基于數字化校園的實驗預約管理系統(tǒng)

朱 浩， 左志宏， 蒲永華， 楊 佳， 孫可偉

(電子科技大學 a. 信息中心；b. 教務處；c. 國有資產與實驗管理處；d. 電子實驗中心， 成都 611731)

基于數字化校園的實驗預約管理系統(tǒng)

朱 浩a， 左志宏a， 蒲永華b， 楊 佳c， 孫可偉d

(電子科技大學 a. 信息中心；b. 教務處；c. 國有資產與實驗管理處；d. 電子實驗中心， 成都 611731)

開放式實驗教學模式是實驗課程發(fā)展的必然趨勢，實驗預約管理系統(tǒng)是實現開放式實驗教學模式的基礎保障。首先分析了傳統(tǒng)實驗預約管理模式存在的問題，然后提出了基于數字化校園的實驗預約管理系統(tǒng)的解決方案，并重點介紹了系統(tǒng)的業(yè)務流程、數據共享和應用場景。實驗預約管理系統(tǒng)可以有效提高學校實驗資源的利用率，提升用戶的體驗度，推動學生創(chuàng)新能力的提高。

實驗預約管理系統(tǒng)； 數字化校園； 數據共享； 預約誠信度； 互聯網+

0 引 言

實驗課程是高等教育的一個重要環(huán)節(jié)，隨著教學水平的不斷發(fā)展和教育改革的不斷深化，開放式實驗教學模式[1]已成為實驗課程發(fā)展的必然趨勢。開放式實驗教學模式打破了傳統(tǒng)實驗課程的限制，允許學生根據自身的學習計劃來進行自主預約實驗。當前，實驗預約的管理模式仍以人工登記方式為主，這已無法適應開放式實驗教學模式的發(fā)展，需要通過基于數字化校園[2]的實驗預約管理系統(tǒng)來進行更加高效的管理。

1 傳統(tǒng)實驗預約管理模式存在的問題

高等教育越來越注重對學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，個性化教育和研究性學習已成為高等教育教學改革的發(fā)展方向[3]，因此，開放式實驗課程的數量也顯著增加。然而作為開放式實驗的前提條件，實驗工位和實驗設備的預約大多仍采用人工登記方式進行，十分落后，無法滿足學生自主學習[4]的需求。

在傳統(tǒng)的實驗預約管理模式中，學生首先需要向實驗管理員查詢實驗課程的安排情況，然后在實驗室空閑的時間段中預約實驗工位和實驗設備。由于所有學生均只能進行現場預約，常出現排隊擁擠的情況，十分不便，也極大地增加了實驗管理員的工作量。同時，學生也只能在實驗管理員的工作時間內進行現場預約，在時間和空間上都受到了很大的限制。

為了配合學分制[5]教學管理模式的開展，學生預約的開放式實驗課程信息需要同步到教務系統(tǒng)中，以便計算該生的實驗課成績和學分。然而在傳統(tǒng)的人工管理模式中只能依靠實驗管理員的人工錄入，效率十分低下，且容易出現遺漏和錯誤。同時，由于各實驗室的設備預約和借還信息沒有與國資管理部門共享，各實驗室設備的借還情況無法實時向校內公布，故造成了實驗設備在校內的流通不暢[6]。

2 基于數字化校園的實驗預約管理系統(tǒng)

為了解決傳統(tǒng)實驗預約管理模式存在的問題，改變人工管理模式的落后現狀，有的實驗室建設了單機版應用系統(tǒng)來進行預約管理，但這些系統(tǒng)僅僅實現了部分管理工作的數字化，沒有與學校教務系統(tǒng)、國有資產管理系統(tǒng)等應用系統(tǒng)共享數據[7]，存在很大的局限性。一個完善的實驗預約管理系統(tǒng)不是對原有人工業(yè)務的簡單數字化，而應該是基于數字化校園的，能充分利用互聯網并能與其他應用系統(tǒng)進行數據共享的應用系統(tǒng)。

2.1 系統(tǒng)的主要功能模塊

實驗預約管理系統(tǒng)基于B/S模式[8]進行設計，確保用戶可以在連接互聯網的任何地方都能使用系統(tǒng)，避免了單機版系統(tǒng)的局限性。系統(tǒng)的主要功能模塊包括實驗教師模塊、學生模塊和實驗管理員模塊，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能模塊圖

