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关键词: 少数民族高校 开放型计算机实验室 管理系统 设计
一、实验教学管理现状分析
教育是国家发展的重要基石,国家越来越重视对各种高素质人才的培养。从20世纪90年代末开始,国家就提出了高校教学改革的思想,并不断扩大高校招生规模,加大对高等教育的投入,通过采取一系列措施很好的促进了我国高校教育的发展。但是,随之而来的问题是管理难度加大。在实验教学管理方面,为了改善学生“高分低能”的现象,提高学生综合能力,培养适应社会发展需要的高素质人才,各高校均进行了实验教学改革,投入大量资金用于实验室建设,购置大批先进实验设备,增加实验时间,细化实验内容,并力求增强实验的创造性和自主选择性,以提高学生个性化发展的需求。显然,传统的实验教学管理模式已经不再能适应当前的发展。
以我校公共计算机实验室为例:2003年,我校仅有两个公共计算机实验室,计算机设备100台。随着学校的不断建设发展,到2010年,公共计算机实验室数量已增至7个,拥有计算机设备450台,实验室每天的利用率超过80%。学校和实验室管理人员一直在不断加强管理和建设,虽然取得了一定进步,但仍然存在下面的问题。
1.实验教学安排信息无法双向交流,实验室只能被动根据课表进行安排,教师学生也只能根据课表进行实验,实验室开放性不足。
2.实验室管理信息化不足,实验设备的使用情况统计不能实时掌握。
3.实验室管理零散化,各个实验室之间缺少有机的联系和配合。
4.实验室资料管理模式过于传统,网络化不足。
要解决这一系列问题不能仅仅依靠简单地增加管理人员,它对实验室管理提出了新的挑战――如何为实验室管理者和教师学生等普通用户提供更好的技术支持、更方便的服务、更高效的管理模式。基于网络的开放型实验室管理系统,以校园网为基础,构建公共计算机实验室管理的信息化平台,可以促进教学资源的共享,规范化管理,提高管理效率,促进实验室建设改革,充分发挥实验室在学生综合素质培养方面的重要作用。
二、开放型实验室管理系统设计
系统的设计根据我校公共计算机实验室的实际情况,本着“易用性、开放性、易于拓展及维护”的原则进行。
1.总体设计构想
系统以加强实验室管理的信息化、规范化、智能化为最终目标,集合实验设备管理、实验项目管理、实验预约、资源共享、实验信息等功能,形成一套比较完善的实验室全方位管理系统,为师生提供人性化的实验环境,激发学生实验热情,提高学生的动手能力和创新能力。
2.需求分析
根据上述总体思想,结合我校实验教学的实际情况,开放型实验室管理系统需具备以下功能。
(1)针对不同用户群,设立权限不同的用户。
(2)可以对实验室使用情况、设备情况进行监控,便于统筹安排。
(3)实现实验课程在线预约。
(4)实验教学及实验室相关信息。
(5)实验室相关数据统计。
3.功能模块设计
根据需求分析结果,将系统分为系统管理、实验室管理、实验预约管理、信息交互管理四个模块,系统功能结构如图1所示。
(1)系统管理模块。系统管理模块由用户账户管理、用户信息管理和数据安全管理三个子模块组成。
本系统用户分为三类:教师、学生、实验室管理员。这三类用户的用户名称、所属类别、所属系部、学号、登陆密码等信息全部通过用户信息管理模块进行管理。在模块中用户可对相关信息进行添加、修改、删除等基本维护操作,其中添加、删除操作只能由实验室管理员完成,教师用户和学生用户则可以修改登陆密码。该模块设有公共查询功能,方便用户快速查询。
用户账户管理负责对使用该系统的所有用户进行权限设置。实验室管理员可以对所有模块进行操作。教师用户和学生用户则根据实际情况有限制地使用系统。
数据安全模块用于系统数据的导入、导出,并与网络数据库联通,方便管理员备份系统数据,加强系统数据安全。
(2)实验室管理模块。该模块主要面向实验室管理员,旨在实现实验室高效的无纸化管理,由实验室基本信息管理、实验设备管理、物品借出管理、实验室使用情况实时管理、实验室档案管理五个部分组成。
实验室基本信息模块记录各个计算机实验室软、硬件情况,如实验室名称、位置、面积、所属类型、设备配备数量等。
实验设备管理模块详细记录各个实验室实验设备数目、详细型号参数、运行状态,以及新设备的添置、老旧设备报废等信息,并设在线报修功能,用户在使用过程中发现问题,通过此功能直接报修。实验室管理员接收报修通知后可进行设备维修,修复完成后在线填写处理结果进行反馈。
设备借用管理模块负责记录设备和各种配件出借/领用详细记录,包括借出/领用日期、借用/领用部门(或个人)、借用/领用用途、设备或配件的详细参数、设备编号、经手人、归还日期、归还时设备情况等。
实验室情况实时管理模块可以查询各实验室各个设备的当前使用情况,实现实验室的实时管理。
实验室档案管理模块一方面向所有用户公示实验室各项规章制度,一方面收录各项实验室相关通知、文件等相关材料。每份材料记录包括收到日期,摘要,全文记录等信息。
(3)实验室预约模块。在线实验预约是管理系统的一个重要功能,由一个专门的模块来实现,包括:实验室安排公示、实验室安排查询、在线实验申请。
根据我校的具体情况,实验分为教学必做实验和扩展实验两种。教学必做实验是指根据教学计划学生必须完成的实验。该类实验在实验室安排方面具有优先权,实验室管理员在做实验室使用计划时须保证该类实验的开展。扩展实验是指教学计划外,教师或学生根据自身兴趣和需要开展的延伸性实验。此类实验的开展是实验室开放性的体现。
教学必做实验一般在学期开学前即可确定。实验室管理员做好实验室安排,通过实验室安排公示模块向全校师生公示。师生根据安排开展实验教学。
实验室安排查询可根据查询条件如实验室属性、指定日期、空闲情况等快速搜索出相应的安排。
在线申请模块为教师或学生提供实验室使用申请表单,师生填写后在线提交。实验室管理员接收申请,根据实际情况对申请进行审核,并在线填写反馈,更新实验室安排表。师生通过申请反馈信息可以查询到申请结果。
(4)信息交互模块。信息交互模块用于用户信息交流,资源共享。包括实验资源共享、实验报告下载、实验结果上传、实验成绩。
教师通过系统上传实验教材和实验报告模板供学生下载,学生完成试验后同样通过系统上传实验结果,方便教师统一收取。教师评阅实验结果后,亦通过系统对各学生进行评分。系统收集分数数据,以便以后对实验室数据统计分析。
三、开放型实验室管理系统实现
1.系统体系结构
根据上述需求分析,本系统决定采用基于B/S模式(Browser/Server模式)的三层系统结构。即用户层、应用层、数据层。具体结构如图2所示:
第一层:用户层。用户层直接面对系统用户,是系统与用户的接口。用户层采用Web浏览器,具有交互功能。通过此层,管理系统为用户提供可视化的操作界面,接受用户输入信息和操作请求,并将后台返回的处理结果反馈给用户。简而言之,用户层就是整个管理系统的“窗口”。
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第二层:应用层。应用层设立Web服务器和应用服务器,在整个体系结构中起到承上启下的作用。它接受用户层提交的用户信息和操作请求,启动相应的响应方法,在需要的时候访问数据层,调用需要的数据加以处理,最终形成处理结果,并将结果返回给用户层。应用层相当于系统的“大脑”,由它控制整个系统的运作,实现系统的逻辑功能。
第三层:数据层。数据层设立数据服务器,位于整个系统的最底层,负责系统数据的存储、更新和处理。它不参与系统的逻辑功能实现,只根据应用层的指令完成数据的添加、更新、查询等操作。数据层相当于系统的“仓库”,存储整个系统的相关数据,直接与应用层通讯。
同传统的C/S模式(Client/Server模式)比较,B/S模式下,系统对客户端要求低,易于大范围推广;用户层采用Web交互界面,操作方式简单;不同于C/S模式中由客户端实现主要逻辑功能,B/S模式下系统这部分功能都在应用服务器中完成,减轻了客户端的负担,提高了整个系统的实时性;并且,维护时只需针对应用服务器,无需更改客户端。可见,B/S模式具有用户操作简单、资源利用率高、系统可维护性强、安全性好等优点,利于大数量客户端情况下管理系统的构建。
2.数据库实现
数据库是整个管理系统的基础,本着“力求简洁,逻辑关系简单”的原则,系统采用二维关系数据库,数据库建立如下主要相关数据表及字段。
(1)用户群组表(Usergroups)。编号、组名称、组表述、组数据存储表单名称。
(2)权限表(Competence)。群组编号、权限编号。
(3)实验室管理员信息表(Administrator)。编号、所属群组、姓名、密码、所属单位、联系方式。
(4)教师信息表(Teacher)。编号、所属群组、姓名、密码、所属院系、所属教研室、联系方式。
(5)学生信息表(Student)。编号、所属群组、姓名、性别、学号、密码、院系、专业、联系方式。
(6)实验室信息表(Laboratory)。编号、实验室名称、位置、所属类别、开放类别、开放时段、管理部门、管理员、面积、容纳人数、设备名称、设备数量。
(7)设备类别表(Ecategories)。编号、类别名称、类别描述。
(8)设备信息表(Equipment)。编号、设备名称、设备类别、学校编号、所在实验室、设备型号、详细参数、使用状况、出借状况、维修记录。
(9)设备出入信息表(Loan)。编号、设备出库日期、领用人姓名、领用人所属部门、设备用途、设备详细参数、设备编号、归还日期、归还时设备情况。
(10)实验室使用情况实时记录表(Dbspace)。编号、设备编号、设备名称、所属实验室、当前使用情况、学号、用户姓名。
(11)实验室使用记录表(Statistics)。编号、设备编号、设备名称、所属实验室、用户姓名。
(12)实验室文件信息表(Archives)。编号、文件接收日期、文件编号、文件发送部门、文件关键词、文件标题、文件存档位置。
(13)实验室安排表(Costanalysis)。编号、学年学期编号、星期编号、课程名称、实验班级、班级所属系部、班级所属专业、班级人数、任课教师姓名、实验课节次、实验周次、分配实验室。
(14)实验室使用申请表(Application)。编号、学年学期编号、发出申请日期、申请类型、申请人姓名、申请用途、计划实验日期、星期编号、计划实验节次、计划实验次数、计划实验参与人数、实验名称、处理状态、申请答复。
(15)实验成绩管理表(Result)。学生姓名、学生学号、实验课程名称、实验成绩、评分教师、教师意见。
3.关键步骤
(1)登陆验证和密码管理。本系统用于我校开放型公共计算机实验室的信息化管理,面向对象为我校师生。为保证系统的安全性,不开放自主注册,所有师生基本信息均由实验室管理员添加,系统为所有师生设立统一初始密码。实验室管理员信息则由系统管理员在后台直接添加。登陆系统时,要求所有用户输入姓名、密码、用户群组编号。系统先到用户群组表搜索,找到相应群组数据表单,再核对用户信息,信息正确则验证通过,用户登录成功,拥有所属用户群组相应权限;反之则验证失败,系统拒绝用户登录,并弹出提示窗口提醒用户检查输入信息。
用户登录系统后,可以到系统管理模块修改密码。更改程序要求提供用户姓名,并连续两次输入原始密码,系统通过输入窗口获取输入信息,到相应表单搜索,核对原始密码无误则更新表单信息,用户修改密码成果,反之则修改失败。系统根据结果给出相应提示。
(2)权限设置。系统对三类用户权限设置如表1所示。
表1 用户权限表
(3)实验室实时管理。我校各个公共计算机实验室内,计算机编号与IP地址相互对应。教师和学生用户使用计算机登陆系统。登陆后,系统自动弹出窗口,要求用户填写当前日期、节次、实验室名称等信息,并获取IP地址,自动生成设备编号信息,与用户填写的信息一起发给应用服务器。系统根据服务器接收到的数据,更新实验室使用情况实时记录表,再根据实验室使用情况实时记录表生成设备使用情况显示图,对在用设备重点标记,实现可视化管理。根据学校课程安排特点,实验室使用实时记录表每两节课全部更新一次,最终达到实时监控的目的。另一方面,每次更新数据前,会将当前实时记录上的数据添加到实验室使用记录表中,该表数据不做删除处理,保留每套设备的所有使用记录。记录用于学生实验时间、设备运行时间等统计分析。
(4)在线实验申请。用户使用在线实验申请功能,填写相关表单,系统获取学年学期编号、预定的星期编号、申请节次、实验室编号、计划申请周次等数据后,查询实验室安排表。如与输入信息完全一致的记录,则说明所申请的实验室在申请时段已有安排,申请被拒绝,系统发回提示:“该时段实验室已有安排,请另择时间!”如遍历实验室安排表,没有符合记录,说明申请的实验室在申请时段空闲,系统继续获取实验参与人数、实验室名称等数据,查询实验室信息表,对比指定实验室容纳人数与实验参与人数,若参与人数小于等于容纳人数,实验室申请成功,将申请记录添加到实验室使用申请表,并把出来状态标记为“待处理”。若参与人数大于容纳人数,申请被拒绝,系统发回提示:“实验室可容纳人数无法满足申请,请重新申请计划!”
