教育理念在不斷變化著，現如今，很多教師都開始重視培養學生的創造性思維和創新能力了，這樣會讓教師的教學起到事半功倍的效果。本文是一篇教學論文范文，主要論述了高校開放式實驗室管理系統平臺的設計與開發。

 　　摘要：隨著網絡的發展，現在高校實驗室管理方式落后的問題，已經給學生的學習帶來了很多的不便。為了提高高校實驗室資源的利用率，方便管理者的管理，同時也能提高學生的動手能力，本文針對傳統實驗室管理的特點和不足進行了需求分析，搭建了網站系統的整體框架。本系統在某省級實驗教學示范中心應用過程中為師生提供了資源共享、實驗預約、成績查詢以及師生在線交流等功能，同時還為實驗室管理者提供了安全自檢、耗材申請等功能。本系統有效地改善了實驗教學的管理方法，提高了管理效率，提升了教學質量和資源的利用率。

　　關鍵詞：開放式,實驗室管理,系統平臺

　　在當今社會中，培養學生的創造性思維和創新能力變得尤為重要，能讓學生在寬松的環境中獲取知識，給學生提供動手實踐操作的機會，實驗室做實驗是最有效的教學方式之一。但是，目前高校實驗室仍存在一些缺陷，如實驗室的工作仍然采用書面和人工管理的方式，工作繁瑣，效率低下;對學生的實驗信息、課程信息還有設備信息等不能有機地結合起來，在這些信息的收集和管理過程中各項活動都是獨立分散的，導致實驗室及設備的利用率低下。為了保證信息的快速查詢和更新、實驗設備管理的有條不紊，使管理人員的工作量和管理難度降低，并且準確地掌握實驗設備、實驗室和設施的使用情況，從而不影響實驗教學、設備的使用，設計和開發一款開放式實驗室管理系統平臺，來實現實驗室的開放式、現代化、集中化和網絡化，提高管理效率，節約人力和時間，實現資源的共享與開放，給學生更多的實驗空間和時間很有必要。

　　一、系統的開放性

　　高校開放式實驗室管理系統平臺的開放性特征主要有：系統平臺的開放性、實驗室的開放性、實驗設備的開放管理。

　　1.系統平臺的開放性

　　該系統關鍵的一項特征是體現它的開放性，使實驗室在無人看管的情況下可以實行全天制的開放工作，學生可以在系統上進行在線課程選修，教師和學生還可以隨時進行在線交流，可以隨時得知實驗室及設備的使用信息，然后進行實驗室和設備的預約與借還。教師還可以通過系統直接上傳課程中所用的資料供學生下載，并對學生提交的作業進行批改。學生通過該系統除下載資料外，還可以隨時了解一些最新動態、上交作業、查詢成績等。系統管理員和實驗室的負責人可以隨時觀看和控制實驗室及其相關操作，查看實驗室的運作情況和了解正在做實驗的學生的信息。這樣做在很大程度上不但節約了時間而且提高了工作效率。

　　2.實驗室的開放性

　　學校為鼓勵和支持學生做實驗，在保障實驗教學正常運行的前提下，為學生定時開放實驗室，學生可在實驗室開放規定的時間內，自由選擇時間憑有效證件到實驗室做實驗。學生也可以先在網上進行實驗室預約，預約成功后，憑有效證件在規定的時間內進入實驗室完成實驗。實驗室開放后，學生的自主性和流動性也增強了，不同班級的學生可以選擇同一門課程，反之，同一個班級的學生也可以選擇不同的課程，并且上課時間和地點也可以不一樣，學生可以根據自己的情況選擇時間去做不同的實驗。

　　3.實驗室設備的開放管理

　　為了最大限度地提高設備利用率，使學生能更加方便地使用設備，對部分可移動設備包括攝像機、照相機、筆記本電腦等，在首先滿足教學情況下，為學生的一些實踐活動及教師的科研提供開放性服務。在管理平臺上開設實驗設備預約，在實驗中心也專門開設一個設備出借室，將所有的設備集中歸類管理，工作人員全天值班，在平臺上隨時更新設備信息，學生在借用時可先在平臺上查詢設備是否在設備中心、何時自己可以去借用等相關信息，然后通過網上預約后拿自己的有效證件去借用設備，還可以在實驗室平臺上延長借用時間。這樣很好地實現了實驗室開放的網絡預約、審核及登記功能，以及設備網絡查詢、借用申請及審核過程，實現了教學資源的開放，簡化了實驗室審批手續和設備借用流程，提高了實驗室的規模效益和設備使用率，有效提升了實驗室設備整體使用效能。

