高校实验室信息化管理实践探索 ——以福建江夏学院土木工程类实验室为例

郑小青

（福建江夏学院 工程学院，福建 福州 350108）

以网络通讯技术和计算机为基础的信息化技术是21 世纪先进生产力的代表，随着科学技术的高速发展，信息化技术不断成熟并逐步在世界各国实现应用。目前我国各行各业的信息化建设已经全面开启。企业利用信息化技术进行生产质量管理，协调业务流程，提高管理效率，降低成本[1]；物流行业建立配送系统和仓库管理系统，实现低碳环保，同时降低了物流成本，提高信息采集的准确性和效率[2]；建筑行业在工程造价、施工设计、工程监测、施工管理等全流程实现信息化管理，为数据采集提供全方位的支持[3]；农业上播种、管理、收获以及生产、消费、市场等各个阶段各个环节，全面运用信息化技术，使农业生产更加智能化、集成化和精细化[4]。应教育部关于教育信息化十年发展规划的建设要求，近年来，信息化技术也走进了高校，在教学、档案、图书馆、实验室等管理方面发挥着越来越重要的作用[5-7]。

文章结合福建江夏学院土木工程类实验室在信息化管理方面的实践探索，对高校土木工程类实验室的建设现状及管理改革进行研究，从信息化技术在实验室门禁系统、设备管理、开放共享、物资和安全等多方面的应用进行分析，提出高校实验室信息化管理的建设思路。

1 土木工程类实验室建设现状

高校实验室是实验教学、科研创新的重要基地，实验室的建设和发展也体现着学校教学、科研、管理的能力和水平。随着我国科技的发展和对科研工作的重视，高校越来越重视对实验室的投入，各学科实验室配置不断健全，实验室规模逐步扩大，仪器设备不断更新，实验人才队伍不断提升，实验室管理不断改革创新。

纵观国内高校土木工程类实验室建设情况，专业基础类实验室和综合类实验室大同小异，基本涵盖了材料制作室、基本力学实验室、结构实验室、性能检测实验室等，可满足认知、综合实验、开发设计等教学要求。近年来，在虚拟仿真技术的发展影响下，形成以虚拟仿真实验室、BIM 实验室等为载体的虚拟仿真实验教学体系[8]。推进信息化技术与实验教学深度融合，将危险性高、破坏性强、无法在现实中开展的实验转移至虚拟仿真教学，拓展了实验教学的深度和广度。同时紧扣行业发展动态，为推行装配式建筑产业发展、培养相应人才队伍，设定以装配式建筑为主的实验教学体系，将信息化技术进一步应用于产业发展。但传统实验室建设大多呈现“大而不强，多而不精”的尴尬局面，为了凸显专业特色，高校应紧密结合自身优势和地方发展需求，打造特色实验室。

2 实验室建设中存在的问题

2.1 师资力量不足

实验室建设不断发展，但师资力量却未能得到同步提升，这是高校实验室管理主体的普遍问题。首先，实验教师队伍不稳定，管理力量不足和师资质量不高，导致实验室工作停留于表面、反馈滞后、问题整改不及时。其次，实验教师队伍的整体素质提升缓慢，对外交流、专业培训、进修等方面比较有限，缺乏管理创新思维和对先进技术的理解，导致实验室管理创新主导力量薄弱，改革工作发展缓慢。

2.2 管理模式落后

传统依靠人工的管理模式，时效性差，交互性差，管理秩序混乱，效率低下，严重制约实验室发展。新技术时代背景下，管理模式的探索也是各大高校实验室管理改革的重要课题。我校土木工程类实验室面积广、数量多、种类繁杂，以至于在管理上更加复杂。日常管理工作中涉及的人员管理、设备管理和开放共享管理等方面，运用了信息化技术，实行分层次、多级化、精细化管理，打破了单纯地依靠人工管理的程序繁琐、周期长的局限，对实验室管理模式创新进行了初步探索。但信息化管理模块还不够健全，如低值易耗品管理、化学危险品管理、实验室安全管理等模块尚未开发。

2.3 设备利用率低

在“大而不强，多而不精”的现状下，实验室功能单一，使得庞大的实验室资源仅仅服务于有限的实验课程，导致大部分的实验仪器设备利用率低，这也是很多高校面临的共性问题。我校专业基础类和综合类土木实验室也存在功能单一的问题，而部分有专业特色的实验室及大型设备，如疲劳实验室、耐久性实验室、压汞仪、海洋环境模拟试验箱等，利用率十分有限。传统申请审批流程繁琐，耗时长，容易导致重复预约、预约占座等与实际使用不对等的现象，影响设备使用。此外，二级管理制度仍未全面推进，实验室对外开放工作比较有限，距离真正实现大学城资源共享还有较远的路要走。

