高校實驗室開放存在的問題及對策

高校實驗室開放存在的問題及對策

近年來，隨著高等教育改革的不斷深化，特別是“教育評估”和“質(zhì)量工程”的建設(shè)，高校更加重視學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。開放性實驗室在培養(yǎng)創(chuàng)新、應(yīng)用型人才中的作用日益凸現(xiàn)。但與此同時,高校實驗室面臨著以下兩種新的情況:一方面,國家對高等教育的資金投入力度日益加大,數(shù)量眾多的高質(zhì)量先進儀器設(shè)備進入了實驗室,對這些公共資源配置的使用,要求實驗室的開放更加充分、有效。另一方面,高校在校學(xué)生人數(shù)不斷增長,部分實驗教學(xué)資源不足,這也要求實驗室能有效、合理地開放,最大限度地提高儀器設(shè)備的使用效率。我們從東華大學(xué)材料學(xué)院教學(xué)實驗中心(院級公共儀器設(shè)備服務(wù)平臺)開放管理存在的矛盾和問題入手,對高校實驗室開放存在的共性問題進行了剖析,設(shè)計了一套智能實驗室管理系統(tǒng),作為實驗室開放管理的重要工具。1大學(xué)的主要問題是開放1.1實驗室的開放性1.1.1儀器設(shè)備的使用故障越來越高實驗室實行開放后,進出實驗室的學(xué)生數(shù)量明顯增加,儀器設(shè)備的使用時間和使用頻率明顯增加,故障率和損壞率也越來越高。即使儀器設(shè)備正常使用,也存在消耗品和自身易耗件的損耗。如果沒有必要的維護保障制度和運行維修經(jīng)費支持,會出現(xiàn)有需求的人員用不起儀器設(shè)備,管理人員怕儀器用壞修不起,不敢放手開放實驗,反而造成儀器設(shè)備閑置、使用效益下降的惡性循環(huán)。1.1.2改革和發(fā)展實驗委員會,對實驗技術(shù)人員的工作意愿要求提高長期以來,專職實驗技術(shù)管理人員一直被看成教輔人員,因此得不到應(yīng)有的重視,待遇不夠合理。這種情況導(dǎo)致部分專職實驗室管理人員對實驗室工作不安心,只要有機會,他們就會轉(zhuǎn)崗;而高學(xué)歷年輕教師也不愿從事實驗室工作,認(rèn)為在實驗室工作沒有前途。隨著高校辦學(xué)規(guī)模的擴大,實驗室擁有的儀器設(shè)備不僅數(shù)量和種類增多、價值增高,而且科技含量和精密度提高,致使實驗技術(shù)人員的整體水平跟不上儀器硬件建設(shè)的發(fā)展,嚴(yán)重影響了儀器的先進功能在教學(xué)和科研中的充分發(fā)揮。實驗教學(xué)體系改革和開放性實驗室也加重了實驗技術(shù)人員的工作量,使他們沒有足夠的時間去精心維護和保養(yǎng)儀器設(shè)備、開發(fā)儀器設(shè)備功能,更談不上科研和創(chuàng)新。實驗人員隊伍不穩(wěn)定和發(fā)展緩慢,已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了教學(xué)改革和科研創(chuàng)新。1.1.3實驗室基礎(chǔ)安全投入不足開放實驗室的運行使高校實驗室的教學(xué)與科研活動更加頻繁,實驗室專職實驗人員明顯不夠,臨時工和學(xué)生到實驗室值班的情況已很普遍,但相應(yīng)的安全措施往往沒有落實,給實驗室留下了不少安全隱患。改進高校實驗室的安全狀況需要資金投入,而有些學(xué)校的資金又非常有限,學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)往往更加偏重能夠給學(xué)校帶來一定效益的投入,忽視實驗室的基礎(chǔ)安全措施建設(shè)。例如由于實驗室用房緊張,一些實驗的安全操作距離不夠,尤其在做化學(xué)實驗時容易發(fā)生擁擠、碰撞,引發(fā)安全事故。