实验室管理与服务范文

【关键词】实验室建设实验室管理大数据计算资源管理

1引言

随着大数据应用的推广，在教育领域上，大数据应用被用于分析学生的基础信息数据、学习过程数据、学习行为数据、技能状态数据和学习偏好数据等，借助相关的数据分析为教育活动、培养模式和教育决策提供合理的、有效的、科学的数据支撑。在大数据背景下，对高校实验室的建设、管理及应用提出了更高的要求：

（1）实验室建设应建设在具备计算资源的管理、数据存储、数据采集能力的功能框架上；

（2）实验室应能为各专业学生提供具备大数据实验、大数据分析能力的计算资源及框架；

（3）实验室平台应具备产学研培养模式的服务能力。

以人才培养与学科研究/建设互动为原则，大数据背景下实验室建设与学科发展、创新人才培养、师资技术培训紧密结合，本文提出了基于项目管理和计算资源管理的计算机专业实验室建设及管理的研究，并提出合理的解决方案，为推动教学和课程改革，推动教学模式和教学手段转变，具备分析学生技能、学习行为及数据处理（数据采集、存储、分析）能力，形成技能型、应用型人才培养模式创建一个良好的实验教学环境。

2大数据背景下计算机专业实验室建设需求

在大数据背景下，随着学校近年来专业数量的进一步扩大，增加的专业对实践动手能力要求较高，为了达到更好的教学效果，现在的教学模式亟需发生变革，必须寻求一种更有效的实训模式。结合计算机学科及专业实验需求，实验室的建设应具备前瞻性、扩展性、普适性的特征，专业实验室的管理是管理员对计算资源进行运维的过程，体现了应用与理论相结合的需求。实验室具备云计算、云服务及数据处理的能力，为培养新型技能型人才提供良好的实验教学、实习实训、对外服务的平台及教学环境。在大数据背景下，计算机专业实验室的建设及管理应从以下的几个方面进行规划及分析：

（1）针对计算机学科各专业的共同特征，在理论教学中各课程间是一个协同耦合的关系，以软件开发过程为主线，将专业课程用规范的软件项目过程模式应用到实践教学管理中，将新的软件开发模式、新的开发技术、新的业务流程快速地部署到实践教学中并实施――该过程的实现对实验室建设提出了专业实验室中应具有基于项目管理平台的能力。

（2）针对云计算、大数据应用的发展，为各专业学生提供个性化服务，实验室应以虚拟计算资源的方式对各类用户提供系统平台服务、数据存储及数据分析能力的计算节点：一方面通过实验室平台能方便快捷地管理硬件设施并以虚拟资源的形成呈现出来；另一方面所搭建的对计算资源进行管理的云计算平台能为学生学习与计算资源管理相关的一系列课程的开设提供良好的软件和硬件相结合的实验环境。

（3）实验室管理中应提供云服务平台的管理模式，各类各层次及企业机构用户能按其在参与的项目中所担任的角色参与项目信息的共享、项目开发过程的协同、任务的分发及监督、讨论等基于项目管理的活动，并可提供方便地按需进行系统环境的配置、开发平台的部署等。

（4）提供知识库管理功能，在课程上、在项目开发模版上、在开发素材上、在代码复用上，为项目开发人员提供支撑的知识库及归档服务。

（5）计算机专业实验室的建设是一项既有硬件建设，又有软件平台建设的复杂工程，同时针对计算机专业的特点，实验室是学生走向岗位的跳板和桥梁，其软件平台的建设应以产学研平台为指导原则进行构建。

结合计算机学科的发展，云计算技术类专业在教学过程中通过实验室平台依靠云计算技术的模拟实践环境的构建，将各行业实际的应用过程整合进来，把专业知识和实践方法综合与贯通起来，能更好地解决云计算技术类专业人才的培养和师资培训的问题。

3计算机专业实验室建设方案及管理模式

3.1实验室建设方案的总体框架

针对高校的特点，实验室建设的总体应用架构的搭建及系统平台的构建遵循面向服务架构（SOA）原则，具备安全性、集中性、高效性、高可靠性、开放性、可扩展性。实验室的总体框架由软件平台和硬件设备整合而成，主要包含了：

