實(shí)訓(xùn)室信息化管理系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)探析

韋桂海

摘要：隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步，全面型和專精型人才的新需求越來越大，國家對于教育資金的支持力度也開始隨之提升，各個高校辦學(xué)招生規(guī)模隨之?dāng)U展。在這一過程中，每個實(shí)訓(xùn)室的設(shè)備數(shù)量都在快速增長。但是，原有的實(shí)訓(xùn)室管理制度相對來說較為落后，需要更新改進(jìn)，否則難以滿足教學(xué)過程中的實(shí)際需求。本文主要針對實(shí)訓(xùn)室信息化管理系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析，提出合理的實(shí)訓(xùn)室信息化管理方案，以期可以起到參考的作用。

關(guān)鍵詞：實(shí)訓(xùn)室；信息化；管理；系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：TB文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2024.07.092

實(shí)訓(xùn)室屬于幫助學(xué)生鞏固并且學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識，提升學(xué)生動手能力與自主創(chuàng)新能力的重要基地。在我國的大力扶持下，如今全國各地都開始建設(shè)了越來越多的實(shí)訓(xùn)室，各個級別的實(shí)訓(xùn)室也在政策與資金的支持下得到了不斷地傾斜與提升，高校規(guī)模越發(fā)壯大。但是，對應(yīng)的實(shí)訓(xùn)室管理機(jī)制依舊不夠完善，還需要進(jìn)行加強(qiáng)與改進(jìn)，這已經(jīng)成為實(shí)訓(xùn)室發(fā)展期間的一項主要目標(biāo)。

1實(shí)訓(xùn)室管理模式優(yōu)化的重要意義

首先，優(yōu)化實(shí)訓(xùn)室管理模式可以提高教學(xué)效果。通過合理規(guī)劃和管理實(shí)訓(xùn)室資源，確保設(shè)備齊全、教材豐富、環(huán)境良好等，可以為學(xué)生提供更好的實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)境。同時，有效的管理模式還能提供教師充分的支持與指導(dǎo)，增強(qiáng)教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。其次，優(yōu)化實(shí)訓(xùn)室管理模式可以提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。實(shí)訓(xùn)室提供了實(shí)踐操作和實(shí)驗探究的場所，學(xué)生在這里能夠培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)、問題解決、團(tuán)隊合作等各項能力。通過優(yōu)化管理模式，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們積極參與實(shí)踐活動，提升綜合素養(yǎng)和實(shí)踐能力。再次，優(yōu)化實(shí)訓(xùn)室管理模式對于創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)教育具有重要意義。實(shí)訓(xùn)室提供了創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力培養(yǎng)的平臺，通過優(yōu)化管理模式，可以為學(xué)生提供更多的創(chuàng)新資源、項目合作機(jī)會等。有助于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)意識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)。最后，優(yōu)化實(shí)訓(xùn)室管理模式可以有效保障實(shí)訓(xùn)室的安全與秩序。制定明確的規(guī)章制度、管理流程和操作規(guī)范，加強(qiáng)安全教育和事故預(yù)防措施，建立健全的安全監(jiān)察機(jī)制等，能夠保護(hù)學(xué)生的人身安全和設(shè)備設(shè)施的完好，保持實(shí)訓(xùn)室的正常秩序，創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。

2實(shí)訓(xùn)室信息化管理的主要方向

2.1設(shè)備和資源管理

實(shí)訓(xùn)室信息化管理的一項重要方向是設(shè)備和資源管理，通過建立設(shè)備管理系統(tǒng)和資源預(yù)約系統(tǒng)，可以對實(shí)訓(xùn)室的各種設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護(hù)。包括設(shè)備的借用、歸還和維修記錄等，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行和充分利用。

2.2教學(xué)活動管理

實(shí)訓(xùn)室信息化管理可以幫助管理教學(xué)活動，通過建立教學(xué)計劃、課程管理系統(tǒng)和學(xué)生檔案系統(tǒng)，可以有效組織和跟蹤教學(xué)活動的進(jìn)展，記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和評估結(jié)果。同時，教師可以在系統(tǒng)中上傳教學(xué)資源，學(xué)生可以在線獲取和提交作業(yè)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程的數(shù)字化管理。

