高校實驗室信息管理系統的設計與實現

摘要：隨著國家對職業人才的需求，科研和實踐教學引起了各地高校的重視，高校實驗室建設力度不斷加大，對實驗室管理的要求也逐漸提高。應用信息化技術構建實驗室信息管理系統，實現實驗室科學、高效的管理，對高校實驗室建設和管理極其重要。本文從實驗室日常管理工作出發，站在實驗室建設、管理和實驗開出率等視角分析了實驗室信息化建設的重要性和意義，對信息化管理系統進行了模型和思路的設計和實現，希望對高校實驗室管理者進行改革提供參考。

關鍵字：高校實驗室;實驗室;信息管理系統;設計與實現

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）17-0044-02

隨著國家對職業教育的投入和人才的需求，實驗室作為高?？蒲泻蛯嵺`教學的重要場所，受到了各地高校的重視。但在實驗室的建設，尤其是設備、安全、危險品日常管理工作中，存在著諸多安全隱患和問題，逐漸引起了實驗室管理人員的重視[1]。如何科學高效地實現設備、儀器、耗材的管理，是高校實驗室管理人員必須面對、思考解決的問題。因此，引入信息化技術，通過實驗室信息管理系統，在實現實驗設備科學化管理的同時，提高實驗設備的利用率，有效延長實驗設備和使用壽命，更加科學、高效地為老師的科研和學生的實踐學習提供堅實的基礎。

1 高校實驗室信息管理系統建設的重要性及意義

1.1 高校實驗室信息管理系統建設的重要性

實驗室是高校教學的重要組成部分，是高校人才教育培養、科研、服務社會的重要場所，高校實驗室具有學科覆蓋廣、設備儀器種類繁多、實驗教學任務量大、學生參與人數多等諸多特點，導致實驗設備、儀器、耗材、生化危品等管理工作量大、難度大。傳統的人力管理模式，不僅存在數據統計、分析費時耗力的困難，同時管理人員難以及時掌握實驗耗材、儀器設備、生化危險品的使用和動態變化[2]。因此，高校實驗室建設信息管理系統對提高實驗室管理水平、改善科研環境和實踐教學等具有重要意義。

1.2 高校實驗室信息管理系統建設的意義

隨著計算機網絡技術的發展和互聯網應用的不斷深入，實驗室管理工作逐步從人工向智能化、信息化轉變。各高校逐漸認識到實驗室信息管理系統建設的重要性，紛紛通過各種方式建設了相應的實驗室管理平臺，并在實際應用中取得了較好的成效[3]。通過實驗室信息化管理系統，可以方便地實現耗材的管理、信息的統計、上報審批、采購等;通過實驗室信息共享平臺，實現大型儀器設備、實驗室的預訂，提高儀器設備利用率的同時，提高實驗開出率。通過實驗室視頻監控平臺，不僅能夠實時掌握實驗室的基本情況，還可以實時掌握學生實驗中的安全問題，可以有效防范相關的安全問題。因此，高校實驗室信息化系統的建設在人才培養、科學管理等方面發揮著重要的作用。

2 實驗室信息管理系統功能分析及模塊設計

2.1 總體目標

高校的實驗室信息管理系統是一個完整、便捷、高效的系統，能夠科學、有效、有序的管理實驗室設備和資源[3]。因此，在實驗室信息化系統設計的過程中，要充分解放思想、更新管理教育理念、優化實踐教學流程，總結應用經驗，利用科學技術手段設計符合現代教育管理理念的智能化信息管理系統[4]。該系統應具有整體化、網絡化、模塊化、人性化、智能化、便捷化等特點。具體表現為：模塊化的系統、人性化的交互界面、遠程化的操作系統、智能化的數據分析、自動化的管理流程。

2.2 系統架構

本系統主要采用B/S（瀏覽器/服務器）模式開發，系統由Web服務器、客戶端瀏覽器、數據庫服務器等組成[5]。客戶端通過瀏覽器以HTTP協議對Web服務器進行訪問，Web服務器訪問數據庫服務器，并將相應結果以HTML的形式返回給客戶端瀏覽器[6]。Web前端技術主要采用HTML、CSS、JavaScript實現用戶交互界面的設計與實現，后端采用SpringBoot實現業務邏輯及處理前端的Web請求、SpringSecurity實現系統的訪問權限模塊、MySql數據庫技術實現數據信息的存儲、MyBatis數據訪問技術。前端通過AJAX向后端請求數據，前后端數據通過JSON格式的數據進行交換[7]。系統架構圖如圖1所示。

