以需求促共享，建设实验室智能联动准入体系

余 徽，左 炀，付 兵，吴 潘，田 文

(四川大学 化学工程学院，四川 成都 610065)

高校实验室多存有带电设备、有毒有害化学品、易燃易爆介质等，工程类实验室更甚，因而面临越来越突出的安全问题。各高校纷纷开始建设实验室准入制度[1-3]，以使实验室使用人员最大程度地认知安全隐患并知晓相应的应对预案。严格的实验室准入制度是维持健康安全的实验室环境所必备的基本前提[4-5]。安全规范制度的确立首先依赖于一支高素质的实验室技术队伍[6]，而全面建成现代化、科学化和规范化的实验室安全体系则更需要基于现代网络技术的实验室安全、环保宣传、教育培训、考评信息化系统等各方面之内容[7]。研究表明，很多高校虽有制度化建设，却在具体执行时仍然存在师生实验室安全意识不强、管理制度欠落实、管理职责不明确、安全教育和培训重视不足及学生安全知识缺乏等问题。高校亟待制定针对性强、行之有效的安全预案[8]。很多高校开发了实验室安全教育及考试系统，有力促进了实验室的安全管理[9]。在实验室仪器使用培训的方面，新购贵重精密仪器可由厂方技术工程师对人员进行专门培训。这部分经培训后有经验的操作人员在因为毕业等原因离开后，后续使用人往往因为原理不清、操作流程不熟悉、动作不规范而对仪器设备造成损害，或者得不到准确的实验数据。然而，安全教育与考试、准入体制和仪器培训都是独立割裂的系统。因此，三者若能有机地结合起来，组成联动的实验室管理与考试系统将极大地提高管理工作效率和实验室安全工作水平。

1 实验室安全准入制度实施的形式

从以往的实验室运行经验教训中发现，实验室安全准入制度的核心就是个人安全习惯的养成[10]。经调查，当前国内部分高校实验室安全准入制度是通过以下4种形式具体实施的：1)行集中培训、笔试、发放实验室准入证的模式；2)采用现代网络信息技术，实行网络自学、实名考试、网上认证的模式；3)通过课程教育实施实验室安全准入，即将“实验室安全应知应会”纳入学分教育，纳入实验教学和实践活动前的必修课内容；4)采取集中教育与专业教育相结合、传统教育与网络教育相结合的方式，多层次、全方位地实行安全准入制。各种措施都着眼于对人的教育，而被教育者是否接受则成为管理效益能否实现的关键。

实验室安全制度和管理方法如同上层建筑，代表着该实验室的宏观水平。政策措施的落实则需要一个或多个着力点。实际运行中师生是否自觉遵守，代表着安全管理的执行水平。四川大学化学工程学院工程实验教学中心在实验室安全管理执行力度的提升上进行了一些尝试，以公用仪器和开放实验室的使用权为激励，试图将强制性的安全培训转变为师生认可的“刚性需求”，最终实现加大仪器共享力度，培养学生仪器使用能力的目标。

2 以使用需求驱动实验室智能联动准入体系的建立

目前，学生接受实验室安全知识的途径主要依赖于实验课中教师的讲授，在课时被不断压缩的背景下，课堂安全教育学时不可避免地受到影响；同时，实验室建设中各单位往往偏重于新仪器设备的规划和购置，对其如何在教学中最大限度地发挥作用却投入不足[11]，影响了学生创新能力的培养[12]。原因之一在于仪器的使用培训不足直接影响了其开放使用。针对上述问题，实验中心首先建成了实验安全在线培训与考试系统，以强化实验室安全知识与设备操作规程的普及。在此基础上，实现培训成绩与实验室和设备准入权限联动，同时达到实验教辅管理、安全培训与实现仪器设备开放共享的多重功能。

在当前实验教辅人员缩编，强调工作纪律和工作绩效的总体要求下，必须打破原有的工作模式，提高工作效率。以此为契机，化工学院已先后投入50余万元建设了“化工学院网络数据库系统”与智能门禁软硬件平台，对原有实验教辅人员与工作的管理，如考勤、耗材领用和设备维修等流程进行了整合，形成了标准化的实验室工作流程。

通过将原各实验课程独立的安全教育内容进行整合，在已有的软件平台上添加统一的实验室安全知识题库，并对实验室教师、教辅和学生进行系统的在线安全培训和考试，将原来依赖于“人”的安全教育和仪器培训，转变为常态化、标准化、程序化的过关考评，保证了安全知识对每位实验室使用人员的传达，整体提高实验室安全工作水平。

2.1 基于自身需要的自我学习安全准入机制搭建

四川大学化学工程学院工程实验教学中心整合近年来建设的在线学习和在线考试系统，配合智能门禁，构建常态化的“公开培训→在线自学→网络考试→准入授权”高校实验室管理运行机制。

将四川大学化学工程学院化工原理、化学工程与工艺、过程控制、安全工程、制药工程、生物工程和冶金工程7个专业实验室整合，形成了涵盖通用实验室安全知识、危险化学品安全、用电安全、防火防爆技术等的安全专题和大型仪器操作规程的统一的实验室安全知识题库和在线安全培训与考试平台。平台体现了使用安全、性能稳定、简洁美观、多功能性、操作方便的设计思想，高效地保障了实验室安全教育的执行。

