林 榕, 鐘 鏸, 盤煒生, 馮小燕
(肇慶學(xué)院 a. 教育技術(shù)與計(jì)算機(jī)中心; b. 計(jì)算機(jī)學(xué)院/軟件學(xué)院, 廣東 肇慶 526061)
隨著高校向應(yīng)用型本科的轉(zhuǎn)型,實(shí)驗(yàn)室建設(shè)進(jìn)一步規(guī)范化、復(fù)雜化,高校實(shí)驗(yàn)室管理工作也變得更加繁重和復(fù)雜。以手工、紙質(zhì)等方式為主的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室管理模式,制約了實(shí)驗(yàn)室管理效率的提高和實(shí)踐創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[1]。實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(Laboratory Information Management System,LIMS)[2-4]也已經(jīng)從C/S模式發(fā)展為更高效的B/S+移動(dòng)App模式,實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理的網(wǎng)絡(luò)化信息化[5],逐步被高校廣泛應(yīng)用。不同高校的實(shí)驗(yàn)室設(shè)置、管理模式不盡相同,LIMS也就不能千篇一律,往往需要根據(jù)自身特點(diǎn)和需求進(jìn)行構(gòu)建。
在高校積極進(jìn)行升本、擴(kuò)招、不斷深入進(jìn)行教學(xué)改革的大潮下,實(shí)驗(yàn)室管理逐步從分散式管理模式走向了集中式的管理模式。集中式的管理模式較好地解決了實(shí)驗(yàn)室重復(fù)建設(shè)、設(shè)備利用率低、教學(xué)資源配置不合理等弊端,逐漸成為高校實(shí)驗(yàn)室管理的主要模式,計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心應(yīng)運(yùn)而生,規(guī)模不斷擴(kuò)大,設(shè)備利用率大幅提高,實(shí)驗(yàn)室由專人管理,服務(wù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果顯著。經(jīng)過幾年的快速發(fā)展,存在的問題也逐步顯現(xiàn),迫切需要解決。
(1) 管理職能割裂交叉[6],形成信息孤島[7]。資產(chǎn)處管設(shè)備;教務(wù)處管教學(xué);教學(xué)單位負(fù)責(zé)教學(xué)計(jì)劃制定,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)施;實(shí)驗(yàn)中心負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃,實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)、安全和日常開放管理。各部門都有自己的業(yè)務(wù)系統(tǒng),極大提高了本部門的工作效率,但在眾多管理層級(jí)之間缺乏一個(gè)有效的協(xié)作平臺(tái),無法形成一個(gè)有機(jī)的系統(tǒng),形成多個(gè)信息孤島,溝通困難,整體運(yùn)作效率低下。
(2) 實(shí)驗(yàn)室封閉式管理,開放程度低。實(shí)驗(yàn)室開放是我國(guó)高校經(jīng)過不斷探索、改革和實(shí)踐總結(jié)出來的重要經(jīng)驗(yàn),是實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效培養(yǎng)創(chuàng)新性、復(fù)合型、高素質(zhì)人才方面形成的基本共識(shí)的核心載體[8-9]。實(shí)驗(yàn)室開放指的是實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)對(duì)象的“三開放”,實(shí)驗(yàn)時(shí)間的開放是前提,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放是核心,實(shí)驗(yàn)對(duì)象的開放是手段[10-11]。但長(zhǎng)期以來,缺乏一個(gè)開放預(yù)約和實(shí)驗(yàn)過程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化嚴(yán)重不足導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)室開放程度低,學(xué)生缺少自主創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),嚴(yán)重限制了學(xué)生知識(shí)創(chuàng)造,創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
針對(duì)上述需求,要切實(shí)落實(shí)“進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè),強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的地位”的政策,就必然要增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),且隨著以項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)等一系列課程體系改革的推行,計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心除了服務(wù)基礎(chǔ)教學(xué)任務(wù)外,也必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的開放管理,因此,有必要結(jié)合計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心實(shí)際,圍繞計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),設(shè)計(jì)和構(gòu)建一個(gè)基于數(shù)字化校園的綜合性信息化管理平臺(tái),突破信息孤島現(xiàn)象,為真正提高實(shí)驗(yàn)室工作效率和實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室全面開放提供保障。
計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心信息化管理平臺(tái)面向全校師生開放,依托數(shù)字化校園建設(shè),規(guī)劃為B/S+移動(dòng)App架構(gòu)[12-13],支持多元化的設(shè)備通過瀏覽器或客戶端軟件訪問,方便易用,零客戶端維護(hù)[14-15]。系統(tǒng)采用Laravel 5.3作為開發(fā)語言,采用模塊化設(shè)計(jì),具有良好的開放性和擴(kuò)展性;采用基于分布式的多個(gè)小型數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)信息內(nèi)容,擴(kuò)充性強(qiáng),網(wǎng)絡(luò)共享能力強(qiáng)且信息交流快捷;數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出方便;采用基于RBAC(基于角色的訪問控制)權(quán)限設(shè)計(jì),靈活安全。Laravel項(xiàng)目的運(yùn)行原理見圖1。
