基于互聯(lián)網(wǎng)技術的高校實驗室管理探索

毛麗春

[摘 要]伴隨國家對高校實驗室建設力度的加大而來的是傳統(tǒng)的實驗室管理方式與迅速崛起的實驗室建設無法協(xié)調(diào)的問題。如何更高效、更系統(tǒng)地管理目前規(guī)模逐漸擴大的實驗室已成為高校實驗室管理亟待解決的問題。該研究概述了高校實驗室發(fā)展現(xiàn)狀，從實驗室的各種儀器設備、實驗環(huán)境條件、實驗所需的易耗品、實驗室人員四個方面對高校實驗室管理存在的問題進行分析和總結，并分別闡述移動設備、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術應用于實驗室管理取得的成果。研究結果顯示，實驗室管理需合理而有效地使用這些先進的互聯(lián)網(wǎng)技術，使得移動設備、云計算、物聯(lián)網(wǎng)共同服務于實驗室管理。

[關鍵詞]高校實驗室；互聯(lián)網(wǎng)技術；實驗室管理

[中圖分類號] G482 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）09-0024-03

互聯(lián)網(wǎng)技術如雨后春筍般迅猛發(fā)展，它使信息之間的傳遞變得更便捷、更快速、更自動化。它是大眾創(chuàng)新的工具，能夠促進中國社會發(fā)展提質增效。它在教育行業(yè)或其他行業(yè)的發(fā)展進程中發(fā)揮著重要的作用[1]，同樣也被廣泛運用于高校實驗室管理。高校實驗室是高校發(fā)展建設過程中不可或缺的一部分，它肩負著培養(yǎng)學生自主性和研究性學習能力、創(chuàng)新能力、創(chuàng)造能力、工程素質能力等重要任務。[2]隨著高校對實驗室管理的重視、互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，利用互聯(lián)網(wǎng)技術對實驗室進行管理成為未來實驗室管理發(fā)展的必然趨勢。本文針對高校實驗室的發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題進行分析，并對互聯(lián)網(wǎng)技術應用于實驗室管理的方法進行探索。

一、高校實驗室的發(fā)展

高校實驗室是高等學校教育教學設施建設過程中的重要一環(huán)，是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的源頭和載體，是教學與科研的重要基地，是社會服務的重要場所。[3]學校的發(fā)展、教學科研水平的提高、人才的培養(yǎng)都離不開實驗室的發(fā)展。國家也非常重視高校實驗室建設，教育部在2005年啟動了全國高等學校實驗教學示范建設工作，并在全國范圍內(nèi)選擇了84個實驗室作為國家級實驗教學示范中心。2007年，教育部、財政部在《高等學校本科教學質量與教學改革工程》文件中指出：“加強實驗建設，需首先重點加強500個左右實驗教學示范中心的建設，從教學內(nèi)容、方法、手段、隊伍、管理及實驗教學模式的改革與創(chuàng)新等方面推進高校實驗建設”。[4]國家對實驗室發(fā)展的大力支持與鼓勵措施，增加了學校對實驗室建設的重視程度，對高校實驗室的發(fā)展起了重要的推動作用。伴隨著高校對實驗室建設投入的增加，高校實驗室建設已初具規(guī)模，有寬敞的實驗用房和充足的實驗器材。高校實驗室儀器設備不斷增多，特別是大型重點儀器、精密儀器設備的配備，為實驗室的管理帶來了新的挑戰(zhàn)。

二、高校實驗室管理存在的主要問題

實驗室管理是學校辦學的基礎性工作，它具體指對實驗室的各種儀器設備、實驗環(huán)境條件、實驗所需的各種物質、實驗室人員等進行管理的一系列活動。[5]目前，高校往往忙于實驗室的建設但對其日常管理的重視程度不足，同時無法正確認識其日常管理的重要性。[6]

（一）高校實驗室各種儀器設備的基本情況

高校實驗室的儀器設備大致可分為大型貴重儀器、精密儀器、常規(guī)普通儀器。隨著高校實驗室建設的推進，實驗室的儀器設備不斷增多，以下問題變得越來越突出：一是大型貴重儀器是科研必不可少的重要工具，但這些設備都價格昂貴，所需的占地面積大，使用頻率低，維修和維護成本高。二是精密儀器易受環(huán)境中的溫度、濕度、灰塵、振動、空氣流動的影響，且極易損壞。三是常規(guī)普通儀器使用率、借出率高，以及可能存在的不規(guī)范操作，使其損壞速度不斷加快和損害程度也不斷加深。四是仍然使用紙質版的實驗記錄本對進出實驗室人員、借還儀器進行登記，借還的過程較為繁瑣，也造成大量紙張的浪費，且給實驗管理者對實驗室的使用情況進行統(tǒng)計分析造成困難。