2.4 实验室安全管理存在盲区

近年来，实验室安全事故频繁，这不仅给师生生命安全和学校财产安全带来重大威胁，同时也说明了高校实验室安全管理方面存在严重疏漏。具体表现在：安全责任体系和安全制度不完善；应急预案缺乏演练形同虚设，对实验项目缺乏风险评估；对实验人员的安全教育和准入审核不严，对危险源的监管不到位；安全防护设施的更新不及时等。由于缺乏高效的管理模式和先进的技术手段，使得高校实验室安全管理者有心无力，工作停滞不前，呈现出推一步走一步、不推不走的危险状态。

3 信息化技术在实验室管理上的应用实践

信息化技术是实验室管理的一把利刃，可实质性地实现管理模式的改革创新，提升管理水平和效率。图1 为以信息化技术为载体的新型实验室管理模式架构图。利用信息化技术创建信息化平台，构筑人员管理、安全管理、档案管理和物品管理模块，其中安全管理模块包含门禁系统、监控系统、实验室准入审核系统和安全考试系统，物品管理模块包含设备管理、耗材管理、化学品管理等功能。人员管理可对实验室管理人员、实验室技术人员、教师以及学生进行管理；档案管理可对实验室的固定资产、规章制度、操作规程、各类台账进行管理。

3.1 实验室门禁系统信息化

门禁系统是实验室安全的第一道防线，传统的机械锁封闭管理模式缺乏灵活性，需要特殊的人工投入，且申请审批流程繁琐、周期长，不利于实验室开放利用。而采用信息化手段，建立智慧电子门禁系统，通过管理平台与终端硬件系统联动，可对实验室的进出进行权限管控，实现线上申请、审批，线下自动认证识别。若电子门禁系统配套终端显示装置，如液晶显示屏，可进一步实现智慧交互功能，根据不同实验室，展示实验室简介、设备情况，可实时查询教学安排、开放动态等，同步实现门禁考勤与多种模式的身份认证，如校园一卡通认证、人脸识别、指纹识别、二维码认证、密码认证等。目前我院实验室已全面实现门禁系统信息化管理，并对管理人员、教师、学生以及其他科研工作者实行分级管理。对于信息量较大的学生群体，每年进行统一的身份信息录入，包括姓名、学号、联系方式、专业、导师等。使用者根据使用时段在线上提交申请，管理者线上审核通过后，即完成审批程序。信息化门禁管理系统操作方便、响应快捷，可避免重复预约、预约占座等现象，且能动态跟踪人员对实验室的管理或使用情况，极大地减轻了管理人员的工作量，提高了实验室的使用率和管理效率。

3.2 设备管理信息化

仪器设备是实验室的核心组成部分，设备的信息化管理也是实验室信息化管理的核心[9]。随着仪器设备数量不断增加，传统的以纸质档案为主的管理方法已不能满足现今的工作需求。我校使用“金网际国有资产动态管理云平台”进行资产管理，包含资产采购、资产使用、资产处置、资产统计、查询及各项审批流程等环节，平台上记录了资产的名称、型号规格、厂家、价格、采购时间、使用部门、采购人等信息，可在平台上进行设备的新增、报废、资产转移等操作，实现对资产的全生命周期的动态监管。在此基础上，对土木类实验室进一步设置信息化管理系统，对接平台资产电子卡片、资产数据库，为每台设备指定负责人，实现责任到人的精细化管理。根据需要增加设备预约、信息统计、设备档案管理、维修管理、仪器操作规程等模块。

以设备维修管理模块为例，设备维护维修是一项繁重的工作，也是仪器管理工作中的薄弱环节。管理难度较大的主要为两种类型，一是大型精密仪器，需要定期检查、维护，专业性强，需要专人专管，如扫描电镜、压汞仪、纳米压痕仪等；二是使用频率很高的易损易耗设备，如混凝土搅拌机、万能压力机等，维修频率高。采用信息化系统交互功能，当使用者发现仪器故障时，扫描仪器旁的二维码登记仪器损坏状况，系统立即向设备负责人发送反馈信息。维修过程中，管理员可实时在平台上发布维修状态，方便使用者全程跟踪了解维修情况。维修完成后，系统将自动向报修者发送完成维修信息，以便其再次使用。信息化技术的使用，大大提高了设备维修管理的工作效率，缩短了维修周期。

