大學(xué)生電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理軟件的設(shè)計(jì)

劉　林，黃在范，施國英，張觀山

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)　機(jī)械與電子工程學(xué)院，山東　泰安　271018)

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大學(xué)生電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理軟件的設(shè)計(jì)

劉林，黃在范，施國英，張觀山

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院，山東泰安271018)

針對當(dāng)前大學(xué)生電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理過程中出現(xiàn)的一系列問題，利用電子信息技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理軟件。該軟件包括學(xué)生端軟件、教師端軟件和管理員軟件3部分，經(jīng)過一年的使用，運(yùn)行效果良好，解決了管理過程中亟待解決的問題，得到了廣大師生的好評，值得應(yīng)用推廣。

大學(xué)生；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室；管理軟件；研究

隨著社會(huì)對人才創(chuàng)新素質(zhì)要求的不斷提高，實(shí)驗(yàn)室作為實(shí)施創(chuàng)新教育的重要基地，在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面占有十分重要的地位。因此，近年來，各高校都在積極探索各種適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)模式，也涌現(xiàn)出一批創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。如以綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主的開放式實(shí)驗(yàn)室；以項(xiàng)目為載體，以“導(dǎo)師制”為主要培養(yǎng)形式的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室；以創(chuàng)新設(shè)計(jì)、科技實(shí)踐和研究探索為主題的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室等[1-5]。

為進(jìn)一步提高山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科技實(shí)踐能力、創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)合作的精神，激勵(lì)學(xué)生崇尚科學(xué)、追求真知、銳意進(jìn)取、開拓創(chuàng)新 ，結(jié)合自身實(shí)際情況開展了挑戰(zhàn)杯、電子競賽、機(jī)電競賽和機(jī)器人大賽等大學(xué)生科技活動(dòng)，根據(jù)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》精神和教育部高等教育司《關(guān)于鼓勵(lì)教師積極參與指導(dǎo)大學(xué)生科技競賽活動(dòng)的通知》精神，為了將這一系列活動(dòng)進(jìn)一步落到實(shí)處，充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，促進(jìn)大學(xué)生科研能力以及綜合素質(zhì)的提高，本院設(shè)立了大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室設(shè)。

1　管理過程中遇到的問題

大學(xué)生電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的面積有144 m2，有32張工作臺(tái)(配備網(wǎng)線)和32張焊接臺(tái)，一次性最多可以容納64名學(xué)生，面向本院電氣和自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生(大一到大四合計(jì)800多名)全天開放，人均面積0.18 m2，實(shí)驗(yàn)室資源相對緊張。

1)學(xué)生多，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室人均相對面積小，學(xué)生申請相對困難。傳統(tǒng)申請實(shí)驗(yàn)室的方式:首先下載并填寫申請表；然后找指導(dǎo)老師和實(shí)驗(yàn)室中心主任簽名；最后根據(jù)提交的紙質(zhì)申請表，分配實(shí)驗(yàn)室的資源給學(xué)生.這種方式浪費(fèi)時(shí)間(前前后后的時(shí)間少則兩天，多則一個(gè)星期)。

2)學(xué)生申請并取得創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室使用資格后，實(shí)驗(yàn)室空間即可長時(shí)間供本人使用。然而，部分學(xué)生課余時(shí)間并不能做到堅(jiān)持使用實(shí)驗(yàn)室，不珍惜實(shí)驗(yàn)室資源，而其他學(xué)生因沒有獲得資格而無法進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，這樣就導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)室的閑置，造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，不利于教學(xué)資源的優(yōu)化配置。

3)大學(xué)生電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室采用開放式管理方式，如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)簽名的方式進(jìn)行考勤，將會(huì)存在代簽等問題，達(dá)不到考勤的目的。

為解決上述問題，研究并設(shè)計(jì)了一套大學(xué)生電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理軟件，包括學(xué)生端軟件、教師端軟件和管理員軟件3部分。

2　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理軟件的結(jié)構(gòu)工作原理如圖1所示。申請進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生通過移動(dòng)輸入終端軟件，輸入個(gè)人的信息，點(diǎn)擊提交，通過移動(dòng)基站，利用手機(jī)傳入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，管理員通過網(wǎng)站，就可以管理申請學(xué)生信息，簡單方便快捷。

1—學(xué)生；2—移動(dòng)終端；3—移動(dòng)基站；4—網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；5—網(wǎng)站；6—管理員。圖1　結(jié)構(gòu)示意圖

