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摘要： 提出智慧实验室综合管理平台应能改善甚至解决高校实验室存在的人工管理、智慧化建设缓慢、开放共享不足等问题。分析智慧实验室管理平台的架构，描述了管理平台中实验教学管理与实验室开放管理应具备的主要功能与管理流程，为智慧实验室的管理与建设提供一定的参考。
关键词： 智慧实验室; 管理平台; 教学管理; 开放管理
中图分类号：G482 文献标识码：A 文章编号：1006-8228（2021）10-122-04
Research on the construction of integrated management platform
of university intelligent laboratory
Niu Li
（Suzhou Industrial Park Institute Of Vocational Technology， Suzhou， Jiangsu 215021， China）
Abstract： It is proposed that the intelligent laboratory integrated management platform should be able to improve or even solve the problems existing in university laboratories， such as manual management， slow intelligent construction， insufficient opening and sharing， etc. This paper analyzes the architecture of intelligent laboratory management platform， describes the main functions and management processes of experiment teaching management and laboratory open management in the management platform， which provides a certain reference for the management and construction of intelligent laboratory.
Key words： intelligent laboratory; management platform; experiment teaching; open management
0 引言
高校实验室承担着人才培养的重任，特别是职业教育，更应重视实验室建设。随着物联网、大数据等软件技术的快速发展，智慧管理平台应运而生，智慧社区、智慧校园、智慧工厂屡见不鲜。高校建设智能化的实验室是必然趋势[1]。
智慧实验室综合管理平台可以具备收集与分享实验室使用全过程的相关信息，实验室所需物资的采购、存储与领用，废弃物、报废设备的处理与监管，实验室安全监控、预警与防护等多方面的功能。利用平台可使实验室资源的利用得到充分优化，可为师生等用户提供更加有效、便利的实验环境;为实验室创造合理、规范、高效、统一地管理环境，提供更好的服务。進而为高校的创新与发展创造新的机遇。
1 高校实验室的现状
现如今大部分高校实验室管理仍沿用旧的管理模式，在实验室的日常管理过程中，设备使用登记、报修、实验室安全卫生等情况一般靠师生共同来完成。然而规范化的管理却不到位，例如设备、门窗、水电等出现问题时得不到及时维修，环境卫生得不到改善等，因此存在很多安全隐患，常有事故发生。
部分高校实验室建设使用了一些实验设备资源共享的相关平台，使用者根据实验和研究的需要，预约使用。但实际上大多数实验室仅供自己项目组人员使用，不对外开放，资源共享程度不高。即使是实验室之间的数据需要共享，也需要繁琐的沟通与相关的审批程序。一些高校实验室会对内部学生开放或部分开放，让学生有接触到实验、科学研究的机会。但在相对传统的科研过程中，各实验室独立管理，设备、数据、成果等信息很少共享，各学科间缺乏互动合作，存在资源浪费的问题。
现阶段高校智慧实验室建设进展比较缓慢，存在多方面原因。一是高校各学院、各系部建有独立的实验室或者计算机机房，设备种类较多或重复建设且管理人员偏少，甚至由专业老师兼任管理员;二是面向上级管理部门多，报表量大;三是实验室管控手段较弱，存在一定安全隐患，部分实验室无法有效管控开放过程;四是实验教学排课繁琐，实验没有统一管理;五是实验室管理工作量核算困难等[2]。因此需要建立智慧实验室管理平台，统一管理学校的所有实验室，同时让许多问题能有新的解决方法和思路。
