实验室智能管理解决方案
一、概述
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年) 》中提出了提高质量是高等教育发展的核心任务，是建设高等教育强国的基本要求。提高人才培养质量主要手段是强化实践教学环节。强化信息技术应用。鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，提高分析解决问题能力。而实践教学的主要载体实验室成为培养学生诸多能力的核心训练场。
而目前，高校在实验室管理方面存在着诸多困惑，主要有：
一、 教学环境和实验设备条件有限、学生不能自由进入实验室、学生更
不能自由使用实验设备；
二、 学生人数的大量增加、实验室严重不足、实验师资贫乏、需要提高资
源利用率；
三、 实验教学工作覆盖面广、参与人员多、协调管理难； 四、 实验室的软硬件设备监管难度大；
五、 高校各实验中心的特点、内容不尽相同、独立网站建设费时费力、难
以整合；
六、 管理人员对实验过程难以全程监控；
七、 数据分析汇总难，易出错，教师统计申报数据的工作量巨大； 八、 实验教学灵活性大，教学质量评测难度大；
九、 大量历史实验数据长期保存不易，参考查询异常困难等等。 借助智能化管理可帮助解决实验室管理中需要专人值班、门禁无权限控制、不能自动考勤、信息公告实时性差等诸多问题，可以帮助一个管理员同时实现多个实验室的管理和监控，有效提升实验室的使用效率。
同时通过虚拟现实技术的应用，可以仿真真实实验室环境和实验台，让学员在线进行基础的实验操作虚拟仿真训练，而后进入实体实验室实操，大大提高实验的安全性和使用效率。
实验室应用互联网和信息化技术进行智能化管理成为趋势，必将推进实验室管理体系和管理能力现代化和智能化。培养学生自主学习、自主管理、自主服务的意识与能力。
二、DCS 实验室管理系统解决方案
DCS 实验室致力于教育技术开发多年，目前推出高校实验室智能管理解决方案已产品化。
方案由软件系统（DCS 实验教学智能管理系统、DCS 虚拟实验预习系统），加上配套硬件（实验室门禁子系统和实验室监控子系统）共同组建而成，实验教学智能管理系统包含实验中心管理、实验人员管理、实验教学管理、大型仪器设备共享管理、实验室建设项目申报管理、汇总统计生成上报数据及信息发布等基本功能，加上实验室门禁子系统、实验室监控子系统扩展功能，建立起校院两级的基于计算机网络的实验室建设与实验教学智能管理平台，实现实验教学与实验室建设运行网络化管理。
同学们可通过互联网进行虚拟仿真训练、实验预习，预习通过后学生可刷卡进入实验室实操，实现了实验室的智能化管理，大大提高实践教学质量。
软件系统架构图如下：
实验教学智能管理系统采用的是校院两级体系架构，学院及实验中心可基于校级平台独立运行和管理本实验中心的日常运行数据，系统不限制实验中心数量。系统对用户实现权限分配，每个用户根据管理员分配的权限完成自己的本职工作；学生实验前只需登陆本系统就可以完成预习工作，实验完成后老师登陆本系统给学生维护成绩，门禁刷卡与派位管理实现开课记录的自动采集，自动生成实验的运行记录，学生提交实验报告备查。
实验室门禁子系统为实验教学智能管理系统配套建设的子系统，系统可自动记录实验室人员和老师的考勤、自动生成实验运行记录，准确统计学生的实验课时，自动生成实验开课记录（未建设实验室门禁子系统前，开课记录需要老师上完课后在规定的时间内录入系统），减轻实验室人员和老师的工作量，准确客观的统计出实验室课时及大型仪器设备的使用时间。
实验室门禁子系统配套建设完成，老师或学生使用校园一卡通经过实验室区
域的门禁刷卡后，实验室门禁子系统会自动判断实验教学智能管理系统中已经存在的四种情况的实验安排（实验课表安排、预约（开放）实验安排、自拟（申请）实验安排、其他实验安排），允许提前进入实验室时间或延后离开实验室时间由实验教学智能管理系统的系统管理员设置，只有实验教学智能管理系统中已有相应的实验安排、且实验时间已到允许进入实验室的范围内，门禁才会开门同时记录进入实验室开始上课的时间，实验完成后离开实验室时刷卡，系统经过与实验教学智能管理系统中已有相应的实验安排判断后记录下有效的下课时间，生成实验运行记录（开课记录）。每个刷卡器都可设置成判断全校所有实验安排并记录下相应有效的开课记录，使用比较灵活方便。学校如果使用了DCS 实验教学智能管理系统后，各实验教学示范中心的实验室开放及开放实验的管理功能均具备，无需另外再建设。
实验室监控子系统配套建设后，可实现视频监控系统与实验教学智能管理系统的无缝连接，实现监控摄像头的授权与实验教学系统的管理授权对接，依据实验教学系统中的管理职能授权开放对应摄像头供其浏览查阅实验室现场的图像。所有监控摄像头的图像支持Internet 远程图像浏览，只要经过授权连入互联网即可浏览自己所管理实验室的视频图像。同时监控子系统支持设备分布式布局，即各个实验中心监控硬件设备独立放置管理，责任到人，既有利于布线，又方便管理。
下图为，系统的硬件网络拓扑图：
指纹刷卡终端
门禁终端
实验用仪器设备电源控制终端
实验用仪器设备
实验用电脑
三、成果展示
以下是DCS 实验室智能管理系统在大连海事大学大学生创新教育与实践中心应用的实景拍摄画面：
下图为学生使用DCS 虚拟仿真预习系统在线进行虚拟仿真训练，预习通过后刷卡进入实验室实操：
以下是软件部分功能界面截图：