2.3安全管理

實(shí)訓(xùn)室信息化管理還可以加強(qiáng)安全管理，通過建立實(shí)訓(xùn)室安全監(jiān)控系統(tǒng)和報警系統(tǒng)，及時監(jiān)測實(shí)訓(xùn)室的安全狀況，并在出現(xiàn)異?；蚓o急情況時發(fā)出警報。此外，還可以建立安全培訓(xùn)和指南的在線平臺，提供安全操作規(guī)范和安全知識的學(xué)習(xí)資源。

2.4學(xué)生成績和評估管理

實(shí)訓(xùn)室信息化管理可以幫助管理學(xué)生成績和評估，通過建立學(xué)生成績管理系統(tǒng)和評估平臺，記錄學(xué)生的實(shí)訓(xùn)成績和表現(xiàn)，并提供詳盡的評估反饋。有助于學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)情況和發(fā)展方向，教師可以根據(jù)評估結(jié)果進(jìn)行個別輔導(dǎo)和進(jìn)一步指導(dǎo)。

2.5數(shù)據(jù)分析與決策支持

實(shí)訓(xùn)室信息化管理的另一個重要方向是數(shù)據(jù)分析與決策支持，通過收集、整理和分析實(shí)訓(xùn)室各類數(shù)據(jù)，例如設(shè)備使用情況、教學(xué)活動效果、學(xué)生學(xué)習(xí)情況等，為學(xué)校管理層和教師提供決策支持和優(yōu)化建議，以促進(jìn)實(shí)訓(xùn)室的高效運(yùn)行和教學(xué)質(zhì)量的提升。

3實(shí)訓(xùn)室信息化管理需求分析

3.1功能需求分析

能夠記錄實(shí)訓(xùn)室中的各類設(shè)備信息，包括設(shè)備名稱、型號、數(shù)量、購買日期等?？梢詫υO(shè)備進(jìn)行分類和標(biāo)簽，方便查詢和統(tǒng)計。還應(yīng)該能夠記錄設(shè)備的維護(hù)和報廢情況，及時更新設(shè)備狀態(tài)。另外，還需要具有提供預(yù)約實(shí)訓(xùn)室的功能，學(xué)生或教師可以通過系統(tǒng)預(yù)約實(shí)訓(xùn)室的時間段和設(shè)備。系統(tǒng)應(yīng)該能夠檢查實(shí)訓(xùn)室的可用性，并顯示已被預(yù)約的時間段。同時，系統(tǒng)還應(yīng)該提供取消預(yù)約和修改預(yù)約的功能，包括針對特定設(shè)備（如筆記本電腦、攝像機(jī)等）提供借還功能。學(xué)生或教師可以提交借用申請，并在歸還后進(jìn)行確認(rèn)。系統(tǒng)應(yīng)該能夠記錄借還記錄，包括借用人、借用時間、歸還時間等。

3.2性能需求分析

系統(tǒng)在用戶操作或請求后的響應(yīng)速度，包括頁面加載、數(shù)據(jù)查詢、報表生成等。另外，也包括同時處理多個用戶請求的能力，以確保在高峰期仍能保持良好的性能。系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)驗室規(guī)模和需求的變化，靈活地擴(kuò)展和調(diào)整，以滿足不斷增長的數(shù)據(jù)和用戶量。系統(tǒng)需要具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)加密、訪問控制和權(quán)限管理機(jī)制，以保護(hù)實(shí)驗室的敏感數(shù)據(jù)免受未授權(quán)訪問和篡改。系統(tǒng)應(yīng)具備故障自動檢測、報警和恢復(fù)的能力，以最小化系統(tǒng)停機(jī)時間，并且能夠從故障中快速恢復(fù)。系統(tǒng)需要提供數(shù)據(jù)驗證和錯誤處理機(jī)制，確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性，防止數(shù)據(jù)丟失或沖突。系統(tǒng)應(yīng)具備強(qiáng)大的報表和統(tǒng)計功能，能夠快速生成實(shí)驗室的各種報表和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以支持管理決策和監(jiān)控。系統(tǒng)應(yīng)具備直觀、易用的用戶界面，方便用戶操作和查看相關(guān)信息，減少培訓(xùn)成本和學(xué)習(xí)曲線。

