基于数字化校园的实验预约管理系统

朱 浩， 左志宏， 蒲永华， 杨 佳， 孙可伟

(电子科技大学 a. 信息中心；b. 教务处；c. 国有资产与实验管理处；d. 电子实验中心， 成都 611731)

基于数字化校园的实验预约管理系统

朱 浩a， 左志宏a， 蒲永华b， 杨 佳c， 孙可伟d

(电子科技大学 a. 信息中心；b. 教务处；c. 国有资产与实验管理处；d. 电子实验中心， 成都 611731)

开放式实验教学模式是实验课程发展的必然趋势，实验预约管理系统是实现开放式实验教学模式的基础保障。首先分析了传统实验预约管理模式存在的问题，然后提出了基于数字化校园的实验预约管理系统的解决方案，并重点介绍了系统的业务流程、数据共享和应用场景。实验预约管理系统可以有效提高学校实验资源的利用率，提升用户的体验度，推动学生创新能力的提高。

实验预约管理系统； 数字化校园； 数据共享； 预约诚信度； 互联网+

0 引 言

实验课程是高等教育的一个重要环节，随着教学水平的不断发展和教育改革的不断深化，开放式实验教学模式[1]已成为实验课程发展的必然趋势。开放式实验教学模式打破了传统实验课程的限制，允许学生根据自身的学习计划来进行自主预约实验。当前，实验预约的管理模式仍以人工登记方式为主，这已无法适应开放式实验教学模式的发展，需要通过基于数字化校园[2]的实验预约管理系统来进行更加高效的管理。

1 传统实验预约管理模式存在的问题

高等教育越来越注重对学生的创新思维和创新能力的培养，个性化教育和研究性学习已成为高等教育教学改革的发展方向[3]，因此，开放式实验课程的数量也显著增加。然而作为开放式实验的前提条件，实验工位和实验设备的预约大多仍采用人工登记方式进行，十分落后，无法满足学生自主学习[4]的需求。

在传统的实验预约管理模式中，学生首先需要向实验管理员查询实验课程的安排情况，然后在实验室空闲的时间段中预约实验工位和实验设备。由于所有学生均只能进行现场预约，常出现排队拥挤的情况，十分不便，也极大地增加了实验管理员的工作量。同时，学生也只能在实验管理员的工作时间内进行现场预约，在时间和空间上都受到了很大的限制。

为了配合学分制[5]教学管理模式的开展，学生预约的开放式实验课程信息需要同步到教务系统中，以便计算该生的实验课成绩和学分。然而在传统的人工管理模式中只能依靠实验管理员的人工录入，效率十分低下，且容易出现遗漏和错误。同时，由于各实验室的设备预约和借还信息没有与国资管理部门共享，各实验室设备的借还情况无法实时向校内公布，故造成了实验设备在校内的流通不畅[6]。

2 基于数字化校园的实验预约管理系统

为了解决传统实验预约管理模式存在的问题，改变人工管理模式的落后现状，有的实验室建设了单机版应用系统来进行预约管理，但这些系统仅仅实现了部分管理工作的数字化，没有与学校教务系统、国有资产管理系统等应用系统共享数据[7]，存在很大的局限性。一个完善的实验预约管理系统不是对原有人工业务的简单数字化，而应该是基于数字化校园的，能充分利用互联网并能与其他应用系统进行数据共享的应用系统。

2.1 系统的主要功能模块

实验预约管理系统基于B/S模式[8]进行设计，确保用户可以在连接互联网的任何地方都能使用系统，避免了单机版系统的局限性。系统的主要功能模块包括实验教师模块、学生模块和实验管理员模块，如图1所示。

图1 系统功能模块图

2.1.1 实验教师模块

实验教师可在系统中上传实验相关的资料，便于学生在实验前的自主学习，为学生进行开放式实验提供支撑。实验教师也可以针对学生的提问进行在线答疑，提高学生的实验水平。在学生提交开放式实验的实验计划后，实验教师需要对该计划进行审核。在学生完成实验后，实验教师要对学生的实验结果、实验报告等进行评判，并结合学生的考勤数据形成学生的实验课成绩。

