實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

姜加梅

【摘 要】大學(xué)物理實驗反映了理工科及各個學(xué)科科學(xué)實驗共性和普遍性的問題。物理實驗室是開展實驗教學(xué)的主要場所。隨著學(xué)校發(fā)展的需要，實驗室管理的信息化、網(wǎng)絡(luò)化已成為必然趨勢。基于這樣的背景，結(jié)合貴州大學(xué)物理實驗中心教學(xué)和管理工作上的實際需要，設(shè)計了本實驗室管理系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】實驗室管理系統(tǒng) 趨勢 設(shè)計

【中圖分類號】TP315 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）07-0029-01

1.系統(tǒng)開發(fā)背景

計算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展極大地推動了各個高校的實驗室建設(shè)和統(tǒng)一管理【1】。由于貴州大學(xué)與原貴州工業(yè)大學(xué)兩校合并，為實現(xiàn)管理上的統(tǒng)一，把原來兩校的物理實驗室合并成為現(xiàn)在的貴州大學(xué)物理實驗中心。隨著合并與擴(kuò)大招生，辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大，學(xué)生人數(shù)急劇增加，傳統(tǒng)的管理模式既浪費(fèi)人力資源，工作效率又低下。設(shè)計基于WEB的實驗室管理系統(tǒng)是提升實驗室管理水平和提高教學(xué)實踐質(zhì)量的有效手段。貴州大學(xué)物理實驗中心承擔(dān)全校大學(xué)物理實驗教學(xué)工作，若能充分應(yīng)用校園網(wǎng)的資源，實現(xiàn)實驗室管理工作信息化，提高實驗室管理工作效率，使實驗室更好地為實踐教學(xué)提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，開發(fā)一個大學(xué)實驗室教學(xué)和管理的系統(tǒng)是很有必要的。

2.系統(tǒng)開發(fā)的目標(biāo)

（1）實現(xiàn)實驗項目的信息化管理。本系統(tǒng)設(shè)計按照實驗室實際課程體系分類組織管理的要求，便于教學(xué)應(yīng)用。用戶可以很方便搜索到所需信息。

（2）實現(xiàn)實驗室教學(xué)的信息化管理。利用本系統(tǒng)，可以在現(xiàn)有師資力量和實驗室資源的前提下，通過允許學(xué)生自主選擇實驗課程、自主選擇實驗內(nèi)容、自主選擇上課時間。進(jìn)一步體現(xiàn)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的實驗教學(xué)模式。

（3）實現(xiàn)實驗室耗材的信息化管理。由于實驗室耗材的消耗量較大，本系統(tǒng)做到耗材入庫和出庫的實時性。能達(dá)到提高效率和減少資源浪費(fèi)的效果。

（4）為實驗室開放做準(zhǔn)備。實驗室的開放是高校發(fā)展的趨勢。提高實驗教學(xué)的開放性和交互性，可實現(xiàn)體現(xiàn)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的實驗教學(xué)模式。本系統(tǒng)的開發(fā)有利于實驗室開放，為開放實驗室打下堅實的基礎(chǔ)。

3.實驗室管理系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)

Microsoft SQL Server 2008為本系統(tǒng)首選的后臺數(shù)據(jù)庫。它可以將結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化文檔的數(shù)據(jù)直接存儲到數(shù)據(jù)庫中。可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、搜索、同步、報告和分析等操作。提供了一個可靠的、高效的、智能化的數(shù)據(jù)平臺。

B/S是對C/S結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)，是C/S結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展和在Internet/Intranet上的應(yīng)用【2】。B/S結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢如下：簡化了客戶端，客戶端界面高度統(tǒng)一，用戶使用操作簡單，適合于網(wǎng)上信息發(fā)布，系統(tǒng)維護(hù)、升級方便。減輕系統(tǒng)維護(hù)成本和工作量。基于貴州大學(xué)實驗室管理系統(tǒng)實際情況，用戶主要是學(xué)生、教師及管理人員等因素綜合考慮，以及B/S結(jié)構(gòu)的這些優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)體系。

Visual Studio.NET是微軟公司推出的一套完整的開發(fā)工具，用于生成ASP Web應(yīng)用程序、XML Web Services、桌面應(yīng)用程序和移動應(yīng)用程序【3】。它是.NET的最佳開發(fā)工具。Visual Studio 2012和SQL Server 2008都是微軟的產(chǎn)品，在軟件開發(fā)過程中，兼容性較好。此外，微軟對Visual Studio2012和SQL Server 2008在官網(wǎng)提供了免費(fèi)的Express版本，從成本考慮有利于系統(tǒng)開發(fā)。所以本系統(tǒng)以Visual Studio 2012為開發(fā)平臺，C﹟為實現(xiàn)系統(tǒng)的編程語言，結(jié)合ASP.NET技術(shù)和SQL 2008數(shù)據(jù)庫技術(shù)來開發(fā)。

