基于“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)的高校實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

李萬(wàn)濤, 尤婷婷, 卜遲武, 袁力強(qiáng)

(哈爾濱商業(yè)大學(xué) 教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理中心， 黑龍江 哈爾濱 150076)

實(shí)驗(yàn)室是高校開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要陣地,具有覆蓋學(xué)科范圍廣,參與學(xué)生人數(shù)多,實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)量大,儀器設(shè)備和材料種類(lèi)多等特點(diǎn),是安全事故的多發(fā)區(qū)域。實(shí)驗(yàn)室安全工作,直接關(guān)系廣大師生的生命財(cái)產(chǎn)安全,關(guān)系學(xué)校和社會(huì)的安全穩(wěn)定。

近年來(lái),高校實(shí)驗(yàn)室安全事故時(shí)有發(fā)生,安全管理不到位，國(guó)內(nèi)學(xué)者研究成果表明[1-2],58%的實(shí)驗(yàn)室事故系人為原因造成,其傷亡人數(shù)占到事故總傷亡人數(shù)的87.6%。針對(duì)國(guó)內(nèi)高校普遍存在的師生實(shí)驗(yàn)室安全意識(shí)淡薄、安全教育手段單一等現(xiàn)狀,教育部發(fā)布了專(zhuān)門(mén)的管理文件。2017年2月,教育部下發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全工作的通知》([2017]2號(hào)),其中明確指出:“高校要建立教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的安全準(zhǔn)入制度,對(duì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的師生必須進(jìn)行安全技能和操作規(guī)范培訓(xùn),未經(jīng)相關(guān)安全教育并取得合格成績(jī)者不得進(jìn)入教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。”

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

作為高校實(shí)驗(yàn)室安全管理的首要環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試工作發(fā)揮著重要的作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試,會(huì)極大地減少實(shí)驗(yàn)室安全管理過(guò)程中人為因素的隱患,有效預(yù)防實(shí)驗(yàn)室安全事故。

一些國(guó)家和地區(qū)早已建立了實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試系統(tǒng)。美國(guó)高校中,所有人員進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室工作之前,必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)的學(xué)習(xí)與考試,簽訂安全承諾書(shū)后,方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作[3]；加拿大材料技術(shù)研究所建立了“準(zhǔn)入卡”系統(tǒng),只有通過(guò)教育與考試,獲得“準(zhǔn)入卡”,才有進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室及使用設(shè)備的權(quán)限[4]；香港理工大學(xué)等院校設(shè)置了實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試系統(tǒng),學(xué)生考試合格后方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室[5]。

我國(guó)一些高校建立了實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試系統(tǒng)。2004年,清華大學(xué)開(kāi)設(shè)了“實(shí)驗(yàn)室安全學(xué)”課程,未通過(guò)考試的學(xué)生不得進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室[6]；浙江大學(xué)、中南大學(xué)等高校將實(shí)驗(yàn)室安全教育納入教學(xué)體系,開(kāi)發(fā)了實(shí)驗(yàn)室安全教育考試信息化平臺(tái),學(xué)生考核合格后,可開(kāi)始學(xué)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程[7-8]；2011年,江南大學(xué)建立實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試系統(tǒng),已取得了良好的效果[9]。

移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展,為高校實(shí)驗(yàn)室安全教育工作提供了有力的支持?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”技術(shù),用戶(hù)可以隨時(shí)隨地上網(wǎng),不受時(shí)間和空間的限制,有效避免傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)模式下學(xué)生集中在線而造成系統(tǒng)過(guò)載的弊端。配置移動(dòng)客戶(hù)端的實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試系統(tǒng)更容易被學(xué)生接受。

國(guó)內(nèi)部分學(xué)者在基于微信平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)室安全教育培訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)方面做出了一些嘗試[10-13]。但現(xiàn)存的系統(tǒng)側(cè)重點(diǎn)都在于借助微信平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全教育,局限于技能培訓(xùn),缺乏在線考試功能,未能有效支持準(zhǔn)入資格的審核工作,因此,開(kāi)發(fā)基于“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)的高校實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試系統(tǒng)具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

2 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試系統(tǒng)

哈爾濱商業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)的高校實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用PHP語(yǔ)言編寫(xiě),基于MySQL數(shù)據(jù)庫(kù),占用資源少,硬件要求低,運(yùn)行穩(wěn)定、高效,功能全面(見(jiàn)圖1、圖2),具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。

圖1 CPU使用率圖2 內(nèi)存使用率

系統(tǒng)客戶(hù)端包括網(wǎng)頁(yè)版(見(jiàn)圖3)和手機(jī)版(見(jiàn)圖4),手機(jī)版采用H5模板設(shè)計(jì),無(wú)需安裝app,不占用手機(jī)資源,可通過(guò)手機(jī)瀏覽器、微信掃碼自動(dòng)訪問(wèn),隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)和考試。

