戚常林、韩王坤.实验室管理系统的构建与信息规范化[J].佳木斯大学学报（自然科学版），2003（1）

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关键词：环境问题；环境监测技术；发展方向

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.203

随着我国经济的高速发展，我国的环境污染问题已经十分突出，不但制约了我国经济的发展，也对居民的人身健康产生的极大的威胁，因此需要强化环境监测质量，指导决策来制定更为完善的环境污染治理预防措施，但这对于我国环境监测技术的要求也随之提高。提升环境监测工作的前提是有先进的环境监测技术，因此需要强化环境监测技术相关问题的研究，为我国环境保护工作提供支持。

1 环境监测技术的现状

环境监测技术是为了达到保护环境的目的而使用的现代化技术手段，利用环境监测技术可以对环境污染的状况进行分析，并在分析的基础上进行综合评估，为下一部制定环境保护方案提供资料和指导。环境监测技术作为环境保护的一项重要手段，不仅只对环境决策提供支持，还是环境执法时所依照的重要依据。

我国的环境监测技术的相关研究较晚，但近些年的发展较快，也取得了一些成果，可以满足环境监测技术要求。目前我国环境监测技术的现状可以归纳为几方面：首先是环境监测技术已经形成了较为完善的技术监测体系；其次是我国在环境监测仪器方面加大的投入，提升了技术水平，环境监测仪器的研发和生产能力不断提升；最后是环境监测已经实现自动化连续监测，解决了传统环境检测操作所存在的问题，提升了我国环境监测的效率，并且在环境监测的准确性上也提高明显。

我国的环境监测技术近些年开展较为顺利，但也存在一定的不足，对于我国环境污染问题，需要加大环境监测技术的作用，存在的主要问题有以下三个方面：一是我国环境监测仪器的质量与国外发达国家还存在一定的差距；二是我国环境监测技术水平整体还处于起步阶段，对环境污染的快速变化适应性较差；三是我国环境监测技术人员的综合素质不高，难以保障环境监测的质量。

2 环境监测技术的发展趋势

2.1 环境监测队伍向专业化的方向发展

环境监测工作较为复杂，涉及多学科领域，并且具有极高的专业性，因此对监测技术人员的能力要求也较高，但目前从事环境监测工作的技术人员，还存在综合专业素质较低的情况，导致环境监测质量不能很好的保证，这个问题已经成为相关部分急需解决的问题，未来需要提升环境监测队伍人员的综合素质，使其更加专业的进行环境监测工作，这是提升环境检测技术水平的重要手段。

2.2 环境监测仪器向自动便携式的方向发展

环境监测工作中需要使用监测仪器，因此监测仪器的好坏对环境监测质量的影响较大。未来需要研发更加先进可靠的环境监测仪器。目前我国空气和水污染严重，并且这种现状还会持续相当一段时间，由于大气污染和水环境污染控制较难，因此需要使用更加自动化和便捷化的监测仪器，可以对水环境污染和大气环境污染状况进行连续和自动化监测。

2.3 监测管理向着实验室管理系统的方向发展

今后环境监测管理的发展方向应是实验室管理，实验室管理系统具备较多的优势，对与环境监测技术的发展意义重要。实验室管理系统能够明显提升环境监测管理工作中的不足，提升环境监测管理效率，并对环境监测管理水平也有提升，实验室管理系统还可以帮助发展环境监测过程中出现的各类问题，并及时采取有效措施。因此，实验室管理系统，对提高管理自动化，提升环境监测管理质量都具有积极作用。

2.4 环境污染物分析向有机污染物的方向发展

通过已经进行环境调查的数据表示，我国工业发展的同时，化学品等有机污染物逐渐成为我国环境污染的主体部分，是治理我国环境污染的重要一项，因为未来需要在有机物环境监测分析上投入更大，针对实际情况制定更加合理的监测方案和治理工作。

2.5 环境监测技术向现代化和多元化方向发展

我国随着经济发展和科技水平的提升，环境监测技术未来会向着更加现代化和多元化的方向发展。一是随着我国环境污染的日益严重，环境污染种类不断增多，因此对于环境监测技术的创新研究还需加强。对于生态监测技术方面，尤为重要，为了更好的对生态环境进行全方位的监测，为生态环境的保护提供技术支持；二是环境监测机构需要加大现代化科学技术的应用，为提升我国环境监测技术水平提供支持；三是我国环境监测机构还需要多学习国外先进的技术和经验，结合我国环境污染的实际特点，更好的为我国环境监测提供帮助。

2.6 加强对重点环境污染区域的研究

需要积极预防各种突发环境污染事故，重点环境污染事故的分析、监测工作和事故后期的总结、评价工作；其次加大对重点环境污染区域的监测力度，并制定相关的防治措施，确保不发生环境污染事故。

3 结语

总之，我国的环境保护需要提高我国的环境监测质量。同时我国环境监测的科研人员与从业人员需要加强环境监测技术的创新及应用，多借鉴和学习国外的先进技术经验，结合我国实际情况，建立现代化的环境监测技术体系，提升我国环境监测技术水平，保证环境监测质量和效率。

参考文献：

[1]温东亮.浅谈环境监测技术的制约与发展[J].黑龙江科技信息，2016（08）.

