論文關(guān)鍵詞：教學(xué)　實驗室　信息化管理　系統(tǒng)設(shè)計

　　論文摘要：實驗室信息化建設(shè)是校園數(shù)字化建設(shè)的重要組成部分，也是提高實驗、實訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量、優(yōu)化資源配置和提升管理水平的有效途徑和手段。本文針對籌建浙江農(nóng)業(yè)商貿(mào)職業(yè)學(xué)院的契機，提出實驗室建設(shè)中信息化平臺的定位和設(shè)計原則，綜合利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建集網(wǎng)絡(luò)平臺、硬件平臺和軟件平臺于一體的高度自動化、立體化、開放化的教學(xué)和管理體系，更好地服務(wù)于學(xué)校的教學(xué)與管理。

　　一、教學(xué)實驗室信息管理系統(tǒng)簡述

　　實驗室信息管理系統(tǒng)是通過計算機網(wǎng)絡(luò)，采用科學(xué)的管理思想和先進的數(shù)據(jù)庫技術(shù)對實驗室的各種信息進行全面管理的計算機軟、硬件系統(tǒng)；是計算機技術(shù)、管理科學(xué)和分析測試技術(shù)的集合體，是一個包括信號采集設(shè)備、數(shù)據(jù)通訊軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件、實驗室的內(nèi)部管理在內(nèi)的高效集成的管理系統(tǒng)。它以實驗室樣品分析數(shù)據(jù)的采集、錄入、處理、檢查、判定、存儲、傳輸、共享、報告發(fā)布以及業(yè)務(wù)工作流程管理為核心，將實驗室的人員、材料、設(shè)備、技術(shù)、方法、資料檔案等資源有機結(jié)合起來，組成一個全面、規(guī)范的管理體系，為實現(xiàn)測試資料自動采集、網(wǎng)上調(diào)度、實驗信息安全共享、人員量化考核、實驗室管理水平整體提高等各方而提供技術(shù)支持。同時它也是連接實驗室、管理部門及用戶的信息平臺。

　　二、教學(xué)實驗室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計

　　1．信息化平臺的定位

　　實驗室作為實驗教學(xué)的平臺和載體，其建設(shè)和管理水平直接決定著實驗教學(xué)質(zhì)量的高低，因此，實驗室建設(shè)的指導(dǎo)思想應(yīng)定位于實用、高效、節(jié)約，著眼于構(gòu)筑與時代發(fā)展相適應(yīng)的信息化環(huán)境，確保實驗室內(nèi)部知識信息從創(chuàng)新到應(yīng)用各環(huán)節(jié)問相互協(xié)調(diào)與高效運作。建設(shè)的核心是將教學(xué)資源、教學(xué)軟件、實驗室儀器設(shè)備等采用現(xiàn)代化的手段加以科學(xué)管理，為實驗室管理者提供有效的網(wǎng)絡(luò)管理環(huán)境，為教師提供有效的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和科研環(huán)境，為學(xué)生提供有效的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境。

　　實驗室信息化平臺，服務(wù)于“以學(xué)生為本，知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展”的實驗教育理念和“以能力培養(yǎng)為核心”的實驗教學(xué)觀念，是一個開放、深度、學(xué)術(shù)、實戰(zhàn)多方面結(jié)合的平臺，是一個提供全面系統(tǒng)的知識產(chǎn)品和知識服務(wù)的平臺，是一個既重理論更重實踐的平臺，也是一個服務(wù)于知識經(jīng)濟、知識傳播、知識分享、知識學(xué)習(xí)、知識創(chuàng)新和所有知識者的平臺。該平臺打破了傳統(tǒng)的實驗室管理模式和實驗教學(xué)方式，充分體現(xiàn)以內(nèi)容為主、學(xué)生優(yōu)先、師生互動、資源共享的原則。

