大学实验室信息管理系统的设计

时间：2024-05-04

摘要：文章基于B/S模式，针对大学实验室的信息管理研究一个解决方案，同时完成系统的设计。文章首先指出当前大学实验室信息管理普遍存在的问题并说明了开发大学实验室信息管理系统的意义，然后从需求出发对具体问题进行具体分析，从而得出该系统具体的功能点，最后对该系统的数据库进行分析。

关键词：大学实验室;信息管理;数据表

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）14-0042-03

随着经济水平的发展和我们国家越来越重视科学技术的发展，越来越多的大学将国内外先进设备引入到大学实验室里，而大学实验室又是老师和学生进行课堂教学和科学研究的重要场所，所以这就对大学实验室的信息化管理提出了更高的要求。因此，加强大学实验室的信息管理工作就成为高校的一项重要工作。实验室的信息化管理不仅可以提高实验室的使用效率，还可以提升实验室的安全性，并且可以有效地维护大学的实验室资产，实现资产的科学管理。

1 系统开发背景与意义

大学实验室是老师和学生进行课堂教学和科学研究的重要场所，学生可以利用实验设备在实验室里亲自动手做实验，这有助于提高他们的动手能力和创新能力;老师也可以利用这些实验设备开展实验教学活动，这有助于学生加深对所学知识的理解，提高综合素质。因此，实验室对大学、对学生、对老师都非常重要。

当前，很多大学校园里的实验室或多或少存在软硬件资源浪费的情况，究其原因还是没有建立一个统一的资源信息共享平台。实验室在日常运行管理的时候常会出现如下一些问题，例如：

1）日常运行管理方式落后[1]。部分大学的实验室仍然采用传统的运行管理方式，通过手工抄写来记录实验室的软硬件维护、检查以及日常使用情况。手工记录容易造成漏填漏报、内容不全、字迹潦草、统计困难、信息传递迟滞等问题，因此传统管理模式有待改变。

2）资源利用率不高。由于学校里没有一个统一的实验室信息管理平台，所以学校、分院、实训中心就没有一个查询实验室数据的统一入口，这就造成了部分实验室出现经常性的开放率低或者设备闲置的情况，从而导致了资源浪费。

3）实验室耗材管理落后。实验室耗材是实验教学不可或缺的一部分，如果没有一个信息管理平台，依然靠手工记账来进行出入库的办理、耗材领用等，就不能够随时掌握各个实验室耗材的库存和使用情况，如果耗材补充不及时可能还会影响了实验教学和科研活动的有序开展。

所以，为了解决这些问题，本文开发一套大学实验室信息管理系统，可以对大学校园里的所有实验室的日常运行进行统筹管理，形成一个大学校园内的实验室资源共享平臺，充分利用实验室的软硬件资源，提升实验室的管理水平。

2 相关技术

2.1 B/S结构

B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）模式又称B/S结构[2]。相比于C/S模式，B/S模式对用户更加友好，他们无须另行安装客户端，直接通过浏览器即可对服务端进行访问。因此，B/S模式的一个非常大的优势就是运维简单，它是对C/S模式的扩展。

2.2 Java开发语言

Java是一门面向对象的程序设计语言 [3]。Java从发布至今一直都走在Internet编程的前沿，后续的每一个版本都进一步巩固了这一地位。经过这么多年，Java 现在还是Internet编程的最佳选项之一。现如今，Java更是成了智能手机Android操作系统的编程语言。

2.3 PostgreSQL数据库

PostgreSQL是一款开源并且功能强大的关系型数据库[4]。很多小公司小项目在进行数据库选型的时候都会优先考虑PostgreSQL，因为它是一款开源软件，而开源特性使得PostgreSQL的使用成本更低，因此深受众多小企业的欢迎。

2.4 Tomcat 服务器

Tomcat也是众多中小企业追捧的一款Web应用服务器。Tomcat不仅开源，而且属于轻量级服务器，因此成本和难度都较低。正是这个原因所以很多中小型系统在进行设计和实现的时候都会选择Tomcat作为首选应用服务器。大学实验室信息管理系统属于小型系统，所以应用容器选择Tomcat。