[2]姜丽.探讨我国环境监测技术的现状及未来发展[J].资源节约与环保，2016（03）.

[3]刘静，张一凡，方芳.探讨环境监测技术的现状与发展[J].资源节约与环保，2016（03）.

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论文摘要：实验室信息化建设是校园数字化建设的重要组成部分，也是提高实验、实训的教学质量、优化资源配置和提升管理水平的有效途径和手段。本文针对筹建浙江农业商贸职业学院的契机，提出实验室建设中信息化平台的定位和设计原则，综合利用网络技术，构建集网络平台、硬件平台和软件平台于一体的高度自动化、立体化、开放化的教学和管理体系，更好地服务于学校的教学与管理。

一、教学实验室信息管理系统简述

实验室信息管理系统是通过计算机网络，采用科学的管理思想和先进的数据库技术对实验室的各种信息进行全面管理的计算机软、硬件系统；是计算机技术、管理科学和分析测试技术的集合体，是一个包括信号采集设备、数据通讯软件、数据库管理软件、实验室的内部管理在内的高效集成的管理系统。它以实验室样品分析数据的采集、录入、处理、检查、判定、存储、传输、共享、报告以及业务工作流程管理为核心，将实验室的人员、材料、设备、技术、方法、资料档案等资源有机结合起来，组成一个全面、规范的管理体系，为实现测试资料自动采集、网上调度、实验信息安全共享、人员量化考核、实验室管理水平整体提高等各方而提供技术支持。同时它也是连接实验室、管理部门及用户的信息平台。

二、教学实验室信息管理系统的设计

1．信息化平台的定位

实验室作为实验教学的平台和载体，其建设和管理水平直接决定着实验教学质量的高低，因此，实验室建设的指导思想应定位于实用、高效、节约，着眼于构筑与时展相适应的信息化环境，确保实验室内部知识信息从创新到应用各环节问相互协调与高效运作。建设的核心是将教学资源、教学软件、实验室仪器设备等采用现代化的手段加以科学管理，为实验室管理者提供有效的网络管理环境，为教师提供有效的网络教学和科研环境，为学生提供有效的网络学习环境。

实验室信息化平台，服务于“以学生为本，知识、能力、素质协调发展”的实验教育理念和“以能力培养为核心”的实验教学观念，是一个开放、深度、学术、实战多方面结合的平台，是一个提供全面系统的知识产品和知识服务的平台，是一个既重理论更重实践的平台，也是一个服务于知识经济、知识传播、知识分享、知识学习、知识创新和所有知识者的平台。该平台打破了传统的实验室管理模式和实验教学方式，充分体现以内容为主、学生优先、师生互动、资源共享的原则。

2．总体规划

系统所运行的平台是以网络为基础，利用先进的信息化手段和工具，实现实验室数据信息资源的全部数字化，在传统的管理基础上构建一个数字空间以拓展现实信息管理的空间维度，从而提升了传统管理方法的效率，扩展了传统管理方式的功能，最终实现全面信息化。实验室信息管理系统的建设是分阶段、分层次的，它经历的是由硬到软、由下而上、螺旋上升的建设过程。其体系结构可以用一系列同心圆表示，内圆是核心，是基础，外圆是在内圆的基础上提供的更进一步的服务。按照功能划分，可以分为四层：

(1)网络基础。网络是校园综合信息平台最基础的硬件设施，没有相应的网络基础设施，信息不能流动，就不可能形成信息空间。

(2)数据仓库。数据仓库是整个信息平台的信息基础是由若干个数据库等信息资源组合而成，不同的数据库之间有很强的相关性，在数据仓库的基础之上，可以进行更高级的应用扩展。

(3)基础信息服务。基础信息服务是信息流动的软件基础，包括电子邮件、文件传输、信息等。

(4)高级应用服务。高级应用服务是在基础信息服务基础之上，对数据仓库的应用挖掘，生成的各个应用系统直接管理各种信息资源，并根据相关的逻辑提供给用户使用。

3．系统采用的模式

软件结构采用浏览器／服务器(B／S)结构，即浏览器和服务器结构。它是随着Internet技术的兴起，对C／S结构的一种变化或者改进。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端(BrOWSer)实现，但是主要事务逻辑在服务器端(Server)实现，形成所谓三层3一tier结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。

以目前的技术看，局域网建立B／S结构的网络应用，并通过Internet／lntranet模式下数据库应用，相对易于把握、成本也是较低的。它是一次性到位的开发，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式(~HLAN，WAN，Internet／Intranet等)访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据平台和管理访问权限，服务器数据库也很安全。特别是在JAVA这样的跨平台语言出现之后，B／S架构管理软件更是方便、快捷、高效。目前，软件系统的改进和升级越来越频繁，B／S架构的产品明显体现着更为方便的特性。对一个稍微大一点单位来说，系统管理人员如果需要在几百甚至上千部电脑之间来回奔跑，效率和工作量是可想而知的，但B／S架构的软件只需要管理服务器就行了，所有的客户端只是浏览器，根本不需要做任何的维护。无论用户的规模有多大，有多少分支机构都不会增加任何维护升级的工作量，所有的操作只需要针对服务器进行；如果是异地，只需要把服务器连接专网即可，实现远程维护、升级和共享。

