基于信息化的高校實驗室開放管理

莊錦清，黃 偉

(福建警察學院，福建 福州 350007)

0 引言

近年來，隨著教育改革的推進，高校越來越重視學生創新及應用能力的培養[1-2]。實驗室作為高校實驗教學，提升學生實踐能力的重要場所，在保證完成教學科研任務的前提下，積極開展社會服務和技術開發，開展學術、技術交流活動[3]。另一方面，隨著高校教學條件的不斷優化，實驗室建設大規模推進，存在重復建設，利用率低的情況。因而，實驗室的開放需求越來越迫切，在科技高速發展的背景下，如何創新實驗室開放模式，做好信息化管理具有重要的探索意義[4]。

在信息化大潮下，各大院校不論在實驗教學，還是在實驗室管理上廣泛引入信息化建設，如虛擬仿真實驗教學平臺[5]以及各類智能化實驗室管理舉措的建設[6]。其中對于實驗室開放的信息化管理也備受關注，如智能實驗室管理系統下的實驗室開放管理[7]、基于 Spring Cloud微服務架構的開放實驗室管理系統構建研究與實踐[8]等，有效提升實驗室利用率，有力保障師生教學科研活動。

1 實驗室開放需求

福建警察學院作為福建省唯一一所全日制警察本科院校，以培養應用型人才為主要目標，注重學生創新、實踐能力的培養。近年來，學院加大實驗室建設力度，升級改造一批實驗室，引入先進的儀器設備?，F有教學實驗室、科研實驗室、產學研中心以及學生創新實驗室等[9]。學院設有實驗中心負責實驗室的綜合管理，同時根據實驗室類別實行分級分類管理。

隨著高校教改的推進和教學理念的轉變，加大實驗室開放力度勢在必行，不論從學院管理、教師科研還是學生創新的角度出發，這都是一項多方共贏的舉措。

從學院層面上看，實驗室開放共享與培養應用型人才的目標相一致。另一方面。實驗室開放能有效的提升實驗室利用率，減少重復建設，優化資源配置。另一方面，學院將申請碩士學位建設點作為未來五年規劃的重要目標之一，對教師科研工作提出了更高的要求。而實驗室作為科研工作的重要場所，為保障教師科研工作順利進行，需打破行政壁壘，開放共享實驗室。

從培養學生的層面上看，一是實驗課程是培養學生實踐能力的教學方式，是其它教學形式所無法替代的。實驗課程教學時間有限，學生在有限的時間內對教學內容的掌握程度不盡相同。因而實驗室開放是學生實驗課程的延伸，幫助學生利用課余時間更好的掌握實驗知識。二是隨著國家對創新型、應用型人才的培養力度加大，挑戰杯賽、“互聯網+”創新創業大賽等各類學科競賽應運而生。學院高度重視學生創新實踐能力的培養，組織學生參加比賽。實驗室開放為學生參賽提供了硬件保障，讓學生能夠自主設計、創新，提升實踐能力，以期獲得好成績。于此同時，實驗室開放有效保障了學生畢業設計的順利進行。

2 實驗室開放信息化建設

2.1 平臺建設

在學院大力推進信息化管理的大背景下，實驗中心建設有智慧實驗室管理平臺，包含實驗教學、實驗室開放、設備管理、耗材管理以及實驗室運行管理等模塊，實現對實驗室的全方位管理。實驗室開放作為其中一個重要組成模塊其拓撲結構如圖1所示。實驗室開放與實驗教學、實驗室運行管理、監控模塊等多模塊聯動，完善實驗室開放管理。

圖1 實驗室開放信息化管理拓撲圖Fig.1 topology diagram of information management forlaboratory open

