计算机应用技术在高校实验室管理中的应用

潘德龙

（阳江职业技术学院，广东 阳江 529566）

0 引言

在现阶段的高校教育过程中，实验室是整体教育体系中不可或缺的存在，并且逐渐发展成为了高校的标配之一。在高校的实验室中，其内部存放着教学必需的教学仪器、数据资料信息等。同时，高校实验室管理无论是从工作的具体流程，或是从工作的总量来说，都具有流程复杂、工作量大的特点。这就导致了实际的管理系统较为繁琐，管理模式较为复杂，管理工作的开展存在较多的问题和阻碍。在此前提下，计算机应用技术应用到高校实验室管理过程中成为了发展过程中的必由之路。从发展的观点来看，科学合理的应用计算机应用技术，不单单是提高高校实验室管理效率的前提，更是实现现代化教育体系建设和发展的先决条件。

1 计算机应用技术与实验室管理的基本概述

1.1 计算机应用技术概述

计算机应用技术通常指的是在计算机应用软件的支持下，相关软件的功能得以使用的一种技术，并且其技术在使用的过程中能够为人类提供一定程度的服务和便利。总体来讲，当某一个计算机应用软件能够满足人们日常的使用之后，其软件需要在了解和关注应用能力的基础上，进行系统化的更新和时代性的跟进；并且，这一过程需适应与各个阶段，进而能够更好地满足人们对计算机应用软件的要求。

1.2 实验室信息化管理概述

近年来，随着我国高校教学改革的发展、高校教学管理更加体现出以人为本的方针政策。高校实验室自主管理、自主安排课程实验；学生自主地预约实验、完成各学习阶段的实验内容等教学方式给传统的实验室教学管理手段提出了新的挑战。所以当前形式下各高校的实验室业务管理部门必须实施网络化、信息化平台的辅助管理。为全校各院系实验中心及实验室实现信息化、智能化管理，加强过程管理，实现师生从网上查看实验课表、预约实验等多个使用环节进行统一的宏观控制与管理。实现更为智能化的实验室准入控制。依靠TCP/IP 网络传输、Wi-Fi/4G 无线传输等多种数据传输方式，完成对师生实验到课数据的采集和统计，并上传至服务器生成各使用角色需求的统计报表。纵观现阶段的发展，实验室在管理过程中依旧存在问题。浪费现象和资源不合理配置现象广泛存在，加之没有专门的技术管理体系，使得实验室管理存在较多问题。管理水平不达标同样是现阶段管理过程中的主要问题之一。

2 实验室管理软件设计应用

2.1 管理系统相关框架设计

实验室管理系统程序可基于微软NET Framework4.5技术框架开发。NET 技术成熟，为现行主流技术，其配套技术文档完善，能与Windows 平台紧密结合，实现最大限度利用的系统功能。也可采用微软Visual Studio 开发工具，Visual Studio 是功能完备的集成开发平台，可用于编码、调试、测试和部署到任何平台，将具体的工具UML、代码管控、集成开发环境（IDE）软件等进行统筹规划。

实验室管理系统可以分为三种类型服务器、客户机/服务器，浏览器/服务器。高校实验室管理系统之所以选择客户机/服务器模式，主要是因为实验室管理非常复杂和庞大，将Web 技术引入到高校实验室管理过程中，为实验室工作提供一种全新的信息化管理工具。纯浏览器应用不需要安装任何客户端，只要有浏览器（IE、Chrome 等）就能进行移动的工作，无须花费大量的时间和空间进行具体的安装，设置配置参数，运用起来比常规方式更加方便。

实验室管理系统的关系型数据库一般采用SQL Server2012企业版部署。SQL Server2012是一种应用广泛的数据库管理系统，这种管理系统拥有方便使用，分布合适、伸缩性强的优势，可以用于与其他服务器连接，与决策支持仓库相连的重要功能；SQL Server2012提供全面的和可扩展的数据仓库平台，可以应用一个单独的分析存储进行强大的数据分析，以满足成千上万的用户的数据需求。Web 服务器可为IIS7.0，IIS7.0是一个完全模块化的Web 服务器，用户可以根据自己的偏好，根据自己的实用功能进行选择，组建相应的模块，将不需要的模块删除，从而使系统的性能方面得到很大程度的增强。

