工科实验室管理系统的设计与实现

林玉英，邱荣祖*

工科实验室管理系统的设计与实现

林玉英，邱荣祖*

（福建农林大学交通与土木工程学院，福建福州350002）

为加强工科实验室的管理，开发了工科实验室管理系统，加强了实验日志数据源的管理，自动生成了本科评估所需要的各种报表，应用条码技术加强了对实验设备的管理，应用短信平台技术实现了设备催还及实验室的开放预约。实践证明，系统加强了工科实验室的人力资源管理、设备管理以及课程管理，达到了本科评估的要求。

实验室；管理体制；运行机制；创新人才；开放式实验室

工科实验室管理水平是反映工科院校教学、科研能力、学科建设重要标志之一［1］。目前许多高校成立了工科实验室改革课题组，制定了改革的主要目标：调动实验室工作人员的积极性，整合现有实验室的资源（包括房屋、设备、人员等），利用软件开发技术加强管理，研究如何从原有的管理模式中摆脱出来，使学院的实践教学更加适应教学改革的发展。通过课题研究，希望能对工科实验室的管理体制和运行机制进行探索，制定出一套适合工科院校实际情况的管理体制，构建立体型实践教学体系，更新实验教学内容，增加综合性、设计性实验项目，建立开放型实验室［2］。

1　工科实验室管理体制改革内容

课题组拟编写软件以实现对工科实验室工作人员工作量的量化管理，对实验室仪器设备的保管、使用、维修实行动态管理，对实验室建设和维护实现全程跟踪，并参考实验的统计数据，优化实验课程的结构设置，使学院的实验室管理水平更上一层楼［］。

1.1实验室集中式管理体制

工科实验教学改革是以工科实验室工作体制改革为基础。作为应用型的工科实验室，首要任务是承担实验教学，培养创新型的高素质综合人才，其次是从事科学研究，再次是进行技术开发［4］。

创建一个资源配置合理、功能结构完善、管理运行高效的实验教学管理新体制显得非常迫切。课题组认为在现阶段高校应按照基础层次、综合层次、科研层次对实验室进行规划调整，改革“三级管理，以室为主”的封闭式管理体制，建立起按学科群设置综合实验室（或实验中心）的新体制，实行校、院二级管理，向着“规模、结构、质量、效益”四者协调、合理的方向发展［5］。

1.2实验室开放式运行机制

在原有模式中，学院按自身的需求量身定做建设小规模实验室，按自己课程设置购买少量功能单一的设备。在调查中发现实验人员通常会有体会：向其他学院借设备的手续繁杂，因对设备不熟悉操作生疏，没有合适的设备使用场所。因而本课题组认为应当整合学校的设备资源，建立实验室、设备开放机制，提高设备使用率。对于实验人员和实验室也建立相应的借用制度。以工作量奖励作为实验操作人员、实验室管理人员激励措施。人员充满活力后才能真正支持实验开放制度，避免开放设想停留于纸面［6］。

在开放实验室的工作方式下，要求实验人员按时上下班、同工同酬的粗放式管理不能发挥实验人员的工作潜能。应充分分析实验工作的各项环节，每一个实验工作环节都应用合理的折算公式换算成标准的工作量［7］。还可以通过折算系数这个杠杆，调配人力资源。例如学院可以通过提高教改论文、教改成果的折算系数，激励实验人员投入教改研究。

2　具体实施原则

2.1加强实验室建设管理

实验室具有永久性、不可移动的特征，特别是工科实验室一般都拥有重型设备，在建设实验室时需要大量预制件及坚实地基的支撑［8］。一旦施工质量不过关，将会留下事故隐患。重型设备投入使用后尽可能不轻易搬迁，避免浪费资金。因此。可根据高校办学定位和学科专业建设规划及人才培养模式的要求，制定出布局合理、多层次、多功能、高水平、高效益、开放式的实验室建设的总体规划［9］。在学校建设实验室阶段时，学院派出专业领域的专家参与图纸的设计及工程验收。同时还要求工科实验室在地理位置上应当相对集中，便于日后实现校级统一管理及开放共享［10］。

