基于AJAX的开放式实验教学平台的设计

摘要：为了加强学生创新精神和实践能力的培养，本文提出了充分利用网络技术，开发基于AJAX的开放式实验教学平台，实现了实验教学在时间和空间的同上开放。经过在计算机专业实验室2年多的教学实践，取得了很好的教学效果。

关键词：实验教学教学；开放式；AJAX

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 08-0000-01

建立开放式实验室，包括时间和空间上的开放以及实验内容开放，是高校实验教学改革的一项重要内容，这也是培养学生实践能力和创新精神的内在需求。本文就基于网络和AJAX技术建立开放式实验教学平台进行了相应的介绍。

一、AJAX概述

Ajax(Asynchronous JavaScript And Xml)是基于XML的异步JavaScript的简称。实际上，Ajax不是一种技术，而是由多种现有技术组合而成，包含基于Web标准的XHTML、CSS DO、XML、XSLT、HttpRequest、JavaScript等技术。

AJAX模式是在传统的B/S三层应用模式的基础上，在服务器端与客户端之间增加一个AJAX引擎，一般使用SOAP或基于XML的Web Service接口，在客户端采取JavaScript处理来自服务器的响应。其主要优势在于，一方面减少不必要的数据在服务器端和客户端之间的传递；另一方面借助异步交互机制，限定AJAX引擎在客户端运行，保障在不刷新Web页面的条件下维护数据，从而实现服务器的快速响应，降低了服务器端的负载。

二、基于AJAX的开放式实验教学平台

（一）开发技术

采用基于AJAX的B/S三层软件结构模式进行设计：

1.界面层：主要表现形式就是客户端的浏览器，通过AJAX引擎与服务器层完成数据交换。

2.服务器层：接收由界面层的客户端所发出的服务请求，与数据库层完成数据交换后，返回给客户端基于AJAX引擎的XML数据。

3.数据库层：主要完成数据的管理和维护等工作，一般采用预编译的存储过程来实现，以保障数据的完整性及安全性和执行效率。

（二）确定系统参与者

通过分析用例，确定系统的参与者，用于代表能够使用系统且具有不同角色（权限）的使用者。结合需求，平台划分为四类角色：学生、实验教师、实验员和系统管理员。每个用户，通过身份确认（注册）后，可以访问相应的资源。系统管理员可管理和维护后台数据库及其初始化、实验教学资源配置等；实验教师可以和管理实验项目及其相关资料,布置和批阅实验报告；实验员可编排实验课表和审核预约实验项目；学生可以在线预约实验,实时教学讨论和提交实验报告,查询实验信息和实验成绩等。对于未注册用户，可以浏览平台中的公共资源,如实验教学计划、实验项目和新闻、公告类信息。

（三）功能模块设计

1.平台管理模块：为系统管理员角色提供一个全面管理和维护平台的入口，包括平台的初始化、用户权限分配、网络配置、数据库管理和维护、实验成果登记等方面的管理。

2.信息模块：为师生提供全面、准确、及时的信息服务，包括实验教学计划、实验安排、实验资源（实验用的软件包、学习资料等）的分配信息，以及实验教学方法或手段的改革和实验室建设等方面的信息。

3.在线教学模块：为师生提供一个基于Web的在线式教学平台，用于教学过程中的交流和讨论，实现教学互动，类似于一个虚拟课堂。既可以针对每个实验项目，依照实验目的、实验原理、实验步骤和实验结果等环节，设计实验案例，用于指导学生的实验过程，也可以在线监控实验教学过程、反馈实验结果，从而实现实验教学过程的在线监控和实时处理。

4.电子版实验报告模块：实现实验报告的在线提交、批阅、统计功能。在实验结束后，学生在线撰写、提交实验报告；实验教师可灵活掌握时间对学生实验报告进行批阅，直接给出成绩和评语。总的来说，关于学生实验报告的评阅是通过网上进行的，这样使学生随时随地了解自己的实验情况。实验报告的网上提交与批阅，即节约教师、学生的时间，也加快反馈过程，从而提高了实验教学效果。

5.自主预约模块：学生登录平台后，自行查询实验室资源、及其空闲开放时间，并提交预约申请。除实验室提供的固定开放实验项目外，学生还可以自主提出新的实验项目或竞赛课题。由实验室负责人审批后即可在预约的时间里进入实验室进行实验。

6.实验成果展示模块：坚持实验教学案例“从学生中来，应用到学生中去”的原则，即整合学生的优秀实验成果，作为教学案例，在实验教学网站上进行展示，供参阅。

三、结束语

将AJAX应用到开放式实验教学管理平台的设计中，实现了实验教学管理工作的无纸化、网络化、标准化和规范化，便于查询和统计；统一管理实验室资源，包括设备、时间、人力，提高了效率和效益；基于B/S的结构，实现了随时随地自主进行实验的功能。总的来说，该平台借助AJAX的技术优势，相对于传统的Web模式而言，有效地降低了服务器端的负载。与此同时，所具有的用户权限控制，也提升了该平台的安全性、稳定性和可交互性。这些均充分展示了AJAX作为Web 2.0核心之一的魅力。

参考文献：

[1]李金忠.加强开放实验室建设,提高实验教学质量[J].时代教育,2007(6)

[2]王煌.高水平建设实验教学示范中心全面提升人才培养质量[J].中国高等教育,2009(6)

作者简介：宁彬（1977-），男，讲师，硕士，研究方向为软件工程。

基金项目：湖北省教学研究项目（2008219）