楊 峰

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開封 475004)

0 引言

信息技術(shù)在教育教學(xué)中的廣泛應(yīng)用和普及，推動(dòng)著整個(gè)教育事業(yè)的改革與發(fā)展，教育的信息化已經(jīng)成為當(dāng)前教育現(xiàn)代化的發(fā)展方向和重要標(biāo)志。 教育信息化是將信息作為教育系統(tǒng)的一種基本構(gòu)成要素，并在教育的各個(gè)領(lǐng)域廣泛利用，以促進(jìn)教育現(xiàn)代化的過程[1]。 這一過程體現(xiàn)在教育體系中的教育觀念、教育組織、教育內(nèi)容、教育模式、教育技術(shù)、教育評(píng)價(jià)、教育環(huán)境等一系列改革和變化上[2]。 實(shí)訓(xùn)室作為高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)和實(shí)訓(xùn)設(shè)備管理、 調(diào)配的樞紐，其信息化管理的實(shí)現(xiàn)是教育信息化的一個(gè)組成部分，其信息化管理水平的高低是高校教育信息化程度高低的重要標(biāo)志。 本文試以測繪專業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理為例，探討實(shí)現(xiàn)高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)與實(shí)訓(xùn)室管理信息化的方法。

1 實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息化的必要性和存在的問題

1.1 實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息化的必要性

實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理的信息化是教育信息化建設(shè)中教育環(huán)境信息化的具體應(yīng)用和體現(xiàn)，是促進(jìn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理規(guī)范化、科學(xué)化，提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理現(xiàn)代化水平和管理效率，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息共享必不可少的手段。 其必要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1.1 它是提升實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理水平的重要手段

實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息化以學(xué)校系部實(shí)訓(xùn)中心為基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)所涉及的與實(shí)訓(xùn)課程和實(shí)訓(xùn)設(shè)備相關(guān)的各種數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行管理。 實(shí)訓(xùn)管理人員和教師不但可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)同辦公，共同完成諸如實(shí)訓(xùn)課程申請(qǐng)、課程安排、設(shè)備安排、設(shè)備統(tǒng)計(jì)等事務(wù)，還可以實(shí)時(shí)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)信息發(fā)布、信息交換、資源共享等活動(dòng)，使全校用戶均能隨時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)，查詢各種實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息。 從而使得教學(xué)管理規(guī)范化、科學(xué)化、程序化，保證實(shí)訓(xùn)教學(xué)各項(xiàng)工作協(xié)調(diào)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，提高高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理水平，增強(qiáng)高校的綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理能力[3]。

1.1.2 它是數(shù)字化校園建設(shè)向深入發(fā)展的必然要求

隨著目前數(shù)字化校園建設(shè)在各個(gè)院校的普及和深入開展，各大院校的網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)站建設(shè)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、數(shù)字圖書館、綜合教務(wù)管理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)等各種信息化教學(xué)設(shè)施已普遍建立起來，使我國教學(xué)信息化的水平不斷提高[4]。 而目前各院校教學(xué)管理信息化的建設(shè)和應(yīng)用一般都是在院校級(jí)的宏觀層面，缺乏對(duì)教學(xué)一線的實(shí)時(shí)情況和實(shí)際信息的信息化管理。 而與理論教學(xué)相比，教學(xué)場景較為復(fù)雜的實(shí)訓(xùn)教學(xué)在這方面大為滯后。 因此，實(shí)訓(xùn)教學(xué)的信息化管理成為各高校建設(shè)數(shù)字化校園的一個(gè)盲區(qū)。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)作為一種重要而經(jīng)常性的一線教學(xué)活動(dòng)，不僅關(guān)系到學(xué)校教學(xué)活動(dòng)的實(shí)際運(yùn)行，也關(guān)系到與實(shí)訓(xùn)相關(guān)的各種教學(xué)設(shè)備的使用情況。 因此，實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息管理不僅是高校掌握學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)情況的重要信息來源，也是學(xué)校了解各實(shí)訓(xùn)設(shè)備使用和損耗情況的重要信息來源。 通過實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理的信息化建設(shè)，為學(xué)校全面了解現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室基本資源和運(yùn)行情況、實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)完成情況，了解實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的增減變動(dòng)、損耗及材料耗費(fèi)情況，進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理，以及開展實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備使用效益評(píng)價(jià)等提供可靠的依據(jù)和保障，是提升實(shí)驗(yàn)室信息統(tǒng)計(jì)和管理水平的催化劑[5]。

