張 乃 龍

(北京工業(yè)大學(xué) 機電學(xué)院， 北京 100124)

0 引 言

實驗室是高校進行實驗教學(xué)的重要基地，對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實踐能力具有重要作用。然而由于專職實驗技術(shù)管理人員一直被看成教輔人員，因此實驗室建設(shè)得不到應(yīng)有的重視，導(dǎo)致實驗教學(xué)管理、教學(xué)隊伍建設(shè)等滯后，無法有效地發(fā)揮實驗教學(xué)應(yīng)有的作用[1]。

為了增強實驗室對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2-3]，各高校根據(jù)學(xué)生培養(yǎng)要求開設(shè)了大量開放實驗，并結(jié)合開放實驗管理需求，開發(fā)了適合本校情況的開放實驗室管理系統(tǒng)，提高了開放實驗管理的效率[4-9]，但對于正常的實驗管理論述較少。結(jié)合卓越工程師培養(yǎng)計劃對實驗課的要求，從我校機械設(shè)計實驗中心存在的矛盾和問題入手,對日常實驗室課程管理和實驗預(yù)約等方面的問題進行了剖析,基于實驗課程過程管理的理念自主設(shè)計開發(fā)了一套實驗課程管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)作為課程管理、實驗預(yù)約、學(xué)生管理和考核的重要平臺,大大提高了實驗課程管理的規(guī)范化、課程考核的公開化和公平性。

1 實驗中心現(xiàn)狀

1.1 實驗室管理跟不上實驗教學(xué)的要求

我校機械設(shè)計實驗中心承擔(dān)了學(xué)校14個班級的機械原理和機械設(shè)計的實驗教學(xué)工作，實驗室僅有1名專職教學(xué)老師，1名實驗管理教師，還承擔(dān)了部分科研課題，實驗教學(xué)和實驗管理任務(wù)較重。

傳統(tǒng)實驗管理中實驗室和理論教學(xué)老師、學(xué)生無有效溝通渠道，學(xué)生和老師不了解實驗室教學(xué)安排，導(dǎo)致學(xué)生進實驗室后盲目亂撞，實驗初期秩序混亂，多個班級同時上課時經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生走錯教室現(xiàn)象。

1.2 非機類專業(yè)實驗課預(yù)約不方便

非機類專業(yè)實驗沒有單獨開課，實驗時間要根據(jù)課堂教學(xué)進度來安排，因此各班實驗時間不確定，實驗預(yù)約時需要理論教學(xué)老師協(xié)調(diào)學(xué)生和實驗室老師時間，往往由于教師不了解實驗安排情況，要協(xié)調(diào)多次才能確定具體實驗時間和地點，給雙方造成較大不便。

1.3 學(xué)生不重視實驗、應(yīng)付實驗現(xiàn)象嚴(yán)重

由于實驗教學(xué)缺乏嚴(yán)格的考核機制，學(xué)生認(rèn)為只要參與了實驗，期終考核老師就會給予通過，所以存在普遍不重視實驗課，實驗走過場、實驗前不預(yù)習(xí)、實驗過程不思考、實驗報告抄襲等問題，使預(yù)定實驗教學(xué)目標(biāo)無法實現(xiàn)。

2 實驗課過程管理及管理系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)[10-12]

針對機類專業(yè)實驗課獨立設(shè)課和能力培養(yǎng)需求，對實驗內(nèi)容進行改革，增強學(xué)生實驗過程管理，嚴(yán)格出勤和實驗、作業(yè)考核制度，加強每次實驗的考核，最后綜合評定期終成績，不滿足條件的終期考核不予通過。

設(shè)計實驗課程管理系統(tǒng)[13-15]，實現(xiàn)實驗教學(xué)信息、課程安排、學(xué)生考核結(jié)果即時公布；非機類課程的任課教師能夠隨時掌握實驗室教學(xué)安排情況，實現(xiàn)自主選擇實驗上課時間；學(xué)生能夠隨時查看實驗時間和地點、實驗要求以及實驗考核成績，杜絕終期人情分，增強考核成績公平、公開、公正性。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)用戶分散的特點，系統(tǒng)采用基于B/S結(jié)構(gòu)的三層體系架構(gòu)，包括用戶界面層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層，見圖1。用戶界面層采用ASP.NET進行開發(fā)，用戶只需利用Web瀏覽器登陸實驗室網(wǎng)站即可使用該系統(tǒng)；業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層采用C#高級語言進行編程，實現(xiàn)系統(tǒng)的快速開發(fā)；數(shù)據(jù)庫采用免費的開源數(shù)據(jù)庫軟件MySQL，避免版權(quán)問題，節(jié)約系統(tǒng)開支。

圖1 系統(tǒng)體系架構(gòu)

3.2 系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)主要包括主頁、信息查詢、實驗管理和系統(tǒng)管理四大模塊，并設(shè)有3個級別的訪問權(quán)限，不同級別的用戶可訪問的功能不同。系統(tǒng)功能框架如圖2所示。

