高校实验室信息管理系统的构建

郭 盛, 黄 刚, 尹婵娟

(南京邮电大学 资产管理与实验室建设处, 江苏 南京 210023)

实验室工作是高校教学工作中非常重要的一部分,实验室管理水平的高低将直接影响到学校各项工作的开展情况和完成质量,而实验室的信息化程度既是学校能够更好地进行实验室管理的保障,也是高校实力的一种体现[1-2]。

随着高等教育的发展,高校实验室规模不断扩大,实验设备设施快速增加,实验室业务日趋繁多,实验数据和信息不断累积。在信息化时代高校实验室管理工作采用传统的人工管理方式存在一些问题，不利于对实验人员、仪器设备等实验室基本信息进行日常维护和管理，如文档、报表手工上交、汇总,办事人员往返于各个部门之间行走流程,严重影响教学科研工作的质量和效率；所有工作文档查询、调阅困难；教师、学生无法通过网络了解实验室和设备的状态和档期,无法预约实验室或仪器设备；部门之间、学院之间信息不能共享,沟通不畅；无法获知已办理的业务项目的最新状态和到达环节[3-7]。构建实验室信息管理系统对高校实验室工作进行更为高效、科学的管理已成为大势所趋。

1 信息管理系统的概念

实验室信息管理系统主要是利用计算机技术以及管理技术对实验室中产生的数据和信息进行处理,它在处理过程中能够将实验室中的人员管理、设备管理、数据管理以及技术管理等多种管理模块融合在一起,从而达到对实验室的所有数据进行统一、有效管理的目的。信息管理系统不仅能够加强实验室的管理,同时也能够规范实验室工作流程,提高工作效率,是实现高校管理科学化、现代化的有效手段[8-9]。

2 高校实验室信息管理系统的设计原则

2.1 实用性原则

保证软件的实用性是软件设计的基本原则,无论何种类型的软件,首先必须具备实用价值,保证该软件在进行测试后能够有效应用到用户的实际工作当中。高校实验室信息管理系统的实用性原则要求实验室管理系统能够解决高校实验室管理部门、教师以及学生等在日常实验中遇到的实际问题,包括人员管理、教学任务管理、课程管理等,保证高校人员能够通过信息管理完成工作及学习任务[10]。

2.2 安全性原则

随着信息化网络技术的快速发展,各种以计算机网络为载体的病毒也不断出现,例如一些病毒通过多种手段获取计算机系统中攻击目标的相关信息,从中找出存在的漏洞，然后侵入系统,对原有信息进行篡改或毁坏。因此,高校实验室信息管理系统必须加强自身的安全保护,对外来信息进行权限设置,预防各种黑客病毒的入侵[11]。因此,不仅应对高校实验室的网络层及系统层进行保护,也应对用户层及数据库层进行全方位的防护,避免高校实验室信息遭受损害。

2.3 注重具体功能及权限的设置

高校实验室信息系统的权限通常主要包含三个层次：学校、院系以及实验室。学校级别的用户主要是系统的超级管理员,其工作主要包括5项内容：(1)维护系统参数,即对实验室信息管理系统参数进行定期检查、修正,保证信息管理系统的有效使用；(2)分配账号权限,对不同类型的用户设置不同的进入系统的方式及可以查询的信息内容；(3)下发实验教学任务,主要为不同院系、班级的教师及学生提供实验项目；(4)统计检查数据；(5)上报统计数据。院系用户的工作内容主要包括对院系教学任务的核对及落实。而实验室用户主要负责对实验室运行信息以及实验项目的维护,对每个班级实验课程的安排以及对教学实验费用的管理等。

2.4 注重易用性及数据约束性的结合

高校实验室信息管理系统的易用性主要包括三方面：容易理解、容易掌握、容易操作。易用性原则要求软件的设计从客户需求角度分析,满足客户在日常工作中的实际需要。实验室主体本身具有多变性的特征,然而实验室所包含的信息量极大,这就导致信息系统在管理上存在很大的困难。因此,软件的设计应充分考虑这方面的影响要素,将二者进行有效融合,既保障用户使用的方便快捷性,又保障数据的全面性。例如,在信息系统中,设置简单的操作界面,对于各项数据的填写及查询附上简要的说明,在数据填写完成后,通过数据格式等进行校对,降低错误数据出现的概率。

2.5 加强数据信息的集成式管理

在教育部提供的高校实验室信息统计表中,数据量较大,数据统计工作十分复杂、繁琐,因而信息管理系统中数据不一致的问题时有发生。对于此,高校实验室在设计信息管理系统时应尽量减少相同数据的填写次数,避免重复填报。对于经常重复出现的数据进行分解、整合,对于能够计算生成的数据尽量避免人为填写。同时,应加强系统的导出功能,保证高校各级用户都能查询到所需数据。

