一、艺术设计类实验室现状剖析
谈到实验室，特别是艺术设计类专业的实验室，大多数人都停留在“一个画架、一支画笔、一张纸”的概念中，由于这种思想的存在，导致在建设和规划实验室时思维受限，规划资金不到位等情况时有发生。以某高校的广告策划实训室为例，整个实训室就几张桌子、几把椅子和一块白板，是一个普通教室的翻版，以为广告策划就是简单头脑风暴的过程。由于这类似的思维，导致实验室的建设和使用无法顺利开展。总结起来，大致存在以下几点问题：
（一）实验资源分配不均
因为学校教师、实验设备分配不均，特别是在重点建设和非重点建设专业之间，实验室的投入也存在较大的差距。所以，有些实验室出现门庭若市；有些实验室上课时使用，课余时间则无人问津，甚至有些学生在选择专业时，受到专业实验室的设备、资金投入多少等表面现象的误导，而失去选择专业的理性思考。在生源不足的情况下，专业实验室的建设和发展也将形成恶性循环。
（二）艺术设计类实验室建设概念模糊
从事实验室管理和工作的人员，大多数都是理工科出身，艺术设计类专业的实验室管理者亦如此。相对于理工类实验室的建设来说，实验室管理者对艺术设计类实验室的建设和管理相比之下要差很多。因此，导致艺术设计类实验室建设和管理上概念模糊、界线不清。比如对艺术设计类专业的实验课程的认识还停留在表面上，会套用理工类实验室的规划体系及教学规范来理解艺术设计类实验室的使用，难以形成艺术设计类实验室的评估体系。
（三）管理制度不完善
在艺术设计类专业中，有某些专业社会需求较为高、生源较多，导致学生规模增长较快，比如室内设计专业。为满足教学的正常运行，实验室的建设过于匆忙，缺乏规划，甚至出现重复建设的情况。从另外一方面来说，实验室的建设没有考虑到内涵建设和学科的发展需求，同时在管理、教学和实际应用中也产生较多的矛盾。在数字技术不断引入艺术设计学科的过程中，艺术设计类实验室又有别于传统的艺术实训室和理工类实验室。总体来说，就是在建设、管理、使用等方面均缺乏经验或经验不足。管理体系不健全，制度不完善，缺乏既懂专业又善于管理的高素质实验室管理人员。
（四）对实验室人员工作的专业认可度不高
实验室人员从专业的角度上来讲不被认可，认为专业技术不高，专业门槛低，因此专业教师不愿在实验室工作。同时，有些高校将专任教师和实训教师分别对待，政策向专任教师倾斜，致使实验室教师队伍和管理人员流失、数量不足、质量不高。
二、艺术设计类实验室建设的整改思路
随着国家提出应用技术大学的办学目标，同时社会上对应用型人才的需求也提出进一步的要求，艺术设计类专业更注重于动手能力的培养。所以，对艺术设计类专业实验室的建设和管理提出了更高的要求。
（一）设置开放性的艺术设计类实验室
设置开放实验室可以改变艺术设计类专业学生学习的被动性、缺乏学习环境和专业学习设备而探索的一种实验室管理模式。在这种模式下既可以倡导学生利用实验室进行自我学习，同时使教师的教学、学生的创新能力和实践能力的培养得到有利的支撑，又可以提高设备资源和教学空间的利用率。但是作为开放实验室，本身也存在一定的管理上的问题。对于这类问题，可以通过加强管理予以克服。1.登记制度。申请试用实验室人员（教师或者学生）进入实验室进行试验等操作时，必须提前填写相关申请表，确保实验室使用的'有序性和设备管理的安全性。2.实验室功能管理制度。每一间实验室都有自己的特色和用途，在使用时如果合理安排，可以使得实验室及设备的使用率达到最大化。每个学期任课教师可将实验计划和内容交给实验室，实验室管理人员也可以根据课程的安排协调好实验室的使用时间，以保证一段时间内只能一个班级使用，同时确保实验的不中断性。3.管理员负责制。实验室管理人员可以分配好负责相关实验室，而且对实验室的设备属性要相对熟悉，可以对学生使用过程中碰到的问题进行解答。在上班时间之外，学生在使用实验室设备不清楚的情况下，可以通过电话或者预约时间进行解答。
（二）实验室师资的建设
实验室的教学在传统的本科教学中一直处于弱势，也有不少人对实验教学和管理人员存在一定的偏见，认为工作性质与工人的性质一样，从而导致大家认为从事实验教学和工作的教师水平较低。某些高校甚至在工作量的计算等方面还乘以一个比理论课低的系数，使实验教学人员千方百计地脱离岗位，一些高素质的实验室人员流失，实验室教师队伍不稳定。针对这个问题，提出三点改进措施。1.提升实验教师发展平台首先，教育部门应该从教育理论上加以转变，特别是从事应用型建设及转型的高校，务实加强实验的教学，提高实验教师的地位，保护实验教师的利益，以达到消除与理论课教师之间的差别。只有这样，才能吸引大量的优秀人才投身实验教学与管理工作，达到强化实验室教学及管理人员素质的目的。同时，要建立新的实验教学观念和新的实验教学体验，实验教学要与理论教学并重。注重知识的交叉和集成，形成多层次、多模块又相互衔接的创新性的实验教学体系。2.建立科学的考核制度和激励办法科学合理的考核制度和激励办法是增强实验室教师及管理人员责任心和调动工作积极性的重要保障。通过有计划、有目的地进行实验教学的检查和评估，对每门课进行量化的考评，分项考核他们在实验室教学、实验室改革与创新、实验室建设与管理方面的业绩。考核结果存入业绩档案，与考评、津贴、职称评定挂钩，体现公平性，强化敬业意识。3.加强实验队伍的业务学习通过定期对实验教师、管理人员进行集中式学习培训，方便优秀经验之间相互交流，提高业务能力。多组织走出去学习活动，学习先进的实验课教学方法和管理经验，开阔视野，增加认识，提高实验室团队的综合素质。
（三）加强实验的安全管理，营造舒适的实验教学环境
艺术设计类专业学生较为强调个人意识及创作的自由性。从某个角度上来说，安全意识相对薄弱，所以实验室教学可以采用开放式，但是非“全放羊式”的培养模式，不仅要有任课教师在场，还要有实验室工作人员在场，对实验教学中出现的意外情况要及时解决，通过指导教师和实验室工作人员相互配合，营造良好的实验教学环境，提高实验室教学的质量。艺术设计类专业实验室是艺术设计类专业进行课程教学及实训的重要场所，是培养艺术设计类应用型人才的基本。结合艺术设计类专业的特点，进行实验室的建设和管理是保障艺术设计类专业教学的前提。文章旨在强调艺术设计类专业实验室在教学中的地位，找出现阶段的局限性，提出一些思考的方向，为这类实验室提供一定的参考及借鉴。
【学习目标】
1．熟读课文，掌握重点字音、字形及词语。
2．反复诵读，把握课文主要内容。
3．在理解全文的基础上分析探究阿加西斯教授的人物形象。
4．培养仔细观察、严谨认真的科学精神。
【学习重难点】
1．反复诵读，把握课文主要内容。(重点)
2．在理解全文的基础上分析探究阿加西斯教授的人物形象。(重难点)
【教学过程】
一、新课导入
同学们听说过阿加西斯吗？对，他就是对冰川沉积深有研究，并区分出大陆冰川与山谷冰川的科学家，他于1915年被选入纽约美国名人纪念馆。今天我们就来学习一篇有关他的文章。
