实验预约手机APP的设计与实现

王春丽

(西北民族大学 教育科学与技术学院，甘肃 兰州 730000)

0 引言

随着互联网技术的发展，智能手机的不断普及，我国网民个人上网设备进一步向手机端集中，于是智能手机逐渐成为移动互联网的主要终端.大学生作为最具时尚消费潜力的群体，智能手机在这个群体中的普及率2014年就达到了98%(中国青年网调查数据)，如今大学生几乎人手一机，智能手机凭借其灵活便捷等优势成为大学生学习、生活、娱乐的首选平台.

手机APP，是安装在智能手机上的应用软件，是完善手机功能并为用户提供更丰富的使用体验的主要手段.本文正是充分利用手机APP的优势，设计一款基于智能手机的高校实验预约APP，为大学生提供高效便捷的实验预约服务.实验预约APP将包含全校各个院系的专业实验室预约信息，可供校内每个专业的学生下载使用.此款APP取代了人工登记预约以及单机预约管理带来的时间、空间上的限制，让学生和教师可以随时随地享受便捷高效的服务和管理.

1 实验预约手机APP的需求分析

随着高等教育教学水平的不断发展和教育改革的不断深化，实验实践课程逐渐成为高等教育教学中的一个重要环节，开放式实验教学模式[1]在实验实践教学人才培养中发挥着越来越重要的作用.开放式实验教学模式是高校实验教学改革的一个重要方向，是实验教学体系的一种创新，目前已成为国内外各高校实践教学新模式，它对学生的实践能力和创新能力的培养起到了重要的作用.开放式实验教学在实验内容和实验时间上对学生自由开放，打破了以往的固化模式，使学生能够根据自身的学习兴趣、学习进度、学习计划进行开放实验，从根本上解决了课程实验学时有限、学生实验实践能力不足等问题，满足不同学生的学习兴趣及学术需求.实验预约手机APP的应用能开发不同学生的潜力优势，使学生能够在擅长的领域进行深入研究，帮助学生较快选择适合自己的领域进行科学创新，对于促进教育发展，推动创新人才培养起到关键的促进作用[2].

传统的实验预约管理模式主要以单机管理系统和人工记录预约为主，通常是学生向实验室管理教师查询实验课程的安排情况，然后在实验室空闲的时段中预约实验室及实验设备，这就极大地增加了实验管理员的工作量，学生在预约的时间和空间上也受到了很大的限制[3].这种落后的实验室预约管理模式没有充分利用信息技术及移动通信技术给人们带来的便捷，没有充分利用智能终端在现代大学生群体中的优势地位.繁琐枯燥的实验预约流程大大削减了学生实验实践创新的积极性，更不能充分发挥开放实验教学模式对培养高素质综合型人才的积极作用.

为了解决传统实验预约管理模式中存在的问题，学者们也进行了大量的创新和探索.例如基于手机短信服务的开放实验室预约系统[4]，基于微信公众号的教室预约系统设计[5]等.尽管这些预约系统相关传统人工记录预约和PC端预约具有更高的自由度和方便性，但是仍然存在不少问题.前者要求学生每次预约都要按照一个标准格式将其姓名、学号、实验室名称、项目名称等诸多繁琐信息发送到服务器，纯文本的预约交互非常不直观，更没有发挥智能手机的优势.后者另辟蹊径采用微信公众号的方式预约虽然解决了纯文本交互的弊端，但是在自媒体越来越普及的今天，推送信息也不可避免的增多.在信息膨胀的今天，学生的注意力本就难以集中，微信公众号预约也存在信息覆盖和影响学生注意力等多个问题.因此，开发一款独立的实验室预约手机APP显得非常重要和必要.这不仅有助于有效提高学校实验资源的利用率，提升大学生实验预约的便捷性和体验度，还能促进更好发挥开放实验教学模式对提高教学质量的重要作用，提高学生实验实践创新能力.正是基于这一目的，本研究设计并实现一款基于智能手机的实验预约APP，即在智能手机上开发一款应用程序，为学生提供高效便捷的实验预约服务，同时便于实验室管理员进行实验室预约管理.

