地方本科高校實驗室信息化管理初探

周婷 曾志剛

摘?要：高校實驗室是開展實踐教學和科研工作的重要基地，其管理水平是影響學校教學科研質量的主要因素。通過分析地方本科高校實驗室管理存在的主要問題，提出構建實驗室信息化管理體系的優(yōu)勢和必要性。最后從實驗室安全信息化管理體系、實驗教學管理信息化平臺、大型儀器設備管理系統(tǒng)三個方面闡述了高校信息化平臺建設的內容。

關鍵詞：高校實驗室；信息化管理；實驗室安全；資源共享

作為開展實踐教學和科學研究的必要場所，高校實驗室在培養(yǎng)大學生實踐能力和創(chuàng)新能力等方面發(fā)揮著關鍵作用［12］。實驗室管理水平?jīng)Q定了教學和科研工作的質量，是影響學?？蒲薪虒W發(fā)展的重要因素［3］。在向高水平應用型大學轉型進程中，地方本科高校更加注重培養(yǎng)學生的實踐操作技能，并加大了實驗室建設的投入力度。隨著實驗場地規(guī)模擴大，實驗室類型增多，進出實驗室人員數(shù)量和實驗儀器數(shù)量增加，實驗技術隊伍發(fā)展壯大，實驗室管理也面臨著新要求和新挑戰(zhàn)。目前大多數(shù)地方本科高校實驗室還是以人工管理為主，管理效率與水平不高，制約了當前實驗室的發(fā)展和建設。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，依托信息技術建設網(wǎng)絡全覆蓋的智慧實驗室能大大提高管理水平和工作效率，有效整合教學資源［4］。高校實驗室信息化建設水平已成為反映學校綜合實力的重要內容之一，信息化是高校實驗室管理的必然趨勢。

1?地方本科高校實驗室管理存在的問題分析

1.1?人工管理效率低，工作重復做、任務繁重

十幾年前，高校實驗室規(guī)模較小，傳統(tǒng)的人工管理模式較適用當年的實驗室工作。而隨著高校轉型發(fā)展，科研教學實驗平臺增多，人工管理的弊端也逐漸顯露出來：在實驗設備管理方面，通常用紙質記錄本記載設備的使用情況，信息無法快速查找，管理者還要手動計算設備利用情況的各種數(shù)據(jù)；在實驗室數(shù)據(jù)統(tǒng)計方面，學校每年都要求實驗室上交各種數(shù)據(jù)，如開展的實驗項目、學生人數(shù)、學時數(shù)等，不同部門下發(fā)的數(shù)據(jù)間存在很大的交叉性，造成管理人員重復性統(tǒng)計；實驗教學方面，大多數(shù)實驗室上課采用的是粉筆板書，由于授課班級和教學進度不同，同一個實驗需要進行多次板書，加重上課教師的工作量，另外粉筆板書不能像多媒體更直觀、豐富地展示教學內容，極大降低了學生的學習熱情。

1.2?資源共享困難，存在“信息孤島”現(xiàn)象

大學實驗室基本上是根據(jù)各二級學院開設的實驗課程來建設的。各個學科的知識體系雖有不同，但相互之間又存在交叉和滲透。由于學校沒有對實驗室資源進行集中管理、各院部之間缺乏積極溝通，導致實驗室設備重復購買，資源沒有得到有效整合和共享。近幾年，隨著國家和地方財政對高校投入的持續(xù)增加，實驗室的儀器設備特別是大型儀器擁有量迎來了快速增長。但絕大部分大儀設備分散在二級學院或各實驗中心，人工管理使得信息不暢通，各院部之間不了解實驗室擁有的儀器設備及可開展的實驗項目，這種“信息孤島”現(xiàn)象導致設備共享困難、儀器使用率不高。

1.3?實驗室安全管理較薄弱，監(jiān)管難度大

隨著實驗室規(guī)模擴大和科研任務的增多，進入實驗室學習和工作的人數(shù)逐年增長，實驗室的安全形勢日益嚴峻。因師生實驗操作不當，線路、設備老化等原因引起的安全事故時有發(fā)生，造成財產(chǎn)損失和人員傷亡等嚴重后果。這些事故反映出實驗室人員安全意識淡薄、安全管理不到位等問題［56］。高校實驗室安全管理工作一般會涉及劇毒品、易制毒品、易制爆品的監(jiān)督管理，特種設備的技術安全管理，廢棄化學品和廢液的安全處置，消防、用電安全、安全教育等多方面內容，安全管理工作任務重，范圍廣，復雜度高。目前各地方本科高校的實驗室安全監(jiān)管工作還是以人工檢查為主，查出的問題和安全隱患，缺少“回頭看”的閉環(huán)管理，危險化學品存取不規(guī)范、紙箱等易燃物靠近熱源擺放、氣體鋼瓶未固定等現(xiàn)象依然存在。學校沒有對暴露出的問題進行收集和匯總，形成大數(shù)據(jù)進行分析，安全隱患難以徹底解決。

