高校环境类实验室信息化建设与管理创新研究

2019-12-27倪敏刘婷婷潘杨

安徽农学通报 2019年22期

倪敏刘婷婷潘杨

摘要：环境类实验室管理的重点是确保安全有序的前提下助力新工科人才培养，发掘实验室更大的价值。该文基于当前苏州科技大学环境类实验室管理模式不统一、缺乏开放共享的信息管理平台、设备总量占全校比重大、工科与较多学科交叉等现状，结合苏州科技大学对新工科类人才实践能力、创新思维、应用技能培养的新目标要求，从药品管理、设备管理、安全和操作培训、安全管理4个方面着手，进行环境类实验室信息化建设和管理创新研究。在信息化建设与管理创新的引领和鼓励下，吸引更多的工科学生走进实验室，将工科应用技能与理科研究思维有机结合，培养学生的创新能力，构建一个“安全、高效、有序”的环境类实验室，为同类高校新工科人才培养的环境类实验室信息化建设和管理创新提供示范和参考。

关键词：环境类实验室;信息化;管理创新;新工科;人才培养

中图分类号 G471;G474文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）22-0137-06

Research on Informatization Construction and Management Innovation of Environmental Laboratory in University

Ni Min et al.

（Jiangsu Key Laboratory of Environmental Science and Engineering，Suzhou University of Science and Technology，SuZhou 215009，China;School of Environmental Science and Engineering，Suzhou University of Science and Technology，Suzhou 215009，China）

Abstract：The key of environmental laboratory management is to ensure that it is conducive to the training of emerging engineering education talents on the premise of safety and order，and to explore the greater value of laboratory. In this paper，based on the current environment laboratory of suzhou university of science and technology management mode is not unified，lack of open sharing information management platform，the total amount of equipments account for a significant proportion of the school，the cross between engineering and many subjects，combined with our school new training target requirements to emerging engineering education talents practical ability，innovative thinking，application skills，from four aspects： pharmaceutical management，equipment management，safety and operation training，safety management，environment laboratory informatization construction and management innovation research have been conducted. Under the guidance and encouragement of informatization construction and management innovation，more engineering students are attracted to the laboratory，the combination of engineering application skills and scientific research thinking has cultivated students′ innovation ability，and built a "safe，efficient and orderly" environmental laboratory. It can provide a demonstration and reference about the construction of environmental laboratory informatization and management innovation for training of emerging engineering education talents in similar universities.

Key words：Environmental laboratory;Informatization;Management innovation;Emerging engineering education;Talent cultivation

環境类实验室是培养环境科学与工程学院创新人才的重要基地，在环境类学科建设和高水平综合性大学发展中发挥着重要的作用[1-2]。苏州科技大学环境科学与工程学院拥有一级学科硕士点、国家级、省部级特色专业，随着卓越工程师教育培训计划试点和环工专业认证的开展，苏州科技大学环境科学与工程学院尤其重视环境类实验室建设管理工作。在新的时代背景下，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，并发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》和《关于推进新工科研究与实践项目的通知》[3]。苏州科技大学作为地方院校组之一，新工科的提出要求环境工程专业学生实践能力、创新思维、应用技能多元化全面发展，环境类实验室在苏州科技大学新工程人才培养过程中发挥的作用日益显著，管理方式的变革越来越迫切。实验室信息化有助于解决环境类实验室管理人员不足、资源共享率低等问题，具有快速、便捷、共享的特点[4-5]，基于实验室现状和工程类人才培养新要求，苏州科技大学环境科学与工程学院首次提出信息化管理建设。信息化不仅是信息技术在组织机构中的应用，而且是更高层次的管理变革，组织的信息化必须和管理创新有机结合、同步进行，才能真正实现组织的进化[6]。苏州科技大学环境科学与工程学院以环境专业类人才培养模式的改革和建设为核心，修订人才培养方案，建立课程教学、专业实践和科研创新有机结合的人才培养新体系，同时要求环境类实验室的管理建设要紧跟人才培养的新目标。经过近几年的探索与实践创新，适时推进管理方式的变革，形成了系统的人员、设备、安全、培训等组成的信息化管理体系，为苏州科技大学环境类实验室的安全、高效、有序的运行和新工程人才培养提供得力保障。

