基于過程管理的實(shí)驗(yàn)課程管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張 乃 龍

(北京工業(yè)大學(xué) 機(jī)電學(xué)院， 北京 100124)

0 引 言

實(shí)驗(yàn)室是高校進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要基地，對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力具有重要作用。然而由于專職實(shí)驗(yàn)技術(shù)管理人員一直被看成教輔人員，因此實(shí)驗(yàn)室建設(shè)得不到應(yīng)有的重視，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理、教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)等滯后，無法有效地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有的作用[1]。

為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2-3]，各高校根據(jù)學(xué)生培養(yǎng)要求開設(shè)了大量開放實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合開放實(shí)驗(yàn)管理需求，開發(fā)了適合本校情況的開放實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，提高了開放實(shí)驗(yàn)管理的效率[4-9]，但對于正常的實(shí)驗(yàn)管理論述較少。結(jié)合卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃對實(shí)驗(yàn)課的要求，從我校機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中心存在的矛盾和問題入手,對日常實(shí)驗(yàn)室課程管理和實(shí)驗(yàn)預(yù)約等方面的問題進(jìn)行了剖析,基于實(shí)驗(yàn)課程過程管理的理念自主設(shè)計(jì)開發(fā)了一套實(shí)驗(yàn)課程管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)作為課程管理、實(shí)驗(yàn)預(yù)約、學(xué)生管理和考核的重要平臺,大大提高了實(shí)驗(yàn)課程管理的規(guī)范化、課程考核的公開化和公平性。

1 實(shí)驗(yàn)中心現(xiàn)狀

1.1 實(shí)驗(yàn)室管理跟不上實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求

我校機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)了學(xué)校14個(gè)班級的機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，實(shí)驗(yàn)室僅有1名專職教學(xué)老師，1名實(shí)驗(yàn)管理教師，還承擔(dān)了部分科研課題，實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)管理任務(wù)較重。

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)管理中實(shí)驗(yàn)室和理論教學(xué)老師、學(xué)生無有效溝通渠道，學(xué)生和老師不了解實(shí)驗(yàn)室教學(xué)安排，導(dǎo)致學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室后盲目亂撞，實(shí)驗(yàn)初期秩序混亂，多個(gè)班級同時(shí)上課時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生走錯(cuò)教室現(xiàn)象。

1.2 非機(jī)類專業(yè)實(shí)驗(yàn)課預(yù)約不方便

非機(jī)類專業(yè)實(shí)驗(yàn)沒有單獨(dú)開課，實(shí)驗(yàn)時(shí)間要根據(jù)課堂教學(xué)進(jìn)度來安排，因此各班實(shí)驗(yàn)時(shí)間不確定，實(shí)驗(yàn)預(yù)約時(shí)需要理論教學(xué)老師協(xié)調(diào)學(xué)生和實(shí)驗(yàn)室老師時(shí)間，往往由于教師不了解實(shí)驗(yàn)安排情況，要協(xié)調(diào)多次才能確定具體實(shí)驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)，給雙方造成較大不便。

1.3 學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)、應(yīng)付實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嚴(yán)重

由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏嚴(yán)格的考核機(jī)制，學(xué)生認(rèn)為只要參與了實(shí)驗(yàn)，期終考核老師就會給予通過，所以存在普遍不重視實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)走過場、實(shí)驗(yàn)前不預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程不思考、實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲等問題，使預(yù)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)無法實(shí)現(xiàn)。

2 實(shí)驗(yàn)課過程管理及管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)[10-12]

針對機(jī)類專業(yè)實(shí)驗(yàn)課獨(dú)立設(shè)課和能力培養(yǎng)需求，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行改革，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程管理，嚴(yán)格出勤和實(shí)驗(yàn)、作業(yè)考核制度，加強(qiáng)每次實(shí)驗(yàn)的考核，最后綜合評定期終成績，不滿足條件的終期考核不予通過。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程管理系統(tǒng)[13-15]，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息、課程安排、學(xué)生考核結(jié)果即時(shí)公布；非機(jī)類課程的任課教師能夠隨時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)室教學(xué)安排情況，實(shí)現(xiàn)自主選擇實(shí)驗(yàn)上課時(shí)間；學(xué)生能夠隨時(shí)查看實(shí)驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)要求以及實(shí)驗(yàn)考核成績，杜絕終期人情分，增強(qiáng)考核成績公平、公開、公正性。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)用戶分散的特點(diǎn)，系統(tǒng)采用基于B/S結(jié)構(gòu)的三層體系架構(gòu)，包括用戶界面層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層，見圖1。用戶界面層采用ASP.NET進(jìn)行開發(fā)，用戶只需利用Web瀏覽器登陸實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站即可使用該系統(tǒng)；業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層采用C#高級語言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速開發(fā)；數(shù)據(jù)庫采用免費(fèi)的開源數(shù)據(jù)庫軟件MySQL，避免版權(quán)問題，節(jié)約系統(tǒng)開支。

圖1 系統(tǒng)體系架構(gòu)

3.2 系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)主要包括主頁、信息查詢、實(shí)驗(yàn)管理和系統(tǒng)管理四大模塊，并設(shè)有3個(gè)級別的訪問權(quán)限，不同級別的用戶可訪問的功能不同。系統(tǒng)功能框架如圖2所示。

