綜合實驗室管理系統(tǒng)的構(gòu)建與實踐

袁廣林, 李富民, 舒前進(jìn), 李慶濤

(中國礦業(yè)大學(xué) 力學(xué)與土木工程學(xué)院, 江蘇 徐州 221116)

隨著“雙一流”建設(shè)(建設(shè)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科)的開展，高校實驗室在教學(xué)、科研和學(xué)科建設(shè)中扮演了越來越重要的角色[1-2]，特別是集教學(xué)、科研為一體的綜合性實驗室，越來越多的本科生需要進(jìn)行課程實驗和創(chuàng)新性實驗，越來越多的研究人員(包括教師、研究生、本科生)需要借助實驗室平臺開展科學(xué)研究。與此同時，隨著儀器設(shè)備購置經(jīng)費(fèi)的來源越來越多，越來越多的儀器設(shè)備和實驗材料進(jìn)入實驗室，這給實驗室管理工作帶來了極大挑戰(zhàn)，對高校實驗室的管理也提出了更高的要求[3-4]。

因此，采用現(xiàn)代化的管理手段，確保實驗室安全、有序、高效運(yùn)轉(zhuǎn)，擺在了每個高校實驗室管理人員的面前。但迄今為止，一些實驗室管理系統(tǒng)主要用于大型設(shè)備的共享管理[5-6]，一些實驗室管理系統(tǒng)主要用于實驗教學(xué)的管理[7-10],缺乏集實驗室的安全管理、設(shè)備管理、實驗場地與房間管理、本科教學(xué)實驗管理、研究生實驗管理、教師科研管理為一體的綜合性管理系統(tǒng)。

基于此，中國礦業(yè)大學(xué)建筑結(jié)構(gòu)與材料實驗室結(jié)合土木類實驗室的特點(diǎn)，創(chuàng)新土木類實驗室的管理，采用現(xiàn)代化、信息化的管理手段，開發(fā)了一套融實驗室的安全管理、資產(chǎn)管理、教學(xué)管理、科研管理為一體的實驗室管理系統(tǒng)，對保證實驗室安全、有序、高效、科學(xué)運(yùn)轉(zhuǎn)，起了重要作用。

1 目前綜合實驗室存在的問題

1.1 設(shè)備管理問題

目前，高校的綜合性的實驗室，除中央高校改善基本辦學(xué)條件專項經(jīng)費(fèi)購置的儀器設(shè)備以外，還有優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)項目、各級各類協(xié)同創(chuàng)新中心項目購置的設(shè)備。特別是對于肩負(fù)科學(xué)研究任務(wù)的實驗室，存在許多規(guī)模不同的課題組，也購置有大量的設(shè)備。由于這些設(shè)備的來源不同、性質(zhì)不同，有的課題組長期占用，導(dǎo)致其他教師不得不重復(fù)購置或無法使用；甚至有的課題組設(shè)備好的自己用，設(shè)備壞了交給實驗室，不愿意對損壞的設(shè)備進(jìn)行維修、維護(hù)。以上原因?qū)е略O(shè)備使用效率低下，花了許多不該花的錢；小型(易耗)設(shè)備賬目不清，導(dǎo)致設(shè)備重復(fù)購置；設(shè)備完好狀態(tài)不明，不能及時維修、使用。而目前大量的實驗室仍是傳統(tǒng)的手工管理方法，由于信息不暢，缺乏開放共享的交流平臺[11-13]，造成了想用儀器設(shè)備的用戶不知道設(shè)備在哪里，設(shè)備是否完好，什么時間可以用？而占用設(shè)備的人員，不知道還有誰想用。設(shè)備的管理、購置、保養(yǎng)、維修、維護(hù)環(huán)節(jié)存在大量問題，嚴(yán)重影響實驗室設(shè)備的使用效率。

