高校实验室开放存在的问题及对策

高校实验室开放存在的问题及对策

近年来，随着高等教育改革的不断深化，特别是“教育评估”和“质量工程”的建设，高校更加重视学生实践能力和创新能力的培养。开放性实验室在培养创新、应用型人才中的作用日益凸现。但与此同时,高校实验室面临着以下两种新的情况:一方面,国家对高等教育的资金投入力度日益加大,数量众多的高质量先进仪器设备进入了实验室,对这些公共资源配置的使用,要求实验室的开放更加充分、有效。另一方面,高校在校学生人数不断增长,部分实验教学资源不足,这也要求实验室能有效、合理地开放,最大限度地提高仪器设备的使用效率。我们从东华大学材料学院教学实验中心(院级公共仪器设备服务平台)开放管理存在的矛盾和问题入手,对高校实验室开放存在的共性问题进行了剖析,设计了一套智能实验室管理系统,作为实验室开放管理的重要工具。1大学的主要问题是开放1.1实验室的开放性1.1.1仪器设备的使用故障越来越高实验室实行开放后,进出实验室的学生数量明显增加,仪器设备的使用时间和使用频率明显增加,故障率和损坏率也越来越高。即使仪器设备正常使用,也存在消耗品和自身易耗件的损耗。如果没有必要的维护保障制度和运行维修经费支持,会出现有需求的人员用不起仪器设备,管理人员怕仪器用坏修不起,不敢放手开放实验,反而造成仪器设备闲置、使用效益下降的恶性循环。1.1.2改革和发展实验委员会,对实验技术人员的工作意愿要求提高长期以来,专职实验技术管理人员一直被看成教辅人员,因此得不到应有的重视,待遇不够合理。这种情况导致部分专职实验室管理人员对实验室工作不安心,只要有机会,他们就会转岗;而高学历年轻教师也不愿从事实验室工作,认为在实验室工作没有前途。随着高校办学规模的扩大,实验室拥有的仪器设备不仅数量和种类增多、价值增高,而且科技含量和精密度提高,致使实验技术人员的整体水平跟不上仪器硬件建设的发展,严重影响了仪器的先进功能在教学和科研中的充分发挥。实验教学体系改革和开放性实验室也加重了实验技术人员的工作量,使他们没有足够的时间去精心维护和保养仪器设备、开发仪器设备功能,更谈不上科研和创新。实验人员队伍不稳定和发展缓慢,已经严重阻碍了教学改革和科研创新。1.1.3实验室基础安全投入不足开放实验室的运行使高校实验室的教学与科研活动更加频繁,实验室专职实验人员明显不够,临时工和学生到实验室值班的情况已很普遍,但相应的安全措施往往没有落实,给实验室留下了不少安全隐患。改进高校实验室的安全状况需要资金投入,而有些学校的资金又非常有限,学校领导往往更加偏重能够给学校带来一定效益的投入,忽视实验室的基础安全措施建设。例如由于实验室用房紧张,一些实验的安全操作距离不够,尤其在做化学实验时容易发生拥挤、碰撞,引发安全事故。开放实验室还面临实验药品的开放问题。在药品的管理中,药品的准确数量特别是液体药品的准确数量管理存在问题,具有毒性、腐蚀性的危险药品一旦丢失会造成的严重后果。1.1.4开放实验室的管理模式实验室开放不是时间、空间的简单开放,也不是教学内容和仪器设备的简单开放,实验室开放必须有先进的管理理念和管理制度作保障。开放实验室存在着实验时间不确定性、实验项目多样性、实验内容多变性、实验对象多层次和多专业等问题。这种不确定性和多变性,给教师和实验技术人员增加了工作量和工作的繁琐度。高校的领导、教师、实验室技术人员需要从根本上转变管理理念,管理理念的转变还必须有制度改革的保障。1.2依托实验中心,建立实验平台东华大学材料科学与工程学院是在1954年创建的化纤学科基础上发展起来的,是全国首批博士学位授予权高校。1992年学院建立了“纤维材料改性国家重点实验室”。学院一贯注重学生的动手能力和实验创新能力,在20世纪90年代成立了学院实验中心并实行仪器设备开放管理,2008年实验中心和纤维国家重点实验室内部管理机制合并,组建了学院公共仪器设备服务平台。实验室开放也面临一些新的问题。