實驗教學中心實踐教學計劃管理系統的設計

姜廣宇, 陳 芳, 劉華亮, 羅 蘭

(1. 浙江農林大學 信息工程學院, 浙江 臨安 311300； 2. 浙江省林業智能監測與信息技術研究重點實驗室,浙江 臨安 311300； 3. 浙江農林大學 林業與生物技術學院, 浙江 臨安 311300)

實驗教學中心實踐教學計劃管理系統的設計

姜廣宇1,2, 陳 芳1,2, 劉華亮3, 羅 蘭1,2

(1. 浙江農林大學 信息工程學院, 浙江 臨安 311300； 2. 浙江省林業智能監測與信息技術研究重點實驗室,浙江 臨安 311300； 3. 浙江農林大學 林業與生物技術學院, 浙江 臨安 311300)

分析了實驗教學中心實踐教學計劃管理的需求,設計了實踐教學計劃管理系統的功能結構,建立了數據模型,采用Microsoft Visual Studio .NET2010開發平臺和數據庫技術建立了浙江農林大學實驗教學中心實踐教學計劃管理系統。利用該系統,教師可以根據實驗課表申請實驗、科學地安排實踐教學計劃,主管部門可以審核和安排實驗或實習計劃,從而大大提高了管理工作的效率。

實驗教學中心； 教學計劃管理； 數據庫； 系統設計

實踐教學是培養大學生動手能力、與社會接軌必要的教學環節。實踐教學包括實驗、課程設計、畢業論文、實習、社會實踐等環節,大部分實踐教學都是在實驗室進行的[1]。為了更好地保障人才培養質量、加強和規范實驗教學資源的建設和管理、提高資源效益,很多高校成立了實驗教學中心[2]。筆者根據當前高校的實際情況,設計了實驗教學中心實踐教學計劃管理系統,在實現規范化管理的同時,方便實踐教學教師的運用,提高實驗教學中心管理人員的工作效率。

1 系統需求分析

1.1 實踐教學中心計劃管理系統用戶需求分析

(1) 教務管理人員。學校教務管理人員要組織編寫實踐教學計劃,并對二級學院的實踐教學計劃進行審批備案；對實踐教學管理活動涉及的基本信息進行管理,如學院、專業、實驗信息；對院管理員用戶進行管理,如添加、刪除或修改院管理員的信息；制定不同類型課程的實踐教學計劃格式,例如計算機上機實習和電子工藝實習的格式是不同的；需要了解不同學院的實踐教學活動的信息統計,例如實驗學分、學時統計。

(2) 學院教學管理層。學院的教學管理層要組織本院教師進行實驗、實習教學計劃的編制,對實驗、實習教學計劃進行審核,審核通過后遞交給教務處進行審批；管理本院實踐教學管理活動涉及的專業課程等基本信息；管理本院的教師用戶,例如添加、刪除本院教師用戶,修改本院教師的信息；對教務處規定的實踐教學進行微量的修改以更適合本院的教學目標；需要對不同專業的教學活動進行信息統計,如不同專業的實踐教學信息(學分、學時)統計。

(3) 普通教師。教師要根據教學大綱填報實踐教學計劃表；核對本人的實踐教學計劃；查看、下載已批準的實踐教學計劃。

(4) 學生。學生需要查看、下載已批準的實踐教學計劃。

1.2 系統的功能要求分析

通過調查實驗教學中心的實際需求,概括出實踐教學計劃管理系統的主要功能要求。

(1) 實踐教學在線填寫功能。是指用戶能利用實踐教學計劃管理系統實現實踐教學計劃的在線填寫工作、實驗室主任的審核工作、學科負責人的審核工作、學院管理員的審核工作以及教務處的審批工作。

(2) 實踐教學計劃格式管理功能。要求能對格式庫里的實踐教學計劃格式進行添加、刪除、修改操作。實踐教學計劃的格式規定了大致框架,包括實驗教學和實習教學2種類型。

(3) 實踐教學計劃管理功能。是指用戶能進行實踐教學計劃的新增、刪除、修訂工作。對于遺漏的實踐教學計劃要可以方便地增加；對已經無用的實踐教學計劃進行刪除以節省存儲空間；對于有錯誤的信息進行修改。

