實驗室預約管理系統

華北電力大學 王 皞 李秀琴 陳 喆 賈澤輝 徐 威

0 引言

高校是以培養高質高效應用型人才為目標的，而高校實驗室是培養應用型人才實踐環節的重要手段，是完成教學實驗與教師科研的主要場地，是高校實踐教學資源的主要集聚地.實驗室管理水平的高低對實驗教學以及科研工作質量影響很大，起著決定性的作用.高校實驗室管理是一項復雜的系統工程，只有建立高效的實驗室信息化管理模式，才能使實驗室的作用得到充分地發揮[1]。

1 現狀分析及系統技術簡介

1.1 與傳統實驗室管理方式比較

傳統的人工管理方式，積累量大，易出錯，在實驗室開放方面，學生很難查看實驗室的空閑時段，預約及成績管理需要花費大量的工作量，管理員也很難為學生提供實驗條件，在選擇實驗課方面，總是以班級或者專業為單位進行排課，使得教學缺乏自主化、人性化，從而影響實驗教學的效果。

新型實驗室管理系統通過計算機網絡實現資源共享，不受時間空間限制，教師和學生可在任意一臺聯網計算機終端進行實驗預約、查詢等操作，不僅檢索迅速、查找方便而且存儲量大，成本低，極大提高工作效率，把分散的實驗室預約信息進行統一、集中、規范的收集管理，滿足對實驗室大量信息進行管理及教學交流等需求。

鑒于目前繼電保護與自動遠動實驗室使用及預約情況，同學們自主選修課程，課表時間不盡統一，可自由利用的時間呈碎片化，同一課堂的同學有可能無法按照規定課表的時間進行實驗，這使得實驗室有序規范管理存在較大困難，因此傳統實驗室的管理耗費大量的人力和精力以及實驗課程管理混亂等諸多問題便暴露出來。若能實現讓學生們在網頁上自主預約選擇實驗時間，對于學生來說，實現了時間合理利用、實驗自主化；同時老師們的統一動態管理更加便捷有序。

基于ASP.NET框架的實驗室預約管理系統是基于網絡環境實現高校實驗室開放管理的支撐系統，它能實現學生對實驗室的網上預約、實驗室的動態管理以及實驗室的精細化管理。

1.2 系統技術簡介

實驗室預約管理系統的開發主要包括后臺控制數據庫的建立和前端應用程序的設計兩個模塊，對于前者力求建立數據的一致性，完整性和安全性[2]。

為此我們用M o d e l，D E L，B L L三層結構、數據庫：SQL Server2014、C#語言實現后臺控制 ；采用JAVASCRIPT語言、HTML5跨平臺開發腳本語言、基于ASP.Net框架來進行前端界面設計。

2 需求分析

2.1 需求分析

近十年，國內高校發展和改革的步伐日趨加快，辦學規模不斷擴大，實驗室建設的投入逐年增加。面對規模龐大、事務煩雜的實驗室管理工作，許多管理上的問題也逐漸暴露出來：

（1）實驗室的基本信息收集和管理還處于手工操作或者文檔管理的階段，缺少及時了解全校實驗室各類信息的數據平臺。當評估檢查或需要數據上報時就要加班加點趕材料，使本來就繁重的管理工作任務更加艱巨。為了解決這一難題，學校需要建立基于網絡的實驗室信息數據庫，來管理諸如實驗項目、人員、用房、設備、實驗室建設、日志文檔等信息。

（2）隨著教務管理實行“學分制”改革的不斷深入，教務開放選課已經全面鋪開，傳統的按照班級集體上實驗課的模式很難實現“學分制”的要求，完全手工安排實驗教學進度變得異常艱難。為了解決這一難題，管理部門需要面向學生，開放實驗室，進行開放式的實驗教學選課管理，同時對實驗成績和學生教學反饋信息加以管理，以規范實踐教學，提高教學質量。

（3）實驗室建設投入不斷加大，部分大型精密儀器在正常的教學和科研以外還有大量時間處于閑置狀態，造成了設備資源浪費。為了解決這一難題，學校需要實行大型設備共享機制，面向校內外提供設備共享服務，提高資源使用率，創造設備效益[3]。

2.2 解決方案

（1）用互聯網技術替代人力，節省人力，提高效率，實現實驗室動態化管理；

（2）軟件硬件相結合，實現科學化管理；

（3）本科生打破按課堂排實驗的做法，實現自行預約；教師、研究生等也可通過該系統查看實驗室使用狀態，可預約實驗室做課題研究，提高實驗室使用效率，有序高效。

3 設計模塊

3.1 系統功能模塊

本系統的主要功能是實現學生對實驗室的網上預約；實現實驗室的動態管理；實現實驗室的精細化管理。

本系統分為查詢模塊、預約模塊、后臺管理模塊三部分。

查詢模塊的主要功能是查詢實驗室的使用狀態，不同時間段內開設的實驗項目，對開設實驗項目進行介紹。

預約模塊的主要功能是對實驗室進行預約，只有合法的用戶才能對實驗室進行預約?，F在安排本科生實驗都是按課堂排，任課教師到實驗室人工預約。電自實驗室是專業實驗室，進入實驗室的是三、四年級本科生。同一課堂的學生由于所上選修課不同，安排統一時間做實驗總是不盡人意，時間不好統一。為此，想開發該系統，打破按課堂排實驗的做法，學生根據自己時間，在實驗室規定時間段內自己預約實驗，既滿足學生時間，又可提高實驗教學效果及實驗室利用率。