1.2.1实验室专职队伍总体投入不足,符合学校发展的需要学院学科建设迅猛发展,近5年来完成科研项目500多项,获国家级科技奖10多项、部省市科技进步奖40多项,获批准各类专利200多项;年平均科研经费达5000万元左右。近3年来,学院对实验室投入力度明显增加,“211工程”建设经费、重点学科经费、国家重点实验室经费等在设备上的投入每年超过1000万元。学院近5年来仪器设备台数增加超过1倍,价值大于10万元的大型仪器设备增加了3倍。特别是2007年以后学院搬迁至郊区大学城的新址,实验室用房面积极大地改善,几乎比原来增加了1倍(见表1)。面对实验室建设的飞速发展,实验室管理水平和制度远远滞后,其中有一个很重要的原因就实验室专职队伍建设成了薄弱环节。从表1可知,近10年来实验室专职队伍建设是严重落后的,年龄严重老化。虽然学院制定了一些对实验室人员的倾斜政策,但是总体来说,实验室人员的工作仍然力不从心。1.2.2改革实验体系,强化学生自主发展意识近10年来,学院在校本科生和研究生人数增加迅速,2010年研究生招生数超过本科生招生数近10%,成为研究型学院(见表2)。学院坚持本科毕业论文人手一个研究题目,而本科生和研究生的很多实验都在实验中心完成。随着实验中心的实验量急剧上升,在实验室的使用上,25%用于实验教学,75%用于开放实验。学院为加强学生动手能力和创新能力培养,进行了教学改革、实验体系的改革和“质量工程”建设,使实验课程和实验数量成倍增加。仅2009年申报批准的创新项目就包括国家级12项、校级12项和院级17项。为保证正常开放,实验室从管理制度上和管理模式一直在改进,例如:实验室聘请学生做助教、助管;聘请教授作大型仪器责任人,负责功能开发使用;学生进入实验室必须由导师签字认可;仪器设备有偿使用。实验中心制定了一些新的规章制度,如“实验室开放条例”、“实验室仪器设备开放使用办法”、“实验室仪器设备开放使用办法”及“开放仪器设备收费条例和标准”。学校还制定了相关政策,如“大型仪器设备维修基金”、“实验室岗位聘任和考核条例”等。但是这些管理模式的改变最终要由实验室管理队伍去执行,而实验室专职人员是实验室管理的主体,没有他们的工作热情和工作积极性作保障,所有的管理理念、管理模式都会成为空话,所有的管理制度都会大打折扣,最终给教学、科研及实验室建设带来损失。1.2.3实验室使用研究生的实现途径和方法实验室开放首先要求实验室从时间上、空间上开放。时间开放就是除工作时间外,还要在非工作时间段开放实验室。由于学院搬迁郊区大学城后,实验室教师上班路途遥远,并且基本满负荷工作,再加班加点困难很大。虽然在实验室开放中,大量使用研究生担任助教、助管,但是由于学生的能力和素质参差不齐,可能给实验室安全带来隐患。空间开放是将实验室仪器设备等公共资源提供给教师、学生,供教学科研活动共享。学院新校区的实验室面积大约是50m2,每个实验室房间要放置十几台甚至几十台仪器设备,如果学生不遵守实验室管理制度,(特别是在非工作时间),实验室仪器设备的安全就得不到保障,实验室的开放就会变得不可控制。2智能实验室管理系统是解决大学实验室开放问题的好方法2.1人工记录数据的检查在当前高校教学、科研改革发展的大背景下,实验室开放是必然趋势,是不可动摇的建设方向。但实验室的开放必须有政策和制度保证,要有资金支持,而制度的执行需要公正、透明,经费分配落实必须有据可查,而且要改变人工记录数据的随意性。因此,实验室管理必须有强有力的辅助工具。实验室专职人员是实验室管理的主体,开放实验室的主要工作是由实验技术人员来完成的,所以建设好实验队伍是实验室开放的关键因素,提升实验室专职队伍的工作职能和岗位职责是必须解决的问题。把实验人员从简单繁琐的劳动中解放出来,把实验室管理人员从拿着钥匙开门,简单操作仪器设备中解放出来,提高工作效率,提升实验人员工作技术性,让实验室管理人员成为仪器设备正常使用的培训员、保障员,实验室安全的巡视员,这需要实验室管理有强有力的辅助工具。