高校实验室信息管理系统的设计与实现

摘要：随着国家对职业人才的需求，科研和实践教学引起了各地高校的重视，高校实验室建设力度不断加大，对实验室管理的要求也逐渐提高。应用信息化技术构建实验室信息管理系统，实现实验室科学、高效的管理，对高校实验室建设和管理极其重要。本文从实验室日常管理工作出发，站在实验室建设、管理和实验开出率等视角分析了实验室信息化建设的重要性和意义，对信息化管理系统进行了模型和思路的设计和实现，希望对高校实验室管理者进行改革提供参考。

关键字：高校实验室;实验室;信息管理系统;设计与实现

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）17-0044-02

随着国家对职业教育的投入和人才的需求，实验室作为高校科研和实践教学的重要场所，受到了各地高校的重视。但在实验室的建设，尤其是设备、安全、危险品日常管理工作中，存在着诸多安全隐患和问题，逐渐引起了实验室管理人员的重视[1]。如何科学高效地实现设备、仪器、耗材的管理，是高校实验室管理人员必须面对、思考解决的问题。因此，引入信息化技术，通过实验室信息管理系统，在实现实验设备科学化管理的同时，提高实验设备的利用率，有效延长实验设备和使用寿命，更加科学、高效地为老师的科研和学生的实践学习提供坚实的基础。

1 高校实验室信息管理系统建设的重要性及意义

1.1 高校实验室信息管理系统建设的重要性

实验室是高校教学的重要组成部分，是高校人才教育培养、科研、服务社会的重要场所，高校实验室具有学科覆盖广、设备仪器种类繁多、实验教学任务量大、学生参与人数多等诸多特点，导致实验设备、仪器、耗材、生化危品等管理工作量大、难度大。传统的人力管理模式，不仅存在数据统计、分析费时耗力的困难，同时管理人员难以及时掌握实验耗材、仪器设备、生化危险品的使用和动态变化[2]。因此，高校实验室建设信息管理系统对提高实验室管理水平、改善科研环境和实践教学等具有重要意义。

1.2 高校实验室信息管理系统建设的意义

随着计算机网络技术的发展和互联网应用的不断深入，实验室管理工作逐步从人工向智能化、信息化转变。各高校逐渐认识到实验室信息管理系统建设的重要性，纷纷通过各种方式建设了相应的实验室管理平台，并在实际应用中取得了较好的成效[3]。通过实验室信息化管理系统，可以方便地实现耗材的管理、信息的统计、上报审批、采购等;通过实验室信息共享平台，实现大型仪器设备、实验室的预订，提高仪器设备利用率的同时，提高实验开出率。通过实验室视频监控平台，不仅能够实时掌握实验室的基本情况，还可以实时掌握学生实验中的安全问题，可以有效防范相关的安全问题。因此，高校实验室信息化系统的建设在人才培养、科学管理等方面发挥着重要的作用。

2 实验室信息管理系统功能分析及模块设计

2.1 总体目标

高校的实验室信息管理系统是一个完整、便捷、高效的系统，能够科学、有效、有序的管理实验室设备和资源[3]。因此，在实验室信息化系统设计的过程中，要充分解放思想、更新管理教育理念、优化实践教学流程，总结应用经验，利用科学技术手段设计符合现代教育管理理念的智能化信息管理系统[4]。该系统应具有整体化、网络化、模块化、人性化、智能化、便捷化等特点。具体表现为：模块化的系统、人性化的交互界面、远程化的操作系统、智能化的数据分析、自动化的管理流程。

2.2 系统架构

本系统主要采用B/S（浏览器/服务器）模式开发，系统由Web服务器、客户端浏览器、数据库服务器等组成[5]。客户端通过浏览器以HTTP协议对Web服务器进行访问，Web服务器访问数据库服务器，并将相应结果以HTML的形式返回给客户端浏览器[6]。Web前端技术主要采用HTML、CSS、JavaScript实现用户交互界面的设计与实现，后端采用SpringBoot实现业务逻辑及处理前端的Web请求、SpringSecurity实现系统的访问权限模块、MySql数据库技术实现数据信息的存储、MyBatis数据访问技术。前端通过AJAX向后端请求数据，前后端数据通过JSON格式的数据进行交换[7]。系统架构图如图1所示。

2.3 功能模块

实验室信息管理系统的开发，主要是提高实验室耗材的管理与采购、设备仪器使用预定与借用、实验室的申请预定、实验设备的维修和管理效率，因此，本系统需要针对不同的用户设置不同的权限和功能[8]。系统的整体功能分为五大部分：系统用户管理模块、实验室信息管理模块、实验耗材管理模块、实验仪器设备管理模块、实验课程管理模块。各功能模块具体功能分析如下：

2.3.1用户管理模块

本系统的用户主要分为系统管理员、实验室工作人员、系部教师、學生四类人员。其中管理员拥有最高权限，可以对实验室管理人员、教师、学生，以及耗材、实验室、仪器设备、实验课程等内容进行管理。例如添加实验室管理人员、教师等。

