地方本科高校实验室信息化管理初探

周婷 曾志刚

摘 要：高校实验室是开展实践教学和科研工作的重要基地，其管理水平是影响学校教学科研质量的主要因素。通过分析地方本科高校实验室管理存在的主要问题，提出构建实验室信息化管理体系的优势和必要性。最后从实验室安全信息化管理体系、实验教学管理信息化平台、大型仪器设备管理系统三个方面阐述了高校信息化平台建设的内容。

关键词：高校实验室；信息化管理；实验室安全；资源共享

作为开展实践教学和科学研究的必要场所，高校实验室在培养大学生实践能力和创新能力等方面发挥着关键作用［12］。实验室管理水平决定了教学和科研工作的质量，是影响学校科研教学发展的重要因素［3］。在向高水平应用型大学转型进程中，地方本科高校更加注重培养学生的实践操作技能，并加大了实验室建设的投入力度。随着实验场地规模扩大，实验室类型增多，进出实验室人员数量和实验仪器数量增加，实验技术队伍发展壮大，实验室管理也面临着新要求和新挑战。目前大多数地方本科高校实验室还是以人工管理为主，管理效率与水平不高，制约了当前实验室的发展和建设。在“互联網+”背景下，依托信息技术建设网络全覆盖的智慧实验室能大大提高管理水平和工作效率，有效整合教学资源［4］。高校实验室信息化建设水平已成为反映学校综合实力的重要内容之一，信息化是高校实验室管理的必然趋势。

1 地方本科高校实验室管理存在的问题分析

1.1 人工管理效率低，工作重复做、任务繁重

十几年前，高校实验室规模较小，传统的人工管理模式较适用当年的实验室工作。而随着高校转型发展，科研教学实验平台增多，人工管理的弊端也逐渐显露出来：在实验设备管理方面，通常用纸质记录本记载设备的使用情况，信息无法快速查找，管理者还要手动计算设备利用情况的各种数据；在实验室数据统计方面，学校每年都要求实验室上交各种数据，如开展的实验项目、学生人数、学时数等，不同部门下发的数据间存在很大的交叉性，造成管理人员重复性统计；实验教学方面，大多数实验室上课采用的是粉笔板书，由于授课班级和教学进度不同，同一个实验需要进行多次板书，加重上课教师的工作量，另外粉笔板书不能像多媒体更直观、丰富地展示教学内容，极大降低了学生的学习热情。

1.2 资源共享困难，存在“信息孤岛”现象

大学实验室基本上是根据各二级学院开设的实验课程来建设的。各个学科的知识体系虽有不同，但相互之间又存在交叉和渗透。由于学校没有对实验室资源进行集中管理、各院部之间缺乏积极沟通，导致实验室设备重复购买，资源没有得到有效整合和共享。近几年，随着国家和地方财政对高校投入的持续增加，实验室的仪器设备特别是大型仪器拥有量迎来了快速增长。但绝大部分大仪设备分散在二级学院或各实验中心，人工管理使得信息不畅通，各院部之间不了解实验室拥有的仪器设备及可开展的实验项目，这种“信息孤岛”现象导致设备共享困难、仪器使用率不高。

1.3 实验室安全管理较薄弱，监管难度大

随着实验室规模扩大和科研任务的增多，进入实验室学习和工作的人数逐年增长，实验室的安全形势日益严峻。因师生实验操作不当，线路、设备老化等原因引起的安全事故时有发生，造成财产损失和人员伤亡等严重后果。这些事故反映出实验室人员安全意识淡薄、安全管理不到位等问题［56］。高校实验室安全管理工作一般会涉及剧毒品、易制毒品、易制爆品的监督管理，特种设备的技术安全管理，废弃化学品和废液的安全处置，消防、用电安全、安全教育等多方面内容，安全管理工作任务重，范围广，复杂度高。目前各地方本科高校的实验室安全监管工作还是以人工检查为主，查出的问题和安全隐患，缺少“回头看”的闭环管理，危险化学品存取不规范、纸箱等易燃物靠近热源摆放、气体钢瓶未固定等现象依然存在。学校没有对暴露出的问题进行收集和汇总，形成大数据进行分析，安全隐患难以彻底解决。

