高校实验室信息化数据治理的探索

邱 坤，郭 盛，顾亦然，赵允玉

（南京邮电大学a.应用技术学院；b.智慧校园研究中心；c.实验室建设与管理处；d.信息化建设与管理办公室；e.材料科学与工程学院，南京 210023）

0 引言

《教育信息化“十三五”规划》提出要建设“智慧校园”，不断探索“以数据为核心资产、以数据驱动业务革新”的发展模式［1］。《中国教育现代化2035》提出要开展大数据支撑下的教育治理能力优化行动，推动以互联网等信息化手段服务教育教学全过程［2］。实验室作为高校开展实践教学、科学研究、人才培养的重要场所［3］，其建设与管理水平极大地影响了高校教学、科研和育人成效。因此，“如何有效提升水平并合理评估”成为广大实验室管理者着重思考的问题。通过政策文件的解读和日常工作的总结，认为数据是其中极为重要的因素，为实验室建设经费的分配、开放管理模式的优化、服务能力的提升、绩效考评以及实验人员绩效考核等工作的决策和开展提供支撑［4］，只有依“数”治理，才能更有针对性地发挥优势，补齐短板，提升整体建设水平、管理效率和服务能力。

1 实验室信息化数据存在的问题

实验室建设与管理是一项庞杂的系统性工作，与之关联的部门众多，涉及的信息化数据（以下简称数据）也很广泛，主要是指与实验室工作相关的校内各类信息化基础环境设施和信息系统所产生、保存和利用的数据。然而，通过调研江苏省10 余所“双一流”高校，发现大多数实验室建设与管理处（以下简称实验室处）普遍只关注文本类数据（见表1）的收集，这固然非常重要，但不够全面。

表1 实验室文本类数据表

学院实验技术人员兼实验秘书，除了承担专职技术工作外，还负责了包括实验教学、大学生创新创业项目、各类学科竞赛、本科生毕业设计等工作的组织和管理。在日常工作中，直接对接的上级部门分别是实验室处和教务处，与学院几乎所有人群都会有交集，包括院领导、专任教师、院办主任、教学秘书、辅导员、学生等，相应地也承担了大量数据收集、校对、整理和上报的工作，在此过程中，逐步发现实验室建设、管理和服务中存在的数据问题。

1.1 数据采集形式单一，数据质量难以保证

实验室处每学期都会要求各学院提交各种数据表，包括：实验室基本情况表、专任实验人员表、实验设备情况表、实验室绩效考评表、实验技术人员绩效考核表等［5］，其数据采集形式较为单一，基本都是文本数据。此类数据在大多数情况下变化不大，然而还要求每次重复填报。由于数据量大，且大多来源于其他信息系统，而各系统间又存在孤岛现象，实验室处很难做到对其中的数据一一审核和比对，既无法确保数据的准确性，更无从感知各实验室有哪些变化。

1.2 数据缺乏开放共享，流转不通畅

实验室实时课表、教师实验教学工作量等数据缺乏便捷查询渠道，只有通过联系实验秘书查询文档方可获得。而关于一些经费的报销，如实验室开放项目、学科竞赛、毕业设计等工作的指导费用，教师经常会忘记已经报销了哪些，还需联系负责经费的院长或实验室主任详细查询，非常不便。与实验室处工作相关联的部门较多，各业务系统间经常需要进行数据对接，然而由于各系统开发厂商和时间不同，数据接口无法兼容，导致数据流转不通畅，服务效能未发挥。如学生大一时参加了实验室处组织的开放项目，在完成后应由教务处拨付2 个自主个性化学分，然而直到大四临近毕业时还未获得，辗转联系了项目负责教师、实验技术人员、实验秘书、实验室处、教务处等，好不容易才在毕业前把学分补齐。诸如此类因数据流转不通畅导致的管理问题还不少，给师生平添了许多额外工作，造成了较差的用户体验。

1.3 数据分析工作缺失，深层次服务价值未发挥

通过数据分析，把隐藏在一大批看似杂乱无章的数据背后的信息提炼出来，并寻找内在规律，是数据发挥深层次服务价值的重要手段。然而，这是一项前期投入巨大精力、短期却看不到成效的工作。实验室处更愿意把精力投入容易出成绩的虚拟仿真项目组织推进、责任重大的实验室安全管理等工作。年复一年收集到的数据只是存档，只有在需要查询、统计和上报时才会被想起，直至数据失效，也未能发挥其服务价值。

2 实验室数据治理的方式及其内容

2015年5 月，中国信息技术服务标准数据治理研究小组拟定了《数据治理白皮书》国际标准研究报告，认为数据是资产，通过服务产生价值，数据治理主要是在数据产生价值的过程中，治理团队对其做出的评价、指导、控制［6］。“如何通过数据服务产生价值”是实验室数据治理的终极目标，结合实验室的若干项高校数据治理课题，与实验室处和信息办的同事展开探讨，从校级层面整体统筹，以管理、技术、服务三方面为抓手。以数据服务为目标，明确数据治理原则，扩大数据采集渠道；设置专职数据管理岗，提高数据质量，推进开放共享；完善实验室系统交互功能，为师生提供便捷的数据服务，提升用户体验和管理效率；最后，通过数据分析，发掘数据深层次服务价值。