1 环境类实验室建设现状

苏州科技大学环境科学与工程学院环境类实验室包括中心实验室和江苏省环境科学与工程重点实验室2大模块。中心实验室包括化学、分析与监测、水污染控制、大气污染控制、噪声污染控制、化工原理、微生物、环境生态学、环境规划与管理、给水排水等10个实验室，是实验教学和学生创新能力培养的基地。江苏省环境科学与工程重点实验室为省级重点实验室，成立了由色谱、光谱、生物等测试平台组成的大型高值仪器分析测试中心，服务于学生毕业设计和科研团队。一方面，2大实验室平行设立，在人员、设备、药品、培训等方面管理模式不统一，造成资源和人力的浪费、管理效率低下。另一方面，缺乏开放共享的信息管理平台，信息交流不及时，人员之间的沟通与协作关系阻碍了学生创新实践能力的培养，实验室培养方式与企业对新工科人才应用技能、创新思维等需求之间的矛盾，需要统一的平台进行系统的沟通反馈以提高学生的就业机会。其次，苏州科技大学环境科学与工程学院以工科见长，环境专业发展迅速，设备总量占据全校设备总量的60%以上，设备总值也位居全校榜首，专业的实验室管理人员数量缺乏，设备的运行维护与人员管理效率的提升显得尤为重要。再次，实验室专业种类繁多，设备使用效率与人员工作量投入的统计没有固定的量化标准，缺乏针对性的人员绩效考核机制，实验室人员的工作积极性和主动性有待提高。最后，工科与较多学科交叉形成了新的交叉学科研究方向，各实验室专业领域、人员配比、设备开放共享模式需要紧跟新交叉学科的发展需求。

2 环境类实验室信息化建设与管理创新

结合目前高校实验室自动化、信息化、开放式管理经验[7]和苏州科技大学环境类实验室的现状，构建了苏州科技大学环境类实验室信息化管理体系，详见图1。主要分为以下4个模块：药品管理信息化、设备管理信息化、安全和操作培训信息化、安全管理信息化。信息化的建设和管理方式的变革相互促进、相辅相成，以保证实验室安全、有序、高效运转，为新工科人才的顺利培养提供先决保障。

2.1 药品管理信息化实验药品的管理是高校实验室的重要任务之一，提高药品试剂的利用率、减少资金浪费和环境污染，有效监控有毒有害试剂的使用是实验室信息化管理的重要内容[8-9]。有些高校采用B/S构架搭建，以网页形式辅助实现试剂的共享、申购、领取和使用情况追踪等功能[8]。结合部分高校的经验和苏州科技大学工科类实验开展范围广泛，与较多学科有交叉，药品采购途径多样、危化品管理不集中、药品安全防护及应急方案缺乏等现状，建立苏州科技大学环境科学与工程学院环境类实验室药品信息化管理系统。图1显示，其主要包括采购和入库，领用和归还，固废回收3个方面。在这3个方面苏州科技大学环境科学与工程学院除了遵从各高校普遍推行的统一采购平台、危化品分类入库、建立实时统计领用和归还台账、固废分类统一回收登记等相似信息化管理措施以外;在药品采购环节，结合环境类实验室所涉及的药品种类，苏州科技大学环境科学与工程学院依据《建设项目环境风险评价技术导则》、《重大危险源辨识》（GB18218-2014）和《职业性接触毒物危害程度分析》（GB50844-85）等相关规范和标准，建立“危化品识别信息系统”和“药品安全常识及应急防护系统”。对用户选购的商品先进入“危化品识别信息系统”进行筛查，筛查出的易制毒易制爆危化品、强酸强碱强腐蚀性药品自动进入“药品安全常识及应急防护系统”，推送给用户对应的安全防护措施及相关的安全防护采购意见。既保证了采购的便捷性，又在药品采购的第1环节普及了药品安全常识，为后期的安全使用和规范管理奠定基础。

2.2 设备管理信息化当前，实验室设备在高校的固定资产中占据了重要比重，信息建设是当前设备管理中最重要的管理手段[10]。传统实验室设备管理采用的是二级协同模式进行管理体系的构建，不包含用户级别[11]，苏州科技大学环境科学与工程学院环境类实验室设备信息化管理模式克服了传统方法的不足，将用户需求作为设备管理方式变革的导向，针对环境类实验室交叉学科较多的现象和新工科人才培养的目标，建立了有体系有模块的开放实验室预约平台。设备管理信息化如图2所示，与同类院校相似包括以下3个模块：采购和维修、预约使用、通知发文，图2中展示了各模块所包含的类别和功能。