1.2 實驗場地與房屋管理問題

目前，許多高校建設(shè)有新校區(qū)，甚至有多個校區(qū)，而每個校區(qū)基本都有專業(yè)實驗室。雖然實驗空間大幅增加，但毋庸置疑的是，實驗室的場地和房屋的使用問題仍然較為突出。一方面，對于土木工程的實驗，許多是足尺和大型的構(gòu)件、結(jié)構(gòu)或模型實驗，模型尺寸大、實驗復(fù)雜、占用場地大、實驗周期長；另一方面，有的課題組長期占用較多場地和房屋，導(dǎo)致有的實驗排隊時間過長，甚至影響了學(xué)生的按時畢業(yè)，嚴(yán)重影響了實驗室的利用效率。

1.3 人員與衛(wèi)生環(huán)境管理問題

由于本科生課程實驗、開放型實驗，本科生承擔(dān)的各級、各類創(chuàng)新性實驗不斷增多，研究生人數(shù)及項目的大量增加，教師科研項目的快速增多，進(jìn)入實驗室的本科生、研究生、教師、工人大量增加，為實驗室的人員與項目管理帶來了巨大挑戰(zhàn)。同時，由于使用實驗室場地和房屋的人員的流動性，導(dǎo)致實驗室衛(wèi)生與環(huán)境臟亂差現(xiàn)象，責(zé)任人追查難度增大。

1.4 安全管理問題

土木類結(jié)構(gòu)實驗室是一個具有各種大型、危險設(shè)備、設(shè)施、模型，易發(fā)生人身傷害事故的實驗室。近年來，一些有毒、有害的氣體、液體，包括酸、堿、鹽等也大量進(jìn)入實驗室。而由于實驗室的快速發(fā)展，研究生的大量增加，各種設(shè)備大量購置，進(jìn)入實驗室進(jìn)行實驗研究的人員越來越多，帶來了安全隱患，國內(nèi)相關(guān)高校結(jié)構(gòu)實驗室也曾發(fā)生過安全事故。而相對復(fù)雜的安全形勢，實驗室的安全管理、安全培訓(xùn)及考核手段還跟不上需要。

2 綜合系統(tǒng)包含的主要內(nèi)容

針對以上問題，雖然實驗室制定了相應(yīng)的規(guī)章制度，但由于采用傳統(tǒng)手工化的管理方法管理實驗室，導(dǎo)致實驗室的管理問題突出。因此，構(gòu)建實驗室管理系統(tǒng)，是實現(xiàn)實驗室資源充分共享，提升實驗室管理水平，促進(jìn)實驗室管理現(xiàn)代化的有效手段。

綜合實驗室管理系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)導(dǎo)航、安全管理、建設(shè)管理、實驗管理、資產(chǎn)管理、系統(tǒng)維護(hù)等功能模塊。

2.1 系統(tǒng)導(dǎo)航

要進(jìn)入實驗室的每位本科生、研究生用學(xué)號、姓名、專業(yè)、年級、指導(dǎo)教師姓名、電話、郵箱、電子照片等信息進(jìn)行注冊，然后經(jīng)由指導(dǎo)教師審核、實驗室管理員審核方可注冊成功，并以學(xué)號作為用戶名，自設(shè)密碼；以后只有登錄后才可使用各項功能，畢業(yè)時注銷，但用戶信息保留作為實驗室培養(yǎng)記錄；教師注冊類似。

非注冊用戶只能以游客身份看一些宣傳性的信息；注冊成功后，每位用戶都會生成一張個人信息表，全體用戶信息表自動合并至兩個大表，一個是學(xué)生，另一個是教師，可在后臺瀏覽和導(dǎo)出。

2.2 安全管理

安全管理包括安全教育培訓(xùn)計劃、安全教育培訓(xùn)活動記錄與現(xiàn)場確認(rèn)、安全檢查及整改登記3部分。

每學(xué)期實驗室應(yīng)制訂安全教育培訓(xùn)計劃，并及時公布在網(wǎng)上。對學(xué)生、教師定期進(jìn)行安全培訓(xùn)，對工人不定期舉辦安全培訓(xùn)。

