化學實驗中心信息化管理建設及研究

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(邢臺學院,河北 邢臺 054001)

邢臺學院化學實驗中心設有儀器分析實驗室、物理化學實驗室、無機化學實驗室、有機化學實驗室、分析化學實驗室、化工實訓室、煤化工實驗室七大實驗室，基于化學科目的特殊性，實驗教學具有面廣量大種類多的特點。應用先進的信息化管理系統(tǒng)，不僅能夠更加快捷的進行大型儀器的預約，規(guī)范管理化學實驗所需要的各種類型、規(guī)格的儀器、試劑，同時能夠更好地促進實驗教學質量，保證實驗室的安全，提高對實驗室的管理水平。

1 化學實驗中心信息化管理的目的

化學試劑廠家眾多，規(guī)格多樣，而且涉及易燃易爆易制毒試劑，各種儀器規(guī)格型號各異而且需求量很大，在管理上極為繁瑣，同時隨著教師們科研任務的突飛猛進，科研項目越來越多，在大型儀器的預約、使用方面，以及儀器的規(guī)范管理、安全隱患方面存在的問題越來越多[1-2]，同時對科研成果的統(tǒng)計也需要更加快速、便捷、規(guī)范的手段，因此化學實驗中心在管理上有著迫切的改革創(chuàng)新需求。目前實驗室存在如下管理問題[3]，使得教學、科研工作效率不理想。

1.1 管理手段比較落后，工作效率低

目前，實驗中心主要采用手工管理模式，需要訂購某種藥品時，要首先去藥品庫一一尋找，如果沒有庫存，需要寫書面申請進行上報，工作效率較低，而且容易出現(xiàn)漏查，造成時間的浪費，以及試劑的重復購買。

1.2 信息結構化程度不高

化學實驗室的資料信息量巨大，包括儀器使用記錄、維修記錄、崗位日志、廢氣廢液處理記錄、低值易耗品記錄、實驗上機卡、開放實驗申請等資料，每年上交，信息量越來越大，文件數(shù)量迅速增加，紙質版存儲起來勢必造成混亂，查找困難，而且容易丟失。

1.3 缺少信息交互

七大實驗室各自擁有一些大型精密儀器，但是由于無法實現(xiàn)儀器資源共享，不同實驗室教師之間對彼此儀器不了解，限制了科研的思路，阻礙科研的進步。而且有些用量少的試劑由于沒有共享，或者實驗項目變更，導致試劑累積，過期情況常有發(fā)生，造成資源浪費。

2 化學實驗中心信息化管理系統(tǒng)的模塊設計

根據(jù)實驗室管理的日常經驗及思考，結合實驗室及教師的需求，化學實驗中心信息化管理系統(tǒng)包括如下八個模塊[4-5]。

2.1 實驗中心簡介

將實驗中心的七大實驗室——儀器分析實驗室、物理化學實驗室、無機化學實驗室、有機化學實驗室、分析化學實驗室、化工實訓室、煤化工實驗室的位置、特色及成員組成等概況進行介紹，便于教師和學生對實驗中心有更好的了解。

2.2 用戶登陸

根據(jù)實際情況分為三種不同的權限，管理員、教師和實驗員三個權限類別。管理員負責為用戶確定權限及審批工作；教師可以登錄申報實驗所需儀器、試劑、大型儀器預約等。實驗員負責儀器的維修、使用記錄的填寫、實驗室所需物品的申報等。

2.3 儀器設備管理

包括儀器簡介、儀器預約、儀器審核、儀器登記四部分。儀器簡介部分主要介紹儀器的型號、廠家、參數(shù)、原理、適用范圍、操作規(guī)程及維護方法，使每位教師及學生更詳細的對儀器有所了解；如果儀器性能滿足實驗需要，則可以進行儀器預約，有管理員通過審核，在規(guī)定的時間進行使用即可，使用完后在線填好使用記錄及儀器狀況，以留存。

2.4 化學試劑管理

化學試劑管理模塊主要為了方便教師查詢現(xiàn)有試劑及申請購買試劑[6]。包括試劑查詢、出庫登記、試劑申請、審核、入庫登記五部分。教師可以快速高效的獲得試劑現(xiàn)有試劑的信息，包括試劑名稱、廠家、純度、存放位置等。如需申請購買，則可在網上填寫申請表，注明所需試劑及購買原因，經管理員審核通過后，相關負責人進行購買。到貨后做好入庫登記，相關老師領用后做好出庫登記。

