李程慧

摘要：根據(jù)實驗室管理需求，該文開發(fā)一個基于開源軟件的實驗室預(yù)約系統(tǒng)。該系統(tǒng)的Web服務(wù)器采用穩(wěn)定可靠的nginx，Web應(yīng)用采用基于Python語言的Flask微框架，具有小巧易擴展的特點。數(shù)據(jù)庫采用SQLite/postgreSQL，前端框架使用Bootstrap。該系統(tǒng)主要分為管理員模塊和申請模塊兩種身份功能模塊。在管理模塊中，管理員的任務(wù)是維護(hù)管理信息；在申請模塊中，申請人根據(jù)實驗室空閑時間段進(jìn)行預(yù)約，通過表單提交數(shù)據(jù)，并將預(yù)約詳情返回于申請人。若申請人取消預(yù)約，則可以直接點擊取消按鈕。使用該系統(tǒng)，申請人不必親自到實驗管理員辦公室辦理預(yù)約手續(xù)，使得實驗時間安排更加靈活、自主，同時降低了實驗管理人員的勞動強度，提高了實驗室利用率。

關(guān)鍵詞：實驗室管理；預(yù)約系統(tǒng)；Python；Flask框架

中圖分類號：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）10-0077-02

1 概述

實驗室是高校的重要組成部分，實驗室信息化能夠提高資源利用率和共享程度，它對深化教育改革和培養(yǎng)創(chuàng)新人才意義深遠(yuǎn)[1-3]。實驗教學(xué)是高等院校教學(xué)中一個相當(dāng)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，在整個教學(xué)過程中起到不可替代的作用[4]。如何充分利用實驗室有限的教學(xué)資源，有效地提高實驗室的利用率，成為實驗室管理中亟待解決的一個重要問題[5]。

實驗教學(xué)要求實驗安排更為靈活，需要一個與實驗室實際需求相適應(yīng)的、現(xiàn)代化的實驗管理手段[6-9]。將互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于實驗室管理，較之現(xiàn)有的非移動實驗室管理有著不可比擬的優(yōu)勢。在這種情形下，開發(fā)一個基于Internet的實驗室預(yù)約系統(tǒng)顯得非常必要。

2系統(tǒng)設(shè)計

2.1系統(tǒng)需求分析

高校實驗室的預(yù)約普遍采用人工方式。學(xué)生或者教師通過電話問詢實驗室空閑情況后進(jìn)行預(yù)約，管理員將預(yù)約結(jié)果手動記錄在借用申請表中，這種方式準(zhǔn)確性低、不利于查詢[10]；有時學(xué)生去管理員辦公室借用實驗室，會出現(xiàn)預(yù)借用的時間段已經(jīng)被預(yù)約的情況[11]。因此，需要開發(fā)一套實驗室預(yù)約系統(tǒng)來完善實驗室的使用。

2.2設(shè)計思路

本文利用Python的Flask框架，搭建實驗室預(yù)約系統(tǒng)。實驗管理員在系統(tǒng)上發(fā)布實驗室空閑時間段，申請人采用網(wǎng)上申請的形式進(jìn)行預(yù)約。

本文采用類似于淘寶購物的思路，將商品目錄對應(yīng)于實驗室名稱列表；商品訂購對應(yīng)于實驗室空閑時間段；加入購物車這一操作對應(yīng)于預(yù)約某一個時間段；購物清單對應(yīng)于預(yù)約實驗室的多個時間段；結(jié)賬明細(xì)對應(yīng)于申請人預(yù)約信息詳情。

對申請人而言，實驗室預(yù)約過程類似于商品訂購。但是，不同于淘寶購物的是：實驗室某個空閑時間段是唯一的，只允許預(yù)約一次。本文采用“先到先得”的原則來決定預(yù)約結(jié)果，即假設(shè)預(yù)約系統(tǒng)顯示區(qū)有實驗室1星期一第1節(jié)，那么代表著這個時間段是空閑的，目前沒有被任何人預(yù)約，此時若申請預(yù)約這個時間，那么會立即彈出預(yù)約成功信息，不必等待管理人員審核。管理員可以根據(jù)預(yù)約情況取消無效的預(yù)約。考慮到學(xué)生實驗主要以教師為引導(dǎo)，所以學(xué)生預(yù)約實驗室的幾率小[12]。

2.3數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計

該系統(tǒng)共設(shè)計了3個表，分別為注冊信息表（users）、實驗室信息表（rooms）和預(yù)約信息表（reservations）。其中，登錄信息表中包含了教師的信息（ID、姓名、郵箱和密碼）。實驗室信息表（rooms）是實驗管理員發(fā)布的可以預(yù)約的實驗室信息（ID、實驗室名字和描述）。預(yù)約信息表（reservations）包含了已經(jīng)預(yù)約的實驗室信息（日期、節(jié)數(shù)、申請人和實驗室ID）。