2.2 管理系统关键技术

2.2.1 NET 的B/S 下的三层模块

根据NET，C/S 模式的内存已不满足实际需要，B/S 模块在此基础上深入扩展，以Web Server 为服务终端，客户可以根据服务终端的内容，通过客户端完成服务器的浏览，完成应用程序的下载和使用。三层模块主要有三个架构空间：第一个架构空间是表示层，主要用于客户端与终端的接口服务；第二个架构空间是业务逻辑层，也就是将外部服务器和数据库服务器之间的数据进行功能代码转换；第三个架构空间是数据访问层，按照具体的业务规则和数据访问类型、合法性校验等内容进行具体的处理，这部分内容主要在业务逻辑层中进行处理和应用。数据访问层只是对相关的数据进行交会查询，其属于整个分层系统的最低处，但也是最基础的层次，客户端无法与第三层，也就是数据访问架构空间进行有机联系，需要通过中间层，也就是业务逻辑起将数据进行功能代码转换，再进行连接。

图1 基于.NET的B/S三层架构

2.2.2 自定义表单模块

自定义表单模块是属于用户的，也就是用户自己自定义创建的表单类型，自定义表单模块所提供的服务是数据库字段的创建和管理，同时提供一些比较单一通用的MIS 功能服务。自定义表单模块下，用户可以快速设计一些非关联表单，快速实现通用表单的功能。用户享受的服务是最基础的服务，但同时这一服务也会体现出自定义表单的功能，实现用户对字段自定义，字段类型自定义以及字段排序自定义的实施。

2.2.3 数据持久层设计

三层B/S 体系统结构是管理系统的中心和核心，但系统运行数据的不断增大，加上网络安全的巨大威胁，系统数据需要通过数据持久层，进行持久保存与备份，进行持久的数据保密。数据持久层不仅可以保证数据安全，还可以对数据的具体内容进行存储和备份，分析具体数据的价值，根据数据进行归类。考虑到系统数据的安全性，系统数据在处理和操作的过程中，需要分开进行安全功能和存储功能，这也是数据层的最大优势。数据持久层主要用于对接数据关系、系统逻辑，通过数据持久层，数据损失的概率大大降低，数据查询起来非常简单，修改起来也比较简单，安全裕度有效提升，这就证明数据持久层的巨大优势，实验室管理系统在数据持久层的支持下，会有更好的效果。

3 计算机应用技术在高校实验室的管理工作中的应用

3.1 开放管理

开放管理系统是根据实验项目，根据实验室的规章制度进行具体的开放管理的方法，一般开放管理的设备主要有门禁、智能语音系统、智能视频系统，学生可以根据实验室的开放管理原则，通过门禁卡或者智能语音识别，打开门禁。这样一来，实验室只有实验室人员才能进出，运行起来负担不大。实验室开放预约管理系统提供实验室资源（实验项目、实验场所）的校园网络在线预约机制，以促进实验室资源的利用、提高管理效率。实验室管理员在开放管理模块中开放预约对象和开放时间，供全校师生或特定群体来预约，将实验室、实验项目的预约、审批、管理等工作纳入到实验室开放管理系统中，实现对实验开放管理的信息化。

实验室开放管理功能模块根据具体的功能，可以分为四个步骤：预约、项目开放、成绩管理、信息查询。

图2 实验室开放管理

3.2 仪器设备的管理工作

为了更好地培养人才，打造更加优质的学习氛围和学习环境，高校开始大规模采购实验仪器，尤其是一些精度高和技术含量高的仪器设备，更是占据了高校仪器购置支出的大头，并且，这些仪器设备不但具有采购成本高的特点，其运行成本和维修成本也都偏高，进而增加了教育的整体成本。所以说，管理好这些贵重仪器设备是很重要的。另一方面，普通教学仪器的日常管理也很重要。以计算机硬件的维护工作为例，由于硬件本身的特性，使得计算机在长期的使用中容易老旧损坏，加上温度条件和湿度条件的干扰，从而导致硬件问题频，于是实验室设备必然会出现淘汰或者报废的情况，很多实验室当中的设备长时间处于闲置状态，没有及时处理。又如有些设备利用率不高，存在资源浪费现象，这时如果能够利用管理系统展开对相关设备的管理，就可以发现设备使用情况，也可对资源进行合理化分配，提高资源利用率。如下图贵重仪器的管理及设备调配管理：