2 智慧实验室综合管理平台建设
2.1 智慧实验室系统建设特点及平台架构
建设智慧实验室综合管理平台，运用计算机软件、智能芯片、ARM芯片、视频监控、智能物联网、移动互联网等先进技术，实现实验室全业务流程化管理及过程化管控，系统满足高校二级管理需求，建立校院两级管理架构，以功能来划分，结合高校自身需求进行模块化开发，这样更便于使用[3]。
使用物联网智能终端，管理人员应用移动端远程管理实验室，用户应用移动端进行实验室预约，管理人员通过平台可以非常便利地管控实验室，随时查看实验室的相关数据或者信息，管理平台使实验室管理从传统的人工管理转变为快捷高效地智慧管理，同时管理平台方便进行实验室相关采购、改造、实验课程设置与排课，环境监控与安全管理，方便师生申请预约、自主使用，实验室教学、安全等运行数据实时共享，各级管理部门可以及时获取相关数据，系统自动生成相关报表，减轻人员的工作负担，提升工作效率和对外服务水平，图1为高校智慧综合管理平台的架构图。 2.2 管理平台中实验室教学相关模块的主要功能
实验室作为高校培养专门人才的重要阵地，在科学研究、科技创新中起着非常重要的作用。合理安排实验教学任务，管控实验教学环节;改革传统实验教学模式，提高实验教学质量。实验室综合管理平台首先要体现出以服务学生为主体的服务平台，满足学生多层次、个性化的实验学习需求，共享优质实验教学资源[4]。综合管理平台与学生实验学习直接相关的模块为实验教学管理、实验室开放管理等。
⑴ 实验教学管理
实验教学环节的管理构建智能化、流程化模式。分层次、分权限管理，在线完成实验教学任务获取、教学计划审批、人员/场地指派及安排、实验分批、智能排课、学生实验、实验成绩生成及自动汇总并同步至教务系统等各环节流程，为实验教师提供清晰的实验教学安排及管理手段，保障实验教学任务顺利实施，对实验教学环节中产生的真实数据进行汇总、统计分析，为教学评估、实验室评估与建设提供原始资料和详实的数据支持，实验教学管理架构如图2所示。
实验教学管理模块具有的主要功能如下。
① 实验安排/智能排课：系统具有冲突检测能力，方便冲突时能够即时调整。智能排课根据实验项目，系统自动进行智能化排课，预约功能根据实验教学的需求预约实验室及时间，由管理员审核通过后，系统自动生成相关课表、下发给实验指導老师等相关用户，使实验教学安排有序高效。
② 实验过程管理：实现实验前设备与耗材的准备，具备向管理员、指导老师发送设备与耗材的准备状况，仪器、设备的保养信息，耗材库存数量等信息，对学生实验前的预习准备进行记录，实验时对学生进行登记。依据课表及教师预约，管理平台中形成实验的班级、人员等信息，结合管理系统中智能门禁等硬件，完成实验考勤登记功能。实验过程中系统与教师相结合进行实时过程评分，并自动录入系统。实验结束时，学生在个人中心完成电子化实验报告在线提交，改变了传统纸质报告的形式，老师可以提前上传实验报告的格式、要求等信息，便于系统自动评分。
③ 实验成绩管理：根据实验过程中所有的过程评分，按照实验课程标准的要求，设定实验过程中各环节分值占比，系统自动生成并汇总学生实验成绩，并形成相应的成绩报表，自动分发至指导老师、学生，便于了解教与学的情况，学校教学管理部门可根据实验的考勤、设备及成绩等数据对实验教学质量、实验室建设等进行分析、评估。
⑵ 实验室开放管理
创新实验室开放管理的理念，构建新时期开放共享模式。如何形成实验室开放全过程管理的有效机制是重点。实验室开放要做到规范授权、认证，安全便捷地进行远程电源控制、视频及安全监控等，同时平台在开放的各个环节能够自动采集数据，实时对开放实验室进行管控[5]。管理平台既要实时地提供实验室及仪器设备的开放情况，也要方便管理员、指导老师的有效管控，保障实验室仪器设备及用户的安全。实现精细化的开放过程管理。
实验室开放将面对学生、教师甚至是校外人员的用户，他们对实验室设备仪器并不熟悉，这对实验室工作提出了较高的要求。系统采用安全保障体系保证所有进入实验室的人员完全知悉并掌握安全规则与设备操作，留有记录作为凭证，一旦发生安全事故，相关的责任认定有据可依，最大限度地帮助实验室的指导教师及管理员尽到安全管理职责，避免不必要的纠纷[6]。所有需要预约实验室的用户，先要在管理平台进行安全规则线上培训学习，培训通过后，自动转入实验室预约的选择界面，界面提供各实验室内开放的设备、仪器，可以进行实验的说明，用户选择相应实验室或设备后，管理平台自动跳出线上设备仪器操作培训、现场培训的选择对话框，操作培训通过后才可以进行实验室开放预约。系统提示要求现场培训，用户选择现场培训，平台直接跳转现场培训报名界面，进行设备仪器操作使用的现场培训报名，操作技能必须得到指导老师的考核认可，具备正确使用能力，培训考核才能通过，考核结果被平台记录，一定时间内同一用户再次预约相同实验室或者设备，将免于培训，直接进入预约，审批及后续认证通过后将可以使用开放的实验资源。
