教學(xué)管理的實驗項目信息系統(tǒng)設(shè)計

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摘要：伴隨著職業(yè)教育的持續(xù)性發(fā)展，技工院校教育的內(nèi)涵建設(shè)也在不斷地深入，學(xué)校對于學(xué)生的職業(yè)技能重視度也在隨之提升，這也間接提高了實驗教學(xué)的重要性。但是，就當(dāng)前而言，關(guān)于職業(yè)教育的實驗室管理信息系統(tǒng)仍然存在缺陷，在資產(chǎn)設(shè)備管理方面重視度較高，但是整體管理效果并不能滿足教育需求。為了更好地提高教育管理水平，圍繞著B/S模式，探討基于教學(xué)管理的實驗項目信息系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)，希望可以為相關(guān)教育者提供理論性幫助。

關(guān)鍵詞：教學(xué)管理；實驗項目；信息系統(tǒng)；設(shè)計和實現(xiàn)

1系統(tǒng)設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)為了實現(xiàn)弱耦合多采用三層架構(gòu)，即表現(xiàn)層，業(yè)務(wù)邏輯層與數(shù)據(jù)層，但即使這樣的體系架構(gòu)在每次擴(kuò)展功能都需要重新編譯部署整個業(yè)務(wù)邏輯層的Dll和Site，效率較低，不能滿足本系統(tǒng)的需求，因此在選用MVC(Model-View-Controller)架構(gòu)模式架構(gòu)整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，同時考慮到SOA總體應(yīng)用方案、數(shù)據(jù)訪問性能、業(yè)務(wù)邏輯的可維護(hù)性等問題，在具體設(shè)計的時候還采用了“工廠方法”、“構(gòu)造器”、“適配器”、“方法”、“責(zé)任鏈”等一系列的設(shè)計模式進(jìn)行了架構(gòu)擴(kuò)展，設(shè)計出適應(yīng)本系統(tǒng)的系統(tǒng)框架，通過“DataSetBuilder”類，將數(shù)據(jù)獲取邏輯和業(yè)務(wù)邏輯分離；通過“TableAdpaterFactory”類，將數(shù)據(jù)訪問控制邏輯和業(yè)務(wù)邏輯分離；通過Aspx.cs頁面類分離頁面邏輯和業(yè)務(wù)邏輯。除此，通過在控制類（Con-trollerMgr）中將對數(shù)據(jù)的添加、更新、讀取、刪除封裝成4個基本的方法：GetXXXByAllParameters、Insert、Update、Delete，其他相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯將職責(zé)委托給這4個基本方法。此基于MVC架構(gòu)擴(kuò)展后的系統(tǒng)框架很好的實現(xiàn)了數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表示層的分離，極大提高了系統(tǒng)的健壯性、重用性和可維護(hù)性。實踐教學(xué)管理信息系統(tǒng)的開發(fā)必須利用現(xiàn)有教務(wù)系統(tǒng)的教務(wù)信息、人事部門的人事信息、物資管理部門的設(shè)備信息，如何做到共享這些部門的信息，實現(xiàn)信息的實時級聯(lián)更新是首先需要解決的問題。最原始的解決方案是需要某部門的數(shù)據(jù)就到該部門去拷貝數(shù)據(jù)到本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，這種做法雖然能實現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能，但不能實現(xiàn)各個部門系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，無法實現(xiàn)各個部門之間的信息共享和實時更新。為解決整個校園信息的融合與共享問題，系統(tǒng)設(shè)計的時候考慮到業(yè)務(wù)邏輯的組件化，并吸納SOA系統(tǒng)架構(gòu)思想，采用Web論的工作流引擎設(shè)計方案來解決這個問題。在有限變化的情況下，利用配置系統(tǒng)的方法完成業(yè)務(wù)流程的變化，而無需修改編碼。

