高校实验信息平台建设研究

2017-12-11赵明马芳

电脑知识与技术 2017年31期

赵明　马芳

摘要：实验信息平台是高校在教学以及科学研究等方面推动教学提高的重要区域。目前对于大多数高校的实验信息平台管理，仍停留于传统人力管理的方式，以至于管理效率低下，缺乏安全性、可控性等缺点。该文通过对高校实验信息平台建设需求进行分析，提出设计目标和主要功能模块，研究基于Web的高校实验信息平台。从而实现高等院校实验信息平台管理的信息化、网络化，有效提高高校实验室管理和教学。

关键词：B/S架构；实验信息平台；网络化

中图分类号：TP309TP311 文献标识码：A 文章编号：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

當前，大众创业、万众创新的理念正日益深入人心，高等院校作为创新创业的主要训练地，为学生提供创新创业平台已趋于常态化。特别是培养应用型人才为主的高校，就更加需要加强学生的实践能力和科研创新能力，而高校实验信息平台正好可以为学生提供这样一个良好的平台进行实验和探讨，激发学生的学习兴趣，从而提高学生的动手能力和科研探索能力。一个高校的办学能力、教学质量、科研能力一定程度上可以从高校的实验信息平台的建设反映出来，从而影响高等院校对项目的承接和完成能力。

目前，我国高校的实验室管理主要存在信息系统自动化程度低、管理制度、监督力度不够、小型仪器设备容易丢失、大型仪器设备较难维护维修、仪器设备有效利用率较低、资产共享开放程度不够、实验环境不够安全、实验室工作效率低，教学资源没有合理化规范等问题。

因此当前高校信息平台建设中一个重要的问题是高校实验室如何进行有效的管理，才能使有限的资源进行高效发挥，从而利于学生的培养和学校科研的发展。这就需要建设高效化、科学化的高校信息管理平台，提升学生学习和科研方面的能力。因此目前高效、智能的高校信息平台建设对高校实验室管理非常重要。

本文通过对高校实验信息综合服务平台进行分析。提出高校实验信息综合服务平台管理理念和模式，并对该平台进行研究与构建。[1]

2 需求分析

2.1 可行性分析

开发的这个高校实验室管理系统的可行性主要包括对实验室的管理和控制操作方便；科学化管理实验室；完善各种相关制度；科学化管理相关实验室设备等。

从需求可行性上考虑开发这个系统是否有用，可以在哪些方面提供相关的服务。这个高校实验室管理系统是一个在线的信息管理平台，操作直观、简单，可以使高校相关管理人员提高工作效率，同时又可以降低工作出错的几率。

对于实验室管理人员，能够通过本系统实现对各种信息的管理，包括相关人员和相关设备、耗材的各种管理信息；能够实现实验室预约管理和实验室课程安排管理；方便教师和学生上课。

对于教师而言，能够通过本系统查看相关上课实验设备及耗材信息情况，学生出勤情况，上传相关学习资源，批改实验报告，给出成绩，并可根据实验室空闲时间开展科研工作等。

对于学生而言，能够通过本系统查看课表，进行实验室预约，上传作业，查看成绩等。

从技术可行性上分析，根据该信息平台的表现形式是运行在网络上的系统平台，因此在开发该系统的时候采用B/S的程序开发架构，同时开发语言选择目前比较流行的ASP.NET框架来实现。

从安全上分析，该系统在整个运行的网络环境下，处于开放式的结构，要能够保障数据库信息的安全可靠和用户信息的安全可靠。

从操作可行性上分析，该信息平台设计要操作简单，用户界面采用符合Windows 规范的图形用户界面，界面设计简洁、美观，使用户使用者可以一目了然地看到系统的各项功能，并能轻松、简单地进行操作，即使是对计算机不熟练的初学者也能够很容易的对该系统进行操作和管理。[2]

2.2 系统功能需求

根据目前高校实验室管理的现状，要从根本上解决这些问题，必须对高校实验室管理系统进行调整，设计出一套更合理、更高效、更智能化的实验室管理系统。要实现这个设计，该系统应具备实验室管理、用户管理、数据管理、教学管理、耗材管理等功能模块。