实验室管理员通过查询实验室使用申请表,获取申请记录,根据具体情况,审核“待处理”申请。若同意申请,实验室管理员填写申请答复为:“通过”,修改处理状态为“已处理”,并更新实验室安排表,添加新的安排记录。若不同意申请,管理员填写申请答复为:“不通过,请另行考虑申请计划。”修改修改处理状态为“已处理”,无须改动实验室安排表。
本套管理系统的设计充分联系我校实际情况,结合少数民族地区高校实验教学特点,可以较大程度地提高学校实验室利用率,促进实验教学水平,强化公共计算机实验室管理,在运用中取得了良好效果。虽然运用范围只限公共计算机,但系统设计具有普遍性,可进一步推广到学校的其他学科实验室管理中。
参考文献:
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【关键词】管理系统网络技术设计方法数据库
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2012）10C-0191-02
实验、实训是高职教学的重要环节，高质量的实验、实训室管理，能为师生提供一个制度规范、环境清洁，设备先进、资料齐全的实践环境，有利於提高学生的动手实践能力和教师的科研水平，有利於提高实验、实训室乃至整个学院的教学质量。加强实验、实训室的科学化管理，有利於提高管理效益和效率，转变实验、实训室管理者的决策观念和科技管理模式，丰富教学管理信息，提高教学管理水平并减少实验、实训室建设的盲目性和随意性，最大限度地发挥实验、实训室的作用。因此，实验、实训室管理系统的设计对提高实验、实训室管理水平是非常重要的。
一、实验、实训室管理系统的需求分析
随着高校扩招，高校学生数量逐渐增多，实验、实训室规模不断扩大，仪器设备和实验、实训室的管理还是以前的人工管理，管理人员日益增多而且管理制度也不完善。有必要设计技术先进、保密性强、安全可靠的实验、实训室管理系统，需要采用先进的网络技术进行系统设计，主要功能包括：
（一）设备管理
要求通过网络技术获得关於实验、实训设备使用状态的所有信息，并设计信息的存储内容与格式（数据库结构）。建立各种数据库表格，包括实验、实训设备入库总表，入库明细表，领用总表，领用明细表，盘点总表，盘点明细表，库存信息表，报损总表，报损明细表，供应商表等。允许师生通过PC和手持终端查询所有设备的实时使用情况，以及其他所需信息和服务。教师通过网络，根据机器的使用情况填写实验、实训室日志，对每天的实验、实训班组、内容、指导教师、机器状况等及时记录、整理，作为资料录入数据库，既便於实践教学课程建设和研究，也便於实验、实训室管理人员维修，做到早发现早修理，以保证每节实验、实训课的顺利进行。
（二）实验、实训室信息管理
实验、实训室要求有自己的网站，管理员负责实验、实训室基本信息。其基本信息包括：实验、实训室管理机构和人员配置情况，实验、实训室规章制度，实验、实训室布局，实验、实训室环境等级，实验、实训室的安全信息，实验、实训室设备情况，课表查询，实验、实训室所能开的课程，学生的项目成绩，实验、实训室内的项目申请，实验、实训室的建设与规划情况等。
（三）人员管理
人员管理包括实验、实训室管理员和学生的管理，通过网络技术对实验、实训室管理员和学生进行考勤，在实验、实训室网站上建立相关题库，定期考核实验、实训室管理员，实验、实训室管理员需要定期完成相关知识的考核。这些知识包括管理知识，先进的实验、实训室管理理念，电子技术和分析测试技术，现代教育技术等，同时通过网络公布实验、实训室管理员开展现有仪器设备功能的深度开发，切实提高设备使用效益的情况。教师可以通过网络向实验、实训室管理员了解所负责实验、实训教学的准备情况，提高排除仪器设备故障的能力；参与科研、实验、实训教学研究和改革实践，改进或研制实验、实训教学仪器设备，对实验、实训效果进行评价。
通过网络对学生进行管理，在数据库中建立学生编号、学生姓名与学生信息表中的ID相对应的关系；出入实验、实训室要进行刷卡考勤，在实验、实训过程中，由管理员通过接入网络的电子教室管理系统、摄像头对学生实验、实训情况进行监控，保证学生认真完成实验、实训任务，达到理想的实验、实训效果。
二、实验、实训室管理系统的设计方法
（一）设计模块化
模块化是指解决一个复杂问题时自顶向下逐层把系统划分成若干模块的过程。每个模块完成一个特定的子功能，所有的模块按某种方法组装起来，成为一个整体，完成整个系统所要求的功能。这样就可以降低设计的复杂度，使设计、调试、扩展和维护等操作简单化，且能够实现仿真对象的快速实现和容易修改。
模块化的主要方法是系统的分解和组合，模块化的产品或系统是由标准的模块组成的。在对实验、实训室管理系统进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列通用的功能模块；根据实验、实训室的要求，对这些模块进行选择和组合，就可以构成不同功能、或功能相同但性能不同、规格不同的管理系统模块。
（二）建设统一的基础设施支撑平台
实验、实训室管理系统需要对设备进行统一管理，并接入网络，所以需要解决物与物之间的相互通讯与信息交互，无线的末端接入手段是必要条件。建立有线无线双覆盖的网络环境，是实现设备和实验、实训室环境感知信息接入和多源信息互联的前提，也是实验、实训室管理系统的重要基础设施。
（三）建设共享数据库平台
建设统一身份认证平台和建设综合信息服务平台，建立安全高效、统一共享的数据中心；规范信息从采集、处理、交换到综合利用的全过程，逐渐形成有效的信息化管理的运行机制，为实验、实训室管理部门利用信息、分析管理提供支持。统一身份认证平台，通过提供统一的授权机制与方便安全的口令认证方法，让师生使用单一用户名和口令就可以使用实验、实训室，查找网站上所有实验、实训室的信息服务，实现网络单点登录或手机认证登录的方式。对实验、实训室管理信息资源进行整合，实现各种实验、实训室管理程序的无缝接入和集成，提供一个支持信息访问、传递以及协作的集成化环境，实现实验、实训室个性化业务应用的高效开发、集成、部署与管理。向用户展现实验、实训室管理的服务信息，使师生获取相互关联的数据，进行相互关联的实验、实训室事务处理。
（四）建设ID卡与手机融合的实验、实训室管理系统
将实验、实训室管理各个系统应用与移动终端及实验、实训室ID卡结合起来，实现身份标识和身份认证等功能为一体的实验、实训室管理ID卡服务扩展平台，实现手机终端以及实验、实训室信息服务系统的融合，以手机作为独立服务终端请求服务或受用服务。
关键词：高校 实验室管理 模式 管理方法 对策
我们知道，实验室是培养学生实践能力和动手能力的一个重要平台，因此他在大学的教育教学过程中具有重要的意义，加强实验室的建设和管理业历来受到高校的重视。在这个过程中，如何更加科学和规范的对实验室进行管理，提高其管理的水平成为我们必须要积极思考和解决的问题，因为良好的实验室管理是进行试验教学和试验操作的重要保证，对此，高校需要从当前实验室管理的现状出发，同时学习和借鉴一些先进实验室管理的经验，进而实现实验室管理的科学化和现代化，更好的服务于高校的教育教学工作。
1.形成良好的实验室管理理念
进行高校实验室的管理，首先一点就是要确立现代化的实验室管理理念，在这方面要根据学校实验室建设的现状和存在的问题进行分析，从而制定出科学的先进的管理制度和管理系统，这是进行实验室管理的一个重要前提。随着当前高校实验室建设的大力开展，在资金的投入和设备的引进都取得来较大的发展，那么在接下来的管理过程中就要有先进的管理制度和管理系统来确保其正常化的运行。
1.1形成完善的仪器设备和人员管理理念。通常来说，高校的实验室管理是一个系统和庞大的工作，一般的实验室通常具有上百台的实验室和试验设备，这就给我们的管理工作带来了极大的挑战，对此就需要形成良好的实验室管理理念，进而制定和落实相应的实验室管理制度。而在具体规章制度制定的过程中，要对实验室的配置和人员管理现状进行了解和分析，进而更加有针对性的制定可操作性的方案，其中包括实验室设备管理、安全环保管理以及管理人员的岗位职责等，这些都需要形成完善的管理系统，从而确保管理工作井然有序的开展。
1.2加强实验室的硬件建设管理。科学技术处于时刻的发展和变化当中，所以在进行实验室硬件管理和建设的过程中就要有具有前瞻性的眼光和理念，在这个过程中，实验室的硬件建设要立足于高校不同院系未来发展的需要，进而做好定位，对于一些落后的设备要及时的更新，同时在设备的选择上要紧跟时代的前沿，购置的过程中充分的考虑其在科研以及未来发展过程中的作用，避免引进设备的落伍。
2.实验室实验教学过程中的管理分析
实验室的一个重要任务就是为实验教学和实验工作所服务，而实验教学和实验的过程中必然的需要调用大量的设备和物品等，如何保证实验教学的顺利开展，需要有良好的实验过程管理制度，对于不同专业和不同课程教学实验的需要，要积极做好实验器材的配备和支持，进而更好的服务于实验教学工作。而在具体的管理过程中就要不断的创新管理方式和方法，形成科学化的管理模式。在当前数字化和信息化发展的大背景下，高校实验室的管理也要与时俱进，加强实验室管理的信息化，通过信息系统来进行控制，这样一来也就在很大的程度上减少了人员操作和管理的工作，提高了实验室管理的效率。具体来说，要形成良好的实验室管理和调控流程，在实验室运行的过程中有规定的流程和路线予以支持，在设备的选用上，在实验室的调控上都有明确的管理系统进行统筹，从而以快速、高效的实验室运行管理与控制。
3.建立一支高素质的实验技术管理队伍
实验室需要有专业化的技术人员来进行管理，因为实验室的仪器设备以及物资的操作都需要专业性的人员来进行维护，科学的实验室管理需要建立一支高素质和实验技术人员，只有这样实验室的管理才会更加规范化，从而避免一些不正当的管理给实验室造成不必要的损失。针对这一问题，要积极的做好实验室管理人员的培训工作，面对新技术和新设备，作为技术管理人员要对其性能和运行要求有充分的了解，加强理论知识的学习，对于其中出现的一些状况要及时的做出维护，对于突发性的事件也能够采取正确的措施予以处理。除此之外，还要加强对实验室管理人员的业务技能管理，在实验室运行的过程中如何让更好的协调实验人员开展实验，保证实验过程中的安全等都需要在日常的工作中不断总结，进而全面提高自身的业务技能。
4.建立和完善相应配套制度，实现严格管理
