基于安全理念的高校實驗室開放式管理體系研究

許 雪,屠志剛

(無錫學院,江蘇 無錫 214105)

0 引言

在20世紀60年代初期,美國首先提出了“開放式實驗”的教育理念。隨后,自20世紀80年代起,中國也開始倡導并推廣這種教學模式。盡管如此,如何在確保安全的基礎(chǔ)上提升實驗室資源的使用效率,如何有效地擴展實驗的時間、資源、空間和教學內(nèi)容,依然是需要解決的問題。開放實驗室不僅是高校實驗教學和科學研究的重要基地,也是培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力以及提高教師科研水平的主要場所[1],更是以人為本,“全時段育人”教育理念的重要體現(xiàn)[2-3]。實驗室開放率的有效提高,不僅可以為學生營造良好的學習氛圍,激發(fā)和培養(yǎng)學生的學習興趣、合作創(chuàng)新意識以及科研動手能力,還可進一步提高實驗設(shè)備的利用率。

1 傳統(tǒng)實驗室管理現(xiàn)狀

近年來,國家對高等教育的投入顯著增加,尤其是針對校園基礎(chǔ)設(shè)施和儀器升級的項目。伴隨各類人才引進計劃的實施,相應(yīng)的科研實驗室建設(shè)也得到了持續(xù)的資金支持。這一系列投資促進了高校實驗室硬件條件的飛速提升。如今,實驗室不僅空間擴大,設(shè)備更新先進,而且所承擔的研究課題日益復(fù)雜,跨學科合作的項目數(shù)量也顯著增加。隨著開放實驗室的引入,高校實驗室的安全管理迎來了新的挑戰(zhàn)。高校實驗室的安全對于學校的持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要,構(gòu)成了其發(fā)展的根本保障。近年來,隨著社會各界對高校實驗室安全的關(guān)注加深,高校本身也日益重視這一問題。盡管許多高校已經(jīng)根據(jù)自身情況制定并實施了一系列安全管理措施,但實驗室安全事故仍不時發(fā)生,這不僅對社會造成了嚴重的負面影響,還導致了人員傷亡和財產(chǎn)損失。

在現(xiàn)代實驗室管理中,一個顯著的問題是缺乏可追溯性管理的能力。這意味著在任何給定的實驗室中,隨著時間的變遷,所產(chǎn)生的信息和數(shù)據(jù)往往是多樣化和復(fù)雜的。這些信息不僅包含了實驗結(jié)果,還包括了實驗條件、使用的材料、操作步驟等多種類型的數(shù)據(jù)。由于這種多樣性和復(fù)雜性,加之數(shù)據(jù)量的龐大,現(xiàn)行的信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)往往難以勝任對這些數(shù)據(jù)的全面管理。進一步地,許多實驗室還面臨著信息化工具不足的問題。在沒有高效的信息化管理系統(tǒng)的情況下,人工操作成了數(shù)據(jù)管理的主要方式。然而,人工操作不僅效率低下,而且容易出錯。在數(shù)據(jù)錄入、處理和分析的過程中,都可能因為人為因素導致數(shù)據(jù)的丟失、錯誤或不一致。盡管實驗室產(chǎn)生了大量的原始數(shù)據(jù),但這些數(shù)據(jù)很難被轉(zhuǎn)化為有用的信息。數(shù)據(jù)的潛力沒有得到充分的挖掘和利用,這對于實驗室的科學研究和技術(shù)開發(fā)是一種巨大的浪費。更重要的是,由于缺乏可靠的數(shù)據(jù)支持,實驗室建設(shè)的決策制定過程也受到了影響。管理者很難基于這些數(shù)據(jù)做出精確的判斷和合理的規(guī)劃,從而影響了實驗室的長遠發(fā)展和科學研究成果的創(chuàng)新。因此,為了提高實驗室的管理水平,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的最大化利用,支持實驗室的可持續(xù)發(fā)展,迫切需要開發(fā)和實施有效的信息化管理工具。這些工具應(yīng)能夠跟蹤和記錄所有實驗活動,確保數(shù)據(jù)的完整性和準確性,同時提供高效的數(shù)據(jù)分析和報告功能,以輔助科研決策和實驗室管理。

現(xiàn)代實驗室管理還存在預(yù)約實驗室機制不成熟、不透明的問題。在日常管理中,教學實驗、教師科研項目、畢業(yè)論文、學科競賽、課程實驗均需在實驗室進行,實驗管理人員在日常工作中手忙腳亂,常常出現(xiàn)課程教學與學生開放實驗相沖突的情況,既影響日常實驗教學質(zhì)量,又違背了開放實驗室全時段開放服務(wù)的初衷。另一方面,教學實驗必須在規(guī)定時間內(nèi)完成,任課教師排課困難,同時迫使實驗人員不得不疲于應(yīng)對繁雜的實驗準備工作。實驗室使用時間不透明,任課教師無法完整正確地掌握各個實驗室的占用時間,導致實驗室出現(xiàn)擁擠或空閑情況。