　　二、系統需求分析

　　需求分析的目標是建立可理解的現實世界模型，其主要任務是明確系統要完成的功能。所以通過對某省級實驗教學示范中心的有關調研和與其相關人員進行交流后，得出開放式實驗室系統在功能上需要滿足的條件如下：(1)該系統使用對象是高校的學生、教師、實驗室工作人員、實驗室負責人和系統管理員，這些用戶在進行相應的操作時，都要通過正確合法登錄的身份驗證才能進行。(2)實驗室負責人的主要任務是統籌全局將學校下達的實驗課程任務進行選擇和安排。實驗室工作人員主要是查看分工、開關電源、衛生檢查、安全檢查、儀器管理等。系統管理員主要針對系統進行管理、維護，設置登錄權限等。(3)在任何有網絡的地方不管是學生、教師還是管理員負責人等都可以瀏覽網站上的信息，并且還可以通過合法的登錄來進行成績查詢、實驗預約、耗材申請等。學生主要是進行選課、實驗預約、查看網站信息、填寫和提交實驗報告、查詢實驗成績、借還設備、資源的下載等。教師主要是上傳資源、批閱實驗報告成績、成績管理、課程設置、消息通知、學生分組、實驗預約等。

　　下面是該系統的總體模塊用例圖，通過用例圖1可以更清楚地知道各模塊之間的關聯程度，便于系統的建模。我們還可以清楚地了解到該系統中所涉及的任務角色以及他們所對應的功能。

　　三、系統框架與功能模塊設計

　　開放式實驗室管理系統平臺的開發和設計目的是為了提高實驗室的利用率，使實驗室和實驗設備都能得到很好的利用，避免造成投入大于收益。它利用現代的網絡信息環境，不但為學校的實驗室管理提供了一種有效快捷的管理方式，也為學生和教師提供了一個能很好實現自主學習和資源共享的環境。為高校教師和學生在實施科研和實驗的道路上提供了便捷的服務、優良的環境和設備。該系統分為六大模塊，通過圖2總體模塊圖我們可以清晰地知道它們分別是：信息管理模塊、教學管理模塊、設備管理模塊、系統管理模塊、實驗管理模塊和幫助中心。在每個大的模塊下面都有一些小的模塊。 　　1.教學管理

　　教學管理主要針對學校實驗教學方面的工作，包括成績查詢、實驗報告、實驗課程、在線交流和資源共享。在本系統中教師通過平臺發布了本學期的課程信息后，學生在規定的時間內選取課程，最后系統對學生的選課情況進行統計并安排好實驗室，學生通過系統查看實驗室安排，按時進行實驗。在選課規定的時間內學生可以對自己所選的課程進行修改，選課結束后還可以隨時查看。實驗報告是在一次實驗課程結束之后，教師將上傳實驗報告格式，學生填寫并上傳，教師評閱在給出成績的同時篩選出一些好的作業發布在此系統中并且上傳一些資源，供學生參考。課后學生可以查詢自己的成績，下載和閱覽這些資料，也可以通過資源共享平臺上傳一些資料，從而達到資源共享的效果。在線交流是供學生和教師進行討論和交流，使遇到的問題得到快速的解決。其結構流程如圖3所示。

　　2.實驗管理

　　實驗管理主要是對該校所開設的實驗課以及一些與實驗相關工作的管理，它包括實驗室的衛生檢查、課程管理、實驗安排、實驗預約。衛生檢查主要是實驗室工作人員通過平臺查看自己負責的實驗室，打掃和檢查實驗室的衛生情況。實驗課程是對本校所有開設的實驗課程進行管理，其中還包括一些要完成科研活動所申請的實驗室。實驗安排就是根據課程管理的結果對所要參加實驗的課程進行管理，為它們分配和調節實驗室，還有就是根據學校的時間設置以及學生教師的實驗預約來安排實驗。實驗查詢是教師和學生可以通過平臺查詢自己所要進行實驗的實驗室目前的情況，然后根據自己的時間進行實驗預約。實驗預約是學生和教師通過實驗查詢后來實現在線的實驗室的預約，并且在預約的時間范圍內，通過自己的有效證件去實驗室進行實驗。

