高校實驗室信息化數據治理的探索

邱 坤，郭 盛，顧亦然，趙允玉

（南京郵電大學a.應用技術學院；b.智慧校園研究中心；c.實驗室建設與管理處；d.信息化建設與管理辦公室；e.材料科學與工程學院，南京 210023）

0 引言

《教育信息化“十三五”規劃》提出要建設“智慧校園”，不斷探索“以數據為核心資產、以數據驅動業務革新”的發展模式［1］。《中國教育現代化2035》提出要開展大數據支撐下的教育治理能力優化行動，推動以互聯網等信息化手段服務教育教學全過程［2］。實驗室作為高校開展實踐教學、科學研究、人才培養的重要場所［3］，其建設與管理水平極大地影響了高校教學、科研和育人成效。因此，“如何有效提升水平并合理評估”成為廣大實驗室管理者著重思考的問題。通過政策文件的解讀和日常工作的總結，認為數據是其中極為重要的因素，為實驗室建設經費的分配、開放管理模式的優化、服務能力的提升、績效考評以及實驗人員績效考核等工作的決策和開展提供支撐［4］，只有依“數”治理，才能更有針對性地發揮優勢，補齊短板，提升整體建設水平、管理效率和服務能力。

1 實驗室信息化數據存在的問題

實驗室建設與管理是一項龐雜的系統性工作，與之關聯的部門眾多，涉及的信息化數據（以下簡稱數據）也很廣泛，主要是指與實驗室工作相關的校內各類信息化基礎環境設施和信息系統所產生、保存和利用的數據。然而，通過調研江蘇省10 余所“雙一流”高校，發現大多數實驗室建設與管理處（以下簡稱實驗室處）普遍只關注文本類數據（見表1）的收集，這固然非常重要，但不夠全面。

表1 實驗室文本類數據表

學院實驗技術人員兼實驗秘書，除了承擔專職技術工作外，還負責了包括實驗教學、大學生創新創業項目、各類學科競賽、本科生畢業設計等工作的組織和管理。在日常工作中，直接對接的上級部門分別是實驗室處和教務處，與學院幾乎所有人群都會有交集，包括院領導、專任教師、院辦主任、教學秘書、輔導員、學生等，相應地也承擔了大量數據收集、校對、整理和上報的工作，在此過程中，逐步發現實驗室建設、管理和服務中存在的數據問題。

1.1 數據采集形式單一，數據質量難以保證

實驗室處每學期都會要求各學院提交各種數據表，包括：實驗室基本情況表、專任實驗人員表、實驗設備情況表、實驗室績效考評表、實驗技術人員績效考核表等［5］，其數據采集形式較為單一，基本都是文本數據。此類數據在大多數情況下變化不大，然而還要求每次重復填報。由于數據量大，且大多來源于其他信息系統，而各系統間又存在孤島現象，實驗室處很難做到對其中的數據一一審核和比對，既無法確保數據的準確性，更無從感知各實驗室有哪些變化。

1.2 數據缺乏開放共享，流轉不通暢

實驗室實時課表、教師實驗教學工作量等數據缺乏便捷查詢渠道，只有通過聯系實驗秘書查詢文檔方可獲得。而關于一些經費的報銷，如實驗室開放項目、學科競賽、畢業設計等工作的指導費用，教師經常會忘記已經報銷了哪些，還需聯系負責經費的院長或實驗室主任詳細查詢，非常不便。與實驗室處工作相關聯的部門較多，各業務系統間經常需要進行數據對接，然而由于各系統開發廠商和時間不同，數據接口無法兼容，導致數據流轉不通暢，服務效能未發揮。如學生大一時參加了實驗室處組織的開放項目，在完成后應由教務處撥付2 個自主個性化學分，然而直到大四臨近畢業時還未獲得，輾轉聯系了項目負責教師、實驗技術人員、實驗秘書、實驗室處、教務處等，好不容易才在畢業前把學分補齊。諸如此類因數據流轉不通暢導致的管理問題還不少，給師生平添了許多額外工作，造成了較差的用戶體驗。

