哈工程实验管理系统如何助力高校实验室智能化升级与教学效率提升？
哈尔滨工程大学（简称“哈工程”）作为我国重点理工科院校，在实验教学改革和信息化建设方面始终走在前列。近年来，随着高等教育数字化转型的加速推进，哈工程积极探索并构建了一套集预约、管理、监控、评估于一体的现代化实验管理系统，旨在破解传统实验室管理中的痛点问题，实现资源优化配置、教学质量提升与学生创新能力培养的多维目标。
一、哈工程实验管理系统的核心架构与功能模块
哈工程实验管理系统并非单一软件工具，而是一个融合了物联网、大数据分析、云计算等先进技术的综合平台。其核心架构主要包括三大层级：前端应用层、业务逻辑层与数据存储层。系统通过统一身份认证、权限分级管理、流程自动化设计，实现了从实验课程安排到设备使用记录、从学生操作行为分析到教师教学反馈的全流程闭环管理。
主要功能模块包括：
- 在线预约与排课系统：师生可通过PC端或移动端实时查看实验设备状态、空闲时段，并进行个性化预约。系统自动校验冲突、分配资源，避免人为调度失误。
- 实验室智能门禁与环境监控：集成RFID卡识别、人脸识别技术，确保实验区域安全可控；同时部署温湿度、气体浓度传感器，保障实验环境符合标准。
- 设备台账与维护管理：建立全校统一的仪器设备档案库，支持扫码登记、故障报修、保养提醒等功能，延长设备使用寿命。
- 实验过程记录与数据采集：对接智能终端（如Arduino、PLC控制器），自动采集学生实验数据，形成可视化报告，辅助教师精准评价。
- 教学效果评估与学情分析：基于学习行为日志、实验成绩、互动频率等指标，生成多维度数据分析报表，为课程优化提供依据。
二、哈工程实验管理系统在教学实践中的创新应用
该系统不仅提升了实验室运行效率，更深刻改变了实验教学模式。以船舶与海洋工程学院为例，以往一个实验项目需耗时3天完成准备、讲解、操作、总结四个环节，现在借助系统可压缩至1天内完成，且误差率下降40%。
1. 翻转课堂式实验教学：学生提前在线预习实验指导书、观看微视频、模拟操作流程，课堂上则专注于动手实践与问题解决，极大增强了参与感。
2. 虚拟仿真实验融合：系统与国家级虚拟仿真实验教学中心联动，对于高危、高成本实验（如核反应堆模拟、深海机器人控制），学生可在虚拟环境中反复训练，再进入实体实验室操作，显著降低风险。
3. 个性化学习路径推荐：通过对历史实验数据的挖掘，系统能识别不同学生的知识盲区，主动推送补充材料或进阶实验任务，真正实现因材施教。
三、哈工程实验管理系统的技术亮点与优势
与其他高校相比，哈工程的实验管理系统具有以下鲜明特色：
- 全生命周期管理：覆盖设备采购、验收、使用、报废全过程，杜绝资产流失，提升资产管理透明度。
- 移动优先设计理念：开发适配iOS/Android的应用程序，方便师生随时随地访问系统，打破时空限制。
- AI辅助决策能力：引入机器学习算法对实验异常行为（如违规操作、长时间停滞）进行预警，及时干预，保障安全。
- 开放API接口：支持与其他教务系统（如选课平台、成绩管理系统）无缝对接，构建校园数字生态。
- 绿色节能机制：根据使用频次动态调节实验室照明、空调等能耗设备，响应国家双碳战略。
四、面临的挑战与未来发展方向
尽管取得显著成效，哈工程实验管理系统仍面临一些挑战。例如：部分老旧实验室硬件兼容性差，需逐步更新；师生数字化素养差异导致使用意愿不均；跨学科实验资源共享机制尚未完全打通。
未来三年，哈工程计划进一步深化系统功能：一是拓展人工智能驱动的实验内容自动生成能力，让教师一键创建高质量实验方案；二是探索元宇宙场景下的沉浸式实验教学，打造“虚实结合”的新型实验空间；三是推动系统向全国高校输出，形成可复制、可推广的“哈工程模式”。
五、结语：从工具到生态，哈工程实验管理系统的深远意义
哈工程实验管理系统已不仅仅是实验室管理的技术工具，更是推动教育教学变革的重要引擎。它通过数字化手段重构了实验教学的组织方式、评价体系与资源配置逻辑，使实验室从“封闭空间”转变为“开放平台”，从“被动服务”进化为“主动赋能”。这一探索不仅服务于哈工程自身的人才培养目标，也为全国高校提供了宝贵的实践经验，彰显了新时代高等教育数字化转型的无限潜力。
