基于WEB的大學物理實驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

周　政，寧　輝，許　諾

(華南理工大學 廣州學院，廣東 廣州 510800)

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基于WEB的大學物理實驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

周政，寧輝，許諾

(華南理工大學 廣州學院，廣東 廣州 510800)

基于WEB端的網(wǎng)站系統(tǒng)設(shè)計了大學物理實驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，能將學生從繁復(fù)的數(shù)據(jù)處理中解脫出來，并可快速、準確地檢驗出實驗數(shù)據(jù)的結(jié)果，實現(xiàn)實驗作業(yè)的無紙化提交，同時方便教師作業(yè)檢查、作業(yè)批改以及成績統(tǒng)計.

大學物理實驗；數(shù)據(jù)處理；網(wǎng)站；WEB;Excel

物理實驗是高等學校學生進行科學實驗基本訓練的一門獨立的必修基礎(chǔ)課程，其宗旨是通過實驗使學生受到科學的、系統(tǒng)的實驗技能培訓，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W思維和創(chuàng)新設(shè)計能力、理論聯(lián)系實際能力以及分析和解決實際問題的能力，為激發(fā)學生科技創(chuàng)新潛能打下堅實的基礎(chǔ)[1]．物理實驗中數(shù)據(jù)處理是實驗的重要環(huán)節(jié)．物理實驗數(shù)據(jù)處理的常用方法有列表法、逐差法、圖解法、線性回歸、最小二乘法等，在數(shù)據(jù)計算中常采用計算器處理以及坐標紙手工繪圖，是一項極其繁雜的工作，所需時間較長且容易出錯. 在計算機全面普及的今天，Excel作為廣泛應(yīng)用的電子表格軟件，為工程、統(tǒng)計、數(shù)據(jù)庫等領(lǐng)域提供了大量的專用函數(shù)，能夠用于各種專業(yè)的數(shù)據(jù)計算、分析和科學研究[2-3]. 本文采用Excel軟件進行數(shù)據(jù)處理的方式，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站技術(shù)，開發(fā)出大學物理實驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng). 本系統(tǒng)的特點是：1)實現(xiàn)物理實驗數(shù)據(jù)的輸入、計算處理、存儲、導出實驗結(jié)果. 2)實現(xiàn)無紙化實驗作業(yè)發(fā)布和無紙化實驗作業(yè)提交. 3)能夠減輕大學物理實驗教師的負擔，在系統(tǒng)上能夠瀏覽、批改、保存和導出學生實驗的數(shù)據(jù)結(jié)果和成績. 本系統(tǒng)基于HTML、CSS、 PHP和 SQL等多種程序及結(jié)合了Adobe Dreamweaver、Navicat for MySQL、 Sublime Test和數(shù)據(jù)庫的相關(guān)內(nèi)容開發(fā)而成[4-6].

1　基于WEB大學物理實驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

系統(tǒng)登錄界面分學生模塊、教師模塊和管理員模塊3個部分. 3個模塊相互獨立，擁有3個不同的登錄入口.

1.1學生模塊

1.1.1學生模塊界面設(shè)計

系統(tǒng)頁面的設(shè)計是能讓用戶更直觀快捷地獲取到主要信息，界面簡潔美觀.

學生界面主要有實驗管理、個人管理模塊，如圖1所示. 實驗管理模塊有實驗列表，可提交實驗數(shù)據(jù)，查看作業(yè)狀態(tài)以及查詢成績等功能. 個人管理可以查看和編輯個人信息并且有修改密碼功能.

圖1　學生界面

1.1.2學生模塊功能介紹

1)當前實驗未提交時，學生可點擊操作列中的“提交”按鈕，進入數(shù)據(jù)提交頁面.

2)學生下載該實驗的Excel實驗表格，如圖2(a)所示.

(a)實驗數(shù)據(jù)輸入

(b)實驗數(shù)據(jù)處理圖2　實驗數(shù)據(jù)輸入及處理示例

3)填入實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)果，并自動生成圖線，如圖2(b)所示.

4)復(fù)制實驗數(shù)據(jù)表格和圖線圖表，將其粘貼進實驗報告編輯框中，點擊保存，即可提交作業(yè).

1.2教師模塊

1.2.1教師模塊界面設(shè)計

教師界面主要有實驗管理、個人管理模塊，如圖3所示. 實驗管理模塊有實驗列表，可查看作業(yè)上交情況，處理學生修改作業(yè)申請以及批改作業(yè). 個人管理可以查看和編輯個人信息并且有修改密碼功能.

圖3　教師界面

1.2.2教師模塊功能介紹

1)查看實驗列表，查看實驗是否處于可提交狀態(tài)，如圖4所示.