2.1.2 学生模块

学生要进行开放式实验，首先需要学习相关资料，并对学习中遇到的问题向实验老师在线提问，最后科学地设计出自己的实验计划。学生在其实验计划被实验教师审核通过后，方可查询当前实验工位和实验设备的预约情况，然后在空余的实验工位和实验设备中进行预约。学生预约实验工位的用户界面见图2。

图2 实验工位预约的用户界面

学生预约实验设备的操作界面与预约实验工位类似，预约实验工位进行开放式实验的流程如图3所示。

图3 实验工位预约流程图

学生根据自己的学习需要进行开放式实验，在学习了实验相关资料后，可以提交自己设计的实验计划。实验教师将对该实验计划的可行性、实验方法和预期结果等方面进行审核，若审核通过，学生就可以进行实验工位的网上预约，若审核不通过，学生则需重新修改自己的实验计划。学生接下来可在实验预约管理系统中查询实验工位的预约状态，若在自己计划的时间段有空余的工位，则可预约该工位。实验管理员根据学生提交的相关文档及其诚信度进行审核，若审核通过，则学生的工位预约成功。学生在工位预约成功后，必须在预约的时间按时进行实验，考勤信息会影响其实验成绩和诚信度，若出现无故的失约、迟到等情况，其诚信度将被降低。若出现多名学生预约同一时段的同一工位，诚信度高的学生将享有优先权。若出现3次无故失约的情况，该学生将失去预约实验的资格。因此，实验预约诚信度的引入，能有效减少学生失约的现象，大大提高实验资源的利用率。

2.1.3 实验管理员模块

实验管理员可通过系统来发布实验预约相关通知公告，实验室的各项临时安排也可及时发布到网站上。实验管理员可对实验学生和教师的权限进行管理，可将出现3次无故失约行为的学生列入黑名单，取消其预约资格。实验管理员可在线审核学生的实验工位和实验设备预约申请，审核结果将实时在网上公布。

2.2 实验预约管理系统与数字化校园的数据共享

实验预约管理系统是基于数字化校园进行设计的，主要体现在它不是一个信息孤岛，而是与数字化校园的其他应用系统进行了数据共享。实验预约管理系统与其他应用系统的数据共享是通过共享数据库平台来实现的，该平台可实现各应用系统间的实时数据交换[9]，示意图如图4所示。

图4 数据共享示意图

实验预约管理系统所需的教师基本信息直接从人事系统[10]抽取，学生基本信息从教务系统[11]抽取，实验管理员不再需要人工录入教师和学生名单，所有在职教师和在校学生的基本信息均自动同步到系统中，实验管理员只需对用户的操作权限进行管理。

实验室虽然支持学生进行开放式实验，但也会固定安排有相当数量的实验必修课，学生预约实验工位只能在实验必修课以外的时间段进行。在传统的管理模式中，学生需要先到实验管理员处查询可供预约的时间段再进行预约。由于实验预约管理系统从教务系统同步了实验必修课的排课数据，故学生无需再找实验管理员查询，在网上即可实时查询每个时间段可供预约的实验工位。

学生进行开放式实验时，首先要设计自己的实验计划，在传统的管理模式中，学生需要提交相关纸质文档以供审核，既繁琐又不便于后期的保存。通过预约实验管理系统，学生可以在线提交相关电子版文档，这些文档将会同步到教务系统进行保存，可作为知识库为后面的学生进行实验设计提供支撑。

学生用自己的账号在实验工位登录系统开始实验后，系统会对比其登录时间和预约时间，自动生成考勤数据，该考勤数据将会影响学生的实验课平时成绩和预约诚信度。在实验完成后，实验课教师可在线对学生的实验结果进行评判，最终的成绩将直接同步到教务系统中，无需再在教务系统中进行人工录入。

实验预约管理系统中的设备借还状态信息将同步到国有资产管理系统[12]中，从而使广大师生能够实时掌握全校各实验室的设备借还状态。这将有利于实验设备在实验室间的流通，提高全校各实验室实验设备的使用效率。