苏州科技大学环境科学与工程学院以工科见长，工科与许多学科交叉形成了新的研究领域。比如环境工程专业的水处理工程与环境监测、环境微生物学、分子生物学交叉形成了生物膜法废水脱氮除磷新工艺的研究。环境类实验室为了适应未来环境领域多元化交叉学科并行发展的大趋势，管理人员组成形式由之前的专职设备管理员、兼职管理员，引入第3种方式：流动编制管理员。流动编制管理员由新入职的新研究领域青年教师组成，前3年全职管理实验室，3年后可选择是否转入教师岗;新入职的新研究领域青年教师刚脱离开展实验的一线，操作经验丰富，科研素养高，具有目前实验室缺乏的最前沿专业操作技能和研究背景。流动编制管理员的加入补充了实验室新学科新领域的欠缺，与已有管理员一起合作互助组成模块规整，体系完整的服务链，解决了交叉学科学生对于新领域专业知识和操作技能的需求，为交叉学科的发展注入新鮮的血液。此外，学校单主体的教育模式在学生工程实践能力培养方面有先天的缺陷，国际合作、校企合作是培养现代工程技术人才的必要条件[12]。为此，苏州科技大学环境科学与工程学院除了设立国际合作班，与瑞典哈尔姆斯塔德大学、英国南威尔士大学等建立联合培养办学模式以外，还特别建立“校企实习对接平台”（图3（a））。平台适用对象包括：学生、教师、企业。用户完成注册后，学生可提交个人简历和职位申请，企业可发布招聘信息，教师可发布招聘信息并浏览企业的招聘需求与学生就业意向的匹配度;学院通过该数据平台统计地方企业招聘需求，与人才培养方案及目标进行比对，调整实验教学方案与实验室发展规划方向，为新工科创新人才的培养提供基地。

最后，为了解决实验室设备管理模式不统一、设备共享率低，阻碍交叉学科的发展等问题，建立共享的开放实验室预约平台——环境分析测试平台系统（图3b）。该系统具有以下模块：（1）设备分类管理（图3c），将有机分析、无机分析、物理化学、微生物学、分子生物学、水质监测、土壤固废研究等相关大型分析测试仪器33台按照设备类别、技术指标、测试范围分别上传开放实验室预约平台，方便学生了解设备功能，选择合适的设备进行预约：（2）用户预约管理（图3d），教师用户可随时登录预约系统对学生的预约项目进行审核，及时了解学生测试结果和实验开展进度;（3）预约数据统计（图3e），实验室后台管理用户可根据设备、实验员、总用户、总计预约次数等对预约使用率进行统计，为绩效工作考核提供依据;（4）数据报表导出（图3f），管理用户可设定不同的筛选条件：实验员、实验仪器、学院类别、测试状态、预约时间、测试时间、送样量等导出报表（图3g），进行绩效考核工作量的核算，对超额完成工作量的人员进行相应额度的奖励。

2.3 安全和操作培训信息化对高校实验室安全事故原因的追踪调查结果显示，仪器设备管理、使用不当等人为因素是实验室安全事故发生的常见因素[13]。结合北京大学等高校在实验室安全教育的基础上，事先分析实验过程、评估操作风险点并进行模拟风险排除训练，从根本上减少和避免实验室安全事故发生的经验[14]。苏州科技大学制定了详细的安全和操作培训信息化具体措施。图4（a）详细列明了每个层面的培训内容及考核过程。由图4（a）可知，其主要分为以下3个层面：初级培训、中级培训、高级培训。苏州科技大学从历次培训的效果及培训的目标出发，基于3个层面面向的学生不同，制定个性化的分体系分模块的网络培训视频（图4b），根据学生选择的培训类别，培训系统自主发送邮件给学生告知其需进行的视频学习内容、课时安排、学习操作流程;学生网络视频学习完成，系统发送随机生成的考核试题完成网络考核;相关教师批量组织现场操作考核，2次考核都通过者，方可进入实验室进行上机操作。这种培训信息化的推行和管理制度的变革，既提高了管理人员的培训效率，又为在校外实习的工程类学生提供自由的培训时间、地点，培训效果明显提升。

