本科创新实验室的建设与管理实践

本科创新实验室的建设与管理实践徐雷;乜鹏【摘要】创新实验室是大学生把理论知识向实践认知和能力转化的重要场所，其设立对于对本科生的创新意识培养尤为重要.在创新实验室建设和管理期间，借助互联网技术，采用监控平台、门禁授权和签名制度三种方式进行综合管理，可为本科生提供良好的创新活动环境.在此创新实验室中大学生团队协作开展创新活动，取得了很好的效果.【期刊名称】《实验室科学》【年(卷)，期】2019(022)004【总页数】4页(P160-163)【关键词】创新实验室;互联网;实验室管理【作者】徐雷;乜鹏【作者单位】南开大学现代远程教育学院，天津300350;南开大学网络空间安全学院天津300350【正文语种】中文【中图分类】G482大学生科技创新能力的培养是高校实施创新人才培养的重要举措，开展本科生的创新实验，是创新能力培养行之有效的方法之一[1]。2016年7月28日，《国务院关于印发〃十三五”国家科技创新规划的通知》中指出需以科技创新为弓I领开拓发展新境界，加速迈进创新型国家行列，加快建设世界科技强国。改革传统的实验教学模式，建立新型创新实验室的思想已经深入到南开大学的教学科研工作之中。南开大学原计算机与控制工程学院（现已拆分为计算机学院、网络空间安全学院及人工智能学院，以下简称〃计控学院”）为增强本科生创新意识，提高其创新能力，在南开大学信息东楼六楼设立7间本科创新实验室，其中包括2间创新研讨室以及5间专业创新实验室。本科生在开始使用实验室时，一方面对实验室的设置和仪器设备操作方法不够熟悉，有可能发生误操作，造成实验室安全事故；另一方面，虽然目前的实验室管理制度已经比较完善，但在实际的执行过程中缺乏必要的技术保障，管理制度约束力较降低。针对本科创新实验室的以上特点［2］，本文对其建立和管理过程中的实践进行了探讨。1本科创新实验室的建设实验室是大学生把理论知识向实践认知和能力转化的重要场所，是高校人才培养和科技创新的重要基地。本科生由于学习阶段还未深入精进，对于实验室的了解不多;且多年以来的学习都是在教学楼中度过，与实验室的关联少之又少;加之本科生的时间细碎，无法长时间在实验室参与工作，很少有机会能够在实验室进行科技创新实践［3］。基于以上问题，致力于为学生营造良好的创新活动环境，并保障学生安全、有序、合理地使用实验室，在本科创新实验室建设阶段，对7间本科创新实验室进行了统一布置和功能分类，并安装了门禁及监控系统，进行集中式管理。1.1实验场地和配置传统的实验室用途以个人或小组科学研究为主，布局大多采用相互独立的个人工位形式。而本科创新实验室的用途在于为本科生的创新活动提供研讨交流场所，其室内布局应更有利于学生合作学习研讨、共同创新工作的开展。如图1所示，在创新实验室中还配置了独立的讨论和交流空间，也为中小型学术研讨会提供了条件，为本科生创新团队的共同学习进步创造了条件。固定的学生实验场地建设是学生课夕卜科研活动开展的基本保障，如果没有固定的实验场所，无法为学生配备必要的实验设备，学生就会因为缺乏必要的物质条件而使得实验和创新的积极性受挫。有了相对固定的实验场所，就可以设置一些学生工位，以便学生存放书本资料和日常用品，同时提供给学生必要的电源和网络供应，可以让学生在创新实验室中更有主人翁意识，提高学生的自主学习兴趣。图1本科创新实验室部分照片1.2监控系统安装实验室安全是实验室正常运行的基础保障，是实验室管理的重中之重。本科生由于之前对实验室的接触不多，对实验室安全的重要性理解不透，对具体安全注意事项掌握不够充分，可能会造成一些实验室的安全隐患［4-5］。同时本科生创新实验室内人员并不完全固定，流动性强，这也带来了实验室内私人和公共物品损毁和丢失的可能。