二、自主预习
1．读准字音，认清字形。
沮丧(jǔsàng)谆谆(zhūn)告诫(jiè)
对称(chèn)补偿(cháng)
敏锐屈辱宽慰枯燥一如既往
2．解释词语。
荒唐：指行事比较离谱，不正常，不符合一般的规则。
敏锐：反应灵敏，目光尖锐。
无可奈何：没有办法；没有办法可想。奈何，如何，怎么办。
谆谆告诫：恳切耐心地教诲劝告。
一如既往：指态度没有变化，完全像从前一样。
三、合作探究
(一)整体感知
通读课文，试概括本文的主要内容。
本文记叙了美国著名昆虫学家塞缪尔斯卡德多年前初进哈佛读书，在阿加西斯教授的实验室学习的一段难忘的经历：一条作标本的鱼，竟让他用肉眼整整观察了三天。然而老师对待科学的严谨态度使他终身受益。文章告诉我们：要不带偏见地多角度多层次地仔细观察。对表面看似最简单的东西，必须发现它的真相，直到在更多的真相中找到更多的规律。
(二)人物形象
文中的阿加西斯教授是一个怎样的人？
注重培养学生的观察能力；对待科学研究严谨细致；对待学生充满热情，积极鼓励学生；教学有方，循循善诱，循序渐进。
(三)写作特色
1．通过心理感受的变化来表现人物，突出中心。
从下表中可以看出，“我”对观察由开始的失望、沮丧、屈辱逐渐变为明白教授的批评的确有点道理、原先自己观察得不够细致，直至最后觉得“这是我所上过的最好的课”。由此表现出阿加西斯教授对待科学的严谨态度，说明了通过观察来摸索事物规律的重要性。
阿加西斯的观察要求与“我”的感受
阿加西斯的要求“我”的感受
第一天
“把这条鱼拿去看看，”他说，“等会儿我要问你都看到了些什么。”我很失望，因为盯着一条鱼看，难以满足我的求知欲。
不过十分钟，我就把这条鱼能看的看了个遍……这条鱼让人越来越讨厌……我怀着无可奈何的心情继续观察那条鱼。
他认真地接着说道：“这条鱼有一项最明显的特征，你都没有看出来，那特征非常明显，就像这条鱼一样地明摆在你眼前。再观察，再观察！”他说完就走了。留下我独自沮丧不已。
我深感屈辱。
于是发现了一个又一个新特征。这时候，我明白教授的批评的确有点道理了。
下午将尽时，教授问道：“你发现那个特征了吗？”
明天开始观察之前我会再问你。我认识到原先自己观察得还不够细致。
这真让人受不了！
第二天第二天早上，教授热情友好的问候。
“但这还不够，接着观察。”我感到宽慰。
前三天整整三天，他把那条鱼放在我面前，不让我看别的东西，也不让我借助任何辅助工具。“观察，观察，再观察”，只有这不断重复的指令。
第四天另一条同类的鱼被放在那条鱼的旁边，教授要我指出两条鱼之间的相似点和不同点。然后，一条又一条，直到我看完同科所有的鱼。
始终谆谆告诫大家不能满足于已有的发现。他常说：“事实本身是枯燥无味的.，除非与某一自然规律联系起来时才有意义。”这是我所上过的最好的课。自此以后，我的一切研究和学习方法无不受这一课的影响。这是教授给我的礼物，千金难买，是一笔不能丢弃的财富。
2.议论简明扼要。
文中的议论简洁扼要。有的议论表达心理感受，如“这真让人受不了！我不但要在鱼不在眼前的情况下，整晚想着那条鱼，仔细琢磨那个未知却又明显的特征，而且要在明天早上给出准确的描述。”有的议论点明主旨，如“这是我所上过的最好的课。自此以后，我的一切研究和学习方法无不受这一课的影响。这是教授给我的礼物，千金难买，是一笔不能丢弃的财富。”
以某医学高等专科学校的药学与医学检验技术系医学检验技术专业实验室为例，关于如何根据各实验室的不同功能，合理摆放实验室实验仪器和器材，以及如何安排实训内容，做以分析探讨。
1合理安排实验室的整体布局
医学检验技术专业实验实训室设在教学楼A区五楼实验室，分别由6间实验室构成，实验室编号为:529、530、531、532、533、534。这几间实验室彼此相邻，以满足教学安排的合理性和紧凑性。
2实验室的具体安排和设计
2.1529实训室(仪器室)
(1)承担课程。临床学检验、血液学检验、仪器分析学、仪器维修。
(2)实验室配备。实验室的四面墙均设有电源，分别摆放供实训课程常用的临床仪器:三分类血细胞分析仪、血沉分析仪、血象分析仪、尿液分析仪、尿沉渣分析仪等。实验室中间摆放由附属医院提供的示教仪器，包括:不同品牌的三分类血细胞分析仪、血沉分析仪、血象分析仪、尿液分析仪、尿沉渣分析仪，其中包括希森美康的各型号仪器，如:SYSMEXR-500、SYSMEXSF-3000、SYSMEXUF-50、SYSMEXKX-21、SYSMEXF-B20、SYSMEXAD-270，这些仪器按照型号排列摆放，相当于此品牌仪器在临床上的一个发展史的展示。实验室配备冰箱1台，供临床学检验和血液学检验专用，用于存放一些血液标本、血液实验试剂盒和仪器校准试剂等。
(3)主要实训项目。三分类血细胞分析仪的应用、尿液常规检验、尿沉渣检验、尿液分析仪结构、调试、使用、维护等。
(4)特点。此实验室是由原来的教师办公室改造而成的，所以已具备空调，可以为实验仪器提供适宜的运行温度，但是电源插座设置不是很充足，水池只有一个符合办公需求的小水池，有待改进。
2.2530实训室(采血室)
(1)承担课程。临床学检验、血液学检验
(2)实验室配备。五分类血细胞分析仪、荧光显微镜、全自动生化分析仪
(3)主要实训项目。五分类血细胞分析仪的应用、尿液常规检验、尿沉渣检验等
(4)特点。房间较小，相当于正规实验室面积的一半，且模拟临床实景操作，配备采血窗口，以采血窗口为界将实验室划分成两部分。学生可以在采血窗口模拟临床的采血过程，然后运用采血窗口后面区域的常规临检仪器，直接进行各项实验室检查。特别值得一提的是，此采血室与其他实验室配合使用，在校医院的监督下，可完成每年新生的体检工作。
2.3531实训室(显微镜室)
(1)承担课程。临床学检验、血液学检验、寄生虫学检验、免疫学检验、微生物学检验、仪器分析学。
(2)实验室配备。水浴箱、离心机、显微镜、恒温培养箱，实验室配备冰箱1台，供微生物学检验专用，主要存放微生物菌种、血平板和微生物生化管和药敏纸片等。
(3)主要实训项目。球菌检验、培养基制备(ss·胨水·KIA·MIU)、肠杆菌科检验、非发酵菌检验、真菌检验、线虫、吸虫、绦虫、阿米巴、鞭毛虫、疟原虫、弓形虫镜下观察、复染色法、单染色法、革兰染色法、培养基制备、微生物生长性状观察及接种技术、理化因素对微生物生长的影响、菌种保藏、微生物生化试验(糖、蛋白质、酶)、常见致病菌鉴定(编码技术)、细菌、酵母菌的形态观察(菌体、菌落、芽管、假菌丝)、显微镜直接计数法(酵母菌)、平板菌落计数法(土壤中细菌总数检测)、食品卫生微生物检验(大肠菌群计数)。
(4)特点。标准的显微镜室，配备45台显微镜，能够保证实验学生每人一台显微镜，为熟练掌握相关实验操作提供可靠保障。且实验室两端有水池，适合微生物和临检、血液等较复杂的染色操作。
2.4532实训室
