“互聯網+”背景下寶玉石標本電子管理系統的建設
——以同濟大學浙江學院為例

汪田田，湯維茜，張維肖，楊池玉，張正國

同濟大學浙江學院，嘉興 314001

前言

在習近平總書記“實踐育人”精神的指導下，實驗室在高校教育中占據越來越重要的位置，直接關系到高校的教學質量，也直接影響輸出人才的質量。互聯網技術的發展和應用不僅改變人們的生產生活方式，對教育的創新和變革也有深刻影響，教育信息化帶動教育現代化的戰略部署中對實驗室管理也提出了更高要求[1-4]。

目前國內珠寶鑒定類的教育主要分為高校教育和社會職業教育，筆者調研了位于湖北和上海的兩所研究型高校，位于廣東、湖北、江西的五所教學為主型高校以及兩家國內較知名規模較大的職業培訓機構，其中無論是高校還是職業培訓機構，對寶玉石標本的管理都是以傳統的紙質樣品卡的管理為主，輔以簡單的EXCEL表格的統計，幾乎沒有信息化的寶玉石標本電子管理系統的開發，極少部分處在初級的研究階段。此外，市場上基本找不到成型的可被應用的軟件，可供查閱的研究資料也幾乎沒有。而國外一流珠寶實驗室對于樣品的管理各有特色，或許因為涉及競爭等問題，目前幾乎沒有資料顯示它們如何相對高效管理標本。經前期的實地調研，筆者發現多家國外涉及教育培訓的珠寶機構如瑞士Gübelin實驗室和泰國亞洲寶石研究院AIGS等都建立了專屬的寶石標本電子庫，能夠在很短時間內準確地找出所需要的寶玉石樣品。

1 寶玉石標本電子管理系統建設的意義

由于寶石學科具有極強的實踐性，實驗教學中需要大量寶玉石標本，而寶玉石標本的配置是一項長期累積的工作，對于不斷新增的寶玉石標本需要科學化信息化的管理。同濟大學浙江學院寶玉石標本電子管理系統的建設為珠寶實驗教學準備了不同類型的課程標本，可以快捷準確地管理標本的借出和歸還，提高了標本的使用率，完善了實驗室的信息化和科學化管理，也為國內其它珠寶教育院校和機構的寶玉石標本數據庫管理提供了借鑒。

2 寶玉石標本電子管理系統的建設思路

2.1 寶玉石標本電子管理系統的功能設計

為了滿足珠寶實驗室日常的管理，提高寶石標本的使用效率，寶玉石標本電子管理系統需要兼具實用性和方便性。該系統的功能設計主要包括兩大方面：查找標本功能和取用登記功能。為了滿足專業教學中對寶玉石標本的分類取用需求，寶玉石標本電子管理系統需要具備根據各標本鑒定特征及相應的教學知識點能夠精準快速查找該標本的功能。與此同時，為了便于實驗室管理，該系統的取用登記功能也不可或缺。常規教學或職業培訓等取用標本、外借標本時都應在該系統上有所記錄，不僅能夠防止標本丟失，也可以根據每顆標本使用的次數來標記重點標本和難點標本，從而為授課的有的放矢提供一定的幫助。

2.2 寶玉石標本電子管理系統內容錄入版式的設計

寶玉石標本電子管理系統中需要錄入的內容主要是同濟大學浙江學院樣品庫目前所有的寶玉石標本信息。根據國家標準GB/T16553-2017《珠寶玉石鑒定》來設計記錄寶玉石標本鑒定特征的模板，包括樣品照片、折射率、光性特征、顯微觀察特征等內容，其中各標本所需記錄的鑒定特征側重點不同，據此將已有的寶玉石標本分為四大類，分別為彩色寶石、鉆石、玉石和有機寶石，根據各大類所需要的鑒定特征來設計內容錄入版式。此外，為了便于樣品管理——包括查找和取用記錄，還需要根據寶玉石標本的種類和采購時間對其進行編號，如2016年購入的第一顆紅寶石（屬于彩色寶石大類）被命名為c-2016001。

