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摘要：为了满足实验室不断发展变化的需要，解决目前实验室使用、维护以及整合使用等一系列问题，需要在现有实验室基础上加以整合和优化，其中一条思路就是建立开放式教学与实验管理系统，文章就该系统建立提出了一点想法和意见。
关键词：实验室；管理系统；开放式
作者简介：肖炀（1985-），男，青海西宁人，华北电力大学核科学与工程学院，实验员，助理工程师；吴军（1984-），男，陕西宝鸡人，华北电力大学核科学与工程学院，实验员，助理工程师。（北京?102206）
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）22-0110-03
一、系统背景
随着学校管理变革的逐步推进，实验室建设进一步实现规模化、流程化、一体化、综合化，使得学校实验室管理工作也变得更加繁重、复杂且更具挑战性，各方对优化集成建设和管理实验室这一问题的关注度也日益上升，此时建立一套通过综合管理来进一步发掘现有实验室潜力的多功能实验室管理系统成为解决实验室管理现存问题的焦点。
（1）随着高校实验课“学分制”改革的深入，实验课不再以课程作业的方式安排，而是将实验课从理论课中剥离出来，单独开设课程，并给予相应学分，传统的手工排课方式就变得异常艰难。
（2）实验模式也不再局限于传统实物的实验方式，虚拟实验方式越来越受到青睐，同时，由于受实验室场地、实验人员、课程时间等限制，实验设备并没有得到充分的利用，实验室资源浪费比较严重。
（3）实验设备、仪器、低值耐用品等没有较好地建立信息库，以供查询其基本信息及使用状态，不利于对这些实验设备的维护；对仪器设备的领用、借用、修理、报废的处理仍处于手工处理阶段，处理过程繁琐，容易出现纰漏，造成设备流失；实验耗材的管理也带有较大的主观随意性，容易造成耗材浪费。仪器设备信息统计过程复杂，占用大量工作时间，耗材消耗情况不能得到很好统计。
（4）实验室教学管理工作处于手工处理阶段。实验教学计划、课程大纲、实验安排完全手工操作给实验教学管理带来繁重的工作负担；对教学过程和成绩评定没有建立详细的信息管理和记录，从而无法充分保证教学效果，积累教学经验；实验室主管部门和实验室之间没有方便快捷的协作通道，教师和学生之间也缺少很好的沟通桥梁，难以适应开放式的实验教学的需要。
这就迫切需要用计算机来进行辅助管理，以简化实验室主管部门的工作。学校已建成覆盖整个校园的计算机网络系统，使用计算机网络来进行实验室管理成为了必然，特别是实验室开放选课给传统的实验室管理提出新的挑战。建立网络化实验教学和实验室管理信息平台，提供丰富的网络实验教学资源，实现网上辅助教学和网络化、智能化管理，减轻实验室管理人员的工作负担，提高工作效率和服务水平，加强实验室主管部门对设备和材料的计划、采购、维修和使用的宏观控制和管理，以节约成本，提高利用，强化管理，并为本科教学评估、实验室评估、实验教学示范中心建设提供原始资料和详实数据，有效推动学校的评建工作。
二、系统概述
开放式实验教学与实验室管理系统是以服务大学及其各学院实验室全面实施信息化管理，提高实验室的管理水平为宗旨的，以全面提供实验室管理的解决方案为导向，是实验室实现信息化管理的重要支撑平台。主要解决实验室的门户网站建设（中心介绍、实验教学、实验队伍、管理模式、设备与环境、教学特色、新闻/公告/通知等）、实验教务管理（课程库、培养计划、开课计划、开课管理、开课审核）、实验教学管理（实际实验安排、虚拟实验安排、实验批改、考勤管理、成绩管理、实验报告）、实验室资源管理（工位/仪器/设备/耗材登记、领用、借用）、实验室开放管理（预约工位及设备、预约实验、实验桌电源管理）、互动交流（实时答疑、在线留言）等统一安排管理。
开放式实验教学与实验室管理系统是基于J2EE架构的一款纯B/S结构的解决方案，可实现教务人员、实验室管理员、教师、学生互动的网络化开放管理平台，它是在教育部启动了“高等学校教育质量和教学改革工程”的背景下，为配合高校“建设一批基于互联网的国家级或省级示范教学基地和基础课程实验教学示范中心”的一个专项内容。国家级或省级教学实验示范中心建设为提高教育质量工程和深化人才培养模式改革奠定了基础，信息化建设是示范中心建设的重要内容之一。