2系統(tǒng)的整體設(shè)計

為了有效地降低系統(tǒng)的后續(xù)維護(hù)成本，縮短開發(fā)的周期以及后續(xù)的更新維護(hù)周期，選用市場中相對比較成熟的開源開發(fā)框架作為工具，并將系統(tǒng)整體定位成為一個B/S模式的三層體系結(jié)構(gòu)，并將應(yīng)用功能劃分為以下幾個層面：表示層主要是用于為用戶提供交互的界面，屬于最高級層。數(shù)據(jù)訪問層則是最底層，主要是應(yīng)用在系統(tǒng)的維護(hù)以及數(shù)據(jù)的訪問方面，可以有效滿足數(shù)據(jù)訪2019.03問方面的各種要求。業(yè)務(wù)邏輯層則是應(yīng)用于表示層與數(shù)據(jù)層之間的一種，其主要是將表示與數(shù)據(jù)訪問層劃分為開，并將封裝程序的業(yè)務(wù)功能表現(xiàn)為表示層，這樣的方式可以在某一個層出現(xiàn)問題時只需要修改代碼便可以及時消除故障，這也促使整體設(shè)計更加便捷，更利于分開與合并處理。設(shè)備層，這一層屬于底層，主要是完成信息監(jiān)控與采集任務(wù)。同時需要完成部分信息管理與通信管理工作。信息的采集系統(tǒng)可以更好地為值班工作人員提供值班日志，同時提供現(xiàn)場的多種異常情況處理方式，現(xiàn)場采取實施監(jiān)控終端的處理模式，并對實驗室相關(guān)信息提供日志性的采集與監(jiān)管。另外，在實驗資產(chǎn)管理方面這一層還可以實現(xiàn)對儀器設(shè)備、材料耗材等管理，對于所涉及到的采購人員做好入庫、領(lǐng)用、報損以及維修等信息的記錄。系統(tǒng)層。主要涉及到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、子系統(tǒng)、前置機(jī)等，需要借助互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)系統(tǒng)中信息數(shù)據(jù)的實時上傳，并為不同分析工作提供數(shù)據(jù)支持；數(shù)據(jù)庫，按照企業(yè)的持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r以及具體的設(shè)計需求，主要會涉及設(shè)備、實時、歷史等數(shù)據(jù)庫以及用戶檔案內(nèi)容。另外，管理性數(shù)據(jù)庫還需要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的分析管理，以工作站作為分析數(shù)據(jù)主要空間，并提供報表資料。實驗項目的信息管理主要是通過實驗項目管理、資產(chǎn)管理、實驗人員管理以及總結(jié)統(tǒng)計、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、組織權(quán)限管理等多個模塊構(gòu)成[1]。在實驗項目管理方面，其主要是完成實驗項目申請、審核、安排以及耗材結(jié)算等流程的操作，其核心功能在于項目的申請、項目完成的確認(rèn)、標(biāo)準(zhǔn)化的項目信息管理以及課程代碼表的記錄維護(hù)等。在實驗資產(chǎn)管理方面，主要是對實驗室中的儀器設(shè)備、材料耗材等進(jìn)行管理，對于所涉及到的采購人員做好入庫、領(lǐng)用、報損以及維修等信息的記錄，其核心功能包括實驗材料的出入庫、實驗儀器設(shè)備的信息管理以及實驗過程信息管理、資產(chǎn)操作代碼表的記錄維護(hù)等。在實驗室人員管理方面，主要是涉及到教師、實驗者信息、文化程度代碼表、專業(yè)技術(shù)類型以及職務(wù)等。在綜合查詢以及統(tǒng)計方面，主要是以各種數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、報表的輸出以及數(shù)據(jù)導(dǎo)出等為主，需要做好資產(chǎn)庫存的查詢、實驗材料的查詢以及實驗儀器設(shè)備的查詢等。在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理方面，負(fù)責(zé)和實驗項目管理相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入和維護(hù)工作，其主要的功能包含實驗室分類、專業(yè)、部門以及資產(chǎn)等類型代碼表的維護(hù)。對于協(xié)同辦公的相關(guān)內(nèi)容而言，其屬于實驗流程化控制管理以及資料查詢的重點(diǎn)工作模式。可以組織權(quán)限管理的模塊，實現(xiàn)登錄用戶的開設(shè)以及權(quán)限的管理，并完成組織、角色等多方面授權(quán)與管理工作。

3系統(tǒng)的實現(xiàn)