图3 贵重仪器管理

3.3 实验室建设项目

建设管理系统以服务于学校各层面工作人员，对实验室建设项目申报、立项审批、设备采购、项目情况汇总管理等内容，依托校园网络构建实验室建设项目信息化管理模式。通过实施实验室建设项目管理，使得学校对实验室建设项目管理工作井然有序。

实验室建设项目包括了申请与审核管理、项目建设验收申请与审核管理、建设项目任务书管理、项目进度管理、项目申购信息汇总等。

图4 设备调配管理

图5 项目建设管理

3.4 教学管理

教学管理是整个管理系统中的重要部分，也是主要设计的目的，其运行的基础是信息化平台。系统能依据实验室的各项资源方便开展实验教学排课管理，在教务管理的宏观模式下，为学生提供实验教学管理服务，完成教学计划内的各项实验课程项目安排。其具体的实验教学管理事务根据类别不同，可以分为不同的管理模块：例如实验教学资源管理模块、实验教学课时安排模块、实验教学学习成绩统计模块、实验教学学习设备使用模块、实验项目实施进度人数统计模块，每个模块的具体功效不同，但总体来说是为项目教学计划进行编排，为项目教学进度提供保障的重要方式。

由于传统的实验室在实际管理过程中，容易耗费大量的人力物力，同时也很难处理实验教学过程中获得的大量数据和信息，这使得大学生在学习过程中很难获得更有效的信息。通过将计算机技术引入高校实验室管理，可以使大学生更快、更加高质量地进行学习。

图6 实验教学管理

3.5 低值易耗品管理

实验室低值耗材由于价值低廉，购买随意，管理不规范等原因，在使用上造成了极大的浪费。通过引入管理系统，能解决低值耗材积压、浪费、使用率过低、传统的实验低值耗材管理中存在的不足等问题；可以快速、全面、准确地掌控实验室低值耗材信息，能为管理部门合理制订低值易耗品的购置计划，使库存最小，又能满足教学需要，充分保证实验教学良好运行，为实验室评估、实验室建设及实验教学质量管理等决策提供数据支持。实验室低值耗材系统功能涵盖低值易耗品的计划申购、采购信息录入、出入库操作、统计与查询、耗材预警值的管理。能实现学校对实验室低值耗材管理的信息化、规范化、高效化和实时动态管理。

图7 低值易耗品管理

3.6 实验室智能管控系统

实验室智能管控系统采用先进的物联网技术，与实验室出入口考勤门禁设备、实验室信息展示终端、实验房间总电开关、房间监控设备进行智慧融合，通过网络化的信息系统进行集中控制和管理，实现师生实验刷卡开门开电、人走关电关门的智慧管理功能。系统具备门禁考勤管理，物联设备管理、授权管理、信息发布管理、实时监控查看等模块。实验室智能管控系统结合实验室门禁设备，实现安排了实验或预约了实验的学生通过刷卡进行实验签到和打开门禁，实验完成后通过刷卡离开实验室，自动统计实验课和实验到课考勤情况的功能；结合视频监控设备通过实验室智能管理系统即可实时查看实验室的视频画面，方便管理人员查看或回看实验室运行情况和学生实验过程。

4 结束语

综上所述，对于高校的实验室管理工作而言，计算机应用技术的应用是极为重要的。故此，在实际的管理工作中，相关的管理人员应遵循新时代、新模式、新发展的原则，采用新型的计算机应用技术来进行实验室管理工作，进而为高校现代化教育体系的完善发展，以及国家早日实现全民素质提升这一目标提供必要的基础准备。