教育理念在不斷變化著，現(xiàn)如今，很多教師都開始重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力了，這樣會讓教師的教學(xué)起到事半功倍的效果。本文是一篇教學(xué)論文范文，主要論述了高校開放式實驗室管理系統(tǒng)平臺的設(shè)計與開發(fā)。

 　　摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在高校實驗室管理方式落后的問題，已經(jīng)給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了很多的不便。為了提高高校實驗室資源的利用率，方便管理者的管理，同時也能提高學(xué)生的動手能力，本文針對傳統(tǒng)實驗室管理的特點和不足進行了需求分析，搭建了網(wǎng)站系統(tǒng)的整體框架。本系統(tǒng)在某省級實驗教學(xué)示范中心應(yīng)用過程中為師生提供了資源共享、實驗預(yù)約、成績查詢以及師生在線交流等功能，同時還為實驗室管理者提供了安全自檢、耗材申請等功能。本系統(tǒng)有效地改善了實驗教學(xué)的管理方法，提高了管理效率，提升了教學(xué)質(zhì)量和資源的利用率。

　　關(guān)鍵詞：開放式,實驗室管理,系統(tǒng)平臺

　　在當(dāng)今社會中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力變得尤為重要，能讓學(xué)生在寬松的環(huán)境中獲取知識，給學(xué)生提供動手實踐操作的機會，實驗室做實驗是最有效的教學(xué)方式之一。但是，目前高校實驗室仍存在一些缺陷，如實驗室的工作仍然采用書面和人工管理的方式，工作繁瑣，效率低下;對學(xué)生的實驗信息、課程信息還有設(shè)備信息等不能有機地結(jié)合起來，在這些信息的收集和管理過程中各項活動都是獨立分散的，導(dǎo)致實驗室及設(shè)備的利用率低下。為了保證信息的快速查詢和更新、實驗設(shè)備管理的有條不紊，使管理人員的工作量和管理難度降低，并且準(zhǔn)確地掌握實驗設(shè)備、實驗室和設(shè)施的使用情況，從而不影響實驗教學(xué)、設(shè)備的使用，設(shè)計和開發(fā)一款開放式實驗室管理系統(tǒng)平臺，來實現(xiàn)實驗室的開放式、現(xiàn)代化、集中化和網(wǎng)絡(luò)化，提高管理效率，節(jié)約人力和時間，實現(xiàn)資源的共享與開放，給學(xué)生更多的實驗空間和時間很有必要。

　　一、系統(tǒng)的開放性

　　高校開放式實驗室管理系統(tǒng)平臺的開放性特征主要有：系統(tǒng)平臺的開放性、實驗室的開放性、實驗設(shè)備的開放管理。

　　1.系統(tǒng)平臺的開放性

　　該系統(tǒng)關(guān)鍵的一項特征是體現(xiàn)它的開放性，使實驗室在無人看管的情況下可以實行全天制的開放工作，學(xué)生可以在系統(tǒng)上進行在線課程選修，教師和學(xué)生還可以隨時進行在線交流，可以隨時得知實驗室及設(shè)備的使用信息，然后進行實驗室和設(shè)備的預(yù)約與借還。教師還可以通過系統(tǒng)直接上傳課程中所用的資料供學(xué)生下載，并對學(xué)生提交的作業(yè)進行批改。學(xué)生通過該系統(tǒng)除下載資料外，還可以隨時了解一些最新動態(tài)、上交作業(yè)、查詢成績等。系統(tǒng)管理員和實驗室的負(fù)責(zé)人可以隨時觀看和控制實驗室及其相關(guān)操作，查看實驗室的運作情況和了解正在做實驗的學(xué)生的信息。這樣做在很大程度上不但節(jié)約了時間而且提高了工作效率。

　　2.實驗室的開放性

　　學(xué)校為鼓勵和支持學(xué)生做實驗，在保障實驗教學(xué)正常運行的前提下，為學(xué)生定時開放實驗室，學(xué)生可在實驗室開放規(guī)定的時間內(nèi)，自由選擇時間憑有效證件到實驗室做實驗。學(xué)生也可以先在網(wǎng)上進行實驗室預(yù)約，預(yù)約成功后，憑有效證件在規(guī)定的時間內(nèi)進入實驗室完成實驗。實驗室開放后，學(xué)生的自主性和流動性也增強了，不同班級的學(xué)生可以選擇同一門課程，反之，同一個班級的學(xué)生也可以選擇不同的課程，并且上課時間和地點也可以不一樣，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況選擇時間去做不同的實驗。

