基于MVC模式的實驗室安全知識系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

孟繁平

（長春金融高等專科學(xué)校吉林長春 130028）

1 引言

實驗室不僅是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、為社會服務(wù)的重要地點，也是體現(xiàn)學(xué)校的教學(xué)水平、展現(xiàn)學(xué)校辦學(xué)實力的重要標(biāo)志。因此，確保實驗室的安全尤為重要。大學(xué)生在邁進大學(xué)之前，大多數(shù)缺乏安全知識方面的學(xué)習(xí)、在安全意識方面也比較淡薄，甚至有的學(xué)生根本沒有掌握最基本的安全常識。有必要讓學(xué)生加強學(xué)習(xí)提高安全意識，而傳統(tǒng)的安全教育有發(fā)放學(xué)習(xí)材料、組織講座等方式，這些方法也都取到一定效果。但是，傳統(tǒng)的方法缺乏個性化教育、學(xué)生不能自由主動的學(xué)習(xí)，現(xiàn)如今又是一個互聯(lián)網(wǎng)時代，所以利用網(wǎng)絡(luò)資源和技術(shù)自主設(shè)計開發(fā)實驗室安全知識系統(tǒng)非常必要。學(xué)生可以進行在線學(xué)習(xí)和在線考試，以彌補傳統(tǒng)安全教育的不足。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

美國大學(xué)的實驗室安全培訓(xùn)嚴(yán)謹(jǐn)而全面。在需求方面，美國大學(xué)嚴(yán)格規(guī)定實驗人員必須接受哪些安全培訓(xùn)計劃，是否必須接受強制培訓(xùn)，是否必須通過考試。沒有安全培訓(xùn)或通過考試，任何人都不得進入實驗室。各類有安全培訓(xùn)需要的人員都能找到適用的安全培訓(xùn)內(nèi)容[1]；加拿大大學(xué)的實驗室安全培訓(xùn)系統(tǒng)與美國類似。除安全培訓(xùn)機制外，英國大學(xué)還建立了獨特的實驗室健康和安全管理評審體系；日本和新西蘭大學(xué)堅持“安全第一，預(yù)防為主”的理念，建立了專門的實驗室安全教育培訓(xùn)課程，并建立了嚴(yán)格的實驗室準(zhǔn)入制度。

國內(nèi)的大學(xué)傳統(tǒng)上貫徹了實驗室安全教育和日常檢查的傳統(tǒng)。實驗室安全教育材料的發(fā)放，安全知識培訓(xùn)和專題報告會的組織已成為安全教育的常用手段；同時，常規(guī)檢查和隨機檢查相結(jié)合已成為我國實驗室安全監(jiān)管的重要特征。

3 實驗室安全知識系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

實驗室安全知識系統(tǒng)——是學(xué)校為學(xué)生提供安全知識學(xué)習(xí)以及考試的平臺，學(xué)生在線自學(xué)然后利用考試系統(tǒng)進行考試檢驗學(xué)習(xí)的效果。實驗室安全知識系統(tǒng)由兩部分組成：一個是學(xué)習(xí)內(nèi)容，另一個是考試軟件。他們之間的關(guān)系是學(xué)習(xí)內(nèi)容包括學(xué)習(xí)資料和題庫兩部分，資料和題庫裝入考試軟件就成為了完整的實驗室安全知識系統(tǒng)。

3.1 系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)

實驗室安全知識系統(tǒng)中采用了MVC設(shè)計模式，MVC是一種非常重要的設(shè)計模式即模型－視圖－控制模式。MVC模式的特點就是只需要在平臺下編寫一次程序就可以在該平臺的任何地方進行刪除和安裝各個組成部分的操作。

