车辆工程实验室的开放式管理系统设计
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[摘要]实验室作为高校一种重要而特殊的资源，对高校的发展和科研起着至关重要的作用，是高校应用型人才培养的重要资源和保障。以“重庆理工大学车辆工程国家实验教学示范中心”建设为例，研究实验室的开放式管理，提出改革传统实验教学的内容、方法和手段，提升实验资源管理与使用效率，建立适合学生自主性、创新性实验需求的教学与管理体系，这不仅是车辆工程实验室开放式管理的经验，也是高校实验室建设的发展方向。
[关键词]车辆工程；实验室；开放式管理
[中图分类号]G647[文献标识码]A[文章编号]2095-3712（2015）27-0061-02
传统实验教学的封闭型管理模式，在一定程度上造成了实验教学内容的陈旧，设计性、综合性实验偏少情况，直接影响了学生创新能力的培养，束缚了学生的想象力和自由发挥的空间。[1]为了更好地培养学生的思维创新能力，创造更多实践机会，实验室开放式管理势在必行。
一、实验室开放式管理系统设计的动因
（一）组织管理的封闭性
在传统实验室管理体系中，实验管理人员为减轻工作强度和保证实验设备安全，通常只允许学生在固定的实验课堂中使用实验仪器设备，这使部分设备因长期搁置而无法正常使用或报废，无形中造成了资源的隐性浪费。同时，由于长期“闭门造车”，不面向社会开放，使得先进实验设备不能发挥引领行业发展的带动作用，更不能将实验新成果、新技术、新方法转化为社会生产力，产学研互动增强效应无法得到有效实现。
（二）封闭管理下的教学“非主体性”
传统实验室管理在设备与时间上的约束使教师的实验教学只能采取“标准化”模式。在教学过程中，教师事先设定好所需仪器、实验过程以及实验内容，学生只需要复制教师的演示步骤，按部就班地完成实验任务即可。在整个实验过程中，学生没有独立思考、独立设计、进一步探索的空间，无法体验实验中的失败与成功，对实验过程中出现的新问题不敢作出深入的分析与研究，实验教学效果不佳。
（三）数据统计缺乏准确性
实验室传统人工管理方式需要花费大量的时间与精力，对实验人员、设备、使用频率等相关数据进行收集、整理。琐碎的处理流程，不仅大大降低了工作成效和服务质量，而且无法对实验室设备的采购、维修等加以有效的监管，更无法为各种评估和实验室建设提供精确的数据佐证，使主管部门无法准确地了解仪器设备的购置、分布和使用状况，对实现全校的仪器设备动态管理与资源共享产生不利影响，制约了实验室的建设与发展。
（四）实验室管理向开放型发展
目前，西方发达国家正利用现代管理学、数据库、计算机网络等技术，组织、配置实验室资源，将实验室的人员、仪器设备、科研管理等因素有机结合起来，形成包括信号采集、信息共享、数据管理等在内的实验室开放信息管理系统（简称LIMS）。[2]通过LIMS，实验室可以实现自动化、信息化和无纸化办公，对提高实验室工作效率、降低运行成本有促进作用。在美国，每年要召开一次LIMS大会，讨论LIMS的最新技术与理念，以及如何提升相关技术来满足实验室的具体需求。
二、车辆工程实验室的开放式管理系统设计
重庆理工大学车辆工程国家实验教学示范中心为了提升运行效率和管理水平，推动实验教学方法、手段不断进步，加强了对开放型实验教学和管理信息平台的建设，硬件上升级现有专用服务器，软件上，对用户管理、实验选课、设备管理等方面进行系统设计。
（一）用户管理系统
用户账号管理包括系统管理员、设备管理员、实验教师、学生四种角色，各种角色具有不同的权限级别。系统管理员具备实验室教学管理系统的所有编辑和用户管理功能，包括用户的新增、删除、修改、更新、权限的分配和网站的编辑等操作。设备管理员具备设备管理系统的全部管理功能，包括仪器状态的修改，实验室开放、设备使用、实验审批等记录的查看。实验教师具备对应实验课程的全部管理功能，包括实验课程的成绩评定、实验课程时间的调整、实验课程内容（课程指导书、实验大纲、学分、学时、实验记录格式、评分细则、考核类型）的调整等。学生按照学号进行账号分配，并通过该账号登录后可以进行实验课程选课、预约、实验课程记录打印、成绩查询。
（二）实验课程管理系统
