偏遠少數民族地區高職教師信息化教學能力發展社會論文
1 實驗室管理系統設計涉及到主要的技術
1. 1 瀏覽器/服務器模式
本文設計的實驗室管理系統以瀏覽器/服務器模式( 即B/S 模式) 為基礎網絡結構。具體來講，B/S 模式是在C/S模式( 又稱為客戶端/服務器模式) 的基礎上演變過來的，其要求用戶客戶端的瀏覽器來完成事務處理，要求服務器端來完成事務請求的邏輯處理。相對于C/S 模式，B/S 模式具有以下優勢:
1. 無需安裝多余的應用軟件，只要求客戶端安裝有瀏覽器，就可以方便地上網即可，而且實現了零維護;
2. 可擴展性更強，基本所有的業務功能都安裝在服務器端，因此具有瀏覽器的計算機就可以直接進行擴展;
3.對于比較復雜和龐大的系統構架，管理員只要將精力放在服務器端的管理即可。綜上所述，B/S 模式將客戶端和服務器端分離開來，并且設定合適的管理權限，為數據庫的安全存取提供了保障。
1. 2 三層系統構架
實驗室管理系統的整體框架采用了三層系統框架模式，其三層結構不僅是在硬件設備上采用了三層結構，而且在邏輯結構上也采用了三層結構，每一個層次對應著不同的功能。
管理系統的三層結構分別為表示層( 即UI 層) 、業務邏輯層( 即BLL 層) 、數據訪問層( 即DAL 層) ，三層關系層層相連，相互協調，又彼此獨立。系統采用分層結構具有可擴展性強、易于維護、使用效率高等特點。表示層主要為用戶直接提供操作界面相應的服務; 業務邏輯層起到了表示層和數據訪問層之間的橋梁作用，負責傳送和處理數據; 數據訪問層起到了數據安全和有效存儲的作用。采用分層結構的系統可以提高軟件的內聚度，增強軟件的可移植性，讓程序設計和開發更加清晰明了，從而提高系統的穩定性和可用性。
1. 3 ASP. NET 技術支持
ASP. NET 技術已經成為現今主流的開發應軟件之一，其具有開發語言易學、開發條理清晰等特點。ASP. NET 技術的核心為基于Web Server 模式，也就是為不同的用戶提供個性化的智能終端服務，其思想還是讓程序開發人員能夠通過事件驅動的方式來開發和設計網頁以及相應的應用程序。本文設計的管理系統參照了Microsoft. NET 體系結構，并且按照HTTP 協議設計通信模式。在管理系統的設計階段，可利用. NET 提供的基礎類庫來進行軟件功能模塊的開發，還需要采用面向對象的編程方式將共享開源的控件套用進來，最大程度地實現軟件功能的復用。ASP. NET 開發語言為C#或者VB. NET，并支持多種不同編程語言相互結合的開發，而且其開發語言會部分兼容ASP ( 即Active Server Page) ，其生成的應用程序的功能會具有更好的延展性和穩定性。
2 基于實驗室管理系統的需求分析
2. 1 管理系統的可行性分析
管理系統的可行性分析是在軟件開發設計前所進行的開發設計方案以及技術決策，軟件設計人員利用可行性分析可以更加把握研究對象的基礎特點，更加了解實驗室管理系統的內在和外在環境，挖掘管理系統的不足，從而充分總結出管理系統在設計開發中所遇到的問題。
2. 1. 1 管理系統的經濟可行性分析
管理系統的經濟成本主要有管理系統開發的硬件設施以及相對應的軟件設施兩部分。本研究設計的實驗室管理系統建立在校園網基礎，從經濟角度來講，系統開發和設計的成本較低。管理系統的后期維護工作可由高職院校的教師或者實驗管理人員擔任，無需專門的管理人員，因此人力成本也是較低的。實驗室管理系統投入使用后，可以提高學校的教學效率，而且還能夠杜絕一些不必要的浪費。因此，系統的開發和設計是可行的。
2. 1. 2 管理系統的技術可行性分析
實驗室管理系統采用了B/S 模式，并利用Visual Studio成熟的開放環境進行開發，而且還能夠參照現有的成功開發案例，因此技術層面是可行的。需要注意的是，設計的管理系統在功能方面應該更加完善，方便用戶和管理人員的操作，所占的網絡資源比例較低，還要兼容校園網服務器的特殊情況。本研究利用ASP. NET 技術來實現操作頁面和事件響應機制，利用C#語言來實現相互關聯的業務邏輯關系，并使用ADO. NET 來管理數據庫。
2. 2 管理系統的功能需求分析
實驗室管理系統的主要功能為實驗室基礎信息、硬件設施信息以及教學活動的相關信息管理工作等。管理系統的服務對象主要有在校學生、實驗管理人員、教師以及相關人員等。實驗室信息主要包括實驗室介紹、實驗室設施配置信息、實驗室功能描述、實驗室相關圖片以及實驗室人員信息等。根據實驗室信息管理的要求、實驗室的相關規定以及學校政策的限制，研究從使用者操作為出發點進行功能需求分析。功能需求分析可分為實驗室輔導教師功能性需求、在校學生的功能性需求以及實驗室管理人員的功能性需求等。根據不同角色的功能性需求設計和開發相對應功能程序，軟件開發有的放矢，更有效率。
