實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

姜加梅

【摘 要】大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)反映了理工科及各個(gè)學(xué)科科學(xué)實(shí)驗(yàn)共性和普遍性的問(wèn)題。物理實(shí)驗(yàn)室是開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要場(chǎng)所。隨著學(xué)校發(fā)展的需要，實(shí)驗(yàn)室管理的信息化、網(wǎng)絡(luò)化已成為必然趨勢(shì)。基于這樣的背景，結(jié)合貴州大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)和管理工作上的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了本實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng) 趨勢(shì) 設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】TP315 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）07-0029-01

1.系統(tǒng)開發(fā)背景

計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展極大地推動(dòng)了各個(gè)高校的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和統(tǒng)一管理【1】。由于貴州大學(xué)與原貴州工業(yè)大學(xué)兩校合并，為實(shí)現(xiàn)管理上的統(tǒng)一，把原來(lái)兩校的物理實(shí)驗(yàn)室合并成為現(xiàn)在的貴州大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心。隨著合并與擴(kuò)大招生，辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大，學(xué)生人數(shù)急劇增加，傳統(tǒng)的管理模式既浪費(fèi)人力資源，工作效率又低下。設(shè)計(jì)基于WEB的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)是提升實(shí)驗(yàn)室管理水平和提高教學(xué)實(shí)踐質(zhì)量的有效手段。貴州大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)全校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，若能充分應(yīng)用校園網(wǎng)的資源，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室管理工作信息化，提高實(shí)驗(yàn)室管理工作效率，使實(shí)驗(yàn)室更好地為實(shí)踐教學(xué)提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，開發(fā)一個(gè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和管理的系統(tǒng)是很有必要的。

2.系統(tǒng)開發(fā)的目標(biāo)

（1）實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的信息化管理。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照實(shí)驗(yàn)室實(shí)際課程體系分類組織管理的要求，便于教學(xué)應(yīng)用。用戶可以很方便搜索到所需信息。

（2）實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的信息化管理。利用本系統(tǒng)，可以在現(xiàn)有師資力量和實(shí)驗(yàn)室資源的前提下，通過(guò)允許學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)課程、自主選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、自主選擇上課時(shí)間。進(jìn)一步體現(xiàn)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

（3）實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室耗材的信息化管理。由于實(shí)驗(yàn)室耗材的消耗量較大，本系統(tǒng)做到耗材入庫(kù)和出庫(kù)的實(shí)時(shí)性。能達(dá)到提高效率和減少資源浪費(fèi)的效果。

（4）為實(shí)驗(yàn)室開放做準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)室的開放是高校發(fā)展的趨勢(shì)。提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開放性和交互性，可實(shí)現(xiàn)體現(xiàn)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。本系統(tǒng)的開發(fā)有利于實(shí)驗(yàn)室開放，為開放實(shí)驗(yàn)室打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)

Microsoft SQL Server 2008為本系統(tǒng)首選的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。它可以將結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化文檔的數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中?？梢詫?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、搜索、同步、報(bào)告和分析等操作。提供了一個(gè)可靠的、高效的、智能化的數(shù)據(jù)平臺(tái)。

B/S是對(duì)C/S結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)，是C/S結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展和在Internet/Intranet上的應(yīng)用【2】。B/S結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)如下：簡(jiǎn)化了客戶端，客戶端界面高度統(tǒng)一，用戶使用操作簡(jiǎn)單，適合于網(wǎng)上信息發(fā)布，系統(tǒng)維護(hù)、升級(jí)方便。減輕系統(tǒng)維護(hù)成本和工作量?；谫F州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)實(shí)際情況，用戶主要是學(xué)生、教師及管理人員等因素綜合考慮，以及B/S結(jié)構(gòu)的這些優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)體系。

Visual Studio.NET是微軟公司推出的一套完整的開發(fā)工具，用于生成ASP Web應(yīng)用程序、XML Web Services、桌面應(yīng)用程序和移動(dòng)應(yīng)用程序【3】。它是.NET的最佳開發(fā)工具。Visual Studio 2012和SQL Server 2008都是微軟的產(chǎn)品，在軟件開發(fā)過(guò)程中，兼容性較好。此外，微軟對(duì)Visual Studio2012和SQL Server 2008在官網(wǎng)提供了免費(fèi)的Express版本，從成本考慮有利于系統(tǒng)開發(fā)。所以本系統(tǒng)以Visual Studio 2012為開發(fā)平臺(tái)，C﹟為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的編程語(yǔ)言，結(jié)合ASP.NET技術(shù)和SQL 2008數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)開發(fā)。

