简析高校实验室信息化建设及管理研究

高校实验室是教学、科研和科技成果转化的实践基地，随着高校实验室建设和投入力度的加大，实验室管理工作变得更加繁重和复杂，传统的实验室管理模式已经不能满足实践教学改革的需要。因此，急需一种高效便捷的实验室管理模式提高工作效率和管理水平。实验室信息化建设旨在借助现代信息技术和网络技术优势，促进实验室各项工作的全面建设和发展。因此，改革实验室信息化、开放式管理模式，完善实验室管理体制，己成为高校实验室信息化管理工作亟待解决的问题。

1实验室信息化管理的涵义

实验室信息化管理是指实验室融合创新的管理思想和先进的计算机网络信息技术，对实验室人力和物力资源，日常事务等进行管理，从而提高资源利用率和教学科研效率的管理方法。建设的重点是要将实验室的各种设备器材、资料、教学软件及人员的管理与先进的现代化信息技术、多媒体技术、网络技术和科学的模拟仿真技术相结合，使传统模式概念下的实验室各项工作在现代化信息理念和信息规范的引导下发生质的改变，进而促进实验室工作的现代化、开放化和高效化。

2实验室信息化建设类型

实验室的信息化管理不单是管理理念与现代信息技术的简单结合，它是一个随着技术的更新而不断更新并且相互融合、渗透和创新的动态发展过程。随着高校实验教学与实验室管理改革的不断深入，实验室信息化建设正在全面展开。可以涉及的领域和应用的范围已经较前几年有了很大的变化。根据建设的目的和应用分类，主要包括两个方面，一是服务于实验室管理类的信息化，二是服务于实验室教学类的信息化。

(1)实验室管理类的信息化是与实验室相关的人或物的管理，其目的是将实验室教师及实验室管理人员从繁重的实验室工作中解放出来，解决实验室工作中人员不足，资源共享不足、实验室监管力度不够、实验室管理流程繁琐不规范等问题，以提高实验室的管理水平和服务水平，为实验室的管理和自身发展提供契机，同时为实验室主管部门的宏观管理和科学决策提供依据。

(2)实验室教学类信息化是将现代化信息化技术融入到实验室教学手段中去，通过两者之间的有机结合，为学生营造一个规范、互动、真实的实验环境，使得实验教学过程变得方便、有趣、易懂。从而激发学生实验过程的兴趣、深化学生对所学知识的理解和掌握、提高学生的动手操作和实践能力，增强教师与学生之间的互动和交流。使实验教学真正做到寓教于乐、寓教于行、寓乐于教。

3实验室管理类信息化系统的构建分析

目前已应用的实验室管理类信息化系统有大型仪器设备开放共享系统、实验室低值易耗品管理系统、科研业务管理系统。

3.1大型仪器设备开放共享系统

3.1.1大型仪器设备开放共享系统应用目的及意义

大型设备开放系统是利用设备网上预约、实时监控、设备维修、在线交流等功能，来实现大型仪器设备开放和使用管理。该系统可有效的打破学校与学院间的空间界限、地域界限、部门界限，整合优质资源，扩大宣传力度，从而提高设备的使用率和开放共享力度，规范预约流程和实验室管理。此外，生成的统计报表不仅为实验室人员和设备的工作量化考核提供数据支持，还能有效地避免非必要的设备重复购置现象。

