解放軍陸軍工程大學(xué) 江蘇南京 211101

實驗室是高校從事實驗教學(xué)、科研工作和自主學(xué)習(xí)的重要場所，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、動手能力、實踐能力不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施[1,2]。

高校實驗室普遍存在實驗場地廣、儀器設(shè)備多、管理人員少、教學(xué)任務(wù)重、管理手段舊、管理效率低等現(xiàn)實問題，使用先進的管理技術(shù)手段規(guī)范、改進和加強實驗室的管理工作具有迫切的現(xiàn)實意義。本文以實驗課程教學(xué)模式改革為牽引，以規(guī)范實驗室管理和培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標，分析實驗室開放過程中存在的現(xiàn)實問題，設(shè)計并最終實現(xiàn)了一套切合我校實際的實驗室開放預(yù)約管理系統(tǒng)。

1 高校實驗室開放預(yù)約的現(xiàn)狀

在高校教學(xué)改革不斷深化的大背景下，許多高校積極探索實驗室開放預(yù)約管理模式和運行機制[3]，建立面向?qū)W生開放預(yù)約的管理制度，構(gòu)建多元化的開放式教學(xué)體系，并在實踐中不斷優(yōu)化和改進，取得了一定的成果，但還存在以下問題。

(1)實驗室制度機制不適應(yīng)開放要求。當前，許多高校實驗室管用分離、管教分離、管建分離現(xiàn)象比較突出，實驗室開放工作該由誰來抓，怎么抓；由誰來保障，如何高效保障；由誰來實施，怎么實施，許多高校分工模糊。

(2)實驗室開放程度低、對象狹窄。多數(shù)高校對于較為專業(yè)的實驗場地開放度高，對于大型設(shè)備、精密儀器開放度高，而對于基礎(chǔ)型、通用型實驗室及儀器開放度低；實驗室面向教師、研究生學(xué)生開放多，面向本科生開放少。

(3)實驗室開放管理信息化程度不高。在面對實驗室場地、儀器、課程多，學(xué)生預(yù)約需求大，實驗室管理人員缺乏、技術(shù)力量不足等情況時，無法滿足開放需求。

2 需求描述

2.1 功能需求

結(jié)合實際，我院實驗室開放預(yù)約系統(tǒng)基于以下功能需求。

(1)顯示和查詢。實時顯示實驗室場地信息，包括實驗室通知公告、排課情況，場地、儀器閑置和預(yù)約情況等，方便用戶進行在線查詢。

(2)開放。按照既定課表，根據(jù)空余場地、保障人員及教師時間，由實驗室管理人員對空閑的實驗室場地、儀器進行開放；或是根據(jù)實驗教學(xué)需要，教師提出對場地、儀器開放申請。

(3)預(yù)約。根據(jù)開放情況，教師、學(xué)生利用校園網(wǎng)或預(yù)約終端進行場地、儀器的預(yù)約并自動派位。

(4)審核。由實驗室管理人員對開放和預(yù)約情況進行審核，審核情況通過電子郵件或手機短信進行通知。

(5)門禁準入、供電。對實驗室門禁、電源進行設(shè)置和遠程控制，預(yù)約成功人員在有效時間段內(nèi)刷校園卡進入實驗室，被派位實驗位設(shè)備自動上電，如沒有預(yù)約成功，則無法入內(nèi)，設(shè)備不供電。

(6)積分管理。對學(xué)生預(yù)約過程進行記錄，根據(jù)積分規(guī)則，能夠由系統(tǒng)自動或管理員手動對學(xué)生進行積分管理。

2.2 用戶需求

(1)實驗室管理員。實驗室管理員是整個實驗室管理的主體，是實驗室的第一責(zé)任人，應(yīng)當具有開放管理、預(yù)約審批、門禁管理、供電管理、積分管理、信息發(fā)布、系統(tǒng)后臺管理等功能。

(2)教師。教師是高校實驗室最重要的使用對象，是實驗室管理系統(tǒng)最重要的使用者和受益者，應(yīng)當具備的功能有：實驗室各種信息查詢，實驗課程安排、要求等信息的發(fā)布，授權(quán)狀態(tài)下實驗室門禁、供電系統(tǒng)的管理，實驗場地、儀器開放申請，根據(jù)需要課程時間以外實驗室的預(yù)約。

(3)學(xué)生。學(xué)生是實驗室最大的適用人群，是實驗室管理系統(tǒng)廣泛的受益者，應(yīng)當具有實驗室信息查詢、個人積分查詢、預(yù)約學(xué)習(xí)、刷卡進入實驗室、儀器設(shè)備和故障報修申請等功能。