三、系统架构
系统分为系统管理员、教务管理人员、教师、学生、实验室管理员五种用户角色，不同的用户角色拥有不同权限，如图1所示。
（1）系统管理员端是系统的最底层（由教务管理用户承担），拥有对整个系统的控制权限。系统管理员端主要负责用户分组管理、相应的权限分配、系统资源调配，以及日常维护系统的正常运转。由于拥有最高的系统控制权，系统管理员端对软、硬件设备安全性和稳定性有很高的要求，一般情况下系统门户页面中不设置与系统管理员端相关的链接。
（2）教务管理端主要负责专业培养计划的修订，对教师实验课程的审核与发布，根据总体教学计划合理安排实验时间。
（3）教师端可让任课教师申报拟开设的实验课程（包括实验教学大纲），在通过审核后可查看学生选课情况、实验时间安排，预约实验室，实验完成后上传成绩等。
（4）实验室管理端主要负责日常实验室管理，包括资产台帐明细，任课教师和学生租借仪器设备预约与登记，实验室预约审核等。
（5）学生端可以让学生通过本系统查看适合自己培养计划要求的实验，选择自己感兴趣的符合要求的实验课程，查看个人课表安排等。
四、系统功能
系统包括门户网站建设、实验教务管理、实验教学管理、实验室管理、系统管理等功能模块。对于不同用户，根据设置的角色和权限的不同，呈现界面也会不一样。系统各功能与用户角色相对应，如图2所示。
针对参与实验课程的学生群体，与之相对应的开放功能分别是“门户网站”、“教务管理”和“教学管理”。其中“门户网站”功能面向学生全面开放，学生可以在其中了解与实验相关的各类信息。“教务管理”功能针对学生用户只开放前台操作功能，学生可以了解相关实验的开课时间和实验安排，甚至选择参与适合自己的实验，但无法进行后台操作。“教学管理”功能只有部分向学生用户开放，即师生交流、试验批改和成绩分析部分。在这几部分中学生可以与教师交流实验中遇到的困难、实验心得或实验建议；可以提交实验作业，同时查看实验完成成绩等。同样仅限于前台操作。
针对参与实验的管理部门——教务部门，与之相对应开放的是全部功能，例如在“门户网站”功能中可以及时发布或更新实验团队信息，典型教学视频等等；在“教务管理”功能中调整教学安排；在“教学管理”功能中可以查看学生的实验情况和教师的工作情况，以及实验室的各项功能是否正常启用等等；在“实验室建设”功能里可以查看实验室建设和管理状况，以及查看实验室资产管理情况等等。最关键的是教务管理用户还承担着系统管理员用户的职责，可以在“系统管理”功能中实现后台操作。
针对参与实验的教学管理用户——教师群体，与之相对应的开放功能是除“系统管理”之外的其他功能。在“门户网站”功能中可以向教务管理用户提交实验教学内容的更新信息，提交教学团队的变更申请等等；在“教务管理”功能中提交课程安排以及计划等等；在“教学管理”中接受、批改学生上交的实验报告，与学生互动交流等等；在“实验室管理”功能中及时向教务管理用户提交包括资产信息等等在内的各项反应实验室基本状况的信息等等。整个系统的工作流程如图3、图4表示。
五、系统运行环境
系统服务器与校内网连接，受学校内网防火墙保护，各类用户在校内可以在任意地点与校内网连接，进入实验室管理系统，如图5所示。
1.性能指标
单台普通服务器支持100000个以上注册用户使用，500个并发用户，通过在多所大学的实验教学应用，系统运行稳定，不限终端客户数，完全能满足实验教学需要。
2.服务器运行环境
操作系统：Windows Server，Linux/Unix Server。
Web服务器：Tomcat6.0，JDK6.0。
数据库：MySQL。
3.客户端运行环境
操作系统：All Windows系列，Linux/Unix等。
参考文献：
[1]于万霞,张维存.基于Agent的高校综合实验室管理系统[J].计算机与现代化,2006,(1).
[2]袁晓辉.基于Web的开放实验室管理系统[J].实验室研究与探索,
2005,(7).