4．信息化平台的构成

实验室管理与教学信息化平台是一个高度集成的平台，由网络平台、硬件平台和软件平台共同组成。(1)网络平台。随着高校数字化校园建设的日益完善，校园信息化、网络化逐步实现，计算机实验室已成为数字化校园的重要组成部分。为便于管理和维护，每个实验室分别组建局域网，通过校园网接入CERNET和Internet，从而使实验室在教学、科研、信息服务、资源共享等方面发挥了巨大作用。

(2)硬件平台。计算机实验室以教师和学生上机实验为主，兼顾多媒体教学，因此在硬件设备方面，除微机之外，还配备有服务器、交换机、功放和音箱等设备，从而为各种应用提供强力的支持。为了防止计算机病毒的侵袭，以及避免由于学生误操作或其它原因引起的硬盘数据混乱或丢失，实验室采用硬件控制方法，即通过海光蓝卡来保障硬盘的数据安全。

(3)软件平台。网络平台和硬件平台的建设是计算机实验室存在和发展的物质基础，软件平台的建设则是实验室提高教学质量和管理水平的核心。软件平台包括系统软件、教学应用软件以及实验室门户网站、实验教学论坛、多媒体教学系统、实验设备管理信息系统、开放机房自动化管理系统等应用系统平台，其中，应用系统平台的建设是软件平台建设的关键。

5．应用系统平台的建设

应用系统平台采用面向构件的、基于总线的、开放式的三层体系架构，以实验室门户网站为载体，集成其它应用系统，建立一个松散连接的、可预测的分布式系统平台，实现各种教学资源和信息的整合和高度共享。

(1)实验室门户网站。实验室门户网站是实验室信息化平台的重要组成部分，是实验室对外宣传的窗口。网站以用户体验为中心，采用多线索的信息组织方式，整合信息、实验室建设、实验教学、管理体制、规章制度、教研成果、在线留言、在线调查、内容检索、教学论坛、实验设备管理等功能模块于一体，为实验教学、科研、社会服务和管理等各项工作提供数字化资源共享环境。

(2)实验教学论坛。论坛是一个以交互形式为师生提供信息服务的交流平台，其特点是：网络用户均可以利用其功能进行信息交流，包括提供新闻和各种信息、表达自己的观点和意见、回应别人的观点和意见等。实验教学论坛按照实验课程的不同分为多个主题版块，由实验教师担任相应课程版块的版主，协助管理员管理该版块的秩序，活跃版块讨论和交流气氛，为专家学者以及师生之间建立和维护一个良好的学术交流和观点辩论的乐土。教师通过论坛上传丰富的教学资源，包括课件、参考资料、习题、课程录像等，学生可以不受时间、地点限制下载资源，进行课后学习、作业提交、在线测试、网上讨论等，教师根据学生的反馈信息调整教学进度，修订教学计划，并进行在线答疑。

(3)多媒体教学系统。为了提高实验教学质量和教学效率，满足实验教学过程中讲解和演示实验的需求，计算机实验室安装了洪恩多媒体网络教室系统。它是基于局域网的多媒体教学管理软件，能够构造强大的多媒体网络教室及教学环境，实现纯软件方式的广播教学、教学示范、遥控辅导、师生对讲、分组讨论、电子抢答、文件传送、远程管理等网络教室教学功能。洪恩多媒体网络教室，彻底解决了以往网络教室建设中存在的成本高、周期长、操作复杂等一系列难以解决的问题。

(4)实验设备管理信息系统。实验室采用基于Web的实验设备管理信息系统实现对实验设备的登记、管理、规划、调配、报废等整个生命周期的监控，减轻了实验室管理人员工作量和工作繁琐程度，提高了工作效率。通过该系统的实施，提高了实验设备利用率，减少了库存的无谓积压和重复购置；能够及时、准确地提供各种统计数据，自动生成用户所需要的各类报表，为各级领导提供有力的决策信息支持；同时，使异地办公成为可能，实现了特定范围内的资源共享。

(5)开放机房自动化管理系统。实验时间和实验周期固定的传统实验教学模式，无法保证实验过程的连续性，不利于提高学生独立思考和独立操作能力及从事实验研究的兴趣。因此，实验室采用安圣开放机房自动化管理系统实现实验室从时间、空问上全面对学生开放。系统采用c／s架构，基于TCP／IP协议通信，支持课表上机、自由(课时)上机、自费上机等多种上机模式，通过校园IC卡可以实现对上课、上机过程的全自动化管理，包括安排课时上机任务、自费机时的预收费、赠送学生自由机时、学生卡片管理、机房值班管理等。管理人员通过系统及时掌握开放机房的使用情况和学生课内外上机情况，从而合理安排实验教学任务和开放时间，为学生提供一个宽松、自由的学习环境。实验室的开放，尊重了学生在实验教学中的主体地位，极大地调动了学生学习的主动性和积极参与意识，为学生走进实验室创造了更多的机会，是知识型、综合型、研究设计型实验正常开展的必要条件，也是实验室资源能够得到更充分、更合理地利用的有效手段。

