高等学校实验室开放系统设计分析

２０１２年第１Ｏ期　计算机光盘软件与应用　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ＣＤ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　软件设计开发　高等学校实验室开放系统设计分析　李炳乾　（贵州师范大学，贵阳５５０００１）　摘要：通过对高校实验室开放的现状及其业务流程的分析，提出高校实验室开放系统的功能模块，为实现学校信息化　实验室开放系统提供参考。　关键词：实验室；开放；系统　中图分类号：ＴＰ３１１．５２　文献标识码：Ａ文章编号：１００７－９５９９（２０１２）１０—０１８８—０２　一、引言　随着各高等院校的办学规模的扩大，在教学、科研各方面的　迅速发展，为提高人才培养质星，根据《教育部关于教育部关于　全面提高高等教育质量的若干意见》中创新人才培养模式，强化　实践育人环节的具体要求。各学校在实验室及大型仪器设备的使　用效益均有所提高，但就全国高校来说，目前有半数以上的仪器　设备的年使用机时非常低，有的实验室或大型仪器设备甚至常年　只给学生做过几个学时的演示实验。对于大型仪器设备来说有的　功能待进一步的开发，还有一些实验室或大型仪器设备则缺乏专　业的管理人才、使用人才和维修人才。　本文根据目前实验室改革发展的需要，在开放实验室方面主　要探索以学校统～组织开放工作，制定开放和预约形式，贯彻面　向全体、因材施教、形式多样的指导原则，为学生提供实践学习　条件，培养学生的创新意识和动手时间能力，把开放工作深入到　教育教学管理的各个环节，让实验室变成高等学校实施素质教育、　培养学生创新精神与实践能力的重要基地为思路，对实验室开放　系统进分析设计。　二、理论体系　高等学校实验室开放是适应高等教育改革的成功之举，也是　培养学生创新精神、提高动手能力、开展素质教育的重要途径ＩＪ　Ｊ。　所谓实验室开放是将实验室为学校的教、学、研所提供的条　件（时间、设备、场所、经费、指导教师等）部分或全部向实验　对象有目的地开放【２］。一方面是指时间和空间的开放，学生通过　网络预约，选择时间进入实验室；另一方面是实验内容、手段、　方法的开放，学生只要符合管理的管理制度，就可到实验室应用　自己的实验的内容、手段及方法。　从实验室的开放模式上来看主要有（１）针对新生设计的一些　基础实验项目。是教学计划内必需做的实验。对没有能按时完成　教学计划内教学实验的学生，需要安排时间让学生完成计划。（２）　学校根据实验室的仪器设备，提供相应的综合性、设计性和研究　性实验项目，鼓励学生进行创新设计，认真完成实验并撰写实验　报告。（３）由于部分学科竞赛、或学生参与的科项研项目、小发　明、小制作、小论文等实验活动等等，在内容上开放程度较大，　实验方法和手段基本上是完全开放的。　开放实验的原则是不能与学生所学专业的课程教学实验内容　相重复（计划内），属于课程教学内容的拓展实验，经申请审批后　列入开放教学实验的范围。　三、实验室开放现状　虽然近年来有许多高等院校在如何对实验室开放方面进行了　有益的探索，就如何提高效率进行了努力，但在开放的效率上还　是没有得到多大改观，仪器设备使用效率低下，造成资源的巨大　浪费。因此，管好、用好、开发好现有仪器设备，使之更好地在　教学、科研和对外服务中发挥应有的作用，具有更加深远的经济　和社会效益。如何运用现代计算机信息技术，对高校实验室进行　科学的信息化管理、提高工作效率和管理水平，已经成为高校实　验室管理工作者亟待解决的重要问题之～　】。　在教育部和各省教育厅支持下，部分高校已经使用了实验室　一１８８一　开放相关的软件，对实验室开放信息化管理也起到了积极的推动　作用，但在使用过程中也不可避免地存在着很多不足，主要表现　是：（１）功能不完善，不能覆盖实验室开放的各个方面；（２）单机管　理模式；（３）管理模式分级不合理，难以适应不同的实验室管理体　制；（４）信息化标准不统一，各系统之间不能有机连接。（５）不利于　学分制的实施等。　