在實驗教學(xué)采集與監(jiān)控信息系統(tǒng)建設(shè)建設(shè)過程中，管理方面主要是以Java作為主要開發(fā)方式，在Web瀏覽器中提供界面展示，同時在主站系統(tǒng)中采取C/S結(jié)構(gòu)，通過工作站系統(tǒng)、前置機(jī)以及數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)架構(gòu)設(shè)計[2]。為了保障數(shù)據(jù)本身的安全性，需要采取雙數(shù)據(jù)庫，并以中心數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)雙方面進(jìn)行建設(shè)。對于中心數(shù)據(jù)庫而言，需要儲存大量的實驗室信息，而數(shù)據(jù)庫則是儲存各種與模塊相關(guān)信息的數(shù)據(jù)。Web服務(wù)器中可以將兩個數(shù)據(jù)庫有效結(jié)合起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換，從而為業(yè)務(wù)處理功能提供基礎(chǔ)幫助。目前在實驗教學(xué)采集和監(jiān)控信息系統(tǒng)建設(shè)方面，主要是在原本的系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行新建。對于具體新建方案而言，企業(yè)主要是借助統(tǒng)一的主站系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，并將終端采集所獲得的信息集中在主站的系統(tǒng)中，并通過統(tǒng)計、加工進(jìn)行處理，表計的信息、終端以及采集等內(nèi)容都可以借助系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一性的維護(hù)管理，之后將復(fù)制到相關(guān)的數(shù)據(jù)庫中，從而為其他數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持。對于所采集的實驗室信息數(shù)據(jù)需要由系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一性的編碼處理。在業(yè)務(wù)流程方面：（1）系統(tǒng)實現(xiàn)對終端信息的采集與整合性處理；（2）以復(fù)制程序?qū)⑺杉降臄?shù)據(jù)復(fù)制到主站數(shù)據(jù)庫中；（3）主站系統(tǒng)借助對系統(tǒng)編碼的應(yīng)用完成多方面管理任務(wù)；（4）將所采集到的實驗室數(shù)據(jù)上傳到主站數(shù)據(jù)庫中，并實現(xiàn)獨(dú)立性運(yùn)營；（5）以復(fù)制程序?qū)?shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)定期提取總結(jié)，并復(fù)制到系統(tǒng)與中心數(shù)據(jù)庫中，從而滿足多方面工作需求。在數(shù)據(jù)庫建立方面，主要是為了盡可能地提高數(shù)據(jù)操作的高效率，在實驗室材料物品與實驗資產(chǎn)的分類雙方面，做好實驗資產(chǎn)分類的代碼表設(shè)計，具體而言如下：（1）fstuffsortID，物品分類編碼，寬度32；（2）fstuffsortNo，物品分類編碼，寬度8；（3）fstuffsort-Name，物品分類編碼，寬度80；（4）flsleaf，是末級分類，寬度2；（5）fstufftype，物品類型，寬度1；（6）fstocks，可用庫存量，寬度8；（7）fallocunit，分配計量單位，寬度4。在具體的用例方面，應(yīng)用不同的SQL語句進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，這也屬于系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中組織代碼的一種視圖，可以有效地降低數(shù)據(jù)的冗余度，同時保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與一致性。在系統(tǒng)的應(yīng)用特征方面，主要特征在于以下幾點(diǎn)：（1）實驗項目的申請應(yīng)用工作流的方式實現(xiàn)。系統(tǒng)可以充分應(yīng)用協(xié)同辦公的方式，做好關(guān)于實驗項目的申請管理，直接由發(fā)起人直接發(fā)起相應(yīng)的實驗項目申請工作流，并在填寫完成之后及時上報提交，和原本工作中的紙質(zhì)申請、審批以及流程基本相同，其可以有效地追蹤工作流的具體情況[3]；（2）快速反應(yīng)。以微生物、理化實驗為例，因為每一項實驗都需要涉及到大量的實驗設(shè)備以及實驗材料，為了更加快捷簡便地填寫，可以設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化的實驗項目，并預(yù)先制定各種類型實驗項目所需要的材料設(shè)備，在發(fā)起工作流的情況下，可以直接導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)化的模塊，并根據(jù)具體情況適當(dāng)?shù)丶訙p。針對具體實施過程中多班級會共同參與同一個實驗，所以根據(jù)實驗者的不同，系統(tǒng)可以在輸入完成第一個實驗項目內(nèi)容之后，直接將實驗項目的內(nèi)容復(fù)制到另一個工作流中，從而減少再次填寫時的繁瑣，巧妙靈活地應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化實驗項目與復(fù)制功能，可以有效地加快工作流的填寫效率，對于項目申請效率有明顯推動作用；（3）耗材結(jié)算。在實驗項目完成之后，實驗管理人員可以及時借助實驗項目管理當(dāng)中的模塊確認(rèn)實驗項目完成，同時自動生成這一項實驗的標(biāo)準(zhǔn)耗材狀況，并做好出庫記錄以及剩余庫存量的記錄，以便于實驗管理人員的動態(tài)化管理。

4結(jié)語

實驗教育屬于當(dāng)前專業(yè)類教育的重點(diǎn)教育內(nèi)容。對于每一個學(xué)校而言，需要高度重視實驗室管理工作，充分應(yīng)用學(xué)校自身的教育資源，自主性開發(fā)實驗項目信息管理系統(tǒng)，高度重視軟件推廣以及系統(tǒng)維護(hù)方面的技術(shù)成本問題，并借助軟件系統(tǒng)本身的持續(xù)、有效運(yùn)行特征，提高實驗項目的信息管理水平，從而提高實驗室教學(xué)管理實效性。

作者：蘇飛飛 單位：濟(jì)寧市技師學(xué)院