基于“互联网+”平台的高校实验室安全教育与考试系统开发

2018-06-05李万涛尤婷婷卜迟武袁力强

实验技术与管理 2018年5期

李万涛, 尤婷婷, 卜迟武, 袁力强

(哈尔滨商业大学教学实验设备管理中心，黑龙江哈尔滨 150076)

实验室是高校开展实验教学的主要阵地,具有覆盖学科范围广,参与学生人数多,实验教学任务量大,仪器设备和材料种类多等特点,是安全事故的多发区域。实验室安全工作,直接关系广大师生的生命财产安全,关系学校和社会的安全稳定。

近年来,高校实验室安全事故时有发生,安全管理不到位，国内学者研究成果表明[1-2],58%的实验室事故系人为原因造成,其伤亡人数占到事故总伤亡人数的87.6%。针对国内高校普遍存在的师生实验室安全意识淡薄、安全教育手段单一等现状,教育部发布了专门的管理文件。2017年2月,教育部下发了《关于加强高校教学实验室安全工作的通知》([2017]2号),其中明确指出:“高校要建立教学实验室的安全准入制度,对进入实验室的师生必须进行安全技能和操作规范培训,未经相关安全教育并取得合格成绩者不得进入教学实验室。”

1 国内外研究现状

作为高校实验室安全管理的首要环节,实验室安全教育与考试工作发挥着重要的作用。通过实验室安全教育与考试,会极大地减少实验室安全管理过程中人为因素的隐患,有效预防实验室安全事故。

一些国家和地区早已建立了实验室安全教育与考试系统。美国高校中,所有人员进入实验室工作之前,必须经过实验室安全知识的学习与考试,签订安全承诺书后,方可进入实验室进行相关实验操作[3]；加拿大材料技术研究所建立了“准入卡”系统,只有通过教育与考试,获得“准入卡”,才有进入实验室及使用设备的权限[4]；香港理工大学等院校设置了实验室安全教育与考试系统,学生考试合格后方可进入实验室[5]。

我国一些高校建立了实验室安全教育与考试系统。2004年,清华大学开设了“实验室安全学”课程,未通过考试的学生不得进入实验室[6]；浙江大学、中南大学等高校将实验室安全教育纳入教学体系,开发了实验室安全教育考试信息化平台,学生考核合格后,可开始学习相关实验课程[7-8]；2011年,江南大学建立实验室安全教育与考试系统,已取得了良好的效果[9]。

移动互联技术的发展,为高校实验室安全教育工作提供了有力的支持。基于“互联网+”技术,用户可以随时随地上网,不受时间和空间的限制,有效避免传统互联网模式下学生集中在线而造成系统过载的弊端。配置移动客户端的实验室安全教育与考试系统更容易被学生接受。

国内部分学者在基于微信平台的实验室安全教育培训系统建设方面做出了一些尝试[10-13]。但现存的系统侧重点都在于借助微信平台进行实验室安全教育,局限于技能培训,缺乏在线考试功能,未能有效支持准入资格的审核工作,因此,开发基于“互联网+”平台的高校实验室安全教育与考试系统具有重要的理论意义和应用价值。

2 基于“互联网+”平台的实验室安全教育与考试系统

哈尔滨商业大学设计开发了基于“互联网+”平台的高校实验室安全教育与考试系统。该系统采用PHP语言编写,基于MySQL数据库,占用资源少,硬件要求低,运行稳定、高效,功能全面(见图1、图2),具有强大的数据处理功能。

图1 CPU使用率图2 内存使用率

系统客户端包括网页版(见图3)和手机版(见图4),手机版采用H5模板设计,无需安装app,不占用手机资源,可通过手机浏览器、微信扫码自动访问,随时随地进行学习和考试。

图3 系统网页版首页图4 系统手机版首页

2.1 系统的功能模块

用户登录系统,首先选取考场(见图5)(以手机版为例),根据学校专业类别特点,开设了化学生物类专业适用、工程机电类专业适用、其他专业适用的三类不同考场。

图5 考场选择

实验室安全教育与考核系统包括在线学习、强化训练、模拟考试、成绩记录等功能模块(见图6)。

图6 功能选择

(1) 在线学习模块:学生根据选取的知识点学习相关实验室安全知识、仪器设备操作规范、事故处理应急方案等。系统可即时判断正误,也可直接查看答案。对于易错习题,学生可以进行收藏,存入收藏题库,以便反复学习。

(2) 强化训练模块:学生可以根据学习进度情况进行阶段性强化训练,系统支持题型设置、题量配比、难度搭配、时间限定等功能。通过个性化的强化训练,有助于学生突出重点,突破难点,尽快掌握实验室安全知识。

(3) 模拟考试模块:为确保正式考试的通过率,系统设置了模拟考试功能。模拟考试的试卷结构、题量配比、难度搭配、时间限定、及格标准等与正式考试完全一致,并且考试次数不受限制,学生可以多次考试,提高考试达标的成功率。

(4) 考试记录模块:在本模块中,对于强化训练、模拟考试、正式考试的相关数据进行记录,对比成绩变化,可以体验进步,获得学习成就感。在后台数据库中可以导出学生成绩的数据,作为学生是否具有进入实验室资格的依据。