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关键词 大学物理实验；信息化教学；实验室

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）20-0136-03

1 前言

在教育部《关于加强高等学校实验室工作的若干意见》中明确指出：“大力推进实验室信息化建设。实现网上辅助教学和网络化、智能化教学管理，满足学生自主选课、自助实验、有效利用实验室资源的自主学习和个性化发展的需求。”可以看出，实践类课程教学和管理的发展趋势必将是高度信息化，以及实现信息化教学和管理模式下的全面开放、自主[1]。

作为进入大学后第一门实践类课程，大学物理实验是学生进行创新素质培养、科研能力训练的基础课程。要实现创新型人才的培养目标，就必须依靠高层次的信息化实验室建设，秉承“学生为主体，教师为主导”的教学理念，实施开放、自由、民主、灵活的信息化教学[2]。军械工程学院大学物理实验课程信息化教学条件和教学模式存在很多问题，这也代表了很多院校目前的状况，教学改革迫在眉睫。

实验教学开放程度不够 实验室开放是信息化教学的重要组成部分，是培养具有创新意识和创新能力人才的重要手段。实验室全面开放要求实验的内容、时间和空间都能对学生开放，但是由于开放实验教学的特点，在传统手工记录的管理方式下，实验室组织和管理工作变得更加繁重和复杂，教师工作量大，效率低下。军械工程学院大学物理实验室目前采用的是自制的开放选课管理系统，由于相关硬软件设备和实验室管理人员的欠缺，学生只能在指定时间内针对指定的实验项目进行选择，还不能实现全时段、全内容的开放。要实现实验教学的全面开放，首先要从教学组织模式上给学生提供自主学习的机会和条件，建立基于网络的开放式教学管理系统，为实验预约、仪器管理、师生交互、成绩评价等各个方面提供信息化辅助。

学生自主学习平台资源缺乏 信息化教学模式，秉承“学生为主体，教师为主导”的教学理念，旨在利用信息化手段给学生营造一个自主学习的平台，给教师营造一个指导教学的平台。而目前很多院校和军械工程学院类似，大学物理实验室门户网站还不能做到为学生提供一个全方位的自由、开放、互动平台。学生的课前预习还停留在预习课本、填写实验报告的传统方式上，无法对实验环境建立直观认识，导致学生在实验操作时无目的性、无针对性，缺少自主探究、独立思考的学习环节。因此，必须在校园网的环境下建立融合虚拟仿真实验的课前预习及自动评判系统，使学生在预习的基础上进行检验、评估，及时了解预习中存在的不足，教师则可以根据学生的预习情况有针对性地进行教学准备。

学生学习效果评判环节不完善 大学物理实验课程一般都是小班教学，课时较多，教师批阅实验报告工作量大，特别是其中的计算演算等机械过程，直接影响到教师的工作效率，急切需要利用信息化手段提高实验报告的批改效率。其次，目前所采用的考核方式不完善。由于实验仪器和考核时间的限制，目前采用的是分批分实验项目考核的方式，这种方式存在弊端：一是学生参加考试的时间有先有后，二是考试项目难易程度无法做到一致，难以做到客观和公平。为了改变这种状况，可以借助信息技术增加考试灵活性，采用虚拟仿真考试自动评判系统，线上线下相结合，多方位、多层次地考查学生的学习效果。

2 信息化教学条件建设

实验室信息化改造和建设是开展信息化教学模式的硬软件基础，必须符合人才培养目标的要求。秉承开放性、可操作性、安全性等原则，经过调研和讨论，认为信息化建设重点从开放实验室管理系统、虚拟仿真实验预习自动评判系统、实验报告和考试自动评判系统三个方面开展，其中开放实验室管理系统是最复杂、投入最大的一个板块，也是信息化教学改革的重点和亮点。

开放实验室管理系统 开放实验室是学生自主进行实验、训练科学研究能力的场所，其实施的重点是“开放”和“管理”。开放，既要实现实验室时间、空间的全方位开放，又要实现实验仪器设备的开放，使学生能够通过主动思考、探究完成实验过程。实行充分开放的同时还要加强管理，通过教师远程控制等管理模式，确保学生人身安全，确保实验设备的完好率。

开放实验室实行全天候开放，学生受权后即可在网上自主预约实验时间和实验项目。负责管理和辅导的教师可以通过远程控制查看学生的实验情况，对出现的问题及时解决，确保学生顺利进行实验。开放实验室管理最大的困难是安全问题，包括学生人身安全和仪器完好性，所以要求学生在预约实验之前，首先要利用网络虚拟仿真实验预习系统进行预习，只有完成虚拟仿真实验操作程序并通过评判的学生才可以进行预约，否则预约不成功；还可以在实验之前，让学生通过观看视频的形式进行安全知识学习，并充分了解实验项目相关注意事项，确保实验仪器设备的正确使用。