2.5 實驗教學

實驗教學模塊旨在提高教師工作效率，并使學生提前熟悉實驗流程，了解畢業(yè)論文相關內容[7]。包括課程實驗和畢業(yè)論文兩部分。課程實驗包括試驗進度表、實驗項目、實驗操作流程、實驗視頻、云共享等，幫助學生提前預習相關實驗內容，觀看實驗視頻，再通過課上的操作，對實驗的實踐和理論有更深刻的認識，在實驗結束后，做好實驗記錄；畢業(yè)論文部分包括畢業(yè)論文擬題申報表、大型儀器開放申請表等，畢業(yè)論文格式、優(yōu)秀畢業(yè)論文等相關模塊，方便教師填寫各種表格，并使學生提前了解畢業(yè)論文的相關內容，為之后的畢業(yè)論文打下堅實的基礎。

2.6 實踐實訓

實踐實訓是為了增強學生的實踐實訓能力，是將理論與實踐緊密結合的重要環(huán)節(jié)，幫助學生增長見識，開闊視野。包括文件下載和實踐基地兩部分。文件下載包括審批流程、學生集體外出活動審批表、學生認識實習安全教育工作綱要、教學活動實施方案、專業(yè)見習學生信息、學生集體外出活動安全責任書、成績考核登記表、專業(yè)見習工作總結、見習簡報等，便于教師熟悉見習審批流程，并下載相關表格，做好見習前審批工作及見習后的材料總結工作；實踐基地包括基地名稱及簡介，便于學生提前了解實踐基地的生產內容、企業(yè)文化、地點等相關信息，提高學生的實踐積極性。

2.7 監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分，硬件為軟件提供保障，軟件可以更好地控制硬件，提高監(jiān)控效率，保障實驗室安全。在各大型儀器室、學生實驗室、準備室、氣瓶室等實驗室安裝攝像頭，并將視頻數(shù)據(jù)連接至控制室的主機，便于監(jiān)控實驗室安全，有利于及時發(fā)現(xiàn)隱患，同時使教師和學生更加自律，提高工作和學習效率。并在相關實驗室安裝一定的報警裝置，并配備一定數(shù)量用于管理的電腦，保障實驗室管理順利進行。同時安裝門禁監(jiān)控系統(tǒng)[8]，從校園一卡通中心獲取學生信息，并根據(jù)教師、學生事先在信息化管理系統(tǒng)的預約情況，對進入實驗室的人員進行篩選，只有預約申請被實驗室管理人員審批通過的學生才能打開電子磁鎖，同時讀卡器記錄學生的信息并上傳至數(shù)據(jù)中心，為后期統(tǒng)計與評估提供支持。視頻監(jiān)控系統(tǒng)負責獲取實驗室聲音和圖像數(shù)據(jù)，便于實驗室管理員對開放實驗室進行遠程監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作儀器、違反實驗室規(guī)章制度的行為。

2.8 科研業(yè)務系統(tǒng)

教師的科研成果體現(xiàn)了其學術水平，提高教師的科研水平，有利于提高我院整體教師的綜合實力。科研業(yè)務系統(tǒng)包括科研信息和成果錄入兩部分。科研信息主要包括一些科研項目的申報信息，比如邢臺學院項目、邢臺市科技局項目、河北省科技局、河北省青年基金、國家自然科學基金等項目的申報信息，相關的申報指導及模板，幫助教師第一時間了解相關信息，做好充足準備去申報項目；科研成果錄入包括教師所有的科研成果的錄入，這樣可以使科研成果信息化，更方便科研成果的統(tǒng)計。

2.9 虛擬仿真實驗室系統(tǒng)

此系統(tǒng)包括實驗仿真和過程仿真兩部分。實驗仿真可以模擬實驗過程和實驗機理發(fā)生的過程，便于學生更深入的理解反應原理，更形象的了解反應的機理。過程仿真主要是對一些大型的設備的、危險的過程進行操作模擬，可以在線模擬整個操作的全過程，更安全，同時保持其真實性。

2.10 信息管理

包括實驗室基本信息、實驗室規(guī)范、大型精密儀器管理辦法等，同時設有在線留言功能[9]，便于收集教師和學生的意見和建議，為更規(guī)范、更高效的管理打下基礎。

3 結語

隨著校園網絡廣泛的普及，更加規(guī)范、科學、高效、信息化管理已經成為實驗中心管理的必然趨勢，同時由于網絡廣泛應用，也為建立實用性強、操作便捷、安全性強、便于共享的實驗室管理系統(tǒng)提供了可能與基礎。化學實驗中心管理信息系統(tǒng)的建立，既能保證日常教學任務及科研實驗項目的正常進行，又能在一定程度上減輕化學實驗室管理人員的工作負擔，在實驗中心創(chuàng)新管理上具有重大的意義。