基于蒙特卡洛仿真的錨地錨泊容量計算方法

李偉 許佳欣 郭興華

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的進步和信息技術(shù)的發(fā)展，高校教育教學(xué)的智能化推進，對教育教學(xué)產(chǎn)生了非常深遠的影響，信息化教學(xué)能大大提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，是未來教學(xué)的改革趨勢，而信息化管理能令教育教學(xué)更富邏輯性和流程性，并能實現(xiàn)教學(xué)資源的合理配置和有效管理。本文以高校實驗室的管理為例，分析了目前高校實驗室管理中存在的問題，并針對信息化管理在高校實驗室管理中的可行性進行分析，針對實際教學(xué)管理情況設(shè)計高校實驗室信息化管理方案。

關(guān)鍵詞：信息化技術(shù);高校實驗室管理;應(yīng)用探討

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）08-0111-03

0 引言

高校實驗室管理是一項對實驗室的器材、人員、資金流向和管理體制等進行管理的工作，其工作原則為使實驗室資源高效流通，并且具有穩(wěn)定的運行效率。高校實驗室的管理水平高低也體現(xiàn)了高校教育教學(xué)水平的高低，但是目前很多高校實驗室管理中都存在著管理不善、資產(chǎn)損耗嚴重等問題，非常影響高校實驗室的集約化和高效化管理[1]。

1 高校實驗室管理現(xiàn)狀

1.1 實驗室建設(shè)科學(xué)性不高，課程設(shè)計存在偏差

實驗室教學(xué)在高校教學(xué)體系中的比例不高，并且沒有受到廣泛的重視，不只是學(xué)生不重視，只是將實驗課作為成績合理的必修課，因為部分實驗課大多集中在期末，其他課程都結(jié)束后才開展，所以對部分學(xué)生來說，很多實驗課課程設(shè)計非常浪費時間，尤其是很多實驗課，都要占用1～2周的時間，導(dǎo)致這段時間不能進行有效復(fù)習(xí)，讓學(xué)生感到有些排斥。此外，在教學(xué)評價上沒有硬性規(guī)定，只要學(xué)生去上課了，基本都能及格，因此學(xué)生對實驗課的重視程度不高，甚至同樣是專業(yè)課的組成部分，學(xué)生對基礎(chǔ)理論課非常重視，但是對實驗課就馬馬虎虎[2]。

1.2 教育資源使用不合理，設(shè)備使用率偏低

目前針對實驗室的設(shè)置和改革沒有明確的政策規(guī)定，但是一般實驗室設(shè)計都是按照專業(yè)來調(diào)整和改造。部分設(shè)置相似的專業(yè)，實驗室的配置也大同小異，這就導(dǎo)致了很多器材配置是不合理的。此外，針對實驗室資源爭奪的問題也非常嚴重，為了提升自己專業(yè)的競爭力和教學(xué)實力，部分教研室對實驗室資源管理過于嚴格，只對自己專業(yè)開放，這就導(dǎo)致了其他專業(yè)不得不購置相似的設(shè)備，故而形成惡性循環(huán)。但是即便將實驗室資源握在自己手中，教學(xué)資源也沒有得到有效的利用，部分實驗室常年處于閑置的狀態(tài)，導(dǎo)致教育資源白白浪費。

