高校实验教学管理平台的设计与实现 苏韦伟，严家兴，黄 珊 （南京农业大学信息科技学院，江苏南京２１００９５） 摘 要：随着“后喻时代”的到来，高校教学、管理已与信息技术密不可分。高校实验教学管理平台， 因其比较完备、先进的科研设备，成为连接科学研究与实验教学的重要媒介。本文将从软件Ｘ－程的角度 对高校实验教学平台的设计与实现进行分析，力求探索更人性化、科学化的高校实验教学管理模式与 方法。 关键词：高校实验管理平台；实验室；系统设计 高校实验教学管理因其比较完备、先进的科研 设备，在进行科学研究、实验教学方面正发挥着日益 实验室长期和整体的规划，不利于教学资源开发和 实验室的健康发展，难以适应高等学校实验教学的 发展要求。 重大的作用，其不仅使教学和科研、生产的关系日益 密切，也使教育与社会相互联系。所以，高校实验管 理平台的设计和实现不但要重视实验教学的内在发展 动力和管理模式，更要合理运用信息化对实验教学管 理进行辅助。如此，才能达到教学与科研的相互结 因此，随着近几年来我国教学信息化的全面普 及，高校实验教学要善于识别机遇、捕捉机遇，主 动积极的培养自我的自信意识和分析加工信息能 力，促使实验教学逐步以多媒化、综合化、信息 化、网络化的教学手段作为媒介，进而提升实验教 学参与者的改革意识和开拓创新精神，在素质上养 成创新学习。与此同时，实验教学更要大力开展科 学研究、实验教学、加强实验教学服务的多样性， 合、渗透，不断提高实验教学水平的目的，促使高校 实验室成为生产新技术、培养新人才的沃土。 １ 高校实验教学管理 高校实验教学管理是以一定的实验教学目标为 核心，信息时代要求实验教学要在开放中同外界交 深化实验教学改革。在此过程中，实验教学必须秉 承发展性原则，坚持“科学、数学、技术将成为教 育今日孩童面对明日世界的基础。”…坚持教学活动 时刻与学生的整体素质发展相联系。教学信息化可 换资源、能量和信息。高校实验室作为验证理论知 识、提升能力及科学研究的阵地，其不但是高校实 验教学的基础，更关乎高校实施素质教育的普及、 综合型人才培养。这就决定了新时代的高校实验室 在设计和创设的时候充分考虑到开放与闭合的有效 统一，实验教学要同社会需求、科学研究相结合， 打破闭门实验的教学模式。 以让高校管理者在素质教育管理中不断养成新的理 念和管理策略已是不可否认的事实，这种通过探索 和创设的素质教育管理模式运用于实验教学时，会 为实验教学中教学信息传递、实验实践、科学创造 了更大的可能性。在此基础上，实验教学管理将开 始正式进入数字化运转的轨道，实验室管理系统要 在集计算机系统、网络技术、数据管理、数据处理 为一体的基础上，通过对“执行控制”和“预期” 然而，纵观我国传统实验教学不难发现，长期 以来，我国高校实验室一直附属各学院或各部门， 进而导致实验教学管理的信息服务、教学服务较为 封闭，由于这种分散管理模式，其在设计和建设上 较为单一，导致实验室设计理念滞后、规模较小、 教学单向，各学科之间无沟通等问题。因此，实验 室、学生和学校之间的联系呈中断状态，一方面教 学难以联系科研，了学生综合能力和创新能力 的培养；另一方面，相对封闭的管理模式让各教学 实验室难以发现自己管理的不足，从而抑制了 有效资源的设计及实现，实现为高校实现实验室全 方位管理提供便捷的目标。 ２ 实验教学管理平台的设计 ２．１ 系统总体设计 高校实验教学管理是高校日常管理事务中重要 组成部分，其不但影响到教学任务的完成，更影响 到高校全局的教学工作，因此，是否可以对高校实 ●第一作者：苏韦伟（１９８２一），男，学士，初级职称，从 事计算机应用管理工作。 ●收稿日期：２０１４—０９—２２ —验教学进行有效、有序的管理和协调，一套功能完 备、高效便捷、数据准确的系统设计至关重要。Ｌ太ｊ 此，在实验教学管理平台的设计中，我们必须注意 ９２一 苏韦伟，等：高校实验教学管理平台的设计与实现 整体设计的完整性。 