教學管理的實驗項目信息系統設計
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摘要：伴隨著職業教育的持續性發展，技工院校教育的內涵建設也在不斷地深入，學校對于學生的職業技能重視度也在隨之提升，這也間接提高了實驗教學的重要性。但是，就當前而言，關于職業教育的實驗室管理信息系統仍然存在缺陷，在資產設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，探討基于教學管理的實驗項目信息系統設計和實現，希望可以為相關教育者提供理論性幫助。
關鍵詞：教學管理；實驗項目；信息系統；設計和實現
1系統設計的體系結構
傳統的管理信息系統為了實現弱耦合多采用三層架構，即表現層，業務邏輯層與數據層，但即使這樣的體系架構在每次擴展功能都需要重新編譯部署整個業務邏輯層的Dll和Site，效率較低，不能滿足本系統的需求，因此在選用MVC(Model-View-Controller)架構模式架構整個系統的基礎上，同時考慮到SOA總體應用方案、數據訪問性能、業務邏輯的可維護性等問題，在具體設計的時候還采用了“工廠方法”、“構造器”、“適配器”、“方法”、“責任鏈”等一系列的設計模式進行了架構擴展，設計出適應本系統的系統框架，通過“DataSetBuilder”類，將數據獲取邏輯和業務邏輯分離；通過“TableAdpaterFactory”類，將數據訪問控制邏輯和業務邏輯分離；通過Aspx.cs頁面類分離頁面邏輯和業務邏輯。除此，通過在控制類（Con-trollerMgr）中將對數據的添加、更新、讀取、刪除封裝成4個基本的方法：GetXXXByAllParameters、Insert、Update、Delete，其他相關業務邏輯將職責委托給這4個基本方法。此基于MVC架構擴展后的系統框架很好的實現了數據層、業務邏輯層、表示層的分離，極大提高了系統的健壯性、重用性和可維護性。實踐教學管理信息系統的開發必須利用現有教務系統的教務信息、人事部門的人事信息、物資管理部門的設備信息，如何做到共享這些部門的信息，實現信息的實時級聯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據就到該部門去拷貝數據到本系統的數據庫，這種做法雖然能實現系統的整體功能，但不能實現各個部門系統之間的互聯互通，無法實現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，系統設計的時候考慮到業務邏輯的組件化，并吸納SOA系統架構思想，采用Web論的工作流引擎設計方案來解決這個問題。在有限變化的情況下，利用配置系統的方法完成業務流程的變化，而無需修改編碼。
2系統的整體設計
為了有效地降低系統的后續維護成本，縮短開發的周期以及后續的更新維護周期，選用市場中相對比較成熟的開源開發框架作為工具，并將系統整體定位成為一個B/S模式的三層體系結構，并將應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。數據訪問層則是最底層，主要是應用在系統的維護以及數據的訪問方面，可以有效滿足數據訪2019.03問方面的各種要求。業務邏輯層則是應用于表示層與數據層之間的一種，其主要是將表示與數據訪問層劃分為開，并將封裝程序的業務功能表現為表示層，這樣的方式可以在某一個層出現問題時只需要修改代碼便可以及時消除故障，這也促使整體設計更加便捷，更利于分開與合并處理。設備層，這一層屬于底層，主要是完成信息監控與采集任務。同時需要完成部分信息管理與通信管理工作。信息的采集系統可以更好地為值班工作人員提供值班日志，同時提供現場的多種異常情況處理方式，現場采取實施監控終端的處理模式，并對實驗室相關信息提供日志性的采集與監管。另外，在實驗資產管理方面這一層還可以實現對儀器設備、材料耗材等管理，對于所涉及到的采購人員做好入庫、領用、報損以及維修等信息的記錄。系統層。主要涉及到網絡設備、子系統、前置機等，需要借助互聯網實現系統中信息數據的實時上傳，并為不同分析工作提供數據支持；數據庫，按照企業的持續發展狀況以及具體的設計需求，主要會涉及設備、實時、歷史等數據庫以及用戶檔案內容。另外，管理性數據庫還需要負責數據的分析管理，以工作站作為分析數據主要空間，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、資產管理、實驗人員管理以及總結統計、基礎數據管理、組織權限管理等多個模塊構成[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、標準化的項目信息管理以及課程代碼表的記錄維護等。