開放實驗室還面臨實驗藥品的開放問題。在藥品的管理中,藥品的準(zhǔn)確數(shù)量特別是液體藥品的準(zhǔn)確數(shù)量管理存在問題,具有毒性、腐蝕性的危險藥品一旦丟失會造成的嚴(yán)重后果。1.1.4開放實驗室的管理模式實驗室開放不是時間、空間的簡單開放,也不是教學(xué)內(nèi)容和儀器設(shè)備的簡單開放,實驗室開放必須有先進的管理理念和管理制度作保障。開放實驗室存在著實驗時間不確定性、實驗項目多樣性、實驗內(nèi)容多變性、實驗對象多層次和多專業(yè)等問題。這種不確定性和多變性,給教師和實驗技術(shù)人員增加了工作量和工作的繁瑣度。高校的領(lǐng)導(dǎo)、教師、實驗室技術(shù)人員需要從根本上轉(zhuǎn)變管理理念,管理理念的轉(zhuǎn)變還必須有制度改革的保障。1.2依托實驗中心,建立實驗平臺東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院是在1954年創(chuàng)建的化纖學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,是全國首批博士學(xué)位授予權(quán)高校。1992年學(xué)院建立了“纖維材料改性國家重點實驗室”。學(xué)院一貫注重學(xué)生的動手能力和實驗創(chuàng)新能力,在20世紀(jì)90年代成立了學(xué)院實驗中心并實行儀器設(shè)備開放管理,2008年實驗中心和纖維國家重點實驗室內(nèi)部管理機制合并,組建了學(xué)院公共儀器設(shè)備服務(wù)平臺。實驗室開放也面臨一些新的問題。1.2.1實驗室專職隊伍總體投入不足,符合學(xué)校發(fā)展的需要學(xué)院學(xué)科建設(shè)迅猛發(fā)展,近5年來完成科研項目500多項,獲國家級科技獎10多項、部省市科技進步獎40多項,獲批準(zhǔn)各類專利200多項;年平均科研經(jīng)費達(dá)5000萬元左右。近3年來,學(xué)院對實驗室投入力度明顯增加,“211工程”建設(shè)經(jīng)費、重點學(xué)科經(jīng)費、國家重點實驗室經(jīng)費等在設(shè)備上的投入每年超過1000萬元。學(xué)院近5年來儀器設(shè)備臺數(shù)增加超過1倍,價值大于10萬元的大型儀器設(shè)備增加了3倍。特別是2007年以后學(xué)院搬遷至郊區(qū)大學(xué)城的新址,實驗室用房面積極大地改善,幾乎比原來增加了1倍(見表1)。面對實驗室建設(shè)的飛速發(fā)展,實驗室管理水平和制度遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后,其中有一個很重要的原因就實驗室專職隊伍建設(shè)成了薄弱環(huán)節(jié)。從表1可知,近10年來實驗室專職隊伍建設(shè)是嚴(yán)重落后的,年齡嚴(yán)重老化。雖然學(xué)院制定了一些對實驗室人員的傾斜政策,但是總體來說,實驗室人員的工作仍然力不從心。1.2.2改革實驗體系,強化學(xué)生自主發(fā)展意識近10年來,學(xué)院在校本科生和研究生人數(shù)增加迅速,2010年研究生招生數(shù)超過本科生招生數(shù)近10%,成為研究型學(xué)院(見表2)。學(xué)院堅持本科畢業(yè)論文人手一個研究題目,而本科生和研究生的很多實驗都在實驗中心完成。隨著實驗中心的實驗量急劇上升,在實驗室的使用上,25%用于實驗教學(xué),75%用于開放實驗。學(xué)院為加強學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng),進行了教學(xué)改革、實驗體系的改革和“質(zhì)量工程”建設(shè),使實驗課程和實驗數(shù)量成倍增加。