2?信息化技術應用于高校實驗室管理的主要優(yōu)勢

2.1?更科學合理地統(tǒng)籌實驗室建設和規(guī)劃

將信息化技術應用于實驗室管理，實驗室網(wǎng)絡達到全覆蓋，能及時實現(xiàn)信息的互通共享，實時獲取各實驗室的數(shù)據(jù)，掌握各實驗室的最新動態(tài)，為實驗室的建設規(guī)劃提供科學的決策，破解實驗室建設“重建設、輕規(guī)劃”的困境；將資源合理分配，有效地避免資源浪費，讓有限經(jīng)費產(chǎn)生最大效益。

2.2?促進設備開放共享

實驗中心運用信息化管理能動態(tài)記錄每臺設備從采購到報廢的全生命周期活動，全校師生通過數(shù)據(jù)在線采集系統(tǒng)能掌握每臺設備的使用情況。大型儀器共享管理系統(tǒng)中的在線預約功能實現(xiàn)設備全天候使用，大大提高設備使用率，逐漸打破以往“封閉管理、專屬自用”的格局，促進儀器設備開放共享［7］。

2.3?智能化動態(tài)監(jiān)管實驗室安全

智能實驗室內的各種環(huán)境參數(shù)實現(xiàn)24小時智能監(jiān)測，當所采集的信息被判斷為報警信息時，會將信息發(fā)送到管理者的電腦和手機上，并自動進行聲光報警、斷電、噴淋等操作，及時消除安全隱患，有效減少安全事故的發(fā)生及事故造成的損失。

3?信息化功能實驗室的建設

3.1?實驗室安全信息化管理體系

安全管理體系包括實驗室安全教育與考試管理系統(tǒng)、試劑材料安全管理系統(tǒng)、氣體安全與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、實驗室安全檢查系統(tǒng)以及視頻管理系統(tǒng)（圖1）。

實驗室安全教育與考試管理系統(tǒng)落實了實驗室準入制度。我校的實驗室安全教育與考試系統(tǒng)包括通知公告、政策文件、在線學習、在線練習、在線考試5個功能，學習內容涵蓋消防、通識類、特種設備、輻射、電氣、醫(yī)學、化學等安全知識，各二級學院自主設置具有專業(yè)特色的院系題庫。新入校學生和新進教職工綁定學號或工號登錄系統(tǒng)后可自行安排學習計劃和進度，學習完成后在開放時間登錄考試，系統(tǒng)自動批卷并顯示成績，為成績合格者發(fā)放電子版的考試合格證書。學校、各二級學院管理部門通過該系統(tǒng)能及時掌握學習和考試的相關數(shù)據(jù)，作為衡量安全教育水平的指標，并在門禁管理功能里只給考試合格者授予進入實驗室的權限，嚴把安全教育質量關。

試劑材料安全管理系統(tǒng)能實現(xiàn)化學試劑從采購—庫存—領用—處置的全生命周期管理，加強危險化學品的監(jiān)督和安全管理。各二級學院在化學試劑網(wǎng)上商城申購的藥品和耗材明細直接生成庫存單，方便實驗員做好試劑臺賬的實時更新。針對易制毒、易制爆等管制藥品的管理，我校配備了智能?；反鎯?，藥品存取嚴格遵照雙人雙鎖管理制度，存儲柜和電腦端均能查看存取臺賬，方便上級監(jiān)管部門獲取最新數(shù)據(jù)。庫存明細能導出成為危險源清單，數(shù)據(jù)來源真實準確。在廢液和廢棄化學品處置方面，實驗室先在線申請、再由學校國資處審核通過、集中處理，避免師生私自排放或亂扔亂放，保證實驗室的環(huán)境安全。

氣體安全與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要是利用傳感器探測實驗室內可燃氣體、煙霧等有害氣體的含量和環(huán)境溫濕度，當監(jiān)測到的氣體濃度超過設定的閾值時，驅動蜂鳴器報警，并自動開啟排風功能。同時，采集到的各種環(huán)境參數(shù)會打包發(fā)送至服務器，管理員下載后對數(shù)據(jù)進行分析，判斷實驗室安全狀況，對風險系數(shù)較高的實驗室做出相應的措施消除安全隱患。

