综合实验室管理系统的构建与实践

袁广林, 李富民, 舒前进, 李庆涛

(中国矿业大学 力学与土木工程学院, 江苏 徐州 221116)

随着“双一流”建设(建设世界一流大学和一流学科)的开展，高校实验室在教学、科研和学科建设中扮演了越来越重要的角色[1-2]，特别是集教学、科研为一体的综合性实验室，越来越多的本科生需要进行课程实验和创新性实验，越来越多的研究人员(包括教师、研究生、本科生)需要借助实验室平台开展科学研究。与此同时，随着仪器设备购置经费的来源越来越多，越来越多的仪器设备和实验材料进入实验室，这给实验室管理工作带来了极大挑战，对高校实验室的管理也提出了更高的要求[3-4]。

因此，采用现代化的管理手段，确保实验室安全、有序、高效运转，摆在了每个高校实验室管理人员的面前。但迄今为止，一些实验室管理系统主要用于大型设备的共享管理[5-6]，一些实验室管理系统主要用于实验教学的管理[7-10],缺乏集实验室的安全管理、设备管理、实验场地与房间管理、本科教学实验管理、研究生实验管理、教师科研管理为一体的综合性管理系统。

基于此，中国矿业大学建筑结构与材料实验室结合土木类实验室的特点，创新土木类实验室的管理，采用现代化、信息化的管理手段，开发了一套融实验室的安全管理、资产管理、教学管理、科研管理为一体的实验室管理系统，对保证实验室安全、有序、高效、科学运转，起了重要作用。

1 目前综合实验室存在的问题

1.1 设备管理问题

目前，高校的综合性的实验室，除中央高校改善基本办学条件专项经费购置的仪器设备以外，还有优势学科建设项目、各级各类协同创新中心项目购置的设备。特别是对于肩负科学研究任务的实验室，存在许多规模不同的课题组，也购置有大量的设备。由于这些设备的来源不同、性质不同，有的课题组长期占用，导致其他教师不得不重复购置或无法使用；甚至有的课题组设备好的自己用，设备坏了交给实验室，不愿意对损坏的设备进行维修、维护。以上原因导致设备使用效率低下，花了许多不该花的钱；小型(易耗)设备账目不清，导致设备重复购置；设备完好状态不明，不能及时维修、使用。而目前大量的实验室仍是传统的手工管理方法，由于信息不畅，缺乏开放共享的交流平台[11-13]，造成了想用仪器设备的用户不知道设备在哪里，设备是否完好，什么时间可以用？而占用设备的人员，不知道还有谁想用。设备的管理、购置、保养、维修、维护环节存在大量问题，严重影响实验室设备的使用效率。

1.2 实验场地与房屋管理问题

目前，许多高校建设有新校区，甚至有多个校区，而每个校区基本都有专业实验室。虽然实验空间大幅增加，但毋庸置疑的是，实验室的场地和房屋的使用问题仍然较为突出。一方面，对于土木工程的实验，许多是足尺和大型的构件、结构或模型实验，模型尺寸大、实验复杂、占用场地大、实验周期长；另一方面，有的课题组长期占用较多场地和房屋，导致有的实验排队时间过长，甚至影响了学生的按时毕业，严重影响了实验室的利用效率。

1.3 人员与卫生环境管理问题

由于本科生课程实验、开放型实验，本科生承担的各级、各类创新性实验不断增多，研究生人数及项目的大量增加，教师科研项目的快速增多，进入实验室的本科生、研究生、教师、工人大量增加，为实验室的人员与项目管理带来了巨大挑战。同时，由于使用实验室场地和房屋的人员的流动性，导致实验室卫生与环境脏乱差现象，责任人追查难度增大。

1.4 安全管理问题

土木类结构实验室是一个具有各种大型、危险设备、设施、模型，易发生人身伤害事故的实验室。近年来，一些有毒、有害的气体、液体，包括酸、碱、盐等也大量进入实验室。而由于实验室的快速发展，研究生的大量增加，各种设备大量购置，进入实验室进行实验研究的人员越来越多，带来了安全隐患，国内相关高校结构实验室也曾发生过安全事故。而相对复杂的安全形势，实验室的安全管理、安全培训及考核手段还跟不上需要。

2 综合系统包含的主要内容

针对以上问题，虽然实验室制定了相应的规章制度，但由于采用传统手工化的管理方法管理实验室，导致实验室的管理问题突出。因此，构建实验室管理系统，是实现实验室资源充分共享，提升实验室管理水平，促进实验室管理现代化的有效手段。

