高校實(shí)驗(yàn)室信息化綜合管理平臺的建設(shè)*

孟令軍 劉 艷 李臣亮 姜 丹 孟慶繁

實(shí)驗(yàn)室信息化綜合智能管理平臺具有分配不同權(quán)限的校院二級管理平臺功能，能夠提供視頻圖像，統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行管理信息，形成與教育部、省級教育廳等單位要求的格式對應(yīng)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表。學(xué)校相關(guān)管理部門和學(xué)院能夠?qū)崟r(shí)了解課程安排及實(shí)施情況以及實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行狀況，顯示實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行信息。

實(shí)驗(yàn)室信息化綜合智能管理平臺以實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理決策部門為控制中心，對涉及的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行集中、統(tǒng)一管理[1]。二級管理單位將主管部門的絕大部分工作如實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃、學(xué)生選課、實(shí)驗(yàn)課表查詢、成績錄入與查詢、教師管理、工作量計(jì)算、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與項(xiàng)目管理等分解到各基層單位，及時(shí)、高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)分散錄入、集中處理、實(shí)時(shí)更新。學(xué)校各管理部門、教師及學(xué)生等用戶可在校園網(wǎng)任何終端訪問該系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢等操作[2]。

1 實(shí)驗(yàn)室信息化綜合管理平臺

1.1 實(shí)驗(yàn)室管理需求

實(shí)驗(yàn)室是高等學(xué)校的重要組成部分，是辦好高校的基本條件之一[3]。部分高校已經(jīng)使用了實(shí)驗(yàn)室管理軟件，對實(shí)驗(yàn)室信息化管理起到了積極的推動(dòng)作用，但在使用過程中也存在著很多不足，主要表現(xiàn)為：①功能不完善，不能覆蓋實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理的各個(gè)方面，無法對各類實(shí)驗(yàn)過程形成有效監(jiān)管[4]；②單機(jī)管理模式，不利于信息化管理大平臺的建設(shè)與應(yīng)用；③管理模式不合理，難以適應(yīng)新形式下實(shí)驗(yàn)室管理體制與建設(shè)[5]；④信息化標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，與高校內(nèi)其他應(yīng)用系統(tǒng)不能有機(jī)銜接。

1.2 實(shí)驗(yàn)室使用分析

全國高校實(shí)驗(yàn)室使用效益評估結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)室和大型儀器設(shè)備使用效益不高[6-7]。主要原因是管理機(jī)制欠合理、觀念未更新及管理不到位等多因素[8]。主要表現(xiàn)為：①高校中的大型儀器設(shè)備及專業(yè)實(shí)驗(yàn)室大部分是國家或上級主管部門按建設(shè)項(xiàng)目、重點(diǎn)學(xué)科、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及211工程等建設(shè)投資購入[9]。經(jīng)濟(jì)上和使用單位沒有關(guān)系，缺乏競爭和激勵(lì)機(jī)制，造成大型儀器設(shè)備浪費(fèi)閑置，使用效益低下[10]；②購置儀器設(shè)備的經(jīng)費(fèi)來源、建設(shè)目的和支配權(quán)限各不相同，設(shè)備主管部門很難實(shí)施統(tǒng)一管理，未科學(xué)規(guī)劃經(jīng)費(fèi)支出，未充分考慮配套運(yùn)行及更新改造和正常維護(hù)，造成設(shè)備購買無法使用的局面；③購置之前考慮本單位實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，造成設(shè)備高檔低用甚至閑置不用；④管理隊(duì)伍缺乏專業(yè)性技術(shù)、缺乏必要的激勵(lì)措施，人才流失嚴(yán)重，影響大型儀器設(shè)備正常運(yùn)行和利用率[11]。

高等教育的目標(biāo)是培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面廣、能力強(qiáng)、素質(zhì)高和全面發(fā)展的復(fù)合型人才，加強(qiáng)對學(xué)生的素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力必須改革傳統(tǒng)的教、學(xué)觀念，注重學(xué)生的動(dòng)手能力，加強(qiáng)對其實(shí)踐能力的培養(yǎng)[12]。

2 實(shí)驗(yàn)室信息化綜合管理平臺建設(shè)原則

2.1 實(shí)用性和可行性

主要技術(shù)和產(chǎn)品具有實(shí)用、成熟、穩(wěn)定和安全的特點(diǎn)。實(shí)用性以系統(tǒng)整體運(yùn)行效率為重點(diǎn)。既要便于人員使用，又便于系統(tǒng)管理。

