偏遠少數民族地區高職教師信息化教學(xué)能力發(fā)展社會(huì )論文
1 實(shí)驗室管理系統設計涉及到主要的技術(shù)
1. 1 瀏覽器/服務(wù)器模式
本文設計的實(shí)驗室管理系統以瀏覽器/服務(wù)器模式( 即B/S 模式) 為基礎網(wǎng)絡(luò )結構。具體來(lái)講，B/S 模式是在C/S模式( 又稱(chēng)為客戶(hù)端/服務(wù)器模式) 的基礎上演變過(guò)來(lái)的，其要求用戶(hù)客戶(hù)端的瀏覽器來(lái)完成事務(wù)處理，要求服務(wù)器端來(lái)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(wú)需安裝多余的應用軟件，只要求客戶(hù)端安裝有瀏覽器，就可以方便地上網(wǎng)即可，而且實(shí)現了零維護;
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(jìn)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(wù)器端的管理即可。綜上所述，B/S 模式將客戶(hù)端和服務(wù)器端分離開(kāi)來(lái)，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(shí)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(gè)層次對應著(zhù)不同的功能。
管理系統的三層結構分別為表示層( 即UI 層) 、業(yè)務(wù)邏輯層( 即BLL 層) 、數據訪(fǎng)問(wèn)層( 即DAL 層) ，三層關(guān)系層層相連，相互協(xié)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(diǎn)。表示層主要為用戶(hù)直接提供操作界面相應的服務(wù); 業(yè)務(wù)邏輯層起到了表示層和數據訪(fǎng)問(wèn)層之間的橋梁作用，負責傳送和處理數據; 數據訪(fǎng)問(wèn)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(kāi)發(fā)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(shù)支持
ASP. NET 技術(shù)已經(jīng)成為現今主流的開(kāi)發(fā)應軟件之一，其具有開(kāi)發(fā)語(yǔ)言易學(xué)、開(kāi)發(fā)條理清晰等特點(diǎn)。ASP. NET 技術(shù)的核心為基于Web Server 模式，也就是為不同的用戶(hù)提供個(gè)性化的智能終端服務(wù)，其思想還是讓程序開(kāi)發(fā)人員能夠通過(guò)事件驅動(dòng)的方式來(lái)開(kāi)發(fā)和設計網(wǎng)頁(yè)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(xié)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(lèi)庫來(lái)進(jìn)行軟件功能模塊的開(kāi)發(fā)，還需要采用面向對象的編程方式將共享開(kāi)源的控件套用進(jìn)來(lái)，最大程度地實(shí)現軟件功能的復用。ASP. NET 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為C#或者VB. NET，并支持多種不同編程語(yǔ)言相互結合的開(kāi)發(fā)，而且其開(kāi)發(fā)語(yǔ)言會(huì )部分兼容ASP ( 即Active Server Page) ，其生成的應用程序的功能會(huì )具有更好的延展性和穩定性。
2 基于實(shí)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(kāi)發(fā)設計前所進(jìn)行的開(kāi)發(fā)設計方案以及技術(shù)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(diǎn)，更加了解實(shí)驗室管理系統的內在和外在環(huán)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(kāi)發(fā)中所遇到的問(wèn)題。
2. 1. 1 管理系統的經(jīng)濟可行性分析
管理系統的經(jīng)濟成本主要有管理系統開(kāi)發(fā)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(shí)驗室管理系統建立在校園網(wǎng)基礎，從經(jīng)濟角度來(lái)講，系統開(kāi)發(fā)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(shí)驗管理人員擔任，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的管理人員，因此人力成本也是較低的。實(shí)驗室管理系統投入使用后，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，系統的開(kāi)發(fā)和設計是可行的。
2. 1. 2 管理系統的技術(shù)可行性分析
實(shí)驗室管理系統采用了B/S 模式，并利用Visual Studio成熟的開(kāi)放環(huán)境進(jìn)行開(kāi)發(fā)，而且還能夠參照現有的成功開(kāi)發(fā)案例，因此技術(shù)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(hù)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(lái)實(shí)現操作頁(yè)面和事件響應機制，利用C#語(yǔ)言來(lái)實(shí)現相互關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)邏輯關(guān)系，并使用ADO. NET 來(lái)管理數據庫。
2. 2 管理系統的功能需求分析
實(shí)驗室管理系統的主要功能為實(shí)驗室基礎信息、硬件設施信息以及教學(xué)活動(dòng)的相關(guān)信息管理工作等。管理系統的服務(wù)對象主要有在校學(xué)生、實(shí)驗管理人員、教師以及相關(guān)人員等。實(shí)驗室信息主要包括實(shí)驗室介紹、實(shí)驗室設施配置信息、實(shí)驗室功能描述、實(shí)驗室相關(guān)圖片以及實(shí)驗室人員信息等。根據實(shí)驗室信息管理的要求、實(shí)驗室的相關(guān)規定以及學(xué)校政策的限制，研究從使用者操作為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行功能需求分析。功能需求分析可分為實(shí)驗室輔導教師功能性需求、在校學(xué)生的功能性需求以及實(shí)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(kāi)發(fā)相對應功能程序，軟件開(kāi)發(fā)有的放矢，更有效率。
