（计算机应用技术专业论文）实验室开放管理系统的设计与实现.pdf

中文摘要 高校开放实验室是培养创新型人才的新途径，也是实行实验教学改革的重 要过程。为此，如何使更广大的学生更充分的利用现有实验室资源，成为实验 室开放管理急需解决的首要问题。改革传统的管理模式，实现对实验室开放各个 环节的信息化管理，可以提高实验室的利用率和学生的积极性，帮助管理人员 从繁重的实验室管理工作中解脱出来，对于推动天津师范大学乃至整个教育体 系的教育信息化也有着深远的影响和意义。 课题在进行了国内外相关文献和开发案例调研的基础上，直接针对传统管 理模式的弊端，提出了开发实验室开放管理系统的任务。课题以实验室开放的 目标、内容、意义和实验室开放管理所涉及的环节为依据，结合天津师范大学 的实际情况和需求，提出了系统的设计原则，并进行了系统的用户、整体框架、 功能模块和数据库的详细设计。课题采用a s p n e t2 0 和a j a x 作为主要开发技 术，s o ls e r v e r2 0 0 5 作为后台数据库，并根据实验室开放管理的实际需要，进 行了多次技术攻关，并最终开发出了设计和技术实现同样出色的实验室开放管 理系统。 、 本系统为实验室开放管理量身定做，实现了对实验室开放各个环节的全面、 信息化的管理，操作简单，信息时效性和准确性强，具有良好的可扩充性，极 大地减轻了管理人员的工作量，促进了学校实验室资源的整合重组，提高了师 生开展实验教学的积极性，也必将增强学生的实践能力和创新能力，使学生符 合社会对高素质人才的需求。系统经过测试后，正在天津师范大学小范围内试 运行，用户反映良好。 本课题是天津师范大学实验室改革研究基金项目。 关键词：实验教学，实验室开放，信息化管理，a s p n e t2 0 ，a j a x a b s t i 认c t o p e nl a b o r a t o r yo fh i g h e rs c h o o l si st h en e wm e t h o dt oc u l t i v a t ec r e a t i v e p e r s o n sa n dt h ek e yp r o c e s st oc a r r yo u te x p e r i m e n tt e a c h i n gi n n o v a t i o n t h e r e f o r e ， h o wt om a k em o r es t u d e n t su s et h el a b o r a t o 巧r e s o u r c e sw e l lh a sb e c o m et oa p r o b l e mw h i c hs h o u l db es o l v e du r g e n t l y i n n o v a t i n gt h et r a d i t i o n a lm a n a g e m e n t m o d ea n dr e a l i z i n gt h ei t - b a s e dm a n a g e m e n to fl a b o r a t o r yo p e n i n gc a ni m p r o v et h e u s i n gr a t eo fl a b o r a t o r ya n dt h ep o s i t i v i t i e so fs t u d e n t s ，h e l pm a n a g e r sd i s e n g a g e f r o mt h eh e a v yw o r k so fl a b o r a t o r ym a n a g e m e n ta n dp r o m o t et h ee d u c a t i o n i n f o r m a t i o n i z a t i o no f t i a n j i nn o r m a lu n i v e r s i t ya n dt h ew h o l ee d u c a t i o ns y s t e m b a s e do nt h es t u d yo fl a r g en u m b e r so fl i t e r a t u r e sa n ds y s t e m s ，a i m i n ga tt h e l i m i t a t i o n so ft r a d i t i o n a lm a n a g e m e n tm o d e ，t h ep r o j e c tp u tf o r w a r dt od e v e l o p l a b o r a t o r yo p e n i n gm a n a g e m e n ts y s t e m w i t ha ne y et ot h ea c t u a ls i t u a t i o n sa n d n e e d so ft i a n j i nn o r m a lu n i v e r s i t y , t h ed e s i g nr u l e so ft h es y