基于互联网技术的高校实验室管理探索

[摘 要]伴随国家对高校实验室建设力度的加大而来的是传统的实验室管理方式与迅速崛起的实验室建设无法协调的问题。如何更高效、更系统地管理目前规模逐渐扩大的实验室已成为高校实验室管理亟待解决的问题。该研究概述了高校实验室发展现状，从实验室的各种仪器设备、实验环境条件、实验所需的易耗品、实验室人员四个方面对高校实验室管理存在的问题进行分析和总结，并分别阐述移动设备、云计算、物联网等技术应用于实验室管理取得的成果。研究结果显示，实验室管理需合理而有效地使用这些先进的互联网技术，使得移动设备、云计算、物联网共同服务于实验室管理。

[关键词]高校实验室；互联网技术；实验室管理

[中图分类号] G482 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）09-0024-03

互联网技术如雨后春笋般迅猛发展，它使信息之间的传递变得更便捷、更快速、更自动化。它是大众创新的工具，能够促进中国社会发展提质增效。它在教育行业或其他行业的发展进程中发挥着重要的作用[1]，同样也被广泛运用于高校实验室管理。高校实验室是高校发展建设过程中不可或缺的一部分，它肩负着培养学生自主性和研究性学习能力、创新能力、创造能力、工程素质能力等重要任务。[2]随着高校对实验室管理的重视、互联网的快速发展，利用互联网技术对实验室进行管理成为未来实验室管理发展的必然趋势。本文针对高校实验室的发展现状、存在问题进行分析，并对互联网技术应用于实验室管理的方法进行探索。

一、高校实验室的发展

高校实验室是高等学校教育教学设施建设过程中的重要一环，是创新人才培养的源头和载体，是教学与科研的重要基地，是社会服务的重要场所。[3]学校的发展、教学科研水平的提高、人才的培养都离不开实验室的发展。国家也非常重视高校实验室建设，教育部在2005年启动了全国高等学校实验教学示范建设工作，并在全国范围内选择了84个实验室作为国家级实验教学示范中心。2007年，教育部、财政部在《高等学校本科教学质量与教学改革工程》文件中指出：“加强实验建设，需首先重点加强500个左右实验教学示范中心的建设，从教学内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新等方面推进高校实验建设”。[4]国家对实验室发展的大力支持与鼓励措施，增加了学校对实验室建设的重视程度，对高校实验室的发展起了重要的推动作用。伴随着高校对实验室建设投入的增加，高校实验室建设已初具规模，有宽敞的实验用房和充足的实验器材。高校实验室仪器设备不断增多，特别是大型重点仪器、精密仪器设备的配备，为实验室的管理带来了新的挑战。

二、高校实验室管理存在的主要问题

实验室管理是学校办学的基础性工作，它具体指对实验室的各种仪器设备、实验环境条件、实验所需的各种物质、实验室人员等进行管理的一系列活动。[5]目前，高校往往忙于实验室的建设但对其日常管理的重视程度不足，同时无法正确认识其日常管理的重要性。[6]

（一）高校实验室各种仪器设备的基本情况

高校实验室的仪器设备大致可分为大型贵重仪器、精密仪器、常规普通仪器。随着高校实验室建设的推进，实验室的仪器设备不断增多，以下问题变得越来越突出：一是大型贵重仪器是科研必不可少的重要工具，但这些设备都价格昂贵，所需的占地面积大，使用频率低，维修和维护成本高。二是精密仪器易受环境中的温度、湿度、灰尘、振动、空气流动的影响，且极易损坏。三是常规普通仪器使用率、借出率高，以及可能存在的不规范操作，使其损坏速度不断加快和损害程度也不断加深。四是仍然使用纸质版的实验记录本对进出实验室人员、借还仪器进行登记，借还的过程较为繁琐，也造成大量纸张的浪费，且给实验管理者对实验室的使用情况进行统计分析造成困难。

（二）高校实验的环境条件

实验室的开放是高校实验室建设的目的之一。随着实验室的开放以及实验设备的增多，实验室使用人数也不断增多，使得以下问题变得更加亟待解决：一是实验过程产生的废弃物、废液增多。二是实验者在实验完毕后，未将仪器进行正确归置，使得之后的实验者需花费大量的时间来寻找相关的仪器，造成实验室凌乱不堪。三是科研人员以及学生的实验安全意识薄弱，对大型仪器的用电安全没有足够的重视，而且防火设施还不够完善。