(1) 主頁模塊。主頁實(shí)現(xiàn)預(yù)約課程瀏覽，2 h自動刷新，以便及時(shí)更新課程預(yù)約信息。一方面用戶登錄該系統(tǒng)可瀏覽當(dāng)前已預(yù)約的課程，了解自己上課時(shí)間及地點(diǎn)；另一方面，系統(tǒng)服務(wù)器主機(jī)與實(shí)驗(yàn)室外信息大屏幕連接，服務(wù)器始終顯示主頁，主頁自動刷新數(shù)據(jù)功能可使實(shí)驗(yàn)室老師、實(shí)驗(yàn)助管等人員及時(shí)了解當(dāng)天實(shí)驗(yàn)課預(yù)約情況，及時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，學(xué)生來上課時(shí)也可通過信息大屏幕了解上課地點(diǎn)。

(2) 信息查詢模塊。信息查詢模塊包括用戶課程、考評信息查詢功能和預(yù)約課程查詢功能。普通用戶登錄系統(tǒng)可通過考評信息查詢功能查詢個(gè)人出勤情況、實(shí)驗(yàn)和作業(yè)考核成績，也可查詢本班已經(jīng)預(yù)約的課程上課時(shí)間及地點(diǎn)。教師登陸后可通過用戶課程查詢本人預(yù)約的實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行管理。

(3) 課程管理模塊。該模塊包括課程管理、課程預(yù)約、課程大綱和學(xué)生考評等功能。系統(tǒng)管理員通過課程管理功能對當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行管理；任課教師可通過課程預(yù)約功能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約并可上傳課程大綱；學(xué)生可通過課程大綱網(wǎng)頁下載相應(yīng)課程大綱進(jìn)行預(yù)習(xí)；實(shí)驗(yàn)室老師定期通過學(xué)生考評功能對當(dāng)前學(xué)生出勤情況、實(shí)驗(yàn)情況和作業(yè)進(jìn)行打分，讓學(xué)生及時(shí)了解自己上課情況，對上課不認(rèn)真的學(xué)生起到提醒和督促作用。

(4) 系統(tǒng)管理。該模塊包括用戶管理、已預(yù)約課程管理和學(xué)生管理。管理員擁有最高權(quán)限，可以進(jìn)行網(wǎng)站的用戶管理、課程管理和學(xué)生管理，還可以調(diào)整已預(yù)約課程等。課程管理主要實(shí)現(xiàn)添加、刪除、編輯實(shí)驗(yàn)功能，學(xué)生管理主要上傳本學(xué)期上課學(xué)生名單，方便后期學(xué)生考評的網(wǎng)絡(luò)化。已預(yù)約實(shí)驗(yàn)管理是管理員對已預(yù)約的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行管理。

4 系統(tǒng)主要功能的實(shí)現(xiàn)

(1) 系統(tǒng)主頁。利用ASP.NET應(yīng)用程序文件Global.asax提供的在一個(gè)中心位置響應(yīng)應(yīng)用程序級或模塊級事件的方法，對主頁進(jìn)行定時(shí)刷新，自動實(shí)時(shí)顯示最新實(shí)驗(yàn)課程安排信息。如圖3所示。

(2) 課程預(yù)約。用戶選擇預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間，可指定日期，也可通過選擇第幾周星期幾指定實(shí)驗(yàn)日期，然后選擇實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)具體時(shí)間，輸入預(yù)約班級和實(shí)驗(yàn)人數(shù)完成實(shí)驗(yàn)預(yù)約。實(shí)驗(yàn)老師可根據(jù)實(shí)驗(yàn)人數(shù)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備。

圖3 系統(tǒng)主頁

(3) 學(xué)生管理。任課教師通過學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)站下載本學(xué)期上課學(xué)生名單，保存為Excel格式，點(diǎn)擊選擇文件進(jìn)行批量導(dǎo)入，系統(tǒng)自動提取學(xué)生姓名、學(xué)號、專業(yè)等信息并存入后臺數(shù)據(jù)庫。

(4) 學(xué)生考評。教師用戶可通過姓名、學(xué)號或班級查詢需要考評的學(xué)生名單，然后通過界面選擇相關(guān)考評內(nèi)容完成考評。如圖4所示。

圖4 學(xué)生考評界面

填寫考評時(shí)，可通過點(diǎn)擊標(biāo)題欄復(fù)選按鈕，系統(tǒng)自動復(fù)制第一行考評結(jié)果到所有行，方便于班級考核。

(5) 考評信息查詢。學(xué)生登錄系統(tǒng)后可通過姓名、學(xué)號或班級查詢學(xué)生考評成績。

(6) 已選課程管理。管理員可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室具體安排情況，調(diào)整已預(yù)約的實(shí)驗(yàn)。登錄系統(tǒng)后，進(jìn)入已預(yù)約實(shí)驗(yàn)課管理界面，顯示當(dāng)前已預(yù)約的全部課程信息，用戶可選擇需要調(diào)整的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行修改或刪除。

5 結(jié) 語

充分利用實(shí)驗(yàn)課程對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的作用是顯而易見的。只有嚴(yán)格課程管理，讓學(xué)生逐步認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)的重要性是做好實(shí)驗(yàn)的第一步。通過實(shí)驗(yàn)課程管理系統(tǒng)的開發(fā)，一方面方便了教師和學(xué)生方便使用實(shí)驗(yàn)室資源，另一方面，通過嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)室考核制度，實(shí)行公平、公開考核，從逐步強(qiáng)制學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)到學(xué)生真正關(guān)注實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)對學(xué)生創(chuàng)新能力和工程技能的培養(yǎng)。系統(tǒng)經(jīng)過2年的運(yùn)行和完善，大大提高了實(shí)驗(yàn)室的管理水平。

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·名人名言·

沒有實(shí)驗(yàn)，任何新的東西都不能深知。

——培根