摘要：通过对开放性和计划性实验教学任务分析，设计和开发了工业工程开放式实验教学管理系统。该系统以J2EE为开发框架，数据库选用MySQL，实现了前台展示、系统管理、实验室管理、开放实验项目管理、实验培养计划管理、实验课程管理、大学生竞赛管理和查询统计等功能业务，可满足工业工程实验教学和大学生竞赛管理的复杂需求，具有一定的实用价值。
关键词：工业工程；开放式实验；教学管理系统
实验教学是本科教育的重要环节，是保证和提高教学质量的重要基础，对于培养学生实事求是、理论联系实际的学风，提高学生的实际动手能力、创新思维能力、分析问题和解决问题的能力都具有非常重要的作用。随着我校高等教育改革的不断深入，特别是近几年大规模扩大招生以后，对实验教学环节提出了更高的要求。实验教学的目标一方面必须具备扎实的专业领域基本知识和基本动手能力，另一方面通过突出工程化训练，培养和提高学生的综合素质和创新能力。为此，通过创新和明确新时期的实验教学目标、思路，整合工业工程相关的实验资源，调整和改革实验内容、课程设置，加强实验室建设和人员配备及管理，革新实验教学方法和手段。
一系统功能需求分析
充分利用网络技术、信息处理技术，促进实验教学与管理的理念、内容、和方法的创新，实现实验资源共享，提高实验教学及管理的效率、质量和效益。在进行工业工程开放实验教学信息化建设的过程中，存在着如下亟待解决的问题：
（一）实验资源如何有效共享
目前较为严重的问题是实验资源分散，不能物尽其用和充分发挥各种资源的作用，造成资源的浪费。另一方面，学校的资源是有限的，而且要面对学生不断扩招而给教学带来的巨大压力。因此，需要借助于以Internet为代表的网络技术，快速、灵活地将各种分散的软硬件资源和信息资源聚集起来，对各类实验资源方便进行有效管理、最大最优化利用，进一步丰富实验教学的内容、方法和手段，提高实验教学及其管理的水平、效率。
（二）如何进一步丰富实验教学的方法和手段
充分将以计算机网络技术为代表的信息技术运用于实验教学活动的全过程中，支持对传统的教学方式、方法和手段进行变革，拓宽和丰富实验教学的内容、教学手段与方式，实现网上互动教学、远程网络教学，如网上演示实验、网上作业、网上答疑系统等，进一步增强教师与学生之间的互动，对于激发学生的学习兴趣，促进学生开展科学实验、创新实践活动能力的提高都有非常重要的作用。
（三）如何实现实验教学状态库的建设
为有效支持高教研究倡导的教学状态信息的定期分析、定期和定期解决的教学质量体系建设，如何及时准确的获取教学仪器设备状态信息、实验室使用状况、教师和学生签到和问题反馈信息等，实现网络环境下的实验仪器设备的上账、领用、规划、维修、处置和库存管理等业务，是构建实验教学状态库的关键。
（四）如何激发学生对实验教学的热情和兴趣
目前专业综合实验主要在第七学期进行，一般为固定时间的计划性实验。由于高年级学生涉及到考研、找工作等实际就业问题，到课率和实验效果不是特别理想。基于此，考虑通过实验教学网络平台，提供常规教学个性化时间定制方式，通过实验指导教师定期实验时间，学生根据自身情况报名的形式，实现多批次、多时间段实验教学。
二系统软件设计与实现
（一）软件功能结构
工业工程开放式实验教学管理系统主要采用B/S模式，在服务器端主要存储Web页面和数据，浏览器用来显示页面系统，软件功能结构如图1所示。
1.前台展示
前台展示功能对系统用户不作要求，用户可使用首页、实验室简介、办事指南、规章制度、公告通知、新闻中心、科学研究、下载中心、用户登录等。
2.系统管理
系统管理员负责服务器基本情况查看、实验中心基本信息管理、部门机构管理、用户管理、角色管理、网站管理和开放论坛管理，教师、学生和教学主管负责使用的主要业务有帖子的发起与回复、服务器基本情况查看等。
3.实验室管理
实验室管理可分为实验室设备管理、易耗品管理和实验成果管理三大部分。其中设备列表、易耗品列表上述三种角色都可以使用，教学主管负责相应的审批工作，系统管理员负责信息的增删改等。
4.开放实验项目管理
开放实验项目管理用以进行开放实验项目相关的业务管理，教师可进行的操作有开放实验项目任务、开放实验项目任务管理、开放实验项目查询等功能，教学主管负责开放实验项目预约审批、开放实验项目审批工作，学生可进行开放实验项目申请、预约和查询操作。
5.实验培养计划管理
实验室培养计划管理涉及的角色有教学主管、系统管理员、教师，上述三种角色可进行实验计划查询操作，系统管理员进行实验计划增加、专业管理和班级管理，教学主管进行实验计划审批。
6.实验课程管理
实验室课程管理涉及的角色有教学主管、系统管理员、教师、学生，上述四种角色可进行实验课表查询操作，系统管理员进行计划实验排课管理、开放实验排课管理等，教学主管进行实验课程排课审批、实验课程调课审批等。教师可进行实验课程调课申请、实验预习材料管理等操作，学生可提交实验报告。
7.大学生竞赛管理
大学生竞赛管理涉及的角色有教师和学生，教师角色负责竞赛信息管理、竞赛报名管理、竞赛过程追踪和竞赛文档管理，学生角色可以进行竞赛报名、竞赛文档上传等。
8.查询统计
查询统计主要面向教师和教学主管，用以统计设备使用情况、易耗品使用情况、教学任务、实验课程成绩、教师工作量等。
（二）数据库设计
本次开发主要包含的数据库表有：课程信息表（course_info）、用户信息表（user_info）、实验耗材信息表（consumables_info）、实验设备信息表（equipment_info）、公告信息表（notice_info）、角色信息表（role_info）、班级信息表（class_info）、实验预约信息表（experiment_booking_info）、实验成绩表（experiment_score_info）、竞赛信息表（competition_info）、实验报告信息表（experiment_report_info）。
（三）软件实现
软件开发运行环境采用BlueJ/Navicat8.0LiteforMySQL/AdobeDreamweaverCS3，系统开发语言采用JavaJSP，Web服务器平台为ApacheTomcat/5.5.25。系统采用四层B/S结构，即用户界面层、请求接受层、业务逻辑层和数据存储层，总体结构如图2所示。
三结论
通过建立工业工程开放式实验教学管理系统，解决了机电工程学院日常实验教学过程中存在资源共享不足、教学状态跟踪不及时等问题，把机电工程学院工业工程实验教学资源进行了整合和规范，从广度上增强了师生交流和学习的空间，从深度上有助于学院规范、保存和管理日常教学中不断产生并更新的教学资源，以达到提高教学管理效率和质量的目标。
参考文献
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作者:房亚东 安琪 董蓉 单位:西安工业大学机电学院