(1)承担课程。免疫学检验、仪器分析学、细胞生物学。
(2)实验室配备。722分光光度计、水浴箱、离心机、水浴箱、移动式紫外线杀菌车等。所有玻璃仪器按照名称、规格、数量分别储存在12个靠墙的柜子里面，抽屉、柜子分别加锁分类储存各检验专业课程的常用实验器材。配备冰箱1台:免疫学检验专用，用于储存免疫学试剂盒、标本、标准品、仪器校准试剂等。
(3)主要实训项目。免疫凝集实验、双向免疫扩散试验、单向免疫扩散试验、甲胎蛋白的定量检测、外周血单个核细胞的分离、胶体金法对血HBsAg和尿HCG的检测、抗体提取纯化实验、甲型肝炎病毒IgM抗体的检测、乙型肝炎病毒标志检测、分光光度计的使用、离心机结构、调试、使用、维护等。
(4)特点。标准的实验室，具有大量的储物功能，相当于医学检验专业的一个小型库房。且实验室一端有水池，具备标准实验台，实验仪器齐全，可以完成很多复杂实验的.前处理阶段。
2.5533实训室
(1)承担课程。临床学检验、血液学检验、寄生虫学检验、微生物学检验、仪器分析学。
(2)实验室配备。恒温培养箱、显微镜、水浴箱、离心机、移动式紫外线杀菌车等。配备冰箱1台，微生物学检验专用，主要存放微生物菌种、血平板和微生物生化管和药敏纸片等。
(3)主要实训项目。血细胞计数板使用、RBC计数、WBC计数plt计数、血涂片制备、WBC分类计数、三分类血细胞分析仪的应用、尿液常规检验、尿沉渣检查、RH血型鉴定、交叉配血、BM正常形态阅片、贫血阅片、白血病阅片、球菌检验、培养基制备(ss?胨水?KIA?MIU)、肠杆菌科检验、非发酵菌检验、真菌检验、线虫、吸虫、绦虫、阿米巴、鞭毛虫、疟原虫、弓形虫镜下观察、不染色法、单染色法、革兰染色法、培养基制备、微生物生长性状观察及接种技术、理化因素对微生物生长的影响、菌种保藏、微生物生化试验(糖、蛋白质、酶)、常见致病菌鉴定(编码技术)、细菌、酵母菌的形态观察(菌体、菌落、芽管、假菌丝)、显微镜直接计数法(酵母菌)、平板菌落计数法(土壤中细菌总数检测)、食品卫生微生物检验(大肠菌群计数)、光学显微镜的使用。
(4)特点。标准的显微镜室，配备45台显微镜，能够保证实验学生每人一台显微镜，为熟练掌握相关实验操作提供可靠保障。且实验室一端有水池，适合微生物和临检、血液等较复杂的染色操作。
2.6534实训室(PCR实验室)
(1)承担课程。分子生物学、细胞生物学。
(2)实验室配备。PCR仪、电泳仪、紫外分光光度计、凝胶成像系统、漩涡混匀振荡器、低温冷藏冰箱、药敏细菌鉴定仪、超净台、摇床、DNA测序仪、酶标仪和洗板机等。
(3)主要实训项目。乙肝病毒定量、丙肝病毒定量、耐多药基因表达、HIV抗体。
(4)特点。PCR实验室依据所使用的方法分为试剂制备、标本制备、扩增产量分析四个区域。各区域应完全独立分隔，无任何的空气直通。空气流向应由室外向室内，可通过在室内设置的通风、排风设备达到空气流由室外向室内流动的要求。
3结语
高职院校医学检验专业实验室的整体设计和合理布局是实验室建设中的重中之重。总之，现代化的管理，先进的实验教学方法和实验教学仪器，以及高素质的实验技术人员，为医学检验专业实验室的建设和发展提供了可靠的保障，能够更好地把学生培养成同时适应社会需要和善于面对挑战的高素质创新人才。
1系统总体设计
1.1系统硬件结构
实验室钥匙控制柜是基于嵌入式STM32硬件而设计的，主要包括STM32F103ZET6中央控制器模块，TCP/IP网络通信模块，指纹采集模块，电磁锁驱动模块。
1.2嵌入式处理器
STM32嵌入式处理器是ST公司基于ARMCrotex-M3内核的STM32F103ZET6STM32嵌入式处理，该处理器运行最快速度能够达到72MHz。内部集成了512K的闪存程序存储器，以及高达64K字节的SRAM，支持睡眠、停机和待机模式。根据STM32数据手册，该处理器在IO方面多大112个快速IO，所有IO都支持中断处理，同时还配有13个通信接口，内部集成了5个USART接口、3个SPI接口、2个I2C接口、1个SDIO接口，FSMC和USB接口。这些丰富的外设资源使得这款芯片非常适合与本系统的开发，同时又提供了非常方便的后续升级和维护。
1.3指纹验证
模块验证正确的时候，钥匙柜自动打开电磁锁，教师便从柜子里面拿取实验室钥匙柜的钥匙。管理员也可以通过指纹验证进入系统，对钥匙柜进行系统设置。本系统采用的FM-180指纹采集块，FM-180属于高亮背景光学头指纹识别设备，采用光学指纹传感器，由高性能DSP处理器和FLASH等芯片构成，具有指纹图像处理、模板提取、模板匹配、指纹搜索和模板存储等项功能。指纹采集块和STM32是通过USART1来通信的，双方的通信按照通信协议进行数据传输。STM32的指令、模块的`应答以及数据交换都是按照规定格式的数据包来进行的。主机必须按照通信协议要发送的指令或数据，也必须按协议解析收到的数据包。
1.4网络模块
本系统的TCP/IP网络模块，主要是向管理服务器上传数据和报表。将数据正确发送到以太网、将以太网上的数据正确接收到是本网络模块的关键。要在以太网上正确传输数据，使用网络协议是必不可少的，而TCP/IP协议是首选。使用完整的TCP/IP协议当然能够实现上述要求，但由于本系统使用了嵌入式硬件和软件系统，其资源有限，因此必须对协议进行精简。所以，本系统要针对STM32嵌入式硬件进行TCP/IP协议的嵌入以及设计应用层的协议。目前基于STM32嵌入式控制器的以太网设计都是嵌入是UIP协议。UIP是一个可实现的TCP/IP协议组件的一个非常重要的部分，UIP的实现目标是保持代码大小和存储器的使用量最小。UIP代码的大小和RAM的需求比其他一般的TCP/IP栈要小很多。所以本系统中使用UIP协议栈。
1.5GUI模块
本系统中钥匙柜终端的操作界面都是基于触摸屏来实现的，包括状态的显示，信息的输入，系统设置输入等都是通过触摸屏交互。钥匙柜端使用的触摸屏分辨是240*320，显示效果细腻、清晰。该TFT屏的控制是通过STM32的FSMC接口，再配合嵌入式图形软件uC/GUI，实现了简易明了的终端控制界面。
1.6电磁锁驱动模块
本系统选用的电磁锁为瞬间通电，耗电省，结构简单，安装方便，使用成本低等优点。电磁锁工作参数是：工作电压12V，允许电流600mA，通电工作时间小于1S，允许通电最大时间10S，插销长度为10mm。综合以上电磁锁工作条件，本系统中STM32的GPIO口输出电流有限，因此需要加一级电流增强，所以利用GPIO控制小功率晶体管来驱动电磁锁，实现电磁锁的开关。GPIO通过限流电阻接到NPN晶体管的基极，晶体管的集电极接电磁锁，使用12V电源。当GPIO输出高电平时晶体管导通，电磁锁有电流流过，驱动插销工作，实现开关功能。
1.7摄像头模块
