工程实训课程教学运行信息管理系统研究

李凌乐

（许昌学院 电气与机械工程学院〔工程训练中心〕，河南 许昌 461000）

一、工程实训课程教学

2018年教育部发表《一流本科教育宣言》中强调，要将本科教育放在人才培养的核心地位，教育教学的基础地位，新时代教育发展的前沿地位，为我国高等教育强基固本。高校是高等教育培养高素质综合应用技术型人才的重要场所。随着科技的不断发展，社会对人才需求的质量要求越来越高，高等教育亟须培养并提高大学生的核心能力和综合素质。工科大学生除了要具备所学专业的理论知识体系外，还应具备核心能力，包括工程实践能力、创新创业能力和团队合作能力。工程实践能力是多种工程能力组成的综合能力，包括工程思维能力、工程设计能力、工程实施能力和工程管理能力。这些能力的培养与锻炼均需要高校配备合理的教学资源、教学平台和顺畅的运行机制，给大学生提供完整系统的能力锻炼机会。

为了培养和提高大学生的工程实践能力，高校将实践教育综合化、系统化，不断地进行着工程实践教育的研究与改革。践行高等工程教育深化内涵的先进教育理念，许昌学院通过构建“122+X”的工程实训教学平台，将基础、通识和专业的工程实践教学课程系统化、模块化、项目化，构建了工程训练中心工程实训教学平台。该工程实训教学平台为全校文、理、工专业大类的本科生提供不同层次、不同模块、不同项目的定制型多样化的工程实训教育。

二、工程实训教学运行机制

我国高校教育教学管理体制高度集中，有层次分明、内容复杂的特征。层次分明主要体现在教学方面，学校管院系；院系管专业教研室；专业教研室管任课教师。而在行政方面，又采取各自为政的科层管理体制。内容复杂表现在教学管理项目的繁多，包括日常教学管理、学科建设、专业建设、课程建设、教材建设、师资队伍建设、实验基地建设等。目前，高校一般有专门的实践教学管理机构，在实践教学的管理组织机构上实行多头管理。这种教学管理运行模式需要各个部门互相协调，工作细致烦杂。各院系与实训中心需要确认落实实践教学工作。而且实训中心与教学职能部门之间职责划分有交叉或缺位的情况出现。多头管理易出现资源利用不均衡或利用率不高、质量监管不到位等情况。

工程实训教学运行涉及课程、实验实训室、学生、教师、教学管理和监督等多个方面。实训课程的安排与实训实验室、教师、学生有关。实训实验室与教学管理和设备管理有关；实训教师既要进行实训课程的开发与实施，又要参与教学及实训室的管理；实训学生不同，所需要的工程实训课程模块和工课程项目也有区别。实训管理与监督又与学校职能部门和院系教学管理部门有关。基于目前高校教学管理体制的现状，避免多头管理带来诸多烦杂因素，重新梳理工程实训教学运行机制，采用以工程实训教学平台为主导，各个院系互相配合，教务管理等职能部门监督管理，形成主体负责多方协调的教学运行机制，在这种教学运行机制下，可有效提高工程实训教学的顺畅管理。

三、工程实训教学管理信息系统

（一）系统构建背景

随着科技的发展，互联网技术、信息化技术与人工智能对行业的改变与促进影响力越来越大。2015年，国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》指出，“推动互联网向经济社会各领域加速渗透，以融合促创新”。“互联网+”是信息化和工业化融合的升级版，将互联网作为当前信息化发展的核心特征，将互联网与行业进行全面融合。

高等工程教育要深化内涵改革，一是要将先进的科技成果与课程结合，并应用于课程；二是要利用先进的科技手段，给教学管理带来简便高效的质量改善。工程实训教学平台的教学运行机制也要借助信息化的管理系统，将整个工程实训教学安排得更加顺畅，提高工程实训教学管理质量。工程实训教学管理借助信息化，可以为教学管理人员提供大数据信息，减轻一线教师在安排、汇总、登记等方面的时间，让更多的精力放在课程教学的改革和实施中去。

采用主体负责多方协调的教学运行机制，将其管理分为四级，第一级为学校层面的职能部门，此类教学管理人员需要管理和监督的权限，还有一些全局性和实时性的数据信息等。第二级为院系的教学安排及监管部门，此类人员需要安排具体的教学计划，监管工程实训教学运行，分配工程实训相关实验实训室，安排工程实训相关教师等。第三级为具体的教学实施人员，此类人员需要根据实训学生的不同合理安排实训模块和实训项目，而且要结合科技发展和实验实训室建设情况开发定制新的实训模块和实训项目等。第四级为学生院系的教学管理人员，此类人员需要获取学生的实训成绩，学生的实训考勤和学生实训相关的课程信息等。一、四级的教学管理涉及数据信息的查询，是单向数据流通，而二、三级之间是双向的数据流通，在教学运行中有安排与实施的信息交互。