[3]张瑞琼.高校综合实验室管理信息系统设计研究[J].贵州工业大学学报(自然科学版),1999,(1).
（责任编辑：孙晴）
关键词：实验室；管理系统；开放式
作者简介：肖炀（1985-），男，青海西宁人，华北电力大学核科学与工程学院，实验员，助理工程师；吴军（1984-），男，陕西宝鸡人，华北电力大学核科学与工程学院，实验员，助理工程师。（北京?102206）
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）22-0110-03
一、系统背景
随着学校管理变革的逐步推进，实验室建设进一步实现规模化、流程化、一体化、综合化，使得学校实验室管理工作也变得更加繁重、复杂且更具挑战性，各方对优化集成建设和管理实验室这一问题的关注度也日益上升，此时建立一套通过综合管理来进一步发掘现有实验室潜力的多功能实验室管理系统成为解决实验室管理现存问题的焦点。
（1）随着高校实验课“学分制”改革的深入，实验课不再以课程作业的方式安排，而是将实验课从理论课中剥离出来，单独开设课程，并给予相应学分，传统的手工排课方式就变得异常艰难。
（2）实验模式也不再局限于传统实物的实验方式，虚拟实验方式越来越受到青睐，同时，由于受实验室场地、实验人员、课程时间等限制，实验设备并没有得到充分的利用，实验室资源浪费比较严重。
（3）实验设备、仪器、低值耐用品等没有较好地建立信息库，以供查询其基本信息及使用状态，不利于对这些实验设备的维护；对仪器设备的领用、借用、修理、报废的处理仍处于手工处理阶段，处理过程繁琐，容易出现纰漏，造成设备流失；实验耗材的管理也带有较大的主观随意性，容易造成耗材浪费。仪器设备信息统计过程复杂，占用大量工作时间，耗材消耗情况不能得到很好统计。
（4）实验室教学管理工作处于手工处理阶段。实验教学计划、课程大纲、实验安排完全手工操作给实验教学管理带来繁重的工作负担；对教学过程和成绩评定没有建立详细的信息管理和记录，从而无法充分保证教学效果，积累教学经验；实验室主管部门和实验室之间没有方便快捷的协作通道，教师和学生之间也缺少很好的沟通桥梁，难以适应开放式的实验教学的需要。
这就迫切需要用计算机来进行辅助管理，以简化实验室主管部门的工作。学校已建成覆盖整个校园的计算机网络系统，使用计算机网络来进行实验室管理成为了必然，特别是实验室开放选课给传统的实验室管理提出新的挑战。建立网络化实验教学和实验室管理信息平台，提供丰富的网络实验教学资源，实现网上辅助教学和网络化、智能化管理，减轻实验室管理人员的工作负担，提高工作效率和服务水平，加强实验室主管部门对设备和材料的计划、采购、维修和使用的宏观控制和管理，以节约成本，提高利用，强化管理，并为本科教学评估、实验室评估、实验教学示范中心建设提供原始资料和详实数据，有效推动学校的评建工作。
二、系统概述
开放式实验教学与实验室管理系统是以服务大学及其各学院实验室全面实施信息化管理，提高实验室的管理水平为宗旨的，以全面提供实验室管理的解决方案为导向，是实验室实现信息化管理的重要支撑平台。主要解决实验室的门户网站建设（中心介绍、实验教学、实验队伍、管理模式、设备与环境、教学特色、新闻/公告/通知等）、实验教务管理（课程库、培养计划、开课计划、开课管理、开课审核）、实验教学管理（实际实验安排、虚拟实验安排、实验批改、考勤管理、成绩管理、实验报告）、实验室资源管理（工位/仪器/设备/耗材登记、领用、借用）、实验室开放管理（预约工位及设备、预约实验、实验桌电源管理）、互动交流（实时答疑、在线留言）等统一安排管理。
开放式实验教学与实验室管理系统是基于J2EE架构的一款纯B/S结构的解决方案，可实现教务人员、实验室管理员、教师、学生互动的网络化开放管理平台，它是在教育部启动了“高等学校教育质量和教学改革工程”的背景下，为配合高校“建设一批基于互联网的国家级或省级示范教学基地和基础课程实验教学示范中心”的一个专项内容。国家级或省级教学实验示范中心建设为提高教育质量工程和深化人才培养模式改革奠定了基础，信息化建设是示范中心建设的重要内容之一。