安全教育培訓(xùn)活動記錄與現(xiàn)場確認(rèn)：參加人員簽到采用學(xué)號(學(xué)生)或工號(教師)輸入方式完成，并自動生成簽到人員名單以及活動記錄表；表格按教師和學(xué)生兩類排列，教師按一定規(guī)則排序；學(xué)生首先按導(dǎo)師集中排序，內(nèi)部按年級、學(xué)號排序；每次活動生成一個記錄表并在前臺列出名目及鏈接；每次活動簽到結(jié)果自動鏈接到實驗申請(內(nèi)含“最近一次安全教育培訓(xùn)簽到結(jié)果”)，作為能否成功申請實驗的必要條件之一。培訓(xùn)完成后，即進(jìn)行安全知識考核?？荚噧?nèi)容包含實驗室管理制度、人員安全與個人防護(hù)措施、儀器設(shè)備安全使用方法、不安全行為處理辦法、有毒有害材料防護(hù)與處理方法、緊急情況處理方法等培訓(xùn)內(nèi)容。考試成績達(dá)到90分以上為合格，確保被培訓(xùn)人員牢固樹立安全意識、掌握安全知識、執(zhí)行安全操作。

安全檢查及整改登記：安全檢查分為學(xué)校、學(xué)院及實驗室檢查。每次檢查整改形成一個表格，并由實驗員和實驗室主任確認(rèn)后生成水??；每次檢查整改表格在系統(tǒng)前臺列出名目及鏈接。

2.3 建設(shè)管理

為加強(qiáng)實驗室儀器設(shè)備購置、場地建設(shè)、房屋改造修繕的計劃性，管理系統(tǒng)設(shè)置有建設(shè)管理模塊。該模塊包括中央高校改善基本辦學(xué)條件專項經(jīng)費(fèi)購置的儀器設(shè)備、其他撥款購置儀器設(shè)備、科研經(jīng)費(fèi)購置儀器設(shè)備和場地建設(shè)、房屋改造修繕規(guī)劃的管理。

儀器設(shè)備、場地建設(shè)、房屋改造修繕計劃，以相關(guān)的申報表及相關(guān)論證文件等為參照形成母表，用戶(主要是教師和實驗室管理人員)登錄進(jìn)入后都有獨(dú)立的一套表格供填寫，然后每位用戶填寫的表格自動合并成一套總表可導(dǎo)出打印，且能按不同要求排序；歷次申報總表保留并可查看。

2.4 實驗管理

實驗管理包括：實驗申請與審核、實驗場地申請與排隊、儀器設(shè)備申請與排隊、實驗執(zhí)行、本科實驗管理等內(nèi)容。

實驗申請與審核：研究生和教師均可以申請。對研究生申請者，填寫好申請表以后，需要經(jīng)導(dǎo)師、實驗員分別點(diǎn)擊是否同意按鈕進(jìn)行審核，其中實驗員點(diǎn)擊按鈕中還增加了“提交至實驗室主任審核”按鈕，在需要時點(diǎn)擊此按鈕進(jìn)行進(jìn)一步審核。審核通過后，自動形成申請表并以“審核通過時間-導(dǎo)師姓名-學(xué)號-學(xué)生姓名-實驗題目”為名目列到該項頁面上，然后通過點(diǎn)擊可查看鏈接表格。其中，“需要儀器設(shè)備”欄可以鏈接至“資產(chǎn)管理”欄內(nèi)直接點(diǎn)擊或通過查詢后點(diǎn)擊完成預(yù)借，點(diǎn)擊后自動將儀器名稱和編號反饋回“需要儀器設(shè)備”欄內(nèi)，也可在此退借；同時，在“資產(chǎn)管理”欄內(nèi)點(diǎn)擊預(yù)借后，借用者信息自動反饋到該儀器設(shè)備借用記錄中。

