高校开放式实验室管理平台的设计与实现

蔡燕敏

(韩山师范学院 物理与电子工程系，广东 潮州 521041)

高校实验室是知识创新的源头，人才培养的基地。我们应该有效地利用和挖掘实验室资源，充分发挥实验室在实施素质教育以及高新技术开发中的重要作用。但目前，韩山师范学院实验室管理的现状是:(1)实验室管理工作仍然采用人工或单机版的管理软件进行管理，工作烦琐，效率低下;(2)仪器设备依然不同程度存在着管理分散封闭、开放程度不够、利用率偏低的状况，造成学生的实验时间和实验空间不足;(3)学院校区多，学生预约手续繁杂，影响了学生的实验积极性。本文以本学院开放实验室管理的实际需求出发，研究设计了基于Web高校开放式实验室管理平台。从地域空间、师资、设备和网络几个方面入手，为师生营造更为宽松自由的实验教学时间、空间和环境，实现跨校区、跨专业的学生通过任何有网络的地方都可以进行实验申请与预约，并且通过统一管理平台预约各校区的实验教师、实验室和实验仪器，有效地解决目前单校区实验空间不足、实验仪器不足、实验时间不够、实验指导教师缺乏、实验预约困难和实验室管理工作繁杂等问题，提高实验教学质量，培养学生综合工程实践能力和自主创新能力。开发该平台的目的有两个:本平台设计完成后，可以放在韩山师范学院实验室与设备管理处网站上使用，以便我校设备处更好地管理我校实验室;方便学生上机实验的准备、预约以及实验报告的提交与管理［1－2］。

1 需求分析

该系统应分为两大部分:

1)非登录状态下网站前台。非登录状态下网站前台的功能为:(1)新闻通知;(2)实验仪器设备分为较大型仪器、自制仪器和国内外引进设备;(3)实验课程介绍分为基础物理实验室、近代物理实验室、演示物理实验室和仿真物理实验室等实验室;(4)登录中心包括学生登录、教师登录和管理员登录［3－4］。

2)登录后才能使用的功能面向3种用户:(1)为学生提供的服务。实验器材认识，实验资料下载，实验报告提交，实验成绩查询，实验课程查询，实验预约，在线答疑。(2)为教师提供的服务。实验资料上传，实验报告查阅，实验成绩登记，实验成绩查询，实验课程查询，实验通知发表，实验预约，在线答疑。(3)为管理员提供的服务。课程成绩管理，学生信息查询，教师信息查询，实验通知管理，预约实验，在线答疑［3－4］。

2 研究的技术路线

该系统研究基于Web2.0的新服务技术，利用SOA的系统架构思想对系统服务与层次进行整体规划，分步实施，主要以B/S模式实现，用Windows 2003自带的IIS架设Web服务器，以ASP.net+Dreamweaver设计系统动态网页，用SQL Server 2008进行数据库管理。操作系统建议Windows XP/Windows 7。浏览器最好IE8以上，适合谷歌，火狐［5］。

3 数据库设计

数据库设计如图1所示。

图1 数据表树形结构图

4 网站主要功能模块详细设计

4.1 网站首页模块功能及页面运行效果

网站首页的运行效果如图2所示。

图2 网站首页模块功能图

网站首页分为三小列:左边是新闻动态以及友情链接;中间是实验仪器介绍，点击图片可以链接到相关的页面;右边是实验室介绍以及实验相关视频，点击可进入相关的页面。

4.2 学生用户主要功能模块详细设计

学生页面如图3所示。学生进入该页面后，可以认识一些基本的实验知识，为做实验做好准备;可通过需要下载相关的实验资料;上交实验报告;根据班级号、姓名以及学期查询相关的成绩;通过专业班级或教师的名字查询课程;可以自由地申请实验室，通过批准之后去做实验。在查看预约中查看自己申请的实验是否被批准;通过在线答疑模块在线提出实验中的疑问，实现师生共同探讨问题［5］。

图3 学生界面图

下面以实验预约模块功能及核心代码为例进行演示，其学习预约界面如图4所示。

图4 学生实验预约图

实验预约模块:填写相关的信息点击提交即可。

核心代码:

4.3 教师用户主要功能模块详细设计

教师用户界面如图5所示。教师进入该页面后，通过上传实验资料供学生下载进行实验前预习;查阅实验报告;对相应的班级相应的课程录入成绩;通过班级成绩查询以及学生个人成绩查询;通过专业班级或教师的名字查询课程;发表相关的实验信息通知学生;可以自由地申请实验室，通过批准之后就可以组织学生做实验。在查看预约中查看自己申请的实验是否被批准;通过在线答疑模块去回复相关的问题，也可发表议题。

图5 教师实验报告查阅图

4.4 后台主要功能模块详细设计

实验管理员界面如图6所示。该系统为管理员提供的服务如下:(1)课程成绩管理:管理员在此实现课程表的录入、班级信息添加以及教师信息的添加。对课表进行更新。课程表的打印。实现成绩数据管理:学生信息的录入、班级上课课程信息的录入以及学生成绩的录入。对学生成绩进行修改更新;(2)学生信息查询:查询某个学生的信息，可以对其信息进行修改;(3)教师信息查询:查询某名教师的信息，可以对其信息进行修改;(4)实验通知管理:对实验新闻进行添加、修改和删除等操作;(5)预约实验:对教师学生预约实验的处理;(6)在线答疑:管理员通过在线答疑模块在线回复实验中的疑问。

图6 管理员课程成绩管理图

5 结束语

本人结合自己所在学校的开放实验教学改革思路与开放实验室的定位、功能和目标，以及实验管理的实际需求，借鉴国内高校相关研究的成功经验，采用B/S结构模式，计算机网络技术和SQL数据库技术，突破地域空间的限制，设计基于Web的开放实验管理平台，实现跨校区、跨专业的学生通过任何有网络的地方都可以进行实验申请与预约，可能通过统一管理平台预约各校区的实验教师、实验室和实验仪器，有效地改善了实验教学管理手段和方法，提高了管理效率，提升的实验教学效果。

［1］丁美荣.高校开放实验室管理系统的设计与实现［D］.广州:华南理工大学，2011.

［2］张志慧.高校计算机实验室上机管理系统的设计与实现［D］.吉林:吉林大学，2012.

［3］申振.开放式实验教学管理系统设计与开发［D］.武汉:华中师范大学，2011.

［4］马丽芳.基于ASP的实验室教学管理系统的设计与实现［J］.山东商业职业技术学院学报，2012，12(5):83－85.

［5］杨章伟，张婉婉.开放式实验室的网上预约系统探索与实践［J］.实验室研究与探索，2010，29(10):384－386.