该信息实验平台主要完成系统门户网站页面设计、系统维护、实验室及资产耗材管理、教学管理、班级管理等功能设计。其中系统维护包括新闻通知发布、数据备份与恢复；教学管理包括实验安排、考勤、实验报告、成绩管理等功能。

实验室管理系统按用户角色分为3个角色类型，包括管理员，教师和学生三类用户。

管理员权限最高，可以管理所有信息。包括权限管理、教师学生信息管理、设备耗材信息管理等。

教师权限主要对教学方面进行管理，发布实验信息、考勤、改作业等功能。

学生用户实现对实验室的预约管理，查看预约审核信息，查看实验课程信息等功能。

3 设计方案

该高校实验信息管理系统是基于网络的管理系统，因此根据功能需求，系统设计采用浏览器/服务器模式，即B/S结构。B/S结构不同于传统的C/S结构，传统的C/S结构每个客户端都需要安装相应的管理系统，而采用B/S结构的用户只需要具备浏览器软件，就可以通过浏览器访问web服务器，实现相应的功能，这样对于用户而言，不需要了解如何安装复杂的客户端软件，也不需要维护软件，只需要通过浏览器访问后台数据库，就可以实现需要的功能，这样可以大大降低使用者的操作难度，即使对计算机不熟悉的用户也可以非常轻松、方便的操作该实验管理系统。

3.1 系统功能模块设计

实验室开放与管理的信息化水平是高校实验教学评估的一项重要指标。目前，很多高校的实验室管理还处于传统的“笔纸式”管理，不仅效率低，而且存在很多缺陷，甚至在资源上造成极大的浪费。例如：在很多情况下，实验室开放了，却没有人去做实验。这样不仅在人力资源上造成了很大的浪费，而且在物质资源上也造成一定的浪费。本文设计的高校实验信息平台可以解决以上在实验室管理中存在的问题，从而提高实验室管理的效率。

高校实验室管理系统按用户类型可分为3类：学生、教师和系统管理员。三种权限的用户在操作系统功能时，根据级别的高低具有不同的操作功能。系统管理员级别最高。該信息平台建设根据高校实验室管理情况设计总体功能分为实验室信息管理、设备管理、耗材管理、预约管理、用户管理、公共信息管理、系统维护等功能。

对于系统管理员用户来说，管理员以最高权限登录到该实验信息平台，可以添加、删除用户，为不同用户设置相关的权限，比如对于教师而言，对教师只开放实验教学相关权限；管理员对设备的相关情况进行管理，包括设备基本信息管理和查看，设备使用情况管理，设备维修和报废管理，以及设备购买；对实验耗材进行管理，能够对不同专业、不同实验统计、分类、购买耗材；还可以对相关人员的RFID标签进行管理，实现门禁管理；发布各种通知公告和实验室管理制度信息，对公告进行管理；对实验室进行管理，比如对实验室预约情况、排课情况等进行管理。

对于教师用户来说，教师以教师权限登录到实验信息平台后，可以通过该平台提供的界面查看和修改个人信息；可以添加、修改、删除相关实验课程的实验项目；可以添加、更新、删除相关实验教学资料（实验指导书、实验软件、课件等）；可以通过学生上传的实验报告查看所有学生的实验情况，并给出成绩；还可以通过RFID标签信息了解每次上课学生的出勤情况。

对学生来说，学生登录到实验信息平台后可以查看、修改个人信息；可以查看实验课程信息以及自己做过的实验情况，查看出勤情况及实验成绩；查看相关实验教学资料；实验室开放情况等；学生所能做的权限只有查看，不能进行修改和删除；可以进行实验预约，在线完成实验报告。

根据对实验系统用户需求分析得知，要求系统管理模块对不同的用户有不同的管理权限，根据用户类型的不同分配不同的管理权限。实验室管理人员和部门领导属于系统管理人员，具有最高的管理权限。

