新工科和新舊動能轉化背景下的高校實驗室管理方式改革探索

趙海濤 逄明祥 王卓鵬

（山東科技大學電子信息工程學院，山東 青島 266590）

0 引言

2017年4月8日，教育部在天津大學召開新工科教學研討會，確定了“新工科”建設行動路線。2018年1月10日，國務院同意設立山東新舊動能轉換綜合試驗區，3月初，山東省教育廳主動服務新舊動能轉換重大工程建設工作，對接十強產業，重點建設“十強產業”相關學科專業，提升為地方經濟發展和產業轉型升級的服務能力。面對新工科的目標和十強產業學科專業建設目標，高校實驗室是培養學生實踐能力、創新能力和工程思維的主要戰場。課內實驗、課程設計和學生參加國家級等各類競賽時間交叉等問題，以及日益增長的學生創新創業實踐等需求，作為實驗室核心組成部分的儀器設備管理工作也日趨復雜煩冗，大學必須改革傳統高校實驗室管理方式和方法。

1 實驗室管理現狀及存在的問題

山東科技大學通信工程及相關專業是山東省重點建設的新舊動能轉換“十強產業”相關學科專業之一，在長期發展中，積累了豐富的實驗室資源和經驗，不僅符合國家高新技術發展戰略要求，也具備助力產業升級轉型的能力。現有網絡與多媒體實驗室、通信原理實驗室、高頻電路實驗室和中興通信ICT產教融合創新基地等實驗場所，支撐課內實驗和課程設計，同時為教師科研、學生參加創新創業實訓、電子大賽、機器人大賽等提供場地和設備支持。

由此導致儀器設備使用管理工作的難度和強度大大增加，進一步暴露了目前儀器設備使用管理上的一些問題。

1.1 儀器設備專用程度高、種類多

網絡與多媒體實驗室現有微機60臺，裝有Matlab，Multisum、Altium Designer、Orcad、ADS等專業仿真工具。高頻電路實驗室現有兩批次高頻實驗箱共計40臺，信號源30臺，示波器30臺，萬用表40塊，高頻毫伏表30塊，邏輯分析儀2臺，頻譜分析儀2臺，焊接工具箱40套。通信原理實驗室現有實驗箱40臺，儀表與高頻實驗室共用。中興ICT基地有軟件無線電實驗箱40套，現代交換試驗箱40套，相關測試設備70套。各實驗室總計儀器設備460余臺套。實驗室儀器設備專業化程度高、種類多，對儀器設備的使用管理維護提出了很高要求。

1.2 實驗技術人員不足

實驗室現有專職實驗員2名，每年承擔約70 000人時數的實驗教學工作，同時負責設備管理、實驗室建設與管理等工作。近年來，學校為培養高素質工程人才，加大對實驗室的投入，購置了大量專用儀器設備，數量和種類不斷增加。儀器設備的使用、維護等工作若僅靠原有的實驗技術人員，難以滿足實驗室建設及管理的需求。

此外，實驗室及儀器設備開放共享機制的實施，實驗室支持學生參加電子大賽、機器人大賽等措施，造成實驗室流動人數急劇增加、使用的儀器設備數量和種類也不斷增加。學生在實驗過程中的不規范操作，也會不同程度地損壞實驗室儀器設備。這些因素使得儀器設備管理維護難度增大，進一步加劇了實驗技術人員緊張的局面。

1.3 儀器設備管理方法落后

目前，實驗室儀器設備的管理維護有實驗技術人員負責。為了方便管理，各實驗室配備了設備間，用于存放儀器設備，同時備有記錄冊，方便管理人員登記儀器數量、維護信息、出借及歸還記錄等。隨著近年來專用儀器設備數量、種類的急劇增加，傳統實驗室儀器管理方法已不能滿足新工科高校教學和科研的需要。特別是實驗室開放后，儀器設備使用、管理混亂，使用不規范所造成的儀器設備損壞十分頻繁。實驗管理人員每年需花費大量的時間精力盤查實驗室資產狀況和儀器使用維護情況，記錄儀器設備的登記入庫以及報廢信息。同時，手工記錄設備的借用、歸還和維修信息等傳統方式容易造成儀器設備信息的差錯與滯后，特別在設備流動以及設備清查的過程中，很難準確并且實時地反映設備的狀態。需運用現代信息化技術對傳統儀器管理方法進行合理、有效規劃，提高管理效率和水平，更好地為教學和科研服務。

2 實驗室管理改革探索

2.1 制定儀器設備使用規范

建立授課教師和實驗技術人員定期溝通機制，制定儀器儀表的使用規范，形成一學就會的操作流程。由授課教師在課堂講解實驗需要的儀器儀表，下發儀器儀表的使用規范。在課內實驗時，實驗指導教師現場給學生演示儀器儀表的使用方法，手把手教會學生規范使用儀器設備。

建立指導教師和實驗技術人員協調機制，對參加創新創業實訓和電子大賽的學生進行實驗素養教育，熟悉儀器設備的領取、使用、保管規范，強化安全責任感，指導學生在實驗過程中安全規范操作儀器設備。

2.2 探索師生共同管理模式

學生大多利用課余時間開展創新創業實訓、參加電子大賽等比賽，由于實驗技術人員數量有限，無法對實驗室進行全面細致管理。探索采取師生共同管理模式，在參加實訓和大賽的學生中選擇品學兼優、認真仔細的學生作為實驗室臨時管理員，對其進行實驗室管理和儀器使用培訓，讓其負責實訓和大賽期間的實驗室管理。此管理辦法不僅可解決實驗室技術人員不足的情況，還可有效增加實驗室開放時間，保證學生有充分的時間和場地進行創新思維訓練和工程實踐鍛煉。

2.3 運用信息化技術創新實驗室設備管理模式

儀器設備是實驗室的核心組成部分，運用信息化手段管理實驗室儀器設備已成為高校實驗室改革發展的必然趨勢。根據多年的科研經驗，結合實驗室儀器設備管理現狀，提出一種基于射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）的高校實驗室設備管理模式。

該管理模式中，根據實驗室實際面積，RFID工作頻率在2.45GHz，通信距離可達10m以上。在每臺儀器設備上貼裝只有校園卡大小的電子標簽，通過空間電磁耦合實現與讀寫器之間的信息交互。同時，設計了基于PC機的實驗室儀器設備管理系統，該系統與讀寫器通過串口進行通信，可實時獲取儀器設備信息，實現了實驗室設備管理應用場景中設備信息的獲取、記錄、存儲、修改、跟蹤與追溯等功能，有效提高了實驗室儀器設備管理的效率與準確性。

3 結語

實驗室儀器設備的使用及管理是一項細致、復雜的工作，需要根據專業特點和實驗室狀況統籌兼顧，多方投入。為保障實驗教學和學生創新創業訓練的順利進行，高校應結合自身實際和發展需要，充分調動師生能動性加強實驗室管理，充分利用信息化手段提高實驗室管理水平，為培養“新工科”人才目標和新舊動能轉換“十強產業”學科專業建設服務。