智慧实验室建设方案

智慧实验室建设方案
目录
第一章概述 (4)
1.1简介 (4)
1.2系统的设计原则 (5)
第二章总体方案 (7)
2.1主要特点 (7)
2.2网络拓扑图 (7)
2.3系统主要功能 (10)
2.4主要设备配置 (11)
第三章功能介绍 (13)
3.1实验室管理模块 (13)
3.1.1实验室管理模块 (13)
3.1.2实验室队伍模块 (14)
3.1.3实验室建设模块 (15)
3.2教学管理模块 (16)
3.2.1实验教学模块 (16)
3.2.2实验教学研究 (17)
3.2.3实验教务管理模块 (19)
3.2.4实验过程管理模块 (20)
3.2.4课表模块 (22)
3.3在线答疑模块 (22)
3.4日常办公模块 (23)
3.5低值易耗品模块 (24)
3.6仪器设备模块 (25)
3.7实验室评估模块 (26)
3.8基本数据模块 (27)
3.9系统维护模块 (28)
3.10开放实验模块 (28)
第四章系统平台建议 (29)
4.1硬件平台配置 (29)
4.2软件平台配置 (31)
第一章概述
1.1简介
随着高校管理变革的逐步推进, 实验室建设的进一步规范化、复杂化, 高校实验室管理工作也变得更加繁重和复杂。

这就迫切需要用计算机来进行辅助管理, 以简化我们的工作。

由于高校网络非常普及, 使用计算机网络来进行实验室管理成为了必然, 特别是实验室开放选课给传统的实验室管理提出新的挑战。

实验室管理能实现实验教学全过程的计算机管理, 减轻实验室管理人员的工作负担, 提供工作效率和服务水平。

加强实验室主管部门对设备和材料的计划、采购、维修和使用的宏观控制和管理, 以节约成本, 提高利用, 强化管理。

实验室综合管理系统还能为实验室评估提供原始资料和基本数据, 成为实验室评估的重要依据。

实验室综合管理系统统一使用还能促进学校间的实验资源共享, 同时也能实现向教育主管部门数据上报。

通过使用本系统实现实验室管理的规范化、流程化和信息化, 提高实验室的教学质量、管理水平和服务水平, 为实验室主管部门的宏观管理和科学决策提供依据, 为实验室评估提供详实数据, 为实验室开放提供有力保障。

1.2系统的设计原则
1.稳定可靠原则
2.建设一个健壮的, 持续不间断的为企业服务的系统, 对网络和主机采用备份方式, 保证临时故障不对系统运行产生大的影响。

3.安全性原则
4.系统容灾方面, 系统建设从供电、设备冗余等多个方面考虑；系统防攻击方面, 系统配置防火墙, 详细记录可疑入侵系统的工作站, 适当采取相应防范措施, 提高系统抗攻击能力。

5.先进适用原则
采用先进、成熟的技术为用户搭建一个方便、快捷、高效的应用系统。

6.可扩展原则
7.系统能够适应软硬件配置的变化, 具备良好的兼容和移植能力。

同时, 系统充分考虑到用户不断丰富的具体需求, 为系统将来平滑升级预留相应的接口；进一步提高系统
的扩展和自适应能力。

8.标准化原则
9.系统将完全遵循大学实验室教学标准。

减少系统维护费用和提高系统的使用水平, 减少系统的总体运行成本。

10.数据准确完整性原则
采用先进技术措施, 保证数据源入口唯一、可靠, 使系统的数据具备全局的准确性和完整性, 为整个系统的安全应用奠定良好的基础。

第二章总体方案
2.1主要特点
•完全 B/S 模式, 方便易用, 零客户端维护。

•系统开发基于 .NET框架和三层结构开发, 采用模块化设计, 系统具有良好的开放性和扩展性。

•基于大型数据库开发, 通用性强, 网络共享能力强且信息交流快捷。

•方便的数据导入、导出功能。

•提供强大的管理功能, 紧贴用户需求, 全面覆盖实验室管理和设备管理各个领域。

•采用个性化设计, 系统界面友好, 易掌握与操作。

•基于RBAC模块的权限设计, 安全灵活。

根据教育部《学校管理信息标准》的实验室管理信息子集开发, 便于数据上报。

2.2网络拓扑图
实验室信息化管理平台以学校实验室管理流程和管理基本事务为核心, 以规范实验室管理实现信息化为准则, 充分提高利用学校实验室资源, 更好的服务于学生。

