算機實驗教學中的技術應用

張瑩+曲艷梅

摘 要：全國各地高校，尤其是重點院校在90年代初就開始加強實習性教學環節的改革工作。1994年，中山大學生命科學院的王金發教授就已在國內率先探索"開放式"的實習教學模式。此后，又創立了"開放式、研究性"的實習教學模式，并榮獲1997年廣東省教學成果二等獎。西安電子科技大學的電工電子實習中心以開放實習教學為基礎，培養學生的基本自主學習能力和基本工程素質，實行"分層培養、啟發創新"的教學思路。實習教學內容具有創新性、綜合性、研究性的特點，如開設了"工程設計"和"系統綜合"的必修實習課，培養學生主動學習能力和創新意識。

關鍵詞：系統綜合；實習性教學；啟發創新；

為了解決黑龍江林業職業技術學院頂崗實習教學過程中人工、半人工管理的弊端，本文研究并設計了基于Web 的開放式頂崗實習教學管理系統。它利用計算機技術、數據庫技術和網絡技術等先進技術，實現各子系統的身份認證功能、網絡留言功能、網上投票管理功能、網上交費功能、考勤管理功能、綜合信息查詢功能等。通過該平臺，進一步提高學院頂崗教學的開放性和交互性；為學生提供一個可自主學習的網絡環境，為教師開放式教學提供有力的支持手段，為學院領導提供一個準確、直觀的決策依據。

具體實現如下功能：

（1）學生、教師和工作人員考勤管理；

（2）學生網上注冊管理。

（3）學生網上留言管理。

（4）學生網上投票管理。

（5）學生網上交費管理。

（6）綜合信息查詢管理。

本論文闡述了實現以上功能所需要的分析、設計過程，以及相應的成果和測試分析。學生用戶主要關注與實習相關的信息查詢、網上選課、網上留言，網上投票，電子報告上傳和成績查詢等功能；輔導員用戶主要關注實習課相關信息的發布、報告批改、網上答疑和成績評定等功能；實習單位教師主要關注學生實習情況、教師指導情況和設備利用情況等；管理員用戶主要關注設備管理、報廢、設備在系統內的狀態信息更新等功能。

信息采集點包括：各實習單位處、相關實習學生處和實習課考勤信息點和學生信息交流板。

該子系統是整個實習教學管理系統的核心功能之一，主要包括實習課程管理和實習工作管理兩大主要部分。

（1）實習課程管理功能

該部分教師可以將學生在企業實習課程信息、所需企業設備、企業廠房，期望開始時間等開課基本信息提交到網上系統，待系統審批后開課申請成功。企業教師可將頂崗實習課程參考資料、實習任務書、實習注意事項、實習報告模板等相關文件上傳到網上系統；可開放該課程的學生選課功能或教師本人直接選擇學生群體；教師可設置分組，指定分組輔導老師。

（2）實習報告管理功能

為了便于對學生的思想動態進行管理，結合學生的思想變化，積極響應國家對思想教育的重視，結合當今發展實際，學院決定取消紙質版頂崗實習思想匯報，改用電子版的實習報告替代。即用電子版的實習報告文檔代替傳統的紙質版實習報告文檔。

實習報告的管理功能包括：可設置報告的上傳時間范圍，超出該時間范圍后系統將有自動鎖定功能，屆時系統將不再接受報告的提交操作；可設置上傳文檔的大小限制、格式要求；系統具有文檔自動查重功能，可按重復比例給出文檔查重結果。

系統資源管理分為硬件管理和軟件管理兩個方面。硬件管理包括實習單位預約管理，實習單位儀器設備管理。軟件管理主要是輔導員，學生個人數據管理。

實習單位預約管理主要實現用人單位的自動預約服務，授權用戶可以查看頂崗實習學生的當前狀態，如未使用可以隨時網上預定。企業設備管理功能包括對頂崗實習固定資產的管理、查詢；對頂崗實習儀器設備的使用情況記錄和自動調度功能。學生個人數據管理主要是對學生個人數據存儲空間的管理、分配，查詢。

本系統在學院現有WEB主頁服務器基礎上，設計和開發用戶應用訪問接口；同時新部署一臺服務器，用于系統數據存儲。該系統連接實習單位各感知設備，從感知設備處獲取相關數據進行處理，并將系統控制信息傳輸到各控制器處執行。整個系統采用B/S（瀏覽器/服務器）模式，通過開放式頂崗實習教學管理系統實現各實習單位和學院之間的相互訪問和信息查詢。

（1）基于.JSP技術框架作為系統的技術平臺

開放式頂崗實習教學管理系統本身業務并非十分復雜，但涉及的硬件設備較多，查詢系統較為復雜。考慮到系統開發和維護的難易程度、系統的可靠性、兼容性，結合設計者對JSP框架技術的熟悉，以及微軟公司提供的集成開發測試環境的方便性，方案最終選用JSP框架技術來構建整個基礎業務系統。

（2）分層處理模式

考慮到整個系統中存在著大量的物聯網設備應用接口，這些接口極大的增加了系統的實現難度和復雜度，因此系統結構采用分層設計模式。業務模型、業務展現、業務處理和基礎服務均為獨立的封裝單元，并向下提供應用訪問接口。開發者可以集中力量暫時只關注整個系統中的某一層功能開發，有利于系統的快速實現；可以很容易的實現功能的新、舊版本更換；有利于同一功能單元的多次復用，便于未來系統的更新和維護。

開放式實習教學管理系統存在以下幾個方面的非功能需求，分別是可靠性、易用性經濟性。

在整個系統設計過程中，根據學院的實際安全需要系統采用結構和數據分開的備份形式；應設計出系統按周期自動備份功能和管理員隨時手動備份功能雙重備份手段。通過角色訪問權限控制和用戶登陸驗證服務，保證系統數據的安全性。對關鍵性業務操作設計了提醒功能，同時將相關操作信息記錄到系統日志中以備查詢。數據在網絡中傳送前，均進行了相關加密操作。程序設計有完成的異常處理機制，以保證系統的正常、可靠運行。

本系統功能較多，較為復雜。開發過程中存在著幾個技術難點，主要是物聯網相關設備的開發和實習交費，投票功能的設計。

目前，物聯網技術在國內還處于起步階段，可供參考的文獻和成功案例有限。本系統中物聯網技術應用較多，但因對物聯網技術的接觸較少，也給整個系統的開發過程帶來了極大的挑戰。

本論文較詳細的討論了開放式實習教學管理系統的需求，分別從系統用戶角色、數據來源，功能性和非功能性需求進行了具體分析、討論。在功能性需求分析中，詳細的分析了考勤管理、實習管理、資源管理三個子系統的需求；分析和討論了系統設計思路和系統技術實現路線。最后，分析了系統開發設計過程中存在的技術難點，為下一章的系統設計提供了重要依據。

參考文獻：

[1]湯振華.淺談高等院校素質教育現狀（J）.高校論壇，2013，1（7）：104-108.

[2]侯云霞，于金秀.高校思想政治理論課教學實習與實習教學思考（J）.中國特色社會主義研究，2008，2（10）：159.

[3]徐威軍.高等師范院校開放實習教學管理問題研究（D）.東北師范大學，2010：4-5.

作者簡介：

張 瑩（1975-），女，黑龍江人，實驗師，工程碩士，研究方向：計算機技術

曲艷梅（1980-），女，黑龍江人，講師，研究方向：計算機技術