完善的配套管理制度是实验室运行管理的重要依据，针对实验室管理的特点，我们需要建立完善各项规章制度，其中包括安全环保制度、仪器设备管理制度以及仪器设备维修赔损制度等。这些制度的制定是为了更好的促使实验室实现良性运的，一般来说，高校通常会根据学校专业划分以及课程的安排进行专业实验室的建设，对于这些不同的实验室就要形成不同的管理和操作细则。对于实验教学者和实验操作人员，要在进行实验之前全面了解实验室的规章制度和细则要求，同时熟悉实验的基本流程和操作要点，避免盲目的进行实验或者是不当的实验。作为教学工作者，要制定科学化的实验教学课程，结合实验室的现状设计规范化的教学大纲和实验操作大纲，从而更好的配合实验室来共同维护实验室的健康运行。
5.结束语
总之，随着当前教学事业的快速发展，加强高校的各项建设也相应的开展起来。对于高校的实验室建设和管理来说，它是学校教育事业发展的重要组成部分，也是培养科学人员的重要平台，实现科学化、现代化的实验室管理才能够更好的服务于教学以及学生发展的需要，在此过程中要形成先进的实验室运行管理理念，立足未来发展的需要不断完善实验室的建设以及各项管理共组。而在具体的管理过程中要充分的吸收和学习先进高效实验室管理的经验，不断的完善实验室管理和控制系统，以规范化的流程和制度引导实验人员，进而实现实验室管理的规范化。
参考文献：
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高校实验室是培养理论与实践相结合的、符合当今社会发展需要的高级人才的基地。如何提高实验教学水平、加强实验室管理、突出创新教育是当前高校实验室管理面临的一个重要课题。
目前高校实验室多采用封闭式管理模式，各院系独立建设、管理本学科的实验室。实验室过于分散，管理工作繁琐，实验设备和物品的储存、维护、安全得不到保障。各实验室之间缺少资源共享、信息互通，既不利于学生进行综合设计型实验，也不利于科研协作和学科渗透，阻碍了学生创新能力的培养。为此，本文设计了一种基于物联网的高校智能化实验室管理系统。
2 物联网技术概述
从“智慧地球”理念到“感知中国”概念的提出，随着全球一体化、工业自动化和信息化进程的不断深入，物联网时代悄然来临[1]。物联网（Internet of Things）是通过运用射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[2]。通俗地说，物联网就是物物相连的互联网。
目前，物联网的关键技术主要有射频识别技术、传感器技术、ZigBee技术等。
RFID（Radio Frequency Identifaction）即射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签。RFID系统由读写器、电子标签和天线组成。读写器包括固定式读写器与手持式阅读器。
ZigBee技术是一种新兴的低功耗、低成本、高容错性的短距离通信技术。
3 基于物联网的智能化实验室管理系统的设计
3.1 系统整体设计方案
该系统是一个无线传感网络。硬件方面，预先在每间实验室安装门禁控制器、ZigBee无线节点、温度传感器、湿度传感器和光照传感器。每件实验设备、物品，实物实验报告、作业贴有RFID标签。每个实验操作平台配备手持阅读器。软件方面，需要在物联网的终端安装管理系统的软件。
3.2 系统各模块功能
该系统由七大功能模块组成。
3.2.1 管理员登录
该系统软件只允许管理员登录后才能使用，如果不是管理员则需要先注册。
3.2.2 网络管理
实现网络连接状态的查看和设置。
3.2.3 使用人员管理
所有人员必须使用身份卡进出实验室，门禁控制器利用射频识别技术识别进出实验室的人员身份，数据库里能够检测到的人员能够直接进入实验，而临时人员需要进行系统登记后才能进入。
3.2.4 实验室设置
远程控制ZigBee无线节点，对实验室的基本信息进行日常管理，显示实验室的动态使用状况。为了能给学生提供宽松的实验条件，通过开放实验室，学生能够预约课余时间来做实验。如图1所示，根据开放日期，查看学生提交的预约申请。
3.2.5 实验教学管理
（1）教师和学生考勤管理。当教师、学生进入实验室，门禁控制器识别身份卡，将进入、离开的时间记录在软件上，实现教师、学生的自动考勤。
（2）实验项目管理。为了规范实验教学内容，需要教师预先录入每门实验课程的教学计划、实验大纲、多媒体教案、基础实验项目、综合实训项目、操作规程以及实验示例等教学资源。学生随时可以下载相关教学资源进行阅读和操作练习，有助于提高学生自主学习的能力。
（3）实验过程实时监控。对所有实验室设备、物品的状况进行监控，比如实验过程中，哪些设备能正常使用，哪些发生故障。同时还可监控学生的实验过程，及时发现学生学习中存在的问题，教师进行集中讲解，提高学习效率。
（4）实验作业和成绩管理。实验完成后学生可以通过该RFID技术将实物实验报告、作业或实验结果上传到系统进行储存，便于管理员、教师批改作业、统计分析学生实验成绩，当课程结束时学生能够查看自己每次的作业成绩，以及该门课程的总评成绩。
（5）交流讨论。实验前，教师可以通过该模块向学生发布实验管理规章制度，布置实验任务，与学生进行实验方法的讨论，增加学生与教师、学生之间的互动。
3.2.6 实验设备和物品管理
每件实验设备、物品贴的标签上载有对应的编号、名称、状态、购置日期、维修记录等信息，实现了信息智能储存功能。使用人员通过手持阅读器识别领用的设备、物品上标签，将它们的基本信息反馈到如图3所示的界面上，有利于实验人员提前了解设备、物品的基本资料，还可以对它们进行定位、跟踪，显示使用人员身份，有效地监管了实验设备、物品的使用状态，防止有人将它们任意拿出实验室。另外RFID标签还能实现相同或不同实验室的设备、物品间进行通信，高效地利用了资源。
3.2.7 环境监测
实验室的环境决定了实验物品的保存情况，比如有些实验物品必须存放在阴凉、防潮、避光的环境中。实验物品保存完好时，才能使实验正常进行，获得预期的实验结果。因此，利用已安装的各类传感器进行动态实时监测，将每间实验室的温度、湿度以及光照情况发送到如图3所示的系统软件。当发现环境异常时，对空调、吊灯以及多媒体进行远程控制。比如检测到某间实验室湿度不足，则自动控制空调进行湿度调整，使环境达到舒适状态。当某间实验室处于空闲状态，空调、吊灯、多媒体仍然运行时，能远程关闭，实现节能减耗。
【关键词】地方院校 实验室管理 信息化建设
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2016）08C-0099-02
高校实验室作为培养人才的重要基地，国内地方高校都非常重视实验室的建设和管理，每年投入大量的经费建设实验场地，购置实验设备，引进实验人才。但是在实验室管理方面存在许多问题，已经制约了教学和科研的进一步提高，迫切需要建设一种基于互联网的实验室管理新模式。
一、地方本科高校实验室建设和管理现状
当前，互联网已经深入到各行各业中，信息化管理的思维已经得到社会的普遍认可。但是高校在管理模式上还是沿用老一套，各自为政，效率低下，难以达到物尽其用、人尽其才。
（一）实验室文档管理信息化程度不高。实验室运行记录、维修记录、实验报告等仍然使用人工填写的方式。实验室管理相关的制度、文档种类多。按传统的管理办法是在每个实验室的教师工作台上放置实验运行记录本、安全卫生检查本、维修记录本，由上课老师和管理员每天填写。实验报告有固定的表格模板，由学生填写后教师评定成绩，并集中归档。主要存在的问题是：教师填写实验运行记录及各种表格不认真，尤其是外聘教师，甚至懒于填写；实验室数量多，各种归档文件数量庞杂，丢失、错登等现象较为常见；由于实验课程多，学生数量大，实验报告堆积如山，需要大量存储空间。
（二）实验室信息管理平台之间各自独立，数据无法共享。近年来信息技术快速发展，高校管理部门中的信息系统越来越多，虽然部分高校均不同程度地建有大型仪器设备开放共享网络平台，但绝大多数停留在网站建设层面，只能提供静态信息查询，缺乏完善的管理和数据挖掘功能，导致开放共享工作成效不明显。另外，各种信息管理系统重复建设，功能相似，各个信息系统之间却无法共享数据，导致信息系统管理的效果大打折扣。如实验室资产管理系统在各个高校普遍使用，但实验室日常管理中的文档管理、实验室预约管理、实验课程资源库等功能却是各自独立的信息系统，使用起来非常不方便。
（三）实验设备利用率不高、贵重仪器设备闲置。传统的管理模式中实验室的课程安排主要由教研室提交人才培养计划，由教务部门根据授课计划统一安排课程。主要存在的问题：实验室课程安排固定不变、空余时间无法充分利用；实验室使用申请由授课教师提出，实验管理员自行安排，造成教学秩序混乱、课程质量无法监控；实验设备信息没有公开的渠道，师生甚至不知道学校的实验设备有哪些，放在什么地方，如何使用。
（四）实验室数据统计困难，无法提供决策支持。实验室管理中的各种日常数据难以统计并形成有效的分析提供给领导层决策。由于大部分数据都是人工填写，许多关键数据如实验室的利用率、设备完好率、实验课程开出率等评估关键指标无法有效地统计，导致实验室管理的水平无法体现，实验管理人员的评价体系就缺少核心数据的支撑，存在“干多干少一个样”、“反正都是糊涂账”、“只要不出安全事故就行”的消极思想。常年如此，高校实验室建设和管理缺乏真实可信的数据支持。
二、实验室信息化管理的探索
针对上述实验室管理中存在的问题，实验室管理亟须从各自为政的思想中解放出来，选择一种结合互联网思维的管理新模式。信息化互联网思维模式切合了地方高校培养应用型人才的需要，适应了实验教学信息化改革的要求，能大大提高管理效率，节约人力成本。本文提出一种基于信息化管理的模式，如图1所示。
该平台的构建需要使用B/S与C/S相结合的方式进行开发，客户端软件主要用于安装在具有操作系统的微型计算机上，教师登录时的信息填写、计算机使用状况等信息的记录，其他平台的操作只需使用浏览器即可。从图1可知，整个实验室综合信息管理平台包含五大模块，即资产管理、文档管理、预约管理、资源库管理、统计分析管理，涵盖了整个实验室管理的主要内容，每个模块的功能是独立的，数据之间是可共享的，都具有基本的增删添改、统计、打印等功能。这些系统的整合，为实验室设备、人员、实验室资源利用等情况建立了电子档案，实现了实验室的信息化管理，提高了实验设备的利用效率。学生利用这些应用系统，可以在线了解设备状态、库存情况、使用状况等信息，为完成自己的设计性实验、毕业论文、创新竞赛方案等提供了实验室资源信息化保障。