2.1學(xué)生

為了充分利用實(shí)驗(yàn)室的資源，要求申請進(jìn)入大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生必須參加至少一項(xiàng)項(xiàng)目，項(xiàng)目類型分為:獲得學(xué)?？萍剂㈨?xiàng)并需要利用實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目、學(xué)?！疤魬?zhàn)杯”、學(xué)院“機(jī)電之光”、國家及省級競賽等扶持項(xiàng)目或特批的其他需利用實(shí)驗(yàn)室的科研項(xiàng)目。

2.2移動(dòng)終端

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，手機(jī)逐漸改變?nèi)藗兊纳罘绞?，已成為人們生活中不可或缺的一部分。如使用手機(jī)輔助學(xué)習(xí)、獲取信息、聽音樂以及與他人之間進(jìn)行溝通交流。手機(jī)在學(xué)生群體中已經(jīng)越來越普及[6]。因此，以android4.0.1為平臺(tái)，研發(fā)一套手機(jī)輸入終端軟件，學(xué)生通過輸入相關(guān)信息，就能完成創(chuàng)新室的申請、查看和管理等任務(wù)。

2.3網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)

利用移動(dòng)基站，將通過移動(dòng)終端設(shè)備錄入的信息上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，安裝在服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫可分類儲(chǔ)存和管理學(xué)生信息。管理人員通過網(wǎng)站，提取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，集中管理申請實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生信息[7]。

3　學(xué)生端軟件設(shè)計(jì)

學(xué)生端軟件主要由Eclipse軟件編寫而成，Eclipse是一個(gè)開放源代碼的JavaIDE，可擴(kuò)展的應(yīng)用程序開發(fā)平臺(tái)，它提供了程序員一個(gè)一流的Java集成開發(fā)環(huán)境[8-9]，如圖2所示。

圖2　登錄注冊界面圖

初次使用大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室終端的學(xué)生，首先要點(diǎn)擊【注冊】，進(jìn)入注冊頁面，填寫用戶姓名、學(xué)號、專業(yè)班級、密碼和確認(rèn)密碼信息(如用戶姓名:張三，專業(yè)班級:12級電氣4班)；然后點(diǎn)擊提交。軟件會(huì)通過用戶名、學(xué)號和班級在學(xué)籍?dāng)?shù)據(jù)庫進(jìn)行搜索，確認(rèn)學(xué)生的身份，只能在校的全日制學(xué)生才可完成注冊，然后返回登錄界面，輸入注冊的用戶名和密碼，選擇學(xué)生登錄權(quán)限，點(diǎn)擊【登陸】，進(jìn)入操作主界面，如圖3所示。

圖3　操作主界面示意圖

操作界面上有申請須知、申請表格和運(yùn)行管理欄目；管理辦法的下一級菜單有服務(wù)對象、管理制度和實(shí)驗(yàn)空間欄目；運(yùn)行管理的下一級菜單有考勤記錄、借閱儀器、教師互動(dòng)和原始資料等欄目，點(diǎn)擊欄目，可查看并操作相應(yīng)的內(nèi)容。初次使用的學(xué)生只有在閱讀申請須知后才可以填寫申請表格，當(dāng)取得進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室資格后，才可以操作運(yùn)行管理欄目。

3.1服務(wù)對象

點(diǎn)擊【服務(wù)對象】，查看并閱讀信息，開放性實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)對象:

1)獲得學(xué)?？萍剂㈨?xiàng)并需要利用實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目；

2)學(xué)?！疤魬?zhàn)杯”、學(xué)院“機(jī)電之光”、國家及省級競賽等扶持項(xiàng)目；

3)特批的其他需利用實(shí)驗(yàn)室的科研項(xiàng)目。

3.2管理辦法

點(diǎn)擊【管理辦法】，查看并閱讀信息，開放性實(shí)驗(yàn)室的管理辦法:

1)符合要求的申請對象須通過輸入終端軟件填寫《申請表格》，等實(shí)驗(yàn)室管理員同意批準(zhǔn)后(半個(gè)工作日)，方可在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)操作；

2)實(shí)驗(yàn)室為每個(gè)團(tuán)隊(duì)指派若干名指導(dǎo)教師，學(xué)生也可以自行先與指導(dǎo)教師聯(lián)系后再填寫名單通過軟件錄入申請表格；

3)在不影響實(shí)驗(yàn)室正常教學(xué)秩序的前提下，學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施時(shí)間調(diào)配由各實(shí)驗(yàn)室管理員進(jìn)行安排，實(shí)驗(yàn)過程中若出現(xiàn)異常情況應(yīng)盡快與管理員聯(lián)系解決，不得自行處理；

