大学生电子创新实验室管理软件的设计

刘　林，黄在范，施国英，张观山

(山东农业大学　机械与电子工程学院，山东　泰安　271018)



大学生电子创新实验室管理软件的设计

刘林，黄在范，施国英，张观山

(山东农业大学机械与电子工程学院，山东泰安271018)

针对当前大学生电子创新实验室管理过程中出现的一系列问题，利用电子信息技术，设计了一套大学生创新实验室管理软件。该软件包括学生端软件、教师端软件和管理员软件3部分，经过一年的使用，运行效果良好，解决了管理过程中亟待解决的问题，得到了广大师生的好评，值得应用推广。

大学生；创新实验室；管理软件；研究

随着社会对人才创新素质要求的不断提高，实验室作为实施创新教育的重要基地，在大学生创新能力培养方面占有十分重要的地位。因此，近年来，各高校都在积极探索各种适应创新型人才培养的实验室建设模式，也涌现出一批创新实验室。如以综合性、设计性实验为主的开放式实验室；以项目为载体，以“导师制”为主要培养形式的创新实验室；以创新设计、科技实践和研究探索为主题的创新实验室等[1-5]。

为进一步提高山东农业大学机械与电子工程学院学生的综合素质，培养学生的科技实践能力、创新和团队合作的精神，激励学生崇尚科学、追求真知、锐意进取、开拓创新 ，结合自身实际情况开展了挑战杯、电子竞赛、机电竞赛和机器人大赛等大学生科技活动，根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》精神和教育部高等教育司《关于鼓励教师积极参与指导大学生科技竞赛活动的通知》精神，为了将这一系列活动进一步落到实处，充分利用实验室资源，促进大学生科研能力以及综合素质的提高，本院设立了大学生科技创新实验室、机械创新实验室、电子创新实验室设。

1　管理过程中遇到的问题

大学生电子创新实验室的面积有144 m2，有32张工作台(配备网线)和32张焊接台，一次性最多可以容纳64名学生，面向本院电气和自动化专业学生(大一到大四合计800多名)全天开放，人均面积0.18 m2，实验室资源相对紧张。

1)学生多，创新实验室人均相对面积小，学生申请相对困难。传统申请实验室的方式:首先下载并填写申请表；然后找指导老师和实验室中心主任签名；最后根据提交的纸质申请表，分配实验室的资源给学生.这种方式浪费时间(前前后后的时间少则两天，多则一个星期)。

2)学生申请并取得创新实验室使用资格后，实验室空间即可长时间供本人使用。然而，部分学生课余时间并不能做到坚持使用实验室，不珍惜实验室资源，而其他学生因没有获得资格而无法进入创新实验室，这样就导致了实验室的闲置，造成了资源的严重浪费，不利于教学资源的优化配置。

3)大学生电子创新实验室采用开放式管理方式，如果继续采用传统签名的方式进行考勤，将会存在代签等问题，达不到考勤的目的。

为解决上述问题，研究并设计了一套大学生电子创新实验室管理软件，包括学生端软件、教师端软件和管理员软件3部分。

2　系统结构

大学生创新实验室管理软件的结构工作原理如图1所示。申请进入创新实验室的学生通过移动输入终端软件，输入个人的信息，点击提交，通过移动基站，利用手机传入网络服务器中，管理员通过网站，就可以管理申请学生信息，简单方便快捷。

1—学生；2—移动终端；3—移动基站；4—网络服务器；5—网站；6—管理员。图1　结构示意图

2.1学生

为了充分利用实验室的资源，要求申请进入大学生创新实验室的学生必须参加至少一项项目，项目类型分为:获得学校科技立项并需要利用实验室的项目、学校“挑战杯”、学院“机电之光”、国家及省级竞赛等扶持项目或特批的其他需利用实验室的科研项目。

2.2移动终端

随着信息技术的飞速发展，手机逐渐改变人们的生活方式，已成为人们生活中不可或缺的一部分。如使用手机辅助学习、获取信息、听音乐以及与他人之间进行沟通交流。手机在学生群体中已经越来越普及[6]。因此，以android4.0.1为平台，研发一套手机输入终端软件，学生通过输入相关信息，就能完成创新室的申请、查看和管理等任务。

2.3网络服务器和网络

利用移动基站，将通过移动终端设备录入的信息上传到网络服务器，安装在服务器中的数据库可分类储存和管理学生信息。管理人员通过网站，提取数据库中的数据，集中管理申请实验室的学生信息[7]。

3　学生端软件设计

学生端软件主要由Eclipse软件编写而成，Eclipse是一个开放源代码的JavaIDE，可扩展的应用程序开发平台，它提供了程序员一个一流的Java集成开发环境[8-9]，如图2所示。