圖3 系統(tǒng)網(wǎng)頁(yè)版首頁(yè)圖4 系統(tǒng)手機(jī)版首頁(yè)

2.1 系統(tǒng)的功能模塊

用戶(hù)登錄系統(tǒng),首先選取考場(chǎng)(見(jiàn)圖5)(以手機(jī)版為例),根據(jù)學(xué)校專(zhuān)業(yè)類(lèi)別特點(diǎn),開(kāi)設(shè)了化學(xué)生物類(lèi)專(zhuān)業(yè)適用、工程機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)適用、其他專(zhuān)業(yè)適用的三類(lèi)不同考場(chǎng)。

圖5 考場(chǎng)選擇

實(shí)驗(yàn)室安全教育與考核系統(tǒng)包括在線學(xué)習(xí)、強(qiáng)化訓(xùn)練、模擬考試、成績(jī)記錄等功能模塊(見(jiàn)圖6)。

圖6 功能選擇

(1) 在線學(xué)習(xí)模塊:學(xué)生根據(jù)選取的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)、儀器設(shè)備操作規(guī)范、事故處理應(yīng)急方案等。系統(tǒng)可即時(shí)判斷正誤,也可直接查看答案。對(duì)于易錯(cuò)習(xí)題,學(xué)生可以進(jìn)行收藏,存入收藏題庫(kù),以便反復(fù)學(xué)習(xí)。

(2) 強(qiáng)化訓(xùn)練模塊:學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)度情況進(jìn)行階段性強(qiáng)化訓(xùn)練,系統(tǒng)支持題型設(shè)置、題量配比、難度搭配、時(shí)間限定等功能。通過(guò)個(gè)性化的強(qiáng)化訓(xùn)練,有助于學(xué)生突出重點(diǎn),突破難點(diǎn),盡快掌握實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)。

(3) 模擬考試模塊:為確保正式考試的通過(guò)率,系統(tǒng)設(shè)置了模擬考試功能。模擬考試的試卷結(jié)構(gòu)、題量配比、難度搭配、時(shí)間限定、及格標(biāo)準(zhǔn)等與正式考試完全一致,并且考試次數(shù)不受限制,學(xué)生可以多次考試,提高考試達(dá)標(biāo)的成功率。

(4) 考試記錄模塊:在本模塊中,對(duì)于強(qiáng)化訓(xùn)練、模擬考試、正式考試的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,對(duì)比成績(jī)變化,可以體驗(yàn)進(jìn)步,獲得學(xué)習(xí)成就感。在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中可以導(dǎo)出學(xué)生成績(jī)的數(shù)據(jù),作為學(xué)生是否具有進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室資格的依據(jù)。

2.2 系統(tǒng)的管理模塊

實(shí)驗(yàn)室安全教育與考核系統(tǒng)的后臺(tái)管理部分包括課程管理模塊、試題庫(kù)管理模塊、考試管理模塊、用戶(hù)管理模塊、成績(jī)管理模塊等部分。

(1) 課程管理模塊：對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)進(jìn)行分類(lèi),根據(jù)學(xué)校的專(zhuān)業(yè)設(shè)置情況,分成通識(shí)類(lèi)、化學(xué)生物類(lèi)、工程機(jī)電類(lèi)等課程,學(xué)生根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)選取對(duì)應(yīng)的課程進(jìn)行學(xué)習(xí)。

(2) 試題庫(kù)管理模塊:根據(jù)專(zhuān)業(yè)類(lèi)別劃分的不同課程,結(jié)合判斷、單選、多選等題型建立各個(gè)子題庫(kù),系統(tǒng)支持試題的批量操作,并可以根據(jù)需要及時(shí)進(jìn)行更新維護(hù)。

(3) 考試管理模塊:根據(jù)學(xué)校的考試要求,可以設(shè)置網(wǎng)絡(luò)考場(chǎng)的開(kāi)放時(shí)間、考試次數(shù)、考試時(shí)間、組卷規(guī)則、達(dá)標(biāo)分?jǐn)?shù)等相關(guān)參數(shù),針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)采用隨機(jī)組卷方式,每個(gè)參加考試學(xué)生的試卷均不相同,避免了學(xué)生作弊,確?？荚図樌M(jìn)行。

(4) 用戶(hù)管理模塊:可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理員、實(shí)驗(yàn)教師、學(xué)生等用戶(hù)的多級(jí)別分角色管理；系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)行的全面管理,實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)題庫(kù)的日常維護(hù)及學(xué)生成績(jī)管理,系統(tǒng)支持各級(jí)用戶(hù)分組管理,并且可以向指定用戶(hù)組進(jìn)行批量導(dǎo)入用戶(hù),每一級(jí)新生的數(shù)千條數(shù)據(jù)可以一次性導(dǎo)入系統(tǒng)中。