2.4 安全管理信息化由于实验室基数大、多学科交叉、预处理实验繁琐等因素，加强实验室信息化安全管理成为当前实验室管理的一大热点[15]。基于实验室安全管理的要点：实验人员、实验空间、实验设备[16]以及苏州科技大学的现状，制定了苏州科技大学安全管理信息化的3大举措（图5）：安装安全门禁（图5a）、摄像头（图5b）、身份识别系统。安全门禁和身份识别系统相互关联，发放统一的身份识别卡，在安全门禁处刷卡进入实验室，身份信息在门禁考勤管理系统（图5d）里显示，管理人员可随时调取进入实验室人员信息。将环境类实验室的有机测试室、无机测试室、分子生物室、环境微生物室、物理化学室等总体划分成以下3个等级区域，即：日常监管区、定期监管区、重点监管区，根据事故发生的频率安装数目不等的摄像头，摄像头的监管系统直接关联各区安全责任人电脑，可进行实时的安全监管。此外，2017年苏州科技大学环境科学与工程学院根据环境类实验室涉及的风险源类别及可能存在的安全隐患，特制订《苏州科技大学环境科学与工程学院实验室突发安全事故应急预案》（图5c），从措施和制度上双管齐下，预防和减少安全事故的发生。

3 环境类实验室信息化管理的成效

苏州科技大学环境类实验室信息化建设及管理创新工作基本已经完毕，基于近3年来各部门之间的相互协作、共同努力，取得了明显的成效。（1）人员工作效率、设备使用率显著提高，吸引了大批的工科类学生走进实验室。信息化的建设和管理創新解放了部分劳动力，解决了兼职管理人员时间分配上的冲突。实验室开放预约平台的建立使得仪器的配置及可使用时间透明化、共享化，为工程类、交叉学科学生开展研究提供了明确的路径。（2）工科学生理科化的基础知识越来越扎实。通过自主完成分模块分体系的网络培训视频，建立标准的入室和上机操作培训流程，工科学生对理论操作知识的学习有了系统的理论教程依托，网络考核和现场操作考核并行，学生实践能力和应用技能得以加强，符合新工科对未来多元化创新人才的培养要求。（3）资源的配置与发展规划更有据可循。环境分析测试平台后台管理的数据分析和报表导出功能可作为设备和人员投入、管理方式、收费标准等是否合理的评估依据，结合用户需求，优化实验室资源分配与人员配比，实现资源利用和信息共享的最大化、人力投入的最小化，助力培养新工程人才。

4 结语

管理方式的创新是环境类实验室信息化顺利建设与推行的必要条件，信息化顺利建设与推行反过来促进管理方式的创新，两者相互促进，不可分割。在新的时代背景下，苏州科技大学建立完善有效的实验室信息化管理体系，不仅需要最大化实验室资源的利用率，创造安全优质的实验环境，提升实验室的管理效能;而且需要基于新的区域经济发展模式对工程类人才培养的新要求，为实践能力、创新思维、应用技能型新工科人才的培养提供孕育的基地，发挥优质资源的平台作用，为企业输送更优秀的工程人才。

参考文献

[1]姜晓满，俞盈，赵金博，等.环境领域国家重点实验室资源共享管理办法探讨[J].实验技术与管理，2017，34（10）：230-232.

[2]王申伟，姚志刚，何大伟.过程信息化管理在高校科研实验室管理中的探索与实践[J].实验技术与管理，2016，33（7）：245-249.

[3]倪伟传，李佳，王凤，等.新工科背景下应用型本科FabLab实验平台构建[J].实验技术与管理，2018，35（1）：269-272.

[4]姜丽，宋建华.高校实验室信息化体系的建设研究[J].实验技术与管理，2018（1）：25-27.

[5]李梁君，吴福根，杜云翔，等.基于SIR协同理念的实验室管理模式创新[J].实验室研究与探索，2017（11）：237-241.

[6]陈海泉，林自葵.基于信息化的高校实验室管理创新研究[J].实验技术与管理，2016，33（11）：250-253.

[7]施燕琴，杨晋涛，蒋梅燕，等.高校实验室的自动化、信息化、开放式管理系统研究与实践[J].实验室研究与探索，2017，36（9）：236-239.

[8]李奕雅，陈凡，陈巧玲，等.高校实验室试剂信息化管理的探索与实践[J].闽南师范大学学报（自然科学版），2017，（1）：114-118.

[9]张楠，马雪明，唐路扬.南开大学实验室安全信息化管理的探索与效果[J].实验技术与管理，2017，34（12）：164-167.

[10]王梅源，郑双怡，张劲松，等.基于“云”的信息管理实验室建设分析与思考[J].实验技术与管理，2015，32（11）：251-256.

[11]黄盛维，李国伟.实验室仪器设备管理和使用的信息化建设[J].通讯世界，2017（3）：262-263.