2.2 先進(jìn)性和成熟性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用超前理念、先進(jìn)技術(shù)和系統(tǒng)的工程方法，注重思維理性與技術(shù)可行性、方法正確性。能反映當(dāng)今的先進(jìn)技術(shù)和理念，具有拓展?jié)摿?，能保證未來若干年占主導(dǎo)地位。先進(jìn)性與成熟性并重，根據(jù)近年來應(yīng)用發(fā)展特點(diǎn)，把先進(jìn)性放在重要位置。

2.3 開放性與標(biāo)準(zhǔn)化原則

應(yīng)用系統(tǒng)平臺是一個(gè)開放的且符合業(yè)界主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)平臺，網(wǎng)絡(luò)的硬件環(huán)境、通信環(huán)境、軟件環(huán)境和操作平臺之間相互依賴性小。

2.4 可靠性和穩(wěn)定性

在考慮技術(shù)先進(jìn)性和開放性的同時(shí)，要從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施及系統(tǒng)管理等方面著手，確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，達(dá)到最大的平均無故障時(shí)間。

2.5 安全性和保密性

應(yīng)用系統(tǒng)平臺設(shè)計(jì)充分考慮信息資源的共享，注重信息資源的保護(hù)和隔離，對不同應(yīng)用和不同網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境，采取不同措施，包括系統(tǒng)安全機(jī)制、數(shù)據(jù)存取的權(quán)限控制等。

3 實(shí)驗(yàn)室信息化綜合管理平臺建設(shè)

3.1 搭建校級實(shí)驗(yàn)室綜合管理平臺

智能化實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)覆蓋高校實(shí)驗(yàn)室和大型儀器設(shè)備的信息化管理。處理校級所有實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)流程的管理并實(shí)現(xiàn)真實(shí)數(shù)據(jù)匯總、分析；實(shí)現(xiàn)校級管理層能即時(shí)查看匯總所屬學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心的各種匯總數(shù)據(jù)報(bào)表，自動(dòng)生成基礎(chǔ)報(bào)表、上報(bào)報(bào)表及自定義報(bào)表，為管理層決策提供依據(jù)；提供對外信息化展示及服務(wù)的窗口與統(tǒng)一身份認(rèn)證登錄入口。

3.2 搭建實(shí)驗(yàn)中心院級實(shí)驗(yàn)室管理平臺

處理院級實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)室各具體業(yè)務(wù)流程及對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)管控，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程化管理、實(shí)驗(yàn)室開放的過程管控；通過智能化的過程管控手段全業(yè)務(wù)、全空間的管控實(shí)驗(yàn)室，緩解實(shí)驗(yàn)室專職隊(duì)伍的工作負(fù)荷，讓管理工作合理有序；通過管控到實(shí)驗(yàn)室、儀器設(shè)備終端的方式，保障交互至校級管理平臺的使用數(shù)據(jù)真實(shí)性；實(shí)現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中各類硬件設(shè)備的分級管控，降低校園網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和部署難度。

3.3 建設(shè)校級和院級信息門戶平臺

校級和院級信息門戶與管理平臺數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，即時(shí)動(dòng)態(tài)展示學(xué)校及各實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)中心的公共信息、開放信息、實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息、資源現(xiàn)狀、大型儀器設(shè)備信息、預(yù)約狀態(tài)、成果展示、規(guī)章制度及用戶登錄入口等。

3.4 建設(shè)多媒體信息發(fā)布平臺

多媒體信息發(fā)布平臺與管理平臺數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，在大廳及樓層的各個(gè)多媒體交互終端，展示系統(tǒng)平臺信息，如中心概況、通知公告、實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)、預(yù)約狀態(tài)、實(shí)時(shí)使用及排課信息等。

3.5 建設(shè)儀器設(shè)備管理系統(tǒng)

全方位跟蹤儀器設(shè)備購置、借用、維修和報(bào)廢全部過程，解決高校設(shè)備管理脫節(jié)問題，緩解高校在儀器設(shè)備管理上存在的“物帳不相符”、“重購置輕管理”矛盾，規(guī)范化、科學(xué)化和信息化管理，適應(yīng)信息時(shí)代信息共享和協(xié)同辦公需求。

