高校智慧實驗室綜合管理平臺建設(shè)研究

牛麗

摘要： 提出智慧實驗室綜合管理平臺應能改善甚至解決高校實驗室存在的人工管理、智慧化建設(shè)緩慢、開放共享不足等問題。分析智慧實驗室管理平臺的架構(gòu)，描述了管理平臺中實驗教學管理與實驗室開放管理應具備的主要功能與管理流程，為智慧實驗室的管理與建設(shè)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞： 智慧實驗室; 管理平臺; 教學管理; 開放管理

中圖分類號：G482? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2021）10-122-04

Research on the construction of integrated management platform

of university intelligent laboratory

Niu Li

（Suzhou Industrial Park Institute Of Vocational Technology， Suzhou， Jiangsu 215021， China）

Abstract： It is proposed that the intelligent laboratory integrated management platform should be able to improve or even solve the problems existing in university laboratories， such as manual management， slow intelligent construction， insufficient opening and sharing， etc. This paper analyzes the architecture of intelligent laboratory management platform， describes the main functions and management processes of experiment teaching management and laboratory open management in the management platform， which provides a certain reference for the management and construction of intelligent laboratory.

Key words： intelligent laboratory; management platform; experiment teaching; open management

0 引言

高校實驗室承擔著人才培養(yǎng)的重任，特別是職業(yè)教育，更應重視實驗室建設(shè)。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等軟件技術(shù)的快速發(fā)展，智慧管理平臺應運而生，智慧社區(qū)、智慧校園、智慧工廠屢見不鮮。高校建設(shè)智能化的實驗室是必然趨勢[1]。

智慧實驗室綜合管理平臺可以具備收集與分享實驗室使用全過程的相關(guān)信息，實驗室所需物資的采購、存儲與領(lǐng)用，廢棄物、報廢設(shè)備的處理與監(jiān)管，實驗室安全監(jiān)控、預警與防護等多方面的功能。利用平臺可使實驗室資源的利用得到充分優(yōu)化，可為師生等用戶提供更加有效、便利的實驗環(huán)境;為實驗室創(chuàng)造合理、規(guī)范、高效、統(tǒng)一地管理環(huán)境，提供更好的服務。進而為高校的創(chuàng)新與發(fā)展創(chuàng)造新的機遇。

1 高校實驗室的現(xiàn)狀

現(xiàn)如今大部分高校實驗室管理仍沿用舊的管理模式，在實驗室的日常管理過程中，設(shè)備使用登記、報修、實驗室安全衛(wèi)生等情況一般靠師生共同來完成。然而規(guī)范化的管理卻不到位，例如設(shè)備、門窗、水電等出現(xiàn)問題時得不到及時維修，環(huán)境衛(wèi)生得不到改善等，因此存在很多安全隱患，常有事故發(fā)生。

部分高校實驗室建設(shè)使用了一些實驗設(shè)備資源共享的相關(guān)平臺，使用者根據(jù)實驗和研究的需要，預約使用。但實際上大多數(shù)實驗室僅供自己項目組人員使用，不對外開放，資源共享程度不高。即使是實驗室之間的數(shù)據(jù)需要共享，也需要繁瑣的溝通與相關(guān)的審批程序。一些高校實驗室會對內(nèi)部學生開放或部分開放，讓學生有接觸到實驗、科學研究的機會。但在相對傳統(tǒng)的科研過程中，各實驗室獨立管理，設(shè)備、數(shù)據(jù)、成果等信息很少共享，各學科間缺乏互動合作，存在資源浪費的問題。

現(xiàn)階段高校智慧實驗室建設(shè)進展比較緩慢，存在多方面原因。一是高校各學院、各系部建有獨立的實驗室或者計算機機房，設(shè)備種類較多或重復建設(shè)且管理人員偏少，甚至由專業(yè)老師兼任管理員;二是面向上級管理部門多，報表量大;三是實驗室管控手段較弱，存在一定安全隱患，部分實驗室無法有效管控開放過程;四是實驗教學排課繁瑣，實驗沒有統(tǒng)一管理;五是實驗室管理工作量核算困難等[2]。因此需要建立智慧實驗室管理平臺，統(tǒng)一管理學校的所有實驗室，同時讓許多問題能有新的解決方法和思路。

2 智慧實驗室綜合管理平臺建設(shè)

2.1 智慧實驗室系統(tǒng)建設(shè)特點及平臺架構(gòu)

