綜合實驗室管理系統的構建與實踐

袁廣林, 李富民, 舒前進, 李慶濤

(中國礦業大學 力學與土木工程學院, 江蘇 徐州 221116)

隨著“雙一流”建設(建設世界一流大學和一流學科)的開展，高校實驗室在教學、科研和學科建設中扮演了越來越重要的角色[1-2]，特別是集教學、科研為一體的綜合性實驗室，越來越多的本科生需要進行課程實驗和創新性實驗，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研究。與此同時，隨著儀器設備購置經費的來源越來越多，越來越多的儀器設備和實驗材料進入實驗室，這給實驗室管理工作帶來了極大挑戰，對高校實驗室的管理也提出了更高的要求[3-4]。

因此，采用現代化的管理手段，確保實驗室安全、有序、高效運轉，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主要用于大型設備的共享管理[5-6]，一些實驗室管理系統主要用于實驗教學的管理[7-10],缺乏集實驗室的安全管理、設備管理、實驗場地與房間管理、本科教學實驗管理、研究生實驗管理、教師科研管理為一體的綜合性管理系統。

基于此，中國礦業大學建筑結構與材料實驗室結合土木類實驗室的特點，創新土木類實驗室的管理，采用現代化、信息化的管理手段，開發了一套融實驗室的安全管理、資產管理、教學管理、科研管理為一體的實驗室管理系統，對保證實驗室安全、有序、高效、科學運轉，起了重要作用。

1 目前綜合實驗室存在的問題

1.1 設備管理問題

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

1.2 實驗場地與房屋管理問題

目前，許多高校建設有新校區，甚至有多個校區，而每個校區基本都有專業實驗室。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件、結構或模型實驗，模型尺寸大、實驗復雜、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，導致有的實驗排隊時間過長，甚至影響了學生的按時畢業，嚴重影響了實驗室的利用效率。

1.3 人員與衛生環境管理問題

由于本科生課程實驗、開放型實驗，本科生承擔的各級、各類創新性實驗不斷增多，研究生人數及項目的大量增加，教師科研項目的快速增多，進入實驗室的本科生、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。同時，由于使用實驗室場地和房屋的人員的流動性，導致實驗室衛生與環境臟亂差現象，責任人追查難度增大。

1.4 安全管理問題

土木類結構實驗室是一個具有各種大型、危險設備、設施、模型，易發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、鹽等也大量進入實驗室。而由于實驗室的快速發展，研究生的大量增加，各種設備大量購置，進入實驗室進行實驗研究的人員越來越多，帶來了安全隱患，國內相關高校結構實驗室也曾發生過安全事故。而相對復雜的安全形勢，實驗室的安全管理、安全培訓及考核手段還跟不上需要。

2 綜合系統包含的主要內容

針對以上問題，雖然實驗室制定了相應的規章制度，但由于采用傳統手工化的管理方法管理實驗室，導致實驗室的管理問題突出。因此，構建實驗室管理系統，是實現實驗室資源充分共享，提升實驗室管理水平，促進實驗室管理現代化的有效手段。

綜合實驗室管理系統主要包括系統導航、安全管理、建設管理、實驗管理、資產管理、系統維護等功能模塊。

2.1 系統導航

要進入實驗室的每位本科生、研究生用學號、姓名、專業、年級、指導教師姓名、電話、郵箱、電子照片等信息進行注冊，然后經由指導教師審核、實驗室管理員審核方可注冊成功，并以學號作為用戶名，自設密碼；以后只有登錄后才可使用各項功能，畢業時注銷，但用戶信息保留作為實驗室培養記錄；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，一個是學生，另一個是教師，可在后臺瀏覽和導出。

