高校環境類實驗室信息化建設與管理創新研究

倪敏 劉婷婷 潘楊

摘 要：環境類實驗室管理的重點是確保安全有序的前提下助力新工科人才培養，發掘實驗室更大的價值。該文基于當前蘇州科技大學環境類實驗室管理模式不統一、缺乏開放共享的信息管理平臺、設備總量占全校比重大、工科與較多學科交叉等現狀，結合蘇州科技大學對新工科類人才實踐能力、創新思維、應用技能培養的新目標要求，從藥品管理、設備管理、安全和操作培訓、安全管理4個方面著手，進行環境類實驗室信息化建設和管理創新研究。在信息化建設與管理創新的引領和鼓勵下，吸引更多的工科學生走進實驗室，將工科應用技能與理科研究思維有機結合，培養學生的創新能力，構建一個“安全、高效、有序”的環境類實驗室，為同類高校新工科人才培養的環境類實驗室信息化建設和管理創新提供示范和參考。

關鍵詞：環境類實驗室;信息化;管理創新;新工科;人才培養

中圖分類號 G471;G474文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）22-0137-06

Research on Informatization Construction and Management Innovation of Environmental Laboratory in University

Ni Min et al.

（Jiangsu Key Laboratory of Environmental Science and Engineering，Suzhou University of Science and Technology，SuZhou 215009，China;School of Environmental Science and Engineering，Suzhou University of Science and Technology，Suzhou 215009，China）

Abstract：The key of environmental laboratory management is to ensure that it is conducive to the training of emerging engineering education talents on the premise of safety and order，and to explore the greater value of laboratory. In this paper，based on the current environment laboratory of suzhou university of science and technology management mode is not unified，lack of open sharing information management platform，the total amount of equipments account for a significant proportion of the school，the cross between engineering and many subjects，combined with our school new training target requirements to emerging engineering education talents practical ability，innovative thinking，application skills，from four aspects： pharmaceutical management，equipment management，safety and operation training，safety management，environment laboratory informatization construction and management innovation research have been conducted. Under the guidance and encouragement of informatization construction and management innovation，more engineering students are attracted to the laboratory，the combination of engineering application skills and scientific research thinking has cultivated students′ innovation ability，and built a "safe，efficient and orderly" environmental laboratory. It can provide a demonstration and reference about the construction of environmental laboratory informatization and management innovation for training of emerging engineering education talents in similar universities.

Key words：Environmental laboratory;Informatization;Management innovation;Emerging engineering education;Talent cultivation

環境類實驗室是培養環境科學與工程學院創新人才的重要基地，在環境類學科建設和高水平綜合性大學發展中發揮著重要的作用[1-2]。蘇州科技大學環境科學與工程學院擁有一級學科碩士點、國家級、省部級特色專業，隨著卓越工程師教育培訓計劃試點和環工專業認證的開展，蘇州科技大學環境科學與工程學院尤其重視環境類實驗室建設管理工作。在新的時代背景下，教育部積極推進新工科建設，先后形成了“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，并發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》和《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》[3]。蘇州科技大學作為地方院校組之一，新工科的提出要求環境工程專業學生實踐能力、創新思維、應用技能多元化全面發展，環境類實驗室在蘇州科技大學新工程人才培養過程中發揮的作用日益顯著，管理方式的變革越來越迫切。實驗室信息化有助于解決環境類實驗室管理人員不足、資源共享率低等問題，具有快速、便捷、共享的特點[4-5]，基于實驗室現狀和工程類人才培養新要求，蘇州科技大學環境科學與工程學院首次提出信息化管理建設。信息化不僅是信息技術在組織機構中的應用，而且是更高層次的管理變革，組織的信息化必須和管理創新有機結合、同步進行，才能真正實現組織的進化[6]。蘇州科技大學環境科學與工程學院以環境專業類人才培養模式的改革和建設為核心，修訂人才培養方案，建立課程教學、專業實踐和科研創新有機結合的人才培養新體系，同時要求環境類實驗室的管理建設要緊跟人才培養的新目標。經過近幾年的探索與實踐創新，適時推進管理方式的變革，形成了系統的人員、設備、安全、培訓等組成的信息化管理體系，為蘇州科技大學環境類實驗室的安全、高效、有序的運行和新工程人才培養提供得力保障。

