基于信息化的實驗室管理系統(tǒng)開發(fā)研究

朱奎兵

(陜西國際商貿(mào)學(xué)院,陜西西安 712046)

0 引言

隨著國家高等教育的不斷發(fā)展,各大高校的辦學(xué)規(guī)模也在不斷的擴大,實驗室是衡量一所高校實踐教學(xué)資源硬件不可缺少的部分,是本科審核評估指標(biāo)體系的一部分。對于實驗室經(jīng)費的投入也在不斷的加大,然而提高實驗室管理水平是高校解決的一大問題。實驗室信息的收集、錄入仍然停留在手工階段,工作效率低,信息化水平相對落后,數(shù)據(jù)不全面,共享性差。不能夠適應(yīng)當(dāng)今高校實驗室發(fā)展的要求,利用計算機技術(shù)手段進行實驗室管理是我國本科高校實驗室信息化建設(shè)重中之重。

今年是“十四規(guī)劃”的開局之年,是中國共產(chǎn)黨建黨一百周年,根據(jù)國家教育部印刷的《深入推進教育信息化發(fā)展進程指導(dǎo)意見》,抓住國家對高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求,利用信息化手段,促進信息技術(shù)與實踐教學(xué)的深度融合,創(chuàng)新實踐教學(xué)管理方法,提升人才培養(yǎng)質(zhì)量[1-2]。以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應(yīng)用型人才為目標(biāo),以實驗教學(xué)改革為先導(dǎo),不斷優(yōu)化實驗教學(xué)體系,突出重點、強化特色、注重質(zhì)量,在充分利用學(xué)校現(xiàn)有實驗設(shè)備和人才的前提下,整合實驗室資源配置、加強資源共享,完善校、院、實驗中心三級實驗室管理體系,推進實驗室中心化建設(shè),提高實驗室管理水平；合理銜接學(xué)院內(nèi)部及其他單位的現(xiàn)有實驗室資源與新增資源,注意發(fā)揮整體效益,積極開放共享,努力避免資源閑置、重復(fù)建設(shè)等現(xiàn)象。不斷優(yōu)化實驗室布局,加強實驗室的科學(xué)管理,力爭把實驗室建設(shè)成為我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)和科技創(chuàng)新的重要基地,為學(xué)校發(fā)展和地方經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。

1 我校實驗室管理存在的問題

我?，F(xiàn)階段存在的主要問題是資源的共享性較差,資源信息的共享平臺尚未建立,導(dǎo)致實驗中心與學(xué)校之間的信息不對稱情況較為嚴重,實驗室存在嚴重的軟硬件資源浪費等。

單純就實驗室管理過程中存在的問題而言,主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)我校實驗室日常運行管理中,實驗室使用記錄、維修記錄等依舊停留在手工記錄上。

在我校實驗室的日常使用過程中,對于實驗室日常使用、軟硬件維護、檢查等的記錄依舊停留在手寫填報的水平。由此將造成漏填漏報、內(nèi)容不全、字跡潦草、統(tǒng)計困難、信息傳遞遲滯等問題。其缺陷顯而易見,尤其是我校目前面臨教育部審核評估,教學(xué)相關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)上報的準(zhǔn)確性尤為重要,傳統(tǒng)管理模式有待改變。

(2)信息不對稱,資源利用率不高。學(xué)校尚未建立起資源共享平臺,各個實驗室的基礎(chǔ)文檔資料管理靠手工處理,數(shù)據(jù)查詢不方便,資料保存補完整,造成了校、院、實訓(xùn)中心之間的信息不對稱。部分實驗室存在設(shè)備閑置,開放率低,存在資源浪費問題。資源配置的效率處于一個較低的水平,包括人力、財力和物力,缺少一套完整的實踐教學(xué)體系和長效管理機制,在一定程度上阻礙了學(xué)校的高質(zhì)量發(fā)展。

(3)實驗室耗材管理落后。實驗室耗材是實踐教學(xué)不可缺少一部分,我校實驗耗材依然要靠手工記賬,進行出入庫的辦理,耗材領(lǐng)用等。沒有一個動態(tài)數(shù)據(jù)表,不能夠隨時掌握各個實驗室不同型號、規(guī)格耗材的使用及庫存數(shù)量,這樣會造成耗材不能夠及時補充,影響了實驗、實踐教學(xué)的有序開展。

