基于MVC模式的實驗室安全知識系統的設計與實現

孟繁平

（長春金融高等專科學校吉林長春 130028）

1 引言

實驗室不僅是培養創新型人才、為社會服務的重要地點，也是體現學校的教學水平、展現學校辦學實力的重要標志。因此，確保實驗室的安全尤為重要。大學生在邁進大學之前，大多數缺乏安全知識方面的學習、在安全意識方面也比較淡薄，甚至有的學生根本沒有掌握最基本的安全常識。有必要讓學生加強學習提高安全意識，而傳統的安全教育有發放學習材料、組織講座等方式，這些方法也都取到一定效果。但是，傳統的方法缺乏個性化教育、學生不能自由主動的學習，現如今又是一個互聯網時代，所以利用網絡資源和技術自主設計開發實驗室安全知識系統非常必要。學生可以進行在線學習和在線考試，以彌補傳統安全教育的不足。

2 國內外研究現狀

美國大學的實驗室安全培訓嚴謹而全面。在需求方面，美國大學嚴格規定實驗人員必須接受哪些安全培訓計劃，是否必須接受強制培訓，是否必須通過考試。沒有安全培訓或通過考試，任何人都不得進入實驗室。各類有安全培訓需要的人員都能找到適用的安全培訓內容[1]；加拿大大學的實驗室安全培訓系統與美國類似。除安全培訓機制外，英國大學還建立了獨特的實驗室健康和安全管理評審體系；日本和新西蘭大學堅持“安全第一，預防為主”的理念，建立了專門的實驗室安全教育培訓課程，并建立了嚴格的實驗室準入制度。

國內的大學傳統上貫徹了實驗室安全教育和日常檢查的傳統。實驗室安全教育材料的發放，安全知識培訓和專題報告會的組織已成為安全教育的常用手段；同時，常規檢查和隨機檢查相結合已成為我國實驗室安全監管的重要特征。

3 實驗室安全知識系統設計與實現

實驗室安全知識系統——是學校為學生提供安全知識學習以及考試的平臺，學生在線自學然后利用考試系統進行考試檢驗學習的效果。實驗室安全知識系統由兩部分組成：一個是學習內容，另一個是考試軟件。他們之間的關系是學習內容包括學習資料和題庫兩部分，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。

3.1 系統的技術架構

實驗室安全知識系統中采用了MVC設計模式，MVC是一種非常重要的設計模式即模型－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。

本系統劃分為三層：持久層（數據庫有關的操作）、業務層（對應到各個功能模塊的業務邏輯處理）、表示層（用戶接口設計，即呈現在用戶面前的網頁設計）。使用Struts框架實現該MVC模型，Struts提供了Action類，在整個系統中處于業務層充當控制器的角色。使用MySQL數據庫管理系統，創建使用的數據庫以及相應的表。持久層與數據庫的交互編寫相應的類來完成。業務層調用持久層提供的方法，實現對數據庫的增刪改查等操作。表示層的任務是處理各個頁面，即編寫各個JSP頁面。發生在這些頁面的動作被業務層的Action統一截獲，分析后分發到不同的具體的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，將頁面轉到注冊成功頁面或者注冊失敗頁面。這就是實現了MVC三層架構模式。系統的架構如圖1所示。

圖1 系統設計框架圖

3.2 系統的用例分析

實驗室安全知識系統是面向金融類院校實驗室使用人員，依托校園網采用基于MVC模式的B/S架構設計。B/S框架具有的強大優勢是學生在該系統中的權限主要有登陸系統，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時有不同需求，本系統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限并且相互隔離。登錄后，系統會自動識別用戶所屬角色，并且跳轉到相對應的頁面。普通用戶可以注冊賬號、登錄賬號，主要實現在線學習和在線考試；另一個是管理員登錄頁面，負責普通用戶的基本信息更改刪除、信息發布、題庫、試卷等功能。系統設計的用例圖如圖2所示。

圖2 系統用例圖

3.3 系統的功能模塊設計

本系統功能實現主要從用戶管理、在線學習、在線考試這三大模塊入手解決。這三大模塊詳細介紹如下：

（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站，只能瀏覽新聞、通知等基本信息。本系統用戶分為系統管理員和普通用戶兩個級別，系統管理員賬號是在系統建立初設定好，添加到數據庫中的，不需要注冊，主要負責系統運行的全面管理；普通用戶的賬號是通過注冊頁面提交成功后獲得的，可以獲取本網站提供的所有服務。

（2）在線學習模塊。

在線學習模塊分為文章類、視頻類、題庫類、實驗室安全手冊、常用安全標識五類學習內容，用戶可以在線自學這些內容，還可以進行自我測試來檢驗自學的效果。自我測試將學習內容按通識類、消防安全、電氣安全、金融安全、網絡安全分為五大類。在線學習內容二十四小時開放，方便用戶時刻學習。

（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。考試結束采取自主交卷形式，如果到規定時間，系統將會出現提示，嚴格把控考試時間。

3.4 數據庫的設計

實驗室安全知識系統的關鍵點是考試系統的實現，本系統使用的是MySQL數據庫，根據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)。這些表之間相互關聯，共同存儲著系統所需要的數據。在設計數據庫表的過程中，在數據庫中設計一個表時最好只存儲一個實體或一個對象的相關信息，不同的實體最好存儲在不同的數據表中，盡量使表間避免出現多對多的關系。基于以上設計原則以及需求分析結果，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 創新和研究價值

4.1 創新點

隨著每年學校生源的不斷增加，學校實驗室人員每天的流動數量也逐漸增大，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急能力的有效手段[2]，更是從源頭上降低安全事故發生概率的根本方法。為了改變以往實驗室安全知識教育內容不全、形式枯燥的現象，建立實驗室安全知識系統，并且面向全校師生開放。

（1）網上安全知識學習。利用網絡技術，系統中建立了以實驗室安全教育為基礎的題庫；學生可以通過系統，自主安排學習進度并記載學習過程。

（2）豐富安全教學內容。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

針對自己學校特色建立的專門系統，并且近年省教育廳分別在上下半年開學初下達《關于開展全省高校實驗室安全專項檢查工作的通知》，其中一項內容要求建立實驗室安全知識考試系統，具有學習與考試功能，因此本系統的研究具有一定必要性。另外，全球爆發電腦勒索病毒WannaCrypt（永恒之藍），主要通過郵件附件、釣魚郵件群發下載網址鏈接、用戶在惡意站點下載病毒文件以及網頁掛馬后進行傳播。該病毒性質惡劣、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包括通識類和各專業學科分類安全知識、安全規范、國家相關法律法規、應急措施等等，全校師生可以通過該平臺進行學習，這樣可以培養學生的安全意識并防范于未然。

5 結語

實驗室安全知識系統的設計與實現是實驗室安全教育的重要載體，使實驗室使用者在學習安全知識時，時間上更加自由、學習方式上更加生動、學習內容上更加豐富、學習過程中更加深入。增強了學生學習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合，才能防患于未然。通過該系統的使用不僅強化學校師生的實驗安全知識，提高學生的安全意識，并且保障了師生的人身和財產安全。