基于微信小程序的實驗室在線預約功能研究與實踐

魏 琛

(中國民航大學飛行分校 天津300300)

實驗室是高校實踐創新的場所和科技人才培養的基地，隨著教學實驗項目日益增多，實驗教學課程內容不斷增加，迫切需要使用計算機來進行輔助管理[1]。隨著互聯網技術的發展，基于信息化技術，為實現在疫情常態化后教學實踐中實驗室場景下的預約機制，進行實驗室預約系統開發。目前各高校的實驗室預約系統都是針對常規教學內容設計開發的，具有簡單預約功能，大部分支持老師按照時間需求進行實驗室預約，由于系統中沒有學生數據，不能進行實名認證，更不能將一個班拆成兩部分進行實驗教學。此次開發的實驗室預約系統，不僅提升了實驗室的利用率，替代了傳統紙質的預約方式，更基于防疫要求有針對性地進行了開發，既有教室數據又有教師、學生數據，并可根據需求靈活設置上課學生數量、上課時間、拆分課時(例如可將一節實驗課拆成兩部分來上)，且每節課都進行實名認證記錄上課學生數據，便于事后追溯。

1 基于微信小程序的實驗室預約系統優勢

微信小程序是依托微信平臺開發的應用程序，入口方式靈活多樣，用戶進入后可以直接進行交互行為，用完即退方便快捷，無需安裝，不占用空間并且可運行平臺較多。實驗室工作人員通過微信的實驗室預約系統，實現信息的及時共享，可以及時更新實驗室狀態，學生、教師可在手機端快速了解實驗室使用情況，通過該平臺隨時隨地預約。基于 Web采用B/S模式，即瀏覽器、服務器模式。B/S模式的最大優點是用戶可以隨時隨地通過普通瀏覽器進行查詢、預約實驗室等操作，不需要安裝復雜的專用軟件，相關數據庫、應用程序都集中在服務器一端，對于系統的升級、維護都只需在服務器端進行操作，系統延展性好[2]。該實驗室預約系統與學校的相關系統互通互聯，可以有效獲取數據信息，減少系統管理員的工作量。實驗室預約系統的建立解決了實驗室使用及預約的矛盾沖突，使實驗室教學資源師生觸手可及。實驗室信息化不僅實現設備資源及時共享，提高實驗室服務質量，而且提高學生學習的積極性，培養學習興趣，激發教師、學生的創新能力和科研能力。

2 系統的設計思路

實驗室預約系統以“申請人預約，實驗室管理員審核”的方式進行管理。申請人從系統中提交實驗室預約申請，系統自動發送一條消息給實驗室管理員，提醒需要審核新的預約。管理員根據申請原因、預約信譽、實驗室空閑率等實際情況進行審核。若沒有通過審核，則系統自動通知申請人預約失敗的原因；若通過審核，則通知申請人預約成功，并將預約信息顯示在客戶端。用戶端和內部服務器之間的數據交互過程如圖1所示。

圖1 數據交互圖Fig.1 Data interaction diagram

2.1 用戶分類

該系統將用戶分為 3類：教師、實驗室管理員和系統管理員。

教師：教師可以通過微信、短信授權注冊、登錄、查詢實驗室信息，進行實驗室申請。

實驗室管理員：實驗室管理員可以查詢所有的實驗室信息，并對教師提交的預約進行審核，查看該實驗室預約是否通過。

系統管理員：管理整個系統。系統管理員可以對實驗室、學生基本信息、教師基本信息進行必要的增加、修改和刪除，并管理和發布微信端首頁宣傳圖[3-5]。

2.2 系統的總體結構

該系統使用 HTML5頁面實現微信小程序的前端交互，使用Java的框架和ORACLE數據庫進行后臺處理，并基于Web采用B/S模式，利用微信消息回復接口，將實驗室預約系統的基本功能嵌入到微信平臺中。用戶不需要安裝軟件，僅需從微信小程序端進入即可[6]。

系統功能模塊如圖2所示。

圖2 系統功能模塊圖Fig.2 System function module diagram

3 系統功能的設計

根據微信小程序實驗室預約的運行流程，所得預約管理系統所要處理數據的流程，如圖3所示。

圖3 數據流程圖Fig.3 Data flow chart

通過微信小程序實驗室預約管理系統所需的內容和數據流程進行分析，主要功能設計如下文所述。

3.1 微信H5小程序端

首頁主要分為登錄界面、Banner區域、列表區域，見圖4。

圖4 系統登錄界面Fig.4 System login interface

Banner區域主要展示分校宣傳圖片、實驗室信息等，最大支持 3張圖片循環播放；列表區域主要顯示實驗室的基本信息，教師可以通過點擊[預約]按鈕進入該實驗室的預約界面。列表區域展示的實驗室信息根據當天或第二天實驗室空閑狀態排序。