信息化技术助力设备档案管理，便于存储借阅。大型仪器设备都建立了完整的纸质档案，包括各种采购资料、培训资料、使用说明书等，但纸质档案存放久了，容易丢失、破损，查找起来也不方便。利用信息化技术，对仪器设备档案进行归整，形成相应的电子档案，还可将录制的培训视频、操作示范等一同放入档案里，使用者可随时调用，不受人数、时间和空间的限制。

通过建立信息化系统，使设备管理更加有序、更加高效，资源配置更加合理，也推动了资源对外开放共[10]。近年来，我院积极推进资源共享，打破行业与院系界限，对外开展企业培训，对内实现实验室资源开放共享，最大限度地提高设备利用率。

3.3 耗材及危险化学品管理信息化

实验室承担着各个教学环节和科研工作的耗材采购和管理，涉及的耗材数量大、品类多，管理工作难。采用信息化管理模式有诸多优点，首先，实行统一采购，效率高，所有耗材的采购均在线上提交申请，通过层层审批后，由实验室统一组织采购、验收和使用管理。其次，供应专业，保证质量，可在系统中设置供应商审核机制，对供应商进行考核打分、优胜劣汰。此外，流程规范，便于监管，耗材均在线上入库、库存管理、使用管理、耗材调配等，能够实时动态监管。最后，信息共享，物尽其用，按时按需购买，避免了以往分散采购造成重复购买、积压浪费等现象[11]。而针对危险化学品的申请、采购、使用、回收和废液处理等全生命过程都在线上进行登记，形成危险化学品库存台账、使用台账，有助于危险化学品的使用监控，是对危险化学品“五双”管理的一个重要补充[12,13]。

3.4 实验室安全管理信息化

安全警钟应长鸣，不仅要靠制度规范，也依赖管理导向。面对安全工作重要但难于开展的窘境，国内越来越多高校采用信息化技术助力实验室安全管理[14]。我校土木类实验室安全建设硬件方面，在全实验室范围内覆盖监控设施，并联网同步到信息化平台，管理者可在终端实时查看实验室动态，极大地缩短了工作距离和工作时间。5G 通讯时代的到来，给手机客户端访问也带来了便利，监控画面实时传输到手机app，管理者通过手机app，也能实时掌握实验室动态。针对人员安全培训，在实验室信息化平台上设置安全教育与考试模块，管理者可随时上传和更新实验室安全管理办法、规章制度、考试题库等，学生通过平台自主学习并参加考试，超过设置的分数线，方能进入实验室。目前，国内大部分院校已经把安全教育与考试作为学生进入实验室的必修课，我校也在积极推进这方面的建设。总之，做好前期平台建设工作后，后续的实验室安全管理工作就事半功倍，节约人员成本。

4 结语

高校普遍存在实验室管理效率低的现象，尤其是土木工程类实验室，具有面积广、数量多、种类繁杂、专业性强等特点，管理难度很大。福建江夏学院土木工程类实验室信息化实践证明，发展实验室信息化的管理模式是目前实验室管理改革创新的重要突破口，信息化技术可以提高实验室各项管理工作的效率。利用智慧电子门禁系统可实现进出分级管控、人机交互；在平台上建立完整的仪器全生命周期动态管理，通过维修管理模块、档案管理模块等实现设备的精细化管理，便于开放共享，提高设备利用率；线上进行耗材及危险化学品采购申请、使用和库存管理，规范操作，实现对化学危险源的全生命周期监管；信息化技术助力实验室安全管理，实现随时随地动态监控，安全无死角。总之，信息化技术有助于高校走出实验室管理工作任务重、效率低的窘境。

在科学技术大发展的背景下，信息化正逐步渗透高校实验室管理的方方面面。但是，目前大部分高校信息化管理改革还不完善，信息化平台的建设还停留在个别模块上，今后，高校应强化顶层设计，统筹规划，分步实施，逐步完善信息化系统建设。另外，实验室工作内容复杂、变化快，如能结合人工智能、物联网等先进技术，对实验室大数据进行检测、分析、诊断，进而指导实际工作，将使实验室管理工作更上一个台阶。实验室信息化平台在各高校之间实现共享与互通，以降低运营成本，可能成为今后实验室信息化管理的发展方向。