（1）应用层――教学实验实训管理；

（2）云服务平台层――云服务运维管理层；

（3）虚拟资源层――计算资源的虚拟化及管理；

（4）基础设施层――服务器及网络等物理设备。

方案的总体框架如图1所示：

图1中“计算资源管理平台”主要负责以下的工作：

用户管理：团队用户的申请、审批、权限、生产环境及计算资源的配置模板管理。

计算资源分配管理：针对用户的需求，制作对应的软件生产环境系统镜像（配置生产环境、开发嘞薜龋，并为其分配相应的计算资源。

在线用户管理：用户VM的管理、计算资源的回收和分配；

基础设施的管理：在基础设施中添加、维护物理服务器的入群和退出等。

计算资源管理平台是一个基于云计算应用的管理平台，部署上主要采用一台高性能服务器或与云服务平台层的服务器（高性能服务器）捆绑在一起。

3.2实验室管理平台――软件项目管理平台

为实现实验室的高效管理，为实现产学研的实习实训模式，实验室管理和核心平台――软件项目管理平台，平台主要由三个子平台构成，其框架如图2所示。

3.2.1知识资源库管理平台

一方面为支持构件（源码库、类库），相关的文档――需求说明书、开发计划、设计说明书等，设计素材，测试用例，案例库等各个项目研发过程性知识资源的复用，以提高项目研发的效率；另一方面为教育培训提供各个方面的知识资源案例，为培养软件研发人才提供详细的项目过程管理规范、项目案例示范、编码案例示范、文档模板及文档撰写示范。

3.2.2协同开发服务云端平台

以协同软件生产线为业务工作流（需求分析设计任务分解任务分发开发整合（单元测试）测试验收），线上（云端）主要管理：任务分解、任务分发、开发、整合（单元验收）、项目验收五个过程，其它过程为线下管理。在平台上，首先将需求与设计部分（线下由项目负责人、项目经理完成――教师、学生、企业协同完成任务的设计及分配）产生的软件设计说明书作为一个新的项目在平台中进行注册的初始化文档导入系统，线上部分主要有：组织级项目管理、项目生命周期管理、任务管理、测试管理、评审管理、外包管理、审查管理、知识和文档管理等基于混合敏捷开发方法（即支持敏捷和传统的项目管理）的标准和方法。

3.2.3协同开发桌面云

将桌面计算机的计算和存储资源（包括CPU、硬盘、内存）集中部署在云计算数据中心机房，通过虚拟化技术将物理资源转化为虚拟资源，并按需向用户提供虚拟桌面服务。实现完整的水平整合和云化企业异构IT基础设施的能力，能够支持数据中心虚拟化或桌面虚拟化构筑云计算基础架构和运营模式，实现固定和移动融合的云接入能力，帮助学生跨学院/跨区域对项目开发环境下的桌面、应用和数据进行统一管理、和聚合，提升软件项目研发过程的信息安全及技术保密。

该平台基于项目过程建立一个以流程导向、以软件项目为中心的实验室运维支撑平台，为整个云实验室提供一套行之有效的运维管理体系。

3.3实验室管理的内容

3.3.1实验教学管理模式

按照“三位一体”原则，主要由实验室管理员、课程教师、学生、企业机构四个角色，为云计算教学实践和实验提供一个统一的管理服务模式，在管理平台中完成实验资源调度管理、教学资源管理、实训课程管理、实验软件管理、实验考核管理、用户管理、权限管理及其他个性化设置管理等。

3.3.2实验课程管理

按照计算机学科各专业将课程理论和云实验课程两部分组成，涵盖基础原理、核心技术、平台实践、应用案例等。

最终用户通过网络，使用各种PC浏览器或移动终端设备接入实验教学管理门户，通过统一身份认证、访问控制等安全策略控制后，使用云实验室各种虚拟云资源及学校云实验课程，为最终用户提供云计算教学和体验。

4计算机专业实验室实施架构及基础业务流程

解决方案实施架构及基础业务流程如图3所示。

为了降低实验室的维护成本，提高信息安全管理力度，采用“云端集中化”模式，通过云桌面技术将学生个性化桌面集中部署在服务器上，不同设备可以随意访问，同时实现桌面维护简单化、业务数据集中化。具备：

（1）稳定、节能；

（2）少故障、易维护；

（3）模板式桌面部署，系统安装、软件分发、环境设置、故障恢复等工作可以一键下发，减少运维工作量；

（4）移动化、更灵活提升办公效率；

（5）安全、易备份，业务数据集中存储，形成分布式共享数据存储，提供经济高效的存储。

5结束语

在大数据背景下，高等教育的实验室建设及配套的管理平台应具备高开放性和可扩展性，一方面形成高效的实验室管理模式的配套工具；另一方面能为培养计算机专业提供与研究热点相关的实验环境。

参考文献

[1]陈雷.大数据学习分析的研究与应用――以浙江省教师教育MOOC培训平台的课程为例[J].现代教育技术，2016，26（08）：109-115.