2.1.1 實驗教師模塊

實驗教師可在系統(tǒng)中上傳實驗相關的資料，便于學生在實驗前的自主學習，為學生進行開放式實驗提供支撐。實驗教師也可以針對學生的提問進行在線答疑，提高學生的實驗水平。在學生提交開放式實驗的實驗計劃后，實驗教師需要對該計劃進行審核。在學生完成實驗后，實驗教師要對學生的實驗結果、實驗報告等進行評判，并結合學生的考勤數據形成學生的實驗課成績。

2.1.2 學生模塊

學生要進行開放式實驗，首先需要學習相關資料，并對學習中遇到的問題向實驗老師在線提問，最后科學地設計出自己的實驗計劃。學生在其實驗計劃被實驗教師審核通過后，方可查詢當前實驗工位和實驗設備的預約情況，然后在空余的實驗工位和實驗設備中進行預約。學生預約實驗工位的用戶界面見圖2。

圖2 實驗工位預約的用戶界面

學生預約實驗設備的操作界面與預約實驗工位類似，預約實驗工位進行開放式實驗的流程如圖3所示。

圖3 實驗工位預約流程圖

學生根據自己的學習需要進行開放式實驗，在學習了實驗相關資料后，可以提交自己設計的實驗計劃。實驗教師將對該實驗計劃的可行性、實驗方法和預期結果等方面進行審核，若審核通過，學生就可以進行實驗工位的網上預約，若審核不通過，學生則需重新修改自己的實驗計劃。學生接下來可在實驗預約管理系統(tǒng)中查詢實驗工位的預約狀態(tài)，若在自己計劃的時間段有空余的工位，則可預約該工位。實驗管理員根據學生提交的相關文檔及其誠信度進行審核，若審核通過，則學生的工位預約成功。學生在工位預約成功后，必須在預約的時間按時進行實驗，考勤信息會影響其實驗成績和誠信度，若出現無故的失約、遲到等情況，其誠信度將被降低。若出現多名學生預約同一時段的同一工位，誠信度高的學生將享有優(yōu)先權。若出現3次無故失約的情況，該學生將失去預約實驗的資格。因此，實驗預約誠信度的引入，能有效減少學生失約的現象，大大提高實驗資源的利用率。

2.1.3 實驗管理員模塊

實驗管理員可通過系統(tǒng)來發(fā)布實驗預約相關通知公告，實驗室的各項臨時安排也可及時發(fā)布到網站上。實驗管理員可對實驗學生和教師的權限進行管理，可將出現3次無故失約行為的學生列入黑名單，取消其預約資格。實驗管理員可在線審核學生的實驗工位和實驗設備預約申請，審核結果將實時在網上公布。

2.2 實驗預約管理系統(tǒng)與數字化校園的數據共享

實驗預約管理系統(tǒng)是基于數字化校園進行設計的，主要體現在它不是一個信息孤島，而是與數字化校園的其他應用系統(tǒng)進行了數據共享。實驗預約管理系統(tǒng)與其他應用系統(tǒng)的數據共享是通過共享數據庫平臺來實現的，該平臺可實現各應用系統(tǒng)間的實時數據交換[9]，示意圖如圖4所示。

圖4 數據共享示意圖

實驗預約管理系統(tǒng)所需的教師基本信息直接從人事系統(tǒng)[10]抽取，學生基本信息從教務系統(tǒng)[11]抽取，實驗管理員不再需要人工錄入教師和學生名單，所有在職教師和在校學生的基本信息均自動同步到系統(tǒng)中，實驗管理員只需對用戶的操作權限進行管理。

實驗室雖然支持學生進行開放式實驗，但也會固定安排有相當數量的實驗必修課，學生預約實驗工位只能在實驗必修課以外的時間段進行。在傳統(tǒng)的管理模式中，學生需要先到實驗管理員處查詢可供預約的時間段再進行預約。由于實驗預約管理系統(tǒng)從教務系統(tǒng)同步了實驗必修課的排課數據，故學生無需再找實驗管理員查詢，在網上即可實時查詢每個時間段可供預約的實驗工位。