在實驗資產管理方面，主要是對實驗室中的儀器設備、材料耗材等進行管理，對于所涉及到的采購人員做好入庫、領用、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、實驗儀器設備的信息管理以及實驗過程信息管理、資產操作代碼表的記錄維護等。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、專業技術類型以及職務等。在綜合查詢以及統計方面，主要是以各種數據的統計、報表的輸出以及數據導出等為主，需要做好資產庫存的查詢、實驗材料的查詢以及實驗儀器設備的查詢等。在基礎數據管理方面，負責和實驗項目管理相關的基礎數據錄入和維護工作，其主要的功能包含實驗室分類、專業、部門以及資產等類型代碼表的維護。對于協同辦公的相關內容而言，其屬于實驗流程化控制管理以及資料查詢的重點工作模式。可以組織權限管理的模塊，實現登錄用戶的開設以及權限的管理，并完成組織、角色等多方面授權與管理工作。
3系統的實現
在實驗教學采集與監控信息系統建設建設過程中，管理方面主要是以Java作為主要開發方式，在Web瀏覽器中提供界面展示，同時在主站系統中采取C/S結構，通過工作站系統、前置機以及數據庫實現架構設計[2]。為了保障數據本身的安全性，需要采取雙數據庫，并以中心數據、數據雙方面進行建設。對于中心數據庫而言，需要儲存大量的實驗室信息，而數據庫則是儲存各種與模塊相關信息的數據。Web服務器中可以將兩個數據庫有效結合起來，實現數據的相互轉換，從而為業務處理功能提供基礎幫助。目前在實驗教學采集和監控信息系統建設方面，主要是在原本的系統基礎上進行新建。對于具體新建方案而言，企業主要是借助統一的主站系統進行建設，并將終端采集所獲得的信息集中在主站的系統中，并通過統計、加工進行處理，表計的信息、終端以及采集等內容都可以借助系統實現統一性的維護管理，之后將復制到相關的數據庫中，從而為其他數據庫的運行提供數據支持。對于所采集的實驗室信息數據需要由系統實現統一性的編碼處理。在業務流程方面：（1）系統實現對終端信息的采集與整合性處理；（2）以復制程序將所采集到的數據復制到主站數據庫中；（3）主站系統借助對系統編碼的應用完成多方面管理任務；（4）將所采集到的實驗室數據上傳到主站數據庫中，并實現獨立性運營；（5）以復制程序將數據庫中數據定期提取總結，并復制到系統與中心數據庫中，從而滿足多方面工作需求。在數據庫建立方面，主要是為了盡可能地提高數據操作的高效率，在實驗室材料物品與實驗資產的分類雙方面，做好實驗資產分類的代碼表設計，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，應用不同的SQL語句進行數據提取，這也屬于系統內部數據庫中組織代碼的一種視圖，可以有效地降低數據的冗余度，同時保障數據的準確性與一致性。在系統的應用特征方面，主要特征在于以下幾點：（1）實驗項目的申請應用工作流的方式實現。系統可以充分應用協同辦公的方式，做好關于實驗項目的申請管理，直接由發起人直接發起相應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。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備以及實驗材料，為了更加快捷簡便地填寫，可以設計標準化的實驗項目，并預先制定各種類型實驗項目所需要的材料設備，在發起工作流的情況下，可以直接導入標準化的模塊，并根據具體情況適當地加減。針對具體實施過程中多班級會共同參與同一個實驗，所以根據實驗者的不同，系統可以在輸入完成第一個實驗項目內容之后，直接將實驗項目的內容復制到另一個工作流中，從而減少再次填寫時的繁瑣，巧妙靈活地應用標準化實驗項目與復制功能，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中的模塊確認實驗項目完成，同時自動生成這一項實驗的標準耗材狀況，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化管理。
4結語
實驗教育屬于當前專業類教育的重點教育內容。對于每一個學校而言，需要高度重視實驗室管理工作，充分應用學校自身的教育資源，自主性開發實驗項目信息管理系統，高度重視軟件推廣以及系統維護方面的技術成本問題，并借助軟件系統本身的持續、有效運行特征，提高實驗項目的信息管理水平，從而提高實驗室教學管理實效性。
作者：蘇飛飛 單位：濟寧市技師學院
