教育信息化2.0時(shí)代高校實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)研究

李珂 馬騰躍

四川郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四川 成都 610000

高校實(shí)驗(yàn)室是從事教學(xué)與科研的實(shí)體，是培養(yǎng)人才和服務(wù)社會(huì)的陣地，是衡量教學(xué)質(zhì)量、科研水平和管理能力的重要載體。實(shí)驗(yàn)室管理是確保學(xué)校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、科學(xué)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、資產(chǎn)管理正常運(yùn)行的一項(xiàng)重要工作。在教育信息化的背景下，如何運(yùn)用科學(xué)的信息化管理技術(shù)，優(yōu)化管理模式、提高工作效率、提升實(shí)驗(yàn)室綜合效益，成為需要研究解決的重要課題。

1 實(shí)驗(yàn)室與實(shí)踐教學(xué)信息化管理需求分析

近年來(lái)高校的信息化建設(shè)得到了較大的發(fā)展，但在探索實(shí)驗(yàn)室與實(shí)踐教學(xué)信息化管理的進(jìn)程中，仍然面臨一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：

（1）各高校普遍使用的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)等校內(nèi)平臺(tái)，由于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者不同，造成軟件架構(gòu)以及數(shù)據(jù)、接口標(biāo)準(zhǔn)各異，致使各個(gè)管理系統(tǒng)成為信息孤島，無(wú)法有效地共享信息，系統(tǒng)性與適應(yīng)性不足，管理流程相互獨(dú)立。

（2）部分高校的學(xué)生人數(shù)逐漸增加，原有資源與增長(zhǎng)需求之間的矛盾日漸明顯，在場(chǎng)地和師資的壓力下，依賴傳統(tǒng)人工計(jì)劃的方法完成資源調(diào)度的難度加大、效果不佳，需要輔助以智能化的管理系統(tǒng)，利用合理的算法和規(guī)則，高效提高資源利用率，緩解需求壓力。

（3）實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力不足，相關(guān)信息的收集管理仍保留半手工操作及文檔管理的形式，數(shù)據(jù)資源未形成體系化和標(biāo)準(zhǔn)化，大量歷史數(shù)據(jù)不易長(zhǎng)期保存，參考查詢中無(wú)效冗余數(shù)據(jù)比例偏高，數(shù)據(jù)匯總分析困難、易出錯(cuò)，管理人員統(tǒng)計(jì)申報(bào)數(shù)據(jù)的工作量較大。

（4）實(shí)踐教學(xué)在高校教育中愈來(lái)愈突顯其重要作用，因其靈活性和多樣性，教學(xué)質(zhì)量的評(píng)估監(jiān)控與理論教學(xué)有較大區(qū)別；且隨著信息化教學(xué)的普及和分層教學(xué)理念的貫徹，教學(xué)組織方式和學(xué)生學(xué)習(xí)需求均在發(fā)生變化。傳統(tǒng)軟件功能單一不夠完善，且難以擴(kuò)展，無(wú)法應(yīng)對(duì)持續(xù)的變化，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能。

2 實(shí)驗(yàn)室信息化綜合管理系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 總體架構(gòu)

在教育教學(xué)改革的大潮中，面對(duì)實(shí)驗(yàn)室的快速發(fā)展，需要解放教育思想、優(yōu)化教學(xué)流程、更新教學(xué)理念、總結(jié)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，利用技術(shù)手段設(shè)計(jì)符合信息化時(shí)代要求的智能化管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)該具備全局化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化、人性化、自動(dòng)化等特征。具體表現(xiàn)為：人性化的指導(dǎo)思想、模塊化的系統(tǒng)架構(gòu)、自動(dòng)化的管理流程、動(dòng)態(tài)化的過(guò)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程化的系統(tǒng)運(yùn)維、智能化的數(shù)據(jù)分析、集成化的教學(xué)資源，據(jù)此設(shè)計(jì)出“一基礎(chǔ) 雙平臺(tái) 八模塊”的總體布局，詳見(jiàn)圖1所示：

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

2.2 設(shè)計(jì)思路

首先應(yīng)整合數(shù)據(jù)資源，系統(tǒng)各模塊基于統(tǒng)一底層數(shù)據(jù)，構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)池，為平臺(tái)運(yùn)行提供核心支撐，使各模塊在完成獨(dú)立功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)信息共享和業(yè)務(wù)互相響應(yīng)。

系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)分析匯總，能長(zhǎng)期保存歷史使用數(shù)據(jù)，方便隨時(shí)查詢，并提供完整的統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)報(bào)表、圖表展示等功能，數(shù)據(jù)清晰，管理方便，支持校內(nèi)各部門間的數(shù)據(jù)共享及數(shù)據(jù)交換，同時(shí)為實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室使用效能評(píng)估優(yōu)化提供重要數(shù)據(jù)依據(jù)，對(duì)建立教師實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系和學(xué)生實(shí)踐效果評(píng)價(jià)體系也將起到一定幫助。

