高校实验教学管理系统的设计开发的策略

　中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）09-1926-02
　　实验教学是高校教学工作的重要组成部分，是衡量一个学校教学水平和科研水平的重要指标[1]。近年来，随着科技的发展，高校的教学与管理也逐步向信息化方向发展，建立现代化的实验教学管理体系就成为高校理工科专业学科建设的重点[2]。
　　1 实验教学与管理现状
　　九江学院是一个地方性院校，并且刚刚升上本科不久，教学和管理水平亟需提升，电子工程学院的实验室教学与管理状况也不容乐观，存在着各种各样的问题：
　　1）管理方式有待提升：本学院的实验管理模式比较落后，无论是实验设备的管理、日常工作还是排课基本都是靠人工来完成，这种传统管理模式不仅费时费力而且效率低下，甚至还有可能会延误工作。
　　2）实验教师少，课程多：电子工程学院实验管理人员和专职实验教师人数配置非常少，但是电子专业的学科特点又决定了必须要开设大量的实验课程。在这种情况下，专职实验教师和管理人员的工作经常会出现交叉与混乱，实验教师就不得不承担较多的管理任务，这导致实验教师无法把更多的时间和精力投入到实验教学和科研中来，在一定程度上影响了实验教学的效果。
　　3）实验模式僵化，缺乏创新性：电子学院的实验课程安排较为僵化，管理人员预先规定好上课班级、上课时间、上课地点和上课内容，学生以班级为单位在实验教师的指导下进行实验课程的学习，学生没有任何的选择权，在一定程度上影响了学生学习的积极性和主动性。
　　另外，电子学院的实验课程安排以验证性实验为主，缺乏创新性，这不利于学生创造性思维的形成，在一定程度上影响了学生创造力与开拓精神的培养。
　　2 需求分析
　　分析九江学院电子工程学院实验教学存在的问题可知，在信息化背景下本学院的实验教学工作必须要摒弃传统的实验教学模式，开发新型的实验教学管理系统。这套系统既要方便学生、实验教师和管理人员的使用，又要便于学生访问，减轻实验管理人员和实验教师的工作量；既要实现设备资源的共享共建，又要调动学生积极主动性，培养学生的创新性和创造精神[3]。
　　3 系统主要功能分析
　　根据上述需求，电子工程学院实验教学管理系统主要有三大功能，分别由三类用户加以实现：学生用户、实验教师用户和管理员用户。
　　1）学生用户功能：学生用户有以下功能和权限：实验选课、实验预习、预习测评、实验预约、提交实验报告/作业和成绩查询。
　　2）教师用户功能：教师用户有以下功能和权限：查看学生的实验预约情况、安排实验、批改实验报告、作业和上传实验成绩。
　　3）管理员用户：管理员用户有以下权限和功能：实验信息的管理、查看和审批实验预约、学生相关信息管理、教师相关信息管理和成绩信息管理等等。
　　4 系统的设计与实现
　　4.1相关技术及开发工具
　　本研究开发的实验室教学管理系统选用的是B/S模式，主要技术有：B/S结构、VS2008、C#、SQL Server 2005，开发平台采用平台。
　　4.2数据库和数据表格的创建
　　数据库是做好一个管理系统的基础，系统开发的成功与否很大一部分取决于数据库设计的是否合理。数据库软件种类繁多，其价格、性能、功能等有较大的差别，在综合考虑的基础上，本系统采用SQL Server 2005作为数据库开发平台[4]。
　　4.3系统模块的实现
　　本系统设计的目的比较明确，就是为学生用户、教师用户和管理员用户提供高效的信息化功用，包含的功能模块也主要是为这三大用户进行服务，并且规定了各自的权限。如：登录和身份验证模块，学生用户模块、教师用户模块以及管理员模块，下面简易进行介绍其功能。
　　4.3.1登录模块
　　此模块的主要作用有二，第一是各种用户的身份进行验证，验证不合格就无法登录系统，有效地防止非法用户的登录，以免因过多用户的非法访问对系统造成不良地影响。模块的第二个作用是对通过验证的用户进行甄别，学生、教师和管理员用户非别具有各自的功能和权限，属于哪一类用户，系统就连接相应的数据库，各类用户就可以在各自的权限范围内行使所需的功能。