（一）实验室资产管理平台。目前市场上的资产管理系统虽多，但业务流程和高校的实际情况有较大的差距，使用起来局限性很大。该资产管理平台最大的特点是将实验设备公开化，师生通过浏览器登录系统能非常方便地查看全校的实验设备信息，了解设备的状况。该资产管理平台构建了各个学院实验室之间的信息沟通的桥梁，为实验管理员及时地查询、更新、分配实验室资源提供了依据。另外，实验耗材的去向明确，固定资产从入账到报废的流程清晰。信息化资产管理模式规范了实验室的资产管理，对资产的使用和报废起到良好的监控作用。
（二）实验室文档管理平台。实验室文档分为资产管理类、日常管理类、人员档案类、实验报告类等，每个学期不同的文档需要及时的更新。以南宁学院为例，会计与审计学院实验室有14间，常用的有11间，每学期仅是日常管理文档就有33本。文档管理平台的目的是强制要求实验老师填写相关上课记录才能登录使用教师机，实验管理中所有的记录均使用数据库进行保存。实验报告可在学生实验结束后将纸质文档录入进入系统。总的来说，信息化管理平台简化了管理流程，提高了管理效率。
（三）实验室设备预约平台。实验室利用率是考核实验室管理水平的重要指标。传统的管理模式中是由各学院实验室自行根据课表上报实验室利用率，一方面由于教师调停课、学院自行安排的课程过于随意；另一方面学院实验室之间出于争相建设实验室的利益冲突，实验室的利用率数据的真实性难以保证。通过实验室预约平台，所有实验设备的使用过程全部流程化、信息化。借鉴物流企业的做法，预约设备需要填写相关信息，并打印出使用工单，由主管教学的学院负责人签字后才能使用。学生的预约由实验室管理员根据实验室的使用状态进行安排。该设备预约平台简化了传统的实验室申请的流程，规范了实验教学秩序。
（四）实验资源库管理平台。实验实训是提高学生实践技能的重要手段，学生实验水平的高低不但取决于理论教学的效果，更需要完备的实验指导手册、实验文档、视频等资料。资源库管理平台目的是将全校所有的实验资源整合成一个开放的渠道，师生都能自由地下载、更新实验资源，实验资源开放既可以满足专科生、本科生的学习需要，也可以满足优秀的本科生较早地进入实验室接触和参与科研的需要。
（五）数据统计分析平台。从技术角度的定义：数据挖掘（Data Mining）是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的，但又是潜在有用的信息和知识的过程。通过其他几个平台收集的数据，实验管理员可以自动根据所选择的字段生成柱形图、饼图等多种形式。数据最终只有转化为有用的数据分析和决策才能达到实验室管理信息化的最终目的，在统计分析平台中运用多种数据挖掘技术，建立适当的模型，找到适合学校管理的新模式。
总之，实验室管理融合互联网技术是大势所趋，除了具体的实验室管理手段，整个学校的顶层设计、制度保障、经费支持、队伍建设等方面也同样适用互联网思维的管理模式。只有从各方面加大实验室的管理力度，提高实验室的管理水平，才能满足教学和科研的需要，提高实验教学质量和服务效率，培养出符合教学与科研需要的综合性人才。
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关键词：射频识别技术；实验室管理
中图分类号：TP391.44 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 18-0000-01
随着无线网络（WiFi）部署的完成，各种传感器的拓展和融合，掌上电脑、智能手机等具有手持射频识别功能的便携式设备的普及和情境感知服务需求，计算机实验室管理应用射频识别技术是实现智能校园、智能实验室的基础。通过综合运用射频识别技术，在结合获取信息技术和实际应用需要由物联网架构基础上的感知、网络和应用层，智能化的识别、定位、跟踪、监控以及管理等功能可以实现。
二、需求分析
当前，计算机实验室管理仍然主要依赖于管理和实验技术人员人工管理和组织的规章制度的一般约束管理的传统模式。[1]在传统模式下存在以下问题。1.计算机实验室管理软硬件系统欠完善。软件支撑上主要体现功能完备性以及专用性的缺乏。如资产管理、安全、教学和维护等方面，管理对象、过程和效应在系统中未得到体现。硬件配置上信息获取设备较缺乏。如视频实时监控系统和门禁系统；固定资产的标签存在编码不匹配、缺失等现象。2.实验室管理过程关联存在脱节或滞后。在实施过程中具体环节，如设备的核查何租借、申购采购、设备的报废遗失处理、报修维修以及日常维护实验教学过程中的排课和上课管理等。3.资源配置有待优化。由于软硬件技术的更新速度，和经费支持的力度的原因，所以存在少数设备功能重叠现象和更新滞后，资源配置和管理模式有待优化。根扼多数参考文献介绍，目前一般高校普遍采取面向于提高实验室管理效率的方法进行管理，例如加强规章制度、更新人工监督评估方案、设备“标签化”以及投入大量维护经费等已难以从根本上对计算机实验室管理质量显著提高。[2]目前较为先进的专业实验室管理也仅限于大型仪器设备的人工预约、电子实验室入口电子门禁管理等网络化的管理方式。[3]这些管理方法未能很好的表现现代管理的自动化、智能化和实时化性能需求。其根本原因是“人”、“物”分离。
三、实施与方案
在射频识别技术分析基础和实际需求基础上，尝试利用射频识别技术改进计算机实验室的有效管理。通过综合运用射频识别技术，实验技术和管理人员便可在联网计算机前，轻松实现对整个计算机实验室运作情况的实时控制，非常便捷的实现与设备物资、环境以及人员等之间的互动。
图1 射频识别与传统条形码特点比较
从射频识别特点（图1）出发，在计算机实验中心组织结构的基础上，建立基于射频识别的实验室管理系统（图2）。从实验设备管理和实验教学管理两方面讨论如何通过射频识别技术解决这些问题，实施计算机中心管理。
图2 硬件支撑平台
从射频识别特点（图1）出发，在计算机实验中心组织结构的基础上，建立基于射频识别的实验室管理系统（图2）。从实验设备管理和实验教学管理两方面讨论如何通过射频识别技术解决这些问题，实施计算机中心管理。
（一）实验设备管理：（1）资产管理。实验室资产管理包括设备的申购、采购、报废和遗失处理以及资产核查等工作。将设备进行RFID 标签标识，将设备信息更新到系统。确保设备物理存在和电子数据记录的一致性。（2）维护管理。维护管理具体分为报修、维修和维护三个工作环节，在设备管理系统中要记录对设备维护的全过程。（3）共享管理。共享管理主要包括设备和场所租借两方面。通过实验设备的网上把非教学时段共享，积极寻求与外单位或企业的交流机会，可使设备利用得到提高和有效的经费补充。（4）安全管理。在每个实验室安装实时视频监控和门禁系统视频监控系统，实验室管理系统通过连接到局域网，按指定时间段保存视频监控录像。门禁系统可以通过无线感应装置，用来防止设备遗失。对于设备的硬件系统，通过物理加锁的方式实施安全。对于设备的软件系统，通过安装防火墙、硬盘保护卡等方法保证软件系统的安全。
（二）实验教学管理。在实验室管理系统中可以快速合理的进行资源调度策略。依据实验计划，设备完好情况和场地的状态以及其它时间条件约束，生成实验教学的排课表。
四、预期效益
1.提高了计算机实验室的管理效率。射频识别技术的应用真正实现对实验室管理的自动化、智能化。2.极大地提高了实验室的安全系数。基于射频识别技术的维护和管理方法能减少技术人员的周期安检的次数，降低了技术员的工作强度。3.降低了实验室管理成本。基于射频识别技术的管理方式，完全省去了从设备的入库、预约租用、登记环节，到实验过程中的操作指导、监督，以及包括实验结束后的仪器安检、费用结算等一系列冗杂繁琐但又不可或缺的日常事宜。4.轻松实现实验计算机的管理。可即时了解设备状况对投入使用的计算机所处环节、状态，可用时段都可有效地跟踪；对于一套计算机目前的位置，以及租借状态位置都可以予以反映，这是传统人工记录或条码技术无法达到的。
五、结束语
射频识别建立了物理设施和数据管理之间相互的全新关联方式，把在物联网概念中的网络层扩展至感知层和应用层，解决了实验室管理功能的单一性问题，不再局限于设备和资产管理。同时也大大降低了传统的实验室管理工作的难度，为实验室管理提供了新的视角和方法。
参考文献：
[1]王敬焘.浅谈无线射频识别技术（RFID）在考勤管理系统中的应用[D].全国无线电应用与管理学术会议论文集，2009.
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The Design and Implementation of University Public Basic Laboratory Management System
LIU Song， YAN Qiong
（Experimental Teaching Center， Zhongkai University of Agriculture and Engineering ，Guangzhou 510225， China）
Abstract： According to the foundation of the laboratory teaching perform and the optimization of the laboratory information management system ， combined with the need of information management system， we designed a set of management system of public basic laboratory， using B/S structure， and using MySQL as the backend database support. The paper introduces the design and implementation of each function module of the system in detail.