实验室是学生与教师在实验教学过程中进行沟 通的媒介与桥梁，因此，实验教学管理平台的总体 从图２可知在实验教学管理中管理员是信息管理 的主体，其通过系统登录完成实验室相关的信息发 布、实验课程设置与安排、学生信息管理与修改、教 设计脱离不开“教一学一管”三方的相互配合、相 互支撑，其管理工作系统图如图１。 图１ 系统结构图 如图１所示，实验教学管理在我国目前常用的 体系结构是Ｂ／Ｓ体系结构模型，此类结构模式将实 验教学管理中网络、交互和和教学信息的构成三个 控制因素包含其中形成以Ｗｅｂ的方式为教学提供服 务的管理流程，即将系统中核心的功能集中到服务 器上，通过服务器上所安装的数据库软件，客户端 只需一个浏览器便可以通过Ｗｅｂ Ｓｅｒｅｖｅｒ进行数据使 用，即教师、学生、管理员可以遵循“信息——浏 览器——服务器——信息读取——客户端浏览器 ——用户。”的模式进行实验教学、实验指导、实 验评价；实验实践、实验报告提交、成绩查询；实 验设备管理、耗材数据统计等 。 可见这种模式只需安装浏览器便可以与系统之 间形成交流，无需为单个客户端安装软件，这使得 系统的易用性大程度提高。一方面简化了系统部 署，让实验教学中的三个应用主体可以轻松进行信 息、数据交换；另一方面，少量的程序通过客户端 电脑处理，减轻了服务器的负荷量，也为系统升 级、数据维护提供了方便。 ２．２ 系统功能设计 “教～学～管”的实验教学模式明确的指出了 高校实验教学系统管理的三个应用主体，即教师、 学生和系统管理员三个子系统，其各有着不同的功 能模式，如图２所示。 前台数据 图２功能模块图 师信息修改与更新、实验预约、成绩公布等。通过发 布信息、学生用户登录，进行包括实验课程、实验准 备、实验预约、实验报告、实验结果的查询和反馈等 操作；老师进入系统后可以查看学生实验预约情况、 学生提交的测试报告并上传成绩等。 ２．３数据库设计 数据库设计是一项综合性的技术集成、数据优 化。数据库设计是建立数据库及其应用系统的技术， 是信息系统开发和建设中的核心技术 。因此，高 校实验教学管理平台是否成功运行，其主要还是取 决于数据库的设计。因此，我们在数据库设计的过 程中不但要收集数据认真仔细，确保原始数据的真 实性，更要编码规范化，选择相适应的数据类型， 以防数据冗余过多或冗余过低。数据库设计是一项 巨大的工程，所以它的设计更加复杂。为了数据库 管理系统更简单、方便，实体关系模型成为最广泛 的数据库设计工具。其概念解构可以使用Ｅ—Ｒ图 来进行描述，如图３所示。 ｛ｌ斋号，名称， 缉号ｆ名意ｉ 管理员，课程一 实骺 学号，ｊ 实验室，学生／教师／实验 班绥，姓名， 课程／选课记录／实验报 专业，学制 告／实验成绩／管理员等 实验皇／管理 ／教 工号，姓名１ 代码，名称， 学历／职必 学分／性质一 图３实体联系图 根据实体联系图显示，学生、教师、课程、课 程选择记录都是客观存在的，它们可以相互区分数 据，而且每个实体都有其特定的性能，其外在表现 即为实体的属性，如实验室编号、开展课程；学生 姓名、学号、入学时间；教师姓名、工作职位等 ……。这些属性都有其特定的值域，这些值域的录 入就是将实体以数据描述的方式保存在数据库中。 而因为联系是普遍存在的，所以在数据库设计当 中，不但实体之间存在联系，实体内部也存在联 系，因此数据设计要注意获取深化、内部的数据。 ３ 实验教学管理平台的实现 基于实验教学管理平台设计所要实现的合理性 出发，登录模块、维护模块及根据结合实际管理工 作所设计的系统架构都关系着功能模块的实现。 ３．１ 系统实现 系统实现是通过一定的系统实现技术来完成 一９３— 高 校 实 验 室 工 作研 究 的，Ａｐａｃｈｅ＋ＰＨＰ＋ＭｙＳＱＬ系统模式是进行系统实 现的广泛之选。其主要功能是访问数据库并进行筛 选数据、增加数据和删除数据的工作。在此基础上 可以制定通用数据库来进行模块链接，使用时直接 将文件ｉｎｃｌｕｄｅ进代码之中，具体为代码程序如图４ 所示。 ￥ＤＢ＿ＨＯＳＴ＝ ：／／数据蔺￡主机位置 ＳＤＢ ＬＯＧＩＮ＝～：／／数据库的使用账号 ￥ＤＢ ＰＡＳＳＷＯＰｄ￣＝～：／／数据库的使用密码 ＳＤＢ＿ＮＡＭＥ＝～： ／／数据库名称 ￥ｃｏｎｎ＝ｍｙｓｑｌ＿＿ｃｏｎｎｅｃｔ（￥ＤＢ＿．ＨＯＳＴ，￥ＤＢ＿ＬＯＧＩＮ， ￥ＤＢ＿ＰＡＳＳＷＯＲＤ）ｏｒ ｄ￣ｅ（ 未能登陆数据库！ ）：・ ｍｙｓｑｌ＿ｓｅｌｅｃｔｄｂ（￥腽Ｎ蛐）０ｒ ｄｉｅ（ 连接数据库失 败！ ）： ｍｙｓｑｌ＿ｆｌｕｅｒｙ（ ＳＥＴ ＮＡＭＥＳ ｕｔｆ８ ）： 图４系统实现代码图 然后根据信息录入和信息输出采取各模块的数 据信息，最后通过数据整理统计达到对实验教学管 理和设计的目的。 ３．２模块实现 用户界面模块是用户界面的接触的第一项实验 教学管理系统，其是系统的门户，界面的设计直接 影响着用户对管理系统设计的评价。因此，在用户 界面的设计过程中，始终坚持直观性原则，即用最 简洁的界面涵盖最全面的登录操作设计，一般用户 登录及操作界面都会以图５的流程进行设计： 开始 Ｈ用户输入用户名厦秘密 卜叫选择用户类瓤Ｈ进入用户界 Ｈ结束 图５登录流程示意图 在此登录过程中登录必须输入用户名、密码和 身份类别。其程序代码如下。 ｐｒ０ｌｅｃｔｅｄ ｖ。ｉｄ ＰａｇｅＬｏａｄ（。ｂｊｅｃｔ ｓｅｎ ｄｅｒ，Ｅｖｅｎ． —ｔＡｒｇｓ ｅ） ｛Ｉｆ（Ｓｅｓｓｉｏｎ［．＇Ｔｎｏ”］！＝ｎｕｌ１） ｛ ／／Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｗｒｉｔｅ（”＜ｓｃｒｉｐｔ ｌａｎｇｙａｇｅ＝‘用户 名不存在！ ’） Ｒｅｔｕｒｎ ｝ Ｅｌｓｅ ｛ Ｐａｌ—Ｌｏｇｉｎ．Ｖｉｓｉｂｌｅ＝ｆａｌｓｅ； Ｐａｌ—ｓｔｕ．Ｖｉｓｉｂｌｅ＝ｆａｌｓｅ； Ｐａｌ—Ｔｅａ．Ｖｉｓｉｂｌｅ＝ｔｒｕｅ； Ｔｅａ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅａ Ｓｙｓｔｅｍ＝ｎｅｗ ＴｅａＳｙｓｔｅｍ（）； Ｔｅａ ｔｅａ＝ｎｅｗ ｔｅａ（）； Ｔｅａ＝ｔｅａ Ｓｙｓｔｅｍ．Ｇｅｔ—Ｓｉｎｔ Ｔｅａ（Ｓｅｓｓｉｏｎ［” Ｔｎｏ”］．ＴｏＳｔｒｉｎｇ（））； ．． ——９４．．．—— Ｓｅｓｓｉｏｎ［．．ｎａｍｅ”］＝ｔｅａ．ＳＮａｍｅ； Ｌａｂ～Ｈｅｌｌｏ．Ｔｅｘｔ＝Ｓｅｓｓｉｏｎ［１ｔ ｎａｍｅ”］．ＴｏＳ— ｔｉｆｎｇ（）； 其中输入正确与错误关系着用户能否进入系 统，登录成功后选择与用户相应的身份类别，则可 进一步进入与身份类别相应的用户界面，实现其各 自的功能，否则便会被提示或强制返回系统。 ３．３ 系统维护 实现实验教学管理平台的系统功能，那么对其 系统维护的实现就必不可少。系统维护的过程中要 关注到系统公告、数据安全、权限设置和备份管理 等几大方面。 系统维护中，公告的数据和内容在不断的发生 变化，因此，应对系统数据进行相应的增加、修改 和删除等操作，在这个过程中，信息的采取、录入 和输出都必须是完整、唯一且真实的。这要求数据 安全管理必须注意到其风险所在，既要保证数据的 安全性，在数据交换过程中注意数据不被非法访问 或篡改。还要防止使用过程中信息内容的数据、信 息被篡改或丢失。 由于系统长时间的运行，其会冗沉下来大量的 系统垃圾，这些垃圾会降低系统的运行速度。因 此，在保证信息安全的同时，定时清理无用数据、 备份有效数据可以帮助管理工作畅通无阻。除此之 外，随着实验室规模的增大，其实验设备也会相应 增加，因此对实验设备进行保护、维修、调整、及 时报废、更换都有助于帮助系统优化，以达到实现 系统的目的。 ４结语 实验教学管理是高校教学信息化的创新和深 化，在如今创新教育理念的影响和指导下，高校实 验教学管理成为整合实验教学资源、优化实验教学 过程、加强实验课堂师生沟通的重要手段。因此， 在高校实验教学中，利用完备、系统、科学的管理 平台设计可以帮助高校实验教学打破传统，逐步深 化实验教学课程的改革和创新。 ●参考文献 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