高校生物实验室仪器药品信息管理平台设计

张爽 石乐民 刘传志 宫平 嵇晓强

摘  要：随着我国教育改革的深化，信息化管理是高校实验室发展的必然趋势。针对传统生物实验室暴露出的仪器药品管理不规范、信息孤岛等诸多问题，设计并开发了高校生物实验室仪器药品信息管理平台。该平台以C/S模式构建，采用VS2017集成开发环境，结合MySQL关系型数据库，实现了实验室的安全和规范化管理，提高了实验室的工作效率和管理水平，促进了实验室对外交流与信息共享，在学生创新和实践能力的培养发面发挥了重要作用。

关键词：生物实验室管理;信息化;仪器;药品;C/S模式

中图分类号：TP311      文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）05-0034-04

Design on Instrument and Drug Information Management Platform for Biological Laboratory in Colleges and Universities

ZHANG Shuang， SHI Lemin， LIU Chuanzhi， GONG Ping， JI Xiaoqiang

（School of Life Science and Technology， Changchun University of Technology， Changchun  130022， China）

Abstract： With the deepening of China’s educational reform， informatization management is the inevitable trend of the development of college laboratories. Aiming at many problems exposed by traditional biological laboratories， such as nonstandard instrument and drug management and information island， an instrument and drug information management platform for biological laboratories in colleges and universities is designed and developed. The platform is structured in C/S mode， adopts VS2017 integrated development environment， combines with MySQL relational database， realizes the security and standardized management of the laboratory， improves the work efficiency and management level of the laboratory， promotes the external exchange and information sharing of the laboratory， and plays an important role in the cultivation of students’ innovation and practical ability.

Keywords： biological laboratory management; informatization; instrument; drug; C/S mode

0  引  言

实验室是高校科研和教学的重要基地，可以比拟为现代化大学的心脏[1]。党的十九大提出了“加快一流大学和一流学科的建设，实现高等教育内涵式发展”的新要求。各高校的主要工作是在人才培养上，把更多的经费投到教育教学改革、改善办学条件、培养学生创新精神和实践能力[2，3]。随着高校办学规模的逐渐扩大，投入了大量的人力和资金，实验药品和仪器的增多也对实验室的管理提出了更高的要求[4，5]。

在计算机和信息化技术飞速发展的今天，带动了实验室管理模式的改变，国内高等院校在实验室管理系统的开发方面做了一些探索，设计开发了不同的实验室管理系统，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[6，7]。中国矿业大学开发了一个包括实验室的安全、资产、教学和科研等管理内容的实验室综合管理系统，提高了实验室的管理水平。中国农业大学结合了实验教学和实验室管理，以满足个性化管理和共享服务资源的灵活配置，设计了一种能实现个性化定制的实验室管理系统，实现了用户多元化的访问需求。北京信息科技大学针对目前实验室管理的现状，设计开发了智能防灾实验室管理系统。高校实验室在人才培养中是非常重要且不可替代的，如何安全规范、精细化的管理和使用实验室，发挥出其最大的效能，是高校发展和人才培养必须面对的问题。

1  高校生物实验室管理工作的现狀与问题分析

2017年，教育部办公厅出台了《关于加强高校教学实验室安全工作的通知》，明确提出各高校要提高教学实验室安全工作的信息化水平，促进信息技术与实验室安全管理的深度融合。2019年，教育部进一步印发了《关于加强高校实验室安全工作的意见》，在增强高校实验室管理能力和水平，保障校园和师生的安全方面，提出了更加具体的要求，对高校实验室管理工作有很大的指导意义，实验室信息化是教育信息化的重要组成部分，而传统的实验室仪器药品管理方式已经不能满足现代化的教学和科研需求。

1.1  仪器和药品的管理不规范

生物实验室的试剂和材料的储备种类繁杂，不但有实验原材料，还有各种实验过程合成的产物，由于性质和稳定性的不同，需要的保存条件也各异，很多危险化学品和生物制剂的保存要求严格，这对实验室的安全管理有很高的要求。实验药品的废液种类繁多、成分复杂，回收和销毁也更加困难，很多时候做不到规范和精细的处理。实验室的仪器放置的具体地点分布零散，记录不详细，一些实验室的仪器使用率低，对仪器设备的日常维护和损耗维修依然停留在纸质记录和人工管理形式上。传统管理方式存在着操作烦琐、查找耗时耗力、记录填写复杂、交接困难、管理权限不明等各种问题。

