交通运输工程实验教学管理及资源开放共享平台建设

赵 胜，温惠英

(华南理工大大学 土木与交通学院， 广东 广州 510640)

交通运输工程实验教学管理及资源开放共享平台建设

赵 胜，温惠英

(华南理工大大学 土木与交通学院， 广东 广州 510640)

华南理工大学交通运输工程实验教学中心对实验教学管理及资源开放共享平台建设进行了探索，该文结合交通运输工程学科实验教学管理和资源开放共享的实际需求提出了平台框架，并对平台各功能模块进行了详细的参数化设计，以便及时发布资源应用信息，扩大资源影响力度，实现校内外、本地区及更大范围内的实验教学资源共享，具有借鉴意义。

交通运输；开放共享；实验教学；平台建设

教育部办公厅关于开展2015年国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知中明确要求，虚拟仿真实验教学中心需要建设统一的具有开放性、扩展性、兼容性、前瞻性的虚拟仿真实验教学管理和共享平台，以高效管理实验教学资源，并实现校内外、本地区及更大范围内的实验教学资源共享。传统实验室教学管理大都采用人工或半人工管理的方式，存在实验室管理效率低下，大量烦琐重复的手工报表统计，实验资源尤其虚拟实验资源难以实现高效共享等缺点[1]。由于大部分院校实验室信息化建设水平有限，造成实验室不同程度上存在着开放程度不高，资源共享处于起步阶段以及闲置和严重浪费现象[2-4]。计算机网络技术、多媒体技术及信息技术的快速发展，为实验室信息系统建设提供了可靠的技术支撑，实验室信息系统建设作为高校实验教学改革的一个重要应用领域，急须开展相关研究探索及建设实践工作[5]。

华南理工大学交通运输工程实验教学中心是广东省交通运输工程实验教学示范中心和广东省交通运输工程虚拟仿真实验教学中心，其依托的交通运输工程学科是广东省优势重点学科，也是广东省唯一具有交通运输工程类博士培养能力的学科。华南理工大学高度重视创新人才培养，为了主动适应新形势对创新人才的迫切需求，着力建设实践教学平台[6]，交通运输工程实验教学管理及资源开放共享平台的建设也因此得到学校大力支持。实验教学管理及资源开放共享平台极大提高了实验教学管理效率和水平，提升了实验教学资源利用率，拓展了实验室开放共享的深度和广度。

1 平台的总体框架

实验教学管理及资源开放共享平台的建设思路应该以实验教学服务为核心，以满足创新人才培养和科学研究的需求为导向[7]，通过科学规划实验室信息平台功能，以达到方便快捷地实现实验教学管理、实验室开放共享的目的。因此，根据交通运输工程实际实验教学和实验室管理需求，并结合学科发展需要，提出了交通运输工程实验教学管理及资源开放共享平台的功能需求，具体包括实验教学网上双向互动、数据和资源共享、实验室占用时间管理、实验室开放预约、虚拟实验室视频展示、实验教学成果展示和用户管理等。根据功能需求，我们对交通运输工程实验教学管理及资源开放共享平台进行了结构框架设计，具体如表1所示。

表1 交通运输工程实验教学管理及资源开放共享平台框架

表1(续)

2 平台的功能

根据实验教学和实验室管理实际需要，结合实验教学管理及资源开放共享平台的功能定位，我们对实验教学管理及资源开放共享平台进行了功能模块化设计，主要包括实验课程教学交互模块、实验教学资源开放共享模块、数据与资源共享模块、实验室占用时间管理模块、实验室开放预约模块、虚拟实验室视频展示模块、实验教学成果展示模块、虚拟实验室视频展示模块及用户管理模块。

1)实验课程教学交互模块。

支持教师针对不同课程在网上布置任务、共享课件、批改学生报告、学生提交实验报告、提交课程设计报告等功能。此模块支持“交通管理与控制”“智能交通系统”“交通控制系统集成”“交通信息采集与处理”和“交通工程设计”等现有30门课程涉及的全部教学实验和课程设计等实践环节，并支持管理员用户对课程的增加、删除等扩展管理功能。该模块主要在作业及师生互动平台栏目中实现，在系统中给每个用户分配个人云盘，用户可以根据需要将自己个人空间上传的文件共享给指定的人，从而实现下达作业、上传作业、留言交互等功能。