圖4　實驗提交狀態(tài)

2)查看作業(yè)提交情況并導出成績.

3)進行作業(yè)批改，對作業(yè)評分給出相關(guān)評語，如圖5所示.

圖5　學生實驗結(jié)果批改頁面

4)成績導出功能. 可將學生成績導出為Excel文件，方便統(tǒng)計學生成績.

1.3管理模塊

1.3.1管理模塊界面設(shè)計

管理模塊頁面(圖6)主要有實驗管理模塊、個人管理模塊、學生管理模塊以及教師管理模塊. 實驗管理模塊有實驗列表，可查看實驗發(fā)布情況，編輯修改實驗發(fā)布內(nèi)容；上傳文件，可上傳實驗所需的資料和文檔. 個人管理模塊可以查看和編輯個人信息并且有修改密碼功能. 學生管理模塊，可查看和修改學生個人信息，幫助學生重置登錄密碼. 教師管理模塊，可查看和修改教師個人信息，幫助教師重置登錄密碼.

圖6　管理模塊頁面

1.3.2功能介紹

1)實驗管理模塊

查看實驗列表，查看和修改實驗發(fā)布的內(nèi)容. 上傳、編輯實驗表格，如圖7所示.

圖7　實驗列表頁面

2)學生管理模塊

a.查看和修改學生個人信息，重置學生登錄密碼.

b.添加學生，可支持Excel文件批量導入學生信息.

3)教師管理

可查看和修改教師個人信息，重置教師登錄密碼，支持教師信息Excel文件批量導入.

各模塊采用MVC結(jié)構(gòu)，將頁面顯示和數(shù)據(jù)處理分開處理，將數(shù)據(jù)處理交由Model模型處理，進一步提高系統(tǒng)安全性. 采用Excel的數(shù)據(jù)導入和導出，方便對數(shù)據(jù)的管理. 應(yīng)用Ajax技術(shù)，在頁面進行無刷新數(shù)據(jù)通訊，極大地提高了用戶使用體驗.

2　結(jié)束語

基于Web開發(fā)的大學生物理實驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的開發(fā)目的在于：一是將學生從繁重的數(shù)據(jù)處理中解脫出來，將重點放在實驗的設(shè)計、實驗數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果所包含的物理意義上，而不是數(shù)據(jù)計算的過程. 二是減輕教師的批改實驗報告的工作量，便于管理學生的實驗報告. 同時能補充一些與實驗相關(guān)的資料，豐富實驗教學內(nèi)容，提高實驗的教學效果. 三是提高了實驗教學的信息化，改革了現(xiàn)有的教學手段，對實驗報告實現(xiàn)無紙化，達到節(jié)能環(huán)保的目的. 該系統(tǒng)為廣大的師生提供了便利的平臺，緊密結(jié)合學生實驗的實際要求，進一步提高了物理實驗教學的效率和效果.

[1]周政，陳明東，張榮鋒. 大學物理實驗[M]. 廣州:華南理工大學出版社，2009.

[2] 陳玉林,丁留貫,張磊. 基于excel的物理實驗數(shù)據(jù)處理[J]. 大學物理實驗,2007,20(2):74-76.

[3] 劉芬，王愛芳，孫大鵬，等. Origin軟件在大學物理實驗數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J]. 實驗科學與技術(shù),2010,8(1):19-21.

[4]楊宇. PHP典型模塊與項目實戰(zhàn)大全[M]. 北京：清華大學出版社,2012.

[5]贊德斯徹. 深入PHP：面向?qū)ο?、模式與實踐[M]. 3版. 北京：人民郵電出版社,2011.

[6]威利，湯姆森. PHP和MySQL Web開發(fā)[M]. 4版. 北京：機械工業(yè)出版社,2009.

[責任編輯：郭偉]

WEB-based date processing system of physics experiment

ZHOU Zheng, NING Hui, XU Nuo

(Guangzhou College， South China University of Technology, Guangzhou 510800， China)

A WEB-based data processing system for university physics experiment was designed. Using this system, students could be freed from complex data processing, and could test the experimental data quickly and accurately. The system adopted Excel to deal with the experimental data, realized automatic data processing and report generation. Teachers could quickly determine the accuracy of the experimental data according the results and graphs.

college physics experiment; data processing; web site; WEB; Excel

2015-09-01；修改日期：2015-10-19

2014年度廣東省省級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目(No.201412617022)

周政(1979-)，女，湖南益陽人，華南理工大學廣州學院講師，博士研究生，從事大學物理和物理實驗教學.

互聯(lián)網(wǎng)+物理

O4-39；G642.423

A

1005-4642(2016)09-0026-03