[2]张艳艳，韩涛，高秀芝，等.基于大数据时代背景下的实验室管理改革方向[J].教育教学论坛，2016（05）：219-220.

[3]毋妙丽，段晓英.基于云桌面的虚拟实验室建设及应用[J].中国现代教育装备，2016（23）：10-12.

[4]王娟高等院校专业实验室建设与管理探析[J].中国轻工教育，2016（01）：64-66.

[5]欧跃发，黄文明.基于云计算的虚M实验系统的设计及应用[J].电脑知识与技术，2016（08）：097.

[6]刘世伟，田世鹏，甘涛，等.虚拟实验室的研究与应用现状综述[J].物联网技术，2016，6（09）：82-83.

作者简介

莫潇晓（1981-），男，广东省肇庆市人。现为肇庆学院教育技术与计算机中心助理实验师。研究方向为实验室管理、虚拟实验室、云计算。

实验室管理与服务范文篇2

【论文摘要】高校实验室管理信息系统是一种特殊的综合性管理信息平台，总体定位特殊，功能设置及内容特殊，模块架构特殊。

高校实验室管理工作状况直接影响科研与教学效果，实验室管理信息系统为实验室管理者提供服务，方便学生、教师与实验员交互与沟通，提高管理质量和水平，实现实验室管理的现代化。笔者略为分析这种信息管理系统的特殊性。

一、高校实验室管理信息系统的总体特性

高校实验室管理信息系统是一种综合性业务体系的管理信息平台，从系统通用的总体性能来看，安全性、可扩展性、可管理性和稳定性是关键因素。系统应具较强安全保密性，应提供安全可靠数据存储服务，拒绝未授权人员访问、修改数据信息企图，只向被授权用户提供与权限相一致的数据服务。系统应具高可靠性，作为支撑实验室管理工作的基础环境，系统中出现故障将直接影响实验室正常工作日程。系统应具开放，既要满足现有集成需求，又要为将来系统扩展预留接口，同时便于与其他系统实现数据共享。系统应易操作和维护，用户可方便地对系统管理，确保系统正常运行；维护系统服务及其服务正常工作所需的基础结构、工具以及管理员和技术人员[1]。系统的使用者一般都对计算机了解很少，因此系统的操作应尽量简单、方便，用户界面友好，使用户能易学易用。系统应具有科学的可行性，以最小代价在最短时间内确定问题是否可解；具有技术可行性，实现开放性实验室管理现代化管理模式，充分利用和共享网络信息和管理资源，进行科学和规范化管理，提高管理员素质和工作质量；经济可行性，当系统投入使用后可为实验室管理部门节约大量人力、物力；操作可行性，设计系统使用过程，要充分考虑管理员、教师和学生习惯。

二、高校实验室管理信息系统的功能特性

实验室管理系统用户第一种角色为教师，第二种角色为学生，第三种角色为管理员，系统为不同角色提供不同服务。系统为教师提供服务：对资料进行管理，可查看、修改个人资料；对学院、专业、班级、实验室等信息进行浏览、编辑、删除等操作；可实验室课程公告，更新公告信息；可上传电子课件、视频教学资源等；管理学生班级开课实验课程；计划外实验课程预约管理，根据学生预约，进行实验课程确认、取消确认操作；可下载学生实验报告，对实验报告批阅，所授实验课学生成绩；系统为学生提供服务：对学生个人资料进行管理，可查看、修改个人资料；浏览实验室相关信息介绍；在一段时间只能参与一个实验课程项目，可打印课程表；预约实验课程，学生可网上进行预约实验，当通过预约审核，可进行实验操作；浏览实验室课程公告，浏览和下载电子课件、视频教学等；提交实验报告，可查看自己实验报告成绩。系统为管理员提供服务：可查看所有用户信息、增加用户和删除用户，对用户权限进行管理；管理实验室常规课程信息，安排实验课程；对课程进行查看、增加、修改、删除操作，对实验室使用情况进行管理，可查询实验室使用情况，并能对实验室动态进行管理和控制；可针对实验室课程，进行预约学生添加和删除；对实验室设备进行登记、运行维护和更新情况进行及时统计，可添加、修改、删除实验室设备信息。