1.1.3 它是高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理規(guī)范化、科學(xué)化的有力支撐條件

傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理方式是以人工管理為主的。 在這種管理方式下，不僅存在實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息管理效率低下，實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理科學(xué)化程度低、規(guī)范性差等問題，而且存在實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息不完整和殘缺等諸多問題。 例如，一線教學(xué)環(huán)節(jié)的安排多由教師根據(jù)具體情況靈活安排。 這一方面使得實(shí)訓(xùn)中心無法提前掌握教師的實(shí)訓(xùn)教學(xué)情況，統(tǒng)一調(diào)配和安排實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作，致使實(shí)訓(xùn)中心對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)和管理功能被大大削弱，而僅充當(dāng)單一的實(shí)訓(xùn)設(shè)備管理和使用安排部門；另一方面，由于實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息共享性差,容易造成教師之間實(shí)訓(xùn)課程的沖突，使教師被迫調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)，致使教學(xué)效果受到較大影響。 對(duì)于實(shí)訓(xùn)信息的統(tǒng)計(jì)而言，由于信息管理受人為因素的影響較大，往往出現(xiàn)信息統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)確、不規(guī)范，提交不及時(shí)和漏交等情況，影響學(xué)校對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)的科學(xué)管理。 通過構(gòu)建實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息管理平臺(tái)，并將其應(yīng)用于實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理之中，可以為實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息化提供技術(shù)支持。 因此，它是實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理規(guī)范化、科學(xué)化的重要途徑。

1.2 實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息化目前存在的問題

同我國教育信息化發(fā)展相應(yīng)，實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息化建設(shè)存在投入嚴(yán)重不足、缺乏高層次信息化人才、缺乏適合需求的各種軟件資源，教育信息化的管理體制和運(yùn)行機(jī)制不健全等問題[6]。 其中缺乏適合需求的各種軟件資源，則是制約實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息化最直接的因素。 軟件建設(shè)是實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息化的直接手段。 當(dāng)前，各院校在信息化建設(shè)中硬件投入的力度都比較大，而對(duì)于軟件建設(shè)的投入則相對(duì)不足，尤其是對(duì)于基層軟件建設(shè)的投入，更顯得捉襟見肘。 與硬件建設(shè)相比，軟件建設(shè)更具有實(shí)踐性和長期性，是高校信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和應(yīng)用的核心[7]。 因此，解決好實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息化中各種軟件資源建設(shè)問題，構(gòu)建專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)，是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息化的關(guān)鍵所在。

2 測繪專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息化所面臨的突出問題，我們以測繪專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息化為研究對(duì)象，基于Web Service 技術(shù)，設(shè)計(jì)、構(gòu)建了測繪專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息管理系統(tǒng)。

2.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)遵循面向服務(wù)的體系架構(gòu)理念(SOA)，提出多層體系結(jié)構(gòu)，以提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。

該系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)由用戶層、 應(yīng)用層、 網(wǎng)絡(luò)層、Web 服務(wù)層、數(shù)據(jù)服務(wù)層5 層組成（如圖1 所示）。用戶層由具體系統(tǒng)平臺(tái)的使用用戶構(gòu)成，包括實(shí)訓(xùn)室管理用戶、教師用戶和實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)管理用戶。 不同的用戶對(duì)應(yīng)不同的角色，具有不同的權(quán)限，執(zhí)行不同的任務(wù)。 各用戶根據(jù)自身角色類型，按照實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理工作流程分工、協(xié)作，通過實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理平臺(tái)，共同完成實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)。 應(yīng)用層是系統(tǒng)操作應(yīng)用平臺(tái)，為用戶提供友好的操作界面，響應(yīng)用戶的操作請(qǐng)求，根據(jù)不同請(qǐng)求，與應(yīng)用服務(wù)端進(jìn)行通信，調(diào)用相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)功能模塊，接收服務(wù)端的處理結(jié)果，并將服務(wù)端的初步結(jié)果在客戶端進(jìn)行進(jìn)一步處理，形成符合用戶需求的數(shù)據(jù)信息，顯示于應(yīng)用平臺(tái)，供用戶使用。 Web 服務(wù)層主要通過Web Service 技術(shù)實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)客戶端的用戶請(qǐng)求，對(duì)底層數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，并將處理結(jié)果返回客戶端應(yīng)用平臺(tái)。 數(shù)據(jù)服務(wù)層由系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫構(gòu)成，是整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)，為系統(tǒng)的應(yīng)用提供實(shí)訓(xùn)教學(xué)和實(shí)訓(xùn)設(shè)備等數(shù)據(jù)信息服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)層位于整個(gè)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)的中間，由Internet 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，是系統(tǒng)通信鏈接的物理基礎(chǔ)。 通過網(wǎng)絡(luò)層，將前端應(yīng)用(用戶層、應(yīng)用層)和后端服務(wù)(網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)服務(wù)層)鏈接起來，使系統(tǒng)各部分構(gòu)成一個(gè)物理上分布、邏輯上統(tǒng)一的整體。