本系统采用OV7670摄像头模块。OV7670是OV公司生产的一颗1/6寸的CMOSVGA图像传感器。该传感器体积小、工作电压低，提供单片VGA摄像头和影像处理器的所有功能。通过SCCB总线控制，可以输出整帧、子采样、取窗口等方式的各种分辨率8位影像数据。该产品VGA图像最高达到30帧/秒。用户可以完全控制图像质量、数据格式和传输方式。该图像传感器应用独有的传感器技术，通过减少或消除光学或电子缺陷如固定图案噪声、托尾、浮散等，提高图像质量，得到清晰的稳定的彩色图像。
1.8数据报表
实验室管理软件在每一个时间段内都必须生成相应的数据报表，以记录实验室使用的具体情况。数据报表保存在服务器的硬盘空间内，以便随时可以查看。
2结论
本方案操作简单、使用方便，特别是将指纹验证与校园网老师考勤相结合，避免了每次实验需要实验室管理人员来开门的繁琐过程，也为老师专注学生实验、指导实验提供了方便，大大加强了实验教学效果。本文旨在介绍了一种高效实验室智能化管理方案，期望有更加合理、完善的方案讨论，努力推进高校实验室的智能化和开放化，加强实验室创新性研究。
摘要：本文通过对国内外实验室开放管理模式进行研究分析，充分利用实验室现有资源，提高仪器设备利用率，重点培养学生的创新意识和动手能力。本文针对国内外现状，以湖南农业大学艺术设计开放实验室为基地，探索开放实验室的安全管理措施、方法，为进一步提高实验室开放程度、更好地服务于广大师生奠定基础。
关键词：开放性；实验室管理；艺术设计；创新性
我国的高等教育模式已由原来的“知识储备型”人才培养模式向“知识能力型”“创新型”人才培养模式转变。艺术设计专业以培养应用型、创新型人才为办学宗旨，在教学、管理中更偏重于培养学生的独立思考能力、创新型思维及团队合作能力。实验教学,尤其是创新性实验，在培养学生动手能力、观察能力、创新能力方面有着积极的指导作用。而创新型实验项目的完成，大多数需要在实验教学以外的时间进行，而这对实验室开放管理及运行提出了较高要求。艺术设计专业强调“创新型”这一特质，艺术设计专业学生个性也有别于理工科学生。目前我国针对艺术设计院校的实验室开放安全管理及运行的相关研究很少。
一、国内外研究现状分析
随着我国教育模式的改变，相关院校开展了一系列教育改革的新尝试，在实验室的建设以及创新型人才建设等方面都做了不少研究性探索。如设计“三性”实验项目，加大创新力度；对艺术设计专业的实验课程教学进行探索，以提高学生的创造能力等。
1.国外艺术类实验室管理方式
在日本，学校实验室实行两级管理，包括由学部管理的专业实验室和由学校管理的共用性或研究性实验室。专业研究所只对教授、副教授、助手、科研合作人员及研究生开放。学校管理的实验室配备有先进的仪器和设备,有一个更深层次的研究项目和长期目标，主要对本科生从事教学实验及对部分研究生和教师开放。专业实验室由学部进行统一管理，在学部内对学生开放。这些实验室的共同特点是，管理体制和模式基本相同，由大学下设的部式学科管理，配备专职人员进行管理。低年级学生在做基础实验前，由指导教师进行演示和提供指导，然后由学生独立完成实验。高年级的实验由学生自己选择；学生的基础实验项目以设计性、综合性实验为主，主要是培养学生的创新能力。美国明尼苏达大学实验室采用开放性实验室管理模式，不受上下班时间的影响。实验室分3个层次管理：第一层是高端仪器设备实验室，有专人负责，这类人员经严格培训后持证上岗。第二层是中端设备实验室，无证操作。这类设备陈列在玻璃橱柜里，预留仪器开关按钮，来访者可以简单操作，直观了解仪器操作过程。第三层是废旧的仪器及部分学生作品存放实验室，此类实验室无专人负责，设备及作品通常摆放在实验室里，大学生可随时随地接触到设备，理论联系实际，以加深理解。学生进入实验室，要提出申请等待安排培训,从初级到高级,摸索自己的方法和参数设置。虽然摸索时间长,但是很有针对性。
2.国内艺术类实验室管理方式及问题表现
我国随着招生规模的不断扩大，开放实验室安全问题日趋严重，主要有管理体制混乱、实验室设备维护困难、财产容易丢失等问题。何晓芳等认为，工科院校艺术设计类专业实验室管理存在以下问题：管理制度缺陷，管理人员工作懈怠；学生对实验室正确使用及管理的方法比较模糊；实验室设备损害情况严重等。由此提出了加强课前培训、加强实验室管理制度建设、建立专业管理队伍等措施。何志英提出实行门禁制度，由实验室负责人、实验室安全管理员、任课老师和资产管理员构成“四位一体”的管理模式。凌倩就艺术设计实验室计算机管理提出了专人专管等相关建议。高扬帆等在开放实验室管理体制等方面提出了相关建议。
二、艺术设计专业面临的形势
近年来随着高校扩招,许多学院和大学已经不能满足教学实验的要求。如果仍然采用传统的实验教学模式,在总时间有限的情况下，让学生多做一些创意设计和综合实验，其难度非常大。在今后一定时期内实验教学资源不足与在校学生人数增多之间的矛盾将十分突出。湖南农业大学艺术设计实验室面向校本部及东方科技学院的.艺术设计、园林等多个专业开放。艺术设计专业现拥有多个实验室及专业教室，分别为图形实验室、摄影实验室、雕塑实验室、工艺实验室等。本专业实验室专职人员数名，现开放项目所面临的困难表现为以下几点：①时间难掌控；②学生安全意识弱；③实验人员面广；④项目多。
三、建立健全实验教学开放管理系统
1.实验室开放管理及制度建设
实验室承担开展专业实验教学及开放实验工作两项任务。学校负责实验室的维护与建设，为保证实验室的正常运转、设备维修及实验项目与仪器更新改造提供所需经费。借鉴以上国内外的成功案例模式，实验室应建立和完善各项管理制度，建立一系列科学、规范、程序化与可操作性强的实验仪器设备管理与维护制度，为实验教学的有序进行提供制度保障。
2.开放实验项目信息化管理
为加强实验项目管理，实验室针对各实验项目制定了实验项目卡。项目卡中包括实验项目名称、学时数、面向专业、开出组数、每组人数、仪器设备的型号及消耗性材料等信息。全部项目卡的信息已存入“湖南农业大学实验室综合管理系统”。
3.仪器设备信息化管理
实验室严格贯彻执行《湖南农业大学实验室工作条例》和《湖南农业大学仪器设备管理办法》。为加强仪器设备的科学管理，实验室对仪器设备的账、物、卡和其他基本信息实现了计算机化管理，特别制定了仪器设备和低值耐用品等的二级管理制度。保管员为第一级，全面负责仪器设备与低值耐用品的账、物、卡管理。专职实验人员为第二级，具体负责所管辖实验房间和实验项目仪器设备的保管、维护和消耗材料的申购、领用。账、物、卡每学年教学结束时定期核对一次，对账、物、卡的相符率和仪器设备的完好率进行清查。对实验资源、实验教学设备实行网络化、智能化管理，将实验室的基本信息、与实验教学相关内容放上网，统筹安排，协调管理，最大化地实现教学资源的共享，大大提高学生受益面和工作效率。开放实验室是高校实验教学、科学研究和提供技术服务的重要基础，是最基本的条件之一。实验室开放是充分发挥现有实验室资源的有效措施，可提高设备的利用率，重点培养学生的创新意识和动手能力。
