高校實驗室綜合管理系統的開發

趙青山, 徐荻秋, 李 健

(1. 東北農業大學 實驗室管理處, 黑龍江 哈爾濱 150030; 2. 東北農業大學 教學質量評估中心, 黑龍江 哈爾濱 150030)

實驗室是高等院校和職業技術學校作為實驗教學和科學研究的承載體,是學生實踐能力和創新能力培養的重要基地,是教學質量保障的基本條件之一[1-3]。近幾年,隨著“雙一流”建設的開展,實驗室硬件條件得到了進一步改善,同時對實驗室管理工作的要求也不斷提高。因此,實驗室管理系統的探索與設計也受到了實驗室管理部門的普遍重視,一些高校已經對實驗室管理系統進行了設計與實踐,但能夠把實驗室管理系統真正有效實施起來的卻并不多[4-7]。因此,設計科學合理的、符合本校實際的實驗室管理系統,已經成為實驗室管理部門的一項重要工作。

為了提高實驗室的管理水平,達到優化實驗室管理的目的,我們對高校實驗室管理的現狀進行了分析與研究。結合農業院校的特點,設計開發了包含實驗室基礎管理、建設管理、安全管理、儀器管理和開放管理等功能模塊的一體化的實驗室綜合管理系統。

1 高校實驗室管理的現狀

近年來,國內高等院校在實驗室管理系統的開發與應用方面不斷探索,做了許多改革與實踐,取得了一些較為顯著的研究成果。中國礦業大學開發了一個實驗室綜合管理系統,包括實驗室的安全、資產、教學和科研等管理內容,具有安全考核準入制、進入實驗室的審查機制、場地與儀器設備的查詢功能和預約功能等特色,很大程度上提高了實驗室的管理水平[8]。黑龍江東方學院開發了一個實驗室管理信息系統,該系統不僅能夠對實驗項目和設備進行管理,還能夠提供采購決策以及綜合查詢功能,實現了實驗室管理的智能化和綜合化發展,提高了實驗室管理工作效率和管理水平[9]。中國農業大學根據實驗教學和實驗室管理,將實驗室功能劃分為三大模塊,通過對實驗室個性化管理策略、共享服務資源的靈活配置,以及根據用戶需求的模塊化定制等方面進行分析,設計了面向個性化定制的實驗室管理系統,以滿足多元化用戶多樣性的訪問需求[10]。南京農業大學通過對高校實驗室信息化管理需求的整理和分析,設計了包括了云平臺、庫存管理和設備管理三大模塊的高校云實驗室管理系統。該系統還對用戶角色進行了詳細劃分和初始設定,使其能夠實現對不同學校、不同學科的實驗室進行統一管理和維護,有效提升了高校實驗室資源利用水平[11]。北京信息科技大學針對目前高校實驗室管理和實驗教學的現狀,設計開發了智能防災實驗室管理系統。該系統有效提高了實驗室的安全性、高效性,并降低了教師和管理人員的勞動強度[12]。

綜合高等院校實驗室管理的現狀、實驗室管理系統的開發和應用情況,以及實驗室相關管理人員的研究,可以看出,我們在實驗室管理的研究方面取得了一定的進步。但高校實驗室管理工作人員和各界相關學者都普遍認為目前國內實驗室管理相對落后[13-15],主要表現在以下幾個方面:第一,實驗室管理人員不足。受制于“重理論、輕實踐”的傳統觀念,由于工作性質、工作津貼和受重視程度等原因,導致實驗室管理人員相對缺乏,進而影響實驗室管理水平的提高。第二,實驗室管理手段落后。實驗室管理缺少智能化、自動化的現代管理手段,多采用傳統的、人工記賬式的管理手段,工作量大,重復性勞動多,影響工作積極性。第三,實驗室建設缺乏統籌。實驗室建設基本還以二級學院為單位,以小而全的思想“各自為政”進行實驗室建設,缺少學校層面的頂層設計。第四,實驗室安全受重視程度不夠。部分二級學院對于存在安全隱患的實驗室整改不徹底,安全意識有待于進一步加強。第五,大型儀器缺乏共享。大型儀器多數配置在相對實力較強的學科或專業,不盡合理,存在使用效益不高的現象,現有大型儀器設備共享平臺不夠完善,不能實現充分的共享。第六,實驗室儀器損壞率高。由于儀器設備操作培訓不到位或儀器缺少必要的維護,導致部分儀器設備使用年限縮短,甚至損壞。第七,實驗室開放率不高。實驗室只對大學生創新創業項目和校級實驗室開放項目進行開放,形式較為單一,并沒有做到真正意義上的全方位開放。

2 實驗室綜合管理系統的設計

實驗室綜合管理系統是學校數字化校園管理系統的一個重要組成部分,該系統能夠利用現代化的管理手段保存原始資料和基本數據,減輕實驗室管理人員的工作強度,實現實驗室的統籌管理和動態監管,促進實驗室管理水平的逐步提高,進而提升實驗教學的質量和科學研究的水平。

