高校實驗室信息管理系統的設計與建設

中原工學院現代教育技術中心 何鵬

高校實驗室是教師、學生開展實驗教學活動的重要場所，隨著近年來高校招生規模不斷擴大，高校實驗室及設備逐步增多，由此也一定程度上加大了高校實驗室管理難度。針對這一情況，加強高校實驗信息管理系統設計與建設具有重要意義。本文首先闡述了實驗室信息管理系統的相關概念，在此基礎上介紹了該系統的設計原則及其需求，最后對高校實驗室信息管理系統的設計與建設進行了研究分析，以期為相關人員研究提供一些思路。

隨著高等教育改革的不斷深入，為滿足教育教學需求，高校實驗室規模日益擴大，加之實驗室日常開展的實驗項目、教學活動不斷增多，使得實驗室的數據信息也海量增長。在此形勢下，傳統人工管理方式已難以實現對實驗人員、儀器設備等實驗室數據信息的有效管理。建設高校實驗室信息管理系統對高校實驗室開展科學、高效管理已是大勢所趨。

1 實驗室信息管理系統概述

實驗室信息管理系統，指的是基于計算機技術、管理技術等技術對實驗室中形成的數據信息開展處理，與此期間可推進實驗室中人員管理、設備管理、技術管理等一系列管理模塊的有機融合，進一步實現對實驗室各項數據信息的統一管理。實驗室信息管理系統不僅可為實驗室管理提供有力支持，還可提讓實驗室各項工作不斷趨于規范化，并切實提升實驗室管理工作質量、效率，促進實驗室的有序運行。(1)實驗室信息管理系統能提升管理效率。基于實驗室信息系統的應用，工作人員可以快速查找、保存、修改實驗室數據，自動生成實驗室管理報告；(2)實驗室信息管理系統能降低實驗室管理成本。信息管理系統是基于互聯網進行運行的，減少了人工成本的投入。且系統對網絡硬件設施要求不高，能有效減少實驗室管理經費；(3)實驗室信息管理系統實現了實驗室管理規范化。不同權限的用戶只能根據自身身份獲得響應權限，避免了部分用戶私自非法操作，使得實驗室管理更加規范；(4)實驗室信息管理系統有助于實驗室管理決策。伴隨著高校擴招工作的開展，實驗室信息管理系統中的使用信息能夠為高校管理層提供決策依據，為下一步實驗室的新建與管理決策提供準確、全面的數據。

2 高校實驗室信息管理系統設計原則

2.1 實用性原則

實用性作為軟件設計所需遵循的一項基本原則，不管是哪類軟件，第一步是要確保自身的實用性，確保自身在測試完畢后可有效應用于用戶的工作實踐。高校實驗室信息管理系統設計的實用性原則要求該系統可解決高校實驗室管理部門、師生等在日常實驗中面臨的一系列問題，諸如教學管理、課程管理、人員管理等問題，進而確保高校人員可依托信息管理有序完成相關學習工作任務。

2.2 安全性原則

隨著網絡信息技術的迅猛發展，在網絡平臺中滋生出大量的計算機病毒，這些計算機病毒會利用各種手段竊取計算機系統中攻擊目標的相關信息，并從中找到潛在的漏洞，接著對系統進行侵襲，并對系統原有數據信息進行篡改、破壞。針對這一情形，高校實驗室信息管理系統設計必須要遵循安全性援助，對外來信息開展權限設置，防范各式各樣計算機病毒的攻擊。基于此，除去要對高校實驗室信息管理系統系統層、網絡層開展安全保護，還應對數據庫層、用戶層開展全面保護，以此切實防止實驗室信息遭到篡改、破壞。