作者:何小力谢青伶黄炼单位:湖南农业大学体育艺术学院
参考文献：
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知识目标
使学生了解在实验室中制取气体的方法和设计思路的基础上，研讨二氧化碳的实验室制法；
通过讨论，掌握实验室制取二氧化碳的药品和反应原理；
通过实验探究，学会设计实验室制取二氧化碳的装置；
能力目标
通过实验室制取二氧化碳的药品和装置的探究，逐步提高学生的探究能力；
通过小组合作，培养学生合作能力、表达能力；
通过探究实验室制取二氧化碳的装置，培养学生实验室制取气体装置的设计思路；
通过筛选二氧化碳的实验室制法，发展观察能力并提高学生分析和解决实际问题的能力。
情感目标
在探究中，使学生体验合作、发现的乐趣；
在设计实验装置过程中，培养学生创新精神、实践能力，以及严谨求实的科学态度。
教学建议
课堂引入指导
方法一：引导学生复习到目前为止学生已经掌握的可以得到二氧化碳气的方法，逐一筛选出适合实验室制备二氧化碳的方法，让学生在教师的带领下学会选择，学会判断，从中真正体现学生是学习的主体，实验学生的主动学习。
方法二：从实验室制气的要求入手，讲清楚原则，让学生自己总结，思考到底实验室中用什么方法来制备二氧化碳。
方法三：单刀直入先讲实验室中制二氧化碳的原理，让学生思考，实验室选择这种方法的依据是什么？通过对比突出该方法的优越性，总结出实验室制气的原则。
知识讲解指导
注意讲解时的条理性，使学生明白实验室制二氧化碳的原理、装置；检验方法；让部分学生清楚选择该方法的原因和实验室制气方法选择的依据。
注意理论与实验的结合，避免过于枯燥或过于浅显，缺乏理论高度。
联系实际，讲二氧化碳灭火器的原理，适用范围，必要时也可讲解常用灭火器的使用方法。
关于二氧化碳的实验室制法的教材分析
本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。
本节知识的学习比较容易，学生在前面学习元素化合物的基础上经过讨论便可解决。本节学习的重点是能力训练。学生在前面学习的氧气、氢气的实验室制法，具备了一些气体制备的'实践经验，各项实验技术也已经具备，此时，在课堂教学中体现学生主体，让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引发学生思考；通过小组合作，设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。
关于二氧化碳的实验室制法的教学建议
为了完成对学生探究能力的培养，设计2课时完成此节教学；
本节是典型的探究学习模式。其中有两个探究：制备药品的探究（快、易）、制取装置的探究（重点、慢）。
讲授过程指导
二氧化碳的实验室制法可结合实验六二氧化碳的制取和性质进行边讲边实验。
注意运用讨论法，充分调动学生积极性。可适当与氧气、氮气的实验室制法进行对比；结合装置讲解制二氧化碳装置与制氢装置的区别与联系（均是固液反应不需加热制气）；结合二氧化碳气的性质，讲解二氧化碳气的检验和验满方法。
课程结束指导
复习实验室制二氧化碳原理、装置及验满方法。
布置学生进行家庭实验，用醋酸和鸡蛋壳或水垢制二氧化碳。
布置作业，注意计算和装置图两方面的内容。
教学设计方案一
教学过程：
【引言】
二氧化碳是一种有广泛用途的气体，实验室中如何制取二氧化碳呢？想一想到目前为止，你知道多少种能够制得二氧化碳的方法。
（学生讨论，并列举学过的可以得到二氧化碳的方法。教师在黑板上逐一记录）
1.碱式碳酸铜热分解
2.蜡烛燃烧
3.木炭燃烧
4.石墨等碳单质在氧气中燃烧
5.木炭还原氧化铜
6.碳在高温下还原氧化铁
7.碳酸受热分解
8.人或动物的呼吸
9.高温煅烧石灰石……
引导学生讨论作为实验室制法的条件是：
1.制取应简便迅速；
2.所制得的气体纯度高，符合演示实验的需要；
3.操作简单、安全，易于实现。
学生评价每一种制得二氧化碳的方法是否可以作为二氧化碳的实验室制法。
【板书】第四节二氧化碳的实验室制法
【小结】以上方法都不能作为二氧化碳的实验室制法。
【讲解】经过不断研究改进，实验室中常用石灰石或大理石与盐酸反应来制备二氧化碳。
【板书】一反应原理
1.试剂石灰石或大理石盐酸
【讲解】碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙和碳酸，碳酸不稳定，分解生成二氧化碳和水，故最终产物为氯化钙、水和二氧化碳。
【板书】2.原理：
CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
【提问】可不可以用稀硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳？
【演示】在两个表面皿中分别放有大小一样的石灰石各一块，一支试管中加入稀盐酸、一支试管中加入稀硫酸。（让学生观察到开始都有二氧化碳生成，随后加入硫酸的试管，反应速率越来越慢，最后停止。）
【结论】不能用硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳。
【讲解】为了收集到二氧化碳需要什么样的装置来制备二氧化碳呢？反应条件反应物的状态等对实验装置有较大的影响。碳酸钙是块状固体，盐酸是液体，且反应进行时不需要加热，根据这些特点，我们可以选择什么样的反应装置呢？（必要时教师可以讲解制氧气、氢气的装置特点）
【板书】二、反应装置：
（学生回答、教师归纳）
【讲解】因为实验室制取二氧化碳和实验室制取氢气的反应药品状态，反应条件类似，故可以采用相似的装置来制取。用投影显示制氢气和制二氧化碳的装置图
【讨论】
1.长颈漏斗是否可用普通漏斗代替？
2.锥形瓶可否用其他仪器来代替？
3.根据二氧化碳的性质，可以采用什么方法收集二氧化碳？
4.如何检验二氧化碳是否收集满？
（学生讨论、回答，然后教师实验演示、讲解）
【演示】用普通漏斗代替长颈漏斗，结果没有在集气瓶中收集到二氧化碳。
【讲解】
1．因为普通漏斗颈太短，产生的二氧化碳气会从漏斗处逸出。长颈漏斗下端管口在液面下被液体封住，气体不会从长颈漏斗处逸出。
2．锥形瓶可以用广口瓶、大试管等玻璃仪器代替。
3．气体收集方法主要取决于气体的密度和气体在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空气重，所以常采用集气瓶口向上排气法收集。
4．可以根据二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧的性质，可以将燃着的木条放在集气瓶口，如火焰熄灭，则说明二氧化碳已收集满。
