偏遠少數(shù)民族地區(qū)高職教師信息化教學(xué)能力發(fā)展社會論文
1 實驗室管理系統(tǒng)設(shè)計涉及到主要的技術(shù)
1. 1 瀏覽器/服務(wù)器模式
本文設(shè)計的實驗室管理系統(tǒng)以瀏覽器/服務(wù)器模式( 即B/S 模式) 為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。具體來講，B/S 模式是在C/S模式( 又稱為客戶端/服務(wù)器模式) 的基礎(chǔ)上演變過來的，其要求用戶客戶端的瀏覽器來完成事務(wù)處理，要求服務(wù)器端來完成事務(wù)請求的邏輯處理。相對于C/S 模式，B/S 模式具有以下優(yōu)勢:
1. 無需安裝多余的應(yīng)用軟件，只要求客戶端安裝有瀏覽器，就可以方便地上網(wǎng)即可，而且實現(xiàn)了零維護;
2. 可擴展性更強，基本所有的業(yè)務(wù)功能都安裝在服務(wù)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(fù)雜和龐大的系統(tǒng)構(gòu)架，管理員只要將精力放在服務(wù)器端的管理即可。綜上所述，B/S 模式將客戶端和服務(wù)器端分離開來，并且設(shè)定合適的管理權(quán)限，為數(shù)據(jù)庫的安全存取提供了保障。
1. 2 三層系統(tǒng)構(gòu)架
實驗室管理系統(tǒng)的整體框架采用了三層系統(tǒng)框架模式，其三層結(jié)構(gòu)不僅是在硬件設(shè)備上采用了三層結(jié)構(gòu)，而且在邏輯結(jié)構(gòu)上也采用了三層結(jié)構(gòu)，每一個層次對應(yīng)著不同的功能。
管理系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)分別為表示層( 即UI 層) 、業(yè)務(wù)邏輯層( 即BLL 層) 、數(shù)據(jù)訪問層( 即DAL 層) ，三層關(guān)系層層相連，相互協(xié)調(diào)，又彼此獨立。系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)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(yīng)的服務(wù); 業(yè)務(wù)邏輯層起到了表示層和數(shù)據(jù)訪問層之間的橋梁作用，負責(zé)傳送和處理數(shù)據(jù); 數(shù)據(jù)訪問層起到了數(shù)據(jù)安全和有效存儲的作用。采用分層結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)可以提高軟件的內(nèi)聚度，增強軟件的可移植性，讓程序設(shè)計和開發(fā)更加清晰明了，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性。
1. 3 ASP. NET 技術(shù)支持
ASP. NET 技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)今主流的開發(fā)應(yīng)軟件之一，其具有開發(fā)語言易學(xué)、開發(fā)條理清晰等特點。ASP. NET 技術(shù)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(wù)，其思想還是讓程序開發(fā)人員能夠通過事件驅(qū)動的方式來開發(fā)和設(shè)計網(wǎng)頁以及相應(yīng)的應(yīng)用程序。本文設(shè)計的管理系統(tǒng)參照了Microsoft. NET 體系結(jié)構(gòu)，并且按照HTTP 協(xié)議設(shè)計通信模式。在管理系統(tǒng)的設(shè)計階段，可利用. NET 提供的基礎(chǔ)類庫來進行軟件功能模塊的開發(fā)，還需要采用面向?qū)ο蟮木幊谭绞綄⒐蚕黹_源的控件套用進來，最大程度地實現(xiàn)軟件功能的復(fù)用。ASP. NET 開發(fā)語言為C#或者VB. NET，并支持多種不同編程語言相互結(jié)合的開發(fā)，而且其開發(fā)語言會部分兼容ASP ( 即Active Server Page) ，其生成的應(yīng)用程序的功能會具有更好的延展性和穩(wěn)定性。
2 基于實驗室管理系統(tǒng)的需求分析
2. 1 管理系統(tǒng)的可行性分析
管理系統(tǒng)的可行性分析是在軟件開發(fā)設(shè)計前所進行的開發(fā)設(shè)計方案以及技術(shù)決策，軟件設(shè)計人員利用可行性分析可以更加把握研究對象的基礎(chǔ)特點，更加了解實驗室管理系統(tǒng)的內(nèi)在和外在環(huán)境，挖掘管理系統(tǒng)的不足，從而充分總結(jié)出管理系統(tǒng)在設(shè)計開發(fā)中所遇到的問題。
2. 1. 1 管理系統(tǒng)的經(jīng)濟可行性分析