Key words： JAVA WEB； B/S； Laboratory management system
1 基础实验室管理现状
高校公共基础实验室是基础实验教学的重要基地，其管理水平的高低直接关系到整个学校基础课程教学和实验建设水平的高低。近年来，随着社会对高素质应用型人才的需求日益增大，高校在学生的实验技能、综合能力培养上加大力度的同时也对基础实验室加大改革的力度，将以往小而分散的基础实验室，组合到一起，建成统一的公共基础实验平台。统一平台的建立，改变了实验室管理模式和实验教学体系，实验教学资源得到了有效的利用，提升了教学效果。但此时，实验室的管理水平没有得到同步的提升。
目前信息技术的应用深入到各行各业，传统的人工实验室管理方式已与信息化、智能化发展的趋势不相适应。基础实验室管理模式的改变，使得不同学科的基础实验室集中到一起，统一管理，致使规模大、结构综合、系统复杂的基础实验室日常管理不断产生大量的数据，由此带来的实验室管理工作也日趋复杂。
大量信息数据的处理、教学科研任务的合理安排和实验资源的有效利用成为了实验室管理工作面临的难题。网络技术和信息化的发展为难题的解决提供了很好的途径。通过软件和硬件的结合，开发一套公共基础实验室管理系统，可以使得实验室管理工作更加规范合理，促进实验资源的共享，提高实验设备的利用率，减少实验人员的管理工作量，提高工作效率。
2 公共基础实验室管理系统的特点
仲恺农业工程学院于2014年初，对实验室资源进行整合，成立了公共基础实验中心。将原属于信息科学与技术学院的计算机基础实验室，属于自动化学院的基础物理电子电工实验室，属于化学化工学院的应用化学基础实验室合并在一起隶属于公共基础实验中心。打破原有的功能单一、各自为政的管理模式，实现统一标准，统一管理的新模式，从管理体制上对实验室的管理进行了改革。因此公共基础实验室管理系统具有如下特点：
1）实验室管理标准统一，避免管理软件重复开发。公共基础实验管理系统，改变了原来基础实验室各自为政的管理方式，强调了统一标准，统一管理。将原有的只面向单个实验室的管理软件综合起来，一次开发，节约资金。
2）基础管理完善灵活。提供了实时准确的实验室资源使用情况，从而全面提高管理质量和管理效率，降低了管理成本。
3）功能齐全，实用性强。除了实验室的基础管理功能外，对日常产生的数据进行保存，并进一步的分析，为学校信息化管理和决策提供了及时、准确的数据信息。
4）模块化开发，扩展性强。采用模块化、组件化的编程思想，可灵活地进行各功能模块的加（卸）载，使系统具有一定程度的伸缩性。
3 公共基础实验管理系统介绍
公共基础实验管理系统是将计算机技术、网路技术以及数据库技术等有机地结合，实现实验室、实验仪器设备与实验耗材管理的规范化、信息化的信息管理系统。该系统能有效提高实验教学、实验室开放共享的管理水平与服务水平，还可以通过计算机技术的应用，对海量的数据进行统计和分析，为领导和决策者提供评估、实验室建设和实验教学的数据信息。其主要功能模块包括用户管理、实验室管理、实验开放管理、设备资产管理、实验耗材管理、数据与报表、信息发布等主要功能模块。从功能上，它既能够保证自身实验室数据的标准化和一致性，又能够满实验人员的日常管理需求。
4 系统的技术基础
系统采用B/S （Browser/Server）模式和JAVA WEB技术。B/S模式下，用户客户端只需要浏览器就能打开工作界面，客户端不需要做额的外软件开发，程序员只需专注于Web服务器端的应用程序开发即可，可有效减轻维护工作量，降低成本。Java Web是用Java技术来解决相关Web互联网领域的技术总和，在整个Web开发应用领域占据重要位置。当前大部分的网站设计将Java Web开发作为首选。
Java技术具有跨平台、成熟、健壮、易扩充的优势，并且在Java Web的应用上有较为成熟的框架如Struts、Spring、Hibernate等，这些框架的应用能使软件开发更加简单快捷，提高开发效率。本系统是基于MVC的Web应用程序的开发，采用了SSH（Struts+Spring+Hibernate）的集成框架，从职责上分为四层：表示层、业务逻辑层、数据持久层和域模块层。采用SSH框架能使开发人员在较短的时间内搭建出结构清晰、重用性好、维护方便的 Web 应用程序。在SSH的集成框架中Struts主要负责流程控制，也就是页面转向，同时对数据进行处理操作。Hibernate主要负责数据的持久化操作，包括数据的增删查改。它直接对数据库进行操作。Spring主要有IoC控制反转、AOP面向切面编程等构成，它让程序员针对接口编程，这样在修改功能模块实现代码的时候比较方便。SSH的架构如图2所示。
5 系统总体设计
本实验室管理系统是高校公共基础实验教学平台构建与实践的一部分，是实验室管理的优化与创新。它结合我校实验室管理的实际情况和实验室开放共享的基本原则，采用计算机JAVA WEB技术来实现的一套软件管理系统。该系统下设用户管理、实验室管理、实验开放管理、设备资产管理、实验耗材管理、数据与报表、信息发布等主要功能模块。该实验管理系统的应用能有效提升实验室的管理水平，为实验教学和科学研究提供了有力保障。同时信息化的运作，减少实验室管理员的工作量，避免一些人为的失误，提高了管理的工作效率。
实验室管理主要包括了两大部分，即实验的教学管理和实验室的工作管理。这两大部分是根据多年公共基础实验室的管理工作经验总结出来的，它们相辅相成，但又互相约束。同样，通过对公共基础实验室的管理业务进行详细分析，可以将实验室的管理系统的用户分为两大类，即教师和学生。其中教师用户还可以细分为几种不同的权限，如：系统管理员、实验室管理人员、实验课教师等等。因此，根据高校公共基础实验室的管理工作模式，将本论文所实现的系统按照用户角色划分如下：
1）系统管理员：它是系统管理的最高权限拥有者，具有所有操作的权限。主要负责系统的：数据初始化、安全性的设置、其他角色权限的分配、基本功能维护、数据库的维护以及运行过程中的实时监测等等。
2）实验室管理人员：它是系统管理的次高级权限拥有者。主要可以通过本系统进行以下操作：实验项目的开设、实验课程安排和调整、实验工作量化统计以及实验室的监管、实验设备和耗材的使用计划、采购、领用等，查询实验室、教学人员、学生和设备的信息以及实时状况，还可以根据查询结果自动生成相应报表。
3）实验课教师：它是系统管理的真正使用者。主要可以通过本系统进行以下操作：仪器设备使用预定、申请实验环境准备、维修登记、耗材领用、报损等等，还可以完成课表查询、网上实验安排、日志填写、开放实验项目设置、信息交流等。
4）学生：它也是系统管理的广大使用者。主要可以通过本系统进行以下操作：实验设计、实验报告提交、网上实验项目预约、实验课表查看、实验课程预定、在线交流、信息浏览等。
数据库是管理信息系统的基础，是信息系统开发的重要组成部分。本系统后台数据库采用了源代码开放且免费的MySQL作为数据库管理系统。数据库直接关系到系统的可维护性、安全性、操作的方便性以及故障的恢复等，因此必须对数据库的结构进行合理的设计。根据实验管理的实际情况，本系统设计的数据库中主要数据表如下：实验室信息表（LabInfo）、实验人员信息表（Teacher）、实验室课程表（LabCourse）、用户信息表（UserInfo）、实验项目表（LabProject）、仪器设备表（Equipment）、低值易耗品表（Receive）、信息发布表（Information）、留言信息（Message）表等。
6 系统的七大功能模块
本论文中的公共基础实验室管理系统主要由用户管理模块、实验室管理模块、设备资产管理模块、实验开放管理模块、实验耗材管理模块、数据与报表模块、信息发布模块等七大功能模块组成。每个模块针对不同等级的用户设置不同的权限，不具有该权限的用户将不能使用部分功能选项。该系统针对设计的四种等级的用户，根据该角色权限的不同设置，将会呈现不一样的操作界面。
6.1 用户管理模块
该功能模块的主要功能是对用户信息的管理。用户信息根据用户角色的不同信息也不同，教师一般包括工号、姓名、用户名、用户密码、职务、电话、邮箱等；学生一般包括学号、姓名、用户名、用户密码、班级、电话、邮箱等。用户管理模块用来建立用户，并赋予其相应的角色，以及用户信息的增、删、改、查操作。系统将用户分为系统管理员、实验室管理员、实验教师、学生这四种主要的不同角色，他们各有各的权限，登录进入系统后的操作界面也各不相同。系统的管理员的权限最高，具有所有的操作权限，学生的权限最低，只有预约、查看和浏览的权限。
6.2 实验室管理模块
该功能模块的主要功能有：实验室工作人员的管理、实验室信息的管理、实验室使用的管理、实验室日志的管理等，让复杂繁琐、并发又不可冲突的实验室管理工作变得并发中有序，有条不紊。
实验室人员的管理包括实验室人员的一些基本信息，如实验室管理人员是否是专兼职、个人基本信息、具体负责事宜等。
实验室信息的管理包括实验室的基本信息、实验室房间数、房间面积等信息，可以通过查看实验室的信息，也可以统计所有实验室的部分信息，同时也可以逐级打开查看个别实验室的详细信息。
实验室使用的管理包括实验室的使用状态信息，提供学生预约开放实验室，设置实验室的开放时间与房间号等。
实验室日志的管理包括实验室的使用情况，设备维护记录以及统计信息等。
6.3 设备资产管理模块
该功能模块的主要功能是建立实验室仪器设备账目，对使用过程进行管理，达到优化数据的真实、有效性，降低仪器设备管理难度的目的。其中又包括了以下三个子模块：
仪器管理模块：包括实验室仪器设备的一些基本信息，例如设备编号、名称、型号、规格、生产厂家、出厂日期、存放地点、价格、现有状态、所属管理人等信息。
仪器变动管理模块：包括仪器设备变更的申请、审批和管理功能，以及仪器的批量验收、变更、报修、维修、报失及报废等信息的管理。
数据信息服务模块：包括仪器设备相关信息的多种查询方式，仪器设备数据的统计，数据报表的自动生成及其打印服务。
6.4 实验开放管理模块
该模块可以分为两种形式的开放，一是实验项目的开放，二是实验室的开放。
1）实验项目的开放
实验项目开放是指为高校专业教师上实验课提供功能完备的实验项目开放管理功能和提供预约实验项目的功能。
开放实验项目申请管理可以从开放的实验项目中进行选择和修改操作。选择设置中，可对实验项目的开放时间、实验地点、实验人数进行设置；修改则是对原有项目进行修改然后再进行开放。
实验项目预约管理是系统提供给实验老师开放实验预约申请和学生登录系统后预约自己的实验项目两种方式，实验项目可以规定实验的时间、地点、人数等。
2）实验室开放
实验室在满足正常的实验教学后，可将实验室设置在某一时间段内进行开放，学生可以进行上网申请，也可以根据学生自己的学习进展以及个人爱好自主选择相关的实验申请，让实验室在条件允许的范围内使实验资源得到充分的利用。其中在实验室的预约操作中，实验教师和学生都可进行预约和取消预约操作，从而选择实验项目或自定义项目预约开放实验室。
6.5 实验耗材管理模块
该功能模块的主要功能是实现对耗材申请预算、接收、验货、存储、领用、统计等业务流程及实验室耗材采购登记与报账管理，对库存及经费进行统计查询，还可以实现账目查询与打印功能。
6.6 数据与报表模块
数据是信息系统运行的基础，是系统操作的对象，它包括学校信息数据、各院系信息数据、各专业信息数据、各个课程信息数据、全体教师、班级和学生等的信息数据等。该功能模块的主要功能是提供以上所有数据的批量导入以及增删、修改和查询功能，并且与教务系统获取的数据保持同步。系统对运行数据可进行统计与分析，生成各种统计报表，如实验室情况统计表、实验管理人员结构分析表、实验室资产统计表、实验耗材使用情况统计表等，相关统计报表可作为学校和部门科学决策的依据。
6.7 信息发布模块
该功能模块的主要功能是实验室管理部门用来管理实验室等的日常工作，如全校实验新闻、实验动态、公告以及实验室使用状况等。
【关键词】化学实验室 管理系统 设计
中学阶段的化学实验大部分是演示实验，在实验开始之前，化学教师会向学生介绍相关的化学知识、实验步骤和实验方案。自化学实验进行时，教师会引导学生进行实验，明确学生的实验注意事项。在化学试验完成之后，教师和学生应对化学实验进行概括总结。化学实验能够加强学生的实验锻炼，将化学理论知识与实验相结合，提高学生的化学实验能力，完善学生的化学知识结构。化学实验室是开展化学实验的前提，也是进行化学实验的物质保障，因此化学实验室管理工作受到学校的高度重视。在当前信息化社会，化学实验室管理系统设计成为学校的工作重点。加强化学实验室管理系统设计不仅有利于提高化学实验室的利用率，培养学生的化学实验能力，而且对学生综合能力和综合素质的培养有着深刻的现实意义。
