陳 潤，琚生根，周 剛，師 維

（四川大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，四川 成都 610065）

實(shí)驗(yàn)室是高等學(xué)校教學(xué)科研的重要基地，只有做好實(shí)驗(yàn)室的安全與環(huán)保工作才能保證教學(xué)和科學(xué)研究的順利開展，保障師生員工的人身安全，保護(hù)國家財(cái)產(chǎn)免受損失。有調(diào)查表明：在實(shí)驗(yàn)室安全事故中，人為因素比例高達(dá)88%［1］。因此，“預(yù)防為主，教育先行”，實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)保知識(shí)的宣傳、教育和培訓(xùn)工作應(yīng)該成為職能部門的工作重點(diǎn)。但是，近年來隨著高校辦學(xué)規(guī)模和招生數(shù)量的不斷擴(kuò)大，對(duì)實(shí)驗(yàn)室資源的開放、共享性要求更高，進(jìn)入高校各類實(shí)驗(yàn)室的人員呈現(xiàn)數(shù)量多、流動(dòng)性大、成分復(fù)雜、知識(shí)層次不齊的特點(diǎn)［2］。同時(shí)，傳統(tǒng)的安全教育培訓(xùn)也存在著方式落后、教育資源單一等缺點(diǎn)［3－5］。因此，建立實(shí)驗(yàn)室安全和環(huán)保宣傳、教育培訓(xùn)、考評(píng)信息系統(tǒng)對(duì)改變傳統(tǒng)工作方式，提高工作效率，減少安全事故的發(fā)生，提升學(xué)校實(shí)驗(yàn)室綜合實(shí)力有著極其重要的意義。

1 高校實(shí)驗(yàn)室安全與環(huán)保宣傳、教育培訓(xùn)、考評(píng)現(xiàn)狀

目前有些高校開設(shè)了實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)保選修課程［6］，不是必修課程。由于各專業(yè)需求不一致，課程開設(shè)重復(fù)，廣大研究生、實(shí)驗(yàn)管理人員、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師、科研人員和外單位人員并未納入教育培訓(xùn)體系。其中，研究生作為校內(nèi)科研性實(shí)驗(yàn)室的使用主體，一直以來都缺乏相應(yīng)的安全和環(huán)保知識(shí)的教育和培訓(xùn)，而校內(nèi)的科研實(shí)驗(yàn)室分布散，使用人員復(fù)雜，管理體制相對(duì)松散，具有很大的安全隱患。所以對(duì)研究生的教育培訓(xùn)，以及相應(yīng)的準(zhǔn)入機(jī)制的建立迫在眉睫。實(shí)驗(yàn)室管理人員、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師和相應(yīng)的科研人員，作為實(shí)驗(yàn)室的管理者和指導(dǎo)者，他們的安全環(huán)保意識(shí)，正確規(guī)范的管理和操作技能以及應(yīng)急處理能力，都將直接影響學(xué)校的安全與環(huán)保的管理水平［7－11］。

本文研究和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室安全和環(huán)保宣傳、教育培訓(xùn)、考評(píng)信息化系統(tǒng)，將研究生和實(shí)驗(yàn)室管理人員包括實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師和相關(guān)科研人員納入教育培訓(xùn)體系。學(xué)生和其他相關(guān)人員通過該平臺(tái)能自主地進(jìn)行安全與環(huán)保知識(shí)的學(xué)習(xí)和測(cè)試，能方便地獲得各種相關(guān)的資源，學(xué)校管理者也能通過該平臺(tái)對(duì)于學(xué)生和相關(guān)人員進(jìn)行考評(píng)，并以此作為準(zhǔn)入條件。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)框架

該系統(tǒng)的前端應(yīng)用系統(tǒng)和后臺(tái)管理系統(tǒng)均采用B／S結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的C／S結(jié)構(gòu)相比，B／S結(jié)構(gòu)具有較高的可維護(hù)性和靈活性。在B／S結(jié)構(gòu)中，用戶界面完全通過WWW瀏覽器實(shí)現(xiàn)一部分邏輯在瀏覽器端實(shí)現(xiàn)，主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端。軟件架構(gòu)上采用3層結(jié)構(gòu)體系：用戶界面層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。其中用戶界面層負(fù)責(zé)用戶界面的顯示工作，完成界面與最終用戶交互的功能，它通過統(tǒng)一的接口向業(yè)務(wù)層發(fā)送請(qǐng)求，在應(yīng)用程序中體現(xiàn)為擴(kuò)展名是.aspx的頁面文件；中間層為業(yè)務(wù)邏輯層，負(fù)責(zé)封裝業(yè)務(wù)邏輯和規(guī)則，在應(yīng)用程序中被封裝為.Net組件，它按自己的邏輯規(guī)則將用戶界面層的請(qǐng)求處理之后進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作，然后將數(shù)據(jù)庫返回的數(shù)據(jù)封裝成類的形式返回給用戶界面層；數(shù)據(jù)訪問層負(fù)責(zé)對(duì)原始數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)庫、XML文件、文本文件、二進(jìn)制文件等）的操作，這種體系結(jié)構(gòu)可重用性好、性能可調(diào)整、易于管理和維護(hù)，能為實(shí)驗(yàn)室安全和環(huán)保宣傳、教育培訓(xùn)和考評(píng)信息化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供良好的平臺(tái)。