2.3 寶玉石標本電子管理系統的應用設計

根據前面的設計內容，寶玉石標本電子管理系統中錄入了樣品庫中所有標本的鑒定特征，相當于每個寶玉石標本都獲得了相應的身份信息。可通過計算機技術將這些信息制作成樣品卡及二維碼，通過掃描二維碼可以顯示對應樣品的寶石學特征，學生在實踐課上操作更方便，可提高實習課程的效率。匯編樣品庫中所有的寶玉石標本信息可以制作同濟大學浙江學院寶玉石樣品庫網頁，本校師生和社會人士都可以在網頁上查看相關內容。為了進一步提高便捷性，還可以制作配套的微信小程序[5-7]，讓教師和學生都可以快速便捷地查看寶玉石樣品信息。此外，同濟大學浙江學院寶玉石標本電子管理系統除了滿足本校珠寶系的日常教學外，還允許學生隨時翻看查閱學校樣品庫中寶玉石樣品特征來增強自主學習能力。同時，網頁和微信小程序都可以對社會公眾開放，讓有需要的校外人士也能查閱大量的寶玉石樣品特征，充分發揮高校實驗室資源共享的能力。

3 寶玉石標本電子管理系統的具體開發

本項目的研究工作總體上分為以下四個階段：方案階段、設計階段、實現階段、測試與迭代階段。各個階段之間的工作內容不是嚴格劃分的，每個階段工作的側重點有所不同。在新增需求或者變更需求時，需要對這個過程進行一次迭代，以滿足需求變更時的要求。其中測試與迭代貫穿于項目的整個過程中。

3.1 方案階段

方案階段主要針對項目要求，進行環境平臺技術的選型、邏輯和流程的抽象及系統功能模塊的大致劃分。本項目采用的技術主要包括：

開發語言：HTML5、JavaScript、Python3；

開發工具：Visual Studio Code、微信開發者工具；

測試工具：Microsoft Edge、WeChat；

版本控制：Git、Gitee；

開發平臺：Windows10 64bit、Android 10。

邏輯和流程抽象將開發過程分為六個階段：HTML5頁面架構設計階段；HTML5頁面構建階段；服務器部署階段；WEB頁面測試階段；小程序移植階段；小程序測試階段。系統功能模塊大致劃分為資源調度模塊、業務邏輯模塊、視圖界面模塊[8,9]。

3.2 設計階段

設計階段主要針對方案階段的邏輯和流程的抽象結果及功能模塊的大致劃分結合所選用的環境平臺技術進行功能模塊的拆分細化、抽離合并等操作，對系統要實現的功能進行詳細設計。

系統功能模塊大致劃分為：資源調度模塊（包括網絡資源調度、存儲資源調度、計算資源調度）；業務邏輯模塊（包括事件響應、消息傳遞和頁面跳轉）；視圖界面模塊（包括WEB框架和頁面渲染）。

在設計階段，根據需求對功能進行了設計和劃分，設計包括界面以及實現方式。

3.3 實現階段

本系統在WEB實現階段采用HTML5技術進行開發，在小程序實現階段采用成熟框架進行webview移植，實現跨平臺、跨系統使用。

寶玉石標本庫系統框架如圖1所示，包括簡介、標本庫、管理細則和聯系四大模塊。

根據該系統框架，設計小程序主頁及WEB主頁分別如圖2和圖3所示。

點擊“簡介”可以進入如圖4所示頁面，該部分為對同濟大學浙江學院及寶玉石標本庫的介紹，并展示了實驗室及部分標本照片。

圖1 寶玉石標本電子管理系統系統框架Fig.1 The framework of gem specimen electronic management system

圖2 小程序頁面Fig.2 The Mini Program page

圖3 WEB頁面主頁Fig.3 WEB page

圖4 簡介頁面Fig.4 Profile page

點擊“管理細則”和“聯系”可以分別進入管理細則頁面和聯系頁面，如圖5所示。管理細則頁面主要展示寶玉石標本庫管理細則，規范老師和學生對標本庫的管理和使用；聯系頁面則展示了標本庫管理員的聯系方式，同時標本庫及管理系統也在不斷迭代完善，所有人都可以通過該頁面反饋問題和建議。

