实验教学管理信息探究

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1设计需求

实验教学管理信息系统必须具有用户管理和访问控制机制，由此来保证系统的安全性和可靠性。用户管理需要采用基于角色的权限管理方式，根据登录用户的角色来赋予用户不同级别的访问操作权限。另外还需要从网络安全的角度来确保系统的可靠性和保密性。系统要具有良好的用户界面，基于浏览器的B／S结构是一个很好的选择。B／S结构不需要进行客户端维护。系统界面要简洁、直观，功能项定义明确，菜单层次清晰，操作简单。要充分体现人性化操作设计。系统功能要能满足各个学校不同的实际情况，并结合使用人员特点、业务实际操作特点。从软件架构角度来看，系统需要满足一个健全软件体系结构的要求。系统的结构要简单清晰，要采用模块化设计方式，各个模块之间的集成应采用松耦合连接，并具备良好的弹性和可配置性，以方便功能模块的添加、升级。同时系统应提供接口，方便集成其他的系统，以实现数据共享。

2总体设计

可以将实验教学管理信息系统分为6个子系统，分别为实验教学管理、实验室信息管理、实验室资产管理、开放实验管理、系统管理和实验室门户网站。

2．1实验教学管理专业培养计划

管理的功能包括：制定专业培养计划，列出每个专业开设的实验课程的学时、课程学分等，搭建专业与课程之间的对应关系。实验教学管理包括专业培养计划管理、实验课程大纲管理、实验项目管理、教学任务管理、实验成绩管理、教学日志管理、以及课表查询。实验项目管理的功能是维护实验项目信息，包括实验名称、所属实验室、实验内容、实验学时、所属专业等信息。实验室主任、实验指导老师、学生都可以通过系统查询实验课表。实验课程大纲管理的功能包括：根据专业培养计划制定具体的实验课程大纲。维护该课程配套的教材、实验要求、实验目的、每个实验项目的学时数等。教学任务管理的功能包括：向各实验室下达教学任务；各实验室收到教学任务后，指定每个实验项目的实验组数，分批进行实验；确定实验的时间和地点，给每个实验批次指定实验指导老师；学生要通过系统在实验前提交实验预习报告、在实验后提交实验报告。实验指导老师通过系统对学生提交的预习报告和实验报告进行批改。教学日志管理的功能是指实验指导老师登记每次实验的基本情况、学生的考勤情况、以及仪器设备的使用情况。实验成绩管理的功能是管理学生的实验成绩，包括预习报告成绩、操作成绩、实验报告成绩。实验指导老师利用系统在实验前批改学生的预习报告，在实验过程中根据学生的实验操作情况登记学生的操作成绩。在实验结束后批改学生的实验报告，并登记实验报告成绩。系统还可以设定预习报告成绩、操作成绩、实验报告成绩所占的比重，并根据这个比重自动计算出此次实验的总成绩。另外，学生可以通过系统实时查看自己的实验成绩。

2．2实验室资产管理

实验室资产管理包括仪器设备和低值易耗品管理两个子模块，主要工作包括对仪器设备及低值易耗品的登记、维修、报废、领用、归还等管理工作。仪器设备管理的主要工作室对仪器设备进行基本数据的维护，并对领用、入库、归还、维护、保修、报废等信息进行管理，能够根据设备信息进行查询。低值易耗品管理主要用于维护低值易耗品的基本数据，能够根据相关信息查询当前库存量及消耗量。并能够管理低值易耗品的领用、归还等信息。

3系统实现

结合校园网的特点，并充分考虑软硬件技术以及网络技术的发展趋势，实验教学管理信息系统的架构采用B／S结构。客户可以使用浏览器直接访问系统。系统服务器采用JSP技术构建，数据库采用SQLServer2000。基于灵活性和扩展性考虑，服务器端的数据以WebService的方式提供。系统的层次划分为：表示层、业务逻辑层、层和数据访问层。

3．1表示层

表示层就是系统的界面，表示层负责与用户进行交互，为用户提供对应用程序交互性访问的接口，本系统应用程序用户界面的执行环境由浏览器提供。

3．2业务逻辑层

业务逻辑层处于表示层之下，数据访问层之上，负责接收用户的请求，调用数据访问层，并返回结果。业务逻辑层是系统架构的核心部分，在数据交换中起到了承上启下的作用。业务逻辑层制定业务规则、实现业务流程，以及提供与业务需求有关的系统设计接口，并对用户操作进行有效性验证，例如判断用户权限、数据格式等，从而保证程序的正常运行。

3.3层

在实验教学管理信息系统中，实验预约是一个重要且使用频繁的业务功能。所以系统加入层，在业务逻辑层与数据访问层之间，层的设计可以有效地减少实验预约操作对数据库的频繁访问，通过层还可以提高系统的响应速度，降低网络的流量，提高数据库端的安全性。

3．4数据访问层

系统通过数据访问层与数据库进行交互。执行数据的查询、添加、删除、修改等操作。数据访问层采用对象关系映射(ObjectRelationalMapping，ORM)技术，ORM模型的简单性简化了数据库查询过程，ORM技术用于实现从对象数据到关系数据的存储映射。用户使用ORM查询工具可以访问期望数据，而不需要了解数据库的底层结构。与使用其他方法创建的模型相比，使用ORM创建的模型更有能力适应系统的变化。

4安全策略由于系统基于B／S架构，因此十分有必要加强系统的安全管理和控制。为了保障系统的安全运行，本系统采用了验证码技术和基于角色的用户安全策略。

4．1验证码技术

验证码技术是一种进行人机区分的方法。将一串随机产生的数字或符号，生成一幅图片，由用户肉眼识别图片中的验证码信息，输入表单提交网站验证，验证码技术可以限制用户恶意提交页面，防止利用机器人(恶意程序)自动注册、自动登录、恶意增加数据库访问，防止黑客软件不断地自动输入密码破解口令。本系统采用该技术，要求用户登录时输入用户名、密码及随机产生的验证码。当服务器收到用户登录信息后，首先将用户提交的验证码与Session值进行比较，根据比较结果判断用户是否为合理用户。

4．2用户安全策略

基于角色的用户安全策略用来加强权限管理。在进入系统前，用户都必须登录验证，以确定其所能够使用的模块级权限和操作级权限。

5结语

实验教学管理信息系统为实验教学提供了一种基于Web的解决方案，给实验教学管理搭建了一个信息化平台，改变实验教学的管理方法，提高实验室管理的效率，实验室、仪器设备、低值易耗品、教师等实验资源得到了很好的整合和充分的利用，使得学校的实验教学面貌焕然一新。