1 環境類實驗室建設現狀

蘇州科技大學環境科學與工程學院環境類實驗室包括中心實驗室和江蘇省環境科學與工程重點實驗室2大模塊。中心實驗室包括化學、分析與監測、水污染控制、大氣污染控制、噪聲污染控制、化工原理、微生物、環境生態學、環境規劃與管理、給水排水等10個實驗室，是實驗教學和學生創新能力培養的基地。江蘇省環境科學與工程重點實驗室為省級重點實驗室，成立了由色譜、光譜、生物等測試平臺組成的大型高值儀器分析測試中心，服務于學生畢業設計和科研團隊。一方面，2大實驗室平行設立，在人員、設備、藥品、培訓等方面管理模式不統一，造成資源和人力的浪費、管理效率低下。另一方面，缺乏開放共享的信息管理平臺，信息交流不及時，人員之間的溝通與協作關系阻礙了學生創新實踐能力的培養，實驗室培養方式與企業對新工科人才應用技能、創新思維等需求之間的矛盾，需要統一的平臺進行系統的溝通反饋以提高學生的就業機會。其次，蘇州科技大學環境科學與工程學院以工科見長，環境專業發展迅速，設備總量占據全校設備總量的60%以上，設備總值也位居全校榜首，專業的實驗室管理人員數量缺乏，設備的運行維護與人員管理效率的提升顯得尤為重要。再次，實驗室專業種類繁多，設備使用效率與人員工作量投入的統計沒有固定的量化標準，缺乏針對性的人員績效考核機制，實驗室人員的工作積極性和主動性有待提高。最后，工科與較多學科交叉形成了新的交叉學科研究方向，各實驗室專業領域、人員配比、設備開放共享模式需要緊跟新交叉學科的發展需求。

2 環境類實驗室信息化建設與管理創新

結合目前高校實驗室自動化、信息化、開放式管理經驗[7]和蘇州科技大學環境類實驗室的現狀，構建了蘇州科技大學環境類實驗室信息化管理體系，詳見圖1。主要分為以下4個模塊：藥品管理信息化、設備管理信息化、安全和操作培訓信息化、安全管理信息化。信息化的建設和管理方式的變革相互促進、相輔相成，以保證實驗室安全、有序、高效運轉，為新工科人才的順利培養提供先決保障。

2.1 藥品管理信息化 實驗藥品的管理是高校實驗室的重要任務之一，提高藥品試劑的利用率、減少資金浪費和環境污染，有效監控有毒有害試劑的使用是實驗室信息化管理的重要內容[8-9]。有些高校采用B/S構架搭建，以網頁形式輔助實現試劑的共享、申購、領取和使用情況追蹤等功能[8]。結合部分高校的經驗和蘇州科技大學工科類實驗開展范圍廣泛，與較多學科有交叉，藥品采購途徑多樣、危化品管理不集中、藥品安全防護及應急方案缺乏等現狀，建立蘇州科技大學環境科學與工程學院環境類實驗室藥品信息化管理系統。圖1顯示，其主要包括采購和入庫，領用和歸還，固廢回收3個方面。在這3個方面蘇州科技大學環境科學與工程學院除了遵從各高校普遍推行的統一采購平臺、危化品分類入庫、建立實時統計領用和歸還臺賬、固廢分類統一回收登記等相似信息化管理措施以外;在藥品采購環節，結合環境類實驗室所涉及的藥品種類，蘇州科技大學環境科學與工程學院依據《建設項目環境風險評價技術導則》、《重大危險源辨識》（GB18218-2014）和《職業性接觸毒物危害程度分析》（GB50844-85）等相關規范和標準，建立“危化品識別信息系統”和“藥品安全常識及應急防護系統”。對用戶選購的商品先進入“危化品識別信息系統”進行篩查，篩查出的易制毒易制爆危化品、強酸強堿強腐蝕性藥品自動進入“藥品安全常識及應急防護系統”，推送給用戶對應的安全防護措施及相關的安全防護采購意見。既保證了采購的便捷性，又在藥品采購的第1環節普及了藥品安全常識，為后期的安全使用和規范管理奠定基礎。