實驗室安全檢查系統(tǒng)最重要的功能是實現(xiàn)了全流程安全檢查，主要分為4個步驟：（1）發(fā)布檢查任務；（2）實施檢查，記錄隱患；（3）下發(fā)隱患及問題；（4）審核整改結果。依托信息化的安全檢查系統(tǒng)能更高效、快捷地反饋和傳達信息，追蹤和監(jiān)管存在的隱患和問題，督促隱患整改到位，實現(xiàn)閉環(huán)管理。系統(tǒng)還具備基本的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析功能，管理人員就能摸清隱患發(fā)生的規(guī)律，做出有針對性的預防措施。同時，該系統(tǒng)與試劑材料管理平臺相對接，能同步獲取實驗室?guī)齑娴奈；贩N類和數(shù)量，對實驗室進行分級分類管理。

視頻管理系統(tǒng)與校園一卡通數(shù)據(jù)同步后，能人臉識別實驗室人員并進行身份認證，當識別出的人員無進入實驗室的權限時，會發(fā)出報警提示。安裝的可視化監(jiān)控能讓管理員動態(tài)掌握實驗室安全狀況，遠程管理則滿足實驗室全天候開放的需求。

3.2?實驗教學管理信息化平臺

實驗教學管理信息系統(tǒng)主要包括實驗教學管理、實驗室基本信息管理、實驗室預約、實驗考核評價四個方面，系統(tǒng)各功能模塊見圖2。各級用戶通過互聯(lián)網(wǎng)均能訪問該系統(tǒng)，只是不同級別的用戶權限不同，部分模塊的功能會有所限制。實驗教學管理模塊是系統(tǒng)的核心，任課教師在該系統(tǒng)中可發(fā)布實驗計劃、實驗項目、實驗進度、課程指導書等教學資源，學生、實驗員、教學管理人員可瀏覽并下載。實驗室基本信息模塊包含實驗室規(guī)章制度，任課教師、實驗員基本信息，實驗室儀器設備及實驗室課表等內容，對實驗室概況和實驗技術隊伍做了較全面的介紹，為實驗室水平評估、規(guī)劃、建設提供科學有效的數(shù)據(jù)。實驗室預約模塊與教務處課表進行對接，任課教師不僅可以選擇不同時段在手機上預約實驗室，還能進行調課補課申請。審核通過后更新的課表信息會發(fā)給任課教師和學生，這種智能化的管理手段既能避免教師、學生、實驗室課表相沖突，也能提高教學管理人員的工作效率。此外，學生和任課教師可靈活預約實驗室進行開放性實驗，系統(tǒng)會將實驗項目、專業(yè)、學生人數(shù)等開放信息留痕，方便統(tǒng)計教師教學量、實驗室利用率等數(shù)據(jù)。在考核與評價模塊里，學生提交電子檔的實驗報告，教師在線給出成績和評價，學生也可對教師的教學效果做出評價和建議，實現(xiàn)教學相長的生動局面。

3.3?大型儀器設備管理平臺

通過大型儀器設備管理平臺，學校對所有的大儀設備實行集約化管理。將二級學院、實驗中心現(xiàn)有的大儀設備資源整合，建立大儀設備信息庫，由學校統(tǒng)一管理，校內外人員均可在該系統(tǒng)中登記預約。由于此類設備價格昂貴，操作步驟較為復雜，使用前需經(jīng)專業(yè)技術培訓，考核合格后可開放部分大儀設備給學生上機操作。這樣不僅提高設備使用率，還能鍛煉學生的實踐能力。設備管理人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督各儀器設備使用情況，減少操作不當?shù)那闆r發(fā)生。

結語

在地方本科高校著力培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才的宗旨和智能化時代背景下，用信息化手段管理實驗室是必然之路。通過智能化教學、管理和服務能減輕管理人員的工作量，提高工作效率，優(yōu)化教學資源，提高資源使用率等。此外，搭建信息化平臺使實驗室安全管理更加規(guī)范、公開、全面、便捷、安全，提高實驗室建設水平，促進學校辦學效益提升。

參考文獻：

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［6］張文俊.高校實驗室安全管理工作的研究與實踐［J］.實驗室研究與探索，2016，35（1）：282285.

［7］韓景蕓，宋歲，李曉明，等.流動式、信息化、開放性高校實驗室的建設與管理［J］.實驗室研究與探索，2019，38（8）：244246.

作者簡介：周婷（1987—?），女，漢族，湖北仙桃人，碩士研究生，

實驗師，研究方向：大儀設備及實驗室管理。

*通訊作者：曾志剛（1981—?），男，漢族，湖北仙桃人，博士，教授，研究方向：有機化學教學與科研。