教学管理的实验项目信息系统设计

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摘要：伴随着职业教育的持续性发展，技工院校教育的内涵建设也在不断地深入，学校对于学生的职业技能重视度也在随之提升，这也间接提高了实验教学的重要性。但是，就当前而言，关于职业教育的实验室管理信息系统仍然存在缺陷，在资产设备管理方面重视度较高，但是整体管理效果并不能满足教育需求。为了更好地提高教育管理水平，围绕着B/S模式，探讨基于教学管理的实验项目信息系统设计和实现，希望可以为相关教育者提供理论性帮助。

关键词：教学管理；实验项目；信息系统；设计和实现

1系统设计的体系结构

传统的管理信息系统为了实现弱耦合多采用三层架构，即表现层，业务逻辑层与数据层，但即使这样的体系架构在每次扩展功能都需要重新编译部署整个业务逻辑层的Dll和Site，效率较低，不能满足本系统的需求，因此在选用MVC(Model-View-Controller)架构模式架构整个系统的基础上，同时考虑到SOA总体应用方案、数据访问性能、业务逻辑的可维护性等问题，在具体设计的时候还采用了“工厂方法”、“构造器”、“适配器”、“方法”、“责任链”等一系列的设计模式进行了架构扩展，设计出适应本系统的系统框架，通过“DataSetBuilder”类，将数据获取逻辑和业务逻辑分离；通过“TableAdpaterFactory”类，将数据访问控制逻辑和业务逻辑分离；通过Aspx.cs页面类分离页面逻辑和业务逻辑。除此，通过在控制类（Con-trollerMgr）中将对数据的添加、更新、读取、删除封装成4个基本的方法：GetXXXByAllParameters、Insert、Update、Delete，其他相关业务逻辑将职责委托给这4个基本方法。此基于MVC架构扩展后的系统框架很好的实现了数据层、业务逻辑层、表示层的分离，极大提高了系统的健壮性、重用性和可维护性。实践教学管理信息系统的开发必须利用现有教务系统的教务信息、人事部门的人事信息、物资管理部门的设备信息，如何做到共享这些部门的信息，实现信息的实时级联更新是首先需要解决的问题。最原始的解决方案是需要某部门的数据就到该部门去拷贝数据到本系统的数据库，这种做法虽然能实现系统的整体功能，但不能实现各个部门系统之间的互联互通，无法实现各个部门之间的信息共享和实时更新。为解决整个校园信息的融合与共享问题，系统设计的时候考虑到业务逻辑的组件化，并吸纳SOA系统架构思想，采用Web论的工作流引擎设计方案来解决这个问题。在有限变化的情况下，利用配置系统的方法完成业务流程的变化，而无需修改编码。

2系统的整体设计

为了有效地降低系统的后续维护成本，缩短开发的周期以及后续的更新维护周期，选用市场中相对比较成熟的开源开发框架作为工具，并将系统整体定位成为一个B/S模式的三层体系结构，并将应用功能划分为以下几个层面：表示层主要是用于为用户提供交互的界面，属于最高级层。数据访问层则是最底层，主要是应用在系统的维护以及数据的访问方面，可以有效满足数据访2019.03问方面的各种要求。业务逻辑层则是应用于表示层与数据层之间的一种，其主要是将表示与数据访问层划分为开，并将封装程序的业务功能表现为表示层，这样的方式可以在某一个层出现问题时只需要修改代码便可以及时消除故障，这也促使整体设计更加便捷，更利于分开与合并处理。设备层，这一层属于底层，主要是完成信息监控与采集任务。同时需要完成部分信息管理与通信管理工作。信息的采集系统可以更好地为值班工作人员提供值班日志，同时提供现场的多种异常情况处理方式，现场采取实施监控终端的处理模式，并对实验室相关信息提供日志性的采集与监管。另外，在实验资产管理方面这一层还可以实现对仪器设备、材料耗材等管理，对于所涉及到的采购人员做好入库、领用、报损以及维修等信息的记录。系统层。主要涉及到网络设备、子系统、前置机等，需要借助互联网实现系统中信息数据的实时上传，并为不同分析工作提供数据支持；数据库，按照企业的持续发展状况以及具体的设计需求，主要会涉及设备、实时、历史等数据库以及用户档案内容。另外，管理性数据库还需要负责数据的分析管理，以工作站作为分析数据主要空间，并提供报表资料。实验项目的信息管理主要是通过实验项目管理、资产管理、实验人员管理以及总结统计、基础数据管理、组织权限管理等多个模块构成[1]。在实验项目管理方面，其主要是完成实验项目申请、审核、安排以及耗材结算等流程的操作，其核心功能在于项目的申请、项目完成的确认、标准化的项目信息管理以及课程代码表的记录维护等。在实验资产管理方面，主要是对实验室中的仪器设备、材料耗材等进行管理，对于所涉及到的采购人员做好入库、领用、报损以及维修等信息的记录，其核心功能包括实验材料的出入库、实验仪器设备的信息管理以及实验过程信息管理、资产操作代码表的记录维护等。在实验室人员管理方面，主要是涉及到教师、实验者信息、文化程度代码表、专业技术类型以及职务等。在综合查询以及统计方面，主要是以各种数据的统计、报表的输出以及数据导出等为主，需要做好资产库存的查询、实验材料的查询以及实验仪器设备的查询等。在基础数据管理方面，负责和实验项目管理相关的基础数据录入和维护工作，其主要的功能包含实验室分类、专业、部门以及资产等类型代码表的维护。对于协同办公的相关内容而言，其属于实验流程化控制管理以及资料查询的重点工作模式。可以组织权限管理的模块，实现登录用户的开设以及权限的管理，并完成组织、角色等多方面授权与管理工作。

