柔性实验教学平台的建设探讨

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1、柔性实验教学平台的建设探讨戚桂杰崔鲁光杨海军摘要：实验教学平台建设发挥着越来越重要的作用，该文对实验教学平台进行了需求分析、系统设计、数据库设计和模块的实现，构建了一个柔性实验教学平台，使全体教师和学生共同参与实验项目的设计和建设，实现了教师动态组合实验大纲、学生动态制定实验培养方案。关键词：实验教学平台柔性动态组合1　引言目前通识教育和自主学习已成为高校教学的热点，实验教学在其中发挥着越来越重要的作用。为了拓展实验空间，提高实验资源的共享度，山东大学管理学科示范中心根据需要开发出了基于B/S结构的实验教学平台，并

2、成功应用于管理学科的实验教学，取得了良好的效果。根据使用过程中教师和学生的反馈，结合管理学科实验教学的特点，我们发现实验教学平台还有许多地方有待改进。为了提高学生的自主学习精神，鼓励学生和教师积极参与到实验教学的建设中来，本文对柔性实验教学平台的建设进行了一定的研究与探讨。2　系统需求分析实验教学平台要为学生提供一个自主、交互、协作的空间，也为实验教学提供了丰富的软硬件资源，实现实验教学方式的多元化，使得实验教学为高校教学做出更好的服务[1]。本实验教学平台突出“柔性化”设计，用户可以根据自己的需要形成有自己特色的

3、学习或教学方案。2.1功能需求本实验教学平台的核心功能主要包括以下几个模块：（1）创建培养方案库，研究所所长根据教学计划和学期特点，调整每学期所开始的课程。（2）创建实验项目库，教师根据自己课程的要求和自己的授课特点，选择合适的实验项目，生成实验大纲。（3）创建开放实验项目库，实现开放实验的实验预约制，使学生自主设计开放实验的实验项目和实验指导书，不断丰富实验项目库。（4）学生除了完成必修的实验课程外，还可以根据兴趣选择开放实验，形成有自己特色的实验培养方案。2.2性能需求实验教学平台涉及到全院所有的教师和学生，并

4、发用户较多，安全性要求很严格，对应用程序性能的要求比较高。具体要求如下：（1）系统在校园网上运行，对全院师生提供实验教学和学习的服务，在使用过程中会产生访问量和信息量较大的情况。为保证给用户提供方便有效的服务，整个系统采用.NET框架设计，提高系统的响应速度。由于平均在线师生比较多，所以要求应用程序对内存有足够的优化，不允许出现程序系统死机或响应迟缓。搜索时间最大不超过5妙，平均时间在1～3秒内。（2）数据库容量：正常教学和学习活动所需业务数据不低于80G。（3）系统用户容量：教师容量静态在250以上，动态在150

5、以上。（4）运行时间要求：该实验教学平台的持续运行时间不低于7*24小时。（5）并发用户在500以上。（6）为了保证数据处理速度，提供了历史数据备份处理功能，这样可以减轻数据处理量，提高响应速度3系统设计3.1体系结构设计实验教学平台采用MVC架构，如图1所示：将系统的业务应用分为表现层、业务逻辑层和数据访问层，将业务应用按照Model、View、Controller的方式分离。这样使得系统具有易用、以维护、可扩展等优点[2]。表示层Internet业务逻辑层数据访问层图1：MVC架构根据MVC架构图可知，实验教学

6、平台是由数据库服务器、Web服务器及用户终端浏览器组成，它们之间通过Internet等网络设备连接。用户通过浏览器向业务逻辑层提出信息请求，WebServer根据请求类型决定是否需要访问数据层，若需要，则对数据访问层发出请求；数据访问层将处理后的数据请求返回给WebServer，然后有WebServer将结果返回给浏览器。MVC架构可以将数据同终端用户分离开来，满足了系统对数据安全性的要求。而且将业务逻辑层单独提取出来，有利于系统的扩展和维护[3]。3.2功能模块设计：为满足实验教学的需要，本实验教学平台包括了实验

7、教学所需的各个模块，功能模块图如下：图2：平台功能模块图其中的实验体系模块和实验预约管理模块集中体现了“柔性化”的思想。下面将对这两个模块做进一步的描述。为了实现实验体系的柔性和动态组合，我们将GBOM的思想引入实验体系的构建中。如图3所示，系统将所有的实验项目按照知识点单独保存，实验项目和课程没有直接的关联。任课老师可以根据自己的授课特点和课程的知识点从实验项目库中选择合适的实验项目，形成自己的实验大纲。这样，即使同一门课在同一个学期中也可能会存在多个版本的实验大纲。研究所所长根据培养方案选择本学期的课程，最终形

8、成本专业的课程体系和实验体系，所有专业的实验体系构成了整个的实验体系。由于，研究所所长可以根据培养方案灵活的选择课程，任课教师可以根据自己的授课特点动态的组合实验项目，所以最终形成的实验体系也是动态的，整个系统体现出了柔性化设计。实验体系专业一实验体系专业二实验体系……课程一课程二课程三课程N……实验项目实验项目实验项目实验项目实验项目实验项目实验项目实验项