基于WEB的实验室开放预约管理系统的设计和实践

第 2 7卷第 3 期 2 0 1 1 年 5月 福建师范大学学报( 自然科学版 ) J o u r n a l o f F u j i a n No r ma l Un i v e r s i t y ( Na t u r a l S c i e n c e Ed i t i o n ) V Ol _ 2 7 N O 3 M a y 2 01 1 文章编号 ：1 0 0 0 5 2 7 7 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 0 5 9 0 5 基于 WE B的实验室开放预约管理 系统的设计和实践 黄 浩 ，陈 寅山，张 彦定 ，唐 良华 ( 福 建师范大学生命科学学院 ，福建 福州 3 5 0 1 0 8 ) 摘要 ：实验 室开放 已成为信息化时代 高校实验教 学改革的重要 内容采 用 B S体 系架构 ， 设 计并实现基 于 WE B和 S QL网络数 据库技术的实验 室开放 预约管理 系统，将实验 室的开放 管理水 平和服务水 平推上 了 一 个 新 的 台阶 关键词 ：开放 实验 室；预约管理 系统 ；WE B 中图分类号 ：G4 8 2 ；T P 3 9 3 0 9 文献标识码 ：A De s i g n a nd Pr a c t i c e o f La b o r a t o r y O p e n Re s e r v a t i o n Co m pu t e r M a na g e m e nt S y s t e m Ba s e d o n W EB HUANG Ha o， CHEN Yi n s ha n， ZHANG Ya n di ng， TANG Li a ng h ua ( Co l l e g e o f Li f e S c i e n c e s ，Fu j i a n No r ma l Un i v e r s i t y，Fu z h o u 3 5 0 1 0 8，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：The l a b or a t or y o pe n t e a c h i ng i s t he i mpo r t a nt c o nt e n t of c o l l e g e l a b o r a t o r y t e a c hi n g r e f or m i n t h e i nf o r ma t i o n t i me s An e f f i c i e n t l a b o r a t o r y op e n r e s e r v a t i o n c ompu t e r ma n a g e me n t s y s t e m b a s e d B S s c h e me wa s d e s i g n e d a n d r e a l i z e d Th i s s y s t e m i s wi t h W EB a n d S QL n e t wo r k d a t a b a s e t e c h n o l o g y Th i s s y s t e m wi l l i mp r o v e l a b o r a t o r y c o ms t r u c t i o n a nd l a b or a t or y ma na ge m e n t Ke y wo r ds：op e n l a bo r a t o r y； r e s e r v a t i o n s y s t e m ；W EB 高等学校的教育 目标是培养具有创新精神和实践能力的高素质人才 实验教学是实现素质教育和创新人才培养 目标的重 要教学环节 ， 与理论教学一起担负着培养创新人才的任务 ， 对培养 、 提高学生动手能力和实验技能有着重要的作用 传统 的实验教学采用 的是 “ 