4. 實驗室管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用三層B/S結(jié)構(gòu)。即表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層。采用三層B/S結(jié)構(gòu)，能夠較好地平衡服務(wù)器和客戶端的負(fù)載，減少網(wǎng)絡(luò)上的信息流量。這樣可以提高系統(tǒng)交易的吞吐量。另一方面，把業(yè)務(wù)邏輯與用戶界面分開，在保證客戶端功能的前提下，為用戶提供一個簡潔的界面，如此一來，若需要修改應(yīng)用程序代碼，只需對中間層應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行修改而不用修改成千上萬的客戶端應(yīng)用程序。簡化了系統(tǒng)更新和升級工作。另外，客戶機(jī)和數(shù)據(jù)庫不直接接觸，因而可以提高數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全性。

5.實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計

對實驗室管理系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析，采用模塊化設(shè)計，這樣有利于完善各個部分的功能。為增加新模塊預(yù)留出空間，有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。設(shè)計的實驗室管理系統(tǒng)由4個模塊組成：實驗室系統(tǒng)管理模塊、實驗室設(shè)備管理模塊、實驗室教學(xué)及選排課管理模塊、實驗室耗材管理模塊。功能結(jié)構(gòu)圖如圖所示：

（1）實驗室系統(tǒng)管理模塊

該模塊主要由用戶注冊、數(shù)據(jù)庫備份、數(shù)據(jù)庫還原等子模塊組成。實驗室管理系統(tǒng)主要用于學(xué)生、教師和相關(guān)實驗室管理人員等。并根據(jù)不同用戶分配各自的權(quán)限。

（2）實驗室設(shè)備管理模塊

該模塊是實驗室日常管理工作中最常用的功能之一，一方面工作量大而且復(fù)雜，另一方面它是實驗課程能否順利開設(shè)的關(guān)鍵。該模塊是對整個實驗室的所有儀器設(shè)備進(jìn)行管理。包括設(shè)備類別管理、供應(yīng)商管理、采購管理、報修維修管理等子模塊。

（3）實驗室教學(xué)及選排課管理模塊

實驗室教學(xué)及選排課管理模塊是本系統(tǒng)的重要功能之一，利用本系統(tǒng)，可以在現(xiàn)有師資力量的前提下，通過允許學(xué)生自主選擇實驗課程、自主選擇實驗內(nèi)容、自主選擇上課時間，提高實驗教學(xué)的開放性。同時，又能通過人性化的統(tǒng)計分析功能，實驗課程管理員容易掌握學(xué)生上課的動態(tài)信息，防止教學(xué)過程中學(xué)生亂選課、少選課等情況發(fā)生，保證教學(xué)秩序的正常進(jìn)行。該模塊包括實驗課程安排管理、實驗室選課安排管理、學(xué)生選課管理、教師教學(xué)管理等子模塊。

（4）實驗室耗材管理模塊

該模塊功能與設(shè)備管理模塊功能相近，但由于實驗室耗材消耗量非常大，設(shè)計成為一個單獨(dú)的子模塊，便于管理和使用。該模塊由耗材類別管理、耗材采購管理、耗材出庫管理、庫存查詢和統(tǒng)計分析等子模塊構(gòu)成。

6.總結(jié)

本實驗室管理系統(tǒng)的建立，可以提升實驗室管理水平和提高教學(xué)實踐質(zhì)量。降低實驗室管理人員的工作強(qiáng)度，更好地為實踐教學(xué)服務(wù)。提高實驗室工作效率的同時降低了運(yùn)行的成本，為實驗室管理水平的提高和實驗室的全面管理提供了先進(jìn)的技術(shù)支持。有效地避免查詢、統(tǒng)計不便等弊端。能很好地實現(xiàn)資源共享。特別是預(yù)約實驗項目的實現(xiàn)，提高現(xiàn)有資源利用率的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步體現(xiàn)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的實驗教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊宇科，楊開明.加強(qiáng)高校實驗室建設(shè)與管理的思考[J].實驗技術(shù)與管理，2012（10）：205-206.

[2]劉昕.高校實驗室信息管理系統(tǒng)的開發(fā)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J].中國管理信息化，2014（7）：45.

[3]劉青，李華等.基于ASP的開放式實驗室管理系統(tǒng)的研究 [J].實驗技術(shù)與管理，2011（06）：44-47.