實(shí)驗(yàn)教學(xué)排課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王旭　陳越　王曉莉　談一真

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué);排課系統(tǒng);信息化

排課是高校實(shí)現(xiàn)教學(xué)任務(wù)順利進(jìn)行的前提。目前大學(xué)生數(shù)量與日俱增，高校開設(shè)課程更加多元化，排課的難度變得越來越大。實(shí)驗(yàn)中心作為高校教學(xué)環(huán)境中重要的一環(huán)，其排課也面臨著諸多問題。蘇州城市學(xué)院作為一所本科院校，每學(xué)期要承擔(dān)全院近200門實(shí)驗(yàn)課程的安排工作，手工排課費(fèi)時(shí)費(fèi)力，往往會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)教師“撞車”現(xiàn)象。

擔(dān)任實(shí)驗(yàn)教學(xué)秘書多年，深感實(shí)驗(yàn)排課是一件勞心勞力的事情，為了避免教學(xué)事故的發(fā)生，還要在較短時(shí)間內(nèi)拿出所有實(shí)驗(yàn)課的課表，因此想試著設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)排課系統(tǒng)，可以分擔(dān)工作強(qiáng)度，減輕工作壓力，提高工作效率。

1實(shí)驗(yàn)課排課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1系統(tǒng)功能模塊實(shí)現(xiàn)

1.1.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)模塊

該系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括：教師信息、學(xué)生信息、實(shí)驗(yàn)樓信息、實(shí)驗(yàn)室信息、用戶登錄信息等。下面具體介紹該排課系統(tǒng)需滿足的各種數(shù)據(jù)的要求。

教師和學(xué)生的信息數(shù)據(jù)與本院的教務(wù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享，包括教師的系科、工號(hào)、姓名，所有年級(jí)專業(yè)學(xué)生學(xué)號(hào)、姓名等，具有同步動(dòng)態(tài)更新功能。這些數(shù)據(jù)用戶只可查閱，不可修改。

實(shí)驗(yàn)區(qū)域、實(shí)驗(yàn)樓宇、實(shí)驗(yàn)室信息模塊。此數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理員可添加修改。目前，由于我院實(shí)驗(yàn)區(qū)規(guī)模不夠完善，少量實(shí)驗(yàn)課需要借用校外場(chǎng)地，這些都可以在實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)容體現(xiàn)。本校區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)域共有五幢實(shí)驗(yàn)樓，每幢實(shí)驗(yàn)樓各實(shí)驗(yàn)室的門牌號(hào)、實(shí)驗(yàn)室名稱、安全負(fù)責(zé)人、面積、適用專業(yè)、適用課程、儀器設(shè)備、設(shè)備套數(shù)等信息，均可批量導(dǎo)入，管理員長(zhǎng)期維護(hù)好這些數(shù)據(jù)。

用戶登錄模塊中，該系統(tǒng)有管理員和教師兩種類型的用戶，兩者的權(quán)限是不一樣的。一級(jí)管理員擁有系統(tǒng)全部權(quán)限，二級(jí)管理員擁有查看所有模塊權(quán)限，教師擁有部分查看，部分添加等權(quán)限。

1.1.2實(shí)驗(yàn)計(jì)劃管理模塊

實(shí)驗(yàn)計(jì)劃是非常重要的數(shù)據(jù)，它是排課的依據(jù)和來源。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)讓一級(jí)管理員查看、下載最新的學(xué)期教學(xué)計(jì)劃功能，此教學(xué)計(jì)劃是與教務(wù)部門同步的。管理員可以在系統(tǒng)里添加一定的篩選條件，系統(tǒng)可以按照要求篩選出管理員需要的實(shí)驗(yàn)課程。

1.1.3排課模塊

排課是該系統(tǒng)的核心模塊，一級(jí)管理員登錄系統(tǒng)后，選擇排課菜單，便可進(jìn)入排課界面。選擇某學(xué)期某個(gè)班級(jí)，即可看到該班級(jí)該學(xué)期的課表。這里課表顯示的是該學(xué)期該班所有的課程，包括理論課，是跟教務(wù)系統(tǒng)一樣的。管理員可根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課的詳細(xì)安排。安排好的課，教師和學(xué)生在個(gè)人教務(wù)系統(tǒng)電腦端或手機(jī)端可查看。具體如圖1所示：

課程的基本信息是教務(wù)系統(tǒng)獲取的，不可改動(dòng)。管理員需要完善的是實(shí)驗(yàn)安排中的實(shí)驗(yàn)教師（多個(gè)）、實(shí)驗(yàn)批次、實(shí)驗(yàn)周次、實(shí)驗(yàn)開始結(jié)束的星期和節(jié)次、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)等信息。與理論課不同的是，由于實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備受限，往往會(huì)將一個(gè)班學(xué)生分多批次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每批也會(huì)由2～3位老師一起指導(dǎo)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的變化，可能每次的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)也會(huì)有變化。這些信息都需要管理員線下提前收集好后，盡可能詳細(xì)地輸入排課系統(tǒng)里。在確認(rèn)提交后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)教師、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)檢查沖突，如有沖突將報(bào)錯(cuò)。管理員根據(jù)錯(cuò)誤提示，修改排課信息后再次提交，如此反復(fù)直到正確排進(jìn)課程為止。這集中體現(xiàn)了電腦排課的優(yōu)越性。以往線下排課，人工檢查實(shí)驗(yàn)室是否有沖突，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。對(duì)于教師的排課沖突，更是沒法查詢，只能排好后，老師自己檢查，毫無預(yù)見性。有了排課系統(tǒng)，這些問題都很容易得到了解決。