3.1.2大型仪器设备开放共享系统功能开发设计及管理体系构建

以陕西科技大学为例，有7个学院86台(套)设备纳入系统，管理上采用学校管理员、院管理员、仪器管理员三级管理模式。学校管理员可在系统后台扩展学院数量、维护网页后台、设置用户权限、维护统计报表。学院管理员可为学院平台添加仪器设备、设置设备负责人、查询各类报表。仪器管理员可以设置仪器信息及预约单审核和用户培训管理、监控设备运行及用户信誉管理。用户中，学生角色可在平台进行仪器查询、申请培训、预约设备、在线交流、资源学习。导师角色除了具有学生的权限外，还可设置团队成员人数、经费分配、查看电子账单、设备预约记录等。运行监控可与视频、门禁联接，随时查看当前时间开放情况以及预约人信息。维修管理可提供仪器维修申请单、审核和记录信息。仪器报表管理可查询仪器及设备的使用情况及费用浏览。短信通知管理能及时迅速地将培训及预约信息发布通知到指定人员。财物管理将校园卡和设备收费结算绑定，完成充值和消费功能。经过一年的运行，总预约为4336次，日均预约24次。不仅校内外的设备开放共享力度及设备利用率得到显著提高，也极大地促进了学院、学科、专业间的交叉融合，更有效地规范了实验室管理工作。

3.2实验室低值易耗品管理系统

3.2.1实验室低值易耗品管理系统应用目的及意义

该系统是通过计算机网络来完成实验室的低值易耗品的申请、审批、采购、库存、领取、发放等程序。从而解决多部门人员报批工作效率低、采购量大工作繁重耗时、积压库存药品浪费、危险品过程监管不到位等问题。

3.2.2实验室低值易耗品管理系统功能开发设计及管理体系的构建

假设由学校管理部门负责全校的实验教学的低值易耗品采购。管理模块可设立校院二级管理模式，校级采购管理员具有审核、数量修改、删除、发送采购权限。校级仓库管理员具有发放、核账、结算、监管等权限。二级学院设立有院级管理员负责与校级部门对接、审核。申请人具有查看申请、添加修改信息等权限。学期初申请人根据教学大纲计划统一在网上申请采购，毕业设计及科研耗材可随时在系统中申请。申请者还可通过系统对所有采购的耗材进行参考查阅选购，填好申请单分类后，由院级管理员(学院负责人或导师)进行审核，系统生成采购单号。校级管理员发送给供应商竞标报价，相同品牌价低者中标。供货商送至学院管理员入库，学院管理员建立出库管理，实施按需发放，并对耗材进行过程监管和回收。

3.3科研业务管理系统

3.3.1科研业务管理系统应用目的及意义

该系统主要用于学校、学院、科研团队等科研项目日常管理工作，可以通过开放式的多层级网络化管理系统，有效加强科研管理部门的数据处理能力和提高与科研人员的沟通协作效率，减少原有工作中不及时不合理的环节，反复填写繁杂表格等工作形式，更好的完善科研管理工作流程。

3.3.2科研业务管理系统功能开发设计及管理体系的构建

假设建设一个校级科研管理系统，系统管理将构建一整套由研究人员(项目负责人)、学院(包括独立系、所、实验室)和学校三级平台。对全校老师开放。将科研人员、各科研单位和科技部集中到一个统一的网络平台上协同办公。建立全校统一的科研信息数据库，优化数据的采集和审核流程，提供快捷方便的数据查询和报表分析功能。校级管理员可以对科研办公、科研队伍、科研平台、学术活动等进行后台维护。研究人员不仅可以通过项目管理对项目进行申报、立项、变更、中检、结题进行管理，也可完成对科研经费、科研成果、获奖成果进行管理。院级管理人员主要负责项目的审批、角色及权限的分配、以及与校级管理人员对接审核。

4实验室教学类信息化系统的构建分析

已开展应用的实验室管理类信息化系统包括互动式教学实验室系统、虚拟仿真实验室、实验室综合管理系统。

4.1互动式教学实验室系统

4.1.1互动式教学实验室系统应用目的及意义

互动式教学实验室系统主要从实验教学展示、资源学习等两个方面的内容建设，来解决教师在示教时，具体的操作细节学生可能看不到的情况，以及课前预习、课后无法实现实验操作的复习过程等问题。该系统可应用于医学、化学、显微学等实验室环境。

