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摘要：通過對開放性和計劃性實驗教學任務分析，設計和開發了工業工程開放式實驗教學管理系統。該系統以J2EE為開發框架，數據庫選用MySQL，實現了前臺展示、系統管理、實驗室管理、開放實驗項目管理、實驗培養計劃管理、實驗課程管理、大學生競賽管理和查詢統計等功能業務，可滿足工業工程實驗教學和大學生競賽管理的復雜需求，具有一定的實用價值。

關鍵詞：工業工程；開放式實驗；教學管理系統

實驗教學是本科教育的重要環節，是保證和提高教學質量的重要基礎，對于培養學生實事求是、理論聯系實際的學風，提高學生的實際動手能力、創新思維能力、分析問題和解決問題的能力都具有非常重要的作用。隨著我校高等教育改革的不斷深入，特別是近幾年大規模擴大招生以后，對實驗教學環節提出了更高的要求。實驗教學的目標一方面必須具備扎實的專業領域基本知識和基本動手能力，另一方面通過突出工程化訓練，培養和提高學生的綜合素質和創新能力。為此，通過創新和明確新時期的實驗教學目標、思路，整合工業工程相關的實驗資源，調整和改革實驗內容、課程設置，加強實驗室建設和人員配備及管理，革新實驗教學方法和手段。

一系統功能需求分析

充分利用網絡技術、信息處理技術，促進實驗教學與管理的理念、內容、和方法的創新，實現實驗資源共享，提高實驗教學及管理的效率、質量和效益。在進行工業工程開放實驗教學信息化建設的過程中，存在著如下亟待解決的問題：

（一）實驗資源如何有效共享

目前較為嚴重的問題是實驗資源分散，不能物盡其用和充分發揮各種資源的作用，造成資源的浪費。另一方面，學校的資源是有限的，而且要面對學生不斷擴招而給教學帶來的巨大壓力。因此，需要借助于以Internet為代表的網絡技術，快速、靈活地將各種分散的軟硬件資源和信息資源聚集起來，對各類實驗資源方便進行有效管理、最大最優化利用，進一步豐富實驗教學的內容、方法和手段，提高實驗教學及其管理的水平、效率。

（二）如何進一步豐富實驗教學的方法和手段

充分將以計算機網絡技術為代表的信息技術運用于實驗教學活動的全過程中，支持對傳統的教學方式、方法和手段進行變革，拓寬和豐富實驗教學的內容、教學手段與方式，實現網上互動教學、遠程網絡教學，如網上演示實驗、網上作業、網上答疑系統等，進一步增強教師與學生之間的互動，對于激發學生的學習興趣，促進學生開展科學實驗、創新實踐活動能力的提高都有非常重要的作用。

（三）如何實現實驗教學狀態庫的建設

為有效支持高教研究倡導的教學狀態信息的定期分析、定期和定期解決的教學質量體系建設，如何及時準確的獲取教學儀器設備狀態信息、實驗室使用狀況、教師和學生簽到和問題反饋信息等，實現網絡環境下的實驗儀器設備的上賬、領用、規劃、維修、處置和庫存管理等業務，是構建實驗教學狀態庫的關鍵。

（四）如何激發學生對實驗教學的熱情和興趣

目前專業綜合實驗主要在第七學期進行，一般為固定時間的計劃性實驗。由于高年級學生涉及到考研、找工作等實際就業問題，到課率和實驗效果不是特別理想。基于此，考慮通過實驗教學網絡平臺，提供常規教學個性化時間定制方式，通過實驗指導教師定期實驗時間，學生根據自身情況報名的形式，實現多批次、多時間段實驗教學。

二系統軟件設計與實現

（一）軟件功能結構

工業工程開放式實驗教學管理系統主要采用B/S模式，在服務器端主要存儲Web頁面和數據，瀏覽器用來顯示頁面系統，軟件功能結構如圖1所示。

1.前臺展示

前臺展示功能對系統用戶不作要求，用戶可使用首頁、實驗室簡介、辦事指南、規章制度、公告通知、新聞中心、科學研究、下載中心、用戶登錄等。

2.系統管理

系統管理員負責服務器基本情況查看、實驗中心基本信息管理、部門機構管理、用戶管理、角色管理、網站管理和開放論壇管理，教師、學生和教學主管負責使用的主要業務有帖子的發起與回復、服務器基本情況查看等。

3.實驗室管理

實驗室管理可分為實驗室設備管理、易耗品管理和實驗成果管理三大部分。其中設備列表、易耗品列表上述三種角色都可以使用，教學主管負責相應的審批工作，系統管理員負責信息的增刪改等。

4.開放實驗項目管理

開放實驗項目管理用以進行開放實驗項目相關的業務管理，教師可進行的操作有開放實驗項目任務、開放實驗項目任務管理、開放實驗項目查詢等功能，教學主管負責開放實驗項目預約審批、開放實驗項目審批工作，學生可進行開放實驗項目申請、預約和查詢操作。

5.實驗培養計劃管理

實驗室培養計劃管理涉及的角色有教學主管、系統管理員、教師，上述三種角色可進行實驗計劃查詢操作，系統管理員進行實驗計劃增加、專業管理和班級管理，教學主管進行實驗計劃審批。

6.實驗課程管理

實驗室課程管理涉及的角色有教學主管、系統管理員、教師、學生，上述四種角色可進行實驗課表查詢操作，系統管理員進行計劃實驗排課管理、開放實驗排課管理等，教學主管進行實驗課程排課審批、實驗課程調課審批等。教師可進行實驗課程調課申請、實驗預習材料管理等操作，學生可提交實驗報告。

7.大學生競賽管理

大學生競賽管理涉及的角色有教師和學生，教師角色負責競賽信息管理、競賽報名管理、競賽過程追蹤和競賽文檔管理，學生角色可以進行競賽報名、競賽文檔上傳等。

8.查詢統計

查詢統計主要面向教師和教學主管，用以統計設備使用情況、易耗品使用情況、教學任務、實驗課程成績、教師工作量等。

（二）數據庫設計

本次開發主要包含的數據庫表有：課程信息表（course_info）、用戶信息表（user_info）、實驗耗材信息表（consumables_info）、實驗設備信息表（equipment_info）、公告信息表（notice_info）、角色信息表（role_info）、班級信息表（class_info）、實驗預約信息表（experiment_booking_info）、實驗成績表（experiment_score_info）、競賽信息表（competition_info）、實驗報告信息表（experiment_report_info）。

（三）軟件實現

軟件開發運行環境采用BlueJ/Navicat8.0LiteforMySQL/AdobeDreamweaverCS3，系統開發語言采用JavaJSP，Web服務器平臺為ApacheTomcat/5.5.25。系統采用四層B/S結構，即用戶界面層、請求接受層、業務邏輯層和數據存儲層，總體結構如圖2所示。

三結論

通過建立工業工程開放式實驗教學管理系統，解決了機電工程學院日常實驗教學過程中存在資源共享不足、教學狀態跟蹤不及時等問題，把機電工程學院工業工程實驗教學資源進行了整合和規范，從廣度上增強了師生交流和學習的空間，從深度上有助于學院規范、保存和管理日常教學中不斷產生并更新的教學資源，以達到提高教學管理效率和質量的目標。

參考文獻

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作者:房亞東 安琪 董蓉 單位:西安工業大學機電學院