計算機應用技術(shù)在高校實驗室管理中的應用

潘德龍

（陽江職業(yè)技術(shù)學院，廣東 陽江 529566）

0 引言

在現(xiàn)階段的高校教育過程中，實驗室是整體教育體系中不可或缺的存在，并且逐漸發(fā)展成為了高校的標配之一。在高校的實驗室中，其內(nèi)部存放著教學必需的教學儀器、數(shù)據(jù)資料信息等。同時，高校實驗室管理無論是從工作的具體流程，或是從工作的總量來說，都具有流程復雜、工作量大的特點。這就導致了實際的管理系統(tǒng)較為繁瑣，管理模式較為復雜，管理工作的開展存在較多的問題和阻礙。在此前提下，計算機應用技術(shù)應用到高校實驗室管理過程中成為了發(fā)展過程中的必由之路。從發(fā)展的觀點來看，科學合理的應用計算機應用技術(shù)，不單單是提高高校實驗室管理效率的前提，更是實現(xiàn)現(xiàn)代化教育體系建設(shè)和發(fā)展的先決條件。

1 計算機應用技術(shù)與實驗室管理的基本概述

1.1 計算機應用技術(shù)概述

計算機應用技術(shù)通常指的是在計算機應用軟件的支持下，相關(guān)軟件的功能得以使用的一種技術(shù)，并且其技術(shù)在使用的過程中能夠為人類提供一定程度的服務和便利。總體來講，當某一個計算機應用軟件能夠滿足人們?nèi)粘５氖褂弥螅滠浖枰诹私夂完P(guān)注應用能力的基礎(chǔ)上，進行系統(tǒng)化的更新和時代性的跟進；并且，這一過程需適應與各個階段，進而能夠更好地滿足人們對計算機應用軟件的要求。

1.2 實驗室信息化管理概述

近年來，隨著我國高校教學改革的發(fā)展、高校教學管理更加體現(xiàn)出以人為本的方針政策。高校實驗室自主管理、自主安排課程實驗；學生自主地預約實驗、完成各學習階段的實驗內(nèi)容等教學方式給傳統(tǒng)的實驗室教學管理手段提出了新的挑戰(zhàn)。所以當前形式下各高校的實驗室業(yè)務管理部門必須實施網(wǎng)絡化、信息化平臺的輔助管理。為全校各院系實驗中心及實驗室實現(xiàn)信息化、智能化管理，加強過程管理，實現(xiàn)師生從網(wǎng)上查看實驗課表、預約實驗等多個使用環(huán)節(jié)進行統(tǒng)一的宏觀控制與管理。實現(xiàn)更為智能化的實驗室準入控制。依靠TCP/IP 網(wǎng)絡傳輸、Wi-Fi/4G 無線傳輸?shù)榷喾N數(shù)據(jù)傳輸方式，完成對師生實驗到課數(shù)據(jù)的采集和統(tǒng)計，并上傳至服務器生成各使用角色需求的統(tǒng)計報表。縱觀現(xiàn)階段的發(fā)展，實驗室在管理過程中依舊存在問題。浪費現(xiàn)象和資源不合理配置現(xiàn)象廣泛存在，加之沒有專門的技術(shù)管理體系，使得實驗室管理存在較多問題。管理水平不達標同樣是現(xiàn)階段管理過程中的主要問題之一。

2 實驗室管理軟件設(shè)計應用

2.1 管理系統(tǒng)相關(guān)框架設(shè)計

實驗室管理系統(tǒng)程序可基于微軟NET Framework4.5技術(shù)框架開發(fā)。NET 技術(shù)成熟，為現(xiàn)行主流技術(shù)，其配套技術(shù)文檔完善，能與Windows 平臺緊密結(jié)合，實現(xiàn)最大限度利用的系統(tǒng)功能。也可采用微軟Visual Studio 開發(fā)工具，Visual Studio 是功能完備的集成開發(fā)平臺，可用于編碼、調(diào)試、測試和部署到任何平臺，將具體的工具UML、代碼管控、集成開發(fā)環(huán)境（IDE）軟件等進行統(tǒng)籌規(guī)劃。

