开放型实验室教学管理平台的建设与实践

苏学军, 张晨亮, 王　文, 王成刚, 毕　涛

(海军航空工程学院 基础实验部, 山东 烟台　264001)



开放型实验室教学管理平台的建设与实践

苏学军, 张晨亮, 王文, 王成刚, 毕涛

(海军航空工程学院 基础实验部, 山东 烟台264001)

实验室开放过程中会面临许多问题,传统的方法已经不能满足管理要求。该文针对开放实验室的管理实际,首先提出了开放型实验教学管理平台的建设方案和功能组成,最后利用ASP.NET、MS SQL Server数据库和单片机等技术设计实现了管理平台。经过长期应用,此平台功能完善、系统稳定,提高了实验室的管理水平,促进了实验室的开放。

实验室开放； 教学管理平台； 实验预约； 考勤系统

实验室开放是培养创新型人才的重要渠道,教育部教高[2005]1号文件早在2005年就要求高等学校的所有实验室和图书资料室都要向学生开放。经过10多年的发展,实验室开放早已成为高等学校的基本制度和运行机制。同时,人们对实验室开放的研究不断深入,不但包括实验室的开放模式、开放层次和开放类型,而且包括实验室开放与人才培养、开放实验室管理等课题[1-4]。我院电工电子实验中心自实行实验室开放以来,在学生电子技术实践与创新培养中发挥了重要作用,尤其是面向全国大学生电子设计竞赛活动,每年都有学生在竞赛中取得优异成绩。随着学生实践和创新意识的增强,大量学生涌入实验室,实验室的管理难度大大增加,教学秩序受到了冲击,实验室的管理面临着新的挑战。而建立开放实验室管理软件平台,实行开放实验室信息化管理是提高实验室管理效率、解决目前难题的有效手段。

1　平台的建设目标

目前,开放实验室管理主要面临以下问题：

(1) 实验室的使用情况不能共享。虽然实验室是全面开放的,但有时也会安排一些课程占用了实验室,因此,学生不知道当前实验室的使用情况，往往扑空。另外,实验室的容量是有一定数量的,学生有时互相抢占实验台位,导致实验室人数过多[5]。

(2) 实验室晚上值班难度较大,大量占用教师的休息时间,教师的值班热情不高。

(3) 实验室物品容易丢失,仪器设备容易损坏。

(4) 学生进入和离开实验室的时间没有记录。

(5) 教学资源不能共享。

(6) 学生撰写的报告不能网络提交。

针对以上问题,开放型实验室教学管理平台应当具备这样的功能：学生可以通过网络进行实验室的预约,实时查看实验室的使用情况及剩余台位数量；开放实验室应配备门禁考勤系统和监控系统,实时记录学生的出入时间和实验室的活动情况；平台还应具备资源共享功能,包括视频、动画、文档、图形图像等教学资源,并且可以实现网上答疑功能；学生还要能够通过网络提交实验报告及教师在线评阅[6]。

平台要求稳定可靠、数据库容量大并发处理能力强。另外,门禁系统要与学院一卡通兼容,并可同时控制实验台电源的通断[7]。

2　系统结构和功能

系统按照模块化进行设计,分为管理员、教师和学生3个角色,包括基础数据模块、实验预约模块、实验考勤模块、网上答疑模块、实验报告模块、用户管理模块、课程资源模块等,系统的总体框架如图1所示。

图1　教学管理平台结构框图

管理员具有最高权限,可以管理教师、学生、仪器,也还可以进行教学基础信息的管理；教师可以安排实验室开放、发布开放时间、审核学生预约,还可以发布教学资源,在线批改实验报告；学生登录后可以进行实验室使用情况查询,预约实验台位。进入实验室前,学生利用考勤系统刷卡签到,进行身份确认,同时门禁系统打开实验室门,相应实验台位加电工作,当完成实验后再次刷卡关闭实验台电源；学生可以通过网络撰写实验报告或者提交实验数据,教师可以在线批改报告和统计成绩。同时,本系统还具有网上答疑、教学文档管理、仪器设备管理、实验室监控等功能[8]。

根据系统功能设计,系统采用MS SQL Server 2005数据库,数据库中主要表及表项如下：

(1) 管理员信息表。主要包括：用户名、用户姓名、密码、权限等。

(2) 教师信息表。主要包括：用户名、教师姓名、密码、课程、发布资源权限等。

(3) 学生信息表。主要包括：学号、学生姓名、密码、专业、队别等。

(4) 实验室开放信息表。主要包括：实验室名称、开放时间、台位数量、实验室地址等。

(5) 实验室预约信息表。主要包括：实验室名称、预约时间、预约人员、审核情况等。

(6) 实验考勤信息表。主要包括：实验室名称、预约人员、到达时间、离开时间等。

(7) 实验报告信息表。主要包括：实验名称,学生姓名,报告内容,上传文件名称、上传文件地址等。

3　系统的模块设计细节

按照系统功能划分,根据模块化设计思想,管理平台主要分为5个模块,分别是用户管理模块、实验资源模块、实验室预约模块、实验考勤模块以及实验报告模块。各模块功能相互区别又相互联系[9-12],彼此结合构成一个完整的系统。