僅2009年申報批準(zhǔn)的創(chuàng)新項目就包括國家級12項、校級12項和院級17項。為保證正常開放,實驗室從管理制度上和管理模式一直在改進,例如:實驗室聘請學(xué)生做助教、助管;聘請教授作大型儀器責(zé)任人,負(fù)責(zé)功能開發(fā)使用;學(xué)生進入實驗室必須由導(dǎo)師簽字認(rèn)可;儀器設(shè)備有償使用。實驗中心制定了一些新的規(guī)章制度,如“實驗室開放條例”、“實驗室儀器設(shè)備開放使用辦法”、“實驗室儀器設(shè)備開放使用辦法”及“開放儀器設(shè)備收費條例和標(biāo)準(zhǔn)”。學(xué)校還制定了相關(guān)政策,如“大型儀器設(shè)備維修基金”、“實驗室崗位聘任和考核條例”等。但是這些管理模式的改變最終要由實驗室管理隊伍去執(zhí)行,而實驗室專職人員是實驗室管理的主體,沒有他們的工作熱情和工作積極性作保障,所有的管理理念、管理模式都會成為空話,所有的管理制度都會大打折扣,最終給教學(xué)、科研及實驗室建設(shè)帶來損失。1.2.3實驗室使用研究生的實現(xiàn)途徑和方法實驗室開放首先要求實驗室從時間上、空間上開放。時間開放就是除工作時間外,還要在非工作時間段開放實驗室。由于學(xué)院搬遷郊區(qū)大學(xué)城后,實驗室教師上班路途遙遠(yuǎn),并且基本滿負(fù)荷工作,再加班加點困難很大。雖然在實驗室開放中,大量使用研究生擔(dān)任助教、助管,但是由于學(xué)生的能力和素質(zhì)參差不齊,可能給實驗室安全帶來隱患?？臻g開放是將實驗室儀器設(shè)備等公共資源提供給教師、學(xué)生,供教學(xué)科研活動共享。學(xué)院新校區(qū)的實驗室面積大約是50m2,每個實驗室房間要放置十幾臺甚至幾十臺儀器設(shè)備,如果學(xué)生不遵守實驗室管理制度,(特別是在非工作時間),實驗室儀器設(shè)備的安全就得不到保障,實驗室的開放就會變得不可控制。2智能實驗室管理系統(tǒng)是解決大學(xué)實驗室開放問題的好方法2.1人工記錄數(shù)據(jù)的檢查在當(dāng)前高校教學(xué)、科研改革發(fā)展的大背景下,實驗室開放是必然趨勢,是不可動搖的建設(shè)方向。但實驗室的開放必須有政策和制度保證,要有資金支持,而制度的執(zhí)行需要公正、透明,經(jīng)費分配落實必須有據(jù)可查,而且要改變?nèi)斯び涗洈?shù)據(jù)的隨意性。因此,實驗室管理必須有強有力的輔助工具。實驗室專職人員是實驗室管理的主體,開放實驗室的主要工作是由實驗技術(shù)人員來完成的,所以建設(shè)好實驗隊伍是實驗室開放的關(guān)鍵因素,提升實驗室專職隊伍的工作職能和崗位職責(zé)是必須解決的問題。把實驗人員從簡單繁瑣的勞動中解放出來,把實驗室管理人員從拿著鑰匙開門,簡單操作儀器設(shè)備中解放出來,提高工作效率,提升實驗人員工作技術(shù)性,讓實驗室管理人員成為儀器設(shè)備正常使用的培訓(xùn)員、保障員,實驗室安全的巡視員,這需要實驗室管理有強有力的輔助工具。2.2實驗室管理信息化的必要性經(jīng)實踐初步證明,我們設(shè)計的“實驗室智能管理系統(tǒng)”是一套很好的實驗室管理的輔助工具。該系統(tǒng)于2008年正式立項,聯(lián)合上海萬欣計算機科技有限公司完成。它針對高校實驗室建設(shè)和管理的進一步規(guī)范化、復(fù)雜化的需求,針對實驗室管理工作繁重和復(fù)雜情況,以及實驗室的資產(chǎn)、人員和教學(xué)等管理給管理者帶來了巨大的工作強度和壓力,運用現(xiàn)代計算機信息技術(shù),進行科學(xué)的信息化管理,提高了工作效率和實驗室管理水平。