2.4功能設(shè)計

基于B/S下的實驗室預(yù)約，在瀏覽器端完成實驗室預(yù)約申請，其中涉及的功能有查看實驗室空閑信息、預(yù)約申請和查看預(yù)約結(jié)果[13]。

若申請人預(yù)約金融實訓(xùn)平臺某個時間段，則點擊預(yù)約，查看實驗室空閑時間段。假設(shè)上午有5節(jié)課，分別是第1、2、3、4、5節(jié)；下午有4節(jié)課，分別是第6、7、8、9節(jié)；晚上有3節(jié)課，分別是第10、11、12節(jié)。如圖2。根據(jù)需求預(yù)約相應(yīng)的時間段。

在圖2中，深色表示可預(yù)約，淺色表示有課或者已預(yù)約。假設(shè)申請人需要預(yù)約2016年3月19日下午第6、7、8節(jié)，那么點擊“可預(yù)約”，彈出登錄對話框。若無賬號，則需先注冊。若登錄成功，則可以進(jìn)入預(yù)約界面，如圖3：

申請人輸入預(yù)約開始的節(jié)數(shù)6和結(jié)束的節(jié)數(shù)8，點擊預(yù)約，彈出預(yù)約信息詳情，查看我的預(yù)約記錄，如圖4：

3展望與結(jié)束語

本文開發(fā)的預(yù)約系統(tǒng)基于目前國外開發(fā)極為活躍，使用相當(dāng)普遍的開源框架。Web應(yīng)用基于Python語言的Flask微框架，具有跨平臺，輕量，易擴展的特性。該預(yù)約系統(tǒng)使用了大量現(xiàn)成的Flask擴展插件，不僅加速了系統(tǒng)開發(fā)的進(jìn)度，而且大大提高了系統(tǒng)實現(xiàn)的安全性與穩(wěn)定性。

預(yù)約實驗室需要注意幾個問題：避免“人滿為患”現(xiàn)象，每個實驗室的儀器設(shè)備數(shù)量是一定的，在預(yù)約時要考察人數(shù)是否已經(jīng)飽和[14]。若同一實驗室同一時段被多個老師預(yù)約，那么實驗管理員根據(jù)預(yù)約信譽[15]（即以往預(yù)約的可靠性、按時使用實驗室的概率）的高低來決定本次借用實驗室的優(yōu)先級的高低。引入預(yù)約信譽這一機制，能夠有效地解決實驗室常常出現(xiàn)的“人滿為患”和“門庭羅雀”現(xiàn)象。目前，該系統(tǒng)僅允許教師預(yù)約，在今后的努力中，需要考慮學(xué)生預(yù)約以及預(yù)約人數(shù)是否飽和問題，進(jìn)一步完善實驗室預(yù)約系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 習(xí)曉遠(yuǎn)，龐敬軒.校園網(wǎng)絡(luò)下的實驗室網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)[J].實驗室研究與探索，2006，25（4）：87-88，95.

[2] 潘信吉.高校實驗室開放管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].實驗室研究與探索，2009，28（9）：143-145，154.

[3] 海濤，王鈞.王佳亮基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實驗室信息化管理技術(shù)[J].實驗室研究與探索，2012，31（9）：166-169.

[4] 馬蓉暉，馮素琴.開放實驗室預(yù)約系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術(shù)，2010，31（6）：8792-8794.

[5] 劉文紅.開放式實驗室預(yù)約管理系統(tǒng)的開發(fā)[D].石家莊：河北科技大學(xué)，2014.

[6] 畢海霞， 張艷蕊.自主創(chuàng)新開放實驗室預(yù)約管理系統(tǒng)的設(shè)計和實踐[J].實驗室研究與探索，2015，34（3）：162-163，167.

[7] 劉長宏，張恒慶.大學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2006，25（5）：55-554.

[8] 宋鳳蓮，巫世晶，劉梅清.自主創(chuàng)新工程訓(xùn)練教學(xué)模式的構(gòu)建[J].實驗室研究與探索，2008，27（2）：113-115.

[9] 黃鳳愛，蔣永平，蔣姣麗，等.基于 Web 的實驗室在線預(yù)約系統(tǒng)[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2008（8）：52-54.

[12] 沈軍，胡曉峰.基于ASP.NET 的實驗室預(yù)約系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[J].價值工程，2010（34）：192-193.

[13] 金一峰.上財浙院實驗室管理系統(tǒng)分析與設(shè)計[D].昆明：云南大學(xué)，2015.

[14] 許又泉，李仁發(fā)，蘇立珍.基于WEB的開放式實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].實驗室研究與探索，2007，26（3）：64-66，92.

[15] 羅詠梅，金志剛.基于二維碼和新媒體的實驗室預(yù)約簽到與精細(xì)化管理[J].實驗室研究與探索，2015，34（9）：98-102.