基于EXCEL的护理实验课程自动排课系统设计

陈久丽

摘要：实验室是高校进行实践教学和科学研究的重要基地，随着高校信息技术的进步和实验室规模一步步地变大，如何紧跟时代步伐、更好地提升实验室信息化管理水平成为新的挑战。实验课程的安排作为实验室管理中的重要环节，针对目前高校实验室排课程序繁杂、技术落后、效率低下等问题，提出基于Microsoft Excel开发平台，进行实验课自动排课算法的设计，提高用户的工作效率，保证排课工作的正确性。

关键词：实验室;排课系统;EXCEL

Abstract： The laboratory is an important department for colleges to carry out practical teaching and scientific research. With the advancement of the college information system and the continuous change of laboratory scale， it has become a new challenge to keep pace with the times and to better improve the level of laboratory information management. The arrangement of the experimental course is an important part of laboratory management. Aiming at the problems of complicated schedules， backward technology and inefficiency in the current laboratory schedule of the university， this paper was to design an algorithm for the automatic arrangement of experimental courses based on the Microsoft Excel development platform， in order to improve the efficiency of users and ensure the correctness of the schedule work.

Key words： laboratory; course arrangement system; EXCEL

1 背景

教育部启动的本科教学工程“国家级实验教学示范中心”建设项目以及各省（市）开展的“省市级实验教学示范中心”建设项目，有力促进了各高校实验室建设和实验教学整体水平的提高[1]。实验室是高校人才培养和科学研究最为重要的校内平台[2]，对高校的教育、科研而言，实验室是技术支撑体系，同时，实验室是实践操作的有效服务平台，在不断创新改革的浪潮推动下、实验室也是业务创新的重要载体[3]，而且它也是高校实力的一种体现[4]。如何有效管理实验室是作为实验室管理人员该深思的问题，实验室管理水平的高低直接影响高校的教学水平、科研水平以及其他相关的管理水平。排課作为实验室管理中的重要环节，是高校实现教学任务顺利进行的前提。实验课排的实质就是对于高校某学年某学期开设的各项实践课程合理的分配时间、实验场地、实验设备等资源的过程，随着全国高校教学改革的发展，学生规模逐渐扩大，高校开设课程紧跟时代的步伐，越来越多元化，诸多因素使原本简单的排课工作变得越来越复杂。而实验中心作为高校不可或缺的存在，是高校教学环境中实践教学重要的载体，如何在实验中心有限的资源内合理地进行排课面临的问题诸多[5]。

排课问题在各高校实验室都存在，如何解决这种问题，目前各高校已经针对这些问题研究开发了大量的排课系统软件，甚至市场上也有一些软件企业瞄准了这个契机、也开发了各类排课系统来面向高校，但是作为一个医学院校，专业的特殊性，这些针对高校基础课程而非实验中心的排课系统并不适用，加之护理技能教学培训中心实验教学周历是汇总各个教研室的课程表筛选出来的，所以目前并没有合适的自动排课系统。因此，本文根据二级学院实验室的实际情况，结合以往的排课经验，设计出基于EXCEL的护理实验课程自动排课系统。

2 实验室排课现状

我校护理学院技能培训中心下属5个功能区、20多个实验室，每学年完成2000左右护理专业在校学生人数的实验教学任务，实验人时数约13万，包含70多个不同的实验项目。实践教学不同于理论教学，实践教学的实验课程内容、时间、地点等均不固定，为了较好地完成各班各实践教学的教学计划，实验室管理员在每学期开学初都要花费很大精力来进行实践教学周历的编排，但往往结果总是不如人意。同时，为满足实验教师调课、加课的需要，还需要专人登记、调整课表。目前，护理技能培训中心实验教学周历的编排方法如下：1）每学期初，各教研室教学秘书核对好本教研室课程表后发给实验室管理员，实验室管理员才能通过各个教研室课程表提取出实验课表，然后再进行本技能中心周历的编排;2）实验室管理员在实验中心周历的编排过程中，需要再次核对该实验室是否符合所上相应实验课的条件，及时反馈给各个教研室秘书做出相应修改;3）实验室管理员通过手动制作表格的方式，提前排出护理技能教学培训中心每周的实验教学周历，实验周历排出后需要另外一位实验员协助核对，以防教学差错的发生;核对无误后，打印出实验教学周历，分发给各个实验员，以便实验员有足够的时间准备实验用物;4）遇到特殊情况，各个教研室需要调课的话，实验室管理员又需要更改实验教学周历，并通知各个实验员，重新打印周历分发;5）所有的修改完成确认无误后，打印一份最终的实验周历上交给教学办。