3系统的实现

在实验教学采集与监控信息系统建设建设过程中，管理方面主要是以Java作为主要开发方式，在Web浏览器中提供界面展示，同时在主站系统中采取C/S结构，通过工作站系统、前置机以及数据库实现架构设计[2]。为了保障数据本身的安全性，需要采取双数据库，并以中心数据、数据双方面进行建设。对于中心数据库而言，需要储存大量的实验室信息，而数据库则是储存各种与模块相关信息的数据。Web服务器中可以将两个数据库有效结合起来，实现数据的相互转换，从而为业务处理功能提供基础帮助。目前在实验教学采集和监控信息系统建设方面，主要是在原本的系统基础上进行新建。对于具体新建方案而言，企业主要是借助统一的主站系统进行建设，并将终端采集所获得的信息集中在主站的系统中，并通过统计、加工进行处理，表计的信息、终端以及采集等内容都可以借助系统实现统一性的维护管理，之后将复制到相关的数据库中，从而为其他数据库的运行提供数据支持。对于所采集的实验室信息数据需要由系统实现统一性的编码处理。在业务流程方面：（1）系统实现对终端信息的采集与整合性处理；（2）以复制程序将所采集到的数据复制到主站数据库中；（3）主站系统借助对系统编码的应用完成多方面管理任务；（4）将所采集到的实验室数据上传到主站数据库中，并实现独立性运营；（5）以复制程序将数据库中数据定期提取总结，并复制到系统与中心数据库中，从而满足多方面工作需求。在数据库建立方面，主要是为了尽可能地提高数据操作的高效率，在实验室材料物品与实验资产的分类双方面，做好实验资产分类的代码表设计，具体而言如下：（1）fstuffsortID，物品分类编码，宽度32；（2）fstuffsortNo，物品分类编码，宽度8；（3）fstuffsort-Name，物品分类编码，宽度80；（4）flsleaf，是末级分类，宽度2；（5）fstufftype，物品类型，宽度1；（6）fstocks，可用库存量，宽度8；（7）fallocunit，分配计量单位，宽度4。在具体的用例方面，应用不同的SQL语句进行数据提取，这也属于系统内部数据库中组织代码的一种视图，可以有效地降低数据的冗余度，同时保障数据的准确性与一致性。在系统的应用特征方面，主要特征在于以下几点：（1）实验项目的申请应用工作流的方式实现。系统可以充分应用协同办公的方式，做好关于实验项目的申请管理，直接由发起人直接发起相应的实验项目申请工作流，并在填写完成之后及时上报提交，和原本工作中的纸质申请、审批以及流程基本相同，其可以有效地追踪工作流的具体情况[3]；（2）快速反应。以微生物、理化实验为例，因为每一项实验都需要涉及到大量的实验设备以及实验材料，为了更加快捷简便地填写，可以设计标准化的实验项目，并预先制定各种类型实验项目所需要的材料设备，在发起工作流的情况下，可以直接导入标准化的模块，并根据具体情况适当地加减。针对具体实施过程中多班级会共同参与同一个实验，所以根据实验者的不同，系统可以在输入完成第一个实验项目内容之后，直接将实验项目的内容复制到另一个工作流中，从而减少再次填写时的繁琐，巧妙灵活地应用标准化实验项目与复制功能，可以有效地加快工作流的填写效率，对于项目申请效率有明显推动作用；（3）耗材结算。在实验项目完成之后，实验管理人员可以及时借助实验项目管理当中的模块确认实验项目完成，同时自动生成这一项实验的标准耗材状况，并做好出库记录以及剩余库存量的记录，以便于实验管理人员的动态化管理。

4结语

实验教育属于当前专业类教育的重点教育内容。对于每一个学校而言，需要高度重视实验室管理工作，充分应用学校自身的教育资源，自主性开发实验项目信息管理系统，高度重视软件推广以及系统维护方面的技术成本问题，并借助软件系统本身的持续、有效运行特征，提高实验项目的信息管理水平，从而提高实验室教学管理实效性。

作者：苏飞飞 单位：济宁市技师学院