高校实验室信息管理系统的设计与建设

中原工学院现代教育技术中心 何鹏

高校实验室是教师、学生开展实验教学活动的重要场所，随着近年来高校招生规模不断扩大，高校实验室及设备逐步增多，由此也一定程度上加大了高校实验室管理难度。针对这一情况，加强高校实验信息管理系统设计与建设具有重要意义。本文首先阐述了实验室信息管理系统的相关概念，在此基础上介绍了该系统的设计原则及其需求，最后对高校实验室信息管理系统的设计与建设进行了研究分析，以期为相关人员研究提供一些思路。

随着高等教育改革的不断深入，为满足教育教学需求，高校实验室规模日益扩大，加之实验室日常开展的实验项目、教学活动不断增多，使得实验室的数据信息也海量增长。在此形势下，传统人工管理方式已难以实现对实验人员、仪器设备等实验室数据信息的有效管理。建设高校实验室信息管理系统对高校实验室开展科学、高效管理已是大势所趋。

1 实验室信息管理系统概述

实验室信息管理系统，指的是基于计算机技术、管理技术等技术对实验室中形成的数据信息开展处理，与此期间可推进实验室中人员管理、设备管理、技术管理等一系列管理模块的有机融合，进一步实现对实验室各项数据信息的统一管理。实验室信息管理系统不仅可为实验室管理提供有力支持，还可提让实验室各项工作不断趋于规范化，并切实提升实验室管理工作质量、效率，促进实验室的有序运行。(1)实验室信息管理系统能提升管理效率。基于实验室信息系统的应用，工作人员可以快速查找、保存、修改实验室数据，自动生成实验室管理报告；(2)实验室信息管理系统能降低实验室管理成本。信息管理系统是基于互联网进行运行的，减少了人工成本的投入。且系统对网络硬件设施要求不高，能有效减少实验室管理经费；(3)实验室信息管理系统实现了实验室管理规范化。不同权限的用户只能根据自身身份获得响应权限，避免了部分用户私自非法操作，使得实验室管理更加规范；(4)实验室信息管理系统有助于实验室管理决策。伴随着高校扩招工作的开展，实验室信息管理系统中的使用信息能够为高校管理层提供决策依据，为下一步实验室的新建与管理决策提供准确、全面的数据。

2 高校实验室信息管理系统设计原则

2.1 实用性原则

实用性作为软件设计所需遵循的一项基本原则，不管是哪类软件，第一步是要确保自身的实用性，确保自身在测试完毕后可有效应用于用户的工作实践。高校实验室信息管理系统设计的实用性原则要求该系统可解决高校实验室管理部门、师生等在日常实验中面临的一系列问题，诸如教学管理、课程管理、人员管理等问题，进而确保高校人员可依托信息管理有序完成相关学习工作任务。

2.2 安全性原则

随着网络信息技术的迅猛发展，在网络平台中滋生出大量的计算机病毒，这些计算机病毒会利用各种手段窃取计算机系统中攻击目标的相关信息，并从中找到潜在的漏洞，接着对系统进行侵袭，并对系统原有数据信息进行篡改、破坏。针对这一情形，高校实验室信息管理系统设计必须要遵循安全性援助，对外来信息开展权限设置，防范各式各样计算机病毒的攻击。基于此，除去要对高校实验室信息管理系统系统层、网络层开展安全保护，还应对数据库层、用户层开展全面保护，以此切实防止实验室信息遭到篡改、破坏。

2.3 易用性与数据约束性相结合原则

高校实验室信息管理系统设计的易用性主要涉及易于理解、易于掌握、易于操作等方面。易用性原则要求系统设计应基于用户实际，可满足用户在日常工作中的实际需求。与此同时，实验室工作具有一定的复杂性、多变性，并且实验室还涉及海量的数据信息，由此使得实验室信息系统在管理上存在不小的难度。为此，实验室信息管理系统的设计应将以上因素进行综合考虑，将它们进行有效结合，以此一方面确保用户使用的便捷性，另一方面确保实验室数据的全面性。比如，在实验室信息管理系统中，为用户提供便捷的操作界面，对相关数据填写及检索设置相应的介绍，在数据填写完毕后，依托数据格式等予以校对，进而有效防止系统出现错误数据。

3 高校实验室信息管理系统需求分析

伴随着高等教育现代化进程的加快，实验室管理工作的要求也逐渐提升。高校实验室管理制度更加严格，管理工作的开展更加规范，这使得实验室管理难度进一步增加。高校实验室信息管理系统需要基于实验教学培养计划，综合教师信息、学生情况以及实验教学需求所生成的实验教学计划与安排数据。在对高校实验室信息管理系统进行设计过程中，需要针对系统需求进行深入分析。就高校实验室信息管理系统需求而言，主要是为了对实验室设备管理进行规范，为实验室教学监控等事务提供便利，针对各项事务需要合理配置实验室资源，并且还可依托这一系统的数据信息对实验室设备的实际使用状况进行综合分析，进而为实验室设备采购提供有力依据，防止资源浪费。除此之外，通过系统还可了解实验室设备借还情况，以及系统可预设设备归还到期提醒等功能。

4 高校实验室信息管理系统的设计与建设

4.1 系统设计

高校实验室信息管理系统设计主要应用到前端应用程序开发、后台数据库数据采集维护等技术，其中，前台应用程序开发有赖于一个安全可靠数据库的支撑，一个科学完备的数据库重要影响着系统的运行效率，其可提升数据的读取效率、缩减数据冗余，确保数据的全面统一。