1.3 數據分析工作缺失，深層次服務價值未發揮

通過數據分析，把隱藏在一大批看似雜亂無章的數據背后的信息提煉出來，并尋找內在規律，是數據發揮深層次服務價值的重要手段。然而，這是一項前期投入巨大精力、短期卻看不到成效的工作。實驗室處更愿意把精力投入容易出成績的虛擬仿真項目組織推進、責任重大的實驗室安全管理等工作。年復一年收集到的數據只是存檔，只有在需要查詢、統計和上報時才會被想起，直至數據失效，也未能發揮其服務價值。

2 實驗室數據治理的方式及其內容

2015年5 月，中國信息技術服務標準數據治理研究小組擬定了《數據治理白皮書》國際標準研究報告，認為數據是資產，通過服務產生價值，數據治理主要是在數據產生價值的過程中，治理團隊對其做出的評價、指導、控制［6］。“如何通過數據服務產生價值”是實驗室數據治理的終極目標，結合實驗室的若干項高校數據治理課題，與實驗室處和信息辦的同事展開探討，從校級層面整體統籌，以管理、技術、服務三方面為抓手。以數據服務為目標，明確數據治理原則，擴大數據采集渠道；設置專職數據管理崗，提高數據質量，推進開放共享；完善實驗室系統交互功能，為師生提供便捷的數據服務，提升用戶體驗和管理效率；最后，通過數據分析，發掘數據深層次服務價值。

2.1 明確數據治理原則和目標，擴大數據采集渠道

數據治理是高校的一項整體性工作［7］。①堅持統一標準和數據共享原則。實驗室信息系統采集和處理的數據，應遵循國家、教育部、江蘇省和學校各級各類數據標準。除《中華人民共和國保衛國家秘密法》所規定的涉密數據外，其他數據原則上允許校內各單位在其業務和管理范圍內共享，并納入校級數據中心統一傳輸、存儲、檢索、應用、管理與分析；②遵循歸口管理和全程管控原則。實驗室處應落實好歸口數據的質量管理工作，須定期檢查、梳理業務范圍內所負責的數據，確保數據質量。重點是把好數據的采集關，確保源頭數據真實、準確、完整、及時，建立數據從采集、處理到維護的全過程管控體系；③依照申請數據最小化原則，實驗室數據使用者應以滿足實際業務需要為前提，按最小化原則申請需要共享的數據。數據采集是所有數據處理行為的前提，數據采集并不是隨隨便便、雜亂無章地采集數據，而是對數據有一定的要求。只有數據量是全面的，才具有足夠的分析價值；是多維度和多類型的，才能夠滿足不同的需求；是高效的，才具有比較明確的針對性和時效性［8］。

實驗室處應結合實際數據需求，擴大數據采集渠道，不僅限于文本數據，還需通過傳感器、日志文件和網絡爬蟲等采集方法，全方位、多維度采集各類數據，為后期數據分析工作的開展奠定基礎。傳感器采集工具有攝像頭、麥克風、門禁等，通過采集到的實驗教學場景和刷卡記錄，可以為實驗教學改進、實驗室利用率優化和實驗室安全保障提供數據參考。通過日志文件和網絡爬蟲，可以采集到師生在實驗教學中的網絡行為數據，為教師教學評價、學生成績評估和師生行為分析提供輔助［9］。

2.2 構建統一數據平臺，提高數據質量，推進開放共享

高校應構建一個集數據歸集、存儲、交換、共享、治理、分析、應用等功能于一體的統一數據平臺，運用平臺大數據優勢，助力高校數據開放共享［10］。校信息辦通過一體化數據中心平臺融入智慧校園（見圖1）總體建設，并發布“南京郵電大學信息化數據管理辦法”，技術加管理雙管齊下，推進數據治理工作的開展。既有利于集中整合各類基礎數據、統一數據統計口徑和數據出口、形成數據資產、加強數據治理；又有利于快速形成數據服務能力，為科學、精細化決策提供支撐；還有利于對原有系統進行集成對接，對新建系統進行統籌規劃和部署［11］。