三、系统架构
系统分为系统管理员、教务管理人员、教师、学生、实验室管理员五种用户角色，不同的用户角色拥有不同权限，如图1所示。
（1）系统管理员端是系统的最底层（由教务管理用户承担），拥有对整个系统的控制权限。系统管理员端主要负责用户分组管理、相应的权限分配、系统资源调配，以及日常维护系统的正常运转。由于拥有最高的系统控制权，系统管理员端对软、硬件设备安全性和稳定性有很高的要求，一般情况下系统门户页面中不设置与系统管理员端相关的链接。
（2）教务管理端主要负责专业培养计划的修订，对教师实验课程的审核与发布，根据总体教学计划合理安排实验时间。
（3）教师端可让任课教师申报拟开设的实验课程（包括实验教学大纲），在通过审核后可查看学生选课情况、实验时间安排，预约实验室，实验完成后上传成绩等。
（4）实验室管理端主要负责日常实验室管理，包括资产台帐明细，任课教师和学生租借仪器设备预约与登记，实验室预约审核等。
（5）学生端可以让学生通过本系统查看适合自己培养计划要求的实验，选择自己感兴趣的符合要求的实验课程，查看个人课表安排等。
四、系统功能
系统包括门户网站建设、实验教务管理、实验教学管理、实验室管理、系统管理等功能模块。对于不同用户，根据设置的角色和权限的不同，呈现界面也会不一样。系统各功能与用户角色相对应，如图2所示。
针对参与实验课程的学生群体，与之相对应的开放功能分别是“门户网站”、“教务管理”和“教学管理”。其中“门户网站”功能面向学生全面开放，学生可以在其中了解与实验相关的各类信息。“教务管理”功能针对学生用户只开放前台操作功能，学生可以了解相关实验的开课时间和实验安排，甚至选择参与适合自己的实验，但无法进行后台操作。“教学管理”功能只有部分向学生用户开放，即师生交流、试验批改和成绩分析部分。在这几部分中学生可以与教师交流实验中遇到的困难、实验心得或实验建议；可以提交实验作业，同时查看实验完成成绩等。同样仅限于前台操作。
针对参与实验的管理部门——教务部门，与之相对应开放的是全部功能，例如在“门户网站”功能中可以及时发布或更新实验团队信息，典型教学视频等等；在“教务管理”功能中调整教学安排；在“教学管理”功能中可以查看学生的实验情况和教师的工作情况，以及实验室的各项功能是否正常启用等等；在“实验室建设”功能里可以查看实验室建设和管理状况，以及查看实验室资产管理情况等等。最关键的是教务管理用户还承担着系统管理员用户的职责，可以在“系统管理”功能中实现后台操作。
针对参与实验的教学管理用户——教师群体，与之相对应的开放功能是除“系统管理”之外的其他功能。在“门户网站”功能中可以向教务管理用户提交实验教学内容的更新信息，提交教学团队的变更申请等等；在“教务管理”功能中提交课程安排以及计划等等；在“教学管理”中接受、批改学生上交的实验报告，与学生互动交流等等；在“实验室管理”功能中及时向教务管理用户提交包括资产信息等等在内的各项反应实验室基本状况的信息等等。整个系统的工作流程如图3、图4表示。
五、系统运行环境
系统服务器与校内网连接，受学校内网防火墙保护，各类用户在校内可以在任意地点与校内网连接，进入实验室管理系统，如图5所示。
1.性能指标
单台普通服务器支持100000个以上注册用户使用，500个并发用户，通过在多所大学的实验教学应用，系统运行稳定，不限终端客户数，完全能满足实验教学需要。
2.服务器运行环境
操作系统：Windows Server，Linux/Unix Server。
Web服务器：Tomcat6.0，JDK6.0。
数据库：MySQL。
3.客户端运行环境
操作系统：All Windows系列，Linux/Unix等。
参考文献：
[1]于万霞,张维存.基于Agent的高校综合实验室管理系统[J].计算机与现代化,2006,(1).
[2]袁晓辉.基于Web的开放实验室管理系统[J].实验室研究与探索,
2005,(7).
[3]张瑞琼.高校综合实验室管理信息系统设计研究[J].贵州工业大学学报(自然科学版),1999,(1).
（责任编辑：孙晴）