2.3 易用性與數據約束性相結合原則

高校實驗室信息管理系統設計的易用性主要涉及易于理解、易于掌握、易于操作等方面。易用性原則要求系統設計應基于用戶實際，可滿足用戶在日常工作中的實際需求。與此同時，實驗室工作具有一定的復雜性、多變性，并且實驗室還涉及海量的數據信息，由此使得實驗室信息系統在管理上存在不小的難度。為此，實驗室信息管理系統的設計應將以上因素進行綜合考慮，將它們進行有效結合，以此一方面確保用戶使用的便捷性，另一方面確保實驗室數據的全面性。比如，在實驗室信息管理系統中，為用戶提供便捷的操作界面，對相關數據填寫及檢索設置相應的介紹，在數據填寫完畢后，依托數據格式等予以校對，進而有效防止系統出現錯誤數據。

3 高校實驗室信息管理系統需求分析

伴隨著高等教育現代化進程的加快，實驗室管理工作的要求也逐漸提升。高校實驗室管理制度更加嚴格，管理工作的開展更加規范，這使得實驗室管理難度進一步增加。高校實驗室信息管理系統需要基于實驗教學培養計劃，綜合教師信息、學生情況以及實驗教學需求所生成的實驗教學計劃與安排數據。在對高校實驗室信息管理系統進行設計過程中，需要針對系統需求進行深入分析。就高校實驗室信息管理系統需求而言，主要是為了對實驗室設備管理進行規范，為實驗室教學監控等事務提供便利，針對各項事務需要合理配置實驗室資源，并且還可依托這一系統的數據信息對實驗室設備的實際使用狀況進行綜合分析，進而為實驗室設備采購提供有力依據，防止資源浪費。除此之外，通過系統還可了解實驗室設備借還情況，以及系統可預設設備歸還到期提醒等功能。

4 高校實驗室信息管理系統的設計與建設

4.1 系統設計

高校實驗室信息管理系統設計主要應用到前端應用程序開發、后臺數據庫數據采集維護等技術，其中，前臺應用程序開發有賴于一個安全可靠數據庫的支撐，一個科學完備的數據庫重要影響著系統的運行效率，其可提升數據的讀取效率、縮減數據冗余，確保數據的全面統一。

(1)系統功能模塊設計。基于高校實驗室管理的實際需求，本系統主要由實驗教學管理、實驗設備管理、實驗室開放管理、系統管理等功能模塊構成，對于該系統的功能模塊構成，如圖1所示。1)對于實驗教學管理模塊的設計而言，因為高校實驗室是高校開展實驗教學的重要場所，所以這一功能模塊屬于是該系統的核心模塊。其主要可實現課表管理、學生實驗報告管理、實驗人員管理等功能。其中，課表管理具體不僅可為師生提供實驗室課表查詢、調課、選課等功能，還可為實驗室管理員進行排課工作提供有效便利；學生實驗報告管理則可為學生進行在線傳輸實驗報告創造便利，以及有助于提升教師對學生實驗報告的評價效率；實驗人員管理則不僅可實現對實驗基本操作人員的管理，還是實現對相關技術維護人員的管理。2)對于在實驗設備管理模塊設計中，同樣作為實驗室日常管理中十分重要一環，該模塊可實現的功能包括有設備信息查詢、設備管理等，并主要涉及實驗設備出入庫、實驗設備信息更新完善、新設備添加、設備保修報廢等操作。所以，這一功能模塊也是本系統應用相對頻繁的模塊。3)對于實驗室開放管理模塊的設計而言，這一功能模塊可支持師生通過系統了解實驗室開放預約時間表，并通過在系統輸入開放實驗名稱、實驗具體內容、實驗相關人員等信息，以對實驗室進行預約申請，然后由實驗室管理員進行審核，預約者最后通過系統查詢實驗室預約申請狀態即可。4)對于系統管理模塊的設計而言，這一功能模塊服務的對象為系統管理員，并主要分成用戶管理、權限管理、系統日志管理等模塊。其中，通過用戶管理模塊，系統管理員可對系統用戶進行編輯、添加、刪除等處理；通過權限管理模塊，系統管理員可實現對系統用戶權限的有效管理，包括對實驗教師系統權限進行管理、學生系統權限進行管理等；通過系統日志管理模塊，系統管理員不僅可對系統運行過程中自動生成的日志進行實時查看，還可對系統日志進行導出、打印等處理。