學生進行開放式實驗時，首先要設計自己的實驗計劃，在傳統(tǒng)的管理模式中，學生需要提交相關紙質文檔以供審核，既繁瑣又不便于后期的保存。通過預約實驗管理系統(tǒng)，學生可以在線提交相關電子版文檔，這些文檔將會同步到教務系統(tǒng)進行保存，可作為知識庫為后面的學生進行實驗設計提供支撐。

學生用自己的賬號在實驗工位登錄系統(tǒng)開始實驗后，系統(tǒng)會對比其登錄時間和預約時間，自動生成考勤數據，該考勤數據將會影響學生的實驗課平時成績和預約誠信度。在實驗完成后，實驗課教師可在線對學生的實驗結果進行評判，最終的成績將直接同步到教務系統(tǒng)中，無需再在教務系統(tǒng)中進行人工錄入。

實驗預約管理系統(tǒng)中的設備借還狀態(tài)信息將同步到國有資產管理系統(tǒng)[12]中，從而使廣大師生能夠實時掌握全校各實驗室的設備借還狀態(tài)。這將有利于實驗設備在實驗室間的流通，提高全校各實驗室實驗設備的使用效率。

3 系統(tǒng)的創(chuàng)新

實驗預約管理系統(tǒng)基于數字化校園進行設計，充分發(fā)揮了互聯網的優(yōu)勢，用戶可使用任意終端設備通過互聯網來訪問系統(tǒng)，系統(tǒng)的應用場景[13]如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)應用場景

實驗預約管理系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的人工登記預約方式，也消除了單機版預約管理系統(tǒng)的弊端，系統(tǒng)應用的創(chuàng)新點主要有以下幾點：

(1) 提高了實驗資源的利用率。在依靠人工登記的傳統(tǒng)預約管理模式中，由于工作效率低下，預約流程繁瑣，預約成功率低，致使學生開展開放式實驗的積極性不高，進而造成實驗工位和實驗設備的利用率也很低。通過實驗預約管理系統(tǒng)進行網上預約，簡化了預約流程，大大提高了學生開展開放式實驗的積極性，從而使實驗工位和實驗設備的利用率得到很大的提高。同時，學校通過對系統(tǒng)中實驗工位和實驗設備的預約情況統(tǒng)計，可以實時掌握校內實驗室和實驗設備的使用情況[14]，為實驗課程設置和實驗設備采購的科學決策提供依據。

(2) 利用“互聯網+[15]”的思維提升了用戶的體驗度。由于系統(tǒng)基于互聯網進行設計，故學生、實驗教師及實驗管理員可在任何時間、任何地點進行系統(tǒng)操作，打破了時間和空間的限制。用戶可通過臺式機、筆記本電腦、平板電腦及智能手機等任何可接入互聯網的終端設備來完成相關操作，十分方便，用戶的體驗度得到了巨大的提升。

(3) 促進實驗數據的沉淀，推動學生創(chuàng)新能力的提高。在傳統(tǒng)管理模式中，實驗相關的實驗方法、操作過程和實驗結果等數據文檔的管理主要依靠人工完成，沒有形成完整的知識數據庫，很難為后續(xù)學生的實驗提供支撐。由于系統(tǒng)基于數字化校園進行設計，實現了與學校教務系統(tǒng)的數據共享，所有實驗相關數據都將完整的保存在教務系統(tǒng)中。隨著實驗數據的沉淀和積累，學生可更加全面的了解“前人”的實驗方法、操作過程和實驗結果，并可在此基礎上進行不斷的完善和創(chuàng)新，真正發(fā)揮開放式實驗教學對學生自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)的推動作用。

4 結 語

開放式實驗教學模式是實驗課程發(fā)展的必然趨勢，也是基于網絡的自主學習模式[16]的重要組成部分，實驗預約管理系統(tǒng)是實現開放式實驗教學模式的基礎保障。以數字化校園為基礎來構建實驗預約管理系統(tǒng)，充分利用了學校的共享數據庫資源，發(fā)揮了“互聯網+”的技術優(yōu)勢，真正做到了以用戶為中心的原則，有效推動了開放式實驗教學模式的建設。

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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

教育部基于實名制網絡學習空間自主學習模式探索項目(Y03093036001074)

朱 浩(1979-)，男，四川自貢人，碩士，工程師，主要研究方向為應用系統(tǒng)研究與建設。

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

TP 315

A

1006-7167(2017)02-0218-04