1 化学实验室管理系统分析
1.1 化学实验室管理需求分析
在信息技术环境下，学校的化学实验室管理开始采用计算机信息技术管理。但是，很多学校虽然是使用计算机对化学实验室进行管理，但是，化学实验室管理系统并未连接网络，其操作主体依然是化学实验室管理者，不利于教师和学生使用化学实验室。而采用互联网信息技术设计化学实验室管理系统能够加强信息传递，实现资源共享，方便学校的化学实验教学。因此，设计化学实验室管理系统是学生化学实验学习和学校化学实验教学的需求。
1.2 系统业务分析
1.2.1 实验室管理
实验室管理主要包括实验室介绍、实验室的概况介绍等工作。实验室管理要求管理人员根据实验室的系统和状况对实验室的建设项目及实验室额课程安排进行管理，按照实验教学的需求添加实验设备，满足实验教学的需求。
1.2.2 实验人员管理
实验人员管理主要指化学实验室管理工作人员通过实验室管理系统对化学教师进行管理，具体包括化学教师的档案管理、个人资料管理、职位管理以及教师的科研成果管理，保证化学实验教师的实验成果。
1.2.3 学生管理
学生是化学实验室系统的使用者，可以通过化学实验室管理系统学习实验内容。同时，学生还可以通过化学实验室管理系统进行试产课程查询、搜集实验教学资源、查询实验仪器使用方法等。另外，学生还可以通过化学实验室管理系统预约化学实验，并根据化学实验要求完成实验。
1.3 系统功能分析
1.3.1 实验教学管理
化学实验室系统能够通过对教师和学生的管理，进而开展化学实验课程管理、化学课程管理、实验仪器管、教学资源管理和监控过程管理。化学实验过程管理主要包括实验课表的下载和实验课程的查询，化学课程管理主要包括课程查询和课表下载，实验仪器管理主要包括实验仪器的查询和仪器报表的下载，教学资源管理主要包括教学资源的查询和下载。
1.3.2 实验室管理
化学实验室管理系统抓哟包括用户管理、公告管理和数据字典管理。用户管理具体包括用户的添加、修改和删除。公告管理具体包括化学实验公告的添加、修改和删除。数据字典管理具体包括数据的添加、修改和删除。
1.3.3 化学仪器设备管理
首先，化学仪器设备管理要保证实验设备和实验仪器处于能够使用状态，保证化学实验仪器的安全性。为此，化学实验室管理人员应对化学仪器和化学药品进行分类整理，加强管理和维护；其次，化学仪器管理还要做好化学仪器的使用以及化学药物的使用登记工作，严格按照实验规定办理化学仪器和化学药物借还手续；最后，学校化学实验室管理应积极建立化学实验小组，规范化学实验仪器和化学实验设备的使用，引导学生做好化学实验。
1.3.4 耗材管理
耗材管理主要指化学实验室管理系统应对化学实验材料的使用状况进行深入了解，做好化学实验仪器设备及化学药物的补充工作，严格管理化学实验损耗，减少资源浪费和化学实验对环境的污染。
1.3.5 设备申购管理
化学实验室的管理者通过化学实验室管理系统对办公设备和教学设备进行管理。办公设备管理及教学设备管理具体包括补充申购表管理、审批管理、采购管理。以保证化学实验室的办公设备与教学设备满足化学实验需求。
1.3.6 实验评估管理
实验室评估管理主要指化学教师或学生对实验室状况、教学评价以及评价统计进行管理。例如，学生的教学评价管理。学生首先要进入化学实验室管理主页面，并根据系统提示输入用户名和密码，在系统检验密码之后进入管理界面，对教学评价进行网上评价打分，在系统显示评价成功后退出评教页面。
1.3.7 报表管理
报表管理主要对实验室报表进行具体的管理，将化学实验信息数据纳入实验室管理系统中。例如，在化学实验室管理系统应积极做好仪器实物报表、药物报表等，表明实验仪器和化学实验药物的名称、编号、参考价、数量、单位、计划量、实有量等信息。化学实验室管理人员可以通过化学实验室管理系统进行报表数据填写、修改、删除及生成工作。
2 化学实验室管理系统设计
2.1 系统的设计原则
首先，化学实验室管理系统的设计应积极遵循先进性原则，增强化学实验室管理系统的额拓展性，方便化学实验室管理系统的维护和管理，提高化学实验室管理系统的使用效率。为此，化学实验室管理系统设计一个积极采用人性化和智能化设计方法，加强对实验仪器、实验设备、化学药物以及实验教学的管理；其次，化学实验室系统设计应积极遵循先进性原则，采用先进的科学技术，保证化学实验室管理系统的信息化程度，增强化学实验室管理系统的的灵活性和安全性，提高化学实验室管理系统的利用率；再次，化学实验室管理系统应具有通用性，适用于各类化学实验，满足学校化学实验教学需求；最后，化学实验室管理系统应具有易用性特点，方面管理人员的操作和管理，尽量减少信息录入，减低化学实验室管理系统的使用难度，提高化学实验室管理系统使用的准确性。
2.2 系统总体设计
2.2.1 系统体系设计
化学实验室管理系统的体系结构应积极采用NET框架，增强化学实验室管理系统的可伸缩性，保证化学实验室管理系统的应用性和安全性。例如，教育局门户网站应积极运用开发评价和网络评价，加强学校的实验管理、实验室管理、设备管理、报表管理和实验评价管理，充分发挥信息技术在化学实验室管理系统中的作用。
2.2.2 系统功能结构设计
化学实验室管理系统的功能结构设计主要包括实验教学管理、实验设备管理、实验室管理、实验耗材管理、设备采购管理、实验评估管理、系统管理和报表管理。化学实验室管理系统应加强功能结构设计，完善化学实验室管理系统的功能。
2.3 系统功能设计
2.3.1 实验教学管理设计
实验教学管理主要包括学生学习信息的查询、成绩管理查询、教师管理查询以及教学管理查询这四个方面。学籍信息管理查询抓哟包括学籍信息的变更、生成及维护。具体而言，学习数据变更主要负责学习信息的处理。学习数据的维护主要负责记录的修改、添加和删除。成绩管理查询主要包括成绩的变更、生成和维护。师资管理查询主要包括师资信息的变更、生成和维护工作。教学管理查询主要包括教学信息的变更、教学报表的生成和教学数据的维护。
2.3.2 实验室管理设计
实验室管理设计主要包括药物库存管理和设备库存的管理，具体包括药物和设备的变更、报表生成和数据维护工作。例如，在药物设备管理中，要加强管理药物和设备的申请、审批、安排和剩余工作，并做好设备和药品的使用记录。
2.3.3 耗材管理设计
耗材管理设计主要包括库存的变成、实验器材和实验药物报表的生成以及数据维护工作。例如，在实验耗材管理中，要表明程序和模块名称、日期、作者等信息。同时，记录好实验器材实验设备的额输入与输出情况，加强对实验耗材的管理，并提出实验器材的添加或修改意见。
2.3.4 设备申购管理设计
设备申购管理设计主要包括对办公设备以及教学设备的采购管理，做好设备报表生成工作，并积极维护设备数据。例如，在设备申购时，要备注好设备变更信息，标明程序、页码、日期、作者、图号等信息。同时，要记录好办公设备和教学设备的输入情况和输出情况，并提出相关的处理意见，对办公设备和教学设备进行添加、修改或删除。
2.3.5 实验评估设计
实验评估设计主要包括实验室评估与实验评教信息处理、实验室评估与实验品评估报表的生成以及实验室评估和实验评教数据的维护。例如，在进行实验评估时。要表明作者、图号、程序、模块名称、日期、页码等状况，并输入教师的姓名、ID号，在实验评估的过程中要进入评教页面，进行评教，保存后退出。然后，系统会自动输出教师的评教信息。
2.3.6 报表管理设计
报表管理设计主要包括报表信息的变更、报表的生成以及报表数据的维护。例如，在报表管理中，管理人员可以登录报表管理系统，并输入原报表的文档标题、内容、类型、提起、作者、备注等信息，在进入报表管理界面后，在系统中输入新的报表信息，点击保存，然后退出系统。也可对原有报表进行修改或删除，完成报表的处理工作。
2.3.7 系统管理设计
系统管理设计主要包括系统权限的变更、报表的生成、系统数据的维护与用户日志者几个方面。例如，系统设置要录入完整的学校信息、办学条件、部门设置、年级编辑、课程设置、考试类型、时间段设置和当前时间设置。在学校信息一栏要填写完整的学校名称、性质、学校代码等信息，在办学条件一栏要记录学校的硬件设施，在部门设置一栏中添加学校的工作部门，在课程设置一栏填写学校本学习的所有课程，在考试类型一栏填写本学期化学课的考试类型，在时间段一栏填写实验教学时间短，在当前时间设置一栏填写当前年度和学期。
2.4 系统数据库设计
2.4.1 数据库概念设计
数据库概念设计主要包括管理员实体属性、教师实体属性、学生实体属性、课程信息实体属性、实验设置实体属性、成绩表实体属性、用户实体属性、文档记录实体属性。
2.4.2 数据库结构设计
数据库结构主要包括系统管理员数据库、任课教师数据库、学生数据库、实验课程信息表、虚拟实验设置表、成绩表、用户表、耗材信息表、稳定记录表等。系统管理员数据库要包括系统管理员的ID、用户名、密码、姓名、性别和移动电话。教师数据库要包含教师的ID、所教课程名称、所教课程满分、所教班级、班级人数、上课时间和上课地点。学生数据库要包含学生的ID、用户名、密码、邮箱、姓名、班级。总之，数据库结构设计要将与化学实验教学相关的各方面内容和信息数据记录下来。
3 小结
化学实验室是中学开展化学实验的前提，也是中学化学实验的物质保障。因此，化学实验室管理工作受到学校的高度重视，化学实验室管理系统设计成为当前学校的工作重点。化学实验室管理系统分析主要针对化学实验室的需求、功能、业务和设计原则进行分析。化学实验室管理系统设计主要包括系统总体设计、系统功能设计、系统安全设计、系统数据库设计。为实现化学实验室管理系统的设计。学校应积极优化硬件环境和软件环境，设计完善的系统主页面、用户登录页面，加强个人信息管理和信息查询管理，提高化学实验室管理系统的科学性和实效性。设计化学实验室管理系统不仅有利于提高化学实验室的利用效率，而且对化学实验教学的顺利开展有着重要意义。
参考文献
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作者简介
曾慧怡（2000-），女，湖南省长沙市人。现为益阳市第一中学高中在读学生。
关键词：高校；语音实验室；现状；管理
教育部在高等学校英语专业英语教学大纲中对多媒体语音实验室提出了新的要求，要求在充分利用原有电教设备的基础上“积极探索和开发计算机辅助教学”。逐步建设计算机网络系统光盘资料中心以及多媒体自修中心等。“为更新教学内容、提高教学效率、培养学生有效的学习方法创造条件，但如果分别单独建设专业语音教室、网络网络、考试中心、开放式学习中心“将会造成资源上的浪费”，因此“多媒体语音实验室的计算机化、软件化、多室合一将是一个趋势”。
语音教室的功能主要是提高学生听力、口语以及翻译的水平。语音教室从广义上说也是属于多媒体教室，但是在实际的工作中，语音教室的管理和维护与多媒体教室还是存在着一定的差别，应根据语音室的特点进行管理。
一、我校语言实验室管理现状
我校语音部主要承担全校新老两个校区的语音实验室的管理和维护工作。语言实验室是外语教学的基础设施，它具有良好的环境和直观的教学方法，是学生学习外语的辅助环境，尤其是近几年数字化语音室的建成和使用，使语音室成为更加方便快捷和科学有效的教学设备。语音部在老校区共有语音室7间，新校区共有语音室24间，其中数字语言实验室18套，可容纳1900人共同上课。语言实验室配有投影仪、DVD播放机、视频展台等教学设备，教师用计算机可以直接访问校内教学资源服务器、IPTV、互联网等教学资源，给教师授课提供了丰富的教学手段和大量鲜活的外语教学资料。数字语言实验室引入了网络教学等功能，可以进行口语教学和语音教学、初级同声传译，实现口语考试等。语音部共有技术管理人员7名，其中实验师2名、助理实验师4名、行政管理人员1名，语音部在人员少任务重的情况下，加强设备维护，确保设备的正常运行。在完成学校所布置的教学任务外，语音部还承担了国家级别的外语考试任务，如英语四六级考试、英语自学考试等，还有各类外语教学和外语培训任务以及外语讲座等。
目前在全面推进素质教育的同时，努力开展数字语音实验室的软硬件环境建设，不断提升数字语音实验室的科学管理档次和水平，认真做好日常使用和维护工作才能达到预期目标。根据多年的工作实践，本文提出语音教室管理与维护的具体措施如下。