图3为实验室开放预约流程图。设备仪器的操作培训采用线上还是线下的形式，将根据设备数量、价值高低，使用操作难度，安全性要求进行合理划分。比如一些容易操作、危险程度低的实验室，设置通过线上培训就能在开放时间内系统自动审批，无需人工审核。可将一起设备的说明书、操作指南，实验指导书等培训资料以视频、文本等形式放在平台上，用户可在线或下载浏览，在线考核通过后，就可正常预约此类设备仪器。对于高价值设备、精密仪器等使用操作必须现场培训学习，是否能通过须经人工审核。为防止个别用户恶意占用实验室内资源，实验结束后不遵守操作流程、安全规则如不关闭设备、损坏设备仪器，甚至带走零部件，离开实验室不关闭照明、关窗关门等行为，都将扣除一定分值，记入信誉积分，当信誉积分低于设定值时，用户不能正常预约实验室资源。管理上将配套相应处罚制度。
3 结束语
本文对智慧实验室综合管理平台的建设进行探讨。智慧实验室综合管理平台促使高校创新实验室管理模式，革新了实验室开放管理形式，更加高效地发挥实验室资源的作用，推动高校人才培训与社会服务更好地发展。本研究以期为高校智慧实验室建设与管理提供一定的参考。
参考文献（References）：
[1] 唐磊，孙佩红.高校实验室智慧化管理平台建设研究[J].内蒙古财经大学学报，2018.16（4）：106-109
[2] 施金鸿，庄志惠.新工科模式下高校实验室建设与管理[J].中国高新科技，2019.10：50-52
[3] 郭涛.高校实验室建设的探索与实践[J].实验室研究与探索，2013.32（9）：222-224
[4] 熊伟，黄玉钗.高校实验室“自助共享”式智慧管理[J].实验技术与管理，2020.37（10）：259-262
[5] 孟庆楠，王益民，刘彦强等.高校大型仪器设备使用与管理中存在的问题与思考[J].实验室科学，2013.16（5）：187-189
[6] 钟冲，高红梅.新时期高校大型仪器设备开放共享管理体系探索与思考[J].实验技术与管理，2019.36（6）：1-7
关键词： 智慧实验室; 管理平台; 教学管理; 开放管理
中图分类号：G482 文献标识码：A 文章编号：1006-8228（2021）10-122-04
Research on the construction of integrated management platform
of university intelligent laboratory
Niu Li
（Suzhou Industrial Park Institute Of Vocational Technology， Suzhou， Jiangsu 215021， China）
Abstract： It is proposed that the intelligent laboratory integrated management platform should be able to improve or even solve the problems existing in university laboratories， such as manual management， slow intelligent construction， insufficient opening and sharing， etc. This paper analyzes the architecture of intelligent laboratory management platform， describes the main functions and management processes of experiment teaching management and laboratory open management in the management platform， which provides a certain reference for the management and construction of intelligent laboratory.