一般開放實驗室的開放頻率是由實驗教師根據(jù)課程實驗進度、師生科研需求及學生人數(shù)進行統(tǒng)籌安排。現(xiàn)行的開放實驗室管理模式依賴于現(xiàn)場手動登記,這導致實驗室使用情況波動較大,時而空置,時而擁擠。人工登記不僅工作量龐大,資料保存不便,而且難以有效預(yù)測實驗室的使用需求,從而影響實驗室的利用效率[4]。實驗室的占用情況、設(shè)備狀態(tài)以及可用時間段等信息不能實時更新或公開,使得用戶難以獲取準確的預(yù)約信息。這種信息不對稱不僅增加了用戶預(yù)約的難度,還可能造成實驗室資源的浪費。實施一套合理的預(yù)約系統(tǒng),以安排實驗室的使用時間,不僅能更好地滿足師生的需求,提高實驗室及設(shè)備的共享效率,而且是提升實驗室管理效能和服務(wù)水平的關(guān)鍵措施。

2 實驗室開放式管理新模式

首先,所提方案可以通過引入更加智能化和自動化的預(yù)約系統(tǒng)來提高效率和透明度。這樣的系統(tǒng)可以實時更新實驗室的使用情況,允許用戶根據(jù)自己的需求靈活預(yù)約,能夠及時調(diào)整和優(yōu)化資源分配。其次,所提方案應(yīng)該建立一套明確的規(guī)則和指導原則,確保課程教學和開放實驗之間的順暢銜接,避免不必要的沖突。最后,所提方案還可以通過定期收集用戶反饋和建議,不斷優(yōu)化預(yù)約流程和服務(wù)體系,以更好地服務(wù)于教學和科研工作。

2.1 根據(jù)實驗室的需要分類

實驗室分為實驗教學、實踐指導和科學創(chuàng)新交流3類,從高到低打開優(yōu)先級。首先,實驗教學是指教學大綱規(guī)定的課程教學實驗,受眾最廣,優(yōu)先級最高。其次,實踐指導包括開放實驗室項目、綜合實驗和畢業(yè)設(shè)計。學生可以通過這一環(huán)節(jié)獲得相應(yīng)的創(chuàng)新學分,進一步提高實踐能力。最后,科技創(chuàng)新交流是指有能力的學生在教師的指導下,依托科研項目、學科競賽等創(chuàng)新活動進行創(chuàng)新與交流。

2.2 不同類型的實驗室應(yīng)采取不同的開放方式

實驗教學實驗室能夠輔助學生完成課堂實驗。學生可以使用手機預(yù)定課程,通過平臺了解實驗老師的教學時間,合理安排自己的實驗時間。同時,在班級預(yù)約系統(tǒng)中,設(shè)有實驗室預(yù)習測試環(huán)節(jié),確保學生在實驗前完成預(yù)習,學生也可以及時了解實際情況。

實踐指導實驗室主要用于高年級學生進行綜合實驗和畢業(yè)設(shè)計。由畢業(yè)設(shè)計指導老師或?qū)I(yè)老師負責預(yù)約實驗室,學生刷卡即可進入實驗室。對于因預(yù)約未到而造成實驗室資源閑置的現(xiàn)象將采取限時取消預(yù)約的懲罰機制。

科創(chuàng)交流實驗室面向?qū)W生團體開放預(yù)約。一些專業(yè)實驗室配備門禁系統(tǒng)、遠程電源管理系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng),對實驗室的使用和安全進行實時監(jiān)控。

2.3 在實驗室預(yù)約系統(tǒng)中添加安全知識鏈接考核

實驗室的開放管理勢在必行,但由此帶來的安全問題也不容忽視。為了確保學生在進入實驗室前具備基本的安全知識,在預(yù)約系統(tǒng)中增加了安全知識測試環(huán)節(jié)。對預(yù)約實驗室的人員進行進入實驗室前的安全教育。根據(jù)不同性質(zhì)的實驗室設(shè)置不同的測試內(nèi)容。

開放管理新模式主要由系統(tǒng)管理模塊、教學課程預(yù)約和實驗室預(yù)約模塊組成,具體框架如圖1所示。

圖1 開放管理新模式流程

系統(tǒng)管理包括用戶管理系統(tǒng),是實驗教學中心用戶、設(shè)備、耗材等的綜合管理模塊,也是其他模塊之間交互協(xié)調(diào)的主要部分。系統(tǒng)方便管理員通過網(wǎng)絡(luò)對實驗臺架、實驗材料、實驗儀器等進行授權(quán),掌握學生實驗、虛擬實驗等環(huán)節(jié)的實時遠程動態(tài)完成情況。一旦出現(xiàn)異常情況,實驗教師可以及時采取拉開關(guān)、斷電等應(yīng)急措施,消除安全隱患,保證人員和設(shè)備的安全。

在學期開始時,任課老師進行該學期的實驗課程預(yù)約,管理員審批后進行實驗教學,在允許范圍內(nèi)申請調(diào)停課,實驗室動態(tài)應(yīng)及時更新,以方便其他人預(yù)約使用。學生進行實驗室預(yù)約時,根據(jù)不同的實驗室設(shè)置測試內(nèi)容和準入分數(shù),準入考核未合格的人員可補考一次,補考未通過者需要重新參加準入培訓,合格后方能進入開放實驗室開展實驗。