圖1 智慧校園體系架構

對于暫時沒有條件建立統一數據平臺的高校，也可采取局部數據治理方式，將實驗室相關數據建立關聯，確定表1 中實驗室各項數據對應的唯一源信息系統，通過共有字段作為紐帶，整合各系統中實驗室相關數據，實現跨系統、跨部門的數據共享。如實驗室信息系統與資產系統之間的對接，可以通過兩系統共有的實驗室基礎信息代碼進行關聯，只要資產系統里的數據及時更新，實驗室信息系統就可以獲取到最準確的儀器、設備等資產數據，以此作為實驗室資產數據的基礎，既省去了數據重復錄入，又保證數據的一致性［12］。

實驗室處應高度重視數據工作，設置專職數據管理崗。作為數據生產方，保證數據采集的真實性、完整性和規范性（如實驗室面積究竟是建筑面積，還是使用面積？應該統一說明），提升數據更新的及時性，并積極了解數據可應用于哪些方面，確保源頭數據能滿足數據使用方的需求，數據只有在能快速和容易的訪問時才有用；作為數據使用方，了解涉及自身需要的那部分數據標準，了解如何對接數據管道提供的數據，包括數據對接的頻率、數據存儲、數據關聯關系，掌握數據映射關系，在遇到數據質量差、格式不同的情況時，能夠進行數據清洗、過濾和格式轉換操作［13］。

2.3 完善實驗室系統交互功能，提升用戶體驗和管理效率［14］

當前，大多數高校實驗室處都建有信息化管理系統，本期望通過電子化流程替代以往紙質材料簽字、蓋章、遞交的方式，實現“信息多跑路，師生少跑腿”，然而實際應用效果卻并不理想，很多教師仍然沿用原先方式。經過交流、溝通，發現此類系統在投入使用伊始，往往要求教師對照用戶手冊學習如何操作，教師原本事務性工作就很多，對突如其來的學習難免會有抵觸心理。長此以往，系統成了擺設，逐漸廢棄。

學校遵循“以生為本，以師為先”的原則［15］，將實驗室信息化管理系統的設計定位從管理轉向服務，實驗室建設和資源配置要充分尊重基層用戶意見，通過暢通、透明的信息平臺，轉變為以服務師生為主體，建立實驗室管理者與使用者直接、平等的連接機制，告知師生通過本系統可以查詢到哪些信息，在遇到問題時如何反饋能夠得到及時解決，在服務好師生的前提下，逐步引導其運用系統開展工作。

2.4 重視數據分析工作，發掘數據深層次服務價值

數據分析是發掘數據深層次服務價值的必要手段。實驗室處應根據目標需求，尋找關聯數據，找出其中的因果關系或相關關系，通過機器學習和深度挖掘的方法，從各種各樣的數據來源中提取有用信息，然后將這些信息合并，深度分析其中的規律和內在關聯，經過細化梳理后，為實驗室建設與管理決策的完善和實驗教學模式的優化提供參考方案。

3 實驗室數據治理階段性成果

經過1 年半的數據治理，我校實驗室數據采集更加規范，數據質量顯著提升，數據更加開放共享，流轉也更順暢，用戶交互功能增強，數據服務能力凸顯，支撐了實驗室綜合管理與安全平臺（以下簡稱平臺）的進一步完善。

3.1 完成實驗室基礎信息分級管理，提升工作效率

校實驗室處已完成實驗室基礎信息的分級管理，包括實驗中心、建制實驗室、實驗分室三級，用戶可手工指定管理級別，滿足日常便捷管理的需要。①基本信息。分級列出學院組成，實驗室及實驗分室設置，以及實驗房間數、房間面積、儀器設備臺套數、儀器設備總值、面向專業、承擔的實驗課程、開出實驗項目等的統計信息；②規章制度。分類別列示各實驗室與實驗室管理工作相關的規章制度，提供標題的關鍵字檢索功能；③用房信息。支持登記實驗用房基本信息，如：房間號、名稱、類型、使用面積、建筑面積、所屬實驗室、樓層平面圖，全面管理實驗室用房信息，建立用房信息體系。實驗人員普遍反映數據重復填報的事務性工作量減輕不少，信息查詢更加便捷，工作效率有了大幅提高，紛紛積極參與實驗室數據更新、維護工作。