　　4.3.2学生模块
　　学校近几年加大了校园网络建设力度，宽带进宿舍，免费无线网络也覆盖了整个教学区，大大拓宽了学生自主学习的范围与深度。本系统在设立常规的网上实验选课、实验课网上预习、预习实验自我测评、成绩查询等功能外，还特设了预约实验功能。限于篇幅，这些功能的流程无法一一展示，谨以预约实验为例，对其功能流程简要介绍：
　　预约实验功能要求学生对自己本学期所需掌握的知识和实验项目有一个清晰的认识，明确自己本学期需要完成的学习目标，要达成此目标，需要完成哪些必修实验，然后再根据学分要求或自身兴趣来选择合适的选修实验。具体流程为：
　　1）确定要做的实验项目，进行预习和熟悉。
　　2）进入登录界面，用户名和密码为校园卡号，第一次登陆后可以根据需要更改密码。
　　3）选择预定的实验项目，进行网上实验预习与测评。通过预习测评则可进行实验预约，没用通过实验测评，则无法进入下一步，需要学生重新进行实验预习与测评，三次没有通过实验测评，则强迫该用户退出登录。
　4）成功通过实验测评后，系统就进入到实验预约界面，学生根据自己的需要在同类试验中选择合适的实验项目，要同时满足两个条件，才能够成功预约实验：
　　是否达到个人预约实验最大次数。系统规定了每名同学预约实验次数的最大值，超过最大值时，则自动拒绝预约。此措施是为了保证实验质量，同时也防止了恶意预约对系统造成的不良影响。
　　是否达到了预约实验项目的人数上限。由于实验室设施以及实验教师和实验管理人员的客观限制，同时做同一实验时必须对实验人数做严格地规定，超过人数上限，系统则不予预约。
　　5）通过以上步骤后，学生初步完成了实验预约，管理员在两个工作日内对学生的实验预约进行审批，管理员的审批意见上要有明确的实验项目名称、实验时间、实验地点、实验台等具体内容。
　　6）审批完成后，学生就可以在相应的时间范围内到相应的实验地点完成预约的实验。在线提交实验报告，并在若干个工 作日后在线进行实验成绩查询。
　　预约实验功能是本系统的特色设计，由于在实验前增设了实验预习和测评功能，有效地防止了学生做实验时的盲目性，提高了实验成功率和实验效果，更好地达到了实验的目的。
　　4.3.3 管理员模块
　　管理员的权限主要是进行试验管理、学生管理、教师管理和成绩管理。以审批预约实验为例，其流程为：
　　登录界面——查看学生实验预约——审批实验预约——更新和保存——退出登录。完成这些网上程序后，还要及时通知相关实验教师。
　　4.3.4 教师模块
　　教师模块的功能有：查看管理员预约实验审批、根据审批结果安排实验、批改实验报告以及上传学生实验成绩。最重要的功能是网上批改实验报告和上传实验成绩，网上批改实验报告、作业流程为：
　　登录界面（教师身份）——查看学生的实验报告、作业——添加评语并完成对实验报告的评分——保存实验报告、作业的评分——安全退出系统。
　　5 小结
　　该实验教学管理信息系统在设计和开发时，充分考虑到了学生用户、实验教师和实验管理员三类用户的实际需求，把原来复杂的工作程序做了简化，不但提高了工作效率还节约了资源，节省了大量的人力物力，而且实验教师批改实验报告，上传实验成绩都能做到准时，及时。另外，因为学生可以通过预习后自主选择实验项目，其做实验热情显著上升。总之，与传统的实验教学的单一模式相比，本系统取得了较好的使用效果，达到了开发目的。
　　参考文献：
　　[1] 张芳.高校网上实验教学管理系统的设计与实现[J].电脑知识与技术，2008（20）：302-303.
　　[2] 张润杰，刘维民.基于 B/S 模式的网络版实验室管理系统[J].首都师范大学学报，2005，26 （2）：16-18.
　　[3] 王海鹏，杨永才，张文健.一个高校实验室管理系统的设计与实现[J].计算机与现代化，2002，（6）：89-92