基于信息化的实验室管理系统开发研究

朱奎兵

(陕西国际商贸学院,陕西西安 712046)

0 引言

随着国家高等教育的不断发展,各大高校的办学规模也在不断的扩大,实验室是衡量一所高校实践教学资源硬件不可缺少的部分,是本科审核评估指标体系的一部分。对于实验室经费的投入也在不断的加大,然而提高实验室管理水平是高校解决的一大问题。实验室信息的收集、录入仍然停留在手工阶段,工作效率低,信息化水平相对落后,数据不全面,共享性差。不能够适应当今高校实验室发展的要求,利用计算机技术手段进行实验室管理是我国本科高校实验室信息化建设重中之重。

今年是“十四规划”的开局之年,是中国共产党建党一百周年,根据国家教育部印刷的《深入推进教育信息化发展进程指导意见》,抓住国家对高校人才培养质量的要求,利用信息化手段,促进信息技术与实践教学的深度融合,创新实践教学管理方法,提升人才培养质量[1-2]。以培养具有创新精神和实践能力的应用型人才为目标,以实验教学改革为先导,不断优化实验教学体系,突出重点、强化特色、注重质量,在充分利用学校现有实验设备和人才的前提下,整合实验室资源配置、加强资源共享,完善校、院、实验中心三级实验室管理体系,推进实验室中心化建设,提高实验室管理水平；合理衔接学院内部及其他单位的现有实验室资源与新增资源,注意发挥整体效益,积极开放共享,努力避免资源闲置、重复建设等现象。不断优化实验室布局,加强实验室的科学管理,力争把实验室建设成为我校应用型人才培养和科技创新的重要基地,为学校发展和地方经济建设服务。

1 我校实验室管理存在的问题

我校现阶段存在的主要问题是资源的共享性较差,资源信息的共享平台尚未建立,导致实验中心与学校之间的信息不对称情况较为严重,实验室存在严重的软硬件资源浪费等。

单纯就实验室管理过程中存在的问题而言,主要表现在以下几个方面：

(1)我校实验室日常运行管理中,实验室使用记录、维修记录等依旧停留在手工记录上。

在我校实验室的日常使用过程中,对于实验室日常使用、软硬件维护、检查等的记录依旧停留在手写填报的水平。由此将造成漏填漏报、内容不全、字迹潦草、统计困难、信息传递迟滞等问题。其缺陷显而易见,尤其是我校目前面临教育部审核评估,教学相关的状态数据上报的准确性尤为重要,传统管理模式有待改变。

(2)信息不对称,资源利用率不高。学校尚未建立起资源共享平台,各个实验室的基础文档资料管理靠手工处理,数据查询不方便,资料保存补完整,造成了校、院、实训中心之间的信息不对称。部分实验室存在设备闲置,开放率低,存在资源浪费问题。资源配置的效率处于一个较低的水平,包括人力、财力和物力,缺少一套完整的实践教学体系和长效管理机制,在一定程度上阻碍了学校的高质量发展。

(3)实验室耗材管理落后。实验室耗材是实践教学不可缺少一部分,我校实验耗材依然要靠手工记账,进行出入库的办理,耗材领用等。没有一个动态数据表,不能够随时掌握各个实验室不同型号、规格耗材的使用及库存数量,这样会造成耗材不能够及时补充,影响了实验、实践教学的有序开展。

2 系统设计架构及总体思路

实验室管理系统基于C/S结构,即客户端/服务器模式,它是软件系统体系结构,通常采取两层结构,服务器负责数据的管理,客户机负责完成与用户的交互任务。用户需要在本地计算机安装实验室管理系统,支持Win7以上操作系统,服务器安装的是Windows Server2008以上的操作系统并安装SQL Server2008数据库管理软件。客户端程序的任务是将用户的要求提交给服务器程序,再将服务器程序返回的结果以特定的形式显示给用户；服务器程序的任务是接收客户程序提出的服务请求,进行相应的处理,再将结果返回给客户端程序。应用服务器负荷较轻,数据存储功能透明。该系统具有较强的交互性、安全的存取模式、响应速度快、利于处理大量数据。C/S结构图如图1：

图1 C/S结构图Fig.1 C/S structure

2.1 系统设计的思想

系统设计从使用者和管理者角度出发,要具有实用性,操作方便简单,解决实验室在管理过程中经常出现的问题。高校计算机实验室是学生将理论转化为能力实践的重要场所,为了改变现有的实验室管理现状,提高实验室的管理水平和实验室资源的利用效率。要借助信息化实验室管理系统合理、有效的对实验室进行管理,达到对教学资源使用情况数据进行收集、整理,实现教学资源的共享。在一定程度上解决了学校、学院、实验中心的信息不对称问题；加强了学校对于实训中心实验运行状态、实验教学状态的监控；并在一定程度上节省的人力资源的浪费,提高的工作的效率[3]。

