劉倫 陳芳明

摘? 要：伴隨信息化的成熟，信息技術(shù)類專業(yè)的在線開放式實驗室建設(shè)成為相關(guān)領(lǐng)域關(guān)注的重點，應(yīng)用在線信息化手段來推進實驗實踐教學(xué)的改革，成為各高校開放實驗室建設(shè)的重要內(nèi)容之一。本文采用UML系統(tǒng)分析工具，B/S架構(gòu)，SSH框架構(gòu)建了信息技術(shù)類在線開放式實驗室管理系統(tǒng)，以使實驗室管理更高效，實驗內(nèi)容更豐富，實驗方式更開放，學(xué)習(xí)效果更理想。進而將其推廣至其它專業(yè)領(lǐng)域，使其成為各高校開放實驗室建設(shè)的有效工具。

關(guān)鍵詞：SSH框架;在線開放式實驗室;系統(tǒng)分析

中圖分類號：TP311.52? ? ?文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）01-0019-03

Analysis and Design of Information Technology Online Open Laboratory

Management System Based on SSH Framework

LIU Lun，CHEN Fangming

（School of Science，East China University of Technology，Nanchang? 330013，China）

Abstract：With the maturity of information technology，the construction of online open laboratory for information technology majors has become the focus of attention in relevant fields. The application of online information technology to promote the reform of experimental practice teaching has become one of the important contents of the construction of open laboratory in colleges and universities. This paper uses UML system analysis tools，B/S architecture and SSH framework to construct an online open laboratory，which makes the laboratory management more efficient，enriches the experimental content，opens the experimental mode and achieves better learning effect. Further，it has been extended to other professional fields，and has become an effective tool for the construction open laboratories in universities.

Keywords：SSH framework;online open laboratory;system analysis

0? 引? 言

伴隨當(dāng)下大數(shù)據(jù)、AR/VR、AI等技術(shù)的發(fā)展和普及，信息技術(shù)再一次涌入各高校師生和社會民眾的視野。為適應(yīng)社會各行業(yè)對于信息技術(shù)的需求，各高校不斷加強對信息技術(shù)類專業(yè)的投入和支持，以期培養(yǎng)技術(shù)能力強、更具應(yīng)用與創(chuàng)新實踐能力的學(xué)生，達到提升學(xué)生技術(shù)創(chuàng)新能力，優(yōu)化學(xué)生就業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生利用科技創(chuàng)業(yè)的目標(biāo)。

為此，各高校的信息技術(shù)類專業(yè)在不斷探索優(yōu)化課程教學(xué)模式，強化實驗、實踐和實訓(xùn)教學(xué)。開放式實驗室建設(shè)就成為學(xué)校進一步提升學(xué)生專業(yè)實踐技能的有效方式，然而眾多高校的開放式實驗室建設(shè)仍相對傳統(tǒng)或流于形式，比如以敞開實驗室大門就視為實驗室開放，再如實驗室使用申請需提交紙質(zhì)申請，再層層找領(lǐng)導(dǎo)審核。沒有實驗室開放管理制度，沒有開放性實驗內(nèi)容，沒有在線審核管理，沒有實驗室排課信息共享，開放式實驗室建設(shè)也就因缺乏實際內(nèi)容而流于形式。

基于上述情況，結(jié)合信息技術(shù)類專業(yè)特點和信息化建設(shè)需求，本文構(gòu)建了基于SSH框架的“在線開放式實驗室管理系統(tǒng)”（簡稱OOLM），以期給相應(yīng)專業(yè)開放式實驗室建設(shè)和管理提供參考。

1? 系統(tǒng)分析與設(shè)計

1.1? 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)分析

OOLM采用B/S軟件架構(gòu)，主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、權(quán)限管理、實驗管理、預(yù)約管理和實驗教學(xué)管理五個主要功能模塊。

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理：該模塊提供相對靜態(tài)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要為后面業(yè)務(wù)功能模塊做數(shù)據(jù)支撐。其提供的數(shù)據(jù)信息包括部門信息、學(xué)生信息、教師信息、實驗室信息、實驗設(shè)備信息等。系統(tǒng)運行初始化完成之后，該模塊的數(shù)據(jù)就基本保持不變。

（2）權(quán)限管理：該模塊主要包含賬戶管理、角色管理、功能管理、權(quán)限管理等，為不同角色用戶提供不同權(quán)限功能，系統(tǒng)管理員可以為不同用戶設(shè)置不同角色，通過角色匹配相對應(yīng)的功能權(quán)限。

（3）實驗管理：該模塊包含常規(guī)性實驗管理、開放性實驗管理、排課管理、課表生成等子功能模塊，其設(shè)置可以有效提高實驗室及其設(shè)備的利用率，也提升了開放式實驗室的管理水平。

實驗管理模塊的子模塊具體作用如下。首先，常規(guī)性實驗管理，即專業(yè)教學(xué)體系中的課程實驗，提供教學(xué)支持功能。學(xué)院或?qū)I(yè)教務(wù)人員將課程體系的實驗課程導(dǎo)入系統(tǒng)，教師可以根據(jù)自身情況選擇實驗課安排，系統(tǒng)通過智能算法自動進行排課并生成課表，亦可由實驗室管理人員進行線上排課和調(diào)整。其次，開放性實驗管理，即指學(xué)生和老師可以通過該模塊發(fā)布開放性的實驗內(nèi)容和要求，并且可查看常規(guī)性試驗課表，申請安排開放性實驗的課程安排。最后，教師、學(xué)生、系部主任、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、實驗室管理人員等都可以對實驗室的實驗進行管理，包括申請、審核、生成課表，調(diào)整課表等諸多功能。