2. 3 管理系統業務流程分析
在開放性高職實驗室管理系統中，系統的業務功能是基于實驗室項目進行設計的，實驗室項目又由實驗室的課程、實驗室輔導教師的培訓情況以及實驗室設施維修狀況決定，最后又影響了實驗室項目的開放程度和調整策略。因此，開放性實驗室管理系統的業務流程的主要內容就是學生的預約實驗流程和實驗室設施信息的管理。
在實驗室業務流程圖中，普通用戶主要分為教師和學生兩種角色，其業務流程主要為教師和學生的登錄系統、學生的預約實驗和提交實驗報告、教師的管理和記錄實驗情況，并最終將操作數據寫入到數據庫中。還有一個獨立的實驗角色就是實驗室管理人員，其負責實驗室的開放和關閉時間、實驗室設備的管理和維護以及數據庫的維護等工作。
3 開放性高職實驗室管理系統設計與實現
3. 1 管理系統的整體框架設計
在經過可行性分析以及系統的需求分析之后，本研究開始設計管理系統的整體框架，其框架采用了現今成熟的三層B/S 框架體系。
管理系統的表示層利用html 技術為用戶提供所需的信息資源，讓網頁設計更顯簡潔實用，并通過DIV + CSS 技術將各個網頁設計進行協調管理，還可以使用服務器中的組件應用程序實現數據庫內部的數據表的各種操作，最后將客戶操作的請求及時相應并返回。本研究使用的軟件開發平臺為Visual Studio 2008，這是微軟設計的一款非常優秀且功能強大的集成開發工具，可以利用基于Web 設計器提供可視化的編程環境，還集成了CSS 功能，由此設計人員就可以方便地利用開發好的控件對于軟件界面進行合理布局。與此同時，表示層可以與校園網和教育網實現相互通信，以此將用戶操作數據表傳送到管理人員手中。
管理系統的業務邏輯層( 即網絡中的應用層) ，在. NET 技術的支持下完成用戶的使用需求。業務邏輯層可以利用ADO. NET 技術構建專屬的數據訪問組件，然后使用C#語言完成軟件所需的功能，最后通過ADO. NET 技術訪問所屬的數據庫。需要強調的是，該邏輯層需要支持校園網中的各種數據接口，還能夠通過訪問Dataable 數據表獲取詳細的文件描述。
數據庫層主要針對實驗室管理系統所需的各種數據進行查閱、調用以及存儲等操作。該層次只是負責數據的存取操作，這就類似飯店運營模式，飯店廚師做出的菜樣取決于廚房有什么原材料，管理系統中各種數據的操作取決于數據庫層存儲的數據。綜上而言，這三層的結構是相互協調、層層調用，而且利用分層設計的管理系統具有較好的可擴展性和可維護性。
3. 2 管理系統的功能模塊設計
管理系統的功能模塊設計采用了結構化設計方式，關注的要點在于模塊外部的數據聯系和數據調用，而針對模塊內部的設計則采用了面向對象的設計方式。功能模塊設計會參照輸入、輸出、邏輯關系處理以及相互協作的方式針對服務對象( 主要有實驗室輔導教師、學生以及實驗室管理人員等) 進行基于Web 技術的操作和管理。
為了更好地減少軟件開發費用和提高軟件的使用效率，該管理系統采用了“高內聚，低耦合”的設計思路，從而保證管理系統的安全性、可擴展性和可操作性等。在具體的功能模塊設計過程中，可將服務對象分為實驗室輔導老師、學生以及實驗室管理人員這三類用戶群，并按照各自的地位和作用設計操作模塊。此外，在進行外部模塊設計過程中，還要顧及用戶的使用權限，需要針對不同用戶設計專有的信息管理模塊。比如學生用戶群不能取消實驗預約功能，不能操作需要審核的實驗項目。
3. 3 管理系統的模塊邏輯關系設計
管理系統使用原型法幫助完成模塊邏輯關系的設計，也就是說根據功能模塊的要求以較少的代價完成實驗室管理系統的模塊邏輯關系，從而生成一個可以直接運行的軟件模型。本研究還會在邏輯關系設計的基礎上針對功能進行更加精密的修正，然后將軟件的其他輔助功能逐漸地添加進來，從而形成基于功能需求的完成邏輯關系。
針對用戶的使用需求，本研究將實驗室管理系統分為三大類的邏輯關系。第一類為基于用戶基本信息管理邏輯關系; 第二類為實驗預約處理邏輯關系; 第三類為實驗室設施的信息管理邏輯關系，這就需要針對不同的子模塊功能模塊設計不同的邏輯關系。比如，可以將用戶基本信息管理邏輯關系再分為用戶登錄模塊和用戶信息管理模塊; 可將實驗預約邏輯關系分為實驗在線預約、實驗課程查詢以及實驗預約結果查詢等; 實驗設施的信息管理邏輯關系可分為實驗器材的信息查詢、實驗器材的信息管理( 比如添加、刪除和修改等) 以及設備的信息輸出等。
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