（二）系统功能

分析工程实训教学管理与运行的实际情况，将教学管理及运行的环节模拟为管理信息系统的模块，分析并构建管理信息系统的主要功能模块，其功能模块设计如图1所示。

图1 工程实训教学管理平台信息系统功能模块

系统功能模块主要包括7项。其中实训课程项目包含工程实训教学平台所有课程模块的已有项目，而且有新增菜单，可满足科技发展和实验实训室建设后的新增项目，可实现课程项目的新增、删除、显示、汇总等。实训实验室模块包括实训项目开展所需的实验实训室，以及整个工程训练中心所管理的实验实训室，该模块包括实验实训室的新增、删除、显示、汇总、使用率等情况。实训教师模块主要是指直接参与一线实训教学的实训教师，同样包括实训教师的信息录入与信息管理。实训学生可与教务管理系统中的数据信息对接，在实训开设学期导入需要实训学生的院系、专业、班级等信息。教学管理人员涵盖四级不同权限的教师，可添加并设置。

学期教学计划可将每学期的实训课程安排录入系统，并方便课程教学的查询与管理。根据工程实训教学计划实际运行情况显示，两个学期（一个学年）即可完成一个年级的基础工程实训课程，也就是所有本科专业在工程实训教学平台中的122基础实训环节。其中，文科各类专业的工程实训课程也就是工程实训“122+X”教学平台中的“1”。理工科各类专业的工程实训课程有两门，一般开设在两个学期中，是教学平台中的“2”。学期教学计划可支持各个专业的实训安排，可通过简单的查询、排序、排除等功能实现工程实训的自动化、智能化安排。

系统设置与查询，可提供管理人员的登录、权限标记等管理，另外，可为管理者提供有关实训方面的大数据分析原始数据，而且系统的登录管理等设置可方便系统的安全管理，提高数据流的安全性。

四、系统构建目标及效果

工程实训教学管理信息系统主要是针对工程实训课程所涉及的相关教学运行所构建的数字化和信息化管理，其开发和建设不能纯粹的外包，要有清楚流程的教学管理内部人员来完成。其开发建设要满足便捷易用，操作及维护简单，使用方便等特点，其相关开发技术及构建目标分析阐述如下。

（一）管理信息系统开发技术

通过对系统功能模块的分析与设置，采用基于浏览器/服务器架构的管理信息系统设计。浏览器/服务器架构的客户端较为简单，用户打开计算机浏览器即可实现操作，应用自由，能够在网络上直接使用，可多用户操作且交互性强。该教学管理信息系统分为三层，分别是表示层（用户系统界面），数据交换逻辑层（C#程序）和数据存储层（数据库）。数据交换处理逻辑层及开发采用C#语言和ASP.NET技术，C#语言现代、简单，是一种面向对象的语言模式，较为通用的ASP.NET技术是微软公司推出的一种建立在.NET之上的Web运行环境，它是新一代的动态服务器网页（ASP）。借助ASP.NET，可以创造出内容丰富的、动态的、个性化的Web站点，而且其简单易学，功能强大，应用灵活，扩展性好，具有良好的开发性能。该管理信息系统数据库采用MySQL数据库，MySQL数据库是目前较为流行的关系型数据库管理系统（RDBMS）。

（二）系统构建目标及效果

1.工程实训课程数据信息智能管理。通过教学管理平台信息系统的构建，将工程实训课程数据信息化，利用信息化的优势，可以通过数据的统计和排除实现课程排课的智能化。另外，该信息系统的构建，后期数据库可将学生数据信息进行导入，有效监控并智能查询统计学生的工程实训效果，方便教师及教学管理人员针对实训课程进行数据分析和教学研究。四级教学管理人员通过对管理信息系统不同的权限分类，可以更加方便地对实训课程、实训运行及实训监控进行数字管理，更加方便及智能。

2.专业实训课程分类管理。实训课程教学平台将实训课程的模块和实训项目进行了数字化，针对全校文、理、工大类不同专业的专业背景和实训需求，可以更加有效和快捷的构建合适的项目和模块，形成个性化定制的工程实训课程。而且，管理信息系统也支持教学改革和教学运行的快速反应及调整，可使用科技发展及实训室建设所形成新的项目和模块。该平台可对专业实训课程分类管理，有效提升了不同专业实训教学的工程实践能力，提升了学生整体的应用技术能力。

3.实训数据共享和查询统计方便快捷。管理信息系统的界面系统，可采取功能模块和菜单指令，界面直观明了，简单友好。该数据库构建完成，可满足四级教学管理人员对相关数据的查询和统计。通过运行，管理信息系统稳定后，可开发与教务系统的相关数据进行交互与共享，更好地让信息系统服务于教学管理人员。

4.管理信息系统数据库安全。MySQL数据库是开放源码系统，能够满足个人用户和中小企业的低成本使用。数据库的内部安全可通过数据库文件和日志文件保证目录访问的安全。数据库的外部安全可通过授权表和服务器控制等保证网络访问的安全性。

结语

工程实训是高等教育工程教育的重要实施环节。工程实训教学管理信息系统的构建研究梳理了整个课程的教学运行，使得课程的运行机制更加流畅。该管理信息系统的构建将工程实训课程的实施实现了信息化，摆脱了人工汇总管理和查询各种信息的烦杂，提升了整个工程实训的课程管理，并且使其部分功能实现自动化和智能化。该管理信息系统也促进了实践教学管理体系的研究与构建，为相同类型的系统构建提供了借鉴和参考。管理的信息化和逐步的智能化将有利于高等工程教育教学质量的进一步提高，为社会培养更多优秀的应用创新型人才。