4)學(xué)生在上班的任何時(shí)間內(nèi)均可進(jìn)入本實(shí)驗(yàn)室工作，離開前需關(guān)好門窗、水電、總電源開關(guān)等，并注意保持實(shí)驗(yàn)室的衛(wèi)生整潔；

5)實(shí)驗(yàn)完成后，創(chuàng)新性開放性實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)按清單歸還所有設(shè)備，如果沒有按照操作規(guī)程使用儀器而導(dǎo)致?lián)p壞的，或保管不當(dāng)遺失的，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定適當(dāng)賠償。

3.3實(shí)驗(yàn)空間

圖4　創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室平面示意圖

點(diǎn)擊【實(shí)驗(yàn)空間】，出現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的平面圖，如圖4所示。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室有32張工作臺(tái)(配備電源、網(wǎng)線和焊接臺(tái))，其中，深色表示實(shí)驗(yàn)室空間已經(jīng)被學(xué)生申請，淺色表示實(shí)驗(yàn)室空間未被學(xué)生申請，在軟件界面上會(huì)有文字提示。已申請:工作臺(tái)1-4，焊接臺(tái)1-4；未申請:工作臺(tái)1-4，焊接臺(tái)1-4。如果實(shí)驗(yàn)室空間已經(jīng)全部申請完畢，學(xué)生將不能在申請進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。

3.4申請表格

如圖5所示。點(diǎn)擊【申請表】并填寫，申請表的欄目包括申請者姓名、專業(yè)班級、指導(dǎo)教師、項(xiàng)目名稱、申請理由、所需儀器、時(shí)間安排、指導(dǎo)老師意見和實(shí)驗(yàn)室中心主任意見。其中申請者姓名和專業(yè)班級已經(jīng)鎖定，不可以修改。在指導(dǎo)老師欄目右側(cè)的下拉框中選擇自己的指導(dǎo)老師；在所需儀器后面的下拉框中選擇自己需要的儀器；在項(xiàng)目名稱和申請理由和欄目中填上相關(guān)信息；在指導(dǎo)老師和實(shí)驗(yàn)室中心主任意見欄目已經(jīng)鎖定，由相應(yīng)的老師填寫，學(xué)生不可填寫。填寫完畢后，點(diǎn)擊提交按鈕，學(xué)生只需等待審核。此時(shí)，軟件會(huì)把信息以的形式通知指導(dǎo)老師和實(shí)驗(yàn)室中心主任的審批。

圖5　申請表格界面示意圖

時(shí)間安排:在時(shí)間安排后面的文本框中輸入起止時(shí)間，格式 2013.9.1-2014.7.20。點(diǎn)擊【安排】按鈕，安排每一周的時(shí)間。一周分為7天，將每一天劃分為5個(gè)時(shí)間段，學(xué)生選擇自己進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間段，以此時(shí)間作為考勤的依據(jù)。

3.5考勤記錄

點(diǎn)擊【考勤記錄】，查看自己進(jìn)入創(chuàng)新室的時(shí)間和次數(shù)?？记谠?當(dāng)學(xué)生進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室后，利用隨身攜帶的手機(jī)中GPS的定位功能，自動(dòng)記錄進(jìn)入創(chuàng)新室的次數(shù)和時(shí)間。

3.6借閱儀器

點(diǎn)擊【借閱儀器】，查看自己借閱的儀器使用記錄。實(shí)驗(yàn)室為每個(gè)立項(xiàng)的團(tuán)隊(duì)人員提供必要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，但以不影響正常的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)為前提。團(tuán)隊(duì)成員可在實(shí)驗(yàn)期間自由使用這些設(shè)備，并負(fù)有保管、維護(hù)、修理這些設(shè)備的責(zé)任。

3.7教師互動(dòng)

點(diǎn)擊【教師互動(dòng)】，查閱指導(dǎo)教師對創(chuàng)新項(xiàng)目的建設(shè)性意見，通過本欄目，學(xué)生也可以與自己的指導(dǎo)老師溝通，匯報(bào)創(chuàng)新項(xiàng)目的進(jìn)展等情況。

3.8原始資料

點(diǎn)擊【原始資料】，填寫自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，隨時(shí)記錄數(shù)據(jù)、拍攝實(shí)驗(yàn)照片等等，并將第一手的資料上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

4　教師端軟件設(shè)計(jì)