四、系统分析　（一）业务流程分析　实验室开放的需求包括实验项目、实验室、创新项目的开放，　首先要由学校统一提供实验的预约，如果学生感兴趣，或者是某　竞赛等需要使用实验窒，那么在课余时间可以通过预约满足自己　的需求，其中需要考虑实验室的仪器设备数量、实验教师、实验　时间是否空闲等问题，预约实验的设计中需要对学生的预约进行　控制或统一的安排等等。　（二）开放内容分析　开放内容按照实验室的类别形式分为大型仪器设备开放、基　础实验室开放等两个部分。根据教育部《高等学校仪器设备管理　办法》逐步实现资源共享。首先是对大型仪器设备的开放设置：　针对每台仪器设备添加仪器设备管理员，设置开放的形式（是全　部开放还是针对指定的班级或开放的某个时间段），定义此台仪器　设备开放是否收费和收费标准是多少，是哪位指导老师等信息，　经实验室主任审核通过后即可执行。其次是对大型仪器设备开放　管理方式——电源控制设备管理：在电源控制器内添加电源控制　模块的设备ＩＰ、网关、设备通讯端口，设备的ＭＡＣ地址及上报　服务器的通讯端口，将管理设备安排座位，通过ＴＣＰ／ＩＰ通讯协议　控制设备的通讯端口，以此来控制仪器设备电源的开启与闭合，　管理员也可按照实验室设备配置表查看设备电源即时状态等。　从开放实验内容来分析包括教师发布实验与学生自主实验两　方面，１．教师发布实验：任课老师按照实验室制定的开放时间情　况，根据教学内容的需要，制定计划外的实验项目，旨在巩固和　加强学生对教学内容的理解、指定实验时间、实验场馆、指定班　级、定制批次、学分评定、确定发布时间。申请上报教务主管部　门审批后转发至实验室管理处纳入实验室的排课系统中。２．学生　自主实验：教务主管部门或者实验室管理处应对学生或其他个人　申请申报的科技活动型、加强技能型或自主创新型的实验给予大　力支持，及时进行预约审核受理并安排合适的时间、场馆，督促　其自定实验方案，创建实验项目名称，安排实验指导老师，设置　开放规则并保留实验记录。　（三）功能需求分析　根据实际情况，在开放实验管理主要分为以下功能需求：　１．实验项目开放中涉及开放实验项目申请管理、实验项目预　约管理、项目成绩管理、实验课程成绩统计及相关信息的查询与　打印。　２．实验室开放管理中涉及提供对实验室的开放申请与审核管　理、实验室开放信息设置与实验室开放预约管理　３．创新项目管理主要是能有效管理来自学生用户提交的自拟　（下转第１９２页）

　２０１２年第ｌ０期　计算机光盘软件与应用　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ＣＤ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　软件设计开发　四、结论　学生管理评估是一项具有很强主观性和不确定性的评估　行为，其结果很大程度上依赖于专家的经验和主观认识，因此　本文尝试采用数据挖掘的方法从历史数据中找出隐含在专家　经验中的规律和知识，把这些经验固化在数据挖掘的数学模型　中，使评估结果具有一定的稳定性。提出了适合学生管理评估　的一个数据挖掘模型，该模型基于ＡＮＮ学习器，提出了单个　ＡＮＮ和集成ＡＮＮ进行建模的两种策略，并在模拟数据集上进　行了模型的测试。　参考文献：　【１］Ｓｔｒｕｔｓ官方网站ｈｔｔｐ：／／ｊａｋａｒｔａ．ａｐａｃｈｅ．ｏｒｇ／ｓｔｒｕｔｓ／　［２］Ｓｐｒｉｎｇ项目：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｐｒｉｎｇｓｏｕｒｃｅ．ｏｒｇ／ｓｐｆｉｎｇ—ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　［３］Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ项目：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｉｂｅｒｎａｔｅ　ｏｒｇ／　［４］Ｓ　Ａｒｇａｍｏｎ，ｅｔ　ａ１．，”Ａ　Ｓｐｅｃｉａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｕｎｄｅｒｇｒａｄｕａｔｅ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ，”ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａｔ　ｔｈｅ　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ｃｏｄｉｎｇ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　（ＩＴＣＣ’０５）一Ｖｏｌｕｍｅ　Ｉ—Ｖｏｌｕｍｅ　Ｏ１，２００５　【５】凯文斯（Ｃａｖａｎｅｓｓ，Ｃ．）著，Ｏ’Ｒｅｉｌｌｙ　Ｔａｉｗａｎ公司译，林　琪改编，开发者突击Ｊａｖａ　ｗｅｂ主流框架整合开发，中国电力出版　社【Ｍ】．２００５　［６Ｊ李刚．轻量￣Ｊ２ＥＥ企业应用实战Ｓｔｒｕｔｓ＋Ｓｐｒｉｎｇ＋Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ整　合开发，电子工业出版社　．２００７　［作者简介］黄建荣（１９７６一），男，广东兴宁人，珠海城市职　业技术学院，政工师，硕士，研究方向：系统开发、数据挖掘。　（上接第１８８页）　项目、教师用户提交的创新项目申请与审批。　４．开放查询管理提供实验教师和实验室开放课表的查询与打　印等功能　５．学生实验预约管理为学生的实验预约提供自各角色用户之间　的交流，如预约申请是否已批准，或是什么原因没有预约成功等。　（四）系统设计分析　开放实验管理模块分为：实验项目开放、实验室开放和创新　项目管理三部分功能。通过系统为教师和管理人员提供功能完备　的实验项目开放管理功能；同时为学生界面子系统的实验项目预　约提供数据源的方式来完成。　１．实验项目开放　提供开放实验项目申请管理功能，所要进行开放的实验项目　可从已有实验项目库中选取开放；可直接新增实验项目进行开放；　也可改进原有项目后再进行开放。包含：开放项目设置、实验项　Ｉｉｉ预约、实验项目统计、实验项目记录、实验报告成绩登记、实　验课程成绩统计。　２．实验预约管理　实验室根据实验教学安排，在不用限定学生具体实验内容的　情况下可将实验室或实验房间申请设置在某一时间段进行开放，　供学生根据自己的兴趣爱好自主选择实验。在条件允许的范围内　把实验室的利用率提到最高。可分为大型仪器设备开放、基础实　验室开放等两个部分。实验教师可进行批量预约和取消预约，同　时学生可根据自己的兴趣爱好选择实验项目或自拟项目预约开放　实验室房间的某一时间段　３．开放课表　此处系统提供教师和实验室开放课表的查询与打印等功能，　课表显示方式同实验项目开放相关课表。　一１９２—　４．创新项目管理　主管部门可通过此模块辅助管理来自学生自拟项目、老师创　新项目的申请及相关材料文档的审批，作为实验室预约审批中的　一个重要参考。　５．学生实验预约管理　此模块功能为学生在线预约实验项目而设计。学生以其学号　登录即可预约实验室设置开放的实验房间、实验项目或自拟项目　申请实验室或房间开放某一时间段，并可即时查询预约审批结果。　五、结束语　在系统的建立后可以在对实验室的开放、使用率、实验设备　的各项数据、设备的使用情况自动做出统计这样，管理人员可以　充分了解需求，给今后实验室的规划和建设提供准确的依据，避　免建设和管理的脱节，有效利用学校的建设资金。提高教育教学　质量的需要。　参考文献：　【１】施瑞，李丽洁，李晋，杨威．实验室开放在高等教育教学中的　作用　实验技术与管理，２００９．１２，（１２）　【２】桂萍．对高校实验室开放的思考Ｕ］．石河子大学学报：哲学社　会科学版，２００９，６　【３】修友才．实验室信息化管理与发展Ｕ　Ｊｌ甘肃科技，２００６，２　［４】曾锐，徐朝军．开放实验室管理理念及实现Ｕ】．实验室研究与　探索，２００２，（３）　【５】邓于．高校开放实验教学管理模式探索Ｕ］．重庆文理学院学　报，２０１２，（２）　【６Ｉ谢志伟，谢莺燕．开放实验室的设想　科技创新导　报，２００８（２０）　［７１５￣春英，程梅燕．浅析高校实验室开放的建设与管理Ｕ　Ｊｌ实验　室科学，２０１２，（２）