開放式實驗室管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

文/錢梁鳳何國良

開放式實驗室管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

文/錢梁鳳1何國良2

隨著高校教學模式的不斷改革，實驗室管理工作日益受到人們的重視。傳統(tǒng)的實驗室管理模式已經(jīng)無法適應當前高校的發(fā)展趨勢，因此，利用現(xiàn)代化的管理手段和技術(shù)進行高校實驗室信息化建設，在此基礎(chǔ)上提高師生的學習能力和動手能力，逐漸成為各大高校亟需解決的問題。

1 國內(nèi)外高校實驗室管理現(xiàn)狀

通過對國外開實驗室管理相關(guān)的資料與文獻進行研究，國外很早便開始了信息化相關(guān)建設，也較早便意識到創(chuàng)新能力與動手能力的重要性。綜合出如下的特點：

1.1 開放式實驗室管理模式較早便得以應用，而且效果較好。

1.2 在國外實驗室管理中，充分發(fā)揮了儀器使用者的自主性與積極性，對于機器的管理并不設專門的管理人員，僅少數(shù)必要狀態(tài)下才設管理人員，因而，更能夠體現(xiàn)出人們自身的自覺性。

1.3 所有的實驗室設備等資源都是免費提供給人們使用的，在使用過程中有任何問題都可以進行現(xiàn)場咨詢，并在最短的時間內(nèi)得到反饋。

1.4 國外的高校實驗室對于時間的設定沒有任何要求，即一天中的任何時間都可以進入實驗室進行操作，只要用戶具備相關(guān)的操作權(quán)限都可實現(xiàn)。

在國內(nèi)，通過實地調(diào)研與了解，綜合出如下的特點：

1.5 綜合大量的實例，得知在國內(nèi)，目前對于實驗室的管理僅停留在半開放式的狀態(tài)中，無論是時間上，還是在人員管理上，都較為落后，人工管理為主，學生進入實驗室必須在固定的時間內(nèi)。

1.6在國內(nèi)的高校實驗室，無論是教師還是學生，若需進入實驗室開展實驗，首先必須登記相關(guān)的姓名以及實驗內(nèi)容等，并且需要按照教師規(guī)定的步驟進行實驗，這對于學生的思維創(chuàng)新來說，無疑沒起到任何作用，并且阻礙其思維發(fā)散。

1.7 盡管國內(nèi)的高校實驗室安排了大量的管理人員以及技術(shù)人員，但是實驗室的設備還是會經(jīng)常出現(xiàn)問題，究其原因在于這些人員主動意識不夠，在設備無故障時不主動檢測這些設備，導致實驗設備實質(zhì)上處于一個無管理的狀態(tài)，降低了設備的使用率以及使用壽命。

1.8 國內(nèi)的高校實驗室對于非本校人員，是不允許其進行訪問與操作的，這和國外有很大的不同。

以上所提到的這些問題要想得到合理有效的解決，必須要依靠現(xiàn)代化的信息技術(shù)，通過信息化平臺，建設開放式實驗室管理系統(tǒng)，從而實現(xiàn)實驗室的高效信息化管理，使實驗室資源得到高效利用，規(guī)范實驗室管理流程，提高管理效率。

2 開放式實驗室管理系統(tǒng)需求分析

系統(tǒng)需求是指基于目標用戶對系統(tǒng)的期望進行分析，通過和用戶的交流，獲得目標用戶的需求，確保項目緊緊圍繞用戶的需求而展開。目標系統(tǒng)的需求可以概括為如下四大主要功能：電源管理、設備管理、實驗管理、系統(tǒng)管理等。不同的功能模塊對應不同的角色用戶，這些用戶在各自的權(quán)限范圍內(nèi)進行相關(guān)的操作。

2.1 電源管理。是指對實驗室的電源情況進行管理，面向的用戶角色主要有四類，即實驗中心主任、實驗室管理員、學生、系統(tǒng)管理員等，各類用戶擁有不同的操作權(quán)限，其中實驗室管理員與系統(tǒng)管理員擁有相同的操作權(quán)限，同時權(quán)限范圍也是最大的，學生擁有的權(quán)限最小，僅實現(xiàn)電源的控制，即在進入實驗室時進行電源的打開，離開實驗室時進行電源的斷開操作。

2.2 設備管理。指的是對實驗室里的所有儀器設備等進行信息的管理，包括對設備基本信息的管理、設備的報修與處理等，面向的用戶類型有三類，即實驗中心主任、實驗室管理員、系統(tǒng)管理員等，用例圖如圖3-4所示。其中，實驗室管理員擁有最大的權(quán)限，可以進行所有的子功能模塊操作。設備管理中還包括對設備的報修以及處理操作，設備報修針對的用戶角色是實驗室管理員，當實驗室管理員在日常的設備查詢過程中發(fā)現(xiàn)有設備存在故障時，需要及時報修，而作為實驗中心主任，則負責安排相關(guān)的維修人員進行維修操作。

2.3 實驗管理。是指對實驗的相關(guān)信息進行管理，包括對實驗課程的管理、實驗項目的管理、選修的安排等。實驗管理面向的用戶角色主要有兩類，即實驗中心主任和學生，這兩類用戶擁有不同的操作權(quán)限，作為學生，僅能夠進行實驗項目與課程的選修，同時還可以查詢自己選修的課程情況；作為實驗中心主任，則主要負責進行實驗課程與項目的安排與管理操作。

2.4 系統(tǒng)管理。是指對整個系統(tǒng)進行管理，包括對系統(tǒng)的基本用戶與實驗室的基本信息、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫等的管理。通過系統(tǒng)管理，確保系統(tǒng)能夠正常運行。

3 開放式實驗室管理系統(tǒng)的實現(xiàn)與展望

與傳統(tǒng)實驗室管理方式相比，開放式實驗室是一種更加先進的現(xiàn)代化管理方式，它對師生參與實驗的時間、地點、模式等都進行了改進，通過對多方面資源、信息的整合和利用，能夠為高校的實驗室教學提供更加全面的服務。對于一所高校而言，要想建設一個全面完整的開放式實驗室管理體系，必須經(jīng)過一系列的擴展和完善過程。在本文中，只是給出了部分功能需求，系統(tǒng)還需要從以下方面進行深入研究：

3.1 實驗室中的儀器和設備非常多，對于一些小型的不需要用電的儀器設備來說，必須提供相應的管理機制，如集成門禁系統(tǒng)，以實現(xiàn)有序的管理，保障其安全。

3.2 隨著高校規(guī)模的擴大，實驗室規(guī)模也會相應擴大，對于一些大型的實驗室而言，應實現(xiàn)相關(guān)的視頻監(jiān)控、遠程對講等功能，以便于實驗指導老師和學生之間的互動。

[1] 陳緒誠．基于web的實驗室管理系統(tǒng)[J]．軟件導刊,2011(06)．

[2] 王東云,張五一．開放式實驗室管理系統(tǒng)的設計[J]．實驗室科學, 2011(08)．

作者單位
1 紹興文理學院元培學院；2 空軍勤務學院上海士官大隊

注：本文系紹興市哲學社會科學研究“十二五”規(guī)劃2015年度課題。