Key words： intelligent laboratory; management platform; experiment teaching; open management
0 引言
高校实验室承担着人才培养的重任，特别是职业教育，更应重视实验室建设。随着物联网、大数据等软件技术的快速发展，智慧管理平台应运而生，智慧社区、智慧校园、智慧工厂屡见不鲜。高校建设智能化的实验室是必然趋势[1]。
智慧实验室综合管理平台可以具备收集与分享实验室使用全过程的相关信息，实验室所需物资的采购、存储与领用，废弃物、报废设备的处理与监管，实验室安全监控、预警与防护等多方面的功能。利用平台可使实验室资源的利用得到充分优化，可为师生等用户提供更加有效、便利的实验环境;为实验室创造合理、规范、高效、统一地管理环境，提供更好的服务。進而为高校的创新与发展创造新的机遇。
1 高校实验室的现状
现如今大部分高校实验室管理仍沿用旧的管理模式，在实验室的日常管理过程中，设备使用登记、报修、实验室安全卫生等情况一般靠师生共同来完成。然而规范化的管理却不到位，例如设备、门窗、水电等出现问题时得不到及时维修，环境卫生得不到改善等，因此存在很多安全隐患，常有事故发生。
部分高校实验室建设使用了一些实验设备资源共享的相关平台，使用者根据实验和研究的需要，预约使用。但实际上大多数实验室仅供自己项目组人员使用，不对外开放，资源共享程度不高。即使是实验室之间的数据需要共享，也需要繁琐的沟通与相关的审批程序。一些高校实验室会对内部学生开放或部分开放，让学生有接触到实验、科学研究的机会。但在相对传统的科研过程中，各实验室独立管理，设备、数据、成果等信息很少共享，各学科间缺乏互动合作，存在资源浪费的问题。
现阶段高校智慧实验室建设进展比较缓慢，存在多方面原因。一是高校各学院、各系部建有独立的实验室或者计算机机房，设备种类较多或重复建设且管理人员偏少，甚至由专业老师兼任管理员;二是面向上级管理部门多，报表量大;三是实验室管控手段较弱，存在一定安全隐患，部分实验室无法有效管控开放过程;四是实验教学排课繁琐，实验没有统一管理;五是实验室管理工作量核算困难等[2]。因此需要建立智慧实验室管理平台，统一管理学校的所有实验室，同时让许多问题能有新的解决方法和思路。
2 智慧实验室综合管理平台建设
2.1 智慧实验室系统建设特点及平台架构
建设智慧实验室综合管理平台，运用计算机软件、智能芯片、ARM芯片、视频监控、智能物联网、移动互联网等先进技术，实现实验室全业务流程化管理及过程化管控，系统满足高校二级管理需求，建立校院两级管理架构，以功能来划分，结合高校自身需求进行模块化开发，这样更便于使用[3]。
使用物联网智能终端，管理人员应用移动端远程管理实验室，用户应用移动端进行实验室预约，管理人员通过平台可以非常便利地管控实验室，随时查看实验室的相关数据或者信息，管理平台使实验室管理从传统的人工管理转变为快捷高效地智慧管理，同时管理平台方便进行实验室相关采购、改造、实验课程设置与排课，环境监控与安全管理，方便师生申请预约、自主使用，实验室教学、安全等运行数据实时共享，各级管理部门可以及时获取相关数据，系统自动生成相关报表，减轻人员的工作负担，提升工作效率和对外服务水平，图1为高校智慧综合管理平台的架构图。 2.2 管理平台中实验室教学相关模块的主要功能
实验室作为高校培养专门人才的重要阵地，在科学研究、科技创新中起着非常重要的作用。合理安排实验教学任务，管控实验教学环节;改革传统实验教学模式，提高实验教学质量。实验室综合管理平台首先要体现出以服务学生为主体的服务平台，满足学生多层次、个性化的实验学习需求，共享优质实验教学资源[4]。综合管理平台与学生实验学习直接相关的模块为实验教学管理、实验室开放管理等。
⑴ 实验教学管理
实验教学环节的管理构建智能化、流程化模式。分层次、分权限管理，在线完成实验教学任务获取、教学计划审批、人员/场地指派及安排、实验分批、智能排课、学生实验、实验成绩生成及自动汇总并同步至教务系统等各环节流程，为实验教师提供清晰的实验教学安排及管理手段，保障实验教学任务顺利实施，对实验教学环节中产生的真实数据进行汇总、统计分析，为教学评估、实验室评估与建设提供原始资料和详实的数据支持，实验教学管理架构如图2所示。
实验教学管理模块具有的主要功能如下。
