高校实验室信息化综合管理平台的建设*

孟令军 刘 艳 李臣亮 姜 丹 孟庆繁

实验室信息化综合智能管理平台具有分配不同权限的校院二级管理平台功能，能够提供视频图像，统计实验室运行管理信息，形成与教育部、省级教育厅等单位要求的格式对应的统计报表。学校相关管理部门和学院能够实时了解课程安排及实施情况以及实验室运行状况，显示实验室运行信息。

实验室信息化综合智能管理平台以实验室建设与实验教学管理决策部门为控制中心，对涉及的所有数据进行集中、统一管理[1]。二级管理单位将主管部门的绝大部分工作如实验教学计划、学生选课、实验课表查询、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基层单位，及时、高效地进行数据分散录入、集中处理、实时更新。学校各管理部门、教师及学生等用户可在校园网任何终端访问该系统，进行数据查询等操作[2]。

1 实验室信息化综合管理平台

1.1 实验室管理需求

实验室是高等学校的重要组成部分，是办好高校的基本条件之一[3]。部分高校已经使用了实验室管理软件，对实验室信息化管理起到了积极的推动作用，但在使用过程中也存在着很多不足，主要表现为：①功能不完善，不能覆盖实验室建设和管理的各个方面，无法对各类实验过程形成有效监管[4]；②单机管理模式，不利于信息化管理大平台的建设与应用；③管理模式不合理，难以适应新形式下实验室管理体制与建设[5]；④信息化标准不统一，与高校内其他应用系统不能有机衔接。

1.2 实验室使用分析

全国高校实验室使用效益评估结果显示，实验室和大型仪器设备使用效益不高[6-7]。主要原因是管理机制欠合理、观念未更新及管理不到位等多因素[8]。主要表现为：①高校中的大型仪器设备及专业实验室大部分是国家或上级主管部门按建设项目、重点学科、重点实验室及211工程等建设投资购入[9]。经济上和使用单位没有关系，缺乏竞争和激励机制，造成大型仪器设备浪费闲置，使用效益低下[10]；②购置仪器设备的经费来源、建设目的和支配权限各不相同，设备主管部门很难实施统一管理，未科学规划经费支出，未充分考虑配套运行及更新改造和正常维护，造成设备购买无法使用的局面；③购置之前考虑本单位实验教学的需要，造成设备高档低用甚至闲置不用；④管理队伍缺乏专业性技术、缺乏必要的激励措施，人才流失严重，影响大型仪器设备正常运行和利用率[11]。

高等教育的目标是培养基础扎实、知识面广、能力强、素质高和全面发展的复合型人才，加强对学生的素质教育和创新能力必须改革传统的教、学观念，注重学生的动手能力，加强对其实践能力的培养[12]。

2 实验室信息化综合管理平台建设原则

2.1 实用性和可行性

主要技术和产品具有实用、成熟、稳定和安全的特点。实用性以系统整体运行效率为重点。既要便于人员使用，又便于系统管理。

2.2 先进性和成熟性

系统设计采用超前理念、先进技术和系统的工程方法，注重思维理性与技术可行性、方法正确性。能反映当今的先进技术和理念，具有拓展潜力，能保证未来若干年占主导地位。先进性与成熟性并重，根据近年来应用发展特点，把先进性放在重要位置。

2.3 开放性与标准化原则

应用系统平台是一个开放的且符合业界主流技术标准的系统平台，网络的硬件环境、通信环境、软件环境和操作平台之间相互依赖性小。

2.4 可靠性和稳定性

在考虑技术先进性和开放性的同时，要从系统结构、技术措施及系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。

2.5 安全性和保密性

应用系统平台设计充分考虑信息资源的共享，注重信息资源的保护和隔离，对不同应用和不同网络通信环境，采取不同措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。

3 实验室信息化综合管理平台建设

3.1 搭建校级实验室综合管理平台

智能化实验室综合管理系统覆盖高校实验室和大型仪器设备的信息化管理。处理校级所有实验室业务流程的管理并实现真实数据汇总、分析；实现校级管理层能即时查看汇总所属学院实验中心的各种汇总数据报表，自动生成基础报表、上报报表及自定义报表，为管理层决策提供依据；提供对外信息化展示及服务的窗口与统一身份认证登录入口。

3.2 搭建实验中心院级实验室管理平台

处理院级实验中心实验室各具体业务流程及对实验现场的实时管控，实现实验中心的实验教学流程化管理、实验室开放的过程管控；通过智能化的过程管控手段全业务、全空间的管控实验室，缓解实验室专职队伍的工作负荷，让管理工作合理有序；通过管控到实验室、仪器设备终端的方式，保障交互至校级管理平台的使用数据真实性；实现对物联网系统中各类硬件设备的分级管控，降低校园网络负载和部署难度。

3.3 建设校级和院级信息门户平台

校级和院级信息门户与管理平台数据联动，即时动态展示学校及各实验室、实验中心的公共信息、开放信息、实验教学信息、资源现状、大型仪器设备信息、预约状态、成果展示、规章制度及用户登录入口等。

3.4 建设多媒体信息发布平台

多媒体信息发布平台与管理平台数据联动，在大厅及楼层的各个多媒体交互终端，展示系统平台信息，如中心概况、通知公告、实验室动态、预约状态、实时使用及排课信息等。

3.5 建设仪器设备管理系统

全方位跟踪仪器设备购置、借用、维修和报废全部过程，解决高校设备管理脱节问题，缓解高校在仪器设备管理上存在的“物帐不相符”、“重购置轻管理”矛盾，规范化、科学化和信息化管理，适应信息时代信息共享和协同办公需求。