2. 3 管理系統業(yè)務(wù)流程分析
在開(kāi)放性高職實(shí)驗室管理系統中，系統的業(yè)務(wù)功能是基于實(shí)驗室項目進(jìn)行設計的，實(shí)驗室項目又由實(shí)驗室的課程、實(shí)驗室輔導教師的培訓情況以及實(shí)驗室設施維修狀況決定，最后又影響了實(shí)驗室項目的開(kāi)放程度和調整策略。因此，開(kāi)放性實(shí)驗室管理系統的業(yè)務(wù)流程的主要內容就是學(xué)生的預約實(shí)驗流程和實(shí)驗室設施信息的管理。
在實(shí)驗室業(yè)務(wù)流程圖中，普通用戶(hù)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、學(xué)生的預約實(shí)驗和提交實(shí)驗報告、教師的管理和記錄實(shí)驗情況，并最終將操作數據寫(xiě)入到數據庫中。還有一個(gè)獨立的實(shí)驗角色就是實(shí)驗室管理人員，其負責實(shí)驗室的開(kāi)放和關(guān)閉時(shí)間、實(shí)驗室設備的管理和維護以及數據庫的維護等工作。
3 開(kāi)放性高職實(shí)驗室管理系統設計與實(shí)現
3. 1 管理系統的整體框架設計
在經(jīng)過(guò)可行性分析以及系統的需求分析之后，本研究開(kāi)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(shù)為用戶(hù)提供所需的信息資源，讓網(wǎng)頁(yè)設計更顯簡(jiǎn)潔實(shí)用，并通過(guò)DIV + CSS 技術(shù)將各個(gè)網(wǎng)頁(yè)設計進(jìn)行協(xié)調管理，還可以使用服務(wù)器中的組件應用程序實(shí)現數據庫內部的數據表的各種操作，最后將客戶(hù)操作的請求及時(shí)相應并返回。本研究使用的軟件開(kāi)發(fā)平臺為Visual Studio 2008，這是微軟設計的一款非常優(yōu)秀且功能強大的集成開(kāi)發(fā)工具，可以利用基于Web 設計器提供可視化的編程環(huán)境，還集成了CSS 功能，由此設計人員就可以方便地利用開(kāi)發(fā)好的控件對于軟件界面進(jìn)行合理布局。與此同時(shí)，表示層可以與校園網(wǎng)和教育網(wǎng)實(shí)現相互通信，以此將用戶(hù)操作數據表傳送到管理人員手中。
管理系統的業(yè)務(wù)邏輯層( 即網(wǎng)絡(luò )中的應用層) ，在. NET 技術(shù)的支持下完成用戶(hù)的使用需求。業(yè)務(wù)邏輯層可以利用ADO. NET 技術(shù)構建專(zhuān)屬的數據訪(fǎng)問(wèn)組件，然后使用C#語(yǔ)言完成軟件所需的功能，最后通過(guò)ADO. NET 技術(shù)訪(fǎng)問(wèn)所屬的數據庫。需要強調的是，該邏輯層需要支持校園網(wǎng)中的各種數據接口，還能夠通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)Dataable 數據表獲取詳細的文件描述。
數據庫層主要針對實(shí)驗室管理系統所需的各種數據進(jìn)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(lèi)似飯店運營(yíng)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(xié)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(guān)注的要點(diǎn)在于模塊外部的數據聯(lián)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(huì )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(shí)驗室輔導教師、學(xué)生以及實(shí)驗室管理人員等) 進(jìn)行基于Web 技術(shù)的操作和管理。
為了更好地減少軟件開(kāi)發(fā)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(guò)程中，可將服務(wù)對象分為實(shí)驗室輔導老師、學(xué)生以及實(shí)驗室管理人員這三類(lèi)用戶(hù)群，并按照各自的地位和作用設計操作模塊。此外，在進(jìn)行外部模塊設計過(guò)程中，還要顧及用戶(hù)的使用權限，需要針對不同用戶(hù)設計專(zhuān)有的信息管理模塊。比如學(xué)生用戶(hù)群不能取消實(shí)驗預約功能，不能操作需要審核的實(shí)驗項目。
3. 3 管理系統的模塊邏輯關(guān)系設計
管理系統使用原型法幫助完成模塊邏輯關(guān)系的設計，也就是說(shuō)根據功能模塊的要求以較少的代價(jià)完成實(shí)驗室管理系統的模塊邏輯關(guān)系，從而生成一個(gè)可以直接運行的軟件模型。本研究還會(huì )在邏輯關(guān)系設計的基礎上針對功能進(jìn)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(jìn)來(lái)，從而形成基于功能需求的完成邏輯關(guān)系。
針對用戶(hù)的使用需求，本研究將實(shí)驗室管理系統分為三大類(lèi)的邏輯關(guān)系。第一類(lèi)為基于用戶(hù)基本信息管理邏輯關(guān)系; 第二類(lèi)為實(shí)驗預約處理邏輯關(guān)系; 第三類(lèi)為實(shí)驗室設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計不同的邏輯關(guān)系。比如，可以將用戶(hù)基本信息管理邏輯關(guān)系再分為用戶(hù)登錄模塊和用戶(hù)信息管理模塊; 可將實(shí)驗預約邏輯關(guān)系分為實(shí)驗在線(xiàn)預約、實(shí)驗課程查詢(xún)以及實(shí)驗預約結果查詢(xún)等; 實(shí)驗設施的信息管理邏輯關(guān)系可分為實(shí)驗器材的信息查詢(xún)、實(shí)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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