2 高校實驗室的信息化管理必要性分析

隨著高校信息化建設(shè)的推進，實現(xiàn)高校實驗室管理的信息化也是大勢所趨。信息化管理能大大提升管理效率，并且形成一個數(shù)字化和系統(tǒng)性的教學(xué)環(huán)境，并且能革除管理的空間限制，能實現(xiàn)實施管理和資源共享。高校實驗室的信息化管理具有其必要性，其主要表現(xiàn)在：第一，優(yōu)化資源的配置模式。傳統(tǒng)途徑下，往往會出現(xiàn)資源購置重復(fù)的問題，也不利于資源的高效利用，高校將實驗室的管理權(quán)歸為一體，各專業(yè)教師和學(xué)生具有使用權(quán)，如此一來也不會產(chǎn)生資源爭搶的問題，并能做到物盡其用;第二，能對實驗室的設(shè)備進行全面的跟蹤管理。為了提升使用的效率，就要對設(shè)備設(shè)施進行信息化的登記和管理，并提升實驗室設(shè)備的投入產(chǎn)出比，針對部分設(shè)備設(shè)施進行有償使用管理，使用所得收入可以用于設(shè)備的更新維護等，能提升教育資金的流通效益。

3 高校信息化實驗室管理系統(tǒng)設(shè)計方案

3.1 高校實驗室信息化管理系統(tǒng)功能設(shè)計

根據(jù)高校實驗室的使用用途分析，高校實驗室除了滿足教學(xué)需求以外，還要滿足教師和學(xué)生的科研需求，在有條件的基礎(chǔ)上，可以對外開放，供更多人士使用[3]。一個合理科學(xué)的信息化管理系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)滿足以上條件，并進行合理化的資源配置。因此將信息化實驗室管理系統(tǒng)功能設(shè)計為以下：

（1）基礎(chǔ)功能。該功能主要包括設(shè)備的集中管控、設(shè)備安保、智能化云主機管理、故障報修。此功能主要面向全體的師生等實驗室使用人員、維護人員。

（2）拓展功能。該功能主要包括教師的考勤、上課情況評價、教學(xué)錄播和資源管理，主要面向教師、課程考察人員。

（3）運行監(jiān)控系統(tǒng)。該功能主要負責(zé)多個實驗室的統(tǒng)一監(jiān)控管理，只對后臺運營管理人員開放。

3.2 高校實驗室信息化管理系統(tǒng)設(shè)計原則

（1）統(tǒng)一管理原則。以學(xué)校為單位進行統(tǒng)一的實驗室管理，并嚴格實驗室使用人員登記和報備，對實驗室的大型器械、易消耗品都要進行編號歸類。

（2）高水平原則。管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)借用最新的科學(xué)技術(shù)，并結(jié)合信息化管理手段，如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動互聯(lián)技術(shù)、云計算技術(shù)。

（3）零編程、易操作原則。管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)簡單實用，并容易操作，目前很多高校中都有專門的實驗室管理人員，大多為年紀稍長的老教師，因此在管理系統(tǒng)操作上應(yīng)當(dāng)簡單實用，并且經(jīng)過簡單的培訓(xùn)和指導(dǎo)即可上手。

（4）安全性原則。管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)以保證設(shè)備的安全穩(wěn)定為原則，如果出現(xiàn)機器破損和毀壞的問題，能及時向管理員發(fā)送安全預(yù)警，并及時處理設(shè)備故障。

3.3 高校信息化實驗室管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

按照以上設(shè)計原則和管理功能分析，本文以電子信息綜合訓(xùn)練中心的信息化管理系統(tǒng)為例，對實驗室管理系統(tǒng)進行分析。實驗室管理系統(tǒng)劃分為校內(nèi)教學(xué)實驗平臺和校外綜合應(yīng)用工程訓(xùn)練平臺兩部分，由實驗教學(xué)管理中心、設(shè)備管理中心、教學(xué)指導(dǎo)會共管。

3.4 信息化實驗室系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)實際的教學(xué)需要，將實驗室管理系統(tǒng)分為實驗室管理終端、門禁系統(tǒng)和實驗室安全管理控制系統(tǒng)。以下將分別進行闡述分析。