01实验室建筑设计的前提
1.1科学规划实验室建设
作为学校学科专业发展规划的一部分，实验室是为人才培养和科学研究服务的，因此它必须附和学校的办学规模、发展方向、专业设置、学科建设、科研方向以及本学科的现状和发展方向，从经费投入、队伍建设、实验场地，以及国内外同类实验室的技术水平等方面进行综合考虑。规划是发展的蓝图，科学的规划就是最大的节约。
1.2准确定位实验室
实验室建筑建设是以实现实验室的功能为目标，准确定位实验室是做实验室建筑规划设计前提。实验室定位要根据学科的发展、专业人才培养目标和教学、科研的需要，对各个实验室的功能、目标、空间容量进行分析和定位。要充分考虑如何将有限的资源发挥最大的作用，同时要注意行业标准和技术安全规范。
1.3认真做好前期调研工作
实验室建筑设计的最基本的条件是要满足使用单位的需求，因此要切实做好建设前期使用单位需求的调研工作。学校各级单位要认清前期调研工作的重要性。基建管理部门要在设计部门的协助下，有针对性地设计调研问卷，调研问卷要简明，同时反馈的结果又能为实验室建筑设计提供数据基础。使用单位要认真参照目前实验室情况、新建实验室情况以及未来实验室发展情况，填写调研问卷，对于不清楚的问题要及时与基建管理部门进行沟通，同时对于调研问卷中未涉及的特殊问题一定要加以说明。
1.4保证实验室建设的基本条件
建筑建设是一个系统工程，只有在保证土地、资金、管理人员等基本条件的基础上，才可以开工建设。特别是对于建设新校区的学校，如何统筹各个新建建筑之间的资金和管理人员安排至关重要。
02实验室建筑设计的基本原则
2.1高效原则
高效原则是指利用有效手段，用尽可能少的材料、资源消耗来取得尽可能大的发展效益。高效原则还体现在建筑空间组织、利用的高效化方面。这要求不仅要重视对每一平方米面积的有效利用，还要对三向度的空间做充分的发掘。
2.2集约化原则
高等学校的土地资源相对较宽松，但仍要最大程度地发挥土地的合理使用。在建设实践中应注意立体地开发用地空间，发掘地上及地下空间的利用效益;在建筑空间的构筑中，应积极采用轻、薄的新型节能建筑材料，以少占建筑空间。同时设计中应结合相关技术的.进步，提高能源的集约化利用程度。
2.3适宜性原则
实验室建筑设计要符合高校土地、资金等客观条件，要结合高校所在地域自然气候、地形、地貌、地质等因素，要符合高校内涵、特色、校园文化等。
2.4循环利用原则
建筑的循环利用原则包括再利用、再循环两方面内涵。再利用是指将各种建筑产品以初始形式多次加以使用，主要表现为对早期建筑的改造利用以及对结构构件、照明设施、管道设施、各类设备以及砖石构件的重复利用。再循环是指建筑产品在完成其使用功能后，经过一定加工处理使之变成可再次利用的资源。
2.5绿色环保原则
建筑设计中应注意结合废水净化、雨水收集，设置循环用水和分质用水系统，并积极采用各类节水设施、设备，有效地控制用水量。另外，要积极结合自然气候条件，充分利用太阳能、风能、地热能等资源，以减少空调、照明对不可再生能源的消耗。
03实验室建筑的基本模数
建筑模数(constructionmodule)，是建筑设计中为了实现工业化大规模生产，使不同材料、不同形式和不同制造方法的建筑构配件、组合件具有一定的通用性和互换性，统一选定的协调建筑尺度的增值单位。也就是说实际建筑是各种建筑模数的倍数组合。在各个国家的经验数据基础上，结合我国实际情况，可以使用如下的建筑模数来进行实验室建筑设计。
3.1开间模数
实验室的开间模数取决于实验人员活动空间以及工程管网的合理布置所需的尺度。对实验室的开间模数，各国均有自己推荐的经验数据。德国一般采用3.0m、3.25m和3.5m三种开间模数;英国实验室的模数通常采用3.05m、10英尺的模数;日本建议实验室开间采用3.2m为模数，他们用1.6m的单位模数，如实验台宽度、实验台长度、实验台之间的走道宽度以及管道竖井的宽度等均采用1.6m;美国农业部地区研究实验室采用3.0m的开间模数;前苏联科学院国家科研建筑设计研究所建议实验室开间模数采用3.0m和3.6m，并认为3.6m为实验单元的最优宽度。在分折了国外实验室的开间模数的基础上，结合具体标准要求，认为可采用3.6m三种来设计实验室。
3.2进深模数
实验室进深的尺度很多，世界各国都有自己的尺度，归纳起来，采用的进深一般在6.0m至9.0m之间，其中尤以6.0m至7.0m居多。德国采用跨度为0.25m的倍数，采用6.0～8.0m之间的进深;英国近40年来，实验室的进深由4.88m增加到7.32m;日本实验室的进深采用1.6m的倍数，经常采用从6.4m到9.6m之间的进深;前苏联科学学院国家科研建筑设计研究所采用1.8m的倍数，认为7.2m为实验室最优深度。进深模数主要以建筑结构进行考虑，因此建议采用7.0m～9.6m作为主要的实验室建筑的进深模数。
3.3层高模数
层高是指下层地板面或楼板上表面(或下表面)到相邻上层楼板上表面(或下表面)之间的竖向尺寸。净高是指下层地板面或楼板上表面到上层楼板下表面(或吊顶面)之间的距离。实验室层高模数取决于实验室的类型、实验对温度和湿度的要求、实验室洁净程度要求以及节约能源的要求等。国外依据实验室类型的不同，通常建议物理化学类实验室3.6m以上的层高，文科类实验室3m以上的层高。结合我国实际情况，建议采用3.7～4.2m作为主要的实验室建筑的层高模数。
3.4走廊宽度
一般实验室建筑的走廊分如下几种：单面走廊、双面走廊、安全走廊、参观走廊、设备检修和管理走廊等。决定走廊宽度的因素有很多，主要包括人流量、建筑物长度、门打开的方式等，同时设备检修和管理走廊要考虑通风管道、设备、检修器材等因素。建议采用0.3m的倍数，以1.65～2.00m作为主要的实验室建筑的走廊宽度。
04实验室建筑设计中要注意的问题
4.1基本需求必须明确
实验室建筑设计的首要目标是要满足实验用途。这需要设计单位、基建管理单位及实验室使用单位认真研究如下主要问题：
(1)实验室建筑位置的选择;
(2)实验室的工艺布局、工艺流程及工艺环境的要求;
(3)平面组台的几种可能，建造实验楼的层数;
(4)选择合适的建筑模数(包括开间、进深、层高以及走道宽度等);
(5)实验室与办公室之间的布局形式;
(6)工程管道的布置原则，采用明管还是暗管.垂直管网系统还是水平管网系统;
(7)灵活性的要求，如灵活隔断、活络吊顶及地面的灵活措施;
(8)主要仪器设备的布置方式以及实验台、实验家具的位置;
(9)基本实验室条件要求，如电力容量、网络容量、通风采光要求、消防及监控设备等;
(10)实验室安全保障条件等。
4.2特殊需求重点了解
基建管理单位和设计单位对某些特殊实验室的建设要求可能不是很清晰。一方面设计单位要充分考虑可能会影响到建筑设计的指标和因素，另一方面实验室使用单位要尽量全面提供其所需的特殊条件。如下列举有一些特殊实验室的特殊要求：