建設(shè)智慧實驗室綜合管理平臺，運用計算機軟件、智能芯片、ARM芯片、視頻監(jiān)控、智能物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)，實現(xiàn)實驗室全業(yè)務流程化管理及過程化管控，系統(tǒng)滿足高校二級管理需求，建立校院兩級管理架構(gòu)，以功能來劃分，結(jié)合高校自身需求進行模塊化開發(fā)，這樣更便于使用[3]。

使用物聯(lián)網(wǎng)智能終端，管理人員應用移動端遠程管理實驗室，用戶應用移動端進行實驗室預約，管理人員通過平臺可以非常便利地管控實驗室，隨時查看實驗室的相關(guān)數(shù)據(jù)或者信息，管理平臺使實驗室管理從傳統(tǒng)的人工管理轉(zhuǎn)變?yōu)榭旖莞咝У刂腔酃芾?，同時管理平臺方便進行實驗室相關(guān)采購、改造、實驗課程設(shè)置與排課，環(huán)境監(jiān)控與安全管理，方便師生申請預約、自主使用，實驗室教學、安全等運行數(shù)據(jù)實時共享，各級管理部門可以及時獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動生成相關(guān)報表，減輕人員的工作負擔，提升工作效率和對外服務水平，圖1為高校智慧綜合管理平臺的架構(gòu)圖。

2.2 管理平臺中實驗室教學相關(guān)模塊的主要功能

實驗室作為高校培養(yǎng)專門人才的重要陣地，在科學研究、科技創(chuàng)新中起著非常重要的作用。合理安排實驗教學任務，管控實驗教學環(huán)節(jié);改革傳統(tǒng)實驗教學模式，提高實驗教學質(zhì)量。實驗室綜合管理平臺首先要體現(xiàn)出以服務學生為主體的服務平臺，滿足學生多層次、個性化的實驗學習需求，共享優(yōu)質(zhì)實驗教學資源[4]。綜合管理平臺與學生實驗學習直接相關(guān)的模塊為實驗教學管理、實驗室開放管理等。

⑴ 實驗教學管理

實驗教學環(huán)節(jié)的管理構(gòu)建智能化、流程化模式。分層次、分權(quán)限管理，在線完成實驗教學任務獲取、教學計劃審批、人員/場地指派及安排、實驗分批、智能排課、學生實驗、實驗成績生成及自動匯總并同步至教務系統(tǒng)等各環(huán)節(jié)流程，為實驗教師提供清晰的實驗教學安排及管理手段，保障實驗教學任務順利實施，對實驗教學環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的真實數(shù)據(jù)進行匯總、統(tǒng)計分析，為教學評估、實驗室評估與建設(shè)提供原始資料和詳實的數(shù)據(jù)支持，實驗教學管理架構(gòu)如圖2所示。

實驗教學管理模塊具有的主要功能如下。

① 實驗安排/智能排課：系統(tǒng)具有沖突檢測能力，方便沖突時能夠即時調(diào)整。智能排課根據(jù)實驗項目，系統(tǒng)自動進行智能化排課，預約功能根據(jù)實驗教學的需求預約實驗室及時間，由管理員審核通過后，系統(tǒng)自動生成相關(guān)課表、下發(fā)給實驗指導老師等相關(guān)用戶，使實驗教學安排有序高效。

② 實驗過程管理：實現(xiàn)實驗前設(shè)備與耗材的準備，具備向管理員、指導老師發(fā)送設(shè)備與耗材的準備狀況，儀器、設(shè)備的保養(yǎng)信息，耗材庫存數(shù)量等信息，對學生實驗前的預習準備進行記錄，實驗時對學生進行登記。依據(jù)課表及教師預約，管理平臺中形成實驗的班級、人員等信息，結(jié)合管理系統(tǒng)中智能門禁等硬件，完成實驗考勤登記功能。實驗過程中系統(tǒng)與教師相結(jié)合進行實時過程評分，并自動錄入系統(tǒng)。實驗結(jié)束時，學生在個人中心完成電子化實驗報告在線提交，改變了傳統(tǒng)紙質(zhì)報告的形式，老師可以提前上傳實驗報告的格式、要求等信息，便于系統(tǒng)自動評分。

③ 實驗成績管理：根據(jù)實驗過程中所有的過程評分，按照實驗課程標準的要求，設(shè)定實驗過程中各環(huán)節(jié)分值占比，系統(tǒng)自動生成并匯總學生實驗成績，并形成相應的成績報表，自動分發(fā)至指導老師、學生，便于了解教與學的情況，學校教學管理部門可根據(jù)實驗的考勤、設(shè)備及成績等數(shù)據(jù)對實驗教學質(zhì)量、實驗室建設(shè)等進行分析、評估。