(1) 主頁模塊。主頁實現(xiàn)預(yù)約課程瀏覽，2 h自動刷新，以便及時更新課程預(yù)約信息。一方面用戶登錄該系統(tǒng)可瀏覽當(dāng)前已預(yù)約的課程，了解自己上課時間及地點；另一方面，系統(tǒng)服務(wù)器主機與實驗室外信息大屏幕連接，服務(wù)器始終顯示主頁，主頁自動刷新數(shù)據(jù)功能可使實驗室老師、實驗助管等人員及時了解當(dāng)天實驗課預(yù)約情況，及時進行實驗準(zhǔn)備工作，學(xué)生來上課時也可通過信息大屏幕了解上課地點。

(2) 信息查詢模塊。信息查詢模塊包括用戶課程、考評信息查詢功能和預(yù)約課程查詢功能。普通用戶登錄系統(tǒng)可通過考評信息查詢功能查詢個人出勤情況、實驗和作業(yè)考核成績，也可查詢本班已經(jīng)預(yù)約的課程上課時間及地點。教師登陸后可通過用戶課程查詢本人預(yù)約的實驗并進行管理。

(3) 課程管理模塊。該模塊包括課程管理、課程預(yù)約、課程大綱和學(xué)生考評等功能。系統(tǒng)管理員通過課程管理功能對當(dāng)前實驗室開設(shè)的實驗課程進行管理；任課教師可通過課程預(yù)約功能進行實驗預(yù)約并可上傳課程大綱；學(xué)生可通過課程大綱網(wǎng)頁下載相應(yīng)課程大綱進行預(yù)習(xí)；實驗室老師定期通過學(xué)生考評功能對當(dāng)前學(xué)生出勤情況、實驗情況和作業(yè)進行打分，讓學(xué)生及時了解自己上課情況，對上課不認(rèn)真的學(xué)生起到提醒和督促作用。

(4) 系統(tǒng)管理。該模塊包括用戶管理、已預(yù)約課程管理和學(xué)生管理。管理員擁有最高權(quán)限，可以進行網(wǎng)站的用戶管理、課程管理和學(xué)生管理，還可以調(diào)整已預(yù)約課程等。課程管理主要實現(xiàn)添加、刪除、編輯實驗功能，學(xué)生管理主要上傳本學(xué)期上課學(xué)生名單，方便后期學(xué)生考評的網(wǎng)絡(luò)化。已預(yù)約實驗管理是管理員對已預(yù)約的實驗進行管理。

4 系統(tǒng)主要功能的實現(xiàn)

(1) 系統(tǒng)主頁。利用ASP.NET應(yīng)用程序文件Global.asax提供的在一個中心位置響應(yīng)應(yīng)用程序級或模塊級事件的方法，對主頁進行定時刷新，自動實時顯示最新實驗課程安排信息。如圖3所示。

(2) 課程預(yù)約。用戶選擇預(yù)約實驗時間，可指定日期，也可通過選擇第幾周星期幾指定實驗日期，然后選擇實驗名稱、實驗具體時間，輸入預(yù)約班級和實驗人數(shù)完成實驗預(yù)約。實驗老師可根據(jù)實驗人數(shù)進行相關(guān)實驗器材的準(zhǔn)備。

圖3 系統(tǒng)主頁

(3) 學(xué)生管理。任課教師通過學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)站下載本學(xué)期上課學(xué)生名單，保存為Excel格式，點擊選擇文件進行批量導(dǎo)入，系統(tǒng)自動提取學(xué)生姓名、學(xué)號、專業(yè)等信息并存入后臺數(shù)據(jù)庫。

(4) 學(xué)生考評。教師用戶可通過姓名、學(xué)號或班級查詢需要考評的學(xué)生名單，然后通過界面選擇相關(guān)考評內(nèi)容完成考評。如圖4所示。

圖4 學(xué)生考評界面

填寫考評時，可通過點擊標(biāo)題欄復(fù)選按鈕，系統(tǒng)自動復(fù)制第一行考評結(jié)果到所有行，方便于班級考核。

(5) 考評信息查詢。學(xué)生登錄系統(tǒng)后可通過姓名、學(xué)號或班級查詢學(xué)生考評成績。

(6) 已選課程管理。管理員可根據(jù)實驗室具體安排情況，調(diào)整已預(yù)約的實驗。登錄系統(tǒng)后，進入已預(yù)約實驗課管理界面，顯示當(dāng)前已預(yù)約的全部課程信息，用戶可選擇需要調(diào)整的實驗進行修改或刪除。

5 結(jié) 語

充分利用實驗課程對學(xué)生進行創(chuàng)新能力和工程實踐能力培養(yǎng)的作用是顯而易見的。只有嚴(yán)格課程管理，讓學(xué)生逐步認(rèn)識到實驗的重要性是做好實驗的第一步。通過實驗課程管理系統(tǒng)的開發(fā)，一方面方便了教師和學(xué)生方便使用實驗室資源，另一方面，通過嚴(yán)格實驗室考核制度，實行公平、公開考核，從逐步強制學(xué)生重視實驗到學(xué)生真正關(guān)注實驗，增強實驗對學(xué)生創(chuàng)新能力和工程技能的培養(yǎng)。系統(tǒng)經(jīng)過2年的運行和完善，大大提高了實驗室的管理水平。

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·名人名言·

沒有實驗，任何新的東西都不能深知。

——培根