系统管理员具备对各个专业的实验教学培养计划进行设置、增加、修改、删除等权限。每门实验课程对应多个实验项目，每个实验项目的设置包括了实验教室、实验教师、设备介绍、课程指导书、实验大纲、课件、实验报告格式、学分、选修/必修学时等。
（三）实验选课系统
学生按照自身的专业培养计划进行有针对性的选课，课程的选择必须满足专业培养计划的要求。各项实验课程的选择不得低于学分要求。在最终提交前，可修改选课项目。提交后可以打印，不能再修改，除非实验教师审核后才能修改。实验项目的预约和执行，必须在选课确认提交后。
（四）实验预约系统
在系统中，学生可根据已有的培养计划，对实验项目（一门实验课程有多个实验项目）进行预约。若实验场地、设备、时间都没有被占用，则能够预约，预约成功后会显示相应提示，并更新学生的预约记录，同时给实验教师相关的实验预约显示。如果学生还没有确定其培养计划则不能进行任何实验项目的预约。此外，学生还可提交培养计划之外的其他研究性实验，以及各类竞赛等创新实践活动的申请，待中心教师审核后方可预约。
（五）实验教学监控系统
预约成功后，学生到中心登记并领取门禁卡，中心通过无线物联网门禁系统、监视系统记录相关学生、教师等人员进出实验室和进行实验的情况，同时实时监控实验室安全情况，从而最大可能地实现中心实验室时间和空间的开放。
（六）实验课程成绩系统
学生完成实验项目后，可提交实验项目完成申请。若有修改需要，学生可在实验教师给出成绩前一周内重做该实验项目，直到教师给出实验评定。实验教师在收到学生的在线提交实验项目完成申请后，根据实验报告进行成绩评定，并登录管理系统给出对应的成绩。成绩确认提交后则不能修改，若要修改则需提交教务处。 （七）设备管理系统
系统管理员和设备管理员具备实验仪器的新增、分配、检查、维修、报废、占用情况调整和设备状态的修改等全部管理功能，能够查看申报、审批的历史情况，查看仪器设备的使用记录和实验室开放记录。同时，系统通过录入实验仪器设备的相关属性，主要包含：名称、型号规格、所属实验室使用情况等，来实现仪器设备查询、采购申请、借用、维修维护工作的信息化。
三、开放式管理系统设计中的问题
（一）管理方式转变易产生职业倦怠
实验室开放式管理对实验教师提出了更高的要求，不仅要求教师能解答在基础教学实验中学生提出的各种问题，更要具备指导学生进行设计性、创新性实验的能力。这将迫使实验教师不断更新理论知识与提升实践能力，延长了教学准备工作的时间。同时，为了全天候满足学生进行自主实验的需求，教师需牺牲大量休息时间对其进行课外指导，这在一定程度上增加了教师的工作量。如果不能及时建立相关的工作奖励机制，会打击教师的积极性，使教师产生严重的排斥心理。
（二）资源整合的矛盾
各高校虽然加大了对实验资源投入的力度，但是依然没有改变“僧多粥少”的局面，如何优化配置现有实验室资源，实现资源效益最大化，是一个棘手的问题。特别是一些具有先进实验设备的重点实验室，为保证设备安全与自身科研成果的产出，不愿将手中的实验资源进行共享，这无疑阻碍了实验室开放式管理系统的实施。因此，整合资源时要结合学校实际情况，从全局出发，既要考虑实验教学与科研的需要，又要兼顾人才培养与学科发展等多方面的需求，解决资源需要与投入之间的矛盾。[3]
（三）管理系统的安全性
实验室开放管理系统作为一个开放性的信息交流平台，在为使用者提供快捷便利的服务同时，也面临诸多不可预知的潜在风险。无论是来自外界的非法盗用、故意破坏、恶意病毒，还是源于内部的系统漏洞、非法操作，都会使系统数据的安全性受到严重挑战。在现有软硬件条件下，如何通过管理与技术两个策略层次，全方位设计合理的安全规划方案，有效防止有害信息流入，防止非法攻击、非法窃取内部信息，建立一个健全的网络安全体系，保证已存数据的安全性，将成为管理部门工作的重中之重。[4]
参考文献：
[1]宋晓悦.高校开放式实验室管理系统的设计与实现[D].天津：天津师范大学，2008.
[2]崔学坤.基于Sample Mananger平台的LIMS设计与实现[D].上海：上海交通大学，2013.
[3]贾宗平，张映文.高校实验室信息化管理的优势与问题[J].实验科学与技术，2014（3）.
[4]林永箐.多层次校园网络安全设计[J].吉林师范大学学报（自然科学版），2009（3）.
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