s t e mw e r ep r o p o s e d a c c o r d i n gt ot h ea i m s ，c o n t e n t s ，m e a n i n g sa n dm a n a g e m e n tp r o c e s s e so fl a b o r a t o r y o p e n i n g t h eu s e r s ，f r a m e ，f u n c t i o n sa n dd a t a b a s eo ft h es y s t e mw e r ed e s i g n e di n d e t a i l t h ep r o j e c tu s e da s e n e t2 0a n da j a xa st h em a i nd e v e l o p i n gt e c h n o l o g y , s q ls e r v e r2 0 0 5a st h ed a t a b a s e a r e rh a v i n gs e t t l e dm a n yt e c h n o l o g yp r o b l e m s b a s e do nt h en e e d so fl a b o r a t o r yo p e n i n gm a n a g e m e n t ，t h el a b o r a t o r yo p e n i n g m a n a g e m e n ts y s t e mw a si m p l e m e n t e df m a l l y t h ed e s i g no fl a b o r a t o r yo p e n i n g m a n a g e m e n ts y s t e mw a sa se x c e l l e n ta st h et e c h n o l o g yr e a l i z a t i o no f i t 。t h es y s t e mw a sd e v e l o p e da c c o r d i n gt oa c t u a lc i r c u m s t a n c e so fl a b o r a t o r y o p e n i n gm a n a g e m e n t ，r e a l i z e dt h ei t - b a s e dm a n a g e m e n t t h ei n f o r m a t i o np r o v i d e d b yt h es y s t e mw a st i m e l ya n de x a c ta n dt h ee x p a n s i b i l i t yo fi tw a sa l s og o o d t h e s y s t e mp r o v i d e da ne a s yw a yf o ru s e r st ou s ei t , s oi tl i g h t e n e dt h ew o r k l o a d so f m a n a g e r s ，s p e e d e dt h er e s o u r c ei n t e g r a t i o no fl a b o r a t o r y , i n c r e a s e dt h ep o s i t i v i t i e so f t e a c h e r sa n ds t u d e n t sa n dm a d es t u d e n t sa d a p tt ot h en e e do fs o c i e t y t h es y s t e mi s t e s tr u n n i n gn o w w i t h i nas m a l lr a n g ea f t e rb e i n gt e s t e d t h ep r o j e c ti s t i a n j i nn o r m a lu n i v e r s i t yl a b o r a t o r yi n n o v a t i o ns t u d yf u n d p r o j e c t k e yw o r d ：e x p e r i m e n tt e a c h i n g ；l a b o r a t o r yo p e n i n g ；i t - b a s e dm a n a g e m e n t ； a s p n e t2 0 ：a j a x 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞凄盘堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明确的说明并表示了谢意。 