圖1 實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)Fig.1 Training teaching management information system structure

2.2 系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)包括實(shí)訓(xùn)室管理用戶模塊、教師用戶模塊、實(shí)訓(xùn)室系統(tǒng)管理用戶模塊3 大模塊。 不同的模塊對(duì)應(yīng)不同的用戶身份。 用戶根據(jù)自身情況，在客戶端應(yīng)用平臺(tái)上選擇與自身相符的用戶身份，通過輸入用戶信息，進(jìn)入相應(yīng)的應(yīng)用模塊，行使相應(yīng)的權(quán)力。 各模塊的具體功能如下：

（1）實(shí)訓(xùn)室管理用戶模塊。 實(shí)訓(xùn)室管理用戶模塊的功能主要包括實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理、實(shí)訓(xùn)設(shè)備管理、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能，如圖2 所示。

圖2 實(shí)訓(xùn)室管理用戶模塊Fig.2 Training room management user module

（2）教師用戶模塊。 教師用戶模塊的功能主要包括教學(xué)管理、課程瀏覽、個(gè)人用戶信息管理等功能（如圖3 所示）。

圖3 教師用戶模塊Fig.3 Teacher user module

（3）實(shí)訓(xùn)室系統(tǒng)管理用戶模塊。 實(shí)訓(xùn)室系統(tǒng)管理用戶模塊的功能主要包括設(shè)備管理、各個(gè)實(shí)訓(xùn)室總體課表瀏覽、課程管理、校歷管理、實(shí)訓(xùn)室管理員管理等功能（如圖4 所示）。

圖4 實(shí)訓(xùn)室系統(tǒng)管理用戶模塊Fig.4 Training room system management user module

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

由于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以測繪專業(yè)的實(shí)訓(xùn)管理為研究對(duì)象的，因此，在設(shè)備信息管理方面，主要按照測繪設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行數(shù)庫設(shè)計(jì)。 對(duì)測繪設(shè)備的信息，依據(jù)設(shè)備類型、型號(hào)、具體設(shè)備，按照從大到小、從上到下的方式，分三層逐級(jí)進(jìn)行組織管理。 例如，對(duì)于某架經(jīng)緯儀，其信息組織為：儀器名稱——光學(xué)經(jīng)緯儀，儀器類型——普通經(jīng)緯儀；儀器型號(hào)——J6，生產(chǎn)廠家——某某儀器廠；儀器SN 號(hào)——271760，實(shí)訓(xùn)室編號(hào)——01。 這種逐級(jí)排列的數(shù)據(jù)組織方式，一方面可以減少按照從底層直接存儲(chǔ)每個(gè)設(shè)備的全部信息的方式產(chǎn)生的數(shù)據(jù)冗余，另一方面，也符合實(shí)訓(xùn)室對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類管理的實(shí)際情況，便于管理員和用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理和檢索。 數(shù)據(jù)庫中設(shè)備管理部分實(shí)體(E-R-聯(lián)系)關(guān)系，如圖5 所示。