儀器設(shè)備、實驗場地申請與排隊：針對不同場地和儀器設(shè)備分別制作表格，并列出名目；申請者點(diǎn)擊需要申請的項目進(jìn)入填寫；其中“使用限制啟動時間”由系統(tǒng)根據(jù)該項目的申請情況動態(tài)自動生成。

實驗執(zhí)行：填寫執(zhí)行表格，表格內(nèi)容包括：(1)基本信息模塊：實驗者信息、導(dǎo)師姓名、實驗名稱、實驗方案(這些內(nèi)容由申請表自動反饋)、開始時間、結(jié)束時間、押金額、押金退還額(實驗者確認(rèn))；(2)借用儀器設(shè)備及交還模塊：借用儀器設(shè)備名稱和編號由實驗申請表自動反饋過來，在此基礎(chǔ)上，增加交還時儀器完好狀態(tài)欄、交還按鈕，這兩個信息自動反饋到該儀器設(shè)備借用記錄中；(3)場地清理情況模塊：實驗者填寫，實驗員審核；(4)實驗成果展示模塊(選填項)：該模塊可上傳實驗過程中的重要圖片、視頻、文字說明等信息；(5)實驗綜合評分模塊：根據(jù)整個實驗過程各環(huán)節(jié)執(zhí)行情況，由實驗員對該實驗進(jìn)行綜合評分，該評分累計到實驗者的總體評分中(含每次實驗平均評分)，并將此信息自動反饋到該位申請者下次申請實驗的表格中作為審核依據(jù)，以及將此信息自動反饋到該位申請者導(dǎo)師處，形成導(dǎo)師評分記錄。填寫審核完成后，以“實驗開始時間-導(dǎo)師姓名-學(xué)號-學(xué)生姓名-實驗題目執(zhí)行表”為名目將其列到該項頁面上，然后通過點(diǎn)擊可查看鏈接表格。

本科實驗管理：實驗課表列表及鏈接查看、實驗課程信息(包括大綱等)、上課教師及學(xué)生信息、排課、儀器設(shè)備借還等。

2.5 資產(chǎn)管理

資產(chǎn)管理包括房屋管理、場地管理、儀器設(shè)備管理、信息查詢等內(nèi)容。

房屋管理：包括所有房屋名稱編號、大小、用途、家具、電器、使用人及開始與結(jié)束使用時間(可多人、可換人但保留歷史記錄)、責(zé)任人及開始與結(jié)束責(zé)任時間(可多人、可換人但保留歷史記錄)、綜合狀態(tài)記錄(重要修繕或問題)。

場地管理：包括主要公共實驗場地名稱編號、大小、用途、使用人及開始與結(jié)束使用時間(可換人但保留歷史記錄)。

儀器設(shè)備管理：包括(1)基礎(chǔ)信息：儀器設(shè)備名稱編號、型號、廠家、商家、用途、驗收日期、經(jīng)費(fèi)來源、購買人、價格、使用說明(包括文字、圖片、視頻)等；(2)完好狀態(tài)及故障與維修記錄；(3)借用與排隊狀態(tài)及歷史記錄：當(dāng)前借出與否、借用者信息、排隊狀況；(4)申請借用信息：點(diǎn)擊進(jìn)行申請借用；(5)使用攻略：向使用者開放，使用者可以將使用過程中的經(jīng)驗、心得、教訓(xùn)等以文字、圖片、視頻等形式上傳，并可查看。

信息查詢：進(jìn)行信息綜合查詢，可以通過輸入任何字段或關(guān)鍵詞進(jìn)行查詢，比如：以人查詢其儀器設(shè)備場地房屋借用歷史及當(dāng)前借用情況；以儀器設(shè)備名稱或功能查詢儀器設(shè)備情況；通過場地名稱、編號等查詢其使用狀態(tài)；通過房屋名稱、編號等信息查詢其使用狀態(tài)等。