以虚拟仿真实验为核心的预习自主评判系统 实验课程的预习比理论课程更加重要，一是由于每个实验项目所涉及的知识范围较广，除了物理原理外，还可能涉及电学类、机械类、材料类等知识点；二是实验课程是以实验仪器和操作为主的实践类课程，只了解相关理论知识还不够，还必须能将理论和实践结合起来。但是目前学生基本都是通过课本进行预习，这种方式适合理论课程的预习，缺少了实验仪器和操作的预习这一重要环节。针对这个问题，人们逐渐开始认识到虚拟仿真技术的优势，一台电脑、一个软件就可以建立一个直观的实验环境，学生除了可以利用它进行课前预习，还可以进行课后的复习和拓展学习，打破课堂教学时间和空间的限制。预习自主评判系统包括虚拟仿真实验软件、思考题、课后拓展和自主评判等板块，学生可以利用此系统进行自主学习和科学研究的训练。

作业及考试评判系统 学生课后完成的实验报告直接反映了对实验的掌握程度，对数据处理、实验结论的分析理解能力。但是核对学生数据与结果的正确性这个机械的演算过程，占用了教师大量的时间，如何在保证作业批改质量的前提下提高效率，是亟待解决的一个问题。有了信息手段之后，这个问题就迎刃而解了。利用建立的电子实验报告库，烦琐的数据核对过程就可以通过作业评判系统来完成，不仅速度快，准确性也高。教师只负责对实验结论等主观题进行评判，大大减少了工作量。同时，还可以建立考试自动评判系统，既可以考查学生对实验基础知识的掌握，又可以结合虚拟仿真软件进行线上模拟操作，弥补当前只采用实物操作考核的方式所带来的偶然因素[3]。

3 信息化教学模式探讨

信息化教学模式实施方案 信息化教学模式改革旨在利用信息手段促进教学改革。依托大学物理实验室网络教学平台、实验预习评判系统（含大学物理仿真实验）、实验报告自动评阅系统及相关的线上教学资源，探索线上、线下相结合的信息化教学模式。加大实验室开放力度，满足不同层次学生的学习要求，建立大学物理实验室开放式教学管理系统的实施方案，探索信息化管理模式。采用虚拟仿真实验等自主预习评判系统加强学生主动思考和科学探究能力。采用实验报告和考试自动评阅系统，将教师从烦琐的作业评判中解脱出来。此外，针对人才培养目标和学生的基础层次不同，开展分级式教学方案研究，并加强微课在教学中的作用。

开放实验室教学是信息化教学改革的重点，院校要在无法改变教师资源紧张的情况下加大实验室的开放力度，就必须依靠信息技术手段。大学物理实验室开放管理系统包含软件和硬件的配套建设，操作简便，人机交互性能好。通过使用该系统，学生能够利用网络预约操作时间、地点和机位进行自主实验；教师则通过监视器观察学生的操作情况，有针对性地进行指导。同时，系统还设置了预约关卡，有效减少盲目操作而导致的仪器损坏和安全等隐患。该系统的建设将会极大地提高大学物理实验课程信息化教学改革的进程。同时，鉴于学生能力层次差别较大的现状，借助于教学系统和微课等手段，实施依据学生基础和能力进行的分级教学模式，即教师根据教学内容提出不同的实验目标，学生根据自身能力进行选择，满足不同层次学生的学习要求，做到因材施教。

信息化教学模式改革的关键问题

1）线上资源的建设要充分考虑院校大学物理实验课程的特点及学生的具体情况，并在实践中不断调整和完善，有针对性地实施信息化教学；

2）从课程门户网站、开放式教学系统、预习系统、考试系统等各个方面体现分级教学、因材施教，依据学生知识和能力的层次进行线上、线下结合的分级式教学模式；

3）在教师人员紧缺的现实困难下，探索如何利用信息手段实施实验室全面开放，以及建设前的论证和工作准备，确保能够有序建设，保质保量地开展开放式信息化教学；

4）依托信息手段，使考核方式更加灵活多样，能够多层次、全方位地考核学生的学习效果，并做到客观公平。

4 结束语

一直以来，大学教育中重理论、轻实践的思想制约着创新人才的培养。直到近几年，随着创新型人才在社会发展中的地位越来越突出，人们才逐渐认识到实践类课程在大学教育中的地位和作用，而实践类课程的实施和管理更需要信息手段的支持。因此，信息化建设和教学模式改革将是一个不断进化、不断完善的过程，也是教师应该持续不断关注的研究课题。

参考文献

[1]何祖明，江兴方.独立学院物理实验教学改革探索与实践[J].实验室科学，2015，18（2）：83-85.