(5) 成績(jī)管理模塊:以實(shí)驗(yàn)教師身份登錄,可以對(duì)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行管理,及時(shí)匯總學(xué)生的考試成績(jī),根據(jù)反饋結(jié)果決定是否授予實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)入資格。系統(tǒng)具有對(duì)試題組卷頻率、出錯(cuò)頻率、出錯(cuò)學(xué)生分布等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析功能,可以根據(jù)分析結(jié)果對(duì)考試工作的各種規(guī)則進(jìn)行完善和調(diào)整。

2.3 系統(tǒng)的題庫(kù)建設(shè)

建立實(shí)驗(yàn)室安全教育數(shù)據(jù)庫(kù),是實(shí)驗(yàn)室安全教育與考核系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)。在充分考慮學(xué)科特點(diǎn)、專(zhuān)業(yè)設(shè)置、生源層次等校情和學(xué)情的基礎(chǔ)上,采用發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷等方式,針對(duì)“實(shí)驗(yàn)室安全意識(shí)”“實(shí)驗(yàn)室安全常識(shí)”“實(shí)驗(yàn)室安全管理制度”“實(shí)驗(yàn)室安全防范技能”“應(yīng)急預(yù)案掌握程度”等方面對(duì)師生進(jìn)行摸底調(diào)查,為實(shí)驗(yàn)室安全教育與考核題庫(kù)的建設(shè)提供了科學(xué)的依據(jù)。在實(shí)際工作中,采取多途徑收集、專(zhuān)業(yè)人員按學(xué)科分類(lèi)、組織專(zhuān)家審核勘誤等幾個(gè)步驟來(lái)完成。結(jié)合學(xué)校的專(zhuān)業(yè)設(shè)置情況,分成通識(shí)類(lèi)、化學(xué)生物類(lèi)、工程機(jī)電類(lèi)、消防類(lèi)等幾個(gè)類(lèi)別。試題類(lèi)型為判斷題和選擇題等客觀題為主。

3 實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試工作的運(yùn)行機(jī)制

3.1 約束機(jī)制

為了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試工作的效果,促使學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí),學(xué)校建立了安全準(zhǔn)入約束機(jī)制:一方面,學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前,必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)室安全考試,成績(jī)達(dá)標(biāo)后,簽訂實(shí)驗(yàn)室安全承諾書(shū),真正做到“誰(shuí)主管誰(shuí)負(fù)責(zé)、誰(shuí)使用誰(shuí)負(fù)責(zé)”；另一方面,基于學(xué)校擁有完備的“一卡通”管理系統(tǒng),每個(gè)實(shí)驗(yàn)室均配置了“一卡通”讀卡器,要求學(xué)生通過(guò)考試并簽訂安全承諾書(shū)后,方可激活“一卡通”實(shí)驗(yàn)室考勤功能,開(kāi)啟進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的權(quán)限,否則無(wú)法參加實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

3.2 實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試工作的流程

實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試工作流程見(jiàn)圖7。在時(shí)間安排上,分為實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)學(xué)習(xí)階段(新生入學(xué)后的2個(gè)月)、正式考試階段(第3個(gè)月的上、中旬)、補(bǔ)考階段(第3個(gè)月的下旬)、成績(jī)匯總階段；在管理方式上,采用校級(jí)管理員、學(xué)院管理員、實(shí)驗(yàn)教師三級(jí)管理；在運(yùn)行環(huán)節(jié)上,先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試工作的操作指南說(shuō)明及政策宣講,學(xué)習(xí)過(guò)程中定期發(fā)布學(xué)習(xí)進(jìn)度數(shù)據(jù),加大督促力度,后期對(duì)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,為下次考試的題庫(kù)調(diào)整提供依據(jù)。在全部工作結(jié)束后,以問(wèn)卷調(diào)查、學(xué)生座談會(huì)等方式,收集學(xué)生反饋信息,進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試工作。

圖7 實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試工作流程圖

系統(tǒng)運(yùn)行后的數(shù)據(jù)分析顯示,參加考試的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室安全意識(shí)普遍提高,實(shí)驗(yàn)室安全技能訓(xùn)練效果良好,考試的通過(guò)率近98%,提升了實(shí)驗(yàn)室安全管理效能。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,實(shí)驗(yàn)室安全教育工作是高校實(shí)驗(yàn)室安全管理的首要環(huán)節(jié),建設(shè)高效的實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試系統(tǒng)已經(jīng)成為高校實(shí)驗(yàn)室的重要工作。在移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的支持下,開(kāi)發(fā)基于“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試系統(tǒng),具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。借助手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備為媒介,實(shí)現(xiàn)了學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)考試,把參加學(xué)習(xí)考試的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生,提高了實(shí)驗(yàn)室安全準(zhǔn)入體系的效率,從而極大地減少實(shí)驗(yàn)室安全管理過(guò)程中人為因素的隱患,在根本上預(yù)防和減少了實(shí)驗(yàn)室安全事故。

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