　　2．總體規(guī)劃

　　系統(tǒng)所運行的平臺是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，利用先進的信息化手段和工具，實現(xiàn)實驗室數(shù)據(jù)信息資源的全部數(shù)字化，在傳統(tǒng)的管理基礎(chǔ)上構(gòu)建一個數(shù)字空間以拓展現(xiàn)實信息管理的空間維度，從而提升了傳統(tǒng)管理方法的效率，擴展了傳統(tǒng)管理方式的功能，最終實現(xiàn)全面信息化。實驗室信息管理系統(tǒng)的建設(shè)是分階段、分層次的，它經(jīng)歷的是由硬到軟、由下而上、螺旋上升的建設(shè)過程。其體系結(jié)構(gòu)可以用一系列同心圓表示，內(nèi)圓是核心，是基礎(chǔ)，外圓是在內(nèi)圓的基礎(chǔ)上提供的更進一步的服務(wù)。按照功能劃分，可以分為四層：

　　(1)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)是校園綜合信息平臺最基礎(chǔ)的硬件設(shè)施，沒有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，信息不能流動，就不可能形成信息空間。

(2)數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)倉庫是整個信息平臺的信息基礎(chǔ)是由若干個數(shù)據(jù)庫等信息資源組合而成，不同的數(shù)據(jù)庫之間有很強的相關(guān)性，在數(shù)據(jù)倉庫的基礎(chǔ)之上，可以進行更高級的應(yīng)用擴展。

　　(3)基礎(chǔ)信息服務(wù)?；A(chǔ)信息服務(wù)是信息流動的軟件基礎(chǔ)，包括電子郵件、文件傳輸、信息發(fā)布等。

　　(4)高級應(yīng)用服務(wù)。高級應(yīng)用服務(wù)是在基礎(chǔ)信息服務(wù)基礎(chǔ)之上，對數(shù)據(jù)倉庫的應(yīng)用挖掘，生成的各個應(yīng)用系統(tǒng)直接管理各種信息資源，并根據(jù)相關(guān)的邏輯提供給用戶使用。

　　3．系統(tǒng)采用的模式

　　軟件結(jié)構(gòu)采用瀏覽器／服務(wù)器(B／S)結(jié)構(gòu)，即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。它是隨著Internet技術(shù)的興起，對C／S結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶工作界面是通過WWW瀏覽器來實現(xiàn)，極少部分事務(wù)邏輯在前端(BrOWSer)實現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端(Server)實現(xiàn)，形成所謂三層3一tier結(jié)構(gòu)。這樣就大大簡化了客戶端電腦載荷，減輕了系統(tǒng)維護與升級的成本和工作量，降低了用戶的總體成本。

　　以目前的技術(shù)看，局域網(wǎng)建立B／S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，并通過Internet／lntranet模式下數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，相對易于把握、成本也是較低的。它是一次性到位的開發(fā)，能實現(xiàn)不同的人員，從不同的地點，以不同的接入方式(~HLAN，WAN，Internet／Intranet等)訪問和操作共同的數(shù)據(jù)庫；它能有效地保護數(shù)據(jù)平臺和管理訪問權(quán)限，服務(wù)器數(shù)據(jù)庫也很安全。特別是在JAVA這樣的跨平臺語言出現(xiàn)之后，B／S架構(gòu)管理軟件更是方便、快捷、高效。目前，軟件系統(tǒng)的改進和升級越來越頻繁，B／S架構(gòu)的產(chǎn)品明顯體現(xiàn)著更為方便的特性。對一個稍微大一點單位來說，系統(tǒng)管理人員如果需要在幾百甚至上千部電腦之間來回奔跑，效率和工作量是可想而知的，但B／S架構(gòu)的軟件只需要管理服務(wù)器就行了，所有的客戶端只是瀏覽器，根本不需要做任何的維護。無論用戶的規(guī)模有多大，有多少分支機構(gòu)都不會增加任何維護升級的工作量，所有的操作只需要針對服務(wù)器進行；如果是異地，只需要把服務(wù)器連接專網(wǎng)即可，實現(xiàn)遠程維護、升級和共享。

