【基于UML的实验教学资源管理系统的设计与开发】浙江大学教学资源管理系统

　　 [摘要] 本文阐述了实验资源管理的重要性和目前实验资源管理中存在的问题,给出适合解决方案的开发技术,总体软件架构,模块功能划分,并以实验研究管理模块为例给出了基于UML的设计方法,最后给出了系统试运行的情况。
　　[关键词] 实验教学资源 管理系统 UML
　　
　　实验室是学校学科建设、人才培养、科学研究、社会服务和知识创新的重要基地。基地建设不好,科研缺乏条件,学科难以持续发展,学校难以上水平。实践证明,一所学校的发展速度和发展水平,不仅取决于办学思想和师资水平,还取决于实验室的建设水平和管理水平,所以实验室的建设水平和管理水平,是反映一所学校综合办学实力的重要标志之一。但目前国内对于实验室资源的管理显得很匮乏。主要表现如下:
　　1.重复采购造成大量资源浪费:由于目前各院(系)、科研机构的条件建设还没有从学校的层面上形成一个整体的论证机制,很多单位不得不重复购置同样的设备,使得本来可以更有效利用的资金未能价值最大化。
　　2.大型设备闲置和功能未完全开发:有些大型的仪器实验设备并不是所有的科研项目都能应用,因此在一定的时间里处于闲置状态,很多先进的功能也未能完全开发出来。闲置与折旧带来的是资源的浪费和资金的流失。
　　3.学科之间的封闭性带来交叉融合的障碍:由于学校的实验室基本上是依托于某一个或少数几个学科而建,并没有放到一个公共的平台上,很多教师并不十分了解学校的资源配置。在科研信息和科研设备无法共享的前提下,学科的交叉与融合也很难顺利实现。
　　4.管理模式的限制:目前学校实验设备的采购、管理和使用分散在不同的部门之间,整个流程不是采用一个完整的体系来运作从而导致管理脱节。
　　高校实验教学资源管理系统的建设是为了解决实验资源管理和使用方面的不足,以及为实验室的建设提供参考数据。高校实验教学资源管理系统将目前实验资源的管理从手工管理转化为计算机管理,实现管理的信息化和标准化,并充分利用网络资源,提高仪器设备的使用效益。
　　本系统采用基于Struts框架的Java Web应用来实现。系统采用瘦客户端的三层结构模式如图1:
　　考虑到本系统的业务需求,实现的功能,数据量以及系统可扩展性,确定采用Windows 2000 advanced server+Tomcat 5.0.x+ JBuilder X+Oracle 9i的组合来进行开发。
　　从需求出发,按照需求的主要功能和用户角色的定义,将系统划分为6个功能模块,分别是:登录、实验研究管理、实验教学管理、预约管理、实验物资管理和数据管理。
　　登录模块的主要功能是区分不同用户的权限使之进入不同的界面操作。
　　实验研究管理模块的主要功能是实验研究项目的登记管理、申请管理(包括项目申请和使用申请)、实验研究过程及结果管理、项目成果浏览。
　　实验教学管理模块的主要功能是对日常教学中使用的实验室及设备进行管理。
　　预约管理模块的主要功能是对非教学时间中实验室及设备的使用进行管理。
　　实验物资管理模块的主要功能是对仪器设备的购买、使用、维修及报废进行管理。
　　数据管理模块的主要功能是对相关数据的管理。
　　为了更清楚地了解每个功能模块,下面以实验研究管理为例给出细化的过程。
　　首先,要弄清楚实验研究管理的整体工作流程。通过了解,得知研究项目是由教师提出申请后,由院系和校级两级管理员审批通过后,拨发实验资金由教师进行项目研究,最终将研究结果上报院系和校级两级管理员存档。同时,本校学生可以浏览项目列表。
　　其次,对实验研究管理整体工作流程的分析,不难看出,该模块的使用者有校级管理员、院系级管理员、实验室管理员、实验指导教师和本院学生。他们各自的职能如下:
　　校级管理员:进行实验项目的审批,负责实验项目结果的管理。
　　院系级管理员:进行实验项目的审批,项目经费的记录,实验项目登记、项目过程和结果的记录。
　　实验室管理员:进行实验项目的登记,审批使用申请,改变实验室的状态(空闲、预约、已预约但可继续申请使用)。
　　实验指导教师:提交实验项目申请、提交实验项目计划、填写使用记录(实验报告)、填写阶段小结、提交最后结论(论文形式)。
　　本院学生:只具有浏览已完成的项目列表的权利。
　　由于本系统对于功能模块的划分是以用户的角色为依据的,设计思想是当用户以各自不同的身份登录后,系统只提供与用户角色相符合的功能来使用。
　　这里本文只给出了实验研究管理这一功能模块的设计,对于除登录外的其他功能模块,本文的设计思路都是一样的。这里不再赘述。
　　总之,实验室的建设水平和管理水平,是反映一所学校综合办学实力的重要标志之一。实验教学资源管理系统即针对此开发出来,通过引入计算机对高校实验室进行规范化管理,解决实验教学资源管理和使用问题,从而有效地提高实验教学资源的管理水平和使用效率。
　　实验教学资源管理系统目前正在本学院内部进行试运行,其业务实现模型与数据模型已完全符合实验资源管理工作的要求。实验教学资源管理系统建设周期短、投资小,以简单的结构实现了相对复杂的业务,受到学校好评。
　　参考文献:
　　[1]Mark Priestley.Practical Object-Oriented Design with UML.清华大学出版社,2001,3.
　　[2]邱哲,王俊标,马斗.Struts Web设计与开发大全.清华大学出版社.
　　[3]Khawar Zaman Ahmed, Cary E Umrysh.Developing Enterprise Java Applications With J2Ee and Uml.Addison-Wesley Professional,2001.
　　[4]Stephen Stelting, Olav Maassen-Van Leeuwen.Applied Java Patterns.Prentice Hall PTR,2001.
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