工科大学生开放实验室线上管理软件需求分析研究

陈伯豪，安芬菊

(广东海洋大学，广东 湛江 524088)

工科开放实验室是高校培养学生科研能力的重要场地和必不可少的实验实践环节之一。它注重学生的动手能力和创新能力的培养，通过一个科研项目或者比赛项目的带动下，学生把课程学过的理论知识和实际操作相结合，加深专业知识的认识和理解，从而达到工科开放实验室实践环节的培养目的[1]。目前大学生教学中采用高新信息技术日趋常见，相对传统教学和管理模式，它所具有的技术优势十分显著,不仅包含着丰富的信息内涵,同时在信息传播便捷性和高效性方面也呈现出十分显著的特征[2]。大学生更趋于认同高新的多媒体技术参与到教学和学习中，新工科模式下的大学生开放实验的教学与管理模式也出现新的变化，工科竞赛和科研项目的开展必会与信息新技术相融合。

1 研发线上管理平台的必要性

手机是当今大学生生活必备品，它用于大学生学习生活中的各方面，如果开放式实验能够让大学生通过手机app来实现教学，无疑大大引发其浓厚的学习兴趣。在手机上，学生可以清晰知道自己的学习目标和内容，同时教师随时掌握学生的进度，可以根据app的实时反馈信息进行新一轮教学安排和管理。这种人性化学习与管理模式让整个开放式实验项目效率得到大幅度提高。所以有一套基于手机线上管理平台的开发实验室管理软件更加方便教师和学生的平时的项目管理和开展，线上管理软件的研发和使用显得很有必要和意义。

2 管理平台的需求分析

根据开放式实验开展的流程和现有手机的功能特点，结合学生平时参与开放实验室学习加工过程中的反馈意见，笔者归纳该软件的需求包括如下几点：(1)软件使用账户要具有唯一性，不能出现学生代替上课情况；(2)该软件要有定点签到功能，满足学校考勤任务要求；(3)针对实验室平时实验室课程安排和开放实验室指导课程冲突情况，不能到开放实验室对学生操作指导，所以每个开放实验室设备必须要有在线教程，满足学生在操作设备前的自我预习学习；(4)取消实验日记纸版上交形式，在软件上完成，完善实验日记管理归档；(5)很多时候存在多个开放实验项目同时进行，为了避免设备等待或者空闲时间过长，每个实验室的设备在线可见可预约，提高设备的利用率和项目进展效率；(6)指导老师要有项目发起、删除、编辑权限，达到项目的在线管理效果。根据以上的软件需求，笔者针对开放实验室手机软件管理平台的需求设计结构框架示意图如图1所示。

图1 需求设计结构框架示意图

3 软件各个模块

为了软件app简单易用，满足人性化设计，整个软件app的主页面基本功能采用图标加文字方式显示出来。具体主页如图2软件手机app主页面所示。

图中软件主页面由常用功能和基本功能两大块组成。其中常用功能包括:我的、信息通知、查找这三个常用功能，我的功能主要包括个体账户的信息，完成的项目和正在进行的项目，个人实验日记等信息；信息通知是项目通知和个体账户之间的聊天信息；查找功能可以实现内容迅速查找。

基本功能主要包括：登陆、定位打卡、预约、信息沟通、项目编写、工作日记、设备状态、设备清单、视频教学等九个小模块。

图2 手机app主页面

登陆注册只支持个人手机号码，预防个别同学顶替参加情况发生，用户分教师和学生两种，其中教师有开放实验室管理老师和普通项目老师两类，开放实验室目前有七个加工实验室，分别由七个实验老师负责，同时也是每个加工实验室的管理员。

登陆。包括学生和老师登陆，使用其他功能前必须先登陆才能使用。登陆注册只支持个人手机号码，预防个别同学顶替参加情况发生，用户分教师和学生两种，其中教师有开放实验室管理老师和普通项目老师两类，开放实验室目前有七个加工实验室，分别由七个实验老师负责，同时也是每个加工实验室的管理员。

定位打卡。主要是完成学生和指导老师考勤作用，使用时候需要打开手机的GPS定位功能进行自动定位，实现打卡考勤。

预约功能。是需要申请使用某个开放实验室的同学使用预约功能提前登记使用，如果某一个时间段预约使用的人数超过该设备的数量，其它同学不能使用，需要往后面排期，这样可以提高整个实验室设备的使用效率。

信息沟通。此功能用于平时学生小组成员之间或者学生和项目指导老师之间的信息沟通，提高项目完成效率。

项目编写。每个开发实验项目必须由指导老师创建，学生才能在该项目下面进行实验，该功能包括项目创建、删除、修改等功能。

工作日记。学校要求每个开发实验室的开放实验项目必须提交学生工作日记，过去是采用纸质模式，在这个平台可以以电子格式保存与提交，方便快捷归档。

设备状态。每个开放实验室的每台设备的使用状态实时显示，可供学生预约使用。

设备清单。每个开放实验室的各种设备名称、数量可通过该项进行查看。

视频教学。各个设备使用教程在线观看，满足学生操作该设备前的自我预习学习和现场操作设备指导，减轻指导老师重复工作量。

4 应用例子

工程训练大赛是一种以工程环境为背景,以工程训练内容为载体,以实际操作为手段的实践性提升训练,是工程训练成果的集中展现形式[3]。本文以工程训练大赛中的无碳小车走8字的比赛项目为例子来讲解该软件的使用流程。首先有项目老师发起该项目申请、增加和编写项目，项目组的成员学生通过登陆软件后可以看到该项目出现在可选项目题目一项。项目前经过项目老师的工作分工，各个同学清楚知道自己需要完成的项目的哪一项，例如：无碳小车走8字比赛项目的小车主要包括：轴承、底座、各类轴、齿轮加工、支架等，其中线切割完成轴承和底座，车床完成轴类加工，数控车数控铣完成齿轮加工，3d打印完成支架打印，钳工完成各个零件的装配工作[4]，然后自己可以根据软件中的设备使用情况进行各个零件的加工预约，轮到自己使用该设备时，个人在个人定点打卡后进行加工操作，如果碰到问题，可以根据设备的使用教程视频进行提前练习操作，也可以在软件中通过信息沟通功能向实验指导老师请教，当自己完成自己的零件加工后，个人可以在工作日记一项写上个人工作记录。

5 结语

此开放式实验线上管理平台的使用明显提高教学管理效率，大幅度减轻项目指导老师的工作强度，同时也增加学生参与科研项目的兴趣，提高工科大学生的教学质量与科研能力。但是该软件还是有不足地方，比如目前只能用于工科大学生的开放实验室，如果能把其它学科专业开放实验室项目加进来就更加完善，这点也是后期需要改进的地方。