　　3.系統管理

　　系統管理面向的對象是系統管理員，主要工作就是對該系統的管理和維護，包括用戶管理、數據庫備份、數據庫還原。用戶的管理主要是對登錄該系統的用戶進行管理，在高校主要的人群是學生、教師、實驗室工作人員和實驗室的負責人，主要對這些人群的信息進行保護并且還可以增、刪、改、查等。對數據庫進行備份主要是為了防止系統發生意外造成文件丟失，還有就是方便以后學生對成績的查看。數據庫還原是當系統出現故障時，進行數據的還原。

　　4.設備管理

　　設備管理主要是對實驗室里的實驗設備進行管理和維護。它包括設備簡介、設備新增、設備刪除、設備查詢、設備預約、設備借還、設備報修、報修處理、安全自檢和耗材申請。設備的簡介主要是對實驗設備的一些基本信息進行介紹，包括它的用途、功能、如何使用等，還有一些視頻介紹設備的用法，供使用者查看。在此模塊中還會詳細實時地更新設備的新增與刪除情況，清晰地呈現出設備目前的一些狀況。學生可以通過查詢設備信息來進行設備的預約。設備的報修是由實驗室工作人員來進行的，他們在發現某個實驗設備出現問題時，可以通過在線申請進行報修，還可以查看針對實驗室工作人員提交的設備報修進行處理的過程。實驗室工作人員可以基于實驗室設備不定時的安全自檢，來確保設備達到很好的供應，還可以對設備在使用過程中的一些耗損情況進行申請。其結構流程如圖4所示。

　　5.信息管理

　　信息管理工作主要是由系統管理員進行的，在這個過程中實驗室負責人起到監督的作用。它包括中心簡介、信息公告、師資力量、科研活動、科研成果、規章制度和失物招領。中心簡介是介紹實驗室的一些基本的信息。信息公告是對學校最新消息的公布，例如某某實驗室要進行調課、節假日期間實驗室進行維護、不能進行實驗等。師資力量是對實驗室教師和工作人員的一個簡介。科研活動是介紹本實驗室要舉行的一些活動及內容介紹。科研成果指本校近年來的一些成果榮譽等。還有一些規章制度是為了方便工作人員管理實驗室。在本模塊中還有一些視頻與圖片的提供，供師生了解和查看。失物招領是工作人員在打掃過程中發現學生拉下的東西，進行公布，方便學生尋找。

　　6.幫助中心

　　幫助中心包括系統指導和關于我們。設置該模塊的主要目的一是幫助那些在使用和操作過程中有困難的人群，系統指導中會提供一些使用說明和流程圖;二是在使用者在使用本系統的過程中如果有什么好的意見或建議可以通過在線留言的方式和我們聯系，或者是系統出現了一些我們沒有發現的問題可以及時反饋給我們，以確保系統有效快捷運行。

　　四、系統的測試與應用

　　在所有軟件開發的過程中，對系統進行測試是非常重要的，在測試過程中分功能測試和性能測試，下面就針對本系統對其重要的測試用例進行論述。

　　功能測試主要是針對系統提供的各種功能進行測試，其目的是看這些功能是否正常工作、是否滿足用戶的需求、是否采取了正確的方式。在本系統中，我主要以實驗預約為例來說明本系統測試用例設計的過程。

　　表1所示為實驗預約的測試用例，通過該用例，可以測試出系統預約功能的正確性。為實驗室管理人員、教師和學生等提供更便捷的服務。

　　五、結束語

　　開放式實驗室管理系統是將教學、實驗室、學生、教師、設備很好結合起來的一種全新的實驗室管理模式，也是現代信息發展的必然產物，與傳統的實驗教學相比，開放式實驗室具有很多優點，它突破了傳統教學模式在時間和空間上的限制，大大提高了高校學生在實驗中的積極性、主動性，使教學質量得到了很大提高，也使實驗室的設備得到了很好的利用。

　　教學論文發表期刊推薦《學苑教育》創刊于2008年，是一本教育類雜志。《學苑教育》系國家新聞出版總署批準，面向國內外公開發行的教育類學術期刊。國際標準刊號ISSN1674-179X，國內統一刊號CN13-1386/G4,郵發代號18-340。