3.6 構(gòu)建智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

采用傳輸控制協(xié)議和(或)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(transmission control protocol/internet protocol，TCP/IP)標(biāo)準(zhǔn)傳輸?shù)耐ㄓ崊f(xié)議，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室門禁管理、教學(xué)考勤、預(yù)習(xí)報(bào)警及預(yù)約開放的身份認(rèn)證和時(shí)間論證。結(jié)合硬件，與電源控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)時(shí)采集各類數(shù)據(jù)匯總到管理平臺。

3.7 構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室安全準(zhǔn)入及視頻監(jiān)控系統(tǒng)

(1)實(shí)驗(yàn)室安全準(zhǔn)入系統(tǒng)。通過安全規(guī)章的學(xué)習(xí)、考核及驗(yàn)證，全面提升實(shí)驗(yàn)室教學(xué)開放安全性[13]。

(2)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。視頻監(jiān)控與管理平臺無縫鏈接，可遠(yuǎn)程授權(quán)實(shí)時(shí)查看實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)，完善實(shí)驗(yàn)室安全，尤其是實(shí)驗(yàn)室開放、學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的安全監(jiān)控，保存相關(guān)視頻，用作教學(xué)課件等[14]。

3.8 構(gòu)建培訓(xùn)考核及信譽(yù)積分系統(tǒng)

(1)培訓(xùn)考核系統(tǒng)。學(xué)生可參加網(wǎng)上自助培訓(xùn)學(xué)習(xí)，教師可發(fā)布現(xiàn)場培訓(xùn)公告，保障儀器設(shè)備開放使用規(guī)范安全。

(2)信譽(yù)積分系統(tǒng)。對亂預(yù)約、預(yù)約遲到和占位不來等違規(guī)行為進(jìn)行管理，保障實(shí)驗(yàn)室和儀器開放使用規(guī)范有序。

3.9 搭建與高校其他平臺系統(tǒng)對接

可與高校一卡通系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)等第三方系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)公共信息的共享和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的流通。

4 實(shí)驗(yàn)室信息化綜合管理平臺建設(shè)效果

隨著高校管理變革的逐步推進(jìn)，實(shí)驗(yàn)室管理信息化成為必然，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的規(guī)范化和復(fù)雜化迫切需要計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、開放實(shí)驗(yàn)的全過程自動(dòng)化、系統(tǒng)化，以及主管部門對實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材的計(jì)劃采購、使用和維修的宏觀控制與管理。

4.1 開放式統(tǒng)一管理運(yùn)行模式

通過軟、硬件系統(tǒng)相結(jié)合方式實(shí)現(xiàn)開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)和儀器設(shè)備的資源共享，確保在時(shí)間、資源、管理方式和服務(wù)等方面全方位開放。制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，統(tǒng)一安排教學(xué)實(shí)驗(yàn)、科研性實(shí)驗(yàn)和開放性自主實(shí)驗(yàn)，最大限度提高利用率。

4.2 減輕實(shí)驗(yàn)室人工管理負(fù)擔(dān)

通過系統(tǒng)平臺的軟硬件結(jié)合，系統(tǒng)自動(dòng)識別預(yù)約用戶，授權(quán)用戶可直接刷卡進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室使用已授權(quán)的儀器設(shè)備，無需管理員到場，并可自動(dòng)生成使用數(shù)據(jù)，使實(shí)驗(yàn)室管理員脫離繁瑣的重復(fù)手工勞動(dòng)，將更多的精力投入到教學(xué)和科研工作中，將“實(shí)驗(yàn)室看門人”提升為真正的實(shí)驗(yàn)室管理員、將實(shí)驗(yàn)室管理員提升到實(shí)驗(yàn)科研人員，提高實(shí)驗(yàn)室工作效率和對外服務(wù)水平。

4.3 提高實(shí)驗(yàn)室管理水平

實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)通過校園網(wǎng)向全校師生提供開放式平臺，各級用戶可通過網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)瀏覽實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)主頁，查詢實(shí)驗(yàn)室開放情況，并可和實(shí)驗(yàn)管理人員進(jìn)行交流。實(shí)驗(yàn)室管理人員可通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)了解實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)驗(yàn)室，人員、工位和設(shè)備使用情況，并及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和管理。

4.4 提供實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行數(shù)據(jù)

系統(tǒng)平臺可以對實(shí)驗(yàn)室的開放、使用率、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和設(shè)備使用情況自動(dòng)做出統(tǒng)計(jì)，管理人員可充分了解需求，為實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃和建設(shè)提供依據(jù)，可避免建設(shè)和管理脫節(jié)，有效利用學(xué)校的建設(shè)資金。