3.4.1 實驗室管理終端

實驗室信息化管理終端主要負責(zé)實驗室教學(xué)管理、實驗室開放管理、實驗室器材管理、學(xué)生業(yè)務(wù)、易耗品管理等，管理終端可以實現(xiàn)以上功能。該系統(tǒng)的運作模式為教師、管理員或者學(xué)生登錄用戶賬號，并進行相關(guān)的操作。如果教師需要使用實驗室，可登錄系統(tǒng)，通過實驗室預(yù)約的方式，向管理員申明自己的實驗室申請用途，管理員在接受申請以后，對實驗室使用信息進行查詢，并按照實際情況進行合理的使用安排。實驗室申請以后，管理員及時向教師說明，并附加發(fā)送實驗室使用規(guī)范和管理守則，并下發(fā)實驗室器材管理表電子版，在實驗室使用完畢后，教師需要對實驗室中的易耗資源進行報備，管理員到實驗室進行檢查確認后，在系統(tǒng)中確認完成服務(wù)[4]。

3.4.2 實驗室門禁管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要實現(xiàn)實驗室的安全運行，避免產(chǎn)生不必要的資產(chǎn)損失。

（1）門禁服務(wù)器，此設(shè)備主要用于實驗室門禁的終端通訊，并根據(jù)實驗室預(yù)約情況進行門鎖的自動開關(guān)。如果在未預(yù)約，或者門禁刷卡錯誤的情況下，門鎖不會打開。

（2）刷卡終端。為了保證實驗室的有效使用，在實驗室門口設(shè)置刷卡終端，教師刷教師卡通過系統(tǒng)對預(yù)約信息進行確認，確認完畢后門鎖自動打開，多媒體設(shè)備自動打開，倘若教師有臨時情況，也可以通過專門的APP，進行網(wǎng)上開鎖管理，方便學(xué)生使用。

（3）考勤終端。該系統(tǒng)主要用于管理員、教師和學(xué)生的考勤管理，上下機需要通過統(tǒng)一的刷卡管理進行身份確認，如果需要使用到校內(nèi)計算機，也需要通過該系統(tǒng)，對預(yù)約班級學(xué)生信息、學(xué)生輸入信息進行比對和確認，隨后才可使用計算機設(shè)備。

3.4.3 實驗室信息化安全管理系統(tǒng)

為了保證實驗室的使用安全，需要設(shè)計安全保護系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計原則如下：

（1）選擇SQL Server作為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定;

（2）使用雙機熱備、磁盤列陣為核心服務(wù)器;

（3）安全管理系統(tǒng)獨立，使用三層架構(gòu)保證核心數(shù)據(jù)安全;

（4）基于TCP/IP設(shè)計數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。采取AEC加密;

（5）實驗室的應(yīng)用服務(wù)器接口關(guān)閉137、139、1403等監(jiān)聽端口，避免受到黑客襲擊;

（6）管理人員僅有基于操作類別的控制權(quán)限，部分未授權(quán)的功能不可操作。

4 結(jié)語

總而言之，在信息化背景下，做好高校實驗室的全面有效管理很強的實踐價值，能讓實驗室管理有效且安全，規(guī)避使用風(fēng)險。高校實驗室中很多器材購置費用高，倘若因為管理不善產(chǎn)生各種教學(xué)問題，無疑會造成很大的經(jīng)濟損失，不利于學(xué)校的教育資金的高效配置，因此在實際的工作過程中，需要以科學(xué)、合理的管理系統(tǒng)，保證實驗室的設(shè)備安全和數(shù)據(jù)安全。

參考文獻

[1] 姜俊，梁小紅.基于信息化手段的林學(xué)教學(xué)實驗室建設(shè)和管理研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2019，16（23）：189-190.

[2] 李斌鵬.基于信息化技術(shù)在高校實驗室管理中的應(yīng)用研究[J].粘接，2019，40（7）：171-174.

[3] 騰云.信息化技術(shù)應(yīng)用于高校實驗室管理中的必要性與可行性分析[J].決策與信息旬刊，2015（6）：9.

[4] 楊海英.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校實驗室管理中的研究[D].上海：復(fù)旦大學(xué)，2011.