圖5 設(shè)備管理E-R 圖Fig.5 Equipment management E-R

3 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

3.1 實(shí)現(xiàn)方法

本文以測繪專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的信息化建設(shè)為研究對(duì)象，初步建立了“測繪實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)”。該系統(tǒng)在技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面，采用Visual Studio.NET 開發(fā)工具進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，采用ASP.Net2.0 工具進(jìn)行WEB開發(fā)，開發(fā)語言為C#。 系統(tǒng)以Windows 窗體的方式建立系統(tǒng)應(yīng)用的客戶端平臺(tái)。 服務(wù)器端采用Web Service 方式響應(yīng)用戶的具體應(yīng)用。 同時(shí)使用IIS(Internet Information Service)發(fā)布Web Service 服務(wù)和Web 應(yīng)用，使用Microsoft SQL Server 建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。 圖6 為系統(tǒng)用戶平臺(tái)的主界面，圖7 為界面顯示的某一實(shí)驗(yàn)課程安排的詳細(xì)信息。

圖6 實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息系統(tǒng)平臺(tái)主界面Fig.6 Training teaching information system platform interface

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 Web Service 的動(dòng)態(tài)調(diào)用

圖7 實(shí)驗(yàn)課程詳細(xì)信息Fig.7 Experiment course detailed information

Web 服務(wù)層的Web Service 布置于遠(yuǎn)程服務(wù)器中，以動(dòng)態(tài)的方式實(shí)時(shí)地聽從用戶調(diào)用，響應(yīng)用戶的應(yīng)用請(qǐng)求。 因此，客戶端需要用動(dòng)態(tài)的方式訪問網(wǎng)絡(luò)中提供的Web Service 功能組件。 在Microsoft.NET 框架下，可通過在客戶端共用一個(gè)Web Service代理并傳遞Web Service 的URL，動(dòng)態(tài)調(diào)用Web Service，執(zhí)行相應(yīng)的Web Service 的子程序[8]。 調(diào)用的流程如圖8 所示。

3.2.2 系統(tǒng)安全

由于Web Service 是發(fā)布于網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用服務(wù)，因此要求對(duì)于Web Service 的調(diào)用必須是經(jīng)過授權(quán)的具有合法身份的用戶，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全。 該目的可通過在Web Service中使用ASP.net 狀態(tài)保持方式實(shí)現(xiàn)。 通過使服務(wù)器支持Session，從而在ASP.net 中使用Session 來保持狀態(tài)信息，并將用戶的登錄信息保存在Session 中。在調(diào)用Web Service 方法之前，系統(tǒng)會(huì)先將Session中保存的用戶信息取出進(jìn)行判斷，以保證只有合法用戶才能夠調(diào)用Web Service 方法，是從而保證系統(tǒng)的安全性。

使服務(wù)器支持Session 的方法是：為每個(gè)要使用Session 狀態(tài)的Web Service 方法添加一個(gè)“Enable Session”選項(xiàng)到函數(shù)“Web Method”的屬性中，并且將其值設(shè)置為“true”，以激活對(duì)Session 的支持；將web.config 文件中的“/configuration/system.web/sessio nState”項(xiàng)的“mode”參數(shù)值設(shè)置為“InProc”，從而將HttpSessionState 對(duì)象保存在ASP.net 進(jìn)程的內(nèi)存區(qū)；在客戶端為Web Service 類的對(duì)象的實(shí)例設(shè)置cookie 容器。 其具體設(shè)置方法如下：

if (Cookies == null)

{

Cookies = new System.Net.CookieContainer();

}

((System.Web.Services.Protocols.

HttpWebClientProtocol)m_ServiceInstance).

CookieContainer = Cookies;

其中變量m_ServiceInstance 為客戶端Web Service 代理類對(duì)象。

4 結(jié)語

本文通過“測繪實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息系統(tǒng)平臺(tái)”的建設(shè)，對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息化的軟件建設(shè)進(jìn)行了初步的嘗試。 對(duì)提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息化管理水平和效率的進(jìn)行了探索。

該系統(tǒng)經(jīng)在實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)踐中實(shí)際運(yùn)用，提高了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的信息化程度和實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息的準(zhǔn)確性，規(guī)范了實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理的流程，增強(qiáng)了實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息的共享程度。

該平臺(tái)在實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息統(tǒng)計(jì)、高級(jí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)事務(wù)處理及輔助決策、系統(tǒng)效率提高和向通用型實(shí)訓(xùn)教學(xué)信息化管理擴(kuò)展等方面，還需要進(jìn)一步的研究和提高。

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