2.3 功能模塊

實驗室信息管理系統的開發，主要是提高實驗室耗材的管理與采購、設備儀器使用預定與借用、實驗室的申請預定、實驗設備的維修和管理效率，因此，本系統需要針對不同的用戶設置不同的權限和功能[8]。系統的整體功能分為五大部分：系統用戶管理模塊、實驗室信息管理模塊、實驗耗材管理模塊、實驗儀器設備管理模塊、實驗課程管理模塊。各功能模塊具體功能分析如下：

2.3.1用戶管理模塊

本系統的用戶主要分為系統管理員、實驗室工作人員、系部教師、學生四類人員。其中管理員擁有最高權限，可以對實驗室管理人員、教師、學生，以及耗材、實驗室、儀器設備、實驗課程等內容進行管理。例如添加實驗室管理人員、教師等。

2.3.2實驗耗材管理模塊

實驗耗材管理是本系統的重要部分，本模塊主要實現實驗耗材的日常管理工作。例如學期結束前，各系部教師登錄本系統進行實驗耗材的申報，實驗管理人員利用系統自動實現庫存耗材與申報耗材的信息統計，生成下學期耗材申報表，院系負責人可以通過本系統進行實驗耗材的審批工作。另一方面，實驗室管理人員和教師可以實時統計、查看實驗耗材的使用情況，以及庫存情況，危險品的保存管理情況等。通過本模塊不僅減輕了各教學系部實驗耗材的申報工作以及實驗員的耗材統計管理工作，還能保障生、化、危險品的安全工作。

2.3.3實驗室管理模塊

本模塊主要對各實驗室的情況簡介、所擁有實驗儀器設備、可承擔課程、實驗室負責人等信息進行管理，通過本模塊可以實現實驗室對外的形象展示，用戶可以通過本模塊查看了解實驗室的基本信息。

2.3.4實驗儀器設備管理模塊

實驗儀器設備管理模塊也是實驗室信息管理系統中的重要部分，本模塊主要對實驗儀器設備的使用、存放、借用、損壞、維修、預訂等信息進行管理[9]。通過本模塊，實驗室管理人員和教師可以實時了解儀器設備的使用情況，實驗管理人員可以通過本模塊實現儀器設備的損壞報備、維修申請。教師可以通過本模塊對儀器設備進行預定，并開展相應的科研工作。

2.3.5實驗課程管理模塊

本模塊主要針對學生的實驗課程進行管理。通過本模塊，教師、學生可以查詢相關的實驗課程信息、實驗安排，以及實驗的預約工作。各系部通過本系統可以對已經安排的實驗課程進行相應的調整。

3 實驗室信息管理系統數據庫的分析與設計

本系統的開發主要涉及兩大類的數據表，一類是實驗室耗材、儀器設備、實驗室簡介、管理員、實驗室管理員、教師、學生等基礎信息表。另一類是業務信息表，主要包括各課程實驗耗材的申報、審批、報廢、實驗用儀器設備的借用和預約、實驗室當前狀態、實驗室課程安排與調整等信息。本系統主要采用MySQL數據庫，系統中的主要數據表如下：

3.1 權限管理數據表

本部分采用主流的通用權限管理系統，其數據模型為RBAC，主要數據表有用戶表、角色表、權限表、用戶角色關聯表、角色權限關聯表、臨時角色權限表。

3.2 耗材申報表和申報明細表

3.3 儀器設備借還表

3. 4實驗課程調整表

4 信息管理系統數據安全問題

在互聯網網絡環境中，數據信息的安全性極其重要，一方面需要防范計算機病毒及非法用戶的惡意攻擊;另一方面，需要做好數據的規范化管理和系統權限的管理。這就需要針對系統服務器安裝相應的防病毒軟件和軟硬件防火墻，以防止病毒和非法用戶對數據的破壞及重要信息（例如管理員、實驗管理人員密碼）的泄露。還需要針對數據庫服務器采用軟、硬件相結合的方式，實現數據的實時冗余備份工作，嚴格保障數據信息的安全，防止丟失。

5總結

實驗室信息管理系統為實驗室、教師、實驗室管理人員和學生之間提供了一個便捷的服務平臺，不僅使實驗室管理人員可以精準、高效地對實驗耗材和視頻設備進行管理，掌握實驗室的使用情況，保證了儀器設備、危險品的安全和實驗人員的人身安全，還在很大程度上提高了儀器設備的使用率，使昂貴的教學資源得到了充分合理的應用，保障實驗教學正常有序地開展。通過應用現代化的信息技術手段，可以實現對實驗室管理的科學化、流程化、規范化、智能化，提高高校實踐技能教學的質量、實驗室管理水平和服務水平，為學校的飛速發展保駕護航。

參考文獻：

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收稿日期：2022-02-10

作者簡介：樊云鵬（1987—），男，河南周口人，本科，周口技師學院，講師，研究方向為信息類。