用戶點擊“我的預約”，即可取消預約的實驗室或查看最近的實驗室預約信息，包括預約時間、實驗室名稱、是否通過預約審核等。

個人中心(僅限教師)顯示用戶認證狀態和基本信息。

①未認證用戶：完善個人信息，如姓名、手機號、課程分類、身份證號等，獲取手機驗證碼，驗證碼通過后提交等待后臺審批，審批通過用戶可以正常使用小程序的預約功能。

②已認證用戶：原則上信息不可變更，如信息填寫錯誤可申請后臺修改，認證通過的用戶可正常使用小程序預約功能。

如圖5所示，點擊“實驗室預約”，進入實驗室預約界面，首先選擇日期，可以選擇日期下的所有課時時段，點擊某一課時時段可以看到該課時下的所有空閑狀態的實驗室，選擇要預約的實驗室，填寫課程名稱、使用內容、防控物資是否到位、是否進行防疫培訓，錄入學生信息后，點擊“提交”按鈕預約實驗室的使用，等待后臺管理人員審核實驗室預約信息。因新冠肺炎疫情，預約實驗室課時可以在大課時的基礎上分開選擇上下課時，錯峰安排學生使用實驗室；預約成功后，自動生成預約信息。

圖5 實驗室預約界面Fig.5 Laboratory appointment interface

個人信息審核、教室預約審核提醒采用手機短信、微信進行[7-9]。

3.2 管理后臺

3.2.1 實驗室管理

管理人員對實驗室進行管理，可以添加、修改、刪除實驗室的基本信息，是否開放實驗室對外使用，設置實驗室開放使用的時間選擇；實驗室基本信息包括實驗室名稱、位置、最大人數、開放狀態等。

3.2.2 課時管理

管理人員對實驗室的開放課時進行管理，方便教師合理預約實驗室，主要信息包括課時名稱、課時時段、開放的實驗室。課時時段可以根據情況選擇全時段、上半時段、下半時段，合理分配實驗室資源[10]。

3.2.3 預約管理

①預約信息：管理員查看實時的待審核的實驗室預約申請，對實驗室預約申請進行審核，是否同意該實驗室某天某課時的預約申請，填寫審核意見；管理員也可以手動添加實驗室預約信息。

②預約記錄：管理人員可以根據課時、實驗室、預約申請人等篩選實驗室的預約使用記錄；列表主要展示實驗室名稱、申請人姓名、手機號、使用內容等，支持數據的導出。

3.2.4 使用率統計

根據使用率公示統計每個實驗室的使用情況，以表格或圖表的形式展示。

3.2.5 用戶管理

①教師管理：支持手動添加、編輯教師信息或通過微信端授權認證申請并審核通過的教師信息；教師信息主要包括姓名、聯系方式、專業課程等。

②學生管理：支持管理員手動添加學生信息或按照 Excel模板方式批量導入學生信息；學生信息主要包括姓名、學號、班級、專業等。

③校外人員管理：對校外人員的信息管理，如設備維修、維護人員，校外參觀人員的信息錄入。

3.2.6 系統管理

①Banner配置：對預約教室系統首頁 Banner輪播圖進行管理，管理人員可以添加、修改、刪除上傳的圖片來配置Banner區域的宣傳展示，最大支持3張輪播圖循環顯示。

②管理員管理：可添加多名管理員/超級管理員來管理預約。

3.2.7 首頁

管理后臺首頁主要以圖表的形式展示實驗室每天的預約和使用情況。

4 結 語

該應用程序為教師及學生提供了良好的平臺，為實現教師的現代化辦公創造了條件。優越性體現在以下方面：方便教師安排實驗課程，開放式管理提高了實驗教學的效率及實驗室的利用率。教學組織的開放實現了實驗時間的可選擇性，學習更有針對性，教師可以與理論課程結合自由開展實驗內容，充分調動學生學習的積極性和主動性，給學生提供一個選擇自我發展方向的余地與體現自身特點的空間。簡化預約流程，防止使用沖突，針對疫情，進行實名登記，可以分段安排進行實驗課程，并統計分析使用情況[11-12]。

此系統界面設計簡單，節約了師生們的時間。實驗室管理人員可進行信息管理、實驗安排及審核實驗申請。分校也可利用該系統充分發揮實驗室教學價值，提升使用效率，并在疫情常態化的背景下，對教學科研起到積極作用。