高校实验室综合管理系统的开发

赵青山, 徐荻秋, 李 健

(1. 东北农业大学 实验室管理处, 黑龙江 哈尔滨 150030; 2. 东北农业大学 教学质量评估中心, 黑龙江 哈尔滨 150030)

实验室是高等院校和职业技术学校作为实验教学和科学研究的承载体,是学生实践能力和创新能力培养的重要基地,是教学质量保障的基本条件之一[1-3]。近几年,随着“双一流”建设的开展,实验室硬件条件得到了进一步改善,同时对实验室管理工作的要求也不断提高。因此,实验室管理系统的探索与设计也受到了实验室管理部门的普遍重视,一些高校已经对实验室管理系统进行了设计与实践,但能够把实验室管理系统真正有效实施起来的却并不多[4-7]。因此,设计科学合理的、符合本校实际的实验室管理系统,已经成为实验室管理部门的一项重要工作。

为了提高实验室的管理水平,达到优化实验室管理的目的,我们对高校实验室管理的现状进行了分析与研究。结合农业院校的特点,设计开发了包含实验室基础管理、建设管理、安全管理、仪器管理和开放管理等功能模块的一体化的实验室综合管理系统。

1 高校实验室管理的现状

近年来,国内高等院校在实验室管理系统的开发与应用方面不断探索,做了许多改革与实践,取得了一些较为显著的研究成果。中国矿业大学开发了一个实验室综合管理系统,包括实验室的安全、资产、教学和科研等管理内容,具有安全考核准入制、进入实验室的审查机制、场地与仪器设备的查询功能和预约功能等特色,很大程度上提高了实验室的管理水平[8]。黑龙江东方学院开发了一个实验室管理信息系统,该系统不仅能够对实验项目和设备进行管理,还能够提供采购决策以及综合查询功能,实现了实验室管理的智能化和综合化发展,提高了实验室管理工作效率和管理水平[9]。中国农业大学根据实验教学和实验室管理,将实验室功能划分为三大模块,通过对实验室个性化管理策略、共享服务资源的灵活配置,以及根据用户需求的模块化定制等方面进行分析,设计了面向个性化定制的实验室管理系统,以满足多元化用户多样性的访问需求[10]。南京农业大学通过对高校实验室信息化管理需求的整理和分析,设计了包括了云平台、库存管理和设备管理三大模块的高校云实验室管理系统。该系统还对用户角色进行了详细划分和初始设定,使其能够实现对不同学校、不同学科的实验室进行统一管理和维护,有效提升了高校实验室资源利用水平[11]。北京信息科技大学针对目前高校实验室管理和实验教学的现状,设计开发了智能防灾实验室管理系统。该系统有效提高了实验室的安全性、高效性,并降低了教师和管理人员的劳动强度[12]。

综合高等院校实验室管理的现状、实验室管理系统的开发和应用情况,以及实验室相关管理人员的研究,可以看出,我们在实验室管理的研究方面取得了一定的进步。但高校实验室管理工作人员和各界相关学者都普遍认为目前国内实验室管理相对落后[13-15],主要表现在以下几个方面:第一,实验室管理人员不足。受制于“重理论、轻实践”的传统观念,由于工作性质、工作津贴和受重视程度等原因,导致实验室管理人员相对缺乏,进而影响实验室管理水平的提高。第二,实验室管理手段落后。实验室管理缺少智能化、自动化的现代管理手段,多采用传统的、人工记账式的管理手段,工作量大,重复性劳动多,影响工作积极性。第三,实验室建设缺乏统筹。实验室建设基本还以二级学院为单位,以小而全的思想“各自为政”进行实验室建设,缺少学校层面的顶层设计。第四,实验室安全受重视程度不够。部分二级学院对于存在安全隐患的实验室整改不彻底,安全意识有待于进一步加强。第五,大型仪器缺乏共享。大型仪器多数配置在相对实力较强的学科或专业,不尽合理,存在使用效益不高的现象,现有大型仪器设备共享平台不够完善,不能实现充分的共享。第六,实验室仪器损坏率高。由于仪器设备操作培训不到位或仪器缺少必要的维护,导致部分仪器设备使用年限缩短,甚至损坏。第七,实验室开放率不高。实验室只对大学生创新创业项目和校级实验室开放项目进行开放,形式较为单一,并没有做到真正意义上的全方位开放。

2 实验室综合管理系统的设计

实验室综合管理系统是学校数字化校园管理系统的一个重要组成部分,该系统能够利用现代化的管理手段保存原始资料和基本数据,减轻实验室管理人员的工作强度,实现实验室的统筹管理和动态监管,促进实验室管理水平的逐步提高,进而提升实验教学的质量和科学研究的水平。