2.2 安全管理

安全管理包括安全教育培訓計劃、安全教育培訓活動記錄與現場確認、安全檢查及整改登記3部分。

每學期實驗室應制訂安全教育培訓計劃，并及時公布在網上。對學生、教師定期進行安全培訓，對工人不定期舉辦安全培訓。

安全教育培訓活動記錄與現場確認：參加人員簽到采用學號(學生)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；表格按教師和學生兩類排列，教師按一定規則排序；學生首先按導師集中排序，內部按年級、學號排序；每次活動生成一個記錄表并在前臺列出名目及鏈接；每次活動簽到結果自動鏈接到實驗申請(內含“最近一次安全教育培訓簽到結果”)，作為能否成功申請實驗的必要條件之一。培訓完成后，即進行安全知識考核。考試內容包含實驗室管理制度、人員安全與個人防護措施、儀器設備安全使用方法、不安全行為處理辦法、有毒有害材料防護與處理方法、緊急情況處理方法等培訓內容。考試成績達到90分以上為合格，確保被培訓人員牢固樹立安全意識、掌握安全知識、執行安全操作。

安全檢查及整改登記：安全檢查分為學校、學院及實驗室檢查。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后生成水印；每次檢查整改表格在系統前臺列出名目及鏈接。

2.3 建設管理

為加強實驗室儀器設備購置、場地建設、房屋改造修繕的計劃性，管理系統設置有建設管理模塊。該模塊包括中央高校改善基本辦學條件專項經費購置的儀器設備、其他撥款購置儀器設備、科研經費購置儀器設備和場地建設、房屋改造修繕規劃的管理。

儀器設備、場地建設、房屋改造修繕計劃，以相關的申報表及相關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)登錄進入后都有獨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、儀器設備申請與排隊、實驗執行、本科實驗管理等內容。

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，需要經導師、實驗員分別點擊是否同意按鈕進行審核，其中實驗員點擊按鈕中還增加了“提交至實驗室主任審核”按鈕，在需要時點擊此按鈕進行進一步審核。審核通過后，自動形成申請表并以“審核通過時間-導師姓名-學號-學生姓名-實驗題目”為名目列到該項頁面上，然后通過點擊可查看鏈接表格。其中，“需要儀器設備”欄可以鏈接至“資產管理”欄內直接點擊或通過查詢后點擊完成預借，點擊后自動將儀器名稱和編號反饋回“需要儀器設備”欄內，也可在此退借；同時，在“資產管理”欄內點擊預借后，借用者信息自動反饋到該儀器設備借用記錄中。

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

實驗執行：填寫執行表格，表格內容包括：(1)基本信息模塊：實驗者信息、導師姓名、實驗名稱、實驗方案(這些內容由申請表自動反饋)、開始時間、結束時間、押金額、押金退還額(實驗者確認)；(2)借用儀器設備及交還模塊：借用儀器設備名稱和編號由實驗申請表自動反饋過來，在此基礎上，增加交還時儀器完好狀態欄、交還按鈕，這兩個信息自動反饋到該儀器設備借用記錄中；(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：根據整個實驗過程各環節執行情況，由實驗員對該實驗進行綜合評分，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，以及將此信息自動反饋到該位申請者導師處，形成導師評分記錄。填寫審核完成后，以“實驗開始時間-導師姓名-學號-學生姓名-實驗題目執行表”為名目將其列到該項頁面上，然后通過點擊可查看鏈接表格。

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)、上課教師及學生信息、排課、儀器設備借還等。

2.5 資產管理

資產管理包括房屋管理、場地管理、儀器設備管理、信息查詢等內容。

房屋管理：包括所有房屋名稱編號、大小、用途、家具、電器、使用人及開始與結束使用時間(可多人、可換人但保留歷史記錄)、責任人及開始與結束責任時間(可多人、可換人但保留歷史記錄)、綜合狀態記錄(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、使用人及開始與結束使用時間(可換人但保留歷史記錄)。