(1)工程机械实验室大型设备对楼板承重的要求;
(2)物理、生化实验室对上下水的要求;
(3)放射性实验室的防放射性辐射相关设施的安置条件;
(4)生化类实验室对废弃物存放、处置、运输等所需的条件;
(5)对防火、防化等特殊需求，以及特殊保障、保护设备设施的安置等。
4.3合理设计统筹安排
实验室建筑设计中注意相同需求实验室的合理安排。以降低建设成本。如相同或相近层高要求实验室设计到相同楼层，对上下水有需求的实验室安排到相同的立面等。同时既要充分考虑不同类型实验室的个性需求，又要考虑满足实验室个性需求所需要的各种资源。一方面保证实验室使用时实验人员的安全、设备安全的要求一定要满足，另一方面对于不合理的需求要加以限制。
4.4充分考虑未来变化
目前各高校实验室的使用功能不是一成不变的，这就要求在设计阶段充分考虑到多种实验室的复用以及使用性质变化后改造成本的最小化。对于基本条件，如电力容量、网络容量等要相应的进行预留。
摘要：结合实际项目的开发，最后可以得到了开放性的有关计算机硬件的虚拟实验室在软件结构技术，以及在设计发面的方法，这样就可以实现虚拟实验室的技术，面向对象的虚拟器件是最主要的方法去实现虚拟实验室。这样就使得它的建模方法以及高效的系统仿真算法有了很好的相互性、通用性、开放性；准确性。
关键词：虚拟实验室；开放性；虚拟器件；建模方法；高效系统
0前言
在高等教学和许多远程教育甚至在科学普及中，实验是非常重要的教学内容的一部分，但是现在许多的教学实验是在实验室里完成的，这样的运作方式有着很多困难以及不足的地方，如：投资大、损耗大、周期长、维修困等因素。但是如果在虚拟实验室中，那么我们就可以利用计算机技术去完成教学中的实验，不仅是可以让实验者感觉到自己像是在真实的实验的环境中一样，这不仅会让学生很轻松的就学习到知识并且简单的达到了实验最初想要达到的目的，在这个过程中，实验者学会了更多的东西与平时实验相比，几乎是平时实验效果的几倍。伴随着科技快速的发展，网络技术也得到了全面的普及和猛速增长，我们需要快速的把这项有利于社会的技术快速的建立在虚拟实验室中，尤其是在远程教学模式中，快速建立起拥有各种功能设施和先进齐全以及拥有良好的设备的网络虚拟实验室，这已经成为了现代教育必须具备的教学设施。本次论文就从教学的需要为核心出发，解决虚拟实验室的系统设计与虚拟实验的建设实现方法，于是就提出了一种计算机的硬件的设计，主要是讲述调度算法在虚拟器件的仿真以及在建模技术和仿真方面的的应用。
1有关虚拟实验系统的概述
现在虚拟实验软件在课件中应用最广泛，它的优点是操作方便、研究费用低、不易损耗、灵活的表达方式[1]。但这种软件也有他的弊端，就是它只能是单纯的演示实验，不能实现用户按照自己的要求去设计想要的实验。但是，有一种方法可以让用户按照自己的要求来构造自己满意的实验方案，并且还能在虚拟实验环境下进行设计、运行和检验实验结果，这种方法就是以网络环境的开放性虚拟实验系统为基础。因此，想要克服一般的基于课件的虚拟实验软件的缺陷，我们就必须研发出具有通用性和交互性性能很好的软件。目前，在硬件的驱动、计算机的电路设计以及有关信息信号的检测方面主要用的系统便是虚拟实验系统。
2有关虚拟实验系统的设计框架
简单的举一例子来说，如果用户在计算机的组成原理的虚拟实验系统和数字逻辑下，那么用户将会有对电路进行编辑的权利，更有甚至，如果用户可以在交互层里面，那么他还能进行一些操作方法十分容易和方便的“所见所得”的功能。在交互层里面，用户还能能进行实验结果的处理，最后计算机再把各种形式的数据返还给用户。对虚拟器件库访问也将会是很简单的事，只要在虚拟实验仿真层上面，用户就可以通过分析电路拓扑结构，运用系统仿真调度器进行实验结果仿真的查询。虚拟器件是具有功能独立而且彼此有着关联的一类实物。用户在虚拟实验的条件下还能有一个最真实的虚拟实验环境，它需要通过多个虚拟器件的协作完成。
3系统设计和实现
（1）有关对虚拟器件库的建模。虚拟器件库就是与客观的现实生活的相关器件进行直接的映射，其中虚拟器件哭模型的建立是最困难的对于虚拟实验室系统设计，因为一个模型的好与坏会直接影响到整个系统的性能以及仿真算法所需要的是时间。虚拟库模型的好与坏的判断：第一，拥有良好的封装性；在虚拟器件和外界之间，虽然有着简单与清晰的信息之间的交换，可虚拟器件对外界来说并不是完全可见的。第二，拥有完好的可延伸性；在虚拟库中的虚拟器件能动态添加的情况下，虚拟库能够简单的方便地进行信息的保护。第三，拥有正确的可重用性了；只要当我们在新的虚拟器件的时候，这时候以前有的成熟虚拟器件就可以帮助我们建立完好。
（2）有关于面向对象的虚拟器件的建模方法。面向对象的`建模方式在虚拟器件是非常的实用，因为它拥有许多良好性质，比如说；1、可理解；2、可重用；3、可扩展等良好性质。如何去在面象对象的条件下建立一个虚拟器件？由于客观世界的器件是它的第一对象，所以在虚拟器件里，只要有的消息的传递就会产生一系列的系统活动，对于虚拟实验系统具有的功能的系统结构，他是通过虚拟器件的操作和一些信息间的互相作用进行完成的。通过静态数据和动态行为进行对象的封装，而且是属于某个范围类的，但是这样更具有特殊意义上的层次化的结构。它的本质是映射对象下的静态数据，并且有关虚拟器件的特殊行为主要是通过对象动态行为进行表达的。消息的相互协作也是对象间的一种方式。在面向对象中的继承和组合机制方面上，还能从以前的模型中生出许多从未有过的器件模型。因此，可重用性也是我们需要对虚拟器件进行完成的，比如说：我们可以通过建模的与非门的组成来代替在芯片上输入四与非门来运行。
（3）有关对系统仿真调度器的设计与实现。有关系统仿真调度器的设计，可以通过建立正确的虚拟器件库的去实现，根据电路有关的拓扑消息，电路上的仿真检查是通过用正确并且有成效的仿真调度算法教学实现的[2]。器件模拟次序的方法是调度算法的实质。像这样的调度方式是有许多的优点，比如说：方便操作、易于构造，但是它也有一些缺点的，比如说，只能简单的处理一些零延迟或者是单位延迟模型的实例，因为在他的内部模型里是只有相当少的功能对于精确的时序和延时信息而且效率十分低。像这样的仿真模式已经不能满足目前对仿真模式的要求了。
4结束语
对于当前来说，我们在远程教育中实验的进行与他的进展依然是一个很大的难题，在本文，我们提出了虚拟实验系统实现方案，当他在网络的计算机硬件条件下，我们可以看见有关虚拟实验系统的具体实现的方案是具有完美的开放性和交互性。并且该系统已经在生活得到很广的应用，很简单的就在互联网上得到快速的推广。
参考文献：
[1]冯惠军,冯允成.一个面向对象的仿真建模框架系统工程理论与实践[J].1999,19(05):61-66
[2]夏晖,陈传波.VLAB中虚拟设备库建模方法的研究华中科技大学报,20xx,30(12):9-12.
