蔡迎兵

(陜西學(xué)前師范學(xué)院實(shí)驗(yàn)室與網(wǎng)絡(luò)管理處， 陜西西安 710100)

在高校實(shí)驗(yàn)室管理領(lǐng)域中，引入信息化規(guī)范管理會極大地提高使用機(jī)制。目前，實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)大多數(shù)是對實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、人員等方面的信息管理，而對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資源開放利用很少涉及[1]。隨著素質(zhì)教育的發(fā)展，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需求不斷增加，打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理方式走開放式管理之路勢在必行，這必然對實(shí)驗(yàn)室管理提出了更高的要求[1]。以學(xué)生為主體，積極培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，就必須打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，為學(xué)生提供更多的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)時間和實(shí)驗(yàn)條件。由于學(xué)生各門課程的上課時間與實(shí)驗(yàn)時間經(jīng)常發(fā)生沖突，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)時間往往不夠，再加上實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備等資源緊缺，都會制約實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課的順利開展。要解決這些問題，就必須全面開放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供靈活的選擇機(jī)會。實(shí)驗(yàn)室實(shí)行開放式管理，不僅在時間和空間上對學(xué)生提供開放條件，還能提供一定數(shù)量的任選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生可以有針對性的選擇自己所感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為學(xué)生自帶課題提供技術(shù)指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新，同時可以更加有效地對實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備進(jìn)行管理，提高了它們的使用效率。

1 實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約管理系統(tǒng)研究的背景

利用現(xiàn)代管理學(xué)、最新的數(shù)據(jù)庫技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來全面組織、配置、管理實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各種資源，使它們得到最有效的利用，使整個實(shí)驗(yàn)室的工作實(shí)現(xiàn)智能化、自動化和無紙化，從而可以取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深入，實(shí)驗(yàn)教學(xué)由封閉型向開放型的過渡，實(shí)驗(yàn)管理人員的工作負(fù)擔(dān)越來越重。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課不僅是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和實(shí)踐能力的主要環(huán)節(jié)，而且是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題能力的重要途徑。實(shí)驗(yàn)室開放是教學(xué)管理的一個重要內(nèi)容，大學(xué)的多元化教育變得復(fù)雜起來，如何管理好學(xué)校實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源，調(diào)節(jié)好教學(xué)資源的使用，成為學(xué)校管理的一個大問題[2]。在這種情況下，擁有一個可以規(guī)范化，自動化的實(shí)驗(yàn)室預(yù)約管理系統(tǒng)就顯得非常必要。

以往實(shí)驗(yàn)室管理采用人工管理方式，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模比較小的時候，人力可以完成，隨著實(shí)驗(yàn)室的增多，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的增多，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的人數(shù)的增多，維持人力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室管理，必然會造成工作效率低，出錯率高的問題。管理員在做大量調(diào)節(jié)的工作，但老師和學(xué)生的教學(xué)卻沒有得到較好的效果。老師和學(xué)生不了解實(shí)驗(yàn)室的空置情況，管理員也不了解老師和學(xué)生的需求，使得學(xué)校資源的擱置，管理員的工作量大，教學(xué)工作很難有效的開展，傳統(tǒng)意義上的排課選課使得上課質(zhì)量下降，而且往往會因師生之間相互不了解而產(chǎn)生的盲目教學(xué)等情況，影響師生的積極性。

以陜西學(xué)前師范學(xué)院為例，學(xué)院改制成功后，教學(xué)設(shè)備和教學(xué)資源大有改進(jìn)，大型儀器實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)室、機(jī)房、語音室、微格教室等教學(xué)場地對師生開放后，極大地改善了學(xué)校的教學(xué)環(huán)境，增加了學(xué)生的實(shí)踐時間，提高了實(shí)踐能力。上述教學(xué)場地在滿足教學(xué)任務(wù)后，還存在大量的空置時間，但是，面對如此多教學(xué)場地的開放，如果還按照傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理方式進(jìn)行管理，將給實(shí)驗(yàn)室的管理帶來很大的壓力，也易出教學(xué)事故。在實(shí)驗(yàn)室大量開放后，學(xué)生很難查看實(shí)驗(yàn)室的空置時段，管理員也很難為學(xué)生提前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)條件。管理員在選擇安排實(shí)驗(yàn)課或者臨時使用某一實(shí)驗(yàn)室時，往往需要逐個對著課表來查看有無空置時間，使得教學(xué)安排缺乏科學(xué)化、自主化和人性化，除此之外，還會經(jīng)常出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室安排重復(fù)的現(xiàn)象，引起實(shí)驗(yàn)管理者與師生之間相互不理解，而產(chǎn)生教學(xué)沖突等情況，影響教師和學(xué)生的積極性，從而影響實(shí)踐教學(xué)效果，同時也影響實(shí)驗(yàn)室等教學(xué)場所的利用率。