系统管理模块主要是系统管理员分配给每个用户的初始密码，以及用户在丢失密码后，管理员可以通过该模块重新分配给该用户新的密码。该模块主要是对不同的用户分配不同的权限。实验教师分配部分权限，如：对实验设备只具有查询的功能，对实验教学管理和实验安排管理具有课件的上传、修改、删除等操作；对学生出勤、实验结果、设备的使用、耗材的库存等管理具有査询的功能。

实验教学管理模块主要是教师和学生管理。要求该模块能够对实验课程的选择、实验课程的安排、实验教学课件相关资源的上传、更新等进行管理。管理员登录该模块后可以根据教学计划对实验课进行合理安排，对实验教师的选择、教室、上课时间等具体操作。实验教师登录该模块吋，应可以查询所带的实验课程的具体安排情况；对实验教学资料课件进行录入、编辑和删除等相关操作。学生登录该模块时，应可以选择具体上哪些实验课程，查询实验课程的具体安排情况；还应可以下载浏览实验教学相关的课件教案等资料。

实验室管理通过对实验室用户需求的调研，要求能够对该实验室的实验安排情况、实验室值班日志信息进行管理。实验教师登录到该模块时可以对该实验室所安排的具体的实验详细信息进行录入、编辑以及删除操作；可以对实验室的值班日志的详细情况进行录入、编辑以及删除操作；学生登录该模块可以查看实验安排信息，查看值班日志信息以及进行实验室预约等。

公共事务模块主要由管理员实现，可以发布、删除相关实验公告信息以及实验管理制度等信息。

耗材管理主要是对耗材的购买、领取、使用等具体管理。管理员登录该模块后可以对新购买的耗材进行入库，对耗材的领取人、领用时间、领用状态等信息进行详细记录。教师登录该模块后可以查询耗材的库存情况，实验课学生使用情况。而且该模块还可以对耗材进行分类统计。比如不同专业所需耗材不一样，如化工食品专业，电子信息专业等，所需耗材种类比较多，如果每次购买耗材都需人工统计，会增加大量工作量，而且人工统计容易出现错误，导致耗材购买超出所需，这样也会导致浪费资源。使用该模块后可以通过系统快速对购买的耗材分类统计进行购买，大大提高了工作效率和耗材购买准确度。

3.2 数据库设计

数据库的建立是为了存储系统各类信息，保证数据的安全性，属于整个信息平台建设的后台设计。该实验信息平台后台数据库设计采用三层结构，以SQLSERVER 数据库为基础。系统数据库共涉及十一个数据表。用户信息表记录管理员的账号和密码。学生信息表记录学生档案信息。教师信息表记录教师的注册信息。班级信息表记录班级的信息。课程信息表记录课程的信息。实验课程信息表发布实验课程作业。实验信息表记录实验的基本信息。用户预约表记录用户实验室管理情况。实验室表记录实验室信息。设备信息表记录设备信息。公告信息表：记录公告信息。

4 实验信息平台的实现

4.1 管理员模块

管理员模块包括下面的功能模块：

信息管理模块：班级，科目等基本资料的管理。

4.2 教师管理模块

教师管理模块：通過这个模块可以进行对教师的信息管理，如更新教师用户的信息。

实验课程管理模块：此模块主要是对实验课程进行管理。管理员可以设定需要开设实验的专业、课程以及课程所需开设的实验，并对它们进行查看、删除、添加等操作。

4.3 学生管理模块

学生管理模块：管理所有选做实验的学生，如批量更新学生用户信息、更新单个学生用户信息等。

5 结束语

随着当前网络与信息技术的飞速发展，高校的教育和管理模式也需要进行变革。目前各高校的教学规模正在不断地进行扩大，这就需要在进行发展的同时要和当前先进的信息技术融合，实现高校化、智能化的管理，因此，开发一套高校实验室系统势在必行。

高校实验室系统针对原有手工管理效率低，缺乏安全性、可控性等缺点，以校园网为依托，采用科学、高校的教学管理方式，使预约实验室比原来更加方便、快捷。