高校實驗室信息化管理平臺建設

謝強 張丹麗 .河南財經政法大學；.河南水利與環境職業學院

隨著近年來高等教育事業的飛速發展，各高校實驗室及大型儀器設備數量急劇增加，管理難度越來越大。尤其是擴招、校際合并、學校內部推行的各項管理制度的改革，不斷增加實踐教學的學時比重等，對高校的實驗室管理工作不斷提出新挑戰。但是，管理職能分散，管理基礎工作不夠規范，安全控制體系尚不完善等現象在不少的學校依然存在。

1 高等院校實驗室管理現狀分析

1.1 實驗室管理手段落后

（1）通過調研發現，河南不少地方高校實驗室的基本信息收集和管理還處于傳統的手工操作，各類歸檔文件完全靠人工打印紙質文件管理，缺少及時了解全校實驗室各類信息的數據平臺。如果遇到各類檢查或大量基礎數據上報時，需要大量的老師重新且重復的收集整理，使日益繁重的日常管理工作變得更加艱難[1]。

（2）目前許多高校教務管理實行“學分制”改革，大量選課任務的開放已經變成常規，然而以前各類實踐課的模式是按照班級集體集中上，手工安排實驗教學進度，很難實現教務管理的“學分制”要求。為破解實驗類課程開放選課的靈活、多變難題，高校管理部門需靈活多變，既要面向教師，又要面向學生，進行多樣開放式的實驗教學選課管理，與此同時，也要對分門別類的課程實驗過程、實驗成績、學生教學反饋信息等加以管理，以加強實踐教學管理，提高整體教學質量。

1.2 實驗室數據共享難

（1）隨著實驗室管理制度的規范化，部分高校實驗室相關業務模塊也已逐步建立完善的信息化管理系統，但實驗室信息管理系統使用的仍是10年前的老系統，數據之間的融合與共享程度也比較低，未能統一使用，缺少統一的平臺規范、業務規范，導致工作重復，效率降低[2]。

（2）各類實驗儀器設備在購買及使用過程中沒有及時建立開放查詢的信息庫，不利于后續各管理部門了解這些基本數據信息；實驗室儀器設備從購買-領用-調動-報修-報廢處理各階段，仍處于人工手動管理，過程繁瑣，容易出現紕漏，不易倒查溯源，加大國有資產設備流失的風險。

1.3 實驗室利用率低

（1）目前許多高校課程實踐采用課程內實驗+集中實踐的形式。從使用手工表格統計實驗室使用情況來看，課內實驗普遍停留在課堂討論、觀摩演示為主，很難實現真正進入實驗室操作，而課程集中實踐實驗室利用相對比較集中且存在院系交叉矛盾，平時實驗室處于空閑狀態，利用率不高。

（2）近年來許多高校陸續建設有國家級省級實驗教學示范中心、卓越人才培養基地和卓越工程師培養基地等大型實踐教學項目。一端是實驗室建設項目投入的不斷加大，另一端是部分實驗室儀器設備存在長時間閑置狀態，此情況造成了實驗室設備資源的浪費，不利于高校實驗室良性健康發展。

1.4 實驗室開放管理不到位

（1）目前許多高校由多個校區構成，各實驗室分布于多個校舍，實驗室主管部門和實驗室之間缺少協作通道，很多管理措施無法快速下達，實驗課教師和學生在課上課下也缺乏有效的信息溝通渠道。為破解這一難題，高校急需建立基于校園網絡的信息共享和信息溝通渠道，打通溝通壁壘，節約工作時間，提高效率。

（2）在對許多高校實驗室日常調研中發現，實驗室開放程度仍然不夠。無論是覆蓋面還是開放的管理都需要進一步加強。對學校實驗室開放管理規定執行不到位，學生在課余時間走進實驗室的機會較少，制約了研究性學習活動的開展。

2 高校實驗室信息化管理平臺構建的原則

2.1 實用性原則

系統設計的源頭是需求。該系統能夠滿足業務功能需求，適應業務角色特點，做到系統界面友好、簡潔，使用簡單、實用、人性化[3]。

2.2 擴展性原則

系統架構設計時，對未來技術架構的發展進行思考，充分考慮未來的擴展性的要求，能夠滿足很好的兼容未來的擴容能力、信息增長、業務發展的需要。

2.3 先進性原則

高校實驗室管理與服務平臺的設計采用先進的微服務應用理念、先進的信息化技術、先進的規范。高校實驗室信息化平臺設計上充分考慮整個架構體系軟硬件的需求，符合當下信息技術的潮流，系統設計保持具有前瞻性、先進性。

2.4 穩定性原則

系統設計要具有防病毒感染、防黑客攻擊等各項安全保護措施，同時具有高度的保密性。系統對接的用戶和設備，有嚴格的認證把控條件，保證接入門戶絕對的安全性。對重點設備、核心數據、主要程序模塊采取備份、冗余措施，具有一定的容錯和系統恢復能力，確保本系統長期、有效、正常運行。