2 系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)及總體思路

實驗室管理系統(tǒng)基于C/S結(jié)構(gòu),即客戶端/服務(wù)器模式,它是軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),通常采取兩層結(jié)構(gòu),服務(wù)器負責(zé)數(shù)據(jù)的管理,客戶機負責(zé)完成與用戶的交互任務(wù)。用戶需要在本地計算機安裝實驗室管理系統(tǒng),支持Win7以上操作系統(tǒng),服務(wù)器安裝的是Windows Server2008以上的操作系統(tǒng)并安裝SQL Server2008數(shù)據(jù)庫管理軟件?？蛻舳顺绦虻娜蝿?wù)是將用戶的要求提交給服務(wù)器程序,再將服務(wù)器程序返回的結(jié)果以特定的形式顯示給用戶；服務(wù)器程序的任務(wù)是接收客戶程序提出的服務(wù)請求,進行相應(yīng)的處理,再將結(jié)果返回給客戶端程序。應(yīng)用服務(wù)器負荷較輕,數(shù)據(jù)存儲功能透明。該系統(tǒng)具有較強的交互性、安全的存取模式、響應(yīng)速度快、利于處理大量數(shù)據(jù)。C/S結(jié)構(gòu)圖如圖1：

圖1 C/S結(jié)構(gòu)圖Fig.1 C/S structure

2.1 系統(tǒng)設(shè)計的思想

系統(tǒng)設(shè)計從使用者和管理者角度出發(fā),要具有實用性,操作方便簡單,解決實驗室在管理過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。高校計算機實驗室是學(xué)生將理論轉(zhuǎn)化為能力實踐的重要場所,為了改變現(xiàn)有的實驗室管理現(xiàn)狀,提高實驗室的管理水平和實驗室資源的利用效率。要借助信息化實驗室管理系統(tǒng)合理、有效的對實驗室進行管理,達到對教學(xué)資源使用情況數(shù)據(jù)進行收集、整理,實現(xiàn)教學(xué)資源的共享。在一定程度上解決了學(xué)校、學(xué)院、實驗中心的信息不對稱問題；加強了學(xué)校對于實訓(xùn)中心實驗運行狀態(tài)、實驗教學(xué)狀態(tài)的監(jiān)控；并在一定程度上節(jié)省的人力資源的浪費,提高的工作的效率[3]。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)

實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)在原有實驗室管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,根據(jù)用戶使用需求進一步完善系統(tǒng)的主要功能,設(shè)計出符合我校實驗室管理特點的系統(tǒng),通過信息化手段來統(tǒng)計教學(xué)過程中與實驗室相關(guān)的各類型過程性狀態(tài)數(shù)據(jù),取代傳統(tǒng)手工記錄的方式,加快我校關(guān)于實驗室管理的信息化建設(shè)進程,實現(xiàn)實驗室資源的共享平臺,為決策者提供準(zhǔn)確的實驗室實時運行狀態(tài)數(shù)據(jù)。采用模塊化的設(shè)計,用戶通過身份驗證,登陸系統(tǒng),對數(shù)據(jù)進行錄入、修改、查詢等一系列操作。同時管理人員對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行定期的維護更新,保證系統(tǒng)正常運行。該系統(tǒng)也促進了實驗室管理和實踐教學(xué)逐步實現(xiàn)信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

3 系統(tǒng)的功能模塊

實驗室管理系統(tǒng)已經(jīng)被我校在實驗室日常管理中應(yīng)用,根據(jù)使用時收集的數(shù)據(jù)進行分析,對系統(tǒng)功能模塊不斷的優(yōu)化、升級、改進,實現(xiàn)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、動態(tài)數(shù)據(jù)的錄入、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計的功能。系統(tǒng)總體功能模塊如圖2所示：

圖2 實驗室管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能模塊圖Fig.2 Structure module diagram of laboratory management system

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊

該模塊主要用于對實驗室、二級學(xué)院、專業(yè)、班級以及用戶等基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)進行維護管理?；A(chǔ)數(shù)據(jù)需要管理員用戶根據(jù)學(xué)校具體學(xué)院專業(yè)班級的設(shè)置,實驗室的名稱、門牌、座位數(shù)等基本信息,進行一次性錄入或倒入系統(tǒng)。管理員登錄系統(tǒng)需要給不同的實驗員和教師添加賬號和密碼,分配不同的使用權(quán)限,實驗員或教師通過自己的賬號和密碼登錄,只能在各自的權(quán)限范圍內(nèi)對進行數(shù)據(jù)填寫、數(shù)據(jù)查詢等相應(yīng)的操作。該類數(shù)據(jù)是其他各模塊正常運轉(zhuǎn)的基本數(shù)據(jù)保障。