圖1 Laravel項(xiàng)目原理結(jié)構(gòu)
計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心信息化管理系統(tǒng)拓?fù)浼軜?gòu)見圖2。
圖2 系統(tǒng)拓?fù)?/p>
計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心信息化管理系統(tǒng)包括以下功能模塊:實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、資產(chǎn)管理、交流與共享、系統(tǒng)管理等。對(duì)于不同用戶,根據(jù)設(shè)置的角色和權(quán)限不同,呈現(xiàn)界面也不相同。該平臺(tái)全面覆蓋中心實(shí)驗(yàn)室管理,包括實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、人員、資產(chǎn)、教學(xué)、檔案等;搭建了實(shí)驗(yàn)室與各主管部門內(nèi)部互訪平臺(tái),提高了信息交流與共享,實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)管理的網(wǎng)上申報(bào)、審批等工作流程,便于實(shí)現(xiàn)分布式辦公;為師生就實(shí)踐教學(xué)提供交流平臺(tái),為實(shí)驗(yàn)室逐步全面開放提供平臺(tái)支撐。
功能模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示。
實(shí)驗(yàn)室建設(shè)模塊破解了信息孤島現(xiàn)狀,通過本模塊實(shí)現(xiàn)了中心與各主管部門、各教學(xué)單位之間的內(nèi)部互訪。各教學(xué)單位可以根據(jù)教學(xué)計(jì)劃實(shí)時(shí)調(diào)整對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的軟硬件需求,中心和教務(wù)處通過系統(tǒng)可以很方便生成統(tǒng)計(jì)信息,為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的計(jì)算機(jī)硬件配置等規(guī)劃提供參考依據(jù),解決了使用和管理分離帶來的問題。全校各教學(xué)單位和資產(chǎn)處、教務(wù)處、中心等共同參與到實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目申請(qǐng)、建設(shè)項(xiàng)目論證、建設(shè)項(xiàng)目任務(wù)書、建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)度等實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上申請(qǐng)、審批和流轉(zhuǎn)。
圖3 體系結(jié)構(gòu)
同時(shí),中心可以根據(jù)工作安排,依據(jù)相應(yīng)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)定期對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自評(píng),在平臺(tái)中向全體人員公布結(jié)果,根據(jù)結(jié)果查漏補(bǔ)缺,督促實(shí)驗(yàn)室人員進(jìn)行補(bǔ)全資料、整改工作等。為各級(jí)評(píng)估、評(píng)比生成或?qū)С鱿鄳?yīng)的適時(shí)數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模塊是實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行流程的管理,是實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約和實(shí)驗(yàn)過程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng),是平臺(tái)核心的部分,包含了實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息、實(shí)驗(yàn)教務(wù)管理和實(shí)驗(yàn)過程管理等幾個(gè)子模塊。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息子模塊是完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)編排的參數(shù)設(shè)置等的準(zhǔn)備工作,由實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)教材、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目管理、實(shí)驗(yàn)所需軟件的軟件庫(kù)等構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃主要建立專業(yè)與課程間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,包括開設(shè)的課程、課程開設(shè)學(xué)期、實(shí)驗(yàn)學(xué)分、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)、課程考核方式等信息。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目管理定義各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的名稱、實(shí)驗(yàn)對(duì)象、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等基本信息。
實(shí)驗(yàn)教務(wù)管理和實(shí)驗(yàn)過程管理2個(gè)子模塊實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)課表自動(dòng)編排、實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約和實(shí)驗(yàn)過程自動(dòng)監(jiān)控等功能,具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行流程如圖4所示。
