肖利梅，李 策，袁桂慈

（蘭州理工大學(xué) 電氣工程與信息工程學(xué)院，甘肅 蘭州730050）

開放式實驗教學(xué)是當前各高等院校實驗教學(xué)改革的重要舉措［1］，開放式的實驗教學(xué)可以給學(xué)生更大的自由發(fā)展和自主學(xué)習(xí)的空間，使其各方面的能力得到充分的鍛煉和培養(yǎng)，有利于學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

開放實驗室不僅要在時間和空間上開放，而且在教學(xué)方法、實驗的內(nèi)容和儀器設(shè)備的選擇等方面也是開放的，即全方位的開放。為了更好地開展開放式實驗教學(xué)，我們電工電子實驗中心結(jié)合自身實驗教學(xué)的特點，開發(fā)了開放式實驗管理系統(tǒng)。我中心2004年就已實現(xiàn)了學(xué)生網(wǎng)上預(yù)約實驗，該系統(tǒng)經(jīng)過多年的的運行、改進，系統(tǒng)各項功能得到了進一步的完善，在我校實驗教學(xué)的開放式管理中起到了重要的作用［2］。

1 開發(fā)平臺的選擇

1.1 采用B／S結(jié)構(gòu)

采用了B／S結(jié)構(gòu)，用通用瀏覽器就實現(xiàn)了原來需要復(fù)雜專用軟件才能實現(xiàn)的強大功能，并節(jié)約了開發(fā)成本，使維護和升級方式簡單。圖1中學(xué)生用戶、教師用戶和管理員客戶機連接到服務(wù)器并成功登陸后，本實驗系統(tǒng)會根據(jù)來訪者的身份級別給予相應(yīng)權(quán)限并返回相應(yīng)界面。用戶可在直觀的界面下進行操作，位于服務(wù)器上的DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）再根據(jù)用戶的動作執(zhí)行對數(shù)據(jù)庫的讀取和寫入等，整個過程都是雙向的。

圖1 系統(tǒng)B／S結(jié)構(gòu)

1.2 采用MVC模式設(shè)計

為了方便維護，本系統(tǒng)采用了PHP的模板Template技術(shù)，實現(xiàn)了界面和功能分離，即 MVC（型－視圖－控制器）。使本系統(tǒng)的軟件在健壯性，代碼重用和結(jié)構(gòu)方面具有明顯的提升。

2 系統(tǒng)主要功能

如圖2所示，系統(tǒng)按功能分為6個子模塊：系統(tǒng)信息管理與報表生成模塊、教師操作模塊，學(xué)生操作模塊，網(wǎng)絡(luò)課件，教學(xué)評價模塊以及師生互動平臺共六大模塊。

圖2 開放式實驗管理系統(tǒng)模塊圖

2.1 信息管理模塊

（1）四級用戶權(quán)限管理

安全性問題應(yīng)該是系統(tǒng)重點考慮的問題，為了防止不合法用戶的越權(quán)使用，為了最大限度保護系統(tǒng)的安全，利用Session對象進行注冊分級安全認證［3］，本系統(tǒng)提供4個用戶級別，即：系統(tǒng)管理員、實驗課程管理員、實驗教師、學(xué)生用戶，并分配不同權(quán)限。系統(tǒng)管理員可以為每門實驗課程設(shè)置一位實驗課程管理員；課程管理員只能管理此門課程相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，可以為該實驗課程發(fā)布的實驗時段安排實驗教師，對于其他課程只能查看不能修改；實驗教師只能對為其安排的實驗時段中學(xué)生成績進行登記和統(tǒng)計，其他信息只能查看；而學(xué)生用戶則只能進行相關(guān)的學(xué)生操作。

（2）實驗信息

實驗信息包括實驗課程、實驗項目、實驗室、實驗室設(shè)備、實驗室公告五種信息。系統(tǒng)管理員、實驗課程管理員可以根據(jù)自己的權(quán)限對相應(yīng)信息進行編輯與修改。

2.2 教師操作模塊

（1）發(fā)布實驗

課程管理員根據(jù)實驗室儀器狀況、實驗教師以及學(xué)生人數(shù)的情況，進行實驗項目、實驗時間、實驗場所的發(fā)布和實驗教師的安排。實驗開始前生成實驗課表和實驗學(xué)生名單。并根據(jù)需要及時發(fā)布預(yù)約通知公告、預(yù)約方法、實驗項目和注意事項等。

（2）成績評定、報表生成

教師對每位學(xué)生每個實驗項目給定一個成績，所有實驗結(jié)束后將成績匯總，通過實驗成績的自動匯總和報表生成，極大地減輕了實驗室教師將分散的學(xué)生、分散的理論教師（大多數(shù)情況下，實驗成績須提供給理論教師）、分散的實驗教師成績對應(yīng)匯總工作量，極大地節(jié)約實驗室工作人員的時間，提高工作的準確性和工作效率。

