實驗教學排課系統的設計與應用

王旭　陳越　王曉莉　談一真

關鍵詞：實驗教學;排課系統;信息化

排課是高校實現教學任務順利進行的前提。目前大學生數量與日俱增，高校開設課程更加多元化，排課的難度變得越來越大。實驗中心作為高校教學環境中重要的一環，其排課也面臨著諸多問題。蘇州城市學院作為一所本科院校，每學期要承擔全院近200門實驗課程的安排工作，手工排課費時費力，往往會出現實驗室、實驗教師“撞車”現象。

擔任實驗教學秘書多年，深感實驗排課是一件勞心勞力的事情，為了避免教學事故的發生，還要在較短時間內拿出所有實驗課的課表，因此想試著設計一個實驗排課系統，可以分擔工作強度，減輕工作壓力，提高工作效率。

1實驗課排課系統的設計與實現

1.1系統功能模塊實現

1.1.1基礎數據維護模塊

該系統的基礎數據包括：教師信息、學生信息、實驗樓信息、實驗室信息、用戶登錄信息等。下面具體介紹該排課系統需滿足的各種數據的要求。

教師和學生的信息數據與本院的教務管理系統數據共享，包括教師的系科、工號、姓名，所有年級專業學生學號、姓名等，具有同步動態更新功能。這些數據用戶只可查閱，不可修改。

實驗區域、實驗樓宇、實驗室信息模塊。此數據系統管理員可添加修改。目前，由于我院實驗區規模不夠完善，少量實驗課需要借用校外場地，這些都可以在實驗區域內容體現。本校區實驗區域共有五幢實驗樓，每幢實驗樓各實驗室的門牌號、實驗室名稱、安全負責人、面積、適用專業、適用課程、儀器設備、設備套數等信息，均可批量導入，管理員長期維護好這些數據。

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

1.1.2實驗計劃管理模塊

實驗計劃是非常重要的數據，它是排課的依據和來源。該系統可以實現讓一級管理員查看、下載最新的學期教學計劃功能，此教學計劃是與教務部門同步的。管理員可以在系統里添加一定的篩選條件，系統可以按照要求篩選出管理員需要的實驗課程。

1.1.3排課模塊

排課是該系統的核心模塊，一級管理員登錄系統后，選擇排課菜單，便可進入排課界面。選擇某學期某個班級，即可看到該班級該學期的課表。這里課表顯示的是該學期該班所有的課程，包括理論課，是跟教務系統一樣的。管理員可根據實驗教學計劃，進行實驗課的詳細安排。安排好的課，教師和學生在個人教務系統電腦端或手機端可查看。具體如圖1所示：

課程的基本信息是教務系統獲取的，不可改動。管理員需要完善的是實驗安排中的實驗教師（多個）、實驗批次、實驗周次、實驗開始結束的星期和節次、實驗地點等信息。與理論課不同的是，由于實驗儀器設備受限，往往會將一個班學生分多批次進行實驗，每批也會由2～3位老師一起指導。根據實驗項目的變化，可能每次的實驗地點也會有變化。這些信息都需要管理員線下提前收集好后，盡可能詳細地輸入排課系統里。在確認提交后，系統會根據后臺數據庫，對教師、實驗時間、實驗地點檢查沖突，如有沖突將報錯。管理員根據錯誤提示，修改排課信息后再次提交，如此反復直到正確排進課程為止。這集中體現了電腦排課的優越性。以往線下排課，人工檢查實驗室是否有沖突，費時費力。對于教師的排課沖突，更是沒法查詢，只能排好后，老師自己檢查，毫無預見性。有了排課系統，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：

（1）同一實驗室同一時間段，只能安排一門實驗課。

（2）同一名教師同一時間段，只能安排一門課，理論課和實驗課不得同時進行。

（3）同一個班級同一時間段，只能安排一門課。

1.1.4查詢統計模塊

所有安排過的實驗課的具體信息，將匯總到“已排實驗課一覽”。管理員可以依據教學計劃，核對所排課程信息匯總表，看看有無漏排、錯排的實驗課。通過匯總表，也可以清楚地查到所有班級的實驗課信息。“學期排課匯總表”如圖2所示：

此外，實驗室管理員可以查看“實驗室周課表”，輕松知曉某間實驗室的日程安排，從而合理調度。實驗教師登錄系統后，通過查看“教師周課表”，可以知曉自己的所有實驗課安排信息，做好備課，還可以上傳本門課的進度表、實驗報告。由于實驗課的變動性比較大，管理員平時需要維護的數據比較多，有了排課系統，一旦有課程變動，管理員只要在系統里隨時做好修改，就不會出現遺忘、遺漏等教學事故。管理員維護好課表的各項數據，到了學期末還可以輕松地通過系統獲取教師本學期的工作量和到學校次數等重要統計數據。

1.2系統數據庫設計

該系統利用ASP.NET技術，采用C#作為開發語言。通過沖突檢測算法，能檢測專任教師、上課課程、上課地點這三個因素間的相互沖突，將實驗室資源重新整合并充分調度分配，提高了實驗室工作效率，維護了實驗教學秩序，保障了實驗教學質量。

系統數據庫設計主要包括教學任務表（dbs_jxrw）、班級表（dbc_bjb）、教師表（dbc_jsb）、用戶表（dbz_user）、實驗課表（dbs_sykb）、課程表（dbc_kcb）、實驗中心表（dbc_syzxb）、實驗室表（dbc_sysb）、實驗項目表（dbc_syxmb）、教學任務對比表（dbs_dbrw）等十余種表的設計。

下圖3是各種表格關系ER圖：

2系統的應用

排課系統在本院已經正常運行了一年，得到了師生的一致好評。目前學生可以通過登錄我院教務系統，查詢理論課表的同時查看到實驗課程具體安排的信息，同時手機客戶端也可以同步查詢。同學們以往出現的找不到實驗課、記錯實驗上課時間等事故概率大大降低。實驗課信息在教務課表中的顯示如圖4所示：

第17周的實驗課表如下如果您要查看本學期所有實驗課程的安排，請點擊實驗課表查詢，進行查看。

通過這一年的試運行，實驗排課系統，不僅方便了管理人員，還有利于學生理論課和實驗課同步查詢，有利于教學秩序的展開。結合實際，我們將進一步推廣該系統融入實驗教師的教學中，讓廣大實驗教師能用到該系統，輔助更好的實驗教學。

結語

實驗教學排課系統投入使用后，大大提高了工作效率和工作質量，減少了出錯率，實驗排課系統沒有出現過排課“撞車”情況，得到了廣大師生的好評。今后還要以實驗教學排課系統為基礎，繼續擴充和發展其功能，還要加入其他管理功能，比如通過該系統，添加實驗大綱、實驗項目、實驗評價、實驗考勤等。希望該系統可以發展成為一個功能齊全的實驗教學管理系統，成為實驗教學的好幫手。

作者簡介：王旭（1987— ），女，漢族，江蘇南通人，工學碩士，助理研究員，工作于蘇州城市學院，從事實驗教學管理研究。