3 主要特色

3.1 安全考核準(zhǔn)入制

目前，國家、教育部、學(xué)校對實驗室的安全越來越重視，所以，進(jìn)行安全培訓(xùn)、安全考核，購買意外傷害保險，是本科生、研究生、工人進(jìn)入實驗室的先決條件。安全培訓(xùn)包括培訓(xùn)計劃、培訓(xùn)結(jié)果和個人培訓(xùn)情況。安全考核采取現(xiàn)場考核、問卷筆試的形式，考核成績合格才具備申請實驗室使用權(quán)限的資格。根據(jù)用戶提交的申請，實驗室主任結(jié)合安全培訓(xùn)情況、考核成績是否合格、是否購買人身意外傷害保險等情況，在系統(tǒng)中簽發(fā)是否允許用戶進(jìn)入實驗室的意見及需補(bǔ)充的問題。

3.2 進(jìn)入實驗室的審查機(jī)制

當(dāng)用戶在網(wǎng)上提交進(jìn)入實驗室的申請時，要同時說明實驗中有無有毒、有害、危險的原材料；對于大型、復(fù)雜、危險的實驗，必須同時提交實驗方案，供實驗員、實驗室主任進(jìn)行審查，決定是否應(yīng)補(bǔ)充安全方案，是否允許進(jìn)入實驗室進(jìn)行實驗，或者安排特殊的時間、地點(diǎn)

進(jìn)行實驗。若用戶是本科生或研究生，還需要指導(dǎo)教師進(jìn)行審查，導(dǎo)師審核通過后，才能提交到實驗員進(jìn)行審核。

3.3 查詢功能

該系統(tǒng)可以進(jìn)行信息綜合查詢?？梢酝ㄟ^輸入任何字段或關(guān)鍵詞進(jìn)行查詢，比如：(1)以人查詢，即通過學(xué)號/工號或姓名查詢其儀器設(shè)備場地房屋借用歷史及當(dāng)前借用情況；(2)以儀器設(shè)備查詢，即通過儀器設(shè)備名稱、編號、功能、廠家、商家、等各種信息檢索查詢其余各種信息；(3)以場地查詢，即通過場地名稱、編號等信息查詢其使用狀態(tài)等其余各種信息；(4)以房屋查詢，即通過房屋名稱、編號等信息查詢其使用狀態(tài)等其余各種信息。系統(tǒng)支持模糊查詢。

通過該平臺的各個系統(tǒng)，用戶可以通過該平臺了解各種設(shè)備信息、儀器設(shè)備的完好狀態(tài)，可以使用的時間及要做的準(zhǔn)備工作，方便了用戶，促進(jìn)了設(shè)備使用效率的提高。

3.4 預(yù)約管理

用戶在登錄系統(tǒng)以后，可以查詢實驗室的所有儀器設(shè)備、房屋場地性能、用途、臺數(shù)、完好狀況及使用狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)用戶提交申請時，預(yù)約實驗所需的儀器設(shè)備、房屋場地。對于大型實驗設(shè)備，系統(tǒng)自動推送到排隊欄進(jìn)行排隊。

4 結(jié)語

中國礦業(yè)大學(xué)建筑結(jié)構(gòu)與材料實驗室管理系統(tǒng)創(chuàng)建并實施以來，充分利用現(xiàn)代信息與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，徹底改變了傳統(tǒng)手工化的管理模式，儀器設(shè)備及房屋場地使用時間、使用狀況、完好狀態(tài)一目了然，使用效率大大提高，設(shè)備重復(fù)購置的情況大為減少；進(jìn)入實驗室人員的安全意識大為提高，實驗室的安全管理明顯增強(qiáng)；學(xué)生自我管理、自主學(xué)習(xí)、自主研究的能力大為提高；實驗室的各種資源得到充分利用；實驗室的管理能力大為增強(qiáng)。保證了實驗室安全、有序、高效、科學(xué)運(yùn)轉(zhuǎn)，對學(xué)科建設(shè)、本科生創(chuàng)新能力的提高、研究生的培養(yǎng)起到重要作用。

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