3.1用户管理模块

用户管理模块主要包括管理员、教师以及学生的管理。

(1) 管理员拥有最高权限,主要包括平台信息配置、教学资源栏目配置、基础数据管理、教师及学生管理、实验室预约管理、报表管理等。一些权限为管理员独有,另一些权限为管理员和教师共有,教师和学生的权限需要管理员进行配置,系统根据登录者的用户名自动判别登录者身份,自动列出相关管理权限。

(2) 教师具有教学资源管理、实验室预约管理、实验考勤管理、实验报告管理、网上答疑管理等功能。

(3) 学生具有实验室预约、实验室空闲查询、实验考勤、提交实验报告、网上留言等功能。

3.2实验资源模块

教师可以在线添加授课资源,包括电子教材、课程标准、教学视频、习题测试、电子课件、动画素材、图形图像等,这些资源以动态网页形式进行展示,见图2。

图2　教学资源网页

3.3实验室预约模块

实验室预约是实验室开放管理中的有效手段,通过共享实验室开放时间提高实验设备利用率,科学安排学生使用实验室的时间,加强学生的学习自主性。

实验室预约模块包括教师和学生两个角色。教师首先发布预约时间,如图3所示,发布预约时间时系统会自动进行冲突检查,比如实验室占用冲突、教师授课时间冲突、学生上课时间冲突等。学生根据发布的时间进行预约,最后由教师审核学生预约申请。

3.4考勤模块

考勤模块担负着学生实验考勤的任务,如图4所示。考勤模块根据日期自动从数据库中检索学生的实验室预约信息,与学生一卡通的信息进行对比,如果预约记录存在,考勤模块则会控制远程电源控制器打开相关实验台的电源,同时记录学生进入实验室时间,门禁系统打开实验门,学生便可以进入实验室完成实验。学生实验完成后再次刷卡关闭实验台电源,考勤模块再次记录离开时间。

4　结语

目前,开放型实验室教学管理平台已经运行近2年时间,平台的应用大大提高了实验室的管理效率和实验仪器设备的利用率,学生不但能够更高效地使用实验室,而且减轻了教师的管理强度,有效促进了课程建设和学科竞赛。未来,平台功能还应不断扩展,比如增加实验器材管理、低值易耗品管理等功能,以更好地适应实验室信息化的时代,满足实验室的管理需求。

图3　添加实验室预约时间

图4　实验考勤软件界面

References)

[1] 邓小青. 普通高校实验室全面开放而要解决的三大问题[J].实验技术与管理,2015,32(9):226-229.

[2] 陈建真,黄真,何昱,等. 基于实验室准入和开放机制的大学生创新实践能力培养[J].实验技术与管理,2015,32(8):32-36.

[3] 胡福文,徐宏海,张超英,等. 基于创客文化的实验室开放平台建设研究与探索[J].实验技术与管理,2015,32(7):244-248.

[4] 吴玉剑，焦宇，汪金辉，等.高校实验室现状分析及发展探讨[J].实验室研究与探索,2014,33(10):239-241.

[5] 李勇锋,严雄,黄娟,等.基于师生二级管理的实验室开放模式建设[J].实验室研究与探索,2014,33(4):237-239,246.

[6] 徐英.提高实验教学质量培养学生创新意识[J].实验科学与技术,2010,8(5):76-78.

[7] 何晋渐,徐静波.高校实验室资源共享机制的探索与研究[J].实验室科学,2010,13(6):132-135.

[8] 向东.实验室管理创新与研究[M].武汉:中国地质大学出版社,2009.

[9] 刘克文.创新人才培养:学校教学实验室建设与管理[M].南京:江苏教育出版社,2013.

[10] 武晓峰,高晓杰.高校实验室建设发展报告[M].北京:清华大学出版社,2014.

[11] 张婕.浅谈实验室开放的保障机制[J].中国现代教育装备,2007,5(2):75-76.

[12] 杨涛.基于偏振传感和物联网的实验室信息网络架设[D].天津:南开大学,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

苏学军(1967—)，男，天津，硕士，教授，主要研究方向为光电功能材料制备与表征、实验教学与管理.

E-mail：15573239@qq.com

G482；G642.0

B

1002-4956(2016)5- 0010- 04