综合实验室管理系统主要包括系统导航、安全管理、建设管理、实验管理、资产管理、系统维护等功能模块。

2.1 系统导航

要进入实验室的每位本科生、研究生用学号、姓名、专业、年级、指导教师姓名、电话、邮箱、电子照片等信息进行注册，然后经由指导教师审核、实验室管理员审核方可注册成功，并以学号作为用户名，自设密码；以后只有登录后才可使用各项功能，毕业时注销，但用户信息保留作为实验室培养记录；教师注册类似。

非注册用户只能以游客身份看一些宣传性的信息；注册成功后，每位用户都会生成一张个人信息表，全体用户信息表自动合并至两个大表，一个是学生，另一个是教师，可在后台浏览和导出。

2.2 安全管理

安全管理包括安全教育培训计划、安全教育培训活动记录与现场确认、安全检查及整改登记3部分。

每学期实验室应制订安全教育培训计划，并及时公布在网上。对学生、教师定期进行安全培训，对工人不定期举办安全培训。

安全教育培训活动记录与现场确认：参加人员签到采用学号(学生)或工号(教师)输入方式完成，并自动生成签到人员名单以及活动记录表；表格按教师和学生两类排列，教师按一定规则排序；学生首先按导师集中排序，内部按年级、学号排序；每次活动生成一个记录表并在前台列出名目及链接；每次活动签到结果自动链接到实验申请(内含“最近一次安全教育培训签到结果”)，作为能否成功申请实验的必要条件之一。培训完成后，即进行安全知识考核。考试内容包含实验室管理制度、人员安全与个人防护措施、仪器设备安全使用方法、不安全行为处理办法、有毒有害材料防护与处理方法、紧急情况处理方法等培训内容。考试成绩达到90分以上为合格，确保被培训人员牢固树立安全意识、掌握安全知识、执行安全操作。

安全检查及整改登记：安全检查分为学校、学院及实验室检查。每次检查整改形成一个表格，并由实验员和实验室主任确认后生成水印；每次检查整改表格在系统前台列出名目及链接。

2.3 建设管理

为加强实验室仪器设备购置、场地建设、房屋改造修缮的计划性，管理系统设置有建设管理模块。该模块包括中央高校改善基本办学条件专项经费购置的仪器设备、其他拨款购置仪器设备、科研经费购置仪器设备和场地建设、房屋改造修缮规划的管理。

仪器设备、场地建设、房屋改造修缮计划，以相关的申报表及相关论证文件等为参照形成母表，用户(主要是教师和实验室管理人员)登录进入后都有独立的一套表格供填写，然后每位用户填写的表格自动合并成一套总表可导出打印，且能按不同要求排序；历次申报总表保留并可查看。

2.4 实验管理

实验管理包括：实验申请与审核、实验场地申请与排队、仪器设备申请与排队、实验执行、本科实验管理等内容。

实验申请与审核：研究生和教师均可以申请。对研究生申请者，填写好申请表以后，需要经导师、实验员分别点击是否同意按钮进行审核，其中实验员点击按钮中还增加了“提交至实验室主任审核”按钮，在需要时点击此按钮进行进一步审核。审核通过后，自动形成申请表并以“审核通过时间-导师姓名-学号-学生姓名-实验题目”为名目列到该项页面上，然后通过点击可查看链接表格。其中，“需要仪器设备”栏可以链接至“资产管理”栏内直接点击或通过查询后点击完成预借，点击后自动将仪器名称和编号反馈回“需要仪器设备”栏内，也可在此退借；同时，在“资产管理”栏内点击预借后，借用者信息自动反馈到该仪器设备借用记录中。

仪器设备、实验场地申请与排队：针对不同场地和仪器设备分别制作表格，并列出名目；申请者点击需要申请的项目进入填写；其中“使用限制启动时间”由系统根据该项目的申请情况动态自动生成。

实验执行：填写执行表格，表格内容包括：(1)基本信息模块：实验者信息、导师姓名、实验名称、实验方案(这些内容由申请表自动反馈)、开始时间、结束时间、押金额、押金退还额(实验者确认)；(2)借用仪器设备及交还模块：借用仪器设备名称和编号由实验申请表自动反馈过来，在此基础上，增加交还时仪器完好状态栏、交还按钮，这两个信息自动反馈到该仪器设备借用记录中；(3)场地清理情况模块：实验者填写，实验员审核；(4)实验成果展示模块(选填项)：该模块可上传实验过程中的重要图片、视频、文字说明等信息；(5)实验综合评分模块：根据整个实验过程各环节执行情况，由实验员对该实验进行综合评分，该评分累计到实验者的总体评分中(含每次实验平均评分)，并将此信息自动反馈到该位申请者下次申请实验的表格中作为审核依据，以及将此信息自动反馈到该位申请者导师处，形成导师评分记录。填写审核完成后，以“实验开始时间-导师姓名-学号-学生姓名-实验题目执行表”为名目将其列到该项页面上，然后通过点击可查看链接表格。

