“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)的建設(shè)
——以同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院為例

汪田田，湯維茜，張維肖，楊池玉，張正國

同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院，嘉興 314001

前言

在習(xí)近平總書記“實踐育人”精神的指導(dǎo)下，實驗室在高校教育中占據(jù)越來越重要的位置，直接關(guān)系到高校的教學(xué)質(zhì)量，也直接影響輸出人才的質(zhì)量。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用不僅改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活方式，對教育的創(chuàng)新和變革也有深刻影響，教育信息化帶動教育現(xiàn)代化的戰(zhàn)略部署中對實驗室管理也提出了更高要求[1-4]。

目前國內(nèi)珠寶鑒定類的教育主要分為高校教育和社會職業(yè)教育，筆者調(diào)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(xué)為主型高校以及兩家國內(nèi)較知名規(guī)模較大的職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，其中無論是高校還是職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，對寶玉石標(biāo)本的管理都是以傳統(tǒng)的紙質(zhì)樣品卡的管理為主，輔以簡單的EXCEL表格的統(tǒng)計，幾乎沒有信息化的寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)的開發(fā)，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(yīng)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?nèi)绾蜗鄬Ω咝Ч芾順?biāo)本。經(jīng)前期的實地調(diào)研，筆者發(fā)現(xiàn)多家國外涉及教育培訓(xùn)的珠寶機(jī)構(gòu)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(biāo)本電子庫，能夠在很短時間內(nèi)準(zhǔn)確地找出所需要的寶玉石樣品。

1 寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)建設(shè)的意義

由于寶石學(xué)科具有極強(qiáng)的實踐性，實驗教學(xué)中需要大量寶玉石標(biāo)本，而寶玉石標(biāo)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(biāo)本需要科學(xué)化信息化的管理。同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)的建設(shè)為珠寶實驗教學(xué)準(zhǔn)備了不同類型的課程標(biāo)本，可以快捷準(zhǔn)確地管理標(biāo)本的借出和歸還，提高了標(biāo)本的使用率，完善了實驗室的信息化和科學(xué)化管理，也為國內(nèi)其它珠寶教育院校和機(jī)構(gòu)的寶玉石標(biāo)本數(shù)據(jù)庫管理提供了借鑒。

2 寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)的建設(shè)思路

2.1 寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)的功能設(shè)計

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

2.2 寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)內(nèi)容錄入版式的設(shè)計

寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)中需要錄入的內(nèi)容主要是同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院樣品庫目前所有的寶玉石標(biāo)本信息。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16553-2017《珠寶玉石鑒定》來設(shè)計記錄寶玉石標(biāo)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(nèi)容，其中各標(biāo)本所需記錄的鑒定特征側(cè)重點不同，據(jù)此將已有的寶玉石標(biāo)本分為四大類，分別為彩色寶石、鉆石、玉石和有機(jī)寶石，根據(jù)各大類所需要的鑒定特征來設(shè)計內(nèi)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(jù)寶玉石標(biāo)本的種類和采購時間對其進(jìn)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(biāo)本電子管理系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計

根據(jù)前面的設(shè)計內(nèi)容，寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)中錄入了樣品庫中所有標(biāo)本的鑒定特征，相當(dāng)于每個寶玉石標(biāo)本都獲得了相應(yīng)的身份信息?？赏ㄟ^計算機(jī)技術(shù)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(yīng)樣品的寶石學(xué)特征，學(xué)生在實踐課上操作更方便，可提高實習(xí)課程的效率。匯編樣品庫中所有的寶玉石標(biāo)本信息可以制作同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院寶玉石樣品庫網(wǎng)頁，本校師生和社會人士都可以在網(wǎng)頁上查看相關(guān)內(nèi)容。為了進(jìn)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(xué)生都可以快速便捷地查看寶玉石樣品信息。此外，同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)除了滿足本校珠寶系的日常教學(xué)外，還允許學(xué)生隨時翻看查閱學(xué)校樣品庫中寶玉石樣品特征來增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力。同時，網(wǎng)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(fā)揮高校實驗室資源共享的能力。

3 寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)的具體開發(fā)

本項目的研究工作總體上分為以下四個階段：方案階段、設(shè)計階段、實現(xiàn)階段、測試與迭代階段。各個階段之間的工作內(nèi)容不是嚴(yán)格劃分的，每個階段工作的側(cè)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(jìn)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(jìn)行環(huán)境平臺技術(shù)的選型、邏輯和流程的抽象及系統(tǒng)功能模塊的大致劃分。本項目采用的技術(shù)主要包括：

開發(fā)語言：HTML5、JavaScript、Python3；

開發(fā)工具：Visual Studio Code、微信開發(fā)者工具；

測試工具：Microsoft Edge、WeChat；

版本控制：Git、Gitee；

開發(fā)平臺：Windows10 64bit、Android 10。

邏輯和流程抽象將開發(fā)過程分為六個階段：HTML5頁面架構(gòu)設(shè)計階段；HTML5頁面構(gòu)建階段；服務(wù)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(tǒng)功能模塊大致劃分為資源調(diào)度模塊、業(yè)務(wù)邏輯模塊、視圖界面模塊[8,9]。

3.2 設(shè)計階段

設(shè)計階段主要針對方案階段的邏輯和流程的抽象結(jié)果及功能模塊的大致劃分結(jié)合所選用的環(huán)境平臺技術(shù)進(jìn)行功能模塊的拆分細(xì)化、抽離合并等操作，對系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。