3.2 動態(tài)數(shù)據(jù)錄入管理模塊

該模塊主要實現(xiàn)對各類動態(tài)數(shù)據(jù)信息的采集、管理。動態(tài)數(shù)據(jù)主要包括實驗室在正常實驗教學(xué)或開放使用后,教師需要填寫的實踐教學(xué)使用記錄、實驗室開放記錄,內(nèi)容包括使用日期、節(jié)次、實驗內(nèi)容、實驗人數(shù)等信息。以及實驗管理員對實驗室檢查時填寫的檢查日志,主要包括實驗室的安全、衛(wèi)生、軟硬件運行狀態(tài)等。維修后需填寫的維修時間、設(shè)備故障原因、維修結(jié)果、維修人等相關(guān)記錄[4]。

實驗室耗材品種數(shù)量繁多,型號雜亂,需要進行統(tǒng)一分類管理,各實驗員應(yīng)根據(jù)每節(jié)實驗課耗材使用的情況在系統(tǒng)進行登記,記錄耗材的名稱、種類、型號、購置數(shù)量、購置日期、使用日期、使用數(shù)量等。進行該類數(shù)據(jù)是教學(xué)管理中的重要原始數(shù)據(jù),是支撐和統(tǒng)計各項教學(xué)狀態(tài)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)資料。因此也是本系統(tǒng)中最為重要的管理對象。在開發(fā)過程中,本系統(tǒng)將借助目前成熟的數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)及前端技術(shù)對此類數(shù)據(jù)進行管理,以便隨時高速高效進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理模塊

數(shù)據(jù)的統(tǒng)計管理模塊是對已錄入的各項動態(tài)數(shù)據(jù)進行分析,統(tǒng)計,預(yù)測等,生成符合上報的各類報表和圖表。包括實驗室的使用率,實驗室管理人員對實驗室的檢查情況,維修情況的統(tǒng)計?？梢罁?jù)管理者的需求,統(tǒng)計分析出當(dāng)前實驗室的基本運行狀況,實現(xiàn)實驗室軟硬件資源及其利用的相關(guān)數(shù)據(jù)在校內(nèi)的流通、共享。讓管理者能夠快速、準(zhǔn)確的掌握目前實驗室的基本運行狀態(tài)、以及各類課程、實驗與實踐的開展情況,系統(tǒng)還可以按照學(xué)期/學(xué)年生成各實驗室使用率統(tǒng)計表、實驗室檢查統(tǒng)計表、實驗室維修統(tǒng)計表等,從而為實踐教學(xué)的開展提供數(shù)據(jù)支撐,為實驗室建設(shè)提供相應(yīng)的參考依據(jù),也可以作為教育部年度高校實驗室狀態(tài)數(shù)據(jù)信息[5]。

資產(chǎn)管理員可通過系統(tǒng)依據(jù)耗材類別查詢各實驗室耗材基本信息和使用的情況,可以統(tǒng)計型號、類別耗材的采購率、使用率,庫存率,根據(jù)庫存量的多少,按照教學(xué)計劃的需求及時補充耗材,并及時更新耗材信息數(shù)據(jù),生成各類耗材所需的電子表格,作為耗材的原始使用憑證。實現(xiàn)了實驗室耗材的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、自動化管理,改進了管理模式和方法,以及實現(xiàn)了實驗室低值易耗的動態(tài)管理[6]。

4 結(jié)語

通過對基于信息化實驗室管理的開發(fā)研究,促進了實驗室的規(guī)范化管理,有效的提高了實驗室的利用效率和管理水平。使用該系統(tǒng),極大的減輕了實驗管理人員的工作量,使得教學(xué)資源得到了重新組合,方便教師開展實踐教學(xué)、競賽、科研、各類考試等活動,增強了學(xué)生的動手實踐和創(chuàng)新能力。根據(jù)實驗室資源投入與利用比數(shù)據(jù),完善實踐教學(xué)軟硬件建設(shè),對各類使用數(shù)據(jù)分析,健全實驗教學(xué)各項管理制度,達到高等學(xué)校本科審核評估中實驗室管理的各項指標(biāo)。同時進一步要完善實驗室管理系統(tǒng)在功能,增加資產(chǎn)管理、課表管理、安全管理等模塊,將系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向分布式的Web應(yīng)用發(fā)展。