地方高校實驗室信息系統設計和實現

王強

（金陵科技學院，江蘇南京 211169）

近幾年地方高校快速發展，實驗室規模迅速增加，實驗室建設和管理工作日趨繁重和復雜。為落實教育部《本科教學工作合格評估要求》，構建實驗室、設備和實驗教學相統一的信息平臺，提升實驗室和教學設備的管理水平，許多地方高校急需根據學校實際情況，開發實驗室信息系統[1]。

1 實驗室信息系統需求分析

實驗室管理一直以來都是使用傳統的電子表格方式進行信息收集、傳遞、加工、存儲，工作效率和規范性都難以適應地方高校快速發展的需要；根據地方高校實驗室管理工作的實際開展系統的調研分析，本系統主要包括實驗室基礎信息管理、實驗室使用管理、實驗室建設管理、實驗室分布管理和教育部實驗室信息統計等功能模塊。

1）基礎信息管理是實驗室工作的基礎，包括實驗教學中心和實驗室基本信息、實驗室用房、實驗室人員、實驗室課程和實驗項目的管理；重點是對各項基礎信息進行維護，如實驗教學中心管理包括名稱、編號、所屬院系、面積、管理員等信息，支持查詢實驗教學中心列表和教學中心對應的實驗室列表。

2）各實驗室使用情況是職能部門管理時必須掌握的重要信息，包括實驗室承擔教學情況、實驗室社會服務和科研情況、實驗室經費情況以及大型儀器設備使用效益的管理；重點是對各實驗室效益進行管理，如大型儀器的使用效益數據包括機時數、獲獎數、發明專利數等；實驗室社會服務和科研情況數據包括教師獲獎與成果、論文情況（三大檢索收錄和核心刊物）、科研項目數、教研項目數等。

3）實驗室建設管理貫穿實驗室建設項目申請、審批、實施和驗收全流程。如在審批環節，需進行申請審核、申請駁回和申請刪除等操作；審批流程結束后可生成固定格式的文檔留存相關部門（相關部門自行操作）；顯示審批狀態（待審、通過、駁回等），對項目可進行網上評審，記錄評審意見。

4）實驗室分布管理以校內分布圖的形式，直觀地展示全校實驗室的分布情況，點擊實驗室時可查看對應實驗室（實驗總室）的信息。

5）教育部實驗室信息統計，需要匯總生成貴重儀器設備表(SJ3)、教學實驗項目表(SJ4)、專任實驗室人員表(SJ5)、實驗室基本情況表(SJ6)、實驗室經費情況表(SJ7)報表（按年度統計）。

2 實驗室信息系統的系統設計

1）系統總體設計原則包括實用性和可行性、先進性和成熟性、開放性與標準化原則、可靠性和穩定性、可擴展性及易升級性、安全性和保密性以及可管理性和可維護性[2]。

2）網絡架構：硬件部分由網卡、集線器/交換機、路由器、網線/光纖、數據和應用服務器構成；軟件部分采用Windows系列操作系統，網絡基于以太網技術，采用因特網通信協議和TCP/IP傳輸控制協議[3]。

3）系統結構和分層設計：在實驗室信息系統的設計中，采用最典型的表示層、業務邏輯層和數據庫訪問層三層體系結構。表示層主要用于處理信息系統與用戶之間的交互，它將系統的各種業務功能顯示在瀏覽器上；業務邏輯層，主要是實現系統各種業務的具體邏輯功能，對系統所有問題信息領域中要解決的內容進行表示；數據訪問層一般情況下是實現數據庫的數據交互活動，其主要作用是訪問數據庫記錄和數據存取實現[4]。

3 實驗室信息系統數據庫設計

1）與外部接口數據傳遞關系

本系統從設備系統中讀取各實驗室所屬設備數據，從科研系統中讀取實驗室承擔科研情況，從教務系統中讀取實驗室承擔教學情況，其他數據從數據中心的中間庫讀取，同時將實驗室基本信息傳遞給數據中心中間庫。

2）數據庫設計

①實驗室管理庫包括實驗室基本信息表（LabBaseInfo）、課程基本信息表（CourseInfo,由教務系統同步）、課程對應關系表（CourseBase）、課程信息匯總表（CourseSum）、課程項目信息表（CouProInfo）和實驗人員信息表（HRInfo）。

②實驗室使用管理庫由實驗室使用表（LabUseInfo）、實驗室經費使用表（LabFundsInfo）、實驗室詳細情況表（LabDetInfo）和大型儀器設備使用效益表（BigEquInfo）構成。