通過智能實驗室管理系統(tǒng)來規(guī)范實驗室的規(guī)章制度執(zhí)行,可以改變實驗室專職技術(shù)隊伍的工作職責(zé),提升實驗人員的戰(zhàn)斗力,解決實驗室開放的實際問題,成為實驗室管理中必不可少的重要輔助工具。3智能實驗室管理系統(tǒng)的策計方案3.1加強實驗室主管部門的管理,節(jié)約成本,提高服務(wù)質(zhì)量,是市場旨在運用計算機軟件技術(shù)、智能卡技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),以先進的管理理念為指導(dǎo),實現(xiàn)對實驗室使用的全過程管理,減輕對實驗室管理者的工作負(fù)擔(dān),提高工作效率和對外服務(wù)水平;加強實驗室主管部門對設(shè)備和材料的計劃、采購、使用和維修的宏觀控制,以節(jié)約成本,提高利用率;為管理部門對實驗室進行管理、監(jiān)督、調(diào)控等提供詳實的數(shù)據(jù)支持,有效提高投資效益;提高管理人員的自身技術(shù)水平和管理能力,保證設(shè)備正常運行,保證教學(xué)科研實驗的正常進行;為實驗室的評估提供原始資料和基本數(shù)據(jù),滿足學(xué)校上報數(shù)據(jù)的需求。3.2數(shù)據(jù)庫存儲方式基于校園網(wǎng)和校園一卡通現(xiàn)有技術(shù),前臺運用ASP.NET技術(shù),采用B/S和C/S結(jié)合的模式,后臺使用微軟SQLSERVER2000數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)。系統(tǒng)主要由管理軟件平臺,管理硬件平臺(見圖1)兩部分組成。3.3實驗實驗教學(xué)、實驗室管理子系統(tǒng)管理軟件平臺包括實驗室開放子系統(tǒng)、實驗教學(xué)子系統(tǒng)、實驗室管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集分析子系統(tǒng)等。實驗室開放子系統(tǒng)包括:預(yù)約排隊站位、預(yù)約審批、儀器設(shè)備運行使用、收費及資金管理、培訓(xùn)管理、用戶信譽積分等功能模塊。實驗教學(xué)子系統(tǒng)包括:實驗任務(wù)安排、實驗項目分批、實驗質(zhì)量管理(實驗預(yù)習(xí)管理、實驗考勤管理、實驗過程管理、實驗報告管理、實驗成績管理)、實驗教學(xué)資源管理(實驗教學(xué)課件管理、實驗教學(xué)視頻管理、實驗題庫管理、參考資料管理)等功能模塊。實驗室管理子系統(tǒng)包括:儀器設(shè)備管理(儀器設(shè)備分類入庫和退庫管理、維修保養(yǎng)管理、儀器設(shè)備借用管理)、低值易耗品管理(出入庫管理、領(lǐng)用歸還管理、定額定量管理、購置計劃管理)、實驗室隊伍管理(工作日志管理、崗位職責(zé)管理、評教管理)、管理員用戶管理等模塊。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括:出入管理、考勤登記、預(yù)習(xí)檢校、實時計費功能、信息數(shù)據(jù)查詢、儀器測試數(shù)據(jù)的打包封存模塊。3.4智能監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)硬件平臺包括門禁控制子系統(tǒng)、電源控制管理子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。門禁控制子系統(tǒng)包括:授權(quán)刷卡開門、密碼開門、分配座位、預(yù)習(xí)報警、與電源控制聯(lián)動防止突然斷電等模塊。