張德錢，張玉芹，劉益民

(韶關(guān)學(xué)院 物理與機電工程學(xué)院，廣東 韶關(guān) 512005)

基于安卓的大學(xué)物理實驗教學(xué)管理系統(tǒng)的設(shè)計

張德錢，張玉芹，劉益民

(韶關(guān)學(xué)院 物理與機電工程學(xué)院，廣東 韶關(guān) 512005)

為了適應(yīng)移動互聯(lián)網(wǎng)時代下的大學(xué)物理實驗教學(xué)方式的改進，促進實驗教學(xué)開放性及管理需求，該文開發(fā)了以安卓軟件為主的教學(xué)管理系統(tǒng)，即以MySQL為數(shù)據(jù)庫，PHP為開發(fā)語言，搭建一個靈活的實驗教學(xué)管理系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可擴展和可維護，優(yōu)化了實驗教學(xué)資源管理，提高了實驗教學(xué)效果。

安卓；大學(xué)物理實驗；教學(xué)管理系統(tǒng)；MySQL

大學(xué)物理實驗是高等院校理工科學(xué)生必修的一門重要基礎(chǔ)實驗課程，它對培養(yǎng)大學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、提高實驗技能、實驗創(chuàng)新能力都起著十分重要的作用。韶關(guān)學(xué)院物理實驗中心提出了物理實驗教學(xué)的改革目標(biāo)：實行全面開放式教學(xué)，做到實驗選課、實驗教學(xué)、實驗場所、實驗考試的開放，充分體現(xiàn)以人為本的教育理念。圍繞學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)和物理實驗中心資源高效利用，韶關(guān)學(xué)院物理實驗中心在資產(chǎn)處和教務(wù)處的大力支持下，開發(fā)了具有安全性、可靠性、便捷性的大學(xué)物理實驗課管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了物理實驗中心資源發(fā)揮大效益，使其在培養(yǎng)學(xué)生各方面能力發(fā)揮了重要作用，實現(xiàn)了資源利用的最大化、教學(xué)效果的最優(yōu)化、管理工作的精簡化。

1 系統(tǒng)的整體設(shè)計

基于安卓的大學(xué)物理實驗教學(xué)管理系統(tǒng)的設(shè)計，采用自頂向下的模式，由整體到部分的思想進行設(shè)計，把基于安卓的大學(xué)物理實驗教學(xué)管理系統(tǒng)分為若干個模塊，然后對每個模塊進行設(shè)計。從而把復(fù)雜的系統(tǒng)整體設(shè)計，轉(zhuǎn)化為若干個小模塊的設(shè)計。基于安卓的大學(xué)物理實驗教學(xué)管理系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體設(shè)計結(jié)構(gòu)圖

2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)框架

系統(tǒng)框架主要用了MVC設(shè)計模式，MVC(model view controller)，是模型(model)—視圖(view)—控制器(controller)的縮寫，MVC框架作為一種標(biāo)準(zhǔn)的軟件設(shè)計模式，在市場上使用廣泛，是一種軟件設(shè)計典范。用一種業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)顯式分離的方法組織代碼，將業(yè)務(wù)邏輯聚集到一個部件里面，在界面和用戶圍繞數(shù)據(jù)的交互能被改進和個性化定制的同時而不需要重新編寫業(yè)務(wù)邏輯，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)框架圖

模型層直接作用于數(shù)據(jù)庫，處理與數(shù)據(jù)庫相關(guān)的操作邏輯，如新增修改數(shù)據(jù)表的內(nèi)容、發(fā)布消息等等。這里的數(shù)據(jù)庫采用了開源的MySQL數(shù)據(jù)庫，MySQL是一個由瑞典MySQL AB 公司開發(fā)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)保存在不同的表中，而不是將所有數(shù)據(jù)放在一個大倉庫內(nèi)，這樣提高了速度和靈活性。

控制器使用了php作為業(yè)務(wù)邏輯編程語言，php是一種通用開源腳本語言，語法吸收了C語言、Java和Perl的特點，利于學(xué)習(xí)，使用廣泛。由于php具有開源免費，開發(fā)快捷，跨平臺，效率高等優(yōu)勢，而且環(huán)境部署方便，這里我們使用php編寫業(yè)務(wù)邏輯層就是一個很好的選擇。

表現(xiàn)層方面，基于學(xué)生中安卓智能手機的流行，我們把手機作為硬件介質(zhì)，使用客戶端軟件作為我們的表現(xiàn)層已經(jīng)替代了傳統(tǒng)的網(wǎng)頁瀏覽器端。移動互聯(lián)網(wǎng)時代，App的使用價值空前提高。