4實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)設(shè)計

4.1整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

第一層為用戶界面層，這是用戶與系統(tǒng)進(jìn)行交互的接口，可以包括Web界面、移動端應(yīng)用等，提供用戶注冊、登錄、數(shù)據(jù)查詢、報表生成等功能。第二層為應(yīng)用邏輯層，應(yīng)用邏輯層負(fù)責(zé)處理用戶請求和業(yè)務(wù)邏輯，包括用戶身份認(rèn)證、權(quán)限控制、數(shù)據(jù)處理等。第三層為數(shù)據(jù)庫層，數(shù)據(jù)庫層存儲和管理實(shí)訓(xùn)室相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括學(xué)生信息、課程信息、設(shè)備信息、實(shí)驗數(shù)據(jù)等?？梢圆捎藐P(guān)系型數(shù)據(jù)庫（如MySQL、Oracle）或者NoSQL數(shù)據(jù)庫（如MongoDB）來存儲數(shù)據(jù)。第四層為第三方集成層，實(shí)訓(xùn)室信息化管理系統(tǒng)可能需要與其他系統(tǒng)進(jìn)行集成，比如學(xué)生管理系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)等。第三方集成層負(fù)責(zé)與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和通信，確保數(shù)據(jù)的一致性和及時性。第五層為系統(tǒng)管理層，系統(tǒng)管理層負(fù)責(zé)實(shí)訓(xùn)室信息化管理系統(tǒng)的配置、部署、監(jiān)控和維護(hù)工作。包括系統(tǒng)參數(shù)配置、日志管理、性能監(jiān)控、故障報警等功能。

4.2模塊設(shè)計

4.2.1實(shí)訓(xùn)樓單元管理

該模塊應(yīng)該提供對實(shí)訓(xùn)樓內(nèi)各個單元的設(shè)備資源進(jìn)行管理的功能，包括設(shè)備的入庫、出庫、借用、歸還等操作。可以通過條碼或RFID技術(shù)對設(shè)備進(jìn)行標(biāo)識和追蹤，并建立設(shè)備庫存和使用記錄。學(xué)生或教師可以根據(jù)需求選擇所需設(shè)備和時間段，并提交預(yù)約申請。系統(tǒng)可以進(jìn)行沖突檢測和資源調(diào)度，以確保資源的合理利用和避免沖突。同時，該模塊應(yīng)該提供對實(shí)訓(xùn)樓內(nèi)設(shè)備資源的實(shí)時監(jiān)控和異常報警功能。通過傳感器和監(jiān)控設(shè)備，系統(tǒng)可以實(shí)時監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、溫度、濕度等參數(shù)，并在異常情況下及時發(fā)出警報通知相關(guān)人員。最后，實(shí)訓(xùn)樓單元管理模塊應(yīng)該支持對設(shè)備的維護(hù)和維修工作進(jìn)行管理。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或需要維修時，相關(guān)人員可以提交維修申請，并跟蹤維修進(jìn)度，以確保設(shè)備及時修復(fù)并恢復(fù)正常使用。

4.2.2實(shí)訓(xùn)室單元管理

該模塊應(yīng)提供對實(shí)訓(xùn)室的基本信息進(jìn)行管理，包括實(shí)訓(xùn)室編號、容量、設(shè)備配置、使用規(guī)則等。管理員可以通過該模塊添加、編輯和刪除實(shí)訓(xùn)室信息。用戶可以根據(jù)需求選擇所需實(shí)訓(xùn)室和時間段，并提交預(yù)約申請。系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行沖突檢測和資源調(diào)度，以避免重復(fù)預(yù)約和沖突使用。同時，該模塊應(yīng)提供對實(shí)訓(xùn)室的實(shí)時監(jiān)控和異常報警功能。通過傳感器和監(jiān)控設(shè)備，系統(tǒng)可以實(shí)時監(jiān)測實(shí)訓(xùn)室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)（如溫度、濕度）以及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并在異常情況下及時發(fā)出警報通知相關(guān)人員。除此之外，該模塊應(yīng)支持實(shí)訓(xùn)室設(shè)備的管理，包括設(shè)備入庫、出庫、借用、歸還等操作?？梢酝ㄟ^條碼或RFID技術(shù)對設(shè)備進(jìn)行標(biāo)識和追蹤，并建立設(shè)備庫存和使用記錄。最后，實(shí)訓(xùn)室單元管理模塊應(yīng)支持對設(shè)備的維護(hù)和維修工作進(jìn)行管理。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或需要維修時，相關(guān)人員可以提交維修申請，并跟蹤維修進(jìn)度，以確保設(shè)備及時修復(fù)并恢復(fù)正常使用。在這一過程中，該模塊應(yīng)提供對實(shí)訓(xùn)室資源的使用情況進(jìn)行統(tǒng)計和分析的功能。系統(tǒng)可以生成各種報表和圖表，幫助管理者了解實(shí)訓(xùn)室的利用率、瓶頸問題等，以便進(jìn)行優(yōu)化和決策。

