電子類學生開放實驗室網絡信息化系統的建設

摘要 在電子類學生創新和動手能力的培養方面，開放實驗室起著至為重要的作用。結合在開放實驗室建設方面的理解，針對學生的特點，介紹一些開放實驗室網絡信息化系統建設的經驗，其中包括網上登記和身份鑒權子系統的設計原則。

關鍵詞 開放實驗室；電子類學生；身份鑒權子系統

中圖分類號：G482 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X(2011)18-0123-02

Network-based Information System Construction of Open Laboratory for Undergraduates Majoring in Electronic Engineering//Liao Liang， Yu Miao

Abstract Open laboratory of electronic experiments plays an important role for cultivating innovations and practical skills of undergraduates majoring in electronic engineering. Based on our understanding in open laboratory construction and characteristics of undergraduates， this paper introduces our experiences of open laboratory construction for these students， including some design principles of online registration and authentication subsystems in open laboratory construction.

Key words open laboratory; electronics major students; authentication system

Author’s address School of Electronic and Information Engineering， Zhongyuan University of Technology， Zhengzhou， China 450007

隨著信息技術的快速發展和就業市場對電子類本科畢業生工程實踐能力的要求不斷提升，針對電子類本科生的傳統實驗教學已經逐漸不能滿足實際的需求。在這種情況下，傳統實驗室管理方法越來越顯得捉襟見肘，難以保證電子類本科生高質量地完成創新和綜合設計實驗。針對這種挑戰，開放實驗室為學生提供了一個更好的實驗室方案。

本文不僅介紹開放實驗室在學生培養方面的重要作用，而且結合中原工學院電子信息學院開放實驗室建設的具體經驗，介紹開放實驗室的整體設計方案，并討論網上登記和身份鑒權子系統的設計原則。

1 開放實驗室的角色和目的

1.1 實驗靈活度和實驗設備利用率的提升

傳統的實驗室和運行方案往往導致不靈活的實驗時間安排，而開放實驗室及運行方案則可以為學生提供更靈活的時間表。開放實驗室很大程度上解決了傳統實驗室在時間安排上的單一性，可以比較靈活地安排實驗時間和日程，增加學生的實驗機會，提高實驗設備的利用率，并且通常可以保證學生獨享實驗設備和資源。這些改善客觀上提高了實驗教學的質量。

1.2 學生實驗積極性和創新能力的提高

開放實驗室時間上的靈活性使學生可以在合理的時段內進行實驗室預約。在開放實驗室的建設中，通常提供不同的實驗內容讓學生自由選擇。這種實驗時間和實驗內容上的靈活性大大激發學生進行實驗的熱情和主動性，往往帶來更好的實驗效果，學生在實驗中也容易發現問題、解決問題。這種積極性的提升在創新和綜合設計類實驗中極為重要[1]。

1.3 實驗室管理標準化和管理效率的提升

開放實驗室還有利于實驗室管理標準化和效率的提升。開放實驗室通常借助各種信息手段（如網上實驗登記、預約以及身份鑒定等）來進行實驗室管理。這些信息手段使得實驗室的管理效率大大提高，運行維護成本則得到降低，這使得實驗室的管理和運行更加規范化。

2 開放實驗室在線登記和身份鑒權系統的設計

開放實驗室的建設往往借助于各種信息化手段[2]，信息系統使得實驗室的管理更加規范，并且提高管理效率。這里結合實際經驗，介紹開放實驗室的網上登記和身份鑒權系統的設計原則和架構。

2.1 基于Web的實驗預約登記系統

基于Web的實驗登記系統供學生進行預約實驗室和實驗時間。一個良好架構的預約登記系統將大大提高開放實驗室的管理效率[3]。由于該功能是面向學生的，因此該系統的Web服務器連接校園網，學生使用上網賬號、學號等ID登記并預約實驗。同時該系統提供查詢和修改的功能，并將用戶按不同權限進行分組，系統管理員擁有最高權限，可以查看所有的信息，而普通用戶（學生）只能查看和自己相關的信息。

Web服務器和后臺數據庫服務器運行在不同的主機上，從而實現功能上的分離。數據庫實現主/從（master/slave）雙機備份，即主數據庫服務器向Web服務器提供直接數據接口，并且定時向從數據庫主機備份數據。

在Web服務和數據庫的基礎上，可以實現實驗室管理的信息系統。該管理系統實際上是一個Web界面的數據庫（與實驗登記系統運行在同一個Web服務器上），用于實現：1）實驗室的安排和調度；2）實驗資源的管理和記錄；3）實驗信息統計和自動報表。

2.2 身份鑒定和門禁系統

開放實驗室的另一個重要部分是身份鑒定和門禁管理系統，該系統和實驗室管理系統連接，相對獨立，并不向外部用戶提供接口。該系統包含用于門禁系統的ID讀卡器、不間斷電源、電控鎖和發卡器等裝置。發卡器通過串口連接電腦終端，并通過網絡和數據庫相連接，用于校驗登記的學生身份消息，并用于門卡信息的管理。

2.3 開放實驗室建設在培養電子類學生素質方面的作用

上面討論的開放實驗室已在中原工學院電工與電子實驗中心運行超過一年的時間。從運行的效果來看，開放實驗室不僅規范化了實驗室的管理，還在培養學生能力和素質方面起到積極作用。1）實驗教學的質量得到提高。首先，實驗安排更加靈活，學生的實驗機會、時間得到提升。信息化手段的應用也使得對學生實驗的評價更加客觀。2）由于學生參與實驗的積極性被調動起來，因此學生的動手能力得到提升。通過信息手段進行學生身份的鑒定，并通過門禁系統使得實驗室的安全和管理效率得到提高。

3 結束語

開放實驗室的建設已經成為實驗教學和實驗室管理的一個發展方向。本文結合中原工學院在這方面的經驗，對開放實驗室相關系統的建設進行一些討論和介紹。開放實驗室在電子類學生的能力培養當中起到重要作用，也必將影響到以后的教學改革。

參考文獻

[1]李晉.高校實驗室建設與管理模式的探討[J].實驗技術與管理，2009，26(6):145-147

[2]閻俊，何明星，等.開放實驗智能化管理及控制系統研究與開發[J].實驗室科學，2008，6(12):103-105

[3]湯中于.實驗室開放網上管理系統的設計[J].實驗室技術與管理，2003，20(6):162-163