2.2 系統(tǒng)模塊

在整個系統(tǒng)的設(shè)計過程中，最重要的是業(yè)務(wù)模塊的建設(shè)與邏輯處理。我們把大學(xué)物理教學(xué)管理系統(tǒng)分為了選課模塊、學(xué)習(xí)模塊和管理模塊。

選課模塊實現(xiàn)流程如圖3所示，學(xué)生登錄后，首先查看本系統(tǒng)的使用指南，了解如何選課、如何在線學(xué)習(xí)、如何預(yù)約開放實驗室等，然后進入物理實驗選課流程。實驗選課規(guī)則如下：在任何時間段只能選一個實驗項目；同一個實驗項目只能選修一次；系統(tǒng)提示已經(jīng)選滿則選擇另一時段該實驗室實驗項目。學(xué)生如有其他安排不能如期進行實驗，必須提前一周修改選課。

圖3 選課模塊實現(xiàn)流程圖

學(xué)習(xí)模塊如圖4所示，主要是突出功能的使用。系統(tǒng)提供了給學(xué)生在線學(xué)習(xí)實驗的功能，讓學(xué)生直接在線上學(xué)習(xí)到實驗的基礎(chǔ)知識；在師生互動方面，學(xué)生有問題可以隨時在系統(tǒng)上留言，教師為學(xué)生作進一步的解答；線上的也可以瀏覽開放實驗課程和考試的時間，學(xué)生可預(yù)約實驗，完成實驗課程與考試項目，也可以查詢自己的成績。

圖4 學(xué)習(xí)模塊流程圖

管理模塊如圖5所示，主要是教師操作的部分，系統(tǒng)維護用來添加刪除功能模塊，修改用戶密碼和管理用戶權(quán)限，是系統(tǒng)的初始設(shè)定。教學(xué)管理模塊在學(xué)期開始之前，我們把教學(xué)安排和實驗開放時間表導(dǎo)入到系統(tǒng)，再把相應(yīng)的教師與學(xué)習(xí)課程的學(xué)生導(dǎo)入進來，形成了基本的教學(xué)框架。教師根據(jù)教學(xué)任務(wù)安排更新自己的課程項目安排，確定好課程的時間與地點，系統(tǒng)會提前發(fā)送消息推送，提醒教師與學(xué)生準(zhǔn)時到達相應(yīng)課室進行實驗。根據(jù)學(xué)校的教學(xué)安排和教學(xué)進度，在發(fā)布信息模塊及時發(fā)布實驗室使用情況和實驗室可開放時段。實驗中心在學(xué)期初會對各專業(yè)理論課的開課情況進行匯總統(tǒng)計，確保整個教學(xué)工作安排科學(xué)合理。

圖5 管理模塊流程圖

3 結(jié)束語

安卓是當(dāng)前移動設(shè)備上最熱的操作系統(tǒng)，應(yīng)用廣泛。 基于安卓的大學(xué)物理實驗教學(xué)管理系統(tǒng)，結(jié)合了選課、學(xué)習(xí)、課程管理于一體，使教師的實驗教學(xué)與管理、學(xué)生的學(xué)習(xí)活動不再限于傳統(tǒng)的實驗室講授、演示、學(xué)生現(xiàn)場操作。隨時隨地訪問的便捷性，為學(xué)校的實驗教學(xué)與管理提供了一種新的模式，使物理實驗教學(xué)中心資源發(fā)揮了最大效益，在提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力方面發(fā)揮重要作用。

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DesignofUniversityPhysicalExperimentTeachingManagementSystemBasedonAndroid

ZHANG Deqian,ZHANG Yuqin,LIU Yimin

(School of Physics and Mechanical & Electrical Engineering，Shaoguan college，Shaoguan 512005，China)

This paper is to adapt to the improvement of the university physics experiment teaching in the era of mobile internet，and promote the openness and management of experimental teaching.It has developed the teaching management system which is based on the Android software.It uses MySQL as the database，PHP as the development language，and builds a flexible experimental teaching management system.The system can be extended and maintainable，optimize the experimental teaching resources management and improve the experimental teaching effect.

android;university physics experiment；teaching management system；MySQL

2017-02-17；修改日期:2017-03-17

2014年廣東省本科高校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程立項建設(shè)項目(粵教高函2014年97號文件)；韶關(guān)市科技計劃項目(2013CX/K55)；韶關(guān)學(xué)院教育教學(xué)改革一般項目(SYJY20151620)。

張德錢(1979-)男，碩士，實驗師，主要從事物理電子技術(shù)教學(xué)與實驗室管理的研究。

G424.31

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.04.043