2.1 明确数据治理原则和目标，扩大数据采集渠道

数据治理是高校的一项整体性工作［7］。①坚持统一标准和数据共享原则。实验室信息系统采集和处理的数据，应遵循国家、教育部、江苏省和学校各级各类数据标准。除《中华人民共和国保卫国家秘密法》所规定的涉密数据外，其他数据原则上允许校内各单位在其业务和管理范围内共享，并纳入校级数据中心统一传输、存储、检索、应用、管理与分析；②遵循归口管理和全程管控原则。实验室处应落实好归口数据的质量管理工作，须定期检查、梳理业务范围内所负责的数据，确保数据质量。重点是把好数据的采集关，确保源头数据真实、准确、完整、及时，建立数据从采集、处理到维护的全过程管控体系；③依照申请数据最小化原则，实验室数据使用者应以满足实际业务需要为前提，按最小化原则申请需要共享的数据。数据采集是所有数据处理行为的前提，数据采集并不是随随便便、杂乱无章地采集数据，而是对数据有一定的要求。只有数据量是全面的，才具有足够的分析价值；是多维度和多类型的，才能够满足不同的需求；是高效的，才具有比较明确的针对性和时效性［8］。

实验室处应结合实际数据需求，扩大数据采集渠道，不仅限于文本数据，还需通过传感器、日志文件和网络爬虫等采集方法，全方位、多维度采集各类数据，为后期数据分析工作的开展奠定基础。传感器采集工具有摄像头、麦克风、门禁等，通过采集到的实验教学场景和刷卡记录，可以为实验教学改进、实验室利用率优化和实验室安全保障提供数据参考。通过日志文件和网络爬虫，可以采集到师生在实验教学中的网络行为数据，为教师教学评价、学生成绩评估和师生行为分析提供辅助［9］。

2.2 构建统一数据平台，提高数据质量，推进开放共享

高校应构建一个集数据归集、存储、交换、共享、治理、分析、应用等功能于一体的统一数据平台，运用平台大数据优势，助力高校数据开放共享［10］。校信息办通过一体化数据中心平台融入智慧校园（见图1）总体建设，并发布“南京邮电大学信息化数据管理办法”，技术加管理双管齐下，推进数据治理工作的开展。既有利于集中整合各类基础数据、统一数据统计口径和数据出口、形成数据资产、加强数据治理；又有利于快速形成数据服务能力，为科学、精细化决策提供支撑；还有利于对原有系统进行集成对接，对新建系统进行统筹规划和部署［11］。

图1 智慧校园体系架构

对于暂时没有条件建立统一数据平台的高校，也可采取局部数据治理方式，将实验室相关数据建立关联，确定表1 中实验室各项数据对应的唯一源信息系统，通过共有字段作为纽带，整合各系统中实验室相关数据，实现跨系统、跨部门的数据共享。如实验室信息系统与资产系统之间的对接，可以通过两系统共有的实验室基础信息代码进行关联，只要资产系统里的数据及时更新，实验室信息系统就可以获取到最准确的仪器、设备等资产数据，以此作为实验室资产数据的基础，既省去了数据重复录入，又保证数据的一致性［12］。

实验室处应高度重视数据工作，设置专职数据管理岗。作为数据生产方，保证数据采集的真实性、完整性和规范性（如实验室面积究竟是建筑面积，还是使用面积？应该统一说明），提升数据更新的及时性，并积极了解数据可应用于哪些方面，确保源头数据能满足数据使用方的需求，数据只有在能快速和容易的访问时才有用；作为数据使用方，了解涉及自身需要的那部分数据标准，了解如何对接数据管道提供的数据，包括数据对接的频率、数据存储、数据关联关系，掌握数据映射关系，在遇到数据质量差、格式不同的情况时，能够进行数据清洗、过滤和格式转换操作［13］。

2.3 完善实验室系统交互功能，提升用户体验和管理效率［14］

当前，大多数高校实验室处都建有信息化管理系统，本期望通过电子化流程替代以往纸质材料签字、盖章、递交的方式，实现“信息多跑路，师生少跑腿”，然而实际应用效果却并不理想，很多教师仍然沿用原先方式。经过交流、沟通，发现此类系统在投入使用伊始，往往要求教师对照用户手册学习如何操作，教师原本事务性工作就很多，对突如其来的学习难免会有抵触心理。长此以往，系统成了摆设，逐渐废弃。

学校遵循“以生为本，以师为先”的原则［15］，将实验室信息化管理系统的设计定位从管理转向服务，实验室建设和资源配置要充分尊重基层用户意见，通过畅通、透明的信息平台，转变为以服务师生为主体，建立实验室管理者与使用者直接、平等的连接机制，告知师生通过本系统可以查询到哪些信息，在遇到问题时如何反馈能够得到及时解决，在服务好师生的前提下，逐步引导其运用系统开展工作。