考虑到安全体系建设的复杂性和长期性，在系统建设初期采用了循序渐进的开发执行模式。首先根据安全和仪器培训需求，收集整理形成题库，并逐步完善其内容；建立统一的在线考试平台；通过培训成绩、门禁与校园一卡通之间建立物理关联，形成实验室与开发仪器的准入权限与在线考试成绩之联动。具体的设计方案如图1所示。

随着近年来学校对本科专业实验室投入力度的逐渐加大，各实验室相继更新、引进了大量新型实验装备和大型仪器，迎来一个自建校以来最好的发展机遇。但大量仪器设备的更新不但带来了前所未有的安全运行压力，而且面临着需要让新仪器设备发挥最大程度的功效，提高使用水平的问题。四川大学化学工程学院近年来在加强硬件建设的同时，对促进仪器共享开放亦作了一定的探索，主要体现在4个方面：1)定期邀请校外专家、组织校内技术人员开展系列培训讲座；2)不断总结、更新，形成核心仪器设备的培训视频，并供全校师生在线浏览；3)不断完善各专题安全培训、仪器操作试题库，长期开展在线认证考试；4)建设与认证考试结果联锁的智能门禁系统，根据师生需要在线授予准入权限。

回溯实验室安全培训结果可以发现，当学院组织某仪器的技术专家开展大型仪器操作方法的专门授课时，因培训时间、专业方向等原因，并未出现期待中的座无虚席之状况。取而代之的是学生或教师在使用前主动咨询仪器的使用事项。这反映出需要与否是学生接受安全或仪器技能培训的重要条件。

基于此，实验中心及时调整工作思路，以公用仪器、开放实验室的使用资格为激励点，鼓励师生参加各种形式的安全讲座和仪器培训，并通过长期有效的在线考试对学习成果进行认证，最终将是否通过认证考试与准入权限进行联动。在学生在线申请仪器、实验室的使用时，网络数据库将首先自动判断申请人是否具有进入资质，否则拒绝申请。申请使用流程如图2所示。为了获取仪器的使用资格，学生们开始自发的去查阅学院准备的各类多媒体资料，乃至其他公众网资源，促使“自我学习”目标的实现。将强制性安全“责任性”教育转变为技能“需求性”培训，引导学生逐渐从“被动”受教育过渡为“主动”求发展，变“要我通过”为“我要学习”，使安全培训成为本院学生的“刚性需求”。而更为重要的是在这个过程中，学生的仪器使用技能得到了很大的提升，实际体现了高校育人为主的办学目的。随着学生安全意识和仪器操作技能的不断提高，将保障实验室的安全运行和仪器完好，减少了仪器维护成本和时间，提高仪器设备的共享率。仪器设备更高的共享率反过来满足更多的使用需求，形成了相互促进的循环，如图3所示。在线安全教育与考试系统、仪器使用培训和认证系统与智能门禁系统的联动控制是实验室安全准入制度运行标准化、常态化、高效性的有力保障。

图2 公用仪器&开放实验室申请使用流程

图3 以需求促共享的智能联动准入体系

本安全准入制度执行以来，化学工程学院在仪器开放共享上成果显著。据不完全统计，化学工程学院实验教学中心在保证本科教学的同时，各类实验室年均开放使用300次，年均使用时间累计4956天；公用仪器年均开放使用494次，年均使用时长累计5449h，很好地完成了学校下达的二级单位目标任务。

2.2 开放平台的长期发展

实验室准入系统建立以来，化学工程学院在安全培训和共享开放的执行上取得突破进展。与此同时必须看到，仪器的使用水平相对不高。大多使用者仅是依葫芦画瓢，按部就班地完成测试，对于测试结果或出现偏离预期的实验现象缺乏分析。究其原因，公用仪器面向全学院师生免费开放，导致使用者申请前并未认真调研仪器的适用性和必要性，只是简单申请使用；而大量无效、重复申请占用了使用队列，更造成大量使用机时的浪费。

为解决上述问题，学院将继续组织具有专门资质的教师加强安全知识和操作技能的培训，继续完善和丰富多媒体网络素材供师生在线自学。同时，在学院已建设的网络数据库的基础上，立足于开发一套共享过程自动监控模块单元。通过引入控制器和网络传输单元，对单台公用仪器的使用状况进行系统集成，自动统计分析和控制仪器使用时间，评价仪器使用状态，并在实验助理的帮助下对使用者提供现场协助，以期达到提高仪器使用效率和应用水平的目标。

3 结束语

高校实验室安全工作涉及面广，管理任务繁重。在加强传统的强制培训的同时，采取适当的激励和保障措施引导学生进行需求性自我学习，不失为提升安全管理和仪器应用水平的有效手段。化学工程学院通过建立实验室智能联动准入体系，在公用仪器和实验室开放共享方面做出了有益的探索，初步建成高效的、程序化的高校实验室管理运行机制，即“公开培训→在线自学→网络考试→准入授权”；大型仪器共享开放成果显著；我院实验技术人员的综合素质亦在本轮建设中得到快速提高。本建设取得的成果对于学院夯实专业实验室长效发展机制，继续提升公用资源使用效率、积淀专业实力有很好的参考价值。