本科实验管理：实验课表列表及链接查看、实验课程信息(包括大纲等)、上课教师及学生信息、排课、仪器设备借还等。

2.5 资产管理

资产管理包括房屋管理、场地管理、仪器设备管理、信息查询等内容。

房屋管理：包括所有房屋名称编号、大小、用途、家具、电器、使用人及开始与结束使用时间(可多人、可换人但保留历史记录)、责任人及开始与结束责任时间(可多人、可换人但保留历史记录)、综合状态记录(重要修缮或问题)。

场地管理：包括主要公共实验场地名称编号、大小、用途、使用人及开始与结束使用时间(可换人但保留历史记录)。

仪器设备管理：包括(1)基础信息：仪器设备名称编号、型号、厂家、商家、用途、验收日期、经费来源、购买人、价格、使用说明(包括文字、图片、视频)等；(2)完好状态及故障与维修记录；(3)借用与排队状态及历史记录：当前借出与否、借用者信息、排队状况；(4)申请借用信息：点击进行申请借用；(5)使用攻略：向使用者开放，使用者可以将使用过程中的经验、心得、教训等以文字、图片、视频等形式上传，并可查看。

信息查询：进行信息综合查询，可以通过输入任何字段或关键词进行查询，比如：以人查询其仪器设备场地房屋借用历史及当前借用情况；以仪器设备名称或功能查询仪器设备情况；通过场地名称、编号等查询其使用状态；通过房屋名称、编号等信息查询其使用状态等。

3 主要特色

3.1 安全考核准入制

目前，国家、教育部、学校对实验室的安全越来越重视，所以，进行安全培训、安全考核，购买意外伤害保险，是本科生、研究生、工人进入实验室的先决条件。安全培训包括培训计划、培训结果和个人培训情况。安全考核采取现场考核、问卷笔试的形式，考核成绩合格才具备申请实验室使用权限的资格。根据用户提交的申请，实验室主任结合安全培训情况、考核成绩是否合格、是否购买人身意外伤害保险等情况，在系统中签发是否允许用户进入实验室的意见及需补充的问题。

3.2 进入实验室的审查机制

当用户在网上提交进入实验室的申请时，要同时说明实验中有无有毒、有害、危险的原材料；对于大型、复杂、危险的实验，必须同时提交实验方案，供实验员、实验室主任进行审查，决定是否应补充安全方案，是否允许进入实验室进行实验，或者安排特殊的时间、地点

进行实验。若用户是本科生或研究生，还需要指导教师进行审查，导师审核通过后，才能提交到实验员进行审核。

3.3 查询功能

该系统可以进行信息综合查询。可以通过输入任何字段或关键词进行查询，比如：(1)以人查询，即通过学号/工号或姓名查询其仪器设备场地房屋借用历史及当前借用情况；(2)以仪器设备查询，即通过仪器设备名称、编号、功能、厂家、商家、等各种信息检索查询其余各种信息；(3)以场地查询，即通过场地名称、编号等信息查询其使用状态等其余各种信息；(4)以房屋查询，即通过房屋名称、编号等信息查询其使用状态等其余各种信息。系统支持模糊查询。

通过该平台的各个系统，用户可以通过该平台了解各种设备信息、仪器设备的完好状态，可以使用的时间及要做的准备工作，方便了用户，促进了设备使用效率的提高。

3.4 预约管理

用户在登录系统以后，可以查询实验室的所有仪器设备、房屋场地性能、用途、台数、完好状况及使用状态。在此基础上，当用户提交申请时，预约实验所需的仪器设备、房屋场地。对于大型实验设备，系统自动推送到排队栏进行排队。

4 结语

中国矿业大学建筑结构与材料实验室管理系统创建并实施以来，充分利用现代信息与互联网技术，彻底改变了传统手工化的管理模式，仪器设备及房屋场地使用时间、使用状况、完好状态一目了然，使用效率大大提高，设备重复购置的情况大为减少；进入实验室人员的安全意识大为提高，实验室的安全管理明显增强；学生自我管理、自主学习、自主研究的能力大为提高；实验室的各种资源得到充分利用；实验室的管理能力大为增强。保证了实验室安全、有序、高效、科学运转，对学科建设、本科生创新能力的提高、研究生的培养起到重要作用。

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