2.4 重视数据分析工作，发掘数据深层次服务价值

数据分析是发掘数据深层次服务价值的必要手段。实验室处应根据目标需求，寻找关联数据，找出其中的因果关系或相关关系，通过机器学习和深度挖掘的方法，从各种各样的数据来源中提取有用信息，然后将这些信息合并，深度分析其中的规律和内在关联，经过细化梳理后，为实验室建设与管理决策的完善和实验教学模式的优化提供参考方案。

3 实验室数据治理阶段性成果

经过1 年半的数据治理，我校实验室数据采集更加规范，数据质量显著提升，数据更加开放共享，流转也更顺畅，用户交互功能增强，数据服务能力凸显，支撑了实验室综合管理与安全平台（以下简称平台）的进一步完善。

3.1 完成实验室基础信息分级管理，提升工作效率

校实验室处已完成实验室基础信息的分级管理，包括实验中心、建制实验室、实验分室三级，用户可手工指定管理级别，满足日常便捷管理的需要。①基本信息。分级列出学院组成，实验室及实验分室设置，以及实验房间数、房间面积、仪器设备台套数、仪器设备总值、面向专业、承担的实验课程、开出实验项目等的统计信息；②规章制度。分类别列示各实验室与实验室管理工作相关的规章制度，提供标题的关键字检索功能；③用房信息。支持登记实验用房基本信息，如：房间号、名称、类型、使用面积、建筑面积、所属实验室、楼层平面图，全面管理实验室用房信息，建立用房信息体系。实验人员普遍反映数据重复填报的事务性工作量减轻不少，信息查询更加便捷，工作效率有了大幅提高，纷纷积极参与实验室数据更新、维护工作。

3.2 实现了实验人员信息的细化管理

校实验室处提供实验室专职、兼职人员信息化管理平台，实现实验人员岗位日志管理与汇总，实验人员基本信息的管理，人员工作量统计，实验室人员结构统计分析，岗位日志、培训情况和科研成果、任职管理等管理功能，相关权威数据从人事、科研等系统获取。其中：①人员基本信息。提供人员基本信息的维护、浏览及检索功能。通过设置所属实验室，将人员设置为实验室专职人员。可以根据编号、姓名、职称、文化程度、专业方向、所属实验室等信息进行人员的快速检索；②验室人员任命管理。可单独或批量任命指定实验室的专职或兼职工作人员，可设置任职期限和任职文号，同时可指定工作人员的角色以及分配系统操作功能；③人员结构分析。按照教育部数据上报格式，提供各实验室人员结构组成信息，实验室个数，房屋使用面积等统计报表。通过对实验技术队伍的有效梳理，为岗位招聘、人才引进、职称评聘等提供依据。根据平台数据统计，学校通信与信息工程、电子与光学工程、材料科学与工程学院有十余位高级实验师工作业绩突出、科研成果显著，却因为学校没有设置正高级实验师职称，导致晋升受限。人事处迅速牵头实验室处、科研院、教务处等部门进行研究，出台了正高级实验师评审条件，并将于2023 年施行，此举极大地调动了实验人员的工作热情，助推了我校实验队伍建设水平的提升。

3.3 完善仪器设备信息的动态管理，优化了利用率

平台采集的仪器类别、名称、型号、规格、数量、价值、仪器即时状态、所属管理员、存放位置、学习资料等详细信息，支持增、删、改、查、审等操作，并动态实时更新，帮助实验人员更好地了解仪器设备的使用情况，及时做好维护工作，在延长仪器设备的使用寿命、提升利用率的同时，也为后期采购工作指明了方向。通过信息共享，还可以在闲置时段供兄弟学院使用，实验室处将此作为绩效考评的加分项，以调动积极性。

3.4 实现了信息发布交互和数据共享对接的功能

通过平台的信息发布交互功能，实验人员可管理和发布本实验室资源现状、实验仪器设备共享信息、安全检查信息、危化品相关信息、实验室安全教育考试信息、成果、规章制度及仪器设备使用收费状况等，由平台自动生成动态数据信息。平台还实现了系统的集成以及各个系统之间的数据共享，在存放大量数据的同时有效地将数据管理起来，并提供便捷的数据访问手段，使得数据在使用的过程中不断完善，从而保证数据的及时性、完整性和一致性。通过数据管道技术的运用，实现数据按照设定的规则自动从数据生产方传输到数据使用方［16］，解决诸如在学生完成开放项目后，实验室管理系统实时将学号批量传输给教务系统，完成自主个性化学分的自动划拨。师生还可通过平台进行仪器设备预约、实验室预约等。这一系列功能的实现简化了以往繁复的流程，提升了用户体验。

4 结语

实践证明，实验室数据治理工作的开展提高了管理工作效率，提升了实验队伍建设水平，优化了仪器设备利用率，减轻了实验人员事务性工作量，提升了师生的用户体验，得到了一致好评。后期将深入思考如何更好采集数据、分析数据，挖掘数据深层次服务价值，助力实验室建设与管理水平的提升，更好地服务于高校人才培养和科学研究工作。