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关键词：农业院校；物联网；信息平台；实验室建设

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2012）11-0084-03

0 引 言

物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展[1]。物联网相关专业是以计算机科学与技术、电子科学与技术、通信工程、控制以及软件工程等多个学科相融合的综合性专业学科。各高校在开设物联网专业时，必将结合本校传统优势学科，发展具有自身特色的物联网工程专业，涉及到实践教学改革、课程体系设置、师资队伍建设、实验和实践环境建设、教材建设等多方面的改革和创新[2]。

1 项目建设的背景

随着物联网的迅速发展，社会各行各业对物联网应用的需求越来越明显，作为国家科学技术发展主要力量的高等学校，建设物联网实验室并开展针对性的教学与科研，培养专业技术人才，有利于高校的学科发展和教学科研水平的提升[3]。

为了贯彻落实《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，促进山东省物联网产业和相关人才教育事业的发展，适应山东省对物联网高端专门人才的迫切需求，充分利用青岛农业大学作为省属农业院校的区域优势和教学资源，扩大青岛农业大学在信息类专业校企合作联合办学的成果，青岛农业大学于2011年在通信工程专业设置了物联网专业方向，并于当年开始招生，这样，学校的物联网实验室建设成为当务之急。

2 物联网信息平台及应用实验室建设目标

随着信息技术和网络技术的迅猛发展，社会对信息类专业人才的需求量越来越大，高校在培养应用型人才的同时，必须注重提升人才的创新精神和实践能力[4]，在物联网实验室建设过程中，结合本校物联网专业人才培养目标进行建设[5]。学校的物联网信息平台及应用实验室建设应本着培养学生具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术等基础理论的原则，以掌握物联网系统的传感层、传输层与应用层关键设计等专门知识和技能为目标，兼顾当前流行技术的发展趋势，注重各种技术之间的融合与灵活应用，注重创新实验及项目实践，将物联网技术真正融会贯通到实际应用中，包括物流管理、智能家居、环境监测、设施农业等。开设物联网基础性和专业性实验，从基础到深入、从原理到应用，全面体现物联网的各个环节[6]。

作为一所省属农业院校，青岛农业大学物联网实验室的建设应和农业类专业紧密结合，充分发挥农业院校的农业特色优势，以应用性为主，建立一个物联网信息平台及应用实验室。物联网信息平台及应用实验室除了可以进行各种无线传感器网络、嵌入式系统等教学实验外，还应当可以模拟典型物流、设施农业和环境监测等实际应用。物联网信息平台及应用实验室应当结合物联网传感层、网络层与应用层的特点，进行分层设计、理论联系实际的模块化结构解决方案。

青岛农业大学的物联网专业是和青岛东合信息技术有限公司联合培养的，合作采用121人才培养模式，即将本科四年的学习分为三个阶段：第一阶段以校内开设的公共课、基础课程为主；第二阶段主要以校企联合面向市场需要进行课程改革后的专业基础课和专业课为主，在保证专业基本理论与技能学习的基础上，突出物联网的基本理论与技能的学习；第三阶段以物联网的具体应用实例和要求进行操作、项目实战实训为主，进行技能、能力和创新意识的培养和训练。

关于物联网实验室的建设，目前尚处在探索阶段，如何构建功能、技术完备，符合高校自身特点，有效实现物联网技术的实验实践环节，推动物联网技术的迅速发展，是高校物联网实验室构建的关键[7]。物联网信息平台及应用实验室应针对高校物联网专业实际应用的多种需求来设计与建设，包括物流管理、环境监测、设施农业等。开设物联网基础性公共实验和专业性实验，应当从基础到深入、从原理到应用，全面体现物联网传感层、网络层与应用层的的各个环节[8]。

3 高校物联网信息平台及应用实验室体系结构

物联网分为感知层、网络层和应用层三层体系结构。感知层主要利用射频识别（RFID）、二维码、传感器、传感器网络等感知、捕获技术手段对物体进行信息采集和捕获；网络层主要通过各种通信网络与互联网的融合，将物体通过传感器网络接入互联网，进行信息交互与共享；应用层则利用云计算、模糊识别等各种智能技术，对获取的海量数据和信息进行分析处理，提高对物体、经济和社会各种活动和变化的洞察力，实现智能化的决策与控制[9]。

基于实验需求及物联网专业开设的实际需要，高校的物联网实验室可以分为基础教学和应用实训两部分。图1所示是一个高校物联网信息平台及应用实验室的体系结构。

3.1 物联网基础教学实验室

物联网基础实验室主要用于实现物联网专业中涉及到的嵌入式系统、传感器、计算机网络、单片机、无线通信、移动通信、通信原理等课程的实验操作。青岛农业大学物联网基础实验室是在现有计算机科学与技术、通信工程、电子信息工程等专业的已有部分相关实验室（如单片机、嵌入式系统、通信原理、网络技术等实验室）实验设备的基础上，由青岛东合信息技术有限公司提供基于Sigma86x系列平台的物联网教学实验设备。该平台为海尔软件有限公司中网社区家庭网关产品（Home Box）的教学版实验平台，可实现海尔网络家电控制系统、灯光窗帘控制系统、智能音视频系统、家庭安防系统、远程医疗系统、HOMEBOX媒体中心、中心控制系统（HOMEBOX、PC控制中心）等七大智能家居系统，可实现广域网与家庭网络的无缝接入。

物联网教学实验平台的硬件资源包括电源按钮、复位按钮、通用I/O接口，板上提供稳定的3.3 V、5 V、12 V电压，UART控制器，UART与RS232转换板IDE控制器、PCI总线，两个USB 接口，HDMI，色差及AV接口，以太网10/100控制器，E2PROM，64MB Flash，128MB DDR SDRAM，160GSATA硬盘等。