1.2  实验室的资源共享与对外交流程度低

很多生物实验室还在用传统的Excel表格的方式进行药品和仪器的管理，难以实现信息互联共享，系统间的信息传递以及部分工作仍需人工传递、工作量大，重复性劳动多，并且随着国家对实验室建设的投入不断加大，国内高校实验室的各类大型仪器设备有了很多增加和更新，实验室的规模和质量也有了大幅度提升，传统的管理模式很多时候难以保证数据的及时性和准确性，无法实现全方位全流程的实验室信息化管理。生物实验室人员流动性大，人员成份更加复杂，并且危险源种类多，实验过程风险比较复杂难辨，这些问题都加大了实验室管理的难度。

1.3  生物学科的人才培养受限

生物学科的实验教学与理论教学相辅相成，学生将所学的理论知识运用到实验中，实现从理论到实践，在实验过程中能够培养学生的理性思维，加深专业知识的同时掌握了实验操作。实验过程中遇到的问题能够激发学生的探索精神，对学生的创新培养发挥着重要作用，但受限于传统实验室的管理方法，无法让学生全天候在实验室内进行科研工作，限制了学生在科研道路上的发展。所以设计一个符合本校实验室实际需求的信息化管理系统，对实验室进行高效、规范、安全的管理，已经成为实验中心的一项重要工作。

2  生物实验室药品和仪器管理平台功能的设计

在生物实验室中利用计算机技术，采用特定的专用信息化平台对实验药品和仪器进行动态管理，管理人员可以及时了解学生的基本信息、查询实验室中生物药品和仪器的使用状况和储存位置，并能严格、精确地对高危、贵重药品和仪器进行管理。普通学生也可以快速地了解实验室的状况，进行实验药品和仪器的使用申请和位置查找，将药品及仪器设备的录入和修改，预警，预约取用等信息集成起来，实现药品及仪器设备的综合信息管理，通过无纸化流程，提高了整个实验室的运行效率和安全系数。

2.1  平台架构设计

平台依照生物实验室的实际需求，对所设计的相关工作进行分类，采用加密狗的方式对管理员身份进行认证，如图1所示。

在管理员在对药品及仪器设备进行分类划分的基础上，能够对当前已经存在的药品信息及设备使用的实际情况进行查询、添加、删除、修改、预警、维护等操作，其工作模式如图2所示。

2.2  网络拓扑环境

平台采用本地程序的方式进行部署，考虑到药品信息及设备的保密性、数据的安全性、可维护性，平台架构模式采用C/S模式，满足环境的多样性要求，如图3所示。

2.3  系统功能模块设计

2.3.1  人员管理模块

实验室药品和仪器管理平台的用户为实验室管理人员、实验教师、学生、系统管理员，根据用户身份给予不同的权限。

（1）学生用户：通过系统来预约实验药品的申领和归还，预约实验仪器的使用时间，通过审批后才可以在预约的时间去领取药品并在指定时间内归还，需在预约的时间段使用仪器，如果错过使用时间，只能重新预约。

（2）教师用户：根据自己的实验需求在系统中查找实验所需药品和仪器，对学生申请的药品和仪器的使用进行审批，预约实验药品和仪器的使用。

（3）实验室管理人员：通过系统对实验室药品和仪器进行日常的动态管理，对学生申请的药品和仪器的使用进行审批，用户的信息及其权限管理。

（4）系统管理员：对用户的信息、密码和权限进行管理，维护系统的正常运行。

2.3.2  药品管理模块

该模块包含药品查询功能，药品信息的录入和修改，药品库存预警，药品的预约取用，药品的废弃处理。查询功能可以按名称、类别、实验室进行汇总查询。信息的录入包括药品的名称（CAS编号）、规格、类别、数量、存放位置、用于实验名称（或通用药品）、注意事项等信息，可以对已录入的信息进行修改。可以对一些药品可以设置阈值预警，当其数量小于设定的阈值时，系统自动提示实验室管理人员。药品的取用可以设定使用时间，在预约时间内归若没有归还药品，系统会提醒实验室管理人员。对于废弃的药品，用户可以通过系统提出回收申请，实验室管理人员可以按照国家相关管理办法进行报废处理，并将详细信息录入系统如时间、经办人、环保公司名称等。