2)实验教学资源开放共享模块。

该模块通过集成第三方应用虚拟化软件平台Ctrix，将实验室虚拟软件资源，如Transcad、Vissim、Paramics、Cube、PCcrash等交通软件，进行应用虚拟化，用户可以通过远程访问的方式应用需要的专业软件，这样学生不用到实验室就可以开展实验项目，并且不受时间和地点限制，极大地拓展了实验资源开放共享的深度和广度，同时也方便学生自主灵活参与实验，提高实验资源利用率和实验教学效果。

3)数据与资源共享模块。

支持交通运输工程各类实验数据(如道路车流量、速度、密度、交叉口信号控制策略、公交客流量、区域交通规划方案、交通设计图等数据)与教学资源(如课件、实验指导书、交通仿真软件模块、车辆模型库等)的共享与管理，并可根据不同的用户角色设置用户对数据和资源的查询或下载权限。

4)实验室管理模块。

管理员可根据课程表、预约表等数据录入实验室每个部分的占用时间和人数，系统支持时空重叠判断，保证实验室每个部分不会造成使用冲突。

5)实验室开放预约模块。

面向全社会开放实验室预约，用户可根据自己的权限预约未被占用的实验室资源，系统提供优先级排序和冲突避免功能，管理员结合预约申请和实际情况安排实验室开放时间，同时也允许管理员在时间安排后进行调整。

6)虚拟实验室视频展示模块。

以视频的方式展示实验室内部环境、实验设备操作规范和各项实验模块的实验过程示范。

7)实验教学成果展示模块。

以文字、图表、视频等形式展示实验教学成果，包括教材、讲义、教研项目、实验成品、获奖作品等。

8)用户管理模块。

实现对管理员、教师、本单位学生、学校其他部处人员、外部人员等不同角色的用户配置、功能权限等管理功能。

根据各功能模块功能需求，我们进一步对各功能模块进行功能参数化设计，具体如表2所示。

表2 各功能模块功能参数化设计表

表2(续)

表2(续)

3 平台建设效果分析

实验教学管理及资源开放共享平台建设，对于提高实验室管理效率、促进实验教学过程中师生互动、拓展实验室开放共享深度与广度方面起到了积极作用。

3.1 提升实验室管理信息化水平，提高实验室管理效率

1)实验室智能化排课。

传统实验室排课是个烦琐的工作，通常需要提前征询各实验课教师排课需求，然后实验室管理员通过人工排除实验室和时间的占用冲突后，最终确定排课表，一旦有不同实验课发生相同实验室在相同时间的课程安排冲突，需要实验室管理员重新通知相关教师进行协调，因此传统实验室排课工作烦琐，效率低下。实验教学管理平台建成后，每学期开始，各实验课任课教师登陆平台填报排课需求，系统自动检测实验室占用和时间占用冲突，若检测到冲突则不能填报，大幅度提高了实验室排课效率。如图1所示。

图1 智能化课表生成截图

2)实验室报表一键生成。

面向实验室教学管理、实验教学评估等工作任务，实验室需要统计包括实验课时、实验室预约情况、教师情况等大量报表，实验教学管理平台建成后可以实现相关报表一键生成与导出，大大节省了手工统计报表时间，较好地提高了报表统计效率。如图2所示。

图2 实验室预约情况报表及导出截图

3)实验室线上预约与审批。

实验教学管理平台上线后，彻底改变了学生和教师预约实验室流程，不需要学生或者教师到实验室管理员处申请实验室预约，只需要学生或者教师登录平台在系统中提出申请，并且在申请过程中系统会通过实验室占用和时间占用冲突检测提醒申请者哪些时间段可预约，这样实验室预约可以实现24小时线上预约和审批，为学生和教师预约实验提供了便利。如图3所示。

图3 实验室预约审批界面截图

3.2 提升实验教学信息化水平，促进实验教学线上交互

1)实验报告无纸化。

平台系统实现教师线上布置和批改作业、学生线上提交作业等功能，实现了实验报告电子化存储，改变了以往纸质实验报告的模式，节省了资源和教学成本，同时也提高了实验教学效率。如图4所示。