電源控制子系統(tǒng)包括:過流保護、遠(yuǎn)程開關(guān)、開關(guān)監(jiān)控、電流監(jiān)控、與門禁系統(tǒng)聯(lián)動控制電源開關(guān)等模塊。視頻監(jiān)控子系統(tǒng)包括:遠(yuǎn)程監(jiān)督、遠(yuǎn)程指導(dǎo)、在線聽課、在線培訓(xùn)、實驗回顧、與軟件平臺聯(lián)動的管理監(jiān)督一體化等模塊。電子柜鎖子系統(tǒng)包括:授權(quán)開關(guān)、與門禁系統(tǒng)聯(lián)動控制開關(guān)等模塊。每個子系統(tǒng)和模塊都有其基本功能,模塊和模塊、模塊和子系統(tǒng)、子系統(tǒng)和子系統(tǒng)結(jié)合又能產(chǎn)生新的功能,而且這種結(jié)合與疊加往往會產(chǎn)生“1+1>2”的功能,平臺與各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流通和使用相互聯(lián)動。4實驗室管理方面智能實驗室管理系統(tǒng)作為實驗室的必不可少的重要輔助工具,實驗室的日常管理都圍繞著這套系統(tǒng)在運行,建立了一套新工作模式。這種新的實驗室開放模式就是:(1)依托智能管理系統(tǒng)獲取大量、真實、可靠的數(shù)據(jù)信息,并提供給實驗室領(lǐng)導(dǎo)者、決策者,對人力、物力、財力等資源做到最佳配置,更好統(tǒng)籌實驗室規(guī)劃,減少盲目、重復(fù)投資,提高資源利用率;(2)依托智能管理系統(tǒng)軟件和硬件,完善實驗室開放制度,加強開放制度的執(zhí)行力度,保障教學(xué)體系改革和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求;(3)通過智能管理系統(tǒng),減輕實驗室專職隊伍的工作負(fù)荷,解放生產(chǎn)力,提高實驗室人員崗位技能和崗位職責(zé),提升實驗室人員的戰(zhàn)斗力,使智能系統(tǒng)環(huán)境下運行的實驗室開放管理,更加合理、規(guī)范,更符合實際和具有科學(xué)性。4.1實驗室使用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過實驗中心門戶網(wǎng)站公示設(shè)備特性、當(dāng)前狀態(tài)(運行、保養(yǎng)、維修、報廢)、所有預(yù)約或排隊情況,了解當(dāng)前儀器設(shè)備誰在使用,哪些時間段還有空余,方便用戶查看并預(yù)約。做到實驗室開放的公正性、透明性,避免隨意性和人情交易。通過高清晰視頻監(jiān)控系統(tǒng),管理員可以對幾間甚至幾十間實驗室和儀器的使用情況進行實時監(jiān)督,減輕管理員勞動強度,甚至可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控,在異地了解非工作時間段實驗室開放使用情況,掌控實驗室開放安全。通過網(wǎng)絡(luò)電源控制器加強對有源儀器設(shè)備監(jiān)管,與預(yù)約、門禁刷卡連用進行身份識別,做到“有約可用,未約禁用”,保證實驗室開放的有序性,維護了預(yù)約人員的權(quán)利,落實了使用人員的責(zé)任。而且管理員無需到場,系統(tǒng)通過審批授權(quán)和刷卡識別,實驗用戶可以直接進入實驗室使用權(quán)限內(nèi)的儀器設(shè)備,真正做到時間、空間開放。4.2預(yù)約審批模塊通過系統(tǒng)培訓(xùn)功能模塊加強完善培訓(xùn)制度,對價值高的儀器設(shè)備建立培訓(xùn)檔案,教師學(xué)生可以網(wǎng)上提出培訓(xùn)請求,管理員按照需求組織批量培訓(xùn)。對普通儀器設(shè)備,系統(tǒng)提供視頻、資料在線培訓(xùn),成績合格者經(jīng)預(yù)約可以直接使用。