管理系統(tǒng)的經(jīng)濟成本主要有管理系統(tǒng)開發(fā)的硬件設(shè)施以及相對應(yīng)的軟件設(shè)施兩部分。本研究設(shè)計的實驗室管理系統(tǒng)建立在校園網(wǎng)基礎(chǔ)，從經(jīng)濟角度來講，系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計的成本較低。管理系統(tǒng)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(dān)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(tǒng)投入使用后，可以提高學(xué)校的教學(xué)效率，而且還能夠杜絕一些不必要的浪費。因此，系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計是可行的。
2. 1. 2 管理系統(tǒng)的技術(shù)可行性分析
實驗室管理系統(tǒng)采用了B/S 模式，并利用Visual Studio成熟的開放環(huán)境進行開發(fā)，而且還能夠參照現(xiàn)有的成功開發(fā)案例，因此技術(shù)層面是可行的。需要注意的是，設(shè)計的管理系統(tǒng)在功能方面應(yīng)該更加完善，方便用戶和管理人員的操作，所占的網(wǎng)絡(luò)資源比例較低，還要兼容校園網(wǎng)服務(wù)器的特殊情況。本研究利用ASP. NET 技術(shù)來實現(xiàn)操作頁面和事件響應(yīng)機制，利用C#語言來實現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)邏輯關(guān)系，并使用ADO. NET 來管理數(shù)據(jù)庫。
2. 2 管理系統(tǒng)的功能需求分析
實驗室管理系統(tǒng)的主要功能為實驗室基礎(chǔ)信息、硬件設(shè)施信息以及教學(xué)活動的相關(guān)信息管理工作等。管理系統(tǒng)的服務(wù)對象主要有在校學(xué)生、實驗管理人員、教師以及相關(guān)人員等。實驗室信息主要包括實驗室介紹、實驗室設(shè)施配置信息、實驗室功能描述、實驗室相關(guān)圖片以及實驗室人員信息等。根據(jù)實驗室信息管理的要求、實驗室的相關(guān)規(guī)定以及學(xué)校政策的限制，研究從使用者操作為出發(fā)點進行功能需求分析。功能需求分析可分為實驗室輔導(dǎo)教師功能性需求、在校學(xué)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(jù)不同角色的功能性需求設(shè)計和開發(fā)相對應(yīng)功能程序，軟件開發(fā)有的放矢，更有效率。
2. 3 管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程分析
在開放性高職實驗室管理系統(tǒng)中，系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能是基于實驗室項目進行設(shè)計的，實驗室項目又由實驗室的課程、實驗室輔導(dǎo)教師的培訓(xùn)情況以及實驗室設(shè)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(diào)整策略。因此，開放性實驗室管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程的主要內(nèi)容就是學(xué)生的預(yù)約實驗流程和實驗室設(shè)施信息的管理。
在實驗室業(yè)務(wù)流程圖中，普通用戶主要分為教師和學(xué)生兩種角色，其業(yè)務(wù)流程主要為教師和學(xué)生的登錄系統(tǒng)、學(xué)生的預(yù)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(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)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(zé)實驗室的開放和關(guān)閉時間、實驗室設(shè)備的管理和維護以及數(shù)據(jù)庫的維護等工作。
3 開放性高職實驗室管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
3. 1 管理系統(tǒng)的整體框架設(shè)計
在經(jīng)過可行性分析以及系統(tǒng)的需求分析之后，本研究開始設(shè)計管理系統(tǒng)的整體框架，其框架采用了現(xiàn)今成熟的三層B/S 框架體系。