⑵ 實驗室開放管理

創(chuàng)新實驗室開放管理的理念，構(gòu)建新時期開放共享模式。如何形成實驗室開放全過程管理的有效機制是重點。實驗室開放要做到規(guī)范授權(quán)、認證，安全便捷地進行遠程電源控制、視頻及安全監(jiān)控等，同時平臺在開放的各個環(huán)節(jié)能夠自動采集數(shù)據(jù)，實時對開放實驗室進行管控[5]。管理平臺既要實時地提供實驗室及儀器設(shè)備的開放情況，也要方便管理員、指導老師的有效管控，保障實驗室儀器設(shè)備及用戶的安全。實現(xiàn)精細化的開放過程管理。

實驗室開放將面對學生、教師甚至是校外人員的用戶，他們對實驗室設(shè)備儀器并不熟悉，這對實驗室工作提出了較高的要求。系統(tǒng)采用安全保障體系保證所有進入實驗室的人員完全知悉并掌握安全規(guī)則與設(shè)備操作，留有記錄作為憑證，一旦發(fā)生安全事故，相關(guān)的責任認定有據(jù)可依，最大限度地幫助實驗室的指導教師及管理員盡到安全管理職責，避免不必要的糾紛[6]。所有需要預約實驗室的用戶，先要在管理平臺進行安全規(guī)則線上培訓學習，培訓通過后，自動轉(zhuǎn)入實驗室預約的選擇界面，界面提供各實驗室內(nèi)開放的設(shè)備、儀器，可以進行實驗的說明，用戶選擇相應實驗室或設(shè)備后，管理平臺自動跳出線上設(shè)備儀器操作培訓、現(xiàn)場培訓的選擇對話框，操作培訓通過后才可以進行實驗室開放預約。系統(tǒng)提示要求現(xiàn)場培訓，用戶選擇現(xiàn)場培訓，平臺直接跳轉(zhuǎn)現(xiàn)場培訓報名界面，進行設(shè)備儀器操作使用的現(xiàn)場培訓報名，操作技能必須得到指導老師的考核認可，具備正確使用能力，培訓考核才能通過，考核結(jié)果被平臺記錄，一定時間內(nèi)同一用戶再次預約相同實驗室或者設(shè)備，將免于培訓，直接進入預約，審批及后續(xù)認證通過后將可以使用開放的實驗資源。

圖3為實驗室開放預約流程圖。設(shè)備儀器的操作培訓采用線上還是線下的形式，將根據(jù)設(shè)備數(shù)量、價值高低，使用操作難度，安全性要求進行合理劃分。比如一些容易操作、危險程度低的實驗室，設(shè)置通過線上培訓就能在開放時間內(nèi)系統(tǒng)自動審批，無需人工審核?？蓪⒁黄鹪O(shè)備的說明書、操作指南，實驗指導書等培訓資料以視頻、文本等形式放在平臺上，用戶可在線或下載瀏覽，在線考核通過后，就可正常預約此類設(shè)備儀器。對于高價值設(shè)備、精密儀器等使用操作必須現(xiàn)場培訓學習，是否能通過須經(jīng)人工審核。為防止個別用戶惡意占用實驗室內(nèi)資源，實驗結(jié)束后不遵守操作流程、安全規(guī)則如不關(guān)閉設(shè)備、損壞設(shè)備儀器，甚至帶走零部件，離開實驗室不關(guān)閉照明、關(guān)窗關(guān)門等行為，都將扣除一定分值，記入信譽積分，當信譽積分低于設(shè)定值時，用戶不能正常預約實驗室資源。管理上將配套相應處罰制度。

3 結(jié)束語

本文對智慧實驗室綜合管理平臺的建設(shè)進行探討。智慧實驗室綜合管理平臺促使高校創(chuàng)新實驗室管理模式，革新了實驗室開放管理形式，更加高效地發(fā)揮實驗室資源的作用，推動高校人才培訓與社會服務更好地發(fā)展。本研究以期為高校智慧實驗室建設(shè)與管理提供一定的參考。

參考文獻（References）：

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[5] 孟慶楠，王益民，劉彥強等.高校大型儀器設(shè)備使用與管理中存在的問題與思考[J].實驗室科學，2013.16（5）：187-189

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