加强实验室维护管理，对实验室的施工、改造、装修图纸应用扫描仪数字化，存入软件的数据库，以便长期存放、随时可作为于实验室改造、维修的参考资料［11］。

2.2加强开放式设备管理

设备管理中，设备的申购、招标、购买、进仓、借用、维修、报废都是常见国有资产的管理环节，可以编写软件加以严格管理。对延期未归还的实验设备采用短信平台发送短信催还。

建立详尽的设备使用、保养、维修日记数据库，扫描说明书为电子文档存入数据库，有助于给日后维修提供参考。对统计表明使用频繁的设备可以追加添置，对维修频率高、影响教学质量的设备及时报废并重新申请购买。

2.3加强实验师资队伍的建设

课题组认为应当像重视教师队伍那样重视实验技术人员的人才培养。在不影响工作的前提下，鼓励实验人员参加研究生课程的进修，提高其理论水平；鼓励实验人员参加科研基金课题，培养其科研能力；鼓励实验人员参加与企事业单位的横向项目，锻炼其业务素质［12］。

在实验师资管理系统中，拟包含“人事进修档案”、“工作量的量化考核”、“论文及科研成果”等多个模块。

2.4加强实验课程的结构调整和管理

我国的高等教育长期强调理论教学的作用，将实验教学作为理论教学的附属，按照理论教学的要求设置实验。实验项目以验证性实验为主，缺乏反映科技发展前沿的实验内容，主要以验证理论、加深理论知识的理解为宗旨。要形成真正的创新型人才的培养模式，应当加大综合性、设计性实验的比重。

建立实验课程日记数据库，通过对实验室管理系统的全局分析，不难发现实验课程的原始数据是整个实验室管理数据流的重要源头。本科评估中需要统计的多个报表例如实验室使用时数表、大型设备使用课时表、学生实验结构分析表及教务部分需要统计的实验人员工作量表，这些报表的最重要的数据来源就是“实验课程日记”，所以应将加强实验日记原始数据的记录。

3　软件开发流程

在以逐项分析的基础上，制定了开发方案。

3.1实验室管理数据流的分析

实验日记是实验室管理数据流的一个重要源头，可绘制实验室管理中的一个最重要的数据流向图，如图1所示。

图1数据流向图

3.2软件模块划分

综上分析，划分软件模块如图2所示。

图2　软件功能模块图

3.3编程技术创新点

3.3.1VBA报表技术

市售的管理系统除了一部分软件能导出纯文字的EXCEL文档，大多数软件报表功能是由高级语言自带的报表组件开发的，依赖于本软件的数据环境，这些报表无法脱离软件独立存在。电脑损坏、软件重装、数据库空间不足都会导致数据不可恢复性破坏，造成历史档案损失。在本软件中应用了VBA技术，自动生成Word文档，从而实现永久存档、电邮传送、在线查阅。有力地支持了学院无纸化办公。VBA技术实现复杂排版的方法是建立透明的表格，把文字和图片放入表格的特定位置上，可以实现复杂的报表，在内存中创建Word的虚拟对象VW，生成透明表格的核心源码如下：

图文混排后生成的人事档案如图3所示。

图3 VBA技术生成的Word文档

3.3.2条码式管理技术

借鉴图书馆成熟的图书借用管理流程，在设备管理中试行条码进出仓管理。将可借用的小型仪器集中统一管理，师生凭教师证、学生证借用设备。教师证、学生证、仪器上均加贴条码，通过扫描条码实现借用及归还。

条码模块使用了barcodex条码专用OCX控件，加截该控件生成"tm"对象，生成条码的核心代码如下：

图4 条码生成模块

条码生成模块如图4所示。

3.3.3短信平台技术

本系统基于串口通讯技术及GSM MODEM技术构建短信自动应答平台。具有实验课通知、开放实验预约、借用设备催还等功能。“MBH”为短信发送的目标手机号，“DXC”为要发送的短信内容，“PCAT”为在内存中建立的串口对象，短信发送精简源码如下：