整个管理依托校园网络构建管理模式平台, 系统采用B/S结构, 突破地域空间的限制, 整个实验数据放在服务器上, 管理人员、教师在办公室、在家甚至在校外通过网络进行仪器设备、实验项目、实验过程等进行管理监控, 而学生则可以在机房或在能上网的地方进行实验预约。

相对传统的手工管理, 开放实验室平台的构建能更好的有利于实验室资源的充分合理利用, 实验室管理的科学化和规范化。

移动办公
教学主管
、教学实验管理
、开放实验管理
系统拓扑图
．考勤统计管理
设备仪器管理
12
3
设备处管理人员实验室信息化管理应用图
教
2.3系统主要功能
主系统提供实验项目与课程管理、实验排课、学生成绩管理、仪器设备管理等功能模块, 是系统运行的核心, 系统管理员、教学主管、授课教师、仪器设备管理员等不同角色的用户都在这个系统中进行操作。

学生个人实验门户是学生参与实验教学的入口, 学生可以在这里进行实验预约, 成绩查询等操作。

实验登录与派位系统运行于学生派位终端或教师机上, 学生可以使用校园卡刷卡进行实验, 兼容排课模式, 全开放模式, 预约模式等多种实验教学模式, 教师可以在该系统上对实验室人员及电源控制进行全方面管理。

2.4主要设备配置
学生通过实验派位终端进行身份验证及派位, 高效可靠, 教师可以通过实验派位终端进行实验室信息查询以及座位分配等操作。

实验派位终端所安装读卡器可定制, 使其能够和校园一卡通系统兼容, 同时可为用户定制的校园卡软件接口, 使本系统兼容校园一卡通, 避免重复发卡。

实验派位终端和校园卡智能读卡器硬件配合下的学生实验流程
通过选配以太网电源控制器和实验工位电源控制单元组成电源控制系统, 派位软件可以管理每个实验工位上的电源, 在学生刷卡后时打开所派实验工位电源, 学生退出时关闭电源, 维持实验室正常的教学秩序, 防止学生未经授权占用实验资源。