3 模块设计

结合大学实验室信息管理的实际需求，通过分析和讨论，可以将本系统分为基础数据管理、动态数据管理和数据统计管理3大模块，具体如图1所示。

3.1 基础数据管理模块

基础数据管理模块具体可以包括实验室基本信息、所属分院信息、适用专业和班级信息等相关数据的管理。管理员用户首先需要根据学校以及分院的具体专业设置，将实验室的名称、用途、实验器材、门牌、座位数等基本信息一次性录入或者导入到系统中。系统管理员的账号具有最高权限，系统管理人员需要用该账号登录系统，然后给所有教师和实验员分配各自的账号和密码，不同账号的权限等级都不一样。不同权限的账号登录系统后，可以执行的操作也不一样，甚至看到的界面展示也不完全一样。比如只有查看权限的账号登录后只能进行查看，而无法进行编辑或者修改。

3.2 动态数据管理模块

动态数据管理模块具体可以包括使用记录、检查记录、维修记录和耗材记录等相关数据的管理，这些数据都是动态产生并且动态变化的。每个学期开学后实验室就会投入使用，自然而然地就会产生相应的使用记录，教师在实验课结束后需要将上课节次、使用日期、实验内容、实验人数等信息录入到系统中，并作为动态数据进行保存和管理。实验室开放使用后，实验室管理人员需要定期对实验室进行检查，而检查就会产生相应的检查日志，主要包括实验室的安全、卫生、软硬件运行状态等，这些检查记录由实验室管理人员在检查之后进行录入。虽然实验设备使用都会遵循相应的规范和守则，但是还是难免会产生故障，出现故障后需要及时进行维修，并在维修完成后及时将维修相关的信息录入系统，例如维修责任人、维修时间、维修实验室门牌号、维修设备号、故障原因等。实验室耗材不仅有各种各样的型号，而且种类也非常多，所以同样需要对它们进行分类管理和记录。需要记录的内容具体可以包括耗材的名称、种类、型号、购买数量、购买日期、使用日期、使用数量、剩余数量等，这些记录需要教师在课后根据课上耗材的使用情况在系统中进行如实登记。耗材数据是支撑和统计各项教学状态数据的基础资料，在教学管理中不可或缺[5]。本系统将把这些动态数据记录在数据库中，并利用系统前端页面有效地展示数据和相应的统计情况。

3.3 数据统计管理模块

数据统计管理模块主要是将已经录入系统中的各项数据进行计算、分析和统计，并将结果通过图表等形式展现出来。例如，系统可以根據已有数据将每个实验室的使用率、实验室检查情况以及维修情况通过柱状图展示在系统界面上。系统还支持定制化，可以将各类统计数据按照使用人员的需求以不同形式和方式进行展现。这种多样化的展现方式可以让管理人员准确掌握目前各个实验室的运行状态、使用率、检查维修情况等，实现了实验室软硬件资源等相关数据在全校范围内的共享和流通，为实验室的发展和建设提供了参考依据，同样为实验教学的顺利开展提供有力的数据支撑。依托于这个系统，资产管理员的工作也更加方便了，资产管理员可以从系统中查看各类耗材的基本信息和当前的使用情况，并从统计数据中了解到耗材的使用率、库存等情况，并结合相关数据和学校的规划及时补充耗材，保证耗材的及时更新和补充，确保实验教学顺利进行。同时，系统保存着所有耗材的所有使用和购买等相关记录，这些都可以随时打印生成电子表格作为耗材的使用凭证，不用再担心纸质材料丢失等问题。得益于该系统，实验室耗材的管理模式和方式得到了极大的改进。

4 数据库设计

对大学实验室信息管理系统的数据库设计其实就是对该系统保存相关信息的数据表的设计。对数据表进行设计的过程中要把握的一个原则就是要尽可能降低不同数据表之间的依赖性，从而保证其独立性。具体设计如下。

1）实验室信息表。该表保存实验室的基本信息，具体如表1所示。

2）实验室使用记录表。该表保存实验室使用班级等相关情况，具体如表2所示。

3）实验室检查记录表。该表用于记录各个实验室的卫生、安全等检查情况，字段设计如表3所示。

4）实验室维修记录表。该表用于记录各个实验室发生的故障时间、原因、维修责任人等维修情况，字段设计如表4所示。

5）耗材信息表。该表保存各个实验室中耗材的名称、数量等信息，字段设计如图5所示。

6）人员信息表。该表用于记录分配了账号的人员在校园内的身份信息，字段设计如表6所示。

5 结束语

大学实验室信息管理系统不仅可以解决大学校园实验室资源高效共享的问题，还可以提升大学实验室统筹管理的水平，具有非常积极的意义。

参考文献：

[1] 韦巍.浅谈高校实验室管理信息系统的开发模式[J].农业网络信息，2008（12）：111-112.