图5短信平台

4　总结

该系统已在福建农林大学交通与土木工程学院投入实用，除了必需的档案管理、设备管理、实验课管理功能外，该系统产生了如下效益：（1）支持了工科实验室开放运行机制的理念，师生能通过短信预约，请求系统安排开放实验，提高了实验场地、仪器设备利用率；（2）准确地提供本科评估所需的实验室数据报表，减轻教务管理人员的工作量；（3）实现了实验工作量的量化。通过自定义的折算公式，本系统将实验室相关人员的各项工作折算成统一的标准工作量，有助于教研室评优、个人奖金发放等工作的进行。应用工作量激励措施有效地激活了实验人员的工作热情。

［1］麻明友，杜建林，肖桌炳，等.教学型大学实验室建设与管理的研究与探索［J］.高等理科教育，2006（3）：94—96.

［2］林宇洪，沈嵘枫，邱荣祖，等.南方林区林产品运输监管系统的研发［J］.北京林业大学学报，2011，33（5）：130—135.

［3］方海林.应用型本科院校实验教学体制改革的研究与实践［J］.江苏高教.2007（1）：102—104.

［4］刘天宁，徐清.高校实验教学改革和实验室建设与创新人才的培养［J］.昆明理工大学学报（社会科学版）.2007，7（6）：101—103.

［5］周宗钢，张明，林雪明.高校二级学院教学实验室开放之探讨［J］.宁波大学学报（教育科学版）.2005（4）：131—133.

［6］林宇洪，陈清耀，胡喜生，等.复合型RFID动物耳标及追踪系统的设计［J］.四川农业大学学报，2015，33（4）：351—357.

［7］颜桂梅，胡连珍，巫慧丽，等.基于绿色消费心理木制品供应链追溯卡的设计［J］.林业经济问题，2015，35（5）：401—406.

［8］龙青云，李富全，张昌莘，等.光电信息技术实验教学改革的思考［J］.高校实验室工作研究.2007（3）：21—23.

［9］马涛，何仁龙，朱军文.高校实验技术队伍数量与结构实证分析［J］.中国现代教育装备.2007（1）：58—60.

［10］留岚兰.实验课程设置与创新型人才培养［J］.实验技术与管理.2007，24（1）：123—125.

［11］林宇洪.木材供应链追溯RFIC卡的设计［J］.西北林学院学报，2013，28（5）：175—179.

［12］林宇洪，胡连珍，蒋新华，等.基于二维码的农超对接供应链追溯系统的设计［J］.黑龙江八一农垦大学学报，2015，27（6）：83-87.

（责任编辑：李影丹）

［Abstract］In order to strengthen themanagementof theengineering laboratory，theengineering laboratorymanagementsystem is developed.Itstrengthens themanagementof the test log dataand automatically generatesavariety of reportused forundergraduatecourse assessment.Theapplication of BarCode technology strengthens themanagementof the laboratory equipment.SMSplatform technology is applied to urge the return of the equipmenton time，and it realizes the open of the laboratory by an appointment in advance.Practice has proved that the system would strengthen themanagementof human resources，equipmentand course in engineering laboratory and the system has reached the requirementsof undergraduate course assessment.

［Key words］laboratory；managementsystem；operatingmechanism；innovative talent；open laboratory

The Design and Realization of Engineering Laboratory ManagementSystem

LIN Yu-ying，QIU Rong-zu
（Transportationand CivilEngineering College，Fujian Agricultureand Forestry University，Fuzhou，Fujian350002）

G40-057

A

1008—7427（2016）02—0032—04

2015—12—29

福建省科技计划重点项目“基于物联网的智慧木材供应链关键技术与示范应用”（2014H0010）。

林玉英（1988—），女，硕士，福建龙岩人，助理实验师，研究方向：现代物流技术，实验室建设与管理。*通讯作者：邱荣祖（1961—），男，福建莆田人，博士，教授，博士生导师，研究方向：物流工程与管理；E-mail：qrz1010@aliyun.com。