二、语音实验室管理与维护
（一）语音实验室设备的维护与维修
1.计算机软件的安装和维护。多媒体语音教室的电脑已经安装有常用软件，任课教师所携带的软件在使用前必须进行杀毒；并由专业管理人员来负责安装；多媒体语音教室管理人员应定期对计算机软件进行更新维护，避免因计算机系统盘损坏影响正常教学。
2.计算机硬件维护与保养。硬件的维护大致包括电源系统和设备两大部分。从电源系统看，安装电源时应该尽量使用固定式的安装，应该经常性的检查，避免因电流短路或接触不良而引发火灾。计算机应当安装有保护软件和杀毒软件，以保证计算机系统不被破坏或删除；同时还要安装系统管理软件，及时检查与维护系统、清理系统垃圾文件，使计算机始终能够保持处于优化运行状态。
（二）不断完善语音实验室的制度管理
1.集中统一管理多媒体网络语音教室语音实验室教学设备的技术保障和管理维护应当由专职人员统一管理。在语音实验室的使用上要严格要求、严格管理，要建立起使用登记制度和维修记录制度等，制定出多媒体的操作规章流程以及管理人员职责的规章制度等。
2.制定和完善语音实验室设备的使用规章制度，和多媒体教学平台的管理规章制度。任课教师必须经过教育技术部门培训合格后，并且获得了语音实验室使用证，才能使用多媒体语音教学设备；教师必须规范的使用多媒体语音设备，不能私自搬动设备和接线、插座等；使用人员不能在计算机中随意安装各类软件，不能随意更改操作系统。
3.建立健各项岗位责任制
（1）建立设备管理维护人员的岗位责任制，对语音实验室的管理实行绩效考核与奖罚分明的规章制度。管理人员应该为每台设备建立健全档案，掌握设备使用情况，填写发生故障时的状况和维修情况。
（2）建立教师使用语音实验室设备责任制，教师在使用语音教室时，须遵守相关规定，进行登记，然后领取控制台钥匙，使用中发现问题要及时反映。在教学过程中，各类设备一定要按照规定程序进行操作，如因操作失误导致故障，由相关老师负责。
（3）建立学生使用语音实验室设备责任制，学生按规定的座位号就座使用设备，必须做到爱护设备，不能随意搬动设备、安装各种软件，对因人为造成的设备损坏进行追责，严肃处理。
（三）对相关人员进行语音设备使用技术和管理的相关培训
1.对专业技术人员进行定期和不定期的相关技术培训，跟上设备的更新步伐，及时掌握新的设备的维护与管理方法。
2.对任课教师和学生进行现代教育技术技能的培训同样是对多媒体语音教室设备管理重要的一环，应在每个学期开学前对相关的任课教师进行多媒体语音设备使用流程现场培训，以减少因操作不当而出现的设备故障。
三、总结
多媒体作为一种现代化的教育、教学工具，其发展前景是非常看好。目前高校语音实验室设备的管理与维护方面存在的问题还很多，对高校多媒体教室管理改进措施的关注点集中在设备和人两个方面。这就要求我们在健全管理制度、及时安装更新设备以及提高技术人员的素养等方面提出更高的要求，只要在今后的工作中不断地努力与探索，认真落实这些要求，在语音实验室设备的日常管理与维护中才能做到有条不紊，使多媒体教学管理工作向着科学化、统一化、规范化方向发展，提高设备的利用率和完好率，使语音教室更好地为教学服务。
参考文献
[1]高等学校外语专业教学指导委员会英语组，高等学校英语专业英语教学大纲[M].北京：教育部，2000.
关键词：实验室；管理系统；系统设计
中图分类号：TP311 文献标识码：A
收录日期：2014年3月12日
一、我国计算机实验室所处现状
当今，在很多高校都开始了计算机实验教学改革，并开始逐步实行新型的以开放模式为主的计算机实验室教学。建设实验室要完善控制系统，可以选用新型数据库为基础来实现网络管理和信息传播，使教师和学生利用计算机实验室进行有效沟通，跨越了时空上的界限，提高了工作效率，减少了不必要的麻烦。从网络技术方面来说，这种以网络为背景的开放式计算机实验室管理方式，可以营造出一种高效的新型的管理系统。计算机实验室的教学方式始终是高校教学的主要运营模式，由于各种原因的影响，学校传统教学方式偏重于理论教育而忽视实践经验，在现实活动或工作时，学生往往缺乏自己动手能力，理论与实际脱轨，达不到真正意义上的计算机实践教学的效果，所以各大高校纷纷提出素质教育，从现实观念和客观条件来说真正落实计算机素质教育还存在很大的挑战，它是一个漫长过程，计算机实验室的问题急需解决和整顿。现阶段，高校领导不重视，投资少，计算机实验室中的硬件设备陈旧落后，甚至与现实需要不配套等问题尤为明显，不但饱受硬件条件的制约，软件也存在很大的问题，表现在软件建设跟不上步伐，因此计算机实验室的系统管理缺乏整体的发展规划，相关的管理制度不够完善，这样严重地制约了计算机专业人才的培养。只有以人为本走科学发展的道路才能系统的管理计算机实验室，提高实践教学的质量，促进整体的素质教育的发展。
二、高校计算机实验室管理系统构建意义
随着近几年我国高等院校的大规模扩招，我国在校大学生人数在迅速膨胀，各大专院校的计算机实验室也在不断地扩大，这使得如何管理好这些计算机成为一个比较伤脑筋的问题。目前，大多数机房和网吧还处于原始的人工管理阶段，而且大部分机房为了提高资源的利用率都在业余时间对学生开放，这都为机房的管理增加了难度。因此，必须开发一套既能保证学生上机方便又有利于机房管理比较实用的机房管理系统，来提高机房的管理效率和管理质量，降低管理人员的劳动强度，节约大量的人力资源。
三、现阶段高校计算机实验室管理存在的问题
现阶段，中国高校计算机实验室通常是按照某一门教学课程来设置的，实验教学由所在系进行自主安排，实验室以主要以院系为单位进行自主管理，因此开放性程度不佳。这种传统的教学管理模式不能很好地适应现代化教学方式的发展，不能深入推动教学科研的沟通与多学科的渗透。综合分析现阶段中国高校计算机实验室的管理，其问题主要表现在三方面：（1）实验室小而全，多而散，功能单一，无法形成综合优势；（2）实验室相互独立，管理分散，资源浪费严重；（3）实验教学依附于理论教学，不利于完成实验教学任务和培养创新人才。
这样以来，不但不能完全发挥出实验教学的重要作用，也达不到良好的教学效果，影响整体素质教育的发展。
四、高校计算机实验室管理系统总体设计
（一）高校计算机实验室管理系统设计目标。本文提出的高校计算机实验室管理系统设计方案是根据辽宁对外经贸学院计算机实验室管理现状基础之上构建的，以下几点为本系统设计目标：（1）功能完善，系统的设计需要满足管理人员使用方便，将业务数据明确显示出来，同时，结合高校教师与学生的现实特点，保证系统的设计理念适合教师、学生和管理人员的共同使用；（2）操作方便，当用户登录到系统之后，可以根据用户的权限进行一系列操作，保证操作的顺利执行；（3）数据安全，系统根据每个用户的特点为其设置不同权限，保证数据信息安全可用，保护用户登陆、身份验证和数据操作；（4）维护性强，方便管理人员执行查询数据、修改数据和更新数据操作，保证系统运行正常稳定、安全可靠；（5）分工明确，系统模块划分清晰合理，用户分类详细明确，每一类用户都对应不同的任务操作。
（二）系统架构设计。本文设计的高校计算机实验室管理系统通过B/S架构模式使得系统维护管理更为方便，有效降低了资金成本。高校计算机实验室管理系统的整体框架由三层逻辑结构的体系架构显示，用户管理以图形界面的方式显示应用程序的具体功能，三层逻辑结构的体系架构能够实现数据信息交换。表示层中，根据用户的实际需求设计统一美观的图形界面；业务逻辑层中，包括实验室管理员、教师、学生等等，各行其职、分工明确；数据访问层主要用于实现数据录入和数据显示。
高校计算机实验室管理系统采用B/S模式的三层体系结构有利于系统后期更新和升级，主要包括表示层、业务逻辑层和数据访问层。（1）表示层，主要负责显示业务逻辑层处理之后的结果，实现与用户的直接交流，在浏览器页面显示数据录入和数据显示。例如：学生课程信息的分页显示等；（2）业务逻辑层，负责对数据信息进行逻辑处理，主要完成验证工作，使应用程序运行安全可靠。判断操作的执行方向。例如：学生信息管理、班级成绩管理等；（3）数据访问层，主要为表示层和业务逻辑层提供数据支持服务，例如：添加、删除和修改数据信息的操作。
五、设计实现策略与实现方法
（一）硬件部分。计算机实验室系统的硬件部分包括了电源控制电路和监控电路。在计算机实验室的系统中，电源控制电路是计算机实验室管理系统硬件中非常重要的部分。通过电源控制电路的科学设置，能够保证机房、计算机、单个计算机以及机房照明灯电源的开与关。监控电路能够实现监控系统中每个终端状态的有效监测。一块监控电路就能够实现200多终端状态的监测，这种检测能够实现实验室管理人员的科学管理。
（二）软件部分
1、上机登录模块。上机登录模块的设置能够完成学生课余时间的上机任务。B/S模式能够使学生在学校计算机实验室比较分散的情况下，通过IE浏览器登录到机房管理WEB服务器，这样在验证后登录模块功能得到了充分发挥。上机登录模块设置能够提高网络化上机计时、计费及登记管理的智能化管理水平，有效地减少网络计费及计时的误差。
2、WEB服务器模块。这一模块包含了WEB服务器和客户端两个部分，能够实现课程表的远程协调安排以及课程表数据的输入功能。在这一模块中，工作模式是C/S（Client/Server），在WEB服务器上可以存放学生的各种基本信息以及机房及课程表的数据信息。每个客户端根据实验室的不同，兼具特定功能及公共功能。在这个模块中，每一个在局域网内的用户都能够成功的实现系统的访问，但是为了实现系统的安全，一般都需要通过登录系统的设置来实现用户的审核，这样能够保证系统的安全性。
3、实验室管理模块。计算机实验室管理工作中，通过实验室管理模块的设置，能够实现课程表数据的处理操作。机房管理工作站通过WEB服务器得到课程表信息，在进行科学的检查之后，在确定没有错误的情况下，将此数据转换成可由机房电源控制模块处理的数据，之后存入到机房管理服务器中去。
4、实验室电源控制模块。电源控制模块能够实行所有计算机的加电断电操作。在这一模块中，可以通过调用服务器中的数据库来获得学生上机信息和课程表安排信息，之后将得到的有关数据通过计算机的COM口进行输出，最终实现学生上机、上课时计算机自动加电断电功能。
六、结语
综上所述，本文提出的高校计算机实验室管理系统设计方案是从辽宁对外经贸学院实际需求出发，将计算机网络与软件技术结合构建实现的，也是高校信息化建设发展的必然产物。高校计算机实验室管理系统的模块化设计方式为高校使用者提供了技术支持，方便系统后期扩展和升级，真正减少工作人员的劳动强度，实现一体化管理。高校计算机实验室管理系统的应用便于学生了解实验室信息，保证了教师与学生之间的沟通交流，图形化人机交互界面促进了高校创新管理，实现了信息资源的共享。
主要参考文献：
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关键词:实验教学管理;Web Service技术
中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)19-5259-02
The Design of Innovative Experiment Management System
WANG Jing
(Shanxi University of Finance & Economics,Taiyuan 030006, China)
Abstract: To adapt the experimental teaching reform, this paper designs a computer laboratory management platform based on Campus Network and web services technology. It not only meet the open-style, independent and integrated experimental teaching needs, improve laboratory efficiency with the experimental equipment, but also make full use of existing information systems resources, reduce the costs of development and maintenance.