4. 實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用三層B/S結(jié)構(gòu)。即表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。采用三層B/S結(jié)構(gòu)，能夠較好地平衡服務(wù)器和客戶端的負(fù)載，減少網(wǎng)絡(luò)上的信息流量。這樣可以提高系統(tǒng)交易的吞吐量。另一方面，把業(yè)務(wù)邏輯與用戶界面分開，在保證客戶端功能的前提下，為用戶提供一個(gè)簡(jiǎn)潔的界面，如此一來(lái)，若需要修改應(yīng)用程序代碼，只需對(duì)中間層應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行修改而不用修改成千上萬(wàn)的客戶端應(yīng)用程序。簡(jiǎn)化了系統(tǒng)更新和升級(jí)工作。另外，客戶機(jī)和數(shù)據(jù)庫(kù)不直接接觸，因而可以提高數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的安全性。

5.實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析，采用模塊化設(shè)計(jì)，這樣有利于完善各個(gè)部分的功能。為增加新模塊預(yù)留出空間，有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)由4個(gè)模塊組成：實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)管理模塊、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理模塊、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)及選排課管理模塊、實(shí)驗(yàn)室耗材管理模塊。功能結(jié)構(gòu)圖如圖所示：

（1）實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)管理模塊

該模塊主要由用戶注冊(cè)、數(shù)據(jù)庫(kù)備份、數(shù)據(jù)庫(kù)還原等子模塊組成。實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)主要用于學(xué)生、教師和相關(guān)實(shí)驗(yàn)室管理人員等。并根據(jù)不同用戶分配各自的權(quán)限。

（2）實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理模塊

該模塊是實(shí)驗(yàn)室日常管理工作中最常用的功能之一，一方面工作量大而且復(fù)雜，另一方面它是實(shí)驗(yàn)課程能否順利開設(shè)的關(guān)鍵。該模塊是對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的所有儀器設(shè)備進(jìn)行管理。包括設(shè)備類別管理、供應(yīng)商管理、采購(gòu)管理、報(bào)修維修管理等子模塊。

（3）實(shí)驗(yàn)室教學(xué)及選排課管理模塊

實(shí)驗(yàn)室教學(xué)及選排課管理模塊是本系統(tǒng)的重要功能之一，利用本系統(tǒng)，可以在現(xiàn)有師資力量的前提下，通過(guò)允許學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)課程、自主選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、自主選擇上課時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開放性。同時(shí)，又能通過(guò)人性化的統(tǒng)計(jì)分析功能，實(shí)驗(yàn)課程管理員容易掌握學(xué)生上課的動(dòng)態(tài)信息，防止教學(xué)過(guò)程中學(xué)生亂選課、少選課等情況發(fā)生，保證教學(xué)秩序的正常進(jìn)行。該模塊包括實(shí)驗(yàn)課程安排管理、實(shí)驗(yàn)室選課安排管理、學(xué)生選課管理、教師教學(xué)管理等子模塊。

（4）實(shí)驗(yàn)室耗材管理模塊

該模塊功能與設(shè)備管理模塊功能相近，但由于實(shí)驗(yàn)室耗材消耗量非常大，設(shè)計(jì)成為一個(gè)單獨(dú)的子模塊，便于管理和使用。該模塊由耗材類別管理、耗材采購(gòu)管理、耗材出庫(kù)管理、庫(kù)存查詢和統(tǒng)計(jì)分析等子模塊構(gòu)成。

6.總結(jié)

本實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的建立，可以提升實(shí)驗(yàn)室管理水平和提高教學(xué)實(shí)踐質(zhì)量。降低實(shí)驗(yàn)室管理人員的工作強(qiáng)度，更好地為實(shí)踐教學(xué)服務(wù)。提高實(shí)驗(yàn)室工作效率的同時(shí)降低了運(yùn)行的成本，為實(shí)驗(yàn)室管理水平的提高和實(shí)驗(yàn)室的全面管理提供了先進(jìn)的技術(shù)支持。有效地避免查詢、統(tǒng)計(jì)不便等弊端。能很好地實(shí)現(xiàn)資源共享。特別是預(yù)約實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)，提高現(xiàn)有資源利用率的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步體現(xiàn)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)：

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