圖5 管理細則頁面和聯系頁面Fig.5 Administrative rules and contact page

點擊“標本庫”可以進入系統的核心部分標本庫頁面，如圖6所示。

圖6 標本庫頁面Fig.6 Gemstone library page

根據系統框架，標本庫包含彩色寶石、鉆石、玉石和有機寶石四大類。目前彩色寶石分成了紅寶石、藍寶石、金綠寶石、碧璽、橄欖石、鋯石、尖晶石、石榴石、水晶、長石、歐泊和其它稀有彩寶等12個類別；鉆石1個類別；玉石為翡翠1個類別；有機寶石分為蜜蠟和珍珠2個類別。點擊具體的類別后可以瀏覽該類別的所有在庫標本及詳細參數。比如c-2016004這顆紅寶石樣本，頁面會顯示該標本圖片及詳細鑒定參數，同時該頁面有樣本是否在庫標記，當其為勾選狀態時，表示樣本在庫；當樣本被取用并完成取用登記后，其為空選狀態，表示樣本不在庫，如圖7所示。

點擊“取用登記”可以顯示該樣本的取用登記信息，方便對樣本的使用進行管理，如圖8所示。

點擊“下一頁”可以瀏覽下一個樣本頁面，點擊“返回上級”可以返回上級菜單。

網頁部署到服務器后可以獲得每個樣本頁面的URL，通過python腳本批量繪制各樣本頁面的二維碼，每張二維碼中間顯示該樣品卡的樣品編號，方便索引張貼，如圖9所示。

3.4 測試與迭代階段

測試與迭代階段主要對完成的WEB頁面和小程序功能的正確性進行測試，發現功能實現有問題的地方并及時修正，當有新的功能需求或者需求改動時，迭代設計與實現的過程并測試[10]。

圖7 寶石標本詳細信息頁面Fig.7 Gem specimen information page

圖8 取用登記頁面Fig.8 Access registration page

圖9 顯示寶玉石樣品編號的二維碼Fig.9 QR code including gem number

4 結論

“互聯網+”的時代背景下，高校都需順應時代深化改革發展，同時也給高校實驗室現代化與信息化的管理提供了新的發展空間與機遇。寶玉石標本電子管理系統的建設思路是寶玉石標本電子管理系統軟件的開發與使用必不可少的基礎，也是“互聯網+”背景下實驗室標本管理和使用信息化的前提。同濟大學浙江學院寶玉石標本庫電子管理系統的開發為高校寶玉石實驗室的管理注入了新鮮血液，為實驗室管理人員提供了更便捷、更直觀、更完整的電子數據庫，管理者可以有效掌握寶玉石標本的數量、種類、當下使用狀態等。

該系統目前處在試運行階段，已經大大提高了寶玉石標本管理的質量和效率，本校學生在課外也能夠利用該系統自主學習以提高實踐能力，這樣也進一步提高了寶玉石標本的使用效益，同時完善實驗室的科學化管理。本系統界面簡潔清晰，操作方便，接口多樣，并能同時通過Firefox、Chrome、Safari、Edge、IE等主流瀏覽器及微信小程序展示。但寶玉石標本電子管理系統目前仍然存在一些問題，比如鏈接反應不夠迅速，會出現不定時卡頓的現象；該系統目前在激發學生課余自主學習上作用有限，部分學生僅在實習課上使用該系統，課后基本不利用該系統來學習。針對這些問題，筆者后續將與計算機專業人士探討，以期進一步完善界面顯示、優化頁面加載過程；大力宣傳推廣此系統以便讓更多的學生認識到其對專業學習的幫助，同時在一些珠寶專業課程改革中也融入寶玉石電子管理系統，借用該系統的功能引導學生在專業學習上逐步化被動為主動。

寶玉石標本電子管理系統可以推廣給其他高校或有相關需求的機構共同使用，且該系統也可以鏈接到校園或機構的官網，實現我國現代化高等教育所提倡的高校實驗室優質資源開放、共享與合作的功能。