第三章功能介绍
系统包括以下功能模块: 实验室管理、实验室队伍、实验室建设、实验教学、日常办公、低值易耗品、仪器备、实验室评估、基本数据、系统维护、开放实验。

对于不同用户, 根据设置的角色和权限的不同, 呈现界面也会不一样。

3.1实验室管理模块
3.1.1实验室管理模块
此模块表现实验室总体信息, 如管理机构、基本信息、规章制度、获奖信息等。

管理机构：以列表方式列出学校实验室组成, 列示实验室名称、负责人、联系电话、管理单位等信息。

基本信息：分级列出学校院系组成, 实验室及实验分室设置, 以及实验房间数、房间面积、仪器设备台套数、仪器设备总值的统计信息。

通过基本信息子模块, 所有实验室的
信息一目了然, 还可以通过逐级打开, 查看某个实验室或实验分室的详细信息。

规章制度：分类别列示学校及各实验室与实验室教学管理工作相关的规章制度, 提供标题的关键字检索功能。

获奖信息：列出各实验室各类奖项数, 各实验室获奖信息的维护和查看。

3.1.2实验室队伍模块
实验室队伍提供了人员基本信息的管理, 人员工作量统计, 实验室人员结构分析, 人员岗位职责维护, 个人岗位日志管理等功能。

人员基本信息: 提供人员基本信息的维护、浏览及检索功能。

通过设置所属实验室, 将人员设置为实验室专职人员。

可以根据编号、姓名、职称、文化程度、专业方向、所属实验室等信息进行人员的快速检索。

工作量统计: 人员工作量根据用户的权限不同而相异, 即用户只能够察看到权限允许的范围内的人员的工作量统计。

本模块统计了工作人员负责的项目数、实验项目的批次数、以及总的课时数。

人员结构分析：按照教育部数据上报格式, 提供各实验室人员结构组成信息, 实验室个数, 房屋使用面积, 以及教学任务情况的统计报表。

人员岗位职责：设置通用岗位及各实验室各工作岗位的描述信息。

个人岗位日志：分级管理察看岗位日志。

3.1.3实验室建设模块
实验室建设模块主要负责与实验室建设相关的一些信息的管理, 如建立实验室, 建设项目申请书的管理, 建设项目申请书的审批及汇总, 建设项目任务书及建设项目评审意见的归档。

建设项目申请书：建设项目申请书由各实验室即申请单位填写, 并将原始电子文档作为附件上传。

建设项目论证汇总：列示提交的建设项目申请, 呈现各申请的状态（论证通过、论证没通过、未论证）, 对于论证通过的项目, 在此输入批准经费、论证意见、论证结论。

项目建设任务书：论证通过的项目才能在建设项目申请书原始电子档上附加项目建设任务书。

项目建设评审意见：对于建设完成的项目, 经评审验收后, 将项目验收结果电子文档作为附件附加在项目建设任务书上。

教改项目申报文件：用于教改项目的申报。

仪器设备购置计划：用于仪器设备购置计划的提交。

3.2教学管理模块
3.2.1实验教学模块
3.2.2实验教学研究
实验教学研究子模块完成实验教学编排的准备工作, 由以下部分组成: 专业培养计划、实验项目开设、实验课程
大纲、实验指导书。

专业培养计划: 一般由教务处负责制订, 对于不同培养要求, 如开设课程不同或者是课时数不同的同一专业不同培养方向, 需要制订不同的专业培养计划。

专业培养计划主要建立专业与课程之间的对应关系, 包括开设的课程、课程学分、课程上课学期、课程学分、实验学分、课程考核方式等信息。

实验项目开设: 用于实验室的实验项目管理, 定义各实验项目的名称、实验人数、实验对象、实验类型等基本信息, 同时定义各实验项目所用到的仪器设备、耗材信息。

实验项目的每组耗材费用根据每组实验耗材用量及耗材单价自动计算.
实验课程大纲：用于维护课程配套教材、实验目的、课程实验要求等信息, 以及该课程开设的实验项目, 并且指定各实验项目在本课程中要求的实验学时数。

同一课程面对不同专业方向需要制订不同的课程大纲。

实验指导书：为各实验课程中的每个项目提供实验指导书的管理, 能够根据实验室项目开设情况进行过滤, 也能够根据课程或者项目进行检索。

3.2.3实验教务管理模块
实验教务管理完成教务处给各实验室下达教学任务以及各实验室对承担的实验项目的批次、教师的具体安排。

在此之前要求已经完成专业培养计划的制订、实验项目的开设、实验课程大纲制订。

本模块的具体功能是, 教务处在学期开始前根据当前学期, 找到各班级的课程开设要求, 从而对实验室下达教学任务书。

各实验室管理人员在收到教学任务书后, 根据实验室仪器设备情况, 为实验项目指定同时实验组数, 根据需要开设课程的班级组成情况指定分批, 从而实现实验的预分批。

考虑到某些情况下, 同一班级需要分成若干批, 而不同批次可能在不同的教师的指导下完成, 因此在完成预分批的工作后, 实验室管理人员为各批次指定任课教师, 指定实验室工作人员, 指定各批次所对应的班级学生。

