工程實訓課程教學運行信息管理系統研究

李凌樂

（許昌學院 電氣與機械工程學院〔工程訓練中心〕，河南 許昌 461000）

一、工程實訓課程教學

2018年教育部發表《一流本科教育宣言》中強調，要將本科教育放在人才培養的核心地位，教育教學的基礎地位，新時代教育發展的前沿地位，為我國高等教育強基固本。高校是高等教育培養高素質綜合應用技術型人才的重要場所。隨著科技的不斷發展，社會對人才需求的質量要求越來越高，高等教育亟須培養并提高大學生的核心能力和綜合素質。工科大學生除了要具備所學專業的理論知識體系外，還應具備核心能力，包括工程實踐能力、創新創業能力和團隊合作能力。工程實踐能力是多種工程能力組成的綜合能力，包括工程思維能力、工程設計能力、工程實施能力和工程管理能力。這些能力的培養與鍛煉均需要高校配備合理的教學資源、教學平臺和順暢的運行機制，給大學生提供完整系統的能力鍛煉機會。

為了培養和提高大學生的工程實踐能力，高校將實踐教育綜合化、系統化，不斷地進行著工程實踐教育的研究與改革。踐行高等工程教育深化內涵的先進教育理念，許昌學院通過構建“122+X”的工程實訓教學平臺，將基礎、通識和專業的工程實踐教學課程系統化、模塊化、項目化，構建了工程訓練中心工程實訓教學平臺。該工程實訓教學平臺為全校文、理、工專業大類的本科生提供不同層次、不同模塊、不同項目的定制型多樣化的工程實訓教育。

二、工程實訓教學運行機制

我國高校教育教學管理體制高度集中，有層次分明、內容復雜的特征。層次分明主要體現在教學方面，學校管院系；院系管專業教研室；專業教研室管任課教師。而在行政方面，又采取各自為政的科層管理體制。內容復雜表現在教學管理項目的繁多，包括日常教學管理、學科建設、專業建設、課程建設、教材建設、師資隊伍建設、實驗基地建設等。目前，高校一般有專門的實踐教學管理機構，在實踐教學的管理組織機構上實行多頭管理。這種教學管理運行模式需要各個部門互相協調，工作細致煩雜。各院系與實訓中心需要確認落實實踐教學工作。而且實訓中心與教學職能部門之間職責劃分有交叉或缺位的情況出現。多頭管理易出現資源利用不均衡或利用率不高、質量監管不到位等情況。

工程實訓教學運行涉及課程、實驗實訓室、學生、教師、教學管理和監督等多個方面。實訓課程的安排與實訓實驗室、教師、學生有關。實訓實驗室與教學管理和設備管理有關；實訓教師既要進行實訓課程的開發與實施，又要參與教學及實訓室的管理；實訓學生不同，所需要的工程實訓課程模塊和工課程項目也有區別。實訓管理與監督又與學校職能部門和院系教學管理部門有關。基于目前高校教學管理體制的現狀，避免多頭管理帶來諸多煩雜因素，重新梳理工程實訓教學運行機制，采用以工程實訓教學平臺為主導，各個院系互相配合，教務管理等職能部門監督管理，形成主體負責多方協調的教學運行機制，在這種教學運行機制下，可有效提高工程實訓教學的順暢管理。

三、工程實訓教學管理信息系統

（一）系統構建背景

隨著科技的發展，互聯網技術、信息化技術與人工智能對行業的改變與促進影響力越來越大。2015年，國務院印發《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》指出，“推動互聯網向經濟社會各領域加速滲透，以融合促創新”。“互聯網+”是信息化和工業化融合的升級版，將互聯網作為當前信息化發展的核心特征，將互聯網與行業進行全面融合。

高等工程教育要深化內涵改革，一是要將先進的科技成果與課程結合，并應用于課程；二是要利用先進的科技手段，給教學管理帶來簡便高效的質量改善。工程實訓教學平臺的教學運行機制也要借助信息化的管理系統，將整個工程實訓教學安排得更加順暢，提高工程實訓教學管理質量。工程實訓教學管理借助信息化，可以為教學管理人員提供大數據信息，減輕一線教師在安排、匯總、登記等方面的時間，讓更多的精力放在課程教學的改革和實施中去。

采用主體負責多方協調的教學運行機制，將其管理分為四級，第一級為學校層面的職能部門，此類教學管理人員需要管理和監督的權限，還有一些全局性和實時性的數據信息等。第二級為院系的教學安排及監管部門，此類人員需要安排具體的教學計劃，監管工程實訓教學運行，分配工程實訓相關實驗實訓室，安排工程實訓相關教師等。第三級為具體的教學實施人員，此類人員需要根據實訓學生的不同合理安排實訓模塊和實訓項目，而且要結合科技發展和實驗實訓室建設情況開發定制新的實訓模塊和實訓項目等。第四級為學生院系的教學管理人員，此類人員需要獲取學生的實訓成績，學生的實訓考勤和學生實訓相關的課程信息等。一、四級的教學管理涉及數據信息的查詢，是單向數據流通，而二、三級之間是雙向的數據流通，在教學運行中有安排與實施的信息交互。

