工科大學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室線上管理軟件需求分析研究

陳伯豪，安芬菊

(廣東海洋大學(xué)，廣東 湛江 524088)

工科開放實(shí)驗(yàn)室是高校培養(yǎng)學(xué)生科研能力的重要場(chǎng)地和必不可少的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)之一。它注重學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，通過一個(gè)科研項(xiàng)目或者比賽項(xiàng)目的帶動(dòng)下，學(xué)生把課程學(xué)過的理論知識(shí)和實(shí)際操作相結(jié)合，加深專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，從而達(dá)到工科開放實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)目的[1]。目前大學(xué)生教學(xué)中采用高新信息技術(shù)日趨常見，相對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)和管理模式，它所具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)十分顯著,不僅包含著豐富的信息內(nèi)涵,同時(shí)在信息傳播便捷性和高效性方面也呈現(xiàn)出十分顯著的特征[2]。大學(xué)生更趨于認(rèn)同高新的多媒體技術(shù)參與到教學(xué)和學(xué)習(xí)中，新工科模式下的大學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)的教學(xué)與管理模式也出現(xiàn)新的變化，工科競(jìng)賽和科研項(xiàng)目的開展必會(huì)與信息新技術(shù)相融合。

1 研發(fā)線上管理平臺(tái)的必要性

手機(jī)是當(dāng)今大學(xué)生生活必備品，它用于大學(xué)生學(xué)習(xí)生活中的各方面，如果開放式實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃尨髮W(xué)生通過手機(jī)app來實(shí)現(xiàn)教學(xué)，無疑大大引發(fā)其濃厚的學(xué)習(xí)興趣。在手機(jī)上，學(xué)生可以清晰知道自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)和內(nèi)容，同時(shí)教師隨時(shí)掌握學(xué)生的進(jìn)度，可以根據(jù)app的實(shí)時(shí)反饋信息進(jìn)行新一輪教學(xué)安排和管理。這種人性化學(xué)習(xí)與管理模式讓整個(gè)開放式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目效率得到大幅度提高。所以有一套基于手機(jī)線上管理平臺(tái)的開發(fā)實(shí)驗(yàn)室管理軟件更加方便教師和學(xué)生的平時(shí)的項(xiàng)目管理和開展，線上管理軟件的研發(fā)和使用顯得很有必要和意義。

2 管理平臺(tái)的需求分析

根據(jù)開放式實(shí)驗(yàn)開展的流程和現(xiàn)有手機(jī)的功能特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生平時(shí)參與開放實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)加工過程中的反饋意見，筆者歸納該軟件的需求包括如下幾點(diǎn)：(1)軟件使用賬戶要具有唯一性，不能出現(xiàn)學(xué)生代替上課情況；(2)該軟件要有定點(diǎn)簽到功能，滿足學(xué)校考勤任務(wù)要求；(3)針對(duì)實(shí)驗(yàn)室平時(shí)實(shí)驗(yàn)室課程安排和開放實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)課程沖突情況，不能到開放實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生操作指導(dǎo)，所以每個(gè)開放實(shí)驗(yàn)室設(shè)備必須要有在線教程，滿足學(xué)生在操作設(shè)備前的自我預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)；(4)取消實(shí)驗(yàn)日記紙版上交形式，在軟件上完成，完善實(shí)驗(yàn)日記管理歸檔；(5)很多時(shí)候存在多個(gè)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目同時(shí)進(jìn)行，為了避免設(shè)備等待或者空閑時(shí)間過長(zhǎng)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備在線可見可預(yù)約，提高設(shè)備的利用率和項(xiàng)目進(jìn)展效率；(6)指導(dǎo)老師要有項(xiàng)目發(fā)起、刪除、編輯權(quán)限，達(dá)到項(xiàng)目的在線管理效果。根據(jù)以上的軟件需求，筆者針對(duì)開放實(shí)驗(yàn)室手機(jī)軟件管理平臺(tái)的需求設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框架示意圖如圖1所示。

圖1 需求設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框架示意圖

3 軟件各個(gè)模塊

為了軟件app簡(jiǎn)單易用，滿足人性化設(shè)計(jì)，整個(gè)軟件app的主頁面基本功能采用圖標(biāo)加文字方式顯示出來。具體主頁如圖2軟件手機(jī)app主頁面所示。

圖中軟件主頁面由常用功能和基本功能兩大塊組成。其中常用功能包括:我的、信息通知、查找這三個(gè)常用功能，我的功能主要包括個(gè)體賬戶的信息，完成的項(xiàng)目和正在進(jìn)行的項(xiàng)目，個(gè)人實(shí)驗(yàn)日記等信息；信息通知是項(xiàng)目通知和個(gè)體賬戶之間的聊天信息；查找功能可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)容迅速查找。

基本功能主要包括：登陸、定位打卡、預(yù)約、信息溝通、項(xiàng)目編寫、工作日記、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備清單、視頻教學(xué)等九個(gè)小模塊。

圖2 手機(jī)app主頁面

登陸注冊(cè)只支持個(gè)人手機(jī)號(hào)碼，預(yù)防個(gè)別同學(xué)頂替參加情況發(fā)生，用戶分教師和學(xué)生兩種，其中教師有開放實(shí)驗(yàn)室管理老師和普通項(xiàng)目老師兩類，開放實(shí)驗(yàn)室目前有七個(gè)加工實(shí)驗(yàn)室，分別由七個(gè)實(shí)驗(yàn)老師負(fù)責(zé)，同時(shí)也是每個(gè)加工實(shí)驗(yàn)室的管理員。