制订教学任务子模块: 在教务处制订好专业培养计划, 实验室开设好实验项目, 制订好实验课程大纲后, 可自动生成各实验室或分室的教学任务书。

选择课程后, 系统根据专业培养计划及班级学生数据, 自动筛选出符合条件的学生。

实验分批: 实验室主任接受实验教学任务后, 根据实验室仪器设备及场地情况, 指定同时实验组数；根据教学任务实验人数, 确定实验开设的最佳批数。

实现实验的预分
批。

分配教学任务: 本模块指派各实验批次的负责教师和实验班级。

根据预分批的结果, 为每个分批指定实验老师或工作人员, 实验老师只能在实验室所属院系的老师中选, 工作人员只能在属于本实验室的工作人员中选。

指定实验班级是为每个实验批次指定学生, 系统提供了自动选择学生功能, 即系统在指定班级中按顺序自动选择学生, 选满为止。

当然也可以手动选择或手动调整, 以满足不同的分班或合班做实验的需要。

3.2.4实验过程管理模块
实验过程管理包含地点时间安排、实验成绩登记、仪器耗材使用情况登记三项功能。

本模块工作基本由实验教师完成。

实验教师在收到实验教学任务后, 根据教学任务书, 根据自己的教学安排, 根据各实验分室的空闲情况, 安排好各实验项目批次的时间地点。

教师在完成实验后, 登记实验成绩、完成仪器设备情况记录、耗材使用登记。

地点时间安排: 任课教师选择分配给自己的实验项目, 察看批次, 为各批次指定实验房间, 实验时间。

系统能自动进行时间地点的冲突检测。

实验成绩登记: 教师在实验完成前, 查看学生的预习
报告并给出预习成绩；教师在实验过程中进行考勤登记和操作成绩登记；教师在实验完成后查看学生的实验报告并给出实验报告成绩。

最后, 教师还应该指定该实验中, 预习成绩、操作成绩、实验报告成绩各自的权值, 执行计算从而得到学生该次实验项目的总成绩。

为学生实验课程总成绩提供数据来源。

仪器耗材使用情况登记: 实验过程中, 对于出现故障或者异常的实验仪器, 实验完成后, 教师应该填写该设备的故障现象及原因以及负责人。

对于该批次中消耗的各种耗材, 教师应该在此填写消耗总量。

以便掌握实验室耗材使用情况, 并为下学年耗材采购提供参考。

3.2.4课表模块
任课教师能够在此直观地看到以周次星期为纵横坐标的本人的授课课表。

3.3在线答疑模块
在线答疑有两种信息: 公共信息和个人信息。

公共信息任何人都可以看到。

个人信息为点对点信息, 指定的人才可以
看到。

便于教师之间、教师和学生之间的交流答疑。

3.4日常办公模块
日常办公模块包括了工作人员日常的一些工作, 如资源管理、信息管理、在线评价、密码修改功能。

资源管理：资源管理模块能够以链接、内容粘贴或者附件的形式收藏一些外部资源, 如网络上的文章、实验报告、课件、讲义等, 允许管理人员为这些资源建立下一级分类。

操作人员在资源浏览的过程中, 对于自己感兴趣的资源, 能够将其收藏到个人收藏夹, 以便更快捷地找到资源。

信息管理：提供内部通知的发布途径, 用户能够在此将通知发布给所有实验室指定角色所对应的人员, 或者是将通知发送给某一实验室指定角色所对应的人员, 也可以给学生发送通知。