封闭式” 管理方式 学生只能在每学期 已安排好的 固定时 间内到指 定实验室按 实验指导 书 上的规定步骤做 实验项 目， 这 种 “ 验证 式”的实验教学模式严重阻滞 了实验教学改革 的进 程 ， 也极 不适应知识 经济对 人才的要求要实现 “ 以学生 为主体” 的教学理念 ， 就必须打破传统教学模式 ， 为学生提供更多的实验时间和实验条件 因此开放式实验室建设逐渐成 为当前高校实验室工作的热点 ， 各高校都在实验时 间和 内容上逐 步实现 开放 ， 但 实验 内容 开放要求实验教学工作更具创新性 ， 实验 时间的开放要求实验安排更 为灵活 ， 这就需要借助一 个能与当前开放实验 的实 际需求相适应的 、高效的 、现代化 的实 验管 理手段 各地高校积极探索在 时间、空间、内容、手段等方面的开放式管理 的新 思路 ，以适应新 时期高 等教 育深化改革 的要 求 _ 1 目前 ， 常见的开放式实验管理 系统 主要有 c s模式和 B S模式 c s模式是所有 的预 约和请求信息处理 都在服 务器上 实现 ， 用户通过专门的客户端 ( 须编写独立运行的程序 )向服 务器 发送 请求 ， 服务器在 验证 身份 后 ， 对客户机的 请求进行响应 ，并把结果返 回客户机 ；B S模式是 以功 能为中心 。 通过浏 览器 向服务器发送 请求 ， 服务器 响应请求 ，返 回结果给客 户桌 面端 但 目前几种 实施模式 中普 遍存 在以下主要问题 ：( 1 )实验室及 实验项 目信 息彼此孤立 容易形 成信 息壁垒 ，不能真正实现实验中心软硬件资源 的整合和共享 【 4 ；( 2 )独立 的系统仅是 以程序为中心 ， 而不是以用户为 中心 ， 缺乏个性化 、 人性化 服务 ；( 3 )实验 中心限于计算机系统的功能而无法过多参与开放性 实验组织管理工作 ， 因此 收稿 日期 ：2 O l O 一 1 1 - 3 0 基金项 目；中央与地方共建高等学 校基础 实验室建设专项 ；国家级生物学实验教学示范中心建设项 目；福建师范大学 国家级实验教 学示范中心项 目 ( 2 0 0 9 1 t 0 1 3 ) 通 讯作者：黄浩( 1 9 7 2 一 ) ，副教授 ，主要从事人体 生理学 实验 教学和计算机 网络信息技术管理工作s o n ic b a l l l 6 3 c o m 6 O 福 建 师 范 大 学 学 报( 自 然 科 学 版) 2 0 1 1 焦 对实验项 目的学生报名情况 、学生对开放性 实验的需求情况了解不多 ，影响了开放实验室的实际实施效果 借鉴国 内其他高校的开放模式和建设经验L 5 ，我校生物学实验教学 中心在 2 0 0 7年依托大学城校园网 ， 开发 了基 于 WE B采用 B S模式 ，以 s QL网络数据库为核心的实验室开放预约管理系统该系统 以 “ 用 户”为中心 ，突出个性 化 、提高 可用性 ，促进师生问 、同学问的交流 ；3年来的运行表明 ， 该预约管理系统对合理分配和使用实验室资源 ，加 强实验室的管理 ， 促进开放性实验改革和 国家级实验教学示范 中心的软件建设等方面起到 了重要作用 ， 也全面提升了我 校实验教学和实验室建设的整体水 平 1 系统运 行环 境 系统采用基于 NE T平 台 B S ( 浏览器 服务器)模式的 3 层架构体系 ( 图 I ) B S模式的软件 系统具有易于安装 部署 ， 使用简单 ， 维 护方便 ， 负担小等优 点 操 作系统采用 Wi n d o w s 2 0 0 3 S e r v e r ， 动态 网页语言采用 AS P NE T 8 AS P N E T源 自 A S P，是一种典型 的动态交互 WE B应用程序 ，工作方式 为 “ 请求一响应 ”式客户端浏 览器向服务器发出 请求 ，服务器做 出相应处理后将 结果返 回给客户端A S P N E T 的执行过程要先经 过编译 ，生成 MS I L( 微软 中间语 言)语言 ， 在执行时再 由 J I T ( 实时编译器)生成机器代码由于 AS P N E T代码即时编译 ，本地优化 ， 并可以用缓冲 服务来提高程序的性能 ，因而执行速度更快同时 ，由于有 Ne t F r a me w o r k庞大类库的支持 ， 使得基于 AS P NE T 的 WE B应 用程序有与传统 Wi n d o ws 窗体应用程序几乎相同的强大功能系统数据库采用 MS S QL数据库前台开发工 具使用的是 Mi c r o s o f t 公司的 V i s u a l S t u d i o NE T _ l9 和 Ma c r o me d i a公司的 D r e a mw e a v e r Mx 2 实验室开放预约管理系统的设计与实现 2 1 系统的功能需求 “ 实验开 放预 约管 理系统”的主要功能是 实现实验 室预约 、 实验仪器预约和开放实验项 目的 申请和预约等此外 ，系统还可 以借助于 WE B平台实现实验室简介、规章制度及信息 发 布等常规模块 功能 系统的结 构如 图 l 所 示 2 2 系统功能模块介绍 2 ， 2 1常规 功 能 模 块 ( 1 )系统公 告资讯 的创建 、修改 、删除和 发布的管理 ；( 2 )中心运行中的各项规章制度 的发布和查询 ；( 3 )中心所 有实验室和部分仪 器的简介 ； ( 4 ) 系统的信息交流和讨论的版块 ； ( 5 )系统后 台管理 ，实现成员的信息管理 、各 级管理 员的权限分配等 2 2 2实 验 室 预 约 管理 模 块 实验室预约管理模块如图 2 所示 图 1 B S模式 3层结构逻辑 ASPX 表示层 管理客户端 学生客户端 教师客户端 本模块实现用户 ( 本科 生、研究生和教师 )对实验室使用 的情况查询、预约登记 、使用反馈等功能其工作流程如 图 3 所示 实验室的预约采用二 级审核程 序即用户发起的预约申请 ， 先经实验室管理 员对用 户预约 申请进行初级审核 ， 同意 后在线提交 ，再 由实验 中心管理员进行二级审核方 可生效 2 z 3实验 仪 器 预 约管 理模 块 本模块实现 用户对实验室 贵重 仪器设备的使用预培训 、 预约 、 撤约 、 销约和登记 反馈 等功能 其工作流程如 图 4所 示 值得强调的是 ， 考虑到本模块针对的是实验室中贵重 、 大型仪器设备的预约使用 ， 而这些设备的使用需要专 门培训 ， 以提高使用者的操 作技能 ， 达到使用的规范化 、 科学化 ， 从而保证仪器设备的使用效率最大化 ， 所以对预约者的身份进 行预识别 ，只有通过 了培训 的用户方有资格进行预 约 另一方面， 为了保证仪器设备的正常运转， 建立一个完整的使用记录档案是必不可少的工作 系统要求每个预约成 功的用户在使用该设备进行实验结束后 ， 必须在线填写使用记录单 ， 完整记录使用情况 ， 若有出现异常情况 ， 亦需详细 描述记载 ，以备 日后维护为了确保该项措施得以贯彻 ， 专门在系统 中开发了 “ 黑名单 ”功能，凡是违反该条规定的用 第 3期 黄 浩等 ：基 于 WE B的实验室开放预 约管理 系统的设计和实践 6 1 图 2 实验开放预约管理系统功能 图 3 实验室预约管理模块工作流程 户 ，第 1 次予 以警告 ；第 2次将暂停其预约权限 ，责令其提 交书面检讨 ；第 3次则取 消其对该设备 的预约资格 2 2 4开 放 实 验 项 目预 约 管理 模 块 该模块实现对 用户 ( 教 师 、研究生和本科生 )进行毕业 科研 项 目、自由申请开放实验项 目的申报 、审批 、立项 、进 行和结题 的功 能 其工 作流程如图 5所示 2 3 系统 的权限结构 本系统 中的权 限结 构分为最高级( 超级 )管理员 ( r o o t ) 、实验 中心管理 员、实验 室管 理员以及教师和学生用户等 4级 如 图 6所 示 各级的权限与功能 简述 如下 ： ( 1 )Ro o t 系统管 理员 ：该级别 的管理 员 ，拥有系统的所有权限 ， 包括增 、改、删 用户账号 ；增 、 改 、删实验室 、仪 器设备 ；审核各类型预约 申请 、培训 请求、项 目立项 申请等 ，此外还拥 有系统的其他管理权限 ( 2 )实验 