3 新開放式管理模式創(chuàng)建的意義

為了實現(xiàn)高校實驗室的快速發(fā)展,適應(yīng)高校實驗室建設(shè)的具體需求,迫切需要提高對實驗室信息化建設(shè)理念的理解,利用先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和大數(shù)據(jù)管理手段開展實驗室開放管理的信息化開發(fā)建設(shè)工作[5]。高校實驗室開放管理信息的意義在于如下幾個方面。

3.1 提高實驗室管理效率

在安全管理的基礎(chǔ)上,利用先進的信息化管理手段實現(xiàn)實驗室的開放,不僅可以提高實驗室的管理水平,還可以提高實驗室的使用效率。該實驗室管理信息系統(tǒng)便于師生更方便、高效地預(yù)約實驗課和實驗場地,減少實驗教師重復(fù)、低效的手工記錄和批改工作量。

3.2 增強實驗教學效果

通過整合先進的信息管理系統(tǒng),實驗室管理者能夠?qū)嶒炇业恼n程表、預(yù)約系統(tǒng)以及使用數(shù)據(jù)進行詳細而高效地管理與協(xié)調(diào)。這種信息化手段不僅提高了實驗室運行的透明度和可追蹤性,還為實驗室資源的優(yōu)化配置提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。通過實時監(jiān)控實驗室的使用情況,管理人員可以更加精準地調(diào)整實驗項目的布局,確保每個實驗項目都能得到充分的空間和資源以供開展。此外,通過對實驗數(shù)據(jù)的精確記錄和分析,可以持續(xù)改進評價標準,確保實驗成果的質(zhì)量與可靠性。

3.3 完善人才培養(yǎng)機制

具備組織才能和濃厚興趣的學生,可以組建專門的創(chuàng)新活動小組,獲準其進入設(shè)施齊全的開放實驗室。學生將有機會充分利用先進的實驗設(shè)備,進行各類創(chuàng)新性研究項目。在專業(yè)教師的悉心指導與監(jiān)督下,小組成員不僅能夠深化理論知識與鍛煉實踐技能,還能通過親身參與諸如國家級、省級或校級大學生科技競賽等多種形式的科研競技活動,來檢驗和展示研究成果。這一過程不僅有助于提升學生解決實際問題的能力,還能夠激發(fā)對科學研究的熱情,培養(yǎng)追求新知、勇于探索的科學精神。同時,這也是對學生團隊協(xié)作能力的一種鍛煉,需要學會如何在組內(nèi)分工協(xié)作,共同推進項目的進展。通過這樣的實踐經(jīng)歷,學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力將得到有效的培養(yǎng)和提高,為將來的學術(shù)研究或職業(yè)生涯打下堅實的基礎(chǔ)。

3.4 促進經(jīng)濟效益

通過推進開放實驗室的實踐,可以有效實現(xiàn)實驗資源的共享,這不僅包括基礎(chǔ)的實驗空間,還包括各類精密的實驗設(shè)備和先進的實驗儀器。這種共享機制能夠顯著提高實驗室及設(shè)備的利用率,確保這些昂貴而重要的資源得到最大程度的利用,避免因局限于特定用戶或研究小組而導致的資源閑置。

此外,實施開放式管理系統(tǒng)有助于降低整體的實驗資源消耗成本。系統(tǒng)化的管理可以精確記錄每次實驗所消耗的材料、能源以及設(shè)備使用時間,從而為制定節(jié)能降耗措施提供依據(jù)。同時,通過對使用數(shù)據(jù)的分析,管理者可以更準確地預(yù)測未來的設(shè)備需求和維護周期,優(yōu)化采購計劃,避免不必要的資金浪費。

在設(shè)備采購的論證過程中,開放實驗室所提供的翔實使用數(shù)據(jù)將成為有力的支撐。這些數(shù)據(jù)不僅反映了設(shè)備的實際使用情況,還能揭示設(shè)備潛在的使用潛力和需求趨勢,幫助決策者做出更加科學合理的投資決策,確保每一分投入都能產(chǎn)生最大的教學和研究效益。

4 結(jié)語

“實驗室開放”這一概念不僅拓寬了實驗室的功能和角色,還在資源有限的背景下強調(diào)了合理規(guī)劃與科學管理的必要性。為了最大限度地利用實驗室資源,高校應(yīng)持續(xù)完善開放管理策略,有效開放實驗室預(yù)約,有效促進實驗室管理的改進,提高實驗設(shè)備的利用效率,以吸引更多師生積極投身于實驗教學、科研創(chuàng)新等多樣化實踐活動。此舉不僅能促進學生將知識轉(zhuǎn)化為實踐能力,還為教師的科研工作提供支持,使教學與科研相得益彰,從而增強教師的科研能力,顯著提升實驗室在培育創(chuàng)新型人才方面的重要作用。