2 信息化技术应用于高校实验室管理的主要优势

2.1 更科学合理地统筹实验室建设和规划

将信息化技术应用于实验室管理，实验室网络达到全覆盖，能及时实现信息的互通共享，实时获取各实验室的数据，掌握各实验室的最新动态，为实验室的建设规划提供科学的决策，破解实验室建设“重建设、轻规划”的困境；将资源合理分配，有效地避免资源浪费，让有限经费产生最大效益。

2.2 促进设备开放共享

实验中心运用信息化管理能动态记录每台设备从采购到报废的全生命周期活动，全校师生通过数据在线采集系统能掌握每台设备的使用情况。大型仪器共享管理系统中的在线预约功能实现设备全天候使用，大大提高设备使用率，逐渐打破以往“封闭管理、专属自用”的格局，促进仪器设备开放共享［7］。

2.3 智能化动态监管实验室安全

智能实验室内的各种环境参数实现24小时智能监测，当所采集的信息被判断为报警信息时，会将信息发送到管理者的电脑和手机上，并自动进行声光报警、断电、喷淋等操作，及时消除安全隐患，有效减少安全事故的发生及事故造成的损失。

3 信息化功能实验室的建设

3.1 实验室安全信息化管理体系

安全管理体系包括实验室安全教育与考试管理系统、试剂材料安全管理系统、气体安全与环境监测系统、实验室安全检查系统以及视频管理系统（图1）。

实验室安全教育与考试管理系统落实了实验室准入制度。我校的实验室安全教育与考试系统包括通知公告、政策文件、在线学习、在线练习、在线考试5个功能，学习内容涵盖消防、通识类、特种设备、辐射、电气、医学、化学等安全知识，各二级学院自主设置具有专业特色的院系题库。新入校学生和新进教职工绑定学号或工号登录系统后可自行安排学习计划和进度，学习完成后在开放时间登录考试，系统自动批卷并显示成绩，为成绩合格者发放电子版的考试合格证书。学校、各二级学院管理部门通过该系统能及时掌握学习和考试的相关数据，作为衡量安全教育水平的指标，并在门禁管理功能里只给考试合格者授予进入实验室的权限，严把安全教育质量关。

试剂材料安全管理系统能实现化学试剂从采购—库存—领用—处置的全生命周期管理，加强危险化学品的监督和安全管理。各二级学院在化学试剂网上商城申购的药品和耗材明细直接生成库存单，方便实验员做好试剂台账的实时更新。针对易制毒、易制爆等管制药品的管理，我校配备了智能危化品存储柜，药品存取严格遵照双人双锁管理制度，存储柜和电脑端均能查看存取台账，方便上级监管部门获取最新数据。库存明细能导出成为危险源清单，数据来源真实准确。在废液和废弃化学品处置方面，实验室先在线申请、再由学校国资处审核通过、集中处理，避免师生私自排放或乱扔乱放，保证实验室的环境安全。

气体安全与环境监测系统主要是利用传感器探测实验室内可燃气体、烟雾等有害气体的含量和环境温湿度，当监测到的气体浓度超过设定的阈值时，驱动蜂鸣器报警，并自动开启排风功能。同时，采集到的各种环境参数会打包发送至服务器，管理员下载后对数据进行分析，判断实验室安全状况，对风险系数较高的实验室做出相应的措施消除安全隐患。

实验室安全检查系统最重要的功能是实现了全流程安全检查，主要分为4个步骤：（1）发布检查任务；（2）实施检查，记录隐患；（3）下发隐患及问题；（4）审核整改結果。依托信息化的安全检查系统能更高效、快捷地反馈和传达信息，追踪和监管存在的隐患和问题，督促隐患整改到位，实现闭环管理。系统还具备基本的数据统计和分析功能，管理人员就能摸清隐患发生的规律，做出有针对性的预防措施。同时，该系统与试剂材料管理平台相对接，能同步获取实验室库存的危化品种类和数量，对实验室进行分级分类管理。