蝴躲0 忙毒黼期：刁年孑日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解鑫盗盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权鑫洼盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 讣乏吾 辩醐：岬“月， 导师签名： a 百乙留 一期：节阱日 第一章绪论 第一章绪论 1 1高校实验室发展概述 依据国家教育部“大力推进高校自主创新，进一步提高高等教育质量”的 精神，全国各高等学校加强了改革的力度。在各学校建设过程中，实验室的特 殊地位开始凸现出来。各高校也充分的认识到：实验室是培养高素质人才的实 践基地，是学科建设、科研活动的坚实基础，是学校整体建设和发展的重要环 节，建设一流的实验室是建设一流高校不可分割的一部分。随着大学教育体制 的不断改革，实验课正在渐渐的从理论课的附属地位，变成独立的教学体系， 成了培养学生创新思维和创新能力的重要环节。实验室已成为培养学生的知识、 能力、技术、素质等方面的融合于一体的重要场所【1 】。 1 2课题提出的背景和意义 1 2 1 课题提出的背景 1 实验室开放管理的要求 实验教学是高等教育的重要组成部分，是学生实践能力和创新能力培养的 必需环节。高校开放实验室是培养创新人才的新途径，也是实行实验教学改革 的重要过程。开放实验室不仅是指仪器设备与时间概念上的开放，更是指实验 课程、实验项目、研究课题的开放。为此，如何使更广大的学生更充分的利用 现有实验室资源，有效的进行实验室开放管理，成为急需解决的首要问题【2 】。 2 学校办学质量的高要求和规模的不断扩大 各个高校办学规模不断扩大，对教育质量的要求也在不断提高，这种形势 对实验室开放的管理效率、教学效果、规模、形式、资源的充分合理利用都提 出了更加严峻的考验，因此，必须对实验室开放进行科学和现代化的管理。 3 本文作者的工作需求 作者从事实验室管理的具体工作，经常接触与实验室开放管理相关的制度、 数据统计与上报、法规和新的理念。因此，实现实验室开放各个环节的信息化 管理，对于提高工作效率、减轻工作量、保障工作质量、贯彻管理体制、落实 改革政策有着深远的影响和意义。 4 机房、校园网的建立 实验室开放管理系统依托于校园网发挥其潜力和重要作用。近几年学校机 第一章绪论 房和校园网的不断建设和发展为本课题的研究提供了良好的网络硬件环境保 障。 本文正是在以上背景的基础上进行了选题。本课题是天津师范大学实验室 改革研究基金项目。 1 2 2 课题研究的意义 随着高校实验室发展规模的日益壮大、实验室改革的不断深化，一些旧的 管理方法和观念已经阻碍了实验室功能的进一步发挥。因此，在加强实验室管 理、促进高校建设与发展的精神指导下，设计并实现一套功能全面的、符合国 家最新标准的、适合天津师范大学现实条件和实际需求的、基于校园网应用的 实验室开放管理系统，对实验室开放的各个环节进行信息化的管理，具有较大 的理论和现实意义。 理论意义：通过对本系统的开发，可以加深教育管理信息化内容的理解， 进一步推进天津师范大学实验室工作和改革制度的构建。 现实意义：通过实验室开放管理系统对实验室开放的各个环节进行信息化 的管理，可以提高实验室开放管理效率和实验教学效率，进一步深化实验教学 体系的改革，促进全校范围内实验教学资源的整合重组和充分利用，锻炼学生 的实验动手能力、独立思考能力和创造能力，从而推动整个学校乃至整个教育 体系的信息化管理进程，提高教育质量。 1 3国内外相关领域研究状况综述和分析 教育的目的不仅是让学生掌握书本知识，而且要培养创新意识和综合能力。 知识是能力的基础，但能力只有在科学研究和生产实际中才能体现。国内外高 等教育的发展过程也证明了这一点。 麻省理工学院把一些简单的物理实验摆在走廊里，学生可以随时去做；日 本高校规定实验学时4 - - - 6 学时，而学生一般2 , - - - 3 学时即可完成，多余的时间 鼓励学生改进实验方法，进行创新活动【3 】。 香港教育学院是成功建设开放实验室的典范。香港教育学院为使教育技术 水平达到专业水准，专门设计教育科技处，提倡有效地使用教育科技，提高教 学质量。其职能是在教育科技方面为教师、学生、行政成员或有关的社会人士 提供设备、技术及专业意见，进行科研活动；为学校教职工、学生以及教育工 作者提供了良好的开放学习环境和丰富的学习资源【4 】。 现阶段国内各高校对实验室进行信息化管理，并使用系统管理软件辅助管 第一章绪论 理的工作方式方法大多体现在仪器设备管理、实验项目管理和人员管理等工作 上【5 1 ，其中大多数院校都选用北京化工大学m i s 研究与发展中心和武汉大学两个 单位研发的软件。这些管理软件主要涉及到实验室管理系统中的项目、人员和 仪器、设备等工作【6 j 。 对于实验室开放管理工作，大多数院校都是针对资源共享这一单一方向做 了很多工作。而对开放实验室、开放实验项目以及开放基金等方面工作管理均 不够规范，采用信息化方式管理程度低。 在为数不多的利用信息化方式进行实验室开放管理的高校中，清华大学和 山东大学的管理比较突出【_ 7 1 。经过分析，这些学校的实验室开放管理系统存在着 交互功能不强，所管理的实验室开放的相关信息不利于改动，不便实现实验室 申请开放管理、实验项目申请开放管理和学生的预约申请等问题，这些问题也 是本课题研究过程中需要注意并且避免的。 