3.6 构建智能数据采集系统

采用传输控制协议和(或)互联网协议(transmission control protocol/internet protocol，TCP/IP)标准传输的通讯协议，实现实验室门禁管理、教学考勤、预习报警及预约开放的身份认证和时间论证。结合硬件，与电源控制系统联动，实时采集各类数据汇总到管理平台。

3.7 构建实验室安全准入及视频监控系统

(1)实验室安全准入系统。通过安全规章的学习、考核及验证，全面提升实验室教学开放安全性[13]。

(2)视频监控系统。视频监控与管理平台无缝链接，可远程授权实时查看实验室动态，完善实验室安全，尤其是实验室开放、学生自主实验的安全监控，保存相关视频，用作教学课件等[14]。

3.8 构建培训考核及信誉积分系统

(1)培训考核系统。学生可参加网上自助培训学习，教师可发布现场培训公告，保障仪器设备开放使用规范安全。

(2)信誉积分系统。对乱预约、预约迟到和占位不来等违规行为进行管理，保障实验室和仪器开放使用规范有序。

3.9 搭建与高校其他平台系统对接

可与高校一卡通系统、资产管理系统等第三方系统实现公共信息的共享和基础数据的流通。

4 实验室信息化综合管理平台建设效果

随着高校管理变革的逐步推进，实验室管理信息化成为必然，实验室建设的规范化和复杂化迫切需要计算机来实现实验教学、开放实验的全过程自动化、系统化，以及主管部门对实验设备和器材的计划采购、使用和维修的宏观控制与管理。

4.1 开放式统一管理运行模式

通过软、硬件系统相结合方式实现开放式实验教学和仪器设备的资源共享，确保在时间、资源、管理方式和服务等方面全方位开放。制定实验计划，统一安排教学实验、科研性实验和开放性自主实验，最大限度提高利用率。

4.2 减轻实验室人工管理负担

通过系统平台的软硬件结合，系统自动识别预约用户，授权用户可直接刷卡进入实验室使用已授权的仪器设备，无需管理员到场，并可自动生成使用数据，使实验室管理员脱离繁琐的重复手工劳动，将更多的精力投入到教学和科研工作中，将“实验室看门人”提升为真正的实验室管理员、将实验室管理员提升到实验科研人员，提高实验室工作效率和对外服务水平。

4.3 提高实验室管理水平

实验室管理系统通过校园网向全校师生提供开放式平台，各级用户可通过网络随时浏览实验室管理系统主页，查询实验室开放情况，并可和实验管理人员进行交流。实验室管理人员可通过网络及时了解实验中心的实验室，人员、工位和设备使用情况，并及时进行维护和管理。

4.4 提供实验室运行数据

系统平台可以对实验室的开放、使用率、实验设备的各项数据和设备使用情况自动做出统计，管理人员可充分了解需求，为实验室规划和建设提供依据，可避免建设和管理脱节，有效利用学校的建设资金。

4.5 掌控大型仪器设备即时状态

被授权的主管负责人能在线查看所有实验室或大型仪器设备当前状态，及时、全面了解大型仪器设备在实验教学与开放实验的使用安排，有效管控使用人(谁预约、谁审批、需几级审批，预约后是否真实出席)、使用时间(预约人何时来，何时离开)和仪器设备(谁在哪些仪器设备上使用)，全程全时管控实验室各种动态信息[15]。

4.6 设备使用率与资产管理

汇总各实验室及仪器设备使用和开放情况，宏观统计相关数据，如某类仪器的使用率、服务人时数等，得到全局的统计数据，按实验室分级、分类进行资产监管[16]。

4.7 信息管理与发布

专职管理员在系统后台对收集的信息进行查询、统计、保存与输出，设置“前台信息交互中心(网站)”发布所属实验室信息、新闻、重点特点实验室介绍、预约排课信息、教学成果、规章制度、大型仪器设备开放信息及实验室资源信息等公开信息，为全校师生提供开放式服务平台。校外用户在线注册，经审核通过后可被授权使用。专职管理员可即时了解实验室、人员、座位及设备使用情况。

4.8 数据统计与效益分析

(1)数据统计。汇总大型仪器设备各种使用信息，按学校既定格式自动生成各类自定义报表与上报报表，方便管理部门即时查询，为管理层准确提供大型仪器设备运行的各项真实数据，避免大型仪器设备的购置与管理脱节。

(2)效益分析。通过对某台大型仪器设备的教学服务、科研服务、人才培养、成果及对外服务等统计可得出其综合效益，并对其进行效益分析，系统可获得此大型仪器设备的汇总统计表、效益对比表、投入产出表等数据信息。

5 结语

实验室信息化综合管理平台建设，使高校实验室管理制度得以完善、开放过程规范，保证仪器安全高效使用，实验室工作的计划和准确性得到提高，减轻实验室管理人员工作量。通过安全准入考核、培训学习、预约审批、身份认证、门禁控制、视频监控等各个环节全方面监管，可提升实验室的有序性和安全性。通过预约，无需管理员到场，系统自动授权识别，授权用户可直接刷卡进入实验室使用已授权的仪器设备，做到时间、空间开放，可全面提升实验室的利用率和仪器设备的使用率，增加学生的实验机会与实验时间，提高学生主观能动性，达到人才培养的根本目的。实验中心、实验室管理负责人可实时掌握实验室建设、教学、开放和管理动态，在线详实了解各实验室使用信息，自动汇总各项数据，为中心负责人宏观管理和科学决策提供依据。