系统具有实验管理需求的开发与满足最大化。实验室管理功能，用于处理实验室基本管理，含实验队伍、用房等业务。实验室建设管理功能，处理实验室建设申报、审批以及经费管理等内容。实践教学管理功能，处理实践教学各环节内容。实验选课功能，负责处理实验室选课管理等事务。实验设备管理功能，能够管理设备资产、物资采购、共享设备等事务。统计报表功能，能够进行数据统计分析，并按要求输出报表。系统能对各实验室设备资源信息，所开设的实验、实训项目等及时查询，对实验、实训教学任务和实验室信息数据进行统计，实时查询各实验等，方便教学和科研使用实验室设备，实现设备资源共享，提高实验室设备利用效率。

三、高校实验室管理信息系统的架构特性

系统架构是指灵活运用计算机技术及其相应组件来搭建应用程序基本框架，使得应用程序体系结构满足合理、灵活和健壮等企业需求[2]。应用程序设计开始就要考虑其体系结构的合理性、灵活性和健壮性，为今后系统调试和升级留有余地。体系结构将影响整个应用生命周期，减少系统开销和难度，给实验室管理带来最大利益。系统架构是一系列相关的抽象模式，主要用于指导大型软件系统各个方面设计。架构设计是一个系统设计的关键，系统构架模型选择的合理与否将决定系统的可维护性、扩展性和开发效率[3]。

实验室管理信息系统架构的特殊性缘于功能的特殊性，各模块应紧扣高校实验室管理的特殊需求。基本信息管理模块处理实验室基本信息，对实验室建制信息管理，包括实验名称、级别等；展示各实验室的基本信息资料；用于添加、删除、显示管理实验室的规章制度。实验队伍管理模块处理实验人员基本信息，方便实验室人员报表所需数据。用房管理模块处理实验室用房信息，建立用房体系，管理实验室用房信息，让每个使用者可清楚管理个人负责房间信息和处理相关维修业务。业务模块主要完成处理实验室安全管理、常规安全检查、事故处理方案等。教学基本信息管理模块用于完成实验课程、实验项目等相关内容管理。计划内教学管理模块处理教学计划和任务，根据实验教学计划生成实验教学任务，完成排课、开放选课等工作。成绩和评教管理模块完成对学生实验成绩的登录、成绩分析与教学管理的评教。学生系统管理模块主要用于学生在线预习、实验选课、课表打印等相关内容的管理。模块的搭建就是对现实高校实验室管理现代化的再现与展望。

参考文献：

［1］蔡明山等.高校实验室管理信息系统实验管理分系统的设计[j].湘潭师范学院学报（自然科学版），2004（2）：111-114.

实验室管理与服务范文

关键词：实验室；模型；转变；云计算

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）11-0084-02

计算机实验室与其它学科不同，它不是严格地以实验项目或课程的开出来划分职能，其管理模型也应由传统的单个机房、实验室的管理向集中化、统一化管理过渡，这需要借助当前互联网新技术，云计算技术来加以实现。

1计算机实验室构成

1.1计算机实验室的一般结构

高校计算机实验室面向对象较为宽泛，除承担专业课程的教学外，还需要承担公共基础类和边缘学科类课程的教学，除了具有专门配置和安装有专业软件的实验室作为专业实验室进行管理和使用外，更多的只作为一般普通计算机教室来管理使用。单个实验室从结构上看没有什么大的分别，只是设备配置高低、多少的问题，各个学校的计算机中心或院系都在为提高自己专业实验室配置水平而努力。从早期单个的计算机教室，到具有局域网、校园网络连接的计算机实验室，再到现在的Internet网，云平台技术的计算机实验室，专业的计算机实验室的主要教学内容也由一般单机硬件、软件操作，发展到基于网络的软硬件、网络实验等，就其结构本身而言，并没有太多的改变。

