論文關鍵詞：教學　實驗室　信息化管理　系統(tǒng)設計

　　論文摘要：實驗室信息化建設是校園數(shù)字化建設的重要組成部分，也是提高實驗、實訓的教學質(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)學院的契機，提出實驗室建設中信息化平臺的定位和設計原則，綜合利用網(wǎng)絡技術，構(gòu)建集網(wǎng)絡平臺、硬件平臺和軟件平臺于一體的高度自動化、立體化、開放化的教學和管理體系，更好地服務于學校的教學與管理。

　　一、教學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，采用科學的管理思想和先進的數(shù)據(jù)庫技術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、管理科學和分析測試技術的集合體，是一個包括信號采集設備、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)務工作流程管理為核心，將實驗室的人員、材料、設備、技術、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、教學實驗室信息管理系統(tǒng)的設計

　　1．信息化平臺的定位

　　實驗室作為實驗教學的平臺和載體，其建設和管理水平直接決定著實驗教學質(zhì)量的高低，因此，實驗室建設的指導思想應定位于實用、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)新到應用各環(huán)節(jié)問相互協(xié)調(diào)與高效運作。建設的核心是將教學資源、教學軟件、實驗室儀器設備等采用現(xiàn)代化的手段加以科學管理，為實驗室管理者提供有效的網(wǎng)絡管理環(huán)境，為教師提供有效的網(wǎng)絡教學和科研環(huán)境，為學生提供有效的網(wǎng)絡學習環(huán)境。

　　實驗室信息化平臺，服務于“以學生為本，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”的實驗教學觀念，是一個開放、深度、學術、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)品和知識服務的平臺，是一個既重理論更重實踐的平臺，也是一個服務于知識經(jīng)濟、知識傳播、知識分享、知識學習、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方式，充分體現(xiàn)以內(nèi)容為主、學生優(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)絡為基礎，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，外圓是在內(nèi)圓的基礎上提供的更進一步的服務。按照功能劃分，可以分為四層：

　　(1)網(wǎng)絡基礎。網(wǎng)絡是校園綜合信息平臺最基礎的硬件設施，沒有相應的網(wǎng)絡基礎設施，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性，在數(shù)據(jù)倉庫的基礎之上，可以進行更高級的應用擴展。

　　(3)基礎信息服務。基礎信息服務是信息流動的軟件基礎，包括電子郵件、文件傳輸、信息發(fā)布等。

　　(4)高級應用服務。高級應用服務是在基礎信息服務基礎之上，對數(shù)據(jù)倉庫的應用挖掘，生成的各個應用系統(tǒng)直接管理各種信息資源，并根據(jù)相關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／服務器(B／S)結(jié)構(gòu)，即瀏覽器和服務器結(jié)構(gòu)。它是隨著Internet技術的興起，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)，極少部分事務邏輯在前端(BrOWSer)實現(xiàn)，但是主要事務邏輯在服務器端(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。

　　以目前的技術看，局域網(wǎng)建立B／S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡應用，并通過Internet／lntranet模式下數(shù)據(jù)庫應用，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)平臺和管理訪問權限，服務器數(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器進行；如果是異地，只需要把服務器連接專網(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

　　實驗室管理與教學信息化平臺是一個高度集成的平臺，由網(wǎng)絡平臺、硬件平臺和軟件平臺共同組成。(1)網(wǎng)絡平臺。隨著高校數(shù)字化校園建設的日益完善，校園信息化、網(wǎng)絡化逐步實現(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、科研、信息服務、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生上機實驗為主，兼顧多媒體教學，因此在硬件設備方面，除微機之外，還配備有服務器、交換機、功放和音箱等設備，從而為各種應用提供強力的支持。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)絡平臺和硬件平臺的建設是計算機實驗室存在和發(fā)展的物質(zhì)基礎，軟件平臺的建設則是實驗室提高教學質(zhì)量和管理水平的核心。軟件平臺包括系統(tǒng)軟件、教學應用軟件以及實驗室門戶網(wǎng)站、實驗教學論壇、多媒體教學系統(tǒng)、實驗設備管理信息系統(tǒng)、開放機房自動化管理系統(tǒng)等應用系統(tǒng)平臺，其中，應用系統(tǒng)平臺的建設是軟件平臺建設的關鍵。

．應用系統(tǒng)平臺的建設

　　應用系統(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，集成其它應用系統(tǒng)，建立一個松散連接的、可預測的分布式系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)各種教學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、實驗教學、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、教學論壇、實驗設備管理等功能模塊于一體，為實驗教學、科研、社會服務和管理等各項工作提供數(shù)字化資源共享環(huán)境。

　　(2)實驗教學論壇。論壇是一個以交互形式為師生提供信息服務的交流平臺，其特點是：網(wǎng)絡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、回應別人的觀點和意見等。實驗教學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，為專家學者以及師生之間建立和維護一個良好的學術交流和觀點辯論的樂土。教師通過論壇上傳豐富的教學資源，包括課件、參考資料、習題、課程錄像等，學生可以不受時間、地點限制下載資源，進行課后學習、作業(yè)提交、在線測試、網(wǎng)上討論等，教師根據(jù)學生的反饋信息調(diào)整教學進度，修訂教學計劃，并進行在線答疑。

　　(3)多媒體教學系統(tǒng)。為了提高實驗教學質(zhì)量和教學效率，滿足實驗教學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)絡教室系統(tǒng)。它是基于局域網(wǎng)的多媒體教學管理軟件，能夠構(gòu)造強大的多媒體網(wǎng)絡教室及教學環(huán)境，實現(xiàn)純軟件方式的廣播教學、教學示范、遙控輔導、師生對講、分組討論、電子搶答、文件傳送、遠程管理等網(wǎng)絡教室教學功能。洪恩多媒體網(wǎng)絡教室，徹底解決了以往網(wǎng)絡教室建設中存在的成本高、周期長、操作復雜等一系列難以解決的問題。

　　(4)實驗設備管理信息系統(tǒng)。實驗室采用基于Web的實驗設備管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)對實驗設備的登記、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，提高了實驗設備利用率，減少了庫存的無謂積壓和重復購置；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，為各級領導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)實驗教學模式，無法保證實驗過程的連續(xù)性，不利于提高學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、自費機時的預收費、贈送學生自由機時、學生卡片管理、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生課內(nèi)外上機情況，從而合理安排實驗教學任務和開放時間，為學生提供一個寬松、自由的學習環(huán)境。實驗室的開放，尊重了學生在實驗教學中的主體地位，極大地調(diào)動了學生學習的主動性和積極參與意識，為學生走進實驗室創(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

　　在教學實驗室中使用信息化管理技術，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術水平，促進教學模式、教學體系、教學內(nèi)容和教學方法的改革，加速了教育手段的現(xiàn)代化。

擴展閱讀

版權聲明：