实验教学周历的编排，关系到实验室日常工作能否顺利进行，一旦出现课程排列冲突或遗漏，实验员就不能准确地准备各项实验，可能产生教学混乱，使日常实验教学不能正常进行，影响教学质量。人工排实验教学周历效率低下，往往不能一次就排好，需要经过再三修改，还容易出错，会耗费实验室管理人员大量的时间和精力，而且多次打印纸质版实验周历，也会增加办公耗材，如今是信息化时代，无纸办公逐步已经成为趋势，但是排课仍需纸质化，无形中使实验室管理员的工作量增加[6];深究其因，主要是实验中心的管理不够先进，未能有效利用信息化手段实现实验室的日常管理[7]，实验室管理员大量精力都花费在跟各教研室沟通、跟各班级学生协调，从各老师处收集实践教学计划及进度表、从各班收集学生实验课分组名单等各种纸质材料，进行实验设备的清点、维护，实验室的开关门及用电安全，实验场所及实验设备的清洁打扫等一系列繁杂的事务性工作，日复一日的无须思考的重复性工作，使得实验室管理员工作更有倦怠感、懒得去也不善于去思考如何促进实验室的建设和发展，实验室发展落后、实践教学的效果达不到，对教学质量产生极大影响。

而借助信息化手段进行实验室课程编排，不仅可以使实验管理员解放双手、提高工作效率，而且排课的准确率及时效性可以大大提高。还可以借助计算机等信息化工作，对教师信息、班级信息、实验课程信息等情况进行统筹安排，同时，还可以有机结合教师、学生等其他教学管理工作，使实验室管理水平更加信息化，如此可以更好地实现教育信息现代化[8]。

3 实验课排课系统的设计与实现

3.1 系统的功能分析

高校实验课排课管理分为三个层次：教务处、各个二级学院以及实验教学中心。学期末，教务处会下发新学期的实验教学任务，二级学院根据教务处下发的任务，找到自己学院相对应的实验教学任务、进行审核，审核完成后，实验教学中心来进行实验课程的具体编排。实验室管理员通过学院下发的教学任务，在课表中提取出各教研室的实验课表，进而自动生成具有周次，日期，星期，节次，班级，授课教师，实验内容，实验室等内容的实验室周历表。各实验教师分管不同的实验室，负责编排课表的实验管理员再根据分管情况，排出每节课每个实验室实验教师的值班，这样可以方便实验教师查阅所需信息。实验教师则可以通过课表，迅速了解自己所管实验室上课的时间、内容、节次、授课教师等信息，以便更及时准确地协助实验教学的正常进行。实验室主管老师，可以通过课表，统筹管理各实验员的工作及实验中心的正常运转。

3.1.1 数据录入功能

各教研室秘书通过教务系统的排课软件排课，生成的学期周历是表头包含周次、日期、星期、节次、课时、班级、实验内容、授课形式、学生人数、实验室、授课教师、教学职称、专技职称的Excel的文档，实验室管理员收集各个教研室本学期的教学周历，筛选出实验课程，删除课时、授课形式、学生人数、教学职称、专技职称等不需要的内容，最终形成一个带有周次、日期、星期、节次、班级、实验内容、实验室、教师的Excel的文档，然后将最终的这些文档录入系统。