中心管理 员 ： 该级别 的管理 员 ， 拥有增 加下一级 实验室管理员 ； 二级 审核实验室预约请求 、审核仪器培训 申请 ；处理黑名单等功能 6 2 福 建 师 范 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 2 0 1 1 芷 图 4 贵重设备预约管理模块工作流程 图 5 开放实验项 目预约管理梗块“ I- 作流崔 ( 3 ) 实验室管理员 ： 各实验室均设置独立的实验室管理 员， 该级别管理 员的权限仅局限于本 实验室在这一级别 的 管理 员可 以预定义实验室正常上课时间 ， 对实验室的预 约申请进行初级审核 但该级别管理 员无法查看他人设定的实验 或审核其他实验室的预约 申请 ( 4 )教师级 ：教师用户可以提交各类 申请 ，并可对相应学生的预约 审核进行签注 ( 5 ) 学 生级 ： 学生用户权限较少 该级别用户可 以提交预约申请 ， 但首先需经指导教师签注 ， 再进入正常审核程序 第 3 期 黄 浩等 ：基于 WE B的实验室开放预 约管理 系统 的设 计和实践 6 3 系统可接受学 生用户提出的开放实验项 目的申请 ， 这体现 了学 院鼓励学 生积极 开展研 究性 、开放式学 习的态度 2 4诚信评判系统的建立 本 系统首次 引入 了用户信用管理体 系，建立 了完善的诚信评判 ，提 高了用 户的 自我管理意识 要求 用户在获准预约后 ，应 按时到场 ，并登录系统 ，填 写 使 用记录 ， 并 在用 户诚 信数据库 中累积积分若 已获预 约 ， 但无故失约的用户 ， 系统将扣除其诚信积分点用户的诚信积分将影响该用户今后的各项预约申请 的审核及立项 申请审 批 诚 信评判系统的 投入使用 ，使生命 科学学院实验 中心的建设更加 科学化 、 规 范化 、现代化和 人性化 ，大大提高 了学 院实验 室、仪器设备 的使 用效率 ，也 促进 了学院学术科研水平 的进一步提高 3 系 统运行 评 价和 成效 图 6 实验开 放预 约管理 系统的权限结构 该预约管理 系统 自 2 0 0 7 年正式上 线运 行以来 ，先后经历了 3个学年 、3 届本科 毕业 论文设计等实践磨合 ，实现了 开 放式 实验 全程网络化、信息化管理 ， 使学生 可以 自主地预约创新实验室项 目、自由预约大 型贵重仪器等 ， 激发了学生 的学习兴趣 ，使学 生的实践创新能力得到很大提高 3 年来 ， 生命 科学学院实验教学 中心先后获得教学质 量工 程国家级项 目 2项 、 省级项 目 7 项 ； 学生借助该实验预约 管 理平台先后开展各类科研项 目 3 0 0余项 ，发表正式论文 1 5 0余篇 ； 学院学生共获得 省级 以上 奖励 7 项 ， 其中 2 0 0 9年 1 1 月实现了学生在全国大学生 “ 挑战杯 ”课外 科技 作品竞赛 中获奖项 目零的突破 4 结 束语 这 套基 于 WE B和 N ET平 台的实验开放预约管理 系统的运行真正体现 了以学生 为中心的教学理念 ，满 足了学生 个性发展的需要 ，极 大地激发 了学 生的学 习热情 ，实现了真正意义上的实验开放教学模式 作者也在实际使用过程中发现了新问题和新需求对此，将进一步借鉴其他高校的优秀建设经验口 ” ，未来设想 在现有的技术水平基础上 ， 逐步 探索、开发实验课程的 网上虚拟实 验室 ，打造 数字化标本馆 ，扩展多功 能网络数据库 ， 探 索实验室考试评价新体 系，充分重视网络安全和数据备份工作 ， 构建安全 、可靠 、完善 的网络平 台希望通过不断的 改革尝试 ，逐步 提高实验教学规范化 、管理科学化水 平 ，以满足现代化教学与管理的要求 参 考文献 ： 1 黄风爱，蒋永平 ，蒋姣丽，等基于 We b的实验室在线预约系统 J 中国现代教育装备，2 0 0 8( 8 ) ：5 2 5 4 2 张 洁开放课 程预约系统的设计与介绍 口 实验室科学 ，2 0 0 8 ( 2 ) ：9 3 9 6 3 俞强 ，卢慧芬 开放性 实验室信息管理系统 的设计与 实现 口 实验室研究与探索 ，2