系統(tǒng)有“預(yù)置排課”和“預(yù)約排課”2種排課模式,“預(yù)置排課”模式適用于已經(jīng)排到理論課表中的實(shí)驗(yàn)課程,滿足基本的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué),是常規(guī)排課模式。實(shí)驗(yàn)教師在系統(tǒng)輔助下提前確定開課時(shí)段和學(xué)生組別,學(xué)生不能選擇時(shí)段。預(yù)置排課通過本系統(tǒng)可以細(xì)化到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體安排。“預(yù)約排課”模式主要針對(duì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)、有教師指導(dǎo)的或?qū)W生社團(tuán)組織參加的各類創(chuàng)新型競(jìng)賽進(jìn)行試點(diǎn),并逐步擴(kuò)大排課范圍。“預(yù)約排課”模式下,實(shí)驗(yàn)教師提前發(fā)布足夠多的開課時(shí)段,學(xué)生自主選擇時(shí)段,預(yù)約排課模式更能發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性、促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室常態(tài)化開放,是創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)改革方向。
圖4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行流程圖
為了更好地實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室開放,中心信息化管理平臺(tái)與數(shù)字化校園結(jié)合,建立了門禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和條碼系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)全過程自動(dòng)監(jiān)控,形成了實(shí)驗(yàn)室開放管理模塊,其構(gòu)成與功能見圖5。系統(tǒng)要求使用實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)的師生在開機(jī)后進(jìn)行登錄,便于生成使用日志,替代以往手工填寫的使用登記。若在使用中發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障,可通過智能手機(jī)掃描設(shè)備上的二維碼,進(jìn)入相關(guān)頁面實(shí)時(shí)向?qū)嶒?yàn)室管理人員進(jìn)行故障報(bào)修,報(bào)修時(shí)需提交手機(jī)拍攝的故障現(xiàn)象照片或視頻,作為報(bào)告故障的佐證,并為排除設(shè)備故障提供便利。
圖5 實(shí)驗(yàn)室開放管理模塊構(gòu)成與功能
學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中,根據(jù)“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)要求、操作步驟”,以多種媒體形式記錄每個(gè)學(xué)生動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)果評(píng)價(jià)等。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的關(guān)節(jié)點(diǎn)拍攝照片或短視頻、錄制音頻,在本系統(tǒng)存檔,可作為評(píng)分依據(jù)或評(píng)講對(duì)象。
系統(tǒng)管理模塊負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室信息化管理平臺(tái)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù),實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、修改、查看。包括系統(tǒng)參數(shù)管理、用戶角色及權(quán)限分配、系統(tǒng)日志查詢等功能。利用數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入工具進(jìn)行批量操作,或逐條添加數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改,學(xué)年結(jié)束后可以對(duì)學(xué)期數(shù)據(jù)進(jìn)行升級(jí)操作。
實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍等模塊分別負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室總體信息和管理人員基本信息等數(shù)據(jù)的維護(hù),主要完成各種數(shù)據(jù)報(bào)表統(tǒng)計(jì)和管理崗位日志,根據(jù)用戶組別,分別具有增、刪、改、查和進(jìn)行相應(yīng)統(tǒng)計(jì)的功能。
計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心信息管理平臺(tái)采用基于PHP的開源框架Laravel 5.3版本作為基礎(chǔ),是一種MVC架構(gòu)的設(shè)計(jì)理念的實(shí)現(xiàn)。MVC架構(gòu)開發(fā)模式和集中式的數(shù)據(jù)管理的優(yōu)點(diǎn)在于提高開發(fā)效率,降低運(yùn)行成本,提高數(shù)據(jù)共享率和工作效率。服務(wù)器操作系統(tǒng)采用CentOS7.1,取其穩(wěn)定性和運(yùn)行效率;數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL5.6,取其高效率低成本以及易擴(kuò)充性,結(jié)合Redis數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器提高響應(yīng)速度;Web服務(wù)器采用高效率低資源占用的Nginx;開發(fā)語言為PHP 7.0;前端支持HTML5和CSS、js、Vue;支持Chrome、IE、foxfire等瀏覽器的訪問;目前Android移動(dòng)端App支持手機(jī)等移動(dòng)終端的訪問使用。
系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖6所示。
圖6 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)
計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心信息化平臺(tái)通過一段時(shí)間的試運(yùn)行,已見初步成效。
(1) 基本實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室管理信息化。信息化平臺(tái)兼容了各級(jí)管理部門之間的業(yè)務(wù)系統(tǒng),整體運(yùn)作效率大大提高,使實(shí)驗(yàn)室工作與計(jì)劃的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理與分析成為可能,解放了實(shí)驗(yàn)室人員的繁瑣的手工統(tǒng)計(jì)等,將更多的精力放在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、準(zhǔn)備、維護(hù)上。