图2　登录注册界面图

初次使用大学生创新实验室终端的学生，首先要点击【注册】，进入注册页面，填写用户姓名、学号、专业班级、密码和确认密码信息(如用户姓名:张三，专业班级:12级电气4班)；然后点击提交。软件会通过用户名、学号和班级在学籍数据库进行搜索，确认学生的身份，只能在校的全日制学生才可完成注册，然后返回登录界面，输入注册的用户名和密码，选择学生登录权限，点击【登陆】，进入操作主界面，如图3所示。

图3　操作主界面示意图

操作界面上有申请须知、申请表格和运行管理栏目；管理办法的下一级菜单有服务对象、管理制度和实验空间栏目；运行管理的下一级菜单有考勤记录、借阅仪器、教师互动和原始资料等栏目，点击栏目，可查看并操作相应的内容。初次使用的学生只有在阅读申请须知后才可以填写申请表格，当取得进入实验室资格后，才可以操作运行管理栏目。

3.1服务对象

点击【服务对象】，查看并阅读信息，开放性实验室的服务对象:

1)获得学校科技立项并需要利用实验室的项目；

2)学校“挑战杯”、学院“机电之光”、国家及省级竞赛等扶持项目；

3)特批的其他需利用实验室的科研项目。

3.2管理办法

点击【管理办法】，查看并阅读信息，开放性实验室的管理办法:

1)符合要求的申请对象须通过输入终端软件填写《申请表格》，等实验室管理员同意批准后(半个工作日)，方可在创新实验室进行相关操作；

2)实验室为每个团队指派若干名指导教师，学生也可以自行先与指导教师联系后再填写名单通过软件录入申请表格；

3)在不影响实验室正常教学秩序的前提下，学生实验项目的实施时间调配由各实验室管理员进行安排，实验过程中若出现异常情况应尽快与管理员联系解决，不得自行处理；

4)学生在上班的任何时间内均可进入本实验室工作，离开前需关好门窗、水电、总电源开关等，并注意保持实验室的卫生整洁；

5)实验完成后，创新性开放性实验团队应按清单归还所有设备，如果没有按照操作规程使用仪器而导致损坏的，或保管不当遗失的，应按有关规定适当赔偿。

3.3实验空间

图4　创新实验室平面示意图

点击【实验空间】，出现创新实验室的平面图，如图4所示。创新实验室有32张工作台(配备电源、网线和焊接台)，其中，深色表示实验室空间已经被学生申请，浅色表示实验室空间未被学生申请，在软件界面上会有文字提示。已申请:工作台1-4，焊接台1-4；未申请:工作台1-4，焊接台1-4。如果实验室空间已经全部申请完毕，学生将不能在申请进入创新实验室。

3.4申请表格

如图5所示。点击【申请表】并填写，申请表的栏目包括申请者姓名、专业班级、指导教师、项目名称、申请理由、所需仪器、时间安排、指导老师意见和实验室中心主任意见。其中申请者姓名和专业班级已经锁定，不可以修改。在指导老师栏目右侧的下拉框中选择自己的指导老师；在所需仪器后面的下拉框中选择自己需要的仪器；在项目名称和申请理由和栏目中填上相关信息；在指导老师和实验室中心主任意见栏目已经锁定，由相应的老师填写，学生不可填写。填写完毕后，点击提交按钮，学生只需等待审核。此时，软件会把信息以的形式通知指导老师和实验室中心主任的审批。

图5　申请表格界面示意图

时间安排:在时间安排后面的文本框中输入起止时间，格式 2013.9.1-2014.7.20。点击【安排】按钮，安排每一周的时间。一周分为7天，将每一天划分为5个时间段，学生选择自己进入实验室的时间段，以此时间作为考勤的依据。

3.5考勤记录

点击【考勤记录】，查看自己进入创新室的时间和次数。考勤原理:当学生进入创新实验室后，利用随身携带的手机中GPS的定位功能，自动记录进入创新室的次数和时间。

3.6借阅仪器

点击【借阅仪器】，查看自己借阅的仪器使用记录。实验室为每个立项的团队人员提供必要的实验设备，但以不影响正常的实验课教学为前提。团队成员可在实验期间自由使用这些设备，并负有保管、维护、修理这些设备的责任。

3.7教师互动

点击【教师互动】，查阅指导教师对创新项目的建设性意见，通过本栏目，学生也可以与自己的指导老师沟通，汇报创新项目的进展等情况。

3.8原始资料

点击【原始资料】，填写自己的实验设计方案，随时记录数据、拍摄实验照片等等，并将第一手的资料上传到网络服务器。

4　教师端软件设计

教师端软件主要用于指导教师和实验中心主任对学生申请的项目进行审批。当指导教师或实验中心主任接收到学生申请创新实验室的短信后，通过大学生创新实验室管理软件的登录窗口输入用户名和密码，登陆并对申请的学生信息进行审核，如果同意点击【是】按钮；否则点击【否】按钮。当学生成功取得进入创新实验室资格后，指导教师可以通过软件，跟学生进行交流，查看学生进展情况，并提出建设性意见。