2.2 系统设计的目标

实验室管理系统的设计目标在原有实验室管理系统的基础上,根据用户使用需求进一步完善系统的主要功能,设计出符合我校实验室管理特点的系统,通过信息化手段来统计教学过程中与实验室相关的各类型过程性状态数据,取代传统手工记录的方式,加快我校关于实验室管理的信息化建设进程,实现实验室资源的共享平台,为决策者提供准确的实验室实时运行状态数据。采用模块化的设计,用户通过身份验证,登陆系统,对数据进行录入、修改、查询等一系列操作。同时管理人员对系统数据进行定期的维护更新,保证系统正常运行。该系统也促进了实验室管理和实践教学逐步实现信息化、网络化和智能化。

3 系统的功能模块

实验室管理系统已经被我校在实验室日常管理中应用,根据使用时收集的数据进行分析,对系统功能模块不断的优化、升级、改进,实现了基础数据管理、动态数据的录入、数据的统计的功能。系统总体功能模块如图2所示：

图2 实验室管理系统结构功能模块图Fig.2 Structure module diagram of laboratory management system

3.1 基础数据管理模块

该模块主要用于对实验室、二级学院、专业、班级以及用户等基础性数据进行维护管理。基础数据需要管理员用户根据学校具体学院专业班级的设置,实验室的名称、门牌、座位数等基本信息,进行一次性录入或倒入系统。管理员登录系统需要给不同的实验员和教师添加账号和密码,分配不同的使用权限,实验员或教师通过自己的账号和密码登录,只能在各自的权限范围内对进行数据填写、数据查询等相应的操作。该类数据是其他各模块正常运转的基本数据保障。

3.2 动态数据录入管理模块

该模块主要实现对各类动态数据信息的采集、管理。动态数据主要包括实验室在正常实验教学或开放使用后,教师需要填写的实践教学使用记录、实验室开放记录,内容包括使用日期、节次、实验内容、实验人数等信息。以及实验管理员对实验室检查时填写的检查日志,主要包括实验室的安全、卫生、软硬件运行状态等。维修后需填写的维修时间、设备故障原因、维修结果、维修人等相关记录[4]。

实验室耗材品种数量繁多,型号杂乱,需要进行统一分类管理,各实验员应根据每节实验课耗材使用的情况在系统进行登记,记录耗材的名称、种类、型号、购置数量、购置日期、使用日期、使用数量等。进行该类数据是教学管理中的重要原始数据,是支撑和统计各项教学状态数据的基础资料。因此也是本系统中最为重要的管理对象。在开发过程中,本系统将借助目前成熟的数据库管理技术及前端技术对此类数据进行管理,以便随时高速高效进行数据统计分析。

3.3 数据统计管理模块

数据的统计管理模块是对已录入的各项动态数据进行分析,统计,预测等,生成符合上报的各类报表和图表。包括实验室的使用率,实验室管理人员对实验室的检查情况,维修情况的统计。可依据管理者的需求,统计分析出当前实验室的基本运行状况,实现实验室软硬件资源及其利用的相关数据在校内的流通、共享。让管理者能够快速、准确的掌握目前实验室的基本运行状态、以及各类课程、实验与实践的开展情况,系统还可以按照学期/学年生成各实验室使用率统计表、实验室检查统计表、实验室维修统计表等,从而为实践教学的开展提供数据支撑,为实验室建设提供相应的参考依据,也可以作为教育部年度高校实验室状态数据信息[5]。

资产管理员可通过系统依据耗材类别查询各实验室耗材基本信息和使用的情况,可以统计型号、类别耗材的采购率、使用率,库存率,根据库存量的多少,按照教学计划的需求及时补充耗材,并及时更新耗材信息数据,生成各类耗材所需的电子表格,作为耗材的原始使用凭证。实现了实验室耗材的网络化、数字化、自动化管理,改进了管理模式和方法,以及实现了实验室低值易耗的动态管理[6]。

4 结语

通过对基于信息化实验室管理的开发研究,促进了实验室的规范化管理,有效的提高了实验室的利用效率和管理水平。使用该系统,极大的减轻了实验管理人员的工作量,使得教学资源得到了重新组合,方便教师开展实践教学、竞赛、科研、各类考试等活动,增强了学生的动手实践和创新能力。根据实验室资源投入与利用比数据,完善实践教学软硬件建设,对各类使用数据分析,健全实验教学各项管理制度,达到高等学校本科审核评估中实验室管理的各项指标。同时进一步要完善实验室管理系统在功能,增加资产管理、课表管理、安全管理等模块,将系统的结构转向分布式的Web应用发展。