基于Web技術的實驗設備管理模式探索

黃式東+薛瑞+方瑩瑩

摘要：為了解決當前實驗室開放程度不高，實驗設備使用率低的問題，最大限度地發揮多個實驗室設備的使用價值和各個實驗室資源優勢，同時方便用戶的使用。本文基于Web技術提出了新的實驗設備管理模式，該模式能夠實現跨實驗室有效配置實驗資源，同時可以方便用戶使用和實驗室管理人員的管理。

關鍵詞：設備管理模式；Web技術；創新驅動發展

一、引言

創新改變中國，創新改變世界。習近平指出：“創新是國家和企業發展的必由之路。”2013年7月17日，習近平到中國科學院考察工作時強調：“科技興則民族興，科技強則國家強，要結合實際堅持運用我國科技事業發展經驗，積極回應經濟社會發展對科技發展提出的新要求，深化科技體制改革，增強科技創新活力，集中力量推進科技創新，真正把創新驅動發展戰略落到實處。”近年來，Web技術的出現深刻地改變了人們的生活。比如，現在的購物方式，人們通過京東商城，淘寶，Amazon這些平臺來實現；現在的教育活動，人們通過MooC平臺來實現知識的獲取；目前的支付活動，人們通過網上銀行，支付寶，微信支付來實現；現在的交通方式，人們通過滴滴打車、Uber來實現。基于這些改變，探索新形勢下實驗設備管理模式變得十分必要。為了更好地實現創新發展，在實驗設備管理領域也要積極探索新的管理模式，最大限度地發揮實驗設備的使用價值。張勇，肖利，針對開放性實驗教學模式中實驗開放管理這一難點，基于.net技術，開發了基于Web的實驗教學管理系統，使用該系統可以進行實驗預約、材料管理和成績管理；范開濤、甕南針對實驗教學開發了實驗教學管理系統，將實驗設備納入統一管理，同時將實驗資源與教學活動鏈接起來，從而提高實驗教學組織管理效率。

借助于計算機相關技術，當前的實驗設備管理得到了很大提高，但是當前的管理模式中仍然存在一些制約因素。目前的實驗設備處于閑置的時間比較長，這樣不能最大限度地發揮實驗設備的價值；同時存在實驗室多數情況對一般人員并不開放，開放程度不夠高；不同實驗設備往往分布在多個地方，不同的實驗室中，但是一個實驗的完成可能會涉及多個實驗室中的多個設備，當前的實驗管理模式不能實現跨實驗室配置實驗資源，這種情況制約了一些大型復雜實驗的開展，限制了科技的快速發展；同時當前實驗管理平臺不能夠很好地為用戶提供在線查詢設備使用方法的功能。為了解決實驗設備管理中的這些問題，本文基于Web技術探索新型實驗設備管理模式。

二、實驗設備管理模式探索

1.基于Web技術的實驗設備管理模式

為了解決當前實驗室和實驗設備使用率低的問題，最大限度地發揮其價值。本文設計了基于Web技術的實驗設備管理模式，主要包括用戶實體，包括學生、教師、管理員、社會人員等；主要有用戶編號、用戶姓名、用戶身份信息、用戶類別這些屬性；實驗室實體，主要有實驗室編號、實驗室名稱、實驗室地址、實驗室簡介等屬性；設備實體，主要有設備編號、設備名稱、設備簡介等屬性；實際情景中，設備和實驗室之間有一種庫存關系、入庫關系和出庫關系，系統的核心E-R圖如圖1所示。當實驗室添置新的實驗設備時，或者實驗設備外借歸還后，管理員負責完成實驗設備的入庫操作；當實驗設備外借或報廢時，管理人員負責實驗設備的出庫操作；入庫和出庫都會影響實驗設備的庫存信息，具體過程如表1，表2，表3所示；普通用戶可以通過手機，電腦等移動設備，可以方便地查詢實驗設備的庫存信息，是否能夠滿足自己的實驗需求，從而預約所需要的實驗設備。在實驗室管理員的批準后，可以到相應的實驗室取實驗設備；實驗設備出庫后，會產生出庫信息表，能夠清晰描述用戶的出庫信息，然后管理員修改庫存信息；用戶使用之后，歸還到相應的實驗室，管理員負責完成入庫操作，產生入庫信息表，能夠清晰反映入庫信息，然后修改實驗設備的庫存信息，方便其他用戶查閱實驗設備的庫存狀態。基于該模式，實驗之前，用戶可以提交實驗操作；實驗過程中，用戶可以在線記錄實驗過程中的數據和結果；實驗結束后，用戶可以方便地在線處理實驗數據，并生成所需的實驗報告。

2.實驗設備管理模式實現方法

為了方便用戶使用，該實驗設備管理模式的實現方法可以基于現有的Web技術，尤其是Java Web的相關技術。首先可以借鑒MVC設計模式，如圖2所示。使用該模式可以使得多個視圖對應于一個模型，同時當模型發生變化時，也容易維護。其次，一個應用被分為三層，有時候改變其中一層就能滿足應用的變更，當一個應用的業務流程發生改變時只需要改動MVC的模型層即可。這樣實施使得控制層也很有效，它把不同的模型和不同的視圖組合在一起完成不同的請求，因此控制層在一定程度上實現了用戶請求權限的管理。最后，還有利于軟件工程化管理。在具體的實現過程中，可以使用已有的Java Web框架Struts，Spring和Hibernate。

首先通過JSP頁面實現交互界面，負責接收請求和傳送響應，然后使用Struts框架，根據配置文件將接收到的請求委派給相應的動作類處理。管理服務組件Spring容器負責向動作類提供業務模型組件和該組件的協作對象-數據處理組件，從而完成業務邏輯，并提供事務處理、緩沖池等容器組件以提升系統性能和保證數據的完整性。而在持久層中，則依賴于Hibernate框架的對象化映射與數據庫進行交互，處理數據操作組件請求的數據，并返回處理結果。使用這種設計模式可以加快系統的實現過程，同時系統各個模塊之間有比較低的耦合性，方便系統的后期變更和維護。

結語

本文基于Web技術，提出的實驗管理模式，能夠方便地實現跨單位、跨實驗室方式來管理實驗設備；同時普通用戶能夠在線查詢設備當前狀態，從而預約所需的實驗設備，這樣能夠最大限度地發揮各單位的實驗設備的功能，為社會創造價值，真正實現調動一切社會資源服務于創新發展；然后本文給出了該設備管理模式的具體實現方法，能夠加快系統的實現過程，同時實現系統模塊之間的低耦合性。基于該平臺，將來希望能夠在實驗操作提交，實驗數據記錄和實驗結果處理等環節，進行更加深入的研究，使用戶在使用這些功能的過程中能夠具有更好的用戶體驗。

參考文獻：

[1]慎海雄.真正把創新驅動發展戰略落到實處[N].望，2013（30）：1.

[2]張勇，肖利.基于WEB的實驗教學管理系統的設計[J].吉林師范大學學報（自然科學版），2009（04）： 112-115.

[3]范開濤，甕南.基于Web技術的實驗教學管理系統設計[J].實驗科學與技術，2015，13（6）：51-57.

[4]陳云芳.精通Struts2—基于MVC的Java Web應用開發實戰[M].人民郵電出版社，2008：4-7.

作者簡介：

黃式東（1987- ），男，河南信陽人，助教，碩士，研究方向：數據存儲技術。