实验室智能管理解决方案
一、概述
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年) 》中提出了提高质量是高等教育发展的核心任务，是建设高等教育强国的基本要求。提高人才培养质量主要手段是强化实践教学环节。强化信息技术应用。鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，提高分析解决问题能力。而实践教学的主要载体实验室成为培养学生诸多能力的核心训练场。
而目前，高校在实验室管理方面存在着诸多困惑，主要有：
一、 教学环境和实验设备条件有限、学生不能自由进入实验室、学生更
不能自由使用实验设备；
二、 学生人数的大量增加、实验室严重不足、实验师资贫乏、需要提高资
源利用率；
三、 实验教学工作覆盖面广、参与人员多、协调管理难； 四、 实验室的软硬件设备监管难度大；
五、 高校各实验中心的特点、内容不尽相同、独立网站建设费时费力、难
以整合；
六、 管理人员对实验过程难以全程监控；
七、 数据分析汇总难，易出错，教师统计申报数据的工作量巨大； 八、 实验教学灵活性大，教学质量评测难度大；
九、 大量历史实验数据长期保存不易，参考查询异常困难等等。 借助智能化管理可帮助解决实验室管理中需要专人值班、门禁无权限控制、不能自动考勤、信息公告实时性差等诸多问题，可以帮助一个管理员同时实现多个实验室的管理和监控，有效提升实验室的使用效率。
同时通过虚拟现实技术的应用，可以仿真真实实验室环境和实验台，让学员在线进行基础的实验操作虚拟仿真训练，而后进入实体实验室实操，大大提高实验的安全性和使用效率。
实验室应用互联网和信息化技术进行智能化管理成为趋势，必将推进实验室管理体系和管理能力现代化和智能化。培养学生自主学习、自主管理、自主服务的意识与能力。
二、DCS 实验室管理系统解决方案
DCS 实验室致力于教育技术开发多年，目前推出高校实验室智能管理解决方案已产品化。
方案由软件系统（DCS 实验教学智能管理系统、DCS 虚拟实验预习系统），加上配套硬件（实验室门禁子系统和实验室监控子系统）共同组建而成，实验教学智能管理系统包含实验中心管理、实验人员管理、实验教学管理、大型仪器设备共享管理、实验室建设项目申报管理、汇总统计生成上报数据及信息发布等基本功能，加上实验室门禁子系统、实验室监控子系统扩展功能，建立起校院两级的基于计算机网络的实验室建设与实验教学智能管理平台，实现实验教学与实验室建设运行网络化管理。
同学们可通过互联网进行虚拟仿真训练、实验预习，预习通过后学生可刷卡进入实验室实操，实现了实验室的智能化管理，大大提高实践教学质量。
软件系统架构图如下：
实验教学智能管理系统采用的是校院两级体系架构，学院及实验中心可基于校级平台独立运行和管理本实验中心的日常运行数据，系统不限制实验中心数量。系统对用户实现权限分配，每个用户根据管理员分配的权限完成自己的本职工作；学生实验前只需登陆本系统就可以完成预习工作，实验完成后老师登陆本系统给学生维护成绩，门禁刷卡与派位管理实现开课记录的自动采集，自动生成实验的运行记录，学生提交实验报告备查。
实验室门禁子系统为实验教学智能管理系统配套建设的子系统，系统可自动记录实验室人员和老师的考勤、自动生成实验运行记录，准确统计学生的实验课时，自动生成实验开课记录（未建设实验室门禁子系统前，开课记录需要老师上完课后在规定的时间内录入系统），减轻实验室人员和老师的工作量，准确客观的统计出实验室课时及大型仪器设备的使用时间。
实验室门禁子系统配套建设完成，老师或学生使用校园一卡通经过实验室区
域的门禁刷卡后，实验室门禁子系统会自动判断实验教学智能管理系统中已经存在的四种情况的实验安排（实验课表安排、预约（开放）实验安排、自拟（申请）实验安排、其他实验安排），允许提前进入实验室时间或延后离开实验室时间由实验教学智能管理系统的系统管理员设置，只有实验教学智能管理系统中已有相应的实验安排、且实验时间已到允许进入实验室的范围内，门禁才会开门同时记录进入实验室开始上课的时间，实验完成后离开实验室时刷卡，系统经过与实验教学智能管理系统中已有相应的实验安排判断后记录下有效的下课时间，生成实验运行记录（开课记录）。每个刷卡器都可设置成判断全校所有实验安排并记录下相应有效的开课记录，使用比较灵活方便。学校如果使用了DCS 实验教学智能管理系统后，各实验教学示范中心的实验室开放及开放实验的管理功能均具备，无需另外再建设。
实验室监控子系统配套建设后，可实现视频监控系统与实验教学智能管理系统的无缝连接，实现监控摄像头的授权与实验教学系统的管理授权对接，依据实验教学系统中的管理职能授权开放对应摄像头供其浏览查阅实验室现场的图像。所有监控摄像头的图像支持Internet 远程图像浏览，只要经过授权连入互联网即可浏览自己所管理实验室的视频图像。同时监控子系统支持设备分布式布局，即各个实验中心监控硬件设备独立放置管理，责任到人，既有利于布线，又方便管理。
下图为，系统的硬件网络拓扑图：
指纹刷卡终端
门禁终端
实验用仪器设备电源控制终端
实验用仪器设备
实验用电脑
三、成果展示
以下是DCS 实验室智能管理系统在大连海事大学大学生创新教育与实践中心应用的实景拍摄画面：
下图为学生使用DCS 虚拟仿真预习系统在线进行虚拟仿真训练，预习通过后刷卡进入实验室实操：
以下是软件部分功能界面截图：