縱觀國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，雖然現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)種類繁多，但真正功能比較完備而且實(shí)用、適合于高校教學(xué)型實(shí)驗(yàn)室的管理系統(tǒng)卻非常少見，所以，高校實(shí)驗(yàn)室管理方式有待于進(jìn)一步研究，有必要研究和開發(fā)一套合適的預(yù)約管理系統(tǒng)來替代傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理方法。

2 實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路

實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約管理系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源共享，不受時間和空間的限制，教師和學(xué)生可以在任何一臺聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)終端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約、查詢[3]。其優(yōu)點(diǎn)是：檢索迅速、查找方便、可靠性高、存儲量大、壽命長、成本低、能夠極大地提高工作效率、突破時間和空間的限制。管理員可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)掌握實(shí)驗(yàn)室的使用情況，上課教師可以在線管理某個實(shí)驗(yàn)批次的時間、地點(diǎn)和容納人數(shù)，學(xué)生可以在線選擇自己喜歡的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為學(xué)校的實(shí)驗(yàn)管理工作帶來極大的便利。

實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)的人工操作來比，首先是信息的安全性有了明顯的提高，其次是對信息的操作查詢方便快捷，再次對信息的備份和恢復(fù)比較簡單，而且節(jié)省了學(xué)校在管理方面的成本。

建立實(shí)驗(yàn)室預(yù)約管理系統(tǒng)，應(yīng)符合學(xué)院實(shí)驗(yàn)室管理制度，并達(dá)到操作直觀、方便、實(shí)用、安全等要求，同時做到以下幾點(diǎn)：(1)簡單性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)盡量簡單，從而實(shí)現(xiàn)使用方便、提高效率、節(jié)省開支、提高系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量；(2)靈活性，系統(tǒng)對外界條件的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；(3)可靠性，實(shí)現(xiàn)安全的、可靠的數(shù)據(jù)保護(hù)措施。

通過對實(shí)驗(yàn)室的調(diào)研與分析，復(fù)查系統(tǒng)的規(guī)模和目標(biāo)，研究該系統(tǒng)的高層邏輯模型，從技術(shù)方面：我們能使用現(xiàn)有的技術(shù)來完成開發(fā)工作，從經(jīng)濟(jì)方面：開發(fā)本系統(tǒng)的成本是很低的，能夠滿足經(jīng)濟(jì)要求，從操作方面：系統(tǒng)的操作方式在用戶組織內(nèi)行得通。

3 預(yù)約管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理工作的要求，結(jié)合教學(xué)、科研、社會服務(wù)等功能的需求分析，將預(yù)約管理模塊系統(tǒng)分成四大功能模塊，分別是實(shí)驗(yàn)室基本信息模塊、實(shí)驗(yàn)室預(yù)約模塊，實(shí)驗(yàn)室審批模塊和系統(tǒng)管理模塊。

本系統(tǒng)設(shè)有一個超級管理權(quán)限，負(fù)責(zé)對每一位實(shí)驗(yàn)老師或者實(shí)驗(yàn)員數(shù)據(jù)更新和基本數(shù)據(jù)的維護(hù)，包括對這些信息的增，修，改等，變動都由超級管理員進(jìn)行操作。系統(tǒng)開始投入使用時，要根據(jù)實(shí)際情況，建立相關(guān)人員與實(shí)驗(yàn)室的基本信息。人員基本信息包括姓名，工號(學(xué)號)，性別，專業(yè)，部門，研究成果等。實(shí)驗(yàn)室基本信息包括實(shí)驗(yàn)室位置，實(shí)驗(yàn)室功能，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，容納多少學(xué)生，所屬部門等。所有人登錄實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約管理系統(tǒng)都必須通過管理員申請帳號，管理員針對不同的人員設(shè)置的權(quán)限不同。

4 預(yù)約管理系統(tǒng)模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約管理系統(tǒng)的核心模塊主要包括實(shí)驗(yàn)室基本信息模塊、實(shí)驗(yàn)室預(yù)約模塊、實(shí)驗(yàn)室審批模塊、管理模塊。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室管理部門的要求設(shè)置了三種不同角色，分別是超級管理員(負(fù)責(zé)管理全部數(shù)據(jù)包括(增刪改))、管理員、教師或?qū)W生。