3 系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 功能設(shè)計

本系統(tǒng)主要設(shè)計為開放管理、預(yù)約管理、系統(tǒng)管理3個功能模塊。

(1)開放管理。開放管理由實驗室管理員執(zhí)行，分為自由開放和課表化開放兩種模式。自由開放是根據(jù)實驗室場地、課程、人員等實際情況，選擇某一時間段、場地，學(xué)生可以在此時段通過預(yù)約進入實驗室；課表化開放則是將擬制好的課表導(dǎo)入開放系統(tǒng)，在既定課表空閑時段開放實驗室，學(xué)生可以自由進入實驗室進行實驗；開放歷史能夠?qū)v次開放情況進行查詢。

(2)預(yù)約管理。教師或?qū)W生通過網(wǎng)頁或預(yù)約終端查詢實驗室開放情況，按照場地和時間兩種方式進行實驗室預(yù)約，預(yù)約時既可以指定某一個實驗室，也可以直接預(yù)約到實驗位。預(yù)約成功后，有效時間內(nèi)學(xué)生刷卡進入實驗室，實驗位自動供電，預(yù)約時間段結(jié)束時，門禁自動恢復(fù)，設(shè)備自動斷電。預(yù)約申請過程中，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)約人員身份和積分情況判斷能夠使用的場地和設(shè)備；實驗過程中根據(jù)積分規(guī)則，自動或管理員手動對預(yù)約全程進行積分管理。

(3)系統(tǒng)管理。系統(tǒng)管理主要對系統(tǒng)后臺進行設(shè)定，其中，審批管理對開放和預(yù)約申請進行審批，對開放預(yù)約的積分規(guī)則進行設(shè)定；門禁設(shè)置、供電設(shè)置對門禁和供電規(guī)則進行設(shè)置；課表設(shè)置對實驗室排課規(guī)則進行設(shè)定并導(dǎo)入課表，場地管理對實驗室開放預(yù)約場地進行配置，用戶管理對系統(tǒng)的用戶、權(quán)限、密碼等進行配置，信息發(fā)布將實驗室排課、預(yù)約、開放等信息發(fā)布到顯示終端或網(wǎng)站。

3.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

E-R圖也稱實體聯(lián)系圖(Entity Relationship Diagram)，它用來表示實體類型、屬性和實體之間的聯(lián)系，經(jīng)常用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計之中[4]。在E-R圖中用矩形表示實體，用菱形表示實體互相之間的聯(lián)系，用橢圓表示實體的屬性，實體、屬性及聯(lián)系之間用直線進行連接，并在直線旁標注聯(lián)系的類型(1:1，1:N或N:M)。

開放預(yù)約系統(tǒng)中實體主要包含：實驗室管理員、教師、學(xué)生、實驗室、場地信息、通知公告等，開放預(yù)約系統(tǒng)的E-R圖如圖1所示。

圖1 開放預(yù)約E-R圖

4 系統(tǒng)的實現(xiàn)

系統(tǒng)軟件基于JAVA SSH2架構(gòu)開發(fā)，以B/S模式提供用戶UI，后臺數(shù)據(jù)庫采用MySQL，不同權(quán)限的用戶賬號登錄系統(tǒng)后，出現(xiàn)不同的功能界面，實現(xiàn)相應(yīng)的功能。

4.1 業(yè)務(wù)流程

系統(tǒng)分為開放和預(yù)約兩大主要功能，以開放管理為例。開放管理由實驗室管理員執(zhí)行，按照選擇開放模式、設(shè)置開放相關(guān)信息、設(shè)定開放規(guī)則、確認開放等流程進行，開放管理流程圖如圖2所示。

圖2 開放管理流程圖

4.2 系統(tǒng)界面

以自由開放為例，管理員在執(zhí)行開放操作時，需要選擇開放日期、時間、場地、實驗位等信息，輸入開放主題、開放描述等內(nèi)容，對提前預(yù)約時間、預(yù)約取消時間、門禁生效失效時間、爽約規(guī)則、開門規(guī)則、供電規(guī)則進行設(shè)定，隨后選擇相應(yīng)時間段即可完成開放。系統(tǒng)界面如圖3所示。

圖3 自由開放界面

5 結(jié)語

本文研究的實驗室開放預(yù)約系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)，為高校學(xué)生創(chuàng)新能力、動手能力的培養(yǎng)提供了更加廣闊的舞臺，實現(xiàn)了實驗室信息發(fā)布的動態(tài)化，業(yè)務(wù)流程的網(wǎng)絡(luò)化以及開放預(yù)約的智能化管理[5]，緩解了學(xué)校對于實驗課程教學(xué)模式改革提出的新要求，激發(fā)和調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升了實驗室管理水平和效率。

[1] 廖蓉.高校實驗教學(xué)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的新途徑[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2011(1):157-158.

[2] 王淼.新形勢下高校實驗室發(fā)展的改革思路[J].時代教育,2015(5):210.

[3] 尹燕霞,李潔,孫秀英.生物學(xué)實驗室開放研究與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2009(11):122-124.

[4] 陶永才,張青.數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2014.

[5] 孫梯全,李延標,田俊杰.基于物聯(lián)網(wǎng)的實驗室智能管理系統(tǒng)的構(gòu)建[J].課程教育研究,2014(36):235-237.