为确保本科创新实验室内秩序稳定，保证实验室内科研创新活动有序开展，增强学院对实验室的安全管控，在实验室建设期间，安装了实验室监控系统，监控系统硬件配置如表1所示，监控设备涉及前端产品、存储解码和数据传输，确保监控设备在断网断电情况下的数据安全存储，在高低温条件下监控设备仍然可以正常运作，同时还有人脸识别、音频异常检测、物品遗留检测等智能报警功能，多方位保证实验室安全。表1创新实验室监控系统硬件配置名称产品类别型号单位数量前端设备2系列半球型网络摄像机DS-2CD2725FIS（变焦）台12存储设备NVR77系列DS-7716N-K4台1希捷监控级海康专供盘ST4000VX000-520个2解码显示设备265解码器DS-6901UD台1监视器DS-D5043FC台1传输设备交换机DS-3E0318P-S台1交换机DS-3E2310-H台1辅助设施DS-1LN5E-S台13门禁系统的安装传统实验室的人员相对固定，进出实验室的权限变更周期较长。目前由于创新实验室使用人员不固定，本科创新实验室对于门禁系统的依赖程度较高，在日常创新实验室的使用和维护中，需要对人员的频繁出入进行严格管理［6］。门禁系统使用电磁锁进行锁闭，开门时使用学生的〃一卡通”进行读卡开启。通过使用管理软件和硬件设备来对〃一卡通”设置门禁权限，门禁权限的管理制度将在本文2.2节进行说明。通过使用门禁系统，创新实验室有效控制了人员的访问和进出，做到了对实验室的使用权限的监管，提升了实验室的安全保障，有效地把控了科研资源，提高了实验室的有效利用率。2管理实施方案对传统实验室而言，实验室管理所需要的管理员比较多，特别是开放的较大型的实验室，这使得实验室的日常维护管理成本较高［7］。本科创新实验室结合现代信息技术，采用了电子监控技术和互联网平台的实验室审批，减少了实验室看管和维护的人力成本，同时提高了实验室的安全水平。1.4监控平台创新实验室建设阶段安装监控设备的工作完成后，在实验室的使用期，使用了图2所示的统一视频监控回放平台进行实验室监控管理。平台可以做到实时监控以及可溯追踪1个月内的实验室的使用情况和安全隐患。屋内物品遗失、未按照实验室规定使用设备等情况都可以找到相关责任人，通过监控平台的管理和监控，实验室负责人可以合理有效地保障学生及设备的安全。相对于传统的分配专人到各个实验室进行一对一管理，使用监控平台的一对多管理方式以更少的人力成本有效维护了创新实验室正常使用。图2监控平台界面照片1.5门禁授权制度在门禁授权管理上，实验室开放的不同时期使用了两种不同的策略，在实行之时都取得了良好的效果。通过互联网平台研发在线申请模块。在实验室开放初期，由于本科创新实验室开放不久，知名度较小，大部分学生依旧保持在教学楼学习的习惯，并未感受到创新实验室提供给大家的良好研讨交流环境，使得实验室利用率低，且信息不共享，导致了实验室资源浪费［8-9］。为了提高创新实验室的宣传力度，吸引更多的学生前来使用，在学院网站上开发了创新实验室预约审批系统。该系统基于计控学院官网，集学生预约查询、预定、实验室管理于一体。基于互联网数据库，学生可以查看每个创新实验室功能和条件，并根据需要进行预约，后台管理员用户可以对学生的预约进行审批，操作界面如图3所示。这种方式可以有效减少申请人员和管理人员的工作量，并且避免了审批和申请重复的情况发生，增加了本科创新实验室的可用性，提高了实验室的利用率。图3学院网站本科创新实验室预约管理模块教师推荐申请制度。在实验室开放后期，学生体验到了创新实验室带给大家的良好科研创新环境，申请人数迅速增加，创新实验室在一段时间内使用达到饱和，导致后续有需要的学生无法申请，影响了创新活动效率。