基于SSH框架的信息技術類在線開放式實驗室管理系統分析與設計

劉倫 陳芳明

摘? 要：伴隨信息化的成熟，信息技術類專業的在線開放式實驗室建設成為相關領域關注的重點，應用在線信息化手段來推進實驗實踐教學的改革，成為各高校開放實驗室建設的重要內容之一。本文采用UML系統分析工具，B/S架構，SSH框架構建了信息技術類在線開放式實驗室管理系統，以使實驗室管理更高效，實驗內容更豐富，實驗方式更開放，學習效果更理想。進而將其推廣至其它專業領域，使其成為各高校開放實驗室建設的有效工具。

關鍵詞：SSH框架;在線開放式實驗室;系統分析

中圖分類號：TP311.52? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）01-0019-03

Analysis and Design of Information Technology Online Open Laboratory

Management System Based on SSH Framework

LIU Lun，CHEN Fangming

（School of Science，East China University of Technology，Nanchang? 330013，China）

Abstract：With the maturity of information technology，the construction of online open laboratory for information technology majors has become the focus of attention in relevant fields. The application of online information technology to promote the reform of experimental practice teaching has become one of the important contents of the construction of open laboratory in colleges and universities. This paper uses UML system analysis tools，B/S architecture and SSH framework to construct an online open laboratory，which makes the laboratory management more efficient，enriches the experimental content，opens the experimental mode and achieves better learning effect. Further，it has been extended to other professional fields，and has become an effective tool for the construction open laboratories in universities.

Keywords：SSH framework;online open laboratory;system analysis

0? 引? 言

伴隨當下大數據、AR/VR、AI等技術的發展和普及，信息技術再一次涌入各高校師生和社會民眾的視野。為適應社會各行業對于信息技術的需求，各高校不斷加強對信息技術類專業的投入和支持，以期培養技術能力強、更具應用與創新實踐能力的學生，達到提升學生技術創新能力，優化學生就業，引導學生利用科技創業的目標。

為此，各高校的信息技術類專業在不斷探索優化課程教學模式，強化實驗、實踐和實訓教學。開放式實驗室建設就成為學校進一步提升學生專業實踐技能的有效方式，然而眾多高校的開放式實驗室建設仍相對傳統或流于形式，比如以敞開實驗室大門就視為實驗室開放，再如實驗室使用申請需提交紙質申請，再層層找領導審核。沒有實驗室開放管理制度，沒有開放性實驗內容，沒有在線審核管理，沒有實驗室排課信息共享，開放式實驗室建設也就因缺乏實際內容而流于形式。

基于上述情況，結合信息技術類專業特點和信息化建設需求，本文構建了基于SSH框架的“在線開放式實驗室管理系統”（簡稱OOLM），以期給相應專業開放式實驗室建設和管理提供參考。

1? 系統分析與設計

1.1? 系統功能結構分析

OOLM采用B/S軟件架構，主要包括基礎數據管理、權限管理、實驗管理、預約管理和實驗教學管理五個主要功能模塊。

（1）基礎數據管理：該模塊提供相對靜態的基礎數據，主要為后面業務功能模塊做數據支撐。其提供的數據信息包括部門信息、學生信息、教師信息、實驗室信息、實驗設備信息等。系統運行初始化完成之后，該模塊的數據就基本保持不變。

（2）權限管理：該模塊主要包含賬戶管理、角色管理、功能管理、權限管理等，為不同角色用戶提供不同權限功能，系統管理員可以為不同用戶設置不同角色，通過角色匹配相對應的功能權限。

（3）實驗管理：該模塊包含常規性實驗管理、開放性實驗管理、排課管理、課表生成等子功能模塊，其設置可以有效提高實驗室及其設備的利用率，也提升了開放式實驗室的管理水平。

實驗管理模塊的子模塊具體作用如下。首先，常規性實驗管理，即專業教學體系中的課程實驗，提供教學支持功能。學院或專業教務人員將課程體系的實驗課程導入系統，教師可以根據自身情況選擇實驗課安排，系統通過智能算法自動進行排課并生成課表，亦可由實驗室管理人員進行線上排課和調整。其次，開放性實驗管理，即指學生和老師可以通過該模塊發布開放性的實驗內容和要求，并且可查看常規性試驗課表，申請安排開放性實驗的課程安排。最后，教師、學生、系部主任、學院領導、實驗室管理人員等都可以對實驗室的實驗進行管理，包括申請、審核、生成課表，調整課表等諸多功能。