3.2 實現了實驗人員信息的細化管理

校實驗室處提供實驗室專職、兼職人員信息化管理平臺，實現實驗人員崗位日志管理與匯總，實驗人員基本信息的管理，人員工作量統計，實驗室人員結構統計分析，崗位日志、培訓情況和科研成果、任職管理等管理功能，相關權威數據從人事、科研等系統獲取。其中：①人員基本信息。提供人員基本信息的維護、瀏覽及檢索功能。通過設置所屬實驗室，將人員設置為實驗室專職人員。可以根據編號、姓名、職稱、文化程度、專業方向、所屬實驗室等信息進行人員的快速檢索；②驗室人員任命管理。可單獨或批量任命指定實驗室的專職或兼職工作人員，可設置任職期限和任職文號，同時可指定工作人員的角色以及分配系統操作功能；③人員結構分析。按照教育部數據上報格式，提供各實驗室人員結構組成信息，實驗室個數，房屋使用面積等統計報表。通過對實驗技術隊伍的有效梳理，為崗位招聘、人才引進、職稱評聘等提供依據。根據平臺數據統計，學校通信與信息工程、電子與光學工程、材料科學與工程學院有十余位高級實驗師工作業績突出、科研成果顯著，卻因為學校沒有設置正高級實驗師職稱，導致晉升受限。人事處迅速牽頭實驗室處、科研院、教務處等部門進行研究，出臺了正高級實驗師評審條件，并將于2023 年施行，此舉極大地調動了實驗人員的工作熱情，助推了我校實驗隊伍建設水平的提升。

3.3 完善儀器設備信息的動態管理，優化了利用率

平臺采集的儀器類別、名稱、型號、規格、數量、價值、儀器即時狀態、所屬管理員、存放位置、學習資料等詳細信息，支持增、刪、改、查、審等操作，并動態實時更新，幫助實驗人員更好地了解儀器設備的使用情況，及時做好維護工作，在延長儀器設備的使用壽命、提升利用率的同時，也為后期采購工作指明了方向。通過信息共享，還可以在閑置時段供兄弟學院使用，實驗室處將此作為績效考評的加分項，以調動積極性。

3.4 實現了信息發布交互和數據共享對接的功能

通過平臺的信息發布交互功能，實驗人員可管理和發布本實驗室資源現狀、實驗儀器設備共享信息、安全檢查信息、危化品相關信息、實驗室安全教育考試信息、成果、規章制度及儀器設備使用收費狀況等，由平臺自動生成動態數據信息。平臺還實現了系統的集成以及各個系統之間的數據共享，在存放大量數據的同時有效地將數據管理起來，并提供便捷的數據訪問手段，使得數據在使用的過程中不斷完善，從而保證數據的及時性、完整性和一致性。通過數據管道技術的運用，實現數據按照設定的規則自動從數據生產方傳輸到數據使用方［16］，解決諸如在學生完成開放項目后，實驗室管理系統實時將學號批量傳輸給教務系統，完成自主個性化學分的自動劃撥。師生還可通過平臺進行儀器設備預約、實驗室預約等。這一系列功能的實現簡化了以往繁復的流程，提升了用戶體驗。

4 結語

實踐證明，實驗室數據治理工作的開展提高了管理工作效率，提升了實驗隊伍建設水平，優化了儀器設備利用率，減輕了實驗人員事務性工作量，提升了師生的用戶體驗，得到了一致好評。后期將深入思考如何更好采集數據、分析數據，挖掘數據深層次服務價值，助力實驗室建設與管理水平的提升，更好地服務于高校人才培養和科學研究工作。