5　管理员软件设计

管理员端软件，主要用于对申请创新实验室的学生进行管理，主要完成4个方面任务。

1)快速审批申请创新实验室的学生，第一时间分配实验资源。

有资格申请创新实验室的学生通过学生端软件填写信息并提交，并以短信告知指导老师和实验室中心主任。得到批准后，管理员根据实验室空间的分配情况，分配实验室资源(主要是位置和仪器设备)并第一时间短信告知学生，提高了审批速度。

2)充分利用创新实验室的资源，最大限度发挥其功能。

由于创新实验室的资源紧张而且同时容纳学生的数量有限，申请创新实验室的学生课表一般不同，学生课余时间不同，进入创新实验室的时间不同。如果将创新实验室的资源(尤其是位置)分配给一个学生，将会在同一时间内，可能会有很多空位置，资源得不到充分的利用。因此将同一位置在不同时间内分配给多个申请的学生进行重复使用，克服实验室资源紧张的弊端。

3)督促学生充分利用课余时间完成实验项目

通过移动手机的GPS定位功能，利用次数和时间两个指标对学生进行考勤，取消考勤不合格的学生，将其实验室资源分配给其他有资格申请并进入创新室的学生。

在规定的时间内，学生进入实验室的次数和时间小于规定值时，第一次短信提醒，第二次短信通报，第三次软件自动锁定学生信息，取消学生进入实验室资格，可将其位置分配给其他有资格申请并进入创新实验室的学生。

通过考勤的形式，既可以使学生更加珍惜进入创新实验室的机会，又能够促使学生充分利用课余时间尽快完成实验项目，不仅能丰富自己的课余生活，而且还会提高自己的动手能力和创新水平。

4)自动生成学生信息，并可一键打印学生的项目信息。

学生信息包括申请者姓名、学号、专业班级、联系方式、指导教师、项目名称、实验设计方案、数据记录、工作日志等内容。

6　结束语

本文分析了当前本院大学生电子创新实验室管理过程中存在的问题，研究并设计了一套使用的管理软件。1)学生利用手机，通过软件就可以申请实验室，方便快捷；2)本软件通过手机的GPS定位功能，对学生进行考勤，督促学生课下及时进入创新实验室研究项目。本系统操作简单，具有很高的应用价值。

[1]王 周，激流，赵钢，等.关于构建大专业平台人才培养模式的思考与实践[J].中国大学教学，2011(6)，16-17.

[2]唐毅谦，陈琳，王钟菁，等.构建分类培养体系，培养高素质应用型人才[J].中国大学教学，2010(1):34-36.

[3]朱睿，陈琳，唐毅谦.打造“政产学研”特色的大专业平台培养模式[J].边疆经济与文化，2011(10):98-100.

[4]鄢志丹，王宇红，廖明燕.基于大学生创新训练计划的创新实验室建设[J].实验室科学，2013，16(4):98-100.

[5]石乐义.大学生创新实验室的探索实践[J].当代教育科学，2014(3)，60-61.

[6]肖祥.大学生人格特质、手机使用动机与手机依赖的关系[D].长沙：湖南师范大学，2014.

[7]郎需强，张观山，刘林，等.基于MMS的农业病虫害彩信专家诊断平台[J].山东农业大学学报(自然科学版)，2014，45(1):17-21.

[8]赵建科，刘聪，段凤云.基于DSP的GSM远程报警系统的设计[J].实验室科学，2014，17(6):51-52.

[9]詹成国，朱伟，徐敏.基于Android的测控装置人机界面的设计与开发[J].电力自动化设备，2012，32(1):119-121.

Research of Undergraduate Electronic Innovation Laboratory Management Software

LIU Lin ，HUANG Zaifan ，SHI Guoying ，ZHANG Guanshan

(College of Mechanical and Electronic Engineering，Shandong Agricultural University，Tai’an 271018，China)

Aiming at a series of problems for the innovation of college students in the process of room management，by the use of electronic information technology，a set of innovative laboratory management software which includes student software，teacher software and administrator software are designed.After a year of use，it has a good operation effect and solves the urgent management process problems that the majority of teachers and students praise，it is worthy of application and promotion.

college students; innovation laboratory; management software; investigation

2015-05-06

刘林(1987-)，男，硕士生，助理实验师，主要从事实验室教学工作。

G482

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2016.01.063