基于SSH框架的信息技术类在线开放式实验室管理系统分析与设计

刘伦 陈芳明

摘  要：伴随信息化的成熟，信息技术类专业的在线开放式实验室建设成为相关领域关注的重点，应用在线信息化手段来推进实验实践教学的改革，成为各高校开放实验室建设的重要内容之一。本文采用UML系统分析工具，B/S架构，SSH框架构建了信息技术类在线开放式实验室管理系统，以使实验室管理更高效，实验内容更丰富，实验方式更开放，学习效果更理想。进而将其推广至其它专业领域，使其成为各高校开放实验室建设的有效工具。

关键词：SSH框架;在线开放式实验室;系统分析

中图分类号：TP311.52     文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）01-0019-03

Analysis and Design of Information Technology Online Open Laboratory

Management System Based on SSH Framework

LIU Lun，CHEN Fangming

（School of Science，East China University of Technology，Nanchang  330013，China）

Abstract：With the maturity of information technology，the construction of online open laboratory for information technology majors has become the focus of attention in relevant fields. The application of online information technology to promote the reform of experimental practice teaching has become one of the important contents of the construction of open laboratory in colleges and universities. This paper uses UML system analysis tools，B/S architecture and SSH framework to construct an online open laboratory，which makes the laboratory management more efficient，enriches the experimental content，opens the experimental mode and achieves better learning effect. Further，it has been extended to other professional fields，and has become an effective tool for the construction open laboratories in universities.

Keywords：SSH framework;online open laboratory;system analysis

0  引  言

伴随当下大数据、AR/VR、AI等技术的发展和普及，信息技术再一次涌入各高校师生和社会民众的视野。为适应社会各行业对于信息技术的需求，各高校不断加强对信息技术类专业的投入和支持，以期培养技术能力强、更具应用与创新实践能力的学生，达到提升学生技术创新能力，优化学生就业，引导学生利用科技创业的目标。

为此，各高校的信息技术类专业在不断探索优化课程教学模式，强化实验、实践和实训教学。开放式实验室建设就成为学校进一步提升学生专业实践技能的有效方式，然而众多高校的开放式实验室建设仍相对传统或流于形式，比如以敞开实验室大门就视为实验室开放，再如实验室使用申请需提交纸质申请，再层层找领导审核。没有实验室开放管理制度，没有开放性实验内容，没有在线审核管理，没有实验室排课信息共享，开放式实验室建设也就因缺乏实际内容而流于形式。

基于上述情况，结合信息技术类专业特点和信息化建设需求，本文构建了基于SSH框架的“在线开放式实验室管理系统”（简称OOLM），以期给相应专业开放式实验室建设和管理提供参考。

1  系统分析与设计

1.1  系统功能结构分析

OOLM采用B/S软件架构，主要包括基础数据管理、权限管理、实验管理、预约管理和实验教学管理五个主要功能模块。

（1）基础数据管理：该模块提供相对静态的基础数据，主要为后面业务功能模块做数据支撑。其提供的数据信息包括部门信息、学生信息、教师信息、实验室信息、实验设备信息等。系统运行初始化完成之后，该模块的数据就基本保持不变。

（2）权限管理：该模块主要包含账户管理、角色管理、功能管理、权限管理等，为不同角色用户提供不同权限功能，系统管理员可以为不同用户设置不同角色，通过角色匹配相对应的功能权限。

（3）实验管理：该模块包含常规性实验管理、开放性实验管理、排课管理、课表生成等子功能模块，其设置可以有效提高实验室及其设备的利用率，也提升了开放式实验室的管理水平。