管理系統(tǒng)的表示層利用html 技術(shù)為用戶提供所需的信息資源，讓網(wǎng)頁設(shè)計更顯簡潔實用，并通過DIV + CSS 技術(shù)將各個網(wǎng)頁設(shè)計進行協(xié)調(diào)管理，還可以使用服務(wù)器中的組件應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的數(shù)據(jù)表的各種操作，最后將客戶操作的請求及時相應(yīng)并返回。本研究使用的軟件開發(fā)平臺為Visual Studio 2008，這是微軟設(shè)計的一款非常優(yōu)秀且功能強大的集成開發(fā)工具，可以利用基于Web 設(shè)計器提供可視化的編程環(huán)境，還集成了CSS 功能，由此設(shè)計人員就可以方便地利用開發(fā)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(wǎng)和教育網(wǎng)實現(xiàn)相互通信，以此將用戶操作數(shù)據(jù)表傳送到管理人員手中。
管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯層( 即網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用層) ，在. NET 技術(shù)的支持下完成用戶的使用需求。業(yè)務(wù)邏輯層可以利用ADO. NET 技術(shù)構(gòu)建專屬的數(shù)據(jù)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(shù)訪問所屬的數(shù)據(jù)庫。需要強調(diào)的是，該邏輯層需要支持校園網(wǎng)中的各種數(shù)據(jù)接口，還能夠通過訪問Dataable 數(shù)據(jù)表獲取詳細的文件描述。
數(shù)據(jù)庫層主要針對實驗室管理系統(tǒng)所需的各種數(shù)據(jù)進行查閱、調(diào)用以及存儲等操作。該層次只是負責(zé)數(shù)據(jù)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(tǒng)中各種數(shù)據(jù)的操作取決于數(shù)據(jù)庫層存儲的數(shù)據(jù)。綜上而言，這三層的結(jié)構(gòu)是相互協(xié)調(diào)、層層調(diào)用，而且利用分層設(shè)計的管理系統(tǒng)具有較好的可擴展性和可維護性。
3. 2 管理系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計
管理系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計采用了結(jié)構(gòu)化設(shè)計方式，關(guān)注的要點在于模塊外部的數(shù)據(jù)聯(lián)系和數(shù)據(jù)調(diào)用，而針對模塊內(nèi)部的設(shè)計則采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方式。功能模塊設(shè)計會參照輸入、輸出、邏輯關(guān)系處理以及相互協(xié)作的方式針對服務(wù)對象( 主要有實驗室輔導(dǎo)教師、學(xué)生以及實驗室管理人員等) 進行基于Web 技術(shù)的操作和管理。
為了更好地減少軟件開發(fā)費用和提高軟件的使用效率，該管理系統(tǒng)采用了“高內(nèi)聚，低耦合”的設(shè)計思路，從而保證管理系統(tǒng)的安全性、可擴展性和可操作性等。在具體的功能模塊設(shè)計過程中，可將服務(wù)對象分為實驗室輔導(dǎo)老師、學(xué)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(shè)計操作模塊。此外，在進行外部模塊設(shè)計過程中，還要顧及用戶的使用權(quán)限，需要針對不同用戶設(shè)計專有的信息管理模塊。比如學(xué)生用戶群不能取消實驗預(yù)約功能，不能操作需要審核的實驗項目。
3. 3 管理系統(tǒng)的模塊邏輯關(guān)系設(shè)計
管理系統(tǒng)使用原型法幫助完成模塊邏輯關(guān)系的設(shè)計，也就是說根據(jù)功能模塊的要求以較少的代價完成實驗室管理系統(tǒng)的模塊邏輯關(guān)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(guān)系設(shè)計的基礎(chǔ)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(guān)系。
針對用戶的使用需求，本研究將實驗室管理系統(tǒng)分為三大類的邏輯關(guān)系。第一類為基于用戶基本信息管理邏輯關(guān)系; 第二類為實驗預(yù)約處理邏輯關(guān)系; 第三類為實驗室設(shè)施的信息管理邏輯關(guān)系，這就需要針對不同的子模塊功能模塊設(shè)計不同的邏輯關(guān)系。比如，可以將用戶基本信息管理邏輯關(guān)系再分為用戶登錄模塊和用戶信息管理模塊; 可將實驗預(yù)約邏輯關(guān)系分為實驗在線預(yù)約、實驗課程查詢以及實驗預(yù)約結(jié)果查詢等; 實驗設(shè)施的信息管理邏輯關(guān)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(shè)備的信息輸出等。
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