3 系统的创新

实验预约管理系统基于数字化校园进行设计，充分发挥了互联网的优势，用户可使用任意终端设备通过互联网来访问系统，系统的应用场景[13]如图5所示。

图5 系统应用场景

实验预约管理系统代替了传统的人工登记预约方式，也消除了单机版预约管理系统的弊端，系统应用的创新点主要有以下几点：

(1) 提高了实验资源的利用率。在依靠人工登记的传统预约管理模式中，由于工作效率低下，预约流程繁琐，预约成功率低，致使学生开展开放式实验的积极性不高，进而造成实验工位和实验设备的利用率也很低。通过实验预约管理系统进行网上预约，简化了预约流程，大大提高了学生开展开放式实验的积极性，从而使实验工位和实验设备的利用率得到很大的提高。同时，学校通过对系统中实验工位和实验设备的预约情况统计，可以实时掌握校内实验室和实验设备的使用情况[14]，为实验课程设置和实验设备采购的科学决策提供依据。

(2) 利用“互联网+[15]”的思维提升了用户的体验度。由于系统基于互联网进行设计，故学生、实验教师及实验管理员可在任何时间、任何地点进行系统操作，打破了时间和空间的限制。用户可通过台式机、笔记本电脑、平板电脑及智能手机等任何可接入互联网的终端设备来完成相关操作，十分方便，用户的体验度得到了巨大的提升。

(3) 促进实验数据的沉淀，推动学生创新能力的提高。在传统管理模式中，实验相关的实验方法、操作过程和实验结果等数据文档的管理主要依靠人工完成，没有形成完整的知识数据库，很难为后续学生的实验提供支撑。由于系统基于数字化校园进行设计，实现了与学校教务系统的数据共享，所有实验相关数据都将完整的保存在教务系统中。随着实验数据的沉淀和积累，学生可更加全面的了解“前人”的实验方法、操作过程和实验结果，并可在此基础上进行不断的完善和创新，真正发挥开放式实验教学对学生自主创新能力培养的推动作用。

4 结 语

开放式实验教学模式是实验课程发展的必然趋势，也是基于网络的自主学习模式[16]的重要组成部分，实验预约管理系统是实现开放式实验教学模式的基础保障。以数字化校园为基础来构建实验预约管理系统，充分利用了学校的共享数据库资源，发挥了“互联网+”的技术优势，真正做到了以用户为中心的原则，有效推动了开放式实验教学模式的建设。

[1] 吕小兰,戴延凤,胡满根,等.学分制开放式实验教学模式的探讨[J].实验室研究与探索,2012,31(8)：121-124,146.

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[3] 吴文华,施镇江,朱娟娟,等.智能管理系统在高校实验室管理中的应用[J].实验室研究与探索,2014,33(11):259-264.

[4] 陆 源,厉旭云,叶治国,等.自主学习、自主实验、自主创新教学的研究[J].实验技术与管理,2012,29(6):11-16.

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[6] 林 婷,范哲意.高校科研实验设备资源的共享问题[J].实验室研究与探索,2009,28(6):162-164.

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[13] 吴 旭,陈仁安,魏德志.基于云计算的实验室综合管理系统的设计和应用[J].实验室研究与探索,2015,34(10):226-229.

[14] 贺超波,陈启买,石玉强,等.实验教学数据管理与分析系统的研究与实践[J].实验技术与管理,2012,29(1):110-113,118.

Research on Experiment Reservation Management System Based on Digital Campus

ZHUHaoa,ZUOZhihonga,PUYonghuab,YANGJiac,SUNKeweid

(a. Information Center; b. Academic Affairs Office; c. Office of State-owned Assets and Experimental Management; d. Electronic Experiment Center, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China)

It is a developing trend for experimental courses to construct an open experimental teaching mode. The experiment reservation management system is the basic guarantee for the realization of the open mode. This paper analyzes the problems of the traditional experiment reservation management mode first. It proposes the solution of experiment reservation management system based on digital campus. Then, it focuses on the system’s business processes, data sharing and application scenarios. The experiment reservation management system can effectively improve the utilization of experimental resources, enhance the user experience, and promote the improvement of students’ innovation ability.

experiment reservation management system; digital campus; data sharing; reservation integrity; the Internet +

2016-03-17

教育部基于实名制网络学习空间自主学习模式探索项目(Y03093036001074)

朱 浩(1979-)，男，四川自贡人，硕士，工程师，主要研究方向为应用系统研究与建设。

Tel.：13882053022；E-mail:zhuhao@uestc.edu.cn

TP 315

A

1006-7167(2017)02-0218-04