4.5 掌控大型儀器設(shè)備即時(shí)狀態(tài)

被授權(quán)的主管負(fù)責(zé)人能在線查看所有實(shí)驗(yàn)室或大型儀器設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)，及時(shí)、全面了解大型儀器設(shè)備在實(shí)驗(yàn)教學(xué)與開放實(shí)驗(yàn)的使用安排，有效管控使用人(誰預(yù)約、誰審批、需幾級審批，預(yù)約后是否真實(shí)出席)、使用時(shí)間(預(yù)約人何時(shí)來，何時(shí)離開)和儀器設(shè)備(誰在哪些儀器設(shè)備上使用)，全程全時(shí)管控實(shí)驗(yàn)室各種動(dòng)態(tài)信息[15]。

4.6 設(shè)備使用率與資產(chǎn)管理

匯總各實(shí)驗(yàn)室及儀器設(shè)備使用和開放情況，宏觀統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)，如某類儀器的使用率、服務(wù)人時(shí)數(shù)等，得到全局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，按實(shí)驗(yàn)室分級、分類進(jìn)行資產(chǎn)監(jiān)管[16]。

4.7 信息管理與發(fā)布

專職管理員在系統(tǒng)后臺對收集的信息進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、保存與輸出，設(shè)置“前臺信息交互中心(網(wǎng)站)”發(fā)布所屬實(shí)驗(yàn)室信息、新聞、重點(diǎn)特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室介紹、預(yù)約排課信息、教學(xué)成果、規(guī)章制度、大型儀器設(shè)備開放信息及實(shí)驗(yàn)室資源信息等公開信息，為全校師生提供開放式服務(wù)平臺。校外用戶在線注冊，經(jīng)審核通過后可被授權(quán)使用。專職管理員可即時(shí)了解實(shí)驗(yàn)室、人員、座位及設(shè)備使用情況。

4.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與效益分析

(1)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。匯總大型儀器設(shè)備各種使用信息，按學(xué)校既定格式自動(dòng)生成各類自定義報(bào)表與上報(bào)報(bào)表，方便管理部門即時(shí)查詢，為管理層準(zhǔn)確提供大型儀器設(shè)備運(yùn)行的各項(xiàng)真實(shí)數(shù)據(jù)，避免大型儀器設(shè)備的購置與管理脫節(jié)。

(2)效益分析。通過對某臺大型儀器設(shè)備的教學(xué)服務(wù)、科研服務(wù)、人才培養(yǎng)、成果及對外服務(wù)等統(tǒng)計(jì)可得出其綜合效益，并對其進(jìn)行效益分析，系統(tǒng)可獲得此大型儀器設(shè)備的匯總統(tǒng)計(jì)表、效益對比表、投入產(chǎn)出表等數(shù)據(jù)信息。

5 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)室信息化綜合管理平臺建設(shè)，使高校實(shí)驗(yàn)室管理制度得以完善、開放過程規(guī)范，保證儀器安全高效使用，實(shí)驗(yàn)室工作的計(jì)劃和準(zhǔn)確性得到提高，減輕實(shí)驗(yàn)室管理人員工作量。通過安全準(zhǔn)入考核、培訓(xùn)學(xué)習(xí)、預(yù)約審批、身份認(rèn)證、門禁控制、視頻監(jiān)控等各個(gè)環(huán)節(jié)全方面監(jiān)管，可提升實(shí)驗(yàn)室的有序性和安全性。通過預(yù)約，無需管理員到場，系統(tǒng)自動(dòng)授權(quán)識別，授權(quán)用戶可直接刷卡進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室使用已授權(quán)的儀器設(shè)備，做到時(shí)間、空間開放，可全面提升實(shí)驗(yàn)室的利用率和儀器設(shè)備的使用率，增加學(xué)生的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)與實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高學(xué)生主觀能動(dòng)性，達(dá)到人才培養(yǎng)的根本目的。實(shí)驗(yàn)中心、實(shí)驗(yàn)室管理負(fù)責(zé)人可實(shí)時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)、開放和管理動(dòng)態(tài)，在線詳實(shí)了解各實(shí)驗(yàn)室使用信息，自動(dòng)匯總各項(xiàng)數(shù)據(jù)，為中心負(fù)責(zé)人宏觀管理和科學(xué)決策提供依據(jù)。