木材科学与工程专业实验室信息化管理研究与实践

王志强+梅长彤+朱南峰+王宝金+周兆兵

【摘 要】 总结了传统实验室管理模式弊端，提出了实验室信息化管理建设的必要性。并以南京林业大学木材科学与工程专业实验室为例，对其专业实验室智能信息管理系统进行了介绍和总结，以期为其他高校相关部门提供借鉴。

【关键词】 高校实验室；信息化管理；木材科学与工程

【Abstract】 The problems of the traditional laboratory management mode in universities were summarized and the necessity of laboratory information management was also introduced in this paper. Combined with the actual situation of the wood science and engineering laboratories in Nanjing forestry university， the laboratory information management system was introduced hoping to provide suggestions to other related departments.

【Key Words】 university laboratory； information management； wood science and engineering

【中图分类号】 G643.2 【文献标识码】 A 【文章编号】 2095-3089（2016）31-00-02

现代教育不仅要求学生掌握扎实的基础理论和专业知识，而且要具有较强的实践能力、动手能力和创新思维。大学实验室则是培养学生实践动手能力和创新能力的重要平台，是完成教学实验与教师科研的主要场地，是高校实践教学资源的主要集聚地，在大学生综合素质培养和科技创新等方面起着十分重要的作用[1]。随着高校实验教学与实验室管理改革的不断深入，实验室信息化建设正在全面展开。将现代信息化理念和技术应用于实验室日常管理、数据收集和使用操作等方面，可极大地提升高校实验室使用效率，充分发挥高校实验室相关资源的优势和作用，促进高校实验室建设和管理水平。同时，深化高校创新创业教育改革是当前和今后一个时期推进高等教育综合改革的重要内容，其中有一方面就是强化创新创业实践，加强实验教学资源建设和共享，包括实验教学平台、创业教育实践平台和创新创业竞赛平台建设，这方面的改革与实践都与实验室信息化建设、应用密切相关。

南京林业大学木材科学与工程专业开设于1952年，在60多年的建设和发展中，专业分别被列为江苏省品牌专业建设点，品牌专业，国家级特色专业建设点，并于2015年5月被遴选为江苏高校品牌专业建设工程一期项目建设的专业。专业所属“林业工程”一级博士点学科为国家级重点学科和江苏省优势学科。随着学科和专业建设对实验室投入力度加大，专业实验室的面积、仪器设备种类、数量和先进性都得到了很大发展，传统的实验室管理模式已不能适应现代化实验室管理的要求。为此，结合专业特色，本专业开展了以实验室信息化平台建设，虚拟仿真实验室建设和基于信息化平台的实验室管理模式等方面的研究和建设，建成实验室智能管理系统，更好地发挥实验室在人才培养、教师科研等方面的作用。

1 高校实验室信息化建设必要性

随着高校人才培养和实验室管理改革的深入，传统的以实验员手工方式的实验室管理方式已越来越多地暴露出问题和不足，主要体现在：（1）不适应“开放式”教学和管理，传统实验室管理注重“集中式”和“封闭式”的管理和教学，开放程度和方式有限，不适应和满足学生自主学习的需求。（2）实验室之间信息封闭，形成“信息孤岛”，信息资源共享率低；（3）仪器设备，尤其是大型仪器设备信息，包括设备使用、维护和成果等信息统计不及时、不全面，不利于设备购买、使用安排和评估[1-3]。这主要由于传统的手工方式对于这些数据的收集、分析存在工作量大、效率低的不足。

高校实验室信息化建设是指通过计算机网络和数据库等信息技术手段，对实验室工作，如实验教学安排、实验预约，实验数据采集、共享，实验室和仪器设备开放，实验室安全监控，大型仪器设备使用监控等进行全面管理[3]。同时，为降低部分实验项目的危险性、高成本和高场地要求，可进行虚拟仿真实验项目等信息化建设。

通过进行高校实验室信息化建设，对实验室日常工作和发挥实验室在培养高素质人才等两大方面都有极大地促进作用。首先，在实验室日常工作方面，可以提高实验员的工作效率，降低实验数据采集、整理工作所占用的工作时间；提高实验仪器设备、信息等资源的共享和利用率，通过信息化建设，专业各个实验室进行资源整合，信息互通，建成“网上大实验中心”，统筹安排、统一管理各个专业实验室的资源[4，5]；统计的实验数据更准确、可靠，传统的实验仪器使用次数等数据主要依靠实验管理员或者实验者手工填写登记，这往往会产生数据漏填或多填等问题，而通过网上信息管理系统的预约、设备使用监控等管理手段，可由系统自动记录实验人、使用设备、使用时间等数据并进行汇总、分析，对于大型仪器还可以配合视频数据采集来真实地反映设备使用情况。