2.2 功能模塊

系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯層按功能和業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了劃分，形成多個(gè)子模塊，這些子模塊之間的交互以及與客戶層和數(shù)據(jù)庫之間的交互應(yīng)盡量保持相對(duì)獨(dú)立性?？紤]到系統(tǒng)的安全性和適用性，模塊的處理采用RBAC模型，即基于角色的訪問控制機(jī)制。根據(jù)系統(tǒng)的功能和未來的使用的情況，將不同的用戶劃分為系統(tǒng)管理員、平臺(tái)資源管理員、平臺(tái)用戶管理員，準(zhǔn)入考評(píng)管理員、學(xué)生、實(shí)驗(yàn)室相關(guān)人員這6個(gè)角色，每個(gè)角色對(duì)應(yīng)不同的權(quán)限，具有不同的功能模塊。

2.2.1 系統(tǒng)管理模塊

該模塊主要完成整個(gè)平臺(tái)的權(quán)限的設(shè)置和修改，以及一些系統(tǒng)后臺(tái)的維護(hù)功能。系統(tǒng)管理員可以創(chuàng)建各種角色，設(shè)置不同角色能夠訪問的功能模塊。可以創(chuàng)建用戶，并為用戶分配不同的角色。其功能模塊圖如圖1所示。

2.2.2 平臺(tái)資源管理模塊

該模塊主要完成平臺(tái)共享資源包括教育培訓(xùn)素材、考評(píng)自測(cè)題庫的建立，管理和維護(hù)以及相關(guān)信息的發(fā)布，其功能模塊包括：相關(guān)信息發(fā)布、教育培訓(xùn)素材管理和考評(píng)自測(cè)題庫管理模塊。

圖1 系統(tǒng)管理功能模塊圖

2.2.3 前臺(tái)用戶管理模塊

該模塊主要管理和維護(hù)平臺(tái)的前臺(tái)使用者的信息?？梢耘康貙?dǎo)入學(xué)生或者實(shí)驗(yàn)人員的信息，配置登錄的賬號(hào)和初始密碼，分配相應(yīng)的角色。

2.2.4 準(zhǔn)入考評(píng)管理模塊

該模塊主要管理通過平臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)上準(zhǔn)入考試的相關(guān)事務(wù)。包括創(chuàng)建和管理試卷、組織和管理考試、管理考試成績(jī)和確定準(zhǔn)入資格。準(zhǔn)入考評(píng)管理功能模塊包括：試卷參數(shù)設(shè)置，試卷設(shè)置和管理、考試設(shè)置和管理、考試成績(jī)管理和準(zhǔn)入資格確定。

2.2.5 學(xué)生使用功能模塊

該模塊主要面向?qū)W生。學(xué)生通過平臺(tái)可以修改密碼、自主學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室安全與環(huán)保的相關(guān)知識(shí)、自我測(cè)試，通過平臺(tái)參加準(zhǔn)入資格的在線考試，并能即刻查詢出考試的成績(jī)。學(xué)生使用功能模塊包括：修改密碼、自學(xué)、自測(cè)、在線考試和成績(jī)查詢。

2.2.6 實(shí)驗(yàn)室相關(guān)人員使用功能模塊

該功能模塊和學(xué)生使用功能模塊類似，這里不再贅述。

以上六大功能模塊中，前4個(gè)模塊屬于后臺(tái)管理，后2個(gè)模塊屬于前臺(tái)應(yīng)用。

2.3 題庫設(shè)計(jì)