后臺管理模塊的主要功能是實驗室的信息管理、開放管理、用戶信息管理、統計管理四個功能。實驗室信息管理是對實驗室信息的維護。實驗室開放管理是設置各個實驗室的可預約時間等功能。用戶信息管理，由于學生是流動的，每年有新生和畢業生，還有轉專業、留級、休學、退學等情況的發生，所以本項功能是導入學生處提供的學生信息，對用戶進行動態管理。統計管理的主要功能是通過一卡通刷卡登記對實驗室的使用情況進行信息統計，掌握實驗室的應用狀態，為每年向教育部報送數據提供依據，同時對實驗室后續工作的開展起參考作用。

3.2 系統功能圖解

圖1 管理員管理模塊

圖2 學生預約與查詢模塊

3.3 系統結構

3．3．1 系統運行架構

客戶機上安裝瀏覽器(Browser)，如Internet Explorer，服務器安裝SQL Server數據庫，在這種結構下，用戶界面完全通過WWW瀏覽器實現，一部分事務邏輯在前端實現，主要事務邏輯在服務器端實現，瀏覽器通過Web Server 同數據庫進行數據交互。系統的擴展非常容易。所有的客戶端只是瀏覽器，根本不需要做任何的維護。無論用戶的規模有多大，有多少分支機構都不會增加任何維護升級的工作量，所有的操作只需要針對服務器進行；如果是異地，只需要把服務器連接專網即可，實現遠程維護、升級和共享[4]。

3．3．2 預約及管理流程

（1）用戶通過瀏覽器登錄界面，進行身份核驗，通過數據庫記錄選擇管理員還是學生用戶，只有數據庫中有記錄的合法用戶才能成功進入系統頁面。

（2）登錄成功后，管理員可以對個人信息進行修改，設置實驗信息和實驗室信息，對預約信息進行查看與更新，并且可以對設備使用記錄進行查看與數據導出。

（3）學生用戶登錄成功后，便可修改個人密碼，同時查看實驗信息與實驗室信息，并且可以進入預約界面，查詢預約信息，進行預約。

3．3．3 數據庫及數據表設計

（1）數據庫E-R關系圖

圖3 數據庫E-R關系圖

（2）數據表

學生表：學生姓名、學號、專業班級、密碼

教師表：教師姓名、教師號、密碼

實驗室表：實驗室編號、實驗室名稱及簡介、負責老師

實驗表：實驗編號、實驗名稱及簡介、對應實驗室編號

預約表：學生學號、姓名、預約實驗編號、實驗室編號、預約時間

設備表：實驗器材編號、實驗器材名稱、型號、價格、數量、購買時間及實驗室編號

3.4 功能界面

核心頁面如下：進行不同用戶的登錄實現身份核驗，從而顯示用戶身份及學號等，可以進行實驗的選擇與對應時間段的自主選擇，即實現自主預約。

圖4 系統主界面

4 結論

此次實驗室預約管理系統的設計實現是我們第一次運用所學知識進行創造的系統，系統在開發期間確實也遇到過大大小小的問題，但經過不懈的努力與不斷地克服困難，最終完成了三層結構的搭建與程序的設計。作為大學生的我們，首次將理論知識與實際相結合，更加驗證了實踐出真知的道理，書本上的知識只有學以致用，在運用過程中發現問題并且解決問題，才能對我們形成更加深刻的理解。

本文開發的“實驗室預約管理系統”采用三層結構體系，并且在ASP.NET框架下運用JAVASCRIPT、HTML5語言進行網站的前端設計，同時運用SQL SERVER、C#語言進行后臺的搭建，實現對學生、教師（管理員）等網絡用戶訪問的管理控制，這是一次有意義的嘗試，運用互聯網信息化手段真正作用于實驗過程中，實現讓學生們在網頁上自主預約選擇實驗時間，對于學生來說，實現了時間合理利用、實驗自主化；同時老師們的統一動態管理更加便捷有序。盡管目前系統尚有不完善之處，但我相信經過我們日后的改進，系統功能一定會進一步完善，并且真正為學校實驗室提供便捷。

[1]陳祖新,孫躍,余曉偉．淺談高校實驗室信息化管理[J]．赤峰學院學報(自然科學版),2012,28(08)∶219-221．

[2]Roland Kammergruber,Stephanie Robold,Jasna Karli?,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]申書軍．某高職院校實驗室管理系統設計與實現[D]．山東大學,2013．

[4]吳小青．基于B/S體系結構軟件開發技術研究[D]．江南大學,2008．