2.2 設備管理信息化 當前，實驗室設備在高校的固定資產中占據了重要比重，信息建設是當前設備管理中最重要的管理手段[10]。傳統實驗室設備管理采用的是二級協同模式進行管理體系的構建，不包含用戶級別[11]，蘇州科技大學環境科學與工程學院環境類實驗室設備信息化管理模式克服了傳統方法的不足，將用戶需求作為設備管理方式變革的導向，針對環境類實驗室交叉學科較多的現象和新工科人才培養的目標，建立了有體系有模塊的開放實驗室預約平臺。設備管理信息化如圖2所示，與同類院校相似包括以下3個模塊：采購和維修、預約使用、通知發文，圖2中展示了各模塊所包含的類別和功能。

蘇州科技大學環境科學與工程學院以工科見長，工科與許多學科交叉形成了新的研究領域。比如環境工程專業的水處理工程與環境監測、環境微生物學、分子生物學交叉形成了生物膜法廢水脫氮除磷新工藝的研究。環境類實驗室為了適應未來環境領域多元化交叉學科并行發展的大趨勢，管理人員組成形式由之前的專職設備管理員、兼職管理員，引入第3種方式：流動編制管理員。流動編制管理員由新入職的新研究領域青年教師組成，前3年全職管理實驗室，3年后可選擇是否轉入教師崗;新入職的新研究領域青年教師剛脫離開展實驗的一線，操作經驗豐富，科研素養高，具有目前實驗室缺乏的最前沿專業操作技能和研究背景。流動編制管理員的加入補充了實驗室新學科新領域的欠缺，與已有管理員一起合作互助組成模塊規整，體系完整的服務鏈，解決了交叉學科學生對于新領域專業知識和操作技能的需求，為交叉學科的發展注入新鮮的血液。此外，學校單主體的教育模式在學生工程實踐能力培養方面有先天的缺陷，國際合作、校企合作是培養現代工程技術人才的必要條件[12]。為此，蘇州科技大學環境科學與工程學院除了設立國際合作班，與瑞典哈爾姆斯塔德大學、英國南威爾士大學等建立聯合培養辦學模式以外，還特別建立“校企實習對接平臺”（圖3（a））。平臺適用對象包括：學生、教師、企業。用戶完成注冊后，學生可提交個人簡歷和職位申請，企業可發布招聘信息，教師可發布招聘信息并瀏覽企業的招聘需求與學生就業意向的匹配度;學院通過該數據平臺統計地方企業招聘需求，與人才培養方案及目標進行比對，調整實驗教學方案與實驗室發展規劃方向，為新工科創新人才的培養提供基地。

最后，為了解決實驗室設備管理模式不統一、設備共享率低，阻礙交叉學科的發展等問題，建立共享的開放實驗室預約平臺——環境分析測試平臺系統（圖3b）。該系統具有以下模塊：（1）設備分類管理（圖3c），將有機分析、無機分析、物理化學、微生物學、分子生物學、水質監測、土壤固廢研究等相關大型分析測試儀器33臺按照設備類別、技術指標、測試范圍分別上傳開放實驗室預約平臺，方便學生了解設備功能，選擇合適的設備進行預約：（2）用戶預約管理（圖3d），教師用戶可隨時登錄預約系統對學生的預約項目進行審核，及時了解學生測試結果和實驗開展進度;（3）預約數據統計（圖3e），實驗室后臺管理用戶可根據設備、實驗員、總用戶、總計預約次數等對預約使用率進行統計，為績效工作考核提供依據;（4）數據報表導出（圖3f），管理用戶可設定不同的篩選條件：實驗員、實驗儀器、學院類別、測試狀態、預約時間、測試時間、送樣量等導出報表（圖3g），進行績效考核工作量的核算，對超額完成工作量的人員進行相應額度的獎勵。