③實驗室建設項目管理庫由實驗室建設基本表（ConBaseInfo）和實驗室建設詳細表（ConDetInfo）構成。

④內容管理庫由內容管理表（LabNotice）和基本條目表（BaseItem）構成。

⑤系統管理庫由部門表（SysDepartment）、用戶表（SysUser-Info）、角色表（SysRoleInfo）、基礎權限（菜單）表（SysPermission）、角色-權限關系表（SysRolePermission）、用戶-角色關系表（SysUserRole）、用戶-特權關系表（SysUserVipPermission）、用戶配置表（SysUserSetting）和系統日志表（SysLogInfo）構成。

3）主要表的表結構

①實驗室基本信息表（LabBaseInfo）見表1：

表1 實驗室基本信息表

②實驗室經費使用表（LabFundsInfo）見表2：

表2 實驗室經費使用表

?

③實驗室建設基本表（ConBaseInfo）見表3：

表3 實驗室建設基本表

4 實驗室信息系統實現

4.1 系統登錄

在瀏覽器地址欄中輸入實驗室信息系統所在服務器的IP地址：http://210.28.186.6:8087。輸入用戶名（11位工號，如00000000447），初始密碼123456，點擊“登錄”按鈕即可進入系統。登錄角色分系統管理員、院部實驗中心主任和實驗員。見圖1：登錄界面。

圖1 系統登錄界面

4.2 基礎信息管理

該模塊實現實驗室、實驗人員和課程項目的基礎信息管理，以實驗室基礎信息管理為例，它以列表方式顯示各實驗室信息，系統管理員可查看編輯全校實驗室，院部實驗中心主任能查看編輯本院部所有實驗室情況，實驗員能查看編輯本人所管理的實驗室。選中一條實驗室記錄，可以對其進行增加、刪除和編輯等操作。點擊“設備鏈接”字段下的“跳轉”超鏈接，可直接顯示設備系統中相應實驗室的詳細設備信息，此項功能為實驗室設備管理、實驗室建設項目立項提供準確的實時數據。見圖2：實驗室基本信息管理界面。

圖2 實驗室基本信息管理界面

4.3 實驗室使用情況管理

該模塊實現計劃內實驗室使用、計劃外實驗室使用、經費使用情況、年度教學科研使用情況上報和大型儀器設備使用情況的管理。其中“計劃內實驗室使用”調用教務系統中課表數據；“計劃外實驗室使用”可實現臨時性、開放性的實驗室使用管理；“經費使用情況”統計各實驗室儀器設備購置、設備維護、教學運行、實驗室建設和實驗教學研究和改革等各類經費；“年度教學科研使用情況上報”根據教育部要求，由各實驗室填報教師獲獎和成果、學生獲獎情況、科研及社會服務情況、畢業設計和論文人數、論文和教材情況，最終匯總成全校數據；“大型儀器設備管理”實現單價40萬以上的儀器設備使用情況統計，包括教學使用時數、科研使用時數、社會服務使用時數、科研項目數、培訓人數等信息。

4.4 實驗室建設管理

該模塊實現實驗室建設的全流程管理，實驗中心主任有項目申請、項目實施、項目驗收和項目歸檔四個功能菜單，管理員有項目審批、項目驗收和項目歸檔四個功能菜單。建設流程是：第一步實驗中心主任進行項目申請（見圖3），申請表填寫結束后點擊“提交”按鈕；第二步管理員審核申請，通過后申請人可以在項目實施菜單中看到，如果未通過，該項目停留在項目申請界面，需修改后繼續提交申請；第三步項目實施，包括儀器設備采購安裝、功能調試、人員培訓等，完成后，實驗中心主任點擊申請驗收；第四步：管理員對申請驗收的項目進行審核，如果驗收通過，點擊編輯按鈕填寫實際使用的建設經費數額；第五步項目歸檔。

圖3 實驗室建設詳細信息編輯界面

4.5 實驗室分布管理

該模塊實現了以校區樓宇二維分布圖的形式，直觀展示各實驗室分布情況，同時點擊實驗室時可通過遠程監控探頭，實時查看該實驗室教學科研情況。

4.6 教育部實驗室信息統計

該模塊實現了教育部實驗室信息上報信息的統計功能，點擊自動生成SJ3、SJ4、SJ5、SJ6和SJ7，合計5個統計報表。

5 總結與展望

本文通過調查與分析地方高校對實驗室信息系統的管理需求，開發了一套基于B/S結構的管理信息系統。系統開發有效提升了實驗室工作的管理水平，有助于促進實驗室各項工作規范化、智能化和信息化[5]。但由于實驗室工作內涵廣泛，部分模塊較復雜，實現難度較大，部分功能實踐效果一般，系統還需要進一步優化和改善。