（二）高校實驗的環(huán)境條件

實驗室的開放是高校實驗室建設的目的之一。隨著實驗室的開放以及實驗設備的增多，實驗室使用人數(shù)也不斷增多，使得以下問題變得更加亟待解決：一是實驗過程產(chǎn)生的廢棄物、廢液增多。二是實驗者在實驗完畢后，未將儀器進行正確歸置，使得之后的實驗者需花費大量的時間來尋找相關的儀器，造成實驗室凌亂不堪。三是科研人員以及學生的實驗安全意識薄弱，對大型儀器的用電安全沒有足夠的重視，而且防火設施還不夠完善。

（三）高校實驗所需的易耗品

高校實驗所需各種易耗品的不斷增多導致以下問題的出現(xiàn)：一是易耗品使用頻繁、用量大、消耗快。二是易耗品因具有攜帶方便的特點，有時候會出現(xiàn)被實驗者帶到其他實驗室卻沒有進行登記的情況，甚至出現(xiàn)遺失的情況，看管起來較困難。三是藥勺混亂的情況在稱量藥品的過程中頻頻出現(xiàn)，使得藥品之間相互污染，造成大量的浪費。四是有毒有害物質使用頻率增加、處理困難，有時出現(xiàn)處理費用遠遠高于藥品本身價值的情況，有時甚至不知道該如何處理。

（四）高校實驗室人員

高校實驗室人員是實驗室建設與管理中最為關鍵的一環(huán)。從實驗技術隊伍地位角度來看，高校對實驗員不夠重視，實驗員在學校教學活動中處于“輔助之輔助”的地位。[7]其主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是實驗專職人員數(shù)量嚴重不足。二是實驗員的職稱結構不合理。三是實驗員的績效工資待遇低。四是實驗員培訓與進修的計劃缺乏，其管理與維護實驗室的水平得不到提升。這些實驗員不被重視與認可的現(xiàn)狀，導致實驗員的工作積極性受到一定程度的打擊，這也使得高校實驗室的進一步發(fā)展受到了嚴重影響。

三、將互聯(lián)網(wǎng)技術應用于高校實驗室管理的探索

（一）移動互聯(lián)網(wǎng)

移動互聯(lián)網(wǎng)通常指手機、平板電腦等可移動電子產(chǎn)品。它們的出現(xiàn)使得時間與空間的距離明顯縮小。

對于實驗室使用者來說，將移動互聯(lián)網(wǎng)技術應用于實驗室管理，可使其預約、查詢、提醒服務變得更方便快捷。比如可通過手機APP或微信公眾號搭建實驗室管理的支架，下面以微信公眾號為例進一步說明。實驗室微信公眾號的使用功能包括以下幾個板塊：個人中心、服務窗口、實驗室概況。個人中心需實驗室使用者實名填寫個人信息，實驗室使用者可查詢自己預約的實驗室以及何時何地使用過何種儀器的記錄。服務窗口主要負責預約使用實驗室、藥品、儀器等一系列預約服務；正確使用藥品、儀器等物資的說明查詢服務；同時還包括實驗室安全工作提醒，實驗儀器安全使用提醒等旨在提高實驗室使用者的實驗安全意識。實驗室概況板塊主要負責介紹實驗室的規(guī)章制度以及每間實驗室所存放的儀器設備，以及發(fā)布實驗室主辦的各類關于實驗室使用、儀器使用的講座通知，同時還有關于最新最前沿的科研動態(tài)介紹，以豐富學生的知識，增加學生對科研的熱愛之情。endprint

實驗室微信公眾號的設立，使得需要使用實驗室、實驗儀器的科研人員與學生都能夠進行預約、查詢、被提醒。隨著高校實驗室的規(guī)模越來越大，移動互聯(lián)網(wǎng)設備存儲和處理數(shù)據(jù)的功能有限，功能更強大的實驗室管理系統(tǒng)便應運而生。

（二）云計算

云計算是一種虛擬化的網(wǎng)絡技術，它以互聯(lián)網(wǎng)技術為核心，以基礎架構、平臺、軟件等服務為主要表現(xiàn)形式。云計算的基礎架構根據(jù)云計算的實際應用和研究結果可分為核心服務層、服務管理層、用戶訪問接口三大部分。[8]而云平臺可被分為存儲型、計算型、綜合型云平臺，其主要作用分別為存儲數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、存儲與處理數(shù)據(jù)并存。[8]而實驗室需要構建的是綜合性云平臺，同時兼具存儲和處理大量數(shù)據(jù)的功能。云計算的功能還包括以下兩個方面：一是可以幫助實現(xiàn)實驗信息與數(shù)據(jù)的存儲與查詢，云群件和保修等功能。它們可使實驗日程更透明，實驗日程自主安排與預約服務變得更加有序，同時可快速地開展共享文件以及儀器保修的服務。二是提供云通訊服務能構建師生共同的學習交流平臺，使學生在實驗中遇到疑惑能夠及時得到指導老師的指導。