2.1 綜合管理系統的整體構架設計

實驗室綜合管理系統由界面操作層、業務應用層和數據服務層構成。采用Web瀏覽器/服務器模式(B/S模式)[16-17],通過用戶界面進行訪問,整體構架如圖1所示。

界面操作層主要是用戶的操作界面,通過操作人員的基本信息進行登錄,并由管理人員設定操作人員的操作權限。業務應用層為實驗室綜合管理系統的功能模塊,包含實驗室基礎管理、建設管理、安全管理、儀器管理和開放管理等功能模塊,采用java web和SQL數據庫進行構建[18]。數據服務層主要包括基礎數據庫和硬件支撐?；A數據庫與數字化校園進行連接,共享基礎信息或由各二級學院進行導入或錄入。硬件支撐結合數字化校園實際情況,應用現有硬件設施,采用服務器托管形式,使訪問節點數量滿足全校師生同時在線訪問。

2.2 綜合管理系統的功能模塊設計

實驗室綜合管理系統主要包括實驗室基礎管理、建設管理、安全管理、儀器管理和開放管理等功能模塊,每個模塊又包括五個子模塊(見圖2)。

圖2 實驗室綜合管理系統功能模塊

2.2.1 實驗室基礎管理

實驗室基礎管理由規章制度管理、基礎信息管理、人員信息管理、評估評價管理、查詢和統計等功能構成。規章制度管理主要是將國家、省、市相關法律法規,學校相關規章制度,實驗室管理制度、工作流程、操作規程等內容導入到系統中,使在實驗室工作和學習的師生了解實驗室的規章制度和使用規范等基本情況?；A信息管理包括實驗室的名稱、簡介、適用對象、面向專業或研究方向、所在位置和面積等信息,幫助使用者了解該實驗室的功能。人員信息管理主要包括專職實驗人員檔案信息,如:學歷情況、從事專業、任職崗位、培訓情況、成果情況、績效考核等內容,能夠在系統中看到全校同行的基本情況,以便找出自己的不足,促使自己積極學習和進步。評估評價管理主要是根據實驗室評估指標體系,使各實驗室完成自評管理,找出本實驗室的優勢和不足,提出合理化建設和改進方案,對于管理不善的實驗室進行指標預警管理,促使其不斷改進和完善。

2.2.2 實驗室建設管理

實驗室建設管理包括建設項目申請、論證、實施、驗收與評估、查詢和統計等功能。設置該模塊的目的是使學校的實驗室建設能夠根據教育發展的規律和趨勢,并結合學校實際情況,注重頂層設計,加強統籌規劃。建設項目申請，由各學院學科或專業負責人提出實驗室建設初步規劃,準備基礎資料,填寫申請書、采購預算、大型儀器論證書,在系統內完成項目申請。建設項目論證，由主管部門対學院提出的申請進行審核,負責實驗室建設的相關人員對實驗室情況進行實地走訪調研,然后組織專家對申請的實驗室建設項目論證分析、探討其建設的必要性和可行性,學校審批,項目入庫確認立項。建設項目實施，學院提出項目實施方案,管理部門對實施方案進行審核,然后由招標采購中心進行設備物資招標采購,并由管理部門監督項目的經費使用情況。建設項目驗收與評估，項目建設完成后,由學院填寫驗收申請,管理部門組織驗收評審,并對效益評估進行論證,最后形成效益評估報告,完成項目建設。

2.2.3 實驗室安全管理

實驗室安全管理由日常安全管理、安全教育管理、危險品管理、特種設備管理、查詢和統計等功能構成。在日常安全管理方面,按照各學院實驗室存在安全隱患項點的類別和數量,在管理系統內對全校的實驗室進行安全管理等級劃分,一級為全面重點監控、二級為安全隱患項點重點監控、三級為正常監控。實驗室管理部門堅持安全檢查常態化,對于實驗室內的安全隱患和安全事故預案的管理情況,認真登記安全檢查及整改記錄,由實驗室負責人和主管院長確認簽字后,形成整改表格并在管理系統上進行公布。在安全教育管理方面,注重上級部門和學校相關安全制度的落實,系統內鏈接各類實驗室安全制度和“實驗室安全知識手冊”供師生學習。每學期及時在網上公布本學期對實驗室工作人員的安全教育培訓計劃。對進入實驗室的學生實行安全考核準入制度,學生使用自己的學號登錄學習系統,學習與本專業相關的實驗室安全知識,然后進行考核測試,成績達到90分以上為合格,可獲得“實驗室安全培訓合格證書”。 在危險品管理方面,購買前首先在系統內填寫申請表,然后管理部門審批、公安部門備案,由招標采購中心統一購買。對于管制類危險化學品，同時提交安全責任承諾書、操作規程、安全措施、安全事故應急處理預案以及供應商的資質情況等。危險品使用和存放要求使用記錄、使用審核、出入庫登記、清查盤點等信息完整無誤。危險廢棄物管理要有回收登記、處理記錄以及回收單位的資質證明。特種設備管理要求按照使用申請、使用審核、使用記錄、檢查管理等方面規范程序,嚴格管理。