本系統(tǒng)劃分為三層：持久層（數(shù)據(jù)庫有關(guān)的操作）、業(yè)務(wù)層（對應(yīng)到各個功能模塊的業(yè)務(wù)邏輯處理）、表示層（用戶接口設(shè)計，即呈現(xiàn)在用戶面前的網(wǎng)頁設(shè)計）。使用Struts框架實現(xiàn)該MVC模型，Struts提供了Action類，在整個系統(tǒng)中處于業(yè)務(wù)層充當(dāng)控制器的角色。使用MySQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，創(chuàng)建使用的數(shù)據(jù)庫以及相應(yīng)的表。持久層與數(shù)據(jù)庫的交互編寫相應(yīng)的類來完成。業(yè)務(wù)層調(diào)用持久層提供的方法，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的增刪改查等操作。表示層的任務(wù)是處理各個頁面，即編寫各個JSP頁面。發(fā)生在這些頁面的動作被業(yè)務(wù)層的Action統(tǒng)一截獲，分析后分發(fā)到不同的具體的Action，這些Action會處理提交上來的請求， 并決定下一個動作是什么，如用戶點擊注冊提交后，將頁面轉(zhuǎn)到注冊成功頁面或者注冊失敗頁面。這就是實現(xiàn)了MVC三層架構(gòu)模式。系統(tǒng)的架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計框架圖

3.2 系統(tǒng)的用例分析

實驗室安全知識系統(tǒng)是面向金融類院校實驗室使用人員，依托校園網(wǎng)采用基于MVC模式的B/S架構(gòu)設(shè)計。B/S框架具有的強大優(yōu)勢是學(xué)生在該系統(tǒng)中的權(quán)限主要有登陸系統(tǒng)，然后選擇考試科目，點擊開始答題，就會進入指定的考試界面。不同用戶在使用系統(tǒng)時有不同需求，本系統(tǒng)使用用戶分為普通用戶和管理員兩個角色，每個角色具有獨立的功能和權(quán)限并且相互隔離。登錄后，系統(tǒng)會自動識別用戶所屬角色，并且跳轉(zhuǎn)到相對應(yīng)的頁面。普通用戶可以注冊賬號、登錄賬號，主要實現(xiàn)在線學(xué)習(xí)和在線考試；另一個是管理員登錄頁面，負(fù)責(zé)普通用戶的基本信息更改刪除、信息發(fā)布、題庫、試卷等功能。系統(tǒng)設(shè)計的用例圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)用例圖

3.3 系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計

本系統(tǒng)功能實現(xiàn)主要從用戶管理、在線學(xué)習(xí)、在線考試這三大模塊入手解決。這三大模塊詳細(xì)介紹如下：

（1）用戶管理模塊。

用戶管理模塊中包括注冊賬號、登錄賬號、修改個人信息這些功能。用戶以游客身份在本網(wǎng)站，只能瀏覽新聞、通知等基本信息。本系統(tǒng)用戶分為系統(tǒng)管理員和普通用戶兩個級別，系統(tǒng)管理員賬號是在系統(tǒng)建立初設(shè)定好，添加到數(shù)據(jù)庫中的，不需要注冊，主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)運行的全面管理；普通用戶的賬號是通過注冊頁面提交成功后獲得的，可以獲取本網(wǎng)站提供的所有服務(wù)。

（2）在線學(xué)習(xí)模塊。

在線學(xué)習(xí)模塊分為文章類、視頻類、題庫類、實驗室安全手冊、常用安全標(biāo)識五類學(xué)習(xí)內(nèi)容，用戶可以在線自學(xué)這些內(nèi)容，還可以進行自我測試來檢驗自學(xué)的效果。自我測試將學(xué)習(xí)內(nèi)容按通識類、消防安全、電氣安全、金融安全、網(wǎng)絡(luò)安全分為五大類。在線學(xué)習(xí)內(nèi)容二十四小時開放，方便用戶時刻學(xué)習(xí)。

（3）在線考試模塊。

首先驗證已登錄考生的身份信息，從題庫中隨機抽取試題，生成考試卷，試卷題型為單選題、多選題和判斷題?？荚嚱Y(jié)束采取自主交卷形式，如果到規(guī)定時間，系統(tǒng)將會出現(xiàn)提示，嚴(yán)格把控考試時間。