（二）系統功能

分析工程實訓教學管理與運行的實際情況，將教學管理及運行的環節模擬為管理信息系統的模塊，分析并構建管理信息系統的主要功能模塊，其功能模塊設計如圖1所示。

圖1 工程實訓教學管理平臺信息系統功能模塊

系統功能模塊主要包括7項。其中實訓課程項目包含工程實訓教學平臺所有課程模塊的已有項目，而且有新增菜單，可滿足科技發展和實驗實訓室建設后的新增項目，可實現課程項目的新增、刪除、顯示、匯總等。實訓實驗室模塊包括實訓項目開展所需的實驗實訓室，以及整個工程訓練中心所管理的實驗實訓室，該模塊包括實驗實訓室的新增、刪除、顯示、匯總、使用率等情況。實訓教師模塊主要是指直接參與一線實訓教學的實訓教師，同樣包括實訓教師的信息錄入與信息管理。實訓學生可與教務管理系統中的數據信息對接，在實訓開設學期導入需要實訓學生的院系、專業、班級等信息。教學管理人員涵蓋四級不同權限的教師，可添加并設置。

學期教學計劃可將每學期的實訓課程安排錄入系統，并方便課程教學的查詢與管理。根據工程實訓教學計劃實際運行情況顯示，兩個學期（一個學年）即可完成一個年級的基礎工程實訓課程，也就是所有本科專業在工程實訓教學平臺中的122基礎實訓環節。其中，文科各類專業的工程實訓課程也就是工程實訓“122+X”教學平臺中的“1”。理工科各類專業的工程實訓課程有兩門，一般開設在兩個學期中，是教學平臺中的“2”。學期教學計劃可支持各個專業的實訓安排，可通過簡單的查詢、排序、排除等功能實現工程實訓的自動化、智能化安排。

系統設置與查詢，可提供管理人員的登錄、權限標記等管理，另外，可為管理者提供有關實訓方面的大數據分析原始數據，而且系統的登錄管理等設置可方便系統的安全管理，提高數據流的安全性。

四、系統構建目標及效果

工程實訓教學管理信息系統主要是針對工程實訓課程所涉及的相關教學運行所構建的數字化和信息化管理，其開發和建設不能純粹的外包，要有清楚流程的教學管理內部人員來完成。其開發建設要滿足便捷易用，操作及維護簡單，使用方便等特點，其相關開發技術及構建目標分析闡述如下。

（一）管理信息系統開發技術

通過對系統功能模塊的分析與設置，采用基于瀏覽器/服務器架構的管理信息系統設計。瀏覽器/服務器架構的客戶端較為簡單，用戶打開計算機瀏覽器即可實現操作，應用自由，能夠在網絡上直接使用，可多用戶操作且交互性強。該教學管理信息系統分為三層，分別是表示層（用戶系統界面），數據交換邏輯層（C#程序）和數據存儲層（數據庫）。數據交換處理邏輯層及開發采用C#語言和ASP.NET技術，C#語言現代、簡單，是一種面向對象的語言模式，較為通用的ASP.NET技術是微軟公司推出的一種建立在.NET之上的Web運行環境，它是新一代的動態服務器網頁（ASP）。借助ASP.NET，可以創造出內容豐富的、動態的、個性化的Web站點，而且其簡單易學，功能強大，應用靈活，擴展性好，具有良好的開發性能。該管理信息系統數據庫采用MySQL數據庫，MySQL數據庫是目前較為流行的關系型數據庫管理系統（RDBMS）。

（二）系統構建目標及效果

1.工程實訓課程數據信息智能管理。通過教學管理平臺信息系統的構建，將工程實訓課程數據信息化，利用信息化的優勢，可以通過數據的統計和排除實現課程排課的智能化。另外，該信息系統的構建，后期數據庫可將學生數據信息進行導入，有效監控并智能查詢統計學生的工程實訓效果，方便教師及教學管理人員針對實訓課程進行數據分析和教學研究。四級教學管理人員通過對管理信息系統不同的權限分類，可以更加方便地對實訓課程、實訓運行及實訓監控進行數字管理，更加方便及智能。

2.專業實訓課程分類管理。實訓課程教學平臺將實訓課程的模塊和實訓項目進行了數字化，針對全校文、理、工大類不同專業的專業背景和實訓需求，可以更加有效和快捷的構建合適的項目和模塊，形成個性化定制的工程實訓課程。而且，管理信息系統也支持教學改革和教學運行的快速反應及調整，可使用科技發展及實訓室建設所形成新的項目和模塊。該平臺可對專業實訓課程分類管理，有效提升了不同專業實訓教學的工程實踐能力，提升了學生整體的應用技術能力。

3.實訓數據共享和查詢統計方便快捷。管理信息系統的界面系統，可采取功能模塊和菜單指令，界面直觀明了，簡單友好。該數據庫構建完成，可滿足四級教學管理人員對相關數據的查詢和統計。通過運行，管理信息系統穩定后，可開發與教務系統的相關數據進行交互與共享，更好地讓信息系統服務于教學管理人員。

4.管理信息系統數據庫安全。MySQL數據庫是開放源碼系統，能夠滿足個人用戶和中小企業的低成本使用。數據庫的內部安全可通過數據庫文件和日志文件保證目錄訪問的安全。數據庫的外部安全可通過授權表和服務器控制等保證網絡訪問的安全性。

結語

工程實訓是高等教育工程教育的重要實施環節。工程實訓教學管理信息系統的構建研究梳理了整個課程的教學運行，使得課程的運行機制更加流暢。該管理信息系統的構建將工程實訓課程的實施實現了信息化，擺脫了人工匯總管理和查詢各種信息的煩雜，提升了整個工程實訓的課程管理，并且使其部分功能實現自動化和智能化。該管理信息系統也促進了實踐教學管理體系的研究與構建，為相同類型的系統構建提供了借鑒和參考。管理的信息化和逐步的智能化將有利于高等工程教育教學質量的進一步提高，為社會培養更多優秀的應用創新型人才。