1 4 研究目标与方法 1 4 1 研究目标 结合国内外相关领域研究状况的分析，本课题拟通过探究实验室开放的目 标、内容、意义、管理环节，设计并实现一个能够对实验室开放的各个环节进 行信息化管理，并且适应天津师范大学实际条件和需求的实验室开放管理系统， 进而在对其进行测试应用的基础上，确定系统的改进和优化方向。因此，本课 题的研究目标是： 1 分析国内外相关领域的研究状况以及实验室开放的目标、内容、意义、 管理环节并将其作为实验室开放管理系统的设计依据。 2 运用科学指导思想和先进的实验室开放管理理念，结合天津师范大学的 实际条件和需求设计实验室开放管理系统。 3 采用先进的技术手段实现灵活、易用、安全、稳定、可扩展的实验室开 放管理系统。 4 进行实验室开放管理系统的测试和应用，确定系统的改进和优化方向。 1 4 2 研究方法 1 文献研究 通过对相关文献资料的对比、分析，了解本课题所涉及领域的研究现状与 发展趋势。在此基础上，拟订本课题研究的目标、方法与途径。 第- 一章绪论 2 实验室管理系统调研 通过调查现有实验室管理系统，分析其发展现状，确定研究的基本目标和 需要注意的问题。 3 实证研究 对实验室管理系统的测试和实际应用过程进行分析，确定系统的改进和优 化方向。 1 5 论文结构安排 本论文共由六章组成，其内容组织如下： 第一章论述了高校实验室的发展概况及课题提出的背景和意义；分析了相 关领域的研究现状和存在的问题；确定了课题的研究目标和研究方法。 第二章对探讨了实验室开放的内容、目标、意义以及实验室开放管理的相 关环节，并将这些与实验室开放的相关问题作为实验室开放管理系统设计和实 现的重要依据。 第三章提出了实验室开放管理系统的设计原则，并以设计原则为依据进行 了系统的用户设计、整体框架设计、功能模块设计和数据库设计。 第四章从开发平台与工具技术的选择、体系架构、数据存取、程序的实现 以及推荐运行环境等多个角度详细论述了实验室开放管理系统的实现过程：回 顾了实验室开放管理系统开发过程中若干主要功能，包括系统的页面布局与样 式、用户管理、系统信息的及时更新、上报数据的打印与导出的技术实现。 第五章探讨了软件测试的含义和目标，并通过测试工具、单元测试和系统 测试对实验室开放管理系统进行了多方面的测试。 第六章对本课题的研究作一个结论，探讨了本研究的特色和创新点，并提 出存在的不足和今后努力的方向。 第二章实验室开放相关问题探讨 第二章实验室开放相关问题探讨 实验室开放，不仅是在时间和空间上的开放，在教学方法和实验内容等方 面也是开放的。即是全天候、全方位开放。开放实验室，学生是主体，充分促 进学生自己去思维、去发挥，使学生自己从反复的实验中得到锻炼和提高【8 】。 2 1实验室开放的目标和内容的定位【9 】 2 1 1 实验室开放的目标 实验室开放应当是积极稳妥而有序地进行。实验室开放以培养学生科学的 创造性思维和实践能力为目标。本着注重知识、注重能力和素质协调发展的同 时，贯彻因材施教，注重个性培养的教学原则。在教学设计和教学组织中突出 学习的自主性，全方位体现了以学生为主体的自主式的学习，从方案设计、操 作、实验结果的分析处理最大限度地让位于学生，留有余地，最大限度地扩大 学生独立思考、独立操作、独立分析、独立解决问题的空问，充分调动了学生 的学习积极性和主动性。 ， ， 2 1 2 实验室开放的内容的定位 传统的教学模式是注重理论教学，忽视实践教学，实验教学的内容陈旧， 多为验证性的实验，同学们只需在规定的时间内进入实验室，按照实验教科书 上的步骤，认真仔细操作即可得出正确的结果，即使是结果有误也很容易找到 出差错的地方，大多数学生在实验课上充当的是实验记录员的角色，创新意识 和创造性思维根本没有得到锻炼，实验室开放的目的是培养学生创新精神和实 践能力，设计性、综合性实验和自带课题实验是以提高学生独立实验能力、实 验基础知识综合运用能力、创新能力为主要目的，因此实验室开放的内容应以 设计性、综合性实验和白带课题实验为主。学生通过综合设计和自带课题实验， 从思考、失败、再思考中受到训练，得到整体素质的提高。 2 1 3 实验室开放的意义n 们 1 提升了学生的实验热情 现行的实验课是死板的“照方配药”，即教师制定实验方案，要求学生按规 定步骤操作，最后把测量数据填入教师事先设计好的表格中去，这种方式使部 分学生易对实验产生厌烦情绪，因而限制了学生的思维。实验室开放后，学生 第二章实验室开放相关问题探讨 可自选实验项目、实验时间，自主地进行实验，学生实验的主动性、积极性得 到充分发挥，提升了学生的实验热情。开放教学中，学生凭自己的能力完成实 验，有的完成快，有的还很有创意。在实验中，不少学生在做完基本实验内容 后，主动、积极地去做扩展实验内容，有的学生实验结果不理想要求重做该实 验，这是实验室开放后的可喜现象。 2 提高了实验教学质量 实验室开放后学生不再整班上课，一次实验的学生来自不同的班级，彼此 之间不太熟悉，实验时各自独立操作，出现问题多为自行解决或请教指导教师， 而教师也只是进行启发性的指点，这样大大提高了学生的实验操作能力。为学 生今后的课程设计、毕业设计，乃至走上工作岗位后的实践工作奠定了基础。 3 促进了实验教师业务水平的提高 实验室开放对教师提出了更高的要求。