宋初一+姜静清+张成刚

摘要：随着我国高校教学改革的不断加深，开放式实验室管理系统的应用对于培养学生个性化学习和创新能力方面，有极大的促进作用。开放性实验室教学管理系统是基于.NET框架以及SQL Server 2005数据库技术设计，利用C#程序开发语言进行代码编写并在Visual Studio 2008集成开发环境下完成了系统设计和实现。该系统改变了传统实验室教学管理模式，大大提高了当今高校实验室教学管理水平以及工作效率。

关键词：开放性实验室教学：管理系统：NET框架：SOL Server2005：Visual Studio 2008

1概述

教育信息化管理是实现数字化校园建设的基础，而开放性实验室教学管理系统的使用是实现高等教学现代化以及数字化校园的重要途径。本系统基于B/S（Browser/Server）的结构模式来设计实现开放式实验教学管理系统，通过结合.NET框架和SQL Server 2005数据库技术在网络编程实现中的应用，开发一个适用于高校实验室中的教学与管理系统，通过有效和详细设计叙述了开放式实验室教学管理系统的在实际应用作用和价值。本系统不仅有效地解决了传统实验室管理设备利用率低，教学工作效率低下等不足情况，还对学生的实践动手能力和分析能力有较大的提升作用。

2需求分析

开放式实验室教学管理系统的需求分析内容主要包括：系统的用户需求，包括实验管理员、教师和学生需求；功能需求分析包括：教学功能、系统管理和设备管理功能需求。以及模块设置功能和数量是否符合系统要求，功能和数据之间的统一和传递关系，管理系统的开发是否具有可行性分析等。

2.1用户需求分析

本系统是根据日常计算机实验室工作流程而设计，最终确定在系统中设立三种用户角色：实验管理员、教师、学生。用户角色是用来判断用户使用权限的唯一标记，将作为其拥有相应操作权限的依据。本系统工作流程如图1所示。

2.2功能需求分析

通过详细的用户需求分析，管理结构，确定用户权限，对教学计划、设备管理和人员管理等业务进行分析。而功能模块划分则是在用户需求分析的基础上，对系统业务进行拆分或合并，最终使系统的功能范围清晰明了，为后期的功能模块详细设计工作奠定基础。开放式实验室管理系统的功能模块包括系统管理、设备管理、实验管理三种管理模块，各功能模块又包括若干个功能子模块。

2.2.1实验管理

针对高校的实验教学课程目标及实验内容进行管理，该功能模块是开放式实验室教学管理的主要功能。

1）实验室信息：实验室的具体描述，通过实验管理员管理，在进行实验安排之前，可方便地知道该实验室中能容纳多少学生同时实验，有什么设备，能进行什么实验等，对实验教师提前了解提供了方便。

2）实验项目：实验项目是完成教学任务和目标的必备环节，实验教师根据实验大纲设计该次实验，包括具体描述、实验内容、能够达到期望要求等说明。学生可以进行查询详细实验信息、下载操作文档等工作。

3）预约安排：实验管理员根据实验室的实际情况，对实验教师学生提交的实验请求，安排实验操作，有制度和规则管理实验室的安排。

4）实验预约：实验预约可以提前选择和安排实验内容，教师根据教学进度表，实验室空闲情况以及学生人数，安排实验项目。学生根据自身情况和课程要求，自主预约选择难易度不同的实验项目，循序渐进的完成实验目的。而管理系统会根据以上的预约情况实时更新数据库信息，不断为实验人员提供最新的信息。实验室预约流程如图2所示。

2.2.2系统管理

整个系统的基础的功能模块，有效保证和维护系统的正常运行的作用，包括用户管理、数据库更新和维护以及设备报修数据等子功能。

1）用户管理：系统管理员对不同需求的用户，划分不同的使用权限，分为教师用户，学生用户以及实验管理员用户，每个人都有权限添加各自的信息。

2）数据库备份和还原：为了保障数据安全和稳定，遇到突发事故能够补救系统信息和内容，数据备份是把最新状态的数据保存到安全服务器上面，所以数据库的备份工作应该定期和安全。而数据库还原是将指定路径下的数据库备份文件还原到系统中，用以恢复最新备份的内容。

2.2.3设备管理

实验设备管理是维护开放式实验室中设备信息，主要包括以下子模块：

1）维护设备信息：可以通过查询，检索到设备的相关信息，把新增加的设备和仪器录入到系统信息中，对使用中的实验设备进行核查和维护记录，删除报废的实验设备。

2）设备报修：设计为实验室中需要维护而开发的功能，当仪器和设备出现不工作或者损坏的情况，及时通过该功能填报维修申请，快捷和方便处理设备故障，而且还可以查询设备的故障原因和记录，方便以后的维护和保养。报修实现的流程如图3所示。

3系统实现

系统的功能实现就是编写代码和设计前台页面，本系统为了让用户更加方便使用在设计过程中要做到界面大方明了，功能操作明确简单，通过对登陆用户身份的限制，实现不同的操作。下面说明系统主要模块的实现方法。

3.1用户登录模块实现

对于不同的用户拥有不同的操作权限，以角色来管理操作的具体功能模块，教师进行登录用教师工号，实验管理员则使用系统帐号登录，学生用学号进行系统登录。同时，即使是相同角色的用户中，如学生帐号之间，可以操作的数据也可能得到不同的输入或输出界面，即学生用户登录后只能查看该学生自己信息，系统在用户列表只有他自己，不能对其他用户进行查看，确保了用户之间信息的干扰和数据的安全。输入高校教学实验室管理系统的地址，进入默认界面如图4所示，是用户未进行登录验证时的界面。

当用户输入正确的登录信息后，系统会弹出登录成功的消息，包括提示用户的ID号，本机的IP地址信息，并且在系统后台已经记录这些信息保存到系统日志中，方便以后查询。提示信息如下图5所示。

3.2实验预约实现

开放性实验预约功能是实现实验预定的作用，可以对预先操作的学生实验项目来进行管理，通过该系统学生进行提前的课程预约。功能实现的思路为：假设学生已经为注册用户，然后点击预约，将打开网页会自动显示满足实验条件。用户进入预订界面后，可以选择做第一个实验，然后单击根据自己以后的安排，預约实验室的人数和设备已满，显示不再能预约，其他的预约实验室在页面的后面。主要是给学生提供输入预约信息，其中包括项目信息实验，实验时间信息保存后即可完成预约输入信息，系统将获得实验项目页面上输入学生的预约信息，如图6所示。

4总结

该系统基于B/s模型，采用.NET框架和SQL server2005数据库管理技术，结合开放性实验室管理的实际情况，开发一个适用于高校实验室中的教学与管理系统，通过有效和详细设计，叙述了开放式实验室教学管理系统的在实际应用作用和价值。本系统不仅有效地解决了传统实验室管理设备利用率低，教学工作效率低下等不足情况，还对学生的实践动手能力和分析能力有较大提升作用。endprint