图4 教师作业管理端界面截图

2)实验教学资源线上共享。

系统给每个用户分配了个人存储空间，用户可以将自己的文件资源如上课PPT、教学视频等优良资源通过设置共享范围、共享权限共享给系统中的其他用户，从而实现优良实验教学资源的高效共享。如图5所示。

图5 资源共享界面截图

3.3 提升实验室开放共享信息化水平，拓展实验室开放共享能力

开放共享平台通过安装部署Citrix_XenApp，将原本安装在本地电脑操作系统上的应用程序统一运行于后台终端服务器上，对应用软件进行虚拟化处理，从而实现通过任何设备在任何地点在任何时间多用户并发访问应用软件。对于交通运输工程专业而言，诸如CUBE、VISSIM、Paramics、TransCAD等专业软件单套价格往往十几万甚至几十万，通过应用程序虚拟化实现多用户并发远程访问，一方面节省了大量软件购置成本；另一方面学生和教师可以随时随地在有网络的地方使用专业软件，这样大大提高了实验室资源共享效率，较好地拓展了实验室开放共享的深度和广度。如图6所示。

图6 虚拟化应用桌面截图

5 结束语

实验教学管理及资源开放共享平台建设既是国家对实验教学示范中心和虚拟仿真实验教学中心建设从提高实验室信息化水平和提升实验室开放共享能力方面提出的要求，也是各实验中心提高自身实验教学管理水平和实验资源利用效率的重要手段[8-10]。华南理工大学交通运输工程实验教学管理及资源开放共享平台的建设较好地满足了交通运输工程学科实验教学管理与实验室开放共享需求，对于提升实验室管理水平，拓展实验室开放共享深度和广度，提高实验资源尤其是虚拟资源利用效率，起到了较好的推动作用。

[1]厉旭杰，王珠峰，李虎雄.实验室教学管理平台开发与研究[J].实验科学与技术，2010，8(3):185-186.

[2]李爱凤，刘葵，唐连章，等.实验资源管理平台的开发和应用[J].广州大学学报(自然科学版)，2010，9(3):35-39.

[3]张勤.高校实验室资源开放共享问题探讨——基于浙江省高教园区高校实验室的调查分析[J].教育研究，2008(8):101-103.

[4]王强，李战春，刘晓春.网络实验室管理系统的开发与实现[J].实验室研究与探索，2008，27(11):65-68.

[5]林伟君.基于J2EE 经管类实验室信息系统的管理与构建[J].实验室研究与探索，2014,3(6):263-267.

[6]黄平，杨启贵，赖章荣.数学技术实验教学平台的建设[J].实验室研究与探索，2017，36(1)：160-165.

[7]崔贯勋.互联网+模式下开放共享实验平台的设计与实现[J].实验技术与管理，2016，33(5)：143-146.

[8]张瑞林.实验教学中心优质资源共享管理机制研究[J].实验室研究与探索，2017，36(1)：231-233.

[9]曾明荣，赵鹏，韩媛媛.加大实验开放力度，提高学生创新能力[J].实验科学与技术， 2016，14(1)：202-205.

[10]唐优华，马驷，邓灼志，等.交通运输虚拟仿真实验教学平台的设计与实现[J].实验科学与技术[J].2016，14(1)：211-222.

ExplorationandPracticonConstructionofTransportationEngineeringExperimentalTeachingManagementandSharingPlatform

ZHAO Sheng，WEN Huiying

(School of Civil Engneering and Transportation，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China)

In order to timely release the application information of resources，expand the influence of resources，and realize the experimental teaching resources sharing experiment，it is necessary to establish the experimental teaching management and the sharing platform of the experimental teaching demonstration center and virtual simulation experimental teaching center.The experimental teaching center of transportation engineering of South China University of Technology has explored the construction of experimental teaching management and sharing platform.The platform framework has been put forward in combination with the practical requirements of teaching management and the sharing of lab resources.The detailed parametric design of the function modules of the platform has been carried out with fine construction and reference effect both inside and outside of the school.

transportation;open Sharing;experiment teaching;platform construction

2017-03-25；修改日期:2017-04-26

赵胜(1988 -)，男，硕士，助理实验师，主要从事实验室教学管理方面的研究。

U12；G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.04.044