地方高校实验室信息系统设计和实现

王强

（金陵科技学院，江苏南京 211169）

近几年地方高校快速发展，实验室规模迅速增加，实验室建设和管理工作日趋繁重和复杂。为落实教育部《本科教学工作合格评估要求》，构建实验室、设备和实验教学相统一的信息平台，提升实验室和教学设备的管理水平，许多地方高校急需根据学校实际情况，开发实验室信息系统[1]。

1 实验室信息系统需求分析

实验室管理一直以来都是使用传统的电子表格方式进行信息收集、传递、加工、存储，工作效率和规范性都难以适应地方高校快速发展的需要；根据地方高校实验室管理工作的实际开展系统的调研分析，本系统主要包括实验室基础信息管理、实验室使用管理、实验室建设管理、实验室分布管理和教育部实验室信息统计等功能模块。

1）基础信息管理是实验室工作的基础，包括实验教学中心和实验室基本信息、实验室用房、实验室人员、实验室课程和实验项目的管理；重点是对各项基础信息进行维护，如实验教学中心管理包括名称、编号、所属院系、面积、管理员等信息，支持查询实验教学中心列表和教学中心对应的实验室列表。

2）各实验室使用情况是职能部门管理时必须掌握的重要信息，包括实验室承担教学情况、实验室社会服务和科研情况、实验室经费情况以及大型仪器设备使用效益的管理；重点是对各实验室效益进行管理，如大型仪器的使用效益数据包括机时数、获奖数、发明专利数等；实验室社会服务和科研情况数据包括教师获奖与成果、论文情况（三大检索收录和核心刊物）、科研项目数、教研项目数等。

3）实验室建设管理贯穿实验室建设项目申请、审批、实施和验收全流程。如在审批环节，需进行申请审核、申请驳回和申请删除等操作；审批流程结束后可生成固定格式的文档留存相关部门（相关部门自行操作）；显示审批状态（待审、通过、驳回等），对项目可进行网上评审，记录评审意见。

4）实验室分布管理以校内分布图的形式，直观地展示全校实验室的分布情况，点击实验室时可查看对应实验室（实验总室）的信息。

5）教育部实验室信息统计，需要汇总生成贵重仪器设备表(SJ3)、教学实验项目表(SJ4)、专任实验室人员表(SJ5)、实验室基本情况表(SJ6)、实验室经费情况表(SJ7)报表（按年度统计）。

2 实验室信息系统的系统设计

1）系统总体设计原则包括实用性和可行性、先进性和成熟性、开放性与标准化原则、可靠性和稳定性、可扩展性及易升级性、安全性和保密性以及可管理性和可维护性[2]。

2）网络架构：硬件部分由网卡、集线器/交换机、路由器、网线/光纤、数据和应用服务器构成；软件部分采用Windows系列操作系统，网络基于以太网技术，采用因特网通信协议和TCP/IP传输控制协议[3]。

3）系统结构和分层设计：在实验室信息系统的设计中，采用最典型的表示层、业务逻辑层和数据库访问层三层体系结构。表示层主要用于处理信息系统与用户之间的交互，它将系统的各种业务功能显示在浏览器上；业务逻辑层，主要是实现系统各种业务的具体逻辑功能，对系统所有问题信息领域中要解决的内容进行表示；数据访问层一般情况下是实现数据库的数据交互活动，其主要作用是访问数据库记录和数据存取实现[4]。

3 实验室信息系统数据库设计

1）与外部接口数据传递关系

本系统从设备系统中读取各实验室所属设备数据，从科研系统中读取实验室承担科研情况，从教务系统中读取实验室承担教学情况，其他数据从数据中心的中间库读取，同时将实验室基本信息传递给数据中心中间库。

2）数据库设计

①实验室管理库包括实验室基本信息表（LabBaseInfo）、课程基本信息表（CourseInfo,由教务系统同步）、课程对应关系表（CourseBase）、课程信息汇总表（CourseSum）、课程项目信息表（CouProInfo）和实验人员信息表（HRInfo）。

②实验室使用管理库由实验室使用表（LabUseInfo）、实验室经费使用表（LabFundsInfo）、实验室详细情况表（LabDetInfo）和大型仪器设备使用效益表（BigEquInfo）构成。