教師端軟件主要用于指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)中心主任對學(xué)生申請的項(xiàng)目進(jìn)行審批。當(dāng)指導(dǎo)教師或?qū)嶒?yàn)中心主任接收到學(xué)生申請創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的短信后，通過大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理軟件的登錄窗口輸入用戶名和密碼，登陸并對申請的學(xué)生信息進(jìn)行審核，如果同意點(diǎn)擊【是】按鈕；否則點(diǎn)擊【否】按鈕。當(dāng)學(xué)生成功取得進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室資格后，指導(dǎo)教師可以通過軟件，跟學(xué)生進(jìn)行交流，查看學(xué)生進(jìn)展情況，并提出建設(shè)性意見。

5　管理員軟件設(shè)計(jì)

管理員端軟件，主要用于對申請創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生進(jìn)行管理，主要完成4個(gè)方面任務(wù)。

1)快速審批申請創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生，第一時(shí)間分配實(shí)驗(yàn)資源。

有資格申請創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生通過學(xué)生端軟件填寫信息并提交，并以短信告知指導(dǎo)老師和實(shí)驗(yàn)室中心主任。得到批準(zhǔn)后，管理員根據(jù)實(shí)驗(yàn)室空間的分配情況，分配實(shí)驗(yàn)室資源(主要是位置和儀器設(shè)備)并第一時(shí)間短信告知學(xué)生，提高了審批速度。

2)充分利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的資源，最大限度發(fā)揮其功能。

由于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的資源緊張而且同時(shí)容納學(xué)生的數(shù)量有限，申請創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生課表一般不同，學(xué)生課余時(shí)間不同，進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間不同。如果將創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的資源(尤其是位置)分配給一個(gè)學(xué)生，將會(huì)在同一時(shí)間內(nèi)，可能會(huì)有很多空位置，資源得不到充分的利用。因此將同一位置在不同時(shí)間內(nèi)分配給多個(gè)申請的學(xué)生進(jìn)行重復(fù)使用，克服實(shí)驗(yàn)室資源緊張的弊端。

3)督促學(xué)生充分利用課余時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

通過移動(dòng)手機(jī)的GPS定位功能，利用次數(shù)和時(shí)間兩個(gè)指標(biāo)對學(xué)生進(jìn)行考勤，取消考勤不合格的學(xué)生，將其實(shí)驗(yàn)室資源分配給其他有資格申請并進(jìn)入創(chuàng)新室的學(xué)生。

在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的次數(shù)和時(shí)間小于規(guī)定值時(shí)，第一次短信提醒，第二次短信通報(bào)，第三次軟件自動(dòng)鎖定學(xué)生信息，取消學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室資格，可將其位置分配給其他有資格申請并進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生。

通過考勤的形式，既可以使學(xué)生更加珍惜進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的機(jī)會(huì)，又能夠促使學(xué)生充分利用課余時(shí)間盡快完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不僅能豐富自己的課余生活，而且還會(huì)提高自己的動(dòng)手能力和創(chuàng)新水平。

4)自動(dòng)生成學(xué)生信息，并可一鍵打印學(xué)生的項(xiàng)目信息。

學(xué)生信息包括申請者姓名、學(xué)號、專業(yè)班級、聯(lián)系方式、指導(dǎo)教師、項(xiàng)目名稱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、數(shù)據(jù)記錄、工作日志等內(nèi)容。

6　結(jié)束語

本文分析了當(dāng)前本院大學(xué)生電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理過程中存在的問題，研究并設(shè)計(jì)了一套使用的管理軟件。1)學(xué)生利用手機(jī)，通過軟件就可以申請實(shí)驗(yàn)室，方便快捷；2)本軟件通過手機(jī)的GPS定位功能，對學(xué)生進(jìn)行考勤，督促學(xué)生課下及時(shí)進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室研究項(xiàng)目。本系統(tǒng)操作簡單，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

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Research of Undergraduate Electronic Innovation Laboratory Management Software

LIU Lin ，HUANG Zaifan ，SHI Guoying ，ZHANG Guanshan

(College of Mechanical and Electronic Engineering，Shandong Agricultural University，Tai’an 271018，China)

Aiming at a series of problems for the innovation of college students in the process of room management，by the use of electronic information technology，a set of innovative laboratory management software which includes student software，teacher software and administrator software are designed.After a year of use，it has a good operation effect and solves the urgent management process problems that the majority of teachers and students praise，it is worthy of application and promotion.

college students; innovation laboratory; management software; investigation

2015-05-06

劉林(1987-)，男，碩士生，助理實(shí)驗(yàn)師，主要從事實(shí)驗(yàn)室教學(xué)工作。

G482

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2016.01.063