2.2 開放預約機制

智慧實驗室管理平臺提供實驗室開放預約模塊，師生在平臺上填寫預約信息，實驗室名稱、實驗名稱、實驗項目、所需耗材、實驗人數、指導教師、實驗員等信息，并發起預約申請。

實驗室開放不僅僅是時間、空間和設備的開放，更是實驗內容的開放。實驗室開放預約分為實驗項目開放預約和實驗場所開放預約兩大類。開放預約平臺提供可供預約的項目信息，師生可以通過查看相關項目，以項目形式預約實驗室。項目信息來自于教學管理模塊中的實驗課程。每學期初，學院要求教師錄入本學期的實驗教學項目安排，并設置項目的開放情況。開放預約模塊自動導入項目信息供師生預約選擇。項目預約是實驗課程的延伸，而對于教師科研、教學競賽、畢業設計等自主設計、創新性強的實驗需求，可直接預約實驗場所，自行設計實驗項目。但不論哪種形式的開放預約，由于實驗室可能存在教學需要或已預約的情況，平臺均提供沖突檢測機制。開放預約模塊自動識別教學管理模塊中的課程安排及已預約情況，在師生選擇開放預約時間時給出提示，避免實驗室的使用沖突，如圖2所示，其中空白部分為可預約時間。

圖2 預約時間沖突檢測Fig.2 conflict detection of appointment time

由于實驗室類別不同，所涉及的實驗耗材及其危險程度不盡相同。如化學、生物、光學類實驗室等涉及到?；?、精密儀器等的使用，須有指導老師或者實驗員在場指導的情況下方可進行實驗，以保障學生的安全。而如虛擬仿真、基礎物理以及學生創新實驗室等危險系數低的實驗項目，學生可自行獨立完成。因此實驗室開放采用差異化管理模式，對不同實驗室設定不同的開放時間及開放要求。學生可獨立完成的實驗項目均采用 24小時開放模式；對于需實驗員在場的情況，則僅在上班時間開放；而對于需由指導老師在場指導的情況，則需通過指導老師的賬號進行預約申請。在保障學生安全及儀器使用壽命的情況下，充分開放實驗室，為師生科研、創新提供有力保障。

2.3 使用情況記錄機制

實驗室開放模塊與實驗室運行管理模塊互通，開放預約申請審核通過后，系統自動為申請人開通所申請時間段的門禁權限，申請人可自行通過門禁終端刷卡開門進入實驗室。同時門禁終端記錄下預約實驗室的實際使用情況。與此同時，實驗室均設有24小時監控及自動考勤系統，記錄下實驗室內的活動情況。一方面為實驗室安全提供記錄；另一方面也是對預約人員是否實際到場的監督，對于多次未按預約申請到現場開展實驗的人員實行黑名單管理，培養學生誠信的同時，提高實驗室利用率。

2.4 實驗室安全培訓

高校實驗室特別是化學實驗室，存在一定的危險系數。近年來發生多起實驗室安全事故，令人痛心、惋惜。平臺設置有實驗室安全培訓模塊，師生自行完成實驗室安全測試，測試通過方可進行實驗室預約，盡最大努力避免實驗室安全事故，保障師生生命財產安全。

2.5 手機APP開發

為方便師生預約實驗室，在智慧實驗室管理平臺的基礎上，設計開發“智慧實驗室”手機APP，提供實驗項目、實驗室預約、安全考試、掃碼開門功能，涵蓋實驗室開放的各個環節。

3 結論

高校實驗室是培養學生創新實踐能力的重要場所，具有不可替代性。隨著教學改革的進一步推進，加大實驗室開放力度勢在必行[1]。在信息化大背景下，建設實驗室開放管理系統，與實驗室安全考試、實驗教學安排、實驗室運行管理、監控系統等多模塊互聯互通；通過對不同類別實驗室的差異化開放策略，實現實驗室開放的智能化管理。在保障師生安全的前提下，最大程度開放實驗室，為教師科研、學生創新提供最有力的保障。下一步將打通實驗室耗材管理模塊，實現實驗耗材的智能化選擇，簡化申請預約流程，為師生提供更大的便利。

圖3 “智慧實驗室”APPFig.3 APP for “smart lab”