排課需要檢查的沖突主要有以下幾點(diǎn)：

（1）同一實(shí)驗(yàn)室同一時(shí)間段，只能安排一門實(shí)驗(yàn)課。

（2）同一名教師同一時(shí)間段，只能安排一門課，理論課和實(shí)驗(yàn)課不得同時(shí)進(jìn)行。

（3）同一個(gè)班級(jí)同一時(shí)間段，只能安排一門課。

1.1.4查詢統(tǒng)計(jì)模塊

所有安排過的實(shí)驗(yàn)課的具體信息，將匯總到“已排實(shí)驗(yàn)課一覽”。管理員可以依據(jù)教學(xué)計(jì)劃，核對(duì)所排課程信息匯總表，看看有無漏排、錯(cuò)排的實(shí)驗(yàn)課。通過匯總表，也可以清楚地查到所有班級(jí)的實(shí)驗(yàn)課信息。“學(xué)期排課匯總表”如圖2所示：

此外，實(shí)驗(yàn)室管理員可以查看“實(shí)驗(yàn)室周課表”，輕松知曉某間實(shí)驗(yàn)室的日程安排，從而合理調(diào)度。實(shí)驗(yàn)教師登錄系統(tǒng)后，通過查看“教師周課表”，可以知曉自己的所有實(shí)驗(yàn)課安排信息，做好備課，還可以上傳本門課的進(jìn)度表、實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由于實(shí)驗(yàn)課的變動(dòng)性比較大，管理員平時(shí)需要維護(hù)的數(shù)據(jù)比較多，有了排課系統(tǒng)，一旦有課程變動(dòng)，管理員只要在系統(tǒng)里隨時(shí)做好修改，就不會(huì)出現(xiàn)遺忘、遺漏等教學(xué)事故。管理員維護(hù)好課表的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，到了學(xué)期末還可以輕松地通過系統(tǒng)獲取教師本學(xué)期的工作量和到學(xué)校次數(shù)等重要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)利用ASP.NET技術(shù)，采用C#作為開發(fā)語言。通過沖突檢測(cè)算法，能檢測(cè)專任教師、上課課程、上課地點(diǎn)這三個(gè)因素間的相互沖突，將實(shí)驗(yàn)室資源重新整合并充分調(diào)度分配，提高了實(shí)驗(yàn)室工作效率，維護(hù)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)秩序，保障了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)主要包括教學(xué)任務(wù)表（dbs_jxrw）、班級(jí)表（dbc_bjb）、教師表（dbc_jsb）、用戶表（dbz_user）、實(shí)驗(yàn)課表（dbs_sykb）、課程表（dbc_kcb）、實(shí)驗(yàn)中心表（dbc_syzxb）、實(shí)驗(yàn)室表（dbc_sysb）、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目表（dbc_syxmb）、教學(xué)任務(wù)對(duì)比表（dbs_dbrw）等十余種表的設(shè)計(jì)。

下圖3是各種表格關(guān)系ER圖：

2系統(tǒng)的應(yīng)用

排課系統(tǒng)在本院已經(jīng)正常運(yùn)行了一年，得到了師生的一致好評(píng)。目前學(xué)生可以通過登錄我院教務(wù)系統(tǒng)，查詢理論課表的同時(shí)查看到實(shí)驗(yàn)課程具體安排的信息，同時(shí)手機(jī)客戶端也可以同步查詢。同學(xué)們以往出現(xiàn)的找不到實(shí)驗(yàn)課、記錯(cuò)實(shí)驗(yàn)上課時(shí)間等事故概率大大降低。實(shí)驗(yàn)課信息在教務(wù)課表中的顯示如圖4所示：

第17周的實(shí)驗(yàn)課表如下如果您要查看本學(xué)期所有實(shí)驗(yàn)課程的安排，請(qǐng)點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)課表查詢，進(jìn)行查看。

通過這一年的試運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)排課系統(tǒng)，不僅方便了管理人員，還有利于學(xué)生理論課和實(shí)驗(yàn)課同步查詢，有利于教學(xué)秩序的展開。結(jié)合實(shí)際，我們將進(jìn)一步推廣該系統(tǒng)融入實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)中，讓廣大實(shí)驗(yàn)教師能用到該系統(tǒng)，輔助更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

結(jié)語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)排課系統(tǒng)投入使用后，大大提高了工作效率和工作質(zhì)量，減少了出錯(cuò)率，實(shí)驗(yàn)排課系統(tǒng)沒有出現(xiàn)過排課“撞車”情況，得到了廣大師生的好評(píng)。今后還要以實(shí)驗(yàn)教學(xué)排課系統(tǒng)為基礎(chǔ)，繼續(xù)擴(kuò)充和發(fā)展其功能，還要加入其他管理功能，比如通過該系統(tǒng)，添加實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)考勤等。希望該系統(tǒng)可以發(fā)展成為一個(gè)功能齊全的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)，成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的好幫手。

作者簡(jiǎn)介：王旭（1987— ），女，漢族，江蘇南通人，工學(xué)碩士，助理研究員，工作于蘇州城市學(xué)院，從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理研究。