3 高校实验室信息管理系统的功能

对于高校实验室信息管理系统的设计而言,必须保证信息系统中不同模块之间的相互联系性和紧密性,同时还要保证每个模块之间是相互独立的,模块组合形成相对完整的信息管理系统[12]。其主要的设计功能见图1。

图1 信息管理系统功能模块图

3.1 系统管理

系统管理主要包括学校简介信息、学期教学数据、实验室信息数据、实验室新增设置、数据信息初始化、用户管理、参数设置、传统历史信息资料录入以及整体数据库信息维护等9个方面的内容。其中,上报数据信息的初始化主要是将学校各个学年的学期数据进行归零,有效避免实验室信息系统中的数据重复,避免误将上一年度的数据报告作为本年度的数据上报,保证上报数据的真实性和有效性；控制参数设置主要是指根据学校的实际数据情况进行科学的设置和填报。对于高校实验室来说,其用户流动较为频繁,在进行数据填报的过程中数据容易混乱,从而造成数据有误,而这些错误的数据信息录入系统之后,其参数必定有误差,需要实验室工作人员和信息系统管理人员根据高校的实际情况进行核查、控制,保证参数设置的规范性。

3.2 基本信息管理

基本信息管理主要是对实验室用户权限范围的管理,实验室用户在登录信息系统之后,可以根据实验室的具体情况对实验室的数据信息进行及时的修正,以保证数据的准确性。其中在基本信息管理的板块设置中需要包括实验室的基本信息维护与更新、教学数据的更新以及实验室维护经费等三个方面的内容[13]。具体而言,实验室的基本信息主要是对实验室的成立日期、占地面积、实验室种类以及实验室所属学科等基本信息；科研数据信息则包括实验室的科研结果统计、科研项目情况以及科研成就等情况。同时对于实验室的科研项目要分别归类,并做好清晰的数据填报,对科研数据进行及时的校正。

3.3 人员管理

人员管理主要是指实验室信息管理系统的技术维护人员和基本操作人员,并对这些人员进行统一的信息编号,针对不同的编号进行人员基本信息的录入和管理,例如人员姓名、职位、专业、学历、科研成果、培训经历等基本信息[14]。同时对于信息管理系统中的人员信息都要进行系统审核,进行数据上报,并将这些人员的信息合理应用到实验室的课程安排设置中,保证教学效果。

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3.4 项目管理

对于高校实验室信息管理系统而言,保证实验项目管理的有效性,是推动高校科研创新与实验教学的基础。通常情况下,实验项目分为教学实验项目和开放实验项目。在进行实验项目的过程中,要进行明确的区分,进行科学的课程设置。在进行实验项目管理的信息设置过程中,针对高校实际实验项目进行详细的数据统计,区分实验项目类型,并对参与实验项目的科研人员进行统计和上报,保证实验项目的完整性和科学性。

3.5 教学任务管理

在高校教学中,不同学科和专业的教学任务也不相同,需要有针对性地进行教学任务的管理,具体而言,教学任务可以分为学校、学院、实验室几个部分。

在信息系统的设置中，需要针对学校专业、课程、学生以及教师的信息管理,针对不同的院系进行实验排课,并设置相应的实验项目、实验次数,在学生管理模块中对参加实验项目的学生进行统计,例如学生数量、专业等。另外在教师管理模块中对实验项目的课程教师进行合理的安排和设置。

3.6 排课管理

实验教学排课与日常的理论教学排课存在一定的差异,对于实验教学排课来说，其排课相对复杂,由于实验教学所涉及的教学内容多种多样,且实验教学不仅有室内教学内容，也有室外教学内容,同时在实验项目的具体实践中,学生的参与性也存在一定的不确定性,因而对于实验排课管理中教师的课程安排较为复杂。这就需要针对实验项目的具体情况进行科学的排课设置与管理,对教师课程安排、实验时间、不同学科与年级的整体排课情况都需要进行考虑,并根据实际排课情况,进行实验排课的设置,充分利用课时资源[15]。

3.7 上报数据统计

上报数据统计的设计主要是针对教育管理部门对高校实验室信息统计的监督与管理,在实验室信息管理系统中需要合理地设置数据报表板块,对高校的实验数据信息进行统计。在一些高校的数据统计系统中,只能够针对单一的实验项目进行数据查询和统计,缺乏整体性的数据管理,因此需要合理地融入参数控制系统和数据统计系统,对实验室中的数据进行全面的检查和管理,以保证上报的数据真实有效。