實驗室管理系統(tǒng)可以分為三種類型服務器、客戶機/服務器，瀏覽器/服務器。高校實驗室管理系統(tǒng)之所以選擇客戶機/服務器模式，主要是因為實驗室管理非常復雜和龐大，將Web 技術(shù)引入到高校實驗室管理過程中，為實驗室工作提供一種全新的信息化管理工具。純?yōu)g覽器應用不需要安裝任何客戶端，只要有瀏覽器（IE、Chrome 等）就能進行移動的工作，無須花費大量的時間和空間進行具體的安裝，設(shè)置配置參數(shù)，運用起來比常規(guī)方式更加方便。

實驗室管理系統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫一般采用SQL Server2012企業(yè)版部署。SQL Server2012是一種應用廣泛的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，這種管理系統(tǒng)擁有方便使用，分布合適、伸縮性強的優(yōu)勢，可以用于與其他服務器連接，與決策支持倉庫相連的重要功能；SQL Server2012提供全面的和可擴展的數(shù)據(jù)倉庫平臺，可以應用一個單獨的分析存儲進行強大的數(shù)據(jù)分析，以滿足成千上萬的用戶的數(shù)據(jù)需求。Web 服務器可為IIS7.0，IIS7.0是一個完全模塊化的Web 服務器，用戶可以根據(jù)自己的偏好，根據(jù)自己的實用功能進行選擇，組建相應的模塊，將不需要的模塊刪除，從而使系統(tǒng)的性能方面得到很大程度的增強。

2.2 管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 NET 的B/S 下的三層模塊

根據(jù)NET，C/S 模式的內(nèi)存已不滿足實際需要，B/S 模塊在此基礎(chǔ)上深入擴展，以Web Server 為服務終端，客戶可以根據(jù)服務終端的內(nèi)容，通過客戶端完成服務器的瀏覽，完成應用程序的下載和使用。三層模塊主要有三個架構(gòu)空間：第一個架構(gòu)空間是表示層，主要用于客戶端與終端的接口服務；第二個架構(gòu)空間是業(yè)務邏輯層，也就是將外部服務器和數(shù)據(jù)庫服務器之間的數(shù)據(jù)進行功能代碼轉(zhuǎn)換；第三個架構(gòu)空間是數(shù)據(jù)訪問層，按照具體的業(yè)務規(guī)則和數(shù)據(jù)訪問類型、合法性校驗等內(nèi)容進行具體的處理，這部分內(nèi)容主要在業(yè)務邏輯層中進行處理和應用。數(shù)據(jù)訪問層只是對相關(guān)的數(shù)據(jù)進行交會查詢，其屬于整個分層系統(tǒng)的最低處，但也是最基礎(chǔ)的層次，客戶端無法與第三層，也就是數(shù)據(jù)訪問架構(gòu)空間進行有機聯(lián)系，需要通過中間層，也就是業(yè)務邏輯起將數(shù)據(jù)進行功能代碼轉(zhuǎn)換，再進行連接。

圖1 基于.NET的B/S三層架構(gòu)

2.2.2 自定義表單模塊

自定義表單模塊是屬于用戶的，也就是用戶自己自定義創(chuàng)建的表單類型，自定義表單模塊所提供的服務是數(shù)據(jù)庫字段的創(chuàng)建和管理，同時提供一些比較單一通用的MIS 功能服務。自定義表單模塊下，用戶可以快速設(shè)計一些非關(guān)聯(lián)表單，快速實現(xiàn)通用表單的功能。用戶享受的服務是最基礎(chǔ)的服務，但同時這一服務也會體現(xiàn)出自定義表單的功能，實現(xiàn)用戶對字段自定義，字段類型自定義以及字段排序自定義的實施。

