徐正超，王義斐，譚煜凱，朱立佳，李強

（1.沈陽工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院，遼寧沈陽 110000；2.沈陽工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院，遼寧沈陽 110000）

1 研究背景

在高校教育教學(xué)管理中，隨著信息技術(shù)與教育教學(xué)實踐的不斷融合，“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的應(yīng)用越來越受到大家的青睞。但是實驗室的信息化建設(shè)作為高校信息化建設(shè)的重要組成部分，還存在薄弱環(huán)節(jié)，甚至是盲區(qū)。目前，高校實驗室預(yù)約一般有傳統(tǒng)的依靠人工管理為主的實驗室預(yù)約和網(wǎng)絡(luò)管理開放性實驗室預(yù)約2 種情況[1]。

在實驗室預(yù)約管理系統(tǒng)開發(fā)上，國外將信息管理系統(tǒng)應(yīng)用于教育的時間相對較早。20 世紀90 年代，許多西方國家就開始使用LIMS（Laboratory Information Management System，實驗室信息管理系統(tǒng)），該系統(tǒng)較為完善[2-3]。國內(nèi)部分高校通過本校教師和學(xué)生開發(fā)出了適用于本校的實驗室管理系統(tǒng)，有些軟件開發(fā)商也逐漸開始關(guān)注針對高校的項目開發(fā)。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上講，大多數(shù)是基于B/S 結(jié)構(gòu)的HTML 或Android 等工具進行開發(fā)的[4-6]。

現(xiàn)有的實驗預(yù)約方式均不能完全在各學(xué)科的實驗課程中開展，另外無法忽視學(xué)生自主學(xué)習(xí)度不夠等一系列問題。因此，面向當(dāng)前實驗室管理與建設(shè)的不足，為了增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動性及實驗室的開放性，設(shè)計開發(fā)一種集實驗預(yù)習(xí)和實驗預(yù)約的新系統(tǒng)就顯得尤為必要。本文以沈陽工業(yè)大學(xué)“幾何量精度設(shè)計與檢測”課程為例，介紹基于HTML 的實驗預(yù)約管理系統(tǒng)開發(fā)的探索與實踐。

2 系統(tǒng)需求分析

本系統(tǒng)的開發(fā)主要是為了進一步方便學(xué)生預(yù)約實驗室、減輕教師工作壓力、提高實驗室利用效率。因此，本系統(tǒng)的使用者主要是學(xué)生、實驗教師兩大用戶，系統(tǒng)主要包含實驗預(yù)習(xí)、實驗預(yù)約、信息查詢、實驗管理等功能。本系統(tǒng)的總體數(shù)據(jù)流如圖1 所示。

圖1 實驗室預(yù)約系統(tǒng)總體數(shù)據(jù)流

2.1 實驗材料

由教師以文字、圖片或視頻等方式上傳實驗相關(guān)材料（指導(dǎo)書、儀器設(shè)備說明書等）到系統(tǒng)中，并根據(jù)實驗指導(dǎo)書等內(nèi)容設(shè)計測試題庫，提高實驗效率。

2.2 實驗預(yù)習(xí)

學(xué)生在預(yù)約相關(guān)實驗前須閱讀實驗的相關(guān)材料，并在答題測試通過后進行實驗的預(yù)約操作。主要包括：①實驗內(nèi)容及相關(guān)安全知識講解。不同實驗在預(yù)約之前都需要觀看與該實驗相關(guān)的視頻或者文字說明，確保在實驗時提高操作效率，避免在實驗操作時發(fā)生實驗事故。②測驗功能。相比于舊版實驗預(yù)約系統(tǒng)的直接預(yù)約，該系統(tǒng)新增測驗頁面，預(yù)約實驗之前查看實驗指導(dǎo)書等相關(guān)材料并進行與實驗相關(guān)的測驗，分數(shù)達標(biāo)后方可繼續(xù)預(yù)約實驗，方便同學(xué)在實驗之前了解相關(guān)操作與原理，提高自主學(xué)習(xí)能力。

2.3 實驗管理

實驗管理主要包括實驗室管理、班級管理、實驗項目管理。實驗室管理主要包括實驗室名稱、地址、可容納人數(shù)等信息，這些信息均需在實驗室開放前完成設(shè)定。班級管理主要是教師通過上傳課程班級名單excel 表格或從教務(wù)系統(tǒng)導(dǎo)入名單2 種方式建立實驗班級信息。在建立班級學(xué)生名單的同時也要輸入沒有課程安排的時間段，方便合理安排實驗時間。實驗項目管理主要是建立各個實驗項目的教學(xué)時間信息和實驗學(xué)時等，供學(xué)生選擇合適時間段的實驗項目。