2.2 系统的管理模块

实验室安全教育与考核系统的后台管理部分包括课程管理模块、试题库管理模块、考试管理模块、用户管理模块、成绩管理模块等部分。

(1) 课程管理模块：对实验室安全知识进行分类,根据学校的专业设置情况,分成通识类、化学生物类、工程机电类等课程,学生根据专业特点选取对应的课程进行学习。

(2) 试题库管理模块:根据专业类别划分的不同课程,结合判断、单选、多选等题型建立各个子题库,系统支持试题的批量操作,并可以根据需要及时进行更新维护。

(3) 考试管理模块:根据学校的考试要求,可以设置网络考场的开放时间、考试次数、考试时间、组卷规则、达标分数等相关参数,针对不同专业采用随机组卷方式,每个参加考试学生的试卷均不相同,避免了学生作弊,确保考试顺利进行。

(4) 用户管理模块:可以实现系统管理员、实验教师、学生等用户的多级别分角色管理；系统管理员负责系统运行的全面管理,实验教师负责题库的日常维护及学生成绩管理,系统支持各级用户分组管理,并且可以向指定用户组进行批量导入用户,每一级新生的数千条数据可以一次性导入系统中。

(5) 成绩管理模块:以实验教师身份登录,可以对学生成绩进行管理,及时汇总学生的考试成绩,根据反馈结果决定是否授予实验室准入资格。系统具有对试题组卷频率、出错频率、出错学生分布等数据的统计和分析功能,可以根据分析结果对考试工作的各种规则进行完善和调整。

2.3 系统的题库建设

建立实验室安全教育数据库,是实验室安全教育与考核系统建设的基础。在充分考虑学科特点、专业设置、生源层次等校情和学情的基础上,采用发放调查问卷等方式,针对“实验室安全意识”“实验室安全常识”“实验室安全管理制度”“实验室安全防范技能”“应急预案掌握程度”等方面对师生进行摸底调查,为实验室安全教育与考核题库的建设提供了科学的依据。在实际工作中,采取多途径收集、专业人员按学科分类、组织专家审核勘误等几个步骤来完成。结合学校的专业设置情况,分成通识类、化学生物类、工程机电类、消防类等几个类别。试题类型为判断题和选择题等客观题为主。

3 实验室安全教育与考试工作的运行机制

3.1 约束机制

为了加强实验室安全教育与考试工作的效果,促使学生认真学习实验室安全知识,学校建立了安全准入约束机制:一方面,学生参加实验教学之前,必须通过实验室安全考试,成绩达标后,签订实验室安全承诺书,真正做到“谁主管谁负责、谁使用谁负责”；另一方面,基于学校拥有完备的“一卡通”管理系统,每个实验室均配置了“一卡通”读卡器,要求学生通过考试并签订安全承诺书后,方可激活“一卡通”实验室考勤功能,开启进入实验室的权限,否则无法参加实验教学。

3.2 实验室安全教育与考试工作的流程

实验室安全教育与考试工作流程见图7。在时间安排上,分为实验室安全知识学习阶段(新生入学后的2个月)、正式考试阶段(第3个月的上、中旬)、补考阶段(第3个月的下旬)、成绩汇总阶段；在管理方式上,采用校级管理员、学院管理员、实验教师三级管理；在运行环节上,先进行实验室安全教育与考试工作的操作指南说明及政策宣讲,学习过程中定期发布学习进度数据,加大督促力度,后期对学生成绩进行统计分析,为下次考试的题库调整提供依据。在全部工作结束后,以问卷调查、学生座谈会等方式,收集学生反馈信息,进一步完善实验室安全教育与考试工作。

图7 实验室安全教育与考试工作流程图

系统运行后的数据分析显示,参加考试的学生的实验室安全意识普遍提高,实验室安全技能训练效果良好,考试的通过率近98%,提升了实验室安全管理效能。

4 结语

综上所述,实验室安全教育工作是高校实验室安全管理的首要环节,建设高效的实验室安全教育与考试系统已经成为高校实验室的重要工作。在移动互联技术的支持下,开发基于“互联网+”平台的实验室安全教育与考试系统,具有重要的理论意义和应用价值。借助手机等移动设备为媒介,实现了学生随时随地进行学习考试,把参加学习考试的主动权交给学生,提高了实验室安全准入体系的效率,从而极大地减少实验室安全管理过程中人为因素的隐患,在根本上预防和减少了实验室安全事故。

参考文献(References)

[1] 李志红.100起实验室安全事故统计分析及对策研究[J].实验技术与管理,2014,31(4):210-213.

[2] 周利刚. 高校实验室安全教育模式探讨[J].实验室研究与探索, 2013, 32(8):238-240.

[3] 李秀珍,李勤,王征,等.落实实验室安全准入制度,保障实验室安全[J].实验技术与管理,2013,30(3):201-203.

[4] 廖秀萍,刘屿.加拿大国家研究所实验室安全与环保管理及启示[J].实验室研究与探索,2011,30(9):170-174.

[5] 温光浩,周勤,程蕾.强化实验室安全管理,提升实验室管理水平[J].实验技术与管理,2009,26(4):153-154.

[6] 李丁,曹沛,王萍,等.高校实验室安全准入体系的研究与实践[J].实验技术与管理,2014,31(7):156-158.

[7] 浙江大学.浙江大学实验室安全考试系统[EB/OL].http://sbb.zju.edu.cn/labexam/.

[8] 中南大学.中南大学实验室技术安全与环保教育管理网[EB/OL].http://lsep.csu.edu.cn/.

[9] 江南大学.江南大学实验室与设备管理处实验室安全教育[EB/OL].http://sbc.jiangnan.edu.cn/index/sysaqjy.htm.

[10] 孙宝光, 张启义, 谭仁兵. 基于微信平台的大学物理实验考核系统构建与使用[J].物理实验, 2016,36(5):22-24.

[11] 郑丰. 基于微信的高校实验室管理系统的设计与实现[J].教育教学论坛, 2016(9):238-239.