2.3.3  仪器管理模块

实验仪器管理：包括仪器查询功能，仪器的录入和修改，仪器的预约使用，仪器的维修维护。系统可以按名称和存放位置汇总查询。信息录入包括仪器名称、存放位置、厂家、型号、价格、编号、用于實验名称（或常用仪器）、经费来源、购买人、验收日期、注意事项等。学生和教师可以查看仪器的预约情况，选择合适的时间预约。用户发现仪器使用故障时，可以对仪器进行报修，学院组织工程师检测并确定维修费用，完成验收后，实验室管理人员将维修的详细记录录入保存。

实验器皿和耗材管理：对实验器皿和耗材信息的查询、录入、修改，库存预警。包括器皿和耗材的名称、规格、数量、存放位置、用于实验名称（或实验通用）、注意事项等信息。如实验器皿或耗材的数量低于设置的阈值，就会自动提示实验室管理人员。

2.3.4  数据导入模块

该模块可以实现数据的批量处理。在页面下载Excel表格模板后，按照模板填写对应数据后再上传表格即可批量导入。导出数据时，用戶可以根据自己的需求选择实验室和物品类别，也可以搜索关键词，批量选取数据，导出并生成Excel表格。

2.3.5  功能模块的实现

本文结合需求分析及设计架构，采用VS2010集成开发环境，使用C#语言进行代码编写，结合MySQL关系型数据库完成本平台的开发。图4、图5为系统管理界面的实现，能完成人员的管理、药品和仪器信息的修改和出库入库、阈值预警、数据的导出等一系列功能。

3  结  论

将生物实验室仪器药品信息管理平台测试完成后，在我院实验中心运行使用。实验室是高校教学和科研重要场所，实验室的规范化管理是实验室安全、高效运行的前提，更关系着广大师生的生命安全。平台的实践应用使实验员从烦琐的日常管理工作中跳脱出来，有更多时间投入到实验教学和科研工作中，提高了工作效率和管理水平。实现了实验室资源的充分整合和利用，促进了实验室的开放共享，体现了实验室仪器药品管理服务于实验教学的根本目的，形成了一个良性循环的、可持续发展的管理模式，符合现代化实验教学管理的要求，对提高实验室的教学和科研水平具有良好的现实意义。

参考文献：

[1] 冯端.实验室是现代化大学的心脏 [J].实验室研究与探索，2000（5）：1-4.

[2] 俞欢军，章薇，章兴棋，等.建立信息化平台 加强高校实验室安全管理 [J].实验技术与管理，2017，34（7）：4-6+14.

[3] 赵建新，钱婷婷，高珂，等.基于“GIS”的高校实验室安全管理信息化平台设计与构建[J].实验技术与管理，2019，36（12）：5-8.

[4] 白鹏，赵嶷飞，耿俊勇，等.基于移动端的实验室安全平台研发与应用 [J].实验技术与管理，2020，37（8）：266-269.

[5] 吴文华，施镇江，朱娟娟，等.智能管理系统在高校实验室管理中的应用 [J].实验室研究与探索，2014，33（11）：259-264.

[6] 袁钢，段颖昕，劳铭辉.面向个性化定制的实验室管理系统 [J].实验室研究与探索，2018，37（4）：266-269+303.

[7] 刘雪蕾，李恩敬，张志强，等.大学实验室环境安全健康管理信息系统设计与实践[J].实验室研究与探索，2018，37（6）：297-301.

作者简介：张爽（1991—），女，汉族，吉林长春人，助理实验师，硕士，主要研究方向：生物化学与分子生物学。