一、教学目标
1、了解化学实验对探究的重要性及在科学研究中的重要地位。
2、认识化学实验的目的和意义，了解实验的注意事项。
3、了解常用仪器的名称、使用范围。
4、能进行药品的取用、加热、洗涤仪器等基本实验操作，了解操作要求。
二、重点、难点
1、仪器的识记。固体、液体药品的取用、滴管的使用、加热试管里的液体药品。
2、滴管的使用。
三、课前准备
实验仪器及药品：试管、镊子、药匙、量筒、酒精灯、试管夹、试管刷、大理石、碳酸钠、稀盐酸、硝酸银溶液、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液。
四、课时安排1课时
五、教学过程
学习课题：走进化学实验室
教师活动：展示化学家的实验室图片，介绍科学家取得的成功与无数的`实验是分不开，让学生知道实验的重要性。
学生活动：观看、思考。你已经知道什么？
演示实验：
课题1固体药品的取用：
（展示药品）：大理石、碳酸钠
（提出问题）：1、将大理石放入试管内而不打破试管底，应如何操作？应用什么仪器取用？
2、如何将碳酸钠粉末放入试管内而不沾在试管壁上？应使用什么仪器？
（实验探究）
1、用镊子夹取一块大理石放入试管中，并将试管放在试管架上。
2、用药匙取少量碳酸钠粉末放入试管中，并将试管放在试管架上。
课题2液体药品的取用
展示药品：稀盐酸
（提出问题）：1、回忆日常生活中，我们怎样将一种饮料从瓶子倒到杯子中而不滴洒？
2、如何将稀盐酸倒入试管内？
（练习与实践）：1、细口瓶的瓶塞为什么要倒放在桌子上？倾倒液体时，瓶口为什么要紧挨着试管口？应快速倒还是缓慢地倒？
2、细口瓶倾倒时，为什么细口瓶贴标签的一面要朝向手心？倾倒液体后，为什么要立即盖紧瓶塞，并把瓶子放回原处？
随着时代的不断进步，计算机技术也在人们的生活中扮演着不可或缺的角色[1]。计算机的使用方法已成为当代高校生必须掌握的技能之一。所以为加强学生对计算机相关技术的理解，提高学生的操作能力，计算机的实验课的开放变得必不可少，当下，为给学生提供良好的学习环境和畅通的资源获取渠道，多数高校设置了公共机房[2]。而且随着我国教育事业的.发展，学校的规模和师生的数量都不断地在扩大，实验室的数量也不断地再增加，跨教室、跨校区的情况也随之出现[3]。导致实验室的管理越来越繁杂。同时，实验室的课前考勤也会占用上课时间，对学生课程进度影响不小。所以笔者为提高微机实验室管理效率，减少因考勤占用的上课时间，设计出了一种基于单片机和主机服务器的自动控制管理系统的设计，用于实验室的管理以及学生考勤。
1总体设计
在上课时，任课老师通过按键唤醒单片机，并按照显示屏提示输入账号和与之对应的密码。单片机通过逐字节比较的方式判断输入账号与密码是否正确，若正确则开启电子密码锁，同时控制光耦隔离控制模块动作，室内用电设备通电；若输入错误，则返回输入界面，重新输入账号和密码。进入微机实验室之后，所有电脑均已通电，任课老师在电子门禁端输入的账号和密码已经通过单片机和上位机间串口通讯传递至考勤管理系统，学生则通过客户端输入学号完成考勤。上课期间，考勤管理系统时刻检测每台电脑的学习情况（包括上机人数，学生的学号，姓名，上课时间等信息）显示在主机界面上，并完成学习时间的记录。若到了下课时间，则任课老师点击下课按钮，系统结束学生上课信息统计，并将已统计信息存储至数据库，待室内所有人员均已离开，红外体感传感器输出低电平，则切断室内所有电源，关闭电子门禁。
2系统硬件设计
微机实验室自动控制管理系统以STC89C52和计算机主机服务器为检测和控制核心，主要应用了人体红外线检测模块，控制模块，其主要功能有电子门禁功能、实验室用电设备自动接通和自动断电功能、室内照明自动开关功能。
2.1电子门禁单元当下的机房管理都是使用人工管理，以人工对机房的门锁进行管理的模式容易发生钥匙丢失等意外[4]。此举不利于机房的管理。考虑到此类状况，笔者对门禁模块进行了设计。实验室的门禁由电子密码锁模块实现控制实验室门的开启和关闭。本单元以STC89C52单片机为主控制芯片，LCD1602为显示单元，AT24C08为存储单元，蜂鸣器作为报警装置。电子门禁单元投入使用之前，给每位微机任课老师分别分配一账号和与之对应的密码，并写入AT24C08存储器。电子门禁单元工作时，若相关人员需进入微机实验室，则需在控制面板上按照提示分别输入账号和密码。单片机通过逐字节比较的方式，与AT24C08中存储的账号和密码进行比较，仅当所有对应字节数字均一致时，电子门禁才会打开门锁，并记录登录者账号信息。若输入有误，与所存储数据不匹配，系统则提示重新输入账号和密码，连续输入三次电子门禁系统则会启动蜂鸣器进行报警。在电子门锁打开后，单片机则控制继电器动作，使室内照明设备、微机等用电设备上电，在一定程度上节省学生及老师课前准备时间。为防止继电器动作瞬间电流较大，对单片机产生影响，本设计中采用了光耦控制模块，将控制电路与继电器模块进行隔离，提高系统工作稳定性。
2.2自动控制模块上课结束后，当实验室内无人使用电脑时，微机实验室管理员需切断室内所有用电设备电源。实际情况中，部分管理员有时会忘记切断总电源，造成机房能源的浪费并且留下了安全隐患。红外人体感传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。当有人或动物进入其感应范围时，传感器输出高电平；人或动物离开感应范围时，传感器自动延时输出低电平。当单片机检测到红外体感传感器输出为低电平时，即微机实验室内无人，将切断室内总电源，并关闭电子门锁。
3考勤管理系统软件
电子门锁打开后，主机服务器接收所有微机及单片机上传数据信息，包括单片机上传的教师编号和微机端上传的学生登录信息[5]。考勤管理系统软件采用C/S（客户机/服务器）系统架构，使用visualstudio20xx作为开发平台，通过C++语言进行软件开发，采用SQLServer20xx数据库平台进行数据管理。考勤软件主界面可显示教师编号，教师内学生人数，目前登录学生人数，学生序号，学生学号，姓名，登录IP，登录时间，课程等信息。并且界面留有任课教师操作按钮，可以选择是否开启网络服务，并且可以进行修改登录密码，串口设置，查看上机情况，退出软件等操作。图3为勤管理系统软件主界面。图3勤管理系统软件主界面学生在进入微机实验室之后，坐到微机前时，打开电脑。学生可通过桌面弹出学生客户端界面输入学号等个人信息。服务器在收到学生客户端上传数据后，与学生侧微机建立TCP通讯连接，按照登录先后顺序为每个学生分配节点，并在对应结构体数组中保存学生的学号、上课时间等信息。在上课过程中，若是由于某种原因微机发生断网、死机或重启等情况，待电脑重启，联网重新登录系统后，服务器将通过逐个查询的方式判定用户之前是否已登录。若之前已登录，则为其分配原节点，并进行上课时间的累加。若没有查到相关信息，则判定为新登录人员，系统为其重新分配节点，并存储相关信息。在下课后，任课老师点击下课按钮，所有学生上机信息数据被导入数据库进行存储，所有学生信息导出后，结构体数组将被清空，用于下一次上课存储数据。
4结束语
在本设计在实际运行过程中，运行稳定，能够较准确地统计室内人数，并完成学生上课信息的统计工作，达到了设计目的，实现了设计目标。但是，在系统运行过程中发现存在学生冒名顶替上课的行为，下一步工作为该模块添加一卡通刷卡控制系统，记录学生的上课考勤情况。
参考文献：
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[3]余翀翀，黄丽萍.机房和多媒体教室管理系统的虚拟化建设[J].实验室研究与探索，20xx（04）：228-232，276.
[4]丁建民，赵卓，赵欣.基于多策略的机房管理系统的设计与实现[J].计算机工程与设计，20xx（16）：3891-3893，3896.
[5]张玉洁，孟祥武.基于移动定位服务的考勤管理系统[J].计算机系统应用，20xx（10）：6-10.