(4) 課程調度管理功能。該功能要求滿足教師根據課程情況,提出對實驗或實習時間或地點的變更,實驗室主任和學院領導逐級進行審批。

(5) 教師管理功能。對實踐教學的教師信息進行管理,教師是該系統的主要使用者,要求可以提取或添加教師的工號、姓名等信息,便于獲取教師的實踐課程的信息。

(6) 信息統計功能。能對相關信息進行統計,如實驗類別、實驗類型、課程信息、學時等。統計結果將提供給學院管理者作為決策參考,同時,也給實驗教學中心主任統籌安排實驗地點和時間的提供參考。

2 系統功能模塊設計

根據實踐教學計劃管理系統的需求分析,確定了該系統的主要功能:(1)基本信息的管理；(2)實踐教學計劃格式的管理；(3)實踐教學計劃的管理；(4)實踐教學在線填寫功能；(5)審批功能以及系統管理功能。這些功能分別由6個模塊實現(見圖1)。

圖1 系統總體功能結構圖

(1) 基本信息管理模塊。該模塊主要實現基本信息的設置,與教務處課程信息一致,即開課學院名稱、面向專業、課程名稱、課程代碼等基本信息。在一個課程名稱里,可以設置很多項實驗,需要設置實驗名稱、實驗類別、實驗要求、實驗者類別、計劃學時數等。在該模塊設置好基本信息,實踐計劃管理模塊里就可以規范化填寫了,從而解決了教師關于下載表格和填寫代碼的困惑。另外,基本信息錄入后，要經過實驗室主任的審核、學科負責人的審核、院管理員的審核以及教務處的審批,然后才能提供給教師填寫。

(2) 實踐教學計劃格式管理模塊。該模塊主要是對基本信息管理模塊中用到的字典庫進行規范化設置。例如:實驗類別的代碼規范化設置為:①基礎，②專業基礎，③專業，④其他；實驗類型用代碼填寫為:①演示性，②驗證性，③綜合性，④研究設計，⑤其他；實驗要求用代碼設置為:①必修，②選修，③其他。字典庫格式可以新增、刪除、修改,便于以后修改和擴展。

(3) 實踐教學計劃管理模塊。該模塊是整個系統的核心部分,用來對已審核過基本信息的實驗和實習課程在線填寫。根據課程名稱,實驗、實習名稱填寫相應的實驗計劃。如果實驗、實習計劃沒有得到主管部門的審核,可以對原計劃進行添加、修改或刪除。

(4) 審批管理模塊。該模塊可以對錄入的基本信息進行審核,審核通過后可以給教師提供實踐計劃的模板填寫。主管教學的領導可以利用該模塊對教師填寫的實踐教學計劃進行審核,審核通過后實驗室主任再審核實踐教學的地點和時間。對于實習也是采用相同的審核流程。

(5) 課表調度模塊。該模塊既方便教師查看實驗基地在時間上能否提供給實驗、實習使用,也方便實驗室管理人員將自己管理的實驗室的課表填寫完整,避免期末實習安排發生教室、時間上的沖突。

(6) 輔助功能模塊。此模塊包括查詢、統計、預覽功能,教師和管理者可按照實踐教學計劃的信息進行查詢,如學院名稱、面向專業、課程名稱等,在查看實踐教學計劃時還可以對其進行下載操作。另外,教務管理人員還可以對實踐教學計劃信息進行統計,能夠動態地掌握實驗、實習教學的完成情況,便于下一年實驗、實習工作的管理。

3 系統工作流程分析

實驗教學中心實踐教學計劃管理系統須用用戶名和密碼登錄。首先,信息員要在系統中錄入基本信息,系統會把基本信息保存在數據庫中；其次,教務處人員和學院主管領導對基本信息進行審批,審批通過后,教師即可以通過課表調度模塊查看實驗室使用情況,然后填寫實踐計劃；接著,實驗室主任通過查看課表調度來確定實驗室情況,并對教師填寫的實踐計劃進行審批；最后,由學院主管領導進行最后的審批確認,確認后生成實驗實習計劃,可以供相關人員統計分析。系統工作流程如圖2所示。