3 高校實驗室信息化管理平臺的設計與構建

3.1 設計思路

高校實驗室信息化管理平臺的整體建設規劃，充分把握新一代信息技術的縱深發展，為高等教育事業提供面向服務、高效使用、有效決策的實驗室管理信息化服務。整體設計架構采用“大平臺+微應用”的思想，來搭建規范、高效、靈活的實驗室業務管理活動。大平臺指高校實驗室管理與服務平臺，它是融合工作平臺和門戶的“一站式”管理平臺。微應用指高校實驗室管理與服務平臺的所有應用，主要包含實驗室綜合管理系統、實驗室信息門戶管理系統、安全檢查管理系統、實驗室開放管理系統、大型儀器設備共享平臺等。

3.2 平臺的構建

高校實驗室管理與服務平臺體系架構主要包含感知系統層、通信網絡層、支撐服務層、應用平臺層。（1）感知系統層，通過傳感器進行設備狀態和環境感知，類似人類神經末梢，具有觸覺、視覺、聽覺、運動神經，能夠進行實時響應并反饋。（2）通信網絡層主要作用是通過收集并匯總感知系統層的數據進行轉換、處理、轉發，是作為感知系統層與物聯平臺層的重要樞紐。（3）支撐服務層，主要包含微服務架構層和物聯平臺層。微服務架構層主要實現對服務的注冊、安全、治理、負載均衡等服務；物聯平臺層是將通信網絡層的數據進行交換、挖掘、分析、可視化展示的物聯設備管理平臺，在體系架構中起到了重要作用。（4）應用平臺層主要含有實驗室各業務應用服務、終端服務、門戶服務、接口服務等，作用于對支撐服務層的數據進行使用、存儲、分析，對數據進行直觀的展示，服務于實驗室的信息化管理。

3.3 平臺各子模塊的搭建

（1）實驗室綜合管理系統：該系統原理是通過對實驗室基礎數據和基本業務的信息化管理，實現實驗室數據的收集、整理、共享。其核心包括建立實驗室基本信息體系，將管理行為落實到具體的單元數據；高校實驗室主管部門和實驗室二級部門使用相同基礎數據，實現分級審核管理；將實驗室日常管理業務轉移到網絡中線上處理，為二級實驗室部門提供更好的管理服務。

（2）實驗室信息門戶管理系統：該系統實現實驗室信息門戶的建設，使實驗室管理人員、教師、學生、公眾等人員可以快速進入平臺通道，使分散的各個應用系統和信息資源達到最大化聚合，從而實現各種應用系統、結構化數據資源、非結構化文檔和互聯網資源的無縫接入和集成。同時，實驗室信息門戶管理系統作為實驗室的開放的門戶網站，也是對內發布新聞和公告、對外展示形象、介紹實驗室相關內容、探討學術、解決問題等內容的平臺。

（3）實驗室安全檢查管理系統：實驗室安全檢查管理系統具備先進的智能安檢系統，它以移動設備為安全檢查工具，以PC端為檢查結果查看和安全整改結果上傳平臺，用于實現高校實驗室安全檢查的各項工作開展，從而保證實驗室環境的預警。利用實驗室安全檢查系統可以進行無紙化安全檢查以及實現檢查數據信息化、長存化。此外利用閉環安全檢查運行模式，通過閉環檢查流程能夠有效地使整個安全檢查結果更加高效，以及在檢查過程中避免出現紕漏。

（4）實驗室開放管理系統：該系統搭建實驗室共享平臺，有效解決了當前實驗室利用效益低，對內對外未能實現全面共享的現狀，實驗室開放管理系統支持實驗室儀器開放、實驗室設備開放、學生自主訓練開放、實驗項目開放等多種開放模式，有實驗室使用需求的人可在前臺網站查詢各類開放實驗室情況，并進行預約申請，同時管理人員可在后臺維護和審批，提供實驗項目開放、實驗場地開放、儀器設備開放[4]。

（5）大型儀器設備共享平臺：根據國家對大型儀器設備開放的政策意見，按照標準和規范建立統一網絡管理平臺，從專管專用走向專管共用、共管共用[5]；將大型儀器設備按照不同分類，打破管理單位界限，形成專業化、網絡化的儀器服務機構群，實現儀器有限共享使用；建立有償的收費制度，對校外按照標準實現費用的計取，對校內可以利用收入進行補償成本的方式維護，促進儀器設備的開放，建立激勵引導機制；建立大型儀器設備開放績效考評體系，可根據學校制定的評價標準和辦法，定期對儀器的運行情況、開放程度、人才培養、科研成果、服務收入和功能利用與開發進行評價考核，對于考評分數低、利用率低的儀器設備，采取相應的管理措施，有效避免了儀器購置重復的問題；加大人才隊伍建設，提高人才隊伍素質，科研資源應用以學院課題組為核心，逐步向外輻射。

4 結語

總而言之，隨著科學技術的不斷發展，高校實驗室信息化建設也將不斷推進，以此不僅提高實驗室信息化技術水平，還可以有效提升實驗室管理水平，提升高校整體智慧教學平臺的搭建。實驗室信息化建設涉及到方方面面，從技術到服務，從整體到局部等。信息化管理平臺建設是一個系統性工程，它體現學校對現有的實踐教學思維和管理理念及教學模式進行改革和規范的過程，這個過程不可能一蹴而就，需要逐步深入、逐步提高、逐步完善。因此，各高校推進信息化管理平臺的建設，需要進行頂層設計，統籌規劃，分步分階段建設。本文研究的目的也是為高校實驗室信息化管理提供有力支持。