实验室预约管理系统

华北电力大学 王 皞 李秀琴 陈 喆 贾泽辉 徐 威

0 引言

高校是以培养高质高效应用型人才为目标的，而高校实验室是培养应用型人才实践环节的重要手段，是完成教学实验与教师科研的主要场地，是高校实践教学资源的主要集聚地.实验室管理水平的高低对实验教学以及科研工作质量影响很大，起着决定性的作用.高校实验室管理是一项复杂的系统工程，只有建立高效的实验室信息化管理模式，才能使实验室的作用得到充分地发挥[1]。

1 现状分析及系统技术简介

1.1 与传统实验室管理方式比较

传统的人工管理方式，积累量大，易出错，在实验室开放方面，学生很难查看实验室的空闲时段，预约及成绩管理需要花费大量的工作量，管理员也很难为学生提供实验条件，在选择实验课方面，总是以班级或者专业为单位进行排课，使得教学缺乏自主化、人性化，从而影响实验教学的效果。

新型实验室管理系统通过计算机网络实现资源共享，不受时间空间限制，教师和学生可在任意一台联网计算机终端进行实验预约、查询等操作，不仅检索迅速、查找方便而且存储量大，成本低，极大提高工作效率，把分散的实验室预约信息进行统一、集中、规范的收集管理，满足对实验室大量信息进行管理及教学交流等需求。

鉴于目前继电保护与自动远动实验室使用及预约情况，同学们自主选修课程，课表时间不尽统一，可自由利用的时间呈碎片化，同一课堂的同学有可能无法按照规定课表的时间进行实验，这使得实验室有序规范管理存在较大困难，因此传统实验室的管理耗费大量的人力和精力以及实验课程管理混乱等诸多问题便暴露出来。若能实现让学生们在网页上自主预约选择实验时间，对于学生来说，实现了时间合理利用、实验自主化；同时老师们的统一动态管理更加便捷有序。

基于ASP.NET框架的实验室预约管理系统是基于网络环境实现高校实验室开放管理的支撑系统，它能实现学生对实验室的网上预约、实验室的动态管理以及实验室的精细化管理。

1.2 系统技术简介

实验室预约管理系统的开发主要包括后台控制数据库的建立和前端应用程序的设计两个模块，对于前者力求建立数据的一致性，完整性和安全性[2]。

为此我们用M o d e l，D E L，B L L三层结构、数据库：SQL Server2014、C#语言实现后台控制 ；采用JAVASCRIPT语言、HTML5跨平台开发脚本语言、基于ASP.Net框架来进行前端界面设计。

2 需求分析

2.1 需求分析

近十年，国内高校发展和改革的步伐日趋加快，办学规模不断扩大，实验室建设的投入逐年增加。面对规模庞大、事务烦杂的实验室管理工作，许多管理上的问题也逐渐暴露出来：

（1）实验室的基本信息收集和管理还处于手工操作或者文档管理的阶段，缺少及时了解全校实验室各类信息的数据平台。当评估检查或需要数据上报时就要加班加点赶材料，使本来就繁重的管理工作任务更加艰巨。为了解决这一难题，学校需要建立基于网络的实验室信息数据库，来管理诸如实验项目、人员、用房、设备、实验室建设、日志文档等信息。

（2）随着教务管理实行“学分制”改革的不断深入，教务开放选课已经全面铺开，传统的按照班级集体上实验课的模式很难实现“学分制”的要求，完全手工安排实验教学进度变得异常艰难。为了解决这一难题，管理部门需要面向学生，开放实验室，进行开放式的实验教学选课管理，同时对实验成绩和学生教学反馈信息加以管理，以规范实践教学，提高教学质量。

（3）实验室建设投入不断加大，部分大型精密仪器在正常的教学和科研以外还有大量时间处于闲置状态，造成了设备资源浪费。为了解决这一难题，学校需要实行大型设备共享机制，面向校内外提供设备共享服务，提高资源使用率，创造设备效益[3]。

2.2 解决方案

（1）用互联网技术替代人力，节省人力，提高效率，实现实验室动态化管理；

（2）软件硬件相结合，实现科学化管理；

（3）本科生打破按课堂排实验的做法，实现自行预约；教师、研究生等也可通过该系统查看实验室使用状态，可预约实验室做课题研究，提高实验室使用效率，有序高效。

3 设计模块

3.1 系统功能模块

本系统的主要功能是实现学生对实验室的网上预约；实现实验室的动态管理；实现实验室的精细化管理。

本系统分为查询模块、预约模块、后台管理模块三部分。

查询模块的主要功能是查询实验室的使用状态，不同时间段内开设的实验项目，对开设实验项目进行介绍。

预约模块的主要功能是对实验室进行预约，只有合法的用户才能对实验室进行预约。现在安排本科生实验都是按课堂排，任课教师到实验室人工预约。电自实验室是专业实验室，进入实验室的是三、四年级本科生。同一课堂的学生由于所上选修课不同，安排统一时间做实验总是不尽人意，时间不好统一。为此，想开发该系统，打破按课堂排实验的做法，学生根据自己时间，在实验室规定时间段内自己预约实验，既满足学生时间，又可提高实验教学效果及实验室利用率。

