孟源 芶小珊 王文杰
（成都大学计算机学院 四川 成都 610106）
摘要：传统人工管理模式下的高校实验室问题突出。加快实验室信息化建设成为很多高校面临的挑战。通过成都大学计算机学院在实验室信息化、智能化建设过程中存在的问题，提出了智慧实验室综合管理平台的建设方案，为师生提供实验室的动态运行信息，实现实验室智慧化管理。
关键词：智慧实验室；综合管理平台；建设方案
实验室管理是高等学校管理工作的重要组成部分，是反映学校教学、科研和管理水平的重要标志之一。高校实验室在高等教育中所处地位和作用也不断提升，努力提高实验室的管理水平即是自身建设的客观需要，也是现代社会对高等教育管理工作提出的客观要求。
一、管理中面临的突出问题
1、现目前我校的实验室管理工作仍然处于传统的手工登记统计阶段，对于实验教学数据缺乏一个现代化的统计查询手段。在实验管理、资产管理、评价管理、大型仪器设备等管理系统相互分离，数据难以实现互融互通。
2、在传统教学观念中，实验教学工作被认为是教学辅助性工作往往被忽视。实验室师资力量薄弱，人员相应的职称、学历、待遇等多方面低于教学部门。正是这些问题的存在直接影响了整个实验教学队伍的健康发展。
3、近年来高校实验室安全事故频发，影响着学校正常的秩序。特别是在理工科院校的众多实验室中，拥有大批贵重精密仪器设备；使用各种化学试剂、特种设备，存有多种易燃易爆、毒害性物质甚至辐射物品。高校实验室又有使用频繁，人员集中流动性大，大量贵重仪器设备和重要技术资料存放在实验室等特点。
二、智慧实验室建设方案
现阶段高校利用信息技术推动实验室建设智慧化、科技化、现代化方向发展，提高了管理效率。在建设过程中，受基础条件、经费等多方面原因影响，难以实现全方位的智慧化。通过信息技术、网络技术和物联网技术的综合应用，推进综合化的管理平台，是高校实验室数字化校园建设的迫切需求。结合高校实验室的管理模式，智慧实验室综合管理平台主要包括实验室日常管理和安全管理两个方面的内容，如图1所示。
图1 智慧实验室综合管理平台
1、搭建实验室日常管理平台
该平台是实验室管理运行的核心支撑系统，是对实验室管理相关的基础数据进行管理。平台应包含以下系统：基础信息系统、实验管理系统、仪器设备管理系统、实验室项目管理系统、评价决策管理系统等相关的系统组成。
1.1 基础信息系统
基础信息系统是实验室管理平台数据基础，该系统应包含：实验室简介、实验室基础信息、实验队伍信息、仪器设备基础信息、实验教学基础信息等实验室相关的所有基础信息。系统通过分配有权限的角色，可以通过动态数据构建的方式自行设计基础信息表单，能够根据相关报表要求的变化同步更新并产生报表，辅助实验室管理人员顺利完成上报数据的任务，实现数据信息化管理、无纸化办公。
1.2 实验管理系统
实验管理系统应包含：实验教学管理、开放实验管理、自主实验管理、创新实验管理等方面。系统可实现对学校实验教学按照实验内容、实验过程进行管理，对实验申请、预约审核、实验室安排、实验室安排查询、实验过程、实验结果的整套过程进行全程管理。
（1）实验教学管理系统
该功能模块主要包含预约申请、预约审核、实验室安排查询、实验过程管理、实验结果管理5个功能模块。通过信息化手段，提升实验资源的利用率，提升实验效果。师生预约申请教学实验所需实验室。教务处或实验中心批准该项申请后，师生可通过查询功能提前获取实验室安排及课程信息，并有效掌握整个实验过程，最后对学生进行的教学实验成果进行评价并生成相应报告，教师能有批改实验报告和给报告打分的痕迹。
（2）开放实验管理系统
开放实验管理模块是实验室管理最重要功能之一，实验室管理员将空闲的实验资源开放出来供学生预约实验使用，有效提高实验资源的利用效率。可根据所申请实验的具体安排，设定时间策略，有效控制学生使用设备时长，并对学生设备使用时间进行统计，能限制学生进入实验室的时间，便于统一管理。
（3）自主实验管理系统