（4）預約管理：該模塊與“實驗管理”模塊相結合，設置了學生/教師實驗預約管理、預約審核管理、實驗室預約管理四個子模塊。學生和老師不僅可以對各自開放型實驗進行雙向選擇，也可以結合實驗室課表，預約使用實驗室。管理員將審核后的實驗室預約信息共享給全校師生查看。

（5）實驗教學管理：該模塊為常規性實驗和開放性實驗提供教學過程支持，并對實驗過程的考勤、實驗報告、實驗成績進行管理。

學生通過登錄賬號，在規定的時間內提交手勢考勤、實驗報告等信息;教師根據學生實驗過程的表現以及實驗報告等進行實驗成績的在線輸入，并生成成績報表。

1.2? 系統靜態和動態模型分析

本文采用UML工具分析OOLM的靜態和動態模型，以OOLM中的實驗管理和預約管理為例，構建了靜態類圖和動態時序圖。

（1）靜態模型——類圖：OOLM的實驗管理和預約管理功能實現的主要類包括基礎數據類，如學生類、教師類、課程類、實驗室類;業務類，如開放性實驗發布類、學生選課類、實驗室使用類、實驗室申請類等。通過對各類進行分析設計出靜態類圖。如圖1所示。

（2）動態模型——時序圖：根據上述兩功能的實現流程，本文分析并構建了系統中類與對象在執行期間的交互過程。該系統功能主要包含學生、教師、系部主任/教務管理人員、實驗室管理人員四類角色用戶，其在系統中的交互過程。如圖2所示。

1.3? 系統框架設計

OOLM采用較為成熟的SSH框架，即Struct2+Spring +Hibernate組合框架模式，如圖3所示。

其中：Struct2為控制器，負責模型與視圖數據交互，進行可視化處理;Spring提供業務支持，解決程序中的業務邏輯層與其他層次（如數據訪問層）的耦合性;Hibernate提供數據服務，全自動ORM框架，自動生成相對應數據庫中的SQL語句。

通過采用SSH框架構建的OOLM能夠快速地進行功能實現，簡化編程。同時，系統采用了Ajax局部刷新技術，為用戶提供了更好的操作體驗。

2? 系統實現

2.1? 權限管理

系統用戶包含前文所述的四類角色，每類角色都可以由系統管理人員分配不同的功能權限，用以操作系統中不同的功能。該功能模塊的實現包括以下頁面：第一，用戶登錄頁面;第二，用戶權限分配頁面;第三，用戶信息、角色信息、功能信息、權限信息的增、刪、改、查等頁面。

2.2? 實驗管理

該模塊也由四類角色分別操作，其功能實現包括以下頁面：第一，系部主任或教務管理人員對常規實驗課程信息的增、刪、改、查等頁面;第二，實驗室管理人員對實驗課程的排課系列流程頁面;第三，教師和學生對開放性實驗課程的增、刪、改、查等頁面。

2.3? 預約管理

該模塊主要由學生、教師、實驗室管理員操作，其功能實現包括以下頁面：第一，教師實驗項目選擇、修改、刪除等頁面;第二，學生實驗項目選擇、預約、修改、刪除等頁面;第三，實驗室管理員對開放性實驗的預約審核頁面;第四，學生和教師實驗室預約、修改、刪除等頁面，以及實驗室管理人員審核、排課等頁面。

3? 結? 論

綜上所述，基于SSH框架的OOLM不僅為師生提供了開放創新實驗內容發布平臺，也為師生預約空閑時間段的實驗室提供了便捷，使實驗室實現真正意義上的開放。除此之外，OOLM的推出也讓實驗室管理人員對于日常事務的處理更高效。該系統正在實驗室中試運行，筆者以期利用運行之后積累的大量數據，為其加入更多的功能，并加入決策支持，從而更好地優化教學模式，提升教學質量。

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