2.3.2实验耗材管理模块

实验耗材管理是本系统的重要部分，本模块主要实现实验耗材的日常管理工作。例如学期结束前，各系部教师登录本系统进行实验耗材的申报，实验管理人员利用系统自动实现库存耗材与申报耗材的信息统计，生成下学期耗材申报表，院系负责人可以通过本系统进行实验耗材的审批工作。另一方面，实验室管理人员和教师可以实时统计、查看实验耗材的使用情况，以及库存情况，危险品的保存管理情况等。通过本模块不仅减轻了各教学系部实验耗材的申报工作以及实验员的耗材统计管理工作，还能保障生、化、危险品的安全工作。

2.3.3实验室管理模块

本模块主要对各实验室的情况简介、所拥有实验仪器设备、可承担课程、实验室负责人等信息进行管理，通过本模块可以实现实验室对外的形象展示，用户可以通过本模块查看了解实验室的基本信息。

2.3.4实验仪器设备管理模块

实验仪器设备管理模块也是实验室信息管理系统中的重要部分，本模块主要对实验仪器设备的使用、存放、借用、损坏、维修、预订等信息进行管理[9]。通过本模块，实验室管理人员和教师可以实时了解仪器设备的使用情况，实验管理人员可以通过本模块实现仪器设备的损坏报备、维修申请。教师可以通过本模块对仪器设备进行预定，并开展相应的科研工作。

2.3.5实验课程管理模块

本模块主要针对学生的实验课程进行管理。通过本模块，教师、学生可以查询相关的实验课程信息、实验安排，以及实验的预约工作。各系部通过本系统可以对已经安排的实验课程进行相应的调整。

3 实验室信息管理系统数据库的分析与设计

本系统的开发主要涉及两大类的数据表，一类是实验室耗材、仪器设备、实验室简介、管理员、实验室管理员、教师、学生等基础信息表。另一类是业务信息表，主要包括各课程实验耗材的申报、审批、报废、实验用仪器设备的借用和预约、实验室当前状态、实验室课程安排与调整等信息。本系统主要采用MySQL数据库，系统中的主要数据表如下：

3.1 权限管理数据表

本部分采用主流的通用权限管理系统，其数据模型为RBAC，主要数据表有用户表、角色表、权限表、用户角色关联表、角色权限关联表、临时角色权限表。

3.2 耗材申报表和申报明细表

3.3 仪器设备借还表

3. 4实验课程调整表

4 信息管理系统数据安全问题

在互联网网络环境中，数据信息的安全性极其重要，一方面需要防范计算机病毒及非法用户的恶意攻击;另一方面，需要做好数据的规范化管理和系统权限的管理。这就需要针对系统服务器安装相应的防病毒软件和软硬件防火墙，以防止病毒和非法用户对数据的破坏及重要信息（例如管理员、实验管理人员密码）的泄露。还需要针对数据库服务器采用软、硬件相结合的方式，實现数据的实时冗余备份工作，严格保障数据信息的安全，防止丢失。

5总结

实验室信息管理系统为实验室、教师、实验室管理人员和学生之间提供了一个便捷的服务平台，不仅使实验室管理人员可以精准、高效地对实验耗材和视频设备进行管理，掌握实验室的使用情况，保证了仪器设备、危险品的安全和实验人员的人身安全，还在很大程度上提高了仪器设备的使用率，使昂贵的教学资源得到了充分合理的应用，保障实验教学正常有序地开展。通过应用现代化的信息技术手段，可以实现对实验室管理的科学化、流程化、规范化、智能化，提高高校实践技能教学的质量、实验室管理水平和服务水平，为学校的飞速发展保驾护航。

参考文献：

[1]徐世峰，赫英志，王珩，等.应用型本科院校实验室信息化管理平台的规划与设计[J]. 教育进展，2021，11（1）：253-260.

[2] 蔡迎兵.高校实验室开放预约管理系统的研究与实现[J].陕西学前师范学院学报，2014，30（3）：38-41.

[3] 宋子明，陈昱豪，温金隆，等.高校实验室信息管理系统设计与应用[J].科技创新导报，2020，17（5）：127-128.

[4] 周运年.高校数字媒体实验室信息管理系统设计与实现研究[J].数码世界，2020（2）：230.

[5] 林榕.大学实验室信息化管理系统的建立与完善[J].数码世界，2020（5）：231.

[6] 李东阳，冯少广，潘腾，等.基于“互联网+”的实验室智能信息管理系统的开发与应用[J].化学工程与装备，2020（8）：205-207.

[7] 王岩.实验室信息管理系统的架构选择[J].化学工程与装备，2020（1）：240.

[8] 潘宇，张叶茂，莫淑贤.高校实验室信息管理应用系统设计与实现[J].软件工程，2020，23（10）：55-59.

[9] 吴伟娜，于北瑜，孙会强，等.高校实验室资源信息管理系统的设计与研究[J].电子技术与软件工程，2020（17）：190-191.

收稿日期：2022-02-10

作者简介：樊云鹏（1987—），男，河南周口人，本科，周口技师学院，讲师，研究方向为信息类。