4.2.3用戶管理

用戶管理模塊應(yīng)提供用戶注冊、登錄和身份驗證功能。用戶可以通過注冊賬號并設(shè)置密碼來創(chuàng)建自己的賬戶，并使用賬戶信息進(jìn)行登錄。系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)安全的身份驗證機(jī)制，如用戶名密碼驗證或使用其他方式（如單點(diǎn)登錄）確保用戶的身份安全。同時，實(shí)訓(xùn)室用戶管理模塊應(yīng)支持對用戶權(quán)限的管理。管理員可以根據(jù)用戶角色或工作職責(zé)為不同用戶分配不同的權(quán)限，以控制用戶對系統(tǒng)中各個模塊和功能的訪問權(quán)限。例如，教師可以有更高級別的權(quán)限，而學(xué)生只能訪問特定的功能。另外，該模塊應(yīng)允許用戶管理自己的個人信息，包括姓名、聯(lián)系方式、所屬班級或部門等。用戶可以隨時更新自己的個人信息，并查看自己的預(yù)約記錄、借用設(shè)備記錄等。

實(shí)訓(xùn)室用戶管理模塊應(yīng)提供密碼找回和修改功能，以便用戶在遺忘密碼或需要更改密碼時能夠重新獲得或修改密碼?？梢酝ㄟ^發(fā)送重置密碼鏈接到用戶的注冊郵箱或者使用其他驗證方式來實(shí)現(xiàn)。該模塊應(yīng)支持管理員對用戶賬戶進(jìn)行審核和審批的功能。當(dāng)有新用戶注冊時，管理員可以審核其信息并決定是否批準(zhǔn)用戶的賬戶。此外，對于一些敏感操作（如預(yù)約特定設(shè)備），系統(tǒng)可以設(shè)置審批流程，需要管理員或指定角色的人員進(jìn)行審批。實(shí)訓(xùn)室用戶管理模塊應(yīng)具備日志記錄功能，將用戶的操作行為進(jìn)行記錄，包括登錄、修改個人信息、權(quán)限變更等。這樣可以追蹤用戶的操作記錄，并在必要時進(jìn)行審計和安全分析。

4.2.4儀器設(shè)備管理

使用期間，該模塊應(yīng)提供對實(shí)訓(xùn)室內(nèi)的儀器設(shè)備信息進(jìn)行管理的功能。管理員可以添加、編輯和刪除儀器設(shè)備的基本信息，包括設(shè)備名稱、型號、廠家、采購日期、價格等。實(shí)訓(xùn)室儀器設(shè)備管理模塊應(yīng)支持對儀器設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并在設(shè)備故障、異?；蛐枰S護(hù)時發(fā)出報警通知。通過傳感器和監(jiān)控設(shè)備，系統(tǒng)可以實(shí)時監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀況、溫度、濕度等參數(shù)，并及時發(fā)出警報通知相關(guān)人員。該模塊應(yīng)支持用戶對儀器設(shè)備的預(yù)約和調(diào)度，學(xué)生或教師可以根據(jù)需求選擇所需設(shè)備和時間段，并提交預(yù)約申請。系統(tǒng)可以進(jìn)行沖突檢測和資源調(diào)度，以確保設(shè)備的合理利用和避免沖突。實(shí)訓(xùn)室儀器設(shè)備管理模塊應(yīng)支持對設(shè)備的維護(hù)和維修工作進(jìn)行管理。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或需要維護(hù)時，相關(guān)人員可以提交維修申請，并跟蹤維修進(jìn)度，以確保設(shè)備及時修復(fù)并恢復(fù)正常使用。該模塊應(yīng)支持用戶對儀器設(shè)備的借用和歸還操作，學(xué)生或教師可以根據(jù)實(shí)際需求提交借用申請，管理員審批后，用戶可以借用設(shè)備并在指定期限內(nèi)歸還。系統(tǒng)應(yīng)提供設(shè)備的借還記錄和統(tǒng)計功能。該模塊應(yīng)提供對儀器設(shè)備的使用情況進(jìn)行統(tǒng)計和分析的功能。系統(tǒng)可以生成各種報表和圖表，幫助管理員了解儀器設(shè)備的利用率、維護(hù)情況等，以便進(jìn)行優(yōu)化和決策。

