實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息探究

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1設(shè)計(jì)需求

實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)必須具有用戶管理和訪問控制機(jī)制，由此來保證系統(tǒng)的安全性和可靠性。用戶管理需要采用基于角色的權(quán)限管理方式，根據(jù)登錄用戶的角色來賦予用戶不同級(jí)別的訪問操作權(quán)限。另外還需要從網(wǎng)絡(luò)安全的角度來確保系統(tǒng)的可靠性和保密性。系統(tǒng)要具有良好的用戶界面，基于瀏覽器的B／S結(jié)構(gòu)是一個(gè)很好的選擇。B／S結(jié)構(gòu)不需要進(jìn)行客戶端維護(hù)。系統(tǒng)界面要簡潔、直觀，功能項(xiàng)定義明確，菜單層次清晰，操作簡單。要充分體現(xiàn)人性化操作設(shè)計(jì)。系統(tǒng)功能要能滿足各個(gè)學(xué)校不同的實(shí)際情況，并結(jié)合使用人員特點(diǎn)、業(yè)務(wù)實(shí)際操作特點(diǎn)。從軟件架構(gòu)角度來看，系統(tǒng)需要滿足一個(gè)健全軟件體系結(jié)構(gòu)的要求。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要簡單清晰，要采用模塊化設(shè)計(jì)方式，各個(gè)模塊之間的集成應(yīng)采用松耦合連接，并具備良好的彈性和可配置性，以方便功能模塊的添加、升級(jí)。同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)提供接口，方便集成其他的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

2總體設(shè)計(jì)

可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)分為6個(gè)子系統(tǒng)，分別為實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理、實(shí)驗(yàn)室信息管理、實(shí)驗(yàn)室資產(chǎn)管理、開放實(shí)驗(yàn)管理、系統(tǒng)管理和實(shí)驗(yàn)室門戶網(wǎng)站。

2．1實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃

管理的功能包括：制定專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，列出每個(gè)專業(yè)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)、課程學(xué)分等，搭建專業(yè)與課程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理包括專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃管理、實(shí)驗(yàn)課程大綱管理、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目管理、教學(xué)任務(wù)管理、實(shí)驗(yàn)成績管理、教學(xué)日志管理、以及課表查詢。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目管理的功能是維護(hù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目信息，包括實(shí)驗(yàn)名稱、所屬實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)、所屬專業(yè)等信息。實(shí)驗(yàn)室主任、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師、學(xué)生都可以通過系統(tǒng)查詢實(shí)驗(yàn)課表。實(shí)驗(yàn)課程大綱管理的功能包括：根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃制定具體的實(shí)驗(yàn)課程大綱。維護(hù)該課程配套的教材、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒚總€(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)時(shí)數(shù)等。教學(xué)任務(wù)管理的功能包括：向各實(shí)驗(yàn)室下達(dá)教學(xué)任務(wù)；各實(shí)驗(yàn)室收到教學(xué)任務(wù)后，指定每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)組數(shù)，分批進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；確定實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和地點(diǎn)，給每個(gè)實(shí)驗(yàn)批次指定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師；學(xué)生要通過系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)前提交實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、在實(shí)驗(yàn)后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師通過系統(tǒng)對(duì)學(xué)生提交的預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行批改。教學(xué)日志管理的功能是指實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師登記每次實(shí)驗(yàn)的基本情況、學(xué)生的考勤情況、以及儀器設(shè)備的使用情況。實(shí)驗(yàn)成績管理的功能是管理學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績，包括預(yù)習(xí)報(bào)告成績、操作成績、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師利用系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)前批改學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告，在實(shí)驗(yàn)過程中根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作情況登記學(xué)生的操作成績。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后批改學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并登記實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績。系統(tǒng)還可以設(shè)定預(yù)習(xí)報(bào)告成績、操作成績、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績所占的比重，并根據(jù)這個(gè)比重自動(dòng)計(jì)算出此次實(shí)驗(yàn)的總成績。另外，學(xué)生可以通過系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看自己的實(shí)驗(yàn)成績。

2．2實(shí)驗(yàn)室資產(chǎn)管理

實(shí)驗(yàn)室資產(chǎn)管理包括儀器設(shè)備和低值易耗品管理兩個(gè)子模塊，主要工作包括對(duì)儀器設(shè)備及低值易耗品的登記、維修、報(bào)廢、領(lǐng)用、歸還等管理工作。儀器設(shè)備管理的主要工作室對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行基本數(shù)據(jù)的維護(hù)，并對(duì)領(lǐng)用、入庫、歸還、維護(hù)、保修、報(bào)廢等信息進(jìn)行管理，能夠根據(jù)設(shè)備信息進(jìn)行查詢。低值易耗品管理主要用于維護(hù)低值易耗品的基本數(shù)據(jù)，能夠根據(jù)相關(guān)信息查詢當(dāng)前庫存量及消耗量。并能夠管理低值易耗品的領(lǐng)用、歸還等信息。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