根據(jù)人才培養(yǎng)方案、開(kāi)課計(jì)劃和課程對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境的特定需求，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室資源狀態(tài)，智能化地完成設(shè)定時(shí)段的實(shí)訓(xùn)、一體化、實(shí)驗(yàn)課程安排，生成全局教學(xué)進(jìn)程、實(shí)驗(yàn)室課表、教師課表及班級(jí)課表，相關(guān)子模塊利用系統(tǒng)內(nèi)接口完成課表數(shù)據(jù)的查詢或調(diào)用。

基于學(xué)校實(shí)驗(yàn)室管理的關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程和主要管理事務(wù)[1]，以提高管理服務(wù)水平為宗旨[2]，以充分利用校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)資源為導(dǎo)向，完成實(shí)訓(xùn)/一體化智能預(yù)排，實(shí)驗(yàn)教學(xué)場(chǎng)地使用申請(qǐng)及審核，對(duì)外培訓(xùn)場(chǎng)地使用管理，實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放共享等事務(wù)的全標(biāo)準(zhǔn)流程支持，多層次權(quán)限管理；實(shí)現(xiàn)對(duì)各類資源使用需求的統(tǒng)一調(diào)度和負(fù)荷均衡，更好地服務(wù)于教師和學(xué)生。

在實(shí)驗(yàn)室日常運(yùn)行過(guò)程中，低值易耗品的管理工作量較大且煩瑣。利用智能化管理系統(tǒng)，將提供耗材購(gòu)置管理、耗材信息庫(kù)、供應(yīng)商管理、耗材入庫(kù)/出庫(kù)統(tǒng)計(jì)、庫(kù)存查詢等功能，準(zhǔn)確監(jiān)控耗材使用過(guò)程，評(píng)估耗材使用計(jì)劃。

通過(guò)系統(tǒng)統(tǒng)一管理各實(shí)驗(yàn)室設(shè)備儀器，涵蓋設(shè)備信息查詢、設(shè)備儀器維修管理、負(fù)責(zé)人變更與資產(chǎn)調(diào)撥、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、資產(chǎn)盤點(diǎn)等功能。不僅可以簡(jiǎn)化、規(guī)范日常操作，降低成本，同時(shí)提高了管理的效率和質(zhì)量，并對(duì)加強(qiáng)固定資產(chǎn)管理起到良好的輔助作用。

3 實(shí)驗(yàn)室信息化綜合管理系統(tǒng)技術(shù)性方案

3.1 系統(tǒng)框架

系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)的Spring框架，由7個(gè)模塊組成。核心容器則明確了新建、配置與管理bean的方式，Spring的模塊均建立在核心容器上，如圖2所示。各模塊可單獨(dú)存在，也可與其他若干模塊聯(lián)合實(shí)現(xiàn)。

圖2 Spring框架

任何J2EE服務(wù)器均可使用該框架的功能，在不受管理的環(huán)境中，其大部分功能同樣適用。Spring的核心是：支持不綁定到特定J2EE服務(wù)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)和可重用業(yè)務(wù)對(duì)象。

3.2 技術(shù)手段

（1）B/S模式

由Web服務(wù)器、Browser、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器組成?？蛻舳艘訦TTP為傳輸協(xié)議，利用瀏覽器對(duì)服務(wù)器進(jìn)行訪問(wèn)，Web服務(wù)器再請(qǐng)求數(shù)據(jù)庫(kù)，并以HTML形式將獲取結(jié)果返回客戶端瀏覽器。

（2）AJAX

AJAX（Asynchronous JavaScript and XML）用于創(chuàng)建快速動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)。通過(guò)在后臺(tái)與服務(wù)器進(jìn)行少量數(shù)據(jù)交換，完成網(wǎng)頁(yè)的異步更新，即在不重載頁(yè)面的情況下，對(duì)其中部分內(nèi)容進(jìn)行更新，使應(yīng)用程序界面變得更友好。

（3）JSON

JSON(JavaScript Object Notation) 占用帶寬小，格式簡(jiǎn)單，方便讀寫，是輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式。使用獨(dú)立于語(yǔ)言的文本格式，便于人進(jìn)行編寫和閱讀，另一方面也易于機(jī)器的生成和解析。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)信息化手段，可實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理的規(guī)范化、流程化和智能化，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量、管理水平和服務(wù)水平，為學(xué)校宏觀的管理與決策提供科學(xué)依據(jù)[3]。同時(shí)應(yīng)明確，各個(gè)高校的實(shí)驗(yàn)室實(shí)行的管理體制、所處的發(fā)展階段、具有的學(xué)科屬性均有所不同，師資、投入、信息化進(jìn)程等也存在差異，不能套用單一的設(shè)計(jì)模型與開(kāi)發(fā)模式，具體情況還應(yīng)具體分析，以發(fā)展的眼光審視變化，用創(chuàng)新的思路解決問(wèn)題。