3.4 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

實驗室安全知識系統(tǒng)的關(guān)鍵點是考試系統(tǒng)的實現(xiàn)，本系統(tǒng)使用的是MySQL數(shù)據(jù)庫，根據(jù)需求分析主要有四個實體：用戶表(tb_Student)、管理員表(tb_manager)、選擇題表(tb_Select)、判斷題表(tb_Judgment)。這些表之間相互關(guān)聯(lián)，共同存儲著系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)。在設(shè)計數(shù)據(jù)庫表的過程中，在數(shù)據(jù)庫中設(shè)計一個表時最好只存儲一個實體或一個對象的相關(guān)信息，不同的實體最好存儲在不同的數(shù)據(jù)表中，盡量使表間避免出現(xiàn)多對多的關(guān)系。基于以上設(shè)計原則以及需求分析結(jié)果，對這四個主要實體的描述如下：

（1）用戶表(tb_Student)（ID號、用戶名、用戶密碼），其中ID號為主鍵。

（2）管理員表(tb_manager)（管理員名稱、管理員密碼），其中管理員名稱為主鍵。

（3）選擇題表(tb_Select)（題號、題目、選項A、選項B、選項C、選項D、正確答案），其中題號為主鍵。

（4）判斷題表(tb_Judgment)（題號、題目、答案），其中題號為主鍵。

4 創(chuàng)新和研究價值

4.1 創(chuàng)新點

隨著每年學(xué)校生源的不斷增加，學(xué)校實驗室人員每天的流動數(shù)量也逐漸增大，所以安全教育是安全管理工作中的一個重要方面，也是提高實驗室安全管理水平、全校師生的安全意識以及安全事故應(yīng)急能力的有效手段[2]，更是從源頭上降低安全事故發(fā)生概率的根本方法。為了改變以往實驗室安全知識教育內(nèi)容不全、形式枯燥的現(xiàn)象，建立實驗室安全知識系統(tǒng)，并且面向全校師生開放。

（1）網(wǎng)上安全知識學(xué)習(xí)。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，系統(tǒng)中建立了以實驗室安全教育為基礎(chǔ)的題庫；學(xué)生可以通過系統(tǒng)，自主安排學(xué)習(xí)進度并記載學(xué)習(xí)過程。

（2）豐富安全教學(xué)內(nèi)容。制作了生動、直觀的實驗室安全教育視頻，建立了安全講座為輔、安全知識競賽為補充的“三位一體”的實驗室安全教育體系。

4.2 研究價值

針對自己學(xué)校特色建立的專門系統(tǒng)，并且近年省教育廳分別在上下半年開學(xué)初下達《關(guān)于開展全省高校實驗室安全專項檢查工作的通知》，其中一項內(nèi)容要求建立實驗室安全知識考試系統(tǒng)，具有學(xué)習(xí)與考試功能，因此本系統(tǒng)的研究具有一定必要性。另外，全球爆發(fā)電腦勒索病毒W(wǎng)annaCrypt（永恒之藍(lán)），主要通過郵件附件、釣魚郵件群發(fā)下載網(wǎng)址鏈接、用戶在惡意站點下載病毒文件以及網(wǎng)頁掛馬后進行傳播。該病毒性質(zhì)惡劣、危害極大，一旦感染將給用戶帶來無法估量的損失[3]。實驗室安全知識系統(tǒng)包括通識類和各專業(yè)學(xué)科分類安全知識、安全規(guī)范、國家相關(guān)法律法規(guī)、應(yīng)急措施等等，全校師生可以通過該平臺進行學(xué)習(xí)，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的安全意識并防范于未然。

5 結(jié)語

實驗室安全知識系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)是實驗室安全教育的重要載體，使實驗室使用者在學(xué)習(xí)安全知識時，時間上更加自由、學(xué)習(xí)方式上更加生動、學(xué)習(xí)內(nèi)容上更加豐富、學(xué)習(xí)過程中更加深入。增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性并且牢記安全的重要性，只有豐富了自己的知識再與實踐相結(jié)合，才能防患于未然。通過該系統(tǒng)的使用不僅強化學(xué)校師生的實驗安全知識，提高學(xué)生的安全意識，并且保障了師生的人身和財產(chǎn)安全。