视频管理系统与校园一卡通数据同步后，能人脸识别实验室人员并进行身份认证，当识别出的人员无进入实验室的权限时，会发出报警提示。安装的可视化监控能让管理员动态掌握实验室安全状况，远程管理则满足实验室全天候开放的需求。

3.2 实验教学管理信息化平台

实验教学管理信息系统主要包括实验教学管理、实验室基本信息管理、实验室预约、实验考核评价四个方面，系统各功能模块见图2。各级用户通过互联网均能访问该系统，只是不同级别的用户权限不同，部分模块的功能会有所限制。实验教学管理模块是系统的核心，任课教师在该系统中可发布实验计划、实验项目、实验进度、课程指导书等教学资源，学生、实验员、教学管理人员可浏览并下载。实验室基本信息模块包含实验室规章制度，任课教师、实验员基本信息，实验室仪器设备及实验室课表等内容，对实验室概况和实验技术队伍做了较全面的介绍，为实验室水平评估、规划、建设提供科学有效的数据。实验室预约模块与教务处课表进行对接，任课教师不仅可以选择不同时段在手机上预约实验室，还能进行调课补课申请。审核通过后更新的课表信息会发给任课教师和学生，这种智能化的管理手段既能避免教师、学生、实验室课表相冲突，也能提高教学管理人员的工作效率。此外，学生和任课教师可灵活预约实验室进行开放性实验，系统会将实验项目、专业、学生人数等开放信息留痕，方便统计教师教学量、实验室利用率等数据。在考核与评价模块里，学生提交电子档的实验报告，教师在线给出成绩和评价，学生也可对教师的教学效果做出评价和建议，实现教学相长的生动局面。

3.3 大型仪器设备管理平台

通过大型仪器设备管理平台，学校对所有的大仪设备实行集约化管理。将二级学院、实验中心现有的大仪设备资源整合，建立大仪设备信息库，由学校统一管理，校内外人员均可在该系统中登记预约。由于此类设备价格昂贵，操作步骤较为复杂，使用前需经专业技术培训，考核合格后可开放部分大仪设备给学生上机操作。这样不仅提高设备使用率，还能锻炼学生的实践能力。设备管理人员可以通过监控系统监督各仪器设备使用情况，减少操作不当的情况发生。

结语

在地方本科高校着力培养应用型创新人才的宗旨和智能化时代背景下，用信息化手段管理实验室是必然之路。通过智能化教学、管理和服务能减轻管理人员的工作量，提高工作效率，优化教学资源，提高资源使用率等。此外，搭建信息化平台使实验室安全管理更加规范、公开、全面、便捷、安全，提高实验室建设水平，促进学校办学效益提升。

参考文献：

［1］樊冰.高校实验室管理存在的问题及改革建议［J］.基层医学论坛，2019，23（22）：32283230.

［2］Huiqiu Liu.The Practical Exploration of the Information Management System of University Laboratory based on the Internet of Things［J］.Revista de la Facultad de Ingenieria U.C.V.，2017，32（15）：401406.

［3］Meriem Outaki，Ebrahim Kerak.An empirical study：The multidimensionality of the quality management in determining university research laboratories performance［J］.Accreditation and Quality Assurance，2021，26：9197.

［4］林关成，张西宁，李智勇.实验教学中心管理信息化的探索与实践［J］.教育与职业，2013（8）：179180.

［5］刘婷婷，曹萍，张孝良.医学院校实验室安全的全流程透明化管理初探［J］.实验室研究与探索，2015，34（2）：286288.

［6］张文俊.高校实验室安全管理工作的研究与实践［J］.实验室研究与探索，2016，35（1）：282285.

［7］韩景芸，宋歲，李晓明，等.流动式、信息化、开放性高校实验室的建设与管理［J］.实验室研究与探索，2019，38（8）：244246.

作者简介：周婷（1987— ），女，汉族，湖北仙桃人，硕士研究生，

实验师，研究方向：大仪设备及实验室管理。

*通讯作者：曾志刚（1981— ），男，汉族，湖北仙桃人，博士，教授，研究方向：有机化学教学与科研。