基于微信的开放实验室管理系统设计与实现

【摘要】实验室改革是高等院校教学改革的重要组成部分，而开放实验室教学则是该改革中的重要举措，开放实验教学的管理水平一定程度上又依赖于管理软件。作者通过对宁波大红鹰学院实验室现状的研究，设计与开发了一套基于传统PC以及微信的高校实验室管理的系统。

【关键词】实验室 开放 微信

一、系统分析

（1）需求分析。随着大红鹰学院数字化校园的深化建设，学院基于以网络为基础，利用先进的信息化手段和工具，实现从环境（包括设备、教室）、资源（如图书、讲义、课件）、到活动（包括教、学、管理、服务、办公等）的全部数字化理念。但是在实验室管理大红鹰学院仍然停留在手工记录层面上，这样的管理模式不仅加重管理员的工作负担，还不利于学生学习的积极性。

另外当下众多网络新媒体的出现比如微信，这无疑是高校信息化发展的新契机。高校学生工作与新媒体结合起来，是紧跟时代步伐的表现，对高校学生工作的开展具有一定的促进作用及深远的时代意义。

本课题是研究实验室预约管理的相关问题并合理设计出一套实验室预约系统来使大红鹰学院走出实验室效率低下的困境。本系统一部分主要是基于B/S模型，运用微软的.NET平台实现学生、教师在PC端对实验室以及课程进行有效地管理；另一部分则是通过微信公众号这一平台，开发出一套面向学生的预约实验室的程序。

（2）功能分析。根据宁波大红鹰学院的实际教学情况，学院会在工作日安排相应的教师在规定的时间段内在实验室坐班。系统管理员在每学期期初将初始数据导入到本系统中，学生根据初始数据比如：教师的辅导时间段、学生选课情况以及学生实际安排来确定自己的实验时间以及实验地点。

而在微信预约中，学生首先统一关注学院中的指定微信公众号，学生在公众号中以实名制的形式注册自己的实际信息。之后学生只需要在公众号中输入包含“预约”字眼的关键字，公众号返回预约界面链接，学生只需在微信中打开该页面，进入相关页面完成预约操作即可。

二、系统设计

（1）功能设计。系统功能分析就是在确定系统的目标的基础上，结合系统业务流程的分析，对系统的功能进行全面的、细致的描述。本系统的服务对象为宁波大红鹰学院信息工程学院的师生，主要功能点分为课程管理维护、预约管理维护和实验室管理维护三大块。

（2）系统角色设计。本系统主要分为系统管理员、分院管理员、教师以及学生四种角色。其中系统管理员创建分院管理员并赋予相关权限；分院管理员对课程、教室进行基础设置，并安排教师课程辅导信息供学生选择预约；教师可以查询基础信息、新建属于自己的教学实验任务并开放给学生完成；学生在本系统预约相关教师的辅导，并在规定时间进行实验完成教师的实验任务，确保教学计划的顺利实施。

三、系统实现

（一）PC端预约系统的实现

本系统底层的架构采用的是的现在流行的三层架构，数据访问层（DAL）只能被业务逻辑层（BLL）访问，业务逻辑层只能被表示层（UI）访问，用户通过表示层将请求传送给业务逻辑层，业务逻辑层完成相关业务规则和逻辑，并通过数据访问层访问数据库获得数据，然后按照相反的顺序依次返回将数据显示在表示层。

而在UI层系统则使用Easy-UI框架，将所有的.NET中的服务器控件替换成HTML中的标记，所以UI表现层与后台的交互都是通过Ajax来实现的。在本系统中运用的Ajax技术主要包含：ajax（）以及post（）两种方法。ajax（）方法是jquery实现Ajax的底层方法，也就是说它是get（），post（）等方法的基础。使用该方法可以完成通过HTTP请求加载远程数据。

（二）微信端学生预约的实现

网络新媒体正在推进人类社会步入信息技术时代，网络新媒体技术在政治、经济、文化、生活的各个领域中得到了广泛应用，尤其是现在的学生对新媒体接受的非常快，他们对这些新媒体也充满着无限的好奇。正是基于这些原因，本系统融入微信预约功能，充分调动学生预约的积极性，同时让教学也跟上时展的步伐。

（1）微信公众平台开发接口介绍。微信开发是基于微信公众平台提供的API接口实现的，开发者首先接入公众平台开发接口，接入成功后当用户发送消息到微信公众号，微信服务器将组装这个消息发送给开发者的服务器，开发者的服务器接受到消息进行相应处理后，将需要回复的消息也按一定的规则组装，回复给公众账号，公众账号再回复给用户，在这个收发过程中，发送方和接收方进行了调换（ToUserName和FromUserName值互换），收发都是以xml格式在后台进行传输的。

（2）公众平台认证。开发者必须使用公网的网络地址（URL），这个网络地址要求微信公众平台可以访问，Tocken（标记）：Tocken可以随便填写一个字符串，认证时使用；开发者将认证程序部署在公网上，再把URL填进微信公众平台的指定位置，该URL被微问时，微信会发送过来一些数据，你的应用要把微信发送过来的数据进行加密，然后用密文和signature比较，如果相同，返回数据给微信公众平台，微信公众平台进行校验，如果正确，即认证成功。

（3）消息处理。URL？和？Tocken的认证结束下一步必须要做的是开发回复用户消息的功能。微信消息是以固定的XML格式在服务器之间传递的，并且在XML数据中微信关注某个公众号时产生的微信ID是唯一、不变的值，即使用户取消关注该公众号再次关注，其生成的微信ID是不改变。而在本系统中将微信用户与公众号生成的固定微信ID于学生的学号进行绑定，学生要使用微信预约必须要将自己的微信与学号绑定。

对于消息的处理可以转换为对XML数据包的解析与生成。本系统针对学生发送过来的文本类型（微信中MsgType=text即文本类型）的数据进行深入解析。学生只需发送包含“预约”两字的字串，系统则自动返回带有指定路径的图文消息，并且该图文链接只适用与发送者本人。学生科可通过图文消息在微信浏览器中打开链接即可进行预约操作。

四、总结

开放实验室管理系统通过信息化的手段将方便学生完成实验项目，有效地辅助了开放式实验教学， 学生可以灵活自主地安排实验时间，充分调动了学生的学习积极性和创造性。同时也大大减轻了机房工作人员的负担为学院节省了大量的人力物力。