趙明　馬芳

摘要：實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)是高校在教學(xué)以及科學(xué)研究等方面推動(dòng)教學(xué)提高的重要區(qū)域。目前對(duì)于大多數(shù)高校的實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)管理，仍停留于傳統(tǒng)人力管理的方式，以至于管理效率低下，缺乏安全性、可控性等缺點(diǎn)。該文通過(guò)對(duì)高校實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)建設(shè)需求進(jìn)行分析，提出設(shè)計(jì)目標(biāo)和主要功能模塊，研究基于Web的高校實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)。從而實(shí)現(xiàn)高等院校實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)管理的信息化、網(wǎng)絡(luò)化，有效提高高校實(shí)驗(yàn)室管理和教學(xué)。

關(guān)鍵詞：B/S架構(gòu)；實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)；網(wǎng)絡(luò)化

中圖分類號(hào)：TP309TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）31-0162-03

Research on the Construction of Experimental Information Platform in Universities

ZHAO Ming1， MA Fang2

（1.Dean's Office ， Zhengzhou Institute of Technology， zhengzhou 450044， China； 2.Institute of Information Engineering， Zhengzhou Institute of Technology， zhengzhou 450044， China）

Abstract： The experimental information platform is an important area for colleges and universities to promote teaching and scientific research. At present， the management of experimental information platform in most colleges and universities is still in the traditional way of human management， so that the management efficiency is low， lack of security， controllability and other shortcomings. Based on the analysis of the construction of experimental information platform in universities， this paper puts forward the design objectives and main functional modules， and studies the experimental information platform Based on Web. In order to realize the informatization and network of experimental information platform management in universities and colleges. Effectively improve the university laboratory management and teaching.

Key words： B/S architecture； Experimental information platform； Networking

1 背景

當(dāng)前，大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新的理念正日益深入人心，高等院校作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的主要訓(xùn)練地，為學(xué)生提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)已趨于常態(tài)化。特別是培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主的高校，就更加需要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和科研創(chuàng)新能力，而高校實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)正好可以為學(xué)生提供這樣一個(gè)良好的平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探討，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)生的動(dòng)手能力和科研探索能力。一個(gè)高校的辦學(xué)能力、教學(xué)質(zhì)量、科研能力一定程度上可以從高校的實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)的建設(shè)反映出來(lái)，從而影響高等院校對(duì)項(xiàng)目的承接和完成能力。

目前，我國(guó)高校的實(shí)驗(yàn)室管理主要存在信息系統(tǒng)自動(dòng)化程度低、管理制度、監(jiān)督力度不夠、小型儀器設(shè)備容易丟失、大型儀器設(shè)備較難維護(hù)維修、儀器設(shè)備有效利用率較低、資產(chǎn)共享開放程度不夠、實(shí)驗(yàn)環(huán)境不夠安全、實(shí)驗(yàn)室工作效率低，教學(xué)資源沒(méi)有合理化規(guī)范等問(wèn)題。

因此當(dāng)前高校信息平臺(tái)建設(shè)中一個(gè)重要的問(wèn)題是高校實(shí)驗(yàn)室如何進(jìn)行有效的管理，才能使有限的資源進(jìn)行高效發(fā)揮，從而利于學(xué)生的培養(yǎng)和學(xué)?？蒲械陌l(fā)展。這就需要建設(shè)高效化、科學(xué)化的高校信息管理平臺(tái)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)和科研方面的能力。因此目前高效、智能的高校信息平臺(tái)建設(shè)對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室管理非常重要。

本文通過(guò)對(duì)高校實(shí)驗(yàn)信息綜合服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行分析。提出高校實(shí)驗(yàn)信息綜合服務(wù)平臺(tái)管理理念和模式，并對(duì)該平臺(tái)進(jìn)行研究與構(gòu)建。[1]

2 需求分析

2.1 可行性分析

開發(fā)的這個(gè)高校實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的可行性主要包括對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理和控制操作方便；科學(xué)化管理實(shí)驗(yàn)室；完善各種相關(guān)制度；科學(xué)化管理相關(guān)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備等。

從需求可行性上考慮開發(fā)這個(gè)系統(tǒng)是否有用，可以在哪些方面提供相關(guān)的服務(wù)。這個(gè)高校實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)是一個(gè)在線的信息管理平臺(tái)，操作直觀、簡(jiǎn)單，可以使高校相關(guān)管理人員提高工作效率，同時(shí)又可以降低工作出錯(cuò)的幾率。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)室管理人員，能夠通過(guò)本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種信息的管理，包括相關(guān)人員和相關(guān)設(shè)備、耗材的各種管理信息；能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)室預(yù)約管理和實(shí)驗(yàn)室課程安排管理；方便教師和學(xué)生上課。

