民办高校实验室管理系统优化

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摘要：高校实验室是高校培养符合社会需求高素质人才的重要实践场所。实验设施是民办高校综合评估通过与否的重要因素，它不仅是高校对在校生实施基础学科教育的场所，也是各个学校开展科研项目的重要场地。实验室的有效使用可拓展学生实践动手能力，发散学生思维。计算机信息技术的不断推进和科研创新项目的不断探索，需要现代计算机技术的支持。蚁群算法提出的一种新型模拟进化算法可满足学校教务活动的需求，同时提高学校教学资源的利用率。

关键词：实验室管理；实验室预约；蚁群算法

1实验室管理存在问题简述

1.1实验室管理系统。应用信息化技术设计的管理系统必须符合实验室管理人员的要求，为实验设备建档服务，提高学校的综合竞争力[1]。基于B/S方式的开放式实验室管理系统，以校园网络环境为基础，实现高校实验开放管理。它能实现教学计划管理、学生预约实验管理、实验设备情况管理（资产设备统计表和新增设备信息的更新）。1.2实验教学课程安排。实验教学课程安排本质是合理分配教学资源，保证教学工作正常进行，避免课程安排冲突。它合理规划授课老师、年级、专业、班级、课程类型、上课时间和实验室类型等，符合整个教学计划进程的规律，保证了教学进度和教学质量。近几年，由于学生的不断增多，导致教学场地不断扩充，教学安排工作在空间和时间上越来越复杂，主要工作难点有以下几点。第一，计算数据大，耗时长，结果常常存在冲突。第二，教学方式多样化。比如校企合作企业入驻教学、实训任务、校企共建实验室教学等。第三，单一项数据变更影响其他课程。为了解决以上问题，科学安排实验教学课程，合理分配教学资源，提高工作效率，需增加约束条件。第一，一个时间段一位老师只能安排一门课。第二，同一个时间段同一个班级只能安排一门课。第三，一段时间一个实验室只能安排一门课。第四，上课学生数量需要小于实验室的容纳量。第五，实验室的数量必需大于一个时间段安排的课程量。第六，不同的课程需要安排在不同的实验室。例如物联网课程只能安排在固定的物联网实验室、电子元器件课程只能安排在固定的电子实验室、VR和AR课程只能在确定的实验室。第七，独立课程、实训课程等需要提前一周安排实验室，且这个实验室一周中不得安排其他课程。第八，同一个班级所学的同一门课程在一周内不能连续排列（独立课程设置、实训课除外）。1.3预约排课说明。1.3.1排课涉及的内容。为了合理安排实验教学课程，使其彼此之间不会产生冲突，需要把一些确定因素合理错开，包括授课教师、各个年级、班级学生、专业课程、上课时间和上课地点等。根据课程表的表现形式判断，主要包括老师、班级、教学计划、实验室和上课时间，合理安排教学课程。如图1所示。1.4蚁群算法。蚁群算法（AntColonyOptimization，ACO）是一种模仿蚂蚁寻找食物的行为算法。研究表明，这种模拟算法具有分布计算、启发式搜索和信息来回反馈的特点。意大利学者MarcoDorigo首先发现并提出，其想法来源于蚂蚁如何在蚁穴和食物源之间找到最短路径。蚁群算法可用于解决图的结构，可将排课问题想象成图结构G，从而使用蚁群算法解决问题，即G=(S,N,C)，N是图中顶点的集合，S是边的集合，C是边集有关权值的集合。

2计算机实验管理系统总体设计

本系统使实验室的工作更加规范化、流程化、信息化，提高了实验教学水平、管理水平和服务水平，为实验室的宏观管理和科学决策提供有利依据，为教学评估和实验室评估提供详实、准确的数据支撑。根据实验室管理流程，设计本系统的业务流程图，如图2、图3所示。

3学生通过系统预约实验室

开放式的实验室可培养高素质的学生，有利于提高学生的实践能力，帮助学生利用空闲时间使用实验室资源，合理完成实验科研任务。学生的预约实验室与实验教学排课采取的模式相同。

4结语

合理设计实验室管理系统，可大大提高实验室设备维护和教学质量，弥补设备信息管理缺陷。但是，设计时应符合使用者的要求和习惯，实现实验室开放式共享。采用蚁群算法可达到排课优化的目的，实验室的开放式预约可减少学生申请和老师审核的复杂度，节省大量时间。此外，需注重实验室系统的规划定位、优化设计、改革创新，为师生提供优质服务。

参考文献

[1]李玉吉,卢才武,刘冠.智蚁群遗传算法在高校智能排课系统中的应用[J].现代电子技术,2010,14:121-123.

作者:宋志远 单位:武昌工学院