③实验室建设项目管理库由实验室建设基本表（ConBaseInfo）和实验室建设详细表（ConDetInfo）构成。

④内容管理库由内容管理表（LabNotice）和基本条目表（BaseItem）构成。

⑤系统管理库由部门表（SysDepartment）、用户表（SysUser-Info）、角色表（SysRoleInfo）、基础权限（菜单）表（SysPermission）、角色-权限关系表（SysRolePermission）、用户-角色关系表（SysUserRole）、用户-特权关系表（SysUserVipPermission）、用户配置表（SysUserSetting）和系统日志表（SysLogInfo）构成。

3）主要表的表结构

①实验室基本信息表（LabBaseInfo）见表1：

表1 实验室基本信息表

②实验室经费使用表（LabFundsInfo）见表2：

表2 实验室经费使用表

?

③实验室建设基本表（ConBaseInfo）见表3：

表3 实验室建设基本表

4 实验室信息系统实现

4.1 系统登录

在浏览器地址栏中输入实验室信息系统所在服务器的IP地址：http://210.28.186.6:8087。输入用户名（11位工号，如00000000447），初始密码123456，点击“登录”按钮即可进入系统。登录角色分系统管理员、院部实验中心主任和实验员。见图1：登录界面。

图1 系统登录界面

4.2 基础信息管理

该模块实现实验室、实验人员和课程项目的基础信息管理，以实验室基础信息管理为例，它以列表方式显示各实验室信息，系统管理员可查看编辑全校实验室，院部实验中心主任能查看编辑本院部所有实验室情况，实验员能查看编辑本人所管理的实验室。选中一条实验室记录，可以对其进行增加、删除和编辑等操作。点击“设备链接”字段下的“跳转”超链接，可直接显示设备系统中相应实验室的详细设备信息，此项功能为实验室设备管理、实验室建设项目立项提供准确的实时数据。见图2：实验室基本信息管理界面。

图2 实验室基本信息管理界面

4.3 实验室使用情况管理

该模块实现计划内实验室使用、计划外实验室使用、经费使用情况、年度教学科研使用情况上报和大型仪器设备使用情况的管理。其中“计划内实验室使用”调用教务系统中课表数据；“计划外实验室使用”可实现临时性、开放性的实验室使用管理；“经费使用情况”统计各实验室仪器设备购置、设备维护、教学运行、实验室建设和实验教学研究和改革等各类经费；“年度教学科研使用情况上报”根据教育部要求，由各实验室填报教师获奖和成果、学生获奖情况、科研及社会服务情况、毕业设计和论文人数、论文和教材情况，最终汇总成全校数据；“大型仪器设备管理”实现单价40万以上的仪器设备使用情况统计，包括教学使用时数、科研使用时数、社会服务使用时数、科研项目数、培训人数等信息。

4.4 实验室建设管理

该模块实现实验室建设的全流程管理，实验中心主任有项目申请、项目实施、项目验收和项目归档四个功能菜单，管理员有项目审批、项目验收和项目归档四个功能菜单。建设流程是：第一步实验中心主任进行项目申请（见图3），申请表填写结束后点击“提交”按钮；第二步管理员审核申请，通过后申请人可以在项目实施菜单中看到，如果未通过，该项目停留在项目申请界面，需修改后继续提交申请；第三步项目实施，包括仪器设备采购安装、功能调试、人员培训等，完成后，实验中心主任点击申请验收；第四步：管理员对申请验收的项目进行审核，如果验收通过，点击编辑按钮填写实际使用的建设经费数额；第五步项目归档。

图3 实验室建设详细信息编辑界面

4.5 实验室分布管理

该模块实现了以校区楼宇二维分布图的形式，直观展示各实验室分布情况，同时点击实验室时可通过远程监控探头，实时查看该实验室教学科研情况。

4.6 教育部实验室信息统计

该模块实现了教育部实验室信息上报信息的统计功能，点击自动生成SJ3、SJ4、SJ5、SJ6和SJ7，合计5个统计报表。

5 总结与展望

本文通过调查与分析地方高校对实验室信息系统的管理需求，开发了一套基于B/S结构的管理信息系统。系统开发有效提升了实验室工作的管理水平，有助于促进实验室各项工作规范化、智能化和信息化[5]。但由于实验室工作内涵广泛，部分模块较复杂，实现难度较大，部分功能实践效果一般，系统还需要进一步优化和改善。