2.2实验室管理信息化的必要性经实践初步证明,我们设计的“实验室智能管理系统”是一套很好的实验室管理的辅助工具。该系统于2008年正式立项,联合上海万欣计算机科技有限公司完成。它针对高校实验室建设和管理的进一步规范化、复杂化的需求,针对实验室管理工作繁重和复杂情况,以及实验室的资产、人员和教学等管理给管理者带来了巨大的工作强度和压力,运用现代计算机信息技术,进行科学的信息化管理,提高了工作效率和实验室管理水平。通过智能实验室管理系统来规范实验室的规章制度执行,可以改变实验室专职技术队伍的工作职责,提升实验人员的战斗力,解决实验室开放的实际问题,成为实验室管理中必不可少的重要辅助工具。3智能实验室管理系统的策计方案3.1加强实验室主管部门的管理,节约成本,提高服务质量,是市场旨在运用计算机软件技术、智能卡技术和网络技术,以先进的管理理念为指导,实现对实验室使用的全过程管理,减轻对实验室管理者的工作负担,提高工作效率和对外服务水平;加强实验室主管部门对设备和材料的计划、采购、使用和维修的宏观控制,以节约成本,提高利用率;为管理部门对实验室进行管理、监督、调控等提供详实的数据支持,有效提高投资效益;提高管理人员的自身技术水平和管理能力,保证设备正常运行,保证教学科研实验的正常进行;为实验室的评估提供原始资料和基本数据,满足学校上报数据的需求。3.2数据库存储方式基于校园网和校园一卡通现有技术,前台运用ASP.NET技术,采用B/S和C/S结合的模式,后台使用微软SQLSERVER2000数据库存储数据。系统主要由管理软件平台,管理硬件平台(见图1)两部分组成。3.3实验实验教学、实验室管理子系统管理软件平台包括实验室开放子系统、实验教学子系统、实验室管理子系统、数据采集分析子系统等。实验室开放子系统包括:预约排队站位、预约审批、仪器设备运行使用、收费及资金管理、培训管理、用户信誉积分等功能模块。实验教学子系统包括:实验任务安排、实验项目分批、实验质量管理(实验预习管理、实验考勤管理、实验过程管理、实验报告管理、实验成绩管理)、实验教学资源管理(实验教学课件管理、实验教学视频管理、实验题库管理、参考资料管理)等功能模块。实验室管理子系统包括:仪器设备管理(仪器设备分类入库和退库管理、维修保养管理、仪器设备借用管理)、低值易耗品管理(出入库管理、领用归还管理、定额定量管理、购置计划管理)、实验室队伍管理(工作日志管理、岗位职责管理、评教管理)、管理员用户管理等模块。数据采集子系统包括:出入管理、考勤登记、预习检校、实时计费功能、信息数据查询、仪器测试数据的打包封存模块。3.4智能监控系统的构成系统硬件平台包括门禁控制子系统、电源控制管理子系统和视频监控系统。门禁控制子系统包括:授权刷卡开门、密码开门、分配座位、预习报警、与电源控制联动防止突然断电等模块。电源控制子系统包括:过流保护、远程开关、开关监控、电流监控、与门禁系统联动控制电源开关等模块。视频监控子系统包括:远程监督、远程指导、在线听课、在线培训、实验回顾、与软件平台联动的管理监督一体化等模块。电子柜锁子系统包括:授权开关、与门禁系统联动控制开关等模块。每个子系统和模块都有其基本功能,模块和模块、模块和子系统、子系统和子系统结合又能产生新的功能,而且这种结合与叠加往往会产生“1+1>2”的功能,平台与各子系统之间的数据流通和使用相互联动。4实验室管理方面智能实验室管理系统作为实验室的必不可少的重要辅助工具,实验室的日常管理都围绕着这套系统在运行,建立了一套新工作模式。这种新的实验室开放模式就是:(1)依托智能管理系统获取大量、真实、可靠的数据信息,并提供给实验室领导者、决策者,对人力、物力、财力等资源做到最佳配置,更好统筹实验室规划,减少盲目、重复投资,提高资源利用率;(2)依托智能管理系统软件和硬件,完善实验室开放制度,加强开放制度的执行力度,保障教学体系改革和学生创新能力培养的要求;(3)通过智能管理系统,减轻实验室专职队伍的工作负荷,解放生产力,提高实验室人员岗位技能和岗位职责,提升实验室人员的战斗力,使智能系统环境下运行的实验室开放管理,更加合理、规范,更符合实际和具有科学性。