（三）高校实验所需的易耗品

高校实验所需各种易耗品的不断增多导致以下问题的出现：一是易耗品使用频繁、用量大、消耗快。二是易耗品因具有携带方便的特点，有时候会出现被实验者带到其他实验室却没有进行登记的情况，甚至出现遗失的情况，看管起来较困难。三是药勺混乱的情况在称量药品的过程中频频出现，使得药品之间相互污染，造成大量的浪费。四是有毒有害物质使用频率增加、处理困难，有时出现处理费用远远高于药品本身价值的情况，有时甚至不知道该如何处理。

（四）高校实验室人员

高校实验室人员是实验室建设与管理中最为关键的一环。从实验技术队伍地位角度来看，高校对实验员不够重视，实验员在学校教学活动中处于“辅助之辅助”的地位。[7]其主要体现在以下几个方面：一是实验专职人员数量严重不足。二是实验员的职称结构不合理。三是实验员的绩效工资待遇低。四是实验员培训与进修的计划缺乏，其管理与维护实验室的水平得不到提升。这些实验员不被重视与认可的现状，导致实验员的工作积极性受到一定程度的打击，这也使得高校实验室的进一步发展受到了严重影响。

三、将互联网技术应用于高校实验室管理的探索

（一）移动互联网

移动互联网通常指手机、平板电脑等可移动电子产品。它们的出现使得时间与空间的距离明显缩小。

对于实验室使用者来说，将移动互联网技术应用于实验室管理，可使其预约、查询、提醒服务变得更方便快捷。比如可通过手机APP或微信公众号搭建实验室管理的支架，下面以微信公众号为例进一步说明。实验室微信公众号的使用功能包括以下几个板块：个人中心、服务窗口、实验室概况。个人中心需实验室使用者實名填写个人信息，实验室使用者可查询自己预约的实验室以及何时何地使用过何种仪器的记录。服务窗口主要负责预约使用实验室、药品、仪器等一系列预约服务；正确使用药品、仪器等物资的说明查询服务；同时还包括实验室安全工作提醒，实验仪器安全使用提醒等旨在提高实验室使用者的实验安全意识。实验室概况板块主要负责介绍实验室的规章制度以及每间实验室所存放的仪器设备，以及发布实验室主办的各类关于实验室使用、仪器使用的讲座通知，同时还有关于最新最前沿的科研动态介绍，以丰富学生的知识，增加学生对科研的热爱之情。

实验室微信公众号的设立，使得需要使用实验室、实验仪器的科研人员与学生都能够进行预约、查询、被提醒。随着高校实验室的规模越来越大，移动互联网设备存储和处理数据的功能有限，功能更强大的实验室管理系统便应运而生。

（二）云计算

云计算是一种虚拟化的网络技术，它以互联网技术为核心，以基础架构、平台、软件等服务为主要表现形式。云计算的基础架构根据云计算的实际应用和研究结果可分为核心服务层、服务管理层、用户访问接口三大部分。[8]而云平台可被分为存储型、计算型、综合型云平台，其主要作用分别为存储数据、数据处理、存储与处理数据并存。[8]而实验室需要构建的是综合性云平台，同时兼具存储和处理大量数据的功能。云计算的功能还包括以下两个方面：一是可以帮助实现实验信息与数据的存储与查询，云群件和保修等功能。它们可使实验日程更透明，实验日程自主安排与预约服务变得更加有序，同时可快速地开展共享文件以及仪器保修的服务。二是提供云通讯服务能构建师生共同的学习交流平台，使学生在实验中遇到疑惑能够及时得到指导老师的指导。

云计算实验室管理系统的设计核心是实验室，根据登录人员的不同身份进行设计，分为学生、科研人员、管理层。学生可通过“云端”获得以下信息：预约实验室、药品、仪器；查询实验室课程安排、他人预约记录，避开实验室使用高峰期；及时反馈已损坏的设备；查询已损坏的设备的维修状态；查询实验仪器使用操作说明等。对于科研人员，除了获得学生以上使用服务外，还可通过“云端”管理自己的实验团队，查看自己实验团队的实验进度和实验结果。对于管理者，可进行人员管理的权限分配、设备管理、实验预约和查询统计服务[9]，最终使实验教学环节和管理流程得到优化，实现资源的充分利用。[10]

（三）物联网

物联网指借助RFID、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等高新机械设备，按照制定好的信息协议，通过无线或者有线的方式将任意物品与网络进行有效的连接，使相关事物在受到合适的分析、存储、计算等处理后能够形成静态和动态的信息网络，从而实现智能化的识别定位、跟踪监控和管理等功能。[5][10]它包括三个系统即智能感应设备、传输网络和应用控制网络，形成物物之间、物人之间的信息传递处理。