物联网教学实验平台具有丰富的接口，提供的扩展功能模块包括SD Card接口，可支持2 GB SD卡、USB键盘鼠标、ZigBee无线通讯模块、WIFI网络模块、RF通讯模块，红外接收器等功能。

3.2 物联网应用实训实验室

物联网应用实训实验室是根据学校现有的优势学科，主要建设涉及农业、环境监测、仓储物流、食品追溯，另外还将建设智能家居、智能安防等。现以环境监测为例介绍其功能及实现过程。

环境监测系统主要模拟农村田地环境的监测，以对田地的温度、湿度、气体、光照等各类重要的环境数据信息进行统一监控。通过该系统，学生可以了解现场环境勘测、传感器选型与架设、网络设计、数据传输、通信技术及数据管理系统等多方面的知识，提高实践演练和动手能力。其具体学习和工作过程如下：

（1） 数据采集

通过系统现场设置不同的传感器来分别模拟不同的环境，并通过传感器进行信息采集。传感器采集的信息先传送到附近的无线传感器网络（WSN）节点，再由节点完成数据格式转换后传送出去。

（2） 网络传输

网络交互部分主要由WSN 节点、Wi-Fi 模组及天线端组成。主要负责将无线传感器网络中的信息和Wi-Fi 摄像头信息通过无线交换机送到连接的Internet服务器中。

（3） 数据管理

传感器采集的信息被传送到服务器后，学习利用数据管理系统管理所有的数据，并通过专家决策系统对实际情况做出判断，最终进行决策。

4 结 语

物联网是一种技术，只有和具体的学科、专业相结合，才能充分发挥其优势。每个学校在建设物联网实验室时，都应该充分发挥本校的优势，和学校的优势学科相结合。我国是农业大国，农业作为关系着国计民生的基础产业，其信息化、智慧化的程度尤为重要。物联网技术在农业生产和科研中的引入与应用，是现代农业依托新型信息化应用迈出的一大步，可以改变粗放的农业经营管理方式，引领现代农业的发展。随着科技的迅速发展，物联网在农业上的应用会越来越广泛，一批关键农业信息感知技术和新兴产业培育问题也期待科技突破[10]。作为农业院校，只有充分发挥农业院校的科技与人才优势，才能更好地服务于“三农”。

参考文献

[1] 王良民，熊书明.物联网工程概论[M].北京：清华大学出版社，2011.

[2] 王志良，闫纪铮.普通高等教育物联网工程专业规划用书[M].西安：西安电子科技大学出版社，2011.

[3] 柯强.物联网专业课程建设探讨[J].物联网技术，2012（1）：80-82.

[4] 黄峥，古鹏.物联网实验室建设研究与探讨[J].实验技术与管理，2012，29（2）：191-195.

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篇10

关键词：YII框架；智能管理；实验室设备管理；实验器材

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：16727800（2012）011009903

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作者简介：程伟根（1982-），男，硕士，南昌大学软件学院讲师，研究方向为Web技术；危建国（1983-），男，硕士，南昌大学软件学院讲师，研究方向为Web技术；吴荷红（1985-），女，南宁市石埠中学教师，研究方向为计算机英语。0 引言

利用现代化计算机技术实现网络化管理已经成为一种必然的发展趋势，网络化的管理不仅能为企事业单位节省成本，而且能给普通办公节省大量时间，从而能够使办公质量和工作效率得到极大的提高。软件学院在教学方面已经进行了一系列的信息化改革，相关的教学部门采用了网络化办公，在工作效率上得到了显著的提升。南昌大学软件学院决定在实验中心引用计算机系统管理学院正在使用和未使用的设备，包括设备的进出、机房调课等工作。引入了计算机系统进行管理后，设备管理应该会更规范化，设备借用程序更简单化，方便教学设备外借，更好地服务教学安排。利用计算机的对各类信息能快速地进行查询、准确地判断调课申请、储存及设备检索等信息，将使教学工作效率得到大幅的提高。

1 现状分析

目前，大多数实验室的数字化建设中，实验室的管理软件采用的主要软件运行模式包括B/S模式（浏览器/服务器模式），C/S模式（客户端/服务器），以及B/S（浏览器/服务器）模式和C/S（客户端/服务器）模式混合体模式三大类。C/S结构模式如图1所示。

信息化高速发展的今天，以Web应用程序为代表的应用程序越来越受到重视，以浏览器代替客户端的趋势已经十分明显，伴随Web应用程序的广泛应用，这也是促使B/S模式得到蓬勃发展的主要原因。B/S结构模式如图2所示。

图1 C/S结构模式

图2 B/S结构模式

2 系统技术架构设计

该系统的目的是站在需求分析基础上，对系统中实现的功能模块进行划分，数据对象设计和软件的实现方法需要进行深入的剖析，让系统的功能模块得到最佳的状态。采用PHPYII框架中，采用服务器与运行模式控制类与Action之间的关系，其中系统中控制类和每个控制类中的Action成员函数之间的关系，用户发送一个请求后，不管是Get、Post还是Ajax，都有一个Action成员函数来处理，最终生成适应浏览器的Html或Json等（图3）。