学生通过对教学知识的掌握，为自主策划完成教学大纲以外的实验项目，提出自主实验预约功能。可根据所申请实验的具体安排，设定时间策略，如超出规定时间，范围可对实验设备进行断电等处理。有效控制学生使用设备时长，并对学生设备使用时间进行统计，便于统一管理。
（4）创新实验管理系统
学生通过日常学习积累设计出创新的实验方案，通过平台提交创新实验方案。
对学生提交的创新实验方案从可行性、安全性和实用性等方面进行审核，通过创新实验安排查询功能提前获取实验室安排信息，有效掌握整个实验过程。
1.3 仪器设备管理系统
系统对学校实验楼、实验教室、实验设备、实验耗材使用进行综合统筹管理，提高资源的利用率。将实验室设备信息、耗材信息、库存数量、借用情况、报废情况等数据同步到校级平台，以便实验室进行后续相关数据分析。
建立大型仪器设备预约和授权管理，申请人可进入实验室并对实验仪器设备进入使用过程。采用信用评级制度管理，对于无故预约不来、预约迟到、到时间不结束的、未正常刷卡进出、违规操作、破坏实验室制度、造成安全事故的，降低申请人员信用评级。
1.4 实验室建设项目管理系统
实现对实验室建设项目的申报工作的全电子化管理。项目申请人通过本子系统提交项目申报书，并可查看项目的审批进展、审批意见。根据项目对应的审批流程，各角色均可给出审核意见及建议，按流程进度自动进行项目审核流转。系统核心在于动态数据构建和动态业务流程管理，以适应不断变化的业务需求。
1.5 评价决策管理系统
系统平台根据评价指标的内容，对指标进行科学的分类，如：实验准备、实验指导、实验效果、设备利用率等等方面，统一对指标进行管理，将管理评价表由若干评价指标组成，通过设置评分权重，对实验室的建设、使用、资产、资金、使用效果、教学质量、实验效果等工作内容，将汇总的数据进行比例评分，从而得到相应实验室评分。为后续实验室建设提供强大的数据支撑，并为校级管理部门提供科学的建设决策。
2、实验室安全管理平台
实验室的安全管理可通过安全准入管理系统、视频监控系统、门禁管理系统、电源管理系统等多方面实现多重保护。
2.1 安全准入管理系统
安全准入系统，通过规章制度的学习、考核和测试，全面提升实验室开放安全性。用于对学生进入实验室前的一个考核，以达到提高学生的安全知识水平和安全意识。为评估学生的实验安全学习情况提供了一个快速检验平台。
2.2 视频监控系统
视频监控系统可实时查看实验室动态，尤其在实验室开放、学生自主实验等过程的安全监控。视频监控还可与门禁控制、电源控制进行联动，当发生异常，摄像头及时进行图像抓拍，并进行监控报警。
2.3 门禁管理系统
门禁系统结合学校课表数据，对出入的教师、学生的信息进行身份识别和实验课程内容识别，根据识别结果设置实训室开关门策略，通过智能中控系统，实现智能开关门。
2.4 电源管理系统
根据各类实验的使用需求，模块作用于实验室所有电器设备、电子产品供电的智能化控制。智能系统保护终端在设置断电策略的时候先检测读取软关机部分，再执行软关机功能，可控制照明、空调、多媒体讲台及投影、电源插座等。
三、智慧实验室综合管理平台建设成效
借助于综合化管理平台，部门管理人员能够快速掌握全校的实验室资源信息，从而使实验室的使用效益得到充分发挥，同时管理部门能借此对实验室资源进行优化配置，也可以借助现代信息技术优势，使原始的资料、设备、项目、耗材统计、课时等统一于管理平台，与专业人才的培养方案进行协调对比，更高效的实验室利用率，可以结合专业课程建设，提高综合性，创新性实验的比率，对于专业实习和课内实习，更合理的安排实验资源，同时促进专业建设与发展。
学生通过系统的使用，掌握了实验安全的基本操作规程，减少安全隐患，同时学生的自主性较强，可以充分利用预约管理系统，结合自己的创新实验项目，合理的使用实验室资源，提高实验设备的利用率。同时，学生将学习的理论知识充分应用于实践操作中，结合自主实验项目，提高了创新能力和动手能力，开拓了学生的视野。
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