实验室管理系统的设计与开发

实验室管理系统的设计与开发

摘要：大学物理实验反映了理工科及各个学科科学实验共性和普遍性的问题。物理实验室是开展实验教学的主要场所。随着学校发展的需要，实验室管理的信息化、网络化已成为必然趋势。基于这样的背景，结合贵州大学物理实验中心教学和管理工作上的实际需要,设计了本实验室管理系统。

关键词：实验室管理系统趋势设计B/S结构

1．系统开发背景

计算机技术和信息技术的飞速发展极大地推动了各个高校的实验室建设和统一管理【1】。由于贵州大学与原贵州工业大学两校合并，为实现管理上的统一，把原来两校的物理实验室合并成为现在的贵州大学物理实验中心。随着合并与扩大招生，办学规模不断扩大，学生人数急剧增加，传统的管理模式既浪费人力资源，工作效率又低下。设计基于WEB的实验室管理系统是提升实验室管理水平和提高教学实践质量的有效手段。贵州大学物理实验中心承担全校大学物理实验教学工作，若能充分应用校园网的资源，实现实验室管理工作信息化，提高实验室管理工作效率，使实验室更好地为实践教学提供良好的物质基础。因此，开发一个大学实验室教学和管理的系统是很有必要的。

2．系统开发的目标

（1）实现实验项目的信息化管理。本系统设计按照实验室实际课程体系分类组织管理的要求，便于教学应用。用户可以很方便搜索到所需信息。

（2）实现实验室教学的信息化管理。利用本系统，可以在现有师资力量和实验室资源的前提下，通过允许学生自主选择实验课程、自主选择实验内容、自主选择上课时间。进一步体现以学生为主体、教师为主导的实验教学模式。

（3）实现实验室耗材的信息化管理。由于实验室耗材的消耗量较大，本系统做到耗材入库和出库的实时性。能达到提高效率和减少资源浪费的效果。

（4）为实验室开放做准备。实验室的开放是高校发展的趋势。提高实验教学的开放性和交互性，可实现体现以学生为主体、教师为主导的实验教学模式。本系统的开发有利于实验室开放，为开放实验室打下坚实的基础。

3．实验室管理系统的相关技术

Microsoft SQL Server 2008为本系统首选的后台数据库。它可以将结构化、半结构化和非结构化文档的数据直接存储到数据库中。可以对数据进行查询、搜索、同步、报告和分析等操作。提供了一个可靠的、高效的、智能化的数据平台。

B/S是对C/S结构的一种改进结构，是C/S结构的扩展和在Internet/Intranet上的应用【2】。B/S结构的优势如下：简化了客户端,客户端界面高度统一,用户使用操作简单，适合于网上信息发布,系统维护、升级方便。减轻系统维护成本和工作量。基于贵州大学实验室管理系统实际情况，用户主要是学生、教师及管理人员等因素综合考虑，以及B/S结构的这些优点，本系统采用B/S结构体系。

Visual 是微软公司推出的一套完整的开发工具，用于生成ASP Web应用程序、XML Web Services、桌面应用程序和移动应用程序【3】。它是.NET的最佳开发工具。Visual Studio 2012和SQL Server 2008都是微软的产品，在软件开发过程中，兼容性较好。此外，微软对Visual Studio2012和SQL Server 2008在官网提供了免费的Express版本，从成本考虑有利于系统开发。所以本系统以Visual Studio 2012为开发平台，C﹟为实现系统的编程语言，结合技术和SQL 2008数据库技术来开发。

4. 实验室管理系统的结构

本系统采用三层B/S结构。即表示层、业务逻辑层、数据访问层。采用三层B/S结构，能够较好地平衡服务器和客户端的负载，减少网络上的信息流量。这样可以提高系统交易的吞吐量。另一方面，把业务逻辑与用户界面分开，在保证客户端功能的前提下，为用户提供一个简洁的界面，如此一来，若需要修改应用程序代码，只需对中间层应用服务器进行修改而不用修改成千上万的客户端应用程序。简化了系统更新和升级工作。另外，客户机和数据库不直接接触，因而可以提高数据库中数据的安全性。

5．实验室管理系统的设计

对实验室管理系统的需求进行分析，采用模块化设计，这样有利于完善各个部分的功能。为增加新模块预留出空间，有利于系统的扩展。设计的实验室管理系统由4个模块组成：实

验室系统管理模块、实验室设备管理模块、实验室教学及选排课管理模块、实验室耗材管理模块。功能结构图如图所示：

该模块主要由用户注册、数据库备份、数据库还原等子模块组成。实验室管理系统主要用于学生、教师和相关实验室管理人员等。并根据不同用户分配各自的权限。

（2）实验室设备管理模块

该模块是实验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复杂，另一方面它是实验课程能否顺利开设的关键。该模块是对整个实验室的所有仪器设备进行管理。包括设备类别管理、供应商管理、采购管理、报修维修管理等子模块。

（3）实验室教学及选排课管理模块

实验室教学及选排课管理模块是本系统的重要功能之一，利用本系统，可以在现有师资力量的前提下，通过允许学生自主选择实验课程、自主选择实验内容、自主选择上课时间，提高实验教学的开放性。同时，又能通过人性化的统计分析功能，实验课程管理员容易掌握学生上课的动态信息，防止教学过程中学生乱选课、少选课等情况发生，保证教学秩序的正常进行。该模块包括实验课程安排管理、实验室选课安排管理、学生选课管理、教师教学管理等子模块。

（4）实验室耗材管理模块

该模块功能与设备管理模块功能相近，但由于实验室（承担基础课程）耗材消耗量非常大，设计成为一个单独的子模块，便于管理和使用。该模块由耗材类别管理、耗材采购管理、耗材出库管理、库存查询和统计分析等子模块构成。

6.总结

本实验室管理系统的建立，可以提升实验室管理水平和提高教学实践质量。降低实验室管理人员的工作强度，更好地为实践教学服务。提高实验室工作效率的同时降低了运行的成本，为实验室管理水平的提高和实验室的全面管理提供了先进的技术支持。有效地避免查询、统计不便等弊端。能很好地实现资源共享。提高现有资源利用率的基础上，进一步体现以学生为主体、教师为主导的实验教学模式。

参考文献:

[1].杨宇科，杨开明.加强高校实验室建设与管理的思考[J].实验技术与管理,2012(10):205-206.

[2].刘昕.高校实验室信息管理系统的开发现状与发展趋势综述[J].中国管理信息化,2014（7）：45.

[3].刘青，李华等.基于ASP的开放式实验室管理系统的研究[J].实验技术与管理,2011(06):44-47.