對(duì)于教師而言，能夠通過(guò)本系統(tǒng)查看相關(guān)上課實(shí)驗(yàn)設(shè)備及耗材信息情況，學(xué)生出勤情況，上傳相關(guān)學(xué)習(xí)資源，批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，給出成績(jī)，并可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室空閑時(shí)間開展科研工作等。

對(duì)于學(xué)生而言，能夠通過(guò)本系統(tǒng)查看課表，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室預(yù)約，上傳作業(yè)，查看成績(jī)等。

從技術(shù)可行性上分析，根據(jù)該信息平臺(tái)的表現(xiàn)形式是運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)上的系統(tǒng)平臺(tái)，因此在開發(fā)該系統(tǒng)的時(shí)候采用B/S的程序開發(fā)架構(gòu)，同時(shí)開發(fā)語(yǔ)言選擇目前比較流行的ASP.NET框架來(lái)實(shí)現(xiàn)。

從安全上分析，該系統(tǒng)在整個(gè)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，處于開放式的結(jié)構(gòu)，要能夠保障數(shù)據(jù)庫(kù)信息的安全可靠和用戶信息的安全可靠。

從操作可行性上分析，該信息平臺(tái)設(shè)計(jì)要操作簡(jiǎn)單，用戶界面采用符合Windows 規(guī)范的圖形用戶界面，界面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、美觀，使用戶使用者可以一目了然地看到系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，并能輕松、簡(jiǎn)單地進(jìn)行操作，即使是對(duì)計(jì)算機(jī)不熟練的初學(xué)者也能夠很容易的對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行操作和管理。[2]

2.2 系統(tǒng)功能需求

根據(jù)目前高校實(shí)驗(yàn)室管理的現(xiàn)狀，要從根本上解決這些問(wèn)題，必須對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)出一套更合理、更高效、更智能化的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)應(yīng)具備實(shí)驗(yàn)室管理、用戶管理、數(shù)據(jù)管理、教學(xué)管理、耗材管理等功能模塊。

該信息實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要完成系統(tǒng)門戶網(wǎng)站頁(yè)面設(shè)計(jì)、系統(tǒng)維護(hù)、實(shí)驗(yàn)室及資產(chǎn)耗材管理、教學(xué)管理、班級(jí)管理等功能設(shè)計(jì)。其中系統(tǒng)維護(hù)包括新聞通知發(fā)布、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)；教學(xué)管理包括實(shí)驗(yàn)安排、考勤、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、成績(jī)管理等功能。

實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)按用戶角色分為3個(gè)角色類型，包括管理員，教師和學(xué)生三類用戶。

管理員權(quán)限最高，可以管理所有信息。包括權(quán)限管理、教師學(xué)生信息管理、設(shè)備耗材信息管理等。

教師權(quán)限主要對(duì)教學(xué)方面進(jìn)行管理，發(fā)布實(shí)驗(yàn)信息、考勤、改作業(yè)等功能。

學(xué)生用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的預(yù)約管理，查看預(yù)約審核信息，查看實(shí)驗(yàn)課程信息等功能。

3 設(shè)計(jì)方案

該高校實(shí)驗(yàn)信息管理系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)的管理系統(tǒng)，因此根據(jù)功能需求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用瀏覽器/服務(wù)器模式，即B/S結(jié)構(gòu)。B/S結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)每個(gè)客戶端都需要安裝相應(yīng)的管理系統(tǒng)，而采用B/S結(jié)構(gòu)的用戶只需要具備瀏覽器軟件，就可以通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)web服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，這樣對(duì)于用戶而言，不需要了解如何安裝復(fù)雜的客戶端軟件，也不需要維護(hù)軟件，只需要通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，就可以實(shí)現(xiàn)需要的功能，這樣可以大大降低使用者的操作難度，即使對(duì)計(jì)算機(jī)不熟悉的用戶也可以非常輕松、方便的操作該實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)。

3.1 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)室開放與管理的信息化水平是高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)估的一項(xiàng)重要指標(biāo)。目前，很多高校的實(shí)驗(yàn)室管理還處于傳統(tǒng)的“筆紙式”管理，不僅效率低，而且存在很多缺陷，甚至在資源上造成極大的浪費(fèi)。例如：在很多情況下，實(shí)驗(yàn)室開放了，卻沒(méi)有人去做實(shí)驗(yàn)。這樣不僅在人力資源上造成了很大的浪費(fèi)，而且在物質(zhì)資源上也造成一定的浪費(fèi)。本文設(shè)計(jì)的高校實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)可以解決以上在實(shí)驗(yàn)室管理中存在的問(wèn)題，從而提高實(shí)驗(yàn)室管理的效率。

