陳俊

摘要：高校實驗室是開展高校實驗教學(xué)的重要場所，為了培養(yǎng)符合社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的應(yīng)用型和綜合性人才，就必須提升實驗室管理水平和完善實驗室的信息化建設(shè)，為了實現(xiàn)我院實驗室管理的規(guī)范化和信息化，提高實驗室工作效率，結(jié)合高校實驗室教學(xué)管理的工作流程和特點，使用PHP語言、MySQI數(shù)據(jù)庫和Apache服務(wù)器來設(shè)計并開發(fā)了基于B/S架構(gòu)的實驗室信息管理系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了實驗室信息管理系統(tǒng)的五大功能模塊及其實現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：實驗室管理;信息系統(tǒng);B/S結(jié)構(gòu);LIMS

中圖分類號：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）03-0057-03

1 背景

隨著高等教育的快速發(fā)展，高等學(xué)校辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大，高校對實驗室經(jīng)投入不斷加大，實驗室的管理工作也變得更為繁雜，對實驗教學(xué)質(zhì)量與管理服務(wù)水平提高也提出了更多的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的人工管理模式存在功能簡單、效率低下、保密性差等眾多問題，已經(jīng)無法適應(yīng)高校實驗室管理工作的發(fā)展要求。采用現(xiàn)代信息技術(shù)手段對實驗室進(jìn)行信息化改造是當(dāng)前我國應(yīng)用型本科高校實驗室信息化的核心目標(biāo).只有充分重視信息技術(shù)的發(fā)展，在高校實驗室信息化建設(shè)過程中充分表現(xiàn)實驗室信息化建設(shè)的特色，這樣對于提高應(yīng)用型本科高校的教學(xué)質(zhì)量和科研水平極為重要。

為了促進(jìn)實驗室管理工作效率提升，讓實驗室管理工作更加規(guī)范化、信息化，為了提高現(xiàn)有實驗室資源的使用率和共享率，為了提高實驗教學(xué)特別是開放實驗教學(xué)的管理水平與服務(wù)水平，我們有必要設(shè)計開發(fā)一套能夠滿足應(yīng)用型本科高校實驗室工作需求的實驗室信息管理系統(tǒng)。

實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS），全稱是Laboratory Information Management System，它是由計算機(jī)硬件和應(yīng)用軟件組成，能夠完成實驗室數(shù)據(jù)和信息的收集、分析、報告和管理。LIMS基于計算機(jī)局域網(wǎng)，專門針對一個實驗室的整體環(huán)境而設(shè)計，是一個包括了信號采集設(shè)備、數(shù)據(jù)通訊軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件在內(nèi)的高效集成系統(tǒng)。LIMS系統(tǒng)是實驗室管理科學(xué)發(fā)展的成果，是實驗室管理科學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、快速數(shù)據(jù)處理技術(shù)等，對實驗室進(jìn)行全方位管理的計算機(jī)軟件和硬件系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計

根據(jù)對應(yīng)用型本科高校實驗室管理工作的需求進(jìn)行調(diào)查分析，本系統(tǒng)主要包括儀器設(shè)備管理，實驗教學(xué)管理、實驗室開放管理、系統(tǒng)管理等四大功能模塊，LIMS系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.1 儀器設(shè)備管理模塊

實驗儀器設(shè)備管理是實驗室日常管理工作中的重要部分，本模塊需要實現(xiàn)儀器設(shè)備信息的查詢和日常管理功能，儀器設(shè)備的日常管理功能主要包括添加新設(shè)備、更新與完善實驗設(shè)備信息、設(shè)備的入庫和出庫操作，以及設(shè)備的報修和報廢操作。因此，本模塊是實驗室信息管理系統(tǒng)的使用較為頻繁的模塊。

1.2 實驗教學(xué)管理模塊

實驗教學(xué)是高校實驗室承擔(dān)的主要工作，是高校實驗室工作中的核心環(huán)節(jié)。因此，本模塊必然成為實驗室信息管理系統(tǒng)的核心模塊。本模塊功能豐富，主要包括實驗室課表管理、學(xué)生實驗報告管理、實驗成績管理、實驗人員管理四個子模塊。

1）實驗課表管理：可以為學(xué)生或?qū)嶒灲處熖峁嶒炇艺n表的查詢功能，也可以為學(xué)生提供實驗課選課功能，為教師提供實驗調(diào)課功能，還能為實驗室管理員提供實驗室排課功能;

