蘇學(xué)軍, 張晨亮, 王　文, 王成剛, 畢　濤

(海軍航空工程學(xué)院 基礎(chǔ)實驗部, 山東 煙臺　264001)

?

開放型實驗室教學(xué)管理平臺的建設(shè)與實踐

蘇學(xué)軍, 張晨亮, 王文, 王成剛, 畢濤

(海軍航空工程學(xué)院 基礎(chǔ)實驗部, 山東 煙臺264001)

實驗室開放過程中會面臨許多問題,傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不能滿足管理要求。該文針對開放實驗室的管理實際,首先提出了開放型實驗教學(xué)管理平臺的建設(shè)方案和功能組成,最后利用ASP.NET、MS SQL Server數(shù)據(jù)庫和單片機等技術(shù)設(shè)計實現(xiàn)了管理平臺。經(jīng)過長期應(yīng)用,此平臺功能完善、系統(tǒng)穩(wěn)定,提高了實驗室的管理水平,促進(jìn)了實驗室的開放。

實驗室開放； 教學(xué)管理平臺； 實驗預(yù)約； 考勤系統(tǒng)

實驗室開放是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要渠道,教育部教高[2005]1號文件早在2005年就要求高等學(xué)校的所有實驗室和圖書資料室都要向?qū)W生開放。經(jīng)過10多年的發(fā)展,實驗室開放早已成為高等學(xué)校的基本制度和運行機制。同時,人們對實驗室開放的研究不斷深入,不但包括實驗室的開放模式、開放層次和開放類型,而且包括實驗室開放與人才培養(yǎng)、開放實驗室管理等課題[1-4]。我院電工電子實驗中心自實行實驗室開放以來,在學(xué)生電子技術(shù)實踐與創(chuàng)新培養(yǎng)中發(fā)揮了重要作用,尤其是面向全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽活動,每年都有學(xué)生在競賽中取得優(yōu)異成績。隨著學(xué)生實踐和創(chuàng)新意識的增強,大量學(xué)生涌入實驗室,實驗室的管理難度大大增加,教學(xué)秩序受到了沖擊,實驗室的管理面臨著新的挑戰(zhàn)。而建立開放實驗室管理軟件平臺,實行開放實驗室信息化管理是提高實驗室管理效率、解決目前難題的有效手段。

1　平臺的建設(shè)目標(biāo)

目前,開放實驗室管理主要面臨以下問題：

(1) 實驗室的使用情況不能共享。雖然實驗室是全面開放的,但有時也會安排一些課程占用了實驗室,因此,學(xué)生不知道當(dāng)前實驗室的使用情況，往往撲空。另外,實驗室的容量是有一定數(shù)量的,學(xué)生有時互相搶占實驗臺位,導(dǎo)致實驗室人數(shù)過多[5]。

(2) 實驗室晚上值班難度較大,大量占用教師的休息時間,教師的值班熱情不高。

(3) 實驗室物品容易丟失,儀器設(shè)備容易損壞。

(4) 學(xué)生進(jìn)入和離開實驗室的時間沒有記錄。

(5) 教學(xué)資源不能共享。

(6) 學(xué)生撰寫的報告不能網(wǎng)絡(luò)提交。

針對以上問題,開放型實驗室教學(xué)管理平臺應(yīng)當(dāng)具備這樣的功能：學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實驗室的預(yù)約,實時查看實驗室的使用情況及剩余臺位數(shù)量；開放實驗室應(yīng)配備門禁考勤系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng),實時記錄學(xué)生的出入時間和實驗室的活動情況；平臺還應(yīng)具備資源共享功能,包括視頻、動畫、文檔、圖形圖像等教學(xué)資源,并且可以實現(xiàn)網(wǎng)上答疑功能；學(xué)生還要能夠通過網(wǎng)絡(luò)提交實驗報告及教師在線評閱[6]。

平臺要求穩(wěn)定可靠、數(shù)據(jù)庫容量大并發(fā)處理能力強。另外,門禁系統(tǒng)要與學(xué)院一卡通兼容,并可同時控制實驗臺電源的通斷[7]。

2　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能

系統(tǒng)按照模塊化進(jìn)行設(shè)計,分為管理員、教師和學(xué)生3個角色,包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊、實驗預(yù)約模塊、實驗考勤模塊、網(wǎng)上答疑模塊、實驗報告模塊、用戶管理模塊、課程資源模塊等,系統(tǒng)的總體框架如圖1所示。