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

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

3 主要特色

3.1 安全考核準入制

目前，國家、教育部、學校對實驗室的安全越來越重視，所以，進行安全培訓、安全考核，購買意外傷害保險，是本科生、研究生、工人進入實驗室的先決條件。安全培訓包括培訓計劃、培訓結果和個人培訓情況。安全考核采取現場考核、問卷筆試的形式，考核成績合格才具備申請實驗室使用權限的資格。根據用戶提交的申請，實驗室主任結合安全培訓情況、考核成績是否合格、是否購買人身意外傷害保險等情況，在系統中簽發是否允許用戶進入實驗室的意見及需補充的問題。

3.2 進入實驗室的審查機制

當用戶在網上提交進入實驗室的申請時，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、實驗室主任進行審查，決定是否應補充安全方案，是否允許進入實驗室進行實驗，或者安排特殊的時間、地點

進行實驗。若用戶是本科生或研究生，還需要指導教師進行審查，導師審核通過后，才能提交到實驗員進行審核。

3.3 查詢功能

該系統可以進行信息綜合查詢。可以通過輸入任何字段或關鍵詞進行查詢，比如：(1)以人查詢，即通過學號/工號或姓名查詢其儀器設備場地房屋借用歷史及當前借用情況；(2)以儀器設備查詢，即通過儀器設備名稱、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等其余各種信息。系統支持模糊查詢。

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

3.4 預約管理

用戶在登錄系統以后，可以查詢實驗室的所有儀器設備、房屋場地性能、用途、臺數、完好狀況及使用狀態。在此基礎上，當用戶提交申請時，預約實驗所需的儀器設備、房屋場地。對于大型實驗設備，系統自動推送到排隊欄進行排隊。

4 結語

中國礦業大學建筑結構與材料實驗室管理系統創建并實施以來，充分利用現代信息與互聯網技術，徹底改變了傳統手工化的管理模式，儀器設備及房屋場地使用時間、使用狀況、完好狀態一目了然，使用效率大大提高，設備重復購置的情況大為減少；進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；學生自我管理、自主學習、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。保證了實驗室安全、有序、高效、科學運轉，對學科建設、本科生創新能力的提高、研究生的培養起到重要作用。

[1] 鐘秉林,方芳.一流本科教育是“雙一流”建設的重要內涵[J].中國大學教學，2016(4):1-8.

[2] 陸國棟.一流本科是一流大學應有之義[J].中國大學教學，2016(6):6-8.

[3] 王冉,慶宏,鄧玉林.高校科研型實驗室培訓管理的實踐與體會[J].實驗技術與管理,2016,33(2):227-229.

[4] 董國強.實驗室管理模式的研究與探索[J].實驗室研究與探索,2015,24(6):93-95.

[5] 羅剛，李云,凌冠華.高校大型儀器設備共享管理平臺建設[J].實驗技術與管理,2015,32(5):230-233.

[6] 蔡超,林衛峰,趙明明,等.物聯網時代大型儀器管理系統的開發與應用[J].實驗室研究與探索,2013,32(1):177-179.

[7] 李以明.地方高校實驗室管理信息化建設實踐[J].實驗技術與管理,2015,32(5):223-225.

[8] 朱浩,左志宏,李俊明,等.實驗管理系統與數字化校園的集成研究[J].實驗技術與管理,2016,33(7):146-148.

[9] 陳海泉,林自葵.基于信息化的高校實驗室管理創新研究[J].實驗技術與管理,2016,33(11):250-253.

[10] 伍揚,楊再從.華僑大學實驗室儀器設備網絡管理系統建設[J].實驗技術與管理,2016,33(8):1-8.

[11] 洪霞,韋須祥,周俊,等.提高高校大型儀器設備使用效率的對策研究[J].實驗技術與管理,2013,30(7):232-235.

[12] 趙建紅,湯穎.應用型人才培養模式下實踐教學體系的構建[J].黑龍江高教研究,2011(5):184-186.

[13] 王建平,胡長明,李慧民.土木工程專業實踐教學中存在的問題與對策[J].西安建筑科技大學學報(社會科學版),2007,26(3):121-124.