基于信息化的高校实验室开放管理

庄锦清，黄 伟

(福建警察学院，福建 福州 350007)

近年来，随着教育改革的推进，高校越来越重视学生创新及应用能力的培养[1-2]。实验室作为高校实验教学，提升学生实践能力的重要场所，在保证完成教学科研任务的前提下，积极开展社会服务和技术开发，开展学术、技术交流活动[3]。另一方面，随着高校教学条件的不断优化，实验室建设大规模推进，存在重复建设，利用率低的情况。因而，实验室的开放需求越来越迫切，在科技高速发展的背景下，如何创新实验室开放模式，做好信息化管理具有重要的探索意义[4]。

在信息化大潮下，各大院校不论在实验教学，还是在实验室管理上广泛引入信息化建设，如虚拟仿真实验教学平台[5]以及各类智能化实验室管理举措的建设[6]。其中对于实验室开放的信息化管理也备受关注，如智能实验室管理系统下的实验室开放管理[7]、基于 Spring Cloud微服务架构的开放实验室管理系统构建研究与实践[8]等，有效提升实验室利用率，有力保障师生教学科研活动。

福建警察学院作为福建省唯一一所全日制警察本科院校，以培养应用型人才为主要目标，注重学生创新、实践能力的培养。近年来，学院加大实验室建设力度，升级改造一批实验室，引入先进的仪器设备。现有教学实验室、科研实验室、产学研中心以及学生创新实验室等[9]。学院设有实验中心负责实验室的综合管理，同时根据实验室类别实行分级分类管理。

随着高校教改的推进和教学理念的转变，加大实验室开放力度势在必行，不论从学院管理、教师科研还是学生创新的角度出发，这都是一项多方共赢的举措。

从学院层面上看，实验室开放共享与培养应用型人才的目标相一致。另一方面。实验室开放能有效的提升实验室利用率，减少重复建设，优化资源配置。另一方面，学院将申请硕士学位建设点作为未来五年规划的重要目标之一，对教师科研工作提出了更高的要求。而实验室作为科研工作的重要场所，为保障教师科研工作顺利进行，需打破行政壁垒，开放共享实验室。

从培养学生的层面上看，一是实验课程是培养学生实践能力的教学方式，是其它教学形式所无法替代的。实验课程教学时间有限，学生在有限的时间内对教学内容的掌握程度不尽相同。因而实验室开放是学生实验课程的延伸，帮助学生利用课余时间更好的掌握实验知识。二是随着国家对创新型、应用型人才的培养力度加大，挑战杯赛、“互联网+”创新创业大赛等各类学科竞赛应运而生。学院高度重视学生创新实践能力的培养，组织学生参加比赛。实验室开放为学生参赛提供了硬件保障，让学生能够自主设计、创新，提升实践能力，以期获得好成绩。于此同时，实验室开放有效保障了学生毕业设计的顺利进行。

2.1 平台建设

在学院大力推进信息化管理的大背景下，实验中心建设有智慧实验室管理平台，包含实验教学、实验室开放、设备管理、耗材管理以及实验室运行管理等模块，实现对实验室的全方位管理。实验室开放作为其中一个重要组成模块其拓扑结构如图1所示。实验室开放与实验教学、实验室运行管理、监控模块等多模块联动，完善实验室开放管理。

图1 实验室开放信息化管理拓扑图Fig.1 topology diagram of information management forlaboratory open

2.2 开放预约机制

智慧实验室管理平台提供实验室开放预约模块，师生在平台上填写预约信息，实验室名称、实验名称、实验项目、所需耗材、实验人数、指导教师、实验员等信息，并发起预约申请。

实验室开放不仅仅是时间、空间和设备的开放，更是实验内容的开放。实验室开放预约分为实验项目开放预约和实验场所开放预约两大类。开放预约平台提供可供预约的项目信息，师生可以通过查看相关项目，以项目形式预约实验室。项目信息来自于教学管理模块中的实验课程。每学期初，学院要求教师录入本学期的实验教学项目安排，并设置项目的开放情况。开放预约模块自动导入项目信息供师生预约选择。项目预约是实验课程的延伸，而对于教师科研、教学竞赛、毕业设计等自主设计、创新性强的实验需求，可直接预约实验场所，自行设计实验项目。但不论哪种形式的开放预约，由于实验室可能存在教学需要或已预约的情况，平台均提供冲突检测机制。开放预约模块自动识别教学管理模块中的课程安排及已预约情况，在师生选择开放预约时间时给出提示，避免实验室的使用冲突，如图2所示，其中空白部分为可预约时间。

图2 预约时间冲突检测Fig.2 conflict detection of appointment time

由于实验室类别不同，所涉及的实验耗材及其危险程度不尽相同。如化学、生物、光学类实验室等涉及到危化品、精密仪器等的使用，须有指导老师或者实验员在场指导的情况下方可进行实验，以保障学生的安全。而如虚拟仿真、基础物理以及学生创新实验室等危险系数低的实验项目，学生可自行独立完成。因此实验室开放采用差异化管理模式，对不同实验室设定不同的开放时间及开放要求。学生可独立完成的实验项目均采用 24小时开放模式；
对于需实验员在场的情况，则仅在上班时间开放；
而对于需由指导老师在场指导的情况，则需通过指导老师的账号进行预约申请。在保障学生安全及仪器使用寿命的情况下，充分开放实验室，为师生科研、创新提供有力保障。

2.3 使用情况记录机制

实验室开放模块与实验室运行管理模块互通，开放预约申请审核通过后，系统自动为申请人开通所申请时间段的门禁权限，申请人可自行通过门禁终端刷卡开门进入实验室。同时门禁终端记录下预约实验室的实际使用情况。与此同时，实验室均设有24小时监控及自动考勤系统，记录下实验室内的活动情况。一方面为实验室安全提供记录；
另一方面也是对预约人员是否实际到场的监督，对于多次未按预约申请到现场开展实验的人员实行黑名单管理，培养学生诚信的同时，提高实验室利用率。

2.4 实验室安全培训

高校实验室特别是化学实验室，存在一定的危险系数。近年来发生多起实验室安全事故，令人痛心、惋惜。平台设置有实验室安全培训模块，师生自行完成实验室安全测试，测试通过方可进行实验室预约，尽最大努力避免实验室安全事故，保障师生生命财产安全。

2.5 手机APP开发

为方便师生预约实验室，在智慧实验室管理平台的基础上，设计开发“智慧实验室”手机APP，提供实验项目、实验室预约、安全考试、扫码开门功能，涵盖实验室开放的各个环节。

高校实验室是培养学生创新实践能力的重要场所，具有不可替代性。随着教学改革的进一步推进，加大实验室开放力度势在必行[1]。在信息化大背景下，建设实验室开放管理系统，与实验室安全考试、实验教学安排、实验室运行管理、监控系统等多模块互联互通；
通过对不同类别实验室的差异化开放策略，实现实验室开放的智能化管理。在保障师生安全的前提下，最大程度开放实验室，为教师科研、学生创新提供最有力的保障。下一步将打通实验室耗材管理模块，实现实验耗材的智能化选择，简化申请预约流程，为师生提供更大的便利。

图3 “智慧实验室”APPFig.3 APP for “smart lab”

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