圖1　教學(xué)管理平臺結(jié)構(gòu)框圖

管理員具有最高權(quán)限,可以管理教師、學(xué)生、儀器,也還可以進(jìn)行教學(xué)基礎(chǔ)信息的管理；教師可以安排實驗室開放、發(fā)布開放時間、審核學(xué)生預(yù)約,還可以發(fā)布教學(xué)資源,在線批改實驗報告；學(xué)生登錄后可以進(jìn)行實驗室使用情況查詢,預(yù)約實驗臺位。進(jìn)入實驗室前,學(xué)生利用考勤系統(tǒng)刷卡簽到,進(jìn)行身份確認(rèn),同時門禁系統(tǒng)打開實驗室門,相應(yīng)實驗臺位加電工作,當(dāng)完成實驗后再次刷卡關(guān)閉實驗臺電源；學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)撰寫實驗報告或者提交實驗數(shù)據(jù),教師可以在線批改報告和統(tǒng)計成績。同時,本系統(tǒng)還具有網(wǎng)上答疑、教學(xué)文檔管理、儀器設(shè)備管理、實驗室監(jiān)控等功能[8]。

根據(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計,系統(tǒng)采用MS SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫中主要表及表項如下：

(1) 管理員信息表。主要包括：用戶名、用戶姓名、密碼、權(quán)限等。

(2) 教師信息表。主要包括：用戶名、教師姓名、密碼、課程、發(fā)布資源權(quán)限等。

(3) 學(xué)生信息表。主要包括：學(xué)號、學(xué)生姓名、密碼、專業(yè)、隊別等。

(4) 實驗室開放信息表。主要包括：實驗室名稱、開放時間、臺位數(shù)量、實驗室地址等。

(5) 實驗室預(yù)約信息表。主要包括：實驗室名稱、預(yù)約時間、預(yù)約人員、審核情況等。

(6) 實驗考勤信息表。主要包括：實驗室名稱、預(yù)約人員、到達(dá)時間、離開時間等。

(7) 實驗報告信息表。主要包括：實驗名稱,學(xué)生姓名,報告內(nèi)容,上傳文件名稱、上傳文件地址等。

3　系統(tǒng)的模塊設(shè)計細(xì)節(jié)

按照系統(tǒng)功能劃分,根據(jù)模塊化設(shè)計思想,管理平臺主要分為5個模塊,分別是用戶管理模塊、實驗資源模塊、實驗室預(yù)約模塊、實驗考勤模塊以及實驗報告模塊。各模塊功能相互區(qū)別又相互聯(lián)系[9-12],彼此結(jié)合構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。

3.1用戶管理模塊

用戶管理模塊主要包括管理員、教師以及學(xué)生的管理。

(1) 管理員擁有最高權(quán)限,主要包括平臺信息配置、教學(xué)資源欄目配置、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、教師及學(xué)生管理、實驗室預(yù)約管理、報表管理等。一些權(quán)限為管理員獨有,另一些權(quán)限為管理員和教師共有,教師和學(xué)生的權(quán)限需要管理員進(jìn)行配置,系統(tǒng)根據(jù)登錄者的用戶名自動判別登錄者身份,自動列出相關(guān)管理權(quán)限。

(2) 教師具有教學(xué)資源管理、實驗室預(yù)約管理、實驗考勤管理、實驗報告管理、網(wǎng)上答疑管理等功能。

(3) 學(xué)生具有實驗室預(yù)約、實驗室空閑查詢、實驗考勤、提交實驗報告、網(wǎng)上留言等功能。

3.2實驗資源模塊

教師可以在線添加授課資源,包括電子教材、課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)視頻、習(xí)題測試、電子課件、動畫素材、圖形圖像等,這些資源以動態(tài)網(wǎng)頁形式進(jìn)行展示,見圖2。

圖2　教學(xué)資源網(wǎng)頁

3.3實驗室預(yù)約模塊

實驗室預(yù)約是實驗室開放管理中的有效手段,通過共享實驗室開放時間提高實驗設(shè)備利用率,科學(xué)安排學(xué)生使用實驗室的時間,加強學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。

實驗室預(yù)約模塊包括教師和學(xué)生兩個角色。教師首先發(fā)布預(yù)約時間,如圖3所示,發(fā)布預(yù)約時間時系統(tǒng)會自動進(jìn)行沖突檢查,比如實驗室占用沖突、教師授課時間沖突、學(xué)生上課時間沖突等。學(xué)生根據(jù)發(fā)布的時間進(jìn)行預(yù)約,最后由教師審核學(xué)生預(yù)約申請。