① 实验安排/智能排课：系统具有冲突检测能力，方便冲突时能够即时调整。智能排课根据实验项目，系统自动进行智能化排课，预约功能根据实验教学的需求预约实验室及时间，由管理员审核通过后，系统自动生成相关课表、下发给实验指導老师等相关用户，使实验教学安排有序高效。
② 实验过程管理：实现实验前设备与耗材的准备，具备向管理员、指导老师发送设备与耗材的准备状况，仪器、设备的保养信息，耗材库存数量等信息，对学生实验前的预习准备进行记录，实验时对学生进行登记。依据课表及教师预约，管理平台中形成实验的班级、人员等信息，结合管理系统中智能门禁等硬件，完成实验考勤登记功能。实验过程中系统与教师相结合进行实时过程评分，并自动录入系统。实验结束时，学生在个人中心完成电子化实验报告在线提交，改变了传统纸质报告的形式，老师可以提前上传实验报告的格式、要求等信息，便于系统自动评分。
③ 实验成绩管理：根据实验过程中所有的过程评分，按照实验课程标准的要求，设定实验过程中各环节分值占比，系统自动生成并汇总学生实验成绩，并形成相应的成绩报表，自动分发至指导老师、学生，便于了解教与学的情况，学校教学管理部门可根据实验的考勤、设备及成绩等数据对实验教学质量、实验室建设等进行分析、评估。
⑵ 实验室开放管理
创新实验室开放管理的理念，构建新时期开放共享模式。如何形成实验室开放全过程管理的有效机制是重点。实验室开放要做到规范授权、认证，安全便捷地进行远程电源控制、视频及安全监控等，同时平台在开放的各个环节能够自动采集数据，实时对开放实验室进行管控[5]。管理平台既要实时地提供实验室及仪器设备的开放情况，也要方便管理员、指导老师的有效管控，保障实验室仪器设备及用户的安全。实现精细化的开放过程管理。
实验室开放将面对学生、教师甚至是校外人员的用户，他们对实验室设备仪器并不熟悉，这对实验室工作提出了较高的要求。系统采用安全保障体系保证所有进入实验室的人员完全知悉并掌握安全规则与设备操作，留有记录作为凭证，一旦发生安全事故，相关的责任认定有据可依，最大限度地帮助实验室的指导教师及管理员尽到安全管理职责，避免不必要的纠纷[6]。所有需要预约实验室的用户，先要在管理平台进行安全规则线上培训学习，培训通过后，自动转入实验室预约的选择界面，界面提供各实验室内开放的设备、仪器，可以进行实验的说明，用户选择相应实验室或设备后，管理平台自动跳出线上设备仪器操作培训、现场培训的选择对话框，操作培训通过后才可以进行实验室开放预约。系统提示要求现场培训，用户选择现场培训，平台直接跳转现场培训报名界面，进行设备仪器操作使用的现场培训报名，操作技能必须得到指导老师的考核认可，具备正确使用能力，培训考核才能通过，考核结果被平台记录，一定时间内同一用户再次预约相同实验室或者设备，将免于培训，直接进入预约，审批及后续认证通过后将可以使用开放的实验资源。
图3为实验室开放预约流程图。设备仪器的操作培训采用线上还是线下的形式，将根据设备数量、价值高低，使用操作难度，安全性要求进行合理划分。比如一些容易操作、危险程度低的实验室，设置通过线上培训就能在开放时间内系统自动审批，无需人工审核。可将一起设备的说明书、操作指南，实验指导书等培训资料以视频、文本等形式放在平台上，用户可在线或下载浏览，在线考核通过后，就可正常预约此类设备仪器。对于高价值设备、精密仪器等使用操作必须现场培训学习，是否能通过须经人工审核。为防止个别用户恶意占用实验室内资源，实验结束后不遵守操作流程、安全规则如不关闭设备、损坏设备仪器，甚至带走零部件，离开实验室不关闭照明、关窗关门等行为，都将扣除一定分值，记入信誉积分，当信誉积分低于设定值时，用户不能正常预约实验室资源。管理上将配套相应处罚制度。
3 结束语
本文对智慧实验室综合管理平台的建设进行探讨。智慧实验室综合管理平台促使高校创新实验室管理模式，革新了实验室开放管理形式，更加高效地发挥实验室资源的作用，推动高校人才培训与社会服务更好地发展。本研究以期为高校智慧实验室建设与管理提供一定的参考。
参考文献（References）：
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[5] 孟庆楠，王益民，刘彦强等.高校大型仪器设备使用与管理中存在的问题与思考[J].实验室科学，2013.16（5）：187-189
[6] 钟冲，高红梅.新时期高校大型仪器设备开放共享管理体系探索与思考[J].实验技术与管理，2019.36（6）：1-7