3.1.2 排课功能

根据录入的实验教学任务， 进行每周每节次各个實验课程实验周历的排课。

3.1.3 报错功能

必须遵循约束条件：根据教学日历所规定的学时数排课，同一时间不能有相同教师，同一时间不能有相同班级。一旦出错，就要报错警示。

3.1.4 查询输出功能

可以对周次、日期、星期、节次、课时、班级、实验内容、授课形式、学生人数、实验室、授课教师、教学职称、专技职称等任意字段进行统计、查询。如：某个班级某实验小组实验课的内容、时间、地点等基本信息，某个实验室某个时间段是哪个班级、哪个实验内容等信息，某个授课教师基本信息等。并且可以根据需要，自行可以打印查询结果。

3.2 系统的实现

3.2.1 收集基础课程信息

3.2.2 根据课程表内容，按周进行排课

从第一步中获取基础课程表数据合并后，按照以下规则进行排序合并：

1）默认排序优先级

周次，升序。星期，升序。节次，升序。

2）特殊情况

1如果星期，节次相同则按授课地点编号升序排列;

2如果星期，节次，内容三个字段相同，则将其他字段内容去重复合并，合并时年级班次，内容，授课地点均升序排列。

3.2.3 建立实验室课表框架

根据设计目标考虑，课程表表头应包括具体日期、周次、星期、节次、年级班次、实践内容、授课地点、任课教师、文件名（区分各个教研室课表）信息。同时由于实验课的特殊性，为了使学生都可动手进行操作，一般实验课程都是三节课或者四节课连续上，在进行节次排课那一栏，每天的课程节次可以设置为1-3、6-8、10-12或1-4、6-9等。

3.2.4 提取课程表

将各教研室发来的课程表从中提取某一周的实验部分，删除不需要的部分，然后整合为一张简单的表格，把这些某一周的各个教研室的课表另存为一个文件夹里面，在这个文件夹里面再新建一个带宏的excel。

3.2.5 课程表安排

在新建的含有各个教研室的课表及带宏的excel的文件夹中，打开文件名为.xlsm的Excel，点击合并按钮，就可以生成符合条件的周历，在自动排课结束后可以人为手动地根据各实验员分管实验室的具体情况，排出实验室值班教师，并对排课情况进行调整，提高课表的满意度。实验管理员可利用 Excel的基本操作能査询所需的相关信息。如：实验课程的时间、上课地点、上课内容和上课班级等内容。

4 结束语

本排课系统实现了以信息化技术的运用，对现有的实验室教学课程安排模式进行优化， 较好地满足了日常教学的各种需求， 使实验室的管理更加高效、运转更加顺畅，实验室管理员不再是进行重复性事务性工作，提高了工作效率和工作质量，大大减少了出错率，在大大提升实验室数据和业务处理速度的同时还能够在很大程度上帮助实验室提升管理水平。本实验室排课系统是基于Microsoft Excel平台来实现，充分考虑到医学院校护理专业实验课程的多样性以及实验安排时间多样性以及可变性等问题，满足实验室管理人员的使用要求，提高信息化管理的水平，对实现实验室信息化管理具有实质的意义。

参考文献：

[1] 陶国林，曾晓松，肖夏.实验教学信息化平台建设的关键问题探讨[J].实验技术与管理，2015，32（4）：197-199，203.

[2] 林盛，山成菊，潘杰克，等.实验室综合管理平台的构建与实现[J].实验室研究与探索，2017，36（4）：245-247.

[3] 倪晟.基于Web的实验室教学信息管理系统的设计及实现[J].实验室研究与探索，2011，30（1）：160-163.

[4] 郭盛，黄刚，尹婵娟.高校实验室信息管理系统的构建[J].实验技术与管理，2019，36（5）：268-271，275.

[5] 李振，王晓全，张子蛟，等.基于专家系统的交互式排课系统的实现[J].郑州大学学报（工学版），2010，31（4）：124-128.

[6] 邱坤，顾亦然，魏莉.高校文科实验室信息化管理系统的探究[J].实验技术与管理，2019，36（8）：260-262.

[7] 王冬.高校实验室成本管理研究[J].实验技术与管理，2018，35（8）：246-249.

[8] 章玉政，李世杰，李庆男，等.实验中心排课系统的设计与实现[J].实验室科学，2011，14（6）：131-133.

【通联编辑：谢媛媛】