1.2计算机实验室的分类

高校计算机实验室的构成与它的功能、用途以及管理模式等因素有关，各不相同，大体上分为以下几种：

（1）按功能分

公共实验室：主要用于公共基础类和边缘学科课程基本操作和实验

专业实验室：根据各学校所设专业方向不同，建设相应专业实验室

（2）按类别分

硬件技术实验室：包括组成原理、微机原理、硬件组装与维护实验室、单片机实验室、接口技术实验室等

软件技术实验室：包括面向对象的软件教学、数据库软件、网络软件教学

网络技术实验室：可以进行网络路由与交换、无线局域网，网络安全、协议分析与设计、网络管理、网络应用等常规实验

多媒体技术实验室：包括图形图形、动画设计、多媒体技术、影视制作技术相关课程实验

（3）按归口分

归口教务部门管理的机房：一般用于公共基础类课程的基本操作和实验

归口计算机中心管理的实验室：用于跨学科、跨专业课程实验；用于科研的，大型实验室；

归口院系管理的实验室：院系单独建设、管理和使用的实验室，专业性较强，与外院系交叉性少

（4）按平台分

计算机基础实验平台：完成基础课程实验教学

网络实验教学平台：完成网络技术、网络搭建、网络配置、路由与交换机配置等实验

软件实验教学平台：完成各类软件类课程教学，包括面向对象程序设计语言、数据库语言、网络数据库语言等课程实验

创新实验平台：完成新技术、新媒体课程教学实验，及教改、科研实验

校企共建的实验室、实验平台：包括实训基地

项目建设的实验平台：科研项目专项建设实验平台

其它实验平台

无论如何分类，计算机实验室的结构本身都没有发生改变。

2互联网+时代计算机实验室架构的新模式

基于以上分析，计算机实验室的结构主要取决于它的管理模式，也即高校本身的管理模式。在当前这样一个“无网不力”的时代，无论是哪一种结构，我们要考虑的核心问题都是如何发挥现代网络的作用使各个计算机实验室实现最有效的联通，构建新型实验室模型，实现资源利用的最优化。

2.1云计算实验室建设思路

目前，有许多高校利用云技术以及其他网络技术已经实现了这一目标，一些专业的网络公司也给出了专业化的解决方案。例如，由武汉噢易科技有限公司针对高校计算机实验室提出的《云计算实验室建设方案》，以及由该公司研发推出的相应软硬件产品就很好地解决了高校计算机实验室虚拟化这一问题。

云计算实验室建设的核心在于云计算平台的开发和服务器集群、虚拟桌面的建立，也即软件平台的建设和硬件建设。硬件方面，可以在学校原有网络基础和机房条件下进行改造，以实现老旧资源的利用，节约投资；平台建设以功能覆盖为主，力求简洁实用，以实现资源的弹性配置、学生终端的集中化统一管理、能灵活创建虚拟桌面、创建一种全新的实验室构架体系模式，使教学和教学管理变得更轻松为最终目标。

2.2云计算实验室特点

这一模式最大的特点就是将传统的学生机操作系统及应用软件都安装在后台服务器的虚拟机中，所有运算都由服务器来完成。教师、学生通过云终端或其它终端设备访问虚拟机，实现了桌面的统一集中管理，减少了终端设备的维护。与传统的C/S结构最大的不同就是服务器的集群化、虚拟化，资源的弹性化分配，可根据教学需要快速更新和部署桌面模板，通过云平台软件进行批量克隆和分发，实现日常教学、考试、培训等不同环境的切换。甚至是根据不同课程生成不同桌面系统，根据课表或教师教学需要登录服务器调取相应桌面。

3我校计算机实验室实现云计算的可能性

我校计算机实验室按管理模式和功能划分为公共机房和专业机房两大部分，目前，分属信息传媒学院计算机实验实训中心管理的公共机房和专业机房已全部实现了网络连通，接入Internet网，属于校园网络的主干部分，共14个机房，880台计算机，分布在三栋教学楼，均为千兆光纤接入，百兆桌面，已具备了建设云计算实验室的网络基础。

硬件方面，学校中心机房也已具备一定实力，拥有大量服务器冗余，而这正可以作为建设云计算实验室所需的集群化、虚拟化服务器。按照50个点机房进行计算，以常见办公软件及win7操作系统对硬件的最低要求为标准，每个虚拟桌面系统主频0.8GHz，同时考虑服务器虚拟化自身消耗15%，则CPU总体所需为50*0.8GHz*115%=46G；每个用户分配3G内存，则50个用户为150G内存；每个用户分配硬盘40G，则50个用户为2T硬盘容量。根据这一数据，可以计算出每个机房所需虚拟服务器的配置大概为CPU：4路6核，2GHz；内存：10*16G；硬盘不小于2T。

软件方面可以考虑自主开发或与相关专业公司合作，也可以直接购买成熟的产品或服务。需满足云桌面统一部署、集中管理、个性化教学桌面定制、考试环境快速部署、一键还原等功能。

这一目标实现起来并不轻松，上述服务器条件，一般硬盘空间可以满足，但服务器内存和CPU主频一般都达不到搭建平台所需要求，需另行增加，其兼容性和可靠性也需同时考虑。软件平台的建设更是需要量身定做。

参考文献：

[1]冯裕忠，冯将.普通高校计算机实验室的构成与改造.[J]实验技术与管理，2013（4）：197-200.

[2]项保连.项目管理在实验实训教学管理中的应用.[J]教育教学论坛，2014（42）：20-22.

[3]孟庆伟，刘婷.基于云计算的计算机实验室建设模型研究.[J]智能计算机与应用，2011（12）：72-73.76.