3.8 历史数据查询

对于高校实验室的历史数据的查询模块,需要将每一学年的教学信息进行上传,定期整理,并形成统计数据,一旦生成不得修改。每一学年的数据应进行拷贝,避免数据丢失。同时历史数据查询也应便于将上一年度的数据与本年度的数据进行对比,发现本年度的成效与不足,进而推动高校提升实验教学水平。

4 高校实验室信息管理系统应用的实施方案

4.1 工作流程的制定

高校实验室信息管理系统的构建首先需要制定实验室信息管理工作的详细流程和规章制度等,才能保证实验室管理工作能够有序、高效地进行,为高校实验教学工作提供便利。高校实验室信息管理系统中主要有实验教学安排和数据统计上报两个部分,图2和图3分别为这两个部分的主要工作流程。

图2 实验教学安排实施工作流程

图3 实验室信息统计上报工作流程

4.2 实施步骤

高校实验室信息管理系统中涉及的内容非常复杂,对管理人员的技术水平的要求也比较高,在实际的应用实施中常常会遇到各种各样的问题,需要不断改进技术,对系统进行不断完善。为了保证高校实验室信息管理系统能够正常的运行,一般按照分阶段分步骤的实施方案来进行系统的推广和实施。

基础数据维护主要指的是将实验室建立、实验室基本信息、实验室项目信息维护等各项数据以及实验室用户创建、实验室人员信息等数据都录入到高校实验室信息管理系统中,保证数据的真实性、可靠性。这些数据的数量非常多,在输入到系统中之后还需要进行相应的整理和分析,防止出现纰漏而影响到高校实验室信息管理系统的整体运行效果。

4.2.2 数据统计

教育部每年都会对各个高校实验室的信息数据进行收集和统计,从而判断各个学校实验室的使用情况和实验课的开展情况。数据统计主要指的是将教育部需要的各项数据信息准确、完整地录入到信息管理系统中，并进行统计和校验,保证信息的安全性和科学性,并将整理统计好的高校实验室信息数据上报给教育部相关部门。在这个过程中还要对高校实验室管理系统中的其他数据进行科学的维护和统计,提高高校实验室信息管理系统的工作效率和准确率。

4.2.3 模拟任务落实与实验排课

高校实验室建设的根本目的是为了开展实验教学,所以高校实验室信息管理系统的构建工作一切都要以不影响正常的实验教学工作需要为前提。利用高校实验室信息管理系统可实现实验排课,在实际的实施中可以先采用模拟测试的方法,将学校中的真实实验教学数据输入到信息管理系统中,并模拟不同管理员的身份进入的管理系统中去进行实验课教学任务的分配和落实。任务分配好之后就可以利用实验室信息管理系统中的关于各个实验室的统计数据来进行实验课的排课,这样能够大大提升排课效率[16]。

4.2.4 教学运行

模拟任务落实和实验排课的步骤完成之后,高校实验室信息管理系统就可以进入到实际的教学运行中,利用信息管理系统来完成对各级管理员的培训工作,并对原有的实验教学运行模式进行改革和创新,提高教学运行的工作效率。可以利用高校实验室信息管理系统来完成实验教学任务分解落实工作和实验课教学任务分配工作。

4.2.5 数据发布

上述4个步骤完成之后,高校实验室信息管理系统就能够实现较为全面完善的数据统计和整理。这些数据可以随时根据需要进行对外数据发布,教师和学生也能够随时进入高校实验室信息管理系统中进行查询。这5个步骤的实现对于高校实验室信息管理系统的构建有着重要的意义,也能够有效提升高校实验室整体的管理水平和开放水平。

5 实践效果

本文对构建高校实验室信息管理系统进行了初步的探讨和研究。学校实验室管理部门对实验室各项业务流程进行了细致的梳理,对系统需求进行了反复讨论和修改,交由软件公司完成设计。目前,该实验室信息管理系统已投入试运行,初步实现了实验室基本信息管理、专项业务流程管理、数据上报、查询统计等功能,初步达到了预期的效果。由于高校实验室管理工作复杂多样,故本研究的结果还需要在具体的实践中检验并进一步完善。

6 结语

随着信息技术的高速发展,实验室信息管理系统也在不断发展和完善,在大大提升实验室数据和业务处理速度的同时还能够在很大程度上帮助实验室提升管理水平。高校在对实验室信息管理系统进行构建的过程中必然会遇到各种各样的问题,所以在对系统进行设计以及实现的过程中要积极采取有效措施应对问题,不断对系统进行修改和完善,最终构建高效、完美的实验室信息管理系统。