2.3 學(xué)生操作

（1）預(yù)約實驗

實驗預(yù)約分為2種形式：對于課內(nèi)實驗（必修）學(xué)生只需要預(yù)約時間，而課外實驗（選修），學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇不同的實驗項目，也可以自己設(shè)計實驗內(nèi)容，實現(xiàn)實驗時間、實驗內(nèi)容、實驗場地以及實驗設(shè)備的預(yù)約。為了避免由于學(xué)生個人疏忽，造成預(yù)約時間與其他課程時間沖突，學(xué)生預(yù)約后，在規(guī)定時間內(nèi)給一次自己上網(wǎng)修改已預(yù)約實驗的機會，既給學(xué)生充分的選課時間和機會，又減少了教師協(xié)助修改課表的麻煩，當然在實驗名單確定前也可以隨時與教師溝通進行時間調(diào)整。

（2）成績查詢

每次實驗結(jié)束后，學(xué)生都可以在網(wǎng)上查到自己的實驗成績，了解自己的得分失分情況，以便在后面的實驗過程中更好提高自身水平。

2.4 網(wǎng)絡(luò)課件

為了讓學(xué)生在實驗前能有充分的預(yù)習(xí)，在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布儀器設(shè)備使用方法錄像文件，學(xué)生可以在實驗前就能基本掌握儀器的使用，而不是在實驗過程中花大量的時間去熟悉儀器。同時將Multisim、OrCAD等電子電路模擬仿真軟件的使用過程通過錄像專家軟件錄制成屏幕錄像也發(fā)布于網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生可以在實驗前將設(shè)計的電路先進行模擬仿真，仿真正確通過后進入實驗室調(diào)試。從而實現(xiàn)了實驗教學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)在時間和空間上得到了延伸。

2.5 教學(xué)評價

為了提高實驗教學(xué)水平，充分調(diào)動學(xué)生的能動性，收集學(xué)生在實驗過程的相關(guān)信息和反饋信息是必不可少的。實驗教學(xué)評價分兩方面：實驗內(nèi)容評價和實驗教師評價。實踐教學(xué)評價應(yīng)強調(diào)動態(tài)評價，關(guān)注教與學(xué)的過程和結(jié)果，尤其重視教與學(xué)的過程性評價［4］。過程性評價能使教師及時了解實踐教學(xué)的效果和學(xué)生實踐學(xué)習(xí)的進展情況、存在的問題、學(xué)生的看法、建議，以及自身的不足，因而可據(jù)此及時調(diào)整和改進教學(xué)工作。

2.6 在線答疑、實驗交流論壇

實驗交流模塊類似于BBS，開設(shè)電路、電子技術(shù)、電工學(xué)、微機原理等實驗課程版塊。學(xué)生們可以在這里暢所欲言，共同解決問題、互相交流實驗心得。對于學(xué)生普遍存在的問題進行整理，放入“常見問題庫”中供學(xué)生查詢。為了更好地拉近教師與學(xué)生之間的交流，在論壇中還增加了在線短消息功能，用戶間可以象手機一樣發(fā)送短消息，即時性好，實現(xiàn)了學(xué)生與教師之間“面對面”的交流。

3 結(jié)束語

實驗室開放是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是充分激發(fā)學(xué)生的潛能和創(chuàng)新意識、深化課程體系建設(shè)和實驗教學(xué)內(nèi)容改革的需要。我中心的開放式實驗管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了在開放式實驗教學(xué)環(huán)境下系統(tǒng)管理的作用，使教師和學(xué)生之間的教與學(xué)、學(xué)生自身思考與動手能力有機的結(jié)合，極大擴展和提高了實驗設(shè)備的內(nèi)涵和利用率，實現(xiàn)了嶄新的現(xiàn)代實驗教學(xué)體系，為了提高實驗教學(xué)質(zhì)量我們將繼續(xù)探索更合理的實驗教學(xué)評價策略。

［1］ 熊金波，陳湘國.開放式實驗教學(xué)和管理方法探索［J］.實驗科學(xué)與技術(shù)，2009，Vol.2：150－153

［2］ 肖利梅.電工電子開放式實驗管理系統(tǒng)［J］.實驗技術(shù)與管理，2007，Vol.9：77－92

［3］ 劉陽，曹寶香.基于J2EE考試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.計算機工程與設(shè)計，2007.Vol.8：990－993

［4］ 馬強.實踐課程的教學(xué)評價探討［J］.新西部，2009，Vol.9：195－196