圖1 高校實驗室信息管理系統功能模塊示意圖Fig.1 Schematic diagram of functional modules of the university laboratory information management system

(2)數據庫設計。數據庫是系統數據存儲場所，應設計全面完整、運行高效的表結構及不同表之間的關聯關系。數據庫設計應充分結合用戶實際需求，基于需求分析設計出與業務相關的數據結構，為后期工作開展提供便利。本系統設計包括兩大類表：一種為基礎信息表，涉及實驗室、實驗室管理員、教師、學生等；另一種為業務信息表，涉及實驗室使用狀態、實驗設備預約、實驗設備借還等信息。本系統數據庫選取MySQL數據庫，支持各類操作系統平臺，作為一個可靠的多用戶、多線程的SQL數據庫服務器，MySQL數據庫層操作功能強大，可控制一系列主流數據庫。

4.2 系統建設

(1)系統登錄建設。開啟網頁瀏覽器，在地址欄輸入實驗室信息管理系統對應的IP地質，便可進入本系統用戶登錄界面，系統管理員或實驗教師可通過輸入教工號、密碼登錄系統，學生可通過輸入學號、密碼登錄系統。

(2)實驗教學管理功能模塊建設。實驗教學管理作為本系統的核心環節，主要涉及教師預約排課、學生選課、實驗報告提交、師生交流互動、實驗考核評價等內容。對于實驗教師而言，首先，可通過點擊承擔實驗任務，了解到當學期所必需開展的相關實驗項目，以及一些開放性實驗項目；同時，通過承擔實驗任務面，可通過開展“實驗安排”“實驗記錄”“交流互動”“實驗考核”等操作，以實現實驗項目申報。比如，教師可通過點擊實驗預習，調節安排實驗項目預習要求、查看學生上傳的預習報告，并對學生預習報告進行評定。對于學生而言，登錄系統后，可了解到該學期必修的實驗項目及開放性實驗項目內容。學生可針對不同的實驗項目開展選課、預習、上傳實驗報告、與教師進行交流互動等操作。

(3)實驗設備管理功能模塊建設。實驗設備管理功能模塊可實現實驗室中各類設備設施的全面查詢，包括實驗設備信息的瀏覽、編輯、添加、刪除等，以此可實現對實驗設備批量數據信息的傳輸、編輯，并為實驗室設備管理提供有力支持。

(4)實驗室開放管理功能模塊建設。用戶進入系統后，可以通過預約模塊來進行預約。首先需要填寫實驗室預約申請表格，在詳細填寫各項內容后上交，實驗室管理員會對申請表格進行審核。申請成功后，教師或學生則可按照預約詳情來使用實驗室。在完成實驗項目后，則可以通過本系統提交實驗報告。另外，教師或者學生對于實驗室的預約申請尚未接受審核時，可對預約申請進行取消處理。

(5)系統管理功能模塊建設。基于系統管理功能模塊，系統管理員可對系統用戶開展全面管理，包括對系統用戶進行添加、編輯、刪除，以及對系統用戶權限、不同角色進行設置等。

5 結語

總而言之，隨著科學技術的不斷發展，高校實驗室信息管理系統也將不斷發展完善，以此不僅可提升實驗室數據信息的處理效率，還可有效提升實驗室管理水平。高校在對實驗室信息管理系統進行設計與建設過程中勢必會面臨一系列問題，因而在對系統開展設計與建設時應多個不同方面入手，開展好對系統的修改完善工作，進一步打造出更為科學可靠的實驗室信息管理系統，為高校實驗室管理提供有力支持。