　　3.實驗室設(shè)備的開放管理

　　為了最大限度地提高設(shè)備利用率，使學(xué)生能更加方便地使用設(shè)備，對部分可移動設(shè)備包括攝像機、照相機、筆記本電腦等，在首先滿足教學(xué)情況下，為學(xué)生的一些實踐活動及教師的科研提供開放性服務(wù)。在管理平臺上開設(shè)實驗設(shè)備預(yù)約，在實驗中心也專門開設(shè)一個設(shè)備出借室，將所有的設(shè)備集中歸類管理，工作人員全天值班，在平臺上隨時更新設(shè)備信息，學(xué)生在借用時可先在平臺上查詢設(shè)備是否在設(shè)備中心、何時自己可以去借用等相關(guān)信息，然后通過網(wǎng)上預(yù)約后拿自己的有效證件去借用設(shè)備，還可以在實驗室平臺上延長借用時間。這樣很好地實現(xiàn)了實驗室開放的網(wǎng)絡(luò)預(yù)約、審核及登記功能，以及設(shè)備網(wǎng)絡(luò)查詢、借用申請及審核過程，實現(xiàn)了教學(xué)資源的開放，簡化了實驗室審批手續(xù)和設(shè)備借用流程，提高了實驗室的規(guī)模效益和設(shè)備使用率，有效提升了實驗室設(shè)備整體使用效能。

　　二、系統(tǒng)需求分析

　　需求分析的目標(biāo)是建立可理解的現(xiàn)實世界模型，其主要任務(wù)是明確系統(tǒng)要完成的功能。所以通過對某省級實驗教學(xué)示范中心的有關(guān)調(diào)研和與其相關(guān)人員進行交流后，得出開放式實驗室系統(tǒng)在功能上需要滿足的條件如下：(1)該系統(tǒng)使用對象是高校的學(xué)生、教師、實驗室工作人員、實驗室負(fù)責(zé)人和系統(tǒng)管理員，這些用戶在進行相應(yīng)的操作時，都要通過正確合法登錄的身份驗證才能進行。(2)實驗室負(fù)責(zé)人的主要任務(wù)是統(tǒng)籌全局將學(xué)校下達的實驗課程任務(wù)進行選擇和安排。實驗室工作人員主要是查看分工、開關(guān)電源、衛(wèi)生檢查、安全檢查、儀器管理等。系統(tǒng)管理員主要針對系統(tǒng)進行管理、維護，設(shè)置登錄權(quán)限等。(3)在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方不管是學(xué)生、教師還是管理員負(fù)責(zé)人等都可以瀏覽網(wǎng)站上的信息，并且還可以通過合法的登錄來進行成績查詢、實驗預(yù)約、耗材申請等。學(xué)生主要是進行選課、實驗預(yù)約、查看網(wǎng)站信息、填寫和提交實驗報告、查詢實驗成績、借還設(shè)備、資源的下載等。教師主要是上傳資源、批閱實驗報告成績、成績管理、課程設(shè)置、消息通知、學(xué)生分組、實驗預(yù)約等。

　　下面是該系統(tǒng)的總體模塊用例圖，通過用例圖1可以更清楚地知道各模塊之間的關(guān)聯(lián)程度，便于系統(tǒng)的建模。我們還可以清楚地了解到該系統(tǒng)中所涉及的任務(wù)角色以及他們所對應(yīng)的功能。

　　三、系統(tǒng)框架與功能模塊設(shè)計

　　開放式實驗室管理系統(tǒng)平臺的開發(fā)和設(shè)計目的是為了提高實驗室的利用率，使實驗室和實驗設(shè)備都能得到很好的利用，避免造成投入大于收益。它利用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境，不但為學(xué)校的實驗室管理提供了一種有效快捷的管理方式，也為學(xué)生和教師提供了一個能很好實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)和資源共享的環(huán)境。為高校教師和學(xué)生在實施科研和實驗的道路上提供了便捷的服務(wù)、優(yōu)良的環(huán)境和設(shè)備。該系統(tǒng)分為六大模塊，通過圖2總體模塊圖我們可以清晰地知道它們分別是：信息管理模塊、教學(xué)管理模塊、設(shè)備管理模塊、系統(tǒng)管理模塊、實驗管理模塊和幫助中心。在每個大的模塊下面都有一些小的模塊。 　　1.教學(xué)管理