2.3 安全和操作培訓信息化 對高校實驗室安全事故原因的追蹤調查結果顯示，儀器設備管理、使用不當等人為因素是實驗室安全事故發生的常見因素[13]。結合北京大學等高校在實驗室安全教育的基礎上，事先分析實驗過程、評估操作風險點并進行模擬風險排除訓練，從根本上減少和避免實驗室安全事故發生的經驗[14]。蘇州科技大學制定了詳細的安全和操作培訓信息化具體措施。圖4（a）詳細列明了每個層面的培訓內容及考核過程。由圖4（a）可知，其主要分為以下3個層面：初級培訓、中級培訓、高級培訓。蘇州科技大學從歷次培訓的效果及培訓的目標出發，基于3個層面面向的學生不同，制定個性化的分體系分模塊的網絡培訓視頻（圖4b），根據學生選擇的培訓類別，培訓系統自主發送郵件給學生告知其需進行的視頻學習內容、課時安排、學習操作流程;學生網絡視頻學習完成，系統發送隨機生成的考核試題完成網絡考核;相關教師批量組織現場操作考核，2次考核都通過者，方可進入實驗室進行上機操作。這種培訓信息化的推行和管理制度的變革，既提高了管理人員的培訓效率，又為在校外實習的工程類學生提供自由的培訓時間、地點，培訓效果明顯提升。

2.4 安全管理信息化 由于實驗室基數大、多學科交叉、預處理實驗繁瑣等因素，加強實驗室信息化安全管理成為當前實驗室管理的一大熱點[15]。基于實驗室安全管理的要點：實驗人員、實驗空間、實驗設備[16]以及蘇州科技大學的現狀，制定了蘇州科技大學安全管理信息化的3大舉措（圖5）：安裝安全門禁（圖5a）、攝像頭（圖5b）、身份識別系統。安全門禁和身份識別系統相互關聯，發放統一的身份識別卡，在安全門禁處刷卡進入實驗室，身份信息在門禁考勤管理系統（圖5d）里顯示，管理人員可隨時調取進入實驗室人員信息。將環境類實驗室的有機測試室、無機測試室、分子生物室、環境微生物室、物理化學室等總體劃分成以下3個等級區域，即：日常監管區、定期監管區、重點監管區，根據事故發生的頻率安裝數目不等的攝像頭，攝像頭的監管系統直接關聯各區安全責任人電腦，可進行實時的安全監管。此外，2017年蘇州科技大學環境科學與工程學院根據環境類實驗室涉及的風險源類別及可能存在的安全隱患，特制訂《蘇州科技大學環境科學與工程學院實驗室突發安全事故應急預案》（圖5c），從措施和制度上雙管齊下，預防和減少安全事故的發生。

3 環境類實驗室信息化管理的成效

蘇州科技大學環境類實驗室信息化建設及管理創新工作基本已經完畢，基于近3年來各部門之間的相互協作、共同努力，取得了明顯的成效。（1）人員工作效率、設備使用率顯著提高，吸引了大批的工科類學生走進實驗室。信息化的建設和管理創新解放了部分勞動力，解決了兼職管理人員時間分配上的沖突。實驗室開放預約平臺的建立使得儀器的配置及可使用時間透明化、共享化，為工程類、交叉學科學生開展研究提供了明確的路徑。（2）工科學生理科化的基礎知識越來越扎實。通過自主完成分模塊分體系的網絡培訓視頻，建立標準的入室和上機操作培訓流程，工科學生對理論操作知識的學習有了系統的理論教程依托，網絡考核和現場操作考核并行，學生實踐能力和應用技能得以加強，符合新工科對未來多元化創新人才的培養要求。（3）資源的配置與發展規劃更有據可循。環境分析測試平臺后臺管理的數據分析和報表導出功能可作為設備和人員投入、管理方式、收費標準等是否合理的評估依據，結合用戶需求，優化實驗室資源分配與人員配比，實現資源利用和信息共享的最大化、人力投入的最小化，助力培養新工程人才。

4 結語

管理方式的創新是環境類實驗室信息化順利建設與推行的必要條件，信息化順利建設與推行反過來促進管理方式的創新，兩者相互促進，不可分割。在新的時代背景下，蘇州科技大學建立完善有效的實驗室信息化管理體系，不僅需要最大化實驗室資源的利用率，創造安全優質的實驗環境，提升實驗室的管理效能;而且需要基于新的區域經濟發展模式對工程類人才培養的新要求，為實踐能力、創新思維、應用技能型新工科人才的培養提供孕育的基地，發揮優質資源的平臺作用，為企業輸送更優秀的工程人才。

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（責編：張宏民）