2.4 實驗預(yù)約

學(xué)生通過登錄實驗室預(yù)約系統(tǒng)，進入實驗預(yù)約頁面，在答題通過后選擇實驗項目、周次、節(jié)次、具體時間，完成后提交，預(yù)約成功。當(dāng)預(yù)約錯誤或預(yù)約信息出現(xiàn)問題時及時聯(lián)系教師，由教師進行相應(yīng)修改。

2.5 信息查詢與顯示

主要是學(xué)生和教師通過查詢功能在數(shù)據(jù)庫中查詢符合條件的信息并返回報表供顯示查看或打印，包括查詢請求和查詢結(jié)果2 種數(shù)據(jù)。例如：學(xué)生可以查看個人信息（用戶名、學(xué)院、專業(yè)等）、查看實驗室的詳細信息、查看自己的預(yù)約信息等。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計與實現(xiàn)

結(jié)合系統(tǒng)要求和實驗的實際情況，本文確定了本系統(tǒng)的兩大基本功能模塊，即教師功能模塊和學(xué)生功能模塊。在這2 個功能模塊中，每個模塊還可細分為其他功能模塊。

3.1 教師功能模塊

教師功能模塊包括若干功能，如圖2 所示。

圖2 教師功能模塊

教師在使用賬號密碼進行登錄后，可進行如下各功能的操作。

用戶管理：主要包括學(xué)生用戶注冊、登錄，個人基本信息維護；手動添加、刪除用戶，可單個操作，也可批量操作。單獨注冊的學(xué)生自定義登錄密碼，教師添加的學(xué)生用戶由系統(tǒng)分配密碼，學(xué)生在第一次登錄后可修改。

考勤管理；記錄學(xué)生實驗的時間信息，可根據(jù)實際需求，選擇生成對應(yīng)實驗室考勤周報表與月報表。

實驗管理：實驗室基本信息維護，含實驗室名稱、編號、位置、所屬院所部門、實驗項目信息等；此模塊還包括教師發(fā)布視頻、文字等學(xué)習(xí)資料，編輯題庫并發(fā)布考試等功能。

通知管理：主要是發(fā)布通知、刪除通知，讓學(xué)生及時了解實驗室運行狀況。

信息查詢：查看預(yù)約的信息、學(xué)生用戶信息等。

3.2 學(xué)生功能模塊

學(xué)生功能模塊包括若干功能，如圖3 所示。

圖3 學(xué)生功能模塊

學(xué)生在使用賬號密碼進行登錄后，可進行如下功能的操作。

實驗預(yù)習(xí)：學(xué)生用戶在登錄后，可在實驗前查看與實驗相關(guān)的學(xué)習(xí)資料（包括視頻與文字），在參加預(yù)習(xí)測驗后會得到相應(yīng)的成績；測驗可多次進行，如果不合格則需要重新參加測驗，直到成績合格才能進行實驗的預(yù)約。

實驗預(yù)約：學(xué)生選擇實驗室、日期、時間區(qū)間、人數(shù)等信息。若各條件均滿足實驗室要求，系統(tǒng)顯示預(yù)約成功。

實驗退訂：學(xué)生因為某些原因無法按時參加所預(yù)約的實驗時，可在實驗開始前一天取消預(yù)約，即實驗退訂。實驗退訂后空出的時間及實驗項目可由其他同學(xué)繼續(xù)預(yù)約。

信息瀏覽：登錄后可查看詳細的預(yù)約情況，如實驗名稱、預(yù)約日期、預(yù)約區(qū)間等，也可查看教師發(fā)布的所有公告。

信息查詢：學(xué)生通過搜索關(guān)鍵字（如實驗地點、預(yù)約區(qū)間、實驗項目），即可查看詳細的預(yù)約情況。

通過應(yīng)用HTML 語言基于B/S 架構(gòu)編寫了實驗預(yù)約系統(tǒng)的主體框架，其中前端界面通過HTML+CSS+javascript 實現(xiàn)[7]。實驗預(yù)約系統(tǒng)的登錄界面、信息搜索界面分別如圖4、圖5 所示。

圖4 實驗預(yù)約系統(tǒng)登錄界面

圖5 實驗預(yù)約系統(tǒng)信息搜索界面

4 結(jié)論

基于HTML 的實驗預(yù)約管理系統(tǒng)開發(fā)利用了現(xiàn)有的實驗室資源，在校內(nèi)實現(xiàn)了實驗內(nèi)容預(yù)習(xí)及開放實驗預(yù)約，不僅可以讓學(xué)生和教師更靈活自主地安排實踐時間，提高教學(xué)效率并優(yōu)化資源配置，也有利于進一步提高實踐教學(xué)質(zhì)量。