2）實驗報告管理：不但可以實現(xiàn)學(xué)生在線上傳電子實驗報告，還可以為實驗教師提供在線批閱實驗報告功能;

3）實驗成績管理：可以為學(xué)生提供查詢實驗報告成績功能，可以為教師提供錄入學(xué)生實驗成績功能;

4）實驗人員管理：可以管理學(xué)生實驗人數(shù)和班級，也可以管理實驗教師或?qū)嶒炇夜ぷ魅藛T。

1.3 開放實驗管理模塊

本模塊主要實現(xiàn)了教師或者學(xué)生通過本系統(tǒng)來查詢實驗室開放預(yù)約的時間表，然后選擇合適的時間段來預(yù)約實驗室，在系統(tǒng)里填寫開放實驗項目名稱、實驗內(nèi)容和實驗人員等信息，等待實驗室管理人員審核，同時學(xué)生或教師還可以查詢開放實驗室預(yù)約申請狀態(tài)，實現(xiàn)實驗室開放預(yù)約管理功能。

1.4 系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊主要面向系統(tǒng)管理員用戶，本模塊包含了以下四個模塊：用戶管理模塊、權(quán)限管理模塊、系統(tǒng)日志管理模塊和系統(tǒng)數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊。在用戶管理模塊，系統(tǒng)管理員可以添加、編輯和刪除用戶，可以設(shè)置用戶密碼;在權(quán)限管理模塊，系統(tǒng)管理員可以對系統(tǒng)用戶的權(quán)限進(jìn)行設(shè)置，可以分別設(shè)置實驗教師和學(xué)生的系統(tǒng)權(quán)限;在系統(tǒng)日志管理模塊中，系統(tǒng)管理員既可以查看系統(tǒng)運(yùn)行時自動生成的日志，又可以備份、導(dǎo)出或者打印系統(tǒng)日志;在系統(tǒng)數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，系統(tǒng)管理員可以對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，防止發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

本實驗室管理系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)來設(shè)計，B/S結(jié)構(gòu)簡化了客戶端工作，所有客戶端打開計算機(jī)IE瀏覽器即可簡單實現(xiàn)客戶端操作。當(dāng)一個請求通過Web瀏覽器向Web服務(wù)器發(fā)出時，Web服務(wù)器將完成對數(shù)據(jù)庫的訪問以及對應(yīng)用程序的執(zhí)行工作，并將數(shù)據(jù)請求和處理結(jié)果返回到瀏覽器。對于系統(tǒng)開發(fā)人員來說，使用B/S結(jié)構(gòu)相對于C/S結(jié)構(gòu)簡單容易，對于普通用戶來說，訪問B/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)比c/s結(jié)構(gòu)要簡單方便。本系統(tǒng)以Web服務(wù)器為中心，采用三層架構(gòu)來實現(xiàn)，即：界面、業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)三個功能層次，LIMS系統(tǒng)體系模型如圖2所示。

用三層架構(gòu)模式來實現(xiàn)實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS），系統(tǒng)的業(yè)務(wù)層與界面層相互分離，業(yè)務(wù)層的改變不會影響界面層，反之，界面層的變換也不影響業(yè)務(wù)層，因而，采用這種架構(gòu)模式既有利于系統(tǒng)的功能擴(kuò)充和維護(hù)，又增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性;在應(yīng)用服務(wù)器上可以實現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯，客戶端只負(fù)責(zé)顯示數(shù)據(jù)，無須處理業(yè)務(wù)邏輯，降低了客戶端的系統(tǒng)壓力，由于只能通過應(yīng)用服務(wù)器訪問數(shù)據(jù)庫上存儲的數(shù)據(jù)，因而，不僅增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性，而且實現(xiàn)了“瘦客戶端”。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)登錄實現(xiàn)

打開IE瀏覽器，在地址欄中輸入實驗室管理信息系統(tǒng)所在服務(wù)器的IP地址，即可打開本系統(tǒng)的用戶登錄頁面，如圖3所示。學(xué)生用戶輸入學(xué)號和密碼，點擊“登錄”按鈕即可進(jìn)入系統(tǒng)，實驗教師或者系統(tǒng)管理員需要輸入教工號和密碼完成系統(tǒng)登錄。