(2) 基本實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室全面開放。結(jié)合數(shù)字化校園建設(shè),信息化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約和實(shí)驗(yàn)過程自動(dòng)監(jiān)控,在教師的引導(dǎo)和組織下,學(xué)生們從各級(jí)競(jìng)賽活動(dòng)開始,逐步將競(jìng)賽活動(dòng)與實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目緊密結(jié)合,基本實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室全面開放。在“廣東省大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽”“國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽亞洲區(qū)域賽”“中國(guó)大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽”“藍(lán)橋杯全國(guó)軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽總決賽”等各項(xiàng)省、國(guó)家級(jí)競(jìng)賽中,取得國(guó)家級(jí)銀獎(jiǎng)2項(xiàng),二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各1項(xiàng);省級(jí)各獎(jiǎng)項(xiàng)10多項(xiàng)的成績(jī)。實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)開放后,參加各級(jí)競(jìng)賽集訓(xùn)的隊(duì)伍和實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目都在逐年增加,已經(jīng)形成了一個(gè)良性循環(huán)。
計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心信息化平臺(tái)的構(gòu)建是在應(yīng)用型本科院校轉(zhuǎn)型的大環(huán)境下,為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、提高實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理水平,根據(jù)中心在實(shí)驗(yàn)室工作方面的具體情況,做出的重要改革措施之一。信息平臺(tái)的使用,結(jié)合無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的改造,為實(shí)驗(yàn)室的全面開放提供了技術(shù)保障;為以項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)等一系列課程體系改革的推行提供了保障。不足之處就是,主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)室全面開放的師生還不夠普及,還有賴于學(xué)校相關(guān)政策的支持以及廣大師生的意識(shí)提高。
參考文獻(xiàn)(References):
[1] 吳中江,黃成亮.應(yīng)用型人才內(nèi)涵及應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)[J].高等工程教育研究,2014(2):66-70.
[2] 薛華成.管理信息系統(tǒng)[M].北京: 清華大學(xué)出版社,1993.
[3] 白志青,張 銀.實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)( LIMS)綜述[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2007,17( 12) :240-242.
[4] 陳紅葉.開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011,30(6) :185-187.
[5] 李昊然.高校開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2012.
[6] 陳海泉,林自葵.基于信息化的高校實(shí)驗(yàn)室管理創(chuàng)新研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2016,33( 11) :250-253.
[7] 彭 飛,孫勝春,朱志潔,等.軍隊(duì)院校實(shí)驗(yàn)室信息綜合管理平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2014,33( 3) :228-231,277.
[8] 劉華東,韓紅江.開放實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系[J].中國(guó)高等教育, 2003,13(14): 30-31.
[9] 王云平.國(guó)外大學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理及其對(duì)國(guó)內(nèi)開放實(shí)驗(yàn)室的啟示[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理, 2010,27(3):149-151.
[10] 張 屏,諶寶菊.高校物理開放實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建[J].中國(guó)成人教育,2006,12(12): 89-90.
[11] 周琪鋒.開放式實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新模式的探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2008,25(12): 176-178.
[12] 姜 哲,包秋燕.基于B/S結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室綜合管理信息化平臺(tái)建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2011,14(6) :270-272.
[13] 吳健斌.高校實(shí)驗(yàn)室開放綜合管理系統(tǒng)的構(gòu)建及實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2012,31(7) : 220-223.
[14] 韓方珍,俞守華,曹 詠,等.基于B/S結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2007,26(12) :301-303.
[15] 牛云龍.基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)室開放和管理平臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2012,15(2) : 130-133.