高校实验室信息管理系统的设计与实现

文｜张琴

近年来，随着信息技术的迅速发展，数字化校园已成为高校信息化建设发展的迫切需求，同时，现在的实验室管理工作日趋复杂，实验室的仪器设备、试剂耗材的科技含量高,结构复杂。为了更好地集中统一管理，提高实验室资源使用率，这就要求提高实验室管理与开放效率，实现实验室智能信息化管理。目前，市面上的管理系统存在很多弊端。一方面，实验室信息无法有效共享，实践教学课程无法有效落实，无法统一安排管理；另一方面，实验员的实验室管理工作效率低，实验室资源使用率低，资源没有得到充分利用。综上所述，一款适配性高、功能全面、高效易用的实验室管理软件是目前高校迫切需要的。

一、高校实验室信息管理系统的相关技术

（一）Web前端开发技术

项目利用web开发技术，研发出高校实验室信息管理系统。一方面，系统运用了Adobe Photoshop CC软件设计网站所用到的各种图片，Adobe Photoshop CC平台是美工功能最强大的平台；另一方面，它也利用WebStorm软件作为前端编程与测试的工具，WebStorm是JetBrains公司旗下一款JavaScript 开发工具。已经被广大中国JS开发者誉为"Web前端开发神器"。项目采用性能稳定、安全、扩展性强的前端框架Vue ,搭配饿了么研发的ElementUI的前端技术框架，此外，还通过HTML技术、CSS技术、JAVASCRIPT技术，搭建了系统的前端。

（二）Web后端开发技术

项目利用Springboot框架作为后端开发的主要框架，Spring Boot是由Pivotal团队提出的全新框架，其设计目的是用来简化新Spring应用的初始搭建以及开发过程。该框架通过特定的方式来进行配置，从而使开发人员不再需要“定义样板化”的配置。通过这种方式，Spring Boot致力于成为在蓬勃发展的快速应用开发领域的领导者。

（三）MySQL数据库技术

该项目中采用Mysql作为高校实验室信息管理系统的数据库，它用来保存相关的实验室数据。

MySql是一种关系型的数据库管理系统，它将数据存储在各个表中，并不是把一切数据都存储在同一张表中，所以，这样子提高了灵活度和速度。它可以使用原生的SQL语句去操作数据库。他的特点是体积小、速度高、成本低。最大的优点是它是一种开源免费的数据库。它有以下几种应用架构：

（1）单点（Single），用于小规模的应用；

（2）复制（Replication），用于中小规模的应用；

（3）集群（Cluster），用于大规模的应用

二、系统总体设计方案

（一）总体方案概述

如图1所示，本系统主要包括二级学院分类、实验室管理、实验室资源管理、实验预定系统管理、实验系统工作量统计/查询、实验室安全管理及权限管理7大模块。

图1 高校实验室信息管理系统功能框架图

（二）各模块功能

1.二级学院分类模块

二级学院分类模块包含所有二级学院，可进行增删查改操作。在增加二级学院时，首先，可以显示二级学院教师人数、学生人数、专业类型等，根据这些条件规划可以分配对应的实验室；其次，在每学期分配资源的时候可以随时进行修改调整，这样后续做学生安排时，就可以避免很多资源纷争问题的发生；最后，它可以让实验管理员了解对应二级学院的实验室资源情况，让管理员迅速掌握熟悉工作。

2.实验室管理模块

实验室管理模块主要实现对各二级学院的实验室种类进行管理，比如：信息工程学院主要用到的是电脑室机房，可以根据专业细化分成不同类型的机房。同时还可以对该学院的机房进行增删查改。

3.实验室资源管理模块

如图2所示，该模块主要实现对机房中各项物品分类管理。比如：硫酸属于重要化学物品、易腐蚀物品，管理员则在系统上会重点标记该化学物品的储存方法、使用方式、使用有效期等情况，通过这些详细标记，可以帮助管理员及时掌握实验室的危险物品的使用情况，及时处理过期的化学物品，减少实验室事故的发生。如果实验室物品属于可以被借调的种类，比如相机、教材用具，该模块则显示使用人、物品、所属地的情况，以便管理员对物品的追踪，实现无纸化管理。

图2 修改化学实验室某试剂的原型图

4.实验室预订系统

如图3所示，该系统模块一般应用在这个场景：如果有想申请调课的老师，想要使用机房，那么老师就可以在该系统上申请预订，一旦该时间段被这个老师预订，其他教师便不可预订。同时，也可以使用学生账号预订。

图3 申请预订界面图

5.实验室工作量统计/查询

该模块主要功能是：实现对实验室的使用情况进行分析，通过对某个实验室的使用率是否足够大，协助管理员对教师工作量、实验室的使用数据进行统计，以及后续实验室的使用安排。

6.实验室安全管理

实验室安全管理模块主要功能是：高校的安全管理。首先，系统把历年以来发生的实验室事件统计出来，可做一个预警功能，减少实验室危害；其次，对于一些危险的物品可在此进行重点讲解；最后，本系统可以作为管理员巡查的记录平台，实现实验室检查追踪、实验室智能监控视频追踪。

7.权限管理模块

权限管理是系统的重要组成部分，角色可分为管理员、二级学院管理员、教师、学生，教师身份以职工号登录，学生以学号登录，不同的身份可以进行不同的设置，管理员有所有模块的使用权限，二级学院管理员仅可对该二级学院进行操作，教师和学生就有预订实验室和实验室学生教育、危化品认识功能的部分权限。

三、结语

随着实验室仪器设备的复杂化、实验室预定的管理流程也错综复杂的情况频繁发生，高校必须借助信息化的手段优化实验室管理方法。高校实验室信息管理系统能帮助管理员、老师、学生有效地利用设备，管理实验室。不过，本高校实验室信息管理系统还需要进一步完善，后续得加入实验室资源借调、仪器故障维修等功能，同时，随着微信小程序等App的出现，也应该考虑将系统挪至微信端，使用户更加方便地使用该系统。实验室信息化标志着管理更加的规范，他将更好地分配资源，使得实验室更好地服务学生和老师。