圖2 系統工作流程圖

4 數據庫的設計

4.1 數據模型

實踐教學計劃管理系統的數據模型中包括基本信息、格式信息、實踐計劃信息、審批信息、課表信息、統計信息等,如圖3所示?；拘畔⒅饕ɑ拘畔⒈?、教師信息表等；格式信息主要包括實驗類型表、實驗類別表、實驗要求表等,可作為基本信息選擇使用；實踐計劃信息主要包括實驗計劃表、實習計劃表等,存放教師填寫的實踐計劃,是系統的核心數據；審批信息主要包括實驗審批表、實習審批表等,是保存實踐計劃審核情況；課表信息主要包括課表管理表、修改權限表等,是保存實驗室課表情況的數據；統計信息主要是統計表,是存放統計、瀏覽所需要的數據。

圖3 系統數據模型

4.2 數據庫的實現

數據庫的建立需要有可信任、高效、智能的數據存儲平臺,有良好安全性、靈活性與兼容性的開發平臺以及伸縮性和互用性的數據訪問技術,以確保數據的完整性和一致性[3-5]。系統數據庫使用SQLServer2008存放和管理數據；采用Microsoft Visual Studio .NET2010開發平臺的ADO.NET技術解決用戶與SQLServer2008數據庫的數據交換問題；使用數據集DataSet的斷開模式來存儲和處理數據,即只有在客戶機將更新的數據向服務器傳回時才進行重新連接,這樣可以使并發的客戶機同時被支持,減少服務器時間段資源的消耗[6-8]；使用Connection、Command、DataReader、DataAdapter等4個數據提供程序進行數據源的連接及對數據的訪問和操作。

為了保證數據的合法性、完整性和一致性,采用面上數據驗證和內部異常捕獲及處理機制。數據驗證采用驗證輸入是否為空的Required Field Validator控件、范圍驗證的Range Validator控件、比較驗證的Compare Validator控件、正則表達式驗證的RegularExpressionValidator控件及匯總顯示驗證的Validation Summary控件[9-10]。內部異常捕獲及處理采用try-catch捕獲非法錯誤,當捕獲到后使用Rollback使事務回滾到開始狀態,放棄事務部分數據的操作[11-12]。

5 結束語

本文以實驗教學中心的實驗和實習計劃工作為研究對象,分析了用戶需求和功能需求,設計出系統的功能模塊,并利用數據庫等技術開發了實踐教學計劃管理系統。通過該系統能給教師提供方便、快捷的實驗實踐教學計劃申報通道,為實驗教學中心和相關部門的管理提供科學的依據,給實驗教學中心提供有序和規范化的管理。

References)

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[11] 王雪艷,申安來,謝鳳靜.事物回滾技術在評教系統開發中的應用[J].信息科技,2010(13),184-185.

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Design of MIS of practice teaching plan management system based on experimental teaching center

Jiang Guangyu1,2, ChenFang1,2, Liu Hualiang3, Luo Lan1,2

(1. School of Information Engineering, Zhejiang A&F University ,Lin’an 311300, China; 2. Zhejiang Provincial Key Laboratory of Forestry Intelligent Monitoring and Information Technology, Lin’an 311300, China; 3. School of Forestry and Bio-technology, Zhejiang A&F University , Lin’an 311300, China)

This paper analyzes the practice teaching plan management requirements of the experimental teaching center, designs the function structure of practice teaching plan management system and the data model is established. This paper uses the Microsoft Visual Studio. NET2010 development platform and database technology to establish the practice teaching plan management system of the experimental teaching center of Zhejiang A&F University. Using this system, the teachers can apply for experiments, scientifically arrange schedule according to the experiment teaching plan, and the departments of audit can arrange the experiment or internship program, thus greatly improving the efficiency of management.

experimental teaching center; teaching plan management; database; design of system

2014- 12- 25

浙江省自然科學基金項目(LY14C160005)；浙江省教育廳科研資助項目(Y201432809)；浙江省林業智能監測與信息技術研究重點實驗室開放基金項目；浙江農林大學智慧農林業研究中心預研項目(2013ZHNL01)；浙江農林大學實驗技術與管理研究項目(SYB1403)；浙江農林大學實驗室管理與改革項目(SYB1203)；浙江農林大學實驗技術與管理研究項目(SYB1210)；浙江省高校實驗室工作研究項目(Y201332)

姜廣宇(1981—),男,安徽滁州,碩士,實驗師,主要研究方向為林業信息技術和計算機視覺.

G647

A

1002-4956(2015)8- 0137- 04