基于瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)的物理實驗預(yù)約型開放管理系統(tǒng)建設(shè)

曾灝憲 李 霞 侯志偉

（1.中原工學(xué)院理學(xué)院 河南 鄭州 450001；2.中國人民解放軍信息工程大學(xué)理學(xué)院 河南 鄭州 450001；3.河南工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 河南 鄭州 450001）

0 引言

教育的基本目的是如何培養(yǎng)高素質(zhì)人才，那么在大學(xué)物理實驗教學(xué)中，建立實驗開放的運行機(jī)制，使學(xué)生在日漸優(yōu)化的學(xué)習(xí)環(huán)境中，在自主探究式的學(xué)習(xí)過程中，充分發(fā)揮自己的想象力、創(chuàng)造力等主觀能動性，才能更好地發(fā)揮開放實驗對提高學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)造能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的作用。

20世紀(jì)末以來，以數(shù)字化為核心的信息技術(shù)的高度和迅速的發(fā)展，帶動了信息化教育的發(fā)展，營造了信息時代下培養(yǎng)創(chuàng)新人才的嶄新教學(xué)環(huán)境、教學(xué)模式、教學(xué)方法，正在教學(xué)中發(fā)揮著巨大的作用。因此如何進(jìn)一步融合信息化教育與傳統(tǒng)教育，培養(yǎng)出優(yōu)秀的創(chuàng)新人才個是每個教育工作者必須思考的問題。

高校物理實驗室是將理論知識和實踐相結(jié)合的教學(xué)平臺，同時也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主要源泉。為了進(jìn)一步提升學(xué)生創(chuàng)新能力，迫切需要將實驗室設(shè)備資源全面向?qū)W生開放，為學(xué)生提供更加多樣化的實驗條件。然而，隨著物理實驗教學(xué)開放式管理的逐步深入,以及學(xué)生數(shù)目增多帶來的選做實驗需求量的增加,僅靠傳統(tǒng)人工的實驗教學(xué)管理模式,例如：在前期的學(xué)生如何預(yù)知實驗室的空閑時段和空閑設(shè)備，隨后管理員如何預(yù)知學(xué)生預(yù)約使用實驗室的具體人數(shù)、時段和所需設(shè)備以及實驗后期的評價等各個方面,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實際的需求。一個可行的解決思路就是依托校園網(wǎng)，借助發(fā)展越來越迅速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,建立一套網(wǎng)上物理實驗預(yù)約系統(tǒng)是非常必要的。

1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和功能

該實驗室開放預(yù)約管理系統(tǒng)軟件從策劃到完成全部由實驗中心人員自己設(shè)計完成,既是開發(fā)者又是使用者,緊密結(jié)合了實際需求而設(shè)計。開發(fā)成熟后的系統(tǒng)可以極大減少了工作量,緩解了由于教學(xué)規(guī)模擴(kuò)大和實驗室退休人員增多等原因帶來的實驗管理人員嚴(yán)重不足的問題，對于改善實驗教學(xué)管理,提高實驗管理的效率，提升實驗管理層次起著重要的作用。

本平臺根據(jù)用戶不同,分為“管理員、教師、學(xué)生”三級權(quán)限。管理員由主持教師或?qū)嶒炛行闹魅螕?dān)任。注冊登陸是進(jìn)人平臺必須進(jìn)行的首要操作。按不同身份登陸系統(tǒng)后,會出現(xiàn)兩種不同的界面——教師管理界面和學(xué)生界面。平臺設(shè)計為在線管理模式,教師和管理員不必打開服務(wù)器數(shù)據(jù)庫或是重新更改頁面就可以進(jìn)行相關(guān)操作。這樣做一方面可以保證服務(wù)器的安全和信息的更新速度,更改后的結(jié)果可以實時顯示在頁面上，另一方面也方便對計算機(jī)不熟悉的教師參與管理。實時預(yù)約系統(tǒng)將所有實驗分為未預(yù)約實驗,預(yù)約未確認(rèn)實驗,已確認(rèn)實驗和已完成實驗四種類型。未預(yù)約實驗部分列出了實驗名稱、任課教師、預(yù)習(xí)提綱等。預(yù)約未確認(rèn)實驗部分列出已經(jīng)預(yù)約但管理員或教師還沒有確認(rèn)的實驗名稱,此時學(xué)生可更改實驗預(yù)約時間,頁面顯示學(xué)生已提交的實驗預(yù)約時間和實驗信息,學(xué)生根據(jù)自己實際情況可預(yù)約其它時間進(jìn)行實驗。已確認(rèn)實驗部分學(xué)生只可以重復(fù)預(yù)習(xí)操作,實驗時間顯示給學(xué)生,更改需通過管理員進(jìn)行。已完成實驗顯示學(xué)生實驗時間以及實驗成績,學(xué)生若有疑問,可留言與教師聯(lián)系,也可通過 “留言板”、“QQ”、“E-mail”等形式向教師反映。在實驗預(yù)約板塊我們設(shè)置了預(yù)約實驗提示說明和操作注意事項,以確保學(xué)生預(yù)約成功。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)模塊