2.2.3 數(shù)據(jù)持久層設(shè)計

三層B/S 體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是管理系統(tǒng)的中心和核心，但系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的不斷增大，加上網(wǎng)絡安全的巨大威脅，系統(tǒng)數(shù)據(jù)需要通過數(shù)據(jù)持久層，進行持久保存與備份，進行持久的數(shù)據(jù)保密。數(shù)據(jù)持久層不僅可以保證數(shù)據(jù)安全，還可以對數(shù)據(jù)的具體內(nèi)容進行存儲和備份，分析具體數(shù)據(jù)的價值，根據(jù)數(shù)據(jù)進行歸類。考慮到系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性，系統(tǒng)數(shù)據(jù)在處理和操作的過程中，需要分開進行安全功能和存儲功能，這也是數(shù)據(jù)層的最大優(yōu)勢。數(shù)據(jù)持久層主要用于對接數(shù)據(jù)關(guān)系、系統(tǒng)邏輯，通過數(shù)據(jù)持久層，數(shù)據(jù)損失的概率大大降低，數(shù)據(jù)查詢起來非常簡單，修改起來也比較簡單，安全裕度有效提升，這就證明數(shù)據(jù)持久層的巨大優(yōu)勢，實驗室管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)持久層的支持下，會有更好的效果。

3 計算機應用技術(shù)在高校實驗室的管理工作中的應用

3.1 開放管理

開放管理系統(tǒng)是根據(jù)實驗項目，根據(jù)實驗室的規(guī)章制度進行具體的開放管理的方法，一般開放管理的設(shè)備主要有門禁、智能語音系統(tǒng)、智能視頻系統(tǒng)，學生可以根據(jù)實驗室的開放管理原則，通過門禁卡或者智能語音識別，打開門禁。這樣一來，實驗室只有實驗室人員才能進出，運行起來負擔不大。實驗室開放預約管理系統(tǒng)提供實驗室資源（實驗項目、實驗場所）的校園網(wǎng)絡在線預約機制，以促進實驗室資源的利用、提高管理效率。實驗室管理員在開放管理模塊中開放預約對象和開放時間，供全校師生或特定群體來預約，將實驗室、實驗項目的預約、審批、管理等工作納入到實驗室開放管理系統(tǒng)中，實現(xiàn)對實驗開放管理的信息化。

實驗室開放管理功能模塊根據(jù)具體的功能，可以分為四個步驟：預約、項目開放、成績管理、信息查詢。

圖2 實驗室開放管理

3.2 儀器設(shè)備的管理工作

為了更好地培養(yǎng)人才，打造更加優(yōu)質(zhì)的學習氛圍和學習環(huán)境，高校開始大規(guī)模采購實驗儀器，尤其是一些精度高和技術(shù)含量高的儀器設(shè)備，更是占據(jù)了高校儀器購置支出的大頭，并且，這些儀器設(shè)備不但具有采購成本高的特點，其運行成本和維修成本也都偏高，進而增加了教育的整體成本。所以說，管理好這些貴重儀器設(shè)備是很重要的。另一方面，普通教學儀器的日常管理也很重要。以計算機硬件的維護工作為例，由于硬件本身的特性，使得計算機在長期的使用中容易老舊損壞，加上溫度條件和濕度條件的干擾，從而導致硬件問題頻，于是實驗室設(shè)備必然會出現(xiàn)淘汰或者報廢的情況，很多實驗室當中的設(shè)備長時間處于閑置狀態(tài)，沒有及時處理。又如有些設(shè)備利用率不高，存在資源浪費現(xiàn)象，這時如果能夠利用管理系統(tǒng)展開對相關(guān)設(shè)備的管理，就可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備使用情況，也可對資源進行合理化分配，提高資源利用率。如下圖貴重儀器的管理及設(shè)備調(diào)配管理：

圖3 貴重儀器管理

3.3 實驗室建設(shè)項目

建設(shè)管理系統(tǒng)以服務于學校各層面工作人員，對實驗室建設(shè)項目申報、立項審批、設(shè)備采購、項目情況匯總管理等內(nèi)容，依托校園網(wǎng)絡構(gòu)建實驗室建設(shè)項目信息化管理模式。通過實施實驗室建設(shè)項目管理，使得學校對實驗室建設(shè)項目管理工作井然有序。