2 基于智能手机的实验预约APP的设计框架

依托西北民族大学所有具备开放条件的实验室及实验设备，根据笔者多年实验设备管理经验，开发了此款手机实验室预约APP.预约系统以“申请人预约，管理员审核”的方式进行管理.具体结构功能如下：

2.1 手机预约APP的用户主界面

用户界面是用户进入软件和使用其功能的桥梁，其设计是否友好，直接关系到APP使用学生的体验.本系统的客户端界面主要包含用户登录、实验管理、实验预约以及个人中心等功能结构，如图1所示.

图1 用户登录界面和APP主界面

1)用户登录.包含实验管理员用户和教师学生用户登录，教师用户名采用教工工号，学生用户名采用学生学号信息，不同用户登录后权限不同.

2)实验管理.实验管理包含实验室规章制度、实验室安全守则、实验室学生守则和实验室管理四个模块，主要上传各开放实验室的相关规章制度、管理规定等内容.

3)实验预约.这一部分是预约APP的主体结构.

4)个人中心.个人中心主要包含用户的系统反馈信息，例如：学生用户申请预约后会在个人中心反馈预约进度及结果等.

2.2 用户主界面的实现

1) 方法

相对布局RelativeLayout

线性布局LinearLayout

帧布局FrameLayout

2) 技术实现

用户主界面完全支持Android和IOS的原生代码进行开发，主界面功能都在APP端进行实现，设计到用户登录、个人中心都是在前端实现，同时调用后端的Restfull接口进行数据呈现.

实验管理主要是后端采用java语言在服务器端进行实现，可保证基础信息录入的便捷性.

3 实验预约手机APP的实现

3.1 实验预约

实验预约是此款手机APP设计的主体结构.实验预约主要流程是学生申请—实验室管理员审核—进行实验—实验教师评定.

3.1.1 学生申请

学生根据自己的学习兴趣及学习计划，选择申请实验的院系实验室，在该实验室“可开放时段时间表”选择申请预约的时段，等待实验室管理员审核.此“可开放时段时间表”是由实验室管理员根据实验室课程安排情况以及开放实验指导教师可指导时间综合考虑后制定的.审核通过后，会出现预约成功的提示.“实验预约”功能架构图如图2.

图2实验预约功能架构图

3.1.2 实验室管理员审核

实验室管理员在管理平台设置了实验室可开放时段时间表，凡是在该时段预约的学生用户，实验室管理员要对其进行实验审核，主要依据是该用户提交的实验计划、实验内容，包含实验所需时间、仪器设备、实验方法、预期实验成果等，如果符合要求，则审核通过.

3.1.3 进行实验

学生在预约时间段内按时进行实验，实验教师和实验室管理员进行实验管理与实验操作指导.

3.1.4 实验教师评定

学生实验进行完毕后，根据实验内容完成实验报告，提交实验结果.实验教师对实验报告及实验结果进行审核评定.

图3 实验预约流程图

3.2 实验预约的实现

1)方法

①提交实验计划commitPlan；

②提交报告及实验结果getCommitTestResult；

③预约结果appointmentResult；

④审核结果examineResult.

2)技术实现

实验预约主要是前端APP进行实现，通过移动端完成整个实验预约并进行预约查询.

3) 系统测试

①单元测试；

单元格式、长度、类型等验证；

单元惟一性、是否为空验证.

② 功能测试

正逻辑功能验证；

反逻辑功能验证；

③ 系统测试

应用场景测试；

兼容性测试；

安装、卸载测试；

应用深度测试.

4 实验预约手机APP创新与优势

传统实验室管理预约系统是在PC机上或手工记录本上进行管理，受到空间、时间的限制.手机预约APP可实现在手机等移动设备上对实验室进行预约管理等操作，避免了传统手工记录安排实验室时的繁琐、工作量大、实验室利用率低等问题.实验预约手机APP具有方便、快捷等优势.实验预约手机APP通过移动网络实现资源共享，学生和实验室管理员可在任何一部智能手机进行实验预约、查询等操作，具有检索迅速、查询方便、成本低等优势，能够极大地提高工作效率，突破时间和空间的限制，还具有操作简单、人性化等优点.学生可在APP上查询相关实验安排、实验申请结果等操作.实验室管理人员可进行信息管理、实验安排以及审核学生实验申请等，界面设计简单，益于教师学生使用.