实验管理模块的子模块具体作用如下。首先，常规性实验管理，即專业教学体系中的课程实验，提供教学支持功能。学院或专业教务人员将课程体系的实验课程导入系统，教师可以根据自身情况选择实验课安排，系统通过智能算法自动进行排课并生成课表，亦可由实验室管理人员进行线上排课和调整。其次，开放性实验管理，即指学生和老师可以通过该模块发布开放性的实验内容和要求，并且可查看常规性试验课表，申请安排开放性实验的课程安排。最后，教师、学生、系部主任、学院领导、实验室管理人员等都可以对实验室的实验进行管理，包括申请、审核、生成课表，调整课表等诸多功能。

（4）预约管理：该模块与“实验管理”模块相结合，设置了学生/教师实验预约管理、预约审核管理、实验室预约管理四个子模块。学生和老师不仅可以对各自开放型实验进行双向选择，也可以结合实验室课表，预约使用实验室。管理员将审核后的实验室预约信息共享给全校师生查看。

（5）实验教学管理：该模块为常规性实验和开放性实验提供教学过程支持，并对实验过程的考勤、实验报告、实验成绩进行管理。

学生通过登录账号，在规定的时间内提交手势考勤、实验报告等信息;教师根据学生实验过程的表现以及实验报告等进行实验成绩的在线输入，并生成成绩报表。

1.2  系统静态和动态模型分析

本文采用UML工具分析OOLM的静态和动态模型，以OOLM中的实验管理和预约管理为例，构建了静态类图和动态时序图。

（1）静态模型——类图：OOLM的实验管理和预约管理功能实现的主要类包括基础数据类，如学生类、教师类、课程类、实验室类;业务类，如开放性实验发布类、学生选课类、实验室使用类、实验室申请类等。通过对各类进行分析设计出静态类图。如图1所示。

（2）动态模型——时序图：根据上述两功能的实现流程，本文分析并构建了系统中类与对象在执行期间的交互过程。该系统功能主要包含学生、教师、系部主任/教务管理人员、实验室管理人员四类角色用户，其在系统中的交互过程。如图2所示。

1.3  系统框架设计

OOLM采用较为成熟的SSH框架，即Struct2+Spring +Hibernate组合框架模式，如图3所示。

其中：Struct2为控制器，负责模型与视图数据交互，进行可视化处理;Spring提供业务支持，解决程序中的业务逻辑层与其他层次（如数据访问层）的耦合性;Hibernate提供数据服务，全自动ORM框架，自动生成相对应数据库中的SQL语句。

通过采用SSH框架构建的OOLM能够快速地进行功能实现，简化编程。同时，系统采用了Ajax局部刷新技术，为用户提供了更好的操作体验。

2  系统实现

2.1  权限管理

系统用户包含前文所述的四类角色，每类角色都可以由系统管理人员分配不同的功能权限，用以操作系统中不同的功能。该功能模块的实现包括以下页面：第一，用户登录页面;第二，用户权限分配页面;第三，用户信息、角色信息、功能信息、权限信息的增、删、改、查等页面。

2.2  实验管理

该模块也由四类角色分别操作，其功能实现包括以下页面：第一，系部主任或教务管理人员对常规实验课程信息的增、删、改、查等页面;第二，实验室管理人员对实验课程的排课系列流程页面;第三，教师和学生对开放性实验课程的增、删、改、查等页面。

2.3  预约管理

该模块主要由学生、教师、实验室管理员操作，其功能实现包括以下页面：第一，教师实验项目选择、修改、删除等页面;第二，学生实验项目选择、预约、修改、删除等页面;第三，实验室管理员对开放性实验的预约审核页面;第四，学生和教师实验室预约、修改、删除等页面，以及实验室管理人员审核、排课等页面。

3  结  论

综上所述，基于SSH框架的OOLM不仅为师生提供了开放创新实验内容发布平台，也为师生预约空闲时间段的实验室提供了便捷，使实验室实现真正意义上的开放。除此之外，OOLM的推出也让实验室管理人员对于日常事务的处理更高效。该系统正在实验室中试运行，笔者以期利用运行之后积累的大量数据，为其加入更多的功能，并加入决策支持，从而更好地优化教学模式，提升教学质量。

参考文献：

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