基于微信小程序的实验室在线预约功能研究与实践

魏 琛

(中国民航大学飞行分校 天津300300)

实验室是高校实践创新的场所和科技人才培养的基地，随着教学实验项目日益增多，实验教学课程内容不断增加，迫切需要使用计算机来进行辅助管理[1]。随着互联网技术的发展，基于信息化技术，为实现在疫情常态化后教学实践中实验室场景下的预约机制，进行实验室预约系统开发。目前各高校的实验室预约系统都是针对常规教学内容设计开发的，具有简单预约功能，大部分支持老师按照时间需求进行实验室预约，由于系统中没有学生数据，不能进行实名认证，更不能将一个班拆成两部分进行实验教学。此次开发的实验室预约系统，不仅提升了实验室的利用率，替代了传统纸质的预约方式，更基于防疫要求有针对性地进行了开发，既有教室数据又有教师、学生数据，并可根据需求灵活设置上课学生数量、上课时间、拆分课时(例如可将一节实验课拆成两部分来上)，且每节课都进行实名认证记录上课学生数据，便于事后追溯。

1 基于微信小程序的实验室预约系统优势

微信小程序是依托微信平台开发的应用程序，入口方式灵活多样，用户进入后可以直接进行交互行为，用完即退方便快捷，无需安装，不占用空间并且可运行平台较多。实验室工作人员通过微信的实验室预约系统，实现信息的及时共享，可以及时更新实验室状态，学生、教师可在手机端快速了解实验室使用情况，通过该平台随时随地预约。基于 Web采用B/S模式，即浏览器、服务器模式。B/S模式的最大优点是用户可以随时随地通过普通浏览器进行查询、预约实验室等操作，不需要安装复杂的专用软件，相关数据库、应用程序都集中在服务器一端，对于系统的升级、维护都只需在服务器端进行操作，系统延展性好[2]。该实验室预约系统与学校的相关系统互通互联，可以有效获取数据信息，减少系统管理员的工作量。实验室预约系统的建立解决了实验室使用及预约的矛盾冲突，使实验室教学资源师生触手可及。实验室信息化不仅实现设备资源及时共享，提高实验室服务质量，而且提高学生学习的积极性，培养学习兴趣，激发教师、学生的创新能力和科研能力。

2 系统的设计思路

实验室预约系统以“申请人预约，实验室管理员审核”的方式进行管理。申请人从系统中提交实验室预约申请，系统自动发送一条消息给实验室管理员，提醒需要审核新的预约。管理员根据申请原因、预约信誉、实验室空闲率等实际情况进行审核。若没有通过审核，则系统自动通知申请人预约失败的原因；若通过审核，则通知申请人预约成功，并将预约信息显示在客户端。用户端和内部服务器之间的数据交互过程如图1所示。

图1 数据交互图Fig.1 Data interaction diagram

2.1 用户分类

该系统将用户分为 3类：教师、实验室管理员和系统管理员。

教师：教师可以通过微信、短信授权注册、登录、查询实验室信息，进行实验室申请。

实验室管理员：实验室管理员可以查询所有的实验室信息，并对教师提交的预约进行审核，查看该实验室预约是否通过。

系统管理员：管理整个系统。系统管理员可以对实验室、学生基本信息、教师基本信息进行必要的增加、修改和删除，并管理和发布微信端首页宣传图[3-5]。

2.2 系统的总体结构

该系统使用 HTML5页面实现微信小程序的前端交互，使用Java的框架和ORACLE数据库进行后台处理，并基于Web采用B/S模式，利用微信消息回复接口，将实验室预约系统的基本功能嵌入到微信平台中。用户不需要安装软件，仅需从微信小程序端进入即可[6]。

系统功能模块如图2所示。

图2 系统功能模块图Fig.2 System function module diagram

3 系统功能的设计

根据微信小程序实验室预约的运行流程，所得预约管理系统所要处理数据的流程，如图3所示。

图3 数据流程图Fig.3 Data flow chart

通过微信小程序实验室预约管理系统所需的内容和数据流程进行分析，主要功能设计如下文所述。

3.1 微信H5小程序端

首页主要分为登录界面、Banner区域、列表区域，见图4。

图4 系统登录界面Fig.4 System login interface

Banner区域主要展示分校宣传图片、实验室信息等，最大支持 3张图片循环播放；列表区域主要显示实验室的基本信息，教师可以通过点击[预约]按钮进入该实验室的预约界面。列表区域展示的实验室信息根据当天或第二天实验室空闲状态排序。