　　教學(xué)管理主要針對學(xué)校實驗教學(xué)方面的工作，包括成績查詢、實驗報告、實驗課程、在線交流和資源共享。在本系統(tǒng)中教師通過平臺發(fā)布了本學(xué)期的課程信息后，學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)選取課程，最后系統(tǒng)對學(xué)生的選課情況進行統(tǒng)計并安排好實驗室，學(xué)生通過系統(tǒng)查看實驗室安排，按時進行實驗。在選課規(guī)定的時間內(nèi)學(xué)生可以對自己所選的課程進行修改，選課結(jié)束后還可以隨時查看。實驗報告是在一次實驗課程結(jié)束之后，教師將上傳實驗報告格式，學(xué)生填寫并上傳，教師評閱在給出成績的同時篩選出一些好的作業(yè)發(fā)布在此系統(tǒng)中并且上傳一些資源，供學(xué)生參考。課后學(xué)生可以查詢自己的成績，下載和閱覽這些資料，也可以通過資源共享平臺上傳一些資料，從而達到資源共享的效果。在線交流是供學(xué)生和教師進行討論和交流，使遇到的問題得到快速的解決。其結(jié)構(gòu)流程如圖3所示。

　　2.實驗管理

　　實驗管理主要是對該校所開設(shè)的實驗課以及一些與實驗相關(guān)工作的管理，它包括實驗室的衛(wèi)生檢查、課程管理、實驗安排、實驗預(yù)約。衛(wèi)生檢查主要是實驗室工作人員通過平臺查看自己負(fù)責(zé)的實驗室，打掃和檢查實驗室的衛(wèi)生情況。實驗課程是對本校所有開設(shè)的實驗課程進行管理，其中還包括一些要完成科研活動所申請的實驗室。實驗安排就是根據(jù)課程管理的結(jié)果對所要參加實驗的課程進行管理，為它們分配和調(diào)節(jié)實驗室，還有就是根據(jù)學(xué)校的時間設(shè)置以及學(xué)生教師的實驗預(yù)約來安排實驗。實驗查詢是教師和學(xué)生可以通過平臺查詢自己所要進行實驗的實驗室目前的情況，然后根據(jù)自己的時間進行實驗預(yù)約。實驗預(yù)約是學(xué)生和教師通過實驗查詢后來實現(xiàn)在線的實驗室的預(yù)約，并且在預(yù)約的時間范圍內(nèi)，通過自己的有效證件去實驗室進行實驗。

　　3.系統(tǒng)管理

　　系統(tǒng)管理面向的對象是系統(tǒng)管理員，主要工作就是對該系統(tǒng)的管理和維護，包括用戶管理、數(shù)據(jù)庫備份、數(shù)據(jù)庫還原。用戶的管理主要是對登錄該系統(tǒng)的用戶進行管理，在高校主要的人群是學(xué)生、教師、實驗室工作人員和實驗室的負(fù)責(zé)人，主要對這些人群的信息進行保護并且還可以增、刪、改、查等。對數(shù)據(jù)庫進行備份主要是為了防止系統(tǒng)發(fā)生意外造成文件丟失，還有就是方便以后學(xué)生對成績的查看。數(shù)據(jù)庫還原是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，進行數(shù)據(jù)的還原。