经过沟通协调，在门禁授权管理上采用了教师推荐申请的方式。教师推荐申请为以比赛为目进行组队的学生准备，带队教师可以为参赛队伍推荐申请创新实验室。实行教师推荐申请制度的目的在于鼓励学生积极参与创新类比赛，在实践中产生创新成果。申请表如图4所示。图4创新实验室申请表1.6注意事项签名制度本科创新实验室作为用于本科生创新实验的公共平台，同时也是提高高校实验教学水平的有力途径。完善的创新实验室管理制度是实验室工作顺利进行的保障，想充分发挥本科创新实验室的作用需要制定有力的制度体系［10］。防范实验室安全事故的发生，制定实验教学工作规程，通过制定严格的本科创新实验室工作注意事项、开放实验室使用流程、设备管理办法等各类制度，以学生签名的方式，确保各注意事项明确，落实到位，既可以有效地管理实验室，又可以培养学生的团队意识、责任心和自我管理能力［11］。其中注意事项包含实验室卫生和秩序、实验室水电安全、仪器使用、申请规则等，签名后交由学院行政部门留存，如图5所示。图5创新实验室使用须知3管理效果在前期的建设和多种管理举措下，7间本科创新实验室对于学院1500名本科生的创新活动产生了重大影响，增强了学生的创新意识、提高了科研创新能力，激发了参加创新型比赛的热情。在2017-2018学年，本科创新实验室累计为近200名本科生的创新活动服务，为他们提供了良好的创新活动环境。在创新实验室活动中的学生团队荣获了大量创新奖项，其中一些重点奖项均在学院网站以新闻形式发布，如本科生创新科研训练项目5项获奖、24项立项、ACM-ICPC国际大学生程序设计竞赛金奖、第十五届全国“挑战杯”一等奖以及第十一届全国大学生信息安全竞赛一等奖等。除上述重点奖项外，经统计在7间本科生创新实验室内产生国家级大学生创新创业训练计划项目9项，其他国家级奖项30项，近一年成果如表2所示。表22017-2018年度获奖及立项情况奖项类别项目数获奖:国家级奖项30项获奖:省部级奖项58项立项:国家级大学生创新创业训练计划9项立项:天津市大学生创新创业训练计划5项立项:校级〃百项工程”10项4结语计算机类实验室内电子设备较多，一旦使用不当发生安全事故都会产生不良的后果，甚至酿成重大责任事故。本科创新实验室较传统实验室而言，人员更加不固定，另外卜本科生的专业知识水平相比研究生而言略显不足。在本科创新实验室的建设和使用实践中，基于这一特点的策略尤为重要。在两年间对南开大学计控学院7间本科生创新实验室的建设与管理的实践中，将互联网技术与实验室管理理念深度融合，通过使用监控平台、研发在线申请模块、推出教师推荐申请制度和实验室注意事项签名制度等方式，进一步提升了在互联网背景下实验室的安全水平，为教学、科研和人才培养的顺利开展创造了良好的学习和工作环境。参考文献(References):【相关文献】[1]沈宁娟.应用型本科院校开放创新实验室建设与管理探索[J].河南教育(高教)，2017(4):28-29.[2]吴元周，吕恒林.教研融合科研实验室促进本科创新人才培养[J].实验室研究与探索，2016,35(4):252-255.[3]任忠先，魏国丰，辛宗生，等.应用型本科创新实验室的建设与研究[J].黑龙江教育(理论与实践)，2016(12):18-19.[4]崔东杰.新时期高校实验室科学管理与维护研究[J].计算机产品与流通，2018(11):203.[5]杨然，王海军.高校计算机实验室安全管理问题及对策[J].淮海工学院学报(人文社会科学版)，2017,15(12):138-140.[6]朱莉•基于物联网的计算机实验室管理模式探究[J].船舶职业教育，2018,6(6):17-19.[7]张威.大数据背景下高校计算机专业实验室