为了培养出高素质的学生，教师们 不仅积极拓展自己的知识面，还要不断积累丰富的实践经验，提倡无私奉献的 精神。他们积极、主动“充电”，采取“自学”、“互学”等办法，提高自身的理 论素养，自主提高实验技能和水平，以适应开放性实验教学的需要，及时解决 学生在进行综合性、设计性实验中遇到的问题，指导学生自带课题的实验时， 正确分析学生制定的实验步骤的可行性和科学性。可以说开放性实验教学正造 就一支优秀的实验教师队伍。 4 提高了仪器设备的利用率 实验室未开放前，由于受整班排课的限制，许多时间不能安排实验，周六、 周日一般也不排实验，使得设备闲置时间长，设备利用率低。实验室开放后， 实验时间不受限制，学生自己选择实验项目，实验的频率和实验循环的节奏由 学生自己调节，这使得实验室的容量大幅度提高，仪器设备的利用率也相应提 高。 7 2 2实验室开放的管理环节 结合天津师范大学实验室开放的实际情况，实验室开放的管理涉及到以下 几个环节： 1 全校开放实验分室的管理 2 开放实验项目的管理 3 学生开放实验申请的管理 4 学生自带课题实验项目的管理 5 实验室开放基金管理 第二章实验室开放相关问题探讨 2 3实验室开放的相关问题是系统设计与实现的主要依据 基于实验室开放的重要意义，以实验室开放的目标和内容的定位为依据， 设计并实现二套实验室开放管理系统，实现对实验室开放各个环节信息化的管 理，在减轻实验室开放管理人员的工作量、提高工作效率的基础上，必将深化 实验室开放的影响，实现“人尽其才，物尽其用，进一步促进学校、学生和教 师多方位的发展。 第三章系统的设计 3 1系统的设计原则 第三章系统的设计 课题依据国内外相关领域研究状况的分析和实验室开放相关问题的探讨， 结合天津师范大学实际情况和需求，运用先进的实验室管理理念为指导，直接 针对现有的各种实验室管理系统存在的问题，提出了实验室开放管理系统的设 计原则： 1 管理面广 实验室开放管理系统能够完成实验室开放各个环节的管理，包括：开放实 验分室申请与审批、开放实验项目申请与审批、项目结题汇总、学生申请与录 取管理、学生自带课题实验项目的管理以及实验室开放基金管理。 2 便于数据统计与上报 实验室开放管理系统重要功能之一即是处理各种数据报表，包括：开放实 验室申请表、开放实验项目申请表、开放项目结题报告、学生开放实验申请表、 录取学生统计表、自带课题实验申请表、学生自带课题实验完成情况表、开放 实验室基本情况学期报表、开放实验室一览表、实验室开放情况一览表、实验 室开放经费审批表。系统要实现各种数据信息表的网上统计、上报、打印以及 转存功能。 3 容错性强 系统必需具有良好的容错机制，尽量避免用户的误操作，防范用户恶意攻 击，如对用户实施的修改、删除等操作得到用户确认后方可真正执行，对用户 输入信息的格式、类型、范围等进行验证，尽量保证数据的正确有效性。 4 数据信息的及时更新 作为实验室开放的信息管理系统，必须保证呈现给用户的信息是最新的、 有效的，因此必须采用先进的技术手段及时更新系统的各项信息，防止过期信 息对用户的干扰。 5 安全性高 安全性是实验室开放管理系统一个至关重要的因素，数据库中的数据是重 中之重，必需要有足够的备份措施，防止数据遭受各种形式的破坏；另外，数 据库中的数据需加密后存放和传输，避免数据的泄漏；不同身份用户进入不同 的子系统，每个页面均设置是否登录及身份检测，若未登录或身份有误则导向 错误页面；系统为每个提交窗口均加验证控件以防错误数据的录入和注入式攻 第三章系统的设计 击的恶意破坏。 6 具有可扩充性 实验室开放的各个环节本身是发展变化的，所以无论是系统实现模式还是 数据库的设计模式都要充分考虑未来技术和实验室教学改革发展的需要，便于 系统的功能扩充和升级。 7 操作简明化 实验室开放管理系统的界面操作设计要尽可能简单明了，明确标志每一个 界面元素的用途，进行人性化的设计，使各级实验室管理人员、学生和教师的 注意力集中在实验管理与教学上，而不是怎样操作本系统。 8 高效率和稳定性 系统的运行效率和稳定性将直接影响实验室开放的管理和教学效率。系统 应该通过多种技术手段提高运行效率、响应速度和稳定性。 3 2系统的用户和整体框架设计 根据实验室开放管理的各个环节所涉及的人员，本课题设计的实验室开放 管理系统的用户身份分为五种：开放实验项目负责人、实验中心( 室) 负责人、 学生、评审专家和管理员。根据用户身份的不同，实验室开放管理系统可以划 分为五个子系统：项目负责人申请与管理子系统、中心负责人申请与管理子系 统、学生申请子系统、专家评审子系统以及后台管理子系统。不同身份的用户 登录后分别进入其身份对应的子系统，执行相应的功能。如图3 1 所示。 叫项目负责入审请与管理子系统 蜜 验 一巾心负责人申请与管理予系统 室 开 放 - l 学侉申清予系统 管 理 系 一 专家评审子系统 统 一 霜台管理子系统 图3 1 实验室开放管理系统的整体框架 第三章系统的设计 3 3系统的功能设计 实验室开放管理系统下设项目负责人申请与管理子系统、中心负责人申请 与管理子系统、学生申请子系统、专家评审子系统、后台管理子系统，这五个 子系统之间紧密联系，协同工作，较好的实现了实验室开放的各个环节的信息 化管理。 