系統(tǒng)功能模塊大致劃分為：資源調(diào)度模塊（包括網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度、存儲資源調(diào)度、計算資源調(diào)度）；業(yè)務(wù)邏輯模塊（包括事件響應(yīng)、消息傳遞和頁面跳轉(zhuǎn)）；視圖界面模塊（包括WEB框架和頁面渲染）。

在設(shè)計階段，根據(jù)需求對功能進(jìn)行了設(shè)計和劃分，設(shè)計包括界面以及實現(xiàn)方式。

3.3 實現(xiàn)階段

本系統(tǒng)在WEB實現(xiàn)階段采用HTML5技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，在小程序?qū)崿F(xiàn)階段采用成熟框架進(jìn)行webview移植，實現(xiàn)跨平臺、跨系統(tǒng)使用。

寶玉石標(biāo)本庫系統(tǒng)框架如圖1所示，包括簡介、標(biāo)本庫、管理細(xì)則和聯(lián)系四大模塊。

根據(jù)該系統(tǒng)框架，設(shè)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(jìn)入如圖4所示頁面，該部分為對同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院及寶玉石標(biāo)本庫的介紹，并展示了實驗室及部分標(biāo)本照片。

圖1 寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)系統(tǒng)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(xì)則”和“聯(lián)系”可以分別進(jìn)入管理細(xì)則頁面和聯(lián)系頁面，如圖5所示。管理細(xì)則頁面主要展示寶玉石標(biāo)本庫管理細(xì)則，規(guī)范老師和學(xué)生對標(biāo)本庫的管理和使用；聯(lián)系頁面則展示了標(biāo)本庫管理員的聯(lián)系方式，同時標(biāo)本庫及管理系統(tǒng)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(xì)則頁面和聯(lián)系頁面Fig.5 Administrative rules and contact page

點擊“標(biāo)本庫”可以進(jìn)入系統(tǒng)的核心部分標(biāo)本庫頁面，如圖6所示。

圖6 標(biāo)本庫頁面Fig.6 Gemstone library page

根據(jù)系統(tǒng)框架，標(biāo)本庫包含彩色寶石、鉆石、玉石和有機(jī)寶石四大類。目前彩色寶石分成了紅寶石、藍(lán)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(jī)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(biāo)本及詳細(xì)參數(shù)。比如c-2016004這顆紅寶石樣本，頁面會顯示該標(biāo)本圖片及詳細(xì)鑒定參數(shù)，同時該頁面有樣本是否在庫標(biāo)記，當(dāng)其為勾選狀態(tài)時，表示樣本在庫；當(dāng)樣本被取用并完成取用登記后，其為空選狀態(tài)，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(jìn)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(wǎng)頁部署到服務(wù)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(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)功能實現(xiàn)有問題的地方并及時修正，當(dāng)有新的功能需求或者需求改動時，迭代設(shè)計與實現(xiàn)的過程并測試[10]。

圖7 寶石標(biāo)本詳細(xì)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(jié)論

“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代背景下，高校都需順應(yīng)時代深化改革發(fā)展，同時也給高校實驗室現(xiàn)代化與信息化的管理提供了新的發(fā)展空間與機(jī)遇。寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)的建設(shè)思路是寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)軟件的開發(fā)與使用必不可少的基礎(chǔ)，也是“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下實驗室標(biāo)本管理和使用信息化的前提。同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院寶玉石標(biāo)本庫電子管理系統(tǒng)的開發(fā)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(shù)據(jù)庫，管理者可以有效掌握寶玉石標(biāo)本的數(shù)量、種類、當(dāng)下使用狀態(tài)等。

該系統(tǒng)目前處在試運行階段，已經(jīng)大大提高了寶玉石標(biāo)本管理的質(zhì)量和效率，本校學(xué)生在課外也能夠利用該系統(tǒng)自主學(xué)習(xí)以提高實踐能力，這樣也進(jìn)一步提高了寶玉石標(biāo)本的使用效益，同時完善實驗室的科學(xué)化管理。本系統(tǒng)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(biāo)本電子管理系統(tǒng)目前仍然存在一些問題，比如鏈接反應(yīng)不夠迅速，會出現(xiàn)不定時卡頓的現(xiàn)象；該系統(tǒng)目前在激發(fā)學(xué)生課余自主學(xué)習(xí)上作用有限，部分學(xué)生僅在實習(xí)課上使用該系統(tǒng)，課后基本不利用該系統(tǒng)來學(xué)習(xí)。針對這些問題，筆者后續(xù)將與計算機(jī)專業(yè)人士探討，以期進(jìn)一步完善界面顯示、優(yōu)化頁面加載過程；大力宣傳推廣此系統(tǒng)以便讓更多的學(xué)生認(rèn)識到其對專業(yè)學(xué)習(xí)的幫助，同時在一些珠寶專業(yè)課程改革中也融入寶玉石電子管理系統(tǒng)，借用該系統(tǒng)的功能引導(dǎo)學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)上逐步化被動為主動。

寶玉石標(biāo)本電子管理系統(tǒng)可以推廣給其他高?；蛴邢嚓P(guān)需求的機(jī)構(gòu)共同使用，且該系統(tǒng)也可以鏈接到校園或機(jī)構(gòu)的官網(wǎng)，實現(xiàn)我國現(xiàn)代化高等教育所提倡的高校實驗室優(yōu)質(zhì)資源開放、共享與合作的功能。