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摘要：高校實驗室是高校培養符合社會需求高素質人才的重要實踐場所。實驗設施是民辦高校綜合評估通過與否的重要因素，它不僅是高校對在校生實施基礎學科教育的場所，也是各個學校開展科研項目的重要場地。實驗室的有效使用可拓展學生實踐動手能力，發散學生思維。計算機信息技術的不斷推進和科研創新項目的不斷探索，需要現代計算機技術的支持。蟻群算法提出的一種新型模擬進化算法可滿足學校教務活動的需求，同時提高學校教學資源的利用率。

關鍵詞：實驗室管理；實驗室預約；蟻群算法

1實驗室管理存在問題簡述

1.1實驗室管理系統。應用信息化技術設計的管理系統必須符合實驗室管理人員的要求，為實驗設備建檔服務，提高學校的綜合競爭力[1]。基于B/S方式的開放式實驗室管理系統，以校園網絡環境為基礎，實現高校實驗開放管理。它能實現教學計劃管理、學生預約實驗管理、實驗設備情況管理（資產設備統計表和新增設備信息的更新）。1.2實驗教學課程安排。實驗教學課程安排本質是合理分配教學資源，保證教學工作正常進行，避免課程安排沖突。它合理規劃授課老師、年級、專業、班級、課程類型、上課時間和實驗室類型等，符合整個教學計劃進程的規律，保證了教學進度和教學質量。近幾年，由于學生的不斷增多，導致教學場地不斷擴充，教學安排工作在空間和時間上越來越復雜，主要工作難點有以下幾點。第一，計算數據大，耗時長，結果常常存在沖突。第二，教學方式多樣化。比如校企合作企業入駐教學、實訓任務、校企共建實驗室教學等。第三，單一項數據變更影響其他課程。為了解決以上問題，科學安排實驗教學課程，合理分配教學資源，提高工作效率，需增加約束條件。第一，一個時間段一位老師只能安排一門課。第二，同一個時間段同一個班級只能安排一門課。第三，一段時間一個實驗室只能安排一門課。第四，上課學生數量需要小于實驗室的容納量。第五，實驗室的數量必需大于一個時間段安排的課程量。第六，不同的課程需要安排在不同的實驗室。例如物聯網課程只能安排在固定的物聯網實驗室、電子元器件課程只能安排在固定的電子實驗室、VR和AR課程只能在確定的實驗室。第七，獨立課程、實訓課程等需要提前一周安排實驗室，且這個實驗室一周中不得安排其他課程。第八，同一個班級所學的同一門課程在一周內不能連續排列（獨立課程設置、實訓課除外）。1.3預約排課說明。1.3.1排課涉及的內容。為了合理安排實驗教學課程，使其彼此之間不會產生沖突，需要把一些確定因素合理錯開，包括授課教師、各個年級、班級學生、專業課程、上課時間和上課地點等。根據課程表的表現形式判斷，主要包括老師、班級、教學計劃、實驗室和上課時間，合理安排教學課程。如圖1所示。1.4蟻群算法。蟻群算法（AntColonyOptimization，ACO）是一種模仿螞蟻尋找食物的行為算法。研究表明，這種模擬算法具有分布計算、啟發式搜索和信息來回反饋的特點。意大利學者MarcoDorigo首先發現并提出，其想法來源于螞蟻如何在蟻穴和食物源之間找到最短路徑。蟻群算法可用于解決圖的結構，可將排課問題想象成圖結構G，從而使用蟻群算法解決問題，即G=(S,N,C)，N是圖中頂點的集合，S是邊的集合，C是邊集有關權值的集合。

2計算機實驗管理系統總體設計

本系統使實驗室的工作更加規范化、流程化、信息化，提高了實驗教學水平、管理水平和服務水平，為實驗室的宏觀管理和科學決策提供有利依據，為教學評估和實驗室評估提供詳實、準確的數據支撐。根據實驗室管理流程，設計本系統的業務流程圖，如圖2、圖3所示。

3學生通過系統預約實驗室

開放式的實驗室可培養高素質的學生，有利于提高學生的實踐能力，幫助學生利用空閑時間使用實驗室資源，合理完成實驗科研任務。學生的預約實驗室與實驗教學排課采取的模式相同。

4結語

合理設計實驗室管理系統，可大大提高實驗室設備維護和教學質量，彌補設備信息管理缺陷。但是，設計時應符合使用者的要求和習慣，實現實驗室開放式共享。采用蟻群算法可達到排課優化的目的，實驗室的開放式預約可減少學生申請和老師審核的復雜度，節省大量時間。此外，需注重實驗室系統的規劃定位、優化設計、改革創新，為師生提供優質服務。

參考文獻

[1]李玉吉,盧才武,劉冠.智蟻群遺傳算法在高校智能排課系統中的應用[J].現代電子技術,2010,14:121-123.

作者:宋志遠 單位:武昌工學院