高校實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)按用戶類型可分為3類：學(xué)生、教師和系統(tǒng)管理員。三種權(quán)限的用戶在操作系統(tǒng)功能時(shí)，根據(jù)級(jí)別的高低具有不同的操作功能。系統(tǒng)管理員級(jí)別最高。該信息平臺(tái)建設(shè)根據(jù)高校實(shí)驗(yàn)室管理情況設(shè)計(jì)總體功能分為實(shí)驗(yàn)室信息管理、設(shè)備管理、耗材管理、預(yù)約管理、用戶管理、公共信息管理、系統(tǒng)維護(hù)等功能。

對(duì)于系統(tǒng)管理員用戶來(lái)說(shuō)，管理員以最高權(quán)限登錄到該實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)，可以添加、刪除用戶，為不同用戶設(shè)置相關(guān)的權(quán)限，比如對(duì)于教師而言，對(duì)教師只開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)權(quán)限；管理員對(duì)設(shè)備的相關(guān)情況進(jìn)行管理，包括設(shè)備基本信息管理和查看，設(shè)備使用情況管理，設(shè)備維修和報(bào)廢管理，以及設(shè)備購(gòu)買；對(duì)實(shí)驗(yàn)耗材進(jìn)行管理，能夠?qū)Σ煌瑢I(yè)、不同實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)、分類、購(gòu)買耗材；還可以對(duì)相關(guān)人員的RFID標(biāo)簽進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)門禁管理；發(fā)布各種通知公告和實(shí)驗(yàn)室管理制度信息，對(duì)公告進(jìn)行管理；對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行管理，比如對(duì)實(shí)驗(yàn)室預(yù)約情況、排課情況等進(jìn)行管理。

對(duì)于教師用戶來(lái)說(shuō)，教師以教師權(quán)限登錄到實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)后，可以通過(guò)該平臺(tái)提供的界面查看和修改個(gè)人信息；可以添加、修改、刪除相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；可以添加、更新、刪除相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)軟件、課件等）；可以通過(guò)學(xué)生上傳的實(shí)驗(yàn)報(bào)告查看所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，并給出成績(jī)；還可以通過(guò)RFID標(biāo)簽信息了解每次上課學(xué)生的出勤情況。

對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)生登錄到實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)后可以查看、修改個(gè)人信息；可以查看實(shí)驗(yàn)課程信息以及自己做過(guò)的實(shí)驗(yàn)情況，查看出勤情況及實(shí)驗(yàn)成績(jī)；查看相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料；實(shí)驗(yàn)室開放情況等；學(xué)生所能做的權(quán)限只有查看，不能進(jìn)行修改和刪除；可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約，在線完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用戶需求分析得知，要求系統(tǒng)管理模塊對(duì)不同的用戶有不同的管理權(quán)限，根據(jù)用戶類型的不同分配不同的管理權(quán)限。實(shí)驗(yàn)室管理人員和部門領(lǐng)導(dǎo)屬于系統(tǒng)管理人員，具有最高的管理權(quán)限。

系統(tǒng)管理模塊主要是系統(tǒng)管理員分配給每個(gè)用戶的初始密碼，以及用戶在丟失密碼后，管理員可以通過(guò)該模塊重新分配給該用戶新的密碼。該模塊主要是對(duì)不同的用戶分配不同的權(quán)限。實(shí)驗(yàn)教師分配部分權(quán)限，如：對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備只具有查詢的功能，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理和實(shí)驗(yàn)安排管理具有課件的上傳、修改、刪除等操作；對(duì)學(xué)生出勤、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、設(shè)備的使用、耗材的庫(kù)存等管理具有査詢的功能。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模塊主要是教師和學(xué)生管理。要求該模塊能夠?qū)?shí)驗(yàn)課程的選擇、實(shí)驗(yàn)課程的安排、實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件相關(guān)資源的上傳、更新等進(jìn)行管理。管理員登錄該模塊后可以根據(jù)教學(xué)計(jì)劃對(duì)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行合理安排，對(duì)實(shí)驗(yàn)教師的選擇、教室、上課時(shí)間等具體操作。實(shí)驗(yàn)教師登錄該模塊吋，應(yīng)可以查詢所帶的實(shí)驗(yàn)課程的具體安排情況；對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料課件進(jìn)行錄入、編輯和刪除等相關(guān)操作。學(xué)生登錄該模塊時(shí)，應(yīng)可以選擇具體上哪些實(shí)驗(yàn)課程，查詢實(shí)驗(yàn)課程的具體安排情況；還應(yīng)可以下載瀏覽實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的課件教案等資料。

實(shí)驗(yàn)室管理通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)室用戶需求的調(diào)研，要求能夠?qū)υ搶?shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)安排情況、實(shí)驗(yàn)室值班日志信息進(jìn)行管理。實(shí)驗(yàn)教師登錄到該模塊時(shí)可以對(duì)該實(shí)驗(yàn)室所安排的具體的實(shí)驗(yàn)詳細(xì)信息進(jìn)行錄入、編輯以及刪除操作；可以對(duì)實(shí)驗(yàn)室的值班日志的詳細(xì)情況進(jìn)行錄入、編輯以及刪除操作；學(xué)生登錄該模塊可以查看實(shí)驗(yàn)安排信息，查看值班日志信息以及進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室預(yù)約等。