系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)，所有安裝只需在服務(wù)器端進(jìn)行，管理者和學(xué)生使用瀏覽器訪問服務(wù)器地址即可，不必安裝專用客戶端。提供了統(tǒng)一、友好的操作界面,操作簡單,交互性強(qiáng),提高了系統(tǒng)的安全性,系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜度也降至最低，所有數(shù)據(jù)均保存在后臺數(shù)據(jù)庫。

2.1 學(xué)生入口及功能

學(xué)生登錄實現(xiàn)信息查詢、實驗預(yù)約、退約實驗等功能。信息查詢包括查看實驗通知、教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、實驗安排、實驗內(nèi)容和實驗預(yù)約等;實驗預(yù)約學(xué)生可根據(jù)實驗信息表,選定實驗時間(周次、星期和節(jié)次)和實驗項目。退約實驗是學(xué)生在預(yù)約實驗完成后,確有特殊原因不能實驗必須提前一周進(jìn)行退約,否則按曠課處理。學(xué)生在教學(xué)論壇區(qū)可以通過留言板以文本形式和教師交流、探討實驗和教學(xué)問題。

2.2 教師入口及功能

教師登錄實現(xiàn)進(jìn)行實驗的各種管理,包括實驗設(shè)置,當(dāng)天實驗情況的查看,預(yù)約查詢、預(yù)約報表和打印等功能。在預(yù)約查詢塊,教師可用學(xué)號、姓名、實驗代碼、實驗時間中的任意一個或幾個聯(lián)合字段進(jìn)行檢索查詢。

2.3 管理員入口及功能

管理員登錄包括上傳資料、修改實驗內(nèi)容、用戶信息、身份驗證和校歷設(shè)置功能,對于整個系統(tǒng)的動態(tài)管理、安全防護(hù)起到非常關(guān)鍵的作用。上傳資料包括教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、實驗內(nèi)容、教學(xué)課件、通知等。實驗項目的變更、實驗儀器臺套數(shù)的增加或減少、實驗時間的變化都可在實驗信息修改版塊進(jìn)行。學(xué)生注冊時遺忘密碼造成無法登錄,可從用戶信息查詢塊獲得幫助。修改身份驗證欄可對學(xué)生、教師以及管理員的驗證碼進(jìn)行更改,給系統(tǒng)安全提供一定的保障。實驗預(yù)約采用校歷周次計時,為保證系統(tǒng)和校歷時間的統(tǒng)一,在每學(xué)期物理實驗課開始之前必須對第一周周一進(jìn)行時間校對。

3 結(jié)語

預(yù)約型開放性實驗室管理系統(tǒng)的建立,投入使用后能夠極大促進(jìn)實驗室資源的利用率，吸引廣大的師生都參與到實驗室管理中來,使教師與學(xué)生通過該平臺促進(jìn)實驗室運行管理工作的不斷改進(jìn)，減少實驗室管理人員的工作量,降低實驗室管理的難度,最大化地給學(xué)生提供創(chuàng)新空間，有助于提高學(xué)生的實驗技能和自我管理能力，在規(guī)范實驗室的使用和管理上也有很強(qiáng)的實用性。根據(jù)實驗教學(xué)改革和發(fā)展的要求，該系統(tǒng)還將有一個陸續(xù)升級完善的過程，今后將不斷擴(kuò)充和豐富該預(yù)約管理系統(tǒng)，完善系統(tǒng)的內(nèi)容和功能，使其更好地滿足學(xué)校的實際教學(xué)和管理要求。

［1］李躍民,葛秀濤,沈玲.基于校園網(wǎng)的化學(xué)實驗室管理系統(tǒng)設(shè)計[J].滁州學(xué)院學(xué)報,2005(2):103-105.

［2］尹新,劉子建,劉紅霞.實驗室開放的探索與實踐[J].實驗技術(shù)與管理,2006,23(8).

［3］劉廣瑞,鄧秋超,張少林.構(gòu)建創(chuàng)新平臺,培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].實驗技術(shù)與管理,2008,25(2):26-28.