2.1 综合管理系统的整体构架设计

实验室综合管理系统由界面操作层、业务应用层和数据服务层构成。采用Web浏览器/服务器模式(B/S模式)[16-17],通过用户界面进行访问,整体构架如图1所示。

界面操作层主要是用户的操作界面,通过操作人员的基本信息进行登录,并由管理人员设定操作人员的操作权限。业务应用层为实验室综合管理系统的功能模块,包含实验室基础管理、建设管理、安全管理、仪器管理和开放管理等功能模块,采用java web和SQL数据库进行构建[18]。数据服务层主要包括基础数据库和硬件支撑。基础数据库与数字化校园进行连接,共享基础信息或由各二级学院进行导入或录入。硬件支撑结合数字化校园实际情况,应用现有硬件设施,采用服务器托管形式,使访问节点数量满足全校师生同时在线访问。

2.2 综合管理系统的功能模块设计

实验室综合管理系统主要包括实验室基础管理、建设管理、安全管理、仪器管理和开放管理等功能模块,每个模块又包括五个子模块(见图2)。

图2 实验室综合管理系统功能模块

2.2.1 实验室基础管理

实验室基础管理由规章制度管理、基础信息管理、人员信息管理、评估评价管理、查询和统计等功能构成。规章制度管理主要是将国家、省、市相关法律法规,学校相关规章制度,实验室管理制度、工作流程、操作规程等内容导入到系统中,使在实验室工作和学习的师生了解实验室的规章制度和使用规范等基本情况。基础信息管理包括实验室的名称、简介、适用对象、面向专业或研究方向、所在位置和面积等信息,帮助使用者了解该实验室的功能。人员信息管理主要包括专职实验人员档案信息,如:学历情况、从事专业、任职岗位、培训情况、成果情况、绩效考核等内容,能够在系统中看到全校同行的基本情况,以便找出自己的不足,促使自己积极学习和进步。评估评价管理主要是根据实验室评估指标体系,使各实验室完成自评管理,找出本实验室的优势和不足,提出合理化建设和改进方案,对于管理不善的实验室进行指标预警管理,促使其不断改进和完善。

2.2.2 实验室建设管理

实验室建设管理包括建设项目申请、论证、实施、验收与评估、查询和统计等功能。设置该模块的目的是使学校的实验室建设能够根据教育发展的规律和趋势,并结合学校实际情况,注重顶层设计,加强统筹规划。建设项目申请，由各学院学科或专业负责人提出实验室建设初步规划,准备基础资料,填写申请书、采购预算、大型仪器论证书,在系统内完成项目申请。建设项目论证，由主管部门対学院提出的申请进行审核,负责实验室建设的相关人员对实验室情况进行实地走访调研,然后组织专家对申请的实验室建设项目论证分析、探讨其建设的必要性和可行性,学校审批,项目入库确认立项。建设项目实施，学院提出项目实施方案,管理部门对实施方案进行审核,然后由招标采购中心进行设备物资招标采购,并由管理部门监督项目的经费使用情况。建设项目验收与评估，项目建设完成后,由学院填写验收申请,管理部门组织验收评审,并对效益评估进行论证,最后形成效益评估报告,完成项目建设。

2.2.3 实验室安全管理

实验室安全管理由日常安全管理、安全教育管理、危险品管理、特种设备管理、查询和统计等功能构成。在日常安全管理方面,按照各学院实验室存在安全隐患项点的类别和数量,在管理系统内对全校的实验室进行安全管理等级划分,一级为全面重点监控、二级为安全隐患项点重点监控、三级为正常监控。实验室管理部门坚持安全检查常态化,对于实验室内的安全隐患和安全事故预案的管理情况,认真登记安全检查及整改记录,由实验室负责人和主管院长确认签字后,形成整改表格并在管理系统上进行公布。在安全教育管理方面,注重上级部门和学校相关安全制度的落实,系统内链接各类实验室安全制度和“实验室安全知识手册”供师生学习。每学期及时在网上公布本学期对实验室工作人员的安全教育培训计划。对进入实验室的学生实行安全考核准入制度,学生使用自己的学号登录学习系统,学习与本专业相关的实验室安全知识,然后进行考核测试,成绩达到90分以上为合格,可获得“实验室安全培训合格证书”。 在危险品管理方面,购买前首先在系统内填写申请表,然后管理部门审批、公安部门备案,由招标采购中心统一购买。对于管制类危险化学品，同时提交安全责任承诺书、操作规程、安全措施、安全事故应急处理预案以及供应商的资质情况等。危险品使用和存放要求使用记录、使用审核、出入库登记、清查盘点等信息完整无误。危险废弃物管理要有回收登记、处理记录以及回收单位的资质证明。特种设备管理要求按照使用申请、使用审核、使用记录、检查管理等方面规范程序,严格管理。