實驗室建設(shè)項目包括了申請與審核管理、項目建設(shè)驗收申請與審核管理、建設(shè)項目任務書管理、項目進度管理、項目申購信息匯總等。

圖4 設(shè)備調(diào)配管理

圖5 項目建設(shè)管理

3.4 教學管理

教學管理是整個管理系統(tǒng)中的重要部分，也是主要設(shè)計的目的，其運行的基礎(chǔ)是信息化平臺。系統(tǒng)能依據(jù)實驗室的各項資源方便開展實驗教學排課管理，在教務管理的宏觀模式下，為學生提供實驗教學管理服務，完成教學計劃內(nèi)的各項實驗課程項目安排。其具體的實驗教學管理事務根據(jù)類別不同，可以分為不同的管理模塊：例如實驗教學資源管理模塊、實驗教學課時安排模塊、實驗教學學習成績統(tǒng)計模塊、實驗教學學習設(shè)備使用模塊、實驗項目實施進度人數(shù)統(tǒng)計模塊，每個模塊的具體功效不同，但總體來說是為項目教學計劃進行編排，為項目教學進度提供保障的重要方式。

由于傳統(tǒng)的實驗室在實際管理過程中，容易耗費大量的人力物力，同時也很難處理實驗教學過程中獲得的大量數(shù)據(jù)和信息，這使得大學生在學習過程中很難獲得更有效的信息。通過將計算機技術(shù)引入高校實驗室管理，可以使大學生更快、更加高質(zhì)量地進行學習。

圖6 實驗教學管理

3.5 低值易耗品管理

實驗室低值耗材由于價值低廉，購買隨意，管理不規(guī)范等原因，在使用上造成了極大的浪費。通過引入管理系統(tǒng)，能解決低值耗材積壓、浪費、使用率過低、傳統(tǒng)的實驗低值耗材管理中存在的不足等問題；可以快速、全面、準確地掌控實驗室低值耗材信息，能為管理部門合理制訂低值易耗品的購置計劃，使庫存最小，又能滿足教學需要，充分保證實驗教學良好運行，為實驗室評估、實驗室建設(shè)及實驗教學質(zhì)量管理等決策提供數(shù)據(jù)支持。實驗室低值耗材系統(tǒng)功能涵蓋低值易耗品的計劃申購、采購信息錄入、出入庫操作、統(tǒng)計與查詢、耗材預警值的管理。能實現(xiàn)學校對實驗室低值耗材管理的信息化、規(guī)范化、高效化和實時動態(tài)管理。

圖7 低值易耗品管理

3.6 實驗室智能管控系統(tǒng)

實驗室智能管控系統(tǒng)采用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，與實驗室出入口考勤門禁設(shè)備、實驗室信息展示終端、實驗房間總電開關(guān)、房間監(jiān)控設(shè)備進行智慧融合，通過網(wǎng)絡化的信息系統(tǒng)進行集中控制和管理，實現(xiàn)師生實驗刷卡開門開電、人走關(guān)電關(guān)門的智慧管理功能。系統(tǒng)具備門禁考勤管理，物聯(lián)設(shè)備管理、授權(quán)管理、信息發(fā)布管理、實時監(jiān)控查看等模塊。實驗室智能管控系統(tǒng)結(jié)合實驗室門禁設(shè)備，實現(xiàn)安排了實驗或預約了實驗的學生通過刷卡進行實驗簽到和打開門禁，實驗完成后通過刷卡離開實驗室，自動統(tǒng)計實驗課和實驗到課考勤情況的功能；結(jié)合視頻監(jiān)控設(shè)備通過實驗室智能管理系統(tǒng)即可實時查看實驗室的視頻畫面，方便管理人員查看或回看實驗室運行情況和學生實驗過程。

4 結(jié)束語

綜上所述，對于高校的實驗室管理工作而言，計算機應用技術(shù)的應用是極為重要的。故此，在實際的管理工作中，相關(guān)的管理人員應遵循新時代、新模式、新發(fā)展的原則，采用新型的計算機應用技術(shù)來進行實驗室管理工作，進而為高校現(xiàn)代化教育體系的完善發(fā)展，以及國家早日實現(xiàn)全民素質(zhì)提升這一目標提供必要的基礎(chǔ)準備。