基于开源框架Flask快速构建实验室预约系统

李程慧

摘要：根据实验室管理需求，该文开发一个基于开源软件的实验室预约系统。该系统的Web服务器采用稳定可靠的nginx，Web应用采用基于Python语言的Flask微框架，具有小巧易扩展的特点。数据库采用SQLite/postgreSQL，前端框架使用Bootstrap。该系统主要分为管理员模块和申请模块两种身份功能模块。在管理模块中，管理员的任务是维护管理信息；在申请模块中，申请人根据实验室空闲时间段进行预约，通过表单提交数据，并将预约详情返回于申请人。若申请人取消预约，则可以直接点击取消按钮。使用该系统，申请人不必亲自到实验管理员办公室办理预约手续，使得实验时间安排更加灵活、自主，同时降低了实验管理人员的劳动强度，提高了实验室利用率。

关键词：实验室管理；预约系统；Python；Flask框架

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）10-0077-02

1 概述

实验室是高校的重要组成部分，实验室信息化能够提高资源利用率和共享程度，它对深化教育改革和培养创新人才意义深远[1-3]。实验教学是高等院校教学中一个相当重要的教学环节，在整个教学过程中起到不可替代的作用[4]。如何充分利用实验室有限的教学资源，有效地提高实验室的利用率，成为实验室管理中亟待解决的一个重要问题[5]。

实验教学要求实验安排更为灵活，需要一个与实验室实际需求相适应的、现代化的实验管理手段[6-9]。将互联网应用于实验室管理，较之现有的非移动实验室管理有着不可比拟的优势。在这种情形下，开发一个基于Internet的实验室预约系统显得非常必要。

2系统设计

2.1系统需求分析

高校实验室的预约普遍采用人工方式。学生或者教师通过电话问询实验室空闲情况后进行预约，管理员将预约结果手动记录在借用申请表中，这种方式准确性低、不利于查询[10]；有时学生去管理员办公室借用实验室，会出现预借用的时间段已经被预约的情况[11]。因此，需要开发一套实验室预约系统来完善实验室的使用。

2.2设计思路

本文利用Python的Flask框架，搭建实验室预约系统。实验管理员在系统上发布实验室空闲时间段，申请人采用网上申请的形式进行预约。

本文采用类似于淘宝购物的思路，将商品目录对应于实验室名称列表；商品订购对应于实验室空闲时间段；加入购物车这一操作对应于预约某一个时间段；购物清单对应于预约实验室的多个时间段；结账明细对应于申请人预约信息详情。

对申请人而言，实验室预约过程类似于商品订购。但是，不同于淘宝购物的是：实验室某个空闲时间段是唯一的，只允许预约一次。本文采用“先到先得”的原则来决定预约结果，即假设预约系统显示区有实验室1星期一第1节，那么代表着这个时间段是空闲的，目前没有被任何人预约，此时若申请预约这个时间，那么会立即弹出预约成功信息，不必等待管理人员审核。管理员可以根据预约情况取消无效的预约。考虑到学生实验主要以教师为引导，所以学生预约实验室的几率小[12]。

2.3数据库结构设计

该系统共设计了3个表，分别为注册信息表（users）、实验室信息表（rooms）和预约信息表（reservations）。其中，登录信息表中包含了教师的信息（ID、姓名、邮箱和密码）。实验室信息表（rooms）是实验管理员发布的可以预约的实验室信息（ID、实验室名字和描述）。预约信息表（reservations）包含了已经预约的实验室信息（日期、节数、申请人和实验室ID）。

2.4功能设计

基于B/S下的实验室预约，在浏览器端完成实验室预约申请，其中涉及的功能有查看实验室空闲信息、预约申请和查看预约结果[13]。

若申请人预约金融实训平台某个时间段，则点击预约，查看实验室空闲时间段。假设上午有5节课，分别是第1、2、3、4、5节；下午有4节课，分别是第6、7、8、9节；晚上有3节课，分别是第10、11、12节。如图2。根据需求预约相应的时间段。

在图2中，深色表示可预约，浅色表示有课或者已预约。假设申请人需要预约2016年3月19日下午第6、7、8节，那么点击“可预约”，弹出登录对话框。若无账号，则需先注册。若登录成功，则可以进入预约界面，如图3：

申请人输入预约开始的节数6和结束的节数8，点击预约，弹出预约信息详情，查看我的预约记录，如图4：

3展望与结束语

本文开发的预约系统基于目前国外开发极为活跃，使用相当普遍的开源框架。Web应用基于Python语言的Flask微框架，具有跨平台，轻量，易扩展的特性。该预约系统使用了大量现成的Flask扩展插件，不仅加速了系统开发的进度，而且大大提高了系统实现的安全性与稳定性。

预约实验室需要注意几个问题：避免“人满为患”现象，每个实验室的仪器设备数量是一定的，在预约时要考察人数是否已经饱和[14]。若同一实验室同一时段被多个老师预约，那么实验管理员根据预约信誉[15]（即以往预约的可靠性、按时使用实验室的概率）的高低来决定本次借用实验室的优先级的高低。引入预约信誉这一机制，能够有效地解决实验室常常出现的“人满为患”和“门庭罗雀”现象。目前，该系统仅允许教师预约，在今后的努力中，需要考虑学生预约以及预约人数是否饱和问题，进一步完善实验室预约系统。

参考文献：

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[14] 许又泉，李仁发，苏立珍.基于WEB的开放式实验室管理系统的设计与实现[J].实验室研究与探索，2007，26（3）：64-66，92.

[15] 罗咏梅，金志刚.基于二维码和新媒体的实验室预约签到与精细化管理[J].实验室研究与探索，2015，34（9）：98-102.