4.1实验室使用远程监控系统通过实验中心门户网站公示设备特性、当前状态(运行、保养、维修、报废)、所有预约或排队情况,了解当前仪器设备谁在使用,哪些时间段还有空余,方便用户查看并预约。做到实验室开放的公正性、透明性,避免随意性和人情交易。通过高清晰视频监控系统,管理员可以对几间甚至几十间实验室和仪器的使用情况进行实时监督,减轻管理员劳动强度,甚至可以通过远程监控,在异地了解非工作时间段实验室开放使用情况,掌控实验室开放安全。通过网络电源控制器加强对有源仪器设备监管,与预约、门禁刷卡连用进行身份识别,做到“有约可用,未约禁用”,保证实验室开放的有序性,维护了预约人员的权利,落实了使用人员的责任。而且管理员无需到场,系统通过审批授权和刷卡识别,实验用户可以直接进入实验室使用权限内的仪器设备,真正做到时间、空间开放。4.2预约审批模块通过系统培训功能模块加强完善培训制度,对价值高的仪器设备建立培训档案,教师学生可以网上提出培训请求,管理员按照需求组织批量培训。对普通仪器设备,系统提供视频、资料在线培训,成绩合格者经预约可以直接使用。通过预约审批模块,当学生填写实验预约单并被确认后,会发送一封邮件给导师,具体描述学生预约情况、设备情况、实验内容等详细信息,导师可以直接在邮件中审批或修改实验条件,这样即使导师外出,通过邮件也可以对学生的预约进行审批,掌控学生实验进展。管理员只需要根据学生资质和实验条件进行审核,不需要考虑具体时间和位置的安排。两级审批制度保障了实验有效性,减少实验盲目性带来仪器设备安全隐患。通过视频监控系统,管理员可以了解到对违反操作和超越预约范围的实验,并通过电源管理系统即时终止实验。视频有自动录像功能,对实验室的异常情况和仪器损坏做到有据可查,完善了原来赔偿制度。4.3完善实验管理人员由于实现预约授权、门禁刷卡、电源控制和视频监控,实验室人员从“看门人”成为真正的管理员,通过大屏幕可以同时监控多个实验室,用更多人手和时间来做现场实验指导,解决学生的实验技术问题。通过系统下的培训制度,授予了实验用户自主使用仪器设备的权限,把实验室人员从操作员变成培训员,减轻实验管理人员的工作负荷,有更多的时间去维护仪器设备,开发仪器的新功能。用户预约的实验经过两级审批后,在管理员界面会自动生成工作表,使管理员在下班前可以知道第二天工作量,便于合理安排工作,也避免因实验的随意性而增加管理员工作负担。数据采集分析子系统可以对管理员的大部分工作提供详实、准确的工作量汇总,对管理员的工作考核、超工作量奖励提供依据,真实反映实验室人员的工作情况。4.4在线监控实验室运行情况和费用通过数据采集分析子系统和实验室管理子系统,对每个实验室或每台设备的基础信息、预约信息、申请审批、使用情况实时更新积累,使各级部门领导可以在线了解详实的各实验室基本信息,通过视频监控各实验室的运行情况或查询仪器设备的总体使用情况。合理调配维修资金和耗材使用经费,使各项资金分配变得更公平更有科学性。数据采集分析子系统具有实时计费功能,提供使用费用预交和按用户类别、实验条件、实验类型等多种模式收费,且每种模式之间可以根据设备使用情况灵活组合,做到合理收费,并在导师账户中,及时生成其所有学生的实验费用,合理调配科研费用。4.5实验数据预约、认证,提高了数据的质量和使用高清晰视频监控系统可以方便导师在异地查看学生实验情况、远程指导学生实验;实验预约审批,详实的预约单可以让导师了解学生的实验需求,并可以在线修改。系统提高了实验数据的有效性和准确性,也提高了仪器设备使用率。系统可以对实验数据打包封存,有案可查,保证实验数据在科研项目运用和撰写论文时的可靠性。4