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摘要：
針對放型實驗室管理中存在的問題，提出一套規范實驗室管理、提高工作效率的解決方案。并在充分分其需求基礎上，設計并實現了采用B/S、C/S混合架構的開放型實驗室智能管理系統，實現自主預約、智能化管理，從而降低管理難度，提高實驗室資源利用率。
關鍵詞：
管理信息系統；RFID；實驗室管理；系統分析；系統設計
開放型實驗室，即指在完成正常教學前提下，面向學生開放使用現有儀器設備、環境條件等資源的實驗室。開放型實驗室有助于吸引學生利用課余時間到進行實驗、發明、創造活動，提高學生的動手能力和創新實踐能力，促進學生“文理雙修”。但開放型實驗室管理中，實驗人員、時間的不確定，實驗內容的不統一，實驗儀器的安全難保證，給實驗教學和資產安全管理增加了很大負擔，在某種程度上制約了開放實驗室的建設與發展。因而，我們迫切需要一套與上述現代教學管理相適應的實驗室管理系統，保證實驗室開放工作能規范有序地進行。
1需求分析
1.1可行性分析
開放性實驗室管理系統，能使得管理員實現對實驗室自動化管理，教師、學生自由進行實驗，從而提高實驗室及儀器設備的利用率、增加學生自主實驗的機會，同時管理信息系統的利用，也將減輕了實驗員、教師的工作負擔，提高工作效率。本系統采用C/S、B/S模式相結合的方法，既方便不同用戶的信息共享，有能落實到課、實驗情況；選取WPF、和EntityFramework等成熟技術開發，相關平臺功能完善，可擴展性佳。綜上所述，本系統目標明確，系統設計實用性強，且條件技術成熟，因而切實可行。
1.2開放型實驗室的要求分析
開放型實驗室是針對于傳統實驗室實驗時間集中、協調困難，面向課內實驗、資源利用率低等問題提出的，具體“開放型”即意味著：（1）實驗時間自由：實驗室對學生及老師全天（8：00~21:00）開放；（2）實驗活動自由：對于常規實驗課的安排，老師只用提交實驗內容、器材等相關安排，并提供相關操作指導說明，學生們以預約方式可自由實驗；（3）實驗內容自由：學生、教師均可參與到實驗內容的定制中來，鼓勵開展跨學科、跨專業的創新型、研究型、綜合型實驗項目；（4）器材（耗材）使用自由：對部分器材（耗材），學生和教師可自主借還。
1.3系統功能分析
為保證實驗室的開放性，主要管理流程設計如圖1-1所示:對于課內實驗，任課教師須先根據自己的時間安排和教學進度向實驗中心提出申請，申請內容包括實驗內容和所需器材、起止時限、學生；申請通過后，相關學生即自主安排試驗時間，憑卡進入到指定實驗室、使用實驗臺。同時，為了輔助實驗教學管理，系統可通過整理學生的刷卡記錄獲得實驗的出勤情況和分組情況，包括實驗時間、實驗內容、同組人員等，并提供實驗報告提交和批改功能，即學生在實驗操作完成后可以提交實驗報告，教師可以下載或在線批改該報告，給出實驗成績。而擴展類實驗或學生自主實驗，先由實驗室管理員公布開放的實驗項目信息（實驗內容、所用器材、相關操作等）；學生通過系統提交申請，說明實驗的內容、方法、所需資源，以便管理員進行監督和指導；后續處理基本同上。實驗過程中，管理員應能隨時監控實驗室的動態，保證能及時給予學生指導和幫助。同時，為方便學生的時間安排，系統提供預約服務——即學生可預先指定自己的實驗時間，防止所需實驗資源被占用。此外，系統還應具有設備管理功能，將實驗室的設備器材分門別類，實施不同的管理措施，保證學校設備安全。同時對部分方便移動、維護簡單的設備器材，可實行出借管理制度，如圖2-2所示，實驗室管理系統主要分三個子系統服務于管理過程的不同階段。實驗室信息管理系統負責實驗項目、申請和實驗室及設備基本信息管理。實驗臺管理系統負責申請處理(服務臺分配)、實驗記錄、實驗報告的提交和評分。門禁系統用于驗證進出人員的身份，實現預約。數據庫及同步服務除了存儲各種數據，為其他三個子系統提供數據支持，負責處理各種數據同步請求和數據轉換。
2數據庫設計
根據系統的功能設計，系統數據庫設計中定義了用戶(包括學生、老師和實驗員)、實驗樓、實驗室、實驗臺、課程、實驗項目、設備七個實體，管理員開放實驗室、用戶參加實驗組、用戶預約實驗臺、用戶使用實驗室、用戶刷卡記錄五種關系。本節僅以實驗項目相關內容作設計說明。學生和教師均可提出實驗項目申請，其中，申請信息包括項目信息，人員信息，設備信息等，表結構設計如表3-1、3-2、3-3所示。（見下頁）
3系統實現
3.1技術路線
綜合考慮系統的開發周期、適用范圍等因素，確定了系統開發的總體路線——選擇開發周期較短的VisualStudio2010為開發平臺，數據庫管理系統則選用具有高實用性、可伸縮性、可靠性與安全性的SQLServer2008；主要應用WPF和EntityFramework框架。(1)WPF是微軟推出的基于WindowsVista的用戶界面框架，屬于.NETFramework3.0的一部分。它具有業務邏輯與UI徹底分離、展示效果絢麗、“屬性驅動”觸發更加靈活和支持自定繪制等優點。(2)EntityFramework是微軟以ADO.NET為基礎所發展出來的對象關系對應(O/RMapping)解決方案，其設計保留了高擴展性的同時映射定義靈活，且無須開發人員手工寫入映射代碼，開發人員對數據庫直接操作將大大減少。
3.2系統體系結構
鑒于本系統的功能要求，系統采用基于B/S、C/S混合模式：借助Internet的開放性，教師、學生可隨時隨地進行申請、預約（取消預約）；管理員可及時查看、編輯、刪除實驗室配置信息，并公布開放實驗項目信息，同時能處理用戶請求，維護設備信息、配置實驗臺、記錄出借情況。而利用客戶端的安裝限制，通過和門禁系統、實驗臺供電系統的對接，實現預約處理(實驗臺分配)、出勤記錄、報告提交等功能。
4結語
針對開放型實驗室管理的業務流程，采用B/S和C/S混合模式，開發了開放型實驗室智能管理系統。該系統以實驗室管理為核心，聯合門禁系統、實驗臺控制系統，為學校實驗課改革提供了全方位的解決方案。系統具有實用性強、開放型與安全性兼顧、用戶界面良好等特點。
引用:
[1]袁禮.實驗室信息管理系統的設計與實現[D],成都：電子科技大學，2014
[2]陳立君，楊麗艷.高校實驗室開放保障和激勵機制的研究與探索[J].天津：實驗室科學,2008年5期,135—136
[3]周曉光，王曉華．射頻識別(RFID)技術原理與應用實例．北京：人民郵電出版社，2006
作者:陳琴 單位:江漢大學文理學院