3 3 1 项目负责人申请与管理子系统 项目负责人申请与管理子系统限登录的开放实验项目负责人身份的用户使 用，其功能设计如图3 2 所示。 图3 - 2 项目负责人子系统的功能设计 l - 系统公告：查看发布于项目负责人申请与管理子系统的各项公告，通过 此功能模块可以及时了解管理员发布的最新通知。 2 项目申请与管理：设计开放实验项目供学生自由选择是实验室开放的主 要形式。此功能模块包括开放实验项目的申请和管理。项目负责人可以通过这 两个功能在全校范闱内的任意开放实验分室申请开放实验项目，同时申请将提 交给开放实验分室对应的实验中心负责人等待审批；可以打印或导出( 转存为 w o r d 文档) 开放实验项目申请表：在项目申请截止日期之前或审批结果未发布 的情况下，还可以编辑、删除项目申请信息。 3 项目录取学生统计：此功能模块包括填写和导出开放实验项目录取学生 统计表。通过学院和学校审批的开放实验项目在完成教学任务后，项目负责人 可根据学生的表现对其进行多个方面的评定，包括出勤情况、实验报告和考核 成绩。 第三章系统的设计 4 结题报告填写与导出：开放实验项目完成教学任务后，项目负责人需要 填写结题报告。此模块提供开放项目结题报告的填写和导出功能。 5 个人信息管理：此功能模块包括修改个人资料和修改密码。 3 3 2 中心负责人申请与管理子系统 中心负责人申请与管理子系统限登录的实验中心( 室) 负责人身份的用户 使用，其功能设计如图3 3 所示。 图3 3 中心负责人子系统的功能设计 1 系统公告：查看发布于中心负责人申请与管理子系统的各项公告，通过 此功能模块可以及时了解管理员发布的最新通知。 2 开放实验分室设置：此模块提供开放实验分室的添加、编辑和删除功能。 实验中心负责人可以通过此模块设置开放实验分室，将其作为开放实验项目实 施的场所。 3 开放实验项目管理：此模块包括设置申请项目的截止日期、开放实验项 目管理、查看学校审批反馈、开放实验项目公布功能。 设置申请项目的截止日期：设置和更改申请开放实验项目的截止日期。开 放实验项目负责人只能在此截止日期之前申请项目。 开放实验项目管理：按照所申请项目的状态查询并处理开放实验项目。项 目的状态包括六种，分别为未处理、学校审批中、通过学校审批、通过学院审 批、学院不同意开放以及学院不同意开放。实验中心负责人可以对所有项目进 行打印、导出及查看详细信息的操作；可以对未处理状态的项目进行编辑、申 请学校经费支持、批准学院自筹经费支持项目以及设为不同意开放项目的操作； 可以对通过学院审批状态的项目恢复为未处理；可以对学院不同意开放状态的 第三章系统的设计 项目进行编辑和恢复为未处理操作；可以对学校不资助开放状态的进行编辑、 审批为学院自筹经费支持、设为不同意开放的操作。 查看学校审批反馈：查看或导出学校审批反馈表。 开放实验项目公布：发布或取消发布通过学校或学院审批的开放实验项目， 发布后的开放实验项目学生才可申请上课。 4 学生申请审批：此模块包括设定学生申请截止日期、开放实验项目上课 申请审批以及自带课题审批功能。 设定学生申请截止日期：实验中心负责人可以设置或更改学生申请加入开 放实验项目的截止日期。 开放实验项目申请审批：实验中心负责人可以按照学生姓名、实验项目和 审批状态查询学生的申请；可以同意或不同意学生的申请；可以发布或取消发 布录取结果。 自带课题申请审批：实验中心负责人可以查看、打印或导出学生的自带课 题申请；可以对未审批的自带课题申请进行审批：对审批同意或审批中的自带 课题申请恢复为未审批。 5 数据上报：实验中心负责人可以通过此模块填写、打印或导出开放实验 室申请表、开放实验项目申请表、开放项目结题报告、学生开放实验申请表、 录取学生统计表、自带课题实验申请表、学生自带课题实验完成情况表、开放 实验室基本情况学期报表、开放实验室一览表、实验室开放情况一览表。 6 修改密码：实验中心负责人可以通过此模块更改个人密码。 3 3 3 学生申请子系统 学生申请子系统限登录的学生身份的用户使用，其功能设计如图3 - 4 所示。 学生申请系统 系 统 公 互l 日 开 放 实 验 项 目 哮 请 自 带 课 题 哟 请 与 管 理 个 入 信 息 管 瑷 图3 - 4 学生申请子系统的功能设计 第三章系统的设计 1 系统公告：查看发布于学生申请子系统的各项公告，通过此功能模块可 以及时了解管理员发布的最新通知。 2 开放实验项目申请：此模块包括开放实验项目申请和已申请实验项目管 理功能。 开放实验项目申请：在学生请截止日期和录取结束之前，查看各个实验中 心公布的开放实验项目信息，可根据自己的兴趣和时间提交上课申请并等待对 应的实验中心负责入审批。 已申请实验项目管理：学生可以按照实验中心查询所申请的项目；可以按 照实验中心导出“天津师范大学学生开放实验申请表”；可以查看项目的详细信 息；可以在申请截止日期和录取结束之前取消申请。 3 自带课题申请与管理：此模块包括自带课题申请、白带课题管理和完成 情况填写三个功能。 自带课题申请：学生可以填写并提交自带课题申请表并等待实验中心负责 人审批。 自带课题管理：学生可以查看所申请的自带课题的详细信息和审批状态； 在未审批状态下可以编辑和删除自带课题申请表；可以随时导出自带课题申请 表。 