通過預(yù)約審批模塊,當(dāng)學(xué)生填寫實驗預(yù)約單并被確認(rèn)后,會發(fā)送一封郵件給導(dǎo)師,具體描述學(xué)生預(yù)約情況、設(shè)備情況、實驗內(nèi)容等詳細(xì)信息,導(dǎo)師可以直接在郵件中審批或修改實驗條件,這樣即使導(dǎo)師外出,通過郵件也可以對學(xué)生的預(yù)約進行審批,掌控學(xué)生實驗進展。管理員只需要根據(jù)學(xué)生資質(zhì)和實驗條件進行審核,不需要考慮具體時間和位置的安排。兩級審批制度保障了實驗有效性,減少實驗盲目性帶來儀器設(shè)備安全隱患。通過視頻監(jiān)控系統(tǒng),管理員可以了解到對違反操作和超越預(yù)約范圍的實驗,并通過電源管理系統(tǒng)即時終止實驗。視頻有自動錄像功能,對實驗室的異常情況和儀器損壞做到有據(jù)可查,完善了原來賠償制度。4.3完善實驗管理人員由于實現(xiàn)預(yù)約授權(quán)、門禁刷卡、電源控制和視頻監(jiān)控,實驗室人員從“看門人”成為真正的管理員,通過大屏幕可以同時監(jiān)控多個實驗室,用更多人手和時間來做現(xiàn)場實驗指導(dǎo),解決學(xué)生的實驗技術(shù)問題。通過系統(tǒng)下的培訓(xùn)制度,授予了實驗用戶自主使用儀器設(shè)備的權(quán)限,把實驗室人員從操作員變成培訓(xùn)員,減輕實驗管理人員的工作負(fù)荷,有更多的時間去維護儀器設(shè)備,開發(fā)儀器的新功能。用戶預(yù)約的實驗經(jīng)過兩級審批后,在管理員界面會自動生成工作表,使管理員在下班前可以知道第二天工作量,便于合理安排工作,也避免因?qū)嶒灥碾S意性而增加管理員工作負(fù)擔(dān)。數(shù)據(jù)采集分析子系統(tǒng)可以對管理員的大部分工作提供詳實、準(zhǔn)確的工作量匯總,對管理員的工作考核、超工作量獎勵提供依據(jù),真實反映實驗室人員的工作情況。4.4在線監(jiān)控實驗室運行情況和費用通過數(shù)據(jù)采集分析子系統(tǒng)和實驗室管理子系統(tǒng),對每個實驗室或每臺設(shè)備的基礎(chǔ)信息、預(yù)約信息、申請審批、使用情況實時更新積累,使各級部門領(lǐng)導(dǎo)可以在線了解詳實的各實驗室基本信息,通過視頻監(jiān)控各實驗室的運行情況或查詢儀器設(shè)備的總體使用情況。合理調(diào)配維修資金和耗材使用經(jīng)費,使各項資金分配變得更公平更有科學(xué)性。數(shù)據(jù)采集分析子系統(tǒng)具有實時計費功能,提供使用費用預(yù)交和按用戶類別、實驗條件、實驗類型等多種模式收費,且每種模式之間可以根據(jù)設(shè)備使用情況靈活組合,做到合理收費,并在導(dǎo)師賬戶中,及時生成其所有學(xué)生的實驗費用,合理調(diào)配科研費用。4.5實驗數(shù)據(jù)預(yù)約、認(rèn)證,提高了數(shù)據(jù)的質(zhì)量和使用高清晰視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以方便導(dǎo)師在異地查看學(xué)生實驗情況、遠(yuǎn)程指導(dǎo)學(xué)生實驗;實驗預(yù)約審批,詳實的預(yù)約單可以讓導(dǎo)師了解學(xué)生的實驗需求,并可以在線修改。系統(tǒng)提高了實驗數(shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)確性,也提高了儀器設(shè)備使用率。系統(tǒng)可以對實驗數(shù)據(jù)打包封存,有案可查,保證實驗數(shù)據(jù)在科研項目運用和撰寫論文時的可靠性。4