（4）預(yù)約管理：該模塊與“實驗管理”模塊相結(jié)合，設(shè)置了學(xué)生/教師實驗預(yù)約管理、預(yù)約審核管理、實驗室預(yù)約管理四個子模塊。學(xué)生和老師不僅可以對各自開放型實驗進行雙向選擇，也可以結(jié)合實驗室課表，預(yù)約使用實驗室。管理員將審核后的實驗室預(yù)約信息共享給全校師生查看。

（5）實驗教學(xué)管理：該模塊為常規(guī)性實驗和開放性實驗提供教學(xué)過程支持，并對實驗過程的考勤、實驗報告、實驗成績進行管理。

學(xué)生通過登錄賬號，在規(guī)定的時間內(nèi)提交手勢考勤、實驗報告等信息;教師根據(jù)學(xué)生實驗過程的表現(xiàn)以及實驗報告等進行實驗成績的在線輸入，并生成成績報表。

1.2? 系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)模型分析

本文采用UML工具分析OOLM的靜態(tài)和動態(tài)模型，以O(shè)OLM中的實驗管理和預(yù)約管理為例，構(gòu)建了靜態(tài)類圖和動態(tài)時序圖。

（1）靜態(tài)模型——類圖：OOLM的實驗管理和預(yù)約管理功能實現(xiàn)的主要類包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類，如學(xué)生類、教師類、課程類、實驗室類;業(yè)務(wù)類，如開放性實驗發(fā)布類、學(xué)生選課類、實驗室使用類、實驗室申請類等。通過對各類進行分析設(shè)計出靜態(tài)類圖。如圖1所示。

（2）動態(tài)模型——時序圖：根據(jù)上述兩功能的實現(xiàn)流程，本文分析并構(gòu)建了系統(tǒng)中類與對象在執(zhí)行期間的交互過程。該系統(tǒng)功能主要包含學(xué)生、教師、系部主任/教務(wù)管理人員、實驗室管理人員四類角色用戶，其在系統(tǒng)中的交互過程。如圖2所示。

1.3? 系統(tǒng)框架設(shè)計

OOLM采用較為成熟的SSH框架，即Struct2+Spring +Hibernate組合框架模式，如圖3所示。

其中：Struct2為控制器，負責(zé)模型與視圖數(shù)據(jù)交互，進行可視化處理;Spring提供業(yè)務(wù)支持，解決程序中的業(yè)務(wù)邏輯層與其他層次（如數(shù)據(jù)訪問層）的耦合性;Hibernate提供數(shù)據(jù)服務(wù)，全自動ORM框架，自動生成相對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的SQL語句。

通過采用SSH框架構(gòu)建的OOLM能夠快速地進行功能實現(xiàn)，簡化編程。同時，系統(tǒng)采用了Ajax局部刷新技術(shù)，為用戶提供了更好的操作體驗。

2? 系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1? 權(quán)限管理

系統(tǒng)用戶包含前文所述的四類角色，每類角色都可以由系統(tǒng)管理人員分配不同的功能權(quán)限，用以操作系統(tǒng)中不同的功能。該功能模塊的實現(xiàn)包括以下頁面：第一，用戶登錄頁面;第二，用戶權(quán)限分配頁面;第三，用戶信息、角色信息、功能信息、權(quán)限信息的增、刪、改、查等頁面。

2.2? 實驗管理

該模塊也由四類角色分別操作，其功能實現(xiàn)包括以下頁面：第一，系部主任或教務(wù)管理人員對常規(guī)實驗課程信息的增、刪、改、查等頁面;第二，實驗室管理人員對實驗課程的排課系列流程頁面;第三，教師和學(xué)生對開放性實驗課程的增、刪、改、查等頁面。

2.3? 預(yù)約管理

該模塊主要由學(xué)生、教師、實驗室管理員操作，其功能實現(xiàn)包括以下頁面：第一，教師實驗項目選擇、修改、刪除等頁面;第二，學(xué)生實驗項目選擇、預(yù)約、修改、刪除等頁面;第三，實驗室管理員對開放性實驗的預(yù)約審核頁面;第四，學(xué)生和教師實驗室預(yù)約、修改、刪除等頁面，以及實驗室管理人員審核、排課等頁面。

3? 結(jié)? 論

綜上所述，基于SSH框架的OOLM不僅為師生提供了開放創(chuàng)新實驗內(nèi)容發(fā)布平臺，也為師生預(yù)約空閑時間段的實驗室提供了便捷，使實驗室實現(xiàn)真正意義上的開放。除此之外，OOLM的推出也讓實驗室管理人員對于日常事務(wù)的處理更高效。該系統(tǒng)正在實驗室中試運行，筆者以期利用運行之后積累的大量數(shù)據(jù)，為其加入更多的功能，并加入決策支持，從而更好地優(yōu)化教學(xué)模式，提升教學(xué)質(zhì)量。

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