4.1 實(shí)驗(yàn)室基本信息模塊

本模塊主要是統(tǒng)計(jì)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室的基本信息，包括實(shí)驗(yàn)室具體位置(如幾號樓、幾層、哪個教室)，實(shí)驗(yàn)室編號，實(shí)驗(yàn)室類型，可容納的人數(shù)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備等基本信息；同時提供快速查詢功能(按實(shí)驗(yàn)室編號和實(shí)驗(yàn)室類型查詢)，通過查詢老師或?qū)W生可以快速確定所對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室，然后通過每個實(shí)驗(yàn)室的課表來預(yù)約實(shí)驗(yàn)。如圖1：

圖1 實(shí)驗(yàn)室基本信息界面圖

4.2 實(shí)驗(yàn)室預(yù)約和審批模塊

校園網(wǎng)用戶可以通過登錄本系統(tǒng)查找所需要預(yù)約的實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室的查找可通過實(shí)驗(yàn)室ID號或者實(shí)驗(yàn)類型(實(shí)驗(yàn)類型包括生化檢查實(shí)驗(yàn)室、心里咨詢實(shí)驗(yàn)室、微格教學(xué)室、微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)室等)來查找等多條件匹配查詢，了解實(shí)驗(yàn)室相關(guān)情況后再進(jìn)行預(yù)約，預(yù)約申請?zhí)峤缓?，管理人員會在一個工作日內(nèi)審核，如預(yù)約時間相對比較緊急，預(yù)約人員可以電話告知實(shí)驗(yàn)室管理人員，即時審核。實(shí)驗(yàn)室管理人員主要是核對用戶所申請的實(shí)驗(yàn)室是否符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，實(shí)驗(yàn)室場地能否滿足學(xué)生需求及對本實(shí)驗(yàn)室注意事項(xiàng)的說明，預(yù)約審核通過后，實(shí)驗(yàn)人員可以按照自己所申請的時間去實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)。

4.3 實(shí)驗(yàn)室管理模塊

實(shí)驗(yàn)室管理模塊包含著用戶注冊、實(shí)驗(yàn)室增刪改查、實(shí)驗(yàn)管理人員信息查詢、權(quán)限設(shè)置等信息。

5 關(guān)鍵技術(shù)

5.1 本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)原型

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)，是系統(tǒng)開發(fā)和建設(shè)中的核心技術(shù)。由于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)雜性，為了支持相關(guān)程序運(yùn)行，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)就變得異常復(fù)雜，因此最佳設(shè)計(jì)不可能一蹴而就，而只能是一種“反復(fù)探尋，逐步求精”的過程，也就是規(guī)劃和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象以及這些數(shù)據(jù)對象之間關(guān)系的過程。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)，主要的數(shù)據(jù)表有：實(shí)驗(yàn)室表、實(shí)驗(yàn)室類別表、系別表、級別表、實(shí)驗(yàn)室使用記錄表、預(yù)約課表和人員表，主要是為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫高效操作和訪問，充分考慮到系統(tǒng)未來的擴(kuò)展性與兼容性而設(shè)計(jì)的[4]。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)如圖2所示：

圖2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工作結(jié)構(gòu)圖

5.2 用戶角色管理

實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約管理系統(tǒng)的用戶管理涉及到用戶的登錄、用戶對個人信息的管理(密碼和個人資料)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的跟蹤、角色身份控制以及教師對學(xué)生的管理等功能。良好的用戶管理是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室管理和網(wǎng)絡(luò)交互的基礎(chǔ)，也是本系統(tǒng)安全性的有力保證。在運(yùn)用了ASP.NET成員管理和角色管理兩個內(nèi)置系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行擴(kuò)充，靈活而有效的構(gòu)建了開放實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的用戶管理系統(tǒng)[5]。系統(tǒng)利用B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是高校實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)管理的一個新創(chuàng)舉。整個應(yīng)用軟件系統(tǒng)既為學(xué)生提供了一個簡單易用的瀏覽界面，也為管理員提供了一個通用、友好、易擴(kuò)展的管理界面，并對今后進(jìn)一步擴(kuò)大管理系統(tǒng)的規(guī)模提供了良好的建設(shè)平臺。

6 結(jié)束語

從系統(tǒng)功能的預(yù)期效果來看，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了資源開放使用，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新的雙重價值，進(jìn)一步提高了高校實(shí)驗(yàn)室管理的科學(xué)化與規(guī)范化，有助于高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)科建設(shè)力量的提高。但在如何更好的提高管理效率，用戶權(quán)限的劃分等更多輔助管理人員完成任務(wù)，開放出性能更先進(jìn)、功能更完備的實(shí)驗(yàn)室關(guān)系系統(tǒng)方面，仍然還有很多工作可做[6]。總之，使高校的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)更具有兼容性，升級換代便捷，操作更具人性化，是今后發(fā)展的方向。

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