系統(tǒng)題庫設(shè)計(jì)的合理與否關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)用性和高效性，因此應(yīng)在設(shè)計(jì)之初盡量考慮周全，應(yīng)從題型的考試類型、專業(yè)方向、難易程度和使用學(xué)生年級(jí)和專業(yè)、相關(guān)人員的等級(jí)和所從事的專業(yè)方向等來加以考慮。本系統(tǒng)考慮到所涉及的實(shí)驗(yàn)室安全與環(huán)保的知識(shí)點(diǎn)的構(gòu)成情況，將題目的類型設(shè)置為單選、多選和判斷3種。難易程度上分為：科普級(jí)，適用與全校所有學(xué)生；專業(yè)基礎(chǔ)級(jí)，適用于某一專業(yè)方向的本科生；專業(yè)級(jí)，適用于某一專業(yè)高要求的本科生或某一學(xué)科方向的研究生。專業(yè)方向根據(jù)高校的實(shí)際應(yīng)用情況分為防火安全、生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)危險(xiǎn)品等11個(gè)方向［12］。

題庫參數(shù)的細(xì)化使生成的試卷能滿足本系統(tǒng)各種受眾的不同要求，具有隨機(jī)性、科學(xué)性和合理性，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。因?yàn)橄到y(tǒng)采用了隨機(jī)出題的方式，所以在系統(tǒng)的運(yùn)行之初需要先完善題庫，要保證題目的數(shù)量較大，而且各個(gè)不同難易度和專業(yè)方向的題目，3個(gè)不同題型的題目所占的比例要配置合理，這樣才能保證隨機(jī)組卷出的試卷的質(zhì)量。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用基于.NET框架的開發(fā)平臺(tái)，前端開發(fā)工具選用VisualStudio.Net2008集成開發(fā)環(huán)境，結(jié)合ASP.NET和ADO.NET技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，在IIS6.0上進(jìn)行發(fā)布，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫選用SQL Server2005數(shù)據(jù)庫平臺(tái)。

主界面分為導(dǎo)航欄、選單（菜單）欄、工作欄三大功能區(qū)域。用戶登錄后在主界面上能看到系統(tǒng)發(fā)布的通知公告和待辦事項(xiàng)提醒。

為了提高系統(tǒng)的通用性，將試卷的難易度也分為3個(gè)級(jí)別，這3個(gè)級(jí)別的難易程度可以通過設(shè)置不同難易度題目所占的比例來進(jìn)行調(diào)整。創(chuàng)建試卷時(shí)，管理員需要設(shè)置試卷的難易級(jí)別、考試范圍、不同題型的數(shù)目和分值等參數(shù)，設(shè)置完成后、在提交前，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢查參數(shù)是否合理，若有問題，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示。

管理員在試卷的基礎(chǔ)上組織考試，一份試卷可以組織多次考試，管理員設(shè)置考試名稱、及格條件、考試時(shí)間、是否允許模擬練習(xí)、模擬練習(xí)時(shí)間、參加考試人員范圍等參數(shù)（如圖2所示）。考試組織完成后，被設(shè)置參加考試的用戶在登錄后的主界面上就能看見考試提示。

圖2 考試設(shè)置界面

在線考試時(shí)，系統(tǒng)按照試卷中設(shè)置的參數(shù)從題庫中自動(dòng)抽題生成試卷，每一個(gè)受試者都對(duì)應(yīng)一份不同試卷，這樣可以有效地防止作弊行為。受試者要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，超過時(shí)間系統(tǒng)將自動(dòng)提交。閱卷由系統(tǒng)自動(dòng)完成，生成成績(jī)并提交數(shù)據(jù)庫，受試者可以馬上查詢成績(jī)和是否通過考試。

如果管理員組織考試時(shí)允許開放練習(xí)，那么學(xué)生或者其他參考人員可以在正式考試前進(jìn)行自測(cè)，自測(cè)的題目的設(shè)置參數(shù)和正式考試的完全一致，完成提交后系統(tǒng)自動(dòng)閱卷，并立即給出成績(jī)和參考答案。這種方式提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，使學(xué)生在反復(fù)練習(xí)中加深印象，達(dá)到教育培訓(xùn)的目的。

4 結(jié)論

系統(tǒng)雖然在前期完善數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室安全和環(huán)保宣傳材料，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室安全和環(huán)保教育、培訓(xùn)材料和建立數(shù)字化題庫以及軟件開發(fā)方面有一定的投入，但是一旦數(shù)字化信息完善，軟件能正常運(yùn)行，該系統(tǒng)適用于大批量學(xué)生進(jìn)行安全教育、考核，適用于全校各個(gè)院系的本科生、研究生及實(shí)驗(yàn)室管理人員、實(shí)驗(yàn)教師和科研人員。

本系統(tǒng)的應(yīng)用將優(yōu)化學(xué)校的安全教育的組織和培訓(xùn)形式，擴(kuò)大安全教育的范圍，提高安全教育的效率，同時(shí)節(jié)約了學(xué)校資源，減少管理者和實(shí)施者的工作量，使日常的安全環(huán)保宣傳、教育和培訓(xùn)管理工作更加規(guī)范化、科學(xué)化。

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