基于微信二维码的实验室信息化管理实践

王 志,郭 攀,刘雯雯

(郑州大学 力学与安全工程学院,河南 郑州 450066)

0 引言

高校实验室承担了繁重的教学科研任务,但信息化建设相对落后,这与实验室的性质有关,同时也与高校这些年重视教学科研任务而对实验室管理重视不足有关。我国高校实验的投入逐年加大,各种设备、人员、经费呈数量级增长,给管理带来了一定的难度。传统纸质化、点对点的管理模式已经逐渐跟不上时代的发展,干扰了信息的及时性和有效性。因此基于信息化的实验室建设也逐渐引起高校实验室管理者的重视,相关的管理技术与经验得到逐步完善[1-3]。随着互联网大数据时代的到来,计算机网络的应用已经渗透到生活的每一个角落,尤其在疫情期间,采用二维码进行跟踪识别,对人们的生活带来了极大的改变。因此顺应时代潮流、发展二维码信息识别应用,对实验室管理是一次机遇与挑战。二维码中最常用的 QR(Quick-Response)编码方法,具有识读速度快、数据密度大、占用空间小的优势[4]。而手机是现代生活中另一个至关重要的物品,用手机推广二维码技术,具有先天的优势。其过程具有编码、译码、识别、被识别、存储、发送、传递、接收相结合的综合性技术突破与创新[5]。微信作为使用最广泛的社交媒体,几乎达到了人手一个账号的占有率。基于微信开发的小程序,在使用与推广方面具有其他程序无法比拟的优势[6]。本文拟采用微信草料二维码平台[7],制作实验室管理定制平台,对实验室进行数据化、信息化管理,以不断提高实验室的管理水平和育人目标。

1 实验室信息化管理现状

目前为止,全国各个高校都有自己的实验室管理系统[8-9],也开通了功能性网站,但主要是在学校层面,功能较为单一或有待完善,主要是针对宏观的一些资产管理、化学品的存储台账等。每年上级部门对基层教学实验室的考核任务繁重,高校需要统计与填报大量的数据[10-11],每年的设备使用数据、科研数据、设备信息等均由实验室工作人员一一填报,大部分仍然停留在纸质信息传递的阶段。在这一过程中,工作人员难免会有疏漏,使得数据不能真实反映实际的运行情况,给上级管理部门的决策带来一定的困扰。因此,实行从下而上的、数据共享的、多接口的实验室信息管理系统是必然的需求。以郑州大学力学实验中心为例,该中心为郑州大学公共基础实验教学平台,每年服务本科生约1 500～2 000 人,几乎涉及工科的所有专业,学生实验的登记册每年产生的数据有上万条。在统计过程中,需要工作人员做大量重复的易错工作。如何解决设备—人员—使用及时准确的记录问题,是困扰实验室的一个核心问题。同时,因实验教学的过程评价与理论课程不同,对于无法单独设课的实验教学项目,教师很难进行准确的评价工作,尤其是让学生参与的评价活动,受到多方面的制约。此外,随着线上线下等多种教学模式的不断创新,实验教学如何体现互动性强的特点、如何让学生在课前课后能够更好地自主学习并与实验教师进行深入的探讨,是实验室信息化建设的另一个重要任务。

2 基于微信二维码的实验室信息化管理思路

实验室管理千头万绪,因此管理人员必须理顺实验室管理的主次以及包含的相应类目,再进行框架设计。教学实验室管理主要包括教学组织、实验室安全、实验设备维护、实验课程管理等几个方面。因此信息化建设重点围绕以上几个方面进行。微信作为人们必备的社交工具,几乎可以作为个人的一切特征代表。因此填报的各类数据富有真实性,基于微信的二维码识别技术的管理具有较高的可行性与可操作性,相关的管理方案已应用在一些专业的实验室。

本实验室采用草料二维码平台进行实验室管理平台的个性化定制,根据实际实验室运营的情况,结合草料二维码平台的功能区分,设定了如图1 所示的实验室管理平台架构,主要包括设备管理、安全管理、教学管理3 个部分,每个子项目又包括若干分项目。以教学管理模块为例,根据线下运行的经验,目前主要的管理环节包括实验的预约、实验的登记、教学评价等。实验过程中的其他环节可融入这3个方面。

图1 实验室信息化管理模块

3 实验室管理二维码制作

本文采用的是微信草料二维码制作平台,该平台是一个免费制作二维码的专业软件平台。用户可以免费制作内容丰富的二维码,快速实现简单应用。该平台支持微信一键登录,还提供了丰富的表单模板。管理人员可根据实验室管理的特点,对教学类实验室主要涉及实验预约、实验登记、设备管理、安全巡查、互动课堂、预习复习、教学评价等环节具体设计模块化信息管理。

草料二维码制作平台提供了丰富的模板,用户根据需要新建自己的模板添加相应的内容生成二维码,如图2 所示。

为了将设备—人员—使用统一起来,该平台首先为每个实验室房间建立目录,然后批量为每台教学设备生成一个二维码,用来进行实验登记、设备维护登记等相关信息填报。如图3 所示,每个设备的二维码可以自行定义一些表格以及需要填写的内容,比如设备的二维码主要承担实验设备维护登记、实验项目预约与实验登记等功能,因此设计的表格以录入信息为主。以实验登记为例,主要采集的是实验项目名称、实验人的姓名学号。系统自动记录登录预约的实际,便于后期通过实验名称、学号、专业、班级等进行数据汇总。还有些表格设计为教学评价,这类型表格主要用于教学互动,对于教学完成后的交流,参照理论课教学部分的教学评价内容设计表格,同时增加实验教学部分,采用打分与留言相结合的方式,并设计为匿名评论的形式,使得采集的评价意见较为客观。安全管理方面,设计的表格以巡查为主,这部分的使用人员主要是实验室管理人员,因此分为用电安全、化学安全、用气安全、用水安全等内容,设计了现场拍摄照片的形式,便于形成档案。

图3 填写表单设计

4 实验室管理二维码应用管理效果

草料二维码的实验室管理平台平稳运行了3 个学期,共计有94 台实验教学设备,设计了22 个表单填写模板,共计2 134 名学生进行了实验预约登记,形成实时可靠的管理数据8 000 余条。导出的Excel 数据如图4 所示,平台提供了灵活的数据导出模式,可以根据日期将所有数据导出为Excel,也可以根据人员查找,导出该人员所有的填报数据。基于导出的数据,该平台实现了数据的及时整理,完成了实验室全过程的数据化管理。

图4 数据导出

5 结语

在当今信息化时代,紧跟时代趋势、顺应时代趋势发展实验室信息化管理,能有效提升实验室管理水平与质量。本文所尝试的基于微信二维码程序的实验室信息化管理平台是一个完全开放、简单易用的平台。该平台经过几个学期的管理实践,已经逐步在各个模块中得到完善与改进。相信经过应用与实践的反馈,该平台可以逐渐成为一个有效的实验室管理平台。