3.4考勤模塊

考勤模塊擔(dān)負(fù)著學(xué)生實驗考勤的任務(wù),如圖4所示?？记谀K根據(jù)日期自動從數(shù)據(jù)庫中檢索學(xué)生的實驗室預(yù)約信息,與學(xué)生一卡通的信息進(jìn)行對比,如果預(yù)約記錄存在,考勤模塊則會控制遠(yuǎn)程電源控制器打開相關(guān)實驗臺的電源,同時記錄學(xué)生進(jìn)入實驗室時間,門禁系統(tǒng)打開實驗門,學(xué)生便可以進(jìn)入實驗室完成實驗。學(xué)生實驗完成后再次刷卡關(guān)閉實驗臺電源,考勤模塊再次記錄離開時間。

4　結(jié)語

目前,開放型實驗室教學(xué)管理平臺已經(jīng)運行近2年時間,平臺的應(yīng)用大大提高了實驗室的管理效率和實驗儀器設(shè)備的利用率,學(xué)生不但能夠更高效地使用實驗室,而且減輕了教師的管理強度,有效促進(jìn)了課程建設(shè)和學(xué)科競賽。未來,平臺功能還應(yīng)不斷擴展,比如增加實驗器材管理、低值易耗品管理等功能,以更好地適應(yīng)實驗室信息化的時代,滿足實驗室的管理需求。

圖3　添加實驗室預(yù)約時間

圖4　實驗考勤軟件界面

References)

[1] 鄧小青. 普通高校實驗室全面開放而要解決的三大問題[J].實驗技術(shù)與管理,2015,32(9):226-229.

[2] 陳建真,黃真,何昱,等. 基于實驗室準(zhǔn)入和開放機制的大學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)[J].實驗技術(shù)與管理,2015,32(8):32-36.

[3] 胡福文,徐宏海,張超英,等. 基于創(chuàng)客文化的實驗室開放平臺建設(shè)研究與探索[J].實驗技術(shù)與管理,2015,32(7):244-248.

[4] 吳玉劍，焦宇，汪金輝，等.高校實驗室現(xiàn)狀分析及發(fā)展探討[J].實驗室研究與探索,2014,33(10):239-241.

[5] 李勇鋒,嚴(yán)雄,黃娟,等.基于師生二級管理的實驗室開放模式建設(shè)[J].實驗室研究與探索,2014,33(4):237-239,246.

[6] 徐英.提高實驗教學(xué)質(zhì)量培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2010,8(5):76-78.

[7] 何晉漸,徐靜波.高校實驗室資源共享機制的探索與研究[J].實驗室科學(xué),2010,13(6):132-135.

[8] 向東.實驗室管理創(chuàng)新與研究[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,2009.

[9] 劉克文.創(chuàng)新人才培養(yǎng):學(xué)校教學(xué)實驗室建設(shè)與管理[M].南京:江蘇教育出版社,2013.

[10] 武曉峰,高曉杰.高校實驗室建設(shè)發(fā)展報告[M].北京:清華大學(xué)出版社,2014.

[11] 張婕.淺談實驗室開放的保障機制[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2007,5(2):75-76.

[12] 楊濤.基于偏振傳感和物聯(lián)網(wǎng)的實驗室信息網(wǎng)絡(luò)架設(shè)[D].天津:南開大學(xué),2012.

Construction and practice of opening laboratory teaching and management platform

Su Xuejun, Zhang Chenliang, Wang Wen, Wang Chenggang, Bi Tao

(Department of Basic Experiment,Naval Aeronautical and Astronautical University,Yantai 264001,China)

Many problems occurred in the course of laboratory opening,which could not be resolved with traditional management means. Aiming at present situation,a new construction plan for an opening laboratory management platform was proposed and the whole function constitution was given. This paper implements the platform by a lot of advanced technologies including ASP.NET,MS SQL Server database,microcontroller and so on. By a long time application,the proposed platform’s functions are very perfect and its systems work very stably,which improves the laboratory management level and promotes the laboratory opening.

laboratory opening; teaching and management platform; experiment bespeak; attendance checking system

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.05.004

2015- 11- 29

蘇學(xué)軍(1967—)，男，天津，碩士，教授，主要研究方向為光電功能材料制備與表征、實驗教學(xué)與管理.

E-mail：15573239@qq.com

G482；G642.0

B

1002-4956(2016)5- 0010- 04