　　4．信息化平臺的構(gòu)成

　　實驗室管理與教學(xué)信息化平臺是一個高度集成的平臺，由網(wǎng)絡(luò)平臺、硬件平臺和軟件平臺共同組成。(1)網(wǎng)絡(luò)平臺。隨著高校數(shù)字化校園建設(shè)的日益完善，校園信息化、網(wǎng)絡(luò)化逐步實現(xiàn)，計算機實驗室已成為數(shù)字化校園的重要組成部分。為便于管理和維護，每個實驗室分別組建局域網(wǎng)，通過校園網(wǎng)接入CERNET和Internet，從而使實驗室在教學(xué)、科研、信息服務(wù)、資源共享等方面發(fā)揮了巨大作用。

　　(2)硬件平臺。計算機實驗室以教師和學(xué)生上機實驗為主，兼顧多媒體教學(xué)，因此在硬件設(shè)備方面，除微機之外，還配備有服務(wù)器、交換機、功放和音箱等設(shè)備，從而為各種應(yīng)用提供強力的支持。為了防止計算機病毒的侵襲，以及避免由于學(xué)生誤操作或其它原因引起的硬盤數(shù)據(jù)混亂或丟失，實驗室采用硬件控制方法，即通過海光藍卡來保障硬盤的數(shù)據(jù)安全。

　　(3)軟件平臺。網(wǎng)絡(luò)平臺和硬件平臺的建設(shè)是計算機實驗室存在和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，軟件平臺的建設(shè)則是實驗室提高教學(xué)質(zhì)量和管理水平的核心。軟件平臺包括系統(tǒng)軟件、教學(xué)應(yīng)用軟件以及實驗室門戶網(wǎng)站、實驗教學(xué)論壇、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、實驗設(shè)備管理信息系統(tǒng)、開放機房自動化管理系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)平臺，其中，應(yīng)用系統(tǒng)平臺的建設(shè)是軟件平臺建設(shè)的關(guān)鍵。

．應(yīng)用系統(tǒng)平臺的建設(shè)

　　應(yīng)用系統(tǒng)平臺采用面向構(gòu)件的、基于總線的、開放式的三層體系架構(gòu)，以實驗室門戶網(wǎng)站為載體，集成其它應(yīng)用系統(tǒng)，建立一個松散連接的、可預(yù)測的分布式系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)各種教學(xué)資源和信息的整合和高度共享。

　　(1)實驗室門戶網(wǎng)站。實驗室門戶網(wǎng)站是實驗室信息化平臺的重要組成部分，是實驗室對外宣傳的窗口。網(wǎng)站以用戶體驗為中心，采用多線索的信息組織方式，整合信息發(fā)布、實驗室建設(shè)、實驗教學(xué)、管理體制、規(guī)章制度、教研成果、在線留言、在線調(diào)查、內(nèi)容檢索、教學(xué)論壇、實驗設(shè)備管理等功能模塊于一體，為實驗教學(xué)、科研、社會服務(wù)和管理等各項工作提供數(shù)字化資源共享環(huán)境。

　　(2)實驗教學(xué)論壇。論壇是一個以交互形式為師生提供信息服務(wù)的交流平臺，其特點是：網(wǎng)絡(luò)用戶均可以利用其功能進行信息交流，包括提供新聞和各種信息、表達自己的觀點和意見、回應(yīng)別人的觀點和意見等。實驗教學(xué)論壇按照實驗課程的不同分為多個主題版塊，由實驗教師擔任相應(yīng)課程版塊的版主，協(xié)助管理員管理該版塊的秩序，活躍版塊討論和交流氣氛，為專家學(xué)者以及師生之間建立和維護一個良好的學(xué)術(shù)交流和觀點辯論的樂土。教師通過論壇上傳豐富的教學(xué)資源，包括課件、參考資料、習(xí)題、課程錄像等，學(xué)生可以不受時間、地點限制下載資源，進行課后學(xué)習(xí)、作業(yè)提交、在線測試、網(wǎng)上討論等，教師根據(jù)學(xué)生的反饋信息調(diào)整教學(xué)進度，修訂教學(xué)計劃，并進行在線答疑。