完成情况填写：学生可以填写或导出自带课题完成情况表。 4 个人信息管理：此功能模块包括修改个人资料和修改密码。 3 3 4 专家评审子系统 专家评审子系统限登录的专家身份的用户使用，其功能设计如图3 5 所示。 专家评率子系统1 系 统 公 z i 二 瞄 开 放 实 验 项 嚣 评 审 修 改 密 码 图3 5 专家评审子系统的功能设计 1 系统公告：查看发布于专家评审子系统的各项公告，通过此功能模块可 第三章系统的设计 以及时了解管理员发布的最新通知。 2 开放实验项目评审：专家可以查看评审信息( 已提交和未提交评审结果 的实验中心信息) 统计；可以按照实验中心进行项目评审( 按照相应的标准打 分、填写建议和备注等信息) ；可以提交或取消提交评审结果。 3 修改密码：评审专家可以通过此模块更改个人密码。 3 3 5 后台管理子系统 、 后台管理子系统限登录的管理员身份的用户使用，其功能设计如图3 - 6 所 示。 图3 - 6 后台管理子系统的功能设计 1 学院设置：查看、添加、编辑和删除学院。 2 实验中心( 室) 设置：查看、添加、删除、编辑实验中心( 室) 。 3 用户管理：查看所有用户；添加、编辑、删除实验中心( 室) 负责人和 专家；删除学生和开放实验项目负责人。 4 公告管理：查看、添加、编辑和删除公告。 5 开放实验项目管理：此模块包括专家评审管理、项目审批管理、项目数 据清空三项功能。 专家评审管理：包括为专家分配评审任务、设定专家评审截止日期、为专 家导出实验室开放项目一览表、查看每位专家的评审状态等功能。 项目审批管理：管理员可以设置实验中心上报截止日期、查看开放实验室 申请情况一览表、按实验中心查看所有项目；可以对未申请项目进行审批；可 以在审批结果发布之前将审批完成项目恢复为待审批；可以发布或取消发布审 批结果；可以导出审批结果反馈表；可以导出实验室开放经费审批表； 项目数据清空：管理员可以清空所有与开放实验项目相关的信息。 第三章系统的设计 6 数据统计与上报：打印或导出各个实验中心上报的开放实验室申请表、 开放实验项目申请表、开放项目结题报告、学生开放实验申请表、录取学生统 计表、自带课题实验申请表、学生自带课题实验完成情况表、开放实验室基本 情况学期报表、开放实验室一览表、实验室开放情况一览表。 7 修改密码：管理员可以通过此模块更改个人密码。 3 4系统的数据库设计 数据库是实验室开放管理系统的核心，实验室开放管理系统是在数据库管 理系统( d b m s ) 的支持下完成信息的搜索、整理、存储、检索、更新、加工、 统计与发布等功能。数据库的设计直接关系到实验室开放管理系统的成败，因 此要实现优秀的实验室开放管理系统必须采用科学的方法进行合理的数据库设 计。 3 4 1 数据库设计理论 1 数据库设计的概念 。 数据库设计是对于一个给定的应用环境提供一个确定最优数据模型与处理 模式的逻辑设计，以及一个确定数据库存储结构与存取方法的物理设计，建立 起既能反映现实世界信息和信息间的联系，满足用户数据库要求和加工要求， 又能被某个d b m s 所接受，同时能实现系统目标并有效存取数据的数据库【1 1 1 。 2 数据库与实验室开放管理系统的关系 实验室开放管理系统建设的基础设施是数据库。软件由文档加程序组成， 程序由算法加数据结构组成。实验室开放管理系统的算法就是各种录入、修改、 查询、处理等程序的算法，其数据结构就是数据库的各种表，主要是指基本表， 还由文件的类型、载体、组织方式、维护和保密级别等内容。能否建立一个好 的数据和文件形式，使其迅速、准确地查找所需要的数据，是衡量一个优秀系 统的主要指标之一【1 2 j 。 3 数据库设计方法 数据库设计方法的发展历程是从单步逻辑发展到分步设计，从手工设计发 展到利用各种工具与计算机进行辅助的方式。单步逻辑设计方法是一种传统设 计方法，它在设计中往往将数据的逻辑结构、物理结构、存储参数、存取性能 等一起考虑，由于缺乏工程规范支持，设计周期难以估计，现在较少使用。比 较成熟的设计方法是系统生命周期法，它是结构化的设计方法。 数据库设计生命周期包括以下四个阶段【1 3 】【1 4 】： 第三章系统的设计 ( 1 ) 系统需求分析：需求分析是数据库设计的起点，为以后的具体设计作准 备。需求分析的任务是，对现实世界要处理的对象进行详细的调查，收集支持 系统的基础数据并对其进行处理，在此基础上确定系统的功能。 ( 2 ) 概念结构设计：在需求分析的基础上，用概念数据模型( 如e r 数据模 型) 来表示数据及其互相间的联系。在该阶段，设计人员可以致力于模拟现实 世界，不必过早地致力于d b m s 所规定的各种细节。 ( 3 ) 逻辑结构设计：数据库逻辑设计的任务是将概念结构转换成特定d b m s 所支持的数据模型的过程。 ( 4 ) 物理设计：数据库最终要存储在物理设备上。对于给定的逻辑数据模型， 选取一个最适合应用环境的物理结构的过程，称为数据库物理设计。物理设计 的任务是为了有效的实现逻辑模式，确定所采取的存储策略。 数据库设计涉及许多方面，从静态的信息需求到实际的情况，各种因素常 会产生矛盾，还要考虑到实验室开放管理系统未来的发展将会给数据库设计带 来的问题。