云計算實驗室管理系統(tǒng)的設計核心是實驗室，根據(jù)登錄人員的不同身份進行設計，分為學生、科研人員、管理層。學生可通過“云端”獲得以下信息：預約實驗室、藥品、儀器；查詢實驗室課程安排、他人預約記錄，避開實驗室使用高峰期；及時反饋已損壞的設備；查詢已損壞的設備的維修狀態(tài)；查詢實驗儀器使用操作說明等。對于科研人員，除了獲得學生以上使用服務外，還可通過“云端”管理自己的實驗團隊，查看自己實驗團隊的實驗進度和實驗結果。對于管理者，可進行人員管理的權限分配、設備管理、實驗預約和查詢統(tǒng)計服務[9]，最終使實驗教學環(huán)節(jié)和管理流程得到優(yōu)化，實現(xiàn)資源的充分利用。[10]

（三）物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)指借助RFID、全球定位系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描器等高新機械設備，按照制定好的信息協(xié)議，通過無線或者有線的方式將任意物品與網(wǎng)絡進行有效的連接，使相關事物在受到合適的分析、存儲、計算等處理后能夠形成靜態(tài)和動態(tài)的信息網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)智能化的識別定位、跟蹤監(jiān)控和管理等功能。[5][10]它包括三個系統(tǒng)即智能感應設備、傳輸網(wǎng)絡和應用控制網(wǎng)絡，形成物物之間、物人之間的信息傳遞處理。

物聯(lián)網(wǎng)的應用使得實驗設備的管理更加智能，每臺設備都有相應的RFID電子標簽，RFID標簽中記錄著該設備的相關信息、使用情況、設備進出實驗室的記錄。手持式讀寫器可讀寫RFID中的相關信息，并通過無線網(wǎng)絡進行傳輸。無線設備接受相關信息，再將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理服務器中進行相關的整理分析或加密等。中央處理系統(tǒng)具有強大的數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)處理能力，可將實驗物資、環(huán)境監(jiān)測、人員管理這三個系統(tǒng)和其他開放子系統(tǒng)進行連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。物聯(lián)網(wǎng)的使用使每間實驗室、每臺儀器的狀態(tài)、使用情況都能夠得到實時了解和跟進。

四、高校實驗室管理展望

高校實驗室的管理少不了便捷的移動設備，但需要存儲和處理數(shù)據(jù)功能更強大的云計算，同時需要精細化到每臺儀器的物聯(lián)網(wǎng)技術。移動設備、云計算和物聯(lián)網(wǎng)這三種技術的聯(lián)合使用將使實驗室的管理變得隨時隨地，最大限度地縮短時間與空間距離。這將使實驗室的管理能夠跟上規(guī)模日益宏大的實驗室建設步伐。但移動設備、云計算和物聯(lián)網(wǎng)等高新科技的出現(xiàn)，最終都需要管理人員去維護，所以高校實驗室管理的根本還是在于人。而高校實驗室管理人員的素質目前卻沒有達標，這嚴重阻礙了實驗室的發(fā)展，也影響到實驗室管理系統(tǒng)的有效運行?；诖宋覀冃枰龅揭韵聨c：首先，搭建實驗技術交流平臺，畢竟沒有學校領導、師生之間的溝通、交流、對問題的反饋，實驗室的管理進步是緩慢的。其次，對于實驗技術人員，應提高其待遇，組織他們參加相關的進修培訓[11]，建立獎勵機制，多方面激發(fā)他們的工作積極性，增強他們的業(yè)務素質以及對自身工作的認同感。最后，對實驗室儀器實施“誰管理，誰負責”責任制與“誰損害，誰負責”責任制。實驗室管理機構要經(jīng)常組織相關的儀器使用講座，增強使用者對實驗室儀器設備的保護意識以及維護實驗室安全的意識。

而實驗室管理最重要的是建設實驗室文化，實驗室文化是軟實力的重要內(nèi)容。統(tǒng)一的實驗室形象標識、合理布局，良好的實驗室氛圍、科研氛圍都可以提升實驗室的文化及人文環(huán)境。[12]

五、總結

高校實驗室的管理，不僅需要實驗員的努力，更需要高校上下團結一致的努力，上至領導下至學生都應該愛惜儀器設備，認識到實驗室安全的重要性，共同推動實驗室朝良性方向發(fā)展。對于高校實驗室管理方式，我們需要將互聯(lián)網(wǎng)技術引進來。移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)大為縮短時間與空間距離，使實驗室管理系統(tǒng)功能更強大、更全面。除了移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等先進的技術，實驗員素質的提高也是至關重要的，需兩方面同時抓，以實現(xiàn)高校實驗室的管理輕松、快捷、高效。

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[責任編輯：龐丹丹]endprint