結(jié)合校園網(wǎng)的特點(diǎn)，并充分考慮軟硬件技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)的架構(gòu)采用B／S結(jié)構(gòu)。客戶可以使用瀏覽器直接訪問系統(tǒng)。系統(tǒng)服務(wù)器采用JSP技術(shù)構(gòu)建，數(shù)據(jù)庫采用SQLServer2000。基于靈活性和擴(kuò)展性考慮，服務(wù)器端的數(shù)據(jù)以WebService的方式提供。系統(tǒng)的層次劃分為：表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、層和數(shù)據(jù)訪問層。

3．1表示層

表示層就是系統(tǒng)的界面，表示層負(fù)責(zé)與用戶進(jìn)行交互，為用戶提供對(duì)應(yīng)用程序交互性訪問的接口，本系統(tǒng)應(yīng)用程序用戶界面的執(zhí)行環(huán)境由瀏覽器提供。

3．2業(yè)務(wù)邏輯層

業(yè)務(wù)邏輯層處于表示層之下，數(shù)據(jù)訪問層之上，負(fù)責(zé)接收用戶的請(qǐng)求，調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層，并返回結(jié)果。業(yè)務(wù)邏輯層是系統(tǒng)架構(gòu)的核心部分，在數(shù)據(jù)交換中起到了承上啟下的作用。業(yè)務(wù)邏輯層制定業(yè)務(wù)規(guī)則、實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程，以及提供與業(yè)務(wù)需求有關(guān)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)接口，并對(duì)用戶操作進(jìn)行有效性驗(yàn)證，例如判斷用戶權(quán)限、數(shù)據(jù)格式等，從而保證程序的正常運(yùn)行。

3.3層

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)中，實(shí)驗(yàn)預(yù)約是一個(gè)重要且使用頻繁的業(yè)務(wù)功能。所以系統(tǒng)加入層，在業(yè)務(wù)邏輯層與數(shù)據(jù)訪問層之間，層的設(shè)計(jì)可以有效地減少實(shí)驗(yàn)預(yù)約操作對(duì)數(shù)據(jù)庫的頻繁訪問，通過層還可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，降低網(wǎng)絡(luò)的流量，提高數(shù)據(jù)庫端的安全性。

3．4數(shù)據(jù)訪問層

系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)訪問層與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互。執(zhí)行數(shù)據(jù)的查詢、添加、刪除、修改等操作。數(shù)據(jù)訪問層采用對(duì)象關(guān)系映射(ObjectRelationalMapping，ORM)技術(shù)，ORM模型的簡單性簡化了數(shù)據(jù)庫查詢過程，ORM技術(shù)用于實(shí)現(xiàn)從對(duì)象數(shù)據(jù)到關(guān)系數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)映射。用戶使用ORM查詢工具可以訪問期望數(shù)據(jù)，而不需要了解數(shù)據(jù)庫的底層結(jié)構(gòu)。與使用其他方法創(chuàng)建的模型相比，使用ORM創(chuàng)建的模型更有能力適應(yīng)系統(tǒng)的變化。

4安全策略由于系統(tǒng)基于B／S架構(gòu)，因此十分有必要加強(qiáng)系統(tǒng)的安全管理和控制。為了保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行，本系統(tǒng)采用了驗(yàn)證碼技術(shù)和基于角色的用戶安全策略。

4．1驗(yàn)證碼技術(shù)

驗(yàn)證碼技術(shù)是一種進(jìn)行人機(jī)區(qū)分的方法。將一串隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字或符號(hào)，生成一幅圖片，由用戶肉眼識(shí)別圖片中的驗(yàn)證碼信息，輸入表單提交網(wǎng)站驗(yàn)證，驗(yàn)證碼技術(shù)可以限制用戶惡意提交頁面，防止利用機(jī)器人(惡意程序)自動(dòng)注冊(cè)、自動(dòng)登錄、惡意增加數(shù)據(jù)庫訪問，防止黑客軟件不斷地自動(dòng)輸入密碼破解口令。本系統(tǒng)采用該技術(shù)，要求用戶登錄時(shí)輸入用戶名、密碼及隨機(jī)產(chǎn)生的驗(yàn)證碼。當(dāng)服務(wù)器收到用戶登錄信息后，首先將用戶提交的驗(yàn)證碼與Session值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷用戶是否為合理用戶。

4．2用戶安全策略

基于角色的用戶安全策略用來加強(qiáng)權(quán)限管理。在進(jìn)入系統(tǒng)前，用戶都必須登錄驗(yàn)證，以確定其所能夠使用的模塊級(jí)權(quán)限和操作級(jí)權(quán)限。

5結(jié)語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一種基于Web的解決方案，給實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理搭建了一個(gè)信息化平臺(tái)，改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理方法，提高實(shí)驗(yàn)室管理的效率，實(shí)驗(yàn)室、儀器設(shè)備、低值易耗品、教師等實(shí)驗(yàn)資源得到了很好的整合和充分的利用，使得學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)面貌煥然一新。