2.2.4 实验室仪器管理

实验室仪器管理由仪器常规管理、运行过程管理、仪器报修管理、维修记录管理、查询和统计等功能构成。仪器常规管理主要是指仪器设备的基本技术资料,包括仪器名称、型号、厂家、价格、编号、使用方向、经费来源、购买人、验收日期、使用说明书等内容,以及该仪器所在学院的楼宇和房间号。运行过程管理主要是指仪器设备运行监控管理,仪器设备的使用必须填写“仪器预约记录”和“仪器使用记录”,以了解该仪器的完好状态及故障与维修记录、仪器预约使用的排队情况，以及该仪器的利用率。仪器报修管理是实验室工作人员根据仪器的运行状态和工作需要,填写设备维修维护申请表,由系统上报实验室管理部门。维修记录管理是在学院提出维修申请后,实验室管理部门审核通过,组织维修工程师检测仪器设备损坏程度,确定仪器维修费用后对设备进行维修,维修完成后由学院和管理部门共同进行验收,并与维修厂家签订保修合同,学院将维修设备记录录入系统存档。

2.2.5 实验室开放管理

实验室开放管理由规章制度管理、开放预约管理、开放过程管理，开放评估管理、查询和统计等功能构成。规章制度管理，是将学校实验室开放相关的管理制度、申请流程、安全责任等内容录入到系统中,使申请人员了解实验室开放的相关规定。开放预约管理，由申请人提出预约申请,实验室管理人员审核通过后,对申请人员进行基本操作培训,培训合格后由管理部门审核,批准进入实验室。开放过程管理，申请实验室开放人员进入实验室后,必须认真填写出入管理记录、实验室使用记录,仪器设备使用记录、环境卫生值日记录等相关内容。开放评估管理，实验室安全责任人对实验室的安全状态进行定期检查和不定期抽查,填写实验室安全检查记录,确保实验室在安全的环境下运行。开放实验结束后,申请实验人员要完成实验报告,并提交实验收获和实验成果情况。

3 实验室综合管理系统的运行

3.1 软件的学习与培训

实验室综合管理系统的超级管理员,由实验室管理处对系统各项功能和操作了解比较全面的人员担任,各学院(部)等二级单位须确定一名具有实验室管理相关业务知识的人员,作为实验室综合管理系统管理员,由超级管理员来设定管理员的权限。然后各系或实验中心根据本单位实际情况,确定1～2名实验室综合管理系统操作人员。系统投入试运行前,由软件开发人员和超级管理员对系统管理员和操作人员进行技术和使用方面的培训,使其了解软件各功能模块的用途,熟悉各功能模块的使用操作。

3.2 数据的导入与备份

系统运行前,由超级管理员导入或录入国家、省、市相关法律法规,学校相关规章制度以及学校层面的与实验室管理相关的原始数据和记录。各二级单位对系统需要的数据进行梳理和统计,然后录入本单位实验室管理制度和相关各类原始数据和记录。数据录入后,对数据进行整理、查错和纠错,无误后,及时备份。

3.3 系统的测试与运行

以一个二级单位作为试点对系统进行测试,主要测试各功能模块的规范性、适用性和安全性,以及各模块查询和统计功能的全面性,对新系统的测试情况,提出改进和完善的意见和建议,使管理系统的适用性和可操作性更强。完成系统的测试和功能的改进后,将实验室综合管理系统在全校范围内进行使用,尽量取消与实验室相关的纸质签字、盖章等流程,改为实验室综合管理系统内的申请和审核,以提高实验室管理的效率。

4 结语

高等院校实验室的现代化、系统化管理是社会发展和教育新形势下的发展趋势和必然结果。信息化的实验室管理模式,改变了原有的、传统的、手工的实验室管理方式,减少了以往不断重复的繁琐工作,提高了工作效率,促进了实验室管理的规范化和科学化,进而提高了实验室管理水平。实验室综合管理系统的应用,能够对实验室进行有效的管理和监控,实现了实验室信息一目了然、实验室建设规划清晰、实验室安全管理规范、实验室仪器充分共享和实验室开放井然有序的流程化管理,为提高实验教学和科学研究的质量奠定了良好的基础。