4.2.5統(tǒng)計與報表

統(tǒng)計與報表模塊應(yīng)提供對實(shí)訓(xùn)室儀器設(shè)備的使用情況進(jìn)行統(tǒng)計的功能?？梢园▋x器設(shè)備的借用次數(shù)、使用時長、使用頻率等統(tǒng)計指標(biāo)。同時，還可以根據(jù)不同的維度進(jìn)行統(tǒng)計，如按設(shè)備類型、按實(shí)訓(xùn)項目等進(jìn)行統(tǒng)計，以獲取更詳細(xì)的數(shù)據(jù)。另外，實(shí)訓(xùn)室儀器統(tǒng)計與報表模塊應(yīng)支持根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)自動生成報表。系統(tǒng)可以提供預(yù)定義的報表模板，用戶可以選擇合適的模板進(jìn)行報表生成。報表可以包括圖表、表格等形式，直觀地展示儀器設(shè)備的使用情況和趨勢。在這一過程中，除了預(yù)定義的報表模板，該模塊還應(yīng)支持用戶自定義報表的生成。用戶可以根據(jù)自己的需求選擇需要的統(tǒng)計指標(biāo)和展示方式，靈活地生成報表。系統(tǒng)可以提供可視化的報表設(shè)計工具，方便用戶進(jìn)行報表定制。

實(shí)訓(xùn)室儀器統(tǒng)計與報表模塊應(yīng)支持報表的導(dǎo)出和分享，用戶可以將生成的報表導(dǎo)出為常見的文件格式，如PDF、Excel等，并進(jìn)行保存或與他人共享。為了提升用戶體驗和數(shù)據(jù)展示效果，該模塊應(yīng)支持?jǐn)?shù)據(jù)可視化功能。通過圖表、儀表盤等視覺化元素，直觀地呈現(xiàn)儀器設(shè)備的使用情況，使用戶更容易理解和分析數(shù)據(jù)。

4.2.6實(shí)訓(xùn)開放管理

創(chuàng)建一個在線平臺或系統(tǒng)，用于實(shí)訓(xùn)室成員之間共享信息、資源和經(jīng)驗。該平臺可以包括論壇、博客、文件共享等功能，讓成員可以自由交流和分享有關(guān)實(shí)訓(xùn)室管理的問題、解決方案和創(chuàng)新思路。另外，鼓勵實(shí)訓(xùn)室不同部門之間的合作與交流?？梢远ㄆ诮M織跨部門會議或工作坊，讓各部門分享彼此的經(jīng)驗和最佳實(shí)踐，對共同面臨的問題進(jìn)行討論和解決。同時，提供鼓勵和激勵機(jī)制，以促使員工參與到實(shí)訓(xùn)室管理的創(chuàng)新活動中。例如，設(shè)立獎勵機(jī)制，對于提出有效改進(jìn)或創(chuàng)新方案的員工給予表彰和獎勵，以鼓勵他們積極貢獻(xiàn)自己的想法和創(chuàng)新。

5結(jié)語

在設(shè)計和實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)室信息化管理系統(tǒng)的過程中，本文探索了如何滿足實(shí)訓(xùn)室管理的需求，并提供了一系列模塊和功能的設(shè)計方式與理念。這些設(shè)計和實(shí)現(xiàn)的思路旨在提高實(shí)訓(xùn)室管理效率、優(yōu)化資源利用、加強(qiáng)數(shù)據(jù)管理和安全性。通過信息化管理系統(tǒng)，實(shí)訓(xùn)室可以更好地組織和管理各項工作，同時為用戶提供更便捷、高效的服務(wù)。設(shè)計和實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)室信息化管理系統(tǒng)不僅僅是一個技術(shù)問題，更是為實(shí)訓(xùn)室提供全面支持和優(yōu)化管理的手段。

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