　　4.設(shè)備管理

　　設(shè)備管理主要是對實驗室里的實驗設(shè)備進行管理和維護。它包括設(shè)備簡介、設(shè)備新增、設(shè)備刪除、設(shè)備查詢、設(shè)備預(yù)約、設(shè)備借還、設(shè)備報修、報修處理、安全自檢和耗材申請。設(shè)備的簡介主要是對實驗設(shè)備的一些基本信息進行介紹，包括它的用途、功能、如何使用等，還有一些視頻介紹設(shè)備的用法，供使用者查看。在此模塊中還會詳細(xì)實時地更新設(shè)備的新增與刪除情況，清晰地呈現(xiàn)出設(shè)備目前的一些狀況。學(xué)生可以通過查詢設(shè)備信息來進行設(shè)備的預(yù)約。設(shè)備的報修是由實驗室工作人員來進行的，他們在發(fā)現(xiàn)某個實驗設(shè)備出現(xiàn)問題時，可以通過在線申請進行報修，還可以查看針對實驗室工作人員提交的設(shè)備報修進行處理的過程。實驗室工作人員可以基于實驗室設(shè)備不定時的安全自檢，來確保設(shè)備達到很好的供應(yīng)，還可以對設(shè)備在使用過程中的一些耗損情況進行申請。其結(jié)構(gòu)流程如圖4所示。

　　5.信息管理

　　信息管理工作主要是由系統(tǒng)管理員進行的，在這個過程中實驗室負(fù)責(zé)人起到監(jiān)督的作用。它包括中心簡介、信息公告、師資力量、科研活動、科研成果、規(guī)章制度和失物招領(lǐng)。中心簡介是介紹實驗室的一些基本的信息。信息公告是對學(xué)校最新消息的公布，例如某某實驗室要進行調(diào)課、節(jié)假日期間實驗室進行維護、不能進行實驗等。師資力量是對實驗室教師和工作人員的一個簡介。科研活動是介紹本實驗室要舉行的一些活動及內(nèi)容介紹。科研成果指本校近年來的一些成果榮譽等。還有一些規(guī)章制度是為了方便工作人員管理實驗室。在本模塊中還有一些視頻與圖片的提供，供師生了解和查看。失物招領(lǐng)是工作人員在打掃過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生拉下的東西，進行公布，方便學(xué)生尋找。

　　6.幫助中心

　　幫助中心包括系統(tǒng)指導(dǎo)和關(guān)于我們。設(shè)置該模塊的主要目的一是幫助那些在使用和操作過程中有困難的人群，系統(tǒng)指導(dǎo)中會提供一些使用說明和流程圖;二是在使用者在使用本系統(tǒng)的過程中如果有什么好的意見或建議可以通過在線留言的方式和我們聯(lián)系，或者是系統(tǒng)出現(xiàn)了一些我們沒有發(fā)現(xiàn)的問題可以及時反饋給我們，以確保系統(tǒng)有效快捷運行。

　　四、系統(tǒng)的測試與應(yīng)用

　　在所有軟件開發(fā)的過程中，對系統(tǒng)進行測試是非常重要的，在測試過程中分功能測試和性能測試，下面就針對本系統(tǒng)對其重要的測試用例進行論述。

　　功能測試主要是針對系統(tǒng)提供的各種功能進行測試，其目的是看這些功能是否正常工作、是否滿足用戶的需求、是否采取了正確的方式。在本系統(tǒng)中，我主要以實驗預(yù)約為例來說明本系統(tǒng)測試用例設(shè)計的過程。

　　表1所示為實驗預(yù)約的測試用例，通過該用例，可以測試出系統(tǒng)預(yù)約功能的正確性。為實驗室管理人員、教師和學(xué)生等提供更便捷的服務(wù)。

　　五、結(jié)束語

　　開放式實驗室管理系統(tǒng)是將教學(xué)、實驗室、學(xué)生、教師、設(shè)備很好結(jié)合起來的一種全新的實驗室管理模式，也是現(xiàn)代信息發(fā)展的必然產(chǎn)物，與傳統(tǒng)的實驗教學(xué)相比，開放式實驗室具有很多優(yōu)點，它突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式在時間和空間上的限制，大大提高了高校學(xué)生在實驗中的積極性、主動性，使教學(xué)質(zhì)量得到了很大提高，也使實驗室的設(shè)備得到了很好的利用。

　　教學(xué)論文發(fā)表期刊推薦《學(xué)苑教育》創(chuàng)刊于2008年，是一本教育類雜志。《學(xué)苑教育》系國家新聞出版總署批準(zhǔn)，面向國內(nèi)外公開發(fā)行的教育類學(xué)術(shù)期刊。國際標(biāo)準(zhǔn)刊號ISSN1674-179X，國內(nèi)統(tǒng)一刊號CN13-1386/G4,郵發(fā)代號18-340。