用户点击“我的预约”，即可取消预约的实验室或查看最近的实验室预约信息，包括预约时间、实验室名称、是否通过预约审核等。

个人中心(仅限教师)显示用户认证状态和基本信息。

①未认证用户：完善个人信息，如姓名、手机号、课程分类、身份证号等，获取手机验证码，验证码通过后提交等待后台审批，审批通过用户可以正常使用小程序的预约功能。

②已认证用户：原则上信息不可变更，如信息填写错误可申请后台修改，认证通过的用户可正常使用小程序预约功能。

如图5所示，点击“实验室预约”，进入实验室预约界面，首先选择日期，可以选择日期下的所有课时时段，点击某一课时时段可以看到该课时下的所有空闲状态的实验室，选择要预约的实验室，填写课程名称、使用内容、防控物资是否到位、是否进行防疫培训，录入学生信息后，点击“提交”按钮预约实验室的使用，等待后台管理人员审核实验室预约信息。因新冠肺炎疫情，预约实验室课时可以在大课时的基础上分开选择上下课时，错峰安排学生使用实验室；预约成功后，自动生成预约信息。

图5 实验室预约界面Fig.5 Laboratory appointment interface

个人信息审核、教室预约审核提醒采用手机短信、微信进行[7-9]。

3.2 管理后台

3.2.1 实验室管理

管理人员对实验室进行管理，可以添加、修改、删除实验室的基本信息，是否开放实验室对外使用，设置实验室开放使用的时间选择；实验室基本信息包括实验室名称、位置、最大人数、开放状态等。

3.2.2 课时管理

管理人员对实验室的开放课时进行管理，方便教师合理预约实验室，主要信息包括课时名称、课时时段、开放的实验室。课时时段可以根据情况选择全时段、上半时段、下半时段，合理分配实验室资源[10]。

3.2.3 预约管理

①预约信息：管理员查看实时的待审核的实验室预约申请，对实验室预约申请进行审核，是否同意该实验室某天某课时的预约申请，填写审核意见；管理员也可以手动添加实验室预约信息。

②预约记录：管理人员可以根据课时、实验室、预约申请人等筛选实验室的预约使用记录；列表主要展示实验室名称、申请人姓名、手机号、使用内容等，支持数据的导出。

3.2.4 使用率统计

根据使用率公示统计每个实验室的使用情况，以表格或图表的形式展示。

3.2.5 用户管理

①教师管理：支持手动添加、编辑教师信息或通过微信端授权认证申请并审核通过的教师信息；教师信息主要包括姓名、联系方式、专业课程等。

②学生管理：支持管理员手动添加学生信息或按照 Excel模板方式批量导入学生信息；学生信息主要包括姓名、学号、班级、专业等。

③校外人员管理：对校外人员的信息管理，如设备维修、维护人员，校外参观人员的信息录入。

3.2.6 系统管理

①Banner配置：对预约教室系统首页 Banner轮播图进行管理，管理人员可以添加、修改、删除上传的图片来配置Banner区域的宣传展示，最大支持3张轮播图循环显示。

②管理员管理：可添加多名管理员/超级管理员来管理预约。

3.2.7 首页

管理后台首页主要以图表的形式展示实验室每天的预约和使用情况。

4 结 语

该应用程序为教师及学生提供了良好的平台，为实现教师的现代化办公创造了条件。优越性体现在以下方面：方便教师安排实验课程，开放式管理提高了实验教学的效率及实验室的利用率。教学组织的开放实现了实验时间的可选择性，学习更有针对性，教师可以与理论课程结合自由开展实验内容，充分调动学生学习的积极性和主动性，给学生提供一个选择自我发展方向的余地与体现自身特点的空间。简化预约流程，防止使用冲突，针对疫情，进行实名登记，可以分段安排进行实验课程，并统计分析使用情况[11-12]。

此系统界面设计简单，节约了师生们的时间。实验室管理人员可进行信息管理、实验安排及审核实验申请。分校也可利用该系统充分发挥实验室教学价值，提升使用效率，并在疫情常态化的背景下，对教学科研起到积极作用。