2.2.4 實驗室儀器管理

實驗室儀器管理由儀器常規管理、運行過程管理、儀器報修管理、維修記錄管理、查詢和統計等功能構成。儀器常規管理主要是指儀器設備的基本技術資料,包括儀器名稱、型號、廠家、價格、編號、使用方向、經費來源、購買人、驗收日期、使用說明書等內容,以及該儀器所在學院的樓宇和房間號。運行過程管理主要是指儀器設備運行監控管理,儀器設備的使用必須填寫“儀器預約記錄”和“儀器使用記錄”,以了解該儀器的完好狀態及故障與維修記錄、儀器預約使用的排隊情況，以及該儀器的利用率。儀器報修管理是實驗室工作人員根據儀器的運行狀態和工作需要,填寫設備維修維護申請表,由系統上報實驗室管理部門。維修記錄管理是在學院提出維修申請后,實驗室管理部門審核通過,組織維修工程師檢測儀器設備損壞程度,確定儀器維修費用后對設備進行維修,維修完成后由學院和管理部門共同進行驗收,并與維修廠家簽訂保修合同,學院將維修設備記錄錄入系統存檔。

2.2.5 實驗室開放管理

實驗室開放管理由規章制度管理、開放預約管理、開放過程管理，開放評估管理、查詢和統計等功能構成。規章制度管理，是將學校實驗室開放相關的管理制度、申請流程、安全責任等內容錄入到系統中,使申請人員了解實驗室開放的相關規定。開放預約管理，由申請人提出預約申請,實驗室管理人員審核通過后,對申請人員進行基本操作培訓,培訓合格后由管理部門審核,批準進入實驗室。開放過程管理，申請實驗室開放人員進入實驗室后,必須認真填寫出入管理記錄、實驗室使用記錄,儀器設備使用記錄、環境衛生值日記錄等相關內容。開放評估管理，實驗室安全責任人對實驗室的安全狀態進行定期檢查和不定期抽查,填寫實驗室安全檢查記錄,確保實驗室在安全的環境下運行。開放實驗結束后,申請實驗人員要完成實驗報告,并提交實驗收獲和實驗成果情況。

3 實驗室綜合管理系統的運行

3.1 軟件的學習與培訓

實驗室綜合管理系統的超級管理員,由實驗室管理處對系統各項功能和操作了解比較全面的人員擔任,各學院(部)等二級單位須確定一名具有實驗室管理相關業務知識的人員,作為實驗室綜合管理系統管理員,由超級管理員來設定管理員的權限。然后各系或實驗中心根據本單位實際情況,確定1～2名實驗室綜合管理系統操作人員。系統投入試運行前,由軟件開發人員和超級管理員對系統管理員和操作人員進行技術和使用方面的培訓,使其了解軟件各功能模塊的用途,熟悉各功能模塊的使用操作。

3.2 數據的導入與備份

系統運行前,由超級管理員導入或錄入國家、省、市相關法律法規,學校相關規章制度以及學校層面的與實驗室管理相關的原始數據和記錄。各二級單位對系統需要的數據進行梳理和統計,然后錄入本單位實驗室管理制度和相關各類原始數據和記錄。數據錄入后,對數據進行整理、查錯和糾錯,無誤后,及時備份。

3.3 系統的測試與運行

以一個二級單位作為試點對系統進行測試,主要測試各功能模塊的規范性、適用性和安全性,以及各模塊查詢和統計功能的全面性,對新系統的測試情況,提出改進和完善的意見和建議,使管理系統的適用性和可操作性更強。完成系統的測試和功能的改進后,將實驗室綜合管理系統在全校范圍內進行使用,盡量取消與實驗室相關的紙質簽字、蓋章等流程,改為實驗室綜合管理系統內的申請和審核,以提高實驗室管理的效率。

4 結語

高等院校實驗室的現代化、系統化管理是社會發展和教育新形勢下的發展趨勢和必然結果。信息化的實驗室管理模式,改變了原有的、傳統的、手工的實驗室管理方式,減少了以往不斷重復的繁瑣工作,提高了工作效率,促進了實驗室管理的規范化和科學化,進而提高了實驗室管理水平。實驗室綜合管理系統的應用,能夠對實驗室進行有效的管理和監控,實現了實驗室信息一目了然、實驗室建設規劃清晰、實驗室安全管理規范、實驗室儀器充分共享和實驗室開放井然有序的流程化管理,為提高實驗教學和科學研究的質量奠定了良好的基礎。