　　(3)多媒體教學(xué)系統(tǒng)。為了提高實驗教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，滿足實驗教學(xué)過程中講解和演示實驗的需求，計算機實驗室安裝了洪恩多媒體網(wǎng)絡(luò)教室系統(tǒng)。它是基于局域網(wǎng)的多媒體教學(xué)管理軟件，能夠構(gòu)造強大的多媒體網(wǎng)絡(luò)教室及教學(xué)環(huán)境，實現(xiàn)純軟件方式的廣播教學(xué)、教學(xué)示范、遙控輔導(dǎo)、師生對講、分組討論、電子搶答、文件傳送、遠程管理等網(wǎng)絡(luò)教室教學(xué)功能。洪恩多媒體網(wǎng)絡(luò)教室，徹底解決了以往網(wǎng)絡(luò)教室建設(shè)中存在的成本高、周期長、操作復(fù)雜等一系列難以解決的問題。

　　(4)實驗設(shè)備管理信息系統(tǒng)。實驗室采用基于Web的實驗設(shè)備管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)對實驗設(shè)備的登記、管理、規(guī)劃、調(diào)配、報廢等整個生命周期的監(jiān)控，減輕了實驗室管理人員工作量和工作繁瑣程度，提高了工作效率。通過該系統(tǒng)的實施，提高了實驗設(shè)備利用率，減少了庫存的無謂積壓和重復(fù)購置；能夠及時、準確地提供各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，自動生成用戶所需要的各類報表，為各級領(lǐng)導(dǎo)提供有力的決策信息支持；同時，使異地辦公成為可能，實現(xiàn)了特定范圍內(nèi)的資源共享。

　　(5)開放機房自動化管理系統(tǒng)。實驗時間和實驗周期固定的傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，無法保證實驗過程的連續(xù)性，不利于提高學(xué)生獨立思考和獨立操作能力及從事實驗研究的興趣。因此，實驗室采用安圣開放機房自動化管理系統(tǒng)實現(xiàn)實驗室從時間、空問上全面對學(xué)生開放。系統(tǒng)采用c／s架構(gòu)，基于TCP／IP協(xié)議通信，支持課表上機、自由(課時)上機、自費上機等多種上機模式，通過校園IC卡可以實現(xiàn)對上課、上機過程的全自動化管理，包括安排課時上機任務(wù)、自費機時的預(yù)收費、贈送學(xué)生自由機時、學(xué)生卡片管理、機房值班管理等。管理人員通過系統(tǒng)及時掌握開放機房的使用情況和學(xué)生課內(nèi)外上機情況，從而合理安排實驗教學(xué)任務(wù)和開放時間，為學(xué)生提供一個寬松、自由的學(xué)習(xí)環(huán)境。實驗室的開放，尊重了學(xué)生在實驗教學(xué)中的主體地位，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極參與意識，為學(xué)生走進實驗室創(chuàng)造了更多的機會，是知識型、綜合型、研究設(shè)計型實驗正常開展的必要條件，也是實驗室資源能夠得到更充分、更合理地利用的有效手段。

　　三、結(jié)束語

　　在教學(xué)實驗室中使用信息化管理技術(shù)，是實驗室的必然發(fā)展趨勢，將會對實驗室管理產(chǎn)生較大的影響。建立實驗室信息管理平臺的目的，首先要發(fā)揮系統(tǒng)的質(zhì)量控制和質(zhì)量管理功能，其次是提高實驗室整體的自動化水平，同時提高實驗室的管理水平和學(xué)術(shù)水平，促進教學(xué)模式、教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，加速了教育手段的現(xiàn)代化。

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