另一方面，在发挥实验室培养高素质人才，尤其是培养大学生实践、创新能力方面上，通过实验室信息化建设，整合资源，统筹课程数量和时间，采用预约制等灵活方式，可一定程度缓解学生人数多、设备不够用的局面，使得部分实验时间不受课程安排限制[2]；通过实验室信息化建设，建成网上实验资源共享平台，专业各个实验室资源在网上发布，这能极大地促进专业实验室的开放性，提升实验仪器设备开放使用率，在满足本专业实验要求下，更好地为其他专业，其他学校的实验服务，最大限度地发挥仪器设备的作用；通过实验室信息化建设，对危险性大，耗材量大或者开展的场地等条件要求高的，常規实验手段不易展开、进行的实验项目，可创新性开发虚拟仿真实验资源，将高危险性、高成本的实验项目向安全、低成本的创新性地交互式、仿真式实验项目转变。

总得来说，高校实验室信息化建设有利于规范化、信息化实验室管理，提升实验室工作效率，整合实验室仪器设备和信息资源，更好地满足高等教育对于学生动手实践能力和创新能力的培养。

2 木材科学与工程专业实验室信息化建设

木材科学与工程专业虽然建设历史较长，但由于历史和规划方面的原因，本专业实验室布置比较分散，各功能实验室相对独立而缺乏有效沟通，信息交流不畅，影响了实验室和仪器设备的使用效率。传统的实验室管理模式已不能适应现代化实验室管理的要求。为此，特结合专业特点展开实验室信息化管理建设，建成实验室智能管理系统。

2.1智能管理系统设计原则

智能管理系统既要满足功能要求，也要有操作便利性，因此该系统主要遵循三个原则设计：

（1）“人性化“设计原则：着重从系统的实用性、便利性、可操作性考虑，尽可能化繁为简，使得实验室、其他管理人员和学生能切实感受到使用智能管理系统所带来的便利及优势。

（2）实时性原则：及时跟踪实验室建设、实验教学情况。

（3）数据完整和统一性原则：使实验室管理模式从手工填写各类表格进步到在计算机上录入各类数据、从人工统计各类报表进步到计算机系统自动汇总产生，从而保证数据的完整和统一。

2.2实验室智能管理系统管理模式

智能管理系统采用三级管理模式。其中，管理中心是实验室建设与实验教学管理决策部门，对所涉及的所有数据进行集中的、统一的管理；二级管理单位是专业实验中心，将主管部门的绝大部分工作（如教学计划、学生选课、课表查询、成绩录入与查询、教师管理、工作量计算、实验室建设与项目管理等）分解到各个实验室；用户包括学校各管理部门、教师、学生等，可以在校园网的任何终端上访问该系统，进行数据查询等操作。

2.3实验室智能管理系统结构及功能简述

（1）系统架构

智能管理系统主要包括实验室中心管理等9个模块，如图1。

（2）功能结构

系统用户包括四大类：学生、教师、普通用户、管理员。学生在智能管理系统中可以进行查询实验课程及课表；浏览下载实验资源，自主预习实验，在线自测；预约课程实验、开放实验室、开放仪器设备；选修开放实验；申请自选实验；预约资源；提交实验报告；查看实验课程成绩；对老师进行评价；网络交流互动，及时解决学习中遇到的问题等操作。教师在智能管理系统中可以进行提交实验教学计划；申请实验室资源；开设开放创新实验；上传实验教学资源；批阅实验报告、发布实验成绩；可管理实验教学运行记录；与学生进行教学互动和交流。管理员在智能管理系统中可以进行管理维护实验资源（填报、修改、审核、保存实验中心、分室、房间、设备信息）；添加教学计划、教学大纲，实验教学任务生成；编排实验课表；发布实验开放资源和审核、受理开放资源预约；学期、校区、数据归档初始设置管理；上报数据统计导出；发布、统计、查询、监控实验教学运行信息。整个实验室智能管理系统功能结构如图2。

3 结语

随着木材科学与工程专业实验智能系统实施，实验室仪器设备、信息得到了有效整合，实验室管理效率明显提高，实验室开放程度也大大加强，在教学、科研和人才培养等方面发挥了积极作用，取得了良好的效果。近几年，依托实验中心系统平台，本专业大学生积极参加国内外各级各类竞赛活动，取得了优异的成绩，在包括“挑战杯”在内的省级以上创新创业大赛中获奖20余项，培养的研究生发表SCI/EI近100篇，本科生发表学术论文50余篇，培养的研究生参与获批发明专利50余件，本科生參与申请专利20余件。

参考文献：

[1]盛苏英，堵俊，吴晓.高校实验室信息化管理的研究与实践[J].实验室研究与探索，2012，31（12）：184-187.

[2]何增颖.实验室信息化建设与管理探讨[J].长江大学学报：自然版，2012，09（7）：169-170.

[3]黄漫青，綦菁华，王芳，等.高校实验室信息化管理系统的发展前景[J].教育教学论坛，2012（44）：6-7.

[4]贾宗平，张映文.高校实验室信息化管理的优势与问题[J].实验科学与技术，2014，12（3）：165-168.

[5]陈祖新，孙跃，余晓伟.浅谈高校实验室信息化管理[J].赤峰学院学报：自然科学版，2012（8）：219-221.