3.2 儀器設(shè)備管理模塊實現(xiàn)

本模塊可以實現(xiàn)實驗室各種儀器設(shè)備基本信息的管理功能，包括儀器設(shè)備的瀏覽、添加、編輯和刪除功能，系統(tǒng)支持批量數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出和刪除功能。

3.3 實驗教學(xué)管理模塊實現(xiàn)

實驗教學(xué)管理部分主要是實驗教學(xué)運(yùn)行流程的管理，也是本系統(tǒng)的核心部分。主要包括：實驗教師預(yù)約排課、布置實驗預(yù)習(xí)要求、學(xué)生選課、實驗報告提交、實驗考核、師生交流互動等。

3.3.1 實驗教師

1）點擊“承擔(dān)實驗任務(wù)”，實驗教師可以看到本學(xué)期所承擔(dān)的培養(yǎng)計劃內(nèi)實驗任務(wù)和開放性實驗任務(wù)。在承擔(dān)實驗任務(wù)界面，點擊進(jìn)入“實驗安排”“實驗預(yù)習(xí)”“實驗考核”“實驗記錄”以及“交流互動”完成相關(guān)操作，實驗教師申報項目頁面如圖4所示。

2）點擊進(jìn)入“實驗預(yù)習(xí)”，可以設(shè)置項目預(yù)習(xí)要求、查看學(xué)生提交的預(yù)習(xí)報告，并對學(xué)生預(yù)習(xí)報告評定成績。

3）在教師承擔(dān)實驗任務(wù)界面，點擊進(jìn)入實驗考核操作界面，維護(hù)項目成績時，可點擊“開課記錄”列表，選擇對應(yīng)課表時段的學(xué)生記錄考勤情況，并對學(xué)生的預(yù)習(xí)、考勤、操作、報告等進(jìn)行評分，系統(tǒng)自動根據(jù)各項的權(quán)重值計算生成項目總成績。

3.3.2 學(xué)生

學(xué)生登錄實驗教學(xué)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)會顯示學(xué)生本學(xué)期培養(yǎng)計劃內(nèi)必修的實驗項目和可選做的開放性實驗項目列表。

學(xué)生可以對具體的實驗項目進(jìn)行選課、實驗預(yù)習(xí)、提交實驗報告、實驗考核、交流互動。不能自由選課的預(yù)置排課模式的實驗項目由教師安排課表，學(xué)生需按照課表按時到指定地點參加實驗，學(xué)生選課頁面如圖5所示。

3.4 開放實驗管理模塊實現(xiàn)

教師或?qū)W生登錄系統(tǒng)后，可以通過點擊實驗室預(yù)約按鈕來打開實驗室預(yù)約申

請界面，在該界面上填寫相關(guān)的實驗室預(yù)約申請信息，然后提交表單，等待實驗室負(fù)責(zé)人審核。教師或者學(xué)生也可以查看當(dāng)前的實驗室預(yù)約申請的狀態(tài)。當(dāng)實驗室申請信息審核通過后，在規(guī)定預(yù)約時間段，學(xué)生可以到預(yù)約實驗室做實驗項目，等實驗項目完成以后，需要在本系統(tǒng)里提交開放實驗項目的實驗報告。當(dāng)教師或?qū)W生申請的實驗室預(yù)約還未被審核時，可以取消所提交的實驗室預(yù)約申請。

3.5 系統(tǒng)管理模塊實現(xiàn)

在系統(tǒng)管理模塊，實驗室系統(tǒng)管理員通過菜單對本系統(tǒng)的用戶進(jìn)行有效管理，實現(xiàn)了用戶的添加、編輯和刪除功能，還可以對系統(tǒng)用戶權(quán)限和角色進(jìn)行設(shè)置。

4 結(jié)束語

本文通過調(diào)查與分析應(yīng)用型本科高校實驗室管理工作的具體要求，采用PHP編程技術(shù)設(shè)計并開發(fā)了一套基于B/S結(jié)構(gòu)的高校實驗室信息管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)的開發(fā)將有效提高我院實驗室管理工作的效率，有助于促進(jìn)實驗室管理工作規(guī)范化、智能化和信息化。由于時間和技術(shù)關(guān)系，部分功能模塊較復(fù)雜，實現(xiàn)難度較大，系統(tǒng)還需要進(jìn)一步優(yōu)化和改善。

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