4.1.2互动式教学实验室系统功能开发设计及管理体系的构建

资源学习方面包括实验室介绍、课程大纲、实验项目、作业测试题、学习资料等教学资源共享。通过系统论坛，师生可在课上课下进行学习交流、聊天、专题讨论、答疑解惑。老师可以制作预习及复习习题库、课堂试卷、上传教学资料、发布当堂测验、查看学生答题情况。学生通过选择试卷进行答题，可查看已考过的试卷和数据统计情况，获知其在学习中的错误。实验教学展示方面，学生在远程通过浏览器或者客户端也可以实时或者通过录像的方式看到教师具体操作。在实验室内，教师或者管理员可以通过控制电脑登录到摄像头，然后将摄像头的画面通过分配器发送到各个展示屏上，这样学生直接观看显示屏就可以掌握教师的操作步骤，还可通过网络浏览器对图像资料实时编辑和存储，较好地避免学生拥堵现象以及进一步的深入学习研究。

4.2虚拟仿真实验室系统

4.2.1虚拟仿真实验室系统应用目的及意义

虚拟仿真实验室系统包括软件平台和硬件平台，高性能图像生成及处理系统，立体式沉浸性的虚拟三维显示系统，虚拟现实交互系统，集成应用控制系统，通过互动性和逼真性虚拟实验室激发学生学习的积极性，进一步提高学生实验操作能力和实验探究能力。

4.2.2虚拟仿真实验室系统功能的开发设计及管理体系的构建

虚拟实验室系统开发了集3D高仿真展示、多媒体授课、预习、复习、数据处理为一体的实景虚拟实验室。虚拟实验室将平面流程立体化，将单元操作的流程、实验操作视频和实验原理动画等信息生动逼真地呈现在学生面前，学生可在虚拟场景中自由漫游和穿行，实现了人机互动，大大丰富了实验教学内容，有效扩展和延伸了现场实验教学。此外，随着虚拟仿真技术的发展，学生通过对虚拟仪器面板的操作，实时操作控制远程的硬件设备实体，并通过视频把实际实验场景反馈给学生，从而得到真实的实验数据，加强了实验操作的真实性。

4.3实验室综合管理系统

4.3.1实验室综合管理系统应用目的及意义

实验室综合管理系统可通过实验室资源信息化管理、实验教学信息化管理、及实验教务信息化管理来解决实验室人员不足、实验室管理不规范、实验资源共享力度不足等问题，并对学生有效的进行集中有序的管理，监督学习进度，激发学生学习的积极性。

4.3.2实验室综合管理系统的开发设计及管理体系的构建

实验室资源信息化管理包括有利于实现教学目标，在实验教学设计、实施和评价过程中可利用的各种资源总和的管理。如资源、媒体素材、试题库、课件、案例、文献资料、常见问题解答、资源目录索引、网络课程等。由平台管理员对后台进行维护，学生可在网上查阅预习复习。实验教学信息化管理不仅在于通过选择实验项目和实验时间，预约开放实验室，还可进行实验考勤、实现实验成绩管理等一系列的教务管理。预约开放实验室往往和门禁视频等硬件相结合，通过刷卡认证身份，自动开启实验室门禁系统并分配实验位置，记录学生实验开始时间，实验结束通过刷卡自动关闭实验电源，同时记录学生完成实验并离开实验室时间，以此来实现学生自主实验管理。实验教务信息化管理包括安全教育、准入考试及教务信息、教师考勤、门禁及监控管理。此外还可根据实际需求建立其它功能模块:如实习实训管理、毕业设计管理、实验类选修课管理、评学评教评管管理、大学生创新创业管理。

5结语

总之，实验室信息化的全面开展及应用不仅能激发大学生的实验兴趣、培养实践动手能力、开拓创新能力，规范实验室工作管理程序，而且能更好的整合优势资源，鼓励资源开放共享，为构建和谐社会、创建节约型社会都具有重要的现实意义。因此，各学校应不断更新实验室管理理念，创新运行机制，利用计算机信息技术，根据自己实验室的情况制定相应的信息化管理方案，在不断探索实验室信息化建设和管理的道路上砥砺前行。