Key words: experimental teaching management; web service
为了提高大学生综合技能与实践能力,许多高校都开展了实验课程教学组织与管理的改革与创新,实验管理方式由封闭式转向半开放或开放式,实验内容从以验证性实验扩展为以设计性、综合性实验等多种方式;实验组织方式由定时定点统一实验,逐渐过渡到自主选择时间、内容或设计实验等多种途径完成。在这种环境背景下,实验教学管理平台必须改造升级才能适应实验教学的改革的需要。
本文从高校计算机实验教学管理的需求出发,依托校园网建设与现有的各种管理信息系统(MIS)平台(如教务管理系统、学籍管理系统、师资管理系统等),设计了一个基于Web Service的实验教学管理平台,可充分利用现有信息资源,减少重复开发,满足开放式、创新性实验管理的要求,提高了实验室运转状态的透明度和实验室的运行效率。
1 系统设计
1.1 设计思想
本系统以校园网为依托,通过数据交互平台与学校现有的管理信息系统(如学籍管理系统、教务管理系统、师资管理系统)进行数据交换与共享,提高了资源的利用率,避免了重复开发,保证了数据的一致性。实验教学管理系统的逻辑模型如图1所示。
系统通过基于Web Services的数据交换平台获取现有系统的课程信息、学生信息、教师信息,并可为其它信息系统传回所需要的数据信息。
系统将实验教学的各种信息集中到网络平台上,师生可以通过网络平台浏览实验室与设备使用、实验设备配置、实验项目、开放时间、教师队伍等信息;学生根据查询到的实验室与设备使用信息,有计划地安排实验内容,填写提交实验预约单预约实验时间和设备,提交实验方案和实验报告,进行实验咨询与学习资源下载等。教师可以借助网络平台进行实验教学管理,包括教学资源上载、,实验方案与实验报告审批、实验成绩管理、实验过程巡查等。系统提供的业务如图2所示。
1.2 数据交换平台设计
由于学生信息、课程信息、教师信息等信息资源分布在不同的MIS中,而这些MIS都自成体系,具有不同的信息(数据)表示格式,不利于信息的有效利用,本文基于XML和Web Services设计了一个数据交换平台对各种业务流程数据的集成和交换。数据交换平台的结构如图3所示[1]。
采用 XML作为信息交换标准,可以保证企业信息模型的规范化和信息交换的一致性,有效解决不同应用系统之间或者不同数据源之间数据的互操作性。基于 Web服务,可以整合现有自治、异构、分布的应用系统,而且有利于系统的扩展,减少维护成本。
本系统向其它系统提供数据的过程:
1)提出发送数据请求;
2)数据交换平台调用数据转化模块将系统数据转化生成XML格式数据;
3)数据映射模块使用XSLT解析映射关系,读取映射规则库,按标准规范检验数据,生成规范的目标应用格式XML。
4)数据发送模块对XML格式数据进行安全性加密后发送。
访问其它系统的数据的过程:
1)提出发送数据请求;
2)数据交换平台的数据接收模块接收返回的XML,对数据进行解密;
3)数据映射模块对解密后的XML文件进行解析,并根据映射规则转化为本系统所需的XML数据格式,并将数据导入到数据库。
XML处理器模块提供对XML消息的处理能力,包括主要包括XML数据文档的查找、XML数据的校验、XML数据的转换、XML数据的复制/复合、XML数据的操作日志记录等。
1.3 功能设计
通过对实验室教学管理情况的分析与调查,本文设计的实验教学管理系统由系统管理、实验室管理、实验教学管理和查询统计4个模块组成,系统的功能结构如图4所示。
1)系统管理:提供系统设置、用户管理、数据维护、系统短信等,主要提供系统基础信息(如学年学期)设置,系统用户增加、删除、修改,系统数据备份、还原,系统短信编辑、发送、修改、删除,修改等功能。
2)实验室管理:分为日常工作管理、设备信息维护和实验室信息维护3个子模块,分别实现实验室日常管理工作(如考勤记录等),设备信息的导入(由资产管理系统)、修改及导出和实验室信息录入、设置(如实验室设备信息、设备状态等)等功能。
3)实验教学管理:分为预约管理、课程管理、实验管理3个子模块。
预约管理可以进行预约申请的提交、撤销,实验方案的提交、修改、撤销以及预约申请的审批,学生可以自主设计实验方案,经过审批后在预约的时间和实验室完成实验过程。
课程管理模块实现课程计划(课程表)的导入与设置、课程资源(包括课件、视频等)管理和实验项目管理(、修改等)
实验管理主要提供教学实验的记录、考勤管理,实验报告的提交、批改,实验成绩管理以及实验教学论坛和在线实验管理等功能。实验课程教学论坛提供了一个师生之间、学生之间进行交流和讨论的平台。在线实验管理提供在线答疑、在线咨询、教师实验巡查等功能,教师可以实时了解学生实验进行的状态,解决学生在实验中遇到的问题,学生可以及时将遇到的问题反馈给教师,提高了实验管理的效率。
4)查询统计模块,提供各种信息的查询统计功能,并可将查询统计结果生成统计报表或导出为其它系统所用。
2 结束语
本系统依托校园网建设,充分利用了校园信息化资源,提高了信息资源的利用率。允许学生自主设计实验方案,有利于培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。将实验室信息集中到网络平台上,可提高实验室与实验设备的运行效率。系统实现了实验数据收集处理、实验报告的提交、在线答疑、实验巡查等功能,可减少了实验教师大量的简单重复劳动,提高工作效率。
参考文献:
[1] 杨晓天.基于XML和Web Services的现代物流信息集成的研究与实现[D].南京:东南大学,2007.
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关键字：高校；计算机；实验室；管理
在众多的实验室环境中，计算机实验室在高校教学环境中占据着不容忽视的地位。在这样的环境之下，如果通过实验室学习来对整个教育的水平加以推动，成了当前实验室管理工作的一大重点。
一、高校计算机实验课程开展现状分析
就目前高校环境中的计算机实验课程的开展状况看，总体而言并不乐观。除计算机相关专业学生基本能够在自有电脑的帮助之下实现主动学习以外，计算机实验室的课上时间利用率以及利用状况堪忧。纵观整体教学环境，可以发现计算机实验室教学过程存在有如下几个方面的主要问题：
1.计算机软硬件可用性以及易用性直接影响教学实践
计算机是计算机实验课程中涉及到的唯一一种教学设备，因此计算机本身的健康程度以及其对于实验教学过程的准备状态直接关系到实验课程开展以及其最终教学效果。对于这一方面的问题，有两个具体的层面需要考虑：其一在于从硬件角度看，计算机能否完成作为一台计算机应有的职能，包括相应的运算以及数据处理等功能，同时还应当确保计算机软件层面的可用性，即其操作系统以及相关应用软件的安装状态等方面是否完备。其二则是在于计算机作为教学工具是否对学生实现了可用性以及易用性，重点指计算机上的软件环境以及相关设置，是否能够根据实验课程的进度进行设定，并且其网络状况和相应的数据，是否能够满足学生实验实践的展开。
2.教学体系中实验课程内容安排有待改善
当前实验课程的开展方式基本已经在高校教育背景下固定下来，即采用集中实践的做法，将理论学习和实践操作分离，先在课堂上进行理论学习，然后在下一次课程中展开实验教学，而实验重点则是集中对前一次课程的理论学习进行加深和验证。这种课程时间分配方式从教学角度看相对容易安排，但是从根本上看破坏了学习过程的连续性，对于学生的学习效果有一定的不利影响。与此同时的另一个主要问题在于，实验室教学的内容缺乏相应的主题目标，而更多以一种对于既往理论验证的形式出现，缺乏对于知识体系的一种探究态度，并且这样的学习对于进一步培养学生自身的学习能力也毫无帮助。
二、改善实验室管理工作，提升高校教学实践
实验室管理工作对于实验室教学无疑意义重大，必须明确只有能够提供最为适用的计算机的实验室环境，才能够切实推动高校教学实践水平的提升，才能够成为学生成长的有效动力。因此，在实际工作中有必要从如下几个方面切实提升计算机实验室管理工作水平和质量，切实为推动高校教育综合发展做出贡献：
1.切实提升计算机使用环境以及其自身健康状况
只有健康状况良好的计算机才能够为教学实验做出相应贡献，因此应当针对计算机健康状况予以必要的关注。首先注重计算机自身状况，确保硬件齐备并且能够正常工作。学生实验室人员流动性大，因此对于计算机的使用损耗速度也相对较快，学生误操作以及恶意操作，甚至是频繁进出机房等行为都会给计算机带来一定不利影响。针对这种情况，实验室管理和维护的工作重点应该放在对于计算机的硬件维护方面，确保其能够正常运行。其次在于注重计算机的工作环境健康，对于学生机房而言，用电量不容忽视，稳定的电压和电流供给对于计算机本身的健康以及学生的学习过程顺利展开而言都有着至关重要的积极意义，因此应当定期对电源状况进行检查，及时排除用电隐患，这也是确保校园消防安全的必要手段和措施。
2.软件层面确保计算机与教学活动契合
在这一方面同样包括有两个重要方面需要予以关注。首先是计算机内环境软件配置，包括系统软件和必要的应用程序的配置，确保其完好以及易用是这一方面的实验室管理工作的主要任务，此外还应当包括对于病毒以及其他攻击的防范，这也必然会成为对保障计算机硬件健康状态的有力武器。在实践过程中可以采用相应的辅助软件对整个局域网内部的计算机展开监控，及时发现软件问题已经病毒侵害等。其次则在于确保计算机内的相关软件系统能够与教学的进度以及教学主题等方面相契合，这对于教学效果的提升意义重大。必须明确实验室教学是整个教学系统中的重要部分，实验室是教学活动的有力支持和重要组成元素，只有与教学过程保持同步，才能让实验室发挥其应用效力。
3.实验室管理工作与教学活动相融合
让实验室更好的融入到教学活动过程中，是切实提升教学质量以及实验室自身价值的必要手段，从工作中看，就是需要实验室管理工作与教学活动相融合。通常而言，实验教学虽然有任课教师全程辅导负责解答问题，但是从根本上是学生对于既有知识的验证，而非学习。因此在实际的实验操作过程中，教师对于学生行为方式和特点都关注不多，对实验室管理人员基本没有参与其中。如果能够实现双方的融合，可以考虑教师在实验室展开新知识节点的讲授，并且随着知识学习的不断展开，让学生能够当堂进行实践。对于这种教学形式而言，不仅仅需要计算机本身系统的配合，才能做到学生的动作相对整齐保证教学进度，另一个方面还需要让实验室管理工作参与其中，通过读取学生的操作行为数据获取到相应反馈，这样做可以控制学生的学习行为，同时从一个侧面对计算机本身实现保护，对于避免误操作以及病毒侵害等都有所帮助。
三、结论
对于高校实验室管理工作，只有切实从教学需求的角度进行考察，有的放矢地提出改进意见并且付诸实践，才能取得良好效果。
参考文献：