图3 控制类Controllerld与Actionld之间的关系

如图3中所示，每一个控制类都有一个Controllerld：siteControllerld、MyControllerld、xxControllerld，都对应着ActionIndex、ActionLogin、ActionCollectdesc。实验室管理系统采用B/S的网络架构，由客户机的浏览器发送业务请求，交由服务器处理后返回结果，并传递给后台MYSQL数据库服务器，客户端不需要安装客户端软件，只需要浏览器即可，方便易用。系统采用B/S模式的三层网络体系结构，免去了客户端安装客户端软件的烦恼，提供统一、友好的操作界面，不仅交互性强，而且大大提高了系统的安全性，系统维护成本也降低了许多。系统采用模块化设计，具有良好的扩展性和二次开发等特点。

3 数据库设计

3.1 管理员基本信息表（Admin_Users）

管理员信息表主要记录管理员的基本信息，包括姓名、性别、证件号、联系方式等信息，管理员基本信息如表1所示。

表1 管理员基本信息

序号 字段 字段名 类型 长度 允许空 主键 说明

1 adminID 管理员编号 Int 10 √ 自动编号

2 Name 姓名 nvarchar 10

3 Sex 性别 nvarchar 2 √

4 ZJH 证件号码 nvarchar 25 √

5 Password 用户密码 char 20

5 LXDH 联系电话 nvarchar 40 √

3.2 实验教师基本信息表（LabTeacher_Users）

实验教师信息表主要记录实验教师的基本信息，包括姓名、性别、证件号、联系方式、所授课程及专业等信息，实验教师基本信息设计如表2所示。

表2 实验教师基本信息

序号 字段 字段名 类型 长度 主键 说明

1 LabTeacherID 管理员编号 Int 10 √ 自动编号

2 TeacherName 姓名 nvarchar 10

3 Sex 性别 nvarchar 2

4 ZJH 证件号码 nvarchar 25

5 Password 用户密码 char 20

5 T_zooany 所受专业 nvarchar 40

6 T_suoskecheng 所受课程 nvarchar 40

3.3 项目信息（Object_Info）

此表主要负责记录项目信息。实验室项目信息表系统核心关系表，实验课程都有项目信息及其管理的负责人和负责实验教师。项目信息包含信息负责人，项目主要指导老师、项目时间、项目名称、项目所在实验室、所属专业、项目的费用、项目申报人、所参与项目的学生、实验组、每组人数、学时数等。项目信息如表3所示。

表3 项目信息

序号 字段名 类型 长度 允许空 说明

1 Object_ID Int 10 项目编号（自动）

2 Obj_Name nvarchar 20 项目名称

3 Theory nvarchar 200 实验原理

4 SpecialyOrient Nvarchar 50 √ 面对专业

5 lcaLab Nvarchar 20 √ 所在实验室

6 Tulor Nvarchar 20 √ 指导老师

7 Pro_hor_id Nvarchar 20 项目申报人

8 ExpGroup Nvarchar 30 √ 实验小组

9 FiroupNum Money 8 √ 实验小组人数

10 PeriodNum Nvarchar 20 √ 所在学时数

11 LabAssistant Smallint 2 √ 实验室管理人

12 date Smallint 2 √ 日期

13 Auditing Datatime 8 √ 审核标记

4 系统实现

用户管理可以实现用户名或邮箱的形式进行查询，并且通过管理员权限进行用户信息的编辑及删除，列表最后会配复选框，用于做用户批量管理。用户建立后，默认状态是属于锁死状态，当是否可用项为“否”，则表明该用户还处于锁死状态，用户无法登入系统，需要管理员通过用户状态管理来修改用户状态。

用户列表默认按照用户注册时间先后顺序进行排列，当用户单击表头上的“用户名”，则列表将按照用户名进行降序排列，同样单击其它表头关键字，列表会按照该列表头进行降序排列，方便用户管理及查找。

用户管理中添加用户操作如图4所示。

图4 添加用户

管理员通过添加用户按钮，可以创建新用户，在创建过程中，通过添加用户名、初始密码，选择用户类别，提交FORM信息后，系统在后台进行用户信息匹配，当已经有相同用户名时，系统反馈“用户已经存在！”添加失败。并建议用户采用系统根据后台数据库中没有注册的用户名，推荐给用户注册。用户管理中删除用户过程判断（图5）。

删除用户系统会进行用户信息检查，若被删除的用户没有相关借出设备未还记录，则提示管理员是否真要删除，删除后数据不可恢复。

图5 删除用户

在删除过程中，系统检查到被删除用户还有未还设备，系统将提示管理员该被删除用户还有设备没有归还，不能删除用户信息。

5 系统测试

软件测试就是对系统的各项功能进行严格测试，软件在运行中出错是避免不了的，但通过对系统的测试，能及时发现系统中存在的错误，并及时进行修正，尽可能地减少系统内部各模块之间的逻辑错误，以及当前各个模块中某些功能上的缺陷。

本次压力测试根据软件的数据库服务器情况包含性能测试，重点模拟客户进行多用户测试。压力测试有多条数据同时录入原则。

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