因此数据库的设计是一个复杂的、变化的、需要不断改进的创造性 过程。 3 4 2 实验室开放管理系统数据库的设计与建立 数据库的设计应能够达到以下的要求：操作方便、布局合理、利用率高、 维护及扩充方便、数据冗余度小。根据实验室开放管理系统的目标和任务、结 构和功能，本课题分析了实验室开放管理系统的数据需求，主要设计并建立2 1 个数据信息表，如表3 - 1 所示： 表3 1 实验室开放管理系统数据库设计 表名说明用途 存储系统用户名和密码等，如：用户名、密码、 u s e l s 系统用户注册信息表 注册时问等。 r o l e s 角色表存储系统的角色信息，如：角色l d 、角色名等。 存储系统用户及所属的角色，如：用户名、所 u s e r s l n r o l e s用户角色表 属角色i d 等。 存储实验中心负责人的详细信息，如：真实姓 p r i n c i p l e 实验中心负责人信息表 名、所属实验中心m 等。 存储学生的详细信息，如：真实姓名、学号、 s t u d e n t学生信息表 班级、专业、电话、e m a i l 等。 开放实验项目负责人信存储开放实验项目负责人的详细信息，如：真 t e a c h e r 息表实姓名、职称、职务、电话、所属学院等。 e x p e r t 评审专家信息表 存储评审专家的详细信息，如：姓名、电话等。 b o a r d系统公告表 存储系统公告的详细信息，如：公告i d 、标题、 第三章系统的设计 表名说明 用途 内容、所属子系统等。 c o l l e g e 学院表存储学院信息，如：学院i d 、学院名等。 存储实验中心的基本信息和实验中心主任设置 的信息，如：中心i d 、实验中心( 室) 名称、 e x p c e n t e r 实验中心( 室) 表 所属学院m 、开放时间、开放实验项目申请的 截止日期等。 实验中心与指导教师关 存储开放实验项目指导教师信息，如：教师姓 e x p c e n t e r t e a c h e r 名、所属实验中心i d 、教师职称、职务、联系 系表 电话等。 实验中心与教辅人员关 存储开放实验项目所在实验分室教辅人员信 e x p c e n t e r w o r k e r 息，如：教辅人员姓名、所属实验中心i d 、联 系表 系电话等。 存储专家负责评审的实验中心，如：专家用户 e x p e r t _ c e n t e r 一 评审专家与实验中心表 名、实验中心i d 、是否评审完毕等。 存储专家评审的实验项目信息，如：专家用户 e x p e r ti t e m 评审专家与项目表 名、项目i d 、选题意义和价值评价、建议等。 存储开放实验项目信息，如：实验项目名称、 e x p l t e m 开放实验项目表 所属开放实验分室i d 、实验类型、开放形式、 当前审批状态等。 开放实验项目结题报告存储开放实验项目结题报告信息，如：开放实 e x p l t e m _ r e p o r t 表 验项目i d 、获得资助日期、完成情况等。 存储开放实验分室的基本信息，如：开放实验 e x p r o o m 开放实验分室表分室名称、所属实验中心i d 、开放时间、坐落 地点等。 。 存储开放实验分室设备信息，如：所属开放实 e x p r o o m e q u i p 开放实验分室设备表验分室i d 、主要设备名称、套数、主要参数和 功能等。 存储开放实验分室耗材信息，如：所属开放实 e x p r o o m m a t e r i a l 开放实验分室耗材表 验分室i d 、消耗材料品名、消耗数量等。 存储学生申请项目信息，如：学生用户名、申 s t u d e n t i t e m 学生申请项目表 请开放实验项目i d 、申请时问、当前状态等。 存储学生自带课题和完成情况信息，如：课题 s t u d e n t _ s e l f l ) e s i g n 学生自带课题表 名称、实验目的、实验设计思路、审批状态等。 系统关键数据表详细设计及说明信息如表3 - 2 至3 8 所示： 表3 - 2 实验中心( 室) 表e x p c e n t e r 字段名 说明 类型 i d实验中心i d整犁 n a m e 实验中心名称文本 c o l l e g e l d 所属学院i d 整型 c o i p r e s i d e n t学院主管院长文本 第三章系统的设计 字段名说明类型 p r e s i d e n t t e l 一 院长联系电话文本 p r i n c i p l e 实验室开放负责人文本 p r i n c i p l e t e l 负责人联系电话 文本 o p e n y e a r 开放学年文本 o p e n t e r m 开放学期文本 u s e n a m 填表人文本 a d d n m e 填表时间日期 t y p e 实验中心类型文本 s c h 0 0 1 h a v e a u t h o r i z e d 是否已经完成学校的审批布尔 i t e m d e a d l i n e 教师申请项目的截止日期日期 i t e m b e r e l e a s e d 实验中心是否已发布项目审批结果布尔 r o o