后台管理模块的主要功能是实验室的信息管理、开放管理、用户信息管理、统计管理四个功能。实验室信息管理是对实验室信息的维护。实验室开放管理是设置各个实验室的可预约时间等功能。用户信息管理，由于学生是流动的，每年有新生和毕业生，还有转专业、留级、休学、退学等情况的发生，所以本项功能是导入学生处提供的学生信息，对用户进行动态管理。统计管理的主要功能是通过一卡通刷卡登记对实验室的使用情况进行信息统计，掌握实验室的应用状态，为每年向教育部报送数据提供依据，同时对实验室后续工作的开展起参考作用。

3.2 系统功能图解

图1 管理员管理模块

图2 学生预约与查询模块

3.3 系统结构

3．3．1 系统运行架构

客户机上安装浏览器(Browser)，如Internet Explorer，服务器安装SQL Server数据库，在这种结构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，主要事务逻辑在服务器端实现，浏览器通过Web Server 同数据库进行数据交互。系统的扩展非常容易。所有的客户端只是浏览器，根本不需要做任何的维护。无论用户的规模有多大，有多少分支机构都不会增加任何维护升级的工作量，所有的操作只需要针对服务器进行；如果是异地，只需要把服务器连接专网即可，实现远程维护、升级和共享[4]。

3．3．2 预约及管理流程

（1）用户通过浏览器登录界面，进行身份核验，通过数据库记录选择管理员还是学生用户，只有数据库中有记录的合法用户才能成功进入系统页面。

（2）登录成功后，管理员可以对个人信息进行修改，设置实验信息和实验室信息，对预约信息进行查看与更新，并且可以对设备使用记录进行查看与数据导出。

（3）学生用户登录成功后，便可修改个人密码，同时查看实验信息与实验室信息，并且可以进入预约界面，查询预约信息，进行预约。

3．3．3 数据库及数据表设计

（1）数据库E-R关系图

图3 数据库E-R关系图

（2）数据表

学生表：学生姓名、学号、专业班级、密码

教师表：教师姓名、教师号、密码

实验室表：实验室编号、实验室名称及简介、负责老师

实验表：实验编号、实验名称及简介、对应实验室编号

预约表：学生学号、姓名、预约实验编号、实验室编号、预约时间

设备表：实验器材编号、实验器材名称、型号、价格、数量、购买时间及实验室编号

3.4 功能界面

核心页面如下：进行不同用户的登录实现身份核验，从而显示用户身份及学号等，可以进行实验的选择与对应时间段的自主选择，即实现自主预约。

图4 系统主界面

4 结论

此次实验室预约管理系统的设计实现是我们第一次运用所学知识进行创造的系统，系统在开发期间确实也遇到过大大小小的问题，但经过不懈的努力与不断地克服困难，最终完成了三层结构的搭建与程序的设计。作为大学生的我们，首次将理论知识与实际相结合，更加验证了实践出真知的道理，书本上的知识只有学以致用，在运用过程中发现问题并且解决问题，才能对我们形成更加深刻的理解。

本文开发的“实验室预约管理系统”采用三层结构体系，并且在ASP.NET框架下运用JAVASCRIPT、HTML5语言进行网站的前端设计，同时运用SQL SERVER、C#语言进行后台的搭建，实现对学生、教师（管理员）等网络用户访问的管理控制，这是一次有意义的尝试，运用互联网信息化手段真正作用于实验过程中，实现让学生们在网页上自主预约选择实验时间，对于学生来说，实现了时间合理利用、实验自主化；同时老师们的统一动态管理更加便捷有序。尽管目前系统尚有不完善之处，但我相信经过我们日后的改进，系统功能一定会进一步完善，并且真正为学校实验室提供便捷。

[1]陈祖新,孙跃,余晓伟．浅谈高校实验室信息化管理[J]．赤峰学院学报(自然科学版),2012,28(08)∶219-221．

[2]Roland Kammergruber,Stephanie Robold,Jasna Karliç,Jürgen Durner．The future of the laboratory information system-what are the requirements for a powerful system for a laboratory data management?[J]．Clinical Chemistry and Laboratory Medicine(CCLM),2014,52(11)．

[3]申书军．某高职院校实验室管理系统设计与实现[D]．山东大学,2013．

[4]吴小青．基于B/S体系结构软件开发技术研究[D]．江南大学,2008．