物联网的应用使得实验设备的管理更加智能，每台设备都有相应的RFID电子标签，RFID标签中记录着该设备的相关信息、使用情况、设备进出实验室的记录。手持式读写器可读写RFID中的相关信息，并通过无线网络进行传输。无线设备接受相关信息，再将数据传送到数据处理服务器中进行相关的整理分析或加密等。中央处理系统具有强大的数据分析与数据处理能力，可将实验物资、环境监测、人员管理这三个系统和其他开放子系统进行连接，实现数据共享。物联网的使用使每间实验室、每台仪器的状态、使用情况都能够得到实时了解和跟进。

四、高校实验室管理展望

高校实验室的管理少不了便捷的移动设备，但需要存储和处理数据功能更强大的云计算，同时需要精细化到每台仪器的物联网技术。移动设备、云计算和物联网这三种技术的联合使用将使实验室的管理变得随时随地，最大限度地缩短时间与空间距离。这将使实验室的管理能够跟上规模日益宏大的实验室建设步伐。但移动设备、云计算和物联网等高新科技的出现，最终都需要管理人员去维护，所以高校实验室管理的根本还是在于人。而高校实验室管理人员的素质目前却没有达标，这严重阻碍了实验室的发展，也影响到实验室管理系统的有效运行。基于此我们需要做到以下几点：首先，搭建实验技术交流平台，毕竟没有学校领导、师生之间的沟通、交流、对问题的反馈，实验室的管理进步是缓慢的。其次，对于实验技术人员，应提高其待遇，组织他们参加相关的进修培训[11]，建立奖励机制，多方面激发他们的工作积极性，增强他们的业务素质以及对自身工作的认同感。最后，对实验室仪器实施“谁管理，谁负责”责任制与“谁损害，谁负责”责任制。实验室管理机构要经常组织相关的仪器使用讲座，增强使用者对实验室仪器设备的保护意识以及维护实验室安全的意识。

而实验室管理最重要的是建设实验室文化，实验室文化是软实力的重要内容。统一的实验室形象标识、合理布局，良好的实验室氛围、科研氛围都可以提升实验室的文化及人文环境。[12]

五、总结

高校实验室的管理，不仅需要实验员的努力，更需要高校上下团结一致的努力，上至领导下至学生都应该爱惜仪器设备，认识到实验室安全的重要性，共同推动实验室朝良性方向发展。对于高校实验室管理方式，我们需要将互联网技术引进来。移动互联网、云计算、物联网大为缩短时间与空间距离，使实验室管理系统功能更强大、更全面。除了移动互联网、云计算、物联网等先进的技术，实验员素质的提高也是至关重要的，需两方面同时抓，以实现高校实验室的管理轻松、快捷、高效。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 常维亚，邢鹏，刘迎春，等.“互联网+”时代高校实验室信息系统建设论析[J].煤炭高等教育，2016（2）：73-77.

[2] 周春月，闫子淇.基于物联网技术的智慧实验室架构研究[J].实验室研究与探索，2014（5）：239-243.

[3] 冯英忠，卢泽楷，李志光.地方高校实验室建设与创新人才培养的研究和实践——以广州大学为例[J].实验技术与管理， 2012（11）：26-28.

[4] 杨宇科，杨开明.加强高校实验室建设与管理的思考[J].实验技术与管理，2012（10）：204-206+209.

[5] 盛加林.高校实验室管理对物联网技术的应用探索[J].数字技术与应用，2012（12）：175.

[6] 许冰，徐顺清.高校实验室管理现状及对策探讨[J]. 实验科学与技术，2015（3）：185-186.

[7] 徐来祥，燕艳.高师院校实验室管理人员状况研究[J].实验科学与技术，2011（5）：150-151+171.

[8] 季霞.探讨基于云计算技术的高校实验室资源的优化应用[J].软件工程师，2015（11）：35-36+5.

[9] 吴旭，陈仁安，魏德志.基于云计算的实验室综合管理系统的设计和应用[J].实验室研究与探索，2015（10）：226-229.

[10] 王國霞，徐银梅，鲁亿方.云计算在实验室建设及管理中的应用探究[J].中国教育技术装备，2011（15）：115-117.

[11] 韦丽娃，魏鹤鸣，高兴军.高等院校实验技术团队建设途径的创新与探索[J].大学教育，2014（18）：77-78.

[12] 刘贻新，王成勇，吴福根，等.“协同创新”背景下高校实验室建设与管理的思考与建议——赴德法两所高校实验室考察的启示[J].实验技术与管理， 2014（8）：20-24.

[责任编辑：庞丹丹]

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