登陸。包括學(xué)生和老師登陸，使用其他功能前必須先登陸才能使用。登陸注冊(cè)只支持個(gè)人手機(jī)號(hào)碼，預(yù)防個(gè)別同學(xué)頂替參加情況發(fā)生，用戶分教師和學(xué)生兩種，其中教師有開放實(shí)驗(yàn)室管理老師和普通項(xiàng)目老師兩類，開放實(shí)驗(yàn)室目前有七個(gè)加工實(shí)驗(yàn)室，分別由七個(gè)實(shí)驗(yàn)老師負(fù)責(zé)，同時(shí)也是每個(gè)加工實(shí)驗(yàn)室的管理員。

定位打卡。主要是完成學(xué)生和指導(dǎo)老師考勤作用，使用時(shí)候需要打開手機(jī)的GPS定位功能進(jìn)行自動(dòng)定位，實(shí)現(xiàn)打卡考勤。

預(yù)約功能。是需要申請(qǐng)使用某個(gè)開放實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)使用預(yù)約功能提前登記使用，如果某一個(gè)時(shí)間段預(yù)約使用的人數(shù)超過該設(shè)備的數(shù)量，其它同學(xué)不能使用，需要往后面排期，這樣可以提高整個(gè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的使用效率。

信息溝通。此功能用于平時(shí)學(xué)生小組成員之間或者學(xué)生和項(xiàng)目指導(dǎo)老師之間的信息溝通，提高項(xiàng)目完成效率。

項(xiàng)目編寫。每個(gè)開發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目必須由指導(dǎo)老師創(chuàng)建，學(xué)生才能在該項(xiàng)目下面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該功能包括項(xiàng)目創(chuàng)建、刪除、修改等功能。

工作日記。學(xué)校要求每個(gè)開發(fā)實(shí)驗(yàn)室的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目必須提交學(xué)生工作日記，過去是采用紙質(zhì)模式，在這個(gè)平臺(tái)可以以電子格式保存與提交，方便快捷歸檔。

設(shè)備狀態(tài)。每個(gè)開放實(shí)驗(yàn)室的每臺(tái)設(shè)備的使用狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，可供學(xué)生預(yù)約使用。

設(shè)備清單。每個(gè)開放實(shí)驗(yàn)室的各種設(shè)備名稱、數(shù)量可通過該項(xiàng)進(jìn)行查看。

視頻教學(xué)。各個(gè)設(shè)備使用教程在線觀看，滿足學(xué)生操作該設(shè)備前的自我預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)和現(xiàn)場(chǎng)操作設(shè)備指導(dǎo)，減輕指導(dǎo)老師重復(fù)工作量。

4 應(yīng)用例子

工程訓(xùn)練大賽是一種以工程環(huán)境為背景,以工程訓(xùn)練內(nèi)容為載體,以實(shí)際操作為手段的實(shí)踐性提升訓(xùn)練,是工程訓(xùn)練成果的集中展現(xiàn)形式[3]。本文以工程訓(xùn)練大賽中的無碳小車走8字的比賽項(xiàng)目為例子來講解該軟件的使用流程。首先有項(xiàng)目老師發(fā)起該項(xiàng)目申請(qǐng)、增加和編寫項(xiàng)目，項(xiàng)目組的成員學(xué)生通過登陸軟件后可以看到該項(xiàng)目出現(xiàn)在可選項(xiàng)目題目一項(xiàng)。項(xiàng)目前經(jīng)過項(xiàng)目老師的工作分工，各個(gè)同學(xué)清楚知道自己需要完成的項(xiàng)目的哪一項(xiàng)，例如：無碳小車走8字比賽項(xiàng)目的小車主要包括：軸承、底座、各類軸、齒輪加工、支架等，其中線切割完成軸承和底座，車床完成軸類加工，數(shù)控車數(shù)控銑完成齒輪加工，3d打印完成支架打印，鉗工完成各個(gè)零件的裝配工作[4]，然后自己可以根據(jù)軟件中的設(shè)備使用情況進(jìn)行各個(gè)零件的加工預(yù)約，輪到自己使用該設(shè)備時(shí)，個(gè)人在個(gè)人定點(diǎn)打卡后進(jìn)行加工操作，如果碰到問題，可以根據(jù)設(shè)備的使用教程視頻進(jìn)行提前練習(xí)操作，也可以在軟件中通過信息溝通功能向?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)老師請(qǐng)教，當(dāng)自己完成自己的零件加工后，個(gè)人可以在工作日記一項(xiàng)寫上個(gè)人工作記錄。

5 結(jié)語

此開放式實(shí)驗(yàn)線上管理平臺(tái)的使用明顯提高教學(xué)管理效率，大幅度減輕項(xiàng)目指導(dǎo)老師的工作強(qiáng)度，同時(shí)也增加學(xué)生參與科研項(xiàng)目的興趣，提高工科大學(xué)生的教學(xué)質(zhì)量與科研能力。但是該軟件還是有不足地方，比如目前只能用于工科大學(xué)生的開放實(shí)驗(yàn)室，如果能把其它學(xué)科專業(yè)開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目加進(jìn)來就更加完善，這點(diǎn)也是后期需要改進(jìn)的地方。