通知有有效期。

在线评价：用户在此给实验室或者实验分室制订评价标准, 填写标题、内容及评价项, 然后发布。

学生或者其他参与评价的人员, 可以查看发布的评价项目并作相应评价。

评价结果可即时查看到。

密码修改：提供给用户修改自身密码的功能, 需要提供原密码以供验证。

3.5低值易耗品模块
低值易耗品管理在实验室日常管理工作中是一项量大且繁琐的工作。

本模块提供耗材购置计划管理、实验耗材管
理、实验低值品管理三个子模块。

耗材购置计划管理: 包括学期耗材计划、耗材购置计划管理。

学期耗材计划: 系统将根据实验教学任务和实验教学安排自动统计各实验室本学期各类耗材用量。

本数据将为耗材申购审批提供参考。

耗材购置计划: 各实验室人员提出耗材购置申购表, 管理部门根据申购表, 进行汇总与审核, 制定耗材购置计划表, 并交付相应部门进行耗材集中采购。

实验耗材管理: 主要功能为耗材基本数据维护、耗材领用、耗材情况统计、耗材数据组合查询。

主要用于耗材管理, 主管部门可以随时了解实验室耗材存量及消耗。

实验低值品管理: 主要功能为低值品基本数据维护、低值品领用、低值品情况统计、低值品数据组合查询。

3.6仪器设备模块
仪器设备管理包括两个组成部分: 仪器设备管理、大型贵重仪器设备管理。

仪器设备的管理工作侧重于仪器设备的入库、领用、归还、报损、维修、仪器设备台帐的察看等方面。

对于贵重仪器设备, 除了一般仪器设备的常用功能外, 还增加了仪器设备的运行记录、仪器设备信息共享
实验仪器管理: 实验仪器管理包括从仪器入库、领用、报损、维修、归还、报废的全程管理功能, 以及仪器设备总账、仪器设备领用、维修等各类明细记录, 并能够根据仪器设备信息任意组合进行查询。

贵重仪器设备管理: 贵重仪器管理子模块除仪器管理的功能外, 还记录了使用仪器的机时, 产生样品数、收费、培训的人员数等信息。

以供数据上报使用。

3.7实验室评估模块
实验室评估分为三部分: 制订评估主题, 制订评估标准, 实验室自评。

实验室评估能够根据实际需要, 制订多套评估标准, 例如, 基础实验室评估标准, 专业实验室评估标准等。

评估标准的类别可以在系统维护中的字典中进行维护。

制订评估主题: 实验室评估工作中, 对实验室的评估往往包括多个方面, 因此需要建立多项评估主题, 例如: 实验教学、管理规章制度、仪器设备等。

制订评估标准: 为每套评估标准的各评估主题制订具体的评估内容、评估标准和评估方法。

实验室自评：实验室管理人员组织人员参照评估标准对本实验室进行自评。

逐条检查, 进行整改。

3.8基本数据模块
基本数据模块是系统最初始的工作, 包括基本数据和学生管理两个子模块。

基本数据：基本数据是本系统运行的基础, 包含学校数据、院系数据、专业数据、入学年份、课程数据、实验用房、实验项目数据等。

实验项目数据由实验室在实验教学模块中的实验项目开设中进行增加, 其他数据虽然本系统也提供了这些基本数据的录入与维护功能, 但这些数据的录入工作量相当大, 而且为了保证数据的一致性, 建议这些数据从教务系统直接导入。

学生管理：学生管理子模块主要是针对从教务系统导入的班级学生数据, 本系统也提供了简单的维护功能, 例如个别班级、学生的数据增加或删除功能, 班级学期升级功能。

3.9系统维护模块
系统维护模块主要包含数据上报报表生成, 数据导入导出功能, 用户权限管理, 系统备份等功能。

3.10开放实验模块
开放实验模块主要为学生使用, 其主要功能为: 个人课程表、成绩查询、开放实验项目发布、总课程表、开放实验预约、实验报告提交、预习报告提交等。

本系统中的开放实验为实验项目的开放, 其处理基本流程为: 首先实验室在实验项目开设中进行开放实验项目的维护；然后实验室在课程大纲的制订中开设开放实验项目；完成后, 教务处将开放实验教学任务下达到各实验室；学生查看开放实验项目发布的信息, 根据自己的实际情况进行实验预约, 实验室根据开放项目学生选课人数和实验室具体情况（如本实验室的仪器配备情况等）进行预约的审核；实验室对审核确定的预约学生进行分组分批, 并安排项目的负责人员。

教师的实验过程管理和成绩管理与固定模式操作一样。

在此不再重复。

第四章系统平台建议
4.1硬件平台配置
硬件平台分为数据库服务器、应用服务器及客户端设备。

详细配置清单见下表
4.2软件平台配置
数据库服务器
操作系统: Windows 2003 Server, 数据库管理系统: MICROSOFTSQL2005 应用服务器
操作系统: Windows 2003 Server, 应用平台: .NET3.5
客户端:
支持IE6.0的所有windows操作系统
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