公共事務(wù)模塊主要由管理員實(shí)現(xiàn)，可以發(fā)布、刪除相關(guān)實(shí)驗(yàn)公告信息以及實(shí)驗(yàn)管理制度等信息。

耗材管理主要是對(duì)耗材的購(gòu)買、領(lǐng)取、使用等具體管理。管理員登錄該模塊后可以對(duì)新購(gòu)買的耗材進(jìn)行入庫(kù)，對(duì)耗材的領(lǐng)取人、領(lǐng)用時(shí)間、領(lǐng)用狀態(tài)等信息進(jìn)行詳細(xì)記錄。教師登錄該模塊后可以查詢耗材的庫(kù)存情況，實(shí)驗(yàn)課學(xué)生使用情況。而且該模塊還可以對(duì)耗材進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。比如不同專業(yè)所需耗材不一樣，如化工食品專業(yè)，電子信息專業(yè)等，所需耗材種類比較多，如果每次購(gòu)買耗材都需人工統(tǒng)計(jì)，會(huì)增加大量工作量，而且人工統(tǒng)計(jì)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致耗材購(gòu)買超出所需，這樣也會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)資源。使用該模塊后可以通過(guò)系統(tǒng)快速對(duì)購(gòu)買的耗材分類統(tǒng)計(jì)進(jìn)行購(gòu)買，大大提高了工作效率和耗材購(gòu)買準(zhǔn)確度。

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)的建立是為了存儲(chǔ)系統(tǒng)各類信息，保證數(shù)據(jù)的安全性，屬于整個(gè)信息平臺(tái)建設(shè)的后臺(tái)設(shè)計(jì)。該實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)采用三層結(jié)構(gòu)，以SQLSERVER 數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)共涉及十一個(gè)數(shù)據(jù)表。用戶信息表記錄管理員的賬號(hào)和密碼。學(xué)生信息表記錄學(xué)生檔案信息。教師信息表記錄教師的注冊(cè)信息。班級(jí)信息表記錄班級(jí)的信息。課程信息表記錄課程的信息。實(shí)驗(yàn)課程信息表發(fā)布實(shí)驗(yàn)課程作業(yè)。實(shí)驗(yàn)信息表記錄實(shí)驗(yàn)的基本信息。用戶預(yù)約表記錄用戶實(shí)驗(yàn)室管理情況。實(shí)驗(yàn)室表記錄實(shí)驗(yàn)室信息。設(shè)備信息表記錄設(shè)備信息。公告信息表：記錄公告信息。

4 實(shí)驗(yàn)信息平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

4.1 管理員模塊

管理員模塊包括下面的功能模塊：

信息管理模塊：班級(jí)，科目等基本資料的管理。

4.2 教師管理模塊

教師管理模塊：通過(guò)這個(gè)模塊可以進(jìn)行對(duì)教師的信息管理，如更新教師用戶的信息。

實(shí)驗(yàn)課程管理模塊：此模塊主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行管理。管理員可以設(shè)定需要開設(shè)實(shí)驗(yàn)的專業(yè)、課程以及課程所需開設(shè)的實(shí)驗(yàn)，并對(duì)它們進(jìn)行查看、刪除、添加等操作。

4.3 學(xué)生管理模塊

學(xué)生管理模塊：管理所有選做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，如批量更新學(xué)生用戶信息、更新單個(gè)學(xué)生用戶信息等。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的飛速發(fā)展，高校的教育和管理模式也需要進(jìn)行變革。目前各高校的教學(xué)規(guī)模正在不斷地進(jìn)行擴(kuò)大，這就需要在進(jìn)行發(fā)展的同時(shí)要和當(dāng)前先進(jìn)的信息技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)高校化、智能化的管理，因此，開發(fā)一套高校實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)勢(shì)在必行。

高校實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)針對(duì)原有手工管理效率低，缺乏安全性、可控性等缺點(diǎn)，以校園網(wǎng)為依托，采用科學(xué)、高校的教學(xué)管理方式，使預(yù)約實(shí)驗(yàn)室比原來(lái)更加方便、快捷。

本信息平臺(tái)建設(shè)利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息資源的共享，完成學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室的預(yù)約、設(shè)備的查看、教師的查詢、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的上交，教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)分、學(xué)生預(yù)約的審核，管理員對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管理、論壇的管理等功能，滿足了廣大師生的需求。不過(guò)系統(tǒng)功能還存在不足之處，需要有待進(jìn)一步開發(fā)的后續(xù)工作。

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