(1)系统功能模块设计。基于高校实验室管理的实际需求，本系统主要由实验教学管理、实验设备管理、实验室开放管理、系统管理等功能模块构成，对于该系统的功能模块构成，如图1所示。1)对于实验教学管理模块的设计而言，因为高校实验室是高校开展实验教学的重要场所，所以这一功能模块属于是该系统的核心模块。其主要可实现课表管理、学生实验报告管理、实验人员管理等功能。其中，课表管理具体不仅可为师生提供实验室课表查询、调课、选课等功能，还可为实验室管理员进行排课工作提供有效便利；学生实验报告管理则可为学生进行在线传输实验报告创造便利，以及有助于提升教师对学生实验报告的评价效率；实验人员管理则不仅可实现对实验基本操作人员的管理，还是实现对相关技术维护人员的管理。2)对于在实验设备管理模块设计中，同样作为实验室日常管理中十分重要一环，该模块可实现的功能包括有设备信息查询、设备管理等，并主要涉及实验设备出入库、实验设备信息更新完善、新设备添加、设备保修报废等操作。所以，这一功能模块也是本系统应用相对频繁的模块。3)对于实验室开放管理模块的设计而言，这一功能模块可支持师生通过系统了解实验室开放预约时间表，并通过在系统输入开放实验名称、实验具体内容、实验相关人员等信息，以对实验室进行预约申请，然后由实验室管理员进行审核，预约者最后通过系统查询实验室预约申请状态即可。4)对于系统管理模块的设计而言，这一功能模块服务的对象为系统管理员，并主要分成用户管理、权限管理、系统日志管理等模块。其中，通过用户管理模块，系统管理员可对系统用户进行编辑、添加、删除等处理；通过权限管理模块，系统管理员可实现对系统用户权限的有效管理，包括对实验教师系统权限进行管理、学生系统权限进行管理等；通过系统日志管理模块，系统管理员不仅可对系统运行过程中自动生成的日志进行实时查看，还可对系统日志进行导出、打印等处理。

图1 高校实验室信息管理系统功能模块示意图Fig.1 Schematic diagram of functional modules of the university laboratory information management system

(2)数据库设计。数据库是系统数据存储场所，应设计全面完整、运行高效的表结构及不同表之间的关联关系。数据库设计应充分结合用户实际需求，基于需求分析设计出与业务相关的数据结构，为后期工作开展提供便利。本系统设计包括两大类表：一种为基础信息表，涉及实验室、实验室管理员、教师、学生等；另一种为业务信息表，涉及实验室使用状态、实验设备预约、实验设备借还等信息。本系统数据库选取MySQL数据库，支持各类操作系统平台，作为一个可靠的多用户、多线程的SQL数据库服务器，MySQL数据库层操作功能强大，可控制一系列主流数据库。

4.2 系统建设

(1)系统登录建设。开启网页浏览器，在地址栏输入实验室信息管理系统对应的IP地质，便可进入本系统用户登录界面，系统管理员或实验教师可通过输入教工号、密码登录系统，学生可通过输入学号、密码登录系统。

(2)实验教学管理功能模块建设。实验教学管理作为本系统的核心环节，主要涉及教师预约排课、学生选课、实验报告提交、师生交流互动、实验考核评价等内容。对于实验教师而言，首先，可通过点击承担实验任务，了解到当学期所必需开展的相关实验项目，以及一些开放性实验项目；同时，通过承担实验任务面，可通过开展“实验安排”“实验记录”“交流互动”“实验考核”等操作，以实现实验项目申报。比如，教师可通过点击实验预习，调节安排实验项目预习要求、查看学生上传的预习报告，并对学生预习报告进行评定。对于学生而言，登录系统后，可了解到该学期必修的实验项目及开放性实验项目内容。学生可针对不同的实验项目开展选课、预习、上传实验报告、与教师进行交流互动等操作。

(3)实验设备管理功能模块建设。实验设备管理功能模块可实现实验室中各类设备设施的全面查询，包括实验设备信息的浏览、编辑、添加、删除等，以此可实现对实验设备批量数据信息的传输、编辑，并为实验室设备管理提供有力支持。

(4)实验室开放管理功能模块建设。用户进入系统后，可以通过预约模块来进行预约。首先需要填写实验室预约申请表格，在详细填写各项内容后上交，实验室管理员会对申请表格进行审核。申请成功后，教师或学生则可按照预约详情来使用实验室。在完成实验项目后，则可以通过本系统提交实验报告。另外，教师或者学生对于实验室的预约申请尚未接受审核时，可对预约申请进行取消处理。

(5)系统管理功能模块建设。基于系统管理功能模块，系统管理员可对系统用户开展全面管理，包括对系统用户进行添加、编辑、删除，以及对系统用户权限、不同角色进行设置等。

5 结语

总而言之，随着科学技术的不断发展，高校实验室信息管理系统也将不断发展完善，以此不仅可提升实验室数据信息的处理效率，还可有效提升实验室管理水平。高校在对实验室信息管理系统进行设计与建设过程中势必会面临一系列问题，因而在对系统开展设计与建设时应多个不同方面入手，开展好对系统的修改完善工作，进一步打造出更为科学可靠的实验室信息管理系统，为高校实验室管理提供有力支持。